专利名称：一种用于建筑材料的带自动返回功能的铰链装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于建筑材料的带自动返回功能的铰链装置。更 具体地，本发明涉及一种用于建筑材料的带自动返回功能的铰链装置，
其中，复位弹簧被去除以减少铰链装置的总长度；仅用与离合器单元
相关联的扭转弹簧来提供每个门的闭合力，从而改进了扭转弹簧的效
率使其更有效地提供每个门的开启力和闭合力；扭转弹簧的长度增加 以补偿每个门的闭合力；建立凸轮图的倾角以加强每个门的闭合力， 因此获得紧凑的结构并且可靠地实现了每个门的自动返回功能。
背景技术：
铰链装置根据需要使两部件彼此分开或者使一个部件绕轴折叠到 另 一部件上。铰链装置的典型实施例是用于门与门框之间的包括水平 传动装置(actuator)的左/右转动的铰链装置，或者是用于电水箱、移 动电话或笔记本电脑上的包括垂直传动装置的上/下转动的铰链装置。
第2001-0027832号韩国未决的公开特许公报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，根据门的转动而上升和下降的转换头由 一对引导销引导，并且这些引导销被固定于四个铰链接合处。而且， 汽缸(cylinder)和转换头被并入这四个4史《连接合中。因此，当可移动 的铰链接合处受到大负载并且长时间转动时，铰链装置的耐久性降低 而且使结构变得复杂。结果使装配生产率下降。
而且，由于用于实现门的自动返回功能的压缩弹簧在门自动返回 的时候不能提供大回复力，因此难以将传统铰链应用在大型门中。而 且，由于用于临时固定门的固定单元未安装在传统铰链装置中，因此 在门已经被打开预定角度的情况下该门不能转动。因此，使用传统铰 链装置会给用户带来不便。同时，第0271646号韩国实用新型登记公开了一种铰链门开启和 闭合装置，其中，单独配置液压类型的闭门器和弹簧类型的闭门器并 且将它们组合在一起。
同时，传统技术未提出被应用在大型门中的左/右转动门铰链装置 的最优结构。
而且，第435188号韩国实用新型登记公开了使用具有螺旋凸轮图 的单个凸轮轴的铰链装置，其中该铰链装置的多级自动返回速度建立 结构被稳定。然而，在关闭门的时候所需的回复力不能从铰链装置获 得。结果，门的闭合力被减少，因此门的自动返回不能平稳地完成。
而且，在用于大型门的带自动返回功能的铰链装置采用双凸轮轴 的情况中，其中，该情况已由本发明的相同申请人于2006年3月2 日在第2006-18461号的韩国未决的专利公报(对应于2004年8月24 曰的第2004-66832号的韩国专利申请)中提出，与下凸轮轴相同，被 安装以补偿门闭合力减弱的上凸轮轴包括一对螺旋形上升/下降孔。当 活塞杆和阀通过转动式凸轮轴操作时，螺旋形上升/下降孔可以使转动 力在垂直方向变化，从而造成大约30%的损失。结果，上凸轮轴不能 在改进门闭合力方面发、生大作用，而且具有上凸轮轴的总长稍微有点 长的问题。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供用于建筑材料中的带 自动返回功能的铰链装置，其中，去除了复位弹簧从而减小了铰链装 置的总长，并且仅用与离合器单元相关联的扭转弹簧提供了每个门的 闭合力，因而改进了扭转弹簧的效率，更有效地提供每个门的开启力 和闭合力，其中，扭转弹簧的长度增加以补偿每个门的闭合力，凸轮 图的倾角被建立从而加强了每个门的闭合力，因而获得紧凑的结构并 可靠地实现了每个门的自动返回功能。
本发明的另 一个目的是提供用于建筑材料中的带自动返回功能的 铰链装置，其中由于去除了复位弹簧并且也能够去除其它相关的零件，因此能够容易地装配被装配在下腔室中的各种类型的零件，从而实现 成本的降低。
本发明的又一个目的是提供用于建筑材料中的带自动返回功能的 铰链装置，其包括与铰链装置集成的加强板，从而当门由例如强风的 外力快速关闭时，防止由上腔室产生的过压而使位于部件与活塞之间 的气密的各种类型的O型环发生损坏，并且防止用于固定铰链装置的 固定螺丝+>开。
本发明的又 一 个目的是提供用于建筑材料的带自动返回功能的铰 链装置，其中由于容易将上部件装配到铰链装置，或者容易从铰链装 置拆卸上部件，因此用户能够在安装铰链装置时单独地安装铰链装置， 并且容易实现铰链装置的修复和维护。
本发明的又一个目的是提供用于建筑材料的带自动返回功能的铰 链装置，其适当地建立与凸轮轴的第 一和第二上升/下降引导孔相关的 凸轮图，从而在预定的角度区域内保持门的开启状态。
本发明的又一个目的是提供转动/线性运动转换器，当门转动时门 的转动力被施加到轴上时，转动/线性运动转换器将轴的转动运动转换 为活塞的轴向线性运动。
本发明的又一个目的是提供一种活塞，其能够实施为其中过压保 护阀与止回阀彼此组合的简单结构中。
技术方案
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一方面，提供了具有 自动返回功能的铰链装置，该自动返回铰链装置包括
上部件，在其圆周表面上整体形成有固定于门上的第一铰链，该
上部件的上端部分由其内侧表面形成有凹槽的上帽封锁；
下部件，在其圆柱表面上整体形成有固定于门框上的第二铰链，
该下部件的下端由以密封方式连接的下帽封锁；
轴，其下端部分可转动地安装在下部件的上端，并且该轴的上端
部分插入上帽的凹槽中；
活塞，其外圆周沿着下部件的内圆周表面可滑动地安装，该活塞将下部件的内部分为上下腔室；
转动/线性运动转换器，当门转动时门的转动力被施加到轴上时， 该转动/线性运动转换器将轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动；
阻尼单元，在活塞根据门的打开/关闭而下降/上升的情况下，该阻
尼单元选择性地提供阻尼功能；以及
返回单元，为了在门被关闭时将门返回到初始位置，该返回单元
为转动/线性运动转换器提供回复力。
根据本发明的另 一方面，提供了具有自动返回功能的铰链装置，
该自动返回铰链装置包括
上部件，在其圓周表面整体形成有固定于门上的第一铰链，该上 部件的上端部分由上帽封锁；
下部件，在其圓周表面整体形成有固定于门框上的第二铰链，该 下部件的下端部分由以密封方式连接的下帽封锁；
轴，其上端部分被连结有上帽，该轴延伸至下部件的上端部分；
活塞，其外圓周沿着下部件的内圓周可滑动地安装，该活塞将下 部件的内部分为上下腔室；
转动/线性运动转换器，当门转动时门的转动力被施加到轴上时， 该转动/线性运动转换器将轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动；
阻尼单元，其安装在活塞内，根据门的打开/关闭控制活塞的下降 /上升速度，并且在活塞上升的情况下选择性地提供阻尼功能；
扭转弹簧，其被设立在上部件内使得扭转弹簧的一端固定于轴的 上端部分，从而在关闭门的方向提供转动该轴的回复力；以及
离合器单元，其与扭转弹簧连接，用于在门打开和关闭时开启角 超过预定的开启角的情况下使扭转弹簧的弹力停止增加，以及用于在 开启角在预定的开启角范围内的情况下恢复扭转弹簧的弹力。
优选但非必要地，根据本发明的第一实施方式，转动/线性运动转 换器包括
引导孔形成部分，其具有安装在下部件的内圓周表面中并且在垂 直方向彼此面对的第一和第二垂直的引导孔；
凸轮轴，其包括圓柱部分，在该圆柱部分内贯穿地形成有第一和第二升降引导孔，该第一和第二升降引导孔从轴延伸并由沿着该圆柱 部分的外圓周表面为彼此运动对称结构的螺旋形状构成，当门转动时， 施加到上部件的相关外力使该凸轮轴转动；以及
引导销，其两端部分通过第一和第二升降孔与第一和第二垂直的 引导孔组合，其中，引导销的一端连接至活塞杆的上部。
优选但非必要地，根据本发明的第二实施方式，转动/线性运动转
换器包括
第一圆柱部分，其内贯穿地形成有第一和第二升降引导孔，其中， 第一和第二升降引导孔被安装在下部件的内圓周表面并由沿着该第一
圓柱部分的外圓周的彼此运动对称结构的螺旋形制成；
第二圆柱部分，其从轴延伸到第二圆柱部分中并在垂直方向彼此 面对，在该第二圆柱部分内贯穿地形成有第一和第二垂直的引导孔； 以及
引导销，其两端分别通过第一圆柱部分的第一和第二升降引导孔 与第二圓柱部分的第一和第二垂直的引导孔组合，其中，该引导销的 中央部分被连接至连接有活塞的活塞杆的上部，并且当门转动时，该 引导销和活塞在转动的同时上升和下降。
优选但非必要地，根据本发明的第三实施方式，转动/线性运动转 换器包括
圓柱部分，其上端部分安装在下部件的内圓周表面，在该圆柱部 分的下端部分贯穿地形成有由结构上彼此运动对称的螺旋形状构成的
第一和第二升降引导孔；
延伸杆，其从轴延伸到第一圓柱部分的内部，并且具有在垂直方
向贯穿地形成的垂直引导孔；
从活塞延伸的圓柱活塞杆，在其上端部分形成有彼此面对的 一对 销孔，并且该圆柱部分与该圆柱活塞杆的内圆周可滑动地组合；以及
引导销，其两端部分与形成于圆柱活塞杆内并彼此面对的 一对销 孔、形成于圓柱部分内的第一和第二升降引导孔、以及在垂直方向贯 穿地形成于延伸杆内的垂直引导孔组合，其中，当门转动时，引导销 和活塞杆在转动的同时下降和上升。优选但非必要地，根据本发明的第四实施方式，转动/线性运动转 换器包括
圆柱部分，其上端部分安装在下部件的内圆周表面上，第一和第 二升降引导孔贯穿该圓柱部分形成，并且所述第一和第二升降引导孔
由结构上彼此运动对称的螺旋形状构成；
延伸轴，其从轴延伸到第一圓柱部分的内部，该延伸轴具有在垂 直方向贯穿地形成的垂直引导孔；
从活塞延伸的圓柱活塞杆，在该圓柱活塞杆的上端部分形成有彼 此面对的一对销孔，延伸轴插入该圓柱活塞杆的内圆周中，该圓柱活 塞杆的外圓周与圓柱部分可滑动地组合；以及
引导销，其两端部分与形成于圆柱活塞杆中并彼此面对的 一对销 孔、形成于圓柱部分内的第一和第二升降引导孔、以及在垂直方向贯 穿地形成于延伸杆内的垂直引导孔组合，其中，当门转动时，引导销 和活塞杆在转动的同时下降和上升。
优选但非必要地，根据本发明的第五实施方式，转动/线性运动转 换器包括
圓柱部分，其上端部分安装在下部件的内圓周表面上，并且该圆 柱部分贯穿地形成有由结构上彼此运动对称的螺旋形状构成的第 一和
第二升降引导孔；
延伸杆，其从轴延伸入圓柱部分的内部，并且该延伸杆在垂直方 向具有多个导凸；
从活塞延伸的圓柱活塞杆，在该圆柱活塞杆的上端部分形成有彼 此面对的一对销孔，在该圓柱活塞杆的内圆周上形成有与垂直导凸的
数量对应的槽，并且该圆柱活塞杆的外圓周与圓柱部分可滑动地组合； 以及
第 一 和第二引导销，其分别与形成于圓柱活塞杆内并彼此面对的 一对销孔、以及形成于圓柱部分内的第一和第二升降引导孔组合，其 中当门转动时，引导销和活塞杆在转动的同时下降和上升。
优选但非必要地，根据本发明的第六实施方式，转动/线性运动转 换器包括圆柱部分，其上端部分安装在下部件的内圓周表面上，该圓柱部 分的下端部分被延伸，其中形成有与该圓柱部分的下端部分相对的一
对销孔；
延伸杆，其/人轴延伸入圓柱部分的内部，并且在该延伸杆的外圓
周形成有由螺旋形状构成的多条阳螺紋部分；
/人活塞延伸的圓柱活塞杆，该圓柱活塞杆具有彼此面对并在垂直 方向贯穿地形成的一对垂直引导孔，在该圆柱活塞杆的内圓周上形成 有与在延伸杆内形成的多条阳螺紋部分对应的多条阴螺紋部分，并且 该圓柱活塞杆的外圓周与圓柱部分可滑动地组合；以及
引导销，其分别与形成于圓柱部分内并彼此面对的一对销孔、以 及形成于圓柱活塞杆内的一对垂直引导孔组合，其中当门转动时，圓 柱活塞杆在转动的同时下降和上升。
在这种情况下，第一和第二升降引导孔分别包括由第一凸轮图角 构成的第一升降部分、由相对小于第一凸轮图角的第二凸轮图角构成 的第二升降部分、以及其凸轮图角为零的停止部分。
优选但非必要地，在门返回的时候，在活塞上升的情况中，根据 本发明的阻尼单元选择性地提供了阻尼功能，该阻尼单元包括
活塞杆，其前端被连接至引导销从而与凸轮图的圓柱部分的内部 可滑动地组合，该活塞杆的下端被连接至活塞的中央，并且该活塞杆 包括第 一 油路以使得油能够在上腔室与下腔室之间流动；
至少一个止回阀，其被安装在活塞中，并在门打开的时候打开使 油从下腔室流向上腔室的油路，以及在门关闭的时候关闭使油从上腔 室流向下腔室的油3各；以及
升降速度控制单元，用于在门关闭的时候控制活塞的升降速度。
而且，升降速度控制单元包括其前端插入活塞杆的第一油路中的 液压控制杆，并且控制通过第 一油路从上腔室流向下腔室的油量。
优选地但非必要地，根据本发明的另 一 实施方式的阻尼单元包括
活塞杆，其前端连接至引导销从而与凸轮轴的圓柱部分的内部组 合，该活塞杆的下端整体地连接到活塞的中央，并且该活塞杆包括第 一油路以使得油能够在上腔室与下腔室之间流动；止回阀，其形成于活塞的中央部分并与活塞杆的第一油if各相通， 在门打开的时候打开使油从下腔室流向上腔室的油路，在门关闭的时 候禁止^f吏油从上腔室流向下腔室的油^各，从而使得少量油可以流过油 路；以及液压控制杆，其前端通过止回阀插入活塞杆的第一油路中，并且 控制门关闭时上升的活塞的升降速度。优选地但非必要地，止回阀进一步包括过压保护单元，该过压保 护单元在活塞通过外力需要以高速升高的情况中释放过压，从而上腔 室被增加了不小于预定的设置压力。优选地但非必要地，根据本发明的又一 实施方式的阻尼单元包括活塞杆，其前端连接至引导销从而与凸轮轴的圆柱部分的内部可 滑动地组合，该活塞杆的下端整体地连接至活塞的中央，并且该活塞 杆包括第 一 油路使得油能够在上腔室与下腔室之间流动；至少一个止回阀，其安装在活塞的至少一个第二油路中，在门打 开的时候打开使油从下腔室移向上腔室的油路，在门关闭的时候关闭 4吏油/人上腔室移向下腔室的油3各；以及油量设置套管，其被插入活塞杆的第一油路中，均匀地控制门关 闭时候上升的活塞的升降速度。优选地但非必要地，根据本发明的又一 实施方式的阻尼单元包括活塞杆，其前端连接至引导销从而与凸轮轴的圓柱部分的内部可 滑动地组合，该活塞杆的下端整体地连接至活塞的中央；以及至少一个止回阀，其安装在活塞的至少一个油路中，在门打开的 时候打开使油从下腔室移向上腔室的油路，在门关闭的时候关闭使油 从上腔室移向下腔室的油路，从而能够为铰链装置提供均匀的阻尼力。优选地但非必要地，铰链装置中的上下部件进一步包括第一和第 二加强板，该第 一和第二加强板垂直于第 一和第二铰链延伸以接近门 和门框，从而分散施加到第 一和第二铰链上的外力。优选地但非必要地，返回单元包括扭转弹簧，其被设立于上部件中使得该扭转弹簧的一端固定于轴 的上端部分，从而在返回门的方向提供回复力以转动该轴；以及离合器单元，其与扭转弹簧的另一端连接，用于在门打开的时候 开启角到达离合器停止开始角的情况中停止由扭转弹簧的反向扭曲造 成的弹性回复力的增加，并且用于在门关闭的时候开启角到达离合器 停止开始角的情况中恢复扭转弹簧的弹性回复力。此情况中，离合器单元包括外部离合器，其外圓周通过强制压入结构固定于下部件的内圆周；内部离合器，其下端部分可转动地插入外部离合器的上端部分中， 在内部离合器的内部空间中，轴以可转动接触的状态被支撑，并且扭转弹簧的下端部分固定于该内部离合器的上端部分；以及一对滚动球，其被配置在外部与内部离合器之间，并且根据门的 开启角，将内部离合器与轴组合，或者将内部离合器与轴分离。在这种情况下，铰链装置包括具有预置螺钉的离合器停止单元， 该预置螺钉用于通过穿透上部件以组合内部离合器和轴来停止离合器 单元的功能，从而使离合器单元根据需要而临时停止。在这种情况下，形成于第一和第二升降引导孔中的凸轮图包括位 于0-卯。门开启角之间的第一升降部分、位于90-135°门开启角之间的 第二升降部分和位于135-180°门开启角之间的第三升降部分，并且离 合器单元的离合器停止开始角为70。。而且，上部件可以可分离地与铰链装置的主体组合。有益效果如上所述，根据本发明的用于建筑物的门中的带自动返回功能的 铰链装置去除了复位弹簧从而减少了铰链装置的总长，并且仅用与离 合器单元相关联的扭转弹簧提供每个门的闭合力，因而改进了更有效 地提供每个门的开启力和闭合力的扭转弹簧的效率，增加了扭转弹簧 的长度从而补偿了每个门的闭合力，建立了凸轮图的倾角从而加强了 每个门的闭合力，因而获得紧凑的结构并可靠地实现每个门的自动返 回功能。另外，尽管根据本发明的铰链装置被用作各种类型的内部门的外 部类型的铰链装置，但是根据本发明的用于建筑物的门中的带自动返铰链装置从而使内部外观 变得不繁重，因而使根据本发明的铰链装置可用于各种用途。另外，由于去除了复位弹簧，因此根据本发明的铰链装置能够容 易地装配被装配在下腔室中的各种类型的零件，并且由于也能够去除 其它相关的零件，因此实现了成本降低。另外，由于能够容易地将上 部件装配到铰链装置上并且从将上部件从铰链装置上拆卸，用户在安 装铰链装置的时候能够单独地安装铰链装置并且容易地实现铰链装置 的修复和维护。在根据本发明的铰链装置中，为了，加强板与铰链装置组合在一 起，从而当门由例如强风的外力快速关闭时，防止由上腔室产生的过 压而使位于部件与活塞之间的气密的各种类型的O型环发生损坏，并 且防止用于固定铰链装置的固定螺丝松开。
通过参考附图详细地描述本发明的优选实施方式，使本发明的上述和/或其它目的变得更显著，其中图1A至1C是分别示出了根据本发明的基本实施方式的具有自动 返回功能并用于建筑物的门中的铰链装置的立体图、俯视图和仰视图；图2A是沿图1B中的线2-2'剖开的剖面图；图2B是示出了铰链装置的安装状态的俯视图；图3A和3B是分别示出了根据本发明的第一实施方式的用于将轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的已 装配的立体图和分解的立体图；图3C和3D是分别沿图3B的线A-A'和图3B的线B-B'剖开的剖面图；图4是在平面上展开以解释在图3A中示出的凸轮轴的升降引导 孔的凸轮图的视图；图5A和5B是分别示出了图2A中所示的自动返回铰链装置的外 部离合器的透视图以及沿图5A的线C-C'剖开的剖面图；图5C是示出了图2A中所示的自动返回铰链装置的内部离合器的正视图；工作状态的水平剖面图；图7是用于解释容易将根据本发明的铰链装置拆卸为与上帽组合的上部件和剩余零件，以及容易用上部件和和剩余零件装配根据本发明的铰链装置的分解的剖面图；图8A至8E是分别图示了根据本发明的优选的实施方式的具有自 动返回功能并用于门的铰链装置的安装过程的示意性立体图；图9A和9B是分别图示了根据本发明的修改的实施方式的具有自 动返回功能并用于门的铰链装置的剖面图，其中，液压控制杆已经从 根据本发明的基本实施方式的铰链装置中去除；图IOA至IOC是分别示出了根据本发明的第二实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 已装配的立体图、分解的立体图和长度上的剖视图；图IIA至IID是分别示出了根据本发明的第三实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 已装配的立体图、分解的立体图和长度方向的剖视图；图12A至12D是分别示出了根据本发明的第四实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 已装配的立体图、分解的立体图和长度方向的剖视图；图13A至13D是分别示出了根据本发明的第五实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 已装配的立体图、分解的立体图和长度方向的剖视图；图14A至14D是分别示出了根据本发明的第六实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 已装配的立体图、分解的立体图和长度方向的剖视图；图15A是示出了根据本发明的包括过压保护阀和止回阀的活塞的 剖面图；图15B是示出了图15A的过压保护阀和止回阀的组成元件的分解 的立体图；图15C是示出了已经从图15A的活塞去除的过压保护阀和止回阀 的组成元件的活塞的分解的透^L图；以及图16A和16B是分别用于解释在打开和关闭门的时候止回阀的操 作的图解，以及图16C是用于解释过压保护阀的操作的图解。
具体实施方式
在下文中将参考附图描述根据本发明的优选实施方式的具有自动 返回功能的铰链装置。在下列实施方式中相同的附图标记表示相同的 元件。1.铰链装置的整体结构首先，如图1A至4所示的具有自动返回功能的铰链装置通过使 用转动/线性运动转换器而得以完成，其中根据图3所示的本发明的第 一实施方式，所述转动/线性运动转换器用于将轴的转动运动转换为活 塞的轴向线性运动。根据本发明的具有自动返回功能的铰链装置包括上部件11和下 部件13，上部件11和下部件13在基本相同的轴向方向上沿着长度方 向放置。上部件11在固定于门1的第一铰链21的一侧整体形成和延 伸，下部件13在固定于门框3的第二铰链23的另一侧整体形成和延 伸。插入有紧固螺丝22a的多个通孔22分别形成于第一和第二铰链 21和23中。根据本发明的上述实施方式的铰链装置说明了将门1配 置在铰链装置右侧的一类铰链装置，如图2B所示。然而，反之，当 然也可以把铰链装置修改为将门配置在铰链装置左侧的 一 类铰链装 置。在上部件11和下部件13中整体形成有第一加强板21a和第二加 强板23a，加强板21a和23a具有垂直于第一4交链21和第二铰链23 的刻印表面(inscription surface )并且承受施加到该碑铭表面的大的作 用力，另外，第一加强板21a和第二加强板23a的宽度在接近第一和 第二加强板21a和23a的前端时逐渐变窄。因而，铰链装置被安装成 门1的一侧端部被组合到第一铰链21与第一加强板21a之间，门框3 的 一侧端部被组合到第二铰链23与第二加强板23a之间。在传统情况中，当门由例如强风的外力快速关闭时，由于在上腔 室中产生过压因而主体与活塞之间可能存在用于气密的各种类型的O 型环，或者用于固定铰链装置的固定螺丝可能会从铰链装置松开。因 此，铰链装置可能发生故障。因此，为了避免这些问题，传统案例通过釆用过压^f呆护阀(overpressure prevention valve )来解决这些问题。 然而，这样做增加了许多零件并且因而应该用弹簧装配它们。因而问 题是装配强度更差。然而，在本发明中，在巨大外力施加到如图2B所示的门1的情 况下，外力被分散并且被施加到紧固螺丝22a和加强板21a。因此， 上述问题能够得以解决。而且，为了封闭铰链装置的内侧，以压入组合结构将上帽31和下 帽33组合在上部件11的上侧和下部件13的下侧。因此，上部件11 和上帽31完成装配。在这种情况下，在上帽31的内侧表面中形成了 对应于如图3B和3C所示的凸轮轴50的上端部分的槽32。如果凸轮 轴50被插入上帽31的槽32中并与其进行组合，则当门1转动时，门 1的转动力通过第一铰链21、上部件11和上帽31被转移至凸轮轴50。 因此，凸轮轴50也发生转动。也就是说，轴51的上侧通过上帽31的槽32而固定，从而在打开 和关闭门1的时候，凸轮轴50能够接收门1的转动力并且能够沿着与 门1的转动方向相同的方向转动。槽32的上下表面平行伸展并且其两 个侧面都是圓形。此外，在轴51的下端延伸并形成的圆柱部分53具有内部空间、 以及沿着其外圆周表面的第一和第二升降引导孔54a和54b，其中， 随后将要描述的传动装置60的活塞杆61的上端部分可滑动地插入该 内部空间中，第一升降引导孔54a和第二升降引导孔54b被制成彼此 运动对称的螺旋形状。第一升降引导孔54a和第二升降引导孔54b具 有如图4所示的凸轮图角。该凸轮图角将与铰链装置的操作一起在下 文中进行详细描述。另一方面，在如图2A所示的传动装置60的情况中，活塞杆61 的上端部分^f皮引导销67穿透，引导销67的两端^C穿透从而由圓柱部分53的第一和第二升降引导孔54a和54b引导。而且，活塞杆61通过螺钉与活塞62组合，活塞62的中下侧具有 内接下部件13的外圓周的直径，同时下部件13中的油腔室被分为上/ 下腔室91和93从而形成根据门的转动而上下移动的传动装置60。在这种情况下，从活塞杆61的下端到其上端形成了第一油路68a。 第一油路68a与通孔68b连接，其中通孔68b形成为与活塞杆61的外 圓周相通。而且，活塞62包括在活塞62的中央部分、在垂直方向^皮穿透的 通孔和在活塞62的中央部分的外侧贯穿地形成的至少一个第二油路 68c。活塞杆61的下端部分通过螺钉组合在活塞62的中央通孔上，从 而上/下腔室91和93通过形成于活塞杆61内的第一油路68a彼此相 通。开关球63a被插入第二油路68c中以形成止回阀63,从而止回阀 63根据开关球63a的操作确定油路的开启和闭合。盘形的油封64被 插入用于密封位于活塞杆61与活塞62之间的螺钉连接部分。当门1打开时，止回阀63不工作，也就是说，传动装置60 (由 活塞杆61和活塞62构成)下降，从而油容易通过第二油3各68c和止 回阀63从下腔室93移向上腔室91。反之，当门1关闭时，也就是说， 传动装置60上升，止回阀63的开关球63a截断第二油路68c。因此， 上腔室91中的油不能通过第二油路68c，而是通过在活塞杆61内形 成的第一油路68a逐渐地从上腔室91移向下腔室93。同时，传统的铰链装置包括上/下部件和中央部件，其中，密封帽 分离地位于中央部件的下端，滚珠被安装在密封帽与下帽之间，从而 获得中央部件与下部件之间的平稳转动。然而，在本发明中，外壳由包括上部件11和下部件13的两个部 件实现，为了平稳转动，由塑料制成的一对环形轴承12a和12b被插 入在这些部件11和13之间。密封O型环14被插入位于下部件13与 下帽33之间的螺钉连接部分。因此，在本发明中，去除被插入在下腔室93中的复位弹簧，同时 能够去除密封帽和滚珠，从而实现了零件的简化和装配强度的改善。而且，为了控制油的流入，将其前端被插入的液压控制杆45安装在活塞杆61的第一油路68a中。液压控制杆45的下端由安装在下帽 33中的支撑部件43固定。液压控制杆45的具体结构将在下面进行描 述。另外，垂直地组合在下帽中央的调整螺栓41被组合在支撑部件 43的内侧。因此，液压控制杆45的高度能够根据调整螺栓41的前向 转动/反向转动而设置，从而容易地设置通过第一油路68a的油量。因 此，能够确定门的自动返回速度。2.离合器(clutch)单元同时，如图2A、 5A至5C和6A至6D所示，扭转弹簧76被配置 成围绕位于上部件ll内部的轴51并用于改进门关闭时的闭合力，为 了控制根据门的转动而在扭转弹簧76中产生的扭曲弹力，离合器单元 70被配置为在扭转弹簧76的下端与扭转弹簧76连接。在这种情况下， 扭转弹簧76的横截面为圓形或者优选地为矩形以获得更大的扭转弹 簧的扭曲回复力。离合器单元70包括外部离合器71,其在外部离合器71的外圓 周处通过强制压入结构而固定于下部件13的内圓周；内部离合器73， 其下端可转动地插入外部离合器71的上端，并且在内部离合器73的 内部空间中，凸轮轴50的轴51以可转动的接触状态得到支撑；以及 一对滚动球75，其放置在外部离合器71与内部离合器73之间，并且 根据轴51 (即，门)的开启角度组合内部离合器73和轴51或者将内 部离合器73与轴51分离。如图7所示，在外部离合器71的外圆周中的上下方向形成有大量 不平坦部分71d，并且不平坦部分71d通过强制压入^t喿作而固定于下 部件13的内圆周。而且，外部离合器71的下端部分通过台阶71b的 结构得以固定，外部离合器71的上端部分通过止动环71c防止外部离 合器71上下移动。而且，扭转弹簧76的上端部分76a被轴向弯曲并一皮插入在弹簧引 导套筒25内形成的通孔中，其中弹簧引导套筒25放置在上帽31的下 端并与轴51组合。扭转弹簧76的下端部分分别由在内部离合器73 的上端部分形成的固定孔73b固定。弹簧引导套筒25防止扭转弹簧76偏离并定位扭转弹簧76。
因此，如果凸轮轴50在门打开的时候转动，则内部离合器73工 作并在例如0-70。的范围内转动，从而扭转弹簧76被扭曲以引起变形。 此后，在离合器单元70到达70。(即，离合器单元70的离合器停止 开始角(stop start angle ))的情况下，执行卡住操作从而扭转弹簧76 的扭曲变形停止以仅使凸轮轴50转动。
如图6A至6D所示的离合器单元70示出了离合器停止开始角为 90。的实施例，其被应用于细长型的自动返回铰链装置，该铰链装置适 用于不使用复位弹簧而仅使用扭转弹簧的门。
因此，在用于大型的重型门的需要复位弹簧和扭转弹簧的自动返 回铰链装置的情况下，不可能将离合器单元70的离合器停止开始角建 立在期望的角度内。例如，离合器单元70的离合器停止开始角能够被 建立为30。。
在如上所述将离合器停止开始角设置为30。的情况下，当凸轮轴 50位于初始状态的时候，在外部离合器71的上端形成的第二插入孔 74c被配置在使形成于轴51的外圓周中的第一插入孔74a和形成于内 部离合器73中的通孔74b转动30。所获得的位置中。
同时， 一对滚动球75具有横截面为圓形的球形形状或者销型结 构。这对滚动球75被插入以在一对第一插入孔74、通孔74b和第二 插入孔74c之间移动，其中该对第 一插入孔74对应地形成于轴51的 外圓周上并且其横截面为半球形，通孔74b形成于内部离合器73中， 第二插入孔74c如图5A所示形成于外部离合器71的上端且其横截面 为半球形。通过一对滚动球75被卡住的过程与下文中将要描述的铰链 装置的操作 一起进行详细描述。
同时，外部离合器71以圓柱形向其下部延伸，并且如图5A所示， 包括整体形成的引导孔形成部分71a,引导孔形成部分71a包括在引 导孔形成部分的两侧形成的一对垂直引导孔78，引导销67的两端垂 直可滑动地安装在垂直引导孔78中。在这种情况下，引导销67同时 穿过活塞杆61、第一升降引导孔54a和第二升降引导孔54b、以及垂 直引导孔78,并且如果第一铰链21与门的开启一起转动，从而凸轮轴50转动，则引导销67沿着一对垂直引导孔78向下移动。同时，传 动装置60在由沿着第一升降引导孔54a和第二升降引导孔54b的复位 弹簧67弹性支撑的状态中下降指示的距离。
因此，具有第一和第二升降引导孔54a和54b的凸轮轴50、具有 一对垂直引导孔78的引导孔形成部分71a、以及引导销67构成转动 的/线性运动转换器59，转动的/线性运动转换器59将门21 (即，轴 51 )的转动运动转换为连接至活塞杆61的活塞62的上下线性运动。
在图1中，附图标记81-84和87-89分别表示O型环，附图标记 85表示套管，附图标记86表示套筒轴承。
当凸轮轴50转动时，套筒轴承86用于减小转动摩擦和被固定于 下部件13的外部离合器71的内弯凸出的下表面与凸轮轴50的圆柱体 53的上侧之间产生的噪音。
3.液压控制杆结构
上述优选实施方式的液压控制杆45适用于控制单个油压回路，并 被建立为使得油的流量逐渐变化并线性增加且使得活塞的上升速度很 慢。换句话说，液压控制杆45将油的当前流量与止回阀63被关闭(即， 止回阀63处于OFF状态)时的油的流量进4亍比4交，并改变油^各的直 径使得油的流量根据活塞62的下降而变化。
然而，液压控制阀45包括具有较大油流量的高速设置部分和具有 较小油流量的低速设置部分，这两部分4皮上下地放置。在这种情况下， 高速设置部分将油的当前流量与止回阀63未工作且位于OFF状态 (即，门的开启时候，即活塞下降时候)时油的流量进行比较，并建 立相对4支大的油流量。
而且，当活塞62上升时，即使一部分低速设置部分进入第一油路 68a的内部，从上腔室91流向下腔室93的油的流量逐渐增大从而增 大了复位弹簧的回复力。高速设置部分和低速设置部分根据自动返回 铰链装置所应用的对象变化地设置每个部分的长度。进一步可确定低 速设置部分的锥形量。
例如，由于例如建筑材料的门(防火钢铁门等)应该在发生火灾时被牢固地关闭，因此高速设置部分的起始部分从例如30。的门开启 角开始。然而，对于家用电器的微型门或室内房间门而言，门开启角
例如从5。开始。另外，由于高速设置部分在例如泡菜(一种韩国发酵
食品)电冰箱的上下转动类型的门的情况下是不必要的，在该上下转 动类型的门中未采用高速设置部分而仅采用低速设备部分。
4.传动装置的升降引导结构
在下文中，将详细描述传动装置60的升降引导结构和铰链装置的 操作。另外，将用于控制扭转弹簧76的弹力和用于提供门的闭合力的 离合器单元的卡住过程一起进行描述。
首先，在凸轮轴50的圓柱体53内形成的第一和第二升降引导孔 54a和54b以如图4所示的门开启角工作，并且被分为引导活塞的升 降的"a"至"c"三部分，即，门开启角为0-90。的第一部分"a"、门 开启角为90-135。的第二部分"b，，以及门开启角为135-180。的第三部 分"c"。
在这三部分"a" - "c，，中，第一部分"a"是传动装置60的活塞 62上升和下降的开启角被限定在0-90°范围内的部分，并且第一和第 二升降引导孔54a和54b的凸轮图角a被设置为相对大于第二部分"b" 的角/3，从而提高了使活塞62上升的效率并且补偿了由于油压回路的 阻抗而造成的闭合力损失和扭转弹簧76的回复力的成比例的降级。
在第一部分"a"中，即，当开启角位于0-90。的范围内时，门的 返回速度局限于特定速度并且通过止回阀63延迟以确保用户的安全。 然而，为了完成门的自动返回，安装在门内的插销必须具有最终闭合 力以与安装在门框处的锁组合。
由于在本发明的上述实施方式中省略了复位弹簧，因此离合器单 元70在70。的门开启角处被卡住。当门开启角超过70。时，扭转弹簧 76的反向扭曲停止。当开启角小于70。时，卡住操作被释放从而传递 已被反向扭曲至凸轮轴50的扭转弹簧76的回复力。因此，离合器单 元被设置成直接影响门的返回。
因此，在第一部分"a"中，在门打开时，由于内部离合器73和凸轮轴50以左手螺旋方向转动并且传动装置60 (即，活塞62 )下降， 因此止回阀631不工作并且扭转弹簧76与开启角成比例被反向扭曲直 到开启角超过70。。
然而，在门自动返回的时候，离合器单元70的卡住操作从小于 70。的开启角被释放，并且由位于反向扭曲状态的扭转弹簧76提供的 回复力使内部离合器73和凸轮轴50以右手螺旋方向转动。结果是， 扭转弹簧76的弹力被增加到活塞62上从而使门完全返回至初始位置， 即， 一皮锁定。
直到开启角超过70。并到达90。，离合单元70位于卡住状态，即， 扭转弹簧76的反向扭曲停止。活塞62连续下降。因此，止回阀631 不工作。结果是，内部离合器73和凸轮轴50容易地以左手螺旋方向 转动，从而使用户不需要使用很大的力即可打开门。
同时，在本发明中，下腔室可设计成包括复位弹簧从而在门(尤 其是大型门)自动返回时具有使插销与安装在门框内的锁定单元组合 的闭合力。在这种情况下，离合器单元70的开始角被设置为例如30。 的开启角，并且离合器单元70在开启角30。处被卡住。当30。的开启 角超过30。的开启角时，扭转弹簧76的反向扭曲被停止。当30°的开 启角小于30。的开启角时，卡住操作被释放，从而已经被反向扭曲的 扭转弹簧76的回复力被增加至复位弹簧的回复力中。因此，凸轮轴 50能够工作。
而且，在第二部分"b，，中，即，当开启角位于90-135°的范围内 时，离合器单元70处于被卡住的状态中，即，扭转弹簧76的反向扭 曲停止。活塞62继续下降至下死点。因此，止回阀631不工作。结果， 内部离合器7 3和凸轮轴5 0根据门的打开容易地以左手螺旋方向转动， 从而使用户不需要使用很大的力就可以打开门。
同时，在第二部分"b"中，第一和第二升降引导孔54a和54b的 凸轮图角/3被设置成相对小于第一部分"a"的角Q!。这只是将活塞62 的凸轮图放置在0-180°的范围内，在凸轮轴50的圆柱部分53的有限 区域内。
在本发明中，移除了作为压缩弹簧的复位弹簧。因此，仅用扭转弹簧76完成自动返回。如上所述，离合器单元70位于从70°的开启 角被卡住的状态中。因此，凸轮图角不能对铰链装置的操作造成影响。
而且，在第三部分"c"中，其中活塞62已经到达下死点，即， 在135-180°的开启角范围内，凸轮图角被设置为零从而使油的流量为 零，并便于门的打开和关闭。另外，在第三部分"c，，中，通过将复位 弹簧67加至下腔室来阻止自动返回。在此，保持门1已被打开状态下 的角度。
在传统的铰链装置中，当门的开启角从0。(即，完全关闭的状态) 改变至180° (完全打开状态)时，在打开门时，打开门所需的开启力 直接与开启角成比例增加。因此，需要很大的力来打开门。然而，虽 然本发明在第一部分"a，，中需要类似于传统情况的开启力以保持门的 闭合力直到门开启角为70°，但是由于根据离合器单元70的操作，扭 转弹簧76的反向扭曲从第一部分"a"的70。的开启角处停止，因此 需要的开启力与小于70。的开启角的部分相比已大大地减小，从而能 够容易地打开大型的重型门。
5.铰链装置的操作
下文将描述根据本发明的铰链装置的完整操作。在这种情况下， 如图6A-6D所示的离合器单元被设置为90。的离合器停止开始角。然 而，由于将描述仅采用扭转弹簧的相对小型的门的铰链装置，因此将 描述离合器停止开始角被设置为例如7 0 。的情况下的铰链装置的操作。
5-1,在门打开的时候
首先，当从已经被关闭的状态打开门l(即，从门已经被停止的 初始状态)时，如图6A所示，外部转动力通过第一铰链21和上帽31 传递至凸轮轴50的轴51。因此，内部部件如下操作。
当用户在示出了门已经被关闭的状态的图6的初始状态打开门 时，扭转弹簧76纟皮反向扭曲乂人而产生弹力，而在如图6B所示包括一 对滚动球75的状态下，凸轮轴50的轴51和内部离合器73以左手螺 ^走方向4争动。
同时，左手螺旋方向的转动力传递至凸轮轴50。因此，根据凸轮轴50的转动，其两端部分插入一对第一和第二引导孔78内的引导销67沿着第一和第二升降引导孔54a和54b向下移动，其中第一和第二引导孔78整体形成于第 一和第二升降引导孔54a和54b以及外部离合器71中。在这种情况下，促进活塞62向下移动的力被施加到与引导销7 0 —起工作的活塞6 2和向下移动的活塞杆61 。
因此，位于活塞62的下侧(即，下腔室93)的油通过第二油路68c流向上腔室91，而第二油3各68c的开关球63a向上移动。也就是说，在门打开的时候，止回阀631关闭，即，位于OFF状态。结果，大量的油从下腔室93快速流向上腔室91。
同样地，引导销70以类似于第一和第二升降引导孔54a和54b处的工作状态在第一部分"a"中移动。在这种情况下，传动装置60下降并反向扭曲扭转弹簧76。
而且，活塞杆61向下移动，锥形的液压控制杆45进入第一油^各68a。结果，通过第一油路68a的油量逐渐减少。然而，由于大量油中的大部分通过处于OFF状态的止回阀63从下腔室93快速地流向上腔室91，因此活塞62快速地下降。
此外，如图6C所示，当门的开启角变成70°时， 一对滚动3求75从内部离合器73的第一插入孔74a脱离并且被插入外部离合器71的第二插入孔74c中。如图6D所示，当门的开启角变成70。或更大时，内部离合器73的转动暂停并且只有凸轮轴50的轴51转动。因此，根据70。的门开启角，扭转弹簧76的弹力停止增大。
在这种情况下，悬挂在第一插入孔74a上的滚动球被插至中心或接近中心。因此，如果滚动球75被扭转弹簧76扭曲，在图6C中，当散布至外面的力到达第二插入孔74c时，该力通过第二插入孔74c发生作用并向外传送。
而且，在用户继续转动门以使凸轮轴50在扭转弹簧76的弹力停止增大的状态下继续转动时，止回阀62也位于OFF状态。因此，引导销70到达门开启角为90。的第二部分"b"。活塞62沿着第一和第二升降引导孔54a和54b的第二部分"b"继续下降直到引导销70到达为下死点的135。的开启角，从而使用户不需要受到很大的阻碍就能打开门。
其后，如果继续转动此门，则铰链装置进入门开启角位于135-180。
范围内的第三部分"c"。因此，门的移动受到限制，活塞62不再下降并保持在位于下死点的静止状态中。也就是说，保持在仅凸轮轴50
转动的状态，即，门的临时停止状态。
5-2.在门关闭的时候
同时，在门离开临时静止状态时开启角为135-卯°的第二状态"b"中，如果用户转动此门使得外力以右手螺旋方向被传递至凸轮轴50,则其两端被插入到一对垂直引导孔78中的引导销70根据凸轮轴50的转动沿着第 一和第二升降引导孔54a和54b向上移动。
如上所述，在门关闭的时候，如果引导销70根据凸轮轴50的转动沿着第一和第二升降引导孔54a和54b以及垂直引导孔78垂直向上移动，则连接有引导销67的活塞杆61和活塞62开始向上移动。
在此，如果上腔室91内的油通过活塞62的上升而受到压力，则油受压以通过第二油路68c移动至下腔室93。在这种情况下，当开关控制J求63a关闭第二油^各68c时，止回阀63位于ON状态中。因此，油不能流过第二油路68c。结果，活塞62以相对较低的第一速度在135-90°范围的部分中上升。
在这种情况下，根据活塞62的上升，已插入第一油路68a的油压控制杆45逐渐移动至小直径的部分。因此，通过第一油路68a的油的流量逐渐增加。结果，所述第一速度能够始终如一地增加从而减少了用户的负担。
其后，如果在第一部分"a"中活塞62上升并进入90-70。的开启角的范围内，则第一部分"a，，的凸轮图角a被设置为相对大于第二部分"b"的角/5。因此，摩擦阻力减小。结果，通过第一油路68a的油的流量越来越多地增加。在这点上，活塞62的上升速度是快于第一速度的第二速度。由于速度的改变依赖于用户所施加的转动力，因此用户能够控制活塞62的上升速度。在这种情况下，用户对于门的关闭不会感到繁重。
其后，如果活塞62上升使得开启角进入70-0°的部分，则轴51根据活塞62的上升以右手螺旋方向转动并且门的开启角变成70°或更小。在这种情况下，滚动球75脱离外部离合器71的第二插入孔74c并^皮插入轴51的第一插入孔74a中。在此，悬挂在第二插入孔74c上的滚动球75被插至其中心或接近中心。因此，通过扭转弹簧76的弹性回复力，接收初始设置方向(即，右手螺旋方向)的转动力的内部离合器73将此转动力施加到滚动球75上。然后，滚动球75从第二插入孔74c脱离并以右手螺旋方向与内部离合器73 —起转动。
因此，已停止的内部离合器73通过扭转弹簧76的弹性回复力接收初始设置方向(即，右手螺旋方向)的转动力，并通过滚动球75将此右手螺旋方向的转动力施加至轴51。结果，为门提供了门的闭合力。
因而，活塞62接收到关于轴51的扭转弹簧76的强大的弹性回复力。结果，比135-70。的范围内更大的油的流量通过第一油路68a从上腔室91流向下腔室93。因此活塞以更快的速度上升。
在这种情况下，开关控制^求63a完全关闭第二油路68c，止回阀63位于ON状态。因此，油不能流过第二油^各68c但是通过第一油路68a/人上腔室91流向下腔室93。
然而，由于通过第一油路68的油量继续增加，活塞62的升降速度被加速。因此，门返回至初始位置并通过门的插销而位于锁定状态。活塞62返回到初始状态的位置。
在如上所述的根据本发明的铰链装置中，在门关闭的时候，根据^又采用扭转弹簧76，通过活塞62的第一油路68a和第二油路68c形成的油压回路仅担当阻尼器的角色，该阻尼器降低了门的闭合速度但是获得了多级速度控制。
然而，在采用单个扭转弹簧76的情况下，与同时采用扭转弹簧和复位弹簧的传统技术相比，能够使用单个扭转弹簧的更有效的门闭合力。
也就是说，被用作复位弹簧的压缩弹簧使活塞垂直运动。该垂直运动被转换为凸轮轴的转动运动并提供了门的回复力。在线性运动至
转动运动的转换过程中，可能会发生能量损失。在门打开时所需的开启力中仅有30%呈现为门的闭合力。
反之，根据门的开启而被反向扭曲的扭转弹簧的回复力是转动运动。因此，在离合器单元70的卡住被释放的情况下，扭转弹簧的回复力发生作用以使凸轮轴实现转动运动。因此，可在线性运动转换至转动运动的过程中发生的能量损失更少。结果，50-70%的开启力呈现为门的闭合力，从而提高了 20-40%的转换效率。
因此，即使在本发明中采用单个扭转弹簧76，但是弹簧起到闭合力作用的效率是很高的。另外，由于复位弹簧的去除而减少的一部分长度被用作增加扭转弹簧的长度。因此，能够补偿门的闭合力。结果，在本发明中去除被插入到下腔室中的复位弹簧，而且能够去除密封帽、滚珠等，从而达到零件的筒化和装配的改善。
6.安装铰链装置的方法
图7是用于解释容易地将根据本发明的铰链装置拆卸为与上帽组合的上部件和剩余零件，以及容易地用上部件和剩余零件装配根据本发明的铰链装置的分解的剖面图，图8A至8E是分别图示了根据本发明的优选实施方式的具有自动返回功能并用于门的铰链装置的安装过程的示意性立体图。
如图7所示，第一铰链21整体形成于根据本发明的铰链装置中。另外，将铰链装置容易地拆卸为在其上端部分组合有上帽31的上部件11和剩余部分，以及容易地由上部件11和剩余部分装配该铰链装置。
因此，在本发明中，上部件11的第一铰链21和下部件13的第二铰链23使用紧固螺丝22a而分别固定在门1和门框3的预定位置，然后当提升门1时，上部件11简单地链接有从下部件13凸出的轴51。这样，铰链装置被简单地装配。
结果是，由于传统的铰链装置不具有上部件和下部件能够彼此容易地分开的结构，因此需要另一个人来帮忙安装门，但是本发明使单独一个人就够安装具有自动返回功能的门。
而且，根据本发明铰链装置包括预置螺钉(preset screw ) 72以使离合器单元70的功能停止，其中预置螺钉72的前端被固定于槽51a,如图2A所示槽51a形成于轴51内并从上部件11穿过内部离合器73的通孔73a。
因此，当在本发明中安装铰链装置时，预置螺钉72被预先拧紧以使内部离合器73和轴51成为一体，从而停止离合器单元70的功能。在安装测试完成的情况下，预置螺钉72被松开以使离合器单元70正常工作。
通常，门因制造问题而可能不能被精确地安装在门框中。因此为了确定门的安装状态，具有自动返回功能的铰链装置的离合器单元像一般铰链装置那样被停止。因此，仅保留阻尼器功能从而容易地实现门安装状态的确认操作。
在门的安装过程中，在具有自动返回功能的铰链装置中不存在安装状态确认功能的情况下，铰链装置位于关闭的状态，但是门位于打开的状态。结果是，应当用较大力强制将关闭的铰链装置改变至打开的铰链装置。
如图8A所示，铰链装置10安装在门l与门框3之间。其后，如图8B所示，门1被打开然后被关闭以确认门的负载。然后，如图8C所示，门1 -陂打开90。或更多以呈现净皮定位在铰链装置的一侧的预置螺钉72。其后，如图8D所示，使用扳钳5将预置螺钉松开以恢复离合器单元70的功能。然后，如图8E所示，门l被打开然后被关闭以确定铰链装置10的可操作状态。
7.第一修改的铰链装置(阻尼设备)
在本发明的上述基本实施方式中，由于当活塞根据门的关闭而上升时，插入到在活塞杆内形成的第一油路68a中的液压控制杆45具有锥形形状，油的流量根据活塞的上升和下降而始终如一地增加，从而加强了门的闭合力。
在根据如图9A所示的第一修改的铰链装置(阻尼设备)中，当活塞根据门的关闭而上升和下降时，油的流量大大减少并同时保持恒定，从而不需要准确的速度控制。如图所示，根据图9A中的第一修改的4交4连装置包括止回阀63，其中止回阀63具有与该止回阀合并的油路68c中的凹口部分69。
也就是说，当根据第一修改的铰链装置(阻尼设备)与上述基本实施方式比较时，止回阀63包括在门关闭时^是供相同的阻尼力的凹口部分69。而且，根据第一修改的铰链装置(阻尼设备)提供了更简化的结构，即，去除了穿过活塞杆内部的油路和其前端插入油路中的油压控制杆。
在根据第一修改的铰链装置(阻尼设备)中的门打开时的操作基本上与基本实施方式的搡作相同。然而，在门关闭时有所不同。也就是说，如果活塞62根据门的关闭而上升，则上腔室91的油受压于上升的活塞62， /人而通过在止回阀63内形成的油^各68c移动至下腔室93。在这种情况下，止回阀63的开关J求63a关闭油3各。因此，油始终如一地通过狭窄的单个凹口部分逐渐地流向下腔室93以使活塞62上升。
根据第一修改的铰链装置(阻尼设备)大大减少了油的流量，从而以恒定的速度慢慢地上升。结果，根据第一修改的铰链装置(阻尼设备)是适用于在不需要执行精确的速度控制以及在预定时间内需要门关闭的情况下的液压回路(阻尼设备)。而且，由于液压控制杆、调整螺栓、支撑物等已经从根据第一修改的铰链装置中去除，因此铰链装置的总长度进一步减少以实现零件的筒化。
8.第二修改的铰链装置(阻尼设备)
另外，第二修改的铰链装置(阻尼设备)类似于第一修改的铰链装置。也就是说，第二修改的铰链装置被应用于如下情况中，在该情况下油的流量大大减少，同时当活塞根据门的关闭而上升和下降时油的流量得到始终如一地保持，从而不需要实现精确的速度控制。
在第二修改的铰链装置(阻尼设备)中，止回阀63与本发明的基本实施方式的止回阀 一致。在门关闭的时候提供相同阻尼力的功能基本上与第一^f务改的情况相同。为此，在穿过活塞杆61内部的油^各68a的入口处组合在其中央部分形成有通孔65a的油量设置套管65。而且，其前端插入油路68a中的油压控制杆已经被去除，从而提供了更简化的结构。
在根据第二修改的铰链装置(阻尼设备)中门打开时的操作基本 上与基本实施方式的情况相同。然而，在门关闭时有所不同。也就是 说，如果活塞62根据门的关闭而上升，则下腔室91中的油受压于上
升的活塞62，并且止回阀63工作。因此，油不通过油路68c移动至 下腔室93 。因而，油通过活塞杆61的通孑L 68b逐渐地流向油路68a， 通过油量设置套管65的小型通孔65a流向下腔室93,从而使活塞62 上升。
液压控制杆、调整螺栓、支撑物等已经以根据第一修改的铰链装 置(阻尼设备)相同的方式从根据第二修改的铰链装置(阻尼设备) 中被去除。因此，铰链装置的总长度进一步减少以达到零件的简化。
9.根据第二实施方式的转动/线性运动转换器
在根据基本实施方式、第一和第二修改的铰链装置的情况下，为 了将轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动，转动/线性运动转换器 59已经以图3A和3B所示的根据第一实施方式的铰链装置相同的方 式被应用和采用。然而，在根据本发明的铰链装置中可以采用其它类 型的转动/线性运动转换器。
图IOA至IOC是分别示出了根据本发明的第二实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 装配好的立体图、分解的立体图和长度方向上的剖视图。
在下文中，当与本发明的基本实施方式相比时，相同的附图标记 被指定为与相同的元件相关。
转动/线性运动转换器可包括其内形成有凸轮图的一对运动对称 的升降引导孔、使活塞62及其连接部分沿升降孔移动的引导销、以及 具有一对垂直引导孔78的引导孔形成部分，其中垂直引导孔78用于 引导活塞62和包括从活塞62延伸的连接部分的传动装置60上下移 动。
根据第二实施方式的转动/线性运动转换器59a可被修改而不影响 在轴51的上端部分内形成的离合器单元70。在第二实施方式中，其内形成有凸轮图的一对升降引导孔54形成
于圆柱部分171中，圓柱部分171在外部离合器71的下侧延伸和形成， 外部离合器71的外圓周固定至下部件13。 一对垂直引导孔78彼此相 对地沿上下方向形成于圆柱部分153中，其中圓柱部分153在轴51 的下端部分延伸为具有中等大小的直径。引导销67被组合并穿过活塞 杆61的上端部分、圆柱部分153的垂直引导孔78和圓柱部分171的 升降引导孔54，其中活塞杆61已被插入圓柱部分153的内侧。
在这种情况下，其内形成有凸轮图的一对升降引导孔54以与第一 实施方式相同的方式形成。
因此，在根据第二实施方式的转动/线性运动转换器59a中，如果 轴51根据门的打开而转动，则引导销67沿着一对升降引导孔54与轴 51 —起转动，从而在一对垂直引导孔78中向下移动。结果，连接有 活塞杆61的活塞62转动从而下降预定的距离。
在根据第二实施方式的转动/线性运动转换器59a中，其内形成有 凸轮图的一对升降引导孔54形成于具有较大直径的圓柱部分171内。 因此，凸轮图的长度相对增大。如果凸轮图的长度增大，则上下运动 距离也增加，从而使油的流量增加。
同时，在传统装置的圓柱回路中油的流量很小的情况下，当温度 变化很大时，难以实现活塞的升降速度控制。然而，如上所述，由于 在本发明中油的流量增大，因此难以实现活塞的升降速度控制。
10.根据第三实施方式的转动/线性运动转换器
图IIA至IID是分别示出了根据本发明的第三实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 装配好的立体图、分解的立体图和长度方向上的剖视图。
在根据第三实施方式的转动/线性运动转换器5%中，其内形成有 凸轮图的一对升降引导孔54形成于圆柱部分172内，其中圓柱部分 172在外部离合器71的下侧延伸和形成为中等大小的直径。 一对垂直 的引导孔78贯穿地形成于延伸杆151的上下方向，其中延伸杆151 被延伸为具有与轴51相同的小型直径。活塞杆161由活塞62整体上以圓柱体形式延伸和形成。
此外，将引导销67与在圓柱活塞杆161内形成的一对相面对的销
孔162、其内形成有凸轮图并位于圓柱活塞172中的一对升降引导孔 54、以及贯穿地形成于延伸杆151的上下方向的一对垂直引导孔78 组合。
在这种情况下，其内形成有凸轮图的一对升降引导孔54形成为与 第一实施的情况相同。
因此，在根据第三实施方式的转动/线性运动转换器59b中，如果 轴51根据门的打开而转动，则引导销67沿着一对升降引导孔54与轴 51 —起转动，从而在一对垂直引导孔78中向下移动。结果，连接有 引导销67和活塞62的圓柱活塞杆161也转动，^v而活塞62下降预定 的距离。
在根据第三实施方式的转动/线性运动转换器59b中，轴51和延 伸杆151形成为具有一致的直径，从而提高了工作效率。
11.根据第四实施方式的转动/线性运动转换器
图12A至12D是分别示出了根据本发明的第四实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 装配好的立体图、分解的立体图和长度上的剖视图。
在根据第四实施方式的转动/线性运动转换器59c中，其内形成有 凸轮图的一对升降的引导孔54形成于圓柱部分171内，其中圆柱部分 171在其外圓周被固定于下部件13的外部离合器71的下侧延伸和形 成。 一对垂直引导孔78贯穿地形成于延伸杆152的上下方向上，其中 延伸杆152在轴51的下端部分^皮延伸为具有与轴51相同的小型直径。 活塞杆163由活塞62整体上以圓柱体形式延伸和形成为具有中等尺 寸。
另夕卜，将引导销67与其内形成有凸轮图并位于圆柱部分171内的 一对升降引导孔54、在插入圆柱部分171中的圓柱活塞161内形成的 一对相面对的销孔162、以及贯穿地形成于延伸杆151的上下方向的 一对垂直引导孔78组合。在这种情况下，其内形成有凸轮图的一对升降引导孔54形成为与 第一实施方式的情况相同。
因此，在根据第四实施方式的转动/线性运动转换器59c中，如果
轴51根据门的打开而转动，则引导销沿着一对升降引导孔54与轴51 一起转动，从而在一对垂直引导孔78中向下移动。结果，连接有引导 销67和活塞62的圓柱活塞杆163也转动，从而活塞62下降预定距离。 在根据第四实施方式的转动/线性运动转换器59c中，其内形成有 凸轮图的一对升降引导孔54形成于由类似于第二实施方式的大直径 构成的圆柱部分171中。因此，凸轮图的长度增加从而有利于油量的 控制。而且，轴51和延伸杆151形成为具有一致的直径，从而提高了 工作效率。
12.根据第五实施方式的转动/线性运动转换器
图13A至13D是分别示出了根据本发明的第五实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 已装配好的立体图、分解的立体图和长度上的剖视图。
根据本发明的第五实施方式的转动/线性运动转换器59d包括圆 柱部分171，其上端部分安装在下部件13的内圆周表面上，并且通过 圆柱部分171贯穿地形成了由螺旋形的运动对称结构构成的第一和第 二升降引导孔54;延伸杆152,其从轴51延伸并伸入圓柱部分171 的内部，延伸杆152在垂直方向具有多个垂直的导凸(guide protrusions) 152a;圓柱形活塞杆163，其从活塞62延伸，并在活塞 杆163的上端部分形成有彼此面对的一对销孔162,在活塞杆163的 内圆周形成有与延伸杆152的垂直的导凸152a的数量对应的槽163b， 活塞杆163的外圆周与圆柱部分171可滑动地组合；以及第一引导销 67a和第二引导销67b,其分别与形成于圓柱活塞杆163内并彼此面对 的一对销孔162、以及形成于圓柱活塞171内的第一和第二升降引导 孑L 54组合。
在这种情况下，其内形成有凸轮图的一对升降引导孔54形成为与 第一实施方式的情况相同。因此，在根据第五实施方式的转动/线性运动转换器59d中，如果
轴51根据门的打开而转动，则引导销67a和67b沿着一对升降引导孔 54转动。结果，活塞杆163也与引导销67a和67b—起转动，从而活 塞杆163下降预定距离。
在根据第五实施方式的转动/线性运动转换器59d中，轴51和延 伸杆152分别不包括任何通孔。因此，根据第五实施方式的转动/线性 运动转换器59d能够通过属于一类塑料制作工艺的成形辊轧工艺制 作。因此，在第一至第四实施方式中使用的轴分别包括通孔，从而通 过使用切割工具的切割工艺制作，但是在第五实施方式中使用的轴能 够通过成形辊轧工艺制作，从而降低了处理成本并避免了由于切割工 艺而造成的材料成本的浪费。
13.根据第六实施方式的转动/线性运动转换器
图14A至14D是分别示出了根据本发明的第六实施方式的用于将 轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动的转动/线性运动转换器的 已装配好的立体图、分解的立体图和长度上的剖视图。
在根据本发明的第六实施方式的转动/线性运动转换器59e中，在 从活塞62延伸的中等大小的圆柱活塞杆163的内圆周形成了由螺旋形 状构成的两条阴螺紋部分163a,取代其内形成有凸轮图的一对升降引 导孔。在圓柱活塞杆163的垂直方向分别形成了彼此面对的一对垂直 的引导孔78。在螺旋形的延伸杆151中形成了对应于两条阴螺紋163a 的两条阳螺紋153a,其中延伸杆151在轴51的内部延伸并与轴51具 有相同的直径。
在根据本发明的第六实施方式的转动/线性运动转换器59e中，一 对相对的销孔162形成于圓柱部分171中，其中圆柱部分171在其外 圓周固定于下部件13的外部离合器71的下端部分延伸和形成。 一对 引导销67a和67b通过形成于圓柱部分171内的一对销孔162,分别 与形成于圓柱活塞杆163中的一对垂直引导孔78、以及一对销孔162 组合。
因此，在根据本发明的第六实施方式的转动/线性运动转换器59e中，当轴51根据门的打开以右手螺旋方向转动时，右手螺旋方向的转
动力通过延伸杆151的两条阳螺紋153a，施加至具有与延伸杆151的 两条阳螺紋153a螺旋接合的两条阴螺紋163a的活塞杆163。在此， 引导销67a和67b的一端分别与圆柱部分171的销孔162组合，引导 销67a和67b的另 一端分别插入活塞杆163的垂直引导孔78内。因此， 活塞杆163不能转动。结果，圆柱活塞杆163和活塞62在垂直方向下 降预定距离。
在根据本发明的第六实施方式的转动/线性运动转换器59e中，与 第五实施方式类似，轴51和延伸杆153分别不包括任何通孔，但是仅 包括螺紋。因此，根据第六实施方式的转动/线性运动转换器59e能够 由属于一类塑料制作工艺的成形辊轧工艺制作。因此，在第一至第四 实施方式中使用的轴分别包括通孔，从而由使用切割工具的切割工艺 制作，但是，在第六实施方式中使用的轴能够由成形辊轧工艺制作， 从而降低了处理成本并避免了由于切割工艺造成的材料成本的损失。
在根据第二至第六实施方式的转动/线性运动转换器59b-59e的情 况下，已经描述了将轴51的转动运动转换为活塞62的轴向线性运动 的操作(即，根据门的打开的下降操作)，但是使轴51根据活塞62 的轴向线性运动转动(即，门关闭时候的上升操作)以与门打开时的 情况反向进行。
在这种情况下，通过根据被插入下腔室中的复位弹簧和/或链接有 离合器单元70的扭转弹簧的回复力的上升力，获得活塞62的轴向线 性运动(即，上升操作)。
14.过压j呆护阀和止回阀
图15A是示出了根据本发明的包括过压保护阀和止回阀的活塞的 剖面图。图15B是示出了图15A的过压保护阀和止回阀的组成元件的 分解的立体图。图15C是示出了已经从图15A的活塞中去除的过压保 护阀和止回阀的组成元件的活塞的分解的透浮见图。
图16A和16B是分别用于解释在打开和关闭门时止回阀的操作的 图，以及图16C是用于解释过压保护阀的操作的图。如图15A至15C所示，活塞杆61a整体形成于包括过压保护阀和 止回阀的活塞62a内，从而形成传动装置。在传动装置的中央部分形 成从活塞62a的下端部分与活塞杆61a的内部相通的槽109。在活塞 62a内形成的槽109被形成为具有第一至第三直径部分111-113,第一 至第三直径部分111-113的直径以三个级别递减。
直径最小的第三直径部分113形成为与在活塞杆61内延伸和形成 的槽114具有相同的直径，并且通孔110在槽114内延伸和形成以与 上腔室91相通。
如图15B所示，止回阀101 一皮插入槽109的第二直径部分112内， 其中，在止回阀101的中央部分形成有通孔101a，止回阀101形成为 波片形的斧反，止回阀101的〗皮此面对的两侧表面纟皮切开并JU皮此平4亍， 止回阀101的彼此面对的另两侧表面是弯曲的。外直径大于第二直径 部分112^f旦小于第三直径部分113并在其中央部分形成有通孔102a的 过压保护阀102一皮插入止回阀101的下部。具有不大于过压保护阀102 的外直径且在其中央部分形成有通孔103a的盘形弹簧103被插入过压 保护阀102的下侧。过压保护环104插入过压保护阀102和盘形弹簧 103与第三直径部分113的内圓周之间。过压保护紧固螺栓105的外 圓周与槽109的最下端部分的第三直径部分113进行螺旋连接，使得 过压保护环104和盘形弹簧103不会脱离槽，盘形弹簧103被保持在 关于过压保护阀102紧凑的接触状态中。
而且，过压保护阀103被设置为具有略微小于过压保护环104的 内直径的外直径。当过压发生时，过压释放油路(OP)被形成为去除 过压。在过压保护紧固螺栓105的中央部分形成了通孔105a,在过压 保护紧固螺栓105的外侧形成了至少一对通孔105b和105c，从而当 过压发生时形成过压释放油路(OP)以去除过压。
将液压控制杆45插入形成于止回阀101、过压保护阀102、盘形 弹簧103和过压保护紧固螺栓105的中央部分的通孔101a-103a和 105a。形成于过压保护阀102、盘形弹簧103和过压紧固螺栓105的 中央部分的通孔102a、 103a和105a被形成为大于过压保护阀102的 通孔101a。止回阀101被放置成根据油压在第二直径部分112内上下移动。
第二直径部分112和第三直径部分113通过向上斜坡115 ;波此连接， 第二直径部分112和第一直径部分111通过垂直台阶部分116 4皮此连 接。过压保护阀102、盘形弹簧103、过压保护环104和过压保护紧固 螺栓105与形成有槽109的活塞62a—起形成了过压保护单元100。
当门打开时，活塞62a通过转动/线性运动转换器59-59e下降。结 果，下腔室93内的油沿图16A的箭头方向流向上腔室91。在这种情 况下，下腔室93中的油流入在过压保护紧固螺栓105、盘形弹簧103 和过压保护阀102的中央部分处形成的通孔105、 103a和102a使得止 回阀101移动，从而止回阀101的上表面的外圓周接触位于第二直径 部分112与第三直径部分113之间的釗^皮115。然后，油容易地流过 止回阀101的切开的侧表面与剖^皮之间的大空间和在止回阀101的中 央部分形成的小通孔101a。结果，当活塞62a下降时，由下腔室93 中的油产生的阻尼压力不会对其产生重大影响。
当与上述情况相反，门被关闭时，活塞上升。因此，上腔室91 中的油沿着图16B的箭头流入下腔室93。在这种情况下，止回阀101 受到其上侧的压力并且移动，从而止回阀101的下表面可能接触过压 保护阀102的上表面。结果，因为过压保护阀102的上表面紧凑的接 触垂直台阶部分116，所以上腔室91中的油不能根据止回阀101的外 圓周部分的间隙形成油路，而是通过正常油路(NP)小量地移动，其 中正常油路经过在止回阀101、过压保护阀102、盘形弹簧103和过压 保护紧固螺栓105的中央部分处形成的通孔101a-103a和105a。结果， 当活塞62a上升时，活塞62a受到由上腔室91中的油产生的阻尼压力 的重大影响，从而以低速上升。
同时，如上所述，过压保护阀单元100不能工作在用户以正常的 速度关闭门的情况中，而是工作在仅当具有例如强风的大力的外力被 施加到门而使门快速关闭时。也就是说，在如上所述门以正常的速度 被打开和关闭的情况中，油路根据被设置在止回阀101中的位置有选 择地被阻塞。
在由强风或人为的强大的闭合力被施加到门上时，在门被打开的状态中，活塞62a需要通过转动/线性运动转换器59-59e以高速上升。 如果通过外力使活塞6 2 a在强大的力的作用下以高速瞬间上升， 则由于上腔室91中的油，过压被施加到止回阔的上侧表面。当被施力口 到止回阀101和过压保护阀102上的压力大于盘形弹簧103的弹力时， 由于油的压力，盘形弹簧103被压平，而且已经严密地接触垂直台阶 部分116的过压保护阀102的上表面向下移动。如果过压保护阀102 向下移动，则在止回阔101的外圓周与活塞62a的内圆周之间、在过 压保护阀102与过压保护环104之间、沿着过压保护紧固螺栓105的 通孔105b和105c形成过压释》丈油3各，/人而油才艮据图16C的箭头流入 下腔室93。
因此，上腔室91中的油通过过压释^L油3各(OP)和通过在其中 央部分形成的通孔105a、 103a和102a的正常油^各(NP )大量流入下 腔室93,从而释放过压状态。
结果，通过上腔室91中的过压使在下部件13和活塞62a周围的 气密的各种类型的O型环中的一个破裂或者主部件被损坏，从而预先 防止油泄露。
然而，当根据门的关闭操作而在上腔室91中产生的压力小于盘形 弹簧103的弹力时，过压保护阀63不会在油的压力下向下移动。如上 所述，如果过压保护阀103不向下移动而是保持在与活塞62a的垂直 台阶部分116弹性接触的状态中，则不会在垂直台阶部分116与过压 保护阀103之间形成过压释放油^各(OP )。
在这种情况下，盘形弹簧103被优选地设计为具有弹性系数，从 而使其在发生过压的情况下变形。
同时，本发明不仅避免了门的闭合力的损失，而且在门打开的时 候获得离合器单元的卡住的70。门开启角处抵消了扭转弹簧76的压缩 排斥力。结果，本发明能够容易地用与没有卡住的情况相比相对较小 的力打开门。
如上所述，在本发明中门被关闭的情况中，如果用户在70。或更 小的门开启角处关闭或打开门，或者在70。或更小的门开启角处释放 门，则门自动返回至初始位置。如上所述，当离合器开始角被设置为70°时，由用户在70。或更小
的门开启角内实现普通门的开启角。因此，如果适当地设置门的自动 返回速度，则能够避免由于门的返回造成的安全事故。而且，能够减 小控制门自动返回的负担。
根据本发明的上述实施方式的铰链装置能够用作具有小直径的部 件的细长类型的铰链装置，从而被应用到例如内部户内型门。然而，
如果扭转弹簧的长度以如下方式增加即，扭转弹簧的直径保持在原 长而仅其长度增加，那么根据本发明的铰链装置也能够用作大型的重 型门。
根据本发明的实施方式的铰链装置通过增加至少一个油压回路以 补偿已经通过减少作为细长型的形状的外壳的部件的直径而减少的阻 尼力，从而提供了足够的阻尼力以控制活塞的上升速度。
另外，已经针对釆用单个扭转弹簧的情况描述了实施方式。然而， 也可以采用具有很小扭转力的扭转和用于与扭转弹簧组合的压缩弹 簧。
而且，在基本实施方式中已经描述了球型止回阀，但是在过压保 护阀的情况下描述了可以采用薄板型止回阀。
另外，作为示例描述了油已经装入上下腔室的情况，但是可以在 其内装入空气或例如气态氮的气体。
如上所述，已经针对具体优选的实施方式描述了本发明。然而， 本发明不局限于上述实施方式，本领域的普通技术人员在不背离本发 明精神的前提下能够进行各种修改和改变。因而，本发明的保护范围 并不由其说明书限定，而是由权利要求和本发明的技术精神来限定。
工业应用
如上所述，根据本发明的铰链装置能够用在各种类型的户内型的 门的内部材料中。在此，根据本发明的铰链装置能够被形成为紧凑且 细长型结构以防止人们看到内部情况时感到繁重。结果，根据本发明 的铰链装置能够被用于各种类型的应用(例如，建筑物的门)中。
根据本发明的铰链装置能够用作具有小直径的部件的细长型的铰链装置，从而应用到例如内部的户内型的门。然而，如果扭转弹簧的 长度以如下方式增加即，扭转弹簧的直径被保持在原长而仅其长度 增加，根据本发明的铰链装置能够被用作大型重型门。
权利要求
1.一种具有自动返回功能的铰链装置，所述自动返回铰链装置包括上部件，在其圆周表面上整体形成有固定于门上的第一铰链，所述上部件的上端部分由其内侧表面上形成有凹槽的上帽封锁；下部件，在其圆周表面上整体形成有固定于门框上的第二铰链，所述下部件的下端部分由以密封方式连接的下帽封锁；轴，其下端部分可转动地安装在所述下部件的所述上端部分中，所述轴的上端部分插入所述上帽的凹槽中；活塞，其外圆周沿着所述下部件的内圆周表面可滑动地安装，所述活塞将所述下部件的内部分为上腔室和下腔室；转动/线性运动转换器，当所述门的转动力根据所述门的转动而施加到所述轴上时，所述转动/线性运动转换器将所述轴的转动运动转换为所述活塞的轴向线性运动；阻尼单元，在所述活塞根据所述门的打开/关闭而下降/上升的情况下，所述阻尼单元选择性地提供阻尼功能；以及返回单元，为了在所述门关闭时将所述门返回到初始位置，所述返回单元为所述转动/线性运动转换器提供回复力。
2. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所 述转动/线性运动转换器包括引导孔形成部分，其具有安装在所述下部件的内圓周表面上并且 在垂直方向彼此面对的第一和第二垂直引导孔；凸轮轴，其包括圓柱部分，在所述圓柱部分中贯穿地形成有第一 和第二升降引导孔，所述第一和第二升降引导孔从所述轴延伸并且由沿着所述圆柱部分的外圆周表面为彼此运动对称结构的螺旋形状构 成，当所述门转动时，施加到所述上部件的相关外力使所述凸轮轴转 动；以及引导销，其两端部分分别通过所述第一和第二升降孔与所述第一和第二垂直引导孔组合，其中，所述引导销的一端连接至所述活塞杆 的上部。
3. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所述转动/线性运动转换器包括第一圓柱部分，其内贯穿地形成有第一和第二升降引导孔，所述 第一和第二升降引导孔安装在所述下部件的内圓周表面上并由沿着所 述第 一圓柱部分的外圓周为彼此运动对称结构的螺旋形状构成；第二圓柱部分，其从所述轴延伸到所述第二圆柱部分中并在垂直 方向彼此面对，在所述第二圆柱部分内贯穿地形成有第一和第二垂直 引导孔；以及引导销，其两端部分分别通过所述第一圓柱部分的所述第一和第 二升降引导孔与所述第二圓柱部分的所述第一和第二垂直引导孔组 合，其中，所述引导销的中央部分连接至与所述活塞相连的所述活塞 杆的上部，以及其中，当所述门转动时，所述引导销和所述活塞在转动的同时下 降和上升。
4. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所 述转动/线性运动转换器包括圓柱部分，其上端部分安装在所述下部件的内圓周表面上，在所 述圓柱部分的下端部分中贯穿地形成有由结构上彼此运动对称的螺旋 形状构成的第一和第二升降引导孔；延伸杆，其从所述轴延伸到所述第一圆柱部分的内部，并且具有在垂直方向贯穿地形成的垂直引导孔；从所述活塞延伸的圆柱活塞杆，在所述圓柱活塞杆的上端部分形 成有#1此面对的 一对销孔，并且所述圓柱部分与所述圓柱活塞杆的内 圓周可滑动地组合；以及引导销，其两端部分与形成于所述圓柱活塞杆中且彼此面对的所 述一对销孔、形成于所述圆柱部分中的所述第一和第二升降引导孔、以及在垂直方向贯穿地形成于所述延伸杆中的所述垂直引导孔组合， 以及其中，当所述门转动时，所述引导销和所述活塞杆在转动的同时 下降和上升。
5. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所述转动/线性运动转换器包括圓柱部分，其上端部分安装在所述下部件的内圆周表面上，第一 和第二升降引导孔贯穿所述圆柱部分形成，并且所述第一和第二升降引导孔由结构上彼此运动对称的螺旋形状构成；延伸轴，其从所述轴延伸到所述第一圆柱部分的内部，所述延伸 轴具有在垂直方向贯穿地形成的垂直引导孔；从所述活塞延伸的圓柱活塞杆，在所述圓柱活塞杆的上端部分形 成有彼此面对的一对销孔，所述延伸杆插入所述圓柱活塞杆的内圆周 中，所述圆柱活塞杆的外圓周与所述圓柱部分可滑动地组合；以及引导销，其两端部分与形成于所述圓柱活塞杆中并彼此面对的所 述一对销孔、形成于所述圆柱部分中的所述第一和第二升降引导孔、 以及在垂直方向贯穿地形成于所述延伸杆内的所述垂直引导孔组合， 以及其中，当所述门转动时，所述引导销和所述活塞杆在转动的同时 下降和上升。
6. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所 述转动/线性运动转换器包括圆柱部分，其上端部分安装在所述下部件的内圓周表面上，并且 所述圓柱部分贯穿地形成有结构上彼此运动对称的螺旋形状构成的第 一和第二升降引导孔；延伸杆，其从所述轴延伸入所述圓柱部分的内部，并且所述延伸 杆在垂直方向具有多个导凸；从所述活塞延伸的圆柱活塞杆，在所述圓柱活塞杆的上端部分形成有彼此面对的一对销孔，在所述圆柱活塞杆的内圆周上形成有与所 述垂直导凸的数量对应的槽，并且所述圓柱活塞杆的外圆周与所述圓柱部分可滑动地组合；以及第 一 和第二引导销，其分别与形成于所述圆柱活塞杆内且彼此面 对的所述一对销孔、以及形成于所述圓柱部分中的所述第一和第二升 降引导孔组合，以及其中，当所述门转动时，所述引导销和所述活塞杆在转动的同时 下降和上升。
7. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所 述转动/线性运动转换器包括圆柱部分，其上端部分安装在所述下部件的内圆周表面上，所述 圓柱部分的下端部分被延伸，其中形成有与所述圆柱部分的下端部分 相对的一对销孔；延伸軒，其从所述轴延伸入所述圓柱部分的内部，并且在所述延 伸杆的外圆周上形成有由螺旋形状构成的多条阳螺紋部分；从所述活塞延伸的圓柱活塞杆，所述圓柱活塞杆具有彼此面对且 在垂直方向贯穿地形成的一对垂直引导孔，在所述圓柱活塞杆的内圆 周上形成有与在所述延伸杆内形成的所述多条阳螺紋部分对应的多条 阴螺紋部分，并且所述圓柱活塞杆的外圆周与所述圓柱部分可滑动地 组合；以及引导销，其分别与形成于所述圓柱部分内并彼此面对的所述一对 销孔、以及形成于所述圓柱活塞杆内的所述一对垂直引导孔组合，以 及其中，当所述门转动时，所述圓柱活塞杆在转动的同时下降和上升。
8. 如权利要求2所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中所述 第一和第二升降引导孔分别包括由第一凸轮图角形成的第一升降部分、由相对小于所述第一凸轮图角的第二凸轮图角形成的第二升降部分、以及凸轮图角为零的停止部分。
9. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，所述阻尼 单元包括活塞杆，其前端连接至所述引导销从而与所述凸轮图的所述圓柱 部分的内部可滑动地组合，所述活塞杆的下端连接至所述活塞的中央， 并且所述活塞杆包括第一油路以使得油能够在所述上腔室与所述下腔 室之间;危动；至少一个止回阀，其安装在所述活塞中，并在所述门打开的时候 打开使油从所述下腔室流向所述上腔室的所述油路，以及在所述门关 闭的时候关闭使油从所述上腔室流向所述下腔室的所述油路；以及升降速度控制单元，用于在所述门关闭的时候控制所述活塞的升降速度。
10. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中， 所述升降速度控制单元包括液压控制杆，所述液压控制杆的前端插入 所述活塞杆的所述第一油路中并控制通过所述第一油路从所述上腔室 流向所述下腔室的油量。
11. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，所述阻 尼单元包括活塞杆，其前端连接至所述引导销从而与所述凸轮轴的所述圓柱 部分的内部组合，所述活塞杆的下端整体地连接到所述活塞的中央， 并且所述活塞杆包括第一油路以使得油能够在所述上腔室与所述下腔 室之间流动；止回阀，其形成于所述活塞的中央部分并与所述活塞杆的所述第 一油路相通，在所述门打开的时候打开使油从所述下腔室流向所述上 腔室的所述油路，在所述门关闭的时候禁止油从所述上腔室流向所述 下腔室的所述油^各，乂人而^吏得少量油可以流过所述油^各；以及液压控制杆，其前端通过所述止回阀插入所述活塞杆的所述第一油路中，并且控制所述门关闭时上升的活塞的升降速度。
12. 如权利要求11所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中， 所述液压控制杆的直径朝向其前端的方向逐渐减小。
13. 如权利要求11所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中， 所述液压控制杆包括高速设置部分和低速设置部分，以根据所述门的 开启角改变流过所述第 一油^各的油的流量。
14. 如权利要求11所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所述止回阀进一步包括过压保护单元，所述过压保护单元在所述活塞 需要通过外力高速升高的情况下释放过压，从而给所述上腔室增加了 不小于预定的设置压力。
15. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中， 所述阻尼单元包括活塞杆，其前端连接至所述引导销从而与所述凸轮轴的所述圓柱 部分的内部可滑动地组合，所述活塞杆的下端整体地连接至所述活塞 的中央，并且所述活塞杆包括第 一 油路使得油能够在所述上腔室与所 述下腔室之间流动；至少一个止回阀，其安装在所述活塞的至少一个第二油5^中，在 所述门打开的时候打开使油从所述下腔室移向所述上腔室的油路，在 所述门关闭的时候关闭使油从所述上腔室移向所述下腔室的油路；以 及油量设置套管，其被插入所述活塞杆的所述第一油路中，均匀地 控制所述门关闭的时候上升的所述活塞的升降速度。
16. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中， 所述阻尼单元包括活塞杆，其前端连接至所述引导销从而与所述凸轮轴的所述圆柱部分的内部可滑动地组合，所述活塞杆的下端整体地连接至所述活塞 的中央；以及至少一个止回阀，其安装在所述活塞的至少一个油路中，在所述 门打开的时候打开使油从所述下腔室移向所述上腔室的油路，在所述 门关闭的时候关闭使油从所述上腔室移向所述下腔室的油路，从而能 够为所述铰链装置提供均匀的阻尼力。
17. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中， 所述上部件与所述铰链装置的主体可拆卸地组合。
18. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中，所述铰链装置中的所述上部件和所述下部件进一步包括第一和第二加 强板，所述第一和第二加强板垂直于所述第一和第二铰链延伸以接近 所述门和门框，从而分别分散施加到所述第 一和第二铰链上的外力。
19. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，所述返 回单元包括扭转弹簧，其被设立于所述上部件中使得所述扭转弹簧的一端固 定于所述轴的上端部分，从而在返回所述门的方向才是供回复力以转动 所述轴；以及离合器单元，其与所述扭转弹簧的另一端连接，用于在所述门打 开的时候所述开启角到达所述离合器停止开始角的情况中停止由所述 扭转弹簧的反向扭曲造成的弹性回复力的增加，并且用于在所述门关闭的时候所述开启角到达所述离合器停止开始角的情况中恢复所述扭 转弹簧的弹性回复力。
20. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中所 述离合器单元包括外部离合器，其外圓周通过强制压入结构固定于所述下部件的内 圓周；内部离合器，其下端部分可转动地插入所述外部离合器的上端部 分中，在所述内部离合器的内部空间中，所述轴以可转动接触的状态 被支撑，并且所述扭转弹簧的下端部分固定于所述内部离合器的上端部分；以及一对滚动球，其被配置在所述外部离合器与所述内部离合器之间， 并且根据所述门的开启角，将所述内部离合器与所述轴组合，或者将 所述内部离合器与所述轴分离。
21. 如权利要求1所述的具有自动返回功能的铰链装置，进一步包括用于临时停止离合器单元的离合器停止单元。
22. 如权利要求21所述的具有自动返回功能的铰链装置，其中所 述离合器停止单元包括预置螺钉，所述预置螺钉用于通过穿透所述上 部件以组合所述内部离合器和所述轴来停止所述离合器单元的功能， 从而使所述离合器单元根据必要临时停止。
23. —种具有自动返回功能的铰链装置，所述自动返回铰链装置 包括上部件，在其圆周表面整体形成有固定于门上的第一铰链，所述 上部件的上端部分由上帽封锁；下部件，在其圆周表面整体形成有固定于门框上的第二铰链，所 述下部件的下端部分由以密封方式连接的下帽封锁；轴，其上端部分与所述上帽耦合，所述轴延伸至所述下部件的上 端部分；活塞，其外圆周沿着所述下部件的内圓周可滑动地安装，所述活 塞将所述下部件的内部分为上腔室和下腔室；转动/线性运动转换器，当根据所述门的打开/关闭而将所述门的转 动力施加到所述轴上时，所述转动/线性运动转换器将所述轴的转动运 动转换为所述活塞的轴向线性运动；扭转弹簧，其被设立于所述上部件中使得所述扭转弹簧的一端固定于所述轴的上端部分，从而在关闭所述门的方向上提供使所述轴转动的回复力；以及离合器单元，其与所述扭转弹簧相连，用于在所述门打开和关闭增加，以及用于在所述开启角在预定的开启角范围内的情况下恢复所 述扭转弹簧的弹力。
24. —种具有自动返回功能的铰链装置，所述自动返回铰链装置 包括上部件，在其圓周表面整体形成有固定于门上的第一铰链，所述 上部件的上端部分由上帽封锁；下部件，在其圓周表面整体形成有固定于门框上的第二铰链，所 述下部件的下端部分由以密封方式连接的下帽封锁；第一和第二加强板，其分别从所述上部件和所述下部件垂直于所 述第 一和第二铰链延伸以接近所述门和所述门框，从而分散施加到所 述第 一和第二铰链上的外力；轴，其上端部分与所述上帽耦合，所述轴延伸至所述下部件的上 端部分；活塞，其外圓周沿着所述下部件的内圓周可滑动地安装，所述活 塞将所述下部件的内部分为上腔室和下腔室；转动/线性运动转换器，当根据所述门的打开/关闭将所述门的转动 力施加到所述轴上时，所述转动/线性运动转换器将所述轴的转动运动 转换为所述活塞的轴向线性运动；阻尼单元，其安装在所述活塞内，根据所述门的打开/关闭控制所 述活塞的下降/上升速度，并且在所述活塞上升的情况中选择性地提供 阻尼功能；扭转弹簧，其被设立于所述上部件中使得所述扭转弹簧的一端固 定于所述轴的上端部分，从而在关闭所述门的方向上提供使所述轴转 动的回复力；以及离合器单元，其与所述扭转弹簧相连，用于在所述门打开和关闭增加，以及用于在所述开启角在预定的开启角范围内的情况下恢复所 述扭转弹簧的弹力；离合器停止单元，用于暂时停止所述离合器单元。
全文摘要
提供了用于建筑材料中的带自动返回功能的铰链装置，其中，去除了复位弹簧从而仅用扭转弹簧提供每个门的闭合力。铰链装置包括上部件；下部件；轴，其上下部分转动地安装在下部件内；活塞，其外圆周沿着下部件的内表面可滑动地安装；转动/线性运动转换器，其根据门的转动将轴的转动运动转换为活塞的轴向线性运动；阻尼单元，当活塞根据门的返回而上升时，该阻尼单元选择性地提供阻尼功能；扭转弹簧，其在关闭时以返回门的方向转动轴；以及离合器单元，其用于当开启角到达离合器停止开始角时使得由弹簧的反向扭曲造成的弹力的增加停止，或者用于恢复弹簧的弹力。
文档编号E05D3/00GK101517184SQ200780035451
公开日2009年8月26日 申请日期2007年8月3日 优先权日2006年8月8日
发明者崔淳雨, 洪燦镐 申请人:爱旺创新技术有限公司