KR100456291B1 - 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 힌지장치는 탄성을 가진 일체의 평판을 접어서, 접힌 부분에 원통형 하우징(2)이 형성되게 하고 그리고 접히지 않은 부분에 편평부(3, 3)가 서로에 일정간격을 두고서 평행하게 형성되게 함과 동시에 그 편평부의 중앙부에 별표형상의 구멍부(4, 4)가 형성되게 만들어진 부시 브래킷(1): 원통형 하우징의 양측 밖으로 돌출하는 양측부분에 디스플레이판에 부착하기 위한 복수개의 부착구멍(12)을 갖춘 부착부(13)가 형성된 경사조절축(10); 원통형 하우징과 경사 조절축 사이에 삽입개재되며, 기어형상의 횡단면을 가진 파이프 스프링(20); 바닥외측에 스탠드본체에 나사식으로 결합시켜 부착하는 나사가공된 부착구멍(32)을 갖춘 부착부(33)가 형성되고, 상기 별표형상의 구멍부를 삽입관통하고 상기 경사 조절축에 대하여 수직한 선회축으로서 선단이 나사가공된 선회축(40)을 고정적으로 기립시켜 중앙부에 구비하고, 그리고 선회축의 둘레주위에 배치된 평워셔(34) 및 윤활워셔(36)를 수납하는 수납부(35)가 형성된 고정 브래킷(30); 상기 별표형상의 구멍부를 삽입관통한 선회축에 대하여 평워셔(51)를 개재시켜 나사식으로 결합되어 부시브래킷과 고정브래킷을 결합시키는 토크조정 너트부(50)를 포함하고 있다.

Description

2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치{hinge assembly provided with rotating dual-axis}

본 발명은, 퍼스널 컴퓨터 등의 기기에서 사용되는 액정 디스플레이판을 스탠드 본체에 대하여 임의의 각도에서 위치 고정하기 위한 힌지 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 서로에 수직인 2개의 회전축선을 구비하고서 각각의 회전축과 브래킷 사이의 마찰에 의해 임의의 각도에서 위치 고정하기 위한 힌지 장치로서, 액정 디스플레이판의 전후방향 경사각 조절 및 좌우방향 선회각 조절을 가능하게 하는, 즉 경사 및 선회가능한 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 퍼스널 컴퓨터 등의 액정 디스플레이판은, 브라운관 디스플레이와는 달리 사용 시에 있어서, 사용 상태 등의 조건에 의해 조명등의 빛이 액정 디스플레이판의 화면에서 반사하는 등의 이유로 화면상의 문자나 그림이 알아보기 어려운 때가 있기 때문에, 액정 디스플레이판을 스탠드 본체에 대하여 임의의 각도로 경사 및 선회시켜 조정하여서 위치 고정할 수 있게 되어 있다.

통상, 상술과 같은 기능을 하는 힌지 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 평와셔(101), 2개의 윤활와셔(102), 탄성와셔인 4개의 디스크 스프링(103)을 각각 구비하고서 상기 각각의 디스크 스프링(103)의 탄성 가압력에 의해 회전할 수 있는 정도의 마찰 저항을 경사 조절축(110)과 선회축(120) 각각에 체결되어 있는 고정 볼트(104) 측의 평와셔(101)의 미끄럼 면 사이에서 발생시키도록 하고 있다. 또한, 상기 선회축(120)에 대하여 상기 경사 조절축(110)이 소정의 회전 각도 이상으로 회전하지 못하도록 브래킷(130)에 스톱부(140)를 구비하고 있다.

하지만, 도 1에 도시된 바와 같은, 다수의 디스크 스프링의 탄성복원력을 이용하여 회전축에 면마찰을 발생시키는 종래의 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치는, 각각의 회전축(110, 120)에 다수의 디스크 스프링(103)을 포함하고 있어서, 힌지의 소형화가 어려워 컴퓨터 기기의 소형화에 제한이 있고, 힌지 조립에 많은 공수를 필요로 하여, 조립자동화를 곤란하게 하고, 개별 부품의 공차 누적에 의해 불량률이 빈번하게 되고 생산성이 극히 낮다고 하는 문제를 가지고 있다.

이를 극복하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 경사 조절축(110')에 대하여 종래의 브래킷(130)의 일측에 탄성을 가지고 있는 판재의 샤프트 홀딩부(131)를 도 1의 다수의 평와셔(101), 윤활와셔(102) 및 디스크 스프링(103) 대신에 일체로 구비시키고, 선회축(120)에 대해서는 종전과 같이 구성시켜서, 다수의 워셔(101, 102, 103)을 얼마간 감소시킬 수 도 있지만, 판재로 성형된 샤프트 홀딩부(131)에 테이퍼진 경사 조절축(110')을 끼워넣기 때문에, 조립 후에는 추가의 토크조정이 불가능하고, 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 경사 조절축(110')이 상기 샤프트 홀딩부(131) 내에서 시계방향으로 회전하면, 기하학적으로 조여짐 현상을 유발하여 상기 경사 조절축(110')과 상기 샤프트 홀딩부(131) 간의 마찰저항이 증가하게 되고, 그리고 반시계방향으로 회전하면, 반대로 풀려짐 현상을 유발하여 마찰저항이 약화되어서 액정 디스플레이판의 정역회전시 경사 조절축(110')에 균일한 마찰저항을 부여할 수 없다고 하는 문제가 발생된다.

본 발명은, 상기된 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 그 목적으로 하는 점은, 경사 조절축선 측에서는 부시 브래킷에 형성되어 있는 경사 조절축용 원통형 하우징과 상기 경사 조절축 사이에 기어형상의 횡단면을 가진 파이프 스프링을 삽입하고, 그리고 선회축선 측에서는 선회축이 삽입관통되는 부시 브래킷의 구멍을별표모양으로 형성시켜 그 별표모양 구멍의 주변부가 국소적으로 종래의 디스크 스프링 대신에 탄성을 갖도록 하여 경사 조절축과 선회축에 마찰저항을 조절가능하게 부여하는 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치의 사시도,

도 2는 또다른 종래의 힌지 장치의 사시도,

도 3은 도 2의 힌지 장치에 구비된 경사 조절축과 상기 샤프트 홀딩부의 구성을 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치의 분해 사시도도 1의 힌지 장치의 분해 사시도,

도 5는 도 4의 힌지 장치가 조립되어 조임되기 전의 상태를 도시한 도면,

도 6은 도 4의 힌지 장치가 조립되어 조임된 후의 상태를 도시한 도면, 그리고

도 7은 도 4의 힌지 장치에 구비된 부시 브래킷의 주변부의 조임 전과 조임후를 동시에 도시하는 도면.

이를 위해, 본 발명에서는, 탄성을 가진 일체의 평판을 접어서, 접힌 부분에 원통형 하우징이 형성되게 하고 그리고 접히지 않은 부분에 편평부가 서로에 일정 간격을 두고서 평행하게 형성되게 함과 동시에 그 편평부의 중앙부에 별표형상의 구멍부가 형성되게 만들어진 부시 브래킷: 상기 원통형 하우징의 양측 밖으로 돌출하는 양측부분에, 디스플레이판에 부착하기 위한 복수개의 부착구멍을 갖춘 부착부가 형성되어 있는 경사 조절축; 상기 원통형 하우징과 상기 경사 조절축 사이에 삽입개재되며, 길이방향으로 절결되어 있고, 그리고 횡단면에서 볼 때, 개곡선을 이루는 기어형상의 횡단면을 가진 파이프 스프링; 바닥 외측에 스탠드 본체에 나사식으로 결합시켜 부착하기 위한 나사가공된 부착구멍을 갖춘 부착부가 형성되어 있고, 상기 별표형상의 구멍부를 삽입관통하고 상기 경사 조절축에 대하여 수직한 선회축으로서 선단이 나사가공된 선회축을 고정적으로 기립시켜 중앙부에 구비하고, 그리고 상기 선회축의 둘레 주위에 배치된 평워셔 및 윤활워셔를 수납하기 위한 수납부가 형성되어 있는 고정 브래킷; 그리고 상기 별표형상의 구멍부를 삽입관통한 선회축에 대하여 평워셔를 개재시켜 나사식으로 결합되어 상기 부시 브래킷과 상기 고정 브래킷을 결합시키는 토크조정 너트부를 포함하고 있고, 여기에서 상기 편평부의 중앙부에 형성된 별표형상의 구멍부의 주변부는 위에 배치되어 있는 상기 편평부의 주변부가 상향으로 돌출되어 있고, 아래에 배치되어 있는 상기 편평부의 주변부가 하향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치로 되어 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 본 발명에 관계된 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치는, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 기본적으로는, 부시 브래킷(1), 경사 조절축(10), 파이프 스프링(20), 고정 브래킷(30), 상기 경사 조절축(10)의 회전축선에 수직한 회전축선을 가진 선회축(40)으로서 고정 브래킷(30)에 고정적으로 기립되어 있는 상기 선회축(40), 상기 선회축(40)과 체결되어 상기 부시 브래킷(1)과 상기 고정 브래킷(30)을 결합시키는 토크조정 너트부(50)를 포함하고 있다.

상기 부시 브래킷(1)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 접힌 부분에 원통형 하우징(2)이 형성되도록 그리고 접히지 않은 부분에 서로에 일정 간격을 두고서 평행하게 배치된 편평부(3, 3)가 형성되도록 탄성을 가진 일체의 평판을 접은 브래킷이다.

상기 편평부(3, 3) 각각의 중앙부에는 별표형상의 구멍부(4, 4)가 형성되어, 그 구멍부(4, 4)의 주변부(5, 5)가 국소적으로 보다 큰 탄성을 갖고 있다.

이를 구체적으로 설명하면, 상기 주변부(5, 5)는 상기 편평부(3, 3) 각각의 중앙부에 먼저 선회축(40)과의 조립공차를 갖는 선회축(40)의 외경을 가지는 구멍부(4, 4)를 타공하여 형성시킨 다음, 별표모양으로 예를 들면 8개 정도의 파단부를 만들고, 상기 편평부(3, 3)에 각각 형성된 파단부를 다시 일정한 각도로 상하방향으로 절곡시켜서 탄성을 갖도록 하는 방법으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 형성된 것이다.

또한, 상기 편평부(3, 3) 중에서 밑에 배치되어 있는 상기 편평부(3)의 단부에는 하향으로 돌출된 스톱부(3a)가 형성되어 있다.

상기 원통형 하우징(2)에는 파이프 스프링(20)이 개재되어 상기 경사 조절축(10)이 미끄럼회전가능하게 장착되어 있다. 상기 경사 조절축(10)은 상기 원통형 하우징(2)의 양측 밖으로 돌출하는 양측부분에, 디스플레이판(도시하지 않음)에 부착하기 위한 복수개의 부착구멍(12)을 갖춘 부착부(13)가 형성되어 있다.

또한, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 하우징(2)의 양측에는 상기 경사 조절축(10)의 회전축선(X)을 중심으로 하여 소정된 각도의 절결부(2a, 2a)가 형성되어 있고, 그리고 상기 경사 조절축(10)은 상기 원통형 하우징(2)내에 상기 경사 조절축(10)이 삽입될 시 상기 절결부들 중 하나의 절결부(2a)와 상응하는 위치에 상기 회전축선(X)을 중심으로 하여 상기 소정된 각도보다 작은 제 2의 소정된 각도를 갖는 부채꼴의 돌출부(14)가 형성되어 있어, 상기 경사 조절축(10)은 상기 원통형 하우징(2)에 대하여 소정의 각도 범위에서 상기 회전축선(X)을 중심으로 회전할 수 있다.

또한, 상기 원통형 하우징(2)의 상기 절결부들중 다른 하나의 절결부(2a) 부근에서 상기 경사 조절축(10)이 상기 원통형 하우징(2)에 삽입될 시 상기 경사 조절축(10)과 상기 원통형 하우징(2) 사이에 C자형 링(15)이 삽입개재되며, 이에 의해, 상기 경사 조절축(10)이 상기 원통형 하우징(2) 밖으로 이탈하는 것이 방지된다.

또한, 상기 파이프 스프링(20)은 길이방향으로 절결되어 있고, 횡단면에서 볼 때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 개곡선을 이루는 기어형상의 횡단면을 가지고 있다.

이를 구체척으로 설명하면, 상기 파이프 스프링(20)은, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 하우징(2)의 내주면과 동일한 곡률반경을 갖고서 상기 내주면과 면접촉하는 외면으로서 서로에 대하여 일정 면적을 가진 5 내지 6개(본 실시예에서는 6개인 것으로 도시됨)의 꼭지점인 이끝면(21)과 그리고 상기 이끝면(21)들 사이에 배치되어 상기 경사 조절축(10)의 외주면과 동일한 곡률반경을 갖고서 상기 외주면과 면접촉하는 내면으로서 서로에 대하여 또 다른 일정 면적을 가지는 이뿌리면(22)을 가지고 있다. 이와 같이 구성된 상기 파이프 스프링(20)은 힌지 구조 내에서 스프링 고유의 탄성 복원력을 생성시켜 주면서도 마찰저항 생성에 필요한 마찰면적을 동시에 경사 조절축에 제공해 주는 복합적인 기능을 갖는다.

상기 고정 브래킷(30)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥 외측에 스탠드 본체(도시하지 않음)에 체결수단에 의해 고정 부착되기 위한 나사가공된 부착구멍(32)을 갖춘 부착부(33)가 형성되어 있다. 또한, 상기 고정 브래킷(30)은 상기 부시 브래킷(1)의 편평부(3, 3)의 중앙에 형성된 상기 별표형상의 구멍부(4, 4)를 삽입관통하는 선회축으로서 선단이 나사가공된 선회축(40)을 중앙부에 기립시켜 구비하고, 그리고 상기 선회축(40)의 둘레 주위 부근에 2개의 윤활워셔(36, 36) 및 평워셔(34)를 수납하기 위한 수납부(35)가 형성되어 있다.

또한, 상기 고정 브래킷(30)은 상기 편평부(3, 3)들중 밑에 배치되어 있는 상기 편평부(3)에 하향으로 돌출되어 형성된 스톱부(3a)의 선회운동을 소정의 각도 범위에서 제한하기 위해, 상기 선회축(40)의 회전축선(Y)을 중심으로 하는 원호의 가이드홈(37)이 형성되어 있다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 편평부(3, 3)의 중앙부에 형성된 별표형상의 구멍부(4, 4)의 주변부(5, 5)중에서, 위에 배치되어 있는 상기 편평부(3)의 주변부(5)는 상향으로 돌출되어 있고, 아래에 배치되어 있는 상기 편평부(3)의 주변부(5)는 하향으로 돌출되어 있다.

상기 토크조정 너트부(50)는, 상기 별표형상의 구멍부(4, 4)를 삽입관통한 선회축(40)에 대하여, 상기 고정 브래킷(30)과 상기 토크조정 너트부(50) 사이에 2개의 윤활워셔(36, 36), 평워셔(34), 편평부(3, 3), 평워셔(51) 순으로 개재시켜, 나사식으로 결합된다.

상기와 같이 구성된 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치는 상기 너트부(50)를 조일 경우에 다음과 같은 작용이 발생된다.

먼저, 상기 파이프 스프링(20)이 상기 원통형 하우징(2)과 상기 경사 조절축(10) 사이에 개재되어 있는 부분에 대해서 언급하면, 상기 파이프 스프링(20)의 이끝면(21)이 상기 원통형 하우징(2)의 내주면과 밀착되어 일정 면적을 가진 마찰면을 형성하고, 상기 파이프 스프링(20)의 이뿌리면(22)이 경사 조절축(10)의 외주면과 밀착하여 또 다른 일정 면적의 마찰면을 형성한다. 따라서, 실제로 경사 조절축(10)이 회전 시에 받을 수 있는 마찰면적은 경사 조절축(10)의 외주면 면적과 거의 대등하게 되고 상기 파이프 스프링(20)의 내외주 전면에 고른 탄성 복원력을 분산시켜주기 때문에 작은 공간에서도 높은 면마찰 저항을 상기 경사 조절축(10)에 부여할 수 있다.

다음으로, 상기 편평부(3, 3)의 주변부(5, 5)가 상기 편평부(3, 3)와 상기 선회축(40) 사이에 개재되어 있는 부분에 대해서 언급하면, 상기 편평부(3, 3)의 주변부(5, 5)가 별표모양으로 절결되어 있는 관계로 종래의 힌지장치의 다수의 디스크 스프링을 대신할 수 있는 스프링 기능을 갖고 있기 때문에, 상기 토크조정 너트부(50)를 조이면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 주변부(5, 5)의 절결부 간의 간격이 기하학적으로 좁혀지게 되어, 상기 주변부(5, 5) 상하측에 바로 인접하여 배치된 평워셔(34) 및 평워셔(51)에 보다 큰 면적으로 접촉하면서, 보다 큰 탄성가압력으로 상기 평워셔(34) 및 평워셔(51)를 가압하게 되어, 선회축(40)에 상기 토크조정 너트부(50)를 경유하여 그리고 상기 2개의 윤활워셔(36, 36) 및 상기 고정 브래킷(30)을 경유하여 마찰저항을 부여할 수 있다.

따라서, 상기 토크조정 너트부(50)는 조임방향인 시계방향으로 조여 주면, 동시에 상기 경사 조절축(10)과 상기 선회축(40)에 마찰저항을 증대시킬 수 있고 그리고 풀림방향인 반시계방향으로 풀어 주면, 동시에 상기 경사 조절축(10)과 상기 선회축(40)에 마찰저항을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 구성된 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치는 원통형 하우징(2)과 경사 조절축(10)의 접촉부분과 거의 대등한 마찰면적을 가지면서도내외의 접촉부위에 강한 탄성 복원력을 생성시키는 파이프 스프링과 그리고 탄성기능을 가진 주변부를 구비한 편평부 및 토크조정 너트부의 상호작용에 의해 제한된 공간에서 소수의 구성요소만으로 2개의 상이한 회전축에 마찰저항을 제공할 수 있게 되어, 부품수가 종래보다 작고, 구조가 단순하여 생산성을 향상시킴과 동시에 외형적으로 단순화될 수 있다.

Claims (5)

1. 탄성을 가진 일체의 평판을 접어서, 접힌 부분에 원통형 하우징(2)이 형성되게 하고 그리고 접히지 않은 부분에 편평부(3, 3)가 서로에 일정 간격을 두고서 평행하게 형성되게 함과 동시에 그 편평부(3, 3)의 중앙부에 별표형상의 구멍부(4, 4)가 형성되게 만들어진 부시 브래킷(1):

   상기 원통형 하우징(2)의 양측 밖으로 돌출하는 양측부분에, 디스플레이판에 부착하기 위한 복수개의 부착구멍(12)을 갖춘 부착부(13)가 형성되어 있는 경사 조절축(10);

   상기 원통형 하우징(2)과 상기 경사 조절축(10) 사이에 삽입개재되며, 길이방향으로 절결되어 있고, 그리고 횡단면에서 볼 때, 개곡선을 이루는 기어형상의 횡단면을 가진 파이프 스프링(20);

   바닥 외측에 스탠드 본체에 나사식으로 결합시켜 부착하기 위한 나사가공된 부착구멍(32)을 갖춘 부착부(33)가 형성되어 있고, 상기 별표형상의 구멍부(4, 4)를 삽입관통하고 상기 경사 조절축(10)에 대하여 수직한 선회축으로서 선단이 나사가공된 선회축(40)을 고정적으로 기립시켜 중앙부에 구비하고, 그리고 상기 선회축(40)의 둘레 주위에 배치된 평워셔(34) 및 윤활워셔(36, 36)를 수납하기 위한 수납부(35)가 형성되어 있는 고정 브래킷(30); 그리고

   상기 별표형상의 구멍부(4, 4)를 삽입관통한 선회축(40)에 대하여 평워셔(51), 평워셔(34), 윤활워셔(36, 36)를 개재시켜 나사식으로 결합되어 상기 부시 브래킷(1)과 상기 고정 브래킷(30)을 결합시키는 토크조정 너트부(50)를 포함하고 있고,

   여기에서 상기 편평부(3, 3)의 중앙부에 형성된 별표형상의 구멍부(4, 4)의 주변부(5, 5)는 위에 배치되어 있는 상기 편평부(3)의 주변부(5)가 상향으로 돌출되어 있고, 아래에 배치되어 있는 상기 편평부(3)의 주변부(5)가 하향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파이프 스프링(20)은 상기 원통형 하우징(2)의 내주면과 동일한 곡률반경을 갖고서 상기 내주면과 면접촉하는 외면으로서 서로에 대하여 일정 면적을 가진 5 내지 6개의 꼭지점인 이끝면(21)과 그리고 상기 이끝면(21)들 사이에 배치되어 상기 경사 조절축(10)의 외주면과 동일한 곡률반경을 갖고서 상기 외주면과 면접촉하는 내면으로서 서로에 대하여 또 다른 일정 면적을 가지는 이뿌리면(22)을 가지는 것을 특징으로 하는 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 편평부(3, 3) 중에서 밑에 배치되어 있는 상기 편평부(3)의 단부에는 하향으로 돌출된 스톱부(3a)가 형성되어 있고, 그리고 상기 고정 브래킷(30)은 상기 스톱부(3a)의 선회운동을 소정의 각도 범위에서 제한하기 위해, 상기 선회축(40)의 회전축선(Y)을 중심으로 하는 원호의 가이드홈(37)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2개의 회전축선을 구비한 힌지 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 원통형 하우징(2)의 양측에는 상기 경사 조절축(10)의 회전축선(X)을 중심으로 하여 소정된 각도의 절결부(2a, 2a)가 형성되어 있고, 그리고 상기 경사 조절축(10)은 상기 원통형 하우징(2)내에 상기 경사 조절축(10)이 삽입될 시 상기 절결부들 중 하나의 절결부(2a)와 상응하는 위치에 상기 회전축선(X)을 중심으로 하여 상기 소정된 각도보다 작은 제 2의 소정된 각도를 갖는 부채꼴의 돌출부(14)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2개의 회전축선을 구비한 힌지장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 원통형 하우징(2)의 상기 절결부들중 다른 하나의 절결부(2a) 부근에서 상기 경사 조절축(10)이 상기 원통형 하우징(2)에 삽입될 시 상기 경사 조절축(10)과 상기 원통형 하우징(2) 사이에 C자형 링(15)이 삽입개재되어 있는 것을 특징으로 하는 2개의 회전축선을 구비한 힌지장치.