KR20000019847U - 수직형 도어클로저 - Google Patents

Abstract

본 고안은 개선된 구성의 수직형 도어클로저를 개시한다.

종래의 수직형 도어클로저는 초기 복원력 조정을 위해 피스톤을 하강시키면 피스톤과 귀환유로의 교차위치가 달라져 동작 타이밍 자체가 변화되는 문제가 있었다.

본 고안에서는 상시 개방상태이며 단면걱이 조절가능한 복원력 조절유로와,이와 별도로 피스톤과의 교차위치가 서로 다른 정합유로에 선택적으로 귀환유로를 접속시키는 타이밍 조절유로를 각각 구비하여, 최적의 초기복원력및 동작타이밍을제공하도록 하였다.

Description

수직형 도어클로저 {VERTICAL TYPE DOOR CLOSER}

본 고안은 도어클로저(door closer)에 관한 것으로, 더 상세히는 수직형(vertical) 도어클로저에 관한 것이다.

도어첵(check)으로도 불리우는 도어클로저는 사무용 및 거주용 건물의 출입문이나 방화문의 자동폐쇄에 널리 사용되어 있는 것으로, 그 일반적인 구성은 도 1과 같다.

도 1에서, 작동유체가 수납되어 유밀(油密)로 구성된 도어클로저의 본체(200)내에는 스프링(202)에 의해 폐쇄측으로 탄성밀림되는 피스톤(201)이 수납되고, 이 피스톤(201)의 일측에는 랙(rack;203)이 설치되어 그 축이 링크(link;205)와 결합된 피니언(pinion;204)과 기어물림된다.

피스톤(201) 내부에는 역지(逆止)밸브(206)를 가지는 유로(207)가 형성되고,퍼스톤(201)의 동작경로와 귀환경로간에는 대구경의 제1귀환유로(208)와 소구경의 제2귀환유로(209)가 형성된다.

본체(200)와 링크(205)는 문과 문틀에 각각 고정되는데, 문틀에 대해 문을 열게 되면 피니언(204)이 회전하며 랙(203)을 병진시켜 피스톤(201)은 스프링(202)을 압축시키며 도면의 좌측으로 이동하게 된다.

문에 가해진 외력이 제거되고나면 피스톤(201)은 스프링(202)의 복원력에 의해 도면의 우측으로 복귀하는데, 이때 피스톤(201)의 선단이 제1복귀유로(208) 전방일때는 피스톤(201)에 밀리는 작동유체가 제1및 제2복귀유로(208,209)를 통해 귀환되고, 피스톤(201)의 선단이 제1복귀유로(208)를 통과하고 나면 소구경의 제2복귀유로(209)만으로 작동유체가 귀환된다. 이에 따라 문은 폐쇄직전에 감속되어 부드럽게 닫히게 됨으로써 폐쇄의 충격이 방지된다.

이와 같은 도어클로저는 거의 모든 건물에 사용되어 일상에서 볼수 있는 기구장치로서, 일반적으로는 당연히 여겨 왔으나, 본체(200)가 크고 링크(205)가 돌출하여 문의 외관을 심히 불량하게 하는 문제가 있다.

이에 따라 건물의 출입문에 설치되는 플러시(flush) 도어의 도어클로저는 문틀의 하부에 매립(埋立)되는 매립형으로 구성되는 것이 일반적인 바, 이 경우에는 청소시의 물등의 이물질이 본체(200)내로 침투하여 유지보수시 분해조립이 불가능할 정도로 부식과 오염이 심한 문제가 있다.

이를 방지하기 위해 도어클로저를 상부 문틀에 매립하고자 하는 시도도 있었으나, 문의 자동폐쇄를 위한 소요 토오크(torque)가 상당하므로 상부문클에 외형이 커지고 변형이 발생되는 문제가 있어 실용화되지 못하였다.

이와 다른 시도로 문과 문틀간의 힌지(hinge)간에 유압 복귀장치를 설치한 구성도 있었으나, 소요토오크를 발생시키기에는 장치의 설치가능 장소가 지나치게협소하여 성공을 거두지 못하였다.

이러한 문제의 해결을 위해 출현한 것이 도 2(A)에 도시된 바와 같은 수직형도어클로치인 바, 이는 문틀(F)과 문(D)간의 힌지를 대체하여 설치되는 것으로 도2(A)의 예에서는 하부에는 일반적인 힌지(H)가 상부에는 수직형 도어클로저(K)가 설치되어 있다.

도 2(B)에는 수직형 도어클로저(K)의 일례로서, 일본제의 수입품의 구성을 도시하고 있는 바, 그 특허여부는 알수 없으며 고가인 관계로 일반적으로 시판되거나 실용화되고 있는 구성은 아니다.

도 2(B)에서 수긱방향으로 연장되는 대략 원통형으로 구성되어 작동유체가 수납되는 실린더(101)내에는 스프링(103)에 의해 상측으로 탄성밀림되는 피스톤(102)이 설치되는데, 이 피스톤(102)은 외측에 스플라인 키(soline key:102a)가 돌출되어 실린더(101) 내부에 형성된 키홈(101a)에 의해 회전이 방지되며, 내측에 나사홈(102b)이 형성된다.

한편 실린더(101)의 외부로 연장되는 핀틀(pintle;104)은 그 상측이 문틀에연결되는 제1브라켓(braket)(B1)과 결합되고, 하측 외부에는 피스톤(102)의 나사홈(112b)에 기어물림되는 다줄(mtl1ti-thread)나사(104a)가 형성되어 있다. 한편 실린더(101)는 문측의 제2브라켓(B2)과 결합된다.

실린더(101)의 일측에는 작동유체의 이동을 위한 유로(106)를 형성하는 리브(rib;105)가 형성되며, 이 유로(106)는 조정나사(107)에 의해 작동유체의 유량이 조절된다. 나머지 부호 108은 엔드캡(end cap), 109는 역지밸브이며, 110은 셋스크류(sct screw)홈이다.

이와 같은 종래의 수직형 도어클로저는 문의 개방에 의해 제2브라켓(B2)이 실린더(101)를 핀틀(104)에 대해 회전시키면, 스플라인키(102a)및 키홈(101a)에 의해 회전이 방지되므로 피스톤(102)은 회전대신 스프링(103)을 누르며 하측으로 이동된다.

문에 가해진 외력이 제거되고나면 피스톤(102)은 스프링(103)의 복원력에 의해 상승되는데, 이때 역지밸브(109)가 차단된 상태로 작동유체가 입구유로(106c)를 통해 좁은 제1귀환유로(106a)로 귀환되므로 문의 폐쇄속도가 제한되고, 피스톤(102)이 제1귀환유로(106a) 선단을 통과하고 나면 작동유체가 더욱 좁은 제2귀환유로(106b)로 이동되므로 최종단계의 문의 폐쇄가 감속및 완충된다.

여기서 실린더(102)는 문에 연결된 제2브라켓(B2)과 결합되어 회전에 대해 일체로 동작해야 하는 바, 위 종래의 구성에 있어 양자의 결합은 도 3에 도시된 바와 같이, 제2브라켓(B2)의 연결헤드(H2)의 외주에 복수의 돌출부(11)를 형성하고실린더(101)의 상단에 이 돌출부(]11)와 맞물리는 결합홈(113)을 가지는 돌출턱(112)을 형성하고 있다.

한편 실린더(101)내의 핀틀(104)은 전술한 바와 같이 문틀에 연결된 제1브라켓(B1)에 결합되어 있으므로, 사용자가 문을 열면 이에 결합된 실린더(101)가 회전함으로씨 핀틀(104)과 실린더(101)가 상대회전하게 되고, 이에 따라 핀틀(104)에 다줄나사(104a)로 결합된 피스톤(102)이 하강함으로써 자동폐쇄 동작이 이루어지게된다.

이와 같은 수직형 도어클로저는 실용화의 초기단계이므로 그 동작이나 동작의 신뢰성등에 여러 가지 문제를 가지고 있다.

이러한 문제중에서 다줄나사(104a)의 특성에 의한 문제가 발생될 수 밖에 없는 바, 회전운동을 병진운동으로 번화시키는 다줄나사(104a)는 최대 180°이하의 문의 개폐에 따른 회전에 의해 소요 스트로크(strokc)의 동작을 해야 하므로 그 피치(pjtch)가 매우 큰 특성이 있다.

따라시 병진스트로크가 각도의 조절에 민감하여 회전동작보다 병진. 즉 승강동작이 더욱 용이하게 이루어지는 동작상의 특성이 발생된다.

그런데 사용자의 문 개방은 항상 큰 각도로 이루어지는 것이 아니며, 약간을 열어도 자동폐쇄가 이뤄져야 하므로 도어클로저는 초기 복원력을 가지도록 세팅되지 않으면 안된다.

이를 위해 도 2의 도어클로저는 핀틀(104)의 외주에 방사상으로 복수의 셋스크류홈(110)을 형성하여, 제조시 핀틀(104)을 초기복원력의 발생에 필요한 실린더(101)에 대해 회전시킨뒤 셋스크류홈(110)에 셋스크류를 박아 고정한 상태로 출하하게 된다.

이러한 구성은 설치현장에서 핀틀(104)과 실린더(101)를 각각 제1 및 제2브라켓(B1,B2)에 고정하고난 뒤, 셋스크류를 해제함으로써 소요초기복원력을 도입시킨다는 발상이나, 실제적인 수직형 도어클로저의 설치 및 사용환경에는 효과를 발휘하기 어렵다.

즉 제조상의 공차에 따라 현장설치후 문의 개폐시험에 의해 자동폐쇄의 작동력과 타이밍(timing)을 조정해야 하는데, 이러한 구성은 설치후 좁은 틈새 사이로 셋스크류를 해제하기도 어렵고 현장에서 이를 조정하기나 변경하기 어려워 설치가 매우 어려운 문제가 있다.

도 2의 구성은 일단 셋스크류를 해제하고 나면 핀틀(104)을 실린더(101)에 대해 회전시킬수 있는 특수한 공구가 없이는 재조정이 불가능할 뿐아니라, 피치가매우 큰 다줄나사(104a)의 특성상 약간의 회전으로도 동작 스트로크가 크게 변화되어 그 조정이 매우 어렵다.

이러한 문제는 일반적 도어클로저의 사용자가 전문적 공구가 없이도 도 1의링크(205)의 해제및 조정에 의해 그 사용여부의 선택이나 조정이 용이한 점을 감안해보면 수직형 도어클로저의 치명적인 약점이 아닐수 없다.

이와 같은 설정 및 조정의 문제는 도어클로저의 동작에도 영향을 미치는 바,도 2의 구성에 있어서, 자동폐쇄의 복원력은 조정나사(107)에 의해 유로의 크기를 조정함으로써 이뤄지고 동작의 타이밍(timing)은 피스톤(102)과 제1귀환유로(106a)의 교차에 좌우된다.

그런데 도 2의 구성은 초기복원력의 설정을 위해 핀틀(104)을 회전 조정하게되면 피스톤(102)에 직접 승강되므로 피스톤(102)과 제2귀환유로(106b)의 상대위 치가 변화될 수 밖에 없다.

여기서 핀틀(104)의 설정위치는 셋스크류홈(110)의 고정위치에 따라 변화되는 바, 셋스크류홈(110)이 60° 간격으로 형성되어 있다면, 문의 최대 개방 각도를180°로 하는 경우 각 셋스크류홈(110)의 선택에 따라 피스톤(102)의 위치는 1/3 스트로크(stroke) 단위로 변화된다.

그러므로 종래의 구성은 실제로는 초기 복원력의 조정이 거의 불가능하게 되는 바, 이것은 셋스크류홈(110)의 고정위치를 바꾸면 피스톤(102)이 1/3 스트로크나 이동하므로 제1귀환유로(106a)에 의한 동작 타이밍 자체가 변화되기 때문이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 도어클로저의 자동폐쇄시 피스톤(102)이 제1귀환유로(106a)를 통과하고 나면 작동유체는 좁은 제2귀환유루(106b)만을 통해 귀환되므로, 그 유체저항에 의해 자동폐쇄가 감속 및 완충되어 문이 충격없이 닫히게 되는 것이다. 그런데 종래의 구성은 초기 복원력의 고정을 위한 셋스크류홈(110)의 한칸 이동에 따라 1/3 스트로크, 즉 1/3 타이밍이 변화되는 바, 예를들어 문의 자동폐쇄에 6초가 소요되고 4초 경과후 감속되도록 설계된 경우를 가정하면 셋스크류홈(110)의 한 칸 조정에 따라 2초 경과후 감속개시(문의 자동폐쇄가 매우 완만함)되거나 6초 경과후 감속개시(실제 감속없이 문이 충격적으로 폐쇄되어 버림)되어 버리게 되는 것이다.

즉 종래의 수직형 도어클로저는 초기 복원력의 조정자체가 동작 타이밍을 변화시키게 되므로, 스프링(103)의 탄성력 오차가 그대로 도어클로저의 불량을 야기하게 되어, 제조된 도어클로저의 상당수가 KS 규격등에 규정된 동작을 할 수 없게되고 그 결과 사용 신뢰성의 저하와 원가의 상승을 유발하게 된다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 고안의 목적은 자동폐쇄의 복원력과초기 복원력을 동작타이밍의 문제없이 조정할 수 있으며, 동작 티이밍 자체도 조정할 수 있는 수직형 도어클로저를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 도어클로저의 구성을 보이는 개략단면도,

도 2(A)는 수직형 도어클로저의 구성을 보이는 개략사시도,

도 2(B)는 시중 유통중인 일본제의 수직형 도어클로저의 구성을 보이는 단면도,

도 3은 그 헤드부분의 구성을 보이는 일부 분해사시도,

도 4는 본 고안 수직형 도어클로저의 구성을 보이는 단면도,

도 5는 그 평면도,

도 6 (가) 내지 (다)는 본 고안 수직형 도어클로저의 동작을 보이는 순차적인 단면도들이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101: 실린더(cylinder) 102: 피스톤(pision)

103: 스프링(spring) 104: 핀틀(pintle)

1: 복원력 조절유루 11: 조정나사

2: 타이(timing) 조절유로 21: 조정보스(boss)

22: 귀환유로 101c: 정합(整合)유로

상술한 목적의 달성을 위해 본 고안에 의한 수직형 도어클로저는

단면적이 조절가능하며 상기 개방상태인 복원력 조절유로와,

피스톤과의 교차위치가 다른 복수의 정합유루를 가져 조정보스의 귀환유로에 선택적으로 접속되는 타이밍 조절유로를 별도로 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면 복원력 조절유루의 단면적을 조정함으로써 문이 자동폐쇄되는 힘과 속도를 조절할 수 있을 뿐아니라, 초기 복원력의 조정에 의해 피스톤의 위치가 변화된다고 하더라도 정합유로의 선택에 의해 동작타이밍을 조절할수 있게 된다.

그 결과 본 고안은 최적의 복원력및 타이밍을 발휘할 수 있도록 조절가능한수직형 도어클로저를 제공하는 효과가 있다.

(실시예)

이와 같은 본 고안의 구체적인 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 4에는 본 고안에 의한 수직형 도이클루저가 도시되어 있는데, 도 2의 동일한 부재번호는 동일한 구성을 나타내므로 중복되는 설명을 생략하고 본 고안의 특징이 구현되는 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 또한 도 4의 상부의 구성은도 2와 달리 본원인에 의한 동일명칭의 동일자 출원의 구성을 가지고 있으나, 이는본원의 구성과는 무관하므로 별도의 설명을 생략하기로 한다.

도 4에서, 종래 구성에서 하나의 리브(105)및 귀환유로(106)를 구비하던 것에 비해 본 고안은 복원력 조절유로(1)와 타이밍 조절유로(2)를 별도로 구비하고 있다. 도 4에서는 편의상 두 유로(1,2)가 실린더(101)의 양측에 별도로 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 바람직하기로 도 5에 도시된 바와 같이 두 유로(1,2)는 한 리브(3)에 나란히 배열되는 것이 제조상 유리하다.

먼저 도 4의 좌측의 복원력 조절유로(1)름 살펴보면, 이는 피스톤(102) 전후방을 연결하도록 상시 개방된 상태이며 조절나사(11)에 의해 그 단면적이 조절됨으로써 귀환되는 작동유체의 유량이 조절되고, 그 결과 자동폐쇄시의 복원력이 조절된다. 그 출구측의 피스톤(102)의 대응위치에는 작동유체의 유통을 위한연통구멍(102c)가 형성된다.

다음 도 4 우측의 타이밍 조절유로(2)에는 그 내부에 귀환유로(22)가 형성된조정보스(21)가 나사결합되어 있는데, 귀환유로(22)의 입구측 실린더(101) 벽에는 한 유입유로(101b)가 출구측 실린더(101)벽에는 복수의 정합유로(101c)가 형성되어있다.

이에 따라 조정보스(21)의 조정에 따라 귀환유로(22)의 출구는 복수의 정합유로(101c)중 하나와 선택적으로 정합되어 작동유체의 귀환통로를 형성하게 된다.

이것은 핀톤(104)의 회전에 의해 피스톤(1()2)을 하강시킴으로써 초기 복원력을 설정할 때 스프링(103)의 탄성력의 편차와 다줄나사(104a)의 사용에 의한 피스톤(102) 위치의 편차를 위해 동작 타이밍의 변화시, 이를 조정하기 위한 것이다.그 결과 최적의 초기복원력및 타이밍의 설정이 동시에 가능하게 된다.

이와 같은 본 고안 수직형 도어클로저는 도 6과 같이 동작한다.

사용자가 문을 열어 핀틀(104)이 회전하면 다줄나사(101a)에 의해피스톤(102)이 하강하며 스프링(103)을 압축시키게 되는데, 그러면 도 6(가)와 같이 젝밸브(109)가 개방되어 피스톤(1()2) 하부의 작동유체가 상방으로 이동하게 된다. 이때 복원력 조절유로(1)를 통해서도 일부 작동유체가 이동되나 그 유량은 첵밸브(109)를 통한 유량에 비해 작다.

사용자가 문에 가한 외력을 제거하면 도 6 (나)와 같이 스프링(103)의 복원력에 의해 피스톤(102)이 상승하고 이 상승동작이 다줄나사(104a)를 통해 핀틀(104)를 회전시켜 문이 자동폐쇄된다. 이때 체밸브(109)가 폐쇄되므로 작동유체는 복원력 조절유로(1)와 타이밍 조절유로(2)의 좁은 유로로 귀환되므로, 그 저항에 의해 문의 자동폐쇄는 개방시보다 감속상태로 이루어진다.

피스톤(102)이 상승하여 타이밍 조절유로(2)측의 정합유로(101c)를 통과하고나면, 피스톤(102)에 의해 정합유로(101c)가 차단되어 직동유체의 귀환은 복원력 조절유로(1)만에 의해 이루어지게 되어 문의 폐쇄가 더욱 감속되고, 그 결과 문은부드럽게 완충된 상태로 폐쇄된다.

이상과 같이 본 고안에 의하면 초기 복원력 설정을 위해 피스톤(102)을 이동시킬때, 스프링(103)의 편차와 다줄나사(104a)의 특성에 의해 피스톤(102)의 위치가 변동되고 그 결과 동작타이밍이 변화되는 문제를, 복수의 정합유로(101c)중 하나를 귀환유루(22)에 정합되도록 선택함으로써 해결할 수 있다.

그 결과 본 고안 수직형 도어클로저는 동작타이밍의 변동없이 초기 복원력을설정할 수 있게 되어, 최적의 초기 복원력과 동각타이밍 조정이 가능한 수직형 도어클로저를 제공하게 되는 효과가 있다.

고안의 효과 누락

Claims (2)

1. 문에 결합된 제2브라켓과 결합되는 실린더와, 이 실린더 내부에 수납되어 문의 회전동작을 승강동작으로 변환하는 피스톤과, 이 피스톤과 다줄나사로 결합되어상기 실린더 외부로 연장되어 문턱에 결합된 제1브라켓과 결합되는 핀틀을 구비하는 수직형 도어클로저에 있어서,

   단면적이 조절 가능하며 상시 개방상태인 복원력 조절유로(1)와,

   상기 피스톤(102)과의 교차위치가 서로 다른 복수의 정합유로(101c)가 조정보스(21)의 귀환유로(22)에 선택적으로 접속되는 타이밍 조절유로(2)를 별도로 구비하는 것을 특징으로 하는 수직형 도어클로저.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복원력 조절유로(1)와 상기 타이밍 조절유로(2)가 한 리브(3)에 나란히형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 도어클로저.