KR20220167588A - 멈춤 가능한 힌지 장치 - Google Patents

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KR20220167588A
KR20220167588A KR1020210076741A KR20210076741A KR20220167588A KR 20220167588 A KR20220167588 A KR 20220167588A KR 1020210076741 A KR1020210076741 A KR 1020210076741A KR 20210076741 A KR20210076741 A KR 20210076741A KR 20220167588 A KR20220167588 A KR 20220167588A
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Abstract

본 발명은, 문틀을 포함하는 지지체에 결합된 지지브래킷과; 문을 포함하는 회전체에 결합된 회전브래킷과; 일측은 상기 지지브래킷에 회전 가능하게 결합되고 타측은 상기 회전브래킷과 함께 회전 가능하게 결합된 회전축과; 상기 회전축의 단부에 형성된 걸림부와 상기 걸림부와 맞물리도록 상기 걸림부의 형상에 대응하여 상기 지지브래킷에 결합되는 물림부를 갖는 마찰부;를 포함하되, 상기 걸림부와 상기 물림부가 상호 면접촉하여 상기 회전브래킷이 상기 지지브래킷에 대하여 회전하는 과정에서 상기 마찰부에서 마찰력을 발생시켜 상기 회전축의 회전에 대하여 저항하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 회전체를 임의의 또는 설정된 각도에서 멈춤 유지할 수 있으면서 구조가 간단하고, 회전체를 설정된 각도에서 멈춤을 유지할 수 있도록 탄성력을 제공하는 부재의 구조를 쉽게 제조, 조립할 수 있는 힌지 장치를 제공할 수 있다.

Description

멈춤 가능한 힌지 장치 {Stoppable Hinge Apparatus}
본 발명은 힌지 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 회전체가 회전 운동하는 과정에서 설정된 위치에서 멈춤 상태를 유지할 수 있도록 구조를 개선한 힌지 장치에 관한 것이다.
산업분야에 사용되는 기계 구성품은 그 종류가 다양하다.
볼트, 너트와 같은 구성품은 제품을 결합하는 기능을 하고, 베어링과 같은 구성품은 힌지축 등을 회전 가능하게 지지한다.
이러한 구성품 중에 힌지라는 구성품도 있다. 힌지는 노트북 등을 열고 닫을 때, 문을 열고 닫을 때 사용된다.
즉, 여닫이문을 달 때 한쪽은 문틀에, 다른 한쪽은 문짝에 고정하여 문짝이나 창문을 닫는데 쓰는 철물이 힌지이다. 힌지는 기계나 구조물의 요소들이 서로 상대적인 회전 운동만을 할 수 있게 하는 연결부이다.
그리고 힌지를 사용하여 회전체를 설정된 위치나 각도에 멈춤을 유지할 수 있으면서도 구조가 간단한 것이 바람직하다.
[참고문헌]
특허등록 제10-2026534호 (2019. 11. 14. 공고)
일본공개특허공보 특개2009-293335호 (2009. 12. 17. 공개)
본 발명의 목적은, 회전체를 임의의 또는 설정된 각도에서 멈춤 유지할 수 있으면서 구조가 간단한 힌지 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 회전체를 설정된 각도에서 멈춤을 유지할 수 있도록 탄성력을 제공하는 부재의 구조를 쉽게 제조, 조립할 수 있는 힌지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 문틀을 포함하는 지지체에 결합된 지지브래킷과; 문을 포함하는 회전체에 결합된 회전브래킷과; 일측은 상기 지지브래킷에 회전 가능하게 결합되고 타측은 상기 회전브래킷과 함께 회전 가능하게 결합된 회전축과; 상기 회전축의 단부에 형성된 걸림부와 상기 걸림부와 맞물리도록 상기 걸림부의 형상에 대응하여 상기 지지브래킷에 결합되는 물림부를 갖는 마찰부;를 포함하되, 상기 걸림부와 상기 물림부가 상호 면접촉하여 상기 회전브래킷이 상기 지지브래킷에 대하여 회전하는 과정에서 상기 마찰부에서 마찰력을 발생시켜 상기 회전축의 회전에 대하여 저항하는 것을 특징으로 하는 힌지 장치에 의하여 달성된다.
또한, 상기 걸림부는 뾰쪽한 원추 형상 또는 깔대기 형상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 걸림부는 외주를 따라 설정된 각도로 분할된 걸림단차를 포함하고 상기 물림부도 상기 걸림단차에 대응한 물림단차를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마찰부에는 상기 걸림부를 상기 물림부측으로 가압하도록 상기 지지브래킷에 결합된 누름부가 더 포함된 것이 바람직하다.
또한, 상기 마찰부에는 상기 물림부와 상기 누름부 사이에 개재되어 상기 누름부에 대하여 상기 물림부를 상기 걸림부측으로 탄성 가압하는 탄성가압부재가 더 포함된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 회전체를 임의의 또는 설정된 각도에서 멈춤 유지할 수 있으면서 구조가 간단한 힌지 장치를 제공할 수 있다.
또한, 회전체를 설정된 각도에서 멈춤을 유지할 수 있도록 탄성력을 제공하는 부재의 구조를 쉽게 제조, 조립할 수 있는 힌지 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 힌지 장치의 단면도 및 부분 사시도,
도 2는 도 1의 요부의 단면도,
도 3는 힌지 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 요부 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 요부 단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 물림부와 걸림부의 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 마찰부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 멈춤 가능한 힌지 장치(이하에서 '힌지 장치'(100)라 함)에 대하여 도 1 내지 도 8을 참조하여 이하에서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 힌지 장치의 단면도 및 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부의 단면도이며, 도 3는 힌지 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 요부 단면도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 요부 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 물림부와 걸림부의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 마찰부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명을 보다 상세하게 설명하기에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시
예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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.
본 발명의 일실시예에 따른 힌지 장치(100)는, 문틀을 포함하는 지지체(미도시)에 결합된 지지브래킷(110)과; 문을 포함하는 회전체(미도시)에 결합된 회전브래킷(130)과; 일측은 상기 지지브래킷(110)에 회전 가능하게 결합되고 타측은 상기 회전브래킷(130)과 함께 회전 가능하게 결합된 회전축(150)과; 상기 회전축(150)의 단부에 형성된 걸림부(171)와 상기 걸림부(171)와 맞물리도록 상기 걸림부(171)의 형상에 대응하여 상기 지지브래킷(110)에 결합되는 물림부(173)를 갖는 마찰부(170);를 포함하되, 상기 걸림부(171)와 상기 물림부(173)가 상호 면접촉하여 상기 회전브래킷(130)이 상기 지지브래킷(110)에 대하여 회전하는 과정에서 상기 마찰부(170)에서 마찰력을 발생시켜 상기 회전축(150)의 회전에 대하여 저항하는 것이 바람직하다.
지지브래킷(110)은 철재를 포함하는 견고한 재질로 구비되어 판 형상으로 구비되어 볼트 등으로 문틀과 같은 지지지체에 고정시키도록 볼트가 관통할 수 있는 고정수단결합홀(117)을 구비한 지지본체(111)와, 지지본체(111)의 일측 바람직하게는 단부에 회전축(150)과이 결합될 수 있는 지지관통홀(113)과, 지지관통홀(113)에 누름부(175)가 나사 등을 포함하는 다양한 방법으로 결합될 수 있는 누름결합부재(115)를 구비하는 것이 바람직하다.
지지브래킷(110)에는 지지관통홀(113)이 지지본체(111)의 상하에 한 쌍으로 구비된 것으로 도시하였으나 지지관통홀(113)의 위치 또는 개수는 공지의 것으로부터 선택될 수 있다.
지지브래킷(110)의 지지관통홀(113)에는 마찰부(170)의 걸림부(171)와 물림부(173)가 결합되거나 수용된다.
회전브래킷(130)은 철재를 포함하는 견고한 재질로 구비되어 판 형상으로 구비되어 볼트 등으로 문틀과 같은 지지지체에 고정시키도록 볼트가 관통할 수 있는 결합수단결합홀(117)을 구비한 회전본체(131)와, 회전본체(131)의 일측 바람직하게는 단부에 회전축(150)과 결합될 수 있는 회전관통홀(133)을 구비하는 것이 바람직하다.
회전브래킷(130)에는 회전관통홀(133)이 회전본체(131)에 하나로 구비된 것으로 도시하였으나 회전관통홀(133)의 위치 또는 개수는 공지의 것으로부터 선택될 수 있다.
회전브래킷(130)의 회전관통홀(133)에는 회전축(150)의 축본체(151)가 회전브래킷(130)과 일체로 회전 가능하게 결합된다. 회전관통홀(133)과 회전축(150)의 결합은 회전축(150)이 회전관통홀(133)에 삽입된 후 회전관통홀(133)을 프레스 등으로 가압하여 가압력에 의해 회전관통홀(133)과 회전축(150)이 상호 결합되어 일체로 회전할 수 있다.
또한 다른 실시예로 도 2에서와 같이 회전축(150)에 육각형상을 포함하는 다각형의 단면을 갖는 축단차(153)를 구비하고 회전관통홀(133)에도 대응하는 축단차결합홈(미도시)가 구비되어 상호 맞물려 회전축(150)과 회전브래킷(130)이 일체로 회전할 수 있다.
회전축(150)은 막대 형상으로 구비된 축본체(151)를 구비하며, 축본체(151)에서 하측으로 연장된 부분에는 뽀족하게 돌출 형성된 원추 형상이거나 깔대기 형상으로 구비된 걸림부(171)가 형성되어 있다.
회전축(150)은 일체로 형성될 수도 있지만 도 2b에 도시된 바와 같이 세 개로 상하가 분할(151-1, 153-1, 171-1 참조)되어 세 개가 각각 상하로 결합되어 하나의 막대 형상으로 구비될 수도 있다.
아울러 앞에서도 설명한 바와 같이 회전축(150)의 축본체(151) 부분 중간에는 회전관통홀(133)과 상호 맞물리도록 다각형 단면을 갖는 축단차(153)가 구비된 것도 바람직하다.
마찰부(170)는 본 발명의 핵심 부분으로 걸림부(171)와 물림부(173)로 구비되는 것이 바람직하다.
걸림부(171)는 하측으로 뾰족하게 형성(도 1의 중심축선(O)과 경사진 각도 'A1' 참조)인 되어 대응하는 오목하게 경사진 형상(도 1의 중심축선(O)과 경사진 각도 'A2' 참조)을 갖는 물림부(173)와 면접촉이 이루어질 수 있다.
여기서, 걸림부(171)의 각도 'A1'는 물림부(173)의 각도 'A2'와 같거나 조금 작은 것이 바람직하다.
그리고 하측의 지지관통홀(113)에 결합된 물림부(173)는 지지관통홀(113)에 억지끼움으로 결합되거나 멈춤핀(미도시) 등으로 결합될 수 있다. 물림부(173)는 회전하는 걸림부(171)와 마찰력을 발생시키기 위하여 회전하지 않는 구조를 갖는다.
그리고 각도 'A1'가 적으면 적어질수록 걸림부(171)와 걸림부(171)의 면접촉하는 영역이 점점 커지므로 걸림부(171)와 물림부(173) 사이의 마찰력은 점점 커지고 회전축(150)이 회전하는 데 필요한 회전 모멘트는 커진다. 이에 회전브래킷(130)이 지지브래킷(110)에 대하여 회전하는 과정에서 최대로 열리는 열린위치와 닫힌 닫힌위치 사이의 임의의 각도에서 마찰부(170) 사이에서 발생하는 마찰력에 의하여 회전축(150)이 보다 용이하게 멈출 수 있으며, 이러한 마찰력을 이기는 힘을 사용자가 회전체에 가하면 회전브래킷(130)이 회전할 수 있다.
마찰부(170)는 지지브래킷(110)에 대하여 회전축(150)의 걸림부(171)를 물림부(173)측으로 가압하도록 지지브래킷(110)의 누름결합부재(115)에 나사를 포함하는 공지의 다양한 방법으로 결합되는 누름부(175)를 포함하는 것이 바람직하다. 누름부(175)의 상단에는 '+' 자나 '-' 자 형상의 함몰된 그루브가 있어 드라이버(screwdriver)와 같은 공구를 이용하여 효과적으로 누름부(175)을 누름결합부재(115)로부터 착탈할 수 있고, 누름부(175)가 결합된 상태에서 마찰부(170)의 상호 마찰되는 힘을 강하고 약하게 간편하게 조절할 수 있다.
여기서 누름부(175)는 물림부(173)와 결합하면서 물림부(173)가 회전하지 않도록 하는 기능도 할 수 있고 물림부(173)는 상하로 이동하더라도 회전하지 않는 구조가 바람직하다.
이렇게 마찰부(170)의 물림부(173)와 걸림부(171) 사이에서 발생하는 마찰력을 도 3에 개략적으로 도시하였다.
도 3에서와 같이 회전축(150)에 작용하는 수직력(도 3의 Fvertical' 참조)에 의하여 걸림부(171)와 물림부(173)가 면접촉하면서 접촉면을 따라 마찰력이 발생한다.
수직력은 전술한 바와 같이 회전체인 예를 들면 문의 자중과 누름부(175)에 의하여 가압되는 힘을 합한 것이 된다.
이러한 수직력(Fvertical)의 크기에 대응하여 도 3의 마찰력(도 3의 'Ffiction' 참조)이 발행하여 회전축(150)의 회전을 저항, 억제 내지 방해하게 되어 이러한 저항력 등보다 더 큰 힘을 회전체에 가하여야 회전체가 회전될 수 있고, 저항력보다 작은 힘인 경우 문을 포함하는 회전체는 정지한 상태인 멈춘 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 힌지 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 달리 물림부(173)와 걸림부(171)를 상하로 한 쌍으로 구비하고 있다.
즉, 상마찰부(170-상)인 상걸림부(171-상)와 상물림부(173-상)가 상측의 지지관통홀(113) 영역에서 상호 맞물리고 하마찰부(170-하)인 하걸림부(171-하)와 하물림부(173-하)가 하측의 지지관통홀(113) 영역에서 상호 맞물린다.
그리고, 누름부(175)는 상측에 하나로 구비될 수 있지만 도 4에 도시된 바와 같이 상하의 한 쌍으로 구비될 수 있다. 물론 물림부(173)는 지지관통홀(113) 내부에서 상하로 누름부(175)의 가압에 의하여 상하로 이동할 수 있지만 지지관통홀(113) 또는 걸림부(171)에 대하여 회전하지 않는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
이러한 구조에 의하여 회전축(150)의 마찰력은 더 크게 발생할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 마찰부(170)에는 상기 물림부(173)와 상기 누름부(175) 사이에 개재되어 상기 누름부(175)에 대하여 상기 물림부(173)를 상기 걸림부(171)측으로 탄성 가압하는 스프링을 포함하는 탄성가압부재(177)가 더 포함된 것이 바람직하다.
이러한 탄성가압부재(177)에 의하여 물림부(173)와 걸림부(171) 사이의 마찰력이 장기간 사용하여 다소 마모되더라도 안정적인 마찰력을 유지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 힌지 장치(100)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 물림부(173)와 걸림부(171)의 형상이 전술한 바와 같이 원형을 유지하는 매끄러운 원추형이나 깔대기 형상으로 된 것이 아니라 설정된 각도로 각각 분할되어 걸림단차(171a)와 물림단차(173a)를 구비하고 있다.
이러한 구조에 의하여 걸림단차(171a)와 물림단차(173a)가 상호 맞물리는 각도에 회전체가 보다 효과적으로 멈춤을 유지할 수 있고, 멈추어진 회전체를 회전시키기 위해서는 사용자는 전술한 바와 같은 힌지 장치(100)보다 더 많은 가압을 하여야 한다.
여기서, 설명하지 않는 부호 'O'는 회전축(150)의 회전 중심축선을 나타낸다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 힌지 장치(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이 예를 들면 문틀(미도시)에 지지브래킷(210)이 결합되고, 상측에 회전축(250)을 결합한 회전브래킷(230)이 문(미도시)에 결합되어 회전브래킷(230)이 문과 함께 회전하게 되는 구조이다.
기타의 구성은 전술한 바와 동일하나 회전축(250)이 회전브래킷(230)의 회전관통홀(233)에 억지끼워맞춤이나 스폿 용접 등으로 결합되어 회전브래킷(230)과 함께 회전할 수 있는 구조이다.
이러한 구조에 의하여 회전브래킷(230)에 결합된 문의 자중에 의하여 걸림부(171)와 물림부(173)가 맞물려 회전하면서 마찰력을 발생시킬 수 있다.
이러한 구조에 의하여 힌지 장치(200)가 보다 간단한 구조를 가질 수 있다.
그리고 마찰부(170)의 형상은 도 8에 도시한 바와 같이 원추형이나 깔대기 형상을 가지면서 외주면이 꼭지점을 향하여 직선이 아닌 볼록한 곡선이나 오목한 곡선으로 구비될 수도 있다.
이에, 본 발명에 따르면, 종래 기술에서와 달리 부품 수를 작게 할 수 있고, 구조도 간단하며 회전체를 임의의 또는 설정된 각도에서 멈춤 유지할 수 있는 힌지 장치를 제공할 수 있다.
또한, 회전체를 설정된 각도에서 멈춤을 유지할 수 있도록 탄성력을 제공하는 부재의 구조를 쉽게 제조, 조립할 수 있는 힌지 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명의 여러 실시예들을 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 힌지 장치 110 : 지지브래킷
111 : 지지본체 113 : 지지관통홀
115 : 누름결합부재 117 : 고정수단결합홀
130 : 회전브래킷 131 : 회전본체
133 : 회전관통홀 133a : 축단차결합홈
150 : 회전축 151 : 축본체
153 : 축단차
170 : 마찰부 171 : 걸림부
171a : 걸림단차 173 : 물림부
173a : 물림단차 175 : 누름부
177 : 탄성가압부재

Claims (5)

  1. 문틀을 포함하는 지지체에 결합된 지지브래킷과;
    문을 포함하는 회전체에 결합된 회전브래킷과;
    일측은 상기 지지브래킷에 회전 가능하게 결합되고 타측은 상기 회전브래킷과 함께 회전 가능하게 결합된 회전축과;
    상기 회전축의 단부에 형성된 걸림부와 상기 걸림부와 맞물리도록 상기 걸림부의 형상에 대응하여 상기 지지브래킷에 결합되는 물림부를 갖는 마찰부;를 포함하되,
    상기 걸림부와 상기 물림부가 상호 면접촉하여 상기 회전브래킷이 상기 지지브래킷에 대하여 회전하는 과정에서 상기 마찰부에서 마찰력을 발생시켜 상기 회전축의 회전에 대하여 저항하는 것을 특징으로 하는 힌지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 걸림부는 뾰쪽한 원추 형상 또는 깔대기 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 걸림부는 외주를 따라 설정된 각도로 분할된 걸림단차를 포함하고 상기 물림부도 상기 걸림단차에 대응한 물림단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마찰부에는 상기 걸림부를 상기 물림부측으로 가압하도록 상기 지지브래킷에 결합된 누름부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 힌지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마찰부에는 상기 물림부와 상기 누름부 사이에 개재되어 상기 누름부에 대하여 상기 물림부를 상기 걸림부측으로 탄성 가압하는 탄성가압부재가 더 포함된 것을 특징으로 하는 힌지 장치.
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