KR100595022B1

KR100595022B1 - 노트북 컴퓨터의 힌지장치

Info

Publication number: KR100595022B1
Application number: KR1020040044838A
Authority: KR
Inventors: 장용석
Original assignee: 피케이텍시스템 주식회사
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-07-03
Also published as: KR20050119754A

Abstract

본 발명은 노트북 컴퓨터의 힌지장치에 관한 것으로서, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상호 벌어지는 것을 예방하기 위한 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐을 예방함과 아울러 일정각도에서 열림의 클릭 현상이 발생하도록 한 노트북 컴퓨터의 힌지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디스플레이 유닛(4)의 프레임에 고정결합되어서 상기 디스플레이 유닛(4)의 각도회동에 따라 연동되는 베이스 바(12)와; 상기 베이스 바(12)의 일측단에 고정설치된 샤프트(20)와; 상기 샤프트(20)에 회동가능하게 고정결합되며, 베이스 유닛(2)의 일측에도 고정결합되어서 상기 디스플레이 유닛(4)의 회동시에도 고정됨을 유지하는 시스템 브래킷(30)과; 상기 샤프트(20)에 순차적으로 결합되는 힌지 구조물;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

노트북, 컴퓨터, 힌지, 캠

Description

노트북 컴퓨터의 힌지장치{Hinge Apparatus of notebook computer}

도 1은 본 발명에 따른 힌지장치가 노트북 컴퓨터에 장착되는 관계를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 요부 확대사시도.

도 3은 도 2의 분리사시도.

도 4는 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터의 힌지장치 중 고정캠과 힌지캠의 사시도.

도 5a 내지 도 7b는 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터의 힌지장치 중 고정캠과 힌지캠이 디스플레이 유닛의 각도회동에 따라 회전되는 관계를 순차적으로 나타낸 작동상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 베이스 바 20 : 샤프트

24 : 원통형부 26 : 각형부

28 : 나사부 30 : 시스템 브래킷

32 : 제 1브래킷 36 : 고정홈

38 : 제 2브래킷 40 : 펨 너트

50 : 고정캠 54 : 고정돌기

56a,56b : 캠홈 57 : 돌출경사면

57a : 단턱 58 : 경사면

60 : 회동캠 64a,64b : 캠

66 : 경사면 70 : 판 스프링

80 : 가이드 와셔 90 : 너트

본 발명은 노트북 컴퓨터의 힌지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상호 벌어지는 것을 예방하기 위한 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐을 예방함과 아울러 일정각도에서 열림의 클릭 현상이 발생하도록 한 노트북 컴퓨터의 힌지장치에 관한 것이다.

최근에는, 정보통신의 급격한 발전과 더불어 일상생활에서 컴퓨터가 거의 필수품으로 자리잡고 있는 실정이다.

이러한 컴퓨터는 최근 각 사무실과, 학교 및 가정에 거의 필수적으로 제공되고 있는데, 이와 같이 한정된 공간에 설치되는 데스크 탑 퍼스널 컴퓨터(Desk Top Personal Computer)와는 달리 간편하게 휴대하고 다니면서 언제 어디서든 사용이 편리한 노트북 컴퓨터의 보급이 급속하게 확산되고 있다.

상기 노트북 컴퓨터는 휴대의 편리성을 위하여 메인보드, CPU, 각종 칩셋, 하드디스크 등의 기억장치와, 키보드와 터치패드 등의 데이터 입력수단과, 전원을 공급하는 배터리 및 온라인 기능을 위한 랜카드 등을 포함하여 구성된 베이스 유닛과,

상기한 베이스 유닛의 조작 및 작동에 의해 각종 화면이 디스플레이 되는 액정표지장치를 포함하는 디스플레이 유닛으로 이루어지며, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛의 일단이 힌지로 결합되어 상호 접히거나 벌어지는 구조로 이루어져 있다.

상기와 같은 노트북 컴퓨터에서 베이스 유닛과 디스플레이 유닛의 힌지장치는 다양한 구성이 개시되고 있는데, 대부분 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 일정한 외력으로는 회동되나 자유회동은 이루어지지 않아 사용자가 선택한 각도에서 안정적으로 벌어진 각도를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 종래의 노트북 컴퓨터의 힌지장치가 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 자유회동은 이루어지지 않도록 구성되어 있다 할지라도, 상기 베이스 유닛과 디스플레이 유닛을 접이시킨 상태로 들고 다니거나 할 경우, 상기 베이스 유닛이나 디스플레이 유닛의 무게중심이 아래로 향하고 있게 되며, 이때 상기 베이스 유닛이나 디스플레이 유닛의 무게가 상기 힌지장치의 자유회동 방지력보다 크므로 인하여 상기 베이스 유닛이나 디스플레이 유닛의 자유낙하에 의한 벌어짐이 발생하게 된다.

이에, 상기 베이스 유닛과 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상호 벌어짐을 예방하기 위하여 잠금수단인 래치장치가 구비되는 것이 일반적이었다.

즉, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상기 베이스 유닛과 디스플레이 유닛을 홀딩시키기 위한 래치장치가 구비된다.

그러나, 상기와 같이 래치장치가 구비된 노트북 컴퓨터의 경우, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛을 회동시켜 일정각도로 벌리고자 할 경우에 일일이 래치장치의 잠금을 해제시켜야 하는 불편한 문제점이 있었으며, 또한 이러한 래치장치의 부가구성으로 인하여 노트북 컴퓨터가 고가인 원인을 제공하는 문제점도 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상호 벌어지는 것을 예방하기 위한 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐을 예방함과 아울러 일정각도에서 열림의 클릭 현상이 발생하도록 한 노트북 컴퓨터의 힌지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적달성을 위한 본 발명의 노트북 컴퓨터의 힌지장치는, 메인 보드, CPU, 각종 칩셋, 하드디스크 등의 기억장치와, 키보드와 터치패드 등의 데이터 입력수단과, 전원을 공급하는 배터리 및 온라인 기능을 위한 랜카드 등을 포함하여 구성된 베이스 유닛; 상기한 베이스 유닛의 조작 및 작동에 의해 각종 화면이 디스플레이 되는 액정표지장치를 포함하는 디스플레이 유닛;으로 이루어지며, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛의 일단이 힌지로 결합되어 접히거나 벌어지는 구조로 이루어진 노트북 컴퓨터에 있어서, 상기 디스플레이 유닛의 프레임 양 측면에 각각 세로로 고정되어 상기 디스플레이 유닛의 각도회동에 따라 연동되는 베이스 바와, 상기 베이스 바의 일측단에 고정된 샤프트와, 상기 샤프트가 회전가능하도록 베이스 유닛의 일측에 고정되어 상기 디스플레이 유닛의 회동시 고정됨을 유지하는 시스템 브래킷과, 상기 샤프트에 순차적으로 결합되는 힌지 구조물;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 샤프트의 중간에는 둘레에 걸쳐 걸림판이 형성되고, 이 걸림판의 한쪽으로 원통형부, 각형부, 나사부가 각각 일정길이만큼 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트 브래킷은, 상기 샤프트의 원통형부를 수용하는 통공이 형성된 제 1브래킷과, 상기 제 1브래킷의 하단에서 구부러진 제 2브래킷과, 상기 제 2브래킷의 하부로 연장되어 상기 베이스 유닛의 프레임과 고정되는 펨 너트로 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 힌지 구조물은, 상기 시스템 브래킷이 상대적으로 회동가능하도록 상기 샤프트에 순차적으로 끼워지는 고정캠, 회동캠, 복수의 판스프링, 가이드 와 셔 및 너트로 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 샤프트의 원통형부에 삽설되도록 상기 시스템 브래킷의 제 1브래킷과, 고정캠에는 그 중앙에 각각 원형의 통공이 형성되고, 상기 회동캠과 복수의 판스프링 및 가이드 와셔는 상기 샤프트의 각형부에 삽설되도록 그 중앙에 각각 각형공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템 브래킷의 제 1브래킷에는, 그 통공 주위에 양측으로 고정홈이 형성되고, 상기 고정캠에는 그 통공주위에 상기 고정홈에 대응하여 고정돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 고정캠의 캠면에는 통공을 중심으로 비대칭 대향되게 제 1캠홈및 제 2캠홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 고정캠의 제 1, 제 2캠홈은 캠면과의 사이에 양측으로 각각 함몰경사진 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 고정캠에서 제 1캠홈의 한쪽으로는 돌출경사면이 형성되고, 상기 제 1캠홈과 고정캠의 통공외경 사이에는 캠면과 동일면이 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 돌출경사면과 상기 동일면 사이에는 일정높이의 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정캠에서 제 2캠홈의 한쪽으로는 돌출경사면이 형성되고, 상기 제 2캠홈과 고정캠의 외주 사이에는 캠면과 동일면이 형성된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 돌출경사면과 상기 동일면 사이에는 일정높이의 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 회동캠의 캠면에는 각형공을 중심으로 비대칭 대향되게 제 1캠 및 제 2캠이 형성된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 회동캠의 제 1, 제 2캠과 캠면 사이에는 양측에 각각 돌출경사진 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회동캠의 제 1캠과 각형공의 외경 사이에는 일정간격만큼 캠면과 동일면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회동캠의 제 2캠과 회동캠의 외주 사이에는 일정간격만큼 캠면과 동일면이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 너트는 상기 샤프트의 나사부에 설정된 토크에 맞게 조여지고, 상기 나사부의 끝단이 소성변형되게 리벳팅 처리된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이되어 개방각도가 0도일 경우, 상기 회동캠의 제 1, 제 2캠이 고정캠의 제 1, 제 2캠홈들의 각 일측 경사면에 밀착지지된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이되어 그 개방각도가 0도일 경우는, 상기 회동캠의 제 1캠이 X축을 기점으로 대략 -12.5도 각도로 엇갈리게 맞물린 것을 특징으로 한다.

또, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 회동되어 상기 회동캠의 제 1, 제 2캠이 고정캠의 제 1, 제 2캠홈들 각 일측 경사면을 지나 돌출경사면의 만곡점을 지나는 시점에서 클릭 현상이 발생하는 것을 한다.

이 경우, 상기 클릭 현상이 발생하는 각도는 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 대략 10도각도로 벌어진 상태인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 대략 170도 각도로 회동된 시점에서 더 이상 회동이 이루어지지 않는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 힌지장치가 노트북 컴퓨터에 장착되는 관계를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 확대사시도이며, 도 3은 도 2의 분리사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터의 힌지장치(10)는, 디스플레이 유닛(4)의 프레임에 고정결합되기 위한 브래킷(12a,12b)이 각각 양단에 설치된 일정길이의 베이스 바(12)와, 상기 베이스 바(12)의 일측단에 고정설치된 샤프트(20)와, 상기 샤프트(20)에 회동가능하게 고정결합됨과 아울러 베이스 유닛(2)의 프레임 일측과는 고정결합되는 시스템 브래킷(30)과, 상기 샤프트(20)의 일측에 순차적으로 결합되는 힌지 구조물을 포함하여 이루어져 있다.

상기 샤프트(20)는 그 중간 둘레에 걸림판(22)이 일체로 형성되어 있는데, 상기 걸림판(22)의 일면으로부터 일정길이까지는 원통형부(24)를 이루고, 이 원통형부(24)로부터 일정길이까지는 양면이 대향되게 평면을 이루는 각형부(26)를 이루며, 이 각형부(26)로부터 일정길이까지는 나사부(28)로 이루어져 있다.

한편, 상기 샤프트(20)에 결합되는 시스템 브래킷(30)은, 상기 샤프트(20)의 원통형부(24)에 회동가능하게 삽설되기 위한 통공(34)이 형성된 제 1브래킷(32)과, 이 제 1브래킷(32)의 일단으로부터 직각방향으로 형성된 제 2브래킷(38)과, 이 제 2브래킷(38)의 일면으로부터 연장형성되어 상기 베이스 유닛(2)의 프레임과 고정결합되는 펨 너트(40)로 이루어져 있다.

상기 힌지 구조물은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(20)의 원통형부(24)에 삽설되어서 시스템 브래킷(30)의 제 1브래킷(32)과 고정되는 고정캠(50)과, 상기 샤프트(20)의 각형부(26)에 삽설되어서 상기 고정캠(50)의 캠면(51)과 그 캠면(61)이 맞닿아 회전되되, 상기 샤프트(20) 및 이 샤프트(20)와 고정된 베이스 바(12)와 연동되는 회동캠(60)과, 역시 상기 샤프트(20)의 각형부(26)에 삽설되는 복수의 판스프링(70) 및 가이드 와셔(80)와, 상기 샤프트(20)의 나사부(28)와 체결고정되는 너트(90)를 포함하여 이루어져 있다.

이때, 상기 시스템 브래킷(30)의 제 1브래킷(32)에서 샤프트(20)의 원통형부(24)에 삽설되는 통공(34)의 근접위치에는 서로 대향되게 고정홈(36)들이 형성되어 있고, 상기 고정캠(50)에서 캠면(51)의 다른면에는 상기 고정홈(26)들과 대응하는 고정돌기(54)들이 형성되어 있다.

따라서, 상기 샤프트(20)의 단부로부터 시스템 브래킷(30)의 제 1브래킷(32)에 형성된 통공(34)을 끼워맞추어 상기 제 1브래킷(32)의 일면이 상기 샤프트(20)의 걸림판(22) 일면과 밀착되도록 한 상태에서, 고정캠(50)과, 회동캠(60), 복수의 판스프링(70), 가이드 와셔(80)를 순차적으로 삽입시킨 후, 최종적으로 너트(90)를 삽입시켜 샤프트(20)의 나사부(28)와 체결시키면 된다.

이때, 상기 고정캠(50)의 고정돌기(54)는 시스템 샤프트(30)의 제 1브래킷(32)에 형성된 고정홈(36)에 끼워맞추고, 최종적으로 체결되는 너트(90)는 그 조임량을 설정된 토크로 조절한 후, 리벳팅 처리하여 최종적으로 조립을 마무리하면 된다.

이와 같이 조립이 완성된 상태에서 시스템 브래킷(30)의 제 2브래킷(38) 일면에 형성된 펨 너트(40)는 베이스 유닛(2)의 프레임에 고정결합시키고, 상기 베이스 바(12)의 양단에 형성된 브래킷(12a,12b)들은 각각 디스플레이 유닛(4)의 프레임 양 측부에 각각 고정결합시키면 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어져서 노트북에 체결된 힌지장치(10)의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

상기 베이스 유닛(2)이 바닥면에 수평상태로 누운 상태에서 이 베이스 유닛(2)을 중심으로 디스플레이 유닛(4)을 각도회동시키면, 상기 베이스 바(12)가 회동되면서 이 베이스 바(12)의 일측에 고정결합된 샤프트(20)가 연동하여 회전하게 된다.

이때, 상기 시스템 브래킷(30)은 펨 너트(40)가 베이스 유닛(2)의 프레임에 고정결합되어 있음으로 인하여 고정된 위치를 유지하고, 또한 상기 시스템 브래킷(30)의 제 1브래킷(32)과 고정결합된 고정캠(50) 또한 샤프트(20)와 연동하여 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다.

즉, 상기 샤프트(20)에 순차적으로 체결된 시스템 샤프트(30)의 제 1브래킷(32)과, 고정캠(50), 회동캠(60), 복수의 판스프링(70), 가이드 와셔(80) 및 너트 (90) 중에서 시스템 샤프트(30)와 고정캠(50)은 고정된 상태를 유지하고, 나머지인 회동캠(60), 복수의 판스프링(70), 가이드 와셔(80) 및 너트(90)만 샤프트(20)와 연동하여 회전하게 되는 것이다.

그 이유는, 상기한 바와 같이, 상기 시스템 브래킷(30)의 제 1브래킷(32)에 형성된 통공(34)과, 고정캠(50)의 통공(52)은 원형으로 이루어져서 상기 샤프트(20)의 원통형부(24)에 삽입됨으로써, 상기 샤프트(20)가 회전되더라도 미끄러지면서 연동되지 않는 것이다.

반면에, 상기 회동캠(60)과 복수의 판스프링(70) 및 가이드 와셔(80)의 통공은 상기 샤프트(20)의 각형부(26)에 대응하는 각형공(62,72,82)으로 형성되어 있는 바, 상기 샤프트(20)의 회전에 따라 연동하여 회전되며, 상기 너트(90)는 샤프트(20)의 나사부(28)와 체결되어 있으므로 역시 샤프트(20)와 연동하여 회전된다.

한편, 도 4는 상기 고정캠(50)과 회동캠(60)의 캠면(51,61)을 나타내기 위한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 상기 고정캠(50)의 캠면(51)에는 통공(52)을 사이에 두고 일정깊이의 제 1캠홈(56a) 및 제 2캠홈(56b)이 비대칭 대향된 상태로 형성되어 있는데, 상기 제 1캠홈(56a)과 제 2캠홈(56b)에는 각각 캠면(51)과의 양쪽 사이에 일정각도로 함몰경사진 경사면(58)이 형성되어 있다.

이때, 상기 제 1캠홈(56a)은 그 외경이 고정캠(50)의 외주와 일치되어 개방된 상태를 이루고, 그 내경은 통공(52)의 외경과 일정간격 이격되어서 상기 제 1캠홈(56a)의 내경과 통공(52)의 외주 사이에는 캠면(51)과 동일면(A)이 형성되어 있다.

반면에, 상기 제 2캠홈(56b)은 그 내경이 통공(52)의 외주와 일치되어 상기 통공(52)과 개방된 상태를 이루고, 그 외경은 고정캠(50)의 외주와 일정간격 이격되어서 상기 제 2캠홈(56b)의 외경과 고정캠(50)의 외주 사이에는 캠면(51)과 동일(B부)이 형성되어 있다.

또한, 상기 제 1캠홈(56a)과 제 2캠홈(56b)의 일측으로부터 캠면(51)을 따라 하향 경사면을 이루는 돌출경사면(57)이 형성되어 있는데, 이 돌출경사면(57)은 상기 캠홈(56a,56b)들의 반시계방향 즉 왼편으로 형성되어 있다.

따라서, 상기 고정캠(50)에서 제 1캠홈(56a)과 통공(52) 사이의 동일면(A)과, 상기 돌출경사면(57) 사이에는 일정높이의 단턱(57a)이 형성되고, 상기 제 2캠홈(56b)과 고정캠(50)의 외주 사이에 형성된 동일면(B)과, 상기 돌출경사면(57) 사이에도 일정높이의 단턱이 형성된다.

한편, 상기 회동캠(60)의 캠면(61)에도 각형공(62)을 사이에 두고 일정높이로 돌출된 제 1캠(64a) 및 제 2캠(64b)이 비대칭 대향된 상태로 형성되어 있는데, 이 캠(64a,64b)들도 캠면(61)과의 양쪽 사이에 일정각도로 돌출경사진 경사면(66)이 형성되어 있다.

즉, 상기 캠(64a,64b)들은 회동캠(60)이 고정캠(50)에 그 캠면(51,61)들이 맞닿아 포개어지도록 상기 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들과 대응하는 위치에 형성되어 있다.

따라서, 상기 제 1캠(64a)은 고정캠(50)의 제 1캠홈(56a)과 마찬가지로 그 외경이 회동캠(60)의 외주와 연접되고, 그 내경과 통공(62)의 외경 사이는 일정간 격 이격되어서 상기 회동캠(60)의 캠면(61)과 동일면(C)이 형성되어 있다.

또한, 상기 제 2캠(64b)은 고정캠(50)의 제 2캠홈(56b)과 마찬가지로 그 내경이 회동캠(60)의 통공(62) 외경과 연접되고, 그 외경과 고정캠(60)의 외주 사이는 일정간격 이격되어서 상기 회동캠(60)의 캠면(61)과 동일면(부)이 형성되어 있다.

상기 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들 및 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들은 서로 포개어지도록 대향된 상태를 이루는 바, 상기 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들과 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들은 상호 맞물림이 이루어지게 된다.

그러나, 상기 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들과 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 일치되게 맞물린 상태에서는 다소 유격이 발생할 수 있다.

즉, 노트북의 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접혀 그 개방각도가 0도를 이루는 상태를 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들과 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 완전히 일치되게 맞물린 상태로 하면, 상기 노트북을 거꾸로 들었을 때, 상기 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들과 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 상호 맞물린 상태에서 유격이 발생할 수 있으며, 이에 따라 상기 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접힌 상태에서 다소 유동성을 가지게 된다.

이에, 상기와 같은 유격이 발생하지 않도록, 노트북의 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접힌 상태 즉, 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)의 벌어진 각도가 0도일 경우, 도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 회동캠(60)의 제 1캠(64a) 중심이 X축을 기준으로 대략 -12.5도인 상태로 약간 어긋나게 맞물려 있도록 하였다.

즉, 상기 고정캠(50)의 제 1캠홈(56a) 일측 끝단, 다시 말해서 상기 제 1캠홈(56a)에서 돌출경사면(57)의 단턱(57a)이 X축에 놓인 상태를 기준으로 하고, 상기 회동캠(60)의 제 1캠(64a) 중심이 상기 X축을 기준으로 -12.5도인 상태로 어긋나게 맞물리게 된다.

따라서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 회동캠(60)의 제 1캠(64a)이 고정캠(50)의 제 1캠홈(56a) 경사면(58)에 어긋나게 맞물리고, 이에 대응하여 상기 회동캠(60)의 제 2캠(64b) 또한 고정캠(50)의 제 2캠홈(56b) 경사면(58)에 어긋나게 맞물림으로써, 상호 마찰에 의한 계속적인 토크가 작용하여 이 토크보다 큰 외력이 작용하지 않는 한 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 유동성을 갖지 않음은 물론 상호 벌어지지 않게 되는 바, 일종의 잠금기능을 가지게 된다.

이러한 상태에서, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)을 상기 토크보다 큰 힘으로 들어올려 각도회동시키면 상기 디스플레이 유닛(4)의 회동에 따라 베이스 바(12)가 연동하여 회동되고, 따라서 샤프트(20)가 회전하게 되며, 이에 회동캠(60)이 회전하게 된다. 물론, 이 경우 상기 고정캠(50)은 베이스 유닛(2)의 프레임에 고정결합된 시스템 샤프트(30)의 제 1브래킷(32)과 고정결합되어 있는 바, 고정된 상태를 유지하게 된다.

따라서, 상기 회동캠(60)이 고정캠(50)에 대하여 회전하게 되는데, 이때 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 회동캠(60)의 캠(64a,64b) 중심이 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b) 일측 경사면(58) 끝단을 지나 상기 돌출경사면(57)의 만곡점 을 타고 넘어가게 되는 시점에서 클릭 현상이 발생하게 된다.

즉, 상기 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들 일측의 경사면(58)을 벗어나는 시점, 다시 말해서 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 고정캠(50)의 돌출경사면(57) 만곡점을 넘으면서 상기 제 1캠(64a)의 중심이 X축을 지나는 시점에서 결국 복수의 판스프링(70)을 압축시키게 됨과 동시에 클릭현상이 발생하게 됨으로써, 비로소 디스플레이 유닛(4)이 열리게 되는 것이다.

이와 같이 디스플레이 유닛(4)의 오픈시 발생하는 클릭 현상은 상기 디스플레이 유닛(4)이 베이스 유닛(2)에 대하여 대략 10도(b)정도 벌어졌을 때이다.

그리고, 상기 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 고정캠(50)의 돌출경사면(57)을 따라 회전하는 상태가 디스플레이 유닛(4)이 베이스 유닛(2)을 중심으로 각도회동되는 상태로서, 상기한 바와 같이 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 고정캠(50)의 돌출경사면(57)을 압착하면서 회전됨으로써, 상기 복수의 판스프링(70)이 압축된 상태가 되며, 이때 설정된 토크에 의해 상기 디스플레이 유닛(4)이 베이스 유닛(2)에 대하여 자유회동은 이루어지지 않고 위치를 선택한 지점에서 고정된 상태를 이루게 된다.

그리고, 상기 디스플레이 유닛(4)이 베이스 유닛(2)에 대하여 더 회동하여 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 처음 맞물렸던 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)과 대향되는 다른 캠홈들과 교차되어 맞닿게 되더라도 다시 클릭 현상은 발생하지 않게 된다.

즉, 상기 고정캠(50)의 제 1캠홈(56a)은 그 내경과 통공(52)의 외경 사이에 일정간격만큼 캠면(51)과 동일면(A)이 형성되고, 상기 제 2캠홈(56b)는 그 외경과 고정캠(50)의 외주 사이에 일정간격만큼 캠면(51)과 동일면(B)가 형성되어 있으며, 상기 회동캠(60)의 제 1, 제 2캠(64a,64b)들은 상기 제 1, 제 2캠홈(64a,64b)와 대응하게 회동캠(60)의 캠면(61)과 동일면(C, D)가 형성되어 있다고 하였다.

따라서, 상기 고정캠의 캠홈(56a,56b)들에 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 완전히 맞물릴 경우, 상기 고정캠의 (A)부는 회동캠의 (C)부와, 또한 상기 고정캠의 (B)부는 회동캠의 (D)부와 서로 대응하여 면접촉을 이루게 된다.

이에, 상기 디스플레이 유닛(2)이 베이스 유닛(4)에 대하여 90도 이상 회동하여 상기 회동캠(60)이 회전함에 따라 이 회동캠(60)의 제 1캠(64a)이 고정캠(50)의 제 2캠홈(56b)에 맞닿게 될 경우, 상기 회동캠(60)의 제 1캠(64a)이 고정캠(50)의 제 2캠홈(56b)에 인입되지 않고 상기 제 2캠홈(56b)과 회동캠(60)의 외주 사이에 캠면(51)과 동일면인 (B)부와 면접촉을 이룸으로써, 고정캠(50)의 돌출경사면(57) 및 캠면(51)을 면접촉하면서 지날 때와 마찬가지로 판 스프링(70)을 그대로 압축한 상태로 회전되는 바, 클릭현상이 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 제 2캠(64b) 또한 고정캠(50)의 제 1캠홈(56a)과 통공(52)의 외주 사이에 캠면(51)과 동일면인 (A)부와 면접촉을 이룸으로써, 역시 고정캠(50)의 돌출경사면(57) 및 캠면(51)을 면접촉하면서 지날 때와 마찬가지로 판 스프링(70)을 그대로 압축한 상태로 회전되는 바, 클릭현상이 발생하지 않게 된다.

그리고, 상기 디스플레이 유닛(2)이 베이스 유닛(4)에 대하여 대략 170도 회동하게 되면, 상기 회동캠(60)의 제 1캠(64a) 중심은 고정캠(50)의 (B)부 면과 돌 출경사면(57)의 경계를 이루는 단턱(57a)에 걸림된다.

따라서, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 대략 170도 정도 벌어진 상태에서는 상기 회동캠(60)의 제 1캠(64a) 중심이 고정캠(50)의 돌출경사면(57)의 단턱(57a)에 걸려진 상태인 바, 스토퍼 기능이 이루어짐으로써, 강제적인 힘이 아니고서는 상기 디스플레이 유닛(4)이 더 이상 뒤로 젖혀지지 않게 된다.

그리고, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)을 상기한 바의 반대로 회동시키게 되면, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 대략 10도로 벌어진 시점에서 클릭 현상이 발생하여 닫히는 상태가 된다.

물론, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접이되어 0도를 이루게 되면, 상기 회동캠(60)의 캠(64a,64b)들이 고정캠(50)의 캠홈(56a,56b)들 일측 경사면(58)에 마찰력에 의해 걸림되고, 이때 발생하는 토크에 의해 일정한 외력이상이 작용하지 않는 한 그 걸림이 해제되지 않는 잠금상태를 이루게 되는 것이다.

따라서, 별도의 래치장치가 없이도 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접이된 상태에서 잠금된 상태를 이루는 것이다.

참고로, 상기 고정캠(50)과 회동캠(60)은 잦은 마찰에 의해 마모가 발생될 염려가 큰 바, 공지된 MIM기술(플라스틱 사출공정에 소결공정을 혼합한 것으로서 높은 표면조도 및 치수정밀도를 얻을 수 있으며, 형상이 복잡한 제품의 대량생산에 적합한 것으로, 현재 컴퓨터 및 전자부품에 많이 사용되고 있다.)로 작업한 캠(스테인리스 강)을 사용함으로써, 내마모성 향상을 증대시킨 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 노트북 컴퓨터의 힌지장치에 의하면, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접힌 상태에서도 캠의 맞물림 작용에 의해 상호 벌어짐이 예방되는 바, 별도의 래치장치가 불필요하여 보다 심플한 디자인의 노트북을 제공할 수 있음은 물론 제조비용을 절감할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛을 열 때, 일정각도에서 열림의 클릭 현상이 발생됨으로써, 사용감각이 향상되는 효과도 있다.

Claims

메인보드, CPU, 각종 칩셋, 하드디스크 등의 기억장치와, 키보드와 터치패드 등의 데이터 입력수단과, 전원을 공급하는 배터리 및 온라인 기능을 위한 랜카드 등을 포함하여 구성된 베이스 유닛(2);

상기한 베이스 유닛의 조작 및 작동에 의해 각종 화면이 디스플레이 되는 액정표지장치를 포함하는 디스플레이 유닛(4);으로 이루어지며, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛의 일단이 힌지로 결합되어 접히거나 벌어지는 구조로 이루어진 노트북 컴퓨터에 있어서,

상기 디스플레이 유닛(4)의 프레임 양 측면에 각각 세로로 고정되어 상기 디스플레이 유닛(4)의 각도회동에 따라 연동되는 베이스 바(12)와,

상기 베이스 바(12)의 일측단에 고정된 샤프트(20)와,

상기 샤프트(20)가 회전가능하도록 베이스 유닛(2)의 일측에 고정되어 상기 디스플레이 유닛(4)의 회동시 고정됨을 유지하는 시스템 브래킷(30)과,

상기 샤프트(20)에 순차적으로 결합되는 힌지 구조물;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 1항에 있어서,

상기 샤프트(20)의 중간에는 둘레에 걸쳐 걸림판(22)이 형성되고, 이 걸림판(22)의 한쪽으로 원통형부(24), 각형부(26), 나사부(28)가 각각 일정길이만큼 순차 적으로 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 1항에 있어서,

상기 샤프트 브래킷(30)은, 상기 샤프트(20)의 원통형부(24)를 수용하는 통공(34)이 형성된 제 1브래킷(32)과, 상기 제 1브래킷(32)의 하단에서 구부러진 제 2브래킷(38)과, 상기 제 2브래킷(38)의 하부로 연장되어 상기 베이스 유닛(2)의 프레임과 고정되는 펨 너트(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 1항에 있어서,

상기 힌지 구조물은, 상기 시스템 브래킷(30)이 상대적으로 회동가능하도록 상기 샤프트(20)에 순차적으로 끼워지는 고정캠(50), 회동캠(60), 복수의 판스프링(70), 가이드 와셔(80) 및 너트(90)로 구성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 2항, 제 3항 또는 제 4항 중 어느 한항에 있어서,

상기 샤프트(20)의 원통형부(24)에 삽설되도록 상기 시스템 브래킷(30)의 제 1브래킷(32)과, 고정캠(50)에는 그 중앙에 각각 원형의 통공(34,52)이 형성되고, 상기 회동캠(60)과 복수의 판스프링(70) 및 가이드 와셔(80)는 상기 샤프트(20)의 각형부(26)에 삽설되도록 그 중앙에 각각 각형공(62,72,82)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 시스템 브래킷(30)의 제 1브래킷(32)에는, 그 통공(34) 주위에 양측으로 고정홈(36)이 형성되고, 상기 고정캠(50)에는 그 통공(52) 주위에 상기 고정홈(36)에 대응하여 고정돌기(54)가 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항에 있어서,

상기 고정캠(50)의 캠면(51)에는 통공(52)을 중심으로 비대칭 대향되게 제 1캠홈(56a) 및 제 2캠홈(56b)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항 또는 제 7항에 있어서,

상기 고정캠(50)의 제 1, 제 2캠홈(56a,56b)은 캠면(51)과의 사이에 양측으로 각각 함몰경사진 경사면(58)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항 또는 제 7항에 있어서,

상기 고정캠(50)에서 제 1캠홈(56a)의 한쪽으로는 돌출경사면(57)이 형성되 고, 상기 제 1캠홈(56a)과 고정캠(50)의 통공(52) 외경 사이에는 캠면(51)과 동일면(A)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 9항에 있어서,

상기 돌출경사면(57)과 상기 동일면(A) 사이에는 일정높이의 단턱(57a)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항 또는 제 7항에 있어서,

상기 고정캠(50)에서 제 2캠홈(56b)의 한쪽으로는 돌출경사면(57)이 형성되고, 상기 제 2캠홈(56b)과 고정캠(50)의 외주 사이에는 캠면(51)과 동일면(B)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 11항에 있어서,

상기 돌출경사면(57)과 상기 동일면(B) 사이에는 일정높이의 단턱(57a)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항에 있어서,

상기 회동캠(60)의 캠면(61)에는 각형공(62)을 중심으로 비대칭 대향되게 제 1캠(64a) 및 제 2캠(64b)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항 또는 제 13항에 있어서,

상기 회동캠(60)의 제 1, 제 2캠(64a,64b)과 캠면(61) 사이에는 양측에 각각 돌출경사진 경사면(66)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항 또는 제 13항에 있어서,

상기 회동캠(60)의 제 1캠(64a)과 각형공(62)의 외경 사이에는 일정간격만큼 캠면(61)과 동일면(C)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 4항 또는 제 13항에 있어서,

상기 회동캠(60)의 제 2캠(64b)과 회동캠(60)의 외주 사이에는 일정간격만큼 캠면(61)과 동일면(D)이 형성된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한항에 있어서,

상기 너트(90)는 상기 샤프트(20)의 나사부(28)에 설정된 토크에 맞게 조여지고, 상기 나사부(28)의 끝단이 소성변형되게 리벳팅 처리된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 1항, 제 4항, 제 7항 또는 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 접이되어 개방각도가 0도일 경우, 상기 회동캠(60)의 제 1, 제 2캠(64a,64b)이 고정캠(50)의 제 1, 제 2 캠홈(56a,56b)들의 각 일측 경사면(58)에 밀착지지된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 18항에 있어서,

상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 접이되어 그 개방각도가 0도일 경우는, 상기 회동캠(60)의 제 1캠(64a)이 X축을 기점으로 대략 -12.5도 각도로 엇갈리게 맞물린 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 1항, 제 4항, 제 7항 또는 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 회동되어 상기 회동캠(60)의 제 1, 제 2캠(64a,64b)이 고정캠(50)의 제 1, 제 2캠홈(56a,56b)들의 각 일측 경사면(58)을 지나 돌출경사면(57)의 만곡점을 지나는 시점에서 클릭 현상이 발생하는 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 20항에 있어서,

상기 클릭 현상이 발생하는 각도는 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 대략 10도(b) 각도로 벌어진 상태인 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.
제 1항, 제 4항, 제 7항 또는 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 대략 170도 각도로 회동된 시점에서 더 이상 회동이 이루어지지 않는 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터의 힌지장치.