KR20150057509A - 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치 - Google Patents

도어 체커 일체형 도어 힌지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도어 힌지에 도어 체커의 기능을 부여하는 것으로서, 힌지핀을 이용하여 도어가 차체에 회전 가능하도록 설치하고, 복수의 기어 구조를 통해 도어의 개방 위치를 다양한 위치에서 고정되도록 할 수 있다.
이렇게, 도어 힌지와 도어 체커를 일원화하여 조립 공정 축소, 설치 공간 감소, 중량 절감의 효과를 볼 수 있으며, 도어의 개방 위치를 다양한 위치에서 고정가능하도록 구성함으로써 사용자의 편의성 및 상품성을 향상시킬 수 있는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치가 소개된다.

Description

도어 체커 일체형 도어 힌지 장치 {DOOR HINGE APPARATUS HAVING DOOR CHECKER}
본 발명은 차량 도어의 개폐를 위해 도어와 차체 사이에 설치되는 도어 힌지에 더불어 도어의 개방 상태를 단계적으로 고정할 수 있는 도어 체커의 기능을 부여한 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 도어는 차체에 연결되어 실내로 유입되는 비, 바람 및 외부충돌로부터 탑승자를 보호해준다. 이 밖에도 외부소음을 차단하며, 최근에는 차량이 일부 제어되도록 전자기능도 부가되고 있다.
이러한 도어는 개방되는 방향에 따라 앞 힌지 후개폐형 도어, 슬라이딩 도어, 걸링도어로 분류된다.
특히, 앞 힌지 후 개폐형 도어가 일반적으로 대부분의 승용 차량에 적용되고 있으며, 이러한 도어 구조는 도어 힌지와 도어 체커가 별도로 설치되도록 구성된다.
도 1은 종래의 도어 구조를 나타낸 것이다. 일반적으로, 도어 힌지(3)는 자동차 도어가 회전동작하여 개폐가 이루어지도록 하고, 무거운 하중의 자동차 도어를 지지해야 하는바, 고강도로 이루어진다. 이러한 도어 힌지(3)는 견고성을 높이기 위해 자동차 도어(2)의 상하부에 각각 별도로 설치되며, 차체 바디(1)에 고정 설치되는 차체 브라켓(4)과 자동차 도어(2)에 고정 설치되는 도어 브라켓(5)으로 구성되고, 차체 브라켓(4)과 도어 브라켓(5) 사이에는 힌지핀(6)이 힌지 결합되어 자동차 도어(2)가 개폐될 때 함께 회전되도록 구성된다.
한편, 종래의 도어 체커(7)는 도어(2)의 반 개방 상태를 고정하거나, 도어(2)가 완전히 개방되었을 때의 위치를 고정하는 기능을 수행한다. 이러한 도어 체커(7)를 구성하는 체크바(9)는 차체 바디(1)와 자동차 도어(2)에 사이에 마련된다. 여기서, 체크바(9)의 표면에는 1단 또는 2단의 돌출부(미도시)가 형성되고, 이 돌출부(미도시)는 자동차 도어 측의 설치된 롤러(8)에 걸려 지지됨으로써 자동차 도어(2)가 열린 상태를 고정시킨다.
위와 같은 종래의 도어 힌지 및 도어 체커는 서로 이원화되어 구성됨에 따라 필요 설치공간이 증가되고, 중량이 증가되며, 조립 공정이 복잡한 단점이 있다.
아울러, 종래의 도어 체커의 경우 반 개방상태 및 완전 개방상태와 같이 자동차 도어의 개방위치를 고정하는 위치가 한정되는바, 탑승자가 원하는 위치에서 도어의 개방상태를 고정하지 못하는 단점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국특허공개공보 KR 10-2003-0092228 A (2003.12.06)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 도어 힌지에 도어 체커의 기능을 부여하여 하나의 장치로 구성하여 작업 공수를 줄이고, 도어의 개방상태를 다양한 위치에서 고정할 수 있도록 함으로써 상품성을 향상시킬 수 있는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치는 차체에 고정 설치되는 차체 브라켓; 및 도어에 고정 설치되고 차체 브라켓과 힌지핀을 매개로 회전 가능하도록 설치된 도어 브라켓; 상기 도어 브라켓에 결합되어 힌지핀을 중심으로 회전 가능하도록 설치되고, 외주면을 따라 어퍼 기어가 형성된 제1기어부; 상기 차체 브라켓에 형성된 힌지축을 매개로 회전 가능하도록 설치되고, 상기 제1기어부의 어퍼 기어와 치합되는 미드 기어가 형성된 제2기어부; 상기 차체 브라켓에 힌지핀을 중심으로 설치되되 차체 브라켓과 별개로 회전되도록 설치되고, 상기 제2기어부의 미드 기어와 치합되는 로어 기어가 형성된 제3기어부; 및 상기 제3기어부의 로어 기어에 대응되도록 설치되고, 제3기어부의 로어 기어에 탄성적으로 밀착되는 회전 제한부;를 포함한다.
상기 차체 브라켓에는 기어 설치부가 형성되고, 기어 설치부에는 종방향으로 힌지축이 형성되어 힌지축을 매개로 제2기어부가 설치될 수 있다.
상기 제2기어부의 미드 기어는 제1기어부의 어퍼 기어와 치합되는 상단 기어와 제3기어부의 로어 기어와 치합되는 하단 기어로 구성될 수 있다.
상기 제2기어부의 상단 기어는 제1기어부의 어퍼 기어보다 더 많은 기어 잇수로 형성되고, 하단 기어는 제3기어부의 로어 기어보다 더 작은 기어 잇수로 형성될 수 있다.
상기 제2기어부는 상단 기어의 잇수가 제3기어부의 로어 기어 잇수와 동일 개수로 형성되고, 하단 기어의 잇수는 제1기어부의 어퍼 기어 잇수와 동일 개수로 형성될 수 있다.
상기 제3기어부의 로어 기어는 제2기어부의 미드 기어와 치합되는 파이널 기어와 상기 회전 제한부에 접촉되는 스톱 기어로 구성될 수 있다.
상기 제2기어부의 미드 기어는 제1기어부의 어퍼 기어와 치합되는 상단 기어와 제3기어부의 로어 기어와 치합되는 하단 기어로 구성되고, 상기 제3기어부의 파이널 기어는 제2기어부의 하단기어와 치합되고, 제2기어부의 상단 기어의 잇수와 동일 개수로 형성될 수 있다.
상기 제3기어부의 스톱 기어는 치형이 원호형상의 곡선을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 회전 제한부는 차체 브라켓에 설치되고, 제3기어부의 로어 기어에 밀착되도록 탄성 지지되는 토션 스프링일 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치는 도어 힌지에 도어 체커의 기능을 부여하는 것으로서, 힌지핀을 이용하여 도어가 차체에 회전 가능하도록 설치하고, 복수의 기어 구조를 통해 도어의 개방 위치를 다양한 위치에서 고정되도록 할 수 있다.
이렇게, 도어 힌지와 도어 체커를 일원화하여 조립 공정 축소, 설치 공간 감소, 중량 절감의 효과를 볼 수 있으며, 도어의 개방 위치를 다양한 위치에서 고정가능하도록 구성함으로써 사용자의 편의성 및 상품성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 도어 힌지 및 도어 체커를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 측면도.
도 5는 도 1에 도시된 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 각 기어부를 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치에 대하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 평면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 측면도이다. 또한, 도 5는 도 1에 도시된 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 각 기어부를 나타낸 도면이다.
본 발명의 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치는 차체에 고정 설치되는 차체 브라켓(10); 및 도어에 고정 설치되고 차체 브라켓(10)과 힌지핀(20)을 매개로 회전 가능하도록 설치된 도어 브라켓(30); 상기 도어 브라켓(30)에 결합되어 힌지핀(20)을 중심으로 회전 가능하도록 설치되고, 외주면을 따라 어퍼 기어(120)가 형성된 제1기어부(100); 상기 차체 브라켓(10)에 형성된 힌지축(14)을 매개로 회전 가능하도록 설치되고, 상기 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120)와 치합되는 미드 기어(220)가 형성된 제2기어부(200); 상기 차체 브라켓(10)에 힌지핀(20)을 중심으로 설치되되 차체 브라켓(10)과 별개로 회전되도록 설치되고, 상기 제2기어부(200)의 미드 기어(220)와 치합되는 로어 기어(320)가 형성된 제3기어부(300); 및 상기 제3기어부(300)의 로어 기어(320)에 대응되도록 설치되고, 제3기어부(300)의 로어 기어(320)에 탄성적으로 밀착되는 회전 제한부(400);를 포함한다.
상기의 차체 브라켓(10)과 도어 브라켓(30)은 힌지핀(20)을 매개로 설치되어 도어 힌지의 역할을 수행한다. 여기서, 본 발명의 상기 차체 브라켓(10)에는 기어 설치부(12)가 형성되고, 기어 설치부(12)에는 제1기어부(100) 및 제2기어부(200)의 측방에 대응되도록 배치된 힌지축(14)이 형성되어 힌지축(14)을 매개로 제2기어부(200)가 설치되도록 한다. 이처럼, 차체 브라켓(10)의 설치부(12)를 통해 설치된 제2기어부(200)는 제1기어부(100)와 제3기어부(300)에 모두 치합되어 도어가 회전됨에 따라 제1기어부(100)에서 전달되는 회전 토크를 제3기어부(300)에 전달하기 위한 것으로, 이에 대해서는 하기 자세히 설명하도록 하겠다.
본 발명은 도어 브라켓(30)에 결합된 제1기어부(100)는 자동차 도어와 함께 회전되는 도어 브라켓(30)에 결합되어 도어의 회전에 의한 회전 토크를 전달한다. 이러한 제1기어부(100)는 도어 브라켓(30)과 차체 브라켓(10)에 연결된 힌지핀(20)을 중심으로 회전되며, 외주면에 형성된 어퍼 기어(120)를 통해 제2기어부(200)와 치합된다.
한편, 제2기어부(200)는 차체 브라켓(10)에 형성된 설치부에 힌지축을 중심으로 회전 가능하도록 설치되며, 외주면을 따라 형성된 미드 기어(220)를 통해 상기 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120)와 치합된다. 이러한 제2기어부(200)의 미드 기어(220)는 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120)와 치합되는 상단 기어(222)와 제3기어부(300)의 로어 기어(320)와 치합되는 하단 기어(224)로 구성될 수 있다.
이러한, 제2기어부(200)는 제1기어부(100)로부터 전달되는 회전 토크를 전달받아 제3기어부(300)에 전달하기 위한 것으로, 제1기어부(100)와 제3기어부(300)에 각각 치합되는 미드 기어(220)의 상단 기어(222)와 하단 기어(224)로 구성된다.
여기서, 상기 제2기어부(200)의 상단 기어(222)는 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120)보다 더 많은 기어 잇수로 형성되고, 하단 기어(224)는 제3기어부(300)의 로어 기어(320)보다 더 작은 기어 잇수로 형성될 수 있다.
물론, 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120), 제2기어부(200)의 미드 기어(220), 제3기어부(300)의 로어 기어(320)의 기어 잇수를 모두 동일 개수로 형성하여 동일한 회전 톡크가 전달되도록 할 수 있다. 다만, 본 발명에서는 각 기어부 간의 기어 잇수의 차이를 이용한 감속비를 이용하여 최종적으로 제3기어부(300)에 전달되는 회전 토크를 감소시키고, 이에 따라 제3기어부(300)에 걸리는 회전 제한부(400)를 통한 체커 기능이 적정 단수로 조절되도록 할 수 있다.
일례로, 상기 제2기어부(200)는 상단 기어(222)의 잇수가 제3기어부(300)의 로어 기어(320) 잇수와 동일 개수로 형성되고, 하단 기어(224)의 잇수는 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120) 잇수와 동일 개수로 형성되도록 할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120) 잇수:20, 제2기어부(200) 상단 기어(222) 잇수:36, 하단 기어(224) 잇수 20, 제3기어부(300)의 로어 기어(320) 잇수:36이라고 가정하자.
제1기어부(100)의 어퍼 기어(120)와 제2기어부(200)의 상단 기어(222)는 서로 치합되도록 구성되는바, 제1기어부(100)와 제2기어부(200) 간의 감속비는 1.8이 된다. 한편, 제2기어부(200)의 하단 기어(224)와 제3기어부(300)의 로어 기어(320)가 서로 치합되도록 구성되고, 제2기어부(200)와 제3기어부(300)의 기어 잇수에 따른 감속비는 1.8이 되는바, 제3기어부(300)에는 최종적으로 3.24의 감속비가 적용되는 것이다.
이렇게, 각 기어부 간의 기어 잇수에 따른 감속비를 조절하여 제3기어부(300)에 전달된 회전 토크를 조절해줌으로서 회전 제한부(400)에 의한 도어의 열림위치 고정을 적정 단수로 조절이 가능한 것이다.
상기의 제1기어부(100), 제2기어부(200), 제3기어부(300)의 기어 잇수는 다양하게 설정하여 최종 도어 스톱 단수의 조절이 가능하다.
한편, 상기 제3기어부(300)의 로어 기어(320)는 제2기어부(200)의 미드 기어(220)와 치합되는 파이널 기어(322)와 상기 회전 제한부(400)에 접촉되는 스톱 기어(324)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제3기어부의 파이널 기어(322)는 제2기어부(200)의 하단기어와 치합되고, 제2기어부(200)의 상단 기어(222)의 잇수와 동일 개수로 형성될 수 있다. 이는 위에서 설명한 기어 잇수에 따른 감속비 조절을 위한 것이며, 제3기어부(300)의 파이널 기어(322)가 제2기어부(200)의 하단 기어(224)와 치합됨으로써 도어 회전에 따른 회전 토크를 제1기어부(100)를 거쳐 제2기어부(200)를 통해 전달받는다.
이러한 제3기어부(300)는 스톱 기어(324)가 형성되며, 스톱 기어(324)에 밀착 접촉되는 회전 제한부(400)에 의해 회전이 제한된다. 이러한 제3기어부(300)의 스톱 기어(324)는 치형이 원호형상의 곡선을 이루도록 형성되어 스톱 기어(324)에 접촉되는 회전 제한부(400)가 제3기어부(300)의 회전시 스톱 기어(324)의 기어산을 유연하게 타고 넘어가도록 할 수 있다.
한편, 상기 회전 제한부(400)는 차체 브라켓(10)에 설치되고, 제3기어부(300)의 로어 기어(320)에 밀착되도록 탄성 지지되는 토션 스프링일 수 있다. 즉, 제3기어부(300)의 회전을 제한하는 회전 제한부(400)는 제3기어부(300)의 스톱 기어(324)에 기어이 사이에 삽입되어 밀착되도록 형성되고, 일정 힘으로 도어가 회전되어 제1기어부(100)의 일정 회전 토크가 전달되지 않는다면 제3기어부(300)의 회전을 제한하여 도어의 위치를 고정하도록 하는 것이다.
위의 본 발명의 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치의 작동에 대해서 예를 들어 설명하면, 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120) 잇수는 20개, 제2기어부(200) 상단 기어(222) 잇수는36개, 하단 기어(224) 잇수는 20개, 제3기어부(300)의 파이널 기어(322) 잇수는 36개, 스톱 기어(324) 잇수는 24개라고 가정하자. 또한, 도어의 최대 열림 각도는 65˚이고, 이때 제3기어부(300)의 스톱 기어(324)는 210.6˚라고 하자.
먼저, 제1기어부(100)의 어퍼 기어(120)와 제2기어부(200)의 상단 기어(222)는 서로 치합되도록 구성되는바, 제1기어부(100)와 제2기어부(200) 간의 감속비는 1.8이 된다. 한편, 제2기어부(200)의 하단 기어(224)와 제3기어부(300)의 파이널 기어(322)가 서로 치합되도록 구성되고, 제2기어부(200)와 제3기어부(300)의 기어 잇수에 따른 감속비는 1.8이 되는바, 제3기어부(300)의 스톱 기어(324)에는 최종적으로 3.24의 감속비가 적용되는 것이다.
한편, 제3기어부(300)의 스톱 기어(324)는 한바퀴(360˚) 기어 잇수 24개로 이루어지는바, 도어의 열림 각도인 65˚의 회전시 스톱 기어(324)는 210.6˚로 회전되는바, 스톱 기어(324) 잇수의 14개 정도가 회전 제한부(400)에 걸릴 수 있는 유효 스톱 구간이 된다.
따라서, 자동차 도어는 14단으로 도어의 열림 위치를 고정할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치는 도어 힌지에 도어 체커의 기능을 부여하는 것으로서, 힌지핀(20)을 이용하여 도어가 차체에 회전 가능하도록 설치하고, 복수의 기어 구조를 통해 도어의 개방 위치를 다양한 위치에서 고정되도록 할 수 있다.
이렇게, 도어 힌지와 도어 체커의 일원화하여 조립 공정 축소, 설치 공간 감소, 중량 절감의 효과를 볼 수 있으며, 도어의 개방 위치를 다양한 위치에서 고정가능하도록 구성함으로써 사용자의 편의성 및 상품성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:차체 브라켓 30:도어 브라켓
100:제1기어부 120:어퍼 기어
200:제2기어부 220:미드 기어
222:상단 기어 224:하단 기어
300:제3기어부 320:로어 기어
322:파이널 기어 324:스톱 기어
400:회전 제한부

Claims (9)

  1. 차체에 고정 설치되는 차체 브라켓; 및 도어에 고정 설치되고 차체 브라켓과 힌지핀을 매개로 회전 가능하도록 설치된 도어 브라켓;
    상기 도어 브라켓에 결합되어 힌지핀을 중심으로 회전 가능하도록 설치되고, 외주면을 따라 어퍼 기어가 형성된 제1기어부;
    상기 차체 브라켓에 형성된 힌지축을 매개로 회전 가능하도록 설치되고, 상기 제1기어부의 어퍼 기어와 치합되는 미드 기어가 형성된 제2기어부;
    상기 차체 브라켓에 힌지핀을 중심으로 설치되되 차체 브라켓과 별개로 회전되도록 설치되고, 상기 제2기어부의 미드 기어와 치합되는 로어 기어가 형성된 제3기어부; 및
    상기 제3기어부의 로어 기어에 대응되도록 설치되고, 제3기어부의 로어 기어에 탄성적으로 밀착되는 회전 제한부;를 포함하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체 브라켓에는 기어 설치부가 형성되고, 기어 설치부에는 종방향으로 힌지축이 형성되어 힌지축을 매개로 제2기어부가 설치되는 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2기어부의 미드 기어는 제1기어부의 어퍼 기어와 치합되는 상단 기어와 제3기어부의 로어 기어와 치합되는 하단 기어로 구성된 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2기어부의 상단 기어는 제1기어부의 어퍼 기어보다 더 많은 기어 잇수로 형성되고, 하단 기어는 제3기어부의 로어 기어보다 더 작은 기어 잇수로 형성된 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2기어부는 상단 기어의 잇수가 제3기어부의 로어 기어 잇수와 동일 개수로 형성되고, 하단 기어의 잇수는 제1기어부의 어퍼 기어 잇수와 동일 개수로 형성된 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3기어부의 로어 기어는 제2기어부의 미드 기어와 치합되는 파이널 기어와 상기 회전 제한부에 접촉되는 스톱 기어로 구성된 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2기어부의 미드 기어는 제1기어부의 어퍼 기어와 치합되는 상단 기어와 제3기어부의 로어 기어와 치합되는 하단 기어로 구성되고,
    상기 제3기어부의 파이널 기어는 제2기어부의 하단기어와 치합되고, 제2기어부의 상단 기어의 잇수와 동일 개수로 형성된 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제3기어부의 스톱 기어는 치형이 원호형상의 곡선을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 제한부는 차체 브라켓에 설치되고, 제3기어부의 로어 기어에 밀착되도록 탄성 지지되는 토션 스프링인 것을 특징으로 하는 도어 체커 일체형 도어 힌지 장치.
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