KR102116350B1 - 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조에 관한 것으로서, 문틀에 힌지가 내장되는 형태로 설치되고 도어가 힌지에 회전 가능하게 결합되어 자동으로 도어가 닫힐 수 있도록 하고, 일정각도 개방시 도어의 개방상태를 유지할 수 있도록 한 기술이다.
즉, 본 발명은 상부문틀에 설치된 힌지에 도어의 상부피봇이 끼워져 회전하는 힌지구조에 있어서, 상기 힌지는; 케이스와, 상기 케이스의 내측에 회전가능하게 설치되되 하단부에는 상부피봇이 끼워질 수 있도록 한 피봇홈이 형성되고 상부로는 캠작동부가 일체로 형성된 회전부재와, 상기 케이스 내측에 수평으로 고정설치되는 중심축과, 상기 중심축의 일측에 결합되되 중심축의 일정구간만큼 수평으로 이동가능하게 설치되는 헤드부와, 상기 헤드부에 회전가능하게 설치되어 캠작동부의 회전에 따라 외주면에 밀착된 상태로 헤드부를 이동시키는 롤러와, 상기 헤드부가 캠작동부 방향으로 압력을 줄 수 있도록 중심축의 길이방향으로 설치되는 압축스프링과, 상기 헤드부에 결합되어 압축스프링의 인장시에만 속도제어가 이루어지는 유압댐퍼;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조{Both direction interlocking device of hinged door}

본 발명은 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조에 관한 것으로서, 문틀에 힌지가 내장되는 형태로 설치되고 도어가 힌지에 회전 가능하게 결합되어 자동으로 도어가 닫힐 수 있도록 하고, 일정각도 개방시 도어의 개방상태를 유지할 수 있도록 한 기술이다.

일반적으로 여닫이 도어는 가정집이나 건물의 출입문 등에 설치되고 있으며, 도어의 회전축을 중심으로 일정각도로 회전시켜 개폐가 이루어지도록 되어 있다.

이러한 여닫이 도어는 개방후 자동으로 닫힐 수 있도록 별도의 도어 클로져를 많이 설치하고 있지만, 종래의 도어 클로져는 도어의 회전축과 별도의 장치를 도어의 외부에 설치되어야 하기 때문에 미관상 좋지 않을뿐더러 설치과정이 번거롭고, 도어 클로저의 구성(링크 및 아암)이 외부로 노출되어 있기 때문에 회전부분에 이물질이 끼어 고장을 일으키는 문제점이 있었다.

그리고 여닫이 도어는 환기 및 청소중이거나 출입인원이 많을 때 개방상태를 유지해야 하는데, 이때 설치되는 장치는 도어의 하단부에 설치되는 도어 스톱퍼이다. 이러한 도어 스톱퍼는 일측은 도어에 고정되고 타측은 지면과의 마찰을 통해 도어가 움직이는 것을 방지하도록 되어 있으나, 잦은 충격으로 인해 지면과의 지지력이 저하되는 구조적 문제점이 있다.

관련 선행기술로서, 등록특허 제10-1512029호(고정 기능이 구비된 도어 힌지)에는 고정편과 회전편 및 힌지축으로 구성되는 일반적인 도어 힌지에 있어서, 상기 회전편과 힌지축으로 결합되는 고정편에 회전홀을 형성하고, 상기 회전편을 관통하여 회전홀에 끼워지는 고정봉과 상기 고정봉의 외주연에 탄성부재를 형성함으로써, 사용자가 회전편을 회전시키는 동작만으로도 일정 각도에서 자동으로 회전편이 고정되는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 도어의 닫힘속도를 조절할 수 있는 구성이 존재하지 않아 도어가 자동으로 닫히는 과정에서 안전사고가 발생하는 문제점이 있고, 구조적으로 180도 이상의 개방에서만 도어의 개방유지가 이루어지기 때문에 90도 개방시 도어의 개방을 유지할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 별도의 경첩이나 외부에 부착하지 않고도 상부문틀에 힌지가 내장되는 형태로 설치하고 힌지에 도어가 회전가능하도록 끼움 결합함으로써 설치가 간편하게 이루어질 수 있도록 하고, 기능적으로는 도어의 개방방향에 관계없이 자동으로 닫힐 수 있도록 하되 일정한 속도로 천천히 닫힐 수 있도록 하고, 90도 180도의 개방에서 개방상태를 유지할 수 있도록 한 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 상부문틀에 설치된 힌지에 도어의 상부피봇이 끼워져 회전하는 힌지구조에 있어서, 상기 힌지는; 케이스와, 상기 케이스의 내측에 회전가능하게 설치되되 하단부에는 상부피봇이 끼워질 수 있도록 한 피봇홈이 형성되고 상부로는 캠작동부가 일체로 형성된 회전부재와, 상기 케이스 내측에 수평으로 고정설치되는 중심축과, 상기 중심축의 일측에 결합되되 중심축의 일정구간만큼 수평으로 이동가능하게 설치되는 헤드부와, 상기 헤드부에 회전가능하게 설치되어 캠작동부의 회전에 따라 외주면에 밀착된 상태로 헤드부를 이동시키는 롤러와, 상기 헤드부가 캠작동부 방향으로 압력을 줄 수 있도록 중심축의 길이방향으로 설치되는 압축스프링과, 상기 헤드부에 결합되어 압축스프링의 인장시에만 속도제어가 이루어지는 유압댐퍼;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중심축은 헤드부가 설치되는 방향으로 가이드구간이 형성되고, 상기 가이드구간의 반대편에는 외주면에 나사산이 형성된 나사조절구간으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중심축의 가이드구간은 헤드부에 관통결합되되 가이드구간의 단부에는 마감나사가 결합되어 헤드부의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중심축의 가이드구간에는 제1와셔가 마련되어 압축스프링의 한쪽을 지지하고, 나사조절구간에는 제2와셔가 마련되어 압축스프링의 다른 한쪽을 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 나사조절구간에는 제2와셔의 위치를 조절하는 조절수단;이 더 설치되되, 상기 조절수단은 제2와셔의 외측방향에서 제2와셔와 밀착될 수 있도록 나사조절구간에 나사결합되는 육각봉너트와, 상기 육각봉너트의 이동구간 중 고정된 위치에 설치되어 회전방향에 따라 육각봉너트의 이동을 조절하는 조절레버;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유압댐퍼는 헤드부의 수직으로 관통결합되는 댐퍼고정축의 상하에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는 아래와 같다.

첫째, 상부문틀에 내장된 힌지에 도어의 상부피봇이 끼워지는 형태로 결합함으로써, 외관을 미려하고 이물질에 의한 힌지의 고장염려가 없고 설치 및 교체가 간편한 이점이 있다.

둘째, 도어의 개방방향에 관계없이 자동으로 닫힐 수 있도록 하면서, 일정한 속도로 천천히 닫히도록 구성하여 도어가 닫히는 과정에서 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 도어의 개방각도가 90도 180도일 때 개방상태를 유지할 수 있도록 하여 환기 및 청소작업이나 출입 통제에 따른 불편함을 해소할 수 있다.

넷째, 힌지의 스프링압력을 간편하게 조절할 수 있도록 하여 다양한 도어의 규격 및 중량에 맞게 변경적용이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 힌지구조의 설치예시를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 힌지구조를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명에 의한 힌지를 나타낸 사시도
도 4는 본 발명에 의한 힌지의 내부구성을 나타낸 분해 사시도
도 5는 본 발명의 헤드부에 결합된 구성을 분해하여 나타낸 사시도
도 6은 본 발명에서 도어가 개방되는 각도에 따라 힌지의 작동과정을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 캠작동부를 나타낸 확대 단면도
도 8은 본 발명에 의한 조절수단의 작동예시를 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이 상부문틀(20)에 설치된 힌지(100)에 도어(10)의 상부피봇(11)이 끼워져 회전하는 힌지구조에 관한 것으로서, 도어(10)에 설치된 하부피봇(12)과 상부피봇(11)을 중심으로 도어(10)가 회전하는 것이다. 그리고 본 발명의 힌지구조는 도어(10)의 개방방향과 관계없이 작동이 가능하며 측면문틀(미도시)의 간섭이 없다면 개방각도에 따른 제약이 없는 구조가 된다.

본 발명의 힌지(100)는 도 2 내지 3에 도시한 바와 같이, 케이스(200)와, 상기 케이스(200)의 내측에 회전가능하게 설치되되 하단부에는 상부피봇(11)이 끼워질 수 있도록 한 피봇홈(310)이 형성되고 상부로는 캠작동부(320)가 일체로 형성된 회전부재(300)와, 상기 케이스(200) 내측에 수평으로 고정설치되는 중심축(400)과, 상기 중심축(400)의 일측에 결합되되 중심축(400)의 일정구간만큼 수평으로 이동가능하게 설치되는 헤드부(500)와, 상기 헤드부(500)에 회전가능하게 설치되어 캠작동부(320)의 회전에 따라 외주면에 밀착된 상태로 헤드부(500)를 이동시키는 롤러(600)와, 상기 헤드부(500)가 캠작동부(320) 방향으로 압력을 줄 수 있도록 중심축(400)의 길이방향으로 설치되는 압축스프링(700)과, 상기 헤드부(500)에 결합되어 압축스프링(700)의 인장시에만 속도제어가 이루어지는 유압댐퍼(800);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

아래에는 도 4 내지 5를 참조하여 힌지(100)의 각 구성들을 좀 더 상세히 설명하고자 한다.

상기 회전부재(300)는 케이스(200)내에 회전가능하게 설치되어 상부피봇(11)의 회전력을 전달받아 캠작동부(320)가 회전하면서 헤드부(500)의 수평이동을 유도하는 구성이다. 따라서 상기 상부피봇(11)의 형상과 회전부재(300)의 피봇홈(310)은 회전동력을 전달할 수 있도록 각진 형태가 바람직하며 도면상에는 사각형의 형태로 도시하였지만 6각형 또는 기어형태로도 얼마든지 가능하다. 그리고 캠작동부(320)는 도 7을 참조하면 알 수 있듯이 편심된 형태와 같이 외주면의 곡선반경이 다르게 형성되어 있으며, 회전각도 0도(닫힌 상태)와 90도의 위치에는 롤러(600)가 안정적으로 안착되어 도어(10)의 위치를 고정할 수 있도록 한 오목홈(321)이 형성되어 있다.

상기 중심축(400)은 케이스(200) 내측에 수평방향으로 고정설치되는 것으로서, 상기 중심축(400)의 양단에는 가이드구간(410)과 나사조절구간(420)이 각각 형성된다. 상기 가이드구간(410)은 헤드부(500)가 설치되는 방향으로 형성되어 있으며 헤드부(500)가 이동하는 구간이다. 그리고 상기 나사조절구간(420)은 가이드구간(410)의 반대편에 외주면을 따라 나사산이 형성된 부분으로서, 케이스(200) 내측에 고정된 고정너트(210)에 나사조절구간(420)의 끝부분이 나사결합되어 고정된다.

상기 헤드부(500)는 고정된 중심축(400)의 가이드구간(410)에 이동 가능한 형태로 결합되는 구성으로서, 상기 헤드부(500)의 단면은 ' ⊃ ' 형태로 이루어져 내측에는 롤러(600)가 결합되고 외측에는 유압댐퍼(800)가 결합된다. 그리고 상기 헤드부(500)의 중앙에는 수평방향으로 관통구멍(510)이 형성되어 중심축(400)의 가이드구간(410)이 관통될 수 있도록 한다.

그리고 상기 중심축(400)의 가이드구간(410)은 헤드부(500)에 관통결합되되 가이드구간(410)의 단부에는 마감나사(411)가 결합되어 헤드부(500)의 이탈을 방지할 수 있도록 한다. 즉, 상기 마감나사(411)는 헤드부(500)의 내측을 통해 관통구멍(510)을 지나 중심축(400)에 나사결합되는 구성으로서, 마감나사(411)의 머리부분은 헤드부(500)의 관통구멍(510)보다 크게 형성하여 캠작동부(320) 방향에 대하여 헤드부(500)가 이탈하지 않도록 스톱퍼 기능을 하는 것이다.

상기 롤러(600)는 헤드부(500)에 회전 가능하게 설치되고 압축스프링(700)의 미는 힘에 의해 캠작동부(320)의 외주면에 밀착되며, 캠작동부(320)의 회전에 따라 헤드부(500)를 수평이동시키는 구성이다. 이와 같이 캠작동부(320)의 외주면을 따라 회전하는 롤러(600)를 통해 캠작동부(320)와의 마찰력을 최소화함으로써 도어(10)의 개폐과정에서 캠작동부(320)가 마모되는 것을 방지하는 것이다.

상기 압축스프링(700)은 헤드부(500)가 캠작동부(320) 방향으로 압력을 줄 수 있도록 중심축(400)의 길이방향으로 설치되는 구성으로서, 더욱 구체적으로 상기 압축스프링(700)은 제1와셔(430)와 제2와셔(440) 사이에 양단이 지지되는 형태로 되어 있다. 이때 상기 제1와셔(430)는 가이드구간(410)에 마련되어 헤드부(500)와 밀착되고 제2와셔(440)는 나사조절구간(420)에 마련되어 있다.

여기서 상기 나사조절구간(420)에는 제2와셔(440)의 위치를 조절하는 조절수단(900);이 더 설치될 경우 도어(10)의 규격이나 중량에 맞게 압축스프링(700)의 압력을 제어할 수 있게 된다. 상기 조절수단(900);은 제2와셔(440)의 외측방향에서 제2와셔(440)와 밀착될 수 있도록 나사조절구간(420)에 나사결합되는 육각봉너트(910)와, 상기 육각봉너트(910)의 이동구간 중 고정된 위치에 설치되어 회전방향에 따라 육각봉너트(910)의 이동을 조절하는 조절레버(920);로 구성된다.

상기 육각봉너트(910)는 압축스프링(700)의 미는 힘에 의해 제2와셔(440)의 외측과 항시 밀착되어 있는 형태이며, 상기 육각봉너트(910)의 나사이동되는 방향에 따라 압축스프링(700)의 압력을 조절하게 된다. 그리고 나사조절구간(420)의 끝부분에는 제3와셔(450)가 마련되어 육각봉너트(910)가 바깥쪽으로 더 이상 이동하지 못하도록 제한할 수 있도록 한다.

상기 조절레버(920)는 육각봉너트(910)의 외주면에 맞물려 함께 회전하도록 육각구멍(921)이 형성되어 있으며, 이러한 조절레버(920)는 육각봉너트(910)에 고정되어 있는 구성이 아니기 때문에 육각봉너트(910)를 따라 함께 이동하지 않고 제자리 회전을 통해 육각봉너트(910)를 이동시키는 구성이다. 이때 조절레버(920)의 일부는 케이스(200)의 외부에 노출된 형태로 구성하여 케이스(200)를 분해하지 않고 간편하게 조절할 수 있도록 한다.

상기 유압댐퍼(800)는 헤드부(500)에 결합되어 압축스프링(700)의 인장시에만 속도제어가 이루어지는 구성이다. 즉, 압축스프링(700)의 압축은 도어(10)를 여는 과정에서 발생하고 압축스프링(700)의 인장은 도어(10)가 자동으로 닫힐 때 발생하는 것으로서 본 발명의 유압댐퍼(800)는 도어(10)를 여는 과정에서는 속도제어가 이루어지지 않다가 도어(10)가 자동으로 닫힐 때만 속도제어가 이루어져 천천히 닫히도록 하는 것이다.

그리고 상기 유압댐퍼(800)는 헤드부(500)에 효율적인 형태로 결합하기 위해, 도면에 도시한 바와 같이 상기 유압댐퍼(800)를 한 쌍으로 구비한 다음 헤드부(500)의 수직으로 관통결합되는 댐퍼고정축(810)의 상하 노출부분에 각각 설치되는 형태가 될 수 있다.

아래에는 본 발명의 힌지구조에 관해서 도어(10)가 개방되는 각도에 따라 힌지(100)의 작동과정을 도 6에 참조된 (가),(나),(다),(라)를 통해 좀 더 설명하고자 한다.

도 6에 참조된 (가)는 도어(10)의 개방각도가 0인 상태 즉, 도어(10)가 닫혀진 상태를 나타낸 것으로서, 압축스프링(700)의 압력에 의해 헤드부(500)가 캠작동부(320) 방향으로 미는힘이 작용되지만 캠작동부(320)의 오목홈(321)에 롤러(600)가 안정적으로 지지되어 도어(10)가 닫힌 상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고 나서 도어(10)를 약 45도 각도로 개방하게 되면 도 6의 (나)와 같이 캠작동부(320)의 곡면을 따라 헤드부(500)가 중심축(400)방향으로 이동하게 된다. 이 과정에서 압축스프링(700)은 더 압축되고 유압댐퍼(800)의 길이는 줄어든 상태가 된다.

만약, (나)의 상태에서 도어(10)의 개방을 중단하고 그대로 놓게 될 경우 캠작동부(320)의 경사면을 따라 회전부재(300)가 다시 반대방향으로 회전하면서 도어(10)가 자동으로 닫혀 (가)의 상태로 돌아가게 된다. 그리고 도어(10)가 자동으로 닫히는 과정에서는 유압댐퍼(800)의 길이가 늘어나게 되므로 속도제어가 이루어져 천천히 닫히게 된다.

도 6의 (다)는 도어(10)의 개방각도가 90도인 상태를 나타낸 것으로서, 캠작동부(320)의 90도 부분에 형성된 오목홈(321)에 롤러(600)가 지지되면서 도어(10)가 90도로 개방된 상태를 유지하게 된다.

그런 다음 도어(10)를 180도 개방하게 되면 도 6의 (라)와 같이 고정된 상태가 된다. 즉, 캠작동부(320)의 180도 부분은 곡면의 중앙에 해당하기 때문에 방향성이 존재하지 않아 오목홈(321)이 형성되어 있지 않더라도 도어(10)가 고정되는 것이다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 도어 11 : 상부피봇
12 : 하부피봇 20 : 상부문틀
100 : 힌지 200 : 케이스
210 : 고정너트 300 : 회전부재
310 : 피봇홈 320 : 캠작동부
321 : 오목홈 400 : 중심축
410 : 가이드구간 411 : 마감나사
420 : 나사조절구간 430 : 제1와셔
440 : 제2와셔 450 : 제3와셔
500 : 헤드부 510 : 관통구멍
600 : 롤러 700 : 압축스프링
800 : 유압댐퍼 810 : 댐퍼고정축
900 : 조절수단 910 : 육각봉너트
920 : 조절레버 921 : 육각구멍

Claims (6)

1. 상부문틀(20)에 설치된 힌지(100)에 도어(10)의 상부피봇(11)이 끼워져 회전하는 힌지구조에 있어서,
   상기 힌지(100)는;
   케이스(200)와,
   상기 케이스(200)의 내측에 회전가능하게 설치되되 하단부에는 상부피봇(11)이 끼워질 수 있도록 한 피봇홈(310)이 형성되고 상부로는 캠작동부(320)가 일체로 형성된 회전부재(300)와,
   상기 케이스(200) 내측에 수평으로 고정설치되는 중심축(400)과,
   상기 중심축(400)의 일측에 결합되되 중심축(400)의 일정구간만큼 수평으로 이동가능하게 설치되는 헤드부(500)와,
   상기 헤드부(500)에 회전가능하게 설치되어 캠작동부(320)의 회전에 따라 외주면에 밀착된 상태로 헤드부(500)를 이동시키는 롤러(600)와,
   상기 헤드부(500)가 캠작동부(320) 방향으로 압력을 줄 수 있도록 중심축(400)의 길이방향으로 설치되는 압축스프링(700)과,
   상기 헤드부(500)에 결합되어 압축스프링(700)의 인장시에만 속도제어가 이루어지는 유압댐퍼(800);로 구성되며,
   상기 중심축(400)은 헤드부(500)가 설치되는 방향으로 가이드구간(410)이 형성되고, 상기 가이드구간(410)의 반대편에는 외주면에 나사산이 형성된 나사조절구간(420)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 중심축(400)의 가이드구간(410)은 헤드부(500)에 관통결합되되 가이드구간(410)의 단부에는 마감나사(411)가 결합되어 헤드부(500)의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 중심축(400)의 가이드구간(410)에는 제1와셔(430)가 마련되어 압축스프링(700)의 한쪽을 지지하고, 상기 나사조절구간(420)에는 제2와셔(440)가 마련되어 압축스프링(700)의 다른 한쪽을 지지하는 것을 특징으로 하는 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 나사조절구간(420)에는 제2와셔(440)의 위치를 조절하는 조절수단(900);이 더 설치되되, 상기 조절수단(900)은 제2와셔(440)의 외측방향에서 제2와셔(440)와 밀착될 수 있도록 나사조절구간(420)에 나사결합되는 육각봉너트(910)와, 상기 육각봉너트(910)의 이동구간 중 고정된 위치에 설치되어 회전방향에 따라 육각봉너트(910)의 이동을 조절하는 조절레버(920);로 구성되는 것을 특징으로 하는 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 유압댐퍼(800)는 헤드부(500)의 수직으로 관통결합되는 댐퍼고정축(810)의 상하에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 여닫이 도어의 내장형 양방향 힌지구조
   
   

Images