KR101541735B1 - 슬라이딩 자동문 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이딩 자동문 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명의 슬라이딩 자동문 구동 장치는, 하부가 상기 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)과 함께 좌우로 이동하고, 상부에 인식자석(11)이 연결되어 있는 연결부재(10)와; 설치공간(1b)의 일측에 설치되어 있으며, 상기 인식자석(11)의 접근 여부를 감지하는 일측인식센서(20)와; 상기 설치공간(1b)의 타측에 설치되어 있으며, 상기 인식자석(11)의 접근 여부를 감지하는 타측인식센서(30)와; 상기 타측인식센서(30)의 타측편으로 이격된 채 상기 설치공간(1b)에 회전 가능하도록 설치되어 있고, 일측이 상기 연결부재(10)에 연결된 와이어(41)가 권취되어 있는 와이어권취보빈(40)와; 상기 와이어권취보빈(40)과 연결되어 와이어권취보빈(40)과 함께 회전 가능하도록 설치되어 있는 제1원통기어(50)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있되, 기어축(61)이 상기 제1원통기어(50)의 외측 방향으로 일정 곡률을 따라 이동 가능하도록 설치되어 있고, 기어축(61)의 이동에 따라 상기 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되도록 이루어진 제2원통기어(60)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 상기 제2원통기어(60)와 맞물려 회전되, 기어이빨이 상기 제2원통기어(60)의 기어이빨과 맞물려 회전 방향에 따라 상기 제2원통기어(60)를 이동시켜 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되도록 하는 제3원통기어(70)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 상기 제3원통기어(70)와 맞물려 회전하는 제4원통기어(80)와; 상기 제4원통기어(80)와 연결되어 제4원통기어(80)를 양방향으로 회전시키는 구동모터(90)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 제1원통기어(50)의 회전을 감지하는 휠센서(100)와; 상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 구동모터(90), 휠센서(100)와 전기적으로 연결되어 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 휠센서(100)로부터 감지된 신호에 의해 구동모터(90)의 작동 유무 및 회전방향의 전환을 제어하는 컨트롤장치(110);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 문을 열 때 힘들이지 않고 손쉽게 열 수 있으며, 문이 자동으로 닫힐 때 별도의 감속 댐퍼 없이 모터 제어를 통해 가속과 감속을 수행할 수 있게 된다.

Description

슬라이딩 자동문 구동 장치{Driving apparatus for sliding type automatic door}

본 발명은 슬라이딩 자동문이 사용자의 조작에 의해 수동으로 열리고, 개방된 후 자동으로 닫히는 슬라이딩 자동문의 구동 장치에 관한 것으로, 특히 와이어가 권취된 보빈과 보빈을 강제로 회전시키는 모터가 직접 연결되지 않고, 다수의 기어로 연결되되 연결 기어 중 일부가 선택적으로 치합되도록 함으로써 개방시에는 변속 방해 없이 자연스럽게 개방되고, 닫히는 과정에서는 기어가 맞물려 천천히 닫힘으로써 안전 사고 발생 가능성을 최소화한, 슬라이딩 자동문 구동 장치에 관한 것이다.

슬라이드형 다중 연동 미닫이 도어는 제어 방식에 따라 자동형과 반자동형으로 분류된다.

자동형은 문이 열리고 닫히는 과정이 자동으로 이루어지는 것이며, 반자동형은 열리는 것은 인력으로 열고, 닫히는 것이 자동으로 이루어지도록 하는 것이다.

자동형은 통상적으로 대형 빌딩의 로비나 가게 출입문 등에 사용되며, 사람의 출입까지 파악하여 자동으로 열리도록 이루어져 복잡한 기계, 전자적 구성 요소를 필요로 한다.

구체적으로 자동형의 경우 다수의 센서 및 컨트롤장치, 그리고 컨트롤장치를 통해 모터의 운전을 제어하는 전자 제어 방식을 사용하면 간편하게 문이 닫히는 과정에서 사람의 출입 등으로 인한 사고를 방지할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 구성을 구비하기 위해서는 설치가 어렵고, 비용이 상승하게 되어 아파트나 주택의 중문과 같은 주거용 건물에 도입하기 어렵게 된다.

이에 따라 반자동형은 자동으로 닫히는 구성이 기계적으로 이루어져 있는 것이 일반적이다.

태엽 스프링의 탄성에 의한 와이어 감김 방식이 주로 사용되는데, 이는 내부에 강한 탄성을 가지는 태엽 모양의 스프링을 이용하여 문을 개방할 때 스프링의 탄성을 높여 내부에 와이어가 감기는 원리를 이용하므로 평상시 일정 이상의 탄성이 잔존하며, 특히 문을 여는 정도에 따라 탄성이 변하여 문을 여는 행위 과정에서 일정량 이상의 힘을 가해야 하는 문제가 있다.

더불어, 감속 수단이 구비되지 않을 경우 닫히는 과정에서 빠른 속도로 닫히게 되므로 종단에는 심하게 부딪히는 문제점이 있다

이러한 문제를 해결하기 위해서는 감속 수단을 구비해야 하는데, 통상적으로 기어형 레일 또는 공압 피스톤을 부가적으로 설치한다.

대표적인 예로, "슬라이드 도어의 자동 열림 및 닫힘 장치"(한국 등록특허공보 제10-1186377호, 특허문헌 1)에는 레일의 상면에 인도어용 댐핑장치와 아웃도어용 댐핑장치를 2열로 나란하게 배치하는 레일 구조 개선을 통해 인도어와 아웃도어의 교차시 각 롤러 어셈블리나 걸림링크 간의 간섭을 배제하고, 도어 닫힘시 댐핑방식을 적용하여 닫힐 때 속도를 줄여 충격을 완화시키도록 하였다.

또, 본 출원의 발명자가 출원한 "다중 슬라이딩 자동문"(한국 등록특허공보 제10-1142521호, 특허문헌 2)에는 프레임에 랙기어를 설치하고, 태엽과 연결되어 이동하는 이동부재를 랙기어와 치합되는 피니언기어로 형성함으로써 감속이 이루어지도록 하였다.

그런데, 상술한 종래 기술들은 설치 과정에서 정확한 조건을 만족하지 못할 경우 원할한 동작이 어려우며, 특히 장시간 동안 슬라이딩 도어를 사용하는 과정에서 뒤틀림 유격 변경 등으로 인하여 잦은 유지 보수가 필요해지게 된다.

또, 종래의 반자동식 슬라이딩 자동문은 스프링의 강한 탄성을 이용하여 문을 닫게 되는데, 오히려 이로 인해 문을 열 때 많은 힘이 들게 되는 문제점도 있었다.

KR 10-1186377 (2012.09.20) KR 10-1142521 (2012.04.26)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로 문을 열 때 힘들이지 않고 손쉽게 열 수 있으며, 문이 자동으로 닫힐 때 별도의 감속 댐퍼 없이 모터 제어를 통해 가속과 감속을 수행할 수 있게 하려는 것이다.

보다 구체적으로, 와이어가 권취된 보빈과, 보빈을 강제로 회전시키는 모터가 직접 연결되지 않고, 다수의 기어로 연결되되 연결 기어 중 일부가 선택적으로 치합되어 개방시에는 기어가 서로 분리되어 변속 방해 없이 자연스럽게 개방되고, 닫히는 과정에서는 기어가 맞물려 천천히 닫힘으로써 안전 사고 발생 가능성을 최소화할 수 있게 하려는 것이다.

특히, 문 개방시 연결된 기어가 서로 이격 상태를 이루어 방해가 없이 작은 힘으로도 용이하게 문이 개방될 수 있게 하려는 것이다.

더불어, 문틀 상부 양측에 설치된 두 센서 및 센서를 통해 모터의 구동을 제어하는 컨트롤장치를 통해 문의 닫힘 상태, 개방 상태에 따라 기어의 연결 또는 분리가 이루어지도록 함으로써 문이 닫히는 과정이 자동으로 이루어질 수 있게 하려는 것이다.

또한, 설치공간에 레일이 구비된 플레이트부재가 설치되고, 센서 등은 플레이트부재에 레일 방식으로 위치를 조정할 수 있게 함으로써 초기 설치 과정이 용이하게 이루어질 수 있게 하려는 것이다.

더불어, 진동감지센서가 구비됨과 더불어 진동감지센서에 의해 전원이 조절되도록 함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 슬라이딩 자동문 구동 장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 내측에 상하 슬라이딩레일(1a)이 구비되어 있고, 상부에 설치공간(1b)이 형성되어 있는 문틀프레임(1)과, 상기 문틀프레임(1)의 슬라이딩레일(1a)을 따라 좌우로 슬라이딩 이동하도록 설치되어 있는 복수 개의 문(2)으로 구성되고, 인접한 문(2)들이 서로 연결되어 있는 슬라이딩 자동문의 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)을 이동시키는, 슬라이딩 자동문 구동 장치에 있어서, 하부가 상기 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)과 함께 좌우로 이동하고, 상부에 인식자석(11)이 연결되어 있는 연결부재(10)와; 상기 설치공간(1b)의 일측에 설치되어 있으며, 상기 인식자석(11)의 접근 여부를 감지하는 일측인식센서(20)와; 상기 설치공간(1b)의 타측에 설치되어 있으며, 상기 인식자석(11)의 접근 여부를 감지하는 타측인식센서(30)와; 상기 타측인식센서(30)의 타측편으로 이격된 채 상기 설치공간(1b)에 회전 가능하도록 설치되어 있고, 일측이 상기 연결부재(10)에 연결된 와이어(41)가 권취되어 있는 와이어권취보빈(40)와; 상기 와이어권취보빈(40)과 연결되어 와이어권취보빈(40)과 함께 회전 가능하도록 설치되어 있는 제1원통기어(50)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있되, 기어축(61)이 상기 제1원통기어(50)의 외측 방향으로 일정 곡률을 따라 이동 가능하도록 설치되어 있고, 기어축(61)의 이동에 따라 상기 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되도록 이루어진 제2원통기어(60)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 상기 제2원통기어(60)와 맞물려 회전되, 기어이빨이 상기 제2원통기어(60)의 기어이빨과 맞물려 회전 방향에 따라 상기 제2원통기어(60)를 이동시켜 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되도록 하는 제3원통기어(70)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 상기 제3원통기어(70)와 맞물려 회전하는 제4원통기어(80)와; 상기 제4원통기어(80)와 연결되어 제4원통기어(80)를 양방향으로 회전시키는 구동모터(90)와; 상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 제1원통기어(50)의 회전을 감지하는 휠센서(100)와; 상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 구동모터(90), 휠센서(100)와 전기적으로 연결되어 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 휠센서(100)로부터 감지된 신호에 의해 구동모터(90)의 작동 유무 및 회전방향의 전환을 제어하는 컨트롤장치(110);를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제1원통기어(50), 제2원통기어(60), 제3원통기어(70), 제4원통기어(80)가 내장되는 케이스(120)가 더 구비되어 있되, 상기 케이스(120)에는 제2원통기어(60)의 기어축(61)이 삽입되어 이동 가능하도록 기어축가이드홀(121)이 형성되어 있고, 상기 기어축가이드홀(121)은 제3원통기어(70) 중심을 기준으로 일정 곡률을 이루는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 와이어권취보빈(40)에는 와이어(41) 처짐을 방지하기 위한 스파이럴 형태의 스프링(42)이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 설치공간(1b)에는 플레이트부재(130)가 설치되어 있고, 상기 플레이트부재(130)에 상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 와이어권취보빈(40), 제1원통기어(50), 제2원통기어(60), 제3원통기어(70), 제4원통기어(80), 구동모터(90), 휠센서(100), 컨트롤장치(110)가 연결되어 있되, 상기 플레이트부재(130)는 수평 방향으로 레일(131)이 형성되어 있고, 상기 일측인식센서(20) 및 타측인식센서(30)는 각각 브라켓(132)에 연결되어 있으며, 상기 브라켓(132)은 상기 레일(131)에 슬라이딩 가능하도록 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 컨트롤장치(110)와 전기적으로 연결되어 컨트롤장치(110)에 전원을 공급하는 배터리(140)가 더 구비되어 있고, 상기 설치공간(1b) 내부에는 컨트롤장치(110)와 전기적으로 연결되며, 진동을 감지하는 진동감지센서(150)가 더 구비되어 있어, 상기 컨트롤장치(110)는 진동감지센서(150)에서 감지된 신호에 따라 활성화되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 문을 열 때 힘들이지 않고 손쉽게 열 수 있으며, 문이 자동으로 닫힐 때 별도의 감속 댐퍼 없이 모터 제어를 통해 가속과 감속을 수행할 수 있게 된다.

보다 구체적으로, 와이어가 권취된 보빈과, 보빈을 강제로 회전시키는 모터가 직접 연결되지 않고, 다수의 기어로 연결되되 연결 기어 중 일부가 선택적으로 치합되어 개방시에는 기어가 서로 분리되어 변속 방해 없이 자연스럽게 개방되고, 닫히는 과정에서는 기어가 맞물려 천천히 닫힘으로써 안전 사고 발생 가능성을 최소화할 수 있게 된다.

특히, 문 개방시 연결된 기어가 서로 이격 상태를 이루어 방해가 없이 작은 힘으로도 용이하게 문이 개방될 수 있게 된다.

더불어, 문틀 상부 양측에 설치된 두 센서 및 센서를 통해 모터의 구동을 제어하는 컨트롤장치를 통해 문의 닫힘 상태, 개방 상태에 따라 기어의 연결 또는 분리가 이루어지도록 함으로써 문이 닫히는 과정이 자동으로 이루어질 수 있게 된다.

또한, 설치공간에 레일이 구비된 플레이트부재가 설치되고, 센서 등은 플레이트부재에 레일 방식으로 위치를 조정할 수 있게 함으로써 초기 설치 과정이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

더불어, 진동감지센서가 구비됨과 더불어 진동감지센서에 의해 전원이 조절되도록 함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 구성이 적용되는 슬라이딩 자동문의 일 예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에서 설치공간에 일측인식센서, 타측인식센서 및 연결부재가 설치되어 있는 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에서 일측인식센서 및 타측인식센서가 슬라이딩 레일 방식으로 설치공간에 설치되는 예를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에서 일측인식센서 및 타측인식센서의 구성 예를 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명에서 와이어권취보빈의 설치 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에서 와이어권취보빈의 일 예를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에서 기어들의 연결 상태를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에서 제2원통기어의 작동 상태를 나타낸 개략도.
도 9는 본 발명에서 휠센서의 설치 상태를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에서 진동감지센서의 설치 상태를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명에서 컨트롤장치의 일 구성 예를 나타낸 구성도.
도 12는 본 발명에서 컨트롤장치의 제어 순서의 일 예를 나타낸 순서도.

본 발명의 구동 장치가 설치되는 슬라이딩 자동문은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 내측에 상하 슬라이딩레일(1a)이 구비되어 있고, 상부에 설치공간(1b)이 형성되어 있는 문틀프레임(1)과, 상기 문틀프레임(1)의 슬라이딩레일(1a)을 따라 좌우로 슬라이딩 이동하도록 설치되어 있는 복수 개의 문(2)으로 구성된다.

문(2)은 최소 2개 이상, 통상적으로는 3개로 이루어지며, 이 문들은 서로 연결되어 있어 어느 하나의 문이 이동할 때 연동되어 이동하는 것이 일반적이다.

문들의 연결 방식은 본 발명의 발명자가 출원한 "다중 슬라이딩 자동문"(한국 등록특허 제1142521호) 등에 나타난 바와 같이

각 문(2)의 상부에 와이어를 통해 연결되는 봉을 삽입하여 서로 연결 관계가 이루어지도록 할 수 있다.

이에 따라 문의 개폐는 복수 개의 문 중 어느 하나를 이동시킴에 따라 문의 개폐가 서로 연동되어 이루어지게 된다.

본 발명은 복수 개의 문(2) 중 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)을 이동시킴에 따라 문의 개폐가 이루어지도록 되어 있다.

도 1을 살펴보면, 연결부재(10) 하부가 상기 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)과 함께 좌우로 이동하도록 되어 있는 것을 알 수 있다.

이때 연결부재(10)는 상부가 상기 설치공간(1b)으로 돌출되게 되는데, 돌출된 상태에서 이동이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 설치공간(1b) 하부에는 연결부재(10) 이동을 위한 가이드홈(1c)이 형성되게 된다.

더불어, 연결부재(10)에는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 인식자석(11)이 설치되어 있는 자석설치부재(11a)가 연결, 설치되어 있다.

설치공간(1b)의 일측 즉, 도면상의 좌측과, 타측 즉, 도면상의 우측에는 각각 상기 인식자석(11)의 접근 여부를 감지하는 일측인식센서(20)와, 타측인식센서(30)가 설치되어 있다.

더불어, 연결부재(10)에는 와이어(41) 선단부가 체결되어 와이어(41)의 이동에 의해 연결부재(10)가 이동하도록 되어 있다.

도면을 보면, 설치공간(1b)에는 후술하는 구동모터(90)가 수납되는 케이스(120)가 타측인식센서(30)와 이격된 채 설치되어 있다.

이때, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 설치공간(1b)에는 플레이트부재(130)가 설치되어 있고, 플레이트부재(130)에 상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 후술하는 와이어권취보빈(40), 제1원통기어(50), 제2원통기어(60), 제3원통기어(70), 제4원통기어(80), 구동모터(90), 휠센서(100), 컨트롤장치(110), 배터리(140)가 연결되어 있되, 상기 플레이트부재(130)는 수평 방향으로 도시된 것과 같은 레일(131)이 형성되어 있고, 상기 일측인식센서(20) 및 타측인식센서(30)는 각각 브라켓(132)에 연결되어 있으며, 상기 브라켓(132)은 상기 레일(131)에 슬라이딩 가능하도록 연결되도록 설치될 수 있다.

이러한 방식은 초기 장비 설치 및 세팅 과정에서 일측인식센서(20)와, 타측인식센서(30)를 레일(131)을 따라 이동시켜가면서 정확한 위치에 세팅시켜 고정시킬 수 있게 된다.

이때, 위치를 잡은 후에는 볼트 등을 이용하여 브라켓(132)을 플레이트부재(130)에 고정시킬 수도 있다.

더불어, 일측인식센서(20) 및 타측인식센서(30)는 브라켓(132)에 직접 고정, 설치되는 것보다는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 브라켓(132)에 볼팅 고정되는 상측케이스(133), 상측케이스와 체결되는 하측케이스(134) 사이에 양측에 e센서(137)가 설치되고, 상부에 연결단자(136)가 돌출된 PCB기판(135)을 끼워 결합하고, 상측케이스(133)에 홀을 형성하여 연결단자(136)가 홀을 관통하여 돌출되어 연결단자의 사용이 용이해지도록 구성될 수 있다.

도면에 나타난 것처럼 e센서는 좌우 양측의 두 개로 구성하여 정밀한 센싱이 이루어지도록 할 수 있다.

또는 두 개의 e센서를 한 쌍으로 구성함으로써 인식자석(11)의 위치에 따라 문의 완전 개방, 완전 폐쇄 직전의 상태까지 센싱하여 정밀한 제어가 이루어지도록 할 수 있다.

도 5에는 상기 연결부재(10)에 일측이 연결된 와이어(41)가 권취되는 와이어권취보빈(40)의 일 예가 도시되어 있다.

도면에는 도 2에 도시된 케이스(120) 일부가 개방되어 그 내부가 도시되어 있는 것으로, 와이어권취보빈(40)은 케이스(120)에 일측이 연결되어 설치되어 있다.

케이스(120)는 도 2에 도시된 것처럼 상기 타측인식센서(30)의 타측편으로 이격된 채 상기 설치공간(1b)에 설치되어 있다.

와이어권취보빈(40)은 케이스(120) 내부에 회전이 가능하도록 설치되어 있다.

더불어, 와이어권취보빈(40)은 제1원통기어(50)와 축이 연결되어 있어 와이어권취보빈(40)과 제1원통기어(50)는 함께 회전하도록 되어 있다.

더불어, 케이스(120) 내부에는 제1원통기어(50)와 치합되어 회전하도록 이루어진 제2원통기어(60), 제2원통기어(60)와 치합되어 회전하는 제3원통기어(70), 제3원통기어(70)와 치합되어 회전하는 제4원통기어(80)가 형성되어 있으며, 제4원통기어(80)에는 양방향으로 회전하는 구동모터(90)가 연결되어 있다.

즉, 구동모터(90)의 작동에 의해, 제4원통기어(80), 제3원통기어(70), 제2원통기어(60), 제1원통기어(50)가 회전하며, 이에 따라 와이어권취보빈(40)이 회전하여 와이어(41)를 당겨 문을 개방할 수 있도록 되어 있다.

이때, 다른 기어들은 스테인레스나 스틸 등의 재질로 구성되고, 제4원통기어(80) 또는 제1원통기어(50)는 연성의 황동 재질로 구성하여 소음 발생을 최소화하도록 함이 바람직하다.

도 6에는 와이어권취보빈(40)의 보다 구체적인 예가 도시되어 있다.

도면을 보면, 와이어권취보빈(40)의 일측에는 제1원통기어(50)와 함께 회전 가능하도록 제1원통기어(50)와 연결되는 기어연결축(41a)이 형성되어 있으며, 타측에는 중앙에 관통홀이 형성된 스프링케이스(42a)가 관통 체결되기 위한 케이스연결축(41b)이 형성되어 있다.

즉, 스프링케이스(42a)가 케이스연결축(41b)에 관통된 채 연결되고, 스프링케이스(41b) 내부에는 스파이럴 형태의 스프링(42)이 삽입되고, 반대편에는 덮개(42b)가 연결된 채 볼트에 의해 고정되는 구성이다.

도면에 나타난 것과 같은 스파이럴 형태의 스프링(42)은 선택적 구성 요소로 개방된 문을 원래의 위치로 되돌리기 위한 것이 아니라 와이어가 쳐지는 현상을 방지할 정도의 탄성복원력을 갖도록 한다.

도 5에 도시된 기어들의 설치 상태가 도 7에 보다 상세히 도시되어 있다.

도면을 보면, 설치공간(1b) 내부에 위치하며 제1원통기어(50), 제2원통기어(60), 제3원통기어(70), 제4원통기어(80)가 내장되는 케이스(120)에는 제2원통기어(60)의 기어축(61)이 삽입되어 이동 가능하도록 기어축가이드홀(121)이 형성되어 있는데, 이 기어축가이드홀(121)은 제2원통기어(60)의 기어축(61)이 끼워진 채 이동이 가능하도록 일정 곡률을 이루는 라운드지게 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

보다 구체적으로 도 8에 도시된 것처럼, 케이스(120) 내부에 설치된 제2원통기어는 기어축가이드홀(121)은 제3원통기어(70)의 제3기어축(71) 중앙을 축으로 한 일정 곡률을 갖도록 형성되고, 제2원통기어는 기어축가이드홀(121)을 따라 이동하기 전, 후 및 이동 과정에서 모두 제3원통기어(70)와 맞물리도록 구성되는 반면, 기어축가이드홀(121)을 따라 이동하는 도중에는 제1원통기어(50)와는 맞물리지 않도록 구성된다.

이에 따라 제4원통기어(80)가 시계방향으로 회전하게 되면, 제3원통기어(70)는 반시계방향으로 회전하고, 이에 따라 제2원통기어(60)는 제3원통기어(70)와 맞물린 채 기어축가이드홀(121)을 따라 하향 이동하여 제1원통기어(50)와 맞물리지 않은 상태가 된다.

반대로, 제1원통기어(50)와 제2원통기어(60)가 맞물리지 않은 상태에서 제4원통기어(80)가 반시계방향으로 회전하게 되면, 제3원통기어(70)는 시계방향으로 회전하고, 이에 따라 제2원통기어(60)는 제3원통기어(70)와 맞물린 채 기어축가이드홀(121)을 따라 상향 이동하여 제1원통기어(50)와 맞물려, 제1원통기어(50)를 회전시키는 상태가 된다.

이를 위해 제1원통기어(50)의 제1기어축(51), 제3원통기어(70)의 제3기어축(71), 제4원통기어(80)의 제4기어축(81)은 케이스(120)에 축이 이동하지 않는 상태로 연결됨은 자명하다 할 것이다.

이러한 구성은 제2원통기어(60)의 기어축(61)이 제1원통기어(50)의 외측 방향으로 일정 곡률을 따라 이동 가능하도록 설치된 것으로 기어축(61)의 이동에 따라 상기 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되되며, 제3원통기어(70)는 항시 제2원통기어(60)와 맞물린 채 회전 방향에 따라 상기 제2원통기어(60)를 이동시켜 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되도록 하는 것이다.

즉, 제2원통기어(60)는 일측이 직,간접적으로 제4원통기어(80)와 연결되되, 제4원통기어(80)의 회전 방향에 따라 선택적으로 제1원통기어(50)와 연결되어 제1원통기어(50)를 회전시키는 일종의 동력전달장치로 이루어지는 것이다.

한편, 설치공간(1b) 내에 설치되는 케이스(120) 내부에는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 제1원통기어(50)의 회전을 감지하는 휠센서(100)가 설치된다.

구체적으로, 케이스(120)에는 구동모터(90)와 연결되기 위한 모터연결단자가 구비된 PCB기판(91)이 설치되며, 이 PCB기판(91)의 일측에는 슬리트휠(101)의 회전을 감지하는 휠센서(100)가 설치되며, 스프링케이스(42a)를 관통한 케이스연결축(41b)에 회전 감지용 슬리트휠(101)이 설치된다.

이때, 케이스연결축(41b)은 제1원통기어(50)와 연결되는 기어연결축(41a)과 일체로 연결된 바, 제1원통기어(50)의 회전에 의해 케이스연결축(41b)이 회전하게 되고, 이에 따라 슬리트휠(101)이 회전하게 되며, 휠센서(100)가 이를 감지하게 되는 것이다.

이때, 케이스연결축(41b)은 이중 구조로 이루어져 내부의 축은 회전하도록 하고, 외부의 축은 고정된 상태가 되도록 구성될 수도 있다.

도 10에는 상기 PCB기판(91)의 일측에 모터연결단자(91a)가 설치되어 있고, 상술한 슬리트휠(101)의 상부에 스프링 형의 진동센서연결단자(151)가 설치되고, 진동센서연결단자(151)에 진동센서PCB기판(152)이 설치되며, 이 진동센서PCB기판(152)에 진동감지센서(150)가 설치되어 있는 예가 도시되어 있다.

이처럼 상기 설치공간(1b) 내부에는 진동을 감지하는 진동감지센서(150)가 구비될 수 있다.

도 3에 도시된 컨트롤장치(110)는 상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 구동모터(90), 휠센서(100)와 전기적으로 연결되어 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 휠센서(100)로부터 감지된 신호에 의해 구동모터(90)의 작동 유무 및 회전방향의 전환을 제어하도록 이루어져 있다.

또, 컨트롤장치(110)에 전원을 연결하는 전원공급원으로 도 3에 도시된 것처럼 배터리(140)가 컨트롤장치(110)에 전기적으로 연결될 수 있다.

아울러, 이러한 컨트롤장치(110)는 활성화를 위한 전원 버튼이 구비될 수 있으며, 상술한 진동감지센서(150)에서 감지된 신호에 따라 활성화되도록 구성될 수 있다.

이하에서는 컨트롤장치(110)의 구체적인 구성에 대해 설명하기로 한다.

컨트롤장치(110)는 도 11의 구성도에 도시되어 있는 바와 같이 제1전원변환부(170), 제2전원변환부(180)와, 제1신호처리부(190), 모터제어부(200)를 포함한 주제어부, 제2신호처리부(210), 전원제어부(220)를 포함한 부제어부 및 제1전원변환부제어부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 제1전원변환부(170)는 상술한 배터리(140)에 해당하는 외부의 전원공급부(160)와 전원스위치(161)를 통해 연결되어 전원을 공급받고, 전원공급부(160)로부터 공급받은 전원을 각 전자제품에 필요한 구동전원으로 변환하도록 되어 있다.

예를 들어 배터리(140)에 저장되어 있는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 공지의 변환기로 구성되거나, 변환기를 포함한 PCB회로로 구성될 수 있다.

필요한 구동전원은 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 구동모터(40), 휠센서(100), 후술하는 알림음송출부(192) 등이 될 수 있다.

제2전원변환부(180)는 상기 전원스위치(161)를 미 경유한 채 전원공급부(160)로부터 전원을 공급받아 전원공급부(160)로부터 공급받은 전원을 각 전자제품에 필요한 구동전원으로 변환하도록 되어 있다.

제2전원변환부(180) 역시 제1전원변환부(170)와 같이 구성되되, 필요한 전원으로는 타측인식센서(30), 진동감지센서(150) 등의 구동에 필요한 전원으로 변환하도록 되어 있다.

즉, 제1전원변환부(170)는 상시에 문이 개방된 상태에서 닫히도록 하는 과정에 필요한 전원을 공급하고, 제2전원변환부(180)는 문이 닫혀 있는 상태에서 제1전원변환부(170)의 전원 사용량을 줄여 최소한으로 필요한 전원만 전환하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.

제1신호처리부(190)는 상기 제1전원변환부(170)로부터 전원을 공급받고, 상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30)와 전기적으로 연결되어 일측문(2a)과 함께 좌우로 이동하는 인식자석(11)의 위치 신호를 수신하여 모터제어부(200) 및 알림음제어부(191)에 필요한 신호로 변환하여 각각 제공하고, 제2신호처리부(210)와 처리한 신호를 서로 제공하도록 되어 있다.

이를 위한 제1신호처리부(190)는 수신된 데이터를 임시 또는 영구 저장하는 램이나 롬, 수신된 데이터를 저장된 프로그램에 의해 처리하는 CPU, 처리된 데이터를 임시 또는 영구 저장하는 램이나 롬, 처리한 데이터를 제2신호처리부(210), 알림음제어부(191), 모터제어부(200)로 전송하는 통신모듈 등을 포함하여 구성될 수 있다.

모터제어부(200)는 상기 제1신호처리부(190)와 연결되고, 타측은 모터구동부(201)를 통해 구동모터(90)와 연결되어 제1신호처리부(190)에서 처리된 신호를 통해 구동모터(90)의 작동을 제어하도록 이루어져 있다.

제2신호처리부(210)는 상기 제2전원변환부(180)로부터 전원을 공급받으며, 상기 휠센서(100) 및 진동감지센서(150), 타측인식센서(30)와 연결되어 제2원통기어(60)의 회전, 인식자석(11)의 위치 신호 및 진동 신호를 수신하여 처리하고, 처리된 신호를 상기 제1신호처리부(170)로 보내도록 구성되어 있다.

전원제어부(220)는 상기 제2신호처리부(210)와 연결되어 있으며, 제2신호처리부로 공급된 전원을 제어하도록 이루어져 있다.

제1전원변환부제어부(230)는 상기 전원제어부(220) 및 상기 제1전원변환부(170)와 연결되며, 상기 제1전원변환부(170)를 제어하도록 이루어져 있다.

이러한 구성에서 도시된 것처럼 상기 구동모터(90)로 공급되는 전류를 측정하여 상기 제1신호처리부(170)로 측정된 전류값을 보내는 전류측정부(240)가 더 구비될 수 있다.

또, 일측은 상기 전원제어부(220)와 연결되어 있고, 타측은 상기 타측인식센서(30)와 연결되어 타측인식센서(30)로 공급되는 전원을 제어하는 타측센서전원제어부(250)가 더 구비될 수도 있다.

더불어, 상기 제1신호처리부(170)와 연결되어 있고, 처리된 신호에 따라 알림을을 제어하는 알림음제어부(191) 및 상기 알림음제어부(191)와 연결되어 알림음제어부(191)의 신호에 따라 알림음을 송출하는 알림음송출부(192)가 더 구비될 수도 있다.

아울러, 사용자의 조작에 따라 구동모터(90)의 속도를 설정하도록 되어 있는 모터속도설정다이얼스위치(193) 및 사용자의 조작에 따라 인식자석(11)이 일측인식센서(20)에 접근한 상태에서 구동모터(90)가 작동하기까지의 시간을 설정하는 닫힘대기시간설정다이얼스위치(194)가 제1신호처리부(170)에 연결되어 구성될 수도 있다.

상기한 구성에 있어서 도시되어 있는 바와 같이 제1신호처리부(190), 전류측정부(240), 구동모터(90)와 연결되는 설정모드스위치(260)가 추가로 구비될 수 있다.

도 12는 상기와 같은 컨트롤장치 구성에 따른 작동 순서를 나타낸 것이다.

먼저, 전원이 인가되어 시작되면, 장치 초기화 상태가 되며 제2전원변환부(180)로부터 전원을 공급받아 작동 상태인 제2신호처리부(210)는 진동감지센서(150)로부터 진동 여부에 대한 신호를 수신하고, 진동이 있는 것으로 신호가 수신되면, 제2신호처리부(210)는 제1신호처리부(190)로 신호를 보내 제1신호처리부(190)를 활성화시킨다.

이때, 제2신호처리부(210)는 제1전원변환부제어부(230)를 통해 절전 상태로 전환된 제1전원변환부(170)로 하여금 활성화 상태가 되도록 한다.

이어 제1신호처리부(190)는 전류측정부(240)를 통해 저전압 상태인지 체크하며, 저전압 상태인 경우 구동모터(90)로 하여금 제1원통기어(50)와 제2원통기어(60)가 서로 분리되도록 회전시키며, 저전압 상태가 아니면 설정모드스위치(260)가 오프 상태인지 온 상태인지 확인한다.

사용자 조작에 의해 on/off되는 설정모드스위치(260)가 off 상태이면 제1신호처리부(190)는 일측인식센서(20) 및 타측인식센서(30)를 통해 문의 개방 상태에 대한 신호를 수신하여 처리한다.

구체적으로 문이 완전 개방되어 있는 상태인 끝점 위치 상태로 판단되면, 경과 시간을 측정하여 설정시간을 경과하면 알림음제어부(191)로 신호를 보내고, 알림음제어부(191)는 스피커 등으로 이루어진 알림음송출부(192)를 제어하여 알림음을 송출한다.

완전 개방된 상태에서 닫히는 동작이 이루어지지 않도록 하는 것은 사용자가 장시간 문을 열어두는 것을 고려한 것이며, 알림음을 송출하여 사용자로 하여금 문이 열려 있음을 알려주게 된다.

문이 완전 닫혀 있는 원점 위치 상태로 판단되면, 구동모터(90)를 제2원통기어(60)가 제1원통기어(50)와 이격되는 방향으로 회전시킨다.

이 상태는 닫혀 있는 상태로 불필요한 전원을 사용할 필요가 없게 되므로, 절약모드로 전환되어 구동모터(90)를 작동시킨 상태에서 제1신호처리부(190)는 비활성화되며, 제2신호처리부(210)만 활성화된 상태를 유지하게 된다.

더불어, 제2신호처리부(210)는 제1전원변환부제어부(230)에 신호를 보내, 제1전원변환부제어부(230)는 제1전원변환부(170)의 작동을 제어하여 제1신호처리부(190)로 변환되어 공급되는 전원을 제어한다.

한편, 문이 일부 개방된 상태로 판단되면, 휠센서(100)로부터 제2신호처리부(210)로 슬리트휠(101)의 회전 여부에 대한 신호가 보내지고, 수신된 신호가 없는 상태 즉, 미회전상태인 경우 이 신호를 제1신호처리부(190)로 보내고, 제1신호처리부(190)는 모터제어부(200)로 이 신호를 보내 모터제어부(200)는 모터구동부(201)를 통해 구동모터(90)를 문이 닫히는 방향으로 작동시킨다.

이 과정에서 슬리트휠(101) 회전이 이루어지는 경우에는 계속 구동모터(90)를 작동시키고, 신호가 중단되면 구동모터(90)의 회전 방향을 전환시켜 제2원통기어(60)가 제1원통기어(50)와 분리되도록 한다.

더불어, 전류측정부(240)를 통해 과전류가 발생한 경우에도 구동모터(90)의 회전 방향을 전환시켜 제2원통기어(60)가 제1원통기어(50)와 분리되도록 한다.

이격 방향 동작 회수를 초과하게 되면 고장 알림음을 송출하고, 절약 모드로 진입한다.

이상과 같은 구성은 문이 닫혀 있는 상태가 되면, 구동모터(90)가 제2원통기어(60)와 제1원통기어(50)가 분리 상태가 되도록 회전한 상태가 되어 일측문(2a)을 개방시시키는 상태 즉, 와이어(41)가 와이어권취보빈(40)으로부터 풀어질 때 기어에 의한 감속 없이 자연스럽게 열리게 되어 문의 개방이 매우 수월하게 이루어지게 된다.

더불어, 문이 개방되는 중간에는 휠센서(100)가 제1원통기어(50)의 회전을 감지하다가 휠센서(100)에서 회전이 중단됨을 인식하면, 구동모터(90)를 반대 방향으로 회전시키고, 이에 따라 제1원통기어(50)와 제2원통기어(60)가 서로 맞물려 회전하여 와이어권취보빈(40)이 반대 방향으로 회전하여 와이어(41)가 감겨 문이 닫히는 동작이 이루어지게 되며, 다수의 기어가 연결된 상태로 이루어져 감속된 상태로 닫히는 동작이 이루어지게 된다.

이때, 사용자가 문이 닫히는 과정에서 문을 정지시켜, 과부하가 발생하게 되면 과전류 감지 및 휠센서(100)의 인식을 통해 구동모터(90)의 회전을 반대 방향으로 회전시켜 제1원통기어(50)와 제2원통기어(60)가 서로 이격되도록 하여 도어를 닫는 동작이 정지된다.

또한, 개방되어 있던 문이 최초의 닫힌 상태로 전환되면, 타측인식센서(30)의 감지에 의해 역시 구동모터(90)의 회전 전환을 통해 제1원통기어(50)와 제2원통기어(60)가 서로 이격된 상태로 전환하게 된다.

1 : 문틀프레임 1a :
1b : 설치공간 1c : 가이드홈
2 : 문 2a : 일측문
10 : 연결부재 11 : 인식자석
11a : 자석설치부재 20 : 일측인식센서
30 : 타측인식센서 40 : 와이어권취보빈
41 : 와이어 41a : 기어연결축
41b : 케이스연결축 42 : 스프링
42a : 스프링케이스 42b : 덮개
50 : 제1원통기어 51 : 제1기어축
60 : 제2원통기어 61 : 기어축
70 : 제3원통기어 71 : 제3기어축
80 : 제4원통기어 81 : 제4기어축
90 : 구동모터 91 : PCB기판
91a : 모터연결단자 100 : 휠센서
110 : 컨트롤장치 101 : 슬리트휠
120 : 케이스 121 : 기어축가이드홀
130 : 플레이트부재 131 : 레일
132 : 브라켓 133 : 상측케이스
134 : 하측케이스 135 : PCB기판
136 : 연결단자 137 : e센서
140 : 배터리 150 : 진동감지센서
151 : 진동센서연결단자 152 : 진동센서PCB기판
160 : 전원공급부 161 : 전원스위치
170 : 제1전원변환부 180 : 제2전원변환부
190 : 제1신호처리부 191 : 알림음제어부
192 : 알림음송출부 193 : 모터속도설정다이얼스위치
194 : 닫힘대기시간설정다이얼스위치
200 : 모터제어부 210 : 제2신호처리부
220 : 전원제어부 230 : 제1전원변환부제어부
240 : 전류측정부 250 : 타측센서전원제어부
260 : 설정모드스위치

Claims (5)

1. 내측에 상하 슬라이딩레일(1a)이 구비되어 있고, 상부에 설치공간(1b)이 형성되어 있는 문틀프레임(1)과, 상기 문틀프레임(1)의 슬라이딩레일(1a)을 따라 좌우로 슬라이딩 이동하도록 설치되어 있는 복수 개의 문(2)으로 구성되고, 인접한 문(2)들이 서로 연결되어 있는 슬라이딩 자동문의 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)을 이동시키는, 슬라이딩 자동문 구동 장치에 있어서,
   하부가 상기 일측문(2a)과 연결되어 일측문(2a)과 함께 좌우로 이동하고, 상부에 인식자석(11)이 연결되어 있는 연결부재(10)와;
   상기 설치공간(1b)의 일측에 설치되어 있으며, 상기 인식자석(11)의 접근 여부를 감지하는 일측인식센서(20)와;
   상기 설치공간(1b)의 타측에 설치되어 있으며, 상기 인식자석(11)의 접근 여부를 감지하는 타측인식센서(30)와;
   상기 타측인식센서(30)의 타측편으로 이격된 채 상기 설치공간(1b)에 회전 가능하도록 설치되어 있고, 일측이 상기 연결부재(10)에 연결된 와이어(41)가 권취되어 있는 와이어권취보빈(40)와;
   상기 와이어권취보빈(40)과 연결되어 와이어권취보빈(40)과 함께 회전 가능하도록 설치되어 있는 제1원통기어(50)와;
   상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있되, 기어축(61)이 상기 제1원통기어(50)의 외측 방향으로 일정 곡률을 따라 이동 가능하도록 설치되어 있고, 기어축(61)의 이동에 따라 상기 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되도록 이루어진 제2원통기어(60)와;
   상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 상기 제2원통기어(60)와 맞물려 회전되, 기어이빨이 상기 제2원통기어(60)의 기어이빨과 맞물려 회전 방향에 따라 상기 제2원통기어(60)를 이동시켜 제1원통기어(50)와 선택적으로 치합되도록 하는 제3원통기어(70)와;
   상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 상기 제3원통기어(70)와 맞물려 회전하는 제4원통기어(80)와;
   상기 제4원통기어(80)와 연결되어 제4원통기어(80)를 양방향으로 회전시키는 구동모터(90)와;
   상기 설치공간(1b) 내부에 설치되어 있고, 제1원통기어(50)의 회전을 감지하는 휠센서(100)와;
   상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 구동모터(90), 휠센서(100)와 전기적으로 연결되어 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 휠센서(100)로부터 감지된 신호에 의해 구동모터(90)의 작동 유무 및 회전방향의 전환을 제어하는 컨트롤장치(110);를 포함하여 구성된,
   슬라이딩 자동문 구동 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1원통기어(50), 제2원통기어(60), 제3원통기어(70), 제4원통기어(80)가 내장되는 케이스(120)가 더 구비되어 있되,
   상기 케이스(120)에는 제2원통기어(60)의 기어축(61)이 삽입되어 이동 가능하도록 기어축가이드홀(121)이 형성되어 있고, 상기 기어축가이드홀(121)은 제3원통기어(70) 중심을 기준으로 일정 곡률을 이루는 것을 특징으로 하는,
   슬라이딩 자동문 구동 장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 와이어권취보빈(40)에는 와이어(41) 처짐을 방지하기 위한 스파이럴 형태의 스프링(42)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,
   슬라이딩 자동문 구동 장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 설치공간(1b)에는 플레이트부재(130)가 설치되어 있고, 상기 플레이트부재(130)에 상기 일측인식센서(20), 타측인식센서(30), 와이어권취보빈(40), 제1원통기어(50), 제2원통기어(60), 제3원통기어(70), 제4원통기어(80), 구동모터(90), 휠센서(100), 컨트롤장치(110)가 연결되어 있되,
   상기 플레이트부재(130)는 수평 방향으로 레일(131)이 형성되어 있고,
   상기 일측인식센서(20) 및 타측인식센서(30)는 각각 브라켓(132)에 연결되어 있으며, 상기 브라켓(132)은 상기 레일(131)에 슬라이딩 가능하도록 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
   슬라이딩 자동문 구동 장치.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 컨트롤장치(110)와 전기적으로 연결되어 컨트롤장치(110)에 전원을 공급하는 배터리(140)가 더 구비되어 있고,
   상기 설치공간(1b) 내부에는 컨트롤장치(110)와 전기적으로 연결되며, 진동을 감지하는 진동감지센서(150)가 더 구비되어 있어,
   상기 컨트롤장치(110)는 진동감지센서(150)에서 감지된 신호에 따라 활성화되는 것을 특징으로 하는,
   슬라이딩 자동문 구동 장치.

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