KR102592170B1 - 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치 - Google Patents

탑차 적재함용 도어 자동개폐장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적재함 후방 모서리 하단면에 구비된 상태에서 도어판을 자동으로 개폐할 수 있는 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치에 관한 것으로서, 탑차의 적재함 후방 모서리 하단면에 고정되는 박스 형상의 하우징, 상기 하우징에 인접 배치되며 로드가 하우징 내부를 출입하는 실린더, 및 상기 로드에 구비되는 랙기어로 이루어지는 기동부; 상기 하우징 내부에 구비되고 상기 적재함의 도어축 하단에 연결되는 구동기어를 포함하며, 상기 구동기어는 상기 랙기어와 연결되는 중개부;상하 양단이 상기 하우징의 벽체에 고정되는 세로지지대를 포함하며, 상기 세로지지대는 상기 랙기어의 배면을 지지하는 보강부; 및 상기 실린더의 작동을 조절하는 제어부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

탑차 적재함용 도어 자동개폐장치{Automatic switchgear for box truck rear door}
본 발명은 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적재함 후방 모서리 하단면에 구비된 상태에서 도어판을 자동으로 개폐할 수 있는 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치에 관한 것이다.
탑차란 수화물 적재의 편의성과 운송의 안전성을 높이기 위해 적재부위에 박스 형상의 적재함이 설치되는 트럭을 말하며, 통상 적재함 후방에는 화물 상하차를 위한 양문형 도어가 구비된다.
온라인 시장과 함께 택배물류의 규모가 날로 성장하고 있으며 더불어, 택배 수하물 운송에 주로 쓰이는 탑차의 수요도 함께 증가하고 있다.
다만, 적재함의 후방 도어판은 무겁고 넓은 면적을 갖는 회전체로서 회전관성이 큰데, 택배배송에서는 도어판을 자주 열고 닫아야 하는 관계로 개폐조작이 번거로우며, 특히 도어판을 개방한 상태로 방치하면 넓은 면적으로 인해 저속의 바람에도 임의로 회전하여 안전사고를 유발하기도 한다.
이에, 개폐의 번거로움을 해소하고 안전사고를 방지하기 위해 도어판을 자동으로 개폐할 수 있고 또한 열려진 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 도어 자동개폐장치들이 소개되고 있다.
일례로, 국내등록특허 제10-2206751호(등록일자: 2021.01.19.)에 소개된 도어 자동 상하 개폐장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더가 적재함 입구에 구비되어 도어판을 자동으로 개폐하는 것을 특징으로 한다.
다만, 실린더가 적재함 내부공간에 배치됨으로써 상하차 작업을 방해할 수 있고, 실린더 작동중 또는 차량 주행중에 실린더와 수하물의 상호간 간섭 또는 충돌로 불측의 파손이 발생할 수 있다.
또 다른 일례로, 국내등록특허 제10-2284767호(등록일자: 2021.07.27.)에 소개된 도어 자동 열림 및 닫힘 유지 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(130)와 스토퍼의 조합을 통해 도어판이 특정 각도 이상으로 개방될 경우 자동으로 열리고 특정 각도 이하에서는 자동으로 닫히며, 수동 조작을 통해 설정된 개방각도가 유지되는 것을 특징으로 한다.
다만, 실린더(130)가 차량 외부에 그대로 노출됨으로써 빗물이나 분진에 의해 내구성이 저하될 수 있으며, 특히 도면에 표시된 실린더(130)의 크기로는 회전관성이 큰 도어판을 안정적으로 개폐할 수 있을지 의문시되며, 이를 해소하기 위해 큰 부피를 갖는 고사양의 실린더(130)를 해당 지점에 설치하는 것은 안전운전을 방해할 소지가 있다.
KR 10-2206751 B1 2021.01.19. KR 10-2284767 B1 2021.07.27. KR 10-1666168 B1 2016.10.07.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 적재함 후방 모서리 하단면에 구비된 상태에서 도어판을 자동으로 개폐할 수 있고 또한 외부 충격력으로부터 내부 구성의 안정성이 담보되는 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치는, 탑차의 적재함 후방 모서리 하단면에 고정되는 박스 형상의 하우징, 상기 하우징에 인접 배치되며 로드가 하우징 내부를 출입하는 실린더, 및 상기 로드에 구비되는 랙기어로 이루어지는 기동부; 상기 하우징 내부에 구비되고 상기 적재함의 도어축 하단에 연결되는 구동기어를 포함하며, 상기 구동기어는 상기 랙기어에 연동되어 회전하는, 중개부; 상하 양단이 상기 하우징의 벽체에 고정되는 세로지지대를 포함하며, 상기 세로지지대는 상기 랙기어의 배면을 지지하는 보강부; 및 상기 실린더의 작동을 조절하는 제어부;로 이루어지고, 상기 중개부에 피니언유닛과 미드기어가 더 포함되며, 상기 피니언유닛은 동일 회전축에 상하로 배치되는 구동피니언과 종동피니언으로 이루어지고, 상기 미드기어는 구동피니언과 구동기어에 치결합되며, 상기 종동피니언은 랙기어와 치결합하고, 상기 세로지지대에 회전가능하게 삽입되는 지지롤이 더 구비되며, 상기 지지롤은 랙기어 배면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명의 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치는, 상기 보강부에 상기 세로지지대와 직교된 상태로 결합하고 양단이 하우징에 고정되는 가로지지대가 구비되고, 상기 가로지지대에는 멈춤쇠와 전자석부재가 구비되며. 상기 전자석부재는 상기 제어부의 신호에 의해 상기 멈춤쇠가 상기 구동피니언의 치열에 선택적으로 걸림고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치는, 상기 하우징 내부에 랙기어의 원위치 복귀시 로드와 랙기어의 경계 지점에 배치되는 리미트 스위치가 더 구비되고, 적재함의 도어 경계부위 상단과 하단에는 장금장치가 더 구비되며, 상기 제어부는 상기 리미트 스위치를 통해 랙기어 복귀를 인지하면, 상기 장금장치를 제어하여 장금장치가 적재함의 도어판에 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치에 의하면, 적재함 후방 모서리 하단면에 구비되어야 하는 공간적 제약하에서 하우징 내부에 구비되는 랙기어와 기어조합을 통해 도어판을 자동으로 개폐할 수 있으므로, 탑차의 이용 편의성이 향상된다.
또한, 본 발명의 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치에 의하면, 지지롤, 세로지지대, 멈춤쇠 및 가로지지대를 통해 외부 충격력으로부터 실린더와 실린더에 연동되는 기어 조합의 안정성이 확보되므로, 도어 자동개폐장치의 내구성이 향상된다.
도 1은 종래기술에 따른 도어 자동 상하 개폐장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 도어 자동 열림 및 닫힘 유지 장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치가 장착된 탑차의 후면을 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치가 장착된 탑차의 후면을 도시한 평면도이다.
도 8은 기존 탑차의 적재함에 구비된 수동식 잠금부재를 도시한 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명은 탑차가 제공하는 공압 또는 유압(이하 ‘동력원’이라 한다)으로 전후진 동작을 생성하는 기동부(10), 복수의 기어조합을 이용해 상기 전후진 동작을 회전동작으로 변환하고 이를 이용하여 탑차의 도어축(b)을 회전시켜 도어판(a)의 개폐 동작이 이루어지도록 하는 중개부(20), 상기 전후진 동작과 회전동작의 안정적 구현을 위해 주요 구성을 지지하는 보강부(30) 및 상기 동력원과 전후진 동작을 조절하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은 앞서 언급한 종래 자동개폐장치가 적재함(A) 내부에 배치되거나 외부에 돌출되게 배치됨으로써 야기되는 문제를 해소하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 적재함(A)의 후방 모서리(e) 하단면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기 구성 요소들을 중심으로 본 발명의 구체적인 내용을 설명하면, 먼저 기동부(10)는 상기 후방 모서리(e) 하단면에 고정되고 상기 중개부(20)와 보강부(30)가 내장되는 박스 형상의 하우징(11), 상기 하우징(11)에 인접 배치되며 로드(121)가 하우징(11) 내부를 출입하는 실린더(12), 및 상기 로드(121)에 구비되는 랙기어(13)로 이루어진다.
상기 하우징(11)은 빗물이나 분진으로부터 내장된 구성(13, 20, 30)을 보호한다. 또한, 상기 구성(13, 20, 30)에는 도어판(a)의 개폐과정에서 큰 부하가 걸리는 바, 견고한 고정을 위해 하우징(11)은 금속 판재로 제작된다.
중개부(20)는 피니언유닛(21), 도어축(b)의 하단에 연결되는 구동기어(22), 상기 피니언유닛(21)과 구동기어(22)에 치결합되는 미드기어(23)로 이루어지며, 상기 기어들(21, 22, 23)의 회전축은 양단이 베어링 부재(f)와 결합된 상태에서 하우징(11) 상하 벽체에 고정된다.
그리고, 상기 피니언유닛(21)은 동일 회전축에 상하로 배치되는 구동피니언(211)과 종동피니언(212)으로 이루어지는데, 상기 종동피니언(212)은 랙기어(13)와 치결합하고 구동피니언(211)은 미드기어(23)와 치결합한다.
상기 종동피니언(212)이 랙기어(13)와 치결합함으로써 로드(121)에 의해 랙기어(13)가 전후진시, 이에 연동하여 구동기어(22)와 도어축(b)이 회전함으로써 도어판 개폐가 이루어지게 된다.
여기서, 피니언유닛(21)이 상하로 배치되는 구동피니언(211)과 종동피니언(212)으로 구성되는 이유는, 도 3에 도시된 바와 같이 랙기어(13)의 전후진시 다른 기어들(22, 23)과의 간섭을 방지하기 위함이다.
또한, 랙기어(13)가 구동기어(22)에 직결되지 않고 피니언유닛(21)과 미드기어(23)를 매개로 연결되는 이유는, 도어축(b)이 후방 모서리(e)에 배치되는 위치적 제약과 랙기어(13)가 전후진시 차량 외부로 돌출되지 않아야 하는 설계적 제한 하에서, 도어판(a)이 소정의 회전범위(0 ~ 270°)를 갖을 수 있도록, 랙기어(13)의 행정길이(L)가 충분히 확보되어야 하기 때문이다.
한편, 제어부를 제외한 본 발명의 구성(10, 20, 30)은 양측 도어판(a)을 개폐할 수 있도록 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 한 쌍이 적재함(A) 폭방향 양단에 각각 구비되는데, 폭방향 양단에 배치된 각 도어축(b)은 도어판(a) 개폐를 위해 상호 반대방향(ω, ω')으로 회전하는 관계로, 양측 구성(10, 20, 30)들은 상호 거울 대칭 구조로 배치된다.
보강부(30)는 상하 양단이 하우징(11)의 벽체에 고정되는 세로지지대(31)를 포함한다.
상기 세로지지대(31)는 랙기어(13)의 전후진시 랙기어(13)와 종동피니언(212)의 안정적 밀착을 위해 랙기어(13)의 배면을 압박 지지한다.
그리고, 안정적 밀착을 위해서는 세로지지대(31)가 랙기어(13) 배면을 강하게 압박하여야 하는데, 이 경우 마찰저항이 커져 실린더(12)의 동력전달 효율이 저하될 수 있는 바, 이를 해소하기 위한 구성으로써 세로지지대(31)에 결합되어 자유회전하는 지지롤(311)이 더 구비되어 상기 지지롤(311)이 랙기어(13) 배면에 밀착되게 할 수 있다.
한편, 앞서 언급한 바와 같이 도어판(a)의 면적이 큰 관계로 바람에 의해 쉽게 회전될 수 있는데, 특히 도어판(a)이 개방된 상태에서 강풍이 도어판(a)에 가해지면 하우징(11)의 내부 구성에 충격력이 가해지게 되고, 이로 인해 실린더(12)나 동력원에 손상이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명에서는 보강부(30)의 추가 구성으로서, 상기 세로지지대(31)와 직교된 상태로 결합하고 양단이 하우징(11)에 고정되는 가로지지대(32)가 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 가로지지대(32)에는 상기 구동피니언(211)의 치열에 선택적으로 걸림고정되는 멈춤쇠(미도시)와 전자석부재(미도시)가 함께 구비된다.
따라서, 구동피니언(211)이 멈춤쇠에 걸림고정된 상태에서는 충격력이 랙기어(13)를 통해 실린더(12)에 전달되는 것이 차단된다.
그리고, 상기 멈춤쇠는 전자석부재의 자력 온/오프를 통해 걸림고정 및 고정해제가 이루어지게 되는데, 제어부가 실린더(12)의 정지나 가동 상태를 파악하여 전자석부재의 자력 온/오프를 결정한다.
한편, 실린더(12) 정지시 멈춤쇠가 구동피니언(211)에 걸림고정되는 구성은 상하차 작업을 위해 도어판(a)을 특정각도로 개방할 때, 해당 각도가 안정적으로 유지되도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 세로지지대(31)와 가로지지대(32)가 직교된 상태로 하우징(11)에 고정됨으로써 기계적 강도 및 강성이 강화되고, 이를 통해 멈춤쇠의 걸림고정이 견고해져, 충격력으로부터 실린더(12)나 동력원을 더욱 안정적으로 보호할 수 있다.
제어부는 앞서 언급한 바와 같이 실린더(12)의 작동과 전자석부재의 자력 온/오프를 조절하는 구성으로서, 통상 콘트롤박스 형식으로 제작되어 운전석 주변의 콘솔 박스 등에 구비된다.
한편, 기존의 탑차 적재함 후면에는 도 8에 도시된 바와 같이 수동식 잠금부재(k)가 구비되는데, 본 발명의 자동개폐장치가 구비된 탑차에서는 운전석에서 바로 도어판(a)을 적정 각도로 개방할 수 있도록 하는 것이 편의성 향상 측면에 바람직하며, 이를 위해선 수동식 잠금부재(k) 없이 자동개폐장치 단독으로 도어의 잠금상태를 유지시킬 수 있어야 한다.
다만, 주행중 고장으로 자동개폐장치의 도어 잠금기능을 상실할 경우 중대한 안전사고를 유발할 수 있는 바, 본 발명에서는 잠금수단(40)이 추가로 구비될 수 있다.
상기 잠금수단(40)은 도 3과 도 6에 도시된 바와 같이 하우징(11) 내부에 구비되는 리미트 스위치(41)와 양 도어의 경계부위 상단과 하단에 각각 구비되는 한 쌍의 장금장치(42)로 이루어진다.
상기 리미트 스위치(41)는 랙기어(13)의 원위치 복귀시 로드(121)와 랙기어(13)의 경계 지점에 배치되어 랙기어(13)의 복귀 여부를 감지하며, 제어부가 리미트 스위치(41)를 통해 랙기어(13) 복귀를 인지하면, 장금장치(42)를 제어하여 장금장치(42)에 구비된 걸쇠(미도시)가 도어판(a)에 걸림고정되도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
10: 기동부
11: 하우징 12: 실린더
121: 로드 13: 랙기어
20: 중개부
21: 피니언유닛 211: 구동피니언
212: 종동피니언 22: 구동기어
23: 미드기어
30: 보강부
31: 세로지지대 311: 지지롤
32: 가로지지대
40: 잠금수단
41: 리미트 스위치 42: 장금장치

Claims (5)

  1. 탑차의 적재함(A) 후방 모서리(e) 하단면에 고정되는 박스 형상의 하우징(11), 상기 하우징(11)에 인접 배치되며 로드(121)가 하우징(11) 내부를 출입하는 실린더(12), 및 상기 로드(121)에 구비되는 랙기어(13)로 이루어지는 기동부(10);
    상기 하우징(11) 내부에 구비되고 상기 적재함(A)의 도어축(b) 하단에 연결되는 구동기어(22)를 포함하며, 상기 구동기어(22)는 상기 랙기어(13)에 연동되어 회전하는, 중개부(20);
    상하 양단이 상기 하우징(11)의 벽체에 고정되는 세로지지대(31)를 포함하며, 상기 세로지지대(31)는 상기 랙기어(13)의 배면을 지지하는 보강부(30); 및
    상기 실린더(12)의 작동을 조절하는 제어부;
    로 이루어지고,
    상기 중개부(20)에는 피니언유닛(21)과 미드기어(23)가 더 포함되며, 상기 피니언유닛(21)은 동일 회전축에 상하로 배치되는 구동피니언(211)과 종동피니언(212)으로 이루어지고, 상기 미드기어(23)는 구동피니언(211)과 구동기어(22)에 치결합되며, 상기 종동피니언(212)은 랙기어(13)와 치결합하고,
    상기 세로지지대(31)에는 회전가능하게 삽입되는 지지롤(311)이 더 구비되며, 상기 지지롤(311)은 랙기어(13) 배면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보강부(30)에는 상기 세로지지대(31)와 직교된 상태로 결합하고 양단이 하우징(11)에 고정되는 가로지지대(32)가 구비되고, 상기 가로지지대(32)에는 멈춤쇠와 전자석부재가 구비되며. 상기 전자석부재는 상기 제어부의 신호에 의해 상기 멈춤쇠가 상기 구동피니언(211)의 치열에 선택적으로 걸림고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(11) 내부에는 랙기어(13)의 원위치 복귀시 로드(121)와 랙기어(13)의 경계 지점에 배치되는 리미트 스위치(41)가 더 구비되고, 적재함(A)의 도어 경계부위 상단과 하단에는 장금장치(42)가 더 구비되며, 상기 제어부는 상기 리미트 스위치(41)를 통해 랙기어(13) 복귀를 인지하면, 상기 장금장치(42)를 제어하여 장금장치(42)가 적재함(A)의 도어판(a)에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 탑차 적재함용 도어 자동개폐장치.
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