KR200413879Y1

KR200413879Y1 - 힌지장치

Info

Publication number: KR200413879Y1
Application number: KR2020060002766U
Authority: KR
Inventors: 장용석
Original assignee: 피케이텍시스템 주식회사
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2006-04-11

Abstract

본 고안은 힌지장치에 관한 것으로서, 별도의 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐이 예방되고, 일정각도에서 여닫힘의 클릭 현상이 발생되도록 함과 아울러 그 구조가 간단하여 제작이 쉽고, 보다 슬림화된 디스플레이 장치에 적용이 가능한 힌지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 입력수단 등을 포함하는 베이스 유닛과, 액정표시장치를 포함하는 디스플레이 유닛으로 이루어진 디스플레이 장치에 있어서, 상기 베이스 유닛과 결합되는 고정 브래킷과; 상기 디스플레이 유닛과 결합되어 연동되는 회동 브래킷과; 상기 고정 브래킷과 회동 브래킷을 동일축상에 연결시키는 샤프트 및; 상기 샤프트의 단부와 회동 브래킷 사이에 순차적으로 삽설되는 힌지구조물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

노트북, 힌지, 캠, 스토퍼, 디스플레이

Description

힌지장치{Hinge}

도 1은 본 고안에 따른 힌지장치가 휴대용 디스플레이 장치에 장착되는 관계를 도시한 사시도.

도 2는 도 1에서 요부의 결합관계를 나타낸 확대사시도.

도 3은 도 2의 분리사시도.

도 4는 본 고안에 따른 힌지장치에 적용되는 고정캠과 회동캠을 각각 나타낸 사시도.

도 5는 도 4를 다른 방향에서 바라본 상태의 사시도.

도 6a 및 도 6b는 상기 고정캠과 회동캠의 전개도.

도 7 내지 도 10은 상기 고정캠과 회동캠의 맞물림 상태에 따라 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 각도회동된 상태를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 베이스 유닛 4 : 디스플레이 유닛

10 : 휴대용 디스플레이 장치 20 : 샤프트

24 ; 각형부 30 : 고정브래킷

40 : 회동브래킷 50 : 회동캠

51 : 각형공 52 : 캠면

53 : 제 1경사면 54 : 제 1캠홈

56 : 제 2경사면 57 : 제 2캠홈

60 : 고정캠 61 : 각형공

62 : 캠홈 63 : 제 1경사면

64 : 제 1캠면 66 : 제 2경사면

67 : 제 2캠면

본 고안은 힌지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐이 예방되고, 일정각도에서 여닫힘의 클릭 현상이 발생되도록 함과 아울러 그 구조가 간단하여 보다 슬림화된 디스플레이 장치에 적용이 가능하도록 한 힌지장치에 관한 것이다.

최근에는, 정보통신의 급격한 발전과 더불어 일상생활에서 컴퓨터가 거의 필수품으로 자리 잡고 있는 실정이다.

이러한 컴퓨터는 최근 각 사무실과, 학교 및 가정에 거의 필수적으로 제공되고 있는데, 이와 같이 한정된 공간에 설치되는 데스크 탑 퍼스널 컴퓨터(Desk Top Personal Computer)와는 달리 간편하게 휴대하고 다니면서 언제 어디서든 사용이 편리한 노트북 컴퓨터의 보급이 급속하게 확산되고 있다.

상기 노트북 컴퓨터는 휴대의 편리성을 위하여 메인보드, CPU, 각종 칩셋, 하드디스크 등의 기억장치와, 키보드와 터치패드 등의 데이터 입력수단과, 전원을 공급하는 배터리 및 온라인 기능을 위한 랜카드 등을 포함하여 구성된 베이스 유닛과; 상기한 베이스 유닛의 조작 및 작동에 의해 각종 화면이 디스플레이 되는 액정표시장치를 포함하는 디스플레이 유닛;으로 이루어지며, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛의 일단이 힌지로 결합되어 상호 접히거나 벌어지는 구조로 이루어져 있다.

상기와 같은 노트북 컴퓨터에서 베이스 유닛과 디스플레이 유닛의 힌지장치는 다양한 구성이 개시되어 있는데, 대부분 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 일정한 외력으로는 회동되나 자유회동은 이루어지지 않아 사용자가 선택한 각도에서 안정적으로 벌어진 각도를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 종래의 힌지장치가 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 자유회동은 이루어지지 않도록 구성되어 있다 할지라도, 상기 베이스 유닛과 디스플레이 유닛을 접이시킨 상태로 들고 다니거나 할 경우, 상기 베이스 유닛이나 디스플레이 유닛의 무게중심이 아래로 향하고 있게 되며, 이때 상기 베이스 유닛이나 디스플레이 유닛의 무게가 상기 힌지장치의 자유회동 방지력보다 크므로 인하여 상기 베이스 유닛이나 디스플레이 유닛의 자유낙하에 의한 벌어짐이 발생하게 된다.

이에, 상기 베이스 유닛과 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상호 벌어짐 을 예방하기 위하여 잠금수단인 래치장치가 구비되는 것이 일반적이다.

즉, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상기 베이스 유닛과 디스플레이 유닛을 홀딩시키기 위한 래치장치가 구비된다.

그러나, 상기와 같이 래치장치가 구비된 노트북 컴퓨터의 경우, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛을 회동시켜 일정각도로 벌리고자 할 경우에 일일이 래치장치의 잠금을 해제시켜야 하는 불편한 문제점이 있었으며, 또한 이러한 래치장치의 부가구성으로 인하여 노트북 컴퓨터가 고가인 원인을 제공하는 문제점도 있었다.

이에, 본원고안 출원인은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 접이된 상태에서 상호 벌어지는 것을 예방하기 위한 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐을 예방함과 아울러 일정각도에서 여닫힘의 클릭 현상이 발생하도록 한 노트북 컴퓨터의 힌지장치(대한민국 특허출원 제2004-44837호)를 출원한 바 있다.

그러나, 상기한 대한민국 특허출원 제2004-44837호의 '노트북 컴퓨터의 힌지장치'는 별도의 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐이 예방되고, 또한 일정각도에서 여닫힘의 클릭현상이 발생하기는 하나, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 대략 170도 정도 벌어진 상태에서 어느 정도의 힘을 가하게 되면 완전히 뒤로 젖혀지게 되는 문제점이 있었다.

즉, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 대략 170도 정도 벌어진 상태에서는 회동캠의 제 1캠 중심이 고정캠의 돌출경사면의 단턱에 걸려진 상태인 바, 어느 정도 스토퍼 기능을 가지게 되나, 이는 소정의 토크에 의한 스토퍼 기능일 뿐, 사용자가 일정 이상의 힘을 가하게 되면 클릭이 생기면서 뒤로 완전히 젖혀지게 됨으로써, 소비자 만족을 충족시켜주지 못하는 문제점이 있었다.

이에, 본원고안 출원인은 상기한 문제를 개선하기 위하여, 별도의 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐이 예방되고, 일정각도에서 여닫힘의 클릭 현상이 발생되도록 함과 아울러 상기 디스플레이 유닛이 베이스 유닛에 대하여 일정각도만큼 벌어진 상태에서 더 이상 벌어지지 않도록 스토퍼 기능을 갖춘 '힌지장치'(대한민국 특허출원 제2005-45291호)를 출원한 바 있다.

그러나, 상기한 대한민국 특허출원 제2005-45291호의 '힌지장치'는 별도의 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐이 예방되고, 또한 일정각도에서 여닫힘의 클릭현상이 발생하기는 하며, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 일정각도로 벌어진 상태에서 더 이상 벌어지지 않는 스토퍼 기능이 갖추어져 있기는 하지만, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 150도 정도 벌어진 상태에서 스토퍼에 의해 더 이상 펼쳐지지 못함으로써, 그 이상의 각도로 펼치고자 하는 소비자 욕구는 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 150도 정도 벌어진 상태에서 스토퍼에 의해 더 이상 펼쳐지지 못하는데, 이때 150도에서 사용자가 부주의 등으로 인하여 디스플레이 유닛을 강한 힘으로 뒤로 젖히게 되면, 힌지장치가 파손되어 더 이상 그 기능을 가지지 못하게 되는 문제점도 있었다.

이에, 본 고안 출원인은 상기한 문제점들을 해소하고자 별도의 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐이 예방되고, 일정각도에서 여닫힘의 클릭 현상이 발생되도록 함과 아울러 상기 디스플레이 유닛이 베이스 유닛에 대하여 180도 범위 내외로 펼쳐진 상태에서 스토퍼 기능을 갖추도록 함으로써, 소비자 만족도를 증대시키고, 그 파손 우려를 불식시키기 위한 힌지장치(특허출원 제2006-3432호)를 개발하여 선출원 하였다.

상기 특허출원 제2006-3432호에 의한 '힌지장치'는 디스플레이 유닛이 베이스 유닛에 대하여 대략 180도 범위 내외로 펼쳐진 상태에서 스토퍼 기능을 갖는 바, 소비자 만족도가 증대되고, 그 파손의 우려가 불식되는 잇점을 갖는 등, 구조적 문제는 없으나, 캠에 스토퍼 기능이 부가됨으로써, 즉 고정캠에 일정높이의 스토퍼가 형성되고, 이에 대응하는 회동캠에 스토퍼 가이드 캠면이 형성됨으로써, 전체적으로 캠의 구조가 복잡하여 제작이 어렵고, 제작단가가 높을 뿐 아니라 또한 그에 따른 두께가 커서 슬림화된 디스플레이 장치에는 적용하기가 곤란한 문제점이 있었다.

이에, 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 별도의 래치장치를 배제하면서도 캠 작용에 의해 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이된 상태에서 상호 벌어짐이 예방되고, 일정각도에서 여닫힘의 클릭 현상이 발생되도록 함과 아울러 그 구조가 간단하여 제작이 쉽고, 보다 슬림화된 디스플레이 장치에 적용이 가능한 힌지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이 경우, 상기 샤프트의 끝단 둘레에는 걸림판이 형성되고, 상기 걸림판의 한쪽면으로부터 일정길이만큼 각형부가 형성되고, 상기 각형부의 일부분에는 나사부가 일정길이만큼 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 샤프트의 나사부와 체결되어서 힌지구조물의 토크를 조절하기 위한 너트 및 와셔들이 상기 고정 브래킷과 회동브래킷 사이에 축설되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 힌지 구조물은, 상기 회동브래킷과 연동되는 회동캠과, 상기 회 동캠의 회동에도 고정됨을 유지하는 고정캠과, 복수의 판스프링을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 회동캠에는 원형의 통공이 형성되고, 상기 고정캠에는 각형공이 형성되되, 상기 회동캠의 일측에는 고정돌기가 형성되고, 상기 회동브래킷의 일측에는 상기 고정돌기와 끼워지도록 대응하는 고정홈이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회동캠은, 외주 둘레에 각각 일정각도만큼씩 캠면과, 제 1경사면과, 제 1캠홈과, 제 2경사면 및 제 2캠홈이 원주방향으로 연장형성되고, 상기 고정캠은 상기 회동캠의 캠면, 제 1경사면, 제 1캠홈, 제 2경사면 및 제 2캠홈과 각각 대응하는 캠홈, 제 1경사면, 제 1캠면. 제 2경사면 및 제 2캠면이 원주방형으로 연장형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 회동캠에서, 캠면은 원주방향으로 130도 각도만큼 형성되고, 상기 제 1경사면은 원주방향으로 10도 각도만큼 형성되며, 상기 제 1캠홈은 원주방향으로 대략 176도 각도만큼 형성되며고, 상기 제 2경사면은 원주방향으로 대략 10도 각도만큼 형성되며, 상기 제 2캠홈은 원주방향으로 대략 34도 각도만큼 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이되어 그 각도가 0도일 경우, 상기 회동캠의 제 1경사면이 고정캠의 제 1경사면에 엇갈리게 맞물리고, 상기 회동캠의 제 2경사면이 고정캠의 제 2경사면에 엇갈리게 맞물리는 것을 특징으로 하는 힌지장치.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설 명한다.

도 1은 본 고안에 따른 힌지장치가 휴대용 디스플레이 장치에 장착되는 관계를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 요부의 결합관계를 나타낸 확대 사시도이며, 도 3은 도 2의 분리사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 힌지장치는, 베이스 유닛(2)과 결합되는 고정브래킷(30)과, 회전에 따라 토크를 조절할 수 있는 너트(100)와, 디스플레이 유닛(4)과 결합되어 연동되는 회동브래킷(40)과, 상기 고정브래킷(30)과 너트(100) 및 회동 브래킷(40)을 동일축상에 연결시키는 샤프트(20) 및 상기 샤프트(20)의 단부와 회동 브래킷(40) 사이에 순차적으로 축설되는 힌지구조물을 포함하여 이루어져 있다.

상기 샤프트(20)는, 끝단 둘레에 걸림판(22)이 일체로 형성되고, 상기 걸림판(22)의 일면으로부터 양면이 대향되게 평면을 이루는 각형부(24)가 연장되되, 이 각형부의 일정길이 부분은 나사부(미도시됨)가 형성되어 있다.

상기 샤프트(20)에는 힌지구조물, 회동 브래킷(40)의 통공(42), 스페이스 와셔(90) 및 가이드 와셔(80), 너트(100)의 통공 및 고정 브래킷(30)의 각형공(32)이 순차적으로 삽설되어 고정된다.

상기 힌지 구조물은, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(20)의 각형부(24)에 순차적으로 삽설되기 위한 통공을 갖는 복수의 판스프링(70)들과, 상기 샤프트(20)의 각형부(24)에 대응하는 각형공(61)이 형성되어 회전이 이루어지지 않는 고정캠(60)과, 상기 고정캠(60)의 캠면과 그 캠면이 맞닿아 회전되되 상기 샤프트(20)의 각형부(24)에 간섭받지 않고 자유회동이 이루어지도록 원형의 통공(51)이 형성된 회동캠(50)을 포함하여 이루어져 있다.

한편, 상기 회동브래킷(40)에서 샤프트(20)의 각형부(24)에 삽설되는 통공(42)과, 토크조절을 위한 너트(100) 또한 상기 각형부(24)에 간섭받지 않고 자유회동이 이루어지도록 각각 원형의 통공이 형성되고, 상기 고정 브래킷(30)에는 상기 샤프트(20)의 각형부(24)에 대응하는 각형공(32)이 형성되어 회전이 이루어지지 않도록 구성된다.

이 경우, 상기 회동브래킷(40)의 일측에는 고정홈(44)이 형성되고, 상기 회동캠(50)의 일측에는 상기 고정홈(44)에 대응하는 고정돌기(55)가 형성되어 있는 바, 상기 고정돌기(55)가 고정홈(44)에 끼워짐으로써, 회동브래킷(40)의 회전에 따라 회동캠(50)이 연동하게 된다.

한편, 도면 중 미설명 부호(34)는 고정 브래킷(30)을 베이스 유닛(2)에 결합시키기 위한 펨 너트를 나타낸 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어져서 휴대용 디스플레이 장치에 체결된 힌지장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

베이스 유닛(2)이 바닥면에 수평으로 누운 상태에서 이 베이스 유닛(2)을 중심으로 디스플레이 유닛(4)을 각도회동시키면, 상기 디스플레이 유닛(4)에 그 일단이 고정설치된 회동브래킷(40)이 회동되면서 이 회동 브래킷(40)의 고정홈(44)에 고정돌기(55)가 끼워진 회동캠(50)이 연동하여 회전하게 된다.

이때, 상기 회동브래킷(40)의 통공(42)과 회동캠(50)의 통공(51)은 원형으로 이루어져 있는 바, 상기 샤프트(20)의 각형부(24)에 간섭을 받지 않고 원활하게 회전이 이루어지게 된다.

한편, 상기 고정브래킷(30)의 각형공(32)은 샤프트(20)의 각형부(24)에 대응하게 형성되어 간섭을 받고, 상기 회동캠(50)의 캠면과 그 캠면이 밀착되는 고정캠(60)의 통공 또한 각형공(61)으로 형성되어서 상기 샤프트(20)의 각형부(24)에 의해 간섭을 받는 바, 회동브래킷(40) 및 회동캠(50)의 회전에 영향을 받지 않고 고정됨을 유지하게 된다.

또한, 상기 너트(100) 또한 통공이 원형으로 이루어져 있는 바, 샤프트(20)의 각형부(24)에 대하여 간섭을 받지 않고 회전이 이루어지게 되는데, 이에 대한 작동관계를 후술하기로 한다.

한편, 상기 가이드 와셔(80) 및 스페이스 와셔(90)와, 복수의 판스프링(70)들은 회동 브래킷(40) 및 회동캠(50)의 회전에 따라 연동되어도 되고 연동되지 않아도 크게 상관이 없기 때문에 그 통공의 형상에 구애를 두지는 않는다.

도 4는 본 고안에 따른 힌지장치에 적용되는 회동캠과 고정캠의 사시도이며, 도 5는 도 4를 다른 방향에서 바라본 상태의 사시도이다.

또한, 도 6a 및 도 6b는 회동캠과 고정캠의 전개도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 회동캠(50)에는 그 일측에 회동 브래킷(40)의 고정홈(44)에 끼워지는 고정돌기(55)가 돌출형성되어 있고, 그 중앙에는 샤프트(20)의 각형부(24)에 축설되는 통공(51)이 형성되어 있다.

상기 통공(51)은 앞서 설명한 바와 같이, 원형으로 이루어져서 상기 샤프트 (20)의 각형부(24)에 대하여 간섭을 받지 않는 바, 상기 회동캠(50)의 회전이 원활하게 이루어지게 되는 것이며, 이 통공(51)의 외주 둘레에는 각각 일정각도만큼씩 캠면(52), 제 1경사면(53), 제 1캠홈(54), 제 2경사면(56), 제 2캠홈(57)이 원주방향으로 연장형성되어 있다.

도 4 내지 도 6a에서와 같이, 상기 캠면(52)은 원주방향으로 130도 각도만큼 연장형성되고, 제 1경사면(53)은 상기 캠면(52)의 일측으로부터 하향으로 10도 각도만큼 연장형성되며, 상기 제 1캠홈(54)은 176도 각도정도만큼 연장형성되고, 상기 제 2경사면(56)은 상기 제 1캠홈의 일측으로부터 하향으로 10도 각도만큼 연장형성되며, 상기 제 2캠홈(57)은 34도 각도만큼 연장형성되어 총 360도의 원주를 이루게 된다.

따라서, 상기 캠면(52)이 가장 높고, 다음으로 제 1캠홈(54)이 높으며, 제 2캠홈(57)은 가장 낮게 되고, 상기 캠면(52)의 일측 끝단과 상기 제 2캠홈(57)의 일측 끝단은 수직의 절벽면을 이루게 된다.

한편, 상기 고정캠(60)은, 도 4, 도 5 및 도 6b에서와 같이, 그 중앙에 샤프트(20)의 각형부(24)에 끼워져 회전이 이루어지지 않도록 간섭을 받는 타원형상의 각형공(61)이 형성되어 있고, 이 각형공(61)의 외주 둘레에는 각각 상기 회동캠(50)의 캠면(52), 제 1경사면(53), 제 1캠홈(54), 제 2경사면(56) 및 제 2캠홈(57)에 대응하는 캠홈(62), 제 1경사면(63), 제 1캠면(64), 제 2경사면(66) 및 제 2캠면(67)이 형성되어 있다.

즉, 상기 고정캠(60)에는, 회동캠(50)의 캠면(52)에 대응하는 캠홈(62)이 원 주방향으로 연장형성되고, 상기 회동캠의 제 1경사면(53)과 대응하는 제 1경사면(63)이 연장형성되어 있으며, 상기 회동캠의 제 1캠홈(54)과 대응하는 제 1캠면(64)이 연장형성되어 있다.

또한, 상기 회동캠의 제 2경사면(56)과 대응하는 제 2경사면(66)이 연장형성되어 있으며, 상기 회동캠의 제 2캠홈(57)에 대응하는 제 2캠면(67)이 연장형성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 고정캠(50)과 회동캠(60)의 맞물림에 따라 휴대용 디스플레이 장치의 디스플레이 유닛(4)이 각도회동되는 관계를 설명하면 다음과 같다.

참고로, 상기 회동캠(50)의 캠면과 고정캠(60)의 캠면은 상호 맞닿게 되는 것으로서, 도 4 내지 도 5에서는, 회동캠(50)의 좌측에 고정캠(60)의 우측이 포개어져서 맞물리는 것으로 표현하였으나, 도 7 내지 도 10은 회동캠과 고정캠이 상호 포개진 상태로 맞물린 것을 표현한 것으로서, 그 구조적 복잡함으로 인해 설명의 편의상 회동캠의 좌측에 고정캠의 좌측이 맞물리는 것으로 가정하여 도면을 표시하였음을 밝혀둔다.

즉, 도 7 내지 도 10은 회동캠과 고정캠이 서로 맞물린 상태에서 고정캠을 투시되게 표현하여 우측으로 빼낸 상태로 이해하면 될 것이다.

먼저, 앞서 설명한 바와 같이, 회동캠(60)의 캠면에 대하여 고정캠(50)의 캠면을 포개어 완전히 맞닿도록 하면 서로 대응하는 캠면들과 캠홈들에 의해 맞물림이 이루어진다.

즉, 회동캠(60)의 캠면(52)에는 고정캠(60)의 캠홈(62)이, 회동캠(50)의 제 1경사면(53)에는 고정캠(60)의 제 1경사면(63)이, 회동캠(50)의 제 1캠홈(54)에는 고정캠(60)의 제 1캠면(64)이, 회동캠(50)의 제 2경사면(56)에는 고정캠(60)의 제 2경사면(66)이, 회동캠(50)의 제 2캠홈(57)에는 고정캠(60)의 제 2캠면(67)이 각각 대응함으로써, 서로 맞물림이 이루어지게 된다.

그러나, 상기와 같이 회동캠(50)의 캠면(52), 제 1경사면(53), 제 1캠홈(54), 제 2경사면(56), 제 2캠홈(57)이, 상기 고정캠(60)의 캠홈(62), 제 1경사면(63), 제 1캠면(64), 제 2경사면(66), 제 2캠면(67)들과 각각 일치되게 맞물린 상태에서는 다소 유격이 발생할 수 있다.

즉, 휴대용 디스플레이 장치의 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접혀 그 개방각도가 0도를 이루는 상태를 회동캠(50)과 고정캠(60)이 완전히 일치되게 맞물린 상태로 하면, 상기 휴대용 디스플레이 장치를 거꾸로 들었을 때, 상기 회동캠(50)의 캠면(52), 제 1경사면(53), 제 1캠홈(54), 제 2경사면(56), 제 2캠홈(57)이, 상기 고정캠(60)의 캠홈(62), 제 1경사면(63), 제 1캠면(64), 제 2경사면(66), 제 2캠면(67)과 상호 맞물린 상태에서 다소 유격이 발생할 수 있으며, 이에 따라 상기 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접힌 상태에서 유동성을 가지게 된다.

이에, 상기와 같은 유격이 발생하지 않도록, 휴대용 디스플레이 장치의 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접힌 상태, 즉 베이스 유닛(2)과 디스플레이 유닛(4)의 벌어진 각도가 0도일 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 회동캠 (50)의 제 1경사면(53)과 제 2경사면(56)이 각각 고정캠(60)의 제 1경사면(63)과 제 2경사면(66)들에 어긋나게 맞물리도록 함으로써, 상호 마찰에 의한 계속적인 토크가 작용하여 이 토크보다 더 큰 외력이 작용하지 않는 한 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 유동성을 갖지 않도록 하였다.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 회동캠(50)의 캠면(52), 제 1경사면(53), 제 1캠홈(54), 제 2경사면(56), 제 2캠홈(57)이, 상기 회동캠(60)의 캠홈(62), 제 1경사면(63), 제 1캠면(64), 제 2경사면(66), 제 2캠면(67)이 각각 일치하여 맞물린 상태는 도 7에서와 같이, 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 대략 -6도 정도의 각도를 갖도록 조정한다.

그러나, 실질적으로 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 마이너스 각도로 접혀질 수는 없게 되는 바, 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접혀져 그 벌어진 각이 0도일 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 회동캠(50)의 제 1경사면(53), 제 2경사면(56)이 각각 고정캠(60)의 제 1경사면(63), 제 2경사면(66)에 어긋나게 맞물리도록 함으로써, 상호 마찰에 의한 계속적인 토크가 작용하여 이 토크보다 더 큰 외력이 작용하지 않는 한 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 유동성을 갖지 않도록 한 것이다.

이와 같이, 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접혀진 상태에서 디스플레이 유닛(4)을 상기 토크보다 더 큰 힘으로 들어올려 상향으로 각도 회동시키게 되면, 디스플레이 유닛(4)의 회동에 따라 상기 회동 브래킷(40)이 연동하여 회동되고, 이에 회동캠(50)이 연동하여 회전하게 된다.

물론, 이 경우 상기 고정캠(60)은 샤프트(20)의 각형부(24)에 그 각형공(61)이 삽입되어 간섭을 받게 되는 바, 회동캠(50)의 회전에 연동되지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다.

따라서, 상기 회동캠(50)이 고정캠(60)에 대하여 회전하게 되는데, 상기 회동캠(50)의 제 1캠홈(54)이 고정캠(60)의 제 2캠면(67)과 마찰되면서 회전하는 상태가 디스플레이 유닛(4)이 베이스 유닛(2)을 중심으로 각도회동되는 상태로서, 상기한 바와 같이, 회동캠(50)의 제 1캠홈(64)이 고정캠(50)의 제 2캠면(67)을 압착하면서 회전됨으로써, 복수의 판스프링(70)이 압축된 상태가 되며, 이때 설정된 토크에 의해 상기 디스플레이 유닛(4)이 베이스 유닛(2)에 대하여 자유회동은 이루어지지 않고 위치를 선택한 지점에서 고정된 상태를 이루게 된다.

이때, 상기 회동캠(50)의 제 1캠홈(54)이 176도 각도만큼 연장 형성되어 있는 바, 상기 고정캠(60)의 제 2캠면(67)이 회동캠(50)의 제 1캠홈(54)과 176도만큼 마찰이 이루어지게 되며, 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 0도를 이루는 상태는 회동캠(50)의 제 1경사면(53) 및 제 2경사면(56)이 고정캠(60)의 제 1경사면(63) 및 제 2경사면(66)에 다소 어긋나게 밀착되어 접촉되어 있는 상태로서, 상기 고정캠(60)의 제 2캠면(67)이 회동캠(50)의 제 1캠홈(54)과 마찰을 시작하기까지 소정 각도(4도정도)의 여유를 가짐으로써, 결국 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 회동되는 각도는 180도 내외가 된다.

물론, 본 고안의 힌지장치에 적용되는 회동캠(50)과 고정캠(60)은 별도의 스토퍼가 구비되지 않음으로 인하여, 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 상기와 같이 180도가 아닌 그 이상의 각도로 회동될 수도 있다.

즉, 상기 디스플레이 유닛(4)을 강제로 더 뒤로 젖히게 되면, 회동캠(50)의 제 1경사면(53)과 캠면(52)이 상기 고정캠(60)의 제 2캠면(67)과 마찰되면서 베이스 유닛(2)에 대하여 180도 이상으로 회동될 수도 있는 것이다.

그런데, 이 경우에는 상기 고정캠(60)의 제 2캠면(67)이 회동캠(50)에서 제 1캠홈(54)에 비하여 더 볼록한 캠면(52)과 밀착됨에 따라 복수의 판스프링을 더욱 압축시키면서 회동이 이루어지게 됨으로써, 더 많은 힘을 가해야만 이루어지게 된다.

하지만, 노트북을 비롯한 대부분의 디스플레이 장치는 책상이나 바닥과 같이 수평을 이루는 면에 두고 사용하는 것인 바, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛을 180도 이상으로 회동시킬 일은 거의 없음으로, 별도의 스토퍼를 두어 회동각도를 단속하지 않아도 될 것이다.

한편, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)을 상기한 바의 반대로 회동시키게 되면, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 대략 5도 정도인 시점에서 클릭 현상이 발생하여 닫히게 된다.

즉, 상기 회동캠(50)의 제 1캠홈(54)이 고정캠(60)의 제 2캠면(67)과 접촉이 끝나면서 상기 회동캠(50)의 제 1경사면(63)과 제 2경사면(66)이 고정캠(60)의 제 1경사면(63)과 제 2경사면(66)을 타게 되는 시점에서 복수의 판스프링이 복원됨으로써, 닫히는 상태의 클릭이 발생하게 된다.

물론, 상기 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 완전히 접이되어 0도를 이루게 되면, 상기 회동캠(50)의 제 1경사면(53)과 고정캠(60)의 제 1경사면(63)이 마찰력에 의해 걸림되고, 회동캠(50)의 제 2경사면(56)이 고정캠(60)의 제 2경사면(66)에 마찰력에 의해 걸림되며, 이때 발생하는 토크에 의해 일정한 크기 이상의 외력이 작용되지 않는 한 그 걸림이 해제되지 않는 잠금상태를 이루게 된다.

한편, 도 9와 도 10은 베이스 유닛(2)에 대하여 디스플레이 유닛(4)이 각각 90도 각도와 180도 각도로 펼쳐진 상태와, 이 상태에서의 회동캠과 고정캠의 맞물림 상태를 분리하여 나타낸 도면이다.

참고로, 상기 고정캠(60)과 회동캠(50)은 잦은 마찰에 의해 마모가 발생될 염려가 큰 바, 공지된 MIM기술(플라스틱 사출공정에 소결공정을 혼합한 것으로서 높은 표면조도 및 치수정밀도를 얻을 수 있으며, 형상이 복잡한 제품의 대량 생산에 적합한 것으로, 현재 컴퓨터 및 전자부품에 많이 사용되고 있다)로 작업한 캠(스테인리스 강)을 사용함으로써, 내마모성 향상을 증대시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 힌지구조물의 토크가 크거나 작게 되면 상기 너트를 조이거나 풀어서 토크를 조절할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 힌지장치에 의하면, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접힌 상태에서도 캠의 맞물린 작용에 의해 상호 벌어짐이 예방되는 바, 별도의 래치장치가 불필요하여 보다 심플한 디자인의 휴대 용 디스플레이 장치를 제공할 수 있음은 물론 제조비용이 절감되는 매우 유용한 효과가 있다.

또한, 상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛을 열고 닫을 때, 일정각도에서 클릭 현상이 발생됨으로써, 사용감각이 향상되는 효과도 있다.

특히, 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 일정각도 회동하여 벌어진 상태를 유지하도록 하는 힌지장치 중, 핵심부품인 회동캠과 고정캠의 구조를 단순화하여 그 크기를 축소시킴으로써, 제품생산이 쉽고, 생산비용이 저렴해짐은 물론, 심플화된 디스플레이 장치에 효율적으로 적용가능하게 되는 매우 유용한 효과가 있게 된다.

Claims

입력수단 등을 포함하는 베이스 유닛과, 액정표시장치를 포함하는 디스플레이 유닛으로 이루어진 디스플레이 장치에 있어서,

상기 베이스 유닛과 결합되는 고정 브래킷과;

상기 디스플레이 유닛과 결합되어 연동되는 회동 브래킷과;

상기 고정 브래킷과 회동 브래킷을 동일축상에 연결시키는 샤프트 및;

상기 샤프트의 단부와 회동 브래킷 사이에 순차적으로 삽설되는 힌지구조물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 1항에 있어서,

상기 샤프트의 끝단 둘레에는 걸림판이 형성되고, 상기 걸림판의 한쪽면으로부터 일정길이만큼 각형부가 형성되고, 상기 각형부의 일부분에는 나사부가 일정길이만큼 형성된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 2항에 있어서,

상기 샤프트의 나사부와 체결되어서 힌지구조물의 토크를 조절하기 위한 너트 및 와셔들이 상기 고정 브래킷과 회동브래킷 사이에 축설되는 것을 특징으로 하 는 힌지장치.
제 1항에 있어서,

상기 힌지 구조물은, 상기 회동브래킷과 연동되는 회동캠과, 상기 회동캠의 회동에도 고정됨을 유지하는 고정캠과, 복수의 판스프링을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 4항에 있어서,

상기 회동캠에는 원형의 통공이 형성되고, 상기 고정캠에는 각형공이 형성된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 4항에 있어서,

상기 회동캠의 일측에는 고정돌기가 형성되고, 상기 회동브래킷의 일측에는 상기 고정돌기와 끼워지도록 대응하는 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 4항에 있어서,

상기 회동캠은, 외주 둘레에 각각 일정각도만큼씩 캠면과, 제 1경사면과, 제 1캠홈과, 제 2경사면 및 제 2캠홈이 원주방향으로 연장형성되고, 상기 고정캠은 상기 회동캠의 캠면, 제 1경사면, 제 1캠홈, 제 2경사면 및 제 2캠홈과 각각 대응하는 캠홈, 제 1경사면, 제 1캠면. 제 2경사면 및 제 2캠면이 원주방형으로 연장형성된 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 7항에 있어서,

상기 회동캠에서, 캠면은 원주방향으로 130도 각도만큼 형성되고, 상기 제 1경사면은 원주방향으로 10도 각도만큼 형성되며, 상기 제 1캠홈은 원주방향으로 대략 176도 각도만큼 형성되며고, 상기 제 2경사면은 원주방향으로 대략 10도 각도만큼 형성되며, 상기 제 2캠홈은 원주방향으로 대략 34도 각도만큼 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
제 4항 또는 제 7항에 있어서,

상기 베이스 유닛에 대하여 디스플레이 유닛이 완전히 접이되어 그 각도가 0도일 경우, 상기 회동캠의 제 1경사면이 고정캠의 제 1경사면에 엇갈리게 맞물리고, 상기 회동캠의 제 2경사면이 고정캠의 제 2경사면에 엇갈리게 맞물리는 것을 특징으로 하는 힌지장치.