KR100517301B1

KR100517301B1 - 여닫이 도어용 댐핑시스템

Info

Publication number: KR100517301B1
Application number: KR10-2003-0026065A
Authority: KR
Inventors: 정세훈
Original assignee: 경동정공 주식회사
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2005-09-28
Also published as: KR20040092581A

Abstract

본 발명은 도어 완충용 댐퍼장치에 대한 것으로, 발명의 주된 목적은 오리피스가 가변되는 댐퍼를 사용하고, 그 댐퍼의 설치 상태를 개량하므로써 도어를 열 때는 도어의 개방정도에 관계없이 여는 힘이 덜 들도록 하고, 도어가 완전히 열린 상태에서는 별도의 스톱퍼 없이도 열린 상태를 유지할 수 있도록 하며, 도어가 닫힐 때는 도어의 닫히는 각도가 작아질 수록 완충력이 커져서 유연하게 닫힐 수 있고, 도어가 닫힌 상태에서는 닫힘 상태의 지지력이 충분하여 기밀 유지에 유리하도록 하는데 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 문틀(10)에 구비된 힌지 받침부재(11), 상기 힌지 받침부재에 힌지축(21)이 축설되어 좌, 우 수평방향으로 회전 가능한 여닫이 도어(20), 상기 도어의 힌지축(21)과 일치하지 않는 보조힌지점(22)에 선단(31)이 연결되어 회동 가능한 링크부재(30), 상기 링크부재(30)의 후단(32)에 외단(41a)이 연결된 로드(41)와, 상기 로드(41)의 내단에 고정된 채 피스톤 링(42a)을 가지는 피스톤(42)과, 상기 피스톤(42)이 내경에 꼭 맞게 끼워져 왕복하도록 하되 그 내경에 길이 방향으로 가변 오리피스 홈(43a)을 가진 실린더 튜브(43)를 포함하여 이루어진 댐퍼(40), 상기 댐퍼의 실린더 튜브(43)를 고정하는 문틀측의 베이스부재(50)로 구성하는 것이다.

Description

여닫이 도어용 댐핑시스템{DAMPING SYSTEM FOR HINGED DOOR}

본 발명은 도어 완충용 댐퍼장치에 대한 것으로, 더 상세하게는 도어가 완전히 열린 상태에서는 별도의 스톱퍼 없이도 열린 상태를 유지할 수 있도록 하며, 도어가 닫힐 때는 도어의 닫히는 각도가 작아질 수록 완충력이 커져서 유연하게 닫힐 수 있고, 도어가 닫힌 상태에서는 닫힘 상태의 지지력이 충분하여 기밀 유지에 유리하도록 하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 둘 이상의 힌지가 세로 방향으로 나열된 여닫이 도어의 경우 도어를 열고 닫는데 있어서 큰 힘이 들지 않기 때문에 도어용 댐퍼를 널리 사용하지 않는다.

예컨대, 상측으로 들어서 여는 도어의 경우에는 들어 올리는 힘이 들기 때문에 댐퍼를 사용하고 있으나, 일반 여닫이도어의 경우 도어용 댐퍼가 없이 단지 도어가 뒷쪽으로 약간 기울어진 상태로 설치하여서 도어의 자중에 의해 닫히도록 하는 것이 전부다.

그러나 일반도어에 사용된 댐퍼의 경우 도어의 하중이 일정하기 때문에 조정이 간편하지만, 도어의 하중이 가변되는 경우 그 가변된 상태에서 일정한 댐핑력을 가지면 다음과 같은 문제가 발생한다.

첫째, 도어를 개방하되, 90도 이상 열린 상태에서도 손으로 잡고 있지 않으면 열린 상태를 지속시키기 어렵다.

둘째, 도어를 강하게 닫았을 경우, 댐퍼에 갑자기 강한 감쇄력을 발생시키는 바, 이러한 갑작스런 감쇄력은 힌지 및 브라켓에 작용하기 때문에 손상을 줄 수 있다.

셋째, 기밀유지가 요구되는 경우 내부의 밀폐력이 중요한데 도어가 닫힌 상태에서 기밀유지가 되도록 눌러주는 힘이 없기 때문에 공기가 새는 경우가 있다.

또 다른 한편으로 도 1 에서 보는 바와 같은 일반적인 댐퍼를 도어에 사용할 경우, 도어를 열 때는 여는 힘에 보력을 주고, 닫힐 때는 급속하지 않고 천천히 닫힐 수 있도록 감쇄력을 제공하지만 다음과 같은 문제점이 있다.

도 1은 실린더(a)의 내부로 로드(b)의 일단을 내장하되, 그 끝단에 피스톤(c)을 구비하고, 로드의 선단에는 반력용 스프링(d)을 구비한 것이다.

도어를 열 때 로드(b)가 인출되도록 설치하였다면, 피스톤(c)에 구비된 오리피스(c1)와 체크밸브변(c2) 양쪽으로 유압이 흐르고, 아울러 반력용 스프링(d)의 탄성이 있기 때문에 도어를 여는 힘에 보력을 제공하고, 반대로 도어를 닫을 때는 로드(b)가 삽입되면서 유압이 오리피스(c1) 만을 통해 이동하기 때문에 유압의 힘으로 감쇄력을 발휘하여 천천히 닫히도록 작용하게 된다.

그러나 이와 같은 일반적인 댐퍼는 오리피스(c1)의 단면적에 변화가 없기 때문에 처음부터 끝까지 같은 크기의 보력 또는 같은 크기의 감쇄력이 작용하기 때문에 부드럽지 못하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 오리피스가 가변되는 댐퍼를 사용하고, 그 댐퍼의 설치 상태를 개량하므로써 도어를 열 때는 여는 힘이 덜 들도록 하고, 도어가 완전히 열린 상태에서는 별도의 스톱퍼 없이도 열린 상태를 유지할 수 있도록 하며, 도어가 닫힐 때는 도어의 닫히는 각도가 작아질 수록 완충력이 커져서 유연하게 닫힐 수 있고, 도어가 닫힌 상태에서는 닫힘 상태의 지지력이 충분하여 기밀 유지에 유리하도록 하는데 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 문틀에 구비된 힌지 받침부재, 상기 힌지 받침부재에 힌지축이 축설되어 좌, 우 수평방향으로 회전 가능한 여닫이 도어, 상기 도어의 힌지축과 일치하지 않는 보조힌지점에 선단이 연결되어 회동 가능한 링크부재, 상기 링크부재의 후단에 외단이 연결된 로드와, 상기 로드의 내단에 고정된 채 피스톤 링을 가지는 피스톤과, 상기 피스톤이 내경에 꼭 맞게 끼워져 왕복하도록 하되 그 내경에 길이 방향으로 가변 오리피스 홈을 가진 실린더 튜브를 포함하여 이루어진 댐퍼, 상기 댐퍼의 실린더 튜브를 고정하는 문틀측의 베이스부재로 구성하는 것이다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예를 보인 도어(20)와, 도어가 설치된 문틀(10)과, 댐퍼(40)를 보인 것이다.

상기 도면에서 보듯이, 본 발명의 구성은 상기 문틀(10)에 구비된 힌지 받침부재(11), 그리고 상기 힌지 받침부재에 힌지축(21)이 축설되어 좌, 우 수평방향으로 회전 가능한 여닫이 도어(20)와, 상기 도어의 힌지축(21)과 일치하지 않으면서도 근접된 위치의 보조힌지점(22)에 선단(31)이 연결되어 회동 가능한 링크부재(30), 그리고 댐퍼(40), 그리고 상기 댐퍼의 실린더 튜브(43)를 고정하는 문틀측의 베이스부재(50)로 이루어 진다.

이때, 상기한 댐퍼(40)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 링크부재(30)의 후단(32)에 외단(41a)이 연결된 로드(41)와, 상기 로드(41)의 내단에 고정된 채 피스톤 링(42a)을 가지는 피스톤(42)과, 상기 피스톤(42)이 내경에 꼭 맞게 끼워져 왕복하도록 하되, 그 내경에 길이 방향으로 가변 오리피스 홈(43a)을 가진 실린더 튜브(43)로 이루어 진다.

특히, 상기한 가변 오리피스 홈(43a)은 상기 실린더 튜브(43)의 내경에서 길이 방향을 따라 형성하되, 그 오리피스 홈(43a)의 크기를 점진적으로 달리 하므로써 도어의 개/폐 특성을 가변시킬 수 있다.

이를 하중이 가변하는 밀폐장치의 여닫이 도어용으로 사용한 실시예를 따라 그 작동을 설명한다.

본 발명의 문틀(10)과 밀폐장치 본체가 같은 구조물이고, 일반 여닫이 도어(20)를 밀폐장치용 여닫이 도어와 같은 구조물로 본다.

따라서 밀폐장치용 여닫이 도어(20)는 밀폐장치 본체(10)에 구비된 힌지 받침부재(11)와, 이 힌지 받침부재에 힌지축(21)이 축설되어 좌, 우 수평방향으로 회전 가능한 상태이다.

상기 링크부재(30)는 상기 도어의 힌지축(21)과 일치하지 않는 보조힌지점(22)에 그 선단(31)을 연결하고, 후단(32)은 다음에 설명할 댐퍼(40)의 로드(41) 외단(41a)에 연결하여 댐퍼(40)의 작동으로 도어(20)를 개폐할 수 있도록 한다.

상기 댐퍼(40)는 상기 링크부재(30)의 후단(32)에 외단(41a)이 연결된 로드(41)와, 상기 로드(41)의 내단에 고정된 채 피스톤 링(42a)을 가지는 피스톤(42)과, 상기 피스톤(42)이 내경에 꼭 맞게 끼워져 왕복하도록 하되 그 내경에 길이 방향으로 가변 오리피스 홈(43a)을 가진 실린더 튜브(43)를 포함하여 이루어 진다.

그리고 이 댐퍼(40)는 체결부재(51)를 사용하여 그 실린더 튜브(43)를 밀폐장치 본체측의 베이스부재(50)에 고정하게 된다.

한편, 상기한 댐퍼(40)는 그 실린더 튜브(43)의 내경에서 길이 방향을 따라 형성된 가변 오리피스 홈(43a)의 단면변화를 달리 하되, 상기 도어가 완전히 닫힌 상태에서 밀폐력을 높이기 위해 설정되는 각도로서 완전히 닫힌 상태의 도어 위치로부터 도어의 각도가 -5°의 상태를 유지하려고 할 때 피스턴 위치를 A, 상기 도어가 정상적으로 닫힌 0°의 상태일 때 피스턴 위치를 B, 상기 도어가 초기에 약 45°개방된 상태의 피스턴 위치를 C, 상기 도어가 약 90°개방된 상태의 피스턴 위치를 D, 상기 도어가 약 135°개방된 상태의 피스턴 위치를 E로 하였을 때, 상기한 가변 오리피스 홈(43a)의 단면적 크기는 0(zero) ≤ A < B < C ≤ D ≥ E ≥ 0(zero) 의 관계를 유지하도록 하는 것이 중요하며, 이러한 관계는 본발명을 실시하기 위한 일 실시예의 경우이고, 이 실시예는 도어의 개폐상태를 조절하기 위해 언제든지 달리 실시할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 밀폐장치 도어를 개방할 때는 사용자가 도어(20)를 열었을 때, 힌지축(21)을 지점으로 도어(20)가 회전하기 시작하는 바, 도어가 회전하면, 링크부재(30)가 당겨지고, 따라서 링크부재(30)의 후단(32)에 연결된 채 인출되어 있던 댐퍼(40)의 로드(41)가 실린더 튜브(43)의 속으로 압축된다.

이때의 상기 로드(41)의 내단(41b)에 고정된 피스톤(42)은 실린더 튜브(43)의 내경에 형성된 가변 오리피스 홈(43a) 구간을 통과하므로 도어의 개폐상태에 영향을 준다.

즉, 도 3에서 보는 바와 같이 도어가 열리는 초기에는 피스톤(42)이 가변 오리피스 홈(43a)의 단면이 가장 작은 "A"위치에 해당하며, 이 때부터 유압의 이동이 시작되므로 도어(20)를 열 수 있다.

도어(20)의 개방이 약 45°로 계속되어 피스톤(42)이 가변 오리피스 홈(43a)의 "B"위치에 해당되면 점차 그 가변 오리피스 홈(43a)의 크기가 커지고, 더 나가서 도어(20)의 개방이 약 90°에 이르게 되면 피스톤(42)이 가변 오리피스 홈(43a)의 크기가 완전히 커진 "C"위치에 해당되기 때문에 유량의 이동이 많아져 도어의 무게가 가볍게 느껴지고 열리는 속도가 빨라진다.

이와 같이 도어가 열리는 전체 과정을 더 자세히 살펴 보면, 도어(20)가 열리는 초기에는 도어의 정지상태의 관성이 작용하고 있더라도 가변 오리피스 홈(43a)을 통해 유압이 이동하므로 문이 가볍게 열리게 되고, 약 90°이전까지 열리는 도중에는 가변 오리피스 홈(43a)의 크기가 점차 충분해지기 때문에 도어의 회전이 자유로우며, 더 나가서 도어가 90°가까이 이르면 피스톤(42)이 가변 오리피스 홈(43a)의 "D"의 위치가 되면서 도어의 열림 상태가 가벼워진다.

또, 도어(20)의 열림상태가 90°를 넘어서 데드포인트(약 120°정도 위치)를 지나 완전히 개방된 약 135°에 이르면 도어(20)는 자력으로 닫히지 않는다.

이때는 링크부재(30)의 당기는 힘이 도어(20)의 보조힌지축(21)에 작용하는데, 이 상태의 보조힌지축(21) 위치가 힌지축(21) 보다 바깥쪽에 있기 때문에 오히려 도어를 더욱 열려고 하는 방향으로 작용하기 때문이며, 이 때의 피스톤(42) 위치는 "E"이후이다.

반대로 사용자가 도어(20)를 닫았을 때는 힌지축(21)을 지점으로 도어(20)가 역회전하기 시작하는 바, 도어(20)가 역회전하면, 링크부재(30)가 내측으로 이동하고, 따라서 링크부재(30)의 후단(32)에 연결된 채 압축되어 있던 댐퍼(40)의 로드(41)가 실린더 튜브(43)의 속으로부터 점차 인출된다.

즉, 도어(20)가 도 6에서 보는 바와 같이 완정히 개방된 상태에서 데드 포인트(약 120°위치)를 지나 90°의 위치에 이르면 링크부재(30)에 의해 인출되는 로드(41) 내단(41b)의 피스톤(42)은 도 3의 "D"위치가 되며, 이후 부터는 가변 오리피스 홈(43a)의 크기가 작아지기 때문에 오일의 이동이 점차 줄어들어 도어(20)가 급격히 닫힐 수 없게 된다.

이와 같이 하여 피스톤(42)이 도 3의 "C"의 위치를 지나 "B"의 위치에 이르면 가변 오리피스 홈(43a)의 크기가 더 작아지기 때문에 도어(20)의 닫히는 속도는 완전히 느려진다.

이후, 도어(20)는 충격없이 닫힌 상태가 되고, 그 상태에서 잔여 유압의 힘으로 더욱 닫히려고 하는 밀폐력이 지속적으로 작용하므로 기밀성 유지를 향상시킨다.

한편, 본 발명의 여닫이 도어용 댐핑시스템에서 사용하는 댐퍼(40)는 그 실린더 튜브(43) 내부의 유체를 임의의 점성을 가진 오일로 하고, 도 7에서 보는 바와 같이 피스톤(42)의 내부 안쪽에 체적 보상용 발포성 합성수지재(60)를 내장할 수 있다.

이는 튜브 내의 오일을 완전히 충진시킬 수 있도록 함은 물론, 댐핑기능을 방해하는 체적이상의 기체를 흡수할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 댐퍼(40)는 그 실린더 튜브(43) 내부의 유체를 임의의 점성을 가진 오일로 하고, 피스톤(42)의 내부 안쪽 공간에 유동가능한 채 밀폐력을 유지하는 가변격판(44)을 내장한 후, 그 이후의 공간에 완충용 압축가스(G)를 내장할 수 있다.

이때의 완충용 압축가스는 댐퍼에서 널리 사용하는 일반적인 가스이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명은 위에서 예시한 구조의 도어 댐핑시스템에 한정되는 것이 아니라 여닫이 도어에 가변 오리피스 홈을 가진 탬퍼를 사용하면서 그 오리피스 홈을 여닫이 도어의 개폐 방향이나 개폐각도에 연관을 가지도록 폭넓게 적용할 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 길이에 따라 오리피스 크기가 가변되는 댐퍼를 사용하고, 그 댐퍼의 설치 상태를 개량하였기 때문에 도어의 여는 힘이 덜 들게 되며, 도어가 완전히 열린 상태에서는 별도의 스톱퍼 없이도 열린 상태를 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 도어가 닫힐 때는 도어의 닫히는 각도가 작아질 수록 완충력이 커지도록 오리피스 홈이 구성되어 있기 때문에 보다 유연하게 닫힐 수 있고, 도어가 닫힌 상태에서는 닫힘 상태의 지지력이 충분하여 기밀 유지효과가 높아지는 장점을 가진다.

도 1은 종래의 댐퍼를 보인 단면도

도 2는 본 발명의 댐퍼장치를 보인 평면 구성도

도 3은 본 발명의 댐퍼를 보인 단면도

도 4는 본 발명의 작동설명도로서, 도어가 열리기 시작하는 상태도,

도 5는 본 발명의 작동설명도로서, 도어가 충분히 열린상태도,

도 6은 본 발명의 작동설명도로서, 도어가 완전히 열린상태도

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 구성을 보인 단면도

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 구성을 보인 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10 : 문틀 10a : 본체

11 : 힌지 받침부재 20 : 도어

21 : 힌지축 22 : 보조 힌지점

30 : 링크부재 31 : 선단

32 : 후단 40 : 댐퍼

41 : 로드 41a : 외단

41b : 내단 42 : 피스톤

42a : 피스톤 링 43 : 실린더 튜브

43a : 오리피스 홈 44 : 가변격판

50 : 베이스부재 60 : 발포성 합성수지재

G : 가스

Claims

본체(10)에 구비된 힌지 받침부재(11),

상기 힌지 받침부재에 힌지축(21)이 축설되어 좌, 우 수평방향으로 회전 가능한 밀폐장치용 여닫이 도어(20),

상기 도어의 힌지축(21)과 근접한 채 일치하지 않는 보조힌지점(22)에 선단(31)이 연결되어 회동 가능한 링크부재(30),

상기 링크부재(30)의 후단(32)에 외단(41a)이 연결된 로드(41)와, 상기 로드(41)의 내단에 고정된 채 피스톤 링(42a)을 가지는 피스톤(42)과, 상기 피스톤(42)이 내경에 꼭 맞게 끼워져 왕복하도록 하되 그 내경에 길이 방향으로 가변 오리피스 홈(43a)을 가진 실린더 튜브(43)를 포함하는 댐퍼(40),

상기 댐퍼의 실린더 튜브(43)를 고정하는 밀폐장치 본체측의 베이스부재(50); 로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 여닫이 도어용 댐핑시스템.
제 1 항에 있어서,

상기한 댐퍼(40)는 그 실린더 튜브(43)의 내경에서 길이 방향을 따라 형성된 가변 오리피스 홈(43a)의 단면변화를 달리 하되,

상기 도어가 완전히 닫힌 상태에서 밀폐력을 높이기 위해 설정되는 각도로서 완전히 닫힌 상태의 도어 위치로부터 -5°의 상태일 때 피스턴 위치를 A,

상기 도어가 닫힌 0°의 상태일 때 피스턴 위치를 B,

상기 도어가 초기에 약 45°개방된 상태의 피스턴 위치를 C,

상기 도어가 약 90°개방된 상태의 피스턴 위치를 D,

상기 도어가 약 135°개방된 상태의 피스턴 위치를 E로 하였을 때,

상기 가변 오리피스 홈(43a)의 단면적 크기는 0(zero) ≤ A < B < C ≤ D ≥ E ≥ 0(zero) 의 관계를 만족하도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 밀폐장치의 여닫이 도어용 댐핑시스템.
제 1 항에 있어서,

상기한 댐퍼(40)는 그 실린더 튜브(43) 내부의 유체를 임의의 점성을 가진 오일로 하고, 피스톤(42)의 내부 안쪽에 체적 보상용 발포성 합성수지재(60)를 내장하여서 된 것을 특징으로 하는 밀폐장치의 여닫이 도어용 댐핑시스템.
제 1 항에 있어서,

상기한 댐퍼(40)는 그 실린더 튜브(43) 내부의 유체를 임의의 점성을 가진 오일로 하고, 피스톤(42)의 내부 안쪽 공간에 유동가능한 채 밀폐력을 유지하는 가변격판(44)을 내장한 후, 그 이후의 공간에 완충용 압축가스(G)를 내장하여서 된 것을 특징으로 하는 밀폐장치의 여닫이 도어용 댐핑시스템.