KR20080009238A - 도어용 경첩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임상에 고정되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트와 대향되는 도어상에 고정 설치되는 회동 플레이트, 및 상기 고정 플레이트와 회동 플레이트에 연결되며 상호 맞물려 회전되는 힌지부를 갖는 도어용 경첩에 관한 것으로 특히, 상기 힌지부는 상기 회동 플레이트에 일체로 연결되는 니들베어링과; 상기 고정 플레이트에 일체로 연결되며 상기 니들베어링이 안착되는 스파이럴 곡면 홈을 갖는 승하강 가이드부; 및 상기 승하강 가이드부의 내부에 안착되며 상기 스파이럴 곡면 홈에 안착된 니들베어링의 승하강에 따라 압착 및 복원 동작을 수행하는 스프링을 포함하는 도어용 경첩을 제공하여 도어의 개폐동작을 위한 경첩에 니들베어링과 스파이럴 곡면 홈 및 스프링의 탄성력을 이용하여 완충수단으로써 소정곡률에 따른 부드럽고 손쉬운 도어의 개방을 도모할 수 있으며, 또한 강한 바람이나 외부 충격시 도어가 급속히 닫히지 않고 부드럽게 닫힐 수 있는 효과를 부가적으로 얻게 된다.

Description

도어용 경첩{A hinge for door}

본 발명은 도어용 경첩에 관한 것으로 특히, 도어의 개폐동작을 위한 경첩에 니들베어링과 스파이럴 곡면홈을 사용하여 회전시 문을 상승시키는 개폐방식을 이용하여 문의 하단부가 발에 걸리는 것을 억제하도록 하는 도어용 경첩에 관한 것이다.

일반적으로 건물 안이나 실내의 출입구에는 방범, 방음을 목적으로 여닫이 식 도어(door)가 설치되며, 상기 도어는 경첩에 의해 지지되고 회전 개폐되는 구조를 취하고 있다.

즉, 도어와 문틀 예컨대 프레임의 한쪽에서 상호 인접하는 상,하로 경첩이 부착 설치되어 도어의 하중이 지지되도록 하는 동시에 프레임에서 경첩을 중심으로 도어가 개폐된다.

기존의 도어에 설치되는 통상의 경첩은, 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 상호 맞물려 회전되는 힌지부(P, 12, 22)를 중심으로 양측부에 고정 플레이트(10, 20)가 대칭으로 배치되고, 고정 플레이트(10, 20)에 다수의 체결구가 끼워 져 도어와 프레임에 각각 고정 설치되는 복수개의 체결공(11, 21)이 형성되어 힌지부(P, 12, 22)를 중심으로 도어가 회전하여 여닫을 수 있도록 구성된다.

그러나 상기와 같은 종래의 경첩은 도어가 바닥면에서부터 일정간격을 유지하면서 반복적으로 열리거나 닫히기 때문에 도어를 오래 사용하다 보면 도어의 자체 하중에 의해 도어가 아래로 처지는 현상이 발생하게 된다.

이러한 경우 도어 하부가 바닥면에 밀착되어 도어의 개폐가 부자연스러워 지고 마찰에 의한 소음이 발생하게 되어 사용자가 불쾌감을 느끼는 문제점이 있었다.

더욱이 이러한 도어에 있어서는 사용자가 부주의하게 도어를 여는 경우 도어의 하부와 발이 부딪치거나 끼이는 경우가 많이 발생될 수 있어 안전사고의 위험성을 갖게 된다.

이러한 문제점은 특히 주의력이 떨어지는 어린이들이 많이 생활하는 학교나 놀이방, 유치원, 학원등지에서 빈번하게 발생되고 있다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 도어의 개폐동작을 위한 경첩에 니들베어링과 스파이럴 곡면 홈을 사용하여 회전시 문을 상승시키는 개폐방식을 이용하여 문의 하단부가 발에 걸리는 것을 억제하도록 하는 도어용 경첩을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 경첩의 특징은, 프레임상에 고정되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트와 대향되는 도어상에 고정 설치되는 회동 플레이트, 및 상기 고정 플레이트와 회동 플레이트에 연결되며 상호 맞물려 회전되는 힌지부를 갖는 도어용 경첩에 있어서: 상기 힌지부는 상기 회동 플레이트에 일체로 연결되는 니들베어링과; 상기 고정 플레이트에 일체로 연결되며 상기 니들베어링이 안착되는 스파이럴 곡면 홈을 갖는 승하강 가이드부; 및 상기 승하강 가이드부의 내부에 안착되며 상기 스파이럴 곡면 홈에 안착된 니들베어링의 승하강에 따라 압착 및 복원 동작을 수행하는 스프링을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 경첩의 부가적인 특징으로, 상기 니들베어링은 일정 크기의 높이를 갖는 원기둥 형상의 헤드와; 상기 헤드 하부에 상기 헤드와 동일 중심축을 기준으로 돌출 형성된 원기둥 형상의 회전축, 및 상기 회전축의 연직 측면으로 서로 대향하는 위치에 180°의 방향으로 돌출되어진 원기둥 형상의 가이드 봉을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 경첩의 부가적인 다른 특징으로, 상기 스프링의 이탈을 방지하기 위해 상기 회전축의 하부에 상기 회전축과 동일 중심축을 기준으로 돌출 형성되어진 걸림턱을 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 경첩의 부가적인 또 다른 특징으로, 상기 승하강 가이드부는 상기 스프링이 내부에 안착되는 원통형의 본체와; 상기 본체의 상측에 형성되어 상기 가이드 봉이 이송되는 경로를 제공하는 스파이럴 곡면 개방구; 및 상기 스파이럴 곡면 개방구의 종단에 위치하는 가이드 봉 안착 홈을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 경첩의 부가적인 또 다른 특징으로, 회전 방향에 따라 상승하거나 하강하는 니들베어링의 헤드 일측에 상기 회동 플레이트가 일체로 형성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 경첩의 부가적인 또 다른 특징으로, 상기 승하강 가이드부의 외관 일측에는 일체로 형성된 상기 헤드의 유동 억제 및 안착을 위한 원통형 돌출부가 형성되며, 상기 원통형 돌출부의 외관과 상기 승하강 가이드부 본체의 외관에 상기 고정 플레이트가 일체로 형성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어용 경첩의 부가적인 또 다른 특징으로, 상기 니들베어링은 초기각도 0°에서 최종회전각도 150°까지 바닥면으로부터 최대 50mm의 상승폭을 갖는 데 있다.

상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 도어의 개폐동작을 위한 경첩에 니들베어링과 스파이럴 곡면 홈 및 스프링의 탄성력을 이용하여 완충수단으로써 소정곡률에 따른 부드럽고 손쉬운 도어의 개방을 도모할 수 있으며, 또한 강한 바람이나 외부 충격시 도어가 급속히 닫히지 않고 부드럽게 닫힐 수 있는 효과를 부가적으로 얻게 된다.

따라서 사용자의 신체 상해를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있으며, 별도의 완충수단을 위한 댐퍼등을 사용하지 않음으로써 사용자의 경제적인 부담감을 감소시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.

이외에도 도어를 여닫을 때 발생되는 충격 소음을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

우선적으로 본 발명에 따른 기술적 사상을 살펴보면, 본 발명에서는 수평 연결된 경첩을 빗면이 아닌 곡선으로 나사면을 가공하여 문이 열릴 시 뜨게 만들었으며 움직임에서 마모와 원활한 움직임을 위한 니들 롤러 베어링 삽입과 닫힐 시에는 물체의 위치에너지와 문의 무게를 이용한 자동 닫힘 기능이 될 수 있도록 하였다.

또한, 축 하중 공학적 계산식에 따르면 아래의 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.

[수학식]

이때, 휨 응력 한계점을 으로 설정 후 비교를 해보면 속 찬축의 경우 Φ10에 , 속 빈축의 경우 Φ35에 의 휨 응력을 가진다. 따라서 휨 응력 하 축의 설계는 허용 응력 안에 있으므로 내구성에 문제가 없음을 알 수 있다.

문이 사선으로 열릴 시 생겼던 이동 영역의 좁아짐이 힌지면의 평탄한 부분을 넓힘으로서 움직임의 범위를 넓혔고 또 상승 시에 문틀에 걸려 문틀을 깎아야 했지만 니들 롤러 베어링을 사용하여 문제를 해결하게 되었다. 이 니들 롤러 베어링의 경우 경첩 나사의 힌지 부분 마모를 막고 회전 시 부드러운 움직임을 도와주는 역할도 해 줌으로서 불편함을 줄이게 되었다.

경사진 경첩으로 인해 문이 자동으로 닫히게 되는 현상이 일어나는데, 55° 이후로 상승할 때부터 더 이상 문이 올라가지 않게 되어 수평운동을 하게 되어 자동으로 닫히지 않게 된다. 그리고 55° 이전의 각도는 문이 닫힐 때 발생하는 충격이 적은 것으로 나타나 닫히는 과정에서 충격을 완화시키기 위해 초기 경사도를 낮 추게 되었다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 도어용 경첩의 요부 결합 관계 분리 사시도이며, 도 3은 도 2의 결합상태 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 도어용 경첩의 예시도이다. 이때, 도 4는 실제적으로 경첩으로 사용가능한 형태의 예시도이며, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 경첩에서 승하강 기능을 수행하기 위한 요부의 예시도이다.

첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 도어용 경첩의 구조를 살펴보면, 본 발명에 따른 도어용 경첩은 크게 니들베어링(100)과, 스파이럴 곡면 홈을 갖는 승하강 가이드부(200), 및 승하강 동작의 원활한 구현을 위한 스프링(S)으로 구성된다.

상기 니들베어링(100)은 일정 크기의 높이를 갖는 원기둥 형상의 헤드(110)와, 상기 헤드(110) 하부에 상기 헤드(110)와 동일 중심축을 기준으로 돌출 형성된 원기둥 형상의 회전축(120)과, 상기 회전축(120)의 연직 측면으로 돌출되어진 원기둥 형상의 가이드 봉(130), 및 상기 회전축(120)의 하부에 상기 회전축(120)와 동일 중심축을 기준으로 돌출 형성되어 상기 스프링(S)의 이탈을 방지하는 걸림턱(140)으로 구성된다.

이때 상기 가이드 봉(130)은 서로 대향하는 위치에 180°의 방향으로 돌출되어져 있다.

또한, 상기 승하강 가이드부(200)는 상기 스프링(S)이 내부에 안착되는 원통형의 본체(210)와, 상기 본체(210)의 상측에 형성되어 상기 가이드 봉(130)이 이송되는 경로를 제공하는 스파이럴 곡면 개방구(220), 및 상기 스파이럴 곡면 개방구(220)의 종단에 위치하는 가이드 봉 안착 홈(230)으로 구성되어진다.

상술한 구성을 갖는 니들베어링(100)과, 승하강 가이드부(200), 및 스프링(S)의 체결상태가 첨부한 도 3에 도시되어 있는 바와 같다.

따라서 니들베어링(100)의 가이드 봉(130)이 승하강 가이드부(200)의 스파이럴 곡면 개방구(220)를 따라 이송(니들베어링이 회전)되는 가운데 참조번호 230으로 지칭되는 안착 홈에 근접하게 되면 스프링(S)은 압착되고, 반대로 니들베어링(100)이 회전하여 가이드 봉(130)이 안착 홈(230)에서 멀어지면 상기 스프링(S)은 복원된다.

즉, 상기 스프링(S)의 복원력에 의해 상기 니들베어링(100)이 상승하게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 구조와 작동원리를 갖는 본 발명에 따른 도어용 경첩은 최종적으로 첨부한 도 4와 같은 구조를 갖는다.

즉, 회전 방향에 따라 상승하거나 하강하는 니들베어링(100)의 헤드(110) 일측에는 참조번호 20으로 지칭되는 회동 플레이트(20)가 일체로 형성된다.

또한, 상기 승하강 가이드부(200)의 외관 일측에는 일체로 형성된 상기 헤드(110) 안착용 원통형 돌출부(240)가 형성되며, 상기 원통형 돌출부(240)의 외관과 상기 승하강 가이드부(200) 본체(210)의 외관에 일체로 고정 플레이트(10)가 돌 출 형성된다.

상기 고정 플레이트(10)는 문틀 즉, 프레임(frame)상에 고정 설치되는 것이며, 회동 플레이트(20)는 고정 플레이트(10)와 대향되는 측 즉, 도어(door)상에 고정 설치되는 것이다.

따라서 사용자가 도어를 닫는 경우, 니들베어링(100)은 하강하여 스프링(S)을 압박하고 이때 발생되는 탄성력의 압박에 의해 도어가 닫히는 과정에서 댐퍼의 역할을 수행하게 된다.

반면에 사용자가 도어를 여는 경우, 상기 니들베어링(100)은 스프링(S)의 탄성 복원력에 의해 손쉽게 상승하게 되며, 이러한 상승 폭은 첨부한 도 5와 도 6에 도시된 모델링 및 실물 시험결과 초기각도 0°에서 최종회전각도 150°까지 바닥면으로부터 최대 50mm의 상승폭을 갖게 되어, 도어의 하단부와 바닥에 의해 발이 끼이는 현상을 방지하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 도어용 경첩의 컴퓨터 모델링 예시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 도어용 경첩의 실제 제품 적용 상태 예시도이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래 일반적인 경첩의 예시도

도 2는 본 발명에 따른 도어용 경첩의 요부 결합 관계 분리 사시도

도 3은 도 2의 결합상태 예시도

도 4는 본 발명에 따른 도어용 경첩의 예시도

도 5는 본 발명에 따른 도어용 경첩의 컴퓨터 모델링 예시도

도 6은 본 발명에 따른 도어용 경첩의 실제 제품 적용 상태 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고정 플레이트 20 : 회동 플레이트

Claims (7)

1. 프레임상에 고정되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트와 대향되는 도어상에 고정 설치되는 회동 플레이트, 및 상기 고정 플레이트와 회동 플레이트에 연결되며 상호 맞물려 회전되는 힌지부를 갖는 도어용 경첩에 있어서:

   상기 힌지부는 상기 회동 플레이트에 일체로 연결되는 니들베어링과;

   상기 고정 플레이트에 일체로 연결되며 상기 니들베어링이 안착되는 스파이럴 곡면 홈을 갖는 승하강 가이드부; 및

   상기 승하강 가이드부의 내부에 안착되며 상기 스파이럴 곡면 홈에 안착된 니들베어링의 승하강에 따라 압착 및 복원 동작을 수행하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어용 경첩.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 니들베어링은 일정 크기의 높이를 갖는 원기둥 형상의 헤드와;

   상기 헤드 하부에 상기 헤드와 동일 중심축을 기준으로 돌출 형성된 원기둥 형상의 회전축, 및

   상기 회전축의 연직 측면으로 서로 대향하는 위치에 180°의 방향으로 돌출되어진 원기둥 형상의 가이드 봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어용 경첩.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 스프링의 이탈을 방지하기 위해 상기 회전축의 하부에 상기 회전축과 동일 중심축을 기준으로 돌출 형성되어진 걸림턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어용 경첩.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 승하강 가이드부는 상기 스프링이 내부에 안착되는 원통형의 본체와;

   상기 본체의 상측에 형성되어 상기 가이드 봉이 이송되는 경로를 제공하는 스파이럴 곡면 개방구; 및

   상기 스파이럴 곡면 개방구의 종단에 위치하는 가이드 봉 안착 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어용 경첩.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   회전 방향에 따라 상승하거나 하강하는 니들베어링의 헤드 일측에 상기 회동 플레이트가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 도어용 경첩.
6. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 승하강 가이드부의 외관 일측에는 일체로 형성된 상기 헤드의 유동 억제 및 안착을 위한 원통형 돌출부가 형성되며, 상기 원통형 돌출부의 외관과 상기 승하강 가이드부 본체의 외관에 상기 고정 플레이트가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 도어용 경첩.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 니들베어링은 초기각도 0°에서 최종회전각도 150°까지 바닥면으로부터 최대 50mm의 상승폭을 갖는 것을 특징으로 하는 도어용 경첩.

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