KR102160214B1 - 이물질 제거수단을 구비한 도어용 플로어 힌지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어용 플로어 힌지 장치에 관한 것으로서, 힌지블록의 내부에 구비되는 스프링과, 힌지블록의 내부에 이동가능하게 구비되고 스프링에 탄력 지지되는 피스톤과, 피스톤을 관통한 상태로 힌지블록에 회전가능하게 구비되고 그 일단부는 도어에 결합 고정되는 힌지축을 포함하는 도어용 플로어 힌지 장치로서, 힌지축이 관통되는 피스톤에는 힌지축과 접하는 제 1,2 캠돌부가 각각 돌출 형성되며, 힌지축에는 피스톤의 제 1,2 캠돌부와 접하는 캠블록이 편심되게 돌출 형성되고, 캠블록은 피스톤의 제 1 캠돌부와 접하여 피스톤을 원거리로 밀어 이동시키는 탑부와, 탑부의 양측에 도어의 개방시 피스톤의 제 2 캠돌부가 삽입되어 걸림되는 정지홈과, 캠블록과 힌지축 사이에 캠블록과 힌지축의 서로 다른 직경으로 인해 형성되는 경계턱을 포함하는 도어용 플로어 힌지 장치를 제공한다.

Description

이물질 제거수단을 구비한 도어용 플로어 힌지 장치{A floor hinge device for a door provided with a burr removing means}

본 발명은 이물질 제거수단이 구비된 도어용 플로어 힌지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도어를 지지하도록 플로어에 구비되어 도어가 천천히 부드럽게 회전될 수 있도록 롤러핀이 구비되고, 롤러핀 등으로 부터 탈락하여 힌지장치 내의 윤활유에 부유하는 쇳가루를 포집할 수 있는 수단을 구비한 도어용 플로어 힌지 장치에 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 캠과 접하여 구름되는 회전롤러가 피스톤의 캠수용공간 양측에 각각 별개로 회전가능하게 구비되므로 피스톤의 구성이 복잡해지고, 이로 인해 플로어 힌지 어셈블리의 전체 구성 및 구조가 복잡해지는 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.

아울러, 힌지축, 회전롤러 등 내부 구성 부품 간의 작동마찰에 의해 구성 부품의 가루, 즉 쇳가루가 오일 내에서 부유하면서 구성부품간의 원활한 작동을 방해하는 문제점이 있다.

한국 등록특허 제10-1061898호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 플로어에 구비되어 도어를 부드럽게 회전시키면서 도어를 지지하는 힌지장치의 구성 및 구조를 단순화한 도어용 플로어 힌지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명의 다른 목적으로는, 힌지축에 돌출 형성되어 힌지블록에 결합되는 커버에 접하도록 구비되어 힌지축의 회전시 오작동을 사전에 방지할 수 있도록 한 도어용 플로어 힌지 장치를 제공하는데 있다.

또, 힌지장치의 구성 부품 들간의 마찰에 의해 탈락하는 쇳가루를 포집할 수있는 수단을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치는, 힌지블록의 내부에 구비되는 스프링과, 힌지블록의 내부에 이동가능하게 구비되고 스프링에 탄력 지지되는 피스톤과, 피스톤을 관통한 상태로 힌지블록에 회전가능하게 구비되고 그 일단부는 도어에 결합 고정되는 힌지축을 포함하는 도어용 플로어 힌지 장치로서, 힌지축이 관통되는 피스톤에는 힌지축과 접하는 제 1,2 캠돌부가 각각 돌출 형성되며, 힌지축에는 피스톤의 제 1,2 캠돌부와 접하는 캠블록이 편심되게 돌출 형성되고, 캠블록은 피스톤의 제 1 캠돌부와 접하여 피스톤을 원거리로 밀어 이동시키는 탑부와, 탑부의 양측에 도어의 개방시 피스톤의 제 2 캠돌부가 삽입되어 걸림되는 정지홈과, 캠블록과 힌지축 사이에 캠블록과 힌지축의 서로 다른 직경으로 인해 형성되는 경계턱을 포함한다.

또한, 제 2 캠돌부에는 회전되는 힌지축의 회전을 용이하게 하기 위하여 핀홈이 형성되고, 핀홈에 롤러핀이 삽입되고, 제 2 캠돌부 상면에는 롤러핀의 이탈을 방지하는 이탈방지플레이트가 결합되고, 롤러핀은 돌기가 형성되어 이탈방지플레이트에 삽입되되, 그 직경은 핀홈보다 작다.

또한, 절삭부스러기(burr)를 포집할 수 있도록 자석을 힌지블럭의 내부공간에 구비하하되, 자석은 피스톤측 자석 또는 마개측 자석을 포함하며, 피스톤측 자석은 신축 작용하는 내부공간 측 피스톤의 말단에 형성되고, 마개측 자석은 내부공간 측 마개 말단에 각각 형성되는 한편, 피스톤측 자석은 내부에 중공의 도넛 형태로 구비되되, 내부에는 자력이 형성되지 않은 내부고리가 형성된다.

본 발명의 도어용 플로어 힌지 장치에 따르면, 피스톤에서 회전롤러를 없애는 대신 제 1,2 캠돌부를 피스톤에 일체로 성형하여 힌지축의 캠블록에 접촉되게 구성함으로써 피스톤의 구조를 심플하게 구성할 수 있고, 이로 인해 힌지장치의 전체 구성 및 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.

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

게다가, 본 발명에 따르면, 제 1,2 캠돌부에 회전롤러 또는 베어링에 대신해 롤러핀을 제공함으로써, 회전롤러 또는 베어링에 비해 설치가 용이하고 제작비용이 절약되는 장점이 있다.

게다가, 본 발명에 따르면, 절삭부스러기(burr) 또는 힌지장치의 구성 부품 들간의 마찰에 의해 탈락하는 쇳가루를 포집할 수 있는 자석을 구비함으로써, 각 구성품 간의 내구성 향상 및 부즈러운 작동이 가능해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 설치 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 분리 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 힌지축의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 힌지축에 구성되는 캠블록의 저면 구성도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 작동상태도로서, 도 6은 도어가 닫힌 상태의 작동상태도이고, 도 7은 도어가 열린 상태의 작동상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치에서 롤러핀이 구비되는 분리 단면도이다.
도 9는 및 도 10은 롤러핀이 구비되는 도어용 플로어 힌지 장치의 작동상태도이다.
도 11은 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 롤러핀 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 자석이 포함된 힌지블럭의 단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 힌지블럭에 설치된 자석에 쇳가루가 포집되는 작동상태도이다.
도 14는 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치의 피스톤측 자석의 사시도이다.

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

첨부도면 도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 도어용 플로어 힌지 장치를 도시한 도면들이다.

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

여기서, 본 실시예에서는 도어용 플로어 힌지 장치가 도어 아래의 플로어에 구비되는 형태를 일례로 들어 설명하나, 이에 국한되거나 한정되지 않고 도어용 플로어 힌지 장치가 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 결합된다.

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

힌지축(200)은 그 하부가 힌지블록(100)의 힌지공(120)에 삽입되고, 상부는 힌지블록(100)에서 돌출되어 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 힌지블록(100)의 내측 바닥면에 고정된 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)의 하부 외주면에는 힌지블록(100)에 삽입되어 후술될 피스톤(300)을 힌지블록(100) 내에서 직선 이동시키는 캠블록(220)이 돌출 형성된다.

이러한 캠블록(220)은 힌지축(200)의 하부 외주면에서 일방향으로 편심되게 돌출되되, 그 일측에는 가장 멀리 돌출된 각진 정점의 탑부(221)와, 탑부(221)의 양측에서 힌지축(200)의 외주면 측으로 점차 작아지는 직경으로 완만하게 만곡 형성된다.

이와 같이 형성된 캠블록(220)의 외주면에는 후술될 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330)가 접하여 구름되고, 캠블록(220)의 외주면에는 다수의 정지홈(222)이 일정 간격으로 이격되게 형성된다.

이러한 정지홈(222)은 도어(500)의 열림용 정지홈(222)으로서, 탑부(221) 양측으로 탑부(221)와 90도 각도를 이루는 위치에 형성됨이 바람직하며, 탑부(221) 양측의 90도 위치에 정지홈(222)을 구비하는 이유는 도어(500)의 열림방향 즉 시계방향으로 열 때와 반시계방향으로 열 때의 도어(500)를 모두 열린 상태로 고정시키기 위함이다. 즉, 도 7에서와 같이, 도어(500)를 열면 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330) 중 일측부(일측의 제 2 캠돌부)가 도어(500)와 같이 회전되는 힌지축(200)에 형성된 캠블록(220)의 양 정지홈(222) 중 일측의 정지홈(222)에 삽입되어 구비되므로 도어(500)를 열린 상태로 고정시킬 수 있게 된다.

또한, 캠블록(220)과 힌지축(200)이 연결되는 부위에는 도 5에서와 같이 캠블록(220)과 힌지축(200) 간의 서로 다른 직경으로 인한 복수의 경계턱(223)이 형성되고, 양 경계턱(223)의 간격은 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330) 간의 간격과 동일하게 형성된다. 따라서, 도어(500)가 닫히면 도 6에서와 같이, 캠블록(220)의 양 경계턱(223)에 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330)가 각각 접하여 구비되므로 도어(500)의 닫힌 상태를 유지할 수 있고, 이에 의해 캠블록(220)의 탑부(221)는 피스톤(300)의 제 1 캠돌부(320)와 선접촉된 상태로 고정되어 구비된다.

특히, 도 6에서와 같이 도어(500)가 닫힌 상태에서는 피스톤(300)의 요홈부(331)에 힌지축(200)이 삽입된 상태로 구비되어 있다가 도 7에서와 같이 도어(500)가 열리면 힌지축(200)보다 큰 직경을 갖는 캠블록(220)(경계턱(223)과 정지홈(222) 사이의 만곡돌부)이 피스톤(300)의 요홈부(331)에 삽입되어 위치되면서 피스톤(300)을 우측으로 천천히 이동시키게 된다.

이러한 피스톤(300)의 이동과정에 의해 힌지블록(100) 내에 윤활 목적으로 충진되어 있던 오일(유압)이 피스톤(300)의 제 2 오일로(360)를 통해 힌지블록(100)의 우측에서 좌측으로 천천히 빠져 나감으로써 도어(500)의 회전동작이 부드럽게 이루어지게 된다.

게다가, 캠블록(220)의 경계턱(223)과 정지홈(222) 사이의 만곡돌부는 경계턱(223)이나 정지홈(222)보다 외측으로 더 돌출되어 있으므로 도어(500)가 닫힌 상태 또는 열린 상태에서 도어(500)에 도어(500)를 회전시키고자 하는 일정한 힘 이상의 외력이 작용하지 않는 한, 경계턱(223)이나 정지홈(222)에 삽입된 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330)가 캠블록(220)을 타고 넘지 못하므로 바람 등에 의한 도어(500)의 임의적인 회전이 방지되어 도어(500)의 닫힘 상태 및 열림 상태를 견고히 유지할 수 있게 된다.

게다가, 만곡돌부의 정점 부위는 만곡돌부에서 가장 돌출된 부위로서, 도어(500)를 여는 과정 중 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330)가 정점 부위를 넘지 않은 상태에서 도어(500)를 회전시키던 외력이 제거되면 도어(500)는 자동으로 역회전되어 다시 닫히게 된다.

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

따라서, 지지돌부(210)의 단턱진 상면에는 후술될 커버(230)의 베어링(231)이 안착되어 구비됨으로써 힌지공(120)에서 회전 작동되는 힌지축(200)의 들림을 사전에 방지할 수 있고, 이로써 힌지축(200)의 캠블록(220)은 후술될 피스톤(300)의 수용 공간(310) 내에서 정위치된 상태로 회전된다.

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 지지돌부(210) 상면에 안착되어 구비되고, 이와 같은 베어링(231)과 커버(230)에 의해 힌지축(200)이 걸림된 상태로 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 외측에서 내측으로 절삭된 수용 공간(310)이 형성되고, 이 수용 공간(310)에는 힌지축(200)의 캠블록(220)이 삽입되어 회전가능하게 구비된다.

또한, 수용 공간(310)의 일단부 즉 후술될 스프링(400) 측의 일단부에는 한쌍의 제 2 캠돌부(330)가 이격되게 돌출 형성되고, 양측의 제 2 캠돌부(330) 사이에는 반원 형상으로 함몰된 요홈부(331)가 형성된다.

제 2 캠돌부(330)는 수용 공간(310) 측으로 완만하게 돌출 형성되어, 힌지축(200)의 캠블록(220)에 각각 접한 상태로 구비되었다가 도어(500)의 닫힘시 회전되는 힌지축(200)의 경계턱(223)에 걸림되어 위치된다.

그리고, 요홈부(331)의 내측면에는 피스톤(300)의 단부까지 관통된 제 2 오일로(360)가 형성되어 도어(500)의 개폐시 힌지블록(100) 내의 오일이 제 2 오일로(360)를 통해 유동되면서 도어(500)의 회전을 부드럽게 유도할 수 있게 된다.

여기서, 도 8을 참조하면, 제 2 캠돌부(330)에는 회전되는 힌지축(200)의 회전을 보다 용이하게 하기 위하여 핀홈(330a)이 형성되고, 이에 롤러핀(380)이 삽입되어 있다. 이로서, 롤러핀(380)은 상기 제 2 오일로(360)를 통해 공급된 오일에 의해 부드럽게 회전되면서 힌지축(200)의 회전운동을 원활하게 한다. 상기 롤러핀(380)은 통상의 회전롤러 또는 베어링에 비해 설치가 용이하고 제작비용이 절약되는 장점이 있다.

아울러, 도 9 내지 도 11을 참조하면, 제 2 캠돌부 상면에는 롤러핀의 이탈을 방지하는 이탈방지플레이트(390)가 볼트홈(390-2)를 통해 볼트 체결되어 있다.

특히, 롤러핀(380)은 핀홈(330a)에 삽입되는 삽입부(380-2) 상면에 돌기(380-1)가 이탈방지플레이트(390) 두께만큼 돌출 형성되어 있고, 즉 돌기는 그 직경이 핀홈보다 작게 형성되고, 이 돌기(380-1)는 이탈방지플레이트(390)의 결합공(390-1)에 삽입된 채 이탈방지플레이트(390)가 제 2 캠돌부 상면에 볼트 체결되어 있어 핀홈(330a)에 삽입된 롤러핀(380)은 이탈방지플레이트(390)에 의해 상부로 이탈되지 않고 그 자세를 유지할 수 있게 된다.

한편, 제 2 캠돌부(330)와 마주하는 수용 공간(310)의 반대편 측에는 수용 공간(310) 측으로 완만하게 돌출되는 제 1 캠돌부(320)가 형성되고, 제 1 캠돌부(320)는 제 2 캠돌부(330) 사이의 중심에서 연장된 연장 선상에 위치되게 형성된다.

이와 같이 구비되는 제 1 캠돌부(320)는 도어(500)의 닫힘시 힌지축(200)의 캠블록(220)에 형성된 탑부(221)와 선접촉되고, 이 상태에서 도어(500)의 개폐작동에 따른 힌지축(200)의 회전시는 캠블록(220)과 이격되게 구비된다.

그리고, 제 1 캠돌부(320) 상부의 피스톤(300)에는 수용 공간(310)에서 피스톤(300)의 단부 측으로 관통된 제 1 오일로(350)가 형성되고, 제 1 오일로(350)에는 오일의 유속을 느리게 제어할 수 있는 체크볼(351)이 구비된다. 이때, 체크볼(351)은 제 1 오일로(350)의 내경보다 작은 구체로 형성되며, 피스톤(300)의 단부에는 고정나사(352)가 체결되어 고정나사(352)의 머리부(352b)가 제 1 오일로(350)의 외측 포트 일부를 막고 반대편의 제 1 오일로(350)의 내측 포트는 피스톤(300)의 수용 공간(310) 측으로 제 1 오일로(350)보다 작은 직경으로 개구되게 형성되어 제 1 오일로(350)에서 체크볼(351)의 이탈을 방지하게 된다. 여기서, 미설명부호 "352a"는 고정나사(352)의 나사 축부를 도시한 것이다.

이와 같이 구비된 체크볼(351)에 의해 제 1 오일로(350)를 유동하는 오일이 체크볼(351)을 지날 시 발생되는 오리피스 현상에 의해 피스톤(300)이 천천히 이동되므로 도어(500)의 회전이 부드럽게 이루어지게 된다.

이러한 체크볼(351)은 제 2 오일로(360)에도 구비할 수 있지만, 이 경우엔 도어(500)가 너무 느리게 회전되는 단점이 있고, 체크볼(351)을 제 1 오일로(350)에만 구비하여도 도어(500)의 개폐동작을 부드럽게 유도할 수 있다.

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 갖는 타원 형상으로 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 플로어 힌지 장치의 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, 도어(500)와 같이 회전되는 힌지축(200)에 형성된 캠블록(220)의 양 경계턱(223)에는 피스톤(300)의 수용 공간(310) 우측에 구비된 한쌍의 제 2 캠돌부(330)가 각각 걸림되어 구비되고, 캠블록(220)의 탑부(221)에는 피스톤(300)의 수용 공간(310) 좌측에 구비된 제 1 캠돌부(320)가 선접촉된 상태로 구비되어 힌지축(200)을 고정시킴으로써 도어(500)는 닫힌 상태로 유지된다.

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 캠블록(220)의 경계턱(223)이 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330)로부터 빠져나와 벗어나면서 경계턱(223)과 정지홈(222) 사이의 만곡돌부가 제 2 캠돌부(330)에 접하게 됨과 더불어 캠블록(220)의 탑부(221) 역시도 피스톤(300)의 제 1 캠돌부(320)로부터 벗어나게 된다.

이에 따라, 회전되는 힌지축(200)의 캠블록(220)은 제 1 캠돌부(320)와 이격되면서 피스톤(300)을 우측으로 밀어내게 되고, 이 과정에서 힌지블록(100) 내의 오일이 피스톤(300)의 제 1,2 오일로(350)(360)를 통해 유동되며, 우측으로 이동되는 피스톤(300)에 의해 스프링(400)은 압축된다.

이 과정에 의해 힌지축(200) 및 도어(500)는 부드럽게 회전되고, 캠블록(220)의 만곡돌부가 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330)를 지나면 캠블록(220)의 정지홈(222)이 제 2 캠돌부(330)에 위치되어 제 2 캠돌부(330)가 정지홈(222)에 삽입됨으로써 힌지축(200)의 회전은 정지되고, 이때 도어(500)는 90도 회전되어 열린 상태가 된다.

따라서, 이와 같이 도어(500)가 열린 상태에서 도어(500)를 닫고자 하는 외력이 작용하지 않는 한, 정지홈(222)에 걸림된 제 2 캠돌부(330)에 의해 힌지축(200)의 회전이 방지되므로 도어(500)는 열린 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 열린 도어(500)를 닫으면, 도어(500)와 같이 힌지축(200)이 역회전되면서 캠블록(220)의 정지홈(222)이 피스톤(300)의 제 2 캠돌부(330)로부터 빠져나와 이탈되면서 캠블록(220)의 만곡돌부가 제 2 캠돌부(330)에 접한 상태로 회전된다.

이후, 캠블록(220)의 만곡돌부가 제 2 캠돌부(330)를 완전히 지나 경계턱(223)이 제 2 캠돌부(330)에 접하여 걸림되면, 캠블록(220)의 탑부(221)는 피스톤(300)의 제 1 캠돌부(320)에 선접촉되고, 이 과정에서 압축되어 있던 스프링(400)이 원상태로 인장되면서 이의 인장력에 의해 피스톤(300)이 좌측으로 밀려 이동됨으로써 도어(500)는 부드럽게 닫히게 된다.

아울러, 도어(500)의 부드러운 동작을 위하여 힌지블럭(100)의 내부공간(110)에 자석을 구비하는 것이 바람직하다.

이로서, 도어(500)가 동작을 반복하는 동안 힌지블럭(100) 내의 각 구성품들, 즉, 힌지축(200), 피스톤(300), 스프링(400) 등에 부착되어 있던 절삭부스러기(버:burr) 등이 탈락하거나 또는 작동 마찰에 의해 마모되어 탈락하는 쇳가루 등이 오일 내에서 부유하면서 도어의 부드러운 회전을 방해하고 구성품 들의 내구성을 저하시는 문제점을 개선할 수 있다.

즉, 도어(500)가 동작을 반복하는 동안 탈락한 절삭부스러기(burr)는 피스톤의 신축 작용에 의해 오일 내에서 유동하다가 내부공간(110)에 마련된 자석(361, 131)에 의해 달라붙어 포집되어 있게 된다.

여기서, 상기 자석(361, 131)은 피스톤측 자석(361)과 마개측 자석(131)을 포함하며, 피스톤측 자석(361)은 신축 작용하는 내부공간(110) 측 피스톤(300)의 말단에 형성하고, 마개측 자석(131)은 내부공간(110) 측 마개(130) 말단에 각각 형성하는 것이 바람직하다.

상기 피스톤측 자석(361)은 오일로(360)의 통로를 확보할 수 있도록 내부에 중공의 도넛 형태로 구비되되, 오일로에 절삭부스러기(burr)가 부착되어 오일의 유동시 탈락되는 것을 방지하기 위하여 내부에는 자력이 형성되지 않은 내부고리(361-1)을 구비하고 있다.

한편, 마개측 자석(131)은 통상의 원판형태의 자석을 채택하여 그 포집력을 높이는 것이 바람직하다.

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 : 지지돌부 220 : 캠블록
221 : 탑부 222 : 정지홈
223 : 경계턱 230 : 커버
231 : 베어링 300 : 피스톤
310 : 수용 공간 320,330 : 캠돌부
331 : 요홈부 340 : 이동공
350,360 : 오일로 351 : 체크볼
352 : 고정나사 352a : 축부
352b : 머리부 380 : 롤러핀
400 : 스프링 500 : 도어

Claims (7)

1. 힌지블록(100)의 내부에 구비되는 스프링(400)과, 힌지블록의 내부에 이동가능하게 구비되고 스프링에 탄력 지지되는 피스톤(300)과, 피스톤을 관통한 상태로 힌지블록에 회전가능하게 구비되고 그 일단부는 도어에 결합 고정되는 힌지축(200)을 포함하는 도어용 플로어 힌지 장치로서,
   힌지축이 관통되는 피스톤에는 힌지축과 접하는 제 1,2 캠돌부(320, 330)가 각각 돌출 형성되며,
   힌지축에는 피스톤의 제 1,2 캠돌부와 접하는 캠블록(220)이 편심되게 돌출 형성되고,
   캠블록은 피스톤의 제 1 캠돌부(320)와 접하여 피스톤을 원거리로 밀어 이동시키는 탑부(221)와, 탑부의 양측에 도어의 개방시 피스톤의 제 2 캠돌부(330)가 삽입되어 걸림되는 정지홈(222)과, 캠블록과 힌지축 사이에 캠블록과 힌지축의 서로 다른 직경으로 인해 형성되는 경계턱(223)을 포함하고,
   제 1 캠돌부(320) 상부의 피스톤(300)에는 수용 공간(310)에서 피스톤(300)의 단부 측으로 관통된 제 1 오일로(350)가 형성되고, 제 1 오일로(350)에는 오일의 유속을 느리게 제어할 수 있는 체크볼(351)이 구비되되, 체크볼(351)은 제 1 오일로(350)의 내경보다 작은 구체로 형성되고, 피스톤(300)의 단부에는 고정나사(352)가 체결되어 고정나사(352)의 머리부(352b)가 제 1 오일로(350)의 외측 포트 일부를 막고 반대편의 제 1 오일로(350)의 내측 포트는 피스톤(300)의 수용 공간(310) 측으로 제 1 오일로(350)보다 작은 직경으로 개구되게 형성되어 제 1 오일로(350)에서 체크볼(351)의 이탈을 방지하는 플로어 힌지 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   절삭부스러기(burr)를 포집할 수 있도록 힌지블럭의 내부공간에 피스톤측 자석을 포함하되, 피스톤측 자석은 신축 작용하는 내부공간 측 피스톤의 말단에 형성되고, 내부에 중공의 도넛 형태로 구비되는 한편, 내부에는 자력이 형성되지 않은 내부고리가 형성된 플로어 힌지 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   제 2 캠돌부에는 회전되는 힌지축의 회전을 용이하게 하기 위하여 핀홈이 형성되고, 핀홈에 롤러핀이 삽입되고,
   제 2 캠돌부 상면에는 롤러핀의 이탈을 방지하는 이탈방지플레이트가 결합되는 한편,
   롤러핀은 돌기가 형성되어 이탈방지플레이트에 삽입되되, 그 직경은 핀홈보다 작은 플로어 힌지 장치.
   
   
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