KR100700205B1 - 모터식 잠금장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 허브축을 중심으로 핸들에 의해 회전가능한 허브를 갖는 잠금 및 해제용 모터식 잠금장치에 관한 것이다. 가역모터는 스프링 스크류를 회전시켜 록킹 스프링을 이동시켜서 연결아암이 잠금 및 해제 위치 사이에서 수직으로 구동되도록 한다. 록킹 슬라이드는 연결아암의 단부에 장착되되 허부축과 평행한 피봇회동이 이루어질 수 있도록 구성된다. 모터가 연결아암을 잠금방향으로 구동시킴에 따라 록킹 슬라이드는 러부와 간섭결합을 이루도록 이동하여 장치가 잠금상태로 되도록 한다. 록킹 슬라이드의 피봇작동에 의해서, 허브의 회전 구속으로부터 기인된 손상유발력(damaging force)이 록킹 슬라이드를 거쳐 잠금장치, 특히 연결아암으로 전달되는 것이 방지되어 장치의 보호가 이루어지게 된다.

록킹 슬라이드가 허브와 결합 또는 해제를 위한 이동이 일시적으로 억제되는 경우에도 모터는 계속 구동되어 록킹 슬라이드의 구속이 해제되는 순간 모터를 재기동시킬 필요없이 소정의 방향으로 록킹 슬라이드의 이동이 이루어지게 된다. 록킹 스프링의 특성 및 장착구조와 스프링 스크류 나사부의 피치는 연결아암과 록킹 슬라이드가 들어올려진 가운데 계속해서 수직적으로 지지할 수 있을 정도가 되기에 적합하게 선택되어진다.

Description

모터식 잠금장치{MOTORIZED LOCKING MECHANISM}

본 발명은 전기적으로 잠겨지고 해제되는 출입문 잠금장치에 관한 것이다.

모터식 잠금장치는 전기적인 작동에 의한 잠김상태를 필요로 하는 적용분야에서 사용된다. 상기의 적용분야는 상당히 많이 존재하고 있는 바, 그 중 한 사용례로는 키패드에 의해서 동작되는 출입장치의 실외측 핸들트림(outside handle trim)을 들 수 있다. 상기와 같은 형태의 외부 트림은 상업용 빌딩의 출입문 외부에 장착되어 그 빌딩 내부로의 출입이 허가된 사람들만이 출입문을 통하여 드나들 수 있도록 하고 있다. 상기 트림에는 허브를 회전시키는 스핀들을 갖는 핸들이 포함되어 있다. 스핀들은 출입문을 관통하여 도어의 실내측에 장착된 출입장치로까지 연장되어 있다.

이와 같은 분야에서 사용되는 모터작동식 잠금장치는 핸들에 부착된 스핀들 주위의 허브가 잠금상태로 되거나 해제상태로 되도록 구동시키는 모터가 구비되어 있음이 일반적이다. 핸들을 회동시킴에 의해 허브가 회전하여 도어가 개방된다. 허브의 회전을 구속함으로서 트림이 잠겨져서 접근이 방지된다. 일반적으로 허브에는 그 주연부에 록킹노치(locking notch)가 구비되며 그 내부로 록킹 슬라이드 (locking slide)가 수용되어 허브와 핸들의 회전이 방지되도록 한다. 모터는 허브 내의잠금노치와 간섭적인 결합을 이루고 있는 록킹 슬라이드를 안쪽 또는 바깥쪽으로 구동시켜서 도어의 잠금 및 해제가 이루어지도록 한다.

키패드 제어식 장치의 경우, 사용자는 숫자 코드를 키패드에 입력시킴으로서 도어가 개방된다. 올바른 코드가 입력되면 모터가 기동되어 "액세스 피리어드 (access period)"로 불리우는 단시간 동안에 걸쳐 전기적으로 록킹 슬라이드를 허브로부터 분리시킨다. 액세스 피리어드 동안에 핸들이 회전되면 도어가 개방된다. 액세스 피리어드 경과 후에는 록킹 슬라이드가 허브를 향해 반대로 구동됨으로서 출입문이 다시 잠금상태로 되어 무단출입(unauthorized entry)이 방지된다.

모터식 잠금장치의 특별한 문제점은 록킹 슬라이드를 통해서 허브로부터 잠금장치로 전달되어 가해지는 힘(forces)과 관련이 있다. 특히 핸들이 레버식인 경우, 상당히 높은 수준의 토크(torque)가 허브에 가해지게 된다. 이와 같이 높은 수준의 토크는 록킹 슬라이드를 통해서 잠금장치의 내부 구성요소를 손상시킬 정도에 이를 수도 있다. 록킹 슬라이드는 핸들에 적용된 힘에 대응하여 회전하는 허브와 함께 회동하려 하게 될 것이다. 이와 같은 회동 동작은 도어를 개방하는 데 필요로하는 방향이 아니며, 록킹 슬라이드 장착부에서 록킹 슬라이드에 적용되는 반발력에 의해서 억제된다. 따라서 도어의 안전성 확보에 문제가 된다.

한편, 록킹 슬라이드는 살짝 젖혀지거나 엉뚱한 방향으로 약하게 움직임이 발생할 수 있는 데, 특히 낡은 잠금장치에 과도한 하중이 작용하는 경우에 그 가능성이 높다. 이와 같은 예기치 않은 이동은 모터나 잠금장치의 다른 구성부품들을 엉뚱하게 동작시킬 수 있음은 물론 록킹 슬라이드의 이동을 위한 모터식 시스템의 손상을 초래할 수도 있다.

상기 모터식 잠금장치의 또 다른 문제점으로는, 록킹 슬라이드가 잠금상태로 되거나 해제상태로 되도록 하는 이동이 일시적으로 구속된다는 데 있다. 만일 액세스 피리어드 경과 후에도 핸들이 여전히 회전된 상태로 있는 경우, 록킹 슬라이드는 허브의 록킹노치에 재결합될 수가 없다. 그리고 액세스 피리어드의 개시 전에 핸들에 회전력이 작용하는 경우, 허브와 록킹 슬라이드 사이에 작용하는 마찰력에 의해서 록킹 슬라이드의 이탈이 저지되게 된다.

모터식 잠금장치에서는 액세스 피리어드 이후 도어가 정확하게 재잠금 상태로 전환되도록 하는 것이 중요하다. 미리 핸들에 회전력을 가함으로서 도어를 개방할 수 없게 된 경우 사용자는 불편하더라 하더라도 잠금장치를 재작동시켜야 할 것이다. 그러나 사용자가 액세스 피리어드 경과 후까지 핸들을 회전시킨 상태로 유지함으로서 잠금장치가 잠금상태로 전환되지 못하도록 한 경우, 핸들을 풀은 후에 모터식 잠금장치가 자동적으로 재잠금 상태로 전환될 수 없게 되면 도어는 그대로 해제상태(unlocked)로 유지될 것이다.

자동적인 재잠금 상태를 달성하기 위한 한가지 방법은, 록킹 슬라이드를 모니터링하여 록킹 슬라이드가 이동하지 않은 경우에는 모터를 재기동시키는 것이다. 상기 방법은 센서와 부가적인 전자부품을 필요로 하기 때문에 상대적으로 비용이 많이 든다. 록킹 슬라이드의 이동이 억제되는 동안에 모터가 기동되더라도 모터 자체나 록킹장치의 여타 부품에 손상이 가해지지 않도록 모터 시스템을 적절하게 설계하는 것이 바람직하나 이는 현실적으로 커다란 어려움이 따르고 있다.

스프링을 이용하여 자동적인 재잠금이 이루어지도록 하는 방안이 알려지고 있긴 하나, 이는 록킹 슬라이드가 수직으로 이동하는 경우에 한하여 유용할 뿐이다. 모터 구동식 자동 재잠금 장치에 스프링을 사용하게 되면 수직으로 이동하는 록킹 슬라이드가 문제된다. 모터와 구동 메커니즘은 스프링을 통해서 록킹 슬라이드의 무게를 들어 올려야 함과 아울러 액세스 피리어드 동안에 들어올려진 상태가 유지되도록 하여야만 한다.

본 발명은 상기 종래기술의 단점과 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 장치의 록킹상태로부터 초래된 손상을 가할 정도의 힘이 잠금장치로 전달되는 것이 방지되도록 한 모터식 잠금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 모터식 잠금장치가 수직 사용(vertical use)에 적합하도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제작단계에서 조립 및 장착이 용이하면서도 적용장소에서는 신속한 교체가 가능한 모터식 잠금장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 외의 목적과 장점들은 이후의 설명에 의해서 명확하게 드러날 것이다.

상기의 목적과 그 외의 목적들은, 허브축 주위의 핸들에 의해서 회전가능한 허브를 갖는 잠금 및 해제 장치용 모터식 잠금장치로서의 본 발명에 의해서 달성되는 것임이 본 발명이 속한 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 이해될 것이다. 모터식 잠금장치는 가역모터와, 모터축상에 장착된 스프링 스크류 및 상기 스프링 스크류에 의해서 장치를 잠금 및 해제시키는 양 지점 사이를 이동하며 결합되는 록킹 스프링으로 이루어진다.

모터가 스프링 스크류를 어느 한 방향으로 회전시키게 되면 장치는 잠금상태로 된다. 모터가 반대방향으로 회전하게 되면 장치가 해제상태로 된다. 록킹장치는 잠금 및 해제 위치 사이에서의 이동을 위하여 장착된 연결아암을 포함한다. 록킹 스프링의 결합 지점이 잠금지점에 있을 때, 록킹 스프링은 연결아암이 잠금위치로 향하도록 한다. 록킹 스프링의 결합 지점이 해제지점에 있을 때, 록킹 스프링은 연결아암이 해제위치로 향하도록 한다.

연결아암이 록킹 스프링에 의해 이동됨에 따라, 연결아암에 피봇연결된 록킹 슬라이드는 허브에 끼워지거거나 허브로부터 벗어나도록 구동된다. 록킹 슬라이드와 연결아암 사이의 피봇연결은 잠금장치의 보호를 위해 허브축에 대하여 평행한 피봇축에 의해 이루어진다. 록킹 스프링은 록킹 슬라이드가 잠금위치로 이동하는 것이 구속된 경우라도 스프링의 결합위치가 잠금지점로 이동할 수 있는 정도의 스프링 탄성을 갖는다. 록킹 스프링의 스프링 탄성은 또한 록킹 슬라이드의 구속이 해제되어 자유롭게 이동할 수 있게 되는 순간에 연결아암을 잠금위치로 이동시킴으로서 자동적으로 메커니즘의 재잠금이 이루어지도록 하기에 충분하다.

모터식 잠금장치는 특히 수직 작동에 적합하도록 설계되어 있다. 록킹 스프링은 중력에 대하여 연결아암과 록킹 슬라이드를 수직으로 지지할 수 있는 정도의 스프링 동작(spring action)을 한다. 스프링 스크류는 록킹 스프링과 나사결합하는 나사부를 구비하며, 이때 상기 나사부는 연결아암과 록킹 슬라이드가 록킹 스프링에 의해 지지될 때 스프링 스크류의 회전이 방지되도록 하되 피치를 나타냄과 아울러 록킹 스프링에 대해 요구되는 마찰력을 구비한다.

록킹 스프링은 스프링 스크류상의 반대되는 측면과 접촉하면서 스프링 스크류의 외주면에 대하여 서로 마주보며 안쪽을 향하는 힘[opposed inward forces, 이하,'대향 내향력(對向 內向力)'이라 함]을 가하는 두개의 연장형성된 록킹 스프링 레그를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 서로 마주보며 안쪽을 향하는 힘은 스프링 레그가 스프링 스크류의 나사부를 벗어나거나 타고 넘어가는 것이 방지될 수 있는 정도이다.

록킹 스프링 레그는 연결아암내에 형성된 통공에 함께 삽입된다. 연결아암의 통공은 스프링 스크류의 폭 보다도 적은 직경을 유지함으로서 스프링 스크류상에 대향 내향력이 작용하게 된다. 대향 내향력의 수준은 연결아암내의 통공 직경에 의해서 조절된다. 상기 통공의 직경은 적정한 수준의 마찰력을 유발시키면서 스프링이 스프링 스크류의 나사부를 타고 넘어가는 것이 방지될 정도로 조정된다. 반대로 말하면, 통공의 직경은 마찰력과 마찰력에 의해 초래되는 마모가 너무 심하지 않을 정도가 되도록 적절하게 선정된다.

연결아암은 L자 형태가 바람직하며, 그 단부에 포크(fork)가 구비된다. 록킹 슬라이드는 포크내에서 피봇 회동이 이루어진다. 그리고 잠금장치는 하우징을 구비하며 연결아암은 하우징의 서로 대향된 내면에 형성된 가이드 홈을 따라 이동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 하우징은 잠금장치의 모든 구성요소들을 지지하여 잠금장치 전체를 손쉽게 분리해 내거나 하나의 모듈화된 유닛으로 교체가 가능하도록 한다.

록킹 스프링이 가공경화(work hardening)나 과도한 휨에 의해 손상되는 것을 방지하기 위한 방편으로 연결아암과 반대편의 록킹 스프링 단부는 한쌍의 서로 대향하는 압축 스프링 사이에서 유동가능하게 장착되도록 하는 것이 유리하다.

스프링 스크류는 제1단부와 제2단부 각각의 외측으로는 나사부가 형성되지 않고 오픈된 상태로 형성된다. 모터가 스프링 스크류를 소정의 회전수만큼 잠금방향으로 회전시킬 때 록킹 스프링의 결합부는 제1단부에 다다르게 된다. 모터가 스크링 스크류를 잠금방향으로 부가적으로 더 회전시키는 경우 록킹 스프링의 결합부는 스프링 스크류의 제1 개방단으로 빠져나가게 되더라도 잠금지점에 그대로 머무르게 된다.

모터가 스프링 스크류를 해제방향으로 소정의 회전수만큼 회전시키게 되면, 이전에 모터에 의해 잠금방향으로 초과하여 행해진 회전수에 상관없이, 록킹 스프링의 결합부는 스프링 스크류 나사부의 제1 개방단으로 진입하여 해제지점에 도달하게 된다. 모터가 스프링 스크류를 해제방향으로 더 이상의 회전이 이루어지도록 구동시키는 경우라도 록킹 스프링의 결합부는 스프링 스크류 나사부의 제2 개방단을 벗어나 해제지점에 머무르게 된다.

본 발명의 기술적 특징은 새로운 것으로 여겨지며, 본 발명에 따른 구성요소들의 특징은 후속되는 청구항에서 상세하게 기재되어 있다. 첨부된 도면은 단순히 예시적으로 도시된 것이고 축척은 고려되고 있지 않다. 한편, 본 발명의 구조와 작동방법은 첨부된 도면에 따른 상세한 설명에 의해서 가장 명확하게 이해될 것이다.

도1은 개폐장치용 핸들 트림에 설치된 본 발명의 모터식 잠금장치에 대한 사시도이다. 핸들 트림의 후면이 도시되고 있는 바, 그 후면은 일반적으로 내면상에 장착된 개폐장치를 갖는 도어의 실외측에 장착된다. 프레임 모듈 내부에 모터식 잠금장치가 위치하며 프레임의 커버로 인해서 잠금장치의 세부적인 내부구성이 가려져 있다.

도2는 도1에 도시된 모터식 잠금장치 및 핸들 트림과 실질적으로 동일한 구조에 대한 사시도로서, 단지 모듈화된 잠금장치 프레임에 대한 커버와 허부 위의 커버 플레이트를 제거하여 록킹 메커니즘과 허브간의 유기적인 결합구조를 보이고 있는 점에서 차이를 보이고 있다.

도3은 본 발명에 따른 모터식 잠금 장치에 대한 확대도이다. 도1에서의 핸들 트림이 제거된 상태의 모터식 잠금장치를 수용하고 있는 프레임 모듈이 도시되고 있으며, 잠금장치의 내부 구조를 보여주기 위하여 프레임의 커버가 제거되었다.

도4는 본 발명에 따른 모터식 잠금장치의 분해사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 기술함에 있어서 도1 내지 도4를 참조하여 설명하되 동일,유사한 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하였다.

도1에서 본 발명에 따른 모터식 잠금장치(10)는 액시트 트림 하우징(12, exit trim housing) 내부에 설치된다. 액시트 트림은 개폐장치를 작동시키기 위한 스핀들(16)을 회전시키는 레버 핸들(14)을 포함한다. 액시트 트림은 출입문의 실외측에 설치되는 데, 이때 그 가장자리 단부면(18)은 출입문의 표면에 밀착된다. 스핀들(16)은 출입문을 통해 관통연장되어 트림 하우징(12)의 바로 맞은편의 출입문 실내측의 일반적인 개폐장치(도면 미도시)에 결합된다.

잠금장치(10)의 모든 구성요소들은 프레임(24)과 분리가능하게 결합된 전면 커버(26)에 장착 또는 지지된다. 잠금장치 자체는 하나의 모듈 유닛으로서 트림 하우징(12)으로부터 분리되어질 수 있으며, 또한 두개의 고정나사(20)(22)를 제거해 냄으로서 교체되어질 수 있다. 이와 같이 모듈화된 구조를 통해서 잠금장치의 교체를 용이하게 할 수 있음과 아울러 제작단계에서 신속하고 손쉽게 조립을 할 수 있게 된다.

도2에 도시된 바에 따르면, 잠금장치는 그 저면으로부터 수직하부로 연장된 록킹 슬라이드(28)를 포함한다. 록킹 슬라이드(28)는 수직으로 이동가능하게 형성되어 스핀들(16)상에 장착된 허브(58)와 간섭결합(interfering engagement)을 이루게 된다. 허브(58)는 [스토퍼(59)를 통해서] 회전의 한계를 정함과 아울러 [록킹 슬라이드(28)를 통해서] 허브의 회전을 완전히 구속함으로서 핸들과 스핀들의 회전이 제어되도록 한다. 허브 커버플레이트(30, 도1)는 스크류(32, 34)를 제거해 냄에 의해 분리가능하게 된다.

도2는 잠금장치(12)의 전면 커버(6) 및 허브 커버플레이트(30)가 제거된 상 태로서 잠금장치의 구성요소들과 이들 구성요소들의 상관관계를 보여주고 있다. 잠금장치(10)는 모터(36)를 포함하며 이때 모터축은 수직하부로 연장형성된다. 상기 모터축에는 스프링 스크류(38)가 장착된다. 스프링 스크류(38)에는 록킹 스프링(40)이 결합되며 록킹 스프링이 상하로 이동되도록 하는 나사부가 구비된다.(도3 참조)

모터(36)는 잠금방향(도1-3의 상부에서 볼 때 반시계 방향)과 해제방향(시계방향) 사이를 가역적으로 회전구동한다. 록킹 스프링(40)은 두 개의 록킹 스프링 레그(40a)(40b)로 구성되어 스프링 스크류(38)의 서로 대향하는 면을 지나면서 그 나사부에 결합된다. 모터(36)가 잠금방향으로 회전하게 되면 스프링 스크류(38)상의 나사부는 이에 결합된 록킹 스프링 레그(40a)(40b)를 하부로 이동시키게 된다.

록킹 스프링(40)의 단부(40c)는 서로 대향하는 압축 스프링(84)(86) 사이에서 유동가능하게 고정되어 있다. 스프링 스크류의 일 외측에 위치하는 록킹 스프링 레그의 단부(40d)(40e)는 수직방향으로 슬라이드가 가능한 연결아암(42)에 형성된 통공(92) 내부로 공통삽입된다. 스프링 스크류(38)가 잠금방향으로 회전하게 되면, 록킹 스프링의 단부(40d)(40e)는 연결아암(42)이 허브(58)를 향해서 아래로 이동하도록 한다. 스프링 스크류가 반대방향으로 회전하게 되면, 록킹 스프링은 연결아암(42)을 들어올려 허브로부터 멀어지게 한다.

록킹 슬라이드(28)는 연결아암(42)의 단부에 형성된 포크(46) 내부에서 피봇회동을 한다. 피봇(46)을 통해서 록킹 슬라이드(28)는, 스핀들(16)의 회전축과 평행한 피봇축을 중심으로 회동이 가능하게 된다. 이와 같은 록킹 슬라이드와 연결 아암 사이의 피봇 회동은 허브의 회전축과 평행하기 때문에 아래에서 설명되듯이 잠금장치의 손상이 초래되는 것으로부터 보호된다.

도2에 도시된 바와 같이, 록킹 슬라이드(28)는 트림 하우징(12) 내부의 한 쌍의 대향하는 견고한 스토퍼(52)(54) 사이에 형성된 록킹 개공(50) 내부를 향해 연장된다. 스프링 스크류가 연결아암(42)을 아랫쪽으로 구동시키게 되면, 록킹 슬라이드(28)는 허브(58)의 록킹노치(56) 내부로 이동하여 간섭결합을 이루게 된다. 스토퍼(52)(54)는 록킹 슬라이드가 수직으로 이동하도록 안내함과 아울러 허브(58)에 결합될 때 어느 한쪽으로 치우치는 것을 제한한다.

도4에 도시된 바와 같이, 모터(36)는 케이블(60)에 의해 전기적으로 제어되며, 케이블(60)에는 출입문의 실내측에 장착된 개폐장치 제어기(도면 미도시)에 연결되는 플러그(62)가 구비된다.

케이블(60)은 출입문의 통공을 통해서 연장되어 제어기에 연결된다. 출입문의 실외측 트림 하우징(12) 부근에 장착되는 키패드 역시도 개폐장치 제어기에 연결된다. 키패드에 유효한 인식코드가 입력되면 제어기는 모터(36)를 해제방향으로 회전구동시키게 된다. 이에 따라 연결아암(42)이 들어올려져서 허브(58)의 록킹노치(56)에 간섭결합을 하고 있던 록킹 슬라이드(28)가 분리된다.

핸들이 회전되어 도어가 개방되는 소정의 액세스 피리어드 동안에는 제어기가 모터(36)를 정지상태로 유지하게 될 것이며, 액세스 피리어드 경과 후에는 잠금방향으로 회전시켜 허브를 재잠금 상태로 전환시키게 된다.

연결아암(42)은 그 표면부로부터 수직으로 돌출연장된 두개의 베어링 로드 (64)(66)에 지지되며, 이들 베어링 로드(64)(66)는 연결아암(42)의 대향면상에 형성된 가이드 슬롯(70)(72)에 끼워진다. 일측 가이드 슬롯(70)은 잠금장치의 프레임(24)상에 형성된다. 반대편 가이드 슬롯(72)은 커버(26)의 내면에 형성된다.

대향하는 가이드 슬롯(70)(72)은 각각의 베어링 로드(64)(66)의 단부를 수용하여 연결아암이 소정의 수직 슬라이딩 이동을 하도록 안내한다. 연결아암은 록킹 스프링(40)으로부터 가해지는 압력에 의해서 제한된 범위 내에서 자유로운 수직이동이 이루어지게 되나, 그 외의 방향으로 이동되는 것은 제한된다.

잠금장치 커버(26)에는 프레임상에 돌출된 핀(68)이 삽입되는 핀삽입공(69)이 형성되어 있다. 상기 커버는 스냅래치(74)(76)에 의해 프레임(24)상에 탄력적으로 고정된다. 커버가 제위치에 고정됨에 따라 프레임(24)의 가이드 슬롯(70)은 커버(26)측 가이드 슬롯(72)과 서로 마주보게 된다.

록킹 스프링(40)의 단부(40c)는 수직핀(78)과 결합된다. 스프링 와샤(80)는 단부(40c)의 바로 아랫쪽에 위치하며, 또 다른 스프링 와샤(82)는 단부(40c)의 바로 윗쪽에 위치한다.

압축 스프링(84)은 스프링 와샤(80)에 대하여 윗쪽으로 힘을 가하고, 다른 압축 스프링(86)은 스프링 와샤(82)에 대하여 아랫쪽으로 힘을 가한다. 스프링 와샤(88)와 C링(90)은 조립체가 함께 수직핀(78)상에 유지되도록 한다.

이와 같은 스프링 장착 배열에 의해서 록킹 스프링의 단부(44c)가 부동장착(浮動裝着, floating mount) 상태로 유지됨에 따라 스프링 아암(40a)(40b)의 중앙 결합부가 스프링 스크류(38)에 의해 구동될 때 미세하게 움직이게 된다.

상기 부동장착에 의해 록킹 스프링의 과도한 벤딩 및 가공경화 또는 장기간 사용에 따른 절단이 방지된다.

록킹 스프링 레그(40c)(40b)는 스프링 스크류(38)의 반대되는 측면으로부터 연장되어 연결아암(42)의 통공(92)으로 삽입된다. 통공(92)의 직경은 스프링 스크류의 직경보다는 적게 형성되도록 하여 록킹 스프링 레그(40c)(40d)로부터 스프링 스크류에 대하여 대향 내향력을 가하도록 하는 것이 바람직하다. 대향 내향력에 의해 록킹 스프링 레그가 스프링 스크류(38)의 나사부에 결합된 상태를 그대로 유지하게 된다.

통공(92)의 직경이 증대되면, 록킹 스프링 레그에 의한 대향 내향력이 감소된다. 통공(92)의 직경이 감소되면, 록킹 스프링 레그에 의한 대향 내향력이 증대된다. 내향력의 감소는 록킹 스프링과 스프링 스크류 사이의 마찰력을 감소시킴과 아울러 마모량을 감소시키게 된다. 이에 더하여 스프링 레그가 스프링 스크류의 나사부를 타고 넘어가기 쉽게 되기도 한다.

반대로, 내향력이 증대되면 마찰력과 마모량이 증가하게 되나, 스프링 레그가 스프링 스크류 나사부를 타고 넘어가기는 더욱 어려워지게 된다.

통공(92)의 직경은 상기의 특성을 감안하여 수직방향으로 적절하게 작동될 수 있는 최적의 조건으로 선정된다. 록킹 스프링 레그에 의해 스프링 스크류에 가해지는 내향력은 과도한 마모를 피할 수 있되 동시에 모터가 스프링 스크류를 회전시킬 수 있는 정도여야 한다.

한편, 내향력은 록킹 스프링 레그가 스프링 스크류의 나사부에 나사결합 상태를 유지할 수 있을 정도로 형성하되 스프링 레그의 탈거가 발생되거나 나사부를 타고 넘어가려 해서도 않된다. 이에 더하여, 연결아암과 록킹 슬라이드의 무게가 록킹 스프링과 스프링 스크류에 의해 수직으로 지지될 때, 연결아암(42)이 완전히 들어올려진 후 스프링 스크류의 회전을 확실하게 억제하기 위해서는 일정한 양의 마찰력이 작용하도록 하는 것이 바람직하다.

록킹 스프링 단부(40c)를 탄성적으로 압착하고 있는 압축스프링(84)(86)의 센터링 동작(centering action)은, 반대편 단부(40e)(40d)가 연결아암(42)과 록킹 슬라이드(28)의 무게를 지지하는 동안에 록킹 스프링의 단부(40c)가 심하게 이동되지 않도록 설정되어야 한다.

도2에서와 같이, 록킹 슬라이드(28)가 하부로 이동되어 록킹노치(56)에 삽입될 때에만 장치가 잠겨진다. 록킹 슬라이드가 록킹노치를 벗어난 동안에 핸들(14)이 아랫쪽으로 젖혀진 상태로 계속 유지되는 경우라면, 모터(36)가 록킹 슬라이드를 복귀시켜 록킹노치와 잠금결합이 이루어지도록 하는 것이 불가능해지게 된다. 그리고 록킹 슬라이드가 결합된 때에 핸들을 아래로 젖히는 힘이 가해지는 경우에는 록킹 슬라이드의 이동이 구속되어 록킹노치를 벗어날 수 없게 된다.

그러나 록킹 슬라이드가 움직일 수 없는 경우라도, 모터(36)는 계속하여 스프링 스크류(38)를 회전시킬 수 있음과 아울러 록킹 스프링 레그(40a)(40b)의 결합부를 위로 또는 아래로 구동시킬 수가 있다. 록킹 스프링은 스프링 스크류의 회동에 대응하여 항시 휘어질 수 있을 정도의 스프링 탄성을 지니고 있으며, 또한 스프링 레그에 의해 가해지는 내향력은 스프링 스크류의 나사부에 결합된 스프링 레그가 항시 원래의 결합상태를 그대로 유지할 수 있도록 하기에 충분하다. 따라서 스프링 스크류는 록킹 스프링 레그를 항시 제1 상부위치와 제2 하부위치 사이에서 구동시킬 수 있다.

스프링 스크류가 스프링 레그를 제2 하부위치로 구동시켰을 때 록킹 슬라이드가 록킹노치로 복귀할 수 없게 되는 경우, 록킹 스프링은 계속해서 연결아암(42)이 아래로 향하도록 힘을 가하게 될 것이다. 핸들(14)의 압력이 해제되는 순간에 리턴 스프링(94)이 허브(58)를 회전시켜 핸들(14)이 수평위치로 복귀된다. 이에 따라 록킹노치(56)와 록킹 개공(50)의 재정열이 이루어지고, 록킹 스프링(40)이 연결아암과 록킹 슬라이드를 아랫쪽으로 구동시키게 될 것이다. 따라서 모터를 다시 동작시키거나 연결아암과 록킹 슬라이드의 위치를 감지해 낼 필요없이 기계적으로 잠금장치의 재잠금이 이루어지게 된다.

반대로 핸들에 미리 아래로 향하는 힘이 가해지는 때에 록킹 슬라이드는 종종 록킹노치에 갖혀지게 된다. 그럼에도 불구하고 스프링 스크류는 계속해서 스프링 레그를 윗쪽으로 구동시킬 수 있고, 그에 따라 록킹 스프링이 계속해서 연결아암(42)에 대하여 윗쪽을 향하도록 하는 힘을 가하게 된다.

액세스 피리어드 동안에 핸들(14)에 가해졌던 힘이 제거되는 경우, 연결아암에 작용하고 있는 윗쪽방향을 향하는 힘에 의해서 록킹 슬라이드가 들어올려짐과 아울러 핸들의 회전이 가능해지게 된다. 록킹 슬라이드가 록킹노치 내부에 있는 동안에 핸들을 회전시키게 되면 허브는 록킹 슬라이드를 회전시키려 한다. 이같은 회전은 스토퍼(52)(54)에 의해 저지되기는 하나, 핸들이 구속되고, 록킹 슬라이드 는 정상적인 수직 슬라이딩 궤적으로부터 미세하게 수평방향으로 이동된다. 이같은 수평방향으로의 이동량은 록킹 슬라이드와 스토퍼의 마모정도에 비례하게 된다. 상기의 수평방향 이동에 의해서 록킹 슬라이드(28)와 연결된 연결아암에도 바람직하지 않은 수평방향의 힘이 가해질 수 있다.

연결아암의 하단부(48)상에 위치하는 피봇(46)의 축은 허브(58)와 스핀들(16)의 회전축과 평행하다. 피봇(46)은 록킹 슬라이드(28)로 하여금 피봇축상에서의 회동이 가능하도록 함에 따라 록킹 슬라이드만이 연결아암에 대하여 수평방향으로 약간 이동하게 될 뿐이다.

이와 같은 록킹 슬라이드의 스윙동작과 제한적인 수평방향 이동에 의해서 손상을 초래할 정도의 횡방향 힘과 토크가 잠금장치로 전파되는 것이 방지되어 장치의 손상우려가 배제된다.

스프링 스크류(38)는 단지 완전한 2회전만 함으로서 스프링 레그를 하부위치로부터 상부위치로 이동시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 그러나 모터가 정확하게 2회전을 해야할 필요는 없다. 모터는 연속적으로 회전될 수 있거나 단번에 회전될 수 있다. 적어도 2회전하는 경우, 스프링 레그의 결합부는 상부위치에서 하부위치로 또는 하부위치에서 상부위치로 이동하게 될 것이다.

스프링 스크류는 나사부의 상단부와 하단부 외측이 오픈상태(나사부가 없는 상태)로 설계된다. 록킹 스프링의 결합부는 모터가 스프링 스크류를 잠금방향으로 적어도 2회전시킬 때 상부위치에 도달하게 된다. 모터가 스프링 스크류를 잠금방향으로 2회전 이상으로 회전시키게 되면, 록킹 스프링의 결합부는 스프링 스크류 나사부의 상단 개방부를 벗어나서 상부위치에 머무르게 된다.

모터가 스프링 스크류를 해제방향으로 적어도 2회전시키게 되면 이전에 잠금방향으로 회전한 회전수에 상관없이, 록킹 스프링의 결합부가 스프링 스크류 나사부의 상단 개방부에 진입함과 아울러 하부위치에 도달하게 된다. 모터가 스프링 스크류를 2회전 이상 해제방향으로 회전시키는 때에 록킹 스프링의 결합부는 스프링 스크류의 하단 개방부를 빠져나가 하부위치에 머무르게 된다.

상기 스프링 스크류의 개방단(open ends) 구성을 통해서 2회전이 적정 회전수라고 하더라도 그 보다 많은 수의 회전이 이루어지도록 모터를 구동하는 것이 허용된다. 이에 따라 스프링 스크류에 의한 회전수의 추적이나 제어가 필요없게 되어 모터의 제어가 현저하게 단순화된다.

스프링 스크류 나사부의 피치(나사 날 간의 간격)는 조밀하고, 스프링 스크류와 록킹 스프링 사이의 [통공(92)의 직경에 의해 설정되는] 마찰력은 스프링 스크류의 자전이 발생되지 않으면서도 록킹 슬라이드와 연결아암의 무게가 록킹 스프링상에 지지될 때 록킹 슬라이드가 하강하는 것을 가능하게 하는 정도이다.

이상 특정 실시예와 관련하여 본 발명에 대한 상세한 설명을 하였는 바, 상기 기재사실에 비추어 볼 때 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위내에서 다양한 변형이나 수정 및 대체가 가능할 것이다. 따라서 후속되는 청구항은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 그와 같은 변형이나 수정 및 대체가 고려될 수 있다.

Claims (17)

1. 핸들의 조작에 의해서 허브축을 중심으로 회전가능한 허브를 구비한 잠금 및 해제장치용 모터식 잠금장치에 있어서:

   샤프트를 갖는 가역모터;

   샤프트상에 장착되어 모터의 잠금방향 및 해제방향 회전구동에 의해 잠금장치가 잠금 및 해제 상태로 되도록 하는 스프링 스크류;

   모터가 스프링 스크류를 잠금방향으로 회전시킴에 따라 잠금지점으로 이동되어 결합되며, 모터가 스프링 스크류를 해제방향으로 회전시킴에 따라 해제지점으로 이동되어 결합되는 스프링 스크류에 의해 이동되는 결합부를 갖는 록킹 스프링;

   록킹 스프링의 결합부가 잠금지점에 있을 때 록킹 스프링의 구동에 의해 잠금 위치로 이동되며, 록킹 스프링의 결합부가 해제지점에 있을 때 록킹 스프링의 구동에 의해 해제 위치로 이동되어 잠금 및 해제 위치 사이를 이동하도록 장착된 연결아암; 및

   허브축에 평행한 피봇축을 갖는 피봇 연결을 통해 연결아암에 의해 구동되며, 연결아암이 잠금 위치에 있을 때 장치가 잠금상태로 되도록 허브의 회전을 구속하는 간섭결합을 이루며, 연결아암이 해제 위치에 있을 때 허브의 회전이 가능하도록 허브로부터 분리되어 장치가 해제상태로 되도록 하며, 허브축과 평행한 피봇결합에 의해 장치의 손상을 초래하는 힘이 허브로부터 연결아암으로 전달되는 것이 제한되도록 동작되는 록킹 슬라이드;

   로 이루어지며, 이때 상기 록킹 스프링은 허브와 록킹 슬라이드 사이의 정열불일치에 의해 연결아암의 잠금위치로의 이동이 억제되는 때에 스프링의 결합부가 잠금지점으로 이동할 수 있는 정도의 스프링 탄성을 지님과 아울러 허브가 록킹 슬라이드와 정열상태로 되는 순간 연결아암의 이동이 가능한 정도의 탄성을 지님을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
2. 제1항에 있어서, 연결아암의 잠금 및 해제 위치는 수직적으로 분리되며 연결아암은 수직이동을 위해 잠금 위치와 해제 위치 사이에 장착됨을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
3. 제2항에 있어서, 록킹 스프링은 연결아암과 록킹 슬라이드를 수직으로 이동시키고, 록킹 스프링은 중력에 대하여 연결아암 및 록킹 슬라이드를 수직적으로 지지할 수 있는 정도의 스프링 탄성을 구비함을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
4. 제3항에 있어서, 모터축은 수직으로 연장되며, 스프링 스크류는 록킹 스프링이 결합되는 나사부가 구비되고, 스프링 스크류 나사부는 나사 날 간의 간격이 조밀하고 록킹 스프링과의 사이에는 연결아암과 록킹 슬라이드가 록킹 스프링에 의해 지지될 때 스프링 스크류의 회전이 방지될 수 있는 정도의 마찰력을 형성하는 것을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
5. 제1항에 있어서, 연결아암은 수직으로 슬라이딩되며, 록킹 스프링은 두개의 연장된 록킹 스프링 레그로 이루어지고, 스프링 스크류와 접촉하는 스프링 레그의 결합부는 스프링 스크류 외주면의 서로 반대되는 측면에 위치하여 스프링 스크류의 외주면에 대하여 대향 내향력을 가함에 있어 그 내향 대향력은 스프링 레그가 스프링 스크류의 나사부로부터 탈거되거나 나사부를 타고 넘는 것을 방지할 수 있는 정도인 것을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
6. 제5항에 있어서, 록킹 스프링 레그는 연결아암에 형성된 통공에 끼워지는 단부를 구비하며, 상기 통공은 스프링 스크류의 폭 보다도 좁은 직경을 구비하여 스프링 레그로 하여금 스프링 스크류상에 대향 내향력을 가하도록 구성됨을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
7. 제6항에 있어서, 록킹 스프링 레그가 끼워지는 연결아암내 통공의 직경은, 스프링 스크류와 록킹 스프링 사이의 마찰력을 감소시켜 스프링 스크류의 원활한 회전을 가능하게 하면서도 스프링 레그가 스프링 스크류 나사부로부터 탈거되거나 타고 넘어가는 것이 방지될 수 있는 크기임을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
8. 제7항에 있어서, 록킹 스프링은 해제 위치에 있을 때 연결아암에 끼워진 상태를 지속하면서 록킹 슬라이드와 연결아암을 수직으로 지지함을 특징으로 하는 모 터식 잠금장치.
9. 제1항에 있어서, 연결아암은 잠금 위치와 해제 위치 사이를 이동함을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
10. 제9항에 있어서, 연결아암은 L자 형상인 것을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
11. 제10항에 있어서, L자 형상의 연결아암은 포크를 구비하며, 록킹 슬라이드는 연결아암의 포크 내에 피봇결합됨을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
12. 제9항에 있어서, 하우징과 하우징의 내주면상에 형성된 가이드 슬롯을 따라 슬라이딩하는 연결아암이 부가적으로 포함됨을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
13. 제12항에 있어서, 하우징은 장치에 분리가능하게 결합되는 모듈 유닛으로서 통채로 잠금장치의 교체가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
14. 제1항에 있어서, 록킹 스프링의 연결아암 반대쪽 단부는 부동장착됨을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
15. 제14항에 있어서, 록킹 스프링의 부동장착은 한쌍의 대향된 압축스프링으로 이루어짐을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
16. 제1항에 있어서:

    스프링 스크류는 록킹 스프링이 결합되는 나사부를 포함하며, 나사부는 양 외측의 제1 및 제2 단부가 개방되고;

    록킹 스프링의 결합부는 모터가 스프링 스크류를 소정의 회전수만큼 잠금방향으로 회전시키게 되면 잠금지점에 도달되며;

    록킹 스프링의 결합부는 모터가 소정의 회전수를 넘어선 그 이상의 회전수로 스프링 스크류를 잠금방향으로 회전시키게 되면 스프링 스크류의 제1 개방단을 지나 잠금지점에 머무르며;

    록킹 스프링의 결합부는 모터가 소정의 회전수로 스프링 스크류를 해제방향으로 회전시키게 되면 이전의 모터에 의한 잠금방향으로의 회전시 행해진 부가적인 회전수에 상관없이 스프링 스크류의 제1 개방단을 진입해서 해제지점에 도달되며;

    록킹 스프링의 결합부는 모터가 해제방향으로 소정의 회전수를 넘어선 그 이상의 회전수로 스프링 스크류를 회전시키는 경우라도 제2 개방단을 통과하여 해제지점에 머무르는 것을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.
17. 제16항에 있어서, 하우징은 장치에 분리가능하게 결합되는 모듈 유닛으로서 통채로 잠금장치의 교체가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 모터식 잠금장치.

Images