KR100449880B1 - 간섭 신호 송신 안테나를 포함하는 무선 도어 잠금 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 무선 교신을 통하여 도어를 잠그고 잠금 상태를 해제하는 도어 잠금 장치에 있어서, 도어 외측에서 보다 안정된 감지 거리를 제공하고 도어 내측에서 근거리 오동작을 제거하기 위한 도어 잠금 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 도어 잠금 장치는, 도어에 장착되며 무선 송수신 유니트와의 교신에 의해 도어를 잠그고 도어의 잠금 상태를 해제하는 도어 잠금 장치에 있어서, 상기 도어의 외측에 장착되는 외측 프레임과, 상기 도어의 내측에 장착되는 내측 프레임과, 상기 무선 송수신 유니트로 소정의 데이터가 실린 전파를 송신하고 상기 무선 송수신 유니트가 송신하는 전파를 수신하며 상기 외측 프레임에 장착되는 제1 안테나와, 상기 제1 안테나에 의해 발생되는 전파와 동일한 주파수를 가지며 데이터가 실리지 않는 불요파를 송신하며 상기 내측 프레임에 장착되는 제2 안테나와, 상기 무선 송수신 유니트와의 교신을 통하여 도어의 잠금 및 잠금 해제를 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 지령에 따라 구동되는 구동 수단과, 상기 구동 수단의 동력을 전달받아 이동하는 데드 볼트를 포함하는 도어 잠금/잠금해제부를 포함한다.

Description

간섭 신호 송신 안테나를 포함하는 무선 도어 잠금 장치{RF Door Locking System with Interference Signal Transmission Antenna}

본 발명의 무선 교신에 의해 도어를 잠그고 잠금 상태를 해제하는 도어 잠금 장치에 관한 것으로서, 특히 도어 내측에서의 감지 거리를 저감시켜 안정성이 향상된 무선 도어 잠금 장치에 관한 것이다.

최근에는 RF를 이용한 무선 교신을 통하여 사용자의 별도의 조작없이 도어를 잠그거나 잠금 상태를 해제하는 도어 잠금 장치가 보급되어 오고 있다. 그러나 종래의 무선 교신을 통한 도어 잠금 장치는 사용자가 전파 감지 범위에 있으면 도어의 잠금 상태를 해제하고 전파 감지 범위 바깥쪽에 있으면 도어를 잠그는 동작을 수행하는데, 사용자가 외부에서 도어를 개방하고 주택의 내부로 들어왔음에도 불구하고 도어로부터 멀리 벗어나지 않으면 도어의 잠금 상태가 해제되어 버리는 등 안정성에 문제가 있었다. 이는 일반적으로 장파 신호를 발생시키는 안테나가 도어 외측에 장착되는 도어 잠금 장치의 외측 프레임에 장착되는데 이 안테나로부터 송출되는 신호가 비록 도어에 의해 차폐되기는 하지만 어느 정도 도어의 내측으로까지 도달하여 상당한 거리에 걸쳐 내측 감지 거리를 가질 수 있기 때문이다.

이와 같이 사용자가 도어 내측에 있음에도 불구하고 도어의 잠금 상태가 해제되어 버리면 외부의 침입자가 침입할 수 있는 등 안정성에 심각한 문제를 초래한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술에 의한 무선 교신 방식의 도어 잠금 장치의 문제점을 해결하여 안정성을 고양시키는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 도어 잠금 장치의 내부 프레임의 내부 단면도.

도 2는 구동 모듈이 보이도록 되어 있는 상기 도어 잠금 장치의 내부 프레임의 내부 상세도.

도 3은 상기 도어 잠금 장치의 도어 잠금/잠금해제부의 분해 사시도.

도 4는 상기 도어 잠금 장치의 외부 프레임의 단면도.

도 5는 상기 도어 잠금 장치의 시스템도.

도 6은 상기 도어 잠금 장치와 함께 사용되는 무선 송수신 유니트의 내부 시스템도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 메인 마이크로 프로세서 3: 초단파 수신기

4: 장파 송신기 5: 마그네틱 센서

6: 메모리 20: 비상 마이크로 프로세서

22: 릴레이 33: 초단파 안테나

34: 장파 안테나 37: 혼신 신호 발생 안테나

40: 교신 개시 버튼 100: 내측 몸체부

105: 내측 프레임 110: 메인 보드

130: 구동 기구 모듈 131a, 131b: 베벨 기어

134a, 134b: 도어 잠금/잠금해제 검지 센서

135: 구동 모터 160: 데드 볼트

200: 외측 몸체부 205: 외측 프레임

220: 안테나 보드 1200: 무선 송수신 유니트

본 발명의 제1 형태에 의한 도어 잠금 장치는, 도어에 장착되며 무선 송수신 유니트와의 교신에 의해 도어를 잠그고 도어의 잠금 상태를 해제하는 도어 잠금 장치에 있어서, 상기 도어의 외측에 장착되는 외측 프레임과, 상기 도어의 내측에 장착되는 내측 프레임과, 상기 무선 송수신 유니트로 소정의 데이터가 실린 전파를 송신하고 상기 무선 송수신 유니트가 송신하는 전파를 수신하며 상기 외측 프레임에 장착되는 제1 안테나와, 상기 제1 안테나에 의해 발생되는 전파와 동일한 주파수를 가지며 데이터가 실리지 않는 불요파(데이터가 실리지 않는 전파를 의미한다. 이하 같다.)를 송신하며 상기 내측 프레임에 장착되는 제2 안테나와, 상기 무선 송수신 유니트와의 교신을 통하여 도어의 잠금 및 잠금 해제를 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 지령에 따라 구동되는 구동 수단과, 상기 구동 수단의 동력을 전달받아 이동하는 데드 볼트를 포함하는 도어 잠금/잠금해제부를 포함한다.

이러한 도어 잠금 장치에 의하면, 외측 프레임에 장착된 제1 안테나에서 발생되는 전파의 주파수와 동일한 주파수를 가지되 데이터가 실리지 않는 불요파를 내측에서 송출하는 제2 안테나를 구비함으로써 제1 안테나에 의해 발생된 전파가 도어의 내측에까지 도달하여 생기는 감지 거리를 저감시킨다. 이처럼 도어 내측에서의 감지 거리가 저감되면 사용자가 도어 내측에 있을 때 도어의 잠금 상태가 해제되어 버리는 경우가 줄어들게 되므로 무선 교신에 의한 도어 잠금 장치의 안정성을 고양시키게 된다.

본 발명의 제2 형태에 의하면, 상기 제1 형태의 도어 잠금 장치에 있어서, 상기 전파가 장파이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

본 발명에 의한 도어 잠금 장치는 내측 몸체부(100)와 외측 몸체부(200)로 구성되어 있다. 상기 내측 몸체부(100)은 도어의 내측에 고정되고 외측 몸체부(200)은 도어의 외측에 고정된다. 상기 내측 몸체부(100)와 외측 몸체부(200)가 용이하게 고정될 수 있도록 하기 위하여 상기 내측 몸체부(100)와 외측 몸체부(200) 사이에 브라켓(도시되지 않음)을 배치할 수도 있다.

도 1에는 본 발명에 의한 도어 잠금 장치의 내측 몸체부(100)의 내부 단면도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 내측 몸체부(100)는 내측 프레임(105)과, 메인 보드(110)와, 비상 제어 보드(120)와, 구동 기구 모듈(130)과, 데드 볼트(160)와, 도어 잠김 감지 센서(170)와, 를 포함한다. 그리고 내측 몸체부(100)의 일측면에는 상기 데드 볼트(160)가 진출하고 후퇴할 수 있는 슬롯이형성되어 있다. 메인 보드(110) 및 비상 제어 보드(120)는 나사 등에 의해 내측 프레임(105)에 고정된다.

도 5에는 본 발명의 일실시예에 의한 도어 잠금 장치의 제어 시스템도가 도시되어 있다. 메인 보드(110)는 메인 마이크로 프로세서(1)와 메모리(6)를 포함하고 있다. 비상 제어 보드(120)는 비상 마이크로 프로세서(20)와, 모터 드라이버(21)와, 릴레이(22)를 포함하고 있다.

한편, 내측 몸체부(110)는 사용자가 실내에서 수동으로 도어의 잠그거나 잠금 상태를 해제하기 위한 내부 버튼(7)과, 도어의 닫힘 상태를 감지할 수 있는 센서(5)와, 사용자가 ID를 입력할 수 있는 ID 입력 버튼(8)과, 기록되어 있는 ID를 삭제할 수 있는 ID 삭제 버튼(9)과, 초단파 수신부(3)와, 장파 송신부(4)와, 제2 장파 안테나(37)를 더 포함한다. 상기 내부 버튼(7)과, 센서(5)와, ID 입력 버튼(8)과, ID 삭제 버튼(9)과, 초단파 수신부(3)와, 장파 송신부(4)들은 메인 마이크로 프로세서(1)와 연결되어 신호를 주고 받을 수 있도록 되어 있으며, 제2 안테나(37)는 장파 송신기(4)에 연결되어 있다. 상기 제2 안테나(37)가 송출하는 장파에는 데이터가 실리지 않는다.

구동 기구 모듈(130)은, 모터(135)와, 상기 모터(135)의 출력축에 연결되어 있는 제1 차 베벨 기어(131a)와 상기 제1 차 베벨 기어(131a)에 제2 차 베벨 기어(131b)로 구성되는 베벨 기어와, 상기 제2 차 베벨 기어(131b)의 축에 회전 가능하게 연결되어 있는 회전 암(133)을 포함한다. 데드 볼트(160)에는 가이드 슬롯(161)이 형성되어 있으며, 상기 회전 암(133)의 일단측이 수용될 수 있는 "ㄷ"자 형상의 요홈이 형성되어 있다. 상기 가이드 슬롯(161)에는 도 3에 도시된 바와 같이 가이드 핀(166)이 관통하여, 데드 볼트(160)를 안내하게 된다.

외측 몸체부(200)는 외측 프레임(205)과, 안테나부(220)와, 외부 버튼(230)과, 비상 보드 전극(250)과, 비상 배터리(260)를 포함한다. 안테나부(220)는 초단파 안테나(33)와, 제1 장파 안테나(34)를 포함한다. 초단파 안테나(33)는 무선 송수신 유니트(1200)가 송신한 초단파를 수신할 수 있도록 되어 있으며, 제1 장파 안테나(34)는 상기 내측 몸체부(100)의 장파 송신기(4)로부터 신호를 받아 장파를 송출한다. 한편, 외측 몸체부(200)의 아래쪽에는 비상시에 비상키를 삽입할 수 있는 삽입구(도시되지 않음)가 제공된다. 그리고 외측 몸체부(200)에는 외부에서 호출할 수 있도록 하는 외부 호출 버튼(32)이 제공될 수 있다.

본 실시예에 의한 도어 잠금 장치에 사용되는 키 수단은, 본 도어 잠금 장치와 무선 교신이 가능한 휴대용 무선 송수신 유니트이다. 상기 무선 송수신 유니트(1200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 카드측 마이크로 프로세서(1201)와, 장파 수신기(1202)와, 장파 수신 안테나(1203)와, 초단파 송신기(1204)와, 초단파 송신 안테나(1205)를 포함한다.

이하에서는 본 실시예에 의한 도어 잠금 장치의 작동에 대해서 설명하기로 한다.

메인 마이크로 프로세서(1)는 무선 송수신 유니트(1200)로부터 신호가 수신되지 않거나 별도의 제어가 행해지지 않은 경우에는 모터(135)로 도어 잠금 지령을 송출하여, 데드 볼트(160)가 도어 외측으로 돌출하여 상기 데드 볼트(160)에 대응하는 위치에 형성되어 있는 도어 프레임의 요홈에 맞물리도록 함으로써 도어 잠금 상태를 유지한다.

무선 송수신 유니트(1200)를 소지한 사용자가 소정의 범위에 들어오면, 제1 장파 안테나(34)를 통해 송신된 장파를 무선 송수신 유니트(1200)의 장파 수신 안테나(1203)를 통해 장파 수신기(1202)가 수신하고, 무선 송수신 유니트(1200)의 내부 전원이 켜지고 무선 송수신 유니트의 ID 코드를 포함하는 신호를 초단파 송신 안테나(1205)를 통해서 송신하게 된다.

이 때, 외측 프레임(200)에 장착된 제1 장파 안테나(34)에 의해 발생된 장파의 감지 거리는 도 7에 점선으로 도시되어 있는 바와 같이 도어의 외측과 내측에 각각 선 A와 선 A'으로 나타낸 범위이다. 금속성 도어(300)에 의해 장파가 차폐되므로 도어의 외측에 비해 도어의 내측의 감지 거리가 짧다. 실제 사용될 수 있는 주파수 범위인 86 kHz의 장파를 사용하는 경우 외측의 감지 거리는 1.2 m 정도 나타나고 내측의 감지 거리는 50 cm 정도로 계측되었다.

그러나 50 cm의 감지 거리가 내측에서 나오게 되면 무선 송수신 유니트(1200)를 소지한 사용자가 도어를 열고 들어와서 도어의 내측에 있을 때에도 도어가 다시 개방되어 버릴 우려가 매우 높아진다.

본 발명에 의하면 도어의 내측에 장착되는 내측 프레임(100)에 제2 장파 안테나(37)로부터 데이터가 실리지 않은 불요파가 송출된다. 송출되는 불요파는 제1 장파 안테나(34)가 송출하는 장파와 주파수가 동일하다. 제1 장파 안테나(34)와 제2 장파 안테나(37)는 동일한 장파 송신기(4)에 연결되어 있는데 제1 장파안테나(34)로 전파의 파워와 제2 장파 안테나(37)로 송출되는 전파의 파워는 대략 80:20인 것이 바람직하다.

이와 같이 내측 프레임(100)에 설치된 제2 장파 안테나(37)가 전술한 바와 같이 데이터가 실리지 않고 제1 장파 안테나(34)가 송출하는 장파와 동일한 주파수의 불요파를 송출하면, 제1 장파 안테나(34)에 의해 송출된 장파와 제2 장파 안테나(37)에 의해 송출된 불요파가 서로 간섭하여 도어의 내측에서 나타나는 감지 거리가 도 7의 선 B'으로 표시된 것과 같이 현격하게 감소하게 된다. 실험에 의하면, 전술한 바와 같이 86 kHz 대역의 주파수의 장파를 사용하는 경우, 도어 외측의 감지 거리는 대략 1 m 정도로 되는 반면에, 도어 내측의 감지 거리는 10 cm 정도까지 감소하였다. 따라서, 도어의 안정성이 고양되면서도 도어 외측의 감지 거리는 크게 감소하지 않아 도어 잠금 장치의 작동에도 크게 문제를 일으키지 않게 된다.

초단파 수신 안테나(33)를 통하여 무선 송수신 유니트(1200)가 송신한 신호를 수신하면, 이 신호에 포함되어 있는 ID 코드를 해독하고 저장되어 있는 ID 코드 중에 일치하는 것이 있는지를 판단한다. 사용자는 미리 인증받은 출입자의 ID를 ID 입력 버튼(8)을 통하여 입력하여 메모리(6)에 기록하여 둔다.

일치하는 ID 코드가 있는 경우에는 정당한 출입자로 판단하고 모터(135)로 도어 잠금 해제 지령을 송출한다. 모터(135)가 구동되면, 모터(135)의 출력축에 연결되어 있는 제1 베벨 기어(131a)가 회전하게 되고, 상기 제1 베벨 기어(131a)의 축과 수직을 이루는 회전축을 가지며 상기 제1 베벨 기어(131a)에 맞물려 있는 제2 베벨 기어(131b)도 회전하게 된다. 제2 베벨 기어(131b)의 회전에 의해 제2 베벨기어(131b)의 축에 연결되어 있는 회전 암(133)이 소정의 범위로 회전하게 되는데, 상기 회전 암(133)은 데드 볼트(160)의 요홈에 걸려 있으므로, 상기 회전 암(133)의 회전에 따라 데드 볼트(160)는 도어 내측으로 후퇴하게 된다. 데드 볼트(160)는 가이드 슬롯(161)을 관통하고 있는 가이드 핀(166)에 의해 안내되어 슬라이드된다. 데드 볼트(160)가 도어 내측으로 후퇴함으로써, 도어 프레임에 형성되어 있는 요홈과의 맞물림이 해제되고, 도어 잠금 해제 상태가 된다.

한편, 무선 송수신 유니트(1200)를 소지하고 있는 사용자가 개방한 도어를 닫고 나서 도어로부터 이격됨으로써, ID 코드를 포함하는 초단파를 송신하는 동작이 종료되면, 메인 마이크로 프로세서(1)는 도어 잠금 지령을 송출하고, 이 지령을 받아 모터(135)가 상기 도어 잠금 해제시 구동 방향과 반대 방향으로 구동된다. 상기 모터(135)의 출력축에 연결되어 있는 베벨 기어(131)는 전술한 도어 잠금 해제 과정과 반대 방향으로 회전하고, 도어 내측으로 후퇴되어 있던 데드 볼트(160)는 도어 외측으로 돌출하는 방향으로 슬라이드하게 된다.

구동 기구 모듈(130)은 데드 볼트(160)의 위치를 감지하여 도어 잠금 및 잠금 해제 상태를 감지할 수 있는 제1 센서(134a)와 제2 센서(134b)를 더 포함한다. 제1 센서(134a)는 도어가 잠금 상태임을 검지하고, 제2 센서(134b)는 도어가 잠금 해제 상태임을 검지한다. 상기 센서들(134a, 134b)에 의해 검지된 결과는 메인 마이크로 프로세서(1)로 보고되어, 메인 마이크로 프로세서(1)가 도어의 상태를 파악한다. 도 2에는 데드 볼트의 위치로 도어의 잠금 상태 내지 잠금 해제 상태를 검지하지만, 베벨 기어(131a, 131b)의 위치를 검지하여 도어의 잠금 상태 및 잠금 해제 상태를 검지하도록 해도 좋다.

본 실시예에 의한 도어 잠금 장치의 내측 프레임(170)에는 도어의 닫힘 상태를 검지하는 도어 닫힘 검지 센서(170)가 제공된다. 상기 도어 닫힘 검지 센서(170)로는 마그네틱 센서가 주로 사용된다. 도어 닫힘 검지 센서(170)와 대응되는 위치에서 도어 프레임에는 자석이 설치되어 상기 마그네틱 센서와 함께 도어가 닫힘 상태인지 아닌지를 검지한다.

이상 본 발명을 도어 잠금 장치로부터 장파를 송신하고 이를 수신한 무선 송수신 유니트측에서 초단파를 송신하여 이를 수신함으로써 사용자 인증을 수행하여 도어를 잠그거나 잠금 상태를 해제하는 도어 잠금 장치에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 어떠한 형태이던지 무선 교신을 통하여 도어를 잠그거나 잠금 상태를 해제하는 모든 도어 잠금 장치에 미친다. 또한, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하고 첨부된 특허청구범위에 의해 결정된다.

본 발명에 의하면 무선 교신에 의한 도어 잠금 장치에 있어서, 도어 내측에 장착되는 내측 프레임에, 외측 프레임의 제1 장파 안테나가 송출하는 장파와 동일한 주파수의, 데이터가 실리지 않은 불요파를 송출하는 제2 안테나를 제공함으로써, 제1 장파 안테나에 의해 송출된 장파와 제2 안테나가 송출한 불요파가 서로 간섭하여, 도어 내측에서의 감지 거리가 현격하게 감소하게 된다. 따라서, 무선 교신에 의한 도어 잠금 장치에 있어서의 안정성이 현격하게 고양되게 된다.

Claims (2)

1. 도어에 장착되며 무선 송수신 유니트와의 교신에 의해 도어를 잠그고 도어의 잠금 상태를 해제하는 도어 잠금 장치에 있어서,

   상기 도어의 외측에 장착되는 외측 프레임과,

   상기 도어의 내측에 장착되는 내측 프레임과,

   상기 무선 송수신 유니트로 소정의 데이터가 실린 전파를 송신하고 상기 무선 송수신 유니트가 송신하는 전파를 수신하며 상기 외측 프레임에 장착되는 제1 안테나와,

   상기 제1 안테나에 의해 발생되는 전파와 동일한 주파수를 가지며 데이터가 실리지 않는 불요파를 송신하며 상기 내측 프레임에 장착되는 제2 안테나와,

   상기 무선 송수신 유니트와의 교신을 통하여 도어의 잠금 및 잠금 해제를 제어하는 제어부와,

   상기 제어부의 지령에 따라 구동되는 구동 수단과, 상기 구동 수단의 동력을 전달받아 이동하는 데드 볼트를 포함하는 도어 잠금/잠금해제부를 포함하는, 도어 잠금 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 전파는 장파인, 도어 잠금 장치.