KR101476352B1

KR101476352B1 - 플로어힌지장치

Info

Publication number: KR101476352B1
Application number: KR1020140061634A
Authority: KR
Inventors: 우희범
Original assignee: 우희범
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-12-24

Abstract

본 발명은 플로어힌지장치에 관한 것으로서, 상기 도어의 하단에 결합되며, 내부에 작동유체가 유동되는 유압작용관이 형성된 하우징과; 상기 유압작용관 내부에 직선 이동 가능하게 결합되며, 상기 작동유체의 이동을 위한 유체이동유로가 형성된 피스톤유닛과; 상기 하우징과 상기 피스톤유닛에 삽입되는 캠유닛과; 상기 유압작용관 내부에 구비되며, 상기 피스톤유닛의 직선이동에 의해 압축 및 신장되며 상기 도어가 닫히는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함하고, 상기 캠유닛은, 상기 하우징과 상기 피스톤유닛을 관통하여 수직하게 삽입되며 하단은 상기 도어가 설치되는 바닥면에 고정되고, 상단은 상기 유압작용관 상단에 삽입지지되는 캠축과; 상기 캠축의 중심으로부터 외주면의 직경이 서로 다르게 형성되어 상기 도어의 회전시에 상기 피스톤유닛을 접촉가압하여 상기 도어의 개폐시 완충력을 형성하는 제1캠과; 상기 캠축의 축방향을 따라 상기 제1캠과 이격되게 구비되어 상기 도어의 닫힘속도를 감소시키는 제2캠을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플로어힌지장치{FLOOR HINGE DEVICE}

본 발명은 플로어힌지장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 도어의 회전시 완충과 감속을 각각 담당하는 제1캠과 제2캠이 분리되어 구비되는 플로어힌지장치에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 출입구에 설치되는 도어는 선회식의 경우, 그 일측의 상단 및 하단이 건물 또는 건물에 설치되는 도어틀 등에 회동 가능하게 설치된다. 이와 같이 선회식으로 개페되는 도어의 경우에는 별도의 도어 고정장치 또는 도어개폐 완충장치가 설치되지 않는 경우, 바람과 같은 약간의 외력에 의해서도 쉽게 열리고 닫히거나 흔들리는 상황이 발생된다.

외력에 의해 도어가 임의로 개폐되는 경우, 출입자가 그 도어에 부딪쳐 충돌하는 등의 안전사고가 발생될 가능성을 배제할 수 없으며, 도어 자체도 충돌로 인하여 파손되거나 고장이 발생되는 등의 문제점이 있다. 특히, 이러한 안전사고나 고장, 파손 등의 경우는 도어가 강화유리를 적용한 유리문인 경우 더욱 심각한 결과를 초래할 수 있게 된다.

이를 위해서, 출입구에 설치되는 도어, 특히 유리문에 대해서는 건물의 출입구 바닥에 설치되어 해당되는 유리문의 선회식 개폐동작이 자연스럽고 천천히 유지되도록 완충력을 제공하는 플로어힌지(floor hinge) 장치가 널리 사용되고 있다.

이와 관련하여 본 출원인은 등록특허 제10-1024700호 "도어 개폐용 유압식 플로어힌지장치"를 출원한 바 있다.

개시된 종래 플로어힌지장치는 도어의 회전시 캠유닛에 의해 피스톤유닛이 이동하며 유압을 이용하여 도어의 선회시 완충작용을 한다. 종래 플로어힌지장치는 캠유닛에 형성된 캠부가 라운드면과 평면으로 구분되어 있다. 여기서, 라운드면은 탄성부재를 가압하여 도어에 텐션을 작용하는 역할을 하고, 평면은 스토퍼 역할을 하여 외력이 작용하더라도 도어가 쉽게 열리거나 닫히지 않도록 하는 역할을 한다.

그런데, 종래 플로어힌지장치는 한 개의 캠부가 도어의 텐션과 스토퍼역할을 동시에 수행하기 때문에 두 개의 기능이 완벽하게 이루어지지 않는 한계가 있었다. 즉, 캠부의 회전반경 때문에 캠부의 길이를 길게 할 수 없는 제한이 있었다.

한편, 종래 플로어힌지장치는 피스톤유닛의 내벽면이 평면을 이루고 있다. 이에 따라 사용자가 도어를 개방할 때 90°까지 완전히 개방하지 않고 80°정도만 개방하면 도어가 닫히지 않고 80°로 개방된 상태로 멈춰있는 문제가 있었다. 이에 사용자가 다시 문을 닫아야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 도어의 텐션을 담당하는 제1캠과 도어를 감속하는 제2캠이 독립적으로 구분되어 도어의 선회개폐를 원활히 할 수 있는 플로어힌지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사용자가 도어를 80°정도로 개방할 때, 자동으로 도어가 닫혀지도록 하는 플로어힌지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 도어개폐용 유압식 플로어힌지장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 플로어힌지장치는, 상기 도어의 하단에 결합되며, 내부에 작동유체가 유동되는 유압작용관이 형성된 하우징과; 상기 유압작용관 내부에 직선 이동 가능하게 결합되며, 상기 작동유체의 이동을 위한 유체이동유로가 형성된 피스톤유닛과; 상기 하우징과 상기 피스톤유닛에 삽입되는 캠유닛과; 상기 유압작용관 내부에 구비되며, 상기 피스톤유닛의 직선이동에 의해 압축 및 신장되며 상기 도어가 닫히는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함하고, 상기 캠유닛은, 상기 하우징과 상기 피스톤유닛을 관통하여 수직하게 삽입되며 하단은 상기 도어가 설치되는 바닥면에 고정되고, 상단은 상기 유압작용관 상단에 삽입지지되는 캠축과; 상기 캠축의 중심으로부터 외주면의 직경이 서로 다르게 형성되어 상기 도어의 회전시에 상기 피스톤유닛을 접촉가압하여 상기 도어의 개폐시 완충력을 형성하는 제1캠과; 상기 캠축의 축방향을 따라 상기 제1캠과 이격되게 구비되어 상기 도어의 닫힘속도를 감소시키는 제2캠을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1캠은 상기 캠축으로부터 양측으로 돌출된 한 쌍의 닫힘돌기와, 상기 한 쌍의 닫힘돌기의 가운데 영역에 상기 캠축으로부터 돌출된 제1꼭지점을 포함하고, 상기 제2캠은 상기 캠축으로부터 돌출된 제2꼭지점을 포함하고, 상기 제2꼭지점은 상기 제1꼭지점 보다 상기 캠축의 중심으로부터 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2꼭지점과 상기 캠축의 양측 원주면을 연결하는 제2캠프로파일은 상기 캠축과의 직경이 상이하게 형성되며, 상기 제2캠프로파일은 상기 제2꼭지점 주변의 곡률이 상기 캠축과의 연결영역의 곡률에 비해 크게 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 피스톤유닛은, 연결면에 의해 서로 연결된 제1피스톤 및 제2피스톤과; 상기 제1피스톤의 내측벽에 상기 제2꼭지점과 상기 제2캠프로파일과 접촉되며 마찰저항을 형성하여 상기 도어가 닫힐 때 감속시키는 저항형성면을 포함하고, 상기 저항형성면은 상기 제1피스톤의 내측벽 가운데에 상기 연결면 방향으로 돌출형성된 도어닫힘조절돌기를 중심으로 양측이 대칭되게 오목한 곡면으로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2피스톤의 내측벽의 가운데영역에는 상기 제1캠의 닫힘돌기가 삽입되어 상기 도어가 90도로 회동된 상태가 유지되도록 하는 제1캠삽입홈이 판면에 대해 함몰 형성되고, 상기 제1캠삽입홈을 중심으로 상기 내측벽의 외측으로 점차 높이가 낮아지게 경사면을 형성하여 상기 도어가 닫혀지도록 안내하는 닫힘안내경사면이 구비된다.

일 실시예에 따르면, 상기 저항형성면과 상기 연결면 사이에는 상기 도어의 회전시 상기 제1캠이 이동되는 제1캠이동로가 상기 제1캠의 회전반경에 대응되게 구비된다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2피스톤의 상면에는 상기 제2캠의 높이에 대응되게 수평하게 구비되어 상기 도어의 선회시 상기 제2캠이 이동되는 제2캠이동로가 구비된다.

본 발명에 따른 플로어힌지장치는 도어의 개폐시 텐션을 부여하는 제1캠과 도어가 닫힐 때 속도를 줄여주는 제2캠이 구조적으로 독립되게 배치되어 텐션과 감속의 보다 확연하게 동작될 수 있다.

또한, 제1캠과 제2캠이 독립적으로 배치되고, 피스톤유닛이 이들의 회전반경에 간섭을 주지 않게 형성되므로 제1캠과 제2캠의 형상이 종래 플로어힌지장치에 비해 길이가 신장될 수 있다. 따라서, 텐션과 감속 기능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1캠과 제2캠이 독립적으로 배치되므로 내구성이 향상되어 제품 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 플로어힌지장치가 적용된 도어의 선회개폐를 예시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 플로어힌지장치의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 플로어힌지장치의 피스톤유닛과 캠유닛의 결합상태를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 플로어힌지장치의 피스톤유닛과 캠유닛의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 5a와 도 5b는 도어가 닫힌 상태에서 본 발명의 플로어힌지장치의 평면도와 측단면도를 도시한 예시도,
도 6a와 도 6b는 도어가 열린 상태에서 본 발명의 플로어힌지장치의 평면도와 측단면도를 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 플로어힌지장치(100)가 적용된 도어(10)의 선회개폐 동작을 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플로어힌지장치(100)는 도어(10)의 하단에 결합되어 사용된다. 도어(10)는 사용자의 가압에 의해 회동되며 개폐된다. 도어(10)의 상부에는 도어(10)를 지지하는 프레임(11)이 결합되고, 프레임(11) 상단에는 건물에 도어(10)가 회전가능하게 지지하는 회전축(13)이 구비된다.

본 발명의 플로어힌지장치(100)는 사용자가 도어(10)를 가압하여 90°로 열리거나 개방될 때 빠른 속도로 열리거나 빠른 속도로 닫히는 것을 방지한다. 본 발명의 플로어힌지장치(100)는 탄성부재(140)의 탄성력과 내부에 수용된 작동유체의 이동에 의해 도어(10)의 회전시 감속되도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 플로어힌지장치(100)는 도어(10)에 결합되는 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부에 직선이동가능하게 구비되는 피스톤유닛(120)과, 하우징(110)과 피스톤유닛(120)에 삽입되어 도어(10)의 개폐와 회전속도를 조절하는 캠유닛(130)과, 피스톤유닛(120)과 하우징(110)의 일측 사이에 결합되어 도어(10)가 자동으로 닫히도록 탄성력을 제공하는 탄성부재(140)를 포함한다.

하우징(110)은 도어(10)의 하부에 결합되는 하우징본체(111)와, 하우징본체(111)의 내부를 관통하여 형성되며 피스톤유닛(120)과 탄성부재(140) 및 작동유체가 수용되는 유압작용관(113)과, 하우징본체(111)의 바닥에 관통형성되어 캠유닛(130)이 삽입되는 캠삽입공(114)과, 작동유체가 이동되는 유체이동유로(116, 도 5b 참조)와 조절유로(117)를 포함한다.

하우징본체(111)는 상부에 유리삽입레일(112)이 하우징본체(111)의 길이방향을 따라 일정 깊이 함몰형성된다. 유리삽입레일(112)에 도어(10)의 하부결합부(15)가 삽입되어 플로어힌지장치(100)가 도어(10)에 고정될 수 있다.

유압작용관(113)은 하우징본체(111)의 길이방향을 따라 관통형성되어 내부에 작동유체가 이동되는 통로를 형성한다. 유압작용관(113) 내부에 피스톤유닛(120)과 탄성부재(140)가 구비되고, 피스톤유닛(120)을 관통하여 작동유체가 이동하며 도어(10)의 개폐속도를 완충하게 된다.

유압작용관(113)은 피스톤유닛(120)을 중심으로 도 5b에 도시된 바와 같이 제1공간(113c), 제2공간(113d) 및 제3공간(113e)으로 구분할 수 있다. 제1공간(113c)은 탄성부재(140)와 제2피스톤(125) 사이의 공간이고, 제2공간(113d)은 제1피스톤(121)과 제2피스톤(125) 사이의 공간이고, 제3공간(113e)은 제1피스톤(121)과 밀봉캡(150) 사이의 공간이다.

유압작용관(113)의 양단에는 한 쌍의 밀봉캡(150,160)이 결합되어 유압작용관(113)의 기밀을 유지한다. 이 때, 하우징본체(111)의 제3공간(113e)의 하부에는 도 5b와 도 6b에 도시된 바와 같이 유체이동유로(116)가 형성된다. 유체이동유로(116)는 하우징본체(111)의 외측으로 연통되는 조절유로(117)와 연결된다. 조절유로(117) 및 유체이동유로(116)를 이용하여 유압을 조절하는 조절밸브(118)가 하우징본체(111)에 결합되는 깊이가 조절되게 구비된다. 관리자는 조절밸브(118)를 회전시켜서 하우징본체(111)에 결합되는 결합깊이를 조절함으로써 유체이동유로(116)를 통해 이동되는 작동유체의 량을 조절할 수 있다. 작동유체의 량이 많아질수록 도어(10)의 회전속도가 느려지게 된다.

한편, 하우징본체(111)의 바닥에는 캠유닛(130)이 삽입되는 캠삽입공(114)이 형성된다. 캠삽입공(114)에는 베어링(119)이 구비되어 작동유체의 외부 누설을 차단한다. 또한, 유압작용관(113)의 캠삽입공(114)에 대응되는 상단에는 캠축지지홈(115)이 일정 깊이 함몰되게 형성된다. 캠축지지홈(115)에 캠축(131)의 하우징결합축(131a)이 삽입되어 도어(10)의 회동시 캠축(131)을 중심으로 플로어힌지장치(100)가 연동되어 회전되도록 한다.

피스톤유닛(120)은 유압작용관(113) 내부에 설치되어 도어(10)의 회동시 캠유닛(130)과의 연동에 의해 좌우로 직선이동된다. 피스톤유닛(120)은 도어(10)의 개방시 제1캠(133)과의 접촉에 의해 탄성부재(140)가 압축되는 방향으로 이동되고, 도어(10)가 닫히는 경우 제2캠(135)과의 접촉에 의해 탄성부재(140)가 신장되는 방향으로 이동된다. 이 때, 피스톤유닛(120)을 관통하여 작동유체가 이동하며 도어(10)의 회전속도를 늦추게 된다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤유닛(120)은 서로 이격되게 배치된 제1피스톤(121) 및 제2피스톤(125)과, 제1피스톤(121)과 제2피스톤(125)을 서로 연결하며 캠유닛(130)이 삽입되는 연결면(123)을 포함한다.

제1피스톤(121)은 제2캠(135)과 접촉되며 도어(10)가 닫히는 속도를 조절한다. 제1피스톤(121)의 내부에는 작동유체가 유동되는 제1오일유동로(121a)가 관통형성된다. 제1오일유동로(121a)에는 체크밸브(124)가 구비되어 작동유체의 이동을 차단한다. 체크밸브(124)는 제1오일유동로(121a)에서 이동되며 작동유체의 이동방향에 따라 제1오일유동로(121a)의 출구를 차단한다. 체크밸브(124)는 이동위치에 따라 출구를 선택적으로 개폐하는 개폐볼(124a)와, 메쉬부재(124b) 및 개폐볼(124a)의 이탈을 방지하는 커버부재(124c)를 포함한다.

제1피스톤(121)은 제2피스톤(125)과 마주보는 내측벽면에 저항형성면(122a)이 돌출형성된다. 저항형성면(122a)은 가운데에 최외곽으로 돌출형성된 도어닫힘조절돌기(122)를 중심으로 좌우 대칭으로 오목한 곡면으로 형성된다.

저항형성면(122a)은 도어닫힘조절돌기(122) 측으로 갈수록 곡률이 커지게 형성되고, 외측으로 갈수록 완만한 곡률이 형성된다. 이에 따라 도어(10)가 회동될 때 제2캠(135)의 제2꼭지점(135a)과 접촉할 때 접촉저항이 도어닫힘조절돌기(122) 측으로 갈수록 커지게 된다. 따라서, 도어(10)가 닫힐 때와 열릴 때 큰 마찰저항이 형성되어 도어(10)가 닫힐 때 점점 속도가 느려지게 된다. 이러한 도어닫힘조절돌기(122)와 저항형성면(122a)의 접촉저항에 의해 도어(10)의 닫히는 속도가 줄어들게되므로 도어(10)가 쾅 하고 닫히는 경우를 방지할 수 있다.

한편, 도 5b에 도시된 바와 같이 저항형성면(122a)의 하부는 저항형성면(122a)에 비해 제1피스톤(121)의 내벽면 측으로 함몰 형성된 제1캠이동로(122b)가 구비된다. 제1캠이동로(122b)는 제1캠(133)의 닫힘돌기(133c)의 회전반경에 대응되게 구비되어 제1캠(133)의 회전시 닫힘돌기(133c)가 제1피스톤(121)의 내벽면과 접촉되는 것을 방지한다.

연결면(123)은 제1피스톤(121)과 제2피스톤(125)을 서로 연결한다. 연결면(123)은 하우징(110) 내부로 수용될 때 하우징(110)의 상부 측에 배치된다. 연결면(123)의 판면에는 캠유닛(130)을 노출시키는 캠관통홀(123a)이 관통된다. 캠관통홀(123a)을 통해 캠유닛(130)의 피스톤결합축(131a)가 상부로 노출되어 하우징(110)의 캠축지지홈(115)에 삽입된다.

제2피스톤(125)은 연결면(123)의 타측에 제1피스톤(121)과 이격되게 배치된다. 제2피스톤(125)의 후단은 탄성부재(140)와 결합되어 탄성부재(140)를 가압하고, 탄성부재(140)의 신장력에 의해 피스톤유닛(120)이 직선이동하게 한다. 제2피스톤(125)의 내부에는 제2오일유동로(125a)가 관통하여 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이 제2피스톤(125)의 연결면(123)과 마주보는 내측벽에는 도어(10)가 90°로 개방된 상태에서 제1캠(133)의 닫힘돌기(133c)가 삽입되는 제1캠삽입홈(125b)이 판면에 대해 함몰형성된다. 또한, 제1캠삽입홈(125b)의 양측으로 닫힘안내경사면(125c)이 경사지게 형성된다.

도어(10)가 개방되는 경우 캠유닛(130)을 중심으로 피스톤유닛(120)과 하우징(110)이 회동된다. 이 때, 도 5a에 도시된 바와 같이 도어(10)가 닫혀진 상태에서 제1캠(133)의 닫힘돌기(133c)는 제1캠삽입홈(125b)과 90°각도의 위상차를 갖고 배치된다. 사용자가 도어(10)를 회동하면 닫힘돌기(133c)가 점차 회동되어 도 6a에 도시된 바와 같이 닫힘안내경사면(125c)을 거쳐 제1캠삽입홈(125b)에 삽입된다. 닫힘돌기(133c)가 물리적으로 제1캠삽입홈(125b)에 삽입되어 위치가 고정되므로 도어(10)가 닫힌 상태에서 바람이 불거나 작은 힘이 작용하더라도 도어(10)가 쉽게 개방되지 않고 닫혀진 상태를 유지하게 된다.

여기서, 닫힘안내경사면(125c)은 사용자가 80°∼90°범위에서 도어(10)의 가압을 해제할 경우 도어(10)가 닫혀지지 않고 멈춰 있는 것을 방지하기 위해 형성된다. 닫힘안내경사면(125c)은 제1캠(133)이 회동되는 방향으로 80°∼90°의 범위에서 점차 돌출되는 방향으로 경사지게 형성된다.

따라서, 사용자가 80°∼90°의 범위에서 가압력을 해제하더라도 제1캠(133)의 닫힘돌기(133c)가 닫힘안내경사면(125c)과 접촉되며 경사각도에 의해 밀려 도어(10)가 닫히는 방향으로 안내된다.

한편, 제2피스톤(125)의 하부에는 제2캠이동로(125d)와 탄성부재결합부(125e)가 다단으로 단차지게 형성된다. 제2캠이동로(125d)는 제2캠(135)의 회동시 제1꼭지점(133a) 보다 상대적으로 길이가 길게 형성된 제2꼭지점(135a)이 제2피스톤(125)과 접촉되는 것을 방지한다. 이를 위해 제2캠이동로(125d)는 제2꼭지점(135a)의 회전반경을 고려하여 수평하게 형성된다.

캠유닛(130)은 하우징(110)과 피스톤유닛(120)을 관통하여 수직하게 삽입된다. 캠유닛(130)은 도어(10)가 회동될 수 있도록 바닥면에 지지된다. 캠유닛(130)은 유압작용관(113) 내부에 고정된다. 사용자가 도어(10)를 개방할 경우 캠유닛(130)은 고정되고 하우징(110)과 피스톤유닛(120)이 캠유닛(130)을 중심으로 회동된다.

캠유닛(130)은 일정 길이를 가지며 피스톤유닛(120) 내부에 수직하게 배치되는 캠축(131)과, 캠축(131)이 삽입되는 방향에 대해 상부에 형성되어 탄성부재(140)를 가압하여 완충력을 형성하는 제1캠(133)과, 제1캠(133)의 하부에 형성되어 도어(10)의 개폐속도를 늦추는 제2캠(135)을 포함한다.

캠축(131)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 일정 직경을 갖는 원형봉의 형태로 형성된다 캠축(131)의 상부에는 연결면(123)의 캠관통홀(123a)을 통해 노출되어 하우징(110)의 캠축지지홈(115)에 삽입지지되는 하우징결합축(131a)이 형성된다. 또한, 캠축(131)의 하부에는 하우징(110)의 외측으로 연장형성되어 도어(10)가 설치되는 바닥면에 삽입지지되는 바닥결합축(131b)을 포함한다. 이 때, 바닥결합축(131b)은 단면이 비원형으로 형성되어 회전되지 않고 바닥면에 고정된다.

제1캠(133)은 도 4에 확대도시된 바와 같이 캠축(131)에 대해 전체적으로 삼각형 형태로 형성된다. 캠축(131)으로부터 양측으로 제3직경(r3)만큼 거리에 배치되는 한 쌍의 닫힘돌기(133c)와, 한 쌍의 닫힘돌기(133c) 사이에 제4직경(r4)만큼 이격 배치되는 제1꼭지점(133a)과, 제1꼭지점(133a)과 각 닫힘돌기(133c) 사이를 연결하는 제1캠프로파일(133b)을 포함한다.

제1캠프로파일(133b)은 도어(10)의 회동시 제2피스톤(125)의 내측벽면과 접촉되므로 완만한 곡면으로 구비된다. 한 쌍의 닫힘돌기(133c)는 제1캠삽입홈(125b)에 삽입될 수 있도록 단부가 반구형상으로 돌출되게 형성된다. 이 때, 제1캠프로파일(133b)과 한 쌍의 닫힘돌기(133c)의 연결영역은 곡률이 크게 변화되도록 형성되어 제1캠삽입홈(125b)에 닫힘돌기(133c)가 삽입될 때와 이탈될 때, 즉 도어(10)가 완전히 열릴 때와 닫히기 시작할 때 큰 저항이 형성되어 완충력이 발생되도록 한다.

제2캠(135)은 유압을 발생시켜 도어(10)가 닫힐 때의 속도가 줄어들도록 한다. 제2캠(135)은 도 4에 도시된 바와 같이 캠축(131)으로부터 전방으로 제1직경(r1) 만큼 돌출형성된 제2꼭지점(135a)과, 제2꼭지점(135a)과 캠축(131)을 연결하는 제2캠프로파일(135b)을 포함한다. 제2꼭지점(135a)은 도어닫힘조절돌기(122)와 저항형성면(122a)과 도어(10)의 회동시 접촉하며 도어(10)의 닫힘 속도가 줄어들도록 한다.

또한, 도어(10)가 닫혀 있는 상태에서 도어닫힘조절돌기(122)에 접촉지지되고, 도어(10)가 개방되면 도어닫힘조절돌기(122)로부터 분리되어 피스톤유닛(120)이 직선이동하며 유압이 작용되도록 한다.

제2꼭지점(135a)은 제1꼭지점(133a)에 비해 캠축(131)으로부터 보다 길게 형성되므로 유압의 작용이 보다 확실하게 이루어질 수 있게 된다. 또한, 제2꼭지점(135a) 주변의 곡률이 크게 변화되도록 형성되어 도어(10)가 닫히는 80°∼90° 범위에서 저항형성면(122a)과 접촉되며 큰 저항을 형성시켜 도어(10)가 닫히는 속도가 느려지도록 한다.

탄성부재(140)는 유압작용관(113) 내부에서 제2피스톤유닛(120)의 후단에 결합된다. 탄성부재(140)는 도어(10)의 개방시 피스톤유닛(120)에 의해 가압되며 압축되고, 도어(10)가 닫힐 때 도어(10)가 닫히는 방향으로 신장되기 위해 탄성력을 인가한다.

유압은 도어(10)가 개방될 때는 감압되어 사용자가 적은 힘으로 도어(10)가 개방되도록 하고, 도어(10)가 닫힐 때는 도어(10)가 닫히는 방향과 반대방향으로 유압이 작용되어 도어(10)가 천천히 닫히도록 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 플로어힌지장치(100)의 동작과정을 도 1 내지 도 6b를 참조하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이 피스톤유닛(120)에 캠유닛(130)을 삽입하고, 하우징(110)에 피스톤유닛(120)과 캠유닛(130)을 수용한다. 하우징(110)과 바닥결합축(131b) 사이에는 베어링(119)이 삽입되어 작동유체의 외부 누설을 방지한다.

또한, 유압작용관(113)의 개방된 양단(113a,113b)에는 각각 밀봉캡(150,160)으로 밀봉한다. 바닥결합축(131b)은 도어(10)가 설치되는 바닥면에 삽입된다.

도 5a는 도어(10)가 닫혀진 상태의 플로어힌지장치(100)의 평면구성을 도시한 평면도이고, 도 5b는 도어(10)가 닫힐 때 유압의 작동경로를 도시한 예시도이다. 도 6a는 도어(10)가 개방된 상태의 평면도이고, 도 6b는 도어(10)가 개방될 때 유압의 작동경로를 도시한 예시도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이 도어(10)가 닫힌 상태에서는 제2캠(135)의 제2꼭지점(135a)이 도어닫힘조절돌기(122)에 접촉배치된다. 이에 따라 바람이 불거나 작은 외력이 작용하더라도 도어(10)가 닫힌상태가 유지될 수 있다.

사용자가 도어(10)를 가압하여 도어(10)가 개방되기 시작하면, 캠축(131)을 중심으로 피스톤유닛(120)과 하우징본체(111)가 회동된다. 제2꼭지점(135a)과 도어닫힘조절돌기(122)의 접촉상태가 해제되므로 피스톤유닛(120)이 탄성부재(140)를 가압하는 방향으로 직선이동된다. 사용자가 계속해서 도어(10)를 가압하면 탄성부재(140)는 압축되고, 피스톤유닛(120)은 유체이동유로(116)를 막게 된다.

작동유체가 개폐볼(124a)을 가압하므로 개폐볼(124a)이 제1오일유동로(121a)를 개방하며 제1공간(113c)에서 제2공간(113d)을 거쳐 제3공간(113e)으로 이동된다. 이 과정에서 유압이 피스톤유닛(120) 내부에서 유압이 감소되므로 사용자는 작은 힘으로 도어를 개방할 수 있다.

사용자가 도어(10)를 가압하는 동작을 멈추게 되면 도어(10)는 탄성부재(140)의 탄성력에 의해 자동으로 닫히게 된다. 이 때, 도어(10)가 80°∼90° 범위에서 개방된 경우 닫힘안내경사면(125c)을 따라 닫힘돌기(133c)가 안내되어 도어(10)가 닫히게 된다.

한편, 사용자가 도어(10)를 계속하여 가압하여 도어(10)가 80°∼90° 범위 내에 있게 되면 제1캠(133)의 닫힘돌기(133c)가 닫힘안내경사면(125c)을 따라 이동하며 저항을 형성하고, 제2캠(135)의 제2꼭지점(135a)이 도어닫힘조절돌기(122)와 접촉되며 저항을 형성하여 도어(10)의 개방속도가 줄어들게 된다. 도어(10)가 90°로 완전히 개방되면 도 6a에 도시된 바와 같이 닫힘돌기(133c)가 제1캠삽입홈(125b)에 삽입되어 도어(10)의 열린 상태가 유지되게 된다.

한편, 도어(10)를 닫기 위해 사용자가 도어(10)를 가압하면 닫힘돌기(133c)가 제1캠삽입홈(125b)으로부터 이탈된다. 탄성부재(140)가 신장되는 방향, 즉 도어(10)가 닫히는 방향(B)으로 도 5b에 도시된 바와 같이 탄성력을 작용하고 피스톤유닛(120)은 점차 제3공간(113e) 측으로 이동된다. 이에 따라 유체이동유로(116)가 개방되고, 작동유체가 이동된다. 이때, 작동유체가 제2공간(113d)에서 제1공간(113c) 방향으로 이동되므로 개폐볼(124a)이 제1오일유동로(121a)를 막게 된다. 따라서, 유압이 탄성부재(140)의 탄성력과 반대방향으로 작용되므로 완충력이 작용하여 도어(10)가 천천히 닫히게 된다.

도어(10)가 닫히면서 점차 제2캠(135)의 제2꼭지점(135a)이 저항형성면(122a)과 접촉되며 저항을 형성하여 도어(10)의 속도가 더 느려지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 플로어힌지장치는 도어의 개폐시 텐션을 부여하는 제1캠과 도어가 닫힐 때 속도를 줄여주는 제2캠이 구조적으로 독립되게 배치되어 텐션과 감속의 보다 확연하게 동작될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 플로어힌지장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 플로어힌지장치 110 : 하우징
111 : 하우징본체 112 : 유리삽입레일
113 : 유압작용관 113a : 일단
113b : 타단 113c : 제1공간
113d : 제2공간 113e : 제3공간
114 : 캠삽입공 115 : 캠축지지홈
116 : 유체이동유로 117 : 조절유로
118 : 조절부재 119 : 베어링
120 : 피스톤유닛 121 : 제1피스톤
121a : 제1오일유동로 122 : 도어닫힘조절돌기
122a : 저항형성면 122b : 제2캠이동로
123 : 연결면 123a : 캠관통홀
124 : 체크밸브 124a : 개폐볼
124b : 메쉬부재 124c : 커버부재
125 : 제2피스톤 125a : 제2오일유동로
125b : 제1캠삽입홈 125c : 닫힘안내경사면
125d : 제2캠이동로 125e : 탄성부재결합부
130 : 캠유닛 131 : 캠축
131a : 하우징결합축 131b : 바닥결합축
133 : 제1캠 133a : 제1꼭지점
133b : 제1캠프로파일 133c : 닫힘돌기
135 : 제2캠 135a : 제2꼭지점
135b : 제2캠프로파일 140 : 탄성부재
150,160 : 밀봉캡

Claims

도어개폐용 유압식 플로어힌지장치에 있어서,
상기 도어의 하단에 결합되며, 내부에 작동유체가 유동되는 유압작용관이 형성된 하우징과;
상기 유압작용관 내부에 직선 이동 가능하게 결합되며, 상기 작동유체의 이동을 위한 유체이동유로가 형성된 피스톤유닛과;
상기 하우징과 상기 피스톤유닛에 삽입되는 캠유닛과;
상기 유압작용관 내부에 구비되며, 상기 피스톤유닛의 직선이동에 의해 압축 및 신장되며 상기 도어가 닫히는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함하고,
상기 캠유닛은,
상기 하우징과 상기 피스톤유닛을 관통하여 수직하게 삽입되며 하단은 상기 도어가 설치되는 바닥면에 고정되고, 상단은 상기 유압작용관 상단에 삽입지지되는 캠축과;
상기 캠축의 중심으로부터 외주면의 직경이 서로 다르게 형성되어 상기 도어의 회전시에 상기 피스톤유닛을 접촉가압하여 상기 도어의 개폐시 완충력을 형성하는 제1캠과;
상기 캠축의 축방향을 따라 상기 제1캠과 이격되게 구비되어 상기 도어의 닫힘속도를 감소시키는 제2캠을 포함하며,
상기 제1캠은 상기 캠축으로부터 양측으로 돌출된 한 쌍의 닫힘돌기와, 상기 한 쌍의 닫힘돌기의 가운데 영역에 상기 캠축으로부터 돌출된 제1꼭지점을 포함하고,
상기 제2캠은 상기 캠축으로부터 돌출된 제2꼭지점을 포함하고,
상기 제2꼭지점은 상기 제1꼭지점 보다 상기 캠축의 중심으로부터 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 플로어힌지장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2꼭지점과 상기 캠축의 양측 원주면을 연결하는 제2캠프로파일은 상기 캠축과의 직경이 상이하게 형성되며,
상기 제2캠프로파일은 상기 제2꼭지점 주변의 곡률이 상기 캠축과의 연결영역의 곡률에 비해 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 플로어힌지장치.
제3항에 있어서,
상기 피스톤유닛은,
연결면에 의해 서로 연결된 제1피스톤 및 제2피스톤과;
상기 제1피스톤의 내측벽에 상기 제2꼭지점과 상기 제2캠프로파일과 접촉되며 마찰저항을 형성하여 상기 도어가 닫힐 때 감속시키는 저항형성면을 포함하고,
상기 저항형성면은 상기 제1피스톤의 내측벽 가운데에 상기 연결면 방향으로 돌출형성된 도어닫힘조절돌기를 중심으로 양측이 대칭되게 오목한 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플로어힌지장치.
제4항에 있어서,
상기 제2피스톤의 내측벽의 가운데영역에는 상기 제1캠의 닫힘돌기가 삽입되어 상기 도어가 90도로 회동된 상태가 유지되도록 하는 제1캠삽입홈이 판면에 대해 함몰 형성되고,
상기 제1캠삽입홈을 중심으로 상기 내측벽의 외측으로 점차 높이가 낮아지게 경사면을 형성하여 상기 도어가 닫혀지도록 안내하는 닫힘안내경사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 플로어힌지장치.
제5항에 있어서,
상기 저항형성면과 상기 연결면 사이에는 상기 도어의 회전시 상기 제1캠이 이동되는 제1캠이동로가 상기 제1캠의 회전반경에 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 플로어힌지장치.
제6항에 있어서,
상기 제2피스톤의 상면에는 상기 제2캠의 높이에 대응되게 수평하게 구비되어 상기 도어의 선회시 상기 제2캠이 이동되는 제2캠이동로가 구비되는 것을 특징으로 하는 플로어힌지장치.