KR101641101B1 - 로터리타입 댐퍼 및 이를 가지는 힌지 장치 - Google Patents

로터리타입 댐퍼 및 이를 가지는 힌지 장치 Download PDF

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KR101641101B1 KR1020150014351A KR20150014351A KR101641101B1 KR 101641101 B1 KR101641101 B1 KR 101641101B1 KR 1020150014351 A KR1020150014351 A KR 1020150014351A KR 20150014351 A KR20150014351 A KR 20150014351A KR 101641101 B1 KR101641101 B1 KR 101641101B1
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Abstract

본 발명은 작동유체가 채워지는 하우징; 상기 하우징의 내측에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 하우징의 내측면에 마련되고, 상기 샤프트의 측부에 접하거나 인접하는 하우징핀; 상기 샤프트의 측부에 마련되고, 상기 하우징의 내측면에 접하거나 인접하는 액시스핀; 상기 하우징 내에서 상기 하우징핀과 상기 액시스핀에 의해 나뉘어지는 공간을 서로 연결시키도록 상기 샤프트에 형성되는 유로; 및 상기 유로에 작동유체의 일방향 이동을 허용하도록 설치되는 체크밸브부를 포함하도록 한 로터리타입 댐퍼 및 이를 가지는 힌지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 하우징핀과 액시스핀의 동작 제어가 불필요하도록 하여, 실제로 제작시 체크밸브를 이용하여 작동유체의 저항을 정확하게 제어할 수 있고, 작동유체의 정확한 단속과 댐핑 작용의 신뢰성을 높일 수 있으며, 실제로 제작시, 하우징핀과 액시스핀을 비롯하여 구성부재의 가공에 있어서 고도의 정밀도를 요구하지 않도록 하여, 제작의 용이함과 비용의 절감을 가져올 수 있고, 작동유체의 기밀유지를 위한 간편한 조립구조를 제시함과 아울러 이의 구현을 용이하도록 할 수 있다.

Description

로터리타입 댐퍼 및 이를 가지는 힌지 장치{ROTARY TYPE DAMPER AND HINGE APPARATUS WITH THE SAME}
본 발명은 로터리타입 댐퍼 및 이를 가지는 힌지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작동유체의 저항을 정확하게 제어하고, 작동유체의 정확한 단속과 댐핑 작용의 신뢰성을 높일 수 있는 로터리타입 댐퍼 및 이를 가지는 힌지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 댐퍼란 진동 에너지를 흡수하는 장치로서, 제진기(製振器) 또는 흡진기(吸振器)라고도 한다. 이러한 댐퍼 중에서 로터리 댐퍼는 제어의 대상이 회전체인 경우 이러한 회전체에 소정의 제동력을 인가함으로써 회전 속도를 완만하게 제어하도록 사용된다.
종래의 로터리 댐퍼 중에서 댐핑 기능이 오일로 발휘되는 로터리타입의 오일 댐퍼로는 한국공개특허 제10-2012-0124938호의 "로터리타입 댐퍼"가 제시된 바 있는데, 이는 본 출원인이 발명한 것으로서, 작동유체가 채워지는 하우징; 상기 하우징의 내측을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트의 측부에 도달하도록 상기 하우징의 내주면에 마련되고, 상기 작동유체의 이동을 제한하는 하우징핀; 및 상기 샤프트와 함께 회전하도록 상기 샤프트에 결합되되, 상기 샤프트의 회전 방향에 따라 자세가 가변됨으로써 상기 샤프트의 측부와 상기 하우징의 내주면에 밀착되는 액시스핀을 포함한다.
그러나 이와 같은 종래 기술은 실제로 제작시, 하우징핀과 액시스핀의 동작 제어가 어렵기 때문에 작동유체의 저항을 정확하게 제어하는데 한계를 가지며, 이로 인해 작동유체의 정확한 단속이 힘들 뿐만 아니라, 댐핑 작용의 신뢰성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
또한 이와 같은 종래 기술은 실제로 제작시, 하우징핀과 액시스핀을 비롯하여 구성부재의 가공에 있어서, 오히려 고도의 정밀도를 요구하게 됨으로써 제작의 어려움과 비용의 증가를 초래하고, 작동유체의 기밀유지를 위한 간편한 조립구조가 제시되어 있지 않을 뿐만 아니라, 이를 구현하기 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 하우징핀과 액시스핀의 동작 제어가 불필요하도록 하여, 실제로 제작시 작동유체의 저항을 정확하게 제어하고, 작동유체의 정확한 단속과 댐핑 작용의 신뢰성을 높이는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 실제로 제작시, 하우징핀과 액시스핀을 비롯하여 구성부재의 가공에 있어서 고도의 정밀도를 요구하지 않도록 하여, 제작의 용이함과 비용의 절감을 가져오고, 작동유체의 기밀유지를 위한 간편한 조립구조를 제시함과 아울러 이의 구현을 용이하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 작동유체가 채워지는 하우징; 상기 하우징의 내측에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 하우징의 내측면에 마련되고, 상기 샤프트의 측부에 접하거나 인접하는 하우징핀; 상기 샤프트의 측부에 마련되고, 상기 하우징의 내측면에 접하거나 인접하는 액시스핀; 상기 하우징 내에서 상기 하우징핀과 상기 액시스핀에 의해 나뉘어지는 공간을 서로 연결시키도록 상기 샤프트에 형성되는 유로; 및 상기 유로에 작동유체의 일방향 이동을 허용하도록 설치되는 체크밸브부;를 포함하는, 로터리타입 댐퍼가 제공될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 하우징은, 상기 샤프트가 내측에 위치하는 중공부재; 상기 샤프트에 삽입되어 상기 중공부재 내의 양단에 각각 끼워지고, 내주면에 장착홈이 형성되는 제 1 및 제 2 장착링; 상기 장착홈 각각에 장착되고, 상기 샤프트의 외주면에 밀착되는 제 1 및 제 2 오링; 및 상기 제 1 및 제 2 장착링의 이탈을 방지하도록 상기 중공부재의 양단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 캡;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 제 1 캡은, 상기 중공부재로부터 상기 샤프트를 돌출시키도록 상기 샤프트에 삽입되고, 상기 중공부재의 일단에 결합되며, 상기 제 2 캡은, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하고, 상기 중공부재의 다른 일단에 차단을 위해 결합될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 샤프트는, 끝단에 나사 결합되어 상기 제 2 캡에 회전 가능하게 지지되는 연장샤프트가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 하우징핀은, 상기 하우징의 측부에 삽입되는 고정핀에 의해 고정될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 고정핀은, 상기 하우징의 측부에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 억지 끼워져서 상기 하우징핀에 결합될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 액시스핀은, 상기 샤프트에 요철 결합될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 유로는, 상기 샤프트의 내측에 적어도 하나 이상의 꺾임부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 로터리타입 댐퍼에서, 상기 체크밸브부는, 볼체크밸브로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 로터리타입 댐퍼; 상기 하우징에 고정되는 제 1 힌지부재; 및 상기 제 1 힌지부재와 힌지 결합되도록 상기 샤프트에 고정되는 제 2 힌지부재;를 포함하는, 힌지 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 로터리타입 댐퍼; 상기 하우징에 고정되는 제 1 힌지부재; 상기 제 1 힌지부재와 힌지 결합되도록 상기 샤프트에 고정되는 제 2 힌지부재; 및 상기 제 1 힌지부재로부터 상기 샤프트에 토크를 인가하도록 상기 제 1 힌지부재에 고정되는 토크 인가 모듈;을 포함하는, 힌지 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 제 1 힌지부재는, 고정체와 회전체 중 어느 하나에 고정되는 제 1 고정부가 마련되고, 상기 제 1 고정부의 양측에 상기 하우징과 상기 토크 인가 모듈이 각각 고정되기 위한 아웃터튜브가 마련되며, 상기 제 2 힌지부재는, 상기 고정체와 상기 회전체 중 다른 하나에 고정되는 제 2 고정부가 마련되고, 상기 샤프트에 고정되는 이너튜브가 상기 아웃터튜브 사이에 일렬로 배치되도록 상기 제 2 고정부에 마련될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 샤프트는, 상기 제 2 힌지부재의 고정과 상기 토크 인가 모듈의 연결을 매개하는 커넥터가 끝단에 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 토크 인가 모듈은, 상기 제 1 힌지부재에 고정되고, 일측이 개방되는 실린더; 상기 실린더 내에 설치되는 스프링; 상기 스프링에 탄성 지지되고, 상기 실린더 내에 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되며, 끝단에 상기 길이방향에 대하여 경사지도록 제 1 가이드부가 형성되는 슬라이더; 상기 제 1 가이드부에 맞물리는 제 2 가이드부가 경사지게 형성됨으로써 상기 슬라이더와의 상대적인 회전시 상기 슬라이더를 이동시켜서 상기 스프링을 압축시키고, 상기 스프링의 복원시 반대방향으로 상기 슬라이더와의 상대적인 회전을 하며, 상기 실린더의 개방측을 통해서 상기 샤프트에 결합되는 회전체; 및 상기 회전체의 이탈을 억제하도록 상기 실린더에 마련되는 이탈방지부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 실린더는, 상기 스프링의 탄성력을 조절하는 조절볼트가 다른 일측 내에 나사 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 실린더는, 상기 조절볼트의 지그용 홀 또는 홈을 노출시키는 덮개가 상기 조절볼트의 외측에 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 실린더는, 상기 조절볼트와 상기 스프링 사이에 위치하는 지지블록이 내측에 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 회전체는, 축부가 베어링에 의해 상기 실린더의 내측에 지지되고, 상기 슬라이더의 이동을 가이드하도록 상기 슬라이더에 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 슬라이더와 상기 회전체는, 상기 길이방향을 경계로 하여 서로 접함으로써 상대적인 회전을 제한하도록 하는 제 1 및 제 2 걸림부가 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 힌지 장치에서, 상기 슬라이더와 상기 회전체는, 상기 길이방향에 직교하는 방향을 경계로 하여 서로 접함으로써 상기 슬라이더의 슬라이딩을 멈추도록 하는 제 1 및 제 2 지지부가 각각 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 로터리타입 댐퍼 및 이를 가지는 힌지 장치에 의하면, 하우징핀과 액시스핀의 동작 제어가 불필요하도록 하여, 실제로 제작시 체크밸브를 이용하여 작동유체의 저항을 정확하게 제어할 수 있고, 작동유체의 정확한 단속과 댐핑 작용의 신뢰성을 높일 수 있으며, 실제로 제작시, 하우징핀과 액시스핀을 비롯하여 구성부재의 가공에 있어서 고도의 정밀도를 요구하지 않도록 하여, 제작의 용이함과 비용의 절감을 가져올 수 있고, 작동유체의 기밀유지를 위한 간편한 조립구조를 제시함과 아울러 이의 구현을 용이하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치의 요부를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치의 요부를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시례에 따른 로터리타입 댐퍼의 동작을 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시례에 따른 토크 인가 모듈의 슬라이더와 회전체를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시례에 따른 토크 인가 모듈의 슬라이더와 회전체를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시례에 따른 토크 인가 모듈의 토크 인가 전의 상태를 도시한 측단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시례에 따른 토크 인가 모듈의 토크 인가시 상태를 도시한 측단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치를 다른 방향에서 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 힌지 장치(10)는 로터리타입 댐퍼, 로터리타입 댐퍼의 하우징에 고정되는 제 1 힌지부재(200), 제 1 힌지부재(200)와 힌지 결합되도록 로터리타입 댐퍼의 샤프트에 고정되는 제 2 힌지부재(300), 그리고 제 1 힌지부재(200)로부터 로터리타입 댐퍼의 샤프트에 토크를 인가하도록 제 1 힌지부재(200)에 고정되는 토크 인가 모듈(400)을 포함할 수 있다. 여기서 로터리타입 댐퍼는 본 발명의 일 실시례에 따른 로터리타입 댐퍼(100)와 동일하므로, 이와 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다. 또한 로터리타입 댐퍼(100)는 샤프트(120; 도 4 및 도 6에 도시)가 일례로 제 2 힌지부재(300)에 직접 고정될 수 있으며, 다른 예로서 본 실시례에서처럼 커넥터(500)를 매개로 하여 제 2 힌지부재(300)에 고정될 수도 있다. 토크 인가 모듈(400)은 일례로 로터리타입 댐퍼(100)의 샤프트(120; 도 4 및 도 6에 도시)에 직접 토크를 인가하도록 결합될 수 있으며, 다른 예로서 본 실시례에서처럼 커넥터(500)를 매개로 하여 로터리타입 댐퍼(100)의 샤프트(120)에 토크를 인가하도록 결합될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 힌지 장치(10)는 본 실시례와 달리, 다른 예로서 토크 인가 모듈(400)이 생략될 수 있는데, 예컨대 로터리타입 댐퍼(100)와, 로터리타입 댐퍼(100)의 하우징(110; 도 4 및 도 6에 도시)에 고정되는 제 1 힌지부재(200)와, 제 1 힌지부재(200)와 힌지 결합되도록 로터리타입 댐퍼(100)의 샤프트(120; 도 4 및 도 6에 도시)에 직접 고정되거나 커텍터(500) 등과 같은 연결부재를 매개로 하여 고정되는 제 2 힌지부재(300)를 포함할 수 있다.
제 1 힌지부재(200)는 고정체와 회전체 중 어느 하나에 고정되는 제 1 고정부(210)가 마련될 수 있고, 제 1 고정부(210)의 양측에 로터리타입 댐퍼(100)의 하우징(110)과 토크 인가 모듈(400)이 각각 고정되기 위한 아웃터튜브(220)가 마련될 수 있다. 또한 제 2 힌지부재(300)는 고정체와 회전체 중 다른 하나에 고정되는 제 2 고정부(310)가 마련될 수 있고, 로터리타입 댐퍼(100)의 샤프트(120; 도 4 및 도 6에 도시)에 고정되는 이너튜브(320)가 아웃터튜브(220) 사이에 일렬로 배치되도록 제 2 고정부(310)에 마련될 수 있다.
제 1 및 제 2 고정부(210,310)는 예컨대 서로 겹쳐질 수 있도록 판상으로 이루어져서 도어프레임과 같은 고정체와 도어와 같은 회전체에 각각 고정될 수 있는데, 고정을 위하여 예컨대 볼트나 스크루의 체결을 위한 홀이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
아웃터튜브(220)와 이너튜브(320)는 일례로 제 1 및 제 2 고정부(210,310) 각각에 일체를 이루도록 형성될 수 있는데, 이에 반드시 한하지 않고 제 1 및 제 2 고정부(210,310) 각각과는 별개로 이루어져서 볼팅, 용접, 끼움 등에 의해 고정될 수도 있다. 아웃터튜브(220) 각각은 로터리타입 댐퍼(100)의 하우징(110)과 토크 인가 모듈(400)의 실린더(410)에 억지 끼움이나 요철 결합 또는 볼팅 등을 비롯하여 다양한 방식에 의해 고정될 수 있다. 이너튜브(320)는 로터리타입 댐퍼(120)의 샤프트(120)에 직접 고정되거나, 본 실시례에서처럼 커넥터(500) 등과 같은 연결부재를 매개로 하여 억지 끼움이나 요철 결합 또는 볼팅 등을 비롯하여 다양한 방식에 의해 고정될 수 있다. 이너튜브(320)는 로터리타입 댐퍼(100)의 하우징(110) 외측면까지 연장되도록 형성되되, 이러한 하우징(110)과 유격을 가짐으로써 하우징(110)으로부터 회전 가능하면서 하우징(110)에 대한 회전이 가이드되도록 할 수 있고, 토크 인가 모듈(400)의 실린더(410) 외측면까지 연장되도록 형성되되, 이러한 실린더(410)와 유격을 가짐으로써 실린더(410)로부터 회전 가능하면서 실린더(410)에 대한 회전이 가이드되도록 할 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 로터리타입 댐퍼(100)는 예컨대 하우징(110), 샤프트(120), 하우징핀(130), 액시스핀(140), 유로(150), 그리고 체크밸브부(160)를 포함할 수 있다. 또한 로터리타입 댐퍼(100)의 댐핑 대상은 힌지 결합에 의해 회전하는 회전체일 수 있는데, 본 실시례에서처럼 도어 등의 힌지 장치에 사용될 수 있으며, 그 밖에도 로봇 아암, 휠, 로터리 기구, 변기 커버 등을 비롯하여 각종 회전 부재나 회전 장치 등에 사용될 수 있다.
하우징(110)은 내측에 작동유체가 채워지는데, 작동유체로는 오일을 비롯하여 점성을 가지는 다양한 유체가 사용될 수 있다. 하우징(110)은 샤프트(120)가 내측에 위치하는 중공부재(112), 샤프트(120)에 삽입되어 중공부재(112) 내의 양단에 각각 끼워지고, 내주면에 장착홈(113a,114a)이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 장착링(113,114), 장착홈(113a,114a) 각각에 장착되고, 샤프트(120)의 외주면에 밀착되어 기밀이 유지되도록 하는 제 1 및 제 2 오링(115,116), 그리고 제 1 및 제 2 장착링(113,114)의 이탈을 방지하도록 중공부재(112)의 양단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 캡(117,118)을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 장착링(113,114)은 예컨대 제 1 및 제 2 캡(117,118)의 결합력에 의해 중공부재(112)의 내주면에 압착되어 끼워짐으로써 중공부재(112)와의 사이로부터 작동유체가 리크되는 것을 방지할 수 있다. 제 1 및 제 2 오링(115,116)은 제 1 및 제 2 장착링(113,114)과 샤프트(120)와의 사이로부터 작동유체가 리크되는 것을 방지할 수 있다. 제 1 캡(117)은 중공부재(112)로부터 샤프트(120)를 돌출시키도록 샤프트(120)에 삽입될 수 있고, 중공부재(112)의 일단에 예컨대 억지 끼움이나 나사 체결 등에 의해 결합될 수 있다. 제 2 캡(118)은 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지할 수 있고, 중공부재(112)의 다른 일단에 차단을 위해 예컨대 억지 끼움이나 나사 체결 등에 의해 결합될 수 있다. 제 2 캡(118)은 중공부재(112)에 나사 체결에 의해 결합시, 회전용 지그의 삽입을 가능하도록 하는 지그용 홈(118b)이 외측면에 형성될 수 있다.
샤프트(120)는 하우징(110)의 내측에 삽입되어 회전 가능하게 설치됨으로써 본 실시례에서처럼 일단이 하우징(110)으로부터 돌출되거나, 다른 예로서 양단이 하우징(110)으로부터 돌출될 수 있다. 샤프트(120)는 끝단에 나사 결합되어 제 2 캡(118)에 회전 가능하게 지지되는 연장샤프트(121)가 마련될 수 있다. 샤프트(120)는 연장샤프트(121)가 나사 결합을 위해 수용되기 위한 삽입홈(124)이 형성될 수 있으며, 하우징(110)과 상대적으로 회전하는 부재에 고정되기 위한 고정부(123)가 끝단에 마련될 수 있다. 연장샤프트(121)는 샤프트(120)의 삽입홈(124)에 삽입되어 나사 결합됨으로써 회전 방향에 따라 샤프트(120)로부터 길이방향에 대한 위치 가변이 가능하며, 회전용 지그의 삽입을 위하여 지그용 홈(121a)이 끝단에 형성될 수 있다. 제 2 캡(118)은 연장샤프트(121)의 끝단이 삽입되어 회전 가능하게 결합되도록 회전결합부(118a)가 형성될 수 있다.
샤프트(120)는 앞서 설명한 바와 같이, 제 2 힌지부재(200; 도 3에 도시)의 고정과 토크 인가 모듈(400)에 직접 연결되거나, 본 실시례에서처럼 제 2 힌지부재(200)의 고정과 토크 인가 모듈(400)의 연결을 매개하는 커넥터(500)가 끝단에 결합될 수 있다. 커넥터(500)는 예컨대 샤프트(120)와 함께 회전하도록 샤프트(120)의 고정부(123)가 삽입되어 결합되도록 제 1 결합홀(510)이 일측에 형성될 수 있고, 토크 인가 모듈(400)의 회전체(440)와 함께 회전하도록 회전체(440)의 축부(444) 끝단에 형성된 고정부(445)가 삽입되어 결합되는 제 2 결합홀(520)이 타측에 형성될 수 있으며, 제 1 및 제 2 결합홀(510,520)에 의해 샤프트(120)와 회전체(440)의 축부(444)가 동일 축상에 위치하도록 연결될 수 있다. 또한 컨넥터(500)는 이너튜브(320)와 함께 회전하도록 이터튜브(320)의 내측에 형성되는 슬릿이나 홈에 끼워지기 위한 고정돌기(530)가 외측면에 형성될 수 있다.
하우징핀(130)은 하우징(110)의 내측면에 마련될 수 있고, 샤프트(120)의 측부에 접하거나 인접할 수 있으며, 샤프트(120)를 향하는 면이 샤프트(120)의 외측면 곡률과 상응하는 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 또한 하우징핀(130)은 본 실시례에서처럼 샤프트(120)의 길이방향을 따라 연장되는 형태를 가질 수 있고, 하우징(130)의 측부에 삽입되는 고정핀(131)에 의해 고정될 수 있다. 여기서 고정핀(131)은 하우징(110), 예컨대 중공부재(112)의 측부에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 억지 끼워져서 하우징핀(130)에 결합됨으로써 하우징핀(130)을 하우징(110)의 내측면, 예컨대 내주면에 고정시킬 수 있다. 중공부재(112)와 하우징핀(130)은 고정핀(131)이 억지 끼워지도록 끼움홀(119a,132)이 각각 형성될 수 있다.
액시스핀(140)은 샤프트(120)의 측부에 마련될 수 있고, 하우징(110)의 내측면에 접하거나 인접할 수 있으며, 하우징(110)을 향하는 면이 하우징(110)의 내측면 곡률에 상응하는 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 또한 액시스핀(140)은 본 실시례에서처럼 샤프트(120)의 길이방향을 따라 연장되는 형태를 가질 수 있고, 예컨대 샤프트(120)에 요철 결합될 수 있다. 액시스핀(140)은 샤프트(120)에 요철 결합되기 위하여, 샤프트(120)의 측부에 형성되는 결합홈(122)에 결합되기 위한 결합돌기(141)가 형성될 수 있는데, 이러한 결합홈(122)과 결합돌기(141)의 형성 위치를 반대로 할 수 있음은 물론이다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 유로(150)는 하우징(110) 내에서 하우징핀(130)과 액시스핀(140)에 의해 나뉘어지는 공간, 예컨대 제 1 및 제 2 공간(112a,112b)을 서로 연결시키도록 샤프트(120)에 형성될 수 있다. 유로(150)는 샤프트(120)의 내측을 관통하도록 형성될 수 있으며, 하우징핀(130)과 액시스핀(140)의 위치와, 하우징핀(130)에 대한 액시스핀(140)의 상대적인 회전의 양 및 범위에 따라 변경되는 제 1 및 제 2 공간(112a,112b)을 서로 연결시킬 수 있는 구조 및 형태를 가질 수 있는데, 본 실시례에서처럼 체크밸브부(160)의 설치공간 확보와 제 1 및 제 2 공간(112a,112b)의 연결에 유리하도록 샤프트(120)의 내측에 적어도 하나 이상의 꺾임부(151)가 형성될 수 있다. 여기서 상대적인 회전이란 하우징핀(130)이 고정되고 액시스핀(140)이 회전하는 경우는 물론, 하우징핀(130)이 회전하고 액시스핀(140)이 고정되는 경우, 그리고 하우징핀(130)과 액시스핀(140)이 서로 반대방향으로 회전하는 경우 등을 의미할 수 있으며, 이하에서도 마찬가지로 적용될 수 있다.
하우징핀(130)과 액시스핀(140)은 제 1 및 제 2 공간(112a,112b)이 서로 기밀되게 또는 서로 기밀에 가깝도록 구획시키거나, 제 1 및 제 2 공간(112a,112b) 사이에 작동유체의 이동을 허용하도록 제 1 및 제 2 공간(112a,112b)을 구획시킬 수 있다. 또한 하우징핀(130)과 액시스핀(140)은 샤프트(120)의 회전범위에 따라, 하우징(110)의 중공부재(112) 내측과 샤프트(120) 외측에서의 위치를 달리 정할 수 있다.
체크밸브부(160)는 유로(150)에 작동유체의 일방향 이동을 허용하도록 설치되고, 일례로 회전체, 예컨대 도어의 오픈시 유로(150)를 통한 작동유체의 이동을 허용하면서 도어의 클로즈시 유로(150)를 통한 작동유체의 이동을 차단하도록 할 수 있다. 체크밸브부(160)는 예컨대 본 실시례에서처럼 볼체크밸브로 이루어질 수 있는데, 이는 하나의 예시일 뿐, 일방향 밸브로 사용되는 모든 체크밸브가 사용될 수 있다. 체크밸브부(160)는 볼체크밸브로 이루어질 경우, 예컨대 유로(150) 중에서 확대된 직경을 가지도록 형성되는 확장부(152)에 볼(161)이 설치되고, 스프링(162)의 탄성력에 의해 볼(161)이 확장부(152)의 시작 부위에 밀착됨으로써 작동유체의 이동을 차단하며, 작동유체의 압력이 스프링(162)의 탄성력보다 클 경우 볼(161)이 확장부(152)의 시작 부위로부터 이격됨으로써 작동유체의 이동을 허용하도록 한다. 또한 체크밸브부(160)는 유로(150)의 내측에 나사 결합되는 중공볼트(163)에 의해 스프링(162)이 유로(150)로부터 이탈되지 못하도록 할 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시례에 따른 로터리타입 댐퍼의 동작을 하나의 예로서 설명하기 위한 횡단면도이며, 중공부재(112)가 고정되고, 샤프트(120)가 회전함을 예로 들었다.
도 7에서와 같이, 예컨대 도어의 회전에 의한 오픈에 의해 샤프트(120)가 회전하여 액시스핀(140)이 샤프트(120)와 함께 회전함으로써 제 1 공간(112a)을 가압하면, 제 1 공간(112a) 내의 작동유체를 압축시킴으로써 댐핑력이 발생하게 된다. 이때 제 1 공간(112a) 내의 작동유체는 볼(161)을 밀면서 유로(150)로 통해서 제 2 공간(112b)으로 이동함으로써 댐핑력을 조절하게 되는데, 이러한 댐핑력은 작동유체의 점성, 유로(150)의 형상 및 단면적, 스프링(162)의 탄성계수, 유로(150)를 바이패스하는 작동유체의 유량 등에 의해 조절될 수 있다.
도 8에서와 같이, 예컨대 도어의 회전에 의한 오픈, 일례로 90도로 오픈시에도 유로(150)를 통한 작동유체의 이동에 의해 댐핑력이 조절된다. 한편 도어의 회전에 의한 오픈시, 후술하게 될 토크 인가 모듈(400)은 샤프트(120)를 통해서 클로즈를 위한 토크 인가에 필요한 에너지를 저장하게 된다.
이러한 도어의 회전에 의해 완전 오픈, 예컨대 180도로 오픈 후, 도어의 역방향 회전에 의해 클로즈하게 되면, 도 9 내지 도 11에 도시된 과정을 순차적으로 거치게 되는데, 이 때 샤프트(120)가 역방향으로 회전하여 액시스핀(140)이 샤프트(120)와 함께 역방향으로 회전함으로써 제 2 공간(112b)을 가압하고, 제 2 공간(112b) 내의 작동유체가 압축되어 볼(161)을 밀어서 유로(150)를 차단하게 된다. 이로 인해 제 2 공간(112b) 내의 작동유체가 제 1 공간(112a)으로 이동하지 못하게 되고, 후술하게 될 토크 인가 모듈(400)로부터 인가되는 토크가 샤프트(120)를 통해 전달시 도어의 클로즈에 제대로 사용되도록 한다.
도 4, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 토크 인가 모듈(400)은 예컨대 실린더(410), 스프링(420), 슬라이더(430), 회전체(440), 그리고 이탈방지부(450)를 포함할 수 있다.
실린더(410)는 제 1 힌지부재(200), 예컨대 아웃터튜브(220)에 억지 끼움, 요철 결합, 볼팅 등에 의해 고정될 수 있고, 회전체(440)의 축부(444)가 돌출되도록 일측이 개방될 수 있다. 실린더(410)는 스프링(420)의 탄성력을 조절하는 조절볼트(411)가 다른 일측 내에 나사 결합될 수 있다. 따라서 실린더(410) 내에서 조절볼트(411)를 회전시킴으로써, 조절볼트(411)의 회전에 의한 위치 이동에 의해 스프링(420)의 압축량을 조절하여 샤프트(120)에 인가되는 토크의 크기를 조절할 수 있다. 실린더(410)는 조절볼트(411)의 회전 지그용 홀(411a) 또는 홈을 노출시키는 덮개(412)가 조절볼트(411)의 외측에 설치될 수 있다. 이때 덮개(412)는 조절볼트(411)의 지그용 홀(411a)이나 홈을 노출시키도록 홀(412a)이 형성될 수 있다.
실린더(410)는 조절볼트(411)와 스프링(420) 사이에 위치하는 지지블록(413)이 내측에 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 지지블록(413)은 예컨대 외측면에 길이방향을 따라 형성되는 적어도 하나 이상의 슬라이딩결합돌기(413a)가 실린더(410)의 내측면에 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩결합홈(미도시)에 결합됨으로써, 실린더(410) 내에서 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 이동할 수 있게 된다.
스프링(420)은 토크 인가에 필요한 에너지를 저장하기 위한 부재로서, 실린더(410) 내에 설치될 수 있고, 일례로 압축 코일스프링으로 이루어질 수 있다.
슬라이더(430)는 스프링(420)에 탄성 지지될 수 있고, 실린더(410) 내에 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있으며, 끝단에 상기의 길이방향에 대하여 경사지도록 제 1 가이드부(431; 도 12에 도시)가 형성될 수 있다. 슬라이더(430)는 예컨대 외측면에 길이방향을 따라 형성되는 적어도 하나 이상의 슬라이딩결합돌기(434)가 실린더(410)의 내측면에 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩결합홈(미도시)에 결합됨으로써 실린더(410) 내에서 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 이동할 수 있게 된다.
회전체(440)는 제 1 가이드부(431)에 맞물리는 제 2 가이드부(441; 도 12에 도시)가 경사지게 형성됨으로써. 슬라이더(430)와의 상대적인 회전시 슬라이더(430)를 이동시켜서 스프링(420)을 압축시키고, 스프링(420)의 복원시 반대방향으로 슬라이더(430)와의 상대적인 회전을 하며, 실린더(410)의 개방측을 통해서 샤프트(120)에 직접 또는 커넥터(500)를 매개로 결합될 수 있다. 회전체(440)는 예컨대 샤프트(120)에 직접 또는 커넥터(500) 등의 연결부재를 매개로 고정되기 위한 축부(444)가 베어링(460)에 의해 실린더(410)의 내측에 회전 가능하게 지지될 수 있고, 슬라이더(430)의 이동을 가이드하도록 예컨대 결합부(446)에 의해 슬라이더(430)에 결합될 수 있다. 여기서 결합부(446)는 일례로 본 실시례에서처럼 슬라이더(430)에 형성되는 홈에 끼워지는 돌기 형태로 이루어지거나, 다른 예로서 슬라이더(430)에 형성되는 돌기에 끼워지는 홈 형태로 이루어질 수 있으며, 슬라이더(430)와 회전체(440)의 상대적인 회전 및 길이방향 이동을 가능하도록 구성될 수 있다.
이탈방지부(450)는 회전체(440)의 이탈을 억제하도록 실린더(410)에 마련될 수 있는데, 일례로 회전체(440)의 축부(444)에 끼워지도록 링형태로 이루어져서 실린더(410)의 다른 일측에 나사 결합될 수 있으며, 다른 예로서 회전체(440)가 삽입되도록 실린더(410)의 다른 일측에 일체로 형성될 수도 있다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 슬라이더(430)와 회전체(440)는 길이방향, 즉 실린더(410)의 길이방향을 경계로 하여 서로 접함으로써 상대적인 회전을 제한하도록 하는 제 1 및 제 2 걸림부(432,442)가 각각 형성될 수 있다. 또한 슬라이더(430)와 회전체(440)는 상기의 길이방향에 직교하는 방향을 경계로 하여 서로 접함으로써 슬라이더(430)의 슬라이딩을 멈추도록 하는 제 1 및 제 2 지지부(433,443)가 각각 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 지지부(433,443)는 예컨대 슬라이더(430)와 회전체(440)가 정해진 회전 범위 내에서 슬라이더(430)의 슬라이딩을 멈추도록 하고, 이로 인해 스프링(420)의 압축을 멈추도록 하여 인가되는 토크의 크기가 제한할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 일정 크기 이상의 외력이 슬라이더(430) 측이나 회전체(440) 측에 인가될 때까지 복귀를 제한하도록 할 수 있다. 슬라이더(430)와 회전체(440)는 중심부 둘레를 따라 제 1 및 제 2 가이드부(431,441), 제 1 및 제 2 지지부(433,443), 그리고 제 1 및 제 2 걸림부(432,442) 순으로 연속해서 형성될 수 있다.
이와 같은 토크 인가 모듈(400)은 도 14에서와 같이, 슬라이더(430)와 회전체(440)가 제 1 및 제 2 걸림부(432,442)에 의해 맞물림으로써 축부(444)를 통한 토크의 인가가 해제된다. 그리고 도 15에서와 같이, 슬라이더(430)와 회전체(440)의 상대적인 회전에 의해 제 1 및 제 2 가이드부(431,441; 도 12에 도시)가 서로 맞물려서 회전체(440)로부터 슬라이더(430)가 이격되면, 슬라이더(430)에 의해 스프링(420)이 압축되는데, 압축된 스프링(420)의 복원력에 의해 슬라이더(430)를 복귀시키려는 힘이 발생하고, 이러한 힘이 회전체(440)에 토크로서 인가된다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 로터리타입 댐퍼 110 : 하우징
112 : 중공부재 112a : 제 1 공간
112b : 제 2 공간 113 : 제 1 장착링
113a : 장착홈 114 : 제 2 장착링
114a : 장착홈 115 : 제 1 오링
116 : 제 2 오링 117 : 제 1 캡
118 : 제 2 캡 118a : 회전결합부
118b : 지그용 홈 119a : 끼움홀
120 : 샤프트 121 : 연장샤프트
121a : 지그용 홈 122 : 결합홈
123 : 고정부 124 : 삽입홈
130 : 하우징핀 131 : 고정핀
132 : 끼움홀 140 : 액시스핀
141 : 결합돌기 150 : 유로
151 : 꺾임부 152 : 확장부
160 : 체크밸브부 161 : 볼
162 : 스프링 163 : 중공볼트
200 : 제 1 힌지부재 210 : 제 1 고정부
220 : 아웃터튜브 300 : 제 2 힌지부재
310 : 제 2 고정부 320 : 이너튜브
400 : 토크 인가 모듈 410 : 실린더
411 : 조절볼트 411a : 지그용 홀
412 : 덮개 412a : 홀
413 : 지지블록 413a : 슬라이딩결합돌기
420 : 스프링 430 : 슬라이더
431 : 제 1 가이드부 432 : 제 1 걸림부
433 : 제 1 지지부 434 : 슬라이딩결합돌기
440 : 회전체 441 : 제 2 가이드부
442 : 제 2 걸림부 443 : 제 2 지지부
444 : 축부 445 : 고정부
446 : 결합부 450 : 이탈방지부
460 : 베어링 500 : 커넥터
510 : 제 1 결합홀 520 : 제 2 결합홀
530 : 고정돌기

Claims (20)

  1. 작동유체가 채워지는 하우징;
    상기 하우징의 내측에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 샤프트;
    상기 하우징의 내측면에 마련되고, 상기 샤프트의 측부에 접하거나 인접하는 하우징핀;
    상기 샤프트의 측부에 마련되고, 상기 하우징의 내측면에 접하거나 인접하는 액시스핀;
    상기 하우징 내에서 상기 하우징핀과 상기 액시스핀에 의해 나뉘어지는 공간을 서로 연결시키도록 상기 샤프트에 형성되는 유로; 및
    상기 유로에 작동유체의 일방향 이동을 허용하도록 설치되는 체크밸브부;
    를 포함하고,
    상기 유로는,
    상기 샤프트의 내측에 적어도 하나 이상의 꺾임부가 형성되는, 로터리타입 댐퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 샤프트가 내측에 위치하는 중공부재;
    상기 샤프트에 삽입되어 상기 중공부재 내의 양단에 각각 끼워지고, 내주면에 장착홈이 형성되는 제 1 및 제 2 장착링;
    상기 장착홈 각각에 장착되고, 상기 샤프트의 외주면에 밀착되는 제 1 및 제 2 오링; 및
    상기 제 1 및 제 2 장착링의 이탈을 방지하도록 상기 중공부재의 양단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 캡;
    을 포함하는 로터리타입 댐퍼.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 캡은,
    상기 중공부재로부터 상기 샤프트를 돌출시키도록 상기 샤프트에 삽입되고, 상기 중공부재의 일단에 결합되며,
    상기 제 2 캡은,
    상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하고, 상기 중공부재의 다른 일단에 차단을 위해 결합되는, 로터리타입 댐퍼.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 샤프트는,
    끝단에 나사 결합되어 상기 제 2 캡에 회전 가능하게 지지되는 연장샤프트가 마련되는, 로터리타입 댐퍼.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징핀은,
    상기 하우징의 측부에 삽입되는 고정핀에 의해 고정되는, 로터리타입 댐퍼.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 고정핀은,
    상기 하우징의 측부에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 억지 끼워져서 상기 하우징핀에 결합되는, 로터리타입 댐퍼.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 액시스핀은,
    상기 샤프트에 요철 결합되는, 로터리타입 댐퍼.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 체크밸브부는,
    볼체크밸브로 이루어지는, 로터리타입 댐퍼.
  10. 청구항 1 내지 청구항 7, 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 로터리타입 댐퍼;
    상기 하우징에 고정되는 제 1 힌지부재; 및
    상기 제 1 힌지부재와 힌지 결합되도록 상기 샤프트에 고정되는 제 2 힌지부재;
    를 포함하는, 힌지 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 7, 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 로터리타입 댐퍼;
    상기 하우징에 고정되는 제 1 힌지부재;
    상기 제 1 힌지부재와 힌지 결합되도록 상기 샤프트에 고정되는 제 2 힌지부재; 및
    상기 제 1 힌지부재로부터 상기 샤프트에 토크를 인가하도록 상기 제 1 힌지부재에 고정되는 토크 인가 모듈;
    을 포함하는, 힌지 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 힌지부재는,
    고정체와 회전체 중 어느 하나에 고정되는 제 1 고정부가 마련되고, 상기 제 1 고정부의 양측에 상기 하우징과 상기 토크 인가 모듈이 각각 고정되기 위한 아웃터튜브가 마련되며,
    상기 제 2 힌지부재는,
    상기 고정체와 상기 회전체 중 다른 하나에 고정되는 제 2 고정부가 마련되고, 상기 샤프트에 고정되는 이너튜브가 상기 아웃터튜브 사이에 일렬로 배치되도록 상기 제 2 고정부에 마련되는, 힌지 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 샤프트는,
    상기 제 2 힌지부재의 고정과 상기 토크 인가 모듈의 연결을 매개하는 커넥터가 끝단에 결합되는, 힌지 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 토크 인가 모듈은,
    상기 제 1 힌지부재에 고정되고, 일측이 개방되는 실린더;
    상기 실린더 내에 설치되는 스프링;
    상기 스프링에 탄성 지지되고, 상기 실린더 내에 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되며, 끝단에 상기 길이방향에 대하여 경사지도록 제 1 가이드부가 형성되는 슬라이더;
    상기 제 1 가이드부에 맞물리는 제 2 가이드부가 경사지게 형성됨으로써 상기 슬라이더와의 상대적인 회전시 상기 슬라이더를 이동시켜서 상기 스프링을 압축시키고, 상기 스프링의 복원시 반대방향으로 상기 슬라이더와의 상대적인 회전을 하며, 상기 실린더의 개방측을 통해서 상기 샤프트에 결합되는 회전체; 및
    상기 회전체의 이탈을 억제하도록 상기 실린더에 마련되는 이탈방지부;
    를 포함하는, 힌지 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 스프링의 탄성력을 조절하는 조절볼트가 다른 일측 내에 나사 결합되는, 힌지 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 조절볼트의 지그용 홀 또는 홈을 노출시키는 덮개가 상기 조절볼트의 외측에 설치되는, 힌지 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 조절볼트와 상기 스프링 사이에 위치하는 지지블록이 내측에 회전이 억제된 상태로 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되는, 힌지 장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 회전체는,
    축부가 베어링에 의해 상기 실린더의 내측에 지지되고, 상기 슬라이더의 이동을 가이드하도록 상기 슬라이더에 결합되는, 힌지 장치.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 슬라이더와 상기 회전체는,
    상기 길이방향을 경계로 하여 서로 접함으로써 상대적인 회전을 제한하도록 하는 제 1 및 제 2 걸림부가 각각 형성되는, 힌지 장치.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 슬라이더와 상기 회전체는,
    상기 길이방향에 직교하는 방향을 경계로 하여 서로 접함으로써 상기 슬라이더의 슬라이딩을 멈추도록 하는 제 1 및 제 2 지지부가 각각 형성되는, 힌지 장치.
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