KR20100100234A - 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열린 문이 닫히게 하는 힘을 제공하는 스프링의 압축량을 문의 사이즈 등에 따라 조절할 수 있게 하는 스프링 압축량 조절 수단을 구비하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기를 제공한다.

Description

상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기{OVERHEAD CONCEALED DOOR CLOSURE HAVING POWER ADJUSTING FUNCTION}

본 발명은 문의 개방 시에 탄성력을 축적하여 개방된 문이 상기 축적된 탄성력의 발산에 의해 자동으로 닫히도록 하며, 상기 스프링의 탄성력을 조절할 수 있는 수단을 구비하는 문 자동 닫힘기에 관한 것이다.

일반적으로 문 자동 닫힘기는 일 축을 중심으로 선회하는 문이 개방된 경우에 사람의 조작 없이도 상기 개방된 문이 닫힌 상태로 복귀하도록 하기 위한 장치이다.

상기 복귀 동작을 위하여, 통상적으로 열림 상태로 전환 시에 압축되면서 탄성력을 축적하는 스프링이 사용된다. 또한, 상기 스프링에 의해 발산되는 탄성력에 의해 상기 문이 급격하게 닫힘 상태로 전환되지 않도록 속도를 저하시키기(retard) 위해서는 유압 오일이 사용된다.

닫힘을 위한 메커니즘에서 요구되는 스프링의 탄성력 또는 압축량은 상기 문 닫힘기가 사용되는 문의 사이즈나 규격 또는 중량 등에 의해 달라져야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 조정 스크류(adjusting screw)를 이용하여 스프링의 탄성력을 조절하여 여러 타입의 문에 범용적으로 문 닫힘기가 사용될 수 있도록 하는 기술이 미국 특허 번호 5,666,692호에 개시되어 있다.

그러나, 위 특허에서는 조정 스크류가 스프링의 길이 방향을 따라 연장하여하우징의 측면을 통해 접근 가능하기에, 조정 스크류를 조작하기가 용이하지 못한 문제가 있다. 또한, 문 닫힘기가 문틀(door frame)에 수용된 상태에서는 조정 스크류에 접근하기 위한 구멍이 문틀에 큰 사이즈로 형성되어야 하여 미관 등의 관점에서 바람직하지 못한 문제가 있다.

본 발명의 일 목적은 종래와 다른 형태의 문 자동 닫힘기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 문 자동 닫힘기가 문틀에 내장된 상태에서도 스프링 압축량을 용이하게 조절할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 문 자동 닫힘기의 길이 방향과 실질적으로 수직한 방향으로 배치되는 스프링 압축량 조절 수단을 배치하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기는 하우징, 스핀들, 운동 전환부, 피스톤, 파워 조절 유닛을 포함한다.

상기 하우징의 내부 공간에는 유압 오일이 내부 공간에 충진 되며, 한 쌍의 실린더가 형성된다. 상기 스핀들은 상기 하우징에 회전 가능하게 장착되며, 그의 일 단부는 상기 하우징의 외부로 돌출된다. 상기 운동 전환부는 상기 스핀들의 회전 운동을 상기 하우징의 길이방향을 따르는 왕복 운동으로 전환하도록 상기 스핀들에 결합된 채로 상기 내부 공간에 배치된다. 상기 피스톤은 상기 길이방향을 따라 상기 한 쌍의 실린더 내에서 왕복 운동하기 위하여, 상기 운동 전환부에 한 쌍의 연결봉에 의해 각각 연결되는 한 쌍으로 구비된다. 상기 스프링은 상기 한 쌍의 연결봉을 감싸도록 배치되며, 상기 한 쌍의 피스톤을 상기 운동 변환부에서 멀어지 는 방향으로 가압하도록 한 쌍으로 구비된다. 상기 파워 조절 유닛은 상기 스프링의 압축량을 조절 가능하게 하도록 하기 위하여, 상기 하우징의 길이방향과 평행한 면을 통해 노출되는 조작 헤드를 가진 채로 상기 한 쌍의 연결봉 사이에 상기 스프링과 연동 되게 배치된다.

상기 파워 조절 유닛은, 상기 연결봉의 길이방향과 실질적으로 수직한 방향을 따라 배치되며 상기 조작 헤드를 통해 회전 조작 가능한 조작 부재와, 상기 한 쌍의 연결봉을 각각 감싸도록 배치되며 상기 조작 부재에 연동 되어 상기 연결봉의 길이방향을 중심축으로 회전하는 한 쌍의 회전 부재, 그리고 상기 한 쌍의 회전부재의 회전에 각각 연동된 채로 상기 길이방향으로 왕복 운동 가능하게 형성되어 상기 한 쌍의 스프링의 일 단부를 압축 또는 신장시키는 압축판을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 하우징을 감싸는 케이싱이 더 구비될 수 있다. 상기 케이싱은 문과 인접하게 벽에 장착되는 문틀(door frame)일 수 있으면, 상기 조작 헤드에 접근 가능하도록 하는 조작홀이 상기 문과 마주하는 면에 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 스핀들의 돌출된 일 단부와 문을 연결하는 연결 암이 더 포함될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기는 상기 파워 조절 유닛이 하우징의 길이방향에 평행한 면을 통해 접근 가능하도록 구성되기에, 하우징이 문틀에 내장된 상태에서도 작은 홀을 통해 조작 이 용이하다.

나아가, 상기 파워 조절 유닛에 접근할 수 있도록 하기 위하여, 문틀에는 작은 구멍만을 형성하면 되기에, 상기 구멍이 커져서 미관상 좋지 못한 문제를 해결할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 문 자동 닫힘기(100)가 설치된 문(D)이 열려진 상태를 보인 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 문 자동 닫힘기(100)는 벽(W)의 개구된 부분에 장착되는 케이싱 또는 문틀(door frame, DF)에 내장되며, 길이방향 또는 연장 방향은 문틀(DF)의 그것과 대략 동일하게 배치된다.

문(D)에는 연결 암(80)이 길이방향으로 연장되는 형태로 내장된다. 연결 암(80)은 일 단부에서 문 자동 닫힘기(100)의 스핀들(20, 도 2 참조)의 결합 단부(21)와 결합 된다. 상기 결합 단부(21)를 따르는 축은 문(D)이 닫힘 위치와 열림 위치 사이에서 일 방향(S)으로 선회되는 선회축이 된다. 상기 축을 따라서 문(D)의 하측에는 문(D)을 회전 가능하게 지지하는 힌지(90)가 장착될 수 있다. 이상과 달리, 스핀들(20) 외의 별도의 선회를 위한 힌지를 축으로 문(D)이 선회될 수도 있다.

도 1과 같이 사람 등이 인위적으로 문(D)을 열림 상태로 선회시키면, 문 자 동 닫힘기(100)는 문(D)을 다시 닫힘 상태로 복귀시키려 한다. 이러한 복귀를 위한 메커니즘 및 그 복귀력을 조절하는 방식에 대하여서는 도 2등을 참조하여 살펴본다.

도 2는 도 1의 문 자동 닫힘기(100)에 대한 횡 단면도이고, 도 3은 도 2의 라인(Ⅲ-Ⅲ)을 따라 취한 단면도이고, 도 4는 문틀(DF)의 저면도이다.

위 도면들을 참조하면, 문 자동 닫힘기(100)는 하우징(10)과, 스핀들(20)과, 운동 전환부(30)와, 피스톤(40)과, 스프링(50) 및 파워 조절 유닛(60)을 포함한다.

상기 하우징(10)은 유압 오일을 수용하는 내부 공간을 가지며, 길이 방향(A)으로 연장된 형태를 가진다. 도 3에서와 같이, 상기 내부 공간은 도면상 좌측의 캠 섹션(CA)과 우측의 실린더 섹션(CY)으로 구분될 수 있다. 실린더 섹션(CY)에는 제1 및 제2 실린더(11 및 12)가 형성된다. 캠 마개(13)는 하우징(10)의 일 부분으로서, 캠 섹션(CA)에 배치되는 운동 전환부(30)를 감싸면서 하우징(10)의 나머지 부분에 결합 된다.

상기 스핀들(20)은 캠 섹션(CA)에 회전 가능하게 배치되며, 상기 길이방향(A)에 대해 대략 수직하게 연장한다. 일 단부인 결합 단부(21)는 도 1에서 살펴본 바와 같이 연결 암(80)에 결합 된다. 스핀들(20)의 다른 단부는 하우징(10)에 회전 가능하게 지지 되며, 도 3과 같이 부싱 또는 베어링(22)에 의해 지지 될 수 있다.

상기 운동 전환부(30)는 스핀들(20)에 결합된 채로 캠 섹션(CA)에 배치되며, 문(D)의 선회 시 회전하는 스핀들(20)의 회전 운동을 길이방향(A)을 따르는 왕복 운동으로 전환한다. 운동 전환부(30)는 한 쌍의 캠 플레이트(31 및 32)와, 스핀들(20)에 결합되어 회전하는 캠(33), 그리고 캠(33)과 접촉하는 캠 롤러(34 내지 36)을 포함한다. 캠 플레이트(31 및 32)에는 길이방향(A)을 따라 개구된 스핀들 슬롯(23)이 형성된다.

상기 캠(33)은 스핀들(20)의 회전 시 함께 회전하면서 캠 롤러(34 내지 36)와 접촉하여 최초의 축을 중심으로 회전하지 못하게 된다. 다시 말해서, 캠 롤러(34 내지 36)의 회전 저지에 의해 스핀들(20)이 길이방향(A)으로 캠 플레이트(31 및 32)에 대하여 상대 이동하게 되는 것이다. 캠 플레이트(31 및 32)를 기준으로 살피면, 캠 플레이트(31 및 32)가 도면상 좌측으로 이동하게 되는 것이다. 문(D)이 닫힘 위치로 이동하는 경우에는, 스핀들(20)이 반대 방향으로 회전하여 캠 플레이트(31 및 32)가 도면상 우측으로 이동하게 된다.

상기 피스톤(40)은 제1 및 제2 실린더(11 및 12)에 각각 삽입 가능하게 길이방향(A)을 따라 배치되는 제1 및 제2 피스톤(41 및 42)을 포함한다. 피스톤들(41 및 42)은 하우징(10)의 일 단부에 형성된 구멍을 통해 내부 공간에 삽입된 후에 피스톤 마개(43 및 44)에 의해 외부로부터 차단된다. 제1 및 제2 피스톤(41 및 42)은 각각 제1 및 제2 연결봉(45 및 46)과 연결 피스들(47 및 48)에 의해 캠 플레이트(31 및 32)에 연결된다. 상기 연결에 의해, 스핀들(20)의 회전에 의해 유발되어 운동 전환부(30)에 의해 전환된 운동력은 최종적으로 피스톤(40)이 길이방향(A)을 따라 왕복 운동하게 한다.

상기 스프링(50)은 연결봉들(45 및 46)을 각각 감싸면서 길이방향(A)을 따라 배치되는 제1 및 제2 스프링(51 및 52)을 포함한다. 스프링(50)의 일 단부는 피스톤(40)에 의해 지지되고, 타 단부는 파워 조절 유닛(60)에 의해 지지 된다. 스프링(50)은 피스톤(40)을 지지하여 피스톤(40)이 캠 섹션(CA)에서 멀어지는 방향으로 탄성력을 가한다. 그 결과, 피스톤(40)의 도면상 우측으로의 이동이 운동 전환부(30)를 거쳐 스핀들(20)이 위와 반대의 방향으로 회전 운동으로 귀결되게 한다. 스핀들(20)의 회전은 문(D)이 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환되는 것을 의미한다.

피스톤(40)의 왕복 운동 시에 피스톤 전방(40a)과 피스톤 후방(40b)의 공간을 연결하는 연결로(40c)를 통해서는 유압 오일이 이동하게 된다. 그 결과, 피스톤(40)이 도면상 좌측으로 이동한 후 우측으로 이동 시에는 피스톤 전방(41a)에 모인 오일들이 피스톤(40)을 완충하여 이동 속도를 저감 시킨다. 이러한 오일의 이동량을 조절하기 위하여 속도 밸브(70)를 추가로 채용할 수도 있다.

상기 파워 조절 유닛(60)은 하우징(10)의 길이방향(A)과 평행한 면을 통해 노출되는 조작헤드(61a)를 구비하며, 상기 스프링들(51 및 52) 사이에서 그들과 연동되게 배치된다. 조작헤드(61a)를 통한 파워 조절 유닛(60)에 대한 조작을 통해서, 스프링(50)의 압축 정도가 조절될 수 있다. 그 결과로, 열림 상태의 문(D)을 닫힘 상태로 전환하기 위하여 스프링(50)이 발휘하는 탄성력 또는 파워가 문(D)의 형태 또는 규격에 따라 달라질 수 있다.

또한, 조작헤드(61a)에는 렌치(wrench) 등이 삽입될 수 있는 조작홈이 형성되어, 길이방향(A)에 수직한 방향으로 조작헤드(61a)에 접근할 수 있게 된다. 그 결과, 도 4에서와 같이 도어 프레임(DF)의 문(D)과 마주하는 면에 작은 조작 홀(61')만 형성하여도 용이하게 조작헤드(61a)를 필요한 방향으로 회전시킬 수 있게 된다. 또한, 속도 밸브(70)는 그에 상응하는 위치에 형성된 조작홀(70')을 통해 조작을 위해 접근될 수 있다.

이제, 도 2에 더하여 도 5 및 도 6을 추가로 참조하여 파워 조절 유닛(60)에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 5는 도 3의 라인(Ⅴ-Ⅴ)을 따라 취한 파워 조절 유닛(60)에 대한 단면도이고, 도 6은 파워 조절 유닛(60) 중 회전 부재(63) 및 압축판(65)을 분해하여 보인 단면도이다.

도 2를 참조하면, 파워 조절 유닛(60)은 조작 부재(61)와, 한 쌍의 회전 부재(63 및 64), 그리고 한 쌍의 압축판(65 및 66)을 포함한다.

상기 조작 부재(61)는 길이방향(A)에 실질적으로 수직한 방향을 중심축으로 회전 가능하게 배치된다. 조작 부재(61)의 일 단부인 조작헤드(61a)에는 앞서 설명한 바와 같이 공구홀이 형성된다.

상기 회전 부재(63 및 64)는 연결봉(45 및 46)을 각각 감싼 채로 조작 부재(61)에 연동하도록 형성되어, 조작 부재(61)의 회전 중심축과 거의 수직한 방향인 길이방향(A)을 따라 놓인 중심축을 중심으로 회전한다.

상기 압축판(65 및 66)은 회전 부재(63 및 64)를 감싼 채로 배치되어, 회전 부재(63 및 64)의 회전에 연동 되어 길이방향(A)으로 이동하게 된다. 압축판(65 및 66)에는 스프링(51 및 52)의 일단이 각각 지지 되기에, 압축판(65 및 66)의 이동에 의해 스프링(51 및 52)의 압축량이 조절된다.

상기 회전 부재(63 및 64)는 하우징(10)의 격벽부(15)와 회전 부재(63 및 64) 사이에 배치되는 한 쌍의 지지판(67 및 68)에 의해 회전 가능하게 지지 될 수 있다. 지지판(67 및 68)은 회전 부재(63 및 64)가 격벽부(15)와 직접 접촉 시에 있을 수 있는 회전 저항을 완화하기 위한 구성으로서, 마찰 계수가 낮은 표면을 가진 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면, 조작 부재(61)를 하우징(10)의 내부 공간에 배치하기 위하여, 지지너트(62)가 채용될 수 있다. 지지너트(62)는 조작 부재(61) 보다 넓은 단면적을 가지면서 하우징(10)에 나사 결합 된다. 하우징(10)과 지지 너트(62) 사이, 및 조작 부재(61)와 지지너트(62) 사이에는 누유를 방지하기 위한 실링재, 예를 들어 오링(61b)이 적어도 하나 배치될 수 있다. 조작 부재(61)의 조작헤드(61a)가 형성되지 않은 단부는 하우징(10)의 내부에 형성된 상승된 림(raised rim, 14)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

조작 부재(61)의 양측에는 제1 및 제2 회전부재(63 및 64)가 각각 조작 부재(61)와 치합(teeth-engaged)된 채로 배치된다. 회전부재(63 및 64)의 회전 중심축은 조작 부재(61)의 그것과 실질적으로 수직하다.

도 6을 참조하면, 회전 부재(63)는 연결봉(45)이 삽입되도록 중앙에는 관통공이 형성된 링 형태를 가진다. 회전 부재(63)가 연결봉(45)에 대하여 일 방향(R)으로 원활히 회전하도록 하기 위하여, 연결봉(45) 및 연결봉(46)은 원형 단면을 가지는 것이 바람직하다.

회전 부재(63)는 단차진 구조로서, 일 부분에는 조작 부재(61)와 치합되는 제1 나사부(63a)가 형성되고 다른 부분에는 압축판(65)과 치합되는 제2 나사부(63b)가 형성된다.

압축판(65)은 중앙의 관통공의 내주에 형성되며 회전 부재(63)의 제2 나사부(63b)와 치합되는 나사부(65a)를 가진다. 또한, 압축판(65)의 외주면 중 일 면(65b)는 스프링(50)을 지지하는 면이 된다.

이러한 구성에 의하여, 앞서 살핀 바와 같이, 조작 부재(61)를 회전시키면 회전 부재(63)가 일 방향(R)을 따라 회전하여 압축판(65)이 길이방향(A)으로 이동하면서 스프링(51)의 탄성력을 조절하게 된다.

이때, 한 쌍의 회전 부재(63 및 64)의 회전에 의해 한 쌍의 압축판(65 및 66)이 동일한 방향으로 이동하도록 하기 위하여, 한 쌍의 회전 부재(63 및 64) 중 하나는 우 나사산(right-hand thread)을 가지고 다른 하나는 좌 나사산(left-hand thread)을 가질 수 있다.

상기와 같은 파워 조절형 문 자동 닫힘기는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 문 자동 닫힘기가 설치된 문이 열려진 상태를 보인 사시도이고,

도 2는 도 1의 문 자동 닫힘기에 대한 횡 단면도이며,

도 3은 도 2의 라인(Ⅲ-Ⅲ)을 따라 취한 단면도이고,

도 4는 문틀의 저면도이며,

도 5는 도 3의 라인(Ⅴ-Ⅴ)을 따라 취한 파워 조절 유닛에 대한 단면도이고,

도 6은 파워 조절 유닛 중 회전 부재 및 압축판을 분해하여 보인 단면도이다.

Claims (10)

1. 유압 오일이 내부 공간에 충전되며, 한 쌍의 실린더가 형성되는 하우징;

   상기 하우징의 외부로 일 단부가 돌출되며, 상기 하우징에 회전 가능하게 장착되는 스핀들;

   상기 스핀들에 결합된 채로 상기 내부 공간에 배치되어, 상기 스핀들의 회전 운동을 상기 하우징의 길이방향을 따르는 왕복 운동으로 전환하는 운동 전환부;

   상기 운동 전환부에 한 쌍의 연결봉에 의해 각각 연결되어, 상기 길이방향을 따라 상기 한 쌍의 실린더 내에서 왕복 운동하는 한 쌍의 피스톤;

   상기 한 쌍의 연결봉을 각각 감싸도록 배치되며, 상기 한 쌍의 피스톤을 상기 운동 변환부에서 멀어지는 방향으로 가압하는 한 쌍의 스프링; 및

   상기 하우징의 길이방향과 평행한 면을 통해 노출되는 조작 헤드를 가진 채로 상기 한 쌍의 연결봉 사이에 상기 스프링과 연동 되게 배치되어, 상기 스프링의 압축량을 조절 가능하게 하는 파워 조정형 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
2. 제1항에 있어서,

   파워 조절 유닛은,

   상기 연결봉의 길이방향과 실질적으로 수직한 방향을 따라 배치되며, 상기 조작 헤드를 통해 회전 조작 가능한 조작 부재;

   상기 한 쌍의 연결봉을 각각 감싸도록 배치되며, 상기 조작 부재에 연동 되어 상기 연결봉의 길이방향을 중심축으로 회전하는 한 쌍의 회전 부재; 및

   상기 한 쌍의 회전부재의 회전에 각각 연동된 채로 상기 길이방향으로 왕복 운동 가능하게 형성되어, 상기 한 쌍의 스프링의 일 단부를 압축 또는 신장시키는 압축판을 포함하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 조작 부재는 웜이고, 상기 회전 부재는 웜 휠로서, 상기 웜 및 웜 휠은 실질적으로 수직한 회전축을 가지는 것을 특징으로 하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
4. 제2항에 있어서,

   상기 조작 헤드에는 상기 조작 부재를 회전시키기 위한 공구가 삽입되는 공구홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
5. 제2항에 있어서,

   상기 압축판의 내주와 상기 회전 부재의 외주와 치합되고(teeth-engaged), 상기 한 쌍의 회전 부재들의 압축판과 치합되는 부분들 중 어느 하나는 우 나사산(right-hand thread)을 가지고 다른 하나는 좌 나사산(left-hand thread)을 가지는 것을 특징으로 하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
6. 제2항에 있어서,

   상기 연결봉은 상기 회전 부재의 회전을 용이하게 하도록 원형 단면을 가진채로 연장하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
7. 제2항에 있어서,

   상기 하우징을 감싸는 케이싱을 더 포함하고, 상기 케이싱에는 상기 조작 헤드에 접근 가능하도록 하는 조작홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
8. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 회전부재를 각각 지지하도록 상기 하우징의 내부 공간에 장착되는 한 쌍의 지지판을 더 포함하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
9. 제1항에 있어서,

   상기 운동 전환부는,

   상기 스핀들에 결합되며, 일 측으로 편심된 형태를 가지는 캠;

   상기 스핀들이 상기 길이방향으로 상대 이동 가능하게 하는 스핀들 슬롯을 구비한 한 쌍의 캠 플레이트; 및

   상기 캠 플레이트에 장착되어, 상기 스핀들의 회전시 상기 캠과 접촉되어 상기 캠 플레이트가 상기 길이방향으로 왕복 운동하게 하는 적어도 하나의 캠 롤러를 포함하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.
10. 제1항에 있어서,

    상기 스핀들의 돌출된 일 단부와 문을 연결하는 연결 암을 더 포함하는 상부 문틀 내장 파워 조정형 문 자동 닫힘기.

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