KR101937557B1

KR101937557B1 - 2축 힌지 및 상기 2축 힌지를 이용한 단말기기

Info

Publication number: KR101937557B1
Application number: KR1020170035974A
Authority: KR
Inventors: 상 치룽
Original assignee: 켐 홍콩 유한회사
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2019-01-10
Also published as: JP6788997B2; US20170275935A1; KR20170113176A; US10000955B2; TW201734327A; CN107228119B; TWI634412B; CN107228119A; JP2017172784A

Abstract

단말기기의 슬림화의 대응과 동시에, 단말기기의 각종 플러그 또는 케이블 등의 사용에 장해를 발생시키지 않는 2축 힌지를 제공하기 위해서, 단말기기의 제1 케이스에 설치되는 부착 플레이트부와 베어링부를 가지는 부착부재와, 상기 베어링부의 제1 베어링 홀에 회전 가능하게 축 지지 되는 제1 힌지 샤프트와, 상기 베어링부의 제2 베어링 홀에 제1 힌지 샤프트와 평행하고 회전 가능하게 축 지지 되는 제2 힌지 샤프트와, 제1 및 제2 힌지 샤프트를 서로 상이한 방향으로 동기하여 회전시키는 동기회전수단과, 상기 제2 힌지 샤프트상에 설치되어 양쪽 힌지 샤프트의 회전에 대해서 프릭션 토크를 발생시키는 프릭션 토크 발생수단 및 흡입수단으로 구성하였다.

Description

2축 힌지 및 상기 2축 힌지를 이용한 단말기기{BIAXIAL HINGE AND TERMINAL DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 노트북이나 모바일 PC, PDA등의 단말기기의 제1 케이스와 제2 케이스를 상대적으로 개폐할 때 이용하여 적절한 2축 힌지 및 상기 2축 힌지를 이용한 단말기기에 관한 것이다.

2축 힌지에는 제1 힌지 샤프트와 제2 힌지 샤프트를 서로 교차하는 방향으로 배치한 교차 2축 힌지와, 서로 평행방향으로 배치한 평행 2축 힌지가 있는데, 본 발명은 후자의 평행 2축 힌지에 속한다.

이러한 평행 2축 힌지는 1축 힌지와 비교하여 제1 케이스와 제2 케이스를 손에 든 책을 펴듯이 좌우 균등하게 펼 수 있도록 구성할 수 있는 이점이 있다. 이러한 평행 2축 힌지로서, 예를 들어 아래와 같이 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 공지되어 있다.

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 2축 힌지는 제1 케이스와 제2 케이스를 상대적으로 90도 이상 열은 경우, 제1 케이스의 후측면에 대해서 제2 케이스의 후측면이 덮어지도록 되어있기 때문에, 제1 케이스의 후측면에 배치되는 경우가 많은 LAN 포트 또는 USB 포트 등의 각종 포트 또는 전원 커넥터나 배기열구 등을 막아 상기와 같은 각종 포트 등에 접속된 케이블류와 간섭하고, 이들 사용에 지장을 일으키거나 배기열이 생각하는 것처럼 수행되지 않아 상품수명을 단축시키는 문제가 있었다.

또한, 최근에는 노트북의 경량화 및 슬림화가 선호되고 있어 특허문헌 1에 기재된 2축 힌지로는 충분히 대응할 수 없다는 문제가 있었다.

(특허문헌1) 일본공개특허공보 특개 2012－237392호

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적으로 하는 것은 단말기기의 슬림화에 대응할 수 있고, 동시에 단말기기에 접속된 각종 플러그 또는 케이블 등의 사용에 장해를 발생시키지 않으며, 배기열에도 지장을 일으키지 않고, 제조 비용이 저렴한 2축 힌지를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 2축 힌지는, 단말기기의 제1 케이스와 제2 케이스를 서로 개폐 가능하게 연결하는 2축 힌지에 있어서, 상기 제1 케이스에 설치되는 부착 플레이트부와 이 부착 플레이트부에서 상방향으로 입설(立設)한 대경부와 소경부를 구비한 베어링부를 가지는 부착부재와, 이 부착부재의 상기 베어링부의 상측에 위치하여 회전 가능하게 축 지지됨과 동시에, 부착 플레이트를 통해 상기 제2 케이스에 설치되는 외경이 가는 제1 힌지 샤프트와, 상기 부착부재의 상기 베어링부의 하측에 위치하여 상기 제1 힌지 샤프트와 평행상태를 유지하면서 축방향으로 위치를 겹치지 않게 하여 회전 가능하게 축 지지되는 상기 제1 힌지 샤프트보다 외경이 굵은 제2 힌지 샤프트와, 상기 제1 힌지 샤프트와 상기 제2 힌지 샤프트 사이에 설치되는 한쪽의 힌지 샤프트의 회전에 동기하고 다른 한쪽의 힌지 샤프트를 서로 상이한 방향으로 회전시키는 동기회전수단을 가지며, 상기 제1 힌지 샤프트의 측에는 해당 제1 힌지 샤프트 회전시에 프릭션 토크를 발생시키는 서브의 프릭션 토크 발생수단을 마련하고, 상기 제2 힌지 샤프트의 측에는 해당 제2 힌지 샤프트 회전시에 상기 제1 힌지 샤프트측의 서브의 프릭션 토크 발생수단과 비교하여 강한 프릭션 토크를 발생시키는 메인의 프릭션 토크 발생수단과 흡입수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명은 상기 동기회전수단을, 상기 제1 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되는 제1 기어; 상기 제2 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되는 상기 제1 기어보다 대경의 제2 기어와, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어 사이에 설치되고, 한쪽의 회전을 다른 한쪽으로 전달하고, 각각 상이한 방향으로 회전시키는 중간기어;로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 동기회전수단을, 상기 제1 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되는 제1 기어; 상기 제2 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되고, 상기 제1 기어와 서로 맞물려 상기 제1 기어와 상이한 방향으로 회전하는 상기 제1 기어보다 대경의 제2 기어;로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 메인의 프릭션 토크 발생수단을, 상기 제1 힌지 샤프트와 상기 제2 힌지 샤프트를 회전 가능하게 삽통시키는 프릭션 플레이트; 상기 제2 힌지 샤프트 상에 회전이 구속된 상태로 장착되고, 상기 부착부재의 상기 베어링부의 상기 대경부와 상기 프릭션 플레이트의 대경부 사이에 개재되는 프릭션 워셔와, 상기 프릭션 워셔에 상기 부착부재와 상기 프릭션 플레이트를 압접하기 위해서 상기 제2 힌지 샤프트 상에 설치되는 탄성수단;으로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 서브의 프릭션 토크 발생수단을, 상기 제1 힌지 샤프트와 상기 제2 힌지 샤프트를 회전 가능하게 삽통시키는 프릭션 플레이트; 상기 프릭션 플레이트의 소경부의 일측과 상기 부착부재의 베어링부의 소경부 사이에 상기 제1 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 배치된 제1 워셔; 상기 프릭션 플레이트의 소경부의 일측과 상기 제1 힌지 샤프트에 나사 장착시킨 제1 체결너트 사이에 상기 제1 힌지 샤프트의 회전을 구속시켜 배치된 제2 워셔;로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 흡입수단을, 프릭션 플레이트에 걸리게 하여 상기 제2 힌지 샤프트를 회전 가능하게 삽통시킴과 동시에, 그 일측부의 외측에 대략 원호형상의 캠 오목부 또는 캠 볼록부를 구비한 캠 플레이트 부재; 상기 제2 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되고, 상기 캠 플레이트 부재의 상기 캠 오목부 또는 캠 볼록부와 대향하는 면에 캠 볼록부 또는 캠 오목부를 가지는 캠 팔로워 부재; 제2 힌지 샤프트상에 구비된 상기 캠 플레이트 부재와 상기 캠 팔로워 부재를 서로 압접시키는 탄성수단;으로 구성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 상기 어디에 기재된 발명에 따른 2축 힌지를 단말기기에 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 제2 케이스 측에 설치되는 제1 힌지 샤프트의 외형 및 상기 제1 힌지 샤프트에 장착되는 제1 기어 또는 워셔 등의 부품의 외경을, 제1 케이스 측에 설치되는 제2 힌지 샤프트 및 상기 제2 힌지 샤프트 측에 장착되는 제2 기어 또는 프릭션 워셔 등 보다 소경으로 구성함으로써 제1 케이스를 얇게 할 수 있고, 또한 상기 메인의 프릭션 토크 발생수단이나 흡입수단, 및 이를 기능시키는 탄성수단을 제2 힌지 샤프트상에만 구비함에 따라 필요한 프릭션 토크를 확보할 수 있으므로, 제2 케이스의 열려져 있을 때 제1 케이스의 후측면에 설치된 각종 포트에 접속된 각종 플러그 또는 케이블에 대해서 제2 케이스의 후측면이 부딪치거나 배기열구가 막히는, 그러한 기능이 방해받지 않는 저렴하고 적응성이 우수한 2축 힌지로서 매우 적합하게 이용될 수 있는 작용효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 또한 상기와 같은 본 발명에 따른 2축 힌지를 이용함으로써 슬림화되고 사용하기 편리한 단말기기를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 2축 힌지를 설치한, 예를 들어 단말기기의 1예인 노트북을 나타내고, (a)는 제2 케이스를 제1 케이스에 대해서 열린 상태를 전방에서 바라본 사시도이고, (b)는 제1 케이스와 제2 케이스를 닫은 상태를 후방에서 바라본 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 2축 힌지를 단말기기에 설치한 상태를 설명하는 설명도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 2축 힌지의 사시도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 2축 힌지의 (a)정면도, (b)평면도, (c)우측면도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 2축 힌지의 분해사시도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 2축 힌지에서의 제1 힌지 샤프트의 (a)평면도, (b)정면도, (c)우측면도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 2축 힌지에서의 중간기어를 확대하여 도시한 (a)평면도, (b)정면도, (c)우측면도이다.
도 8은, 본 발명에 따른 2축 힌지에서의 기어 서포트 부재를 겸하는 부착부재를 확대하여 도시한 (a)정면도, (b)우측면도, (c)C－C단면도, (d)평면도이다.
도 9는, 본 발명에 따른 2축 힌지에서의 프릭션 플레이트를 확대하여 도시한 (a)사시도, (b)좌측면도, (c)정면도이다.
도 10은, 본 발명에 따른 2축 힌지에서의 캠 플레이트 부재를 확대하여 도시한 (a)사시도, (b)정면도, (c)우측면도이다.
도 11은, 본 발명에 따른 2축 힌지에서의 캠 팔로워 부재를 확대하여 도시한 (a)사시도, (b)좌측면도, (c)정면도이다.
도 12는, 본 발명에 따른 2축 힌지의 동작을 나타내는 설명도이고, (a)는 제1 케이스와 제2 케이스가 닫혔을 때(閉成時)의 상태를 나타내는 측면도, (b)는 이러한 경우의 캠 플레이트 부재와 캠 팔로워 부재의 접촉상태를 나타내는 설명도이다.
도 13은, 본 발명에 따른 2축 힌지의 동작을 나타내는 설명도이고, (a)는 제1 케이스와 제2 케이스가 45도 열렸을 때(開成時)의 상태를 나타내는 측면도, (b)는 이러한 경우의 캠 플레이트 부재와 캠 팔로워 부재의 접촉상태를 나타내는 설명도이다.
도 14는, 본 발명에 따른 2축 힌지의 동작을 나타내는 설명도이고, (a)는 제1 케이스와 제2 케이스가 90도 열렸을 때의 상태를 나타내는 측면도, (b)는 그러한 경우의 캠 플레이트 부재와 캠 팔로워 부재의 접촉상태를 나타내는 설명도이다.
도 15는, 본 발명에 따른 2축 힌지의 동작을 나타내는 설명도이고, (a)는 제1 케이스와 제2 케이스가 190도 열렸을 때의 상태를 나타내는 측면도, (b)는 그러한 경우의 캠 플레이트 부재와 캠 팔로워 부재의 접촉상태를 나타내는 설명도이다.

이하 본 발명에 따른 2축 힌지를 단말기기의 1예인 노트북에 이용하는 경우의 실시예에 대해서 도면을 토대로 설명하지만, 본 발명에 따른 2축 힌지를 이용할 수 있는 대상기기는 노트북으로 한정하지 않으며, 서로 상하 방향으로 개폐가능하게 연결되는 제1 케이스와 제2 케이스를 가지는 모바일 PC, PDA등의 단말기기, 그 밖의 것에도 널리 이용할 수 있는 것이다.

실시예 1

도 1(a), (b)는 본 발명에 따른 2축 힌지를 이용한 단말기기의 일예로 노트북(1)을 나타낸다. 이 노트북(1)은 키보드부(2a)를 구비한 제1 케이스(2)와 디스플레이부(3a)를 구비한 제2 케이스(3)의 각 후방부의 좌우 부분을 본 발명에 따른 한 쌍의 2축 힌지(4) 및 (5)에서 개폐 가능하게 연결시켜 이루어진다. 제1 케이스(2)의 우측면에는 전원 플러그(7)를 끼우기 위한 전원 연결기(6a)가 설치되고, 후측면에는 LAN 포트(6b) 또는 USB 포트 (6c), (6d) 등의 각종 포트 또는 배기열구가 배치되어 있다.

2축 힌지(4) 및 (5)의 구성은 양쪽 모두 같은 구성이므로, 이하 한쪽의 지시기호(4)에 대해서만 설명하고, 다른 하나의 도시한 지시기호(5)에 대해서는 그 설명을 생략한다. 물론, 동작에 지장이 없는 경우에는 지시기호(5)로 나타낸 2축 힌지의 구성을 별도의 것으로 할 수 있다.

도 2내지 도 11은 본 발명에 따른 2축 힌지(4)의 일 실시예를 도시한 것이다. 특히 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 힌지 샤프트(11)는 후술하는 제2 힌지 샤프트(12)보다 소경으로 형성되어 있다. 상기 제1 힌지 샤프트(11)는 그 일단부측에서 단면 편평 형상으로 보이고, 그 표면에 부착홀(11b),(11b)을 구비한 부착판부(11a)와, 상기 부착판부(11a)에 이어서 설치되는 제2 힌지 샤프트(12)에 설치되는 플랜지부(12a)보다 소경의 플랜지부(11c)와, 상기 플랜지부(11c)에 이어서 설치된 단면이 대략 타원 형상을 가지는 변형축부(11d)와, 상기 변형축부(11d)의 끝단 부근에 설치된 수 나사부(11e)로 구성되어 있다.

도 2내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 힌지 샤프트(11)의 부착판부(11a)에는 부착 플레이트(13)가 마련되어 있고, 상기 부착 플레이트(13)의 부착판부(11a)에 부착하는 방법은, 제1 힌지 샤프트(11)의 2개의 부착홀(11b),(11b)과 부착 플레이트(13)의 부착홀(13a),(13a)을 통한 플랜지부에 붙어있는 부착 핀(13d),(13d)의 각 단부를 스웨이지(swage)하여 이루어진다. 그리고, 부착 플레이트(13)는 해당 부착 플레이트(13)에 구비된 부착홀(13b),(13b) 및 (13c)에 돌려 삽입되는 부착나사(13e),(13e) 및 (13f)(도 2)를 이용하고, 노트북(1)의 제2 케이스(3)의 하측면에 장착되는 구성이다. 여기서, 부착 핀(13d),(13d)은 부착나사라고도 할 수 있다. 이러한 제1 힌지 샤프트(11)의 변형축부(11d)에는 후술하는 제2 힌지 샤프트(12)에 장착된 제2 기어(17)보다 소경의 제1 기어(16)가 상기 변형축부(11d)에 대해서 회전 불가능하게 구속된 상태로 장착되어 있다. 제1 힌지 샤프트(11)의 변형축부(11d)는 또한, 부착부재(14)의 제1 베어링 홀(14c), 제1 워셔(22)의 변형 삽통공(22a), 프릭션 플레이트(21)의 제1 베어링 홀(21a), 제2 워셔(24)의 변형 삽통공(24a)에 차례대로 삽통되고, 그 끝단의 수 나사부(11e)에 제1 체결너트(25)가 상기 암 나사홀(25a)에 의해서 나사 장착 된다.

다음으로, 마찬가지로 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 지시기호(12)에 도시한 것은 상기 제1 힌지 샤프트(11)에 대해서 상하 방향으로 평행하도록 배치되는 제2 힌지 샤프트이다. 상기 제2 힌지 샤프트(12)는 제1 힌지 샤프트에 대해서 대경으로 구성되고, 그 일단부에 마련된 곳의 제1 힌지 샤프트의 플랜지부(11c)보다 대경의 플랜지부(12a)와, 상기 플랜지부(12a)에 이어서 마련된 단면이 대략 타원 형상을 가지는 변형축부(12b)와, 상기 변형축부(12b)에 이어서 마련되는 수 나사부(12c)로 구성되어 있다.

상기 제2 힌지 샤프트(12)의 변형축부(12b)에는 제1 기어(16)보다 대경을 가지는 제2 기어(17)가 상기 변형축부(12b)에 대해서 회전 불가능하게 구속된 상태에서 장착되고, 또한 상기 부착부재(14)가 회전가능하도록 장착된다. 상기 부착부재(14)에는 부착 플레이트부(14a)가 일체로 설치되고, 해당 부착 플레이트부(14a)는 해당 부착 플레이트부(14a)에 구비된 부착홀(14h),(14h)에 돌려 삽입되는 부착나사(14i),(14i) (도 2)를 이용하여 노트북(1)의 제1 케이스(2)의 표면측에 설치되도록 구성되어 있다.

상기 부착부재(14)는 상기 제1 힌지 샤프트(11)와 제2 힌지 샤프트(12)를 서로 평행상태에서 상하방향으로 배치시켜 회전 가능하게 유지하도록 구성되어 있다. 즉, 부착부재(14)는 상기 부착 플레이트부(14a)보다 상측에 구비된 베어링부(14b)의 소경부(14j)와 대경부(14k)에 상하방향으로 위치하여 서로 평행하도록 구비된 제1 베어링 홀(14c)과 제2 베어링 홀(14d)을 가지며, 상기 각 제1 베어링 홀(14c)과 제2 베어링 홀(14d)에 상기 제1 힌지 샤프트(11)의 일단부측에 위치하는 변형축부(11d)와 제2 힌지 샤프트(12)의 타단부측에 위치하는 변형축부(12b)를 각각 회전가능하게 삽통시킴으로써 이루어진다. 또한, 제1 힌지 샤프트(11)와 제2 힌지 샤프트(12)는 평행상태이나, 상기 부착부재(14)의 베어링부(14b)에 대한 장착부분이 서로 축방향으로 어긋나 있다. 이러한 구성이 제1 힌지 샤프트(11) 자체와 상기 제1 힌지 샤프트(11)에 설치되는 부재의 외경을 제2 힌지 샤프트의 측면의 것보다 소경으로 구비하고, 또한, 제1 힌지 샤프트(11) 측에 구비된 큰 프릭션 토크를 창출하지 않는 서브 프릭션 토크 발생수단의 간략한 구성과 함께, 상기 제1 힌지 샤프트(11)를 구비하는 제2 케이스(3)의 두께를 경감시키는 효과를 낼 수 있는 것이다. 또한, 상기 부착부재(14)는 후술하는 제1 기어(16), 제2 기어(17) 및 중간기어(18)를 서로 맞물린 상태로 유지하는 기어 서포트 부재를 겸하는 구성을 가지고 있다.

다음으로, 2축 힌지(4)의 제2 힌지 샤프트(12)에 설치된 회전제어수단(19)에 대해서 순차적으로 설명한다. 상기 회전제어수단(19)은 동기 회전수단(15), 프릭션 토크 발생수단(20), 흡입수단(26)으로 구성된다. 여기서, 프릭션 토크 발생수단(20)과 흡입수단(26)은 양측에서 겸용하는 탄성수단(29)을 가진다. 우선, 동기 회전수단(15)에 대해서 설명한다. 상기 동기 회전수단(15)은 특히 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 힌지 샤프트(11)의 변형축부(11d)에 그 중심부 축방향으로 구비된 변형 삽통공(16a)을 삽통 계합시킨 베벨기어로 이루어진 제1 기어(16)와, 제2 힌지 샤프트(12)의 변형축부(12b)에 그 중심부 축방향으로 구비된 변형 삽통공(17a)을 삽통 계합시킨 것과 같이 베벨기어로 이루어지는 제2 기어(17)와, 이들 제1 기어(16)와 제2 기어(17) 사이에 구비되고, 한쪽의 회전을 다른쪽으로 전달하고, 각각 상이한 방향으로 회전시키는 소경의 상부 베벨기어부(18c)와 대경의 하부 베벨기어부(18d)를 가지는 중간기어(18)로 구성된다. 상기 중간기어(18)는 기어 서포트 부재를 겸하는 상기 부착부재(14)의 상기 제1 베어링 홀(14c)의 하부 둘레벽에 구비된 제1 축 지지 홈(14f)과(도 8(c)참조), 제2 베어링 홀(14d)의 상부 둘레벽에 구비된 제2 축 지지 홈(14g)에 축심을 공통으로 하여 구비된 상부 지지축(18a)과 하부 지지축(18b)을 회전 가능하게 삽입 지지시킴으로써 이루어 지고, 상기 상부와 하부에 구비된 상기 상부 베벨기어부(18c)와 하부 베벨기어부(18d)에 상기 제1 기어(16)와 제2 기어(17)를 각각 서로 맞물리도록 구성되어 있다. 이들 제1 기어, 제2 기어 및 중간기어를 통함으로써 도 5에 회전 화살표 모양으로 나타낸 바와 같이, 제1 힌지 샤프트(11)를 예를 들어 시계방향(열리는 방향)으로 회전시키면, 그 회전에 동기하여 제2 힌지 샤프트(12)는 반시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 동기 회전수단(15)이 구성된다. 여기서, 상기 3개의 기어를 이용하는 대신 상기 제1 힌지 샤프트(11)에 회전이 구속되어 설치된 제1 기어와, 상기 제2 힌지 샤프트(12)에 회전이 구속되어 설치되어, 상기 제1 기어와 서로 맞물려 상기 제1 기어와 상이한 방향으로 회전하는 제2 기어를 이용하도록 하는 것도 가능하다.

다음으로, 2축 힌지(4)의 제2 힌지 샤프트(12)의 끝단부측에 마련되어 있는 탄성수단(29)에 대해서 설명한다. 이 탄성수단(29)은 각 원형 삽통공(29b)에 제2 힌지 샤프트(12)의 변형축부(12b)를 삽통시키면서 중첩되어 구비된 복수의 디스크 스프링, 또는 스프링 워셔 등의 탄성부재(29a),(29a)와, 상기 탄성부재(29a),(29a)와 인접하여 구비된 곳의 그 변형 삽통공(30a)에 제2 힌지 샤프트(12)의 변형축부(12b)를 삽통 계합시켜 구비된 제2 프레스 워셔(30)와, 상기 제2 프레스 워셔(30)와 인접하여 제2 힌지 샤프트(12)의 끝단의 수 나사부(12c)에 상기 암 나사홀(31a)을 나사장착하여 구비된 제2 체결너트(31)로 구성되어 있다. 상기 탄성수단(29)은 후술하는 바와 같이, 프릭션 토크 발생수단(20)과 흡입수단(26)에 압접력을 작용시켜 제1 케이스(2)와 제2 케이스(3)의 개폐 조작시 제1 힌지 샤프트(11)와 제2 힌지 샤프트(12)의 회전시 프릭션 기능과 흡입기능을 발휘시킨다. 즉, 상기 탄성수단(29)은 프릭션 토크 발생수단(20)과 흡입수단(26)의 구성부재이다.

다음으로, 서브와 메인의 프릭션 토크 발생수단(20a),(20b)에 대해서 설명한다. 특히 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 힌지 샤프트(12) 측에 메인의 프릭션 토크 발생수단(20b)과 흡입수단(26)이 설치되어 있고, 그 메인의 프릭션 토크 발생수단(20b)은 동기 회전수단(15)측에 인접하여 설치되어 있다. 상기 메인의 프릭션 토크 발생수단(20b)은 제1 힌지 샤프트(11)와 제2 힌지 샤프트(12)를 그 소경부(21f)에 구비된 제1 베어링 홀(21a)과 대경부(21g)에 구비된 제2 베어링 홀(21b)에 회전 가능하도록 삽통시키는 프릭션 플레이트(21)와, 제2 힌지 샤프트(12)의 변형축부(12b)를 변형 삽통공(23a)으로 통과시킴으로써 회전이 구속된 상태로 장착되고, 부착부재(14)의 측부와 프릭션 플레이트(21) 사이에 배치된 프릭션 워셔(23)와 탄성수단(29)으로 구성되어 있다. 다음으로, 서브의 프릭션 토크 발생수단(20a)은 제1 힌지 샤프트(11)의 변형축부(11d)로 그 변형 삽통공(22a)을 통과시킴으로써 회전이 구속된 상태에서 장착되고, 부착부재(14)의 베어링부(14b)의 소경부(14j)와 프릭션 플레이트(21)의 소경부(21f)의 한쪽 면 사이에 개재시킨 제1 워셔(22)와, 제1 힌지 샤프트(11)의 변형축부(11d)에 상기 변형 삽통공(24a)을 통과시킴으로써 회전이 구속된 상태에서 장착되고, 프릭션 플레이트(21)의 소경부(21f)의 다른 한쪽 면과 제1 힌지 샤프트(11)의 수 나사부(11e)에 나사장착한 제1 체결너트(25) 사이에 개재시킨 제2 워셔(24)로 구성된다. 여기서, 프릭션 플레이트(21)의 소경부(21f)와 대경부(21g)의 일측면에는 각각 나나코메 가공부(waffle-die)(21c),(21d)가 마련되어 있다. 또한, 제1 워셔(22)와 프릭션 워셔(23) 측에도 나나코메 가공부(22b),(23b)가 마련되어 있으나, 이는 필수는 아니다.

여기서, 제1 워셔(22)와 프릭션 워셔(23)는 각각 제1 힌지 샤프트(11)와 제2 힌지 샤프트(12)에 대해서는 그 축 중심의 회전을 구속하고 있지만, 축방향으로 슬라이드 가능하다.

다음으로, 메인의 프릭션 토크 발생수단(20b)과 인접하여 탄성수단(29) 사이에 설치되는 흡입수단(26)에 대해 설명한다. 이 흡입수단(26)은 베어링 홀(27a)에 상기 제2 힌지 샤프트(12)의 변형축부(12b)가 회전 가능하게 삽통됨과 동시에, 그 일측부의 외측에 대략 원호형상의 캠 오목부(27c)(도 10 참조)가 형성된 캠 플레이트 부재(27)와, 변형 삽통공(24a)에 의해서 상기 제2 힌지 샤프트(12)에 회전이 구속되어 설치되고, 상기 캠 플레이트 부재(27)의 상기 캠 오목부(27c)를 가지는 면과 대향하는 면에 캠 볼록부(28b)를 가지는 캠 팔로워 부재(28)와, 상기 캠 플레이트 부재(27)와 상기 캠 팔로워 부재(28)를 서로 압접시키는 상기 탄성수단(29)으로 구성된다. 즉, 상술한 바와 같이, 탄성수단(29)은 상기 메인의 프릭션 토크 발생수단(20b)에 있어서 이용된 것을 겸용한다. 상기 캠 플레이트 부재(27)에는 걸림 볼록편(27b)이 설치되고, 이를 상기 프릭션 플레이트(21)의 걸림홀(21e)에 삽입한 상태에서 상기 베어링 홀(27a)로 제2 힌지 샤프트(12)를 삽통함으로써, 제2 힌지 샤프트(12)는 프릭션 플레이트(21) 및 캠 플레이트 부재(27)에 대해서 회전 가능하도록 유지된다. 캠 플레이트 부재(27)의 캠 오목부(27c)와 평탄부(27d) 사이에는 경사부(27e),(27f)가 마련된다. 한편, 캠 팔로워 부재(28)는 상기 변형 삽통공(28a)에 제2 힌지 샤프트(12)의 변형축부(12b)가 삽통됨에 따라 제2 힌지 샤프트(12)에 대해서 회전이 구속되어 있다. 캠 팔로워 부재(28)의 캠 볼록부(28b)와 평탄부(28c) 사이에는 경사부(28d),(28e)가 구비된다. 이러한 구성에 따라, 제2 힌지 샤프트(12)가 캠 플레이트 부재(27)에 대해서 회전할 때는, 캠 팔로워 부재(28)도 제2 힌지 샤프트(12)와 함께 캠 플레이트 부재(27)에 대해서 회전하고, 따라서, 그 회전 각도 위치에 따라 캠 플레이트 부재(27)의 캠 오목부(27c)와 캠 팔로워 부재(28)의 캠 볼록부(28b)가 꼭 맞거나 맞지 않게 된다. 여기서, 캠 팔로워 부재(28)는 제2 힌지 샤프트(12)에 회전을 구속받고 있으나, 축방향으로는 슬라이드 가능하다.

한편, 캠 플레이트 부재(27)에 설치되는 캠 오목부(27c)는 이를 캠 볼록부에 형성할 수도 있고, 프릭션 토크 발생수단(20)과 흡입수단(26)은 이러한 설치위치에 한정되지 않으며, 실시예로 한정되지 않는다.

다음으로, 상기한 본 발명에 따른 2축 힌지(4)의 동작에 대해 이하에서 설명한다. 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 2축 힌지(4)에 있어서, 노트북(1) 등의 제1 케이스(2)에 대해서 제2 케이스(3)를 개폐 조작하면, 상기 부착부재(14)에 의해 서로 평행상태를 유지하여 회전가능하도록 유지된 제1 힌지 샤프트(11)와 제2 힌지 샤프트(12)는 상기 동기 회전수단(15)에 의해서 서로 반대방향으로 동기하여 회전하게 할 수 있다. 이 때, 서브의 프릭션 토크 발생수단(20a)에 있어서, 제1 힌지 샤프트(11)상에 회전이 구속된 상태로 장착된 제1 워셔(22)와 제2 워셔(24)는 제1 힌지 샤프트(11)와 함께 회전하기 때문에, 프릭션 플레이트(21)의 소경부(21f)의 양면과 부착부재(14)의 소경부(14j) 사이에 약한 프릭션 토크를 발생시키지만, 메인의 프릭션 토크 발생수단(20b)에 있어서는 제2 힌지 샤프트(12)상에 회전이 구속된 상태에서 장착된 대경의 프릭션 워셔(23)는 제2 힌지 샤프트(12)와 함께 회전하고, 프릭션 플레이트(21)의 대경부(21g)와 부착부재(14)의 대경부(14k) 사이에 메인의 큰 프릭션 토크를 발생시켜, 제2 케이스(3)를 제1 케이스(2)에 대해 임의의 개폐각도로 안정 정지시킬 수 있는 것이다. 또한, 제1 힌지 샤프트(11) 측에 흡입수단(26)이나 탄성수단(29)를 구비하지 않으므로, 그 구성이 간단하여 제조비용을 경감시킬 수 있는 것이다.

상기 개폐 조작시의 프릭션 토크 및 흡입기능에 대해서 도 12내지 도 15를 참조하여 더 설명하도록 한다. 도 12(a)에는 단말기기의 1예인 노트북(1)의 제1 케이스(2)와 제2 케이스(3) (모두 도 12내지15에서 상상선으로 도시함)의 닫혀있는 상태(열린각도 0°)가 도시되어 있고, (b) 도에는 그 때의 상기 흡입수단(26)의 캠 플레이트 부재(27)와 캠 팔로워 부재(28)의 접촉상태를 도시하고 있다. (b) 도에 있어서, 캠 플레이트 부재(27)에 대해서는 상기 캠 오목부(27c)보다 융기한 평탄부(27d)에 사선처리 되어 있고, 캠 팔로워 부재(28)에 대해서는 그 평탄부(28c)보다 융기한 캠 볼록부(28b)에 세세한 점모양으로 처리되어 있다. 상기 열린각도 0°상태에 있어서 캠 팔로워 부재(28)의 경사부(28d),(28e)는 캠 플레이트 부재(27)의 경사부(27e),(27f)와 부분적으로 겹치기 때문에, 상기 탄성수단(29)의 압압력에 의해 캠 팔로워 부재(28)의 캠 볼록부(28b)가 캠 플레이트 부재(27)의 캠 오목부(27c)내로 함입되는 방향, 즉, 도 12의 (b) 도에 있어서, 캠 팔로워 부재(28)(그리고 제2 힌지 샤프트(12))를 시계방향으로 회전시키는 방향의 힘(흡입수단(26)에 의한 흡입력)이 발생하고, 이에 따라 상기 동기 회전수단(15)을 통해 제1 힌지 샤프트(11)(그리고 제2 케이스(3))를 반시계방향으로 회전시키는 방향의 힘(흡입력)이 생긴다. 그리고, 이 흡입작용에 의해 제1 케이스(2)와 제2 케이스(3)의 닫혀있는 상태에 있어서, 제1 케이스(2)와 제2 케이스(3) 사이에 래치수단 등을 구비하지 않아도, 자연스럽게 제1 케이스(2) 및 제2 케이스(3)가 열리는 일 없이 닫혀있는 상태를 유지할 수 있는 것이다.

다음으로, 도 13(a)에 도시한 바와 같이, 제1 케이스(2)를 책상 등에서 수평으로 유지한 채 제2 케이스(3)를 시계방향으로, 예를 들어 45°까지 열면, 상기 동기 회전수단(15)(도 5 참조)의 작용에 의해 우선, 제1 힌지 샤프트(11)가 시계방향으로 45°회전하고, 함께 회전하는 제1 기어(16)의 제1 베벨기어부(16b)가 서로 맞물려 있는 중간기어(18)의 상부 베벨기어부(18c)를 통해 해당 중간기어(18)가 반시계방향으로 45°회전하고, 상기 중간기어(18)의 하부 베벨기어부(18d)와 상기 제2 베벨기어부(17b)를 서로 맞물리게 하는 제2 힌지 샤프트(12)에 마련된 제2 기어(17)가 반시계방향으로 회전하게 되므로, 제2 힌지 샤프트(12)가 제1 힌지 샤프트(11)와는 반대방향으로 45°회전하게 된다. 이에 따라, 도 13(b)에 도시한 바와 같이, 제2 힌지 샤프트(12)와 함께 회전하는 캠 팔로워 부재(28)도 반시계방향으로 45°회전하고, 캠 팔로워 부재(28)의 캠 볼록부(28b)의 반 이상이 캠 플레이트 부재(27)의 평탄부(27d) 상에 올라탄 상태가 된다. 이 때문에, 탄성수단(29)의 탄성부재(29a),(29a)는 도 12에 도시한 것보다 압축되고, 그 탄성력이 증대함에 따라 상기 프릭션 토크 발생수단(20)에 의한 프릭션 토크가 증가하고, 제2 케이스(3)의 개폐 동작시의 임의의 각도위치에서의 안정 정지(틸트) 작용을 확보할 수 있다.

이하, 동일하게 하여 제2 케이스(3)를 시계방향으로 예를 들어 90°까지 열린 상태를 도 14에 도시하고, 또한 본 실시예에서의 한계 각도 약 190°까지 열린 상태를 도 15에 나타낸다. 이러한 상태에 있어서도 캠 팔로워 부재(28)의 캠 볼록부(28b)가 캠 플레이트 부재(27)의 평탄부(27d) 상에 올라탄 상태가 유지되어, 제2 케이스(3)의 임의의 각도 위치에서의 안정 정지 작용을 유지할 수 있다. 또한, 도 15에 나타낸 바와 같은 한계 각도까지 열린 경우도, 제1 힌지 샤프트(11)와 제2 힌지 샤프트(12)가 부착부재(14)에 구비된 베어링부(14b)에 상하방향으로 위치하여 장착되어 있으므로, 제2 케이스(3)가 제1 케이스(2)의 후측면에 구비된 상기 LAN 포트(6b) 또는 USB 포트(6c),(6d)(도 1 참조) 등의 각종 포트에 접속된 각종 플러그 또는 케이블과 간섭하지 않고, 이들의 사용을 방해하지 않는다. 또한, 제1 케이스(2)의 후측면으로 배기열구가 설치되어 있는 경우에는 이를 막는 것도 존재하지 않는다. 여기서, 제2 케이스(3)를 과잉으로 열음으로써 제1 케이스(2) 또는 제2 케이스(3)의 손상 등을 방지하기 때문에, 제2 케이스(3)를 소정 열린각도 위치에서 정지시키는 스톱퍼, 예를 들면 제1 힌지 샤프트(11)와 부착부재(14) 상호간에 설치할 수도 있다.

제2 케이스(3)를 닫는 경우에는 제1 힌지 샤프트(11) 및 제2 힌지 샤프트(12)가 상기한 방향과 역방향으로 회전하고, 도 12에 도시한 바와 같이 캠 팔로워 부재(28)의 캠 볼록부(28b)가 캠 플레이트 부재(27)의 캠 오목부(27c)내로 흡입되는 각도위치에 가까워지면, 그 흡입작용에 따라 제2 케이스(3)가 자동으로 닫히는 방향으로 회전 바이어스된다.

한편, 그 외의 실시예로서는 도시되어 있지는 않지만, 상기 제1 기어(16)와 제2 기어(17)를 평톱니바퀴로 하여, 서로 중간기어를 통하지 않고 직접 서로 맞물리도록 구성할 수 있다. 또한, 탄성수단(29)으로 이용하고 있는 탄성부재(29a),(29a)는 이들을 압축코일 스프링 또는 탄성을 구비한 고무를 비롯한 합성 수지제 등으로 대신하는 것이 가능하다. 또한, 2축 힌지(4) 또는 (5)를 노트북(1)에 달았을 때, 동기 회전수단(15)이나 프릭션 토크 발생수단(20), 흡입수단(26), 탄성수단(29) 등이 외부에 노출되어 외관을 해치는 것을 방지하도록 이들 전체를 커버할 수 있는 힌지 케이스를 구비하는 것도 추천된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 구성되므로, 메인의 프릭션 토크 발생수단 또는 흡입수단을 제2 힌지 샤프트상에 구비함에 따라 필요한 프릭션 토크를 확보하고, 제1 힌지 샤프트측의 제2 케이스의 슬림화를 가능하게 함과 동시에, 제2 케이스가 열려져 있을 때 제1 케이스의 후측면에 구비된 각종 포트에 접속된 각종 플러그 또는 케이블에 대해서 제2 케이스의 후측면이 부딪치거나 배기열구가 막히거나 하여, 그러한 기능이 방해받지 않는 적응성이 뛰어난 2축 힌지로서 매우 적합하게 이용될 수 있다.

1 : 노트북
2 : 제1 케이스
2a : 키보드부
3 : 제2 케이스
4, 5 : 2축 힌지
6a : 전원 연결기
6b : LAN 포트
6c, 6d : USB 포트
7 : 전원 플러그
11 : 제1 힌지 샤프트
11a : 부착판부
11b : 부착홀
11c : 플랜지부
11d : 변형축부
11e : 수 나사부
12 : 제2 힌지 샤프트
12a : 플랜지부
12b : 변형축부
12c : 수 나사부
13 : 부착 플레이트
13a, 13b, 13c : 부착홀
13d : 부착 핀
13e, 13f : 부착나사
14 : 부착부재
14a : 부착 플레이트부
14b : 베어링부
14c : 제1 베어링 홀
14d : 제2 베어링 홀
14f : 제1 축 지지 홈
14g : 제2 축 지지 홈
14h : 부착홀
14i : 부착나사
14j : 소경부
14k : 대경부
15 : 동기 회전수단
16 : 제1 기어
16a : 변형 삽통공
16b : 제1 베벨기어부
17 : 제2 기어
17a : 변형 삽통공
17b : 제2 베벨기어부
18 : 중간기어
18a : 상부 지지축
18b : 하부 지지축
18c : 상부 베벨기어부
18d : 하부 베벨기어부
19 : 회전제어수단
20 : 프릭션 토크 발생수단
20a : 서브의 프릭션 토크 발생수단
20b : 메인의 프릭션 토크 발생수단
21 : 프릭션 플레이트
21a : 제1 베어링 홀
21b : 제2 베어링 홀
21c, 21d : 나나코메 가공부(waffle-die 加工部)
21e : 걸림홀
21f : 소경부
21g : 대경부
22 : 제1 워셔
22a : 변형 삽통공
22b : 나나코메 가공부(waffle-die 加工部)
23 : 프릭션 워셔
23a : 변형 삽통공
23b : 나나코메 가공부(waffle-die 加工部)
24 : 제2 워셔
24a : 변형 삽통공
26 : 흡입수단
27 : 캠 플레이트 부재
27a : 베어링 홀
27b : 걸림 볼록편
27c : 캠 오목부
27d : 평탄부
27e, 27f : 경사부
28 : 캠 팔로워 부재
28a : 변형 삽통공
28b : 캠 볼록부
28c : 평탄부
28d, 28e : 경사부
29 : 탄성수단
29a : 탄성부재
29b : 원형 삽통공
30 : 제2 프레스 워셔
30a : 변형 삽통공
31 : 제2 체결너트
31a : 암 나사홀

Claims

단말기기의 제1 케이스와 제2 케이스를 서로 개폐 가능하게 연결하는 2축 힌지에 있어서,
상기 제1 케이스에 설치되는 부착 플레이트부와 이 부착 플레이트부에서 상방향으로 입설(立設)한 대경부와 소경부를 구비한 베어링부를 가지는 부착부재와,
이 부착부재의 상기 베어링부의 상측에 위치하여 회전 가능하게 축 지지됨과 동시에, 부착 플레이트를 통해 상기 제2 케이스에 설치되는 제1 힌지 샤프트와,
상기 부착부재의 상기 베어링부의 하측에 위치하여 상기 제1 힌지 샤프트와 평행상태를 유지하면서 축방향으로 위치를 겹치지 않게 하여 회전 가능하게 축 지지되는 상기 제1 힌지 샤프트보다 외경이 굵은 제2 힌지 샤프트와,
상기 제1 힌지 샤프트와 상기 제2 힌지 샤프트 사이에 설치되는 한쪽의 힌지 샤프트의 회전에 동기하고 다른 한쪽의 힌지 샤프트를 서로 상이한 방향으로 회전시키는 동기회전수단을 가지며, 상기 제1 힌지 샤프트의 측에는 해당 제1 힌지 샤프트 회전시에 프릭션 토크를 발생시키는 서브의 프릭션 토크 발생수단을 마련하고, 상기 제2 힌지 샤프트의 측에는 해당 제2 힌지 샤프트 회전시에 상기 제1 힌지 샤프트측의 서브의 프릭션 토크 발생수단과 비교하여 강한 프릭션 토크를 발생시키는 메인의 프릭션 토크 발생수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 2축 힌지.
제1항에 있어서,
상기 동기회전수단을,
상기 제1 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되는 제1 기어와,
상기 제2 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되는 상기 제1 기어보다 대경의 제2 기어와,
상기 제1 기어와 상기 제2 기어 사이에 설치되고, 한쪽의 회전을 다른 한쪽으로 전달하고, 각각 상이한 방향으로 회전시키는 중간기어
로 구성하는 것을 특징으로 하는2축 힌지.
제1항에 있어서,
상기 동기회전수단을,
상기 제1 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되는 제1 기어와,
상기 제2 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되고, 상기 제1 기어와 서로 맞물려 상기 제1 기어와 상이한 방향으로 회전하는 상기 제1 기어보다 대경의 제2 기어
로 구성하는 것을 특징으로 하는 2축 힌지.
제1항에 있어서,
상기 메인의 프릭션 토크 발생수단을,
상기 제1 힌지 샤프트와 상기 제2 힌지 샤프트를 회전 가능하게 삽통시키는 프릭션 플레이트와,
상기 제2 힌지 샤프트 상에 회전이 구속된 상태로 장착되고, 상기 부착부재의 상기 베어링부의 상기 대경부와 상기 프릭션 플레이트의 대경부 사이에 개재되는 프릭션 워셔와,
상기 프릭션 워셔에 상기 부착부재와 상기 프릭션 플레이트를 압접하기 위해서 상기 제2 힌지 샤프트 상에 설치되는 탄성수단
으로 구성하는 것을 특징으로 하는 2축 힌지.
제1항에 있어서,
상기 서브의 프릭션 토크 발생수단을,
상기 제1 힌지 샤프트와 상기 제2 힌지 샤프트를 회전 가능하게 삽통시키는 프릭션 플레이트와,
상기 프릭션 플레이트의 소경부의 일측과 상기 부착부재의 베어링부의 소경부 사이에 상기 제1 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 배치된 제1 워셔와,
상기 프릭션 플레이트의 소경부의 타측과 상기 제1 힌지 샤프트에 나사 장착시킨 제1 체결너트 사이에 상기 제1 힌지 샤프트의 회전을 구속시켜 배치된 제2 워셔
로 구성하는 것을 특징으로 하는 2축 힌지.
제1항에 있어서,
흡입수단을 더 구비하고,
상기 흡입수단을,
프릭션 플레이트에 걸리게 하여 상기 제2 힌지 샤프트를 회전 가능하게 삽통시킴과 동시에, 그 일측부의 외측에 원호형상의 캠 오목부 또는 캠 볼록부를 구비한 캠 플레이트 부재와,
상기 제2 힌지 샤프트에 회전이 구속되어 설치되고, 상기 캠 플레이트 부재의 상기 캠 오목부 또는 캠 볼록부와 대향하는 면에 캠 볼록부 또는 캠 오목부를 가지는 캠 팔로워 부재와,
제2 힌지 샤프트상에 구비된 상기 캠 플레이트 부재와 상기 캠 팔로워 부재를 서로 압접시키는 탄성수단
으로 구성하는 것을 특징으로 하는 2축 힌지.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 2축 힌지를 이용하는 것을 특징으로 하는 단말기기.