KR20020002505A

KR20020002505A - 힌지장치

Info

Publication number: KR20020002505A
Application number: KR1020017014863A
Authority: KR
Inventors: 오시마가즈요시; 도미자와겐지
Original assignee: 스가사와라 츠네오; 스가츠네 고교 가부시키 가이샤
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2002-01-09
Also published as: US20020133907A1; TW585017B; CN1364209A; HK1041302A1; EP1182316A4; US6601269B2; WO2001071138A1; CN1159509C; EP1182316A1

Abstract

제1힌지부재(2)의 지지공(支持孔;support hole)(23)에 제2힌지부재(3)의 축부(軸部;shaft part)(3A)를 압입(壓入;press-fitted)한다. 이로써, 지지공(23)의 안쪽둘레면과 축부(3A)의 바깥둘레면의 사이에 마찰저항을 발생시킨다. 제1힌지부재(2)와 제2힌지부재(3)의 사이에는 코일스프링(4)을 설치한다. 코일스프링(4)은, 제1, 제2힌지부재(2, 3)가 소정의 중립위치로부터 정방향 및 역방향(normal and reverse direction)으로 회전운동하면, 제1, 제2힌지부재(2, 3)를 중립위치측으로 되돌아가도록 바이어싱(bias)한다.

Description

힌지장치{Hinge Device}

일반적으로, 노트형 PC에 사용되는 힌지장치는, 키보드 및 디스플레이에 각각 고정되는 한 쌍의 힌지부재를 가지고 있고, 한쪽의 힌지부재에는 지지공(支持孔;support hole)이 형성되고, 다른 쪽의 힌지부재에는 축부(軸部;shaft part)가 형성되어 있다. 그리고, 축부가 지지공에 회전운동가능하게 삽입됨으로써, 한 쌍의 힌지부재가 회전운동가능하게 연결되고, 나아가서는 키보드와 디스플레이가 회전운동가능하게 연결되어 있다. 게다가, 축부는 지지공에 압입(壓入;press-fitted)되어 있고, 그에 따라 축부의 바깥둘레면과 지지공의 안쪽둘레면의 사이에 마찰저항이 발생한다. 이 마찰저항에 의해, 디스플레이를 임의의 회전운동위치에 유지하도록 되어 있다.

축부와 지지공 사이의 마찰저항은, 디스플레이를 그 자중(自重;dead weight)에 의한 회전운동력(turning force)을 이겨내어 임의의 위치에 정지시키기 위해, 비교적 큰 값으로 설정된다. 그렇지만, 마찰저항이 크게 되면, 그에 대응한 큰 힘으로 디스플레이를 회전운동시키지 않으면 안 된다. 이 때문에, 디스플레이를 회전운동시키기 어렵다는 문제가 있었다. 또, 마찰저항이 크면, 접혀진 디스플레이를 열 때에, 키보드가 디스플레이와 함께 회전운동하여 버리는 경우가 있다. 그와 같은 경우에는 키보드를 눌러 두지 않으면 안 된다. 이 때문에, 한 손으로 디스플레이를 열 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은, 노트형 PC의 키보드와 액정디스플레이와 같은 두 개의 물품을 회전운동가능하게 연결하는 것에 적합한 힌지장치에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명의 제1실시형태를 나타낸 도면으로써, 도 1(A)는 제1힌지부재의 지지공의 축선을 포함하는 단면(斷面)에 있어서의 정단면도, 도 1(B), (C)는 각각 도 1(A)의 B-B선, C-C선에 따른 단면도이다.

도 2는, 동일 제1실시형태를 나타낸 도면으로써, 도 2(A)는 그 정면도, 도 2(B)는 그 평면도, 도 2(C), (E)는 각각 도 2(A)의 화살표C, E로 나타내는 방향에서 본 도면, 도 2(D)는 도 2(A)의 D-D선에 따른 단면도이다.

도 3은, 동일 제1실시형태의 분해사시도이다.

도 4는, 본 발명의 힌지장치가 사용된 노트형 PC를, 그 디스플레이를 직립위치로 회전운동시킨 상태에서 나타낸 도면으로써, 도 4(A)는 그 측면도, 도 4(B), (C)는 각각 도 2(C), (E)와 동일한 도면이다.

도 5는, 동일 PC의 디스플레이를 열림위치(open position)로 회전운동시킨상태에서 나타낸 도면으로써, 도 5(A)는 그 측면도, 도 5(B), (C)는 각각 도 2(C), (E)와 동일한 도면이다.

도 6은, 동일 PC의 디스플레이를 접힘위치(folded position)로 회전운동시킨 상태에서 나타낸 도면으로써, 도 6(A)는 그 측면도, 도 6(B), (C)는 각각 도 2(C), (E)와 동일한 도면이다.

도 7은, 동일 PC의 디스플레이를 직립위치로 회전운동시킨 상태에서 나타낸 일부 생략, 일부 잘라낸 정면도이다.

도 8은, 도 7의 X-X선에 따른 단면도이다.

도 9는, 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 분해사시도이다.

도 10은, 본 발명의 제3실시형태를 나타낸 도면으로써, 도 10(A)는 그 정면도, 도 10(B)는 그 평면도, 도 10(C), (D)는 각각 도 10(A)의 화살표 C, D로 나타내는 방향에서 본 도면이다.

도 11은, 동일 제3실시형태의 분해사시도이다.

도 12는, 본 발명의 제4실시형태를 나타낸 도면으로써, 도 12(A)는 그 정면도, 도 12(B)는 그 평면도, 도 12(C), (D)는 각각 도 12(A)의 화살표 C, D로 나타낸 방향에서 본 도면이다.

도 13은, 동일 제4실시형태의 분해사시도이다.

도 14는, 본 발명의 제5실시형태의 분해사시도이다.

본 발명은, PC의 키보드와 디스플레이와 같은 두 개의 물품을 가볍게 회전운동시킬 수 있는 힌지장치를 제공하는 것을 제1목적으로 하고 있다.

이 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1형태는, 지지공을 가지는 제1힌지부재와, 축부를 가지고, 이 축부가 상기 지지공에 회전운동가능하게 삽입됨으로써 상기 제1힌지부재에 회전운동가능하게 연결된 제2힌지부재와, 상기 제1힌지부재와 상기 제2힌지부재의 사이에 설치된 바이어스 수단(biasing means)을 구비하고, 상기 축부의 바깥둘레면과 상기 지지공의 안쪽둘레면의 사이에 마찰저항이 발생하도록 상기 축부가 상기 지지공에 압입되고, 상기 제1, 제2힌지부재가 중립위치로부터 정방향 및 역방향(normal and reverse direction)으로 회전운동하면, 상기 바이어스 수단이 상기 제1 및 제2힌지부재를 상기 중립위치측으로 바이어싱하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 제1형태에 있어서는, 상기 축부에 그 선단면(先端面)으로부터 내부를 향해 뻗는 수용공이 형성되고, 이 수용공에 상기 바이어스 수단이 수용되어 있는 것이 바람직하고, 상기 바이어스 수단으로서 코일스프링이 이용되고 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 제1힌지부재에는 제1, 제2맞물림부(engagement portion)가 형성되고, 상기 제2힌지부재에는 제3, 제4맞물림부가 형성되어, 상기 제1, 제2힌지부재가 상기 중립위치로부터 한 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부(一端部)와 타단부(他端部)에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 제1, 제2힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌림과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부로부터 각각 떨어지고, 상기 제1, 제2힌지부재가 상기 중립위치로부터 다른 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부로부터 각각 떨어짐과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 제1, 제2힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2형태는, 두 개의 물품 중 한쪽 물품에 다른 쪽 물품의 하단부(下端部)를, 다른 쪽 물품이 상하로 기립한 직립위치로부터 정방향 및 역방향의 양 아래쪽으로(normally and reversely downward) 회전운동할 수 있도록, 거의 수평한 회전운동축선(rotation axis)을 중심으로 하여 회전운동가능하게 연결하는 힌지장치로써, 상기 두 개의 물품에 각각 고정되는 한 쌍의 힌지부재를 구비하고, 한쪽의 힌지부재에는 축선을 상기 회전운동축선과 일치시킨 지지공이 형성되고, 다른 쪽의 힌지부재에는 상기 지지공에 회전운동가능하게 삽입되는 축부가 형성되어, 이 축부의 바깥둘레면과 상기 지지공의 안쪽둘레면의 사이에 마찰저항이 발생하도록 상기 축부가 상기 지지공에 압입되고, 상기 한 쌍의 힌지부재 사이에는, 상기 직립위치로부터 아래쪽으로 회전운동한 다른 쪽 물품을,이것에 고정된 힌지부재를 통하여 상기 직립위치측으로 바이어싱하는 바이어스 수단이 설치되고, 상기 다른 쪽 물품에 작용하는 회전운동력(turning force) 중, 다른 쪽 물품의 자중(自重;dead weight)에 의한 회전운동력을 Fg로 하고, 상기 바이어스 수단의 바이어스력(biasing force)에 의한 회전운동력을 Fs로 하여, 상기 마찰저항에 상당하는 회전운동력을 Ff로 했을 때,

|Fs - Fg| < Ff

로 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제2형태에 있어서는, 상기 축부에 그 선단면으로부터 내부를 향해 뻗는 수용공이 형성되고, 이 수용공에 상기 바이어스 수단이 수용되어 있는 것이 바람직하고, 상기 바이어스 수단으로서 코일스프링이 이용되고 있는 것이 바림직하다. 또, 상기 한쪽의 힌지부재에는 제1, 제2맞물림부가 형성되고, 상기 다른 쪽의 힌지부재에는 제3, 제4맞물림부가 형성되어, 상기 다른 쪽 물품이 상기 직립위치로부터 한 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 다른 쪽 물품의 회전운동에 따라서 비틀어 돌림과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부로부터 각각 떨어지고, 상기 다른 쪽 물품이 상기 직립위치로부터 다른 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부로부터 각각 떨어짐과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 다른 쪽 물품의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리는 것이 바람직하다.

본 발명은, 한 쌍의 힌지부재를 코일스프링에 의해 바이어싱하도록 한 경우에 있어서, 한 쌍의 힌지부재가 어느 방향으로 회전운동하는 경우에도 코일스프링이 동일 방향으로 비틀어 돌려지도록 하는 것을 제2목적으로 하고 있다.

이 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3형태는, 중립위치로부터 정방향 및 역방향으로 서로 회전운동가능하게 연결된 한 쌍의 힌지부재와, 이 한 쌍의 힌지부재 사이에 설치되어, 상기 중립위치로부터 정방향 및 역방향으로 회전운동한 한 쌍의 힌지부재를 중립위치측을 향하여 바이어싱하는 코일스프링을 구비하고, 상기 한 쌍의 힌지부재 중 한쪽의 힌지부재에는 제1, 제2맞물림부가 형성되고, 다른 쪽의 힌지부재에는 제3, 제4맞물림부가 형성되어, 상기 한 쌍의 힌지부재가 상기 중립위치로부터 한 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부에 맞물려, 상기 코일스프링을 상기 한 쌍의 힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리고, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부로부터 각각 떨어지며, 상기 한 쌍의 힌지부재가 상기 중립위치로부터 다른 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부로부터 각각 떨어지고, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부에 각각 맞물려, 상기 코일스프링을 상기 한 쌍의 힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리는 것을 특징으로 하고 있다.

이 제3형태에 있어서는, 상기 코일스프링이 감기는 방향으로 비틀어 돌려지는 것이 바람직하다. 상기 한쪽의 힌지부재에는, 그 회전운동축선 상을 뻗는 지지공이 형성되고, 상기 다른 쪽의 힌지부재에는, 상기 지지공에 회전운동가능하게 삽입되는 축부가 형성되어, 이 축부에는 그 선단면으로부터 내부를 향하여 뻗는 수용공이 형성되고, 이 수용공에 상기 코일스프링이 수용되어 있는 것이 바람직하다. 그 경우, 상기 지지공이, 양 끝이 개구된 관통공으로서 형성되고, 상기 축부가 상기 지지공에 관통상태로 삽입되고, 상기 코일스프링의 양 단부(端部)가, 상기 지지공의 양 단부로부터 외부로 돌출됨과 동시에, 상기 축부의 바깥둘레면으로부터 외부로 돌출하여, 상기 지지공의 양 단부가 개구되는 상기 한 쌍의 힌지부재의 양단면에 상기 제1, 제2맞물림부가 각각 형성되고, 상기 축부의 상기 지지공으로부터 돌출한 양 단부에 상기 제3, 제4맞물림부가 각각 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 8에 근거하여 본 발명을 노트형 PC에 사용되는 힌지장치에 적용한 제1실시형태에 대하여 설명한다. 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 노트형 PC(A)는, 키보드(한쪽 물품)(B)와 디스플레이(다른 쪽 물품)(C)를 구비하고 있고, 키보드(B)의 앞쪽 좌우 양 단부(端部)에는, 디스플레이(C)의 하측 좌우 양 단부가 힌지장치(1, 1)에 의해 수평한 회전운동축선(L)을 중심으로 하여 회전운동가능하게 연결되어 있다. 디스플레이(C)는, 키보드(B)에 대하여 상하로 기립한 도 4에 나타낸 직립위치(중립위치)로부터 정방향 및 역방향으로 거의 90°씩 회전운동가능하고, 직립위치로부터 한 방향(이하, 열림방향)으로 거의 90°회전운동하면, 도 5에 나타낸 완전 열림위치에 도달하고, 직립위치로부터 다른 방향(이하, 닫힘방향)으로 거의 90°회전운동하면, 도 6에 나타낸 바와 같이 키보드(B)에 맞닿은 접힘위치(folded position)에 도달한다.

힌지장치(1)는, 도 1 내지 도 3, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 디스플레이(C)에 고정된 제1힌지부재(한쪽의 힌지부재)(2)와, 키보드(B)에 고정된 제2힌지부재(다른 쪽의 힌지부재)(3)와, 제1, 제2힌지부재(2, 3) 사이에 설치된 코일스프링(바이어스 수단(biasing means))(4)을 구비하고 있다. 제1, 제2힌지부재(2, 3)는, 디스플레이(C)의 회전운동에 따라서 상대 회전운동하지만, 이 실시형태에서는 키보드(B)가 거의 수평상태로 유지되고, 디스플레이(C)가 키보드(B)를 기준으로 하여 회전운동하기 때문에, 이하에 있어서는, 제1힌지부재(2)가 제2힌지부재(3)에 대하여 회전운동하는 것으로서 설명을 진행한다.

제1힌지부재(2)는 부착부(attachment part)(21)와 연결부(22)를 가지고 있고, 부착부(21)는 나사(T)에 의해 디스플레이(C)에 고정되어 있다. 연결부(22)에는, 이것을 관통하는 지지공(23)이 형성되어 있다. 지지공(23)은, 그 축선을 회전운동축선(L)과 일치시켜 배치되어 있다.

제2힌지부재(3)는, 단면(斷面)이 원형인 축모양을 이루는 것이지만, 이 실시형태에서는 제2힌지부재(3)의 축선 상에 그 일단면으로부터 타단면까지 뻗는 수용공(31)이 형성됨으로써, 실질적으로는 통모양을 이루고 있다. 제2힌지부재(3)의 주벽부(周壁部)에는, 그 일단면으로부터 타단측을 향해 뻗는 스플릿 홈(split groove)(32)이 형성되어 있다. 이 스플릿 홈(32)의 길이는 지지공(23)보다 길게 되어 있고, 스플릿 홈(32)이 형성된 일단부가 축부(3A)로 되어 있다. 제2힌지부재(3)의 타단부가 고정부(3B)로 되어 있다.

축부(3A)는, 스플릿 홈(32)이 형성됨으로써 탄성적으로 지름 확대 및 지름 축소가 가능하고, 탄성적으로 지름을 축소한 상태에서 지지공(23)에 회전운동가능하게 삽입되어 있다. 즉, 축부(3A)는 지지공(23)에 회전운동가능하게 압입되어 있다. 따라서, 제2힌지부재(3)는 제1힌지부재(2)에 대하여 회전운동가능하기는 하지만, 축부(3A)의 바깥둘레면과 지지공(23)의 안쪽둘레면 사이에는, 제1, 제2힌지부재(2, 3) 사이의 상대회전운동을 저지하려고 하는 마찰저항이 발생한다.

또, 축부(3A)는 지지공(23)을 관통하고 있고, 지지공(23)으로부터 외부로 돌출된 축부(3A)의 양 단부에는, 컷아웃부(cutout parts)(33, 34)가 각각 형성되어 있다. 양 컷아웃부(33, 34)는 스플릿 홈(32)으로부터 동일한 둘레방향을 향해 뻗어 있고, 양 컷아웃부(33, 34)의 둘레방향의 길이는 90°보다 약간 긴 정도의 동일 길이로 설정되어 있다.

상기 고정부(3B)는 키보드(B)의 고정공(fixed hole)(Ba)에 압입되어 있다. 이에 따라, 키보드(B)와 제2힌지부재(3)의 사이에 폼(form)이 생기는 것을 방지하고 있다. 고정부(3B)의 주벽부에는, 제2힌지부재(3)의 타단면으로부터 일단측을 향해 뻗는 고정홈(35, 35)이 둘레방향으로 180°떨어져 배치되고 형성되어 있다. 각 고정홈(35, 35)에는, 양 단부가 키보드(B)에 삽입된 스프링 핀(spring pin)(P)이 삽입되고 통해 있다. 이에 따라, 제2힌지부재(3)가 키보드(B)에 회전운동 불가능하게 고정되어 있다. 그리고, 상기와 같이, 제2힌지부재(3)의 축부(3A)가 제1힌지부재(2)의 지지공(23)에 회전운동가능하게 삽입됨으로써, 제1, 제2힌지부재(2, 3)가 회전운동가능하게 연결되고, 나아가서는 키보드(B)와 디스플레이(C)가 회전운동가능하게 연결되어 있다. 여기서, 스프링 핀(P)의 외부 지름은 고정홈(35)의 폭보다 약간 크게 되어 있고, 스프링 핀(P)은 지름을 축소한 상태에서 고정홈(35)에 삽입되어 있다. 따라서, 스프링 핀(P)의 바깥둘레면은 고정홈(35)의 양 측면에 보통 가압 접촉하고 있다. 이로써, 키보드(B)와 제2힌지부재(3)의 사이에 회전운동축선(L)을 중심으로 한 둘레방향의 폼(form)이 발생하는 것이 방지되고, 나아가서는 키보드(B)와 디스플레이(C)의 사이에 회전운동축선(L)을 중심으로 하는 둘레방향의 폼이 발생하는 것이 방지되어 있다.

상기 코일스프링(4)은 수용공(31)에 수용되어 있다. 이로써, 예컨대 코일스프링(4)을 제2힌지부재(3)와 일렬로 나란히 배치하는 경우에 비하여, 힌지장치(1) 전체의 소형화가 가능하게 되어 있다. 코일스프링(4)의 외부 지름은 수용공(31)보다 약간 작은 지름이고, 수용공(31)에 회전운동가능하게 수용되어 있다. 또, 코일스프링(4)의 전체 길이는, 축부(3A)의 전체 길이와 거의 동일 길이로 되어 있고, 그 양 단부는 지지공(23)으로부터 외부로 돌출되어 있다.

코일스프링(4)을 구성하는 선재(線材;wiring rod)의 양 단부는, 코일스프링(4)의 바깥둘레로부터 외측을 향하도록 굽어져 있고, 이곳이 맞닿음부(abutment parts)(41, 42)로 되어 있다. 각 맞닿음부(41, 42)는, 각각 컷아웃부(33, 34)를 통과하여, 축부(3A)의 바깥둘레로부터 외측으로 돌출되어 있다. 따라서, 코일스프링(4)을 수용공(31)에 수용할 때에는, 맞닿음부(42)를 스플릿 홈(32)에 삽입하여 통하게 함으로써, 코일스프링(4)을 수용공(31)의 일단부(도 1에 있어서 좌단부)로부터 삽입할 수 있다. 그리고, 코일스프링(4)을 수용한 제2힌지부재(3)는, 지지공(23)의 안쪽둘레면에 이것을 종단(縱斷)하도록 하여 형성된 관통홈(through-groove)(24)에 맞닿음부(42)를 삽입하여 통하게 함으로써, 코일스프링(4)과 함께 지지공(23)에 삽입할 수 있다.

코일스프링(4)은, 디스플레이(C)가 직립위치로 회전운동하고 있을 때에는, 외력(外力;external force)이 작용하지 않는 자연상태로 되어 있고, 디스플레이(C)를 회전운동 바이어싱하지는 않는다. 그러나, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 개폐 중 어느 방향으로 회전운동하면, 코일스프링(4)은 제1, 제2힌지부재(2, 3)에 의해 비틀어 돌려지고, 디스플레이(C)를 직립위치측으로 바이어싱한다. 게다가, 코일스프링(4)은, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 개폐 중 어느 방향으로 회전운동한 경우에도, 감기는(winding) 방향을 향해 비틀어 돌려지도록 되어 있다.

즉, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1힌지부재(2)의 연결부(22)의 일단면(고정부(3B)로부터 떨어진 단면)에는 제1맞물림부(25)가 형성되고, 연결부(22)의 타단면에는 제2맞물림부(26)가 형성되어 있다. 제1, 제2맞물림부(25, 26)는, 디스플레이(C)가 직립위치로 회전운동하고 있을 때에는, 맞닿음부(41, 42)에 각각 거의 접하고 있다. 그런데, 제1맞물림부(25)는, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 열림방향(도 1(B), (C) 및 도 3의 화살표 X방향)으로 회전운동하면, 맞닿음부(41)에 닿아서 이것을 화살표 X방향으로 가압 이동시킨다. 이와는 달리, 디스플레이(C)가 중립위치로부터 닫힘방향(화살표 Y방향)으로 회전운동하면, 맞닿음부(41)로부터 화살표 Y방향으로 떨어진다. 한편, 제2맞물림부(26)는, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 화살표 X방향으로 회전운동하면, 맞닿음부(42)로부터 화살표 X방향으로 떨어지고, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 화살표 Y방향으로 회전운동하면, 맞닿음부(42)에 닿아서 이것을 화살표 Y방향으로 가압 이동시킨다.

그리고, 컷아웃부(33, 34)의 둘레방향의 길이는, 디스플레이(C)의 직립위치로부터 개폐방향으로의 회전운동에 따라서 맞닿음부(41, 42)가 둘레방향으로 이동될 때, 그 이동을 허용하는 길이로 설정되어 있다.

또, 제2힌지부재(3)의 축부(3A)에는 제3, 제4맞물림부(36, 37)가 각각 형성되어 있다. 제3맞물림부(36)는, 컷아웃부(33)에 면하는 축부(3A)의 주벽부 중 스플릿 홈(32)과 대향하는 측부(側部), 즉 화살표 X방향을 향하는 측부에 형성되어 있다. 제4맞물림부(37)는, 컷아웃부(34)에 면하는 축부(3A)의 주벽부 중 스플릿 홈(32)측의 측부, 즉 화살표 Y방향을 향하는 측부에 형성되어 있다. 제3, 제4맞물림부(36, 37)는, 디스플레이(C)가 직립위치로 회전운동하고 있을 때에는, 제1, 제2맞물림부(25, 26)와 동일하게, 맞닿음부(41, 42)에 각각 거의 접하고 있다. 따라서, 디스플레이(C)가 직립위치에 위치하고 있을 때에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 모든 맞물림부(25, 26, 36, 37)가 맞닿음부(41, 42)에 거의 접하고 있을 뿐이고, 코일스프링(4)은 비틀어 돌려지지 않고, 자연상태로 되어 있다. 따라서, 코일스프링(4)이 디스플레이(C)를 바이어싱하지는 않는다.

그런데, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 화살표 X방향으로 회전운동하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 맞닿음부(41)가 제1맞물림부(25)에 의해 화살표 X방향으로 가압 이동되고, 그에 따라서 맞닿음부(42)가 화살표 X방향으로 이동하려고 한다. 그 결과, 제3맞물림부(36)가 맞닿음부(41)에 대하여 상대적으로 화살표 Y방향으로 떨어지지만, 제4맞물림부(37)는 맞닿음부(42)에 맞닿아 화살표 X방향으로의 이동을 저지한다. 따라서, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 화살표 X방향으로 회전운동하면, 제1, 제4맞물림부(25, 37)에 의해 코일스프링(4)이 비틀어 돌려진다. 이 실시형태의 경우, 코일스프링(4)의 비틀어 돌려지는 방향은, 코일스프링(4)을 감아 넣는 방향과 동일 방향으로 되어 있다.

이와는 달리, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 화살표 Y방향으로 회전운동하면, 맞닿음부(42)가 제2맞물림부(26)에 의해 화살표 Y방향으로 가압 이동되고, 그에 따라서 맞닿음부(41)가 화살표 Y방향으로 이동하려고 한다. 그 결과, 제4맞물림부(37)가 맞닿음부(42)에 대하여 상대적으로 화살표 X방향으로 떨어지지만, 제3맞물림부(36)는 맞닿음부(41)에 맞닿아 화살표 Y방향으로의 이동을 저지한다. 따라서, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 화살표 Y방향으로 회전운동하면, 제2, 제3맞물림부(26, 36)에 의해 코일스프링(4)이 비틀어 돌려진다. 이 경우의 코일스프링(4)의 비틀어 돌려지는 방향도 코일스프링(4)의 감아 넣는 방향이다.

이와 같이, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 회전운동하면 코일스프링(4)이 비틀어 돌려지는 결과, 코일스프링(4)은 디스플레이(C)를 직립위치측으로 되돌리도록 회전운동 바이어싱한다. 여기서, 코일스프링(4)의 바이어스력에 의해 디스플레이(C)가 받는 회전운동력을 Fs로 하고, 디스플레이(C)가 그 자중에 의해 받는 회전운동력을 Fg로 하고, 지지공(23)의 안쪽둘레면과 축부(3A)의 바깥둘레면의 사이에 작용하는 정지마찰저항에 상당하는 회전운동력을 Ff로 하면, 디스플레이(C)의 회전운동위치에 상관없이,

가 성립되도록 설정되어 있다. 따라서, 디스플레이(C)는 접힘위치와 열림위치 사이의 임의의 위치에서 정지시킬 수 있다.

상기 구성의 힌지장치(1)에 있어서는, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 접힘위치측 또는 열림위치측으로 회전운동했을 때, 코일스프링(4)은 디스플레이(C)를 직립위치측으로 바이어싱하고, 디스플레이(C)의 자중에 의한 회전운동력을 부정하도록 작용한다. 따라서, 지지공(23)의 안쪽둘레면과 축부(3A)의 바깥둘레면 사이의 마찰저항을 작게 했다 하여도, 디스플레이(C)를 임의의 위치에 정지시킬 수 있다. 게다가, 이 실시형태에서는, 디스플레이(C)가 접힘위치 또는 열림위치에 가까워짐에 따라 자중에 의한 회전운동력이 커지지만, 코일스프링(4)의 바이어스력도 디스플레이(C)가 접힘위치 또는 열림위치에 가까워짐에 따라 커지기 때문에, 자중에 의한 회전운동력과 바이어스력에 의한 회전운동력의 차이가 디스플레이(C)의 회전운동에 따라 변동하는 양을 작게 할 수 있다. 그 결과, 지지공(23)의 안쪽둘레면과 축부(3A)의 바깥둘레면 사이의 마찰저항을 더욱 작게 할 수 있다. 따라서, 디스플레이(C)를 작은 힘으로 가볍게 개폐 회전운동시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이(C)를 접힘위치로부터 직립위치측으로 회전운동시킬 때에, 키보드(B)가 디스플레이(C)와 함께 회전운동하여 버리는 것과 같은 사태를 확실하게 방지할 수 있다.

또, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 접힘위치와 열림위치 중 어느 위치측으로 회전운동하는 경우에도, 코일스프링(4)이 동일 방향(이 실시형태의 경우 감아 넣는 방향)으로 비틀어 돌려지기 때문에, 코일스프링(4)의 변형량을 작게 할 수 있다. 따라서, 코일스프링(4)이 피로(fatigue)에 의해 끊어지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 힌지장치(1)의 수명을 길게 할 수 있다. 이와 관련하여, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 정방향 및 역방향으로 회전운동했을 때에 코일스프링이 서로 다른 방향으로 비틀어 돌려지도록 되어 있으면, 코일스프링의 변형량이 동일 방향으로 비틀어 돌려지는 경우의 2배가 되기 때문에, 피로로 의해 파괴되기 쉽다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 그리고, 이하의 실시형태에 있어서는, 상기 제1실시형태와 다른 구성에 대해서만 설명하고, 동일한 부분에는 동일 부호를 부가하여 그 설명을 생략한다.

도 9는, 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 분해사시도이고, 이 실시형태의 힌지장치(1A)에 있어서는, 코일스프링(4)의 감기는 방향이 상기 실시형태의 코일스프링(4)의 감기는 방향과 역방향으로 되어 있다. 따라서, 이 힌지장치(1A)에서는, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 개폐 중 어느 방향으로 회전운동한 경우에도, 코일스프링(4)은 상기 실시형태의 경우와 역방향, 즉 되감는(rewinding) 방향으로 비틀어 돌려진다.

도 10 및 도 11은, 본 발명의 제3실시형태를 나타낸 것이고, 이 실시형태의 힌지장치(1B)에 있어서는, 제1 내지 제4맞물림부(25, 26, 36, 37)가 설치되어 있지 않고, 코일스프링(4)의 한쪽 맞닿음부(41)는, 제1힌지부재(2)의 관통홈(24)에 회전운동축선(L)을 중심으로 하는 둘레방향으로 이동불가능하게 삽입되어 있다. 게다가, 맞닿음부(41)는 제2힌지부재(3)의 수용공(31)으로부터 그 축선방향을 향하여 외부로 돌출되어 있다. 따라서, 맞닿음부(41)는 제2힌지부재(3)에 대하여 회전운동 변위 가능하게 되어 있다. 다른 쪽 맞닿음부(42)는 스플릿 홈(32)의 양 측면에 형성된 한 쌍의 돌출편(突片;projection pieces)(38, 38)에 의해 회전운동축선(L)을 중심으로 하는 둘레방향으로 회전운동 변위 불가능하게 위치결정되어 있다. 따라서, 이 실시형태에서는, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 열림위치측으로 회전운동할 때에는 코일스프링(4)이 감기는 방향으로 비틀어 돌려지고, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 접힘위치측으로 회전운동할 때에는 코일스프링(4)이 되감는 방향으로 비틀어 돌려진다.

그리고, 이 실시형태에서는, 두 개의 고정홈(35, 35) 중 한쪽은 스플릿홈(32)과 일직선 상에 배치되고, 스플릿 홈(32)에 연이어 통하여 있다.

도 12 및 도 13은, 본 발명의 제4실시형태를 나타낸 것이고, 이 실시형태의 힌지장치(1C)에 있어서는, 제1힌재부재(2) 및 코일스프링(4)이 각각 두 개씩 이용되고 있다. 두 개의 제1힌지부재(2, 2)는, 각각의 지지공(23, 23)의 축선을 회전운동축선(L)과 일치시키고, 또한 회전운동축선(L)방향으로 서로 거의 접하도록 하여 디스플레이(C)에 고정되어 있다. 또, 두 개의 코일스프링(4, 4)은, 제2힌지부재(3)의 수용공(31)에 일렬로 나란히 삽입되어 있고, 제2힌지부재(3)에는 두 개의 코일스프링(4, 4)의 각 맞물림부(41, 42)로 인해, 컷아웃부(33, 34)가 두 개의 축선방향으로 떨어져 배치되고 형성되어 있다. 물론, 각 컷아웃부(33, 34)에는 제3, 제 4맞물림부(36, 37)가 각각 형성되어 있다. 이 실시형태에 있어서는, 두 개의 힌지부재(2, 2) 및 두 개의 코일스프링(4, 4)을 이용하고 있기 때문에, 디스플레이(C)에 대한 마찰저항 및 바이어스력을 크게 할 수 있다. 따라서, 디스플레이(C)가 대형인 경우에 이용하기에 적합하다.

도 14는, 본 발명의 제5실시형태를 나타낸다. 이 실시형태는, 도 10 및 도 11에 나타낸 실시형태를 변형한 것이고, 이 실시형태에서는, 도 10 및 도 11에 나타낸 실시형태의 제1힌지부재(2) 및 코일스프링(4)이 두 개씩 이용되고 있다. 고정부(3B)로부터 먼 측의 제1힌지부재(2) 및 코일스프링(4)은, 도 10 및 도 11에 나타낸 힌지장치(1A)와 동일하지만, 고정부(3B)에 가까운 코일스프링(4)의 맞닿음부(41)는, 한 쌍의 돌출편(38, 38)에 의해 회전운동축선(L) 둘레의 회전운동변위가 저지되고, 맞닿음부(42)는 다른 쪽의 제1힌지부재(2)의 관통홈(24)에 삽입됨으로써, 회전운동축선(L) 둘레의 회전운동변위가 저지되어 있다. 그리고, 이 맞닿음부(42)의 제2힌지부재(3)에 대한 회전운동변위를 허용하기 위해, 축부(3A)의 고정부(3B)측 단부에는, 둘레방향으로 180°보다 약간 긴 길이를 가지는 컷아웃부(39)가 형성되어 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 적절하게 변경가능하다.

예컨대, 상기 실시형태에 있어서는, 제2힌지부재(3) 전체를 축모양으로 형성하고 있지만, 제2힌지부재(3)의 한 부분에 상기 제1힌지부재(2)의 부착부(21)와 동일한 부착부를 형성함과 동시에, 제2힌지부재(3)의 다른 부분에 축부를 형성하고, 부착부를 키보드(B)에 고정하는 한편, 축부를 지지공(23)에 삽입해도 좋다. 그 경우에는, 축부에 그 축선 상을 선단면으로부터 내부를 향해 뻗는 수용공을 형성함과 동시에, 스플릿 홈을 형성하면 좋다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 열림위치로 회전운동하기 시작함과 거의 동시에, 제1, 제4맞물림부(25, 37)가 맞닿음부(41, 42)에 각각 맞닿고, 디스플레이(C)가 직립위치로부터 닫힘방향으로 회전운동하기 시작함과 거의 동시에, 제2, 3맞물림부(26, 36)가 맞닿음부(42, 41)에 각각 맞닿도록 구성되어 있지만. 디스플레이(C)가 직립위치로부터 각각 소정 각도만큼 개폐방향으로 회전운동 한 후에, 제1, 제4맞물림부(25, 37)가 맞닿음부(41, 42)에 각각 맞닿고, 제2, 제3맞물림부(26, 36)가 맞닿음부(42, 41)에 각각 맞닿도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 디스플레이(C)가 개폐방향으로 소정 각도만큼 회전운동하고나서 코일스프링(4)이 비틀어 돌려지기 때문에, 코일스프링(4)은 디스플레이(C)를 소정 각도 회전운동한 후에만 직립위치측으로 회전운동 바이어싱하게 된다.

그리고, 상기 실시형태에 있어서는, 수학식 1이 항상 성립하도록 설정되어 있지만, 코일스프링(4)의 스프링 상수(spring constant value) 등을 적절하게 선택함으로써, 접힘위치 및 그 근방, 예컨대 접힘위치로부터 직립위치측으로 10°정도의 범위에 있어서는, |Fs - Fg| > Ff가 성립하도록 하여도 좋다. 이 경우에는, 키보드(B)와 디스플레이(C)의 사이에 디스플레이(C)를 접힘위치에 맞물림 해제 가능하게 맞물리는 맞물림기구(engagement mechanism)를 설치하는 것이 바람직하다. 그와 같이 하면, 맞물림기구에 의해 디스플레이(C)를 접힘위치에 맞물리게 할 수 있을 뿐만 아니라, 맞물림기구를 해제함으로써, 디스플레이(C)를 접힘위치로부터 자동적으로 10°정도 회전운동시킬 수 있다. 그 다음에, 디스플레이(C)를 수동으로 용이하게 열림 회전운동시킬 수 있기 때문이다. 그리고, 수학식 1이 항상 성립하는 경우에도, 키보드(B)와 디스플레이(C) 사이에, 코일스프링(4)과는 별도의 바이어스 수단을 설치하여, 그 바이어스 수단에 의해 디스플레이(C)를 접힘위치로부터 10°정도 회전운동시키도록 하여도 좋다.

본 발명에 관련되는 힌지장치는, 노트형 PC의 키보드와 디스플레이와 같은 두 개의 물품을 회전운동가능하게 연결하기 위하여 이용할 수 있다.

Claims

지지공(支持孔;support hole)을 가지는 제1힌지부재와, 축부(軸部;shaft part)를 가지고, 이 축부가 상기 지지공에 회전운동가능하게 삽입됨으로써 상기 제1힌지부재에 회전운동가능하게 연결된 제2힌지부재와, 상기 제1힌지부재와 상기 제2힌지부재의 사이에 설치된 바이어스 수단(biasing means)을 구비하고, 상기 축부의 바깥둘레면과 상기 지지공의 안쪽둘레면의 사이에 마찰저항이 발생하도록 상기 축부가 상기 지지공에 압입(壓入;press-fitted)되고, 상기 제1, 제2힌지부재가 중립위치로부터 정방향 및 역방향(normal and reverse direction)으로 회전운동하면, 상기 바이어스 수단이 상기 제1 및 제2힌지부재를 상기 중립위치측으로 바이어싱하는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 축부에는 그 선단면(先端面)으로부터 내부를 향해 뻗는 수용공이 형성되고, 이 수용공에 상기 바이어스 수단이 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 2 항에 있어서, 상기 바이어스 수단으로서 코일스프링이 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제1힌지부재에는 제1, 제2맞물림부(engagementportion)가 형성되고, 상기 제2힌지부재에는 제3, 제4맞물림부가 형성되어, 상기 제1, 제2힌지부재가 상기 중립위치로부터 한 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부(一端部)와 타단부(他端部)에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 제1, 제2힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌림과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부로부터 각각 떨어지고, 상기 제1, 제2힌지부재가 상기 중립위치로부터 다른 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부로부터 각각 떨어짐과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 제1, 제2힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
두 개의 물품 중 한쪽 물품에 다른 쪽 물품의 하단부(下端部)를, 다른 쪽 물품이 상하로 기립한 직립위치로부터 정방향 및 역방향의 양 아래쪽으로(normally and reversely downward) 회전운동할 수 있도록, 거의 수평한 회전운동축선을 중심으로 하여 회전운동가능하게 연결하는 힌지장치로써, 상기 두 개의 물품에 각각 고정되는 한 쌍의 힌지부재를 구비하고, 한쪽의 힌지부재에는 축선을 상기 회전운동축선과 일치시킨 지지공이 형성되고, 다른 쪽의 힌지부재에는 상기 지지공에 회전운동가능하게 삽입되는 축부가 형성되어, 이 축부의 바깥둘레면과 상기 지지공의 안쪽둘레면의 사이에 마찰저항이 발생하도록 상기 축부가 상기 지지공에 압입되고, 상기 한 쌍의 힌지부재 사이에는, 상기 직립위치로부터 아래쪽으로 회전운동한 다른 쪽 물품을, 이것에 고정된 힌지부재를 통하여 상기 직립위치측으로 바이어싱하는 바이어스 수단이 설치되고, 상기 다른 쪽 물품에 작용하는 회전운동력(turning force) 중, 다른 쪽 물품의 자중(自重;dead weight)에 의한 회전운동력을 Fg로 하고, 상기 바이어스 수단의 바이어스력(biasing force)에 의한 회전운동력을 Fs로 하여, 상기 마찰저항에 상당하는 회전운동력을 Ff로 했을 때,

|Fs - Fg| < Ff

로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 5 항에 있어서, 상기 축부에는 그 선단면으로부터 내부를 향해 뻗는 수용공이 형성되고, 이 수용공에 상기 바이어스 수단이 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 6 항에 있어서, 상기 바이어스 수단으로서 코일스프링이 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 7 항에 있어서, 상기 한쪽의 힌지부재에는 제1, 제2맞물림부가 형성되고, 상기 다른 쪽의 힌지부재에는 제3, 제4맞물림부가 형성되어, 상기 다른 쪽 물품이 상기 직립위치로부터 한 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 다른 쪽 물품의 회전운동에 따라서 비틀어 돌림과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기코일스프링의 타단부와 일단부로부터 각각 떨어지고, 상기 다른 쪽 물품이 상기 직립위치로부터 다른 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부로부터 각각 떨어짐과 동시에, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부에 각각 맞물려 상기 코일스프링을 상기 다른 쪽 물품의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
중립위치로부터 정방향 및 역방향으로 서로 회전운동가능하게 연결된 한 쌍의 힌지부재와, 이 한 쌍의 힌지부재 사이에 설치되어, 상기 중립위치로부터 정방향 및 역방향으로 회전운동한 한 쌍의 힌지부재를 중립위치측을 향하여 바이어싱하는 코일스프링을 구비하고, 상기 한 쌍의 힌지부재 중 한쪽의 힌지부재에는 제1, 제2맞물림부가 형성되고, 다른 쪽의 힌지부재에는 제3, 제4맞물림부가 형성되어, 상기 한 쌍의 힌지부재가 상기 중립위치로부터 한 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부에 맞물려, 상기 코일스프링을 상기 한 쌍의 힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리고, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부로부터 각각 떨어지며, 상기 한 쌍의 힌지부재가 상기 중립위치로부터 다른 방향으로 회전운동할 때에는, 상기 제1, 제4맞물림부가 상기 코일스프링의 일단부와 타단부로부터 각각 떨어지고, 상기 제2, 제3맞물림부가 상기 코일스프링의 타단부와 일단부에 각각 맞물려, 상기 코일스프링을 상기 한 쌍의 힌지부재의 회전운동에 따라서 비틀어 돌리는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 9 항에 있어서, 상기 코일스프링이 감기는 방향으로 비틀어 돌려지는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 한쪽의 힌지부재에는, 그 회전운동축선 상을 뻗는 지지공이 형성되고, 상기 다른 쪽의 힌지부재에는, 상기 지지공에 회전운동가능하게 삽입되는 축부가 형성되어, 이 축부에는 그 선단면으로부터 내부를 향하여 뻗는 수용공이 형성되고, 이 수용공에 상기 코일스프링이 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 11 항에 있어서, 상기 지지공이, 양 끝이 개구된 관통공으로서 형성되고, 상기 축부가 상기 지지공에 관통상태로 삽입되고, 상기 코일스프링의 양 단부(端部)가, 상기 지지공의 양 단부로부터 외부로 돌출됨과 동시에, 상기 축부의 바깥둘레면으로부터 외부로 돌출하여, 상기 지지공의 양 단부가 개구되는 상기 한 쌍의 힌지부재의 양단면에 상기 제1, 제2맞물림부가 각각 형성되고, 상기 축부의 상기 지지공으로부터 돌출한 양 단부에 상기 제3, 제4맞물림부가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.