KR101909911B1 - 도어용 힌지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어용 힌지장치에 관한 것으로서, 힌지블록의 내부에 구비되는 스프링과, 힌지블록의 내부에 이동가능하게 구비되고 스프링에 탄력 지지되는 피스톤과, 피스톤에 회전가능하게 구비되고 그 일단부는 도어에 결합 고정되는 힌지축을 포함하는 도어용 힌지장치로서, 피스톤에는 힌지축이 관통 결합되는 수용 공간이 형성되며, 수용 공간의 일측에는 롤러가 회전가능하게 결합되고, 수용 공간의 타측에는 볼이 구비되며, 힌지축에는 피스톤의 수용 공간에 구비되고 그 외주면에는 피스톤의 롤러와 볼이 접하는 캠부가 구비되며, 캠부에는 힌지축의 회전시 롤러와 접하여 피스톤을 원거리로 밀어 이동시키는 지연돌부와, 지연돌부의 양측에는 롤러와 볼이 각각 삽입되어 걸림되는 정지홈이 형성되는 도어용 힌지장치를 제공한다.

Description

도어용 힌지장치{Hinge apparatus for door}

본 발명은 도어용 힌지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도어를 지지하도록 플로어에 구비되는 한편 도어의 회전시 도어의 힌지점이 되어 도어가 천천히 부드럽게 회전될 수 있도록 한 도어용 힌지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건물의 도어를 열고 닫을 수 있도록 하는 힌지로서는, 건물 내부의 각층 실내 출입구에 설치되는 출입문을 회전가능하게 하는 경첩, 또는 건물의 각층 현관 출입구에 설치되는 방화문을 회전가능하게 지지하는 피봇 힌지, 또는 건물의 출입구에 설치되는 유리문을 회전가능하게 지지하는 플로어 힌지 등이 있다.

이와 같은 힌지 중, 경첩은 건물 내부의 각층 실내 출입구에 여닫이식으로 설치되는 출입문에 주로 적용되는 것으로서, 문틀에 부착되는 고정판과 출입문에 부착되는 회전판이 핀축에 의해 회전가능하게 연결된 구조로 되어 있으며, 피봇 힌지는 건물 내부의 각층 현관 출입구에 설치되는 문틀의 상,하단에 고정 부착되어 방화문을 회전가능하게 지지한 구조로 되어 있다.

이와 같은 경첩이나 피봇 힌지는 문틀에 부착되어 출입문 및 방화문을 회전가능하게 지지하지만, 이러한 경첩과 피봇 힌지는 출입문 및 방화문에 각각 노출된 상태로 설치되므로 도어의 외관을 해치는 경향이 있다.

한편, 플로어 힌지는 건물의 출입구에 설치되는 통유리 내지 강화유리 등으로 이루어지는 무거운 하중의 도어를 지지하며, 도어의 개폐를 조절할 수 있는 것으로, 도어가 설치되는 바닥에 매립된 케이싱 내부로부터 돌출된 힌지축이 도어의 하부 일측에 결합되어 힌지축을 중심으로 도어가 외력에 의해 열리고 닫힐 뿐 아니라 도어의 열림 각도가 예각의 범위 내에서는 스스로 닫힐 수 있도록 구비된다.

이러한 플로어 힌지는 한국 등록특허 제10-1061898호(이하 '선행기술문헌'이라 한다)에서 '플로어 힌지 어셈블리'로 제안된 바 있다.

이러한 종래의 선행기술문헌에는, 내부에 작동공간이 형성되며 상기 작동공간의 일측과 타측을 밀폐하는 마개가 설치되고, 상부 일측에 작동공간으로 연통되는 힌지공이 형성된 케이싱; 상기 작동공간 내에 하부에 형성된 캠이 위치하도록 상기 힌지공에 축 삽입된 힌지축; 상기 캠과 접촉하는 롤러가 설치되며 타측 마개를 향해 로드가 형성되고 상기 로드의 타단에 플랜지가 형성되어 캠의 회전에 의해 진퇴하도록 작동공간 내에 설치된 피스톤; 상기 피스톤에서 연장된 로드가 관통하는 작동공간에 형성된 격벽과 피스톤 사이에 설치된 제 1 스프링; 및 상기 플랜지와 타측 마개 사이에 설치된 제 2 스프링;을 포함하되, 상기 제 1 스프링과 대면하는 상기 피스톤의 후면에 나사산이 형성된 체결홀이 형성되고, 상기 로드의 일단에 나사산이 형성되어 상기 체결홀에 상기 로드의 일단이 나사산 체결되어 피스톤에서 연장된 로드의 길이를 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 플로어 힌지 어셈블리가 개시되어 있다.

이와 같은 종래의 플로어 힌지 어셈블리는, 도어가 설치되는 건물의 바닥에 매설되는 것으로, 대략 장방형의 케이싱 내부에 힌지축에 의해 연동되는 피스톤 및 제 1 스프링과 제 2 스프링이 설치되어, 도어를 개방하면 힌지축이 회전하여 피스톤을 케이싱 내에서 후퇴시키고, 후퇴된 피스톤에 의해 제 1 스프링과 제 2 스프링은 압축된다.

그리고, 이와 같이 회전된 힌지축은 제 1 스프링과 제 2 스프링이 원래의 상태로 복원되려는 탄성 복원력에 의해 개방시의 회전 방향과 반대 방향으로 회전됨으로써 도어가 닫히게 된다.

하지만, 종래의 선행기술문헌에서는, 힌지축의 캠에 형성된 걸림홈과 걸림홈 사이에 롤러가 접하여 구름되는 구간이 너무 짧아 도어가 빠르게 닫히거나 열리게 되므로 안전사고의 우려가 있고, 도어를 열고 닫음에 있어 큰 힘이 요구되어 불편한 단점이 있다.

그리고, 선행기술문헌에서는, 케이싱의 힌지공으로 삽입되는 힌지축이 힌지공에 결합되는 커버에 의해 구속되게 결합되지만, 이는 단순히 힌지축의 외주면에 커버가 끼워져 결합된 상태이므로 힌지축의 회전시 힘의 균형이 맞지 않으면 힌지축이 상방향으로 들리면서 기울어지게 되고, 이로 인해 캠과 롤러가 어긋나게 되어 힌지축이 오작동되는 문제가 있다.

다만, 선행기술문헌의 도면 3에서는, 힌지축 외주면의 홈에 와셔가 결합되고, 이 와셔가 힌지축의 외주면과 커버의 내주면에 걸림되어 힌지축과 커버를 결합하는 구조가 개시되어 있으나, 이는 커버의 외주면이 막힌 구조에서는 와셔를 힌지축이 홈에 끼울 수 없을 뿐 아니라 와셔를 힌지축의 홈에 먼저 끼워 구비한 후 커버를 결합하고자 할 시는 커버의 내측이 힌지축의 외측으로 돌출된 와셔에 걸림되어 커버의 결합이 불가하게 되는 구조적 모순이 있다.

한국 등록특허 제10-1061898호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 도어를 지지하도록 플로어에 구비되어 도어의 회전시 도어를 천천히 부드럽게 회전될 수 있는 도어용 힌지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명의 다른 목적으로는, 힌지축을 보강하는 한편 이 보강부가 힌지블록에 결합되는 커버에 걸림되게 구비되어 힌지축의 회전시 오작동을 사전에 방지할 수 있고, 힌지장치의 전반적인 구조를 단순화한 도어용 힌지장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 힌지장치는, 힌지블록의 내부에 구비되는 스프링과, 힌지블록의 내부에 이동가능하게 구비되고 스프링에 탄력 지지되는 피스톤과, 피스톤에 회전가능하게 구비되고 그 일단부는 도어에 결합 고정되는 힌지축을 포함하는 도어용 힌지장치로서, 피스톤에는 힌지축이 관통 결합되는 수용 공간이 형성되며, 수용 공간의 일측에는 롤러가 회전가능하게 결합되고, 수용 공간의 타측에는 볼이 구비되며, 힌지축에는 피스톤의 수용 공간에 구비되고 그 외주면에는 피스톤의 롤러와 볼이 접하는 캠부가 구비되며, 캠부에는 힌지축의 회전시 롤러와 접하여 피스톤을 원거리로 밀어 이동시키는 지연돌부와, 지연돌부의 양측에는 롤러와 볼이 각각 삽입되어 걸림되는 정지홈이 형성되는 것을 포함한다.

그리고, 피스톤에는 볼의 일측이 수용 공간 측으로 돌출되도록 관통된 삽입공이 형성되고, 삽입공에는 볼을 수용 공간 측으로 탄력 지지하는 스프링이 삽입되어 구비되며, 삽입공에 체결되어 스프링을 지지하면서 삽입공을 마감하는 플런저가 구비됨이 바람직하다.

또한, 롤러는 피스톤의 수용 공간 양측에 각각 구비되고, 힌지축의 캠부에는 롤러가 각각 삽입되어 걸림되는 정지홈이 돌출된 경계턱을 기준으로 양측에 각각 구비될 수 있으며, 지연돌부는 롤러가 삽입되는 정지홈과 볼이 삽입되는 정지홈 사이의 캠부에서 양 정지홈보다 외측으로 더 돌출되게 형성됨이 바람직하다.

게다가, 힌지축에는 캠부보다 작은 직경을 갖도록 외측으로 돌출되는 보강부가 형성되고, 보강부에는 힌지축이 관통되면서 힌지블록에 결합되는 커버가 안착되어 구비될 수 있다.

본 발명의 도어용 힌지장치에 따르면, 도어를 열고 닫을 때 롤러와 접한 상태로 회전되는 캠부의 정지홈과 정지홈 사이의 지연돌부에 의해 피스톤의 이동거리가 늘어나게 되고, 늘어난 피스톤의 이동거리만큼 유압(오일)이 천천히 빠져나가거나 천천히 들어오게 되므로 도어의 회전시 도어를 천천히 부드럽게 회전시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 피스톤에 구비된 볼이 힌지축에 탄력 지지된 상태로 접하여 구비됨으로써 힌지축이 피스톤 상에서 유격없이 항상 견고한 결합상태를 유지할 수 있게 되므로 힌지축의 유동을 최소화하여 부드러운 회전동작을 유도할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 도어의 회전시 힌지블록 상에서 도어와 같이 회전되는 힌지축이 힌지블록에 결합된 커버에 걸림되어 지지된 상태로 회전됨으로써 힌지축의 오작동을 방지하여 원활한 작동을 유도할 수 있는 장점이 있다.

게다가, 본 발명에 따르면, 힌지블록에 삽입되어 피스톤의 일단부에 접하는 스프링을 단일 부재로 구비함으로써 힌지블록의 내부 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도어용 힌지장치의 설치 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도어용 힌지장치의 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도어용 힌지장치의 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 힌지축의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 힌지축에 구성되는 캠부의 평면 구성도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 도어용 힌지장치의 작동상태도로서, 도 6은 도어가 닫힌 상태의 작동상태도이고, 도 7은 도어가 열린 상태의 작동상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

첨부도면 도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 도어용 힌지장치를 도시한 도면들이다.

본 발명에 따른 도어용 힌지장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 강화 유리문으로 이루어진 도어(500) 아래의 바닥면 즉 플로어에 매설되는 힌지블록(100)을 포함한다.

여기서, 본 실시예에서는 도어용 힌지장치가 도어 아래의 플로어에 구비되는 형태를 일례로 들어 설명하나, 이에 국한되거나 한정되지 않고 도어용 힌지장치가 도어에 구비될 수도 있다.

힌지블록(100)은 금속 재질로서 그 내부는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 후술될 힌지축(200), 피스톤(300), 스프링(400) 등이 설치되어 작동될 수 있도록 빈 내부 공간(110)이 형성된다.

이러한 힌지블록(100)은 그 상면에 내부 공간(110)과 연통되는 힌지공(120)이 형성되고, 양 측면(힌지블록(100)의 길이방향으로의 양 측면) 역시도 후술될 마개(130)를 나사 결합할 수 있도록 개구된 나사공이 형성된다.

따라서, 힌지블록(100)의 상면에 개구된 힌지공(120)으로는 후술될 힌지축(200)이 삽입되어 구비되고, 힌지블록(100)의 양 측면으로는 각각 피스톤(300)과, 스프링(400)이 삽입되어 구비된다.

또한, 힌지블록(100)의 개구된 힌지공(120)과 양 측면에는 각각 커버(230)와 마개(130)가 착탈가능하게 결합되어 구비된다.

특히, 힌지공(120)에 결합되는 커버(230)에는 후술될 힌지축(200)이 커버(230)를 관통하여 상부로 돌출되게 구비되고, 힌지블록(100)의 양 측면에 나사 결합되는 마개(130)는 내부 공간(110)의 양 입구를 마감하여 밀폐시킬 뿐 아니라 마개(130)를 힌지블록(100)에 체결하거나 또는 풀어냄에 따라 내부 공간(110)에 구비되는 스프링(400)의 탄성력을 조절할 수 있게 된다.

게다가, 힌지공(120)과 마주하는 힌지블록(100)의 내측 바닥면에는 홈이 형성되고, 이 홈에는 베어링(140)이 삽입되어 결합되며, 이 베어링(140)에는 후술될 힌지축(200)의 하단부가 결합되어 구비된다.

따라서, 이와 같이 베어링(140)에 결합된 힌지축(200)은 힌지블록(100)에 구비된 상태로 이동되지 않고 제자리에서 회전되게 구비된다.

힌지축(200)은 그 하부가 힌지블록(100)의 힌지공(120)에 삽입되고, 상부는 도어(500)에 결합 고정된다. 물론, 힌지블록(100)이 도어(500)에 구비되는 경우에는 힌지축(200)의 상부 또는 하부 중 일측은 도어(500)가 설치되는 문틀의 천장면이나 플로어에 고정되게 구비될 수 있다.

이러한 힌지축(200)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 그 형상의 전반적으로 원통형으로 형성되고, 하단부는 힌지블록(100)의 힌지공(120)을 통해 베어링(140)에 삽입되며, 상단부는 일측 또는 양측에 절삭된 평탄면이 형성된 상태로 후술될 커버(230)를 관통하여 도어(500)에 상대 회전이 불가한 상태로 결합 고정된다. 따라서, 힌지축(200)은 도어(500)와 같이 일체로 회전된다.

그리고, 상기와 같은 힌지축(200)에는 그 하단부 외주면에 힌지블록(100)에 삽입되어 후술될 피스톤(300)을 작동시키는 캠부(220)가 돌출 형성된다.

이러한 캠부(220)는 그 외주면에 후술될 피스톤(300)의 롤러(330)가 접하여 구름되고, 캠부(220)의 외주면에는 다수의 정지홈(221)(222)이 일정 간격으로 이격되게 형성된다.

특히, 다수의 정지홈(221)(222)은 도어(500)를 닫을 때 후술될 피스톤(300)의 롤러(330)가 삽입되어 걸림되는 닫힘용 정지홈(221)과, 도어(500)를 열 때 후술될 피스톤(300)의 볼(360)이 삽입되어 걸림되는 열림용 정지홈(222)을 포함한다.

닫힘용 정지홈(221)은 캠부(220)의 외주면에 돌출된 경계턱(224)을 기준으로 양측에 각각 형성되어 도어(500)를 닫으면 피스톤(300)에 구비되는 복수의 롤러(330)가 양 정지홈(221)에 각각 삽입되어 걸림되고, 열림용 정지홈(222)에는 도어(500)를 열면 피스톤(300)의 볼(360)이 삽입되어 걸림된다.

이와 같은 닫힘용 정지홈(221)과 열림용 정지홈(222)은 90도의 각도를 유지하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 닫힘용 정지홈(221)에 피스톤(300)의 롤러(330)가 삽입되어 걸림되거나 열림용 정지홈(222)에 볼(360)이 삽입되어 걸림되면, 도어(500)는 닫힌 상태 또는 열린 상태로 고정되어 유지된다.

게다가, 닫힘용 정지홈(221)과 열림용 정지홈(222) 사이의 외주면에는 양 정지홈(221)(222)보다 외측으로 더 돌출되어 피스톤(300)을 원거리 이동시키는 지연돌부(223)가 형성된다.

이와 같은 지연돌부(223)에 피스톤(300)의 롤러(330)가 접하면, 피스톤(300)은 천천히 이동되기 시작한다. 이러한 피스톤(300)의 이동과정에 의해 힌지블록(100) 내에 윤활의 목적으로 공급되어 있던 오일(유압)이 힌지블록(100)에서 천천히 빠져 나거거나 또는 천천히 유입됨으로써 도어(500)의 회전동작이 부드럽게 이루어지게 된다.

이러한 지연돌부(223)는 도 5에 도시된 바와 같이, 그 양단부가 각각 닫힘용 정지홈(221)과 열림용 정지홈(222)으로부터 외측으로 완만하게 더 돌출 형성되어 연결됨으로써 완만하게 만곡된 형태의 지연돌부(223)에 의해 도어(500)는 천천히 부드럽게 회전된다.

한편, 지연돌부(223)의 양단부가 각각 닫힘용 정지홈(221) 및 열림용 정지홈(222)으로부터 외측으로 더 돌출되게 형성됨으로써 도어(500)의 닫힘 상태나 열림 상태에서 도어(500)에 일정한 힘 이상의 외력이 작용하지 않는 한, 닫힘용 정지홈(221)이나 열림용 정지홈(222)에 삽입되어 걸림된 피스톤(300)의 롤러(330)나 볼(360)이 지연돌부(223)를 타고 넘지 못하므로 바람 등에 의한 도어(500)의 임의적인 회전을 방지하여 도어(500)의 닫힘 상태 및 열림 상태를 견고히 유지할 수 있게 된다.

게다가, 지연돌부(223)의 정점 부위는 지연돌부(223)에서 가장 돌출된 부위로서, 도어(500)를 여는 과정 중 피스톤(300)의 롤러(330)가 정점 부위를 넘지 않은 상태에서 도어(500)를 회전시키던 외력이 제거되면 도어(500)는 자동으로 역회전되어 닫히게 된다.

한편, 상기와 같은 캠부(220) 상부의 힌지축(200)에는 캠부(220)보다 작은 직경을 갖는 보강부(210)가 힌지축(200)의 외측으로 돌출 형성되고, 보강부(210)의 상부에는 이보다 작은 직경을 가지며 도어(500)에 결합 고정되는 힌지축(200)의 축부가 형성된다.

따라서, 보강부(210)의 단턱진 상면에는 후술될 커버(230)의 베어링(231)이 안착되어 구비됨으로써 힌지공(120)에 삽입된 힌지축(200)은 보강부(210)의 상면이 커버(230)의 베어링(231)에 의해 힌지축(200)의 들림이 방지되고, 이로써 힌지축(200)의 캠부(220)는 후술될 피스톤(300)의 수용 공간(310) 내에서 정위치된 상태로 회전될 수 있다.

그리고, 상기와 같은 힌지축(200)이 삽입되는 힌지블록(100)의 힌지공(120)에는 힌지공(120)을 마감하는 커버(230)가 구비된다.

커버(230)는 그 중앙부에 힌지축(200)이 관통할 수 있는 관통구가 형성되고, 이 관통구를 관통한 힌지축(200)은 그 외주면이 관통구의 내주에 접하여 실링된 상태로 구비된다.

이러한 커버(230)는 힌지블록(100)의 힌지공(120)에 나사 결합되어 구비되고, 커버(230)의 내주에는 회전되는 힌지축(200)과의 마찰 저항을 최소화할 수 있는 베어링(231)이 개재되어 구비된다.

이와 같은 베어링(231)은 힌지축(200)의 보강부(210) 상면에 안착되어 구비되고, 이와 같은 베어링(231)과 커버(230)에 의해 힌지축(200)이 지지됨으로써 힌지축(200)의 회전시 힘의 불균형이 발생되어도 힌지축(200)의 들림이 방지되어 오작동을 사전에 예방할 수 있게 된다.

그리고, 피스톤(300)은 힌지공(120)이 있는 힌지블록(100)의 내부 공간(110)에 삽입되어 힌지블록(100)의 길이 방향으로 이동가능하게 구비된다.

이와 같은 피스톤(300)은 외주에서 중앙 부분 측으로 절삭된 수용 공간(310)이 형성되고, 이 수용 공간(310)에는 힌지축(200)의 캠부(220)가 안착되어 회전가능하게 구비된다.

또한, 수용 공간(310)의 일단부 즉 후술될 스프링(400)에 근접한 단부에는 한쌍의 롤러(330)가 각각 회전가능하게 구비되고, 롤러(330) 상부에는 수용 공간(310)의 바닥면과 평행한 장착돌부(320)가 돌출 형성된다.

이와 같이 형성된 장착돌부(320)와 바닥면 사이의 수용 공간(310)에는 한쌍의 롤러(330)가 각각 힌지핀을 매개로 회전가능한 상태로 축 고정되어 구비된다.

이와 같이 구비되는 한쌍의 롤러(330)는 힌지축(200)의 캠부(220)에 각각 접한 상태로 구름되다가 도어(500)의 닫힘시 닫힘용 정지홈(221)에 각각 삽입되어 걸림된다.

따라서, 회전되는 힌지축(200)은 캠부(220)의 양측에 각각 접하여 구름되는 한쌍의 롤러(330)에 의해 유동이 최소화됨으로써 원활한 회전이 이루어지게 된다.

그리고, 롤러(330)와 마주하는 수용 공간(310)의 타단부에는 수용 공간(310) 측으로 돌출되는 볼(360)이 구비된다.

볼(360)이 구비되는 피스톤(300)의 타단부에는 볼(360)의 일측이 수용 공간(310) 측으로 돌출되도록 관통된 삽입공(350)이 형성되고, 삽입공(350) 내부에는 볼(360)을 수용 공간(310) 측으로 탄력 지지하는 스프링(370)이 삽입되어 구비되며, 삽입공(350)의 단부에는 스프링(370)을 지지하면서 삽입공(350)을 마감하는 플런저(380)가 체결되어 구비된다.

이와 같은 플런저(380)를 피스톤(300)의 삽입공(350)에 체결하거나 풀어내면, 볼(360)에 작용하는 스프링(370)의 탄성력을 조절할 수 있다.

이와 같이 구비되는 볼(360)은 그 일측이 피스톤(300)의 수용 공간(310) 측으로 돌출되어 힌지축(200)의 캠부(220)에 접촉되고, 이 상태에서 도어(500)의 개폐작동에 따라 회전되는 캠부(220)의 형상에 의해 피스톤(300)의 삽입공(350)으로 인입되거나 인출되면서 도어(500)의 90도 개방시엔 캠부(220)의 정지홈(222)에 탄성적으로 삽입되어 걸림된다.

상기와 같은 볼(360)은 반대편의 한쌍의 롤러(330)와 더불어 힌지축(200)의 캠부(220)를 양측편에서 지지함으로써 회전되는 힌지축(200)의 유동을 최소화할 수 있고, 이로 인해 힌지축(200)의 회전동작을 부드럽고 안정적으로 유도할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 수용 공간(310)의 바닥면에는 힌지축(200)의 하단부가 관통되는 이동공(340)이 형성되고, 이동공(340)은 힌지블록(100)의 길이 방향을 따라 일정 길이를 갖도록 형성된다.

이러한 이동공(340)은 피스톤(300)의 이동시 피스톤(300)이 힌지축(200)에 간섭되지 않도록 형성된 것으로, 그 길이는 피스톤(300)의 이동거리를 감안한 길이로 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 피스톤(300)이 삽입되는 힌지블록(100)의 내부 공간(110)에는 스프링(400)이 구비되어 피스톤(300)을 탄력 지지한다.

이러한 스프링(400)은 압축 코일스프링으로 이루어진 하나의 단일 부재로서, 그 일단부는 피스톤(300)에 접하여 구비되고, 타단부는 힌지블록(100)에 나사 결합된 일측의 마개(130)에 접하여 구비된다.

따라서, 스프링(400)은 힌지블록(100)의 내부 공간(110)에서 이동되는 피스톤(300)을 탄력 지지하게 되고, 스프링(400)이 하나의 단일 부재로 형성됨에 따라 종래와 같은 피스톤에서 연장되는 로드와, 플랜지 및 격벽 등과 같은 불필요한 구조물을 배제할 수 있으므로 힌지장치의 전반적인 구성 및 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 스프링(400)이 단일 부재로 구비됨에 따라 피스톤(300)의 이동량에 대한 탄성 복원력이 항상 일정한 비율로 제공될 수 있는 장점이 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 도어용 힌지장치의 작동관계를 설명한다.

도어(500)를 닫으면 도 6에서와 같이, 스프링(400)이 완전히 인장된 상태가 되고, 이러한 스프링(400)에 의해 피스톤(300)은 힌지블록(100)의 내부 공간(110)에서 도 6을 기준으로 좌측으로 완전히 밀려 이동된 상태가 된다.

이때, 피스톤(300)의 수용 공간(310) 우측에 구비된 한쌍의 롤러(330)는 힌지축(200)의 캠부(220) 양측에 각각 형성된 닫힘용 정지홈(221)에 삽입되어 걸림된 상태가 되고, 피스톤(300)의 수용 공간(310) 좌측에 구비된 볼(360)은 힌지축(200)의 캠부(220)에 접한 상태가 된다.

이 상태에서 도어(500)를 열면 도 7에서와 같이, 도어(500)에 결합 고정된 힌지축(200)이 도어(500)와 같이 회전되고, 힌지축(200)의 회전에 의해 롤러(330)는 닫힘용 정지홈(221)에서 빠져나와 캠부(220)의 외주면에 접한 상태로 구름되며, 볼(360) 역시도 캠부(220)의 외주면에 접한 상태로 구름된다.

그러면, 롤러(330)는 지연돌부(223)의 일단부를 구름되다가 정점 부위를 넘어 지연돌부(223)의 타단부에 접하여 구름되고, 이 과정에서 롤러(330) 반대편의 볼(360)은 회전되는 캠부(220)에 접촉된 상태로 있다가 캠부(220)의 열림용 정지홈(222)에 삽입되어 걸림된다.

이때, 반대편의 열림용 정지홈(222)은 양 롤러(330) 사이에 위치된 상태가 되고, 닫힘용 정지홈(221)은 90도 회전된 상태가 되어, 도어(500)는 90도로 열린 상태가 된다.

한편, 이와 같은 도어(500)의 개방 과정에서 지연돌부(223)가 양 정지홈(221)(222)보다 외측으로 완만하게 더 돌출되어 있으므로 도어(500)의 회전이 부드럽게 이루어지게 된다.

즉, 피스톤(300)의 롤러(330)가 지연돌부(223)의 완만한 형상을 따라 지연돌부(223)의 일단부에서 타단부 측으로 구름되면, 피스톤(300)이 우측으로 서서히 밀려 이동되다가 피스톤(300)의 롤러(330)가 지연돌부(223)의 정점 부위를 지나는 순간 피스톤(300)은 우측으로 최대한 이동되고 스프링(400)은 최대한 압축된 상태가 되며, 이후 도어(500)가 90도 회전되어 볼(360)이 열림용 정지홈(222)에 위치되면 볼(360)이 스프링(370)에 의해 피스톤(300)의 삽입공(350)에서 인출되면서 열림용 정지홈(222)에 삽입되어 걸림되고, 이때 스프링(400)은 열림용 정지홈(222)의 깊이만큼 약간 인장된다.

따라서, 이와 같이 도어(500)가 열린 상태에서 도어(500)를 닫고자 하는 외력이 작용하지 않는 한, 열림용 정지홈(222)에 걸림된 볼(360)과 지연돌부(223)에 의해 힌지축(200)의 회전이 방지되므로 도어(500)는 열린 상태를 견고히 유지할 수 있게 된다.

이후, 도어(500)를 닫힘 방향으로 회전시켜 닫을 시에는 도어(500)와 같이 역회전되는 힌지축(200)의 캠부(220)에 의해 볼(360)이 스프링(370)을 다시 압축시키며 피스톤(300)의 삽입공(350) 내로 인입되어 열림용 정지홈(222)으로부터 빠져나와 이탈되고, 볼(360)이 열림용 정지홈(222)에서 이탈됨과 동시에 압축되어 있던 스프링(400)의 인장력이 작용하여 피스톤(300)이 다시 좌측으로 이동되어 원위치로 복귀되면서 도어(500)를 자동으로 닫히게 한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 힌지블록 110 : 내부 공간
120 : 힌지공 130 : 마개
140 : 베어링 200 : 힌지축
210 : 보강부 220 : 캠부
221,222 : 정지홈 223 : 지연돌부
224 : 경계턱 230 : 커버
231 : 베어링 300 : 피스톤
310 : 수용 공간 320 : 장착돌부
330 : 롤러 340 : 이동공
350 : 삽입공 360 : 볼
370 : 스프링 380 : 플런저
400 : 스프링 500 : 도어

Claims (5)

1. 힌지블록의 내부에 구비되는 스프링과, 힌지블록의 내부에 이동가능하게 구비되고 스프링에 탄력 지지되는 피스톤과, 피스톤에 회전가능하게 구비되고 그 일단부는 도어에 결합 고정되는 힌지축을 포함하는 도어용 힌지장치로서,
   피스톤에는 힌지축이 관통 결합되는 수용 공간이 형성되며, 수용 공간의 일측에는 롤러가 회전가능하게 결합되고, 수용 공간의 타측에는 볼이 구비되며,
   힌지축에는 피스톤의 수용 공간에 구비되고 그 외주면에는 피스톤의 롤러와 볼이 접하는 캠부가 구비되며, 캠부에는 힌지축의 회전시 롤러와 접하여 피스톤을 원거리로 밀어 이동시키는 지연돌부와, 지연돌부의 양측에는 롤러와 볼이 각각 삽입되어 걸림되는 정지홈이 형성되는 한편,
   피스톤에는 볼의 일측이 수용 공간 측으로 돌출되도록 관통된 삽입공이 형성되고, 삽입공에는 볼을 수용 공간 측으로 탄력 지지하는 스프링이 삽입되어 구비되며, 삽입공에 체결되어 스프링을 지지하면서 삽입공을 마감하는 플런저가 구비되고,
   지연돌부는 롤러가 삽입되는 정지홈과 볼이 삽입되는 정지홈 사이의 캠부에서 양 정지홈보다 외측으로 더 돌출되게 형성되고,
   힌지축에는 캠부보다 작은 직경을 갖도록 외측으로 돌출되는 보강부가 형성되고, 보강부에는 힌지축이 관통되면서 힌지블록에 결합되는 커버가 안착되어 구비되는 도어용 힌지장치.
   
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3. 청구항 1에 있어서,
   롤러는 피스톤의 수용 공간 양측에 각각 구비되고, 힌지축의 캠부에는 롤러가 각각 삽입되어 걸림되는 정지홈이 돌출된 경계턱을 기준으로 양측에 각각 구비되는 도어용 힌지장치.
   
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