KR102372286B1 - 복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고 - Google Patents

복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고 Download PDF

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KR102372286B1
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    • E05B2047/0018—Details of actuator transmissions
    • E05B2047/002—Geared transmissions

Abstract

본 발명에 의하면, 잠금부 및 빗장부를 포함하는 금고에 있어서, 잠금부는 제1 구동원 및 제2 구동원을 포함하는 복수의 구동원, 제1 구동원에 의해 동작하도록 구성된 제1 잠금 기어부, 및 제2 구동원에 의해 동작하도록 구성된 제2 잠금 기어부를 포함하고, 빗장부는 제1 잠금 기어부 및 제2 잠금 기어부 중 적어도 하나의 동작에 의해 금고를 개폐시키도록 구성되는 것인, 복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고를 제공할 수 있다.

Description

복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고{A SAFE COMPRISING AN AUTOMATIC LOCKING DEVICE WITH A PLURALITY OF DRIVING SOURCE}
본 발명은 복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 적어도 2개 이상의 구동원을 이용하여 주 잠금 장치 계통에 문제가 발생하였을 때, 보조 잠금 장치 계통을 통해 자동으로 잠금 제어를 수행가능한 금고에 관한 것이다.
최근 프리미엄 금고는 내화성과 방도성뿐만 아니라, 디자인 및 사용 편의성에서도 큰 변화를 보이고 있으며, 기존의 버튼식 패스워드 입력뿐만 아니라 지문, 홍채 인식 등과 같은 다양한 방법을 통해 암호를 입력할 수 있다.
또한, 금고에 기계적 구성 요소뿐만 아니라 전자적 구성 요소 및 제어 요소가 다수 탑재됨에 따라 금고의 여러 구성 요소들 중 어느 하나의 구성 요소에 이상 동작이 발생하거나 고장나는 경우가 점차 많아지고 있다. 이때, 금고를 구성하는 여러 구성 요소들 중에 어느 한 요소에만 문제가 발생하더라도 전체 시스템은 마비 또는 동작불능 상태가 된다.
특히, 금고의 잠금 장치가 수동식 핸들 형태에서 모터를 이용한 자동식으로 발전하면서 이러한 장애 요소들은 더욱 많아지고 있다. 이때, 모터를 구동하기 위한 제어 모듈 또는 모터 자체에 고장이 발생하면, 금고를 열거나 잠글 수 없으며, 이로 인해 수리 시에 금고를 파괴해야 하는 문제가 발생한다.
이를 해결하기 위해, 수동식의 비상 장치를 구비하는 경우도 있다. 예를 들면, 별도의 비상키를 구비하여 보안 해제와 잠금 장치 동작을 하나의 비상키로 동작시키거나, 비상키로 보안을 해제하고 별도의 핸들 또는 놉(knob)을 조작하여 잠금 장치를 동작시키는 방법 등이 있다.
그러나, 이와 같은 경우 별도의 비상 키를 보관해야 하는 번거로움이 있으며, 비상 키의 보안 수준은 전자식 키와 비교하였을 때 현격히 떨어진다는 문제점이 있어, 이를 해결하기 위해 사용자 편의성을 갖는 자동 잠금 기술이 요구된다.
대한민국 등록특허 제10-1473632호
본 발명은 적어도 2개 이상의 구동원을 이용하여 주 잠금 장치 계통에 문제가 발생하였을 때, 보조 잠금 장치 계통을 통해 자동으로 잠금 제어를 수행가능한 금고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 주 잠금 장치 계통의 이상 발생 시에 보조 잠금 장치 계통의 래크 기어와 주 잠금 장치 계통의 래크 기어가 일체화된 것으로 동작함으로써 별도의 비상 키의 조작 없이 잠금 장치가 비상 동작 가능한 금고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 간단한 평 기어 또는 헤리컬 기어와 래크 기어 또는 헤리컬 래크 기어 구조를 통해 잠금 장치의 복잡화를 줄일 수 있는 전자식 자동 잠금 장치를 갖는 금고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결 과제들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 잠금부 및 빗장부를 포함하는 금고에 있어서, 상기 잠금부는 제1 구동원 및 제2 구동원을 포함하는 복수의 구동원; 상기 제1 구동원에 의해 동작하도록 구성된 제1 잠금 기어부; 및 상기 제2 구동원에 의해 동작하도록 구성된 제2 잠금 기어부를 포함하고, 상기 빗장부는 상기 제1 잠금 기어부 및 상기 제2 잠금 기어부 중 적어도 하나의 동작에 의해 금고를 개폐시키도록 구성되는 것인, 금고를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 구동원이 동작함으로써 상기 제2 잠금 기어부의 동작을 통해 상기 빗장부를 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 잠금 기어부는 상기 제1 구동원에 의해 구동되는 제1 구동 기어 및 상기 제1 구동 기어와 맞물려 동작하는 제1 래크(rack) 기어를 포함하고, 상기 제2 잠금 기어부는 상기 제2 구동원에 의해 구동되는 제2 구동 기어 및 상기 제2 구동 기어와 맞물려 동작하는 제2 래크(rack) 기어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 래크 기어는 양 쪽에 기어이(gear tooth)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 잠금부는 상기 제1 래크 기어의 한 쪽의 기어이를 통해 맞물려 동작하도록 구성된 전달 기어를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 빗장부는 중심에 위치하는 중심 기어를 포함하고, 상기 잠금부의 상기 전달 기어는 상기 중심 기어와 동기화되어 동작하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 구동원과 연결된 상기 제1 구동 기어 및 상기 제1 래크 기어는 동작하지 않고, 상기 제2 구동원이 동작함으로써 상기 제2 구동원과 연결된 상기 제2 구동 기어 및 상기 제2 래크 기어가 동작하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 래크 기어 상에 상기 제1 구동 기어 및 상기 제1 래크 기어가 배치되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 구동원에 의해 상기 제2 구동 기어 및 상기 제2 래크 기어가 동작하고, 상기 제2 래크 기어의 동작에 의해 상기 제2 래크 기어 상에 고정된 상기 제1 구동 기어 및 상기 제1 래크 기어가 일체화되어 동작하고, 상기 제1 래크 기어에 의해 상기 전달 기어가 동작하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 구동원 및 상기 제2 구동원은 웜 기어를 이용한 모터일 수 있다.
또한, 상기 빗장부는 상기 중심 기어의 동작에 의해 제어되어 금고를 개폐시키도록 구성된 빗장 연결부를 더 포함하고, 상기 빗장 연결부를 통해 하나 이상의 빗장이 결합되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 래크 기어 및 상기 제2 래크 기어의 운동 경로를 고정하기 위한 가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 금고의 빗장부의 원점 복귀를 위해 상기 제1 래크 기어의 열림 및 닫힘 동작의 위치를 감지하도록 구성된 적어도 하나의 위치 검출 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 금고가 상기 제1 구동원의 동작에 의해 일부 또는 전체가 열리고 난 후에, 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 구동원이 동작함으로써 상기 제2 잠금 기어부의 동작을 통해 상기 금고가 닫히도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 적어도 2개 이상의 구동원을 이용하여 주 잠금 장치 계통에 문제가 발생하였을 때, 보조 잠금 장치를 통해 자동으로 잠금 제어를 수행가능한 금고를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 주 잠금 장치의 이상 발생 시에 보조 잠금 장치 계통의 래크 기어와 주 잠금 장치 계통의 래크 기어가 일체화된 것으로 동작함으로써 별도의 비상 키의 조작 없이 잠금 장치가 비상 동작 가능한 금고를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 간단한 평 기어 또는 헤리컬 기어와 래크 기어 또는 헤리컬 래크 기어 구조를 통해 잠금 장치의 복잡화를 줄일 수 있는 전자식 자동 잠금 장치를 갖는 금고를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 잠금 장치의 빗장부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 잠금 장치의 잠금부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 잠금 장치의 잠금부의 세부 구성의 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주 잠금 계통에 의한 잠금부의 잠금 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주 잠금 계통에 의한 잠금부의 열림 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 잠금 계통에 의한 잠금부의 열림 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주 잠금 계통에 의한 잠금부의 일부 또는 전체가 열림 동작 후에 보조 잠금 계통에 의한 잠금부의 잠금 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이와 같은 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고는 입력부(100), 제어부(200), 제1 구동원(320), 제1 잠금 기어부(321), 제2 구동원(350), 제2 잠금 기어부(351) 및 전달 기어(310)를 포함하는 잠금부(300), 빗장부(400), 디스플레이부(500) 및 통신부(600) 등을 포함할 수 있으며, 이들에 한정되지 않는다.
입력부(100)는 복수의 다양한 형태의 입력부을 포함할 수 있으며, 사용자로부터 사용자 인증과 관련된 입력을 수신하고 수신된 사용자 입력에 기초하여 사용자 인증을 처리하도록 구성된다. 예컨대, 입력부(100)는 패스워드 등 사용자 입력을 수신하기 위해 물리적 버튼, 터치 스크린, 제스처 인식을 위한 이미지 센서, 지문 인식 또는 홍채 인식을 위한 생체 인식 모듈 등 다양한 형태의 입력 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 주 입력부의 이상 동작 시에 보조 입력부를 동작시키거나, 보안성 향상을 위해 2개 이상의 입력부가 함께 동작하여 사용자 인증을 수행할 수도 있다.
제어부(200)는 복수의 제어부들로 구성될 수 있으며, 각각 복수의 입력부 중 적어도 하나의 입력부로부터 사용자 인증과 관련된 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 입력부와 마찬가지로 주 제어부 및 보조 제어부를 포함할 수 있으며, 주 제어부의 이상 동작 시에 보조 제어부가 동작하도록 할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 잠금부(300)의 일 구성 요소의 동작 이상 여부를 판단하도록 구성된 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 예컨대, 제1 구동원(320) 또는 제2 구동원(350) 의 동작이 정상인지 비정상인지 여부를 판단하거나, 제1 구동원(320)과 연동하여 동작하는 제1 잠금 기어부(321) 및 제2 구동원(350)과 연동하여 동작하는 제2 잠금 기어부(351) 또는 전달 기어(310) 상에 설치된 센서 정보에 기초하여 각 기어 장치들의 동작의 정상 여부를 판단함으로써, 잠금부(300)의 일 구성 요소의 이상 발생 여부를 판단할 수 있다.
잠금부(300)는 금고의 잠금(lock) 및 열림(unlock) 동작을 구동 및 제어하도록 구성된 전자 기계 장치로서, 복수의 구동원과 복수의 잠금 기어부를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 잠금부(300)는 주 잠금 계통으로 동작하는 제1 구동원(320)과 제1 구동원(320)과 연동하여 동작하는 제1 잠금 기어부(321)를 포함하고, 또한, 주 잠금 계통에 이상이 생긴 경우에 동작가능한 제2 구동원(350)과 제2 구동원(350)과 연동하여 동작하는 제2 잠금 기어부(351)를 포함할 수 있다. 각각의 잠금 기어부(321, 351)는 예컨대 평기어 및 래크 기어의 쌍 또는 헤리컬 기어(helical gear) 및 헤리컬 래크 기어의 쌍으로 구성될 수 있다. 또한, 빗장부의 중심 기어(420)와 동기화되어 동력을 전달가능한 전달 기어(310)를 포함할 수 있다. 잠금부(300)의 구체적인 구성 및 동작은 도 3 내지 도 8을 참조하여 후술할 것이다.
또한, 입력부(100), 제어부(200) 및 잠금부(300) 중 적어도 하나는 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로 컨트롤러(MCU) 등을 포함한 하나 이상의 프로세서 또는 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 다른 구성요소와 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 내부에 포함하고, 하나 이상의 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있는 프로그램 또는 프로그램 모듈을 포함할 수 있으며, 여기서 프로그램 또는 프로그램 모듈들은 운영 체제(operating system), 어플리케이션 프로그램(application program) 또는 프로그램 등의 형태로 구성될 수 있으며, 널리 사용되는 다양한 종류의 저장 장치 상에 물리적으로 저장될 수 있다. 이와 같은 프로그램 또는 프로그램 모듈은 하나 이상의 루틴(routine), 서브루틴(subroutine), 프로그램(program), 오브젝트(object), 콤포넌트(component), 명령(instructions), 데이터 구조(data structure) 및 특정 작업(task)을 수행하거나 특정 데이터 유형을 실행하기 위한 다양한 형태를 포함할 수 있으며, 이들 형태로 제한되지 않는다.
다음으로, 빗장부(400)는 잠금부(300)의 제어에 의해 금고의 열림과 닫힘을 위해 이동하는 하나 이상의 빗장과 연결되어 빗장의 움직임을 제어할 수 있으며, 최종적으로 금고의 잠금 및 잠금 해제를 위해 빗장을 이동시키기 위한 다양한 형태의 물리적 장치를 포함하는 모듈로서 구성될 수 있다. 예컨대, 잠금부(300)에 의해 금고가 잠기는 경우 빗장부(400)의 움직임에 의해 빗장이 이동하여 밖으로 나올 수 있으며, 잠금부(300)에 의해 금고가 열리는 경우 빗장이 이동하여 안으로 들어가도록 구성될 수 있다. 빗장부(400)의 구체적인 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 후술할 것이다.
디스플레이부(500)는 사용자에게 금고의 상태 정보와 관련된 다양한 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 특히, 디스플레이부(500)는 입력부(100), 제어부(200) 및 잠금부(300) 중 어느 하나의 구성 요소의 동작이 비정상인 것으로 판단되는 경우, 비정상인 구성 요소를 표시하도록 구성될 수 있으며, 표시되는 정보는 비정상인 구성 요소의 식별 정보 및 에러 관련 정보 등을 포함할 수 있다. 사용자는 비정상인 구성 요소를 확인함으로써 고장난 구성 요소를 수리할 수 있을 것이다. 디스플레이부(500)는 예컨대 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 LED, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이, 터치 스크린(touch screen)의 형태로 구성될 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다.
통신부(600)는 금고를 제어 및 운영하기 위한 서버 또는 사용자의 스마트폰과 같은 사용자 장치와 필요한 정보를 송수신하거나 획득한 정보를 외부 서버 또는 외부 사용자 장치로 송신하도록 구성되며, 유선 또는 무선으로 연결되는 네트워크를 통해 통신이 가능하게 해주는 역할을 수행한다. 특히, 통신부(600)는 어느 하나의 구성 요소의 동작이 비정상인 것으로 판단되는 경우, 해당 구성 요소의 식별 정보 및 에러 관련 정보를 사용자 장치 또는 금고와 관련된 서버로 전송하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 통신부(600)를 통해 연결된 네트워크는 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간망인 통신망일 수 있으며, 인터넷 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선망 및 무선망을 포함할 수 있다. 네트워크가 무선 통신망일 경우, 셀룰러 통신 또는 근거리 통신을 포함할 수 있다. 예컨대, 셀룰러 통신은 LTE(Long-Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced), 5G(5th Generation), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 근거리 통신은 Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 또는 NFC(Near Field Communication) 등 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 통신 방법은 이에 한정되는 것은 아니며 차후 개발되는 무선 통신의 기술도 포함될 것이다.
또한, 도 1에는 도시되지 않았지만 금고는 사용자에게 알람, 알림 또는 효과음 등을 소리로 제공할 수 있도록 구성된 오디오 출력부를 더 포함할 수 있다. 또한, 사용자의 패스워드 입력이 수행되는 경우, 예컨대 각 키가 입력될 때마다, 또는 키 입력이 종료될 때 사용자에게 알림음을 출력할 수 있으며, 또한 금고의 구성 요소 중 일 구성 요소의 동작이 비정상인 것으로 판단되는 경우 사용자에게 비정상인 구성 요소와 관련하여 알림음을 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 잠금 장치의 빗장부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 빗장부(400)는 빗장을 최종적으로 이동시키도록 구성되며, 필요에 따라 다양한 방법으로 구성 및 형태가 변경될 수 있다. 일 실시예에 따른 빗장부(400)는 기어 회전의 중심인 중심축(410)에 배치되어 결합된 중심 기어(420)를 포함하고, 중심 기어(420)의 회전에 동기화되어 운동하도록 구성된 빗장 연결판(430)을 포함하고, 이 빗장 연결판(430)의 각 단부에 각각 빗장들이 결합될 수 있다. 예컨대, 빗장 연결판(430)은 상하좌우로 형성된 바 형태의 연장부를 포함하고 이들 연장부의 움직임을 통해 빗장의 최종 동작이 수행될 수 있다. 빗장부(400)는 또한 중심 기어(420)와 빗장 연결판(430) 상부를 덮도록 구성된 덮개판(450) 및 중심 기어(420), 빗장 연결판(430), 덮개판(450)을 배치하고 고정시키도록 구성된 빗장부 베이스판(440)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 잠금 장치의 잠금부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 잠금부(300)는 다양한 구성 요소를 배치하고 고정하기 위한 잠금부 베이스판(305) 상에 전달 기어(310), 제1 구동원(320), 제1 구동 기어(330), 제1 래크 기어(340)로 구성된 주 잠금 계통 및 제2 구동원(350), 제2 구동 기어(360), 제2 래크 기어(370)로 구성된 보조 잠금 계통을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 구동원(320) 및 제2 구동원(350)은 모터 등으로 구성될 수 있고, 제1 구동 기어(330) 및 제2 구동 기어(360)는 평 기어 또는 헤리컬 기어로 구성될 수 있고, 이와 대응하여 제1 래크 기어(340) 및 제2 래크 기어(370)는 래크(rack) 기어 또는 헤리컬 래크 기어로 구성될 수 있다. 또한, 제1 구동 기어(330) 및 제1 래크 기어(340)는 제1 구동원(320)에 의해 동작하도록 구성되어 제1 잠금 기어부(321)로 지칭하고, 제2 구동 기어(360) 및 제2 래크 기어(370)는 제2 구동원(350)에 의해 동작하도록 구성되어 제2 잠금 기어부(351)로 지칭할 수 있다.
먼저, 전달 기어(310)는 빗장부(400)의 중심축(410)에 의해 연결되어, 빗장부(400)의 중심 기어(420)와 동기화되어 움직이도록 구성되며, 전달 기어(310)는 잠금부(300)의 운동을 최종적으로 빗장부(400)에 전달하는 종단 기어로서 역할을 수행한다.
도 3을 참조하면, 전달 기어(310)는 주 잠금 계통의 제1 래크 기어(340)와 맞물려 있다. 제1 구동원(320)이 동작하면 제1 구동원(320)과 연동되어 있는 제1 구동 기어(330)가 회전 동작하며, 이에 따라 제1 구동 기어(330)와 맞물려 있는 제1 래크 기어(340)가 좌우 직선 운동으로 동작할 수 있다. 래크(rack) 기어는 평 기어로 구성된 제1 구동 기어(330)의 회전 운동을 수평 운동으로 전환할 수 있으며, 특히 제1 래크 기어(340)는 도 3에서와 같이 위, 아래 양 쪽에 기어이(gear tooth)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 주 잠금 계통의 동작, 즉 제1 구동원(320), 제1 구동 기어(330), 제1 래크 기어(340)의 순서에 따라 전달된 운동이 전달 기어(310)로 전달할 수 있다. 주 잠금 계통의 동작 시에는 제2 구동원(350), 제2 구동 기어(360), 제2 래크 기어(370)로 구성된 보조 잠금 계통은 모두 정지해 있다.
제1 래크 기어(340)는 양 쪽 기어이가 형성된 방향과 수직 방향으로 배치된 가이드부(380)를 통해 안정적으로 운동할 수 있다. 예컨대, 도 3에서와 같이 제1 래크 기어(340)는 중앙에서 바 형태로 양쪽 방향으로 연장된 연장부를 포함할 수 있고, 이와 같은 연장부를 통해 가이드부(380) 내에서 안정적으로 운동할 수 있으며, 다른 예로 제1 래크 기어(340) 내부에 긴 홈을 파고 여기에 가이드를 설치하여 안정적으로 운동하도록 할 수도 있다. 또한, 가이드부(380)는 예컨대 가이드 레일, 베어링, 부싱 등의 구성 요소로 구성될 수 있다.
또한, 금고의 빗장부(400)의 원점 복귀를 위해 제1 래크 기어(340) 및 제2 래크 기어(370)의 열림 및 닫힘 동작의 위치를 감지하도록 구성된 적어도 하나의 위치 검출 센서(390)를 포함할 수 있다. 예컨대, 위치 검출 센서(390)는 리미트 스위치일 수 있으며, 제1 래크 기어(340)의 양 쪽 방향으로 하나씩 배치될 수 있다. 이외에도, 원점 복귀 기능을 위해 포토 커플러 센서나, 구동원에 엔코더가 설치되거나, 구동원이 스탭 모터로 구성될 수 있다.
다음으로 보조 잠금 계통을 살펴보면, 제1 구동원(320)의 바깥 쪽에 제2 구동원(350)이 위치하고, 제2 구동원(350)이 동작하며, 제2 구동원(350)과 연동되어 있는 제2 구동 기어(360)가 회전 동작하며, 이에 따라 제2 구동 기어(360)와 맞물려 있는 제2 래크 기어(370)가 좌우 직선 운동으로 동작할 수 있다. 여기서, 제2 래크 기어(370)는 제1 래크 기어(340)와 상이하게 아래 한 쪽에만 기어이를 포함한다. 예컨대, 제2 래크 기어(370)는 제1 래크 기어(340)보다 큰 크기를 가져, 제2 래크 기어(370) 상에 제1 구동 기어(330) 및 제1 래크 기어(340)가 오버랩되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 구동 기어(360)와 제2 래크 기어(370)가 동일한 층에 위치하고, 그 상부 층에 제1 구동 기어(330) 및 제1 래크 기어(340)가 위치할 수 있다.
도 3에서 평 기어와 래크 기어의 기어 이 형상은 헤리컬 형태일 수 있으며, 이에 따라 평기어는 헤리컬 기어로 래크 기어는 헤리컬 래크 기어로 대체될 수 있다. 이러한 기어 이의 형상과 관련하여서는 도 3에서 도 8까지 모두 적용된다.
제1 구동원(320) 또는 제1 구동원(320)과 연결된 주 잠금 계통에 이상이 발생하면, 제1 구동원(320)은 동작하지 않고, 제어부(200)에 의해 제2 구동원(350)이 동작함으로써 보조 잠금 계통이 동작할 수 있다. 보조 잠금 계통의 동작에 대해서는 도 7 내지 도 8에서 보다 구체적으로 설명될 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 잠금 장치의 잠금부의 세부 구성의 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 하부층부터 잠금부 베이스판(305) 상에 제2 구동 기어(360) 및 제2 래크 기어(370)가 배치되어 서로 맞물려 동작하고, 그 상부 층에 전달 기어(310), 제1 구동 기어(330), 제1 래크 기어(340)가 배치되어 서로 맞물려 동작 가능함을 알 수 있다.
다음으로, 전달 기어(310)를 고정하기 위한 고정부(306)가 잠금부 베이스 판(305)에 결합될 수 있고, 양 쪽의 위치 검출 센서(390)를 고정하기 위한 고정부(307)가 고정부(306)에 결합될 수 있다. 또한, 제1 구동 기어(330) 및 제1 구동원(320)을 고정하기 위한 고정부(308)와 제2 구동 기어(360) 및 제2 구동원(350)을 고정하기 위한 고정부(309)가 각각 위아래로 배치될 수 있다.
잠금부 베이스판(305)에는 복수의 가이드부(380)가 설치되어 제2 래크 기어(370)가 안정적으로 직선 운동하도록 고정할 수 있으며, 제2 래크 기어(370) 상에 복수의 가이드부(380)가 설치되어 제1 래크 기어(340)가 안정적으로 직선 운동하도록 고정할 수 있다.
또한, 잠금부(300)의 하부 층에 빗장부(400)가 결합되어 중심축(410)을 통해 잠금부(300)의 전달 기어(310)와 빗장부(400)의 중심 기어(420)가 동기화되어 움직일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주 잠금 계통에 의한 잠금부의 잠금 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하여, 주 잠금 계통이 정상적으로 동작하는 경우 기본 잠금 동작을 설명한다. 제1 구동원(320)이 동작하면, 제1 구동원(320)과 연동된 제1 구동 기어(330)가 시계 방향으로 회전 이동하고, 이에 따라 제1 구동 기어(330)와 맞물려 있는 양 쪽에 기어 이를 포함한 제1 래크 기어(340)가 우측으로 직선 운동하게 되어, 제1 래크 기어(340)와 맞물려 있는 전달 기어(310)가 반시계 방향으로 회전하도록 운동을 전달하게 된다. 전달 기어(310)의 움직임은 전달 기어(310)와 동기화되어 있는 빗장부(400)의 중심 기어(420)를 움직이게 하여 최종적으로 빗장 연결판(430)의 이동에 의해 빗장이 잠겨질 수 있다.
여기서, 제1 구동원(320) 및 제2 구동원(350)은 일방 기어 장치로서 예컨대 웜 기어를 이용한 웜 기어드(worm geared) 모터일 수 있다. 일방 기어 장치를 이용하면 구동원에서 기어로 일 방향으로만 운동을 전달할 수 있기 때문에, 제2 구동원(350)이 동작하지 않으면, 제2 구동원(350)과 연동된 제2 구동 기어(360) 및 제2 래크 기어(370)가 잠금부 베이스판(305)에 고정된 하나의 고정물처럼 동작한다.
이와 같이 제1 구동원(320)의 동작에 의해 주 잠금 계통이 동작할 시엔 제2 구동원(350), 제2 구동 기어(360) 및 제2 래크 기어(370)는 모두 정지해 있다. 따라서, 주 잠금 계통으로 잠금 동작 시 제1 잠금 기어부(321)인 제1 구동 기어(330)와 제1 래크 기어(340)가 동작할 때, 그 하부 층에 위치한 제2 잠금 기어부(351)인 제2 구동 기어(360)와 제2 래크 기어(370)은 움직이지 않고 서로 독립적으로 운동함을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주 잠금 계통에 의한 잠금부의 열림 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하여, 주 잠금 계통이 정상적으로 동작하는 경우 기본 열림 동작을 설명한다. 제1 구동원(320)이 동작하면, 제1 구동원(320)과 연동된 제1 구동 기어(330)가 반시계 방향으로 회전 이동하고, 이에 따라 제1 구동 기어(330)와 맞물려 있는 양 쪽에 기어 이를 포함한 제1 래크 기어(340)가 좌측으로 직선 운동하게 되어, 제1 래크 기어(340)와 맞물려 있는 전달 기어(310)로 시계 방향으로 회전 운동하도록 운동을 전달하게 된다. 전달 기어(310)의 움직임은 전달 기어(310)와 동기화되어 있는 빗장부(400)의 중심 기어(420)를 움직이게 하여 최종적으로 빗장 연결판(430)의 이동에 의해 빗장이 열릴 수 있다.
도 5와 마찬가지로, 제1 구동원(320) 및 제2 구동원(350)은 일방 기어 장치로서 예컨대 웜 기어를 이용한 웜 기어드(worm geared) 모터일 수 있다. 일방 기어 장치를 이용하면 구동원에서 기어로 일 방향으로만 운동을 전달할 수 있기 때문에, 제2 구동원(350)이 동작하지 않으면, 제2 구동원(350)과 연동된 제2 구동 기어(360) 및 제2 래크 기어(370)가 잠금부 베이스판(305)에 고정된 하나의 고정물처럼 동작한다.
이와 같이 제1 구동원(320)의 동작에 의해 주 잠금 계통이 동작할 시에 제2 구동원(350), 제2 구동 기어(360) 및 제2 래크 기어(370)는 모두 정지해 있다. 따라서, 도 5와 마찬가지로 주 잠금 계통으로 열림 동작 시 제1 잠금 기어부(321)인 제1 구동 기어(330)와 제1 래크 기어(340)가 동작할 때, 그 하부 층에 위치한 제2 잠금 기어부(351)인 제2 구동 기어(360)와 제2 래크 기어(370)은 움직이지 않고 서로 독립적으로 운동함을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 잠금 계통에 의한 잠금부의 열림 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 구동원(320) 또는 주 잠금 계통에 이상이 발생하면, 제어부(200)에 의해 제1 구동원(320)은 동작하지 않고, 제2 구동원(350)이 대신하여 동작하게 된다. 제2 구동원(350)이 동작하면, 제2 구동원(350)과 연동된 제2 구동 기어(360)가 반시계 방향으로 회전 이동하고, 이에 따라 제2 구동 기어(360)와 맞물려 있는 한 쪽에 기어 이를 포함한 제2 래크 기어(370)가 좌측으로 직선 운동하게 된다. 이때, 제2 래크 기어(370) 위에 위치한 제1 구동원(320), 제1 구동 기어(330) 및 제1 래크 기어(340)는 모두 제2 래크 기어(370)와 일체화되어 함께 좌측으로 직선 운동하게 된다. 이에 따라, 좌측으로 운동한 제1 래크 기어(340)를 통해 맞물려 있는 전달 기어(310)가 시계 방향으로 회전 운동함으로써, 빗장부(400)의 중심 기어(420)를 움직이게 하여 최종적으로 빗장 연결판(430)의 이동에 의해 빗장이 열릴 수 있다.
여기서, 제1 구동원(320) 및 제2 구동원(350)은 일방 기어 장치로서 예컨대 웜 기어를 이용한 웜 기어드(worm geared) 모터일 수 있다. 일방 기어 장치를 이용하면 구동원에서 기어로 일 방향으로만 운동을 전달할 수 있기 때문에, 제1 구동원(320)이 동작하지 않으면, 제1 구동원(320)과 연동된 제1 구동 기어(330) 및 제1 래크 기어(340) 모두 제2 래크 기어(370) 위에 부착된 하나의 고정물처럼 동작하여, 제2 래크 기어(370)와 일체화되어 동작할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주 잠금 계통에 의한 잠금부의 일부 또는 전체가 열림 동작 후에 보조 잠금 계통에 의한 잠금부의 잠금 동작을 설명하기 위한 도면이다. 일 예로 열림 동작 시에는 주 잠금 계통이 정상적으로 동작한 후에, 닫힘 동작 시에 주 잠금 계통이 비정상적으로 판단되어 보조 잠금 계통을 통해 잠금 동작을 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 구동원(320)에 의해 제1 구동 기어(330) 및 제1 래크 기어(340)를 통해 금고의 열림 동작을 수행한 후에, 제1 구동원(320)의 이상 발생 시 제2 구동원(350)을 동작하여, 제2 구동원(350)과 연동된 제2 구동 기어(360)가 시계 방향으로 회전 이동하고, 이에 따라 제2 구동 기어(360)와 맞물려 있는 한 쪽에 기어 이를 포함한 제2 래크 기어(370)가 우측으로 직선 운동하게 된다. 이때, 제2 래크 기어(370) 위에 위치한 제1 구동원(320), 제1 구동 기어(330) 및 제1 래크 기어(340)는 모두 제2 래크 기어(370)와 일체화되어 함께 우측으로 직선 운동하게 된다. 이에 따라, 우측으로 운동한 제1 래크 기어(340)를 통해 맞물려 있는 전달 기어(310)가 반시계 방향으로 회전 운동 함으로써, 빗장부(400)의 중심 기어(420)를 움직이게 하여 최종적으로 빗장 연결판(430)의 이동에 의해 빗장이 닫힐 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 복수의 구동원을 갖는 자동 잠금 장치를 포함한 금고의 구성 및 동작을 구체적인 다양한 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
100: 입력부
200: 제어부
300: 잠금부 305: 잠금부 베이스판
310: 전달 기어 320: 제1 구동원
330: 제1 구동 기어 340: 제1 래크 기어
350: 제2 구동원 360: 제2 구동 기어
370: 제2 래크 기어 380: 가이드부
390: 위치 검출 센서
400: 빗장부 410: 중심축
420: 중심 기어 430: 빗장 연결판
440: 빗장부 베이스판 450: 덮개판
500: 디스플레이부
600: 통신부

Claims (14)

  1. 잠금부 및 빗장부를 포함하는 금고에 있어서,
    상기 잠금부는 제1 구동원 및 제2 구동원을 포함하는 복수의 구동원;
    상기 제1 구동원에 의해 동작하도록 구성된 제1 잠금 기어부; 및
    상기 제2 구동원에 의해 동작하도록 구성된 제2 잠금 기어부를 포함하고,
    상기 빗장부는 상기 제1 잠금 기어부 및 상기 제2 잠금 기어부 중 적어도 하나의 동작에 의해 금고를 개폐시키도록 구성되는 것이고,
    상기 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 구동원이 동작함으로써 상기 제2 잠금 기어부의 동작을 통해 상기 빗장부를 동작시키는 것인, 금고.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 잠금 기어부는 상기 제1 구동원에 의해 구동되는 제1 구동 기어 및 상기 제1 구동 기어와 맞물려 동작하는 제1 래크 기어를 포함하고, 상기 제2 잠금 기어부는 상기 제2 구동원에 의해 구동되는 제2 구동 기어 및 상기 제2 구동 기어와 맞물려 동작하는 제2 래크 기어를 포함하는 것인, 금고.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 구동원과 연결된 상기 제1 구동 기어 및 상기 제1 래크 기어는 동작하지 않고, 상기 제2 구동원이 동작함으로써 상기 제2 구동원과 연결된 상기 제2 구동 기어 및 상기 제2 래크 기어가 동작하도록 구성되는 것인, 금고.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 래크 기어는 양 쪽에 기어이를 포함하는 것인, 금고.
  6. 제5항에 있어서, 상기 잠금부는 상기 제1 래크 기어의 한 쪽의 기어이를 통해 맞물려 동작하도록 구성된 전달 기어를 더 포함하는 것인, 금고.
  7. 제6항에 있어서, 상기 빗장부는 중심에 위치하는 중심 기어를 포함하고, 상기 잠금부의 상기 전달 기어는 상기 중심 기어와 동기화되어 동작하도록 구성되는 것인, 금고.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 래크 기어 상에 상기 제1 구동 기어 및 상기 제1 래크 기어가 배치되도록 구성되는 것인, 금고.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 구동원에 의해 상기 제2 구동 기어 및 상기 제2 래크 기어가 동작하고, 상기 제2 래크 기어의 동작에 의해 상기 제2 래크 기어 상에 고정된 상기 제1 구동 기어 및 상기 제1 래크 기어가 일체화되어 동작하고, 상기 제1 래크 기어에 의해 상기 전달 기어가 동작하도록 구성되는 것인, 금고.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 구동원 및 상기 제2 구동원은 웜 기어를 이용한 모터인 것인, 금고.
  11. 제7항에 있어서, 상기 빗장부는 상기 중심 기어의 동작에 의해 제어되어 금고를 개폐시키도록 구성된 빗장 연결부를 더 포함하고, 상기 빗장 연결부를 통해 하나 이상의 빗장이 결합되도록 구성되는 것인, 금고.
  12. 제5항에 있어서, 상기 제1 래크 기어 및 상기 제2 래크 기어의 운동 경로를 고정하기 위한 가이드부를 더 포함하는 금고.
  13. 제3항에 있어서, 상기 금고의 빗장부의 원점 복귀를 위해 상기 제1 래크 기어의 열림 및 닫힘 동작의 위치를 감지하도록 구성된 적어도 하나의 위치 검출 센서를 더 포함하는 금고.
  14. 제1항에 있어서, 상기 금고가 상기 제1 구동원의 동작에 의해 일부 또는 전체가 열리고 난 후에, 제1 구동원과 관련된 동작이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 구동원이 동작함으로써 상기 제2 잠금 기어부의 동작을 통해 상기 금고가 닫히도록 구성된 금고.
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