KR101193299B1 - 보조의 기계적 로킹 또는 저항 수단을 구비한 자기적 잠금 수단 - Google Patents

보조의 기계적 로킹 또는 저항 수단을 구비한 자기적 잠금 수단 Download PDF

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Abstract

자물쇠는 자기 및 기계적 로킹 구성 요소를 포함하여 개시된다. 기계적 잠금 수단은 자물쇠를 억지로 개방하려는 시도에 응답하여 작동한다. 기계적 잠금 수단은 핀 및 하나 이상의 로킹 요소를 포함하며, 기계적 잠금 수단은 리세스와 하나 이상의 로킹 요소를 결합함으로써 작동한다.
자기적 잠금 수단(magnetic lock means), 기계적 잠금 수단(mechanical lock means), 전자석(electromagnet), 전기자(armature), 로킹 요소(locking element)

Description

보조의 기계적 로킹 또는 저항 수단을 구비한 자기적 잠금 수단{MAGNETIC LOCK MEANS WITH AUXILIARY MECHANICAL LOCKING OR RESISTANCE MEANS}
본 발명은 문을 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 유지하기 위해 사용되는 자물쇠(lock)에 관한 것이다.
자물쇠는 일반적으로 문이나 창문 등을 개방 상태 또는 폐쇄 상태 중 어느 하나로 유지하기 위해 사용된다. 먼 위치에서 자물쇠를 제어하는 것이 바람직한 경우에, 전기적으로 작동되는 자물쇠가 사용될 수 있다. 전기적으로 작동되는 자물쇠의 일 형태는 전자기 자물쇠(electromagnetic lock)이다. 통상적으로, 전자기 자물쇠는 전자석(electromagnet) 및 철강 재료의 전기자(armature)를 포함한다. 전자석을 활성화시키면 전기자와 전자석 사이에 강한 자기 인력이 발생한다. 자기 인력을 유지하기 위해 전자석을 통하여 흐르는 전류가 필요하다. 전자석을 비활성화시키면 전기자가 전자석으로부터 해제된다.
상업 건물 등에서 보안문(security door)의 경우에, 전기자와 전자석 사이의 인력을 깨뜨리기 위해 약 2000N 내지 5000N의 힘을 요구하는 전자기 자물쇠가 때때로 사용된다. 이러한 강한 자기 인력을 제공하기 위해, 강전자석 및 이에 대응하는 큰 전기자를 사용할 필요가 있다. 또한, 문을 일정한 상태로 유지하는 동안 대 략 40mA 내지 400mA 사이의 전류가 끊임없이 전자석을 통해 흘러야만 한다.
다음의 공식은 전자석 유지력(electromagnet holding force)을 결정하는 표준 방정식을 보여준다.
Figure 112009010189530-pct00001
여기서, F는 뉴턴 단위의 유지력,
K는 상수,
Bg는 총 자속 밀도(Wbm2),
A는 전자석 표면적(m2)을 나타낸다.
충분한 강한 로킹 작동을 구비하고 원격 작동 가능한 자물쇠를 제공하는 것은, 현존하는 자물쇠에 비해 만드는 동안에 보다 적은 양의 원재료를 사용하거나 작동하는 동안에 전기를 덜 소모하는 점에서 유리하다.
본 발명은 자기적 잠금 수단 및 기계적 잠금 수단을 포함하는 자물쇠를 제공하며, 기계적 잠금 수단은 핀 및 하나 이상의 로킹 요소를 포함하고, 핀은 리세스를 포함하며, 기계적 잠금 수단은 리세스와 하나 이상의 로킹 요소를 결합함으로써 작동하고, 기계적 잠금 수단은 자물쇠를 억지로 개방하려는 시도에 응답하여 작동한다.
리세스는 핀의 샤프트 둘레에 형성된 홈의 형태가 될 수 있다.
자물쇠는 대체로 구형인 복수의 로킹 요소를 포함할 수 있다.
자물쇠는 자기 잠금 수단과 연관된 견부를 더 포함할 수 있으며, 견부의 이동은 리세스와 하나 이상의 로킹 요소의 결합을 야기한다.
견부는 대체로 원형이며, 핀을 둘러쌀 수 있다.
하나 이상의 로킹 요소는 핀을 둘러싸는 슬리브에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 단지 실시예로서 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 도 2의 선 A-A를 따라 취해진, 본 발명의 실시예에 따른 자물쇠의 단 면도이다.
도 2는 선 C-C를 따라 취해진 도 1에 도시된 자물쇠의 단면도이다.
도 3은 잠겨진 문에 힘이 가해진 상태에서, 도 2에 도시된 자물쇠의 단면도를 도시한다.
도 4는 선 B-B에 따라 취해진 도 2에 도시된 자물쇠의 단면도로, 문에 힘이 가해진 상태에서 자물쇠가 문에 부착된 모습을 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 것과 동일한 도면의 자물쇠를 도 3에 도시된 상태에서 도시한다.
도 6은 도 1에 도시된 자물쇠의 슬리브의 확대 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자물쇠를 도시한다.
도 7b는 다른 상태에 있는 도 7a의 자물쇠를 도시한다.
도 7c는 또 다른 상태에 있는 도 7a의 자물쇠를 도시한다.
도 1을 참조하면, 전류가 공급될 때 전기자(2)에 자기적으로 끌려가는 2개의 전자석(1) 형태의 자기적 잠금 수단을 포함하는 자물쇠(10)가 도시되어 있다.
또한, 자물쇠(10)는 샤프트 둘레에 형성된 홈(groove;26)을 구비한 핀(24)을 포함하는 기계적 잠금 수단을 포함한다. 핀(24)은 나사산(25)에 의해 전기자(2)에 부착된다.
중공 슬리브(42)는 나사(44)에 의해 지지체 판(backing plate;54)에 부착되며, 핀(24) 주위를 둘러싼다. 대체로 구형의 볼(27) 형태를 취하는 6개의 로킹 요 소(locking element)가 슬리브(42)에 장착된다. 각각의 볼(27)은 슬리브(42)에 형성된 관통홀(28)에 자리한다. 각각의 관통홀(28)은 슬리브(42)의 중심에 가장 가까운 단부에서 약간 좁아진다. 이것은 각각의 볼(27)이 슬리브(42)의 외부로부터 관통홀(28) 내로 삽입될 수 있도록 해주며, 각각의 볼(27)이 좁아진 부분에 의해 관통홀(28)을 통해 직접 지나가는 것을 방지한다.
전자석(1)은 견부(41)를 지지하는 중심편(4)에 연결된다. 전자석(1)은 많은 스프링식 와셔(32)로 패킹된 나사(31)에 의해 지지체 판(54)에 장착된다. 중심편(4)은 전자석(1) 사이에 위치하며, 플랜지(12)에 의해 전자석과 실질적으로 고정된 관계로 유지된다. 스프링식 전기 접촉 핑거(35)는 전자석(1)에 전기적 연결을 제공하는 평면 접촉부(11)를 지지한다.
전류가 전자석(1)에 공급될 때, 전자석은 전기자(2)에 끌리게 된다. 전자석(1)이 활성화된 동안 문을 개방하려는 시도는 스프링식 와셔(32)의 압축에 의해 도 1에 도시된 굵은 화살표가 표시된 방향으로 전자석(1) 및 중심편(4)과 함께 전기자(2)의 이동을 유발한다[도 3에 도시된 스프링식 와셔(32)의 압축에 주목]. 전자석(1), 중심편(4) 및 견부(41)는 도 3에 도시된 위치로 일제히 이동한다. 슬리브(42)는 지지체 판(54)에 고정된 채로 남아 있는다.
도 1 및 도 3을 비교하면, 도 1에서 볼(27)은 홈(26)과 결합되어 있지 않다. 그러나, 도 3에서 견부(41)의 이동은 홈(26)과 결합하도록 볼(27)을 안내하는 램핑 운동(ramping movement)을 수행한다. 그 후에, 문을 개방하려는 시도로 흰 화살표로 도시된 방향으로 전기자에 가해진 증가된 힘은 핀(24)에 형성된 홈(26) 내에 볼(27)의 결합에 의해 저항된다. 따라서, 도 3에서 전자석(1)의 자기 작용 및 볼(27)과 핀(26)의 물리적 결합은 동시에 전자석(1)으로부터 전기자(2)의 분리를 막아서, 이에 따라 문을 폐쇄 상태로 유지하는 역할을 한다.
단지 전자기 인력에만 의존하는 자물쇠와 비교해 볼 때, 본 발명의 실시예에 따른 자물쇠는 문을 개방하는데 동일한 저항을 제공할 수 있지만, 감소된 용량의 전자석을 사용할 수 있다는 것이 발견되어 왔다. 이것은 종래의 전자기 자물쇠의 경우와 동일한 잠금 강도를 달성하기 위해 더 작은 전자석을 사용하는 것이 가능하고, 이로 인해 더 적은 원재료를 사용하는 것이 가능하며, 전자석의 용량이 감소함에 따라 전력 소비도 당연히 감소할 수 있음을 의미한다.
마이크로 스위치(33)는 도 1 및 도 3에 도시된 위치 사이에서 전자석(1)의 이동을 감지하도록 구성된다. 이것은 스프링식 와셔(32)를 압축하기에 충분한 힘이 문에 가해지는지를 원격 검출할 수 있도록 해주며, 문을 억지로 개방하는 시도를 표시할 수 있다.
도 4 및 도 5를 비교하면, 도 4에는 문설주(102)에 부착된 자물쇠 및 문(100)에 부착된 전기자(2)를 갖춘 자물쇠가 휴지 상태로 도시되어 있다. 도 5에서, 문(100)을 개방하려는 강제적인 시도가 있을 때, 자물쇠가 도시되어 있다. 도 5에서, 볼(27)이 핀의 홈(26)과 결합하도록 밀려져서, 이로 인해 전기자(2)와 전자석(1)의 분리에 대한 기계적 저항을 제공하는 점을 주목해야한다.
도 1을 참조하면, 전자석(1)이 비활성화되었을 때, 전기자(2)와 전자석(1) 사이에 인력이 없다. 따라서, 문을 개방하려는 시도가 있으면, 전기자(2)는 전자 석(1)으로부터 쉽게 분리된다. 볼(27)이 견부(41)에 의해 홈(26)과 결합하여 유지되지 않기 때문에 핀(24)은 자유롭게 슬리브(42)로부터 해제된다.
도 7a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서는 2개의 마이크로 스위치(238, 239)가 사용된다. 마이크로 스위치(238, 239)는 작동 나사(240, 241)의 헤드에 의해 작동된다. 각각의 작동 나사(241, 240)가 판(224) 내에 삽입되는 깊이는 마이크로 스위치(238, 239) 중 어느 하나를 작동시키기 위해 요구되는 힘을 나타낸다.
도 7b를 참조하면, 적당한 힘이 장치(200)에 가해지고 있는데, 이는 문을 개방하려고 미는 시도를 하는 사람에 의해 가해질 수 있는 힘에 상응한다. 전술한 힘은 스프링(230)의 압축에 의해 균형이 잡혀진다. 마이크로 스위치(239)가 작동 나사(241)의 헤드에 의해 작동되는 것을 알 수 있다.
도 7c를 참조하면, 큰 힘이 장치(200)에 가해지고 있는데, 이는 억지로 문을 개방하려는 시도를 하는 사람에 의해 가해질 수 있는 힘에 상응한다. 전술한 힘은 스프링(230)의 추가 압축에 의해 균형이 잡혀진다. 마이크로 스위치(238)가 작동 나사(240)의 헤드에 의해 작동되는 것을 알 수 있다.
장치(200)는, 마이크로 스위치(238, 239)의 위치에 기초하여 장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 전송할 수 있는 무선 발신기(radio transmitter) 장치를 포함한다. 만약 아무런 스위치가 작동되지 않으면, 이것은 문이 밀리지 않는 것을 나타낸다.
만약 마이크로 스위치(239)가 작동되면, 이것은 누군가 문을 개방하려고 시 도하고 있을 수 있음을 나타낸다. 무선 발신기 회로는 이를 표시하는 신호를 전송할 수 있다. 이는 문이 잠겨진 것을 사람에게 표시하는 경고음을 울리는 로컬 유닛(local unit)에서 수용될 수 있다.
만약 2개의 마이크로 스위치(238, 239)가 모두 작동되면, 이것은 누군가 문을 강제로 개방하려는 강제적인 시도를 하고 있다는 것을 나타낸다. 무선 발신기 회로는 이를 표시하는 신호를 전송할 수 있다. 이것은 장치(200)가 부착된 문을 개방하려는 강제적인 시도가 행해지고 있다는 것을 보안 직원에게 알리는 원격 보안 콘솔 등에서 수용될 수 있다.
앞서 기술된 실시예에서, 자물쇠는 문을 폐쇄 상태로 유지하기 위해 사용되는 것으로서 기술되었다. 유사하게, 자물쇠는 창문 및 다른 건물 입구부에도 사용될 수 있다. 또한, 유사하게 자물쇠는 문 또는 창문 등을 개방 상태로 유지하기 위해 사용될 수도 있다.
앞서 기술된 자물쇠는 2개의 전자석을 이용한다. 유사하게, 더 많거나 적은 수의 전자석이 사용될 수 있다.
앞서 기술된 자물쇠는 기계적 잠금 작동을 제공하는 하나의 핀을 이용한다. 유사하게 하나 이상의 핀이 사용될 수 있다.
앞서 기술된 자물쇠는 전자석이 자물쇠 내에 설치되었을 때, 전자석의 단자와 접촉되는 자물쇠의 지지체 판 상에 제공된 스프링식 전기 접촉 핑거에 의해 동력 공급원에 연결된 전자석을 포함한다. 유사하게, 전자석은 하드 와이어가 될 수 있다.
특별한 언급이 없다면, 본 명세서에 포함된 종래 기술에 대한 어떠한 참조도 그러한 정보가 보편적인 지식이라는 것을 인정하는 것으로 취급되지는 않는다.
마지막으로, 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않은 다양한 수정 또는 추가는 앞서 기술된 기술의 부분이 될 수 있다.

Claims (8)

  1. 자기적 잠금 수단과 기계적 잠금 수단을 포함하는 자물쇠이며,
    상기 기계적 잠금 수단은 핀 및 하나 이상의 로킹 요소를 포함하고,
    상기 핀은 리세스를 포함하고,
    상기 기계적 잠금 수단은 자물쇠를 억지로 개방하려는 시도에 응답하여 상기 하나 이상의 로킹 요소가 상기 리세스 내로 결합됨으로써 작동하는
    자물쇠.
  2. 제1항 있어서,
    상기 리세스는 핀의 샤프트 둘레에 형성된 홈의 형태인
    자물쇠.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 자물쇠는 대체로 구형인 복수의 로킹 요소를 포함하는
    자물쇠.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 자기적 잠금 수단과 연관된 견부를 더 포함하며, 상기 견부의 이동은 리세스와 하나 이상의 로킹 요소의 결합을 야기하는
    자물쇠.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 견부는 대체로 원형이며, 핀을 둘러싸는
    자물쇠.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 로킹 요소가 상기 핀을 둘러싸는 슬리브에 장착되는
    자물쇠.
  7. 삭제
  8. 삭제
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