KR101213127B1

KR101213127B1 - 힌지장치 및 이를 갖는 여닫이 도어

Info

Publication number: KR101213127B1
Application number: KR1020100060035A
Authority: KR
Inventors: 조용준
Original assignee: 조용준
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2012-12-18
Also published as: KR101213128B1; KR20110047960A; KR20110047959A

Abstract

본 발명은: 도어를 문틀에 회전가능하게 연결하는 힌지유닛; 그리고 상기 힌지유닛에 구비되어, 상기 도어가 자동으로 닫히도록 상기 도어에 비틀림 탄성에 의한 회전력을 제공하는 도어복귀유닛을 포함하여 구성되는 힌지장치 및 이를 갖는 회전식 여닫이 도어를 개시한다. 그리고 상기 도어복귀유닛은, 상기 힌지유닛에 장착되어 상기 도어의 자동 닫힘을 위한 비틀림을 부여받는 토션 부재, 그리고 상기 토션 부재에 비틀림을 부여하기 위하여, 상기 힌지유닛에 구비되는 토션 서포터를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 회전체 즉 여닫이 도어의 자동 닫힘 기능을 확보할 수 있고 힌지장치가 회전축의 기능과 동시에 도어 클로저의 기능도 수행하므로 설치상의 편의성 및 사용상의 편의성이 크게 향상될 수 있다.

Description

힌지장치 및 이를 갖는 여닫이 도어{Hinge Device And Hinged Door Having The Same}

본 발명은 도어 등의 회전체를 문틀 등의 회전체 지지단에 회전가능하게 결합하기 위한 힌지장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 상기 회전체의 회전축으로 작용하는 동시에 상기 회전체에 닫힘력을 제공하는 힌지장치에 관한 것이다.

일반적으로 힌지 또는 경첩이라 칭하는 힌지장치는 회전식으로 개폐되는 여닫이 방식의 출입문이나 창문을 문틀이나 창문틀에 회전 가능하게 연결함으로써, 상기 출입문이나 창문이 상기 힌지장치에 의해 회전하면서 출입구나 창을 개폐하게 된다.

다시 말해서, 상기 힌지장치는 상기 도어가 원활하게 회전하면서 개폐되도록 상기 도어를 상기 문틀에 회전가능하게 지지하는 기능만을 수행하므로, 상기 도어에 별도의 장치가 설치되지 않은 경우에 출입자는 상기 도어를 열어 출입구를 통과한 후에 다시 상기 도어를 밀어서 닫아야 하는 불편함이 있었다.

이를 개선하기 위하여, 상기 도어의 상단에 상기 도어의 자동 닫힘을 위한 도어 클로저(Door Closer)가 추가로 장착되는데, 상기 도어 클로저는 일반적으로 2개의 링크를 갖는 링크장치(Link Work)의 구조로서 일단이 상기 도어의 상단에 결합되고 타단이 상기 문틀의 상단에 결합된다.

그러나, 종래의 도어 클로저는 상기 힌지장치와 구분되는 독립적인 장치로서, 상기 힌지장치와 관계없이 별도로 제조되어 상기 도어에 적용되므로, 자동 닫힘이 가능한 여닫이 도어의 설치작업이 복잡하고 상기 여닫이 도어의 설치비용 및 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

그리고 종래의 도어 클로져에 의해 자동으로 닫히는 종래의 여닫이 도어의 경우에, 상기 도어를 닫는 힘, 즉 상기 도어의 닫힘력을 조절하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 문틀 등의 회전체 지지단에 구비되어 도어 등의 회전체를 회전 가능하게 지지함과 동시에 상기 회전체의 자동 닫힘을 구현할 수 있는 구조의 힌지장치 및 이를 갖는 여닫이 도어를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 회전체의 닫힘력을 제공하는 동시에 상기 닫힘력의 조절이 가능한 힌지장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 회전체의 자동 닫힘 기능을 선택적으로 해제할 수 있는 힌지장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 형태로서, 도어를 문틀에 회전가능하게 연결하는 힌지유닛; 그리고 상기 힌지유닛에 구비되어, 상기 도어가 자동으로 닫히도록 상기 도어에 비틀림 탄성에 의한 회전력을 제공하는 도어복귀유닛을 포함하여 구성되는 힌지장치 및 이를 갖는 회전식 도어를 제공한다.

상기 도어복귀유닛은; 상기 힌지유닛에 장착되어 상기 도어의 자동 닫힘을 위한 비틀림을 부여받는 토션 부재, 그리고 상기 토션 부재에 비틀림을 부여하기 위하여, 상기 힌지유닛에 구비되는 토션 서포터를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 상기 토션 서포터는; 상기 토션 부재에 연결되는 토션 축, 그리고 상기 토션 부재에 비틀림이 가해지도록, 상기 힌지유닛에 구비되어 상기 토션 축을 지지하는 축 지지부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 토션 부재의 비틀림양은 상기 토션 서포터에 의해 조절 가능하며, 상기 토션 부재의 비틀림양 조절에 의하여 상기 도어의 닫힘력이 달라질 수 있다.

여기서 상기 토션부재의 비틀림양은 상기 토션 축과 상기 축 지지부의 상대적 회전에 의하여 조절될 수 있다.

상기 축 지지부는; 상기 힌지유닛에 구비되며, 상기 토션 축이 삽입되는 중공형의 서포터 몸체와, 상기 도어가 개폐되는 과정에서 상기 토션 부재에 비틀림이 발생하도록, 상기 서포터 몸체의 내측에 구비되어 상기 토션 축과 상기 토션 서포터의 상대적 회전을 제한하는 회전 구속부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 회전 구속부는 상기 토션 축의 둘레에 구비되는 적어도 하나의 걸림홈을 포함하여 구성되고; 상기 토션 축은 상기 토션 부재에 연결되는 축 부재와 상기 축 부재에 구비되어 상기 걸림홈에 끼워지는 걸림키를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 토션 축은 상기 서포터 몸체에 회전 가능하게 삽입되며; 상기 토션 축이 상기 토션 부재의 축선을 중심으로 상기 서포터 몸체에 대해 일방향으로 회전함에 따라 상기 토션 부재에 비틀림이 추가되고; 상기 회전 구속부는 상기 토션 축이 상기 서포터 몸체에 대해 반대방향으로 회전하는 것을 구속한다.

상기 토션 서포터는, 상기 토션 축이 상기 토션 부재의 축선을 중심으로 상기 서포터 몸체에 대해 일방향으로 일정 각도 이상 회전하는 것을 방지하는 비틀림 제한부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

그리고 상기 회전 구속부와 상기 토션축의 연결은 단속 가능한 것이 바람직하다.

한편 상기 힌지유닛은, 상기 토션 서포터가 구비되는 제1힌지와, 상기 제1힌지에 회전가능하게 연결되어 상기 제1힌지와 함께 상기 도어의 회전축을 이루는 제2힌지를 포함하여 구성되고; 상기 제1힌지와 제2힌지 중 어느 하나는 문틀에 결합되고 다른 하나는 도어에 결합된다. 그리고 상기 토션 서포터는 상기 제1힌지와 제2힌지의 상대적 회전시에 상기 토션 부재에 비틀림이 부여되도록 상기 토션 부재의 일측을 지지한다.

상기 토션 서포터는 태엽방식으로 상기 토션 부재의 비틀림을 추가하여 상기 도어의 닫힘력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 힌지장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 의한 힌지장치에 따르면, 회전체가 상기 힌지장치를 중심으로 개방된 후에 상기 힌지장치에 의해 자동으로 닫히게 되므로, 도어의 자동 닫힘을 위해 도어에 설치되는 부품이나 장치의 수가 최소화되는 동시에 도어의 설치비용을 절감할 수 있다.

둘째, 본 발명에 의한 힌지장치에 따르면, 도어의 닫힘력이 조절될 수 있으므로 상기 도어의 닫힘력이 약화될 경우에 상기 도어의 닫힘력을 재차 강화할 수 있다.

셋째, 본 발명에 의한 힌지장치에 따르면, 도어의 닫힘력이 과다한 세기로 설정되는 것을 방지할 수 있으므로, 도어의 닫힘을 위한 토션 부재의 파손이나 고장을 방지할 수 있다.

넷째, 본 발명에 의한 힌지장치에 따르면, 사용자의 선택에 따라 상기 도어의 닫힘력이 해제될 수 있으므로 사용상의 편의성이 크게 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 힌지장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 힌지장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 힌지장치의 일부 절개 단면도이다.
도 4는 도 2의 힌지장치를 위한 토션 서포터의 일 실시예를 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 토션 서포터의 축 지지부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 토션 서포터의 토션 축에 구비되는 걸림키의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 토션 서포터의 평면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도어의 닫힘력 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 도 5에 도시된 축 지지부의 서포터 몸체를 나타낸 사시도와 입체 단면도이다.
도 10은 도 5에 도시된 서포터 몸체의 회전 구속부를 나타낸 사시도이다.
도 11a 내지 도 11c는 도어의 닫힘력 해제를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도어의 닫힘력이 해제된 상태를 나타낸 토션 서포터의 평면도이다.
도 13은 도어의 닫힘력을 조절하거나 해제하기 위한 공구가 토션 서포터에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 14a 및 도 14b는 도어의 닫힘력을 조절하는 공구와 도어의 닫힘력을 해제하는 공구를 각각 나타낸 도면이다.

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

본 발명은 출입구, 창문, 각종 가구, 전자제품, 부엌용품 등 다양한 분야에서 각종 회전체, 예를 들면 출입문이나 창문 또는 개폐 플레이트 등의 회전체에 힌지(Hinge)로 적용되어 상기 회전체의 회전축을 이루는 동시에 상기 회전체의 자동 닫힘을 구현할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명이 출입용 도어에 적용된 상태를 기준으로 설명되나, 그 적용대상이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 힌지장치의 일 실시예는, 회전체를 회전체 지지단에 회전 가능하게 연결하는 동시에 상기 회전체가 자동으로 닫히도록 닫힘력을 제공하는 기능을 수행한다.

이를 위하여, 상기 힌지장치는, 상기 회전체의 회전축을 이루는 힌지유닛(100) 그리고 상기 회전체의 자동 닫힘을 구현하기 위해 상기 힌지유닛(100)에 구비되는 도어복귀유닛(200)을 포함하여 구성된다.

다시 말해서 상기 힌지유닛(100)은 상기 회전체를 회전체 지지단에 회전가능하게 연결하며, 상기 도어복귀유닛(200)은 상기 회전체가 자동으로 닫히도록 상기 회전체에 닫힘력을 제공하는데, 본 발명에 있어서 상기 도어복귀유닛(200)은 상기 회전체가 자동으로 닫히도록 상기 회전체에 비틀림 탄성에 의한 회전력을 제공한다.

여기서 상기 비틀림 탄성에 의한 회전력이란, 후술하는 코일 스프링이나 토션바스프링 등의 토션 부재가 상기 회전체의 회전축선을 중심으로 비틀림 응력을 받아 탄성 에너지를 축적하고, 상기 토션 부재의 비틀림이 풀리는 힘을 이용하여 발생되는 회전력을 의미한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 힌지장치가 상기 회전체의 일 예인 출입용 여닫이 도어에 적용된 경우를 기준으로 설명하며, 상기 회전체 지지단은 도어 지지단으로서 출입문이나 창문에 적용된 예를 기준으로 문틀이라 칭하고, 상기 회전체는 도어(Door)라 칭한다.

본 실시예에 있어서, 상기 도어복귀유닛(200)은, 상기 도어의 자동 닫힘을 위한 토션 부재(210)와 상기 토션 부재(210)에 연결되는 토션 서포터(220)를 포함하여 구성된다.

상기 토션 부재(210)는 상기 힌지유닛(100)에 장착되어 상기 도어의 자동 닫힘을 위한 비틀림을 부여받으며, 상기 토션 서포터(220)는 상기 토션 부재(210)에 비틀림을 부여하기 위하여 상기 힌지유닛(100)에 구비된다.

여기서, 상기 힌지유닛(100)은, 상기 토션 서포터(220)가 구비되는 제1힌지(110)와 상기 제1힌지(110)에 회전가능하게 연결되는 제2힌지(120)를 포함하여 구성된다. 상기 도어와 문틀 중 어느 하나에는 상기 제1힌지(110)가 결합되고 다른 하나에는 상기 제2힌지(120)가 결합된다.

상기 제2힌지(120)는 제1힌지(110)에 회전 가능하게 결합되어, 상기 제1힌지(110)와 함께 상기 회전체, 즉 상기 도어의 회전축을 이룬다. 본 실시예에서는 상기 제1힌지(110)가 상기 도어에 결합되고 상기 제2힌지(120)가 상기 문틀에 결합되는 상태를 기준으로 본 발명에 따른 힌지장치가 설명된다.

본 발명에 따른 힌지장치는 상기 도어에 적어도 1개 이상 적용되면 되나, 상기 도어의 무게나 설치장소, 사용목적 등의 조건에 따라 설치 개소가 달라질 수 있다.

그리고 상기 제1힌지(110)와 상기 제2힌지(120)는 원통형의 연결핀 등과 같은 축연결부재에 의해 상호 회전가능하게 연결되고, 상기 축연결부재의 종류나 구조 및 형상은 제한되지 않으며, 상기 제1힌지(110)와 상기 제2힌지(120)를 상호 회전가능하게 결합시킬 수 있는 구조이면 상기 축연결부재로 적용가능하다.

상기 제1힌지(110)는, 나사(Screw)나 못 등의 체결부재(도시되지 않음)에 의해 상기 도어에 결합되는 제1결합부재(111)와 상기 제1힌지(110)의 회전축을 이루는 제1힌지축(112)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 제2힌지(120)는 나사(Screw)나 못 등의 체결부재에 의해 상기 문틀에 결합되는 제1결합부재(121)와 상기 제2힌지(120)의 회전축을 이루는 제2힌지축(122)를 포함하여 구성된다.

상기 제1결합부재(111)와 제2결합부재(121)는 대략 플레이트 형상을 가지며, 상기 제1힌지축(112)과 제2힌지축(122)은 대략 중공의 원통형상을 가지나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니고 변경될 수 있다.

상기 제1결합부재(111)와 제1힌지축(112)은 일체로 형성되고, 상기 제2결합부재(121)와 상기 제2힌지축(122)도 일체로 형성되며, 상기 제1결합부재(111)와 제2결합부재(121)에는 상기 체결부재의 결합을 위한 홀이 형성된다.

그리고 상기 제1힌지축(112)과 제2힌지축(122)에 상기 축연결부재가 삽입되어 상기 제1힌지(110)와 제2힌지(120)를 동축상에 연결함으로써, 상기 제1힌지(110)와 제2힌지(120)의 상대적 회전이 가능하게 된다.

다시 말해서 상기 도어를 여닫이 방식으로 열고 닫으면, 상기 제1힌지축(112)와 상기 제2힌지축(122)의 상대적 회전에 의하여 상기 제1결합부재(112)와 상기 제2결합부재(122)가 접철되거나 펼쳐지면서 상기 도어가 개폐된다. 본 실시예에서는, 상기 문틀에 상기 제2힌지(120)가 고정된 상태에서 상기 제2힌지(120)를 기준으로 상기 제1힌지(110)가 회전하면서 상기 도어의 개폐가 구현된다.

한편, 상기 도어복귀유닛(200)은 상술한 바와 같이 상기 힌지유닛(100)에 구비되어 상기 도어가 개방되면 상기 도어가 자동으로 닫히도록 상기 도어에 닫힘력을 부여한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 토션 부재(210)는 일측이 상기 제1힌지(110)에 결합되고 타측이 상기 제2힌지(120)에 결합됨으로써, 상기 도어가 개방될 때 상기 토션 부재(210)가 비틀림을 부여받을 수 있는 동시에 상기 도어에 가해지는 외력이 제거되면 상기 토션 부재(210)의 비틀림이 풀어지려는 힘, 즉 상기 토션 부재(210)의 비틀림 탄성에 의한 복원력으로 상기 도어가 자동으로 닫힐 수 있게 된다.

이때, 상기 토션 부재(210)의 일측은 상기 제1힌지(110)에 구비되는 상기 토션 서포터(220)를 매개로 상기 제1힌지(110)에 결합되며, 상기 토션 서포터(220)는 상기 토션 부재(210)에 연결되어 상기 토션 부재(210)의 일측을 지지한다. 결과적으로 상기 제1힌지(110)는 상기 토션 부재(210)의 일측을 지지하게 되고, 상기 제2힌지(120)는 상기 토션 부재(210)의 타측을 지지하게 된다.

본 실시예에서 상기 토션 부재(210)는 코일 스프링으로서 상기 제2힌지(120)의 내부, 특히 상기 제2힌지축(122)의 내부에 수용되고 상기 토션 서포터(220)는 상기 제1힌지축(112)에 구비되어 상기 토션 부재(210)의 일측단부에 연결된다. 이에 따라, 상기 제2힌지(120)를 기준으로 상기 제1힌지(110)가 회전하면 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 발생하거나 상기 토션 부재(210)의 비틀림이 풀어지게 된다.

본 발명에서는 상기 도어가 개방될 때 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 부가되도록 하였다.

상기 토션 서포터(220)는 상기 토션 부재(210)와 연결되는 토션 축(230)과 상기 힌지유닛(100)에 구비되는 축 지지부(240)를 포함하여 구성된다. 상기 축 지지부(240)는 상기 도어가 열릴 때 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 가해지도록 상기 토션 축(230)을 지지하는데, 본 실시예에서 상기 축 지지부(240)는 상기 제1힌지(110)에 구비된다. 따라서 상기 축 지지부(240)는 상기 토션 부재의 비틀림이 풀려서 상기 도어가 자동으로 닫히도록 상기 토션 축(230)을 지지한다.

상기 토션 부재(210)의 예로는 코일 스프링이나 토션바스프링 등이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 코일 스프링이 상기 토션 부재(210)로 적용된 예가 개시된다.

그리고 상기 토션 축(230)에는 상기 토션 부재(210)와의 연결을 위한 커넥터(230a)가 구비되며, 본 실시예에서 상기 커넥터(230a)는 상기 토션 부재(210)의 일측단이 끼움되는 홈 형상으로 구성된다. 상기 토션 부재(210)의 타측단은 상기 제2힌지(120)에 일체로 형성되거나 별도로 조립되는 구성요소, 즉 상기 제2힌지(120)에 구비되는 구성요소에 의하여 상기 제2힌지(120)에 결합된다.

상기 축 지지부(240)는 상기 힌지유닛(100), 특히 상기 제1힌지(110)와 일체로 형성될 수도 있으나, 본 실시예에서 상기 축 지지부(240)는 상기 제1힌지(110)에 조립되어 결합됨으로써 상기 토션 축(230)을 지지하며, 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)도 일체로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서 상기 토션 축(230)은 상기 축 지지부(240)에 조립되어 지지됨으로써 상기 축 지지부(240)와 일체적 거동이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 토션 서포터(220)는 상기 토션 부재(210)의 비틀림양을 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 토션 부재(210)의 탄성은 상기 도어의 잦은 개폐에 의해 저하될 수 있는데, 이러한 경우 상기 도어의 닫힘력이 시간이 지날수록 감소될 수 있다.

상기 도어의 닫힘 방향으로 회전력이 발생되도록, 상기 도어의 최초 설치시에 미리 및/또는 상기 도어의 사용과정에 추가로 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 부여된 상태에서 상기 도어가 개방하면, 상기 도어의 닫힘력, 즉 토크(torque)을 증가시킬 수도 있다. 따라서 상기 토션 부재(210)의 탄성이 저하되더라도 상기 도어의 닫힘력을 조절할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 상기 도어의 닫힘력을 다르게 설정할 수 있다.

본 발명에서는 상기 토션 서포터(220)가 태엽방식으로 상기 토션 부재(210)에 비틀림을 추가하여 상기 도어의 닫힘력을 조절하는 방식을 예시한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 토션 부재(210)의 비틀림양은 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전에 의해 조절될 수 있는데, 예를 들어 사용자가 상기 제1힌지(110)와 제2힌지(120)의 상대적 회전을 구속한 상태에서 상기 토션 축(230)을 돌리면, 상기 축 지지부(240)가 고정된 상태에서 상기 토션 축(230)만이 회전하면서 상기 토션 부재(210)에 비틀림 응력이 부여된다.

상기와 같이 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전에 의해 상기 토션 부재(210)의 비틀림양이 증가된 상태에서, 상기 토션 부재(210)의 비틀림이 풀리지 않도록 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전이 구속되면, 상기 힌지유닛(100)에 상기 도어를 회전시키는 토크(torque)가 미리 부여될 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 사용자가 상기 토션 부재(210)에 비틀림 방향의 프리스트레스(prestress), 즉 프리토션(pretorsion)을 가할 수 있으므로, 상기 도어의 닫힘력이 다시 증가될 수 있다.

이와 같이 상기 토션 부재(210)에 비틀림 응력이 미리 가해진 상태에서 상기 도어가 개방되면, 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 제로(zero), 즉 "0"인 상태에서 상기 도어가 개방되는 경우에 비해 상기 도어의 닫힘력이 증가되며 상기 도어의 닫힘 속도도 빨라질 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 축 지지부(240)는 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전을 제한하는 회전 구속부(241)를 포함하여 구성되는데, 보다 상세하게는 중공형의 서포터 몸체(242)와 상기 서포터 몸체의 내측면에 구비되는 상기 회전 구속부(241)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 회전 구속부(241)는 상기 서포터 몸체(242)에 일체로 형성될 수도 있고, 후술하는 바와 같이 상기 서포터 몸체(242)와는 별도로 제조되어 상기 서포터 몸체(242)에 조립될 수도 있다. 다만, 상기 회전 구속부(241)와 상기 토션 축(230)이 연결된 상태에서는 상기 회전 구속부(241)와 상기 서포터 몸체(242)가 일체로 회전 거동하도록, 상기 서포터 몸체(242)에 대한 상기 회전 구속부(241)의 상대적 회전이 구속된다.

상기 회전 구속부(241)는 상기 도어가 개방될 때 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 발생하도록 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전을 제한한다. 그리고, 상기 서포터 몸체(242)는 상기 힌지유닛(100), 본 실시예에서는 상기 제1힌지축(112)에 구비되어 상기 제1힌지축(112)과 일체적 거동을 한다. 그리고 상기 서포터 몸체(242)의 내부에는 상기 토션 축(230)이 삽입되며, 상기 토션 축(230)은 상기 축 지지부(240)의 의해 지지되어 상기 제1힌지축(112)과 일체적 회전 거동을 한다.

여기서, 상기 회전 구속부(241)는 상기 토션 축(230)의 둘레에 구비되는 하나 또는 복수의 걸림홈(241a)들을 포함하여 구성되고, 상기 토션 축(230)은 상기 토션 부재(210)와 연결되는 축 부재(231)와 상기 걸림홈에 끼워지는 돌기형상의 걸림키(232)를 갖는다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에서 상기 회전 구속부(241)는 상기 토션 축(230)의 둘레를 따라 제공되는 복수의 걸림홈(241a)들을 가지며, 상기 걸림키(232)는 상기 축 부재(231)에 구비되어 상기 걸림홈(241a)에 의해 지지된다. 상기 걸림홈(241a)은 대략 삼각형상으로 형성될 수 있으나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 걸림키(232)가 상기 걸림홈(241a)에 구속됨에 따라 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전을 제한하는데, 상기 회전 구속부(241)와 상기 토션 축(230)의 결합에 의해 상기 토션 축(230)의 양방향 회전이 모두 제한될 수도 있지만 본 발명에서는 상기 토션 축(230)의 일방향 회전은 허용하고 반대방향의 회전은 제한되도록 한다.

즉, 상기 토션 축(230)은 상기 서포터 몸체(242)의 내부에 회전 가능하게 삽입되며, 도 8a에서와 같이 상기 토션 부재(210)의 축선을 중심으로 상기 서포터 몸체(242)의 내부에서 일방향으로 회전하면서 상기 토션 부재(210)의 비틀림양을 추가하고, 반대방향으로의 회전은 구속되어 상기 도어가 멈춘 상태에서 상기 토션 부재(210)의 비틀림이 풀리지 않도록 한다.

그리고, 도 8a와 8b를 참조하면, 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부의 상대적 회전에 의해 상기 토션 부재(210)에 과도한 비틀림이 부가되지 않도록, 상기 토션 서포터(220)는 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전각도를 제한하는 비틀림 제한부(241b)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 설명되는 상기 비틀림 제한부(241b)는, 도 8a와 8b에 도시된 바와 같이, 상기 토션 축(230)이 상기 축 지지부(240)에 대해 360도, 즉 1회전 이상 회전하는 것을 방지한다. 그리고 상기 서포터 몸체(242)는 대략 원통 형상으로서 상기 제1힌지축(112)의 내부에 삽입되어 고정되며, 상기 회전 구속부(241)는 상기 서포터 몸체(242)의 내측면에 구비되며, 상기 걸림홈(241a)들은 상기 서포터 몸체(242)의 내부에 원주방향으로 배열된다.

상기 걸림키(232)는 상기 축 부재(231)의 외측 방향으로 돌출되며, 상기 축 부재(231)에는 상기 걸림키(232)의 설치를 위한 키 설치부(231a)가 구비된다. 상기 걸림키(232)의 선단(232a)은 상기 걸림홈(241a)에 끼워져서 원주방향으로 지지된다.

본 실시예에서 상기 키 설치부(231a)는 상기 축 부재(231)의 외주면에 형성되는 홈 형태로서, 상기 키 설치부(231a)에 상기 걸림키(232)의 일부가 삽입되어 결합되는데, 상기 토션 축(230)이 제자리에서 상기 축 지지부(240), 보다 상세하게는 상기 서포터 몸체(242)에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록 상기 걸림키(232)는 상기 키 설치부(231a)에 키 회전축(231b, 도 4 참조)에 의해 회전 가능하게 결합된다.

이에 따라 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)가 상대적으로 회전하는 과정에서, 상기 걸림키(232)가 상기 걸림홈(241a)들 사이의 돌출부를 통과할 수 있도록 상기 걸림키(232)가 상기 걸림홈 사이의 돌출부에 의해 가압되면서 회전하게 된다.

그리고 상기 비틀림 제한부(241b)는 상기 서포터 몸체(242)의 내측에 구비되며, 상기 토션 축(230)이 상기 서포터 몸체(242)에 대해 상대적으로 회전할 때 상기 걸림키(232)가 상기 걸림홈(241a)들 사이의 돌출부를 넘어가지 못하도록, 상기 비틀림 제한부(241b)가 상기 걸림홈(241a)들 사이의 돌출부보다 더 높게 돌출된다.

또한, 상기 비틀림 제한부(241b)는 상기 걸림홈(241a)들을 갖는 상기 회전 구속부(241)와 일체로 형성되며, 상기 축 부재(231)에는 상기 걸림키(232)를 원위치로 복귀시키기 위한 탄성체(231c)가 구비될 수도 있다.

한편, 상기 회전 구속부(241)와 상기 토션 축(230)의 연결은 단속될 수도 있는데, 보다 상세하게는 상기 토션 축(230)과 상기 회전 구속부(241)의 연결이 선택적으로 끊어질 수도 있다.

이를 위하여, 본 실시예에서는 상기 회전 구속부(241)가 상기 서포터 몸체(242)의 내부에 이동 가능하게 구비되어 상기 토션 축(230)을 지지하며, 필요에 따라 선택적으로 상기 토션 축(230)에 대한 지지를 해제한다.

다시 말해서 상기 회전 구속부(241)는 상기 서포터 몸체(242)와 일체로 형성될 수도 있지만, 상기 토션 축(230)에 대한 단속을 위하여 본 실시예에서는 상기 서포터 몸체(242)의 중공에 상기 토션 축(230)의 축선 방향을 따라 이동가능하게 설치된다.

도 9a, 도 9b 및 도 10을 참조하면, 상기 회전 구속부(241)는 내측면에 상기 걸림홈(241a)들이 형성되는 중공의 원통, 보다 상세하게는 두께가 얇은 링 형상을 가질 수 있으며, 상기 회전 구속부(241)의 외주면에는 가이드 돌기(241c)가 형성되고, 상기 서포터 몸체(242)의 내주면에는 상기 가이드 돌기(241c)에 대응되는 가이드 홈(242a)이 형성되어 상기 회전 구속부(241)의 축방향 이동을 안내하는 동시에 회전을 방지한다.

상기 가이드 홈(242a)은 상기 토션 축의 축방향과 나란하게 형성되는데, 상기 서포터 몸체(242)의 내주면에는 상기 가이드 홈(242a)이 복수 개소로 원주방향으로 이격되게 형성된다. 물론 상기 회전 구속부(241)에 가이드 홈이 형성되고 상기 서포터 몸체(242)에 가이드 돌기가 형성될 수도 있다.

그리고 상기 회전 구속부(241)와 상기 토션 축(230)의 연결, 보다 상세하게는 상기 걸림키(232)와 걸림홈(241a)의 연결이 유지되도록, 상기 회전 구속부(241)는 탄성 지지부재(243)에 의해 지지되며, 상기 탄성 지지부재(243)는 상기 서포터 몸체(242)의 내부에 수용되어 상기 회전 구속부(241)를 탄력적으로 지지한다. 상기 탄성 지지부재(243)의 예로는 상기 토션 축(230)을 둘러싸는 코일 스프링이 사용될 수 있다.

도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 상기 걸림홈(241a)과 걸림키(232)의 결합이 해제되도록 상기 회전 구속부(241)에 상기 토션 축의 축선방향에 따른 외력이 가해져서 상기 회전 구속부(241)가 상기 토션 축(230)의 축방향으로 이동하면, 상기 토션 부재(210)의 비틀림이 완전히 해제될 수 있다.

반대로, 상기 회전 구속부(241)에 가해지는 외력이 제거되면, 상기 회전 구속부(241)가 상기 탄성 지지부재(243)에 의해 원위치로 복귀되면서 상기 걸림홈(241a)과 걸림키(232)의 연결이 가능해진다.

그리고, 상기 걸림홈(241a)에 상기 걸림키(232)가 연결됨에 따라 상기 도어의 개방에 의해 자연적으로 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 가해져서 상기 도어의 닫힘력을 제공할 수 있고, 더 나아가 상기 축 지지부(240)와 상기 토션 축(230)의 상대적 회전에 의해 상기 도어의 닫힘력이 강해지도록 상기 토션 부재(210)에 비틀림(토션)이 재설정될 수도 있다.

한편, 상기 토션 축(230), 보다 상세하게는 상기 축 부재(231)에는 상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전을 통해 상기 토션 부재(210)의 비틀림을 가하기 위한 회전 조작부(233)가 구비되는데, 본 실시예에서는 상기 회전 조작부(233)로서 상기 축 부재(231)의 일단에 구비되는 다각형의 헤드, 예를 들면 사각형이나 육각형의 헤드를 개시한다.

그리고, 상기 축 지지부(240)는, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 회전 구속부(241)와 상기 토션 축(230)의 결합이 끊어진 후에 다시 재개되지 않도록, 상기 회전 구속부(241)의 축방향 이동을 제한하는 스토퍼(244)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

본 실시예에서 상기 홈 형상의 스토퍼(244)는 상기 서포터 몸체(242)의 내주면에 일체로 형성되는 홈 형상으로서 상기 가이드 홈(242a)과 교차되게 연결되어 상기 서포터 몸체(242)의 내주면에 원주방향을 따라 형성된다.

이에 따라 상기 탄성 지지부재(243)가 압축되도록 상기 회전 구속부(241)에 힘을 가하여 상기 회전 구속부(241)를 축방향으로 이동시킨 후에, 상기 회전 구속부(241)에 회전력을 가하면 상기 가이드 돌기(241c)가 도 12에 도시된 바와 같이 상기 홈 형상의 스토퍼(244)로 진입하게 되며, 상기 스토퍼(244)는 상기 회전 구속부(241)가 상기 걸림돌기와의 결합위치로 복귀되는 것을 방지하게 된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 토션 축(230)은 상기 서포터 몸체(242)를 관통하여 상기 서포터 몸체(242)에 조립되는데, 상기 토션 축(230)이 상기 서포터 몸체(242)에서 이탈되지 않도록, 상기 토션 축(230)의 단부에는 스냅링(250)이 결합되는데, 상기 스냅링(250)의 결합을 위하여 상기 토션 축(230)의 외주면에는 링 결합홈(230b)이 형성된다.

그리고 상기 서포터 몸체(242)의 일측 개구부, 즉 상기 토션 축(230)이 삽입되는 상기 서포터 몸체의 입구에는 상기 회전 구속부(241)의 이탈을 방지하는 이탈방지부재(260)가 결합된다. 본 실시예에서 상기 이탈방지부재(260)는 링 형상으로 구성되나 캡 형상의 덮개도 가능하다.

본 실시예에 있어서, 상기 서포터 몸체(242)는 상기 힌지유닛(100)의 일측에 장착되어 상기 제1힌지축(112)과 상기 제2힌지축(122)을 회전 가능하게 연결하는 축연결부재로 적용되며, 상기 힌지유닛(100)의 타측에는 별도의 축연결부재(300)가 장착된다.

상기와 같이 구성되는 상기 토션 서포터(220)의 조립과정을 구체적으로 살펴보면, 먼저 상기 서포터 몸체(242)의 일측 개구부를 통해 상기 서포터 몸체(242)의 내부에 상기 탄성 지지부재(243)와 상기 회전 구속부(241)가 순차적으로 삽입되어 조립된다.

상기 회전 구속부(241)의 조립은 상기 가이드 돌기(241c)가 상기 가이드 홈(242a)에 정렬된 상태에서 상기 가이드 홈(242a)에 끼워짐으로써 이루어진다. 다음으로 상기 토션 축(230)은, 상기 서포터 몸체(242)의 일측 개구부(입구)를 통해 삽입된다.

그리고 상기 토션 축(230)이 상기 서포터 몸체(242)의 중공을 관통하여, 상기 축 부재(231)의 단부가 상기 서포터 몸체(242)의 타측 개구부를 통해 외부로 노출되면, 상기 스냅링(250)을 상기 축 부재(231)의 단부에 결합시켜서 상기 축 부재(231)의 이탈을 방지한다.

상기와 같이 회전 구속부(241)와 토션 축(230) 등의 구성들이 상기 서포터 몸체(242)의 내부에 장착되면, 상기 서포터 몸체(242)의 입구에 상기 이탈방지부재(260)를 끼워서 상기 회전 구속부(241)를 상기 서포터 몸체(242)의 내부에 매립한다.

상기 토션 서포터(220)는 상기 제1힌지축(112)의 내부에 삽입되어 상기 제1힌지축(112)과 일체적 거동을 하는데, 본 실시예에서 상기 서포터 몸체(242)의 일부는 제1힌지축(112)에 삽입되고, 상기 서포터 몸체(242)의 또 다른 일부는 상기 제2힌지축(122)의 내부에 삽입되어, 상기 서포터 몸체(242)가 상기 제1힌지축(112)과 제2힌지축(122)의 상대적 회전을 지지한다.

그리고 상기 토션 축(230), 즉 상기 축 부재(231)의 단부에는 상기 토션 부재(210)가 연결되는데, 상기 토션 부재(210)는 상기 제2힌지축(122)의 내부에 수용되어 일단이 상기 제2힌지(120)에 결합되고, 타단이 상기 축 부재(231)와 축 지지부(240)를 통해 상기 제1힌지(110)와 결합된다.

이에 따라, 상기 회전 구속부(241)와 상기 토션 축(230)이 연결된 상태에서 상기 도어가 개방될 때에는, 상기 문틀에 결합되는 상기 제2힌지(120)를 고정단으로 하여 상기 제1힌지(110)가 상기 토션 축(230)과 일체로 회전하게 되므로, 상기 토션 부재(210)에 비틀림 응력이 가해지고, 이 과정에서 상기 토션 부재(210)에 가해지는 상기 비틀림 응력은 상기 도어를 자동으로 닫히게 하는 힘으로 작용한다.

그리고 상기 토션 부재(210)에 비틀림 응력이 추가되도록, 상기 서포터 몸체(242)에 대하여 상기 토션 축(230)이 상대적으로 회전하면, 상기 도어의 닫힘력이 강화될 수 있다.

한편, 상기 회전 구속부(241)와 상기 토션 축(230)의 연결, 즉 상기 걸림키(232)와 걸림홈(241a)의 연결이 해제되면, 상기 토션 부재(210)에 집적된 비틀림 응력이 완전히 제거될 수 있으므로, 상기 도어의 닫힘력을 재설정할 수 있다.

상기 토션 축(230)과 상기 축 지지부(240)의 상대적 회전에 의한 상기 토션 부재(210)의 비틀림양 조절이나 비틀림의 해제는 도 13에 도시된 바와 같이 별도의 공구(400, 500)를 사용하여 수행될 수 있는데, 도 14a에 도시된 비틀림양 조절 공구의 일 실시예(400)를 이용하여 상기 토션 축의 헤드, 즉 상기 회전 조작부(233)를 일방향으로 돌려줌으로써 상기 토션 부재(210)에 상술한 프리토션이 가해질 수 있다.

상기 비틀림양 조절 공구(400)는 "L" 형상의 공구로서, 상기 토션 축의 헤드(233)에 대응되는 형상의 홈(411)을 갖는 공구 헤드(410)와 상기 공구 헤드(410)에 일체로 형성되는 공구 손잡이(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

사용자는, 상기 비틀림양 조절 공구의 공구 헤드(410)에 상기 토션 축의 헤드(233)를 끼우고, 상기 토션 부재(210)에 비틀림이 가해지는 방향으로 상기 토션 축(230)을 돌려서 임의의 걸림홈에 상기 걸림키(232)를 위치시킨다.

그리고 상기 비틀림양 조절 공구(400)을 통해 상기 토션 축(230)에 가해지는 외력이 제거되면, 상기 토션 축(230)과 상기 회전 구속부(241)의 상대적 회전이 정지되고 상기 걸림키(232)가 특정의 걸림홈(231a)에 의해 지지된다. 이에 따라 상기 도어가 열릴 때 상기 토션 축(230)과 상기 제1힌지(110)가 일체적 회전 거동을 하고, 상기 도어가 자동으로 닫힐 때에서 상기 토션 축(230)과 상기 제1힌지(110)가 일체적 회전 거동을 하게 된다.

다음으로, 상기 회전 구속부(241)의 걸림홈(241a)과 상기 토션 축(230)의 걸림키(232)의 연결을 해제하여 상기 토션 부재(210)의 비틀림이 제거되도록, 도 14b에 도시된 토션해제 공구의 일 실시예(500)가 사용될 수 있다.

상기 토션해제 공구(500)는 "L" 형상의 공구로서, 상기 걸림키(232)에 간섭되지 않는 크기의 내경을 갖는 공구 헤드(510)와 상기 공구 헤드(510)에 일체로 형성되는 공구 손잡이(520)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 상기 홈 형상의 스토퍼(244)에 의해 상기 회전 구속부(241)가 고정되도록, 상기 토션 해제를 위한 공구 헤드(510)의 입구에는 토크용 돌기(511)가 형성되고, 상기 회전 구속부(241)의 표면에는 상기 토크용 돌기(511)에 대응되는 토크용 홈(241d)이 형성된다.

사용자는 상기 토션해제 공구(500)의 공구 헤드(510)를 상기 서포터 몸체(242)의 입구에 끼워서 상기 토션 축(230)의 축선방향으로 상기 회전 구속부(241)를 가압하면, 상기 회전 구속부(241)가 상기 걸림키(232)에서 이탈되면서 상기 홈 형상의 스토퍼(244)측으로 이동하게 된다.

그리고 상기 토션해제 공구의 공구 헤드에 형성되는 상기 토크용 돌기(511)가 상기 회전 구속부의 토크용 홈(241d)에 끼워진 상태에서 상기 토션해제 공구(500)에 회전력을 가하면 상기 회전 구속부(241)가 상기 서포터 몸체(242)의 내부에서 회전하게 되고 이에 따라 상기 회전 구속부(241)가 상기 스토퍼(244)의 내부에 갇혀서 고정된다.

상기와 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.

100: 힌지유닛 110: 제1힌지
111: 제1결합부재 112: 제1힌지축
120: 제2힌지 121: 제2결합부재
122: 제2힌지축 200: 도어복귀유닛
210: 토션 부재 220: 토션 서포터
230: 토션 축 231: 축 부재
232: 걸림키 240: 축 지지부
241: 회전 구속부 242: 서포터 몸체
250: 스냅링 260: 이탈방지부재

Claims

도어를 문틀에 회전가능하게 연결하는 힌지유닛; 그리고 상기 힌지유닛에 구비되어, 상기 도어가 자동으로 닫히도록 상기 도어에 비틀림 탄성에 의한 회전력을 제공하는 도어복귀유닛을 포함하여 구성되는 힌지장치로서:
상기 도어복귀유닛은; 상기 힌지유닛에 장착되어 상기 도어의 자동 닫힘을 위한 비틀림을 부여받는 토션 부재와,상기 토션 부재에 비틀림을 부여하기 위하여 상기 힌지유닛에 구비되는 토션 서포터를 포함하여 구성되고,
상기 토션 서포터는; 상기 토션 부재에 연결되는 토션 축과, 상기 토션 부재에 비틀림이 가해지도록 상기 힌지유닛에 구비되어 상기 토션 축을 지지하는 축 지지부를 포함하여 구성되며,
상기 축 지지부는; 상기 힌지유닛에 구비되며, 상기 토션 축이 삽입되는 중공형의 서포터 몸체와, 상기 도어가 개폐되는 과정에서 상기 토션 부재에 비틀림이 발생하도록 상기 서포터 몸체의 내측에 구비되어 상기 토션 축과 상기 축 지지부의 상대적 회전을 제한하는 회전 구속부를 포함하여 구성되며,
상기 회전 구속부는 상기 토션 축의 둘레에 구비되는 적어도 하나의 걸림홈을 포함하여 구성되고, 상기 토션 축은 상기 토션 부재에 연결되는 축 부재와 상기 축 부재에 구비되어 상기 걸림홈에 끼워지는 걸림키를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 토션 부재의 비틀림양은 상기 토션 서포터에 의해 조절 가능하며, 상기 토션 부재의 비틀림양 조절에 의하여 상기 도어의 닫힘력이 달라지는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제3항에 있어서,
상기 토션 축과 상기 축 지지부의 상대적 회전에 의하여 상기 토션 부재의 비틀림양이 조절되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 토션 축은 상기 서포터 몸체에 회전 가능하게 삽입되어, 상기 토션 부재의 축선을 중심으로 상기 서포터 몸체에 대해 일방향으로 회전함에 따라 상기 토션 부재에 비틀림이 추가되며, 상기 회전 구속부는 상기 토션 축이 상기 서포터 몸체에 대해 반대방향으로 회전하는 것을 구속하는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제7항에 있어서,
상기 토션 서포터는, 상기 토션 축이 상기 토션 부재의 축선을 중심으로 상기 서포터 몸체에 대해 일방향으로 일정 각도 이상 회전하는 것을 방지하는 비틀림 제한부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제1항에 있어서,
상기 회전 구속부와 상기 토션축의 연결은 단속 가능한 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제1항에 있어서,
상기 힌지유닛은, 상기 토션 서포터가 구비되는 제1힌지와, 상기 제1힌지에 회전가능하게 연결되어 상기 제1힌지와 함께 상기 도어의 회전축을 이루는 제2힌지를 포함하여 구성되고; 상기 제1힌지와 제2힌지 중 어느 하나는 문틀에 결합되고 다른 하나는 도어에 결합되며; 상기 토션 서포터는 상기 제1힌지와 제2힌지의 상대적 회전시에 상기 토션 부재에 비틀림이 부여되도록 상기 토션 부재의 일측을 지지하는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제1항에 있어서,
상기 토션 서포터는 태엽방식으로 상기 토션 부재의 비틀림을 추가하여 상기 도어의 닫힘력을 조절하는 것을 특징으로 하는 힌지장치.