KR20060093556A - 이중실린더를 가진 유압식 힌지 - Google Patents

이중실린더를 가진 유압식 힌지 Download PDF

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코팩엔지니어링 주식회사
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Abstract

본 발명은 이중실린더를 가진 유압식 힌지에 관한 것으로서, 힌지축의 역할을 하는 캠축을 포함하는 캠부(20)와, 상기 캠축이 설치되는 몸체(22)와, 상기 몸체에 형성되어 제1실린더의 역할을 하는 공간부에 수용된 제1피스톤(24)과, 그 내부에 제1유체통로가 형성되며 상기 몸체에 결합된 중간 플레이트(26)와, 상기 중간 플레이트의 타측에 결합된 제2실린더(28)와, 상기 제2실린더에 내장된 제2피스톤(30)과, 상기 제1피스톤과 제2피스톤을 연결하는 한편 그 내부에 제2유체통로가 형성되어 상기 중간플레이트를 관통하여 설치된 커넥팅 로드(32)와, 상기 제2실린더에 복원력을 가하는 스프링(34)을 구비하므로, 유압식 힌지에서 압력이 걸리는 부위를 최소화 함으로써 구조적 강도 및 내구성을 높이는 효과가 있다.

Description

이중실린더를 가진 유압식 힌지{hydraulic hinge with double cylinder}
도1은 종래 유압식 힌지가 장착된 자동닫힘 도어를 나타내는 구성도,
도2는 본 발명에 의한 이중 실린더를 가진 유압식 힌지를 나타내는 단면도,
도3는 도2의 분리 사시도,
도4은 도2의 캠부의 조립 사시도,
도5은 도4의 분리 사시도,
도6은 도2의 몸체에 결합되는 피스톤 부분을 나타내는 조립 사시도,
도7은 도6의 분리 사시도,
도8은 도2의 몸체를 나타내는 사시도,
도9는 도2의 중간 플레이트를 나타내는 입면도,
도10은 도4의 캠 팔로워를 나타내는 사시도,
도11는 도4의 캠축을 나타내는 사시도,
도12는 본 발명에 의한 이중실린더를 가진 유압식 힌지의 중립 정지 상태도,
도13는 본 발명에 의한 이중실린더를 가진 유압식 힌지의 복귀 작용 상태도,
도14은 본 발명에 의한 이중실린더를 가진 유압식 힌지의 2차 교축 작용상태도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
15 : 유압식 힌지 20 : 캠부
22 : 몸체 24 : 제1피스톤
26 : 중간 플레이트 28 : 제2실린더
30 : 제2피스톤 32 : 커넥팅 로드
34 : 스프링 36 : 캠 팔로워
38 : 캠축 40 : 캠 로울러
42, 44 : 제1, 제2캠플레이트 46 : 핀
64 : 드로틀 밸브 68 : 첵밸브
70 : 밸브 스프링
본 발명은 이중 실린더를 가진 유압식 힌지에 관한 것이다.
출입자가 여닫이 도어를 통과한 후에 도어가 열려져 있는 경우에는 실내의 냉난방 효과가 떨어져 많은 에너지 손실이 발생하며, 실외의 매연 또는 먼지가 실내로 유입되어 실내의 환경을 열악하게 한다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해 자동닫힘 도어용 유압식 힌지가 개발되어 도어에 설치되고 있다.
종래 유압식 힌지가 적용된 자동닫힘 도어는, 도1에 도시한 바와 같이, 유리(1)가 끼워지는 도어프레임(3)이 외측프레임(5)의 내부에 힌지결합되어 있는데, 상기 도어프레임(3)의 상측에는 핀으로 된 일반적인 힌지(7)가 장착되고, 상기 도어 프레임(3)의 하측에는 지면(E)에 매설되는 유압식 힌지(9)가 설치되어 있다.
상기 유압식 힌지(9)는, 외관을 형성하는 하우징의 일측에 일부가 돌출되게 힌지축이 내설되고, 상기 힌지축을 회동시키도록 피스톤이 상기 하우징의 내부에 이동가능케 결합되며, 상기 피스톤에 탄발력을 제공하는 스프링이 상기 하우징에 내설되며, 유량을 제어하도록 유량제어봉이 상기 피스톤에 결합되며, 상기 피스톤을 안내하는 피스톤 하우징 등이 결합되는 다양한 구조로 개시되어 있으며, 도어가 설치되는 바닥면을 파서 공간을 마련하여 매설하여 설치한다.
그런데, 이와 같이 구성된 종래 자동닫힘 도어의 유압식 힌지는, 도어의 개폐횟수가 증가함에 따라 힌지의 스프링이 이완되거나 유압이 유출되는 등으로 인해 구조적 강도 및 내구성이 취약하여 유지보수 등의 비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 유압식 힌지에서 압력이 걸리는 부위를 최소화 함으로써 구조적 강도 및 내구성을 높이는 이중 실린더를 가진 유압식 힌지를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이중 실린더를 가진 유압식 힌지는, 힌지축의 역할을 하는 캠축을 포함하는 캠부와, 상기 캠축이 설치되는 몸체와, 상기 몸체에 형성되어 제1실린더의 역할을 하는 공간부에 수용된 제1피스톤과, 그 내부에 제1유체통로가 형성되며 상기 몸체에 결합된 중간 플레이트와, 상기 중간 플레이트의 타측에 결합된 제2실린더와, 상기 제2실린더에 내장된 제2피스톤과, 상기 제1피스톤과 제2피스톤을 연결하는 한편 그 내부에 제2유체통로가 형성되어 상기 중간플레이트를 관통하여 설치된 커넥팅 로드와, 상기 제2실린더에 복원력을 가하는 스프링을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 캠부는, 상기 제1피스톤에 고정되는 캠 팔로워와, 상기 몸체에 지지되어 상기 마운팅 플레이트에 끼워지는 캠축과, 상기 캠 팔로워에 내접하는 한편 캠축에 외접하는 캠 로울러와, 상기 캠축의 외면에 끼워지는 핀과, 상기 핀의 양단이 타고 구르는 내접면을 가지며 상기 캠 로울러를 사이에 두고 상기 캠 팔로워와 함께 체결된 제1, 제2캠플레이트를 포함한다.
상기 중간 플레이트에는, 그 제1유체통로에 상기 몸체의 공간부에서 제2실린더 내부로만 유체가 흐르도록 첵밸브가 결합되고, 상기 첵밸브가 결합되는 부분에 요입부가 형성되고, 상기 제2피스톤의 일측면에는 상기 요입부에 내접하면서 이동하는 슬라이딩 돌출부가 형성되어 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 이중실린더를 가진 유압식 힌지는 자동닫힘 도어의 힌지장치 뿐만 아니라 각종 힌지장치에 적용되는데, 자동닫힘 도어에 적용되는 경우에는 상기 도어 프레임이 설치되는 바닥면(지면)에 마운팅 플레이트가 고정되고 유압식 힌지가 상기 마운팅 플레이트에 끼워져 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 유압식 힌지(15)는 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 힌지축의 역할을 하는 캠축을 포함하는 캠부(20)와, 상기 캠부(29)의 캠축이 설치되는 몸 체(22)와, 상기 몸체(20)에 형성되어 제1실린더의 역할을 하는 공간부(S)에 수용된 제1피스톤(24)과, 그 내부에 제1유체통로(P1)가 형성되며 상기 몸체(22)에 결합된 중간 플레이트(26)와, 상기 중간 플레이트(26)의 타측에 결합된 제2실린더(28)와, 상기 제2실린더(28)에 내장된 제2피스톤(30)과, 상기 제1피스톤(24)과 제2피스톤(30)을 연결하는 한편 그 내부에 제2유체통로(P2)가 형성되어 상기 중간플레이트(26)를 관통하여 설치된 피스톤 로드(32)와, 상기 제2실린더(28)에 복원력을 가하는 스프링(34)을 구비한다.
상기 캠부(20)는 도4 및 도5에 도시한 바와 같이, 캠 팔로워(36)에 내접하는 한편 캠축(38)에 외접하는 캠 로울러(40)가 제1캠플레이트(42)와 제2캠플레이트(44)사이에 결합되고, 상기 캠축(38)의 외면에 끼워진 핀(46)의 양단이 상기 제1캠플레이트(42)와 제2캠플레이트(44)를 내접면을 타고 구르며, 상기 제1캠플레이트(42)와 상기 캠 팔로워(36)와 제2캠플레이트(44)는 다수의 체결부재(48)에 의해 체결되는 구조이다.
상기 캠부(20)는 몸체(22)의 내부에 설치되어 있으며, 몸체(22)의 개구부는 커버(50)에 의해 막혀 체결부재(52)로 고정되어 있다. 상기 캠축(38)의 일단은 제1베어링(54)에 의해 상기 몸체(22)의 내부에 지지되고, 상기 캠축(38)의 타단은 제2베어링(56)에 의해 상기 커버(50)에 지지되어 있다.(도2 및 도3 참조)
상기 몸체(22)는 도8에 도시한 바와 같이, 상기 캠부(20)가 삽입되어 설치되는 수용부(22a)의 저면에 상기 제1베어링(54)이 끼워지는 삽입부(22b)가 형성되고, 상기 수용부(22a)의 내측면에 상기 공간부(S)가 외부로 관통되게 형성되며, 몸체 (22)의 외부 일측에는 체결부재(도시안됨)에 의해 상기 도어 프레임(13)에 고정되는 돌출 플랜지(22c)가 형성된 구조이다.
도6 및 도7은 상기 몸체(22)에 결합되는 피스톤 부분을 나타내는 조립 사시도 및 분리 사시도이다. 본 실시예에서는 피스톤 로드(32)가 제1피스톤(24)과 일체로 형성되어 있으나, 상기 피스톤 로드(32)는 제1피스톤(24)과 분리된 구조로 구성되어 상기 제1피스톤(24)과 제2피스톤(30)을 연결하는 구조로 구성될 수도 있다.
상기 제1피스톤(24)는, 그 일측면에 형성된 나사부(24a)에 상기 캠 팔로워(36)가 나사결합되어 서로 연결되어 있으며, 그 외주면에 원주방향으로 리세스부(24b)에 반경방향 유체구멍(24c)이 형성되고, 상기 반경방향 유체구멍(24c)에 연통하는 길이방향 유체구멍(24d)이 길이방향으로 형성되어 있다. 상기 제1피스톤(24)에 의해 상기 공간부(S)는 후술하는 챔버 1-A와 챔버 1-B로 나누어지고, 상기 챔버 1-A내의 유체는 상기 길이방향 유체구멍(24d)와 반경방향 유체구멍(24c)와 상기 제2유체통로(P2)를 통해 후술하는 챔버 2-B에 통한다. 상기 제1피스톤(24)와 상기 피스톤 로드(32)의 내부에는 도2에 도시한 바와 같은 제2유체통로(P2)가 형성되어 있다.
도7 및 도9에 도시한 바와 같이, 상기 중간 플레이트(26)의 중간에는 상기 피스톤 로드(32)가 통과하는 한편 유체의 통로 역할을 하는 상기 제1유체통로(P1)이 형성되어 있으며, 중간 플레이트(26)의 양측면에는 상기 제1유체통로(P1) 주위에 돌출된 돌출부(26a, 26b)가 형성되고, 상기 돌출부(26a, 26b)의 외주면에는 유체의 누설을 방지하는 오링(62)이 끼워져 있다.
그리고, 상기 중간 플레이트(26)의 외면에는 상기 제1유체통로(P1)를 흐르는 유체를 조절하는 드로틀 밸브(64)가 오링(66)과 함께 결합되어 있다. 또한, 상기 중간 플레이트(26)의 우측면에는 상기 몸체(22)의 공간부(S)에 있는 유체가 상기 제1유체통로(P1)를 통해서는 상기 제2실린더(28)의 내부로만 이동하도록 첵밸브(68)가 결합되어 있다. 상기 피스톤 로드(32)의 단부는 상기 제2피스톤(28)에 나사결합되어 연결되는데, 상기 첵밸브(68)와 상기 제2피스톤(28) 사이에는 밸브스프링(70)이 끼워져 첵밸브(68)에 복원력을 가하게 되어 있다.
도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 그리고, 상기 제2실린더(28)의 좌측단부는 상기 중간 플레이트(26)의 타측 돌출부(26b)에 끼워져 고정된다. 상기 제2실린더(28)의 우측단부에는 오링(72)에 의해 밀폐되는 마무리 브라켓(74)이 결합된다. 상기 마무리 브라켓(74)은 상기 제2실린더(28)에 밀착하는 플랜지부(74a)와 이 플랜지부(74a)에서 외측으로 돌출된 리브부(74b)를 포함하는데, 상기 리브부(74b)에는 유압식 힌지의 설치시에 상기 도어 프레임(13)과의 사이에 끼워지는 스페이스(76)가 결합된다. 상기 중간 플레이트(26)와 상기 마무리 브라켓(74)는 상기 제2실린더(28)를 사이에 두고 긴 로드 형태의 체결수단(78 : 볼트 및 너트)에 서로 고정되어 있다.
도7 및 도9에 도시한 바와 같이, 상기 중간 플레이트(26)에서 상기 첵밸브(68)가 결합되는 부분에는 요입부(26c)가 형성되고, 상기 제2피스톤(30)에서 상기 스프링(70)이 설치되는 부분은 상기 요입부(26c)에 내접하면서 이동하는 슬라이딩 돌출부(30a)가 구비되어 있다. 상기 슬라이딩 돌출부(30a)의 내측면에는 상기 스프 링(70)에 내삽되는 요입부(30b)가 형성되어 있다. 이와 같이 상기 슬라이딩 돌출부(30a)가 상기 요입부(26c)내면으로 슬라이딩하는 구조는 유체 이동시에 자동닫힘 도어의 급격한 닫힘을 방지하는 2차교축이 가능하게 되어 별도의 2차교축용 밸브가 불필요하므로 부품수가 줄어들고 유지보수가 용이해진다.
상기 캠부(20 : 도4 및 도5)의 캠 팔로워(36)는 도10에 도시한 바와 같이, 상기 캠 로울러(40)가 내접하면서 타고 상대적으로 이동하도록 그 내부에 캠 내접곡면(SC1)이 형성된 슬라이딩부(36a)와, 이 슬라이딩부(36a)의 외면에서 돌출하여 상기 제1피스톤(24)에 나사결합된 나사부(36b)로 이루어진다.
상기 캠축(38)은 도11에 도시한 바와 같이, 그 일측단부에 마운팅 플레이트등에 결합되는 요홈부(38a)가 형성되고, 그 중간 외주면에는 상기 핀(46)이 끼워지는 한편 상기 캠 로울러(40)가 외접하면서 상대적으로 회전하는 캠 외접곡면(SC2)으로 형성된 슬라이딩부(38b)가 형성된다. 상기 슬라이딩부(38b)에는 상기 캠 로울러(40)가 걸려 정지하는 휴지부(38c)가 형성되어 있는 한편 상기 핀(46)이 끼워져 걸리는 걸림부(38d)가 형성되어 있다.
상기 제1캠플레이트(42) 및 제2캠플레이트(44)의 내부에는 상기 캠축(38)이 관통하여 돌출하는 한편 상기 핀(46)의 양단부가 슬라이딩하면서 상대적으로 이동하는 내접곡면(SC3)이 대칭으로 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 이중실린더를 가진 유압식 힌지는, 두개의 피스톤(24, 30)이 피스톤 로드(32)에 의해 연결되어 작동하는 이중실린더 구조로 되어 있으므로, 압력이 걸리는 부분이 최소화되어 구조적 강도 및 내구성이 뛰어나 다.
도12는 유압식 힌지의 중립 정지상태에서 제1, 제2피스톤의 위치를 나타내고, 도13은 유압식 힌지의 실린더부가 회동하여 스프링에 의해 이중실린더가 작동하는 상태를 나타내며, 도14은 도13에서 제2피스톤에 의해 2차교축이 시작되는 상태를 나타낸다.
도시한 바와 같이, 몸체(22)내의 공간부(S)는 제1피스톤(24)에 의해 챔버 1-A와 챔버 1-B로 나누어진다. 그리고, 도12에 도시한 바와 같은 중립 정지상태에서 제2실린더(28) 내의 공간부는, 제2피스톤(30)의 일측에 챔버 2-A1 및 챔버 2-A2가 형성되고, 제2피스톤(30)의 타측에 챔버(2-B)가 형성되어 압력평형을 이루고 있다.
도12에 도시한 바와 같은 상태에서, 유압식 힌지의 실린더부가 회동하면 제1피스톤(24)에 고정된 캠 팔로워(36) 및 이 캠 팔로워(36)에 결합된 제1, 제2캠플레이트(42, 44)가 회전하게 되어 상기 캠축(38)에 대해 상대적으로 회전하게 되어 제1피스톤(24)이 우측으로 밀리게 되고, 챔버 1-B내의 유체는 제1유체통로(P1)를 통해 첵밸브((68)을 밀어 챔버 2-A1으로 이동한다. 이때 제2피스톤(30)도 동시에 이동하므로 챔버 2-A1 과 챔버 2-A2는 합해져서 하나의 챔버 2-A로 화한다(도13참조). 이때 챔버 1-B 내의 유체가 챔버 2-A 이동하는 속도는 드로틀 밸브(64)를 조정하여 교축정도를 조절함에 의해 이루어진다. 한편, 제2피스톤(30)이 우측으로 밀림에 따라 챔버 2-B 내의 유체는 제2유체통로(P2)를 통해 챔버 1-A로 이동하게 된다.
이와 같은 상태에서, 사용자가 힘을 제거하게 되면, 도13에 도시한 바와 같 이 제2피스톤(30)에 작용하는 스프링(34)의 복원력에 의해 제1피스톤(24) 및 제2피스톤(30)을 좌측으로 서서히 밀리게 된다. 이와 같이 제1피스톤(24)와 제2피스톤(30)이 좌측으로 밀리는 중에 제2피스톤(30)의 슬라이딩 돌출부(30a)의 외주면이 상기 중간 플레이트(26)의 요입부(26c)의 내주면에 닿게 되면, 도14에 도시한 바와 같이 챔버 2-A가 챔버 2-A1 및 챔버 2-A2로 분리되어 2차 교축이 시작되므로 제1피스톤(24)과 제2피스톤(30)은 더욱 서서히 이동하게 된다.
본 발명에 의한 이중실린더를 가진 유압식 힌지에 의하면, 유압식 힌지에서 압력이 걸리는 부위를 최소화 함으로써 구조적 강도 및 내구성을 높이는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 힌지장치에 사용되는 유압식 힌지에 있어서,
    상기 유압식 힌지는, 힌지축의 역할을 하는 캠축을 포함하는 캠부와, 상기 캠축이 설치되는 몸체와, 상기 몸체에 형성되어 제1실린더의 역할을 하는 공간부에 수용된 제1피스톤과, 그 내부에 제1유체통로가 형성되며 상기 몸체에 결합된 중간 플레이트와, 상기 중간 플레이트의 타측에 결합된 제2실린더와, 상기 제2실린더에 내장된 제2피스톤과, 상기 제1피스톤과 제2피스톤을 연결하는 한편 그 내부에 제2유체통로가 형성되어 상기 중간플레이트를 관통하여 설치된 커넥팅 로드와, 상기 제2실린더에 복원력을 가하는 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중실린더를 가진 유압식 힌지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캠부는, 상기 제1피스톤에 고정되는 캠 팔로워와, 상기 몸체에 지지되어 상기 마운팅 플레이트에 끼워지는 캠축과, 상기 캠 팔로워에 내접하는 한편 캠축에 외접하는 캠 로울러와, 상기 캠축의 외면에 끼워지는 핀과, 상기 핀의 양단이 타고 구르는 내접면을 가지며 상기 캠 로울러를 사이에 두고 상기 캠 팔로워와 함께 체결된 제1, 제2캠플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중실린더를 가진 유압식 힌지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간 플레이트에는, 그 제1유체통로에 상기 몸체의 공간부에서 제2실린더 내부로만 유체가 흐르도록 첵밸브가 결합되고, 상기 첵밸브가 결합되는 부분에 요입부가 형성되고, 상기 제2피스톤의 일측면에는 상기 요입부에 내접하면서 이동하는 슬라이딩 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중실린더를 가진 유압식 힌지.
KR1020050014628A 2005-02-22 2005-02-22 이중실린더를 가진 유압식 힌지 KR20060093556A (ko)

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