KR102570312B1 - 광스위칭을 이용하여 개폐 동작을 제어하는 상향 접철식 게이트 - Google Patents

Abstract

광스위칭을 이용하여 개폐 동작을 제어하는 상향 접철식 게이트에 관한 것으로, 모터, 모터의 회전속도를 감속시키는 감속기, 감속기의 회전에 의해 상하로 피벗 운동하는 적어도 하나의 가로바, 감속기의 출력축의 회전각에 따라 형태가 변화되는 지점에 빛을 조사하고, 조사된 빛의 수신 여부에 따라 온 또는 오프되는 광스위칭모듈, 및 광스위칭모듈의 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 상태인가에 따라 상기 모터의 회전을 제어하는 제어기를 포함하고, 게이트의 개폐 동작이 항상 정확하게 제어될 수 있다.

Description

광스위칭을 이용하여 개폐 동작을 제어하는 상향 접철식 게이트 {Upwardly foldable gate for controlling open and close operation using optical switching}

개폐 부분이 세워지면서 접히고 눕혀지면서 펴지는 상향 접철식 게이트에 관한 것이다.

종래의 미닫이식이나 여닫이식의 대문이나 통행 차단용 게이트는 그것에 의해 개폐되는 공간의 대략 두 배의 설치 공간이 요구된다. 이에 따라, 종래의 미닫이식이나 여닫이식의 게이트는 노면의 주변 환경이나 경사에 따라 설치가 어려운 경우가 많았다. 이에 따라, 노면 주변의 게이트 설치 공간이 협소하거나 노면 경사가 가파른 곳에서는 하나의 가로바의 피벗 운동에 의해 개폐가 이루어지는 방식의 게이트가 설치되어 있다. 대표적인 예로는 주차장 입구에 설치되는 주차 차단기를 들 수 있다.

하나의 가로바만으로 차량 통행을 통제하는 게이트의 경우, 멀리서 게이트의 존재를 인식하기가 어렵기 때문에 차량이 고속으로 주행하는 도로에는 적합하지 않고, 하나의 가로바 파손만으로 통행이 가능하기 때문에 고의적인 파손 사고가 빈번하다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 대한민국등록특허 제10-0805185호 "일측 상향 접철식 도어 구조체" 등은 상향 접철식 개폐 구조의 게이트를 제시하고 있다. 이러한 상향 접철식 개폐 구조에서는 두 개의 가로바 및 그 사이의 복수 개의 세로바로 이루어진 개폐 부분이 점차적으로 세워짐에 따라 그 개폐 부분이 점차적으로 접히고 그 개폐 부분이 점차적으로 눕혀짐에 따라 그 개폐 부분이 점차적으로 펴지게 된다.

이러한 상향 접철식 개폐 구조에서는 가로바가 세워지거나 눕혀지는 방식으로 개폐되기 때문에 개폐 동작의 제어가 매우 중요하다. 가로바가 수직으로 세워진 상태에서 열림 동작이 완료되는 것이 바람직하다. 개폐 동작의 제어가 정확하게 이루어지지 않아 가로바가 비스듬하게 세워지거나 뒤로 넘어간 상태에서 열림 동작이 완료될 경우, 가로바 상단에 작용하는 중력은 모터와 감속기에 과도한 부하를 유발하여 모터와 감속기가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 차량, 보행자가 게이트 통과 과정에서 가로바와 충돌할 수 있다. 또한, 게이트가 닫히는 과정에서 가로바가 과도하게 내려갈 경우에 지면과 충돌하여 게이트가 파손될 수 있다.

대한민국등록특허 제10-1375384호 "리미트 스위치 연결 조립체 구조"는 기계적 스위칭 방식을 이용하여 모터의 구동을 제어하는 기술을 제시하고 있다. 이 종래기술에서는 오래 기간 동안 스위칭 동작이 반복되면 스위칭을 위한 전기적 접점 부분과 롤러 등 기계적 스위칭 부분의 마모가 필연적으로 발생된다. 이러한 전기적 접점 부분과 기계적 스위칭 부분의 마모로 인해 게이트 개폐 동작이 정확하게 제어될 수 없어 상술한 바와 같은 게이트 파손, 안전사고 등이 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

스위칭 부품의 마모 현상 없이 광스위칭을 이용하여 개폐 동작을 항상 정확하게 제어할 수 있는 상향 접철식 게이트를 제공하는 데에 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명에 따른 게이트는 모터; 모터의 회전속도를 감속시키는 감속기; 상기 감속기의 회전에 의해 상하로 피벗 운동하는 적어도 하나의 가로바; 상기 감속기의 출력축의 회전각에 따라 형태가 변화되는 지점에 빛을 조사하고, 상기 조사된 빛의 수신 여부에 따라 온 또는 오프되는 광스위칭모듈; 및 상기 광스위칭모듈의 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 상태인가에 따라 상기 모터의 회전을 제어함으로써 상기 적어도 하나의 가로바의 피벗 운동을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트.

상기 광스위칭모듈은 외측 둘레가 함몰구간과 돌출구간으로 이루어진 원판 형태로 감속기의 출력축에 결합되어 회전하는 캠; 및 상기 캠의 돌출구간의 궤적 경로 상의 지점에 빛을 조사하고, 상기 조사된 빛이 상기 캠의 돌출구간에 의해 차단되었는가 여부에 따라 온 또는 오프되는 적어도 하나의 광스위치를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 광스위치 중 제 1 광스위치는 상기 캠의 돌출구간의 궤적 경로 중 상기 캠의 제 1 회전한계각 지점에 빛을 조사하고, 상기 적어도 하나의 광스위치 중 제 2 광스위치는 상기 캠의 돌출구간의 궤적 경로 중 상기 캠의 제 2 회전한계각 지점에 빛을 조사하고, 상기 캠의 제 1 회전한계각 지점은 상기 적어도 하나의 가로바가 상방으로 피벗 운동 가능한 한계 지점에 대응하고, 상기 캠의 제 2 회전한계각 지점은 상기 적어도 하나의 가로바가 하방으로 피벗 운동 가능한 한계 지점에 대응할 수 있다.

상기 게이트는 상기 제 1 광스위치가 부착 결합되는 제 1 스위치홀더; 상기 제 2 광스위치가 부착 결합되는 제 2 스위치홀더; 및 상기 제 1 스위치홀더와 상기 제 2 스위치홀더 각각의 위치가 조정 가능한 구조로 상기 제 1 스위치홀더와 상기 제 2 스위치홀더가 끼움 결합되는 브래킷을 더 포함할 수 있다.

상기 각 광스위치는 횡단면 "U"자형의 스위치바디; 상기 스위치바디의 홈 내측 일면에 설치되어 상기 스위치바디의 홈 내측 타면을 향해 빛을 조사하는 제 1 발광체; 및 상기 스위치바디의 홈 내측 타면에 설치되어 상기 제 1 발광체로부터 조사된 빛을 수신하면 온 상태가 되는 제 1 수광체를 포함하고, 상기 캠이 회전됨에 따라 상기 캠의 돌출구간이 상기 제 1 발광체와 상기 제 1 수광체 사이에 위치하게 될 때에 상기 제 1 발광체로부터 조사된 빛에 대한 상기 제 1 수광체의 수신이 차단되면서 상기 제 1 수광체는 오프 상태가 되고, 상기 제어기는 상기 제 1 수광체가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 시점에서 상기 모터의 회전을 정지시킬 수 있다.

상기 각 광스위치는 상기 스위치바디의 홈 내측 일면에 설치되어 상기 스위치바디의 홈 내측 타면을 향해 빛을 조사하는 제 2 발광체; 및 상기 스위치바디의 홈 내측 타면에 설치되어 상기 제 2 발광체로부터 조사된 빛을 수신하면 온 상태가 되는 제 2 수광체를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 제 1 수광체의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 상기 제 2 수광체의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이에 기초하여 상기 모터와 상기 감속기의 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 제어기는 상기 제 1 수광체의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 상기 제 2 수광체의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이로부터 상기 감속기의 회전 속도를 산출하고, 상기 산출된 감속기의 회전 속도가 정상 범위를 벗어나는지 여부에 따라 상기 모터와 상기 감속기의 고장 여부를 진단할 수 있다.

본 발명에 따른 게이트의 가로바는 감속기의 회전에 의해 상하로 피벗 운동하고, 광스위칭모듈은 감속기의 출력축의 회전각에 따라 형태가 변화되는 지점에 빛을 조사하고, 조사된 빛의 수신 여부에 따라 온 또는 오프되고, 제어기는 광스위칭모듈의 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 상태인가에 따라 모터의 회전을 제어함으로써 광스위칭을 이용하여 게이트의 개폐 동작을 정확하게 제어할 수 있다. 이와 같이, 광스위칭을 이용하여 게이트의 개폐 동작을 제어하기 때문에 스위칭 부품의 마모 현상이 발생되지 않게 되어 게이트의 개폐 동작이 항상 정확하게 제어될 수 있다.

대한민국등록특허 제10-1375384호 "리미트 스위치 연결 조립체 구조"는 기계적 스위칭 방식을 이용하여 모터의 구동을 제어하는 기술을 제시하고 있다. 이 종래기술에서는 오래 기간 동안 스위칭 동작이 반복되면 스위칭을 위한 전기적 접점 부분과 롤러 등 기계적 스위칭 부분의 마모가 필연적으로 발생된다. 본 실시예에 따르면, 빛의 수신 여부에 따라 온 또는 오프되기 때문에 스위칭 부품의 마모 현상이 발생되지 않게 된다. 이에 따라, 모터의 회전 제어가 항상 정확하게 이루어질 수 있게 되고, 가로바가 항상 정확하게 상한각까지만 올라가게 되고 하한각까지만 내려가게 된다. 그 결과, 가로바의 한계각을 벗어나는 상승과 하강으로 인한 게이트 파손, 안전사고 등이 방지될 수 있다.

상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

도 1~2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트의 정면도이다.
도 3은 도 1~2에 도시된 게이트의 측면도이다.
도 4는 도 1~2에 도시된 게이트의 구동 계통의 분해도이다.
도 5는 도 1~2에 도시된 게이트의 모터 제어 계통의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 광스위칭모듈(200)의 정면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 각 광스위치(220)의 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 광스위칭모듈(200)의 상방 한계 스위칭 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 광스위칭모듈(200)의 하방 한계 스위칭 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 도 6에 도시된 광스위칭모듈(200)의 고장 진단 동작을 도시한 도면이다.
도 11~12는 도 6에 도시된 한 쌍의 광스위치(220)의 위치 조정 모습을 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예는 스위칭 부품의 마모 현상 없이 광스위칭을 이용하여 개폐 동작을 항상 정확하게 제어할 수 있는 상향 접철식 게이트에 관한 것이다. 이러한 게이트는 이하에서 간략하게 "상향 접철식 게이트" 또는 "게이트"로 호칭될 수 있다.

도 1~2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트의 정면도이다. 도 1에는 닫힌 상태의 게이트가 도시되어 있고, 도 2에는 열린 상태의 게이트가 도시되어 있다. 도 3은 도 1~2에 도시된 게이트의 측면도이다. 도 3에는 상가로바(52), 하가로바(62), 및 복수 개의 세로바(70)가 생략되어 있다. 도 4는 도 1~2에 도시된 게이트의 기계적 구동 계통의 분해도이다. 도 1~4를 참조하면, 본 실시예에 따른 게이트는 하우징(1), 모터(21), 감속기(22), 지지대(3), 한 쌍의 수직레일(41), 레일고정판(42), 상축(51), 상가로바(52), 하축(61), 하가로바(62), 및 복수 개의 세로바(70)로 구성된다. 상기된 구성요소들 외에 이하의 설명에서 추가 구성요소가 등장할 수도 있다.

하우징(1)은 사각박스 형태로 형성되어 지지대(3)와 지지대(3)에 의해 지지되는 모터(21), 감속기(22) 등을 덮는다. 하우징(1)은 아래에 설명된 바와 같은 게이트의 여러 구동 부위로의 이물질 침투, 빗물 유입 등을 방지하는 역할을 한다.

모터(21)는 본 실시예에 따른 게이트의 개폐를 위한 동력을 제공한다. 감속기(22)는 모터(21)의 축 기어와 맞물려 동작하는 여러 개의 기어 조합을 통해 모터(21)의 회전속도를 감속시킨다. 본 실시예의 게이트는 상가로바(52), 하가로바(62), 및 이것들 사이에 연결되는 복수 개의 세로바(70)로 이루어진 개폐 부분이 서거나 눕는 동작에 의해 개폐가 되며, 감속기(22)의 출력축(220) 회전에 의해 이러한 개폐 동작이 이루어진다. 모터(21)는 감속기(22) 위에 탑재되는 방식으로 설치된다.

지지대(3)는 도로, 통로 등의 주변 지면에 설치되어 상가로바(52)와 하가로바(62)가 본 실시예에 따른 최적 위치에서 원활하게 동작할 수 있도록 감속기(22) 등 각종 부품을 지지하는 역할을 한다. 지지대(3)는 상측과 하측의 사각프레임(31, 32)과 그 사이에 직립하여 배치되는 네 개의 일자형 수직프레임(34)을 기본 골격으로 한다. 상측 사각프레임(31)의 중간에는 그 길이방향으로 일자형 수평프레임(33)이 배치되어 있다. 지지대(3)의 상측 사각프레임(31)과 일자형 수평프레임(33)의 간격은 감속기(22)의 하면보다 좁게 형성되어 있다. 감속기(22)는 상측 사각프레임(31)과 일자형 수평프레임(33) 사이에 거치되는 방식으로 지지대(3)에 탑재되어 설치된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상측 사각프레임(31) 중 좌측 일부 구간은 상가로바(52)와 하가로바(62)의 개폐 동작을 위한 공간을 제공하기 위해 절단되어 있다. 상가로바(52)의 일단은 상축(51)을 통해 지지대(3)에 탑재된 감속기(22)의 출력축(220)에 연결되어 있기 때문에 상가로바(52)의 개폐 동작은 지지대(3)에 의해 지지된다고 할 수 있다. 하가로바(62)의 개폐 동작은 본 실시예에 따르면 한 쌍의 수직레일(41)에 의해 지지되는데, 이러한 한 쌍의 수직레일(41)의 설치를 위해 지지대(3)는 하가로바(62)의 일단 양측 주변에 직립하여 배치되는 두 개의 일자형 수직프레임(34, 35)을 포함하고 있다.

도 1~2에 도시된 바와 같이, 상가로바(52)와 하가로바(62)는 수직방향으로 서로 이웃하게 설치된다. 도 3~4에 도시된 바와 같이, 하가로바(62)의 일단 양측 주변에 직립하여 배치되는 두 개의 일자형 수직프레임(34, 35) 중 어느 하나의 일자형 수직프레임(34)은 지지대(3)의 기본 골격에 해당하는 네 개의 일자형 수직프레임(34) 중에서 감속기(22)의 출력축(220) 전측에 근접하여 위치하는 일자형 수직프레임(34)이다. 일자형 수직프레임(34)은 한 쌍의 수직레일(41)의 간격 조정을 위해 다른 일자형 수직프레임(34)과 달리 상하측 사각프레임(31, 32) 모서리에서 약간 내측으로 들어와 위치해 있다. 다른 하나의 일자형 수직프레임(35)은 감속기(22)의 출력축(220) 후측에 근접하도록 상측 사각프레임(31)과 하측 사각프레임(32) 사이에 추가적으로 배치되는 일자형 수직프레임(35)이다.

한 쌍의 수직레일(41)은 지지대(3)의 일측에 부착되어 횡단면 "["과 "]"의 형태로 대면하는 구조로 직립 설치된다. 한 쌍의 수직레일(41)의 직립 설치를 위해 설치되는 두 개의 일자형 수직프레임(34, 35)은 그 각각의 내면이 하가로바(62)의 일단 양측을 향하도록 하가로바(62)의 일단의 양측 주변에 직립하여 배치된다. 상가로바(52)와 하가로바(62)는 그것의 개폐에 따라 한 쌍의 수직레일(41) 사이의 공간에서 움직이므로, 하가로바(62)의 일단 양측 주변의 두 개의 일자형 수직프레임(34, 35)은 상측 사각프레임(31)의 좌측 절단 구간의 양단 측에 직립 배치된다. 즉, 한 쌍의 수직레일(41)은 각각의 내면이 하가로바(62)의 일단 양측을 향하도록 한 쌍의 수직레일(41) 중 후측 수직레일(41)은 상측 사각프레임(31)의 좌측 절단 구간의 일단 측에 배치된 일자형 수직프레임(35)에 부착되고, 전측 수직레일(41)은 상측 사각프레임(31)의 좌측 절단 구간의 타단 측에 배치된 일자형 수직프레임(34)에 부착된다.

상축(51)은 감속기(22)의 출력축(220)에 일렬로 연결되어 감속기(22)의 출력축(220) 회전에 따라 회전한다. 상축(51)은 상축브래킷(511)과 돌기관(512)으로 구성된다. 상축브래킷(511)은 상가로바(52)의 일단을 감싸는 사각관 형태로 상가로바(52)의 일단과 결합한다. 상축브래킷(511)은 상가로바(52) 일단을 감싸는 횡단면 "["과 "]" 형태의 한 쌍의 금속편과 한 쌍의 금속편을 체결하는 볼트와 너트로 구현될 수 있다. 돌기관(512)은 상축브래킷(511)의 일측면으로부터 수직하게 돌출된 돌기 형태의 관이다. 상축브래킷(511)은 상가로바(52)의 일단을 감싸는 사각관 형태로 형성됨에 따라 상축브래킷(511)의 일측면은 상가로바(52)의 일측면과 평행을 이룬다. 돌기관(512)의 말단에 감속기(22)의 출력축(220)이 끼워져 결합된다. 감속기(22)의 출력축(220)의 지름에 따라 돌기관(512)의 말단은 확관 구조로 형성될 수도 있다.

상가로바(52)는 일자의 긴 막대 형태로 일단이 상축(51)에 결합되어 감속기(22)의 출력축(220)에 일렬로 연결되어 회전하는 고정 회전축에 해당하는 상축(51)을 축으로 하여 상하로 피벗 운동한다. 상축(51)은 감속기(22)의 출력축(220)에 일렬로 연결되어 회전하기 때문에 상축(51)은 그 회전의 중심점이 고정된 상태로 회전하게 된다. 그 결과, 상가로바(52)는 이러한 고정 회전축에 해당하는 상축(51)을 축으로 하여 그 타단이 원형 궤적을 그리면서 상하로 피벗 운동한다. 상가로바(52)는 사각막대 외에 원형막대 등 다양한 바 형태로 형성될 수 있다.

하축(61)은 한 쌍의 수직레일(41) 내에 삽입되어 상하로 수직 이동한다. 하축(61)은 하축브래킷(611), 두 개의 돌기봉(612), 및 두 개의 롤러(613)로 구성된다. 하축브래킷(611)은 하가로바(62)의 일단을 감싸는 사각관 형태로 하가로바(62)의 일단과 결합한다. 하축브래킷(611)은 하가로바(62) 일단을 감싸는 횡단면 "["과 "]" 형태의 한 쌍의 금속편과 한 쌍의 금속편을 체결하는 볼트와 너트로 구현될 수 있다.

두 개의 돌기봉(612)은 하축브래킷(611)의 양측면으로부터 수직하게 돌출되어 한 쌍의 수직레일(41) 내에 삽입된다. 두 개의 돌기봉(612) 중 어느 하나의 돌기봉(612)은 하축브래킷(611)의 일측면으로부터 수직하게 돌출되어 한 쌍의 수직레일(41) 중 어느 하나의 수직레일(41) 내에 삽입되고, 다른 하나의 돌기봉(612)은 하축브래킷(611)의 타측면으로부터 수직하게 돌출되어 다른 하나의 수직레일(41) 내에 삽입된다. 하축브래킷(611)은 하가로바(62)의 일단을 감싸는 사각관 형태로 형성됨에 따라 하축브래킷(611)의 양측면은 하가로바(62)의 양측면과 평행을 이룬다. 두 개의 롤러(613)는 두 개의 돌기봉(612) 각각의 말단에 끼워져 압착 결합된다.

각 롤러(613)는 각 돌기봉(612) 말단에 압착 결합되는 내륜, 수직레일(41)의 내면에 접촉되는 외륜, 및 내륜과 외륜 사이에 배치되는 복수의 볼로 구현될 수 있다. 각 롤러(613)는 각 돌기봉(612) 말단에 회전 가능하게 결합되는 원판 형태로 구현될 수도 있고, 각 롤러(613)는 각 돌기봉(612) 말단에 회전 가능하게 결합되는 내륜과 수직레일(41)의 내면에 접촉되는 외륜으로 구현될 수도 있다.

본 실시예의 게이트가 흔들림 없이 원활하게 개폐되도록 하기 위해서는 하축(61)이 한 쌍의 수직레일(41) 내에서 수직으로 곧게 원활하게 이동함을 전제로 한다. 하축(61)은 본 실시예의 게이트가 개폐 동작할 때에 한 쌍의 수직레일(41) 내에서 상하로 수직 이동함과 동시에 회전하기 때문에 하축(61)의 각 돌기봉(612)이 각 수직레일(41) 내면과 직접 접촉한다면 각 돌기봉(612)의 회전 마찰로 인해 각 돌기봉(612)의 수직 이동이 방해를 받게 된다. 본 실시예에 따르면, 각 돌기봉(612)의 말단에 롤러(613)가 끼워져 있기 때문에 하축(61)의 각 돌기봉(612) 말단에 끼워진 각 롤러(613)가 각 수직레일(41) 내면과 접촉되어 상하로 수직 이동함으로써 하축(61)은 한 쌍의 수직레일(41) 내에 삽입되어 상하로 수직 이동하게 되며, 하축(61)의 회전은 하축(61)의 수직 이동을 방해하지 않게 된다. 결과적으로, 하축(61)은 한 쌍의 수직레일(41) 내에서 수직으로 곧게 원활하게 이동할 수 있고, 상향 접철식 개폐 동작의 안정도가 대폭 향상될 수 있다.

하가로바(62)는 일자의 긴 사각막대 형태로 그 일단이 하축(61)에 결합되어 상가로바(52)가 피벗 운동함에 따라 한 쌍의 수직레일(41) 내에서 상하로 수직 이동하면서 회전하는 변위 회전축에 해당하는 하축(61)을 축으로 하여 피벗 운동한다. 하가로바(62)는 사각막대 외에 원형막대 등 다양한 바 형태로 형성될 수 있다.

복수 개의 세로바(70)는 일자의 짧은 막대 형태로 상가로바(52)와 하가로바(62) 사이에 연결되어 상가로바(52)가 피벗 운동함에 따라 하가로바(62)가 하축(61)을 축으로 하여 피벗 운동하도록 한다. 각 세로바(70)는 사각막대 외에 원형막대 등 다양한 바 형태로 형성될 수 있다. 복수 개의 상측회전결합부재(80)는 복수 개의 세로바(70)의 상단을 상가로바(52)에 일정 간격으로 회전 결합시킨다. 복수 개의 하측회전결합부재(90)는 복수 개의 세로바(70)의 하단을 하가로바(62)에 일정 간격으로 회전 결합시킨다. 이러한 각 상측회전결합부재(80)와 각 하측회전결합부재(90)는 볼트, 너트, 및 가로바와 세로바 사이에 삽입되는 롤러의 조합에 의해 구현될 수 있다.

본 실시예의 게이트가 열리는 동작은 다음과 같다. 사용자 조작에 따라 모터(21)가 정회전하게 되면 감속기(22)의 출력축(220)과 상축(51)은 정회전을 하게 되고 상가로바(52)는 상축(51)을 축으로 하여 상방으로 피벗 운동하게 된다. 상가로바(52)는 상축(51)을 축으로 하여 상방으로 피벗 운동하게 되면 상가로바(52)에 회전 결합된 복수 개의 세로바(70)는 회전하면서 상방으로 끌어올려지게 되고, 복수 개의 세로바(70)가 회전하면서 상방으로 끌어올려짐에 따라 복수 개의 세로바(70)의 하단과 회전 결합된 하가로바(62)는 하축(61)을 축으로 하여 상방으로 피벗 운동하게 되고, 하가로바(62)의 상방 피벗 운동에 의해 하축(61)은 한 쌍의 수직레일(41) 내에서 상방으로 수직 이동하면서 회전하게 된다.

본 실시예의 게이트가 닫히는 동작은 다음과 같다. 사용자 조작에 따라 모터(21)가 역회전하게 되면 감속기(22)의 출력축(220)과 상축(51)은 역회전을 하게 되고 상가로바(52)는 상축(51)을 축으로 하여 하방으로 피벗 운동하게 된다. 상가로바(52)는 상축(51)을 축으로 하여 하방으로 피벗 운동하게 되면 상가로바(52)에 회전 결합된 복수 개의 세로바(70)는 회전하면서 하방으로 밀려 내려가게 되고, 복수 개의 세로바(70)가 회전하면서 하방으로 밀려 내려감에 따라 복수 개의 세로바(70)의 하단과 회전 결합된 하가로바(62)는 하방으로 피벗 운동하게 되고, 하가로바(62)의 하방 피벗 운동에 의해 하축(61)은 한 쌍의 수직레일(41) 내에서 하방으로 수직 이동하면서 회전하게 된다.

상가로바(52)와 하가로바(62)는 도로, 대문의 폭에 따라 매우 긴 길이로 제작될 수 있다. 게이트의 열림 동작에 의해 상가로바(52)와 하가로바(62)가 대략 수직으로 세워진 상태에서는 바람이나 주변 진동에 의해 상가로바(52)와 하가로바(62)가 크게 흔들릴 수 있다. 상가로바(52)와 하가로바(62)가 세워진 상태에서의 흔들림을 방지하기 위해, 본 실시예는 상가로바(52)와 하가로바(62)가 점차적으로 세워짐에 따라 상가로바(52), 하가로바(62), 및 복수 개의 세로바(70)로 이루어진 개폐 부분이 점차적으로 접히고 상가로바(52)와 하가로바(62)가 점차적으로 눕혀짐에 따라 그 개폐 부분이 점차적으로 펴지는 상향 접철식 개폐 구조를 채택하고 있다. 즉, 상가로바(52)와 하가로바(62)가 눕혀진 상태에서는 상가로바, 하가로바, 및 복수 개의 세로바(70)가 서로 떨어져 있으나 상가로바(52)와 하가로바(62)가 세워진 상태에서는 상가로바(52), 하가로바(62), 및 복수 개의 세로바(70)가 서로 밀착됨에 따라 상가로바(52)와 하가로바(62)의 흔들림이 대폭 감소하게 된다.

두 개의 레일고정판(42)은 하가로바(62)의 일단 양측 주변에 직립하여 배치되는 각 수직프레임(34, 35)의 외면에 부착된다. 두 개의 레일고정판(42) 중 어느 하나의 레일고정판(42)은 하가로바(62)의 일단 일측 주변에 직립하여 배치되는 각 수직프레임(34, 35)의 외면 상측에 용접 결합되고, 다른 하나의 레일고정판(42)은 하가로바(62)의 일단 일측 주변에 직립하여 배치되는 각 수직프레임(34, 35)의 외면 하측에 용접 결합된다. 하가로바(62)의 일단 양측 주변에 직립하여 배치되는 두 개의 수직프레임(34, 35)의 외면에는 총 네 개의 레일고정판(42)이 결합되어 있다. 한 쌍의 수직레일(41) 사이의 간격이 조정 가능하도록 한 쌍의 수직레일(41)은 네 개의 레일고정판(42)에 나사 결합될 수 있다.

도 5는 도 1~2에 도시된 게이트의 모터 제어 계통의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시에 따른 게이트의 모터 제어 계통은 사용자인터페이스(100), 광스위칭모듈(200), 및 제어기(300)로 구성된다.

사용자인터페이스(100)는 사용자로부터 본 실시예에 따른 게이트에 대한 사용자 조작, 즉 게이트 열림 명령 또는 게이트 닫힘 명령을 입력받고, 사용자에게 제어기로부터 수신된 게이트 고장 진단 결과를 출력한다. 사용자인터페이스(100)는 지지대(3) 또는 하우징(1)의 내면 등에 부착되는 고정형으로 구현될 수도 있고, 리모콘과 같은 휴대형으로 구현될 수도 있다. 사용자인터페이스(100)는 사용자의 조작 명령을 입력받기 위한 버튼과 사용자에게 아래에 설명된 바와 같은 고장 진단 결과 등을 출력할 수 있는 디스플레이패널, 알람 등으로 구성될 수 있다.

광스위칭모듈(200)은 감속기(22)의 출력축(220)의 회전각에 따라 형태가 변화되는 지점에 빛을 조사하고, 이와 같이 조사된 빛의 수신 여부에 따라 온 또는 오프된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 감속기(22)의 출력축(220)은 좌우 양측으로 돌출되어 있다. 감속기(22)의 출력축(220)의 좌측 부분에는 상축(51)이 연결되고, 그 우측 부분에는 광스위칭모듈(200)이 연결된다. 광스위칭모듈(200)은 감속기(33)의 우측 공간, 도 3에 도시된 점선 공간에 설치된다. 광스위칭모듈(200)에 대해서는 아래에서 자세하게 설명하기로 한다.

제어기(300)는 사용자인터페이스(100)를 통해 입력된 사용자 조작과 광스위칭모듈(200)의 온오프 상태에 기초하여 모터(21)의 구동을 제어한다. 제어기(300)는 사용자인터페이스(100)를 통해 입력된 사용자 조작에 따라 모터(21)에 순방향 또는 역방향의 전력을 공급함으로써 모터(21)가 정회전 또는 역회전하도록 한다. 제어기(300)는 사용자인터페이스(100)를 통해 입력된 사용자 조작이 게이트 열림 명령이면 모터(21)에 순방향 전력을 공급함으로써 모터(21)가 정회전하도록 하고, 게이트 닫힘 명령이면 모터(21)에 역방향 전력을 공급함으로써 모터(21)가 역회전하도록 한다. 이와 같이, 게이트가 열리는 방향의 모터(21)의 회전 방향을 정회전, 게이트가 닫히는 방향의 모터(21)의 회전 방향을 역회전으로 가정한다.

제어기(300)는 광스위칭모듈(200)의 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 상태인가에 따라 모터(21)의 회전을 제어함으로써 상가로바(52)와 하가로바(62)의 피벗 운동을 제어한다. 제어기(300)는 광스위칭모듈(200)이 온 상태일 때에는 모터(21)로의 전력 공급을 유지함으로써 사용자 조작에 따라 모터(21)가 계속 회전되도록 하고, 광스위칭모듈(200)이 오프 상태일 때에 모터(21)로의 전력 공급을 중단함으로써 모터(21)의 회전을 정지시킨다. 제어기(300)는 지지대(3) 또는 하우징(1)의 내면 등, 광스위칭모듈(200)과 사용자인터페이스(100)와의 유선 연결 또는 무선 연결이 용이한 곳에 설치될 수 있다.

대한민국등록특허 제10-1375384호 "리미트 스위치 연결 조립체 구조"는 기계적 스위칭 방식을 이용하여 모터의 구동을 제어하는 기술을 제시하고 있다. 이 종래기술에서는 오래 기간 동안 스위칭 동작이 반복되면 스위칭을 위한 전기적 접점 부분과 롤러 등 기계적 스위칭 부분의 마모가 필연적으로 발생된다. 본 실시예에 따르면, 빛의 수신 여부에 따라 온 또는 오프되기 때문에 스위칭 부품의 마모 현상이 발생되지 않게 된다. 이에 따라, 모터(21)의 회전 제어가 항상 정확하게 이루어질 수 있게 되고, 상가로바(52)와 하가로바(62)가 항상 정확하게 상한각까지만 올라가게 되고 하한각까지만 내려가게 된다. 그 결과, 상가로바(52)와 하가로바(62)의 한계각을 벗어나는 상승과 하강으로 인한 게이트 파손, 안전사고 등이 방지될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 광스위칭모듈(200)의 정면도이다. 도 6을 참조하면, 광스위칭모듈(200)은 캠(cam)(210), 한 쌍의 광스위치(220), 한 쌍의 스위치홀더(230), 한 쌍의 스프링(240), 한 쌍의 간격조정나사(250), 브래킷(260), 및 고정바(270)로 구성된다. 광스위칭모듈(200)은 상기된 구성요소들 외에 상기된 구성요소들을 연결, 결합시키기 위한 나사 등 추가적인 부품을 더 포함할 수 있다. 상기된 구성요소들 중 한 쌍을 이루는 부품들과 관련하여 도 6을 기준으로 좌측에 배치된 부품들에 대해서는 좌측 부품으로 표기하고, 우측에 배치된 부품들에 대해서는 우측 부품으로 표기하기로 한다.

캠(210)은 외측 둘레가 함몰구간과 돌출구간으로 이루어진 원판 형태로 감속기(22)의 출력축(220)에 결합되어 감속기(22)의 출력축(220)과 함께 회전한다. 캠(210)은 서로 다른 직경을 갖는 두 개의 반원판 조합 형태로 형성된다. 캠(210)의 외측 둘레의 함몰구간은 더 작은 직경을 갖는 반원판의 외측 둘레 부분이고, 돌출구간은 더 큰 직경의 반원판의 외측 둘레 부분이다. 캠(210)의 함몰구간과 돌출구간의 경계에는 돌출턱이 형성된다. 두 개의 반원판 각각은 정확히 캠(210)의 절반을 차지하는 것은 아니며, 도 6에 도시된 바와 같이 캠(210)의 돌출구간 길이가 함몰구간보다 약간 더 길다. 아래의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 캠(210)의 돌출구간 길이가 길수록 상가로바(52)와 하가로바(62)의 상하 이동 범위가 넓어지게 된다.

캠(210)의 중심에는 감속기(22)의 출력축(220) 직경보다 약간 큰 직경의 구멍이 형성되어 있다. 캠(210)의 중심공에 감속기(22)의 출력축(220)이 압입되는 구조로 캠(210)은 감속기(22)의 출력축(220)에 결합된다. 캠(210)과 감속기(22)의 출력축(220)간의 결합력을 향상시키기 위하여 캠(210)보다 두꺼운 보조원판(미도시)이 감속기(22)의 출력축(220)에 결합된 후, 캠(210)은 보조원판(미도시)에 부착될 수도 있다. 모터(21)가 회전하면 감속기(22)가 회전하게 되고 캠(210)이 회전하게 된다. 캠(210)이 회전할 때에 캠(210)의 외측 둘레의 함몰구간은 광스위치(220)의 외측에서 움직이고 돌출구간은 광스위치(220)의 홈을 통과하도록 배치된다.

한 쌍의 광스위치(220) 각각은 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 상의 지점에 빛을 조사하고, 이와 같이 조사된 빛이 캠(210)의 돌출구간에 의해 차단되었는가 여부에 따라 온 또는 오프된다. 모터(21)가 회전하면 감속기(22)가 회전하게 되고 캠(210)이 회전하게 된다. 캠(210)이 회전할 때에 캠(210)의 함몰구간의 궤적 경로는 광스위치(220)의 외측에 형성되고 돌출구간의 궤적 경로는 광스위치(220)의 홈을 통과하도록 광스위치(220)는 캠(210) 주변에 배치된다.

각 광스위치(220)는 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 상의 지점에 빛을 조사한다. 이와 같이, 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 상의 지점에 조사된 상태에서 캠(210)이 회전하면 캠(210)의 함몰구간은 광스위치(220)의 외측을 지나가고, 이어서 캠(210)의 돌출구간은 광스위치(220)의 홈을 통과하게 된다. 캠(210)의 돌출구간이 광스위치(220)의 홈을 통과하는 순간에 캠(210)의 돌출구간에 의해 각 광스위치(220)로부터 조사된 빛은 차단된다. 본 실시예에 따르면, 각 광스위치(220)로부터 조사된 빛이 차단되면 각 광스위치(220)는 오프 상태가 되고, 차단되지 않으면 온 상태가 된다.

한 쌍의 광스위치(220) 중 우측 광스위치(220)는 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 캠(210)의 우측 회전한계각 지점에 빛을 조사한다. 캠(210)의 우측 회전한계각 지점은 상가로바(52)와 하가로바(62)가 상방으로 피벗 운동 가능한 한계 지점에 대응한다. 한 쌍의 광스위치(220) 중 좌측 광스위치(220)는 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 캠(210)의 좌측 회전한계각 지점에 빛을 조사한다. 캠(210)의 좌측 회전한계각 지점은 상가로바(52)와 하가로바(62)가 하방으로 피벗 운동 가능한 한계 지점에 대응한다.

한 쌍의 스위치홀더(230) 각각은 하판(231)과 상판(232)이 상하로 이격되어 나사 결합된 구조로 형성된다. 한 쌍의 스위치홀더(230) 중 우측 스위치홀더(230)는 그 하판(231)이 브래킷(260) 하측에 위치하고 상판(232)이 브래킷(260) 상측에 위치하도록 브래킷(260)의 우측 가이드공(261)에 끼움 결합된다. 우측 스위치홀더(230)의 하판(231)에는 우측 광스위치(220)가 나사 등을 이용하여 부착 결합되고, 상판(232)에는 우측 스프링(240)과의 연결을 위한 스프링연결나사(251)가 돌출된 형태로 결합되어 있고 상판(232) 우변에는 우측 간격조정나사(250)와의 압착을 위한 격벽(233)이 돌출 형성되어 있다.

한 쌍의 스위치홀더(230) 중 좌측 스위치홀더(230)는 그 하판(231)이 브래킷(260) 하측에 위치하고 상판(232)이 브래킷(260) 상측에 위치하도록 브래킷(260)의 좌측 가이드공(261)에 끼움 결합된다. 좌측 스위치홀더(230)의 하판(231)에는 좌측 광스위치(220)가 나사 등을 이용하여 부착 결합되고, 상판(232)에는 좌측 스프링(240)과의 연결을 위한 스프링연결나사(251)가 돌출된 형태로 결합되어 있고 상판(232) 좌변에는 좌측 간격조정나사(250)와의 압착을 위한 격벽(233)이 돌출 형성되어 있다.

한 쌍의 스프링(240) 중 우측 스프링(240)은 일단이 브래킷(260)의 우측 스프링연결돌기(262)에 체결되고, 타단은 우측 스위치홀더(230)의 스프링연결나사(251)에 체결됨으로써 우측 스위치홀더(230)를 우측으로 당겨서 고정시키는 역할을 한다. 한 쌍의 스프링(240) 중 좌측 스프링(240)은 일단이 브래킷(260)의 좌측 스프링연결돌기(262)에 체결되고, 타단은 좌측 스위치홀더(230)의 스프링연결나사(251)에 체결됨으로써 좌측 스위치홀더(230)를 좌측으로 당겨서 고정시키는 역할을 한다.

한 쌍의 간격조정나사(250) 중 우측 간격조정나사(250)는 브래킷(260)의 우변 돌출편(263)의 너트공에 나사 결합되는 상태로 통과하여 말단이 우측 스위치홀더(230)의 상판(232)의 우변 격벽(233)에 압착된다. 우측 간격조정나사(250)가 브래킷(260)의 우변 돌출편(263)의 너트공으로부터 돌출된 부분의 길이가 길수록 우측 스위치홀더(230)는 브래킷(260)의 중앙 쪽에 보다 가까이 위치하게 되고, 우측 간격조정나사(250)가 브래킷(260)의 우변 돌출편(263)의 너트공으로부터 돌출된 부분의 길이가 짧을수록 우측 스위치홀더(230)는 브래킷(260)의 우변 쪽에 보다 가까이 위치하게 된다.

한 쌍의 간격조정나사(250) 중 좌측 간격조정나사(250)는 브래킷(260)의 좌변 돌출편(263)의 너트공에 나사 결합되는 상태로 통과하여 말단이 좌측 스위치홀더(230)의 상판(232)의 좌변 격벽(233)에 압착된다. 좌측 간격조정나사(250)가 브래킷(260)의 좌변 돌출편(263)의 너트공으로부터 돌출된 부분의 길이가 길수록 좌측 스위치홀더(230)는 브래킷(260)의 중앙 쪽에 보다 가까이 위치하게 되고, 좌측 간격조정나사(250)가 브래킷(260)의 좌변 돌출편(263)의 너트공으로부터 돌출된 부분의 길이가 짧을수록 좌측 스위치홀더(230)는 브래킷(260)의 좌변 쪽에 보다 가까이 위치하게 된다.

브래킷(260)은 상변이 활꼴 형태로 굴곡진 사각판 형태로 형성되어 고정바(270)에 나사 등을 이용하여 부착 결합된다. 브래킷(260)에는 우측 스위치홀더(230)와 좌측 스위치홀더(230) 각각의 위치가 조정 가능한 구조로 우측 스위치홀더(230)와 좌측 스위치홀더(230)가 끼움 결합된다. 즉, 브래킷(260)에는 우측 스위치홀더(230)의 위치가 조정 가능한 구조로 우측 스위치홀더(230)가 끼움 결합되는 우측 가이드공(261)이 형성되어 있고, 좌측 스위치홀더(230)의 위치가 조정 가능한 구조로 좌측 스위치홀더(230)가 끼움 결합되는 좌측 가이드공(261)이 형성되어 있다.

우측 가이드공(261)과 좌측 가이드공(261)은 캠(210)의 돌출부분보다 큰 직경을 갖는 활꼴의 구멍 형태를 가진다. 우측 스위치홀더(230)와 좌측 스위치홀더(230) 각각의 상판(232)과 하판(231)은 스프링연결나사(251)와 가이드나사(252)를 이용하여 상하로 이격되어 결합된다. 우측 스위치홀더(230)의 상판(232)과 하판(231) 사이에 위치한 스프링연결나사(251)와 가이드나사(252) 각각의 몸체 부분이 브래킷(260)의 우측 가이드공(261)에 삽입되는 구조로 브래킷(260)에 우측 스위치홀더(230)가 끼움 결합된다. 좌측 스위치홀더(230)의 상판(232)과 하판(231) 사이에 위치한 스프링연결나사(251)와 가이드나사(252) 각각의 몸체 부분이 브래킷(260)의 좌측 가이드공(261)에 삽입되는 구조로 브래킷(260)에 좌측 스위치홀더(230)가 끼움 결합된다.

각 가이드공(261) 내에서 스프링연결나사(251)와 가이드나사(252) 각각이 흔들림 없이 원활하게 이동할 수 있도록 스프링연결나사(251)와 가이드나사(252) 각각의 몸체의 끼움 결합 부위의 직경을 크게 하기 위한 원통형 파이프가 스프링연결나사(251)와 가이드나사(252) 각각의 몸체에 끼워질 수 있다. 이와 같이, 우측 광스위치(220)와 좌측 광스위치(220) 각각의 위치가 조정 가능함에 따라 우측 광스위치(220)와 좌측 광스위치(220) 각각의 빛 조사 지점이 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로를 따라 변경 가능하게 된다.

브래킷(260)의 우변 상측에는 우측 스프링(240)과의 연결을 위한 우측 스프링연결돌기(262)가 돌출 형성되어 있고, 우변의 중간 부분에는 우측 간격조정나사(250)가 체결되는 너트공을 갖는 돌출편(263)이 돌출 형성되어 있다. 브래킷(260)의 우변 상측에는 우측 스프링(240)과의 연결을 위한 우측 스프링연결돌기(262)가 돌출 형성되어 있고, 우변의 중간 부분에는 우측 간격조정나사(250)가 체결되는 너트공을 갖는 돌출편(263)이 돌출 형성되어 있다.

고정바(270)는 사각바 형태로 형성되어 감속기(22)의 우측 출력축(220) 하측 주변의 지지대(3)의 상면에 부착 결합된다. 고정바(270)는 용접 결합, 나사 결합 등을 이용하여 지지대(3)의 상면에 부착될 수 있다. 고정바(270)에는 브래킷(260)이 나사 등을 이용하여 부착 결합된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 브래킷(260)에는 고정바(270)와의 결합을 위해 수직 방향으로 길게 장공이 형성되어 있어 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로에 대한 광스위치(220)의 적절한 높이 조정이 가능하다.

도 7은 도 6에 도시된 각 광스위치(220)의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 각 광스위치(220)는 스위치바디(221), 적어도 하나의 발광체(222, 224), 및 적어도 하나의 수광체(223, 225)로 구성된다. 각 광스위치(220)는 한 쌍의 발광체(222)와 수광체(223)만을 포함할 수도 있고, 여러 쌍의 발광체(222, 224)와 수광체(223, 225)를 포함할 수도 있다. 도 7을 참조한 각 광스위치(220)의 설명에서는 각 광스위치(220)는 한 쌍의 발광체(222)와 수광체(223)만을 포함하는 경우로 한정하여 설명하기로 한다.

스위치바디(221)는 횡단면 "U"자형으로 형성되어 스위치홀더(230)에 부착된다. 상술한 바에 따라, 캠(210)이 회전할 때에 캠(210)의 함몰구간의 궤적 경로는 스위치바디(221)의 외측에 형성되고 돌출구간의 궤적 경로는 스위치바디(221)의 홈을 통과하도록 스위치바디(221)는 스위치홀더(230)에 부착된다.

발광체(222)는 스위치바디(221)의 홈 내측 일면에 설치되어 홈 내측 타면을 향해 빛을 조사한다. 우측 광스위치(220)의 발광체(222)는 캠(210)의 우측 회전한계각 지점에 빛을 조사하고, 좌측 광스위치(220)의 발광체(222)는 캠(210)의 좌측 회전한계각 지점에 빛을 조사한다. 수광체(223)는 스위치바디(221)의 홈 내측 타면에 설치되어 발광체(222)로부터 조사된 빛을 수신하면 온 상태가 되고, 발광체(222)로부터 조사된 빛을 수신하지 못하면 오프 상태가 된다. 발광체(222)는 발광다이오드로 구현될 수 있고, 수광체(223)는 포토다이오드로 구현될 수 있다.

캠(210)이 회전됨에 따라 캠(210)의 돌출구간이 발광체(222)와 수광체(223) 사이에 위치하게 될 때에 발광체(222)로부터 조사된 빛에 대한 수광체(223)의 수신이 차단되면서 수광체(223)는 오프 상태가 된다. 수광체(223)가 온 또는 오프됨으로써 광스위치(220)가 온 또는 오프되고, 광스위치(220)가 온 또는 오프됨으로써 광스위칭모듈(200)이 온 또는 오프된다.

도 8은 도 6에 도시된 광스위칭모듈(200)의 상방 한계 스위칭 모습을 도시한 도면이다. 본 실시예의 게이트가 닫힌 상태, 즉 상가로바(52)와 하가로바(62)가 수평으로 눕혀진 상태에서 제어기(300)는 사용자인터페이스(100)를 통해 게이트 열림 명령을 입력받으면 모터(21)에 순방향 전력을 공급함으로써 모터(21)가 정회전하도록 한다. 모터(21)가 정회전함에 따라 캠(210)은 정회전하게 되고, 캠(210)의 돌출구간은 우측 광스위치(220) 측에 점차적으로 접근하게 된다. 캠(210)의 돌출구간이 우측 광스위치(220) 측에 점차적으로 접근하는 동안에 상가로바(52)와 하가로바(62)는 상방으로 피벗 운동함에 따라 점차적으로 세워지게 된다.

상술한 바와 같이, 우측 광스위치(220)는 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 캠(210)의 우측 회전한계각 지점에 빛을 조사한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 캠(210)의 돌출구간의 우측단이 캠(210)의 우측 회전한계각 지점에 도착하면 캠(210)의 돌출구간은 수광체(223)의 빛 수신을 차단하게 된다. 수광체(223)의 빛 수신이 차단된 순간, 수광체(223)는 온 상태에서 오프 상태로 전환되고, 제어기(300)는 모터(21)의 회전을 정지시킨다. 이 때, 상가로바(52)와 하가로바(62)는 거의 수직으로 세워진 상태가 된다.

도 9는 도 6에 도시된 광스위칭모듈(200)의 하방 한계 스위칭 모습을 도시한 도면이다. 본 실시예의 게이트가 열린 상태, 즉 상가로바(52)와 하가로바(62)가 수직으로 세워진 상태에서 제어기(300)는 사용자인터페이스(100)를 통해 게이트 닫힘 명령을 입력받으면 모터(21)에 역방향 전력을 공급함으로써 모터(21)가 역회전하도록 한다. 모터(21)가 역회전함에 따라 캠(210)은 역회전하게 되고, 캠(210)의 돌출구간은 좌측 광스위치(220) 측에 점차적으로 접근하게 된다. 캠(210)의 돌출구간이 좌측 광스위치(220) 측에 점차적으로 접근하는 동안에 상가로바(52)와 하가로바(62)는 하방으로 피벗 운동함에 따라 점차적으로 눕혀지게 된다.

상술한 바와 같이, 좌측 광스위치(220)는 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 캠(210)의 좌측 회전한계각 지점에 빛을 조사한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 캠(210)의 돌출구간의 좌측단이 캠(210)의 좌측 회전한계각 지점에 도착하면 캠(210)의 돌출구간은 수광체(223)의 빛 수신을 차단하게 된다. 수광체(223)의 빛 수신이 차단된 순간, 수광체(223)는 온 상태에서 오프 상태로 전환되고, 제어기(300)는 모터(21)의 회전을 정지시킨다. 이 때, 상가로바(52)와 하가로바(62)는 거의 수평으로 눕혀진 상태가 된다.

상술한 바와 같이, 수광체(223)의 빛 수신이 차단된 순간에 수광체(223)는 오프 상태에 있고 모터(21)의 회전은 정지된다. 이 상태에서 제어기(300)는 사용자인터페이스(100)를 통해 게이트 열림 명령 또는 게이트 닫힘 명령을 입력받게 된다. 제어기(300)는 수광체(223)의 오프 상태에서 사용자인터페이스(100)를 통해 게이트 열림 명령 또는 게이트 닫힘 명령을 입력받으면 모터(21)에 전력을 공급하고, 수광체(223)가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 시점에서 모터(21)의 회전을 정지시킨다.

도 10은 도 6에 도시된 광스위칭모듈(200)의 고장 진단 동작을 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 우측 광스위치(220)는 게이트의 고장 진단을 위해 두 쌍의 발광체(222, 224)와 수광체(223, 225)를 포함한다. 두 쌍의 발광체(222, 224)와 수광체(223, 225) 중 도 7, 8에 도시된 한 쌍의 발광체(222)와 수광체(223)를 제 1 발광체(222)와 제 1 수광체(223)라 하기로 하고, 게이트의 고장 진단을 위해 추가된 다른 한 쌍의 발광체(224)와 수광체(225)를 제 2 발광체(224)와 제 2 수광체(225)라 하기로 한다. 좌측 광스위치(220)는 게이트의 고장 진단을 위해 두 쌍의 발광체(222, 224)와 수광체(223, 225)를 포함할 수 있다. 좌측 광스위치(220)의 게이트 고장 진단 동작에 대한 설명은 아래의 우측 광스위치(220)의 게이트 고장 진단 동작에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.

제 1 발광체(222)는 스위치바디(221)의 홈 내측 일면에 설치되어 스위치바디(221)의 홈 내측 타면을 향해 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 캠(210)의 우측 회전한계각 지점에 빛을 조사하고, 제 2 발광체(224)는 스위치바디(221)의 홈 내측 일면에 설치되어 스위치바디(221)의 홈 내측 타면을 향해 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 캠(210)의 우측 회전한계각 지점의 근접 지점에 빛을 조사한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 게이트의 개폐 동작은 제 1 발광체(222)로부터 조사된 빛에 대한 제 1 수광체(223)의 수신 여부에 따라 제어되고, 제 2 발광체(224)로부터 조사된 빛에 대한 제 2 수광체(225)의 수신 여부는 게이트의 고장 진단을 위해 사용된다.

제 1 수광체(223)는 스위치바디(221)의 홈 내측 타면에 설치되어 제 1 발광체(222)로부터 조사된 빛을 수신하면 온 상태가 되고, 제 1 발광체(222)로부터 조사된 빛을 수신하지 못하면 오프 상태가 된다. 제 2 수광체(225)는 스위치바디(221)의 홈 내측 타면에 설치되어 제 2 발광체(224)로부터 조사된 빛을 수신하면 온 상태가 되고, 제 2 발광체(224)로부터 조사된 빛을 수신하지 못하면 오프 상태가 된다.

제어기(300)는 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이에 기초하여 모터(21)와 감속기(22)의 고장 여부를 진단한다. 제어기(300)는 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이를 산출하고, 이와 같이 산출된 전환 시점간의 차이가 정상 범위 내에 있는가를 확인한다. 이어서, 제어기(300)는 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이가 정상 범위 내에 있는 것으로 확인되면 모터(21)와 감속기(22)가 정상인 것으로 진단하고, 정상 범위를 벗어난 것으로 확인되면 모터(21)와 감속기(22)중 적어도 하나가 고장인 것으로 진단한다.

제어기(300)는 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점으로부터 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점을 감산함으로써 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 모터(21)와 감속기(22)가 정상인 상태에서는 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이에 대한 정상범위가 2~4ms인 경우, 모터(21)가 노후되었거나 감속기(22)의 기어들 사이에 이물질이 낀 경우에 정상 상태보다 느리게 감속기(22)가 회전함에 따라 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이는 6ms로 산출될 수 있다.

감속기(22)의 회전 속도는 타코미터(tachometer)를 이용하여 측정될 수 있다. 감속기(22)의 회전 속도에 대한 정상 범위는 이와 같이 측정된 감속기(22)의 회전 속도에 대해 허용 오차 범위를 빼고 더함으로써 산출될 수 있다. 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이에 대한 정상 범위는 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 상에서의 제 1 수광체(223)와 제 2 수광체(225)의 거리를 감속기(22)의 회전 속도에 대한 정상 범위로 나눔으로써 산출될 수 있다.

제어기(300)는 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이로부터 감속기(22)의 회전 속도를 산출하고, 이와 같이 산출된 감속기(22)의 회전 속도가 정상 범위를 벗어나는지 여부에 따라 모터(21)와 감속기(22)의 고장 여부를 진단할 수 있다.

제어기(300)는 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 상에서의 제 1 수광체(223)와 제 2 수광체(225)의 거리를 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이로 나눔으로써 감속기(22)의 회전 속도를 산출할 수 있다. 전자의 방식은 제어기(300)의 계산량이 적은 대신에 정상 범위의 산출이 까다롭고, 후자의 방식은 제어기(300)의 계산량이 많은 대신에 정상 범위의 산출이 용이하다.

도 11~12는 도 6에 도시된 한 쌍의 광스위치(220)의 위치 조정 모습을 도시한 도면이다. 도 11에는 도 6에 도시된 한 쌍의 광스위치(220)간의 간격이 좁혀진 모습이 도시되어 있고, 도 12에는 도 6에 도시된 한 쌍의 광스위치(220)간의 간격이 넓혀진 모습이 도시되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 사용자는 우측 간격조정나사(250)와 좌측 간격조정나사(250)를 조임 방향으로 돌려서 브래킷(260)의 우변 돌출편(263)과 좌변 돌출편의 너트공으로부터 돌출된 부분의 길이를 길게 하면 우측 광스위치(220)와 좌측 광스위치(220)의 간격은 좁아지게 된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 사용자는 우측 간격조정나사(250)와 좌측 간격조정나사(250)를 풀림 방향으로 돌려서 브래킷(260)의 우변 돌출편(263)과 좌변 돌출편의 너트공으로부터 돌출된 부분의 길이를 짧게 하면 우측 광스위치(220)와 좌측 광스위치(220)의 간격은 넓어지게 된다. 사용자는 우측 간격조정나사(250)와 좌측 간격조정나사(250) 각각에 대한 돌림 조작을 통해 우측 광스위치(220)의 빛 조사 지점이 캠(210)의 우측 회전한계각 지점에 위치하고 좌측 광스위치(220)의 빛 조사 지점이 캠(210)의 좌측 회전한계각 지점에 위치하도록 우측 광스위치(220)와 좌측 광스위치(220)의 위치를 미세 조정할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 ... 하우징
21 ... 모터
22 ... 감속기
3 ... 지지대
41 ... 수직레일
42 ... 레일고정판
51 ... 상축
511 ... 상축브래킷
512 ... 돌기관
52 ... 상가로바
61 ... 하축
611 ... 하축브래킷
612 ... 돌기봉
613 ... 베어링
62 ... 하가로바
70 ... 세로바
80 ... 상측회전결합부재
90 ... 하측회전결합부재
100 ... 사용자인터페이스
200 ... 광스위칭모듈
210 ... 캠
220 .. 광스위치
221 ... 스위치바디
222, 224 ... 발광체
223. 225 ... 수광체
230 ... 스위치홀더
231 ... 하판
232 ... 상판
233 ... 격벽
240 ... 스프링
250 ... 간격조정나사
251 ... 스프링연결나사
252 ... 가이드나사
260 ... 브래킷
261 ... 가이드공
262 ... 스프링연결돌기
263 ... 돌출편
270 ... 고정바
300 ... 제어기

Claims (7)

1. 모터(21);
   모터(21)의 회전속도를 감속시키는 감속기(22);
   상기 감속기(22)의 회전에 의해 상하로 피벗 운동하는 적어도 하나의 가로바(52, 62);
   상기 감속기(22)의 출력축(220)의 회전각에 따라 형태가 변화되는 지점에 빛을 조사하고, 상기 조사된 빛의 수신 여부에 따라 온 또는 오프되는 광스위칭모듈(200); 및
   상기 광스위칭모듈(200)의 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 상태인가에 따라 상기 모터(21)의 회전을 제어함으로써 상기 적어도 하나의 가로바(52, 62)의 피벗 운동을 제어하는 제어기(300)를 포함하고,
   상기 광스위칭모듈(200)은
   외측 둘레가 함몰구간과 돌출구간으로 이루어진 원판 형태로 감속기(22)의 출력축(220)에 결합되어 회전하는 캠(210); 및
   상기 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 상의 지점에 빛을 조사하고, 상기 조사된 빛이 상기 캠(210)의 돌출구간에 의해 차단되었는가 여부에 따라 온 또는 오프되는 적어도 하나의 광스위치(220)를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 광스위치(220) 중 제 1 광스위치(220)는 상기 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 상기 캠(210)의 제 1 회전한계각 지점에 빛을 조사하고,
   상기 적어도 하나의 광스위치(220) 중 제 2 광스위치(220)는 상기 캠(210)의 돌출구간의 궤적 경로 중 상기 캠(210)의 제 2 회전한계각 지점에 빛을 조사하고,
   상기 캠(210)의 제 1 회전한계각 지점은 상기 적어도 하나의 가로바(52, 62)가 상방으로 피벗 운동 가능한 한계 지점에 대응하고,
   상기 캠(210)의 제 2 회전한계각 지점은 상기 적어도 하나의 가로바(52, 62)가 하방으로 피벗 운동 가능한 한계 지점에 대응하고,
   상기 각 광스위치(220)는
   횡단면 "U"자형의 스위치바디(221);
   상기 스위치바디(221)의 홈 내측 일면에 설치되어 상기 스위치바디(221)의 홈 내측 타면을 향해 빛을 조사하는 제 1 발광체(222); 및
   상기 스위치바디(221)의 홈 내측 타면에 설치되어 상기 제 1 발광체(222)로부터 조사된 빛을 수신하면 온 상태가 되는 제 1 수광체(223)를 포함하고,
   상기 캠(210)이 회전됨에 따라 상기 캠(210)의 돌출구간이 상기 제 1 발광체(222)와 상기 제 1 수광체(223) 사이에 위치하게 될 때에 상기 제 1 발광체(222)로부터 조사된 빛에 대한 상기 제 1 수광체(223)의 수신이 차단되면서 상기 제 1 수광체(223)는 오프 상태가 되고,
   상기 제어기(300)는 상기 제 1 수광체(223)가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 시점에서 상기 모터(21)의 회전을 정지시키고,
   상기 각 광스위치(220)는
   상기 스위치바디(221)의 홈 내측 일면에 설치되어 상기 스위치바디(221)의 홈 내측 타면을 향해 빛을 조사하는 제 2 발광체(224); 및
   상기 스위치바디(221)의 홈 내측 타면에 설치되어 상기 제 2 발광체(224)로부터 조사된 빛을 수신하면 온 상태가 되는 제 2 수광체(225)를 더 포함하고,
   상기 제어기(300)는 상기 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 상기 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이에 기초하여 상기 모터(21)와 상기 감속기(22)의 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 게이트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 광스위치(220)가 부착 결합되는 제 1 스위치홀더(230);
   상기 제 2 광스위치(220)가 부착 결합되는 제 2 스위치홀더(230); 및
   상기 제 1 스위치홀더(230)와 상기 제 2 스위치홀더(230) 각각의 위치가 조정 가능한 구조로 상기 제 1 스위치홀더(230)와 상기 제 2 스위치홀더(230)가 끼움 결합되는 브래킷(260)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기(300)는 상기 제 1 수광체(223)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점과 상기 제 2 수광체(225)의 온 상태에서 오프 상태로의 전환 시점간의 차이로부터 상기 감속기(22)의 회전 속도를 산출하고, 상기 산출된 감속기(22)의 회전 속도가 정상 범위를 벗어나는지 여부에 따라 상기 모터(21)와 상기 감속기(22)의 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 게이트.

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