KR20200129654A - 회전 도어용 힌지모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 도어용 힌지모듈에 관한 것으로서, 특히 회전하는 도어에 장착되어 도어가 다양한 방식으로 회전하면서 개폐될 수 있는 회전 도어용 힌지모듈에 관한 것이다.
본 발명의 회전 도어용 힌지모듈은, 하우징에 대한 샤프트의 회전시 구동부재가 샤프트와 클러치부재를 연결하면 샤프트의 회전력은 클러치부재에 전달되어 토션스프링을 탄성변형시키고, 구동부재가 샤프트로부터 이탈되어 클러치부재와 하우징의 지지단을 연결하면 샤프트는 클러치부재에 대하여 독립적으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 도어용 힌지모듈 { HINGE MODULE FOR ROTATING DOOR }

본 발명은 회전 도어용 힌지모듈에 관한 것으로서, 특히 회전하는 도어에 장착되어 도어가 다양한 방식으로 회전하면서 개폐될 수 있는 회전 도어용 힌지모듈에 관한 것이다.

어떠한 본체대상물에 도어가 힌지 결합되어, 본체대상물의 내부를 열거나 닫일 수 있는 구조는 널리 알려져 있다.

일예로, 냉장고는 음식물을 보관하는 본체와, 이를 개폐하는 도어로 이루어진다.

외력에 의해 냉장고의 도어를 열때 큰 힘으로 열게 되면, 다른 물건과 부딛혀 파손되는 경우가 발생할 수 있다.

그리고 외력에 의해 냉장고 도어를 닫을 때 큰 힘으로 닫게 되면, 냉장고 본체에 큰 충격을 주어 내부에 보관된 그릇 등에 충격을 주어 문제가 발생할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 냉장고 도어가 열리거나 닫힐 때 댐핑력을 발생시켜 도어가 천천히 열리고 또 천천히 닫히도록 하였다.

그러나, 종래의 냉장고 도어에는 열릴 때와 닫힐 때 동일한 댐핑력이 작용하여, 댐핑력이 클 경우에는 냉장고 도어가 열릴 때 너무 천천히 열리게 되는 문제가 있고, 댐핑력이 작을 경우에는 냉장고 도어가 닫힐 때 열리는 속도와 동일한 속도로 닫혀 냉장고 본체에 충격을 가하게 되는 문제가 있었다.

그리고, 크거나 무거운 물건 또는 많은 수의 물건을 냉장고 내부에 넣거나 뺄 경우, 냉장고 도어를 장시간 열어두어야 할 필요가 있다.

종래의 일반적인 냉장고는 냉장고 내부에 많은 물건을 넣거나 뺄 때, 도어가 자동으로 닫혀 사용자가 냉장고 도어가 닫히지 않도록 잡은 상태에서 냉장고 내부에 물건을 넣거나 빼내야 하는 불편한 점이 있었다.

공개특허 제10-2006-0119459호 공개특허 제10-2006-0099355호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본체대상물(냉장고 등)로부터 회전하여 개방된 도어가 열린 상태를 그대로 유지하도록 하여 본체대상물의 내부에 물건을 넣거나 뺄 때 사용자가 도어에 간섭됨이 없이 편리하게 물건을 넣거나 뺄 수 있는 회전 도어용 힌지모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 회전 도어용 힌지모듈은, 내부에 중공형상의 지지단이 형성되고, 상기 지지단의 일측과 타측에 각각 제1내실과 제2내실이 형성되어 상호 연통되는 하우징과; 상기 제1내실에서 배치되어 상기 하우징에 회전 가능하게 장착되고, 일단이 상기 하우징의 외부로 노출된 샤프트와; 상기 샤프트의 타단과 상기 지지단 사이에서 배치되는 클러치부재와; 상기 클러치부재에 장착되어 상기 클러치부재를 상기 지지단 또는 샤프트 중 어느 하나와 연결시키는 구동부재와; 일단이 상기 클러치부재에 결합되고 타단이 상기 제2내실에 배치되는 제1지지부재와; 상기 하우징의 타단에 장착되는 제2지지부재와; 상기 제2내실에 배치되며, 일단이 상기 제1지지부재의 타단에 결합되고 타단이 상기 제2지지부재에 결합되는 토션스프링;을 포함하여 이루어지되, 상기 하우징에 대한 상기 샤프트의 회전시, 상기 구동부재가 상기 샤프트와 클러치부재를 연결하면 상기 샤프트의 회전력은 상기 클러치부재에 전달되어 상기 토션스프링을 탄성변형시키고, 상기 구동부재가 상기 샤프트로부터 이탈되어 상기 클러치부재와 상기 지지단을 연결하면 상기 샤프트는 상기 클러치부재에 대하여 독립적으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

상기 클러치부재에는 상기 구동부재가 이동 가능하게 배치되는 관통공이 형성되고, 상기 샤프트의 타단에는 제1안착홈이 형성되며, 상기 지지단에는 제2안착홈이 형성되되, 상기 구동부재는 상기 관통공에 삽입 배치된 상태에서, 상기 구동부재의 일부가 상기 제1안착홈에 삽입되면 상기 샤프트와 클러치부재가 연결되어 상기 샤프트의 회전력이 상기 클러치부재에 전달되고, 상기 구동부재의 일부가 상기 제2안착홈에 삽입되면 상기 클러치부재와 지지단이 연결되어 상기 샤프트는 상기 클러치부재에 대하여 독립적으로 회전한다.

상기 구동부재는 볼 형상으로 이루어지되, 상기 제1안착홈과 상기 제2안착홈의 각각의 깊이는 상기 구동부재의 반지름보다 작게 형성되어, 상기 구동부재가 상기 제1안착홈 또는 제2안착홈에 삽입 배치된 상태에서 상기 구동부재의 중심점은 상기 관통공에 배치된다.

상기 관통공과 제1안착홈에 안착되어 있는 상기 구동부재는, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 관통공이 상기 제2안착홈과 대면하게 되면, 회전하는 상기 샤프트에 의해 밀려 이동하여 상기 관통공 및 제2안착홈에 안착된다.

상기 샤프트의 초기정지위치에서 상기 구동부재는 상기 제1안착홈 및 관통공에 삽입배치되어 외력에 의한 상기 샤프트의 정방향 회전시 미리 설정된 제1각도까지 상기 샤프트와 클러치부재는 상기 구동부재에 의해 함께 회전하면서 상기 토션스프링을 압축시키고, 상기 샤프트가 상기 제1각도를 지나게 되면 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 구동부재는 상기 제1안착홈에서 이탈하여 상기 관통공과 제2안착홈에 삽입 배치되면서 상기 클러치부재 및 구동부재의 회전없이 상기 샤프트만 상기 토션스프링을 압축시킴없이 자유회전하며, 상기 샤프트가 정회전하여 상기 제1각도를 초과한 상태에서 외력에 의한 상기 샤프트의 역회전시 상기 제1각도까지 상기 토션스프링의 탄성복원력 없이 상기 샤프트가 자유롭게 역회전되고, 상기 샤프트가 상기 제1각도를 지나게 되면 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의한 상기 클러치부재의 회전력에 의해 상기 구동부재는 상기 제2안착홈에서 이탈하여 상기 관통공 및 제1안착홈에 삽입되면서 상기 클러치부재, 구동부재 및 샤프트가 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 자동으로 역회전한다.

상기 제1내실에는 오일이 충진되고, 상기 제1내실에 장착되어 상기 하우징과 샤프트의 상대적 회전시 상기 제1내실에 충진된 오일의 이동량을 조절하는 댐퍼부;를 더 포함하여 이루어진다.

상기 댐퍼부는, 일단이 상기 제1내실의 내주면에 고정 결합되고, 타단이 상기 샤프트의 외주면에 접하는 차단부재와; 상기 샤프트와 상기 제1내실의 내주면 사이에 배치되는 블레이드;를 포함하여 이루어지되, 상기 샤프트의 회전시 상기 차단부재는 상기 하우징과 함께 고정된 상태에서 상기 블레이드는 상기 제1내실의 내주면에 접하면서 상기 샤프트와 함께 이동하며, 상기 블레이드는 상기 샤프트의 회전시 상기 제1내실에 충진된 오일의 이동량을 가변시킨다.

상기 제1내실의 내주면에는 상기 하우징의 원주방향을 따라 제1유로가 오목하게 형성되고, 상기 샤프트의 회전시 상기 블레이드는 상기 제1내실의 내주면과 접하면서 상기 제1유로가 없는 부분과 상기 제1유로가 형성된 부분을 이동하며, 상기 블레이드가 상기 제1유로가 형성된 부분에 배치되었을 때에 상기 오일은 상기 제1유로를 통해 이동하되, 상기 블레이드가 상기 제1유로가 없는 부분에 배치되었을 때에는 상기 제1유로가 있는 부분에 배치되었을 때보다 상기 샤프트가 느리게 회전한다.

상기 샤프트의 외주면에는 상기 블레이드가 안착되는 제3안착홈이 형성되되, 상기 샤프트의 정방향 회전시 상기 블레이드는 상기 제3안착홈에서 이격되어 그 사이로 오일이 이동하고, 상기 샤프트의 역방향 회전시 상기 블레이드는 상기 제3안착홈에 밀착되어 상기 블레이드와 상기 제3안착홈 사이로 오일이 이동하는 것을 차단한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 회전 도어용 힌지모듈에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본체대상물(냉장고 등)에 대하여 도어가 회전하여 열릴 때와 닫힐 때에 서로 다른 속도로 회전하도록 하여 냉장고 도어가 편리하게 열리고 닫히도록 할 수 있다.

그리고, 본체대상물(냉장고 등)로부터 회전하여 개방된 도어가 열린 상태를 그대로 유지하도록 하여, 본체대상물의 내부에 물건을 넣거나 뺄 때 사용자가 도어에 간섭됨이 없이 편리하게 물건을 넣거나 뺄 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈이 냉장고에 장착된 상태를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈의 일방향 분해사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈의 타방향 분해사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈의 샤프트와 클러치부재의 결합상태를 도시한 사시도,
도 6은 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도,
도 7은 도 2의 B-B선을 취하여 본 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈의 회전시 각도별 동작을 설명하기 설명도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈의 샤프트가 정회전하는 과정을 설명하기 위한 단면도,
도 10은 도 7에서 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어용 힌지모듈의 샤프트가 정회전하는 과정의 상태를 도시한 단면도,
도 11은 도 10에서 샤프트가 역회전하는 과정의 상태를 도시한 단면도.

본 발명의 회전 도어용 힌지모듈은 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(10)과, 샤프트(20)와, 댐퍼부(30)와, 클러치부재(40)와, 구동부재(50)와, 제1지지부재(61)와, 제2지지부재(62)와, 토션스프링(70)을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서 상기 하우징(10)과 샤프트(20)는 그 장착위치에 따라 어느 하나가 나머지 하나에 대하여 상대적으로 회전하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 상기 하우징(10)은 회전하는 도어(81)(81)에 고정 장착되고, 상기 샤프트(20)는 상기 도어(81)가 힌지결합된 본체대상물(82, 냉장고 등)에 연결되어, 상기 도어(81)(81)의 회전시 상기 하우징(10)이 상기 샤프트(20)에 대하여 회전한다.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 상기 샤프트(20)가 상기 하우징(10)에 대하여 회전하는 것을 전제로 설명한다.

물론, 상기 샤프트(20)가 고정되고, 상기 하우징(10)이 상기 샤프트(20)에 대하여 회전되게 설치할 수도 있으며, 그 작동과정 및 본 발명이 추구하고자 하는 기술적 구성 및 특징은 동일하다.

상기 하우징(10)은 중공 기둥형상으로 이루어지고, 내부에 중공형상의 지지단(15)이 형성되어 있다.

상기 지지단(15)의 일측과 타측에 각각 제1내실(13)과 제2내실(14)이 형성되어, 중공형상의 상기 지지단(15)을 통해 상호 연통된다.

그리고, 후술하는 바와 같이 상기 제1내실(13)에는 오일이 충진될 수도 있다.

상기 하우징(10)의 일단과 상기 지지단(15) 사이에 상기 제1내실(13)에 형성되고, 상기 지지단(15)과 상기 하우징(10)의 타단 사이에 상기 제2내실(14)이 형성된다.

본 실시예에서 상기 하우징(10)은 제1하우징(11)과 제2하우징(12)으로 분리되어 상호 결합되어 있다.

상기 제1하우징(11)의 내부에 상기 제1내실(13) 및 지지단(15)이 형성되고, 상기 제2하우징(12) 내부에 상기 제2내실(14)이 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 지지단(15)에는 상기 구동부재(50)가 선택적으로 안착되는 제2안착홈(17)이 형성되어 있다.

본 실시예의 도면에서 상기 제2안착홈(17)은 상기 지지단(15)에서 상기 제1내실(13) 방향으로 형성되어 있다.

상기 샤프트(20)는 상기 제1내실(13)에서 배치되어 상기 하우징(10)에 회전 가능하게 장착된다.

상기 샤프트(20)의 일단은 상기 하우징(10)의 외부로 노출되어 있다.

상기 샤프트(20)의 타단에는 제1안착홈(21)이 형성되어 있다.

상기 제1안착홈(21)에는 상기 구동부재(50)가 선택적으로 안착된다.

본 실시예의 도면에서 상기 샤프트(20)의 타단은 상기 제1내실(13)에 배치되어 있으나, 경우에 따라 상기 제2내실(14)에 배치될 수도 있다.

상기 댐퍼부(30)는 상기 제1내실(13)에 장착되고, 상기 하우징(10)과 샤프트(20)의 상대적 회전시 상기 제1내실(13)에 충진된 오일의 이동량을 조절한다.

보다 구체적으로, 상기 하우징(10)과 샤프트(20)가 상대적으로 회전하는 과정에서 상기 댐퍼부(30)에 의해 오일의 이동량이 변경됨으로써, 상기 하우징(10)과 샤프트(20) 상호간의 상대적인 회전속도가 회전구간 및/또는 회전방향에 따라 가변되게 된다.

상기 댐퍼부(30)는 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전시 댐핑력을 발생시켜 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전토크를 저감시키는 역할을 한다.

특히, 상기 댐퍼부(30)는 상기 제1내실(13)에 배치되어, 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전시 회전방향에 따라 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전토크를 완충시키는 댐핑력에 차이가 발생하도록 한다.

즉, 상기 댐퍼부(30)는 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전방향에 따라 서로 다른 댐핑력을 발생하도록 하여, 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전시 발생하는 회전토크가 회전방향에 따라 서로 다른 크기로 완충되도록 한다.

종래의 일반적인 댐퍼부(30)는 회전체의 회전방향과 상관없이 동일한 댐핑력을 발생시키도록 하였다.

그러나 본 발명은 댐퍼부(30)가 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전방향에 따라 서로 다른 댐핑력을 발생하도록 하여, 상기 샤프트(20) 또는 하우징(10)의 회전시 그 회전방향에 따라 회전속도에 차이가 발생하도록 한다는 점에서 차이가 있다.

본 실시예에서는 상기 샤프트(20)가 회전하기 때문에, 상기 샤프트(20)가 회전하는 과정에서 상기 댐퍼부(30)에 의해 상기 샤프트(20)의 회전속도가 가변되게 된다.

상기 댐퍼부(30)의 구조에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

상기 클러치부재(40)는 상기 샤프트(20)의 타단과 상기 지지단(15) 사이에 배치된다.

본 실시예에서 상기 클러치부재(40)는 원판형상으로 형성되어 있다.

상기 구동부재(50)는 상기 클러치부재(40)에 삽입 장착되어 상기 클러치부재(40)를 상기 지지단(15) 또는 샤프트(20) 중 어느 하나와 연결시킨다.

상기 클러치부재(40)에는 상기 구동부재(50)가 이동 가능하게 배치되는 관통공(41)이 형성되어 있다.

상기 구동부재(50)는 다양한 형상으로 형성될 수도 있는데, 본 실시예에서 상기 구동부재(50)를 볼 형상으로 이루어져 있다.

상기 구동부재(50)는 상기 관통공(41)에 삽입 배치되어 있다.

상기 구동부재(50)가 상기 관통공(41)에 삽입된 상태에서, 상기 구동부재(50)의 일부가 상기 제1안착홈(21)에 삽입되면 상기 샤프트(20)와 클러치부재(40)가 연결되어 상기 샤프트(20)의 회전력이 상기 클러치부재(40)에 전달된다.

그리고, 상기 구동부재(50)의 일부가 상기 제2안착홈(17)에 삽입되면 상기 클러치부재(40)와 지지단(15)이 연결되어 상기 샤프트(20)는 상기 클러치부재(40)에 대하여 독립적으로 회전하게 된다.

상기 관통공(41)에 삽입된 상기 구동부재(50)가 상기 제1안착홈(21)과 제2안착홈(17)에 선택적으로 안착되도록 하기 위해, 상기 제1안착홈(21)과 상기 제2안착홈(17)의 각각의 깊이는 상기 구동부재(50)의 반지름보다 작게 형성된다.

그리고, 상기 구동부재(50)가 상기 제1안착홈(21) 또는 제2안착홈(17)에 삽입 배치된 상태에서 상기 구동부재(50)의 중심점은 상기 관통공(41)에 배치되도록 한다.

이로 인해, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 구동부재(50)가 상기 클러치부재(40)의 관통공(41)과 상기 샤프트(20)의 제1안착홈(21)에 안착되어 있는 상태에서, 상기 샤프트(20)가 회전하게 되면 상기 구동부재(50)의 중심점이 상기 관통공(41)에 배치되어 있기 때문에 상기 구동부재(50)가 상기 샤프트(20)에 의해 밀려 상기 제1안착홈(21)의 반대방향으로 이동하려고 하지만 상기 지지단(15)에 의해 상기 관통공(41)이 막혀 있어, 상기 구동부재(50)가 상기 제1안착홈(21)과 관통공(41)에 배치된 상태에서 상기 샤프트(20)와 클러치부재(40)가 함께 회전하게 된다.

상기 샤프트(20)와 클러치부재(40)가 함께 회전하다가, 상기 관통공(41)이 상기 제2안착홈(17)과 대면하게 되면, 회전하는 상기 샤프트(20)에 의해 상기 구동부재(50)가 상기 제2안착홈(17) 방향으로 밀리면서 이동하여 상기 관통공(41) 및 제2안착홈(17)에 안착된다.

위와 같이 상기 구동부재(50)가 상기 제1안착홈(21)에서 이탈되게 되면, 상기 샤프트(20)의 회전력은 상기 클러치부재(40)에 전달되지 않게 된다.

본 실시예에서 상기 구동부재(50)는 3개로 이루어져 있다.

상기 제1지지부재(61)는 일단이 상기 클러치부재(40)에 결합되고 타단이 상기 제2내실(14)에 배치된다.

상기 제1지지부재(61)는 상기 클러치부재(40)와 함께 회전할 수 있게 결합된다.

상기 제2지지부재(62)는 상기 하우징(10)의 타단에 장착된다.

상기 토션스프링(70)은 상기 제2내실(14)에 배치되며, 일단이 상기 제1지지부재(61)의 타단에 결합되고 타단이 상기 제2지지부재(62)에 결합된다.

이러한 상기 토션스프링(70)은 상기 샤프트(20)를 역회전 방향으로 회전시키려는 힘을 가하고 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 외력에 의한 상기 샤프트(20)의 정방향 회전시, 초기정지위치로부터 미리 설정된 각도인 제1각도까지는 상기 토션스프링(70)을 압축시키면서 상기 샤프트(20)가 회전되고, 상기 제1각도를 초과하면 상기 토션스프링(70)을 압축시킴없이 상기 샤프트(20)가 자유롭게 회전하게 된다.

그리고, 상기 샤프트(20)가 정회전하여 상기 제1각도를 초과한 상태에서 외력에 의한 상기 샤프트(20)의 역회전시, 상기 제1각도까지는 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력 없이 상기 샤프트(20)가 자유롭게 역회전되고, 상기 제1각도에 도달한 이후에는 압축된 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력에 의해 상기 샤프트(20)가 자동으로 역회전하게 된다.

즉, 초기정지위치로부터 상기 제1각도까지는 상기 토션스프링(70)을 압축시키거나 토션스프링(70)의 탄성복원력에 의해 상기 샤프트(20)가 회전하게 되고, 상기 제1각도를 초과한 각도에서는 상기 샤프트(20)가 상기 토션스프링(70)에 의한 힘의 작용없이 자유롭게 정회전 및 역회전을 하게 된다.

상기 제1각도는 본 실시예의 도면에서 75도로 표현하였다.

상기 토션스프링(70)은 상기 클러치부재(40)에 결합된 상기 제1지지부재(61)의 회전에 의해 압축되고, 상기 토션스프링(70)의 압축 해제시 상기 제1지지부재(61) 및 클러치부재(40)가 회전하게 된다.

따라서, 상기 하우징(10)에 대한 상기 샤프트(20)의 회전시, 상기 구동부재(50)가 상기 샤프트(20)와 클러치부재(40)를 연결하면 상기 샤프트(20)의 회전력은 상기 클러치부재(40)에 전달되어 상기 토션스프링(70)을 압축시키면서 탄성변형시킨다.

그리고, 상기 구동부재(50)가 상기 샤프트(20)로부터 이탈되어 상기 클러치부재(40)와 상기 지지단(15)을 연결하면 상기 샤프트(20)는 상기 클러치부재(40)에 대하여 독립적으로 회전하게 된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 샤프트(20)의 초기정지위치에서 상기 구동부재(50)는 상기 제1안착홈(21) 및 관통공(41)에 삽입배치되어 외력에 의한 상기 샤프트(20)의 정방향 회전시 미리 설정된 제1각도까지 상기 샤프트(20)와 클러치부재(40)는 상기 구동부재(50)에 의해 함께 회전하면서 상기 토션스프링(70)을 압축시킨다.

그러다가 상기 샤프트(20)가 상기 제1각도를 지나게 되면 상기 샤프트(20)의 회전에 의해 상기 구동부재(50)는 상기 제1안착홈(21)에서 이탈하여 상기 관통공(41)과 제2안착홈(17)에 삽입 배치되면서 상기 클러치부재(40) 및 구동부재(50)의 회전없이 상기 샤프트(20)만 상기 토션스프링(70)을 압축시킴없이 자유회전하게 된다.

그리고, 상기 샤프트(20)가 정회전하여 상기 제1각도를 초과한 상태에서 외력에 의한 상기 샤프트(20)의 역회전시 상기 제1각도까지 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력 없이 상기 샤프트(20)가 자유롭게 역회전된다.

그러다가 상기 샤프트(20)가 상기 제1각도를 지나게 되면 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력에 의한 상기 클러치부재(40)의 회전력에 의해 상기 구동부재(50)는 상기 제2안착홈(17)에서 이탈하여 상기 관통공(41) 및 제1안착홈(21)에 삽입되면서 상기 클러치부재(40), 구동부재(50) 및 샤프트(20)가 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력에 의해 자동으로 역회전하게 된다.

한편, 상기 댐퍼부(30)는, 차단부재(31)와 블레이드(32)를 포함하여 이루어진다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 차단부재(31)는 일단이 상기 제1내실(13)의 내주면에 고정 결합되고, 타단이 상기 샤프트(20)의 외주면에 접하여, 상기 제1내실(13)에 충진되어 있는 오일이 상기 차단부재(31)를 가로질러 이동하지 못하도록 한다.

따라서, 상기 샤프트(20)의 회전시 상기 차단부재(31)는 상기 하우징(10)과 함께 고정된 상태가 되고, 이로 인해 상기 제1내실(13)에 충진되어 있는 오일은 상기 샤프트(20)에 의해 이동하다가 상기 차단부재(31)에 막혀 유압을 발생하게 된다.

상기 블레이드(32)는 상기 샤프트(20)와 상기 제1내실(13)의 내주면 사이에 배치되고, 상기 하우징(10)과 샤프트(20)의 상대적인 회전시 상기 제1내실(13)에 충진된 오일의 이동량을 가변시킨다.

상기 샤프트(20)의 회전시 상기 블레이드(32)는 상기 제1내실(13)의 내주면에 접하면서 상기 샤프트(20)와 함께 이동한다.

상기 샤프트(20)의 외주면에는 상기 블레이드(32)가 안착되는 제3안착홈(22)이 형성되어 있다.

상기 샤프트(20)의 정방향 회전시 상기 블레이드(32)는 상기 제3안착홈(22)에서 이격되어 그 사이로 오일이 이동한다.

그리고, 상기 샤프트(20)의 역방향 회전시 상기 블레이드(32)는 상기 제3안착홈(22)에 밀착되어 상기 블레이드(32)와 상기 제3안착홈(22) 사이로 오일이 이동하는 것을 차단한다.

또한, 상기 제1내실(13)의 내주면에는 상기 하우징(10)의 원주방향을 따라 제1유로(16)가 오목하게 형성되어 있다.

상기 샤프트(20)의 회전시 상기 블레이드(32)는 상기 제1내실(13)의 내주면과 접하면서 상기 제1유로(16)가 없는 부분과 상기 제1유로(16)가 형성된 부분을 이동한다.

상기 블레이드(32)가 상기 제1유로(16)가 형성된 부분에 배치되었을 때에 상기 오일은 상기 제1유로(16)를 통해 상기 블레이드(32)의 반대방향으로 이동할 수 있다.

따라서, 상기 샤프트(20)의 회전시 상기 블레이드(32)가 상기 제1유로(16)가 없는 부분에 배치되었을 때에는 상기 오일의 이동이 잘 이루어지지 않아 상기 샤프트(20)가 다소 느리게 회전하게 되고, 상기 블레이드(32)가 상기 1유로가 있는 부분에 배치되었을 때에는 상기 오일이 상기 제1유로(16)를 통해 이동하여 상기 샤프트(20)의 회전이 좀 더 빠르게 이루어지게 된다.

또한, 상기 샤프트(20)에는 길이방향과 직교되는 방향으로 유로가 관통 형성되어 있고, 상기 제1내실(13)에 충진된 오일은 상기 하우징(10)과 샤프트(20)의 상대적 회전시 상기 유로를 통해 서로 반대방향으로 이동하게 된다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.

도 8는 본 발명의 실시예에 따른 회전 도어(81)용 힌지모듈의 회전시 각도별 동작을 설명하기 설명도이다.

본 발명의 힌지모듈은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(20)가 정회전할 때에는 제1각도가 형성된 75도까지 외력에 의해 정회전되고, 75도 이상부터는 외력이 제거되더라도 회전되지 않는 프리스탑(free stop) 방식으로 회전되며, 상기 샤프트(20)가 역회전 할 때에는 75도부터 초기위치까지 상기 토션스프링(70)의 탄성력에 의해 자동으로 회전되게 된다.

그리고, 상기 블레이드(32)가 상기 제1유로(16)가 없는 상기 하우징(10)의 내주면과 접할 때에는 상기 샤프트(20)가 더 느리게 회전하게 된다.

본 발명에서 상기 샤프트(20)의 회전에 따른 각 구성의 상태를 살펴보면 아래와 같다.

본 실시예에서 상기 샤프트(20)는 제1각도 즉 75도 미만까지 외력에 의해 정회전되고 외력을 제거하면 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력에 의해 자동으로 역회전되며, 제1각도를 초과한 구간에서는 외력이 제거되더라도 회전되지 않는 프리스탑(free stop) 방식으로 정회전하게 된다.

상기 샤프트(20)가 역회전 할 때에도 역회전하여 제1각도까지 도달하기 전에는 프리스탑 방식으로 역회전을 하고, 역회전하여 제1각도를 도달한 이후부터는 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력에 의해 자동으로 역회전하게 된다.

도 9에서는 상기 샤프트(20)의 회전에 따른 상기 구동부재(50)의 이동과정을 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위해, 상기 샤프트(20)가 직선이동하는 것 표현하고 있다.

상기 샤프트(20)가 회전되지 않은 초기정지위치에서는 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 상기 구동부재(50)는 상기 관통공(41) 및 제1안착홈(21)에 삽입되어 있다.

그리고, 도 10(a)에 도시된 바와 같이 상기 블레이드(32)는 상기 차단부재(31)에 인접하게 배치되어 있다.

이러한 상태에서 외력에 의해 상기 샤프트(20)가 정회전(도 9에서 좌측방향으로 이동하는 것으로 표현 함)하게 되면, 도 9(b) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 상기 샤프트(20)의 제1안착홈(21)에 삽입된 상기 구동부재(50)에 의해 상기 클러치부재(40)는 상기 샤프트(20)와 같은 방향으로 이동하게 된다.

이때, 상기 제1지지부재(61)를 통해 상기 클러치부재(40)에 결합된 상기 토션스프링(70)은 상기 클러치부재(40)가 회전됨에 따라 점점 더 압축되게 된다.

상기 샤프트(20)가 더 회전됨에 따라 도 9(c)에 도시된 바와 같이 상기 제1안착홈(21), 관통공(41) 및 제2안착홈(17)이 서로 연통되는 구간 즉 제1각도에 도달하게 되고, 이는 본 실시예에의 도면에서 75도이다.

즉, 상기 샤프트(20)의 정방향 회전시 상기 제1각도까지 상기 샤프트(20)와 클러치부재(40)는 상기 구동부재(50)에 의해 함께 회전하면서 상기 토션스프링(70)을 압축시키게 된다.

이러한 상태에서 상기 샤프트(20)가 75도를 넘어 더 정회전하게 되면, 도 9(d)에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(20)의 이동에 의해 상기 구동부재(50)는 밀려 상기 제1안착홈(21)에서 이탈되면서 상기 관통공(41)을 가로질러 상기 제2안착홈(17)으로 일부가 이동하게 된다.

상기 구동부재(50)의 일부가 상기 제2안착홈(17)에 삽입됨에 따라 상기 클러치부재(40)는 상기 구동부재(50)를 통해 상기 하우징(10)의 지지단(15)에 걸려 더 이상 회전하지 않게 된다.

따라서, 도 9(e) 내지 (f)에 도시된 바와 같이 상기 샤프트(20)가 제1각도를 초과하여 회전함에 따라 상기 구동부재(50)는 상기 제1안착홈(21)에서 완전 이탈되어 상기 관통공(41) 및 제2안착홈(17)에 삽입 배치되게 되며, 이로 인해 상기 샤프트(20)가 회전하더라도 상기 샤프트(20)의 회전력은 상기 클러치부재(40)에 전달되지 않게 된다.

그 이후에는 상기 샤프트(20)가 180도까지 회전하더라도, 상기 샤프트(20)의 회전력은 상기 클러치부재(40) 및 구동부재(50)에 전달되지 않아, 상기 클러치부재(40) 및 구동부재(50)의 회전없이 상기 샤프트(20)만 회전하게 되고 상기 토션스프링(70)에도 작동하지 않게 된다.

이때, 상기 클러치부재(40)에는 상기 토션스프링(70)에 의한 역회전력이 작용하게 되는데, 상기 클러치부재(40)는 상기 구동부재(50)를 상기 하우징(10)의 지지단(15)에 걸려 있기 때문에, 상기 토션스프링(70)에 의한 역회전력이 가해지더라도 상기 클러치부재(40)는 제1각도까지 회전된 상태를 그대로 유지하게 된다.

위와 같이, 상기 샤프트(20)는 회전에 의해 상기 지지단(15)에 형성된 제2안착홈(17)이 형성된 제1각도 이후부터는 프리스탑 방식으로 정회전 및 역회전을 자유롭게 할 수 있게 된다.

이러한 과정에서 상기 제1내실(13)에 충진되어 있는 오일은 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 샤프트(20) 및 블레이드(32)의 회전에 의해 밀려 제1유로(16) 및 제3안착홈(22) 등을 통해 이동하면서 약간의 댐핑력을 발생시키게 된다.

상기 샤프트(20)가 정회전할 때에는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 블레이드(32)에 의해 밀려 이동하는 오일이 상기 제3안착홈(22)을 통해 이동하고, 또한 상기 블레이드(32)가 상기 제1유로(16)가 형성된 부분에 도달하면 상기 제1유로(16)를 통해 오일 더 이동함으로써, 상기 샤프트(20)의 회전이 좀 용이하게 이루어진다.

그리고, 상기 샤프트(20)가 정회전하여 상기 제1각도를 초과한 상태에서 외력에 의해 상기 샤프트(20)를 초기정지위치로 역회전시킬 경우에는, 각 구성의 작동이 도 9에 도시된 각 단계가 역순으로 이루어진다.

즉, 상기 구동부재(50)가 상기 관통공(41)과 제2안착홈(17)에 안착되어 있다가, 상기 샤프트(20)가 역회전함에 따라 상기 관통공(41)과 제1안착홈(21)에 대면하고, 이렇게 되면 상기 구동부재(50)는 상기 제2안착홈(17)에서 이탈되어 상기 제관통공(41) 및 제1안착홈(21)으로 이동하게 된다.

이때부터는 상기 구동부재(50)에 의해 상기 샤프트(20)와 클러치부재(40)가 상호 연결됨으로써, 상기 샤프트(20)와 상기 클러치부재(40)가 함께 회전할 수 있게 된다.

상기 클러치부재(40)는 상기 토션스프링(70)과 연결되어 있는데, 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력이 상기 클러치부재(40) 및 구동부재(50)를 통해 상기 샤프트(20)에 전달됨으로써, 상기 샤프트(20)가 역방향으로 자동으로 회전하게 된다.

따라서, 상기 샤프트(20)는 상기 토션스프링(70)의 탄성복원력에 의해 초기정치위치로 복귀하게 된다.

그리고, 상기 샤프트(20)가 역회전함에 따라 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(20) 및 블레이드(32)의 회전에 의해 상기 제1내실(13)에 충진되어 있는 오일은 밀리게 된다.

이때, 상기 샤프트(20)의 역회전시 상기 블레이드(32)는 상기 제3안착홈(22)에 밀착되어, 상기 블레이드(32)와 제3안착홈(22)을 통해 오일이 이동하는 것이 차단된다.

또한, 상기 블레이드(32)가 상기 제1유로(16)가 형성된 부분에서 상기 하우징(10)의 내주면에 접하고 있을 때에는 상기 제1유로(16)를 통해 오일에 이동하기 때문에, 상기 샤프트(20)가 좀 빠르게 역회전하다가, 상기 블레이드(32)가 상기 제1유로(16)가 없는 부분에 도달하게 되면 상기 샤프트(20)는 느리게 역회전하게 된다.

본 발명의 회전 도어용 힌지모듈은 냉장고 뿐만 아니라, 도어(81)가 회전하도록 장착된 세탁기, 스타일러, 유리문, 방문 등에 적용될 수 있다.

본 발명인 회전 도어용 힌지모듈은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 하우징, 11 : 제1하우징, 12 : 제2하우징, 13 : 제1내실, 14 : 제2내실, 15 : 지지단, 16 : 제1유로, 17 : 제2안착홈,
20 : 샤프트, 21 : 제1안착홈, 22 : 제3안착홈,
30 : 댐퍼부, 31 : 차단부재, 32 : 블레이드,
40 : 클러치부재, 41 : 관통공,
50 : 구동부재,
61 : 제1지지부재, 62 : 제2지지부재,
70 : 토션스프링,
81 : 도어, 82 : 본체대상물.

Claims (9)

1. 내부에 중공형상의 지지단이 형성되고, 상기 지지단의 일측과 타측에 각각 제1내실과 제2내실이 형성되어 상호 연통되는 하우징과;
   상기 제1내실에서 배치되어 상기 하우징에 회전 가능하게 장착되고, 일단이 상기 하우징의 외부로 노출된 샤프트와;
   상기 샤프트의 타단과 상기 지지단 사이에서 배치되는 클러치부재와;
   상기 클러치부재에 장착되어 상기 클러치부재를 상기 지지단 또는 샤프트 중 어느 하나와 연결시키는 구동부재와;
   일단이 상기 클러치부재에 결합되고 타단이 상기 제2내실에 배치되는 제1지지부재와;
   상기 하우징의 타단에 장착되는 제2지지부재와;
   상기 제2내실에 배치되며, 일단이 상기 제1지지부재의 타단에 결합되고 타단이 상기 제2지지부재에 결합되는 토션스프링;을 포함하여 이루어지되,
   상기 하우징에 대한 상기 샤프트의 회전시, 상기 구동부재가 상기 샤프트와 클러치부재를 연결하면 상기 샤프트의 회전력은 상기 클러치부재에 전달되어 상기 토션스프링을 탄성변형시키고, 상기 구동부재가 상기 샤프트로부터 이탈되어 상기 클러치부재와 상기 지지단을 연결하면 상기 샤프트는 상기 클러치부재에 대하여 독립적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
2. 청구항1에 있어서,
   상기 클러치부재에는 상기 구동부재가 이동 가능하게 배치되는 관통공이 형성되고,
   상기 샤프트의 타단에는 제1안착홈이 형성되며,
   상기 지지단에는 제2안착홈이 형성되되,
   상기 구동부재는 상기 관통공에 삽입 배치된 상태에서, 상기 구동부재의 일부가 상기 제1안착홈에 삽입되면 상기 샤프트와 클러치부재가 연결되어 상기 샤프트의 회전력이 상기 클러치부재에 전달되고, 상기 구동부재의 일부가 상기 제2안착홈에 삽입되면 상기 클러치부재와 지지단이 연결되어 상기 샤프트는 상기 클러치부재에 대하여 독립적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
3. 청구항2에 있어서,
   상기 구동부재는 볼 형상으로 이루어지되,
   상기 제1안착홈과 상기 제2안착홈의 각각의 깊이는 상기 구동부재의 반지름보다 작게 형성되어,
   상기 구동부재가 상기 제1안착홈 또는 제2안착홈에 삽입 배치된 상태에서 상기 구동부재의 중심점은 상기 관통공에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
4. 청구항3에 있어서,
   상기 관통공과 제1안착홈에 안착되어 있는 상기 구동부재는, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 관통공이 상기 제2안착홈과 대면하게 되면, 회전하는 상기 샤프트에 의해 밀려 이동하여 상기 관통공 및 제2안착홈에 안착되는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
5. 청구항1에 있어서,
   상기 샤프트의 초기정지위치에서 상기 구동부재는 상기 제1안착홈 및 관통공에 삽입배치되어 외력에 의한 상기 샤프트의 정방향 회전시 미리 설정된 제1각도까지 상기 샤프트와 클러치부재는 상기 구동부재에 의해 함께 회전하면서 상기 토션스프링을 압축시키고, 상기 샤프트가 상기 제1각도를 지나게 되면 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 구동부재는 상기 제1안착홈에서 이탈하여 상기 관통공과 제2안착홈에 삽입 배치되면서 상기 클러치부재 및 구동부재의 회전없이 상기 샤프트만 상기 토션스프링을 압축시킴없이 자유회전하며,
   상기 샤프트가 정회전하여 상기 제1각도를 초과한 상태에서 외력에 의한 상기 샤프트의 역회전시 상기 제1각도까지 상기 토션스프링의 탄성복원력 없이 상기 샤프트가 자유롭게 역회전되고, 상기 샤프트가 상기 제1각도를 지나게 되면 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의한 상기 클러치부재의 회전력에 의해 상기 구동부재는 상기 제2안착홈에서 이탈하여 상기 관통공 및 제1안착홈에 삽입되면서 상기 클러치부재, 구동부재 및 샤프트가 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 자동으로 역회전하는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
6. 청구항1에 있어서,
   상기 제1내실에는 오일이 충진되고,
   상기 제1내실에 장착되어 상기 하우징과 샤프트의 상대적 회전시 상기 제1내실에 충진된 오일의 이동량을 조절하는 댐퍼부;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
7. 청구항6에 있어서,
   상기 댐퍼부는,
   일단이 상기 제1내실의 내주면에 고정 결합되고, 타단이 상기 샤프트의 외주면에 접하는 차단부재와;
   상기 샤프트와 상기 제1내실의 내주면 사이에 배치되는 블레이드;를 포함하여 이루어지되,
   상기 샤프트의 회전시 상기 차단부재는 상기 하우징과 함께 고정된 상태에서 상기 블레이드는 상기 제1내실의 내주면에 접하면서 상기 샤프트와 함께 이동하며,
   상기 블레이드는 상기 샤프트의 회전시 상기 제1내실에 충진된 오일의 이동량을 가변시키는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
8. 청구항7에 있어서,
   상기 제1내실의 내주면에는 상기 하우징의 원주방향을 따라 제1유로가 오목하게 형성되고,
   상기 샤프트의 회전시 상기 블레이드는 상기 제1내실의 내주면과 접하면서 상기 제1유로가 없는 부분과 상기 제1유로가 형성된 부분을 이동하며,
   상기 블레이드가 상기 제1유로가 형성된 부분에 배치되었을 때에 상기 오일은 상기 제1유로를 통해 이동하되,
   상기 블레이드가 상기 제1유로가 없는 부분에 배치되었을 때에는 상기 제1유로가 있는 부분에 배치되었을 때보다 상기 샤프트가 느리게 회전하는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
9. 청구항8에 있어서,
   상기 샤프트의 외주면에는 상기 블레이드가 안착되는 제3안착홈이 형성되되,
   상기 샤프트의 정방향 회전시 상기 블레이드는 상기 제3안착홈에서 이격되어 그 사이로 오일이 이동하고,
   상기 샤프트의 역방향 회전시 상기 블레이드는 상기 제3안착홈에 밀착되어 상기 블레이드와 상기 제3안착홈 사이로 오일이 이동하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 회전 도어용 힌지모듈.
   

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