KR20070078134A

KR20070078134A - 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치

Info

Publication number: KR20070078134A
Application number: KR1020060008061A
Authority: KR
Inventors: 김명식
Original assignee: 피케이텍시스템 주식회사
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-07-31
Also published as: CN100557253C; CN101223371A; KR100769518B1; WO2007086627A1

Abstract

본 발명은 플랜지부가 형성된 플랜지형 디스크스프링을 구비함으로써, 면접촉에 의한 안정적인 토크를 발생시켜서 제품신뢰성을 향상시키기에 적당하도록 한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 노트북 컴퓨터나 LCD 모니터 등의 본체에 대한 디스플레이부의 각도를 조정하여 유지시키는 힌지장치에 있어서, 상기 본체에 고정되며 축공(110a)이 형성되어 있는 고정브라켓(110), 상기 축공(110a)에 관통 지지되어서 회전하며, 일단에는 나사산이 형성되어 있는 나사부(120a)와 타단에는 끼움부(120b)가 구비되어 있는 힌지축(120), 상기 디스플레이부에 고정되며, 상기 힌지축(120)의 끼움부(120b)에 억지 끼움되는 체결홀(130a)이 일측에 형성되어서 상기 힌지축(120)과 일체로 회전하는 회동브라켓(130), 중앙에 관통공이 형성되어 있고 외주면에 플랜지부(160b)가 형성되어 있으며, 상기 고정브라켓(110)의 전방에서 상기 힌지축(120)에 삽입되어서 압축된 반대 방향으로 탄성력을 작용하여 상기 고정브라켓(110)과 회동브라켓(130)을 탄력 지지하는 '플랜지형 디스크스프링'(160), 및 상기 힌지축(120)의 나사부(120a)에 나사 체결되어서 상기 플랜지형 디스크스프링(160)의 토크(torque)를 조절하는 너트(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의하면, 안정적인 토크를 발생시키고 그 결과 제품신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

힌지장치, 디스크스프링, 억지끼움, 세레이션

Description

플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치{Hinge Assembly with Plenge-type Disk Spring}

도 1은, 종래 기술에 의한 힌지장치의 단면도이다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치의 분해 사시도이다.

도 3은, 도 2의 결합 단면도이다.

도 4a는, 도 2의 플랜지형 디스크스프링의 평면도이다.

도 4b는, 도 2의 플랜지형 디스크스프링의 단면도이다.

도 5a는, 도 2의 가이드 와셔의 평면도이다.

도 5b는, 도 2의 가이드 와셔의 배면도이다.

도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치의 분해 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 ; 고정브라켓 110a ; 축공

112 ; 고정바 120 ; 힌지축

120a ; 나사부 120b ; 끼움부

130 ; 회동브라켓 130a ; 체결홀

140 ; 스페이스 와셔 140a ; 관통공

140b ; 오일 통공 150 ; 가이드 와셔

150a ; 관통공 150b ; 오일공

150c ; 오일 그루브 160 ; 플랜지형 디스크스프링

160a ; 관통공 160b ; 플랜지부

170 ; 너트

본 발명은 힌지 장치에 관한 것으로, 특히 플랜지부가 형성된 플랜지형 디스크스프링을 구비함으로써, 면접촉에 의한 안정적인 토크(torque)를 발생시켜서 제품신뢰성을 향상시키기에 적당하도록 한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치에 관한 것이다.

세계적으로 전자산업의 기술이 발전함에 따라 사람들이 휴대하여 가지고 다닐 수 있는 휴대용 컴퓨터, 휴대폰, 휴대용 단말기, 화상 전화기 등 휴대 및 사용이 간편하도록 무게가 가볍고 크기가 작은 다양한 제품이 개발되어 사용되고 있다.

이러한 제품들은 예컨대, 휴대용 컴퓨터는 본체와 디스플레이부로 구성되고, 디스플레이부는 본체에 힌지장치를 중심으로 회전되어 열리고 닫히도록 결합된다. 휴대용 컴퓨터를 사용할 때에는 힌지 장치를 중심으로 디스플레이부를 열고 일정한 각도로 유지시켜 사용하게 되는데, 일정한 각도로 열려진 디스플레이부를 고정적으 로 유지시키기 위하여 적절한 힌지장치가 채용된다.

이와 같은 힌지장치는 그 동작 원리 및 구조에 따라 각종의 형식으로 실시되고 있으며, 현재 사용되고 있는 대표적인 형식으로는 랩 스프링 형식, 축방향 디스크 압축 형식, 롤 핀 형식 및 클립 스프링 형식 등이 있다. 이 중 축방향 디스크 압축식 힌지장치는 복수의 디스크스프링을 이용하는 구조로서, 그 전형적인 예에 의한 힌지장치(10)를 도 1을 참조로 살펴보면 다음과 같다.

종래 기술에 의한 힌지장치(10)는 회동브라켓(11)과 고정브라켓(12)을 샤프트(13)에 끼워 결합하되 다수의 디스크스프링(15)을 구비하여 토크를 발생시키고 상기 다수의 디스크스프링(15)의 원활한 작동을 위하여 다수의 스페이스 와셔(14)를, 그리고 체결을 위하여 가이드와셔(16) 및 너트(17)를 구비하여 구성된다.

또한, 상기 스페이스 와셔(14)에는 파동모양의 오일 그루브를 형성하여 윤활제를 수용하여 원활한 힌지 동작을 수행하도록 하고 있다.

상기와 같은 구성은 디스크스프링(15)에 의하여 발생되는 토크를 통하여 회동브라켓(11)의 열림상태가 유지되도록 하며 개폐작동시의 소음을 줄일 수 있도록 하는 장점을 갖는다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 힌지장치(10)는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 디스크스프링(15)의 모서리가 가이드 와셔(16)에 접촉되어서 탄성력을 작용하므로, 디스크스프링(15)이 가이드 와셔(16)에 가해지는 압력은 매우 크고(접촉면이 좁기 때문에 압력은 작게 된다), 그 결과 디스크스프링(15)의 모서리에 의 해서 가이드 와셔(16)에 마모가 발생하는 문제가 발생하였다.

특히, 디스크스프링(15)과 가이드 와셔(16)가 회전함에 따라서 가이드 와셔(16)에 발생하는 마모는 더욱 더 심각하게 발생하게 된다.

둘째, 디스크스프링(15)의 좁은 모서리만이 가이드 와셔(16)에 접촉하여서 탄성복원력을 작용하기 때문에, 디스크 스피링(15)에 의해 발생하는 토크의 크기가 안정적이지 못하여 제품 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치의 목적은, 플랜지부가 형성된 플랜지형 디스크스프링을 구비함으로써, 면접촉에 의한 안정적인 토크를 발생시켜서 제품 신뢰성을 향상시키기에 적당하도록 한 힌지장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치는, 노트북 컴퓨터나 LCD 모니터 등의 본체에 대한 디스플레이부의 각도를 조정하여 유지시키는 힌지장치에 있어서, 상기 본체에 고정되며 축공(110a)이 형성되어 있는 고정브라켓, 상기 축공에 관통 지지되어서 회전하며, 일단에는 나사산이 형성되어 있는 나사부와 타단에는 끼움부가 구비되어 있는 힌지축, 상기 디스플레이부에 고정되며, 상기 힌지축(120)의 끼움부(120b)에 억지 끼움되는 체결홀이 일측에 형성되어서 상기 힌지축과 일체로 회전하는 회동브라켓, 중앙에 관통공이 형성되어 있고 외주면에 플랜지부가 형성되어 있으며, 상기 고정브라켓의 전방에서 상기 힌지축에 삽입되어서 압축된 반대 방향으로 탄성력을 작용하여 상기 고정브라켓과 회동브라켓을 탄력 지지하는 '플랜지형 디스크스프링', 및 상기 힌지축의 나사부에 나사 체결되어서 상기 플랜지형 디스크스프링의 토크를 조절하는 너트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

다음은 본 발명인 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 의한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 결합 단면도가 도시되어 있고, 도 4a에는 도 2의 플랜지형 디스크스프링의 평면도가 도시되어 있고, 도 4b에는 도 2의 플랜지형 디스크스프링의 단면도가 도시되어 있고, 도 5a에는 도 2의 가이드 와셔의 평면도가 도시되어 있고, 도 5b에는 도 2의 가이드 와셔의 배면도가 도시되어 있다.

도 2 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 플랜지형 디스크스프링을 구비한 힌지장치(100)는, 고정브라켓(110)과 힌지축(120)과 회동브라켓(130)과 '플랜지형 디스크스프링'(160)과 스페이스 와셔(140)와 가이드 와셔(150)와 너트(170)로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 힌지장치(100)는 예컨대, 노트북 컴퓨터나 LCD 모니터 등의 본체(미도시)에 대한 디스플레이부(미도시)의 각도를 조정하여 유지시키는 기능을 수행한다.

상기 고정브라켓(110)은 고정바(112)에 의해서 예컨대 노트북 컴퓨터 등의 본체에 고정되며 축공(110a)이 형성되어 있다.

상기 힌지축(120)은 상기 축공(110a)에 관통 지지되어서 상기 회동브라켓(130)과 일체로 회동하는 회동축이다.

상기 힌지축(120)의 일단에는 나사산이 형성되어 있는 나사부(120a)가 구비되어 있고, 타단에는 끼움부(120b)가 구비되어 있다. 상기 나사부(120a)는 상기 너트(170)와 나사 체결되며, 상기 끼움부(120b)는 하기하는 체결홀(130a)과 억지 끼움된다.

그리고, 바람직하게는 상기 끼움부(120b)는 세레이션 가공되어 있는데, 상기 끼움부(120b)를 세레이션 가공함으로써 상기 힌지축(120)이 회동브라켓(130)과 겉돌지 않고 일체로 회동하도록 한다.

그리고, 상기 힌지축(120)은 그 단면이 'D'자 형상이 되도록 일측이 평면(120c)으로 형성됨이 바람직하다.

상기 회동브라켓(130)은 예컨대 노트북 컴퓨터의 디스플레이부(미도시)에 고정되며, 상기 힌지축(120)의 끼움부(120b)에 억지 끼움되는 체결홀(130a)이 일측에 형성되어서 상기 힌지축(120)과 일체로 회전한다.

상기 '플랜지형 디스크스프링'(160)은 중앙에 관통공이 형성되어 있고 외주면에 플랜지부(160b)가 형성되어 있으며, 상기 고정브라켓(110)의 전방에서 상기 힌지축(120)에 삽입되어서 압축된 반대 방향으로 탄성력을 작용하여 상기 고정브라켓(110)과 회동브라켓(130)을 탄력 지지한다.

상기 플랜지형 디스크스프링(160)에 형성된 관통공은 상기 힌지축(120)의 단면과 대응되도록 'D'자 형상의 관통공(160a)으로 구성됨이 바람직하다.

상기 플랜지형 디스크스프링(160)의 관통공의 형상을 'D'자 형상의 관통공(160a)으로 구성함으로써, 상기 회동브라켓(130)의 회동 개폐 작동시에 힌지축(120)과 일체로 회전되도록 하여 플랜지형 디스크스프링(160)의 유동을 차단하게 된다.

상기 스페이스 와셔(140)는 관통공을 구비하여서, 상기 고정브라켓(110)을 사이에 두고 각각 상기 힌지축(120)에 끼워지며, 상기 스페이스 와셔(140)에는 복수의 '오일 통공'(140b)이 관통 형성되어 있다. 상기 오일 통공(140b)의 구성에 의하여 오일을 주입시킴으로써 원활하고 부드러운 힌지 동작을 수행할 수 있게 된다.

상기 가이드 와셔(150)는 관통공을 구비하여서, 상기 플랜지형 디스크스프링(160)을 사이에 두고 각각 상기 힌지축(120)에 끼워진다.

그리고, 가이드 와셔(150)의 전면에는 복수의 오일공(150b)이 형성되어 있고 후면에는 원형의 '오일 그루브'(150c)가 형성되어 있다.

상기 스페이스 와셔(140)와 가이드 와셔(150)에 형성된 관통공은 각각 상기 힌지축(120)의 단면과 대응되도록 'D'자 형상의 관통공(140a, 150a)으로 구성되어 있다.

상기 스페이스 와셔(140)와 가이드 와셔(150)에 형성된 관통공의 형상을 힌지축(120)과 대응되도록 'D'자 형상의 관통공(140a, 150a)으로 구성함으로써, 상기 회동브라켓(130)의 회동 개폐 작동시에 상기 회동브라켓(130)과 일체로 회동하는 힌지축(120)에 대하여 상기 스페이스 와셔(140)와 가이드 와셔(150)의 유동을 차단할 수 있게 된다.

상기 너트(170)는 상기 힌지축(120)의 나사부(120a)에 나사 체결되어서 상기 플랜지형 디스크스프링(160)의 토크를 조절한다.

도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치의 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치는 플랜지형 디스크스프링(160')의 관통공의 형상이 원형으로 구현된 '원형 관통공'(160a')으로 구성된다.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치의 작용에 대하여 기술한다.

사용자가 예컨대 노트북 컴퓨터 등의 디스플레이부(미도시)에 외력을 가하여 회동시키면, 상기 고정브라켓(130)이 회동하게 되고, 상기 고정브라켓(130)의 회동과 동시에 상기 힌지축(120)이 상기 고정브라켓(130)과 일체로 회동하게 된다.

여기서, 상기 회동브라켓(130)과 힌지축(120)이 일체로 회동하는 작용에 대하여 기술한다.

상기 회동브라켓(130)은 그 재질이 예컨대 아연(Zn)으로 구현되어서 상기 힌지축(120)보다 상대적으로 무르기 때문에(즉, 회동브라켓(130)의 경도가 힌지축(120)보다 작기 때문에), 상기 세레이션 가공된 끼움부(120b)가 체결홀(130a)에 억 지 끼움된 후 힌지축(120)이 회전하면, 세레이션 가공된 끼움부(120b)가 어느 정도 체결홀(130a)을 물고 회전하게 되며, 그 결과 상기 회동브라켓(130)과 힌지축(120)은 완벽하게 일체로 회전하게 된다.

한편, 상기 회동브라켓(130)과 일체로 상기 힌지축(120)이 회전하더라도 상기 스페이서 와셔(140)와 가이드 와셔(150)와 플랜지형 디스크스프링(160)은 각각 'D'자 형상의 관통공(140a, 150a, 160a)을 구비하였기 때문에, 유동 없이 상기 힌지축(120)과 함께 회동하게 된다.

상기와 같이 회동브라켓(130)이 회동하는 도중에 소정 각도에서 사용자가 디스플레이부의 회전 동작을 멈추면, 상기 플랜지형 디스크스프링(160)의 탄성복원력에 의한 토크가 상기 고정브라켓(110)과 회동브라켓(130)에 작용함으로써 고정브라켓(130)이 소정 각도를 유지하면서 고정된다.

특히, 본 발명에 의한 플랜지형 디스크스프링(160)은 플랜지부(160b)가 가이드와셔(150)에 면접촉을 한 상태에서 탄성복원력과 이에 의한 토크를 작용하기 때문에, 상기 플랜지형 디스크스프링(160)이 작용하는 토크는 안정된 값을 가지며, 그 결과 힌지장치(100)는 사용자가 원하는 각도에서 신뢰성 있게 멈춤 작용을 하게 된다.

상기와 같이 고정브라켓(130)의 회동에 의한 개폐동작이 수행되는 경우, 플랜지부(160b)가 가이드와셔(150)에 면접촉을 한 상태에서 상기 플랜지형 디스크스프링(160)이 탄성복원력과 이에 의한 토크를 작용하기 때문에, 종래 기술에서와 같이 가이드 와셔(150)가 마모되는 문제점은 발생하지 않게 된다.

상기 본 발명의 일실시예에서는 한 쌍의 플랜지형 디스크스프링(160)의 플랜지부(160b)가 가이드 와셔(150)에 접촉하는 구성으로 되어 있으나, 이에 한하는 것은 물론 아니며, 상기 한 쌍의 플랜지형 디스크스프링(160)의 플랜지부(160b)가 상호 접촉하도록 배열하는 구성도 본원 발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

상기 본 발명의 일실시예에서는 상기 플랜지형 디스크스프링(160)이 한 쌍으로 구성되는 것으로 하고 있으나, 이에 한하는 것은 물론 아니며, 예컨대 2 쌍 또는 4 쌍과 같이 필요한 토크의 크기에 따라 그 개수를 증가시켜서 구성할 수 있으며, 이러한 경우에도 본원 발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

그리고, 상기 본 발명의 일 실시예에서는 상기 스레이스 와셔(140)와 가이드 와셔(150)를 각각 한 쌍씩 구성되는 것으로 하고 있으나, 이에 한하는 것은 물론 아니며 그 개수를 증가시켜서 구성할 수 있으며, 이 경우에도 본원 발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성과 동작 과정을 가지는 본 발명인 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 플랜지형 디스크스프링(160)은 플랜지부(160b)가 가이드와셔(150)에 면접촉을 한 상태에서 탄성복원력과 이에 의한 토크를 작용하기 때문에, 상기 플랜 지형 디스크스프링(160)이 작용하는 토크는 안정된 값을 가지며, 그 결과 힌지장치(100)는 사용자가 원하는 각도에서 신뢰성 있게 멈춤 작용을 할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 플랜지부(160b)가 가이드와셔(150)에 면접촉을 한 상태에서 상기 플랜지형 디스크스프링(160)이 탄성복원력과 이에 의한 토크를 작용하기 때문에, 종래 기술에서와 같이 가이드 와셔(150)가 마모되는 문제점은 발생하지 않게 된다.

셋째, 힌지축(120)에 끼움부(120b)를 구성하고 상기 끼움부에 억지 끼움되는 체결홀(130a)을 회동브라켓(130)에 구성함으로써, 나사와 같은 별도의 체결 수단 없이도 간단한 구성에 의하여 한 번의 동작으로 신속하게 힌지축(120)에 고정브라켓(130)을 체결할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 세레이션 가공된 끼움부(120b)를 상기 체결홀(130a)에 억지 끼움함으로써, 상기 힌지축(120)이 고정브라켓(130)과 더욱 더 일체로 회동하게 되는 효과가 있다.

Claims

노트북 컴퓨터나 LCD 모니터 등의 본체에 대한 디스플레이부의 각도를 조정하여 유지시키는 힌지장치에 있어서:

상기 본체에 고정되며 축공(110a)이 형성되어 있는 고정브라켓(110);

상기 축공(110a)에 관통 지지되어서 회전하며, 일단에는 나사산이 형성되어 있는 나사부(120a)와 타단에는 끼움부(120b)가 구비되어 있는 힌지축(120);

상기 디스플레이부에 고정되며, 상기 힌지축(120)의 끼움부(120b)에 억지 끼움되는 체결홀(130a)이 일측에 형성되어서 상기 힌지축(120)과 일체로 회전하는 회동브라켓(130);

중앙에 관통공이 형성되어 있고 외주면에 플랜지부(160b)가 형성되어 있으며, 상기 고정브라켓(110)의 전방에서 상기 힌지축(120)에 삽입되어서 압축된 반대 방향으로 탄성력을 작용하여 상기 고정브라켓(110)과 회동브라켓(130)을 탄력 지지하는 '플랜지형 디스크스프링'(160); 및,

상기 힌지축(120)의 나사부(120a)에 나사 체결되어서 상기 플랜지형 디스크스프링(160)의 토크(torque)를 조절하는 너트(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치.
청구항 1에 있어서,

관통공을 구비하여서, 상기 고정브라켓(110)을 사이에 두고 각각 상기 힌지 축(120)에 끼워지는 한 쌍의 스페이스 와셔(140); 및,

관통공을 구비하여서, 상기 플랜지형 디스크스프링(160)을 사이에 두고 각각 상기 힌지축(120)에 끼워지는 한 쌍의 가이드 와셔(150)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치.
청구항 2에 있어서,

상기 체결홀(130a)에 억지 끼움되는 상기 힌지축(120)의 끼움부(120b)는,

세레이션 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치.
청구항 3에 있어서,

상기 힌지축(120)은 그 단면이 'D'자 형상이 되도록 일측이 면으로 형성되고,

상기 스페이스 와셔(140)와 가이드 와셔(150)에 형성된 관통공은 각각 상기 힌지축(120)의 단면과 대응되도록 'D'자 형상의 관통공(140a, 150a)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치.
청구항 4에 있어서,

상기 플랜지형 디스크스프링(160)에 형성된 관통공은 상기 힌지축(120)의 단면과 대응되도록 'D'자 형상의 관통공(160a)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플 랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치.
청구항 5에 있어서,

상기 스페이스 와셔(140)에는 복수의 '오일 통공'(140b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치.
청구항 6에 있어서,

가이드 와셔(150)의 전면에는 복수의 오일공(150b)이 형성되어 있고 후면에는 원형의 '오일 그루브'(150c)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플랜지형 디스크스프링이 구비된 힌지장치.