KR102573888B1 - 하이브리드 밸런싱 도어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 밸런싱 도어장치에 관한 것으로서, 도어 프레임; 상기 도어 프레임 내에서 개폐 가능하게 설치되고, 도어 힌지가 측면 단부에서 이격된 위치에서 구비되는 도어; 상기 도어 프레임의 일측에 세워져 설치되는 도어 회전축; 상기 도어 회전축의 상단 및 하단으로 일단이 결합되고 타단이 상기 도어의 도어 힌지에 회전 가능하게 결합되는 상부 및 하부 도어 아암; 및 상기 도어 프레임에 설치되며 연결 링크에 의해 도어가 자동으로 닫히도록 설치되는 도어 클로저;를 포함하는 밸런싱 도어장치로서, 상기 도어의 개방 시, 상기 도어에 추력을 부여하여 상기 도어를 자동으로 개방하기 위한 도어개방구동장치를 포함하되, 상기 도어개방구동장치는, 상기 도어 프레임에 설치되고 스위치 온 작동 시에 전기적으로 회전 구동하는 연결축을 가지는 구동 모터; 및 상기 연결축에 일측이 도어를 개방하는 방향으로 회전 가능하게 연결되며, 타측이 상기 도어에 접촉된 상태로 추력에 의해 상기 도어를 개방하기 위한 작동 아암을 포함하는 하이브리드 밸런싱 도어장치를 제공한다.

Description

하이브리드 밸런싱 도어장치{ HYBRID BALLENCING DOOR DEVICE}

본 발명은 밸런싱 도어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수동식 개방 및 모터를 구동한 자동식 개방 겸용으로 도어의 개방 동작이 가능한 하이브리드 밸런싱 도어장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 도어는 크게 미닫이식 도어와 여닫이식 도어로 구분된다. 미닫이식 도어는 도어를 측면 방향으로 움직여 출입구를 개폐하고, 여닫이식 도어는 힌지축을 중심으로 전후 90° 회전하면서 출입구를 개폐한다.

미닫이식 도어는 도어를 열었을 때 이동된 도어를 수용하는 공간을 필요로 하는 단점이 있다. 따라서 건물 출입구 등과 같은 장소에서는 여닫이식 도어를 일반적으로 사용한다.

그러나 여닫이식 도어의 경우에도, 도어가 힌지축을 중심으로 회전하여 완전히 열리기 위해서는 도어의 열림 방향으로 회전 반경에 해당하는 공간이 확보되어야 하는 단점이 있다.

또한 여닫이식 도어의 경우 도어를 향해 바람이 부는 경우 도어가 맞바람을 맞으면서 회전해야 하므로 도어를 열 때 맞바람을 이길 수 있는 추가적인 힘이 필요한 단점이 있다.

이러한 종래의 여닫이식 도어의 단점을 해결한 것으로 밸런싱 도어가 공지되어 있다.

밸런싱 도어는 도어 프레임 내에 일측으로 형성된 도어 아암의 회동 지점에 도어 아암의 일단이 결합되고, 도어 아암의 타단이 도어의 측면 단부 내측으로 위치한 힌지부에 회전가능하게 연결된 형태로서, 도어의 개방시 도어 아암의 일측 회동 지점을 중심으로 하는 도어 아암의 회전과, 도어 아암의 타단 힌지부를 중심으로 하는 도어의 회전이 복합적으로 작용하여 도어가 개방된다.

밸런싱 도어에서 도어의 이러한 동작은 도어 개방시 회전 반경을 최소화하므로 전후로 좁은 공간에서 설치되는 것이 용이하고 도어의 개방시 필요한 힘을 줄인다. 한편, 도어 열림시 도어 프레임의 일측과 도어의 일측 측면 단부 사이의 공간이 개방되기 때문에 도어의 양 측면 방향으로 바람이 유동하는 것이 가능하게 되므로 도어 개방시 작용하는 바람의 저항을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 이러한 종래의 밸런싱 도어는, 수동 개방식으로만 구현되고 자동 개방식으로는 구현되지 않아 건축법 상에, 건축물의 출구에 적용되는 도어로 사용할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제0325928호(2002.02.14)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 자동 및 수동 겸용의 하이브리드 방식으로 밸런싱 도어의 개방을 가능한, 하이브리드 밸런싱 도어장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 도어 프레임; 상기 도어 프레임 내에서 개폐 가능하게 설치되고, 상부 및 하부 도어 힌지가 측면 단부에서 이격된 위치에서 구비되는 도어; 상기 도어 프레임의 일측에 세워져 설치되는 도어 회전축; 상기 도어 회전축의 상단 및 하단에 일단이 각각 결합되고 타단이 상기 도어의 상부 및 하부 도어 힌지에 회전 가능하게 각각 결합되는 상부 및 하부 도어 아암; 상기 도어 프레임에 설치되며 상기 도어가 개방 상태에서 자동으로 닫히도록 하는 도어 클로저; 및 상기 도어를 자동으로 개방하기 위한 도어개방구동장치를 포함하되, 상기 도어개방구동장치는, 상기 도어 프레임에 설치되고 도어 개방 신호에 의해 회전구동하는 구동 모터; 및 상기 구동모터의 연결축에 일측이 연결되어 상기 구동모터에 의해 회전가능하게 설치되며, 타측이 상기 도어의 상부부분에 접촉하여 상기 도어를 밀어 개방시키는 작동 아암을 포함하는 하이브리드 밸런싱 도어장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 도어개방구동장치는, 상기 구동 모터의 회전을 제어하는 제어기판을 포함하되, 상기 제어기판은, 상기 도어가 개방된 상태에서 상기 도어 클로저에 의해 닫히기 전에, 상기 작동 아암을 무부하 상태로 최초 정지 위치로 복귀하도록 상기 구동 모터를 회전시킨다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 구동 모터는, 상기 도어 프레임에서 상기 도어의 상면에 대향하는 위치에 설치되며, 상기 작동 아암은, 상기 도어 상면부분의 일측 및 타측 연장부 사이에 형성된 수용홈에 배치되며, 상기 일측 연장부에는, 상기 작동 아암의 회전시, 상기 작동 아암이 상기 일측 연장부에 간섭되지 않고 통과 가능하도록 절개된 절개부가 형성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 작동 아암의 타단에는, 상기 도어 상부부분에 접촉된 상태로 구름 운동하는 롤러가 회전 가능하게 설치된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 도어 프레임에는, 상기 작동 아암이 복귀할 때, 상기 작동 아암을 정지 위치를 안내하는 스톱퍼가 설치된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 수동 개방 및 자동 개방이 선택적으로 가능한 하이브리드 개방 방식의 하이브리드 밸런싱 도어장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에 의하면, 도어를 자동으로 개방시킬 수 있는 도어개방구동장치의 관련 부품이 도어의 수동 개방을 간섭하지 않는다

본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에 의하면, 상대적으로 단순한 구조로 종래의 수동 개방만이 가능한 밸런싱 도어장치를, 수동 및 자동 개방 겸용의 하이브리드 방식으로 변경할 수 있다

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치를 자동 개방 상태에서 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서 상부 부분의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 결합 관계를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 상부 도어 아암을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 축 고정부재를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도어 클로저를 나타내는 저면도이다.
도 8은 도어 클로저를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서 도어 회전축과 하부 도어 아암의 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치의 도어개방구동장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서, 도어가 자동 방식으로 개방된 후 작동 아암이 복귀하는 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서, 도어가 수동으로 개방된 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치의 도어의 움직임을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서 상부 부분의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3의 결합 관계를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치는, 도어 아암(20,30)이 도어 회전축(10)을 회동지점으로 하여 회전하는 동작과 도어(2)가 도어 아암(20,30)의 타단 연결 지점인 도어 힌지(13,14)를 중심으로 회전하는 동작이 복합적으로 작용하여 도어(2)가 회전 반경을 최소화하면서 여닫을 수 있는 도어이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치는, 도어 프레임(1)과, 도어(2)와, 도어 회전축(10)과, 상부 및 하부 도어 아암(20,30)과, 축 고정부재(40), 도어 클로저(50) 및 도어개방구동장치(60)를 포함한다.

도어 프레임(1)은 건물 구조체에 설치되며, 도어(2)는 도어 프레임(1)에 개폐 가능하게 설치된다. 도어(2)는 좌우 양측 한 쌍의 도어(2)로 설치되거나 단일의 도어(2)로 설치될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 도어(2)는 도어 상부부분(200), 도어 하부부분(300) 및 도어 측면부분(400)을 구비하며, 타측 도어 측면부분(400)에는 수동식 개방을 위한 핸들이 설치된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 도어 상부부분(200)은, 도어(2)의 전후면에, 도어(2)의 상면을 지나 상방으로 연장되는 일측 및 타측 연장부(210, 220)를 구비할 수 있다. 본 명세서에서, 도어(2)의 전면은 도어(2)를 수동으로 개방할 때 도어를 미는 측을 의미하고, 도어(2)의 후면은 도어(2)를 수동으로 개방할 때 도어를 당기는 측을 의미하는 것으로, 일측 연장부(210)는 도어의 전면 측에 위치하며, 타측 연장부(220)는 도어의 후면 측에 위치한다. 일측 연장부(210)와 타측 연장부(220)는 서로 마주보게 배치되며, 일측 연장부(210)와 타측 연장부(220) 사이에는, 작동 아암(63)이 배치될 수 있는 수용홈(230)을 형성할 수 있다.

도어 회전축(10)은 도어(2)의 일측 측면부분(400)과 마주보는 도어 프레임(1)의 일측에 높이 방향으로 세워져 설치된다. 도어 회전축(10)은 중공(11)을 갖는 원통 형상으로 구비되며, 도어 회전축(10)의 상단 및 하단에는 각각 상부 및 하부 도어 아암(20,30)이 결합된다.

도어 회전축(10)은 상부 및 하부 도어 아암(20,30)의 회동 중심이 되며, 상부 및 하부 도어 아암(20,30)의 회동 시 함께 회전한다.

도어 회전축(10)의 상부는 축 고정부재(40)에 의해 상부 도어 아암(20) 및 도어 클로저(50)와 작동적으로 결합되어 지지되며, 하부는 하부 도어 아암(30)을 매개로 하부 지지대(34)에 회전 가능하게 지지된다. 하부 지지대(34)는 바닥면에 고정되어 하부 도어 아암(30)을 지지한다.

도 3 내지 도 4는 도어 회전축(10)과, 축 고정부재(40), 상부 도어 아암(20), 및 도어 클로저(50)의 간의 결합 관계를 나타내고 있으며, 도 5는 상부 도어 아암(20)의 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 축 고정부재(40)의 도면이고, 도 7 및 도 8은 도어 클로저(50)의 저면도 및 평면도이다.

도면을 참조하면, 도어 회전축(10)은 상부 및 하부 도어 아암(30)을 매개로 도어(2)와 결합된다.

상부 도어 아암(20)은, 소정 길이를 가진 부재로서, 일단은 도어 회전축(10)과 함께 회전하도록 결합된다. 타단은 도어(2)의, 후면 상부부분(200)에서, 도어(2)의 측면 단부에서 이격된 위치에 구비된 상부 도어 힌지(13)에 회전가능하게 결합된다.

상부 도어 아암(20)의 일단에는 도어 회전축(10)의 중공(11) 내부로 삽입되는 삽입블럭(21)이 구비되고, 타단에는 삽입블럭(21)과 동일한 방향으로 연장되며 도어(2)의 상부 도어 힌지(13)에 결합되는 돌기축(23)이 구비된다.

삽입블럭(21)은 도어 회전축(10)의 중공(11) 내부로 삽입되므로 도어 회전축(10)의 중공(11)과 동일하게 원통형으로 형성된다. 상부 도어 아암(20)의 일단에는 삽입블럭(21)의 하단으로부터 시작하여 삽입블럭(21)의 연장 방향으로 상부 도어 아암(20)의 일단을 관통하는, 복수의, 예컨대 3개의 결합홀(22)이 형성된다. 결합홀들(22)에는 축 고정부재(40)의 3개의 결합축(43)이 관통하여 결합될 수 있다. 따라서 결합홀들(22)은 결합축들(43)에 대응하여 형성된다.

상부 도어 아암(20)의 타단에 구비되는 돌기축(23)은 삽입블럭(21)의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장된다. 돌기축(23)아 상부 도어 아암(20)에 부품 형태로 결합될 수 있게 별도의 부재로 형성되는 경우, 상부 도어 아암(20)의 타단에 축홀(24)이 형성되고, 상기 축홀(24)에 돌기축(23)이 삽입 결합된다.

하부 도어 아암(30)은, 상부 도어 아암(20)에 대응하여 소정 길이를 가지며, 하부 도어 아암(30)은 일단에는 삽입블럭(31)을 구비하며, 타단에는 돌기축(32)을 구비한다(도 10 참조).

축 고정부재(40)는 도어 회전축(10)의 중공(11) 내로 배치되어 도어 회전축(10), 상부 도어 아암(20) 및 도어 클로저(50)를 작동적으로 결합시키게 된다.

축 고정부재(40)는 도어 회전축(10)의 중공(11)에 대응되는 원통형의 바디(41)와 상기 바디(41)에서 연장된 복수의, 예컨대, 3개의 결합축(43)을 포함한다.

3개의 결합축(43)은 바디(41)의 연장 방향 표면의 중심에 대하여 등간격으로 이격되어 있고 환형으로 배치된다. 즉, 결합축(43)의 중심이 바디(41)의 중심과 공유하며 정삼각형의 꼭지점을 이루며 배치된다.

결합축들(43)은 상부 도어 아암(20)의 결합홀들(22)을 관통하여 도어 클로저(50)와 결합되며, 바디(41)가 도어 회전축(10)에 삽입 결합되므로 축 고정부재(40)는 도어 회전축(10), 상부 도어 아암(20) 및 도어 클로저(50)를 작동적으로 결합시키는 것이 가능하다.

축 고정부재(40)의 바디(41)의 외주면에는 길이 방향으로 서로 이격된 2개의 나사홀(42)이 형성된다. 도어 회전축(10)의 상부 부분의 외주면에는 길이 방향으로 고정홀(12)이 형성되고, 나사(44)가 고정홀(12)을 통해 나사홀(42)에 결합되므로 축 고정부재(40)를 도어 회전축(10) 내부에서 위치 조절 및 고정하는 것이 가능하다.

축 고정부재(40)의 결합축(43)은 정삼각형의 꼭지점 위치에 3개가 구비되므로 회전시에 힘이 일측으로 집중되지 않고 적절하게 분배되어 전달되는 것이 가능하다. 결합축(43)은 부품들 간의 결합 요소인 동시에 힘의 전달 요소가 된다.

도어 클로저(50)는 도어 프레임(1)의 상부 부분 내에 설치된다. 도어 프레임(1) 내에 위치하므로 외부에 노출되지 않아서 미관이 손상되는 것을 방지하며, 다른 부분들과의 간섭 발생도 방지할 수 있다.

도어 클로저(50)는 클로저 바디(51)와, 회전 지지축(52)과, 액추에이터(54)와, 작동 링크(56)를 포함한다.

클로저 바디(51)에는 일측으로 회전 지지축(52)이 구비되고, 타측으로 액추에이터(54)가 설치되어 있다.

회전 지지축(52)은 축 고정부재(40)에 의해 상부 도어 아암(20)과 결합된다. 회전 지지축(52)은 클로저 바디(51)에 회전 가능하게 설치된다. 도 7은 베어링에 의해 회전 지지축(52)이 회전 가능하게 지지되면서 클로저 바디(51)에 설치된 형태를 도시하고 있다.

회전 지지축(52)에는 상부 도어 아암(20)에 형성된 결합홀(22)에 대응되는 결합홀(53)이 관통 형성된다. 따라서, 축 고정부재(40)의 결합축(43)이 상부 도어 아암(20)의 결합홀(22)을 관통하여 회전 지지축(52)의 결합홀(53)에 삽입됨으로써 상부 도어 아암(20)과 일체로 회전하도록 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면 3개의 결합축(43) 각각이 독립된 결합홀(22)을 통해 삽입되므로, 어느 하나의 결합축(43)과 이에 대응되는 결합홀(22) 사이에 공차가 다소 크게 발생하더라도, 다른 2개의 결합축(43)과 결합홀(22)의 결합에 의해 공차에 의해 유격이 상쇄될 수 있다. 즉, 도어 회전축(10), 상부 도어 아암(20) 및 회전 지지축(52) 간의 결합에서 유격이 최소화되는 결합이 이루어질 수 있다.

회전 지지축(52)이 작동 링크(56)와 결합되도록 회전 지지축(52)의 중간 부분이 외부로 노출되어 있다. 따라서 회전 지지축(52)은 클로저 바디(51)에서 회전 지지축(52)의 상부 및 하부를 지지하는 상부판 및 하부판 사이에 회전 가능하게 설치된 것으로 이해할 수 있다.

클로저 바디(51)의 상면에는 회전 지지축(52)과 이격되어 타측으로 액추에이터(54)가 설치되어 있다. 액추에이터(54)는 유압 또는 공압 실린더 형태로 공지된 것이 사용될 수 있는 데, 도어(2)를 개방하는 힘이 제거되었을 때 도어(2)가 자동으로 닫히는 힘을 제공하는 구동기구이다.

액추에이터(54)에는 측면 방향으로 회전축(55)이 돌출된다. 액추에이터(54)는 회전축(55)의 회전을 제어하는 데, 회전축(55)에 힘이 가해지면 회전축(55)은 회전하고, 가해진 힘이 제거되면 회전축(55)은 액추에이터(54)에 의해 원위치로 복귀한다. 액추에이터(54)에 의한 회전축(55)의 움직임 제어를 이용하여 도어(2)가 개방 상태에서 천천히 자동으로 닫힐 수 있다.

클로저 바디(51)에는 작동 링크(56)가 회전 지지축(52)과 액추에이터(54)의 회전축(55) 사이에 움직임을 전달하도록 설치된다.

작동 링크(56)는 제1 및 제2 링크 연결부재(56a,56b)를 매개로 회전 지지축(52) 및 액추에이터(54)의 회전축(55) 사이에 연결된다. 제1 및 제2 링크 연결부재(56a,56b)의 일단은 각각 회전 지지축(52) 및 액추에이터(54)의 회전축(55)에 고정적으로 연결되고, 타단은 각각 작동 링크(56) 일단 및 타단에 회전가능하게 연결된다. 제1 및 제2 링크 연결부재(56a,56b)에 의해 회전 지지축(52) 및 액추에이터(54)의 회전축(55)이 작동적으로 연결되게 된다.

본 발명에 의하면, 회전 지지축(52)의 연장 방향과 액추에이터(54)의 회전축(55)의 연장 방향으로 서로 교차하므로, 회전 지지축(52) 및 액추에이터(54)의 회전축에 일단이 고정적으로 결합된 제1 및 제2 링크 연결부재(56a,56b)의 회전 반경은 서로 교차하는 평면 내에 각각 위치하게 된다. 도 3을 기준으로 설명하면, 회전 지지축(52)은 z축 방향을 축으로 하여 회전하고, 액추에이터(54)의 회전축(55)은 y축 방향을 축으로 하여 회전하게 설정된다.

도어(2)가 개방될 때 도어 회전축(10)이 회전하면서 회전 지지축(52)이 z 축을 중심으로 시계 방향으로 회전하게 될 경우, 제1 링크 연결부재(56a)가 회전 지지축(52)과 함께 회전하도록 결합되어 있기 때문에 제1 링크 연결부재(56a) 역시 z축을 중심으로 시계 방향으로 회전한다. 이에 의해 작동 링크(56)가 당겨지게 되므로 제2 링크 연결부재(56b)는 회전축(55)과 함께 y축을 중심으로 시계방향으로 회전하게 된다. 도어(2)가 개방된 후 사람이 도어(2)를 잡고 있는 손을 놓아 도어(2)를 움직이는 힘이 제거되면, 액추에이터(54)의 회전축(55)이 복귀력에 의해 제2 링크 연결부재(56b)를 y축 중심으로 반시계방향으로 회전시키면서 원위치로 복귀하고, 제2 링크 연결부재(56b)가 작동 링크(56)를 반대로 당기게 되므로 제1 링크 연결부재(56a)가 회전 지지축(52)과 함께 z축 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 도어 회전축(10)을 구동시켜 도어(2)를 닫게 한다.

본 발명에 의하면 도어(2)를 닫힘 위치로 복귀하는 연결 관계가 도어 클로저(50) 내부에 이루어지고, 도어(2)는 도어 아암(20,30)과의 결합 외에 도어 클로저(50)와 직접적으로 연결되지 않기 때문에 도어(2)의 설치가 용이하고, 도어(2)와 도어 프레임(1) 사이에 부재들의 설치를 위한 갭을 형성할 필요가 없다.

도 9 는 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서 도어 회전축(10)과 하부 도어 아암(30)의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.

하부 지지대(34)는 도어 회전축(10)의 하단으로 위치하는 데, 상부로 돌출된 돌출축(35)을 구비하고 바닥면에 고정된다.

하부 도어 아암(30)은 상부 도어 아암(20)과 외관이 동일한 아암으로서, 일단으로 도어 회전축(10)의 하단을 통해 중공(11) 내부로 삽입되는 삽입블럭(31)이 구비되고, 타단으로 돌기축(32)을 구비한다.

하부 도어 아암(30)의 일단에서 삽입블럭(31)이 형성된 면의 반대면에는 하부 지지대(34)의 돌출축(35)이 삽입되어 회전 가능하게 결합되는 회전홈(33)이 구비된다. 회전홈(33)은 베어링 등의 회전 요소를 구비한다.

시공시에 하부 지지대(34)를 바닥면에 고정한 후, 하부 도어 아암(30)의 일단 회전홈(33)에 돌출축(35)을 삽입하여 하부 도어 아암(30)을 설치한다. 이후 하부 도어 아암(30)의 삽입블럭(31)이 도어 회전축(10)의 중공(11)에 삽입되도록 도어 회전축(10)을 결합한다.

하부 도어 아암(30)의 타단 돌기축(32)은 도어(2) 하부의 도어하부부분에 고정된 하부 도어 힌지(14)에 회전 가능하게 결합된다. 도어(2)의 상 하부의 상부 및 하부 도어 힌지(13,14)에는 상부 도어 아암(20) 및 하부 도어 아암(30)의 돌기축(23,32)이 서로 마주보는 방향으로 배치되도록 결합된다. 따라서, 하부 도어 아암(30)을 도어(2) 하부의 하부 도어 힌지(14)에 결합하여 도어(2)를 하부 도어 아암(30)에 거치시킨 후 상부 도어 아암(20)의 타단 돌기축(23)을 도어(2)의 상부 도어 힌지(13)와 결합시키는 방식으로 도어(2)가 조립된다.

도 1, 도 2, 및 도 10 에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치는 도어(2)를 자동으로 개방할 수 있도록 하는, 도어개방구동장치(60)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 도어개방구동장치(60)는 구동 모터(61)와 작동 아암(63)을 포함한다. 또한, 구동 모터(61)의 동작을 제어하는 제어기판(69)을 포함한다.

구동 모터(61)는, 도어 프레임(1)에 설치된다.

구동 모터(61)는 도어(2)의 자동 개방을 위한 도어 스위치(미도시)에 의해 발생하는 도어 개방 신호에 의해 구동한다. 자동식 도어의 구동을 위해서는 일반적으로 버튼 타입의 도어 스위치가, 도어, 도어 프레임 또는 도어 인근에 설치되고, 사용자가 도어 스위치를 누르면 도어 개방 신호가 생성되고, 이에 의해 도어의 자동 개방이 시작된다. 도어 개방 신호는 도어 인근에 설치되어 사람을 감지하여 센서에 의해 발생할 수 있다.

구동 모터(61)의 연결축(62)에는 작동 아암(63)의 일측이 회전 가능하게 연결된다. 연결축(62)은 작동 아암(63)의 회동 중심이 된다.

작동 아암(63)은 도어(2)를 밀어 개방시키기 위해 제공된다. 작동 아암(63)은 구동 모터(61)의 구동에 의해 회전하면서, 타단이 도어(2)의 상부부분(200)의 밀어 도어(2)를 개방 위치로 회전시킨다.

작동 아암(63)의 타단에는 회전 가능한 롤러(64)가 설치될 수 있다. 롤러(64)는 도어(2)의 개방 시, 도어(2)의 도어 상부부분(200)에 맞닿은 상태로 구름 운동하도록 지지되어 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치는, 도어 아암(20,30)이 도어 회전축(10)을 회동지점으로 하여 회전하는 동작과 도어(2)가 도어 아암(20,30)의 타단 연결 지점인 도어 힌지(13,14)를 중심으로 회전하는 동작이 복합적으로 작용하여 도어(2)가 회전 반경을 최소화하면서 개방된다. 따라서 작동 아암(63)이 구동 모터(61)에 의해 회전하면서, 작동 아암(63)의 타단이 도어(2)를 밀 때, 작동 아암(63)의 타단과 도어(2)의 맞닿는 위치가 이동된다. 롤러(64)는 작동 아암(63)이 회전할 때, 도어 상부부분(200)에 맞닿은 상태로 회동하면서 구름 운동을 하게 된다. 이로 인해, 작동 아암(63)에 의한 도어(2)의 개방 동작이 원활하게 그리고 소음을 최소화하면서 이루어지도록 한다.

제어기판(69)은 구동 모터(61)의 동작을 제어하기 위해 구비된다. 제어기판(69)은, 도어 스위치의 도어 개방 신호에 의해 구동 모터(61)를 구동시켜 작동 아암(63)을 일측 방향으로 회전시킨다. 이에 의해 작동 아암(63)이 회전하면서 도어(2)를 밀어 개방시킨다.

또한, 제어기판(69)은 도어(2)가 완전히 개방된 후, 도어 클로저(50)에 의해 도어(2)가 닫히기 전에, 도어 닫힘 신호를 발생시켜, 작동 아암(63)이 원위치로 복귀하도록 구동 모터(61)의 반대 방향으로 회전시킨다.

작동 아암(63)은, 타단이 도어(2)와 결합되지 않으며, 도어(2)를 미는 방식으로 개방시키기 때문에, 원위치로 복귀시에, 도어(2)에 의해 작동 아암(63)이 복귀하는 동작이 방해되지 않는다.

또한, 도어(2)가 개방 위치에서 소정 시간의 경과 후에 도어 클로저(50)에 의해 자동으로 닫힐 때, 작동 아암(63)이 도어(2)가 도어 클로저(50)에 의해 닫히는 동작을 방해하지 않는다.

본 발명의 변형예로서, 도어 클로저(50)에 의해 도어(2)가 닫히는 동작과 작동 아암(63)이 복귀하는 동작을 시간적으로 일치하도록 제어하는 것이 가능하다. 그러나, 이 경우에도 동작이 시간적으로 일치하는 것일 뿐, 작동 아암(63)은 구동 모터(61)에 의해 복귀하고, 도어(2)는 도어 클로저(50)에 의해 복귀하며, 작동 아암(63)이 도어(2)가 닫히는 경로의 전면에 위치하기 때문에, 실제적으로 작동 아암(63)은 도어가 닫히기 전에 복귀하는 것에 해당한다. 즉, 작동 아암(63)은 무부하로 복귀하며 도어(2)의 닫힘 동작에 의해 제어되지 않는다.

본 발명의 실시예에 의하면, 구동 모터(61)는 상측 도어 프레임(1)에 도어 클로저(50)의 일측으로 설치되며, 작동 아암(63)은 도어 상부부분(200)의 일측 및 타측 연장부(210,220) 사이의 수용홈(230)에 배치되어 연결축(62)을 통해 구동 모터(61)에 연결된다.

일측 연장부(210)에는, 작동 아암(63)이 수용홈(230) 내에 배치된 상태를 시작 상태로 하여, 작동 아암(63)이 도어(2)를 미는 방향으로 회전가능하도록, 절개부(211)가 형성될 수 있다.

절개부(211)는 작동 아암(63)의 도어(2) 개방 시 작동 아암(63)의 회전 반경에 대응하는 길이만큼 절개되어 회전하는 작동 아암(63)이 일측 연장부(210)에 간섭되지 않고 통과 가능하게 된다. 이러한 배치에서 작동 아암(63)은 도어 상부부분(200)의 타측 연장부(220)를 밀어 도어(2)를 회전시키게 된다. 작동 아암(63)의 타단 롤러(64)는 타측 연장부(220)의 내측 면에 접촉된 상태에서, 회동 및 구름 운동을 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 도어 프레임(1)에서는 작동 아암(63)의 복귀 위치를 안내하는 스톱퍼(65)가 설치된다. 스톱퍼(65)는 작동 아암(63)이 구동 모터(61)에 의해 회전하여 도어(2)를 개방한 후 원상태로 복귀 시, 작동 아암(63)이 최초 정지 위치에 복귀되도록 한다. 스톱퍼(65)는 최초 정지 위치에서 작동 아암(63)의 타단 롤러(64)가 접촉하는 위치에 설치된다.

본 발명의 실시예에 따하 구동 모터(61)가 상측 도어 프레임(1)에 설치되고, 작동 아암(63)은 도어 상부부분(200)의 일측 및 타측 연장부(210,220) 사이의 수용홈(230)에 배치되는 경우, 구동 모터(61) 및 작동 아암(63)이 비 작동상태에서 노출되는 것을 방지하여 미관할 수 있다. 또한, 작동 아암(63)이 최초 정지 위치에서 외부로 노출되는 것을 방지하여 작동 아암(63)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 도어개방구동장치(60)는 수동 개방식의 밸런싱 도어장치를 간단한 구성으로 수동 개방 및 자동 개방이 선택적으로 가능한 하이브리드 개방 방식으로 변경할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치의 개방동작을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서 도어가 도어개방구동장치에 의해 자동방식으로 개방된 상태를 도시하고 있다.

도어(2)의 인접한 위치에 설치된 누름 버튼 등의 도어 스위치를 온 작동시키면, 제어기판(69)의 제어에 의해, 도어 프레임(1)에서 설치된 구동모터(61)가 회전 구동된다.

구동 모터(61)의 회전에 의해, 구동 모터(61)에 연결되어 있는 작동 아암(63)이 회전하게 되는데, 작동 아암(63)의 타단 롤러(64)가 도어 상부부분(200)의 타측 연장부(220)의 내측 면에 접촉된 상태로 추력을 발생시켜 도어(2)를 밀게 된다.

이에 의해, 도어 회전축(10)을 중심으로, 상부 도어 힌지(13)와 서로 결합된 상부 도어 아암(20)과, 하부 도어 힌지(14)와 서로 결합된 하부 도어 아암(30)이 회전하면서 도어(2)가 개방된다.

도 11은 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서, 도어(2)가 자동 방식으로 개방된 후 작동 아암(63)이 복귀하는 과정을 도시한 도면이다.

도어(2)의 개방 완료 후, 작동 아암(63)은 구동 모터(61)의 반대방향 회전에 의해, 최초 정지 위치, 즉, 원 상태로 복귀한다. 제어기판(69)은 도어(2)의 개방 완료 후 설정 기간이 경과하면, 닫힘 구동 신호를 생성하여 구동 모터(61)를 반대 방향으로 회전시켜 작동 아암(63)을 복귀시킨다.

작동 아암(63)의 복귀 후에, 도어(2)에 작용하는 힘이 제거되므로, 도어 클로저(50)에 의해 도어(2)는 자동으로 천천히 닫히게 된다.

도어(2)가 닫힘 위치로 복귀할 때, 일측 연장부(210)의 절개부(211) 통해 작동 아암(63)은 일측 연장부(210)와 타측 연장부(220) 사이의 수용홈(230) 내에 위치하게 된다.

도 12 는 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에서, 도어(2)가 수동으로 개방된 상태를 도시한다.

사용자는 도어(2)의 전면에서 도어를 밀어 수동으로 개방시키거나, 도어(2)의 후면에서 도어를 당겨 수동으로 개방시킬 수 있다.

사용자가 인가하는 힘에 의해, 도어 회전축(10)을 중심으로, 상부 도어 힌지(13)와 서로 결합된 상부 도어 아암(20)과, 하부 도어 힌지(14)와 서로 결합된 하부 도어 아암(30)이 회전하면서 도어(2)가 개방된다.

도어(2)의 수동 개방 시에는 작동 아암(63)은 최초 정지 위치에서 비 작동 상태를 유지한다. 도어(2)를 수동 개방시킬 때, 절개부(211)를 통해 작동 아암(63)이 지나게 되므로, 작동 아암(63)은 도어(2)의 수동 개방을 간섭하지 않는다.

이와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치에 의하며, 도어(2)의 수동 및 자동 개방이 선택적으로 가능하게 된다. 특히, 본 발명에 따른 하이브리드 밸런싱 도어장치는 비교적 단순한 구성의 도어개방구동장치(60)를 적용함으로써, 수동 개방식 밸런싱 도어장치를, 수동 및 자동 개방이 모두 가능한 하이브리드 밸런싱 도어장치로 개조하는 것을 가능하게 한다.

이러한 하이브리드 밸런싱 도어장치는, 자동으로 도어를 개방할 수 있으므로 사용 편의성이 향상될 뿐만 아니라, 전원 차단 시에도 수동으로 도어(2)를 개방할 수 있으므로, 전원 차단과 같은 긴급 상황에 대한 대처 능력을 향상시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 도어 프레임 2 : 도어
10 : 도어 회전축 13 : 상부 도어 힌지
14 : 하부 도어 힌지 20 : 상부 도어 아암
30 : 하부 도어 아암 40 : 축 고정부재
50 : 도어 클로저 60 : 도어개방구동장치
61 : 구동 모터 62 : 연결축
63 : 작동 아암 64 : 롤러
65 : 스톱퍼 200 : 도어 상부부분
210 : 일측 연장부 220 : 타측 연장부
230 : 연결홈

Claims (5)

1. 도어 프레임;
   상기 도어 프레임 내에서 개폐 가능하게 설치되고, 상부 및 하부 도어 힌지가 측면 단부에서 이격된 위치에서 구비되는 도어;
   상기 도어 프레임의 일측에 세워져 설치되는 도어 회전축;
   상기 도어 회전축의 상단 및 하단에 일단이 각각 결합되고 타단이 상기 도어의 상부 및 하부 도어 힌지에 회전 가능하게 각각 결합되는 상부 및 하부 도어 아암;
   상기 도어 프레임에 설치되며 상기 도어가 개방 상태에서 자동으로 닫히도록 하는 도어 클로저; 및
   상기 도어를 자동으로 개방하기 위한 도어개방구동장치를 포함하되,
   상기 도어개방구동장치는,
   상기 도어 프레임에 설치되고 도어 개방 신호에 의해 회전구동하는 구동 모터; 및
   상기 구동모터의 연결축에 일측이 연결되어 상기 구동모터에 의해 회전가능하게 설치되며, 타측이 상기 도어의 상부부분에 접촉하여 상기 도어를 밀어 개방시키는 작동 아암을 포함하고,
   상기 구동 모터는, 상기 도어 프레임에서 상기 도어의 상면에 대향하는 위치에 설치되며,
   상기 작동 아암은, 상기 도어 상부부분의 일측 및 타측 연장부 사이에 형성된 수용홈에 배치되며,
   상기 일측 연장부에는, 상기 작동 아암의 회전시, 상기 작동 아암이 상기 일측 연장부에 간섭되지 않고 통과 가능하도록 절개된 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 밸런싱 도어장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 도어개방구동장치는,
   상기 구동 모터의 회전을 제어하는 제어기판을 포함하되,
   상기 제어기판은, 상기 도어가 개방된 상태에서 상기 도어 클로저에 의해 닫히기 전에, 상기 작동 아암을 무부하 상태로 최초 정지 위치로 복귀하도록 상기 구동 모터를 회전시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 밸런싱 도어장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 작동 아암의 타단에는, 상기 도어 상부부분에 접촉된 상태로 구름 운동하는 롤러가 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 밸런싱 도어장치.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 도어 프레임에는,
   상기 작동 아암이 복귀할 때, 상기 작동 아암을 정지 위치를 안내하는 스톱퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 하이브리드 밸런싱 도어장치.

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