KR20170015630A - 한방향 회전 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어가 어느 한 방향으로 회전 할 때 다른 한 방향으로 회전할 때보다 큰 저항력을 제공하는 한방향 회전 댐퍼를 위하여, 유체를 수용할 수 있는 하우징, 길게 연장되며 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되며 그 길이 방향을 따라 형성된 홈을 포함하는 샤프트, 상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 구비되어 상기 유체가 순환되는 것을 방지하는 스토퍼 그리고 상기 샤프트와 상기 하우징 사이에 위치하여 상기 하우징의 내부 공간을 두 부분으로 나누며, 상기 샤프트가 회전함에 따라 흔들리도록 상기 홈에 삽입되며, 두 부분으로 나뉜 상기 하우징의 내부 공간을 연결할 수 있으며 일단이 상기 홈의 외측에 형성되며 타단이 상기 홈의 내측에 형성되는 유로 홀을 포함하는 날개 블록을 포함하는 한방향 회전 댐퍼를 제공한다.

Description

한방향 회전 댐퍼{One way rotation damper}

본 발명은 댐퍼에 관한 것으로서, 더 상세하게는 한방향 회전 댐퍼에 관한 것이다.

여닫이 형태의 도어는 경첩을 통하여 창문틀에 도어가 고정되어진다. 그리고 인공적인 힘에 의하여 도어를 열거나 닫으며, 열고 닫는 동작이 원활하기 위한 구조물로 경첩이 사용되어 지고 있다.

또한 냉장고, 고층형 아파트의 도어 와 창문, 사무실의 도어나 창문 등의 개폐시 갑작스러운 개방이나 폐쇄동작으로 심한 충격을 창문틀이나 냉장고, 도어프레임등에 가하게 한다. 특히 아파트가 고층화하면서 고층과 고층의 건물에 의한 대기순환이 차단되면서 일종의 굴뚝효과와 같은 현상으로 급속한 상승기류와 와류가 실내로 유입되면서 창문이나 도어가 심하게 닫히게 된다.

냉장고나 김치냉장고와 같은 경우에도 대형화가 이루어지면서 도어의 크기가 커지고, 결국 이것을 여닫으면서 자체 중량으로 심한 충격을 주고 있다.

또한 고층형태의 사무실에서도 창문이 받는 심한 외부의 풍압으로 갑작스럽게 창문이 닫히거나 열리는 현상으로 심한 경우 유리가 파손되거나 창틀의 왜곡이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 도어가 어느 한 방향으로 회전 할 때 다른 한 방향으로 회전할 때보다 큰 저항력을 제공하며, 자력을 이용하여 댐핑력을 조절할 수 있는 한방향 회전 댐퍼를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 유체를 수용할 수 있는 하우징, 길게 연장되며 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되며 그 길이 방향을 따라 형성된 홈을 포함하는 샤프트, 상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 구비되어 상기 유체가 순환되는 것을 방지하는 스토퍼 그리고 상기 샤프트와 상기 하우징 사이에 위치하여 상기 하우징의 내부 공간을 두 부분으로 나누며, 상기 샤프트가 회전함에 따라 흔들리도록 상기 홈에 삽입되며, 두 부분으로 나뉜 상기 하우징의 내부 공간을 연결할 수 있으며 일단이 상기 홈의 외측에 형성되며 타단이 상기 홈의 내측에 형성되는 유로 홀을 포함하는 날개 블록을 포함하는 한방향 회전 댐퍼가 제공된다.

상기 홈은 입구의 폭과 내부의 폭이 동일하거나, 입구의 폭이 내부의 폭보다 클 수 있다.

상기 샤프트의 내부에 구비되는 자성체를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징은 자기장의 세기에 따라 그 점성이 변하는 유체를 수용할 수 있다.

상기 샤프트는 내부에 길이방향을 따라 연장되고 자성체가 구비되는 중공부를 포함할 수 있다.

상기 자성체의 개수는 조절가능할 수 있다.

상기 샤프트는 자성체로 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도어가 어느 한 방향으로 회전 할 때 다른 한 방향으로 회전할 때보다 큰 저항력을 제공할 수 있는 한방향 회전 댐퍼를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방향 힌지 댐퍼를 개략적으로 도시한 시시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방향 힌지 댐퍼를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방향 힌지 댐퍼의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방향 힌지 댐퍼의 적용예이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방향 회전 댐퍼를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방향 회전 댐퍼를 개략적으로 도시한 분해사시도이다. 그리고 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방향 회전 댐퍼의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따른 한방향 회전 댐퍼는 하우징(40), 샤프트(50), 스토퍼(41), 날개 블록(10)을 포함할 수 있다.

하우징(40)은 한방향 회전 댐퍼의 전체적인 외형을 이루며, 내부에 중공부를 가진 원통형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(40)은 양단부 중 어느 한 부분만 개방된 원통형의 케이스와, 케이스의 개방된 부분에 결합되는 덮개를 포함할 수 있다. 그리고 하우징(40)은 내부에 원기둥형의 중공부를 가질 수 있다. 물론 하우징(40)의 외형을 이에 한정하는 것은 아니며, 하우징(40)은 필요에 따라 다각형으로 형성될 수도 있다.

그리고 하우징(40)은 내부에 유체를 수용할 수 있다. 여기서 유체는 하우징(40)의 내부 공간의 대부분을 채울 수 있다. 유체는 자기장에 의해 점성이 변하는 유체일 수 있다. 구체적으로 유체는 적어도 일부가 자기유변유체(MR: Magnetorheological Fluid)유체일 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 후술하는 자성체가 전자석인 경우 유체는 전기유변유체(ER: Electrorheological)유체일 수도 있다.

샤프트(50)는 하우징(40)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(50)는 원통형 하우징(40)의 중심에 회전가능하게 결합될 수 있다. 이때, 샤프트(50)의 중심축과 하우징(40)의 중심축이 대략 일치할 수 있다. 또한, 샤프트(50)는 경첩(1)과 결합하기 위하여 하우징(40)의 외부로 돌출되도록 연장될 수 있다.

그리고 샤프트(50)는 그 길이방향을 따라 형성된 홈(51)을 포함할 수 있다. 여기서 홈(51)은 하우징(40) 내부에 위치하도록 샤프트(50)에 형성될 수 있다. 이때, 홈(51)은 입구의 폭이 내부의 폭과 동일할 수 있다. 구체적으로 홈(51)은 샤프트(50)에 길게 형성되며 직육면체로 형성된다. 또는, 홈(51)은 입구의 폭이 내부의 폭보다 클 수 있다. 예를 들어, 홈(51)은 샤프트(40)에 수직한 단면이 평행사변형일 수 있다. 이때, 평행사변형은 어느 한 변이 기울어진 평행사변형일 수 있다.

스토퍼(41)는 하우징(40)과 샤프트(50) 사이에 구비되어 유체가 순환되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로 스토퍼(41)는 하우징(40)의 내벽에서 샤프트(50)까지 구비될 수 있다. 보다 상세히 스토퍼(41)는 하우징(40)의 내벽에 설치되거나, 하우징(40)과 일체로 이루어질 수 있다. 즉, 스토퍼(41)는 회전되지 않을 수 있다.

따라서 스토퍼(41)는 유체가 샤프트(50)를 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 순환되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 스토퍼(41)는 플레이트 형상이거나, 도시된 바와 같이 삼각기둥 블록형상일 수도 있다. 물론 스토퍼(41)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니다.

날개 블록(10)은 샤프트(50)과 하우징(40) 사이에 위치하며, 샤프트(50)의 홈(51)에 삽입될 수 있다. 이때, 날개 블록(10)은 샤프트(50)가 회전함에 따라 샤프트(50)의 홈(51)에 흔들리도록 삽입될 수 있다.

보다 구체적으로 날개 블록(10)의 폭은 홈(51)의 폭보다 작을 수 있다. 이로 인해, 날개 블록(10)이 홈(51)에 삽입되었을 때, 날개 블록(10)과 홈(51) 사이에 유격이 존재하게 되고, 날개 블록(10)은 홈(51) 내에서 시계방향 및 시계 반대방향으로 흔들릴 수 있다.

그리고 날개 블록(10)은 하우징(40) 내의 공간을 두 부분(42, 43)으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 날개 블록(10)은 대략 사각 플레이트 형상으로 샤프트(50)의 방사 방향과 대략 평행하고 상호 반대편에 위치한 제1면(11)과 제2면(12)을 포함한다. 그리고 날개 블록(10)의 일단은 홈(51)의 내벽에 인접하며, 타단은 하우징(40)의 내벽에 인접할 수 있다. 또한, 날개 블록(10)의 ㅁz방향의 단부는 하우징(40)의 내벽에 인접할 수 있다. 즉 유체가 날개 블록(10)과 하우징(40) 사이를 유동하기 어렵도록, 날개 블록(10)은 하우징(40)에 인접할 수 있다.

한편, 날개 블록(10)은 두 부분으로 나뉜 하우징(50)의 내부 공간을 연결하는 유로 홀(20)을 포함할 수 있다. 이때, 유로 홀(20)은 날개 블록(10)을 관통하여 형성되어, 날개 블록(10)에 의해 분리된 유체는 유로 홀(20)을 통해 두 부분으로 나뉜 하우징(40)의 내부 공간(42, 43))을 유동할 수 있다.

구체적으로 유로 홀(20)의 일단은 홈(51)의 외측에 위치하고, 타단은 홈(51)의 내측에 위치할 수 있다. 즉, 유로 홀(20)은 대략 비스듬하게 형성될 수 있다. 그리고 유로 홀(20)은 복수로 이루어져 샤프트의 길이 방향을 따라 병렬로 나란히 형성될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 유로 홀(20)은 제1면(11)에 형성되고 홈(51)의 내측에 위치한 제1홀(21)과, 제2면(12)에 형성되고 홈(51)의 외측에 위치한 제2홀(22)과, 제1홀(21)과 제2홀(22)을 연결하는 유로(23)를 포함한다. 이때, 유로 홀(20)을 통과하는 유량은 유로 홀(20)의 개수에 따라 조절될 수 있다. 따라서 유로 홀(20)의 개수를 조절하여, 댐퍼의 성능을 조절할 수 있다.

물론 이에 한정하는 것은 아니며, 유로 홀(20)은 슬롯으로, 샤프트의 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 한방향 회전 댐퍼는 전술한 실시예에 따른 한방향 회전 댐퍼에 자성체를 포함한 것이다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 한방향 회전 댐퍼는 자성체(52)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자성체(52)는 샤프트(50)의 내부에 구비될 수 있다. 다른 예로, 샤프트(50)는 자성체로 이루어질 수 있다. 이하에서는 전술한 예인 자성체(52)가 샤프트(50)의 내부에 구비되는 경우로 설명한다.

구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 샤프트(50)는 내부에 길이방향을 따라 연장된 중공부(51) 또는 홈을 가지고, 이 중공부(51) 또는 홈에 자성체(52)가 구비될 수 있다. 즉, 샤프트(50)는 자성체(52)가 구비된 중공부(51) 또는 홈을 가질 수 있다. 여기서 자성체(52)는 영구자석일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 전자석일 수도 있다.

자성체(52)는 샤프트(50)의 내부에 구비되는 개수를 조절하여 자기장의 세기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 샤프트(50)는 중공부(51)를 개폐할 수 있는 커버 등을 포함할 수 있다. 그리고 자성체(52)는 샤프트(50)의 내부를 거의 채워 센 자기장을 띄울 수 있다. 이에 따라 유체의 점도가 상승하여, 한방향 회전 댐퍼의 전체적인 댐핑력도 증가할 수 있다. 물론 그 반대도 가능하다. 즉, 자성체(52)의 양을 조절하여 사용처에 적합한 맞춤형 한방향 회전 댐퍼를 제공할 수 있다.

도 3 및 도 4는 전술한 실시예들에 따른 한방향 회전 댐퍼의 작동을 개략적으로 도시한 단면도들이다.

도 3을 참조하면, 날개 블록(10)은 하우징(50)의 내부 공간을 제1공간(42)과 제2공간(43)으로 나눌 수 있다. 이때, 제1공간(42)과 제2공간(43)에는 유체가 채워져 있다.

경첩의 회전에 따라 하우징(50)이 반시계방향으로 회전되거나, 샤프트(40)가 시계방향으로 회전된다. 이때, 날개 블록(10)은 제1공간(42)에 존재하는 유체의 압력에 의해 반시계방향으로 기울어진다.

날개 블록(10)이 기울어짐에 따라, 제1공간(42)과 제2공간(43)은 유로 홀(20)을 통해 연결된다. 따라서 유체는 제1공간(42)에 존재하는 유체는 유로 홀(20)을 통해 제2공간(43)으로 유동하게 된다. 그리고 제1공간(42)의 유체가 날개 블록(10)과 하우징(50) 사이 틈뿐만 아니라 유로 홀(20)을 통해 유동 가능하므로, 한방향 회전 댐퍼의 댐핑력이 작아지게 된다. 이로 인해, 경첩은 빠르게 회전하게 된다.

도 4를 참조하면, 경첩이 회전함에 따라 하우징(50)이 시계방향으로 회전되거나, 샤프트(40)가 반시계방향으로 회전된다. 이때, 날개 블록(10)은 제2공간(43)에 존재하는 유체의 압력에 의해 시계방향으로 기울어진다.

날개 블록(10)이 기울어짐에 따라, 날개 블록(10)의 제1면(11)과 홈(51)의 입구가 연속적으로 밀착하여, 유로 홀(20)은 제1공간(42)과 제2공간(43)을 연결하지 못한다. 제2공간(43)의 유체는 제2홀(22)을 통해 유로 홀(20)로 유입되나, 날개 블록(10)의 제1면(11)과 홈(51)에 의해 제1공간(42)으로 유동하지 못한다.

따라서 제2공간(43)의 유체는 날개 블록(10)과 하우징(50) 사이 틈으로 유동 가능하므로, 한방향 회전 댐퍼의 댐핑력이 커지게 된다. 이로 인해, 경첩은 느리게 회전하게 된다.

본 발명의 실시예들에 따른 한방향 회전 댐퍼는 경첩의 회전 방향에 따라 댐핑력을 다르게 할 수 있다. 이로 인해, 경첩에 결합된 도어를 열 때, 사용자는 상대적으로 작은 댐핑력으로 인해 도어를 손쉽게 열 수 있다. 그리고 도어가 닫힐 때, 상대적으로 큰 댐핑력으로 인해 도어가 순식간에 닫혀 발생할 수 있는 사고를 예방할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 경첩 10: 날개 블록
11: 제1면 12: 제2면
20: 유로 홀 21: 제1홀
22: 제2홀 23: 유로
40: 하우징 41: 스토퍼
50: 샤프트

Claims (7)

1. 유체를 수용할 수 있는 하우징,
   길게 연장되며, 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되며, 그 길이 방향을 따라 형성된 홈을 포함하는 샤프트,
   상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 구비되어 상기 유체가 순환되는 것을 방지하는 스토퍼 그리고
   상기 샤프트와 상기 하우징 사이에 위치하여 상기 하우징의 내부 공간을 두 부분으로 나누며, 상기 샤프트가 회전함에 따라 흔들리도록 상기 홈에 삽입되며, 두 부분으로 나뉜 상기 하우징의 내부 공간을 연결할 수 있으며 일단이 상기 홈의 외측에 형성되며 타단이 상기 홈의 내측에 형성되는 유로 홀을 포함하는 날개 블록
   을 포함하는, 한방향 회전 댐퍼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 홈은 입구의 폭과 내부의 폭이 동일하거나, 입구의 폭이 내부의 폭보다 큰, 한방향 회전 댐퍼.
3. 제1항에서,
   상기 샤프트의 내부에 구비되는 자성체를 더 포함하는, 한방향 회전 댐퍼.
4. 제3항에서,
   상기 하우징은 자기장의 세기에 따라 그 점성이 변하는 유체를 수용하는, 한방향 회전 댐퍼.
5. 제3항에서,
   상기 샤프트는 내부에 길이방향을 따라 연장되고 자성체가 구비되는 중공부를 포함하는, 한방향 회전 댐퍼.
6. 제5항에서,
   상기 자성체의 개수는 조절가능한, 한방향 회전 댐퍼.
7. 제3항에서,
   상기 샤프트는 자성체로 이루어지는, 한방향 회전 댐퍼.

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