KR20150105052A - 단열기능 및 구조적 강도가 보강된 도어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단열 기능 및 구조적 강도가 최대한 확보되는 도어를 제공하고자 한다. 본 발명의 도어는, 내측 세로프레임(20)과 외측 세로프레임(30)으로 구성되는 한 쌍의 세로프레임과, 상기 세로프레임의 상하에 각각 설치되는 한 쌍의 가로프레임(10), 그리고 상기 가로프레임 및 세로프레임의 내면 및 외측에 설치되는 전면 쉬트(40) 및 후면 쉬트(50)를 포함한다. 각각의 프레임은, 외측면을 형성하는 외부수지층(18,28,38)과, 상기 외부수지층의 내측면에 고정되는 내부목재층(12,22,32)을 포함한다. 그리고 외측 세로프레임의 최내측의 내부목재층에는, 금속플레이트(36)가 내부 및 외부에 노출되지 않은 상태로 설치되는 홈(33)이 형성되어 있다. 본 발명의 내부목재층은 다수의 합판이 적층 접착된 LVL로 구성된다. 금속플레이트가 외부로 노출되지 않아서 열전도를 최소화하면서 온도차에 기인하는 변형을 방지할 수 있다.

Description

단열기능 및 구조적 강도가 보강된 도어{Door having insulation function and structral strength}

본 발명은 도어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주로 목재와 금속재를 이용하여 충분한 강도를 가지는프레임을 형성하면서도, 열전도성이 높은 금속재에 의한 열손실을 방지할 수 있음과 같이 내외부의 기온차에 의한 목재의 변형을 방지할 수 있도록 구성되는 도어에 관한 것이다.

현재 대량 생산되고 있는 도어는 주로 합성수지재를 이용하여 프레임을 형성하고 있다. 그러나 합성수지재만을 이용하여 프레임을 형성하는 경우에는 전체적으로 도어가 휘게 되는 단점이 발생하게 된다. 예를 들면 도어를 기준으로 실내와 실외의 온도차가 심하게 발생하는 지역에서는, 도어의 휨이 발생하게 되어 제품의 신뢰성에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

이를 보완하기 위하여, 합성수지재와 같이 강화된 목재를 이용하여 도어프레임을 형성하는 것도 예상할 수 있으나, 목재 부분에 대한 습기의 침투로 인하여 장기간 사용시 습기에 의한 손상이 우려될 뿐만 아니라 목재 역시 내외부의 기온차에 의하여 변형되는 단점이 있다. 그리고 목재라는 재료 상의 특징 상 습기에 취약하다는 단점도 그대로 가지게 된다.

더욱이 강화된 목재를 이용한다고 하더라도, 도어 자체의 강도 보강에는 일정한 한계가 지적된다. 즉, 목재 자체의 강도에는 한계가 있기 때문에, 상술한 바와 같은 습기의 침투 및 외력에 의한 휨의 방지 등에는 완전하게 만족스럽지 않다. 그리고 이러한 목재 만의 단점을 해결하기 위하여 금속재로 만들어지는 중간 보강재를 사용할 수 있으나, 금속재는 열전도도가 높아서 내외부의 단열에 약한 단점을 가지고 있다.

상술한 바와 같이, 목재는 기본적으로 강도가 충분하지 못한 단점, 그리고 습기에 대하여 취약한 단점, 그리고 내외부의 온도차에 의하여 휨이 발생하는 근본적인 단점이 있음을 알 수 있다. 그리고 금속재는 강도적인 측면에서는 충분하나 열전도의 면에서 취약하기 때문에 단열 기능에 일정한 한계가 있음을 알 수 있다.

본 발명은 이와 같은 각 재료의 단점을 보강할 수 있도록 구성함으로써, 실질적으로 충분한 강도를 확보함으로써, 습기 또는 내외부의 온도차에 기인하는 휨 등이 발생하는 것을 방지함과 동시에 충분한 단열 기능을 가질 수 있는 도어를 제공하는 것을 주된 목적을 한다.

그리고 도어는 그 자체가 독립적으로 사용되는 것이 아니라, 건물의 일측에 회동 가능하게 설치된다. 즉 힌지를 이용하여 도어의 일측 사이드가 건물에 회동 가능하게 지지되도록 설치되는 것이라고 할 수 있다. 이렇게 다수의 지점(예를 들면 세 개의 지점)에서 힌지를 통하여 지지되고 있는 도어는, 힌지 사이드에서는 비교적 강도가 유지될 수 있음에 비하여 외측(도어록이 설치되는 측으로 이하에서는 록 사이드라고 칭함)은 자유단이기 때문에 상대적으로 외력에 대한 강도가 취약하다고 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 힌지와의 연결관계를 고려하여, 전체적으로 가장 경제적이면서도 충분한 강도를 가질 수 있는 도어를 제공하는데 있다고 할 수 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 도어는, 내측 세로프레임과 외측 세로프레임으로 구성되는 한 쌍의 세로프레임과, 상기 세로프레임의 상하에 각각 설치되는 한 쌍의 가로프레임, 그리고 상기 가로프레임 및 세로프레임의 내면 및 외측에 설치되는 전면 쉬트 및 후면 쉬트를 포함하여 구성된다. 그리고 각각의 프레임은, 외측면을 형성하는 외부수지층과, 상기 외부수지층의 내측면에 고정되는 내부목재층을 포함하여 구성되며, 외측 세로프레임의 최내측의 내부목재층에는 금속플레이트가 내부 및 외부에 노출되지 않은 상태로 설치되는 홈이 형성되어 있으며, 전면 쉬트 및 후면 쉬트는 유리섬유가 포함된 합성수지재로 성형된다. 그리고 상기 내부목재층은 다수의 합판이 적층 접착된 LVL로 구성되고 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 외측 세로프레임의 내부목재층은, 내측 세로프레임의 내부목재층 보다 많은 수로 구성되고 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 외측 세로프레임의 내부목재층은, 가로프레임의 내부목재층 보다 많은 수로 구성되고 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 세로프레임의 내부목재층은 다수 개의 합판이 좌우방향으로 접착된 방향으로 설치되고, 가로프레임의 내부목재층은 다수 개의 합판이 상하방향으로 접착된 방향으로 설치되고 있다.

이와 같은 주제를 가지는 본 발명에 의하면 도어프레임에서 전체적인 구조적 강도를 확보하기 위한 금속 플레이트를 내측 목재층의 홈에 수납시켜서 설치함으로써, 도어의 내부 및 외부에 직접 노출하지 않도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 따라서 열전도성이 높은 금속재를 통한 열손실을 최대한 방지할 수 있음과 동시에, 온도차에 기인하는 변형도 미연에 방지할 수 있는 장점을 기대할 수 있을 것이다.

그리고 본 발명에 의하면 외측 세로프레임의 내부목재층을 내측 세로프레임의 내부목재층 보다 많게 구성함으로써, 실제 도어가 사용될 때 변형의 우려를 최소화하고 있음을 알 수 있다. 본 발명의 이와 같은 구성은 최적의 구성을 이용하는 것에 의하여 전체적으로 변형이 방지됨과 동시에, 생산 코스트의 저감 및 제조 공정에서의 생산성 향상 등을 기대할 수 있을 것이다.

또한 본 발명에 의하면 다수의 합판이 적층 접착되는 LVL의 방향을 상술한 바와 같이 설정하는 것에 의하여, 더욱 강한 강도를 부여할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 LVL의 방향을 이용함으로써 강도를 최대한 확보할 수 있는 장점도 기대된다고 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 도어의 정면 예시도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 도 1의 B-B선 단면도.
도 4는 도 1의 C-C선 단면도.
도 5은 본 발명 도어의 요부의 구성 및 조립을 보인 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 도어는, 한 쌍의 가로프레임(10)과 한 쌍의 세로프레임(20,30)가 서로 직각 상태로 결합되는 것에 의하여 도어프레임이 형성된다. 그리고 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 도어프레임의 전면 및 후면에는 각각 전면쉬트(40) 및 후면쉬트(50)이 부착되어 전체적으로 도어를 형성하게 된다.

상술한 전면쉬트(40) 및 후면쉬트(50)는 필름형상으로 형성되는 것으로, 외측에 노출되는 것임을 고려하면 습기의 침투를 막을 수 있음과 동시에 충분한 내구성을 가지는 합성수지재로 성형하는 것이 바람직하다. 그리고 전면쉬트(40)와 후면쉬트(50)는, 강도의 측면을 고려하여, 유리섬유(Glass fiber)를 혼합한 합성수지를 열간 프레스하여 필름형상으로 성형하는 것이 가장 바람직하다.

다음에는 본 발명에 의한 도어프레임의 내부 구조에 대하여 살펴보기로 한다. 도 2에 도시된 것은 도 1을 기준으로 할 때 록사이드의 세로프레임의 구조, 즉 외측 세로프레임(30)의 구조를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 외측 세로프레임(30)은, 목재로 구성되는 다수 개의 내부목재층(32)과 상기 내부 목재층(32)의 최외측에 부착되는 외부 수지층(38)을 포함하고 있다.

상기 외부 수지층(38)은 합성수지재로 성형되는 것으로, 실질적으로 외부로 노출되는 부분임을 고려하여 습기의 침투를 방지하고 내구성이 우수한 합성수지재를 사용하고 있다. 그리고 상기 외부수지층(38)의 내부에 접착되는 다수의 내부목재층(32)은 일반적인 목재로 성형하는 것도 가능하지만, 복수매의 합판이 적층되어 접착된 목재(Laminated veneer lumber:LVL)를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 이렇게 다수의 합판이 적층 접착된 목재를 이하에서는 LVL이라고 칭하기로 한다.

그리고 이와 같은 LVL을 이용하여 내부목재층(32)을 성형할 때, LVL을 구성하는 다수의 합판의 접착방향도 중요한 역할을 한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 세로프레임(20,30)에서의 내부목재층(22,32)는 도어의 전후방향이 아닌 좌우 방향으로 접착되어야 한다. 즉 세로프레임(20,30)의 경우 내부목재층(22,32)는 가로방향으로 합판이 적층되어야 한다.

그리고 가로프레임(10)의 경우 내부목재층(12)은 도 4 및 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 상하방향(또는 가로방향)으로 접착되어야 한다. 이러한 가로프레임(10) 및 세로프레임(20,30)에서 내부목재층(12,22,32)의 접착방향 또는 합판의 적층방향은 전후 방향이 되지 않도록 하고, 상하 또는 좌우(가로) 방향이 되도록 함으로써, 도어 전체의 강도를 현저하게 향상될 수 있다.

즉, 내외부의 온도차 등에 기인하는 도어의 변형은 주로 전후 방향으로 나타나기 때문에, 상술한 바와 같은 내부목재층(12,22,32)을 상술한 바와 같이 적층 및 접착함으로써, 도어를 기준으로 할 때 내외(전후) 방향에 대한 지지 강도를 충분히 높일 수 있게 되는 것이다. 그리고 상술한 내부 목재층(12,22,32) 자체가 도어프레임의 전체적인 강도를 유지할 수 있도록 구성되는 것임을 고려하면 상술한 바와 같은 LVL의 접착 또는 적층 방향은 이와 같은 도어프레임의 전체적 강도를 고려할 때 가장 바람직한 것임을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 외측 세로프레임(30)의 최내측에는 금속플레이트(36)가 설치된다. 이러한 금속플레이트(36)는 실질적으로 도어의 전체적인 강도를 보강하기 위하여 설치되는 것이라고 할 수 있다. 그리고 금속은 열전도성이 높기 때문에, 단열의 측면에서도 바람직하지 못할 뿐만 아니라 온도차에 기인하는 변형의 우려도 높은 단점이 있다.

따라서 금속플레이트(36)의 내측단부 및 외측단부가 노출되면 단열에 불리할 뿐만 아니라 온도차에 기인하는 변형에도 바람직하지 못하다. 본 발명에서는 이러한 금속플레이트(36)를 외기에 노출시키지 않도록 하기 위하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 최내측에 위치하는 내부목재층(32)의 내측면에 홈(33)을 형성하고, 상기 홈(33)에 금속플레이트(36)를 삽입하고 있다. 이러한 금속플레이트(36)는, 상술한 내부목재층(32)과 같이 세로 방향을 따라서 도어 전체 길이에 대응하도록 설치될 것이다.

이와 같은 금속플레이트(36)는 알미늄으로 성형될 수도 있고, 일반적인 스틸로 성형될 수 있을 것이다. 금속플레이트(36)를 일반적인 스틸로 성형하는 경우에는 열전도성이 알미늄 보다 낮아서 단열의 측면에서 더욱 유리한 장점을 가질 수 있을 것이고, 알미늄으로 성형하는 경우에는 경량화에 유리한 장점을 가질 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 외측 세로프레임(30)은 실질적으로 록사이드라고 할 수 있다. 즉 외측 세로프레임은 도어에서 힌지가 부착되는 반대측 외측 프레임을 형성하는 것으로, 실질적으로는 변형이 가장 많이 발생하는 부분이라고 할 수 있고, 도어록이 설치되는 부분이기도 하다. 따라서 본 발명에서는 이러한 점을 고려하여, 상술한 바와 같이 세 개의 내부목재층(32)을 구성하고 있음과 동시에 최내측의 내부목재층(32)에 홈(33)을 형성하고 그 내부에 금속 플레이트(36)를 내장시키고 있음을 알 수 있다.

다음에는 도 3을 참조하면서 내측 세로프레임(20)의 내부 구조를 살펴보기로 한다. 도시한 바와 같이 내측 세로프레임(20)도, 외측면을 형성하는 외측 수지층(28)과, 상기 외측 수지층(28)의 내측면에 위치하는 내부 목재층(22)를 구비하고 있다. 상기 외측 수지층(28) 및 내부 목재층(22) 자체의 구조 및 기능은 상술한 바와 동일하다.

이러한 내측 세로프레임(20)은 실질적으로 힌지 사이드로써, 도어를 회동 가능하게 지지할 수 있도록 힌지를 통하여 문틀에 설치되는 부분이다. 따라서 복수 개의 힌지를 통하여 문틀에 설치되기 때문에 상대적으로 외력에 의한 변형의 우려가 가장 낮은 부분이라고 할 수 있다. 이를 고려하여, 상기 내측 세로프레임(20)을 구성하는 내부 목재층(22)을 한 개로 구성함으로써, 3개의 내부 목재층(32)을 가지는 외측 세로프레임(30)에 비하여 상대적으로 작은 수의 목재층(22)을 구비하고 있다.

또한 내측 세로프레임(30)에는 금속 플레이트를 설치하지 않고 있음을 알 수 있다. 내측 세로프레임(30)을 이와 같이 상대적으로 간단한 구조를 가지도록 하는 것은, 내측 세로프레임(30)은 다수의 힌지와 연결되기 때문에 상대적으로 변형의 우려가 낮으며, 전체적인 구조를 단순화함으로써 제조 비용을 저감시킬 수 있도록 하며, 조립 공정에서의 생산성 향상 등을 고려할 것이라고 할 수 있다.

그리고 도시한 실시예에 있어서 금속 플레이트를 내측 세로프레임(30)에는 설치하고 있지 않고 있으나, 금속 플레이트를 완전히 배제하는 것은 아니고, 필요에 따라서는 상기 내측 세로 프레임(30)에도 선택적으로 또는 부분적으로 설치할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에서 내부 목재층의 내측면에 설치되는 금속 플레이트(36)는 외측 세로프레임(30)에서 최내측에 위치하는 내부 목재층(32)에 설치되는 실시예를 통하여 본 발명을 설명하고 있으나, 필요에 따라서는 다른 프레임에도 적용 가능함은 당연하다고 할 수 있다.

다음에는 도 4 및 도 5에 도시한 본 발명의 가로 프레임(10)에 대하여 살펴보기로 한다. 본 발명의 가로프레임(10)은 도 4 및 도 5에 각각 상부의 가로프레임 및 하부의 가로프레임에 적용되고 있으나, 그 실질적인 구조는 동일한 것이어서 동일한 도면 부호를 부여하면서 도 4 및 도 5를 통하여 같이 설명하기로 한다.

본 발명의 가로프레임(10)은 도시한 바와 같이, 가장 외측에 설치되는 외부수지층(18)과 상기 외부수지층(18)의 내측에 설치되는 내부목재층(12)를 포함하고 있다. 외부수지층(18)은 상술한 바와 같이 침기의 침투를 방지하기 위하여 설치되는 것이고, 내부목재층(12)의 설치 이유도 상술한 바와 같다. 그리고 본 발명에 있어서의 도어프레임에서 가로 프레임(10)은 세로 프레임에 비하여 실질적으로 그 길이가 짧기 때문에 변형의 우려도 세로 프레임에 비하여 상대적으로 작다고 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 상기 가로프레임(10)의 내부목재층(12)도 외측 세로프레임(30)의 내부목재층(32)에 비하여 작은 수로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 의한 금속플레이트(36)는, 도시한 실시예에 있어서는 외측 세로프레임(30)의 최내측에 설치하고 있는 것으로 도시되고 설명되었으나, 상술한 금속플레이트(36)는 가로프레임 또는 세로프레임 중에서 어떠한 부분에도 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의한 금속플레이트(36)를 적용하는 경우에는, 상술한 바와 같이 내부목재층에 홈을 형성하고 그 내부에 금속 플레이트(36)를 삽입하여 설치하는 것에 의하여, 열전도성이 높은 금속플레이트가 외기에 노출되는 것을 방지할 수 있어야 할 것임도 당연하다.

상술한 바와 같은 가로프레임(10) 및 세로프레임(20,30)을 조립하여 사각형의 도어프레임을 형성할 때, 상술한 외부수지층(18,28,38)이 도어프레임 전체의 최외측에 위치하도록 설치되어야 한 것임은 당연하다. 또는 도 1에 도시한 실시예를 참조하여 살펴보면, 가로프레임(10) 및 세로프레임(20,30)이 서로 직각으로 만나는 부분에서는, 내부목재층은 내부목재층끼리 서로 직각으로 만날 수 있도록 접착 또는 고정하고, 외부수지층은 외부수지층끼리 서로 직각으로 만나서 접촉할 수 있도록 접착되거나 고정되는 것이 바람직하다.

즉, 예를 들면 상부의 가로프레임(10)과 외측 세로프레임(30)이 서로 만나는 외측 모서리를 살펴보면, 가로프레임(10)의 내부목재층(12)은 세로프레임(30)의 내부목재측(32)과 서로 접촉하여 고정될 수 있도록 한다. 그리고 가로프레임(10)의 외부수지층(18)은 가로프레임(30)의 외부수지층(38)과 서로 접촉되면서 고정될 수 있도록 구성하는 것이다.

이를 다시 부연 설명하면, 가로프레임(10)의 내부목재층(12)은, 가로프레임(20,30)의 내부목재층(22,32) 사이에 위치되면서 고정되고, 가로프레임(10)의 외부수지층(18)은 세로프레임(20,30)의 외부수지층(28,38) 사이에서 접착 등으로 고정될 수 있도록 구성하는 것이라고 할 수 있다.

그리고 상술한 바와 같이 도어의 외측을 형성하는 가로프레임(10) 및 한 쌍의 세로프레임(20,30)의 내부는 실질적으로 비어있는 공간을 형성하게 된다. 즉, 전면쉬트 및 후면쉬트(40,50) 사이에서, 상기 가로 및 세로프레임 사이에는 빈 공간이 형성되는데, 이러한 프레임 내부에는 발포액이 충진되어 단열발포층(60)이 형성된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 도어프레임에서 전체적인 구조적 강도를 확보하기 위한 금속 플레이트를 도어의 내부 및 외부에 직접 노출하지 않도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 그리고 이와 같은 구성에 의하면 도어에도 충분한 단열 기능을 부여할 수 있을 것임을 알 수 있다. 그리고 본 발명에 의하면 외측 세로프레임의 내부목재층을 내측 세로프레임의 내부목재층 보다 많게 구성함으로써, 실제 도어가 사용될 때 변형의 우려를 최소화하고 있음을 알 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 다수의 합판이 적층 접착되는 LVL의 방향을 상술한 바와 같이 설정하는 것에 의하여, 더욱 강한 강도를 부여할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 함은 자명한 것이라고 할 수 있다.

10 ..... 세로프레임
12, 22, 32 ..... 내부목재층
18, 28, 38 ..... 외부수지층
20 ..... 내부 세로프레임
30 ..... 외부 세로프레임
40 ..... 전면쉬트
50 ..... 후면쉬트
60 .... 단열발포층

Claims (4)

1. 내측 세로프레임과 외측 세로프레임으로 구성되는 한 쌍의 세로프레임과, 상기 세로프레임의 상하에 각각 설치되는 한 쌍의 가로프레임, 그리고 상기 가로프레임 및 세로프레임의 내면 및 외측에 설치되는 전면 쉬트 및 후면 쉬트를 포함하고;
   상기 각각의 프레임은, 외측면을 형성하는 외부수지층과, 상기 외부수지층의 내측면에 고정되는 내부목재층을 포함하여 구성되고;
   외측 세로프레임의 최내측의 내부목재층에는, 금속플레이트가 내부 및 외부에 노출되지 않은 상태로 설치되는 홈이 형성되며;
   상기 전면 쉬트 및 후면 쉬트는 유리섬유가 포함된 합성수지재로 성형되며;
   상기 내부목재층은 다수의 합판이 적층 접착된 LVL로 구성되는 것을 특징으로 하는 도어
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외측 세로프레임의 내부목재층은, 내측 세로프레임의 내부목재층 보다 많은 수로 구성되는 도어.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외측 세로프레임의 내부목재층은, 가로프레임의 내부목재층 보다 많은 수로 구성되는 도어.
   
4. 제 3 항에 있어서, 세로프레임의 내부목재층은 다수 개의 합판이 좌우방향으로 접착된 방향으로 설치되고, 가로프레임의 내부목재층은 다수 개의 합판이 상하방향으로 접착된 방향으로 설치되는 도어.
   
   

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