KR100791057B1

KR100791057B1 - 자동 개폐 장치 및 그 개폐 방법

Info

Publication number: KR100791057B1
Application number: KR1020060051924A
Authority: KR
Inventors: 김영대; 김찬수
Original assignee: 주식회사 테스콤
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2008-01-03
Also published as: KR20070117814A

Abstract

본 발명은 공유압 실린더의 전진행정 및 후진행정의 제어에 의해 개폐 대상 장치를 열거나 닫는 자동 개폐 장치의 자동 개폐 방식에 있어서, 개폐 대상 장치의 닫힘 동작시에, 실린더의 후진행정이 완료되기 전 미리 설정된 위치까지 진행되었는지 확인하고, 실린더의 후진행정이 미리 설정된 위치까지 진행되었을 경우에 실린더로부터 압축된 작동유체를 모두 배출하여 개폐 대상 장치가 관성 및 압축된 작동유체의 배출에 따른 반작용으로 계속 닫히도록 이동하며 상기 실린더 나머지 후진행정을 완료하도록 한다.

자동, 개폐, 공압, 실린더, 밸브, 유압

Description

자동 개폐 장치 및 그 개폐 방법{AUTOMATIC OPENING AND CLOSING DEVICE AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명이 적용되는 자동 개폐형 전파 차폐기의 외관 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 개폐 장치의 블록 구성도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 개폐 동작의 흐름도

본 발명은 공유압 시스템을 사용하여 각종 전기, 전자 기기를 비롯한 차량 등의 도어를 자동으로 개폐하는 자동 개폐 장치 및 그 개폐 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 기름이나 가스 등과 같은 작동유체의 압력을 이용한 공압 또는 유압 시스템은 로봇 등의 자동화 시스템을 비롯하여 다양한 전기, 전자 기기나 차량 등의 각종 도어를 자동으로 개폐하는 자동 개폐 장치에 적용되고 있다. 이러한 공유압 시스템을 이용한 자동 개폐 장치는 자동으로 도어를 개폐함과 아울러, 특히 그 설계 구조에 따른 상당한 압력으로 도어의 밀폐 상태를 유지할 수 있어서, 그 활용성이 날로 증가하고 있다.

그런데, 이러한 자동 개폐 장치는 공유압 시스템을 이용하여 상당한 압력으로 도어를 개폐시키므로, 특히 도어를 닫을 경우에 사용자의 신체에 상해가 가해질 위험이 있게 된다. 이에 따라 이러한 자동 개폐 장치에는 도어를 닫을 시에 사용자의 신체(또는 다른 기타 물체)가 끼임을 감지하여 도어를 닫는 동작을 중단하는 등과 같은, 사용자의 안전을 고려하여 도어를 개폐하기 위한 다양한 방안이 고려되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 공유압 시스템을 이용하여 도어를 개폐할 경우에 보다 안전한 도어의 개폐를 가능하게 하기 위한 자동 개폐 장치 및 그 개폐 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일면은 자동 개폐 장치에 있어서, 공기원으로부터 제공되는 압축공기를 미리 설정된 압력으로 조절하여 출력하는 레귤레이터와; 제어신호(ctr1, ctr2)에 의해 스위칭 동작하며, 상기 레귤레이터의 출력되는 압축공기를 각각 입력받아 복동 실린더의 양측으로 압축공기를 제공하거나 상기 복동 실린더의 양측으로부터 압축공기를 배기하는 전기조작 방식의 제1, 제2전환밸브와; 상기 복동 실린더의 후진행정이 완료되었음을 감지하는 제1센서와; 상기 복동 실린더의 후진행정이 완료되기 전 미리 설정된 위치까지 진행되었음을 감지하는 제2센서와; 상기 제1, 제2센서로부터의 감지신호를 제공받아 복동 실린더의 후진행정 진행 상태를 파악하며, 상기 제1, 제2전환밸브의 동작 제어를 위한 상기 제어신호를 출력하여 개폐 대상 장치의 열림/닫힘 동작을 제어하며, 상기 개폐 대상 장치의 닫힘 동작시에 상기 제2센서에 의해 상기 후진행정이 미리 설정된 위치까지 진행되었음을 감지할 경우에 해당 복동 실린더로부터 압축공기를 모두 배기하여 상기 개폐 대상 장치가 관성 및 압축공기의 배기에 따른 반작용으로 계속 닫히도록 이동하며 상기 복동 실린더 나머지 후진행정을 완료하도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 면은 공유압 실린더의 전진행정 및 후진행정의 제어에 의해 개폐 대상 장치를 열거나 닫는 자동 개폐 장치의 자동 개폐 방법에 있어서, 개폐 대상 장치의 닫힘 동작시에, 상기 실린더의 후진행정이 완료되기 전 미리 설정된 위치까지 진행되었는지 확인하는 과정과, 상기 실린더의 후진행정이 상기 미리 설정된 위치까지 진행되었을 경우에 상기 실린더로부터 압축된 작동유체를 모두 배출하여 상기 개폐 대상 장치가 관성 및 압축된 작동유체의 배출에 따른 반작용으로 계속 닫히도록 이동하며 상기 실린더 나머지 후진행정을 완료하도록 하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 자동 개폐형 전파 차폐기의 외관 사시도로서, 도 1을 참조하여, 본 발명이 휴대용 단말기와 같은 무선 통신 제품에 대한 성능 측정시에 사용되는 전파 차폐기(10)에 적용된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 전파 차폐기(10)는 휴대용 단말기나 무선통신 관련 제품의 송수신 성능을 측정할 때 사용되는 기기로서, 해당 제품을 자체 차폐실내에 안착시고 외부의 전파를 차폐하는 구조를 가진다.

이러한 전파 차폐기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 차폐실을 형성하는 본체(14)와 도어(12) 등을 구비한다. 도 1에는 도어(12)를 자동으로 개폐하기 위한 개폐 장치의 일부로서, 공기압 실린더의 피스톤 로드(122)를 비롯한 가이드 봉(124)이 도시되고 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 개폐 장치의 블록 구성도로서, 도 1에 도시된 바와 같은 전파 차폐기(10)에 적용된 경우를 예로 들어 도시하고 있으며, 또한 공압 시스템을 채용한 경우를 예로 들어 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 자동 개폐 장치는 공기압 방식의 복동 실린더(120)를 이용하여 전파 차폐기(10)의 도어(12)를 개폐하는 구조를 가진다.

자동 개폐 장치는 외부의 공기원, 즉 공기 압축 시스템(미도시)으로부터 전파 차폐기(10)의 외관에 적절히 마련된 공기주입구를 통해 제공되는 압축공기(예를 들어 5~10bar)를 본 자동 개폐 장치에서 사용되는 일정한 압력(예를 들어 5bar)으로 조절하여 출력하는 레귤레이터(130)와; 제어부(CPU: 100)의 제어신호(ctr1, ctr2)에 의해 동작하며, 레귤레이터(130)의 출력되는 압축 공기를 각각 입력받아 복동 실린더(120)의 양측으로 압축공기를 제공하거나 복동 실린더(120)의 양측으로부터 압축공기를 배기하는 전기조작 방식의 제1, 제2전환밸브(솔레노이드 밸브: 142, 144)와; 실린더 헤드 측에 설치되어 실린더(120)의 후진행정이 완료되었음을 감지하는 제1센서(152)와; 실린더(120)의 미리 설정된 적정 위치에 설치되어 실린더(120)의 후진행정이 해당 설치된 위치까지 진행되었음을 감지하는 제2센서(154)와; 상기 제1, 제2센서(152, 154)로부터의 감지신호를 제공받아 실린더(120)의 후진행정 진행 상태를 파악하며, 상기 제1, 제2전환밸브(142, 144)의 동작 제어를 위한 제어신호(ctr1, ctr2)를 출력하여 도어(12)의 열림/닫힘 동작을 총괄적으로 제어하는 제어부(100)를 구비한다.

상기에서 실린더(120)의 피스톤 로드(122)의 끝단은 도어(12)가 부착되어, 실린더(120)의 전진행정 및 후진행정에 따라 도어(12)의 개폐가 이루어지는 구조를 가진다. 또한 상기 제1, 제2전환밸브(142, 144)는 예를 들어 간단히 2위치, 3포트의 솔레노이드 밸브로 구성할 수 있으며, 제1전환밸브(142)는 실린더 헤드측에 제2전환밸브(144)는 실린더 테일측에 압축공기의 제공하거나 해당 부위의 압축공기를 배기하도록 구성한다. 또한, 상기 제1, 제2센서(152, 154)는 실린더(120)의 외관의 적정 부위에 부착되는 마그네틱 센서로 구성할 수 있으며, 이때, 상기 피스톤 헤드(126)에는 상기 제1, 제2센서(152, 154)에 의해 감지될 수 있는 마그네틱 소자(127)를 구비할 수 있다. 이외에도 상기 피스톤 헤드(126) 자체를 마그네틱 피스톤으로 구성할 수도 있다.

상기 제어부(100)는 외부 연결된 모니터링 기기(미도시)로부터 제공되거나 또는 해당 전파 차폐기(10) 자체에 마련된 동작 스위치(미도시)의 조작에 따라 제공되는 도어(12)의 열림/닫힘 조작 신호를 입력받아, 상기 제1, 제2전환밸브(142, 144)의 동작을 제어하는데, 이때 도어(12)의 닫힘 동작시에 공기압에 의해 복동 실린더(120)의 후진행정이 얼마간 진행되어 도어(12)가 적절한 위치까지 얼마간 닫혔을 경우에 해당 복동 실린더(120)로부터 압축공기를 모두 배기함으로써, 해당 도어(12)가 관성 및 압축공기의 배기에 따른 반작용으로 계속 닫히도록 이동하며 실린더(120)의 나머지 후진행정을 완료하여, 완전히 닫히도록 제어한다. 이러한 방식에 따라 도어(12)가 완전히 닫히기 얼마전부터는 공기압이 가해지지 않게 되므로, 도어(12)에 사용자의 신체가 끼일 경우에도 별다른 상해가 가해질 위험이 줄어들게 된다.

상기에서 제어부(100)가 도어(12)의 닫힘 동작시에 해당 도어(12)가 적절한 위치까지 닫혔음을 판단하는 것은 상기 제2센서(154)의 감지 신호에 의해 판단할 수 있게 된다. 이때 제2센서(154)의 설치 위치는 해당 위치에서부터 도어(12)가 관성 및 압축공기의 배기에 따른 반발력에 의해서 닫힘 동작을 안정적으로 완료할 수 있도록, 해당 실린더(120)의 닫힘 속도, 스트로크, 각 부위의 공기압력 등을 적절히 고려하려 결정한다. 한편으로 상기 제어부(100)는 도어(12)의 닫힘 동작시에 해당 도어(12)가 적정 위치까지 닫혔음을 판단하는 것은 닫힘 동작이 시작된 후에 시간을 카운트하여 미리 설정된 얼마간의 시간이 경과하는지 판단하는 것으로도 가능하다. 다만 이 경우에는 안정성에서 다소 취약할 수 있다.

이와 같은 방식으로 도어(12)가 완전히 닫히게 되면, 제어부(100)는 상기 제1센서(152)의 감지 신호에 의해 이를 확인하고 도어(12)가 닫힘 상태를 유지할 수 있도록 공기압을 가하게 된다. 만약 이때 사용자의 신체가 도어(12)에 끼이게 되어 완전히 닫혀지지 않게 되면, 제어부(100)는 적절한 경과시간 동안 상기 제1센서(152)의 감지 신호가 발생되지 않는 것에 의해 이를 확인하게 되어, 미리 설정된 경고 신호(error)를 외부에 연결된 모니터링 기기(미도시)로 제공하거나 또는 해당 전파 차폐기(10) 자체에 마련된 적절한 표시부로 출력하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 개폐 동작 중 특히 닫힘 동작의 흐름도로서, 상기 도 2에 도시된 제어부(100)의 제어 동작을 나타낸다. 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 닫힘 동작을 설명하면, 닫힘 동작 시작시에 먼저 302단계에서 제2전환밸브(솔레노이드 밸브)(144)를 출력방향으로 스위칭하며, 제1전환밸브(솔레노이드 밸브)(142)를 배기방향으로 스위칭한다. 이에 따라 실린더(120)의 후진행정이 진행되어 도어(12)는 닫히게 된다.

이후 304단계에서는 상기 302단계에서의 도어(12)의 닫힘 동작 진행중에 제2센서(154)로부터 감지 신호가 있는지 확인하여 감지 신호가 없으면 305단계로 진행하며, 감지 신호가 있으면 306단계로 진행한다. 305단계에서는 도어(12)의 닫힘 동작 시작 이후 미리 설정된 제1기준시간이 경과하였는지를 판단한다. 305단계에서의 판단 과정은 도어(12)가 닫혀져서 제2센서(154)의 감지 위치까지 닫히는 중에 사용자의 신체 등에 의해 닫힘 동작이 진행되지 못하고 있음을 판단하기 위한 것으로서, 상기 제1기준시간은 정상적으로 도어(12)가 닫힐 경우에 제2센서(154)의 감지 신호가 발생하는 시간을 고려하여 적절히 설정된다. 이러한 305단계에서의 판단 결과 제1기준시간이 경과하지 않았을 경우에는 상기 302단계로 진행하여 제1, 제2전환밸브(142, 144)를 스위칭 상태를 그대로 유지하며 상기의 과정을 반복 진행하며, 판단 결과 제1기준시간이 경과하였을 경우에는 이후 310단계로 진행하여 이후의 비정상 처리 동작을 수행하게 된다.

한편, 상기 304단계에서 제2센서(154)로부터 감지 신호가 있는 것으로 확인된 경우에는 진행한 306단계에서는 제2전환밸브(144)를 배기방향으로 스위칭하며, 제1전환밸브(142)는 배기방향으로 스위칭 상태를 유지하게 된다. 이에 따라 도어(12)가 관성 및 제2전환밸브(144)를 통한 압축공기의 배기에 따른 반작용으로 계속 닫히게 된다.

이후 307단계에서는 상기 306단계에서의 도어(12)의 닫힘 동작 진행중에 제1센서(152)로부터 감지 신호가 있는지 확인하여 감지 신호가 없으면 308단계로 진행하며, 감지 신호가 있으면 309단계로 진행한다. 308단계에서는 도어(12)의 닫힘 동작 시작 이후 미리 설정된 제2기준시간이 경과하였는지를 판단한다. 308단계에서의 판단 과정은 도어(12)가 완전히 닫혀져서 제2센서(154)에서 제1센서(152)의 감지 위치까지 닫히는 중에 사용자의 신체 등에 의해 닫힘 동작이 진행되지 못하고 있음을 판단하기 위한 것으로서, 상기 제2기준시간은 정상적으로 도어(12)가 닫힐 경우에 제1센서(152)의 감지 신호가 발생하는 시간을 고려하여 적절히 설정된다. 이러한 308단계에서의 판단 결과 제2기준시간이 경과하지 않았을 경우에는 상기 306단계로 진행하여 제1, 제2전환밸브(142, 144)를 스위칭 상태를 그대로 유지하며 상기 의 과정을 반복 진행하며, 판단 결과 제2기준시간이 경과하였을 경우에는 이후 310단계로 진행하여 이후의 비정상 처리 동작을 수행하게 된다.

상기 307단계에서 제1센서(152)로부터 감지 신호가 있는 것으로 확인된 경우에는 진행한 309단계에서는 제2전환밸브(144)를 출력방향으로 스위칭하며, 제1전환밸브(142)는 배기방향으로 스위칭 상태를 유지하게 된다. 이에 따라 도어(12)의 닫힘 상태가 공기압에 의해 유지된다.

한편, 상기 310단계 및 이후의 비정상 처리 동작을 설명하면, 이는 도어(12)의 닫힘 동작에 의해 사용자의 신체 등이 끼인 것으로 간주된 경우의 동작이므로, 먼저 310단계에서는 제2전환밸브(144)를 배기방향으로 스위칭하며, 제1전환밸브(142)를 출력방향으로 스위칭한다. 이에 따라 실린더(120)의 전진행정이 진행되어 도어(12)가 열리게 된다. 이후 312단계에서는 미리 적절히 설정된 제3기준시간 동안 대기하여 실린더(120)의 전진행정이 해당 제3기준시간동안 진행되도록 하며, 이후 314단계에서는 제2전환밸브(144)는 배기방향으로 스위칭 상태를 유지하게 하며, 제1전환밸브(142)는 배기방향으로 스위칭하여 도어(12)에 공기압이 가해지지 않도록 한다. 이는 도어(12)가 공기압에 의해 계속 열림에 따라 사용자에게 가해질 수 있는 위험을 줄이기 위함이다. 이후에는 에러 상태를 외부 모니터링 기기 등에 출력하며 동작을 종료한다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 개폐 장치 및 그 개폐 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기의 설명에서는 전파 차폐기에 적용되는 공압 시스템을 이용한 자동 개폐 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이외에도 유압 시스템을 이용한 다양한 기기의 각종 도어를 자동으로 개폐하는 장치에 적용될 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 개폐 장치는 공유압 시스템을 이용하여 도어를 개패할 경우에 사용자의 신체 등이 끼일 가능성이 있는 위치에서는 해당 개폐 대상 장치(도어)에 공기압이 가해지지 않게 되므로, 사용자의 신체에 위해가 가해질 여지가 줄어들게 되어 보다 안전하게 도어를 닫을 수 있다.

Claims

자동 개폐 장치에 있어서,

공기원으로부터 제공되는 압축공기를 미리 설정된 압력으로 조절하여 출력하는 레귤레이터와;

제어신호에 의해 스위칭 동작하며, 상기 레귤레이터의 출력되는 압축공기를 각각 입력받아 복동 실린더의 양측으로 압축공기를 제공하거나 상기 복동 실린더의 양측으로부터 압축공기를 배기하는 전기조작 방식의 제1, 제2전환밸브와;

상기 복동 실린더의 후진행정이 완료되었음을 감지하는 제1센서와;

상기 복동 실린더의 후진행정이 완료되기 전 미리 설정된 위치까지 진행되었음을 감지하는 제2센서와;

상기 제1, 제2센서로부터의 감지신호를 제공받아 복동 실린더의 후진행정 진행 상태를 파악하며, 상기 제1, 제2전환밸브의 동작 제어를 위한 상기 제어신호를 출력하여 개폐 대상 장치의 열림/닫힘 동작을 제어하며, 상기 개폐 대상 장치의 닫힘 동작시에 상기 제2센서에 의해 상기 후진행정이 미리 설정된 위치까지 진행되었음을 감지할 경우에 해당 복동 실린더로부터 압축공기를 모두 배기하여 상기 개폐 대상 장치가 관성 및 압축공기의 배기에 따른 반작용으로 계속 닫히도록 이동하며 상기 복동 실린더 나머지 후진행정을 완료하도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 자동 개폐 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1센서의 감지 신호에 의해 상기 후진행정이 완료되어 상기 개폐 대상 장치가 완전히 닫혔음을 확인하고 상기 개폐 대상 장치가 닫힘 상태를 유지할 수 있도록 공기압을 가하게 제어함을 특징으로 하는 자동 개폐 장치.
공유압 실린더의 전진행정 및 후진행정의 제어에 의해 개폐 대상 장치를 열거나 닫는 자동 개폐 장치의 자동 개폐 방법에 있어서,

개폐 대상 장치의 닫힘 동작시에, 상기 실린더의 후진행정이 완료되기 전 미리 설정된 위치까지 진행되었는지 확인하는 과정과,

상기 실린더의 후진행정이 상기 미리 설정된 위치까지 진행되었을 경우에 상기 실린더로부터 압축된 작동유체를 모두 배출하여 상기 개폐 대상 장치가 관성 및 압축된 작동유체의 배출에 따른 반작용으로 계속 닫히도록 이동하며 상기 실린더 나머지 후진행정을 완료하도록 하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 자동 개폐 방법.
제3항에 있어서, 미리 설정된 제1기준시간 동안 상기 실린더의 후진행정이 상기 미리 설정된 위치까지 진행되지 않거나, 미리 설정된 제2기준시간 동안 상기 실린더의 후진행정이 완료되지 않을 경우에는 상기 실린더를 전진행정을 미리 설정된 제3기준시간 동안 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 자동 개폐 방법.