KR101999202B1 - 여닫이식 자동 도어용 구동장치 - Google Patents

여닫이식 자동 도어용 구동장치 Download PDF

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Abstract

출입자의 이동 방향에 적합하도록 여닫이식 자동 도어의 개방 방향을 결정하고, 출입자가 없을 때에는 여닫이식 자동 도어를 폐쇄하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치가 개시된다. 이를 위하여 회전축에 출력기어가 설치된 모터와, 상기 출력기어의 회전에 따라 회전하도록 출력기어에 치합되는 한 쌍의 전자 클러치와, 상기 한 쌍의 전자 클러치에 연결되어 도어에 모터의 회전력을 전달하는 도어회동부과, 상기 모터와 한 쌍의 전자 클러치에 전류를 공급하는 전원부, 및 외부로부터 입력되는 신호에 따라 전원부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 자동 도어가 회전되는 과정 중에 비정상적인 외력이 자동 도어에 작용하더라도 모터로부터 전달되는 구동력의 전달을 차단하여 구동장치를 보호하고 안전사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 전자 클러치에 인가되는 자력을 조절하여 여닫이식 자동 도어의 회전 구간 별로 회전 속도를 제어할 수 있다.

Description

여닫이식 자동 도어용 구동장치{DRIVING DEVICE FOR SWING-TYPE AUTOMATIC DOOR}
본 발명은 출입자의 움직임 신호에 따라 여닫이식 자동 도어의 개폐를 조정하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출입자의 이동 방향에 적합하도록 여닫이식 자동 도어의 개방 방향을 결정하고, 출입자가 없을 때에는 여닫이식 자동 도어를 폐쇄하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치에 관한 것이다.
자동 도어는 미닫이식 또는 여닫이식의 형태로 작동되는 것으로, 병원 등과 같이 환자들의 왕래가 많은 곳 또는 창고나 물품보관소 등과 같이 화물의 출입이 빈번한 출입구에 설치하여 환자나 물품을 운반하는 사람들의 왕래에 있어 편의를 도모하게 된다.
일반적으로 옆으로 열리는 미닫이식(슬라이딩식) 자동 도어의 경우, 기존에 설치된 도어를 해체한 후 새로 설치해야 하고, 설치를 위해 많은 공간이 필요한 문제점이 있어 사용에 제약이 따르게 된다.
이에 반해, 앞뒤로 열리는 여닫이식(스윙식) 자동 도어는 기존의 수동문에 간편하게 설치할 수 있어 설치비용이 저렴할 뿐만 아니라 설치를 위해 추가의 공간을 필요로 하지 않기 때문에 미닫이식 자동 도어에 비해 활용도가 훨씬 높은 편이다.
도 1은 종래의 여닫이식 자동 도어의 일예를 나타내는 도면으로, 도 1의 (a)는 상기 자동 도어의 상부 단면도이고, (b)는 상기 자동 도어의 작동상태를 도시하는 단면도이다.
상기 자동 도어에서, 보조프레임(1)에는 힌지식으로 프레임(2)이 결합된다. 상기 프레임(2) 속에는 모터(3)를 포함하는 구동장치가 내장되어, 모터(3)의 회전력은 감속기(4)를 거쳐 프레임(2)에 전달된다. 이때, 프레임(2)에는 도어(5)가 일체로 연결되어 있어, 센서 등으로부터 신호가 인가되면 모터(3)의 회전에 따라 도어(5)는 정회전 또는 역회전하게 된다.
도 2는 종래의 여닫이식 자동 도어가 작동되는 상태를 나타내는 도면으로, 도 2의 (a)는 도어가 닫혀진 상태를 나타내는 평면도이고, (b)는 도어가 개방된 상태를 나타내는 평면도이다.
이러한 여닫이식 자동 도어는 도어(5)의 상단에 구동장치(6)가 부착되어 있고, 구동장치(6)로부터 구동력을 전달받는 도어회동부는 링크장치(7)와 연결된다. 이때, 상기 링크장치(7)의 일단부는 도어틀에 고정된다.
평상시에는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 도어(5)는 닫혀있다. 그리고 화살표 방향으로 진입하는 사람의 통행을 센서(미도시)가 감지하면 도 2의 (b)와 같이 구동장치(6)가 작동되고, 구동장치(6)에 의해 도어회동부가 회전하게 된다. 이러한 도어회동부의 회전은 링크장치(7)를 회전시키고, 링크장치가 펴짐에 따라 도어(5)는 사람의 진행방향 쪽으로 열리게 된다. 또한, 도어(5)가 90ㅀ만큼 개방되면 모터가 정지하고, 일정시간 대기한 후 모터가 역방향으로 회전되면, 도어(3)는 반대방향으로 90 ㅀ만큼 회전하여 닫히게 된다.
그러나, 종래의 여닫이식 자동 도어에서는 도어가 개방되는 중에 반대방향에서 오는 사람 또는 장애물 등에 의해 도어의 회전방향으로 저항이 생길 경우에도 도어가 정해진 각도, 예를 들어 90ㅀ만큼 개방되기 전까지는 모터의 회전이 계속되어 모터가 과열되거나 기타 기어장치 등에 무리가 가는 문제점이 있었다.
또한, 자동 도어가 건물 외부에 설치된 경우, 도어가 개방되는 방향으로 강한 바람이 부는 등과 같이 외력의 영향으로 도어의 회전이 과도하게 빨라질 경우에도 모터에 의해 구동력이 도어에 계속 전달되어, 도어 및 기계장치가 파손되거나 사람이 다치는 등 안전사고의 위험이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1104987호(2012.01.16 공고) 대한민국 등록특허 제20-0223441호(2001.05.15 공고) 대한민국 공개특허 제10-2003-0041668호(2003.05.27 공개)
따라서, 본 발명의 목적은 자동 도어의 회전 중에 비정상적인 외력이 작용할 경우 동력전달을 차단하여 부품들의 손상을 방지하고, 출입자가 자동도어의 움직임 방향과 반대 방향으로 외력을 작용하더라도 출입자에 의해 자동 도어의 이동 방향이 전환되도록 하며, 클러치에 부여되는 힘을 조절할 수 있는 여닫이식 자동 도어용 구동장치를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 회전축에 출력기어가 설치된 모터와, 상기 출력기어의 회전에 따라 회전하도록 출력기어에 치합되는 한 쌍의 전자 클러치와, 상기 한 쌍의 전자 클러치에 연결되어 도어에 모터의 회전력을 전달하는 도어회동부과, 상기 모터와 한 쌍의 전자 클러치에 전류를 공급하는 전원부, 및 외부로부터 입력되는 신호에 따라 전원부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치를 제공한다.
본 발명에 따른 구동장치는 밀거나 잡아당기는 힘이 약한 노약자나, 휠체어 등에 탑승해 도어를 밀면서 이동하기 어려운 장애인이 여닫이식 도어를 여는데 어려움을 느끼지 않도록 도어를 향하여 이동하는 사람의 방향에 따라 자동으로 도어를 열어줄 수 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 자동 도어가 회전되는 과정 중에 비정상적인 외력이 자동 도어에 작용하더라도 모터로부터 전달되는 구동력의 전달을 차단하거나 단계별 클러치를 작동시켜 구동장치를 보호하고 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 본 발명은 자동 도어의 회전각도를 180°까지 자유롭게 조절할 수 있으며, 전자 클러치에 인가되는 자력을 조절하여 여닫이식 자동 도어의 회전 구간 별로 회전 속도를 보정할 수 있다.
아울러, 본 발명은 수동 도어에도 간단히 설치할 수 있고, 자동 도어에 구동력을 제공하는 힌지가 매입형으로 설치되기 때문에 우수한 미감을 제공할 수 있으며, 기존 자동문 대비 1/2~1/3의 가격으로 자동문을 구현할 수 있다.
게다가, 본 발명은 출입자가 자동 도어를 통과한 후 감지범위를 벗어나면 자동 닫힘 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 여닫이식 자동 도어의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 여닫이식 자동 도어가 작동되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 바닥면에 매설된 본 발명에 따른 구동장치를 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 구동장치를 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 구동장치의 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 구동장치의 전기적 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 구동장치의 도어연동부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 구동장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 구동장치가 설치된 여닫이식 자동 도어를 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 여닫이식 자동 도어용 구동장치(이하, '도어용 구동장치'라고 약칭함)을 상세하게 설명한다.
도 3은 바닥면에 매설된 본 발명에 따른 구동장치를 나타내는 부분 확대 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 구동장치를 나타내는 사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 구동장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 구동장치의 전기적 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치(10)는 회전축에 출력기어(110)가 구비된 모터(100)와, 상기 출력기어(110)에 치합되는 한 쌍의 전자 클러치와, 상기 한 쌍의 전자 클러치에 연결되어 모터(100)의 회전에 따라 도어를 개폐하는 도어회동부(300)와, 상기 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치에 전류를 공급하는 전원부(400), 및 외부로부터 입력되는 신호에 따라 전원부(400)의 작동을 제어하는 제어부(500)를 포함하며, 선택적으로 상기 모터(100), 한 쌍의 전자 클러치, 전원부(400), 제어부(500)가 외부로 노출되지 않도록 보호 공간을 제공하는 하우징(600)을 더 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 하우징(600)을 더 포함할 수 있다.
상기 하우징(600)은 자동 도어용 구동장치의 외형을 제공하는 것으로, 도 3과 같이 도어회동부(300)가 바닥면의 상부로 노출되도록 바닥면에 매입된다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 하우징(600)은 도 4와 같이 상판, 하판, 상판과 하판 사이에 구비된 4개의 측판을 포함하는 직육면체형 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 상판은 도어회동부(300)의 피동축이 외부로 노출되도록 관통홀이 구비될 수 있다.
또한, 하우징(600)은 바닥면에 매입된 상태로 그 위치가 고정될 수 있도록 테두리를 따라 나사 등을 결합시키기 위한 나사 결합구가 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 모터(100)를 포함한다.
상기 모터(100)는 전원부(400)로부터 전류를 공급받아 구동력을 생성하는 것으로, 정방향 또는 역방향으로 회전하는 회전축이 구비되고, 상기 회전축에 고정되도록 결합되어 회전축과 동일 방향으로 회전하는 출력기어(110)가 구비된다.
이러한 모터(100)는 하우징(600)의 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하우징(600)의 내부에서 하우징(600)의 너비 방향으로 설치되는 것이 바람직하다. 다시 말해, 모터(100)는 하우징(600)의 너비보다 짧은 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 모터(100)는 하우징(600)의 내부면에 결합된 제1 브라켓에 하단이 결합되어 하우징(600)의 내부에 고정될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 구동력 전달수단을 더 포함할 수 있다.
상기 구동력 전달수단은 상기 모터(100)의 출력기어(110)와 상기 한 쌍의 전자 클러치 사이에 구비되어 모터(100)의 구동력을 한 쌍의 전자 클러치에 전달하는 것으로, 이를 위해 출력기어(110)와 한 쌍의 전자 클러치에 결합된다.
상기 하우징(600)의 내부에 모터(100)가 길이 방향으로 설치되는 대신 너비 방향으로 설치되는 경우, 본 발명의 구동력 전달수단으로는 모터(100)의 출력기어(110)에 결합되어 구동력의 전달 방향을 전환시킬 수 있는 것이라면 어떠한 구동력 전달수단을 사용하여도 무방하다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 구동력 전달수단은 상기 출력기어(110)에 일측이 결합되는 타이밍 벨트(710)와, 상기 타이밍 벨트(710)의 타측에 결합되는 타이밍 기어(720)와, 상기 타이밍 기어(720)의 회전에 따라 동일 방향으로 회전하도록 타이밍 기어(720)에 상하 방향으로 결합되며 웜이 구비된 구동축(730)과, 상기 구동축(730)의 웜에 직각으로 연결되어 회전력을 전달받는 제1 기어(742)와, 상기 제1 기어(742)보다 확장되는 외경을 갖도록 제1 기어(742)의 상면에 고정되고 상기 한 쌍의 전자 클러치에 치합되어 제1 기어(742)의 회전력을 한 쌍의 전자 클러치에 전달하는 제2 기어(744)로 구성된 제1 더블 기어, 및 상기 제1 더블 기어의 회전축을 제공하며 상기 제1 더블 기어가 하우징(600) 내부에 배치되도록 하우징(600)과 결합하는 제1 힌지축(750)을 포함한다. 이때, 출력기어(110)는 타이밍 기어(720)로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구동축(730)은 도 5에 도시된 바와 같이 하우징(600)의 내부면에 결합된 제1 브라켓에 일단이 결합되어 하우징(600)의 내부에 고정될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 한 쌍의 전자 클러치를 포함한다.
상기 한 쌍의 전자 클러치는 출력기어(110)와 도어회동부(300)에 연결되어 선택적으로 출력기어(110)으로부터 입력되는 구동력을 도어회동부(300)로 전달하는 것으로, 제1 전자 클러치(210)와 제2 전자 클러치로 구성된다. 이때, 단일의 전자 클러치를 사용하면 모터(100)의 구동력이 도어회동부(300)로 전달되는 과정 중에 손실이 발생하여 약해질 수 있기 때문에, 본 발명은 구동력이 모터(100)에서 도어회동부(300)로 전달되는 과정 중에 줄어들지 않도록 한 쌍의 전자 클러치를 사용한다.
또한, 전자 클러치는 한정된 내부 공간을 갖는 하우징(600)에 설치되기 때문에 1개를 사용하는 것보다 한 쌍을 사용하는 것이 구동력을 극대화시키는데 바람직하다.
이러한 제1 전자 클러치(210)와 제2 전자 클러치는 전원부(400)로부터 전류가 공급되면 출력기어(110)로부터 공급되는 구동력을 도어회동부(300)로 전달하며, 전원부(400)로부터 공급되는 전류가 차단되면 출력기어(110)로부터 공급된 구동력의 전달을 차단한다.
구체적으로, 제1 전자 클러치(210)는 출력기어(110) 또는 구동력 전달수단의 제2 기어(744)에 치합되는 제1 평 기어가 구비된 제1 클러치 케이스와, 도어회동부(300) 또는 후술하는 감속부에 치합되는 제2 평 기어가 구비된 제2 클러치 케이스와, 상기 제1 클러치 케이스나 제2 클러치 케이스에 설치되며 전원부(400)로부터 전류가 인가되면 이웃한 클러치 케이스를 잡아당겨 결합시키는 제1 전자석, 및 상기 제1 클러치 케이스와 제2 클러치 케이스가 축 회전할 수 있도록 제1 클러치 케이스와 제2 클러치 케이스에 결합되는 제1 크랭크 축을 포함한다.
또한, 제2 전자 클러치는 출력기어(110) 또는 구동력 전달수단의 제2 기어(744)에 치합되는 제3 평 기어가 구비된 제3 클러치 케이스와, 도어회동부(300) 또는 감속부에 치합되는 제4 평 기어가 구비된 제4 클러치 케이스와, 상기 제3 클러치 케이스나 제4 클러치 케이스에 설치되며 전원부(400)로부터 전류가 인가되면 이웃한 클러치 케이스를 잡아당겨 결합시키는 제2 전자석, 및 상기 제1 클러치 케이스와 제2 클러치 케이스가 축 회전할 수 있도록 제2 클러치 케이스와 제2 클러치 케이스에 결합되는 제1 크랭크 축을 포함한다.
상기 출력기어(110) 또는 구동력 전달수단의 제2 기어(744)가 시계 방향으로 회전하면, 이에 치합된 제1 평 기어와 제3 평 기어는 반 시계 방향으로 회전한다. 이때, 전원부(400)로부터 전류가 공급되면 제2 평 기어는 제1 평 기어와 같이 반 시계 방향으로 회전하고, 제4 평 기어는 제3 평 기어와 같이 반 시계 방향으로 회전한다. 다만, 제1 전자 클러치(210)로 전류의 공급이 중단되면 제2 평 기어는 제1 평 기어의 회전과 상관없이 회전하지 않고, 제2 전자 클러치로 전류의 공급이 중단되면 제4 평 기어는 제3 평 기어의 회전과 상관없이 회전하지 않는다.
또한, 제1 전자 클러치(210)로 전류가 공급되고 제2 전자 클러치로 전류의 공급이 중단되면, 제3 평 기어는 제1 평 기어와 동일한 방향으로 회전하나, 제4 평 기어는 회전하지 않는다.
이와 같이, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 자동 도어의 회전속도를 조절하기 위해 제1 전자 클러치(210)와 제2 전자 클러치 중 어느 한 개의 전자 클러치에만 전류를 공급할 수도 있고, 제1 전자 클러치(210)와 제2 전자 클러치 모두에 전류를 공급할 수도 있다.
아울러, 전자 클러치의 힘은 전자 클러치에 공급되는 전류의 세기로 조절할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 감속부를 더 포함할 수 있다.
상기 감속부는 한 쌍의 전자 클러치와 도어회동부(300) 사이에 구비되는 것으로, 모터(100)로부터 전달되는 회전력의 속도를 정해진 감속비로 감속시키고 모터(100)로부터 전달되는 구동력을 감속비만큼 증폭시켜 도어회동부(300)로 전달하는 기능을 제공한다. 이를 위해, 감속부는 한 개 이상의 더블 기어 및 더블 기어에 회전축을 제공하는 힌지축이 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 감속부는 제2 더블 기어(812,814)와 제2 힌지축(820)을 포함한다.
상기 제2 더블 기어(812,814)는 상기 한 쌍의 전자 클러치에 치합되어 회전력을 전달받는 제3 기어(812)와, 상기 제3 기어(812)보다 축소된 외경을 갖도록 제3 기어(812)의 상면에 고정되는 제4 기어(814)로 구성된다. 이때, 제4 기어(814)가 제3 기어(812)에 비해 짧은 직경을 가지며 제3 기어(812)와 동일한 속도로 회전되기 때문에 회전속도를 줄여주고 구동력을 증폭시켜 주는 역할을 수행한다. 또한, 상기 제3 기어(812)와 제4 기어(814)는 평 기어의 외형을 갖도록 형성될 수 있다. 아울러, 상기 제3 기어(812)는 전술한 제3 평 기어와 제4 평 기어에 치합되어 있으므로, 제3 평 기어와 제4 평 기어가 반 시계 방향으로 회전하면, 시계 방향으로 회전하게 된다. 그리고 제3 기어(812)가 시계 방향으로 회전하면 제4 기어(814)도 시계 방향으로 회전한다.
상기 제2 힌지축(820)은 상기 제2 더블 기어의 회전축을 제공하며, 상기 제2 더블 기어가 하우징(600) 내부에 배치되도록 하우징(600)과 결합한다.
필요에 따라, 감속부는 자동 도어의 무게에 따라 모터의 힘을 보다 증폭시킬 수 있도록 도 5 및 도 6과 같이 제3 더블 기어(832,834)와 제3 힌지축(840), 및 제4 더블 기어(852,854)와 제4 힌지축(860)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제3 더블 기어(832,834)는 상기 제4 기어(814)에 치합되어 회전력을 전달받는 제5 기어(832)와, 상기 제5 기어(832)보다 축소된 외경을 갖도록 제5 기어(832)의 상면에 고정되는 제6 기어(834)로 구성된다. 이때, 제6 기어(834)가 제5 기어(832)에 비해 짧은 직경을 가지며 제5 기어(832)와 동일한 속도로 회전되기 때문에 회전속도를 줄여주고 구동력을 증폭시켜 주는 역할을 수행한다. 또한, 상기 제5 기어(832)와 제6 기어(834)는 평 기어의 외형을 갖도록 형성될 수 있다. 아울러, 상기 제5 기어(832)는 제4 기어(814)에 치합되어 있으므로, 제4 평 기어가 시계 방향으로 회전하면, 반 시계 방향으로 회전하게 된다. 그리고 제5 기어(832)가 반 시계 방향으로 회전하면 제6 기어(834)도 반 시계 방향으로 회전한다.
상기 제4 더블 기어(852,854)는 상기 제6 기어(834)에 치합되어 회전력을 전달받는 제7 기어(852)와, 상기 제7 기어(852)보다 축소된 외경을 갖도록 제7 기어(852)의 하면에 고정되는 제8 기어(854)로 구성된다. 이때, 제8 기어(854)가 제7 기어(852)에 비해 짧은 직경을 가지며 제7 기어(852)와 동일한 속도로 회전되기 때문에 회전속도를 줄여주고 구동력을 증폭시켜 주는 역할을 수행한다. 또한, 상기 제7 기어(852)와 제8 기어(854)는 평 기어의 외형을 갖도록 형성될 수 있다. 아울러, 상기 제7 기어(852)는 제6 기어(834)에 치합되어 있으므로, 제6 평 기어가 반 시계 방향으로 회전하면, 시계 방향으로 회전하게 된다. 그리고 제7 기어(852)가 시계 방향으로 회전하면 제8 기어(854)도 시계 방향으로 회전한다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 구동장치의 도어연동부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 도어회동부(300)를 포함한다.
상기 도어회동부(300)는 한 쌍의 전자 클러치에 연결되어 도어에 모터(100)의 회전력을 전달하는 것으로, 한 쌍의 전자 클러치로부터 전달되는 구동력으로 자동 도어를 회전시키는 역할을 수행한다. 필요에 따라, 도어회동부(300)는 한 쌍의 전자 클러치에 연결된 감속부에 치합되어 감속부로부터 구동력을 전달받을 수 있다.
구체적으로, 도어회동부(300)는 도 8에 도시된 바와 같이 한 쌍의 전자 클러치나 감속부의 회전에 따라 회전하도록 한 쌍의 전자 클러치나 감속부에 치합되는 주 기어(310)와, 상기 주 기어(310)의 회전에 따라 회전하도록 주 기어(310)의 중앙에 상하 방향으로 결합되며 상단이 하우징의 외부로 노출되어 자동 도어의 회전축에 결합되는 피동축(320)을 포함한다.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 도어회동부(300)가 상기 주 기어(310)의 회전에 따라 회전하도록 주 기어(310)의 상면에 구비되고 테두리를 따라 일정간격으로 복수개의 테두리 관통홀이 형성된 원판(330)과, 상기 원판 테두리의 일부 구간에 구비된 절곡판(340)과, 상기 절곡판의 회전 경로 상에 배치되도록 하우징(600)의 내부면에 설치된 제2 브라켓(350)과, 상기 절곡판(340)의 위치를 감지하도록 상기 제2 브라켓(350)에 설치된 위치센서(미도시)와, 말단이 상기 테두리 관통홀의 상부에 배치되도록 하우징(600)의 내부면에 설치된 제3 브라켓(360), 및 상기 말단에 설치되어 원판의 회전에 따른 테두리 관통홀의 유무를 감시하는 관통홀 감시센서(370)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 위치센서로는 상하 방향으로 회전하는 절곡판이 도달됐는지를 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 센서를 사용하여도 무방하지만, 초음파 센서나 적외선 센서 등을 사용할 수 있다.
상기 관통홀 감시센서(370)로는 색상감시센서, 적외선 센서 등이 사용될 수 있다. 이때, 관통홀 감시센서로 색상감시센서를 사용하기 위해서는 주 기어와 원판이 서로 다른 색상을 갖도록 형성한다.
상기 적외선 센서는 관통홀 감시센서(370)와 원판(330) 사이의 거리를 센싱하여 원판(330)의 회전각도에 정보를 수집한다. 다시 말해, 원판(330)의 회전에 따라 적외선 센서의 하부에 테두리 관통홀이 위치하면 적외선 센서로부터 발광된 적외선이 테두리 관통홀을 통과한 후 주 기어(310)의 표면에 의해 반사되므로 적외선 센서와 원판(330) 사이의 거리가 멀어진다. 그리고 원판(330)의 회전에 따라 적외선 센서의 하부에 테두리 관통홀이 없는 부분이 위치하면 적외선 센서로부터 발광된 적외선이 원판(330)의 표면에 의해 반사되므로 적외선 센서와 원판 사이의 거리가 가까워진다.
상기 색상감시센서는 원판(330)의 회전에 따라 색상감시센서의 하부에 테두리 관통홀이 위치하면 주 기어(310)의 색상을 감지하고, 원판(330)의 회전에 따라 적외선 센서의 하부에 테두리 관통홀이 없는 부분이 위치하면 원판(330)의 색상을 감지하여 원판(330)의 회전각도에 대한 정보를 수집한다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 구동장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이다. 다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 여닫이식 자동 도어의 회전각도와 회전방향을 감지하는 움직임 감지수단을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 움직임 감지수단은 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 제5 더블 기어(932,934)와 제5 힌지축(940), 제6 더블 기어(952,954)와 제6 힌지축(960), 자석내장 기어(972,974,976)와 제7 힌지축(980), 및 회전형 위치 센서(rotary position sensor, 990)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제5 더블 기어(932,934)는 전술한 제3 기어(812)에 치합되어 회전력을 전달받는 제9 기어(932)와, 상기 제9 기어(932)보다 축소된 외경을 갖도록 제9 기어(932)의 상면에 고정되는 제10 기어(934)로 구성된다. 이때, 제10 기어(934)가 제9 기어(932)에 비해 짧은 직경을 가지며 제9 기어(932)와 동일한 속도로 회전된다. 또한, 상기 제9 기어(932)와 제10 기어(934)는 평 기어의 외형을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제5 힌지축(940)은 상기 제5 더블 기어의 회전축을 제공하며, 상기 제5더블 기어가 하우징(600) 내부에 배치되도록 하우징(600)과 결합한다.
상기 제6 더블 기어(952,954)는 상기 제10 기어(934)에 치합되어 회전력을 전달받는 제11 기어(952)와, 상기 제11 기어(952)보다 확장된 외경을 갖도록 제11 기어(952)의 상면에 고정되는 제12 기어(954)로 구성된다. 이때, 제12 기어(954)가 제11 기어(952)에 비해 짧은 직경을 가지며 제11 기어(952)와 동일한 속도로 회전된다. 또한, 상기 제11 기어(952)와 제12 기어(954)는 평 기어의 외형을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제6 힌지축(960)은 상기 제6 더블 기어의 회전축을 제공하며, 상기 제6더블 기어가 하우징(600) 내부에 배치되도록 하우징(600)과 결합한다.
상기 자석내장 기어(972,974,976)는 상기 제12 기어(954)에 치합되어 회전력을 전달받는 제13 기어(972)와, 상기 제13 기어(972)보다 축소된 외경을 갖도록 제13 기어(972)의 상면에 고정되어 자석이 설치되는 끼움공간을 제공하는 자석 안착부(974)와, 상기 자석 안착부(974)의 끼움공간에 내삽되는 원형자석으로 구성된다. 이때, 제13 기어(972)는 평 기어의 외형을 갖도록 형성될 수 있으며, 원형자석은 전체를 2분할하는 N극과 S극으로 형성된다.
상기 제7 힌지축(980)은 상기 자석내장 기어의 회전축을 제공하며, 상기 자석내장 기어가 하우징(600) 내부에 배치되도록 하우징(600)과 결합한다.
상기 회전형 위치 센서는 자석내장 기어에 구비된 원형자석의 회전에 따라 여닫이식 자동 도어의 회전각도와 회전방향을 감지하는 움직임 감지신호를 생성하며, 상기 움직임 감지신호를 제어부(500)로 전달한다.
필요에 따라, 도어회동부(300)와 하우징(600)의 사이에는 도어회동부(300)가 외부로부터 제공된 구동력에 의해 회전되면서 지정된 위치에서 정확히 정지될 수 있도록 도와주는 걸림수단이 구비될 수 있다. 이를 위해, 도어회동부(300)는 도 9에 도시된 바와 같이 주 기어의 하부에 원기둥형 블록(390)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 원기둥형 블록의 표면에는 반구형 등으로 형성된 안착홈(392)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 걸림수단은 하우징(600)의 바닥면에 결합된 회동부 힌지축(382)과, 일단이 상기 회동부 힌지축(382)에 끼움 결합되어 회동부 힌지축(382)을 중심으로 회전하며 상기 일단에 대향되는 타단이 확장된 너비를 갖도록 형성된 걸림바(384)와, 상기 원기둥형 블록(390)의 표면에 접촉되면서 안착홈에 끼움결합될 수 있도록 걸림바(384)의 타단에 구비된 베어링롤러(386), 및 하우징(600)의 측면에 구비되어 걸림바(384)를 원기둥형 블록 방향으로 가압하는 스프링(388)을 포함하여 구성된다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 전원부(400)를 포함한다.
상기 전원부(400)는 상기 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치에 전류를 공급하는 것으로, 하우징(600)의 내부에 설치되며 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치에 연결된다.
이러한 전원부(400)는 상용전원 등 외부의 전원부(400)으로부터 전류를 공급받고, 상기 전류를 제어부(500)의 제어에 따라 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치에 공급한다.
도 12는 본 발명에 따른 구동장치가 설치된 여닫이식 자동 도어를 설명하기 위한 구성도이다.
도 6 및 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 외부신호 입력수단(900)을 더 포함할 수 있다.
상기 외부신호 입력수단(900)은 자동 도어를 통과하는 출입자의 행동을 감시하여 감시신호를 생성하고, 상기 감시신호를 제어부(500)로 제공하는 것으로, 자동 도어의 주위에 설치된다.
구체적으로, 외부신호 입력수단(900)으로는 센서부(910), 버튼 스위치(920), 또는 이들 모두를 포함한다.
상기 센서부(910)는 근접식 센서, 접촉식 센서, 압력식 센서로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함한다.
상기 근접식 센서는 자동 도어를 통과하는 출입자의 위치를 감시하여 감시신호를 생성하고, 상기 감시신호를 제어부(500)로 제공하는 것으로, 제1 움직임 감시센서 및 제2 움직임 감시센서로 구성될 수 있다.
상기 제1 움직임 감시센서는 자동 도어의 문틀 전면에 설치되는 것으로, 자동 도어의 전면에 설정된 감시영역으로 진입하는 출입자를 감시하여 제1 감시신호를 생성하며, 상기 제1 감시신호를 상기 제어부(500)로 전송한다. 이때, 제어부(500)는 제1 감시신호가 수신되면 자동 도어가 후면 방향으로 개방되도록 모터(100)의 회전 방향을 제어하고, 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치로 전류가 공급되도록 전원부(400)를 제어한다.
상기 제2 움직임 감시센서는 자동 도어의 문틀 후면에 설치되는 것으로, 자동 도어의 후면에 설정된 감시영역으로 진입하는 출입자를 감시하여 제2 감시신호를 생성하며, 상기 제2 감시신호를 상기 제어부(500)로 전송한다. 이때, 제어부(500)는 제2 감시신호가 수신되면 자동 도어가 전면 방향으로 개방되도록 모터(100)의 회전 방향을 제어하고, 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치로 전류가 공급되도록 전원부(400)를 제어한다.
상기 접촉식 센서는 자동 도어를 통과하는 출입자로부터 터치신호를 입력받아 상기 터치신호를 제어부(500)로 제공하는 것으로, 제1 터치 감지센서 및 제2 터치 감지센서로 구성될 수 있다.
상기 제1 터치 감지센서는 자동 도어의 전면 또는 자동 도어의 문틀 전면에 설치되는 것으로, 출입자의 터치를 감지하여 제1 터치신호를 생성하여 제어부(500)로 전송한다. 이때, 제어부(500)는 제1 터치신호가 수신되면 자동 도어가 후면 방향으로 개방되도록 모터(100)의 회전 방향을 제어하고, 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치로 전류가 공급되도록 전원부(400)를 제어한다.
상기 제2 터치 감지센서는 자동 도어의 후면 또는 자동 도어의 문틀 후면에 설치되는 것으로, 출입자의 터치를 감지하여 제2 터치신호를 생성하여 제어부(500)로 전송한다. 이때, 제어부(500)는 제2 감시신호가 수신되면 자동 도어가 전면 방향으로 개방되도록 모터(100)의 회전 방향을 제어하고, 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치로 전류가 공급되도록 전원부(400)를 제어한다.
상기 압력식 센서는 자동 도어에 작용하는 외력을 감지하여 압력 감지신호를 생성하는 센서로, 자동 도어가 회전 되는 도중에 출입자나 바람 등에 의해 자동 도어에 외력이 작용하면 압력 감지신호를 생성하여 제어부(500)로 제공한다. 이때, 제어부(500)는 모터(100)를 제어하여 자동 도어를 회전시키는 도중에 압력 감지신호가 수신되면, 구동장치의 부품이 손상되지 않도록 전원부(400)를 제어하여 한 쌍의 전자 클러치에 공급되는 전류를 차단한다. 이와 같이, 한 쌍의 전자 클러치로 전류의 공급이 차단되면 모터(100)가 구동되더라도 모터(100)의 구동력이 도어회동부(300)로 전달되지 않기 때문에 자동 도어에 외력이 작용하더라도 모터(100)의 구동력과 와력이 상충하는 문제가 발생하지 않는다.
한편, 상기 버튼 스위치(920)는 자동 도어를 통과하는 출입자로부터 ON/OFF에 대한 압력신호를 입력받아 상기 압력신호를 제어부(500)로 제공하는 것으로, 제1 버튼 스위치 및 제2 버튼 스위치로 구성될 수 있다.
상기 제1 버튼 스위치는 자동 도어의 전면 또는 자동 도어의 문틀 전면에 설치되는 것으로, 미리 지정된 ON 버튼 또는 OFF 버튼의 누름을 감지하여 제1 압력신호를 생성하여 제어부(500)로 전송한다. 이때, 제어부(500)는 ON 버튼에 대한 제1 압력신호가 수신되면 자동 도어가 후면 방향으로 개방되도록 모터(100)의 회전 방향을 제어하고, 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치로 전류가 공급되도록 전원부(400)를 제어한다.
상기 제2 버튼 감지센서는 자동 도어의 후면 또는 자동 도어의 문틀 후면에 설치되는 것으로, 미리 지정된 ON 버튼 또는 OFF 버튼의 누름을 감지하여 제2 압력신호를 생성하여 제어부(500)로 전송한다. 이때, 제어부(500)는 ON 버튼에 대한 제2 압력신호가 수신되면 자동 도어가 전면 방향으로 개방되도록 모터(100)의 회전 방향을 제어하고, 모터(100)와 한 쌍의 전자 클러치로 전류가 공급되도록 전원부(400)를 제어한다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 도어용 구동장치는 제어부(500)를 포함한다.
상기 제어부(500)는 자동 도어를 통과하는 출입자에 대한 감지신호에 따라 구동장치가 출입자의 이동방향으로 자동 도어의 개방 방향을 조절할 수 있도록 모터(100)와 전원부(400)의 작동을 제어하는 것으로, 이를 위해 모터(100)와 전원부(400)에 전기적으로 연결된다.
또한, 제어부(500)는 자동 도어가 폐쇄된 상태에서 제1,2 움직임 감시센서로부터 수집된 제1 감시신호 및 제2 감시신호를 통해 자동 도어를 향하는 출입자의 움직임이 감시되면, 상기 출입자의 이동 방향과 동일 방향으로 자동 도어가 개방되도록 상기 모터(100)의 회전 방향을 제어하도록 구성될 수 있다.
아울러, 제어부(500)는 자동 도어가 회전되는 상태에서 제1,2 움직임 감시센서로부터 수집된 제1 감시신호 및 제2 감시신호를 통해 자동 도어의 회전 방향과 반대 방향을 향하는 출입자의 움직임이 감시되면, 한 쌍의 전자 클러치에 공급되는 전류가 차단되도록 전원부(400)를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부(500)는 자동 도어의 왕복 회전 구간 중 지정된 회전 구간에서 여닫이식 자동 도어의 회전 속도가 감속되도록 한 쌍의 전자 클러치 중 한 개의 전자 클러치의 전원을 OFF 시킬 수 있다.
구체적으로 자동 도어가 개방되는 방향으로 움직이는 경우, 제어부(500)는 자동 도어가 개방되는 방향에 위치한 사람이 자동 도어에 부딪히지 않도록 문틀과 0°~10°의 내각을 갖는 구간에서 자동 도어가 천천히 회전되도록 제어하고, 문틀과 20°~90°의 내각을 갖는 구간에서 자동 도어가 빠르게 회전되도록 제어하며, 자동 도어가 문틀에 강하게 충돌되어 소음이 발생하거나 손가락 끼임 등의 안전사고가 발생되지 않도록 문틀과 80°~90°의 내각을 갖는 구간에서 자동 도어가 천천히 회전되도록 제어한다.
그리고 자동 도어가 폐쇄되는 방향으로 움직이는 경우, 제어부(500)는 자동 도어가 초기 위치(닫혀진 상태)로 빠르게 회동할 수 있도록 문틀과 90°~10°의 내각을 갖는 구간에서 자동 도어가 빠르게 회전되도록 제어하며, 자동 도어가 문틀에 강하게 충돌되어 소음이 발생하거나 손가락 끼임 등의 안전사고가 발생되지 않도록 문틀과 10°~0°의 내각을 갖는 구간에서 자동 도어가 천천히 회전되도록 제어한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 모터 110 : 출력기어
210 : 제1 전자 클러치 220 : 제2 전자 클러치
300 : 도어회동부 400 : 전원부
500 : 제어부 600 : 하우징
710 : 타이밍 벨트 720 : 타이밍 기어
730 : 구동축 742 : 제1 기어
744 : 제2 기어 750 : 제1 힌지축
800 : 감속부 812 : 제3 기어
814 : 제4 기어 820 : 제2 힌지축
832 : 제5 기어 834 : 제6 기어
840 : 제3 힌지축 852 : 제7 기어
854 : 제8 기어 860 : 제4 힌지축
900 : 외부신호 입력수단 910 : 센서부
920 : 버튼 스위치 932 : 제9 기어
934 : 제10 기어 940 : 제5 힌지축
952 : 제11 기어 954 : 제12 기어
960 : 제6 힌지축 972 : 제13 기어
974 : 자석 안착부 976 : 원형자석
980 : 제7 힌지축 990 : 회전형 위치 센서

Claims (9)

  1. 회전축에 출력기어가 설치된 모터;
    상기 출력기어의 회전에 따라 회전하도록 출력기어에 치합되는 한 쌍의 전자 클러치;
    상기 한 쌍의 전자 클러치에 연결되어 자동 도어에 모터의 회전력을 전달하는 도어회동부;
    상기 모터와 한 쌍의 전자 클러치에 전류를 공급하는 전원부; 및
    상기 자동 도어에 작용하는 외력을 감지하여 압력 감지신호를 생성하는 압력식 센서가 포함된 외부신호 입력수단;
    외부로부터 입력되는 신호에 따라 전원부의 작동을 제어하되, 자동 도어의 회전 구간 별로 회전 속도가 보정되도록 문틀과 10°~90°의 내각을 갖는 구간과 비교해 문틀과 0°~10°의 내각을 갖는 구간에서 자동 도어의 회전속도가 감속되도록 제어하며, 자동 도어를 회전시키는 도중에 상기 압력 감지신호가 수신되면 상기 전원부를 제어하여 한 쌍의 전자 클러치에 공급되는 전류를 차단하는 제어부를 포함하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 모터, 한 쌍의 전자 클러치, 전원부, 제어부가 외부로 노출되지 않도록 보호 공간을 제공하며, 상기 도어회동부가 바닥면의 상부로 노출되도록 바닥면에 매입되는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 모터는 상기 하우징의 너비 방향으로 설치되며,
    상기 출력기어와 상기 한 쌍의 전자 클러치 사이에 출력기어와 한 쌍의 전자 클러치에 결합되어 출력기어의 회전력을 한 쌍의 전자 클러치에 전달하는 구동력 전달수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 구동력 전달수단은
    상기 출력기어에 일측이 결합되는 타이밍 벨트와,
    상기 타이밍 벨트의 타측에 결합되는 타이밍 기어와,
    상기 타이밍 기어의 회전에 따라 동일 방향으로 회전하도록 타이밍 기어에 상하 방향으로 결합되며 웜이 구비된 구동축과,
    상기 구동축의 웜에 직각으로 연결되어 회전력을 전달받는 제1 기어와, 상기 제1 기어보다 확장되는 외경을 갖도록 제1 기어의 상면에 고정되고 상기 한 쌍의 전자 클러치에 치합되어 제1 기어의 회전력을 한 쌍의 전자 클러치에 전달하는 제2 기어로 구성된 제1 더블 기어, 및
    상기 제1 더블 기어의 회전축을 제공하며, 상기 제1 더블 기어가 하우징 내부에 배치되도록 하우징과 결합하는 제1 힌지축을 포함하는 것을 특징으로 하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전자 클러치와 도어회동부 사이에는
    상기 한 쌍의 전자 클러치에 치합되어 회전력을 전달받는 제3 기어와, 상기 제3 기어보다 축소된 외경을 갖도록 제3 기어의 상면에 고정되는 제4 기어로 구성된 제2 더블 기어, 및
    상기 제2 더블 기어의 회전축을 제공하며, 상기 제2 더블 기어가 하우징 내부에 배치되도록 하우징과 결합하는 제2 힌지축을 포함하는 것을 특징으로 하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    자동 도어의 왕복 회전 구간 중 지정된 회전 구간에서 여닫이식 자동 도어의 회전 속도가 감속되도록 한 쌍의 전자 클러치 중 한 개의 전자 클러치의 전원을 OFF 시키는 것을 특징으로 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    자동 도어의 문틀 전면에 설치되고, 자동 도어의 전면에 설정된 감시영역으로 진입하는 출입자를 감시하여 제1 감시신호를 생성하며, 상기 제1 감시신호를 상기 제어부로 전송하는 제1 움직임 감시센서, 및
    자동 도어의 문틀 후면에 설치되고, 자동 도어의 후면에 설정된 감시영역으로 진입하는 출입자를 감시하여 제2 감시신호를 생성하며, 상기 제2 감시신호를 상기 제어부로 전송하는 제2 움직임 감시센서를 더 포함하는 것을 특징으로 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제어부는
    자동 도어가 폐쇄된 상태에서 상기 제1 감시신호 및 제2 감시신호를 통해 자동 도어를 향하는 출입자의 움직임이 감시되면, 상기 출입자의 이동 방향과 동일 방향으로 자동 도어가 개방되도록 상기 모터의 회전 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 제어부는
    자동 도어가 회전되는 상태에서 상기 제1 감시신호 및 제2 감시신호를 통해 자동 도어의 회전 방향과 반대 방향을 향하는 출입자의 움직임이 감시되면, 상기 한 쌍의 전자 클러치에 공급되는 전류가 차단되도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 여닫이식 자동 도어용 구동장치.
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