KR100615980B1

KR100615980B1 - 오토 폴더 기능을 가지는 케이스 모듈 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR100615980B1
Application number: KR1020050107872A
Authority: KR
Inventors: 박경신; 이칠성; 최동원; 김재경; 우상민
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2006-08-28
Also published as: CN1961776A; EP1785364A3; TW200719671A; JP2007130441A; EP1785364A2; US20070108093A1

Abstract

덮개의 회전을 가능하도록 하는 모터를 포함하고, 정회전 스위치의 턴온(turn on)시 상기 덮개를 열고, 역회전 스위치의 턴온시 상기 덮개를 덮는 케이스; 상기 정회전 스위치 또는 상기 역회전 스위치의 턴온 여부에 따라 각각 정회전 신호 또는 역회전 신호를 생성하는 버퍼(buffer); 및 상기 버퍼에서의 신호를 입력으로 하여 상기 모터를 회전시키는 구동부를 포함하는 케이스 모듈 및 케이스 덮개 회전 제어 방법에 관한 것이다. 수동으로 덮개를 여닫는 불편함을 없애도록 구동 회로를 이용하여 직류 모터의 정회전 및 역회전을 제어하고 덮개가 직류 모터의 회전에 따라 여닫는 기능을 수행하도록 한다.

케이스, 모터, 자동, 스위치, 회전

Description

오토 폴더 기능을 가지는 케이스 모듈 및 그 제어 방법{Case module having auto-folder function and control method thereof}

도 1은 종래 기술에 따른 화장 용구의 자동 인출 기능을 가지는 화장품 케이스의 분리 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이스를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 케이스의 덮개가 열린 상태 및 닫힌 상태에서의 사시도.

도 4는 상부 함체를 제외한 케이스의 분해 사시도.

도 5는 도 4의 일부분의 확대도.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이스 덮개 회전 제어 회로의 회로도.

도 7은 모터 내부의 센서 회로가 덮개의 완전 열림을 감지하는 방법을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 H-브릿지 회로를 이용한 케이스 덮개 회전 제어 회로이다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이스 덮개 회전 을 제어하는 방법의 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200, 300 : 모터

210, 310 : 덮개

220 : 함체

320a : 상부 함체

320b : 하부 함체

230, 331 : 정회전 스위치

240, 340 : 역회전 스위치

350 : 수납함

본 발명은 케이스 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수납공간을 가지는 케이스의 덮개의 여닫힘을 자동으로 제어하는 오토 폴더(auto-folder) 기능을 위한 케이스 모듈에 관한 것이다.

수납공간을 가지는 휴대형 케이스는 다양한 활용이 가능하다. 그 중에서 가장 대표적인 것이 화장품 케이스이다. 여성들은 화장한 후 외출을 한 상황에서 화 장을 고쳐야 하는 경우를 대비하여 마스카라, 아이섀도우, 립스틱 등의 색조 화장품 케이스 또는 압축 파우더가 담겨진 콤팩트를 휴대한다. 이러한 화장품 케이스의 경우에 사용자가 직접 한 손으로 혹은 두 손으로 케이스의 덮개를 열어야 하는 불편함이 있었다.

도 1은 종래 기술에 따른 화장 용구의 자동 인출 기능을 가지는 화장품 케이스의 분리 사시도이다.

격벽(41)으로 구획되어 형성된 색조화장품을 수납할 수 있는 화장품수납함(40)과 화장용구(35)를 수납할 수 있는 화장용구수납함(30)을 내설하는 수납실(13)이 형성된 함체(10)의 후방주벽으로 덮개(50)를 핀축(51)으로 유착하여 개폐하도록 결합된 구성의 화장품케이스에 관한 것이다. 함체(10)의 수납실(13) 우측주벽(10d)으로 형성시킨 출입구(11)에 대향되는 좌측주벽(10c)으로 보호벽(12)에 의하여 탄발스프링(12a)을 설치한다. 그리고 바닥의 중앙부로부터 전방주벽에 이르도록 전,후진키판(22)을 안치하는 요입홈(13a)를 형성한다. 후방주벽으로 열림탄성구(16)(65)(65a)를 부착 설치하고, 전방주벽의 중앙부 및 그 좌,우로 잠금홀더안착부(14)와 협지편(14a)을 형성하여 키돌기(22a)를 돌설한 전,후진키판(22)과 상부에 걸림돌기(21)와 좌,우로 탄성끼움편(23)을 형성한 잠금홀더(20)를 안착하여 결합시킨다.

사용시에 잠금홀더(20)를 후방으로 눌러줌에 따라 화장용구수납함(30)이 토출됨과 동시에 덮개(50)가 열림되어 상기 화장용구수납함(30)에 안치 수납된 화장용구(35)를 용이하게 꺼내고 수납할 수 있도록 한 것이다.

도 1에 도시된 기술에 의하면, 탄발스프링의 탄력을 이용하여 화장용구수납함(30)이 토출되도록 한다. 하지만, 여전히 화장품 케이스의 덮개(50)는 수동적으로 사용자의 손을 이용하여야 하는 불편함이 있었다.

최근 전세계적으로 자동화된 제품들이 대세를 이루고 있다. 공장의 로봇에 의한 공장 자동화와 같은 대형 제품 뿐만 아니라 일상생활에서 휴대할 수 있는 소형 제품에도 자동화가 시도되고 있다.

현대인 거의 모두가 지니고 있는 휴대폰을 예로 들어 본다. 휴대폰이 플립 형태에서 폴더 형태, 슬라이드 형태 등으로 그 형태가 다양해졌다. 이 중에서 폴더 형태의 경우 오토 폴더(auto-folder)라는 자동화 기능을 가진 휴대폰이 생산되고 있다. 폴더형 휴대폰의 다양한 기능을 사용하기 위해서 폴더를 열어야 할 필요성이 있다. 이때 사용자가 직접 한 손으로 혹은 두 손으로 폴더를 여는 불편을 없애고자 손가락 하나로 미리 지정된 스위치를 누름으로써 폴더가 자동으로 열리고 닫히도록 하는 오토 폴더 기능을 가지는 휴대폰이 시중에 나와 있다.

따라서, 화장품 케이스 같은 수납공간을 가지는 휴대형 케이스에도 휴대폰의 오토 폴더 기능을 도입하여 자동화를 하고자 한다.

따라서, 본 발명은 수동으로 덮개를 여닫는 불편함을 없애도록 구동 회로를 이용하여 직류 모터의 정회전 및 역회전을 제어하고 덮개가 직류 모터의 회전에 따라 여닫는 기능을 수행하도록 하는 케이스 모듈 및 그 제어 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 간단한 회로를 통해 직류 모터의 회전 방향을 제어하여 덮개의 열리는 동작과 닫히는 동작이 수행되도록 하여 휴대폰에서와 같은 마이컴(Micom)을 필요로 하지 않는 케이스 모듈 및 그 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 덮개의 회전을 가능하도록 하는 모터를 포함하고, 정회전 스위치의 턴온(turn on)시 상기 덮개를 열고, 역회전 스위치의 턴온시 상기 덮개를 덮는 케이스; 상기 정회전 스위치 또는 상기 역회전 스위치의 턴온 여부에 따라 각각 정회전 신호 또는 역회전 신호를 생성하는 버퍼(buffer); 및 상기 버퍼에서의 신호를 입력으로 하여 상기 모터를 회전시키는 구동부를 포함하는 케이스 모듈이 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 케이스는, 상기 덮개에 의해 외부로부터 차단되는 수납공간을 가지는 함체; 및 상기 덮개가 회전가능하도록 상기 함체에 연결시키는 힌지를 더 포함하되, 상기 모터는 상기 힌지 내부에 위치하여 상기 덮개가 회전하도록 한다.

여기서, 상기 역회전 스위치는 상기 덮개의 열림에 의해 턴온되고, 상기 덮개가 상기 함체를 덮음에 의해 턴오프(turn off)될 수 있다. 그리고 상기 버퍼는 상기 정회전 스위치 및 상기 역회전 스위치가 모두 턴온됨에 따라 상기 정회전 신 호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 덮개가 소정 각도까지 열린 상태를 감지하여 열림 신호를 생성하는 덮개 열림 상태 감지부를 더 포함하되, 상기 버퍼는 상기 열림 신호에 의해 상기 모터의 회전을 정지시키는 정지 신호를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 덮개 열림 상태 감지부는, 열림 전압을 제공하는 전압원; 상기 열림 전압이 소정 위치에 인가됨에 따라 상기 열림 신호를 생성하는 센서 회로; 및 상기 모터의 회전에 따라 회전하여 상기 소정 각도에서 상기 전압원과 상기 센서 회로의 소정 위치를 연결시키는 도전성 암(arm)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 버퍼에서의 정회전 신호에 의해 상기 모터를 정회전시키는 제1 구동부와, 그리고 상기 버퍼에서의 역회전 신호에 의해 상기 모터를 역회전시키는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

또는 상기 구동부는 H-브릿지(H-bridge) 회로로 구현되어 상기 정회전 신호 또는 상기 역회전 신호에 따라 각각 상기 모터를 정회전 또는 역회전 시킬 수 있다.

또한, 상기 덮개 및 상기 함체 중 어느 하나에 부착되어 소정의 자기장을 형성하는 마그네트; 및 상기 덮개 및 상기 함체 중 다른 하나의 상기 마그네트의 위치와 상응하는 위치에 부착되고 상기 자기장을 감지하는 홀 센서를 더 포함하되, 상기 홀 센서는 상기 마그네트가 가까워짐에 따라 상기 모터의 역회전을 정지시키는 신호를 생성하여 상기 버퍼에 전달할 수 있다.

또한, 상기 함체에 수용되고 소형 수납공간을 가지고 있는 하단 수납함; 및 상기 하단 수납함을 기구적으로 개방시키는 메인 스위치를 더 포함하되, 상기 하단 수납함은 상기 함체에 수용되면 상기 정회전 스위치를 턴오프시키고 상기 함체로부터 개방되면 상기 정회전 스위치를 턴온시킬 수 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 덮개에 의해 외부로부터 차단되는 수납공간을 가지는 함체와, 상기 덮개의 회전을 가능하도록 하는 모터를 포함하고, 정회전 스위치의 턴온시 상기 덮개를 열고, 역회전 스위치의 턴온시 상기 덮개를 덮는 케이스와, 상기 정회전 스위치 또는 상기 역회전 스위치의 턴온 여부에 따라 각각 정회전 신호 또는 역회전 신호를 생성하는 버퍼와, 상기 버퍼에서의 신호를 입력으로 하여 상기 모터를 회전시키는 구동부를 포함하는 케이스 모듈의 덮개 회전을 제어하는 방법에 있어서, (a) 상기 정회전 스위치의 턴온에 따라 정회전 신호를 생성하는 단계; (b) 상기 정회전 신호에 따라 상기 모터를 정회전시키는 단계; (c) 상기 모터의 정회전에 따라 상기 덮개가 열리는 단계; (d) 상기 덮개가 소정 각도까지 열렸음을 감지하는 단계; 및 (e) 상기 모터의 정회전을 정지시키는 정지 신호를 생성하는 단계를 포함하는 케이스 덮개 회전 제어 방법이 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 케이스 모듈은 상기 덮개가 상기 소정 각도까지 열린 상태를 감지하여 열림 신호를 생성하는 덮개 열림 상태 감지부를 더 포함하되, 상기 단계 (d)는 상기 열림 신호에 의해 상기 모터의 회전을 정지시키는 정지 신호를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 덮개 열림 상태 감지부는, 열림 전압을 제공하는 전압원; 상기 열림 전압이 소정 위치에 인가됨에 따라 상기 열림 신호를 생성하는 센서 회로; 및 상기 모터의 회전에 따라 회전하여 소정 각도에서 상기 전압원과 상기 센서 회로의 소정 위치를 연결시키는 도전성 암을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 단계 (c)는 상기 덮개가 열림에 따라 상기 역회전 스위치가 턴온될 수 있다.

여기서, (f) 상기 정회전 스위치가 턴오프됨에 따라 상기 모터를 역회전시키는 역회전 신호를 생성하는 단계; (g) 상기 역회전 신호에 따라 상기 모터를 역회전시키는 단계; (h) 상기 모터의 역회전에 따라 상기 덮개가 상기 함체를 덮는 단계; 및 (i) 상기 모터의 역회전을 정지시키는 상기 정지 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 케이스 모듈은, 상기 덮개 및 상기 함체 중 어느 하나에 부착되어 소정의 자기장을 형성하는 마그네트; 및 상기 덮개 및 상기 함체 중 다른 하나에 상기 마그네트의 위치와 상응하는 위치에 부착되고 상기 자기장을 감지하는 홀 센서를 더 포함하되, 상기 단계 (f)는 상기 홀 센서가 상기 마그네트가 가까워짐에 따라 상기 정지 신호를 생성할 수 있다.

또는 상기 케이스 모듈은, 상기 함체에 수용되고 소형 수납공간을 가지고 있는 하단 수납함; 및 상기 하단 수납함을 기구적으로 개방시키는 메인 스위치를 더 포함하되, 상기 하단 수납함은 상기 함체에 수용되면 상기 정회전 스위치를 턴오프시키고 상기 함체로부터 개방되면 상기 정회전 스위치를 턴온시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 케이스 모듈 및 그 제어 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 동일 또는 유사한 개체를 순차적으로 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

본 발명에 따른 케이스 모듈은 케이스와 케이스 덮개 회전 제어 회로를 포함한다. 이하에서는 도 2 내지 도 5를 통해 케이스에 대해서 상세히 설명하고, 도 6 내지 도 8을 통해 케이스 덮개 회전 제어 회로 및 그 동작에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이스를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 케이스는 덮개(210), 함체(220), 정회전 스위치(230), 역회전 스위치(240), 힌지(211a, 211b) 및 모터(200)를 포함한다.

함체(220)는 내부에 수납공간(221)을 포함하고 있으며, 수납공간(221)은 덮개(210)에 의해 외부로부터 차단된다.

정회전 스위치(230)는 함체(220)의 외부에 위치하고, 정회전 스위치(230)가 턴온(turn on)되면 모터(200)를 정회전시키는 정회전 신호를 생성하여 모터(200)와의 연결 단자(201)를 통해 전달한다. 정회전 스위치(230)가 턴오프(turn off)되면 정회전 신호의 생성을 멈추게 된다.

역회전 스위치(240)는 덮개(210)가 함체(220)를 덮는 경우에 덮개(210)와 함체(220)가 접촉하는 함체(220) 상의 부분에 위치한다. 역회전 스위치(240)의 위치에 상응하는 덮개(210) 표면의 위치에 역회전 스위치(240)를 턴오프시키는 푸시단(241)이 위치한다. 역회전 스위치(240)는 덮개(210)가 열리는 동작을 통해 함체(220)와 접촉하지 않게 되면, 푸시단(241)이 역회전 스위치(240)와 접촉하지 않게 됨에 따라 역회전 스위치(240)를 턴온시킨다. 그리고 모터(200)를 역회전시키는 역회전 신호를 생성하여 모터(200)와의 연결 단자(201)를 통해 전달한다.

여기서, 푸시단(241)은 기계적으로 상기 역회전 스위치(240)를 누름으로써 역회전 스위치(240)를 턴오프시킬 수 있다. 또는 역회전 스위치(240)에 홀 센서(hall sensor)가 부착되고 푸시단(241)에 마그네트(magnet)가 부착될 수 있다. 마그네트는 소정의 자기장을 형성하고, 홀 센서는 자기장을 감지한다. 즉, 마그네트와 홀 센서와의 거리가 일정 거리 이하가 되어 자기장의 세기가 커지면 홀 센서의 출력은 하이(high)가 되고, 마그네트와 홀 센서와의 거리가 일정 거리 이상가 되어 자기장의 세기가 작아지면 홀 센서의 출력은 로우(low)가 된다. 이를 이용하여 홀 센서의 출력이 하이가 되면 역회전 스위치(240)를 턴오프시키도록 하여 모터의 역회전을 정지시킬 수 있다.

본 발명에서 정회전 스위치(230)가 턴온되어 덮개(210)가 열리는 동안에 역회전 스위치(240)도 턴온되지만, 정회전 신호 만이 생성되고 역회전 신호는 생성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

덮개(210)와 함체(220)는 힌지(211a, 211b)를 통해서 연결되어 있다. 힌지(211a, 211b)는 덮개(210)가 힌지(211a, 211b)를 회전축으로 하여 회전가능하도록 한다.

힌지(211a, 211b) 내부에는 모터(200)가 위치하고 있다. 모터(200)는 인가되는 구동신호에 따라 정회전, 역회전 또는 정지가 가능한 직류 모터이다. 기어(gear)가 더 포함되어 모터(200)의 회전을 소정의 감속비로 감속하여 덮개(210)가 360도(°) 내에서만 A 방향으로 회전하도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 케이스의 덮개가 열린 상태 및 닫힌 상태에서의 사시도이고, 도 4는 상부 함체를 제외한 케이스의 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 일부분의 확대도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 케이스는 색조화장품 또는 압축파우더 등의 화장품을 수납하는 제1 수납공간(322) 및 이러한 화장품을 사용하기 위한 화장용구를 수납하는 제2 수납공간(352)를 가지는 수납함(350)을 가지는 화장품 케이스를 일예로 한다. 화장품 케이스 이외에도 2개의 수납공간을 필요로 하는 케이스에 본 발명이 적용가능함은 물론이다.

케이스는 덮개(310), 상부 함체(320a), 하부 함체(320b), 수납함(350), 메인 스위치(330), 힌지(311a, 311b) 및 역회전 스위치(340)를 포함한다.

상부 함체(320a)는 제1 수납공간(322)를 포함하고 있으며, 덮개(310)와 직접 접촉한다. 상부 함체(320a)와 덮개(310)가 접촉하는 표면에 각각 역회전 스위치 (340) 및 푸시단(341)이 형성될 수 있다.

하부 함체(320b)는 상부 함체(320a)를 지지하고, 상부 함체(320a)와의 사이에 제2 수납공간(352)를 가지는 수납함(350)을 수용한다. 수납함(350)이 슬라이딩(sliding) 방식으로 C 방향(도 3에 도시)으로 인출될 수 있도록 하기 위한 가이드 레일(356)이 하부 함체(320b)의 바닥면에 형성되어 있다.

수납함(350)은 제2 수납공간(352)을 가지고 있으며, 상부 함체(320a)와 하부 함체(320b)가 결합될 때 옆면 중 개방된 일면에 형성된 홈을 통해서 C 방향으로 인출이 가능하다. 갑작스런 인출로부터 제2 수납공간(352) 내에 수납된 물품 등을 보호하기 위해 슬라이딩 방식으로 인출된다. 이를 위해 수납함(350)은 하부 함체(320b)의 바닥면에 형성된 가이드 레일(356)과 맞물리는 이송 롤러(354)를 가지고 있다(도 4 참조).

수납함(350)은 고정 돌기(332)가 걸리는 고정 홈(미도시)을 가지고 있어 평상시에는 밖으로 인출되지 않도록 고정되어 있다. 하지만, 고정 돌기(332)와 일체화되어 있는 메인 스위치(330)가 하부 함체(320b)의 내부 방향으로 눌리게 되면, 고정 돌기(332)가 수납함(350)의 고정 홈으로부터 벗어나게 되고, 이로 인해 수납함(350)은 고정 상태에서 벗어나 밖으로 인출되게 된다. 상술한 인출은 중력에 의하거나 스프링 등의 탄성력을 이용할 수도 있다.

수납함(350)이 고정 돌기(332)에 의해 밖으로 인출되지 않고 고정된 상태에서는 정회전 스위치(331)를 누르고 있게 된다. 누름 동작에 의해 정회전 스위치(331)를 턴오프시키게 되고, 정회전 신호를 생성하지 않는다. 하지만, 메인 스위치 (330)의 눌림에 의해 수납함(350)이 밖으로 인출되게 되면, 수납함(350)에 의해 눌려져 있던 정회전 스위치(331)는 누르는 힘이 사라지게 되고, 턴온되게 된다. 따라서, 정회전 신호를 생성하게 되고, 수납함(350)의 인출과 함께 힌지(311a, 311b) 내부에 위치한 모터(300)를 정회전시키게 된다.

메인 스위치(330)는 하부 함체(320b)에 형성된 고정 블록(334)와의 사이에 스프링(333)이 연결되어 있어, 외부로부터의 눌림 힘이 사라지면 다시 제자리로 돌아가게 된다. 이로 인해 메인 스위치(330)와 일체로 형성되어 있는 고정 돌기(332)도 원래 위치로 돌아가게 되고, 추후 수납함(350)이 인입될 때 수납함(350)의 고정 홈에 고정 돌기(332)가 맞물려 수납함(350)을 고정시키게 된다.

정회전 스위치(331)는 하부 함체(320b)의 내부에 위치하고, 수납함(350)에 의해 눌려지는 경우 턴오프된다. 그리고 수납함(350)이 인출되는 경우에 눌림힘이 제거되고 정회전 스위치(331)는 턴온된다. 정회전 스위치(331)가 턴온되면 모터(300)를 정회전시키는 정회전 신호를 생성하여 모터(300)와의 연결 단자를 통해 전달한다. 정회전 스위치(331)가 턴오프되면 정회전 신호의 생성을 멈추게 된다.

역회전 스위치(340)는 덮개(310)가 상부 함체(320a)를 덮는 경우에 덮개(310)와 상부 함체(320a)가 접촉하는 상부 함체(320a) 상의 부분에 위치한다. 역회전 스위치(340)의 위치에 상응하는 덮개(310) 표면의 위치에 역회전 스위치(340)를 턴오프시키는 푸시단(341)이 위치한다. 역회전 스위치(340)는 덮개(310)가 열리는 동작을 통해 상부 함체(320a)와 접촉하지 않게 되면, 푸시단(341)이 역회전 스위치(340)와 접촉하지 않게 됨에 따라 역회전 스위치(340)를 턴온시킨다. 그리고 모터 (300)를 역회전시키는 역회전 신호를 생성하여 모터(300)와의 연결 단자를 통해 전달한다.

여기서, 푸시단(341)은 기계적으로 상기 역회전 스위치(340)를 누름으로써 역회전 스위치(340)를 턴오프시킬 수 있다. 또는 역회전 스위치(340)에 홀 센서가 부착되고 푸시단(341)에 마그네트가 부착될 수 있다. 마그네트는 소정의 자기장을 형성하고, 홀 센서는 자기장을 감지한다. 즉, 마그네트와 홀 센서와의 거리가 일정 거리 이하가 되어 자기장의 세기가 커지면 홀 센서의 출력은 하이(high)가 되고, 마그네트와 홀 센서와의 거리가 일정 거리 이상가 되어 자기장의 세기가 작아지면 홀 센서의 출력은 로우(low)가 된다. 이를 이용하여 홀 센서의 출력이 하이가 되면 역회전 스위치(340)를 턴오프시키도록 하여 모터(300)의 역회전을 정지시킬 수 있다.

본 발명에서 정회전 스위치(331)가 턴온되어 덮개(310)가 열리는 동안에 역회전 스위치(340)도 턴온되지만, 정회전 신호 만이 생성되고 역회전 신호는 생성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

덮개(310)와 상부 함체(320a) 또는 상부 함체(320a)와 하부 함체(320b)의 결합체는 힌지(311a, 311b)에 의해 덮개(310)가 B 방향으로(도 3의 (a) 도시) 회전가능하도록 결합된다.

힌지(311a, 311b) 내부에는 모터(300)가 위치하고 있다. 모터(300)는 인가되는 구동신호에 따라 정회전, 역회전 또는 정지가 가능한 직류 모터이다. 기어가 더 포함되어 모터(300)의 회전을 소정의 감속비로 감속하여 덮개(310)가 360도(°) 내에서만 B 방향으로 회전하도록 할 수 있다.

이하에서는 정회전 스위치(230, 331), 역회전 스위치(240, 340)에 의해 모터(200, 300)를 구동시키는 케이스 덮개 회전 제어 회로에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이스 덮개 회전 제어 회로의 회로도이고, 도 7은 모터 내부의 센서 회로가 덮개의 완전 열림을 감지하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 모터(300), 모터(300) 내부의 센서 회로(Sensor PCB; 610), 열림 신호 생성부(620), 정회전 스위치(230, 331), 역회전 스위치(240, 340), 구동부(650a, 650b) 및 버퍼(660)를 포함한다.

버퍼(660)는 정회전 스위치(230, 331)의 턴온 여부 및 역회전 스위치(240, 340)의 턴온 여부에 따라 정회전 신호 또는 역회전 신호를 생성한다.

구동부(650a, 650b)는 버퍼(660)에 연결되어, 정회전 신호 또는 역회전 신호를 입력받고, 그에 따라 모터(300)를 정회전 또는 역회전시킨다.

케이스 덮개 제어 회로의 동작 원리는 다음과 같다.

정회전 스위치(230, 331) 및 역회전 스위치(240, 340)의 동작 방식은 표 1에 나타나 있고, 버퍼(660)의 동작 방식은 표 2에 나타나 있으며, 모터(300)의 내부에 있는 센서 회로(610)에서의 신호를 나타낸다.

여기서, 오픈(OPEN)은 턴온(turn on)을, 단락(SHORT)은 턴오프(turn off)를 의미한다.

여기서, H는 하이(High), L은 로우(Low), X는 관계없음(Irrelevant)이며, 버퍼(660)는 컨트롤(Control) 신호가 L인 경우에 입력(Input)에 대한 출력(Output)이 나오게 된다.

여기서, 모터(300)는 버퍼(660)의 YO와 Y1(정방향 동작이라고 한다)에서 나오는 입력신호(즉, 정회전 신호) 또는 Y2와 Y3(역방향 동작이라고 한다)에서 나오는 입력신호(즉, 역회전 신호)를 통해 동작하게 된다. 정방향과 역방향은 버퍼(660)의 신호 조작을 통해서 동시에 동작할 수는 없으나, 동시에 동작하지 않을 수는 있다.

이하에서는 도 3에 도시된 이중 수납 구조의 케이스를 위주로 동작 원리에 대해서 설명한다.

우선, 덮개(310)가 닫혀 있는 경우에, 수납함(350)이 상부 함체(320a)와 하부 함체(320b) 사이에 인입되어 있는 상태를 의미한다. 이때 기구적으로 수납함(350)이 정회전 스위치(331)를 누르게 되어 정회전 스위치(331)는 오픈(OPEN) 상태가 된다. 정회전 스위치(331)이 오픈 상태이므로 버퍼(660)의 C0 단에는 H 신호가 입력되어 버퍼(660)가 동작하지 않게 된다. 그에 따라 버퍼(660)는 정회전 신호를 생성하지 않고, 모터(300)는 정회전하지 않게 된다. 또한, 덮개(310)가 닫혀져 있어 푸시단(341)이 역회전 스위치(340)을 눌러 주고 있으므로, 역회전 스위치(340)가 오픈 상태가 되며, 이에 따라 역회전 신호도 생성하지 않고, 모터(300)는 역회전하지도 않게 된다. 따라서, 덮개(310)가 닫혀 있는 경우 모터(300)는 아무런 동작을 하지 않는 정지 상태이다.

덮개(310)가 열릴 때에는 다음과 같다.

덮개(310)를 열고자 하면 메인 스위치(330)을 눌러야 한다. 메인 스위치(330)를 누르게 되면 기구적으로 고정 돌기(332)에 의해 고정되어 있던 수납함(350)이 가이드 레일(356)을 따라 케이스 밖으로 인출된다. 수납함(350)이 케이스 밖으로 인출되면서, 누르고 있던 정회전 스위치(331)가 열리게 되고 단락(SHORT) 된다. 이에 의해 버퍼(660)의 C0 단과 C1 단에 L 신호가 입력되고, 제1 구동부(650a)에 정회전 신호를 인가하여 모터(300)가 정회전하게 한다. 즉, 정회전 스위치(331)가 단락되면서 모터(300)가 동작하게 되어 덮개(310)가 열리게 된다. 덮개(310)가 열리게 되면 눌려져 있던 역회전 스위치(340)도 더 이상 눌려 있지 않게 되어 단락 상태가 된다. 하지만, 버퍼(660)의 C2 단과 C3 단에는 H 신호가 입력되므로 제2 구동부(650b)로 역회전 신호가 인가되지는 않고, 모터(300)는 역회전하지는 않게 된다.

덮개(310)가 완전히 열렸을 때에는 다음과 같다.

도 7을 참조하면, 모터(300) 내부에는 덮개 열림 상태 감지부가 있어 덮개의 열림 상태를 감지할 수 있다. 덮개 열림 상태 감지부는 소정 위치가 그라운드(ground)에 연결되어 있는 센서 회로(Sensor PCB; 610), 열림 전압(본 예에서는 3V)을 가지는 열림 전압원(720) 및 도전성 암(Conductive arm; 710)을 포함한다. 센서 회로(610)는 소정 위치에 열림 전압이 인가되면 H 신호(열림 신호)를 내보내며, 그 외에는 L 신호를 내보낸다. 도전성 암(710)은 모터(300)의 축에 장착되어 모터(300)의 회전에 따라 소정 방향으로 회전하는 도전성 물질로 형성되어 있다. 바람직하게는 모터(300) 내부의 브러시일 수 있다. 사용자가 원하는 각도만큼 덮개(310)가 열린 경우 도전성 암(710)이 센서 회로(610)의 소정 위치 및 열림 전압원(720)을 연결하여 센서 회로(610)의 소정 위치에 열림 전압을 인가하도록 한다. 센서 회로(610)가 H 신호를 내보내는 경우에 이는 모터(300)의 정지 신호를 의미하며, 모터(300)는 정회전을 멈추고 정지하게 된다.

덮개(310)가 닫힐 때는 다음과 같다.

덮개(310)를 닫기 위해서는 수납함(350)을 케이스 내부로 인입시킨다. 수납함(350)을 케이스 내부로 끝까지 인입시키면 수납함(350)은 정회전 스위치(331)를 누르게 된다. 이로 인해 정회전 스위치(331)은 오픈 상태가 된다. 이때 역회전 스위치(340)는 단락 상태이므로, 버퍼(660)의 C2 단과 C3 단에 L 신호가 입력되면서 역회전 신호가 생성되어 제2 구동부(650b)로 인가된다. 제2 구동부(650b)는 인가된 역회전 신호에 따라 모터(300)를 역회전시키게 된다.

덮개(310)가 완전히 닫혔을 때는 다음과 같다.

덮개(310)가 완전히 닫히면서 덮개(310)의 푸시단(341)이 역회전 스위치(340)를 누르게 되고, 이로 인해 역회전 스위치(340)는 오픈 상태가 된다. 정회전 스위치(331) 및 역회전 스위치(340)가 모두 오픈 상태에 있어 버퍼(660)의 컨트롤 단(C0, C1, C2, C3 단)에는 H 신호가 인가되고, 버퍼(660)는 동작하지 않게 된다. 이로 인해 모터(300)에의 입력 신호가 차단되어 모터(300)는 역회전을 멈추고 동작하지 않게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이 모터를 정회전 또는 역회전시키기 위해 제1 구동부(650a), 제2 구동부(650b)를 따로 두어 정회전 신호 및 역회전 신호를 인가할 수도 있지만, H-브릿지(H-bridge) 회로를 이용할 수도 있다.

도 8을 참조하면, 모터에 연결된 각 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)은 일종의 스위치 역할을 한다. 도 8의 하단의 진리표를 보면 A 및 D에 H 신호가 인가되고 나머지에는 L 신호가 인가되면 TR1과 TR4가 도통되어 모터는 정회전하게 된다. B 및 C에 H 신호가 인가되고 나머지에는 L 신호가 인가되면 TR2와 TR3이 도통되어 모터는 역회전하게 된다. A 및 B, 혹은 C 및 D에 H 신호가 인가되면 모터는 정지하게 된다. 여기서, 각 트랜지스터들은 전계효과트랜지스터(FET)로 구성될 수도 있다.

이상에서는 도 3에 도시된 이중 수납 구조의 케이스를 위주로 케이스 덮개 회전 제어 회로의 동작을 설명하였으나, 도 2에 도시된 케이스에도 적용가능함은 물론이다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이스 덮개 회전을 제어하는 방법의 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 단계 S905에서 기구적으로 정회전 스위치(331)가 눌려져서 오픈 상태 즉, 턴온 상태가 된다. 단계 S910에서 버퍼(660)는 정회전 신호를 생성하고, 제1 구동부(650a)로 전달한다. 단계 S915에서 제1 구동부(650a)는 입력된 정회전 신호에 따라 모터(300)를 정회전시킨다. 단계 S920에서 모터(300)의 정회전에 따라 모터의 회전축에 연결된 덮개(310)는 열리는 동작을 수행하게 된다.

단계 S925에서 덮개 열림 상태 감지부에 의한 덮개(310)의 소정 각도까지의 열림이 감지되었는지에 대한 열림 신호가 생성되고, 이로 인해 버퍼(660)가 정지 신호를 생성하였는지 여부를 판단한다. 정지 신호가 인가되지 않았다면 단계 S915로 되돌아가 단계 S915 내지 S925를 반복한다. 그리고 정지 신호가 인가되면 단계 S930으로 진행하여 정회전중인 모터(300)를 정지시킨다.

도 10을 참조하면, 상술한 단계 중 S920에서 덮개(310)가 열림에 따라 역회전 스위치(340)가 열리게 되어 단락 상태가 되고 이로 인해 단계 S1005에서 역회전 스위치(340)는 턴온된다. 단계 S1010에서 수납함(310)을 인입함으로 인해 정회전 스위치(331)가 눌려지게 되고, 이로 인해 정회전 스위치(331)는 턴오프된다. 단계 S1015에서 정회전 스위치(331)는 턴오프되고, 역회전 스위치(340)는 턴온된 상태이므로 버퍼(660)는 역회전 신호를 생성하게 된다.

단계 S1020에서 제2 구동부(650b)는 버퍼(660)로부터 역회전 신호를 인가받고 모터(300)를 역회전시키게 된다. 단계 S1025에서 덮개(310)는 모터(300)의 역회전에 따라 회전하여 닫히게 된다.

단계 S1030에서 덮개(310)가 완전히 상부 함체(320a) 상에 닫히게 되면 푸시단(341)이 역회전 스위치(340)를 누르게 되어 역회전 스위치(340)가 턴오프된다. 따라서, 역회전 스위치(340)의 턴오프 상태 여부를 확인하여 덮개(310)가 완전히 덮였는지 여부를 판단한다.

판단 결과 역회전 스위치(340)가 턴오프 상태가 아닌 경우에는 덮개(310)가 완전히 닫힌 상태가 아니므로 모터(300)는 역회전을 계속하게 된다. 하지만, 판단 결과 역회전 스위치(340)가 턴오프 상태인 경우에는 덮개(310)가 완전히 닫힌 상태이므로 모터(300)의 역회전을 정지시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 케이스 모듈 및 그 제어 방법은 수동으로 덮개를 여닫는 불편함을 없애도록 구동 회로를 이용하여 직류 모터의 정회전 및 역회전을 제어하고 덮개가 직류 모터의 회전에 따라 여닫는 기능을 수행하도록 한다.

또한, 간단한 회로를 통해 직류 모터의 회전 방향을 제어하여 덮개의 열리는 동작과 닫히는 동작이 수행되도록 하여 휴대폰에서와 같은 마이컴(Micom)을 필요로 하지 않는 화장품 케이스 같은 제품에 응용 가능하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

덮개의 회전을 가능하도록 하는 모터를 포함하고, 정회전 스위치의 턴온(turn on)시 상기 덮개를 열고, 역회전 스위치의 턴온시 상기 덮개를 덮는 케이스;

상기 정회전 스위치 또는 상기 역회전 스위치의 턴온 여부에 따라 각각 정회전 신호 또는 역회전 신호를 생성하는 버퍼(buffer); 및

상기 버퍼에서의 신호를 입력으로 하여 상기 모터를 회전시키는 구동부를 포함하는 케이스 모듈.
제1항에 있어서, 상기 케이스는,

상기 덮개에 의해 외부로부터 차단되는 수납공간을 가지는 함체; 및

상기 덮개가 회전가능하도록 상기 함체에 연결시키는 힌지를 더 포함하되,

상기 모터는 상기 힌지 내부에 위치하여 상기 덮개가 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제2항에 있어서,

상기 역회전 스위치는 상기 덮개의 열림에 의해 턴온되고, 상기 덮개가 상기 함체를 덮음에 의해 턴오프(turn off)되는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제3항에 있어서,

상기 버퍼는 상기 정회전 스위치 및 상기 역회전 스위치가 모두 턴온됨에 따라 상기 정회전 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제2항에 있어서,

상기 덮개가 소정 각도까지 열린 상태를 감지하여 열림 신호를 생성하는 덮개 열림 상태 감지부를 더 포함하되,

상기 버퍼는 상기 열림 신호에 의해 상기 모터의 회전을 정지시키는 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제5항에 있어서,

상기 덮개 열림 상태 감지부는,

열림 전압을 제공하는 전압원;

상기 열림 전압이 소정 위치에 인가됨에 따라 상기 열림 신호를 생성하는 센서 회로; 및

상기 모터의 회전에 따라 회전하여 상기 소정 각도에서 상기 전압원과 상기 센서 회로의 소정 위치를 연결시키는 도전성 암(arm)을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제2항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 버퍼에서의 정회전 신호에 의해 상기 모터를 정회전시키는 제1 구동부와, 그리고

상기 버퍼에서의 역회전 신호에 의해 상기 모터를 역회전시키는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제2항에 있어서,

상기 구동부는 H-브릿지(H-bridge) 회로로 구현되어 상기 정회전 신호 또는 상기 역회전 신호에 따라 각각 상기 모터를 정회전 또는 역회전 시키는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제2항에 있어서,

상기 덮개 및 상기 함체 중 어느 하나에 부착되어 소정의 자기장을 형성하 는 마그네트; 및

상기 덮개 및 상기 함체 중 다른 하나의 상기 마그네트의 위치와 상응하는 위치에 부착되고 상기 자기장을 감지하는 홀 센서를 더 포함하되,

상기 홀 센서는 상기 마그네트가 가까워짐에 따라 상기 모터의 역회전을 정지시키는 신호를 생성하여 상기 버퍼에 전달하는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
제2항에 있어서,

상기 함체에 수용되고 소형 수납공간을 가지고 있는 하단 수납함; 및

상기 하단 수납함을 기구적으로 개방시키는 메인 스위치를 더 포함하되,

상기 하단 수납함은 상기 함체에 수용되면 상기 정회전 스위치를 턴오프시키고 상기 함체로부터 개방되면 상기 정회전 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 케이스 모듈.
덮개에 의해 외부로부터 차단되는 수납공간을 가지는 함체와, 상기 덮개의 회전을 가능하도록 하는 모터를 포함하고, 정회전 스위치의 턴온시 상기 덮개를 열고, 역회전 스위치의 턴온시 상기 덮개를 덮는 케이스와, 상기 정회전 스위치 또는 상기 역회전 스위치의 턴온 여부에 따라 각각 정회전 신호 또는 역회전 신호를 생성하는 버퍼와, 상기 버퍼에서의 신호를 입력으로 하여 상기 모터를 회전시키는 구 동부를 포함하는 케이스 모듈의 덮개 회전을 제어하는 방법에 있어서,

(a) 상기 정회전 스위치의 턴온에 따라 정회전 신호를 생성하는 단계;

(b) 상기 정회전 신호에 따라 상기 모터를 정회전시키는 단계;

(c) 상기 모터의 정회전에 따라 상기 덮개가 열리는 단계;

(d) 상기 덮개가 소정 각도까지 열렸음을 감지하는 단계; 및

(e) 상기 모터의 정회전을 정지시키는 정지 신호를 생성하는 단계

를 포함하는 케이스 덮개 회전 제어 방법.
제11항에 있어서,

상기 케이스 모듈은 상기 덮개가 상기 소정 각도까지 열린 상태를 감지하여 열림 신호를 생성하는 덮개 열림 상태 감지부를 더 포함하되,

상기 단계 (d)는 상기 열림 신호에 의해 상기 모터의 회전을 정지시키는 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 케이스 덮개 회전 제어 방법.
제12항에 있어서,

상기 덮개 열림 상태 감지부는,

열림 전압을 제공하는 전압원;

상기 열림 전압이 소정 위치에 인가됨에 따라 상기 열림 신호를 생성하는 센서 회로; 및

상기 모터의 회전에 따라 회전하여 소정 각도에서 상기 전압원과 상기 센서 회로의 소정 위치를 연결시키는 도전성 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스 덮개 회전 제어 방법.
제11항에 있어서,

상기 단계 (c)는 상기 덮개가 열림에 따라 상기 역회전 스위치가 턴온되는 것을 특징으로 하는 케이스 덮개 회전 제어 방법.
제14항에 있어서,

(f) 상기 정회전 스위치가 턴오프됨에 따라 상기 모터를 역회전시키는 역회전 신호를 생성하는 단계;

(g) 상기 역회전 신호에 따라 상기 모터를 역회전시키는 단계;

(h) 상기 모터의 역회전에 따라 상기 덮개가 상기 함체를 덮는 단계; 및

(i) 상기 모터의 역회전을 정지시키는 상기 정지 신호를 생성하는 단계

를 더 포함하는 케이스 덮개 회전 제어 방법.
제15항에 있어서,

상기 케이스 모듈은,

상기 덮개 및 상기 함체 중 어느 하나에 부착되어 소정의 자기장을 형성하는 마그네트; 및

상기 덮개 및 상기 함체 중 다른 하나에 상기 마그네트의 위치와 상응하는 위치에 부착되고 상기 자기장을 감지하는 홀 센서를 더 포함하되,

상기 단계 (f)는 상기 홀 센서가 상기 마그네트가 가까워짐에 따라 상기 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 케이스 덮개 회전 제어 방법.
제15항에 있어서,

상기 케이스 모듈은,

상기 함체에 수용되고 소형 수납공간을 가지고 있는 하단 수납함; 및

상기 하단 수납함을 기구적으로 개방시키는 메인 스위치를 더 포함하되,

상기 하단 수납함은 상기 함체에 수용되면 상기 정회전 스위치를 턴오프시키고 상기 함체로부터 개방되면 상기 정회전 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 케이스 덮개 회전 제어 방법.