KR20210101538A - 도어락의 클러치 모듈조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전축의 각도와 관계없이 어느 각도에서도 원활한 클러치 연결이 가능하며 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 도어락의 클러치 모듈조립체를 개시한다. 본 발명은 모티스 작동축이 연결되는 제1 샤프트부재와 핸들축이 연결되는 제2 샤프트부재를 클러치 연결하기 위한 도어락의 클러치 모듈조립체로서, 상기 제1 샤프트부재와 상기 제2 샤프트부재가 서로 마주하는 일측면에는 클러치 기어가 각각 형성되고, 상기 제1 샤프트부재와 상기 제2 샤프트부재의 사이에는 스프링이 개재되며, 상기 제1 샤프트부재의 몸통영역에 축방향으로 이동가능하게 삽입되고 일측면에 캠면이 형성된 캠부재와, 구동모터의 구동력에 의해 회전하고 상기 캠부재의 상기 캠면을 따라 이동하는 적어도 하나의 캠돌기가 구비되어 상기 캠부재를 축방향으로 이동시키는 캠구동 기어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

도어락의 클러치 모듈조립체{Clutch Module Assembly for Door Lock}

본 발명은 도어락의 클러치 모듈 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 도어락의 클러치 모듈 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 가정에 마련된 공간(예를 들어 방이나 욕실 등)에는 출입구를 임의로 통제하고자 하는 경우에 레버형 도어락이 설치된다. 이러한 도어락은 실내측 레버 또는 실외측 레버 중 어느 하나를 회동시켜 도어락의 래치볼트를 도어 프레임에 설치된 스트라이크로부터 인입 또는 인출시켜 도어락의 잠금을 설정하거나 해제하는 것으로 잠금장치의 기능을 수행한다.

한편 이러한 레버형 도어락은 크게 나누어 내측에서만 도어를 잠금 및 해제 시킬수 있는 도어락과, 내측에서 도어를 잠금 및 해제시키며 외측에서도 열쇠에 의해 잠금 및 해제시키는 도어락으로 나눌 수 있다.

후자의 경우는 도어를 개폐시키는 래치 및 레버와는 다른 잠금장치를 별도로 구성하고, 이를 통해 각각이 개별적 기능을 수행하는 반면, 내측에서만 도어를 잠금 및 해제시키는 전자의 경우는 도어를 개폐시키는 래치 및 레버의 부품들이 서로 맞물려 작동되는 구성을 갖는다.

도 1은 종래의 레버형 도어락에 적용된 클러치 모듈조립체의 사시도이다. 도 1을 참조하면 클러치 모듈조립체는 모터(5a)에 연결된 종동기어(6a)와 연동기어(6b)에 의해 웜기어(8)를 구동시켜 기어부(9a)를 통해 구동판(9)을 구동시키고, 이를 통해 복수의 샤프트(4)가 서로 연결되거나 단락하게 된다. 따라서 이러한 클러치 연결 구조를 통해 실내외의 핸들축을 서로 연결하거나 단락시킬 수 있다.

한편 종래의 클러치 모듈조립체는 원형으로 형성된 장착모듈(5c)에 모터(5a)와 기어들(6a,6b,8)을 컴팩트하게 배치할 수 있도록 샤프트(4)의 축방향으로 배열된 구조를 갖게 되었다. 또한 구동판(9)의 회전위치를 감지하여 클러치 온/오프 상태를 제어부를 전달하기 위한 구성도 제공된다. 즉 환형으로 배치된 PCB(P)에는 제1 센서(S1)와 제2 센서(S2)가 회전반경을 따라 각각 배치되고, 구동판(9)의 일부에는 감지편(9c)이 구비되어 구동판(9)이 회전되면 감지편(9c)이 제1 센서(S1)와 제2 센서(S2) 사이를 왕복하면서 구동판(9)의 회전위치를 감지할 수 있다(구체적을 구성 및 작동원리는 아래 선행문헌 1을 참조할 수 있다).

그러나 종래의 클러치 모듈조립체는 핀 클러치 방식이 적용된 구성으로서 핀을 구동시키기 위한 구동판이 작동위치에 정렬되지 않은 경우에는 핀 클러치의 작동이 원활하지 못한 문제가 있다. 즉 핀 클러치의 연결상태를 유지시키는 위치가 일정범위로 정해져 있어 회전시 이 위치를 벗어나는 경우에는 작동불량을 야기하거나 구조적 변형을 야기하는 문제가 제기되었다.

특히 도어락의 내외측 핸들축에 적용되거나 썸턴의 축에 클러치 연결을 위해 적용되는 경우, 회전각도가 90도 이내에서만 작동가능하며, 작동한 위치에서 원래의 위치로 다시 복귀되지 못하면 이후에 클러치 연결이 어려운 문제가 제기되었다.

<선행문헌 1> : 대한민국 공개특허 제2018-0114839호(공개일: 2018년 10월 19일)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 회전축의 각도와 관계없이 어느 각도에서도 원활한 클러치 연결이 가능하며 작동 신뢰성도 향상시킬 수 있는 도어락의 클러치 모듈조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 구동모터; 상기 구동모터에 기어연결되어 구동되는 연결 기어부; 상기 연결 기어부에 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 회전되며 일측에 적어도 하나의 캠돌기가 형성된 캠구동 기어부; 상기 캠구동 기어부의 상기 캠돌기의 선단이 맞닿는 캠면이 형성되어 상기 캠구동 기어부가 회전하면 상기 캠돌기에 의해 전후진하는 캠부재; 상기 캠부재와 동축상에 배치되고 일측면에 제1 클러치 기어가 형성되고 타측면에 상기 캠부재가 밀착된 제1 샤프트부재; 및 상기 제1 샤프트부재와 사이에 스프링이 개재된 상태로 서로 대향하게 배치되고 일측면에 작동축이 삽입되는 선단이 형성되고 타측면에 상기 제1 샤프트부재의 상기 제1 클러치 기어와 선택적으로 맞물리는 제2 클러치 기어가 형성된 제2 샤프트부재를 포함하여 이루어진 도어락의 클러치 모듈조립체가 제공된다.

상기 캠부재를 수용하고 외주면에 일정길이의 안내홈이 형성된 가이드부를 더 포함하고, 상기 캠부재의 외주면에는 상기 안내홈을 따라 이동되는 가이드 돌기가 형성된 것일 수 있다.

상기 제1 샤프트부재는, 상기 캠부재가 삽입되어 직선방향으로 이동되는 몸통영역을 구비하고, 상기 몸통영역에는 모티스 작동축이 연결된 것일 수 있다.

상기 연결 기어부의 일단에는 상기 연결 기어부의 회전각도를 검출하는 포텐셔 미터가 연결된 것일 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 모티스 작동축이 연결되는 제1 샤프트부재와 핸들축이 연결되는 제2 샤프트부재를 클러치 연결하기 위한 도어락의 클러치 모듈조립체로서, 상기 제1 샤프트부재와 상기 제2 샤프트부재가 서로 마주하는 일측면에는 클러치 기어가 각각 형성되고, 상기 제1 샤프트부재와 상기 제2 샤프트부재의 사이에는 스프링이 개재되며, 상기 제1 샤프트부재의 몸통영역에 대해 축방향으로 이동가능하게 삽입되고 일측면에 캠면이 형성된 캠부재와, 구동모터의 구동력에 의해 회전하고 상기 캠부재의 상기 캠면을 따라 이동하는 적어도 하나의 캠돌기가 구비되어 상기 캠부재를 축방향으로 이동시키는 캠구동 기어부를 구비한 도어락의 클러치 모듈조립체가 제공된다.

본 발명에 따르면, 복수의 샤프트부재에 클러치 기어를 형성하고 축방향으로 이동시키는 것으로 클러치 연결 및 단락시킬 수 있어, 회전축의 각도와 관계없이 어느 각도에서도 원활한 클러치 연결이 가능하며 작동 신뢰성도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 레버형 도어락에 적용된 클러치 모듈조립체의 일부를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어락의 클러치 모듈조립체의 일부를 단면을 통해 내부 구성을 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어락의 클러치 모듈조립체의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어락의 클러치 모듈조립체의 가이드부에서 가이드 돌기와 캠돌기가 결합된 상태를 보여주는 상태도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어락의 클러치 모듈조립체의 제1 클러치기어와 제2 클러치기어가 연결 및 단락된 상태를 보여주는 상태도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어락의 클러치 모듈조립체의 제1 샤프트 부재와 제2 샤프트 부재의 연결 및 단락 상태를 보여주는 상태도, 및
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어락의 클러치 모듈조립체의 연결 기어부에 포텐셔미터가 장착된 상태를 보여주는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 갖는다. 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 첨부된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 도어락의 클러치 모듈조립체는 구동모터(61)에 다수의 감속기어(62)들이 연결된다. 브라켓(80)을 기준으로 상부측에는 감속기어(62)와 기어연결되어 구동모터(61)의 구동력으로 회전되는 연결 기어부(63)가 형성된다. 여기서 연결 기어부(63)의 단부에는 종동기어(64)가 장착된다. 따라서 구동모터(61)의 회전력은 감속기어(62)와 연결기어부(63)를 통해 종동기어(64)로 전달된다.

한편 브라켓(80)을 기준으로 전방측에는 핸들축이나 썸턴 구동축이 연결되는 제2 샤프트부재(10)가 장착되고, 제2 샤프트부재(10)와 스프링(S1)을 사이에 두고 제1 샤프트부재(20)가 가이드부(50)의 내부에 장착된다. 이때 제1 샤트프부재(20)는 모티스 작동축(75)이 연결된다.

즉 제1 샤프트부재(20)는 모티스를 해정하거나 잠금하는 모티스 작동축(75)이 연결되고, 제2 샤프트부재(10)에는 핸들이나 썸턴의 구동축이 연결된다.

이에 따라 제1 샤프트부재(20)와 제2 샤프트부재(10)가 서로 맞물리거나 단락되는 작동(일명: 클러치 작동)을 함으로써 핸들이나 썸턴의 구동력이 모티스 작동체에 전달되어 모티스의 해정 및 잠금상태를 선택적으로 설정할 수 있다.

구체적으로 도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 클러치 모듈조립체는 브라켓(80)에 일부가 관통하게 설치된 제2 샤프트부재(10)와, 가이드부(50)의 내부에 삽입되고 제2 샤프트부재(10)와 동축상에 설치된 제1 샤프트부재(20)가 설치된다.

또한 제1 샤프트부재(20)를 축방향에서 전후진시키도록 캠부재(30)와 캠구동 기어부(40)가 가이드부(50)의 내부에 장착되고, 이 가이드부(50)에는 하우징부(60)가 장착된다. 또한 하우징부(60)의 말단에는 커버판(70)이 장착된다. 이와 같이 브라켓(80)과 커버판(70) 사이에 주요 구성요소들이 설치된다.

도 4 및 5를 참조하면, 제2 샤프트부재(10)는 일측면에 제2 클러치기어(12)가 원형을 이루도록 배치되고, 타측면에는 구동축(핸들이나 썸턴의 구동축)이 연결되는 선단(11)이 형성된다. 제1 샤프트부재(20)는 제2 클러치기어(12)에 맞물리도록 제1 클러치기어(21)가 형성되고, 제1 클러치기어(21)와 제2 클러치기어(12) 사이에는 스프링(S1)이 개재되어, 이 스프링(S1)의 탄성력을 극복한 상태로 제1 클러치기어(21)와 제2 클러치기어(12)가 서로 맞물리면 클러치 온(Clutch On) 상태를 이루고, 스프링(S1)의 탄성력에 의해 클러치 기어들이 서로 단락된 상태가되면 클러치 오프(Clutch Off) 상태를 이루게 된다.

한편 상술한 클러치 작동은 제1 샤프트부재(20)를 축방향으로 이동시키는 캠부재(30)와 캠구동 기어부(40)를 통해 이루어진다. 구체적으로 도 5와 같이 캠부재(30)는 제1 샤프트부재(20)의 몸통영역(22)에 끼워진 상태로 결합된다. 여기서 캠부재(30)는 외주를 따라 캠면(32)이 형성되고 외측면에는 가이드 돌기(31)가 외측으로 돌출형성된다. 한편 캠부재(30)와 캠구동 기어부(40)는 가이드부(50) 내에 수용되는데 가이드부(50)의 외주면에는 일정길이의 안내홈(51)이 형성되고, 이 안내홈(51)에는 캠부재(30)의 가이드 돌기(31)가 위치한다. 이에 따라 캠부재(30)의 이동시, 가이드 돌기(31)는 가이드부(50)의 안내홈(51)을 따라 안내된다.

또한 제1 샤프트(20)의 몸통영역(22)의 말단에는 캠구동 기어부(40)가 위치된다. 여기서 캠구동 기어부(40)는 외주를 따라 기어이(42)가 형성되는데, 이 기어이(42)는 종동기어(64)와 기어연결된다. 또한 캠구동 기어부(40)의 전방으로는 한 쌍의 캠돌기(41)가 형성된다. 이 캠돌기(41)는 도 5와 같이 캠부재(30)의 캠면(32)에 맞닿게 위치한다. 이에 따라 종동기어(64)가 회전되어 캠구동 기어부(40)를 회전시키면 캠돌기(41)가 캠면(32)을 따라 활주하게 된다. 이와 같이 캠돌기(41)가 캠면(32)을 따라 이동하게 되면, 캠면(32)의 곡률에 따라 캠부재(30)가 도 5의 (b)와 같이 스프링(S1)의 탄성력을 극복하면서 이동하게 되고, 그로 인해 제1 클러치기어(21)와 제2 클러치기어(12)는 서로 맞물린 상태를 이루게 된다(클러치 온 상태).

이어서 도 6을 참조하면, 본 발명의 클러치 모듈조립체는 브라켓(80)에 장착된 제2 샤프트부재(10)에 대해 제1 샤프트부재(20)가 밀착되거나 이격되는 것으로 제1 클러치기어(21)와 제2 클러치기어(12)가 서로 맞물리거나 단락하게 된다.

이러한 작동을 위해 가이드부(50)의 내부에는 종동기어(64)에 의해 회전하는 캠구동 기어부(40)가 설치되고, 제1 샤프트부재(20)의 몸통영역(22)에 끼워진 상태로 캠부재(30)가 장착된다. 이때 캠구동 기어부(40)의 캠돌기(41)가 캠부재(30)의 캠면(32)에 맞닿게 위치되므로, 종동기어(64)가 회전되면 캠구동 기어부(40)가 일측으로 회전하고, 캠구동 기어부(40)의 회전에 의해 캠돌기(41)는 캠면(32)을 따라 이동한다. 그로 인해 캠면(32)의 곡률에 따라 캠부재(30)는 전방측으로 이동하게 되고(전방으로 밀리게 되고), 캠부재(30)와 함께 제1 샤프트부재(20)도 전방으로 이동하게 된다. 즉 도 6의 (b)와 같이 제1 샤프트부재(20)가 제2 샤프트부재(10) 측으로 밀착되면 각 클러치기어(12,21)가 서로 맞물린 상태를 이루게 되고, 이 상태에서는 제2 샤프트부재(10)의 회전력은 제1 샤프트부재(20)로 전달되어 함께 회전이 가능하게 된다.

예를 들어, 제1 샤프트부재(20)에 핸들축이 연결되고 제2 샤프트부재(10)에 모티스 작동축(75; 도 2)이 연결된 경우, 제1 샤프트부재(20)와 제2 샤프트부재(10)가 서로 연동되는 상태에서는 핸들의 조작으로 모티스의 해정이 이루어지고 문을 개방할 수 있게 된다(도어락 해정상태).

반대로 캠구동 기어부(40)에 더 이상 회전력이 가해지지 않거나 클러치 오프방향으로 캠구동 기어부(40)가 회전되는 경우에는 제1 샤프트부재(20)와 제2 샤프트부재(10) 사이에 개재된 스프링(S1)에 의해 이들의 클러치 기어(12,21)는 서로 단락된 상태를 이루게 된다. 이 경우에는 외측에서 핸들을 작동하여도 제1 샤프트부재(20)가 제1 샤프트부재(10)에 단락된 상태이므로 제1 샤프트부재(10)에 연결된 모티스 작동축(75)을 회전시킬 수 없므로, 이 상태에서는 핸들만 헛도는 클러치 오프상태(무부하 상태)를 이루게 된다(도어락 잠금상태).

도 7을 참조하면, 본 발명의 도어락의 클러치 모듈조립체의 연결기어(63)에는 포텐셔미터(potentiometer; 90)가 장착된다. 여기서 포텐셔미터(90)는 연결기어부(63)의 회전각도를 0°에서 90°까지 저장하고, 항상 0°또는 90°지점으로 정방향과 역방향 동작을 진행하도록 제어하는 역할을 한다. 이에 따라 구동모터(61)의 구동제어(클러치 작동제어)는 포텐셔미터(90)의 회전각도 검출에 근거하여 이루어질 수 있다.

예를 들어 연결 기어부(63)가 0°또는 90°가 아닌 곳에 위치한 경우가 검출되면 구동모터(61)를 구동시켜 해당범위 내에 위치하도록 제어한 다음에 클러치 작동을 마무리하게 된다. 또한 경우에 따라 작동 전류를 확인하여, 허용치 이상의 전류가 순간적으로 소모되는 경우에도 이를 인지(0°또는 90°로 인식)하여 구동모터(61)의 작동을 정지시킴으로써 오작동을 방지할 수 있다. 즉 종래의 도어락에서와 같이 다수의 위치검지 센서들을 배치하지 않고도 단일의 포텐셔미터(90)를 통해 클러치 작동제어가 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따르면 복수의 샤프트부재(10,20)에 클러치기어(12,21)를 형성하고 축방향으로 이동시키는 것으로 클러치 연결 및 단락시킬 수 있어, 회전축의 각도와 관계없이 어느 각도에서도 원활한 클러치 연결이 가능하며 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

30: 캠부재
31: 가이드 돌기
32: 캠면
40: 캠구동 기어부
41: 캠돌기
42: 기어이
50: 가이드부
60: 하우징부
61: 구동모터
62: 감속기어
63: 연결 기어부
64: 종동기어
70: 커버판
80: 브라켓
90: 포텐셔미터

Claims (5)

1. 구동모터;
   상기 구동모터에 기어연결되어 구동되는 연결 기어부;
   상기 연결 기어부에 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 회전되며 일측에 적어도 하나의 캠돌기가 형성된 캠구동 기어부;
   상기 캠구동 기어부의 상기 캠돌기의 선단이 맞닿는 캠면이 형성되어 상기 캠구동 기어부가 회전하면 상기 캠면과 상기 캠돌기에 의해 전후진하는 캠부재;
   상기 캠부재에 대해 동축상에 배치되고 일측면에 제1 클러치 기어가 형성되고 타측면에 상기 캠부재가 밀착된 제1 샤프트부재; 및
   상기 제1 샤프트부재에 대해 스프링이 개재된 상태로 서로 대향하게 배치되고, 일측면에 작동축이 삽입되는 선단이 형성되고 타측면에 상기 제1 샤프트부재의 상기 제1 클러치 기어와 선택적으로 맞물리는 제2 클러치 기어가 형성된 제2 샤프트부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도어락의 클러치 모듈조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 캠부재가 수용되고 외주면에 일정길이의 안내홈이 형성된 가이드부를 더 포함하고,
   상기 캠부재의 외주면에는 상기 안내홈을 따라 이동되는 가이드 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 도어락의 클러치 모듈조립체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 샤프트부재는,
   상기 캠부재가 삽입되어 직선방향으로 이동되는 몸통영역을 구비하고,
   상기 몸통영역에는 모티스 작동축이 연결된 것을 특징으로 하는 도어락의 클러치 모듈조립체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결 기어부의 일단에는 상기 연결 기어부의 회전각도를 검출하는 포텐셔 미터(potentiometer)가 연결된 것을 특징으로 하는 도어락의 클러치 모듈조립체.
5. 모티스 작동축이 연결되는 제1 샤프트부재와 구동축이 연결되는 제2 샤프트부재를 클러치 연결하기 위한 도어락의 클러치 모듈조립체로서,
   상기 제1 샤프트부재와 상기 제2 샤프트부재의 서로 마주하는 일측면에는 각각 클러치 기어가 형성되고, 상기 제1 샤프트부재와 상기 제2 샤프트부재의 사이에는 스프링이 개재되며,
   상기 제1 샤프트부재의 몸통영역에 대해 축방향으로 이동가능하게 삽입되고 일측면에 캠면이 형성된 캠부재와,
   구동모터의 구동력에 의해 회전하고 상기 캠부재의 상기 캠면을 따라 이동하는 적어도 하나의 캠돌기가 구비되어 상기 캠부재를 축방향으로 이동시키는 캠구동 기어부를 구비한 것을 특징으로 하는 도어락의 클러치 모듈조립체.

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