KR100604491B1 - 볼트와 너트를 이용한 양변기 시트 결합부 제동구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양변기 시트의 작동 구조에 대한 것으로써, 좌판과 덮개의 결합뿐만 아니라 시트 전체를 양변기에 고정시키는데 있어 역방향 나사선을 이용하였다. 이는 서로 반대방향인 나사선이 조이고 풀리는 상호작용에 의해 시트를 구성하는 좌판이나 덮개, 또한 양변기에 결합 된 좌판과 덮개 전체가 적절한 제동력을 가지고 작동 할 수 있도록 하는데 목적이 있다. 즉 시트 고정부와 조립부를 좌우 방향이 대칭인 볼트와 너트로 구성하여 각종 여닫는 작동에서 한쪽이 풀리면 다른 한 쪽은 잠기게 한 것이다. 볼트의 나사산과 너트의 결합을 통해 얻어지는 제동력은 시트의 작동을 완만하게 해 주어 양변기 사용 중 덮개가 내려오거나 경우에 따라(특히 남성)좌판을 세워 놓았을 경우 앞으로 쓰러지는 현상 등을 막을 수 있으며, 좌판이나 덮개 혹은 시트 전체가 작동 할 때 부드럽게 작동하여 사용의 편의와 더불어 급작스런 작동충격에 의한 연결부 파손 등을 방지 할 수 있다.

도기(시트를 제외한 양변기), 시트(좌판과 덮개로 구성됨 ) 고정뭉치, 좌판결합부, 덮개 결합부, 회동볼트 결합부 고정뭉치 결합너트, 좌판 결합너트, 고정너트, 회동볼트

Description

볼트와 너트를 이용한 양변기 시트 결합부 제동구조{BRAKING SYSTEM FOR WESTERN FLUSH TOILET SEAT USING BOLT ＆ NUT}

[도 1] 은 본 발명의 올바른 실시예에 따라 시트의 두 가지 구성요소인 덮개와 좌판 및 도기가 결합된 상태를 조감한 대표도로, 좌판과 덮개의 구분과 함께 시트의 설치와 구성 및 작동의 대략을 알 수 있다.

[도 2] 는 덮개와 좌판이 결합된 상태에서 각각의 부품이 모두 조립 및 결합되었을 때의 상태를 도시한 평면도

[도 3] 은 상기 도 2의 배면도로 조립부를 확대한 조감도

[도 4] 는 좌판에 덮개를 결합하기 전 부품 조립 과정과 상태를 도시한 조감도

[도 5] 는 상기 도 4에 결합되는 덮개를 도시한 측면 조감사진

[도 6] 은 부품이 결합되는 순서를 도시한 입체 조감도

[도 7] 는 본 발명의 기술을 설명하는 핵심도면으로, 모든 양변기에 고정된 시트에 있어 각 부품의 이동과 힘의 적용을 알 수 있도록 후면을 절단한 단면도

＜도면대용 사진 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10: 좌판 20: 고정뭉치

10a: 좌판결합부 22: 상부패킹

12: 회동볼트 24: 하부패킹

12a: 회동볼트결합부 26: 좌판고정너트

14: 좌판 회동너트 50: 덮개

16: 고정뭉치너트 50a: 덮개 결합부

18: 고정 너트 60: 도기(양변기)

＜용어의 정의와 범례 및 비교＞

양변기시트 : 도기에 고정된 혹은 고정 전에 시트의 두 가지 구성요소인 좌판과 덮개가 결합된 상태를 이르는 말

좌판 : 사용자의 하체가 접촉하는 시트의 밑판부분으로 일반적으로 시트(seat)라는 용어의 구분 없이 사용되기도 하나 본 출원서에서는 상기와 같이 '시트(seat)'를 좌판과 덮개가 결합된 상태를 이르는 말로 기술하고 '좌판'을 따로 구별하여 기술하였다.

덮개 : 역시 양변기 시트의 구성요소 중 하나로 양변기 커버(cover)와 동의어이다.

양변기 : 본 출원서는 수압을 이용한 일반적인 수세식 양변기 중 세라믹 재료를 사용한 범용 양변기를 기준으로 서술되었다. 이에 시트와의 결합이나 구조적 적용 등을 자세히 설명할 필요가 있을 때에는 '도기'란 표현을 사용하여 조금 더 정확히 서술하려 하였으며 일반적인 변기에 대한 설명이나 기타 전체적인 개념 설명에서는 '양변기'란 범용 표현을 그대로 사용하였다.

본 발명은 좌판과 덮개로 구성되는 양변기 시트에 관한 것으로서, 특히 자판과 덮개 및 양변기(도기) 결속방식과 양변기 시트의 전체적인 작동 구조와 원리에 대한 것이다.

통상적으로 서양식 양변기 중 가장 많은 비중을 차지하는 것이 저장용 로우탱크나 급수장치를 사용하는 좌변식 양변기이다. 이러한 좌변식 양변기는 제조시 시트부를 함께 만들기 어려운 공정상의 문제와 함께, 세라믹이나 금속을 원료로 사용하기 때문에 사용자 피부 접촉 시 주는 거부감과 위생상의 이유로 각 사이즈에 맞는 양변기시트를 사용하게 된다. 그러나 일반적으로 사용되는 보급형 양변기 시트들은 여러 문제점을 가지고 있는데 이중 가장 많이 지적되었던 부분은 제조공정이나 상업성의 문제라기보다는 잦은 파손, 사용 중 덮개나 좌판이 내려오는 현상 등의 실제적인 사용자 불편이었다.

우선 잦은 파손은 제품 재질이나 사용자의 편차를 떠나서 시트 전체적인 결합구조의 취약성에 큰 원인이 있었다. 즉 도기와 시트의 결합부 및 시트 좌판과 덮개가 작은 결합핀으로 취약하게 결합되어 있어, 사용자가 앉을 때 뒤틀리거나 결합핀이 이탈 파손되는 일이 자주 발생하였으며 후술할 좌판이나 덮개가 급하게 내려오는 현상은 시트 결합부에 무리한 충격을 주어 파손의 주 원인이 되어왔다.

그 뿐 아니라 소형양변기의 경우 로우탱크와 시트의 간격이 충분히 확보되지 못할 경우 시트의 덮개와 좌판을 함께 세우기 힘들었으며, 대부분 덮개 하나만 열 어두기에도 공간이 모자라 일부 사용자는 손으로 잡고 사용하기도 하였다. 양변기 사용자 다수가 청소시를 제외하더라도 편의와 위생 문제 때문에 항상 시트 덮개를 열어두고 사용하며 많은 남성들은 소변을 볼 때 시트 좌판까지 올려놓고 사용하게 되는데, 사용 중 시트의 덮개나 좌판이 기대어 서 있지 못하고 내려 올 경우 사용자에겐 큰 불편을 주어왔던 것이다.

양변기 시트는 이러한 문제점을 개선하기 위해 좌판과 덮개 및 시트가 적당한 제동력을 가지고 부드럽게 작동하는 제동방식으로 발전하여 왔다. 이러한 제동 방식에는 크게 두 가지 방식이 있는데, 첫 째는 일반마찰방식이다. 이는 고정부 부품 중 덮개와 좌판을 열고 닫을 시 회동하는 부분의 조임쇠를 금속 등으로 바꾸거나 고무패킹 등을 이용하여 조임쇠의 결합력을 과도로 높인 것이었다. 다른 하나의 방식은 일명 유압제동방식인데 이 방식은 회동축 고정부에 점도가 높은 유액이나 끈적끈적한 액체를 넣어 제동효과를 높였다.

그러나 이러한 두 가지 방식은 복잡한 구조 및 생산공정을 기지고 있었기 때문에 생산비를 증가시켰을 뿐만 아니라, 높은 가격에 실용화되거나 '비데'와 같은 고가 제품에만 적용되었다. 특히 후자의 경우 방식의 구현에 있어 유액을 넣을 공간을 필요로 하여 자연히 시트의 전체적인 높이가 높아지는 경향이 있었다. 이는 결국 노인과 아이들뿐만이 아닌 일반 성인에게도 양변기 사용에 있어 큰 불편을 주었다.

이에 본 발명은 강한 내구성을 확보하면서도 간단한 구조를 통하여 제동효과 를 구현하는데 그 목적을 두었다. 즉 금속 및 유액 등의 특수재료나 외부장치에 의존하지 않더라도 기존 양변기 시트의 구조적 문제점을 수정함으로써 양변기와 시트의 결합이나, 좌판과 덮개의 작동에 있어 제동효과와 함께 우수한 내구성을 확보하고자 한 것이다.

본 발명은 양변기 시트의 작동에 가장 중오한 부품인 회동축 을 결합 가능한 볼트로 바꾸어 볼트와 너트의 상호작용 을 통하여 제동 효과를 얻어내게 하였다. 이를 통하여 기존 회동볼트가 가졌던 유동의 취약성을 극복하였고, 회동볼트 자체가 결합과 제동의 두 가지 역할을 완벽히 수행하도록 하였다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면대용 사진을 참조하여 상세히 설명한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐트러뜨릴 수 있는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 아울러 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 부호를 가지도록 하였으며, 하부 구성요소는 다른 구성요소를 포함하거나 비중이 큰 요소의 숫자단위 아래에서 참조부호를 부가하고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 양변기 시트를 구성하는 좌판(10)과 덮개(50)의 구분과 함께 올바른 실시예에 따라 조립된 시트의 조감도를 도시하면서 시트의 열고 닫는 작동의 예를 볼 수 있다.

도 2는 역시 좌판(10)과 덮개(50)의 구분 및 시트의 작동을 살펴 볼 수 있는 동시에 본 발명의 기술이 집약적으로 적용될 뿐만 아니라, 후술할 내용과 첨부된 도면에서 역시 집중적으로 다루게 될 좌판결합부(10a)와 덮개결합부(50a)를 나타내고 있다.

도 3은 상기 도면대용사진 2의 배면을 다른 각도에서 본 것으로, 회동볼트결합부(12a)와 덮개결합부(50a)의 결합으로 좌판(10)과 덮개(50)가 결합되는 것을 볼 수 있으며, 이렇게 결합된 시트 전체를 도기(60)에 고정시킬 수 있도록 하는 고정뭉치(20)의 결합도 보다 상세히 볼 수 있다.

도 4는 회동볼트(12)가 좌판회동너트(14)를 관통하며 조립된 상태에서의 회동볼트결합부(12a)를 볼 수 있다. 여기서 좌판회동너트(14)는 회동볼트(12)의 나사산에 결합된 상태에서 좌판결합부(10a)내부에 고정된 것이므로, 좌판(10)의 열고 닫는 작동에 따라 회동볼트(12)를 축으로 하여 회전하면서 좌판회동너트(14)자신 뿐만 아니라 좌판(10) 전체를 좌우로 미세하게 이동시키게 된다.

도 5는 상기 도면대용사진 4에서 돌출되어 있는 회동볼트결합부(12a)에 결합되는 덮개(50) 및 덮개결합부(50a)를 나타내고 있다. 덮개결합부(50a)의 홈은 상기 회동볼트결합부(12a)에 딱 맞게 끼워지도록 되어 있으며, 덮개(50)의 열고 닫는 작동은 회동볼트결합부(12a)에 의해 회동볼트(12)를 회동시키게 된다. 여기서 '회동' 이라 함은 상기 항목의 좌판회동너트(14)와 같이 회동볼트(12)가 나사산을 따라 회전을 하면서 회동볼트(12)자신 뿐만 아니라 이에 결합된 좌판(50)역시 좌우로 미동시키는 것을 말한다.

도 6은 부품도로서 좌판회동너트(14), 고정뭉치너트(16), 고정너트(18)는 회 동볼트(12)에 결합되며 이는 다시 고정뭉치너트(16)와 고정너트(18)를 통하여 고정뭉치(20)에 결합된다는 것을 설명하고 있다. 즉 고정뭉치너트(16)와 고정너트(18)는 고정뭉치(20)내부에서 고정되고, 좌판회동너트(14)는 좌판결합부(10a)내부에, 회동볼트결합부(12a)는 좌판결합부(50a)내부 홈에 결합되기 때문에 상기 도 2에서와 같이 평면도로 도시하면 고정뭉치(20)와 좌판결합부(10a) 및 덮개결합부(50a)만 보이게 된다.

도 7은 단면도로써 이를 좌판회동너트(14)를 중심으로 상기 모든 도면들을 정리하면 다음과 같다. 좌판회동너트(14)는 좌판결합부(10a) 내부에 결합되며, 이는 고정뭉치볼트(16)와 고정볼트(18)가 고정뭉치(20)에 의해 도기(60)에 결합되었을 경우 회동볼트(12)에 의하여 좌판(10)을 도기에 결합 할 수 있게 한다. 좌판(10)에 있어서는 그 열고 닫는 작동에 있어 회동볼트(12)의 나사산을 따라 좌판(10)을 좌우로 미동하게 하며, 또한 도면에서 표시된 회동볼트결합부(12a)가 덮개결합부(50a)에 결합되어 덮개(50)를 고정시킬 때, 덮개(50)의 여닫는 작동이나 덮개(50)와 좌판(10)을 동시에 여닫는 작동에서 회동볼트(12)를 회동시키는 회동구점이 된다.

부연하면 덮개가 열린 상태에서 좌판(10)만을 단독적으로 여닫을 때, 회동볼트(12)는 직접 회동하는 것이 아니라, 좌판 결합부(10a) 내부에 결합되어 있는 좌판회동너트(14)가 회동 할 수 있도록 나사산을 가진 축의 역할 을 하게 된다. 또한 전술한 바와 같이 상기 회동볼트결합부(12a)는 덮개결합부(50a)에 정확하게 끼워지면서 덮개(50)를 고정시키고 덮개(50)의 여닫는 작동이나 덮개(50)와 좌판(10)을 동시에 여닫는 작동에서 회동볼트(12)를 회동시키는 회동구점 이 된다.

양변기 시트의 작동(사용)은 크게 다섯 가지로 구분된다.

첫 번째, 좌판(10)과 덮개(50)모두 닫혀있는 경우;

두 번째, 첫 번째 상태에서 덮개(50)만을 여는 경우로, 평상시 덮개(50)를 닫아놓고 사용하는 경우나 항시 열어 놓고 사용하는 경우 모두 이에 해당되며;

세 번째, 좌판(10)과 덮개(50)가 열어진 상태에서 좌판(10)을 내릴 경우;

네 번째, 덮개(50)가 열런 상태에서 좌판(10)까지 들어올리는 경우;

다섯 번째, 덮개(50)가 닫혀져 있는 상태에서 덮개(50)와 좌판(10)을 함께 여는 경우로 남성들이 소변을 볼 경우나 청소 시에 덮개(50)와 좌판(10)을 모두 열게 된다.

본 발명에서 나사산을 통해 제동력을 얻어낸다는 것은 결국 볼트와 너트의 결합력, 더 정확히 말하면 볼트와 너트의 결합마찰력에 기인한다. 일반적인 볼트와 너트의 결합에서 회동하는 대상이 볼트이건 너트이건 간에 잠기고 풀림에 따라 그 대상은 상대적으로 좌우 약간씩 미동하게 된다.

이를 양 방향에 고정면이 있는 회동볼트에 결합된 너트로 본다면, 나사의 풀림은 순방향에 대해서는 '풀림' 이나 그 역방향에 대해서는 '잠김' 이 되는 것이다. 본 발명에 있어 좌우 대칭으로 구성된 볼트와 너트의 상호작용을 도 7을 중심으로 하여 시트의 각 작동 상황에 따라 서술한다.

(※ 이 때 좌판과 덮개 사용에 대한 표현은 '열고 닫는 것' 과 '올리고 내리는 것' 을 크게 구분하지 않되 좌판만은 '올리고 내리는' 표현을 괄호로 부가 설명 하였으며, 좌우의 구별은 아래 항목들에서의 동일한 적용만 고려한다면 분석자 임의의 기준에 따르더라도 원리의 설명에는 문제가 되지 않는다.)

1. 좌판(10)이 닫혀(내려져)있고 덮개(50)도 닫혀있을 경우 :

회동볼트(12)와 좌판회동너트(14)가 전체적으로 좌측으로 잠긴 상태에서 결합마찰력을 받고 있다. 좌측을 기준으로 볼 때 고정되어 있는 고정뭉치너트(16)와 고정너트(18) 방향으로 자판회동너트(14)와 이에 결합된 좌판(10)이 미동하면서 잠기게 되는데 이 때 결합마찰력이 발생하며, 다시 이렇게 잠겨진 좌판회동너트(14)방향으로 회동볼트(12)와 이에 결합된 덮개(50)가 미동하면서 결합마찰력을 받게 된다. 이 때 반대편인 우측은 상대적으로 결합마찰력이 없어 풀리게 된다. 이를 좌판(10)을 내리거나 덮개(50)를 닫는 작동에서 본다면 부드럽게 작동하게 하는 제동 효과를 내는 것이며, 좌판(10)과 덮개(50)가 닫혀 있는 위 항목의 상태는 결과적인 상태로서 좌측으로 결합마찰력이 유지되고 있다고 할 수 있다.

2. 좌판(10)이 닫혀(내려져)있고 덮개(50)를 열 경우 :

덮개(50)를 열 경우 상기 1번 항목에서 잠겨있던 좌측 회동볼트(12)만 풀리고, 상대적으로 우측 회동볼트(12)는 우측 좌판회동너트(14)에 저항하며 결합마찰력에 의해 잠기게 된다. 즉 이번에는 회동볼트(12)가 우측으로 이동하며 덮개(50)전제를 우측으로 미동시키게 되며 이 때 우측에서 발생하는 결합마찰력은 덮개(50)를 열 때 덮개(50)가 부드럽게 열리고 고정되게 하는 제동 역할을 한다.

3. 좌판(10)과 덮개(50)가 열려있는 상태에서 좌판(10)을 닫을(내릴) 경우

결과적인 상태, 즉 힘이 작용방향에 있어서는 상기 2번 경우와 힘의 작용은 같다. 왜나하면 좌판(10)과 덮개(50)가 모두 열려있는 상태는 상기 1번 경우와 반대로 좌판(10)과 덮개(50)모두 우측으로 결합마찰력을 받고 있는 상태인데, 여기서 좌판(10)을 내린다면 덮개(50)만 우측으로 결합마찰력을 받는 상태, 즉 덮개(50)만을 여는 경우와 같은 것이다. 단 2번의 경우와 달리 좌판(10)을 내리는 경우에는, 좌판결합부(10a) 내부에 결속되어 있는 좌판회동너트(14)가 좌측으로 미동할 때 좌측에선 고정뭉치너트(16)에 의해, 우측에선 회동볼트결합부(12a)와의 결합마찰력에 의해 제동 효과를 얻어낸다.

4. 덮개(50)가 열려있는 상태에서 좌판(10)을 열(올릴) 경우

상기 3번과 반대의 작용이 일어나는 경우로, 좌판(10)을 올릴 때는 자판결합부(10a) 내부에 결속되어 있는 좌판회동너트(14)가 오른쪽으로 이동하며 이번에는 우측에서 고정뭉치회동너트(16)에 의해, 좌측에서 회동볼트 결합부(12a)와의 마찰력에 의해 제동 효과를 얻어낸다.

5. 좌판(10)과 덮개(50)를 동시에 올릴 경우

결과적인 상태, 즉 힘이 작용방향에 있어서는 상기 4번 경우와 힘의 작용은 같다.

본 발명에서는 좌판결합부(10a)를 너트나사산으로 형성하지 않고 결합가능한 좌판회동너트(14)를 사용하여 회동볼트(12) 결합하는데, 이는 고정나사산을 사용 할 경우 회동볼트(12)나 좌판결합부(10a) 내부 나사산의 오차에 따라 회동볼트(12)가 제 위치에 오지 않을 수 있기 때문이다. 따라서 좌판회동너트(14)는 나사선의 오차를 허용범위 안에서 수정하는 역할을 한다.

이상으로 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 양변기 시트의 제동 시스템은 볼트와 너트의 풀림과 조임의 상대성을 이용한 것으로, 기존 제동 시스템이 가졌던 여러 가지 문제점을 해소 할 수 있다. 먼저는 유압이나 일반 마찰식 제동 시트들이 가지는 높은 생산단가와 인체구조에 맞지 않았던 높고 불편한 시트의 문제점들을 극복하였으며, 단순구조 양변기 시트들이 가진 매우 약한 내구성과 일반마찰식 제동 시트들의 편마모 현상을 해결하였다.

또한, 좌판과 덮개 및 도기와의 결합에 나사산을 가진 볼트와 너트를 사용함으로서 규격이 다른 수많은 도기와 호환성을 가지게 되었으며, 탈착과 분리가 용의하고 시트의 굴곡 형성에 방해가 되지 않는 결합부 구조를 가지고 있기 때문에 인체공학적 시트 설계나 일반적인 위생의 문제에 있어서도 많은 유익을 가져올 수 있다.

Claims (2)

1. 통상의 양변기 시트장치에 있어서;

   회동볼트(12)에 의해 좌판(10)과 덮개(50)가 결합되고, 이는 다시 고정뭉치(20)에 의해 도기(60)에 결합되며;

   상기 회동볼트(12)에는 좌판회동너트(14)가 끼워지고, 이는 좌판결합부(10a) 내부에 결합되어 회동볼트결합부(12a)와 덮개결합부(50a)를 통해 덮개(50)와 좌판(10)을 고정하는 동시에 좌판(10)을 관통하게 하며,

   상기 회동볼트(12)에는 다시 고정뭉치 회동너트(16)와 고정너트(18)가 끼워지고, 이는 고정뭉치(20)내부에 결합되어 회동볼트(12)가 회동 할 수 있게 하면서 고정뭉치(20)에 의해 시트 전체가 도기(60)에 결합 되는 것을 특징으로 하는 양변기 시트 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 대칭으로 조립되는 회동볼트(12)의 나사산이 서로 반대방향으로 형성되어 있어, 좌판(10)이나 덮개(50)를 열고 닫을 때 회동볼트(12) 스스로, 혹은 회동볼트(12)에 결합된 좌판회동너트(14)가 나사산의 방향대로 미동하면서 한쪽이 풀리면 다른 한쪽은 잠기게 되고;

   그 결합마찰력에 의해 좌판(10)과 덮개(50)가 적절한 제동력을 가지고 제동 작용을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 양변기 시트 장치

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