KR20090116935A - 도어클로저 - Google Patents

Abstract

유체의 댐핑 작용을 이용하여 문의 닫힘 속도를 제어하는 구조로서 문이 일정속도 이상으로 강제로 닫힐 때 유체의 댐핑작용이 해제되게 개선된 도어클로저가 개시된다. 개시된 도어클로저에는 피스톤 전면에 유로(21)와 밸브실(22)이 형성되고, 별도의 연결유로(24)를 가진 밸브캡(23)이 결합된다. 밸브캡(23)에는 구형의 밸브체(26)와 이를 탄력적으로 가압하는 탄성부재(27)가 구비된다. 밸브체(26)는 탄성부재(27)에 의해 연결유로를 차단하는 상태로 유지되는데, 문이 일정속도 이상으로 강제로 닫히는 경우에는 밸브체(26)가 유동하여 그 연결유로가 개방되어 진다. 연결유로가 개방되면 유체의 댐핑작용도 해제되므로 문이 신속하게 닫힐 수 있는 것이다. 따라서 이 도어클로저는 문이 열린 후 닫힐 때 부드럽게 닫히게 하는 본래의 기능과 함께 사람에 의해 강제로 신속히 닫을 수 있게 하며, 그때 힘들거나 과도한 댐핑압력에 의한 손상문제도 일으키지 아니한다.

도어클로저, 유체, 댐핑, 피스톤, 밸브

Description

도어클로저{DOOR CLOSER}

본 발명은 도어클로저에 관한 것으로서, 상세히는 유체의 댐핑 작용을 이용하여 문의 닫힘 속도를 제어하는 구조에 있어서 문이 강제로 닫힐 때 일정 속도 이상에서 그 유체의 댐핑 작용이 일시적으로 해제되어 문을 신속하게 강제로 닫을 수 있도록 개선하기 위한 것이다.

문이 열린 후 저절로 닫히게 하는 장치로서 도어클로저(door closer)가 있다. 도어클로저에는 여러 가지 유형이 있는데, 스프링의 복원력으로 문을 닫고 유체의 댐핑(damping) 작용으로 문의 닫힘 속도를 제어하여 충격을 완화하는 스프링-유압식의 것이 가장 널리 사용되고 있다.

전형적인 스프링-유압식 도어클로저의 한 예는 도 1과 같다. 도어클로저의 몸체(1) 내부에 보어(bore; 2)가 형성되어 있고, 보어(2) 안에 스프링(3)과 피스톤(4)이 삽입된다. 피스톤(4)에는 일측에 래크(5)가 형성되어 있고, 보어(2) 내부에서 래크(5)와 피니언(6)이 상호 연동하도록 맞물린다. 피니언(6)의 축(7)은 몸체(1)의 상하면을 관통하여 베어링 지지된다. 축(7)의 끝 부분은 몸체(1) 외부로 돌출하여 아암(8)과 체결된다. 보어(2)의 한쪽(또는 양쪽) 끝이 개구되어 있는데, 이는 전술한 스프링(3)과 피스톤(4) 조립을 위한 것이며, 조립 후에는 각각 나사식 캡(9)을 끼워서 막도록 된 것이다. 이 캡(9)에 의해 보어(2)의 공간은 외부와 차단된 상태로 밀폐되며 작동유로 충전된다. 한편, 도면에는 나타나지 않으나, 몸체(1)에는 보어의(2)의 앞부분과 뒷부분으로 작동유가 유통될 수 있는 가는 직경의 통로가 형성되고 거기에는 유량조절밸브(도시 생략됨)가 설치된다.

문이 열리면 문과 문틀 사이에서 접혀있는 작동 아암(8)이 펼쳐지면서 피니언(6)이 강제로 회전하게 되고, 이때 피니언(6)과 래크(5)의 연동으로 피스톤(4)이 보어(2) 내에서 이동하게 되며 이에 따라 스프링(3)이 강제로 수축되어진다. 이러한 상태에서 사람에 의해 열렸던 문이 놓아지면, 강제로 수축된 스프링(3)의 복원력이 작용하여 피스톤(4)이 반대방향으로 밀쳐지고, 피니언(6)이 역회전하여 문이 자동으로 닫힌다. 이때 피스톤(4)은 보어(2)에 충전되어 저항하는 작동유의 압력에 의해 가속되지 못하고 점차 감속이동하게 된다. 이러한 유체의 댐핑 작용으로 문은 스프링(3)의 강한 탄발력에도 불구하고 부드럽고 조용하게 닫히는 것이다. 유체의 댐핑 작용에 의한 문의 닫힘 속도는 전술한 유량조절밸브에 의해 조정가능하다.

그런데, 전술한 유체의 댐핑 작용은 문이 닫힐 때만 작용하는 것이 아니라 문이 열릴 때에도 작용하며, 이 경우 오히려 부하로 작용한다. 그래서 문이 열리는 방향에 대해서는 유로를 크게 개방시켜 유체의 댐핑 작용을 해제시킬 필요가 있다.

이를 위해 종래에는 도 2에 도시된 바와 같은 밸브부(10)가 구비되어 있다. 밸브부(10)는 피스톤(4)의 전면부를 전후로 관통하는 유로(10)와 이 유로(10) 내부를 확장시킨 밸브실(11) 및 밸브실(11)에 유동가능하게 수용되어 유로(10)를 개폐할 수 있는 구형의 밸브체(12)로 이루어져, 소위 체크밸브로서의 기능을 하는 것이다. 부호 13은 밸브실(11) 덮개이고, 14는 덮개(13)의 구멍, 15는 피스톤(4)에 둘러진 패킹 링이다. 화살표 A는 문이 닫힐 때의 피스톤(4) 이동 방향을, 그리고 화살표 B는 문이 열릴 때의 피스톤(4) 이동 방향을 나타낸다. 즉, 문이 닫힐 때는 유로(10)가 밸브체(12)에 의해 차단되어 유체의 댐핑이 작용하는 상태로 문이 닫히게 된다. 반대로 문이 열릴 때는 유로(10)가 개방되어 피스톤(4) 전후로 유체가 유통됨으로써 댐핑 작용 없이 문이 쉽게 그리고 신속하게 열릴 수 있는 것이다.

전술한 바와 같은 종래의 스프링-유압식 도어클로저는 열린 문이 닫힐 때 유체의 댐핑 작용을 이용하여 문의 닫힘 속도를 제어하는 한편, 문이 열릴 때 그 댐핑 작용을 해제시킴으로써 문을 열 때의 불편이 없도록 되어 있다.

그러나 문은 열릴 때뿐만 아니라 문을 출입하는 사람에 의해 강제로 닫히는 경우도 많고, 상황에 따라서는 급히 문을 닫아줘야 하는 경우도 있는데, 이때 문의 닫힘 속도가 도어클로저의 스프링과 유체의 댐핑 작용에 의한 정상적인 속도보다 크면, 유체의 댐핑 작용이 오히려 부하로 작용하는 것이다. 따라서 문을 강제로 닫을 때 힘이 많이 들고 신속하게 문을 닫을 수 없는 불편이 있었으며, 게다가 문을 강제로 닫을 때의 과부하로 인해 도어클로저와 문짝이 손상되는 문제도 초래된 것이다.

본 발명의 목적은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 문이 열릴 때와 마찬가지로 사람에 의해 강제로 빠르게 닫히는 경우에도 유체의 댐핑 작용이 해제되어 힘들이지 않고 문을 손으로 신속히 닫을 수 있고, 이에 의해 도어클로저나 문짝이 손상되는 것을 방지할 수 있는 개선된 도어클로저를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 도어클로저는, 문의 개폐에 대응하여 양방향으로 움직이는 피스톤, 문이 열린 이후에 문이 닫히도록 그 피스톤을 가압하는 가압수단, 이 가압수단에 대항하여 피스톤에 유체 압력을 작용시켜 문의 닫힘 속도를 제어하는 댐핑수단, 문이 열리는 방향에 대응하여 피스톤이 움직일 때 상기 댐핑수단의 작용을 해제시키는 문 열림 댐핑해제수단을 구비한 것으로서, 문이 강제로 닫힐 때 상기 댐핑수단에 의해 제어되는 문의 정상적인 닫힘 속도 보다 큰 일정 속도 이상에서 상기 댐핑수단의 작용을 해제하는 문 닫힘 댐핑해제수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 문 닫힘 댐핑해제수단으로서, 상기 피스톤에 상기 댐핑수단의 유체를 통과시킬 수 있는 유로와 이 유로 내에 밸브실이 형성되어 있고, 유로를 개폐하도록 밸브실에 유동가능하게 수납된 밸브체, 상기 댐핑수단의 유체 압력에 대항하는 방향으로 그 밸브체를 탄력적으로 가압하는 탄성부재가 구비되어, 상기 일정 속도 이상으로 될 때 작용하는 유체 압력으로 밸브체가 유동하여 유로를 개방하도록 구성될 수 있다.

여기서 더 바람직하게는 상기 밸브실에 결합되어 상기 밸브체와 탄성부재를 가두도록 되고 상기 유로와 통하는 구멍이 있는 밸브캡이 함께 구비될 수 있으며, 또한 상기 밸브캡의 구멍이 상기 밸브체에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 도어클로저에 있어서, 상기 문 닫힘 댐핑해제수단은 문이 강제로 닫힐 때, 정상적인, 즉 도어클로저 내 피스톤을 가압하는 가압수단에 의한 가압력(예를 들면 전술한 바와 같은 스프링의 복원력)보다 큰 힘에 대응하는 속도에서만 작동하여 상기 유로를 개방하고, 그 미만의 속도에서는 유로를 차단하는 상태로 유지된다. 따라서 문을 정상적인 속도 이상으로 신속히 닫을 수 있게 되며, 이때 힘이 들거나 과부하로 인한 파손 문제도 발생되지 않는 것이다.

상기 밸브캡은 문 닫힘 댐핑해제수단의 조립성과 유지보수가 용이한 이점을 제공하는 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실 시예를 설명한다. 편의상 이하에 참조되는 실시예의 도면에는 앞의 도면들과 동일 또는 대응되는 부분에 대해 동일한 참조번호가 부여되어 있다.

도 3 및 도 4의 실 시예는 전술한 도 2와 대응되는 도면으로 기존의 스프링-유압식 도어클로저에 적용된 것이다. 본 발명은 문 닫힘 속도 제어를 위해 유체 댐핑이 작용하는 것이라면 어떤 유형의 도어클로저에도 적용 가능한 것이다.

도 3에 있어서, 부호 4는 피스톤이다. 본 발명에 따른 도어클로저에 구비되 는 피스톤(4)은 전면부에, 전술한 바와 같은 문 열림 댐핑해제수단으로서의 제1밸브부(10)와 함께, 문 닫힘 댐핑해제수단으로서의 제2밸브부(20)를 구비한다. 여기서 제1밸브부(10)는 피스톤(4)의 중심축선에서 편심된 위치에 설치되고, 제2밸브부(20)가 그 중심축선 상에 설치되었으나, 그 위치는 바뀌어도 무방하다.

제1밸브부(10)는 유로(11)와 밸브실(12) 및 구형의 밸브체(13)로 이루어지는데, 이들은 전술한 도 2에 도시된 종래와 실질적으로 동일하므로 그 자세한 구성 및 동작에 관한 설명은 편의상 생략한다. 다만, 부호 16은 코킹부로서 전술한 덮개 대신 밸브체(13)의 이탈을 막기 위한 것이다.

제2밸브부(20)의 유로(21)는 피스톤(4)의 전면부를 관통하여 도어클로저 몸체(1)의 보어(2)와 통한다. 이 유로(21) 내에 큰 직경으로 확장된 밸브실(22)이 형성되어 있고, 밸브실(22)에 밸브캡(23)이 결합되어 있다. 밸브캡(23)은 합성수지 성형물로서 머리부와 몸체부(부호 생략)로 이루어지고, 머리부에는 피스톤(4)의 유로(21)와 연결되는 연결유로(24)가 형성되고, 몸체부에는 밸브실(22)에의 나사체결을 위한 나사부(25)가 형성되어 있다. 이 밸브캡(23)의 연결유로(24)와 피스톤(4)의 유로(21)를 통하여 보어(2)의 피스톤 전방측 공간과 그 후방측 공간으로 유체가 이동할 수 있게 된 것이다.

제2밸브부(20)의 밸브체(26)와 탄성부재(27)는 밸브캡(23)의 몸체부에 가두어져 있다. 구형의 밸브체(26)는 유동 가능한 상태로 수용되어 그 유동에 따라 밸브캡(23)의 연결유로(24)를 개폐한다. 탄성부재(27)는 금속코일 스프링을 사용한 것으로서, 약간 수축되어 탄력을 보유한 상태로 수용되어, 밸브체(26)를 탄력적으 로 가압한다. 이 탄성부재(27)의 탄력은 예컨대 피스톤(4)이 스프링(3)에 의해 가압 이동될 때 연결유로(24)를 통해 밸브체(26)에 작용하는 유체의 압력보다 큰 소정의 값으로 보유한다.

도 3의 화살표 A는 문이 열린 후 스프링(3)의 가압에 문이 닫히는 동작에 대응한 피스톤(4)의 이동 방향을 나타낸다. 이 경우에는 밸브체(26)에 작용하는 유체의 압력(정상 압력)이 탄성부재(27)의 탄력보다 작으므로 밸브체(26)가 연결유로(24)를 차단하는 상태로 유지되며, 따라서 본래의 유체 댐핑작용에 의해 문이 완만한 속도로 부드럽게 닫히게 되는 것이다.

도 3의 화살표 B는 사람에 의해 문이 열림 동작에 대응한 피스톤(4)의 이동 방향이다. 이 경우에는 제1밸브부(10)의 밸브체(13)의 유동에 의해 유로(11)가 개방되므로 유체의 댐핑작용이 해제되어 피스톤(4)이 쉽게 이동할 수 있는 상태로 되며, 따라서 문이 손쉽게 열릴 수 있는 것이다.

한편, 도 4의 화살표 C는 사람에 의해 문이 강제로 닫힐 때 문의 닫힘 속도가 커서 밸브체(26)에 작용하는 유체의 압력이 상기 탄성부재27)의 탄력보다 커지는 경우에 대응한 피스톤(4)의 이동을 나타낸다. 이 경우에는 탄성부재(27)가 수축하게 되고, 이때 밸브체(26)가 유동되어 연결유로(24) 및 유로(21)가 개방되어지고, 유체의 댐핑 작용이 해제되어 피스톤(4)이 빠르게 전진할 수 있는 상태로 된다. 즉, 문이 사람에 의해 빠른 속도로 닫힐 수 있는 것이다.

결과적으로 본 발명에 따른 도어클로저는 문을 열린 후 저절로 부드럽게 닫히게 하는 본래의 기능을 발휘하면서, 문이 사람에 의해 열거나 닫는 것을 허용하 며, 특히 기계적인 무리나 손상이 없이 힘들지 않고 문이 빠르게 닫힐 수 있게 하는 기능도 발휘하게 된 것이다.

도 1은 본 발명을 적용하기 위한 한 예의 스프링-유압식 도어클로저를 분해 상태로 도시한 사시도이고,

도 2는 종래의 스프링-유압식 도어클로저의 주요부의 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 개선된 스프링-유압식 도어클로저의 주요부 단면도로서, 문이 정상적으로 열리고 닫히는 경우에 대응한 동작을 보인 것이며,

도 4는 본 발명에 따른 개선된 스프링-유압식 도어클로저의 주요부 단면도로서, 문이 사람에 의해 강체로 빠르게 닫히는 경우에 대응한 동작을 보인 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 도어클로저의 몸체 2: 보어(공간)

3: 스프링 4: 피스톤

10: 제1밸브부 11: 유로

13: 밸브체 20: 제2밸브부

21: 유로 23: 밸브캡

24: 연결유로 26: 밸브체

27: 탄성부재

Claims (4)

1. 문의 개폐에 대응하여 양방향으로 움직이는 피스톤, 문이 열린 이후에 문이 닫히도록 그 피스톤을 가압하는 가압수단, 이 가압수단에 대항하여 피스톤에 유체 압력을 작용시켜 문의 닫힘 속도를 제어하는 댐핑수단, 문이 열리는 방향에 대응하여 피스톤이 움직일 때 상기 댐핑수단의 작용을 해제시키는 문 열림 댐핑해제수단이 구비된 것으로서, 문이 강제로 닫힐 때 상기 댐핑수단에 의해 제어되는 문의 정상적인 닫힘 속도 보다 큰 일정 속도 이상에서 상기 댐핑수단의 작용을 해제하는 문 닫힘 댐핑해제수단이 포함된 도어클로저.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 문 닫힘 댐핑해제수단으로서, 상기 피스톤에 상기 댐핑수단의 유체를 통과시킬 수 있는 유로와 이 유로 내에 밸브실이 형성되어 있고, 유로를 개폐하도록 밸브실에 유동가능하게 수납된 밸브체, 상기 댐핑수단의 유체 압력에 대항하는 방향으로 그 밸브체를 탄력적으로 가압하는 탄성부재가 구비되어, 상기 일정 속도 이상으로 될 때 작용하는 유체 압력으로 밸브체가 유동하여 유로를 개방하도록 구성된 것을 특징으로 하는 도어클로저.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 밸브실에 결합되어 상기 밸브체와 탄성부재를 가두도록 되고 상기 유로와 통하는 구멍이 있는 밸브캡이 함께 구비된 것을 특징으로 하는 도어클로저.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 밸브캡의 구멍이 상기 밸브체에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 도어클로저.

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