KR20110080131A - 전동 셔터 개폐기 - Google Patents

Abstract

본발명은 전동 셔터 개폐기에 관한 것으로 요지로 하는 것은 모터(104)를 멈추게하는 브레이크(107)와 상기한 모터의 회전력을 감소시키고 힘을 증대시키기 위한 감속기어(105)가 구성되며, 최종단으로 회전 축과 연결되는 구동 기어(101)을 구동시키기 위하여 카운터 연결 기어(215)를 구성하는 원통형 기어(201, 210, 211, 212, 203)에 표시된 2진 코드를 읽기 위한 다수의 적외선 센서(216)가 구성되어 상기 센서에 들어오는 신호를 분석 제어하는 제어기(109)가 구성됨으로서 1단계 카운터인 원통형 기어(210)이 1회전하면, 2단계 카운터 드림인 원통형 기어(211)이 360/(2의 n승)만큼의 각도로, 돌아가고 이때 3개의 띠 그래프(203, 204, 205)가 구성되어 n는 3이되고 그와 연결된 원통형 기어는 260/8만큼 회전하여 결국 4개가 연결되면, 2의 3X4의 값이 4096등분의 분해 능으로 되지만 보조 카운터 판독점 드림(201)을 설치하여 후단의 원통이 완전히 제자리를 잡았는지를 판독하여 오동작을 방지하여 주게된다,

구동기어, 감속기어, 원통형 기어, 제어기, 띠 그래프, 연결기어, 적외선 센서.

Description

전동 셔터 개폐기{a Shutter Switching of Electromotive}

본 발명은 건축물의 방화는 물론 방범용 셔터 개폐기에 관한 것이다.

자동 셔터 개폐기는 상가 등의 건물 입구에 대형의 출입구를 구성하기 위해 철재 등으로 구성한 방범을 비롯하여 고층건물의 화재 시 불길의 위층 등으로 번지지 않도록 방화구역을 격리하기 위하여 출입구 계단, 에스컬레이터 주변 등에 설치하여 연기 또는 불길을 차단하는 목적으로 설치하고 있으며, 소방법에 의거 엄격한 설치 기준과 정기적인 점검을 요구하는 중요한 기기이기도 하다. 이와 같은 종래의 전동 셔터 개폐기에 있어서는 지난 수 십 년 동안 일본 등지에서 개발된 기계식 제어 방법을 이용하여 전반적 IT기술의 적용 없이 현장에 설치되고 있는 실정이다.

방화용의 경우 초기화재시 연기가 위층으로 올라가지 않게 하기 위하여 예비 차단 기능이 필요한데 일정 거리만 셔터가 내려와 연기는 하단하되 지만 사람은 피신할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 셔터를 완전 개방할 때와 완전 밀폐할 때 외에 2개소 정도의 중간 폐쇄영역이 정해지고 이에 따른 제어가 ehj야만 했다. 이와 같은 복잡성으로 인해 다수의 리미트 스위치가 구성되고 이에 따라 다수의 복잡한 조작 배선이 필요했고, 연기 감지기나 불꽃 감지기의 신호를 받고 셔터를 개폐 하는 연동제어기가 다수 설치되어 복잡한 공사가 필요했다. 그러함에도 셔터의 동작 여부는 중앙 통제실에서 확인 할 방법이 모호하여 현제 셔터의 개폐 진행상황을 알 수 없는 실정에 있다. 본 발명에서는 두 가닥의 제어 선으로 통신하며 셔터의 현재 절대위치를 센싱하는 센싱기술 및 초기 설치 시 또는 정비 시 설정 값 설정 또는 변경이 용이하고 기기의 오동작 및 사고 발생시 대치하는 알고리즘이 탑재된 마이크로 프로세시 프로그램 기술이 적용된다.

본 발명은 수직 이동하는 셔터문의 위치를 감지하는 방법에 있어서, 종래 기계식 리미트 스위치를 이용한 상하한 및 중간 영역 리미트 스위치를 설정함에 있어서, 설정의 어려움이 있고 경시 변화에 의한 빈번한 재 설정 등의 어려움을 해결해야 하고 조작 스위치와 연동 제어기 및 전동 개폐기간에 복잡한 배선을 줄여야 하며, 공급전원의 불안정(정전, 역상, 결상)시 안전한 대치가 되도록 해야 하며, 또한 동작 중 걸림에 의한 오동작 방지는 물론 작동중 작동여부 및 진행도중 방재실에서 모니터할 수 있도록 하여야 하므로 이와 같은 복잡한 문제점들을 해결해야 하는 과제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 모터 회전의 발향을 감지하고 셔터 이동속도를 감지하며, 셔터의 현재 위치를 읽어 마이크로 프로세서의 진단 및 명령을 수행할 수 있도록 절대위치의 감지와 회전속도의 감지를 위한 센서를 구 현하고 복잡한 조작 배선을 줄이기 위해 2선식의 통신선만으로 한 개의 조작판과 여러개의 전동셔터 개폐기간 조작전원 및 조작신호가 처리할 수 있도록 하면서도 화재시 정전이 되었다는 상황하에 셔터를 폐쇄하거나 할시 폐쇄 및 해재용 백업 전원을 분산시켜 확실한 폐쇄기능을 구현하도록 하는 것이다.

따라서 이를 해결하기 위하여 셔터의 절대적 위치를감지할 수 있도록 리미트 스위치 체계를 구형함으로서 종래 기계식과 같은 리미트 스위치나 인크리먼트 엔코더에 의한 상대 위치 감지방법과는 달리 안전성을 확보할 수 있고, 여러 가지 부가기능을 구현하도록 하는것이핵심 요지다.

뿐만이 아니라 건물 내부의 천정이 좁고 위험한 공간에서 결선하게 되는 복잡한 배선을 줄이고도 유지 보수 시 편의성을 보장하기 위하여 2가닥 결선에 의한 통합 제어방법을 구현 하도록 해야 하며, 이와 같이 함으로서 배관비와 배선비 및 인건비는 물론 고소(高小) 작업 시 발생하기 쉬운 사고 등 위험을 줄여주어야 셔터 내부에 보조 배터리를 구현하여 오결선이나 화재시 또는 소손에 의한 오동작을 방지하고, 결선시 송전선로의 이상으로 3상전원의 위상이 바뀌었을 때 또는 다른 방해물에 의해 셔터 문이 걸리거나 셔터가 레일을 벗어나 잼이 되었을 때 과부하에 의한 모터 소손의 우려가 있을 때 별도의 전기적 기계적 장치 없이 절대 감지 위치기의 각속도를 체크함으로서 동작상태를 분석하여 마이크로 프로세서가 적절한 대응을 할 수 있도록 해하며, 운영의 편리성도 가미 하도록 한다, 그 예로서 셔터 문을 최초 시공하고 상하한 리미트를 재설정할 필요가 없도록 구성하는 것이다.

상술한바와 같이 좁고 높은 천정에서의 시공할 때 간편함은 물론 배관이나 배선 및 인건비를 절약할 수 있고, 셔터의 운영할 시 발생하는 기계적 경시 변화나 외부 충격, 걸림, 화재시 제어계통의 소손으로 인한 오동작을 방지할 수 있으므로 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

이를 요약하면,

첫째. 기계식 단일 리미트 스위치대신 연속형 절대위치 감지기를 그현하고,

둘째. 조작스위치와 연동제어기 및 전동개폐기간에 조작신호를 두 가닥으로 결선하되 극성 구분 없이 결하도록하고,

셋째. 화재 시 셔터의 위치정보 등의 동작여부에 대한 상황을 중앙 방제실로 Data통신할 수 있고,

넷째. 화재로 인한 정전시 비상 배터리를 각 전동 개폐기에 분산시켜 오동작을 방지토록 하면서도 연동 제어기의 배터리 용량을 줄일 수 있고,

다섯째. 정전시 배터리로 동작되는 폐쇄기의 기계적 구조를 개선하여 배터리 용량부족으로 폐쇄되는 현상의 방지등 화재시 중앙 통재실에서 셔터의 현재 위치를 확인할 수 있어서 경제적으로 운영할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있어서 산업적으로 매우 유효한 발명인 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상술하기 전에 본 발명의 이해를 돕기 위해 스위치 단에 구성된 주소설정 스위치로 설정하고자하는 위치를 설정하고 열림 버튼 스위치와 닫힘 버튼 스위치 및 정지 스위치의 조합으로 리미트 스위치 등 상 기의 기능이 구현되도록 하며, 이와 같은 스위치단과 셔터 전동 개폐기간에는 구성 구분 없이 두 선으로 연결되어 스위치 단에 필요한 전원을 공급 받고 이 결선으로 데이터 통신을 하도록 되어 있다.

따라서 첨부된 도 1은 본 발명을 설명키 위한 전동 셔터의 개폐기의 구성도로 상부의 셔터를 감아 올리는 회전 축(1)과, 그 축(1) 좌측 또는 우측에 현장의 상황에 따라 전동 셔터 개폐기(100)가 설치된다. 이 회전 축(1)과 셔터 개폐기(100)는 통상적으로 천정에 설치되면 설치 시 또는 점검 시 사다리 등을 이용하여 천정의 개,보수구(改補修口)를 통하여 작업하게 되는 바, 셔터(2)는 좌, 우측의 셔터 승강 가이드(3)를 따라 상하로 움직이며, 이때 가이드(3)를 이탈하는 경우 셔터의 소손은 물론 큰 사고로 이어지므로 이탈시 즉시 차단할 필요가 있다.

도2는 본 발명 전동 개폐기의 구성을 설명키 위한 투시도로 통상의 셔터 개폐기처럼 모터(104)가 중간에 구성되어 있고, 후단에는 셔터를 정위치에 멈추게 하기 위한 감속기어(107)가 구성되어 있다. 또 모터(104)의 회전력을 감속하여 힘을 증대시키기 위한 감속기어(105)가 구성되어 있고, 촤종 출력단으로는 셔터의 회전축(1)과 연결되어 회전시키는 셔터 회전축 구동기어(101)가 구성되어 있음을 보여주고 있다. 또 감속기어(105)와 연결된 카운터 여결기어(215)를 통하여 절대위치 카운터(200)는 셔터의 움직임에 비례하고 현재 셔터의 위치에 대응하는 절대적 수치 값을 디지털 값으로 발생시키도록 되어 있다.

도3은 본 발명 요지인 상기한 셔터의 움직임에 비례하고 현재의 셔터위치에 대응하는 절대위치 카운터(200)에 관한 조립도로 본 발명 전동 셔터 개폐기와 연결 되는 카운터 연결 기어(215)와 1단계∼4단계의 카운터를 구성하는 원통형 기어(201, 210, 211, 212, 213)로 구성되고 상기한 원통형 기어에 표시된 2진 코드(210, 211, 212,213)를 읽기 위한 다수의 적외선 센서(216)(216')가 구성되어 있고, 센서(216)로 들어오는 신호를 분석하고 제어신호를 비교 분석 및 제어하는 자체 장착된 폐쇄기가 장착된 제어기(109)가 구성되어 있음을 도시하고 있다. 도면중 미설명 부호 109는 폐쇄기 장착 제어기. 214느 센서 고정용 고정대, 217은 스위치를 의미한다.

도4는 절대위치 카운터(200)의 구성을 설명하느 도면으로 카운터 드럼인 원통형 기어(201, 210, 211, 212, 213)의 카운터 단위마다 흑, 백의 2진수로 표시되는 절대 값의 띠 그래프(203, 204, 205)가 표시되고, 각각의 그래프 단에 센서(216, 216')가 구성되어 있음을 보여주고 있다. 또 장착된 제어기(109)에는 스위치 및 LED표시기가 설치되어 각종 데이터의 설정 및 실험을 할 수 있도록 되어 있다.

도5는 절대위치 카운터하는 상세 도면으로 이 카운트의 특징은 회전력이 기어(215)를 통하여 전달될 때, 1단계 카운터 드림인 원통형 기어(210)이 1회전하면, 2단계 카운터 드림인 원통형 기어(211)이 360/(2의 n승)만큼의 각도로 돌아가는데 본 발명에서 볼 수 있는 바와 같이 각 드림마다 3개의 띠 그래프(203, 204, 205)가 구성되면, n는 3이 되고 전단의 워통이 1회전하면, 그와 연결된 원통은 260/8만큼 회전하는 것이다. 이와 같이 구성된 원통이 4개가 연결되면 2의 3X4승의 값인 4096등분의 분해 능이 되고 10M의 셔터를 운용할 때 각 2.5mm의 셔터 위치 분해능을 갖게 되는 것이다.

종래의 이와 같은 경우 기계식 카운터에 있어서는 전단이 1회전하여 후단을 일정 각도 회전시키는 동안 회전 360/2의 n승 만큼의 각도에서 그래프의 위치가 센서의 위치와 틀어지는데 이때 회로에서 위치를 파악하면 엉뚱한 값을 읽케된다. 그러나 본 발명에 있어서는 처음 단 원통 이전 단에 기어와 1:1회전하는 보조 카운터 판독점 드림(201)을 설치하고 그 원통에 카운터 판독점 인식 표지(202)를 하여 후단 원통이 완전히 제자리를 잡았는지를 판독한 다음에 위치 값을 판독하도록 하여 오동작을 바지하도록 한 것이다. 이와 같이 구성되는 카운터는 정역으로 회전하는 모터(104)가 회전 또는 정지시 백레시한는 오차가 누적되지 않는 절대위치를 파악하는ㄴ 정대위치 센서가 되는 것이다.

이를 이해하는데 도움이되는 종래의 기술이 도6에 도시되어 있다. 즉 셔터 개폐기(100)와 셔터 조작스위치(305) 및 연동 제어기(300)의 결선을 도시허 있는바 3가닥의 조작 스위치 배선(302)이 각 폐쇄기(100)와 스위치(305)간 1:1로 복잡한 베선이 필요하며, 화재 시 외부 전원이 차단되었을 때를 전제 하에 셔터를 내리기 위한 수단으로 연동 제어기(300)내에 배터리(303)로 전동 셔터의 브레이크를 해제하도록 되어 있어서, 이때 연동제어기(300)와 폐쇄기(100)간에 거리가 멀고, 연동 제어기(300) 1대가 다수의 폐쇄기(100)를 동작 시켜야 하는데 배터리(303)의 전류 용량의 문제로 폐쇄명령이 이루어지지 않고 중간에 셔터가 멈추는 문제가 발생한다. 이와 같은 문제 때문에 1대의 연동 제어기(300)에 연결된 셔터 개폐기의 수를 제한적으로 설치 할 수 없어 불필요하게 다수의 연동 제어기를 설치하고 있는 실정 이므로 예를 들어 15대의 15대의 셔터 폐쇄기를 동작시키기 위하여 연동 제어기를 3대가 필요했고, 셔터 폐쇄기와 조작 스위치 연동 제어기간에 결선 수는 75가닥의 결선이 필요 했던 것이다.

도7은 봉 발명이 제시한는 연동 제어기와 셔터 개폐기간의 결선을 보여주고 있다. 셔터 개폐기와 셔터 조작 스위치(305)간의 결선이 두 가닥으로 시공되며, 한 대의 조작 스위치(305)가 여러대의 개폐기를 제어하며, 각각의 폐쇄기가 필요로하는 브레이크 해제용 배터리(303)를 각각의 셔터 폐쇄기에 내장함으로서 한 대의 연동 제어기가 다수의 폐쇄기를 저어할 수 있는 것이다. 이와 같이 함으로서 천정과 벽면을 통과하는 배선이 줄어들고 시공이 용이하며, 오동작을 줄일 수 있는 것이다.

도8과 9는 본 발명의 이해를 돕기 위한 셔터 전동기의 설정 운영 프로그램을 도시한 것으로 본 발명에 숙달한 기술자이면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 즉 이 플로어 차드는 전동 셔터 개폐기와 조작 스위치간의 제어 알고리즘으로서 전동 셔터가 설치되어 있는 좁은 공간이 아닌 원격지에서도 정지 위치와 모터의 회전 방향의 재 설정은 물론 셔터 전동기 설치 위치의 좌 우도 설정할 수 있음을 용이하게 알 수 있다.

도1은 본 발명을 설명키 위한 전동 셔터의 구성도이며,

도2는 전동 셔터의 개폐기 구성 설명도이며,

도3은 절대 위치 카운터 조립설명도,

도4는 절대 위치 카운터의 구성 설명도,

도5는 절대 위치 카운터의 상세도,

도6은 종래 셔터 개폐기의 결선도,

도7은 본 발명을 설명하는 셔터 개폐기의 결선도,

도8 및 도9는 프로그램 플로어 차드를 설명한다.

***** 도면중 부호의 설명 *****

1…셔터 승강회전축, 2…셔터, 3…셔터 승강가이드, 11…모터, 12…감속기어, 13…고정용 베이스, 100…전동셔터 폐쇄기, 101…셔터 회전축 구동기어, 103…카운터 접속 중속기어, 104…전동모터, 105, 106…감속기어, 107…브레이크, 108…수동 브레이크 해제 손잡이, 109…폐쇄기장착 제어기, 200…절대위 카운터, 201…보조 카운터 판독드림. 202…판독점 인식 표식. 203∼205…1∼3단 2진법 표시, 206…카운터 판독점 체크 센서, 207∼209…1∼3단 2진법 판독 센서, 210∼213…1∼4단 카운터 드럼, 214…카운터 센서가 장착된 고정대를 의미하며, 215…카운터 연결 기어, 216,216'는 카운터 판독 센서, 217…스위치, 300…연동제어기, 301 신호선, 302…조작스위치 결선, 303…배터리, 305…조작 스위치를 의미한다.

Claims (3)

1. 모터와 브레이크 및 감속기어가 구성되어 셔터 회전축의 회전 기어를 제동하는 셔터 개폐기에 있어서,

   회전 기어와 카운터 회전기어로 연결되는 카운터의 각 단위별 원통형 회전체의 겉 표면에 2진 수 1과 0의 동조된 백색 또는 흑색의 띠그래프가 다단으로 부착되어 이 색상을 읽을 수 있는 적외성 샌서를 장착한 회로 수단으로 회전체가 1회전할 때 후단 기어가 360도/(2의n제곱)만큼 회전하여 셔터의 현재 위치를 마이크로 프로세서를 통해 통제실로 전송하도록 됨을 특징으로 하는 전동 셔터 개폐기.
2. 청구항 1에 있어서,

   다단계의 회전체에 설정된 위치 설정값은 공급전원의 위상이 바뀌거나 모터의 정지 또는 회전 방향과 같은 이상이 있을 시 모터의 정지 또는 경보를 할 수 있도록 되는 것을 특징으로하는 전동 셔터 개폐기.
3. 청구항 1에 있어서,

   전동 셔터개폐기를 구성하는 다수의 전동 셔터 개폐기는 단일의 조작 버튼과 두 선의 통신선으로 연결하여 조작 스위치에서 임의 또는 동시에 다수의 스위치를 선택하여 개폐할 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 전동 셔터 개폐기.

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