KR101997196B1 - 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플로어 힌지장치에 관한 것으로서, 상세하게는 댐핑력 조절이 가능하면서 구성이 간단하여 제조 원가가 절감되고, 캡을 하우징에서 볼트를 이용하여 결합시켜 진동 등에 의해 하우징에서 결합력이 저하되어 내부의 작동 유체가 외부로 유출되거나 실린더 또는 코일 스프링을 정위치에 고정시키기 못하는 것을 미연에 방지하고, 도어가 90ㅀ회전될 시 캠이 실린더를 고정시켜 도어를 열어 놓을 수 있도록 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지에 관한 것이다.

Description

댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치{FLOOR HINGE DEVICE FOR CONTROLLING DAMPING FORCE}
본 발명은 플로어 힌지장치에 관한 것으로서, 상세하게는 댐핑력 조절이 가능하면서 구성이 간단하여 제조 원가가 절감되고, 캡을 하우징에서 볼트를 이용하여 결합시켜 진동 등에 의해 하우징에서 결합력이 저하되어 내부의 작동 유체가 외부로 유출되거나 실린더 또는 코일 스프링을 정위치에 고정시키기 못하는 것을 미연에 방지하고, 도어가 90ㅀ회전될 시 캠이 실린더를 고정시켜 도어를 열어 놓을 수 있도록 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지에 관한 것이다.
일반적으로, 실내의 출입구에 설치되는 도어(유리문 포함)는 선회식(즉, 여닫이식)의 경우, 그 일측의 상단 및 하단이 도어틀 등에 회동 가능하게 설치된다. 이와 같이 선회식으로 개폐되는 도어의 경우에는 별도의 도어 고정장치 또는 도어개폐 완충장치가 설치되지 않을 경우, 예컨대 풍력과 같은 약간의 외력에 의해서도 쉽게 열리고 닫히거나, 흔들리는 상황이 발생된다.
외력에 의해 도어가 임의로 개폐되는 경우, 출입자가 그 도어에 부딪혀 충돌하는 등의 안전사고가 발생될 가능성을 배제할 수 없으며, 도어 자체도 충돌로 인하여 파손되거나 고장이 발생하는 등의 문제점이 있다. 특히, 이러한 안전사고나, 고장, 파손 등의 경우는 도어가 강화유리를 적용한 유리문인 경우 더욱 심각한 결과를 초래할 수 있게 된다.
이를 위해서, 출입구에 설치되는 도어 특히 유리문에 대해서는 출입구 바닥에 설치되어 해당되는 유리문의 선회식 개폐동작이 자연스럽고 천천히 유지되도록 완충력을 제공하는 소위 플로어 힌지(Floor hinge) 장치가 널리 사용되고 있다.
도 1은 유리문의 개폐를 위해 플로어힌지 장치가 적용된 구조를 설명하기위한 예시적인 도면이다. 도 1에서, 출입구의 벽면에 고정되는 도어프레임(10)의 내측에는 강화유리에 의한 최소한 하나 이상의 유리문(12)이 출입시 선회식(즉, 여닫이식)으로 개폐 가능하도록 설치된다. 상기 유리문(12)은 그 상측에 도어프레임(10)에 회전 가능하게 결합되는 회전축이 설치되고, 그 하측에는 유리문(12)의 하단을 선회 가능하게 지지하도록 건물의 출입구 바닥에 설치되는 플로어힌지(16)가 설치된다.
그런데, 종래의 플로어힌지(16)는 출입구 바닥에 설치하는 경우, 대부분이 그 출입구 바닥을 일정한 너비 및 깊이로 파내어 그 플로어힌지(16)의 회전지지구조(17)가 매설되는 형태로 설치되므로, 그 설치작업이 매우 복잡하고 번거로운 문제점이 있다.
따라서 간단한 구조로서, 설치가 용이한 플로어힌지장치의 개발은 물론, 해당 유리문(12)의 개폐속도를 안정적으로 제어할 수 있으면서도, 예를 들어 풍력과 같은 외력에 의해서도 유리문(12)이 쉽게 개폐동작되지 않도록 완충작용을 해줄 수 있는 플로어힌지 장치의 개발이 요구되어 왔다.
상기와 같은 점을 고려하여 설치가 용이하면서도 유리문의 개폐동작이 급작스럽게 이루어지는 것을 방지하고, 천천히 동작되도록 완충기능을 갖는 유압식 플로어힌지장치의 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 현재 출시되고 있는 종래의 유압식 플로어힌지장치의 경우에는 부품 수가 많고, 구조가 복잡하여 제조비용이 증가하고, 그 사이즈를 줄이는데 한계가 있으며, 또한 고장발생시 그 분리 및 수리작업이 용이하지 않은 문제점이 지적되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내 등록특허공보 제10-1109574호인 도어 개폐용 유압식 플로어힌지장치와, 국내 등록특허공보 제10-1359574호인 유리문용 자동 복귀 기구 등이 개시되어 있다.
상기 도어 개폐용 유압식 플로어힌지장치는 도 2에 도시된 바와 같이 도어의 하단에 결합되는 도어 샤시 내부에 매몰되게 설치되는 하우징(101)과; 내부에 유압매체가 수용되는 실린더부를 가지며, 상기 하우징 내부에 설치되는 실린더부재(110)와; 상기 실린더부 내부에 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 유압매체의 이동을 위한 이동유로를 가지는 피스톤유닛(120)과; 상단은 상기 실린더부를 관통한 상태로 회전 가능하게 상기 실린더부재에 회전 가능하게 설치되며, 하단은 상기 도어가 설치되는 건물의 바닥에 고정되며, 상기 도어의 선회시 상기 피스톤유닛을 이동시키기 위한 반원형의 캠부를 가지는 캠유닛(130); 및 상기 실린더부 내부에 설치되어 상기 피스톤유닛을 일측으로 탄력적으로 가압하며, 탄성을 조절할 수 있는 탄성조절유닛(140);을 포함한다.
또한, 상기 유리문용 자동 복귀 기구는 도 3에 도시된 바와 같이 지면(地面) 상에 고정하는데 이용되는 고정시트(20); 일단이 상기 고정시트와 연결되는 축 레버, 및 상기 축 레버에 설치된 편심 캠을 구비하는 고정축(30); 유리문을 클램핑 고정하는데 이용되고, 오일 저장 공간 및 상기 오일 저장 공간과 연통되는 축 홀을 구비하며, 상기 축 홀에 상기 고정축이 관통 설치되고, 상기 유리문의 개폐 동작에 따라 상기 고정축을 중심으로 피봇팅하는 클램프(40); 및 상기 클램프의 오일 저장 공간 내에 설치되고 상기 고정축의 편심 캠에 가압 접촉되고, 상기 클램프가 피봇팅할 때 상기 고정축의 편심 캠에 밀려 작동되어, 유압 오일을 가압함으로써 문 개폐시 저항력을 발생시키는 피스톤어셈블리(50);를 포함한다.
그러나, 이러한 종래의 플로어 힌지장치들은 유로를 이용하여 댐핑력을 조절하기 때문에 구성이 복잡해지고, 이로 인해 제작 단가가 상승되는 문제점이 있다.
또한, 이러한 종래의 플로어 힌지장치들은 캡이 단순히 하우징에 볼트 결합되어 있기 때문에 진동 등에 의해 하우징에서 결합력이 저하되어 내부의 작동 유체가 외부로 유출되거나 실린더 또는 코일 스프링을 정위치에 고정시키기 못하는 문제점이 있다.
또, 이러한 종래의 플로어 힌지장치들은 도어가 90ㅀ회전될 시 캠이 실린더에서 고정되지 않기 때문에 도어를 열어 놓을 수가 없는 문제점이 있다.
국내 등록특허공보 제10-1109574호 국내 등록특허공보 제10-1359574호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하우징에 한 쌍의 댐핑 유로를 형성하고, 각각의 댐핑 유로에 조절 볼트를 설치하여 댐핑력을 조절하도록 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명은 실린더 모듈에 유압 채널의 끝단을 2개로 분기시켜 분기 유로를 형성시키고, 일측 분기 유로에는 볼밸브를 설치하고, 타측 분기 유로에는 핀 밸브를 설치하여, 실린더 모듈이 후방으로 이동시 볼밸브를 통해 작동 유체가 이동되다가 핀 밸브가 앤드캡과 접촉하면서 전방으로 이동되어 타측 분기 유로를 개방시켜 작동 유체를 순환시키면서 점점 타측 분기 유로를 폐쇄시켜 댐핑력이 발생되도록 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 앤드캡을 하우징에 결합한 상태에서 하우징에 체결되는 고정 볼트를 이용하여 하우징에 고정시킴으로써 진동에 의해 앤드캡의 체결력이 저하되어 작동 유체가 유출되는 것을 미연에 방지하도록 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명은 실린더 모듈에 합성수지 재질의 탄성 실링재를 설치하여 실린더 모듈이 후방으로 이동시 작동 유체에 의해 탄성 실링재가 벌어지면서 마찰력을 발생시켜 댐핑력을 증대시키고, 피스톤 모듈과 하우징의 마모로 인해 유압력이 저하되는 것을 방지하도록 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 반원 형태의 캠의 양측면에 직선 형태의 가이드면을 형성하여 도어가 90ㅀ회전될 시 캠이 실린더에 고정되도록 함으로써 도어를 열어 놓은 상태를 유지할 수 있도록 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
도어의 하단에 결합되고, 내부가 길이 방향으로 관통되어 작동 유체가 수용되는 유압 채널이 형성되며, 상기 유압 채널을 수직으로 관통하는 캠홀이 형성되는 하우징과; 상기 유압 채널의 일측에 직선 이동 가능하게 결합되며, 작동 유체의 이동을 이용하여 후방으로 이동 및 댐핑력 조절이 가능하도록 유체 이동 유로가 형성되는 실린더 모듈과; 캠축의 상단이 상기 유압 채널을 관통한 상태로 회전 가능하도록 상기 실린더 모듈에 설치되고, 상기 캠축의 하단이 상기 도어가 설치되는 건물의 바닥에 고정되며, 상기 캠축의 중앙부에 형성되고, 상기 실린더 모듈에 삽입되어 상기 도어의 선회시 상기 실린더 모듈을 이동시키기 위한 반원형의 캠과, 상기 캠의 곡선부 중앙에 설치되는 캠돌기를 가지는 캠 모듈; 및 상기 유압 채널의 타측에 설치되어 상기 실린더 모듈의 직선 이동에 의해 압축 및 신장되고, 상기 도어가 닫히는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 유압 채널은 상기 실린더 모듈 측의 내경보다 상기 탄성 모듈 측의 내경이 축소되어 상기 실린더 모듈의 전진을 차단하도록 중앙부에 단턱이 형성된다.
여기에서 또한, 상기 하우징은 양단에 제 1, 2앤드캡이 결합되도록 상기 유압 채널의 양단에 더 큰 지름의 나사 체결홀이 형성되고, 상기 나사 체결홀의 양단에서 수직으로 한 쌍의 관통홀이 형성되며, 상기 제 1, 2앤드캡의 양측면에 고정홈이 형성되어 상기 관통홀에 결합되는 고정 볼트가 상기 제 1, 2앤드캡의 고정홈에 삽입되어 상기 유압 채널에 결합된 상기 제 1, 2앤드캡을 고정시킨다.
여기에서 또한, 상기 제 2앤드캡과 탄성 모듈 사이에는 중앙부에 접시 형태의 안착홀이 형성되고, 상기 안착홀에 가압볼이 구비된 탄성 조절 와셔가 구비되고, 상기 제 2앤드캡의 중앙부에 탄성 조절 볼트홀이 형성되어 상기 탄성 조절 볼트홀에 체결된 탄성 조절 볼트가 상기 가압볼을 가압시켜 상기 탄성 조절 와셔를 이동시켜 상기 탄성 모듈의 탄성을 조절한다.
여기에서 또, 상기 하우징은 상기 실린더 모듈의 댐핑력을 조절하도록 일측에 2개의 댐핑 유로가 형성되고, 상기 댐핑 유로에 조절 볼트가 각각 체결된다.
여기에서 또, 상기 실린더 모듈은 원통형으로 형성되고, 중앙부에 유체 이동 유로가 형성되는 제 1피스톤과; 상기 제 1피스톤과 동일하게 형성되고, 상기 유체 이동 유로가 형성되되, 상기 유체 이동 유로에 설치되는 볼 밸브가 구비되고, 상기 제 1피스톤과 대향되는 면에 상기 캠 모듈의 캠돌기가 안내되도록 W자 형태의 곡산 파형인 캠돌기 안내홈이 구비되는 제 2피스톤; 및 상기 제1, 2피스톤이 서로 대향되도록 상기 제 1, 2피스톤의 하부를 일체로 상호 연결하고, 서로 이격되어 나란하게 배치되며, 상부에 상기 캠 모듈의 캠과 캠돌기가 개재되는 한 쌍의 연결 로드를 포함한다.
여기에서 또, 상기 실린더 모듈은 원통형으로 형성되고, 중앙부에 유체 이동 유로가 형성되는 제 1피스톤과; 상기 제 1피스톤과 동일하게 형성되고, 상기 유체 이동 유로가 형성되되, 상기 유체 이동 유로가 분기되어 작동 유체의 이동을 이용하여 후방으로 이동 가능하도록 형성되는 제 1분기 유로와, 상기 제 1분기 유로에 설치되는 볼 밸브와, 상기 유체 이동 유로가 분기되어 작동 유체의 이동을 제어하여 댐핑력을 조절하도록 형성되는 제 2분기 유로와, 상기 제 2분기 유로에 설치되는 핀 밸브가 구비되고, 상기 제 1피스톤과 대향되는 면에 상기 캠 모듈의 캠돌기가 안내되도록 W자 형태의 곡산 파형인 캠돌기 안내홈이 구비되는 제 2피스톤; 및 상기 제1, 2피스톤이 서로 대향되도록 상기 제 1, 2피스톤의 하부를 일체로 상호 연결하고, 서로 이격되어 나란하게 배치되며, 상부에 상기 캠 모듈의 캠과 캠돌기가 개재되는 한 쌍의 연결 로드를 포함다.
여기에서 또, 상기 실린더 모듈은 상기 제 2피스톤의 일끝단 외측면 테두리에 쐐기홈이 구비된 안착홈이 형성되고, 상기 안착홈에 합성수지 재질로 "V"자 형태로 형성되며, 내측면에 쐐기 돌기가 구비된 탄성 실링재를 상기 안착홈의 쐐기홈에 쐐기 돌기를 결합하여 설치하여 상기 제 2피스톤이 후방으로 이동시 상기 탄성 실링재가 벌어지면서 내부로 작동 유체가 유입되면서 마찰력으로 인해 댐핑력을 증대시킴과 동시에 상기 제 2피스톤과 상기 하우징의 마모로 인해 유압력이 저하되는 것을 방지한다.
여기에서 또, 상기 핀 밸브는 유선형 막대 형태로 형성되고, 원판 형태로 테두리에 유입홀이 구비되어 상기 제 2분기 유로 내에 위치하는 격판이 일체로 형성되며, 상기 실린더 모듈의 이동에 따라 상기 제 1앤드캡과 접촉되면서 전방으로 이동되면서 상기 제 2분기 유로의 지름을 조절하여 댐핑력을 발생하는 몸체와; 상기 제 2분기 유로에 설치되어 상기 격판에 탄성을 제공하는 댐핑용 코일 스프링으로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 캠 모듈은 상기 캠축의 상단이 관통되면서 상기 캠축이 회전되도록 내부에 제 1베어링이 구비되고, 상기 하우징의 캠홀과 결합되는 회전캡이 구비되고, 상기 캠축의 하단이 상기 하우징의 캠홀 저면에 설치된 제 2베어링과 결합된다.
여기에서 또, 상기 캠 모듈은 상기 캠축의 상단의 지름이 크고, 하단의 지름이 작게 형성되고, 상기 캠의 지름이 상기 캠축의 상단 지름보다 더 크게 형성되며, 상기 캠이 회전이 용이하도록 직선면과 곡선면을 연결하는 부위에 직선 형태의 가이드면이 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치에 따르면, 하우징에 한 쌍의 댐핑 유로를 형성하고, 각각의 댐핑 유로에 조절 볼트를 설치하여 댐핑력을 조절할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 실린더 모듈에 유압 채널의 끝단을 2개로 분기시켜 분기 유로를 형성시키고, 일측 분기 유로에는 볼밸브를 설치하고, 타측 분기 유로에는 핀 밸브를 설치하여, 실린더 모듈이 후방으로 이동시 볼밸브를 통해 작동 유체가 이동되다가 핀 밸브가 앤드캡과 접촉하면서 전방으로 이동되어 타측 분기 유로를 개방시켜 작동 유체를 순환시키면서 점점 타측 분기 유로를 폐쇄시켜 댐핑력이 발생되도록 함으로써 구성을 간단하여 제조 원가를 낮출 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 앤드캡을 하우징에 결합한 상태에서 하우징에 체결되는 고정 볼트를 이용하여 하우징에 고정시킴으로써 진동에 의해 앤드캡의 체결력이 저하되어 작동 유체가 유출되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 실린더 모듈에 합성수지 재질의 탄성 실링재를 설치하여 실린더 모듈이 후방으로 이동시 작동 유체에 의해 탄성 실링재가 벌어지면서 마찰력을 발생시켜 댐핑력을 증대시키고, 피스톤 모듈과 하우징의 마모로 인해 유압력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 반원 형태의 캠의 양측면에 직선 형태의 가이드면을 형성하여 도어가 90ㅀ회전될 시 캠이 실린더에 고정되도록 함으로써 도어를 열어 놓은 상태를 유지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 플로어 힌지장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 정단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치중 실린더 모듈의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치중 캠 모듈의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 12은 도 11의 분해 사시도이다.
도 13은 도 11의 정단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 2실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치중 실린더 모듈의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 15는 도 14의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
도 17은 본 발명의 제 2실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 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.
《제 1실시예》
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 분해 사시도이며, 도 6은 도 5의 정단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치중 실린더 모듈의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 7의 평면도이고, 도 9는 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치중 캠 모듈의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 9의 측면도이다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치(200)는 하우징(210)과, 실린더 모듈(220)과, 캠 모듈(230) 및 탄성 모듈(240)을 포함한다.
먼저, 하우징(210)은 직육면체 형태로서 도어(미도시)의 하단에 결합되고, 내부가 길이 방향으로 관통되어 작동 유체가 수용되는 유압 채널(C)이 형성되며, 유압 채널(C)을 수직으로 관통하는 캠홀(211)이 형성된다. 이때, 유압 채널(C)은 실린더 모듈(220) 측의 내경보다 탄성 모듈(240) 측의 내경이 축소되어 실린더 모듈(220)의 전진을 차단하도록 중앙부에 단턱(212)이 형성된다.
그리고, 하우징(210)은 양단에 제 1, 2앤드캡(213, 214)이 결합되도록 유압 채널(C)의 양단에 더 큰 지름의 나사 체결홀(H1)이 형성되고, 나사 체결홀(H1)의 양단에서 수직으로 한 쌍의 관통홀(H2)이 형성되며, 제 1, 2앤드캡(213, 214)의 양측면에 고정홈(A1)이 형성되어 관통홀(H2)에 결합되는 고정 볼트(B1)가 제 1, 2앤드캡(213, 214)의 고정홈(A1)에 삽입되어 유압 채널(C)에 결합된 제 1, 2앤드캡(213, 214)을 고정시킨다.
또한, 제 2앤드캡(214)과 탄성 모듈(240) 사이에는 중앙부에 접시 형태의 안착홀(H3)이 형성되고, 안착홀(H3)에 가압볼(B)이 구비된 탄성 조절 와셔(215)가 구비되고, 제 2앤드캡(214)의 중앙부에 탄성 조절 볼트홀(H4)이 형성되어 탄성 조절 볼트홀(H4)에 체결된 탄성 조절 볼트(B2)가 가압볼(B)을 가압시켜 탄성 조절 와셔(215)를 이동시켜 탄성 모듈(240)의 탄성을 조절한다. 이때, 탄성 조절 볼트(B2)는 헤드에 오링(O)이 구비되고, 몸체 저면에 가압볼(B)이 고정되도록 볼 고정홈(A2)이 형성된다. 또한 도면중 미설명 부호인 "O"는 오링이다.
또, 하우징(210)은 실린더 모듈(220)의 댐핑력을 조절하도록 일측에 2개의 댐핑 유로(DL)가 형성되고, 댐핑 유로(DL)에 조절 볼트(B3)가 각각 체결된다. 이때, 댐핑 유로(DL)는 실린더 모듈(220)의 이동시 실린더 모듈(220)의 제 2피스톤(223) 전방으로 유압을 공급하여 댐핑력을 발생시키도록 디귿자 형태로 형성되고, 각기 다른 위치에 형성되고, 조절 볼트(B3)는 오링이 구비되어 작동 유체의 유출을 막는다.
계속해서, 실린더 모듈(220)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제 1피스톤(221)과, 제 2피스톤(223) 및 연결 로드(225)로 구성된다.
제 1피스톤(221)은 유압 채널(C)의 일측에 직선 이동 가능하게 결합되며, 작동 유체의 이동을 이용하여 후방으로 이동되도록 유체 이동 유로(L1)가 형성된다.
제 2피스톤(223)은 제 1피스톤(221)과 동일한 크기와 형태로 제작되고, 유체 이동 유로(L1)가 형성되며, 제 1피스톤(221)과 대향되는 면에 캠 모듈(230)의 캠돌기(233)가 안내되도록 W자 형태의 곡산 파형인 캠돌기 안내홈(223a)이 구비된다. 이때, 제 2피스톤(223)의 유체 이동 유로(L1)에는 작동 유체를 일방으로 배출하는 볼 밸브(250)가 설치된다.
연결 로드(225)는 제 1, 2피스톤(221, 223)이 서로 대향되도록 제 1, 2피스톤(221, 223)의 하부를 일체로 상호 연결하고, 서로 이격되어 나란하게 배치되며, 상부에 캠 모듈(230)의 캠(232)과 캠돌기(233)가 개재되도록 한 쌍으로 이루어진다.
또한, 제 1, 2피스톤(221, 223)은 댐핑 유로(DL)의 작동 유체가 유입될 수 있도록 내측 끝단은 지름이 축소된 형태로 형성된다.
이어서, 캠 모듈(230)은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 캠축(231)의 상단이 유압 채널(C)을 관통한 상태로 회전 가능하도록 실린더 모듈(220)에 설치되고, 캠축(231)의 하단이 도어가 설치되는 건물의 바닥에 고정되며, 캠축(231)의 중앙부에 형성되고, 실린더 모듈(220)에 삽입되어 도어의 선회시 실린더 모듈(220)을 이동시키기 위한 반원형의 캠(232)과, 캠(232)의 곡선부 중앙에 설치되는 캠돌기(233)를 가진다.
그리고, 캠 모듈(230)은 캠축(231)의 상단이 관통되면서 캠축(231)이 회전되도록 내부에 제 1베어링(234)이 구비되고, 하우징(210)의 캠홀(211)과 결합되는 회전캡(235)이 구비되고, 캠축(231)의 하단이 하우징(210)의 캠홀(211) 저면에 설치된 제 2베어링(236)과 결합된다.
또한, 캠 모듈(230)은 캠축(231)의 상단의 지름이 크고, 하단의 지름이 작게 형성되고, 캠(232)의 지름이 캠축(231)의 상단 지름보다 더 크게 형성되며, 캠(232)이 회전이 용이하도록 직선면과 곡선면을 연결하는 부위에 직선 형태의 가이드면(232a)이 형성된다.
한편, 탄성 모듈(240)은 코일 스프링 구조로서, 유압 채널(C)의 타측에 설치되어 실린더 모듈(220)의 직선 이동에 의해 압축 및 신장되고, 도어가 닫히는 방향으로 탄성력을 작용한다.
이하, 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 16은 본 발명의 제 1실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
도 16의 (a)에 도시된 바와 같이 초기 상태에서는 캠 모듈(230)의 캠돌기(233)가 제 2피스톤(223)의 캠돌기 안내홈(213a)의 중앙부에 삽입된 상태를 유지한다.
이러한 상태에서, 도어를 열면 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이 이어서, 캠 모듈(230)의 캠축(231)이 도면과 같이 시계 반대 방향으로 회전된다.
캠축(231)이 회전되면, 반원형의 캠(232)과, 캠돌기(233)가 회전하게 되면서 실린더 모듈(220)이 탄성 모듈(240)의 탄발력을 이기면서 도면상 좌측으로 이동하게 되고, 유압 채널(C)중 탄성 모듈(240) 측에 위치한 작동 유체가 유체 이동 유로(L1)를 통해 이동된다. 이때, 볼 밸브(250)를 통해 작동 유체가 이동된다.
계속해서, 도어가 회전되어 도 16의 (c)와 같이 90ㅀ가 회전되면, 캠(232)의 가이드면(232a)이 제 1, 2피스톤(221, 223)의 내측면과 면접되고, 이로 인해 도어에 가해지는 힘을 제거하여도 개방된 상태를 유지한다.
계속해서, 도어를 회전시키면, 도 16의 (d)와 같이 캠(232)과, 캠돌기(233)가 회전하게 된다.
반대로, 도어가 열린 상태에서 닫으면 상기의 과정의 반대로 동작되어 도어가 닫하는 데, 작동 유체는 댐핑 유로(DL)를 통해 실린더 모듈(220)의 제 1, 2피스톤(221, 223) 사이로 공급되고, 이로 인해 작동 유체의 이동량이 적어져서 댐핑력이 발생하게 되어 결국 실린더 모듈(220)이 서서히 이동되고, 이로 인해 캠 모듈(230)의 캠축(231)이 서서히 회전되면서 도어가 천천히 닫히게 된다.
《제 2실시예》
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 12은 도 11의 분해 사시도이며, 도 13은 도 11의 정단면도이고, 도 14는 본 발명의 제 2실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치중 실린더 모듈의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 15는 도 14의 평면도이다.
도 11 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치(200)는 하우징(210)과, 실린더 모듈(220)과, 캠 모듈(230) 및 탄성 모듈(240)을 포함한다.
먼저, 하우징(210)은 직육면체 형태로서 도어(미도시)의 하단에 결합되고, 내부가 길이 방향으로 관통되어 작동 유체가 수용되는 유압 채널(C)이 형성되며, 유압 채널(C)을 수직으로 관통하는 캠홀(211)이 형성된다. 이때, 유압 채널(C)은 실린더 모듈(220) 측의 내경보다 탄성 모듈(240) 측의 내경이 축소되어 실린더 모듈(220)의 전진을 차단하도록 중앙부에 단턱(212)이 형성된다.
그리고, 하우징(210)은 양단에 제 1, 2앤드캡(213, 214)이 결합되도록 유압 채널(C)의 양단에 더 큰 지름의 나사 체결홀(H1)이 형성되고, 나사 체결홀(H1)의 양단에서 수직으로 한 쌍의 관통홀(H2)이 형성되며, 제 1, 2앤드캡(213, 214)의 양측면에 고정홈(A1)이 형성되어 관통홀(H2)에 결합되는 고정 볼트(B1)가 제 1, 2앤드캡(213, 214)의 고정홈(A1)에 삽입되어 유압 채널(C)에 결합된 제 1, 2앤드캡(213, 214)을 고정시킨다.
또한, 제 2앤드캡(214)과 탄성 모듈(240) 사이에는 중앙부에 접시 형태의 안착홀(H3)이 형성되고, 안착홀(H3)에 가압볼(B)이 구비된 탄성 조절 와셔(215)가 구비되고, 제 2앤드캡(214)의 중앙부에 탄성 조절 볼트홀(H4)이 형성되어 탄성 조절 볼트홀(H4)에 체결된 탄성 조절 볼트(B2)가 가압볼(B)을 가압시켜 탄성 조절 와셔(215)를 이동시켜 탄성 모듈(240)의 탄성을 조절한다. 이때, 탄성 조절 볼트(B2)는 헤드에 오링(O)이 구비되고, 몸체 저면에 가압볼(B)이 고정되도록 볼 고정홈(A2)이 형성된다. 또한 도면중 미설명 부호인 "O"는 오링이다.
계속해서, 실린더 모듈(220)은 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 제 1피스톤(221)과, 제 2피스톤(223) 및 연결 로드(225)로 구성된다.
제 1피스톤(221)은 유압 채널(C)의 일측에 직선 이동 가능하게 결합되며, 작동 유체의 이동을 이용하여 후방으로 이동되도록 유체 이동 유로(L1)가 형성된다.
제 2피스톤(223)은 제 1피스톤(221)과 동일한 크기와 형태로 제작되고, 유체 이동 유로(L1)가 형성되며, 제 1피스톤(221)과 대향되는 면에 캠 모듈(230)의 캠돌기(233)가 안내되도록 W자 형태의 곡산 파형인 캠돌기 안내홈(223a)이 구비된다.
또한, 제 2피스톤(223)의 유체 이동 유로(L1)는 2개로 분기되어 작동 유체의 이동을 이용하여 후방으로 이동 가능하도록 형성되는 제 1분기 유로(L2)와, 작동 유체의 이동을 제어하여 댐핑력을 조절하도록 형성되는 제 2분기 유로(L3)를 구비하고, 제 1분기 유로(L2)에는 작동 유체를 일방으로 배출하는 볼 밸브(250)가 설치되고, 제 2분기 유로(L3)에는 핀 밸브(260)가 설치된다.
또, 핀 밸브(260)는 유선형 막대 형태로 형성되고, 원판 형태로 테두리에 유입홀(H5)이 구비되어 제 2분기 유로(L3) 내에 위치하는 격판(261)이 일체로 형성되며, 실린더 모듈(220)의 이동에 따라 제 1앤드캡(213)과 접촉되면서 전방으로 이동되면서 제 2분기 유로(L3)의 지름을 조절하여 댐핑력을 발생하는 몸체(263)와, 제 2분기 유로(L3)에 설치되어 격판(261)에 탄성을 제공하는 댐핑용 코일 스프링(265)으로 이루어진다.
연결 로드(225)는 제 1, 2피스톤(221, 223)이 서로 대향되도록 제 1, 2피스톤(221, 223)의 하부를 일체로 상호 연결하고, 서로 이격되어 나란하게 배치되며, 상부에 캠 모듈(230)의 캠(232)과 캠돌기(233)가 개재되도록 한 쌍으로 이루어진다.
한편, 실린더 모듈(220)은 제 2피스톤(223)의 일끝단 외측면 테두리에 쐐기홈(223b)이 구비된 안착홈(223c)이 형성되고, 안착홈(223c)에 합성수지 재질로 "V"자 형태로 형성되며, 내측면에 쐐기 돌기(227a)가 구비된 탄성 실링재(227)를 안착홈(223c)의 쐐기홈(223b)에 쐐기 돌기(227a)를 결합하여 설치하여 제 2피스톤(223)이 후방으로 이동시 탄성 실링재(227)가 벌어지면서 내부로 작동 유체가 유입되면서 마찰력으로 인해 댐핑력을 증대시킴과 동시에 제 2피스톤(223)과 하우징의 마모로 인해 유압력이 저하되는 것을 방지한다.
이어서, 캠 모듈(230)과 탄성 모듈(240)은 제 1실시예와 동일 구성으로 그 중복 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 17은 본 발명에 따른 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
도 17의 (a)에 도시된 바와 같이 초기 상태에서는 캠 모듈(230)의 캠돌기(233)가 제 2피스톤(223)의 캠돌기 안내홈(213a)의 중앙부에 삽입된 상태를 유지한다. 이때, 제 2피스톤(223)에 설치된 핀 밸브(260)는 제 1앤드캡(213)과 접촉된 상태를 유지하여 제 2분기 유로(L3)를 폐쇄한 상태이다.
이러한 상태에서, 도어를 열면 도 17의 (b)에 도시된 바와 같이 이어서, 캠 모듈(230)의 캠축(231)이 도면과 같이 시계 반대 방향으로 회전된다.
캠축(231)이 회전되면, 반원형의 캠(232)과, 캠돌기(233)가 회전하게 되면서 실린더 모듈(220)이 탄성 모듈(240)의 탄발력을 이기면서 도면상 좌측으로 이동하게 되고, 유압 채널(C)중 탄성 모듈(240) 측에 위치한 작동 유체가 유체 이동 유로(L1)와 제 1분기 유로(L2) 및 제 2분기 유로(L3)를 통해 이동된다. 이때, 볼 밸브(250)와 핀 밸브(260)를 통해 작동 유체가 이동된다.
계속해서, 도어가 회전되어 도 17의 (c)와 같이 90ㅀ가 회전되면, 캠(232)의 가이드면(232a)이 제 1, 2피스톤(221, 223)의 내측면과 면접되고, 이로 인해 도어에 가해지는 힘을 제거하여도 개방된 상태를 유지한다.
계속해서, 도어를 회전시키면, 도 17의 (d)와 같이 캠(232)과, 캠돌기(233)가 회전하게 된다.
반대로, 도어가 열린 상태에서 닫으면 상기의 과정의 반대로 동작되어 도어가 닫하는 데, 작동 유체는 제 2분기 유로(L3)에 설치된 핀 밸브(260)를 통해 작동 유체가 이동되고, 탄성 모듈(240)의 탄발력이 작동되어 실린더 모듈(220)을 반대 방향, 즉 원위치로 이동시킨다.
이때, 실린더 모듈(220)는 도면상 우측으로 이동하다가 핀 밸브(260)가 제 1앤드캡(213)과 접촉되고, 이로 인해 전방으로 이동되면서 제 2분기 유로(L3)의 지름을 점점 줄이게 되고, 이로 인해 작동 유체의 이동량이 적어져서 댐핑력이 발생하게 되어 결국 실린더 모듈(220)이 서서히 이동되고, 이로 인해 캠 모듈(230)의 캠축(231)이 서서히 회전되면서 도어가 천천히 닫히게 된다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
210 : 하우징 220 : 실린더 모듈
230 : 캠 모듈 240 : 탄성 모듈

Claims (11)

  1. 도어의 하단에 결합되고, 내부가 길이 방향으로 관통되어 작동 유체가 수용되는 유압 채널이 형성되며, 상기 유압 채널을 수직으로 관통하는 캠홀이 형성되는 하우징과;
    상기 유압 채널의 일측에 직선 이동 가능하게 결합되며, 작동 유체의 이동을 이용하여 후방으로 이동 및 댐핑력 조절이 가능하도록 유체 이동 유로가 형성되는 실린더 모듈과;
    캠축의 상단이 상기 유압 채널을 관통한 상태로 회전 가능하도록 상기 실린더 모듈에 설치되고, 상기 캠축의 하단이 상기 도어가 설치되는 건물의 바닥에 고정되며, 상기 캠축의 중앙부에 형성되고, 상기 실린더 모듈에 삽입되어 상기 도어의 선회시 상기 실린더 모듈을 이동시키기 위한 반원형의 캠과, 상기 캠의 곡선부 중앙에 설치되는 캠돌기를 가지는 캠 모듈; 및
    상기 유압 채널의 타측에 설치되어 상기 실린더 모듈의 직선 이동에 의해 압축 및 신장되고, 상기 도어가 닫히는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성 모듈을 포함하며,
    상기 하우징은,
    상기 실린더 모듈의 댐핑력을 조절하도록 일측에 2개의 댐핑 유로가 형성되고, 상기 댐핑 유로에 조절 볼트가 각각 체결되는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압 채널은,
    상기 실린더 모듈 측의 내경보다 상기 탄성 모듈 측의 내경이 축소되어 상기 실린더 모듈의 전진을 차단하도록 중앙부에 단턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    양단에 제 1, 2앤드캡이 결합되도록 상기 유압 채널의 양단에 더 큰 지름의 나사 체결홀이 형성되고, 상기 나사 체결홀의 양단에서 수직으로 한 쌍의 관통홀이 형성되며, 상기 제 1, 2앤드캡의 양측면에 고정홈이 형성되어 상기 관통홀에 결합되는 고정 볼트가 상기 제 1, 2앤드캡의 고정홈에 삽입되어 상기 유압 채널에 결합된 상기 제 1, 2앤드캡을 고정시키는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2앤드캡과 탄성 모듈 사이에는,
    중앙부에 접시 형태의 안착홀이 형성되고, 상기 안착홀에 가압볼이 구비된 탄성 조절 와셔가 구비되고,
    상기 제 2앤드캡의 중앙부에 탄성 조절 볼트홀이 형성되어 상기 탄성 조절 볼트홀에 체결된 탄성 조절 볼트가 상기 가압볼을 가압시켜 상기 탄성 조절 와셔를 이동시켜 상기 탄성 모듈의 탄성을 조절하는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 실린더 모듈은,
    원통형으로 형성되고, 중앙부에 유체 이동 유로가 형성되는 제 1피스톤과;
    상기 제 1피스톤과 동일하게 형성되고, 상기 유체 이동 유로가 형성되되, 상기 유체 이동 유로에 설치되는 볼 밸브가 구비되고, 상기 제 1피스톤과 대향되는 면에 상기 캠 모듈의 캠돌기가 안내되도록 W자 형태의 곡산 파형인 캠돌기 안내홈이 구비되는 제 2피스톤; 및
    상기 제1, 2피스톤이 서로 대향되도록 상기 제 1, 2피스톤의 하부를 일체로 상호 연결하고, 서로 이격되어 나란하게 배치되며, 상부에 상기 캠 모듈의 캠과 캠돌기가 개재되는 한 쌍의 연결 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 실린더 모듈은,
    원통형으로 형성되고, 중앙부에 유체 이동 유로가 형성되는 제 1피스톤과;
    상기 제 1피스톤과 동일하게 형성되고, 상기 유체 이동 유로가 형성되되, 상기 유체 이동 유로가 분기되어 작동 유체의 이동을 이용하여 후방으로 이동 가능하도록 형성되는 제 1분기 유로와, 상기 제 1분기 유로에 설치되는 볼 밸브와, 상기 유체 이동 유로가 분기되어 작동 유체의 이동을 제어하여 댐핑력을 조절하도록 형성되는 제 2분기 유로와, 상기 제 2분기 유로에 설치되는 핀 밸브가 구비되고, 상기 제 1피스톤과 대향되는 면에 상기 캠 모듈의 캠돌기가 안내되도록 W자 형태의 곡산 파형인 캠돌기 안내홈이 구비되는 제 2피스톤; 및
    상기 제1, 2피스톤이 서로 대향되도록 상기 제 1, 2피스톤의 하부를 일체로 상호 연결하고, 서로 이격되어 나란하게 배치되며, 상부에 상기 캠 모듈의 캠과 캠돌기가 개재되는 한 쌍의 연결 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실린더 모듈은,
    상기 제 2피스톤의 일끝단 외측면 테두리에 쐐기홈이 구비된 안착홈이 형성되고, 상기 안착홈에 합성수지 재질로 "V"자 형태로 형성되며, 내측면에 쐐기 돌기가 구비된 탄성 실링재를 상기 안착홈의 쐐기홈에 쐐기 돌기를 결합하여 설치하여 상기 제 2피스톤이 후방으로 이동시 상기 탄성 실링재가 벌어지면서 내부로 작동 유체가 유입되면서 마찰력으로 인해 댐핑력을 증대시킴과 동시에 상기 제 2피스톤과 상기 하우징의 마모로 인해 유압력이 저하되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 핀 밸브는,
    유선형 막대 형태로 형성되고, 원판 형태로 테두리에 유입홀이 구비되어 상기 제 2분기 유로 내에 위치하는 격판이 일체로 형성되며, 상기 실린더 모듈의 이동에 따라 상기 제 1앤드캡과 접촉되면서 전방으로 이동되면서 상기 제 2분기 유로의 지름을 조절하여 댐핑력을 발생하는 몸체와;
    상기 제 2분기 유로에 설치되어 상기 격판에 탄성을 제공하는 댐핑용 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 캠 모듈은,
    상기 캠축의 상단이 관통되면서 상기 캠축이 회전되도록 내부에 제 1베어링이 구비되고, 상기 하우징의 캠홀과 결합되는 회전캡이 구비되고, 상기 캠축의 하단이 상기 하우징의 캠홀 저면에 설치된 제 2베어링과 결합되는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 캠 모듈은,
    상기 캠축의 상단의 지름이 크고, 하단의 지름이 작게 형성되고, 상기 캠의 지름이 상기 캠축의 상단 지름보다 더 크게 형성되며, 상기 캠이 회전이 용이하도록 직선면과 곡선면을 연결하는 부위에 직선 형태의 가이드면이 형성되는 것을 특징으로 하는 댐핑력 조절이 가능한 플로어 힌지장치.
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