KR20160118453A - 도어 힌지 장치 - Google Patents

Abstract

도어 힌지 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 도어 힌지 장치는 내부에 수용 공간을 갖는 힌지 하우징과, 도어와 결합하며 도어의 개폐 동작에 따라 힌지 하우징의 일단에 회전 가능하게 마련되는 캠부재와, 힌지 하우징 내부 수용 공간에 마련되며 캠부재에 의해 직선 왕복 이동하는 슬라이더와, 힌지 하우징의 타단에 결합하여 슬라이더가 힌지 하우징을 빠져 나가지 못하도록 하는 하우징 커버와, 슬라이더와 하우징 커버 사이에 개재되는 탄성부재를 포함한다.

Description

도어 힌지 장치{Door Hinge Device}

본 발명은 도어 힌지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도어의 개폐 동작이 안정적이고 유연하게 이루어지도록 하는 도어 힌지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁조에 세탁물과 세탁수, 그리고 적당한 양의 세제를 넣고 기계적인 물살에 의한 충격을 세탁물에 주어 일련의 세탁 및 헹굼, 탈수 등을 자동으로 수행하는 장치이다.

통상 세탁기는 상부가 개구된 하우징과, 개구된 하우징에 힌지 고정되는 도어와, 하우징의 내부에 설치되며 세탁물의 세탁이 이루어지는 세탁조를 구비한다. 세탁기에 설치되는 도어는 세탁조에 세탁물을 넣고 꺼낼 때 힌지축을 중심으로 회전하면서 하우징의 개구된 상부를 상하로 개폐하는 상향식 여닫이 방식이 주로 사용된다.

한국 공개특허 제2009-0113975호(2009. 11. 03.) 상기 문헌은 도어 힌지에 관한 것으로, 내부에 마련되는 토션스프링의 비틀림력을 이용하여 도어가 급격하게 폐쇄되지 않도록 하는 것이다. 하지만, 이러한 방식은 도어의 힌지축에 힌지 장치가 나란하게 마련되어 도어와 같이 회전하기 때문에 부피가 크고 외관이 미려하지 않다.

본 발명의 실시 예에 따른 도어 힌지 장치는 도어의 개폐 동작이 유연하게 이루어질 수 있도록 하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 수용 공간을 갖는 힌지 하우징과, 도어와 결합하며 도어의 개폐 동작에 따라 힌지 하우징의 일단에 회전 가능하게 마련되는 캠부재와, 힌지 하우징 내부 수용 공간에 마련되며 캠부재에 의해 직선 왕복 이동하는 슬라이더와, 힌지 하우징의 타단에 결합하여 슬라이더가 힌지 하우징을 빠져 나가지 못하도록 하는 하우징 커버와, 슬라이더와 하우징 커버 사이에 개재되는 탄성부재를 포함하는 도어 힌지 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 캠부재는 도어와 결합하여 회전하는 캠부와, 상기 슬라이더와 접촉하여 슬라이더를 직선 왕복 이동시키는 스트로크부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스트로크부는 동일한 곡률을 갖는 라운드 형상으로 마련될 수 있다.

또한, 상기 스트로크부는 동일한 곡률로 라운딩 형성되는 등속구간과, 등속구간보다 라운딩 형성되는 곡률이 크게 마련되는 감속구간을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄성부재의 양단을 지지하도록 상기 슬라이더는 가이드부를 포함하고 상기 하우징 커버는 안내부를 더 포함하며, 상기 안내부는 댐핑부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 댐핑부는 안내부에 연장 마련되어 도어의 닫힘 동작 시 상기 가이드부 내부에 삽입될 수 있도록 마련되며, 내부에 중공 형태로 마련되는 밸브 챔버와 에어 챔버를 구비하되 밸브 챔버와 에어 챔버는 에어홀을 통해 연통되어 있고, 상기 밸브 챔버는 내부에 일정 구간을 이동할 수 있도록 마련되는 밸브 디스크와, 밸브 디스크가 수용된 밸브 챔버의 입구에 마련되어 밸브 챔버를 폐쇄하는 밸브 캡을 포함할 수 있다.

또한, 상기 밸브 디스크와 밸브 캡은 상기 밸브 챔버와 에어 챔버에 외부 공기가 유입 및 유출될 수 있도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 밸브 디스크는 도어 닫힘 동작 중에는 상기 에어홀을 폐쇄하는 방향으로 이동하고, 도어 열림 동작 중에는 상기 에어홀을 개방하는 방향으로 이동할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 도어 힌지 장치는 도어와 결합하여 회동하는 캠부재와 캠부재의 회동을 직선 운동으로 변환하는 슬라이더와 슬라이더가 탄성적으로 동작하도록 지지하는 탄성부재를 이용하여 도어를 탄성 지지하도록 함으로써 도어가 부드럽고 유연하게 개폐 동작할 수 있도록 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 도어 힌지 장치는 캠부재에 마련되는 스트로크부를 등속구간과 저속구간으로 마련하여 사점 이후 도어의 자중에 의한 급격한 도어 닫힘을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 도어 힌지 장치는 슬라이더와 하우징 커버 사이에 댐핑부를 마련하여 사점 이후 도어의 자중에 의한 급격한 도어 닫힘을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 도어 힌지 장치가 설치된 세탁기의 상부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도어 힌지 장치를 분해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도어 힌지 장치가 도어가 열림 상태일 때를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도어 힌지 장치가 도어가 닫힘 상태일 때의 내부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도어 힌지 장치의 캠부재를 확대 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도어 힌지 장치를 분해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도어 힌지 장치가 도어가 닫힘 동작일 때를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도어 힌지 장치가 도어가 열림 동작 상태일 때를 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도어 힌지 장치가 설치된 일례로 세탁기를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 실시 예에 따른 도어 힌지 장치는 세탁조가 수직으로 지지된 상태에서 하부에 장착된 모터에 의해 수평 방향으로 회전하는 타입의 세탁기 상부를 개폐하는데 사용되는 도어 힌지 장치이다.

도면을 참조하면, 세탁기(1)는 상부에 개구부를 구비하는 도어 프레임(2)과, 도어 프레임(2)의 개구부에 개폐 가능하도록 마련되는 도어(3)와, 도어의 개폐 동작을 보조하기 위해 도어 프레임(2) 내부에 설치되는 도어 힌지 장치(100)를 포함한다. 도어의 적어도 일측에 설치되는 도어 힌지 장치(100)의 의해 도어(3)는 수평 상태에서 수직 상태로 회동하여 개구부를 개방하고 수직 상태에서 수평 상태로 회동하여 개구부를 폐쇄한다. 이러한 도어(3)의 개폐 동작은 도어 힌지 장치(100) 내부에 마련되는 탄성부재에 의해 유연하게 이루어진다.

도 2는 본 실시 예에 따른 도어 힌지 장치(100)를 분해 도시한 사시도이며, 도 3 및 도 4는 도어 힌지 장치의 동작 상태에 따른 도 1의 단면도이다.

도면들을 참조하면, 본 실시 예의 도어 힌지 장치(100)는 힌지 하우징(110)과, 힌지 하우징 내부에 회전 가능하게 마련되는 캠부재(120)와, 캠부재(120)에 의해 힌지 하우징(110) 내부에서 슬라이딩 직선 이동하는 슬라이더(130)와, 힌지 하우징(110)에 결합하는 하우징 커버(140)와, 힌지 하우징(110) 내부에서 슬라이더(130)와 하우징 커버(140) 사이에 개재되는 탄성부재(150)를 포함한다.

힌지 하우징(110)은 긴 박스 형태로 마련되며, 캠부재(120)가 수용되는 캠 하우징(112)과 슬라이더(130)가 수용되는 슬라이더 하우징(114)을 포함한다.

캠 하우징(112)은 소정 구간을 회동하는 캠부재(120)를 수용할 수 있도록 부채꼴 형태로 마련되며 그 중심측에 캠홀(113)을 구비한다. 캠부재(120)는 캠홀(113) 및 캠홀(113)과 대칭되는 위치에 캠공(115)을 갖는 캠하우징 커버(116)에 의해 양측이 회전 가능하게 지지된 상태로 캠 하우징(112)에 설치된다.

슬라이더 하우징(114)은 슬라이더(130)가 내부에 수용되어 길이방향으로 왕복 이동할 수 있도록 슬라이더보다 긴 장방형의 내부 공간을 가진다. 슬라이더 하우징(114)의 일측은 캠 하우징(112)과 연결되며, 타측은 조립 시 슬라이더(130)를 삽입할 수 있도록 개구 형태로 마련된다. 슬라이더 하우징(114)의 개구에는 추구 하우징 커버(140)가 결합된다. 슬라이더 하우징(114)의 상부에는 도어 프레임(2)에 도어 힌지 장치(100)를 경사지게 설치하기 위한 다수의 볼팅공(117)이 소정 간격으로 이격 마련될 수 있다.

캠부재(120)는 일단에 캠홀(113) 및 캠공(115)에 양측이 회전 가능하게 지지되는 캠부(122)를 구비하며, 타단에 슬라이더(130)와 접촉하는 스트로크부(124)를 구비한다.

캠부(122)는 내부에 중공 형태의 도어결합홈(123)을 구비하며, 이 도어결합홈(123)은 결합되는 도어(3)가 독자적으로 회전되지 못하도록 타원형이나 다각형 등의 키홈 형태로 마련된다.

스트로크부(124)는 슬라이더(130)와 접촉하는 외측면이 볼록한 라운드 형태로 마련되어 회동하는 캠부재(120)에 대해 슬라이더(130)가 슬라이더 하우징(114) 내부를 부드럽게 직선 이동하도록 한다. 스트로크부(124)의 내측면은 캠 하우징(112)의 나사가이드(113a)에 접촉될 수 있어 오목하게 라운드되도록 마련될 수 있다.

또한, 스트로크부(124)는 후술하겠지만 외측면에 형성되는 라운드 형태의 곡률을 적절히 구획 배치하여 캠부재(120)의 회동에 따른 슬라이더(130)의 이동 구간을 조정할 수 있다.

슬라이더(130)는 슬라이더 하우징(114) 내부에서 길이방향을 따라 직선 슬라이딩 가능하도록 마련된다. 슬라이더(130)는 사각형의 몸통부(131)를 중심으로 일단에는 캠부재(120)의 스트로크부(124)에 접촉하는 로드부(133)를 구비하고, 타단에는 하우징 커버(140)와 대향하는 가이드부(135)를 포함한다. 로드부(133)와 몸통부(131) 사이에는 단차가 마련되며, 이 단차에 의해 슬라이더(130)의 몸통부(131)는 캠 하우징(112)으로의 진입이 제한될 수 있다. 가이드부(135)는 원통형으로 마련되어 후술할 탄성부재(50)가 끼워질 수 있다.

하우징 커버(140)는 조립 시 슬라이더 하우징(114) 내부에 슬라이더(130)와 탄성부재(150)를 삽입한 후 그 끝단인 개구를 폐쇄하기 위한 것으로, 슬라이더 하우징(114)의 개구에 대응하는 사각형 형태의 몸체부(141)와, 슬라이더(130)의 가이드부(135)에 대향하는 원통형의 안내부(145)를 포함한다. 몸체부(141)는 슬라이더 하우징(114)의 끝단 측에 마련되는 걸림홈(118)에 장착될 수 있도록 걸림돌기(148)를 구비하여 강제 압입 방식 등을 통해 고정될 수 있다.

탄성부재(150)는 캠부재(120)에 의해 직선 슬라이딩 진퇴하는 슬라이더(130)가 탄성적으로 동작될 수 있도록 슬라이더 하우징(114) 내부에 마련되며 일례로 코일 스프링을 채용할 수 있다. 코일 스프링은 양단이 각각 원통형으로 마련되는 슬라이더(130)의 가이드부(135)와 하우징 커버(140)의 안내부(145)에 끼워진다. 가이드부(135)와 안내부(145)는 도어 힌지 장치에 요구되는 슬라이더(130)의 이동거리에 따라 적정하게 간격이 마련되지만, 적어도 두 부재(135,145)간 최단거리인 도어 닫힘 시 서로 접촉하지 않도록 배치되는 것이 바람직하다.

그러면, 상기와 같이 마련되는 도어 힌지 장치(100)의 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도어가 열림 상태일 때의 도어 힌지 장치(100)의 내부를 도시한 단면도이다. 도시한 바와 같이, 도어가 개방되어 있을 때 캠부재(120)는 도어결합홈(123)에 결합된 도어(3)에 의해 도면의 좌측 방향으로 회동되며, 이때 슬라이더(130)는 탄성부재(150)의 탄성복원력을 이용하여 캠부재(120)를 힌지 하우징(110) 내부에서 캠 하우징(112)의 좌측에 최대한 근접하도록 가압한다.

도 4는 도어가 닫힘 상태일 때의 도어 힌지 장치(100)의 내부를 도시한 단면도이다. 도시한 바와 같이, 도어가 닫혀 있을 때 캠부재(120)는 도어결합홈(123)에 결합된 도어(3)에 의해 도면의 우측 방향으로 회동되며, 이때 슬라이더(130)는 캠부재(120)에 의해 가압되면서 슬라이더 하우징(114) 내부에서 하우징 커버(140)에 최대한 근접하도록 위치하여 탄성부재(150)를 압축한다.

즉, 본 실시 예의 도어 힌지 장치(100)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 도어(3)가 회동하여 개폐 동작하면 캠부재(120)가 회전하고, 이를 캠부재(120)가 회전운동을 직선운동으로 변환하여 슬라이더(130)를 밀게 되며, 이때 슬라이더(130)의 직선 슬라이딩 운동은 탄성부재(150)에 의해 탄성적으로 이루어지면서 도어(3)의 개폐 동작이 유연하게 이루어지도록 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도어 힌지 장치의 스트로크부를 확대 도시한 도면이다.

설명에 앞서, 먼저 상기 일 실시 예와 같이 스트로크부(124) 전체를 동일한 곡률을 갖도록 라운딩하면, 도어 닫힘 동작 시 일정 구간(탄성부재의 탄성력에 의해 도어의 개폐가 유연하게 지지되는 구간으로 수평으로부터 약 15~20도 정도; 사점)을 지나면, 도어(3)는 탄성부재(150)의 탄성력보다 도어의 자중이 커지면서 빠른 속도로 닫히게 된다.

이를 방지하게 위해, 본 실시 예에 따른 도어 힌지 장치(100')의 스트로크부(124)는 도 5에 도시한 바와 같이 전체 구간을 등속구간(L1)과 저속구간(L2)으로 구분 마련하여, 등속구간(L1)에서는 일 실시 예와 마찬 가지로 라운드 곡률을 동일하게 하고, 저속구간(L2)에서는 등속구간(L1)보다 라운드 곡률을 크게 하여 전체 스트로크부(124)를 형성할 수 있다. 그러면, 저속구간(L2)에서는 캠부재(120)로 인해 이동하는 슬라이더(130)의 직선 이동 거리가 등속구간(L1)일 때의 직선 이동 거리보다 상대적으로 길어지게 되면서 탄성부재(150)에 가해지는 힘이 증가하게 되므로, 이를 통해 도어(3)의 닫힘 속도를 완만하게 줄일 수 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도어 힌지 장치를 도시한 도면이다. 본 실시 예(100")는 상기 실시 예(100,100')들과 다른 점을 중심으로 설명하며, 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 것이므로 상세한 설명을 생략한다.

본 실시 예에 따른 도어 힌지 장치(100")는 상기 다른 실시 예에서 설명한 스트로크부(124)의 저속구간에 상응하는 것으로 댐핑부(160)를 포함한다. 예컨대, 등속구간에서는 다른 실시 예들과 동일하게 캠부재(120)에 의해 슬라이더(130)가 정상 스트로크 동작하지만, 저속구간에서는 댐핑부(160)가 도어의 닫힘 동작 시 도어(3)가 일정 구간 후 자중에 의해 닫힘 속도가 증가되는 것을 저감시킨다.

댐핑부(160)는 하우징 커버(140)의 안내부(145)에 길이방향으로 연장 마련되며, 닫힘 동작 시 슬라이더(130)의 가이드부(135) 내부에 삽입될 수 있도록 마련된다. 또한, 댐핑부(160)는 내부에 중공 형태로 마련되는 밸브 챔버(161)와 에어 챔버(163)를 구비하며, 밸브 챔버(161)와 에어 챔버(163)는 소직경의 에어홀(162)을 통해 연통되어 있다. 밸브 챔버(161)는 캠부재(120) 측을 향해 개구되어 있으며, 에어 챔버(163)는 하우징 커버(140) 측을 향해 개구되어 있어 전체적으로 하우징 커버(140)의 내부에는 에어가 통과할 수 있도록 관통되어 있다.

밸브 챔버(161)는 내부에 일정 구간을 이동할 수 있도록 마련되는 밸브 디스크(165)와, 밸브 디스크(165)가 수용된 밸브 챔버(161)의 입구에 마련되어 밸브 챔버(161)를 폐쇄하는 밸브 캡(167)을 포함한다. 밸브 디스크(165)와 밸브 캡(167)은 횡단면 형태로 보면 외주에 요철이 형성되어 있어서, 외부 에어가 용이하게 유입 및 유출될 수 있도록 되어 있다.

도 7은 열린 상태에서 닫힘 동작 중에 있는 도어 (3) 및 도어 힌지 장치(100")를 도시한 것으로, 일정 구간(사점)을 지나 도어(3)가 자중에 의해 하강 회동하면 슬라이더(130)의 가이드부(135) 내부로 하우징 커버(140)의 댐핑부(160)가 삽입되며 이때, 가이드부(135)와 안내부(145) 사이의 내부 공간 압축으로 인해 밸브 디스크(165)는 에어홀(162)을 폐쇄하는 방향(도면에서 우측)으로 이동한다. 즉, 밸브 챔버(161) 내부의 에어가 압축되면서 슬라이더(130)의 이동이 지연되어 자중에 의한 도어(3)의 닫히는 힘은 감소된다.

도 8은 닫힘 상태에서 개방 동작 중에 있는 도어(3) 및 도어 힌지 장치(100")를 도시한 것으로, 도어(3)가 개방을 위해 상승 회동하면 중첩되어 있는 슬라이더(130)의 가이드부(135)와 하우징 커버(140)의 댐핑부(160) 사이의 공간이 확장되며, 이로 인해 밸브 디스크(165)가 에어홀(162)을 개방하는 방향(도면에서 좌측)으로 이동한다. 즉, 밸브 챔버(161) 내부로 에어가 신속하게 유입되면서 댐핑부(160)가 무부하 상태가 되므로, 도어(3)는 탄성부재(150)의 탄성력에 의해 유연하게 개방 동작된다.

이상 상기 실시 예에서는 도어 힌지 장치가 설치되는 전자기기의 일례로 세탁기를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상향식 도어를 채용하고 있는 김치 냉장고, 노트북 등의 다른 전자기기에도 적절한 변형 및 수정을 통해 채용될 수 있다.

1..세탁기 2..도어프레임
3..도어 100,100',100..도어 힌지 장치
110..힌지 하우징 120..캠부재
122..캠부 124..스트로크부
130..슬라이더 135..가이드부
140..하우징 커버 145..안내부
150..탄성부재 160..댐핑부
161..밸브 챔버 163..에어 챔버
162..에어홀 165..밸브 디스크
167..밸브 캡
L1..등속구간 L2..저속구간

Claims (8)

1. 내부에 수용 공간을 갖는 힌지 하우징과,
   도어와 결합하며, 도어의 개폐 동작에 따라 상기 힌지 하우징의 일단에 회전 가능하게 마련되는 캠부재와,
   상기 힌지 하우징 내부 수용 공간에 마련되며 상기 캠부재에 의해 직선 왕복 이동하는 슬라이더와,
   상기 힌지 하우징의 타단에 결합하여 상기 슬라이더가 힌지 하우징을 빠져 나가지 못하도록 하는 하우징 커버와,
   상기 슬라이더와 하우징 커버 사이에 개재되는 탄성부재를 포함하는 도어 힌지 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 캠부재는 도어와 결합하여 회전하는 캠부와, 상기 슬라이더와 접촉하여 슬라이더를 직선 왕복 이동시키는 스트로크부를 포함하는 도어 힌지 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스트로크부는 동일한 곡률을 갖는 라운드 형상으로 마련되는 도어 힌지 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 스트로크부는 동일한 곡률로 라운딩 형성되는 등속구간과, 등속구간보다 라운딩 형성되는 곡률이 크게 마련되는 감속구간을 포함하는 도어 힌지 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 탄성부재의 양단을 지지하도록 상기 슬라이더는 가이드부를 포함하고 상기 하우징 커버는 안내부를 더 포함하며,
   상기 안내부는 댐핑부를 더 포함하는 도어 힌지 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 댐핑부는 안내부에 연장 마련되어 도어의 닫힘 동작 시 상기 가이드부 내부에 삽입될 수 있도록 마련되며, 내부에 중공 형태로 마련되는 밸브 챔버와 에어 챔버를 구비하되 밸브 챔버와 에어 챔버는 에어홀을 통해 연통되어 있고,
   상기 밸브 챔버는 내부에 일정 구간을 이동할 수 있도록 마련되는 밸브 디스크와, 밸브 디스크가 수용된 밸브 챔버의 입구에 마련되어 밸브 챔버를 폐쇄하는 밸브 캡을 포함하는 도어 힌지 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 밸브 디스크와 밸브 캡은 상기 밸브 챔버와 에어 챔버에 외부 공기가 유입 및 유출될 수 있도록 마련되는 도어 힌지 장치.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
   상기 밸브 디스크는 도어 닫힘 동작 중에는 상기 에어홀을 폐쇄하는 방향으로 이동하고, 도어 열림 동작 중에는 상기 에어홀을 개방하는 방향으로 이동하는 도어 힌지 장치.

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