KR101361632B1 - 회전부재 제어장치 - Google Patents

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조용준
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Abstract

본 발명은 토션에 의해 탄성에너지를 저장하는 토션스프링의 양단에 각각 고정되어 서로 상대적으로 회전 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 상대회전부재의 회전을 제어하는 회전부재 제어장치로서, 제 1 상대회전부재에 형성되는 결합부; 및 결합부와의 결합 및 분리를 선택할 수 있도록 제 2 상대회전부재에 설치됨으로써 제 1 및 제 2 상대회전부재를 서로 고정 및 분리시키는 스토퍼를 포함하는 회전부재 제어장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 토션스프링에 인가되는 토션을 손쉽게 멈출 수 있도록 하고, 이로 인해 토크에 의해 회전하는 회전체의 정지 및 계속적인 회전을 편리하게 선택할 수 있으며, 이러한 토크의 정지 동작에 대한 신뢰성이 우수하도록 하고, 토크에 의해 회전하는 회전체가 원하는 위치에서 정확하게 멈추도록 제어할 수 있게 됨으로써 로터리 방식의 액츄에이터와 같이 회전부재를 가지는 장치에 대한 사용 편리성과 활용도를 높일 수 있다.

Description

회전부재 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING ROTATION MEMBER}
본 발명은 회전부재 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토션스프링에 인가되는 토션을 손쉽게 제어할 수 있도록 하기 위한 회전부재 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액츄에이터는 가동에너지를 기계적인 변이로 변환하는 유닛으로서, 가동에너지의 종류에 따라 다양한 형태를 가지고 있다.
이러한 액츄에이터 중에서 토션스프링을 이용하여 토크를 유발하도록 하는 로터리 방식의 액츄에이터가 있는데, 이러한 로터리 방식의 액츄에이터는 회전체의 회전축에 설치되어 회전체가 토션스프링의 토션에 의하여 회전 운동을 하도록 토크를 유발시킨다.
이와 같은 로터리 방식의 액츄에이터는 스프링의 양단이 고정체와 회전체에 각각 고정되도록 하고, 토션스프링에 작용하는 토크에 의해 축적되는 탄성에너지에 의해 회전체가 회전축을 중심으로 회전하도록 하는데, 일례로 도어의 힌지결합부에 설치됨으로써 토션스프링이 축적한 탄성에너지를 이용하여 도어가 열리거나 닫히도록 한다.
그러나, 이와 같은 종래의 액츄에이터는 토크가 인가되면, 토션스프링의 토션에 의해 반대 방향으로 토크를 당연히 발생시킴으로써 이러한 토크를 원하는 위치에서 멈출 수 없고, 회전체에 대한 토크의 인가 및 정지를 제어할 수 없게 됨으로써 이러한 제어를 필요로 하는 시스템에 사용할 수 없을 뿐만 아니라, 회전체를 원하는 위치에서 정지시키기 위해서 많은 불편을 초래하는 문제점을 가지고 있었다. 따라서, 종래의 로터리 방식의 액츄에이터에 대한 사용 편리성과 활용도를 현저하게 저하시키는 원인이 되었다.
이와 같은 문제점은 토션스프링에 의해 회전을 일으키는 회전부재를 가지는 장치에 마찬가지로 적용된다.
등록특허공보 제10-1015071호 (2011.02.09)
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 토션스프링에 인가되는 토션을 손쉽게 멈출 수 있도록 하고, 이로 인해 토크에 의해 회전하는 회전체의 정지 및 계속적인 회전을 편리하게 선택할 수 있으며, 이러한 토크의 정지 동작에 대한 신뢰성이 우수하도록 하고, 토크에 의해 회전하는 회전체가 원하는 위치에서 정확하게 멈추도록 제어할 수 있게 됨으로써 로터리 방식의 액츄에이터 등과 같이 회전부재를 가지는 장치에 대한 사용 편리성과 활용도를 높이도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 토션에 의해 탄성에너지를 저장하는 토션스프링의 양단에 각각 고정되어 서로 상대적으로 회전 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 상대회전부재의 회전을 제어하는 회전부재 제어장치로서, 상기 제 1 상대회전부재에 형성되는 결합부; 및 상기 결합부와의 결합 및 분리를 선택할 수 있도록 상기 제 2 상대회전부재에 설치됨으로써 상기 제 1 및 제 2 상대회전부재를 서로 고정 및 분리시키는 스토퍼를 포함하는 회전부재 제어장치가 제공된다.
상기 결합부는, 상기 제 1 상대회전부재에서 상기 제 2 상대회전부재에 삽입되는 끝단에 형성될 수 있다.
상기 스토퍼는, 상기 제 2 상대회전부재에서 상기 제 1 상대회전부재의 끝단을 감싸는 부분에 상기 토션스프링의 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩홀을 통해 돌출되고, 상기 결합부에 상기 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
상기 결합부는, 상기 제 1 상대회전부재의 끝단에 외주면을 따라 요철 형상을 가지도록 형성되고, 상기 스토퍼는, 상기 결합부의 요철 형상에 상응하는 요철 형상을 가지되, 상기 제 2 상대회전부재의 내주면과 상기 결합부 사이의 갭에 삽입되기 위한 곡률을 가지도록 형성되는 결합편; 및 상기 슬라이딩홀을 통해서 상기 결합편에 결합되어 상기 제 2 상대회전부재의 외측에 설치되는 레버를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 회전부재 제어장치에 의하면, 토션스프링에 인가되는 토션을 손쉽게 멈출 수 있도록 하고, 이로 인해 토크에 의해 회전하는 회전체의 정지 및 계속적인 회전을 편리하게 선택할 수 있으며, 이러한 토크의 정지 동작에 대한 신뢰성이 우수하도록 하고, 토크에 의해 회전하는 회전체가 원하는 위치에서 정확하게 멈추도록 제어할 수 있게 됨으로써 로터리 방식의 액츄에이터 등과 같이 회전부재를 가지는 장치에 대한 사용 편리성과 활용도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재 제어장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재 제어장치가 설치된 로터리 방식의 액츄에이터를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재 제어장치가 설치된 로터리 방식의 액츄에이터의 제 2 하우징 일부 및 제 2 고정편을 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재 제어장치를 도시한 분리 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재 제어장치의 정지 상태를 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재 제어장치를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재 제어장치(100)는 토션에 의해 탄성에너지를 저장하는 토션스프링(210)의 양단에 각각 고정되어 서로 상대적으로 회전 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 상대회전부재(220,230)의 회전을 제어하는 것으로서, 결합부(110)와 스토퍼(120)를 포함할 수 있다.
결합부(110)는 제 1 상대회전부재(220)에 형성되고, 스토퍼(120)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 제 1 상대회전부재(220)는 일례로, 코일스프링의 형태로 이루어진 토션스프링(210)의 끝단이 삽입되어 고정되는 제 1 스프링고정부재(221)와, 제 1 스프링고정부재(221)가 고정핀(221a)에 의해 서로 독립적으로 회전하지 못하도록 고정되는 제 1 연결부재(222)와, 제 1 연결부재(222)에 고정되는 제 1 하우징(223)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 연결부재(222)와 제 1 하우징(223)은 외주면과 내주면에 각각 형성되는 결합홈(222a)과 결합돌기(223a)의 결합에 의해 서로 결합됨으로써 어느 하나가 독립적으로 회전하지 못하도록 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 상대회전부재(220)는 제 1 하우징(223)이 토션스프링(210)을 사이에 두고 그 양측에 각각 위치할 수 있고, 이러한 제 1 하우징(223)을 연결하는 제 1 고정편(224)이 마련됨으로써 제 1 고정편(224)이 회전체 또는 회전체를 지지하는 지지체에 볼트로 고정될 수 있도록 하며, 제 1 하우징(223) 중에서 제 1 스프링고정부재(221) 반대측에 위치하는 제 1 하우징(223)에 고정되는 지지부재(225)가 제 2 상대회전부재(230)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 지지부재(225)와 제 1 하우징(223)은 외주면과 내주면에 각각 형성되는 결합홈(225a)과 결합돌기(223a)의 결합에 의해 서로 결합됨으로써 어느 하나가 독립적으로 회전하지 못하도록 한다. 또한, 지지체는 회전체를 지지하기 위한 것으로서, 도어 프레임을 비롯하여 다양한 지지물이 해당될 수 있고, 이 밖에도 회전체와는 상대적인 회전이 가능한 대상을 포함할 수 있다. 또한, 회전체는 지지체로부터 회전 가능하도록 설치되는 대상으로서, 일례로 도어 등으로 이루어질 수 있다.
스토퍼(120)는 결합부(110)와의 결합 및 분리를 선택할 수 있도록 제 2 상대회전부재(230)에 설치됨으로써 제 1 및 제 2 상대회전부재(220,230)를 서로 고정 및 분리시킨다.
한편, 제 2 상대회전부재(230)는 토션스프링(210)의 다른 끝단이 고정되는 제 2 스프링고정부재(231)와, 제 2 스프링고정부재(231)가 고정핀(231a)에 의해 어느 하나가 독립적으로 회전하지 못하도록 고정되는 제 2 연결부재(232)와, 제 2 연결부재(232)에 고정되는 제 2 하우징(233)을 포함한다. 여기서, 제 2 연결부재(232)와 제 2 하우징(233)은 외주면과 내주면에 각각 형성되는 결합홈(232a)과 결합돌기(233a)의 결합에 의해 서로 결합됨으로써 어느 하나가 독립적으로 회전하지 못하도록 하며, 제 2 스프링고정부재(231)가 지지부재(225)와는 회전이 가능하도록 결합될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 하우징(233)은 회전체 또는 회전체를 지지하는 지지체에 볼트로 고정되기 위한 제 2 고정편(234)이 일체를 이루도록 마련될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 상대회전부재(220,230)의 제 1 및 제 2 고정편(224,234)은 상대적인 회전이 필요한 회전체와 지지체 중 어느 하나에 각각 고정될 수 있으며, 이로 인해 토션스프링(210)이 회전체에 탄성에너지를 제공하도록 할 수 있다.
결합부(110)는 제 1 상대회전부재(220)에서 제 2 상대회전부재(230)에 삽입되는 끝단, 예컨대 제 1 연결부재(222)의 끝단에 형성될 수 있고, 이러한 제 1 연결부재(222)의 끝단에 외주면을 따라 요철 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
스토퍼(120)는 제 2 상대회전부재(230)에서 제 1 상대회전부재(220)의 끝단을 감싸는 부분, 예컨대 제 2 하우징(233)에 토션스프링(210)의 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩홀(130)을 통해 돌출될 수 있고, 결합부(110)에 토션스프링(210)의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
스토퍼(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 결합편(121)과 스토퍼(122)를 포함할 수 있다.
결합편(121)은 결합부(110)의 요철 형상에 상응하는 요철 형상을 가지되, 제 2 상대회전부재(230)의 내주면, 예컨대 제 2 하우징(233)의 내주면과 결합부(110) 사이의 갭에 삽입되기 위한 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 결합편(121)은 휨에 대한 복원력을 가지는 텐션을 가지는 재질, 예컨대, 금속 재질로 이루어지거나, 이에 한하지 않고 합성수지 등의 재질로도 이루어질 수 있고, 중심부에 결합돌기(121a)가 돌출되도록 형성될 수 있다.
레버(122)는 슬라이딩홀(130)을 통해서 결합편(121)에 결합되어 제 2 상대회전부재(230)의 외측, 예컨대 제 2 하우징(233)의 외측에 설치될 수 있으며, 저면에 결합편(121)의 결합돌기(121a)에 끼워지기 위한 결합홈(122a)이 형성될 수 있고, 상면에 토션스프링(210) 토크의 온(on)과 오프(off)를 나타내기 위한 표시부(122b)가 마련될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 회전부재 제어장치의 작용을 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사용자가 레버(122)를 잡고서 슬라이딩홀(130)을 따라 움직여서 결합편(121)이 결합부(110)로부터 분리되도록 하면, 제 2 상대회전부재(230)가 제 1 상대회전부재(220)로부터 자유 회전이 가능하게 됨으로써 토션스프링(210)에 저장된 탄성에너지에 의해 제 1 및 제 2 상대회전부재(220,230)가 서로 상대적인 회전을 일으키고, 이로 인해 제 1 및 제 2 상대회전부재(220,230) 중 어느 하나에 고정된 회전체, 예컨대 도어가 제 1 및 제 2 상대회전부재(220,230) 중 다른 하나에 고정된 지지체로부터 회전하도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 레버(122)를 잡고서 슬라이딩홀(130)을 따라 반대로 움직여서 결합편(121)이 결합부(110)에 결합되도록 하면, 제 2 상대회전부재(230)가 제 1 상대회전부재(220)에 고정됨으로써 토션스프링(210)에 탄성에너지가 저장됨에도 불구하고, 제 1 및 제 2 상대회전부재(220,230)의 상대적인 회전이 억제됨으로써 회전체는 지지체로부터 정지된 상태를 유지하도록 한다.
이와 같이, 결합부(110)와 스토퍼(120)에 의해 토션스프링(210)에 인가되는 토션을 손쉽게 멈출 수 있도록 하고, 이로 인해 토크에 의해 회전하는 회전체의 정지 및 계속적인 회전을 편리하게 선택할 수 있으며, 이러한 토크의 정지 동작에 대한 신뢰성이 우수하다. 또한, 토크에 의해 회전하는 회전체가 원하는 위치에서 정확하게 멈추도록 제어할 수 있게 됨으로써 로터리 방식의 액츄에이터를 비롯하여 토션스프링에 의해 회전하는 회전부재를 가지는 장치에 대한 사용 편리성과 활용도를 높일 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 결합부 120 : 스토퍼
121 : 결합편 121a : 결합돌기
122 : 레버 122a : 결합홈
122b : 표시부 130 : 슬라이딩홀
210 : 토션스프링 220 : 제 1 상대회전부재
221 : 제 1 스프링고정부재 221a : 고정핀
222 : 제 1 연결부재 222a : 결합홈
223 : 제 1 하우징 223a : 결합돌기
224 : 제 1 고정편 225 : 지지부재
225a : 결합홈 230 : 제 2 상대회전부재
231 : 제 2 스프링고정부재 232 : 제 2 연결부재
232a : 결합홈 233 : 제 2 하우징
233a : 결합돌기 234 : 제 2 고정편

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 토션에 의해 탄성에너지를 저장하는 토션스프링의 양단에 각각 고정되어 서로 상대적으로 회전 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 상대회전부재의 회전을 제어하는 회전부재 제어장치로서,
    상기 제 1 상대회전부재에 형성되는 결합부; 및
    상기 결합부와의 결합 및 분리를 선택할 수 있도록 상기 제 2 상대회전부재에 설치됨으로써 상기 제 1 및 제 2 상대회전부재를 서로 고정 및 분리시키는 스토퍼;
    를 포함하고, 상기 결합부는 상기 제 1 상대회전부재에서 상기 제 2 상대회전부재에 삽입되는 끝단에 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 제 2 상대회전부재에서 상기 제 1 상대회전부재의 끝단을 감싸는 부분에 상기 토션스프링의 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩홀을 통해 돌출되고, 상기 결합부에 상기 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 회전부재 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 결합부는,
    상기 제 1 상대회전부재의 끝단에 외주면을 따라 요철 형상을 가지도록 형성되고,
    상기 스토퍼는,
    상기 결합부의 요철 형상에 상응하는 요철 형상을 가지되, 상기 제 2 상대회전부재의 내주면과 상기 결합부 사이의 갭에 삽입되기 위한 곡률을 가지도록 형성되는 결합편; 및
    상기 슬라이딩홀을 통해서 상기 결합편에 결합되어 상기 제 2 상대회전부재의 외측에 설치되는 레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전부재 제어장치.
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