KR20130020031A - 전자기기용 힌지 구조체 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

전자기기용 힌지 구조체 및 이를 구비하는 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기기용 힌지 구조체 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것으로서, 본 발명에서는 제1힌지몸체부와, 상기 제1힌지몸체부로부터 제1회전축 방향으로 돌출 형성되며 제1회전축에서 회전 결합되는 제1고정회전연결부와, 제1고정회전연결부보다 수직 하부에 상기 제1힌지몸체부로부터 제2회전축 방향으로 돌출 형성되며 제2회전축에서 회전 결합되는 제2고정회전연결부를 구비하는 제1힌지와, 제1힌지와 대칭 형상을 갖는 제2힌지와, 제1고정회전연결부와 제1이동회전연결부를 항상 제1거리만큼 유지하면서 회전 가능하도록 연결시키는 제1링크 및 제2고정회전연결부와 제2이동회전연결부를 항상 상기 제1거리만큼 유지하면서 회전 가능하도록 연결시키는 제2링크를 포함하고, 제1회전축과 제2회전축은 제1힌지몸체부의 수직이등분선을 기준으로 각각 좌우 대칭되는 위치에 형성되며, 제1고정회전연결부 및 제1이동회전부와 제2고정회전연결부 및 제2이동회전연결부는 각각 동일한 수평면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체가 제공된다.

Description

전자기기용 힌지 구조체 및 이를 구비하는 전자기기{HINGE STRUCTURE FOR ELECTRONIC DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE WITH THE SAME}
본 발명은 전자기기용 힌지 구조체 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 펼친 상태에서는 두 개의 디스플레이 패널을 밀착하여 디스플레이하고 양방향으로 접철할 수 있는 전자기기용 힌지 구조체 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다
근래 들어 화면을 넓게 보면서도 휴대가 용이하도록 하기 위해 두 개의 디스플레이를 갖는 듀얼 디스플레이 전자기기에 대한 개발이 이루어지고 있다. 듀얼 디스플레이 전자기기란, 접철이 가능한 두 개의 케이스 각각에 엘시디, 유기 이엘과 같은 평판 디스플레이 패널을 하나씩 구비하는 전자기기를 의미하는 것으로서 휴대시에는 접은 상태로 부피를 작게 하여 사용할 수 있도록 하였고, 사용시에는 펼쳐서 대화면으로 사용할 수 있는 제품이다.
도 1은 종래 듀얼 디스플레이 전자기기의 대표적인 예를 단순 구조의 경첩 구조로 구현한 예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 전자기기는 두 개의 케이스(110, 120)에 각각 하나의 디스플레이 패널(113, 123)을 설치한 것이다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이 단순 구조의 경첩(111)을 이용하여 두 개의 케이스를 접은 상태에서 휴대하거나 대화면으로 이용하기 위해 (a), (b) 상태를 거쳐 (c)와 같이 완전히 펼칠 경우 두 개의 디스플레이 패널(113, 123)은 상호 인접하게 위치하게 된다. 그런데 이러한 단순 경첩구조를 사용하는 전자기기는 한 방향으로만 접을 수 있으므로 휴대시에는 양방향으로 디스플레이 패널(113, 123)이 노출되는 문제점이 있다. 또한 도 1(d)에 도시한 바와 같이 완전히 펼쳤을 때 디스플레이 패널(113, 123) 양측에 화살표 방향으로 외력이 가해질 경우 부서질 염려가 있으므로 충분한 힘을 지지하도록 경첩을 설계하여야 하므로 경첩이 커지는 단점이 있다.
도 1에 도시된 듀얼 디스플레이 전자기기의 단점을 개선하기 위하여 일본 교세라사는 도 2와 같이 디스플레이 패널을 노출시키지 않으면서 휴대가 가능하고 다양한 모드에서 작동이 가능한 듀얼 디스플레이 전자기기를 제안하였다. 도 2는 디스플레이 패널을 전면에 위치되었다고 가정하에 평면 또는 저면에서 바라본 상태를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 듀얼 디스플레이 전자기기는 제1케이스(110)에는 중앙지점(115)에 피벗 힌지(119)가 결합되고, 제2케이스(120)에는 일 단 지점(117)에 피벗 힌지(119)가 결합되는 구조를 갖는다. (a)에 도시된 바와 같이 외부에 디스플레이 패널이 노출되지 않도록 완전히 접철하여 휴대할 수 있도록 구성되었다. (a) 상태에서 피벗 힌지(119)를 일 단 지점(117)을 중심으로 시계 방향으로 회전시키면 (b) 상태로 변환된다. (b) 상태에서 피벗 힌지(119)를 90°까지 회전시킨 후 제1케이스(110)를 중앙지점(115)를 기준으로 약 180°회전시키면 (c) 상태로 변환된다. (c) 상태에서 피벗 힌지(119)를 일 단 지점(117)을 축으로 시계 방향으로 대략 90°회전하면 (d) 상태와 같이 완전히 펼쳐진 대화면 상태가 된다. 또는 (c) 상태에서 피벗 힌지(119)를 일 단 지점(117)을 축으로 반시계 방향으로 대략 90°회전하면 (e) 상태와 같이 하나의 디스플레이 패널만이 외부로 노출되는 상태로 변환된다. 다시 (b) 상태에서 피벗 힌지(119)를 일 단 지점(117)을 축으로 시계 방향으로 대략 90°회전시키면 (f) 상태와 같이 양 방향에서 각각 하나의 디스플레이 패널을 볼 수 있는 상태로 변환시킬 수 있다.
그런데 도 2에 제안된 듀얼 디스플레이 전자기기에 채택된 힌지는 여러가지 상태로 변환이 용이하게 가능한 장점이 있지만, 힌지가 크고 투박한 상태로 노출되어 미관상 좋지 않으며 듀얼 디스플레이가 펼쳐진 (d)상태에서는 지속적으로 외력이 작용될 경우 힌지가 부서질 위험성이 있는 문제점이 있다. 마지막으로 통상 (e)와 같은 상태로 전화 통화를 한 후 (a) 단계로 접어 휴대하기 위해서는 상당한 변환 동작이 필요하여 사용에 불편한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 비교적 빠른 시간 내에 다양한 상태로 변환이 용이하고 상당한 외력에도 견딜 수 있는 전자기기용 힌지 구조체 및 이를 구비하는 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명에 따른 힌지 구조체를 개인용 휴대 전화와 같은 전자기기에 사용할 경우에는 한 손으로도 손쉽게 접거나 펼칠 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상기 목적은 전자 기기에 부착되는 힌지 구조체로서, 제1힌지몸체부와, 상기 제1힌지몸체부로부터 제1회전축 방향으로 돌출 형성되며 제1회전축에서 회전 결합되는 제1고정회전연결부와, 상기 제1고정회전연결부보다 수직 하부에 상기 제1힌지몸체부로부터 제2회전축 방향으로 돌출 형성되며 제2회전축에서 회전 결합되는 제2고정회전연결부를 구비하는 제1힌지와, 제2힌지몸체부와, 상기 제2힌지몸체부로부터 상기 제2회전축 방향으로 돌출 형성되며 제2회전축에서 회전 결합되는 제1이동회전연결부와, 상기 제1이동회전연결부보다 수직 하부에 상기 제2힌지몸체부로부터 제1회전축 방향으로 돌출 형성되며 제1회전축에서 회전 결합되는 제2이동회전연결부를 구비하는 제1힌지와, 상기 제1고정회전연결부와 상기 제1이동회전연결부를 항상 제1거리만큼 유지하면서 회전 가능하도록 연결시키는 제1링크 및 상기 제2고정회전연결부와 상기 제2이동회전연결부를 항상 상기 제1거리만큼 유지하면서 회전 가능하도록 연결시키는 제2링크를 포함하고, 상기 제1회전축과 상기 제2회전축은 상기 제1힌지몸체부의 수직이등분선을 기준으로 각각 좌우 대칭되는 위치에 형성되며, 상기 제1고정회전연결부 및 상기 제1이동회전부와 상기 제2고정회전연결부 및 상기 제2이동회전연결부는 각각 동일한 수평면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체에 의해서 달성 가능하다.
본 발명에 따른 전자기기용 힌지 구조체는 구조가 간단하고 부피를 적게 차지하므로 전자기기에 용이하게 장착할 수 있다. 또한, 양면 케이스를 구비하는 전자기기에 채택할 경우 양면 케이스를 180°를 유지하도록 완전히 펼쳤을 때도 접합면 사이 거리가 이격되지 않는 구조적 특징이 있다. 나아가 접철 구조가 평이하여 한 손으로도 손쉽게 접철할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 종래 듀얼 디스플레이 전자기기의 대표적인 예를 단순 구조의 경첩 구조로 구현한 예를 도시한 도면.
도 2는 디스플레이 패널을 전면에 위치되었다고 가정하에 평면 또는 저면에서 바라본 상태를 도시한 것.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 전자기기용 힌지 구조체의 사시도.
도 4는 제1가이드턱과 제2가이드턱을 생략한 채로 제1힌지 평면상에서 바라본 상태를 도시한 평면도.
도 5는 도 3에 도시된 힌지 구조체의 분해 사시도.
도 6에 제1이동회전연결부(33)와 제1빠짐방지부(37)의 일부 수직 단면도.
도 7에 제2이동회전연결부(35)와 제2빠짐방지부(39)의 일부 수직 단면도.
도 8은 도 3에 제시된 본 발명의 힌지 구조체에서 빠짐방지부와 가이드턱이 생략된 힌지 구조체 사시도.
도 9는 각각 하나의 디스플레이 패널을 갖는 전자기기의 두 개의 케이스 사이에 도 8의 힌지 구조체를 상하부에 각각 삽입 설치한 상태의 전면도, 배면도 및 평면도.
도 10은 도 8을 간략히 도시한 기하학적 모델임.
도 11은 제1회전축과 제2회전축 사이의 거리가 5mm 일 경우, 오차 e에 대해 양 케이스가 이격되는 거리(d)를 그래프로 도시한 것.
도 12는 도 3의 실시예의 힌지 구조체에서 제1빠짐방지부와 제1가이드턱을 설명하기 위한 설명도.
도 13은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 힌지 구조체의 분해 사시도.
도 14는 제2링크의 일부 단면도.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 힌지 구조체의 동작 이해를 돕기 위한 도면.
도 17 및 도 18은 도 13의 실시예에서 제2링크에 형성한 걸림턱의 기능에 대해 설명하기 위한 설명도.
도 19는 본 발명에 따른 힌지 구조체에 적용하기 위한 전선연결부에 대한 일 실시예.
도 20은 전선연결부가 구비된 본 발명 일 실시예의 힌지 구조체에 전선이 연결된 상태를 도시한 사시도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 의미하는 전자기기는 접철 가능한 두 개의 케이스로 분리되고, 각각의 케이스에 엘시디, 유기이엘과 같은 평판 디스플레이 패널이 되는 컴퓨터, 개인용 휴대폰, 노트북 등을 포괄하는 용어로 사용된 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 전자기기용 힌지 구조체의 사시도이며, 도 4는 제1가이드턱과 제2가이드턱을 생략한 채로 제1힌지 평면상에서 바라본 상태를 도시한 평면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 힌지 구조체의 분해 사시도이다. 본 발명에 따른 힌지 구조체의 실시예는 제1힌지와 제2힌지의 결합 구조로 구성되는데 도 3에 도시된 힌지는 제1힌지와 제2힌지가 약 100°정도의 사이각을 유지하면서 회전된 상태를 도시한 것이다. 본 발명의 힌지 구조체는 양방향으로 회전이 가능하므로 도 3에 도시된 바와 같이 제1회전축(1)과 제2회전축(2)으로 구성된 두 개의 회전축을 갖게 된다. 이를 도 4를 이용하여 설명하면, 제1힌지의 제1힌지몸체부(11)의 수직 중심선을 기준으로 제1회전축(1)은 좌측에 형성되고, 제2회전축(2)는 우측의 대응되는 위치에 형성된다. 제1회전축(1) 중심과 제2회전축(2) 중심 사이의 거리는 항상 일정한 제1거리(a)로 유지된다.
실질적으로 본 발명에 따른 힌지 구조체를 전자기기에 적용할 경우 제1힌지 및 제2힌지 중 어느 것이 고정된 힌지이고 어느 것이 이동하는 힌지인지 구별하는 것은 무의미하다. 하지만 본 발명에서는 설명의 편의상 제1힌지가 고정된 상태에서 제2힌지를 회전 이동시켜 양 방향으로 회전 접철시키는 것으로 설명하고자 한다.
제1힌지는 제1케이스와 연결되는 제1힌지몸체부(11)와, 제1힌지몸체부(11)로부터 제1회전축(1) 방향으로 돌출 형성되며 제1회전축(1)에서 회전 결합되는 제1고정회전연결부(13)와, 제1고정회전연결부(13)보다 수직 하부에 제1힌지몸체부(11)로부터 제2회전축 방향으로 돌출 형성되며 제2회전축에서 회전 결합되는 제2고정회전연결부(15)를 구비한다.
제2힌지는 제2케이스와 연결되는 제2힌지몸체부(31)와, 제2힌지몸체부(31)로부터 제2회전축(2) 방향으로 돌출 형성되며 제2회전축(2)에서 회전 결합되는 제1이동회전연결부(33)와, 제1이동회전연결부(33)보다 수직 하부에 제2힌지몸체부(31)로부터 제1회전축(1) 방향으로 돌출 형성되며 제1회전축(1)에서 회전 결합되는 제2이동회전연결부(35)를 구비한다.
도 3에 도시된 바와 같이 제1고정회전연결부(13) 중심과 제1이동회전연결부(33) 중심은 제1링크(41)에 의해 각각의 회전축에서 일정한 제1거리를 유지하면서 회전가능하도록 결합되며, 동일하게 제2고정회전연결부(15) 중심과 제2이동회전연결부(35) 중심은 제2링크(43)에 의해 각각의 회전축에서 일정한 제1거리를 유지하면서 회전가능하도록 결합된다. 따라서, 제1고정회전연결부(13) 중심과 제1이동회전연결부(33) 중심은 동일한 수평면상에 형성되어야 하며, 제2고정회전연결부(15) 중심과 제2이동회전연결부(35) 중심은 동일한 수평면상에 형성되어야 한다.
또한, 제1이동회전연결부(33) 하부에는 아래 방향으로 일정한 높이로 제1이동회전연결부(33) 중심축을 따라 반경 r1을 갖는 원기둥 형상의 제1빠짐방지부(37)가 구비된다. 설명의 편의상 도 6에 제1이동회전연결부(33)와 제1빠짐방지부(37)의 일부 수직 단면도를 도시하였다. 제1힌지에는 제1힌지몸체부(11)와 연결되어 형성되는 제1가이드턱(19)을 형성하였다. 제1가이드턱(19)은 제2회전축(2) 수직 영역 내 제1빠짐방지부(37)와 동일한 수평면상에 형성되며, 제1회전축(1)을 중심으로 제1거리에 반경 r1을 더한 반경 R1을 따라 형성되는 일정한 높이를 갖는 오목형상의 원호면(21)을 포함하도록 형성한다. 제1빠짐방지부(37)와 제1가이드턱(19)은 제1이동회전연결부(33)가 제1회전축(1)을 중심으로 회전 이동할 때 제1거리를 유지하면서 회전 이동할 수 있게 한다. 도 3에서는 제1가이드턱(19)이 제1힌지몸체부(11)에 형성되는 것으로 도시하였으나 이는 실시예에 불과한 것으로 제2힌지몸체부(31)에 형성하는 것도 가능함은 물론이다.
유사하게, 제2이동회전연결부(35) 하부에는 아래 방향으로 일정한 높이로 제2이동회전연결부(35) 중심축을 따라 반경 r2를 갖는 원기둥 형상의 제2빠짐방지부(39)가 구비된다. 설명의 편의상 도 7에 제2이동회전연결부(35)와 제2빠짐방지부(39)의 일부 수직 단면도를 도시하였다. 제1힌지에는 제1힌지몸체부(11)와 연결되어 형성되는 제2가이드턱(17)을 형성하였다. 제2가이드턱(17)은 제1회전축(1) 수직 영역 내 제2빠짐방지부(39)와 동일한 수평면상에 형성되며, 제2회전축(2)을 중심으로 제1거리(a)에 반경 r2를 더한 반경 R2를 따라 형성되는 일정한 높이를 갖는 오목형상의 원호면을 포함하도록 형성한다. 제2빠짐방지부(39)와 제2가이드턱(17)은 제2이동회전연결부(35)가 제2회전축(2)을 중심으로 회전 이동할 때 제1거리(a)를 유지하면서 회전 이동할 수 있게 한다. 도 3에서는 제2가이드턱(17)이 제1힌지몸체부(11)에 형성되는 것으로 도시하였으나 이는 실시예에 불과한 것으로 제2힌지몸체부(31)에 형성하는 것도 가능함은 물론이다.
다음으로 빠짐방지부와 가이드턱의 기능에 대해 설명하기로 한다. 도 8은 도 3에 제시된 본 발명의 힌지 구조체에서 빠짐방지부와 가이드턱이 생략된 힌지 구조체 사시도이며, 도 9는 각각 하나의 디스플레이 패널을 갖는 전자기기의 두 개의 케이스 사이에 도 8의 힌지 구조체를 상하부에 각각 삽입 설치한 상태의 전면도, 배면도 및 평면도이다. 도 8에 대한 도면 기호에 대한 설명은 도 3에 도시된 기호와 동일한 구성이므로 생략하기로 한다. 도 8에 도시된 제1힌지몸체부(11), 제1고정회전연결부(13), 제2고정회전연결부(15), 제1이동회전연결부(33), 제2이동회전연결부(35)의 형상은 도 3에 대응되는 구성요소의 형상과 상이하며, 이러한 구성요소의 형상은 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 도 9에 도시된 전자기기는 제1케이스(110) 전면에 제1디스플레이 패널(113)이 구비되고, 제2케이스(120) 전면에 제2디스플레이 패널(123)이 구비되고, 양 케이스 측면 내부에는 도 8에 도시된 힌지 구조체가 디스플레이 패널의 외측 영역에 삽입 설치됨을 알 수 있다. 도 9(c)에 도시된 평면도에 도시된 바와 같이 양측 케이스를 180°로 완전히 펼친 상태에서 제1회전축(1)과 제2회전축(2)은 각각 케이스의 전면 외부 및 후면 외부로 돌출 형성됨을 알 수 있다. 이러한 현상은 도 9의 전자기기에 도 8에 제시된 힌지 구조체 대신에 도 3 또는 향후 설명되는 다른 실시예의 힌지 구조체를 삽입하더라도 동일한 구조를 보여주게 된다. 그런데 도 9(a)에 도시된 바와 같이 케이스 양측면 외측으로 외력이 작용하거나 또는 제1링크의 길이, 제2링크의 길이, 제1링크와 결합되는 제1고정회전연결부 및/또는 제1이동회전연결부의 중심축의 크기 오차 및 제2링크와 결합되는 제2고정회전연결부 및/또는 제2이동회전연결부의 중심축의 크기 오차에 의해서 도 8에 제시된 힌지 구조체를 사용하면 양 케이스의 중심 접합부가 이격되는 현상이 발생된다.
즉, 상기와 같은 설계 오차 또는 결합 오차가 없을 경우에는 도 9의 상태에서 제1링크와 제2링크는 제1케이스(113)와 제2케이스(123)의 접합 경계면을 따라 나란히 위치하게 될 것이나 오차가 발생할 경우에는 양 케이스가 접합면에서 서로 이격되는 현상이 나타난다.
도 10에 도시된 기하학적 모델을 이용하여 수학적으로 설명하기로 한다. 도 10에서 참조기호 '115'는 제1케이스의 접합면을 나타내고, 참조기호 '125'는 제2케이스의 접합면을 나타내며, 'θ'는 이상적인 제1링크의 위치를 기준으로 오차가 발생한 경우 제1링크 사이의 이격각도를 나타낸 것이다. 측면오차가 없는 이상적인 상태의 제1회전축과 제2회전축 사이의 길이(제1링크의 양측 중심축 사이의 길이)를 'a' 라 하고, 제1링크가 제1고정회전연결부 및 제2이동회전연결부와 결합되는 부위에서 'e'만큼의 오차가 발생되었다고 가정할 때, 제1케이스와 제2케이스의 접합면 사이의 이격거리는 수학식 1과 같이 d로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
도 11은 제1회전축과 제2회전축 사이의 거리가 5mm 일 경우, 오차 e에 대해 양 케이스가 이격되는 거리(d)를 그래프로 도시한 것이다.
도 11의 그래프에 도시된 바와 같이, 오차 e가 0.05mm처럼 작은 오차에도 1mm의 이격거리(d)가 발생하는 것을 알 수 있다. 결국 적은 오차에서 발생하는 상당한 이격은 제조 오차 등을 고려할 때 피할 수 없는 것이므로 이를 보완하는 구조가 필수적이다.
이러한 보완 구조를 도 3 실시예의 힌지 구조체에서 제1빠짐방지부(37)와 제1가이드턱(19)에서 제공하게 되는데 도 3을 이용하여 해당 구성요소의 기능에 대해 설명하기로 한다. 도 12는 도 3의 실시예의 힌지 구조체에서 제1빠짐방지부(37)와 제1가이드턱(19)을 설명하기 위한 설명도이다. 도 3의 힌지 구조체에서 화살표 방향으로 힘이 가해질 경우 두 개의 케이스 접합면 사이가 벌어지는 현상이 발생된다. 도 3의 힌지 구조체에서는 이러한 방향의 힘이 작용할 때 제1빠짐방지부(37)가 제1회전축(1)을 기준으로 동일한 회전반경(R1 = a + r1)을 갖는 원호면을 30°이상 구비하는 제1가이드턱을 구비하여 해결할 수 있도록 하였다. 즉, 도 12(a)에 도시된 화살표 방향의 힘이 가해질 경우에도 제1빠짐방지부(37)가 원호면(21)을 따라 가이드되면 회전 이동되도록 형성함으로써 접합면 사이가 벌어지는 것을 방지할 수 있게 되었다. 형성되는 원호면의 크기는 도 12(b)에 도시된 기하학적인 구조에 의해 대략 30°이상으로 형성하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 힌지 구조체의 분해 사시도이다. 도 13에 제시된 힌지 구조체는 제1힌지와 제2힌지로 구성된다. 제1힌지에는 두 개의 판상인 제1-1고정회전연결부(13-1) 및 제1-2고정회전연결부(13-2)로 분리 형성된 제1고정회전연결부와, 두 개의 판상인 제2-1고정회전연결부(15-1) 및 제2-2고정회전연결부(15-2)로 분리 형성된 제2고정회전연결부와, 제1빠짐방지부(37), 원호면(21)을 구비하는 제2가이드턱(17) 및 제2가이드턱(17) 수직 하부에 형성되는 제3고정회전부(23)가 구비된다. 이와 대응되는 제2힌지에는 두 개의 판상인 제1-1이동회전연결부(33-1) 및 제1-2이동회전연결부(33-2)로 분리 형성된 제1이동회전연결부와, 두 개의 판상인 제2-1이동회전연결부(35-1) 및 제2-2이동회전연결부(35-2)로 분리 형성된 제2이동회전연결부와, 제2빠짐방지부(39), 원호면(21)을 구비하는 제1가이드턱(19) 및 제1가이드턱(19) 수직 하부에 형성되는 제3이동회전부(51)가 구비된다.
제1힌지몸체부(11)와 제2힌지몸체부(31)에는 각각 전자기기의 제1케이스의 측면 및 제2케이스의 측면과 연결하기 위해 각각 세 개의 너트 고정홀(11-1, 11-2, 11-3, 31-1, 31-2, 31-3)을 형성하였다.
도 13에 제시된 실시예를 도 3에 제시된 실시예와 비교할 때, 제1고정회전연결부, 제1이동회전연결부, 제2고정회전연결부 및 제2고정회전연결부가 두 개의 판상 형태로 분리하여 구성한 것 외에도 제1빠짐방지부(37) 및 제2 빠짐방지부(39)가 제1힌지의 제2-2고정회전연결부(15-2)의 하부와 제2힌지의 제2-2이동회전연결부(35-2) 하부에 각각 분리되어 형성하고, 제1힌지에 제2가이드턱(17)을 형성하고, 제2힌지에 제1가이드턱(19)을 형성하고, 또한 제2가이드턱(17)의 수직 하부에 제3고정회전부(23)를 형성하고, 제1가이드턱(19)의 수직 하부에 제3이동회전부(51)를 형성한 것에 구조적인 차이점이 있다. 그 외에도 제1링크(41) 및 제2링크(43) 외에도 제3링크(45)를 추가로 더 구비하였다.
제1-1고정회전연결부(13-1) 및 제1-2고정회전연결부(13-2)와 제1-1이동회전연결부(33-1) 및 제1-2이동회전연결부(33-2) 사이 공간에는 제1링크(41)가 삽입되고, 각 부재에 형성된 홀 사이로 도시되지 않은 결합핀이 제1회전축과 제2회전축에서 삽입된다. 유사하게 제2-1고정회전연결부(15-1) 및 제2-2고정회전연결부(15-2)와 제2-1이동회전연결부(35-1) 및 제2-2이동회전연결부(35-2) 사이 공간에는 제2링크(43)가 삽입되고, 각 부재에 형성된 홀 사이로 도시되지 않은 결합핀이 제1회전축과 제2회전축에서 삽입된다. 마지막으로 제2가이드턱(17) 바닥면에 형성된 홀(미도시) 및 제3고정회전부(23)와 제1가이드턱(19) 바닥면에 형성된 홀(미도시) 및 제3이동회전부(51) 사이 공간에는 제3링크(45)가 삽입되고, 각 부재에 형성된 홀 사이로 도시되지 않은 결합핀이 제1회전축과 제2회전축에서 삽입된다.
제2-1고정회전연결부(15-1) 및 제2-2고정회전연결부(15-2)와 제2-1이동회전연결부(35-1) 및 제2-2이동회전연결부(35-2)사이는 t2 만큼 이격시키고, 이 사이에 삽입되는 제2링크(43)는 이보다 얇은 판상으로 형성하는 대신 아래 부분에 스페이서(43-1, 43-2)를 삽입 또는 별도 형성하여 제2-1고정회전연결부(15-1) 및 제2-2고정회전연결부(15-2)와 제2-1이동회전연결부(35-1) 및 제2-2이동회전연결부(35-2)사이 공간에 정확하게 끼워질 수 있게 하였다. 그리고 제2링크(43) 상부에는 제2-1걸림턱(47)과 제2-2걸림턱(49)을 설치하였으며, 제2-1이동회전연결부(35-1)에는 제2-1걸림턱(47) 형상과 대응되는 모따기 처리(53)를 하고, 제2-1고정회전연결부에는 도면 상에서는 보이지 않으나 제2-2걸림턱(49) 형상에 대응되는 모따기 처리를 한다. 제2링크 형상을 보다 상세히 설명하기 위하여 도 14에 제2링크의 부분 단면도를 도시하였다.
도 13의 실시예에서는 제2링크(43)에 제2-1걸림턱(47), 제2-2걸림턱(49)을 형성하고 스페이서(43-1, 43-2)를 구비하는 구성을 제시하였으나, 제2링크(43)를 제1링크(41)와 같은 판상으로 형성하고, 제1링크(41)를 제2링크(43)와 유사한 형상으로 설치할 수 있음은 물론이다. 예를 들어 제1-1고정회전연결부(13-1) 및 제1-2고정회전연결부(13-2)와 제1-1이동회전연결부(33-1) 및 제1-2이동회전연결부(33-2)사이는 t1 만큼 이격시키고, 이 사이에 삽입되는 제1링크(41)는 이보다 얇은 판상으로 형성하는 대신 아래 부분에 스페이서를 삽입 또는 별도 형성하여 제1-1고정회전연결부(13-1) 및 제1-2고정회전연결부(13-2)와 제1-1이동회전연결부(33-1) 및 제1-2이동회전연결부(33-2)사이 공간에 정확하게 끼워질 수 있게 하였다. 그리고 제1링크(41) 상부에는 제1걸림턱을 설치하고, 제1-1고정회전연결부(13-1)와 제1-1이동회전연결부(33-1)에는 제1걸림턱 형상에 대응되는 모따기 처리를 한다.
도 3의 실시예와 같이 제1링크와 제2링크로 구성된 하나의 힌지 구조체만을 이용하여 두 개 케이스 사이를 연결할 때 비틀림이 발생하므로 반드시 두 개 이상의 힌지 구조체를 사용하여야 한다. 이에 반해 도 13에 도시된 바와 같이 제3링크(45)를 추가하면 하나의 힌지 구조체만을 이용하여 두 개 케이스 사이를 힌지 연결하더라도 비틀림이 발생하지 않는 이점이 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 힌지 구조체의 동작 이해를 돕기 위한 도면으로서, 도 15 및 도 16은 도 13에 제시된 실시예의 힌지 구조체를 제1회전축을 고정축으로 하여 제2힌지를 회전 이동시키는 상태를 보여주는 변환 상태도로서 각각 서로 다른 반대 방향에서 바라본 상태 변화를 도시한 것이다. 제2회전축을 기준으로 변환시킬 경우에는 도 15 및 도 16과 대칭적인 모양으로 힌지가 변환된다.
도 17 및 도 18은 도 13의 실시예에서 제2링크에 형성한 걸림턱의 기능에 대해 설명하기 위한 설명도이다. 설명의 편의상 도 17(a)에는 도 13의 힌지 구조체에서 제1힌지 몸체부와 제2-1고정회전이동부(15-1)만 도시하였고, 도 17(b)에서는 제2링크만을 도시하였고, 도 17(c)에서는 제2링크에 형성되는 홀의 크기가 상판과 하판에서 약간의 차이가 있음을 도시한 것이고, 도 18은 다양한 각도에서 제2-1이동회전연결부(35-1)이 회전함에 따라 제2링크(43)에 구비된 제2걸림턱(49)이 제2-1이동회전연결부(35-1)에 걸리는 상황을 다양한 각도에서 보여주기 위한 동작 설명도이다. 도 18에서는 제2힌지가 화살표 방향으로 펴지면서 제1케이스와 제2케이스가 180°를 유지하면서 완전히 펴지기 직전의 상황을 도시하였으며, 설명의 편의상 힌지 구조체의 나머지 부분을 제외하고, 제2-1고정회전연결부(15-1), 제2-1이동회전연결부(35-1) 및 제2링크(43)만을 도시하여 설명하였다. 도 18에 도시된 바와 같이 제1케이스와 제2케이스가 완전히 펴지기 직전 대략 150°정도 사이각을 이룰 때부터 제2링크(43) 상부에 형성된 제2-2걸림턱(49)이 제2이동회전연결부(35-1)의 하단부에 걸려져서 사용자는 어느 정도 힘을 가해야지만 제1케이스와 제2케이스를 180°로 완전히 펼칠 수 있게 하였다. 도 18(a) 상태에서 제2이동회전연결부(35-1)가 화살표 방향으로 조금만 더 이동하게 되면 제2-1걸림턱(47)이 제2-1고정회전연결부(15-1)의 모따리 처리 영역에 안착되어 있는 바와 같이 제2-2걸림턱(49)은 제2이동회전연결부(35-1)에 형성된 모따기 처리 영역(53)에 안착되게 된다.
도 18(c)에 도시한 바와 같이 제2-2걸림턱(49)이 제2이동회전연결부(35-1)에 걸리는 순간에는 제2링크(43)가 아래 방향으로 약간 휘어짐을 알 수 있다. 제2링크(43)는 이러한 휨 작용 후에는 다시 원상태로 복원되어야 하므로 제2링크(43)는 금속재, 탄성섬유 또는 플라스틱 등의 탄성재로 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 걸림턱과 모따기 처리 영역을 형성함으로써 제1케이스와 제2케이스가 180°를 유지하면서 완전히 펼쳐진 상태에서 다른 상태로 변화시키기 위해서는 제2-1고정회전연결부(15-1) 또는 제2-1이동회전연결부(35-1)가 걸림턱을 지나서 펴지도록 하여야 하므로 어느정도 힘을 가하여지만 상태 변화가 가능할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 이러한 구조에 의해서 제1케이스와 제2케이스가 완전히 펴진 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 제시된 힌지 구조체를 듀얼디스플레이를 구비하는 전자기기에 사용할 경우 케이스를 얇게 유지하기 위해서 제1케이스에는 메인 회로부가 되는 피씨비(Printed Circuit Board)를 구비하고, 제2케이스에는 충방전이 가능한 이차전지를 구비하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 제2케이스에 구비되는 이차전지에서 공급되는 전원을 제1케이스의 회로부에 공급하고, 제1케이스에서 출력되는 제어신호를 제2케이스에 구비되는 평판디스플레이 패널에 제공할 필요가 있다. 따라서 제1케이스와 제2케이스 사이에는 힌지 구조체가 다양한 변형을 하더라도 전기적인 연결선이 안정적으로 서로 연결되도록 설치되어야 한다. 도 19는 본 발명에 따른 힌지 구조체에 적용하기 위한 전선연결부에 대한 일 실시예이다. 본 발명의 힌지 구조체는 어느 방향으로 회전하거나 제1회전축과 제2회전축의 거리는 항상 일정하게 유지된다. 이러한 특성을 이용하여 본 발명은 케이스간의 전선연결 문제를 해결하였다. 제1힌지에는 제1힌지몸체부 외면에서부터 제1고정회전연결부 상부를 관통하는 제1관통홀(미 도시)을 형성하고, 제2힌지에는 제2힌지몸체부 외면에서부터 제1이동회전연결부 상부를 관통하는 제2관통홀(미 도시)을 형성한다. 그런 후, 제1고정회전연결부 상부에 형성된 홀과 제1이동회전연결부 상부에 형성된 홀 사이를 연결하며 내부로 전선이 관통되는 통로가 구비되는 제1전선연결부(67)를 삽입하면 제1케이스와 제2케이스 사이의 전선 연결 통로가 완성된다. 도 20(a)에서는 제1전선연결부와 연결하기 위해 제1고정회전연결부(13) 상부에 외부로 돌출 형성한 제1연결구(61)와 제1이동회전연결부(33) 상부에 외부로 돌출 형성한 제2연결구(63) 및 제2힌지몸체부(31) 측면에 노출된 제2관통홀(65)이 도시되었다. 도 19(b)에서는 제1전선연결부(67)의 사시도를 도시하였다. 물론 제1연결구(61)는 제1회전축 상에 형성되어야 하며, 제2연결구(63)는 제2회전축 상에 형성되어야 한다. 힌지 구조체가 회전하는 구조이므로, 제1연결구(61) 및 제2연결구(63)는 제1전선연결부(67)와 회전 가능한 결합이 되도록 끼워져야 한다. 회전 가능한 결합 구조는 여러 가지 방식이 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 하나 도 19(c)에 도시된 제1연결구(61) 와 이와 결합되는 제1전선연결부(67)의 단면을 도시하였다. 도시된 예와 같이 제1연결구(61)에는 돌기(61a)를 형성하고, 제1전선연결부(67)의 연결부위에는 돌기에 대응되는 내부 홈(67a)을 형성하여 쉽게 삽입 결합되고 회전이 용이하게 이루어지도록 하였다.
도 20은 전선연결부가 구비된 본 발명 일 실시예의 힌지 구조체에 전선이 연결된 상태를 도시한 사시도이다. 도 20(a)에 도시한 바와 같이 제1전선연결부(67)에 전선을 삽입한 후, 한쪽 끝을 제1힌지에 구비된 제1관통홀을 통해 제1힌지몸체부로 빠져 나오도록 하고, 반대쪽 끝을 제2힌지에 구비된 제2관통홀(65)을 통해 제2힌지몸체부로 빠져 나오도록 하면 제1케이스와 제2케이스 사이에 전원 및 제어신호를 제공하기 위한 전선(70)을 설치할 수 있다. 이런 방식으로 설치된 전선은 도 21(b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 힌지구조체가 회전 이동하더라도 제1전선연결부(67)가 제1고정회전연결부(13) 상부와 제1이동회전연결부(33) 상부에서 동일한 거리를 유지하면서 회전되므로 내부에 설치된 전선에 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.
도 19 및 도 20에서는 전선연결부가 제1힌지 및 제2힌지 상부에 설치되는 것으로 설명하였으나, 제1힌지 및 제2힌지의 하부에 설치할 수 있을 뿐만 아니라 힌지의 중간 영역에 제1회전축과 제2회전축을 연결하는 구조체로 설치 가능함은 물론이다. 또한, 제1링크 또는 제2링크 중 적어도 어느 하나를 선택하여 내부에 전선이 관통하는 통로를 형성하여 전선연결부로서 사용하는 것도 가능함은 물론이다.
1: 제1회전축 2: 제2회전축
11: 제1힌지몸체부 13: 제1고정회전연결부
11-1, 11-2, 11-3, 31-1, 31-2, 31-3: 너트 고정홀
15: 제2고정회전연결부 17: 제2가이드턱
19: 제1가이드턱 21: 원호면
31: 제2힌지몸체부 33: 제1이동회전연결부
35: 제2이동회전연결부 37: 제1빠짐방지부
39: 제2빠짐방지부

Claims (16)

  1. 전자 기기에 부착되는 힌지 구조체로서,
    제1힌지몸체부와, 상기 제1힌지몸체부로부터 제1회전축 방향으로 돌출 형성되며 제1회전축에서 회전 결합되는 제1고정회전연결부와, 상기 제1고정회전연결부보다 수직 하부에 상기 제1힌지몸체부로부터 제2회전축 방향으로 돌출 형성되며 제2회전축에서 회전 결합되는 제2고정회전연결부를 구비하는 제1힌지와,
    제2힌지몸체부와, 상기 제2힌지몸체부로부터 상기 제2회전축 방향으로 돌출 형성되며 제2회전축에서 회전 결합되는 제1이동회전연결부와, 상기 제1이동회전연결부보다 수직 하부에 상기 제2힌지몸체부로부터 제1회전축 방향으로 돌출 형성되며 제1회전축에서 회전 결합되는 제2이동회전연결부를 구비하는 제2힌지와,
    상기 제1고정회전연결부와 상기 제1이동회전연결부를 항상 제1거리만큼 유지하면서 회전 가능하도록 연결시키는 제1링크 및
    상기 제2고정회전연결부와 상기 제2이동회전연결부를 항상 상기 제1거리만큼 유지하면서 회전 가능하도록 연결시키는 제2링크를 포함하고,
    상기 제1회전축과 상기 제2회전축은 상기 제1힌지몸체부의 수직이등분선을 기준으로 각각 좌우 대칭되는 위치에 형성되며, 상기 제1고정회전연결부 및 상기 제1이동회전부와 상기 제2고정회전연결부 및 상기 제2이동회전연결부는 각각 동일한 수평면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1힌지는 제1디스플레이 패널을 구비하는 제1케이스 측면에 부착되고 상기 제2힌지는 제2디스플레이 패널을 구비하는 제2케이스 측면에 부착될 경우 상기 제1케이스와 상기 제2케이스를 180°를 유지하도록 완전히 펼쳤을 때, 상기 제1회전축은 상기 제1케이스와 상기 제2케이스 사이 연장 선상 공간 내이면서 상기 제1케이스와 상기 제2케이스의 전면 외측에 위치하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2회전축은 상기 제1케이스와 상기 제2케이스 사이 연장 선상 공간 내이면서 상기 제1케이스와 제2케이스 후면 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  3. 제 1항에 있어서,
    제1힌지 또는 제2힌지에는 상기 제1이동회전연결부가 상기 제1회전축을 중심으로 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 사이의 거리를 유지하면서 회전 이동하도록 가이드하는 제1가이드턱을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1이동회전연결부 하단부에 수직 하방으로 일정한 높이를 가지며 상기 제2회전축을 중심으로 반경 r1을 갖는 원기둥 형상으로 형성되는 제1빠짐방지부와,
    상기 제1힌지의 제1힌지몸체부 또는 제2힌지의 제2힌지몸체부에는 상기 제1가이드턱이 구비되는데,
    상기 제1가이드턱은 상기 제2회전축 수직 영역 내 상기 제1빠짐방지부와 동일한 수평면상에 형성되며, 상기 제1회전축을 중심으로 상기 제1거리에 상기 반경 r1을 더한 반경 R1을 따라 형성되는 일정한 높이를 갖는 원호면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  5. 제 1항에 있어서,
    제1힌지 또는 제2힌지에는 상기 제2이동회전연결부가 상기 제2회전축을 중심으로 상기 제1거리를 유지하면서 회전 이동하도록 가이드하는 제2가이드턱을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2이동회전연결부 하단부에 수직 하방으로 일정한 높이를 가지며 상기 제2회전축을 중심으로 반경 r2를 갖는 원기둥 형상으로 형성되는 제2빠짐방지부와,
    상기 제1힌지의 제1힌지몸체부 또는 제2힌지의 제2힌지몸체부에는 상기 제2가이드턱이 구비되는데,
    상기 제2가이드턱은 상기 제1방향 수직 영역 내 상기 제2빠짐방지부와 동일한 수평면상에 형성되며, 상기 제2회전축을 중심으로 상기 제1거리에 상기 반경 r2를 더한 반경 R2를 따라 형성되는 일정한 높이를 갖는 원호면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제1가이드턱은 제1회전축을 기준으로 적어도 30°이상의 오목 형상의 원호면을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제2가이드턱은 제2회전축을 기준으로 적어도 30°이상의 오목 형상의 원호면을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1고정회전연결부는 동일한 형상으로 수직방향으로 상호 t1 거리만큼 이격 형성되는 일정한 두께의 판 형상의 제1-1고정회전연결부 및 제1-2고정회전연결부로 형성하고,
    상기 제1이동회전연결부는 동일한 형상으로 수직방향으로 상호 t1 거리만큼 이격 형성되는 일정한 두께의 판 형상의 제1-1이동회전연결부 및 제1-2이동회전연결부로 형성되고,
    상기 제1링크는 t1보다 작은 두께의 판 형상의 탄성판을 포함하도록 형성되며, 제1-1고정회전연결부 및 제1-2고정회전연결부 사이 공간과 제1-1이동회전연결부 및 제1-2이동회전연결부 사이 공간에 제1회전축과 제2회전축에 스페이서를 개재하여 삽입 설치되며, 상기 탄성판 상단에는 소정 높이의 제1걸림턱이 구비되며,
    상기 제1-1고정회전연결부 및 상기 제1-1이동회전연결부에는 상기 제1걸림턱에 대응되는 형상의 모따기 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제2고정회전연결부는 동일한 형상으로 수직방향으로 상호 t2 거리만큼 이격형성되는 일정한 두께의 판 형상의 제2-1고정회전연결부 및 제2-2고정회전연결부로 형성하고,
    상기 제2이동회전연결부는 동일한 형상으로 수직방향으로 상호 t2 거리만큼 이격형성되는 일정한 두께의 판 형상의 제2-1이동회전연결부 및 제2-2이동회전연결부로 형성되고,
    상기 제2링크는 t2보다 작은 두께의 판 형상의 탄성판을 포함하도록 형성되며, 제2-1고정회전연결부 및 제2-2고정회전연결부 사이 공간과 제2-1이동회전연결부 및 제2-2이동회전연결부 사이 공간에 제1회전축과 제2회전축에 스페이서를 개재하여 삽입 설치되며, 상기 탄성판 상단에는 소정 높이의 제2걸림턱이 구비되며,
    상기 제2-1고정회전연결부 및 상기 제2-1이동회전연결부에는 상기 제2걸림턱에 대응되는 형상의 모따기 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1고정회전연결부와 상기 제1이동회전연결부 상단에 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 중심 사이를 회전 연결하며, 내부로 전선이 관통되는 통로가 구비되는 제1전선연결부와,
    상기 제1고정회전연결부와 상기 제1힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제1관통홀과,
    상기 제1이동회전연결부와 상기 제2힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제2관통홀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제2고정회전연결부와 상기 제2이동회전연결부 하단에 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 중심 사이를 회전 연결하며, 내부에는 전선이 관통되는 통로가 구비되는 제2전선연결부와,
    상기 제2고정회전연결부와 상기 제1힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제3관통홀과,
    상기 제2이동회전연결부와 상기 제2힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제4관통홀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제1링크 내부에 전선이 관통되는 통로를 추가로 형성하고,
    상기 제1고정회전연결부와 상기 제1힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제1관통홀과,
    상기 제1이동회전연결부와 상기 제2힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제2관통홀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제1링크 내부에 전선이 관통되는 통로를 추가로 형성하고,
    상기 제2고정회전연결부와 상기 제1힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제3관통홀과,
    상기 제2이동회전연결부와 상기 제2힌지몸체부 사이에는 전선이 통과하는 제4관통홀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 힌지 구조체.
  15. 전면에 제1디스플레이 패널을 구비하는 제1케이스와,
    상기 제1케이스와 일정거리 이격되어 설치되며 전면에 제2디스플레이 패널을 구비하는 제2케이스와,
    상기 제1케이스와 상기 제2케이스 측면에 상기 제1항 내지 제9항 중에서 선택된 하나의 힌지 구조체를 구비하는 전자기기.
  16. 전면에 제1디스플레이 패널을 구비하는 제1케이스와,
    상기 제1케이스와 일정거리 이격되어 설치되며 전면에 제2디스플레이 패널을 구비하는 제2케이스와,
    상기 제1케이스와 상기 제2케이스 측면에 상기 제1항 내지 제9항 중에서 선택된 하나의 힌지 구조체를 구비하고,
    상기 제1케이스와 상기 제2케이스 중에서 선택된 하나의 케이스에만 충방전 가능한 이차전지가 구비되는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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