KR100406209B1 - 자동도어용 힌지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 유압식 힌지를 사용하는 강화도어를 자동 개폐하기 위한 것으로, 유압장치 대신 전동기와 클러치 및 위치센서를 포함하여 구성되는 자동도어용 힌지에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명인 자동도어용 힌지는 감속기(6)가 부착된 전동기(7), 베벨기어(5), 베벨기어에 연결된 클러치디스크(2-2), 회전축(1)에 연결된 클러치디스크(2-1), 및 도어의 회전각을 측정하는 슬리트원판(3)과 포토커플러(4)로 이루어진 위치센서를 포함하여 구성되며, 클러치디스크의 상호작용으로 인해 개폐시 인체와 충돌하는 경우에도 안전하고 장치에 무리한 힘이 전달되지도 않는다.

Description

자동도어용 힌지{Auto Door Hinge}

본 발명은 기존의 강화도어의 유압식 힌지부 형태를 그대로 가져가면서 내부를 유압장치에서 자동개폐식으로 변환한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 유압장치로 구성된 힌지부에서 유압장치 대신 전동기와 클러치 및 위치센서를 구성하여 자동개폐식으로 구성하는 것이다.강화도어란 도3에 도시한 바와 같이 강화유리를 지지하는 바(Bar)가 도어 후렘(Frame)과 바닥면 사이에 힌지 결합되어 회전하는 도어를 의미하며, 강화유리란 표면부를 압축하고 내부를 인장하여 강화한 안전유리를 의미하는 것으로서, 성형 판유리를 연화온도(軟化溫度)에 가까운 500∼600 ℃로 가열하고, 압축한 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표면부를 압축변형시키고 내부를 인장변형시켜 강화한 유리로서 보통 유리에 비해 굽힘강도는 3∼5배, 내충격성도 3∼8 배나 강하며, 내열성도 우수하며, 자동차나 항공기의 창유리, 도난방지용 창유리, 건물의 출입용문 등에 사용되고 있다.

이와 같은 기존의 수동형 강화도어는 오토 클로우저 기능을 갖기 위하여 힌지부에 강한 유압식 형태를 취함으로써 사람이 도어를 열고자 할 때 상당한 힘이 요구될 뿐만 아니라, 여러 사람이 줄 지어서 출입할 시에 유압에 의한 도어의 강한 복원력으로 인해 뒷사람이 부상 당할 수 있는 우려가 발생될 수 있으며, 특히 유아나 아동들에게는 강화도어 사용 중 손이나 신체일부에 심한 충격을 입힐 수 있는 가능성이 충분히 내재되어 있다.

또한, 기존의 유압식 강화도어는 사용횟수가 늘어감에 따라 닫힘상태에서 도어부와 닫힘면과의 유격이 발생되어 외부공기나 먼지등이 실내로 유입되는 현상이 발생하기 때문에 정기적으로 닫힘교정작업이 필요하여 유지보수에 관련된 비용이 지속적으로 발생하는 문제점이 있다.아울러, 통상적으로 사용되는 슬라이드식 자동도어는 넓은 설치공간이 확보되어야 하기 때문에 기존에 설치된 강화도어를 슬라이드식 자동도어로 변경하기에는 공간적인 제약과 설치환경적인 제약이 뒤따르게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.첫째, 기존의 유압식 강화도어의 경우 개방시 상당한 힘이 소요되는 불편함을 해소하여 노약자나 장애인의 경우라도 용이하게 이용할 수 있도록 기존의 강화도어에 설치할 수 있는 자동도어용 힌지를 제공한다.둘째, 기존의 강화도어는 유압부 종류에 따라 고정개방 가능한 것과 항시 자동닫힘형 두가지로 나누어지나, 본 발명은 이러한 두가지 요구를 자동개폐방식으로 만족할 뿐만 아니라 도어의 자동개폐 동작 시에도 사용자가 수동으로 도어를 제어할 수 있도록 기존의 강화도어에 설치할 수 있는 자동도어용 힌지를 제공한다.셋째, 기존의 유압식 강화도어의 강한 복원력으로 인하여 발생하는 안전사고를 방지하여 누구라도 안심하고 이용할 수 있도록 기존의 강화도어에 설치할 수 있는 자동도어용 힌지를 제공한다.넷째, 장기간 사용하더라도 별도의 보수작업이 필요 없는 기존의 강화도어에 설치할 수 있는 자동도어용 힌지를 제공한다.다섯째, 기존의 유압식 강화도어를 별도의 개조작업 없이 힌지부만을 간단한 교체작업을 통하여 자동개폐식으로 변환하여 경제성 및 호환성을 추구한다.여섯째, 별도의 공간확보 없이 적은 비용으로 쉽게 기존 강화도어의 유압힌지부만을 자동개폐장치로 교체할 수 있는 자동도어용 힌지를 제공한다.

제1도는 자동도어용 힌지부의 정면도, 측면도

제2도는 디스크부의 부품도제3도는 기존의 강화도어를 개략적으로 나타낸 정면도 및 단면구조도이다.

<도면의 부요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 축 2 : 클러치디스크(Clutch disk)3 : 슬리트(Slit)원판 4 : 포토커플러(Photo coupler)5 : 베벨기어 6 : 감속기

7 : 전동기 8 : 베어링9 : 케이스

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기존의 유압식 힌지장치와 동일한 외부형태를 가지면서 내부에는 유압장치 대신 감속기가 부착된 전동기, 베벨기어와 연동하는 클러치디스크, 회전축과 연동하는 클러치디스크, 및 도어의 회전각을 측정하는 위치센서를 포함하여 구성되는 자동도어용 힌지에 관한 발명으로서, 상기 전동기의 구동과 위치센서와 관계된 제어를 위한 콘트롤러부와 연결되어 강화도어의 자동개폐식 장치를 제공한다.

이하에서 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.도1에 도시된 바에 의하면, 강화도어를 자동으로 개폐하기 위한 힘(토크)과 속도를 제어하기 위하여 전동기(7)에 감속기(6)를 설치하였으며, 상기 유압식 힌지부 외형과 동일하게 가져가면서 전동기의 동력을 강화도어의 회전축(1)으로 전달하기 위하여 전동기(7)에 연결된 감속기(6)의 출력단부에 베벨기어(5)를 설치하여 전동기(7)의 회전운동의 방향을 90°변환하여 회전축(1)으로 전달하고, 베벨기어(5)의 일측에는 베어링(8)을 설치하여 베벨기어(5)의 회전시 마찰을 감소시킨다.

도2에 도시된 바에 의하면, 강화도어의 자동개폐동작 중에 사용자와의 접촉시 충격을 완화하고 동시에 사용자가 인위적인 수동개폐동작을 가할 시에도 자동도어 동작에서 수동도어 동작으로 원활히 변환될 수 있도록 회전축(1)과 연동되는 클러치디스크(2-1)과 베벨기어(5)와 연동되는 클러치디스크(2-2)를 상호 접촉시켜 클러치디스크 상호간 정지마찰력에 의하여 회전력이 전달되도록 구성하였다. 다시 말하면, 클러치디스크(2-1)와 클러치디스크(2-2)의 상호간에 작용하는 정지마찰력에 의하여 전동기(7)의 감속된 회전력이 회전축(1)으로 전달되며, 강화도어의 자동개폐동작 중에 사용자가 강화도어와 충돌하는 경우 클러치디스크 상호간에 미끄럼운동이 발생하고 클러치디스크의 상호간에 작용하는 운동마찰력에 의하여 발생한 열에너지가 충격을 흡수하게 되어 사용자의 안전을 보장하고, 본 발명인 자동도어용 힌지의 충격도 완화하여 감속기(6)나 베벨기어(5)의 피로파괴 현상을 방지할 수 있다. 또한 사용자가 클러치디스크 사이에 작용하는 정지마찰력 이상의 인위적인 힘을 가하는 경우는 전동기(7)의 회전 여부에 상관없이 사용자가 의도한 바에 따라 클러치디스크 상호간에 미끄럼운동이 발생하여 강화도어의 개폐가 이루어진다.

강화도어의 자동개폐동작시 열림위치와 닫힘위치를 선택하기 위하여 도1에 도시된 바와 같이 회전축(1)에 연결된 클러치디스크(2-1) 상부에 슬리트원판(3)과 포토커플러(4)로 이루어진 위치센서가 설치된다. 상기와 같은 구성의 본 발명은 위치센서와 관계된 전동기(7)의 구동을 제어하기 위한 콘트롤러부에 연결되고, 강화도어의 출입문에 설치된 감지센서로부터 입력된 신호에 따라 콘트롤러부에서 전동기(7)의 구동을 제어하여 자동개폐의 방향 및 위치를 제어하게 된다. 다시 말하면, 출입문에 설치된 감지센서가 출입문으로 접근하는 물체를 감지하여 콘트롤러부로 신호를 입력하면 콘트롤러부는 전동기(7)에 전원을 공급하여 전동기를 회전시키고 전동기의 회전력은 감속기(6)를 통과하면서 회전속도는 감소하는 반면 회전력은 증가하게 된다. 증가된 회전력은 베벨기어(5) 통과하면서 회전운동의 방향이 90°변환됨과 아울러 여기서 한 번 더 감속 및 회전력의 증가가 이루어진다. 베벨기어 (6)를 통과한 회전력은 클러치디스크 상호간의 정지마찰력에 의하여 강화도어의 회전축(1)에 전달된다. 강화도어가 회전하여 미리 설정된 개방위치에 도달하면 슬리트원판(3)과 포토커플러(4)로 이루어진 위치센서가 콘트롤러부에 신호를 입력하고 콘트롤러부는 전동기(7)의 전원을 차단하여 강화도어를 정지시키게 된다. 물체가 출입문을 통과하고 나면 감지센서가 이를 감지하여 콘트롤러부에 신호를 입력하고 콘트롤로부는 강화도어가 최초의 닫힘위치로 복귀하도록 전동기(7)에 전원을 인가하고 강화도어가 회전하여 최초의 닫힘위치에 도달하면 슬리트원판(3)과 포토커플러(4)로 이루어진 위치센서가 콘트롤러부에 신호를 입력하여고 콘트롤러부는 전동기(7)의 전원을 차단하여 강화도어의 회전을 정지시킨다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.첫째, 기존의 유압식 강화도어의 경우 개방시 상당한 힘이 소요되는 불편함을 해소하여 노약자나 장애인의 경우라도 용이하게 이용할 수 있다.둘째, 도어의 자동개폐 동작 시에도 사용자가 수동으로 도어를 제어할 수 있다.셋째, 기존의 유압식 강화도어의 강한 복원력으로 인하여 발생하는 안전사고를 방지하여 누구라도 안심하고 이용할 수 있다.넷째, 장기간 사용하더라도 사용 횟수에 관계없이 위치센서에 의한 닫힘제어가 가능함으로써 별도의 보수작업이 필요없어 경제성을 도모할 수 있다.다섯째, 기존의 유압식 강화도어를 별도의 개조작업 없이 힌지부만을 간단한 교체작업을 통하여 자동개폐식으로 변환하여 경제성 및 호환성을 추구할 수 있다.여섯째, 별도의 공간확보 없이 적은 비용으로 쉽게 기존 강화도어의 유압힌지부만을 자동개폐장치로 교체할 수 있다.

Claims (3)

1. 콘트롤러부에 의해 작동하는 전동기;

   상기 전동기와 연결되는 감속기;

   상기 감속기를 통과한 전동기의 회전력을 90°방향전환하여 전달하는 베벨기어;

   상기 베벨기어와 연동하는 클러치디스크(2-2);

   상기 클러치디스크(2-2)의 상부에 설치되어 강화도어의 회전축과 연동하는 클러치디스크(2-1);및,

   상기 강화도어의 회전축과 연동하는 클러치디스크(2-1)와 연결되어 작동하는 위치센서;를 포함하여 구성되며, 상기 베벨기어와 연동하는 클러치디스크(2-2)와 상기 강화도어의 회전축과 연동하는 클러치디스크(2-1) 상호간의 정지마찰력에 의하여 전동기의 회전력이 강화도어의 회전축에 전달되는 것을 특징으로 하는 자동도어용 힌지.
2. 제1항에서, 상기 위치센서는 슬리트원판과 포토커플러로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동도어용 힌지.
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