KR20030041665A - 자동여닫이문용 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동여닫이문용 구동장치에 관한 것으로 안팎으로 여닫히는 여닫이문을 자동으로 개폐할 수 있게 하는 것으로서, 본 발명의 자동 여닫이문의 구동장치는, 도어의 하부 한쪽이 문을 문틀에 지지하는 수동적 힌지부로 이루어지고, 상부에는 도어를 여닫이식으로 개폐 구동하기 위해 문틀 프레임의 일측에 매입 설치된 도어 회동용 구동기구를 구비한 자동 여닫이문용 구동장치에 있어서, 상기 도어 구동 기구는, 문틀로부터 은폐된 위치에서 문에 회전력을 제공하는 구동모터와; 상기 구동모터로부터 회전력을 전달받는 웜기어와; 상기 웜기어의 웜휠 내의 단턱부에 문의 자중 방향으로 걸림 및 마찰 결합되도록 플랜지부를 가지고, 상기 웜기어의 회동에 연동하여 회전되도록 상기 웜기어의 구동축과 동축으로 배열된 전동축을 포함하여, 종래의 피구동체와 구동원 간의 직접 구동식 동력전달체계의 외부충격흡수 능력의 결손에 기인하여 출입자가 부상을 입을 우려를 해소하였다.

Description

자동여닫이문용 구동장치{Driving device for auto door}

본 발명은 자동여닫이문용 구동장치에 관한 것으로서, 특히 종래의 피구동체와 구동원 간의 직접 구동식 동력전달체계의 외부충격흡수 능력의 결손에 기인하여 출입자가 부상을 입을 우려를 삭제한, 마찰 클러치 구동식 동력전달체계를 적용한 자동여닫이문용 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 여닫이문은 안팎으로 여닫히며, 주요 구성요소는 문을 지지하는 문틀(2)과 이 문틀(2)에 문(1)을 지지하기 위한 지지부로 이루어져 문틀에서 문이 회전되는 구조로 구성된다. 문(1)을 문틀(2)에 회전 가능하게 지지시키는 부분은 문틀(2)에 문(1)을 고정하는 고정점이 되는 힌지부(3)로서 이 힌지부(3)는 문(1)과 문틀(2)이 닿는 상하부에 구성되어 문(1)을 회전 가능하게 문틀에 지지시키는 부분이 된다. 따라서 문을 밀거나 당기면 문은 이 힌지부(3)를 축으로 돌아 출입구를 열거나 닫는 반복 동작을 나타낸다.

이와 같은 힌지 회전 중심형 여닫이문은, 여닫이 문(1)을 지지하는 문틀(2)에 문(1)을 회전 가능하게 상하측 힌지부(3)로 지지하여 여닫이문을 문틀(2) 중심으로 회전 구조로 만들고 한쪽 힌지축 중심에 회전 구동력을 제공하여 문(2)을 회전시키는 구조를 나타내며, 문(1)의 위치검출소자(S1 내지 S4, 도 4 참조)를 주변구성 요소로 포함하여 힌지부(3)를 돌리는 구동모터(5)를 제어하는 구조로 되어있다.

이러한 여닫이문은, 상 하부 어느 한쪽이 문(1)을 문틀(2)에 지지하는 수동적 힌지부(3)로 이루어지고, 여기서 선택된 힌지부(3)의 상대측 힌지부는 문을 회전 시키는 구동부(4)로 이루어지며, 이 구동부(4)는 문틀(2)로부터 은폐된 위치에서 문에 회전력을 제공하는 구동모터(5), 구동모터(5)의 축(6)을 문(1)에 연결하여 결합하고, 축(6) 중심으로 생기는 회전력을 문(1)으로 전달하기 위해 문의 프레임(7)에 부가되어 서포터(9)에 의해 프레임(7)에 고정된 빔스트럭쳐(8), 구동모터(5)와 문(1) 그리고 빔스트럭쳐(8) 간 결합을 구동모터(5)의 축(6) 중심 회전 결합으로 있게 하는 지지부를 포함한다.

그리고, 구동부(4)는 위치적으로 문(1)을 지지하기 위해 문틀(2)의 하부측 프레임(7)에 두며, 지지부는 문틀(2)과 축(6)간 회전 마찰을 소거 시키기 위해 축(6)에 회전 부시(10)를 장착 시키고, 회전 부시(10)를 지지하고 축(6)을 통해 전달되는 수직 하중을 지지하기 위해 스러스트베어링(11)을 장착 하였으며, 회전 부시(10)와 스러스트베어링(11) 사이에 완충부시를 부가적으로 설치할 수 있다(도 1 내지 도 3 참조).

문(1)의 위치검출소자(S1 내지 S4)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 힌지부(3) 및 축(6) 중심으로 돌아가는 문(1)의 위치를 안팎에서 검출하기 위해 문의 상 하부 위치에 설정하여 문(1)의 개폐 시기를 검출하는 검출센서(S1~S4)와, 그리고 구동모터(5)의 축(6) 회전량에 따라 나타나는문(1)의 섹터량을 제어하기 위해 구동모터(5)의 정역 회전을 제어하는 검출센서(S5)를 구동모터 주변부에 배치하여검출된 신호를 컨트롤러로 보내 문(1)의 개폐 시기 및 구동모터(5)의 회전을 제어하도록 구성한다.

이와 같이 구성된 종래의 여닫이문은, 도 1과 같이 문(1)의 상단부를 문을 지지하는 힌지부(3)로 구성하고, 문(1)의 하부는 문을 자동으로 회전시켜 움직일 수 있는 구동부(4)로 구성함으로써, 문(1)의 회전 시기와 회전 각도를 자동으로 조절할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 구동모터에 직결식으로 문이 연결되어 있어, 구동모터의 작동 중에 문을 통하는 출입자가 손으로 미는 등의 외력이 가해지면, 이 외력이 그대로 구동모터에 가해져, 구동모터에 과대한 부하가 발생함으로써, 구동모터의 신뢰성을 해치는 단점을 내포하고 있다.

다시 말해서, 기존 동력원인 모터의 구동축과 문 간의 동력전달체계가 직접 구동식으로 일체로 결합되어 있어, 외부의 충격 흡수가 용이하지 않음으로써, 출입자가 문의 충격을 그대로 전가받아 부상을 입을 우려가 다분하였다.

또한, 문의 개폐작동 시, 개폐에 대한 초기 구동력이 과다하게 소요될 때를 대비하여 구동모터의 설정 마력수를 크게 해야만 하는 등의 연유로, 대형의 구동모터가 설치되는 공간을 확보해야만 설치가 가능하게 되는 불편함을 내포하고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 종래의 피구동체(문)와 구동원(구동모터) 간의 직접 구동식 동력전달체계의 외부충격흡수 능력의 결손에 기인하여 출입자가 부상을 입을 우려를 삭제한, 마찰 클러치 구동식 동력전달체계를 적용한 자동여닫이문용 구동장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 여닫이문 구조를 보인 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 자동 여닫이문의 요부 상세도.

도 3은 본 발명에 따른 요부 종단면도.

도 4는 본 발명의 여닫이문 구동부를 보인 것으로 여닫이문의 동작 상태를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 문틀에 고정된 자동여닫이문의 구동장치의 사시도.

도 6는 본 발명에 따른 자동여닫이문의 구동장치의 사시도.

도 7은 도 5의 선 A-A에 따른 본 발명의 구동장치의 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 문 2 : 문틀

3 : 힌지부 4 : 구동부

5 : 구동모터 6 : 축

7 : 프레임 8 : 빔스트럭쳐

9 : 서포터 10 : 회전부시

11 : 스러스트베어링 20 : 웜기어

30 : 전동축 40 : 압축스프링

50 : 탭 보울트 60 : 회전센서

이를 실현하기 위해 본 발명은, 도어의 하부 한쪽이 문을 문틀에 지지하는 수동적 힌지부로 이루어지고, 상부에는 도어를 여닫이식으로 개폐 구동하기 위해 문틀 프레임의 일측에 매입 설치된 도어 회동용 구동기구를 구비한 자동 여닫이문용 구동장치에 있어서, 상기 도어 구동 기구는, 문틀로부터 은폐된 위치에서 문에 회전력을 제공하는 구동모터와; 상기 구동모터로부터 회전력을 전달받는 웜기어와; 상기 웜기어의 웜휠 내의 단턱부에 문의 자중 방향으로 걸림 및 마찰 결합되도록 플랜지부를 가지고, 상기 웜기어의 회동에 연동하여 회전되도록 상기 웜기어의 구동축과 동축으로 배열된 전동축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 문틀에 고정된 자동여닫이문의 구동장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 자동여닫이문의 구동장치의 사시도이며, 도 7은 도 5의 선 A-A에 따른 본 발명의 구동장치의 종단면도이다.

먼저, 본 발명은, 도어의 하부 한쪽이 문을 문틀에 지지하는 수동적 힌지부로 이루어지고, 상부 한쪽에는 도어를 여닫이식으로 개폐 구동하기 위해 문틀 프레임의 일측에 매입 설치된 도어 회동용 구동기구를 포함한다.

여기에서, 상기 도어 회동용 구동기구의 구동모터(5)는, 가급적 문(1)의 하부 바닥 또는 문틀(2) 상측의 일부 공간을 선정하여 바닥에 보이지 않게 설치된다.

여기에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상측 문틀(2)의 하부면에는 후술하는 전동축(30)의 설치 편의를 도모하기 위한 슬롯(2a)이 형성되어 있다.

또, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(5)의 회전축(20a)은 웜으로 이루어져 있다.

또한, 상기 구동모터(5)의 회전축(20a)에는, 상기 구동모터(5)로부터 회전력을 전달받도록 웜(20a)과 웜휠(20b)로 이루어진 웜기어(20)가 본체(100) 내부에 회전 가능하게 지지되어 있다.

또, 상기 웜(20a)과 함께 웜기어(20)를 이루는 웜휠(20b)의 돌출부(20c) 내측에는, 상기 웜휠(20b)의 회전중심측에 계합되어, 상기 웜기어의 회동에 연동하여 회전되는 전동축(20)이 상기 웜휠(20b)의 구동축선과 동축상으로 배열되어 있다.

또한, 상기 전동축(30)은 상기 웜기어(20)의 웜휠(20b) 내의 단턱부(20d)에 문의 자중 방향으로 걸림 및 마찰 결합되도록 플랜지부(30a)를 가지고, 상기 웜휠(20b)의 회동에 연동하여 회전되도록 상기 웜휠(20)의 구동축선과 동축으로 배열되어 있다.

여기에서, 상기 전동축(30)의 플랜지부(30a)와 상기 웜휠(20b)의 단턱부(20d)와의 결합은, 상기 웜휠(20b)에 탭보울트(50)에 의해 그 탄성력이 조정 가능하게 가압 지지된 스프링(40)을 매개로, 탄성 가압되어 마찰 결합되는 마찰력에 기인한 마찰 클러치의 결합으로 이루어진다.

또, 상기 웜휠(20b)은, 문(1)에 연결하여 결합하고 문의 회동축 중심으로 생기는 상기 회전력을 문(1)으로 전달하기 위해 문(1)의 상부 프레임의 내측에 고정 배치되는 빔스트럭쳐(8)의 일단부에 상기 전동축(30)을 매개로 축결합되어 있다.

또한, 상기 웜휠(20b)의 내측 단턱부(20d)에 마찰 접촉되어 소정치 미끄럼 회동되는 전동축(30)에는, 상기 문(1)의 회전에 연동하는 빔스트럭쳐(8)의 회전량을 감지하여, 문(1)의 회전량을 검출하는 회전 센서(60)가 일단부에 축결합되어 있다.

또한, 상기 마찰 클러치 결합은 상기 웜휠(20b) 하단의 내측 단턱부와, 상기 전동축(30) 중앙측의 플랜지부(30a)의 상호 대면하는 면들의 당접으로 이루어지고, 이러한 당접은 상기 웜휠(20b)에 내장된 압축 스프링(40)에 의해 가압되어 이루어진다.

한편, 예시하지 않은 도면 참조 부호 중, 부호 (11)는 구동축 중심으로 생기는 문(1)의 하중이 작용할 때, 축하중에 의한 기계적 마모나 회전 구속을 규제하도록 요소 사이에 개재된 스러스트 베어링이고, 부호 (70)는 상기 웜휠에 마찰 연동하는 전동축(30)과 빔스트럭쳐(8)를 문에 지지하도록 문(1)의 상부에 결합 고정되는 결합블록이고, 부호 (80)는 상기 회전 센서의 설치 공간을 확보함과 아울러, 상기 구동축을 이루는 요소들을 지지하기 위한 지지부재이다.

다음에, 상기한 구성요소를 중심으로 본 발명의 작동을 설명한다.

먼저, 출입자가 문을 통한 출입을 위해 문틀의 상부에 설치된 물체감지센서(통상, 광센서를 채용함)에 의해 출입자를 감지한다.

이어서, 상기 감지된 신호를 기초로 콘트롤러에서 문을 개방하기 위해 상기 구동모터(5)를 가동하기 위한 전력을 송출한다.

이때, 문(1)은 문틀(2) 또는 문의 상부 구조물을 힌지회동 지지점으로하여 회동하게 된다.

여기에서, 기구적으로는 구동모터(5)가 돌면 그 회전력은 웜(20a)과 웜휠(20b)로 이루어지는 웜기어(20)가 연동하여 회전하게 된다.

또, 상기 웜기어(20)가 회전하게 되면, 상기 웜휠(20b)의 돌출부(20c) 내에 수용되어 있는, 상기 플랜지(30a) 붙이 전동축(30)이 웜휠(20b)와의 가압 마찰력에 의해 전동되게 된다.

이때, 상기 전동축(30)의 하단의 단면이 6각형인 6각부(60b)로 인해, 상기 6각부(60b)를 수용하기 위한 6각 단면형 수용부(8a)가 구비된 빔스트럭쳐(8)가 연동 회전하게 된다.

또한, 상기 웜휠(20b)의 단턱부(20d)와 가압 마찰 접촉된 전동축(30)의 플랜지부(30a)에 의해 가압된 마찰력 작용으로 인해, 상기 전동축(30)이 회전되면, 상기 전동축(30)의 6각부(30b)가 결합되는 수용부(8a)를 가지는 빔스트럭쳐(8)이 회전하게 된다.

또, 상기 빔스트럭쳐(8)가 회전되면, 빔스트럭쳐(8)와 결합된 상기 문이 회전 개폐하게 되는 것이다.

여기에서, 문(1)의 하단부에는 빔스트럭쳐(8)가 수평방향으로 길게 구조물로자리잡고 있으면서 그 단부가 구동모터(5)의 웜휠, 전동축에 의해 구성되는 구동축에 결합되어 있기 때문에, 구동모터(5)의 회전력이 빔스트럭쳐(8)를 통해 문(1)의 상단부 전 영역에 걸쳐서 고른 회전력이 발생되게 된다.

다시 말해서, 구동모터(5)의 회전력이 상기한 구동축을 통해 직접적으로 문(1)을 회동시키는 것이 아니고, 상기 구동축이 빔스트럭쳐(8)에 회전력을 전달함으로서 문(1)의 하단부에 자리잡은 빔스트럭쳐(8)를 통해 구동모터(5)의 회전력이 문(1)에 전달되는 마찰 클러치식 동력전달 형태이기 때문에 회전 부하가 거의 걸리지 않게 되는 것이다.

이는 빔스트럭쳐(외팔보의 형태)에 의한 지렛대 원리와 유사한 것으로 문(1)을 회전 시킬 때 드는 힘이 적어지는 결과로 나타나기 때문에 소형의 구동모터(5) 사용으로도 무게가 많이 나가는 문(1)의 회전을 충분히 여력으로 회전시킬 수 있게 하는 작용을 하게된다.

이에 더하여, 구동축이 직결 구동하는 일체형이 아닌 마찰 클러치식으로 구동함으로써, 구동모터(5)의 작동 중에 외력에 의해 구동모터(5)가 역동작하게 되어 과도한 부하가 걸리는 것을 방지함과 아울러, 설정치 내에서 출입자에 의한 의도치 않은 구동모터(5)의 역작용에 기인한 반작용에 기인한 출입자의 충돌을 방지함으로써, 출입자의 부상 발생을 저지할 수 있는 등의 작용을 하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 여닫이문을 자동으로 개폐함에 있어, 외력에 의한 구동모터의 역동작을 방지함과 동시에, 회전 센서에 의해 문의 회전량을 감지할 수 있도록 함으로써, 여닫이문의 사용 신뢰성 및 편의성을 향상시키고, 또 여닫이문의 회전축 중심으로 설치되어 기존의 여닫이문에 간단하게 설치될 수 있으며 시공이 간편하고, 외부 노출 구조물 없이 단순화된 구동장치의 구성을 통해 외관이 간결하고 단순화된 자동 여닫이문을 만들 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (4)

1. 도어의 하부 한쪽이 문을 문틀에 지지하는 수동적 힌지부로 이루어지고, 상부에는 도어를 여닫이식으로 개폐 구동하기 위해 문틀 프레임의 일측에 매입 설치된 도어 회동용 구동기구를 구비한 자동 여닫이문용 구동장치에 있어서,

   상기 도어 구동 기구는,

   문틀로부터 은폐된 위치에서 문에 회전력을 제공하는 구동모터와;

   상기 구동모터로부터 회전력을 전달받는 웜기어와;

   상기 웜기어의 웜휠 내의 단턱부에 문의 자중 방향으로 걸림 및 마찰 결합되도록 플랜지부를 가지고, 상기 웜기어의 회동에 연동하여 회전되도록 상기 웜기어의 구동축과 동축으로 배열된 전동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 여닫이문용 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전동축의 플랜지부와 상기 웜휠의 단턱부와의 결합은, 상기 웜휠에 가압 지지된 스프링을 매개로 탄성 가압되어 마찰 결합되는 마찰력에 기인한 마찰 클러치의 결합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 여닫이문용 구동장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 웜휠은, 문에 연결하여 결합하고 축 중심으로 생기는 상기 회전력을 문으로 전달하기 위해 문의 프레임의 내측에 고정 배치되는 빔스트럭쳐의 일단부에 상기 전동축을 매개로 축결합된 것을 특징으로 하는 자동 여닫이문용 구동장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 웜휠의 내측 단턱부에 마찰 접촉되어 소정치 미끄럼 회동되는 전동축에는, 상기 문의 회전에 연동하는 빔 스트럭쳐의 회전량을 감지하여, 문의 회전량을 검출하는 회전 센서가 일단부에 축결합된 것을 특징으로 하는 자동 여닫이문용 구동장치.