KR20120078347A - 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

Abstract

개방 후 유격이 발생하지 않는 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기가 제공된다. 본 발명에 따른 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기는 제1부재 및 제2부재에 결합하여 제1,2부재를 회전 개폐하는 힌지 장치에 있어서, 제1,2부재 중 어느 하나에 고정되는 제1윙부와 제1회전축부를 구비하는 복수의 제1경첩부와, 제1,2부재 중 다른 하나에 고정되는 제2윙부와 제1회전축부와 동축상에 마련되는 제2회전축부를 구비하는 복수의 제2경첩부와, 일측의 제1회전축부와 제2회전축부 사이에 결합하여 제1,2부재에 회전력을 제공하는 구동힌지부와, 다른 일측의 제1회전축부와 제2회전축부 사이에 결합하여 개방 후 제1,2부재가 회전 방향으로 흔들리는 것을 방지하기 위한 스토퍼힌지부를 포함함으로써, 구동힌지부에 의해 개방이 이루어지고 스토퍼힌지부에 의해 일정 각도 이상 개방되는 것이 방지되는 한편 스토퍼힌지부의 탄성부재 및 걸림부와 회전축부의 중공부에 마련된 스토퍼돌기에 의해 개방 완료 후 전자기기가 회전 방향으로 흔들리는 것이 효과적으로 방지된다.

Description

힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기{Hinge apparatus and the Electronic equipment having it}

본 발명은 힌지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개방 후 유격이 발생하지 않도록 하는 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.

통상적으로 힌지 장치는 상호 겹쳐 밀폐되어 있는 두 개의 부재를 힌지 장치를 중심으로 회전시켜 소정 각도로 개방시키거나 반대의 동작을 수행하는데 사용되는 것으로, 휴대폰과 같은 모바일 기기의 폴더 방식이 이에 해당한다.

폴더 방식은 키입력부가 마련되어 있는 제1부재와 디스플레이부가 마련되어 있는 제2부재가 힌지 장치로 연결되어 평상 시에는 상호 중첩되어 닫혀 있다가 사용자가 외력을 가하면 개방되면서 제1,2부재의 전면에 마련된 키입력부와 디스플레이부가 외부로 노출된다. 폴더 방식 중에는 개방 동작을 용이하게 하기 위해 힌지 장치의 내부에 고정캠과 회전캠과 탄성부재로 이루어진 클릭 힌지를 이용하여 일정 각도까지만 외력을 가하면 탄성부재의 탄성복원력이 캠에 가해지면서 나머지 각도까지 개방이 완료되도록 하는 세미 오토 방식도 구현되고 있다.

그런데, 상술한 개방 방식은 완전 개방된 후라도 외력이 가해지면 회전 방향으로 제1부재 또는 제2부재가 흔들리는 문제가 있었다. 이러한 흔들림은 사용자에게 불편을 초래하며, 특히 최근 화면이 커진 와이드 타입의 폴더 방식인 경우 문자 입력을 위해서 양손을 사용하게 되는데 이때 화면이 고정되지 않아 불편한 점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술에 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 개방 후 유격이 발생하지 않는 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 힌지 장치는 제1부재 및 제2부재에 결합하여 제1,2부재를 회전 개폐하는 힌지 장치에 있어서, 제1,2부재 중 어느 하나에 고정되는 제1윙부와 제1회전축부를 구비하는 복수의 제1경첩부와, 제1,2부재 중 다른 하나에 고정되는 제2윙부와 상기 제1회전축부와 동축상에 마련되는 제2회전축부를 구비하는 복수의 제2경첩부와, 일측의 제1회전축부와 제2회전축부 사이에 결합하여 제1,2부재에 회전력을 제공하는 구동힌지부와, 다른 일측의 제1회전축부와 제2회전축부 사이에 결합하여 개방 후 제1,2부재가 회전 방향으로 흔들리는 것을 방지하기 위한 스토퍼힌지부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 힌지 장치의 상기 구동힌지부는 하우징과, 하우징 내측에 고정 마련되는 고정캠과, 하우징 외측에 마련되며 고정캠과 캠 결합하는 회전캠과, 상기 하우징 내측에서 고정캠을 회전캠 측으로 탄성 바이어스 하는 탄성스프링을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 힌지 장치의 상기 제2회전축부는 스토퍼돌기가 마련된 중공부를 구비하고, 상기 스토퍼힌지부는 제1회전축부의 중공부에 결합되는 제1고정부와, 제2회전축부의 중공부에 결합되며 상기 제1고정부에 진퇴 가능하게 결합되는 제2고정부와, 제1,2고정부 사이에 마련되어 제2고정부를 탄성 바이어스 하는 탄성부재를 포함하여, 개방 완료 시 상기 제2고정부가 상기 스토퍼돌기에 접촉하여 제2회전축의 회전을 제한한다.

또한, 본 발명에 따른 힌지 장치의 상기 스토퍼돌기는 상기 중공부를 사등분하여 1/4에 해당하는 구역에 마련되고, 상기 제2고정부는 상기 중공부의 3/4 해당하는 구역에서 회전하며 중공부의 1/4에 해당하는 구역에 형성되는 걸림부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 힌지 장치의 상기 제1고정부는 원통형 몸체와, 상기 몸체의 일단에 마련되는 단턱결합부와, 상기 몸체의 타단에 탄성부재가 삽입되도록 마련되는 중공 및 중공에 형성된 절개홈을 포함하고, 상기 제2고정부는 원통형으로 마련되며 일단이 상기 몸체의 타단에 삽입되는 바디와, 바디의 타단에 마련되며 상기 스토퍼돌기에 선택적으로 걸리는 걸림부와, 상기 절개홈에 결합되는 스토퍼핀을 구비하며, 상기 스토퍼핀은 제2회전축부의 회전 시 함께 회전하면서 상기 절개홈을 따라 몸체에 대해 진퇴하면서 걸림부가 스토퍼돌기에 접촉하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 힌지 장치의 상기 제2회전축부의 중공부에는 상기 스토퍼핀을 이동시키기 위한 캠면부가 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 힌지 장치의 상기 제1고정부의 몸체 일단은 제1회전축부의 중공부에 고정 결합되고, 제1고정부의 절개홈을 포함하는 몸체 타단은 제2회전축부의 중공부에 회전 가능하게 결합되며, 제2고정부의 바디는 제2회전축부의 중공부 내부에 회전 및 진퇴 가능하게 결합된다.

또한 본 발명의 다른 측면에 따르면 상기와 같이 마련되는 힌지장치를 포함하는 전자기기가 제공된다.

본 발명에 따른 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기는 구동힌지부에 의해 개방이 이루어지고 스토퍼힌지부에 의해 일정 각도 이상 개방되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 스토퍼힌지부는 내부 탄성부재 및 걸림부를 이용하여 개방 완료 후 전자기기가 회전 방향으로 흔들리는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기가 닫힌 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기가 열린 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지 장치를 분해 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지 장치의 스토퍼힌지부를 분해 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지 장치의 스토퍼힌지부의 개방 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5 내지 도 7의 횡단면도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지 장치의 스토퍼힌지부의 닫힘 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지 장치 및 이를 구비한 전자기기를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자기기는 제1부재(1) 및 제2부재(2)와 제1,2부재(1,2)를 연결하는 힌지 장치(100)를 포함한다. 제1부재(1)의 전면에는 각종 문자 및 기호가 표시된 복수의 키로 이루어진 키 입력부(3)가 마련되며, 제2부재(2)의 전면에는 화상이 표시되는 디스플레이부(4)가 마련된다.

전자기기는 평상 시에는 도 1에 도시한 바와 같이 제2부재(2)와 제1부재(1)가 겹쳐진 상태로 각각의 전면에 마련된 키 입력부(3)와 디스플레이부(4)가 외부로 노출되지 않으며, 키 입력부(3)가 요구될 경우 도 2에 도시한 바와 같이 전자기기 내부에 설치된 힌지 장치(100)를 이용하여 제2부재(2)가 제1부재(1)로부터 180도 회전하면서 키 입력부(3) 및 디스플레이부(4)를 외부로 노출시킨다. 여기서, 본 실시예에서 한정한 키 입력부(3) 및 디스플레이부(4)의 위치와 개방 각도는 당업자가 적절히 변형 및 수정 가능하다.

힌지 장치(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 제1부재(1) 또는 제2부재(2)에 고정 결합되는 복수의 경첩부(110)와, 경첩부(110) 내부에 마련되는 힌지부(120,130)를 포함한다.

경첩부(110)는 제1,2부재(1,2)의 회전 중심과 동일선상에 마련되는 회전축부(112)와, 회전축부(112)와 일체로 마련되며 제1,2부재(1,2)의 일면 상에 결합되는 윙부(114)를 포함한다. 회전축부(112)는 원통 형상을 가지며 내부에 중공(116)을 구비하여 힌지부(120,130)가 내설될 수 있도록 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 제1,2부재(1,2)가 180도 개방되면서 측면이 상호 접촉하기 위해서는 회전축부(112)의 원주 일부가 제1,2부재(1,2)의 일단부에 매립되어야 한다. 윙부(114)는 회전축부(112)로부터 플레이트 형상으로 돌출되어 제1부재(1) 또는 제2부재(2)에 설치된다. 경첩부(110)는 이하 설명을 용이하게 하기 위해 도 3에 도시한 바와 같이 제1부재(1)에 결합되는 제1경첩부(100)는 제1윙부(114A)와 제1회전축부(112)를 구비하는 것으로 예시하고, 제2부재(2)에 결합되는 제2경첩부(100)는 제2윙부(114B)와 제2회전축부(112)를 구비하는 것으로 예시하여 분리 설명한다. 또한, 본 실시예와 같이 경첩부(110)가 5 개로 이루어지는 힌지 장치가 전자기기에 설치될 경우 제1,2경첩부(100)는 제1,2부재(1,2)에 최대한 균등하게 배치되어야 한다.

힌지부는 개방 동작 시 회전력을 부가하기 위한 구동힌지부(120)와, 개방 후 흔들림을 방지하기 위한 스토퍼힌지부(130)를 포함한다.

구동힌지부(120)는 통상 클릭 힌지로 명칭되는 것으로 하우징(122)과, 하우징(122) 내측에 고정 마련되는 고정캠(124)과, 하우징(122) 외측에 마련되며 고정캠과 캠 결합하는 회전캠(126)과, 고정캠(124)과 회전캠(126)이 상호 캠 결합되도록 하우징(122) 내측에서 고정캠(124)을 회전캠(126) 측으로 탄성 바이어스 하는 탄성스프링(128)을 포함한다. 회전캠(126)은 샤프트(129)를 이용하여 고정캠(124) 및 하우징(122)에 결합된다. 구동힌지부(120)는 캠 간의 이동을 외력 또는 탄성스프링(128)의 탄성력에 의해 동작한다.

스토퍼힌지부(130)는 개방 완료된 제1,2부재(1,2)가 더 이상 개방되지 못하도록 함과 동시에 회전 이전 방향으로 자유롭게 회전하는 것을 방지한다(유격 방지). 이를 위해 스토퍼힌지부(130)는 도 3에 도시한 바와 같이 제1부재(1)에 설치되는 제1경첩부(110A)의 제1회전축부 중공부(116)에 결합되는 제1고정부(131)와, 제2부재(2에 설치되는 제2경첩부(110B)의 제2회전축부 중공부(116)에 결합되는 제2고정부(135)와, 제1,2고정부(131,135) 사이에 마련되는 탄성부재(140)를 포함한다.

제1고정부(131)는 도 4에 도시한 바와 같이 원통형으로 마련되는 몸체(132)와, 몸체(132)의 일단에 마련되는 단턱결합부(133)를 포함한다. 단턱결합부(133)는 원주의 일부를 절단한 직선면(133a) 형태로 마련되며, 제1경첩부(110A)의 중공부(116)에 삽입된다. 몸체(132)의 타단은 중공이 형성되어 내부에 탄성부재(140)가 삽입된다. 또한, 몸체(132)의 타단에는 끝단으로부터 종방향으로 제1절개홈(134a)이 형성되며, 제1절개홈(134a)은 몸체(132)에 횡방향으로 절개된 제2절개홈(134b)과 결합된다. 즉, 제1절개홈(134a)과 제2절개홈(134b)은 'ㄱ'자 형상을 갖는다. 제1,2절개홈(134a,134b)이 마련된 몸체(132)의 타단은 제2경첩부(110B)의 중공부(116)에 삽입된다.

제2고정부(135)는 원통형으로 마련되는 바디(136)와, 바디(136)의 일단에 마련되는 소직경부(137)와 타단에 마련되는 걸림부(138)를 포함한다. 소직경부(137)는 제1고정부(131)의 몸체(132) 타단에 삽입되면서 탄성부재(140)의 좌굴을 방지한다. 걸림부(138)는 제2경첩부(110B)의 중공부(116)에 삽입되어 중공부 내부에 마련되는 스토퍼돌기(117)에 선택적으로 걸린다. 또한, 바디(136)의 일단측에는 몸체(132)의 제1,2절개홈(134a,134b)을 따라 이동하는 스토퍼핀(139)이 마련되어, 스토퍼핀(139)과 절개홈의 결합 관계로 인해 바디(136)가 몸체(132)에 대해 진퇴되도록 한다. 스토퍼핀(139)의 이동은 개방되는 제2부재(2)를 따라 회전하는 제2경첩부(110B)의 중공부(116)에 형성된 캠면부(118)에 의해 이루어지는데, 캠면부(118)의 형상은 도면에 표시가 어려워 이하 도 4와 같이 양각으로 표시하여 설명한다.

그러면, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기의 동작을 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5는 제1부재 및 제2부재가 닫힌 상태(close) 일 때의 스토퍼힌지부(130)를 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 제1고정부(131)의 몸체(132) 일단은 제1경첩부(도 3의 110A)의 제1회전축부 중공부(116)에 고정 결합되어 있으며, 제1고정부(131)의 몸체(132) 타단(절개홈을 포함하는 부분)은 제2경첩부(110B)의 제2회전축부 중공부(116)에 회전 가능하게 결합되고, 제2고정부(135)의 바디(136)는 제2회전축부의 중공부 내부에 회전 가능하게 결합되어 있다. 이때 제2고정부(135)의 스토퍼핀(139)은 제1고정부(131)의 제2절개홈(134b)에 위치하므로, 탄성부재(140)는 압축된 상태이고 제2고정부 바디(136)의 걸림부(138)는 제2경첩부(110B)의 스토퍼돌기(117)와 이격되어 있다.

도 6은 제1부재에 대해 제2부재가 약 135°정도 개방된 상태를 도시한 도면이다. 제2경첩부(110B)의 중공부(116)에 마련되는 캠면부(118)에는 제1절개홈(134a)과 나란한 방향으로 바닥캠(118a)이 형성되어 있다. 바닥캠(118a)은 스토퍼핀(139)과 접촉하기 때문에, 제2경첩부(110B)가 회전하면 바닥캠(118a)에 의해 스토퍼핀(139)도 제2부재(2)를 따라 동일한 방향으로 회전한다. 즉, 스토퍼핀(139)은 제2절개홈(134b)에서 제2절개홈(134a)의 입구로 이동한다.

도 7은 제1부재에 대해 제2부재가 180° 완전 개방된 상태를 도시한 도면이다. 바닥캠(118a)에 의해 제2절개홈(134b)을 따라 회전하던 스토퍼핀(139)은 제2부재(2)가 완전 개방되면 도 6의 상태에서 탄성부재(140)의 탄성력에 의해 제1절개홈(134a)의 입구에서 출구로 이동한다. 즉, 제2고정부(135)는 탄성부재(140)의 탄성력에 의해 제2경첩부(110B)의 스토퍼돌기(117) 측으로 회전하면서 전진 이동하며, 최종적으로 제2고정부(135)의 타단에 마련된 걸림부(138)와 제2경첩부(110B)의 내부에 마련된 스토퍼돌기(117)가 접촉하면서 제2부재(2)가 180° 이상 회전하는 것을 제한함과 동시에 탄성부재(140)의 탄성력에 의해 회전축부의 회전 방향으로 흔들리는 것을 방지한다.

도 8은 도 5 내지 도 7에 있어서 스토퍼힌지부의 걸림부와 제2경첩부의 스토퍼돌기 사이의 관계를 도시한 횡단면도이다. 도시한 바와 같이 제2경첩부(110B)의 중공부(116)를 사등분하여 1/4에 해당하는 구역에 스토퍼돌기(117)를 형성하고, 3/4 해당하는 구역에 중공부의 1/4에 해당하는 걸림부(138)가 회전하도록 할 경우, A 위치(도 5 상태)에서 B 위치(도 6 상태)를 거쳐 C 위치(도 7 상태)로 걸림부(138)가 이동하면, 제2부재(2)는 정확히 180°회전하며 그 이상 회전하는 것은 불가능하다.

한편, 도 10은 제1부재에 대해 제2부재가 완전 개방된 후 다시 닫힘 상태로 이동하는 상태를 도시한 도면이다. 제2부재(2)가 닫힘 방향으로 회전함에 따라 제2경첩부(110B)의 캠면부(118)도 회전하게 되는데, 이때 스토퍼핀(139)은 경사캠면(118b)을 따라 이동하면서 점진적으로 제2절개홈(134b) 측으로 회전하면서 후퇴 이동한다. 그리고, 어느 정도 경사캠면(118b)을 따라 이동하던 스토퍼핀(139)은 닫힘 상태에 근접해서는 수직캠면(118c)에 의해 제2절개홈(134b)에 안착된다. 이 위치는 도 5에 도시된 바와 같이 걸림부(138)와 스토퍼돌기(117)가 이격된 상태이다.

1..제1부재 2..제2부재
100..힌지 장치 110..경첩부
112..회전축부 114A,114B..제1,2윙부
116..중공부 117..스토퍼돌기
118..캠면부 120..구동힌지부
130..스토퍼힌지부 131..제1고정부
134a,134b..제1,2절개홈 135..제2고정부
138..걸림부 139..스토퍼핀

Claims (8)

1. 제1부재 및 제2부재에 결합하여 제1,2부재를 회전 개폐하는 힌지 장치에 있어서,
   상기 제1,2부재 중 어느 하나에 고정되는 제1윙부와 제1회전축부를 구비하는 복수의 제1경첩부와,
   상기 제1,2부재 중 다른 하나에 고정되는 제2윙부와 상기 제1회전축부와 동축상에 마련되는 제2회전축부를 구비하는 복수의 제2경첩부와,
   일측의 상기 제1회전축부와 제2회전축부 사이에 결합하여 제1,2부재에 회전력을 제공하는 구동힌지부와,
   다른 일측의 상기 제1회전축부와 제2회전축부 사이에 결합하여 개방 후 제1,2부재가 회전 방향으로 흔들리는 것을 방지하기 위한 스토퍼힌지부를 포함하는 힌지 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 구동힌지부는 하우징과, 하우징 내측에 고정 마련되는 고정캠과, 하우징 외측에 마련되며 고정캠과 캠 결합하는 회전캠과, 상기 하우징 내측에서 고정캠을 회전캠 측으로 탄성 바이어스 하는 탄성스프링을 포함하는 힌지 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제2회전축부는 스토퍼돌기가 마련된 중공부를 구비하고,
   상기 스토퍼힌지부는 제1회전축부의 중공부에 결합되는 제1고정부와, 제2회전축부의 중공부에 결합되며 상기 제1고정부에 진퇴 가능하게 결합되는 제2고정부와, 제1,2고정부 사이에 마련되어 제2고정부를 탄성 바이어스 하는 탄성부재를 포함하여,
   개방 완료 시 상기 제2고정부가 상기 스토퍼돌기에 접촉하여 제2회전축의 회전을 제한하는 힌지 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 스토퍼돌기는 상기 중공부를 사등분하여 1/4에 해당하는 구역에 마련되고,
   상기 제2고정부는 상기 중공부의 3/4 해당하는 구역에서 회전하며 중공부의 1/4에 해당하는 구역에 형성되는 걸림부를 포함하는 힌지 장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 제1고정부는 원통형 몸체와, 상기 몸체의 일단에 마련되는 단턱결합부와, 상기 몸체의 타단에 탄성부재가 삽입되도록 마련되는 중공 및 중공에 형성된 절개홈을 포함하고,
   상기 제2고정부는 원통형으로 마련되며 일단이 상기 몸체의 타단에 삽입되는 바디와, 바디의 타단에 마련되며 상기 스토퍼돌기에 선택적으로 걸리는 걸림부와, 상기 절개홈에 결합되는 스토퍼핀을 구비하며,
   상기 스토퍼핀은 제2회전축부의 회전 시 함께 회전하면서 상기 절개홈을 따라 몸체에 대해 진퇴하면서 걸림부가 스토퍼돌기에 접촉하도록 하는 힌지 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제2회전축부의 중공부에는 상기 스토퍼핀을 이동시키기 위한 캠면부가 형성되는 힌지 장치.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 제1고정부의 몸체 일단은 제1회전축부의 중공부에 고정 결합되고, 제1고정부의 절개홈을 포함하는 몸체 타단은 제2회전축부의 중공부에 회전 가능하게 결합되며, 제2고정부의 바디는 제2회전축부의 중공부 내부에 회전 및 진퇴 가능하게 결합되는 힌지 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 의해 마련되는 힌지 장치를 포함하는 전자기기.

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