KR20060045908A

KR20060045908A - 프리스톱 힌지장치

Info

Publication number: KR20060045908A
Application number: KR1020050037563A
Authority: KR
Inventors: 손경훈
Original assignee: 피닉스코리아 주식회사
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2006-05-17
Also published as: KR100678628B1

Abstract

본 발명에 의하면, 회전축선을 중심으로 상대적으로 회전하며 접거나 펼칠 수 있는 제1 유닛과 제2 유닛을 연결해주는 힌지장치에 있어서, 상기 제1 유닛에 연결되며 상기 회전축선을 중심으로 회전하는 회전부재와, 상기 제2 유닛에 연결되며 상기 회전축선을 따라 직선이동하는 직선이동부재와, 상기 직선이동부재를 상기 회전부재 쪽으로 미는 탄성부재와, 상기 회전축선을 따라 직선이동하며 상기 탄성부재에 의해 상기 직선이동부재 쪽으로 밀리는 가압부재와, 양면이 상기 직선이동부재와 가압부재에 각각 밀착하며 상기 회전부재와 함께 회전하는 제1 마찰부재를 포함하며, 상기 회전부재와 직선이동부재 중 어느 하나의 부재는 캠면을 구비하고 다른 하나의 부재는 상기 캠면과 상호작용하는 캠종동돌기를 구비하며, 상기 캠면에는 상기 회전부재와 직선이동부재 사이의 거리가 일정하게 유지되는 수평부가 구비되는 힌지장치가 제공된다.

힌지장치, 회전부재, 직선이동부재, 탄성부재, 하우징, 캠면, 캠종동돌기, 평면부, 제1 마찰부재, 제2 마찰부재, 결합막대

Description

프리스톱 힌지장치 {FREE-STOP HINGE DEVICE FOR USE IN RADIO TELEPHONE}

도1의 (a)와 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치의 분해 사시도

도2는 도1의 캠면을 전개하여 캠종동돌기와 함께 도시한 도면

도3은 도1의 힌지장치가 장착된 휴대전화기의 펼치고 접는 상태를 도시한 측면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 힌지장치 20 : 하우징

30 : 회전부재 40 : 직선이동부재

50 : 제1 마찰부재 60 : 가압부재

70 : 탄성부재 80 : 제2 마찰부재

90 : 결합막대

본 발명은 힌지장치에 관한 것으로서, 특히 서로 접거나 펼칠 수 있도록 결합되는 두 유닛을 구비하는 장치(예를 들면, 휴대전화기, PDA, 휴대용 컴퓨터 등)에서 상기 두 유닛을 연결하는 힌지장치에 관한 것이다.

폴더형 휴대전화기와 같은 휴대장치는 힌지장치로 결합된 두 개의 유닛을 구비한다. 두 유닛 중 하나에는 키패드가 구비되며, 다른 하나에는 액정 디스플레이 장치가 구비되는 것이 보통이다. 전화기를 사용할 때에는 키패드와 액정 디스플레이가 노출되도록 펼쳐서 사용한다. 힌지장치는 이 두 유닛 사이를 결합해줌과 동시에 두 부재를 원활하게 접고 펼 수 있도록 한다.

통상의 힌지장치의 구성은 다음과 같다. 힌지장치는 회전부재와, 직선이동부재와, 탄성부재와, 하우징부재를 구비한다. 하우징부재는 회전부재와, 직선이동부재와, 탄성부재를 수용한다. 회전부재는 하우징부재 내에서 회전축을 중심으로 회전할 수 있으며 회전축을 포함하는 일부분이 하우징부재 외부로 돌출되어 결합부를 형성한다. 직선이동부재는 상기 회전부재와 접하되, 하우징부재 내에서 회전하지 않으며 회전부재의 회전축을 따라 직선운동한다. 탄성부재는 하우징부재 내에서 상기 직선이동부재와 회전부재가 서로 밀착하도록 힘을 가한다. 이때, 직선이동부재와 회전부재가 접하는 면을 적절히 성형하여, 회전부재가 일부 구간에서는 외력이 없이도 쉽게 회전하고, 정해진 위치에서는 정지된 상태를 유지하도록 한다. 상기와 같이 구성된 힌지장치에 연결하고자 하는 휴대 전화기의 두 유닛 중 하나는 하우징부재에 고정하고 다른 하나는 회전부재의 결합부에 고정한다. 이렇게 연결된 두 유닛은 힌지장치의 작용에 의해 완전히 펼쳐진 상태 또는 닫힌 상태에서는 휴대 전화기의 두 유닛은 서로 회전하지 않고 고정되며 일부구간에서는 외력을 가하여 회전하거나 나머지 구간에서는 스스로 쉽게 회전시킬 수 있어 용이하게 접고 펼 수 있다. 한편 힌지 장치의 구성에 따라서는 사용자가 외력을 가하지 않으면 정지된 상 태가 유지되는 구간을 가지기도 한다.

본 발명의 목적은 일정구간 내에서 두 유닛이 정지상태를 유지하되 향상된 정지상태 유지 기능을 갖는 두 유닛을 연결하는 힌지장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 두 유닛이 정지상태를 보다 잘 유지하도록 큰 마찰력을 갖는 힌지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면,

회전축선을 중심으로 상대적으로 회전하며 접거나 펼칠 수 있는 제1 유닛과 제2 유닛을 연결해주는 힌지장치에 있어서,

상기 제1 유닛에 연결되며 상기 회전축선을 중심으로 회전하는 회전부재와,

상기 제2 유닛에 연결되며 상기 회전축선을 따라 직선이동하는 직선이동부재와,

상기 직선이동부재를 상기 회전부재 쪽으로 미는 탄성부재와,

상기 회전축선을 따라 직선이동하며 상기 탄성부재에 의해 상기 직선이동부재 쪽으로 밀리는 가압부재와,

양면이 상기 직선이동부재와 가압부재에 각각 밀착하며 상기 회전부재와 함께 회전하는 제1 마찰부재를 포함하며,

상기 회전부재와 직선이동부재 중 어느 하나의 부재는 캠면을 구비하고 다른 하나의 부재는 상기 캠면과 상호작용하는 캠종동돌기를 구비하며,

상기 캠면에는 상기 회전부재와 직선이동부재 사이의 거리가 일정하게 유지되는 수평부가 구비되는 힌지장치가 제공된다.

상기 힌지장치는 상기 회전부재와 제1 마찰부재가 함께 회전하도록 연결하며 상기 회전축선을 따라 연장되는 결합막대를 더 포함할 수 있다.

상기 힌지장치는 상기 직선이동부재, 제1 마찰부재, 가압부재 및 탄성부재를 수용하는 하우징을 더 포함하며, 상기 직선이동부재와 가압부재는 상기 하우징과 함께 회전할 수 있다.

상기 하우징은 상기 회전축선과 대체로 수직을 이루고 상기 결합막대가 지나가는 관통구멍이 형성된 단부벽을 구비하며, 상기 결합막대는 상기 단부벽 외부에 위치하는 머리를 구비할 수 있다.

상기 힌지장치는 양면이 각각 상기 하우징의 단부벽과 상기 결합막대의 머리에 밀착하는 제2 마찰부재를 더 포함하며, 상기 제2 마찰부재에는 상기 결합막대가 통과하는 관통구멍이 마련될 수 있다.

상기 캠종동돌기의 끝단은 상기 캠면의 수평부와 면접촉하여 마찰이 증가하도록 편평한 접촉면을 가질 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도1을 참조하면, 힌지장치(10)는 하우징(20)과, 회전부재(30)와, 직선이동부재(40)와, 제1 마찰부재(50)와, 가압부재(60)와, 탄성부재(70)와, 제2 마찰부재(80)와, 결합막대(90)를 구비한다. 하우징(30)은 길다란 통으로 이루어진다. 하우징(20)의 길이방향 중심선이 힌지장치(10)의 회전축선(100)이 된다. 하우징(20)은 일단부에 형성되는 단부벽(22)과, 단부벽(22)으로부터 연장되어 형성된 측벽(24)을 구비한다. 상기 단부벽(22)의 반대편은 개방되어있다. 단부벽(22)의 중심부에는 관통구멍(23)이 마련된다. 이 관통구멍(23)으로 결합막대(90)가 지나간다. 측벽(24)은 서로 마주보는 편평한 벽(241, 243)과 그 사이에 위치하는 원호형 벽(242, 244)을 구비한다. 편평한 벽(241, 243)은 폴더형 휴대전화기(도3의 5)의 제1 케이스 유닛(도3의 7)에 끼워 넣어 조립하였을 때, 키 역할을 하여 하우징(20)의 회전을 방지하게 된다. 또한 후술하는 바와 같이, 내부에 수용되는 직선이동부재(40)와 가압부재(60)가 회전하지 않도록 하는 작용도 한다. 하우징(20)은 금속(예를 들면, 황동판 등의 금속)으로 이루어지며, 딥드로우잉(drawing)의 방법으로 제조되는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 플라스틱 수지재료를 사출성형하여 형성할 수도 있다.

회전부재(30)는 결합부(32)와, 결합부(32)로부터 연장된 두 개의 캠종동돌기(34)를 구비한다. 결합부(32)는 대체로 모서리를 모따기한 높이가 낮은 사각기둥 형상으로서, 회전축선(100)을 따라 중심을 관통하는 통로구멍(33)이 마련된다. 이 통로구멍(33)으로 후술하는 결합막대(90)가 지나간다. 통로구멍(33)을 형성하는 벽면은 마주보는 두 평면부(331)를 구비한다. 이 두 평면부(331)가 후술하는 결합막대(90)의 두 평면부(941)와 상호작용하여 회전부재(30)와 결합막대(90)가 함께 회전하게 된다. 결합부(32)가 폴더형 휴대전화기(도3의 5)의 제2 유닛(도3의 9)에 연결되어 함께 회전한다. 두 캠종동돌기(34)는 각각 결합부(32)의 뒤편에 회전축선(100)을 가운데에 두고 직경방향 양쪽에 마련된다. 두 캠종동돌기(34)는 회전축선(100)과 평행인 방향으로 후술하는 직선이동부재(40)의 캠면(44)을 향하여 연장된 다. 두 캠종동돌기(34)의 끝단에는 각각 편평한 접촉면(341)이 마련된다. 접촉면(341)은 직선이동부재(40)의 후술하는 캐면(44)의 두 수평부(443, 447)와 각각 면접촉하여 마찰을 증가시켜 정지상태가 더 잘 유지된다. 회전부재(30)는 하우징(20)의 개방된 단부를 통하여 삽입되어, 결합부(32)는 하우징(30) 밖으로 돌출되고 두 캠종동돌기(34) 부분은 하우징(20) 내부에 수용된다.

직선이동부재(40)는 측벽(42)과, 회전부재(30)와 마주보는 면에 형성된 캠면(44)을 구비한다. 직선이동부재(40)의 중심부에는 회전축선(100)을 따라 형성된 관통구멍(46)이 마련된다. 관통구멍(46)으로 결합막대(90)가 회전가능하게 지나간다. 측벽(42)은 하우징(20)의 측벽(24)의 형상과 같이 마주보는 편평한 벽(48)과 마주보는 원호형 벽(49)을 구비한다. 이러한 형상을 갖는 직선이동부재(40)는 하우징(20) 내부에 끼워져 회전축선(100)을 따라 직선운동은 가능하되 회전운동은 안 된다. 캠면(44)은 회전부재(30) 쪽에서 바라보았을 때 회전축선(100)을 중심으로 시계방향으로 진행하면서 차례대로 마련된 제1 골부(441)와, 올라가는 제1 경사부(442)와, 편평한 제1 수평부(443)와, 내려가는 제2 경사부(444)와, 제2 골부(445)와, 올라가는 제3 경사부(446)와, 편평한 제2 수평부(447)와, 내려가며 제1 골부(441)로 이어지는 제4 경사부(448)를 구비한다. 캠면(44)은 180도를 주기로 동일한 형상이 반복된다. 캠면(44)의 반대편에 마련된 바닥(47)은 편평하며 회전축선(100)과 수직을 이룬다. 바닥(47)은 제1 마찰부재(50)의 일면과 접한다.

제1 마찰부재(50)는 원판형의 부재로서, 중심부에는 관통구멍(52)이 마련된다. 관통구멍(52)을 통해 결합막대(90)가 지나간다. 관통구멍(52)에는 결합막대 (90)의 두 평면부(941)와 대응하는 마주보는 두 직선부(53)가 마련되어 하우징(20) 내에서 회전축선(100)을 중심으로 결합막대(90)와 함께 회전한다. 제1 마찰부재(50)는 직선이동부재(40)와 가압부재(60) 사이에 끼워져 양면이 각각 직선이동부재(40)의 바닥(47)과 가압부재(60)에 밀착하여, 회전부재(30)의 회전을 방해하는 마찰력을 제공한다.

가압부재(60)는 판부재로서, 측면의 형상이 직선이동부재(40)의 측벽(42)의 형상과 대체로 동일하여 하우징(20) 내에서 회전이 제한된다. 가압부재(60)의 중심부에는 원형의 관통구멍(62)이 마련된다. 이 관통구멍(62)을 통해 결합막대(90)가 회전가능하게 지나간다. 가압부재(60)의 양면은 각각 제1 마찰부재(50)와 탄성부재(70)의 일단부에 접한다. 가압부재(60)는 탄성부재(70)의 미는 힘에 의해 제1 마찰부재(50)와 밀착하며, 하우징(20) 내에서 회전축선(100)을 따라 직선이동이 가능하다.

탄성부재(70)는 압축코일스프링으로서, 하우징(20) 내부에 수용되어 일측은 가압부재(60)와 접하고, 반대측은 하우징(20)의 단부벽(22)의 내벽면에 접한다. 탄성부재(70)는 직선이동부재(40)를 회전부재(30) 쪽으로 밈과 동시에 제1 마찰부재(50) 및 제2 마찰부재(80)가 접하는 면들과 밀착하도록 한다.

제2 마찰부재(80)는 대체로 와셔와 같은 형태로서, 관통구멍(82)을 통해 결합막대(90)가 끼워져 양면이 각각 하우징(20)의 단부벽(22)의 외벽면과 결합막대(90)의 머리(92)에 밀착하게 된다. 제2 마찰부재(80)의 양면이 하우징(20)과 결합막대(90)의 머리(92)에 밀착됨으로써, 회전부재(30)의 회전을 방해하는 마찰력을 제공하게 된다.

결합막대(90)는 머리(92)와, 머리(92)로부터 길게 연장된 몸통(94)을 구비한다. 몸통(94)은 제2 마찰부재(80)와, 하우징(20)의 단부벽(22)과, 탄성부재(70)와, 가압부재(60)와, 제1 마찰부재(50)와, 직선이동부재(40)와, 회전부재(30)를 차례대로 지나간다. 몸통(94)에는 키이 역할을 하는 두 평면부(941)가 마련되어 결합막대(90)는 회전부재(30)뿐만 아니라 제1 마찰부재(50)와도 회전축선(100)을 중심으로 함께 회전하게 된다. 회전부재(30)가 이탈하지 않도록 몸통(94)의 끝단은 코킹과 같은 가공을 통해 확장된다. 머리(92)는 하우징(20)의 단부벽(22) 바깥에서 제2 마찰부재(80)와 밀착하며 걸린다.

이제, 도2와 도3을 참조하여 상기 실시예의 작용을 상세히 설명한다. 도2를 참조하면, 탄성부재(도1의 70)의 힘에 의해 캠종동돌기(34)가 캠면(44)과 밀착되어 있다. 캠종동돌기(34)가 화살표 방향으로 이동하면 휴대전화기(도3의 5)의 제2 유닛(도3의 9)이 펼쳐지는 방향으로 회전하게 된다. 캠종동돌기(34)가 P1에 위치(캠면(44)의 제1 경사부(442)에 위치)하는 상태는 도3에서 휴대전화기(5)가 완전히 접혀진 S1의 상태이다. 이 상태에서는 캠종동돌기(34)와 캠면(44)의 제1 경사부(442)의 상호작용에 의해 휴대전화기(5)가 완전히 접힌 상태를 안정적으로 유지하게 된다. 휴대전화기(5)의 제2 유닛(9)이 S1에 위치한 상태에서 휴대전화기(5)를 펼치면 캠종동돌기(34)는 제1 경사부(442)를 타고 올라가다 P2에 위치(제1 경사부(442)의 상단에 위치)하게 되고, 이때 휴대전화기(5)는 도3에서 S2의 상태가 된다. 이 상태에서 휴대전화기(5)를 더 펼치면 캠종동돌기(34)는 P3의 위치와 같이 캠면(44)의 평면부(443)에 위치하게 된다. 이때 휴대전화기(5)는 도3에서 S3의 상태가 된다. 이 상태에서 휴대전화기(5)는 정지상태를 유지하게 되는데, 제1, 제2 마찰부재(도1의 50, 80)의 작용에 의해 마찰력이 증가하여 정지상태를 보다 잘 유지하게 된다. 이 상태에서 휴대전화기(5)를 더 펼쳐 캠종동돌기(34)가 P4에 위치(제2 경사부(444)의 상단에 위치, 이때의 휴대전화기(5)의 상태는 S4)시키며 이후에는 캠종동돌기(34)가 제2 경사부(444)를 따라 자동으로 이동하며 제2 골부(445)에 끼워져 고정되고 휴대전화기(5)는 S5의 상태로서 완전히 펼쳐진 상태가 된다. 캠종동돌기(34)가 제1 경사부(442)에 위치(즉, P1과 P2 사이에 위치)하면 휴대전화기(5)는 자동으로 접히게 되고, 캠종동돌기(34)가 평면부(443)에 위치(즉, P2와 P4 사이에 위치)하면 휴대전화기(5)는 정지상태를 유지하며, 캠종동돌기(34)가 제2 경사부(444)에 위치(즉, P4와 P5 사이에 위치)하면 휴대전화기(5)는 자동으로 펼쳐지게 된다.

본 발명의 구성을 따르면 앞에서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 제1 마찰부재와 제2 마찰부재에 의해 정지상태를 유지하려는 힘이 강화되므로 힌지장치에 연결되는 유닛이 무거워지더라도 프리스톱의 기능을 보다 확실하게 제공하게 된다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims

회전축선을 중심으로 상대적으로 회전하며 접거나 펼칠 수 있는 제1 유닛과 제2 유닛을 연결해주는 힌지장치에 있어서,

상기 제1 유닛에 연결되며 상기 회전축선을 중심으로 회전하는 회전부재와,

상기 제2 유닛에 연결되며 상기 회전축선을 따라 직선이동하는 직선이동부재와,

상기 직선이동부재를 상기 회전부재 쪽으로 미는 탄성부재와,

상기 회전축선을 따라 직선이동하며 상기 탄성부재에 의해 상기 직선이동부재 쪽으로 밀리는 가압부재와,

양면이 상기 직선이동부재와 가압부재에 각각 접촉하며 상기 회전부재와 함께 회전하는 제1 마찰부재를 포함하며,

상기 회전부재와 직선이동부재 중 어느 하나의 부재는 캠면을 구비하고 다른 하나의 부재는 상기 캠면과 상호작용하는 캠종동돌기를 구비하며,

상기 캠면에는 상기 회전부재와 직선이동부재 사이의 거리가 일정하게 유지되는 수평부가 구비되는 힌지장치.
제1항에 있어서, 상기 회전부재와 제1 마찰부재가 함께 회전하도록 연결하며 상기 회전축선을 따라 연장되는 결합막대를 더 포함하는 힌지장치.
제2항에 있어서, 상기 직선이동부재, 제1 마찰부재, 가압부재 및 탄성부재를 수용하는 하우징을 더 포함하며, 상기 직선이동부재와 가압부재는 상기 하우징과 함께 회전하는 힌지장치.
제3항에 있어서, 상기 하우징은 상기 회전축선과 대체로 수직을 이루고 상기 결합막대가 지나가는 관통구멍이 형성된 단부벽을 구비하며, 상기 결합막대는 상기 단부벽 외부에 위치하는 머리를 구비하는 힌지장치.
제4항에 있어서, 양면이 각각 상기 하우징의 단부벽과 상기 결합막대의 머리에 밀착하는 제2 마찰부재를 더 포함하며, 상기 제2 마찰부재에는 상기 결합막대가 통과하는 관통구멍이 마련되는 힌지장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 캠종동돌기의 끝단은 상기 캠면의 수평부와 면접촉하여 마찰이 증가하도록 편평한 접촉면을 갖는 힌지장치.