KR102174419B1 - 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전식 도어를 구성하는 기어 힌지부에서 문틀의 지지 프레임 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓과 도어 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓 사이의 안정된 회전 작동을 가이드할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하기로는 문틀의 지지 프레임 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓과 도어 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓 사이에 기어 힌지부가 제공되는 도어 힌지에 있어서, 도어의 하중으로 인하여 제 2 지지 브라켓을 통하여 기어 힌지부에 인가되는 회전 모멘트에 의해 도어 중립축 하부의 하단 기어 힌지부에서 발생하는 압축 응력과 도어 중립축 상부의 상단 기어 힌지부에서 발생하는 인장 응력을 최소화함으로써 도어의 정확한 여닫힘 성능을 확보하고 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 도어 힌지에서 발생하는 마찰에 의한 부품 손상이나 마찰 소음의 발생을 최소화할 수 있도록 하는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치에 관한 것이다.

Description

회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치 {Guiding Apparatus for Roatating Operation of Gear Hinge Part in Rotating Door}

본 발명은 회전식 도어를 구성하는 기어 힌지부에서 문틀의 지지 프레임 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓과 도어 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓 사이의 (상대적으로) 안정된 회전 작동을 가이드할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하기로는 문틀의 지지 프레임 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓과 도어 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓 사이에 기어 힌지부가 제공되는 도어 힌지에 있어서, 도어의 하중으로 인하여 제 2 지지 브라켓을 통하여 기어 힌지부에 인가되는 회전 모멘트에 의해 도어 중립축 하부의 하단 기어 힌지부에서 발생하는 압축 응력과 도어 중립축 상부의 상단 기어 힌지부에서 발생하는 인장 응력을 최소화함으로써 도어의 정확한 여닫힘 성능을 확보하고 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 도어 힌지에서 발생하는 마찰에 의한 부품 손상이나 마찰 소음의 발생을 최소화할 수 있도록 하는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치에 관한 것이다.

일반적으로 회전식 도어는 도어가 설치되는 문틀의 지지 프레임 내에 도어의 일측면이 고정 설치되면서 이러한 고정 설치면 내에 회전축을 구비한 도어 힌지부가 설치되도록 하여서 도어의 수평 회전이 가능하도록 함으로써 도어의 개폐가 가능하도록 하는 구조를 가지고 있다.

이러한 도어 힌지부는 다양한 형태와 구조를 가진 제품들이 개발되어서 사용되고 있는데, 가장 일반적으로 사용되는 핀 타입의 힌지봉을 사용한 일반적인 힌지부를 사용하는 경우에는 힌지봉을 지지하는 힌지 프레임에 변형이 발생하지 않고 힌지 프레임을 도어 또는 문틀의 지지 프레임에 고정 연결하는 고정 수단의 강성이 충분하다면 도어의 수직 하중에 의한 수직 변위가 발생하지는 않음이 일반적이나, 도어 상단과 하단 사이에 발생하는 수직면 상의 회전 모멘트에 저항하는 강성이 약하여 도어를 대형화하는 경우에 힌지 경첩부의 크기와 강성 및 그 고정 수단(앵커)의 크기와 강성도 함께 증가되어야 하기에 도어의 대형화가 어려운 문제점이 있으며, 나아가 도어의 크기는 대형화하면서도 도어의 단면 규격(또는 도어를 구성하는 유리창을 지지하는 도어 프레임의 단면 규격)은 이를 최소화하여 슬림화하고자 하는 수요자층의 요청에 부응하는 것과 고정 수단(앵커)의 크기를 증가시켜야 하는 것은 서로 상충하는 문제가 되기 때문에 해결하기 어려운 한계가 있다.

이러한 핀 타입의 힌지봉을 사용한 일반적인 힌지부와 다른 구조로서 첨부 도면 도 1 내지 도 12에 도시된 기어 힌지부(기어 경첩부)가 도어의 대형화 경향에 맞추어서 도어 수직면 상에서 도어 상단과 하단 사이에 발생하는 회전 모멘트를 최소화시킬 수 있는 구조체로서 개발되어서 사용되고 있다.

이하에서는, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 이러한 기어 힌지부의 세부적인 구성과 이를 사용한 회전식 도어의 사용예를 먼저 설명하기로 하는데, 설명 내용과 첨부 도면 도 1 내지 도 12는 한국특허공보 제10-1489246호(KR 10-1489246 B1)와 PCT 공개공보 WO2016/043355호의 내용을 참조할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 회전식 도어(100U)는 문틀의 도어 지지 프레임(10) 중에서 일측의 수직 프레임에 기어 힌지부(30)를 구성하는 제 1 지지 브라켓(31)이 스크류(30a)에 의해 고정 연결되고, 기어 힌지부(30)를 구성하는 제 2 지지 브라켓(32)은 도어(20)의 일측면에 스크류(30a)에 의해 고정 연결되며, 이러한 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)의 서로 마주보는 면에는 종방향으로 각각 형성되는 기어부(31a, 32a)가 서로 맞물리도록 제공되며, 이러한 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)의 기어부(31a, 32a)가 상호 맞물린 상태를 유지하면서 그 맞물리는 기어 이빨 부분의 위치가 계속 변화되면서 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)의 접철 회동이 가능하도록 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32) 사이에서 기어부(31a, 32a)를 후방에서 지지하는 회동 지지 프레임(33)(도 3 참조)이 제공된다.

한편, 기어 힌지부(30)는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같은 원활한 회동 작용과 회전 모멘트에 대한 높은 저항력을 제공하는 평면 회동 구조를 가지고 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)의 일단부에 제공되어 상호 맞물리는 기어부(31a, 32a)의 반대편에 형성되는 회전축 지지 포켓(31b, 32b)에는 회동 지지 프레임(33)의 양단으로부터 절곡 형성되어 제공되는 힌지축 돌출부(33a)가 회전가능하게 끼워지게 되고, 그리고는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32) 각각은 회동 지지 프레임(33) 양단의 힌지축 돌출부(33a)를 중심으로 상호 연동되어서 축회전하게 되는데, 예컨데 제 1 지지 브라켓(31)이 문틀의 지지 프레임(10) 측에 고정되고 제 2 지지 브라켓(32)이 도어(20) 측에 고정되는 경우라면 도면 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 제 2 지지 브라켓(32)이 고정된 제 1 지지 브라켓(31)에 대하여 상대적으로 회전되게 된다.

또한, 이러한 제 2 지지 브라켓(32)의 축회전의 한계는 도 7에 도시된 바와 같이 외측으로 회동하는 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32) 외측면에 형성된 회전축 지지 포켓(31b, 32b)에 회동 지지 프레임(33) 양단 절곡부의 외측 모서리부가 수용되면서 더 이상이 과도한 회전이 차단되는 구조를 가지고 있다.

도 4 내지 도 7의 도면에 나타난 구조의 경우 제 1 지지 브라켓(31)에 대하여 제 2 지지 브라켓(32)의 약 180도의 회전이 가능한 구조를 예시하고 있다.

이와 같이 회동되어 접철되는 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32) 양측에 종방향으로 형성되는 기어부(31a, 32a)와, 이러한 기어부(31a, 32a)의 맞물림 회동을 지지하는 회동 지지 프레임(33)은 도 8에 도시된 바와 같이 수평면 상에서의 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32) 사이의 원활한 회동을 제공하면서 종방향으로 길게 형성된 기어의 이빨들이 상호 맞물려 있는 구조를 제공하기 때문에, 도어(20)가 대형화되어서 도어 수직면 상에서 도어 상단과 하단 사이에 발생하는 회전 모멘트가 증가하더라도 이에 충분히 대항할 수 있도록 하며, 따라서 도어의 설치 방향이나 위치에 있어서 뒤틀림 현상이 발생할 가능성을 최소화할 수 있는 구조적인 안정성을 제공한다.

한편, 양측에 종방향으로 형성되는 기어부(31a, 32a)에 의해 상호 맞물린 상태로 회전하는 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 도어(20) 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓(32)이 문틀의 지지 프레임(10) 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓(31)에 대하여 종방향으로 변위될 수 있는 단면 구조를 가지기 때문에, 이를 방지하도록 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)에는 서로 대향하는 개구부(31c, 32c)를 형성하고, 그리고는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 대향하는 개구부(31c, 32c)에 공통적으로 끼워지는 수직 걸림구(34)를 삽입하고, 이를 체결구(35)를 통하여 회동 지지 프레임(33)의 내측면에 고정하게 되는데, 이러한 걸림구(34)의 일단은 회동 지지 프레임(33)의 내측 공간부에 형상적으로 매칭되며 수용되어 일체화된 기어 힌지부(30)를 형성하게 된다.

제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32) 사이에서 방향하는 종방향 변위를 억제하고 수직 하중을 지지하도록 제공되는 이러한 수직 걸림구(34)의 상부면과 하부면은 도어 회동 개폐시에 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)의 기어부(31a, 32a)에서 개구부(31c, 32c)가 형성된 부분의 단면과 마찰하며 이들을 지지하게 되는데, 따라서 일반적으로 알루미늄 합금 소재 등의 금속 재료로 만들어지는 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)과는 달리 마찰 소음을 방지할 수 있으며 마찰 계수가 낮은 합성 수지 재료로 만들어진다.

하지만 대형화된 도어(20)가 지금까지 설명된 기어 힌지부(30)를 통하여 문틀의 지지 프레임(10)에 설치되고 사용되는 실제의 상황에서는, 도 12에 도시된 바와 같이 도어(20)의 하중("W")에 의해 도어(20) 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓(32)에 유도되는 하방 변위는 수직 걸림구(34)와의 접촉 단면에서의 마찰력이 증가하고, 따라서 도어 회동 개폐시에 마찰 소음이 과도하게 발생하게 되는데, 이러한 대형화된 도어에서 발생하는 마찰 소음은 앞서 설명한 재료적인 해결책만으로는 회피하기 어렵다는 문제점을 가지고 있다.

나아가, 이와 같이 폭(Wd)이 확대되어 대형화된 도어(20)가 지금까지 설명된 기어 힌지부(30)를 통하여 문틀의 지지 프레임(10)에 설치되어 도어 핸들(20h)의 개폐 작동을 통하여 회전 개방되는, 도 13에 도시된 바와 같은 실제의 상황에서는 캔틸레버 지지구조가 되어서 도어(20)의 개방시에 수직면 상에서 도어 상단과 하단 사이에 발생하는 회전 모멘트가 증가되면서, 중립축에 해당하는 a-a' 중립축선의 상부의 기어 힌지부(30)에는 인장(Tension) 응력이 발생하고(도 15a 참조), 그리고 중립축에 해당하는 a-a' 중립축선 하부의 기어 힌지부(30)에는 압축(Compression) 응력이 발생하게 되는데(도 15b 참조), 특히 3중 유리 도어 글래스(20G)를 포함하는 도어(20)의 경우에 도어 폭(Wd) 증가에 따른 도어 중량(W)의 증가 정도가 크기 때문에 도어(20)가 닫혀 있는 도 14의 상태(Closed)에서 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이 도어(20)가 회전 개방될 때 기어 힌지부(30)에 발생하는 인장 또는 압축 응력에 의한 변형량이 증가되게 되는데, 이와 같이 증가되는 변형량은 도어(20) 개폐(폐쇄상태 단면: 도 14 & 개방상태 단면: 도 15a/상부 단면, 도 15b /하부 단면)시에 소음 발생 가능성을 높이며 시간 경과에 따라서 영구 변형량까지 증가하게 된다면 정확한 닫힘이 어려운 문제점이 있다.

특히, 도 15b의 하부 단면도(Lower Section)에 도시된 바와 같이 도어(20)가 회전 개방될 때 a-a' 중립축선 하부의 기어 힌지부(30)에는 압축(Compression) 응력이 발생하여 도어 하중 증가에 따라서 그 압축 변형량이 증가하게 되면, 제 1 지지 브라켓(31)과 제 2 지지 브라켓(32)의 기어부(31a, 32a)가 상호 맞물린 상태에서 그 맞물리는 기어 이빨 부분에서 영구 압축 변형이 발생하게 되면서 시간 경과에 따라서 도어의 회전 작동 궤적 자체가 서서히 변화되고, 나아가 도어 회전시 작동 소음이 증가될 가능성이 높다는 문제점이 있다.

지금까지 회전식 도어의 도어 힌지에 관한 종래 기술의 문제점을 설명하면서 기어 힌지부를 사용한 예를 중점적으로 설명하였지만, 도어 상단과 하단 사이에 발생하는 회전 모멘트의 증가에 따라서 회전식 도어의 도어 힌지부를 구성하는 부품들에 과도한 압축 응력이나 인장 응력이 발생할 수 있는 구조를 가진 것이라면 그 힌지부의 구체적인 구성을 달리하여도 기어 힌지부가 가진 기술적인 문제점과 실질적으로 대등한 문제점을 가진 것으로 봄이 타당하다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 기술적 과제는, 회전식 도어를 구성하는 도어의 하중에 의해 도어 회전 개폐 작동시에 도어 수직면 상에서 도어 힌지부의 수평 방향 중립축을 중심으로 도어 상단과 하단 사이에 발생하는 회전 모멘트의 증가 경향이 강화되는 현상을 극복할 수 있도록, 도어 상단과 하단 사이에서의 회전 모멘트 발생을 최소할 수 있는 도어 지지 구조를 간단한 장치를 통하여 달성하는 것이다.

특히, 회전식 도어의 기어 힌지부를 구성하도록 도어 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓 측의 기어부와 도어 지지 프레임 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓 측의 기어부 사이에 발생하는 압축 응력과 압축 변형을 최소화할 수 있는 장치를 제공하는 것이며, 도어의 정확한 여닫힘 성능을 확보하고 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 도어 힌지에서 발생하는 마찰에 의한 부품 손상이나 마찰 소음의 발생을 최소화할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면,

회전식 도어를 구성하는 기어 힌지부에서 문틀의 지지 프레임 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓과 도어 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓 사이의 안정된 회전 작동을 가이드할 수 있는 장치에 관한 것으로서,

도어의 하중으로 인하여 제 2 지지 브라켓을 통하여 기어 힌지부에 인가되는 회전 모멘트에 의해 도어 중립축 하부의 하단 기어 힌지부에서 발생하는 압축 응력과 도어 중립축 상부의 상단 기어 힌지부에서 발생하는 인장 응력을 최소화할 수 있도록,

문틀의 지지 프레임의 하단부에 설치되는 것으로서, 문틀의 지지 프레임에 고정 설치되는 고정단과, 도어의 제 2 지지 브라켓의 기어부의 회전 작동 원호상 궤적의 중심부에 놓여지며, 도어의 제 2 지지 브라켓의 기어부의 회전 작동 원호상 궤적에 대응하는 제 1 수직 접촉면을 구비한 제 1 회전 가이드체를 일체로 포함하여 이루어지는 고정된 제 1 수직 지지구와; 그리고

도어의 하단부에 설치되는 것으로서, 도어에 고정 설치되는 고정단과, 도어의 제 2 지지 브라켓의 기어부의 회전 작동 원호상 궤적 상에 놓여지며, 상기 제1 수직 지지구의 제 1 회전 가이드체의 상기 제 1 수직 접촉면과 도어 회전 작동시 선접촉하는 제 2 수직 접촉면을 구비한 제 2 회전 가이드체를 일체로 포함하여 이루어지는 회전하는 제 2 수직 지지구를 포함하여 이루어지는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치를 제공한다.

여기에서, 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면이 볼록한 접촉면일 때, 상기 제 2 수직 지지구에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면은 오목한 접촉면으로 형성되고; 그리고

상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면이 오목한 접촉면일 때, 이와 선접촉하는 상기 제 2 수직 지지구에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면은 볼록한 접촉면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도어의 회전 개폐 작동 과정을 통하여, 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리가 상기 제 2 수직 지지구에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리 보다 크도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편으로, 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면에는 오목한 접촉면 부분과 볼록한 접촉면 부분이 모두 제공되고, 그리고 상기 제 2 수직 지지구에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면에도 대응하게 볼록한 접촉면 부분과 오목한 접촉면 부분이 모두 제공되는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면의 상기 오목한 접촉면 부분은 도어 닫힘 상태에서 상기 제 2 수직 지지구에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면의 볼록한 접촉면 부분과 접촉하도록 형성되는 것이 도어 닫힘 상태의 고정력 향상에 더욱 바람직할 것이며, 나아가 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면의 상기 오목한 접촉면 부분에서 상기 볼록한 접촉면 부분으로 접촉부가 변경되면서 변곡점을 지나는 구간에서 접촉선수의 증대로 선접촉부의 접촉 응력 감소가 발생하도록 형성하는 것은 이러한 도어 닫힘 상태의 고정력 향상에 더욱 더 유용할 것이다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 기본적인 구성에 따르면, 회전식 도어를 구성하는 기어 힌지부에서 문틀의 지지 프레임 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓과 도어 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓 사이의 안정된 회전 작동을 가이드할 수 있도록 하며, 도어의 하중으로 인하여 제 2 지지 브라켓을 통하여 기어 힌지부에 인가되는 회전 모멘트를 감소시킴으로써, 이와 같은 회전 모멘트에 의해 도어 중립축 하부의 하단 기어 힌지부에서 발생하는 압축 응력 및 압축 변형과 도어 중립축 상부의 상단 기어 힌지부에서 발생하는 인장 응력 및 인장 변형을 최소화할 수 있도록 하는 효과를 제공한다. 따라서, 특히 도어의 수평 중립축선의 하단부 기어 힌지부에서의 압축(Compression) 응력에 의해 발생하는 압축 변형량을 감소시키게 된다면, 제 1 지지 브라켓과 제 2 지지 브라켓의 기어부가 상호 맞물린 상태에서 그 맞물리는 기어 이빨 부분에서의 영구 압축 변형이 감소하게 되고, 도어의 회전 작동 궤적을 보다 장기간 유지할 수 있도록 하면서 작동 소음을 감소시키는 효과를 제공한다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면에는 오목한 접촉면 부분과 볼록한 접촉면 부분이 모두 제공되고, 그리고 상기 제 2 수직 지지구에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면에도 대응하게 볼록한 접촉면 부분과 오목한 접촉면 부분이 모두 제공되도록 함으로써, 이중적인 오목 볼록면 결합에 의해 도어 회전 작동시의 단일 선접촉에 의한 과하중 상태를 방지할 수 있도록 하면서, 도어의 닫힘에 근접한 상태에서 보다 안정적인 고정 유지력을 얻을 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

또한, 본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 도어의 회전 개폐 작동 과정을 통하여, 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리가 상기 제 1 수직 지지구에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리 보다 크게 형성되도록 함으로써, 도어 닫힘 상태 보다도 도어 열림 상태로 진행할 수록 도어의 회전 작동 가이드가 보다 원활하게 진행되도록 하는 효과를 발휘하게 한다.

도 1은 회전식 도어의 설치 상태 사시도로서, 상단 모서리 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 2는 회전식 도어의 설치 상태 사시도로서, 하단 모서리 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 3는 도 1 및 도 2의 회전식 도어의 도어 힌지를 구성하는 기어 힌지부를 분리하여 도시한 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 7은 도 3에 도시된 기어 힌지부의 작동 상태 단면도로서, 도 4는 도어에 연결되는 제 2 지지 브라켓이 접힌 상태를 그리고 도 7은 도어가 완전 개방되도록 제 2 지지 브라켓이 회전된 상태를 도시하고 있다.
도 8은 기어 힌지부의 제 1 지지 브라켓과 제 2 지지 브라켓 사이의 회동 각도 변화에 따른 기어부의 맞물림 상태 변화를 도시한 도면이다.
도 9는 기어 힌지부의 제 1 지지 브라켓과 제 2 지지 브라켓 사이에 수직 방향(종방향) 상대 변위가 발생하는 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 기어 힌지부의 후방 분해 사시도이고, 도 11은 도 10의 주요부("K")에서 수직 걸림구를 조립 상태를 전면 방향에서 도시한 조립도이다.
도12는 도 10의 기어 힌지부에서 제 1 지지 브라켓과 제 2 지지 브라켓 사이의 회동 각도 변화에 따른 기어부의 맞물림 상태가 변화된 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치가 설치되지 않은 상태의 회전식 도어에 기어 힌지부가 설치된 상태로서 도어 닫힘 상태를 도시한 정면도이고, 도 14는 도13의 a-a'선 단면에 따라 도시한 도면이며, 도 15a는 도 14에서 도어가 개방된 상태의 a-a'선의 상부 단면(Upper Section)에 따라 도시한 도면이고, 도 15b는 도 14에서 도어가 개방된 상태의 a-a'선의 하부 단면(Lower Section)에 따라 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시한 회전식 도어의 도어 닫힘 상태에서의 도어 하부 부분 사시도이고, 도 17은 도 16에 도시된 회전식 도어의 기어 힌지부(Part H)를 확대 도시한 도면이고, 도 18은 기어 힌지부의 하부에 설치된 회전 작동 가이드 장치 부분(Part G)을 확대 도시한 도면으로서, 도어 닫힘 상태에서의 제 1 수직 지지구와 제 2 수직 지지구 사이의 결합 상태 단면도를 추가적으로 포함하고 있다.
도 19는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시한 회전식 도어의 약 45°정도 도어가 개방된 상태에서의 도어 하부 부분 사시도이고, 도 20은 도 19에 도시된 회전식 도어의 기어 힌지부(Part H)를 확대 도시한 도면이고, 도 21은 기어 힌지부의 하부에 설치된 회전 작동 가이드 장치 부분(Part G)을 확대 도시한 도면으로서, 약 45°정도 도어가 개방된 상태에서의 제 1 수직 지지구와 제 2 수직 지지구 사이의 결합 상태 단면도를 추가적으로 포함하고 있다.
도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시한 회전식 도어의 약 90°정도 도어가 개방된 상태에서의 도어 하부 부분 사시도이고, 도 23은 도 22에 도시된 회전식 도어의 기어 힌지부(Part H)를 확대 도시한 도면이고, 도 24는 기어 힌지부의 하부에 설치된 회전 작동 가이드 장치 부분(Part G)을 확대 도시한 도면으로서, 약 90°정도 도어가 개방된 상태에서의 제 1 수직 지지구와 제 2 수직 지지구 사이의 결합 상태 단면도를 추가적으로 포함하고 있다.
도 25는 본 발명에 따른 회전 작동 가이드 장치가 설치된 도어에서 도어의 약 180° 범위의 회전 개폐 작동 동안에 고정된 위치의 제 1 수직 지지구에 대하여 그 상대적인 위치가 변화하는 제 2 수직 지지구의 위치 변화 상태를 도시한 작동 상태도이다.
도 26은 도 25에서 제 1 수직 지지구 및 제 2 수직 지지구 부분을 확대 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시한 도 16은 회전식 도어의 도어 닫힘 상태에서의 도어 하부 부분 사시도이고, 도 17은 도 16에 도시된 회전식 도어의 기어 힌지부(Part H)를 확대 도시한 도면이고, 도 18은 기어 힌지부의 하부에 설치된 회전 작동 가이드 장치 부분(Part G)을 확대 도시한 도면으로서, 도어 닫힘 상태에서의 제 1 수직 지지구와 제 2 수직 지지구 사이의 결합 상태 단면도를 추가적으로 포함하고 있다.

또한, 약 45°정도 도어가 개방된 상태에 대한 도면으로서 위 도 16 내지 도 19에 각각 대응하는 도면으로 도 20 내지 도 22를 참조하고, 그리고 약 90°정도 도어가 개방된 상태에 대한 도면으로서 위 도 16 내지 도 19 또는 도 20 내지 도 22에 각각 대응하는 도면으로 도 23 내지 도 25를 참조할 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 회전식 도어의 회전 작동 가이드 장치의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 17 내지 도 24에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는

회전식 도어(1000)를 구성하는 기어 힌지부(1300)에서 문틀의 지지 프레임(1100) 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓(1150)과 도어(1200) 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓(1250) 사이의 안정된 회전 작동을 가이드할 수 있는 장치에 관한 것으로서,

도어(1200)의 하중으로 인하여 제 2 지지 브라켓(1250)을 통하여 기어 힌지부(1300)에 인가되는 회전 모멘트에 의해 도어 중립축(a-a') 하부의 하단 기어 힌지부(1300)에서 발생하는 압축 응력과 도어 중립축(a-a') 상부의 상단 기어 힌지부(1300)에서 발생하는 인장 응력을 최소화할 수 있도록,

문틀의 지지 프레임(1100)의 하단부에 설치되는 것으로서, 문틀의 지지 프레임(1100)에 고정 설치되는 고정단(1512)과, 도어(1200)의 제 2 지지 브라켓(1250)의 기어부(1250a)의 회전 작동 원호상 궤적의 중심부에 놓여지며, 도어(1200)의 제 2 지지 브라켓(1250)의 기어부(1250a)의 회전 작동 원호상 궤적에 대응하는 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)을 구비한 제 1 회전 가이드체를 일체로 포함하여 이루어지는 고정된 제 1 수직 지지구(1510)와; 그리고

도어(1200)의 하단부에 설치되는 것으로서, 도어(1200)에 고정 설치되는 고정단(1522)과, 도어(1200)의 제 2 지지 브라켓(1250)의 기어부(1250a)의 회전 작동 원호상 궤적 상에 놓여지며, 상기 제1 수직 지지구(1510)의 제 1 회전 가이드체의 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)과 도어 회전 작동시 선접촉하는 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)을 구비한 제 2 회전 가이드체를 일체로 포함하여 이루어지는 회전하는 제 2 수직 지지구(1520)를 포함하여 이루어지는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치(1500)를 제공한다.

여기에서, 이러한 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치(1500)는, 도 16, 도 18, 도 19, 도 21, 도 22, 도 24, 및 도 26에 잘 나타나 있는 바와 같이,

상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)이 볼록한 접촉면(1510a)일 때, 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)은 오목한 접촉면(1520a)으로 형성되고; 그리고

상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)이 오목한 접촉면(1510b)일 때, 이와 선접촉하는 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)은 볼록한 접촉면(1520b)으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 25에 도시된 약 180°도어 회전 범위에 대하여 제 1 수직 지지구와 제 2 수직 지지구를 확대 도시한 도 26에 나타낸 바와 같이, 도어(1200)의 회전 개폐 작동 과정을 통하여, 상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b) 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리(Ro)가 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b) 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리(Lo) 보다 크도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편으로, 상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)에는 오목한 접촉면 부분(1510b)과 볼록한 접촉면 부분(1510a)이 모두 제공되고, 그리고 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)에도 대응하게 볼록한 접촉면 부분(1520b)과 오목한 접촉면 부분(1520a)이 모두 제공되는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)의 상기 오목한 접촉면 부분(1510b)은 도어 닫힘 상태에서 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)의 볼록한 접촉면 부분(1520b)과 접촉하도록 형성되는 것이 도어 닫힘 상태의 고정력 향상에 더욱 바람직할 것이며, 나아가 상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)의 상기 오목한 접촉면 부분(1510b)에서 상기 볼록한 접촉면 부분(1510a)으로 접촉부가 변경되면서 변곡점을 지나는 구간에서 접촉선수의 증대로 선접촉부의 접촉 응력 감소가 발생하도록 형성하는 것은 이러한 도어 닫힘 상태의 고정력 향상에 더욱 더 유용할 것이다.

1000: 회전식 도어
1100: 문틀의 지지 프레임
1200: 도어
1300: 기어 힌지부
1150: 제 1 지지 브라켓
1120: 제 2 지지 브라켓
1150a, 1250a: 기어부
1512, 1522: 고정단
1510a, 1510b: 제 1 수직 접촉면
1510: 제 1 수직 지지구
1520a, 1520b: 제 2 수직 접촉면
1520: 제 2 수직 지지구
1500: 회전 작동 가이드 장치

Claims (5)

1. 회전식 도어(1000)를 구성하는 기어 힌지부(1300)에서 문틀의 지지 프레임(1100) 측에 고정 연결된 제 1 지지 브라켓(1150)과 도어(1200) 측에 고정 연결된 제 2 지지 브라켓(1250) 사이의 안정된 회전 작동을 가이드할 수 있는 장치에 관한 것으로서,
   도어(1200)의 하중으로 인하여 제 2 지지 브라켓(1250)을 통하여 기어 힌지부(1300)에 인가되는 회전 모멘트에 의해 도어 중립축(a-a') 하부의 하단 기어 힌지부(1300)에서 발생하는 압축 응력과 도어 중립축(a-a') 상부의 상단 기어 힌지부(1300)에서 발생하는 인장 응력을 최소화할 수 있도록,
   문틀의 지지 프레임(1100)의 하단부에 설치되는 것으로서, 문틀의 지지 프레임(1100)에 고정 설치되는 고정단(1512)과, 도어(1200)의 제 2 지지 브라켓(1250)의 기어부(1250a)의 회전 작동 원호상 궤적의 중심부에 놓여지며, 도어(1200)의 제 2 지지 브라켓(1250)의 기어부(1250a)의 회전 작동 원호상 궤적에 대응하는 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)을 구비한 제 1 회전 가이드체를 일체로 포함하여 이루어지는 고정된 제 1 수직 지지구(1510)와; 그리고
   도어(1200)의 하단부에 설치되는 것으로서, 도어(1200)에 고정 설치되는 고정단(1522)과, 도어(1200)의 제 2 지지 브라켓(1250)의 기어부(1250a)의 회전 작동 원호상 궤적 상에 놓여지며, 상기 제1 수직 지지구(1510)의 제 1 회전 가이드체의 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)과 도어 회전 작동시 선접촉하는 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)을 구비한 제 2 회전 가이드체를 일체로 포함하여 이루어지는 회전하는 제 2 수직 지지구(1520)를 포함하여 이루어지는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치(1500).
2. 제1항에 있어서,
   상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)이 볼록한 접촉면(1510a)일 때, 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)은 오목한 접촉면(1520a)으로 형성되고; 그리고
   상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)이 오목한 접촉면(1510b)일 때, 이와 선접촉하는 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)은 볼록한 접촉면(1520b)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치(1500).
3. 제2항에 있어서,
   도어(1200)의 회전 개폐 작동 과정을 통하여, 상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b) 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리(Ro)가 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b) 상의 선접촉이 이루어지는 접촉선의 변화 거리(Lo) 보다 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치(1500).
4. 제2항 또는 제3에 있어서, 상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)에는 오목한 접촉면 부분(1510b)과 볼록한 접촉면 부분(1510a)이 모두 제공되고, 그리고 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)에도 대응하게 볼록한 접촉면 부분(1520b)과 오목한 접촉면 부분(1520a)이 모두 제공되는 것을 특징으로 하는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치(1500).
5. 제4항에 있어서, 상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)의 상기 오목한 접촉면 부분(1510b)은 도어 닫힘 상태에서 상기 제 2 수직 지지구(1520)에 제공되는 상기 제 2 수직 접촉면(1520a, 1520b)의 볼록한 접촉면 부분(1520b)과 접촉하도록 형성되고, 그리고
   상기 제 1 수직 지지구(1510)에 제공되는 상기 제 1 수직 접촉면(1510a, 1510b)의 상기 오목한 접촉면 부분(1510b)에서 상기 볼록한 접촉면 부분(1510a)으로 접촉부가 변경되면서 변곡점을 지나는 구간에서 접촉선수의 증대로 선접촉부의 접촉 응력 감소가 발생하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 도어의 기어 힌지부의 회전 작동 가이드 장치(1500).

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