KR100769035B1 - 힌지장치 - Google Patents

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KR100769035B1
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이상호
김병한
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(주)쉘-라인
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    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
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Abstract

구조 및 작업공수를 간소화할 수 있으며, 원가를 절감하고 작업성 및 생산성을 향상 시킬 수 있는 힌지장치가 개시된다. 힌지장치는 본체부에 대해 폴더부를 종방향 및 횡방향으로 개폐 가능하게 연결하기 위한 것으로서, 본체부의 횡방향을 따른 축선을 갖도록 본체부에 결합되는 힌지샤프트, 힌지샤프트에 직교되는 축선을 갖도록 폴더부에 결합되는 회전샤프트, 힌지샤프트를 따라 직선 이동 가능하게 결합되는 종동캠부재, 종동캠부재에 접촉되며 상호 작용하는 구동캠부를 일체로 구비하여 힌지샤프트를 중심으로 회전 가능하게 결합되며 회전샤프트가 회전 가능하게 수용되는 샤프트하우징, 종동캠부재가 구동캠부에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함한다.
힌지장치, 힌지샤프트, 회전샤프트, 샤프트하우징, 구동캠부

Description

힌지장치{HINGE DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 힌지장치가 적용된 개인휴대단말기의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 힌지장치의 구조를 도시한 분리사시도이다.
도 4는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 힌지장치로서, 종동캠부재와 샤프트하우징의 결합구조를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 힌지장치로서, 샤프트하우징을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 힌지장치의 작동구조를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200 : 본체부 300 : 폴더부
400 : 힌지장치 410 : 힌지샤프트
420 : 회전샤프트 430 : 종동캠부재
440 : 샤프트하우징 442 : 구동캠부
443 : 장착홀 450 : 탄성부재
460 : 힌지하우징 470 : 볼플런저
480 : 커버하우징 490 : 구속링
본 발명은 힌지장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있으며, 원가를 절감하고 작업성 및 생산성을 향상 시킬 수 있는 힌지장치에 관한 것이다.
최근에 와서, 개인휴대단말기는 누구나 손쉽게 휴대가 가능하고 어느 곳에서나 자유롭게 사용할 수 있는 편리함으로 사용이 보편화되고 있는 실정이다.
이러한 개인휴대단말기는 외형이나 작동방식에 따라 일반적으로 바(bar)형 개인휴대단말기, 플립형(sliding-type) 개인휴대단말기, 폴더형(folder-type) 개인휴대단말기, 슬라이드형 개인휴대단말기(sliding-type) 등으로 구분될 수 있다.
그 중 폴더형 개인휴대단말기는 폴더부가 본체부에 대해 종방향으로 회전되며 개폐되도록 구성된 단말기를 말한다. 한편, 최근에는 단말기가 단순한 음성 통신 수단을 넘어 멀티미디어 단말기로 점차 그 기능 영역이 다양화됨에 따라, 폴더부가 본체부의 종방향으로 개폐될 수 있음은 물론 폴더부가 본체부의 횡방향으로 개폐될 수 있도록 한 단말기가 제시되고 있다.
그러나, 종방향 및 횡방향으로 개폐가 가능한 종래 개인휴대단말기의 경우 폴더부 및 본체부를 종방향 및 횡방향으로 회전 가능하게 지지하기 위한 힌지장치의 구조가 복잡하고 부품수가 많아 원가가 상승되고 작업성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 이에 따라 최근에는 구조 및 작업공수를 저감시키기 위한 힌지장치에 대한 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.
본 발명은 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있으며, 원가를 절감하고 작업성 및 생산성을 향상 시킬 수 있는 힌지장치를 제공한다.
특히, 본 발명은 샤프트하우징이 힌지샤프트 및 회전샤프트를 구조적으로 연결하는 역할을 수행함과 동시에 종동캠부재와 상호 작용하기 위한 구동캠부재의 역할을 병행할 수 있게 하며 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있도록 한 힌지장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 폴더부를 선택적으로 고정시키기 위한 볼플런저의 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있는 힌지장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 힌지하우징에 대한 볼플런저의 배치구조를 최적화하고 작업공수를 저감시킬 수 있도록 한 힌지장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 공간활용성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있으며 소형화에 기여할 수 있는 힌지장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 힌지장치는 본체부에 대해 폴더부를 종방향 및 횡방향으로 개폐 가능하게 연 결하기 위한 것으로서, 본체부의 횡방향을 따른 축선을 갖도록 본체부에 결합되는 힌지샤프트, 힌지샤프트에 직교되는 축선을 갖도록 폴더부에 결합되는 회전샤프트, 힌지샤프트를 따라 직선 이동 가능하게 결합되는 종동캠부재, 종동캠부재에 접촉되며 상호 작용하는 구동캠부를 일체로 구비하여 힌지샤프트를 중심으로 회전 가능하게 결합되며 회전샤프트가 회전 가능하게 수용되는 샤프트하우징, 종동캠부재가 구동캠부에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함한다.
힌지샤프트는 본체부의 횡방향을 따른 축선을 갖도록 본체부에 고정적으로 결합되며, 폴더부가 힌지샤프트를 중심으로 회전되며 본체부에 대해 종방향으로 개폐될 수 있게 한다. 이러한 힌지샤프트는 본체부에 결합되는 힌지하우징을 매개로 본체부에 고정적으로 결합될 수 있으며, 경우에 따라서는 별도의 힌지하우징을 배제하고 본체부에 직접 고정적으로 결합될 수 있다.
회전샤프트는 힌지샤프트에 직교되는 축선 즉, 본체부의 종방향을 따른 축선을 갖도록 본체부에 결합되며, 폴더부가 회전샤프트를 중심으로 회전되며 본체부의 대해 횡방향으로 개폐될 수 있게 한다.
샤프트하우징은 힌지샤프트 및 회전샤프트를 각각 수용하며 본체부 및 폴더부가 힌지샤프트 및 회전샤프트를 중심으로 회전 가능하게 구조적으로 연결될 수 있게 한다. 아울러 샤프트하우징에는 종동캠부재에 접촉되며 상호 작용하기 위한 구동캠부가 일체로 형성되어 있다. 따라서, 샤프트하우징은 그 본연의 역할을 수행함과 동시에 종동캠부재와 상호 작용하기 위한 구동캠부재의 역할을 병행할 수 있다.
폴더부는 본체부에 대해 종방향 및 횡방향 중 선택적으로 어느 일측 방향으로만 회전 개폐되도록 구성될 수 있다. 즉, 폴더부가 본체부에 대해 종방향으로 회전될 경우에는 폴더부의 횡방향 회전이 구속되도록 구성될 수 있으며, 이와 반대로 폴더부가 본체부에 대해 횡방향으로 회전될 경우에는 폴더부의 종방향이 회전이 구속되도록 구성될 수 있다.
아울러 본체부에 대한 폴더부의 종방향 회전 및 횡방향 회전을 선택적으로 구속하기 위한 구조는 요구되는 조건 및 설계 사항에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
일 예로, 폴더부가 회전샤프트를 중심으로 회전되며 횡방향으로 개폐될 시 폴더부가 종방향으로 회전됨을 방지할 수 있도록 회전샤프트의 외주면에는 회전돌기가 형성될 수 있고, 힌지샤프트에는 회전샤프트와 함께 회전하는 회전돌기가 선택적으로 수용될 수 있도록 돌기수용홈이 형성될 수 있다. 또한, 폴더부가 힌지샤프트를 중심으로 회전되며 종방향으로 개폐될 시 폴더부가 횡방향으로 회전됨을 방지할 수 있도록 힌지샤프트 및 회전샤프트의 외주면에는 각각 샤프트수용홈이 형성될 수 있으며, 힌지샤프트 및 회전샤프트는 각 샤프트수용홈에 수용되며 서로 일부가 겹쳐지게 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 전술한 두가지 구속 방식 중 어느 하나만이 적용될 수 있고, 다르게는 여타 다른 구속 방식이 함께 적용될 수도 있다.
힌지하우징 및 샤프트하우징을 감싸도록 커버하우징이 제공될 수 있으며, 커버하우징은 힌지하우징 및 샤프트하우징을 내부에 수용하도록 제공되어 실질적으로 힌지장치의 외관을 형성하게 된다.
한편, 회전샤프트의 외주면에는 위치고정홈이 형성될 수 있으며, 샤프트하우징에는 위치고정홈에 선택적으로 구속되며 회전샤프트를 중심으로 회전되는 폴더부를 선택적으로 고정하기 위한 볼플런저가 제공될 수 있다.
볼플런저는 회전샤프트의 반경 방향을 따라 회전샤프트의 외주면에 접근 및 이격 가능하게 배치되는 볼, 볼이 회전샤프트에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링, 샤프트하우징에 결합되어 스프링의 후단을 지지하는 지지플레이트를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러 볼플런저는 볼과 볼플레이트 사이에 개재되는 볼플레이트를 더 포함할 수 있으며, 볼플레이트는 볼의 후단에 일체로 형성됨이 바람직하다. 물론 볼플레이트가 볼과 각각 별도로 제공될 수 있으나, 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있도록 볼과 볼플레이트는 하나로 통합되어 제공됨이 바람직하다.
그리고, 힌지샤프트는 샤프트하우징을 형성하기 위한 금형이 결합 및 분리되는 방향과 동일하게 배치되며, 볼플런저는 힌지샤프트와 평행하게 배치됨이 바람직하다. 여기서, 볼플런저가 힌지샤프트와 평행하게 배치된다 함은 볼플런저 역시 힌지샤프트와 마찬가지로 샤프트하우징을 형성하기 위한 금형의 결합 및 분리 방향과 동일하게 배치됨을 의미한다. 이와 같은 구조는 볼플런저를 장착하기 위한 장착홀이 금형의 결합 및 분리 방향과 동일하게 형성될 수 있게 하며, 별도의 추가적인 가공없이 금형이 분리됨과 동시에 장착홀이 형성될 수 있게 한다.
참고로, 본 발명에서 개인휴대단말기(Personal Portable Device)라 함은 PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart phone), 핸드헬드(handheld) PC, 휴대폰, MP3 플레이어 등과 같은 휴대용 전기전자장치로서, CDMA(Code Division Multiplexing Access) 모듈, 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈(IrDA), 유무선 랜카드와 같은 소정의 통신 모듈을 구비할 수 있으며, 멀티미디어 재생 기능을 수행하는 소정의 마이크로프로세서를 탑재함으로써 소정의 연산 능력을 갖춘 단말기를 통칭하는 개념으로 사용될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 힌지장치가 적용된 개인휴대단말기의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 힌지장치의 구조를 도시한 분리사시도이다.
또한, 도 4는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이고, 도 5는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 힌지장치로서, 종동캠부재와 샤프트하우징의 결합구조를 도시한 사시도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 힌지장치가 적용된 개인휴대단말기(100)는 본체부(200), 폴더부(300), 힌지장치(400)를 포함한다.
상기 본체부(200)의 내부에는 각종 제어를 수행하기 위한 인쇄회로기판이 수 용될 수 있고, 그 내면에는 정보를 입력하기 위한 복수개의 키를 갖는 키패드 및 사용자의 음성을 전송하기 위한 송화부 등이 구비될 수 있다.
상기 폴더부(300)의 내면에는 영상 정보를 출력하기 위한 디스플레이부가 구비될 수 있으며, 폴더부(300)의 내면 상단부에는 상대방으로부터의 음성을 전달하기 위한 수화부 등이 구비될 수 있다.
상기 힌지장치(400)는 본체부(200) 및 폴더부(300)에 각각 결합되어 본체부(200)에 대해 폴더부(300)가 선택적으로 종방향 및 횡방향으로 개폐될 수 있게 한다. 아울러, 상기 본체부(200)의 상단부 일측에는 본체힌지부(210)가 형성될 수 있고, 상기 힌지장치(400)는 본체힌지부(210) 및 폴더부(300)에 각각 결합된 상태로 본체부(200)의 상단부 다른 일측에 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 6에서 각각 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 힌지장치(400)는 힌지샤프트(410), 회전샤프트(420), 종동캠부재(430), 샤프트하우징(440), 탄성부재(450)를 포함하여 하나의 모듈 형태로 제공될 수 있다.
상기 힌지샤프트(410)는 본체부(200)의 횡방향을 따른 축선을 갖도록 본체부(200)의 본체힌지부(210)에 고정적으로 결합되며, 상기 폴더부(300)는 힌지샤프트(410)를 중심으로 회전되며 본체부(200)에 대해 종방향으로 개폐될 수 있다.
상기 힌지샤프트(410)는 본체부(200)에 직접 고정적으로 결합될 수 있으나, 이하에서는 힌지샤프트(410)가 본체부(200)에 결합되는 힌지하우징(460)을 매개로 본체부(200) 상에 고정적으로 결합된 예를 들어 설명하기로 한다. 즉, 상기 힌지하우징(460)은 중공의 통 형상으로 형성되어 본체부(200)의 본체힌지부(210)에 고정 적으로 결합되며, 힌지샤프트(410)는 힌지하우징(460)의 내부에 수용되도록 힌지하우징(460)에 고정적으로 결합된다.
상기 힌지샤프트(410)와 힌지하우징(460) 간의 결합구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 힌지하우징(460)에 결합되는 힌지샤프트(410)의 일단은 비원형으로 형성될 수 있고, 힌지하우징(460)에는 힌지샤프트(410)에 대응되는 비원형홀이 형성될 수 있다. 따라서, 비원형으로 형성된 힌지샤프트(410)가 힌지하우징(460)의 비원형홀에 삽입 결합됨으로서, 힌지하우징(460)에 대한 힌지샤프트(410)의 회전이 구속될 수 있다. 여기서 비원형이라 함은 원형이 아닌 형상을 의미하며, 통상의 다각형 형상을 포함할 수 있음은 물론 타원 형상도 포함할 수 있다.
상기 회전샤프트(420)는 힌지샤프트(410)에 직교되는 축선을 갖도록 폴더부(300)에 고정적으로 결합된다. 즉, 상기 회전샤프트(420)는 본체부(200)의 종방향을 따른 축선을 갖도록 본체부(200)에 결합되며, 상기 폴더부(300)는 회전샤프트(420)를 중심으로 회전되며 본체부(200)의 대해 횡방향으로 개폐될 수 있다.
상기 종동캠부재(430)는 힌지샤프트(410)를 따라 직선 이동하도록 구성되어 있다. 상기 종동캠부재(430)에는 종동캠프로파일이 형성되어 있으며, 이러한 종동캠프로파일은 힌지샤프트(410)의 축선 방향을 따라 높이차를 갖는 골부와 산부가 서로 교번적으로 배치됨으로써 구성될 수 있다.
아울러, 상기 힌지샤프트(410)에 대한 종동캠부재(430)의 직선 이동은 요구되는 조건에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 종동캠부 재(430)는 힌지하우징(460) 내부에 직선 이동 가능하게 결합될 수 있는 바, 이를 위해 상기 종동캠부재(430)의 둘레면에는 가이드돌기(432)가 형성될 수 있으며, 상기 힌지하우징(460)의 내면에는 가이드돌기(432)가 힌지샤프트(410)의 축선 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 수용될 수 있도록 가이드홈(462)이 형성될 수 있다.
상기 샤프트하우징(440)은 종동캠부재(430)에 접촉되며 상호 작용하기 위한 구동캠부(442)를 일체로 구비하여 힌지샤프트(410)를 중심으로 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전샤프트(420)는 샤프트하우징(440)에 회전 가능하게 수용된다. 이와 같이 상기 샤프트하우징(440)은 본체부(200)에 결합되는 힌지샤프트(410) 및 본체부(200)에 결합되는 회전샤프트(420)를 각각 수용하며 본체부(200) 및 폴더부(300)가 힌지샤프트(410) 및 회전샤프트(420)를 중심으로 회전 가능하게 구조적으로 연결될 수 있게 한다.
상기 구동캠부(442)는 힌지샤프트(410) 상에 회전 가능하게 결합되는 샤프트하우징(440) 상에 일체로 형성되어 종동캠부재(430)에 접촉되며 상호 작용하도록 구성되어 있다. 즉, 상기 구동캠부(442)는 샤프트하우징(440)이 힌지샤프트(410)를 중심으로 회전함에 따라 샤프트하우징(440)과 함께 회전될 수 있으며, 종동캠부재(430)의 종동캠프로파일에 접촉된 상태로 회전되며 종동캠부재(430)에 대해 상호 작용될 수 있다. 이를 위해 상기 구동캠부(442)에는 종동캠프로파일에 대응되게 구동캠프로파일이 형성되어 있으며, 이러한 종동캠프로파일 및 구동캠프로파일의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이와 같이 종동캠부재(430)와 상호 작용하는 구동캠부(442)가 샤프트하우 징(440) 상에 일체로 형성됨에 따라 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있음은 물론 원가를 절감할 수 있으며, 작업성 및 생산성을 향상 시킬 수 있다.
상기 종동캠부재(430) 및 구동캠부(442)는 통상의 플라스틱 재질로 형성될 수 있으나, 장기간의 광범위한 사용온도 범위에서도 기계적, 열적, 화학적 성질이 뛰어나고, 탁월한 치수안정성을 갖는 재료의 사용이 요구되기 때문에 폴리 아세탈(polyoxymethylene), 폴리 아미드(polyamide) 및 폴리아미드 이미드(polyamide imide) 등과 같이 자기 윤활성이 뛰어나며 우수한 내피로 특성을 갖는 윤활성 소재를 이용하여 형성됨이 바람직하다.
상기 탄성부재(450)는 종동캠부재(430)가 구동캠부(442)에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공할 수 있도록 구비된다. 상기 탄성부재(450)의 구조 및 종류는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성부재(450)로서는 통상의 코일스프링이 사용될 수 있으며, 상기 탄성부재(450)는 힌지하우징(460)과 종동캠부재(430)의 사이에 개재되도록 힌지샤프트(410) 상에 결합되어 종동캠부재(430)가 구동캠부(442)에 탄성적으로 접촉될 수 있게 한다.
아울러 상기 탄성부재(450)의 탄성력에 의한 종동캠부재(430) 및 구동캠부(442) 간의 상호 작용에 의해 종동캠부재(430)의 직선 운동이 탄성적인 회전 운동으로 변환될 수 있고, 이 힘에 의해 본체부(200)에 대한 폴더부(300)의 종방향 개폐가 탄성적으로 이루어질 수 있다.
이러한 구성에 의해 본체부(200)에 대해 폴더부(300)가 종방향 개폐될 경우 에는 폴더부(300)와 함께 회전샤프트(420) 및 샤프트하우징(440)이 힌지샤프트(410)를 중심으로 회전될 수 있고, 본체부(200)에 대해 폴더부(300)가 횡방향 개폐될 경우에는 폴더부(300)가 회전샤프트(420)를 중심으로 회전될 수 있다.
아울러, 상기 힌지하우징(460), 종동캠부재(430) 및 샤프트하우징(440)을 순차적으로 거쳐 샤프트하우징(440)의 외부로 노출되는 힌지샤프트(410)의 단부에는 E-링과 같은 통상의 구속링(490)이 결합될 수 있으며, 이 구속링(490)을 통해 힌지샤프트(410), 힌지하우징(460), 종동캠부재(430) 및 샤프트하우징(440)은 하나로 결합된 모듈 형태로 결합될 수 있다.
그리고, 상기 힌지하우징(460) 및 샤프트하우징(440)을 감싸도록 커버하우징(480)이 제공될 수 있다. 상기 커버하우징(480)은 힌지하우징(460) 및 샤프트하우징(440)을 내부에 수용하도록 제공되어 실질적으로 힌지장치의 외관을 형성하게 된다. 또, 이와 같은 커버하우징(480)은 폴더부(300)가 본체부(200)에 대해 종방향 개폐될 시 샤프트하우징(440)과 함께 회전샤프트(420)를 중심으로 회전될 수 있다.
한편, 상기 폴더부(300)는 본체부(200)에 대해 종방향 및 횡방향 중 선택적으로 어느 일측 방향으로만 회전 개폐되도록 구성될 수 있다. 즉, 폴더부(300)가 본체부(200)에 대해 종방향으로 회전될 경우에는 폴더부(300)의 횡방향 회전이 구속되도록 구성될 수 있으며, 이와 반대로 폴더부(300)가 본체부(200)에 대해 횡방향으로 회전될 경우에는 폴더부(300)의 종방향이 회전이 구속되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 본체부(200)에 대한 폴더부(300)의 종방향 회전 및 횡방향 회전을 선택적으로 구속하기 위한 구조는 요구되는 조건 및 설계 사항에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
일 예로, 폴더부(300)가 회전샤프트(420)를 중심으로 회전되며 횡방향으로 개폐될 시 폴더부(300)가 종방향으로 회전됨을 방지할 수 있도록 상기 회전샤프트(420)의 외주면에는 소정 크기의 회전돌기(422)가 형성될 수 있고, 상기 힌지샤프트(410)에는 회전샤프트(420)와 함께 회전하는 회전돌기(422)가 선택적으로 수용될 수 있도록 돌기수용홈(412)이 형성될 수 있다. 따라서, 폴더부(300)가 회전샤프트(420)를 중심으로 횡방향으로 회전하는 동안에는 회전돌기(422)가 돌기수용홈(412) 내부에 수용되며 폴더부(300)의 종방향 회전이 구속될 수 있다.
또한, 폴더부(300)가 힌지샤프트(410)를 중심으로 회전되며 종방향으로 개폐될 시 폴더부(300)가 횡방향으로 회전됨을 방지할 수 있도록 상기 힌지샤프트(410) 및 회전샤프트(420)의 외주면에는 각각 샤프트수용홈(414,424)이 형성될 수 있으며, 힌지샤프트(410) 및 회전샤프트(420)는 각 샤프트수용홈(414,424)에 수용되며 서로 일부가 겹쳐지게 배치될 수 있다.
즉, 상기 힌지샤프트(410)가 회전샤프트(420)측 샤프트수용홈(424)에 일부가 수용되고, 상기 회전샤프트(420)가 힌지샤프트(410)측 샤프트수용홈(414)에 일부가 수용됨에 따라 힌지샤프트(410) 및 회전샤프트(420)는 서로 일부가 겹쳐지게 배치될 수 있다. 따라서, 폴더부(300)가 힌지샤프트(410)를 중심으로 종방향으로 회전하는 동안에는 회전샤프트(420)측 샤프트수용홈(424)에 힌지샤프트(410)의 일부가 수용됨에 따른 간섭에 의해 폴더부(300)의 횡방향 회전이 구속될 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 폴더부(300)위 횡방향 개폐시에는 회전돌기(422) 및 돌기수용홈(412)에 의해 폴더부(300)의 종방향 회전이 구속되도록 구성되고, 폴더부(300)의 종방향 개폐시에는 샤프트수용홈(424)에 의해 폴더부(300)의 횡방향 회전이 구속되도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 전술한 두가지 구속 방식 중 어느 하나만이 적용될 수 있고, 다르게는 여타 다른 구속 방식이 함께 적용될 수도 있다.
한편, 상기 회전샤프트(420)의 외주면에는 위치고정홈(426)이 형성될 수 있으며, 상기 샤프트하우징(440)에는 위치고정홈(426)에 선택적으로 구속되며 회전샤프트(420)를 중심으로 회전되는 폴더부(300)를 선택적으로 고정하기 위한 볼플런저(470)가 제공될 수 있다.
상기 위치고정홈(426)의 개수 및 간격은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 회전샤프트(420)의 외주면에는 일정 간격을 두고 두개의 위치고정홈(426)이 형성될 수 있고, 상기 볼플런저(470)는 선택적으로 어느 하나의 위치고정홈에 구속되며 횡방향으로 회전되는 폴더부(300)의 개방 및 폐쇄 상태를 고정할 수 있다.
이러한 볼플런저(470)는 회전샤프트(420)의 반경 방향을 따라 회전샤프트(420)의 외주면에 접근 및 이격 가능하게 배치되는 볼(472), 상기 볼(472)이 회전샤프트(420)에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링(474), 상기 샤프트하우징(440)에 결합되어 스프링(474)의 후단을 지지하는 지지플레이트(476)를 포함하여 구성될 수 있다.
아울러 상기 볼플런저(470)는 볼(472)과 볼플레이트(473) 사이에 개재되는 볼플레이트(473)를 더 포함할 수 있으며, 상기 볼플레이트(473)는 볼(472)의 후단에 일체로 형성됨이 바람직하다. 물론 볼플레이트가 볼과 각각 별도로 제공될 수 있으나, 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있도록 볼(472)과 볼플레이트(473)는 하나로 통합되어 제공됨이 바람직하다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 힌지장치로서, 샤프트하우징을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 도시한 바와 같이, 전술한 힌지샤프트(410)는 샤프트하우징(440)을 형성하기 위한 금형(M)이 결합 및 분리되는 방향과 동일하게 배치되며, 상기 볼플런저(470)는 힌지샤프트(410)와 평행하게 배치됨이 바람직하다. 여기서, 상기 볼플런저(470)가 힌지샤프트(410)와 평행하게 배치된다 함은 볼플런저(470) 역시 힌지샤프트(410)와 마찬가지로 샤프트하우징(440)을 형성하기 위한 금형(M)의 결합 및 분리 방향과 동일하게 배치됨을 의미한다.
이와 같은 구조는 볼플런저(470)를 장착하기 위한 장착홀(443)이 금형(M)의 결합 및 분리 방향과 동일하게 형성될 수 있게 하며, 금형(M)이 분리됨과 동시에 장착홀(443)이 형성될 수 있게 한다.
물론 볼플론저가 금형의 결합 및 분리 방향과 다른 방향(예를 들어 직교되는 방향)으로 배치되도록 구성할 수 있다. 그러나, 볼플런저(470)가 금형의 결합 및 분리 방향과 다른 방향으로 배치될 경우에는 금형과 별도로 별도의 코어 등을 사용하여 장착홀을 형성하거나, 다축 드릴링 머신 등을 이용하여 장착홀을 가공하여야 하기 때문에 가공이 어렵고 작업성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 추가적인 가공없이 금형(M)의 분리와 동시에 장착홀(443)이 형성될 수 있도록 볼플런저(470)는 금형(M)의 결합 및 분리 방향과 동일하게 배치됨이 바람직하다.
한편, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 힌지장치의 작동구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에서 도시한 바와 같이, 폴더부(300)의 종방향 개폐시에는 폴더부(300)가 회전샤프트(420) 및 샤프트하우징(440)과 함께 힌지샤프트(410)를 중심으로 회전될 수 있다. 이때 상기 회전샤프트(420)는 샤프트수용홈(424)에 힌지샤프트(410)의 외주면 일부를 수용한 상태로 힌지샤프트(410)를 중심으로 회전될 수 있다. 따라서, 폴더부(300)가 힌지샤프트(410)를 중심으로 종방향으로 회전하는 동안에는 회전샤프트(420)측 샤프트수용홈(424)에 힌지샤프트(410)의 외주면 일부가 수용됨에 따른 간섭에 의해 폴더부(300)의 횡방향 회전이 구속될 수 있다.
또한, 도 9에서 도시한 바와 같이, 폴더부(300)의 횡방향 개폐시에는 폴더부(300)가 회전샤프트(420)를 중심으로 회전될 수 있다. 이때, 상기 회전샤프트(420)의 외주면에는 회전돌기(422)가 형성되고, 상기 힌지샤프트(410)에는 돌기수용홈(412)이 형성되어 있는 바, 폴더부(300)가 회전샤프트(420)를 중심으로 횡방향으로 회전하는 동안에는 회전돌기(422)가 돌기수용홈(412) 내부에 수용되며 폴더부(300)의 종방향 회전이 구속될 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있으며, 원가를 절감하고 작업성 및 생산성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따르면 샤프트하우징이 힌지샤프트 및 회전샤프트를 구조적으로 연결하는 역할을 수행함과 동시에 종동캠부재와 상호 작용하기 위한 구동캠부재의 역할을 병행할 수 있게 하며 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따르면 볼플런저의 볼과 볼플레이트가 일체로 형성되기 때문에 볼플런저의 구조 및 작업공수를 간소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 힌지하우징에 대한 볼플런저의 배치구조를 최적화함으로써 힌지하우징의 가공을 더욱 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 공간활용성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있으며 소형화에 기여할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 본체부에 대해 폴더부를 종방향 및 횡방향으로 개폐 가능하게 연결하는 힌지장치에 있어서,
    상기 본체부의 횡방향을 따른 축선을 갖도록 상기 본체부에 결합되는 힌지샤프트;
    상기 힌지샤프트에 직교되는 축선을 갖도록 상기 폴더부에 결합되며, 외주면에 위치고정홈이 형성된 회전샤프트;
    상기 힌지샤프트를 따라 직선 이동 가능하게 결합되는 종동캠부재;
    상기 종동캠부재에 접촉되며 상호 작용하는 구동캠부를 일체로 구비하여 상기 힌지샤프트를 중심으로 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전샤프트가 회전 가능하게 수용되는 샤프트하우징;
    상기 종동캠부재가 상기 구동캠부에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재; 및
    상기 회전샤프트의 반경 방향을 따라 상기 회전샤프트의 외주면에 접근 및 이격 가능하게 배치되어 상기 위치고정홈에 선택적으로 구속되는 볼, 상기 볼이 상기 회전샤프트에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링, 상기 볼과 상기 스프링의 사이에 개재되도록 상기 볼의 후단에 일체로 형성되는 볼플레이트, 상기 샤프트하우징에 결합되어 상기 스프링의 후단을 지지하는 지지플레이트를 포함하는 볼플런저;
    를 포함하는 힌지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 힌지샤프트가 내부에 수용되도록 상기 본체부에 결합되는 힌지하우징을 더 포함하고,
    상기 종동캠부재는 상기 힌지하우징 내부에 직선 이동 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 힌지하우징 및 상기 샤프트하우징이 내부에 수용되도록 제공되는 커버하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전샤프트는 외주면에 형성되는 회전돌기를 더 포함하고, 상기 힌지샤프트에는 상기 회전샤프트와 함께 회전하는 상기 회전돌기가 선택적으로 수용될 수 있도록 돌기수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 힌지샤프트 및 회전샤프트는 외주면에 각각 형성되는 샤프트수용홈을 더 포함하고, 상기 힌지샤프트 및 회전샤프트는 대응되는 상기 각 샤프트수용홈에 일부가 수용되며 서로 일부가 겹쳐지게 배치된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 볼플런저는 상기 볼과 상기 스프링의 사이에 개재되는 볼플레이트를 더 포함하고, 상기 볼플레이트는 상기 볼의 후단에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 힌지샤프트는 상기 샤프트하우징을 형성하기 위한 금형이 결합 및 분리되는 방향과 동일하게 배치되며, 상기 볼플런저는 상기 힌지샤프트와 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  10. 본체부에 대해 폴더부를 종방향 및 횡방향으로 개폐 가능하게 연결하는 힌지장치에 있어서,
    상기 본체부에 결합되는 힌지하우징;
    상기 본체부의 횡방향을 따른 축선을 갖도록 상기 힌지하우징의 내부에 결합되는 힌지샤프트;
    상기 힌지샤프트에 직교되는 축선을 갖도록 상기 폴더부에 결합되며, 외주면에 위치고정홈이 형성된 회전샤프트;
    상기 힌지샤프트를 따라 상기 힌지하우징의 내부에 직선 이동 가능하게 결합되는 종동캠부재;
    상기 종동캠부재에 접촉되며 상호 작용하는 구동캠부를 일체로 구비하여 상기 힌지샤프트를 중심으로 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전샤프트가 회전 가능하게 수용되는 샤프트하우징;
    상기 종동캠부재가 상기 구동캠부에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;
    상기 회전샤프트의 반경 방향을 따라 상기 회전샤프트의 외주면에 접근 및 이격 가능하게 배치되어 상기 위치고정홈에 선택적으로 구속되는 볼, 상기 볼이 상기 회전샤프트에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링, 상기 볼과 상기 스프링의 사이에 개재되도록 상기 볼의 후단에 일체로 형성되는 볼플레이트, 상기 샤프트하우징에 결합되어 상기 스프링의 후단을 지지하는 지지플레이트를 포함하는 볼플런저;
    를 구비하는 힌지장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 힌지하우징 및 상기 샤프트하우징이 내부에 수용되도록 제공되는 커버하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 회전샤프트는 외주면에 형성되는 회전돌기를 더 포함하고, 상기 힌지샤프트에는 상기 회전샤프트와 함께 회전하는 상기 회전돌기가 선택적으로 수용될 수 있도록 돌기수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 힌지샤프트 및 회전샤프트는 외주면에 각각 형성되는 샤프트수용홈을 더 포함하고, 상기 힌지샤프트 및 회전샤프트는 대응되는 상기 각 샤프트수용홈에 일부가 수용되며 서로 일부가 겹쳐지게 배치된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
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