KR100808576B1 - 이중 안정 힌지 및 그것을 이용한 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 스테이션 또는 다른 전자 장치를 위한 향상된 힌지 디자인을 제공하여, 힌지 조립을 단순화시키고 따라서 보다 비용 효과적으로 제조된 제품을 제공한다. 더욱이, 향상된 힌지 조립은 접을 수 있는 이동 스테이션의 심미적 호소감을 이루며 다양한 내부 요소들에 대하여 응력을 거의 제공하지 않는다. 특히, 본 발명은 접을 수 있는 이동 스테이션이나 또는 다른 접을 수 있는 전자 장치를 구비하는데, 이들은 이중 안정 구조를 통하여 제 2 기능 구성부에 결합되는 제 1 기능 구성부를 가진다. 이중 안정 구조는 제 1 및 제 2 기능 구성부들을 개방 또는 폐쇄 위치로 편향시키는 역할을 한다.

Description

이중 안정 힌지 및 그것을 이용한 시스템{Bi-stable hinge and systems using same}
본 발명은 전체적으로 이동 스테이션(mobile station)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 이중 안정 부재를 감싸는 접힘 디자인(folded design)을 가지는 이동 스테이션에 관한 것이다.
오늘날 이동 스테이션(이동 전화, PDA, 페이저, 랩탑 컴퓨터 및 이와 유사한 것들)의 제조 및 설계는 끊임없이 진보하고 있다. 초기의 이동 스테이션 디자인들은 필연적으로 대형이고 부피가 컸다. 적어도 하나의 초기 불편한 디자인에서는 유니트가 실제로 두 개의 부분들로 분할되어서 전력 케이블로 연결되었을지라도, 작동에 필요한 라디오 통신 장비 및 배터리 유니트는 일반적으로 하나의 특대형 유니트 안에서 유지되었다. 집적 회로와 전기 저장 기술에서의 진보는 이동 스테이션 설계자들이 더욱 더 작은 장치들을 만들 수 있게 하였다. 이러한 기구들은 가벼울 뿐만 아니라, 덜 불편하고 운반이 용이하다. 예를 들면, 이동 스테이션들은 자동차 안에 더 이상 영구적으로 설치되거나 또는 부피가 큰, 분리 가능하게 유지되는 배터리 팩 안에 연결될 필요가 없다. 실질적으로, 오늘날의 보다 작고, 보다 유용한 이동 스테이션들이 보다 유행하는 것이 되었다.
불행하게도, 몇 가지 단점들이 이러한 새로운 유행과 편리에 따르게 되었다. 예를 들면, 오늘날의 이동 스테이션의 이동성이 증가하는 것은 이러한 이동 스테이션들이 계속 증가되는 회수의 잠재적인 손상의 환경에 처하게 되는 의도되지 않은 단점을 가지게 된다. 현대의 소비자들에게 이러한 환경은 주머니, 서류 가방, 지갑, 체육관용 가방, 글로브 구획부(glove compartment) 및 툴 박스(tool box)들을 포함하며, 그러한 곳에서 이동 스테이션은 이동 스테이션의 상대적으로 섬세한 내부 요소들 및 작동 요소들 (예를 들면, LCD 디스플레이들, 마이크로폰 및 스피커 포트, 키이패드 등)에 구조적이고 그리고/또는 표면상의 손상을 야기할 수 있는 습기나 해로운 단단한 물체와 접촉할 수 있다. 따라서, 이동 스테이션은 손상에 고도로 민감하다. 더군다나, 시장은 계속적으로 이동 스테이션들을 소형화되도록 하여, 이동 스테이션들을 보호할 수 있는 커다란 구조적인 보강부를 부가하는 것이 어렵게 된다.
이러한 손상의 위험성은 현대의 이동 스테이션들에 제공된 외부 접근 가능 구성 요소들의 수에 의해서 악화된다. 이들 구성 요소들의 가장 현저한 것 들중 하나는 시각 디스플레이이다. 처음에 그러한 디스플레이들은, 이동 스테이션이 "온" 상태인지의 여부, 또는 이동 전화에 대하여 통화가 진행중이었는지의 여부를 나타내는 소형의 발광 다이오드(LEDs)들에 제한되었다. 점차로, 보다 진보된 LED 디스플레이들이 개발되었는데, 이들은 다이알된 전화 번호, 현재의 시간 또는 다른 간단한 정보를 나타낼 수 있었다. 보다 최근에는 액정 디스플레이(LCDs)들이 평범한 것이 되었다. LCD 는 유리 또는 다른 투명한 재료의 2 개의 매우 얇은 단편들 사이 에 전기적으로 감수성이 있는 액정 물질을 배치함으로써 제작된다. 따라서 이들은 상대적으로 작은 충격에 대해서조차도 손상되기 쉽다. 이러한 취약성을 제한하도록 일반적으로 부가되는 단단하고 투명한 덮개 또는 유사한 보호 장치에도 불구하고, LCD 는 현대의 이동 스테이션들에서 가장 용이하게 손상되는 구성 요소들로 남아있다.
접이식 이동 스테이션 디자인이 개발되어, 부분적으로는 현대의 이동 스테이션에 보다 큰 내구성을 제공한다. 명백하게 될 바로서, 접이식 이동 스테이션들도 그들의 상대적으로 집약된 크기에 기인하여 증가된 내구성을 제공한다. 접이식 이동 스테이션은 전체적으로 말하자면 2 개의 부분들로부터 하나의 보다 집약적인 부분으로 접혀질 수 있는 것이다. 보다 상세하게는, 도 1a 내지 도 1c 에 도시된 바와 같이, 접이식 이동 스테이션(100)들은 전체적으로 제 1 기능 구성부(101) 및 제 2 기능 구성부(102)를 구비한다. 제 1 및 제 2 기능 구성부(101,102)는 그 각각이 다른 것의 위에 클램-쉘(clam-shell) 방식의 작용으로 접혀질 수 있도록 힌지 조립체(175)에 의해서 서로 기계적으로 결합된다. 따라서, 접혀진 이동 스테이션(100)들은 "개방" 위치 및 접혀지거나 또는 "폐쇄" 위치를 가진다.
도 1a 는 개방 위치로 배향된 종래의 이동 스테이션(100)(이동 전화)의 한 예를 제공한다. 당해 기술 분야의 당업자에게 알려진 바와 같이, 이동 스테이션의 제 1 및 제 2 기능 구성부(101,102)들은 다양한 내부 회로 및 작동 요소들을 구비한다. 예를 들면, 제 1 의 기능 구성부(101)는 LCD(150)를 구비하는 것으로서 도시되어 있다. LCD(150)는 맑은 플라스틱 덮개(151)를 통하여 보이고 그에 의해서 보 호된다. 스피커 포트(154)는 제 1 부분(101) 안에 형성된 일련의 소형 개구들을 포함하고, 제 1 부분(101)에 의해 하우징된 내부 스피커(미도시)에 근접하여 놓이게 된다. 더욱이, 제 1 부분(101)은 통상적으로 LCD(150)와 내부 스피커(미도시)를 구동하기 위한 회로를 구비한다.
종래의 이동 스테이션(100)의 제 2 부분(102)은 일반적으로 내부 마이크로폰(미도시)에 근접한 마이크로폰 포트(155)를 구비한다. 키이 패드(160)도 제공되는데, 이것은 다르게 내부에 배치된 키이 매트(key mat)로부터 복수개의 개구를 통해 연장된 일련의 키이들을 구비한다. 제 1 부분(101)과 함께, 이동 스테이션(100)의 제 2 부분(102)은 상기 설명된 마이크로폰(155)과 키이패드(160)와 관련된 내부 회로를 하우징한다. 라디오 주파수(RF) 통신을 용이하게 하기 위한 안테나(미도시)는 제 1 부분(101)이나 또는 제 2 부분(102)의 안에 위치될 수 있거나, 또는 그들 사이에 분포될 수 있다. LCD(150)와 스피커(154)의 배치의 결과로서 제 1 부분(101) 안에 이용될 수 있는 제한된 공간에 기인하여 이동 스테이션의 배터리(미도시)들은 통상적으로 제 2 부분(102) 안에 저장된다. AC 어댑터와 같은 외부 동력 공급부(미도시)는 동력 포트(144)에 연결될 수 있다. 마찬가지로, 외부 헤드폰(미도시)들은 외부 장치 포트(145)에서 이동 스테이션(100)에 연결될 수 있다.
이동 스테이션이 그렇게 "개방" 되었을 때, 사용자는 키이패드(160)에 접근할 수 있고 편리하게 스피커 포트(154)와 마이크로폰 포트(155)를 음성 통신 위치에 둘 수 있다. 이동 스테이션(100)은 화살표로 표시된 바와 같은 클램-쉘 작용으로 제 2 부분(102)과 만나도록 제 2 부분(101)을 접음으로써 "폐쇄"될 수 있다. 도 1b 는 공지의 이동 스테이션(100)을 폐쇄 위치에서 도시한다. 유익하게는, 제 1 부분(101)과 제 2 부분(102)이 키이패드(160)와 LCD(150)를 보호하는 방식으로 폐쇄된다. 일반적으로 말하자면, 공지의 이동 스테이션(100)은 폐쇄 구성에서는 사용될 수 없는데, 이는 비록 그러한 기능이 외부 마이크로폰과 스피커(미도시)를 채용함으로써 달성될 수 있을지라도 그러하다. 그러한 장치들은 "핸즈 프리(hands-free)" 작용에서 종종 사용되며, 외부 장치 포트(145)를 통해서 용이하게 연결된다. 위에서 암시된 바와 같이, 현대 이동 스테이션(100)의 접이식 디자인은 벨트, 포켓, 지갑 또는 글로브 구획부들에서의 안전한 저장을 수용함으로써, 민감한 내부 구성부들이 그러한 환경에서 종종 만나게 되는 키이나 또는 다른 목적물들로부터 손상을 받지 않으므로 이전의 장치들과 구별된다.
이제 명백한 바로서, 접이식 이동 스테이션(100)은 소비자들에게 유용하고 소망스러운 특징들을 구비한다. 위에서 설명된 내구성과 크기의 향상에 더하여, 많은 사용자들은 다른 것에 비하여 접이식 디자인의 미감을 선호한다. 위의 향상점에도 불구하고, 도 1a 및 도 1b 에 도시된 종래의 접이식 이동 스테이션의 디자인이 최적인 것은 아니다. 예를 들면, 종래의 접이식 이동 스테이션(100)은 제 1 기능 구성부(101)를 제 2 기능 구성부(102)에 결속시키도록 표준의 도어 힌지에 유사한 실린더형의 힌지 조립체(175)를 이용한다. 도 1c 에 도시된 바와 같이, 이러한 힌지 조립체(175)는 상대적으로 복잡하고 보다 중요하게는, 고도로 노동 집약적인 조립 공정을 필요로 하며, 따라서 제조 비용이 비싸다.
특히, 종래의 힌지 조립체(175)는 제 1 기능 구성부(101)로부터 연장된 힌지 부재(176,177,181) 및, 제 2 기능 구성부(102)로부터 연장된 힌지 부재(178,179)를 구비한다. 이들 힌지 부재(175-179 및 181)들은 각각의 힌지 부재안에 형성된 개구(미도시)를 통해 연장된 힌지 핀(180)에 의해서 함께 유지된다. 조립하는 동안에, 힌지 핀(180)은 힌지 부재(175-179 및 181) 안에 제공된 개구를 통해 주의 깊게 삽입되어야 하며, 또한 도 1c 에 도시된 바와 같이 이전에 조립된 스프링(182), 프로파일 톱니 부분(동적 부분)(183), 프로파일 톱니 부분(정적 부분)(184)을 통해 나사 결합되어야 한다. 상기 후자의 구성 요소들은 당해 기술 분야의 당업자들에 알려진 바와 같이 개방 위치나 또는 폐쇄 위치에 이동 스테이션(100)을 유지하도록 제공된다. 마지막으로, 제 1 기능 구성부(101)가 제 2 기능 구성부(102)에 전기적으로 연결되는 것을 보장하도록 유연성 인쇄 회로나 또는 케이블 다발(185)이 핀(180)의 둘레를 어색하게 둘러싸야만 한다.
당해 기술 분야의 당업자들에게 명백할 바로서, 상기 힌지 디자인의 복잡성은 비용이 과중하고 부피가 큰 힌지 조립체를 초래한다. 예를 들면, 상기의 힌지 조립체는 모두 제조 비용을 부가하게 하는 정밀 요소들, 많은 부품 수들 및 상대적으로 긴 조립 시간을 필요로 한다. 더욱이, 복잡한 종래 기술의 힌지 디자인은 유행하는 개선을 이루려는 설계자들의 능력을 저해한다. 위와 같은 점에 비추어, 상대적으로 조립이 간단하고 이동 스테이션의 전체적인 미적 호소를 부여하는 접이식 이동 스테이션을 위한 향상된 힌지 디자인을 제공하는 것이 매우 소망된다. 더욱이, 현대의 접이식 이동 스테이션의 개발에 의해 실현된 내구성과 크기의 장점을 유지하는 힌지 디자인을 제공하는 것이 소망된다.
본 발명은 힌지 조립을 단순화시키고 따라서 보다 비용 효과적으로 제조된 제품을 제공하는, 이동 전화나 또는 다른 접이식의 전자 장치와 같은 이동 스테이션용의 향상된 힌지 디자인을 제공한다. 더욱이, 향상된 힌지 디자인은 접이식 이동 스테이션의 미적인 호소감을 부여하며 다양한 내부 요소들에 응력을 거의 적용시키지 않는다. 이동 스테이션들과 다른 접이식 전자 장치들은 서로 피봇되게 결합된 제 1 및 제 2 기능 구성부들을 구비한다. 본 발명의 몇가지 구현예들에서, 제 1 및 제 2 기능 구성부들은 이중 안정(bi-stable) 부재에 의해서 접을 수 있는 방식으로 기계적으로 결합된다. 이중 안정 부재는 이동 스테이션을 접힘 위치와 개방 위치로 편향시키도록 기능한다.
일 구현예에 있어서, 이중 안정 부재는 접힘 위치에서 실질적으로 평탄화된 횡단 단면을 가진 적어도 하나의 접을 수 있는 부분과, 개방 위치에서 C 형상 횡단 단면과 같은, 실질적으로 만곡된 횡단 단면을 구비한다. 다른 구현예에 있어서, 접을 수 있는 부분은 전체적으로 반대편의 측방향 가장자리들과 그에 근접하게 배치된 경직화 부분(stiffening portion)들을 구비한다. 중간 영역은 경직화 부분들 사이에 한정되는데, 경직화 부분들은 접힘 위치에서 중간 영역에 실질적으로 평탄하게 구성되고 개방 위치에서 중간 영역에 실질적으로 평탄하지 않게 구성된다.
일 구현예에서, 이중 안정 부재는 폴리머 라미네이트를 구비하는 탄성 기판의 층, 메쉬 또는 스프링 금속의 스트립, 섬유 강화 복합체 또는 그것의 결합체를 구비하는 라미네이트 구조를 구비하며, 이것은 개방 위치로 편향되어 있다. 라미네이트 구조는 접힘 위치에서 탄성 기판층의 편향에 대향하도록 구성된 소성 변형 가능한 층을 더 구비한다. 따라서, 접힘 위치와 개방 위치는 역전 가능하고 그리고 안정된 위치들이다.
다른 구현예들에 있어서, 이중 안정 부재의 라미네이트 구조는 소성 변형 가능한 층에 근접하게 배치된 복수개의 선응력(pre-stress) 요소들을 구비하는데, 선응력 요소들은 개방 위치에서 장력하에 있으며 또한 장력이 접힘 위치에서 적어도 부분적으로 경감되도록 구성된다. 일 구현예에서, 복수개의 선응력 요소들은 라미네이트 구조내에서 실질적으로 축방향으로 정렬된다.
다른 구현예에서, 이중 안정 부재의 라미네이트 구조는 탄성의 기판층에 근접하게 배치된 복수개의 선응력 요소들을 구비하는데, 여기에서 선응력 요소들은 접힘 위치에서 장력하에 있으며 장력이 적어도 부분적으로 개방 위치에서 경감되도록 구성된다. 일 구현예에서, 복수개의 선응력 요소들은 라미네이트 구조내에서 실질적으로 횡방향으로 정렬된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 제 1 기능 구성부; 제 2 기능 구성부; 제 1 기능 구성부를 제 2 기능 구성부에 전기적으로 연결시키기 위한 통신 부재; 및 제 1 및 제 2 기능 구성부들을 개방 위치와 접힘 위치로 편향시키기 위한 이중 안정 부재;를 구비하는 접을 수 있는 장치가 제공된다. 이중 안정 부재는 접힘 위치에서 실질적으로 평탄화된 횡단 단면 및, 개방 위치에서 실질적으로 C 형상이거나 또는 만곡된 횡단 단면을 가지는 적어도 하나의 접을 수 있는 부분을 한정한다.
다른 구현예에 따르면, 본 발명은: 개방 위치와 접힘 위치 사이에서 이동 스테이션을 편향시키기 위한 이중 안정 부재를 제공하는 단계로서, 이중 안정 부재는 접힘 위치에서 실질적으로 평탄화된 횡단 단면 및 개방 위치에서 실질적으로 C 형상이거나 또는 만곡된 횡단 단면을 가지는 적어도 하나의 접을 수 있는 부분을 한정하는, 이중 안정 부재의 제공 단계; 제 1 기능 구성부를 이중 안정 부재의 접을 수 있는 부분에 결합시키는 단계; 및, 제 2 기능 구성부를 이중 안정 부재의 접을 수 있는 부분에 결합시키는 단계;를 구비하는, 이동 스테이션을 제조하는 방법을 구비한다. 이동 스테이션을 제조하는 방법은 제 1 기능 구성부와 제 2 기능 구성부 사이에서 통신 부재를 전기적으로 연결하는 단계를 더 구비할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 개방 및 폐쇄 위치에서 통신 부재를 보호하는 단계를 구비한다.
본 발명의 구현예들에 대한 상기 및 다른 특징들, 국면들 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 설명을 참조함으로써 명백해질 것이다. 그러나, 그러한 도면들은 예시의 목적으로만 설계된 것이며, 본 발명을 제한하도록 디자인된 것이 아니라는 점이 이해되어야 한다.
본 발명의 일반적인 용어로 설명하는 것으로서, 이제 첨부된 도면을 참조할 것이며, 이들은 실질적으로 축척에 의거하여 작도된 것은 아니다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c 는 공지의 종래 기술에 따른 통상적인 접힘 이동 스테이션(즉, 이동 전화)의 일 예이며, 도 1a 는 개방 상태에서의 이동 스테이션의 사시도이고, 도 1b 는 폐쇄 상태에서의 이동 스테이션의 사시도이며, 도 1c 는 공지의 종래 기술에 따른 도 1a 및 도 1b 에 도시된 통상적인 실린더형 힌지 조립체 의 단면도이다.
도 2, 도 2a 및 도 2b 는 공지의 종래 기술에 따른 예시적인 이중 안정 구조에 대한 사시도로서, 도 2 는 공지의 이중 안정 구조의 등배 사시도이고, 도 2a 는 도 2 에서 절단선 2A-2A를 따라서 취한, 공지의 이중 안정 구조의 단면도이며, 도 2b 는 도 2 에서 절단선 2B-2B를 따라서 취한, 공지의 이중 안정 구조의 단면도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 는 본 발명의 일 구현예에 따른 이동 스테이션의 사시도로서, 도 3a 는 일 구현예에 따른 접힘 위치에서 이동 스테이션을 도시하고, 도 3b 는 일 구현예에 따른 이동 스테이션의 측면도를 도시하고, 도 3c 는 본 발명의 일 구현예에 따른 개방 위치에서 이동 스테이션을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 구현예에 따른 개방 위치에서 이중 안정 부재를 도시하고, 도 4a 는 도 4 의 이중 안정 부재를 절단선 4A-4A를 따라서 취한 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 일 구현예에 따른 접힘 위치에서의 이중 안정 부재를 도시하며, 도 5a 는 도 5 의 이중 안정 부재를 절단선 5A-5A를 따라서 취한 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 2 개의 부가적인 구현예들에 따른 이중 안정 부재를 도시하고; 도 6a 는 일 구현예에 따른 도 6 의 이중 안정 부재를 절단선 6AB-6AB 를 따라서 취한 단면도이고, 도 6b 는 다른 구현예에 따른 도 6 의 이중 안정 부재를 절단선 6AB-6AB 를 따라서 취한 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 일 구현예에 따른 이동 스테이션의 분해도이다.
도 8 은 본 발명의 일 구현예에 따른 이동 스테이션의 분해도이다.
도 8a 는 도 8 의 이동 스테이션을 절단선 8a-8a를 따라서 취한 단면도이다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이며, 여기에서 본 발명의 전부는 아니지만 일부의 구현예가 도시되어 있다. 참으로, 본 발명은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에 개시된 구현예들에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 오히려, 이들 구현예들은 그러한 개시가 적절한 법적 요건을 충족시키도록 제공된다. 동일한 도면 번호는 전체를 통하여 동일한 구성 요소들을 표시한다.
본 발명의 이동 스테이션은 이중 안정 구조를 이용한다. 이러한 이중 안정 구조는 감긴 상태 또는 수축 상태로부터 연장 상태로 전진될 수 있는 하나 또는 그 이상의 연장될 수 있는, 감길 수 있는 부재들을 구비한다. 가장 간단한 종래의 이중 안정 구조는 통상적인 강철 테이프 수단이다. 유익하게는, 테이프 수단에 비추어 명백한 바로서, 이중 안정 구조는 하나의 상태로부터 다른 이전의 상태로 복수의 회수로써 전진되고 되감길 수 있다. 적절한 구조가 데이튼 로베트(Daton-Lovett)의 다음 미국 특허들에 개시되어 있다. 2001 년 7 월 10 일자의 미국 특허 제 6,217,975 호 및 2001 년 7 월 10 일자의 미국 특허 제 6,256,938 호. 이들은 모두 본원에 참조로서 포함된다. 그러한 이중 안정 구조는 롤래튜브 테크놀로지 리미티드(Rolatube Technology Limited, 영국)와 다른 공급자들이 공급한다.
도 2 는 공지의 종래 기술에 따른 연장 가능하고, 감길 수 있는 이중 안정 구조의 일 예를 도시한다. 상기 언급된 특허들에서 사용된 바와 같이, 다음의 명세서와 첨부된 청구항들에서, "이중 안정"이라는 용어는 2 개의 안정된 형상으로 편향되거나 구성될 수 있는 재료들이나 또는 복합체를 지칭한다. 특히, 종래의 이중 안정 구조(200)는 연장된 형상이나 또는 상태를 향해 편향된 재료들 및, 감긴 형상이나 또는 상태로 제 1 재료들에 반대되게 편향된 부가적인 재료들을 구비한다. 도 2 의 이중 안정 구조(200)는 각각의 상기 언급된 상태들, 즉, 감긴 부분(210) 및 연장된 부분(220)으로 구성된 부분들을 구비한다. 이러한 연장된 상태 및 감긴(또는 접힌) 위치들을 보다 잘 한정하도록, 다음의 상세한 설명과 첨부된 청구항들에서는 전체적으로 연장 방향으로 배향된 축방향 및, 이와는 다르게, 축방향에 실질적으로 수직인 횡방향이 지칭된다.
연장된 상태에서 종래의 이중 안정 구조(200)는 도 2a 에 도시된 바와 같이 만곡된, 반원형 또는 원형의 단면을 가진다. 감긴 상태에서, 종래의 이중 안정 구조(200)는 도 2b 에 도시된 바와 같이 실질적으로 평탄한 횡방향 단면을 가진다. 비록 원형의 단면을 가진 것으로서 도 2 및 도 2b 에 도시되어 있을지라도, 이중 안정 구조(200)는 이와는 달리 당해 기술 분야에 알려진 바와 같이 타원형, 만곡형, C 형상 또는 다른 단면 구성을 가질 수 있다. 2 개 상태들의 횡단면에서의 차이는 그것이 연장된 상태에서 차지할 수 있는 것보다 훨씬 작은 체적으로 이중 안정 구조가 감기거나 또는 수축될 수 있다는 것이다.
상기의 기하학적 구조와 관련된 이중 안정의 특성은 적절한 재료의 선택을 통해 향상될 수 있다. 도 2 에 도시된 유형의 공지의 이중 안정 구조(200)는 테이프 수단의 경우에 스프링 금속과 같이, 탄성의 기판 층을 구비하는데, 이것은 연장된 형태를 향하여 편향된다 (예를 들면, 부재가 만곡된 단면을 가지도록 편향된다). 탄성 기판은 부재를 수축된 형태(예를 들면, 평탄화된 단면을 가지는 형태)를 향하여 편향시키는 경향이 있는 소성 변형 가능한 (즉, 소성 변형될 수 있는) 층으로 라미네이트될 수 있다. 따라서, 테이프 수단의 예에 비추어, 적절하게 라미네이트된 테이프 수단(예를 들면 소성적으로 변형 가능한 층을 구비함)은 종래의 래취(latches)나 또는 감김 메카니즘 없이도 연장된 형태나 또는 감긴 형태로 유지될 수 있다. 그러한 적용예에서, 소성적으로 변형 가능한 층은 테이프 수단의 고유한 편향에 저항하고 가능하게는 그것을 무효로 할 것인데, 만일 그렇지 않았다면 테이프 수단을 그것의 연장된 형태로 복귀시켰을 것이다.
몇 개의 구현예에서, 탄성적이고 소성적으로 변형 가능한 층들의 재료 특성들은 이중 안정 구조(200)의 성능을 향상시키도록 선택되고 변경될 수 있다. 예를 들면, 당해 기술 분야의 당업자들에게 공지된 바와 같이, 이중 안정 구조(200)의 탄성 모듈러스는 구조(200)의 길이, 폭 및/또는 두께에 걸쳐서 수정되어서 소기의 특성들 (예를 들면, 단부 정지, 비틀림의 견고성, 힘의 피드백 곡선등)을 달성할 수 있다. 그러한 설계의 주문 대응은 특히 이중 안정 구조(200)의 전체적인 두께(그리고 중량)를 감소시키고 또한 이중 안정 구조(200)를 연장시키거나 또는 수축시키는데 필요한, 적용되는 힘을 변경시키는데 특히 유용할 수 있다. 다양한 다른 구현예들에서, 이중 안정 구조를 형성하도록 사용된 재료들은 당해 기술 분야에 공지 된 바와 같이 다른 소망되는 특성들(예를 들면, 높은 강성, 높은 열적 변형 저항성등)을 가지도록 선택될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 이중 안정 구조는 선응력 요소(pre-stressed elements)들의 다양한 구성들이 부착되거나 함입되어 있는 열가소성 매트릭스(예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌)를 가지는, 하나 또는 그 이상의 폴리머 복합체 층을 구비한 탄성층을 가진다. 예를 들면, 이중 안정 구조의 복합체 층은 복수개의 선응력 유리, 탄소, 아라미드 또는 폴리머 섬유들이 그 안에 배치된 열가소성 층을 구비할 수 있다. 이러한 섬유들은 이중 안정 구조의 평면에서 서로에 대하여 상이한 각도로 배향될 수 있어서 구조가 감긴 위치와 연장된 위치들을 향하여 편향된다. 예를 들면, 섬유의 제 1 세트는 전체적으로 축방향으로 배향될 수 있고 섬유들의 제 2 세트는 실질적으로 횡방향으로 배향될 수 있어서 소망되는 "이중-안정"의 효과를 만들 수 있다. 본 발명의 다양한 구현예들이 이중 안정 구조의 특정한 유형을 참조하여 이제 설명될 것이다. 그러나, 본 발명에 의해 구체화된 발명의 개념들이 전기한 상세한 설명에 기재된 특정의 이중 안정 구조를 제한하는 것은 아니며, 사실상, 종래 기술에서 공통적으로 알려진 그 어떤 이중 안정 구조를 포함할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
도 3a 내지 도 3c 는 본 발명의 몇 가지 구현예에 따른 이동 스테이션 디자인에 상기 기술을 적용한 것을 도시한다. 다음의 상세한 설명과 첨부된 청구항들의 목적으로, "이동 스테이션(mobile station)"이라는 용어는 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려진 바와 같이 이동 전화, PDA, 계산기, 랩탑 컴퓨터, 또는 다른 유사 한 접이식 전자 장치들을 지칭한다. 도시된 구현예에서, (이동 전화와 같은) 이동 스테이션(300)은 제 2 기능 구성부(302)에 대하여 접을 수 있게 결합된 제 1 기능 구성부(301)를 구비한다. 따라서, 이동 스테이션(300)은 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같은 접힌 위치 및, 도 3c 에 도시된 바와 같은 개방 위치를 달성하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 몇 가지 구현예들에서, 제 1 기능 구성부(301)는 제 2 기능 구성부(302)에 이중 안정 부재(310)를 통하여 결합된다. 본 발명의 몇 가지 구현예에 따른 이중 안정 부재(310)의 형상 및 기능은 이후에 상세하게 설명될 것이다.
도 3c 는 본 발명의 일 구현예에 따른 "개방된" 이동 스테이션(300)을 도시한다. 개방 위치에서, 제 1 및 제 2 기능 구성부(301,302)는 작동 각도(α)를 한정하도록 결합된다. 특정의 적용예에 따라서, 이러한 작동 각도(α)는 상당히 변화될 수 있다. 예를 들면, 이동 전화의 적용예에서 작동 각도(α)는 150 내지 180 도 사이에 있을 수 있는데 반해, 다른 적용예에서 (예를 들면 랩탑 컴퓨터) 바람직한 작동 각도(α)는 상당히 작을 수 있다.
도시된 구현예에서, 이동 스테이션(300)의 제 1 및 제 2 기능 구성부(301,302)들은 개별의 제 1 및 제 2 의 내측 표면(303,304)들을 구비한다. 본 발명의 다양한 구현예들에서, 복수개의 상대적으로 정교한 작동 요소들(예를 들면, 디스플레이(350), 키이패드(360), 스피커 포트(354), 마이크로 포트(355)등)이 제 1 및 제 2 의 내측 표면(303,304)들상에 배치되거나 또는 그에 일체화된다. 따라서, 제 1 및 제 2 의 내측 표면들(303,304)이 접힘 위치에서 (도 3a 및 도 3b 에 도시됨) 서로 근접하게 배치되므로, 복수개의 작동 요소들은 외부 물질에 의한 잠재적 인 손상을 일으키는 충격이나 또는 접촉으로부터 보호된다. 비록 도 3c 가 제 1 또는 제 2 의 기능 구성부(301,302)들에 근접한 특정의 작동 요소들을 도시하였을지라도, 본 발명이 도시된 구성에 제한되는 것은 아니라는 점을 주목하는 것이 중요하며, 사실상 당업계에서 통상적으로 공지된 바와 같이 다양한 요소들이 제 1 또는 제 2 기능 구성부(301,302)에 근접하여 배치될 수 있다.
위에 참고된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 제 1 및 제 2 기능 구성부(301,302)들은 이중 안정 부재(310)에 의해서 서로 접을 수 있는 관계로 결합된다. 유리하게도, 본 발명의 다양한 구현예들은 이동 스테이션(300)을 개방 또는 접힘 상태로 각각 편향시키는 수단으로서, 감기거나 또는 연장된 상태를 유지하는 이중 안정 구조들의 본질적인 경향을 이용한다. 일 구현예에서, 이중 안정 부재(310)는 이동 스테이션(300)을 접힌 위치(도 3a 및 도 3b 에 도시됨)로나 또는 개방 위치(도 3c 에 도시됨)를 향하여 편향시키는 역할을 한다. 따라서, 개방시키는 힘 또는 폐쇄시키는 힘은 이동 스테이션(300)을 각각 개방하거나 또는 폐쇄할 때 사용자에 의해서 적용되며, 그에 의해서 이중 안정 부재(310)의 본질적인 경향성이 극복되어 접힌 위치나 또는 개방된 위치로 유지된다. 이러한 기능은 사용중이 아닌 기간 동안의 우발적인 개방이나, 또는 사용 기간 동안의 우발적인 폐쇄를 방지에 대한 보호를 제공하도록 특히 소망스럽다.
도시된 구현예에서, 이중 안정 부재(310)는 또한 그것의 개별 작동 요소(예를 들면, LCD 디스플레이(350), 키이보드(360)등)들과 함께 제 1 및 제 2 의 기능 구성부(301,302)를 감싸서 보호하는 기능을 한다. 그러나, 다양한 다른 구현예들에 서, 이중 안정 부재는 보다 통상적인 하우징이나 또는 하우징의 세트(미도시) 안에 제공될 수 있으므로 케이스일 필요는 없다; 이중 안정 부재는 편향 기능을 수행하며 하우징(들)은 상기의 보호 외피 기능을 수행한다.
도 4 및 도 5 는 본 발명의 다양한 구현예들에 따른 이중 안정 부재(410)를 도시한다. 특히, 도 4 는 개방 위치에서 이중 안정 부재(410)를 도시하고 도 5 는 접힘 위치에서 이중 안정 부재(410)를 도시한다. 일 구현예에 따르면, 이중 안정 부재(410)는 접을 수 있는 부분(415)에 의해 서로로부터 축방향으로 이격된 제 1 및 제 2 부분(411,412)을 구비한다. 제 1 및 제 2 부분(411,412)은 (도 3a 내지 도 3c 에 도시된 바와 같이) 제 1 및 제 2 기능 구성부를 지지하고 그에 연결되도록 구성된다. 개방 위치와 접힘 위치 사이에서 이전될 때는 제 2 부분(412)이 도 5 에 도시된 바와 같이 제 1 부분(411)의 위로 위치되도록 이중 안정 부재(410)가 접힘 축(F)의 위에 위치된다. 이와는 달리, 제 1 부분(411)이 제 2 부분(412)의 위로 접혀질 수 있도록 이중 안정 부재(410)가 용이하게 역전 가능하다. 본 발명의 다양한 구현예들에서, 이중 안정 부재(410)는 위에서 참고된 바와 같이 완전히 이중 안정 재료를 구비할 수 있거나, 또는 이와는 다르게, 단지 부분적으로 그러한 재료를 구비하고 (예를 들면, 하나 또는 그 이상의 접을 수 있는 부분들) 나머지는 통상적인 재료를 구비할 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에 있어서, 제 1 및 제 2 부분(411,412)들은 통상적인 재료를 구비할 수 있는데 반해, 접을 수 있는 부분(415)은 이중 안정 재료를 구비한다.
비록 2 개의 실질적으로 같은 절반으로 접을 수 있는 것으로 묘사되었을지라 도, 본 발명에 따른 이중 안정 부재(410)는 그러한 구성에 제한되지 않는다. 일 구현예에 있어서, 접힘 축(F)은 접을 수 있는 부분(415) 안에 중심을 이탈하여 위치될 수 있으며, 그에 의해서 반대편의 제 2 부분(412)(또는 제 1 부분(411)) 보다 커다란 제 1 부분(411)(또는 제 2 부분(412))을 만든다. 다른 구현예에서, 접을 수 있는 부분(415) 자체(그리고 따라서 접힘 축(F))는 도시된 바와 같이 중심에 위치되지 않을 수 있으며, 그에 의해서 제 1 및 제 2 부분(411,412)들이 상이한 크기를 가지는 유사한 효과를 발생시킨다. 다른 구현예에서, 다수의 접을 수 있는 부분들(415)이 제공될 수 있어서, 3 중 접힘(2 개의 접을 수 있는 부분들), 4 중 접힘(3 개의 접을 수 있는 부분들) 또는 다른 유사한 다중-접힘 구성들이 당해 기술 분야의 당업자들에게 공지된 바와 같이 제작된다.
도 4 에 도시된 구현예를 참조하면, 접을 수 있는 부분(415)은 반대의 측방향 가장자리(418)에 의해 둘러싸인다. 일 구현예에 있어서, 경직화 부분(420)들은 측방향 가장자리(418)에 근접하여 형성되고 그에 의해서 그 사이에 중간의 영역(423)을 한정한다. 개방 위치에 구성되었을 때, 경직화 부재(420)들은 중간 영역(423)으로부터 이탈되게 만곡되어서 도 4a 에 도시된 바와 같은 실질적으로 평탄하지 않은 횡방향 단면을 만든다. 경직화 부재(420)들은 의도되지 않은 방향들(예를 들면, 의도되지 않은 접힘 방향에 반대인 방향)에 대하여 이중 안정 부재(410)를 안정화시키는 기능을 하며, 또한 이중 안정 재료의 특성인 만곡된 횡단 단면을 제공한다. 명백하게, 접을 수 있는 부분(415)의 (경직화 부재(420)와 중간 영역(423)에 의해 한정된) 횡방향 단면은 당해 기술 분야에서 당업자에게 공지된 바와 같이 도시된 바와 같은 실질적으로 C 형상일 수 있거나, 전체적으로 만곡될 수 있거나, 또는 그와는 달리 반원형일 수 있거나, 또는 가능하게는 원형일 수 있다.
(도 5 에 도시된 바와 같이) 접힌 위치에 있을 때, (경직화 부재(420)와 중간 영역(423) 사이에 한정된 바와 같은) 실질적으로 평탄하거나 또는 평평한 횡단 단면이 도 5a 에 도시된 바와 같이 만들어지도록, 접힘 가능 부분(415)을 구비하는 이중 안정 재료들은 경직화 부재(420)들이 외측 방향으로 회전되게 한다. 일 구현예에서, 경직화 부재(420)들은 제 1 및 제 2 부분들(411,412)을 격리시키도록 복수개의 노치(407)들에 의해서 축방향으로 둘러싸이며, 그에 의해서 이중 안정 부재(410)가 개방 위치와 접힘 위치 사이에서 이행될 때 제 1 및 제 2 부분들(411,412)에 가해지는 응력과 만곡을 감소시킨다. 다른 구현예에서, 경직화 부재(420)들의 만곡이 제 1 및 제 2 부분들로 축방향으로 연장되도록 그리고 제 1 및 제 2 기능 구성부(미도시)의 적어도 일부를 보호하게끔 구성되도록 상기의 노취(407)들이 선택적으로 생략될 수 있다.
위에서 참조되고 도 6, 도 6a 및 도 6b 에 도시된 바와 같이, 다양한 구현예들에 따른 이중 안정 부재(510,610)는 다양한 이중 안정 재료들을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 이중 안정 부재(510)는 개방 위치를 향하여 편향되는 탄성의 기판 층(525)(예를 들면 만곡된 횡단 단면) 및, 접힘 위치에서 탄성 기판 층의 편향에 저항하도록 (예를 들면, 실질적으로 평탄화된 횡단 단면을 조장하도록) 구성된 소성 변형 가능 층(527)을 구비한다. 다양한 구현예들에 있어서, 탄성 기판(525)은 (이후에 설명될 복합체 구조들과 같은) 선응력 폴리머 재료나, 또는 스프링 강철이 나 다른 유사한 탄성 금속들이나, 또는 베릴륨 구리와 같은 비철 합금을 포함할 수 있다 (비록 환경상의 관점에 기인하여 베릴륨 구리가 일반적으로 바람직하지 않더라도 사용 가능하다). 예를 들면, 일 구현예에 있어서, 탄성 기판(525)은 부드러운 수지층에 의해 이격된 대략 0.05 내지 0.5 mm 의 두께를 가지는 하나 또는 그 이상의 스프링 강철의 층들을 구비할 수 있다. 다른 구현예들에 있어서, 탄성 기판(525)(또는 그것의 일부)은 폴리피롤(polypyrrole) 재료와 같은 전기적으로 민감한 재료를 구비할 수 있다. 후자의 구현예에서, 탄성 층(525)은 당해 기술 분야에서 알려진 바와 같이 전류 또는 전기장의 적용에 의해 개방 또는 접힘 위치들을 향하여 편향될 수 있다.
몇 가지 구현예들에서, 소성 변형 가능한 층(527)은 주위 온도에서 소성 변형이 가능한 그 어떤 폴리머나 또는 다른 재료를 포함할 수 있다. 적절한 재료들은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드(예를 들면 나일론), 폴리우레탄, 열가소성 엘라스토머 또는 다른 유사한 재료들을 구비할 수 있다. 이와는 달리, 다른 구현예들에서, 고무나 또는 실리콘과 같은 열 경화 재료가 사용될 수 있다.
당해 기술 분야의 당업자가 이해하는 바로서, 이중 안정 부재(510)가 개방 위치로부터 접힘 위치로 움직일 때 소성적으로 변형 가능한 층(527)은 그것이 접힘 위치로 편향되도록 소성 변형을 겪게 된다. 따라서, 접힘 위치에서 소성 변형 가능한 층(527)은 접는 동안에 탄성 기판(525)내에 저장되었던 잠재적인 에너지에 저항하거나 또는 그것을 무효화시키기조차 한다. 이것은 이중 안정 부재(510)가 상대적으로 안정된 접힘 위치를 가지도록 한다. 다양한 구현예들에서, 부가적인 래취(latches), 잠금부 또는 다른 안내 표면들(미도시)이 접혀진 위치를 더욱 안정화시키도록 제공될 수 있다. 다양한 다른 구현예들에서, 강화용 보강부, 지지부 또는 잠금 메카니즘(미도시)이 당해 기술 분야에 공지된 바와 같이 소망되는 개방 위치를 안정화시키도록 제공될 수 있다.
다른 구현예에서, 도 6b 에 도시된 바와 같이, 이중 안정 부재(610)(또는 그것의 일부)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄등과 같은 열가소성 수지(628)와, 수지(628) 안에 형성되거나 그에 근접하여 라미네이트된 복수개의 선응력 요소들(629,629')을 구비하는 적어도 하나의 복합 층(625)을 구비할 수 있다. 수지(또는 매트릭스)(628)는 서로에 대하여 주어진 위치에 선응력 요소(629,629')들이 떠있게 한다.
선응력 요소(629,629')들은 선응력 유리, 탄소, 아라미드, 그래파이트, 고무, 금속 또는 당해 기술 분야에서 공지된 다른 유사한 재료들의 섬유들을 포함할 수 있다. 다양한 구현예들에서, 선응력 요소(629,629')들은 다양한 축들에 가로질러 특정의 재료 특성을 가지는 탄성의 복원 층을 만들도록 구성된다. 일 구현예에서, 복합층(625)은 복수개의 축방향으로 정렬된 선 응력 요소(629)들을 구비할 수 있는데, 상기 요소들은 이중 안정 부재(610)가 개방 위치에 있을 때 장력하에 있도록 구성되고, 또한 이중 안정 부재(610)가 접힘 위치에 있을 때 장력이 적어도 부분적으로 경감되도록 구성된 것이다. 일 구현예에서 복합층(625)은 복수개의 횡방향으로 정렬된 선응력 요소(629')들을 구비할 수 있는데, 상기 요소들은 접힘 위치에서 장력하에 있고, 개방 위치에서 적어도 부분적으로 장력이 경감되도록 구성된 것이다. 더욱이, 그러한 섬유들이 서로로부터 90 도 각도로 배향될 필요는 없다. 다양한 구현예들에서, 실질적으로 축방향인 선응력 요소(629)들과 실질적으로 횡방향인 선응력 요소(629')는 도시된 바와 같이 단일의 복합층(625) 안에 제공될 수 있거나, 또는 그와는 다르게 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이 다중의 복합층(미도시)내에 제공될 수 있다. 다중 층의 적용예에서, 근접한 층들의 수지 또는 매트릭스는 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이 특정한 재료의 특성을 달성하도록 상이한 탄성 경직도(elastic stiffness)를 가질 수 있다. 또한, 적용예에 따라서, 그러한 층들이 선응력 요소들을 가지지 않는 충전 층(filler layers)(미도시)들에 의해서 분리될 수 있다. 마지막으로, 하나 또는 그 이상의 소성적으로 변형 가능한 층(627)들이 하나 또는 그 이상의 복합층(625)들에 라미네이트될 수 있어서 그 안에 제공된 선응력 요소들(629,629')의 개별 편향에 저항하거나 또는 그것을 무효화시킨다. 이와는 달리, 다른 구현예들에서, 소성 변형 가능한 층(627)은 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이 주위 온도에서 소성 변형될 수 있는 충전 재료 또는 수지(628)를 단지 선택함으로써 생략될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 구현예에 따른 이동 스테이션(700)의 분해도를 제공한다. 도시된 구현예에 따르면, 이동 스테이션(700)은 제 1 기능 구성부(701)와 제 2 기능 구성부(702)를 지지하기 위한 이중 안정 부재(710)를 구비한다. 제 1 및 제 2 기능 구성부(701,702)들은 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이 다양한 고정구를 통하여 이중 안정 부재(710)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 나사(709)들은 도시된 바와 같은 이중 안정 부재(710) 안에 제공된 구멍(716)을 통하여 제 1 및 제 2 의 기능 구성부(701,702)들 안으로 끼워질 수 있다. 이와는 달리, 접착제, 리벳, 클립, 스터드(미도시)와 같은 다른 고정구들 및 유사한 다른 것들이 사용될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 제 1 기능 구성부(701)는 통신 부재(730)에 의해서 제 2 기능 구성부(702)에 전기적으로 연결된다. 다양한 구현예들에서, 통신 부재(730)는 제 1 기능 구성부(701)와 제 2 기능 구성부(702)를 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 통신 부재(730)는 당해 기술 분야에 공지된 바와 같이 유연한 전기적 연결구(미도시)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 구현예들에서, 통신 부재(730)는 다른 특정한 역할을 맡을 수 있는데, 수신 또는 송신 안테나를 제공하거나 또는 다양한 내부 전자 회로를 용이하게 하는 것과 같은 것이다. 이들 구현예들에서, 통신 부재(730)는 유연성 인쇄 회로(FPC)상에 인쇄된 도전성 리이드를 구비할 수 있거나, 또는 그와는 다르게 도전체나, 블루투스, RFID, 802.11 등과 같은, 광통신, 유도 근접 피일드 송신이나 또는 근거리 송신을 위한 다른 장치들을 구비할 수 있다.
도시된 구현예에서, 보호 부재(740)는 절단, 마모, 타격, 예리한 굽힘등에 대하여 통신 부재(730)를 보호하도록 제공된다. 보호 부재(740)는 다양한 형상들을 구비할 수 있으며 다양한 재료들로 이루어질 수 있다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 일 구현예에 있어서, 보호 부재(740)는 복수개의 상호 연결된 쐐기 형상의 구획부(741)들로 분할되는 단단한 폴리머(예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, ABS 등)를 구비함으로써, 이동 스테이션(700)은 통신 부재(730)를 손상시키지 않을 접힘 반경(R)(도 3b 에 도시된 바와 같음)을 유지하도록 강제된다. 예를 들면, 일 구현예에서, 보호 부재(740)는 8 내지 10 mm 의 접힘 반경(R)을 유지하도록 설계된다. 이와는 달리, 도 1a 내지 도 1c 에 도시된 선행 기술의 디자인에서, 전기적인 케이블 다발(185)은 좁은 핀(180)의 둘레에 빈틈없이 감기며 좁은 채널 안으로 (6 mm 정도로) 나사 결합된다. 따라서, 선행 기술의 전기적인 케이블 다발(185)은 응력을 받고, 마모되며 잠재적인 파괴의 경향이 있다.
다른 구현예들에 있어서, 보호 부재(740)는 실리콘, 고무, 열가소성 엘라스토머, 열가소성 우레탄 또는 그것의 일부 결합체로 제작된, 공기로 충전된 몰딩 멤브레인(미도시)를 구비할 수 있다. 다른 구현예들에서, 보호 부재(740)는 플라스틱 또는 다른 유사한 재료들로부터 제작된 개방 셀의 포옴(open celled foam)을 구비할 수 있다. 당해 기술 분야의 당업자에게 명백한 바로서, 보호 부재(740)의 정확한 구성은 선택된 재료와 이용 가능한 공간에 따라서 적용예마다 변화할 수 있다.
당해 기술 분야에서 당업자에게 명백한 바로서, 본 발명은 다수의 장점을 가진다. 예를 들면, 본 발명은 z 축 조립을 가능하게 함으로써 제조 비용을 현저하게 제한하는데, 여기에서 x-y 평면은 도 7 에 도시된 바와 같이 이중 안정 부재의 평면을 따라서 한정된다. 본 발명의 다양한 구현예들에 따라서, 이동 스테이션(700)을 형성하도록 결합되는 구성 요소들(예를 들면, 이중 안정 부재(710), 통신 부재(730), 보호 부재(740), 제 1 및 제 2 기능 구성부(701,702)등)는 조립하는 동안에 하나가 다음의 것의 위에 단순하게 적층될 수 있다. 이러한 상대적으로 간단한 과정은, 공지된 선행 기술에 따라서 힌지 조립체를 만드는데 필요한 복잡한 정렬, 나사 결합 및, 케이블 다발 감음 공정들과 현저한 대조를 이룬다. 따라서, 자동화 흐름 제조 공정이 보다 비용 효과적으로 제조된 제품을 제공하도록 채용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 위에 참조된 구현예들은 필요한 힌지 구성 요소들의 수와 복잡성을 감소시킴으로써, 더욱 비용을 저감시킨다. 마지막으로, 이중 안정 유형의 힌지들을 포함하는 본 발명의 다양한 구현예들은 공지된 종래 기술의 상대적으로 크기가 큰 디자인보다 유선화되고, 독특하고, 미감을 주는 힌지 외관을 제공한다.
구현예들은 전자 장치들의 부품을 기계적으로 그리고 전기적으로 상호 연결하는 것을 예시한다. 당해 기술 분야의 당업자들이 위에 설명되고 도시된 발명을 이해하는데는 전자 장치들의 전자적인 특징들에 대한 상세한 설명이 필요하지 않다. 예를 들면, 전원과 인터페이스 케이블, 키이패드(760)나 또는 다른 사용자 인터페이스, 또는 정보의 표시를 위한 디스플레이(750)를 연결하는데 사용되는 인터페이스(708)가 있을 수 있다.
도 8 및 도 8a 에 도시된 바와 같은 다른 구현예에 있어서, 통신 부재(830)(예를 들면 유연성의 인쇄 회로)는 이중 안정 부재(810)의 접을 수 있는 부분(815) 안에 배치되거나 또는 그와 일체로 배치되므로 보호 부재가 완전히 생략될 수 있다. 따라서, 이중 안정 부재(810)는 적어도 부분적으로 통신 부재(830)를 감싸게 되며 그에 의해서 손상을 야기할 수 있는 목표물과의 접촉으로부터 보호된다. 일 구현예에서, 통신 부재(830)는 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이 굽힐 수 있는 부재(예를 들면, 이중 안정 부재(810)의 접을 수 있는 부분(815)) 안에 고유한 "중립의 굽힘선"에 근접하게 배치된다. 도 8a 에 의해 제공된 단면도에서 도시된 바와 같이, 이중 안정 부재(810)의 접을 수 있는 부분(815)은 제 1 표면(813)과 제 2 표면(814)을 구비한다. "중립의 굽힘 선"(812)은 당해 기술 분야에서 공지되고 위에 서 참조된 바와 같이 제 1 과 제 2 표면(813,814) 사이에 있는 접을 수 있는 부분(815) 내에 한정된 이론적인 축이나 또는 평면이다. 중립의 굽힘 선은 이중 안정 부재(810)가 접힐 때 신장되거나 또는 압축되지 않는 굽힐 수 있는 재료의 부분을 나타낸다. 따라서, 도시되어 있는 이중 안정 부재(810)의 접을 수 있는 부분(815)의 중립 굽힘 선(812)에 실질적으로 근접하게 통신 부재를 배치함으로써, 통신 부재(830)의 신장이나 또는 압축이 감소될 수 있다.
여기에 기재된 발명의 많은 수정예 및 다른 구현예들은 상기의 설명과 그에 관련된 도면들에 나타낸 원리의 장점을 가지는 본 발명이 속한 당업자들에 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 개시된 특정의 구현예들에 제한되지 않으며, 다른 구현예들이 첨부된 청구항들의 범위내에서 포함된다는 점이 이해되어야 한다. 비록 특정의 용어들이 여기에서 이용되었을지라도, 이들은 일반화되고 서술적인 의미로만 사용되며 제한의 목적을 가진 것은 아니다.
본 발명은 이동 전화와 같은 이동 시스템에서 적용될 수 있다.

Claims (34)

  1. 제 1 부분;
    제 2 부분; 및,
    상기 제 1 부분을 상기 제 2 부분에 접을 수 있게 결합하도록 구성된 이중 안정 재료를 구비한 적어도 하나의 접을 수 있는 부분으로서, 접힘 위치와 개방 위치 사이에서 이동 스테이션을 편향시키도록 더 구성되고, 상기 접힘 위치에서 실질적으로 평탄화된 횡단 단면과, 상기 개방 위치에서 실질적으로 C 형상인 횡단 단면을 구비하는 적어도 하나의 접을 수 있는 부분;을 구비하는 이동 스테이션을 위한 이중 안정 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중 안정 부재의 상기 접을 수 있는 부분은:
    반대편의 측방향 가장자리들 및 그에 근접하게 배치된 경직화 부분들,
    상기 경직화 부분들 사이에 한정된 중간 영역을 더 구비하고,
    상기 경직화 부분들은 상기 접힘 위치에서 상기 중간 영역과 실질적으로 평탄하게 구성되고 상기 개방 위치에서 상기 중간 영역과 실질적으로 평탄하지 않게 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중 안정 부재의 상기 접을 수 있는 부분은,
    상기 개방 위치를 향하여 편향되는 탄성의 기판층; 및
    상기 접힘 위치에 상기 탄성 기판의 편향(bias)에 저항하도록 구성된 소성 변형 가능한 층;을 구비하는 라미네이트 구조를 더 구비하고,
    상기 접힘 위치와 상기 개방 위치는 역전 가능하며 안정된 위치들인 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소성 변형 가능한 층은 폴리머를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 탄성의 기판 층은 금속의 스트립(strip)을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 라미네이트 구조는 상기 소성 변형 가능한 층에 근접하게 배치된 복수개의 선응력 요소(pre-stressed element)들을 더 구비하고, 상기 선응력 요소들은 상기 개방 위치에서 장력하에 있으며 장력은 적어도 부분적으로 상기 접힘 위치에서 경감되는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수개의 선응력 요소들은 상기 라미네이트 구조내에 실질적으로 축방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 라미네이트 구조는 상기 탄성 기판 층에 근접하게 배치된 복수개의 선응력 요소들을 더 구비하고, 상기 선응력 요소들은 상기 접힘 위치에서 장력하에 있고, 장력은 상기 개방 위치에서 적어도 부분적으로 경감되는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수개의 선응력 요소들은 상기 라미네이트 구조내에서 실질적으로 횡방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분에 결합된 제 1 기능 구성부,
    상기 제 2 부분에 결합된 제 2 기능 구성부로서, 상기 제 1 및 제 2 기능 구성부들이 상기 적어도 하나의 접을 수 있는 부분에 의해 접을 수 있게 함께 결합되는 제 2 기능 구성부 및,
    상기 제 1 기능 구성부를 상기 제 2 기능 구성부에 전기적으로 연결시키도록 상기 적어도 하나의 접을 수 있는 부분에 근접하여 배치된 통신 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 의 기능 구성부는 상기 접힘 위치에서 상기 제 2 기능 구성부에 실질적으로 근접하게 위치된 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 기능 구성부는 상기 개방 위치에서 작동 각도를 한정하도록 상기 제 2 기능 구성부에 대하여 구성되며,
    상기 작동 각도는 실질적으로 90 도 내지 180 도 사이인 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 기능 구성부는 상기 개방 위치에서 작동 각도를 한정하도록 상기 제 2 기능 구성부에 대하여 구성되고, 그리고,
    상기 작동 각도는 실질적으로 150 도 내지 180 도 사이인 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 개방 위치에서 상기 통신 부재를 보호하도록 상기 제 1 기능 구성부와 상기 제 2 기능 구성부 사이에 배치된 보호 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 기능 구성부는 상기 개방 위치에서 작동 각도를 형성하도록 상기 제 2 기능 구성부에 대하여 구성되며,
    상기 작동 각도는 상기 보호 부재에 의하여 제한되게끔 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 접힘 위치에서 상기 통신 부재를 보호하도록 상기 제 1 기능 구성부와 상기 제 2 기능 구성부 사이에 배치된 보호 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 접을 수 있는 부분은 상기 보호 부재의 접힘 반경(R)에 의하여 형성되는 곡선을 따라서 접히는 것을 특징으로 하는 이중 안정 부재.
  18. 제 1 기능 구성부;
    제 2 기능 구성부;
    상기 제 1 기능 구성부를 상기 제 2 기능 구성부에 전기적으로 연결시키기 위한 통신 부재;
    상기 제 1 및 제 2 기능 구성부들을 개방 위치와 접힘 위치로 편향시키기 위한 이중 안정 부재로서, 상기 접힘 위치에서 실질적으로 평탄화된 횡단 단면 및 상기 개방 위치에서 실질적으로 만곡된 횡단 단면을 가지는 적어도 하나의 접을 수 있는 부분을 한정하는, 이중 안정 부재;를 구비하는 접을 수 있는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 이중 안정 부재의 상기 접을 수 있는 부분은 탄성 금속의 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 부재는 안테나를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 부재는 상기 이중 안정 부재에 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 부재는 상기 이중 안정 부재 안에 적어도 부분적으로 감싸이는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 부재는 상기 이중 안정 부재의 상기 접을 수 있는 부분 안에 적어도 부분적으로 감싸이는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 통신 부재는 상기 이중 안정 부재의 상기 접을 수 있는 부분 안에 한정된 중립의 굽힘선에 근접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기능 구성부는 상기 접힘 위치에서 상기 제 2 기능 구성부에 실질적으로 근접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기능 구성부는 상기 개방 위치에서 작동 각도를 한정하도록 상기 제 2 기능 구성부에 대하여 구성되고,
    상기 작동 각도는 실질적으로 90 도 내지 180 도 사이인 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 작동 각도는 실질적으로 150 도 내지 180 도 사이인 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  28. 제 18 항에 있어서,
    상기 개방 위치에서 상기 통신 부재를 보호하도록 상기 제 1 기능 구성부와 상기 제 2 기능 구성부 사이에 배치된 보호 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 기능 구성부는 상기 개방 위치에서 작동 각도를 형성하도록 상기 제 2 기능 구성부에 대하여 구성되며,
    상기 작동 각도는 상기 보호 부재에 의하여 제한되게끔 형성되는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  30. 제 18 항에 있어서,
    상기 접힘 위치에서 상기 통신 부재를 보호하도록 상기 제 1 기능 구성부와 상기 제 2 기능 구성부 사이에 배치된 보호 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 접을 수 있는 부분은 상기 보호 부재의 접힘 반경(R)에 의하여 형성되는 곡선을 따라서 접히는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 장치.
  32. 이동 스테이션을 개방 위치와 접힘 위치 사이에서 편향시키도록 이중 안정 부재를 제공하는 단계로서, 상기 이중 안정 부재는 상기 접힘 위치에서 실질적으로 평탄한 횡단 단면과 상기 개방 위치에서 실질적으로 C 형상인 횡단 단면을 가지는 적어도 하나의 접을 수 있는 부분을 한정하는, 이중 안정 부재의 제공 단계;
    제 1 기능 구성부를 상기 이중 안정 부재의 상기 접을 수 있는 부분에 결합시키는 단계; 및
    제 2 기능 구성부를 상기 이중 안정 부재의 상기 접을 수 있는 부분에 결합시키는 단계;를 구비하는, 이동 스테이션의 제조 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 기능 구성부와 상기 제 2 기능 구성부 사이에 통신 부재를 전기적으로 연결시키는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 스테이션의 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 개방 위치 및 상기 접힘 위치에서 보호 부재로 상기 통신 부재를 보호하는 것을 특징으로 하는 이동 스테이션의 제조하는 방법.
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