KR20050056147A - 개량된 힌지를 갖는 전자 장치 - Google Patents

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KR20050056147A
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피
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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 전자 장치(10)는 보호 배향으로부터 완전 연장 배향으로 적어도 하나의 힌지(16)를 중심으로 피봇되도록 작동가능한 덮개(14)를 포함한다.

Description

개량된 힌지를 갖는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE WITH IMPROVED HINGE}
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로서, 특히 개량된 힌지를 갖는 전자 장치에 관한 것이다.
노트북 컴퓨터, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 전자 장치는 2개의 주요 부품, 즉 서로 피봇가능하게 결합되는 베이스와 덮개로 이루어져 있다. 상기 베이스는 통상적으로 키보드를 포함하며, 덮개는 통상적으로 디스플레이를 포함한다. 휴대용 전자 장치가 폐쇄될 때, 베이스와 덮개 사이의 각도는 제로이며, 디스플레이의 표면은 키보드의 표면과 거의 평행으로 대면한다. 전자 장치가 개방되었을 때, 베이스와 덮개 사이의 각도는 필요로 하는 사용자 투시각에 의존하며, 이러한 각도는 일반적으로 90°내지 180°가 된다.
특히, 태블릿 PC는 기입용 태블릿 형태로 놓이며, 이때 디스플레이는 기입용 또는 사용자 입력면으로 되고, 키보드를 갖는 베이스는 덮개 아래에 배치된다. 이러한 태블릿 PC에 사용된 기구는 개방되거나 폐쇄된 태블릿 PC를 기입용 태블릿(tablet) 형태로 전환하는데 필요한 덮개의 동작이 복잡하기 때문에, 파손되기 쉽다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전자 장치는 보호 배향으로부터 완전 연장 배향으로 적어도 하나의 힌지 주위에서 피봇되도록 작동가능한 덮개를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전자 장치는 베이스와, 덮개와, 적어도 하나의 힌지를 포함하며; 상기 힌지는 덮개를 베이스에 연결하도록 작동가능한 연결 구조체와, 상호결합되는 한쌍의 기어를 포함하며; 상기 한쌍의 기어중 제 1 기어는 베이스에 배치되고, 상기 한쌍의 기어중 제 2 기어는 덮개에 배치되어, 연결 구조체에 대한 덮개와 베이스의 운동을 촉진시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전자 장치는 베이스와, 상기 베이스에 덮개를 연결하도록 작동가능한 적어도 하나의 힌지를 포함하며; 상기 덮개는 보호 배향으로부터 완전 연장 배향으로 적어도 하나의 힌지 주위에서 피봇가능하게 작동된다.
본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예와 그에 따른 장점은 도 1 내지 도 5에 의해 가장 잘 이해될 수 있으며, 도면의 여러 부품들중 유사한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 전자 장치(10)를 도시하고 있다. 상기 전자 장치(10)는 노트북 컴퓨터, 셀룰러 폰, 전자 사전, 태블릿 PC, 개인용 디지탈 보조장치, 계산기, 또는 미래에 개발가능한 장치이다. 장치(10)는 베이스(12)와, 적어도 하나의 힌지(16)를 사용하여 상기 베이스(12)에 결합되는 덮개(14)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 덮개(14)는 2개의 힌지(16a, 16b)를 사용하여 베이스(12)에 결합된다. 필요할 경우, 다른 실시예에서는 상술한 바의 힌지 갯수 보다 많거나 적은 갯수의 힌지가 사용될 수 있다.
상기 베이스(12)는 상부면(18)과, 상기 상부면(18)에 대향하는 바닥면(20)을 포함한다. 또한, 베이스(12)는 전방측(22)과, 상기 전방측(22)에 대향하는 후방측(24)과, 좌측(26)과, 상기 좌측에 대향하는 우측(28)을 포함한다. 상기 베이스(12)는 다수의 전자부품, 예를 들어 중앙처리장치, 데이터 저장장치, 배터리 등을 포함하며; 이러한 전자부품들은 베이스(12)의 내부에 내장된다. 예를 들어 키보드(30) 및/또는 터치 패드 등과 같은 사용자 입력장치는 베이스(12)의 상부면(18)에 제공된다.
덮개(14)는 내측면(38)과, 상기 내측면(38)에 대향하는 외측면(40)과, 전방측(42)과, 상기 전방측(42)에 대향하는 후방측(44)과, 좌측(46)과, 상기 좌측(46)에 대향하는 우측(48)을 포함한다. 도시된 실시예의 덮개(14)는 내측면(38)에 배치되는 디스플레이 장치(50)를 포함한다.
힌지(16a, 16b)를 이용한 베이스(12) 및 덮개(14)의 결합으로 인해, 베이스(12) 및/또는 덮개(14)가 회전하므로, 상부면(18)과 내측면(38)으로 형성된 평면에 의해 형성되는 각도는 0°내지 180°사이의 어떠한 각도가 될 수도 있다. 덮개(14)는 덮개의 경로를 따라 다양한 위치에서 해제가능하게 로킹될 수 있다. 해제가능하게 로킹된 위치에서, 사용자가 덮개를 해제하였을 때, 덮개는 거의 동일한 위치에 머무르게 된다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 전자 장치(10)는 여러 배향중에서 그 어떠한 배향이라도 취할 수 있다 도 2a는 보호 배향에서 전자 장치(10)를 도시하는 측단면도이다. 이해와 설명을 돕기 위하여, "보호 배향"은 내측면(38)과 상부면(18)이 서로 대면하고 또한 서로 인접하였을 때의 배향을 지칭한다. 도 2a는 보호 배향의 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 2b는 완전 연장 배향의 전자 장치(10)를 도시하고 있다. 이해와 설명을 돕기 위하여, "완전 연장 배향"은 서로 대면하는 외측면(40)과 바닥면(20)이 서로 대면하고 또한 서로 인접하였을 때의 배향을 의미한다. 도 2b는 완전 연장 배향의 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 상기 내측면(38)은 힌지(16)의 길이방향 축선 주위에서 180°이상 효과적으로 피봇될 수 있다. 도 2b의 실시예에서, 베이스(12)와 덮개(14)는 후방-후방의 상태로 적층된다. 만일 디자인을 고려하여 덮개와 베이스의 상대적 크기가 조정될 수 있다면, 상기 베이스와 덮개는 후방-후방의 상태로 적층되는 것이 아니라, 다른쪽의 내부에 한쪽이 부분적으로 또는 완전히 안착될 수 있음을 인식해야 한다.
도 2c는 개방된 형태의 전자 장치(10)를 도시한 측단면도이다. 이해와 설명을 돕기 위해, "개방된 형태"는 보호 배향과 완전 연장 배향 사이의 중간 위치를 의미한다. 도 2c는 개방된 형태의 예시적인 일실시예를 도시하고 있다. 개방된 형태에 있어서, 상부면(18)과 내측면(38) 사이의 각도(α)는 0°보다 큰 그 어떤 각도라도 무방하며, 180°보다 큰 각도를 포함할 수도 있다.
도 3a는 전자 장치(10)의 힌지(16a)와 베이스(12)와 덮개(14) 사이의 인터페이스를 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 전자 장치(10)의 선 3B-3B를 따른 측면도이다. 덮개(14)에 인접한 베이스(12)의 상부면(18)의 일부(17)와 바닥면(20)의 일부(19)는 베이스(12)의 피봇 운동을 촉진시키도록 굴곡된다. 베이스(12)에 인접한 덮개(14)의 내측면(38)의 일부(21)와 외측면(40)의 일부(23)는 덮개(14)의 피봇 운동을 촉진시키도록 굴곡된다. 힌지(16a)는 제 1 기어 및 제 2 기어(58, 60)를 포함하며, 이러한 제 1 기어 및 제 2 기어는 서로 결합되어 베이스(12) 및 덮개(14)의 오목부(66, 68)에 각각 배치된다. 기어(58)의 단면폭은 베이스(12)의 두께 보다 크지 않으며, 기어(60)의 단면폭은 덮개(14)의 단면폭 보다 크지 않다. 예시적인 실시예에서, 상기 기어(58)는 베이스(12)에 고정되며, 기어(60)는 덮개(14)에 고정된다. 상기 기어(58, 60)는 공지되지 않은 방법이나 미래에 개발될 방법을 이용하여 베이스(12) 및 덮개(14)에 각각 고정된다. 예시적인 실시예에서, 기어(58)는 베이스(12)와 일체로 이루어진 부분이며, 기어(60)는 덮개(14)와 일체로 이루어진 부분이다. 따라서, 기어(58, 60)는 각각의 베이스(12) 및 덮개(14)에 대해 회전하지 않는다. 그러나, 상기 기어(58, 60)는 서로에 대해 회전할 수 있으며, 이에 따라 서로에 대해 베이스(12) 및/또는 덮개(14)의 피봇 운동을 촉진시킨다. 도시된 실시예에서, 오목부(66)는 덮개(14)에 인접한 베이스(12)의 일부에 제공되어, 상부면(18)으로부터 바닥면(20)으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 오목부(68)는 베이스(12)에 인접한 덮개(14)의 일부에 제공되어, 내측면(38)으로부터 외측면(40)으로 연장된다.
힌지(16a)는 연결 구조체(56)를 포함한다. 상기 연결 구조체(56)는 오목부(66, 68)에 각각 배치되고 둥글거나 들쭉날쭉하게 형성되는 대향 단부(56a, 56b)를 포함한다. 힌지(16a)는 원통형의 신장된 제 1 장착핀 및 제 2 장착핀(62, 64)을 포함하며, 상기 장착핀은 길이방향 축선(62a, 62b)을 각각 갖는다(도 3b). 상기 장착핀(62)은 도 4에 도시된 바와 같이 베이스(12)에 형성된 슬롯(70)에 배치되고, 연결 구조체(56)의 단부(56a)와 기어(58)에 각각 형성된 개구(72, 74)를 통해 연장된다. 도 4는 전자 장치(10)의 힌지(16a)와 베이스(12)와 덮개(14) 사이의 인터페이스를 도시하는 또 다른 사시도이다. 장착핀(62)과 기어(58)는 동축으로 형성된다. 장착핀(62)은 연결 구조체(56)의 단부(56a)를 통해 장착핀(62)으로 연장되는 로킹핀(76)에 의해 연결 구조체(56)의 단부(56a)에 로킹된다. 상기 장착핀(62)이 연결 구조체(56)에 로킹되기 때문에, 연결 구조체(56)가 회전하면, 상기 장착핀(62)도 축선(62a) 주위에서 기어(58)에 대해 회전한다. 장착핀(64)은 덮개(14)에 형성된 슬롯(82)(도 4)에 배치되며, 연결 구조체(56, 60)의 단부(56b)에 각각 형성된 개구(84, 86)를 통해 연장된다. 장착핀(64)과 기어(60)는 동축으로 형성된다. 장착핀(64)은 축선(64a)(도 3b) 주위에서 연결 구조체(56)와 기어(60)에 대해 회전하도록 작동될 수 있다. 장착핀(64)의 축선(64a)의 위치는 베이스(12)에 대해서 고정되지 않는다. 축선(64a)은 이동가능하며; 덮개(14)가 베이스(12)에 대해 피봇될 때 이동된다. 도시된 실시예에서, 축선(62a, 64a)은 베이스(12) 및 덮개(14)의 내부에 각각 배치되며, 서로에 대해 평행하다.
힌지(16a)는 도 4에 도시된 바와 같이 마찰 클러치 구조체(54)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 클러치 구조체(54)는 베이스(12)의 내부에 배치된 하우징(78)을 포함한다. 클러치 구조체(54)는 코일형 클러치 스프링 부재(80)를 베이스(12)에 대해 고정된 상태로 작동가능하게 지지한다. 상기 클러치 스프링 부재(80)는 장착핀(62)의 일부를 둘러싸고 이와 마찰가능하게 결합하므로써, 장착핀(62)의 길이방향 축선(62a) 주위에서 베이스(12)와 장착핀(62) 사이의 상대회전에 마찰가능하게 저항한다. 마찰 클러치 구조체(54)를 제외하고는, 힌지(16b)는 힌지(16a)와 유사하다. 필요할 경우, 클러치 구조체(54)는 힌지(16a, 16b)에 제공되거나 또는 힌지(16b)에만 제공될 수 있다.
연결 구조체(56)는 이격되어 있는 평행한 축선(62a, 64a)을 중심으로 연결 구조체(56)에 대해 베이스(12)와 덮개(14)를 회전시키는 방식으로, 상기 베이스와 덮개를 장착핀(62, 64)을 통해 결합시킬 수 있다. 상기 연결 구조체(56)는, 연결 구조체(56)에 대한 베이스(12) 또는 덮개(14)의 어느 한쪽의 강제 회전이 다른쪽[덮개(14) 또는 베이스(12)]을 연결 구조체(56)와는 반대인 방향으로 강제로 회전시키는 방식으로, 작동가능하게 결합된 기어(58, 60)를 유지시키는 작용을 한다. 예를 들어, 연결 구조체가 정지상태로 유지된다고 가정하면, 연결 구조체(56)에 대한 덮개(14)의 시계방향 운동은 이에 대응하여 연결 구조체(56)에 대한 베이스(12)의 반시계방향 피봇 운동을 유발할 것이다. 베이스(12)와 덮개(14) 사이에서의 전자 장치(10)의 배선은 연결 구조체(56)를 통과한다.
축선(62a, 64a) 주위로의 각각의 회전을 위한 베이스(12)와 덮개(14)의 결합은, 보호 배향(도 2a)과 완전 연장 배향(도 2b) 사이에서 이동할 때, 덮개(14)의 부드러우면서도 제어된 피봇 운동을 촉진시킨다. 덮개(14)가 이러한 두 위치 사이에서 회전할 때, 클러치 스프링 부재(89)에 의해 제공된 베이스(12)에 대한 연결 구조체(56)의 회전에 저항하는 마찰저항으로 인하여, 덮개(14)는 그 어떤 설정 위치[예를 들어 개방된 형태(도 2c)]라도 자동으로 유지된다. 마찰 클러치 구조체(54)는 개방위치에 대한 덮개(14)의 피봇에 응답하여, 덮개(14)를 베이스(12)에 대해 설정의 개방위치로 유지시키는 작용을 한다.
이러한 마찰 지지력은 장착핀(62)을 연결 구조체(56)에 로킹하고, 장착핀(62)을 슬롯(70)에서 회전시키므로써 힌지(16a)에 제공되지만; 관련의 슬롯(70)에서 장착핀(62)의 회전에 마찰가능하게 저항하는 클러치 스프링(80)을 사용하므로써, 힌지(16a)에 이러한 마찰 지지력을 제공하기 위해 다른 방법도 선택적으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 다른 실시예에서, 장착핀은 슬롯에서 로킹되며, 연결 구조체와 장착핀 사이의 상대회전을 허용하도록 로킹핀이 제거되며, 장착핀과 연결 구조체 사이에 마찰력이 생성되어 이들사이의 상대회전을 마찰가능하게 저항할 수 있다. 다른 실시예에서, 마찰 지지력은 베이스(12) 대신에 덮개에 제공되어 장착핀상에서 작용하는 구조체에 의해 제공될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 힌지에 사용하기 위한 멈춤쇠 기구(88)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 멈춤쇠 기구(88)는 마찰 클러치 구조체(54) 대신에 사용되거나, 마찰 클러치 구조체와 함께 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 멈춤쇠 기구(88)는 장착핀(62)에 제공된 디스크 부재(90)를 포함한다. 디스크 부재(90)의 외측면에는 다수의 노치(92)가 제공된다. 상기 멈춤쇠 기구(88)는 베이스(12)에 적절하게 지지되는 스프링형 멈춤쇠 부재(94)를 포함한다. 상기 멈춤쇠 부재(94)는 장착핀(62)이 도 5의 양방향 화살표(96)로 도시된 바와 같은 방향으로 회전할 때 다른 노치(92)와 해제가능하게 결합되도록 작동된다. 예시적인 실시예에서, 노치(92)의 위치는 덮개(14)에 필요한 피봇 "정지부"에 대응한다. 멈춤쇠 부재(94)가 결합되는 노치에 따라서, 전자 장치(10)는 여러 배향중 하나의 배향으로 위치된다.
본 발명의 예시적인 실시예의 기술적 장점은 덮개가 베이스에 대해 180°이상 회전할 수 있으며, 이에 따라 전자 장치를 여러 배향으로 위치시킬 수 있다는 점이다. 본 발명의 예시적인 실시예의 또 다른 기술적 장점은 여러 위치중 한 위치에서의 마찰 지지가 촉진된다는 점이다. 본 발명의 예시적인 실시예의 또 다른 기술적 장점은 기어가 베이스 및 덮개의 각각의 표면에 인접해 있다는 점이다. 따라서, 상기 기어는 전자 장치의 부피를 증가시키지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 전자 장치의 사시도.
도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 보호 배향에서, 도 1의 전자 장치를 도시한 측단면도.
도 2b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 완전 연장 배향에서, 도 2a의 전자 장치를 도시한 측단면도.
도 2c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 개방된 형태에서, 도 2a의 전자 장치를 도시한 측단면도.
도 3a는 도 1의 전자 장치의 힌지와 베이스와 덮개 사이의 인터페이스를 도시한 사시도.
도 3b는 도 3a의 전자 장치의 3B-3B 선을 따라 취한 측면도.
도 4는 도 1의 전자 장치의 힌지와 베이스와 덮개 사이의 인터페이스를 도시한 또 다른 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 힌지에 사용하기 위한 멈춤쇠 기구를 개략적으로 도시한 사시도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12: 베이스 14: 덮개
16: 힌지 50: 디스플레이 장치
56: 연결 구조체 58, 60: 기어
62, 64: 장착핀 66: 오목부
80: 스프링 88: 멈춤쇠 기구
90: 디스크 부재 92: 노치
94: 멈춤쇠 부재

Claims (10)

  1. 전자 장치(10)에 있어서,
    보호 배향으로부터 완전 연장 배향으로 적어도 하나의 힌지(16)를 중심으로 피봇가능한 덮개(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개(14)는 상기 덮개(14)의 내측면(38)과 베이스(12)의 상부면(18) 사이의 각도가 180°이상인 위치에서 해제가능하게 로킹되는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 힌지(16)는 덮개(14)를 베이스(12)에 대해 180°이상 회전시킴으로써 보호 배향으로부터 완전 연장 배향으로 전자 장치(10)의 형태 전환을 촉진시키는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개(14)는 디스플레이 장치(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  5. 전자 장치(10)에 있어서,
    베이스(12)와,
    덮개(14)와,
    적어도 하나의 힌지(16)를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 힌지는 덮개(14)를 베이스(15)에 결합하도록 작동가능한 연결 구조체(56)와; 상호결합된 한쌍의 기어(58, 60)를 포함하며; 연결 구조체(56)에 대한 덮개(14) 및 베이스(12)의 운동을 촉진시키기 위하여, 상기 한쌍의 기어중 제 1 기어(58)는 베이스(12)에 배치되고, 제 2 기어(60)는 덮개(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스(12)에 장착되고, 연결 구조체(56)의 단부를 상기 베이스(12)에 결합시키도록 작동가능한 장착핀(62)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 덮개(14)에 장착되고, 상기 연결 구조체(56)의 단부를 상기 덮개(14)에 결합시키도록 작동가능한 장착핀(64)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 기어(58)는 베이스(12)에 단단히 고정되고, 제 2 기어(60)는 덮개(14)에 단단히 고정되는 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스(12)에 장착된 장착핀(62)과 관련된 멈춤쇠 기구(88)를 더 포함하며, 상기 멈춤쇠 기구(88)는 장착핀(62)에 대한 베이스(12)의 운동에 저항하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
  10. 전자 장치(10)에 있어서,
    베이스(12)와,
    덮개(14)를 베이스(12)에 결합시키도록 작동가능한 적어도 하나의 힌지(16)를 포함하며,
    상기 덮개(14)는 보호 배향으로부터 완전 연장 배향으로 적어도 하나의 힌지(16)를 중심으로 피봇되도록 작동가능한 것을 특징으로 하는
    전자 장치.
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