KR102224256B1

KR102224256B1 - 힌지장치

Info

Publication number: KR102224256B1
Application number: KR1020190106219A
Authority: KR
Inventors: 김병학; 장준용
Original assignee: 주식회사 다이아벨
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-03-08

Abstract

힌지장치를 개시한다.
일 실시예에 따른 힌지장치는 회전축; 상기 회전축에 회전 가능하게 결합하는 회전캠부; 상기 회전축에 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합하는 슬라이딩캠부; 상기 회전캠부와 슬라이딩캠부를 상호 접촉하는 방향으로 탄성지지 하는 탄성부재;를 포함하고, 상기 슬라이딩캠부는, 상기 회전캠부의 일단과 접촉 상태에서 상호 작용하여 상기 회전축의 외력에 의한 회전은 허용되면서 외력 제거상태의 회전은 제한되는 프리스탑 회전 구간을 제공하는 제1슬라이딩캠; 상기 회전캠부의 타단과 접촉 상태에서 상호 작용하여 외력 제거상태의 상기 회전축이 자동회전 하는 클릭 회전 구간을 제공하는 제2슬라이딩캠;을 포함하며, 상기 탄성부재는, 상기 제1슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 회전캠부의 일단부 쪽으로 가압하는 제1탄성부재; 상기 제2슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 회전캠부의 타단부 쪽으로 가압하는 제2탄성부재;를 포함하고, 상기 제1탄성부재의 가압력은 상기 회전축의 클릭 회전 구간에서는 상기 회전캠부로의 전달이 차단되고, 상기 회전축의 상기 프리스탑 회전 구간에서는 상기 회전캠부로 전달될 수 있다.

Description

힌지장치{hinge device}

프리스탑 동작과 클릭 동작을 구현할 수 있게 마련되는 힌지장치에 관한 것이다.

힌지장치 중에는 프리스탑(free stop)과 클릭(click) 동작을 구현하도록 마련된 것이 있다.

클릭 동작은 회전축이 일정 회전각도 범위 내로 회전한 상태에서 자동적으로 회전하게 되는 동작을 의미하고, 프리스탑 동작은 회전축이 자동회전이 제한되는 일정 회전각도 범위 내에서 회전축의 회전각을 수동으로 자유롭게 조절하는 동작을 의미한다.

따라서 휴대폰이나 노트북과 같은 기기의 커버에 이러한 힌지장치의 회전축을 연결할 경우, 기기의 커버는 회전축의 클릭 동작에 의해 특정 구간에서 자동으로 개폐되고, 회전축의 프리스탑 동작에 의해 특정 구간에서 이용자가 조정한 개방각을 유지할 수 있게 된다.

한국 등록실용신안공보 제20-0310417호(공고일 2003.04.14)

클릭 회전 구간에서는 회전축의 회전이 부드러워지고, 프리스탑 회전 구간에서는 회전축이 조정된 상태의 개방각을 안정적으로 유지할 수 있는 힌지장치를 제공하고자 한다.

클릭 동작과 프리스탑 동작의 특성에 따라 회전축의 회전력을 다르게 설정할 수 있는 힌지장치를 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 힌지장치는 회전축; 상기 회전축에 회전 가능하게 결합하는 회전캠부; 상기 회전축에 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합하는 슬라이딩캠부; 상기 회전캠부와 슬라이딩캠부를 상호 접촉하는 방향으로 탄성지지 하는 탄성부재;를 포함하고, 상기 슬라이딩캠부는, 상기 회전캠부의 일단과 접촉 상태에서 상호 작용하여 상기 회전축의 외력에 의한 회전은 허용되면서 외력 제거상태의 회전은 제한되는 프리스탑 회전 구간을 제공하는 제1슬라이딩캠; 상기 회전캠부의 타단과 접촉 상태에서 상호 작용하여 외력 제거상태의 상기 회전축이 자동회전 하는 클릭 회전 구간을 제공하는 제2슬라이딩캠;을 포함하며, 상기 탄성부재는, 상기 제1슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 회전캠부의 일단부 쪽으로 가압하는 제1탄성부재; 상기 제2슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 회전캠부의 타단부 쪽으로 가압하는 제2탄성부재;를 포함하고, 상기 제1탄성부재의 가압력은 상기 회전축의 클릭 회전 구간에서는 상기 회전캠부로의 전달이 차단되고, 상기 회전축의 상기 프리스탑 회전 구간에서는 상기 회전캠부로 전달되도록 마련된다.

상기 제1탄성부재는, 상기 제1슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 회전캠부의 일단부 쪽으로 가압하도록 상기 회전축의 일측 둘레에 끼워지는 제1스프링;을 포함하고, 상기 회전축의 클릭 회전 구간에서 상기 제1탄성부재의 가압력이 상기 회전캠부로 전달되는 것이 차단되도록 상기 회전캠부와 제1슬라이딩캠 사이는 축방향을 따라 상호 이격될 수 있다.

상기 제1슬라이딩캠은 상기 회전축에 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합하는 제1슬라이딩 결합공을 구비하고, 상기 회전축은, 상기 제1슬라이딩캠이 슬라이딩 가능하게 결합하는 제1슬라이딩 결합부; 상기 회전캠부가 회전 가능하게 결합하는 회전 결합부;를 포함하고, 상기 제1슬라이딩 결합공은 상기 회전결합부에 걸리도록 마련되며, 상기 회전축의 클릭 회전 구간에서 상기 제1슬라이딩 결합공은 상기 회전결합부 선단에 걸려 지지될 수 있다.

상기 회전캠부에 대응하는 상기 제1슬라이딩캠의 대응면에는 상기 프리스탑 회전 구간에서 상기 회전캠부 일단의 제1회전캠면과 접촉 상태에서 상호 작용하는 제1슬라이딩캠면이 마련되고, 상기 제1슬라이딩캠면은 상기 제1슬라이딩 결합공 둘레의 상기 대응면에 원주방향을 따라 일부구간에 걸쳐 상기 회전캠부 쪽으로 축방향을 따라 돌출하도록 마련되고, 상기 제1슬라이딩캠면과 상기 제1슬라이딩 결합공 사이의 상기 대응면에는 상기 클릭 회전 구간에서 상기 회전결합부에 걸려 지지되는 지지면이 마련되고, 상기 회전축의 프리스탑 회전 구간에서 상기 지지면은 축방향을 따라 상기 회전결합부와 이격된 상태를 유지할 수 있다.

상기 클릭 회전 구간은, 상기 회전축이 외력에 의해 회전하던 방향의 역방향으로 자동회전 하도록 0 ~ 20도 사이에 마련되는 제1클릭 회전 구간; 상기 회전축이 외력에 의해 회전하는 방향의 정방향으로 자동회전 하도록 20 ~ 90도 사이에 마련되는 제2클릭 회전 구간;을 포함할 수 있다.

상기 프리스탑 회전 구간은 80 ~ 170도 사이에 마련될 수 있다.

또 일 실시예에 따른 힌지장치는 회전축; 상기 회전축에 회전 가능하게 결합하는 회전캠부; 상기 회전축에 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합하는 슬라이딩캠부; 상기 회전캠부와 슬라이딩캠부를 상호 접촉하는 방향으로 탄성지지 하는 탄성부재;를 포함하고, 상기 회전캠부와 슬라이딩캠부는 상기 탄성부재를 통해 그 캠면이 상호 가압되어 접촉된 상태에서 이루어지는 상호작용에 의해 상기 회전축의 외력에 의한 회전은 허용되면서 외력 제거상태의 회전은 제한되는 프리스탑 회전 구간과, 외력 제거상태의 상기 회전축이 자동회전 하는 클릭 회전 구간을 제공하고, 상기 회전캠부와 슬라이딩캠부 사이에 가해지는 상기 탄성부재의 탄성력은 상기 클릭 회전 구간에서 상기 프리스탑 회전 구간보다 작아지도록 마련된다.

일 실시예에 의한 힌지장치에 따르면, 클릭 회전 구간에서는 탄성부재에 의해 형성되는 회전축의 회전력이 저하되므로 회전축의 회전이 부드러워지고, 프리스탑 회전 구간에서는 탄성부재에 의해 형성되는 회전축의 회전력이 증대되므로 회전축이 조정된 상태의 개방각을 안정적으로 유지할 수 있다.

또 일 실시예에 의한 힌지장치에 따르면, 클릭 회전 구간과 프리스탑 회전 구간에서 탄성부재를 통해 회전축에 형성되는 회전력이 달라지게 되므로, 클릭 동작과 프리스탑 동작의 특성에 따라 회전축의 회전력을 다르게 설정할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 힌지장치 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 힌지장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 힌지장치에서 회전캠부와 슬라이딩캠부를 발췌하여 확대 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 힌지장치가 조립된 전자기기의 요부 구조를 도시한 것으로, 전자기기의 회전개폐 동작을 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 힌지장치의 요부 측면도로, 회전축이 회전하기 전 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 도 5에서 회전축이 제1클릭 회전 구간으로 회전한 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 도 5에서 회전축이 제2클릭 회전 구간으로 회전한 상태를 나타낸 것이다.
도 8은 도 5에서 회전축이 프리스탑 회전 구간으로 회전한 상태를 나타낸 것이다.
도 9는 도 5에서 회전축이 제3클릭 회전 구간으로 회전한 상태를 나타낸 것이다.
도 10은 도 1에 도시된 힌지장치의 요부를 확대 도시한 단면도로, 회전축의 클릭 회전 구간에서 제1슬라이딩캠과 제1회전캠 사이가 이격된 상태를 나타낸 것이다.
도 11은 도 1에 도시된 힌지장치의 요부를 확대 도시한 단면도로, 회전축의 프리스탑 회전 구간에서 제1슬라이딩캠과 제1회전캠 사이가 접촉된 상태를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 힌지장치(1)는 회전축(10)과, 회전축(10)에 회전 가능하게 결합하는 회전캠부(20)와, 회전축(10)에 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합하는 슬라이딩캠부(30)와, 회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30)를 상호 접촉하는 방향으로 탄성지지 하는 탄성부재(40)를 구비한다.

회전캠부(20)는 회전축(10)에 회전 가능하게 결합되어 회전하는 회전축(10)에 대해 상대적으로 고정된 상태를 유지할 수 있다.

슬라이딩캠부(30)는 회전축(10)에 회전이 제한되도록 결합되어 회전축(10)이 회전할 경우 회전축(10)과 함께 회전할 수 있다.

탄성부재(40)의 탄성력은 회전축(10)에 슬라이딩 가능하게 결합하는 슬라이딩캠부(30)의 슬라이딩 동작을 통해 회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30) 사이로 가해질 수 있다.

탄성부재(40)를 통해 슬라이딩캠부(30)와 회전캠부(20) 사이가 상호 접촉된 상태에서는 탄성부재(40)의 탄성력에 의해 슬라이딩캠부(30)와 회전캠부(20) 사이의 마찰이 증대될 수 있으므로, 탄성부재(40)의 탄성력은 회전축(10)의 회전력에 영향을 미칠 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 힌지장치(1)는 적어도 한 쌍의 몸체(3,4)를 구비하는 전자기기(2)에 채용되어 전자기기(2)의 몸체(3,4) 사이를 회전 가능하게 연결하는데 사용될 수 있다.

전자기기(2)는 태블릿, 노트북, PDA, 휴대폰, 스마트폰 등 다양한 휴대용 전자기기를 포함하고, 힌지장치(1)는 이러한 전자기기(2)들에 적절한 변형 및 수정을 통해 적용될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일례로 힌지장치(1)는 노트북(2a)에 채용될 수 있다. 이때 전자기기(2)의 한 쌍의 몸체(3,4)는 노트북(2a)의 본체(4a)와 커버(3a)가 될 수 있다.

힌지장치(1)는 회전축(10)이 노트북(2a)의 커버(3a)와 함께 회전하도록 결합하고, 회전캠부(20)가 노트북(2a) 본체(4a)에 결합하도록 노트북(2a)에 조립될 수 있다.

회전축(10)에는 커버(3a)와의 결합을 위한 제1결합부(51)가 연결되고, 회전캠부(20)에는 본체(4a)와의 결합을 위한 제2결합부(61)가 연결될 수 있다. 제1결합부(51)는 회전축(10)에 결합하는 결합체(50)와 일체로 마련되고, 제2결합부(61)는 회전캠부(20)를 구성하는 후술하게 될 제1회전캠(210)에 일체로 연장될 수 있다. 이에 따라 노트북(2a)의 커버(3a)는 고정된 본체(4a)에 대해 회전하면서 본체(4a)의 상면을 개폐시킬 수 있게 된다.

한편, 전자기기(2)의 클릭 동작과 프리스탑 동작을 구현하기 위한 것으로, 회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30)는 탄성부재(40)를 통해 그 캠면(212,222,313,323)이 상호 가압되어 접촉된 상태에서 이루어지는 상호작용에 의해 회전축(10)의 외력에 의한 회전은 허용되면서 외력 제거상태의 회전은 제한되는 프리스탑 회전 구간(B)과, 외력 제거상태의 회전축(10)이 자동회전 하는 클릭 회전 구간(A)을 제공하도록 마련된다.

따라서 본체(4a)와 커버(3a)가 힌지장치(1)를 통해 연결된 노트북(2a)은 회전축(10)의 클릭 회전 구간(A)에서는 커버(3a)가 자동회전 하게 되는 클릭 동작이 가능하게 되고, 회전축(10)의 프리스탑 회전 구간(B)에서는 커버(3a)가 원하는 각도로 회전된 상태에서 그 상태를 유지할 수 있는 프리스탑 동작이 가능해 질 수 있다.

또 회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30) 사이에 가해지는 탄성부재(40)의 탄성력은 클릭 회전 구간(A)에서 프리스탑 회전 구간(B)보다 작아지도록 마련된다.

이에 따라 힌지장치(1)는 클릭 회전 구간(A)에서는 회전축(10)의 회전이 부드러워지고, 프리스탑 회전 구간(B)에서 회전축(10)은 조정된 상태의 개방각을 안정적으로 유지할 수 있게 되며, 이러한 힌지장치(1)의 특성은 노트북(2a)의 사용편리성이 증대되도록 하는데 기여할 수 있다.

회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30) 사이에 가해지는 탄성부재(40)의 탄성력이 프리스탑 회전 구간(B)보다 클릭 회전 구간(A)에서 상대적으로 더 작아지도록 하기 위한 것으로, 슬라이딩캠부(30)는 회전캠부(20)의 일단과 접촉 상태에서 상호 작용하여 회전축(10)의 외력에 의한 회전은 허용되면서 외력 제거상태의 회전은 제한되는 프리스탑 회전 구간(B)을 제공하는 제1슬라이딩캠(310)과, 회전캠부(20)의 타단과 접촉 상태에서 상호 작용하여 외력 제거상태의 회전축(10)이 자동회전 하는 클릭 회전 구간(A)을 제공하는 제2슬라이딩캠(320)을 포함한다.

그리고 탄성부재(40)는 제1슬라이딩캠(310)을 축방향을 따라 회전캠부(20)의 일단부 쪽으로 가압하는 제1탄성부재(410)와, 제2슬라이딩캠(320)을 축방향을 따라 회전캠부(20)의 타단부 쪽으로 가압하는 제2탄성부재(420)를 포함하고, 제1탄성부재(410)의 가압력은 클릭 회전 구간(A)에서는 회전캠부(20)로의 전달이 차단되는 반면 프리스탑 회전 구간(B)에서는 회전캠부(20)로 전달되도록 마련된다.

이와 같은 힌지장치(1)에 따르면, 프리스탑 회전 구간(B)에서는 제1탄성부재(410)와 제2탄성부재(420)의 탄성력이 함께 회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30) 사이로 가해져 회전축(10)의 회전이 묵직해지므로, 회전축(10)의 프리스탑 회전 구간(B)에서 노트북(2a)의 커버(3a)는 조정된 상태의 개방각을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

또 클릭 회전 구간(A)에서는 제1탄성부재(410)의 탄성력이 배제된 상태에서 제2탄성부재(420)의 탄성력만 회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30)로 사이로 가해지게 되므로, 클릭 회전 구간(A)에서 회전축(10)은 프리스탑 회전 구간(B)에서보다 상대적으로 더 부드럽게 회전할 수 있게 되고, 이것은 클릭 회전 구간(A)에서 노트북(2a) 커버(3a)의 개폐시 들어가는 힘이 줄어들도록 하는데 직접적으로 기여할 수 있게 된다.

제1슬라이딩캠(310)과 제2슬라이딩캠(320)은 슬라이딩 결합공(311,321)을 구비하여 회전축(10)에 결합하고, 회전축(10)은 슬라이딩 결합공(311,321)이 슬라이딩 가능하게 결합하는 슬라이딩 결합부(11)를 구비할 수 있다.

슬라이딩 결합공(311,321)은 제1슬라이딩캠(310)의 중앙을 관통하는 제1슬라이딩 결합공(311)과, 제2슬라이딩캠(320)의 중앙을 관통하는 제2슬라이딩 결합공(321)을 포함할 수 있다.

슬라이딩 결합부(11)는 제1슬라이딩 결합공(311)이 슬라이딩 가능하게 결합하는 제1슬라이딩 결합부(11a)와, 제2슬라이딩 결합공(321)이 슬라이딩 가능하게 결합하는 제2슬라이딩 결합부(11b)를 포함할 수 있다.

슬라이딩캠(310,320)이 회전은 제한되고 슬라이딩은 가능한 상태로 회전축(10)에 결합하도록 슬라이딩 결합부(11)는 다각형이나 타원 형태, 또는 이에 가까운 모양의 단면형태를 갖도록 마련되고, 슬라이딩 결합공(311,321)은 슬라이딩 결합부(11)의 형태에 대응하도록 마련될 수 있다.

회전캠부(20)의 일단에 대응하는 제1슬라이딩캠(310)의 대응면에는 프리스탑 회전 구간(B)에서 회전캠부(20) 일단의 제1회전캠면(212)과 접촉 상태에서 상호 작용하는 제1슬라이딩캠면(313)이 마련되고, 회전캠부(20)의 타단에 대응하는 제2슬라이딩캠(320)의 대응면에는 클릭 회전 구간(A)에서 회전캠부(20) 타단의 제2회전캠면(222)과 접촉 상태에서 상호 작용하는 제2슬라이딩캠면(323)이 마련될 수 있다.

회전캠부(20)는 제1회전캠면(212)을 구비하는 제1회전캠(210) 및 제2회전캠면(222)을 구비하는 제2회전캠(220)을 포함하고, 제1회전캠(210)과 제2회전캠(220)은 회전축(10)에 대해 일체로 회전하도록 상호 연결될 수 있다.

제1회전캠(210)과 제2회전캠(220)은 회전 결합공(211,221)을 구비하여 회전축(10)에 결합하고, 회전축(10)은 회전 결합공(211,221)이 회전 가능하게 결합하는 회전 결합부(12)를 구비할 수 있다.

회전 결합공(211,221)은 제1회전캠(210)의 중앙을 관통하는 제1회전 결합공(211)과, 제2회전캠(220)의 중앙을 관통하는 제2회전 결합공(221)을 포함할 수 있다.

회전 결합부(12)는 회전축(10)에 있어서 제1슬라이딩 결합부(11a)와 제2슬라이딩 결합부(11b) 사이를 통해 마련될 수 있다. 참고로 도면에서 미설명 부호 13은 제2슬라이딩 결합부(11b)로부터 축방향을 따라 연장되는 회전축(10)의 연장부를 가리킨다. 연장부(13)에는 힌지장치(1)를 전자기기(2)에 적용하는 과정에서 회전축(10)과 전자기기(2) 사이의 조립을 위한 조립홀(13a)이 마련될 수 있다.

회전캠(210,220)이 회전 가능한 상태로 회전축(10)에 결합할 수 있도록 회전 결합공(211,221)은 원형으로 마련될 수 있다.

제1회전캠(210)과 제2회전캠(220)이 회전축(10)에 대해 일체로 회전하도록 제1회전캠(210)과 제2회전캠(220) 사이는 걸림부(223)와 걸림홈(213)을 통해 연결될 수 있다. 즉 제1회전캠(210)의 일단부 쪽 일측 외면에는 걸림홈(213)이 마련되고, 이에 대응하는 위치의 제2회전캠(220)의 일단부 쪽에는 걸림홈(213)에 걸리도록 걸림부(223)가 연장될 수 있다.

걸림부(223)는 걸림홈(213)에 비해 길게 연장되어 걸림홈(213)에 걸림부(223)가 걸리도록 지지된 상태에서 제1회전캠(210)과 제2회전캠(220) 사이는 걸림부(223)를 통해 이격되고, 이에 대응하는 위치의 회전축(10)의 회전 결합부(12)에는 회전축(10)의 회전범위를 제한하기 위해 걸림턱(14)이 돌출하도록 마련될 수 있다. 걸림턱(14)은 회전축(10)의 양방향 회전시 걸림부(223)의 원주방향 양단에 걸리도록 마련될 수 있다.

또 걸림턱(14)은 제2회전캠(220)을 지지하여 제2탄성부재(420)에 의해 회전캠부(20)로 가압되는 제2슬라이딩캠(320)을 제2회전캠(220)이 안정적으로 지지하도록 하는 역할도 수행할 수 있다.

제1슬라이딩캠면(313)은 제1회전캠(210)에 대응하는 제1슬라이딩캠(310)의 일단면에 있어서 제1슬라이딩 결합공(311) 둘레에 원주방향을 따라 일부구간에 걸쳐 제1회전캠(210) 쪽으로 축방향을 따라 돌출하도록 마련되고, 제1회전캠면(212)은 제1슬라이딩캠(310)에 대응하는 제1회전캠(210)의 일단면에 있어서 제1회전 결합공(211)의 둘레를 따라 마련될 수 있다. 제1슬라이딩캠면(313)은 평탄면으로 마련되고, 제1회전캠이면(212)은 평탄면을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서 프리스탑 회전 구간(B)에서 제1슬라이딩캠(310)과 제1회전캠(210)은 탄성부재(40)를 통해 그 사이가 가압되어 접촉됨에 따라 외력 제거상태의 회전캠부(20)와 회전축(10)의 회전을 제한할 수 있다.

제2슬라이딩캠면(323)은 제2회전캠(220)에 대응하는 제2슬라이딩캠(320)의 일단면에 있어서 제2슬라이딩 결합공(321) 둘레에 원주방향을 따라 일부구간에 걸쳐 제2회전캠(220) 쪽으로 축방향을 따라 돌출하도록 마련되고, 제2회전캠면(222)은 제2슬라이딩캠(320)에 대응하는 제1회전캠(220)의 일단면에 있어서 제2회전 결합공(221)의 둘레를 따라 마련될 수 있다.

제2슬라이딩캠면(323)은 평탄면이나 경사면으로 구성될 수 있고, 제2회전캠이면(222)은 산과 골이 반복되는 경사면과 평탄면이 연속적으로 연이어져 마련될 수 있다.

따라서 클릭 회전 구간(A)에서 제2슬라이딩캠(320)과 제2회전캠(220)은 탄성부재(40)를 통해 그 사이가 가압되어 접촉됨에 따라 외력제거 상태의 회전캠부(20)와 회전축(10)을 자동회전 시킬 수 있게 된다.

제1탄성부재(410)는 제1슬라이딩캠(310)을 축방향을 따라 회전캠부(20)의 일단부 쪽으로 가압하도록 회전축(10)의 일측 둘레에 끼워지는 제1스프링(411)을 포함하고, 제2탄성부재(420)는 제2슬라이딩캠(320)을 축방향을 따라 회전캠부(20)의 타단부 쪽으로 가압하도록 회전축(10)의 타측 둘레에 끼워지는 제2스프링(421)를 포함할 수 있다. 제1스프링(411)과 제2스프링(421)은 디스크스프링 또는 코일스프링을 통해 마련될 수 있다.

그리고 회전축(10)의 클릭 회전 구간(A)에서 제1탄성부재(410)의 가압력이 회전캠부(20)로 전달되는 것이 차단되도록 회전캠부(20)와 제1슬라이딩캠(310) 사이는 축방향을 따라 상호 이격될 수 있다.

이를 위해 제1슬라이딩 결합공(311)은 회전결합부(12)에 걸리도록 마련되며, 회전축(10)의 클릭 회전 구간(A)에서 회전캠부(20)와 제1슬라이딩캠(310) 사이는 제1슬라이딩 결합공(311)이 회전결합부(12) 선단에 걸려 지지된 상태에서 상호 축방향으로 이격될 수 있다. 이에 따라 회전축(10)의 클릭 회전 구간(A)에서는 제1탄성부재(410)의 탄성력은 회전축(10)으로 전달되어 흡수됨에 따라 회전캠부(20)로 전달되는 것이 차단될 수 있다.

제1슬라이딩 결합공(311)이 회전결합부(12)에 걸리도록 회전축(10)은 회전 결합부(12)의 직경이 제1슬라이딩 결합부(11a)의 직경보다 크게 마련될 수 있다.

회전 결합부(12)와 제1슬라이딩 결합부(11a) 사이의 직경차이에 의해 회전결합부(12)의 선단에는 지지턱(16)이 마련되고, 제1회전캠(210)에 대응하는 제1슬라이딩캠(310)의 일단면에서 제1슬라이딩캠면(312)과 제1슬라이딩 결합공(311) 사이에는 클릭 회전 구간(A)에서 회전결합부(12)에 걸려 지지되는 지지면(314)이 마련될 수 있다.

제1슬라이딩캠(310)은 클릭 회전 구간(A)에서 제1탄성부재(410)의 탄성력이 회전캠부(20)로 전달되지 않도록 하기 위해 그 지지면(314)이 회전축(10)의 지지턱(16)에 지지된 상태를 유지하면서 제1회전캠(210)과 상호 이격될 수 있다.

또한 프리스탑 회전 구간(B)에서는 제1탄성부재(410)의 탄성력이 회전캠부(20)로 전달되도록 하기 위해 제1슬라이딩캠(310)은 그 지지면(314)이 축방향을 따라 회전축(10)의 지지턱(16)과 이격된 상태를 유지하면서 제1슬라이딩캠면(313)을 통해 제1회전캠(210)에 접촉될 수 있다.

회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(30)는 회전축(10)의 해당위치에 결합하고, 이 상태에서 제1슬라이딩캠(310)과 제2슬라이딩캠(320) 외측의 회전축(10)에 제1탄성부재(410)와 제2탄성부재(420)를 체결함에 따라 힌지장치(1)의 조립은 완료될 수 있다.

도면에서 미설명 부호 71,72는 결합체(50)와 제1탄성부재(410) 사이를 지지하도록 회전축(10)에 결합하는 지지부재를 가리키고, 다른 미설명 부호 73은 제2탄성부재(420)의 단부를 지지하는 지지부재를 가리킨다. 또 다른 미설명 부호 74와 75는 각각 지지부재(73)을 지지하도록 회전축(10)의 조립홈(15)에 체결되는 고정링과, 결합체(50)의 고정을 위한 고정핀을 가리킨다.

이와 같이 구성되는 힌지장치(1)에 있어서 회전축(10)의 클릭 회전 구간(A)은 회전축(10)이 외력에 의해 회전하던 방향의 역방향으로 자동회전 하도록 0 ~ 20도 사이에 마련되는 제1클릭 회전 구간(A1)과, 회전축(10)이 외력에 의해 회전하는 방향의 정방향으로 자동회전 하도록 20 ~ 90도 사이에 마련되는 제2클릭 회전 구간(A2)을 포함할 수 있다.

제1클릭 회전 구간(A1)은 0 ~ 20도의 범위 내에서 선택되고, 제2클릭 회전 구간(A2)은 20 ~ 90도의 범위 내에서 선택이 가능할 수 있다. 보다 바람직하게 제2클릭 회전 구간(A2)은 20 ~ 82도 사이가 될 수 있다.

도 4 내지 6에 도시된 바와 같이, 제1클릭 회전 구간(A1)에서 힌지장치(1)는 본체(4a)와 커버(3a)의 폐쇄상태에서 노트북(2a) 사용자에 의해 커버(3a)가 20도 미만의 예각으로 개방될 경우, 회전축(10)을 폐쇄방향으로 자동적으로 회전시켜 본체(4a) 상면을 폐쇄시킬 수 있다.

이때 제2슬라이딩캠면(323)과 제2회전캠면(222) 사이는 제2탄성부재(420)에 의해 가압된 상태에서 상대회전 하면서 회전캠부(20)를 통해 회전축(10)을 커버(3a)가 본체(4a)의 상면을 폐쇄시키는 방향으로 회전시킴으로써, 본체(4a)의 상면을 덮는 커버(3a)의 폐쇄동작이 자동적으로 이루어지도록 할 수 있다.

또한 도 10에 도시된 바와 같이, 이와 같은 회전축(10)의 제1클릭 회전 구간(A1)에서 제1슬라이딩캠면(313)은 제1회전캠면(212)과 이격된 상태를 유지하여 제1탄성부재(410)의 탄성력이 회전축(10)의 회전에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 따라서 20도 미만의 예각으로 개방된 커버(3a)는 부드럽게 회전하면서 본체(4a)의 상면을 덮어 본체(4a)와의 접촉에 따른 충격을 저감시킬 수 있다.

도 4와 도 7을 참고하면, 노트북 사용자에 의해 커버(3a)가 20도를 넘어 더 회전하게 되면, 회전축(10)은 제2클릭 회전 구간(A2)으로 진입하게 되고, 힌지장치(1)는 커버(3a)의 개방방향으로 회전축(10)을 자동회전시켜 커버(3a)가 본체(4a)와 90도를 이룬 상태에서 개방되도록 할 수 있다.

이때 제2슬라이딩캠면(323)과 제2회전캠면(222)은 제2탄성부재(420)에 의해 그 사이가 가압된 상태에서 상대회전 하면서 회전캠부(20)를 통해 회전축(10)을 커버(3a)의 개방방향으로 자동회전 시킬 수 있다.

이때도 제1슬라이딩캠(310)과 제1회전캠(210) 사이는 여전히 도 10과 같이 이격된 상태를 유지하여 제1탄성부재(410)의 탄성력이 회전축(10)의 회전에 영향을 미치지 않도록 함으로써, 개방 방향으로 자동회전 하는 커버(3a)의 회전 충격이 저감되도록 할 수 있다.

도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 회전축(10)의 프리스탑 회전 구간(B)은 80 ~ 170도 사이가 되고, 보다 바람직하게는 82 ~ 165 사이가 될 수 있다. 이에 따라 본체(4a)에 대한 커버(3a)의 개방각이 90도에 가깝게 되어 회전축(10)이 프리스탑 회전 구간(B)으로 진입하게 되면, 힌지장치(1)는 평탄하게 마련되는 제1슬라이딩캠면(313)과 제1회전캠면(212) 사이가 접촉되면서 외력이 제거된 상태의 회전축(10)의 회전을 제한할 수 있다. 따라서 노트북 이용자는 회전축(10)의 프리스탑 회전 구간(B) 내에서 커버(3a)를 자신이 원하는 개방각을 갖도록 조정하여 고정시킬 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 이때 제1슬라이딩캠(310)의 지지면(314)은 회전축(10)의 지지턱(16)으로부터 이격되어 제1탄성부재(410)의 탄성력이 회전캠부(20)로 전달되도록 할 수 있다. 이에 따라 제1탄성부재(410)와 제2탄성부재(420)의 가압력이 슬라이딩캠부(30)를 통해 회전캠부(20)에 함께 가해지면서 회전캠부(20)와 슬라이딩캠부(40)의 마찰력이 증대되어 회전축(10)의 정지력은 커질 수 있게 된다.

또 클릭 회전 구간(A)은 회전축(10)이 외력에 의해 회전하는 방향의 정방향으로 자동회전 하도록 160 ~ 180도 사이에 마련되는 제3클릭 회전 구간(A3)을 더 포함할 수 있다. 제3클릭 회전 구간(A3)은 160 ~ 180도의 범위 내에서 선택이 가능할 수 있다.

본 실시예의 경우 회전축(10)의 회전범위는 전술한 걸림턱(14)과 걸림부(223) 사이의 걸림구조를 통해 0 ~ 175도 범위로 제한될 수 있고, 이에 따라 제3클릭 회전 구간(A3)은 165 ~ 175도 사이로 마련될 수 있다.

도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제3클릭 회전 구간(A3)에서 힌지장치(1)는 회전축(10)을 커버(3a)가 개방되는 방향으로 자동적으로 회전시킬 수 있다.

이때 제2슬라이딩캠면(323)과 제2회전캠면(222)은 제2탄성부재(420)에 의해 그 사이가 가압된 상태에서 상대회전 하면서 회전캠부(20)를 통해 회전축(10)을 커버(3a)의 개방방향으로 회전시킴으로써, 커버(3a)와 본체(4a) 사이가 거의 펼쳐진 상태가 되도록 커버(3a)를 자동회전 시킬 수 있다. 이때도 제1슬라이딩캠면(313)과 제2회전캠면(212) 사이는 상호 이격되어 제1탄성부재(410)의 탄성력이 회전캠부(20)로 전달되는 것을 차단함으로써, 커버(3a)의 회전 충격이 줄어들도록 할 수 있다.

1: 힌지장치 10: 회전축
11: 슬라이딩 결합부 12: 회전 결합부
20: 회전캠부 30: 슬라이딩캠부
40: 탄성부재 210: 제1회전캠
220: 제2회전캠 310: 제1슬라이딩캠
320: 제2슬라이딩캠 410: 제1탄성부재
420: 제2탄성부재

Claims

회전축;
상기 회전축에 회전 가능하게 결합하는 회전캠부;
상기 회전축에 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합하는 슬라이딩캠부;
상기 회전캠부와 슬라이딩캠부를 상호 접촉하는 방향으로 탄성지지 하는 탄성부재;를 포함하고,
상기 회전캠부는,
제1회전캠 및 제2회전캠;을 포함하고,
상기 슬라이딩캠부는,
상기 제1회전캠과 접촉 상태에서 상호 작용하여 상기 회전축의 외력에 의한 회전은 허용되면서 외력 제거상태의 회전은 제한되는 프리스탑 회전 구간을 제공하는 제1슬라이딩캠;
상기 제2회전캠과 접촉 상태에서 상호 작용하여 외력 제거상태의 상기 회전축이 자동회전 하는 클릭 회전 구간을 제공하는 제2슬라이딩캠;을 포함하며,
상기 탄성부재는,
상기 제1슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 제1회전캠 쪽으로 가압하는 제1탄성부재;
상기 제2슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 제2회전캠 쪽으로 가압하는 제2탄성부재;를 포함하고,
상기 제1탄성부재의 가압력은 상기 회전축의 클릭 회전 구간에서는 상기 회전캠부로의 전달이 차단되고, 상기 회전축의 상기 프리스탑 회전 구간에서는 상기 회전캠부로 전달되는 힌지장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1탄성부재는,
상기 제1슬라이딩캠을 축방향을 따라 상기 회전캠부의 일단부 쪽으로 가압하도록 상기 회전축의 일측 둘레에 끼워지는 제1스프링;을 포함하고,
상기 회전축의 클릭 회전 구간에서 상기 제1탄성부재의 가압력이 상기 회전캠부로 전달되는 것이 차단되도록 상기 회전캠부와 제1슬라이딩캠 사이는 축방향을 따라 상호 이격되는 힌지장치.
제 2항에 있어서,
상기 제1슬라이딩캠은 상기 회전축에 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합하는 제1슬라이딩 결합공을 구비하고,
상기 회전축은,
상기 제1슬라이딩캠이 슬라이딩 가능하게 결합하는 제1슬라이딩 결합부;
상기 회전캠부가 회전 가능하게 결합하는 회전 결합부;를 포함하고,
상기 제1슬라이딩 결합공은 상기 회전결합부에 걸리도록 마련되며,
상기 회전축의 클릭 회전 구간에서 상기 제1슬라이딩 결합공은 상기 회전결합부 선단에 걸려 지지되는 힌지장치.
제 3항에 있어서,
상기 회전캠부에 대응하는 상기 제1슬라이딩캠의 대응면에는 상기 프리스탑 회전 구간에서 상기 회전캠부 일단의 제1회전캠면과 접촉 상태에서 상호 작용하는 제1슬라이딩캠면이 마련되고,
상기 제1슬라이딩캠면은 상기 제1슬라이딩 결합공 둘레의 상기 대응면에 원주방향을 따라 일부구간에 걸쳐 상기 회전캠부 쪽으로 축방향을 따라 돌출하도록 마련되고,
상기 제1슬라이딩캠면과 상기 제1슬라이딩 결합공 사이의 상기 대응면에는 상기 클릭 회전 구간에서 상기 회전결합부에 걸려 지지되는 지지면이 마련되고,
상기 회전축의 프리스탑 회전 구간에서 상기 지지면은 축방향을 따라 상기 회전결합부와 이격된 상태를 유지하는 힌지장치.
제 1항에 있어서,
상기 클릭 회전 구간은,
상기 회전축이 외력에 의해 회전하던 방향의 역방향으로 자동회전 하도록 0 ~ 20도 사이에 마련되는 제1클릭 회전 구간;
상기 회전축이 외력에 의해 회전하는 방향의 정방향으로 자동회전 하도록 20 ~ 90도 사이에 마련되는 제2클릭 회전 구간;을 포함하는 힌지장치.
제 1항에 있어서,
상기 프리스탑 회전 구간은 80 ~ 170도 사이에 마련되는 힌지유닛.
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