KR20000016400U

KR20000016400U - 자동으로 문이 닫히는 유압식 정속도 정첩

Info

Publication number: KR20000016400U
Application number: KR2019990005568U
Authority: KR
Inventors: 조진식
Original assignee: 조진식
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-08-25

Abstract

본 고안은 문의 개폐 속도가 설정된 속도보다 빨라질 경우 최대 속도 이내에서 문이 개폐되게 하는 유압식 정속도 정첩과 자동 문닫기 장치(일명:도아크로우즈-Door Close)에 관한 것으로, 하부에는 톱니형 축(33)이 있고, 중간부에는 유체실A(11)와 유체실B(12)를 구분하는 피스톤(34)이 형성되어 있으며, 상부에는 안내핀(31)이 조립되는 안내축(32)이 형성되어 있는 축(30); 안내축(32)과 조립되는 안내공(151)이 있는 밀폐용 덮개(150)가 조립되어 지며, 문틀에 고정되는 고정판(160)을 형성한 정첩 몸체(10); 반대 방향에 평행한 구조로 되어 있으며, 경사면으로 된 두 개의 안내면(21)을 형성하고 있고, 안내핀(31)이 축(30)을 관통하여 서로 반대방향의 안내면(21)에 조립되는 회전부(20); 톱니형 축(33)이 조립되는 톱니형 구멍(41)을 형성하며, 위쪽은 정첩 몸체(10)에 고정시키고 아래쪽은 회전부(50)에 조립되게 하여 밀폐용 덮개(43)로 밀폐를 시킨 고정축(40); 유체실A,B(11),(12) 내부에는 온도변화에 따른 점도 변화가 적은 유압유가 채워져 있는 형태로 구성되어 있다.

Description

자동으로 문이 닫히는 유압식 정속도 정첩{Hinge type door closer}

본 고안은 각종 빌딩, 아파트 및 주택 등의 건물 내부용 여닫이문에 설치되는 정첩에 관한 것으로, 특히 문이 닫히는 속도가 설정 속도 이상이 되지 않게 하는 유압식 정속도 정첩에 관한 것이다.

일반적으로 종래에 사용되고 있는 정첩이 설치된 집안에서 문을 열어놓고 생활을 할 때가 많은데 갑작스런 바람이 불어와 집안의 문을 힘차게 닫아 큰 소음이 발생하며, 특히 여름철 고층 아파트 및 공동 주택에서는 베란다 문을 열 때 세찬 바람이 갑자기 들어와 위와 같은 상황을 자주 접할 수 있게된다. 이유는 일반적인 정첩은 중심축을 기준으로 하여 축의 양쪽이 회전할 수 있게 되어있어 문을 열고 닫을 때에 가하는 힘의 크기에 따라 문이 닫히는 속도가 달라지는데 외부의 문을 열므로 서 쏟아져 들어오는 고속의 바람이 지속적으로 문을 가속하고, 이때 문의 속력이 갖는 운동에너지가 문틀에 닫는 순간 정지하면서 충격에너지로 변환되기 때문이다. 이때 문옆을 지나는 사람이 문에 부딪혀 타박상을 입거나, 어린아이들의 손이 문과 문틀 사이에 끼어 골절되는 등 위험요소가 항상 주위에 도사리고 있으며, 발생되는 소음으로 인하여 임신부나 노약자가 놀라게 되어 사용하는데 문제점과 불편한 점이 많았다.

또한 기존의 유압식 자동 문닫이을 설치 할 때 문의 외부로 유압식 자동 문닫이가 튀어 나와 있어 미관상 보기가 좋지 못하고, 유압식 자동 문닫이와 정첩을 따로 설치해야 하므로 두 번의 일을 하게되어 미관상으로도 보기가 좋지 않으며 설치하는데도 불편한 점이 많았다.

본 고안의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 일정 이하의 속도에서는 저항 없이 문을 개폐할 수 있도록 하고 고속의 바람이 불어 설정 속도에 근접하면 저항이 급증하여 설정속도 이하의 움직임으로 문을 닫히게 하는 유압식 정속도 정첩을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 유체실을 형성하는 몸통에 피스톤이 달린 축을 삽입하여 두 개의 유체실을 형성하였고, 유체실에 기름을 삽입하여 피스톤이 힘을 받아 한쪽 방향으로 이동할 때 유체실 내면과 피스톤 외면사이로 빠져나가는 유체 속도의 제곱에 비례하는 저항을 받아 피스톤이 이동하는 속도는 설정속도에 수렴하게 되고 문이 회전하는 속도도 일정하여 천천히 닫히게 되므로 사용자가 안전하게 사용할 수 있도록 하며, 유압식 자동 정첩은 유압식 정속도 정첩 내부에 복귀 스프링을 두어 피스톤이 하부로 이동했을 때 스프링 탄성에 의하여 피스톤이 다시 상부로 복귀하게 되어 자동적으로 문이 닫히는 유압식 자동 문닫이와 정첩의 역할을 할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 고안의 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 유압식 정속도 정첩의 작동상태를 보인 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 톱니모형 축의 단면도.

도 4는 도압관이 형성된 피스톤의 단면도.

도 5는 진구에 의해 문이 열릴 때는 적은 힘을 받고, 문이 닫힐 때는 유압식 정속도 정첩의 역할을 하는 축의 단면도.

도 6은 경사진 도압관에 의해 문이 열릴 때는 적은 힘을 받고, 문이 닫힐때는 유압식 정속도 정첩의 역할을 하는 축의 단면도.

도 7은 속도조절 나사부가 있는 유압식 정속도 정첩의 축 단면도.

도 8은 본 고안의 다른 실시 예를 보인 단면도.

도 9는 자동으로 문이 닫히는 유압식 정속도 정첩.

도 10은 유압식 자동 문닫이 정첩과 유압식 정속도 정접역활을 하는 정첩의 단면도.

도 11은 본 고안의 단면을 보인 사시도.

도 12은 본 고안의 다른 예를 보인 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 정첩 몸체 11 : 유체실 A

12 : 유체실 B 20,50 : 회전부

21 : 안내면 24 : 회전판

30 : 축 31 : 안내핀

33 : 톱니형 축 34 : 피스톤

40 : 고정축 41 : 톱니형 구멍

150 : 밀폐용 덮개 160 : 고정판

이하 첨부된 도면에 따라서 본 고안의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 유압식 정속도 정접(1)은 도 1내지 도 10에 도시된 바와 같이 하부에는 톱니형 축(33)이 있고, 중간부에는 유체실A(11)와 유체실B(12)를 구분하는 피스톤(34)이 형성되어 있으며, 상부에는 안내핀(31)이 조립되는 안내축(32)이 형성되어 있는 축(30); 안내축(32)과 조립되는 안내공(151)이 있는 밀폐용 덮개(150)가 조립되어 지며, 문틀에 고정되는 고정판(160)을 형성한 정첩 몸체(10); 반대 방향에 평행한 구조로 되어 있으며, 경사면으로 된 두 개의 안내면(21)을 형성하고 있고, 안내핀(31)이 축(30)을 관통하여 서로 반대방향의 안내면(21)에 조립되는 회전부(20); 톱니형 축(33)이 조립되는 톱니형 구멍(41)을 형성하며, 위쪽은 정첩 몸체(10)에 고정시키고 아래쪽은 회전부(50)에 조립되게 하여 밀폐용 덮개(43)로 밀폐를 시킨 고정축(40); 유체실A,B(11),(12) 내부에는 온도변화에 따른 점도 변화가 적은 유압유가 채워져 있는 형태로 구성된 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.

여기서, 상기 정첩 몸체(10)내의 유체실A(11)부에 피스톤(34)이 작동할 수 있도록 안내면(13)이 형성되고, 위쪽 회전부(20)에 조립되며 안내공(221)이 형성된 안내판(220)과 밀폐용 덮개(150) 사이에 회전용 강구(23)를 넣어 회전판(24)이 회전 시 정첩 몸체(10)와의 마찰을 최소화 시켜 회전판(24)의 회전을 원활하게 한다.

한편, 본 고안의 다른 실시 예를 나타낸 것으로, 상기 축(30)에 형성된 피스톤(34)과 정첩 몸체(10)사이의 틈을 도 4와 같이 밀폐 링(35)으로 밀폐시키고, 도압관(36)을 형성하여 유체실A(11)와 유체실B(12)를 연결시키는 유압식 정속도 정첩.

상기 축(30)에 형성된 피스톤(34)을 도 5과 같이 도압관(375)과 연통하는 유입공(373) 및 유체 배출공(374)을 형성하고 도압관(375)내부에 진구형의 유체 차단구(372)을 삽입하여 피스톤(34)이 아래로 이동 할 때는 유체의 밀어내는 힘에 의해 유체 차단구(372)가 위로 이동하여 도압관(375)을 차단하므로, 피스톤(34)과 정첩 몸체(10)사이의 틈으로 유체가 이동하여 유압식 정속도 정첩 역할을 하게 하며, 피스톤(34)이 위로 이동할 때는 자중과 유체의 밀어내는 힘에 의하여 유체 차단구(372)가 정지나사(370)위에 떨어지게 되어 도압관(375)을 통해 이동하는 유체의 양이 많아져서 적은 힘으로도 피스톤(34)이 이동할 수 있다.

상기의 다른 예로 도 6과 같이 유체실A(11)와 유체실B(12)를 연통하는 경사진 도압관(54)을 형성하고 축(30)에 형성된 도압관(54)의 위에 피스톤(34)이 움직일 수 있게 조립하며, 축(30)에 고정핀(51)을 조립하여 피스톤(34)이 빠지지 않게 한다. 이 때 고정핀(51)과 피스톤(34) 사이에 약간의 거리를 두어 축(30)이 상부로 이동할 때 피스톤(34)은 아래로 이동하여 고정부(53)에 닿으며 경사진 도압관(54)을 막아 도압관(54)의 틈새면적이 좁아져 좁은 틈으로 유체가 이동하여 유압식 정속도 역할을 하다. 또 축(50)이 아래로 이동할 때는 유체실B(12)의 내압에 의해 피스톤(34)이 위로 이동하게 되어 도압관(54)을 통해 이동하는 유체의 양이 많아져서 적은 힘으로도 축(50)이 이동할 수 있다.

상기 축(30)에 형성된 피스톤(34)에 정첩 몸체(10)사이의 틈을 도 7과 같이 밀폐 링(35)으로 밀폐시키고, 도압관(384)을 형성하여 도압관(384)과 연통하는 유입공(382) 및 유체 배출공(383)을 구비하여, 유체실A(11)와 유체실B(12)를 연결시키고, 끝이 원뿔형인 속도조절나사(380)를 축(30)의 끝에 조립하여 속도조절나사(380)의 원뿔이 도압관(384)을 막게 하여 속도조절나사(380)를 조절하여 도압관(384)으로 흐르는 유체의 양을 조절 할 수 있게 하여 피스톤(34)이 이동하는 속도를 조절하여 문이 개폐되는 속도를 조절 할수 있게 한다.

도 8과 같이 정첩몸체(10) 내의 고정축(40)과 회전판(24) 하부에 형성된 회전부(50) 사이에 회전링(42)을 두어 회전판(24)의 회전을 원활하게 하며, 도 1에서 회전부(20)에 형성된 경사진 안내면(21)과 축(30)의 하부에 형성된 축 방향의 톱니형 축(33)을 안내면(21)은 경사면이 아닌 축 방향의 직선 안내면(25)으로 형성하게 하여 안내핀(31)을 고정시키고, 톱니형 축(33)은 경사진 나선형의 톱니축(39)을 형성하여 회전판(24)이 회전하면서 안내핀(31)을 돌리면 안내핀(31)과 연결된 축(30)이 회전하게 됨에 따라 톱니형 축(39)의 나선면을 따라 축(30)이 회전하면서 상하 운동을 하며 축(30)에 연결된 피스톤(34)이 이동하게 된다.

도 9는 상기에서 회전부(20)에 조립된 안내판(220)과 안내핀(31) 사이에 복귀 스프링(26)을 삽입하여 문을 열 때문에 문에 부착된 회전판(24)이 회전하면서 축(30)이 아래로 이동 한 후 복귀 스프링(26)에 의해 축(30)이 상부로 되돌아가게 하여 문이 자동적으로 닫히게 함으로서 정첩 하나로 유압식 자동 문닫이와 정첩역활을 할 수 있게 한다.

상기에서 도 10과 같이 조절나사(47)가 조립되어 있고, 내부에는 조절용 피스톤(46)과 복귀스프링(45)이 삽입되어 있는 조절구(44)를 고정축(40)에 조립한다, 이때 조절나사(47)를 완전히 열게되면 축(30)에 스프링 력이 작용하지 않아 축(30)이 복귀 될 수 없으므로 유압식 정속도 정첩역활을 하며, 조절나사(47)를 조절하면 스프링 력의 크기만큼 축(30)이 복귀하는 속도가 달라지므로 문이 닫히는 속도를 조절할 수 있는 유압식 자동 문닫이.

이와 같이 구성된 본 고안의 전체적인 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

유압식 정속도 정첩이 부착된 문(132)이 도 1과 같이 완전 개방되어 있을때 문(132)이 닫히기 시작하면 문(132)에 고정된 회전판(24)이 회전하게 되어 회전판(24)과 결합된 회전부가(20)가 같이 회전하게 되고, 이때 회전부(20)의 안내면(21)에 조립된 안내핀(31)이 회전을 하게 되어 안내핀(31)이 조립된 축(30)도 회전부(20)와 같이 회전을 하게 되는 것이다.

이렇게 회전부(20)와 같이 축(30)이 회전하려 할 때 문틀에 고정된 고정판(160)에 정첩 몸체(10)가 결합되어 있어 정첩 몸체(10)에 결합된 고정축(40) 또한 회전을 하지 못하므로 회전부(20)가 회전하여 축(30)을 회전시키려 할 때 고정축(40)에 형성된 톱니형 구멍(41)에 조립되는 톱니형 축(33)에 의해 축(30)이 회전하지 못하므로 회전부(20)에 형성된 경사진 안내면(21)의 형상을 따라 안내핀(31)이 이동하게 되고, 축(30)은 안내핀(31)을 따라 이동하게 되므로 피스톤(34)이 상하 직선운동을 하게 되어 유체실A(11)의 유체가 유체실B(12)로 이동하게 된다.

이때 피스톤이 이동하는 속도가 일정하게 되는 관계 공식을 살펴보면 피스톤(34)이 유체실A(11)쪽으로 이동할 때 피스톤(34)이 이동하는 속도를 V1, 피스톤(34)의 면적 A1에 작용하는 힘은 W, 피스톤(34)과 정첩 몸체(10)사이의 틈새 면적을 A2, 빠져나가는 압력을 P2, 속도를 V2라 할 때 피스톤(34)이 밀어내는 유량 Q1과 틈새면적으로 밀려 나가는 유량 Q2가 동일하므로 Q1=Q2=A1·V1=A2·V2 - ①라는 공식이 성립되며, 이 유체에서 베르누이 방정식을 응용하면 γ = 유체의 밀도, g = 중력 가속도일 때 P1/γ+V1²/2g+Z1=P2/γ+V2²/2g+Z2가 성립이 된다. V1은 V2보다 아주 작은 크기이므로 V1=0로 간주하고, Z1과 Z2는 같은 위치이므로 Z1=Z2=0가 되어 다음과 같다.

①식의 V2를 ②식에 대입하여 정리하면, 압력 P1=(A1/A2·V1)²·γ/2g가되고 피스톤이 받는 항력 Fa=P1·A1=(A1/A2·V1)²·γA1/2g이다. 항력과 문을 여닫는 힘이 같아 질 때 등속도 운동을 하게 되어 Fa=W(W는 문을 여닫을 때 피스톤에 가해지는 힘)가 성립이 되고라는 속도(V1)로 피스톤(34)은 움직이므로 피스톤(34)이 움직이는 속도(V1)는 힘(W)의 제곱근에 비례하는 속도(V1)를 가지게 되어 큰 힘으로 눌려도 피스톤(34)이 움직이는 속도(V1)의 변화는 적어지게 되는 것이다. 이때 틈새의 면적(A2)이 좁으며, 피스톤(34)의 면적(A1)이 넓고, 유체의 밀도(γ)가 높을수록 문은 느리게 닫을 수 있으며, 적은 힘이 피스톤(34)에 작용하여도 속도는 힘의 제곱근에 비례하므로 회전하는 속도의 변화는 적어 불편 없이 사용이 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 유압식 정속도 정첩은 문이 개폐되는 속도를 일정 이하의 힘에서는 큰 저항 없이 문을 개폐할 수 있도록 하고, 고속의 바람이 불어 일정 이상의 힘으로 개폐될 때에는 설정한 속력으로 닫히게 할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims

하부에는 톱니형 축(33)이 있고, 중간부에는 유체실A(11)와 유체실B(12)를 구분하는 피스톤(34)이 형성되어 있으며, 상부에는 안내핀(31)이 조립되는 안내축(32)이 있는 축(30); 안내축(32)과 조립되는 안내공(151)이 있는 밀폐용 덮개(150)가 조립되어 지며, 문틀에 고정되는 고정판(160)을 형성한 정첩 몸체(10); 반대 방향에 평행한 구조로 되어 경사면으로 된 두 개의 안내면(21)을 형성하고 있고, 안내핀(31)이 축(30)을 관통하여 서로 반대방향의 안내면(21)에 조립되는 회전부(20); 톱니형 축(33)이 조립되는 톱니형 구멍(41)을 형성하며, 위쪽은 정첩 몸체(10)에 고정시키고 아래쪽은 회전부(50)에 조립되게 하는 고정축(40); 유체실A,B(11),(12) 내부에는 온도변화에 따른 점도 변화가 적은 유압유가 채워져 있는 형태로 구성된 유압식 정속도 정첩.
제 1항에 있어서, 상기 정첩몸체(10)내의 유체실A(11)부에 피스톤(34)이 작동할 수 있도록 안내면(13)이 형성되고, 안내판(220)과 밀폐용 덮개(150) 사이에 회전용 강구(23)를 넣은 것을 특징으로 하는 유압식 정속도 정첩.
제 1항에서, 상기 축(30)에 형성된 피스톤(34)을 밀폐 링(35)으로 밀폐시키고, 피스톤(34)에 도압관(36)을 형성하여 유체실A(11)와 유체실B(12)를 연결시킨 것을 특징으로 하는 유압식 정속도 정첩.
제 1항에서, 상기 축(30)에 도압관(375)과 연통하는 유입공(373) 및 유체 배출공(374)을 형성하고 도압관(375)내부에 진구형의 유체 차단구(372)을 삽입한 것을 특징으로 하는 유압식 정속도 정첩.
제 4항에서, 유체실A(11)와 유체실B(12)를 연통하는 경사진 도압관(54)을 형성하고 축(30)에 형성된 도압관(54)의 위에 피스톤(34)이 움직일 수 있게 조립하며, 이 피스톤(34)이 분해되지 않게 고정핀(51)을 조립한 것을 특징으로 하는 유압식 정속도 정첩.
제 1항에서, 상기 축(30) 도압관(384)을 형성하여 도압관(384)과 연통하는 유입공(382) 및 유체 배출공(383)을 구비하며, 끝이 원뿔형인 속도조절나사(380)를 설치한 것을 특징으로 하는 유압식 정속도 정첩.
제 1항에서, 고정축(40)과 회전부(50) 사이에 회전링(42)을 두고, 직선 안내면(25)을 형성하며, 경사진 나선형의 톱니축(39)을 형성한 것을 특징으로 하는 유압식 정속도 정첩.
제 1항에서, 상기 안내판(22)과 안내핀(31) 사이에 복귀 스프링(26)을 설치한 것을 특징으로 한 유압식 정속도 정첩.
제 8항에서, 도 10과 같이 조절나사(47)가 조립되어 있고, 내부에는 조절용피스톤(46)과 복귀스프링(45)이 삽입되어 있는 조절구(44)를 고정축(40)에 조립한 것을 특징으로 한 유압식 자동 문닫이 정첩.