KR20070094213A - 힌지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대한민국 특허출원 제10-2005-0000348 (2005년 01월 04일 출원)에 소개된 "다중덮개용 힌지장치"를 개량한 것으로서, 중심축을 중심으로 회전체들이 회전을 하는 구조물에서 서로 충돌하여 발생하는 소음과 파손, 부상을 방지할 수 있도록 구조물이 서서히 움직이게 할 수 있도록 하는 힌지장치에 관한 것이다.

일측에 캠부가 형성되고 타측에 결합부가 형성되어 회전체의 결합부에 결합되고, 회전체와 함께 회전하는 샤프트;

일측에 캠부가 형성되어 샤프트의 캠부와 마찰운동하고 샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 스프링에 직선운동으로 변환하여 전달하는 캠;

캠의 직선 운동에 따라 압축되고 신장되어 반발력을 제공하는 스프링으로 구성된 캠기능부와

캠의 직선운동에 대하여 유체저항을 발생시키는 유체와

각 구성품들을 수납할 수 있는 설치공간과 캠의 회전을 방지하는 가이드부가 형성된 하우징으로 구성된 힌지장치.

힌지장치, 캠, 스프링, 유체

Description

힌지장치 {Hinge system}

도 1은 기존의 단순 경첩을 사용한 제품의 사시도

도 2는 기존의 회전방식 유체댐퍼를 사용한 제품의 사시도 및 회전방식 유체댐퍼 단면도

도 3은 본 발명에 따른 힌지장치를 적용한 제품의 사시도

도 4는 본 발명에 따른 힌지장치의 사시도

도 5는 본 발명에 따른 힌지장치의 분해도

도 6 내지 도7은 캠기능부의 기능설명도

도 8내지 도9는 유체기능부의 기능설명도

도 10은 본 발명에 따른 힌지장치의 제2실시예 단면도

도 11은 본 발명에 따른 힌지장치의 제2실시예 분해도

도 12은 본 발명에 따른 힌지장치의 제3실시예 단면도

도 13은 본 발명에 따른 힌지장치의 제4실시예

도 14는 본 발명에 따른 힌지장치의 제5실시예

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 : 힌지장치

2 : 회전체

4 : 고정체

11 : 샤프트

111 : 캠부

1111 : 산형부

112 : 결합부

13 : 하우징

131 : 설치공간

132 : 제1가이드부

133 : 제2가이드부

<32>14 : 캠

142 : 캠부

1421 : 산형부

1422 : 골형부

143 : 가이드부

16 : 힌지장치덮개

161 : 축구멍

18 : 스프링

201 : 저항부

21 : 유량조절가이드

211 : 개구부

22 : 유체

30 : 캠기능부

40 : 유체기능부

본 발명은 한축을 중심으로 부재들이 회전을 하는 구조물에서 서로 충돌하여 발생하는 소음과 파손, 부상을 방지할 수 있도록 구조물이 서서히 움직이게 할 수 있도록 하는 힌지장치에 관한 것이다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 회전체의 결합부에 단순한 경첩 구조를 사용하여 회전체가 가속운동을 한다.

그러나 이러한 단순한 경첩 구조는 회전체가 가속운동을 하면서 고정체에 강하게 부딪히거나, 각 회전체간의 충돌로 인하여 소음과, 파손, 부상이 발생하는 문제점이 있다.

또 다른 예로는 도 2에 도시된 바와 같이 밀폐된 케이스 내부에 점성을 가진 유체가 들어있고 회전체가 등속 또는 가속운동 시 회전체와 연결된 축의 저항부가 유체 속에서 회전하고, 유체의 점성에 의하여 저항부에 압력이 작용하여 회전체의 회전 속도를 늦추게 하는 회전방식 유체댐퍼를 사용한다.

그러나 이러한 회전방식 유체댐퍼에 있어서는 회전체를 여닫을 때 유체댐퍼 내부의 저항부의 면적이 넓어야 하기 때문에 작용하는 유체저항이 커서 회전체가 무겁게 느껴지고 회전체를 완전히 올리지 않은 상태에서 손을 떼면 전체 유체양이 많은데 비하여 복귀되는 유체양이 적어서 완충기능이 작동하는데 필요한 만큼의 유체양 복귀가 되지 않아 완충기능이 작동하지 않는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점을 해결하기 위해서는 회전체의 회전 속도를 늦출 수 있으면서도 유체저항을 줄여주고 유체의 복귀를 빠르게 시키고 적은양의 유체가 복귀되더라도 완충기능이 동작할 수 있어야 한다.

일측에 캠부가 형성되고 타측에 결합부가 형성되어 회전체의 결합부에 결합되고, 회전체와 함께 회전하는 샤프트;

일측에 캠부가 형성되어 샤프트의 캠부와 마찰운동하고 샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 스프링에 직선운동으로 변환하여 전달하는 캠;

캠의 직선 운동에 따라 압축되고 신장되어 반발력을 제공하는 스프링으로 구성된 캠기능부와

캠의 직선운동에 대하여 유체저항을 발생시키는 유체와

각 구성품들을 수납할 수 있는 설치공간과 캠의 회전을 방지하는 가이드부가 형성된 하우징으로 구성된다.

본 발명에 따른 힌지장치는 비데, 보온창 등 다양한 분야에 적용할 수 있으나, 본 발명에 따른 힌지장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 비데용 도면으로 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 13은 본 발명에 따른 힌지장치를 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 힌지장치(1)는 회전체를 개폐할 수 있도록 회전체(2)와 고정체(4)에 걸쳐 설치된다.

힌지장치(1)의 샤프트(11)는 회전체(2)에 설치된다.

하우징(13)은 고정체(4)에 설치된다.

도 5와 도6을 참조하면, 하우징(13)의 설치공간(131)에는 스프링(18), 캠(14), 샤프트(11)로 구성된 캠기능부(30)가 설치된다. 그리고 캠(14)이 선형운동을 할 때 경로를 이탈하지 않기 위해 가이드부(132)가 형성된다. 도면에는 하우징(13)의 외형이 원형으로 도시되어있으나, 이것의 형상은 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다.

캠(14)은 산형부(1421)와 골형부(1422)로 이루어진 캠부(142)가 형성되고, 하우징(13)의 가이드부(132)에 조립되는 가이드부(143)가 형성되어 있다.

샤프트(11)의 일측은 캠(14)의 캠부(142)에 대응하는 캠부(111)가 형성되고, 샤프트(11)의 타측은 회전체(2)에 설치할 수 있도록 결합부(112)가 형성되어 있다.

하우징(13)과 캠(14) 사이에는 스프링(18)이 장착되어 복원력을 발생시킨다.

도 6과 도 7을 참조하면, 상기 샤프트(11)의 캠부(111)에 형성된 산형부(1111)가 캠(14)의 골형부(1422)에 결합되어 있는 상태에서는, 샤프트(11)의 결합부(112)에 결합되어있는 회전체(2)는 열린 상태가 된다. 열린 상태의 회전체(2)를 닫기위해 닫으면, 샤프트(11)는 회전운동을 하고, 샤프트(11)의 캠부(111)는 캠(14)의 캠부(142)에 형성되어있는 골형부(1422)에서 산형부(1421)로 이동하며, 이때 캠(14)은 회전하지 아니하고 하우징(13)의 가이드부(132)를 따라 스프링(18) 쪽으로 이동한다. 이때, 스프링(18)이 압축되어 탄성력이 발생하고, 회전체(2)의 토크를 스프링(18)의 탄성력이 감소시켜 회전체(2)가 서서히 운동하도록 한다. 캠(14)의 산형부(1421)가 샤프트(11)의 산형부(1111)에 도달하면, 회전체(2)는 닫힌 상태가 된다.

도 8을 참조하면 하우징(13)의 설치공간(131)에는

캠(14)의 이동속도를 낮추게 하는 유체(22)가 설치된다.

도 7내지 도 9를 참조하면

회전체(2)의 부하가 샤프트(11) 캠부(111)와 캠(14) 캠부(142)의 작용에 의하여 직선운동으로 변환되어 캠(14)이 A방향으로 이동하면 캠(14)의 저항부(201)에 유체저항이 발생하므로 캠(14), 샤프트(11), 회전체(2)의 운동속도를 낮추는 완충기능이 동작한다.

따라서 스프링과, 캠, 유체를 동시에 이용하는 본 발명에 따른 힌지장치는 전체적으로는 유체저항만을 이용하는 기존의 회전방식 유체댐퍼와 같은 저항이 필요하지만 회전체를 닫을 때는 스프링의 저항이 유체저항의 역할을 분담하여 유체저항의 비중을 낮출 수 있어서 유체의 복귀양이 적어도 완충기능이 동작하고, 회전체를 열 때는 스프링의 반발력이 회전체하중의 반대방향으로 작용하므로 회전체가 가볍게 느껴진다.

유체가 흐르는 통로의 단면적이 작아지면 유체저항이 커져서 완충효과는 커지고, 유체가 흐르는 통로의 단면적이 커지면 유체저항이 작아져서 회전체가 쉽게 이동한다.

도 10 내지 도 11과 같이 캠기능부(30)를 설치하고 추가로 캠기능부(30)를 구성하면 두개의 회전체를 한개의 힌지장치로 제어할 수 있다.

도 12와 같이 도10 내지 도11에서 설명한 힌지장치를 대칭으로 구성하면 네개의 회전체까지 한개의 힌지장치로 제어할 수 있다.

하우징(13)의 설치공간(131)에 유체(22)를 설치하면 완충기능은 더욱 높아진다.

도 13과 같이 설치공간(131)에 유량조절가이드(21)를 추가하여 유체의 흐름을 더욱 용이하게 조절할 수 있다.

도 14와 도 15를 참조하면 유량조절 가이드(21)는 캠(14)의 이동방향에 따라 유체저항이 달라지게 한다. 캠(14)이 A방향으로 유체샤프트(20)가 이동하면 관성에 의하여 유량조절 가이드(21)는 현재의 위치를 유지 하려고 하지만, 캠(14)이 유량조절 가이드(21)의 b부을 밀어 주므로 캠(14)과 유량조절 가이드(21)의 b부가 접촉한 상태로 동시에 A방향으로 이동하게 된다. 이때 유량조절 가이드(21)의 개구부(211)가 좁아져서 유체의 흐름에 대한 저항이 최대가 되므로 운동의 속도는 최저가 되므로 완충기능을 하게 된다.

캠(14)이 B방향으로 이동하면 관성에 의하여 유량조절 가이드(21)는 현재의 위치를 유지 하려고 하지만, 캠(14)이 유량조절 가이드(21)의 d부을 밀어 주므로 캠(14)과 유량조절 가이드(21)의 d부가 접촉한 상태로 동시에 B방향으로 이동하게 된다.

이때 유량조절 가이드(21)의 개구부(211)가 넓어져서 유체의 흐름에 대한 저항이 최소가 되므로 회전체를 더욱 가볍게 열 수 있다.

유량조절가이드(21)의 형상은 다양하게 변화할수 있으나 유체저항에 가장 큰 영향을 미치는 것은 유체가흐르는 통로의 최소단면적이다.

따라서 유량조절 가이드(21)의 형상을 변형 하여도 유체가흐르는 통로의 최소단면적 크기가 같으면 같은 완충효과가 발생한다.

유체가 흐르는 통로의 단면적을 유체가 흐르는 방향의 위치에 따라 다르게 하면 유체의 이동방향에 따라 유체가 흐르는 통로의 단면적이 작은 쪽에서 큰 쪽으로 이동할 때는 단면적이 작은 쪽에서 큰 쪽으로 이동할 때보다 유체저항이 크다.

또 유체가 흐르는 통로가 경사가 지면 직선인 경우보다 유체저항이 크다.

회전체를 닫을 때는 쉽게 닫히고 열때는 완충기능이 동작하게 하려면 힌지장치(1)의 조립방향을 위의 설명과 반대로 하면 된다.

이상에서 설명한 실시 예는 본 발명의 실시 예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 청구범위 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 힌지장치에 의하면,

회전체의 회전 속도를 늦출수 있고, 가볍게 여닫을 수 있으며 유체의 복귀를 빠르게 시키고 전체적으로 유체의 양이 회전방시 유체댐퍼보다 적으므로 적은양의 유체가 복귀되더라도 완충기능이 동작할수 있다.

Claims (3)

1. 일측에 캠부가 형성되고 타측에 결합부가 형성되어 회전하는 샤프트;

   일측에 캠부가 형성되어 제1샤프트의 캠부와 마찰운동하고 샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 제1스프링에 직선운동으로 변환하여 전달하는 캠;

   캠의 직선 운동에 따라 압축되고 신장되어 반발력을 제공하는 스프링으로 구성된 캠기능부와

   추가의 캠기능부가 구비되고

   각 구성품들을 수납할 수 있는 설치공간과 캠의 회전을 방지하는 가이드부가 형성된 하우징으로 구성된 힌지장치.
2. 제 1항에 있어서

   하우징의 설치공간에 유체가 구비된 힌지장치
3. 제1항 내지 제2항에 있어서 하우징의 설치공간에 유체의 흐름량을 조절하는 유량조절가이드를 구비한 힌지장치.

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