KR101002302B1 - 도어 내장형 오토힌지장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 도어가 개방된 상태에서는 피스톤 헤드가 하부 쪽에 위치하여 실린더 내부공간의 상부에 유압실을 형성하고, 도어가 폐쇄된 상태에서는 피스톤 헤드가 실린더 내부공간의 하부에 유압실을 형성하도록 구성된다. 또한, 하우징의 하부는 힌지 체결판을 매개로 하우징에 회전 가능하게 결합되는 도어받침 고정키에 의해 폐쇄되는데, 도어받침 고정키가 힌지 체결판 하면의 일부 둘레면에 밀착되어 지지하는 보스를 갖도록 구성된다. 따라서, 이 발명은 각종 건축구조물의 출입구나 통로(방화문용) 등에 설치되어 도어의 닫힘 시에 유압유에 포함된 에어(air)로 인한 급격한 닫힘에 따른 안전사고를 예방함과 더불어, 도어의 장기 사용에 따른 도어의 처짐에 따른 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

도어 내장형 오토힌지장치{Auto hinge system for Inner Door Type}

이 발명은 여닫이문을 자동으로 닫아주기 위한 오토힌지장치(auto hinge system)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 각종 건축구조물의 출입구나 통로(방화문용) 등에 설치되어 도어의 닫힘 시에 유압유에 포함된 에어(air)로 인한 급격한 닫힘에 따른 안전사고를 예방함과 더불어, 도어의 장기 사용에 따른 도어의 처짐에 따른 안전사고를 예방할 수 있는 도어 내장형 오토힌지장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 건축구조물에는 출입을 위한 통로가 구비되는데, 특히 많은 사람들이 건물 내에 상주하는 빌딩이나 아파트 등과 같은 대형 건물의 경우에는 엘리베이터와 비상계단 및/또는 복도 등의 여러 통로가 서로 연통하도록 함께 마련되어 있다. 따라서, 화재가 발생한 경우 이들 통로를 통해 화염이 급속히 퍼져나가 대형화재 참사로 번질 우려가 대단히 높고, 실제로 아파트 등에서 일어난 많은 화재사고가 이들 통로를 통해 화염이 급속히 번짐으로써 대형화재로 이어지고 있음이 사실이다.

이에 따라 건물의 통로, 특히 빌딩이나 아파트 등과 같은 대형의 집단 주거건물에는 예컨대 각종 출입구와 각 통로의 경계부 등에 유사시 화재의 확산을 억제 내지는 지연시키기 위해 공간을 차단시키는 방화문을 의무적으로 설치해야 한다.

이러한 방화문은 이용자들의 편의를 위해 평상시에는 개방된 상태로 고정되어 있다가 화재발생시 자동으로 닫히도록 이루어지는 것이 일반적이다. 이를 위해 방화문에는 도어를 자동으로 닫아주기 위한 장치가 구비되고, 화재감지수단의 신호에 의해 작동하는 도어고정해제수단이 벽면에 구비된다.

한편, 도어를 자동으로 닫아주기 위한 장치로는 도어클로저(door closer)와 오토힌지장치가 주로 사용되고 있다. 그런데, 도어클로저의 경우 힌지장치와는 별도로 도어의 표면에 노출되도록 장착되어 미관을 저해할 뿐만 아니라, 구조적 특성상 장기간 개방상태로 고정해놓을 경우 복귀력이 현저히 저하되어 화재시 도어를 제대로 폐쇄시키기 곤란한 바, 방화문에는 도어에 직접 내장되어 장기간의 개방시에도 큰 복귀력을 발휘할 수 있는 오토힌지장치가 적합하다.

이와 같은 오토힌지장치로는 예를 들어 일본 실개평6-8663호와, 미국특허 제4,325,164호 및 제4,413,373호 등에서 찾아볼 수 있다. 미국특허 제4,325,164호 및 제4,413,373호는, 피스톤의 밸프플레이트를 관통하는 속도조정로드의 외주에 테이퍼편(taper surface)을 형성하여 도어의 개방으로 피스톤이 상승한 후 비틀림 코일스프링의 복원탄성에 의해 도어가 닫히면서 피스톤이 하강하면, 속도조정로드의 테이퍼면에 의해 실린더 내에 충전된 댐퍼오일(damper oil)의 이송유량이 점차 줄어들도록 함으로써 도어의 닫힘속도가 그 개도에 비례하여 감소되도록 되어 있다.

또한, 일본 실개평6-8663호는 피스톤의 칸막이벽을 관통하는 속도조정용 테이퍼 니들(taper needle)의 선단부에 큰 지름의 제1 조정축부와 그보다 작은 지름의 제2 조정축부를 형성하여 저온으로 작동유체의 점성이 높은 때는 제2 조정축부를 유로 내에 배치시키고, 고온으로 작동유체의 점성이 낮은 때에는 제1 조정축부를 유로 내에 배치시켜 도어의 개방으로 피스톤이 상승한 후 비틀림 코일스프링의 복원탄성에 의해 도어가 닫히면서 피스톤이 하강하면 니들의 테이퍼에 의해 실린더 내에 충전된 댐퍼오일의 이송유량이 점차 줄어들도록 함으로써 도어의 닫힘속도가 그 개도에 비례하여 감소되도록 함과 동시에, 계절에 상관없이 일정한 복귀력을 발휘하도록 되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 오토힌지장치들은 도어의 닫힘속도가 그 개도에 따라 일률적으로 감소하기 때문에 폐쇄초기의 급격한 닫힘으로 화재를 피해 대피하는 사람들이 도어에 충돌하여 상해를 입을 우려가 있고, 특히 도어가 180°로 개방되는 구조인 경우 충돌로 인한 상해의 위험이 더욱 커질 수밖에 없다.

또한, 도어를 장기간동안 개방상태로 유지하는 바, 비틀림 코일스프링이 변형된 상태로 지속되어 자칫 탄성이 약화될 우려가 있고, 이에 따라 막상 화재가 발생하면 도어가 제대로 닫히지 않아 화재의 확산을 확실히 차단하기 곤란한 문제도 있다.

상기와 같은 기술의 문제점을 개선하기 위한 기술로는 국내 특허등록 제520294호에 공개된 오토힌지장치가 있다. 이 기술은 도어의 개도에 따라 서로 상이하도록 지름이 다른 복수의 유량조절부를 축방향을 따라 교호적으로 갖는 유량조 절봉을 이용하여, 도어의 개도에 따라서 닫히는 속도를 부분적으로 빠르고 느리게 여러 단계로 제어해줌으로써, 화재시 급격한 닫힘으로 인한 출입자의 상해를 최대한 억제하면서도 전체적으로는 신속하게 도어를 닫아주어 화재의 확산을 효과적으로 막아줄 수 있도록 구성하였다. 또한, 이 기술은 사다리꼴 단면을 갖는 비틀림 코일스프링을 이용함에 따라, 장기간의 개방상태유지에도 변함없는 복귀탄성을 계속해서 보유함으로써, 화재시 신속하고 정확하게 작동하여 화재공간을 차단할 수 있도록 구성하였다.

그런데, 종래의 오토힌지장치는 도어가 닫힐 경우 유압실이 상부에 위치하고 피스톤이 하부에 위치하기 때문에, 유압유에 항상 존재할 수밖에 없는 에어(air)로 인해 도어의 마지막 닫힘부분이 제어되지 못하여 도어가 꽝하고 급격하게 닫히는 안전사고가 발생할 수 있다. 그리고, 도어의 모든 중량은 오토힌지장치를 구성하는 하부의 어탭터 및 아암플레이트로 전달된다. 즉, 종래의 오토힌지장치는 하우징 및 힌지 샤프트가 핀 형태로 어탭터 및 아암플레이트에 고정되는데, 도어의 개폐시 중량물의 이동으로 인해 핀이 파손되는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 이렇게 핀이 파손될 경우에는 하우징과 아암플레이트가 어탭터의 아래로 이탈됨과 동시에 도어 또한 바닥으로 내려앉게 되어, 도어가 문틀에서 이탈하여 떨어질 경우 인명사고의 우려가 있을 뿐만 아니라 화재시 방화 구역의 차단 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

그리고, 도어의 닫힘 속도를 제어함에 있어서, 그 속도를 빠르게 하기 위해서는 유량조정볼트의 나사를 계속해서 풀어주어야 한다. 그런데, 종래의 오토힌지 장치는 유량조정볼트가 일체형으로 구성되기 때문에, 유량조정볼트의 나사를 계속해서 풀어줄 경우 나사가 완전히 분리되어 도어의 급격한 닫힘시 유량조정볼트 및 유량제어봉이 제품에서 이탈하여 유압유가 외부로 분출되고 작동이 불가능해지는 사태가 발생할 수 있다.

또한, 종래의 오토힌지장치는 도어가 닫힐 경우 피스톤이 하부로 이동하면서 유량제어봉에 의해 도어의 닫힘속도가 제어되기 때문에, 유량제어봉이 그 하단으로 갈수록 직경이 커질 뿐만 아니라 길이가 길어질 수밖에 없어서, 가공이 난해하여 생산성이 저하될 뿐만 아니라 정밀도 저하로 인해 제어성능이 낮아지는 단점이 있다.

그리고, 스프링의 장력은 강하게 할수록 종방향으로 그 길이가 늘어난다. 이때, 장력 조절체 간의 접촉면에서는 부하를 받게 되어 도어의 개폐시 발생된 스프링의 동력을 손실할 수 있다. 그런데, 종래의 오토힌지장치는 2개의 장력 조절체의 접촉면이 평면 접촉 형태로 구성됨에 따라 도어의 개폐시 발생된 스프링의 동력을 손실할 수밖에 없는 구조적인 단점이 있다.

또한, 장력 조절체의 스톱핀(stop pin)은 최대 110N 이상의 힘을 받게 되고, 이러한 힘은 스톱핀을 지지하는 하우징의 두께에 의해 지지된다. 그런데, 종래의 오토힌지장치는 별도의 보강대를 적용하지 아니함에 따라, 장기간 동안 도어의 열림 상태를 지지하는 하우징이 파손되어 제기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 오토힌지장치는 하부캡과 구동축이 용접 접합에 의해 일체형으로 구성되고, 실린더와 하부캡이 고정핀에 의해 결합된다. 그런데, 하부캡과 구동 축을 용접 등으로 일체화할 경우에는, 도어의 급속한 닫힘시에 스프링 및 피스톤의 백업(Back Up)현상으로 인해 상하부캡에 유압이 크게 작용하여 고정핀의 파손이 일어나며, 이러한 고정핀의 파손으로 도어가 처지고, 제품의 작동불가 현상이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각종 건축구조물의 출입구나 통로(방화문용) 등에 설치되어 도어의 닫힘 시에 유압유에 포함된 에어(air)로 인한 급격한 닫힘에 따른 안전사고를 예방함과 더불어, 도어의 장기 사용에 따른 도어의 처짐에 따른 안전사고를 예방할 수 있는 도어 내장형 오토힌지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이 발명은, 도어의 내부에 내장되도록 일정 형상으로 제작되는 하우징과, 하우징의 내부에 설치되며 도어와 일체로 결합되는 힌지 체결판에 연동되게 맞물리는 구동축과, 하우징의 내부에 설치되며 구동축에 회전력을 부여하는 유압시스템, 및 하우징의 내부에 유압시스템과 분리 설치되어 구동축의 초기 복원력을 제공하는 탄성시스템을 포함한다.

이 발명의 유압시스템은 하우징의 상부를 밀봉하는 상부캡과 상부캡과 간격을 두고 배치되어 밀봉하는 하부캡에 의해 구획된 실린더의 내부공간에 설치되어 상하로 작동하는 피스톤을 포함한다. 여기서, 피스톤은 실린더 내면의 일부 구간에 접합되며 내면에 상하방향으로 서레이션이 형성된 인서트링과, 인서트링의 서레이션을 따라 상하방향으로 이동하도록 외면에 상하방향으로 서레이션이 형성되고 구동축의 상단에 형성된 스플라인 축과 맞물리도록 내면에 다중 스플라인이 형성된 슬라이딩 스크루, 및 슬라이딩 스크루의 상부에 결합되어 실린더의 내부공간을 상부 및 하부로 구분하는 경계가 되는 피스톤 헤드를 포함한다.

그리고, 피스톤 헤드는 도어가 개방된 상태에서는 하부캡 쪽에 위치하여 내부공간의 상부에 유압실을 형성하고, 도어가 폐쇄된 상태에서는 내부공간의 하부에 유압실을 형성하며, 하우징의 하부는 힌지 체결판을 매개로 하우징에 회전 가능하게 결합되는 도어받침 고정키에 의해 폐쇄되며, 도어받침 고정키는 힌지 체결판 하면의 일부 둘레면에 밀착되어 지지하는 보스를 갖는다.

이 발명의 유압시스템은 상부캡의 중앙을 따라 실린더의 내부공간까지 순차적으로 배열되는 유압속도 조정기, 유압속도 조정볼트 및 속도제어봉을 구비하며, 유압속도 조정기는 상부캡 내의 정위치에서 회전하도록 배치되고, 유압속도 조정볼트는 유압속도 조정기와 맞물려 함께 회전함과 더불어 상부캡 내의 나사산을 따라 상하방향으로 이동하여 그 하단에 결합된 속도제어봉을 상하방향으로 이동시켜 유압속도를 조정한다.

이 발명의 탄성시스템은 구동축의 둘레면을 따라 배열되며 감긴 방향이 서로 반대인 2개의 비틀림 코일스프링과, 2개의 비틀림 코일스프링 사이의 구동축의 둘레면에 회전 가능하게 결합되는 2개의 장력 조절체를 구비하며, 2개의 장력 조절체의 외주에는 2개의 비틀림 코일스프링의 초기 복원탄성을 설정하기 위한 스톱핀들이 선택적으로 끼워지는 다수의 세팅구멍들이 각각 형성되고, 2개의 장력 조절체의 접촉면에는 오일을 주입할 수 있는 오일 홈이 각각 형성되고, 각각의 오일 홈에는 오일이 각각 주입된다.

이 발명의 하우징에는 스톱핀들이 걸려서 위치 고정되는 세팅슬롯이 형성되고, 세팅슬롯의 측면 중에서 스톱핀들이 걸려서 하중이 가해지는 부위에는 보강대가 접합된다.

이 발명의 하부캡과 구동축은 분리 구성되고, 하부캡은 실린더의 하부에 나사결합된다.

이 발명의 도어 내장형 오토힌지장치는 도어가 닫힐 경우 유압실이 하부에 위치하고 피스톤 헤드가 상부에 위치하기 때문에, 유압유에 항상 존재할 수밖에 없는 에어(air)의 영향을 받지 않아, 도어의 마지막 닫힘부분이 원활하게 제어되어 도어가 부드럽게 닫히는 효과가 있다.

또한, 이 발명은 중간부위에 힌지 체결판의 하면의 일부 둘레면을 지지하는 보스를 갖는 도어받침 고정키를 사용함에 따라, 보스에서 힌지 체결판 및 하우징을 하면에서 항상 받쳐주기 때문에, 도어의 처짐 현상이 원천적으로 방지되어 안전사고를 예방할 수 있다.

또한, 이 발명은 2개의 장력 조절체의 접촉면에 오일을 주입할 수 있는 오일 홈을 각각 형성하고, 이곳에 오일을 각각 주입함으로써, 접촉면의 부하를 줄여주어 원활한 작동이 가능할 뿐만 아니라, 도어의 개폐시 스프링의 동력손실을 예방하는 효과가 있다.

또한, 이 발명은 세팅슬롯의 측면 중에서, 스톱핀들이 걸려서 하중이 가해지 는 부위에 보강대를 용접 접합함으로써, 스톱핀의 지지 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 이 발명은 하부캡과 구동축을 분리 구성함에 따라, 도어의 급격한 닫힘시 유압의 분산을 막아줄 뿐만 아니라, 하부캡이 실린더에 나사 결합됨에 따라 이들간 결합부위가 파손될 우려가 전혀 없는 장점이 있다.

또한, 이 발명은 도어의 닫힘 속도를 빠르게 하기 위해 유압속도 조정볼트의 나사를 계속해서 풀어주더라도, 유압속도 조정기가 정위치에서 회전할 뿐 분리 이탈되지 않으므로, 유압유가 외부로 분출되고 작동이 불가능해질 우려가 전혀 없는 장점이 있다.

또한, 이 발명은 도어가 닫힐 경우 피스톤 헤드가 상부로 이동하면서 속도제어봉에 의해 도어의 닫힘속도가 제어되기 때문에, 속도제어봉이 그 상단으로 갈수록 직경이 커지고, 다중 스플라인 방식을 통해 피스톤 헤드가 이동하기 때문에, 속도제어봉이 짧아도 정확한 속도제어가 가능하므로, 속도제어봉의 가공이 용이하다.

아래에서, 이 발명에 따른 도어 내장형 오토힌지장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 이 발명에 따른 도어 내장형 오토힌지장치를 도어에 설치한 상태를 도시한 개략도이고, 도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 도어 내장형 오토힌지장치의 구성관계를 도시한 분해 사진이고, 도 3은 도 2에 도시된 구성요소들을 조립한 상태의 내부 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 오토힌지장치의 상부 일부분을 확 대한 확대도이고, 도 5는 도 4에 도시된 유압속도 제어부의 구성관계를 도시한 분해도이며, 도 6 내지 도 14는 도 4에 도시된 상부캡, 실린더, 피스톤 헤드, 슬라이딩 스크루, 하부캡, 장력 조절체, 도어 받침 고정키, 구동축 및 하우징의 상세도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 도어 내장형 오토힌지장치(100)는 유압시스템을 구비한 하우징(110)이 방화문과 같은 여닫이도어(D)의 하부 일측 모서리에 내장되고, 힌지 체결판(120)이 도어의 하부 모서리 일측에 일체로 결합된다. 그리고, 이 실시예는 하우징(110)의 내부에 도어의 초기 복원력을 제공하는 탄성시스템과 유압시스템의 구성요소들이 각각 분리 설치된다. 이와 같은 구성으로 인해, 이 실시예는 탄성시스템과 유압시스템이 내장된 하우징(110)이 도어의 외부로 드러나지 않으면서도, 탄성시스템의 회전력이 도어에 전달됨으로써, 도어가 열린 상태에서 자동으로 닫히게 된다.

이 실시예의 도어 내장형 오토힌지장치(100)는 다음과 같은 구성요소들에 의해 도어를 여닫도록 구성된다.

도 2 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 하우징(110)은 긴 튜브형상으로 그 하부측 개구부가 힌지 체결판(120)을 향하며, 그 내부에 도어의 여닫는 회전력을 제공하는 구성요소들이 각각 설치된다. 그리고, 하우징(110)에는 세팅슬롯(setting slot : 111)이 형성된다.

구동축(130)은 일정 길이 이상의 환형 축으로서, 그 상단부 외면에는 스플라인 축(131)이 형성되고, 스플라인 축(131)의 하부에는 스프링 고정링(132)이 고정 된다. 그리고, 구동축(130)의 하단부에는 스프링 고정링(133a)이 일체로 형성된 도어받침 고정키(133)가 고정된다. 여기서, 도어받침 고정키(133)는 힌지 체결판(120)을 매개로 하우징(110)에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 힌지 체결판(120)의 일부분이 하우징(110)의 내측으로 삽입되어 외측에서 서로 용접 접합되고, 도어받침 고정키(133)의 일부분이 힌지 체결판(120)의 내측으로 삽입 결합되되 회전 가능하게 삽입 결합된다. 따라서, 힌지 체결판(120) 및 하우징(110)은 도어받침 고정키(133)를 고정축으로 일체로 회전 가능하다. 이때, 도어받침 고정키(133)는 힌지 체결판(120)의 하면의 일부 둘레면을 따라 밀착되어 지지하는 보스(133b)를 갖도록 구성된다. 즉, 이 실시예의 도어받침 고정키(133)는 중간부위에 힌지 체결판(120)의 하면의 일부 둘레면을 지지하는 보스(133b)를 갖도록 구성되어, 힌지 체결판(120) 및 하우징(110)을 하면에서 항상 받쳐주기 때문에, 도어의 처짐 현상이 원천적으로 방지되어 안전사고를 예방할 수 있다.

이 실시예는 스프링 고정링(132, 133a)의 사이에 도어의 복원력을 발생시키는 탄성시스템이 설치되고, 스플라인 축(131)의 상부에 유압시스템이 설치된다. 탄성시스템은 비틀림 코일스프링 등으로 구성된다.

비틀림 코일스프링은 양단이 스프링 고정링(132, 133a)에 각각 지지되는 단일몸체로 구성될 수도 있으나, 바람직하기로는 보다 강한 탄성 복귀력을 구현하도록, 감긴 방향이 서로 반대인 2개의 비틀림 코일스프링(134, 135)이 동축으로 배치되는 구성을 갖는다. 이를 위해 각 비틀림 코일스프링(134, 135)들 사이의 구동축(130)에는 2개의 장력 조절체(136, 137)가 회전 가능하게 결합되고, 상측의 비틀 림 코일스프링(134)은 그 양단이 구동축(130)의 스프링 고정링(132)과 상측의 장력 조절체(136)에 의해 지지되며, 하측의 비틀림 코일스프링(135)은 그 양단이 도어받침 고정키(133)의 스프링 고정링(133a)과 하측의 장력 조절체(137)에 의해 지지된다.

이 실시예에 따른 두개의 장력 조절체(136, 137)의 접촉면에는 오일을 주입할 수 있는 오일 홈이 각각 형성된다. 따라서, 장력 조절체(136, 137)의 오일 홈에 오일을 각각 주입함으로써, 접촉면의 부하를 줄여주어 원활한 작동이 가능할 뿐만 아니라, 도어의 개폐시 스프링의 동력손실을 예방할 수도 있다.

각 장력 조절체(136, 137)의 외주에는 비틀림 코일스프링(134, 135)의 초기 복원탄성을 설정하기 위한 스톱핀(도시안됨)들이 선택적으로 끼워지는 다수의 세팅구멍(136a, 137a)들을 일정각도 간격으로 가지며, 하우징(110)에는 각 스톱핀들이 걸려서 위치 고정되는 세팅슬롯(setting slot : 111)이 형성된다. 여기서, 스톱핀은 최대 110N 이상의 힘을 받게 되고, 이러한 힘은 스톱핀을 지지하는 하우징의 두께에 의해 지지된다. 따라서, 이 실시예에서는 세팅슬롯(111)의 측면 중에서, 스톱핀들이 걸려서 하중이 가해지는 부위에 보강대(112)를 용접 접합함으로써, 스톱핀의 지지 강도를 향상시키도록 구성된다.

유압시스템은 다음과 같은 구성요소에 의해 작동된다.

스플라인 축(131)은 구동축(130)의 상단부에 일체로 형성된 부재로서, 그 단부에 다중 스플라인이 형성된다. 실린더(140)는 억지끼움맞춤과 같은 방법에 의해 하우징(110)의 상부에서 내측방향으로 삽입 결합되며, 실린더(140)의 하부 개구부 는 하부캡(150)에 의해 밀봉된다. 이때, 하부캡(150)은 실린더(140)의 하부에 나사결합된다. 또한, 하부캡(150)은 그 내부 중심에 형성된 구멍을 통해 스플라인 축(131)이 끼워지고, 그 외주면에 제1 오일링이 설치된다. 즉, 이 실시예는 하부캡(150)과 구동축(130)이 분리 구성되고, 또한 하부캡(150)이 실린더(140)에 나사 결합된다. 이렇게 하부캡(150)과 구동축(130)을 분리 구성함에 따라, 도어의 급격한 닫힘시 유압의 분산을 막아줄 뿐만 아니라, 하부캡(150)이 실린더(140)에 나사 결합됨에 따라 이들간 결합부위가 파손될 우려가 전혀 없다.

피스톤(160)은 실린더(140) 내면의 일부 구간에 용접 접합되며 내면의 상하방향으로 서레이션이 형성된 인서트링(161)과, 인서트링(161)의 서레이션을 따라 상하방향으로 이동하도록 외면의 일부 구간에 상하방향으로 서레이션이 형성되고 스플라인 축(131)과 맞물리도록 내면에 다중 스플라인이 형성된 슬라이딩 스크루(162), 및 슬라이딩 스크루(162)의 상부에 일체로 결합되는 피스톤 헤드(piston head ; 163)로 구성된다. 따라서, 피스톤(160)의 슬라이딩 스크루(162)가 유압에 의해 인서트링(161)의 서레이션을 따라 상하로 거동되면, 슬라이딩 스크루(162)와 스플라인 결합되는 스플라인 축(131)에 의해 구동축(130)이 회전한다. 그리고, 슬라이딩 스크루(162)에는 그 내부와 외부를 연통하는 제1 유로(164)가 형성된다.

피스톤 헤드(piston head ; 163)는 슬라이딩 스크루(162)의 상부에 일체로 결합되는 것으로서, 그 외주면에 제2 오일링이 설치되어, 실린더(140)의 내벽면에 밀착된다. 그러면, 피스톤 헤드(163)는 상하부 실린더 공간을 구분하는 경계가 되고, 슬라이딩 스크루(162)와 일체로 상하로 거동된다. 피스톤 헤드(163)에는 상부 실린더 공간에서 하부 실린더 공간으로 진행할수록 그 단면적이 축소되는 제2 유로(165)가 상하방향으로 연통되게 형성되고, 이런 제2 유로(165)는 그 내부에 위치하는 체크볼(도시안됨)에 의해 선택적으로 밀폐 또는 개방된다.

상부캡(170)은 실린더(140)의 상부 개구부를 밀봉하는 것으로서, 상부캡(170)의 중앙을 따라 유압속도 조정기(171), 유압속도 조정볼트(172) 및 속도제어봉(173)이 순차적으로 배열된다. 이때, 유압속도 조정기(171)는 상부캡(170) 내의 정위치에서 회전하도록 배치되고, 유압속도 조정볼트(172)는 유압속도 조정기(171)와 맞물려 함께 회전함과 더불어 상부캡(170) 내의 나사산을 따라 상하방향으로 이동하여, 그 하단에 결합된 속도제어봉(173)을 상하방향으로 이동시키도록 구성된다. 즉, 이 실시예는 도어의 닫힘 속도를 빠르게 하기 위해 유압속도 조정볼트(172)의 나사를 계속해서 풀어주더라도, 유압속도 조정기(171)가 정위치에서 회전할 뿐 분리 이탈되지 않으므로, 유압유가 외부로 분출되고 작동이 불가능해질 우려가 전혀 없다.

여기서, 속도제어봉(173)은 피스톤 헤드(163)에 상하로 관통하여 실린더(140)의 내부공간으로 연결되는 제3 유로(도시안됨)에 삽입된다. 이때, 속도제어봉(173)은 단면적이 그 끝단으로 진행할수록 축소되게 단차 형성된다. 이로 인해, 사용자가 유압속도 조정기(171)를 조작하여 유압속도 조정볼트(172)를 통해 속도제어봉(173)을 상하이동 시킴으로써, 상부 실린더 공간과 하부 실린더 공간 사이의 유압유의 유동량이 조절되어, 도어의 닫혀지는 속도가 달라진다.

이 실시예의 오토힌지장치는 도어가 닫힐 경우 피스톤 헤드(163)가 상부로 이동하면서 속도제어봉(173)에 의해 도어의 닫힘속도가 제어되기 때문에, 속도제어봉(173)이 그 상단으로 갈수록 직경이 커진다. 또한, 다중 스플라인 방식을 통해 피스톤 헤드(163)가 이동하기 때문에, 속도제어봉(173)이 짧아도 정확한 속도제어가 가능하다. 따라서, 속도제어봉의 가공이 용이하여 생산성이 우수하다.

아래에서는 이 실시예의 도어 내장형 오토힌지(100)의 작동관계에 대해서 설명한다.

이 발명의 도어 내장형 오토힌지(100)는 도어가 폐쇄된 상태에서 개방되면서 구동축(130)과 스플라인 축(131)이 회전되고, 스플라인 축(131)과 맞물리는 슬라이딩 스크루(162)가 하강한다. 그러면, 하부 실린더 공간에 있던 유압유가 체크볼을 상부로 밀어 올림에 따라 제2 유로(165)를 통해 상부 실린더 공간으로 이동된다.

반면, 도어가 개방된 상태에서 외력이 작용하지 않는 경우에는 이 실시예의 도어 내장형 오토힌지장치(100)가 다음과 같이 작동되면서, 도어가 닫혀진다. 즉, 비틀림 코일스프링(134, 135)은 도어가 열려진 상태에서 비틀려져 있기 때문에, 다시 원상태로 복귀하면서, 구동축(130) 및 스플라인 축(131)에 회전력을 순차적으로 전달한다. 그러면, 슬라이딩 스크루(162)와 피스톤 헤드(163)는 스플라인 축(131)과 맞물려서, 상부방향으로 상승하고자 한다. 그러면, 제2 유로(165)는 체크볼의 자중에 의해 밀폐되어, 상부 실린더 공간에 위치하던 유압유는 속도 제어봉(173)이 위치하는 제3 유로의 틈새를 따라 하부 실린더 공간으로 빠져나가면서, 슬라이딩 스크루(162)와 피스톤 헤드(163)는 상부방향으로 천천히 상승된다. 이때, 사용자가 유압속도 조정기(171)를 조작하여 유압속도 조정볼트(172)를 통해 속도제어 봉(173)을 상하이동시켜 제3 유로를 통과하는 유압유의 유동량을 조절함으로써, 열려진 도어의 닫힘속도가 제어된다.

이 실시예의 오토힌지장치는 도어가 닫힐 경우 유압실이 하부에 위치하고 피스톤 헤드가 상부에 위치하기 때문에, 유압유에 항상 존재할 수밖에 없는 에어(air)의 영향을 받지 않아, 도어의 마지막 닫힘부분이 원활하게 제어되어 도어가 부드럽게 닫힌다.

이상에서 이 발명의 도어 내장형 오토힌지장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 이 발명에 따른 도어 내장형 오토힌지장치를 도어에 설치한 상태를 도시한 개략도이고,

도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 도어 내장형 오토힌지장치의 구성관계를 도시한 분해 사진이고,

도 3은 도 2에 도시된 구성요소들을 조립한 상태의 내부 단면도이고,

도 4는 도 3에 도시된 오토힌지장치의 상부 일부분을 확대한 확대도이고,

도 5는 도 4에 도시된 유압속도 제어부의 구성관계를 도시한 분해도이며,

도 6 내지 도 14는 도 4에 도시된 상부캡, 실린더, 피스톤 헤드, 슬라이딩 스크루, 하부캡, 장력 조절체, 도어 받침 고정키, 구동축 및 하우징의 상세도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 오토힌지장치 110 : 하우징

120 : 힌지 체결판 130 : 구동축

133 : 도어받침 고정키 140 : 실린더

150 : 하부캡 160 : 피스톤

170 : 상부캡

Claims (6)

1. 도어의 내부에 내장되도록 일정 형상으로 제작되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되며 도어와 일체로 결합되는 힌지 체결판에 연동되게 맞물리는 구동축과, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 구동축에 회전력을 부여하는 유압시스템, 및 상기 하우징의 내부에 상기 유압시스템과 분리 설치되어 상기 구동축의 초기 복원력을 제공하는 탄성시스템을 포함하는 도어 내장형 오토힌지장치에 있어서,

   상기 유압시스템은 상기 하우징의 상부를 밀봉하는 상부캡과 상기 상부캡과 간격을 두고 배치되어 밀봉하는 하부캡에 의해 구획된 실린더의 내부공간에 설치되어 상하로 작동하는 피스톤을 포함하며,

   상기 피스톤은, 상기 실린더 내면의 일부 구간에 접합되며 내면에 상하방향으로 서레이션이 형성된 인서트링과, 상기 인서트링의 서레이션을 따라 상하방향으로 이동하도록 외면에 상하방향으로 서레이션이 형성되고 상기 구동축의 상단에 형성된 스플라인 축과 맞물리도록 내면에 다중 스플라인이 형성된 슬라이딩 스크루, 및 상기 슬라이딩 스크루의 상부에 결합되어 상기 실린더의 내부공간을 상부 및 하부로 구분하는 경계가 되는 피스톤 헤드를 포함하며,

   상기 피스톤 헤드는 상기 도어가 개방된 상태에서는 상기 하부캡 쪽에 위치하여 상기 내부공간의 상부에 유압실을 형성하고, 상기 도어가 폐쇄된 상태에서는 상기 내부공간의 하부에 유압실을 형성하며,

   상기 하우징의 하부는 상기 힌지 체결판을 매개로 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되는 도어받침 고정키에 의해 폐쇄되며,

   상기 도어받침 고정키는 상기 힌지 체결판 하면의 일부 둘레면에 밀착되어 지지하는 보스를 구비하고,

   상기 유압시스템은 상기 상부캡의 중앙을 따라 상기 실린더의 내부공간까지 순차적으로 배열되는 유압속도 조정기, 유압속도 조정볼트 및 속도제어봉을 구비하며,

   상기 유압속도 조정기는 상기 상부캡 내의 정위치에서 회전하도록 배치되고, 상기 유압속도 조정볼트는 상기 유압속도 조정기와 맞물려 함께 회전함과 더불어 상기 상부캡 내의 나사산을 따라 상하방향으로 이동하여 그 하단에 결합된 상기 속도제어봉을 상하방향으로 이동시켜 유압속도를 조정하는 것을 특징으로 하는 도어 내장형 오토힌지장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 탄성시스템은 상기 구동축의 둘레면을 따라 배열되며 감긴 방향이 서로 반대인 2개의 비틀림 코일스프링과, 상기 2개의 비틀림 코일스프링 사이의 상기 구동축의 둘레면에 회전 가능하게 결합되는 2개의 장력 조절체를 구비하며,

   상기 2개의 장력 조절체의 외주에는 상기 2개의 비틀림 코일스프링의 초기 복원탄성을 설정하기 위한 스톱핀들이 선택적으로 끼워지는 다수의 세팅구멍들이 각각 형성되고,

   상기 2개의 장력 조절체의 접촉면에는 오일을 주입할 수 있는 오일 홈이 각각 형성되고, 각각의 오일 홈에는 오일이 각각 주입된 것을 특징으로 하는 도어 내장형 오토힌지장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 하우징에는 상기 스톱핀들이 걸려서 위치 고정되는 세팅슬롯이 형성되고, 상기 세팅슬롯의 측면 중에서 상기 스톱핀들이 걸려서 하중이 가해지는 부위에는 보강대가 접합되는 것을 특징으로 하는 도어 내장형 오토힌지장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 하부캡과 상기 구동축은 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 도어 내장형 오토힌지장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 하부캡은 상기 실린더의 하부에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 도어 내장형 오토힌지장치.

Images