KR20040090715A - 미끄럼 이동식 구동 기구를 구비하는 전기적 드롭 볼트 - Google Patents

Abstract

사용시 출입문 프레임 내로 장착되는 하우징을 가지는 전기 모터 구동식 드롭 볼트가 있고, 상기 하우징은 작동 위치에 배치된 케이지 내에 설치되는 기계적 구동 장치에 의해 피봇되는 볼트를 가진다. 상기 볼트는 프레임 내부로 상기 문과 연합되는 구멍에 결합하기 위해 상기 하우징의 외측으로 연장할 수 있는 잠금 상태 및 볼트가 상기 구멍으로부터 확실히 해제되는 잠금 해제 상태 사이에서 피봇한다. 상기 기계적 구동 장치는 롤러 너트를 길이 방향을 따라 이동시키기 위해 전기 모터에 의해 회전 가능한 스크루 샤프트를 포함하며, 캠 면을 상기 볼트에 결합시킨다. 상기 케이지는 상기 작동 위치로부터 해제 위치까지 하우징 내에서 미끄러질 수 있으며, 그에 따라 볼트는 상기 기계적 구동 장치의 작동 없이 잠금 장치의 고장시 안전 작동을 얻기 위해 상기 잠금 상태로부터 상기 잠금 해제 상태로 이동 가능하다.

Description

미끄럼 이동식 구동 기구를 구비하는 전기적 드롭 볼트 {AN ELECTRIC DROP BOLT WITH SLIDABLE DRIVE MECHANISM}

본 발명은 보안 잠금 장치(security locks)에 관한 것이다. 더 상세하게는, 비록 독점적인 것은 아니지만, 사용자가 선택할 수 있는 파워 투 오픈(power-to-open) 또는 파워 투 락(power-to-lock) 변환을 포함하는 개선된 전기 모터 구동식 드롭 볼트(improved electric motor driven drop bolt)를 개시한다.

드롭 볼트의 목적은 문 또는 이동식 배리어(barrier)를 위한 은폐된 잠금 장치(concealed lock)를 제공하는 것이다. 선행 기술에 속하는 장치에 있어, 솔레노이드는 볼트를 출입문 프레임으로부터 문의 엣지에 설치되는 스트라이크 판(strike plate) 내로 축선을 따라 이동시킨다. 스트라이크 판은 상기 볼트를 축선 방향으로 수용하도록 치수화된 구멍을 가지며, 이로 인해 볼트가 일단 제 위치를 잡게 되면 문은 효과적으로 잠기게 된다. 이러한 장치는 문이 잠겨 있을 때 상기 설비의 은폐 뿐 아니라 일반적으로 보안이 요구되는 곳에 사용된다.

그러나, 상기 장치는 일반적인 사용에 있어서 여러 가지 문제점이 있다. 만약 문의 프레임 상에 어떠한 부정합(misalignment)이 있는 경우에, 볼트는 구멍에 자리잡기 보다 오히려 스트라이크 판을 가격하게 될 것이다. 비록 몇 몇 시스템에서, 볼트는 제한된 시간동안 작동되지만, 만약 스트라이크 판 구멍이 상기 볼트와 정확하게 정렬되어 있다면 문은 계속 잠겨있게 될 것이다. 잠긴 문을 해제하는 것과 관련된 추가적인 문제가 있다. 예를 들어, 공기 압력차, 문을 여는 압력차 또는 문의 뒤틀림 등으로부터 어떠한 측압력이 가해지면 잠금 장치는 움직이지 않게된다. 이러한 경우에, 볼트는 구멍에 꽉 끼이게 되어 상대적으로 약한 솔레노이드의 인력으로는 해제시킬 수 없다. 또한, 심지어 방해받지 않는 정상적인 작동 동안에도 축선 방향으로 이동하는 볼트가 잠금 구멍 내부로 또는 잠금 구멍 외부로 미끄러지도록 하기 위해 솔레노이드 시스템에서는 전력이 과도하게 요구된다. 비록 출원인의 동시 출원 계류중인 오스트레일리아 특허 출원 번호 제 66599/00 호에 전기 모터에 의해 회전 가능한 스크루 샤프트를 포함하는 잠금 장치용 구동 장치로서 더 직접적이고 전력 효율적이며 롤러 너트가 상기 샤프트를 따라 이동하고 캠 면을 피봇 볼트에 결합시키는 구동 장치를 개시하고 있지만, 이러한 기구 역시 단점을 가지고 있다. 고장시 안전 작동(fail safe operation)을 위해 볼트는 해제된 위치까지 스프링 바이어싱되고, 구동 기구는 캠 면으로부터 상기 너트를 해제하기 위해 역시 잠금 장치 하우징 내에서 피봇되는 케이지에 장착된다. 이러한 배열은 케이지의 피봇 이동을 수용하기 위해 하우징 내에 과도한 깊이를 요구한다. 또한, 볼트로부터 롤러 너트를 해제하는 동안, 구동 기구가 동조되지 않거나 움직이지 않게 될 가능성이 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 상기 언급된 단점을 개선하는 것이며, 따라서 사용자가 선택 가능한 파워-투-오픈 및 파워-투-락 변환을 포함하는 드롭 볼트가 문 또는 다른 이동식 배리어의 안전 조치를 위해 개시되며, 드롭 볼트는 사용시 상기 문 또는 다른 이동 가능한 배리어를 위한 프레임 내로 장착될 수 있는 하우징을 가지며, 상기 하우징은 작동 위치에서 케이지 내에 설치될 때 전기 모터 구동식 기계적 구동 장치에 의해 피봇되는 볼트를 가지고, 상기 볼트는 상기 문 또는 다른 이동식 배리어와 연합되는 구멍에 결합하기 위해 상기 하우징의 외측으로 연장할 수 있는 잠금 상태 및 볼트가 상기 구멍으로부터 확실히 해제되는 잠금 해제 상태 사이에서 피봇하고, 상기 기계적 구동 장치는 롤러 너트를 길이 방향을 따라 이동시키기 위해 전기 모터에 의해 회전 가능한 스크루 샤프트를 포함하며, 캠 면을 상기 볼트에 결합시키고 상기 케이지는 상기 작동 위치로부터 해제 위치까지 하우징 내에서 미끄러질 수 있으며, 그에 따라 볼트는 상기 기계적 구동 장치의 작동 없이 잠금 장치의 고장시 안전 작동을 얻기 위해 상기 잠금 상태로부터 상기 잠금 해제 상태로 이동 가능하다.

잠금 장치의 사용시, 바람직하게는 하우징은 출입문 프레임의 표면 내에 설치되는 면판을 포함하는 한편, 상기 면판 뒤에 위치되고 실질적으로 면판에 평행한 방향으로 미끄러질 수 있는 케이지를 포함한다.

상기 잠금 장치의 고장시 안전 작동 동안, 롤러 너트가 상기 캠 면에 결합된 상태로 유지되는 것이 더 바람직하다.

볼트의 상기 구멍에의 결합을 용이하게 하기 위하여 볼트는 롤러를 포함하는 것 이 더 바람직하다.

상기 구멍은 상기 문의 엣지 내로 설치되는 스트라이크 판 내에 테이퍼형 슬롯을 포함하는 것이 더 바람직하다.

도 1은 걸린 상태의 잠금 장치의 단면도.

도 1a는 도 1에 도시된 잠금 장치의 부분 상세도.

도 2는 걸리지 않은 상태의 잠금 장치를 나타내는 도 1에 유사한 도면.

도 2a는 도 2에 도시된 잠금 장치의 부분 상세도.

도 3은 도 1 및 도 2의 잠금 장치와 함께 사용하기 위한 문의 스트라이크 판의 바람직한 형태의 평면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1 : 하우징 1A : 면판

2 : 볼트 3 : 핀

4 : 전기 모터 5 : 스크류 샤프트

6 : 감속 기어 7 : 롤러 너트

9 : 케이지 11 : 솔레노이드

13 : 래칭판 21 : 홀 효과 스위치

일반적으로 본 발명의 바람직한 형태가 첨부된 도면을 참조하여 설명되어질것이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 외부와 접하는 면판(1a)과 함께 출입구 프레임 내에 장착되기 위해 적용되는 하우징(1)을 포함하는 전기적 잠금 장치(electric lock)를 도시한다. 하우징은 볼트(2)를 구비하며, 상기 볼트가 프레임으로부터 연장된 상태인 도 1에 도시된 잠금 상태(locking configuration) 및 볼트가 실질적으로 하우징 내에 위치하는 잠금 해제 상태(unlocked configuration) 사이에서 이동할 수 있도록 상기 볼트는 핀(3)에 대해 피봇된다. 볼트를 위한 기계적 구동 어셈블리는 감속 기어(6)를 통해 스크루 샤프트(screw shaft)(5)를 회전시키는 전기 모터(4)를 포함한다. 상기 샤프트가 모터에 의해 회전할 때, 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 이동하는 롤러 너트(roller nut)(7)가 상기 스크루 샤프트(5)에 장착된다. 롤러 너트(7)는 볼트(2)의 일부로서 형성되는 폐쇄 캠 면(closed cam surface)(8)에 결합한다. 기계적 구동 어셈블리가 도 1에서 도시된 일반적인 작동 위치에 있을 때, 롤러 너트는 문의 잠금 및 잠금 해제의 일반적인 기능을 수행하기 위하여, 모터 회전 방향에 따라 도 1에 도시된 것과 같이 스크루 샤프트(5)의 왼쪽 단부 또는 스크루 샤프트(5)의 오른쪽 단부(도시되지 않음)로 이동한다.

고장시 안전 작동을 제공하기 위하여, 상기 구동 어셈블리는 도 1에 도시된 상기 작동 위치로부터 도 2에 도시된 결합 해제 위치까지 상기 하우징 내에서 우측으로 미끄러질 수 있는 케이지(9)에 장착된다. 바람직하게는, 케이지(9)와 구동 어셈블리는 화살표(A)에 의해 지시된 것처럼 면판에 평행한 방향을 따라 미끄러진다. 또한, 솔레노이드(11)는 하우징 내부에서 도 1a 및 도 2a에 의해 상세하게 도시되는 것과 같은 위치에 고정된다. 에너지가 가해지면, 솔레노이드는 도 1에 도시된 작동 위치에 케이지(9)를 유지시키는 래치 레버(latch lever)(12)를 작동시킨다. 잠금 장치가 결합됨으로써, 솔레노이드(11)가 상기 위치를 유지하기 위해 최소한의 전력만을 필요로 하게 된다. 고장시 안전 작동 기능을 위해, 솔레노이드(11)로부터 전력이 제거된다. 이것은 샤프트(5) 및 롤러 너트(7)와 함께 케이지(9)(즉, 기계적 구동 어셈블리)를 스프링(20)의 바이어스(bias)에 의해 도 2 및 도 2a에서 도시된 결합 해제 위치까지 미끄러지도록 해방시켜, 기계적 구동 어셈블리의 작동 없이 상기 잠금 해제 상태로 볼트(2)를 피봇시킨다.

또한, 솔레노이드 전력이 없을 경우 케이지(9)를 작동 위치에 유지시키며 솔레노이드에 에너지가 가해졌을 때 케이지를 해제시키기 위해 도시된 위치로부터 180도 회전될 수 있는 래칭판(13)이 있다. 이로 인해, 솔레노이드(11)가 외부 배터리로부터 펄스를 인가 받을 때 케이지(9)를 자유롭게 하는 비상 기능(emergency function)을 유지하면서, 고장시 안전 모드에서 잠금 장치가 작동할 수 있다. 이러한 비상 열림 기능은 종래의 솔레노이드 작동 드롭 볼트(drop bolt)에서는 없던 것이다.

잠금 기구(locking mechanism)를 더 강화하기 위하여, 위에서 언급된 것처럼 바람직하게는 볼트(2)에는 롤러(14)가 부착되며 도어 스트라이크(door strike)(15)(도 3에 도시됨)에는 테이퍼형 슬롯(16)이 형성된다. 이로 인해 볼트(2)는 가장 넓은 지점(17)으로 구멍에 들어가고 이후, 폭이 좁은 잠금 단부(18)로 굴러간다. 따라서, 상기 슬롯 내의 롤러 볼트의 작용이 문을 올바른위치에 정렬시키기 때문에, 문의 위치는 종래 기술의 드롭 볼트 기구보다 덜 중요하다. 슬롯의 모양 및 롤러는 문이 하중을 받을 때, 볼트의 해제를 더 용이하게 한다.

스트라이크 판(15)이 리드(reed)의 작동 지점(activation point)에 인접하여 위치하는 은폐된 자석(concealed magnetic)(19) 또는 홀 효과 스위치(hall effect switch)(21)를 가지며 이에 따라, 문이 닫힐 때 스위치가 작동되는 것도 바람직하다. 이것은 모터(4) 및 구동 시스템에 전원을 가해 상기 볼트가 잠금 위치로 회전하게 한다. 이러한 실시예에는, 상기 구동 잠금 어셈블리의 이동을 양 방향으로 제한하기 위해 롤러 너트(7)와 함께 이동하는 센서 바아(sensing bar)(도시되지 않음)도 있다.

바람직하게는, 잠금 상태 및 잠금 해제 상태가 접근 제어 시스템(access control system)에 의해 제어될 수 있도록 볼트(2)의 위치를 감지하기 위한 잠금 장치용 전자 기술이 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 개시된 실시예의 형태로 적어도 드롭 볼트 잠금 장치에 있어 새롭고 유용한 진보를 제공한다. 종래 기술과 비교한 이점은 다음과 같다 :

테이퍼형 면판 구멍 및 피봇하는 롤러 볼트의 상호 작용은 문이 잠금 위치에 위치하는 것을 도우며,

작동 기구는 감속 기어 및 스크루 샤프트의 사용으로 볼트에 더 큰 구동력을 제공함과 동시에, 솔레노이드 작동식 왕복 볼트 시스템(solenoid operatedreciprocating bolt system) 보다 더 적은 전류를 요구하고,

파워 투 오픈 또는 파워 투 락 모드에서 이용 가능한 비상 해제 기능을 가지며,

볼트는 구멍의 먼지나 문의 측압력(side pressure)에 의해 풀리지 않거나 고정되지 않고,

볼트의 위치 및 문의 상태를 감시하기 위한 대책을 강구할 수 있으며,

상기 잠금 장치는 폭이 좁은 형태의 문에도 적합하다.

그러나, 설명된 예는 본 발명에 대해 일반적으로 바람직한 형태에 불과하며, 광범위하게 다양한 변형물이 당업자 수준에서 자명하게 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 하우징의 모양 및 상태, 피봇팅 볼트 및 기계적 구동부의 배열 뿐 아니라 스트라이크 판은 응용 및 디자인 선호도에 따라 변경될 수 있다.

Claims (9)

1. 문 또는 다른 이동식 배리어의 안전 조치용 드롭 볼트로서,

   상기 드롭 볼트는 사용시에 상기 문 또는 다른 이동 가능한 배리어를 위한 프레임 내에 장착될 수 있는 하우징을 가지며, 상기 하우징은 볼트를 가지며, 상기 볼트는 케이지 내에서 작동 위치에 있을 때, 전기 모터 구동식 기계적 구동 장치에 의해 상기 하우징 내에서 피봇되며, 상기 볼트는 상기 문 또는 다른 이동식 배리어에 있는 구멍에 결합하기 위해 상기 볼트가 상기 하우징의 외부로 연장할 수 있는 잠금 상태 및 상기 볼트가 상기 구멍으로부터 확실히 해제되는 잠금 해제 상태 사이에서 피봇하고, 상기 기계적 구동 장치는 캠 면을 상기 볼트에 결합시키면서 롤러 너트를 상기 구동 장치의 길이 방향을 따라 이동시키기 위해 상기 전기 모터에 의해 회전 가능한 스크루 샤프트를 포함하며, 상기 드롭 볼트의 고장시 안전 작동을 위해 상기 케이지는 상기 작동 위치로부터 해제 위치까지 하우징 내에서 미끄러질 수 있어, 상기 볼트가 상기 기계적 구동 장치의 작동 없이 상기 잠금 상태로부터 상기 잠금 해제 상태로 이동 가능한,

   드롭 볼트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이지는 상기 하우징의 면판에 실질적으로 평행한 방향으로 미끄러질 수 있는,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크루 샤프트는 감속 기어를 통해 상기 전기 모터에 의해 회전 가능한,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징 내부에 솔레노이드가 조립되며, 상기 솔레노이드는 에너지가 가해질 때 상기 케이지를 상기 작동 위치에 유지시키고 에너지가 차단될 때 스프링 바이어스(spring bias) 하에서 상기 해제 위치로 미끄러지도록 상기 케이지를 해제하는,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 하우징은 래칭판을 더 포함하며, 상기 래칭판은 상기 솔레노이드에 전력이 인가되지 않을 때 상기 케이지를 상기 작동 위치에 유지시키지만, 상기 솔레노이드에 에너지가 인가될 때 상기 해제 위치로 미끄러지도록 상기 케이지를 해제하는 정해진 설정까지 회전될 수 있는,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 샤프트에는 롤러가 조립되고, 상기 구멍은 테이퍼형 슬롯의 형태이며 상기 볼트가 상기 구멍의 가장 넓은 지점으로 상기 구멍에 들어가서 폭이 좁은 잠금 단부로 굴러갈 수 있으며 이와 동시에 상기 문이 상기 출입문 프레임 내의 정확한 잠금 위치에 정렬되도록 배열되는,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 구멍은 상기 문 내에 위치하는 스트라이크 판에 형성되며, 상기 스트라이크 판은 상기 문이 닫힐 때 상기 하우징 내의 리드 스위치를 위한 작동 지점에 인접하여 위치되는 은폐된 자석을 가지며, 이에 따라 상기 리드 스위치는 상기 기계적 구동 장치가 상기 문을 잠그기 시작하도록 하는,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크루 샤프트를 따른 상기 너트의 이동 경로를 제한하기 위해 센서 바아가 상기 롤러 너트에 조립되는,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 잠금 상태 및 잠금 해제 상태 사이에서 접근 제어 시스템에 의해 상기 볼트의 제어가 가능하도록 하는 전자 센서 수단이 제공되는,

   전기 모터 구동식 드롭 볼트.