KR100664233B1 - 360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기 - Google Patents

360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기 Download PDF

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KR100664233B1
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김창재
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 360도 회전 힌지장치는, 제1축과; 대구경부 및 소구경부를 구비하여 상기 제1축의 일 측에 나란하게 배치되는 제2축과; 일 측은 상기 제2축의 소구경부에 자유회전 및 이동가능하도록 상기 대구경부와 접촉가능하게 결합되고, 타 측에는 상기 제1축에 접촉가능하게 돌출된 돌출단부가 형성된 로커와; 상기 로커에 탄성력을 가하는 로커스프링과; 상기 돌출단부와 상기 제1축의 상호 접촉면에 서로 맞물림되는 걸림부 및 걸림수용부를 구비하여 상기 로커와 상기 제1축이 서로 일체로 고정되도록 하는 제1축고정부와; 상기 로커와 상기 대구경부의 상호 접촉면에 고정돌기 및 돌기수용홈을 구비하여 상기 제2축과 상기 로커가 일체로 고정되도록 하는 제2축고정부와; 두께방향을 따라 상호 결합되어 내부에 상기 제1축과, 상기 제2축과, 상기 로커와, 상기 로커스프링을 수용 지지하는 제1힌지케이스를 포함하여 구성되되; 상기 제1축고정부의 맞물림 시 상기 제2축고정부는 맞물림해제되고 상기 제2축고정부의 맞물림 시 상기 제1축고정부가 맞물림되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 두께를 줄일 수 있어 슬림화에 유리하며 외부로 돌출되지 아니하여 외관 품위를 저해하지 아니하며 두 패널 중 어느 하나가 다른 하나에 대해 순차적으로 상대 회동할 수 있다.

Description

360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기{360 DEGREE ROTATION HINGE APPARATUS AND PORTABLE ELECTRONIC EQUIPMENT}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기의 사시도,
도 2는 도 1의 360도 회전 힌지장치의 분해사시도,
도 3은 도 1의 360도 회전 힌지장치영역의 분리사시도,
도 4는 도 2의 제2축의 고정돌기영역의 사시도,
도 5는 도 4의 대구경부의 저면도,
도 6은 도 2의 로커의 사시도,
도 7은 도 6의 평면도,
도 8 및 도 9는 각각 제2패널의 회동전 및 회동 후 로커의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 9의 고정돌기 및 돌기수용홈의 결합상태를 보인 도면,
도 11은 도 1의 제2힌지결합부 및 제4힌지결합부영역의 분리사시도,
도 12는 도 11의 제2축힌지모듈의 단면도,
도 13은 도 1의 제1축힌지모듈의 캠프로파일을 도시한 도면,
도 14는 도 1의 제2축힌지모듈의 캠프로파일을 도시한 도면,
도 15는 도 1의 제1패널 및 제2패널의 회동동작을 도시한 도면,
도 16은 도 13의 각 패널의 회동 위치에 따른 로커의 위치를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제1패널 111 : 제1힌지결합부
121 : 제3힌지결합부 131 : 제2힌지케이스
150a : 제1축힌지모듈 151 : 제1바디
152 : 제2바디 154a : 캠프로파일
155 : 회전축 157 : 힌지스프링
159 : 하우징 200 : 제2패널
211 : 제2힌지결합부 221 : 제4힌지결합부
300 : 360도 회전 힌지장치 310 : 제1축
315 : 걸림부 317 : 맞물림해제부
330 : 제2축 331 : 대구경부
335 : 고정돌기 336a : 곡면부
341 : 소구경부 350 : 로커
355 : 걸림수용부 357 : 돌기수용홈
358a : 안내면 360 : 로커스프링
371 : 제1축고정부 375 : 제2축고정부
380 : 제1힌지케이스
본 발명은, 360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기 및 이를 구비한 휴대용 전자기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 두께를 줄일 수 있어 슬림화에 유리하며 외부로 돌출되지 아니하여 외관 품위를 저해하지 아니하며 두 패널 중 어느 하나가 다른 하나에 대해 순차적으로 상대 회동할 수 있도록 한 360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기에 관한 것이다.
일반적으로 폴더형 휴대폰 또는 전자수첩과 같은 휴대용 전자기기는 얇은 판상의 제1패널 및 제2패널을 일체로 연결하는 힌지장치에 의해 연결되고 서로 상대 회동에 의해 개폐되도록 구성되어 있다.
폴더형 휴대폰의 경우를 예를 들어 설명하면, 제1패널(본체부)에는 여러 기능을 수행할 수 있도록 프로그램을 구비하여 형성되는 피씨비가 내장되고, 전원을 공급하기 위한 배터리가 후면에 착탈가능하게 결합되며, 전면에는 신호를 입력하기 위한 복수의 키가 형성되고 통상 전면 하부영역에 음향 정보를 입력하기 위한 마이크가 구비된다.
제2패널(폴더부)에는 각종 화상을 표현하기 위해 통상 외면 및 내면에 구비되는 디스플레이부를 구비하고 제2패널의 제1패널에 대한 회동전개 시 음향 정보를 출력할 수 있도록 내면 상부영역에 형성되는 리시버를 구비한다.
제1패널과 제2패널은 힌지장치에 의해 연결되어 있으며, 이러한 힌지장치는 통상 제1패널에 대한 제2패널의 회동 전개시 제1패널 및 제2패널이 통상적으로 150도 전후의 내각을 이루도록 형성되어 있다.
한편, 폴더형 휴대폰 중 일부에는 제1,2 패널을 360˚로 회동시킬 수 있는 360도 회전 힌지장치가 고안되어 있으며, 이러한 360도 회전 힌지장치의 경우 본체부와 폴더부의 로킹이 이루어지지 않아 실제 각도 조절을 할 때에 안정감이 없고, 예를 들어 운전시와 같이 차량 탑승 시 제1패널 및 제2패널의 조절된 위치가 안정적으로 유지되지 못하고 수시로 변동되기 때문에 화면을 선명하게 볼 수 없게 된다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여 일부에는 힌지부에 서로 맞물림되게 기어를 구비하도록 구성한 360도 회전 힌지장치가 고안되어 있으나, 이러한 360도 회전 힌지장치는 구성이 복잡하고 두께가 증가되며 힌지장치가 외부로 노출되어 있어 외관품위를 저해하게 될 뿐만 아니라 두 패널이 서로 접근 및 이격되게 회동됨으로써 디스플레이부의 시인성이 불량하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 두께를 줄일 수 있어 슬림화에 유리하며 외부로 돌출되지 아니하여 외관 품위를 저해하지 아니하며 두 패널 중 어느 하나가 다른 하나에 대해 순차적으로 상대 회동할 수 있는 360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1축과; 길이방향을 따라 서로 다른 직경을 가지도록 형성되는 대구경부 및 소구경부를 구비하여 상기 제1축의 일 측에 나란하게 배치되는 제2축과; 일 측은 상기 제2축의 소구경부에 자유회전가능함과 동시에 축선방향을 따라 이동가능하도록 상기 대구경부와 접촉가능하게 결합되고, 타 측에는 상기 제1축에 접촉가능하게 돌출된 돌출단부가 형성된 로커와; 상기 로커가 상기 대구경부에 접촉되게 탄성력을 가하는 로커스프링과; 상기 돌출단부와 상기 제1축의 상호 접촉면 중 어느 하나에 형성되는 걸림부와, 다른 하나에 상기 걸림부와 회전방향에 대해 맞물림되게 결합되는 걸림수용부를 구비하여 상기 로커와 상기 제1축이 서로 일체로 고정되도록 하는 제1축고정부와; 상기 로커와 상기 대구경부의 상호 접촉면 중 어느 하나에 돌출형성되는 고정돌기와, 다른 하나에 상기 고정돌기와 일 측 회전방향으로 맞물림되는 돌기수용홈을 구비하여 상기 제2축과 상기 로커가 일체로 고정되도록 하는 제2축고정부와; 두께방향을 따라 상호 결합되어 내부에 상기 제1축과, 상기 제2축과, 상기 로커와, 상기 로커스프링을 수용 지지하는 제1힌지케이스를 포함하여 구성되되; 상기 제1축고정부의 맞물림 시 상기 제2축고정부는 맞물림해제되고 상기 제2축고정부의 맞물림 시 상기 제1축고정부가 맞물림되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 돌기수용홈은 상기 제2축에 대한 상기 로커의 일 방향으로의 회전 시 상기 로커스프링이 압축되면서 상기 고정돌기가 상기 돌기수용홈으로부터 이탈될 수 있도록 안내하는 안내면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 고정돌기에는 상기 안내면과 접촉이 원활하게 될 수 있도록 곡면부가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
상기 고정돌기는 상기 대구경부에 축선방향을 따라 돌출 형성되고, 상기 돌기수용홈은 상기 로커에 축선방향을 따라 함몰되게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 고정돌기는 상기 제2축의 회전중심을 사이에 두고 서로 대향되게 배치되는 한 쌍으로 구성되는 것이 효과적이다.
상기 고정돌기는 서로 다른 반경을 가지는 동심원상에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 걸림부는 상기 제1축에 반경방향을 따라 돌출되게 형성되고, 상기 걸림수용부는 상기 돌출단부에 함몰되게 형성되는 것이 효과적이다.
상기 걸림부는 상기 제1축의 회전중심을 사이에 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하다.
상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제2축의 축선방향을 따라 이격되게 배치되는 제2축힌지모듈을 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 제2축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간과, 상기 힌지스프링이 압축되는 제2압축구간을 구비하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제2축힌지모듈은 상기 제1압축구간의 개시부터 상기 복귀구간 종료 시 까지 150도를 회전하도록 형성되는 것이 효과적이다.
상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제1축의 축선방향을 따라 이격되게 배치되는 제1축힌지모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간을 포함하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것이 효과적이다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 판상으로 형성되고 일 측부에 판면방향을 따라 절취된 제1힌지결합부가 형성되어 있는 제1패널과; 판상으로 형성되고 상기 제1패널의 두께방향을 따라 일측에 중첩되게 배치되고 상기 제1힌지결합부에 대응되게 절취된 제2힌지결합부를 구비한 제2패널과; 상기 제1힌지결합부 및 상기 제2힌지결합부에 동시에 결합되는 상기 360도 회전 힌지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기가 제공된다.
여기서, 상기 제1패널에는 상기 제1힌지결합부의 축선방향을 따라 이격된 위치에 판면방향을 따라 절취된 제3힌지결합부가 형성되어 있으며, 상기 제2패널에는 상기 제3힌지결합부에 대응되게 절취된 제4힌지결합부가 형성되어 있으며, 상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제4힌지결합부에 결합되는 제2축힌지모듈과, 일 측은 상기 제3힌지결합부에 상대 회동가능하게 결합되고 타 측은 상기 제2축힌지모듈을 수용하여 상대 회동가능하게 결합되는 제2힌지케이스를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간과, 상기 힌지스프링이 압축되는 제2압축구간을 구비하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것이 효과적이다.
상기 제2축힌지모듈은 상기 제1압축구간의 개시부터 상기 복귀구간 종료 시까지 150도를 회전하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제3힌지결합부에 결합되는 제1축힌지모듈을 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 제1축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간을 포함하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 360도 회전 힌지장치의 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 360도 회전 힌지장치영역의 분리사시도이고, 도 4는 도 2의 제2축의 고정돌기영역의 사시도이며, 도 5는 도 4의 대구경부의 저면도이고, 도 6은 도 2의 로커의 사시도이며, 도 7은 도 6의 평면도이고, 도 8 및 도 9는 각각 제2패널의 회동전 및 회동 후 로커의 작용을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도 9의 고정돌기 및 돌기수용홈의 결합상태를 보인 도면이고, 도 11은 도 1의 제2힌지결합부 및 제4힌지결합부영역의 분리사시도이며, 도 12는 도 11의 제2축힌지모듈의 단면도이고, 도 13은 도 1의 제1축힌지모듈의 캠프로파일을 도시한 도면이며, 도 14는 도 1의 제2축힌지모듈의 캠프로파일을 도시한 도면이고, 도 15는 도 1의 제1패널 및 제2패널의 회동동작을 도시한 도면이며, 도 16은 도 13의 각 패널의 회동 위치에 따른 로커의 위치를 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기는, 얇은 직사각 판상을 형성되고 일 측부에 판면방향을 따라 절취된 제1힌지결합부(111)가 형성되어 있는 제1패널(100)과, 얇은 직사각 판상으로 형성되어 제1패널(100)의 두께방향을 따라 상측에 배치되고 제1힌지결합부(111)에 대응되게 절취된 제2힌지결합부(211)를 구비한 제2패널(200)과, 제1힌지결합부(111) 및 제2힌지결합부(211)에 동시에 상대회동 가능하게 결합되어 제1패널(100) 및 제2패널(200)이 서로 순차적으로 회동되도록 지지하는 360도 회전 힌지장치(300)를 포함하여 구성되어 있다.
제1패널(100)은 비교적 얇은 두께를 가지는 직사각 판상으로 형성되어 있으 며, 일 측 장변부에는 판면방향을 따라 절취되고 길이방향을 따라 서로 이격된 제1힌지결합부(111) 및 제3힌지결합부(121)가 각각 형성되어 있다.
제2패널(200)은 비교적 얇은 두께를 가지며 제1패널(100)에 대응되는 크기로 직사각 판상으로 형성되어 있으며, 일 측 장변부에는 제1힌지결합부(111) 및 제3힌지결합부(121)에 각각 대응되게 판면 방향을 따라 절취된 제2힌지결합부(211) 및 제4힌지결합부(221)가 각각 형성되어 있다.
제1패널(100) 및 제2패널(200)의 길이방향을 따라 제3힌지결합부(121) 및 제4힌지결합부(221)의 각 일 측에는 길이방향을 따라 돌출되게 축부(123,223)가 각각 형성되어 있으며, 타 측에는 함몰되게 힌지수용홈(124,224)이 각각 형성되어 있다.
제3힌지결합부(121) 및 제4힌지결합부(221)의 각 축부(123,223)와 힌지수용홈(124,224) 사이에는 각 축부(123,223)를 회동가능하게 수용지지함과 아울러 각 일측이 힌지수용홈(124,224)에 각각 삽입 결합되는 제1축힌지모듈(150a) 및 제2축힌지모듈(150b)을 각각 수용지지하는 제2힌지케이스(131)가 수용 결합되어 있다.
제2힌지케이스(131)의 일 측에는 각 축부를 회동가능하게 수용 지지할 수 있도록 축공(133)이 형성되어 있으며, 타 측에는 제1축힌지모듈(150a) 및 제2축힌지모듈(150b)이 각각 수용되어 고정 결합될 수 있도록 모듈수용홈(134)이 각각 형성되어 있다.
제1축힌지모듈(150a) 및 제2축힌지모듈(150b)은 캠프로파일(154a,154b)을 제외하고는 서로 유사한 구성을 가지므로 이하에서는 제1축힌지모듈(150a)을 예를 들고 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다. 제1축힌지모듈(150a)은, 회전축(155) 과, 접촉면에 캠프로파일(154a)을 구비하여 축선방향을 따라 서로 접촉되어 상대 회전되게 회전축에 결합되는 제1바디(151) 및 제2바디(152)와, 제1바디(151) 및 제2바디(152)가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링(157)과, 제2바디(152) 및 힌지스프링(157)을 내부에 수용하는 하우징(159)을 구비하고 있다.
제1축힌지모듈(150a)의 캠프로파일(154a)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 회전방향을 따라 힌지스프링(157)이 압축되면서 제1바디(151) 및 제2바디(152) 중 어느 하나가 다른 하나에 대해 제1각도(β1)까지 상대회전하는 압축구간과, 힌지스프링(157)이 압축된 상태를 유지하면서 제2각도(β2)까지 상대회전되는 압축유지구간과, 힌지스프링(157)이 자체의 탄성력으로 초기위치로 복귀되면서 제1바디(151) 및 제2바디(152)가 제3각도(β3)까지 상대회전하는 복귀구간을 구비하여 압축구간 개시부터 복귀구간 종료까지 제1바디(151) 및 제2바디(152)가 180도를 상대회전하도록 구성되어 있다.
제2축힌지모듈(150b)의 캠프로파일(154b)은, 도 14에 도시된 바와 같이, 회전방향을 따라 힌지스프링(157)이 압축되면서 제1바디(151) 및 제2바디(152)가 제1각도(α1)까지 서로 상대회전하는 제1압축구간과, 힌지스프링(157)이 압축된 상태를 유지하면서 제2각도(α2)까지 상대회전되는 압축유지구간과, 힌지스프링(157)이 자체의 탄성력으로 초기위치로 복귀되면서 제3각도(α3)까지 제1바디(151) 및 제2바디(152)가 상대회전하는 복귀구간과, 힌지스프링(157)이 다시 압축되면서 제4각도(α 4)까지 상대 회전하는 제2압축구간을 포함하도록 구성되어 있다. 여기서, 제3각도(α3)는 대략 150도 정도이고, 제4각도(α4)는 180도로 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 제1패널(100) 및 제2패널(200)의 길이방향을 따라 제1힌지결합부(111) 및 제2힌지결합부(211)의 양 측 내벽에는 축수용홈(113,114,213,214)이 각각 형성되어 있으며, 제1힌지결합부(111) 및 제2힌지결합부(211)에는 제1패널(100) 및 제2패널(200)중 어느 하나가 선택적으로 회동될 경우 다른 하나가 고정될 수 있도록 하는 360도 회전 힌지장치(300)가 결합되어 있다.
본 360도 회전 힌지장치(300)는, 제1힌지결합부(111)에 배치되는 제1축(310)과, 길이방향을 따라 서로 다른 직경을 가지도록 형성되는 대구경부(331) 및 소구경부(341)를 구비하여 제1축(310)과 나란하게 제2힌지결합부(211)에 배치되는 제2축(330)과, 일 측은 제2축(330)의 소구경부(341)에 자유회전가능함과 동시에 축선방향을 따라 이동가능하게 대구경부(331)와 접촉가능되게 결합되고 타 측에는 제1축(310)에 접촉가능하게 돌출된 돌출단부(354)가 형성된 로커(350)와, 로커(350)가 대구경부(331)에 접촉되게 탄성력을 가하는 로커스프링(360)과, 돌출단부(354)와 제1축(310)의 상호 접촉면 중 어느 하나에 형성되는 걸림부(315)와 다른 하나에 걸림부(315)와 회전방향에 대해 맞물림되게 결합되는 걸림수용부(355)를 구비하여 로커(350)와 제1축(310)이 서로 일체로 고정되도록 하는 제1축고정부(371)와, 로커(350)와 대구경부(331)의 상호 접촉면 중 어느 하나에 돌출형성되는 고정돌기(335)와 다른 하나에 고정돌기(335)와 일 측 회전방향으로 맞물림되는 돌기수용홈(357) 을 구비하여 제2축(330)과 로커(350)가 일체로 고정되도록 하는 제2축고정부(375)와, 두께방향을 따라 상호 결합되어 내부에 제1축(310)과 제2축(330)과 로커(350)와, 로커스프링(360)을 수용 지지하는 제1힌지케이스(131)를 포함하여 구성되어 있다.
제1축(310)은, 축선방향을 따라 서로 분리가능하게 결합되는 제1축부(311) 및 제2축부(321)로 구성되어 있으며, 제1축부(311)에는 로커(350)와 맞물림되어 제1패널(100)의 회동을 억제하는 걸림부(315)가 형성되어 있다. 걸림부(315)는 제1축부(311)의 회전중심을 사이에 두고 서로 대향되게 반경방향을 따라 외측으로 돌출되고 축선방향을 따라 소정의 길이를 가지도록 연장된 한 쌍으로 구성되어 있다. 축선방향을 따라 걸림부(315)의 일 측에는 로커(350)의 맞물림이 해제되어 제1패널(100)이 회동할 수 있도록 원형 단면을 가지는 맞물림해제부(317)가 형성되어 있다.
제1축부(311)의 일 측 단부는 축수용홈(113)에 삽입 결합되어 제1패널(100)과 일체로 회전할 수 있도록 면취된 제1결합부(312)가 형성되어 있으며, 제1축부(311)의 타 측 단부에는 제2축부(321)가 삽입될 수 있도록 사각단면형상을 가지는 삽입홈(313)이 형성되어 있다. 제2축부(321)의 일 측 단부에는 삽입홈(313)에 삽입되어 회전방향에 대해 맞물림될 수 있도록 사각단면형상의 삽입부(322)가 형성되어 있으며, 삽입부(322)의 일측에는 삽입부(322)를 탄성 가압하여 제2축부(321)가 제1축부(311)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 제1축스프링(325)의 일 단이 접촉되어 있다. 제2축부(321)의 타측 단부에는 제1힌지결합부(111)의 다른 축수용 홈(114)에 삽입 결합될 수 있도록 제2결합부(323)가 형성되어 있다.
제2축(330)은, 서로 다른 반경을 가지도록 형성되어 축선방향을 따라 서로 분리가능하게 결합되는 대구경부(331) 및 소구경부(341)를 구비하고 있다. 대구경부(331)의 일 측에는 축수용홈(213)에 삽입 결합되어 제2패널(200)과 일체로 회전할 수 있도록 면취된 제1결합부(332)가 형성되어 있으며, 타측 단부에는 소구경부(341)의 단부가 삽입될 수 있도록 사각 단면 형상을 가지는 삽입홈(323)이 형성되어 있다. 삽입홈(323)의 주변에는 축선방향을 따라 돌출된 고정돌기(335)가 형성되어 있으며, 고정돌기(335)는 회전중심에 대해 상호 대향되게 배치된 한 쌍으로 구성되어 있다.
여기서, 각 고정돌기(335)는 서로 다른 반경(r1,r2)을 가지는 동심원 상에 각각 배치되게 형성되어 있으며, 회전 시 로커(350)와 접촉이 원활하게 될 수 있도록 대구경부(331)의 회전방향을 따라 일 측에 곡면부(336a)가 각각 형성되어 있다. 소구경부(341)의 일 측 단부에는 삽입홈(323)에 삽입 결합되어 일체로 회전할 수 있도록 사각 단면형상을 가지는 삽입부(343)가 형성되어 있으며, 타 측 단부에는 제2힌지결합부(211)의 다른 축수용홈(214)에 삽입 결합될 수 있도록 제2결합부(344)가 형성되어 있다. 소구경부(341)의 둘레에는 로커(350)를 대구경부(331)와 접촉될 수 있도록 탄성력을 가하는 로커스프링(360)이 결합되어 있다.
로커(350)의 일 측에는 소구경부(341)에 대해 자유회전가능함과 아울러 축선방향을 따라 이동되게 결합될 수 있도록 관통공(352)이 형성되어 있으며, 타 측에는 제1축(310)과 접촉가능하게 돌출된 돌출단부(354)가 형성되어 있다. 돌출단부 (354)에는 걸림부(315)가 수용되어 회전방향에 대해 맞물림되어 제1축(310)이 고정되도록 걸림부(315)와 상호 협조적으로 제1축고정부(371)를 형성하는 걸림수용부(355)가 함몰되게 형성되어 있다. 로커(350)의 두께방향을 따라 일 측면에는 각 고정돌기(335)가 삽입되어 회전방향에 대해 맞물림되어 제2축(330)이 고정되도록 고정돌기(335)와 상호 협조적으로 제2축고정부(375)를 구성하는 돌기수용홈(357)이 형성되어 있다. 여기서, 각 돌기수용홈(357)은 각 고정돌기(335)에 대응되는 위치에 대응되게, 즉 서로 다른 반경(r1,r2)를 가지는 동심원 상에 배치되게 두께방향을 따라 함몰되도록 형성되어 있으며, 회전방향을 따라 일 측벽에는 각 고정돌기(335)가 회전되면서 돌기수용홈(357)으로부터 이탈될 수 있도록 안내하는 안내면(358a)이 각각 형성되어 있다.
제2축부(321) 및 소구경부(341)의 하단에는 제1축스프링(325) 및 로커스프링(360)의 각 일단을 접촉지지하는 스프링지지플레이트(365)가 결합되어 있으며, 스프링지지플레이트(365)에는 제2축부(321) 및 소구경부(341)이 각각 수용 결합될 수 있도록 한 쌍의 결합공(366)이 관통 형성되어 있다.
한편, 제1힌지케이스(131)는 두께방향을 따라 서로 대면 접촉되어 내부에 수용공간을 형성하는 전면케이스(381) 및 후면케이스(391)로 구성되어 있다. 전면케이스(381) 및 후면케이스(391)의 양 단부에는 제1축(310) 및 제2축(330)의 양 단부가 각각 통과할 수 있도록 통과공(382,392)이 각각 형성되어 있으며, 후면케이스(391)에는 전면케이스(381)의 내부에 각각 돌출 형성된 스크류보스(383)에 각각 나사결합되는 스크류(395)가 통과할 수 있도록 스크류공(393)이 각각 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 제1패널(100)의 상면에 제2패널(200)이 중첩되면, 로커(350)는 걸림수용부(355)가 걸림부(315)와 맞물림되어 제1패널(100)은 회전이 억제된 상태로 되고, 이 때 고정돌기(335)는 돌기수용홈(357)의 외부에서 압축된 로커스프링(360)의 탄성력에 의해 탄성적으로 접촉되어 제2패널(200)은 회전가능한 상태가 된다.
제2패널(200)을 제1패널(100)에 대해 회동 전개시키면, 제2축힌지모듈(150b)은 힌지스프링(157)이 압축되면서 제1각도(α1)까지 회전되고, 제2패널(200)을 계속해서 회동 전개시키게 되면 힌지스프링(157)이 압축된 상태로 제2각도(α2)까지 회전하게 된다. 제2패널(200)이 제2각도(α2)를 지나게 되면 힌지스프링(157)은 자체의 탄성력으로 신장되면서 제2패널(200)은 제3각도(α3)까지 회전되어 멈추게 된다. 이 때, 로커(350)는 걸림부(315)와 맞물림상태를 유지하며, 고정돌기(335)는 로커(350)의 일 측면에 탄성접촉된 상태로 슬라이딩 선회하게 된다.
제2패널(200)을 제1패널(100)과 나란하게 배치되도록 회동시키고자 할 때는, 힌지스프링(157)이 압축될 수 있도록 제2패널(200)에 힘을 가해 제4각도(α4), 즉 180도까지 회동 전개시키면, 각 고정돌기(335)가 돌기수용홈(357)에 대응되는 위치로 이동되고, 각 고정돌기(335)와 돌기수용홈(357)이 일치되는 순간 로커(350)는 로커스프링(360)의 탄성력에 의해 축선방향을 따라 이동되어 각 고정돌기(335)는 돌기수용홈(357)에 삽입되고 걸림수용부(355)는 걸림부(315)로부터 이탈되어 맞물 림해제부(317)와 접촉된다. 이에 따라, 제2축(330)은 로커(350)와 맞물림되어 회동이 억제되고, 제1축(310)은 맞물림이 해제되어 회전 가능한 상태가 된다.
제2패널(200)에 대해 제1패널(100)을 반대방향으로 회동시키면 제1축힌지모듈(150a)의 힌지스프링(157)이 압축되면서 제1각도(β1)까지 회전되고, 제1패널(100)을 계속해서 회전시키면 힌지스프링(157)은 압축된 상태를 제2각도(β2)까지 유지하게 된다. 제1패널(100)이 제2각도(β2)를 지나게 되는 순간 힌지스프링(157)은 자체의 탄성력으로 신장되면서 제1패널(100)을 제3각도(β3)까지 회전되게 하고, 제3각도(β3), 즉 180도까지 회전된 제2패널(200)은 멈추게 되어 두 패널(100,200)은 360도를 회전한 상태로 된다.
한편, 제2패널(200)을 초기위치로 복귀시키기 위해 제1패널(100)에 대해 반대방향으로 회동시키면, 고정돌기(335)는 제2패널(200)의 회전력에 의해 각 곡면부(336a)가 안내면(358a)에 접촉되어 안내면(358a)을 따라 이동되어 돌기수용홈(357)을 이탈하게 된다. 이 때, 고정돌기(335)에 의해 로커(350)가 가압되고 로커스프링(360)은 압축되면서 탄성력을 축적하게 되고, 각 고정돌기(335)가 해당 돌기수용홈(357)을 벗어나게 되면 축적된 탄성력으로 로커(350)가 고정돌기(335)와 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하게 된다.
전술 및 도시한 실시예에서는, 제1축이 축선방향을 따라 서로 결합되는 제1축부 및 제2축부를 구비하도록 형성되고, 제2축이 축선방향을 따라 서로 결합되는 대구경부 및 소구경부를 구비하도록 형성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 제1축부 및 제2축부가 일체로 형성되게 하고 대구경부 및 소구경부가 일체로 형성되도록 구성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 두께를 줄일 수 있어 슬림화에 유리하며 외부로 돌출되지 아니하여 외관 품위를 저해하지 아니할 뿐만 아니라 두 패널 중 어느 하나가 회동되는 경우 다른 하나가 고정되도록 함으로써 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 360도 회전 힌지장치 및 이를 구비한 휴대용 전자기기가 제공된다.

Claims (19)

  1. 제1축과;
    길이방향을 따라 서로 다른 직경을 가지도록 형성되는 대구경부 및 소구경부를 구비하여 상기 제1축의 일 측에 나란하게 배치되는 제2축과;
    일 측은 상기 제2축의 소구경부에 자유회전가능함과 동시에 축선방향을 따라 이동가능하도록 상기 대구경부와 접촉가능하게 결합되고, 타 측에는 상기 제1축에 접촉가능하게 돌출된 돌출단부가 형성된 로커와;
    상기 로커가 상기 대구경부에 접촉되게 탄성력을 가하는 로커스프링과;
    상기 돌출단부와 상기 제1축의 상호 접촉면 중 어느 하나에 형성되는 걸림부와, 다른 하나에 상기 걸림부와 회전방향에 대해 맞물림되게 결합되는 걸림수용부를 구비하여 상기 로커와 상기 제1축이 서로 일체로 고정되도록 하는 제1축고정부와;
    상기 로커와 상기 대구경부의 상호 접촉면 중 어느 하나에 돌출형성되는 고정돌기와, 다른 하나에 상기 고정돌기와 일 측 회전방향으로 맞물림되는 돌기수용홈을 구비하여 상기 제2축과 상기 로커가 일체로 고정되도록 하는 제2축고정부와;
    두께방향을 따라 상호 결합되어 내부에 상기 제1축과, 상기 제2축과, 상기 로커와, 상기 로커스프링을 수용 지지하는 제1힌지케이스를 포함하여 구성되되;
    상기 제1축고정부의 맞물림 시 상기 제2축고정부는 맞물림해제되고 상기 제2축고정부의 맞물림 시 상기 제1축고정부가 맞물림되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기수용홈은 상기 제2축에 대한 상기 로커의 일 방향으로의 회전 시 상기 로커스프링이 압축되면서 상기 고정돌기가 상기 돌기수용홈으로부터 이탈될 수 있도록 안내하는 안내면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정돌기에는 상기 안내면과 접촉이 원활하게 될 수 있도록 곡면부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정돌기는 상기 대구경부에 축선방향을 따라 돌출 형성되고, 상기 돌기수용홈은 상기 로커에 축선방향을 따라 함몰되게 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정돌기는 상기 제2축의 회전중심을 사이에 두고 서로 대향되게 배치되는 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정돌기는 서로 다른 반경을 가지는 동심원상에 배치되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 걸림부는 상기 제1축에 반경방향을 따라 돌출되게 형성되고, 상기 걸림수용부는 상기 돌출단부에 함몰되게 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 걸림부는 상기 제1축의 회전중심을 사이에 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제2축의 축선방향을 따라 이격되게 배치되는 제2축힌지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간과, 상기 힌지스프링이 압축되는 제2압축구간을 구비하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2축힌지모듈은 상기 제1압축구간의 개시부터 상기 복귀구간 종료 시까지 150도를 회전하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제1축의 축선방향을 따라 이격되게 배치되는 제1축힌지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간을 포함하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치.
  14. 판상으로 형성되고 일 측부에 판면방향을 따라 절취된 제1힌지결합부가 형성되어 있는 제1패널과;
    판상으로 형성되고 상기 제1패널의 두께방향을 따라 일측에 중첩되게 배치되고 상기 제1힌지결합부에 대응되게 절취된 제2힌지결합부를 구비한 제2패널과;
    상기 제1힌지결합부 및 상기 제2힌지결합부에 동시에 결합되는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 360도 회전 힌지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1패널에는 상기 제1힌지결합부의 축선방향을 따라 이격된 위치에 판면방향을 따라 절취된 제3힌지결합부가 형성되어 있으며, 상기 제2패널에는 상기 제3힌지결합부에 대응되게 절취된 제4힌지결합부가 형성되어 있으며, 상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제4힌지결합부에 결합되는 제 2축힌지모듈과, 일 측은 상기 제3힌지결합부에 상대 회동가능하게 결합되고 타 측은 상기 제2축힌지모듈을 수용하여 상대 회동가능하게 결합되는 제2힌지케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간과, 상기 힌지스프링이 압축되는 제2압축구간을 구비하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2축힌지모듈은 상기 제1압축구간의 개시부터 상기 복귀구간 종료 시까지 150도를 회전하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기.
  18. 제14항에 있어서,
    상호 접촉면에 캠프로파일을 구비하여 축선방향을 따라 상호 접촉되어 상대 회전가능하게 배치되는 제1바디 및 제2바디와, 상기 제1바디 및 상기 제2바디가 서로 탄성적으로 접촉되게 탄성력을 가하는 힌지스프링을 구비하여 상기 제3힌지결합 부에 결합되는 제1축힌지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1축힌지모듈의 캠프로파일은, 회전방향을 따라 상기 힌지스프링이 압축되는 제1압축구간과, 상기 힌지스프링의 압축상태를 유지하는 압축유지구간과, 상기 힌지스프링이 자체의 탄성력으로 신장되는 복귀구간을 포함하여 180도 회전이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 360도 회전 힌지장치를 구비한 휴대용 전자기기.
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