KR102369302B1 - 압축 타입 힌지 스프링 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 압축 타입 힌지 스프링은, 메인 바디와 슬라이딩 바디에 양단부가 각각 체결되며 중립 위치를 기준으로 슬라이딩 바디를 일방향 또는 타방향으로 가압하는 압축 타입 힌지 스프링에 있어서, 상기 메인 바디 및 슬라이딩 바디 중 어느 하나에 체결되는 바디 체결부를 갖는 서브 하우징; 상기 서브 하우징이 슬라이딩되는 하우징; 상기 하우징 및 서브 하우징에 양단부가 지지되고, 상기 서브 하우징의 이동에 따라 신축되는 압축 스프링; 을 포함할 수 있다.

Description

압축 타입 힌지 스프링{COMPRESSION TYPE HINGE SPRING}
본 발명은 휴대용 단말기의 힌지에 사용되는 힌지 스프링에 관한 것으로서 압축 스프링이 신축되면서 탄성력을 발생하는 압축 타입 힌지 스프링에 관한 것이다.
도 1은 선행기술문헌으로 기재된 한국특허출원 제1020090103962호에 기재된 벤딩 타입 힌지 스프링의 동작을 표시한다.
휴대용 단말기(100)는 상호 슬라이딩되는 메인 바디(110)와 슬라이딩 바디(120)로 이루어질 수 있다. 이때, 메인 바디(110)에 대하여 슬라이딩 바디(120)가 탄성 바이어스되도록 힌지 스프링(1)이 장착되는데 벤딩 타입, 압축 타입, 토션 타입으로 나뉠 수 있다.
도 1을 참조하면, 두 바디가 포개진 (a) 상태로부터 중립 위치인 참조 부호 (b)를 거쳐 상호 펼쳐진 (c) 상태로 갈때, 힌지 스프링(1)은 참조 부호 (b)에서 최대 벤딩 상태가 된다.
참조 부호 (a)에서 중립 위치 (b)로 갈때, 힌지 스프링(1)은 휘어지며 두 바디의 이동에 탄성적으로 저항하고 참조 부호 (b)에서 (a)로 갈때, 휘어진 힌지 스프링(1)이 펼쳐지며 두 바디가 멀어지는 방향으로 탄성력을 작용한다.
사용자는 힌지 스프링(1)으로 인하여 반자동 슬라이딩 감성을 느낄 수 있다.
그러나, 도 1에 도시된 종래의 힌지 스프링(1)에 따르면, 여러 개의 탄성봉을 횡방향에서 지지하는 탄성봉 가이드 및 탄성봉을 길이 방향에서 지지하는 하우징이 하나의 몸체로 이루어진다. 따라서, 휴대용 단말기(100)의 종류에 따라 힌지 스프링(1)의 전체 길이를 변화시켜야 할 경우에 하우징 구조물 사출 성형을 위한 몰드 금형을 일일이 제작해야 하는 문제점이 있다. 이는 현대와 같은 단말기의 다품종 소량 생산 시대에 맞지 않는 개념이다.
또한, 경박화 설계에는 적합하지만 벤딩 변형에 의존하므로 힌지 스프링의 일정 수준 이상의 탄성력을 발휘할 수 없는 문제점이 있다.
한국특허출원 제1020090103962호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압축 스프링을 지지하는 지지 부품은 동일 규격으로 하고 압축 스프링의 개수 또는 탄성 계수만을 변화시켜 힌지 스프링 전체의 탄성력을 조절할 수 있다. 한편, 압축 스프링을 사용하므로 벤딩 타입에 비하여 충분한 탄성력을 발휘할 수 있다.
본 발명의 압축 타입 힌지 스프링은, 메인 바디와 슬라이딩 바디에 양단부가 각각 체결되며 중립 위치를 기준으로 슬라이딩 바디를 일방향 또는 타방향으로 가압하는 압축 타입 힌지 스프링에 있어서, 상기 메인 바디 및 슬라이딩 바디 중 어느 하나에 체결되는 바디 체결부를 갖는 서브 하우징; 상기 서브 하우징이 슬라이딩되는 하우징; 상기 하우징 및 서브 하우징에 양단부가 지지되고, 상기 서브 하우징의 이동에 따라 신축되는 압축 스프링; 을 포함할 수 있다.
상기 서브 하우징은 상기 하우징의 일측을 향하여 개구된 제1 개구부 및 상기 하우징의 타측을 향하여 개구된 제2 개구부에 각각 배치되며, 상기 각각의 서브 하우징의 바디 체결부는 서로 반대 방향으로 노출될 수 있다.
본 발명의 압축 타입 힌지 스프링은 메인 바디와 슬라이드 바디가 대면되는 좁은 공간에 설치되면서 충분한 탄성력을 발생할 수 있다.
횡방향으로 배열되는 압축 스프링의 개수를 조절하면 지지 부품은 동일한 부품을 사용하면서 힌지 스프링 전체의 탄성력을 조절할 수 있다. 길이 방향으로 연장되는 압축 스프링의 탄성 계수나 선의 굵기를 조절하면 전체 탄성력을 조절할 수 있다.
압축 스프링의 배열 개수가 바뀌는 경우, 하우징 및 서브 하우징의 치수를 그대로 유지하면 표준화시킬 수 있고 치수를 변경할 필요가 없는 장점이 있다.
압축 스프링의 길이가 바뀌어도 가이드봉이 지지하므로 하우징 및 서브 하우징은 당연히 표준품을 사용할 수 있다.
결과적으로, 하우징, 가이드봉, 서브 하우징을 표준품으로 설계 및 제조한 다음에, 압축 스프링만 변경하는 방식을 통하여 힌지 스프링의 탄성을 조절할 수 있다. 압축 스프링의 배열 개수 및 선 직경을 변경하는 방식을 통하여 탄성 특성을 조절할 수 있다.
따라서, 다품종 소량 생산 시대에 맞출 수 있고, 원가 상승 요인없이 다양한 특성의 힌지 스프링을 공급할 수 있는 장점이 자연스럽게 발생된다.
도 1은 종래의 벤딩 타입 힌지 스프링이 슬라이딩 휴대용 단말기에 채용된 상태에서 동작되는 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 압축 타입 힌지 스프링의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 서브 하우징의 사시도이다.
도 2 이하에 도시된 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다. 참조 부호가 도 1과 중복되는 경우, 다음에서 설명하는 모든 참조 부호는 도 2 이하의 본 발명에만 적용된다.
본 발명의 압축 타입 힌지 스프링은, 메인 바디와 슬라이딩 바디에 양단부가 각각 체결되며 중립 위치를 기준으로 슬라이딩 바디를 일방향 또는 타방향으로 가압하는 압축 타입 힌지 스프링일 수 있다.
하우징(100)은 압축 타입 힌지 스프링의 기본 골격을 이룰 수 있다. 서브 하우징(200)은 하우징(100)에 이동 가능하게 체결될 수 있다. 하우징(100)은 고정부이고 서브 하우징(200)은 이동부일 수 있다. 서브 하우징(200)은 메인 바디 또는 슬라이딩 바디에 바디 체결부(215)로 체결되어 탄성력을 작용할 수 있다.
서브 하우징(200)은 하우징(100)에 슬라이딩 가능하게 연결되며, 하우징(100)과 서브 하우징(200) 사이에 압축 스프링(400)이 삽입될 수 있다. 압축 스프링(400)은 하우징(100) 및 서브 하우징(200)에 양단부가 지지될 수 있다. 서브 하우징(200)의 이동에 따라 신축될 수 있다. 압축 스프링(400)의 개수만 조절하면 힌지 스프링의 전체 탄성력이 조절될 수 있다. 이때, 하우징(100) 및 서브 하우징(200)은 동일한 부품이 사용될 수 있다. 따라서, 동일 규격의 표준화 부품을 사용하여 전체 탄성력을 조절할 수 있는 장점이 있다. 한편, 압축 스프링(400)의 탄성 계수나 선 직경을 조절하는 경우에도 동일한 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 하우징(100)은 'S' 자 모양으로 구부러진 형상일 수 있다. 따라서, 장착되는 형태가 정사각형 면적에 걸칠 수 있다. 압축 스프링(400)을 복수 개 장착할 수 있으므로, 전체 탄성력의 크기가 벤딩 타입 힌지 스프링보다 휠씬 클 수 있다.
하우징(100)의 일측 및 타측이 개구된 제1 개구부(101) 및 제2 개구부(102)를 구비하고, 서브 하우징(200)의 직선 이동에 따라 하우징(100) 자체는 회전될 수 있다. 서브 하우징(200)의 바디 체결부(215)를 직선 상으로 연결한 가상의 선분에 대하여 하우징(100) 또는 서브 하우징(200)은 회전될 수 있다. 일정한 위치를 유지하거나 많은 위치 이동이 없는 힌지 스프링을 구현할 수 있다.
서브 하우징(200)은 하우징(100)의 일측을 향하여 개구된 제1 개구부(101) 및 하우징(100)의 타측을 향하여 개구된 제2 개구부(102)에 각각 배치될 수 있다. 각각의 서브 하우징(200)의 바디 체결부(215)는 서로 반대 방향으로 노출될 수 있다. 따라서, 압축 타입 힌지 스프링은 압축 스프링(400)의 신축 길이가 길지 않더라도 충분한 탄성력을 발휘할 수 있다.
압축 스프링(400)의 균일한 탄성력 발휘를 위하여 가이드봉(300)이 마련될 수 있다. 가이드봉(300)에는 압축 스프링(400)이 끼워질 수 있다. 가이드봉(300)은 압축 스프링(400)의 탄성 변형을 직선상으로 안내할 수 있다. 가이드봉(300)의 일단부 및 타단부는 하우징(100) 및 서브 하우징(200)에 형성된 스프링 구멍에 삽입될 수 있다.
가이드봉(300)의 조립 및 고정을 위하여, 한쪽은 막힌 형상으로 하고 다른 한 쪽은 뚤린 형상으로 할 수 있다. 즉, 가이드봉(300)이 조립되는 쪽은 뚤린 형상이고, 가이드봉(300)이 조립 완료되어 고정되는 쪽은 막힌 형상이 될 수 있다.
서브 하우징(200)에 형성된 스프링 구멍은 클로즈부(270)에 의하여 닫힌 형상이고, 하우징(100)에 형성된 스프링 구멍은 오픈부(170)에 의하여 뚫린 형상일 수 있다. 오픈부(170)를 통하여 가이드봉(300)의 한 쪽을 밀어넣고 계속 이동시켜 클로즈부(270)에 가이드봉(300)을 접촉시키면 가이드봉(300)의 조립 위치가 정해질 수 있다. 가이드봉(300)의 삽입이 완료된 후 오픈부(170)에 접착제를 투입하여 가이드봉(300)의 후단을 고정시킬 수 있다.
가이드봉(300)에 압축 스프링(400)이 끼워질 수 있다. 하우징(100) 및 서브 하우징(200)에 가이드봉 구멍(150)이 마련될 수 있다. 가이드봉(300)의 양단부는 가이드봉 구멍(150)에 각각 삽입될 수 있다. 탄성력 조절을 위하여 가이드봉(300)은 복수로 설치될 수 있다. 가이드봉 구멍(150) 사이에는 복수의 압축 스프링(400)을 횡방향에서 지지하는 스프링 홀더(140)가 마련될 수 있다.
한편, 후술하는 보조 구멍(160)을 이용하여 가이드봉(300)을 고정시킬 수 있다. 가이드봉(300)의 삽입 완료후 보조 구멍(160)에 고정물을 집어넣으면 가이드봉(300)의 이동이 규제될 수 있다. 하우징(100)의 일부를 두께 방향으로 절개한 보조 구멍(160)이 마련될 수 있다. 보조 구멍(160)은 가이드봉 구멍(150)을 길이 방향으로 절단시키거나 단절시킬 수 있다. 보조 구멍(160)에 삽입물을 넣으면 가이드봉 구멍(150)이 막힐 수 있다. 이에 의하여 가이드봉(300)의 이동이 규제될 수 있다. 힌지 스프링의 분해시에는 보조 구멍(160)을 개방시키고 가이드봉(300)을 빼내면 용이한 분해 조립이 이루어질 수 있다. 보조 구멍(160)은 하우징(100)의 사출 성형시 코어 금형을 두께 방향으로 이동시키는 과정에서 쉽게 형성될 수 있다.
다음은, 하우징(100)과 보조 하우징(100)의 결합 관계에 대하여 설명한다.
하우징(100)에는 레일(110) 및 스토퍼(120)가 돌출될 수 있다. 하우징(100)으로부터 레일(110)이 제1 높이(h1)만큼 돌출될 수 있다. 제1 개구부(101) 또는 제2 개구부(102)에 인접한 레일(110)의 단부에는 스토퍼(120)가 형성될 수 있다. 레일(110) 및 스토퍼(120)를 따라 서브 하우징(200)의 직선 이동이 안내될 수 있다. 스토퍼(120)는 제1 높이(h1)보다 높은 제2 높이(h2)만큼 돌출되며 서브 하우징(200)의 이동을 규제할 수 있다.
서브 하우징(200)에는 레일 구멍(220) 및 스토퍼 구멍(210)이 형성될 수 있다. 서브 하우징(200)의 외곽으로부터 제2 깊이(M2)만큼 함몰된 스토퍼 구멍(210)이 마련될 수 있다. 제2 깊이(M2)보다 작은 제1 깊이(M1)만큼 함몰된 레일 구멍(220)이 스토퍼 구멍(210)의 단부에 마련될 수 있다. 하우징(100)의 제1 개구부(101) 또는 제2 개구부(102)에 위치한 스토퍼(120)가 레일 구멍(220)과 대면되면 서브 하우징(200)의 이동이 정지될 수 있다.
도 3을 참조하면, 하우징(100)에 형성되는 레일(110)은 제1 개구부(101)의 상하부면 및/또는 제2 개구부(102)의 상하부면에 형성될 수 있고, 서브 하우징(200)의 레일 구멍(220)은 레일(110)에 삽입되도록 서브 하우징(200)의 양측면에 형성될 수 있다. 따라서, 서브 하우징(200)은 하우징(100)의 레일(110)을 따라 가이드되고, 서브 하우징(200)의 양측면이 안정되게 지지되면서 슬라이딩 이동할 수 있다.
스토퍼(120)는 레일 구멍(220)을 따라 안내되고 서브 하우징(200)이 이동될 수 있다. 이때, 레일(110)은 스토퍼 구멍(210)을 따라 안내될 수 있다. 서로 높이가 다른 돌출부와 구멍을 직선 이동 경로 상에 배치하면 자유로운 이동은 물론 이동 제한점의 설정이 가능한 장점이 있다.
하우징(100)에 돌출부를 형성하는 사출 금형은 제작이 용이할 수 있지만, 서브 하우징(200)에 서로 높이가 다른 함몰부를 형성하는 사출 금형은 복잡할 수 있다. 이를 간단히 구현하기 위하여 서로 높이가 다른 레일 구멍(220) 및 스토퍼 구멍(210)을 형성하는 코어 금형은 서브 하우징(200)의 양측면 방향으로 빠질 수 있다. 서브 하우징(200)에는 함몰된 깊이가 다른 레일 구멍(220) 및 스토퍼 구멍(210)이 서브 하우징(200)의 측면으로 노출될 수 있다.
한편, 스토퍼(120)가 제1 개구부(101) 또는 제2 개구부(102)에 대하여 정지 기능 수행을 위하여 역경사 상태에서 스토퍼 구멍(210)도 역경사지게 할 필요가 있다. 따라서, 하나의 코어 금형으로 역경사진 스토퍼 구멍(210)을 만들 필요가 있다. 이를 위하여 하나의 코어 금형을 서브 하우징(200)의 측면으로 빼는 공법으로 레일 구멍(220) 및 스토퍼 구멍(210)을 형성할 수 있다.
스토퍼 구멍(210)과 레일 구멍(220)이 만나는 위치에서 필요한 스토퍼 구멍(210)의 역경사는 서브 하우징(200)의 두께 방향으로 빠지는 또 다른 코어 금형을 이용하면 쉽게 사출 성형할 수 있다. 그 결과물로서, 스토퍼 구멍(210)과 레일 구멍(220)의 경계부에는 금형 빼기 구멍(230)이 서브 하우징(200)의 두께 방향으로 노출될 수 있다.
100...하우징 101...제1 개구부
102...제2 개구부 110...레일
120...스토퍼 140...스프링 홀더
150...가이드봉 구멍 160...보조 구멍
170...오픈부 200...서브 하우징
210...스토퍼 구멍 220...레일 구멍
230...금형 빼기 구멍 215...바디 체결부
270...클로즈부 300...가이드봉
400...압축 스프링 h1...제1 높이
h2...제2 높이 M1...제1 깊이
M2...제2 깊이

Claims (7)

  1. 메인 바디와 슬라이딩 바디에 양단부가 각각 체결되며 중립 위치를 기준으로 슬라이딩 바디를 일방향 또는 타방향으로 가압하는 압축 타입 힌지 스프링에 있어서,
    상기 메인 바디 및 슬라이딩 바디 중 어느 하나에 체결되는 바디 체결부를 갖는 서브 하우징;
    상기 서브 하우징이 슬라이딩되는 하우징;
    상기 하우징 및 서브 하우징에 양단부가 지지되고, 상기 서브 하우징의 이동에 따라 신축되는 압축 스프링; 을 포함하고,
    상기 서브 하우징은 상기 하우징의 일측을 향하여 개구된 제1 개구부 및 상기 하우징의 타측을 향하여 개구된 제2 개구부에 각각 배치되며,
    상기 각각의 서브 하우징의 바디 체결부는 서로 반대 방향으로 노출되고,
    상기 하우징으로부터 레일이 제1 높이만큼 돌출되고,
    상기 제1 개구부 또는 제2 개구부에 인접한 상기 레일의 단부에는 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이만큼 돌출된 스토퍼가 형성되며,
    상기 레일 및 스토퍼를 따라 상기 서브 하우징의 직선 이동이 안내되고,
    상기 서브 하우징의 외곽으로부터 제2 깊이만큼 함몰된 스토퍼 구멍이 마련되고,
    상기 제2 깊이보다 작은 제1 깊이만큼 함몰된 레일 구멍이 상기 스토퍼 구멍의 단부에 마련되며,
    상기 하우징의 제1 개구부 또는 제2 개구부에 위치한 스토퍼가 상기 레일 구멍과 대면되면 상기 서브 하우징의 이동이 정지되고,
    상기 레일 구멍은 상기 서브 하우징의 양측면에 형성되며,
    상기 레일은 상기 하우징의 상기 제1 개구부 또는 상기 제2 개구부에 한 쌍 마련되고,
    상기 서브 하우징의 양측면에 형성된 상기 레일 구멍은 상기 하우징의 레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며,
    상기 서브 하우징은 상기 하우징의 제1 개구부 또는 제2 개구부에서 슬라이딩 이동시 양측면이 지지되면서 이동되는 힌지 스프링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축 스프링이 끼워지며, 상기 압축 스프링의 탄성 변형을 직선상으로 안내하는 가이드봉; 을 포함하고,
    상기 가이드봉의 일단부 및 타단부는 상기 하우징 및 서브 하우징에 형성된 스프링 구멍에 삽입되며,
    상기 서브 하우징에 형성된 스프링 구멍은 클로즈부에 의하여 닫힌 형상이고,
    상기 하우징에 형성된 스프링 구멍은 오픈부에 의하여 뚫린 형상인 힌지 스프링.
  3. 제1항에 있어서,
    가이드봉에 상기 압축 스프링이 끼워지고,
    상기 하우징 및 상기 서브 하우징에 가이드봉 구멍이 마련되며,
    상기 가이드봉의 양단부는 상기 가이드봉 구멍에 각각 삽입되고,
    상기 가이드봉은 복수로 설치되며,
    상기 가이드봉 구멍 사이에는 상기 압축 스프링을 횡방향에서 지지하는 스프링 홀더가 마련되는 힌지 스프링.
  4. 제1항에 있어서,
    가이드봉에 상기 압축 스프링이 끼워지고,
    상기 하우징에는 상기 가이드봉이 끼워지는 가이드봉 구멍이 형성되며,
    상기 하우징의 일부를 두께 방향으로 절개한 보조 구멍이 마련되고,
    상기 보조 구멍은 상기 가이드봉 구멍을 길이 방향으로 절단시키는 힌지 스프링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서브 하우징은 상기 하우징에서 슬라이딩 이동시,
    상기 하우징에 형성된 스토퍼가 상기 레일 구멍을 따라 안내되고, 상기 레일이 스토퍼 구멍을 따라 안내되도록 상기 레일과 상기 스토퍼는 직선 이동 경로 상에 배치하는 힌지 스프링.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 'S' 자 형상이고,
    상기 제1 개구부 및 제2 개구부는 상기 S자 형상의 개방 부분중 어느 하나인 힌지 스프링.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서브 하우징에는 함몰된 깊이가 다른 레일 구멍 및 스토퍼 구멍이 상기 서브 하우징의 측면으로 노출되고,
    상기 스토퍼 구멍과 상기 레일 구멍의 경계부에는 금형 빼기 구멍이 상기 서브 하우징의 두께 방향으로 노출되는 힌지 스프링.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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