KR19980019478A - 공압식 도어클로저(door closer) - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기를 이용하여 열린 도어를 일정한 속도로 닫을 수 있도록 된 공압식 도어클로저에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 도어(2)에 상부에 장착되며 내부에 실린더(4)가 구비된 실린더바디(6)와, 일측에 랙기어(8)가 형성되고 상기 실린더(4)의 내부에 전후 슬라이드가능하게 내장되며 가압스프링(10)에 의해 전방으로 가압되는 피스톤(42,44)과, 상기 실린더바디(6)에 형성된 삽입공(18)에 장착되어 상기 랙기어(8)와 치합되는 피니언기어(20)와, 도어(2)의 개폐에 따라 상기 피니언기어(20)를 회전시키는 링크기구(24)와, 상기 프론트에어챔버(58)의 공기가 유입 및 유출되는 조절밸브(68,70)와, 리어에어챔버(60)의 공기가 흡입 및 배출되는 관통공을 포함하여 구성되며, 상기 조절밸브(68,70)를 조절하여 프론트에어챔버(58)에서 배출되는 공기의 유량을 조절하므로써, 도어(2)가 닫히는 속도를 조절할 수 있도록 된 공압식 도어클로저 가 제공된다.

Description

공압식 도어클로저
본 발명은 공압식 도어클로저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기를 이용하여 열린 도어를 일정한 속도로 닫을 수 있도록 된 공압식 도어클로저에 관한 것이다.
도 1은 도어클로저의 장착부위를 도시한 것이고, 도 2는 종래의 도어클로저의 단면을 도시한 것이다.
이러한 도어클로저는 일반적으로 도어(2)의 상측에 장착되어 열린 도어(2)를 자동적으로 일정한 속도로 닫을 수 있도록 된 것으로, 내부에 실린더(4)가 구비된 실린더바디(6)가 도어(2)의 상측에 장착된다. 그리고, 일측에 랙기어(8)가 형성되며 가압스프링(10)에 의해 전방으로 가압되는 피스톤(12)이 상기 실린더(4)의 내부에 전후 슬라이드가능하게 장착된다. 상기 피스톤(12)은 실린더(4)의 내부에 기밀하게 장착되어 상기 실린더(4) 내부를 프론트챔버(14)와 리어챔버(16)로 구획한다.
그리고, 상기 실린더바디(6)에 형성된 삽입공(18)에 상기 랙기어(8)와 치합되는 피니언기어(20)가 장착된다. 상기 삽입공(18)은 일측이 상기 피스톤(12)과 교차되도록 피스톤(12)에 근접형성된 것으로, 그 일측에 상기 피스톤(12)과 연통되도록 연통부(22)가 형성되어 이 연통부(22)를 통해 상기 랙기어(8)와 피니언기어(20)가 치합된다.
그리고, 상기 피니언기어(20)에는 도어(2)의 개폐에 따라 상기 피니언기어(20)를 회전시키는 링크기구(24)가 연결된다. 이 링크기구(24)는 상기 피니언기어(20)의 회전축(25)에 고정장착되는 회동암(26)과, 일단이 이 회동암(26)에 연결되며 그 타단이 상기 도어(2)가 장착된 도어프레임(27)에 연결된 연결암(28)으로 구성된다.
그리고, 상기 실린더(4)의 프론트챔버(14)와 리어챔버(16)에는 작동오일이 채워지며, 상기 피스톤(12)에는 피스톤(12)이 후진될 때, 피스톤(12)에 의해 가압되는 리어챔버(16)의 작동오일을 프론트챔버(14)로 배출하는 체크밸브(30)가 구비되었다. 또한, 상기 실린더바디(6)에는 피스톤(12)의 전진시 가압되는 프론트챔버(14)의 오일을 리어챔버(16)로 배출하는 유로(32)가 형성되었으며, 이 유로(32)에는 유로(32)를 통해 상기 리어챔버(16)로 배출되는 작동오일의 유량을 조절하는 조절밸브(34)가 장착된다.
따라서, 도어(2)를 열면 상기 링크기구에 의해 피니언기어(20)가 회전되며, 이에따라, 이 피니언기어(20)와 치합된 피스톤(12)이 후진하여 가압스프링(10)을 압축하고, 이때, 피스톤(12) 후방의 작동오일은 상기 체크밸브(30)를 통해 피스톤(12)의 전방으로 배출된다. 그리고, 도어(2)를 놓으면, 압축된 가압스프링(10)에 의해 피스톤(12)이 전진되어 상기 피니언기어(20)를 회전시킨다. 이때, 피스톤(12)의 전방으로 배출된 작동오일은 상기 유로(32)를 통해 피스톤(12)의 후방으로 배출되었다.
그리고, 상기 조절밸브(34)로 유로(32)를 통해 피스톤(12)의 후방으로 배출되는 작동오일의 유량을 조절할 수 있으며, 이에따라, 피스톤(12)이 전진하는 속도를 조절하여, 도어(2)가 닫히는 속도를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 피니언기어(20)가 회전함에 따라, 상기 회동암(26)이 회동되어 연결암(28)을 당겨 도어(2)가 자동으로 닫히므로, 도어(2)를 일부러 닫지 않아도 되었다.
그러나, 이러한 도어클로저는 작동유체로 사용되는 작동오일의 점도가 기온에 따라 변화되므로, 계절에 따라 도어가 닫히는 속도가 변화되는 문제점이 있었다. 특히, 여름에는 도어가 빨리 닫혀 도어에 손 등을 다칠 수 있었으며, 겨울에는 도어가 늦게 닫혀 난방에 문제가 있을 뿐 아니라, 기온이 매우 낮을 경우 작동오일이 얼어 도어클로저가 동파되는 문제점이 있었다. 그리고, 사용중 마모에 의해 오일이 누출될 수 있으며, 오일이 누출됨에 따라 작동이 불량해지는 문제점이 있었다. 또한, 실린더바디(6)에 작동유체가 배출되는 유로(32)를 형성하여야 하였으므로, 코스트가 상승되는 문제점이 있었다. 그리고, 도어(2)가 닫힐 때, 도어(2)가 닫히는 방향으로 도어(2)를 밀거나, 도어(2)에 충격을 가하면, 상기 피니언기어(20)는 급격히 회전하려고 하지만, 상기 조절밸브(34)에 의해 피스톤(12)이 전진하는 속도가 제한되므로, 상기 링크기구(24) 및 조절밸브(34)등의 각 부속에 무리한 힘이 가해져 손쉽게 고장나거나, 오일이 누출되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기온에 관계없이 정확히 작동되며, 무리한 작동에 따른 고장을 방지할 수 있으며, 코스트를 줄일 수 있는 새로운 구조의 공압식 도어클로저를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 도어클로저의 장착위치를 도시한 참고도
도 2는 종래의 도어클로저의 단면도
도 3은 본 도안에 따른 공압식도어클로저의 단면도
도 4내지 도 7은 상기 실시예의 작동상태를 도시한 단면도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2. 도어 4. 실린더
6. 실린더바디 10. 가압스프링
24. 그랭크기구 42. 프론트피스톤
44. 리어피스톤 58. 프론트에어챔버
60. 리어에어챔버 68. 제1조절밸브
70. 제2조절밸브 72. 통기공
본 발명에 따르면, 도어(2)에 상부에 장착되며 내부에 실린더(4)가 구비된 실린더바디(6)와, 일측에 랙기어(8)가 형성되고 상기 실린더(4)의 내부에 전후 슬라이드가능하게 내장되어 실린더(4)의 내부를 프론트에어챔버(58)와 리어에어챔버(60)로 구획하며 가압스프링(10)에 의해 전방으로 가압되는 피스톤(42,44)과, 일측이 상기 실린더(4)와 연통되도록 상기 실린더바디(6)에 형성된 삽입공(18)에 장착되어 상기 피스톤(42,44)에 형성된 랙기어(8)와 치합되는 피니언기어(20)와, 상기 피니언기어(20)의 회전축(25)에 고정장착되는 회동암(26)과 일단이 이 회동암(26)에 연결되며 타단이 상기 도어(2)가 장착된 도어프레임(27)에 연결된 연결암(28)으로 구성되어 도어(2)의 개폐에 따라 상기 피니언기어(20)를 회전시키는 링크기구(24)와, 상기 실린더바디(6)의 전단측에 장착되며 피스톤(42,44)의 전후진에 따라 프론트에어챔버(58)의 공기가 유입 및 유출되는 조절밸브(68,70)와, 상기 실린더바디(6)의 후단측에 형성되며 피스톤(42,44)의 전후진에 따라 리어에어챔버(60)의 공기가 흡입 및 배출되는 관통공을 포함하여 구성되며, 상기 조절밸브(68,70)를 조절하여 프론트에어챔버(58)에서 배출되는 공기의 유량을 조절하므로써, 도어(2)가 닫히는 속도를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공압식 도어클로저가 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 공압식 도어클로저를 도시한 것으로, 도어(2)에 장착되는 실린더바디(6)의 내부에 실린더(4)가 구비되며, 상기 실린더(4)의 내부에는 피스톤(42,44)이 전후 슬라이드가능하게 장착된다. 상기 피스톤(42,44)은 가압스프링(10)에 의해 전방으로 가압되는 것으로, 일측에 랙기어(8)가 형성되어 상기 가압스프링(10)에 의해 가압되는 리어피스톤(44)와, 이 리어피스톤(44)의 전방에 배치되어 상기 리어피스톤(44)에 탄성적으로 연결되는 프론트피스톤(42)으로 구성된다.
상기 리어피스톤(44)은 그 전면에 슬라이드공(46)이 형성된 것으로, 이 슬라이드공(46)에는 후단에 헤드(44)가 형성된 연결로드(50)가 슬라이드가능하게 장착되고 이 연결로드(50)의 전단에 상기 프론트피스톤(42)이 나사결합된다. 그리고, 리어피스톤(44)과 프론트피스톤(42)의 사이에는 제1완충스프링(52)이 개재되어 리어피스톤(44)과 프론트피스톤(42)의 사이에 완충작용을 한다. 그리고, 상기 피스톤(42,44)의 전측에는 제2완충스프링(54)이 구비된다. 이 제2완충스프링(54)은 피스톤(42,44)의 전단을 지지하므로써, 상기 제1완충스프링(52)과 더불어 완충작용을 한다.
상기 프론트피스톤(42)은 실린더(4)의 직경보다 약간 작게 제작되어 그 외주면과 실린더 내벽의 사이로 약간의 공기가 통과될 수 있도록 된 것으로, 그 외주면에 피스톤링(56)이 장착되어 상기 실린더(4)의 내부에 기밀하게 장착된다, 따라서, 이 프론트피스톤(42)에 의해 실린더(4) 내부가 프론트에어챔버(58)와 리어에어챔버(60)로 구획된다. 또한, 상기 프론트피스톤(42)의 외주면에는 상기 피스톤링(56)의 전측에 위치되도록 공기유입홈(62)이 형성되며, 이 공기주입홈은 피스톤(42,44)의 외주면에 형성된 연결홈(64)에 의해 프론트에어챔버(58)와 연통되어 프론트에어챔버(58)의 공기가 유입된다. 그리고, 상기 피스톤(42,44)이 접촉되는 실린더(4)의 내주면에는 오일레스베어링(66)이 장착되어, 피스톤(42,44)의 슬라이드에 따라 실린더(4) 내주면과 피스톤(42,44)의 외주면이 마모되는 것을 방지한다.
또한, 상기 실린더바디(6)에는 상기 리어피스톤(44)에 형성된 랙기어(8)와 치합되는 피니언기어(20)가 장착되는 삽입공(18)이 형성된다. 이 삽입공(18)은 일측에 상기 실린더(4)와 연통되는 연통부(22)가 형성된 것으로, 이 연통부(22)를 통해 상기 랙기어(8)와 피니언기어(20)가 치합된다. 그리고, 상기 피니언기어(20)의 회전축(25)에 고정장착되는 회동암(26)과, 이 회동암(26)에 연결되며 상기 도어(2)가 장착된 도어프레임(27)에 그 선단이 연결된 연결암(28)으로 구성된 링크기구(24)가 구비되어 도어(2)의 개폐에 따라 상기 피니언기어(20)를 회전시킨다. 따라서, 종래의 도어클로저와 같이, 자동으로 도어(2)를 닫을 수 있다.
그리고, 상기 리어피스톤(44)의 전단측에는 제1조절밸브(68)와 제2조절밸브(70)가 장착된다. 이 제1조절밸브(68)와 제2조절밸브(70)는 상기 프론트에어챔버(58)와 연통되어 상기 피스톤(42,44)의 전후진시 이 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 통해 외부의 공기가 상기 프론트에어챔버(58)로 흡입되거나, 프론트에어챔버(58)의 공기가 외부로 배출된다. 따라서, 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 조절하여 프론트에어챔버(58)에서 배출되는 공기의 유량을 조절하므로써, 피스톤(42,44)이 전진하는 속도를 조절할 수 있으며, 이에따라, 도어(2)가 닫히는 속도를 조절할 수 있다.
특히, 상기 제2조절밸브(70)는 피스톤(42,44)이 전후진되는 피스톤(42,44)행정의 중간에 배치된다. 따라서, 상기 피스톤(42,44)이 전진하는 도중에 프론트피스톤(42)의 선단이 제2조절밸브(70)를 막으면, 제2조절밸브(70)를 통해서는 피스톤(42,44)의 측면과 실린더(4)의 내벽사이로 공급되는 적은 양의 공기만이 배출되므로, 프론트에어챔버(58)에서 배출되는 공기의 유량이 더울 줄어들게 된다.
그리고, 상기 실린더바디(6)의 후단측에는 통기공(72)이 형성되어, 피스톤(42,44)의 전후진에 따라 상기 리어에어챔버(60)에 공기를 공급하거나 리어에어챔버(60)의 공기를 외부로 배출한다.
도 4내지 도 6은 상기 공압식 도어클로저의 작동상태를 도시한 것으로서, 도어(2)를 열면, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 링크기구(24)에 의해 피스톤(42,44)이 후진된다. 이때, 외부의 공기가 상기 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 통해 프론트에어챔버(58)로 유입되고, 실린더바디(6)의 후측단에 형성된 통기공(72)을 통해 리어에어챔버(60)의 공기가 외부로 배출된다. 그리고, 후진된 피스톤(42,44)에 의해 이 피스톤(42,44)을 가압하는 가압스프링(10)이 압축된다.
그리고, 도어(2)를 놓으면, 상기 가압스프링(10)에 의해 피스톤(42,44)이 전진되어 도어(2)가 닫히기 시작한다. 이때, 상기 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 통해 프론트에어챔버(58)의 공기가 외부로 배출되고, 상기 통기공(72)을 통해 외부의 공기가 리어에어챔버(60)로 유입된다. 따라서, 상기 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 조절하여 이 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 통해 외부로 배출되는 공기의 유량을 조절하므로써, 도어(2)가 닫히는 속도를 조절할 수 있다.
그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 프론트피스톤(42)이 전진하여 그 선단이 제2조절밸브(70)를 막으면, 피스톤(42,44)과 실린더(4)내벽의 사이로 공급되는 적은 양의 공기만이 제2조절밸브(70)를 통해 배출된다. 따라서, 프론트에어챔버(58)에서 배출되는 공기의 유량이 적어지므로, 피스톤(42,44)이 전진하는 속도와 도어(2)가 닫히는 속도가 더욱 느려진다.
그리고, 도 6에 도시한 바와같이, 상기 프론트피스톤(42)이 더 전진하여 상기 제1조절밸브(68)와 제2조절밸브(70)를 막으면, 피스톤(42,44)과 실린더(4)내벽의 사이로 공급되는 적은 양의 공기만이 상기 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 통해 배출되므로, 피스톤(42,44)이 전진하는 속도와 도어(2)가 닫히는 속도가 더욱 느려지고, 따라서, 도어(2)와 도어프레임(27)의 사이에 손 등이 끼어 부상당하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(42,44)이 더욱 전진하여 도 3에 도시한 바와 같이, 프론트피스톤(42)에 형성된 공기유입홈(62)이 상기 제1조절밸브(68)에 도달하면, 프론트피스톤(42)에 형성된 연결홈(64)을 통해 상기 공기유입홈(62)으로 공급된 프론트에어챔버(58)의 공기가 제1조절밸브(68)를 통해 배출되므로, 공기의 배출량이 증가하여 피스톤(42,44)이 전진하는 속도와 도어(2)가 닫히는 속도가 빨라지게 된다.
일반적으로 도어(2)의 측면에는 도어(2)플임에 형성된 삽입공(18)에 삽입되어 도어(2)를 닫을 수 있도록 하는 래칫볼트가 스프링에 의해 돌출되어 있기 때문에, 도어(2)를 닫을 때는 도어(2)에 약간의 힘을 가하여야 한다. 따라서, 전술한 바와 같이, 도어(2)가 닫히는 속도를 빨리하여 도어(2)를 닫을 수 있도록 하는 것이다.
따라서, 도어(2)가 닫힐 때, 전술한 바와 같이, 약 3단계의 속도로 도어(2)를 닫을 수 있으며, 상기 제1 및 제2조절밸브(68,70)를 조절하여 도어(2)가 닫히는 속도를 자유롭게 조절할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 도어클로저에 사용되는 공기는 종래의 도어클로저에 사용되는 오일에 비해 압축률이 높아, 상기 가압스프링에 의해 프론트에어챔버(58)의 공기가 압축되는 문제점이 있으나, 상기 가압스프링에 의한 압력이 대단히 큰 것이 아니므로, 일반적인 상황에서는 상기 가압스프링에 의한 공기의 압축은 무시할 수 있다.
그리고, 도어(2)가 닫히는 도중 사용자가 도어(2)를 도어(2)가 닫히는 방향으로 밀거나, 도어(2)에 충격이 가해져 이러한 충격이 피스톤(42,44)에 전달되면, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 프론트피스톤(42)는 급속히 전진되지 않고 상기 리어피스톤(44)만 전진되어, 이 리어피스톤(44)과 프론트피스톤(42)의 사이에 개재된 제1완충스프링(52)이 압축된다.
따라서, 상기 리어피스톤(44)과 프론트피스톤(42)의 간격이 줄어들면서 완충작용을 한다. 이때, 상기 제2완충스프링(54)은 프론트피스톤(42)을 지지하여 프론트피스톤(42)이 급격히 전진하는 것을 방지한다. 따라서, 상기 링크기구(24)에 가해진 충격은 상기 리어피스톤(44)가 전진하여 흡수할 수 있고, 상기 프론트피스톤(42)의 전진속도에는 큰 변화가 없으므로, 제1 및 제2조절밸브(68,70)로 배출되는 공기의 유량은 급격히 늘어나지 않는다. 따라서, 상기 링크기구(24)와 제1 및 제2조절밸브(68,70)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이와같이, 구성된 공압식 도어클로저는 피스톤(42,44)이 전진하는 속도를 조절하기 위하여 공기를 사용하므로, 오일 사용에 따른 오일의 누출을 배재할 수 있으며, 공기는 기온에 따라 점도가 변화되거나 어는 일이 없으므로, 기온에 상관없이 항상 정확한 작동을 할 수 있으며, 오일에 의한 환경오염을 방지할 수 있다.
또한, 실린더바디(6)에 오일이 통과하는 유로를 형성할 필요가 없으며, 비교적 고가의 오일 대신 비용이 들지않는 공기를 사용하므로 코스트를 절감할 수 있다. 그리고, 도어(2)에 충격이 가해질 경우, 리어피스톤(44)과 프론트피스톤(42)의 사이에 개재된 제1완충스프링(52)이 충격을 흡수하므로, 충격에 따른 파손을 방지할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 피스톤(42,44)의 전진속도를 조절하는 유체로 공기를 이용하므로써, 기온에 관계없이 정확히 작동되며, 무리한 작동에 따른 고장을 방지할 수 있으며, 코스트를 줄일 수 있는 새로운 구조의 공압식 도어클로저를 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 도어(2)에 상부에 장착되며 내부에 실린더(4)가 구비된 실린더바디(6)와, 일측에 랙기어(8)가 형성되고 상기 실린더(4)의 내부에 전후 슬라이드가능하게 내장되어 실린더(4)의 내부를 프론트에어챔버(58)와 리어에어챔버(60)로 구획하며 가압스프링(10)에 의해 전방으로 가압되는 피스톤(42,44)과, 일측이 상기 실린더(4)와 연통되도록 상기 실린더바디(6)에 형성된 삽입공(18)에 장착되어 상기 피스톤(42,44)에 형성된 랙기어(8)와 치합되는 피니언기어(20)와, 상기 피니언기어(20)의 회전축(25)에 고정장착되는 회동암(26)과 일단이 이 회동암(26)에 연결되며 타단이 상기 도어(2)가 장착된 도어프레임(27)에 연결된 연결암(28)으로 구성되어 도어(2)의 개폐에 따라 상기 피니언기어(20)를 회전시키는 링크기구(24)와, 상기 실린더바디(6)의 전단측에 장착되며 피스톤(42,44)의 전후진에 따라 프론트에어챔버(58)의 공기가 유입 및 유출되는 조절밸브(68,70)와, 상기 실린더바디(6)의 후단측에 형성되며 피스톤(42,44)의 전후진에 따라 리어에어챔버(60)의 공기가 흡입 및 배출되는 관통공을 포함하여 구성되며, 상기 조절밸브(68,70)를 조절하여 프론트에어챔버(58)에서 배출되는 공기의 유량을 조절하므로써, 도어(2)가 닫히는 속도를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공압식 도어클로저.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤(42,44)은 일측에 랙기어(8)가 형성되어 상기 가압스프링(10)에 의해 가압되며 그 전면에 슬라이드공(46)이 형성된 리어피스톤(44)와, 후단에 헤드(44)가 형성어 상기 슬라이드공(46)에 슬라이드가능하게 장착된 연결로드(50)와, 이 연결로드(50)의 전단에 나서결합되는 프론트피스톤(42)과, 상기 리어피스톤(44)과 프론트피스톤(42)의 사이에는 개재되는 제1완충스프링(52)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공압식 도어클로저.
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