KR102315710B1

KR102315710B1 - 자동차 루프박스용 힌지장치

Info

Publication number: KR102315710B1
Application number: KR1020210039340A
Authority: KR
Inventors: 오세철
Original assignee: 오세철
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-10-21

Abstract

본 발명은 자동차의 지붕에 설치된 루프박스를 용이하게 열고 닫을 수 있도록 하는 자는 루프박스용 힌지장치에 있어서, 루프박스의 하박스 바닥에 고정되고 일측에는 핀공이 형성된 하브라켓(110); 루프박스의 상박스 천정면에 고정되고 일측에는 핀공이 형성된 상브라켓(120); 양단에 핀공이 형성되어 있고, 양측단과 중심에 격판이 형성되어 두 개의 격홈이 형성되며, 일단에 형성된 핀공이 상기 하브라켓의 핀공에 힌지핀을 통해 결합되어 힌지핀을 축으로 자유롭게 회전되는 하바(130); 양단과 하부측에 핀공이 형성되어 있고, 양측단과 중심에 격판이 형성되어 두 개이 격홈이 형성되며, 일단에 형성된 핀공이 상기 상브라켓의 핀공에 힌지핀으로 결합되고, 다른 일단에 형성된 핀공에 상기 하바의 일단에 형성된 핀공에 힌지핀으로 결합되어 상기 각각의 힌지핀을 축으로 자유롭게 회전되는 상바(140); 및 실린더와 피스톤으로 구성되고, 상기 실린더의 일단과 상기 피스톤의 일단에 각각 핀공이 형성되며, 상기 실린더의 핀공은 상기 하브라켓의 핀공에 힌지핀으로 결합되고, 상기 피스톤의 핀공은 상기 상브라켓의 핀공에 결합되어 피스톤의 길이 변화에 따라 힌지핀을 축으로 상기 하바와 상바를 각도변화 시키면서 상브라켓에 결합된 상박스를 들어 올리거나 내리도록 한쌍으로 이루어진 제1,제2쇽업쇼바(150a,150b);를 포함하여 이루어지고, 상기 힌지핀(P)은 내핀(Pi)과 외핀(Po)으로 이루어지되, 외핀은 반경 방향으로 외력이 가해지면 탄성적으로 변형되는 박판으로 이루어지고, 내핀과 외핀 사이에는 탄성패드(160)를 삽입하여 힌지핀에 반경 방향으로 편심된 외력이나 비틀림 외력이 가해지면 외핀과 탄성패드가 미세하게 탄성 변형되면서 복원되어 한 지점에 가해지는 마찰력을 분산시켜 힌지장치가 작동될 때 발생되는 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는 자동차 루프박스용 힌지장치에 관한 것이다.

Description

자동차 루프박스용 힌지장치{Hinge device for car roof box}

본 발명은 자동차의 지붕의 루프레일에 고정 설치되어 적재공간으로 활용되는 루프박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 루프박스를 용이하게 개폐시킬 수 있는 자동차 루프박스용 힌지장치에 관한 것이다.

루프박스는 루프레일이 설치된 차량 지붕에 설치하며 트렁크 외 적재공간을 확장하기 위한 목적으로 사용한다. 주로 플라스틱 및 패브릭 재질의 박스형태로 제작되어 내부에 적재하므로 보관물품을 햇빛에 노출시키지도 않고, 빗물에 노출시키지도 않으며, 바람에 날리지도 않도록 하고, 파손도 방지할 수 있다. 루프박스의 활용으로 트렁크 적재공간을 확장할 수는 있다.

차량의 지붕에는 짐을 싣거나 고정의 용도로 사용하기 위해 세로로 설치된 2개의 루프레일이 있는데, 별도의 캐리어를 장착해 자전거, 보드, 스키와 같은 레저 스포츠 용품을 싣거나 짐을 고정할 수 있도록 하였으나, 루프박스는 이러한 루프레일을 이용하여 차량 지붕에 고정 설치하여 사용한다.

루프박스는 물품을 담는 하박스와 그 하박스를 뚜껑처럼 덮는 상박스로 이루어져 있고, 하박스와 상박스의 한쪽 끝을 힌지축으로 하여 상박스를 들어 올리거나 내림으로써 적재공간을 개폐한다.

상박스를 들어 올리면 적재공간이 열리고, 상박스를 눌러 내리면 적재공간이 닫히는데, 뚜껑처럼 활용되는 상박스는 인력으로 들어올리기가 무거우므로 힌지축 근처에 상박스를 들어올릴 수 있는 쇽업쇼바를 이용한 힌지장치를 설치하여 용이하게 개폐한다.

루프박스에 이용되는 쇽업쇼바는 내부에 유체와 코일스프링이 내장되어 있으서, 하박스 상박스가 닫혀 있을 때 상박스가 열리지 않도록 록킹되어 있는 부분을 해제하면 코일스프링의 탄성 복원력을 이용하여 들어 올리도록 되어 있고, 코일스프링의 특성상 복원되는 속도가 너무 빨라서 사용자가 다칠 수 있으므로 유체 압력을 이용하여 코일스프링의 탄성 복원 속도를 적절히 완충시킨다.

루프박스에 적용되는 쇽업쇼바에 내장된 코일스프링의 압축강도가 클수록 상박스를 열었을 때 자동으로 잘 열리지만, 반대로 닫을 때는 코일스프링의 압축강도를 이겨낼 수 있도록 강하게 눌러야 닫을 수 있다.

상박스가 힘들이지 않고 잘 열리기 하기 위해스는 코일스프링의 압축강도가 커야 하고, 상박스가 힘 들이지 않고 잘 닫히기 위해슨 코일스프링의 압축강도가 작아야 한다. 즉 코일스프링의 압축강도가 크면 반발력도 그 만큼 커지므로 쉽게 들어올리지만 닫을 때는 그 만큼 더 힘이 들어갈 수 밖에 없다.

따라서 쇽업쇼바에 내장된 코일스프링의 압축강도는 더 강하거나 더 약하다고 해서 기능적으로 더 좋거나 더 나쁘다고 할 수 없고, 인체의 물리적인 힘을 고려하여 적절한 압축강도를 가지는 코일스프링을 선택해야 한다.

루프박스에 적용되는 쇽업쇼바는 힌지축 근처에 상박스를 양쪽에서 받쳐줄 수 있도록 설치한다. 쇽업쇼바 하나로는 상박스가 열리고 닫히면서 발생하는 편심에 대응하기 어렵기 때문에 상박스의 좌우에 대략 상박스의 폭만큼 이격시켜 한쌍의 쇽업쇼바를 설치하여 사용하는 것이 일반적이다.

양쪽에서 받쳐주면 상박스에 편심이 작용할 때에도 하중 분산이 잘되어 상박스를 원활하게 작동시킬 수 있다. 쇽업쇼바를 한쌍이 아니라 두쌍이나 세쌍을 설치하면 보다 더 하중 분산이 잘될 수는 있으나, 상박스가 열릴 때 역학적인 간섭이 발생하여 정밀에게 설치하지 않으면 작동 불능이 되기 쉽고, 정밀하게 설치되더라도 사용중에 루프박스 일부에 비틀림이 발생하면 역시 작동 불능이 될 수 있다.

루프박스는 플라스틱 재질이나 패브릭 재질을 사용하기 때문에 구조적 강도가 약하여 상박스 좌우로 한쌍의 쇽업쇼바를 설치하더라도 여전히 편심과 비틀림은 발생하고, 이러한 편심과 비틀림을 감안하여 쇽업쇼바에 내장된 코일스프링의 압축강도를 필요 이상으로 강한걸 사용해야 하는 문제가 있다.

따라서 루프박스를 열고 닫을 때 쇽업쇼바에 가해지는 편심과 비틀림 문제를 해결하기 않으면 루프박스를 사용하는 소비자가 과도한 힘으로 조작해야 하기 때문에 사용이 불편한다.

또한 루프박스가 열리고 닫힐 때 편심되거나 비틀림이 발생하면 힘의 방향을 바꿔주는 고정점 부분에서 삑삑거리는 소음이 발생하여 기능적인 문제 뿐만 아니라 사용자를 불괘하게 만들어 제품의 상업성을 떨어드리는 원인이 된다.

한국 등록실용실안 제20-0489153호 한국 등록특허 제10-1661348호 한국 등록실용신안 제20-174767호 한국 등록실용신안 제20-272341호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 루프박스를 열고 닫을 때 상박스에 가해지는 편심이나 비틀림을 적절히 분산시켜 쇽업쇼바에 내장된 코일스프링의 압축강도가 상대적으로 작은 것을 사용하더라도 힌지장치의 작동이 원활하게 이루어져 사용자가 상대적으로 작은 힘을 들이면서 루프박스를 열고 닫을 수 있도록 한다.

또한, 힌지장치의 힘을 방향을 바꿔자는 부분의 고정점 부분에서 발생하는 소음이 발생되지 않도록 하여 힌지장치가 기능적으로도 원활하게 작동할 수 있도록 하면서 소음에 의한 소비자 불만도 없앨 수 있도록 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 자동차의 지붕에 설치된 루프박스를 용이하게 열고 닫을 수 있도록 하는 자는 루프박스용 힌지장치에 있어서, 루프박스의 하박스 바닥에 고정되고 일측에는 핀공이 형성된 하브라켓(110); 루프박스의 상박스 천정면에 고정되고 일측에는 핀공이 형성된 상브라켓(120); 양단에 핀공이 형성되어 있고, 양측단과 중심에 격판이 형성되어 두 개의 격홈이 형성되며, 일단에 형성된 핀공이 상기 하브라켓의 핀공에 힌지핀을 통해 결합되어 힌지핀을 축으로 자유롭게 회전되는 하바(130); 양단과 하부측에 핀공이 형성되어 있고, 양측단과 중심에 격판이 형성되어 두 개이 격홈이 형성되며, 일단에 형성된 핀공이 상기 상브라켓의 핀공에 힌지핀으로 결합되고, 다른 일단에 형성된 핀공에 상기 하바의 일단에 형성된 핀공에 힌지핀으로 결합되어 상기 각각의 힌지핀을 축으로 자유롭게 회전되는 상바(140); 및 실린더와 피스톤으로 구성되고, 상기 실린더의 일단과 상기 피스톤의 일단에 각각 핀공이 형성되며, 상기 실린더의 핀공은 상기 하브라켓의 핀공에 힌지핀으로 결합되고, 상기 피스톤의 핀공은 상기 상브라켓의 핀공에 결합되어 피스톤의 길이 변화에 따라 힌지핀을 축으로 상기 하바와 상바를 각도변화 시키면서 상브라켓에 결합된 상박스를 들어 올리거나 내리도록 한쌍으로 이루어진 제1,제2쇽업쇼바(150a,150b);를 포함하여 이루어지고, 상기 힌지핀(P)은 내핀(Pi)과 외핀(Po)으로 이루어지되, 외핀은 반경 방향으로 외력이 가해지면 탄성적으로 변형되는 박판으로 이루어지고, 내핀과 외핀 사이에는 탄성패드(160)를 삽입하여 힌지핀에 반경 방향으로 편심된 외력이나 비틀림 외력이 가해지면 외핀과 탄성패드가 미세하게 탄성 변형되면서 복원되어 한 지점에 가해지는 마찰력을 분산시켜 힌지장치가 작동될 때 발생되는 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는 자동차 루프박스용 힌지장치를 제공한다.

본 발명은 하나의 힌지장치에 한쌍의 쇽업쇼바가 구성되어 있기 때문에 쇽업쇼바가 하나일 때 피스톤 하나에 누르는 압력이 집중되므로 상박스의 뒤틀림에 의한 편심이 심해지고, 이러한 편심을 고려하여 코일스프링의 압축강도를 더 강한 걸 사용해야 하지만, 쇽업쇼바가 한 쌍으로 이루어지면 상박스의 하중을 받쳐주는 지지점이 하나에서 두 개로 늘어나므로 뒤틀림도 줄어 들고, 편심도 각각의 쇽업쇼바에 분산되어 편심도 줄어 든다.

또한, 힌지핀은 내핀과 외핀의 2중 구조로 되어 있고, 내핀과 외핀 사이에 탄성패드가 형되어 있으며, 편심이 가해질 때 외핀이 순간적으로 탄성 변형 되었다가 복원이 가능하므로 힌지핀에 상박스의 뒤틀림에 의한 편심이 가해져도 힌지핀이 국소 지점에 가해지는 마찰력을 외핀이 탄성적으로 분산시켜 핀공 내벽의 마모 및 힌지핀과 핀공의 내벽 사이에서 발생되는 소음을 크게 감소시킬 수 있다.

게다가, 신축성 재질로만 이루어진 탄성패드는 사용중에 수축과 복원이 장시간 반복되면 복원력이 감쇄될 수 밖에 없는데, 탄성패드가 공기가 충전된 다수의 격실을 갖는 신축성 재질의 공기봉으로 이루어져 있어서, 격실의 공기가 빠져나가지 않은 한 탄성패드의 복원력이 감쇄되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 르프박스가 자동차 지붕에 설치된 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 힌지장치가 루프박스에 설치된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 힌지장치가 루프박스에 설치된 상태의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 힌지장치의 분해도이다.
도 5는 본 발명에 따른 힌지장치가 펼쳐지기 전 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 힌지장치가 펼쳐진 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 힌지핀의 분해도이다.
도 8은 본 발명에 따른 힌지핀의 다른 실시예이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1과 루프박스는 자동차 지붕에 설치되고, 도 2와 같이 힌지장치는 루프박스의 뒷 부분에 하박스와 상박스 사이에 양측으로 각각 형성되고, 도 3와 같이 하박스의 일단과 상박스의 일단이 회전축으로 결합되어 힌지장치가 작동하면 회전축을 기준으로 상하로 회전되면서 상박스가 들어 올려지면 열리고 다시 내려오면 닫히게 되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 자동차의 지붕에 형성된 루프레일에 하박스가 결합된다. 하박스에는 하박스를 덮으면서 하박스의 후단과 결합되어 회전축축을 형성되고, 회전축을 기준으로 상하로 열리고 닫힐 수 있는 상박스가 결합된다. 상박스가 하박스를 완전히 덮으면 하박스와 상박스 사이에 폐쇄된 공간이 생기고 이 공간이 적재공간이 된다.

하박스와 상박스의 끝에는 상박스가 하박스를 덮은 상태에서 고정시키고 그 고정를 해제하는 잠금장치가 형성되는데, 본 발명에서는 발명의 특징을 설명하는데 필요하지 않으므로 도시하지 않았다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 하박스의 뒷 부분 양측 바닥에는 하브라켓(110)이 결합되고, 상박스의 뒷 부분 양측에는 상브라켓(120)이 결합된다. 하브라켓(110)에는 핀공(P)이 형성되어 있고, 상브라켓에도 핀공(H)이 형성되어 있다.

하브라켓(110)에는 하바(130)가 회전가능하게 결합된다. 하브라켓(130)에 세 개의 격판(SP)이 형성되어 있고, 각각의 격판(SP) 선단과 후단에는 핀공(H)이 형성되어 있다. 두 개의 격판(SP)은 하바(130)의 양측단에 형성되고, 나머지 하나는 중심에 형성되어 중심의 격판(SP)을 기준으로 양측에 격홈이 형성된다. 격판(SP)은 하바(130)의 구조적 강성을 높여 외력을 받았을 때 하바(130)의 뒤틀림을 방지하는 기능도 한다.

하바(130) 격판(SP)의 선단에 형성된 핀공(H)과 하브라켓(110)의 핀공(H) 사이에 힌지핀(112)을 삽입하여 하바(130)가 힌지핀(112)을 축으로 하여 자유롭게 회전되도록 한다.

상브라켓(120)에는 상바(140)가 결합된다. 상브라켓(120)에 하바와 마찬가지로 세 개의 격판(SP)이 형성되어 있고, 각각의 격판(SP) 선단과 후단에는 핀공(H)이 형성되어 있다. 두 개의 격판(SP)은 상바(140)의 양측단에 형성되고, 나머지 하나는 중심에 형성되어 중심의 격판(SP)을 기준으로 양측에 격홈이 형성된다. 격판(SP)은 상바(140)의 구조적 강성을 높여 외력을 받았을 때 상바(140)의 뒤틀림을 방지하는 기능도 한다.

상바(140) 격판(SP)의 선단에 형성된 핀공(H)과 상브라켓(120)의 핀공 사이에 힌지핀(122)을 삽입하여 상바(140)가 힌지핀(122)을 축으로 하여 자유롭게 회전되도록 한다. 상바(120) 후단에 형성된 핀공(H)과 하바(110) 후단에 형성된 핀공 (H)사이에도 힌지핀(132P)을 삽입하여 하바(130)와 상바(140)가 힌지핀(132P)에 의해 연결된 상태에서 하바와 상바가 힌지핀을 축으로 하여 자유롭게 회전되도록 한다.

하브라켓(110)과 상바(140) 사이에는 한 쌍의 제1,제2쇽업쇼바(150a,150b)가 결합된다. 제1,2쇽업쇼바(150a,150b)는 충전된 가스와 코일스프링이 내장된 실린더(152)와 외력에 의해 길이가 신축되는 피스톤(154)으로 구성된다. 실린더(152)의 일단과 피스톤(154)의 일단에 핀공(P)을 형성된다. 실린더(152)는 실린더의 핀공(P)과 하브라켓(110)의 핀공(P) 및 하바(130)의 하부에 형성된 핀공(P)에 힌지핀(112P)으로 결합된다. 하브라켓(110)과 결합되는 하바(130)도 동일한 힌지핀(112P)과 핀공(P)에 결합되므로 실린더(152)의 하단과 하바(130)의 선단은 동일 축선상에서 동일한 힌지핀(112P)에 의하여 회전한다. 피스톤(154)은 피스톤의 핀공(P)과 상바(140)의 하부 핀공(P)에 힌지핀(142P)으로 결합된다.

제1,2쇽업쇼바(150a,150b)가 하브라켓(110)과 상바(140) 사이에 힌지핀으로 결합된 상태에서 피스톤(154)이 신장되면 상바(140)를 밀어 올리므로, 상바(140)가 들어 올려지면서 상브라켓(120)에 연결된 상박스 함께 들어 올려지며 루프박스가 개방된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 피스톤(154)이 신장되면 힌지핀(112P,122P,132P,142P)을 축으로 자유롭게 회전하여 힌지핀(132p)을 기준으로 하바(130)와 상바(130)가 이루는 각도가 커지면서 상박스가 들리면서 열리고, 신장되어 있던 피스톤(154)이 줄어 들면 힌지핀(132P)를 기준으로 하바(130)와 상바(140)의 각도가 작아지면서 상박스가 내려가면서 닫힌다.

상박스가 닫힌 상태에서 하박스에 고정되도록 잠금장치가 형성되어 있는데, 잠금장치를 해제하는 순간 실린더(152)에 내재된 코일스프링에 의해 피스톤(154)이 상박스의 자중을 이겨내고 신장되도록 제1,2쇽업쇼바(150a,150b)의 코일스프링 압축강도를 강한 걸 사용할 수 있지만, 상박스를 닫을 때는 사용자가 손으로 눌러야 하고, 이때 코일스프링의 압축강도 이상으로 눌러야 하므로 인력으로 누르기 힘들 정도로 될 수도 있다.

따라서 제1,2쇽업쇼바(실린더)에 내장된 코일스프링의 압축강도는 상박스가 1/3 정도 열리면 그때 부터는 상박스의 자중을 이겨내고 자동으로 들어 올려지도록 설계되는데, 두 개의 쇽업쇼바를 사용하면 1/3 보다 너 적게 열려도 상박스가 자중에 의해 열리도록 설계할 수 있다.

상박스를 눌러서 닫을 때는 플라스틱 및 패브릭 재질로 이루어진 재료의 특성상 상박스가 약간 뒤틀리면서 피스톤(154)에 편심이 가해진다. 피스톤(154)에 편심이 가해지면 힘의 손실이 발생하여 편심이 가해지지 않을 때 보다 더 강하게 눌러야 코일스프링의 압축강도를 이겨낼 수 있다.

쇽업쇼바가 하나일 때는 피스톤(154) 하나에 누르는 압력이 집중되므로 상박스의 뒤틀림에 의한 편심이 심해지고, 이러한 편심을 고려하여 코일스프링의 압축강도를 더 강한 걸 사용해야 하지만, 쇽업쇼바가 한 쌍으로 이루어지면 상박스의 지지점이 하나에서 두 개로 늘어나므로 뒤틀림도 줄어 들고, 편심도 각각의 쇽업쇼바에 분산되어 줄어 든다.

뒤틀림과 편심이 줄어 들면, 하나의 쇽업쇼바를 사용했을 때 코일스프링의 압축강도 보다 더 작은 압축강도의 코일스프링을 사용해도 1/3 정도 상박스가 열리면 상박스의 자중을 이겨내고 자동으로 열리도록 설계할 수 있다. 다시 말해 하나의 쇽업쇼바를 사용할 때의 코일스프링의 압축강도가 100 이라면, 한 쌍의 쇽업쇼바를 사용했을 때 각각의 코일스프링의 압축강도가 45 이고, 합치면 90 이어도 하나의 코일스프링을 사용할 때와 같은 기능을 충분히 수행할 수 있다.

이와 같이 하나의 힌지장치에 연접하여 한 쌍의 쇽업쇼바를 사용하면 뒤틀림도 줄이고, 편심도 분산시켜 줄이므로써 쇽업쇼바에 내장된 코일스프링의 압축강도가 상대적으로 낮은 것을 사용해도 특정지점 부터 상박스가 자동으로 열리게 할 수 있고, 열린 상박스를 눌러서 닫을 때에도 하나의 쇽업쇼바를 사용할 때 보다 더 낮은 압력으로 충분히 닫을 수 있으므로 사용자의 힘이 덜 들어 간다.

상박스가 들어 올려지거나 눌러서 내려갈 때 힘이 힌지핀(112P,122P,132P,142P)과 핀공(P)에 가해지는데, 하바(130), 상바(140), 제1,2쇽업쇼바(150a,150b)가 회전될 때 핀공(H)과 힌지핀(112P,122P,132P,142P) 사이에 마찰력이 발생한다. 핀공(H)에는 윤활을 하기 어렵고, 윤활을 하게 되면 적재물을 오염시킬 수 있으므로 윤활이 더욱 어렵다. 윤활이 안되면 마찰력에 의해서 소음이 발생하고, 특히 힌지핀(112P,122P,132P,142P)에 뒤틀림이나 편심이 가해지면 특정 지점에 집중되므로 그 지점에서 더 큰 소음이 발생한다. 소음은 제품의 기능 및 상품성을 저하시키고 소비자 불만을 야기시키는 원인이 되므로 본 발명에서는 소음을 방지할 수 있는 힌지핀(112P,122P,132P,142P)을 사용한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 힌지핀(112P,122P,132P,142P)은 2중 구조로 되어 있다. 가운데에 내핀(Pi)이 형성되고, 내핀(Pi) 외측으로 공간을 두고 외핀(Po)이 형성되며, 내핀(Pi)과 외핀(Po) 사이에 탄성패드(160)가 형성된다. 내핀(Pi)은 구조적 강성을 가져야 하므로 구체이고, 외핀(Po)은 원통형의 박판으로 이루어져 있다. 탄성패드(160)는 강한 외력이 가해지면 압축되었다가 복원되는 신축성 재질이다. 외핀(Po)은 박판으로 이루어져 있기 때문에 강한 외력이 가해지면 탄성적인 변형이 가능하다.

힌지핀(112P,122P,132P,142P)에 가해지는 편심은 동일한 원리이므로 하나의 힌지핀에 가해지는 편심에 대해서 하기에 설명한다.

힌지핀(112P)에 편심이 가해지면 편심은 하바(130) 핀공(P)의 내벽을 기준으로 왼쪽이나 오른쪽으로 뒤틀림을 의미하고, 핀공(P)의 내벽이 왼쪽으로 뒤틀리면 힌지핀(112P)의 왼쪽 상단과 오른쪽 하단에 편심이 집중된다. 편심이 집중되면 마찰력이 국소적으로 강해져 소음이 나는데, 이때 편심이 집중된 부분의 외핀(Po)이 국소적으로 탄성 변형되면서 집중된 편심을 분산시킨다. 편심이 분산되면 국소적으로 강해진 마찰력이 분산되어 소음이 방지된다.

하바(130)가 뒤틀리면서 편심이 생기면 핀공(P)의 내벽에 의해 힌지핀(112P)에 국소적인 강한 편심이 가해되지만, 동일한 힘으로 핀공(P)의 내벽에도 국소적으로 강한 편심이 가해져 그 부분이 쉽게 마모되거나 손상된다. 따라서 하바(130)가 뒤틀리면서 가해지는 편심은 핀공(P)의 내벽을 쉽게 마모시켜 핀공을 점점 더 크게 만들어 힌지핀(112P)과 핀공(P) 사이의 유격을 크게 하므로서 사용중에 유격에 의해 덜거덕 거리는 소음이 발생할 수 있지만, 본원 발명과 같이 외핀(Po)이 미세하지만 탄성적인 변형으로 편심을 흡수하면 소음도 방지하고 핀공(P)의 내벽이 마모되는 것도 방지할 수 있다.

내핀(Pi)과 외핀(Po) 사이에 삽입된 탄성패드(160)는 외핀(Po)이 탄성 변형되었을 때 외핀(Po)을 탄성적으로 지지하여 외핀(Po)이 소성변형 되는 것을 방지한다.

다른 실시예로서 도 8에 도시된 바와 같이, 탄성패드(160)를 공기가 충전된 다수의 격실(164)을 갖는 신축성 재질의 공기봉(162)으로 형성한다. 다수의 공기볼(162)을 원통형으로 연접하고 신축성 재질로 감싸 제조되어 내핀(Pi)과 외핀(Po) 사이에 삽입된 것으로, 신축성 재질로만 이루어진 탄성패드(160)는 사용중에 수축과 복원이 장시간 반복되면 복원력이 감쇄될 수 밖에 없는데, 공기볼(162)로 이루어져 있으면 격실의 공기가 빠져나가지 않은 한 복원력이 감쇄되지 않는다. 또한 공기봉(162)이 다수의 격실(164)로 이루어져 있어 그 중에 일부가 손상되어 공기가 빠져나가더라도 공기볼 전체적으로는 복원력이 미세하게 감소한다.

110 : 하브라켓 120 : 상브라켓
130 : 하바 140 : 상바
150a,150b : 쇽업쇼바 152 : 실린더
154 : 피스톤 160 : 탄성패드
162 : 공기봉 164 : 격실
112P,122P,132P,142P : 힌지핀
Pi : 내핀 Po : 외핀
Ph : 핀홀
SP : 격판

Claims

자동차의 지붕에 설치된 루프박스를 용이하게 열고 닫을 수 있도록 하는 자는 루프박스용 힌지장치에 있어서,
루프박스의 하박스 바닥에 고정되고 일측에는 핀공이 형성된 하브라켓(110);
루프박스의 상박스 천정면에 고정되고 일측에는 핀공이 형성된 상브라켓(120);
양단에 핀공이 형성되어 있고, 양측단과 중심에 격판이 형성되어 두 개의 격홈이 형성되며, 일단에 형성된 핀공이 상기 하브라켓의 핀공에 힌지핀을 통해 결합되어 힌지핀을 축으로 자유롭게 회전되는 하바(130);
양단과 하부측에 핀공이 형성되어 있고, 양측단과 중심에 격판이 형성되어 두 개이 격홈이 형성되며, 일단에 형성된 핀공이 상기 상브라켓의 핀공에 힌지핀으로 결합되고, 다른 일단에 형성된 핀공에 상기 하바의 일단에 형성된 핀공에 힌지핀으로 결합되어 상기 각각의 힌지핀을 축으로 자유롭게 회전되는 상바(140); 및
실린더와 피스톤으로 구성되고, 상기 실린더의 일단과 상기 피스톤의 일단에 각각 핀공이 형성되며, 상기 실린더의 핀공은 상기 하브라켓의 핀공에 힌지핀으로 결합되고, 상기 피스톤의 핀공은 상기 상브라켓의 핀공에 결합되어 피스톤의 길이 변화에 따라 힌지핀을 축으로 상기 하바와 상바를 각도변화 시키면서 상브라켓에 결합된 상박스를 들어 올리거나 내리도록 한쌍으로 이루어진 제1,제2쇽업쇼바(150a,150b);를 포함하여 이루어지고,
상기 힌지핀(P)은 내핀(Pi)과 외핀(Po)으로 이루어지되, 외핀은 반경 방향으로 외력이 가해지면 탄성적으로 변형되는 박판으로 이루어지고, 내핀과 외핀 사이에는 다수의 공기봉(162)을 원통형으로 연접하여 이루어지되 각각의 공기봉에는 격실(164)이 형성되어 있고 각 격실에는 공기가 충전되어 있어서, 반복적으로 수축과 복원이 이루어져도 탄성 복원력이 감쇄되지 않는 탄성패드(160)를 삽입하여 힌지핀에 반경 방향으로 편심된 외력이나 비틀림 외력이 가해지면 외핀과 탄성패드가 미세하게 탄성 변형되면서 복원되어 한 지점에 가해지는 마찰력을 분산시켜 힌지장치가 작동될 때 발생되는 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는 자동차 루프박스용 힌지장치.
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