KR100511777B1 - 도어용 플로어 힌지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설치하기 쉽고, 설치 후의 경시적 안정성도 우수하며, 케이싱 및 실린더형 댐퍼의 가공성을 향상시키기 위한 도어용 플로어 힌지장치로서, 피스톤 로드의 길이를 대폭 단축하고 동시에 피스톤 로드의 길이단축에 따라 설자리를 잃게 된 복귀스프링은 상부 작동판으로 이설하여 도어 힌지장치의 기장을 피스톤 로드의 단축분만큼 축소하고, 케이싱에서는 댐퍼의 실린더 체결공을 배제하고 댐퍼의 실린더에서는 겉나사를 배제하여 케이싱에 대한 단순 삽입형으로 개조한 것을 특징으로 한다.

Description

도어용 플로어 힌지장치{FLOOR HINGE FOR A DOOR}

본 발명은 본체의 길이를 줄여서 제작 및 시공설치하기가 용이하고, 설치 후의 경시적 안정성도 우수한 도어용 플로어 힌지장치에 관한 것이다. 건물의 출입구에는 도어를 일방향 또는 양방향으로 여닫을 수 있도록 함은 물론 열려진 도어가 자체 탄력에 의해서 닫혀질 수 있게 하는 도어용 플로어 힌지장치가 설치되어 있다.

종래의 일반적인 플로어 힌지 구조는 도6에 예시한 바와 같이, 장방형 케이싱(1) 내부의 한 쪽에 종방향으로 설치되고 도어 하단에 연결되어 회동하는 힌지축(2), 힌지축(2)이 장공(3)에 헐겁게 끼움되고 힌지축에 의해서 진퇴되는 상하부 작동판(4,4'), 상하부 작동판(4,4')의 직선운동에 의해 종속적으로 진퇴하는 피스톤(6)과 실린더(7)로 이루어진 실린더형 댐퍼(5), 상하부 작동판(4,4')과 피스톤(6)을 물리적으로 연결하는 복귀스프링(8)과 장착형 피스톤 로드(9)가 단일선 상에 길게 배치된 일렬 배치형의 구조를 이루고 있다.

상하부 작동판(4,4') 사이의 힌지축(2) 상에는 캠(10)이 설치되어 있고, 힌지축(2)의 양측 인접위치의 상하부 작동판(4,4') 상에는 캠(10)을 통하여 힌지축(2)의 한정된 회전력을 상하부 작동판(4,4')에 전달하는 로울러(11)도 설치되어 있다.

이러한 일렬 배치형 도어 힌지장치는 작동판과 댐퍼가 긴 피스톤 로드로 연결되다보니 케이싱도 자연히 길어질 수밖에 없다. 긴 케이싱은 곧 도어 힌지장치의 장대화를 의미한다.

이처럼 긴 도어 힌지장치는 건물의 출입구 바닥에서 차지하는 점유면적이 길기 때문에 설치작업의 난이도가 높다. 또, 건물의 출입구 바닥에서의 매입깊이가 낮아서 출입문을 설치한 후의 안정성도 경시적으로 낮아지는 문제도 있다.

또한 종래의 구조는 주물제작에 의하기 때문에 다량생산이 어렵고 케이싱에 실린더가 일체로 형성하도록 어렵게 제작하므로서 제작이 난해하고 불량률 발생이 많으며, 특히 실린더의 캡 설치부가 취약하여 균열 발생 및 오일의 누출 우려가 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 내부구조의 특성때문에 본체의 기장이 길고 크게 제작되어 했던 종래의 도어 힌지장치의 문제점을 해소하기 위해서 안출한 것이며, 본 발명은 힌지장치의 구조를 개선하여 본체의 기장을 줄이면서도 기능은 향상시키며, 설치 후의 경시적 안정성도 우수한 도어 힌지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내부구조를 새롭게 개선함에 의해서 케이싱 및 댐퍼용 실린더의 제작 및 가공성을 향상시키고 시공 설치작업의 편의성을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 제1 과제는, 피스톤 로드의 길이를 대폭 단축하고 동시에 피스톤 로드의 길이단축에 따라 복귀스프링은 상부 작동판 윗쪽에 설치하여 도어 힌지장치의 기장을 피스톤 로드의 단축분(도6의W)만큼 축소시킨 도어 힌지장치로 달성할 수 있다.

본 발명의 제2 과제는, 케이싱의 측벽에 형성한 나사구멍(체결공)에 댐퍼를 나사조임으로 체결하였던 종래구조와는 달리, 케이싱에서 댐퍼의 실린더 체결공을 배제하고, 실린더는 케이싱에 단순히 삽입하여 내장하는 구조로 대체함으로서 구현할 수가 있다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 플로어 힌지장치를 구체적으로 설명한다.

도 1에서, 본 발명에서 제안하는 플로어 힌지장치는 변형된 케이싱(1a), 힌지축(2), 상부 및 하부 작동판(4a,4b), 변형된 실린더형 댐퍼(5a), 힌지축(2)상에 설치된 캠(10), 작동판(4a,4b) 사이에 설치된 로울러(11), 변형 작동판 복귀수단(20)으로 구성된다.

여기서, 힌지축(2), 작동판(4a,4b), 캠(10), 로울러(11)의 구조는 도6에 표시된 기존의 일렬 배치형 플로어 힌지장치의 경우와 다를 바 없는 공지된 구조이며, 도어하단에 연결접속된 힌지축(2)은 도어와 함께 회동하므로 도어를 열거나 닫을 때 정, 역회전하게 된다. 이때 힌지축(2)에 일체로 결합된 캠(10)이 함께 회동하여 작동판(4a)(4b)에 붙어있는 로울러(11)를 밀어서 작동판이 이동하게 한다. 또한 열려진 도어가 닫힐때는 스프링의 복귀탄성이 작용하여 서서히 닫히게 되며, 상기한 힌지축, 작동판, 캠, 로울러의 기본구조는 본 발명에서도 그대로 채용되는 공지된 구조이다.

본 발명의 한가지 특징은 케이싱 구조이며, 본 발명의 케이싱(1a)은 종래의 일방향 배치형 플로어 힌지장치의 케이싱과 형상은 유사하지만 길이는 훨씬 짧고, 높이는 다소 높다. 구체적으로는 피스톤 로드의 단축분(도6의 W) 만큼 케이싱(1a)의 길이를 짧게 형성하고, 복귀스프링(25)을 상부 작동판(4a)의 상방에 적층식으로 수용함에 따라 그 지름에 상응하는 만큼 높인 것이다.

이 케이싱(1a)의 다른 특징은 도6에 표시된 종래의 댐퍼(5)용 실린더로 사용하기 위해 본체 측벽에 형성하던 일체형 체결공(나사구멍)이 배제된 점이다. 이 같이 본체 측벽에 실린더 체결공이 배제되면 상면만 트인 통상의 상자와 같은 형태로서, 실린더 체결공의 삭성공정이 생략되므로 제작이 용이하고, 캡과 실린더 체결공의 가공불량요인이 사라져 불량품의 발생우려도 상대적으로 줄어든다. 도면부호 (12)는 케이싱(10)의 바닥에서 댐퍼가 위치하는 곳의 반대편에 천공된 힌지용 축공으로서, 베어링(13)이 설치되어 있다. 베어링(13)은 부싱일 수도 있다.

본 발명의 또다른 특징은 댐퍼의 개선된 구조에 있다. 도 2와 함께 살펴보면, 댐퍼(5a)는, 실린더(7a)가 본체의 케이싱(1a) 안에 꼭들어 맞는 타원형이면서도 그 외주면에는 종래와 같이 케이싱의 나사형 실린더공에 체결되는 겉나사가 배제되었다. 실린더(7a)에서 겉나사가 배제된 것은 케이싱(1a)에서 실린더 체결공이 배제됨에 따라 단순 삽입형으로 구조가 바뀜에 따른 필연적인 조치다. 이 같이 실린더(7a)의 외주면에서 체결용 나사가 배제되면 체결공의 경우와 같은 가공편의가 제공되고 가공불량요인도 사라진다.

본 발명의 또다른 특징은 작동판 복귀수단의 구조를 개선한 것에 있다. 즉, 도1에서, 상부 작동판(4a)의 선단에는 작동판 복귀수단(20)으로 선단 스프링 시트(21)가 일체로 형성되어 있다. 선단 스프링 시트(21)는 상부 작동판(4a)의 윗쪽에 설치되는 복수의 작동판용 복귀스프링(25)의 선단을 지지하는 것으로, 그 높이만큼 상부 작동판(4a)의 소재를 길게 재단하고, 양쪽에 각각 스프링봉(24)이 관통할 봉공(22)을 천공한 후 선단 스프링 시트(21)와의 경계선을 따라 직각으로 상향 절곡시킨 것이다.

상부 작동판(4a)의 선단 중앙에는 짧은 연결편(15)을 부착한다. 이 연결편(15)은 종래의 실린더형 댐퍼에 구비되던 피스톤 로드를 대신하여 그 피스톤에 연결하기 위한 연결요소이다. 이 연결편(15)은 종래의 장척 피스톤 로드에 비해 길이가 훨씬 짧다. 이는 위에서 천명한 플로어 힌지장치의 길이 단축과는 깊은 관련이 있다.

작동판 복귀수단(20)은 상기한 선단 스프링 시트(21)와, 후단 스프링 시트(23), 한 쌍의 스프링봉(24)과 복귀스프링(25) 및 너트(26)로 구성된다. 후단 스프링 시트(23)는 선단 스프링 시트(21)의 대향측에 위치하여 각 복귀스프링(25)의 팽창성 탄력이 항상 댐퍼(5a)를 향해 작용하도록 지지하는 것이다. 또, 스프링봉(24)은 상기한 양측 봉공(22)과 같은 거리를 두고 후단 스프링 시트(23)에 나란히 부착하여 복귀스프링(25)의 자세가 흐트러지지 않도록 지지하는 것으로, 선단에는 너트체결용 나사가 주어졌다. 그리고 너트(26)는 상기 봉공(22)을 관통해 나온 스프링봉(24)의 선단에 체결하여 상부 작동판(4a)과 복귀수단(20)과의 결합상태를 유지하는 데 필요하다.

도면부호 (16)은 상, 하부 작동판(4a,4b)의 간격을 결정하면서 이들을 일체로 연결 고정하는 스페이서이다.

도 3과 도 4는 본 발명에 의한 플로어 힌지장치의 조립상태(폐문)를 나타낸 것이다. 그 조립 요령은 다음과 같다.

먼저, 선단 스프링 시트(21)가 위를 향하게 한 상부 작동판(4a)과 하부 작동판(4b) 사이에 캠(10)을 넣고, 상부 작동판(4a)의 장공(3)을 통하여 힌지축(2)을 내리 끼워서 캠(10)의 축공에 억지끼움하여 용접 등의 수단에 의해서 일체로 고정한 다음에 캠(10) 밑으로 노출된 힌지축(2)의 하반부를 하부 작동판(4b)의 장공(3)을 관통시켜 작동판-힌지 조립체를 조직한다.

한편으로, 스프링봉(24)마다 복귀스프링(25)을 끼운 후단 스프링 시트(23)는 각 스프링봉(24)의 선단을 선단 스프링 시트(21)의 해당 봉공(22)으로 관통시킨 다음에 봉공(22)의 앞쪽으로 튀어나온 스프링봉(23)의 선단마다 너트(26)를 체결하여 복귀스프링(25)의 팽창성 탄력을 이기고 상부 작동판(4a)과 후단 스프링 시트(23)의 결합상태가 유지되도록 한다.

그리고 댐퍼(5a)의 피스톤(6a)과 상부 작동판(4a)의 연결편(15)을 핀으로 연결하여 케이싱(1a)의 내부 한 쪽에 들어 앉히고, 작동판-힌지 조립체는 댐퍼(5a)의 반대편에 삽입하면서 힌지축(2)의 하단을 케이싱(1a)의 베어링(13)에 내리 끼운다. 이어서, 케이싱 내부에 오일을 주입한 다음 케이싱(1a)에 덮개(30)를 씌운다. 이때, 실린더(7a)의 오일조절팁(18)과 힌지축(2)의 상단부는 덮개(30)에 미리 뚫어 둔 팁공(31)과 축공(32)을 상향 관통시킨다.

이들 그림을 통하여, 작동판 복귀스프링(25)은 상부 작동판(4a)의 영역에 적층식으로 수용되고, 작동판(4a,4b)과 댐퍼(5a)의 거리가 아주 가까운 사실을 확인할 수 있다.

이는 실린더형 댐퍼(5)와 작동판(4,4') 사이에 복귀스프링(8)을 배치하고, 또한 길다란 피스톤 로드(9)로 실린더형 댐퍼(5)와 작동판(4,4')을 일자형으로 연결했던 종래의 도어 힌지장치와는 달리 짧은 연결편(15)으로 연결함으로서 적어도 단축된 피스톤 로드의 길이만큼 댐퍼(5a)와 작동판(4a,4b)의 거리가 좁혀든 것을 의미한다. 이에 따라, 실린더형 댐퍼가 내장된 도어 힌지장치에서 그 기장을 결정하는 케이싱(1a)도 그에 상응하는 만큼 길이를 단축할 수 있게 된 것이다.

그리고, 상기 작동판(4a,4b)과 댐퍼(5a)를 짧은 연결편(15)으로 연결하고 복귀스프링(25)은 상부 작동판(4a)에 탑재되므로서 복귀스프링(25)의 기능은 그대로 발휘되고, 게다가 복수의 복귀스프링(25)을 장착함으로서 작동판의 균형 유지에 도움을 주고 개문위치에서 폐문위치로 복귀하는 작동판(4a,4b)의 기능은 오히려 강화된다.

도 5는 본 발명에 의한 플로어 힌지장치의 개문상태를 나타낸 것이다. 폐문상태에서 도어를 열면 도어가 열리는 방향으로 힌지축(2) 및 캠(10)은 모두 도어를 따라 그 방향으로 회전하면서 로울러(11)를 밀어주므로 작동판 전체가 스프링(25)을 압축시키면서 후진하게 되고 이와 동시에 작동판에 연결된 피스톤(6a)이 당겨짐에 의해서 실린더 내부에는 흡인력이 발생되므로 도5의 화살표시처럼 오일이 흡입구(S)를 통해서 실린더 내부로 흡입된다.

이때 흡입구(S)에는 체크밸브가 설치되어 있으므로 오일의 흡입은 가능하지만 역류는 용이치 못하며, 도어의 닫힘에 의해서 피스톤(6a)이 복귀되면 오일 압력이 반대쪽의 토출구(T)로 서서히 토출되므로 피스톤이 천천히 복귀되는 것이며, 토출량은 오일조절팁(18)으로 조절하는 것이다.

또한 도어가 열리다가 캠(10)의 제1정지홈(90。각도)이나 제2정지홈(120。각도)이 로울러(11)에 걸리면 열림상태가 고정되며, 이때는 외력에 의하지 않으면 도어는 닫히지 않는다.

따라서 열려진 도어를 닫아주면 압축되었던 스프링의 복귀탄성은 도어가 닫혀지도록 복귀력을 제공하고, 오일이 충전된 실린더는 도어의 빠른 닫힘을 억제하여 천천히 닫히는 작용을 하는 것이다.

이상 설명한대로, 본 발명은 실린더형 댐퍼의 피스톤과 작동판을 종래의 피스톤 로드보다도 훨씬 짧은 연결편으로 연결하고, 피스톤 로드에 장전되던 복귀스프링은 상부 작동판위에 탑재하여 적층시키므로서 케이싱을 포함한 플로어 힌지장치의 전체 기장을 피스톤 로드의 단축분(w)만큼 축소시킨 단형(短形) 도어 힌지장치를 제공할 수 있다.

단형 플로어 힌지장치는 케이싱이 일렬 배치형 도어 힌지장치의 케이싱보다도 높아서 출입구 바닥에 보다 깊숙이 설치되므로 설치 후의 경시적 안정성도 우수하다.

또, 케이싱에서는 댐퍼의 실린더 체결공을 그리고 실린더의 외주면에서는 상기 체결공에 필요한 겉나사를 각각 배제하여 케이싱에 단순히 삽입하는 것으로 내장되는 댐퍼로 개조됨에 따라 케이싱 및 댐퍼용 실린더의 가공성이 향상되고, 케이싱을 종래처럼 주물제작이 아닌 알루미늄 재질로 다이케스팅 작업에 의해 양산하여 원가를 절감할 수 있는 효과가 있으며, 실린더는 스틸재질로 제작하여 강한 오일압력에 파손되거나 오일이 누출될 우려가 없이 오래 사용할 수 있고 상대적으로 불량요인도 감소되어 양질이면서도 저렴한 플로어 힌지장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 위한 플로어 힌지장치의 분해도

도 2는 본 발명 댐퍼의 분해도

도 3은 본 발명의 조립된 플로어 힌지장치의 종단정면도

도 4는 본 발명의 평면도

도 5는 본 발명 힌지가 일방향으로 회전된 상태의 평면도

도 6은 종래 플로어 힌지장치의 평면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a: 케이싱 4a: 상부 작동판

5a: 댐퍼 6a: 피스톤

7a: 실린더 20: 작동판용 복귀수단

21: 선단 스프링 시트 22: 봉공

23: 후단 스프링 시트 24: 스프링봉

25: 복귀스프링 26: 너트

Claims (2)

1. 케이싱(1a)의 내부에 상, 하부작동판(4a)(4b)과 복귀스프링의 결합으로 이루어진 작동판 복귀수단을 댐퍼와 연결 설치하여 도어를 열어주면 복귀스프링이 압축되어 열리고, 도어를 닫으면 압축된 복귀스프링의 탄력이 힌지축(2)을 역회전시켜 서서히 닫히게 하는 도어용 플로어 힌지장치에 있어서, 케이싱(1a) 내부에 설치된 상부작동판(4a)의 선단에 봉공(22)이 천공된 선단스프링시트(21)를 일체로 형성하여 그 전단부에 형성한 짧은 연결편(15)을 댐퍼(5a)에 직접 연결하며, 작동판 복귀수단(20)은 복수의 스프링봉(24)에 각각 복귀스프링(25)이 장전된 후단스프링시트(23)로 이루어지고, 상기한 작동판 복귀수단(20)을 상부작동판(4a) 의 상부에 탑재하여 선단스프링시트(21)의 봉공(22)을 관통한 스프링봉(24)의 선단을 너트(26)로 체결한 것을 특징으로 한 도어용 플로어 힌지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼(5a)는 피스톤(6a)과 실린더(7a)가 타원형으로 된 것을 특징으로 하는 도어용 플로어 힌지장치.