JP5518476B2 - 建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置 - Google Patents

Description

本発明は建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置（Hinge Apparatus Having Automatic Return for Use in Building Materials）に関し、特にリターンスプリングを削除して全長さを縮小し、クラッチ装置と連係されたトーションスプリングだけでドアの閉じ力を提供することによって、ドアの開き力および閉じ力においてより効果的に寄与するスプリングの効率を改善し、ドアの閉じ力を補償するようにトーションスプリングの長さを増加させ、閉じ力が強化されるようにカム線図の傾斜角を設定することによって、コンパクトな構造を有しかつ確実にドアの自動復帰を実現することができる建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置に関する。

ヒンジは必要に応じて二つの部材が一軸を中心として相互広がるか接するように連結する装置であって、その代表的な例として、ドアと戸枠とに用いられる蝶番用ヒンジ装置（水平方向の可動部を含む）および冷蔵庫、携帯電話およびノートブックなどに用いられる開閉用ヒンジ装置（垂直方向の可動部を含む）がある。

従来の自動復帰機能を有する蝶番用ヒンジ装置が特許文献１に記載されている。

かかる従来技術の蝶番用ヒンジ装置は、ドアの回転によって昇降、下降する転換ヘッドが一対のガイドピンによって誘導されており、ガイドピンがヒンジナックルに固定され、四つのヒンジナックルの内部にシリンダーと転換ヘッドとが内蔵された構造であるので、可動側ヒンジナックルが大きい荷重を受けながら長期間回転運動をしなければならないので、耐久性が低下し、その構成が複雑で組立生産性が良くないという問題点があった。

また、ドアの自動復帰を行うための圧縮スプリングは、ドアの自動復帰の際、大きい復帰力を提供することができなくて大型ドアに適用しにくく、前記ヒンジ装置は、ドアが一定の角度で開放された状態で回転しないように一時固定手段が設置されていないので、その使用が不都合であるという短所があった。

一方、特許文献２においては、油圧式ドアクロージャとスプリング式ドアクロージャとを別にして構成し、これらを相互組み合わせて用いるによって蝶番型ドア開閉装置を構成した例が記載されている。

従来には大型ドアなどに適用している左右回転型ドアのヒンジ装置に対しては、最適化した構造が提案されなかった。

また、特許文献３のように、多段階の自動復帰速度設定構造を安定化した螺旋型カム線図を有する単一のカム軸を用いたヒンジ装置が記載されているが、このヒンジ装置においては、ヒンジ装置から得られるドアの閉じ時に求められる復元力を得られなくてドアの閉じ力が減少し、これによって、ドアの自動復帰が円滑に行われないという問題があった。

さらに、従来の特許文献４においては、本発明者によって提案されたダブルカム軸を用いた大型ドア用自動復帰ヒンジ装置の場合、閉じ力の減少を補償するために設けた上部カム軸の場合、下部カム軸と同様に一対の螺旋型昇下降ホールを備えているが、このような螺旋型昇下降ホールは回転するカム軸によってピストンロッドおよびバルブを可動させるとき、回転方向の力が垂直方向に変換し、これによってほぼ３０％損失となるので、結局、上部カム軸の役割からはドアの閉じ力を向上させるに大きく役に立たず、全長さが多少長いという問題があった。

韓国特許出願公開第２００１−００２７８３２号明細書 韓国実用新案登録第２７１６４６号明細書 韓国特許第４３５１８８号明細書 韓国特許出願公開第２００６−１８４６１号明細書

従って、本発明は、前記のような問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、リターンスプリングを削除して全長さを縮小し、クラッチ装置と連係されたトーションスプリングだけでドアの閉じ力を提供し、これによって、ドアの開き力および閉じ力においてより効果的に寄与するようにしてスプリングの効率を改善し、ドアの閉じ力を補償するようにトーションスプリングの長さを増加させ、閉じ力が強化されるようにカム線図の傾斜角を設定することによって、コンパクトな構造を有しかつ確実にドアの自動復帰を実現することができる建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、リターンスプリングの除去によって下部チャンバに組み立てられる各種部品の組立が容易になり、追加に他の関連部品の除去が可能になってコストを節減することができる建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を提供することにある。

本発明のまた他の目的は、ドアが強風のような外力によって急速に閉じる場合、上部チャンバ内に発生した過圧によって胴体とピストンとの気密保持のための各種Ｏ−リングの損傷および蝶番固定用の固定ねじが緩むことを防止するように蝶番と一体で形成された補強板を備えた建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上部胴体がヒンジ装置から容易に組立および分解が可能な構造であるので、ヒンジ装置の設置の際、使用者一人で設置が可能で故障修理が容易な建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、カム軸の第１および第２昇下降ガイドホールに対するカム線図を適切に設定することによって、ドアの開放状態を一定の角度区間で保持することができる自動復帰ヒンジ装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ドアの回転によってドアの回転力がシャフトに加わる時、シャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、過圧防止バルブとチェックバルブとが単純な構造で組み合わせられて具現できるピストンを提供することにある。

前記した目的を達成するため、本発明は、ドアに固定される第１蝶番が一周面に一体で形成され、上端部が内側面に凹溝が形成された上部キャップで塞がった上部胴体と、戸枠に固定される第２蝶番が一周面に一体で形成され、下端部が密封結合される下部キャップで塞がった下部胴体と、前記下部胴体の上段部分に下端部が回転可能に設置され、上端部が前記上部キャップの凹溝に結合されるシャフトと、前記下部胴体の内周面に沿って外周面がスライディング可能に設置され、下部胴体の内部を上、下部チャンバで仕切るピストンと、前記ドアの回転によってドアの回転力がシャフトに加わる時シャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換手段と、前記ドアの開閉によってピストンが下降および上昇する場合に選択的にダンピング機能を提供するダンピング手段と、前記ドアのクロージング時に前記ドアを初期位置に復帰させるように回転／直線運動変換手段に復元力を提供する復帰手段とで構成されることを特徴とする自動復帰ヒンジ装置を提供する。

また、本発明は、ドアに固定される第１蝶番が一周面に一体で形成され、上端部が上部キャップで塞がった上部胴体と、戸枠に固定される第２蝶番が一周面に一体で形成され、下端部が密封結合される下部キャップで塞がった下部胴体と、上端部が前記上部キャップに結合され、前記下部胴体の上端に延長されたシャフトと、前記下部胴体の内周面に沿って外周面がスライディング可能に設置され、下部胴体の内部を上、下部チャンバで仕切るピストンと、前記ドアの開閉によってドアの回転力がシャフトに加わる時シャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換手段と、前記ピストンに設置されてドアの開閉に連動してピストンの下降および上昇速度を制御し、ピストンが上昇する場合に選択的にダンピング機能を提供するダンピング手段と、前記シャフトの上端部に一端が固定されるように上部胴体に内蔵されて前記ドアをクロージングさせる方向にシャフトを回転せしめる復元力を提供するトーションスプリングと、前記トーションスプリングと連係してドアの開閉時に予め設定されている開放角を超過する場合トーションスプリングの弾性力の増加を遮断し、前記開放角以内となる場合トーションスプリングの弾性力を復元させるためのクラッチ手段とで構成されることを特徴とする自動復帰ヒンジ装置を提供する。

本発明の第１実施例における前記回転／直線運動変換手段は、前記下部胴体の内周面に設置され、垂直方向に互いに対向して形成された第１および第２垂直ガイドホールを有するガイドホール形成部と、前記シャフトから延長形成され、外周面に沿って相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部を備え、ドアが回転される時上部胴体に加わる相対的な外力によって旋回するカム軸と、両端部が前記第１、第２昇下降ガイドホールを通して第１、第２垂直ガイドホールとそれぞれ結合され、他端がピストンと連結されたピストンロッドの上端部が結合されるガイドピンとで構成される。

また、本発明の第２実施例によれば、前記回転／直線運動変換手段は、前記下部胴体の内周面に設置され、外周面に沿って相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される第１円筒部と、前記シャフトから前記円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に互いに対向して第１および第２垂直ガイドホールが貫通形成された第２円筒部と、両端部が前記第１円筒部の第１、第２昇下降ガイドホールを通して第２円筒部の第１、第２垂直ガイドホールとそれぞれ結合され、中央部がピストンと連結されたピストンロッドの上端部に結合されるガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンとが回転しながら下降および上昇が行われる。

本発明の第３実施例によれば、前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、その下端に相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部と、前記シャフトから第１円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に貫通形成された垂直ガイドホールを有する延長シャフトと、前記ピストンから延長形成され、上端部に対向する一対のピンホールが形成され、内周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒形ピストンロッドに形成された対向する一対のピンホール、円筒部に形成された第１、第２昇下降ガイドホール、および延長シャフトに上下方向に貫通形成された垂直ガイドホールに結合されたガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンロッドとが回転しながら下降および上昇が行われる。

本発明の第４実施例によれば、前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部と、前記シャフトから第１円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に貫通形成された垂直ガイドホールを有する延長シャフトと、前記ピストンから延長形成されて上端部に対向する一対のピンホールが形成され、内周部に前記延長シャフトが挿入され、外周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒形ピストンロッドに形成された対向する一対のピンホール、円筒部に形成された第１、第２昇下降ガイドホール、および延長シャフトに上下方向に貫通形成された垂直ガイドホールに結合されたガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンロッドとが回転しながら下降および上昇が行われる。

本発明の第５実施例によれば、前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部と、前記シャフトから円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に多数の垂直ガイド突起を有する延長シャフトと、前記ピストンから延長形成され上端部に対向する一対のピンホールが形成され、内周部に前記延長シャフトの多数の垂直ガイド突起に対応する凹溝が形成され、外周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒形ピストンロッドに形成された対向する一対のピンホールと、円筒部に形成された第１、第２昇下降ガイドホールにそれぞれ結合された第１および第２ガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンロッドとが回転しながら下降および上昇が行われる。

本発明の第６実施例によれば、前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、下端部が延長形成され下端部に対向する一対のピンホールが形成された円筒部と、前記シャフトから円筒部の内部に延長形成され、外周部に螺旋形状からなる多列の雄ねじ山部が形成されている延長シャフトと、前記ピストンから延長形成され、垂直方向に互いに対向して貫通形成された一対の垂直ガイドホールを備え、内周部に前記延長シャフトの多列の雄ねじ山部に対応する二列の雌ねじ山部が形成されており、外周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒部に形成された対向する一対のピンホール、円筒形ピストンロッドに形成された一対の垂直ガイドホールにそれぞれ結合されたガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記円筒形ピストンロッドが垂直に下降および上昇が行われる。

この場合、前記第１、第２昇下降ガイドホールはそれぞれ第１カム線図の角度からなる第１昇下降区間、前記第１カム線図の角度より相対的にもっと小さい第２カム線図の角度からなる第２昇下降区間およびカム線図の角度がゼロである停止区間で構成することができる。

また、前記ドアの復帰によってピストンが上昇する場合、選択的にダンピング機能を提供するダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に連結され、オイルが上、下部チャンバ間に流動できる第１流路を備えたピストンロッドと、前記ピストンに設置されてドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を遮断する少なくとも一つのチェックバルブと、前記ドアのクロージング時に上昇するピストンの上昇速度を制御するための上昇速度制御手段とで構成することができる。

さらに、前記上昇速度制御手段は、先端部が前記ピストンロッドの第１流路に挿入されて第１流路を通して上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流動量を制御するための油圧制御棒で構成される。

また、他のダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に一体で連結され、オイルが上、下部チャンバ間に流動できる第１流路を備えたピストンロッドと、前記ピストンロッドの第１流路と連通されるピストンの中央に形成されてドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を少ない量で制限するチェックバルブと、先端部が前記チェックバルブを通してピストンロッドの第１流路に挿入されてドアのクロージング時に上昇するピストンの上昇速度を制御するための油圧制御棒とで構成することができる。

前記チェックバルブは、外力によってピストンが高速で上昇するように求められて上部チャンバが予め設定された圧力以上に増加する場合、過圧を解止するための過圧防止手段をさらに含むことが望ましい。

また、他のダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に連結され、オイルが上、下部チャンバ間に流動できる第１流路を備えたピストンロッドと、前記ピストンの少なくとも一つの第２流路に設置され、ドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を遮断する少なくとも一つのチェックバルブと、前記ピストンロッドの第１流路に挿入され、ドアのクロージング時に上昇するピストンの上昇速度を一定に制御するための流量設定用ブッシングとで構成することも可能である。

また、他のダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に連結されたピストンロッドと、前記ピストンの少なくとも一つの流路に設置され、ドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に均一なダンピング力を提供するように上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を制限する少なくとも一つのチェックバルブとで構成することができる。

前記ヒンジ装置は、前記上部および下部胴体はそれぞれ第１および第２蝶番に印加される外力を分散させるため、第１および第２蝶番と直角方向に延長されてドアおよび戸枠と接する第１および第２補強板をさらに含むことが望ましい。

前記復帰手段は、前記シャフトの上端部に一端が固定されるように上部胴体に内蔵され、ドアのクロージング時に前記ドアを復帰させる方向にシャフトを回転せしめる復元力を提供するトーションスプリングと、前記トーションスプリングの他端に連結され、ドアの開放時にクラッチング停止開始角に到達するとトーションスプリングの逆ツイスティングによる弾性復元力の増加を遮断し、ドアのクロージング時にクラッチング停止開始角に到達するとトーションスプリングの復元力を復元させるためのクラッチ手段とで構成することが望ましい。

この場合、前記クラッチ手段は外周部が下部胴体の内周部に強制押込構造によって固定される外部クラッチと、前記外部クラッチの上端に下端が回転可能に挿入され、内部空間にシャフトを回転可能に接触した状態で保持し、前記トーションスプリングの下端部が上端に固定される内部クラッチと、前記外部／内部クラッチの間に配置してドアの開放角度によって内部クラッチをシャフトと結合させるか分離させる役割をする一対のローラピンとで構成することが望ましい。

この場合、上部胴体を貫通して内部クラッチとシャフトとを一体化することによって、クラッチ手段の機能を停止させるためのプリセットスクリューで構成されるクラッチ停止手段を備えて、必要に応じて前記クラッチ手段を一時的に停止させることができる。

この場合、前記第１、第２昇下降ガイドホールによって形成されるカム線図はそれぞれ少なくともドアの開放角が０−９０°の間の第１昇下降区間、ドアの開放角が９０−１３５°の間の第２昇下降区間およびドアの開放角が１３５−１８０°の間の停止区間を含み、前記クラッチング手段のクラッチング停止開始角は７０°に設定することが望ましい。

さらに、前記上部胴体はヒンジ装置の本体から着脱可能に結合することが可能である。

前記のような本発明においては、リターンスプリングを削除して全長さを縮小し、クラッチ装置と連係されたトーションスプリングだけでドアの閉じ力を提供することによって、ドアの開き力および閉じ力においてより効果的に寄与するようにして、スプリングの効率を改善し、またドアの閉じ力を補償するようにトーションスプリングの長さを増加させ、閉じ力が強化されるようにカム線図の傾斜角を設定することによってコンパクトな構造を有しかつ確実にドアの自動復帰を実現することができる。

さらに、本発明のヒンジ装置は、各種室内ドアに外装型として用いてもインテリアの側面で負担にならない程度にコンパクトでスリム型に形成することができて多様な用途で適用可能である。

また、本発明においては、リターンスプリングの除去によって下部チャンバに組み立てられる各種部品の組立が容易になり、追加に他の関連部品の除去が可能になってコストを節減することができ、上部胴体がヒンジ装置から容易に組立および分解が可能な構造であるので、ヒンジ装置の設置の際、使用者一人で設置が可能で故障修理を容易にすることができる。

本発明においては蝶番と一体で形成された補強板を備え、これによってドアが強風のような外力によって急速に閉じる場合、上部チャンバ内に発生した過圧によって胴体とピストンとの気密保持のための各種Ｏ−リングの損傷および蝶番固定用の固定ネジが緩むことを防止することができる。

本発明の望ましい実施例に従う建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を示す斜視図である。 本発明の望ましい実施例に従う建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を示す平面図である。 本発明の望ましい実施例に従う建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を示す底面図である。 図１ｂの２−２’線断面図である。 ヒンジ装置の設置状態を示す平面図である。 本発明の第１実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図である。 本発明の第１実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転/直線運動変換装置を示す分解図である。 図３ｂのＡ−Ａ’線断面図である。 図３ｂのＢ−Ｂ’線断面図である。 図３ａに示すカム軸の昇下降ガイドホールのカム線図を説明するために平面状に展開した説明図である。 図２ａに示す自動復帰ヒンジ装置の外部クラッチを示す斜視図である。 図５ａのＣ−Ｃ’線断面図である。 図２ａに示す自動復帰ヒンジ装置の内部クラッチを示す正面図である。 ドアの開放によってクラッチ装置の作動状態を順次に示す平断面図である。 ドアの開放によってクラッチ装置の作動状態を順次に示す平断面図である。 ドアの開放によってクラッチ装置の作動状態を順次に示す平断面図である。 ドアの開放によってクラッチ装置の作動状態を順次に示す平断面図である。 本発明のヒンジ装置を上部キャップが結合された上部胴体と残りの部分とに容易に分解／組立が行われる構造を説明するための分解図である。 本発明の望ましい実施例に従うドア用自動復帰ヒンジ装置の設置過程を示す順序図である。 本発明の望ましい実施例に従うドア用自動復帰ヒンジ装置の設置過程を示す順序図である。 本発明の望ましい実施例に従うドア用自動復帰ヒンジ装置の設置過程を示す順序図である。 本発明の望ましい実施例に従うドア用自動復帰ヒンジ装置の設置過程を示す順序図である。 本発明の望ましい実施例に従うドア用自動復帰ヒンジ装置の設置過程を示す順序図である。 本発明の基本実施例において油圧制御棒が除去された変形例による建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を示す断面図である。 本発明の基本実施例において油圧制御棒が除去された変形例による建資材用ドアの自動復帰ヒンジ装置を示す断面図である。 本発明の第２実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図、分解図および長さ方向断面図である。 本発明の第２実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す分解図である。 本発明の第２実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明の第３実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図である。 本発明の第３実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す分解図である。 本発明の第３実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明の第３実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明の第４実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図である。 本発明の第４実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す分解図である。 本発明の第４実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明の第４実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明の第５実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図である。 本発明の第５実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す分解図である。 本発明の第５実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明の第６実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図である。 本発明の第６実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す分解図である。 本発明の第６実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明の第６実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す長さ方向断面図である。 本発明に従う過圧防止バルブおよびチェックバルブを含むピストンを示す断面図である。 図１５ａにおいて過圧防止バルブおよびチェックバルブの構成部品を示す分解斜視図である。 図１５ａのピストンにおいて過圧防止バルブおよびチェックバルブの構成部品を除去したピストンの断面図である。 ドアの開放時のチェックバルブの動作を説明するための説明図である。 ドアの閉鎖時のチェックバルブの動作を説明するための説明図である。 過圧防止バルブの動作を説明するための説明図である。

以下、添付図面を参考にして本発明に従う自動復帰ヒンジ装置について詳細に説明する。
１．ヒンジ装置の全体構造
まず、図１ａないし図４に示す自動復帰ヒンジ装置は、図３ａに示す本発明の第１実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を用いて完成した実施例である。

本発明の自動復帰ヒンジ装置は、上部胴体１１および下部胴体１３が同一の軸方向に長さ方向に沿って配置され、前記上部胴体１１はドア１に固定される第１蝶番が一側に一体で延長形成され、下部胴体１３は戸枠３に固定される第２蝶番２３の他側に一体で延長形成される。前記第１および第２蝶番２１、２３には固定ネジ２２ａが挿入される多数の貫通孔２２が形成されている。前記実施例においては図２ｂのように、ドア１がヒンジ装置の右側に配置されるタイプのヒンジ装置を例示したものであり、これとは逆に、ドアがヒンジ装置の左側に配置されるタイプに変形することもなお可能である。

前記上部胴体１１および下部胴体１３にはそれぞれ第１および第２蝶番２１、２３と直角方向の内接面を有し、先端部に行くほど幅が狭くなる構造で内接面に印加される大きい力をも支えられる構造を有する第１および第２補強板２１ａ、２３ａがそれぞれ一体で形成されている。従って、前記ヒンジ装置は設置時に、第１蝶番２１と第１補強板２１ａとの間にドア１の一側端部が結合され、第２蝶番２３と第２補強板２３ａとの間に戸枠３の一側端部が結合されるように設置される。

従来には、強風のような外力によってドアが急速に閉じる場合、上部チャンバ内に発生した過圧によって胴体とピストンとの気密保持のための各種Ｏ−リングが損傷されたり固定ねじ蝶番から緩む現象が発生してヒンジ装置が故障するようになるという問題があった。従って、このような問題を防止するため、従来には過圧防止バルブを用いてかかる問題を解決したが、この場合、多数の部品が追加され、その結果、これらをスプリングと共に組み立てなければならないので、組立性が悪化されるという問題があった。

しかしながら、本発明においては図２ｂのように、ドア１に大きい外力が印加される場合、外力が固定ねじ２２ａと補強板２１ａとに分散して印加されるので、前記した問題を解決できることになる。

さらに、前記上部胴体１１の上側および下部胴体１３の下側にはヒンジ装置の内部をクローズするための上部キャップ３１および下部キャップ３３がそれぞれ押込結合構造に結合されていて、上部胴体１１と上部キャップ３１とは一つの組立体をなすことになる。この場合、上部キャップ３１の内側面には図３ｂおよび図３ｃに示すようなカム軸５０の上端部と対応する凹溝３２が形成されていて、カム軸５０が上部キャップ３１の凹溝３２に挿入結合されると、ドア１の回転の際、ドア１の回転力が第１蝶番２１、上部胴体１１および上部キャップ３１を通してカム軸５０に伝達されるので、カム軸５０も回転することになる。

すなわち、前記カム軸５０は、ドア１の開閉時にドア１の回転力を伝達されて、ドア１の回転方向と同一方向に回転できるようにシャフト５１の上側が上部キャップ３１の凹溝３２によって固定され、前記凹溝３２は上下面が平行で両側面がラウンド形状を有している。

さらに、前記シャフト５１の下端に延長形成された円筒部５３は、内側に後述する可動体６０のピストンロッド６１の上端がスライディング可能に挿入される空間部を有し、また外周面に沿って相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂを備える。前記第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂは図４に示すようなカム線図の角度を有しており、前記カム線図についてはヒンジ装置の作動説明と共に以下に詳細に説明する。

一方、図２ａに示している可動体６０はピストンロッド６１の上端がガイドピン６７によって貫通され、前記ガイドピン６７は両端が前記円筒部５３の第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂによってガイドされるように貫通される。

さらに、前記ピストンロッド６１は、その中央下側が前記下部胴体１３の外周面に接する直径を有しかつ下部胴体１３内のオイルチャンバを上、下部チャンバ９１、９３に分割するピストン６２にねじ結合されてドアの回転によって上下に移動する可動体６０を形成している。

この場合、ピストンロッド６１はその下端から上部に形成された第１流路６８ａが形成され、第１流路６８ａはピストンロッド６１の外周と連通するように形成された貫通孔６８ｂと連結されている。

さらに、ピストン６２は中央部に垂直方向に貫通される一つの貫通孔と中央外側に貫通形成される少なくとも一つの第２流路６８ｃを備える。前記ピストン６２の中央貫通孔にはピストンロッド６１の下端部がねじ結合されて前記ピストンロッド６１に形成された第１流路６８ａを通して上、下部チャンバ９１、９３が連通され、第２流路６８ｃには開閉ボール６３ａが挿入されて開閉ボール６３ａの作用によって流路の開閉が決定されるチェックバルブ６３を形成する。前記ピストンロッド６１とピストン６２とのねじ結合部にはシーリングのためにディスク形態のオイル室６４が挿入されている。

前記チェックバルブ６３はドア１が開放される場合、すなわち、可動体６０（ピストンロッド６１およびピストン６２）が下降する場合、チェックバルブ６３は作動せずオイルは第２流路６８ｃとチェックバルブ６３を経て下部チャンバ９３から上部チャンバ９１に容易に移動することになり、逆に、ドアが閉じる場合すなわち、可動体６０が上昇する場合、チェックバルブ６３の開閉ボール６３ａが第２流路６８ｃを遮断するに従って上部チャンバ９１のオイルは第２流路６８ｃを通過せずピストンロッド６１に形成された第１流路６８ａを通して上部チャンバ９１から下部チャンバ９３に少量ずつ移動することになる。

一方、従来にはヒンジ装置が上、下部胴体と中央胴体とで構成されて中央胴体の下端にシーリングキャップを別途に設け、シーリングキャップと下部キャップとの間にボールベアリングを設けて中央胴体と下部胴体との間の円滑な回転が行われるようにした。

しかしながら、本発明においてはハウジングを上部胴体１１および下部胴体１３の二つの胴体で構成し、これら胴体１１、１３の間に円滑な回転が行われるようにプラスチック材からなる一対のリング状ベアリング１２ａ、１２ｂが挿入されており、下部胴体１３と下部キャップ３３とのねじ結合部分にシーリング用Ｏ−リング１４を挿入した。

従って、本発明においては下部チャンバ９３に挿入されるリターンスプリングを削除しながらシーリングキャップとボールベアリングいずれを除去できるようになり、部品の単純化および組立性の向上をはかれることになる。

さらに、前記ピストンロッド６１の第１流路６８ａにはオイルの流入量を制御するように先端が挿入された油圧制御棒４５が設置され、前記油圧制御棒４５は、下部キャップ３３に設置された保持台４３によって下端が固定される。前記油圧制御棒４５の具体的な構造については後述する。

なお、前記保持台４３は内側に下部キャップ３３の中央に垂直に結合された調節ボルト４１が結合されており、前記調節ボルト４１の正回転、逆回転によって油圧制御棒４５のレベルを設定することによって、第１流路６８ａを通過するオイル量を自由に設定でき、その結果、ドアの自動復帰速度が決定される。

２．クラッチ装置
一方、図２ａ、図５ａないし図５ｃ、および図６ａないし図６ｄのように、ドア１のクロージング時に閉じ力の向上のために上部胴体１１の内部にはトーションスプリング７６がシャフト５１を取り囲む状態に配置され、ドアの回転によって前記トーションスプリング７６に発生するねじり弾性力を制御するためにトーションスプリング７６の下端にこれと連係してクラッチ装置７０が配置される。この場合、トーションスプリング７６は円形、より好ましくは、角形構造を有した方がツイスティング復元力をもっと大きく得られるので、望ましい。

前記クラッチ装置７０は、外周部に下部胴体１３の内周部に強制押込構造によって固定される外部クラッチ７１と、前記外部クラッチ７１の上端に下端が回転可能に挿入され、内部空間にカム軸５０のシャフト５１を回転可能に接触した状態に保持する内部クラッチ７３と、前記外部、内部クラッチ７１、７３の間に配置してシャフト（すなわち、ドア）の開放角度に沿って内部クラッチ７３をシャフト５１と結合させたり分離させる役割をする一対のローラピン７５とからなる。

外部クラッチ７１は外周部が多数の凸凹部７１ｄが上下方向に形成されて下部胴体１３の内周部に強制押込によって固定され、さらに、下端部は段差部７１ｂの構造によって固定され、上端はストップリング７１ｃによって上、下流動が起ることを防がれる。

さらに、前記トーションスプリング７６は上端部７６ａが上部キャップ３１の下端に位置し、シャフト５１と結合しているスプリングガイドブッシュ２５に形成された貫通孔を通して軸方向に折屈挿入されており、下端部は内部クラッチ７３の上端に形成された固定ホール７３ｂによってそれぞれ固定される。前記スプリングガイドブッシュ２５はトーションスプリング７６が偏向せず定着せしめる役割をする。

従って、ドアの開放時にカム軸５０が回転すると、これに連動して内部クラッチ７３も例えば、０−７０°範囲で共に回転しながらトーションスプリング７６はねじり変形が行われることになる。その後、クラッチ装置７０のクラッチング停止開始角である７０°に至る場合、クラッチングが作動してトーションスプリング７６のねじり変形は停止し、カム軸５０のみが回転する。

前記図６ａないし図６ｄに示しているクラッチ装置７０はクラッチング停止開始角が例えば、９０°である場合を示すものであって、これはリターンスプリングを使用せずトーションスプリングのみを用いるドアに適合したスリム型自動復帰ヒンジ装置に適用される例である。

従って、リターンスプリングとトーションスプリングいずれも必要な大型ドア用自動復帰ヒンジ装置においては、クラッチ装置７０のクラッチング停止開始角を望む角度に合わせて設定することが可能であり、例えば、３０°で設定することができる。

このように、クラッチング停止開始角を３０°で設定する場合、カム軸５０が初期状態である時を基準として外部クラッチ７１の上端に形成される第２挿入溝７４ｃの位置を、シャフト５１の外周に形成された第１挿入溝７４ａおよび内部クラッチ７３に形成された貫通ホール７４ｂから３０°回転した位置に配置される。

一方、前記一対のローラピン７５は断面が円形からなるピン形状であって、シャフト５１の外周に対応形成され断面が半球形である一対の第１挿入溝７４ａ、内部クラッチ７３に形成された貫通ホール７４ｂおよび図５ａのように、外部クラッチ７１の上端に形成され断面が半球形である第２挿入溝７４ｃの間を移動可能であるように挿入される。前記一対のローラピン７５を通してクラッチングされる過程については後述するヒンジ装置の作動説明と共に詳細に説明する。

一方、前記外部クラッチ７１は図５ａのように、円筒部分が下部に延長形成され、両側に前記ガイドピン６７の両端が垂直にスライディング可能に設けられる一対の垂直ガイドホール７８を備えたガイドホール形成部７１ａを一体で含む。この場合、前記ガイドピン６７は前記ピストンロッド６１、第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂおよび垂直ガイドホール７８を同時に貫通する状態になり、ドアの開放時に第１蝶番２１と共に回転してカム軸５０が回転すると、ガイドピン６７が一対の垂直ガイドホール７８に沿って下方に移動することになり、同時に可動体６０はトーションスプリング７６によって弾力保持された状態に第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂに沿って回転しながら下方に所定の距離ほど下降する。

従って、前記第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂを有するカム軸５０、一対の垂直ガイドホール７８を備えたガイドホール形成部７１ａ、およびガイドピン６７はドア１、すなわち、シャフト５１の回転運動をするピストンロッド６１と連結されたピストン６２の上下運動に変換せしめる役割をする第１実施例における回転／直線運動装置５９を構成する。

図１において、未説明の部材番号８１ないし８４、および８７ないし８９は気密保持のためのＯ−リングであり、８５はブッシュベアリング、８６はブッシュベアリングをそれぞれ示す。

前記ブッシュベアリング８５はカム軸５０が回転する時、下部胴体１３に固定している外部クラッチ７１の内向突起部の下部面とカム軸５０の円筒部５３の上部面との間で発生する回転摩擦および騒音を減少させる役割をする。

３．油圧制御棒の構造
前記実施例における油圧制御棒４５は単一の油圧回路の制御に適合し、オイルの流動量の変化が少ないしリニアに増加してピストンの上昇速度が低速で行われるように設定されている。すなわち、油圧制御棒４５はチェックバルブ６３がオフ状態である時のオイルの流動量と比較してピストン６２が上昇するに伴って流動量の可変が行われるように流路の直径が変わるようになっている。

しかしながら、前記油圧制御棒４５はオイルの流動量が多い高速区間設定部とオイルの流動量が少ない低速区間設定部とが上下に配置された構造になることができる。この場合、前記高速区間設定部はチェックバルブ６３が作動しない時（オフ状態）、すなわちドアの開放（ピストンの下降）時のオイルの流動量と比較して、比較的多くの量のオイルの流動が可能であるように設定した方が望ましい。

また、前記ピストン６２が上昇するとき、低速区間設定部の一部が第１流路６８ａの内部に進入している区間では上部チャンバ９１から下部チャンバ９３に移動するオイルの移動量がピストン６２の上昇位置によって漸次増加することになってリターンスプリングの復元力が増加するようにしている。前記高速区間設定部および低速区間設定部は自動復帰ヒンジ装置が適用される対象によって各区間の長さを可変に設定し、低速区間設定部のテーパ量が決定される。

例えば、建資材用ドア（放火用鉄門など）においては、火災の発生時に必ず閉じられなければならないので、高速区間設定部の開始が例えば、ドアの開放角３０°から始まり、家電用小型ドアや室内のドアなどの場合はドアの開放角が例えば、５°から始まることになり、キムチ冷蔵庫のように上下回転型ドアにおいては高速区間の設定が要らなくて高速区間設定部を置かず低速区間設定部だけでなされる。

４．可動体の昇下降ガイド構造
以下、前記可動体６０の上昇、下降ガイド構造とヒンジ装置の動作について詳細に説明し、ドアの閉じ力を提供するトーションスプリング７６の弾性力の制御のためのクラッチ装置のクラッチング過程についても共に説明する。

まず、カム軸５０の円筒部５３に形成された第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂは図４に示すように、ドアの開放角に連動してピストンの昇下降を案内する三つの区間（ａ−ｃ）、すなわち、ドアの開放角が０−９０°の間の第１区間（ａ）、ドアの開放角が９０−１３５°の間の第２区間（ｂ）、およびドアの開放角が１３５−１８０°の間の第３区間（ｃ）に分けられる。

前記三つの区間（ａ−ｃ）のうち、第１区間（ａ）は前記可動体６０のピストン６２が昇下降する開放角が０−９０°の間の区間であって、第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂのカム線図の角度（α）は第２区間（ｂ）の角度（β）より相対的にもっと大きく設定してピストン６２の上昇の際、効率を増大させて油圧回路の抵抗とトーションスプリング７６の比例的な復元力の低下による閉じ力の損失を補完している。

通常に、前記第１区間（ａ）、すなわち、開放角が０−９０°の間の区間においては使用者の安全のためにチェックバルブ６３によってドアの復帰速度を一定の速度に制限して遅延させている。しかしながら、ドアの自動復帰を完成するためにはドアに設置されたラッチが戸枠に設置された締め装置に結合できる最終の閉じ力を有していなければならない。

本発明の実施例においてはリターンスプリングを略した構造であるので、ドアの開放角７０°でクラッチングされて７０°を超過するときはトーションスプリング７６の逆ツイスティングを停止させ、開放角７０°未満になるときクラッチング動作を解除して逆ツイスティングされたトーションスプリング７６の復元力をカム軸５０に作動させてドアの復帰に直接的な影響力が及ぶように設定されている。

従って、第１区間（ａ）においては、使用者のドアの開放によって内部クラッチ７３およびカム軸５０を左ねじ方向に回転させ、可動体６０、すなわちピストン６２が下降するのでチェックバルブ６３は動作せず、トーションスプリング７６は７０°を超過するまで開放角に比例して逆ツイスティングが行われることになる。

しかしながら、ドアの自動復帰の際、開放角７０°未満からクラッチ装置７０のクラッチング動作が解除されて逆ツイスティング状態にあるトーションスプリング７６から復元力が内部クラッチ７３およびカム軸５０を右ねじ方向に回転させる。その結果、ピストン６２はトーションスプリング７６の弾性力が印加されてドアを初期位置に完全復帰（閉め）させることになる。

７０°を超過して９０°に至るまでクラッチ装置７０はクラッチングされている状態、すなわちトーションスプリング７６の逆ツイスティングが停止された状態であり、ピストン６２が下降し続けてチェックバルブ６３は動作しないので、ドアの開放によって内部クラッチ７３およびカム軸５０は容易に左ねじ方向に回転して、使用者は大きい力を入れずドアを開放することができる。

一方、本発明においてはドア、特に大型ドアの自動復帰時にラッチが戸枠に設置された締め装置に結合され得る閉じ力を有するように下部チャンバにリターンスプリングを備えることも可能であり、この場合、クラッチ装置７０のクラッチング開始角を開放角３０°に設定して開放角３０°でクラッチングされ、３０°を超過するときはトーションスプリング７６の逆ツイスティングを停止させ、開放角３０°未満になるときはクラッチング動作を解除して逆ツイスティングされたトーションスプリング７６の復元力をリターンスプリングの復元力に付加してカム軸５０に作動させることもできる。

また、第２区間（ｂ）すなわち、開放角９０−１３５°の間の区間においてはクラッチ装置７０はクラッチングされている状態、すなわちトーションスプリング７６の逆ツイスティングが停止した状態であり、ピストン６２は下死点まで下降し続けてチェックバルブ６３は動作しないので、ドアの開放によって内部クラッチ７３およびカム軸５０は容易に左ねじ方向に回転して使用者は大きい力を入れずドアを開放することができる。

一方、第２区間（ｂ）において第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂのカム線図の角度（β）を第１区間（ａ）の角度（α）より相対的にもっと小さく設定しているが、これはカム軸５０の円筒部５３の制限された領域内においてピストン６２の昇、下降用カム線図を０−１８０°の範囲で配置するためのものである。

本発明においては圧縮スプリングであるリターンスプリングを除去してトーションスプリング７６だけで自動復帰が行われ、前記のようにクラッチ装置７０は７０°からクラッチングされている状態であるので、カム線図の角度はヒンジ装置の動作に影響を及ぼさない。

また、ピストン６２が下死点に至った状態である第３区間（ｃ）、すなわち開放角１３５°−１８０°の範囲ではカム線図の角度をゼロに設定してオイル（流体）の流動量をゼロにしてドアの開閉時に便利にせしめ、また下部チャンバにリターンスプリングの挿入の際、自動復帰を遮断する区間であって、ドア１が開放された状態の角度を保持する。

従来のヒンジ装置においては、ドアの開放の際、ドアを０°から完全開放される１８０°まで行くほどドアの開放に要する開き力は開放角に定比例して増加するようになってドアを開放するに多くの力を必要としていたが、本発明の場合、第１区間（ａ）の７０°まではドアの閉じ力を保存するために従来と類似した開き力を必要とするが、第１区間（ａ）の開放角７０°からはクラッチ装置７０の作動によってトーションスプリング７６は逆ツイスティングを停止させることができて開放角７０°以内の区間に比べて開き力が大きく減少してドアを容易に開放することができる。

５．ヒンジ装置の動作
以下、本発明のヒンジ装置に対する全動作について説明する。この場合、図６ａないし図６ｄに示すクラッチ装置７０はクラッチング停止開始角が９０°に設定されているが、本説明においてはトーションスプリングだけを採用する比較的小型ドアのヒンジ装置について説明しているので、クラッチング停止開始角が７０°に設定されている場合を例に挙げてヒンジ装置の動作について説明する。

５−１．ドアの開放の際
まず、本発明の実施例に従うヒンジ装置は図６ａのように、ドアが閉じられた（すなわち、停止された）状態でこれを開放すると、すなわち、ドア１が開かれるとき、第１蝶番２１と上部キャップ３１とを通してカム軸５０のシャフト５１に外部回転力が伝達されることによって、その内部の構成要素は以下のように作動することになる。

ドア１が閉じられている図６ａの初期状態から使用者がドアを開けると、前記カム軸５０のシャフト５１と内部クラッチ７３とが図６ｂのように、一対のローラピン７５を含む状態で左ねじ方向に回転しながらトーションスプリング７６も逆ツイスティングされて弾性力が発生することになる。

これと同時に、カム軸５０に左ねじ方向の回転力が伝達されるので、第１、第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂと、外部クラッチ７１と一体で形成されたガイドホール形成部７１ａの一対の垂直ガイドホール７８に両端部が挿入されているガイドピン６７はカム軸５０の回転によって第１、第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂに沿って下部方向に移動される。この場合、下部方向に移動するガイドピン６７とピストンロッド６１とを通して連動するピストン６２には下部方向に移動しようとする力が作動することになる。

これによって前記ピストン６２の下側すなわち、下部チャンバ９３に位置するオイルは第２流路６８ｃの開閉ボール６３ａが上方に移動しながら第２流路６８ｃを通して上部チャンバ９１に移動する。すなわち、ドアの開放時にチェックバルブはオフ状態になり、これを通して多くの量のオイルが急速に下部チャンバ９３から上部チャンバ９に移動することになる。

そうすると、前記ガイドピン６７は第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂにおける作動状態のように、第１区間（ａ）で移動しながら可動体６０はトーションスプリング７６を逆ツイスティングして下降することになる。

また、ピストンロッド６１が下方移動しながら第１流路６８ａ内にテーパ形成された油圧制御棒４５が進入し続けながら第１流路６８ａを通したオイル通過量が漸次減少するようになるが、大部分の多くの量のオイルはオフ状態のチェックバルブ６３を通して急速に下部チャンバ９３から上部チャンバ９に移動するので、ピストンは急速に下降する。

さらに、ドアの回転角が７０°になると図６ｃのように、一対のローラピン７５が内部クラッチ７３の第１挿入溝７４ａから離脱して外部クラッチ７１の第２挿入溝７４ｃに挿入され、ドアの回転角が７０°以上になる場合、図６ｄのように、内部クラッチ７３の回転が中断されカム軸５０のシャフト５１だけが回転するに従って、トーションスプリング７６の弾性力の増加はドアの回転角の７０°を基準にして止まることになる。

この場合、第１挿入溝７４ａにかかるローラピン７５はその中心点以下に挿入されている。従って、図６ｃにおいてローラピン７５はトーションスプリング７６によってねじり力を受けられると、第２挿入溝７４ｃに到達したときに外部に延びる力が作用して第２挿入溝７４ｃから抜け出すことになる。

そして、前記トーションスプリング７６の弾性力の増加が止まった状態で使用者がドアを回転し続けてカム軸５０も持続的に回転する場合、チェックバルブ６３もオフ状態にあるので、ドアの回転角が９０°である第２区間（ｂ）に到達することになり、続けて下死点である開放角１３５°に到達するまでピストン６２は第１および第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂの第２区間（ｂ）に沿って下降して大きい抵抗なしに使用者はドアを開放することができる。

その後、使用者がドアを回転し続けて１３５−１８０°の第３区間（ｃ）に進入するようになり、ドアはその移動が制限されてピストン６２は下死点に位置した状態からこれ以上下降せず、カム軸５０の回転のみが行われる状態、すなわちドアの一時停止状態が保持される。

５−２．ドアのクロージングの際
一方、ドアの開放角１８０−１３５°であるドアの一時停止状態を外して開放角が１３５−９０°である第２区間（ｂ）においては使用者がドアを回転してカム軸５０に右ねじ方向に外力が伝達されるとき、一対の垂直ガイドホール７８に両端部が挿入されているガイドピン６７はカム軸５０の回転によって第１、第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂに沿って上部方向に移動することになる。

このように使用者がドアを閉じるとき、ガイドピン６７がカム軸５０の回転によって第１、第２昇下降ガイドホール５４ａ、５４ｂおよび垂直ガイドホール７８に沿って上部方向に垂直上昇すると、ガイドピン６７に連結されたピストンロッド６１およびピストン６２は上部方向に移動しはじめる。

このとき、上部チャンバ９１のオイルはピストン６２の上昇によって圧力を受けると第２流路６８ｃを通して下部チャンバ９３に移動しようとする圧力が発生する。この場合、開閉ボール６３ａが第２流路６８ｃをクロージングするに伴ってチェックバルブ６３がオン状態になり、第２流路６８ｃを通して流れず第１流路６８ａを経て下部チャンバ９３に抜け出しながら１３５−９０°区間においては相対的に低速の第１速度に上昇することができる。

また、この場合、ピストンの上昇によって第１流路６８ａに挿入されている油圧制御棒４５は漸次直径が小さい部分に移動することになって第１流路６８ａを通過するオイルの流動量は漸次増加することになる。従って、前記第１速度は一定に増加して使用者の負担を軽減せしめることになる。

その後、ピストン６２が上昇して第１区間（ａ）の開放角９０−７０°区間に進入すると第１区間（ａ）のカム線度の角度（α）が第２区間（ｂ）の角度（β）より相対的にもっと大きくなっているので摩擦抵抗が減少し、これによって第１流路６８ａを通過するオイルの流動量がさらに増加するという点からピストン６２の上昇速度は前記第１速度より増加した第２速度を有することができるようになる。かかる速度の変化は使用者が印加する回転力に依存するものであるので使用者による制御が可能になり、この場合、ドアのクロージングに対する使用者の負担は大きく感じなくなる。

その後、ピストン６２が上昇して７０−０°区間に進入すると、ピストン６２の上昇によってシャフト５１が右ねじ方向に回転してドアの開放角が７０°以下になると、前記ローラピン７５は外部クラッチ７１の第２挿入溝７４ｃから離脱してシャフト５１の第１挿入溝７４ａに挿入される。この場合、第２挿入溝７４ｃにかかるローラピン７５はその中心点以下に挿入されている。従って、トーションスプリング７６の弾性復元力によって初期設定方向、すなわち右ねじ方向への回転力を受けている内部クラッチ７３がローラピン７５に回転力を加えることになると、ローラピン７５は第２挿入溝７４ｃから離脱して内部クラッチ７３と共に右ねじ方向に回転することになる。

これによって停止していた内部クラッチ７３がトーションスプリング７６の弾性復元力によって初期設定方向、すなわち右ねじ方向への回転力が印加され、これはローラピン７５を通してシャフト５１に右ねじ方向の回転力を印加しながらドアに閉じ力を提供する。

従って、ピストン６２はシャフト５１に対するトーションスプリング７６の強い弾性復元力を受けることになるので、第１流路６８ａを通して上部チャンバ９１から下部チャンバ９３に前記１３５−７０°区間よりもっと多くの流動量でオイルが流れることになって、速い速度で上昇することになる。

この場合、開閉ボール６３ａが第２流路６８ｃを完全にクロージングするに伴ってチェックバルブ６３がオン状態になって、第２流路６８ｃを通して流れず第１流路６８ａを通して上部チャンバ９１から下部チャンバ９３にオイルが流れることになる。

しかしながら、第１流路６８ａを通したオイル量は増加し続けるので、ピストン６２の上昇速度は加速がつくことになる。従って、ドアは初期位置にまで復帰してドアのラッチによる閉め状態となり、前記ピストン６２は初期状態の位置に復帰することになる。

前記のように本発明のヒンジ装置においては、ドアの閉じの際トーションスプリング７６のみを用いることによってピストン６２の第１および第２流路６８ａ、６８ｃによって形成される油圧回路は単にドアの閉じ速度を低くするダンパとしての役割のみを行うので、多段の速度制御が行われることではない。

しかしながら、単一のトーションスプリング７６を採用する場合、トーションスプリングとリターンスプリングとを同時に用いていた従来技術より効率的なスプリングのドアの閉じ力を用いられることになる。

すなわち、リターンスプリングとして用いられる圧縮スプリングはピストンを垂直運動させ、この垂直運動はカム軸の回転運動に変換されてドアの復帰力に提供されるものであって、直線運動を回転運動に変換する過程でエネルギー損失が発生し、ドアの開放時に求められる開き力の３０％のみがドアの閉じ力に発揮されている。

これに反して、トーションスプリングはドアの開放によって逆ツイスティングされたトーションスプリング７６の復元力は回転モーメントであるので、クラッチ装置７０のクラッチングが解除される場合、トーションスプリング７６の復元力はすぐカム軸を回転運動させるように作用にされて回転運動に変換する過程においてのエネルギー損失が少ないし、その結果、開き力の５０〜７０％がドアの閉じ力に発揮されていて、２０〜４０％の変換効率が上昇するという効果が現われる。

従って、本発明においては、単一のトーションスプリング７６を用いてもスプリングの閉じ力に寄与する効率が高く、さらに、リターンスプリングの除去に伴う長さの縮小分の一部をトーションスプリングの長さ増加に活用することによってドアの閉じ力を補償できることになる。その結果、本発明においては下部チャンバに挿入されるリターンスプリングを削除しながらシーリングキャップおよびボールベアリングなどをすべて除去できるようになって部品の単純化および組立性の向上を図れることになった。

６．ヒンジ装置の設置方法
図７は本発明のヒンジ装置を上部キャップが結合された上部胴体と残りの部分とに容易に分解および組立が行われる構造を説明するための分解図であり、図８ａないし図８ｅは本発明の望ましい実施例に従うドア用自動復帰ヒンジ装置の設置過程を示す順序図である。

本発明のヒンジ装置は、図７に示すように、第１蝶番２１が一体で形成され、上端部に上部キャップ３１が結合された上部胴体１１と、残りの部分に容易に分解および組立が行われることができる。

従って、本発明においてはドア１および戸枠３の予め設定された位置にそれぞれ上部胴体１１の第１蝶番２１と下部胴体１３の第２蝶番２３とを固定ねじ２２ａを用いて固定させた後、ドア１をあげて上部胴体１１を下部胴体１３から突出されたシャフト５１に単純結合させると簡単に組立が行われることになる。

その結果、従来には上部および下部胴体の分離が容易に行える構造ではないので、ドアの設置時にもう一人が協調して助けてくれることを必要としたが、本発明においては一人で自動復帰ヒンジ装置を備えたドアの設置が可能になる。

また、本発明においては図２ａのように、上部胴体１１から内部クラッチ７３の貫通孔７３ａを貫通してシャフト５１に形成された凹溝５１ａに先端部が固定されるに伴ってクラッチ装置７０の機能を停止させるためのプリセットスクリュー７２を備えている。

従って、本発明においてはヒンジ装置を設置するとき、予めプリセットスクリュー７２を締めによって内部クラッチ７３とシャフト５１とを一体化させてクラッチ装置７０の機能を停止させ、設置テストが完了した場合、プリセットスクリュー７２を外れることによってクラッチ装置７０の機能が正常的に作動可能にすることができる。

一般に、製作上の問題などによってドアが戸枠に正確に一致して設置されない場合が発生することができる。従って、ドアだけの設置状態を確認するために自動復帰機能のあるヒンジ装置を一般のヒンジのように、クラッチ装置を停止させることによって自動復帰機能は停止され、ダンパ機能だけが残るようになって確認作業が容易に行われることができる。

自動復帰機能のあるヒンジ装置においてかかる機能がない場合はヒンジ装置は閉じている状態になっているが、ドアは開いている状態で設置しなければならないので、閉じているヒンジ装置を強制に開いた状態にするためには大きい力を用いて開かなければならないという問題があることになる。

図８ａのように前記した方法によってドア１と戸枠３との間にヒンジ装置１０を設置する。その後、図８ｂのように、ドア１を開閉してドアの負荷を確認する。次いで、図８ｃのように、ドア１を９０°以上開いてヒンジ装置の側面に位置しているプリセットスクリュー７２が示されるようにする。その後、図８ｄのように、レンチ５を用いてプリセットスクリューを外れることによってクラッチ装置７０の機能を復元し、図８ｅのように、ドア１を開閉してヒンジ装置１０の動作状態を確認する。

７．第１変形例のヒンジ装置（ダンピング装置）
前記基本実施例においてはドアのクロージングによってピストンが上昇するとき、ピストンロッドに形成された流路６８ａに挿入されている油圧制御棒４５がテーパ形状を有しているので、ピストンの上昇によって一定にオイルの流動量が増加して閉じ力を補強することになる。

図９ａに示された第１変形例のヒンジ装置（ダンピング装置）はドアのクロージングによってピストンが上昇するとき、オイルの流動量が大きく減少すると共に一定に保持されて微細な速度制御が要らない場合に適用され、示されたようにチェックバルブが内蔵された流路６８ｃにノッチ部６９を有するチェックバルブ６３を備える。

すなわち、かかる第１変形例（ダンピング装置）は前記した基本実施例と比べるとき、チェックバルブ６３にドアのクロージングの際均一なダンピング力を提供するノッチ部６９を備え、ピストンロッド内部を貫通する流路と、この流路に先端部が挿入される油圧制御棒が除去されたさらに単純化した構造を提供することになる。

前記第１変形例の構造のヒンジ装置においてドアの開放時の動作は基本実施例と実質的に同一に行われ、ただし、ドアのクロージング時に差異が発生する。すなわち、ドアのクロージングによってピストン６２が上昇すると、上部チャンバ９１のオイルは上昇するピストン６２によって圧力を受けることになってチェックバルブ６３に形成された流路６８ｃを通して下部チャンバ９３に移動することになる。この場合、チェックバルブ６３の開閉ボール６３ａが流路をクロージングするに伴ってオイルは狭い単一のノッチ部を通して下部チャンバ９３に少ないオイル量ずつ一定に抜け出しながらピストン６２は上昇することになる。

前記第１変形例のヒンジ装置はオイルの流動量が大きく減少して一定の速度で遅く上昇するので、微細な速度制御が要らないし一定の時間内にドアのクロージングが行われることが求められるときに適合した油圧回路（ダンピング装置）である。第１変形例のヒンジ装置は、油圧制御棒、調節ボルトおよび保持台などが除去されているので、ヒンジ装置の全長さがさらに減少して部品の単純化が得られる。

８．第２変形例のヒンジ装置（ダンピング装置）
また、図９ｂにおいては第１変形例と同様にドアのクロージングによってピストンが上昇するとき、オイルの流動量が大きく減少すると共に一定に保持されて微細な速度制御が要らない場合に適用される。

示された第２変形例のヒンジ装置（ダンピング装置）において、チェックバルブ６３は基本実施例と同様に保持し、ドアのクロージング時に均一なダンピング力を提供する機能は前記第１変形例と同様であるように、ピストンロッド６１の内部を貫通する流路６８ａの入口に中央に貫通孔６５ａが形成された流量設定用ブッシング６５が結合されており、前記流路６８ａに先端部が挿入される油圧制御棒が除去されたさらに単純化した構造を提供することになる。

前記第２変形例の構造のヒンジ装置においてドアの開放時の動作は基本実施例と実質的に同一に行われ、ただし、ドアのクロージング時に差異が発生する。すなわち、ドアのクロージングによってピストン６２が上昇するとき、上部チャンバ９１のオイルは上昇するピストン６２によって圧力を受けることになってチェックバルブ６３が動作するので、流路６８ｃを通して下部チャンバ９３に移動せず、ピストンロッド６１の貫通孔６８ｂを通して流路６８ａ、流量設定用ブッシング６５の小さい貫通孔６８ａを通して下部チャンバ９３に少ないオイル量ずつ一定に抜け出しながらピストン６２は上昇することになる。

前記第２変形例のヒンジ装置は、第１変形例のヒンジ装置と同様に、油圧制御棒、調節ボルトおよび保持台などが除去されているので、ヒンジ装置の全長さがさらに減少して部品の単純化が得られる。

９．第２実施例の回転／直線運動変換装置
前記した基本実施例、第１および第２変形例においてはシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるために、図３ａおよび図３ｂに示された第１実施例に従う回転／直線運動変換装置５９を適用して具現されたが、他の方式の回転／直線運動変換装置を適用して具現することも可能である。

図１０ａないし図１０ｃは、それぞれ本発明の第２実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図、分解図および長さ方向断面図である。

以下の実施例の説明において、前記基本実施例と同一の構成要素については同一の符号をつけ、これに対する説明は省略する。
回転／直線運動変換装置はカム線図が形成された一対の移動対称型昇下降ガイドホール形成部と、ピストン６２とその連結部を昇下降ガイドホールに沿って移動させるためのガイドピンと、ピストン６２とピストンから延長された連結部からなる可動体６０の上下移動が行われるように案内する垂直ガイドホール７８を備えたガイドホール形成部とを含む。
第２実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ａはシャフト５１の上端部に形成されるクラッチ装置７０には影響を及ぼせず変更が行われる。

第２実施例においてカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４は外周部が下部胴体１３に固定された外部クラッチ７１の下側に延長形成された円筒部１７１に形成され、一対の垂直ガイドホール７８はシャフト５１の下端部に中間大きさの直径に延長された円筒部１５３に上下方向に互いに対向して形成されており、円筒部１５３の内部に挿入されたピストンロッド６１の上端部、円筒部１５３の垂直ガイドホール７８および円筒部１７１の昇下降ガイドホール５４を貫通してガイドピン６７が結合されている。
この場合、前記したカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４は第１実施例と同一に形成されている。

従って、第２実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ａはドアの開放によってシャフト５１が回転すると、ガイドピン６７がシャフト５１と共に一対の昇下降ガイドホール５４に沿って回転しながら一対の垂直ガイドホール７８内で下方に移動することになり、その結果、ピストンロッド６１と連結されたピストン６２も回転しながら下方に所定の距離ほど下降する。

前記第２実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ａはカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４が大きい直径からなる円筒部１７１に形成されるので、カム線図の長さが相対的に増加することになる。このように、カム線図の長さが増加すると、ピストン６２の上下移動距離も増加しながら移動する流量が増加することになる。

一方、従来にヒンジ装置の油圧回路でオイルの移動流量が小さい場合、温度の変化が大きく起るときにピストンの昇下降速度の除去に難しさがあったが、前記のように移動する流量が増加するに伴ってかかる問題が発生しないことになる。

１０．第３実施例の回転／直線運動変換装置
図１１ａないし図１１ｄは、それぞれ本発明の第３実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図、分解図および長さ方向断面図である。

第３実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｂはカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４は外部クラッチ７１の下側に中間大きさの直径に延長形成された円筒部１７２に形成され、垂直ガイドホール７８はシャフト５１の下端部にシャフト５１と同一の小直径に延長された延長シャフト１５１に上下方向に貫通形成されており、ピストンロッド１６１は円筒形状であってピストン６２から一体で延長形成されている。

また、円筒形ピストンロッド１６１に形成された一対の対向するピンホール１６２、円筒部１７２にカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４、延長シャフト１５１に上下方向に貫通形成された垂直ガイドホール７８にはガイドピン６７が結合されている。
この場合、前記したカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４は第１実施例と同一に形成されている。

従って、第３実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｂはドアの開放によってシャフト５１が回転すると、ガイドピン６７がシャフト５１と共に一対の昇下降ガイドホール５４に沿って回転しながら垂直ガイドホール７８内で下方に移動することになり、その結果、ピストンロッド６１と連結された円筒形ピストンロッド１６１およびピストン６２も回転しながら下方に所定の距離ほど下降する。
前記第３実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｂはシャフト５１と延長シャフト１５１が同一の直径で形成されるので、加工性が高くなる。

１１．第４実施例の回転／直線運動変換装置
図１２ａないし図１２ｄは、それぞれ本発明の第４実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図、分解図および長さ方向断面図である。

第４実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｃはカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４は外周部が下部胴体１３に固定された外部クラッチ７１の下側に延長形成された円筒部１７１に形成され、垂直ガイドホール７８はシャフト５１の下端部にシャフト５１と類似した小直径に延長された延長シャフト１５２に上下方向に貫通形成されており、ピストンロッド１６３は中間大きさの円筒形状であってピストン６２から一体で延長形成されている。

また、円筒部１７１にカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４、前記円筒部１７１に挿入される円筒形ピストンロッド１６３に形成された一対の対向するピンホール１６２、延長シャフト１５１に上下方向に貫通形成された垂直ガイドホール７８にはガイドピン６７が結合されている。
この場合、前記したカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４は第１実施例と同一に形成されている。

従って、第４実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｃはドアの開放によってシャフト５１が回転すると、ガイドピン６７がシャフト５１と共に一対の昇下降ガイドホール５４に沿って回転しながら垂直ガイドホール７８内で下方に移動することになり、その結果、ガイドピン６７と連結された円筒形ピストンロッド１６３およびピストン６２も回転しながら下方に所定の距離ほど下降する。

前記第４実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｃは第２実施例と類似にカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４が大きい直径からなる円筒部１７１に形成されるので、カム線図の長さが増加して流量の制御において利点があり、シャフト５１と延長シャフト１５２とが同一の直径で形成されるので、加工性が高くなる。

１２．第５実施例の回転／直線運動変換装置
図１３ａないし図１３ｄは、それぞれ本発明の第５実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図、分解図および長さ方向断面図である。

第５実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｄは上端部が前記下部胴体１３の内周面に設置され相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホール５４が貫通形成される円筒部１７１と、前記シャフト５１から円筒部１７１の内部に延長形成され垂直方向に多数の垂直ガイド突起１５２ａを有する延長シャフト１５２と、前記ピストン６２から延長形成され上端部に対向する一対のピンホール１６２が形成され内周部に前記延長シャフト１５２の多数の垂直ガイド突起１５２ａに対応する凹溝１６３ｂが形成され、外周部に前記円筒部１７１がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッド１６３と、前記円筒形ピストンロッド１６３に形成された対向する一対のピンホール１６２と、円筒部１７１に形成された第１、第２昇下降ガイドホール５４にそれぞれ結合された第１および第２ガイドピン６７ａ、６７ｂとで構成されている。
この場合、前記したカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホール５４は第１実施例と同一に形成されている。

従って、第５実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｄはドアの開放によってシャフト５１が回転すると、前記ガイドピン６７ａ、６７ｂが一対の昇下降ガイドホール５４に沿って回転しながらピストンロッド１６３もガイドピン６７ａ、６７ｂと共に回転しながら下方に所定の距離ほど下降する。

前記第５実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｄはシャフト５１および延長シャフト１５２が貫通孔を含んでいないので、塑性加工の一種である転造加工によって製造できる。従って、前記第１ないし第４実施例におけるシャフトはその中に貫通孔を含んでいて切削工具を用いた切削加工によって製造されているが、第５実施例におけるシャフトは転造加工によって製造可能であるので、加工費用を低くすることができ、切削加工に従う材料費の浪費を防止することができる。

１３．第６実施例の回転／直線運動変換装置
図１４ａないし図１４ｄは、それぞれ本発明の第６実施例に従うシャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換装置を示す組立斜視図、分解図および長さ方向断面図である。

第６実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｅはカム線図が形成された一対の昇下降ガイドホールの代わりに中間大きさの円筒形状であってピストン６２から一体で延長形成されたピストンロッド１６３の内周には螺旋形状からなる二列の雌ねじ山部１６３ａが形成されており、一対の垂直ガイドホール７８が対向して垂直方向に貫通形成されており、二列の雌ねじ山部１６３ａに対応する二列の雄ねじ山部１５３ａがシャフト５１の下端部にシャフト５１と同一の直径に延長された延長シャフト１５１に螺旋形状で形成されている。

また、外周部が下部胴体１３に固定された外部クラッチ７１の下側に延長形成された円筒部１７１には一対の対向するピンホール１６２が形成されており、前記一対のピンホール１６２を通して一対のガイドピン６７ａ、６７ｂがピストンロッド１６３の垂直ガイドホール７８と円筒部１７１のピンホール１６２との間に結合されている。

従って、第６実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｅは、ドアの開放によってシャフト５１が右ねじ方向に回転するに伴って、延長シャフト１５１の二列の雄ねじ山部１５３ａを通して右ねじ方向の回転力がこれにねじ結合されている二列の雌ねじ山部１６３ａを有するピストンロッド１６３に加わるとき、一端が円筒部１７１のピンホール１６２に結合されているガイドピン６７ａ、６７ｂは、その他端がピストンロッド１６３の垂直ガイドホール７８に挿入されていて、ピストンロッド１６３は回転できず、その結果、円筒形ピストンロッド１６３およびピストン６２は下方に所定の距離ほど垂直に下降する。

前記第６実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｅは、第５実施例と類似にシャフト５１および延長シャフト１５２が貫通孔を含まず、ねじ山だけを含んでいるので、塑性加工の一種である転造加工によって製造できる。従って、前記第１ないし第４実施例におけるシャフトはその中に貫通孔を含んでいて切削工具を用いた切削加工によって製造されているが、第５実施例におけるシャフトは転造加工によって製造可能であって加工費用を低くすることができ、切削加工に従う材料費の浪費を防止することができる。

前記第２ないし第６実施例に従う回転／直線運動変換装置５９ｂ−５９ｅの説明においては、ドアの開放によってシャフト５１の回転運動をピストン６２の軸方向直線運動（すなわち、下降動作）に変換せしめる動作について説明したが、ドアのクロージング時にピストン６２の軸方向直線運動（すなわち、上昇動作）によってシャフト５１を回転運動させる動作は前記したドアの開放時に行われる動作の逆順に進行される。

この場合、ピストン６２に対する軸方向直線運動（すなわち、上昇動作）は、下部チャンバに挿入されているリターンスプリングおよびクラッチ装置７０と連係されたトーションスプリングの復元力によって行われる。

１４．過圧防止バルブおよびチェックバルブ
図１５ａは本発明に従う過圧防止バルブおよびチェックバルブを含むピストンを示す断面図であり、図１５ｂは図１５ａの過圧防止バルブおよびチェックバルブを構成する部品の分解斜視図であり、図１６ａないし図１６ｃは、それぞれドアの開放時および閉鎖時のチェックバルブの動作を説明するための説明図、および過圧防止バルブの動作を説明するための説明図である。

図１５ａないし図１５ｂに示すように、本発明に従う過圧防止バルブおよびチェックバルブを含むピストン６２ａはピストンロッド６１ａが一体で形成されて可動体を形成する。前記可動体にはピストン６２ａの下端部からピストンロッド６１ａの内部に連通する凹溝１０９が中央部に形成され、ピストン６２ａに形成される凹溝１０９は直径が３段階であって段階的に縮小される第１ないし第３直径部１１１−１１３を有するように形成される。

直径が最も小さい第３直径部１１３は、ピストンロッド６１に延長形成された凹溝１１４と同一の直径で形成され、前記凹溝１１４には上部チャンバ９１と連通するように貫通孔１１０が形成されている。

前記凹溝１０９の第２直径部１１２には中央部に貫通孔１０１ａが形成され、対向した両側面が切開されて平行で他の二つの側面が曲面からなる板状プレートからなるチェックバルブ１０１（図１５ｂに示す）が挿入されており、前記チェックバルブ１０１の下部には外径が第２直径部１１２よりは大きく第３直径部１１３よりは小さく、中央部に貫通孔１０２ａが形成された過圧防止バルブ１０２が挿入されており、前記過圧防止バルブ１０２の下部には、過圧防止バルブ１０２より大きくない外径を有し中央部に貫通孔１０３ａが形成されたさらスプリング１０３が挿入されており、前記過圧防止バルブ１０２およびさらスプリング１０３と第３直径部１１３の内周部との間には過圧防止リング１０４が挿入されており、凹溝１０９の最下端部には過圧防止リング１０４とさらスプリング１０３とが凹溝から離脱せず、さらスプリング１０３が過圧防止バルブ１０２に密着された状態を保持するように過圧防止固定ボルト１０５の外周部が第３直径部１１３の内周部にねじ結合されている。

また、前記過圧防止バルブ１０２は過圧防止リング１０４の内径より多少小さい外径を有するように設定され、過圧が発生する場合、過圧を解消するための過圧解止流路ＯＰを形成し、前記過圧防止固定ボルト１０５は中央部に貫通孔１０５ａが形成され、その外側に過圧の発生時に過圧解止流路ＯＰを形成するための少なくとも一対の貫通孔１０５ｂ、１０５ｃが形成されている。

前記チェックバルブ１０１、過圧防止バルブ１０２、さらスプリング１０３および過圧防止固定ボルト１０５の中央部に形成された貫通孔１０１ａ−１０３ａ、１０５ａには油圧制御棒４５が挿入されている。前記過圧防止バルブ１０２、さらスプリング１０３および過圧防止固定ボルト１０５の中央部に形成された貫通孔１０２ａ、１０３ａ、１０５ａは過圧防止バルブ１０２の貫通孔１０１ａよりもっと大きく形成されている。

前記チェックバルブ１０１は第２直径部１１２内で油圧によって上下に移動可能に配置されており、第２直径部１１２と第３直径部１１３との間には上方の傾斜面１１５を通して連結されており、第２直径部１１２と第１直径部１１１との間には垂直段差部１１６を通して連結されている。前記過圧防止バルブ１０２、さらスプリング１０３、過圧防止リング１０４および過圧防止固定ボルト１０５は凹溝１０９が形成されたピストン６２ａと共に過圧防止バルブ手段１００を形成する。

前記ピストン６２ａはドアが開くときに前記した回転／直線運動変換装置５９−５９ｅによって下降することになり、その結果、下部チャンバ９３のオイルが図１６ａの矢印の流れに従って上部チャンバ９１に流れることになる。この場合、下部チャンバ９３のオイルは過圧防止固定ボルト１０５、さらスプリング１０３および前記過圧防止バルブ１０２の中央部に形成された貫通孔１０５ａ、１０３ａ、１０２ａを通過した後、チェックバルブ１０１を第２直径部１１２と第３直径部１１３との間の傾斜面１１５に上部面の外周部が接触するように移動させる。次いで、前記オイルはチェックバルブ１０１の中央部の小さい貫通孔１０１ａと共に、チェックバルブ１０１の切開された両側面と前記傾斜面１１５との間の大きい空間を通して容易に移動する。その結果、ピストン６２ａが下降するとき、下部チャンバ９３のオイルによるダンピング圧を大きく感じなくなる。

前記とは反対に、ドアが閉じるときにピストン６２ａは上昇するので上部チャンバ９１のオイルが図１６ｂの矢印の流れに従って下部チャンバ９３に流れることになる。この場合、チェックバルブ１０１は上側面に圧を受けて下部面が過圧防止バルブ１０２の上部面に接触するように移動する。その結果、上部チャンバ９１のオイルは過圧防止バルブ１０２の上部面が垂直段差部１１６に密着されているためにチェックバルブ１０１の外周部分のすき間に沿った流路は形成されず、ただし、チェックバルブ１０１、過圧防止バルブ１０２、さらスプリング１０３および過圧防止固定ボルト１０５の中央部に形成された貫通孔１０１ａ−１０３ａ、１０５ａを経由する正常流路NPを通して少量ずつ移動することになる。その結果、ピストン６２ａが上昇するときに上部チャンバ９１のオイルによるダンピング圧を大きく感じ、ピストン６２は低速で上昇することになる。

一方、前記過圧防止バルブ手段１００は前記した説明のように、使用者が正常的な速度でドアをクロージングする場合には作動せず、強風のような大きい力を有する外力が作用してドアが急速にクロージングされる場合にのみ作動する。すなわち、前記のように正常的な速度でドアが開閉される場合にはチェックバルブ１０１の位置設定によって選択的に流路を遮蔽させる。

ドアが開いている状態で強風または人によって人為的にドアに強い閉じ力が作用する場合、ピストン６２ａは回転／直線運動変換装置５９−５９ｅを通して高速上昇が求められる。

ピストン６２ａが前記した外力によって瞬間的に強く高速で上昇すると、上部チャンバ９１のオイルによってチェックバルブ１０１の上側面に過圧が印加される。チェックバルブ１０１および過圧防止バルブ１０２に印加される圧力がさらスプリング１０３の弾性力より大きくなる場合、オイルの圧力によってさらスプリング１０３が扁平に広がりながら垂直段差部１１６に密着していた過圧防止バルブ１０２の上部面が下方に移動することになる。過圧防止バルブ１０２が下方に移動することになると、図１６ｃの矢印の流れのように、チェックバルブ１０１の外周部とピストン６２ａの内周部との間、過圧防止バルブ１０２と過圧防止リング１０４との間、および過圧防止固定ボルト１０５の貫通孔１０５ｂ、１０５ｃに沿って形成される過圧解止流路が形成されて下部チャンバ９３に流れることになる。

従って、上部チャンバ９１のオイルが前記過圧解止流路ＯＰと中央部に形成された貫通孔１０５ａ、１０３ａ、１０２ａを経由する正常流路NPを通して下部チャンバ９３に大量で流入して過圧状態を解除する。

その結果、上部チャンバ９１の過圧によって下部胴体１３とピストン６２ａとの周辺に気密保持のために配置された各種Ｏ−リングの中、一つが破壊されたり胴体が破損されてオイルが漏れるという問題を未然に防止することができる。

しかしながら、ドアの正常的なクロージングによって上部チャンバ９１内で発生した圧がさらスプリング１０３の弾性力より小さくなる場合、オイルの圧力によって過圧防止バルブ１０２は下方に移動しない。このように、過圧防止バルブ１０２が下方に移動せず弾力的にピストン６２ａの垂直段差部１１６と接触された状態を保持することになると、垂直段差部１１６と過圧防止バルブ１０２との間に過圧解止流路ＯＰは形成されない。
この場合、前記さらスプリング１０３は過圧が発生する場合、変形が行われる程度の弾力係数を有するように設計した方が望ましい。

一方、本発明においてはドアの閉じ力の損失を防止することはもちろん、ドアの開放時にはクラッチ装置のクラッチングが行われるドアの開放角７０°以上からはトーションスプリング７６の圧縮反発力を除去できてクラッチングのない場合と比べて相対的に少ない力で容易にドアを開放することができる。

前記のように、本発明においてはドアが閉じる場合、使用者がドアの開放角が７０°以内になるようにドアを閉めたり開けたりしてドアの開放角が７０°以内になるとドアは初期位置に自動復帰動作を行う。

このように、クラッチング開始角を７０°と設定する場合、使用者の通常的なドアの開放角が７０°以内で行われていることから考慮するとき、ドアの自動復帰速度を適切に設定しておくと急速なドアの復帰に伴う安全事故を防止しながらドアが自動で復帰するように管理しなければならないという負担を軽くすることができる。

前記実施例は例えば、インテリア用室内ドアに適用される胴体の直径が小さいスリムタイプのヒンジ装置に適用できるものであるが、直径をそのまま保持しながらただし、長さだけを増加させる方式でトーションスプリングの長さを増加させることによって大型ドアにも用いられる。

前記実施例のヒンジ装置は、ハウジングの役割をする胴体の直径をスリム形に縮小する代わりに少なくなるダンピング力を油圧回路を一つ以上追加することによって、ピストンの上昇速度を制御するに十分なダンピング力を提供することができる。

また、前記実施例の説明においては単一のトーションスプリングだけを用いることを例示していたが、トーションスプリングとして復元力が小さいことを採択し圧縮スプリングをトーションスプリングと組み合わせて用いることも可能である。

さらに、前記基本実施例においてはチェックバルブとしてボールタイプを例示しているが、過圧防止バルブで例示したように、板状からなることも可能である。
前記実施例においては上部および下部チャンバにオイルが充填していることを例に挙げて説明しているが、空気または窒素ガスのような気体が充填していることも可能である。

以上、本発明を特定の望ましい実施例を例に挙げて説明しているが、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、本発明の精神に外れない範囲内において当該発明の属する技術分野で通常の知識を有するものによって、多様な変更および修正が可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ドアに固定される第１蝶番が一周面に一体で形成され、上端部が内側面に凹溝が形成された上部キャップで塞がった上部胴体と、戸枠に固定される第２蝶番が一周面に一体で形成され、下端部が密封結合される下部キャップで塞がった下部胴体と、前記下部胴体の上段部分に下端部が回転可能に設置され、上端部が前記上部キャップの凹溝に結合されるシャフトと、前記下部胴体の内周面に沿って外周面がスライディング可能に設置され、下部胴体の内部を上、下部チャンバで仕切るピストンと、前記ドアの回転によってドアの回転力がシャフトに加わる時シャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換手段と、前記ドアの開閉に連動してピストンの下降および上昇の場合に選択的にダンピング機能を提供するダンピング手段と、前記ドアのクロージング時に前記ドアを初期位置に復帰させるように回転／直線運動変換手段に復元力を提供する復帰手段とで構成されることを特徴とする自動復帰ヒンジ装置。
［２］前記回転／直線運動変換手段は、前記下部胴体の内周面に設置され、垂直方向に互いに対向して形成された第１および第２垂直ガイドホールを有するガイドホール形成部と、 前記シャフトから延長形成され、外周面に沿って相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部を備え、ドアが回転される時上部胴体に加わる相対的な外力によって旋回するカム軸と、両端部が前記第１、第２昇下降ガイドホールを通して第１、第２垂直ガイドホールとそれぞれ結合され、他端がピストンと連結されたピストンロッドの上端部が結合されるガイドピンとで構成されることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［３］前記回転／直線運動変換手段は、前記下部胴体の内周面に設置され、外周面に沿って相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される第１円筒部と、前記シャフトから前記円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に互いに対向して第１および第２垂直ガイドホールが貫通形成された第２円筒部と、両端部が前記第１円筒部の第１、第２昇下降ガイドホールを通して第２円筒部の第１、第２垂直ガイドホールとそれぞれ結合され、中央部がピストンと連結されたピストンロッドの上端部に結合されるガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンとが回転しながら下降および上昇が行われることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［４］前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、その下端に相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部と、前記シャフトから第１円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に貫通形成された垂直ガイドホールを有する延長シャフトと、前記ピストンから延長形成され、上端部に対向する一対のピンホールが形成され、内周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒形ピストンロッドに形成された対向する一対のピンホール、円筒部に形成された第１、第２昇下降ガイドホール、および延長シャフトに上下方向に貫通形成された垂直ガイドホールに結合されたガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンロッドとが回転しながら下降および上昇が行われることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［５］前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部と、前記シャフトから第１円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に貫通形成された垂直ガイドホールを有する延長シャフトと、前記ピストンから延長形成されて上端部に対向する一対のピンホールが形成され、内周部に前記延長シャフトが挿入され、外周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒形ピストンロッドに形成された対向する一対のピンホール、円筒部に形成された第１、第２昇下降ガイドホール、および延長シャフトに上下方向に貫通形成された垂直ガイドホールに結合されたガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンロッドとが回転しながら下降および上昇が行われることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［６］前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部と、前記シャフトから円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に多数の垂直ガイド突起を有する延長シャフトと、前記ピストンから延長形成され上端部に対向する一対のピンホールが形成され、内周部に前記延長シャフトの多数の垂直ガイド突起に対応する凹溝が形成され、外周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒形ピストンロッドに形成された対向する一対のピンホールと、円筒部に形成された第１、第２昇下降ガイドホールにそれぞれ結合された第１および第２ガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンロッドとが回転しながら下降および上昇が行われることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［７］前記回転／直線運動変換手段は、上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、下端部が延長形成され下端部に対向する一対のピンホールが形成された円筒部と、前記シャフトから円筒部の内部に延長形成され、外周部に螺旋形状からなる二列の雄ねじ山部が形成されている延長シャフトと、前記ピストンから延長形成され、垂直方向に互いに対向して貫通形成された一対の垂直ガイドホールを備え、内周部に前記延長シャフトの二列の雄ねじ山部に対応する二列の雌ねじ山部が形成されており、外周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、前記円筒部に形成された対向する一対のピンホール、円筒形ピストンロッドに形成された一対の垂直ガイドホールにそれぞれ結合されたガイドピンとで構成され、前記ドアが回転される時前記円筒形ピストンロッドが垂直に下降および上昇が行われることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［８］前記第１、第２昇下降ガイドホールはそれぞれ第１カム線図の角度からなる第１昇下降区間、前記第１カム線図の角度より相対的にもっと小さい第２カム線図の角度からなる第２昇下降区間およびカム線図の角度がゼロである停止区間で構成されることを特徴とする［２］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［９］前記ダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に連結され、オイルが上、下部チャンバ間に流動できる第１流路を備えたピストンロッドと、前記ピストンに設置されてドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を遮断する少なくとも一つのチェックバルブと、前記ドアのクロージング時に上昇するピストンの上昇速度を制御するための上昇速度制御手段とで構成されることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１０］前記上昇速度制御手段は、先端部が前記ピストンロッドの第１流路に挿入されて第１流路を通して上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流動量を制御するための油圧制御棒で構成されることを特徴とする［９］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１１］前記ダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に一体で連結され、オイルが上、下部チャンバ間に流動できる第１流路を備えたピストンロッドと、前記ピストンロッドの第１流路と連動されるピストンの中央に形成されてドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を少ない量で制限するチェックバルブと、先端部が前記チェックバルブを通してピストンロッドの第１流路に挿入されてドアのクロージング時に上昇するピストンの上昇速度を制御するための油圧制御棒とで構成されることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１２］前記油圧制御棒は、先端部を向いて漸次直径が減少することを特徴とする［１１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１３］前記油圧制御棒は、ドアの開放角によって第１流路を通して移動するオイルの流動量を可変させるように高速区間設定部と低速区間設定部とを含むことを特徴とする［１１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１４］前記チェックバルブは、外力によってピストンが高速で上昇するように求められて上部チャンバが予め設定された圧力以上に増加する場合、過圧を解止するための過圧防止手段をさらに含むことを特徴とする［１１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１５］前記ダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に連結され、オイルが上、下部チャンバ間に流動できる第１流路を備えたピストンロッドと、前記ピストンの少なくとも一つの第２流路に設置され、ドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を遮断する少なくとも一つのチェックバルブと、前記ピストンロッドの第１流路に挿入され、ドアのクロージング時に上昇するピストンの上昇速度を一定に制御するための流量設定用ブッシングとで構成されることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１６］前記ダンピング手段は、先端がガイドピンに連結されてカム軸の円筒部の内部にスライディング可能に結合され、下端がピストンの中央に連結されたピストンロッドと、前記ピストンの少なくとも一つの流路に設置され、ドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に均一なダンピング力を提供するように上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を制限する少なくとも一つのチェックバルブとで構成されることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１７］前記上部胴体は、ヒンジ装置の本体から着脱可能に結合されることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１８］前記上部および下部胴体は、それぞれ第１および第２蝶番に印加される外力を分散させるため、第１および第２蝶番と直角方向に延長されてドアおよび戸枠と接する第１および第２補強板をさらに含むことを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［１９］前記復帰手段は、前記シャフトの上端部に一端が固定されるように上部胴体に内蔵され、ドアのクロージング時に前記ドアを復帰させる方向にシャフトを回転せしめる復元力を提供するトーションスプリングと、前記トーションスプリングの他端に連結され、ドアの開放時にクラッチング停止開始角に到達するとトーションスプリングの逆ツイスティングによる弾性力の増加を遮断し、ドアのクロージング時にクラッチング停止開始角に到達するとトーションスプリングの復元力を復元させるためのクラッチ手段とで構成されることを特徴とする［１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［２０］前記クラッチ手段は、外周部が下部胴体の内周部に強制押込構造によって固定される外部クラッチと、前記外部クラッチの上端に下端が回転可能に挿入され、内部空間にシャフトを回転可能に接触した状態で保持し、前記トーションスプリングの下端部が上端に固定される内部クラッチと、前記外部／内部クラッチの間に配置してドアの開放角度によって内部クラッチをシャフトと結合させるか分離させる役割をする一対のローラピンとで構成されることを特徴とする［１９］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［２１］前記クラッチ手段を一時的に停止させるためのクラッチ停止手段をさらに含むことを特徴とする［２０］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［２２］前記クラッチ停止手段は、上部胴体を貫通して内部クラッチとシャフトとを一体化することによって、クラッチ手段の機能を停止させるためのプリセットスクリューで構成されることを特徴とする［２１］に記載の自動復帰ヒンジ装置。
［２３］ドアに固定される第１蝶番が一周面に一体で形成され、上端部が上部キャップで塞がった上部胴体と、戸枠に固定される第２蝶番が一周面に一体で形成され、下端部が密封結合される下部キャップで塞がった下部胴体と、上端部が前記上部キャップに結合され、前記下部胴体の上端に延長されたシャフトと、前記下部胴体の内周面に沿って外周面がスライディング可能に設置され、下部胴体の内部を上、下部チャンバで仕切るピストンと、前記ドアの開閉によってドアの回転力がシャフトに加わる時シャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換手段と、前記ピストンに設置されてドアの開閉に連動してピストンの下降および上昇速度を制御し、ピストンが上昇する場合に選択的にダンピング機能を提供するダンピング手段と、前記シャフトの上端部に一端が固定されるように上部胴体に内蔵されて前記ドアをクロージングさせる方向にシャフトを回転させるための復元力を提供するトーションスプリングと、前記トーションスプリングと連係してドアの開閉時に予め設定されている開放角を超過する場合トーションスプリングの弾性力の増加を遮断し、前記開放角以内となる場合トーションスプリングの弾性力を復元させるためのクラッチ手段とで構成されることを特徴とする自動復帰ヒンジ装置。
［２４］ドアに固定される第１蝶番が一周面に一体で形成され、上端部が上部キャップで塞がった上部胴体と、戸枠に固定される第２蝶番が一周面に一体で形成され、下端部が密封結合される下部キャップで塞がった下部胴体と、前記第１および第２蝶番に印加される外力を分散させるために、上部および下部胴体からそれぞれ第１および第２蝶番と直角方向に延長されてドアおよび戸枠と接する第１および第２補強板と、上端部が前記上部キャップに結合され、前記下部胴体の上端に延長されたシャフトと、前記下部胴体の内周面に沿って外周面がスライディング可能に設置され、下部胴体の内部を上、下部チャンバで仕切るピストンと、前記ドアの開閉によってドアの回転力がシャフトに加わる時シャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換手段と、前記ピストンに設置されてドアの開閉に連動してピストンの下降および上昇速度を制御し、ピストンが上昇する場合に選択的にダンピング機能を提供するダンピング手段と、前記シャフトの上端部に一端が固定されるように上部胴体に内蔵されて前記ドアをクロージングさせる方向にシャフトを回転させるための復元力を提供するトーションスプリングと、前記トーションスプリングと連係してドアの開閉時に予め設定されている開放角を超過する場合トーションスプリングの弾性力の増加を遮断し、前記開放角以内となる場合トーションスプリングの弾性力を復元させるためのクラッチ手段と、前記クラッチ手段を一時的に停止させるためのクラッチ停止手段とで構成されることを特徴とする自動復帰ヒンジ装置。

本発明のヒンジ装置は、各種室内ドアに外装型として用いてもインテリア側面において負担にならない程度にコンパクトでスリム形に形成することができて建資材用ドアなどに多様な用途で適用可能である。

さらに、本発明のヒンジ装置は、例えば、インテリア用室内ドアに適用される胴体の直径が小さいスリムタイプのヒンジ装置に適用できるが、直径をそのまま保持しながらただし、長さだけを増加させる方式でトーションスプリングの長さを増加させることによって大型ドアにも用いられる。

Claims (10)

1. ドアに固定される第１蝶番が一周面に一体で形成され、上端部が内側面に凹溝が形成された上部キャップで塞がった上部胴体と、
   戸枠に固定される第２蝶番が一周面に一体で形成され、下端部が密封結合される下部キャップで塞がった下部胴体と、
   前記下部胴体の上段部分に下端部が回転可能に設置され、上端部が前記上部キャップの凹溝に結合されるシャフトと、
   前記下部胴体の内周面に沿って外周面がスライディング可能に設置され、下部胴体の内部を上、下部チャンバで仕切るピストンと、
   前記ドアの回転によってドアの回転力がシャフトに加わる時シャフトの回転運動をピストンの軸方向直線運動に変換せしめるための回転／直線運動変換手段と、
   前記ドアの開閉に連動してピストンの下降および上昇の場合に選択的にダンピング機能を提供するダンピング手段と、
   前記ドアのクロージング時に前記ドアを初期位置に復帰させるように回転／直線運動変換手段に復元力を提供する復帰手段とで構成され、
   前記復帰手段は、
   前記シャフトの上端部に一端が固定されるように上部胴体に内蔵され、ドアのクロージング時に前記ドアを復帰させる方向にシャフトを回転せしめる復元力を提供するトーションスプリングと、
   前記トーションスプリングの他端に連結され、ドアの開放時にクラッチング停止開始角に到達するとトーションスプリングの逆ツイスティングによる弾性力の増加を遮断し、ドアのクロージング時にクラッチング停止開始角に到達するとトーションスプリングの復元力を復元させるためのクラッチ手段とで構成され、
   前記ダンピング手段は、
   先端がガイドピンに連結されてカムシャフトの円筒部の内部にスライディング可能に結合されて下端がピストンの中央に一体で連結されてオイルが上、下部チャンバ間に流動できる第１流路を備えたピストンロッドと、
   前記ピストンロッドの第１流路と連通されるピストンの中央に形成されてドアの開放時に下部チャンバから上部チャンバに移動するオイルの流路を開放し、ドアのクロージング時に上部チャンバから下部チャンバに移動するオイルの流路を少量で制限するチェックバルブと、
   先端部が前記チェックバルブを通してピストンロッドの第１流路に挿入されてドアのクロージング時に昇降するピストンの昇降速度を制御するため、ドアの開放角によって第１流路を通して移動するオイルの流動量を可変させるように高速区間設定部と低速区間設定部とを含む油圧制御棒と、で構成される
   ことを特徴とする自動復帰ヒンジ装置。
2. 前記回転／直線運動変換手段は、
   前記下部胴体の内周面に設置され、垂直方向に互いに対向して形成された第１および第２垂直ガイドホールを有するガイドホール形成部と、
   前記シャフトから延長形成され、外周面に沿って相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部を備え、ドアが回転される時上部胴体に加わる相対的な外力によって旋回するカム軸と、
   両端部が前記第１、第２昇下降ガイドホールを通して第１、第２垂直ガイドホールとそれぞれ結合され、他端がピストンと連結されたピストンロッドの上端部が結合されるガイドピンとで構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動復帰ヒンジ装置。
3. 前記回転／直線運動変換手段は、
   前記下部胴体の内周面に設置され、外周面に沿って相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される第１円筒部と、
   前記シャフトから前記円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に互いに対向して第１および第２垂直ガイドホールが貫通形成された第２円筒部と、
   両端部が前記第１円筒部の第１、第２昇下降ガイドホールを通して第２円筒部の第１、第２垂直ガイドホールとそれぞれ結合され、中央部がピストンと連結されたピストンロッドの上端部に結合されるガイドピンとで構成され、
   前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンとが回転しながら下降および上昇が行われることを特徴とする請求項１に記載の自動復帰ヒンジ装置。
4. 前記回転／直線運動変換手段は、
   上端部が前記下部胴体の内周面に設置され、その下端に相互間に移動対称構造の螺旋形状からなる第１、第２昇下降ガイドホールが貫通形成される円筒部と、
   前記シャフトから第１円筒部の内部に延長形成され、垂直方向に貫通形成された垂直ガイドホールを有する延長シャフトと、
   前記ピストンから延長形成され、上端部に対向する一対のピンホールが形成され、内周部に前記円筒部がスライディング可能に結合される円筒形ピストンロッドと、
   前記円筒形ピストンロッドに形成された対向する一対のピンホール、円筒部に形成された第１、第２昇下降ガイドホール、および延長シャフトに上下方向に貫通形成された垂直ガイドホールに結合されたガイドピンとで構成され、
   前記ドアが回転される時前記ガイドピンとピストンロッドとが回転しながら下降および上昇が行われることを特徴とする請求項１に記載の自動復帰ヒンジ装置。
5. 前記油圧制御棒は、先端部を向いて漸次直径が減少することを特徴とする請求項１に記載の自動復帰ヒンジ装置。
6. 前記上部胴体は、ヒンジ装置の本体から着脱可能に結合されることを特徴とする請求項１に記載の自動復帰ヒンジ装置。
7. 前記上部および下部胴体は、それぞれ第１および第２蝶番に印加される外力を分散させるため、第１および第２蝶番と直角方向に延長されてドアおよび戸枠と接する第１および第２補強板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自動復帰ヒンジ装置。
8. 前記クラッチ手段は、
   外周部が下部胴体の内周部に強制押込構造によって固定される外部クラッチと、
   前記外部クラッチの上端に下端が回転可能に挿入され、内部空間にシャフトを回転可能に接触した状態で保持し、前記トーションスプリングの下端部が上端に固定される内部クラッチと、
   前記外部／内部クラッチの間に配置してドアの開放角度によって内部クラッチをシャフトと結合させるか分離させる役割をする一対のローラピンとで構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動復帰ヒンジ装置。
9. 前記クラッチ手段を一時的に停止させるためのクラッチ停止手段をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の自動復帰ヒンジ装置。
10. 前記クラッチ停止手段は、上部胴体を貫通して内部クラッチとシャフトとを一体化することによって、クラッチ手段の機能を停止させるためのプリセットスクリューで構成されることを特徴とする請求項９に記載の自動復帰ヒンジ装置。

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