KR101064632B1 - 자동닫힘힌지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 힌지에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 일정구간에서는 도어가 자동으로 닫히며, 다른 일정 구간에서는 도어의 개방된 개도가 유지되는 힌지에 관한 것으로서, 본 발명은 도어와 본체 사이에 구비되어 도어를 회전 가능하게 지지하며, 상기 도어의 회전각도 중 제1구간에서는 도어가 닫히는 방향으로 탄성력이 작용하고, 제2구간에서는 도어가 회전된 각도를 유지하도록 마찰력이 작용되는 힌지부 및 상기 힌지부의 외측에 결합되어 상기 힌지부의 회전에 따라 제3구간에서 상기 도어의 회전방향과 반대되는 방향으로 댐핑력을 상기 힌지부에 작용시키는 댐퍼부를 포함하여 이루어지는 자동닫힘힌지를 제공한다.

도어, 힌지, 자동닫힘

Description

자동닫힘힌지{Auto Closing Hinge}

본 발명은 힌지에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 일정구간에서는 도어가 자동으로 닫히며, 다른 일정 구간에서는 도어의 개방된 개도가 유지되는 힌지에 관한 것이다.

일반적으로 힌지는 두 개의 부재가 한 축을 중심으로 상호 회전될 수 있도록 연결하는 장치이며, 그 대표적인 예로 출입문 또는 냉장고 도어 및 핸드폰, 노트북 등에 적용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 힌지는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 사용자가 도어를 닫을 때 완전하게 닫지 않을 때에는 도어가 그대로 열려 있게 되므로 안전사고의 위험이 있거나 냉장고등의 경우에는 냉기 등이 계속 유출되는 문제점이 있다.

둘째, 사용자가 도어를 열 때는 도어를 당기다가 원하는 위치에서 손을 놓게 되는데, 이 때 의식적으로 회전관성을 감쇄시키지 않는 경우 관성에 의해 도어가 계속 회전되어 개방되므로 불필요하게 크게 개방되며, 이는 안전사고의 위험이 있으며, 냉장고의 경우 냉기의 과다 유출되는 등의 문제점이 있다.

셋째, 사용자가 도어를 닫을 때에는 사용자가 끝까지 손을 밀어야 확실히 닫히므로 사용자가 짐이 많이 들고 있을 때엔 도어를 닫을 때 불편을 느끼게 되는 단점이 있다.

일반적으로 힌지는 두 개의 부재가 한 축을 중심으로 상호 회전될 수 있도록 연결하는 장치이며, 그 대표적인 예로 출입문 또는 냉장고 도어 및 핸드폰, 노트북 등에 적용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 힌지는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 사용자가 도어를 닫을 때 완전하게 닫지 않을 때에는 도어가 그대로 열려 있게 되므로 안전사고의 위험이 있거나 냉장고등의 경우에는 냉기 등이 계속 유출되는 문제점이 있다.

둘째, 사용자가 도어를 열 때는 도어를 당기다가 원하는 위치에서 손을 놓게 되는데, 이 때 의식적으로 회전관성을 감쇄시키지 않는 경우 관성에 의해 도어가 계속 회전되어 개방되므로 불필요하게 크게 개방되며, 이는 안전사고의 위험이 있으며, 냉장고의 경우 냉기의 과다 유출되는 등의 문제점이 있다.

셋째, 사용자가 도어를 닫을 때에는 사용자가 끝까지 손을 밀어야 확실히 닫히므로 사용자가 짐이 많이 들고 있을 때엔 도어를 닫을 때 불편을 느끼게 되는 단점이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 도어와 본체 사이에 구비되어 도어를 회전 가능하게 지지하며, 상기 도어의 회전각도 중 제1구간에서는 도어가 닫히는 방향으로 탄성력이 작용하고, 제2구간에서는 도어가 회전된 각도를 유지 하도록 마찰력이 작용되는 힌지부 및 상기 힌지부의 외측에 결합되어 상기 힌지부의 회전에 따라 제3구간에서 상기 도어의 회전방향과 반대되는 방향으로 댐핑력을 상기 힌지부에 작용시키는 댐퍼부를 포함하여 이루어지는 자동닫힘힌지를 제공한다.

상기 힌지부는 상기 도어 또는 본체 중 어느 하나에 고정되는 제1하우징, 상기 제1하우징 내부에 회전 가능하게 구비되며 상기 도어 또는 본체 중 다른 하나에 고정되는 고정부에 일단이 고정되는 축, 상기 축 또는 제1하우징에 탄성력을 제공하는 스프링, 상기 제1하우징과 축 사이에 구비되며, 제1구간에서는 상기 스프링에 의한 탄성력이 상기 축 또는 하우징에 작용되도록 하고, 제2구간에서는 상기 축과 제1하우징의 회전각도가 유지되도록 상기 축 또는 제1하우징에 마찰력을 작용시키는 클러치부를 포함하여 이루어지질 수 있다.

상기 클러치부는, 상기 축의 둘레에 형성된 제1홈, 상기 제1하우징의 내주면에 고정되며, 내주면에 제2홈이 형성된 아우터 클러치, 일단이 상기 고정부에 고정된 스프링의 타단이 고정되며, 상기 축이 회전 가능하게 관통되고 롤러 슬릿이 형성된 보스가 구비된 인너 클러치, 제1각도일 때는 상기 축의 제1홈과 상기 인너 클러치의 롤러슬릿에 결합되어 축과 인너 클러치가 같이 회전되도록 결합시키고, 제2각도일 때는 상기 인너 클러치의 롤러슬릿과 아우터 클러치의 제2홈에 결합되어 인너 클러치와 아우터 클러치가 같이 회전되도록 결합시키며 상기 축의 외주면에 마찰되어 마찰력을 발생시키는 롤러를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 롤러는 원형단면을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 롤러슬릿은 상기 롤러의 일부가 삽입되도록 이루어지며, 상기 롤러를 상기 아우터 클러치의 내주면 측으로 밀어내는 방향으로 지지하도록 이루어질 수 있다.

상기 댐퍼부는 내부에 유체봉입실이 형성되며, 상기 제1하우징과 결합되는 제2하우징, 상기 제2하우징 내부에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 힌지부의 축의 회전에 따라 회전되도록 상기 축의 타단과 결합되는 댐퍼바디, 상기 댐퍼바디의 회전에 따라 상기 유체봉입실 내부에서 회전되며, 회전 시 유체봉입실 내부의 유체와의 유동저항에 의해 댐핑력을 발생시키도록 상기 댐퍼바디에 형성되는 댐핑 블레이드를 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.

상기 댐핑 블레이드는, 유체가 상기 유체봉입실의 내주면과의 틈으로 통과되도록 끝단이 상기 유체봉입실의 내주면과 소정간격 이격되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 유체봉입실의 내주면 일부에 상기 댐핑 블레이드와의 간격이 좁아지도록 댐핑돌기가 형성될 수 있다.

상기 댐핑돌기는 상기 도어가 제3구간일 때 상기 댐핑 블레이드의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

또한, 상기 댐핑 블레이드의 끝단에 상기 도어가 닫히는 방향으로 회전할 때 상기 유체봉입실의 내주면에 더욱 밀착되어 댐핑력을 향상시키는 댐핑팁이 더 구비될 수도 있다.

상기 댐핑팁은 상기 댐핑 블레이드의 끝단에 소정각도 내로 회전 가능하게 구비될 수 있다.

또한, 상기 유체봉입실의 내주명 일부에 상기 댐핑 블레이드와의 간격이 넓어지도록 유동홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 자동닫힘힌지에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 도어가 닫혀있는 상태에서도 도어가 닫히는 방향으로 탄성력이 작용되므로 사소한 충격 및 의도치 않은 힘에 의해 도어가 의도하지 않게 열리는 것이 방지된다.

둘째, 도어가 닫혀있는 상태에서도 도어가 닫히는 방향으로 탄성력이 작용되므로, 도어의 밀폐가 보다 효과적으로 이루어진다.

셋째, 도어가 제1구간 이상 개방되면 힌지의 마찰력으로 도어의 개방된 각도를 유지시킬 수 있어 사용자의 편의성이 향상되며, 또한, 도어를 개방한 후 관성력에 의해 도어가 계속 개방되는 것이 힌지의 마찰력에 의해 감쇄되므로 개방한계까지 회전되는 것이 방지되어 힌지에 가해지는 충격이 방지되는 효과가 있다.

넷째, 도어가 제1구간 이내의 개도를 가지면 스프링에 의해 자동적으로 닫혀지므로, 사용자가 도어를 닫을 때 가볍게 밀어주는 것으로 도어가 닫힐 수 있어 사용자의 편의성이 향상된다.

다섯째, 도어가 닫힐 때 댐퍼부의 댐핑 작용으로 천천히 닫히게 되므로 닫힐 때의 충격에 의한 소음발생 및 파손이 방지된다.

여섯째, 힌지부와 댐핑부가 일체로 형성되지 않으며 별개로 조립된 후 결합되어 완성되므로, 내부구조가 간단하여 생산성 및 신뢰성이 향상되며, 고장 발생시 수리가 용이한 장점이 있다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서 상기 자동닫힘힌지(10)가 냉장고(1)의 도어(5)에 구비되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 물론, 본 발명의 자동닫힘힌지(10)는 상기 냉장고(1)의 도어(5) 외에도 다른 물품에도 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 자동닫힘힌지(10)는 냉장고(1)의 도어(5)가 냉장고(1)의 본체에 결합되는 부분에 구비될 수 있다.

본 실시예에 따른 자동닫힘힌지(10)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 힌지부(100), 댐핑부(200)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 힌지부(100)는 상기 냉장고(1)의 도어(5)를 본체(1)에 회전 가능하게 지지하는 구성요소로서, 상기 도어(5)의 개방각도 중 제1구간에서는 상기 도어(5)가 닫히는 방향으로 탄성 회전력을 도어(5)에 작용시키고, 제2구간에서는 상기 도어(5)가 개방된 각도를 유지하도록 마찰력을 작용시키는 구성요소이다.

여기서, 상기 제1구간은 상기 도어(5)가 개방된 각도(이하, '개도'(開度)라 표현함)의 범위를 뜻하는 용어로서, 상기 도어(5)가 닫혀있는 상태부터 소정각도까지 개방된 구간을 뜻한다. 본 실시예에서 상기 소정각도는 대략 45도 정도인 것을 예로 들기로 하나 반드시 이에 한정된 것은 아니다.

또한, 상기 제2구간은 상기 도어(5)의 개도가 상기 소정각도부터 최대 개방각도까지인 것일 수 있다.

그리고, 상기 댐핑부(200)는 상기 힌지부(100)의 외측에 결합되고, 상기 힌지부(100)의 회전에 따라 제3구간에서 상기 도어(5)의 회전방향과 반대되는 방향으로 댐핑력을 상기 힌지부(100)에 작용시켜 상기 힌지부(100)의 회전속도를 줄여 도어(5)의 닫힘 속도를 줄임으로써 도어(5)가 부드럽게 닫히게 하는 구성요소이다.

여기서, 상기 제3구간은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1구간 범위내의 구간일 수 있다. 즉, 상기 힌지부(100)에서 탄성력이 작용하는 구간에서만 댐핑력이 작용하도록 이루어지는 갓이다.

상기와 같은 제3구간은 상기 도어(5)가 완전히 닫히기 전부터 상기 제1구간의 최대 개도 전까지의 개도 구간으로 이루어질 수 있다. 즉, 예를 들어 상기 도어(5)의 개도가 5도부터 30도 사이일 수 있는 것이다.

상기와 같은 자동닫힘힌지(10) 중 먼저 상기 힌지부(100)의 구성에 대하여 설명 하기로 한다. 상기 힌지부(100)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1하우징(110), 축(120), 스프링(130), 고정부 및 클러치부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1하우징(110)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 중공이 형성되며, 상기 도어(5) 또는 본체(1) 중 어느 하나에 고정되도록 일측으로 연장된 플랜지(114)가 형성되도록 이루어진다.

본 실시예에서는 상기 플랜지(114)가 도어(5)에 고정됨으로써 상기 제1하우징(110)이 도어(5)에 고정되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

그리고, 상기 축(120)은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1하우징(110)의 중공 내부에 회전 가능하게 구비된다.

상기 축(120)은 일단이 후술하는 고정부에 고정되는 고정단(122)이 형성되며, 타단에는 상기 제1하우징(110)의 외측으로 돌출되어 상기 댐핑부(200)와 결합되는 돌기부(126)가 형성될 수 있다.

상기 고정단(122) 및 돌기부(126)는 결합되는 대상물과 같이 회전할 수 있도록 원형이 아닌 타원 또는 각이 진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 고정부는 상기 축(120)의 일단이 관통되며, 상기 제1하우징(110)에 고정되는 고정블록(140)과 상기 고정블록(140)을 관통한 축(120)의 고정단(122)이 삽입되어 고정되며, 냉장고(1) 본체에 고정되는 브라켓(150)을 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 스프링(130)은 상기 도어(5)의 회전각도에 따라 사기 축(120) 또는 상기 제1하우징(110)에 탄성력을 제공하는 구성요소이다. 상기와 같은 스프링(130)은 상기 축(120)을 감싸는 코일 토션 스프링이 적용될 수 있으며, 그 일단은 상기 고정블록(140)에 결합되며, 타단은 후술하는 인너 클러치(170)에 결합될 수 있다.

그리고, 상기 클러치부는 제1홈(124)과 아우터 클러치(160), 인너 클러치(170) 및 롤러(180)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1홈(124)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 축(120)의 외주면에 서로 대향된 편을 바라보도록 2개가 형성될 수 있다.

상기 제1홈(124)은 원형의 일부를 이루는 호의 형태로 소정길이 형성될 수 있다.

또한, 상기 아우터 클러치(160)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1하우징(110)의 내주면에 고정되며, 내부에 중공이 형성되며, 상기 중공의 내주면에는 제2홈(164)이 형성된다. 상기 제2홈(164) 또한 제1홈(124)과 마찬가지로 서로 대향된 편을 바라보도록 2개 형성될 수 있다.

그리고, 상기 인너 클러치(170)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 아우터 클러치(160)의 내주면에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 축(120)이 회전 가능하게 관통되는 보스(172)가 형성된다. 이 때, 상기 보스(172)에는 상기 제1홈(124) 및 제2홈(164)과 대응되도록 롤러 슬릿(174)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 인너 클러치(170)의 하측에는 상기 스프링(130)의 타단이 결합된다.

상기 롤러(180)는 상기 롤러 슬릿(174)의 사이에 위치되도록 구비되며, 제1각도일 때는 상기 축(120)의 제1홈(124)과 상기 인너 클러치(170)의 롤러 슬릿(174)에 결합되어 축(120)과 인너 클러치(170)가 같이 회전되도록 구속시키고, 제2각도일 때는 상기 인너 클러치(170)의 롤러 슬릿(174)과 아우터 클러치(160)의 제2홈(164)에 결합되어 인너 클러치(170)와 아우터 클러치(160)가 같이 회전되도록 구속시키는 구성요소이다.

또한, 상기 롤러(180)는 단면이 원형으로 이루어지며, 축(120)의 길이방향으로 소정길이 연장된 원통형의 형상으로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 제2홈(164)은 상기 롤러(180)가 삽입되어 위치되도록 일측은 곡률이 크며, 타측은 상기 일측에 비하여 곡률이 완만하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 롤러(180)가 상기 축(120)의 제1홈(124)과 인너 클러치(170)의 롤러 슬릿(174)에 수용되어 있을 때엔 상기 아우터 클러치(160)의 내주면에 닿지 않아 마찰이 발생하지 않으며, 상기 롤러(180)가 상기 인너 클러치(170)의 롤러 슬릿(174)과 상기 아우터 클러치(160)의 제2홈(164)에 수용되어 있을 때엔 상기 축(120)의 외주면과 닿아 마찰하도록 구비될 수 있다.

따라서, 상기 스프링(130)은 하우징에 고정된 고정블록(140)에 일단이 결합되고, 상기 인너 클러치(170)에 타단이 고정된다. 그런데, 상기 인너 클러치(170)는 도어(5)의 회전구간에 따라 상기 축(120) 또는 상기 제1하우징(110)에 고정된 아우터 클러치(160)에 구속되므로, 상기 스프링(130)은 상기 인너 클러치(170)가 상기 축(120)에 구속되어 회전될 때 상기 도어(5)에 탄성력을 제공하게 된다.

또한, 상기 스프링(130)은 상기 도어(5)가 닫혀있을 때에도 도어(5)를 본체 쪽을 회전시키도록 탄성력을 작용시키도록 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 본 실시예의 댐퍼부(200)에 관하여 도 11 및 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.

본 실시예의 댐퍼부(200)는 제2하우징(210)과 댐퍼바디(220)를 포함하여 이 루어질 수 있다.

상기 제2하우징(210)은 상기 제1하우징(110)의 외측에 결합되며, 내부에 유체가 봉입되는 유체봉입실(212)이 형성된다. 이 때, 상기 제2하우징(210)은 상기 제1하우징(110)의 축(120)의 돌기부(126)가 돌출된 측에 결합될 수 있다.

그리고, 상기 댐퍼바디(220)는 상기 제2하우징(210)의 유체봉입실(212)을 밀봉하도록 내부에 삽입되며, 상기 힌지부(100)의 축(120)의 제1하우징(110) 외부로 돌출된 돌기에 결합되어 상기 축(120)의 회전방향으로 구속되도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 댐퍼바디(220)에는 댐핑 블레이드(222)가 형성될 수 있다. 상기 댐핑 블레이드(222)는 상기 댐퍼바디(220)에 일정면적을 갖도록 형성되어 상기 제2하우징(210)의 회전에 따라 상기 유체봉입실(212) 내부를 회전하도록 구비된다.

또한, 상기 댐핑 블레이드(222)는 상기 유체봉입실(212) 내부에서 상기 유체봉입실(212)과 상대 회전하면서, 상기 유체봉입실(212) 내부에서 유동하는 유체와의 저항에 따라 댐핑력을 발생시키도록 이루어진다.

즉, 상기 댐핑 블레이드(222)는 회전하면서 상기 유체봉입실(212) 내부를 두 공간으로 구획하게 되고, 상기 유체봉입실(212) 내부의 유체가 일측 공간에서 타측 공간으로 이동하면서 발생되는 유체의 압력에 따른 저항에 의해 댐핑력이 발생된다.

이 때, 상기 유체가 일측 공간에서 타측 공간으로 이동하기 위하여, 상기 댐핑 블레이드(222)의 끝단과 상기 유체봉입실(212)의 내주면 사이는 약간 이격되어 틈이 형성되도록 이루어 질 수 있다.

물론, 상기 댐핑 블레이드(222)에 구멍을 형성한다던지 상기 유체봉입실(212)의 내주면에 홈을 형성한다던지 하여 유체의 유동경로를 확보시킬 수 도 있다.

그리고, 상기 유체봉입실(212) 내주면에는 댐핑돌기(214)가 형성될 수 있다.

상기 댐핑돌기(214)는 상기 도어(5)가 제3구간 범위일 때 상기 댐핑 블레이드(222)가 위치되는 구간에 상기 댐핑 블레이드(222)의 끝단과의 간격이 좁아지도록 상기 유체봉입실(212) 내주면에 돌출 형성될 수 있다.

따라서, 상기 도어(5)가 제3구간 범위일 때, 상기 댐핑 블레이드(222)가 상기 댐핑돌기(214)가 형성된 부분을 지나감으로써, 유체가 흐르는 틈새가 좁아므로 유체가 일측공간에서 타측공간으로 유동하기가 어려워지며 그에 따라 압력도 세지게 되어 상기 댐핑 블레이드(222)가 회전할 때 발생되는 저항력 또한 강해져 결과적으로 댐핑부(200)에서 발생되는 댐핑력이 강해지게 되는 것이다.

물론, 상기 도어(5)가 제3구간일 때 상기 댐핑부(200)에서 발생되는 댐핑력은 스프링(130)의 탄성력보다 작게 발생되는 것이 바람직하다.

이하, 본 실시예에 따른 자동닫힘힌지(10)의 작동과정을 도 10 및 도 13 내지 도21을 참조하여 설명하고자 한다.

먼저, 도어(5)가 개방될 때의 작동과정을 설명하기로 한다.

도어(5)가 개방되기 전 닫혀있을 때의 힌지부(100)의 작동을 도 10을 참조하 여 설명하고자 한다.

도어(5)가 닫혀있을 때에는 상기 롤러(180)가 상기 인너 클러치(170)의 롤러 슬릿(174) 과 상기 축(120)의 제1홈(124)에 결합되어 있어 일체로 구속되며, 상기 제1하우징(110)의 내주면에 고정된 아우터 클러치(160)와는 상대회전이 가능하게 된다. 따라서, 상기 인너 클러치(170) 및 고정블록(140) 결합된 스프링(130)에 탄성력이 상기 고정블록(140)을 통해 제1하우징(110)에 작용되게 되므로, 상기 제1하우징(110)에 결합된 도어(5)에 스프링(130)의 탄성력에 의해 본체쪽으로 회전되려는 힘이 작용된다.

따라서, 도어(5)가 본체에 더욱 밀착될 수 있고, 또한, 의도하지 않은 힘에 의해 도어(5)가 개방되는 것이 방지된다.

사용자가 도어(5)를 개방하고자 도어(5)를 제1구간 내로 회전시키면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 도어(5)가 회전됨에 따라 상기 제1하우징(110)이 회전되며, 그에 따라 상기 아우터 클러치(160)가 상기 롤러(180)에 의해 축(120)과 결합된 인너 클러치(170) 또한 상기 축(120)과 상대회전 된다.

이 때, 상기 롤러(180)는 상기 아우터 클러치(160)의 내주면에 지지되어 상기 축(120)의 제1홈(124)에서 탈거되는 것이 방지된다.

상기 제1하우징(110)이 회전됨에 따라 상기 제1하우징(110)에 고정된 고정블록(140)에 결합된 스프링(130)이 감겨지게 되어 탄성력이 도어(5)에 작용되므로, 상기 제1하우징(110)에 결합된 도어(5)에 스프링(130)의 탄성력에 의해 본체 쪽으로 회전되려는 힘이 작용된다.

따라서, 도어(5)는 상기 도어(5)를 개방시키는 힘이 사라지는 즉시 본체(1)쪽으로 회전되어 닫히게 된다.

사용자가 도어(5)를 더욱 개방시켜 상기 제1구간과 제2구간의 경계구간 까지 도어(5)를 개방시키면, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1하우징(110)과 아우터 클러치(160)가 더욱 회전되어 상기 아우터 클러치(160)의 제2홈(164)이 상기 롤러(180)가 삽입된 인너 클러치(170)의 롤러 슬릿(174)에 대응되는 위치까지 회전된다.

상기 롤러(180)에는 상기 스프링(130)의 탄성력에 의해 회전되려는 인너 클러치(170)에 의해 밀려지는 힘인 Fi가 작용되고 있다. 그리고, 상기 Fi가 작용되는 반대편에는 상기 Fi에 의해 밀려지는 롤러(180)가 상기 축(120)의 제1홈(124)에 의해 지지되면서 발생하는 반력 Fs가 작용된다.

그런데, 도 14에서 볼 수 있듯이 상기 Fi가 작용되는 지점과 Fs가 작용되는 지점이 대칭되는 지점이 아니며, 상기 Fs가 작용되는 지점은 Fi가 작용되는 지점의 대칭점에서 소정거리 오프셋(Offset)되어 있으며, Fs가 작용되는 방향이 제1홈(124)으로부터 외측을 향하는 방향으로 작용되므로, 상기 Fs의 수직방향 분력인 Fsv에 의해 상기 볼은 상기 아우터 클러치(160)의 내주면 측으로 밀려지게 된다. 그런데, 상기 아우터 클러치(160)의 제2홈(164)이 상기 롤러 슬릿(174)에 대응되게 위치되므로, 상기 롤러(180)는 상기 제1홈(124)에서 탈거되어 상기 제2홈(164)으로 밀려나게 된다.

따라서, 도 15 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 롤러(180)는 상기 인너 클러치(170)의 롤러 슬릿(174)과 상기 아우터 클러치(160)의 제2홈(164)에 결합된 상태가 되며, 상기 인너 클러치(170)는 상기 아우터 클러치(160)와 일체로 구속된다. 따라서, 상기 인너 클러치(170)는 상기 제1하우징(110) 및 아우터 클러치(160)와 같이 회전하게 되며, 상기 축(120)과는 상대회전하게 된다.

또한, 상기 스프링(130)은 일단이 상기 제1하우징(110)에 고정된 고정블록(140)에 고정되고, 타단이 상기 제1하우징(110)에 고정된 아우터 클러치(160)에 구속된 인너 클러치(170)에 고정되어 있으므로, 상기 제1구간에서 감겨진 만큼의 탄성력을 유지하게 된다.

또한, 상기 롤러(180)가 상기 아우터 클러치(160)와 인너 클러치(170)를 구속시킨 상태에서는 상기 롤러(180)의 외주면 중 상기 축(120)을 향한 부분이 상기 축(120)의 외주면과 마찰되므로, 상기 도어(5)가 회전함에 따라 상기 롤러(180)도 제1하우징(110) 및 아우터 클러치(160)의 회전에 따라 회전하면서 상기 축(120)과의 접촉면에 마찰력이 발생하여 제1하우징(110)의 회전력을 감쇄시킨다.

따라서, 상기 롤러(180)와 축(120)과의 접촉면에 발생하는 마찰력으로 인해 상기 도어(5)를 개방하려는 관성력이 감쇄되어 상기 도어(5)의 개도가 유지될 수 있다.

그리고, 상기 댐퍼부(200)는 상기 제2하우징(210)이 상기 힌지부(100)의 제1하우징(110)과 결합되며, 상기 댐퍼바디(220)는 상기 힌지부(100)의 축(120)과 결합되며 상기 제2하우징(210)과 상대회전 가능하게 결합되므로, 상기 힌지부(100)의 제1하우징(110)의 회전에 따라 상기 제2하우징(210)도 회전하게 된다.

이하, 상기 도어(5)를 닫을 때의 작동과정을 설명하기로 한다.

상기 도어(5)가 제2구간일 때, 상기 힌지부(100)는 전술한 도 16상태에 있다. 그리고, 상기 댐핑부(200)는 상기 댐퍼바디(220)의 댐핑 블레이드(222)가 상기 유체봉입실(212)의 a-b 구간에 위치하게 된다. 여기서, 상기 a-b 구간은 상기 댐핑 블레이드(222)가 상기 제1하우징(110)에 대하여 상호회전시 최대 회전하였을 때의 끝부터 상기 댐핑돌기(214)의 전까지의 구간이다.

따라서, 상기 댐핑 블레이드(222)와 상기 유체봉입실(212)간의 간격이 비교적 넓게 유지되므로, 유체봉입실(212) 내부의 유체가 흐르는데 발생하는 저항이 크지 않다.

사용자가 상기 도어(5)를 닫음에 따라, 상기 도어(5)는 제1구간과 제2구간의 경계지점까지 회전하게 된다.

따라서, 상기 제2홈(164)에 삽입된 롤러(180)는 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제1하우징(110) 및 아우터 클러치(160)와 인너 클러치(170)가 회전함에 따라 상기 축(120)의 제1홈(124)이 형성된 지점까지 이동되게 된다.

그런데, 상기 도어(5)가 닫히면서, 상기 아우터 클러치(160)의 제2홈(164)이 상기 롤러(180)를 미는 힘은 도 18에 보여지는 바와 같이, Fo가 되는데, 상기 Fo의 수직방향 분력인 Foh 에 의해 상기 롤러(180)는 축(120)방향으로 밀어지게 된다.

그런데, 제2구간에서는 상기 축(120)의 외주면에 지지되므로 상기 제2홈(164)에서 탈거되지 않았지만, 제1구간으로 넘어오면서 상기 롤러(180)가 상기 축(120)의 제1홈(124)과 만나게 되므로, 상기 롤러(180)는 아우터 클러치(160)의 회전력에 의한 수직분력 Foh에 의해 상기 제1홈(124)으로 밀어넣어지면서 제2홈(164)과는 탈거되게 된다.

따라서, 상기 롤러(180)는 도 13에 도시된 바와 같이 제1홈(124)에 삽입되며, 그에 따라 상기 인너 클러치(170)와 축(120)이 상기 롤러(180)에 의해 구속된다.

따라서, 상기 인너 클러치(170) 및 고정블록(140) 결합된 스프링(130)에 탄성력이 상기 고정블록(140)을 통해 제1하우징(110)에 작용되게 되므로, 상기 제1하우징(110)에 결합된 도어(5)에 스프링(130)의 탄성력에 의해 본체쪽으로 회전되려는 힘이 작용되어 상기 도어(5)가 자동으로 닫히게 된다.

상기 제2구간에서 상기 도어(5)가 스프링(130)의 탄성력에 의해 자동으로 닫히는 과정 중에도 상기 댐퍼부(200)의 제2하우징(210) 또한 상기 제1하우징(110)의 회전에 따라 회전되며, 그에 따라 상기 댐핑 블레이드(222)와도 계속 상대회전하게 된다.

상기와 같이 도어(5)가 스프링(130)의 탄성력에 의해 닫히다가 제3구간에 진입하게 되면, 상기 제2하우징(210)과 댐핑 블레이드(222)는 도 19 내지 도 20에 도시된 바와 같이 b-c 구간에 위치하게 된다. 여기서, 상기 b-c 구간은 상기 댐핑 블레이드(222)와 댐핑돌기(214)가 상호 겹쳐지는 구간이다.

상기 b-c구간에서는 상기 댐핑 블레이드(222)와 상기 댐핑돌기(214)와의 간격이 매우 좁아지므로, 유체의 저항이 크게 발생되어 상기 댐핑력이 크게 발생한 다.

그리고, 상기와 같이 발생한 댐핑력은 상기 제2하우징(210)에 결합된 제1하우징(110)을 통해 상기 힌지부(100)로 전해지게 되어 제2구간에서 스프링(130)의 탄성력에 의해 닫히는 도어(5)의 닫힘 속도가 느려져 서서히 닫히게 된다.

또한, 상기 도어(5)가 스프링(130)의 탄성력에 의해 계속 회전됨에 따라 상기 댐퍼부(200)의 댐핑 블레이드(222) 또한 b-c 구간을 벗어나 c-d 구간으로 진입하게 되는데, 상기 댐핑 블레이드(222)가 c-d 구간으로 진입하게 되면 상기 댐핑 블레이드(222)와 유체봉입실(212)간의 간격이 넓어져 상기 유체봉입실(212) 내부의 유체가 흐르는데 발생하는 저항이 크지 않으므로, 댐핑력이 약화된다.

따라서, 상기 도어(5)는 상기 스프링(130)의 탄성력에 의해 도어(5)가 닫히는 힘이 강해지게 되며, 그에 따라 상기 도어(5)가 본체에 보다 확실하게 닫힐 수 있다. 또한, 상기 도어(5)가 제3구간에서 댐핑부(200)에 의해 닫히는 속도가 줄어들었으므로, 도어(5)가 닫힐 때 충격없이 부드럽게 닫힐 수 있다.

상기와 같은 댐핑부는 본 실시예와는 다르게 변형될 수도 있다. 이하에서는 상기 댐핑부의 다른 실시예를 설명하고자 한다.

본 발명의 댐핑부(300)의 다른 실시예는 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 제2하우징(310)과 댐퍼바디(320)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제2하우징(310)은 전술한 실시예와 유사하게, 상기 제1하우징(110)의 외측에 결합되며, 내부에 유체가 봉입되는 유체봉입실(312)이 형성된다. 이 때, 상 기 제2하우징(310)은 상기 제1하우징(110)의 축(120)의 돌기부(126)가 돌출된 측에 결합될 수 있다.

그리고, 상기 댐퍼바디(320)는 상기 제2하우징(310)의 유체봉입실(312)을 밀봉하도록 내부에 삽입되며, 상기 힌지부(100)의 축(120)의 제1하우징(110) 외부로 돌출된 돌기부(126)에 결합되어 상기 축(120)의 회전방향으로 구속되도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 댐퍼바디(320)에는 댐핑 블레이드(322)가 형성될 수 있다. 상기 댐핑 블레이드(322)는 일정면적을 갖도록 형성되어 상기 댐퍼바디(320)의 회전에 따라 상기 유체봉입실(312) 내부를 회전하도록 구비된다.

또한, 상기 댐핑 블레이드(322)는 상기 유체봉입실(312) 내부에서 상기 유체봉입실(312)과 상대 회전하면서, 상기 유체봉입실(312) 내부에서 유동하는 유체와의 저항에 따라 댐핑력을 발생시키도록 이루어진다.

또한, 상기 댐핑 블레이드(322)의 끝단에는 연질의 댐핑 팁(324)이 더 구비될 수 있다. 상기 댐핑 팁(324)은 상기 유체봉입실(312) 내주면에 연접되도록 구비되며, 상기 댐핑 블레이드(322)에 대하여 소정각도 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 댐핑 팁(324)은 끝단의 일면은 평면이고 타면은 완만한 곡률을 이루는 단면을 가지도록 형성될 수 있다.

따라서, 상기 도어(5)가 개방될 때에는 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 제2하우징(310)이 회전하는 함에 따라 상기 댐핑 팁(324)이 상기 댐핑 블레이드(322) 의 끝단에서 소정각도 회전되며, 상기 댐핑 팁(324)의 완만한 곡률을 이루는 면이 상기 유체봉입실(312)의 내주면과 닿도록 함으로써 유체가 상기 댐핑 팁(324)의 곡률을 타고 새어 나갈 수 있도록 구비된다.

또한, 상기 도어(5)가 닫힐 때에는 도 25에 도시된 바와 같이, 상기 제2하우징(310)이 회전함에 따라 상기 댐핑 팁(324)이 상기 댐핑 블레이드(322)의 끝단에서 소정각도 회전되며, 상기 댐핑 팁(324)의 평면을 이루는 면이 상기 유체봉입실(312)의 내주면과 닿게 된다.

따라서, 상기 댐핑 팁(324)과 유체봉입실(312) 내주면이 보다 더 밀착되도록 함으로써, 유체의 새어나감이 원할히 일어나지 않게되어 댐핑력이 강화될 수 있다.

또한, 댐핑력이 필요없는 구간에는 유체의 유동이 원할하게 일어나도록 상기 유체봉입실(312)의 내주면에 유체 유동홈(314)이 구비될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

도 1은 일반적인 냉장고를 도시한 사시도;

도 2는 도 1의 냉장고의 도어의 개도에 따른 구간을 표시한 평면도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동닫힘힌지를 도시한 사시도;

도 4는 도 3의 분해 사시도;

도 5는 도 3의 힌지부만 도시한 사시도;

도 6은 도 5의 힌지부의 제1하우징을 삭제한 상태를 도시한 사시도;

도 7은 도 4의 축을 도시한 사시도;

도 8은 도 4의 아우터 클러치를 도시한 사시도;

도 9는 도 4의 인너 클러치를 도시한 사시도;

도 10은 도어가 닫혀있을 때의 힌지부의 단면도;

도 11은 도 3의 댐핑부만 도시한 분해 사시도;

도 12는 도 11의 단면도;

도 13은 도어의 개도가 제1구간에 있을 때의 힌지부의 단면도;

도 14는 도어가 열릴 때 그 개도가 제1구간과 제2구간의 경계에 있을 때의 힌지부의 단면도;

도 15는 도어의 개도가 제2구간에 있을 때의 힌지부의 단면도;

도 16은 도어의 개도가 도 15보다 더 벌어졌을 때의 힌지부의 단면도;

도 17은 도어의 개도가 제2구간에 있을 때의 댐핑부의 단면도;

도 18은 도어가 닫힐 때 그 개도가 제1구간과 제2구간의 경계에 있을 때의 힌지부의 단면도;

도 19는 도어의 개도가 제3구간에 있을 때의 댐핑부의 단면도;

도 20은 도어의 개도가 제3구간에 있을 때의 댐핑부의 단면도;

도 21은 도어가 닫히기 직전의 댐핑부의 단면도;

도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐핑부의 분해 사시도;

도 23은 도 22의 단면도;

도 24는 도어가 열릴 때의 도 22의 댐핑부의 단면도; 및

도 25는 도어가 닫힐 때의 도 22의 댐핑부의 단면도 이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 냉장고 본체 5: 도어

10: 자동닫힘힌지 100: 힌지부

110: 제1하우징 114: 플랜지

120: 축 122: 고정단

124: 제1홈 126: 돌기부

130: 스프링 140: 고정블록

150: 브라켓 160: 아우터 클러치

164: 제2홈 170: 인너 클러치

172: 보스 174: 롤러 슬릿

180: 롤러 200: 댐퍼부

210: 제2하우징 212: 유체봉입실

214: 댐핑돌기 220: 댐퍼바디

222: 댐퍼 블레이드 330: 댐퍼부

310: 제2하우징 312: 유체봉입실

314: 유체 유동홈 320: 댐퍼바디

322: 댐핑 블레이드 324: 댐핑팁

Claims (12)

1. 도어와 본체 사이에 구비되어 상기 도어 또는 본체 중 어느 하나에 고정되는 제1하우징을 포함하여 이루어져, 상기 도어를 회전 가능하게 지지하며, 상기 도어의 회전각도 중 제1구간에서는 도어가 닫히는 방향으로 탄성력이 작용하고, 제2구간에서는 도어가 회전된 각도를 유지하도록 마찰력이 작용되는 힌지부;

   내부에 유체봉입실이 형성되며 상기 제1하우징과 결합되는 제2하우징, 상기 제2하우징 내부에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 힌지부의 축의 회전에 따라 회전되도록 상기 축의 타단과 결합되는 댐퍼바디, 상기 댐퍼바디의 회전에 따라 상기 유체봉입실 내부에서 회전되며, 회전 시 유체봉입실 내부의 유체와의 유동저항에 의해 댐핑력을 발생시키도록 상기 댐퍼바디에 형성되는 댐핑 블레이드를 포함하여 이루어지며,

   상기 유체봉입실 내주면 일부에 상기 댐핑 블레이드와의 간격이 좁아지도록 댐핑돌기가 형성되며,

   상기 댐핑 블레이드는, 유체가 상기 유체봉입실의 내주면과의 틈으로 통과되도록 끝단이 상기 유체봉입실의 내주면과 소정간격 이격되도록 형성되어,

   상기 힌지부의 외측에 결합되어 상기 힌지부의 회전에 따라 제3구간에서 상기 도어의 회전방향과 반대되는 방향으로 댐핑력을 상기 힌지부에 작용시키는 댐퍼부;

   상기 힌지부의 외측에 결합되어 상기 힌지부의 회전에 따라 제3구간에서 상기 도어의 회전방향과 반대되는 방향으로 댐핑력을 상기 힌지부에 작용시키는 댐퍼부;

   를 포함하여 이루어지는 자동닫힘힌지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 힌지부는,

   상기 제1하우징 내부에 회전 가능하게 구비되며, 상기 도어 또는 본체 중 다른 하나에 고정되는 고정부에 일단이 고정되는 축;

   상기 축 또는 제1하우징에 탄성력을 제공하는 스프링;

   상기 제1하우징과 축 사이에 구비되며, 제1구간에서는 상기 스프링에 의한 탄성력이 상기 축 또는 하우징에 작용되도록 하고, 제2구간에서는 상기 축과 제1하우징의 회전각도가 유지되도록 상기 축 또는 제1하우징에 마찰력을 작용시키는 클러치부;

   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.
3. 제2항에 있어서,

   상기 클러치부는,

   상기 축의 둘레에 형성된 제1홈;

   상기 제1하우징의 내주면에 고정되며, 내주면에 제2홈이 형성된 아우터 클러치;

   일단이 상기 고정부에 고정된 스프링의 타단이 고정되며, 상기 축이 회전 가능하게 관통되고 롤러 슬릿이 형성된 보스가 구비된 인너 클러치;

   제1각도일 때는 상기 축의 제1홈과 상기 인너 클러치의 롤러 슬릿에 결합되어 축과 인너 클러치가 같이 회전되도록 구속시키고, 제2각도일 때는 상기 인너 클러치의 롤러슬릿과 아우터 클러치의 제2홈에 결합되어 인너 클러치와 아우터 클러치가 같이 회전되도록 구속시키며 상기 축의 외주면에 마찰되어 마찰력을 발생시키는 롤러;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.
4. 제3항에 있어서,

   상기 롤러는 원형단면을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.
5. 제4항에 있어서,

   상기 롤러는,

   상기 인너 클러치의 롤러슬릿과 축의 제1홈에 결합되어 있을 때에는 상기 스프링에 의한 인너 클러치의 회전력에 따라 상기 제1홈에 의해 아우터 클러치의 내주면측으로 밀어내는 방향으로 지지되며,

   상기 인너 클러치의 롤러슬릿과 상기 아우터 클러치의 제2홈에 결합되어 있을 때에는 상기 아우터 클러치의 회전력에 따라 상기 제2홈에 의해 축의 외주면 측으로 밀어내는 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 댐핑돌기는 상기 도어가 제3구간일 때 상기 댐핑 블레이드의 위치에 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.
10. 제1항에 있어서,

    상기 댐핑 블레이드의 끝단에 상기 도어가 닫히는 방향으로 회전할 때 상기 유체봉입실의 내주면에 더욱 밀착되어 댐핑력을 향상시키는 댐핑팁이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.
11. 제10항에 있어서,

    상기 댐핑팁은 상기 댐핑 블레이드의 끝단에 소정각도 내로 회전 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.
12. 제10항에 있어서,

    상기 유체봉입실의 내주명 일부에 상기 댐핑블레이드와의 간격이 넓어지도록 유동홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동닫힘힌지.

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