KR102058734B1

KR102058734B1 - 스크류 구동제어 시스템

Info

Publication number: KR102058734B1
Application number: KR1020187024144A
Authority: KR
Inventors: 시앙 스; 한칭 거; 즈빙 공; 주신 다이; 송난 쉬
Original assignee: 난징 캉니 메커니컬 앤 일렉트리컬 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2019-12-23
Also published as: EP3404174A4; EP3404174A1; US20190024408A1; CN105507679B; JP6676190B2; ES2897008T3; EP3404174B1; KR20180129770A; JP2019502848A; US11214981B2; CN105507679A; WO2017124579A1

Abstract

스크류 구동제어 시스템에 관한 것으로서, 빔(11)에 고정된 구동기구, 방향유도 잠금블록(51), 위치제한 기구(4)를 포함하며; 상기 구동기구는 전기모터(1)로 구동되는 리드 스크류(2)와 너트 어셈블리(3)를 포함하고; 상기 너트 어셈블리(3)는 동력전달 프레임(9), 리드 스크류(2)에 끼우는 너트(31)와 너트(31)에 고정하는 서보부재(7)를 포함하고; 너트(31)는 동력전달 프레임(9)에 장착되며, 동력전달 프레임(9)은 통제 대상물(6)에 연결되고; 리드 스크류(2)는 너트 어셈블리(3)를 구동시켜 너트 어셈블리(3)가 리드 스크류(2)의 축 방향을 따라 왕복운동을 하도록 하고; 리드 스크류(2)가 정방향으로 회전하는 과정에서, 서보부재(7)가 방향유도 잠금블록(51)에 접촉되면, 방향유도 잠금블록(51) 상부 표면의 방향유도 하에 위치제한 기구(4)까지 운동하게 되고, 상기 위치제한 기구(4)에 의해 가로막히게 되며, 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 회전에 따라, 방향유도 잠금블록(51)의 측면과 위치제한 기구(4) 사이의 공간에 들어가 잠기게 되고; 리드 스크류(2)가 역방향으로 회전할 때, 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 역방향 회전에 따라 방향유도 잠금블록(51)의 제한을 벗어나 잠금이 해제되며, 이어서 리드 스크류(2)의 축 방향을 따라 운동하게 된다. 상기 시스템은 전자석 잠금장치가 단전되면 안전에 위험을 야기하는 문제를 해결하고, 또한 기계식 핀 구조보다 훨씬 간단하고 신뢰성이 높다.

Description

스크류 구동제어 시스템

본 발명은 자동제어시스템 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크류 구동제어 시스템에 관한 것이다.

스크류 구동제어 시스템은 일반적으로 전기모터로 구동되는 나사로서, 나사에 설치된 너트 어셈블리의 왕복운동을 유발하고, 더 나아가 너트 어셈블리에 연결된 통제 대상물을 움직인다. 일반적으로 스크류 구동제어 시스템은 슬라이딩 도어, 전동 도어 분야에 비교적 많이 응용되며, 잠금 기능과 잠금해제 기능도 구비하고 있다. 통상적으로 상기 분야에 응용되는 스크류 구동제어 시스템은 전자석 잠금장치가 너트 어셈블리를 잠그고, 더 나아가 문 잠금 기능을 구현한다. 이러한 형태의 스크류 구동제어 시스템에서는 전자석 잠금장치에 항상 전기가 통해야만 문 잠금 기능의 안정성이 보장되며, 전자석 잠금장치가 단전되면 문이 저절로 열릴 위험이 존재한다. 그러나 종래기술은 기계식 열쇠로 문을 잠그는 구조로 되어 있어, 대부분 구조가 복잡하다는 문제가 있고, 주로 기계 구조로 구성된 시스템으로서 구조의 복잡성으로 인해 안정성이 낮고 자체 중량이 크며 제어가 어려운 등의 문제가 있을 뿐만 아니라, 특히 대중교통 분야에 응용할 때에는 승객의 신체 안전도 위협하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기 종래기술의 전자석 잠금장치를 적용한 시스템에서 단전 후 문이 저절로 열리는 문제와 기계식 열쇠를 적용한 시스템에서 구조가 복잡하고 중량이 크며 제어가 어려운 문제를 해결하는 스크류 구동제어 시스템을 제공하는 것이다.

상기 기술적 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 제공된 스크류 구동제어 시스템은 빔에 고정된 구동기구, 방향유도 잠금블록, 위치제한 기구를 포함하며, 상기 구동기구는 전기모터로 구동되는 리드 스크류와 너트 어셈블리를 포함하고; 상기 너트 어셈블리는 동력전달 프레임, 리드 스크류에 끼우는 너트와 너트에 고정되는 서보부재를 포함하고; 너트는 동력전달 프레임에 장착되고, 동력전달 프레임은 통제 대상물에 연결되고; 리드 스크류는 너트 어셈블리를 구동시켜 너트 어셈블리가 리드 스크류 축 방향을 따라 왕복운동을 하도록 하고; 리드 스크류가 정방향으로 회전하는 과정에서, 서보부재가 방향유도 잠금블록에 접촉되면, 방향유도 잠금블록 표면의 방향유도 하에 위치제한 기구까지 운동하게 되고, 상기 위치제한 기구에 의해 가로막히게 되며, 서보부재는 리드 스크류의 회전에 따라, 방향유도 잠금블록의 측면과 위치제한 기구 사이의 공간에 들어가 잠기게 되고; 리드 스크류가 역방향으로 회전할 때, 서보부재는 리드 스크류의 역방향 회전에 따라 방향유도 잠금블록의 제한을 벗어나 잠금이 해제되며, 이어서 리드 스크류의 축 방향을 따라 운동하게 된다.

더 나아가, 상기 동력전달 프레임에는 리드 스크류와 회전하는 너트의 회전각 범위를 한정하는 기구가 있고, 이로써 너트와 함께 서보부재가 운동할 때 진동으로 인해 큰 각도로 회전하는 것이 방지된다.

더 나아가, 상기 동력전달 프레임에는 통제 대상물과 연결되는 장착부가 구비되어 있고, 장착부는 상방으로 연장되어 4개의 기둥으로 이루어진 너트 장착부가 형성되고, 너트는 4개의 기둥으로 이루어진 공간 안에 장착되며, 그 중 빔의 일측을 향한 2개의 기둥 꼭대기단에는 리드 스크류와 함께 회전하는 너트의 회전각 범위를 한정하는 위치제한 핀이 장착된다.

더 나아가, 상기 너트의 외경은 양측 기둥 간 거리보다 길며, 이로써 너트가 양측 기둥 사이의 공간 안에 제한되고, 너트가 리드 스크류 축 방향을 따라 운동할 때, 다른 측 기둥의 미는 힘을 가하여, 동력전달 프레임이 너트와 함께 운동하도록 한다.

더 나아가, 상기 너트는 안쪽 링과 바깥쪽 링으로 구성되며, 안쪽 링과 리드 스크류의 나사산이 맞물리고, 바깥쪽 링을 안쪽 링 위에 씌우며, 미끄럼 방지 기어를 통해 서로 맞물리고, 바깥쪽 링이 빔을 향한 일측은 외부로 연장되어, 서보부재 장착 시트가 있다.

더 나아가, 상기 장착 시트에는 하나의 나사구멍이 있고, 서보부재에 하나의 나사가 있어, 나사를 나사구멍 안에 돌려 넣어 연결하여 서보부재와 너트가 고정 연결된다.

더 나아가, 상기 서보부재는 롤러로서, 롤러를 이용해 방향유도 잠금블록과 맞물리도록 하며, 방향유도 잠금블록 표면을 통과할 때 너트 어셈블리의 운행 마찰력을 최대한 줄여주어, 시스템의 사용 안정성이 높아진다.

더 나아가, 상기 너트의 바깥쪽 링의 양측은 마주하는 인접한 기둥 사이에 각각 위치하여, 리드 스크류는 너트의 바깥쪽 링을 통해 구동하여, 동력전달 프레임을 리드 스크류의 축 방향을 따라 이동시킨다.

더 나아가, 상기 너트 어셈블리에는 너트를 향해 비틀림 힘을 가하는 탄성부재를 더 포함한다.

더 나아가, 상기 탄성부재는 비틀림 스프링으로서, 비틀림 스프링의 일단은 동력전달 프레임 쪽에 걸고, 다른 일단은 너트 쪽에 걸고, 비틀림 스프링의 내경은 리드 스크류의 직경보다 큰 사이즈로서, 리드 스크류의 외부에 끼운다.

더 나아가, 상기 너트의 바깥쪽 링이 외부로 연장된 곳에 스토퍼 블록이 있으며, 비틀림 스프링의 일단을 상기 스토퍼 블록 쪽에 건다.

더 나아가, 상기 방향유도 잠금블록에는 서보부재가 위치제한 기구를 향해 이동하도록 방향유도하는 매끄러운 하나의 상부 표면이 구비되어 있다.

더 나아가, 상기 방향유도 잠금블록에는 위치제한 기구를 향한 하나의 측면이 있고, 상기 측면과 위치제한 기구 사이에는 서보부재가 들어갈 수 있는 공간이 형성된다.

더 나아가, 상기 측면은 서보부재가 튀어나오지 못하도록 할 수 있는 경사면이다.

더 나아가, 상기 측면과 수직면이 이루는 협각은 0° 내지 10°이며, 이 각도 범위 안에서 방향유도 잠금블록은 서보부재에 작용력을 가할 수 있을 뿐만 아니라, 각도가 너무 커서 서보부재가 교착되는 문제를 방지하게 되며, 바람직하게는 상기 각도는 3°이다.

더 나아가, 서보부재의 이동에 사용하는 레일이 더 설치되며, 상기 레일과 방향유도 잠금블록은 서로 접하고 방향유도 잠금블록의 상부 표면과 매끄럽게 지나친다. 레일을 설치하여 서보부재가 레일의 제한 하에 운동함으로써 너트 어셈블리의 운동 안정성을 더욱 높일 수 있다.

더 나아가, 상기 위치제한 기구는 빔에 장착된 하나의 위치제한 판(plate)을 포함하며, 상기 위치제한 판에는 방향유도 잠금블록을 향한 하나의 측면이 구비되어 있고, 상기 측면과 방향유도 잠금블록의 측면은 서보부재가 들어갈 수 있는 공간을 형성한다.

더 나아가, 상기 위치제한 판은 핀 축(shaft)을 통해 회전이 가능하게 빔에 장착될 수 있으며, 상기 위치제한 판에서 방향유도 잠금블록 일측에는 휘어진 수직판이 구비되어 있고; 위치제한 판과 핀 축 사이에는 리턴 스프링이 설치된다.

더 나아가, 상기 위치제한 판은 회전 동작 중에 시그널 스위치를 촉발할 수 있다.

더 나아가, 상기 위치제한 판에는 중간구멍이 설치되고, 상기 빔에는 위치제한 핀이 장착되며, 위치제한 핀이 중간구멍 안으로 들어가서 위치제한 판의 회전각을 제한하게 된다.

더 나아가, 상기 위치제한 기구는 하나의 수동기구를 포함하며, 상기 수동기구는 빔에 장착되는 하나의 고정 지지대와 핀 축에 장착되는 하나의 이동 지지대를 포함하고, 두 개의 지지대 사이에는 리턴 스프링이 설치되고, 이동 지지대가 회전하는 중에 서보부재를 방향유도 잠금블록과 위치제한 기구 사이의 공간에서 빼낼 수 있다.

더 나아가, 상기 이동 지지대와 위치제한 판을 동일한 핀 축에 설치하여 양자가 서로 간섭하지 않도록 하고 집적도를 높이며, 장착 공간을 절약할 수 있다.

본 발명에 따른 스크류 구동제어 시스템은 너트 어셈블리와 방향유도 잠금블록, 위치제한 기구를 조합한 것으로서, 종래기술에서 전자석 잠금장치가 단전되면 문이 저절로 열려 안전에 위험을 야기하는 문제를 해결하고, 또한 종래의 기계식 핀 구조보다 훨씬 간단하고 신뢰성이 높다. 너트 어셈블리는 종래기술에서 슬라이딩 홈과 서로 물리는 형태와 비교할 때, 구조가 훨씬 간단하고 운행이 훨씬 안정적이며, 전체를 구성하는 부품의 수가 적으므로 가공이 편리할 뿐만 아니라 자체 중량도 적으며, 지나치게 큰 장착 공간이 필요하지 않다.

도 1은 본 발명에 따른 전체 구조를 도시한 설명도;
도 2는 도 1의 일부를 도시한 설명도로서, 그 중 방향유도 잠금블록은 제1 실시방식이며;
도 3은 도 1의 일부를 도시한 설명도로서, 그 중 방향유도 잠금블록이 레일과 맞물리는 제2 실시방식이며;
도 4는 도 1에서 A-A 방향의 너트 어셈블리의 구조를 도시한 설명도;
도 5는 너트 어셈블리와 동력전달 프레임의 조합 구조를 도시한 설명도;
도 6은 동력전달 프레임의 구조를 도시한 설명도;
도 7은 너트의 구조를 도시한 설명도;
도 8은 방향유도 잠금블록과 위치제한 기구, 서보부재가 조립된 상태를 도시한 설명도;
도 9는 수동기구의 구조를 도시한 설명도이다.

이하는 도면을 첨부하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 스크류 구동제어 시스템에 있어서, 상기 시스템은 빔(11)에 고정되는 전기모터(1), 방향유도 잠금블록(51), 위치제한 기구(4)를 포함하고, 전기모터(1)와 제어기가 연결되고; 전기모터(1)의 회전축은 리드 스크류(2)에 연결되고, 리드 스크류(2)에 너트 어셈블리(3) 세트가 설치된다. 너트 어셈블리(3)는 너트(31) 및 너트(31)와 고정(강성)연결되는 서보부재(7)를 포함하고, 너트(31)와 리드 스크류(2)는 스크류 운동부를 구성하고, 너트(31) 외측에 동력전달 프레임(9)이 장착되고, 동력전달 프레임(9)과 너트(31) 간에는 상대적인 운동이 가능하고; 동력전달 프레임(9)과 너트(31) 사이에 비틀림 스프링(10)이 설치되고, 비틀림 스프링(10)은 동력전달 프레임(9)에 의해 지지되어 서보부재(7)에 압력을 가하고, 동력전달 프레임(9)은 통제 대상물(6)에 연결되고, 구체적인 응용 과정에서 상기 통제 대상물(6)은 철도교통 분야의 지하철 전동 플러그 도어 또는 슬라이딩 도어가 될 수 있고, 또는 다른 분야의 전동 도어가 될 수도 있다. 리드 스크류(2)가 정방향으로 회전하는 중에 너트(31)와 서보부재(7)가 동시에 운동하게 되며, 서보부재(7)와 방향유도 잠금블록(51)이 접촉된 후, 서보부재(7)는 방향유도 잠금블록(51) 표면의 방향유도에 따라 위치제한 기구(4)까지 운동하고, 상기 위치제한 기구(4)에 가로막히게 되고, 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 회전에 따라 운동하여, 방향유도 잠금블록(51)의 측면과 위치제한 기구(4) 사이의 공간에 들어가서 잠기게 된다. 리드 스크류(2)가 역방향으로 회전하면, 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 역방향 회전에 따라, 방향유도 잠금블록(51)의 제한에서 벗어나 잠김이 해제되며, 이어서 리드 스크류(2) 축 방향을 따라 운동하게 된다. 방향유도 잠금블록(51)에는 위치제한 기구(4)를 향한 하나의 측면이 있고, 상기 측면과 위치제한 기구(4) 사이에 서보부재(7)가 들어갈 수 있는 공간이 형성된다. 측면은 서보부재(7)가 튀어나가는 것을 방지할 수 있는 경사면이고, 측면과 수직면이 이루는 협각은 0° 내지 10°이며, 이 각도 범위 안에서 방향유도 잠금블록(51)은 서보부재(7)에 작용력을 가할 수 있을 뿐만 아니라, 각도가 너무 커서 서보부재(7)가 교착되는 문제를 방지할 수 있다. 상기 각도는 바람직하게 3°이다. 또한, 동력전달 프레임(9)에는 리드 스크류(2)의 회전과 함께 회전하는 너트(31)의 회전각 범위를 제한하는 기구가 더 있고, 상기 기구는 하나의 공간으로서, 너트(31) 위의 서보부재(7)에 따라 상기 공간 안에서 너트(31)와 함께 상하로 운동하고, 상기 공간의 상단과 하단은 서보부재(7)의 회전 범위를 한정하며, 더 나아가 리드 스크류(2)와 함께 회전하는 너트(31)의 회전 범위를 한정하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 제1 실시방식에 있어서, 방향유도 잠금블록(51)에는 서보부재(7)를 방향유도하여 위치제한 기구(4)를 향해 이동하도록 하는 매끄러운 하나의 상부 표면이 구비되어 있고, 서보부재(7)가 운동하는 과정에서 방향유도 잠금블록(51) 상부 표면과 접촉되지 않을 때에는 자유로운 상태이며, 즉 상기 서보부재(7)의 회전을 한정하는 공간의 하단에 위치하게 된다. 너트(31)와 동력전달 프레임(9) 사이에 설치되는 비틀림 스프링(10)은 늘어난 상태 또는 비교적 작게 압축된 상태로 설치될 수 있고, 너트(31)에 비틀림 힘을 가하지 않거나 너트(31)에 비교적 작은 비틀림 힘을 가할 수 있어, 너트(31)가 서보부재(7)의 운동을 유발할 때, 더욱 안정적이다. 서보부재(7)가 방향유도 잠금블록(51) 상부 표면을 통과할 때, 비틀림 스프링(31)이 압축되고 너트(31)에 비틀림 힘을 가함으로써, 서보부재(7)가 위치제한 판(13)에 접촉된 후, 리드 스크류(2)가 유발하는 너트(31)의 회전운동과 비틀림 스프링(10)이 가하는 비틀림 힘을 통해, 위치제한 판(13)과 방향유도 잠금블록(51) 사이의 공간에 순조롭게 들어갈 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 제2 실시방식에 있어서, 빔(11)에는 서보부재(7)의 이동에 사용되는 레일(5)이 더 고정장착되고, 상기 레일(5)과 방향유도 잠금블록(51)은 서로 접촉되며, 방향유도 잠금블록(51)의 상부 표면과 매끄럽게 지나친다. 구체적으로는, 방향유도 잠금블록(51)을 레일(5)에서 위치제한 부재와 가까운 일단에 설치하고, 수평인 상부 표면을 구비하여, 레일(5)의 상부 표면과 서로 접촉되어 하나의 완전한 수평 표면을 형성한다. 레일(5)을 설치한 후, 서보부재(7)는 레일(5)의 상부 표면과 접촉되고, 상기 상부 표면에서 왕복운동을 할 수 있으며, 이러한 설치 방식에서 서보부재(7)는 상기 서보부재(7)의 회전을 제한하는 공간의 상단과 하단 사이에 위치하게 되며, 상단 또는 하단과 접촉되지 않고, 이때 너트(31)와 동력전달 프레임(9) 사이의 비틀림 스프링(10)은 압축된 상태에 있으며, 서보부재(7)가 운동하여 위치제한 판(13)에 접촉된 후, 리드 스크류(2)의 회전이 유발하는 너트(31)의 회전력과 비틀림 스프링(10)이 너트(31)에 가하는 비틀림 힘으로 인해, 서보부재(7)는 위치제한 판(13)과 방향유도 잠금블록(51) 사이의 공간에 순조롭게 들어갈 수 있게 된다. 레일(5)을 설치하여, 서보부재(7)가 레일(5)의 제한 하에 운동하게 되며, 너트 어셈블리(3)의 운동 안정성을 더욱 높일 수 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 동력전달 프레임(9)에는 통제 대상물(6)과 연결되는 장착부(91)가 구비되어 있으며, 장착부(91)는 위로 연장되어 4개의 기둥(92)으로 구성된 너트 장착부를 형성하고, 너트(31)는 4개의 기둥(92)으로 구성된 공간 안에 장착하며, 그 중 빔(11)을 향한 일측의 2개의 기둥(92) 꼭대기단에는 리드 스크류(2)와 함께 회전하는 너트(31)의 회전각 범위를 한정하는 위치제한 핀(12)이 장착된다. 따라서, 위치제한 핀(12)과 빔(11) 측의 2개의 기둥(92)의 바닥부 사이에는 리드 스크류(2)와 함께 회전하는 너트(31)의 회전 공간이 형성되며, 위치제한 핀(12)은 상기 상단이고, 2개의 기둥(92) 사이의 공간의 바닥부 측은 하단이다. 너트(31)의 외경은 양측 기둥(92) 사이의 거리보다 길어, 너트(31)가 양측 기둥(92) 사이의 공간 안에서 제한되며, 너트(31)가 리드 스크류(2) 축 방향을 따라 운동할 때, 기둥(92)의 다른 측을 밀어, 동력전달 프레임(9)이 너트(31)와 함께 운동하게 된다. 너트(31)는 안쪽 링과 바깥쪽 링으로 구성되며, 안쪽 링과 리드 스크류(2)의 나사산이 맞물리고, 바깥쪽 링은 안쪽 링 위에 씌우며, 미끄럼 방지 기어를 통해 서로 물리게 된다. 바깥쪽 링의 빔(11)을 향한 일측이 외부로 연장되어 서보부재(7)의 장착 시트가 있다. 장착 시트에는 나사구멍이 하나 있고, 서보부재(7)에는 나사가 하나 있어, 나사를 나사구멍 안에 돌려 넣어 서보부재(7)와 나사(31)가 고정연결된다. 서보부재(7)는 롤러를 사용할 수 있고, 표면이 매끄러운 슬라이딩 블록 등 다른 유형의 표면이 매끄럽고 운행 저항이 적은 부재도 사용할 수 있다. 롤러를 적용하고 방향유도 잠금블록(51)과 물려, 방향유도 잠금블록(51) 표면을 통과할 때, 너트 어셈블리(3)의 운행 저항을 최대한 줄이고, 시스템의 사용 안정성을 높일 수 있다. 너트(31)의 바깥쪽 링의 양측은 마주하는 인접한 기둥(92) 사이에 각각 위치하며, 리드 스크류(2)는 너트(31)의 바깥쪽 링을 통해 구동하여 동력전달 프레임(9)을 리드 스크류(2) 축 방향을 따라 이동시킨다. 너트 어셈블리(3)에는 너트(31)를 향해 비틀림 힘을 가하는 비틀림 스프링(10)를 더 포함하며, 비틀림 스프링의 일단은 동력전달 프레임(9)에 걸고, 다른 일단은 너트(31)에 건다. 비틀림 스프링의 내경은 리드 스크류(2)의 직경보다 큰 사이즈를 적용하고, 리드 스크류(2) 외부에 끼우며, 너트(31)의 바깥쪽 링에는 외부로 연장된 스토퍼 블록(32)이 있고, 비틀림 스프링의 일단을 상기 스토퍼 블록(32) 쪽에 건다.

도 8에 도시된 바와 같이, 위치제한 기구(4)는 빔(11)에 장착되는 하나의 위치제한 판(13)을 포함하며, 상기 위치제한 판(13)에는 방향유도 잠금블록(51)을 향한 측면이 구비되어 있고, 상기 측면과 방향유도 잠금블록(51)의 측면은 서보부재(7)가 들어갈 수 있는 공간을 구성한다. 위치제한 판(13)은 핀 축(14)을 통해 회전이 가능하게 빔(11)에 장착할 수 있으며, 상기 위치제한 판(13)에서 방향유도 잠금블록(51)을 향한 일측에는 휘어진 수직판(26)이 구비되어 있다. 상기 수직판(26)의 각도는 실제 응용 시에 맞추며, 구체적으로는, 서보부재(7)가 수직판(26)과 접촉되지 않을 때, 상기 휘어진 수직판(26)의 상반부는 수직이며, 하반부는 방향유도 잠금블록(51)의 방향으로 휘어진다. 또한 서보부재(7)와 수직판(26)이 접촉된 후, 위치제한 판(13)의 회전운동을 유발하여, 회전운동이 정지한 후, 하반부가 수직방향으로 변하며, 상반부는 방향유도 잠금블록(51) 방향으로 휘어진다. 수직판(26)의 휨 각도는 위치제한 판(13)의 회전운동 각도에 따라 설정하며, 만일 위치제한 판(13)의 회전운동 각도가 α라면, 수직판(26)의 상반부와 하반부 사이의 둔각은 180°-α이다. 위치제한 판(13)과 핀 축(14) 사이에는 리턴 스프링이 더 설치되며, 리턴 스프링은 비틀림 스프링도 될 수 있다. 비틀림 스프링을 핀 축(14)에 끼우고, 그 일단을 위치제한 판(13)에 고정하며, 다른 일단은 빔(11)에 고정한다. 위치제한 판(13)는 회전동작 중에 그 가장자리를 통해 시그널 스위치(15)를 촉발할 수 있고, 위치제한 판(13)에 중간구멍(27)을 뚫고, 빔(11)에 위치제한 핀(19)을 장착하며, 위치제한 핀(19)을 중간구멍(27) 안에 넣어 위치제한 판(13)의 회전 각도를 제한한다.

도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 위치제한 기구(4)에는 하나의 수동기구가 더 포함되며, 상기 수동기구는 빔(11)에 장착되는 하나의 고정 지지대(20)와 핀 축(14)에 장착되는 하나의 이동 지지대(17)을 포함하고, 두 개의 지지대 사이에는 리턴 스프링이 장착되며, 리턴 스프링은 비틀림 스프링이 될 수 있고, 비틀림 스프링을 핀 축(14)에 끼우며, 그 일단을 고정 지지대(20)에 고정되고, 다른 일단을 이동 지지대(17)에 고정연결된다. 이동 지지대(17)는 회전 과정에서 서보부재(7)를 방향유도 잠금블록(51)과 위치제한 기구(4) 사이의 공간에서 빼낼 수 있도록 하며, 구체적으로는, 이동 지지대(17) 하부에 휘어진 젖힘 블록(21)을 설치할 수 있고, 젖힘 블록(21)은 서보부재(7)의 아래에서, 방향유도 잠금블록(51)과 위치제한 기구(4) 사이의 공간에서 빼내어진다. 수동 당김줄(8)을 통해 이동 지지대(17)가 핀 축(14) 둘레를 회전할 수 있으며, 수동 당김줄(8)과 잠금해제 스위치가 연결되고, 잠금해제 스위치는 하나의 수동식 회전 스위치가 될 수 있고, 회전 시 수동 당김줄(8)을 당길 수 있다. 실제 응용 시, 실제로 지하철 내벽 등 사람이 쉽게 접촉할 수 있는 위치에 장착할 수 있다. 회전식 잠금해제 스위치가 이동 지지대(17)를 핀 축(14)을 회전중심으로 회전하도록 할 때, 젖힘 블록(21)은 서보부재(7)가 위로 운동하도록 민다. 이동 지지대(17)과 위치제한 판(13)을 동일한 핀 축(14)에 설치시켜, 양자가 서로 간섭하지 않도록 하고, 또한 집적도를 높여 장착 공간을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 이중 플러그 도어 시스템에 있어서, 너트 어셈블리(3)와 방향유도 잠금블록(51), 위치제한 부재 간의 맞물림은 조밀하고, 각 부재의 구조는 상대적으로 단순하며, 운행 과정은 안정적이고, 쉽게 고장이 발생하지 않을 뿐만 아니라 구조가 간단하기 때문에 전체 시스템의 중량이 줄고, 제작 비용도 감소하여, 철도교통, 차량 등의 분야에 대규모로 응용하면 매우 효과적이다.

본 발명에 따른 스크류 구동제어 시스템은 아래와 같이 운동 과정과 상태를 구분할 수 있다.

1. 전동 잠김: 제어기가 전기모터(1)에 신호를 보내어, 전기모터(1)가 리드 스크류(2)를 구동하여 회전시키고, 리드 스크류(2)는 너트 어셈블리(3)를 통해 서보부재(7)가 리드 스크류(2) 축 방향을 따라 위치제한 기구(4)를 향해 운동하도록 구동한다. 서보부재(7)가 방향유도 잠금블록(51)에 접촉되면 방향유도 잠금블록(51) 상부 표면의 방향유도 하에 위치제한 판(13)까지 운동하고, 상기 위치제한 판(13)에 의해 가로막힌다. 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 회전에 따라 방향유도 잠금블록(51)의 측면과 위치제한 판(13) 사이의 공간에 들어가서 잠기게 된다. 이 과정에서 위치제한 판(13)이 회전하면 그 아래에 설치된 시그널 스위치(15)를 촉발하고, 시그널 스위치(15)가 제어기에 도착 신호를 보낸 후, 제어기가 전기모터(1)의 회전을 중지시켜 잠금을 완료한다.

2. 전동 잠금해제: 제어기가 전기모터(1)에 신호를 보내어, 전기모터(1)는 리드 스크류(2)를 역방향으로 회전시키고, 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 역방향 회전에 따라 방향유도 잠금블록(51)의 제한에서 벗어나 잠금이 해제된다. 또한 위치제한 판(13)에서 벗어나며, 위치제한 판(13)는 비틀림 스프링의 작용에 따라 원래 위치로 돌아가고, 시그널 스위치(15)를 촉발하여, 제어기에 잠금해제 신호를 보내도록 한다. 이어서 위치제한 부재는 리드 스크류(2) 축 방향을 따라 운동한다. 서보부재(7)가 리드 스크류(2)의 다른 일단에 도착하면 전기모터(1)가 회전을 멈춘다.

3. 수동 잠금: 수동으로 통제 대상물(6)을 구동하여, 너트 어셈블리(3)가 리드 스크류(2) 축 방향을 따라 위치제한 기구(4)를 향해 운동하도록 하며, 이때 리드 스크류(2)는 강제로 회전하게 된다. 서보부재(7)가 방향유도 잠금블록(51)에 접촉되면 방향유도 잠금블록(51) 상부 표면의 방향유도 하에 위치제한 판(13)까지 운동하고, 상기 위치제한 판(13)에 가로막히게 된다. 서보부재(7)는 리드 스크류(2)와 함께 회전하여 방향유도 잠금블록(51)의 측면과 위치제한 판(13) 사이의 공간에 들어가서 잠기게 된다. 이 과정에서 위치제한 판(13)이 회전하여 그 아래에 설치된 시그널 스위치(15)를 촉발하며, 시그널 스위치(15)는 제어기에 도착 신호를 보내고, 제어기가 전기모터(1)의 회전을 중지시켜 잠금을 완료한다.

4. 수동 잠금해제: 잠긴 상태에서 잠금해제 스위치를 회전시켜 수동 당김줄(8)은 이동 지지대(17)가 핀 축(14)을 중심으로 시계방향으로 회전하도록 하며, 이동 지지대(17)의 젖힘 블록(21)은 아래에서 서보부재(7)를 빼내어 서보부재(7)가 잠김 위치에서 벗어나도록 한다. 동시에 비틀림 스프링이 위치제한 판(13)을 구동하여 핀 축(14)을 중심으로 시계방향으로 회전하도록 하고, 시그널 스위치(15)를 촉발한다. 잠금해제 스위치가 풀린 후, 이동 지지대(17)는 리턴 스프링의 작용에 의해 회전하여 원래 위치로 돌아간다. 이어서 수동으로 통제 대상물(6)을 구동하여, 너트 어셈블리(3)가 리드 스크류(2)의 축에서 위치제한 기구(4)로부터 멀어지는 방향으로 운동하게 되어, 수동 잠금해제를 실현한다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시방식에 불과하며, 본 기술 분야의 일반적인 당업자라면 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 약간의 개선과 윤색을 할 수도 있으며, 그러한 개선과 윤색도 마땅히 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 간주해야 할 것이다.

Claims

빔(11)에 고정된 구동기구, 방향유도 잠금블록(51), 위치제한 기구(4)를 포함하며, 상기 구동기구는 전기모터(1)로 구동되는 리드 스크류(2)와 너트 어셈블리(3)를 포함하고; 상기 너트 어셈블리(3)는 동력전달 프레임(9), 리드 스크류(2)에 끼우는 너트(31)와 너트(31)에 고정하는 서보부재(7)를 포함하고; 너트(31)는 동력전달 프레임(9)에 장착되며, 동력전달 프레임(9)은 통제 대상물(6)에 연결되고; 리드 스크류(2)는 너트 어셈블리(3)를 구동시켜 너트 어셈블리(3)가 리드 스크류(2) 축 방향을 따라 왕복운동을 하도록 하고; 리드 스크류(2)가 정방향으로 회전하는 과정에서, 서보부재(7)가 방향유도 잠금블록(51)에 접촉되면, 방향유도 잠금블록(51) 상부 표면의 방향유도 하에 위치제한 기구(4)까지 운동하게 되고, 상기 위치제한 기구(4)에 의해 가로막히게 되며, 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 회전에 따라, 방향유도 잠금블록(51)의 측면과 위치제한 기구(4) 사이의 공간에 들어가 잠기게 되고; 리드 스크류(2)가 역방향으로 회전할 때, 서보부재(7)는 리드 스크류(2)의 역방향 회전에 따라 방향유도 잠금블록(51)의 제한을 벗어나 잠금이 해제되며, 이어서 리드 스크류(2)의 축 방향을 따라 운동하게 되며,
상기 위치제한 기구(4)는 빔(11)에 장착된 하나의 위치제한 판(plate)(13)을 포함하며, 상기 위치제한 판(13)에는 방향유도 잠금블록(51)을 향한 하나의 측면이 구비되어 있고, 상기 측면과 방향유도 잠금블록(51)의 측면은 서보부재(7)가 들어갈 수 있는 공간을 형성하고,
상기 위치제한 판(13)은 핀 축(shaft)을 통해 회전이 가능하게 빔(11)에 장착될 수 있으며, 상기 위치제한 판(13)에서 방향유도 잠금블록(51) 일측에는 휘어진 수직판(26)이 구비되어 있고; 위치제한 판(13)과 핀 축 사이에는 리턴 스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 동력전달 프레임(9)에는 리드 스크류(2)와 함께 회전하는 너트(31)의 회전각 범위를 한정하는 기구가 있는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제2항에 있어서,
상기 동력전달 프레임(9)에는 통제 대상물(6)과 연결되는 장착부(91)가 구비되어 있고, 장착부(91)는 상방으로 연장되어 4개의 기둥(92)으로 이루어진 너트 장착부가 형성되고, 너트는 4개의 기둥(92)으로 이루어진 공간 안에 장착되며, 그 중 빔(11)의 일측을 향한 2개의 기둥(92) 꼭대기단에는 리드 스크류(2)와 함께 회전하는 너트(31)의 회전각 범위를 한정하는 위치제한 핀(12)이 장착되는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 너트(31)의 외경은 양측 기둥(92) 간 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 너트(31)는 안쪽 링과 바깥쪽 링으로 구성되며, 안쪽 링과 리드 스크류(2)의 나사산이 맞물리고, 바깥쪽 링을 안쪽 링 위에 씌우며, 미끄럼 방지 기어를 통해 서로 맞물리고, 바깥쪽 링이 빔(11)을 향한 일측은 외부로 연장되어, 서보부재(7) 장착 시트가 있는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 장착 시트에는 하나의 나사구멍이 있고, 서보부재(7)에 하나의 나사가 있어, 나사를 나사구멍 안에 돌려 넣어 연결하여 서보부재(7)와 너트(31)가 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서보부재(7)는 롤러인 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 너트(31)의 바깥쪽 링의 양측은 마주하는 인접한 기둥(92) 사이에 각각 위치하여, 리드 스크류(2)는 너트(31)의 바깥쪽 링을 통해 구동하여, 동력전달 프레임(9)을 리드 스크류(2)의 축 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 너트 어셈블리(3)에는 너트(31)를 향해 비틀림 힘을 가하는 탄성부재(10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 탄성부재(10)는 비틀림 스프링으로서, 비틀림 스프링의 일단은 동력전달 프레임(9) 쪽에 걸고, 다른 일단은 너트(31) 쪽에 거는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제10항에 있어서,
상기 너트(31)의 바깥쪽 링이 외부로 연장된 곳에 스토퍼 블록(32)이 있으며, 비틀림 스프링의 일단을 상기 스토퍼 블록(32) 쪽에 거는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 방향유도 잠금블록(51)에는 서보부재(7)가 위치제한 판(13)을 향해 이동하도록 방향유도하는 매끄러운 하나의 상부 표면이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제1항 또는 제12항에 있어서,
상기 방향유도 잠금블록(51)에는 위치제한 판(13)을 향한 하나의 측면이 있고, 상기 측면과 위치제한 판(13) 사이에는 서보부재(7)가 들어갈 수 있는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제13항에 있어서,
상기 측면은 서보부재(7)가 튀어나오지 못하도록 할 수 있는 경사면인 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제14항에 있어서,
상기 측면과 수직면이 이루는 협각은 0° 내지 10°인 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 위치제한 판(13)은 회전 동작 중에 시그널 스위치(15)를 촉발할 수 있는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 위치제한 판(13)에는 중간구멍(27)이 설치되고, 상기 빔(11)에는 위치제한 핀(19)이 장착되며, 위치제한 핀(19)이 중간구멍(27) 안으로 들어가서 위치제한 판(13)의 회전각을 제한하게 되는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 위치제한 기구(4)는 하나의 수동기구를 포함하며, 상기 수동기구는 빔(11)에 장착되는 하나의 고정 지지대(20)와 핀 축에 장착되는 하나의 이동 지지대(17)를 포함하고, 두 개의 지지대 사이에는 리턴 스프링이 설치되고, 수동 당김줄(8)을 통해 이동 지지대(17)가 핀 축 둘레를 회전하고, 회전하는 중에 서보부재(7)를 방향유도 잠금블록(51)과 위치제한 판(13) 사이의 공간에서 빼낼 수 있는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.
제21항에 있어서,
상기 이동 지지대(17)와 위치제한 판(13)이 동일한 핀 축(14)에 설치되는 것을 특징으로 하는 스크류 구동제어 시스템.