KR101756197B1

KR101756197B1 - 도어 클로저

Info

Publication number: KR101756197B1
Application number: KR1020170014989A
Authority: KR
Inventors: 문봉조
Original assignee: 문봉조
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2017-07-10

Abstract

본 발명은 도어 개방 후 외력의 작용 없이 도어가 자동으로 폐쇄되도록 하는 도어 클로저에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조립 완료된 도어 클로저가 도어에 설치되기 전에, 코일스프링의 강한 탄성력에 의해 피스톤 로드에 전진 압력이 가해져, 랙기어에 치합된 피니언 기어의 톱니로 인해 피스톤 로드와의 접촉 부위에 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있도록, 후단 몸통부와 랙기어 사이에, 후단 몸통부의 외주면보다 낮은 높이에서 수평 바닥면을 형성하여, 피니언 기어의 톱니가 접촉하여 지지되는 접촉 단턱부가 구비되어 있는 도어 클로저에 관한 것이다.

Description

도어 클로저{DOOR CLOSER}

일반 가정이나 사무실 등의 현관문, 방화문과 같은 여닫이식 도어에는 일반적으로 도어를 열었을 때 도어가 자동으로 닫히도록 하는 도어 클로저가 설치되어 있다.

이러한 도어 클로저는 도 5에 도시된 바와 같이, 기본적으로, 문틀(1)에 경첩(DH) 등으로 힌지 결합된 도어(D)의 일측면에 도어 클로저용 하우징(H)이 부착되고, 링크부재(L)의 일단이 하우징(H)에 구비된 링크 샤프트(LS)에 연결되고 링크부재(L)의 타단이 문틀에(1) 힌지 결합되어, 도어(D) 개방 시 링크부재(L)가 연동 회전하면서 펴진 상태에서, 도어(D)를 개방하던 외력이 해소되면 하우징(H) 내의 도어 클로저가 링크부재(L)를 원 상태로 회전 복귀시켜, 링크부재(L)의 회전 복귀 동력을 이용해 도어(D)가 자동으로 폐쇄되도록 한다.

이때 하우징 내부에 구비되는 도어 클로저는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일반적으로 링크 샤프트와 동축 회전하는 피니언 기어(204), 하우징(200) 내부에서 전후 왕복 이동하도록 구비되고 일측면에 상기 피니언 기어(204)와 치합되는 랙기어(203)를 구비한 피스톤 로드(201), 상기 피스톤 로드(201)를 복귀 방향으로 탄성 지지하여 도어의 자동 폐쇄 동력을 제공하는 코일스프링(202)을 포함하여 이루어진다.

따라서 도어를 개방하면 링크부재(205)가 펴지면서 피니언 기어(204)가 시계 반대 방향으로 회전하여 피스톤 로드(201)가 후진하면서 코일스프링(202)이 압축되고, 도어를 개방하던 외력이 해소되면 코일스프링(202)의 탄성력에 의해 피스톤 로드(201)가 전진 복귀하면서 피니언 기어(204)를 시계 방향으로 회전시켜 링크부재(205)에 의해 도어가 자동으로 폐쇄된다.

이렇게 도어의 자동 폐쇄 동력을 제공하는 도어 클로저는 구체적인 작동 원리에 따라 피스톤 로드의 오일 순환 구조, 코일스프링의 배치나 피스톤 로드의 랙기어 위치 등이 달라질 수 있으나, 랙기어와 피니언기어의 치합 및 코일스프링을 이용하는 도어 클로저의 경우 도 6의 구성과 대동소이하다.

이러한 종래의 도어 클로저는, 피스톤 로드의 외주면에 랙기어를 가공하는 형태이기 때문에, 피스톤 로드의 몸통부 외주면과 랙기어의 톱니가 동일 높이로 형성된다.

그런데 종래의 도어 클로저는, 피스톤 로드가 전진하여 피니언 기어가 랙기어의 후단부 정위치에 치합되어 있는 상태에서, 코일스프링의 탄성력이 피스톤 로드의 전진 압력으로 계속 가해지면, 이에 연동하는 피니언 기어에 회전 압력이 작용하여, 피니언 기어의 톱니가 피스톤 로드의 후단 몸통부 외주면(보다 엄밀하게는 랙기어와 후단 몸통부 사이를 연결하는 경사면)과 접촉이 발생하여, 접촉 부위에 파손이 발생하게 된다.

즉, 도어 클로저가 도어에 설치된 상태에서는, 링크부재의 양단이 하우징 및 문틀에 모두 연결되어 있으므로, 피스톤 로드가 전진 완료된 상태(즉, 도어가 폐쇄된 상태)에서 코일스프링의 탄성력이 피스톤 로드에 가해지더라도, 도어가 폐쇄되어 있기 때문에 정지된 피스톤 로드가 코일스프링의 탄성력에 대항하여, 피니언 기어의 톱니와 피스톤 로드의 접촉 부위에 파손이 발생하지 않으나,

조립 완료된 도어 클로저가 도어에 설치되기 전, 즉 제품 출하 후 설치되기 전의 상태에서는, 링크부재가 별도로 연결 및/또는 구속되어 있지 않아, 코일스프링에 의해 피스톤 로드가 최대치로 전진되어 있는데, 이때 코일스프링의 탄성력이 피스톤 로드에 계속 작용하면서 피니언 기어에 회전 압력이 가해져, 피니언 기어의 톱니가 피스톤 로드의 후단 몸통부에 접촉하면서 접촉 부위에 파손이 발생하여, 피니언 기어와 랙기어 사이의 치합 구조를 변형(마모 등. 속칭 가지리 발생 또는 톱니가 물리거나 먹힌다고 표현함.)시켜, 도어 클로저가 작동할 때 소음이 발생하거나, 피스톤 로드가 과속으로 동작하는 등 정상적으로 작동하지 않을 뿐만 아니라, 도어 클로저의 사용이 아예 불가능한 문제점이 있다.

이는 도어의 자동 폐쇄 동력을 제공하는 코일스프링의 탄성력이 매우 강하기 때문에 발생하는 것으로, 이에 따라 코일스프링의 강한 탄성력을 유지하면서도, 조립된 도어 클로저를 도어 설치 전에 안전하게 보관하여, 부품의 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있는 기술의 필요성이 제기되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 조립된 도어 클로저가 도어에 설치되기 전 상태에서, 피스톤 로드를 전진시키는 코일스프링의 강한 탄성력이 피니언 기어로 전달되어, 톱니 접촉에 따른 부품의 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있도록, 후단 몸통부와 랙기어 사이에, 후단 몸통부의 외주면보다 낮은 높이에서 수평 바닥면을 형성하여, 피니언 기어의 톱니가 접촉하여 지지되는 접촉 단턱부가 구비되어 있는 도어 클로저를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은, 피니언 기어의 원활한 회전을 보장하면서, 피스톤 로드의 길이를 단축하여 도어 클로저의 내부 구성을 보다 콤팩트하게 설계 및 제작할 수 있도록, 상기 접촉 단턱부의 수평 바닥면에서 후단 몸통부 방향으로 상향 경사지게 형성된 후단 경사면이 구비되어 있는 도어 클로저를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은, 피스톤 로드의 전후진 왕복 이동 시, 피니언 기어의 톱니가 피스톤 로드의 전단 몸통부에 접촉하지 않도록 하여, 접촉 부위에 대한 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있도록, 전단 몸통부와 랙기어 사이에, 전단 몸통부의 외주면보다 낮고 랙기어의 요홈 바닥면보다 높은 높이에서 수평 바닥면을 형성하면서 피니언 기어의 톱니가 접촉하지 않는 비접촉 공간부가 구비되어 있는 도어 클로저를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은, 도어 개폐 시, 회전하는 피니언 기어의 톱니와 전후진 왕복 이동하는 피스톤 로드의 랙기어가 부드럽게 치합된 상태로 연동하여 치합 부위에 대한 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있도록, 랙기어의 톱니 양 모서리가 라운드지게 형성되어 있는 도어 클로저를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도어 클로저는,

도어에 장착되는 하우징에 내장되는 것으로, 링크 샤프트와 동축 회전하도록 연결된 피니언 기어와, 전후 왕복 이동하도록 구비되고 일측면에 상기 피니언 기어와 치합되는 랙기어를 구비한 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드를 전진 복귀 방향으로 탄성 지지하여 도어의 자동 폐쇄 동력을 제공하는 코일스프링을 포함하는 도어 클로저에 있어서,

상기 피스톤 로드는, 전단 몸통부와 후단 몸통부 사이에 상기 랙기어가 구비되되,

피스톤 로드의 전진 완료 상태에서, 피스톤 로드의 길이방향과 직교되는 수직방향으로 상기 피니언 기어의 톱니를 지지하여 상기 코일스프링에 의한 피스톤 로드의 전진 압력이 상쇄되도록, 후단 몸통부와 랙기어 사이에, 후단 몸통부의 외주면보다 낮은 높이에서 수평 바닥면을 형성하여, 피니언 기어의 톱니가 접촉하여 지지되는 접촉 단턱부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 도어 클로저에서,

상기 접촉 단턱부는, 수평 바닥면에서 후단 몸통부 방향으로 소정 각도로 상향 경사진 후단 경사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 도어 클로저에서,

상기 피스톤 로드는,

피스톤 로드의 후진 완료 상태에서, 상기 피니언 기어의 톱니가 피스톤 로드에 접촉하지 않도록, 전단 몸통부와 랙기어 사이에, 전단 몸통부의 외주면보다 낮고 랙기어의 요홈 바닥면보다 높은 높이에서 수평 바닥면을 형성하면서 피니언 기어의 톱니가 접촉하지 않는 비접촉 공간부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 도어 클로저에서,

상기 랙기어의 톱니는, 모서리가 라운드지게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 도어 클로저는, 피스톤 로드의 후단 몸통부와 랙기어 사이에 피니언 기어의 톱니를 피스톤 로드의 길이방향과 직교되는 수직방향으로 지지하는 접촉 단턱부가 마련되어, 도어 클로저를 도어에 설치하기 전에 코일스프링의 탄성력이 피니언 기어의 회전 압력으로 작용하여 톱니 접촉에 따른 부품의 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있고,

전단 몸통부와 랙기어 사이에 형성된 비접촉 공간부를 통해 도어 개폐 시 피스톤 로드가 후진 완료된 상태에서 피니언 기어의 톱니가 피스톤 로드에 접촉하지 않도록 하여 부품 파손에 따른 도어 클로저의 기능이 저하되거나 상실되는 것을 방지할 수 있고,

피스톤 로드의 길이를 단축하여 도어 클로저의 내부 구성을 보다 콤팩트하게 설계 및 제작 가능하고,

회전하는 피니언 기어와 전후진하는 피스톤 로드의 연동 작동이 부드럽게 이루어지며,

링크부재의 길이 조절이 쉬우면서도, 사용 중 링크부재의 길이 변화가 발생하지 않아,

도어의 자동 폐쇄 기능을 더욱 안전하고 장기간 사용 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도어 클로저의 피스톤 로드와 피니언 기어의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 피스톤 로드의 측면도.
도 3 및 도 4는 도어 개폐 시, 본 발명에 따른 피스톤 로드와 피니언 기어의 치합 구조를 일부 단면으로 표시한 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 도어 클로저의 설치 구조를 설명하기 위한 도어의 평면도 및 링크부재용 길이 조절수단을 설명하기 위한 평면도와 단면도들.
도 6은 종래의 도어 클로저 구조를 설명하기 위한 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 도어 클로저를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 3을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 도어 클로저를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명은 도 5의 상부 평면도에 도시된 바와 같이, 제1 링크암(110)과 제2 링크암(고정암(111)과 가변암(112))이 힌지 결합된 링크부재(L)의 양단이, 도어(D)의 일측면에 부착된 하우징(H)과 문틀에 각각 힌지 결합되어, 상기 링크부재(L)의 각도 조절을 통해 도어(D)를 개방하였을 때 도어(D)의 자동 폐쇄가 이루어지도록, 도어(D)에 장착된 하우징(H)에 내장되는 도어 클로저에 관한 것으로,

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 링크 샤프트(LS)와 동축 회전하도록 연결된 피니언 기어(10)와, 하우징(H)에서 전후 왕복 이동하도록 구비되고 일측면에 상기 피니언 기어(10)와 치합되는 랙기어(21)를 구비한 피스톤 로드(20)와, 상기 피스톤 로드(20)를 전진 복귀 방향으로 탄성 지지하여 도어(D)의 자동 폐쇄 동력을 제공하는 코일스프링(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 피니언 기어(10)는 하우징(H) 내부에 수직 방향으로 축설되어, 링크부재(L)의 제1 링크암(110)과 연결된 링크 샤프트(LS)와 연동하여 동축 회전하는 것으로, 축부의 외주면을 따라 복수개의 톱니(이하 제1 톱니(11)로 통칭함.)가 돌출 형성되어 있다.

상기 피스톤 로드(20)는, 상기 피니언 기어(10)의 축설 방향과 직교되는 수평 방향으로 하우징(H) 내부에 설치되어 좌우 전후진 왕복 이동하는 것으로, 피니언 기어(10)와 접하는 일측면에 복수개의 톱니(이하 제2 톱니(24)로 통칭함.)로 이루어진 랙기어(21)가 마련되어,

피니언 기어(10)와 랙기어(21)의 치합으로 인해, 피니언 기어(10)의 양방향 회전과 피스톤 로드(20)의 전후진 왕복 이동이 서로 연동하게 된다.

이러한 피스톤 로드(20)는, 전단 몸통부와 후단 몸통부 사이에 상기 랙기어(21)가 구비되며, 후단부가 개구된 중공부(22)가 피스톤 로드(20)의 길이방향으로 관통 형성되어 피스톤 로드(20)의 전후진 왕복 이동 시 완충을 위한 오일(유압)이 채워진다.

그리고 랙기어(21)의 후단부에 배출공(22a)이 피스톤 로드(20)의 내외를 관통하여 형성되고, 피스톤 로드(20)의 전단 몸통부에 유입공(23)이 관통하여 형성되어,

도어(D) 개방 시 피스톤 로드(20)가 후진(도면 상 우측 이동)하면, 중공부(22)의 오일이 배출공(22a)으로 배출되어 하우징(H) 내의 유로를 지나 하우징(H) 전단부에 마련된 오일 저장부로 이동하고, 피스톤 로드(20)의 전진(도면 상 좌측 이동) 복귀에 의해 도어(D)가 폐쇄될 때 오일 저장부의 오일이 유입공(23)을 통해 중공부(22)로 유입되어 채워지며,

유입공(23)에는 오일의 흐름 방향을 일방향으로 제어하기 위한 볼밸브로 이루어진 체크밸브(미도시)가 구비된다.

그리고 상기 코일스프링(30)은, 상기 피스톤 로드(20)의 중공부(22)에 삽입되어 피스톤 로드(20)를 전진 복귀 방향으로 탄성 지지하는 것으로,

도어(D) 개방 시 피스톤 로드(20)가 후진하면 코일스프링(30)이 압축되면서 탄성력이 축적되고, 도어(D)를 개방하고 있던 외력이 해소되면 코일스프링(30)에 축적된 탄성력이 작용하여 피스톤 로드(20)를 전진 복귀시켜, 피스톤 로드(20)의 전진 운동이 피니언 기어(10)의 회전력으로 전달되어 링크부재(L)를 통해 도어(D)가 자동 폐쇄된다.

이러한 구성의 도어 클로저에 있어서, 도어 클로저를 도어에 설치하기 전, 즉 링크부재(L)를 연결하지 않은 상태에서는, 코일스프링(30)의 탄성력에 의해 피스톤 로드(20)가 전진 완료한 상태로 포장 및 보관되고,

이때 피스톤 로드(20)를 스토핑하는 별도의 부재가 없기 때문에, 코일스프링(30)의 강한 탄성력이 계속 작용함에 따라, 피스톤 로드(20)에 전달되는 전진 압력이 피니언 기어(10)로 전달되어, 제1 톱니(11)들은 일방향(도면 상 시계방향)으로 회전 압력을 받게 된다.

한편 도 3의 점선(L1)으로 도시된 바와 같이, 후단 몸통부와 랙기어(21) 사이가, 제2 톱니(24)와 동일한 경사도를 갖도록 연결되어 있으면, 연결 경사면이 제1 톱니(11)들의 회전 경로를 간섭하게 되어 피니언 기어(10)의 회전이 불가능하므로,

종래의 피스톤 로드는 도 3의 점선(L2)으로 도시된 바와 같이, 후단 몸통부의 외주면과 랙기어(21)(보다 엄밀하게는 랙기어(21)의 후단 마지막 요홈(25)) 사이가 제2 톱니(24)보다 낮은 경사도를 갖도록 연결되어 있다.

따라서 종래의 피스톤 로드는, 길이 단축을 위해, 연결 경사면의 경사도를 피니언 기어(10)의 회전을 간섭하지 않는 한도에서 최대한으로 높게 유지하는 바,

상기한 바와 같이 도어 클로저를 도어에 설치하기 전에는, 코일스프링(30)의 강한 탄성력이 피니언 기어(10)에 그대로 전달되어, 랙기어(21)에 치합되지 않은 제1 톱니(11b)(즉, 제2 톱니(24)에 치합된 톱니(11a) 다음의 비치합 톱니)가 연결 경사면에 그대로 접촉하게 되고, 이 상태가 장기간 유지되면 제1 톱니(11b)가 물리면서 접촉 부위의 파손이 발생하여 도어 클로저의 기능 저하 내지 상실을 유발할 수 있다.

즉, 종래의 피스톤 로드는 도 3의 점선(L2)과 같은 연결 경사면이 피니언 기어(10)의 회전 방향과 일치하여, 피니언 기어(10)의 회전 압력에 대항할 수 없기 때문에, 피스톤 로드(20)의 전진 압력을 상쇄시킬 수가 없어, 접촉 부위가 마모되는 등의 파손이 발생할 수 있다.

이에 본 발명은, 피스톤 로드(20)의 전진 완료 상태에서, 피스톤 로드(20)의 길이방향과 직교되는 수직방향으로 상기 피니언 기어(10)를 지지하여, 상기 코일스프링(30)에 의한 피스톤 로드(20)의 전진 압력을 상쇄시켜, 상기한 문제점을 해결하였다.

이를 위해, 상기 피스톤 로드(20)는 후단 몸통부와 랙기어(21) 사이에, 후단 몸통부의 외주면보다 낮은 높이에서 수평 바닥면(이하 제1 수평 바닥면(27a)으로 통칭함.)을 형성하여, 피니언 기어(10)의 제1 톱니(11b)가 접촉하여 지지되는 접촉 단턱부(27)를 포함한다.

즉, 피스톤 로드(20)가 전진 완료된 상태에서, 피니언 기어(10)의 제1 톱니(11b)가 제1 수평 바닥면(27a)에 접촉하여 지지되면, 후단 몸통부 자체가 피니언 기어(10)의 회전을 억제하는 기능을 하게 됨에 따라, 코일스프링(30)에 의해 발생하는 피스톤 로드(20)의 전진 압력을 상쇄시켜, 접촉 단턱부(27)에 지지되는 피니언 기어(10)가, 흡사 피스톤 로드(20)의 전진을 방지하는 스토퍼로 기능하여, 상기한 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

다시 말해, 코일스프링(30)의 탄성력이 계속적으로 피스톤 로드(20)의 전진 압력으로 가해지기 위해선, 랙기어(21)에 치합된 피니언 기어(10)의 회전이 함께 수반되어야 하는데, 본 발명은 제1 수평 바닥면(27a)이 제1 톱니(11b)를 상측 수직방향, 즉 피니언 기어(10)의 회전방향과 반대되는 방향으로 지지하고 있어, 별도의 스토퍼를 추가하지 않더라도, 코일스프링(30)의 탄성력과 무관하게 피스톤 로드(20)의 전진 및 피니언 기어(10)의 회전이 함께 스토핑되어, 접촉 부위가 마모되는 등의 파손이 발생하는 것을 방지한다.

이때 상기 접촉 단턱부(27)는, 랙기어(21)의 후단부 비접촉 경사면과 연결되며 수평방향으로 소정 면적을 갖는 제1 수평 바닥면(27a)과, 상기 제1 수평 바닥면(27a)의 후단에서 후단 몸통부 방향으로 소정 각도로 상향 경사진 제1 경사면(27b)을 포함하여 이루어져,

피니언 기어(10)의 원활한 회전을 보장하면서 피스톤 로드(20)의 밀림을 해소할 수 있도록 한다.

이어서 도 6에 도시된 종래의 피스톤 로드(201)와 같이, 몸통부의 외주면과 랙기어(203)의 톱니 상단이 서로 동일 높이로 형성될 경우, 도 4의 점선(L3)으로 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(20)의 전단 몸통부와 랙기어(21) 사이가 제2 톱니(24)와 동일한 경사도를 갖도록 연결되어 있으면, 상기한 바와 같이 연결 경사면이 제1 톱니(11)들의 회전 경로를 간섭하게 되므로,

종래의 피스톤 로드는, 도 4의 점선(L4)으로 도시된 바와 같이, 전단 몸통부의 외주면과 랙기어(21)(보다 엄밀하게는 랙기어(21)의 전단 마지막 요홈(25)) 사이가 제2 톱니(24)보다 낮은 경사도를 갖도록 연결되어, 피니언 기어(10)의 회전을 간섭하지 않도록 한다.

이때 도어 클로저를 설치한 후, 링크부재(L)의 제2 링크암(고정암(111)과 가변암(112)) 길이를 최대한으로 조절하여 도어(D)의 개방 각도를 최대로 조정하면, 그에 따라 피스톤 로드(20)의 후진 거리가 길어지게 되는데, 피스톤 로드(20)의 후진 거리가 랙기어(21) 전체의 길이보다 길어지게 되면,

피니언 기어(10)의 제1 톱니(11)들 중 랙기어(21)에 마지막으로 치합되는 제1 톱니(11a) 다음의 비치합 제1 톱니(11b)가, 도 4의 점선(L4)으로 도시된 연결 경사면에 접촉할 위험성이 있다(도 4에서는 제1 톱니(11)들의 끝단부 회전 경로와 연결 경사면이 서로 비접촉하는 것으로 도시되어 있으나, 피스톤 로드(20)가 도면보다 더 후진하는 경우에 접촉이 발생함.).

이러한 접촉이 반복적으로 발생하게 되면, 접촉 부위가 파손되어 피니언 기어(10)와 피스톤 로드(20) 사이에 마모나 엊물림 등이 발생하여 도어(D)의 자동 폐쇄가 원활하게 작동하지 않을 수 있다.

이에 본 발명의 피스톤 로드(20)는, 피스톤 로드(20)의 후진 완료 상태에서, 피니언 기어(10)의 제1 톱니(11)가 피스톤 로드(20)의 외주면에 접촉하지 않도록, 전단 몸통부와 랙기어(21) 사이에, 전단 몸통부의 외주면보다 낮고 랙기어(21)의 요홈(25) 바닥면보다 높은 높이에서 수평 바닥면(이하 제2 수평 바닥면(26a)으로 통칭함.)을 형성하면서, 피니언 기어(20)의 제1 톱니(11b)가 접촉하지 않는 비접촉 공간부(26)가 구비된다.

즉, 본 발명은, 전단 몸통부와 랙기어(21) 사이에, 비접촉 공간부(26)를 형성하여, 비치합 제1 톱니(11b)가 비접촉 공간부(26)에 수용되도록 함으로써, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

또한 도어(D) 개방 시, 피스톤 로드(20)가 최대로 후진 이동하였을 때, 상기 비접촉 공간부(26)로 인해, 랙기어(21)에 치합된 제1 톱니(11a)가 랙기어(21)의 요홈(25)에 지지되지 못할 경우, 피니언 기어(10)와 랙기어(21)의 치합 구조가 틀어질 수 있으므로,

이를 방지하기 위해, 상기 비접촉 공간부(26)의 제2 수평 바닥면(27a)은, 상기 랙기어(21)의 요홈(25) 바닥면보다 높게 형성된다.

그리고 본 발명의 비접촉 공간부(26)는, 랙기어(21)의 전단 마지막 요홈(25)의 경사면과 연결되며 수평방향으로 소정 면적을 갖는 제2 수평 바닥면(26a)과, 상기 제2 수평 바닥면(26a)의 전단에서 전단 몸통부 방향으로 소정 각도로 상향 경사진 제2 경사면(26b)으로 형성되어,

랙기어(21)의 마지막 제2 톱니(24)에 치합된 제1 톱니(11a)를 최대한으로 지지하면서도, 치합되지 않은 다음의 제1 톱니(11b)가 접촉되지 않도록 하는 최대한의 공간 면적을 확보할 수 있다.

또한 상기 랙기어(21)는 요철(凹凸) 구조의 제2 톱니(24)들과 요홈(25)들로 이루어지는데, 특히 제2 톱니(24)들은 강도 유지를 위해 사다리꼴 형상으로 돌출 형성되는 바, 피니언 기어(10)와 피스톤 로드(20)가 연동할 때 각 톱니들의 접촉에 의해 파손이 발생할 수 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점이 발생하는 것을 방지함과 아울러, 피니언 기어(10)의 회전이 용이하게 이루어지도록,

상기 랙기어(21)의 제2 톱니(24)는, 상단부 전후 양측 모서리(24a)가 라운드지게 형성되어, 톱니들 사이의 마찰 저항을 해소한다.

다음으로, 상기 제1 경사면(27b) 및 제2 경사면(26b)의 경사도는, 상기 제2 톱니(24)의 전후면 경사도보다 10ㅀ~ 20ㅀ, 보다 바람직하게는 15ㅀ낮게 형성된다.

즉, 예를 들어 제2 톱니(24)의 전후면 경사도가 60ㅀ일 경우, 제1 경사면(27b) 및 제2 경사면(26b)의 경사도는 40~50ㅀ, 보다 바람직하게는 45ㅀ가 된다.

이러한 경사도 차이를 통해, 제1, 제2 수평 바닥면(27a)(26a)의 전후 너비를 최소화하면서도, 제1 톱니(11)가 제1 경사면(27b) 및 제2 경사면(26b)에 접촉하는 것을 방지하여, 피스톤 로드(20)의 길이를 최대한으로 단축함으로써, 도어 클로저의 내부 구성을 보다 콤팩트하게 설계 및 제작할 수 있게 된다.

한편, 상기한 바와 같이, 도어 클로저의 링크부재(L)는, 제2 링크암(고정암(111)과 가변암(112))의 길이 조절을 통해 도어(D)의 최대 개방 각도나 도어(D)의 폐쇄 속도 내지 도어(D) 폐쇄 중 완충 등을 조절하게 되는데, 종래의 도어 클로저는 제1 링크암(110)과 힌지 연결된 고정암(111)에, 가변암(112)이 나사 결합되어, 가변암(112)의 나사 조절을 통해 링크부재(L) 전체의 길이를 조절하여 설치된다.

이 경우, 가변암(112)의 회전을 방지하기 위한 너트(미도시)가 풀리게 되면, 진동 등으로 인해 제2 링크암의 길이가 달라져 도어 클로저의 기능이 저하되는 문제점이 자주 발생하게 된다.

이에 본 발명은 링크부재(L)의 제2 링크암 길이 조절 및 고정이, 기어들의 치합 구조로 이루어지는 길이 조절수단(100)을 도입하였다.

도 5의 상부 도면은 도어 클로저가 장착된 도어(D)를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 5의 중간 도면은 회전공(113)에서 제1, 제2 기어부(102)(103)가 랙기어부(112a)와 고정기어부(113a)에 치합된 상태를 발췌하여 개략적으로 도시한 요부 평면도이고, 도 5의 하부 좌우측 도면들은 회전몸체(101)의 높이 가변에 따라 제3 기어(103)가 고정기어부(113a) 및 랙기어부(112a)에 선택적으로 치합되는 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.

도 5의 중간 평면도 및 도 5의 하부 단면도들에서는 이해의 편의를 위해, 상기 회전공(113)의 고정기어부(113a)가 상기 랙기어부(112a)와 대향하는 반대편 일측면 일부에만 구비된 것으로 도시하였으나, 랙기어부(112a)보다 높은 위치에서 회전공(113)의 내측면 전부 또는 일부에 고정기어부(113a)가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 길이 조절수단(100)은,

상기 가변암(112)의 일측면에 구비되어 회전몸체(101)가 결합된 회전공(113)으로 노출되는 랙기어부(112a),

상기 회전공(113)의 내측면에 구비되되, 상기 랙기어부(112a)보다 높은 위치에 형성된 고정기어부(113a),

상기 회전공(113)에서 상측으로 탄성 지지되어 승하강 가능하면서 회전공(113)에서 양방향 회전하도록 구비되며, 각각 서로 다른 높이에 구비되되 상기 랙기어부(112a)에 치합되는 제1 기어부(102)와, 상기 고정기어부(113a)에 치합되는 제2 기어부(103)를 구비한 회전몸체(101)를 포함하여 이루어져,

상기 회전몸체(101)를 하강시켜 제1 기어부(102)가 랙기어부(112a)에서 이탈하면서 제2 기어부(103)가 랙기어부(112a)에 치합된 상태에서 회전몸체(101)를 회전하여 가변암(112)이 전후진하여 길이가 조절되고,

상기 회전몸체(101)가 상승하여 제1 기어부(102)와 제2 기어부(103)가 각각 랙기어부(112a)와 고정기어부(103a)에 치합된 상태에서 가변암(112)이 고정된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면,

상기 회전몸체(101)는, 고정암(111) 외부로 노출되는 손잡이부(101a)를 구비하여, 상기 회전공(113)에서 양방향 회전 가능하도록 구비되며,

상기 회전몸체(101)에서 서로 다른 높이에 각각 구비되되, 상기 랙기어부(112a)와 동일 높이에 형성되어 랙기어부(112a)에 치합되는 제1 기어부(102)와 상기 고정기어부(113a)와 동일 높이에 형성되어 고정기어부(113a)에 치합되는 제2 기어부(103),

상기 회전몸체(101)의 높이가 가변될 수 있도록 상기 회전공(113)의 바닥부에서 상기 회전몸체(101)를 상측으로 탄성 지지하는 탄성지지부(104)를 포함한다.

이러한 회전몸체(101)는, 탄성지지부(104)에 의해 회전공(113)의 상측으로 탄성 지지된 상태에서, 제2 기어부(103)가 고정기어부(113a)에 치합되어 있기 때문에 회전이 불가능하고, 따라서 랙기어부(112a)가 제1 기어부(102)에 치합된 상태의 가변암(112)은 고정암(111)에서 전후진 이동이 불가능하여, 가변암(112)의 길이가 변하지 않고 고정된다.

그리고 상기 회전몸체(101)의 손잡이부(101a)를 가압하여 누르면, 회전몸체(101)가 회전공(113) 내부로 하강함에 따라, 랙기어부(112a)에서 제1 기어부(102)가 이탈하면서, 고정기어부(113a)에 치합되어 있던 제2 기어부(103)가 고정기어부(113a)에서 이탈하여 랙기어부(112a)에 치합되고, 이 상태에서는 회전몸체(101)의 양방향 회전이 가능해진다.

따라서 회전몸체(101)를 누른 상태에서 어느 일방향으로 회전시키면, 제2 기어부(103)와 랙기어부(112a)의 치합 구조로 인해 가변암(112)이 고정암(111)에서 인출입되도록 전후진하므로, 가변암(112)의 길이 조절이 용이해진다.

즉, 도 5에서, 회전몸체(101)를 누른 상태에서 시계 반대방향으로 회전시키면, 가변암(112)이 고정암(111)의 외측으로 전진하면서 인출되어 길이가 길어지고,

반대로, 회전몸체(101)를 누른 상태에서 시계 방향으로 회전시키면, 가변암(112)이 고정암(111)의 내측으로 후진하면서 인입되어 길이가 짧아지며,

이러한 길이 조절 후, 회전몸체(101)의 가압을 해제하면, 탄성지지부(104)에 의해 회전몸체(101)가 상승하면서 제1, 제2 기어부(102)(103)가 각각 고정기어부(113a)와 랙기어부(112a)에 다시 치합되면서, 가변암(112)의 인출입을 제한시켜, 가변암(112)이 고정된다.

그리고 상기 회전몸체(101)는 하단부에 삽입홀(101b)이 구비되어 있고,

탄성지지부(104)는 상기 삽입홀(101b)에 끼워지는 볼베어링(104a)과 상기 삽입홀(101b) 내부에서 상기 볼베어링(104a)을 하측으로 탄성 지지하는 코일스프링(104b)으로 이루어지며,

상기 회전공(113)의 바닥부에는, 상기 삽입홀(101b)을 형성하는 회전몸체(101)의 관부에 대응하는 삽입홈(113b)이 구비된다.

따라서 볼베어링(104a)이 회전공(113)의 바닥부에 지지되어 회전몸체(10)가 상측으로 탄성 지지된 상태에서, 회전몸체(101)를 가압하여 하강시켰을 때, 상기 코일스프링(104b)이 압축되면서 삽입홀(101b)의 관부가 상기 삽입홈(113b)으로 삽입된 상태에서, 회전몸체(101)의 회전이 이루어져,

회전몸체(101)의 승하강 및 하강 상태에서의 양방향 회전이 가능해진다.

이러한 위치 조절수단(100)을 도입하면, 가변암(112)의 길이 조절이 용이할 뿐만 아니라, 가변암(112)이 풀려 제2 링크암의 길이가 달라지는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 도어 클로저를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

D : 도어 H : 하우징
L : 링크부재 LS : 링크 샤프트
DH : 경첩 10 : 피니언 기어
11, 11a, 11b : 제1 톱니 20 : 피스톤 로드
21 : 랙기어 22 : 중공부
22a : 배출공 23 : 유입공
24 : 제2 톱니 25 : 요홈
26 : 비접촉 공간부 27 : 접촉 단턱부
26a, 27a : 수평 바닥면 26b, 27b : 경사면
30 : 코일 스프링
100 : 길이 조절수단 101 : 회전몸체
102 : 제1 기어부 103 : 제2 기어부
104 : 탄성지지부
110 : 제1 링크암 111 : 고정암
112 : 가변암 112a : 랙기어부
113 : 회전공 113a : 고정기어부

Claims

도어에 장착되는 하우징에 내장되는 것으로, 링크 샤프트와 동축 회전하도록 연결된 피니언 기어와, 전후 왕복 이동하도록 구비되고 일측면에 상기 피니언 기어와 치합되는 랙기어를 구비한 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드를 전진 복귀 방향으로 탄성 지지하여 도어의 자동 폐쇄 동력을 제공하는 코일스프링을 포함하는 도어 클로저에 있어서,
상기 피스톤 로드는, 전단 몸통부와 후단 몸통부 사이에 상기 랙기어가 구비되되,
피스톤 로드의 전진 완료 상태에서, 피스톤 로드의 길이방향과 직교되는 수직방향으로 상기 피니언 기어의 톱니를 지지하여 상기 코일스프링에 의한 피스톤 로드의 전진 압력이 상쇄되도록, 후단 몸통부와 랙기어 사이에, 후단 몸통부의 외주면보다 낮은 높이에서 수평 바닥면을 형성하여, 피니언 기어의 톱니가 접촉하여 지지되는 접촉 단턱부가 구비되어 있고,
피스톤 로드의 후진 완료 상태에서, 상기 피니언 기어의 톱니가 피스톤 로드에 접촉하지 않도록, 전단 몸통부와 랙기어 사이에, 전단 몸통부의 외주면보다 낮고 랙기어의 요홈 바닥면보다 높은 높이에서 수평 바닥면을 형성하면서 피니언 기어의 톱니가 접촉하지 않는 비접촉 공간부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 도어 클로저.
제 1 항에 있어서,
상기 접촉 단턱부는, 수평 바닥면에서 후단 몸통부 방향으로 소정 각도로 상향 경사진 후단 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 클로저.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 랙기어의 톱니는, 모서리가 라운드지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도어 클로저.