JP6560435B2 - 駆動ローラ位置調節装置及びそれを含む障子自動開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動ローラ位置調節装置及びそれを含む障子自動開閉装置に関し、より詳細には、モータの回転力が伝達されて回転する駆動ローラを含む自動開閉装置を用いて障子を自動で開閉させ得るようにし、前記駆動ローラを障子に密着させる程度を調節して駆動に必要な摩擦力を得ることができるようにした駆動ローラ位置調節装置及びそれを含む障子自動開閉装置に関する。

一般に、建具は、室内と室外を隔離させる壁体の役割を果たすと同時に、陽光と外部の新鮮な空気を流入させて室内換気を可能にする役割を果たす。

前記建具は、材質又は開き方式によって様々な種類に区分することができ、開き方式によっては、障子を内側に大きく開き、閉じることができるチルトアンドターン（Ｔｉｌｔ＆Ｔｕｒｎ）方式と、リフト機能のハードウェアを用いて開閉時に障子がレールの上に持ち上げられて動くリフトスライディング（Ｌｉｆｔ Ｓｌｉｄｉｎｇ）方式などがある。

このような建具は、居間やバルコニー窓などの比較的大型建具に適用されて使用されているが、その大きさに比べて手動で作動させなければならないため、開閉時に多くの力が必要となる。

したがって、障子を自動で開閉できるように、駆動手段によって回転する駆動ローラを用いて障子をスライド開閉させ得る自動開閉建具が従来の特許文献１として先出願されている。

しかし、前記のような従来の建具に適用された自動開閉装置は、障子に設置される駆動ローラの最初の装着時にその位置が固定される構造である。すなわち、駆動ローラの位置が最初の装着時に決定されると、その後に駆動ローラの外周面と当接するようになる障子の一面との間隔を調節することが難しい。

これによって、駆動ローラの駆動に必要な摩擦力を十分に確保できないため、駆動ローラのスリップ（ｓｌｉｐ）現象が発生するおそれがあり、これは、結局、自動開閉装置が正しく作動できないなどの問題点がある。

韓国登録特許第１０−１０１５３０３号

本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたもので、モータの回転力が伝達されて回転する駆動ローラを含む自動開閉装置を用いて障子を自動で開閉させ得るようにし、前記駆動ローラを障子に密着させる程度を調節して駆動に必要な摩擦力を得ることができるようにした駆動ローラ位置調節装置及びそれを含む障子自動開閉装置を提供することにその目的がある。

上述したような目的を具現するための本発明に係る駆動ローラ位置調節装置は、窓枠フレームにスライド開閉可能に設置される少なくとも一対の障子のいずれか１つの障子に設置される駆動モータ、及び前記駆動モータの動力が伝達されて回転し、隣接設置された固定障子の一面に外周面が当接するように設置されて前記障子をスライド開閉させる駆動ローラを含む障子自動開閉装置に設置され、前記駆動ローラの外周面を障子の一面に加圧密着させる位置調節装置であって、前記駆動モータ及び駆動ローラを含む駆動モジュールに一側が結合され、他側が、前記障子に固定された固定部材にスライド可能に結合されるスライド部材と；前記スライド部材のスライド方向に沿って離隔するように障子に固定され、締結孔が備えられる支持部材と；前記締結孔に螺合時に、その先端が前記スライド部材の一面に当接してスライド部材を加圧移動させる操作部材と；を含む。

この場合、前記スライド部材の一側は、前記駆動モータの動力を駆動ローラに伝達するシャフトにベアリングを介して結合されたことをさらに含む。

また、前記スライド部材は、スライド移動が可能なように固定部材と複数の玉を媒介として結合されることをさらに含む。

また、前記操作部材の後端には、前記操作部材を回転操作できるようにレンチ溝またはボルト頭が形成されたことをさらに含む。

窓枠フレームにスライド開閉可能に設置される少なくとも一対の障子のいずれか１つに設置される障子自動開閉装置であって、前記障子のいずれか１つの障子に設置される駆動モータと；前記駆動モータの動力が伝達されて回転し、隣接設置された固定障子の一面に外周面が当接するように設置されて前記障子をスライド開閉させる駆動ローラと；前記駆動ローラの外周面を障子の一面に加圧密着させる位置調節装置と；を含む。

この場合、前記障子自動開閉装置は、前記一対の障子が互いに合わされる召合せ框内の上部又は下部、または上・下部の両方に設置されたことをさらに含む。

以上のような構成の本発明に係る駆動ローラ位置調節装置及びそれを含む障子自動開閉装置は、モータの回転力が伝達されて回転する駆動ローラを含む自動開閉装置を用いて障子を自動で開閉させ得るようにし、前記駆動ローラを障子に密着させる程度を当該建具に合わせて調節することによって、駆動ローラの駆動に必要な摩擦力を得ることができるという利点がある。

本発明に係る障子自動開閉装置が適用された建具の斜視図である。 本発明に係る建具の全体構成図である。 本発明に係る建具の室内側立面図である。 本発明に係る自動開閉装置が障子に設置される構造を示す分解斜視図である。 図３のＩ−Ｉ線断面図である。 本発明に係る駆動ローラが隣接する障子に密着した状態を示す概略的な側断面図である。 本発明に係る位置調節装置が備えられた障子の斜視図である。 本発明に係る自動開閉装置に位置調節装置が適用された斜視図である。 本発明に係る位置調節装置の分解斜視図である。 本発明に係る位置調節装置の設置状態を示す側断面図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例に対する構成及び作用を詳細に説明すると、次の通りである。

ここで、各図面の構成要素に対して参照符号を付加するにおいて、同一の構成要素に限っては、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同一の符号で表記されたことに留意しなければならない。

図１は、本発明に係る障子自動開閉装置が適用された建具の斜視図であり、図２は、本発明に係る建具の全体構成図であり、図３は、本発明に係る建具の室内側立面図である。

図１及び図２を参照すると、窓枠フレーム１０にスライド開閉可能に設置される少なくとも一対の障子２０のいずれか１つに設置される本発明に係る障子自動開閉装置１００は、駆動モータ１１０、駆動ローラ１２０、及び位置調節装置１５０を含む。

このような本発明の構成について具体的に説明すると、次の通りである。

図３及び図４を参照すると、自動開閉装置１００は、少なくとも一対の障子２０のうちスライド開閉されるいずれか１つの障子２１に設置され、障子２１を自動で開閉させる役割を果たす。前記自動開閉装置１００は、一対の障子２０が互いに合わされる召合せ框２１ａ内の上部又は下部、または上・下部の両方に設置されてもよい。本発明では、前記自動開閉装置１００が召合せ框２１ａ内の上・下部にそれぞれ設置された場合の一例を挙げて図示し、説明する。

この場合、前記自動開閉装置１００は、召合せ框２１ａに結合されるケース２１ｂを脱去する場合に、外部に露出し得る。

図５を参照すると、前記自動開閉装置１００は、スライド開閉される障子２１の召合せ框２１ａ内に設置される駆動モータ１１０と、前記駆動モータ１１０の動力が伝達されて回転し、隣接設置された固定障子２３の一面２３ａに外周面が当接するように設置されて障子２１をスライド開閉させる駆動ローラ１２０とを含むことができる。

なお、前記自動開閉装置１００は、障子２１を手動又は自動で開閉できるように切り換える電磁クラッチ１３０をさらに含むことができる。電磁クラッチ１３０は、駆動モータ１１０と駆動ローラ１２０を連結するシャフト１１１上に設置されて、駆動ローラ１２０に伝達される動力を選択的に遮断するもので、停電や機器の故障時にいつでも障子２１を手動で切り換えて開放することができる。

電磁クラッチ１３０の作動原理について具体的に説明すると、駆動モータ１１０の回転軸に一体に結合された第１ギヤ１１３が備えられ、第１ギヤ１１３は、第２ギヤ１１５と噛み合わされてシャフト１１１を回転させる方式で駆動ローラ１２０を駆動させる。このとき、前記第２ギヤ１１５は、シャフト１１１上に空回り可能に結合された状態である。そして、シャフト１１１の同一軸線上には、電磁クラッチ１３０が第２ギヤ１１５と並列に結合される。電磁クラッチ１３０は、シャフト１１１と一体に結合されて回転するもので、内部には電磁石（図示せず）が備えられる。

したがって、前記電磁クラッチ１３０の電磁石に電流を印加すると、磁力によって、隣接して設置された第２ギヤ１１５が電磁クラッチ１３０に付いて一体に回転するようになり、これによって、駆動モータ１１０の動力を駆動ローラ１２０に伝達して障子２１を自動で開閉できるようになる。

逆に、電磁石に流れていた電流を遮断すると、電磁クラッチ１３０と第２ギヤ１１５とが離れることになり、駆動ローラ１２０に伝達されていた駆動モータ１１０の動力が遮断される。したがって、停電又は自動開閉装置１００の故障時に障子２１の円滑な手動開閉が可能になる。

この場合、前記第１ギヤ１１３及び第２ギヤ１１５は、スパーギヤで構成されても構わないが、発生する騒音を低減させることができるようにヘリカルギヤを使用することが好ましい。

図６を参照すると、前記駆動ローラ１２０は、外周面が当接するようになる障子２３との密着力を向上させることができるようにゴム又はウレタン材質で形成されてもよい。

なお、駆動ローラ１２０の外周面には、障子２３の一面２３ａとの接触時に摩擦力を付与できるように、複数の凹凸溝１２１が一定間隔で離隔して形成されてもよい。

また、前記駆動ローラ１２０の外周面と当接する障子２３の一面２３ａには、駆動ローラ１２０の最初の駆動時にスリップ現象を防止できるように、凹凸溝１２１と噛み合う凹凸パッド１２３が備えられてもよい。凹凸パッド１２３は、障子２３の一面２３ａの開閉される方向に沿って全面積に形成されてもよいが、停止していた駆動ローラ１２０を最初に駆動させる所定区間（図３参照）にのみ適用されてもよいことは勿論である。

また、前記自動開閉装置１００は、障子２１の閉動作を確認できないままその間を通過する人や物体が感知される場合、駆動モータ１１０の作動を直ちに停止させることができるように安全センサ１４０（図３参照）をさらに備えることができる。安全センサ１４０は、召合せ框２３ａ、または障子２１の閉鎖時のその先端に設置されてもよい。本発明では、召合せ框２３ａに設置された場合の一例を挙げて説明する。

図７を参照すると、自動開閉装置１００は、駆動ローラ１２０の外周面を障子２３の一面２３ａに加圧密着させる位置調節装置１５０をさらに備えることができる。すなわち、前記自動開閉装置１００の設置時に、構成物間の組立公差の誤差により駆動ローラ１２０の外周面が障子２３の一面２３ａ（図６参照）に密着しない場合が発生し得る。言い換えれば、障子２３の一面２３ａと駆動ローラ１２０の外周面との間隔が１〜２ｍｍ程度に微細に離れても動力の伝達が円滑に行われないことがある。

したがって、別途の位置調節装置１５０を設置して駆動ローラ１２０と障子２３との間隔を容易に調節することによって、障子２１の自動開閉に必要な摩擦力を付与する必要がある。

図８及び図９を参照すると、前記位置調節装置１５０は、一側が、ベアリング１５１ａを介してシャフト１１１に結合され、他側が、障子２１に固定された固定部材１５１ｂにスライド可能に結合されるスライド部材１５１と、スライド部材１５１のスライド方向に沿って離隔するように障子２１に固定され、締結孔１５３ａが備えられる支持部材１５３と、締結孔１５３ａに螺合され、その先端がスライド部材１５１の一面１５３ｃに当接してスライド部材１５１を加圧移動させる操作部材１５５とを含むことができる。

図１０を参照すると、前記スライド部材１５１は、円滑なスライド移動が可能なように、固定部材１５１ｂと複数の玉１５１ｄを媒介として結合されることが好ましい。

なお、操作部材１５５の一面には、六角レンチなどの工具を用いて回動操作できるようにレンチ溝１５５ａを備えることができる。勿論、これに限定されず、前記操作部材１５５をスパナやドライバーなどのその他の工具を用いて操作できるようにボルト頭などの様々な構造に変更して適用可能である。

また、本発明では、スライド部材１５１の一側をシャフト１１１上にベアリング１５１ａを介して結合して駆動モジュールの位置を移動させる場合の一例を挙げて図示し、説明したが、これに限定されず、駆動モータ１１０及び駆動ローラ１２０を含む駆動モジュールの位置を容易に調節できる構造であれば、様々な結合構造を変更適用できることは勿論である。

このような構造の前記位置調節装置１５０は、召合せ框２１ａ内の縦長さ方向に沿って複数個が離隔設置されて駆動モジュールの全体位置を同じ間隔で移動させることが好ましい。

このような自動開閉装置１００は、一般的なスライド建具はもちろん、リフトスライド（Ｌｉｆｔ ｓｌｉｄｉｎｇ）建具に適用されて使用されてもよい。

一方、本発明に係る建具１は、障子自動開閉装置１００以外にも、自然換気部２００、光調節部３００、開閉通知部４００、及び制御部５００をさらに含むことができる。

再び図３を参照すると、自然換気部２００は、障子２０に設置されて室内の空気を換気させるもので、このような自然換気部２００は、少なくとも一対の障子２０のうち開閉されない固定障子２３に設置されることが好ましい。

この場合、前記自然換気部２００は、室内空気中に含まれた二酸化炭素の濃度を測定する二酸化炭素センサ２１０を含むことができる。これによって、前記二酸化炭素センサ２１０で測定された測定値が基準値を超える場合、自然換気部２００を自動で作動させることができる。

この場合、前記自然換気部２００に使用される建具用換気装置に対しては、本出願人によって出願された大韓民国登録特許第１０−１２７４８３８号、登録特許第１０−１２５９６７１号、登録特許第１０−１２６０５６４号、登録特許第１０−１３０１８１１号、登録特許第１０−１２９３８５２号、登録特許第１０−１３０７６４５号、登録特許第１０−１４３３４３７号、登録特許第１０−１２９３８４６号、登録特許第１０−１２９２３６５号、登録特許第１０−１３３０４４７号、登録特許第１０−１２５２９０６号、登録特許第１０−１２７２９９４号、登録特許第１０−１３３８５４７号、登録特許第１０−１２７３０１９号、登録特許第１０−２９３８０２号、登録特許第１０−１２６３９９１号、及び登録特許第１０−１２５４４１３号のいずれか１つを適用して使用することができる。勿論、これに限定されるものではなく、一般的に建具に使用される換気装置を適用して使用してもよい。このような建具用換気装置に対する詳細な作動原理などの説明は省略する。

光調節部３００は、障子２０に備えられたガラスの一部又は全体に設置されて、ガラスの光透過率を透明又は不透明状態に切り換える役割を果たすもので、通常、「マジックガラス（ｍａｇｉｃ ｇｌａｓｓ）」とも呼ばれる。

光調節部３００に使用されるマジックガラスは、２枚のガラスの間にＩＴＯフィルム及び液晶を共に入れて圧着した接合ガラス構造である。このような光調節部３００は、マジックガラスに電圧を印加することによって、フィルムの間に分子配列が変化して瞬間的に不透明状態から透明状態に切り換えることができ、電圧の変化によって透明度の変化を自由に演出することができる。

具体的に、電圧が印加されていない状態では棒状の分子として表される液晶は、カプセルの内壁に沿って整列する。この状態でマジックガラスに入射した光は、高分子と液晶の屈折率の差及び液晶の複屈折性によって、カプセルの表面や内部で屈折する。その結果、光は直進できずに散乱して不透明に見える。

反対に、電圧が印加されると、液晶分子が電圧を印加した方向と平行になろうとする特性のため、電極に対して垂直方向に配列される。このような配列状態で、屈折率が高分子の屈折率と一致する液晶であれば、カプセルの界面がないものと同一になり、光は散乱せずに直進するようになる。したがって、マジックガラスは透明に見える。

開閉通知部４００は、建具１に設置され、障子２１が開閉されたか否かをリアルタイムで感知する感知センサ４１０を含む。

この場合、前記感知センサ４１０は、スライド開閉される障子２１と窓枠フレーム１０に互いに対応するように取り付けられて前記障子２１が開閉されたか否かを感知する少なくとも一対の磁石式センサで構成されてもよい。

具体的に、前記感知センサ４１０は、開閉される障子２１の上部、及びそれに対応する窓枠フレーム１０の対向面に埋め込まれる方式で設置されてもよい。勿論、これに限定されるものではなく、障子２１が強制開閉されたか否かを容易に感知できる位置であれば、多様に変更して適用可能である。

制御部５００は、前記諸構成要素１００，２００，３００，４００を、使用者の無線通信端末機５１０を用いて時と場所に拘らずに各機能を個別／統合制御すると共に、無線通信端末機５１０の表示窓上に前記諸構成要素の状態をリアルタイムで表示する。

具体的に、制御部５００は、無線通信を用い、無線信号がゲートウェイ（ｇａｔｅｗａｙ）に伝達された後、インターネットを介して端末機５１０のアプリケーションと接続される方式である。

この場合、前記無線通信はＲＦ通信方式を用いることが好ましい。勿論、これに限定されるものではなく、近距離通信をサポートするジグビー（ｚｉｇｂｅｅ）無線通信を適用して使用することができる。参考に、ジグビー無線通信は、近距離通信をサポートするＩＥＥＥ ８０２．１５．４標準の一つをいう。家庭、事務室などの無線ネットワーキング分野において１０〜２０ｍ前後の近距離通信とユビキタスコンピューティングのための技術である。すなわち、ジグビーは、携帯電話や無線ＬＡＮの概念で、既存の技術と異なる特徴は、電力消耗を最小化する代わりに少量の情報を疎通させる概念である。

この場合、本発明では、無線通信をＲＦ通信（ＲＦ ４４７ＭＨｚ通信方式）やジグビー無線通信を適用した場合の一例を挙げて説明したが、これに限定されず、前記無線通信は、ブルートゥース（登録商標）、Ｚ−ｗａｖｅ、ワイファイ（Ｗｉ−ｆｉ）、ワイブロ、及びＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のいずれか１つを選択的に用いることもできる。

なお、前記端末機５１０は、携帯し易く、当該アプリケーションのインストールが簡便なスマートフォンを使用することが好ましい。前記スマートフォン以外に、タブレットＰＣ、携帯電話、デスクトップコンピュータ、ノートパソコン、タブレットノートパソコン、及びＰＤＡのいずれか１つを使用することができることは勿論である。

このような構成の制御部５００は、端末機５１０の表示窓を介して、様々な機能が備えられた建具１の現在の状態をリアルタイムでモニタすることができる。

すなわち、使用者は、端末機５１０の当該アプリケーションを介して、建具１の開閉状態はもちろん、自然換気部２００、光調節部３００及び開閉通知部４００の作動をリアルタイムで確認することができる。

もし、建具１が開放されている状態であれば、端末機５１０のアプリケーションのメインメニューに備えられた自動開閉装置１００のメニューを操作して、開放された障子２１をロック設定した後、建具１の開閉通知部４００を介して防犯モードを実行させることができる。

具体的に、前記開閉通知部４００で信号を感知した場合、制御部５００では、感知された信号を受信して、信号が認可されていない侵入であるか否かを判断する。制御部５００では、優先的に障子２０が強制開放されたかを確認し、障子２０が強制開放された場合であると判断されると、直ちに警告アラームを発生させる。警告アラームは、使用者の端末機５１０と同時に、建具１自体に備えられたスピーカー（図示せず）を介して発生させることができる。

なお、制御部５００では、使用者が予め設定した知人、保安会社、管理事務所、交番などを含む特定の連絡先のうち少なくともいずれか１つに文字メッセージを送信したり、電話をかけたりして侵入状況を直ちに通報することができる。

または、前記制御部５００では、使用者の端末機５１０に侵入状況に対する警告アラームを発生させると共に、前記のような複数の措置のいずれか１つを選択できるように表示窓に表示することができる。

以上のような構成の本発明に係る建具１は、障子２０の自動開閉、自然換気、ガラス窓を透明／不透明状態に切り換える光調節、障子の強制開閉を感知する開閉通知などの様々な機能が備えられることによって、使用者の住居環境を改善することができる。

前記のような機能が備えられた建具１は、使用者が持っているスマートフォンなどの端末機５１０を用いて、場所に拘らずに様々な機能を個別／統合的に制御することができる。

以上では、本発明を特定の好ましい実施例を挙げて図示し、説明したが、本発明は、前記の実施例に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変更及び修正が可能であることは勿論である。

１ 建具
１０ 窓枠フレーム
２０ 障子
２１ スライド障子
２１ａ 召合せ框
２３ 固定障子
１００ 自動開閉装置
１１０ 駆動モータ
１１１ シャフト
１１３ 第１ギヤ
１１５ 第２ギヤ
１２０ 駆動ローラ
１２１ 凹凸溝
１２３ 凹凸パッド
１３０ 電磁クラッチ
１４０ 安全センサ
１５０ 位置調節装置
１５１ スライド部材
１５１ａ ベアリング
１５１ｂ 固定部材
１５１ｄ 玉
１５３ 支持部材
１５３ａ 締結孔
１５５ 操作部材
２００ 自然換気部
２１０ 二酸化炭素センサ
３００ 光調節部
４００ 開閉通知部
４１０ 感知センサ
５００ 制御部
５１０ 端末機

Claims (6)

1. 窓枠フレーム（１０）にスライド開閉可能に設置される少なくとも一対の障子（２０）のいずれか１つの障子（２１）に設置される駆動モータ（１１０）、及び前記駆動モータ（１１０）の動力が伝達されて回転し、隣接設置された固定障子（２３）の一面（２３ａ）に外周面が当接するように設置されて前記障子（２１）をスライド開閉させる駆動ローラ（１２０）を含む障子自動開閉装置に設置され、前記駆動ローラ（１２０）の外周面を障子（２３）の一面（２３ａ）に加圧密着させる位置調節装置であって、
   前記駆動モータ（１１０）及び駆動ローラ（１２０）を含む駆動モジュールに一側が結合され、他側が、前記障子（２１）に固定された固定部材（１５１ｂ）にスライド可能に結合されるスライド部材（１５１）と、
   前記スライド部材（１５１）のスライド方向に沿って離隔するように障子（２１）に固定され、締結孔（１５３ａ）が備えられる支持部材（１５３）と、
   前記締結孔（１５３ａ）に螺合時に、その先端が前記スライド部材（１５１）の一面（１５３ｃ）に当接してスライド部材（１５１）を加圧移動させる操作部材（１５５）とを含む、駆動ローラ位置調節装置。
2. 前記スライド部材（１５１）の一側は、
   前記駆動モータ（１１０）の動力を駆動ローラ（１２０）に伝達するシャフト（１１１）にベアリング（１５１ａ）を介して結合されたことをさらに含む、請求項１に記載の駆動ローラ位置調節装置。
3. 前記スライド部材（１５１）は、
   スライド移動が可能なように固定部材（１５１ｂ）と複数の玉（１５１ｄ）を媒介として結合されることをさらに含む、請求項１に記載の駆動ローラ位置調節装置。
4. 前記操作部材の後端には、
   前記操作部材を回転操作できるようにレンチ溝（１５５ａ）またはボルト頭が形成されたことをさらに含む、請求項１に記載の駆動ローラ位置調節装置。
5. 窓枠フレーム（１０）にスライド開閉可能に設置される少なくとも一対の障子（２０）のいずれか１つに設置される障子自動開閉装置であって、
   前記障子（２０）のいずれか１つの障子（２１）に設置される駆動モータ（１１０）と、
   前記駆動モータ（１１０）の動力が伝達されて回転し、隣接設置された固定障子（２３）の一面（２３ａ）に外周面が当接するように設置されて前記障子（２１）をスライド開閉させる駆動ローラ（１２０）と、
   前記駆動ローラ（１２０）の外周面を前記障子（２３）の一面（２３ａ）に加圧密着させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の位置調節装置（１５０）とを含む、障子自動開閉装置。
6. 前記障子自動開閉装置は、
   前記一対の障子（２０）が互いに合わされる召合せ框（２１ａ）内の上部又は下部、または上・下部の両方に設置されたことをさらに含む、請求項５に記載の障子自動開閉装置。

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