KR20060020910A - 자석 힌지 - Google Patents

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KR20060020910A KR1020040069630A KR20040069630A KR20060020910A KR 20060020910 A KR20060020910 A KR 20060020910A KR 1020040069630 A KR1020040069630 A KR 1020040069630A KR 20040069630 A KR20040069630 A KR 20040069630A KR 20060020910 A KR20060020910 A KR 20060020910A
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Abstract

본 발명은 마그네틱 힌지(Hinge)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전개폐장치 즉, 도어 또는 덮개 등의 힌지를 구성하는 자석을 다수개 설치하되 극성을 각각 적절히 배열하여 상호간의 척력과 인력을 이용 즉, 서로 같은 극성에 의해 반발하는 원리를 이용하여 비 접촉 상태의 베어링 역할을 하도록 함으로써, 회전 시 마찰에 의한 마모 및 소음을 방지하는 한편, 서로 다른 극성에 의해 끌어당기는 원리를 이용하되, 다른 극성을 소정의 각도로 배열하여 회전 시 일정 각도 만큼씩 회전 자제되도록 함으로써, 회전 정지된 상태를 유지하도록 함과 동시에 필요 이상 회전되는 것을 방지하도록 하는 마그네틱 힌지에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 고정체와 축 결합되어 회전하는 회전체로 이루어진 개폐장치의 힌지에 있어서, 서로 다른 극성이 교대로 착자된 다극형 자석으로 이루어진 환형의 제 1자석과; 제 1자석의 외주면으로부터 하부면에 걸쳐 고정되는 상하 양극형 제 2자석과; 제 1자석과 제 2자석의 중앙으로 관통 삽입되면서 제 1자석과 동일한 각도에서 서로 다른 극성이 교대로 착자된 회전축과, 회전축으로부터 하향 연장되면서 제 2자석의 하부면과 마주하되, 제 2자석의 하부면 극성과 반대로 착자되어 반발되는 지지면으로 이루어진 제 3자석으로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

자석 힌지{Magnetic hinge}
도 1은 본 발명의 구성을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 구성을 보인 단면도
도 3은 본 발명의 구성을 보인 평면도
도 4의 a 내지 c는 본 발명의 동작 상태를 보인 평면도
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 평면도
도 9은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 평면도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 분리 사시도
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 분리 사시도
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도
<도면의주요부분에 대한 부호 설명>
10 : 자석 힌지 11 : 제 1자석
12 : 제 2자석 13 : 제 3자석
14 : 회전축 15 : 지지면
1 : 회전체 2 : 고정체
본 발명은 마그네틱 힌지(Hinge)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전개폐장치 즉, 도어 또는 덮개 등의 힌지를 구성하는 자석을 다수개 설치하되 극성을 각각 적절히 배열하여 상호간의 척력과 인력을 이용 즉, 서로 같은 극성에 의해 반발하는 원리를 이용하여 비 접촉 상태의 베어링 역할을 하도록 함으로써, 회전 시 마찰에 의한 마모 및 소음을 방지하는 한편, 서로 다른 극성에 의해 끌어당기는 원리를 이용하되, 다른 극성을 소정의 각도로 배열하여 회전 시 일정 각도 만큼씩 회전 자제되도록 함으로써, 회전 정지된 상태를 유지하도록 함과 동시에 필요 이상 회전되는 것을 방지하도록 하는 마그네틱 힌지에 관한 것이다.
일반적으로, 회전개폐식 도어의 힌지는 회전부1과 회전부2로 이루어지며, 회전부1은 회전이 이루어지는 회전체에 고정되고, 회전부2는 회전체를 지지하는 고정체에 고정되어, 고정체와 힌지 결합된 회전체가 회전 작동되도록 하는 것이다.
이와 같은 종래의 힌지는 대부분 경첩식으로 되어 있거나, 고정체와 회전체가 축설되어 회전되도록 이루어진 것이 보통이다.
상기와 같은 접촉식(회전부1과 회전부2가 접하면서 회전 작동되는 구조 및 방식) 힌지는 회전부1과 회전부2가 접촉된 상태에서 회전되므로, 마찰에 의한 마모 가 발생되어 회전체와 고정체의 결합상태가 와해되는 문제점과, 이로 인해 불필요한 회전이 발생되는 문제점이 있으며, 회전시 마찰음 즉, 소음이 발생되는 문제점이 있는 것이었다.
상기와 같은 문제점을 고려하여 최근에는 자석 힌지가 소개된 바, 있으나, 상기 자석 힌지는 일반적인 종래의 힌지와 마찬가지로 회전의 각도 저절 즉, 일정한 각도만큼 회전된 상태에서 그 각도를 유지하지 못하는 문제점이 있어, 노트북 냉장고 등과 같이 회전체 즉, 도어 및 덮개의 회전 각도의 조절이 필요한 부분에 적용 시 문제점이 있는 것이었다.
상기와 같은 문제점을 고려하여 안출한 본 발명은 회전개폐장치 즉, 도어 또는 덮개 등의 힌지를 구성하는 자석을 다수개 설치하되 극성을 각각 적절히 배열하여 상호간의 척력과 인력을 이용 즉, 서로 같은 극성에 의해 반발하는 원리를 이용하여 비 접촉 상태의 베어링 역할을 하도록 함으로써, 회전 시 마찰에 의한 마모 및 소음을 방지하는 한편, 서로 다른 극성에 의해 끌어당기는 원리를 이용하되, 다른 극성을 소정의 각도로 배열하여 회전 시 일정 각도 만큼씩 회전 자제되도록 함으로써, 회전 정지된 상태를 유지하도록 함과 동시에 필요 이상 회전되는 것을 방지하도록 하는 회전개폐식 도어의 힌지를 제공함을 기술적 과제로 삼는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 고정체와 축 결합되어 회전하는 회전체로 이루어진 개폐장치의 힌지에 있어서, 서로 다른 극성이 교대로 착자된 다극형 자석으로 이루어진 환형의 제 1자석과; 제 1자석의 외주면으로부터 하부면에 걸쳐 고정되는 상하 양극형 제 2자석과; 제 1자석과 제 2자석의 중앙으로 관통 삽입되면서 제 1자석과 동일한 각도에서 서로 다른 극성이 교대로 착자된 회전축과, 회전축으로부터 하향 연장되면서 제 2자석의 하부면과 마주하되, 제 2자석의 하부면 극성과 반대로 착자되어 반발되는 지지면으로 이루어진 제 3자석으로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 설명에 참고가 되는 첨부 도면 도 1은 본 발명의 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 구성을 보인 평면도이고, 도 4의 a 내지 c는 본 발명의 동작 상태를 보인 평면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 평면도이고, 도 9은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 평면도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 분리사시도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 분리사시도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도이며, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도로서, 이중 도면 부호 10은 본 발명인 자석 힌지를 나타낸 것이며, 도면 부호 1은 회전체 즉, 회전개폐식 도어를 나타낸 것이다.
본 발명은 첨부 도면 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 고정체(2)와 축 결합되어 회전하는 회전체(1)로 이루어진 개폐장치의 힌지에 있어서, 서로 다른 극성이 교대로 착자된 다극형 자석으로 이루어진 환형의 제 1자석(11)과; 제 1자석 (11)의 외주면으로부터 하부면에 걸쳐 고정되는 상하 양극형 제 2자석(12)과; 제 1자석(11)과 제 2자석(12)의 중앙으로 관통 삽입되면서 제 1자석(11)과 동일한 각도에서 서로 다른 극성이 교대로 착자된 회전축(14)과, 회전축(14)으로 부터 하향 연장되면서 제 2자석(12)의 하부면과 마주하되, 제 2자석(12)의 하부면 극성과 반대로 착자되어 반발되는 지지면(14)으로 이루어진 제 3자석(13)으로 구성된 것이다.
상기, 제 1자석(11)의 내주면 극성 배열은 S극/N극이 교차 배열되고, 제 2자석(12)의 제 1자석(11) 외주면과 접하는 상부면 극성은 S극으로 되며, 제 1자석(11)의 하부면과 접하는 하부면 극성은 N극으로 되고, 제 3자석(13)의 회전축(14) 외주면 극성 배열은 N극/S극이 교차 배열되면서 제 1자석(11)과 반대 극성이 만나는 위치에서 회전 자제되도록 되며, 제 2자석(11) 하부면과 마주하는 지지면(15)의 극성은 제 2자석(12)과 반발하도록 N극으로 이루어진다.
이와 같이 된 본 발명은 첨부 도면 도 4에서 보는 바와 같이, 고정체(2) 예컨대, 냉장고의 본체와 회전체(1) 즉, 도어의 일측 상/하 단에 일반적인 힌지 결합과 동일하게 결합된다.
즉, 본 발명 중 제 1자석(11)과 제 2자석(12)의 결합체는 회전체(1 ; 냉장고의 도어) 일측 양단에 대칭 설치되며, 제 3자석(13)은 고정체(2 ; 냉장고의 본체) 일측 양단에 대칭 설치되어, 제 1자석(11)의 통공 사이로 제 3자석(13)의 회전축(14)이 끼워져 설치된다.(제 1자석(11)과 제 2자석(12)의 결합체와 제 3자석(13)의 설치 위치는 경우에 따라서 뒤바뀌어도 무관하다.)
이때, 제 1자석(11) 내측의 S극과 제 3자석(13)의 회전축(14) 외측의 N극이 서로 끌어당기는 힘에 의해 회전체(1)는 닫혀진 또는 정지된 상태를 유지하게 되며, 제 2자석(12)의 N극과 제 3자석(13)의 회전축(14) 및 지지면(15)의 외측의 N극은 서로 미는 힘에 의해 반발되어 제 1자석1(11)은 제 3자석(13)과 면접하지 않고 떨어진 비 접촉 상태에서 힌지 작동이 가능하게 된다.
이 상태에서 회전체(1)를 열거나 또는 회전시키게 되면, 회전체(1)에 설치된 제 1자석(11)의 N극 부분이 제 3자석(13)의 회전축(14)의 N극 부분과 마주하게 되면 반발하면서 회전하려는 힘의 방향쪽 S극으로 끌어당겨지며, 제 3자석(13)의 회전축(14)의 S극 다음에 위치하는 N극이 제 1자석(11)의 N극에 대응하여 회전하려는 힘을 막는 스토퍼 역할과 완충 역할을 하게 되므로, 설정된 각도만큼씩 제 1자석(11)이 제 3자석(13)과 대응하여 회전하여 회전체(1)의 회전 각도가 조절될 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 서로 같은 극성에 의해 반발하는 원리를 이용하여 비 접촉 상태의 베어링 역할을 동시에 하도록 함으로써, 회전 시 마찰에 의한 마모 및 소음을 방지하는 한편, 서로 다른 극성에 의해 끌어당기는 원리를 이용하되, 다른 극성을 소정의 각도로 배열하여 회전 시 일정 각도 만큼씩 회전 자제되도록 함으로써, 회전 정지된 상태를 유지하도록 함과 동시에 필요 이상 회전되는 것을 방지하게 된다.
전술한 바와 같이 되는 본 발명은 자석 힌지로서의 일 실시예일 뿐 이며, 이로부터 다음과 같은 다른 실시예도 파생될 수 있다.
먼저, 첨부 도면 도 5에서 보는 바와 같이, 제 2자석(12)의 제 1자석(11) 외주면과 접하는 상부면 극성은 N극으로, 제 1자석(11)의 하부면과 접하는 제 2자석(12)의 하부면 극성은 S극으로 착자시키고, 제 3자석(13)의 제 2자석(11) 하부면과 마주하는 지지면(15)의 극성은 제 2자석(12)과 반발하도록 S극으로 착자시켜서 적용 실시할 수 도 있으며, 첨부 도면 도 6에서 보는 바와 같이, 자석 힌지(10)를 거꾸로 설치할 수 도 있다.
또한, 첨부 도면 도 7에서 보는 바와 같이, 제 1자석(11)과 제 2자석(12)이 내측으로 삽입되도록 제 3자석(13)을 함체 형상으로 구성함으로써, 보다 안정적인 회전 동작이 이루어지도록 할 수 도 있으며, 첨부 도면 도 8에서 보는 바와 같이, 제 3자석(13)의 회전축(14) 외주면에서 S극을 제외시키고 N극만을 착자시키거나, 첨부 도면 도 9에서 보는 바와 같이, 제 3자석(13)의 회전축(14) 외주면에서 N극을 제외시키고 S극만을 착자시킴으로써, 회전 시에 제 1자석(11)과 제 3자석(13)의 회전축(14)이 서로 같은 극성끼리 위치할 경우에 반발하고, 서로 다른 극성끼리일 경우에는 끌어당기도록 하여 자석의 착자 공정을 줄이면서도 동일한 회전자제 기능을 구현할 수 있다.
또한, 첨부 도면 도 10에서 보는 바와 같이, 제 3자석(13)은 축을 중심으로 외주면 전체가 N극과 S극이 교차 배열되어서 이루어질 수 도 있는데, 이는 제 2자석(12)과 제 3자석(13)의 지지면(15)이 마찰하지도 않고 유격지지도 않은 자유로운 상태에서 회전하도록 함으로써, 윤활유 역할을 하도록 하는 구조이다.
이때, 제 1자석(11)과 제 3자석(13)의 회전축(14)은 전술한 바와 같이, 회전 각도가 조절되면서 회전 자제되는 동작을 수행한다.
또한, 첨부 도면 도 11에서 보는 바와 같이, 제 3자석(13)의 회전축(14)과 지지면(15)에 착자 형성되는 극성이 서로 반대가 되도록 배열시키고, 제 2자석(12) 또한 N극과 S극이 교대로 착자시키되, 제 1자석(11)과 접하는 외주면은 제 1자석(11)의 내주면 극성과 반대극성으로, 제 3자석(13)의 지지면(15)과 마주하는 하부면은 제 3자석(13)의 지지면(15) 극성과 반대 극성으로 착자시켜, 제 자석(11)과 제 3자석이 회전 후 고정력을 더욱 증대 즉, 회전 후 정지된 상태의 유지력을 증대시킬 수 도 있다.
예컨대, 회전체(1)가 냉장고의 도어일 경우, 상기와 같은 구성을 적용하면, 도어가 닫혀진 상태 즉, 제 1자석(11)의 S극과 제 3자석(13)의 N극 또는 제 1자석(11)의 N극과 제 3자석(13)의 S극이 접한 상태일 때는 제 1자석(11)이 제 3자석(13)의 지지면(15)과 접촉되어 있으며, 도어를 열 경우, 제 1자석(11)의 N극과 제 3자석(13)의 N극 또는 제 1자석(11)의 S극과 제 3자석(13)의 S극이 반발하여 상승한 후, 제 1자석(11)의 다음 S극과 제 3자석(13)의 N극 또는 제 1자석(11)의 N극과 제 3자석(13)의 S극이 접한 상태로 하강 이동 후, 서로 당기는 힘에 의해 정지하도록 함으로써, 냉장고의 도어를 필요한 각도만큼만 열고 사용할 수 있도록 한다.
이는 냉장고 뿐 아니라, 노트북에도 적용 가능하며, 기타 회전체(1)의 각도 조절이 필요한 부분에 적용하면 모두 유용하다.
그리고 본 발명은 첨부 도면 도 12에서 보는 바와 같이, 제 1자석(11)을 서로 다른 극성이 교대로 착자된 다극형 자석으로 하되, 내주면에 형성되는 극성의 착자면이 제 3자석(13)의 회전축(14) 및 지지면(15)과 마주하도록 형성시키고, 제 2자석(12)을 배제시켜 구성할 수도 있으며, 첨부 도면 도 13에서 보는 바와 같이, 제 1자석(11)의 내주면에 형성되는 극성의 착자면이 제 3자석(13)의 회전축(14)에만 마주하고, 제 1자석(11)의 외주면에 형성되는 극성의 착자면은 지지면(15)에만 마주하도록 형성시키되, 제 3 자석(13)의 회전축(14)과 지지면(15)은 별개의 극성으로 구성할 수도 있다.
참고로, 본 발명인 힌지는 자동차, 휴대전화기, 팩스, 복사기 및 스캐너 등과 같이 도어 및 덮개를 회전식으로 여닫을 수 있도록 하는 부분에 적용 가능한 것이고, 그 밖의 모든 회전식으로 여닫는 장치에 적용 가능한 것이며, 회전이 수직 또는 수평으로 이루어지는 모든 것에 적용 가능하다.
또한, 본 발명인 자석 힌지(10)의 각 자석끼리 접하지는 않더라도 마주보는 부분에 공지 기술인 윤활체를 구비시키거나 형성시킴으로써 특히, 수직 방향의 힌지로 적용될할 경우에 발생하는 마찰에 대응하도록 하는 것도 바람직하다.
이와 같이 되는 본 발명은 회전개폐장치 즉, 도어 또는 덮개 등의 힌지를 구성하는 자석을 다수개 설치하되 극성을 각각 적절히 배열하여 상호간의 척력과 인력을 이용 즉, 서로 같은 극성에 의해 반발하는 원리를 이용하여 비 접촉 상태의 베어링 역할을 하도록 함으로써, 회전 시 마찰에 의한 마모 및 소음을 방지하는 한편, 서로 다른 극성에 의해 끌어당기는 원리를 이용하되, 다른 극성을 소정의 각도로 배열하여 회전 시 일정 각도 만큼씩 회전 자제되도록 함으로써, 회전 정지된 상 태를 유지하도록 함과 동시에 필요 이상 회전되는 것을 방지하도록 하는 효과를 얻는다.

















Claims (9)

  1. 고정체(2)와 축 결합되어 회전하는 회전체(1)로 이루어진 개폐장치의 힌지에 있어서, 서로 다른 극성이 교대로 착자된 다극형 자석으로 이루어진 환형의 제 1자석(11)과; 제 1자석(11)의 외주면으로부터 하부면에 걸쳐 고정되는 상하 양극형 제 2자석(12)과; 제 1자석(11)과 제 2자석(12)의 중앙으로 관통 삽입되면서 제 1자석(11)과 동일한 각도에서 서로 다른 극성이 교대로 착자된 회전축(14)과, 회전축(14)으로 부터 하향 연장되면서 제 2자석(12)의 하부면과 마주하되, 제 2자석(12)의 하부면 극성과 반대로 착자되어 반발되는 지지면(14)으로 이루어진 제 3자석(13)으로 구성됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1자석(11)의 내주면 극성 배열은 S극/N극이 교차 배열되고, 제 2자석(12)의 제 1자석(11) 외주면과 접하는 상부면 극성은 S극으로 되며, 제 1자석(11)의 하부면과 접하는 하부면 극성은 N극으로 되고, 제 3자석(13)의 회전축(14) 외주면 극성 배열은 N극/S극이 교차 배열되면서 제 1자석(11)과 반대 극성이 만나는 위치에서 회전 자제되도록 되며, 제 2자석(11) 하부면과 마주하는 지지면(15)의 극성은 제 2자석(12)과 반발하도록 N극으로 됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
  3. 제 2항에 있어서, 제 2자석(12)의 제 1자석(11) 외주면과 접하는 상부면 극 성은 N극으로, 제 1자석(11)의 하부면과 접하는 제 2자석(12)의 하부면 극성은 S극으로 착자시키고, 제 3자석(13)의 제 2자석(11) 하부면과 마주하는 지지면(15)의 극성은 제 2자석(12)과 반발하도록 S극으로 착자시켜서 됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
  4. 제 1항에 있어서, 제 1자석(11)을 제 2자석(12)의 외주면에 위치시키고, 제 3자석(13)이 제 1자석(11)과 제 2자석(12) 감싸도록 함체 형상으로 됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
  5. 제 2항 또는 3항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3자석(13)의 회전축(14) 외주면에서 S극을 제외시키고 N극만을 착자시켜서 됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
  6. 제 2항 또는 3항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3자석(13)의 회전축(14) 외주면에서 N극을 제외시키고 S극만을 착자시켜서 됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
  7. 제 1항에 있어서, 제 3자석(13)은 축을 중심으로 외주면 전체가 N극과 S극이 교차 배열되어서 이루어짐을 특징으로 하는 자석 힌지.
  8. 제 7항에 있어서, 제 3자석(13)에 N극과 S극을 교차 배열시키되, 회전축(14)과 지지면(15)의 극성이 반대가 되도록 착자시켜서 됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
  9. 제 1항에 있어서, 제 1자석(11)을 서로 다른 극성이 교대로 착자된 다극형 자석으로 하되, 내주면에 형성되는 극성의 착자면이 제 3자석(13)의 회전축(14) 및 지지면(15)과 마주하도록 형성시키고, 제 2자석(12)을 배제시켜서 됨을 특징으로 하는 자석 힌지.
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