KR101360318B1 - 센서가 구비된 도어 하드웨어 구동 메커니즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어 하드웨어 구성부재를 이동시키는 드라이버, 드라이버의 동작을 제어하는 콘트롤러, 가동 구성부재의 움직임을 탐지하는 센서 및 드라이버와 도어 하드웨어 구성부재 사이에 연결된 스프링을 포함하여 구성되는 푸쉬바 출구장치 등과 같은 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘에 관한 것이다.
상기 스프링은 상기 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈춘 후 일정시간 동안 드라이버의 이동이 이루어지도록 한다. 상기 콘트롤러는 센서를 모니터하고 센서가 구동된 구성부재의 이동이 멈추었음을 지시할 때까지 구성부재를 이동시킨다. 센서는 출력신호를 생성하고, 상기 콘트롤러는 드라이버의 계속적인 동작 중에 상기 구성부재의 이동이 멈춘 때에 출력신호에서 변곡점을 탐지해 낸다.

Description

센서가 구비된 도어 하드웨어 구동 메커니즘{DOOR HARDWARE DRIVE MECHANISM WITH SENSOR}

본 발명은 출구장치의 푸쉬바 수축이나 도어록의 원격 잠금을 위한 구동 메커니즘과 같은 도어 하드웨어 구동 메커니즘에 관한 것이다. 본 발명은 보다 자세하게는 작동된 도어 하드웨어 구성부재의 움직임을 검출하기 위한 센서를 포함하는 구동 메커니즘에 관한 것이다.

출구장치, 모티스 록(mortise lock, 파넣기 자물쇠) 및 보어드 록(bored lock) 등과 같은 도어 하드웨어는, 대체로 수축된 위치(retracted position)와 돌출된 위치(extended position) 등의 두 지점 사이를 이동하는 하나 또는 그 이상의 구성부재를 포함하고 있다. 예를 들면, 푸쉬바 출구장치는 안쪽으로 이동하여 도어 프레임 내의 스트라이크(strike)로부터 래치볼트를 후퇴시킴과 아울러 외측으로 이동하여 래치볼트를 돌출시키는 푸쉬바를 포함하고 있다. 록 메커니즘은 핸들, 래치볼트 및 두 개의 선택 위치 사이에서 구동되는 여타의 잠금부재를 포함하여 구성된다. 가동 록 요소는 도어를 열고 닫는 잠금부재이거나 도어 등에 빗장을 걸거나 해제시키는 래치볼트이다.

도어 하드웨어를 원격으로 동작시키고자 할 때에, 구동 메커니즘은 대개 전기적으로 동작되는 드라이버를 포함한다. 상기 드라이버로는 통상적인 디씨(DC) 또는 에이씨(AC) 모터, 리니어 액츄에이터, 스텝핑 모터 또는 전기구동에 의해 기계적 이동이 이루어지는 여타의 공지된 장치를 들 수 있을 것이다. 일반적인 구조에 따르면, 상기 도어 하드웨어 구성부재는 제1 디폴트(default) 위치를 향해서 스프링력을 가하는 한편 상기 드라이버는 상기 스프링력에 대항하는 힘을 작용하여 상기 동작된 구성부재로 하여금 제2 위치로 향하도록 한다. 상기 드라이버의 작동이 종료되면 스프링은 상기의 가동 요소가 제1 디폴트 위치로 복귀되도록 한다.

설명의 편의상, 본 발명은 가동 도어 하드웨어 구성부재가, 통상적인 평행사변형 링크장착으로서 한 쌍의 로커암 상에 장착된 푸쉬바로 이루어진 출구장치와 연계시켜 기술될 것이다. 상기 푸쉬바는 외측으로 돌출된 위치를 향하도록 하는 스프링력이 작용되고, 안쪽을 향해 손으로 누르게 되면 도어의 개방이 이루어지게 된다. 상기 드라이버는 리니어 액츄에이터로서 스텝핑 모터와 나사 가공된 출력축을 포함하여 구성된다. 상기 드라이버의 작동시에는 로커암 중의 하나를 끌어당김과 아울러 상기 스프링력에 대항하여 푸쉬바를 도어측으로 이동시키게 된다. 상기 푸쉬바는 도어 내부의 스트라이크로부터 래치볼트를 후퇴시킴으로써 그에 따른 도어의 해정이 이루어지게 된다.

한편, 본 발명은 모티스 록 및 실린더형이나 보어드 록을 포함한 다른 형태의 도어 하드웨어에도 적용이 가능할 것으로 이해되어야 할 것이며, 또한 두 선택적 위치 사이에서 구동되는 모든 도어 하드웨어 구성부재에도 적용이 가능하다.

본 명세서 중에서 설명되는 형태의 전기 구동식 출구장치는 일과의 시작과 종료에 따른 정해진 스케쥴에 의거해서 개방 및 폐쇄가 행해지는 학교나 공공건물에서 종종 사용된다. 휠체어 진입 편의를 위한 키보드 접근을 위해서나 멀리 떨어져 위치하는 경비원에 의한 제어를 위해서도 출구장치의 원격 해지 및 개방이 요망되고 있다.

전기적으로 구동되는 통상적인 도어 하드웨어는 드라이버를 가동요소에 직접 기계적으로 연결시키는 것이 일반적이다. 상기 드라이버에 이동 명령이 전해지면, 드라이버의 기계적인 출력을 통해서 도어 하드웨어 구성부재를 직접 소정의 위치로 이동시키게 된다. 이와 같은 구조에서는 구동된 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 방해되어 더 이상 움직일 수 없게 되는 때에 문제가 발생하게 된다.

예를 들면, 스텝핑 모터를 포함하여 이루어지는 드라이버에서 푸쉬바가 일시적으로 블로킹되는 경우에, 콘트롤러의 명령에 따른 스텝핑 모터는 슬립이 일어나서 이동을 하지 못하게 된다. 이때 상기 콘트롤러는 도어 구성부재의 이동이 이루어진 것으로 간주하게 된다. 그 결과로, 상기 드라이버는 상기 구성부재를 정확한 최종 위치로 이동시키는 데에 실패하게 됨으로써 해정되어야 할 도어가 괘정 상태로 남아 있게 된다.

이와 같은 일시적인 블로킹 상태를 해결하기 위해서는 도어 록킹 시스템 전체를 완전히 리셋할 필요가 있다. 다수의 도어가 공통된 제어 하에 있는 학교 등과 같이 규모가 큰 시스템에서 모든 도어를 리셋팅하는 것은 빌딩 전체의 진출입에 혼란을 초래하므로 바람직하지 않다. 한편, 각각의 도어에 대하여 개별적으로 리셋팅이 이루어지도록 하는 경우에는 시간과 비용의 소모가 많게 된다. 상기의 경우에는 어느 한 도어에 일시적인 블로킹 상황이 발생할 때마다 사람을 보내서 리셋팅을 해야만 한다. 만일 일시적인 블로킹을 검출해 냄과 아울러 자동적으로 리셋팅이 이루어지도록 하는 시스템이라면 개선된 성능을 발휘하게 될 것이다.

상기 형태의 직접 드라이브 구조에서는 대개의 경우 정해진 시작 위치(구동된 구성부재의 디폴트 위치, 해정 위치, 스프링력이 가해지 위치 및 돌출된 위치로 설정된)로부터 시작 위치와는 떨어져 있는 정해진 구동 거리로서의 최종 위치로 구동시키게 된다. 시작 위치로부터 정해진 거리만큼 구동시켜서 최종 위치에 도달하도록 하려는 시도에서 문제가 일어나게 된다. 일부의 경우에 있어서는 제품의 장착이 완료될 때까지 소정의 최종 위치를 알 수 없다. 또는 일시적인 블로킹, 모터의 슬립 등에 의해 상기의 구성부재가 소정의 최종 위치에 도달하는 것이 방해됨에도 불구하고, 콘트롤러는 최종 위치에 도달한 것으로 인식하게 된다.

상기 문제점과 관련하여 하나의 센서를 최종 위치에 위치시켜서 최종 위치에서 상기 구성부재의 도달을 검출해는 방안이 강구되고 있다. 그러나 상술한 바의 이유로 인해서 소정의 최종 위치가 변화되기 때문에 상기의 방안 역시도 문제점이 있다. 상기의 구성부재가 소정의 최종 위치에 도달했는지를 자동적으로 검출해 내는 구조가 바람직하다 할 것이나, 그와 같은 경우에도 최종 위치는 시간이 지남에 따라 변화되기도 하고 다른 장착물에 의해서 변화되기도 하여 여전의 문제의 소지가 있다 할 것이다.

종래 구조에서의 이와 같은 문제는 기계적 충격 민감성(mechanical shock sensitivity)과 연관되어 있다. 가령 폭풍 속에서 열려있던 도어가 세게 닫히는 등의 도어 하드웨어에 기계적인 충격이 가해지게 되는 경우, 스텝핑 모터 등을 포함하는 일부의 드라이버에서는 전면적인 릴리스(release)가 일어나게 될 것이다. 이와 같은 릴리스는 충격에 의해 가해진 기계적 하중이 스텝핑 모터에 의해 제공된 지지력을 초과하는 때에 초래된다. 이 같은 릴리스가 발생하게 되면, 가동도어 하드웨어 구성부재의 트랙 위치를 잃게 되어 비정상적인 작동을 야기시키게 된다. 이 같은 형태의 드라이버에서 에러를 줄이기 위해서 기계적인 충격을 감소시키는 시스템이야말로 개선된 성능을 발휘할 것으로 기대된다.

또 따른 바람직한 시스템 설계방안의 하나로는 자체적으로 자동 조정을 행하도록 함으로써 시스템으로 하여금 자동적으로 상이한 장착환경에 적응되도록 함과 아울러 마모에 대해서도 자동적으로 조정이 되도록 하여 제조 단계에서의 일부 에러에 대한 보상이 이루어지도록 하는 한편 변경을 가함이 없이도 상이한 구조의 도어 하드웨어에 사용될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은, 넓게 보자면, 콘트롤러가 리니어 액츄에이터의 스텝핑 모터 등과 같은 드라이버를 전기적으로 구동시켜서 동작하게 함으로써 도어 하드웨어의 구성부재로 하여금 소정의 위치를 향하여 이동하도록 한 도어 하드웨어용 구동메커니즘을 제공한다. 상기 콘트롤러는 구동되는 상기 구성부재의 이동을 검출하는 센서를 모니터한다. 드라이버는 스프링을 통해서 피동 도어 하드웨어 구성부재와 기계적으로 연결됨으로써 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 없더라도 드라이버의 구동이 이루어지게 된다. 도어 하드웨어 구성부재가 그 이동의 한계점에 도달하거나 상기 구성부재의 이동이 방해물이나 과도한 마찰에 의해서 차단되는 때에는, 상기 센서로부터의 신호는 콘트롤러에 드라이버의 동작 중에 구성부재의 이동이 멈추었음을 지시하게 된다.

도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈추었음을 검출함에 의해, 드라이버가 여전히 구동을 하더라도, 콘트롤러는 한계에 도달했음을 인식하여 드라어버의 더 이상의 구동을 멈추게 한다. 상기의 한계 위치는 장착 상황의 차이, 시간의 경과에 따른 마모 또는 동일한 구동 메커니즘을 사용하는 상이한 제품에 따라 달라지게 된다. 각각의 경우에 있어서, 도달점에 있어서의 변화에도 불구하고 정확한 최종 도달점이 확인된다.

설계상의 다양한 측면을 고려하여, 일시적인 블로킹 및 구동 메커니즘의 리셋/리싸이클을 확인하기 위하여 최종 도달점의 위치는 이전의 작동 싸이클과 비교되어질 수 있다.

상기 드라이브 메커니즘의 제1 기술적 특징은, 드라이버는 도어 하드웨어 구성부재를 이동 동작시키도록 연결되고, 콘트롤러는 드라이버를 콘트롤하도록 전기적으로 연결되어 도어 하드웨어 구성부재를 이동시키고, 센서는 콘트롤러에 연결됨과 아울러 도어 하드웨어 구성부재의 이동을 검출할 수 있도록 장착된 데에 있다.

상기 드라이버는 스프링이나 이와 유사한 탄성 연결부재를 통해서 도어 하드웨어 구성부재와 연결되어서 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 없이도 드라이버의 구동이 이루어지게 된다. 상기 컨트롤러는 센서를 모니터함과 아울러 적어도 센서가 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈춤을 지시할 때까지 도어 하드웨어 구성부재가 이동하도록 동작시키게 된다.

상기 드라이브 메커니즘의 다른 기술적 특징은, 센서는 홀 이펙트 센서(Hall effect sensor)로 구성되고 드라이브는 마그네트를 포함하는 데 있다. 상기 센서는 홀 이펙트 센서와 마그네트 사이의 상대적인 이동을 검출함으로써 도어 하드웨어 구성부재의 이동을 검출한다. 드라이브 메커니즘은 회로 기판을 포함하고 마그네트는 가동 도어 하드웨어 구성부재 상에 장착되며, 홀 이펙트 센서는 회로 기판상에 장착되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성을 통해서 전선을 통한 연결을 필요로 하는 전기적 구성부재들의 고정된 장착상태 유지가 가능함과 아울러 전기적 접속을 필요로 하지 않는 가동 부재(상기 마그네트)들 사이의 접촉이 없이 콘트롤러에 의한 모니터링이 가능하게 된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈추었음을 센서로부터 검출해 내기 전에 콘트롤러는 초기에 드라이버를 작동시켜서 확실하게 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 시작되도록 하는 데 있다. 이에 따라 콘트롤러가 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈춤었음을 검출하려 하기 이전에 초기의 모든 슬랙(slack, 헐거움)이 메워지게 됨과 아울러 초기 마찰력이 극복된다.

발명의 또 다른 기술적 특징은, 드라이버는 드라이버로부터 스프링에 가해질 수 있는 최대 구동력을 구비하고, 스프링은 스프링이 완전히 압축되었을 때 스프링에 의해 가해질 수 있는 최대 스프링력을 구비하며, 상기 최대 스프링력은 상기 최대 구동력보다도 크다는 데 있다. 이에 따라 상기 스프링은 드라이버가 가할 수 있는 최대의 힘을 가하는 경우라도 완전히 압축되지는 않는다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 스프링과의 연결을 통해서 도어 하드웨어 구성부재가 드라이버에 의해 구동됨에 따라 상기 센서는 실질적으로 연속적으로 변화하는 센서 출력신호를 제공하는 데 있다. 이와 같은 실시예에서, 상기 센서는 드라이버가 계속적으로 이동하더라도 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈추는 때에는 실질적으로 변화하지 않는 센서 출력신호를 제공한다. 콘트롤러는, 실질적으로 연속적으로 변화하는 센서 출력신호로부터 실질적으로 변화하지 않는 센서 출력신호로의 천이(transition)를 나타내는 변곡점을 탐지하기 위하여 센서 출력신호를 모티터한다. 콘트롤러에서는 센서 출력신호의 슬로프를 모티터하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 콘트롤러에서 변곡점을 통과하였음을 인식한 후에도 콘트롤러는 드라이버를 동작시켜서 소정의 양만큼 스프링을 압축시킨다는데 있다. 가령 드라이버가 스텝핑 모터인 경우라면, 콘트롤러에서는 소정의 압축에 이르도록 하는 소정의 펄스 수를 내보내게 된다. 경우에 따라서는, 상기 소정의 스프링 압축량은, 도어 하드웨어 구성부재가 변곡점에 상응하는 소정의 위치에 도달하였음을 확실하게 하는 동안에 스프링 압축이 최소화되도록 설정된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징에 따르면, 콘트롤러는 콘트롤러에서 변곡점을 확인한 후에 스프링을 압축시키기 위해 드라이버를 동작시키고, 이어서 드라이버를 반대방향으로 동작시켜서 스프링 압축을 경감시키게 된다. 이와 같은 구조에서는, 비교적 높은 수준의 힘이 일시적으로 가동요소에 가해지게 되고, 이어서 그러한 힘은 드라이버가 홀딩 상태에 진입하기 전에 경감된다. 이에 따라 가동 도어 하드웨어 구성부재가 단지 일시적으로 멈추었다가 스프링에 가해지는 힘이 증가됨에 따라 다시 움직이기 시작하는 때의 지점에 상응하는 "잘못된" 변곡점에 대한 탐지가 방지된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 콘트롤러에서 변곡점의 탐지에 상응하는 제1 파라메타를 저장하고 드라이브 메커니즘의 각 동작 싸이클에 대하여 상기 제1 파라메타를 업데이트한다는데 있다. 콘트롤러에서는 이전 동작 싸이클에서 저장된 제1 파라메타를 현재의 두번째 동작 싸이클에 대한 변곡점의 두번째 탐지에 상응하는 제2 파라메타와 비교한다. 두 파라메타가 미리 정해진 소정의 차이보다도 큰 때에, 콘트롤러는 드라이브 메커니즘을 리싸이클시켜서 세번째 동작싸이클이 시작되도록 한다. 이에 따라 가동 도어 하드웨어 구성부재의 일시적인 블로킹에 상응하는 잘못된 변곡점의 탐지가 방지된다.

상기 드라이브 메커니즘에서는 상기의 구성을 이용해서 마모에 대해서 자동적으로 보상 및 조정할 수가 있는바, 그 이유는 마모에 따른 각 동작 싸이클 사이의 정상적인 변화는 비교시에 허용되는 소정의 차이보다도 적기 때문이다. 단지 블로킹에 의해서 초래되는 커다란 차이에 의해서만이 리셋트 및 리싸이클이 이루어지게 되는 반면에 마모에 따른 적은 변화는 각 싸이클에 대해 저장되는 파라메타에 통합되어 다음 번 비교를 위해서 사용된다.

저장된 파라미터와 소정의 차이는 디지탈 신호, 센서로부터 접수된 아날로그 전압, 콘트롤러에서 드라이버의 스텝핑 모터로 보내진 펄스 수의 비교에 기초하거나, 드라이버에 의해서 계속 구동중인 동안에 하드웨어 구성부재의 이동이 정지된 때의 지점에 상응하는 어떠한 파라메타에 기초한다.

이와 관련하여, 각 동작 싸이클에 대하여 저장된 상기 파라메타는 변곡점을 탐지하기 전에 콘트롤러가 도어 하드웨어 구성부재를 이동시킨 거리에 상당하다. 센서를 이용한 변곡점의 탐지를 통해서 동작 개시 시에 콘트롤러로 하여금 자가-조정 측정 루틴(self-adjusting calibration routine)을 포함하도록 할 수 있다. 상기 자가-조정 측정 루틴에서는 다수의 반복적인 동작 싸이클을 수행하여 각 싸이클에 대한 변곡점을 탐지하여 정상적인 동작 싸이클 및 그에 따른 변곡점에 대응되는 파라메타를 저장하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 드라이브 메커니즘의 또 다른 기술적 특징으로는, 콘트롤러에서 센서 출력신호의 변화에 대한 슬로프를 계산함과 아울러 그 계산된 슬로프의 변화를 탐지함으로써 변곡점을 탐지한다는데 있다. 콘트롤러에서는 변화하는 센서출력 신호에 대한 복수의 탐지를 포함하는 슬라이딩 윈도우(sliding window)를 이용하여 변화하는 센서 출력신호의 슬로프를 계산하게 된다.

상기 드라이브 메커니즘에서, 콘트롤러는 전원이 인가된 초기에 자가-조정 측정 루틴으로 진입하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조하에서는, 상이한 도어 하드웨어 구성부재에 대한 상이한 기계적 한계를 갖는 상이한 도어 하드웨어 장치에 동일한 드라이브 메커니즘의 사용이 가능하게 된다. 상기의 초기 자가-조정 측정 루틴을 통해서, 드라이브 메커니즘으로 하여금 새로운 기계적 한계에 상응하는 변곡점을 탐지함과 아울러 그에 상응하는 파라메타를 저장할 수 있게 된다.

한편, 상기 드라이브 메커니즘은 그 내부에 스프링이 장착된 스프링 캐리지를 포함하고 있다. 상기 스프링 캐리지는 드라이브 메커니즘에 대하여 슬라이딩 가능하게 장착된다. 상기 스프링은 스프링 캐리지 내부에서 압축상태로 지지되도록 하는 것이 바람직하며, 스프링의 제1 단부는 스프링 캐리지에 대하여 고정된 상태를 이루는 반면에 스프링의 제2 단부는 스프링 캐리지에 대한 상대적인 이동이 가능하게 된다. 상기 스프링 캐리지는 도어 하드웨어 구성부재와 연결되며, 드라이버는 스프링의 제2 단부에 연결된다.

드라이버가 콘트롤러에 의해서 동작되면, 드라이버는 스프링을 동작시키고, 스프링은 스프링 캐리지는 동작시키게 되고, 차례로 스프링 캐리지가 슬라이드 함에 따라 도어 하드웨어 구성부재를 구동시키게 된다. 도어 하드웨어가 한계에 도달함에 따라 정지하게 되는 한편 드라이버는 계속해서 동작하여 스프링을 압축시키게 된다. 이와 같이 스프링의 타단부와 스프링 캐리지 및 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈춘 동안에 드라이버와 스프링의 일단부가 움직임에 따라 변곡점이 생성된다.

상기 구조에서는 도어 하드웨어 구성부재가 드라이버에 탄성적으로 연결되어 있다는 장점을 지니고 있음으로 해서 드라이버로의 충격하중 전달을 경감시킬 수 있고 또한 전체 시스템의 충격 민감성을 낮출 수 있다.

또한, 스프링 핀은 스프링의 가동 단부에 연결되고, 상기 스프링 캐리지는 대응되는 스프링 핀 슬롯을 각각 구비한 대향되는 측면을 포함하고 있다. 상기 스프링 핀은 스프링 캐리지의 대향하는 양 측면 사이를 가로질러 연장되며, 스프링이 압축됨에 따라 스프링 핀 슬롯 내에서 슬라이드된다.

그리고, 상기 드라이버 메커니즘은 한 쌍의 직립 플랜지를 갖는 지지 베이스를 포함하며, 상기 직립 플랜지는 스프링 캐리지를 수용할 수 있을 만큼 서로 떨어져 위치함으로써 그 안에서 스프링 캐리지의 슬라이드가 가능해지게 된다. 상기 플랜지는 슬라이딩 스프링 캐리지의 양 외측면에 대해 가이드 역할을 한다.

또한, 상기 드라이브 메커니즘은 스프링 캐리지 핀을 포함하며, 상기 직립 플랜지 각각에는 상응하는 스프링 캐리지 슬롯이 형성되어 있다. 상기 스프링 캐리지 핀은 스프링 캐리지에 고정되어 스프링 캐리지를 이동시키게 된다. 상기 스프링 캐리지 핀은 대향하는 플랜지 사이에서 관통 연장되어 스프링 캐리지 슬롯 내에서 슬라이드하게 된다.

상기 도어 하드웨어 구성부재는 스프링 캐리지 핀에 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 도어 하드웨어 구성부재가 푸쉬바 출구장치의 로커암인 경우, 상기 로커암은 푸쉬바의 수동조작이 이루어지도록 하는 링크에 의해서 스프링 캐리지에 연결된다.

한편, 상기 드라이버는 스프링을 관통하여 연장되는 샤프트를 포함한다. 상기 샤프트는 스프링의 외측단부에 연결됨으로써 스프링이 샤프트 상에서 지지된다.

또한 상기 드라이브 메커니즘에서, 상기 가동 도어 하드웨어 구성부재에는 제1 위치를 향하는 편향력이 부여되어 있는바, 그러한 편향력은 릴리스 시에 상기 제1 위치로 도어 하드웨어 구성부재를 이동시킬 수 있는 스프링에 의해서 부여되도록 하는 것이 바람직하다. 콘트롤러는 드라이버를 동작시켜서 도어 하드웨어 구성부재가 제1 위치로부터 제2 위치로 향하도록 한다. 상기 구조에서는 콘트롤러가 드라이버의 전원을 단순히 제거함에 따라, 도어 하드웨어 구성부재는 제2 위치로부터 제1 위치로 복귀가 이루어지게 된다.

그런데, 상기 구조에서는 도어 하드웨어 구성부재가 릴리스됨에 따라 귀에 거슬리는 소음이 초래될 수 있다. 고품질의 도어 하드웨어에서 도어 하드웨어의 동작시에 발생하는 소음은 부정적 요인으로 작용한다. 하드웨어에서의 이와 같은 소음 발생을 방지하기 위해서는, 콘트롤러가 잔여 전원의 여분으로 도어 하드웨어 구성부재로 하여금 제2 위치로부터 제1 위치로 향하도록 하는 반대의 구동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 잔여 전원의 여분은 주로 드라이버 전원공급장치의 필터 캐패시터에서 발견된다. 상기 콘트롤러는 전원을 제거하는 한편 저장된 잔여 전원을 사용하여 제2 위치로부터 제1 위치를 향하는 제어된 이동이 이루어지도록 한다. 대체로, 드라이버가 도어 하드웨어 구성부재를 제1 위치로 완전하게 복귀시키도록 하기에는 남아있는 전원이 불충분하게 된다. 저장된 잔여 전원이 소진된 후의 복귀 동작 후반부는 바이어싱 스프링에 의해서 달성된다. 한편, 이와 같이 제어된 또는 "부드러운(soft)" 릴리스 동작을 통해서 도어 하드웨어 구성부재의 바이어싱 스프링과 드라이버를 상기 구성부재에 연결시키는 스프링이 최대로 압축되었을 때의 초기 릴리스시 발생되는 소음이 크게 감소된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 콘트롤러에 전원을 인가할 때마다 드라이버 메카니즘의 자기-조정(self-adjusting)이 이루어진다는데 있다. 상기 자기-조정 동작은 구동되는 도어 하드웨어 구성부재에 대한 정상적인 변곡점을 탐지하기 위한 다수회에 걸친 동작 싸이클을 통해서 콘트롤러가 드라이버를 싸이클링시킴으로써 달성된다. 상기 정상적인 변곡점은 구동되는 도어 하드웨어 구성부재의 정상적인 동작 한계(normal limit of motion)에 상응한다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 센서는 마그네트를 포함하고, 상기 콘트롤러는 초기에 마그네트의 방향을 탐지하여 구조의 차이에 따라서 의도적으로 거꾸로 장착되거나 제조상의 실수로 거꾸로 장착된 마그네트에 대한 조정이 이루어지도록 한다는데 있다.

본 발명의 기술적 특징들은 신규한 것으로 여겨지며, 본 발명 구성부재들의 특징들은 첨부된 특허청구의 범위에서 특징적으로 설정되어 있다. 도면들은 단순히 예시적인 것일 뿐으로 정확한 축척에 의거하고 있지는 아니하다. 본 발명의 구조적 특징들과 작동 방법은 첨부된 도면을 참조한 아래의 설명을 통해서 명확하게 이해될 것이다.
도1은 본 발명에 따라 장착된 푸쉬바 수축용 드라이브 메커니즘을 포함하는 푸쉬바 출구장치로 이루어진 도어 하드웨어에 대한 상부 사시도이다. 상기 출구장치는 도어 상에 장착된 것으로 도시되고 있으며, 전력선과 연결된 전기 힌지가 점선으로 표시되어 있다.
도2는 도1의 푸쉬바 출구장치 부분에 대한 좌측 하부로부터의 사시도이다. 본 발명의 드라이브 메커니즘과 푸쉬바 출구장치의 여타 내부 구성부재들을 보여주기 위하여 단부 캡이 제거되고 출구장치의 측벽이 절단되어 있다.
도3은 도2에 도시된 드라이브 메커니즘 부분에 대한 사시도로서 기계적 구성부재들과 리니어 액츄에이터 및 센서를 포함하는 어셈블리로 이루어져 있다. 도2에서의 푸쉬바 단부측에 위치하고 있는 콘트롤러에 대해서는 그 도시가 생략되어 있다. 상기 사시도는 도2에서와 동일한 각도를 취하고 있다.
도4는 도2에 도시된 드라이브 메커니즘 어셈블리의 반대편을 보여주는 다른 사시도이다.
도5는 도2 및 도2에 도시된 드라이브 메커니즘 어셈블리의 구성부재들을 보여주는 분해사시도이다. 주된 구성부재로서 스텝핑 모터, 리니어 액츄에이터를 형성하는 나사가공된 모터 샤프트, 스프링, 스프링 핀, 스프링 캐리지 등이 도시되고 있다.
도6은 도2 및 도3에 도시된 드라이브 메커니즘 어셈블리에 대한 측면도이다. 상기 위치센서는 회로기판상에 장착된 홀 이펙트 센서(Hall effect sensor)와 상기 회로기판에 대하여 상대적인 이동을 하는 로커암 상에 장착된 마그네트가 도시되어 있다. 도시된 드라이브 메커니즘은 기계적 및 전기적으로 완전하게 연장되어진 상태로서, 도1에 도시된 출구장치의 푸쉬바 및 래치볼트가 외측으로 연장되어 래치의 걸림을 통한 도어의 잠김이 이루어진 상태이다.
도7은 도6의 드라이브 메커니즘 어셈블리에서 전기적으로 약간 수축된 상태의 측면도이다. 도5의 리니어 액츄에이터가 스프링 케리지를 수축시키고 있으며, 도1의 출구장치의 푸쉬바와 래치볼트를 부분적으로 수축시킨 상태이다. 스프링 캐리지 내부의 스프링은 아직 압축되지 않은 상태이다.
도8은 도6 및 도7의 드라이브 메커니즘 어셈블리에서 완전하게 전기적으로 수축된 상태의 드라이브 메커니즘에 대한 측면도이다. 상기 리니어 액츄에이터는 도5에 도시된 바의 스프링 캐리지를 완전히 수축시킴과 아울러 도1에 도시된 출구장치의 푸쉬바 및 래치볼트도 완전하게 수축시킨 상태이다. 스프링 캐리지 내부의 스프링은 부분적으로 압축된 상태에 있다.
도9는 도6 내지 도8의 드라이브 메커니즘 어셈블리에서 도6에서의 리니어 액츄에이터가 아직 전기적으로 연장된 상태로서 드라이브 메커니즘이 기계적으로 수축된 상태를 보여주고 있다. 도1의 푸쉬바는 출입자에 의해서 도어 안쪽으로 눌려져서 래치볼트를 수축시킴으로써 리니어 액츄에이터가 연장된 상태로 남아있는 동안에 도어의 개방이 이루어지도록 하고 있다.
도10은 푸쉬바의 수축거리에 대한 함수로서의 위치센서의 전기 출력을 보여주는 그래프이다. 예시된 드라이브 메커니즘은 본 발명의 서로 다른 실시예에서 사용될 수 있기 때문에 상이한 실시예에 대한 세 가지의 상이한 출력 곡선이 도시되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 기술함에 있어서 도1 내지 도10에서 본 발명의 유사한 특징에 대해서는 유사한 도면부호가 사용될 것이다.

도1에서, 도어(10)에는 몸체(14)를 갖는 푸쉬바 출구장치(12)와 푸쉬바(16) 및 래치볼트(18)가 장착된다. 도2에서, 본 발명에 따른 드라이브 메커니즘은 출구장치의 몸체(14) 내부에 위치하며, 전기 도어힌지(22)를 통해서 전원 및 전선(20)이 구비된 제어장치와 전기적으로 연결되어 있다. 상기 드라이브 메커니즘은 콘트롤러(24)와 드라이브 메커니즘 어셈블리(26)를 포함한다.

상기 콘트롤러는, 여타의 통상적인 제어시스템이 사용될 수도 있으나, 직접된 입력부, 출력부, 메모리 및 중앙처리장치를 구비한 마이크로 콘트롤러가 바람직하다. 상기 콘트롤러 장치에는 또한 전원 연결부와 드라이브 메커니즘 어셈블리 (26)상에 장착된 리니어 액추에이터(28)용 전자제어부가 구비되어 있다. 콘트롤러 (24)를 구성하는 전자회로부는 드라이브 메커니즘 어셈블리(26)로부터 분리되도록 설계하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 하나의 어셈블리로 통합될 수도 있다.

도3 및 도4에서, 드라이브 메커니즘 어셈블리(26)는 스텝핑 모터(30)를 갖는 리니어 액츄에이터(28)와 나사가공된 출력축(32)를 포함한다. 상기 스텝핑 모터 (30)는 와이어(34)를 통해서 상기 콘트롤러(24)와 전기적으로 연결됨과 아울러 전기 커넥터(36)와도 연결된다. 상기 콘트롤러(24)는 리니어 액츄에이터의 스텝핑 모터로 펄스를 보내서 리니어 액츄에이터 내부에 위치하는 내주면이 나사가공된 너트를 구동시키게 된다.

상기 나사 내주면 너트는 스텝핑 모터에 대해서 수평으로 고정된 위치를 유지하되, 스텝핑 모터에 의해서 자유롭게 회전이 이루어진다. 너트의 나사 내주면은 상기 출력축(32)의 나사 외주면에 결합된다. 상기 너트가 스텝핑 모터에 의해서 제1 방향으로 회전함에 따라 상기 출력축(32)은 스텝핑 모터(30)에 대해서 연장된다. 콘트롤러의 신호에 따라서 너트가 반대방향으로 회전하게 되면, 상기 출력축 (32)은 수축된다.

그리고 스텝핑 모터(30) 내부의 너트는 콘트롤러에 의해서 그 위치가 자기적으로 유지되어 출력축의 이동이나 출력축의 자유이동(freewheel)이 방지되도록 함으로써 출력축에 축방향으로 가해진 힘에 상응한 안쪽 또는 바깥쪽으로의 출력축 이동이 가능하도록 한다.

드라이버는 스텝핑 모터가 사용된 리니어 액츄에이터가 바람직한바, 그 이유는 스텝핑 모터의 경우 디지탈 콘트롤러에 의한 정확한 디지탈 위치 제어에 매우 적합하기 때문이다. 한편, 다른 드라이버로서 디씨(DC)나 에이씨(AC) 모터, 리니어 모터, 스텝핑 장치 등이 사용될 수도 있다.

출력축(32)은 스프링 캐리지(38)의 벽(44)에 형성된 통공(33)을 관통하여 스프링(40)측으로 연장된다.(도5 참조) 출력축(32)의 단부는 스프링 캡(53)과 스프링 핀(42)에 의해서 스프링(40)의 외측 단부에 연결된다. 스프링(40)은 스프링 캐리지 (38)의 벽(44)과 스프링 핀(42)의 사이에서 항시 압축된 상태로 유지된다.

스프링 캐리지(38)의 벽(44)은 스프링 캐리지의 서로 대향하는 측벽(46)(48) 사이에 위치한다. 이들 세 벽은 스프링 캐리지의 내부 공간을 형성하여 스프링 (40)을 지지한다. 또한 스프링(40)은 스프링(40)의 중앙을 통과하는 출력축(32)에 의해서도 제 위치가 유지된다.

상기 스프링 핀(42)은 스프링 캐리지의 대향하는 측벽(46)(48) 상에 형성된 대향하는 스프링 핀 슬롯(43)(45) 내에 지지된다.

달리 스프링 캐리지(38)의 이동이 차단되지 않은 경우라면, 콘트롤러(24)의 명령하에 리니어 액츄에이터의 나사가공된 출력축(32)이 모터를 향하거나 멀어지도록 구동됨에 따라 스프링 캐리지는 스텝핑 모터(30)를 향하거나 멀어지도록 이동하게 된다.

스프링 캐리지(38)의 양 측벽(46)(48)은 드라이브 어셈블리의 지지 베이스 상의 대향하는 직립 플랜지(50)(52) 사이에 위치한다. 스프링 캐리지의 상기 양 측벽(46)(48) 외측면 사이의 거리는 상기 직립 플랜지(50)(52)의 내면 사이의 거리보다 적기 때문에 스프링 캐리지의 이동이 상기 플랜지(50)(52) 사이에서 가이드되어 진다.

스프링 캐리지(38)의 슬라이딩 동작은 또한 대향하는 플랜지(50)(52) 각각에 형성된 한 쌍의 스프링 캐리지 슬롯(56)(58) 안에서 슬라이드하는 스프링 캐리지 핀(54)에 의해서 제어된다. 슬롯(56)(58) 안에서의 스프링 캐리지 핀(54) 지지를 위해서 C-링(60)이 사용된다.

상기 스프링 캐리지 핀(54)은 스프링 캐리지의 측벽(46)(48)에 대응되는 크기로 형성된 통공을 관통함으로써 스프링 캐리지 핀은 스프링 캐리지에 대하여 고정된 위치를 유지하게 된다. 스프링 캐리지가 스프링(40)을 통해서 구동됨에 따라 스프링 캐리지 핀(40)은 항상 스프링 캐리지와 함께 움직이게 된다. 도4에 가장 잘 나타나 있듯이, 스프링 캐리지 핀은 링크(64)를 통해서 도어 하드웨어의 가동요소 (62)에 연결되어 있다. 상기 링크(64)는 일 단부가 스프링 캐리지 핀(54)에 결합되고 타 단부는 상기 가동요소(62)에 결합된다.

도5의 분해사시도에는 리니어 드라이버(28), 스프링(40) 및 스프링 캐리지 (38)가 자세하게 도시되고 있다. 스텝핑 모터(30)는 전술한 바의 방식으로 출력축 (32)을 구동시킨다. 출력축(32)은 벽(44)의 통공(33)을 통과하여 스프링 캐리지 (38)의 내부로까지 연장된다. 스프링 캐리지(38)의 대향하는 측벽(46)(48)에는 슬롯(43)(45)이 형성되어 있다.

통공(47)(49) 역시 대향하는 측벽(46)(48)에 형성된다. 통공(47)(49)은 스프링 캐리지 핀(54)을 수용하여 스프링 캐리지 핀이 스프링 캐리지에 대해서 상대적인 이동이 방지되도록 한다. 상기 스프링 캐리지 핀(54)은 스프링 캐리지를 링크 (64)에 연결하여 평행사변형 로커암 링크를 통해서 푸쉬바의 구동이 이루어지도록 한다.

스프링(40)은 스프링 캐리지(38)의 내부에 장착되며, 아울러 출력축(32)과 스프링 캡(53)의 일부를 감싼다. 상기 스프링(40)은 초기에 벽(44)과 스프링 핀 (42) 사이에서 압축상태로 지지된다. 스프링 핀(42)은 스프링 핀 슬롯(43)(45) 내에서 슬라이드한다. 스프링 핀(42)은 스프링 캡(53) 내의 통공(51)을 관통하기 때문에 스프링 캡(53)의 스프링 캐리지에 대한 상대적인 이동은 스프링 슬롯(43)(45) 에 의해 제한된다.

스프링(40)의 외측 단부는 와셔(55)에 의해서 스프링 핀(42) 이상으로 이동하는 것이 방지되는바, 와셔는 스프링(40)의 일단부{모터(30)를 기준으로 한 외측 단부}의 안착부를 형성하게 된다. 상기 스프링 캡(53)은 스프링 캡 내의 통공(59)과 출력축(32) 내의 통공(61)에 결합되는 핀(57)을 통해서 출력축의 단부와 핀 결합을 이루고 있다.

도2 및 도6 내지 도9에서 도시되고 있는 가동요소(62)는 도시된 푸쉬바 출구장치의 푸쉬바(16)용 두 로커암 중 하나이다. 로커암(62)은 하부 로커암 피봇 핀(66) 상에서 피봇팅(pivoting)한다. 로커암(58)은 하부 로커암 피봇 핀(70) 상에서 피봇팅한다. 두 로커암(62)(58)은 각각의 상부 로커암 피봇 핀(79)(81)을 통해서 그 상단부에서 푸쉬바(16)에 대해 피봇팅됨으로써 출구장치의 몸체와 푸쉬바 (16) 사이에서 평행사변형 링크를 형성하게 된다. 상기 평행사변형 링크는 푸쉬바가 출구장치의 몸체부를 향하거나 멀어지는 쪽으로 이동하는 과정에서 푸쉬바가 항시 출구장치의 몸체부와 평행하게 유지되도록 작용하게 된다.

도시된 실시예에서는 링크를 통해서 드라이버를 출구장치의 로커암에 연결시키고 있으나, 본 발명에서는 여러 가지 다른 형태의 무빙도어 하드웨어 구성부재들이 사용될 수 있을 것이다.

푸쉬바(16)가 출구장치의 몸체 쪽으로 이동하는 때에(수축 위치로), 푸쉬바는 도어프레임 내의 스트라이크로부터 래치볼트(18)를 수축시켜서 도어(10)의 개방이 이루어지도록 한다. 도6 내지 도9에 도시된 바와 같이, 링크(64)는 일 단부에 형성된 훅 개방부(74) 및 타 단부에 형성된 확대 통공(76)을 통해서 로커암(62)에 연결된다. 상기 확대 통공(76)은 링크(64)를 스프링 캐리지 핀에 연결시킨다.

푸쉬바가 손에 의해서 안쪽으로 눌려지지 않은 때에, 링크(64)는 도6 내지 도8에서와 같이 텐션이 가해진 상태로 유지된다. 그러나 푸쉬바가 손에 의해 눌려지게 되면, 훅 개방부(74)에 의해서 제공된 헐거움(slack)과 링크 반대편의 확대 통공(76)에 의해서 스프링 캐리지의 이동이 없는 상태로 푸쉬바(16) 만의 동작이 이루어지게 되어 리니어 액츄에이터(28)에는 영향을 미치지 않는다.(도9 참조)

푸쉬바는 돌출된 위치{도6의 스프링(78) 참조}를 향하도록 하는 편향력이 작용하고 있기 때문에 푸쉬바가 손으로 작동되지 않는 한에 있어서 링크 양단부 상의 상기 훅과 확대 통공 연결은 작동에 영향을 미치지 않는다.

본 발명의 스프링 연결의 한가지 장점은 작동되는 도어 하드웨어 구성부재와 이를 구동시키는 드라이버 사이에서의 전달되는 힘의 감소에 있다. 이와 같은 전달되는 힘에 있어서의 감소는 도어에 충격이 가해졌을 때 드라이버가 예상치 않게 동작불능 상태로 될 가능성을 감소시켜 준다. 그리고 드라이버의 마손(wear and tear)도 감소된다.

도어 하드웨어에는 종종 상당히 큰 규모의 충격을 접하게 된다. 예를 들면, 바람이 부는 상황 하에서 문이 열려 있는 경우, 문은 상당한 힘으로 회전하여 닫히게 된다. 이와 같은 형태의 기계적인 충격의 결과로 드라이버가 릴리스(release)되는 경우, 푸쉬바는 바깥쪽의 돌출된 위치로 복귀되어 도어가 닫히게 됨으로써 열려야 할 도어를 통한 더 이상의 접근이 불가능하게 된다.

기계적 충격의 감소가 매우 바람직한 것이기는 하나, 탄성 연결을 형성하는 스프링(40)의 사용에 따른 다른 중요한 장점은 아래와 같다. 이러한 부가적인 장점들은 도어 하드웨어 구성부재들의 이동이 멈춘 후에도 드라이버의 계속적인 이동이 이루어지도록 하는 스프링(40)에 기인하며, 상기의 차동(differential motion)은 구동된 구성부재들이 소정의 한계점에 도달했을 때를 확인함으로써 탐지되어질 수 있다.

탄성 스프링 연결은 드라이버로 하여금 도어 하드웨어 구성부재를 기계적 정지 한계까지 이동시킬 수 있도록 한다. 종래 구조에서와 같이 이동 요소(moving component)와 드라이버 사이에 고정된 연결을 취하는 경우라면, 드라이버는 반드시 상기 이동 요소가 기계적 한계에 도달하기 전에 구동을 멈춰야만 한다. 상기 드라이버는 이동 요소를 이미 알고 있는 또는 장치의 설치과정에서 설정된 소정의 위치로 구동시키게 된다.

본 발명에서는 탄성 스프링 연결을 취하고 있음에 따라, 드라이버는 도어 하드웨어 구성부재를 소정의 기계적 한계 이상으로 구동시키려는 시도를 할 수가 있다. 기계적 한계에 도달했을 때에 스프링 핀(42)은 스프링 캐리지에 대해 움직이기 시작하여 스프링(40)은 보다 더 압축되어 진다.

피동 요소의 이동이 멈춘 때를 모니터하는 센서가 결합되면, 콘트롤러는 기계적 한계에 도달하였거나 피동 요소가 블로킹되었음을 탐지할 수 있다. 완전한 센서 메커니즘으로는 홀 이펙트 센서(80)와 마그네트(82)를 포함하는 것이 바람직하다. 홀 이펙트 센서(80)는 회로 기판(84)상에 장착하되, 가동 로커암(62)상에 장착된 마그네트(82)와 근접되도록 하는 것이 바람직하다.

홀 이펙트 센서(80)는 인접하는 마그네트(82)에 의해서 발생된 전계의 강도 및 극성에 상응하는 아날로그 출력전압을 생성한다. 상기 마그네트(82)는 양 단부에 S극과 N극이 구비된 것으로서 로커암의 이동에 따라 마그네트의 N극과 S극이 홀 이펙트 센서(80)에 번갈아서 접근되도록 장착된다. 로커암의 이동에 따라서 홀 이펙트 센서(80)의 아날로그 출력전압은 최소값과 최대값 사이에서 변화된다.

도6은 외측으로 연장된 위치의 로커암(62)과 푸쉬바(16)을 구비한 드라이브 메커니즘을 보여주고 있다. 이와 같은 조건에서는 래치볼트(18)가 연장된다. 도6에서와 같이, 마그네트(82)의 하단부는 홀 이펙트 센서(80)의 바로 앞쪽에 위치하여 홀 이펙트 센서(80)에서는 최소 출력 전압을 생성하게 된다.(도10 참조)

홀 이펙트 센서는 콘트롤러에 연결되어 그 출력 전압이 센서출력 신호로서 콘트롤러로 공급된다. 콘트롤러가 집적된 A/D 변환기(analog to digital converter )를 포함하도록 하여 출력신호가 콘트롤러에 의해 디지탈 방식으로 모니터링 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 콘트롤러는 작동 시작 동안에 마그네트(82)의 방위를 자동적으로 검출하도록 설계된다. 만일 마그네트(82)가 바람직한 방위로 장착되면, 홀 이펙트 센서로부터의 출력 전압은 작동 시작 시점에서 최소값으로 될 것이고, 출력축(32)이 수축됨에 따라 증가하게 될 것이다. 만일 마그네트(82)가 반대의 방위로 장착되는 경우라면, 홀 이펙트 센서로부터의 출력 전압은 작동 시작 시점에 최대값으로 될 것이고, 출력축(32)이 수축됨에 따라 증가하게 될 것이다. 초기의 작동 시작 루틴은 마그네트의 방위를 검출하는 한편 그 방위를 조정하기 위해 사용되는 것이 바람직하다.

도10은 모터 수축 거리(D)(수평 축)의 함수로서 홀 이펙트 센서(수직 축)로부터의 아날로그 출력 전압(V)에 대한 그래프이다. 상기 "모터 수축거리"는 출력축 (32)의 단부 위치에 상응한다. 이 위치는 콘트롤러에서 스텝핑 모터(30)로 보내진 펄스 수에 의해서 콘트롤러에 알려지게 된다.

도6은 도10의 86 지점에서 모터 수축 거리가 D₀이고, 아날로그 전압이 V₀인 것에 상응한다. 콘트롤러가 출력축(32)을 수축시킴에 따라, 전체 스프링 캐리지 (38)는 초기에 스텝핑 모터(30) 측으로 이동한다. 이는 도7에 도시되고 있는바, 스프링 캐리지가 중간 위치에 있음을 알 수 있고, 이때의 출력축은 도10에서 88 지점에 상응한다. 도7 및 88 지점은 도6의 초기 위치(도10에서 86 지점)와 도10의 그래프에서 변곡지점 90(지점 D_1A, 전압 V_A) 사이의 중간쯤이다.

도7에 도시된 바와 같이, 로커암(62)은 하부 로커암 피봇핀(66)을 중심으로 회전된 상태이고, 마그네트(82)는 홀 이펙트 센서(80)에 대해 상대적인 이동이 이루어져서 새로운 출력전압을 생성하게 된다. 마그네트(82)와 로커암이 움직임에 따라 홀 이펙트 센서 주위의 자계가 변하게 된다. 바람직한 자석 방위하에서, 출력축이 일정한 속도로 이동함에 따라 출력전압은 비교적 일정한 속도로 연속적으로 증가하게 된다. 이는 도10에서 지점 86으로부터 변곡지점 88에 이르는 그래프의 상대적으로 일정한 슬로프를 통해서 알 수 있다.

상기 콘트롤러는 출력 신호의 변화를 모니터함으로써 리니어 액츄에이터의 출력축(32)이 수축된 거리를 계산할 수 있다. 이에 따라, 콘트롤러는 센서로부터 전압 변화 슬로프를 정할 수 있음과 아울러 그 변화를 탐지할 수 있다.

출력축이 수축됨에 따라 스프링 캐리지와 스프링(40)은 초기에 샤프트와 하나의 유니트로 이동하게 된다. 이와 같은 초기 이동의 동안에, 스프링(40)은 스프링 핀 슬롯(43)(45)의 외측 단부 상에 있는 스프링 핀(42)에 의해 초기의 압축상태를 그대로 유지하게 된다. 상술한 바와 같이, 또한 이러한 초기의 이동 동안에(도10에서 P지점 86으로부터 지점 88까지), 마그네트(82)는 인접한 홀 이펙트 센서를 매끄럽게 통과하여 도10의 상대적으로 일정한 슬로프를 갖는 매끄럽고 연속적으로 변화하는 출력전압을 생성하게 된다.

상기 콘트롤러는 연속적으로 출력 신호를 모티터하는바, 바람직한 실시예에서 콘트롤러는 출력 신호의 슬로프를 모니터한다. 상기 스프링 캐리지, 로커암 및 푸쉬바에 장해가 없는 경우라면, 이 신호의 슬로프는 콘트롤러(24)의 제어하에서 상기 수축이 연속적으로 이루어짐에 따라 거의 변화가 일어나지 않게 될 것이다.

푸쉬바가 정상적인 기계적 한계에 도달한 때, 푸쉬바(16)의 움직임은 멈추게 되고, 이와 함께 로커암(62), 링크(64), 스프링 캐리지 핀(54) 및 스프링 캐리지 (38)도 멈추게 된다. 그러나 출력축(32)은 계속해서 이동하게 된다. 이와 같은 이동은 스프링 핀(42)이 스프링 핀 슬롯(43)945) 내부에서 슬라이드함에 따라 스프링 (40)을 더욱 압축시키게 된다.

이와 같은 추가적인 압축은 도8을 통해서 알 수 있는바, 이는 도10에서 지점 D_2A 및 지점 92에 상응한다. 이 지점에서 스프링 핀(42)은 스프링 핀 슬롯(43)(45)의 단부에 접촉된 상태로 모터(30) 쪽으로 이동된다. 이에 따라 스프링(40)은 스프링 핀(42)과 스프링 캐리지의 벽(44) 사이에서 더욱 더 압축이 이루어지게 된다.

도10에서와 같이, 로커암(62)과 마그네트(82)의 이동이 멈춤에 기인하여, 상기 전압(V)은 두 지점 90 및 92와 동일한 전압레벨 V_A에서 변화가 멈췄다. 센서로부터의 출력신호는 변화되지 않는 상태로 남아있음에 반해서 모터는 출력축(32)을 지점 D_1A로부터 D_2A로 수축시킨다. 이와 같은 제2 동작영역의 동안에, 그래프의 슬로프는 제로이나, 제1 동작영역(D₀로부터 D_1A까지)에서의 슬로프는 포지티브를 나타낸 다. 슬로프에 있어서의 이와 같은 변화는 지점 90에서 변곡점을 형성하고, 이는 콘트롤러에 의해서 탐지된다. 변곡점 90은 가동도어 하드웨어 구성부재가 정지위치에 도달하였거나 장해물에 걸린 지점에 상응한다.

부호 92로 표시된 지점은 모터(30)에 의해서 출력축(32)이 최대로 수축된 지점에 상응한다. D₀에서부터 D_1A까지는 스프링 캐리지와 로커암이 연속적으로 이동된다. D_1A에서부터 D_2A까지의 영역에서는, 출력축(32)의 이동이 이루어지는 한편 스프링(40)은 추가적인 압축이 이루어지나, 로커암(62)은 정지상태로 남아있게 된다.

상기 콘트롤러는 D₀에서 D_1A 사이의 연속적으로 변화하는 출력신호를 D_1A에서D_2A 사이의 일정한 출력신호와 비교하여 확인함으로써 변곡점 90을 탐지한다. 이와 같은 탐지는 신호 슬로프를 탐지하는 것이 바람직하나, 당업계의 기술자에 의해서 다른 변곡점 탐지수단이 이용될 수도 있을 것이다.

일단 변곡점의 확인이 이루어지게 되면, 콘트롤러는 수축을 멈춘다. 바람직한 실시형태에서, 드라이브 메커니즘의 각 동작 싸이클은 변곡점의 탐지에 상응하는 파라메타를 생성한다. 상기 파라메타는 리니어 액츄에이터의 스텝핑 모터로 보내진 펄스 수이거나 변곡점의 전압 또는 그와 유사한 파라메타가 될 수 있다,

상기 파라메타는 다음 번 동작 싸이클에서의 사용을 위해 저장되도록 하는 것이 바람직하다. 다음 번 동작 싸이클의 동안에 새로운 파라메타는 이전의 저장된 파라메타와 비교될 수 있다. 정상적인 동작 동안에 새로운 파라메타는 이전의 파라메타와 흡사하거나 동일할 것이다.

콘트롤러가 어느 시점에서 시스템이 정상적으로 작동하는 것으로 간주하는가에 대한 경계를 설정하기 위해서 새로운 파라메타와 이전의 파라메타 사이의 차이를 미리 선택해서 정하는 것이 가장 바람직하다 할 것이다. 새로운 파라메타가 이전의 파라메타에 비해서 상기의 미리 정해놓은 차이보다도 많은 때로서 예를 들면 메커니즘에 블로킹이 발생되는 때에, 상기의 바람직한 콘트롤러는 드라이버 및 스프링 캐리지를 릴리스함으로써 자동적으로 리셋 및 리싸이클을 수행하는 한편으로 재차 수축 시도를 수행하게 될 것이다.

예를 들면, 만일 메커니즘이 도7 및 도10의 지점 88에 상응하는 일부 수축 지점에서 블로킹되는 경우라면, 출력전압은 지점 88에서 그 증가가 멈추게 될 것이고, 대신에 일정하게 유지될 것이다. 이와 같은 블로킹 상황에 대한 변곡점은 지점 88에서 확인될 것이다. 콘트롤러에서는 새로운 파라메타를 이전 싸이클로부터 저장된 파라메타와 비교함으로써 상기의 변화를 탐지할 수 있게 된다.

상기 저장된 파라메타는 도달된 전압에 따라 저장된 파라메타이거나, 출력축 (32)에 의해 이동된 거리에 따라 저장된 파라메타이거나, 도어 하드웨어 구성부재 자체의 이동에 상응하는 파라메타가 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징으로서, 콘트롤러에 전원이 공급된 초기에, 콘트롤러는 자가-조정 측정 루틴을 개시하여 변곡점이 확인될 때까지 다수 회에 걸친 싸이클을 수행하게 된다. 상술한 바와 같이, 상기의 측정 루틴에서의 한 단계는 마그네트의 방위를 확인하는 것이다. 상기의 측정 루틴 동안에 여러 번의 동작 싸이클이 반복되는데, 매 회 변곡점에 도달한 후에 시스템을 릴리스하여 외측으로 연장된 위치로 복귀시킨다. 이와 같은 측정 루틴은 정상적인 동작 파라메타가 정상적인 동작 싸이클에 상응하는 것으로 확인될 때까지 반복된다. 이와 같은 방식으로, 드라이브 메커니즘은 동작의 정상적인 기계적 한계에 상응하는 정상적인 변곡점의 정확한 위치를 찾아내게 된다.

도10에서는 시스템 A, 시스템 B 및 시스템 C로 명명된 세 가지의 서로 다른 기계적 구조에 상응하여 변곡점이 지점 D_1A, D_1B 또는 D_1C에 위치하는 것을 보여줌으로써 동일한 드라이브 메커니즘이 어떻게 상이한 제품에 사용되어지는가를 예시하고 있다. 각각의 서로 다른 시스템 구조에서, 콘트롤러에 대한 어떠한 변경을 가함이 없이 동일한 드라이브 메커니즘이 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 콘트롤러는 초기의 측정 루틴 중에 그 제품에 대한 동작의 기계적 한계에 상응하는 정확한 변곡점을 확인하게 된다.

시스템 A의 경우, 변곡점 90이 찾아지며, 그 변곡점에 상응하는 정상적인 동작 파라메타가 저장된다. 시스템 B의 경우 변곡점 94로 찾아진다. 시스템 B가 그 도어 하드웨어 구성부재를 이동시킴에 따라 출력 전압은 지점 94에 도달할 때까지 비교적 일정한 슬로프로 그대로 유지될 것이다. 시스템 C는 변곡점 96을 갖는다. 상기의 자가-조정 측정 루틴은 전원이 인가될 때마다 개시되거나, 장착 시점에 작동되는 별도의 제어 스위치에 의해서 개시된다.

도어 하드웨어의 이동이 일시적으로 블로킹되는 경우, 그와 같은 블로킹은 변곡점 위치에서의 중요한 변화로 인식되어질 수 있다. 변곡점의 정상적 위치와의 비교를 통해서 콘트롤러에서는 그 변화를 확인하고 즉각적으로 시스템을 리싸이클시킬 수 있게 된다. 이에 따라 시스템의 리셋을 위해서 수리공을 파견해야 하는 어려움을 피할 수 있다. 일시적인 블로킹 및 에러는 즉시 자동적으로 확인되고 또한 바로잡아지게 진다.

본 발명에 따른 시스템의 또 다른 장점으로는, 통상적인 마모로 인한 변곡점 위치에 있어서의 변화를 자동적으로 그리고 연속적으로 재조정한다는 데 있다. 수축 거리 및 변곡점 위치의 작은 변화는 상술한 바의 동작 리셋 및 리싸이클이 일어나도록 하는데 필요로 하는 미리 정해진 양보다도 적다. 마모에 따른 작은 변화는 초기의 자동 측정에서 그리고 변곡점 위치에 상응하는 파라메타의 매 싸이클 저장에 의해서 자동적으로 보상이 이루어지게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조에서는 드라이브 메커니즘이 상이한 기계적 멈춤부 및 상이한 수축 거리를 갖는 상이한 도어 하드웨어에 사용되어질 수 있다. 구조의 차이에 따른 수축 거리의 차이가 초기의 자동 측정을 통해서 보상되어지기 때문에 콘트롤러의 전자회로부에 대한 변경이 필요 없게 된다. 또한 초기의 측정 루틴은 도어나 도어 프레임에 의해 수축 거리가 제한되는 장착환경 등과 같은 외부적 구조에 기인한 수축 거리의 차이까지도 보상하게 된다.

콘트롤러에 의한 변곡점의 확인을 위해서는 드라이버가 변곡점을 지나서도 연속적으로 수축함과 아울러 그에 따라 스프링이 초기의 압축상태 이상으로 압축될 필요가 있다는 것을 통상의 기술자라면 인식하게 될 것이다. 그러나, 종종 이와 같은 부가적인 압축은 최소화하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 한 특징적인 기술적 구조에서는, 상기 콘트롤러가 변곡점을 확인할 때 변곡점의 확인이 이루어진 후에는 콘트롤러로 하여금 드라이버 방향을 역전시키게 된다. 이와 같은 역전으로 인해서 출력축(32)이 연장됨과 아울러 스프링(40)의 압축이 줄어들게 된다. 바람직한 구조에서, 추가적인 압축은 아주 적은 0.020"-0.50" (0.5mm-1.25mm)로 된다.

이와 같은 역전 구동의 장점은, 드라이버는 역전 전에 스프링에 매우 높은 압축력을 가하다가, 역전해서는 위치의 유지를 위해 낮은 압축력을 가할 수 있다는 데 있다.

상기 높은 압축력에 의해서 푸쉬바가 진정한 기계적 한계에 도달하는 것이 확실하게 됨과 아울러 수축시에 높은 저항점(a point of higher resistance)에 의해서 단지 일시적으로 멈추는 것이 방지된다. 마찰력에 있어서의 어떠한 작은 증가는 스프링(40)의 압축에 의해서 극복될 것이다. 상기 콘트롤러는 센로로부터 이러한 이동을 탐지하게 됨과 아울러 역전 전까지 진정한 변곡점을 지나도록 연속되고 지지상태로 진입하게 된다.

스프링(40)은 스텝핑 모터가 가할 수 있는 힘보다 큰 힘을 가할 수 있는 것을 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 시스템이 릴리스되어 푸쉬바를 연장된 위치로 복귀시킬 때의 리니어 드라이버의 동작과 관련되어 있다. 상술한 바와 같이, 콘트롤러는 스텝핑 모터로 하여금 어느 한 방향으로 구동되도록 동작시킬 수 있다. 또한 상기 스텝핑 모터는 잠금 위치로 유지될 수 있거나, 전원이 완전히 제거되는 때에는 스텝핑 모터의 자유로운 회전이 가능해지게 된다. 상기 후자의 자유로운 회전(freewheeling)의 경우에, 출력축(32)은 푸쉬바 바이어싱 스프링(32)의 작용에 의해 움직이게 되는데, 이때 푸쉬바는 외측 위치로 복귀가 이루어지게 된다.

도시된 바의 푸쉬바 출구장치의 구조에서, 상기 푸쉬바 바이어싱 스프링(78)은 상당한 힘으로 상기 푸쉬바를 연장 위치로 복귀시킬 수 있다. 상기 푸쉬바 바이어싱 스프링(78)이 완전하게 압축된 때에 리니어 액츄에이터로부터 전원이 완전하게 제거되는 경우, 그 복귀력은 클릭음이나 충격음을 발생시켜서 거슬리게 된다.

모터가 자유회전하도록 단순히 스텝핑 모터를 릴리스하는 대신에 콘트롤러로 하여금 잔류 전력의 여분을 사용해서 스텝핑 모터를 반대방향으로 구동시키도록 하는 것이 바람직하다. 상기 잔류 전력의 여분은 대개 필터 파워 캐패시터에 저장된 것이다. 상기 필터 파워 캐패시터는 통상적으로 모터(30)용 전원공급기 내에 위치하고 있다. 상기의 역전 구동 이동은, 모터(30)에 자유회전이 허용되어 스프링(78) (40)이 시스템을 움직이는 속도에 비해서는 늦다. 이를 통해서 드라이브 메커니즘의 제어가능한 소프트-릴리스가 이루어지게 됨으로써 푸쉬바가 릴리스되는 때에 발생되는 거슬리는 소음이 제거된다.

도9는 푸쉬바(16)가 손으로 눌려져서 수축 위치에 있을 때의 드라이브 메커니즘 및 로커암의 상대적인 위치를 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 로커암과 푸쉬바가 수동으로 작동됨에 따라 출력축(32)은 연장된 위치로 유지된다. 상기 훅 개방부(74)와 링크(64) 단부측의 통공(76)에 의해서 리니어 액츄에이터가 연장 위치에 있을 때 상기의 기계적 이동은 리니어 액츄에이터와는 독립적으로 이루어지게 된다.

도9는 스프링 캐리지 핀(54)이 통공(76)의 반대편으로 이동하는 한편 로커암 커넥션 핀(77)이 훅 개방부(74)에 대해서 상대적인 이동이 이루어짐으로써 상기의 수동 조작이 상기 리니어 액츄에이터의 출력축(32)의 이동과는 독립적으로 이루어지도록 하는 것을 보여주고 있다.

상술한 바와 같이, 콘트롤러(24)가 스텝핑 모터(30)를 동작시키게 되면, 스텝핑 모터(도면 미도시) 내부의 나사가공된 너트가 나사가공된 출력축(32)에 대하여 회전을 함으로써 출력축의 연장 또는 수축을 하게 되고, 그 결과로 스프링 캐리지(38)의 슬라이딩이 이루어지게 된다. 스프링 캐리지 핀(54)은 스프링 캐리지 슬롯(56)(58)에 의해서 설정된 이동범위 내에서 스프링 캐리지와 함께 이동한다. 도3, 도4, 도6 및 도9는 상기 출력축(32)이 완전히 연장된 위치를 보여주고 있다. 출력축이 수축됨에 따라, 스프링 캐리지 핀(54)은 모터(30)측으로 이동됨과 아울러 링크 (64)를 잡아 당김에 따라 로커암 커넥션 핀(77)도 당겨져서 로커암(62)이 하부 로커암 피봇핀(66)을 중심으로 피봇 회동을 하게 된다. 그 결과로 푸쉬바(16)가 수축 위치를 향해서 당겨지게 됨으로써 래치볼트(18)의 수축이 일어나게 된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 드라이버가 이동을 하지 않을 때는 물론 변곡점의 확인이 이루어진 후에도 콘트롤러는 연속적으로 센서를 모니터한다는데 있다. 정상적인 경우라도, 변곡점에 도달한 후에, 도어 하드웨어의 가동요소는 멈춤한계(hard stop)에 거슬러 계속 진행하려 하게 되고, 콘트롤러에 의해 릴리스된 연후에나 움직이지 않게 되는 경우가 있다. 한편, 상기 메커니즘에 있어서 멈춤한계가 아님에도 멈춤한계에 거스르는 것으로 보여지거나, 멈춤한계와는 상관없이 급작스런 충격으로 인해서 야기되는 이동으로 보여질 수도 있다.

그 원인과는 상관없이, 움직임이 없어야 하는 때에 콘트롤러에서 가동요소의 움직임을 감지하는 경우에는, 가동요소를 릴리스하고 푸쉬바를 재차 수축시키도록 리싸이클하도록 구성하는 것이 바람직하다. 홀딩 상태에서 감지된 움직임은 개방된 도어아 폭풍우 속에서 강력하게 닫히는 때에 발생하는 강한 충격의 결과일 수 있다. 이와 같은 충격은 하드웨어로 하여금 멈춤구로부터 튕겨져나가게 하거나 콘트롤러에 의해서 스텝핑 모터가 홀딩상태로 유지되도록 명령된 때일지라도 스텝핑 모터가 릴리스되도록 하는 원인이 된다.

스텝핑 모터가 홀딩 상태에 있을 때 도어 하드웨어 구성부재의 감지된 움직임은 또한 푸쉬바가 수축 동안에 일시적으로 블로킹되었으나 현재는 해제되어 이동한계 내에서 움직일 수 있음을 나타내게 된다. 각 수축 싸이클에 대한 변곡점의 위치를 이전 싸이클의 변곡점 위치와 비교하는 본 발명의 바람직한 실시예 구조에서 조차도 상기의 상황이 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 콘트롤러의 또 다른 기술적 특징은, 콘트롤러는 초기에 슬랙(느슨함)을 제거하도록 작동하여 변곡점을 확인하기 위한 시도 이전에 도어 하드웨어 구성부재가 확실하게 움직이도록 한다는 데 있다. 시스템에서의 초기 슬랙 제거를 확실하게 하기 위하여 고정된 펄스 수나 고정된 거리가 사용되어 지며, 초기의 개시 마찰은, 콘트롤러가 센서를 통해서 드라이버의 계속적인 수축 동안에 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈추었는가에 대한 탐지하려는 시도 전에 극복된 다.

본 발명에 따른 콘트롤러의 또 다른 특징은 변곡점의 탐지방법에 있다. 콘트롤러는 평균법(average method)을 사용하여 센서출력 신호의 슬로프를 모니터하는 것이 가장 바람직하다. 다수의 펄스가 스텝핑 모터로 보내지는데, 각 펄스는 출력축의 비교적 적은 이동 및 센서(80)에 대한 로커암과 마그네트(80)의 그에 따른 비교적 적은 이동에 상응하게 된다.

변곡점은 스텝핑 모터의 복수 스텝에 대한 홀 이펙트 센서 출력전압이 평균 슬로프를 사용함으로써 확인되어 진다. 추가적인 스텝이 취해짐에 따라 평균창 (averaging window)이 이동된다. 창에 수직 슬라이드(vertical slide)가 구비된 박스카(boxcar) 평균법을 사용하는 것이 바람직하나, 다른 평균법도 효과적으로 사용될 수 있다.

본 발명에서는 스프링(40)이 바람직하나, 텐션 스프링이 사용될 수도 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예와 관련하여 설명이 이루어졌으나, 상기의 설명을 바탕으로 해서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변화, 수정 및 대체가 이루어질 수 있음은 명백하다 할 것이다. 따라서, 후속되는 청구범위는 그와 같은 모든 변화, 수정 및 대체를 아우르는 것으로서 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이다.

Claims (32)

1. 스프링을 통해서 도어 하드웨어 구성부재에 연결되어 스프링을 구동시킴에 의해 도어 하드웨어 구성부재를 이동시키도록 동작하는 드라이버;
   상기 드라이버에 전기적으로 연결되어 드라이버를 제어하고, 상기 도어 하드웨어 구성부재를 이동시키는 콘트롤러;
   상기 콘트롤러에 연결되고, 도어 하드웨어 구성부재의 움직임을 탐지하도록 장착된 센서;로 이루어지고,
   상기 스프링은 드라이버와 도어 하드웨어 구성부재 사이에 연결되고, 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 블로킹될 때 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 없이 드라이버의 구동이 이루어지도록 하고;
   상기 콘트롤러는 드라이버에 의한 도어 하드웨어 구성요소의 이동이 멈추었음을 지시할 때까지는 센서를 모니터함과 아울러 드라이버로 하여금 도어 하드웨어 구성부재를 이동시키도록 동작시킴을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
2. 제1항에 있어서, 마그네트를 더 포함하며, 상기 센서는 홀 이펙트 센서로서 홀 이펙트 센서와 마그네트 사이의 상대적인 이동을 탐지하여 도어 하드웨어 구성부재의 이동을 탐지하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
3. 제2항에 있어서, 상기 마그네트는 도어 하드웨어 구성부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
4. 제2항에 있어서, 회로기판을 더 포함하며, 상기 마그네트는 도어 하드웨어 구성부재에 장착되고, 상기 홀 이펙트 센서는 상기 회로기판상에 장착되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
5. 제1항에 있어서, 상기 도어 하드웨어 구성부재는 푸쉬바 출구장치의 로커암인 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
6. 제1항에 있어서, 상기 콘트롤러는 초기에 드라이버를 동작시켜서 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈추었음을 센서로부터 결정하기 이전에 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
7. 제1항에 있어서, 상기 드라이버는 드라이버에 의해 스프링에 가해지는 최대 드라이버력을 구비하고, 상기 스프링은 스프링의 최대 압축시 스프링에 의해 가해지는 최대 스프링력을 구비하며, 상기 최대 스프링력은 상기 최대 드라이버력보다 큰 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
8. 제1항에 있어서, 상기 센서는 도어 하드웨어 구성부재가 스프링을 통해서 드라이버에 의해 구동됨에 따라 연속적으로 변화하는 센서 출력신호를 제공하고, 상기 센서는 도어 하드웨어 구성부재의 이동이 멈춘 가운데 드라이버가 계속적으로 이동하는 때에는 변화하지 않는 센서 출력신호를 제공하며, 상기 콘트롤러는 센서 출력신호를 모니터하여 연속적으로 변화하는 센서 출력신호로부터 변화하지 않는 센서 출력신호로의 천이(transition)를 지시하는 변곡점을 탐지하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
9. 제1항에 있어서, 상기 콘트롤러는, 콘트롤러에서 변곡점을 탐지한 후에 소정의 양만큼 스프링을 압축시키도록 드라이버를 동작시키는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
10. 제9항에 있어서, 상기 스프링 압축의 소정 양은 도어 하드웨어 구성부재가 변곡점에 상응하는 소정의 위치에 도착한 것을 확인한 가운데 스프링 압축을 최소화하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
11. 제8항에 있어서, 상기 콘트롤러는 콘트롤러에서 변곡점을 탐지한 후에 드라이버를 동작시켜서 스프링을 압축시키고, 이어서 드라이버를 반대방향으로 동작시켜서 스프링의 압축을 완화시키는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
12. 제8항에 있어서, 상기 콘트롤러는 드라이브 메커니즘의 제1 동작 싸이클에 대한 변곡점의 제1 탐지에 상응하는 제1 파라메타를 저장하고, 상기 콘트롤러는 상기 제1 파라메타를 드라이브 메커니즘의 제2 동작 싸이클에 대한 변곡점의 제2 탐지에 상응하는 제2 파라메타와 비교하며, 상기 콘트롤러는 상기 제2 파라메타가 저장된 제1 파라메타보다도 소정의 차이보다도 큰 때에 제3 동작 싸이클이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
13. 제12항에 있어서, 상기 각 동작 싸이클에 대해 저장된 파라메타는 변곡점의 탐지 이전에 콘트롤러가 도어 하드웨어 구성부재를 이동시킨 거리에 상응하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
14. 제8항에 있어서, 상기 콘트롤러는 복수의 동작 싸이클을 반복하고, 각 싸이클에 대한 변곡점을 탐지하며, 정상적인 동작 싸이클과 그에 따른 변곡점에 상응하는 파라메타를 저장하도록 구성된 자가-조정 측정 루틴을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
15. 제14항에 있어서, 상기 콘트롤러는 전원 인가 초기에 자가-조정 측정 루틴에 진입하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
16. 제8항에 있어서, 상기 콘트롤러는 센서 출력신호의 변화 슬로프를 계산하고 계산된 슬로프에 있어서의 변화를 탐지하여 변곡점을 탐지하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
17. 제16항에 있어서, 상기 콘트롤러는 변화하는 센서 출력신호의 복수 탐지를 포함하는 슬라이딩 윈도우를 사용하여 변화하는 센서 출력신호의 슬로프를 계산하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
18. 제1항에 있어서, 스프링 캐리지를 더 포함하며, 상기 스프링은 스프링 캐리지 내에 장착되고, 스프링 캐리지는 드라이브 메커니즘에 슬라이딩 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
19. 제18항에 있어서, 상기 스프링은 스프링 캐리지 내에서 압축상태로 지지되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
20. 제18항에 있어서, 상기 스프링은 제1 단부가 스프링 캐리지에 대하여 고정되고 제2 단부는 스프링 캐리지에 대한 상대적인 이동이 가능한 상태로 스프링 캐리지 내부에서 압축상태로 지지되며, 상기 스프링 캐리지는 도어 하드웨어 구성부재에 연결되고, 드라이버는 스프링의 제2 단부에 접속되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
21. 제20항에 있어서, 스프링의 제2 단부에 연결되는 스프링 핀을 더 포함하고, 상기 스프링 캐리지는 각기 스프링 핀 슬롯을 갖는 대향하는 측벽을 포함하며, 상기 스프링 핀은 상기 대향하는 측벽 사이를 가로질러 연장되어 스프링의 압축에 따라 스프링 핀 슬롯 내에서 슬라이드 되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
22. 제18항에 있어서, 상기 드라이브 메커니즘은 한 쌍의 수직 플랜지를 갖는 지지 베이스를 포함하고, 상기 플랜지는 스프링 캐리지를 수용하도록 서로 떨어져 위치하여 그 사이에 스프링 캐리지의 수용이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
23. 제22항에 있어서, 상기 플랜지의 각각에는 그 내부에 상응하는 스프링 캐리지 슬롯이 형성되고, 상기 스프링 캐리지 핀은 스프링 캐리지와 함께 스프링 캐리지 슬롯 내에서 슬라이딩 이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
24. 제23항에 있어서, 스프링 캐리지 핀은 도어 하드웨어 구성부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
25. 제24항에 있어서, 상기 도어 하드웨어 구성부재는 푸쉬바 출구장치의 로커암이고, 상기 로커암은 링크를 통해서 스프링 캐리지 핀에 연결되는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
26. 제1항에 있어서, 상기 드라이버는 스프링을 관통하여 연장되는 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
27. 제1항에 있어서, 상기 도어 하드웨어 구성부재는 제1 위치를 향하여 편향되고, 상기 콘트롤러는 드라이버를 작동시켜서 도어 하드웨어 구성부재로 하여금 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키도록 하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
28. 제27항에 있어서, 상기 콘트롤러는 드라이버로부터 전원을 제거하여 도어 하드웨어 구성부재로 하여금 제2 위치로부터 제1 위치로 복귀가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
29. 제28항에 있어서, 상기 콘트롤러는 도어 하드웨어 구성부재가 제2 위치로부터 제1 위치로 복귀함에 따라 드라이버를 동작시켜서 도어 하드웨어 구성부재를 제2 위치로부터 제1 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
30. 제1항에 있어서, 상기 드라이브 메커니즘은 콘트롤러에 전원이 인가될 때마다 자기-조정(self-adjusting)을 하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
31. 제1항에 있어서, 상기 센서는 콘트롤러에 센서 출력신호를 제공하고, 콘트롤러는 센서 출력신호의 슬로프를 모니터하여 도어 하드웨어 구성부재의 동작이 멈추었음을 탐지하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
32. 제1항에 있어서, 상기 센서는 마그네트를 포함하며, 상기 콘트롤러는 초기에 마그네트의 방향을 탐지하는 것을 특징으로 하는 도어 하드웨어 드라이브 메커니즘.
    
    

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