KR20220023524A - Mr 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치 - Google Patents

Mr 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 관한 것으로, 특히 도어 스토퍼의 장착이 불법화되어 있는 현관문에 장착되어 도어클러저(door closer) 본체에 주입된 MR 유체의 점성을 자기장에 의해 조절하여 현관문의 개폐 속도를 조정하고 원하는 위치에 고정시킬 수 있는, MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 관한 것이다.

Description

MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치{DOOR CLOSING DEVICE USING MR FLUID}
본 발명은 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 관한 것으로, 특히 도어 스토퍼의 장착이 불법화되어 있는 현관문에 장착되어 도어클러저(door closer) 본체에 주입된 MR 유체의 점성을 자기장에 의해 조절하여 현관문의 개폐 속도를 조정하고 원하는 위치에 고정시킬 수 있는, MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 관한 것이다.
일반적으로 도어클로저는 도어 개방시 피스톤이 압축된 스프링의 반발력으로 본체의 작동실을 따라 복귀하면서 피스톤의 랙기어와 피니언기어로 치합된 회전축을 회전시켜 도어의 닫힘이 이루어지도록 하고, 피스톤 타측의 유압유가 제 1 유로 및 제 2 유로를 통하여 서서히 배출되면서 도어의 닫힘 속도가 제어되도록 구성된다.
한편, 최근 아파트 현관문에는 소방법에 의해 도어 스토퍼의 장착이 불법화 되어 있다. 그러나 간혹 환기 및 특정 상황에서 현관문을 개방해야 하는 경우가 있는데, 이때 소화기, 벽돌 등의 중량체를 이용하여 지지하는 경우가 많다.
따라서 현관문을 개방하여 원하는 위치에 고정할 필요성이 있으며, 화재 경보 발생시에는 즉시 현관문을 폐쇄할 수 있는 도어 폐쇄 장치가 필요하게 되었다.
[특허문헌 1] 한국 특허 등록 제032982호 공보(발명의 명칭: 도어클로저)
따라서 본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 현관문을 개방하여 원하는 위치에 고정시킴과 아울러 화재 경보 발생시에는 즉시 현관문을 폐쇄할 수 있는, MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치는 도어의 상부에 장착되며, 작동실, 스프링실 및 제 1, 2 유로가 형성되고, 상기 제 1 유로는 상기 스프링실과 연통되며, 상기 제 2 유로는 작동실에 형성되는 도어클로저 본체; 상기 스프링실에 배치되어 있는 스프링; 상기 작동실에 배치되어 상기 스프링에 의해 바이어싱(biasing)될 수 있으며, 둘레 일부에는 랙기어가 형성되어 있는 피스톤; 상기 랙기어와 기어결합되는 피니언기어가 장착되고, 도어틀과 아암에 의해 연결되는 회전축; 및 상기 도어클로저 본체의 특정 위치(스프링실 및 작동실에 자력을 공급할 수 있는 위치)에 내장되어 전원 인가시 자력을 발생시키는 전자석;을 포함하며, 상기 스프링실 및 작동실에는 MR 유체가 충진되며, 상기 전자석에서 자력이 발생되는 자력이 최대가 되었을 때 MR 유체는 고형화되면서 상기 스프링, 피스톤 및 회전축을 고정시키는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 있어서, 상기 전자석에 의해 발생되는 자력이 최대 세기가 아닌 세기로 조절될 경우 MR 유체의 점성이 변화되면서 상기 도어의 속도가 조정될 수 있다.
상기 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치는 상기 전자석에 인가되는 전압의 세기를 설정하여 MR 유체의 점성을 조절하도록 구성된 점성 조절부; 화재 발생을 감지하도록 구성된 화재 감지부; 및 상기 점성 조절부에 의해 설정된 전압의 세기 및 상기 화재 감지부의 감지신호에 의거하여 상기 전자석에 설정된 전압을 인가하도록 구성된 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 화재 감지부를 통한 화재 감지시 상기 전자석에 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 의하면, 도어의 상부에 장착되며, 작동실, 스프링실 및 제 1, 2 유로가 형성되고, 상기 제 1 유로는 상기 스프링실과 연통되며, 상기 제 2 유로는 작동실에 형성되는 도어클로저 본체; 상기 스프링실에 배치되어 있는 스프링; 상기 작동실에 배치되어 상기 스프링에 의해 바이어싱(biasing)될 수 있으며, 둘레 일부에는 랙기어가 형성되어 있는 피스톤; 상기 랙기어와 기어결합되는 피니언기어가 장착되고, 도어틀과 아암에 의해 연결되는 회전축; 및 상기 도어클로저 본체의 특정 위치(스프링실 및 작동실에 자력을 공급할 수 있는 위치)에 내장되어 전원 인가시 자력을 발생시키는 전자석;을 포함하며, 상기 스프링실 및 작동실에는 MR 유체가 충진되며, 상기 전자석에서 자력이 발생되는 자력이 최대가 되었을 때 MR 유체는 고형화되면서 상기 스프링, 피스톤 및 회전축을 고정시키도록 구성됨으로써, 현관문을 개방하여 원하는 위치에 고정시킴과 아울러 화재 경보 발생시에는 즉시 현관문을 폐쇄할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 부분 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 평단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 정단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 측단면도이다.
도 5는 도 1의 피스톤에 대한 상세도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 제어블록도이다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예를 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도면에서 도시된 각 시스템에서, 몇몇 경우에서의 요소는 각각 동일한 참조 번호 또는 상이한 참조 번호를 가져서 표현된 요소가 상이하거나 유사할 수가 있음을 시사할 수 있다. 그러나 요소는 상이한 구현을 가지고 본 명세서에서 보여지거나 기술된 시스템 중 몇몇 또는 전부와 작동할 수 있다. 도면에서 도시된 다양한 요소는 동일하거나 상이할 수 있다. 어느 것이 제1 요소로 지칭되는지 및 어느 것이 제 2 요소로 불리는지는 임의적이다.
본 명세서에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송', '전달' 또는 '제공'한다 함은 어느 한 구성요소가 다른 구성요소로 직접 데이터 또는 신호를 전송하는 것은 물론, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송하는 것을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 부분 절개된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 평단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 정단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 측단면도이며, 도 5는 도 1의 피스톤에 대한 상세도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 제어블록도이다.
본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치는, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 도어클로저 본체(2), 스프링(6), 피스톤(8), 회전축(22), 전자석(M), 점성 조절부(100), 화재 감지부(110) 및 제어부(200)를 포함한다.
도어클로저 본체(2)는 도어의 상부에 장착되고, 작동실(4), 스프링실(S) 및 제 1, 2 유로(10, 12)가 형성되어 있다. 제 1 유로(10)는 스프링실(S)과 연통되며, 제 2 유로(12)는 작동실(4)에 형성되어 있다. 도어클로저 본체(2)는 알루미늄재로 다이케스팅 제작되는 것으로서, 일측의 입구를 캡(24)이 차단하는 작동실(4)이 길게 형성되고 작동실(4)의 일측 후방에는 제 1 유로(10) 및 제 2 유로(12)가 형성되어 있다. 제 1 유로(10)의 출구는 기어실을 통하여 작동실(4)의 타측 구간에 있는 스프링실(S)과 연통된다. 제 2 유로(12)의 출구(30)는 피스톤(8)의 복귀시 밀폐부(32)에 의해 제 1 유로(10)의 입구(26)가 차단되기 직전 밀폐부(32)를 이미 통과한 지점에 형성되어 있다.
스프링실(S) 및 작동실(4)에는 MR 유체(MR)가 충진된다. 전자석(M)에서 자력이 발생되는 자력이 최대가 되었을 때, MR 유체(MR)는 고형화되면서 스프링(6), 피스톤(8) 및 회전축(22)을 고정하게 되고, 이때, 도어는 고정되게 된다. 전자석(M)에 의해 발생되는 자력이 최대 세기가 아닌 세기로 조절될 경우 MR 유체(MR)의 점성이 변화되면서 도어어 속도가 조정되게 된다. 자력의 세기에 대한 MR 유체(MR)의 점성은 대략 선형적이기 때문에, 자력의 세기를 강하게 할수록 MR 유체(MR)의 점성이 커지게 되어 회전축(22)의 속도도 느려지면서 도어의 속도가 느려진다. 한편, 도어의 속도를 빠르게 하려면 자력의 세기를 약하게 하면 된다.
스프링(6)은 스프링실(S)에 배치되어 이완시 피스톤(8)을 바이어싱(biasing)할 수 있도록 구성되어 있다.
피스톤(8)은 작동실(4)에 배치되어 스프링(6)에 의해 바이어싱될 수 있으며, 둘레 일부에는 랙기어(18)가 형성되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤(8)은 배면에 랙기어(18)를 갖는 몸통을 사이에 두고 일측에는 몸통보다 직경이 큰 밀폐부(32)가 형성되어 있고, 타측에는 지지부(36)가 형성되어 있다.
회전축(22)은 랙기어(18)와 기어결합되는 피니언기어(20)가 장착되고, 도어틀과 아암에 의해 연결되어 있다. 회전축(22)은 시계 방향으로의 회전시 도어가 개방되면서 피스톤(8)이 스프링(6)을 압축하는 한편, 반시계 방향으로의 회전시 도어가 폐쇄되게 되는데 이때 피스톤(8)이 스프링(6)에 의해 바이어싱되면서 힘을 받게 된다. 회전축(22)의 속도가 빠를수록 이와 연동하여 도어의 속도도 빨라진다.
전자석(M)은 도어클로저 본체(2)의 특정 위치[즉, 스프링실(S) 및 작동실(4)에 자력을 공급할 수 있는 위치]에 내장되어 제어부(200)로부터의 전원 인가시 자력을 발생시키는 역할을 한다.
점성 조절부(100)는 도어의 손잡이 부분이나 일측에 장착되고, 전자석(M)에 인가되는 전압의 세기를 설정하여 MR 유체(MR)의 점성을 조절하는 역할을 한다. 점성 조절부(100)는 설정된 전압의 세기에 상응하는 설정 신호를 제어부(200)에 제공한다.
화재 감지부(110)는 도어의 일측에 장착되어 화재 발생을 감지하여 제어부(200)에 감지신호를 제공하는 화재 감지 센서이다.
제어부(200)는 점성 조절부(100) 및 화재 감지부(110)로부터 각각 설정 신호 및 감지 신호를 인가받아 설정된 전압의 세기 및 화재 감지 여부를 판단하고 이에 상응하는 설정 전압을 전자석(M)에 인가하는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 점성 조절부(100)에 의해 전자석(M)에 인가되는 전압의 세기가 설정되면, 제어부(200)는 이에 상응하여 전원부(210)를 제어하여 전자석(M)에 설정된 전압을 인가하게 된다. 이때, MR 유체(MR)는 전자석(M)으로부터 설정된 전압에 따른 자력을 인가받아 점성이 변화되게 되고, 이에 따라 도어의 속도가 결정되게 된다. 여기서, MR 유체(MR)의 점성이 커질수록 도어의 속도가 느려지게 된다.
한편, 화재 감지부(110)로부터 화재 발생이 감지되면 제어부(200)는 전원부(210)를 제어하여 전자석(M)에 인가되는 전원을 차단하게 되고, 이에 따라 MR 유체(MR)는 액체의 성질을 띠게 되어 피스톤(8)은 스프링(6)에 의해 바이어싱되면서, 도어는 닫히게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치에 의하면, 도어의 상부에 장착되며, 작동실, 스프링실 및 제 1, 2 유로가 형성되고, 상기 제 1 유로는 상기 스프링실과 연통되며, 상기 제 2 유로는 작동실에 형성되는 도어클로저 본체; 상기 스프링실에 배치되어 있는 스프링; 상기 작동실에 배치되어 상기 스프링에 의해 바이어싱(biasing)될 수 있으며, 둘레 일부에는 랙기어가 형성되어 있는 피스톤; 상기 랙기어와 기어결합되는 피니언기어가 장착되고, 도어틀과 아암에 의해 연결되는 회전축; 및 상기 도어클로저 본체의 특정 위치(스프링실 및 작동실에 자력을 공급할 수 있는 위치)에 내장되어 전원 인가시 자력을 발생시키는 전자석;을 포함하며, 상기 스프링실 및 작동실에는 MR 유체가 충진되며, 상기 전자석에서 자력이 발생되는 자력이 최대가 되었을 때 MR 유체는 고형화되면서 상기 스프링, 피스톤 및 회전축을 고정시키도록 구성됨으로써, 현관문을 개방하여 원하는 위치에 고정시킴과 아울러 화재 경보 발생시에는 즉시 현관문을 폐쇄할 수 있다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
2: 도어클로저 본체
4: 작동실
6: 스프링
8: 피스톤
10: 제 1 유로
12: 제 2 유로
18: 랙기어
20: 피니언기어
22: 회전출
24: 캡
32: 밀폐부
S: 스프링실
M: 전자석
MR: MR 유체
100: 점성 조절부
110: 화재 감지부
200: 제어부
210: 전원부

Claims (4)

  1. 도어의 상부에 장착되며, 작동실(4), 스프링실(S) 및 제 1, 2 유로(10, 12)가 형성되고, 상기 제 1 유로는 상기 스프링실과 연통되며, 상기 제 2 유로는 작동실에 형성되는 도어클로저 본체(2);
    상기 스프링실에 배치되어 있는 스프링(6);
    상기 작동실에 배치되어 상기 스프링에 의해 바이어싱(biasing)될 수 있으며, 둘레 일부에는 랙기어(18)가 형성되어 있는 피스톤(8);
    상기 랙기어와 기어결합되는 피니언기어(20)가 장착되고, 도어틀과 아암에 의해 연결되는 회전축(22); 및
    상기 도어클로저 본체의 특정 위치(스프링실 및 작동실에 자력을 공급할 수 있는 위치)에 내장되어 전원 인가시 자력을 발생시키는 전자석(M);을 포함하며,
    상기 스프링실 및 작동실에는 MR 유체(MR)가 충진되며, 상기 전자석에서 자력이 발생되는 자력이 최대가 되었을 때 MR 유체는 고형화되면서 상기 스프링, 피스톤 및 회전축을 고정시키는, MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자석(M)에 의해 발생되는 자력이 최대 세기가 아닌 세기로 조절될 경우 MR 유체의 점성이 변화되면서 상기 도어의 속도가 조정되는, MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자석(M)에 인가되는 전압의 세기를 설정하여 MR 유체(MR)의 점성을 조절하도록 구성된 점성 조절부(100);
    화재 발생을 감지하도록 구성된 화재 감지부(110); 및
    상기 점성 조절부에 의해 설정된 전압의 세기 및 상기 화재 감지부의 감지신호에 의거하여 상기 전자석에 설정된 전압을 인가하도록 구성된 제어부(200);를 더 포함하는, MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부(200)는 상기 화재 감지부(110)를 통한 화재 감지시 상기 전자석(M)에 인가되는 전원을 차단하는, MR 유체를 이용한 도어 폐쇄 장치.
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