KR20180039457A - Door stopper using magneto-rheological damper - Google Patents

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최승복
이태훈
강석래
황용훈
신상운
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Abstract

The present invention relates to a door stopper using an MR damper installed between a door and a wall to prevent the door from being closed, comprising: a first damper member connected to a door side and extended in the longitudinal direction and having a ferromagnetic body; a second damper member connected to a wall side and has a hollow portion for allowing the first damper member to be inserted therein and to move in the longitudinal direction, and where MR fluid is equipped; and a permanent magnet fixed on the outer periphery of the second damper member, wherein the permanent magnet acts on the ferromagnetic body to increase yield stress of the MR fluid by generating a magnetic field.

Description

ＭＲ 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼{Door stopper using magneto-rheological damper}A door stopper using a MR damper (magneto-rheological damper)

본 발명은 MR 유체의 유동학적 성질을 이용하여 도어가 자동으로 닫히는 것을 방지하는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a door stopper using an MR damper which prevents a door from being automatically closed by using rheological properties of a MR fluid.

일반적으로 건물의 출입문과 벽 사이에는 도어 클로저(door closer)가 설치되고, 도어 클로저는 금속 스프링과 오일 댐퍼를 이용하여 개방되어 있는 문을 천천히 자동으로 닫히게 함으로써 사용자에게 편의를 제공한다. 그리고, 도어 클로저에 의해 자동으로 닫히는 문을 개방된 상태로 유지하기 위해서는 문 아래에 도어 스토퍼를 설치한다. 이 도어 스토퍼는 도어 스토퍼와 바닥의 마찰력을 이용하여 문이 닫히는 것을 방지한다.Generally, a door closer is provided between the door and the wall of the building, and the door closer automatically closes the open door using a metal spring and an oil damper, thereby providing convenience to the user. Further, in order to keep the door that is automatically closed by the door closer open, a door stopper is installed under the door. This door stopper uses the friction between the door stopper and the floor to prevent the door from closing.

그러나, 종래의 도어 스토퍼는 문을 개방 또는 폐쇄하기 위해 사용자가 직접 도어 스토퍼를 조작해야 하는 번거로움이 있었다. However, the conventional door stopper has a problem that the user has to manually operate the door stopper to open or close the door.

선행기술문헌 1: 등록특허공보 제10-0569971호Prior Art Document 1: Registration No. 10-0569971

선행기술문헌 2: 공개특허공보 제10-2016-0089944호Prior Art Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0089944

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, MR 유체의 증가된 항복 응력에 의해 도어를 개방된 상태로 유지해주는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a door stopper using an MR damper which maintains a door in an opened state by an increased yield stress of a MR fluid.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 도어와 벽 사이에 설치되어 도어가 폐쇄되는 것을 방지하는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼로서, 도어 측에 연결되고, 강자성체를 구비한 길이방향으로 연장된 제1 댐퍼 부재; 벽 측에 연결되고, 내부에 상기 제1 댐퍼 부재가 삽입되어 길이방향으로 이동할 수 있도록 중공부를 구비하고, MR 유체가 내장된 제2 댐퍼 부재; 및 상기 제2 댐퍼 부재의 외주에 고정되고, 상기 강자성체와 작용하여 자기장을 생성함으로써 상기 MR 유체의 항복 응력을 증가시키는 영구 자석을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a door stopper using an MR damper installed between a door and a wall to prevent a door from being closed, the door stopper comprising: a door stopper connected to a door side, A damper member; A second damper member connected to the wall side and having a hollow portion for allowing the first damper member to be inserted therein and to be movable in the longitudinal direction, And a permanent magnet fixed on the outer periphery of the second damper member and acting to increase the yield stress of the MR fluid by acting on the ferromagnetic body to generate a magnetic field.

바람직하게는, 상기 MR 유체는 상기 중공부에 삽입된 상기 제1 댐퍼 부재를 둘러싸도록 상기 제2 댐퍼 부재의 내측면에 내장되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the MR fluid is embedded in the inner surface of the second damper member so as to surround the first damper member inserted in the hollow portion.

또한, 상기 강자성체는, 도어가 폐쇄된 상태에서 상기 제2 댐퍼 부재의 중공부 밖에 위치하고 도어가 절반 이상 개방된 상태에서 상기 제2 댐퍼 부재의 중공부 안에서 상기 영구 자석과 인접하게 위치하도록, 상기 제1 댐퍼 부재에 설치되는 것을 특징으로 한다.The ferromagnetic body is located outside the hollow portion of the second damper member in a state in which the door is closed so that the ferromagnetic body is positioned adjacent to the permanent magnet in the hollow portion of the second damper member in a state where the door is opened at least half. 1 damper member.

대안적으로 또는 추가적으로, 상기 영구 자석은 상기 제2 댐퍼 부재의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.Alternatively or additionally, the permanent magnet is movably installed along the longitudinal direction of the second damper member.

본 발명에 따르면, 도어가 어느 정도 개방된 상태에서 영구 자석과 강자성체가 인접하여 자기장이 발생함으로써 MR 유체의 항복 응력이 증가하게 되고, 따라서 도어가 자동으로 닫히지 않고 어느 정도 개방된 상태를 유지할 수 있다.According to the present invention, since the permanent magnet and the ferromagnetic body are adjacent to each other and the magnetic field is generated in a state where the door is opened to some extent, the yield stress of the MR fluid is increased, and thus the door is not closed automatically, .

또한, 본 발명에 따르면, MR 유체의 유동학적 성질을 변화시키기 위해 별도의 자기 유도 코일 및 자기 유도 코일에 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 도어 스토퍼의 설계가 간단하고 도어 스토퍼의 제조 비용 및 시간을 줄일 수 있다.Further, according to the present invention, since it is not necessary to provide a separate magnetic induction coil and a power supply for supplying power to the magnetic induction coil to change the rheological properties of the MR fluid, the design of the door stopper is simple, Thereby reducing the manufacturing cost and time of the display device.

도 1은 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼를 개략적으로 도시한 측면도로서, 도어가 개방된 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼를 개략적으로 도시한 평면도로서, 도어가 폐쇄된 상태를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼를 개략적으로 도시한 평면도로서, 도어가 절반쯤 개방된 상태를 도시한 도면,
도 5는 도어가 폐쇄된 상태에서 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼의 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 6은 도어가 절반쯤 개방된 상태에서 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼의 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a perspective view schematically showing a door stopper using an MR damper according to the present invention,
FIG. 2 is a side view schematically showing a door stopper using an MR damper according to the present invention,
FIG. 3 is a plan view schematically showing a door stopper using an MR damper according to the present invention, in which the door is closed,
FIG. 4 is a plan view schematically showing a door stopper using an MR damper according to the present invention, in which the door is opened halfway,
5 is a sectional view schematically showing the configuration of a door stopper using an MR damper according to the present invention in a state in which the door is closed;
6 is a cross-sectional view schematically showing the construction of a door stopper using an MR damper according to the present invention in a state where a door is half opened;
7 is a cross-sectional view schematically showing an alternative embodiment of a door stopper using an MR damper according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of a door stopper using an MR damper according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, it is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the technical scope of the present invention. Will be.

도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼는 벽에 설치된 조인트 부재(10)와 도어(20) 사이에 설치되어 도어(20)가 자동으로 폐쇄되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 서로 슬라이딩되어 길이가 신축되는 제1 댐퍼 부재(100)와 제2 댐퍼 부재(200), 그리고 제2 댐퍼 부재(200)의 외측에 설치되는 영구 자석(300)을 포함한다.1 to 5, a door stopper using an MR damper according to the present invention is provided between a joint member 10 installed on a wall and a door 20 to prevent the door 20 from being automatically closed A first damper member 100 and a second damper member 200 which are slidable and extended in length, and permanent magnets 300 installed outside the second damper member 200.

구체적으로, 제1 댐퍼 부재(100)는 일단이 도어(20) 측에 연결되고 타단이 제2 댐퍼 부재(200) 측으로 길이방향을 따라 연장되는 막대형상 부재이다. 또한, 제1 댐퍼 부재(100)에는 강자성체(110)가 구비된다.Specifically, the first damper member 100 is a rod-shaped member having one end connected to the door 20 side and the other end extending toward the second damper member 200 in the longitudinal direction. In addition, the first damper member 100 is provided with the ferromagnetic body 110.

제2 댐퍼 부재(200)는 일단이 벽 측의 조인트 부재(10)에 연결되고, 타단이 제1 댐퍼 부재(100) 측으로 연장된 실린더 형태의 부재이다. 이 제2 댐퍼 부재(200)는 길이방향을 따라 형성된 중공부(210)를 구비하고, 제2 댐퍼 부재(200)의 중공부(210)에는 제1 댐퍼 부재(100)가 삽입되며, 도어(20)가 개방될 때 제1 댐퍼 부재(100)는 제2 댐퍼 부재(200) 내부에서 길이방향을 따라 슬라이딩 이동한다. 또한, 제2 댐퍼 부재(100)의 내부에는 MR 유체(220)가 충진된다.The second damper member 200 is a cylinder-shaped member having one end connected to the joint member 10 on the wall side and the other end extending toward the first damper member 100 side. The second damper member 200 has a hollow portion 210 formed along the longitudinal direction and the first damper member 100 is inserted into the hollow portion 210 of the second damper member 200, 20 are opened, the first damper member 100 slides along the longitudinal direction inside the second damper member 200. In addition, the MR fluid 220 is filled in the second damper member 100.

이 MR 유체, 즉 자기 유동 유체에 대해 간략하게 설명하면, 자기 유동 유체는 그 유동학적 성질(점성, 가소성, 탄성)이 자기장의 크기에 반응하여 가역적으로 변화할 수 있는 유체로서, 자기장의 세기가 증가되면 항복 응력이 증가되어 외부의 운동에 저항할 수 있는 성질을 갖는다. 이러한 자기 유동 유체는 우수한 제어 성능과 함께 각종 기계 시스템 설계의 단순화를 가져다줄 수 있어 조화 감쇄기, 진동 절연 시스템, 클러치, 브레이크, 마찰 장치, 및 로봇 팔 등 여러 기계 장치에 응용되고 있다.Briefly describing the MR fluid, that is, the magnetic fluid, a magnetic fluid is a fluid whose rheological properties (viscosity, plasticity, and elasticity) can be reversibly changed in response to the magnitude of the magnetic field. The yield stress is increased to resist the external motion. Such magnetic flow fluids have been applied to various mechanical devices such as a harmonic attenuator, a vibration isolation system, a clutch, a brake, a friction device, and a robot arm since they can bring about simplification of various mechanical system design with excellent control performance.

그리고, 영구 자석(300)은 제2 댐퍼 부재(200)의 외주의 소정 위치에 고정되고, 도어(20)의 개방 시에 강자성체(110)와 작용하여 자기장(MF)을 생성함으로써 MR 유체(220)의 항복 응력을 증가시킨다.The permanent magnet 300 is fixed at a predetermined position on the outer periphery of the second damper member 200 and acts on the ferromagnetic body 110 when the door 20 is opened to generate a magnetic field MF, ) To increase the yield stress.

이와 같이, 본 발명에 따른 MR 유체를 이용한 도어 스토퍼는, 도어(20)가 완전히 폐쇄되거나 개방된 상태에서는 영구 자석(300)과 강자성체(110)가 이격되어 자기장이 거의 발생하지 않기 때문에 MR 유체의 유동학적 성질이 변화되지 않아 도어(20)의 개방이 이루어질 수 있게 한다. 반면, 도어(20)가 어느 정도 개방된 상태에서는 영구 자석(300)과 강자성체(110)가 인접하게 배치되어 자기장(MF)이 발생함으로써, MR 유체의 항복 응력이 증가하게 되고, 따라서 도어(20)가 자동으로 닫히지 않고 어느 정도 개방된 상태를 유지하게 된다.As described above, in the door stopper using the MR fluid according to the present invention, when the door 20 is completely closed or opened, the permanent magnet 300 and the ferromagnetic body 110 are separated from each other, The rheological properties are not changed so that the door 20 can be opened. On the other hand, when the door 20 is opened to some extent, the permanent magnet 300 and the ferromagnetic body 110 are disposed adjacent to each other to generate a magnetic field MF, thereby increasing the yield stress of the MR fluid. ) Is not closed automatically, but is maintained in a somewhat open state.

바람직하게는, MR 유체(220)는 제2 댐퍼 부재(200)의 중공부(210)에 삽입된 제1 댐퍼 부재(100)를 둘러싸도록 제2 댐퍼 부재(200)의 내측면에 내장될 수 있다. 그리고, 영구 자석은 MR 유체(220)가 내장되어 있는 범위 내에서 제2 댐퍼 부재(200)의 외측면에 구비된다.The MR fluid 220 may be embedded in the inner surface of the second damper member 200 so as to surround the first damper member 100 inserted into the hollow portion 210 of the second damper member 200 have. The permanent magnets are provided on the outer surface of the second damper member 200 within a range in which the MR fluid 220 is embedded.

또한, 강자성체(110)는 도어(20)가 폐쇄된 상태에서는 제2 댐퍼 부재(200)의 중공부(210) 외측에 위치하고, 도어(20)가 절반 이상 개방된 상태에서는 제2 댐퍼 부재(200)의 중공부(210) 내측에 위치하도록, 제2 댐퍼 부재(200)에 설치되는 것이 바람직하다.The ferromagnetic body 110 is located outside the hollow portion 210 of the second damper member 200 in a state where the door 20 is closed and the second damper member 200 The second damper member 200 is disposed inside the hollow portion 210 of the second damper member 200.

이하, 도 3 내지 6을 참조하여 전술한 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the door stopper using the MR damper according to the present invention described above with reference to Figs. 3 to 6 will be described.

먼저, 도 3과 5를 참조하면, 도어(20)가 폐쇄된 상태에서, 제1 댐퍼 부재(100)에 구비된 강자성체(110)는 제2 댐퍼 부재(200)의 중공부(210) 외측에 위치한다. 그러면, 강자성체(110)와 영구 자석(300) 사이에는 자기장이 거의 발생하지 않고, MR 유체(220)의 항복 응력에는 변화가 거의 없다. 따라서, 사용자는 도어(20)를 손쉽게 개방할 수 있다. 3 and 5, when the door 20 is closed, the ferromagnetic body 110 provided in the first damper member 100 is positioned outside the hollow portion 210 of the second damper member 200 Located. Then, the magnetic field hardly occurs between the ferromagnetic body 110 and the permanent magnet 300, and the yield stress of the MR fluid 220 hardly changes. Accordingly, the user can open the door 20 easily.

도 4와 6에 도시된 바와 같이, 사용자가 도어(20)를 절반쯤 개방하면, 제1 댐퍼 부재(100)의 강자성체(110)는 제2 댐퍼 부재(200)의 중공부(210) 내부에 삽입되어 MR 유체(220)에 의해 둘러싸이고, 영구 자석(300)과 인접하게 배치된다. 그러면, 강자성체(110)와 영구 자석(300) 사이에 작용하는 자기장(MF)에 의해 MR 유체(220)의 항복 응력이 증가한다. 이에 따라, 사용자가 도어(20)에 추가적인 힘을 가하지 않는다면, 도어(20)는 MR 유체(220)의 증가된 항복 응력에 의해 제자리에 멈추게 된다. 따라서, 도어(20)는 어느 정도 개방된 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 사용자가 도어(20)에 추가적인 힘, 즉 MR 유체(220)의 증가된 항복 응력을 초과하는 힘을 가하면, 도어(20)는 더 개방되거나 더 폐쇄될 수 있다. 4 and 6, when the user half-opens the door 20, the ferromagnetic body 110 of the first damper member 100 is inserted into the hollow portion 210 of the second damper member 200 Is surrounded by the MR fluid (220) and is disposed adjacent to the permanent magnet (300). Then, the yield stress of the MR fluid 220 is increased by the magnetic field MF acting between the ferromagnetic body 110 and the permanent magnet 300. Thus, if the user does not exert any additional force on the door 20, the door 20 will be held in place by the increased yield stress of the MR fluid 220. Therefore, the door 20 can be kept open to some extent. And, when the user applies a force to the door 20 that exceeds the additional force, i.e., the increased yield stress of the MR fluid 220, the door 20 may be more open or closed.

이와 같이, 본 발명의 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼에 의하면, 도어(20)가 어느 정도 개방된 상태에서 MR 유체(220)의 항복 응력이 증가하여 별도의 스토퍼 조작없이 도어(20)의 개방 상태를 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼는 MR 유체의 유동학적 성질을 변화시키기 위해 별도의 자기 유도 코일 및 자기 유도 코일에 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 도어 스토퍼의 설계가 간단하고 도어 스토퍼의 제조 비용 및 시간을 줄일 수 있다.As described above, according to the door stopper using the MR damper of the present invention, the yield stress of the MR fluid 220 increases in a state where the door 20 is opened to some extent, and the door 20 is opened . Further, since the door stopper using the MR damper according to the present invention does not require a separate magnetic induction coil for changing the rheological properties of the MR fluid and a power supply for supplying power to the magnetic induction coil, The design is simple and the manufacturing cost and time of the door stopper can be reduced.

대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼는, 사용자가 도어 스토퍼의 작동 범위(즉, 도어의 개방 정도)를 설정할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 영구 자석(300)은 제2 댐퍼 부재(200)의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.Alternatively or additionally, the door stopper using the MR damper according to the present invention can be configured so that the user can set the operating range of the door stopper (i.e., the opening degree of the door). To this end, the permanent magnet 300 may be installed to be movable along the longitudinal direction of the second damper member 200.

도 7을 참조하면, 영구 자석(300)은 도 5와 6에 도시된 영구 자석에 비하여 조인트 부재(10) 측으로 더 치우쳐서 설치될 수 있다. 그러면, 도어(20)는 도 4에 도시된 도어의 개방 정도보다 더 많이 개방된 상태에서 영구 자석(300)과 강자성체(110)가 인접하게 배치되어, 도어(20)가 더욱 개방된 상태로 유지될 수 있다.Referring to FIG. 7, the permanent magnet 300 may be more inclined toward the joint member 10 than the permanent magnets shown in FIGS. 4, the permanent magnet 300 and the ferromagnetic body 110 are disposed adjacent to each other so that the door 20 is maintained in a more open state .

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention described above are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and the scope of protection of the present invention should be interpreted according to the claims. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be interpreted that it is included in the scope of right.

Claims (4)

도어와 벽 사이에 설치되어 도어가 폐쇄되는 것을 방지하는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼로서,
도어 측에 연결되고, 강자성체를 구비한 길이방향으로 연장된 제1 댐퍼 부재;
벽 측에 연결되고, 내부에 상기 제1 댐퍼 부재가 삽입되어 길이방향으로 이동할 수 있도록 중공부를 구비하고, MR 유체가 내장된 제2 댐퍼 부재; 및
상기 제2 댐퍼 부재의 외주에 고정되고, 상기 강자성체와 작용하여 자기장을 생성함으로써 상기 MR 유체의 항복 응력을 증가시키는 영구 자석을 포함하는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼.
1. A door stopper provided between a door and a wall, the door stopper using an MR damper to prevent the door from being closed,
A first damper member connected to the door side and extending in the longitudinal direction and having a ferromagnetic body;
A second damper member connected to the wall side and having a hollow portion for allowing the first damper member to be inserted therein and to be movable in the longitudinal direction, And
And a permanent magnet fixed to an outer periphery of the second damper member and acting with the ferromagnetic body to increase the yield stress of the MR fluid by generating a magnetic field.
제1항에 있어서,
상기 MR 유체는 상기 중공부에 삽입된 상기 제1 댐퍼 부재를 둘러싸도록 상기 제2 댐퍼 부재의 내측면에 내장되는 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼.
The method according to claim 1,
Wherein the MR fluid is embedded in an inner surface of the second damper member so as to surround the first damper member inserted in the hollow portion.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 강자성체는, 도어가 폐쇄된 상태에서 상기 제2 댐퍼 부재의 중공부 밖에 위치하고 도어가 절반 이상 개방된 상태에서 상기 제2 댐퍼 부재의 중공부 안에서 상기 영구 자석과 인접하게 위치하도록, 상기 제1 댐퍼 부재에 설치되는 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the ferromagnetic body is located outside the hollow portion of the second damper member in a state in which the door is closed and is positioned adjacent to the permanent magnet in the hollow portion of the second damper member in a state where the door is opened at least half, And the door stopper is mounted on the door.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 영구 자석은 상기 제2 댐퍼 부재의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼를 이용한 도어 스토퍼.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the permanent magnet is installed to be movable along a longitudinal direction of the second damper member.
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