KR20030084372A - 자동도어 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 출입개구를 갖는 폐루프형상의 프레임과, 상기 프레임 내에서 슬라이딩 이동가능한 미닫이식의 도어를 갖는 자동도어 조립체에 관한 것으로서, 상기 프레임과 상기 도어 사이에 마련되어 상기 프레임에 대해 상기 도어를 슬라이딩 이동시키는 동력전달장치와; 상기 동력전달장치를 작동시키는 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 구동모터에 걸리는 부하를 줄이고 소음을 저감시키면서도 도어를 자동으로 슬라이딩 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 동력전달장치를 갖는 자동도어 조립체가 제공된다.

Description

자동도어 조립체{Auto door assembly}

본 발명은, 자동문에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구동모터에 걸리는 부하를 줄이고 소음을 저감시키면서도 도어를 자동으로 슬라이딩 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 동력전달장치를 갖는 자동도어 조립체에 관한 것이다.

문은 그 개폐방식에 따라 문틀(이하, "프레임"이라 함)에 대해 전후방향으로 개폐되는 여닫이식과 프레임에 대해 판면방향으로 슬라이딩 개폐하는 미닫이식이 있다.

여닫이식의 경우에는 가정집 등의 방문을 포함하여 일반 건물의 출입문 등에 채용되고 있는 반면, 미닫이식의 경우 아파트 등의 베란다문 등에 적용되고 있다.

근자에 들어 산업이 발전하고 생활수준이 향상됨에 따라 미닫이식 문을 자동으로 구현하려는 노력이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 방편중의 하나로 구동모터의 회전력을 타이밍벨트로 전달하여 타이밍벨트에 의해 문이 자동으로 개폐되도록 한 것이 공지되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 방식에 의하면 타이밍벨트가 마모되어 장기간 사용할 수 없기 때문에 일정기간이 지나면 타이밍벨트를 교체해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 정전이 발생하여 구동모터가 작동하지 않을 경우, 수동으로 문을 개폐조작하기가 용이하지 않다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 구동모터에 걸리는 부하를 줄이고 소음을 저감시키면서도 도어를 자동으로 슬라이딩 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 동력전달장치를 갖는 자동도어 조립체를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 정전 등에 의해 구동모터에 전원이 인가되지 않더라도 문의 수동 개폐조작이 용이한 자동도어 조립체를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동도어 조립체의 정면도,

도 2는 도 1의 동력전달장치 영역의 사시도,

도 3은 도 2의 분해사시도,

도 4a 및 도 4b는 각각 다른 각도에서 본 도 3의 부분 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 자동도어 조립체의 제어블럭도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력전달장치 영역의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 프레임 2 : 도어

10 : 동력전달장치 12 : 랙

14 : 피니언 19 : 컨트롤부

20 : 구동부 22 : 구동모터

24 : 웜샤프트 26 : 웜휠

30 : 전달부 34 : 너트

상기 목적은, 본 발명에 따라, 출입개구를 갖는 폐루프형상의 프레임과, 상기 프레임 내에서 슬라이딩 이동가능한 미닫이식의 도어를 갖는 자동도어 조립체에 있어서, 상기 프레임과 상기 도어 사이에 마련되어 상기 프레임에 대해 상기 도어를 슬라이딩 이동시키는 동력전달장치와; 상기 동력전달장치를 작동시키는 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체에 의해 달성된다.

여기서, 상기 구동부는, 정역회전 및 정지각 제어가능한 구동모터와; 상기 구동모터의 구동축에 결합되어 회전가능하며 외측에 나사산이 형성된 웜샤프트와; 상기 웜샤프트에 나사결합되는 웜휠과; 상기 웜휠과 상기 피니언 사이에 마련되어 상기 웜휠에 의한 회전력을 상기 피니언으로 전달하는 전달부를 포함한다.

상기 전달부는, 상기 웜휠의 내부에 이동가능하게 삽입배치되며 나사산이 형성된 일단은 상기 웜휠의 단부로부터 노출되고 타단은 상기 피니언에 결합되는 샤프트축과; 상기 샤프트축의 일단으로 삽입되는 복수의 와셔와; 상기 샤프트축의 일단에 형성된 나사산에 체결 및 체결해제되는 너트와; 상기 각 와셔와 상기 웜휠 사이에 개재되는 복수의 클러치와; 상기 너트와 상기 피니언 사이의 상기 샤프트축에 개재되는 복수의 부시를 포함한다.

상기 샤프트축의 외표면 적어도 일부구간에는 핀블럭이 형성되어 있으며, 상기 피니언과 상기 웜휠 중 적어도 어느 하나의 내면에는 상기 핀블럭에 형상맞춤되는 블록수용부가 형성되어 있다.

상기 구동부의 외측 적어도 일부구간에 배치되는 하우징부재를 더 포함할 수 있다.

상기 컨트롤부에 의해 구동부를 제어하는 구동제어부를 더 포함한다. 이 때, 상기 구동제어부는 상기 구동부의 동작을 로킹 및 로킹해제하는 로킹부를 더 포함한다.

한편, 상기 동력전달장치는, 상기 도어의 슬라이딩 이동방향을 따라 배치되어 있는 볼스크루축과; 상기 볼스크루축의 일측에 마련되어 상기 볼스크루축을 회전시키는 구동부와; 일단은 상기 볼스크루축의 회전가능하게 결합되어 상기 볼스크루축의 길이방향을 따라 이동하고 타단은 상기 도어에 결합되는 가동편으로 구성할 수도 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 일시예에 따른 자동도어 조립체는, 도 1에 도시된 바와 같이, 출입개구를 갖는 사각형상의 프레임(1)과, 프레임(1) 내에 마련되어 프레임(1)의 출입개구를 슬라이딩 개폐하는 도어(2)를 갖는다. 도어(2)의 상면과 프레임(1) 사이에는 자세히 후술할 동력전달장치(10)가 마련되어 있으며, 도어(2)의 하면에는 동력전달장치(10)에 의해 도어(2)를 슬라이딩 이동시키는 구름바퀴(미도시)가 마련되어 있다.

도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 동력전달장치(10, 도 4a 참조)는, 도어(2)의 슬라이딩 이동방향을 따라 도어(2)의 상면에 마련된 랙(12)과, 랙(12)과 치형맞물림되게 결합되는 피니언(14)과, 프레임(1)에 마련되어 피니언(14)을 회전시켜 도어(2)를 슬라이딩 이동시키는 구동부(20)를 갖는다.

구동부(20)의 외측 적어도 일부구간에는 하우징부재(17)가 마련되어 있다. 하우징부재(17)는 후술할 웜샤프트(24), 웜휠(26) 및 전달부(30)의 일부구간을 감싸도록 배치된다. 구동부(20)에는 후술할 컨트롤부(19)에 의해 제어되는 구동제어부(18, 도 5 참조)가 더 마련되어 있다.

구동제어부(18)는 컨트롤부(19)에 의해 후술할 구동모터(22)의 속도를 조절하여 도어(2)의 이동속도를 제어할 뿐만 아니라 구동모터(22)의 회전수를 조절함으로써 도어(2)의 슬라이딩 이동거리가 제어되도록 한다.

예를 들어, 컨트롤부(19)에 의해 구동제어부(18)가 구동모터(22)를 회전시키면, 처음 스타트되는 1단에서는 30％ 정도의 속도에 의해 도어(2)가 20 ㎝의 이동거리를 갖도록 하고, 중반의 2단에서는 100㎝의 속도에 기초하여 도어(2)가 60 ㎝ 이동될 수 있도록 한다. 그리고, 후반의 3단에서는 다시 30％ 정도의 구동모터(22) 속도에 의해 도어(2)가 20 ㎝의 이동거리를 갖도록 세팅할 수 있다.

그러나, 이는 하나의 실시예에 불과할 뿐, 구동제어부(18)에 의해 제어되는 구동모터(22)의 속도 및 도어(2)의 이동거리는 도어(2)의 크기와, 자동도어 조립체의 사용처에 따라 달라질 수 있는 것이다. 또한, 구동제어부(18)는 구동부(20)의 동작을 로킹 및 로킹해제하는 로킹부를 더 포함한다.

동력전달장치(10)는 컨트롤부(19)에 의해 동작한다. 이 때, 컨트롤부(19)는도어(2)나 프레임(1)의 판면에 버튼식의 구조로 채용될 수도 있거니와, 리모콘(Remote control)을 이용할 수도 있다.

구동부(20)는, 구동모터(22)와, 구동모터(22)의 구동축에 결합되어 회전가능하며 외측에 나사산(24a)이 형성된 웜샤프트(24)와, 웜샤프트(24)에 나사결합되는 웜휠(26)과, 웜휠(26)과 피니언(14) 사이에 마련되어 웜휠(26)에 의한 회전력을 피니언(14)으로 전달하는 전달부(30)를 포함한다. 이 때, 구동모터(22)는 정역회전 및 정지각 제어가능한 스태핑모터 등을 사용할 수 있다. 그리고, 이에 더하여 구동모터(22)의 속도를 감속하는 감속기(미도시)를 더 채용할 수 있다. 웜샤프트(24)의 일단에는 베어링(B, 도 4b 참조)이 마련되어 있다.

전달부(30)는, 웜휠(26)의 내부에 이동가능하게 삽입배치되며 나사산이 형성된 일단은 웜휠(26)의 단부로부터 노출되고 타단은 피니언(14)에 결합되는 샤프트축(32)과, 샤프트축(32)의 일단으로 삽입되는 복수의 와셔(33a,33b)와, 샤프트축(32)의 일단에 형성된 나사산(32c)에 체결 및 체결해제되는 너트(34)와, 각 와셔(33a,33b)와 웜휠(26) 사이에 개재되는 복수의 클러치(35a,35b)와, 너트(34)와 피니언(14) 사이의 샤프트축(32)에 개재되는 복수의 부시(36a,36b,36c)를 포함한다. 와셔는 그 위치에 따라 너트(34)에 인접한 평와셔(33a)와, 평와셔에 접촉하는 스프링와셔(33b)를 채용할 수 있다.

본 발명에서는 샤프트축(32)의 일단에 나사산(32c)을 형성하고 그 나사산(32c)에는 너트(34)를 체결하고 있다. 이 때, 너트(34)의 역할은 샤프트축(32)이 웜휠(26)과 피니언(14)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.

그러나, 정전이 되어 컨트롤부(19)에 의해서도 구동모터(22)가 작동하지 않는다면 도어(2)를 수동으로 작동시켜야만 한다. 이때는, 너트(34)를 샤프트축(32)의 나사산(32c)으로부터 체결 해제한 후, 샤프트축(32)을 일방향으로 위치 이동시켜 피니언(14)으로부터 이탈되도록 함으로써 피니언(14)인 자전할 수 있도록 한다. 이러한 상태에서 도어(2)를 미닫이식으로 열거나 닫으면, 도어(2)의 상면에 마련된 랙(12)이 피니언(14)을 정역방향으로 자전시키게 됨으로써 도어(2)는 수동조작이 가능해진다.

샤프트축(32)의 양측 외표면에는 판면으로부터 돌출한 핀블럭(32a,32b)이 형성되어 있다. 그리고, 피니언(14)과 웜휠(26)의 내면에는 핀블럭(32a,32b)에 형상맞춤되는 블록수용부(14a,26a)가 형성되어 있다. 이에, 샤프트축(32)의 양측에 결합된 피니언(14)과 웜휠(26)은 샤프트축(32)에 대해 헛도는 것이 방지된다.

이러한 구성을 갖는 자동도어 조립체를 작동시키는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 컨트롤부(19)를 작동시켜 구동제어부(18)에 의해 구동모터(22)를 작동시킨다. 그러면, 구동모터(22)에 연결된 웜샤프트(24)가 회전을 개시하고, 이에 연결된 웜휠(26) 역시 회전하며, 웜휠(26)의 회전력은 샤프트축(32)을 통해 피니언(14)으로 전달된다.

피니언(14)이 정위치에서 일방향으로 회전하면, 피니언(14)에 치형결합된 랙(12)은 일방향으로 위치이동되면서 도어(2)를 일방향으로 이동시킨다. 여기서, 랙(12)과 피니언(14)의 결합구조에 의하면, 종래의 볼스크루 및 가동편의 결합구조에 비해 소음이 저감될 뿐만 아니라 구동모터(22)에 걸리는 부하를 줄일 수 있게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 도어(2)의 최종 이동거리를 100 ㎝로 세팅해 놓는다면, 구동제어부(18)에 의해 구동모터(22)가 처음 스타트되는 1단에서는 30％ 정도의 속도에 의해 도어(2)가 20 ㎝의 이동거리를 갖도록 하고, 중반의 2단에서는 100㎝의 속도에 기초하여 도어(2)가 60 ㎝ 이동된다. 그리고, 후반의 3단에서는 다시 30％ 정도의 구동모터(22) 속도에 의해 도어(2)가 20 ㎝의 이동거리를 가짐으로써, 도어(2)는 최종적으로 100 ㎝의 이동거리를 갖게 된다.

이와는 반대로, 컨트롤부(19)에 의해 구동모터(22)가 전술한 반대방향으로 회전하도록 하면, 웜샤프트(24), 웜휠(26), 샤프트축(32) 및 피니언(14)으로 전달되는 회전력의 방향 역시 전술한 반대방향을 취한다. 따라서, 피니언(14)에 결합된 랙(12) 역시, 전술한 반대방향으로 이동됨으로서 도어(2)는 전술한 반대 방향으로 이동할 수 있다.

만일, 정전에 의해 구동모터(22)가 작동하지 않는다면, 다음의 방법에 의해 도어(2)를 수동으로 작동시킨다. 즉, 너트(34)를 샤프트축(32)의 나사산으로부터 체결 해제한 후, 샤프트축(32)을 일방향으로 위치 이동시켜 피니언(14)으로부터 이탈되도록 함으로써 피니언(14)인 자전할 수 있도록 한다. 이러한 상태에서 도어(2)를 미닫이식으로 열거나 닫으면, 도어(2)의 상면에 마련된 랙(12)이 피니언(14)을 정역방향으로 자전시키게 됨으로써 도어(2)는 수동조작이 가능해진다.

이와 같이, 본 발명에서는 랙(12)과 피니언(14)의 결합구조를 갖는 동력전달장치(10)를 개시함으로써 구동모터(22)에 걸리는 부하를 줄이고 소음을 저감시키면서도 도어(2)를 자동으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 또한, 그 내구성이 향상되며, 정전 등에 의해 구동모터(22)가 작동하지 않더라도 도어(2)의 수동 개폐조작이 매우 수월하다는 현저한 효과가 있다.

전술한 실시예에서는 샤프트축(32)이 피니언(14)으로부터 이탈되어 피니언(14)이 자전함으로써 도어(2)를 수동으로 열거나 닫을 수 있다고 설명하였다. 그러나, 이러한 방법 외에도 샤프트축(32)의 이동시 웜샤프트(24)와 웜휠(26)간의 나사결합이 해제되도록 함으로써 도어(2)를 수동으로 조작할 수도 있을 것이다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력전달장치 영역의 사시도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동도어 조립체는 도 6에 도시된 바와 같이, 출입개구를 갖는 사각형상의 프레임(미도시)과, 프레임 내에 마련되어 프레임의 출입개구를 슬라이딩 개폐하는 도어(102)와, 도어(102)의 상면과 프레임 사이에 배치되어 도어(102)를 자동으로 슬라이딩 이동시키는 동력전달장치(110)를 갖는다.

동력전달장치(110)는, 프레임과 도어(102) 사이에 도어(102)의 슬라이딩 이동방향을 따라 길게 배치되어 있는 볼스크루축(112)과, 볼스크루축(112)의 일측에 마련되어 볼스크루축(112)을 회전시키는 구동부인 구동모터(122)와, 일단은 볼스크루축(112)의 회전가능하게 결합되고 타단은 도어(102)에 결합되는 가동편(114)을 갖는다.

이에, 도시 않은 컨트롤부에 의해 구동모터(122)를 작동시켜 볼스크루축(112)이 일방향으로 회전하도록 하면, 볼스크루축(112)에 결합된 가동편(114)이 볼스크루축(112)의 길이방향을 따라 이동하면서 예를 들어, 도어(102)가 프레임의 출입개구를 차폐하도록 한다.

이와는 반대로 구동모터(122)에 의해 볼스크루축(112)이 전술한 반대방향으로 회전하면, 볼스크루축(112)에 결합된 가동편(114)이 볼스크루축(112)의 길이방향을 따라 전술한 반대방향으로 이동함에 따라 도어(102)는 프레임의 출입개구를 개방하게 된다.

이와 같이, 도 6에 의한 방법에 의해서도 도어(102)는 원활하게 슬라이딩 이동하면서 프레임의 출입개구를 개폐할 수 있을 뿐만 아니라 그 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 구동모터에 걸리는 부하를 줄이고 소음을 저감시키면서도 도어를 자동으로 슬라이딩 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 동력전달장치를 갖는 자동도어 조립체가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 정전 등에 의해 구동모터에 전원이 인가되지 않더라도 문의 수동 개폐조작이 용이한 자동도어 조립체가 제공된다.

Claims (9)

1. 출입개구를 갖는 폐루프형상의 프레임과, 상기 프레임 내에서 슬라이딩 이동가능한 미닫이식의 도어를 갖는 자동도어 조립체에 있어서,

   상기 프레임과 상기 도어 사이에 마련되어 상기 프레임에 대해 상기 도어를 슬라이딩 이동시키는 동력전달장치와;

   상기 동력전달장치를 작동시키는 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 동력전달장치는,

   상기 도어의 슬라이딩 이동방향을 따라 상기 도어의 일측 연부면에 마련된 랙과;

   상기 랙과 치형맞물림되게 결합되는 피니언과;

   상기 프레임에 마련되어 상기 피니언을 회전시켜 상기 도어를 슬라이딩 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
3. 제2에 있어서,

   상기 구동부는,

   정역회전 및 정지각 제어가능한 구동모터와;

   상기 구동모터의 구동축에 결합되어 회전가능하며 외측에 나사산이 형성된 웜샤프트와;

   상기 웜샤프트에 나사결합되는 웜휠과;

   상기 웜휠과 상기 피니언 사이에 마련되어 상기 웜휠에 의한 회전력을 상기 피니언으로 전달하는 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
4. 제3에 있어서,

   상기 전달부는,

   상기 웜휠의 내부에 이동가능하게 삽입배치되며 나사산이 형성된 일단은 상기 웜휠의 단부로부터 노출되고 타단은 상기 피니언에 결합되는 샤프트축과;

   상기 샤프트축의 일단으로 삽입되는 복수의 와셔와;

   상기 샤프트축의 일단에 형성된 나사산에 체결 및 체결해제되는 너트와;

   상기 각 와셔와 상기 웜휠 사이에 개재되는 복수의 클러치와;

   상기 너트와 상기 피니언 사이의 상기 샤프트축에 개재되는 복수의 부시를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
5. 제4에 있어서,

   상기 샤프트축의 외표면 적어도 일부구간에는 핀블럭이 형성되어 있으며, 상기 피니언과 상기 웜휠 중 적어도 어느 하나의 내면에는 상기 핀블럭에 형상맞춤되는 블록수용부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
6. 제2에 있어서,

   상기 구동부의 외측 적어도 일부구간에 배치되는 하우징부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
7. 제2에 있어서,

   상기 컨트롤부에 의해 구동부를 제어하는 구동제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
8. 제7항에 있어서,

   상기 구동제어부는 상기 구동부의 동작을 로킹 및 로킹해제하는 로킹부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.
9. 제1항에 있어서,

   상기 동력전달장치는,

   상기 도어의 슬라이딩 이동방향을 따라 배치되어 있는 볼스크루축과;

   상기 볼스크루축의 일측에 마련되어 상기 볼스크루축을 회전시키는 구동부와;

   일단은 상기 볼스크루축의 회전가능하게 결합되어 상기 볼스크루축의 길이방향을 따라 이동하고 타단은 상기 도어에 결합되는 가동편을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동도어 조립체.