KR100298093B1 - 전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버스가 주행중에 발생하는 진동이나 풍압등에 의해 도어가 열리는 것을 방지하고자, 전동식 버스도어자동개폐기의 기어박스내의 웜휠 및 웜의 역회전을 억제하기 위하여 디스크 브레이크 장치를 제공하기 위한 것이다.

버스도어 자동개폐기의 기어박스(2)내의 볼베어링(11a)(11b)에 지지된 웜(13)이 좌측으로 이동할 수 있도록 이동단을 두고 볼베어링(11a)의 내륜과 웜(13)의 치단 사이에 웜(13)이 우측으로 탄발력을 가지도록 장전한 스프링(21)과; 볼베어링(11b)측의 기어박스(2) 우측에 형성한 단턱으로 축끼움시켜 세트스크류(30)로 고정한 고정디스크(22)와; 볼베어링(11b)을 관통시킨 웜(13) 우측단에 삽입되고 관통상태로 양쪽에 핀(23),(28)을 직각방향으로 양단이 돌출되도록 박아서 웜(13)과 축선방향으로 일체화되게 한 커플링(31)과; 커플링(31)의 양측으로 돌출된 핀(23)에 맞추어 삽입한 후 상기 고정디스크(22)와 일정거리를 갖도록 한 내경의 좌측에 트인 홈이 양측으로 형성된 회전디스크(24)와; 회전디스크(24) 우측의 스프링(25) 단측과 커플링(31) 외측의 홈에 각각 끼워서 회전디스크(24)를 커플링(31)과 동일축상에서 회전방향으로 일체화하고 고정디스크(22)와는 일정거리를 두고 좌측으로 탄발력을 가지게 한 스프링가이드(26) 및 스냅링(27)과; 커플링(31) 우측에 박은 핀(28)에 삽입되는 트인 홈을 형성한 전동기축(14)으로 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

Description

전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크장치{Disk brake for electric powered automatic bus door}

본 발명은 버스도어의 자동개폐기에 장착하는 디스크 브레이크 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 버스가 주행 중에 도어열림의 요인이 되고 있는 자동개폐기 기어박스 내부의 웜휠과 맞물림 웜의 역회전을 억제함으로써 도어열림이 방지되는 전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크 장치에 관한 것이다.

현재까지 사용되고 있는 전동식 버스도어 자동개폐기와 도어간의 작동은 도1에서 보듯이, 전동기(1)의 정·역회전력을 기어박스(2)내의 웜기어(worm gear)에 의해 드라이브샤프트(3)의 정·역회전력으로 변환시켜 제1암(4)과 제2암(5)을 접거나 펴서 도어(6)를 개폐되도록 하고 있다.

더욱 구체적으로는 도2에서 보는 바와 같이, 기어박스(2)내에는 볼베어링(11a)(11b)에 지지되고 웜휠(12)과 맞물리게 한 웜(13)축의 우측선단부와 전동기축(14)의 선단부를 커플링(15)으로 연결하여 전동기(1)의 회전력이 웜축(13)에 전달되도록 하고, 도어(6)의 개폐후에는 전동기(1)에 전원공급을 차단함으로써 전동기는 회전력을 상실하게 되고 그 후 개폐상태의 유지를 기어박스(2) 내부의 웜(13) 및 웜휠(12)과 유성기어(29)간의 치결합 마찰력에 의존하도록 한 것이다.

그러나 주행중인 버스의 도어에 상기 웜(13), 웜휠(12) 및 유성기어(29)간의 치결합 마찰력 이상의 풍압이 미치거나, 도로의 요철면 주행중에 받는 충격에 의한 진동이 치결합 마찰력을 저하시키는 경우, 풍압등에 의한 모멘트힘이 치결합 마찰력과 동일할 때까지 웜(13)이 역회전하므로 도어가 열리게 되어 외부공기가 급속히 차량내부로 유입됨에 따라 주행을 계속할 수 없게 되는 등 안전상의 문제점이 발생한다.

또한 자동개폐기의 반복 작동으로 인해 기어류의 잇빨이 마모됨에 따라 기어 간에는 틈새가 벌어져 치결합 마찰력은 감소되므로 도어는 보다 쉽게 열리게 된다.

특히, 최근에는 차량성능의 향상으로 고속주행이 가능함에 따라 주행중에 도어열림의 가능성은 더욱 높아지고 있으며, 이를 방지하기 위해 기어류의 변속비를 증가시키거나 전자브레이크 등을 부착할 수도 있으나, 이 경우는 부피가 커지고 중량이 무거워질 뿐만 아니라 제작비가 높아지는 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 도어의 닫힘상태에서 주행 중에 발생하는 풍압이나 충격에 의한 진동이 도어에 가해지더라도 도어가 열리는 것을 보다 저렴하고 완벽하게 방지할 수 있게 한 전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크 장치는 전동식 버스도어 자동개폐기에 있어서, 전동기의 회전력을 1차로 전달 받는 웜축(13)의 양쪽단을 추력에 의한 축방향 이동이 가능하도록 기계 가공을 하고 베어링(11a)과 웜의 치면사이에 추력억제용 스프링(21)을 삽입하고, 웜축의 다른쪽에는 전동기의 동력이 웜축으로 전달되도록 웜축과 전동기축을 커플링으로 연결하면서 커플링 외측에는 커플링과 같이 회전하게 되는 회전디스크와 그 회전디스크와 고정디스크의 접촉력 유지시키는 스프링(25)을 장착하고, 스프링가이드를 스냅링으로 고정하며 회전디스크 앞쪽에는 고정디스크가 위치하도록 구성한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 웜축의 한쪽단을 전동기축과 커플링으로 연결하고, 웜축의 다른 쪽단에는 웜축에 암나사를 형성하여 회전디스크를 결합하고 그 앞쪽에 고정디스크가 위치하도록 디스크하우징을 설치하면서 회전디스크와 저촉력 유지시키는 스프링(25)이 장전되도록 구성한 것이다.

도 1은 버스도어 자동개폐기와 도어간의 개략적인 작동을 나타낸 평면도

도 2는 종래의 버스도어 자동개폐기를 나타낸 횡단평면도

도 3은 본 발명에 의한 버스도어 자동개폐기에서 도어가 열림상태에 있을 때

의 기어박스 내부를 나타낸 횡단평면도

도 4는 도 3의 A-A'선 단면확대도

도 5는 본 발명에 의한 버스도어 자동개폐기에서 도어가 닫힘상태에 있을 때

의 기어박스 내부를 나타낸 횡단평면도

도 6은 도 5의 A-A'선 단면확대도

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 버스도어 자동개폐기에서 도어가 열림

상태에 있을 때의 기어박스 내부를 나타낸 횡단평면도

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 버스도어 자동개폐기에서 도어가 닫힘

상태에 있을 때의 기어박스 내부를 나타낸 횡단평면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전동기 2: 기어박스

3: 드라이브샤프트 4: 제1암

5: 제2암 6: 도어

11a,11b: 볼베어링 12: 웜휠(worm wheel)

13: 웜(worm) 14: 전동기축

15,31: 커플링 21,25: 스프링

22: 고정디스크 23,28,41: 핀

24: 회전디스크 26: 스프링가이드

27: 스냅링 29: 유성기어

30: 세트스크류 42: 디스크하우징

43: 볼트 44: 스크류

도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크 장치의 일실시예를 나타낸 횡단면도이다.

기어박스(2)내에는 볼베어링(11a)(11b)에 의해 축의 양단이 지지되어 있는 웜(13)과 전동기축(14)이 커플링(31)에 의해 결합되어 있는 상태에서 풍압등에 의해 도어가 열리려고 할 때 웜(13)이 웜휠(12)로 부터 받는 추력에 의해 좌측으로 이동할 수 있도록 축상의 이동단을 두고, 볼베어링(11a)의 내륜과 웜(13)의 치단사이에 스프링(21)을 장전하여 웜(13)이 우측으로 탄발력을 가지게 한다.

상기 볼베어링(11b)측의 기어박스(2) 우측에 단턱을 형성하여 고정디스크(22)를 끼워넣어 세트스크류(30)로 고정하고, 웜(13)의 우측단에 커플링(31)을 삽입하여 핀(23)을 웜(13) 우측단과 커플링(31)의 중심을 관통하도록 박아 커플링(31)과 웜(13)을 결합하되 핀의 길이를 충분히하여 그 양단이 커플링 위로 돌출되도록하고, 커플링(31)의 우측단 중심에는 전동기축(14)으로부터 회전력을 전달받기 위한 핀(28)을 박는다.

또, 커플링(31)과 접하는 내경에 각각 90。 의 간격으로 4개의 홈이 파여진 회전디스크(24)를 커플링(31)의 외부로 돌출된 핀(28)에 맞추어 고정디스크 방향으로 삽입한 후에는 핀(28)을 지나는데 이용되지 않은 나머지 2개의 홈에 파여진 턱에 핀(23)이 걸리게 함으로써 상기 고정디스크(22)와 일정거리를 유지할 수 있게 되고 커플링(31)이 회전할 때는 회전디스크도 함께 회전하게 된다. 회전 디스크(24) 우측에 스프링(25)을 삽입한 후 스프링가이드(26)을 끼우고 커플링(31) 외측의 홈에 스냅링(27)을 장착하여 스프링(25)이 튀어 나오지 않도록 고정하면 회전디스크(24)는 스프링(25)의 반발력에 의하여 핀(23)에 의해 걸리는 위치까지 밀려나게 된다.

그리고, 선단부 중심을 관통하는 핀(28)과 결합되는 트인 홈이 형성된 전동기축(14)을 커플링(31)의 핀(28)에 삽입하면, 전동기(1)가 기어박스(2)에 부착된 상태에서 전동기축(14), 커플링(31), 웜(13)은 동일축상에 위치하게 되며 전동기(1)의 정·역회전력을 전동기축(14), 커플링(31), 웜(13), 웜휠(12) 순으로 전달함으로써 웜휠(12)상의 드라이브샤프트(3)에 전달함에 따라 제1암(4)과 제2암(5)을 접거나 펴서 도어(6)를 개폐시킨다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 전동식 버스도어 자동개폐기는 디스크 브레이크 장치를 내부에 장착시킨 것이므로, 그 구조적인 특징상 내장형이라고 할 수 있다.

도어 자동개폐기는 개폐스위치(도시되지 않음)의 조작방향에 따라 전동기(1)의 전원극성이 바뀌게 되어 있으며, 개폐스위치의 조작전에는 전원공급이 차단된 상태에 있다.

도어를 닫을 때는 개폐스위치를 닫힘 측으로 조작하여 전동기(1)에 전원을 공급하면 전동기축(14)은 반시계방향으로 돌고, 이와 동시에 커플링(31), 웜(13), 웜휠(12), 유성기어(29), 드라이브샤프트(3) 순으로 회전력이 전달되어 제1암(4)을 밀게 됨에 따라 제1암(4)과 같이 제2암(5)이 펴지면서 도어(6)의 닫힘작동이 시작된다.

이때, 웜(13)은 리드각에 의하여 좌측방향으로 추력이 발생하게 되나 웜휠(12) 이하 드라이브샤프트(3)가 회전 중에 있으므로 추력이 작아 스프링(21)의 탄발력에 의해 억제되고, 따라서 회전디스크(24)는 본래 위치를 유지하므로 디스크 브레이크는 작동되지 않는다.

그러다가 도어가 닫힘 완료 직전에 이르면 감지스위치(도시되지 않음)에 의해 전동기(1)의 전원공급이 차단되지만 도어는 회전관성에 의하여 계속 작동되어 차체의 도어틀에 접속된다.

이어서, 제1암(4)의 작동이 구속되면 따라서 웜휠(12)의 회전도 구속되므로 웜(13)은 추력이 급격히 증가하여 스프링(21)의 탄발력을 능가하게 되므로 웜축은 이동단까지 좌측방향으로 전진하여 이동을 멈춘다.

또, 이와 동시에 웜(13) 우측의 핀(23)에 연결된 커플링(31)도 따라서 이동하므로 지금까지 커플링(31)의 양측으로 돌출된 핀(23)에 의하여 고정디스크(22)와 일정거리(웜축상의 이동단 거리의 약 1/2)를 두고 있던 회전디스크(24)가 스프링(25)의 탄발력에 의해 좌측으로 밀리면서 고정디스크(22)에 접촉된다.

이때, 좌측단의 핀(23)은 커플링(31)과 웜축(13)을 우측단의 핀(28)은 커플링(31)과 전동기축(14)을 연결하고 있으므로 웜축(13)이 추력에 의해 좌측으로 미끌어지면서 커플링 우측단에 고정된 스냅링(27)과 스프링가이드(28) 및 회전디스크가 한덩어리가 되어 좌측으로 이동하던 중 회전디스크가 고정디스크와 접촉을 시작한 이후부터는 스프링(25)을 압축하게 되고, 압축된 스프링의 탄발력으로 회전디스크(24)을 고정디스크에 밀어 붙이므로서 양디스크의 접촉에 의해 발생하는 마찰 저항력을 얻게 됨에 따라 도어의 닫힘상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이와 반대로 도어를 열때는 개폐스위치를 열림측으로 조작하면 전동기축(14)은 시계방향으로 돌고, 이어서 커플링(31), 웜(13), 웜휠(12), 유성기어(29), 드라이브샤프트(3)로 회전력이 전달되어 제1암(4)을 당기면서 도어의 열림작동이 시작된다.

이때, 웜(13)은 리드각에 의하여 우측방향으로 추력이 발생하고, 이 추력과 스프링(21)의 탄발력이 동시에 작용되면서 웜(13)이 우측방향으로 즉시 이동하여 웜축의 우측선단부가 볼베어링(11b)과 접촉하는 곳에서 그 운동을 멈추게 된다.

또, 이와 동시에 웜(13) 우측의 핀(23)에 의해 웜축(13)과 연결된 커플링(31)도 따라서 우측으로 이동하므로 스프링(25)의 압축력에 의해 고정디스크(22)와 회전디스크(24)의 접촉상태가 해제되고, 고정디스크(22)와 일정거리를 갖는 본래의 위치로 되돌아가는 상태로 열림작동이 계속되며, 열림완료 직전에 감지스위치에 의하여 전동기(1)의 전원공급이 차단되면서 열림작동이 완료되는 것이다.

따라서 상기한 자동개폐기의 디스크 브레이크는 도어가 닫힌 상태에서만 작동하여 종래의 치결합 마찰력 부족으로 인해 주행 중에 도어가 열리는 것만을 방지하게 되며, 그 외의 다른 작동에는 전혀 영향을 주지 않는다.

도 7 및 도 8은 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크 장치의 다른 실시예를 나타낸 횡단평면도이다.

이 경우는 디스크 브레이크 장치를 도어 자동개폐기의 기어박스의 외부에 장착시킨 것이므로, 그 구조적인 특징상 외장형이라고 할 수 있다.

전술한 일실시예에서는 디스크 브레이크 장치를 도어 자동개폐기의 내부에서 웜(13)의 우측단과 전동기축(14)간에 장착하고 있으나, 다른 실시예에서는 웜(13)의 좌측단을 이용하여 도어자동개폐기 기어박스의 외부에 디스크브레이크장치를 장착한 구조적 차이점외에는 그 원리 및 기능이 동일하다.

즉, 기어박스(2)내의 좌측 볼베어링(11a)측의 웜(13) 끝단에 축상의 이동단을 두고 볼베어링(11a)의 내륜과 웜(13)의 치단사이에 스프링(21)을 장전하고, 웜(13)의 좌측 선단부에 나사를 형성하여 회전디스크(24)를 체결한다.

상기 회전디스크(24)의 좌측 앞쪽에는 고정디스크(22)가 위치하도록 디스크하우징(42)내로 스프링(25)과 고정디스크(22)에 차례로 밀어 넣은 후 고정디스크(22)를 핀(41)으로 고정시킨다.

그리고, 디스크하우징(42)의 중심공을 통하여 고정디스크(22)를 볼트(43)로 고정한 후 디스크하우징(42)을 기어박스(2)에 스크류(44)로 체결하여 고정디스크(22)와 회전디스크(24)와 일정거리를 갖도록 한다.

이같은 구성에 따라 웜(13)의 우측단과 전동기축(14)이 커플링(15)에 의해 접속되도록 전동기(1)를 기어박스(2)에 체결하면 전동기축(14), 커플링(15), 웜(13), 회전디스크(24), 고정디스크(22)는 동일축상에 위치하게 되어 전동기(1)의 정·역회전력을 드라이브샤프트(3)에 전달할 수 있다.

따라서, 전술한 일실시예와는 회전디스크(24)와 고정디스크(22)가 웜(13)의 좌측에 위치하고 있는 점을 제외하고는 그 작동원리나 기능면에서 동일한 것이다.

본 발명에 의한 전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크장치는 기어박스 내·외부에서 웜의 우측단 또는 좌측단측에 부가하여 통상적인 작동에는 영향이 없고 도어가 닫힌 상태에서만 작동되게 함으로써 주행중의 풍압이나 요철도로를 지날때 발생하는 충격 및 차량의 이상 진동에도 웜의 역회전을 억제하여 도어의 열림을 완벽하게 방지하는 기능을 수행하게 된다.

이로써, 기어의 변속비를 변경하거나 별도의 전자브레이크 등을 부착하지 않고도 간단히 문제를 해결하여 경제적인 손실을 막을 수 있다.

또한, 신규나 변경이 불가피한 부분을 제외하고는 종래 자동개폐기와 호환성을 고려하므로서 실효성이 높고, 도어가 닫힐 때만 작동됨에 따라 고정디스크 및 회전디스크의 마모를 최소화하여 별도의 유지비용이 소요되지 않는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 전동기(1)의 정·역회전력을 기어박스(2)내의 웜기어에 의해 드라이브샤프트 (3)를 정·역회전력으로 변환시켜 제1암(4)과 제2암(5)을 접거나 펴서 도어(6)를 개폐되도록 한 버스도어 자동개폐기에 있어서,

   상기 기어박스(2)내의 볼베어링(11a)(11b)에 지지된 웜(13)이 좌측으로 이동 할 수 있도록 이동단을 두고 볼베어링(11a)의 내륜과 웜(13)의 치단사이에 웜(13)이 우측으로 탄발력을 가지도록 장전한 스프링(21)과; 볼베어링(11b)측의 기어박스(2) 우측에 형성한 단턱으로 축끼움시켜 세트스크류(30)로 고정한 고정디스크 (22)와; 볼베어링(11b)을 관통시킨 웜(13) 우측단에 삽입되고 관통상태로 양쪽에 핀(23),(28)을 직각방향으로 양단이 돌출되도록 박아서 웜(13)과 축선방향으로 일체화되게 한 커플링(31)과; 커플링(31)의 양측으로 돌출된 핀(23)에 맞추어 삽입한 후 상기 고정디스크(22)와 일정거리를 갖도록 한 내경의 좌측에 트인 홈이 양측으로 형성된 회전디스크(24)와; 회전디스크(24) 우측의 스프링(25) 단측과 커플링(31) 외측의 홈에 각각 끼워서 회전디스크(24)를 커플링(31)과 동일축상에서 회전방향으로 일체화하고 고정디스크(22)와는 일정거리를 두고 좌측으로 탄발력을 가지게 한 스프링가이드(26) 및 스냅링(27)과; 커플링(31) 우측에 박은 핀(28)에 삽입되는 트인 홈을 형성한 전동기축(14)으로 구성한 것을 특징으로 하는 전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전디스크(24)를 스프링(21)을 장전시킨 웜(13) 좌측선단부에 체결하고, 회전디스크(24)와 일정거리를 두고 위치하는 고정디스크(22)는 디스크하우징(42)내에 스프링(25)과 같이 밀어 넣고 핀(41)과 디스크하우징(42)의 중심공을 통하여 볼트(43)로 고정한 후 외측에서 디스크하우징(42)을 기어박스(2)에 부착되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전동식 버스도어 자동개폐기의 디스크 브레이크장치.