具有自动返回功能的细长形铰链装置.pdf

本发明提供了一种具有自动返回功能的细长铰链装置，其补偿了由外壳的去除和腔室直径的减小而产生的门的阻尼力。铰链装置包括：具有多个独立腔室的多个导管，在圆筒形的第一导管中，所述多个导管被顺序连接到第一和第二垂直引导孔；以及上升和下降装置，当门被转动时凭借转动而使引导销向上和向下。被形成在所述多个腔室中的多个液压回路包括根据引导销上升和下降而上升和下降的活塞杆，以及多个活塞，其分别把多个腔室分隔成上和下部分。

1.  一种自动返回铰链装置包括：
圆筒形的第一导管，在其彼此相对的位置上，上下地形成有第一和第二垂直引导孔；
圆筒形的第二导管，其中第一隔离器的上端可拆卸地接合到所述圆筒形的第一导管的下端，与所述圆筒形的第一导管隔离的第一腔室被设置在所述第一隔离器的下侧；
圆筒形的第三导管，其中第二隔离器的上侧可拆卸地接合到所述圆筒形的第二导管的下端，与所述圆筒形的第二导管的第一腔室隔离的第二腔室被设置在所述第二隔离器的下侧；
凸轮轴，其被转动地安装在所述圆筒形的第一导管的内周，其中第一和第二上升和下降引导孔沿着所述凸轮轴的柱体的外周穿入地形成，并分别具有对称螺旋的形状，因此所述第一和第二上升和下降引导孔可以彼此相对地移动，并且一轴突出以使其柱体上端插入所述第一导管的上端；
引导销，其两端分别经由第一和第二上升和下降引导孔接合到所述第一和第二垂直引导孔，并根据所述凸轮轴或所述第一到第三导管的相对转动而沿着所述第一和第二上升和下降引导孔可移动地设置，所述相对转动依赖于门的开和关；
第一和第二活塞杆，其上端顺续与引导销接合，其下端经由所述第一腔室延伸到所述第二腔室，以沿所述第一和第二导管中的第一和第二隔离器的内周向上和向下滑动；
第一和第二活塞，分别与所述第一和第二活塞杆接合，其中所述第一和第二腔室被分别分隔成上部和下部，所述第一和第二活塞包括所述第一和第二腔室中的油在上下腔室中流动时经过的第一和第二油路；
第一和第二止回阀，其根据所述第一和第二活塞的上升和下降而选择地开启和关闭所述第一和第二油路，从而增加和减少流经所述油路的油量，并因此控制所述第一和第二活塞的上升和下降速度；
密封帽，其被可拆卸地以密封态与所述第三导管的下端接合；以及
弹性元件，其被安装在所述第二活塞和所述密封帽之间，并根据门的开启而被压缩从而提供回复力，以及根据门的关闭而升起所述第二活塞。

2.  根据权利要求1所述的自动返回铰链装置，进一步包括至少一个液压回路，以增加所述铰链装置的阻尼力。

3.  根据权利要求2所述的自动返回铰链装置，其中所述液压回路包括被插入到所述第二和第三导管之间的具有独立腔室的导管、滑动地插入到所述腔室中的活塞、以及连接到所述第一和第二活塞的活塞杆。

4.  根据权利要求1所述的自动返回铰链装置，其中所述第一油路经由在所述第一活塞杆的下中心处形成的第一凹口与所述第一腔室的上部连通，并且经由在所述第二活塞杆的上中心处形成的第二凹口与所述第一腔室的下部连通，以及其中所述第二油路经由在所述第二活塞杆的下中心处形成的第三凹口与所述第二腔室的上部连通，其中所述第二油路的下部与所述第二腔室的下部连通。

5.  根据权利要求4所述的自动返回铰链装置，其中所述第一和第二止回阀使用分别接入到所述第一和第二油路中的环形阀或球形阀传动装置，从而在所述第一和第二腔室的上部和下部之间选择地控制油流动的量。

6.  根据权利要求1所述的自动返回铰链装置，其中所述第一和第二上升和下降引导孔至少包括门的开启角为0°到15°时的第一上升和下降部分、门的开启角为15°到90°时的第二上升和下降部分、以及门的开启角为90°到130°时的停止部分。

7.  根据权利要求1所述的自动返回铰链装置，进一步包括：
支撑托架，其一端被固定到所述铰链装置的主体的下表面或上表面，而在其另一端安装有联轴器；
锯齿状突出，其相互连接于所述凸轮轴的轴和所述支撑托架中的联轴器之间，并且其下部通过螺钉接合到所述联轴器，以调节零点；以及
高度调节螺栓，其与所述联轴器的下部接合，并根据所述联轴器的转动而以上下方向向上或向下推动所述锯齿状部分，以调节门的设定高度。

8.  根据权利要求1所述的自动返回铰链装置，其中所述引导销根据所述第一到第三导管在所述凸轮轴的所述轴处的相对转动，而沿着所述第一和第二上升和下降引导孔上下移动，其中所述相对转动依赖于所述门的开启和关闭，所述引导销被隐藏到门的内部。

9.  一种自动返回铰链装置，包括：
轴；
圆筒形的第一导管，相对其内周可转动地支撑所述轴；
多个导管，其顺序地、可拆卸地连接到所述第一导管的下侧，并在其上侧包括隔离器以及设置在所述隔离器下方的多个独立腔室；
上升和下降元件，安装于所述第一导管的内周，并且当门旋转时通过在所述轴或第一导管中产生的转动力矩使引导销上下移动；
多个液压回路，包括被插入到所述多个导管中的活塞杆和多个活塞，所述活塞杆的上部接合到所述上升和下降元件中的所述引导销，并且根据所述引导销的上升和下降而上升和下降，所述多个活塞被分别以一定的间隔相互连接到所述活塞杆上，并将所述多个腔室分隔成上和下腔室，其中当各个活塞根据门的开启而下降时，第一油流量的油从各个腔室的下腔室流到各个腔室的上腔室，并且当各个活塞根据门的关闭而上升时，少于第一油流量的油的第二油流量的油从各个腔室的上腔室流到各个腔室的下腔室；以及
弹性元件，安装于最底下的下腔室，以弹性支撑最底下的活塞。

10.  根据权利要求9所述的自动返回铰链装置，其中所述上升和下降元件包括：
第一和第二垂直引导孔，在对着所述第一导管的上和下的位置形成；
凸轮轴，可转动地安装于所述圆筒形的第一导管的内周，其中分别具有对称螺旋形的第一和第二上升和下降引导孔沿着所述凸轮轴的柱体外周穿入地形成，并且所述凸轮轴的柱体的上部与所述轴连接；以及
引导销，其两端分别经由所述第一和第二上升和下降引导孔与所述第一和第二垂直引导孔接合，并且按照所述凸轮轴或第一到第三导管的相对转动而沿着所述第一和第二上升和下降引导孔可而移动地向上和向下设置，其中，所述相对转动取决于门的开启和关闭。

11.  根据权利要求9所述的自动返回铰链装置，其中所述多个液压回路包括多个止回阀，所述多个止回阀根据所述第一和第二活塞的上升和下降选择地开启和关闭所述第一和第二油路，从而增加和减少流经所述油路的油量，并因此控制所述第一和第二活塞的上升和下降速度。

12.  一种用于当门被关闭时自动返回门的铰链装置，包括：
圆筒形的第一导管，其中第一和第二垂直引导孔上下地形成在彼此相对的位置；
凸轮轴，其可转动地安装于所述圆筒形的第一导管的内周，其中沿着所述凸轮轴的柱体的外周穿入地形成第一和第二上升和下降引导孔，并且所述第一和第二上升和下降引导孔分别具有对称螺旋形，因此所述第一和第二上升和下降引导孔可以彼此相对移动，并且一轴突出以使其柱体上端穿过所述第一导管的上端，并且当门被转动时，所述凸轮轴由通过经由所述轴施加到所述第一导管上的相对外力而转动；
引导销，其两端分别经由所述第一和第二上升和下降引导孔连接到所述第一和第二垂直引导孔；
圆筒形的第二导管，其中第一隔离器的上端可拆卸地接合到所述圆筒形的第一导管的下端，所述凸轮轴的下端由所述第一隔离器的上端支撑，并且与所述圆筒形的第一导管隔离的第一腔室被提供在所述第一隔离器的下侧；
圆筒形的第三导管，其中第二隔离器的上端可拆卸地接合到所述圆筒形的第二导管的下端，与所述圆筒形的第二导管的第一腔室隔离的第二腔室被提供在所述第二隔离器的下侧；
第一活塞杆，其上端穿过所述引导销，其外周穿入地与所述第二导管的上端滑动接合，并且在所述第一活塞杆的下中心形成与第一上腔室连通的第一沟槽；
第一活塞，其整体地形成于所述第一活塞杆的下端，并且其外周沿着所述第二导管的内周进行滑动接合，在所述第一活塞的下中心形成与所述第一沟槽连通的第一中心通孔；
第二活塞杆，其上端可拆卸地接合到所述第一活塞的第一中心通孔，其外周穿入地与所述第三导管的上端滑动接合，并且在所述第二活塞杆的上中心形成与第一下腔室连通的第二沟槽，以及在其下中心形成与第二上腔室连通的第三沟槽；
第二活塞，其可拆卸地接合到所述第二活塞杆，在所述第二活塞连通的中心形成第二中心通孔，并且所述第二活塞的外周沿着所述第三导管的内周滑动接合；
第一止回阀，包括：第一阀传动装置，所述第一阀传动装置被配置在所述第一中心通孔和第二沟槽之间形成的空间；多个油路槽，沿着第一沟槽的内周形成，以使得当所述第一沟槽根据所述第一活塞的下降而被所述第一阀传动装置关闭时，使油从所述第一腔室的下腔室流到所述第一腔室的上腔室第一油流量；以及小尺寸的通孔，形成在所述第一阀传动装置中，并且使当第二沟槽根据第一活塞的上升而被第一阀传动装置关闭时，油从所述第一腔室的上腔室流到所述第一腔室的下腔室第二油流量，其中所述第二油流量小于第一油流量；
第二止回阀，包括：第二阀传动装置，其被配置在所述第二中心通孔和所述第二活塞杆的下端之间形成的空间；多个油路槽，其沿着第三沟槽的内周形成，以使得当所述第二沟槽根据所述第二活塞的下降而被所述第二阀传动装置关闭时，使油从所述第二腔室的下腔室流到所述第二腔室的上腔室第一油流量；以及小尺寸的通孔，形成在所述第二阀传动装置中，以使得当延长孔根据第二活塞的上升而被第二阀传动装置关闭时，油从所述第二腔室的上腔室流到第二腔室的下腔室第二油流量，其中第二油流量小于第一油流量；
密封帽，其可拆卸地以密封态与所述第三导管的下端接合；以及
弹性元件，其安装在所述第二下腔室中以弹性支撑所述第二活塞，当所述第二活塞根据门的开启而下降时，所述弹性元件被压缩，以及当返回门时，所述弹性元件提供可以使所述活塞元件升起的回复力。

具有自动返回功能的细长形铰链装置
技术领域
本发明涉及一种具有自动返回功能的细长铰链(hinge)装置，并且更具体地，涉及这样一种具有自动返回功能的细长铰链装置，其包括至少两个独立的液压回路，用来补偿由于铰链装置的外壳的去除而导致的门的阻尼力的减小，以及同时补偿腔室在直径上的减小，从而使铰链装置的直径最小化，并且还包括油腔室和止回阀，从而在具有相同的外径时增加门的阻尼力。
背景技术
一种铰链装置根据需要使两个元件彼此隔开或使一个元件绕轴叠在另一个上。铰链装置的具有代表性的实例是一种包括水平传动装置的左/右转动铰链装置，其用在门或窗框上，或一种包括垂直传动装置的上/下转动铰链装置，其用在电冰箱，移动电话，或笔记本电脑上。
韩国未决的专利公报第2001-0027832号中公开了一种具有自动返回功能的传统铰链装置。
在这种传统铰链装置中，随门的转动而上升和下降的变换头(conversion head)由一对引导销导引。引导销被固定在铰链接合处。此外，油缸和变换头也被结合在约4个的铰链接合处。因此，当可移动的铰链接合承受大的负载并长时间转动时，铰链装置的耐久性降低，并且由于结构复杂而使装配生产率下降。
此外，因为用于实现门的自动返回的压缩弹簧被配置在变换头的上侧，并且用于调节门的返回速度的液压回路被配置在变换头的下侧，所以难于减少铰链装置的总长度。更进一步地，因为配置压缩弹簧的空间长度仅被限制在变换头的上侧，所以不能提供用于门的自动返回的大回复力。因此，难于把传统铰链装置应用在大型门上。
此外，铰链装置的内部分以及用于将铰链装置的固定部分和可移动部分连接的机构都仅被应用在铰链装置中。因此，不可能把铰链装置应用到门的中心与铰链装置的中心不同的结构中。
此外，用于暂时固定门以实现门以预定角度打开而门不转动的固定装置没有被安装在铰链装置上。因此，对使用者来说使用上述铰链装置不方便。
同时，韩国实用新型登记号为0271646中公开了一种铰链门开启和关闭装置，其中单独配置液压门闭合器和弹簧门闭合器，并将它们组合起来。
同时，传统技术没有提供一种左/右或上/下转动的门铰链装置的最优结构，所述铰链装置可被应用在泡菜(Kimchi)电冰箱中——被用在储存发酵食品如泡菜(一种韩国传统食品)的储存装置中、常规的电冰箱中、车箱(vehicle trunk)等中。
此外，韩国专利登记号为435188中公开了一种使用具有单凸轮轴的铰链装置，其中，单凸轮轴具有螺旋凸轮图(其多级自动返回速度确立结构被稳定)。然而，难于把这种传统装置隐藏到门中，因为在外部需要外壳，因此所形成的总直径大于门的厚度。
如果凸轮轴和腔室的直径被减小以使传统铰链装置可被隐藏并被用到门中，则可从铰链装置得到关闭门时需要的足够阻尼力。因此，当门突然返回时，门的关闭速度不可控。
尤其是在使用大型门时，当大的外力被施加到大型门上时，如果阻尼力小，大型门的惯性力不能被合适地控制。
公开
技术问题
为解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种具有自动返回功能的细长铰链装置，其包括至少两个独立的液压回路，用来补偿由于铰链装置的外壳的去除而导致的门的阻尼力的减小，以及同时补偿腔室在直径上的减小，从而使铰链装置的直径最小化。
本发明的另一个目的是提供一种在给定相同的外径时增加油腔室和止回阀以提高门的阻尼力的细长铰链装置。
本发明的另一个目的是提供这样一种细长铰链装置，其通过去掉外壳、并通过加入液压回路来增加阻尼力的方式而被制成为细长的，因而能以隐藏的方式应用于小型门和大型门的内部分。
技术解决方案
为实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种细长的自动返回铰链装置，包括：圆筒形的第一导管，在其彼此相对的位置上，上下地形成有第一和第二垂直引导孔；圆筒形的第二导管，其中第一隔离器的上端可拆卸地接合到所述圆筒形的第一导管的下端，与所述圆筒形的第一导管隔离的第一腔室被设置在所述第一隔离器的下侧；圆筒形的第三导管，其中第二隔离器的上侧可拆卸地接合到所述圆筒形的第二导管的下端，与所述圆筒形的第二导管的第一腔室隔离的第二腔室被设置在所述第二隔离器的下侧；凸轮轴，其被转动地安装在所述圆筒形的第一导管的内周，其中第一和第二上升和下降引导孔沿着所述凸轮轴的柱体的外周穿入地形成，并分别具有对称螺旋的形状，因此所述第一和第二上升和下降引导孔可以彼此相对地移动，并且一轴突出以使其柱体上端插入所述第一导管的上端；引导销，其两端分别经由第一和第二上升和下降引导孔接合到所述第一和第二垂直引导孔，并根据所述凸轮轴或所述第一到第三导管的相对转动而沿着所述第一和第二上升和下降引导孔可移动地设置，所述相对转动依赖于门的开和关；第一和第二活塞杆，其上端顺续与引导销接合，其下端经由所述第一腔室延伸到所述第二腔室，以沿所述第一和第二导管中的第一和第二隔离器的内周向上和向下滑动；第一和第二活塞，分别与所述第一和第二活塞杆接合，其中所述第一和第二腔室被分别分隔成上部和下部，所述第一和第二活塞包括所述第一和第二腔室中的油在上下腔室中流动时经过的第一和第二油路；第一和第二止回阀，其根据所述第一和第二活塞的上升和下降而选择地开启和关闭所述第一和第二油路，从而增加和减少流经所述油路的油量，并因此控制所述第一和第二活塞的上升和下降速度；密封帽，其被可拆卸地以密封态与所述第三导管的下端接合；以及弹性元件，其被安装在所述第二活塞和所述密封帽之间，并根据门的开启而被压缩从而提供回复力，以及根据门的关闭而升起所述第二活塞。
根据本发明的自动返回铰链装置，进一步包括至少一个液压回路，以增加所述铰链装置的阻尼力。
在这种情况下，所述液压回路包括被插入到所述第二和第三导管之间的具有独立腔室的导管、滑动地插入到所述腔室中的活塞、以及连接到所述第一和第二活塞的活塞杆。
在根据本发明的铰链装置中，其中所述第一油路经由在所述第一活塞杆的下中心处形成的第一凹口与所述第一腔室的上部连通，并且经由在所述第二活塞杆的上中心处形成的第二凹口与所述第一腔室的下部连通，以及其中所述第二油路经由在所述第二活塞杆的下中心处形成的第三凹口与所述第二腔室的上部连通，其中所述第二油路的下部与所述第二腔室的下部连通。
此外，所述第一和第二止回阀使用分别接入到所述第一和第二油路中的环形阀或球形阀传动装置，从而在所述第一和第二腔室的上部和下部之间选择地控制油流动的量。
所述第一和第二上升和下降引导孔至少包括门的开启角为0°到15°时的第一上升和下降部分、门的开启角为15°到90°时的第二上升和下降部分、以及门的开启角为90°到130°时的停止部分。
此外，在根据本发明的铰链装置中，所述引导销根据所述第一到第三导管在所述凸轮轴的所述轴处的相对转动，而沿着所述第一和第二上升和下降引导孔上下移动，其中所述相对转动依赖于所述门的开启和关闭，所述引导销被隐藏到门的内部。
根据本发明的另一个方面，提供了一种细长的自动返回铰链装置，包括：轴；圆筒形的第一导管，相对其内周可转动地支撑所述轴；多个导管，其顺序地、可拆卸地连接到所述第一导管的下侧，并在其上侧包括隔离器以及设置在所述隔离器下方的多个独立腔室；上升和下降元件，安装于所述第一导管的内周，并且当门旋转时通过在所述轴或第一导管中产生的转动力矩使引导销上下移动；多个液压回路，包括被插入到所述多个导管中的活塞杆和多个活塞，所述活塞杆的上部接合到所述上升和下降元件中的所述引导销，并且根据所述引导销的上升和下降而上升和下降，所述多个活塞被分别以一定的间隔相互连接到所述活塞杆上，并将所述多个腔室分隔成上和下腔室，其中当各个活塞根据门的开启而下降时，第一油流量的油从各个腔室的下腔室流到各个腔室的上腔室，并且当各个活塞根据门的关闭而上升时，少于第一油流量的油的第二油流量的油从各个腔室的上腔室流到各个腔室的下腔室；以及弹性元件，安装于最底下的下腔室，以弹性支撑最底下的活塞。
在这种情况下，上升和下降元件包括：第一和第二垂直引导孔，在对着所述第一导管的上和下的位置形成；凸轮轴，可转动地安装于所述圆筒形的第一导管的内周，其中分别具有对称螺旋形的第一和第二上升和下降引导孔沿着所述凸轮轴的柱体外周穿入地形成，并且所述凸轮轴的柱体的上部与所述轴连接；以及引导销，其两端分别经由所述第一和第二上升和下降引导孔与所述第一和第二垂直引导孔接合，并且按照所述凸轮轴或第一到第三导管的相对转动而沿着所述第一和第二上升和下降引导孔可而移动地向上和向下设置，其中，所述相对转动取决于门的开启和关闭。
此外，优选地所述多个液压回路包括多个止回阀，所述多个止回阀根据所述第一和第二活塞的上升和下降选择地开启和关闭所述第一和第二油路，从而增加和减少流经所述油路的油量，并因此控制所述第一和第二活塞的上升和下降速度。
根据本发明的铰链装置进一步包括支撑托架，其一端被固定到所述铰链装置的主体的下表面或上表面，而在其另一端安装有联轴器；锯齿状突出，其相互连接于所述凸轮轴的轴和所述支撑托架中的联轴器之间，并且其下部通过螺钉接合到所述联轴器，以调节零点；以及高度调节螺栓，其与所述联轴器的下部接合，并根据所述联轴器的转动而以上下方向向上或向下推动所述锯齿状部分，以调节门的设定高度。
有益效果
如上所述，本发明提供了一种细长的自动返回铰链装置，当被安装在要求极小的直径的各种门中的一种时，其可以保持整个外形简单，其中外径是紧凑的(compact)，以便被隐藏在门的内部并在门被关闭时增加阻尼力，其中除了两个油关闭回路之外，还延伸形成了附加的油关闭回路。
附图说明
本发明的上述和其他目的以及优点通过参考附图对本发明的优选实施例进行细节描述将变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明的细长自动返回铰链装置的、沿长度方向的剖面视图；
图2是用于垂直引导图1中所示的铰链装置中的引导销的第一导管的立体图；
图3A是用于根据图1中所示细长铰链装置中的、根据门的开启和关闭而引导活塞元件上下移动的凸轮轴的立体图；
图3B中示出了引导销的位置和图3A中所示的凸轮轴的上升和下降引导孔中的根据铰链装置的运转的复位弹簧的压缩态之间的关系；
图4是图1中细长铰链装置中的活塞元件的立体图；
图5是根据本发明的另一实施例中的活塞元件中的第一和第二阀传动装置的立体图；
图6A是活塞元件和返回速度调节器的剖面视图，说明了活塞元件中的第一和第二活塞的初始位置被分别定位在上止点；
图6B是说明当第一和第二活塞部分中的活塞分别根据门的开启而下降时油流动的剖面视图；
图6C是活塞元件和返回速度调节器的剖面视图，说明了活塞元件的第一和第二活塞的初始位置被分别定位在下止点；
图6D是说明当第一和第二活塞部分中的活塞分别根据门的关闭而上升时油流动的剖面视图；
图6E是活塞元件和返回速度调节器的剖面视图，示出了当门的开启角随门的关闭为0°时，活塞元件的第一和第二活塞分别返回到被定位在上止点的初始位置的状态；
图7是图6A中所示的阀传动装置在“A”处的运转的放大的部分剖面视图；
图8是当根据本发明的细长自动返回铰链装置被应用到电冰箱的下端时，安装结构的剖面视图；以及
图9是当根据本发明的细长自动返回铰链装置被应用到电冰箱的下端时，另一安装结构的剖面视图。
具体实施方式
下面，参考附图描述根据本发明的一个优选实施例的细长自动返回铰链装置被。在下面的实施例中，相同的附图标记代表相同的元件。
参考图1到图4，根据本发明的细长自动返回铰链装置的整个配置将在下面被描述。
通常，自动返回铰链装置可分为轴固定方法和机架固定方法。在轴固定方法中，转动轴(即，本发明中的凸轮轴)被固定到门框或门上，接着机架(即，本发明中的导管)根据门的转动而转动。而在机架固定方法中，机架被固定到门框上并且转动轴根据门的转动而转动。
根据本发明的自动返回铰链装置可被应用在轴固定方法和机架固定方法中任一种。在下面的实施例中，采用其中机架被固定到框上的机架固定方法的铰链装置，作为例子来描述。
首先，根据本发明的细长自动返回铰链装置包括第一到第三导管10，20和30，它们分别在机架中起一定的作用。第一到第三导管10，20和30在长度方向上顺序地、并可拆卸地彼此连接。通过引导销45相互连接的凸轮轴40配置在第一导管10的内侧，活塞元件50的上端被引导销45穿入并被其连接，活塞元件50被配置在第二和第三导管20和30的内侧，以与凸轮轴40一起移动(见图4)。
在这种情况下，活塞元件50的下端通过复位弹簧60的一端被弹性支撑。复位弹簧60的另一端被通过密封帽70(其密封第三导管30的开口端)支撑。
下面将更详细地描述根据本发明的具有上述配置的铰链装置。
参考图2，被形成圆筒形的第一导管10包括第一和第二引导孔11和12以及插入孔10a，第一和第二引导孔11和12以上/下的方向形成在彼此面对的位置，插入孔10a形成在第一导管10的上内侧。
此外，参考图3A，凸轮轴40包括柱体40a，其中各自基本具有180°的移动对称结构的螺旋构图的第一和第二上升和下降引导孔41和42穿过并形成在凸轮轴40的外周。此外，轴40b的下端被通过焊接等方法而整体地固定连接到柱体40a上端的内周上。轴40b的上端伸到第一导管10中的插入孔10a中。
在这种情况下，当门的转动轴(例如，凸轮轴40的轴40b)与图8中所示门框的轴相同时，第一到第三导管10，20和30可被隐藏在转动的门中。在这个实施例中，采用机架固定方法的铰链装置作为例子描述。
当门被转动时，转动力被施加到轴40b上以使轴40b转动。
此外，因为弹性地支撑活塞元件50的复位弹簧60的排斥力被施加在第一导管10的台阶10b和凸轮轴40的柱体40a之间，因此，一对止推轴承(thrust bearing)81和82被插入到凸轮轴40和第一导管10之间，以减少凸轮轴40转动时的转动摩擦以及噪声。
进一步地，根据凸轮轴40的转动而上下移动的引导销45的两端被分别插入到形成在凸轮轴40的柱体40a的外周的第一和第二上升和下降引导孔41和42对，和形成在第一导管10上的垂直引导孔11和12对中。
此时，引导销45被穿入地连接到活塞元件50的接合孔51a中。所以活塞元件50根据引导销45的上/下移动而与引导销45一起上下移动。
还可以把一对轴承(未示出)安装在引导销45的两端，使得当引导销45沿着凸轮轴40的第一和第二上升和下降引导孔41和42以及导管10的垂直引导孔11和12移动时，防止部分的磨损并降低摩擦力/噪声。
同时，第二和第三导管20和30包括形成于其上部分的隔离器20b和20b，以及第一和第二腔室21和22；32和32在隔离器20b和30b之下被独立地分隔。
同时，如图1到图4中所示，活塞元件50包括第一活塞杆51和第一活塞53，以及第二活塞杆55和第二活塞57。第一和第二活塞杆51和55被分别滑接到穿入孔20a和30a的内周中，并因而根据凸轮轴40的转动而上升和下降。
此时，第二导管20的内部空间被第一活塞53分隔成第一上和下腔室21和22。同样地，第三导管30的内部空间被第二活塞57分隔成第二上和下腔室31和32。
同时，第一活塞杆51通过引导销45被穿入地连接到接合孔51a中。第一活塞杆51的外周被滑动、穿入地接合到隔离器20b的插入孔20a中。在第一活塞杆51的下中心处形成有第一凹口51b。进一步地，第一油路被形成并包括成对的第一连通孔51c和51d，其以与第一凹口51b垂直的方向穿入第一活塞杆51的外周。
此外，将第二导管20的内部空间分隔成第一上和下腔室21和22的第一活塞53被整体地形成在第一活塞杆51的下端。第一活塞53在其中心处与第一凹口51b连通，并且包括第一通孔53a，通孔53a可拆卸地通过螺钉接合到第二活塞杆55的上端。
同时，第二活塞杆55的外周被滑动、穿入地接合到隔离器30b的穿入孔30a中。
进一步地，在第二活塞杆55的上中心形成有第二凹口55a。此外，成对的第二连通孔55bc和55c被形成，并分别以与第二凹口55a垂直的方向穿入到第二活塞杆55的外周。第二凹口55a和第二连通孔55bc和55c对形成第二油路。
在这种情况下，在第二活塞杆55的上端和第一活塞53的中心通孔53a的台阶53b之间形成预定高度的空间。具有圆板形的第一阀传动装置54被配置在上述空间中以上下移动。
第一阀传动装置54被形成为在直径上大于第一和第二凹口51b和55a的直径，并且稍小于第一中心通孔53a的直径。此外，流过油的小尺寸的通孔54a形成于第一阀传动装置54的中心。此外，如图7中所示，在第一凹口51b上形成流过油的多个油路槽52。
第一阀传动装置54、第一中心通孔53a以及多个油路槽52在止回阀65a中起作用，用于根据当门被开启和关闭时第一活塞53的上升和下降，而控制第一腔室的上/下腔室21和22中相互流动的油量。
也就是说，在第一活塞53随门的开启而下降的情况下，第一阀传动装置54被从第一下腔室22经由第二油路55a、55b和55c流到第一油路51b、51c和51d油上推，然后上升。此时，油在第一阀传动装置54的外周和第一中心通孔53b及通孔54a的内周之间以及流出，并流向第一油路51b、51c和51d。然后，如果第一凹口51b被上升的第一阀传动装置54关闭，油就在流过多个油路槽52和通孔54a后经第一油路流进第一上腔室21。
相反地，即在门被关闭和第一活塞上升的情况下，第一阀传动装置54被从第一上下腔室21经由第一油路51b、51c和51d到达第二油路55a、55b和55c的油的流动下推，然后下降。此时，和门被开启的情况一样，油在第一阀传动装置54的外周和第一中心通孔53b及通孔54a的内周之间流出，并流向第二油路55a、55b和55c。然后，如果第二凹口55a被上升的第一阀传动装置54关闭，则油仅流过通孔54a后就经第二油路流进第一下腔室22。
因此，与当第一活塞从上腔室移动到下腔室时从第一下腔室流动到第一上腔室的油量相比，油量突然减少。因此，止回阀65a控制在上和下腔室之间流动的油量以控制门的关闭速度。
同时，在第二活塞杆55的下中心处形成有第三凹口55d。此外，成对的第三连通孔55e和55f被形成，并分别以与第三凹口55d垂直的方向穿入到第二活塞杆55的外周。第三凹口55d和成对的第三连通孔55e和55f形成第三油路。
此外，将第三导管30的内部空间分隔成第二上和下腔室31和32的第二活塞57通过螺钉而被可拆卸地接合到第二活塞杆55的下端。
同时，连通第三凹口55d的、具有台阶57b的第二中心通孔57a被形成在第二活塞57的中心。此外，直径小于第二中心通孔57a的延长孔57c被形成在第二中心通孔57a的一端。在这种情况下，延长孔57c形成第四油路。
此时，与在第一活塞53中形成止回阀65a类似，第二阀传动装置56被配置在台阶57b和第二中心通孔57a间的空间中。第二阀传动装置56的直径稍小于第二中心通孔57a，并且大于第三凹口55d和延长孔57c的直径。通孔56a被形成在第二阀传动装置56的中心处。类似图7中所示第一凹口51b，在第三凹口55d的内周形成有多个油路槽(未示出)。
因此，第二阀传动装置56、多个油路槽52以及通孔56a形成止回阀65b，止回阀65b与第一活塞53中的止回阀65a起相同的功能和作用。
因此，根据本发明的铰链装置在第二和第三导管的内部空间中实现了两个独立的液压回路，从而保持了可以调节门的关闭速度的大的阻尼力，并且减小了整个铰链装置的直径，以形成细长形铰链装置。所以，根据本发明的铰链装置可被隐藏到门中。
同时，为防止填充在第一和第二上和下腔室21和22中的油泄漏，多个O-环91、92、93和94被加入到铰链装置中。也就是说，O-环的位置是图1中所示的穿入孔20a的内侧91、第一活塞53的上外侧92、穿入孔30a的内侧93以及第二活塞57的外侧94。
此外，被接合到第三导管30的下内侧的密封帽部件70包括密封帽71(o-环95被固定在密封帽71外周上以防止第三导管30中填充的油的泄漏)、接合到密封帽71上的排气螺栓73、以及为了支撑密封帽71而通过螺钉接合到第三导管30的下端的盖75。
在这个实施例中，第一和第二止回阀65a和65b的第一和第二阀传动装置54和56已经参考圆板形的阀传动装置作了描述。然而，如图5A和5B中所示，还可以使用球形的第一和第二阀传动装置154和156。此外，在第一和第二阀传动装置54和56的通孔54a和54b中起作用的油路槽154a和154b还可能被形成于第二活塞杆55的第二凹口的上端以及与第二活塞57的台阶57b链接的延长孔57c的上端。
接下来，将参考图3A和3B对根据本发明的活塞的上升和下降引导结构进行详细描述。
图3A是用于根据图1中所示细长铰链装置中的、根据门的开启和关闭而引导活塞元件上下移动的凸轮轴的立体图，并且图3B中示出了引导销的位置和图3A中的凸轮轴的上升和下降引导孔中的、根据铰链装置的运转的复位弹簧的压缩态之间的关系。
凸轮轴40中的第一和第二上升和下降引导孔41和42被分成四部分a，b，c，和d，并随图3B中所示的门的开启角度而变化。也就是说，这四部分是：在门的开启角为0°到15°之间时的第一部分“a”，在门的开启角为15°到90°之间时的第二部分“b”，在门的开启角为90°到130°之间时的第三部分“c”，以及在门的开启角为130°到160°之间时的第四部分“d”。
当门自动返回时，第一部分“a”处在将在后面被描述的图6D中的液压回路的状态，并且具有抵抗由油的流动而产生的插销的弹力的阻尼力。在这种情况下，第一和第二上升和下降引导孔41和42的凸轮图角“α”被设置在45°到65°的范围内，相对大于第二部分“b”的角“β”，因此在上升活塞的时间上增加了效率、并因而补偿了由于液压回路的阻力的下降而产生的关闭力的损失和复位弹簧60的成比例的回复力的损失。
因此，尽管使用压缩弹簧而不使用扭转弹簧来作为在自动返回门时的复位弹簧，但能够实现完美返回(即完全锁闭)到门的初始位置。
当门自动返回时，第二部分“b”处在将在后面被描述的图6C中的液压回路的状态。当门被开启时，复位弹簧60的回复力随门的开启角度而成比例增加，并因而使用者所需的开门的力也随门的开启角度而成比例增加。
因此，在第二部分“b”中，第一和第二上升和下降引导孔41和42的凸轮图角“β”被设置在10°到45°的范围内，相对小于第一部分“a”的角“α”，因此当门被开启时按比例地增加了凸轮轴40的转动效率、并因而补偿随门的开启而成比例增加的开启力增加部分。
此外，在第三部分“c”中，第一和第二上升和下降引导孔41和42的凸轮图角被设为0，因此阻碍通过复位弹簧60的自动返回。在第三部分“c” 中，门被开启的角度被保持，并且复位弹簧60的回复力变得最大。
第四部分“d”被倾斜地从第三部分“c”向上形成、并且是停止力的加强部分，此处引导销45由于钩的作用而不移动。
同时，凸轮图角可以在上升和下降引导孔41和42的第一部分“a”中被形成30°到45°的倾角。在第一部分“a”的倾角被形成30°到45°的情况下，连接引导销45的上升和下降活塞元件50的距离短。因此，被压缩的复位弹簧60的效率与转动凸轮轴40的外力相比变低。
因此，当第一部分“a”的倾角是30°到45°时，被外力(如惯性力)关闭的门的碰撞被上下开关的门吸收，因此门被缓慢关闭。
此外，当第一部分“a”的倾角是45°到65°时，活塞元件50的上升和下降的距离变长，因此，被压缩的复位弹簧60的排斥力(repulsiveforce)变得大于转动凸轮轴40的外力。因此，当第一部分“a”的倾角是45°到65°时，复位弹簧60的效率增加，因此被左右开关的门可以被很快地、更容易地关闭到完全返回位置。
如上所述，在凸轮图角被设在第一和第二上升和下降引导孔41和42中的情况下，引导销45沿着在第一和第二上升和下降引导孔41和42中的上升和下降引导41a下降，其在第一和第二部分“a”和“b”上下倾斜，并且未上下移动而且在第三部分“c”暂停。此外，在凸轮轴40连续转动时，引导销45前进到相对于第三部分“c”稍微向上倾斜的第四部分“d”，并且引导销45被第一制动器41b锁住而不能转动从而停止。
此外，第一制动器41c和第三凸轮图支持部分41f以15°到60°的倾角形成于上升和下降引导孔41和42的第四部分“d”中。在第四部分“d”的倾角小于15°时，由于复位弹簧60的排斥力或弱的外力，凸轮轴40容易被转动。因此，如果停止引导销45的力较弱则是不适合的。
此外，当第四部分“d”的倾角超过60°时，停止引导销45的力由于第一制动器41b的停止力而加强。然而，当引导销45从第四部分“d”前进到第三部分“c”时，也就是说，引导销45上升时，因为要求大量外力，所以是不适合的。
同时，在引导销45由于被压缩复位弹簧60的排斥力而上升的情况下，在活塞元件50的上部处被施加的油压大于活塞元件50能上升的极限边界处的复位弹簧60的弹性力。因此，活塞元件50可以以相反方向突然下降。
此外，当引导销45从第三部分“c”前进到第二部分“b”时，由于初始时无规则的运动，引导销45会产生内噪声并损害内部元件。为避免这种现象，优选地，上升和下降引导孔41和42中的第一凸轮图支持部分41d和第二凸轮图支持部分41e之间的边界部分以曲面形成。
此外，第一凸轮图支持部分41d和第二凸轮图支持部分41e被形成为，相对于第一上升和下降引导孔41a、以一定的间隔具有分别相对的曲面。
接下来，将参考图6A到6E描述根据本发明的细长自动返回铰链装置的整个运转。
图6A是活塞元件和返回速度调节器的剖面视图，说明了活塞元件的第一和第二活塞的初始位置被分别定位在上止点。图6B是说明当第一和第二活塞部分中的活塞分别根据门的开启而分别下降时油流动的剖面视图。图6C是活塞元件和返回速度调节器的剖面视图，说明了活塞元件的第一和第二活塞的初始位置被分别定位在下止点。图6D是说明当第一和第二活塞部分中的活塞分别根据门的关闭而分别上升时油流动的剖面视图。图6E是活塞元件和返回速度调节器的剖面视图，示出了当门的开启角随门的关闭为0°时，活塞元件的第一和第二活塞分别返回到被定位在上止点的初始位置的状态。
在根据本发明的细长自动返回铰链装置的情况下，当门被打开时，图6B中的液压回路被设置。也就是说，在根据本发明的细长自动返回铰链装置100的情况下，当门被打开时，外部转动力被传递到凸轮轴40的轴40b上。内部元件的运转如下。
如果使用者以图6A中的初始状态(门被关闭)开启门，则左手螺旋方向的转动力被传递到凸轮轴上。所以，两端都被插入到成对的上升和下降引导孔41和42、以及第一导管10中成对的垂直引导孔11和12中的引导销45沿着上升和下降引导孔41和42随凸轮轴40的转动而下移。
在这种情况下，如图6B中所示，要下移的力被施加到与引导销45和第一和第二活塞杆51和55一起移动的第一和第二活塞53和57上。
因此，当第一阀传动装置54使第二凹口55a开启时，位于第一活塞53的下侧即第二下腔室32处的油向上升起。因此，油流经第二油路55a、55b和55c，然后继续流经第一阀传动装置54的外周和第一中心通孔53a之间的中间部分、通孔54a以及第一油路51b、51c和51d，并且容易流到第一活塞53的上侧，即第一上腔室21。在这种情况下，第一阀传动装置54被油推动并向上升起，以关闭第一凹口51b，并且油经过多个油路槽52流进第一上腔室21。
同时，位于第二活塞57的下侧即第二下腔室32处的油顺序流经第四油路57c，第二阀传动装置56的外周和第二中心通孔57a之间的中间部分，通孔57a以及第三油路55d、55e和55f，并且流到第二活塞57的上侧，即第二上腔室31。
同样地，在这种情况下，第二阀传动装置56被油推动并向上升起以关闭第三凹口55d，并且油经由多个油路槽52在第二上腔室31中流动。
因此，引导销45在第一和第二部分“a”和“b”之间移动，如图3B中所示的上升和下降引导孔41和42中的运转态，并且活塞元件50压缩复位弹簧60并下降。
此外，当凸轮轴40连续转动时，引导销45达到第三部分“c”并被上升和下降引导孔41和42中的第三部分“c”的第一制动器41b限制地移动。因此，如图6C中所示，活塞元件50被保持在当第一和第二活塞53和57位于下止点时的停止状态。
同时，如果使用者在门的开启角低于90°内关闭门或在门的开启角低于90°的范围内开启和关闭门，当门被关闭时根据本发明的铰链装置实现门的自动返回运转。
当门的开启角为90°时，也就是说，处在停止态时，如果使用者转动门以将小量的右手螺旋方向的外力传递到凸轮轴40上，则引导销45通过第一制动器41b并超出第三部分“c”。
然后，活塞元件50开始由于被压缩的复位弹簧60的排斥力而上移，并且与活塞元件50连接的引导销45也沿着上升和下降引导孔41和42中的第二部分“b”(即，具有从10到45°的缓倾角的上升和下降引导41a)上升。结果，凸轮轴40以右手螺旋方向转动，并趋向于使门返回到初始位置。
此时，第一活塞53中的第一和第二上腔室21和31中的油，借助于如图6D中所示的上升的第一和第二活塞53和57，分别从第一和第二上腔室21和31，经由第一油路51b、51c和51d和第三油路55d、55e和55f流到第一和第二中心通孔53a和57a。
然后，第一阀传动装置54通过流经第一油路51b、51c和51d的油，而安全地安装在第二活塞杆55的上端，并因此关闭第二油路55a。同时，第二阀传动装置56通过流经第三油路55d、55e和55f的油而安全安装于第二活塞57的台阶57b，并因此关闭延长孔57a。
所以，第二和第四油路被第一和第二阀传动装置54和56隔绝，因此第一和第二活塞53和57的上部中的油分别仅经过第一和第二阀传动装置54和56的通孔54a和56a，就流到第一和第二下腔室22和32，直到门的开启角达到15°到90°。
因此，关闭门时的第二油流量与开启门时的第一油流量相比极大地减少了，因此活塞元件50以保持阻尼力的状态缓慢向上升起。
在这种情况下，与活塞元件50连接的引导销45沿着上升和下降引导孔41和42中的第二部分“b”(即，具有缓的倾角的上升和下降引导41a)上升。
活塞元件50的慢速上升被保持直到门的开启角达到15°，因此使用者可以避免由门的突然的意外返回而引起的安全事故或造成的不便。
此后，当门的开启角达到15°时，如图3B中所示，与活塞元件50连接的引导销45开始沿着设在上升和下降引导孔41和42中的第一部分“a”的陡坡(即，从45°到65°)的上升和下降引导41a上升。因此，当门的开启角在15°到0°的范围内时，液压回路被以与门的开启角在90°到15°的范围内相同的方式设置。然而，上升和下降引导41a的倾角被设置为相对大于第二部分“b”的倾角。
因此，回转弹簧60的回复力被减小，但上升和下降引导41a的摩擦阻力减小。因此，活塞元件50的上升速度被加速。因此，门返回初始位置，并利用门的插销变成锁合状态。此外，第一和第二活塞53和57返回到初始位置，如图6E所示。
如上所述，根据本发明的铰链装置包括在长度方向上形成的两个独立的油关闭回路。此外，在阻尼力被分别通过根据闭合回路中活塞元件50的上升和下降而运转的止回阀65a和65b足够保持的状态下，根据本发明的铰链装置实现自动返回运转。所以，根据本发明的铰链装置以紧凑直径尺寸的形式形成，从而能够被隐藏到门中。同时，当在实现自动返回运转中门增益(gain)接近初始位置时，根据本发明的铰链装置可以解决回转弹簧的回复力被减小而导致的门没被完全关闭的问题。
进一步地，独立关闭的液压回路包括具有活塞杆和活塞的导管(如第二导管)、一对被活塞分隔的腔室以及油通过其在腔室间流动的油路在本发明中可被顺序安装。在这种情况下，活塞杆被配置成与活塞元件一起移动。
因此，本发明通过增加上述的独立关闭回路而容易地控制阻尼力，即门的关闭速度。
图8是示意地示出了根据本发明的细长自动返回铰链装置被应用到电冰箱的下部时的安装结构的剖面视图。
具有上述配置的根据本发明的铰链装置100具有如下结构，第一到第三导管10、20和30被接合到电冰箱1的门3中，并且轴40b被接合并被固定到电冰箱中的支撑托架5的接合器5a上，因而使第一到第三导管10、20和30根据门3的转动而转动。
图9是当根据本发明的细长自动返回铰链装置被应用到电冰箱的下部时另一安装结构的剖面视图。
同时，虽然已经参照根据本发明的铰链装置100中的轴40b被直接固定到托架的接合器5a上的这种类型进行了描述，然而，除此之外，在轴40b和接合器5a之间可以设置锯齿(serration)91，以设定轴40b的精确位置，或在指定处设定凸轮图的零点。
在这种情况下，在轴40b被插入到锯齿91的上部的状态下，轴40b通过弹簧销93相互固定。此外，下面的外周边齿轮部分91a被啮合到托架的接合器5a中的内周边齿轮部分5b。
进一步地，推闩97通过朝内周边齿轮部分5b的一侧推动接合的锯齿中的外周齿轮部分91a，以防止内和外周边齿轮部分5b和91a之间产生间隙，推闩97被接合到托架5的接合器5a的一侧。
此外，在与锯齿91的下端接触的状态时，高度调节螺栓95可以上下推动门的铰链装置以调节门3的高度，并以铰链装置的轴向方向接合到托架5的接合器5a的下侧。
因此，如果高度调节螺栓95以锯齿91的方向转动，锯齿91通过高度调节螺栓95沿着内和外周边齿轮部分5b和91a上移。最后，铰链装置100和门3同时上升。当高度调节螺栓95被反向转动时，门3下降并因而易被设置在合适的高度。
同时，有可能把锯齿91和接合器5a修正为键(key)和槽接合类型。也就是说，作为对接合器的外周边齿轮部分和内周边齿轮部分的代替，键槽被沿轴向形成在接合器的内周，并且键被突出地安装在锯齿下部的外周以与键槽对应，然后键槽和键相互接合。这样，还有可能减小锯齿和接合器间的间隙，从而提供用于铰链装置的精确转动角。
进一步地，除图8和图9中所示的实施例之外，根据本发明的细长自动返回铰链装置可使用一端被固定到第一导管10的上部、而另一端被固定到门的托架固定到门上。
此外，虽然已经参考铰链装置的转动轴与门的转动轴相同的情况对根据本发明的细长自动返回铰链装置进行了描述，然而，也可应用到铰链装置的转动轴与门的转动轴不相同的情况，即使用主动杆和从动杆。
同时，在上述实施例中，确定门的自动返回速度的止回阀被形成在活塞和活塞杆间的接合部分上，因而可以按预定的单一速度来确定门的自动返回速度。然而，在本发明中，其也可能多阶地调节门的自动返回速度，其中止回阀未被安装在活塞中心处，油路被形成在活塞杆的中心，并且根据活塞的上升水平而流动的油量通过控制杆被插入到油路中的结构而被控制。
发明模式
如上所述，本发明已经参考具体的优选实施例的得到描述。然而，本发明不受限于上述实施例，并且在不背离本发明的精神的情况下，对普通的技术熟练的人来说有可能做各种更改和变化。因此，本发明的保护范围不由所述细节描述确定，而由后面的权利要求和本发明的技术精神所确定。
工业应用
如上所述，根据本发明的细长自动返回铰链装置可通过隐藏式或暴露式被分别应用到要求用于极细直径的不同的门的内部。