KR101441915B1 - 전자기기용 힌지장치 - Google Patents

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야스히로 미츠이
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미쓰비시 세이코 가부시키가이샤
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Abstract

본발명은 전자기기의 스페이스 효율의 향상을 도모하는 전자기기용 힌지장치에 관한 것으로, 상부 플레이트와 하부 플레이트의 접속위치에 캠 유닛과 기어 유닛을 구비한다. 캠 유닛은 상부 플레이트와 접속되는 제 1 캠 샤프트에 토크를 발생시키는 제 1 캠 기구와, 하부 플레이트에 접속되는 제 2 캠 샤프트에 토크를 발생시키는 제 2 캠 기구를 구비한다. 또한, 기어 유닛은 상부 플레이트에 접속되는 제 1 기어 샤프트와, 하부 플레이트에 접속되는 제 2 기어 샤프트와, 제 1 기어 샤프트에 형성된 제 1 기어와, 제 2 기어 샤프트에 형성된 제 2 기어를 포함하고, 제 1 기어 샤프트와 제 2 기어 샤프트를 동기하여 회전시키는 기어기구를 구비한다.

Description

전자기기용 힌지장치{HINGE DEVICE FOR ELECTRONIC APPARATUS}
본발명은 본체부에 대해 덮개체부를 요동시키는 휴대단말기 등의 전자기기에 적용되는 전자기기용 힌지장치에 관한 것이다.
예를 들어, 휴대전화기 혹은 노트형 컴퓨터 등의 폴더식 전자기기는 숫자 패드 등을 갖는 본체부와 액정표시장치 등을 갖는 덮개체부를 구비하고 있다. 또한, 본체부에 대해 덮개체부를 회전(요동)시키기 위해, 본체부와 덮개체부의 접속위치에 힌지장치를 구비하고 있다.
이러한 종류의 전자기기에 설치되는 전자기기용 힌지장치로서 특허문헌 1에 개시된 것이 있다. 특허문헌 1에 개시된 전자기기용 힌지장치는 이른바 2축식 힌지장치이다. 2축식 힌지장치에서는 본체부에 대해 덮개체부를 제 1 회전 샤프트를 중심으로 하여 180° 회전시킬 수 있음과 동시에, 덮개체에 대해 본체부를 제 2 회전 샤프트를 중심으로 180° 회전시킬 수 있으므로, 전체로서 본체부에 대해 덮개체부를 360° 회전시킬 수 있다.
또한, 특허문헌 1에 개시된 힌지장치는 내부에 캠 기구와 기어기구를 일체로 형성한 구성이다. 캠 기구를 형성함으로써, 본체부에 대해 덮개체부가 소정의 회전각도가 된 때에 토크를 발생시켜, 덮개체부를 걸어 고정할 수 있다. 이로써, 액정표시장치등의 시인성을 높일 수 있다.
일본공개특허공보 제2005－023955호
종래의 전자기기용 힌지장치는 그 장치 내부에 캠 기구와 기어기구를 일체로 형성한 구성이므로 필연적으로 그 형상이 커진다. 이 때문에, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 전자기기용 힌지장치는 전자기기의 중앙위치에 설치되는 구성이었다.
그러나, 전자기기의 중앙위치는 전자기기의 주요한 전자회로나 전자부품 등(이하, 주요 구성부품 등이라고 한다)이 설치되는 부위이다. 이와 같이, 종래에는 장치의 중앙위치에서 힌지장치가 큰 체적을 점유하고 있었으므로, 주요 구성부품의 설치위치에 자유도가 없어지고, 또한 전자기기가 대형화되어 버린다는 문제점이 있었다.
본발명은 상술한 종래기술의 문제를 해결하는 개량된 유용한 전자기기용 힌지장치를 제공하는 것을 총괄적인 목적으로 한다.
본발명의 보다 상세한 목적은 전자기기의 스페이스 효율의 향상을 도모할 수 있는 전자기기용 힌지장치를 제공하는 것에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본발명은,
캠 유닛과 기어 유닛을 갖는 전자기기용 힌지장치로서,
상기 캠 유닛은,
캠측 커버와,
상기 캠측 커버에 회전가능하게 설치되고, 제 1 플레이트에 고정되는 제 1 캠측 브라켓과 접속되는 제 1 캠 샤프트와,
상기 제 1 캠 샤프트에 토크를 발생시키는 제 1 캠 기구와,
상기 제 1 캠 샤프트에 대해 독립하여 회전하도록 구성되고, 제 2 플레이트에 고정되는 제 2 캠측 브라켓과 접속되는 제 2 캠 샤프트와,
상기 제 2 캠 샤프트에 토크를 발생시키는 제 2 캠 기구를 구비하고,
상기 기어 유닛은,
기어측 커버와,
상기 기어측 커버에 회전가능하게 설치되고, 상기 제 1 플레이트에 고정되는 제 1 캠측 브라켓이 접속되는 제 1 기어 샤프트와,
상기 제 1 기어 샤프트에 설치된 제 1 기어부와,
상기 기어측 커버에 회전가능하게 설치되고, 상기 제 2 플레이트에 고정되는 제 2 캠측 브라켓이 접속된 제 2 기어 샤프트와,
상기 제 2 기어 샤프트에 설치된 제 2 기어부와,
상기 제 1 기어부 및 상기 제 2 기어부를 포함하고, 상기 제 1 기어 샤프트와 상기 제 2 기어 샤프트를 동기시켜 회전시키는 기어기구를 구비하고,
상기 캠 유닛과 상기 기어 유닛은 서로 회전가능한 제 1 및 제 2 플레이트에 대향하여 이간되어 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 제 1 기어 샤프트와 상기 제 2 기어 샤프트는 서로 상이한 방향으로 회전하는 구성이어도 된다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 캠 기구는 상기 제 1 플레이트에 대해 상기 제 2 플레이트가 상대적으로 360° 회전한 때에 1회상기 토크를 발생시키는 구성이어도 된다.
본발명에 의하면, 소정의 회전위치에서 토크를 발생시키는 캠 유닛과, 제 1 및 제 2 플레이트가 회전할 때 동기를 취하는 기어 유닛을 분리하여 이간시켜 배치함으로써, 캠 유닛과 기어 유닛의 사이에 부품 등을 배치할 수 있으므로, 힌지장치가 탑재되는 전자기기의 스페이스 효율의 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치의 분해사시도이다.
도 2는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 배면측에서 본 사시도이다.
도 3a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 구성하는 캠 유닛의 사시도이다.
도 3b는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 구성하는 캠 유닛의 분해사시도이다.
도 4a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 구성하는 기어 유닛의 사시도이다.
도 4b는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 구성하는 기어 유닛의 분해사시도이다.
도 5a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치의 주요부를 나타낸 평면도이다.
도 5b는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치의 주요부를 나타낸 정면도이다.
도 6은 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 적용한 전자기기의 주요부를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 정면측에서 본 사시도이다.
도 8은 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 적용한 전자기기를 나타낸 사시도이다.
도 9a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치의 평면도이다.
도 9b는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치의 정면도이다.
도 9c는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치의 우측면도이다.
도 10a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 적용한 전자기기의 평면도이다.
도 10b는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 적용한 전자기기의 정면도이다.
도 10c는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 적용한 전자기기의 우측면도이다.
도 11a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 적용한 전자기기의 닫힌 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11b는 전자기기의 뒤수납상태를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본발명의 실시예 2인 전자기기용 힌지장치의 브라켓과 상부 케이스의 접속구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치의 캠 기구를 확대하여 나타낸 분해사시도이다.
도 14a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 탑재한 전자기기의 닫힌 상태를 나타낸 측면도이다.
도 14b는 닫힌 상태에서의 제 1 및 제 2 캠부의 캠 전개도이다.
도 14c는 본발명의 캠 유닛의 닫힌 상태를 나타낸 배면도이다.
도 15a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 탑재한 전자기기의 덮개 열림 개시상태를 나타낸 측면도이다.
도 15b는 덮개 열림 개시상태에서의 제 1 및 제 2 캠부의 캠 전개도이다.
도 16a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 탑재한 전자기기의 덮개 열림 도중상태를 나타낸 측면도이다.
도 16b는 덮개 열림 도중상태에서의 제 1 및 제 2 캠부의 캠 전개도이다.
도 17a는 본발명의 실시예 1인 전자기기용 힌지장치를 탑재한 전자기기의 뒤수납상태를 나타낸 측면도이다.
도 17b는 뒤수납상태에서의 제 1 및 제 2 캠부의 캠 전개도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본실시예 1의 전자기기용 힌지장치(D1)는 캠 유닛(5)과 기어 유닛(6)을 구비하고 있다. 이 캠 유닛(5) 및 기어 유닛(6)은 하부 플레이트(9)에 대해 상부 플레이트(8)를 상대적으로 개폐하는 기능을 발휘한다.
캠 유닛(5)은 도 1중 좌측에 위치하고, 캠 브라켓 상부(1) 및 캠 브라켓 하부(2)를 구비하고 있다. 한편, 기어 유닛(6)은 도 1중 우측에 위치하고, 기어 브라켓 상부(3)와 기어 브라켓 하부(4)를 구비하고 있다.
캠 브라켓 하부(2)의 구멍부(2a)는 캠 유닛(5)에 대한 캠 브라켓 하부(2)의 연결점(즉, 하부 플레이트(9)의 요동중심)으로서, 좌우방향(화살표 R방향)으로 연장하는 하부 플레이트 요동축선(C1)를 구성한다. 캠 브라켓 상부(1)의 구멍부(1a)는 캠 유닛(5)에 대한 연결점(즉, 상부 플레이트(8)의 요동중심)으로서, 하부 플레이트 요동축선(C1)에 평행한 상부 플레이트 요동축선(C2)을 구성한다.
도 1중 우측에 위치하는 기어 유닛(6)에 대한 기어 브라켓 하부(4)의 연결점은 하부 플레이트 요동축선(C1)상에 위치하고, 기어 브라켓 상부(3)의 기어 유닛(6)에 대한 연결점은 상부 플레이트 요동축선(C2)상에 위치한다.
캠 유닛(5) 및 기어 유닛(6)은 함께 작동하여, 하부 플레이트 요동축선(C1)를 중심으로 하여 하부 플레이트(9)를 요동이 자유롭게 지지함과 함께, 상부 플레이트 요동축선(C2)를 중심으로 하여 상부 플레이트(8)를 요동이 자유롭게 지지한다.
상부 플레이트(8)에는 외측으로 돌출하는 좌우 1쌍의 귀부(8a)가 형성되어 있다. 또한, 하부 플레이트(9)에도 외측으로 돌출하는 좌우 1쌍의 귀부(9a)가 형성되어 있다.
캠 브라켓 상부(1)의 평면부(1c)에는 전후 1쌍의 장착용 구멍부(1b)가 형성되어 있다. 이 평면부(1c)는 좌측의 귀부(8a)의 상면에 장착 나사(10)로 고정된다. 캠 브라켓 하부(2)의 평면부(2c)에는 전후 1쌍의 장착용 구멍부(2b)가 형성되어 있다. 이 평면부(2c)는 좌측의 귀부(9a)의 하면에 장착 나사(10)로 고정된다.
기어 브라켓 상부(3)의 평면부(3c)에는 전후 1쌍의 장착용 구멍부(3b)가 형성되어 있다. 이 평면부(3c)는 우측의 귀부(8a)의 상면에 장착 나사(10)로 고정된다. 기어 브라켓 하부(4)의 평면부(4c)에는 전후 1쌍의 장착용 구멍부(4b)가 형성되어 있다. 이 평면부(4c)는 우측의 귀부(9a)의 하면에 장착 나사(10)로 고정된다.
본실시예 1에서, 캠 유닛(5)은 캠 브라켓 상부(1)와 캠 브라켓 하부(2)의 상대적으로 요동할 때에, 소정 각도로 토크를 상승시킴으로써 브라켓 상부(1)와 캠 브라켓 하부(2)를 그 각도로 요동을 규제하는 수단으로서 기능한다.
또한, 기어 유닛(6)은 하부 플레이트의 요동축선(C1) 주위의 기어 브라켓 하부(4)의 회전(회전각도를 제 1 요동각(θ1)이라고 한다)과, 상부 플레이트의 요동축선(C2) 주위의 기어 브라켓 상부(3)의 회전(회전각도를 제 2 요동각(θ2)라고 한다)을 동기시키는 수단으로서 기능한다.
캠 유닛(5)은, 도 3a, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 힌지 커버(56)내에 제 1 캠 기구(50A)와 제 2 캠 기구(50B)가 설치된다. 제 1 캠 기구(50A)는 스프링(54), 제 1 캠 샤프트(55A), 캠 플레이트(52, 53)에 형성된 제 1 캠부 및 제 1 캠(81) 등을 구비하고 있다. 또한, 제 2 캠 기구(50B)는 스프링(54), 제 1 캠 샤프트(55B), 캠 플레이트(52, 53)에 형성된 제 2 캠부 및 제 2 캠(82) 등을 구비하고 있다.
제 1 캠 기구(50A)를 구성하는 제 1 캠 샤프트(55A)는 상부 플레이트 요동축선(C2)과 일치하도록 힌지 커버(56)에 설치된다. 이 제 1 캠 샤프트(55A)는 캠 플레이트(52)에 형성된 구멍부(52a), 캠 플레이트(53)에 형성된 구멍부(53a) 및 힌지 커버(56)의 덮개체가 되는 힌지 캡(57)에 형성된 구멍부(57a)에 삽입통과됨으로써, 각 플레이트(52, 53) 및 힌지 캡(57)에 자유롭게 회전할 수 있도록 축지지된다.
스프링(54)은 캠 플레이트(53)와 힌지 캡(57)의 사이에 설치된다. 또한, 제 1 캠(81)은 캠 플레이트(52)와 캠 플레이트(53)의 사이에 설치된다.
제 1 캠 샤프트(55A)에는 단면이 타원형인 제 1 중간 키부(55a)가 형성되어 있고, 이 제 1 중간 키부(55a)는 제 1 캠(81)에 형성된 타원형 걸어맞춤구멍(81a)에 걸어맞춤한다. 장착상태에서, 중간 키부(55a)는 걸어맞춤구멍(81a)과 걸어맞춰지도록 구성되고, 이로써 제 1 캠 샤프트(55A)와 제 1 캠(81)은 일체로 회전한다.
또한, 제 1 캠 샤프트(55A)의 도 3b중 우단부에는 제 2 중간 키부(55b)가 형성되어 있다. 캠 유닛(5)이 조립된 상태에서, 중간 키부(55b)는 힌지 캡(57)의 우측방향으로 돌출하도록 구성되어 있다. 캠 브라켓 상부(1)는 이 힌지 캡(57)보다 돌출한 중간 키부(55b)에 와셔(58) 및 슬리브(59)를 통하여 장착된다.
캠 브라켓 상부(1)의 단부에는 타원형 구멍(1a)이 형성되어 있다. 제 1 캠 샤프트(55A)에 형성된 중간 키부(55b)는 이 캠 브라켓 상부(1)에 형성된 타원형 구멍(1a)에 걸어맞춤하도록 구성된다. 따라서, 중간 키부(55b)가 타원형 구멍(1a)에 걸어맞춰짐으로써, 캠 브라켓 상부(1)는 제 1 캠 샤프트(55A)와 일체로 회전한다. 또한, 중간 키부(55b)의 선단부는 캠 브라켓 상부(1)에 코킹(caulking)으로 고정된다.
제 1 캠부는, 도 13에 확대하여 나타낸 바와 같이, 캠 플레이트(52), 캠 플레이트(53) 및 제 1 캠(81)에 형성된 산부와 골부로 구성되어 있다. 구체적으로는, 캠 플레이트(52)에는 1쌍의 산부(52c, 52d) 및 1쌍의 골부(52g, 52h)가 형성되어 있다. 또한, 캠 플레이트(53)는 1쌍의 산부(53c, 53d) 및 1쌍의 골부(53g, 53h)가 형성되어 있다.
나아가, 제 1 캠(81)은 캠 플레이트(52)와 대향하는 면에 1쌍의 산부(81d, 81e) 및 1쌍의 골부(81h, 81i)가 형성되고, 캠 플레이트(53)와 대향하는 면에 1쌍의 산부(81b, 81c) 및 1쌍의 골부(81f, 81g)가 형성되어 있다.
상기한 캠 플레이트(52), 캠 플레이트(53) 및 제 1 캠(81)의 어디에서도, 1쌍의 산부는 180° 간격으로 배치되어 있고, 이와 마찬가지로 1쌍의 골부도 180° 간격으로 배치되어 있다. 또한, 인접하는 산부와 골부는 90° 이간하도록 배치되어 있다.
나아가, 캠 플레이트(52)에 형성된 산부(52c, 52d) 및 골부(52g, 52h)와, 캠 플레이트(53)에 형성된 산부(53c, 53d) 및 골부(53g, 53h)는 서로 동일 위상이 되도록 배치되어 있다. 즉, 산부(52c)와 산부(53c), 산부(52d)와 산부(53d), 골부(52g)와 골부(53g), 골부(52h)와 골부(53h)가 대향하도록 구성되어 있다.
다음으로, 제 2 캠 기구(50B)에 대하여 설명한다. 제 2 캠 기구(50B)는 제 1 캠 기구(50A)와 대략 동일한 구성으로 되어 있다.
제 2 캠 기구(50B)를 구성하는 제 2 캠 샤프트(55B)는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 하부 플레이트 요동축선(C1)과 일치하도록 힌지 커버(56)에 설치된다. 이 제 2 캠 샤프트(55B)는 캠 플레이트(52)에 형성된 구멍부(52b), 캠 플레이트(53)에 형성된 구멍부(53b) 및 힌지 커버(56)의 덮개체되는 힌지 캡(57)에 형성된 구멍부(57b)에 삽입통과됨으로써, 각 플레이트(52, 53) 및 힌지 캡(57)에 자유롭게 회전할 수 있도록 축지지된다.
스프링(54)은 캠 플레이트(53)와 힌지 캡(57)의 사이에 설치된다. 또한, 제 2 캠(82)은 캠 플레이트(52)와 캠 플레이트(53)의 사이에 설치된다.
제 2 캠 샤프트(55B)에는 제 1 캠 샤프트(55A)과 마찬가지로 단면이 타원형인 제 1 중간 키부(55a)가 형성되어 있고, 이 제 1 중간 키부(55a)는 제 2 캠(82)에 형성된 타원형 걸어맞춤구멍(82a)에 걸어맞춤한다. 장착상태에서 중간 키부(55a)는 걸어맞춤구멍(82a)과 걸어맞춰지도록 구성되고, 따라서 제 2 캠 샤프트(55B)와 제 2 캠(82)은 일체로 회전한다.
또한, 제 2 캠 샤프트(55B)의 도 3b중 우단부에는 제 2 중간 키부(55b)가 형성되어 있다. 캠 유닛(5)이 조립된 상태에서, 중간 키부(55b)는 힌지 캡(57)의 우측방향으로 돌출하도록 구성되어 있다. 캠 브라켓 하부(2)는 이 힌지 캡(57)보다 돌출한 중간 키부(55b)에 와셔(58) 및 슬리브(59)를 통하여 장착된다.
캠 브라켓 하부(2)의 단부에는 타원형 구멍(1a)이 형성되어 있다. 제 2 캠 샤프트(55B)에 형성된 중간 키부(55b)는 이 캠 브라켓 하부(2)에 형성된 타원형 구멍(2a)에 걸어맞춰지도록 구성되어 있다. 따라서, 중간 키부(55b)가 타원형 구멍(2a)에 걸어맞춰짐으로써, 캠 브라켓 하부(2)는 제 2 캠 샤프트(55B)와 일체로 회전한다. 또한, 중간 키부(55b)의 선단부는 캠 브라켓 하부(2)에 코킹으로 고정된다.
제 2 캠부는, 제 1 캠부와 마찬가지로, 캠 플레이트(52), 캠 플레이트(53) 및 제 2 캠(82)에 형성된 산부와 골부로 구성되어 있다. 구체적으로는, 캠 플레이트(52)에는 도 13에 확대하여 나타낸 바와 같이, 1쌍의 산부(52e, 52f) 및 1쌍의 골부(52i, 52j)가 형성되어 있다. 또한, 캠 플레이트(53)는 1쌍의 산부(53e, 53f) 및 1쌍의 골부(53i, 53j)가 형성되어 있다.
나아가, 제 2 캠(82)은 캠 플레이트(52)와 대향하는 면에 1쌍의 산부(82d, 82e) 및 1쌍의 골부(82h, 82i)가 형성되고, 캠 플레이트(53)와 대향하는 면에 1쌍의 산부(82b, 82c) 및 1쌍의 골부(82f, 82g)가 형성되어 있다.
제 2 캠부에 있어서도, 캠 플레이트(52), 캠 플레이트(53) 및 제 2 캠(82)의 모두에서 1쌍의 산부는 180° 간격으로 배치되어 있고, 이와 마찬가지로 1쌍의 골부도 180° 간격으로 배치되어 있다. 또한, 인접하는 산부와 골부는 90° 이간하도록 배치되어 있다. 나아가, 산부(52e)와 산부(53e), 산부(52f)와 산부(53f), 골부(52i)와 골부(53i), 골부(52j)와 골부 (53j)가 대향하도록 구성되어 있다.
본실시형태에 관련된 캠 유닛(5)에서는 제 1 캠 기구(50A)를 구성하는 제 1 캠부와 제 2 캠 기구(50B)를 구성하는 제 2 캠부는 동일하게 구성되어 있다. 또한, 제 1 캠(81)과 제 2 캠(82)도 동일한 구성으로 되어 있다.
본실시예 1의 전자기기용 힌지장치(D1)에서는, 도 1에 나타낸 닫힌 상태로부터, 상부 플레이트(8)가 하부 플레이트(9)에 대해 360° 회전할 수 있지만, 캠 유닛(5)의 상하 1쌍의 캠 기구(50A, 50B)중 상측 캠 기구 (50A)가 180°의 회전을 분담하고, 하측 캠 기구(50B)도 180°의 회전을 분담한다. 캠 유닛(5)은 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)가 닫힌 상태일 때 그리고 360° 회전하여 상부 플레이트(8)가 하부 플레이트(9)의 뒤편에 수납되는 뒤수납상태일 때에, 제 1 및 제 2 캠부의 산부와 골부가 걸어맞춤하고, 토크 상승에 의해 그 상태에서 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)를 유지한다.
또한, 본실시형태에 관련된 캠 유닛(5)은 제 1 캠 기구(50A)를 구성하는 캠 플레이트(52), 캠 플레이트(53) 및 제 1 캠(81)의 캠 형성위치에 각각 2개의 산부 및 골부를 형성하고, 이와 마찬가지로 제 2 캠 기구(50B)를 구성하는 캠 플레이트(52), 캠 플레이트(53) 및 제 1 캠(81)에도 각각 2개의 산부 및 골부를 형성하였다. 그러나, 제 1 및 제 2 캠 기구(50A, 50B)에 형성하는 캠의 산부 및 골부의 수는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 전자기기용 힌지장치(D1)의 사용목적 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
다음으로, 도 4a, 도 4b를 이용하여 기어 유닛(6)에 대하여 설명한다.
기어 유닛(6)은 상하 1쌍의 제 1 및 제 2 기어 샤프트(61A, 61B), 1쌍의 기어(62A, 62B), 1쌍의 기어 샤프트(63A, 63B), 지지 플레이트(64, 66), 미들 플레이트(65), 리벳팅 플레이트(67), 기어 커버(68) 및 기어 캡(69) 등을 포함하여 구성된다.
상측의 제 1 기어 샤프트(61A)는 상부 플레이트 요동축선(C2)상에 위치하고, 하측의 제 2 기어 샤프트(61B)는 하부 플레이트 요동축선(C1)상에 위치한다. 지지 플레이트(64)에는 제 1 및 제 2 제 1 기어 샤프트(61A, 61B)의 일단부가 자유롭게 회전할 수 있도록 걸어맞춰지는 상하 1쌍의 걸어맞춤구멍(64a)가 형성되어 있다. 또한, 지지 플레이트(64)의 걸어맞춤구멍(64a)의 상하방향의 중간부분에는 1쌍의 기어 샤프트(63A, 63B)의 일단부에 형성된 소직경부가 끼워맞춰지는 구멍부(64b)가 형성되어 있다.
미들 플레이트(65)에는 기어 샤프트(63A, 63B)를 삽입통과하는 구멍부(65a)가 형성되어 있다. 지지 플레이트(66)에는 기어 샤프트(70A, 70B)의 단부가 삽입통과 가능한 1쌍의 구멍부(66a)가 형성되어 있다. 나아가, 기어 캡(69)의 기어 커버(68)와 대향하는 측의 단면에는 지지 플레이트(66)를 수납하는 오목부가 형성됨과 함께, 기어 샤프트(70A, 70B)의 단부가 삽입통과하는 1쌍의 구멍부(69a)가 형성되어 있다.
기어 샤프트(63A, 63B)는 상하 1쌍의 기어(62A, 62B)에 형성된 중심구멍(62A) 및 미들 플레이트(65)에 형성된 구멍부(65a)에 삽입통과된 후, 그 선단부가 지지 플레이트(64)에 형성된 구멍부(64b)에 삽입통과된다. 그 후, 기어 샤프트(63A, 63B)의 지지 플레이트(64)로부터 돌출한 단부에 리벳팅 플레이트(67)를 코킹으로 고정해, 이로써 서브 어셈블리를 구성한다.
다음으로, 이 서브 어셈블리를 기어 커버(68)에 삽입하여 제 1 및 제 2 기어 샤프트(61A, 61B)에 형성된 끼워맞춤 구멍부(61a)의 단부에 플레이트(66)를 맞닿게 하여, 기어 커버(68)의 개구부에 기어 캡(69)을 끼워맞춘다.
상하 1쌍의 기어 샤프트(70A, 70B)는 기어 브라켓 상부(3) 및 기어 브라켓 하부(4)에 형성된 구멍(3a, 4a), 기어 캡(69)에 형성된 구멍부(69a), 지지 플레이트(66)에 형성된 구멍부(66a)에 삽입통과된 후, 제 1 및 제 2 기어 샤프트(61A, 61B)에 형성된 끼워맞춤 구멍부(61a)에 끼워맞춰진다.
또한, 본실시예에 관련된 기어 유닛(6)에서는 기어 샤프트(70A)가 상부 플레이트 요동축선(C2)과 일치하도록 구성되고, 기어 샤프트(70B)가 하부 플레이트 요동축선(C1)과 일치하도록 구성되어 있다. 또한, 각 기어 샤프트(70A, 70B)에는 그 중앙을 관통하는 삽입통과구멍(70a)이 형성되어 있다. 또한, 이 삽입통과구멍(70a)의 기능에 대해서는 후술한다.
상기와 같이, 1쌍의 기어 샤프트(70A, 70B)가 제 1 및 제 2 기어 샤프트(61A, 61B)에 끼워맞춰짐으로써, 기어 유닛(6)이 구성된다. 이 기어 유닛(6)은 기어 샤프트(70A)와 제 1 기어 샤프트(61A)가 일체로 회전하고, 기어 샤프트(70B)와 제 1 기어 샤프트(61B)가 일체로 회전한다.
또한, 제 1 기어 샤프트(61A)에 형성된 기어부(61b)는 기어(62A)와 서로 맞물리고, 제 2 기어 샤프트(61B)에 형성된 기어부(61b)는 기어(62B)와 서로 맞물리고 있다. 또한, 기어(62A)와 기어(62B)도 서로 맞물리고 있다. 또한, 기어(62A, 62B)는 제 1 및 제 2 기어 샤프트(61A, 61B)에 형성된 기어부(61b)와 함께 청구항에 기재된 기어기구를 구성한다.
따라서, 기어 샤프트(70A)에 접합된 기어 브라켓 상부(3)에 어느 한 방향으로 회전력을 가하면, 기어 유닛(6)에 의해 기어 샤프트(70B)에 접합된 캠 브라켓 하부(2)는 다른 방향(기어 브라켓 상부(3)의 회전방향과 반대 회전방향)으로 회전한다.
또한, 기어 유닛(6)을 구성하는 제 1 및 제 2 기어 샤프트(61A, 61B)에 형성된 기어부(61b), 및 기어(62A, 62B)의 기어비는 기어 브라켓 상부(3)의 회전과 기어 브라켓 하부(4)의 회전이 동기하도록(동일한 각속도로 회전하도록) 설정되어 있다.
나아가, 기어 브라켓 상부(3)으로 기어 브라켓 하부(4)는 각 기어부(61b) 및 기어(62A, 62B)가 서로 맞물려 연결됨으로써, 독자적으로 회전(요동)하는 것이 규제되어 있다. 기어 브라켓 상부(3)는 상부 플레이트(8)에 고정되고, 기어 브라켓 하부(4)는 하부 플레이트(9)에 고정된다. 따라서, 기어 유닛(6)은 캠 브라켓 하부(2)와 기어 브라켓 하부(4)를 동기하여 회전시킴과 동시에, 서로가 제멋대로 요동하는 것을 방지하는 회전방지기구로서도 기능한다.
또한, 상기와 같이 상부 플레이트(8)가 캠 유닛(5)의 캠 브라켓 상부(1)에 고정됨과 동시에, 하부 플레이트(9)가 캠 유닛(5)의 캠 브라켓 하부(2)에도 고정되어 있다. 따라서, 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)가 기어 유닛(6)에 의해 동기하여 회전할 때에, 캠 유닛(5)이 토크를 발생하는 소정 회전각도까지 회전하면, 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)는 그 토크 상승에 의해 그 회전이 규제된다.
이와 같이, 본실시예 1에 관련된 전자기기용 힌지장치(D1)에 의하면, 기어 유닛(6)에 의해 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)를 동기하여 회전시킴과 동시에, 캠 유닛(5)에 의해 원하는 회전각도로 그 회전을 규제하는 것이 가능해진다.
여기서, 기어 샤프트(70A, 70B)에 형성된 삽입통과구멍(70a)에 대하여 설명한다. 삽입통과구멍(70a)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 코드(7)(배선)를 삽입통과시키는 배선 삽입통과구멍으로서 기능한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 캠 유닛(5) 및 기어 유닛(6)에 의해 구성되는 전자기기용 힌지장치(D1)는 적용대상이 되는 전자장치(S)에 대해 상부 플레이트(8)가 상부 케이스(11)에 고정되고(도 6 참조), 하부 플레이트(9)가 하부 케이스(12)에 고정된다. 상부 케이스(11) 및 하부 케이스(12)에는 각각 전자부품이 탑재되고, 코드(7)는 상부 케이스(11)에 탑재된 전자회로와 하부 케이스(12)에 탑재된 전자회로를 전기적으로 접속하는 기능을 발휘한다.
따라서, 코드(7)를 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)의 사이에 설치할 필요가 있지만, 이를 외부로 노출시킨 구성에서는 전자장치(S)의 디자인상 바람직하지 없고, 또한 외력의 인가 등으로 빠져 버릴 우려도 있다.
그러나, 본실시예 1에서는 기어 샤프트(70A, 70B)에 삽입통과구멍(70a)를 형성하고, 이 삽입통과구멍(70a)에 코드(7)를 삽입통과시킴으로써, 도 5a, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 기어 유닛(6)(기어 커버(68))내에서 코드(7)를 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)의 사이에 접속하는 것이 가능해진다. 이렇게 구성함으로써, 전자장치(S)의 외관을 양호하게 힐 수 있음과 동시에, 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본실시예 1의 전자기기용 힌지장치(D1)의 힌지 동작에 대하여 설명한다.
도 7, 도 9a, 도 9b, 및 도 9c에 나타낸 바와 같이, 상부 플레이트(8)가 하부 플레이트(9)에 대해 닫혀진 닫힌 상태의 경우에는, 도 8, 도 10a, 도 10b, 도 10c, 도 11a 및 도 14a에 나타낸 바와 같이, 전자장치(S)에서도 상부 케이스(11)가 하부 케이스(12)에 대해 닫혀진 닫힌 상태로 되어 있다.
또한, 이 닫힌 상태에서는, 제 1 캠 기구(50A) 및 제 2 캠 기구(50B)를 구성하는 제 1 및 제 2 캠부의 각 산부 및 골부는, 도 14b에 나타낸 바와 같이, 제 1 캠(81)과 캠 플레이트(52) 및 제 2 캠(82)와 캠 플레이트(52)에 있어서는 산부와 골부가 걸어맞춰진 상태이다. 따라서 닫힌 상태에서는, 전자기기용 힌지장치(D1)는 토크 상승이 된 상태가 되고, 상부 케이스(11)(상부 플레이트(8))와 하부 케이스(12)(하부 플레이트(9))의 회전이 규제되어 있다.
또한, 도 14b, 도 15b, 도 16b 및 도 17b는 제 1 및 제 2 캠 기구(50A, 50B)를 구성하는 제 1 및 제 2 캠부의 캠 전개도이다. 또한, 도 14c는 캠 유닛(5)의 배면을 나타내고 있지만, 그 도면에 A~D로 나타낸 각 캠부는 도 14b, 도 15b, 도 16b 및 도 17b에 각각 나타낸 캠 전개도의 좌측에 나타낸 부호 A~D와 대응하고 있다.
닫힌 상태로부터, 사용자가 상부 케이스(11)를 상기한 전자기기용 힌지장치(D1)에서 발생하고 있는 토크 이상의 힘으로 열린 방향으로 조작하면, 상부 케이스(11)는 하부 케이스(12)에 대해 상대적으로 회전(덮개 열림) 동작을 개시한다. 이 때, 전자기기용 힌지장치(D1)를 구성하는 기어 유닛(6)의 작용에 의해, 기어 브라켓 상부(3)와 기어 브라켓 하부(4)의 회전은 동기하고 있으므로, 하부 케이스(12)에 대해 상부 케이스(11)를 안정적인 상태로 개방할 수 있다.
또한, 하부 케이스(12)(하부 플레이트(9))에 대해 상부 케이스(11)(상부 플레이트(8))를 회전시킴으로써, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 제 1 캠(81)과 캠 플레이트(52) 및 제 2 캠(82)과 캠 플레이트(52)에 있어서의 산부와 골부의 걸어맞춤이 해제된다. 따라서, 제 1 및 제 2 캠부를 구성하는 모든 산부와 골부의 걸어맞춤이 해제된 구성이 된다. 이 상태에서는 제 1 및 제 2 캠부에 토크가 발생하지 않으므로, 하부 케이스(12)(하부 플레이트(9))에 대한 상부 케이스(11)(상부 플레이트(8))의 회전이 원활히 이루어진다.
도 16a, 도 16b는 하부 케이스(12)(하부 플레이트(9))에 대해 상부 케이스(11)(상부 플레이트(8))가 90°이상 회전한 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서도, 제 1 및 제 2 캠부를 구성하는 모든 산부와 골부의 걸어맞춤이 해제된 상태를 유지한다.
도 11b 및 도 17a는 하부 케이스(12)(하부 플레이트(9))에 대해 상부 케이스(11)(상부 플레이트(8))가 360° 회전한 뒤수납상태를 나타내고 있다. 이 상태에서는, 닫힌 상태에 대해 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)가 상하가 거꾸로 되어 접혀진 구성으로 되어 있다.
또한, 이 뒤수납상태에서는, 제 1 및 제 2 캠 기구(50A, 50B)를 구성하는 제 1 및 제 2 캠부의 각 산부 및 골부는, 도 17b에 나타낸 바와 같이, 제 1 캠(81)과 캠 플레이트(53) 및 제 2 캠(82)과 캠 플레이트(53)에 있어서는 산부와 골부가 걸어맞춰진 상태이다. 따라서 뒤수납상태에서도, 전자기기용 힌지장치(D1)는 토크 상승이 된 상태가 되고, 상부 케이스(11)(상부 플레이트(8))와 하부 케이스(12)(하부 플레이트(9))의 회전이 규제된다.
지금까지 설명한 본실시예 1의 전자기기용 힌지장치(D1) 및 전자기기용 힌지장치(D1)를 포함하는 전자기기(S)에 의하면, 이하와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 캠 유닛(5)을 상부 플레이트(8)의 좌측에 집중적으로 배치하고, 기어 유닛(6)을 도 1의 우측에 집중적으로 배치함으로써, 상부 케이스(11)의 좌우방향 중앙부와 하부 케이스(12)의 좌우방향 중앙부로부터 힌지 동작에 필요한 기구를 제거할 수 있어, 좌우방향 중앙부의 스페이스를 보다 유효하게 활용할 수 있다. 따라서, 이 중앙 부분에 디스플레이 또는 터치패널 등의 전자부품을 배치하는 것이 가능해져, 전자기기(S)에 대형 디스플레이 또는 터치패널을 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 상부 케이스(11) 또는 하부 케이스(12)중 어느 하나만을 사용하는 경우에는, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 상부 케이스(11)의 하부 케이스(12)에 대한 요동각을 360°으로 하여, 상부 케이스(11)의 외측면과 하부 케이스(12)의 외측면간이 맞닿도록 위치시키는 뒤수납위치를 선택할 수 있다. 뒤수납위치를 선택한 후, 상부 케이스(11)의 내측면 또는 하부 케이스(12)의 내측면의 어느 하나를 사용자가 선택하여, 표면측, 즉, 상측을 향해 사용할 수 있다.
나아가, 본실시예 1의 전자기기용 힌지장치(D1)가 구비하는 캠 유닛(5)은 원통형 캠(51)을 사이에 두고 캠 플레이트(52, 53)를 끼우는 형태로 하고, 캠 플레이트(52, 53)의 긴 타원형 외주면을 힌지 커버(56)의 내주면이 지지하고 있다. 이 때문에, 캠 플레이트(52, 53)에 캠 샤프트(55A, 55B)를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지시킬 수 있어, 캠 샤프트(55A, 55B)를 별도의 지지기구로 지지하는 구성에 비해 부품수를 삭감할 수 있음과 함께, 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본실시예 1에서는 기어 유닛(6)을 구성하는 기어 샤프트(70A, 70B)가 삽입통과구멍(70a)을 구비하여 코드(7)가 기어 유닛(6)의 내부를 통과하도록 구성되어 있으므로, 외부에 코드(7)가 노출되지 않고 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)를 전기적으로 접속하는 것이 가능해지고, 또한 코드(7)를 적절히 보호할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 기어 샤프트(61A, 61B)가 코드(7)의 연장방향인 하부 플레이트 요동축선(C1)과 상부 플레이트 요동축선(C2)의 직경방향 외측에 위치하는 연락부(61c)를 구비하고 있으므로, 상부 플레이트(8)를 하부 플레이트(9)에 대해 요동시킨 경우에도, 코드(7)에 각 기어 샤프트(61A, 61B)가 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 실시예 1에서는, 회전방지수단의 기능을 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)에만 부담시키고 있지만, 그 대신에 회전방지수단의 기능을 상부 플레이트(8)로부터 독립시킨 싱크로 바로 할 수도 있다. 이하, 그에 관한 실시예 2에 대하여 설명한다.
도 12는 본발명의 실시예 2를 나타낸다. 또한, 도 12에서 도 1 내지 도 11을 이용해 설명한 실시예 1에 관련된 구성과 대응하는 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 교부하고 그 설명은 생략한다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 본실시예 2의 전자기기용 힌지장치(D2)에 있어서는, 캠 브라켓 상부(1)와 기어 브라켓 상부(3)는 수지제의 상부 케이스(11)에 고정되고, 도시가 생략되어 있지만, 캠 브라켓 하부(2)와 기어 브라켓 하부(4)는 수지제의 하부 케이스(12)에 고정된다.
본실시예 2에서는, 상부 플레이트(8) 및 하부 플레이트(9)을 대신하여, 캠 브라켓 상부(1)와 기어 브라켓 상부(3)의 연결에 싱크로 바(13)를 사용함과 함께, 캠 브라켓 하부(2)와 기어 브라켓 하부(4)의 연결에 싱크로 바(14)를 사용한 것을 특징으로 한다.
싱크로 바(13, 14)는 모두 판상 부재로 이루어지고, 강성을 높이고 장착성의 향상을 도모한다는 점에서, 양단부를 절곡형성하여 단면을 ㄷ자형으로 한 구성으로 되어 있다. 또한, 싱크로 바(13, 14)는 상부 케이스(11)에 대해 세워지도록 설치된다.
본실시예 2의 전자기기용 힌지장치(D2)에 의해서도 싱크로 바(13, 14)의 모두가 판상 부재이므로, 캠 유닛(5)과 기어 유닛(6)간의 중앙 부분에 공간부를 형성할 수 있고, 액정표시장치 등의 설치 페이스를 넓게 확보할 수 있다.
또한, 본실시예 2에서는, 싱크로 바(13, 14)만을 방지수단으로서 기능 시켰지만, 실시예 1과 마찬가지로 캠 브라켓 상부(1)와 기어 브라켓 상부(3)를 상부 플레이트(8)에 고정하고, 캠 브라켓 하부(2)과 기어 브라켓 하부(4)를 하부 플레이트(9)에 고정하여, 상부 플레이트(8)와 하부 플레이트(9)에도 방지수단으로서의 기능을 분담시킬 수도 있다.
지금까지 본발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본발명의 범위를 일탈하지 않으면서 상술한 실시예에 여러 가지 변형 및 치환을 더할 수 있다.
예를 들어, 상술한 실시예에서는, 좌측에 캠 유닛(5)을 배치하고 우측에 기어 유닛(6)을 배치했지만, 우측에 캠 유닛(5)을 배치하고 좌측에 기어 유닛(6)을 배치할 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 캠 유닛(5)과 기어 유닛(6)의 상호위치관계를 명확하게 하기 위해 좌우방향을 명시하였지만, 이 좌우방향은 상술한 바와 같이, 전자장치(S) 또는 전자기기용 힌지장치(D1, D2)의 폭방향을 의미하고, 전자장치(S) 및 전자기기용 힌지장치(D1, D2)의 폭방향 중앙을 기준으로 하여 좌측을 좌측방향으로 하고, 우측을 우측방향으로 하는 개념이다. 즉, 상술한 표리방향이 수직방향과 일치하지 않는 경우, 전후방향이 수평방향과 일치하지 않는 경우에도 정의가능한 개념이다.
본국제출원은 2010년 7월 12일에 출원된 일본특허출원 제2010－157781호 및 2011년 7월 4일에 출원된 일본특허출원 제2011－148699호에 근거한 우선권을 주장하는 것으로서, 상기한 일본특허출원 제2010－157781호 및 일본특허출원 제2011－148699호의 모든 내용을 여기에 본국제출원에 원용한다.
S 전자기기
D1 전자기기용 힌지장치
D2 전자기기용 힌지장치
1 캠 브라켓 상부(제 1 캠측 브라켓)
2 캠 브라켓 하부(제 2 캠측 브라켓)
3 기어 브라켓 상부(제 1 기어측 브라켓)
4 기어 브라켓 하부(제 2 기어측 브라켓)
5 캠 유닛
6 기어 유닛
7 코드
8 상부 플레이트(제 1 플레이트)
9 하부 플레이트(제 2 플레이트)
10 장착 나사
11 상부 케이스
12 하부 케이스
13 싱크로 바
14 싱크로 바
50A 제 1 캠 기구
50B 제 2 캠 기구
52, 53 캠 플레이트
54 스프링
55A 제 1 캠 샤프트
55B 제 2 캠 샤프트
56 힌지 커버
57 힌지 캡
61A 제 1 기어 샤프트
61B 제 2 기어 샤프트
61b 기어부
62A, 62B 기어
63A, 63B 기어 샤프트
64, 66 지지 플레이트
65 미들 플레이트
67 리벳팅 플레이트
68 기어 커버
69 기어 캡
70 기어 샤프트
70a 삽입통과구멍

Claims (3)

  1. 캠 유닛과 기어 유닛을 갖는 전자기기용 힌지장치로서,
    상기 캠 유닛은,
    캠측 커버와,
    상기 캠측 커버에 회전가능하게 설치되고, 제 1 플레이트에 고정되는 제 1 캠측 브라켓과 접속되는 제 1 캠 샤프트와,
    상기 제 1 캠 샤프트에 토크를 발생시키는 제 1 캠 기구와,
    상기 제 1 캠 샤프트에 대해 독립하여 회전하도록 구성되고, 제 2 플레이트에 고정되는 제 2 캠측 브라켓과 접속되는 제 2 캠 샤프트와,
    상기 제 2 캠 샤프트에 토크를 발생시키는 제 2 캠 기구를 구비하고,
    상기 기어 유닛은,
    기어측 커버와,
    상기 기어측 커버에 회전가능하게 설치되고, 상기 제 1 플레이트에 고정되는 제 1 기어측 브라켓이 접속되는 제 1 기어 샤프트와,
    상기 제 1 기어 샤프트에 설치된 제 1 기어부와,
    상기 기어측 커버에 회전가능하게 설치되고, 상기 제 2 플레이트에 고정되는 제 2 기어측 브라켓이 접속된 제 2 기어 샤프트와,
    상기 제 2 기어 샤프트에 설치된 제 2 기어부와,
    상기 제 1 기어부 및 상기 제 2 기어부를 포함하고, 상기 제 1 기어 샤프트와 상기 제 2 기어 샤프트를 동기시켜 회전시키는 기어기구를 구비하고,
    상기 캠 유닛과 상기 기어 유닛은 서로 회전가능한 제 1 및 제 2 플레이트에 대향하여 이간되어 배치되고
    상기 캠 유닛 및 상기 기어 유닛 각각은 상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 모두에 독립적으로 연결되는 독립적인 유닛인 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 기어 샤프트와 상기 제 2 기어 샤프트는 서로 상이한 방향으로 회전하는 구성인 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 캠 기구는 상기 제 1 플레이트에 대해 상기 제 2 플레이트가 상대적으로 360° 회전한 때에 1회 상기 토크를 발생시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지장치.
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