KR102320872B1 - 내측 스윙도어 구동장치 - Google Patents

내측 스윙도어 구동장치 Download PDF

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KR102320872B1
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시앙 스
윈청 웨이
시엔민 왕
송난 쉬
쉬동 스
원카이 주
멍화 청
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난징 캉니 메커니컬 앤 일렉트리컬 컴퍼니 리미티드
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Abstract

내측 스윙도어 구동장치는 모터(1), 모터(1)로 구동하는 웜기어-웜 감속기, 확동 클러치(2), 잠금해제 에어실린더(3)와 잠금해제 연결기구를 포함하고, 상기 확동 클러치(2)는 내부 기어(201), 외부 기어(202)와 탄성 소자(12)를 포함하며, 내부 기어(201)와 웜기어-웜 감속기는 전동 연결하고, 외부 기어(202)는 내측 스윙도어의 도어축과 동축 전동하며, 잠금해제 에어실린더(3)는 에어실린더 푸시로드(301)를 포함하는 데, 잠금해제 연결기구의 일단이 에어실린더 푸시로드(301)의 단부와 접촉하고, 잠금해제 연결기구의 다른 일단이 내부 기어(201)와 서로 연결되며; 잠금해제 에어실린더(3)에 공기가 진입할 때, 에어실린더 푸시로드(301)가 잠금해제 연결기구를 밀어 움직이고, 잠금해제 연결기구는 내부 기어(201)를 이동하여 외부 기어(202)와 맞물리도록 함으로써, 탄성 소자(12)를 압축하며; 잠금해제 에어실린더(3)가 공기를 배출할 때, 내부 기어(201)는 탄성 소자(12)의 탄성회복력 작용 하에, 외부 기어(202)와 서로 이탈한다. 본 발명에 따른 구동장치는 모듈화 설계를 이용하므로, 부속품이 적고, 구조가 심플하며, 조립에 편리하고, 체적이 작으며, 적용성이 우수하고, 잠금이 더욱 더 믿음직하며, 기구의 안정성이 좋다.

Description

내측 스윙도어 구동장치
본 발명은 도시 대중교통 차량도어 구동장치에 관한 것으로, 특히, 내측 스윙도어 구동장치에 관한 것이다.
종래의 대형 버스와 대중교통 버스의 내측 스윙도어 구동장치는 통상적으로 커플링 또는 크랭크 연결로드를 이용하여 에어 실린더와 도어축의 전동을 구현하므로, 전동효율이 낮고, 출력이 크며, 에너지 절감과 친환경을 이룰 수 없다. 또한, 일부 도어시스템은 2개의 도어가 연동해야 하는 데, 비상 상황이 갑자기 발생하는 경우, 하나의 도어가 방해받으면 다른 도어도 열 수 없어 아주 심각한 안전 위험이 발생하고, 고장이 발생하였을 때, 기사도 고장의 위치와 원인을 알 수 없어 고장의 검사 보수와 복구에 불편을 가져오고 있다.
또한, 종래의 내측 스윙도어 구동장치는 부품이 많고, 안정성이 떨어지며, 구조가 복잡하고, 체적이 크며, 공기통로의 점용 공간이 크고, 적용범위가 작은 문제가 더 존재하며, 에어 실린더를 이용하여 잠그고 잠금을 해제하는 일부 기구는 믿음성이 떨어지고 에어 실린더의 이용 효율이 낮으며; 구동기구와 기둥의 연결방식에 믿음성이 떨어지고, 완전개방 완전폐쇄 스위치가 양자를 일체로 통합되는 스위치를 많이 사용하는 경우에는 성능테스트와 유지 보호에 불리하다.
상술한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 전동효율이 비교적 높고, 체적이 작으며, 유지 보호가 용이한 내측 스윙도어 구동장치를 제공하는 데 있다.
내측 스윙도어 구동장치는 모터, 모터로 구동하는 웜기어-웜 감속기(worm gear and worm reducer), 확동 클러치(positive clutch), 잠금해제 에어실린더와 잠금해제 연결기구를 포함하고, 상기 확동 클러치는 내부 기어, 외부 기어와 탄성 소자를 포함하며, 내부 기어와 웜기어-웜 감속기는 전동 연결되고, 외부 기어는 내측 스윙도어의 도어축과 동축 전동하며, 잠금해제 에어실린더는 에어실린더 푸시로드를 포함하는 데, 잠금해제 연결기구의 일단이 에어실린더 푸시로드의 단부와 접촉하고, 잠금해제 연결기구의 다른 일단이 내부 기어와 서로 연결되며; 잠금해제 에어실린더에 공기가 진입할 때, 에어실린더 푸시로드가 잠금해제 연결기구를 밀어 움직이고, 잠금해제 연결기구는 내부 기어를 이동시켜 외부 기어와 맞물리도록 함으로써, 탄성 소자를 압축하며; 잠금해제 에어실린더가 공기를 배출할 때, 내부 기어는 탄성 소자의 탄성회복력 작용 하에, 외부 기어와 서로 이탈한다.
더 나아가, 웜기어-웜 감속기는 전동 연결된 웜기어와 웜을 포함하고, 상기 웜과 모터의 동력 출력단은 서로 연결되며, 웜기어와 확동 클러치의 내부 기어는 동축 전동한다.
더 나아가, 잠금해제 연결기구는 포크바디(fork body)를 포함하고, 포크바디는 포크 조(fork jaw)와 포크 샤프트(fork shaft)를 포함하며, 포크 조에 회전가능한 슬라이딩 고리가 힌지 연결되고, 슬라이딩 고리는 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)과 멈춤링을 통해 내부 기어와 연결되며, 포크 샤프트는 에어실린더 푸시로드의 단부와 접촉한다.
더 나아가, 웜기어-웜 감속기는 하우징 내에 장착되고, 포크 샤프트에는 지지하는 데 사용하는 포크 받침대가 연결되고, 포크 받침대는 하우징의 꼭대기부에 고정된다.
더 나아가, 확동 클러치는 베어링시트를 통해 장착판에 고정되고, 웜기어-웜 감속기의 하우징은 베어링시트와 연결된다.
더 나아가, 도어제어기를 더 포함하고, 베어링시트에 스위치 어셈블리를 더 설치하고, 외부 기어에 행정 스위치 당김 고리를 설치하며; 도어가 완전히 닫혔을 때, 행정 스위치 당김 고리가 스위치 어셈블리를 트리거하고 스위치 어셈블리가 상기 도어제어기에 완전 닫힘 신호를 발송한다.
더 나아가, 모터는 유성 감속 모터이고, 모터에 모터 홀 스위치를 연결하며, 상기 모터 홀 스위치는 모터의 위치 신호를 검측하여 위치 신호를 실시간으로 도어제어기까지 전송하고, 상기 도어제어기는 모터의 전류 변화를 더 모니터링하며, 도어제어기는 모터의 위치 신호와 전류 변화에 근거해 도어를 개폐하는 과정에서 도어 리프(door leaf)에 제동이 걸리는지 여부를 판단한다.
더 나아가, 확동 클러치는 치합 클러치이며, 탄성 소자는 스프링이다.
더 나아가, 외부 기어에는 반경방향으로 위치를 고정하는데 사용하는 깊은 홈 볼베어링과, 축방향으로 위치를 고정하는 데 사용하는 축용 멈춤링 및 홀용 멈춤링이 설치된다.
더 나아가, 외부 기어와 내측 스윙도어의 도어축은 스플라인 샤프트를 통해 연결된다.
본 발명에 따른 구동장치는 모듈화 설계를 이용하므로, 부속품이 적고, 구조가 심플하며, 조립에 편리하고, 체적이 작으며, 적용성이 우수하고, 모든 부품을 모두 장착판에 장착할 수 있으며, 장착판은 과도 지지대를 통해 차체에 고정하므로, 과도 지지대를 변경하면 바로 다양한 구조의 차체에 적용할 수 있다. 확동 클러치를 이용하므로, 잠금 해제가 편리하고 믿음직하며; 에어 실린더를 이용하여 잠그고 잠금을 해제하므로, 기사의 원격지 비상 잠금해제 수요를 만족시킬 수 있으며; 웜기어-웜 감속기를 이용하고, 자동 잠금 기능을 구비하며, 전체 코스 잠금을 구현할 수 있으며; 스플라인 샤프트를 사용하여 기둥과 연결하고, 토크 전달이 믿음직하며, 유지 보호가 편리하다.
도 1은 본 발명의 구조설명도이고;
도 2는 본 발명의 내부 구조 설명도이고;
도 3은 치합 클러치의 단면도이고;
도 4는 웜기어-웜 감속기의 단면도이고;
도 5는 포크바디의 설명도이고;
도 6은 모터 설명도이다.
이하, 하나의 가장 바람직한 실시예를 통하여, 도면과 결합해 본 기술안을 상세히 설명한다.
도 1과 도 2에서 도시하는 바와 같이, 내측 스윙도어 구동장치는 내측 스윙도어를 구동하여 도어를 개폐하는 데 사용하는 데, 유성 감속 모터, 모터(1)에 의해 구동되는 웜기어-웜 감속기, 확동 클러치(2), 잠금해제 에어실린더(3), 잠금해제 연결기구와 도어제어기를 포함하며, 확동 클러치(2)는 치합 클러치와 치형 클러치 등을 포함하며, 본 실시예에서, 확동 클러치(2)는 치합 클러치이다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 치합 클러치는 베어링시트(8)를 통하여 장착판(9)에 고정되는 데, 상세하게, 베어링시트(8)는 볼트를 통해 장착판(9)에 고정되고, 치합 클러치는 내부 기어(201), 외부 기어(202)와 탄성 소자(12)를 포함하며, 내부 기어(201)와 웜기어-웜 감속기는 전동 연결되고, 외부 기어(202)와 내측 스윙도어의 도어축은 스플라인 샤프트를 통해 연결되어 내측 스윙도어의 도어축과 동축 전동한다.
외부 기어(202)에는 깊은 홈 볼베어링, 축용 멈춤링과 홀용 멈춤링이 설치되고, 외부 기어(202)는 2개의 깊은 홈 볼베어링을 통해 매칭되어 반경방향으로 위치가 고정되며, 축용 멈춤링, 홀용 멈춤링, 외부 기어(202)에서의 축 숄더(shoulder)와 깊은 홈 볼베어링은 축방향으로 위치가 고정된다.
잠금해제 에어실린더(3)는 에어실린더 푸시로드(301)를 포함하는 데, 잠금해제 연결기구의 일단이 에어실린더 푸시로드(301)의 단부와 접촉하고, 잠금해제 연결기구의 다른 일단이 내부 기어(201)와 서로 연결되며; 잠금해제 에어실린더(3)에 공기가 진입할 때, 에어실린더 푸시로드(301)가 잠금해제 연결기구를 밀어 움직이고, 잠금해제 연결기구가 내부 기어(201)를 이동시켜 외부 기어(202)과 치합하도록 함으로써, 탄성 소자(12)를 압축하며; 잠금해제 에어실린더(3)가 공기를 배출할 때, 내부 기어(201)는 탄성 소자(12)의 탄성회복력 작용 하에, 외부 기어(202)와 서로 이탈하는 데, 본 실시예에서, 탄성 소자(12)는 직사각형 스프링이다.
도 4에서 도시하는 바와 같이, 웜기어-웜 감속기는 전동 연결된 웜기어(4)와 웜(5)을 포함하는 데, 웜기어(4)와 웜(5)이 치합하는 리드각(lead angle)이 3.5°보다 작으므로, 자동잠금 기능을 구비하여, 도어를 개폐하는 과정에서, 어느 한 위치의 전체 코스 잠금을 구현할 수 있으며; 웜(5)과 모터(1)의 동력 출력단이 서로 연결되고, 웜기어(4)와 치합 클러치의 내부 기어(201)가 동축 전동한다. 웜기어-웜 감속기는 하우징(7) 내에 설치되고, 포크 샤프트(602)에는 지지하는 데 사용하는 포크 받침대(604)가 연결되고, 포크 받침대(604)는 하우징(7)의 꼭대기부에 고정된다. 웜기어-웜 감속기의 하우징(7)은 베어링시트(8)와 연결된다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 본 실시예에서, 잠금해제 연결기구는 포크바디(6) 구조를 이용하는 데, 포크바디(6)는 포크 조(fork jaw)(601)와 포크 샤프트(fork shaft)(602)를 포함하고, 포크 조(601)에 회전가능한 슬라이딩 고리(603)가 힌지 연결되고, 슬라이딩 고리(603)는 스러스트 볼 베어링과 멈춤링을 통해 내부 기어(201)와 연결되고, 포크 샤프트(602)는 에어실린더 푸시로드(301)의 단부와 접촉한다.
상세하게, 잠금해제 에어실린더(3)에 공기가 진입할 때, 에어실린더 푸시로드(301)는 포크바디(6)의 포크 샤프트(602)를 위로 밀어 움직이고, 포크 샤프트(602)가 상향 운동하기 때문에, 포크 조(601)가 하향 운동하며, 포크 조(601)는 내부 기어(201)가 이동하도록 하여 아래를 향해 외부 기어(202)와 치합하도록 함으로써, 직사각형 스프링을 압축하며; 잠금해제 에어실린더(3)가 공기를 배출할 때, 내부 기어(201)는 직사각형 스프링의 탄성회복력 작용 하에, 외부 기어(202)와 서로 이탈한다.
베어링시트(8)에 스위치 어셈블리(10)가 더 설치되고, 외부 기어(202)에 행정 스위치 당김 고리(11)가 설치되고, 행정 스위치 당김 고리(11)는 클램핑 볼트를 통해 클러치 외부 기어(202)에 장착되며 도어가 완전히 닫힐 때, 행정 스위치 당김 고리(11)가 스위치 어셈블리(10)를 트리거하고, 스위치 어셈블리(10)가 상기 도어제어기에게 완전 닫김 신호를 발송한다.
도 6에서 도시하는 바와 같이, 유성 감속 모터는 플랜지를 더 포함하고, 모터(1)는 모터 홀 스위치를 연결하는 데, 상기 모터 홀 스위치는 모터의 위치 신호를 검측하여 위치 신호를 실시간으로 도어제어기까지 전송하고, 상기 도어제어기는 모터의 전류 변화를 더 모니터링함으로써, 모터의 위치 신호와 전류 변화에 근거해, 도어를 개폐하는 과정에서 도어 리프에 제동 걸림 여부를 판단하며; 내측 스윙도어가 완전히 열리는 위치 지점에 미세이동 스위치를 장착하고, 미세이동 스위치는 도어제어기와 서로 연결되며, 도어제어기는 전류 신호와 미세이동 스위치 신호에 근거해 완전히 열리는지 여부를 판단한다.
본 발명에 있어서, 도어를 열고/닫고/잠금을 비상 해제할 때의 작동 원리는 아래와 같다.
1. 전동으로 도어 열기:
도어가 닫힌 상태일 때, 잠금해제 에어실린더(3)에 공기가 진입하고, 에어실린더 푸시로드(301)는 포크바디(6)의 포크 샤프트(602)를 위로 밀어 움직이며, 포크 샤프트(602)가 상향 운동하기 때문에, 포크 조(601)가 하향 운동하며, 포크 조(601)는 내부 기어(201)가 이동하도록 하여 아래를 향해 외부 기어(202)와 치합하도록 함으로써, 직사각형 스프링을 압축하며; 유성 감속 모터가 정회전하여, 서로 치합된 웜(5)과 웜기어(4)가 이동하도록 함으로써, 웜기어(4)와 스플라인 연결된 내부 기어(201) 및 그와 치합된 외부 기어(202)를 구동해 회전하도록 하며; 외부 기어(202)는 그와 스플라인 연결된 도어축이 이동하여 회전하도록 하며, 더 나아가, 기둥이 회전하고, 도어 리프는 기둥이 회전함에 따라 도어를 여는 동작을 실행한다.
2. 전동으로 도어 닫기:
도어가 열린 상태일 때, 잠금해제 에어실린더(3)에 공기가 진입하고, 에어실린더 푸시로드(301)는 포크바디(6)의 포크 샤프트(602)를 위로 밀어 움직이며, 포크 샤프트(602)가 상향 운동하기 때문에, 포크 조(601)가 하향 운동하며, 포크 조(601)는 내부 기어(201)가 이동하도록 하여 아래를 향해 외부 기어(202)와 치합하도록 함으로써, 직사각형 스프링을 압축하며; 유성 감속 모터가 정회전하여, 서로 치합된 웜(5)과 웜기어(4)가 이동하도록 함으로써, 웜기어(4)와 스플라인 연결된 내부 기어(201) 및 그와 치합된 외부 기어(202)를 구동해 회전하도록 하며; 외부 기어(202)는 그와 스플라인 연결된 도어축이 이동하여 회전하도록 하며, 더 나아가, 기둥이 회전하고, 도어 리프는 기둥이 회전함에 따라 도어를 닫는 동작을 실행한다.
도어가 완전히 닫힌 후, 클램핑 볼트를 통해 외부 기어(202)에 장착된 행정 스위치 당김 고리(11)는 스위치 어셈블리(10)를 트리거하고, 도어제어기에게 완전 잠김 신호를 전송하며, 도어제어기는 모터(1)를 제어하여 작동을 멈추도록 하고, 모터(1)가 자동으로 잠기어 도어를 닫는 동작을 완성한다.
3. 비상 잠금해제에 의해 수동으로 도어 열기:
도어가 닫힌 상태에서, 비상잠금해제장치를 조작하여 잠금해제 에어실린더(3)가 공기를 배출하도록 하고, 에어실린더 피스톤로드가 리트랙션(retraction)하며, 내부 기어(201)는 직사각형 스프링의 탄성회복력 작용 하에, 외부 기어(202)와 서로 이탈하도록 함으로써, 치합상태에서 이탈하도록 하며, 수동으로 도어 리프를 조작하여 도어를 여는 동작을 완성한다.
4. 수동으로 도어 닫기:
도어가 열린 상태에서, 비상잠금해제장치를 조작하여 잠금해제 에어실린더(3)가 공기를 배출하도록 하고, 에어실린더 피스톤로드가 리트랙션하며, 내부 기어(201)는 직사각형 스프링의 탄성회복력 작용 하에, 외부 기어(202)와 서로 이탈하도록 함으로써, 치합상태에서 이탈하도록 하며, 수동으로 도어 리프를 조작하여 도어를 닫는 동작을 완성한다.
상술한 내용은 본 발명의 선택가능한 실시방식에 불과하며, 본 기술분야의 통상적인 기술자들은, 본 발명의 원리를 이탈하지 않는 전제 하에, 다양한 개선과 윤색을 더 진행할 수 있으며, 이와 같은 개선과 수식 또한 본 발명의 보호범위로 간주되어야 한다는 것은 마땅히 지적해야 한다.

Claims (10)

  1. 모터(1), 모터(1)로 구동하는 웜기어-웜 감속기(worm gear and worm reducer), 확동 클러치(positive clutch)(2), 잠금해제 에어실린더(3)와 잠금해제 연결기구를 포함하고, 상기 확동 클러치(2)는 내부 기어(201), 외부 기어(202)와 탄성 소자(12)를 포함하며, 내부 기어(201)와 웜기어-웜 감속기는 전동 연결되고, 외부 기어(202)는 내측 스윙도어의 도어축과 동축 전동하며, 잠금해제 에어실린더(3)는 에어실린더 푸시로드(301)를 포함하는 데, 잠금해제 연결기구의 일단이 에어실린더 푸시로드(301)의 단부와 접촉하고, 잠금해제 연결기구의 다른 일단이 내부 기어(201)와 서로 연결되며; 잠금해제 에어실린더(3)에 공기가 진입할 때, 에어실린더 푸시로드(301)가 잠금해제 연결기구를 밀어 움직이고, 잠금해제 연결기구는 내부 기어(201)를 이동시켜 외부 기어(202)와 맞물리도록 함으로써, 탄성 소자(12)를 압축하며; 잠금해제 에어실린더(3)가 공기를 배출할 때, 내부 기어(201)는 탄성 소자(12)의 탄성회복력 작용 하에, 외부 기어(202)와 서로 이탈하고,
    상기 잠금해제 연결기구는 포크바디(fork body)(6)를 포함하고, 포크바디(6)는 포크 조(fork jaw)(601)와 포크 샤프트(fork shaft)(602)를 포함하며, 포크 조(601)에 회전가능한 슬라이딩 고리(603)가 힌지 연결되고, 슬라이딩 고리(603)는 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)과 멈춤링을 통해 내부 기어(201)와 연결되며, 포크 샤프트(602)는 에어실린더 푸시로드(301)의 단부와 접촉하며,
    상기 웜기어-웜 감속기는 하우징(7) 내에 장착되고, 포크 샤프트(602)에는 지지하는 데 사용하는 포크 받침대(604)가 연결되고, 포크 받침대(604)는 하우징(7)의 꼭대기부에 고정되고,
    상기 확동 클러치(2)는 베어링시트(8)를 통해 장착판(9)에 고정되고, 웜기어-웜 감속기의 하우징(7)은 베어링시트(8)와 연결되는 것을 특징으로 하는 내측 스윙도어 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웜기어-웜 감속기는 전동 연결된 웜기어(4)와 웜(5)을 포함하고, 상기 웜(5)과 모터(1)의 동력 출력단은 서로 연결되며, 웜기어(4)와 확동 클러치(2)의 내부 기어(201)는 동축 전동하는 것을 특징으로 하는 내측 스윙도어 구동장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    도어제어기를 더 포함하고, 베어링시트(8)에 스위치 어셈블리(10)를 더 설치하고, 외부 기어(202)에 행정 스위치 당김 고리(11)를 설치하며; 도어가 완전히 닫혔을 때, 행정 스위치 당김 고리(11)가 스위치 어셈블리(10)를 트리거하고 스위치 어셈블리(10)가 상기 도어제어기에 완전 닫힘 신호를 발송하는 것을 특징으로 하는 내측 스윙도어 구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모터(1)는 유성 감속 모터이고, 모터(1)에 모터 홀 스위치를 연결하며, 상기 모터 홀 스위치는 모터의 위치 신호를 검측하여 위치 신호를 실시간으로 상기 도어제어기까지 전송하고, 상기 도어제어기는 모터의 전류 변화를 더 모니터링하며, 상기 도어제어기는 모터의 위치 신호와 전류 변화에 근거해 도어를 개폐하는 과정에서 도어 리프(door leaf)에 제동이 걸리는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 내측 스윙도어 구동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 확동 클러치(2)는 치합 클러치이며, 탄성 소자(12)는 직사각형 스프링인 것을 특징으로 하는 내측 스윙도어 구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 외부 기어(202)에는 반경방향으로 위치를 고정하는데 사용하는 깊은 홈 볼베어링과, 축방향으로 위치를 고정하는 데 사용하는 축용 멈춤링 및 홀용 멈춤링이 설치되는 것을 특징으로 하는 내측 스윙도어 구동장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외부 기어(202)와 내측 스윙도어의 도어축은 스플라인 샤프트를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 내측 스윙도어 구동장치.
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