KR101250395B1

KR101250395B1 - 스피드 게이트 장치

Info

Publication number: KR101250395B1
Application number: KR1020130003422A
Authority: KR
Inventors: 금동숙
Original assignee: 금동숙
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-04-05

Abstract

하우징에 설치되는 구동원과, 구동원에 의하여 지면과 수직방향으로 이동가능하게 하우징에 설치되는 랙 기어와, 랙 기어에 기어연결되어 회전되는 피니언 기어와, 피니언 기어에 일단이 연결되어 선회되는 레버, 레버의 타단과 연결되는 이동가이드 편과, 이동가이드편이 슬라이딩 가이드되며 게이트가 고정설치되는 게이트 지지부 및 게이트 지지부를 수평으로 슬라이딩 가이드하도록 하우징의 상단 및 하부에 설치되는 수평 가이드부를 포함하는 스피드 게이트 장치가 개시된다.

Description

스피드 게이트 장치 {SPEED GATE}

본 발명은 스피드 게이트 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 건물의 출입구, 지하철이나 전철의 플랫폼 출입구 등에 설치되어 출입자나 승객들의 출입이 허가되는 경우 자동으로 개폐되도록 하는 스피드 게이트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하철이나 전철의 플랫폼 출입구, 놀이공원 또는 경기장과 같이 허가된 예를 들어, 입장권이나 승차권을 구매한 사람만 출입이 허가될 필요가 있는 경우 선택적으로 통로를 개방 또는 폐쇄하는 게이트가 구비되는 개찰구가 설치된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 장치는, 출입자의 허가된 통로를 확보하고 스윙 게이트가 설치 지지되는 한 쌍의 하우징(1)과, 한 쌍의 하우징(1) 사이에 통로를 선택적으로 개폐하는 스윙 게이트(2)로 구성된다.

출입자가 인식되는 경우 게이트(2)가 상측으로 선회하면서 출입구가 개방되고 출입자가 인식되지 않는 경우 게이트가 하측으로 선회하면서 출입구가 폐쇄된다.

도 2는 스윙 게이트(2)를 선택적으로 선회시키는 장치를 나타낸 도면으로서, 선택적으로 개폐되며 일측에 링크연결되기 위한 링크공이 형성되는 게이트(2), 링크공에 링크연결되는 링크 어셈블리(3), 링크 어셈블리(3)를 구동하는 구동원(4)으로 구성된다.

링크 어셈블리(3)의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 하우징(1) 내의 고정 브라켓(5)과 게이트(2)의 링크공을 연결하는 한 쌍의 회동레버(8)가 설치되어 케이트(2)의 상하 회동을 지지한다.

한 쌍의 회동레버(8)의 일단은 고정 브라켓(5)에 회전 가능하게 연결되고, 그 고정 브라켓(5)에 연결되는 회동레버(8)의 일단에는 동축적으로 연동레버(3a)가 각각 연결되고, 연동레버들(3a)은 연결레버(3b)에 의해 서로 연동되게 연결되어 일체로 회동 된다.

상기 연동레버들(3a)은 구동원의 구동축(6)과 연결되는 링크부재들(3c,3d)의 구동동작에 의해서 회동운동을 함으로써, 게이트(2)의 개폐동작이 이루어지도록 한다. 즉, 어느 한 연동레버(3a)와 연결레버(3b)가 연결되는 연결부분(P1)과 고정브라켓(5)에 회전되도록 설치되는 구동축(6) 사이에 관절부(7a)를 가지는 링크부재들(3c,3d)가 연결된다. 구동축(6)이 구동원(4)의 동력에 의해 A1 방향으로 회전되면, 링크부재들(3c,3d)이 접힌 상태에서 펼쳐지면서 게이트(2)를 밀어올리게 되고, 밀어 올려지는 게이트(2)는 회동레버(8)에 지지되어 자세를 유지하면서 상부로 회동되어 오픈된다.

즉, 출입자가 마그네틱 카드를 접촉하거나 센서에 의하여 출입자가 감지되면, 구동원(4)이 회전하고, 구동원의 회전력에 의하여 링크 어셈블리(3)가 작동하면서 게이트(2)가 선회하면서 개방되고, 출입자가 통과되는 것이 감지되는 경우 구동원(4)이 역방향으로 회전하면서 링크 어셈블리(3)도 반대방향으로 동작되어 게이트(2)가 반대방향으로 선회되도록 하여 출입구를 폐쇄하는 구성을 가지고 있다.

그러나 이와 같은 링크 어셈블리(3)에 의한 게이트 선회 방식의 경우에는, 링크 어셈블리(3)의 작동에 따른 소음이 커질 수밖에 없으며 링크 연결 구조에서의 '사점(P1); 링크부재들(3c,3d)이 최대한 펼쳐진 상태'이 존재할 수밖에 없어 선회시 충격이 발생함에 따라 링크 어셈블리(3)의 지속적인 작동에 의하여 링크 연결구조에서의 피로도가 증가할 수밖에 없어 부품이나 장치의 수명이 짧을 수밖에 없다는 문제가 있다.

또한, 링크 연결 구조의 구조적인 한계에 의하여, 즉 구동원(4)의 구동력이 링크 어셈블리(3)를 통하여 게이트(2)로 최종적으로 전달되는 구조로 인하여 게이트(2)의 하중보다 크게 초과하는 출력을 가지는 구동원(4)을 사용하여야 함에 따라 제조단가가 올라갈 수밖에 없다.

또한, 링크 어셈블리(3)의 사점(P1)을 통과할 때 가속도가 붙어 게이트 선회시 출입자가 충격을 받을 수 있다는 문제점도 존재한다.

또한, 상기와 같은 링크 연결 구조의 구조적인 한계에 의하여, 화재 등과 같은 비상시에 게이트(2)를 수동으로 선회시켜 통과하여야 하는데 큰 하중을 게이트에 가하여야만 링크 어셈블리가 작동됨에 따라 신속한 대피가 불가능한 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 게이트 장치의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 보다 안정적인 구조를 가지는 스피드 게이트 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스피드 게이트 장치는, 하우징; 상기 하우징에 설치되는 구동원; 상기 구동원에 의하여 지면과 수직방향으로 이동가능하게 상기 하우징에 설치되는 랙 기어; 상기 랙 기어에 기어연결되어 회전되는 피니언 기어; 상기 피니언 기어에 일단이 연결되어 선회되는 레버; 상기 레버의 타단과 연결되는 이동가이드 편; 상기 이동가이드편이 슬라이딩 가이드되며, 게이트가 고정설치되는 게이트 지지부; 및 상기 게이트 지지부를 수평으로 슬라이딩 가이드하도록, 상기 하우징의 상단 및 하부에 설치되는 수평 가이드부;를 포함한다.

이로써, 종래와 같이 링크 어셈블리에 의한 진동, 복잡한 동력전달에 의한 과도한 구동원의 용량 사용 등으로 발생하는 문제점을 해결하여, 소음발생을 최소화할 수 있으며, 제품수명을 증가시킬 수 있으며 게이트의 하중 및 구동원의 용량을 맞출 수 있어 비상상황시 수동으로 게이트를 용이하게 개방할 수 있게 된다.

또한, 상기 게이트 지지부는, 상단은 상기 수평 가이드부와 지지편으로 슬라이딩 이동가능하게 가이드되며, 하단은 하중을 지지하는 회전롤에 의하여 슬라이딩 이동가능하게 가이드되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 지지편은, 상기 수평 가이드부에 슬라이딩 이동되는 제1 지지편; 상기 게이트 지지부에 슬라이딩 이동되는 제2 지지편; 상기 제1 지지편 및 제2 지지편이 회전가능하게 연결되는 회전부;를 포함한다.

이로써, 피니언-랙 기어에 의한 레버의 선회력을 이용하여 게이트를 수평으로 안정적으로 지지하여 슬라이딩 가이드 할 수 있게 된다.

또한, 상기 구동원은, 전원에 의하여 회전력을 발생하는 모터부; 상기 모터부의 회전력을 감속하는 감속부; 상기 감속부에 연결되는 출력축; 및 상기 감속부와 상기 출력축을 커플링연결하는 디스크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디스크부는, 상기 감속부의 상기 출력축에 마주하는 면에 형성되는 제1커플러와; 상기 제1커플러에 마주하여 상보적으로 밀착 결합되도록 상기 출력축에 형성되는 제2커플러와; 상기 제1 및 제2커플러가 서로 밀착되도록 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함한다.

이로써, 출입자가 게이트에 걸리거나 외부 충격 발생시 종래에는 해당 충격에 의하여 구동원이 파손되는 문제가 발생하였으나, 이러한 구성에 의하여 외부 충격이 게이트에 가해지는 경우 연결부에 의하여 충격이 흡수됨으로써 최종적인 구동원 파손이 방지될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 스피드 게이트 장치에 의하면, 종래와 같이 링크 어셈블리에 의한 진동, 복잡한 동력전달에 의한 과도한 구동원의 용량 사용 등으로 발생하는 문제점을 해결하여, 소음발생을 최소화할 수 있으며, 제품수명을 증가시킬 수 있으며 게이트의 하중 및 구동원의 용량을 맞출 수 있어 비상상황시 수동으로 게이트를 용이하게 개방할 수 있게 된다.

또한, 피니언-랙 기어에 의한 레버의 선회력을 이용하여 게이트를 수평으로 안정적으로 지지하여 슬라이딩 가이드 할 수 있게 된다.

또한, 출입자가 게이트에 걸리거나 외부 충격 발생시 종래에는 해당 충격에 의하여 구동원이 파손되는 문제가 발생하였으나, 이러한 구성에 의하여 외부 충격이 게이트에 가해지는 경우 디스크부에 의하여 충격이 흡수됨으로써 최종적인 구동원 파손이 방지될 수 있다.

도 1은 일반적인 게이트 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 게이트 장치의 개폐 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스피드 게이트 장치의 개폐 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 스피드 게이트 장치의 게이트의 연결구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스피드 게이트 장치의 개폐 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 스피드 게이트 장치(100)는, 하우징(110), 구동원(120), 랙 기어(130), 피니언 기어(140), 레버(150), 이동가이드 편(160), 게이트 지지부(170), 수평 가이드부(180)를 포함한다.

하우징(110)은, 출입자의 통로를 확보하기 위하여 한 쌍으로 마련되어 통로 지면 상에 설치되어 선택적으로 게이트(200)가 개폐된다.

구동원(120)은 전원에 의하여 회전력을 발생하는 것으로서, 하우징의 내면에 설치되는 랙 기어(130)가 지면과 수직으로 직선운동을 되도록 하며, 랙 기어(130)의 직선운동이 회전운동으로 전환되도록 랙 기어(130)와 기어연결되는 피니언 기어(140)가 하우징(110)의 내면에 설치된다.

랙 기어(130)는 하우징(110) 내의 별도의 가이드부에 상하 가이드이동 가능하게 지지되며, 상기 구동원(120)의 구동력에 의해 상하로 왕복 이동된다.

피니언 기어(140)는 하우징(110)에 상하로 서로 이격되게 배치되며, 랙 기어(130)에 기어연결되어 연동되어 회전된다.

레버(150)는 그 일단이 피니언 기어(140)와 연결되어 피니언 기어(140)의 회전에 의하여 일단이 회전축으로 하여 선회하며 그 타단은 이동가이드 편(160)과 연결된다.

게이트 지지부(170)는, 하중을 가지는 게이트(200)가 고정설치되며 선회하는 이동가이드 편(160)이 상하로 슬라이딩 이동가능하게 지지된다. 이를 위해 게이트 지지부(170)에는 이동가이드 편(160)의 상하 슬라이딩을 가이드 하는 가이드레일(171)이 형성된다. 그리고 게이트 지지부(170)에는 게이트(200)를 고정하기 위한 게이트 홀더(173)가 설치된다.

수평 가이드부(180)는 상기 게이트 지지부(170)를 수평으로 슬라이딩 가이드하도록, 상기 하우징(110)의 상단 및 하부에 한 쌍이 서로 나란하게 설치된다.

이때, 게이트 지지부(170)는, 상단은 상기 수평 가이드부(180)와 제1지지편(210)으로 슬라이딩 이동가능하게 가이드되며, 하단은 하중을 지지하는 제1지지롤러(221)를 가지는 제2지지편(220)에 의하여 슬라이딩 이동가능하게 가이드된다.

제1지지편(210)은, 상기 수평 가이드부(180)에 슬라이딩 이동되는 제1지지블록(211)과, 상기 게이트 지지부(170)의 가이드레일(171)에 슬라이딩 이동되는 제2 지지블록(212) 및 제1 및 제2 지지블록(211,212)이 회전가능하게 연결되는 회전부(213)를 포함한다.

제2지지편(220)은, 상기 수평 가이드부(180)에 슬라이딩 이동되는 제1지지롤러(221)과, 상기 게이트 지지부(170)의 가이드레일(171)에 슬라이딩 이동되는 제2 지지블록(222) 및 제1지지롤러(221)와 제2 지지블록(222)이 회전가능하게 연결되는 회전부(223)를 포함한다.

또한, 제1지지편(210)은 그 내부에 탄성부(미도시; 바람직하게는 회전부를 통해 설치된 구성이 좋다)를 더 포함하여, 제1 및 제2지지블록(211,212)을 서로 당겨서 가까워지는 쪽으로 탄성바이어스시키는 것이 좋다.

또한, 제2지지편(220)도 그 내부에 탄성부(미도시)를 더 포함하여, 제1지지롤러(221)와 제2지지블록(222)를 서로 당겨서 가까워지는 쪽으로 탄성바이어스시키는 것이 좋다.

이와 같이 구성되는 제1 및 제2지지편(210,220)에 의하여, 레버(150)의 선회하는 이동궤적을 따라 게이트(200)가 수평 가이드부(180)를 따라 수평 이동궤적을 가지게 되며, 탄성부에 의하여 수평가이드부(180)와 게이트 지지부(170)가 서로 밀착된 상태를 유지하여 게이트가 흔들리거나 진동발생을 최소화하여 부드럽게 게이트가 슬라이딩 이동한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 구동원(120)은, 전원에 의하여 회전력을 발생하는 모터부(121)와, 상기 모터부(121)의 회전력을 감속하는 감속부(122), 감속부(122)의 동력을 전달받아 회전되며 단부에 랙 기어(130)에 기어 연결되는 구동기어(124)가 결합되는 출력축(123)과, 감속부(122)와 출력축(123)을 커플링연결하는 디스크부(125)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 구동원(120)은 구동모터(121)와, 구동모터(121)의 동력을 감속하여 피니언 기어(140)로 전달하는 감속유닛(122)을 구비한다.

감속부(122)는 구동모터(121)의 모터축(121a)에 설치되는 선기어(122a)과, 선기어(122a)의 외측에 기어연결되는 복수의 유성기어(122b)와, 유성기어(122b)의 외측에 기어연결되며 구동모터(121)에 결합되는 링기어(122c)와, 유성기어들(122b)에 결합되어 회전되는 캐리어(122d)를 구비한다.

디스크부(125)는 감속부(122) 즉 캐리어(122d)에 설치되는 제1커플러(125a)와, 제1커플러(125a)에 커플링결합되도록 출력축(123)에 설치되는 제2커플러(125b) 및, 제2커플러(125b)와 제1커플러(125a)가 서로 밀착되도록 가압하는 탄성부(125c)를 구비한다.

제1커플러(125a)는 캐리어(122d)의 제2커플러(125b)에 마주하는 면에 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 제2커플러(125b)와 상보적으로 결합되어 동력을 전달하도록 상호 대응되는 형상을 가진다.

제2커플러(125b)는 출력축(123)에 디스크 형태로 결합되며, 제1커플러(125a)에 마주하는 면이 상보적으로 결합되는 커플링형상을 가짐으로써 동력을 전달받는다.

탄성부(125c)는 제2커플러(125b)를 제1커플러(125a) 쪽으로 탄성 가압하도록 설치되며, 바람직하게는 감속부(122)의 외부 하우징(126) 내부에 설치되어, 외부 하우징(126)과 제2커플러(125b) 사이에서 제2커플러(125b)를 탄력적으로 지지하게 된다.

상기 구성에 의하면, 정상작동시에는 모터부(121)에서 발생되는 회전력이 감속부(122)를 거쳐 감속된 뒤, 디스크부(125)를 통하여 출력축(123)으로 최종적으로 랙 기어(130)가 직선운동을 하게 된다. 이후, 게이트(200) 측에서 외부충격이 가해지는 경우 랙 기어(130)를 통하여 출력축(123)으로 충격이 전달될 때 제2커플러(125b)가 제1커플러(125a)에 대하여 슬라이딩되어 상대적으로 회전되면서 그 충격이 흡수되어 모터 측으로 충격하중이 전달되는 것이 방지되어 구동원(120)의 파손을 방지할 수 있게 된다.

이때, 탄성부(125c)에 의하여 제1커플러(125a)와 제2커플러(125b)의 결합력이 조절될 수 있어 모터의 용량에 따라 걸리는 토크를 조절할 수 있으며, 외부 충격에 의한 하중의 기준값에 대한 충격흡수 하중을 조절할 수 있다.

또한, 하우징(110)에는 랙 기어(130)의 상하 이동을 감지하여 구동원(120)의 구동 및 정지시점을 제어하기 위한 리미트센서(231,232)가 상하로 설치될 수 있다. 이러한 리미드센서(231,232)에 의해서 구동원(120)의 정방향 및 역방향 구동 및 정지시점을 제어하여 게이트(200)의 과도한 오동작을 방지하고, 정확한 동작제어가 가능하게 된다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 속하는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명이 아닌 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100..스피드 게이트장치 110..하우징
120..구동원 130..랙 기어
140..피니언 기어 150..레버
160..이동가이드 편 170..게이트 지지부
180..수평 가이드부

Claims

하우징;
상기 하우징에 설치되는 구동원;
상기 구동원에 의하여 지면과 수직방향으로 이동가능하게 상기 하우징에 설치되는 랙 기어;
상기 랙 기어에 기어연결되어 회전되는 피니언 기어;
상기 피니언 기어에 일단이 연결되어 선회되는 레버;
상기 레버의 타단과 연결되는 이동가이드 편;
상기 이동가이드편이 슬라이딩 가이드되며, 게이트가 고정설치되는 게이트 지지부; 및
상기 게이트 지지부를 수평으로 슬라이딩 가이드하도록, 상기 하우징의 상단 및 하부에 설치되는 수평 가이드부;를 포함하는 스피드 게이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 게이트 지지부는,
상단은 상기 수평 가이드부와 지지편으로 슬라이딩 이동가능하게 가이드되며,
하단은 하중을 지지하는 회전롤에 의하여 슬라이딩 이동가능하게 가이드되는 것을 특징으로 하는 스피드 게이트 장치.
제2항에 있어서, 상기 지지편은,
상기 수평 가이드부에 슬라이딩 이동되는 제1 지지편;
상기 게이트 지지부에 슬라이딩 이동되는 제2 지지편;
상기 제1 지지편 및 제2 지지편이 회전가능하게 연결되는 회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피드 게이트 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 구동원은,
전원에 의하여 회전력을 발생하는 모터부;
상기 모터부의 회전력을 감속하는 감속부;
상기 감속부에 연결되는 출력축; 및
상기 감속부와 상기 출력축을 커플링연결하는 디스크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피드 게이트 장치.
제4항에 있어서, 상기 디스크부는,
상기 감속부의 상기 출력축에 마주하는 면에 형성되는 제1커플러와;
상기 제1커플러에 마주하여 상보적으로 밀착 결합되도록 상기 출력축에 형성되는 제2커플러와;
상기 제1 및 제2커플러가 서로 밀착되도록 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피드 게이트 장치.