KR20020021641A - 힌지장치 - Google Patents

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KR20020021641A
KR20020021641A KR1020017015309A KR20017015309A KR20020021641A KR 20020021641 A KR20020021641 A KR 20020021641A KR 1020017015309 A KR1020017015309 A KR 1020017015309A KR 20017015309 A KR20017015309 A KR 20017015309A KR 20020021641 A KR20020021641 A KR 20020021641A
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arc surface
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KR1020017015309A
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오시마가즈요시
이마이가츠야
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스가사와라 츠네오
스가츠네 고교 가부시키 가이샤
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Abstract

캠부(cam portion)(5)를 제1 내지 제5원호면(圓弧面)(51∼55)에 의해 구성한다. 제1원호면(51)은 휴대전화기의 덮개체(蓋體;cover member)(C)가 중립위치에 위치하고 있을 때에, 제1원호면(51)의 곡률중심(曲率中心)을 지나고 회전운동축선(L)과 직교하는 직교선(Lp)과의 교차부(56)에 판(板)스프링부(plate spring portion)(22)가 접촉하도록 배치한다. 제1원호면(51)의 양측에 제2, 제3원호면(52, 53)을 배치한다. 제2, 제3원호면의 곡률반경(曲率半徑)을 제1원호면(51)의 곡률반경보다 크게 한다.

Description

힌지장치{Hinge Device}
도 10 및 도 11은, 이와 같은 종류의 힌지장치가 이용된 휴대전화기의 한 예를 나타낸 것이고, 이 휴대전화기(A)는 본체(B)와, 이 본체(B)에 힌지장치(미도시)를 개재하여 회전운동 가능하게 연결된 덮개체(C)를 구비하고 있다. 덮개체(C)는, 적어도 본체(B)에 접촉하여 그 앞면을 닫은 닫힘위치(closed position)(Ⅰ)로부터 중립위치(neutral position)(Ⅱ)를 거쳐 열림위치(open position)(Ⅲ)까지의 사이를 회전운동 가능하다
상기 휴대전화기(A)에 이용되는 종래의 힌지장치는, 힌지본체와, 이 힌지본체에 회전운동 가능하게 연결된 힌지축을 구비하고 있으며, 힌지본체와 힌지축 중 한 쪽이 휴대전화기의 본체(B)에 연결되고, 다른 쪽이 덮개체(C)에 연결된다. 이로써, 덮개체(C)를 본체(B)에 회전운동축선(rotation axis)(L)(이 회전운동축선(L)은 힌지축의 축선과 일치하고 있다)을 중심으로 하여 회전운동 가능하게 연결되도록 이루어져 있다.
또, 힌지본체에는 판(板)스프링(plate spring)(탄성부재)이 설치되고, 힌지축의 바깥둘레면에는 판스프링이 가압 접촉하는 캠부(cam portion)가 형성되어 있다. 캠부는 중립부와, 이 중립부로부터 힌지축의 둘레방향으로 서로 반대되는 방향으로 뻗는 제1, 제2캠면(cam surface)을 가지고 있다. 중립부는, 덮개체(C)가 중립위치(Ⅱ)로 회전운동했을 때에 판스프링에 접촉하도록 배치되어 있다. 제1캠부는, 덮개체(C)가 닫힘위치(Ⅰ)와 중립위치(Ⅱ) 사이에 위치하고 있을 때에 판스프링에 접촉하도록 배치되고, 제2캠부는 덮개체(C)가 중립위치(Ⅱ)와 열림위치(Ⅲ) 사이에 위치하고 있을 때에 판스프링에 접촉하도록 배치되어 있다.
판스프링은, 중립부에 접촉하고 있을 때에는 힌지축을 회전운동 바이어싱하지 않지만, 제1캠면에 접촉하고 있을 때에는 힌지축을 도 11의 화살표 X방향으로 회전운동 바이어싱하고, 제2캠면에 접촉하고 있을 때에는 도 11의 화살표 Y방향으로 회전운동 바이어싱한다. 따라서, 덮개체(C)는, 중립위치에서는 정지상태를 유지하지만, 중립위치에서 벗어나면 판스프링에 의해 닫힘위치 또는 열림위치까지 회전운동된다.
상기 종래의 힌지장치에 있어서는, 다음의 두 가지 문제를 동시에 해결하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.
즉, 휴대전화기(A)에서는, 덮개체(C)가 중립위치(Ⅱ)에서 벗어나면 즉시 닫힘위치(Ⅰ) 또는 열림위치(Ⅲ)로 회전운동하는 것이 바람직하다. 이것은 힌지장치의 제1, 제2캠면의 곡률반경(曲率半徑;radii of curvature)을 작게 함으로써 달성할 수 있다. 그렇지만, 제1, 제2캠면의 곡률반경을 작게 하면, 덮개체(C)의 일정한 회전운동각도에 대한 판스프링의 탄성변형량이 커진다. 이 때문에, 판스프링이 시간이 경과함에 따라서 열화되고 탄성을 잃어, 닫힘위치 또는 열림위치에 있어서 덮개체(C)와 본체(B) 사이에서 덜컥거리거나(rattle), 혹은 판스프링이 파손되는 문제가 발생한다.
이와는 달리, 제1, 제2캠면의 곡률반경을 크게 한 경우에는, 판스프링의 덮개체(C)의 회전운동에 수반되는 탄성변형량을 작게 할 수 있고, 이에 따라 판스프링의 시간이 경과됨에 따른 열화를 방지할 수 있다. 그러나, 이와 같이 한 경우에는, 덮개체(C)가 중립위치 근방에 위치하고 있을 때의 판스프링의 덮개체(C)에 대한 회전운동력이 약하다. 이 때문에, 덮개체(C)를 중립위치로부터 크게 멀어질 때까지 수동으로 회전운동시키지 않으면, 판스프링이 덮개체(C)를 닫힘위치(Ⅰ) 또는 열림위치(Ⅲ)로 회전운동시킬 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은, 예컨대 휴대전화기의 본체와 덮개체(蓋體;cover member)를 회전운동 가능하게 연결하기 위해 이용되는 힌지장치에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1실시형태를 나타낸 도 9의 X-X선에 따른 확대단면도로써, 덮개체를 중립위치로 회전운동시킨 상태에서 나타낸 도면이다.
도 2는, 덮개체를 닫힘위치로 회전운동시킨 상태에서 나타낸 도 1과 동일한 단면도이다.
도 3은, 덮개체를 열림위치로 회전운동시킨 상태에서 나타낸 도 1과 동일한단면도이다.
도 4는, 동일 실시형태의 분해사시도이다.
도 5는, 동일 실시형태를 조립 전의 상태에서 나타낸 단면도이다.
도 6은, 동일 실시형태를 조립 후의 상태에서 나타낸 단면도이다.
도 7은, 동일 실시형태의 캠부와 판스프링부의, 덮개체가 중립위치로부터 약간 회전운동했을 때의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은, 동일 실시형태의 캠부와 판스프링부의, 덮개체가 열림위치로 회전운동했을 때의 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는, 동일 실시형태의 힌지장치가 이용된 휴대전화기를 나타낸 도 11의 Z-Z선에 따른 확대단면도이다.
도 10은, 동일 휴대전화기의 평면도이다.
도 11은, 동일 휴대전화기의 측면도이다.
도 12는, 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 분해사시도이다.
도 13은, 동일 제2실시형태의 단면도이다.
도 14는, 본 발명의 제3실시형태를 나타낸 단면도이다.
도 15는, 본 발명의 제4실시형태를 나타낸 단면도이다.
도 16은, 동일 제4실시형태를 나타낸 분해사시도이다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 힌지본체와, 이 힌지본체에 회전운동 가능하게 지지된 힌지축을 구비하고, 상기 힌지본체에는 탄성부재가 설치되고, 상기 힌지축의 바깥둘레에는 상기 탄성부재가 가압 접촉하는 캠부가 설치되고, 상기 캠부가 상기 탄성부재의 가압력(pressing force)을 상기 힌지축의 회전운동중심을 향하게 하는 중립부, 및 그 중립부로부터 상기 힌지축의 둘레방향으로 서로 반대되는 방향으로 뻗고, 상기 탄성부재의 가압력을 상기 힌지축을 서로 반대방향으로 회전운동시키는 회전운동토크로 각각 변환하는 제1, 제2캠면을 가지는 힌지장치에 있어서, 상기 제1, 제2캠면의 상기 중립부 근방부분(이하, 근방부(近傍部)라고 함)의 곡률반경을 상기 제1, 제2캠면의 상기 근방부에 계속되는 부분(이하, 이간부(離間部)라고 함)의 곡률반경보다 작게 한 것을 특징으로 하고 있다.
이 경우, 상기 제1, 제2캠면의 각 이간부를 서로 동일한 곡률반경을 가지는 원호면(圓弧面)에 의해 형성하고, 상기 중립부 및 상기 근방부를, 상기 이간부를 형성하는 원호면보다 곡률반경이 작은 원호면에 의해 형성하고, 이 원호면의 곡률중심을, 상기 이간부를 형성하는 원호면의 곡률중심을 지나고 상기 힌지축의 회전운동중심과 직교하는 선(線) 상이고, 상기 이간부를 형성하는 원호면의 곡률중심보다 상기 회전운동축선으로부터 떨어진 개소에 배치하는 것이 바람직하다.
또, 상기 캠부가, 상기 힌지축의 상기 제1, 제2캠면 중 적어도 한 쪽에 계속되어 상기 힌지축의 바깥둘레에 형성되고, 상기 탄성부재에 상기 힌지축의 둘레방향으로 떨어진 적어도 2개소에서 접함으로써, 상기 힌지축을 절도(節度)있게 소정의 회전운동위치로 유지하는 회전운동규제부를 더욱 가지고 있는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 캠부가 상기 힌지축의 회전운동축선를 중심으로 하여 점대칭으로 두 개 설치되고, 상기 탄성부재가 각 캠면에 대응하여 두 개 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 9는, 본 발명을 도 10 및 도 11에 나타낸 휴대전화기(A)의 힌지장치에 적용한 일실시형태를 나타낸 것이고, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 힌지장치(1)는, 힌지본체(2), 힌지축(3) 및 보강스프링(4)을 구비하고 있다. 그리고, 본 발명은 휴대전화기(A) 이외의 휴대전화기, 그 밖의 회전운동 가능하게 연결되는 두 개의 물품을 회전운동 가능하게 연결하는 힌지장치에도 적용가능하다.
힌지본체(2)는, 단면(斷面)이 대략 정사각형인 각통(角筒;square tubular configuration)모양을 이루고 있으며, 그 한쪽 끝(도 5, 도 6에 있어서 좌단)은 개방되고, 다른 끝에는 바닥부(21)가 형성되어 있다. 이 바닥부(21)의 중앙부에는 이것을 관통하는 맞물림구멍(engagement hole)(21a)이 형성되어 있다. 또, 바닥부(21)의 대향하는 두 개의 변부(邊部)에는, 힌지본체(2)의 내부를 한쪽 끝을 향해 뻗는 판스프링부(탄성부재)(22, 22)가 형성되어 있다. 각 판스프링부(22)는, 힌지본체(2)의 바닥부(21)측으로부터 개방부측을 향함에 따라 다른 쪽의 판스프링부(22)에 접근하도록 경사져 있고, 그 선단(先端)으로부터 약간 기단(基端;basal end)측으로 치우친 부분이 가장 접근한 협지부(挾持部;pinchingly-holding portion)(22a)로 되어 있다. 이 협지부(22a)로부터 선단까지의 사이는, 개방부측을 향함에 따라 다른 쪽의 판스프링부(22)로부터 이간되도록 경사진 가이드부(guide portion)(22b)로 되어 있다. 이와 같이 구성된 힌지본체(2)는, 도 9에 나타낸 바와 같이 그 축선을 회전운동축선(L)과 일치시킨 상태에서, 휴대전화기(A) 본체(B)의 구멍(Ba)에 회전운동 불가능하게 끼워 맞춰져 있다.
상기 보강스프링(4)은 대략 コ자 모양을 이루고 있고, 기판부(41)와 이 기판부(41)의 양 측부로부터 동일 방향으로 뻗는 한 쌍의 보강판부(42, 42)를 가지고 있다. 기판부(41)의 중앙부에는, 이것을 관통하는 맞물림구멍(41a)이 형성되어 있다. 맞물림구멍(41a)의 내경(內徑)은 맞물림구멍(21a)의 내경과 동일하게 되어 있다. 한 쌍의 보강판부(42, 42)는, 기판부(41)로부터 멀어짐에 따라 서로 접근하도록 경사져 있다. 각 보강판부(42)는, 힌지본체(2)의 판스프링부(22)와 이에 대향하는 주벽부(周壁部) 사이에 형성된 간극(23)(도 1 및 도 5 참조)을 지나 힌지본체(2) 내에 삽입되어 있다. 각 보강판부(42)는, 기판부(41)가 바닥부(21)에 맞닿을 때까지 삽입되어 있고, 그 상태에서는 보강판부(42)의 기판부(41)측 단부(端部)가 힌지본체(2)의 주벽부 내면에 강하게 접촉됨과 동시에, 보강판부(42)의 선단부가 판스프링부(22)의 선단부에 맞닿아 있다. 이로써, 보강스프링(4)이 힌지본체(2)에 연결되어 고정됨과 동시에, 한 쌍의 판스프링부(22, 22)를 서로 접근하도록 힘을 가하고 있다. 보강스프링(4)이 힌지본체(2)에 고정된 상태에 있어서는, 맞물림구멍(41a)이 그 축선을 맞물림구멍(21a)의 축선과 일치시키고 있다.
힌지축(3)은, 그 한쪽 끝으로부터 다른 쪽 끝을 향해 차례로 형성된, 맞물림축부(engagement shaft portion)(31), 저널부(journal portion)(32), 한 쌍의 캠축부(33, 33), 플랜지부(34) 및 연결축부(35)를 가지고 있다. 맞물림축부(31), 저널부(32), 플랜지부(34) 및 연결축부(35)는, 각각의 축선을 힌지축(3)의 축선과 일치시켜 형성되어 있다. 캠축부(33, 33)는 힌지축(3)의 축선으로부터 멀어지고, 또한 평행으로, 게다가 힌지축(3)의 축선에 대하여 점대칭으로 배치되어 있다.
맞물림축부(31)는 단면이 정사각형모양을 이루고 있고, 힌지본체(2)로부터외부로 돌출되어 있다. 이 맞물림축부(31)는, 도 9에 나타낸 바와 같이 휴대전화기(A)의 덮개체(蓋體;cover member)(C)의 회전운동축선(L) 상에 형성된 구멍(Ca)에 회전운동 불가능하게 끼워 맞춰져 있다. 이로써, 힌지축(3)이 덮개체(C)에 회전운동 불가능하게 연결되어 있다. 따라서, 힌지축(3)은 덮개체(C)와 함께 회전운동한다.
저널부(32)및 연결축부(35)는 단면이 원형을 이루고 있으며, 저널부(32)는 힌지본체(2)의 개방측 단부(端部)에, 연결축부(35)는 맞물림구멍(21a)에 각각 회전운동 가능하게 끼워 맞춰져 있다. 이로써, 힌지축(3)이 힌지본체(2)에 회전운동 가능하게 연결되고, 나아가서는, 덮개체(C)가 본체(B)에 회전운동 가능하게 연결되어 있다. 연결축(35)의 선단부는 맞물림구멍(21a) 및 보강스프링(4)의 맞물림구멍(41a)을 관통하고 있으며, 그곳에는 환상(環狀)의 맞물림부(35a)가 형성되어 있다. 이 맞물림부(35a)가 기판부(41)에 맞물림으로써, 힌지축(3)이 힌지본체(2)의 개방부측으로부터 빠져 나오는 것을 방지하고 있다.
상기 캠축부(33, 33)의 바깥둘레면에는 캠부(5)가 각각 형성되어 있다. 각 캠부(5, 5)는 서로 동일한 형상을 가지고 있고, 회전운동축선(L)에 대하여 점대칭으로 배치되어 있다. 그래서, 한 쪽 캠부(5)에 대해서만 설명하면, 캠부(5)는, 덮개체(C)가 닫힘위치(Ⅰ)와 열림위치(Ⅲ) 사이 중 어떤 위치로 회전운동하고 있을 때여도 항상 판스프링부(22)의 협지부(22a)에 접촉되도록, 캠축부(33)의 바깥둘레면 중 회전운동축선(L)과 반대측을 향하는 부분에 그 대부분이 형성되어 있으며, 제1 내지 제5원호면(51∼55)를 가지고 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 제1원호면(51)은 회전운동축선(L)으로부터 떨어진 개소에 곡률중심(C1)을 가지고 있고, 곡률반경이 Rl으로 되어 있다. 제2, 제3원호면(52, 53)은, 동일한 곡률중심(C2), 동일한 곡률반경(R2)을 가지고 있다. 곡률중심(C2)은 곡률중심(C1)을 지나고, 또한 회전운동축선(L)과 직교하는 선(이하, 직교선이라고 함)(Lp) 상이고, 곡률중심(C1)과 회전운동축선(L) 사이의 개소에 배치되어 있다. 게다가, 곡률중심(C1, C2)사이의 거리를 Dc로 했을 때, 거리(Dc)는 곡률반경(R2, R1)의 차이(R2 - R1)보다 약간 작게 설정되어 있다. 이로써, 제2, 제3원호면(52, 53)의 각 일단부(一端部)가, 캠축부(33)의 둘레방향에 있어서의 제1원호면(51)의 양 단부와 각각 교차되어 있다. 제2, 제3원호면(52, 53)의 타단부(他端部)는, 제1원호부(51)로부터 캠축부(33)의 둘레방향으로 서로 반대방향으로 동일 길이만큼 연장되어 있다.
제4, 제5원호면(54, 55)은 곡률중심(C4, C5), 곡률반경(R4, R5)을 각각 가지고 있다. 곡률반경(R4, R5)은 동일한 크기로 설정되어 있다. 제4, 제5원호면(54, 55)의 일단부는, 제2, 제3원호면(52, 53)의 타단부에 각각 접해 있다. 제4, 제5원호면(54, 55)의 타단부는 곡률중심(C4, C5)을 지나고, 또한 직교선(Lp)과 직교하는 선과 교차하고 있으며, 그 교차부(57, 58)로부터 캠축부(33)의 둘레방향으로 서로 동일 길이만큼 뻗어 있다.
그리고, 제1 내지 제5원호면(51∼55)의 상기 구성으로부터 분명한 바와 같이, 캠부(5)는 직교선(Lp)에 대하여 대칭으로 형성되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제1원호면(51)은 덮개체(C)가 중립위치로 회전운동하고 있을 때, 제1원호면(51)과 직교선(Lp)과의 교차부(56)에 판스프링부(22)가 접하도록 배치되어 있다. 판스프링부(22)가 교차부(56)에 접촉한 상태에 있어서는, 판스프링부(22)의 바이어싱력(biasing force)이 직교선(Lp) 상에 작용한다. 따라서, 판스프링부(22)의 바이어싱력이 힌지축(3)을 회전운동시키는 회전운동토크로서 작용하지는 않는다. 이것으로부터 분명한 바와 같이, 교차부(56)가 중립부로 되어 있다. 그러므로, 이하에서는 교차부(56)를 중립부라고 한다.
덮개체(C)가 중립위치(Ⅱ)로부터 정방향 및 역방향(normally and reversely)으로 회전운동하면, 판스프링부(22)가 중립부(56)로부터 멀어진다. 판스프링부(22)는, 덮개체(C)의 회전운동각도가 작은 동안은 제1원호면(51)에 접하고, 덮개체(C)의 회전운동각도가 커지면 제2원호면(52) 또는 제3원호면(53)에 접촉한다. 판스프링부(22)가 제1원호면(51)에 접하고 있을 때에는, 판스프링부(22)의 바이어싱력이 그 접점(接点)으로부터 곡률중심(C1)을 향하고, 판스프링부(22)가 제2원호면(52) 또는 제3원호면(53)에 접하고 있을 때에는, 판스프링부(22)의 바이어싱력이 그 접점으로부터 제2, 제3원호면(52, 53)의 곡률중심(C2)을 향한다. 따라서, 판스프링부(22)의 바이어싱력 작용선이 회전운동축선(L)으로부터 벗어나고, 판스프링부(22)의 바이어싱력은 힌지축(3)을 회전운동시키는 회전운동토크로서 작용한다. 이 경우, 판스프링부(22)가 중립부(56)로부터 제2원호면(52)측에 있어서 캠부(5)와 접촉하고 있을 때에는, 판스프링부(22)에 의한 회전운동토크가 덮개체(C)를 닫힘위치측으로 회전운동시키는 방향으로 작용하고, 판스프링부(22)가 중립부(56)로부터 제3원호면(53)측에 있어서 캠부(5)와 접촉하고 있을 때에는, 판스프링부(22)에 의한 회전운동토크가 덮개체(C)를 열림위치측으로 회전운동시키는 방향으로 작용한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 덮개체(C)가 닫힘위치(Ⅰ)로 회전운동했을 때에는, 판스프링부(22)가 제2원호면(52)과 제4원호면(54)과의 접촉부 또는 그 근방부분과 접촉한다. 그 결과, 판스프링부(22)의 바이어싱력은, 그 접촉 개소로부터 곡률중심(C2) 또는 곡률중심(C4)으로 향하게 되고, 힌지축(3)을 덮개체(C)가 중립위치(Ⅱ)측으로부터 닫힘위치(Ⅰ)측을 향하는 방향으로 회전운동시키려고 한다. 따라서, 덮개체(C)는 본체(B)에 맞닿은 상태로 유지된다. 즉, 닫힘위치로 유지된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 덮개체(C)가 열림위치(Ⅲ)로 회전운동했을 때에는, 판스프링부(22)가 한 쪽 캠축부(33)의 교차부(57)와 다른 쪽 캠축부(33)의 교차부(58)에 동시에 접촉한다. 따라서, 판스프링부(22)는 힌지축(3)을 소정 크기의 힘으로써 정지상태로 유지한다. 따라서, 덮개체(C)가 열림위치(Ⅲ)로 절도(節度)있게 유지된다. 이것으로부터 분명한 바와 같이, 교차부(57, 58)에 의해 회전운동규제부가 구성되어 있다.
상기 구성의 힌지장치(1)가 이용된 휴대전화기에 있어서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 덮개체(C)가 중립위치로부터 닫힘위치(Ⅰ)측 또는 열림위치(Ⅲ)측으로 약간 회전운동하고(도 7에 있어서는, 덮개체(C)를 위치고정하고, 본체(B)를 상대적으로 회전운동시키고 있다), 판스프링부(22)가 제1원호부(51)의 중립부(56)로부터 약간 떨어진 개소에 접촉하고 있는 것으로 한다. 이 때에는, 판스프링부(22)의 바이어싱력(F1)이 제1원호부(51)와의 접촉개소로부터 곡률중심(C1)을 향하는 방향으로작용한다. 이 바이어싱력(F1)의 작용선과 회전운동축선(L) 사이의 거리를 D1으로 하면, 힌지축(3)에는 판스프링부(22)의 바이어싱력에 의해 (Fl ×D1)크기의 회전운동토크가 작용한다.
한편, 만약 제1원호부(51)가 형성되지 않고, 그 대신에 제2, 제3원호부(52, 53)가 직교선(Lp)까지 뻗어 있는 것으로 가정한 경우에는, 판스프링부(22)는 제2원호부(52) 또는 제3원호부(54)에 접촉한다(도 7에서는, 제2원호부(52)에 접촉하고 있다). 이 때의 판스프링(22)의 바이어싱력(F2)은 판스프링부(22)와 제2원호부(52)와의 접촉개소로부터 곡률중심(C2)을 향하여 작용한다. 이 바이어싱력의 작용선과 회전운동축선(L) 사이의 거리를 D2라고 하면, 힌지축(3)에는 판스프링부(22)의 바이어싱력에 의해 (F2 ×D2)크기의 회전운동토크가 작용한다.
여기서, 바이어싱력(Fl, F2)은 거의 같은 크기이다. 그런데, 거리(Dl)는 거리(D2)보다 대폭으로 크다. 따라서, 제1원호면(51)이 형성된 이 힌지장치(1)에서는, 덮개체(C)를 중립위치(Ⅱ)로부터 닫힘위치(Ⅰ)측 또는 열림위치(Ⅲ)측으로 약간 회전운동시켰을 때의 판스프링부(22)에 의한 회전운동토크( = F1 ×Dl)를, 제1원호부(51)를 대신하여 제2, 제3원호부(52, 53)를 직교선(Lp)까지 연장시킨 것(종래의 힌지장치)의 회전운동토크( = F2 ×D2)보다 크게 할 수 있다. 따라서, 덮개체(C)를 중립위치(Ⅱ)로부터 약간 회전운동시키면, 덮개체(C)를 즉시 닫힘위치(Ⅰ) 또는 열림위치(Ⅲ)를 향하여 회전운동시킬 수 있다.
또한, 상기 내용으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제1원호부(51)의 중립부(56)로부터 한 쪽의 반, 제2원호부(52) 및 제4원호부(54)(교차부(57) 이후의 부분을 제외한다)에 의해 제1캠면이 구성되고, 제1원호부(51)의 다른 쪽의 반, 제3원호부(53) 및 제5원호부(55)(교차부(58) 이후의 부분을 제외한다)에 의해 제2캠면이 구성되고 있다. 또, 제1원호면(51)에 의해, 제1, 제2캠면의 중립부(56) 근방부가 구성되며, 제2원호부(52)에 의해 제1캠면의 근방부로 이어지는 이간부가 구성되고, 제3원호부(53)에 의해 제2캠면의 근방부로 이어지는 이간부가 구성되고 있다.
덮개체(C)가 열림위치(Ⅲ)로 회전운동한 경우에는, 도 8에서 실선으로 나타낸 바와 같이, 판스프링부(22)가 회전운동축선(L)에 접근하도록 탄성변위되어, 제4원호부(54)에 접촉한다. 한편, 만약 제2원호부(52) 및 제4원호부(54)가 형성되지 않고, 그들을 대신하여 제1원호부(51)가 연장되어 형성된 경우에는, 제1원호부(51)의 곡률반경이 제2원호부(52)의 곡률반경(R2)보다 작기 때문에, 도 8에 있어서 상상선(想像線)으로 나타낸 바와 같이, 판스프링부(22)는, 제4원호부(54)에 접촉하는 경우보다 회전운동축선(L)에 접근하고, 덮개체(C)가 중립위치(Ⅱ)로부터 열림위치(Ⅲ)까지 회전운동하는 동안에 크게 탄성변위된다. 이 때문에, 판스프링부(22)의 변형량이 크게 되어, 조기에 피로(fatigue)에 의해 파괴되기 쉽게 된다. 바꿔 말하면, 제2원호부(52)의 곡률반경(R2)이 제1원호부(51)의 곡률반경(Rl)보다 크기 때문에, 판스프링부(22)의 탄성변형량을 작게 할 수가 있고, 이로써 판스프링부(22)가 조기에 피로에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 그리고, 이하의 실시형태에 있어서는, 상기 실시형태와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 하고, 상기실시형태와 동일한 구성부분에는 동일 부호를 부가하여 그 설명을 생략한다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 것이고, 이 실시형태의 힌지장치(1A)에 있어서는, 힌지축(3)에 연결축부(35)가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 보강스프링(4)은 연결축부(35)에 의해 힌지본체(2)의 바닥부(21)에 연결되어 있지 않고, 보강스프링(4)의 양 단부가 판스프링부(22, 22)의 각 선단부에 가압 접촉함으로써 판스프링부(22, 22)에 연결되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 맞물림구멍(21a, 41a)에 대해서는 형성할 필요가 없다. 또, 판스프링부(22, 22)가 플랜지부(34) 양 측부의 개방부측 단연부(端緣部;end edge portion)(34a, 34a)에 접촉함으로써, 힌지본체(2)의 바닥부(21)측으로부터 개방부측을 향하는 방향으로의 힌지축(3)의 이탈방지가 수행되고 있다. 게다가, 힌지축(3)의 이탈방지를 보다 확실하게 수행하기 위하여, 플랜지부(34)의 단연부(34a, 34a)는 직선모양으로 형성되고, 판스프링부(22, 22)과 선(線) 접촉하도록 되어 있다.
도 14는 본 발명의 제3실시형태를 나타낸 것이다. 본 실시형태의 힌지장치(1B)에 있어서는, 연결축부(35)가 설치되어 있지만, 연결축부(35)에는 맞물림부(35a)가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 도 12 및 도 13에 나타낸 실시형태와 동일하게 보강스프링(4)이 판스프링부(22, 22)에 연결되고, 판스프링부(22, 22)에 의해 힌지축(3)의 이탈방지가 수행되고 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제4실시형태를 나타낸 것이다. 본 실시형태의 힌지장치(1C)에 있어서는, 판스프링부(22)의 중간부에 맞물림구멍(22c)이 형성되어 있다. 그리고, 이 맞물림구멍(22c)에 플랜지부(34)의 측부에 형성된돌출부(protrusion portion)(34b)가 맞물림으로써, 힌지축(3)이 이탈방지되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 보강스프링(4)의 보강판부(42)에도 맞물림구멍(42a)이 형성되어 있지만, 이 맞물림구멍(42a)에는 돌출부(34b)가 맞물리지 않기 때문에, 반드시 형성할 필요는 없다. 물론, 맞물림구멍(42a)에도 돌출부(34b)를 맞물리게 함으로써, 힌지축(3) 및 보강스프링(4)을 이탈방지하도록 하여도 좋다.
그리고, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 적절하게 변경가능하다.
예컨대, 상기 실시형태에 있어서는, 힌지본체(2)를 휴대전화기(A)의 본체(B)에, 힌지축(3)을 덮개체(C)에 각각 회전운동 불가능하게 연결하고 있지만, 힌지본체(2)를 덮개체(C)에, 힌지축(3)을 본체(B)에 각각 회전운동 불가능하게 연결하여도 좋다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 회전운동축선(L)으로부터 떨어진 두 개의 캠축부(33, 33)를 형성하고, 두 개의 캠축부(33, 33) 사이에 공간을 형성하고 있지만, 이 공간이 없어지도록 두 개의 캠축부(33, 33)를 일체로 형성하여도 좋다. 그 경우에는, 제 4, 제5원호부(54, 55)의 판스프링부(22)과의 접촉하는 개소의 사이 부분을 판스프링부(22)에 면(面) 접촉하는 평면(회전운동규제부)으로 하여도 좋고, 또는 판스프링부(22)에 접촉하지 않도록 오목하게 하여도 좋다.
또, 탄성부재로서의 판스프링부(22)를 힌지본체(2)와 일체로 형성하고 있지만, 별개로 형성하여 힌지본체에 고정되도록 하여도 좋다.
또한, 중립부(56)를 캠축부(33)의 둘레방향에 있어서의 1점(点)으로 하여 형성하고 있지만, 중립부(56)를 힌지축(3)의 회전운동중심(L)을 중심으로 하는 원호면에 의해 형성하고, 둘레방향으로 폭을 갖게 하여도 좋다.
그리고 또한, 캠부(5) 및 판스프링부(22)를 각각 두 개 형성하고 있지만, 하나씩 형성하여도 좋다.
본 발명에 관련되는 힌지장치는, 휴대전화기 등의 본체 및 덮개체와 같은 두 개의 물품을 회전운동 가능하게 연결시키기 위한 힌지장치로서 이용가능하다.

Claims (4)

  1. 힌지본체와, 이 힌지본체에 회전운동 가능하게 지지된 힌지축을 구비하고, 상기 힌지본체에는 탄성부재가 설치되고, 상기 힌지축의 바깥둘레에는 상기 탄성부재가 가압 접촉하는 캠부(cam portion)가 설치되고, 상기 캠부가, 상기 탄성부재의 가압력(pressing force)을 상기 힌지축의 회전운동중심을 향하게 하는 중립부, 및 이 중립부로부터 상기 힌지축의 둘레방향으로 서로 반대되는 방향으로 뻗고, 상기 탄성부재의 가압력을, 상기 힌지축을 서로 반대방향으로 회전운동시키는 회전운동토크로 각각 변환하는 제1, 제2캠면을 가지는 힌지장치에 있어서,
    상기 제1, 제2캠면의 상기 중립부 근방부분(이하, 근방부(近傍部)라고 함)의 곡률반경(曲率半徑)을 상기 제1, 제2캠면의 상기 근방부에 계속되는 부분(이하, 이간부(離間部)라고 함)의 곡률반경보다 작게 한 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2캠면의 각 이간부를 서로 동일한 곡률반경을 가지는 원호면(圓弧面)에 의해 형성하고, 상기 중립부 및 상기 근방부를, 상기 이간부를 형성하는 원호면보다 곡률반경이 작은 원호면에 의해 형성하고, 이 원호면의 곡률중심을, 상기 이간부를 형성하는 원호면의 곡률중심을 지나고 상기 힌지축의 회전운동중심과 직교하는 선(線) 상이고, 상기 이간부를 형성하는 원호면의 곡률중심보다 상기 회전운동축선으로부터 떨어진 개소에 배치한 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 캠부가, 상기 힌지축의 상기 제1, 제2캠면 중 적어도 한 쪽으로 계속되어 상기 힌지축의 바깥둘레에 형성되고, 상기 탄성부재에 상기 힌지축의 둘레방향으로 떨어진 적어도 2개소에서 접함으로써, 상기 힌지축을 절도(節度)있게 소정의 회전운동위치로 유지하는 회전운동규제부를 더욱 가지고 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캠부가 상기 힌지축의 회전운동축선를 중심으로 하여 점대칭으로 두 개 설치되고, 상기 탄성부재가 각 캠면에 대응하여 두 개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
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