KR200226693Y1

KR200226693Y1 - 힌지장치

Info

Publication number: KR200226693Y1
Application number: KR2020010001220U
Authority: KR
Inventors: 서병희
Original assignee: 포스텍전자주식회사
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2001-06-15
Also published as: WO2002058259A1; US20040187259A1; CN1200520C; CN1418408A

Abstract

본 고안은 회전캠과 고정캠의 맞물림구조를 이용한 힌지장치에 관한 것으로 종래의 힌지장치에 비해 부품수를 줄이고 구조를 개선하여 종래의 힌지장치가 조립성이 떨어지고 코스트가 높음을 해결한 것이다. 이를 위해 본 힌지장치는, 돌기부(51c)와 요홈부(51d)가 형성된 회전캠(51)과 상기 회전캠(51)과 맞물려 구성된 고정캠(53)의 상호작용을 이용한 일반적인 힌지장치에 있어서, 일측 종단부에 플랜지(57b)가 형성된 샤프트(57)와; 상기 샤프트(57)의 타측 종단부의 원주면상에 돌출구성된 결합돌기(57a)와; 상기 샤프트(57)가 삽입될 수 있도록 중공이 형성되어 있고, 상기 샤프트(57)의 삽입시 상기 결합돌기(57a)가 통과할 수 있도록 상기 중공에 결합로(51a)가 형성되고, 상기 결합로(51a)와 각도를 가지며 형성되고, 삽입된 샤프트(57)의 결합돌기(57a)가 안착될 수 있도록 결합홈(51b)이 형성된 회전캠(51)과; 상기 회전캠(51)과 맞물려 구성되며 상기 샤프트(57) 및 상기 결합돌기(57a)가 관통할 수 있도록 중공과 결합로가 형성된 고정캠(53)과; 상기 고정캠(53)의 후단에 구성되어 상기 회전캠(51)과 고정캠(53)이 확고히 맞물리도록 힘을 작용시키는 스프링(55)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 이러한 본 힌지장치는 샤프트의 일측 종단면에 결합돌기를 구성하고 회전캠에는 결합로 및 결합홈을 구성하여 샤프트에 회전캠을 고정시킬 수 있도록 함으로써 부품수가 감소되는 이점이 있다. 부품수의 감소에 따라 조립공수가 줄어들고, 단가가 줄어들어 코스트가 저렴해지는 이점이 있다. 이러한 본 힌지장치는 휴대폰, 노트북컴퓨터 등 비교적 소형인 전자제품의 커버 개폐구조에 이용하면 매우 유용하다.

Description

힌지장치{hinge unit}

본 고안은 휴대폰, 노트북컴퓨터, 개인휴대단말기 등 각종 전기전자제품의 커버개폐구조에 사용되는 힌지장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 회전캠과 고정캠의 맞물림구조를 이용한 힌지장치의 조립구조를 개선하여 부품수를 줄이고 조립성을 향상시킨 것이다.

힌지장치는 그 사용분야가 한정된 것이 아니고 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 그리고 각 사용분야에서 요구되는 사항에 맞게 약간씩 변형된 형태의 힌지장치가 개발되어 있다. 최근 휴대폰, 노트북컴퓨터, 개인휴대단말기 등과 같은 비교적 소형인 전자제품에 사용되는 힌지장치는 커버의 개폐위치를 임의의 각도에서 고정시켜 주고 커버의 닫힘을 확고히 하고 또는, 커버의 열림을 확고히 할 수 있는 등의 특성이 요구되고 있다. 이에 따라 회전캠과 고정캠의 맞물림구조를 이용한 힌지장치가 개발되었고, 현재 휴대폰 및 노트북컴퓨터 등에 많이 사용되고 있다.

상기 힌지장치(5)는 도1에 도시된 바와 같이 휴대폰의 커버(1)와 본체(3)를 연결하는 연결부에 사용된다. 도2는 도1의 힌지장치를 확대하여 보인 것으로, 각 부품을 분리시켜 보인 분해사시도이고, 도2의 각 부품이 조립된 상태를 보인 것이 도3이다.

도2와 도3을 참조하면, 종래의 힌지장치는, 일측에는 상하의 돌기부(11a)와 상기 돌기부(11a)와 일정 간격만큼 이격된 좌우의 요홈부(11b)가 형성되고, 중앙에는 중공의 결합홈(11c)이 형성된 회전캠(11)과, 상기 회전캠(11)과 대향하여 일측에는 요홈부(13a)와 돌기부(13b)가 형성되고 타측에는 원기둥(13c)이 형성되며 중앙에는 중공이 형성되어 상기 회전캠과 맞물리는 고정캠(13)과, 상기 고정캠(13)의 후단에 구성되어 상기 고정캠(13)의 원기둥에 삽입되는 미끄럼링(15)과, 상기 미끄럼링(15)의 후단에 구성되어 일측이 상기 고정캠의 원기둥(13c)에 삽입되는 스프링(17)과, 일측에는 상기 회전캠의 결합홈(11c)에 삽입되는 결합턱(19a)이 형성되고, 타측에는 원주홈(19b)이 형성되며 상기 회전캠(11)과 고정캠(13), 미끄럼링(15), 스프링(17)을 관통하는 샤프트(19)와, 상기 스프링(17)의 다음단에 구성되고 상기 샤프트(19)에 삽입되어 상기 스프링(17)이 후퇴하지 못하도록 하는 플랜지(21)와, 상기 플랜지(21)의 다음단에 구성되며 상기 샤프트(19)에 삽입되는 결합링(23)과, 상기 결합링(23)의 다음단에 구성되고 상기 샤프트(19)의 원주홈(19b)에 결합되어 상기 플랜지(21)가 전단의 스프링(17)의 신장력에 의해 밀려나는 것을 방지하는 E링(25) 등으로 구성된다.

상기 회전캠(11)은 도1을 인용하면, 휴대폰의 커버(1)와 연결되어 휴대폰의 커버(1)를 개방 또는 폐쇄시 상기 커버(1)와 함께 연동하는 캠이고, 상기 고정캠(13)은 휴대폰의 본체(3)와 연결되어 상기 회전캠(11)의 운동과 관계없이 고정되는 캠이다. 상기 회전캠(11)과 고정캠(13)은 평시에는 도2와 같이 각각의 돌기부(11a,13b)와 요홈부(11b,13a)가 맞물려 있게 된다. 상기 스프링(17)은 상기 회전캠(11)과 고정캠(13)의 맞물림이 틈없이 확고히 되도록 자체의 탄성을 이용하여 고정캠(13)을 압박하게 되며, 상기 미끄럼링(15)은 고정캠(13)과 스프링(17)의 사이에 삽입되어 스프링(17)과 고정캠(13)의 마찰을 최소화시켜 고정캠(13)의 마모방지 및 원활한 미끄럼작용을 위한 것이다. 그리고 상기 플랜지(21)는 스프링(17)이 상기 고정캠(13)을 압박함에 따라 그 반작용으로 후방으로 밀려나는 것을 방지하며, 상기 결합링(23)과 E링(25)은 상기 플랜지(21)가 상기 스프링(17)에 의해 밀려나지 못하도록 샤프트(19)에 고정시키기 위한 것이다. 상기 회전캠(11)은 상기 샤프트(19)의 결합턱(19a)에 결합되어 전방으로 밀려나지 못하고 상기 플랜지(21)는 결합링(23)과 E링(25)에 의해서 후방으로 밀려나지 못하므로 상기 고정캠(13)과 미끄럼링(15)은 상기 회전캠(11)과 플랜지(21)사이에서 상기 스프링(17)의 복원력으로 압박된다. 결과적으로, 상기 회전캠(11)과 고정캠(13)은 상기 스프링(17)의 탄지력으로 확고히 밀착된다.

도3과 같은 상태에서 휴대폰의 커버(1)를 개방함에 따라 커버(1)와 연결되어 있는 상기 회전캠(11)이 회전하게 되면 상기 회전캠(11)은 상기 고정캠(13)의 돌기부(13b)와 요홈부(13a)가 형성된 모서리를 따라 운동하게 된다. 이에 따라 회전캠(11)과 고정캠(13)은 이격되는데 상기 회전캠(11)이 샤프트(17)에 고정됨으로써 전방으로 밀려나지 못하므로 상기 고정캠(13)이 후방으로 밀려나게 된다. 그러나 상기 스프링(17)이 상기 고정캠(13)을 전방측으로 압박하고 있으므로 상기 회전캠(11)과 고정캠(13)은 계속해서 압박된 상태가 되며, 이에 따라 휴대폰 커버(1)의 개폐가 확고히 된다.

관련 업계에서는 상기 회전캠(11)과 고정캠(13)의 돌기부(11a,13b) 및 요홈부(11b,13a) 그리고 상기 샤프트(17)의 모양을 적절히 형성하여 상기 회전캠(11)이 상기 고정캠(13)과 임의의 각도를 가진 상태에서 정지하도록 하고 있다. 이에 따라 임의의 각도에서 커버를 확고히 고정시킬 수 있다.

이상 살펴본 도2의 힌지장치는 부품수가 8개이며 회전캠(11)은 샤프트(19)의 결합턱(19a)과 결합되고, 스프링(17)이 샤프트(19)로부터 이탈되지 못하도록 플랜지(21), 결합링(23), E링(25)이 샤프트(19)에 결합된다. 부품수가 8개로 많음으로 인해 도2의 힌지장치는 조립공수가 많고, 조립이 까다로우며, 이에 따라 원가를 상승시키는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해서 부품수를 줄이는 노력이 시도되었다. 도4는 도2의 힌지장치의 조립구조를 개선하여 부품수를 줄여 단가를 낮춘 종래의 힌지장치의 다른 예를 보인 것이다. 도4를 참조하면, 회전캠(31)과 맞물려 고정캠(33)이 구성되고, 상기 고정캠(33)의 후단에 스프링(37)이 삽입된다. 그리고 상기 스프링의 후단에 스페이서(spacer,35)가 삽입되고, 상기 회전캠(31), 고정캠(33), 스프링(37), 스페이서(35)는 샤프트(39)에 의해 관통된다. 상기 샤프트(39)의 일측에는 원통을 절반으로 절개한 형상의 결합편(39a)이 형성되어 있고, 타측에는 플랜지(39b)가 형성되어 있다. 상기 결합편(39a)에는 수직방향으로 고정홈(39c)이 형성되어 있다. 한편, 상기 회전캠(31)에는 상기 샤프트(39)의 결합편(39a)이 삽입될 수 있도록 반원통의 결합홈(31a)이 형성되어 있고, 상기 결합홈(31a)을 수직으로 관통하는 고정홈(31b)이 형성되어 있다. 상기 고정홈(31b)에는 고정핀(41)이 삽입된다.

도4의 힌지장치를 조립한 상태를 보인 것이 도5이다. 도5를 참조하면, 회전캠(31)의 결합홈(31a)에 샤프트(39)의 결합편(39a)이 삽입되고 상기 샤프트(39)의 고정홈(39c)과 상기 회전캠(31)의 고정홈(31b)을 관통하여 고정핀(41)이 삽입된다. 그리고 상기 회전캠(31)과 맞물려 고정캠(33)이 조립되어 스프링(37)에 의해 탄지된다. 상기 회전캠(31)은 상기 고정핀(33)에 의해 샤프트(39)에 고정되므로 상기 스프링(37)의 탄지력이 작용하더라도 샤프트(39)에 고정된다. 한편, 상기 스프링(37)은 스페이서(35) 및 샤프트(39)의 플랜지(39b)에 의해 후방으로 밀려나지 않게 된다.

도4 또는 도5의 힌지장치는 샤프트(39)의 일측에 플랜지(39b)를 일체로 구성하여 도2의 힌지장치와 달리 결합링(23), E링(25) 등이 필요없다. 따라서, 전체적으로는 부품수가 도2의 힌지장치가 8개인 반면, 도4의 힌지장치는 6개로 축소되었다. 부품수의 감소에 따라 조립이 간단해지고 이에 따라 코스트가 감소되는 이점이 발생하였다.

도5의 힌지장치가 개발되면서 이전의 힌지장치에 비해 부품수는 감소하였지만 코스트의 감소를 위해서는 한층 더 부품수를 줄일 필요가 있다.

따라서 본 고안은 회전캠과 샤프트의 조립구조를 개선하여 전체 부품수를 줄이고 조립성을 향상시켜 코스트를 최소화한 힌지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 휴대폰의 커버개폐구조에 사용된 힌지장치의 예를 보인 도.

도2는 종래의 힌지장치의 분해사시도.

도3은 도2의 힌지장치의 결합사시도.

도4는 종래의 힌지장치의 다른 예를 보인 분해사시도.

도5는 도4의 힌지장치의 결합사시도.

도6은 본 고안의 일 실시예에 따른 힌지장치의 분해사시도,

도7은 도6의 힌지장치의 결합사시도.

도8은 도6의 힌지장치의 동작도.

도9는 도6의 샤프트의 플랜지의 다른 실시예를 보인 도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 커버 3 : 본체

11,31,51 : 회전캠 13,33,53 : 고정캠

17,37,55 : 스프링 19,39,57 : 샤프트

51a : 결합로 51b : 결합홈

57a,57a' : 결합돌기 57b : 플랜지

57c: 조립툴홈

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 힌지장치는, 돌기부와 요홈부가 형성된 회전캠과 상기 회전캠과 맞물려 구성된 고정캠의 상호작용을 이용한 일반적인 힌지장치에 있어서, 일측 종단부에 플랜지가 형성된 샤프트와; 상기 샤프트의 타측 종단부의 원주면상에 돌출구성된 결합돌기와; 상기 샤프트가 삽입될 수 있도록 중공이 형성되어 있고, 상기 샤프트의 삽입시 상기 결합돌기가 통과할 수 있도록 상기 중공에 결합로가 형성되고, 상기 결합로와 각도를 가지며 형성되고, 삽입된 샤프트의 결합돌기가 안착될 수 있도록 결합홈이 형성된 회전캠과; 상기 회전캠과 맞물려 구성되며 상기 샤프트 및 결합돌기가 관통할 수 있도록 중공과 결합로가 형성된 고정캠과; 상기 고정캠의 후단에 구성되어 상기 회전캠과 고정캠이 확고히 맞물리도록 힘을 작용시키는 스프링을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트의 플랜지에는, 샤프트에 상기 회전캠을 고정시킬 때 조립자동화에 적합하고 상기 샤프트의 회전을 용이하게 하기 위한 조립툴이 삽입될 수 있도록 조립툴홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 힌지장치는 부품수가 대폭 줄어 조립성이 향상되고, 이에 따라 코스트가 저렴해지는 이점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 힌지장치의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도6은 본 고안의 일 실시예에 따른 힌지장치의 분해사시도이고, 도7은 도6의 힌지장치의 결합사시도이다.

도6과 도7을 참조하면, 본 힌지장치는, 중공이 형성되며, 상기 중공의 상하로 결합로(51a)가 형성되며, 일측 종단면에는 상기 결합로(51a)와 수직으로 좌우 양측에 결합홈(51b)이 형성되며 타측에는 돌기부(51c)와 요홈부(51d)가 형성된 회전캠(51)과, 상기 회전캠(51)과 맞물릴 수 있도록 일측에는 돌기부(53a)와 요홈부(53b)가 형성되고 타측에는 중공의 원기둥이 형성된 고정캠(53)과, 상기 고정캠(53)의 후단에 결합되는 스프링(55)과, 상기 회전캠(51)과 고정캠(53)의 중공을 관통할 수 있도록 양측면에 약간의 평면부가 있는 원기둥형상으로 구성되고, 상기 원기둥의 일측 종단면에는 상하 양측에 상기 회전캠(51)의 결합홈(51b)과 결합할 수 있도록 결합돌기(57a)가 구성되고 타측 종단면에는 상기 스프링(55)이 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 플랜지(57b)가 구성된 샤프트(57)와, 상기 스프링과 샤프트의 플랜지사이에 삽입되는 스페이서(59) 등으로 구성된다.

도6과 같은 상태에서 각 부품을 조립할 시에는 샤프트(57)에 스페이서(59)를 삽입하고, 다음으로, 스프링(55)을 삽입하여 스프링(55)의 일측이 스페이서(59)에 닿도록 한다. 본 실시예에서는 스프링(55)과 샤프트(57)사이에 스페이서(59)를 삽입하도록 구성하였다. 이는 샤프트(57)의 가공성 및 경제성을 고려한 것이다. 그러나 필요에 따라서는 본 실시예를 따르지 않고 상기 스페이서(59)를 생략 구성하는 것도 가능하다.

다음으로, 상기 스프링(55)의 전단에 고정캠(53)이 위치하도록 상기 고정캠(53)의 중공에 샤프트(57)의 일측을 삽입한다.

상기 고정캠(53)에는 회전캠(51)과 동일하게 샤프트(57)가 삽입될 수 있도록 중공이 형성되고 상기 고정캠(53)의 중공의 상하 양측에는 회전캠(51)과 동일하게 결합로가 형성된다. 고정캠(53)의 결합로는 상기 샤프트(57)의 결합돌기(57a)가 유입될 수 있도록 중공의 상하 양측에 구성된다. 즉, 고정캠(53)을 샤프트(57)에 삽입시킬 때는 상기 고정캠(53)의 결합로와 상기 샤프트(57)의 결합돌기(57a)의 위치를 맞춰 샤프트(57)를 고정캠(53)의 중공에 삽입시키게 된다.

고정캠(53)을 샤프트(57)에 삽입시킨 다음, 상기 고정캠(53)의 전단에 상기 회전캠(51)이 위치하도록 상기 샤프트(57)에 삽입시킨다.

상기 회전캠(51)에는 중공이 형성되고, 상기 중공의 상하 양측에는 상기 샤프트(57)의 결합돌기(57a)가 유입될 수 있도록 고정캠(53)과 동일하게 결합로(51a)가 형성되고, 일측 즉, 돌기부(51c) 및 요홈부(51d)가 형성된 반대측에는 상기 결합로(51a)와 수직으로 결합홈(51b)이 형성된다.

상기 결합홈(51b)은 상기 샤프트(57)의 결합돌기(57a)를 안착시키기 위한 구성으로, 회전캠(51)의 결합로(51a)를 따라 삽입시킨 샤프트(57)를 시계방향 또는 반시계방향으로 90°회전시킨 다음 상기 결합홈(51b)에 결합돌기(57a)를 안착시키기 위한 것이다. 상기 결합홈(51b)에 상기 샤프트(57)의 결합돌기(57a)가 안착됨으로써 샤프트(57)로부터 회전캠(51)이 이탈되지 않고 결합된다.

상기 회전캠(51)과 고정캠(53)은 후단의 스프링(55)의 탄지력에 의해 전방으로 힘을 받게 된다. 그러나 상기 회전캠(51)의 결합홈(51b)에 샤프트(57)이 결합돌기(57a)가 안착됨으로써 회전캠(51)은 샤프트(57)로부터 이탈되지 못한다.

한편, 샤프트(57)의 플랜지(57b)와 스페이서(59)에 의해 상기 스프링(55)은 후방으로 밀려나지 못하고 이에 따라 샤프트(57)상에 회전캠(51)과 고정캠(53)과 스프링(55)이 결합된다.

상기 힌지장치의 작동에 대한 자세한 설명은 앞서 종래의 힌지장치의 작동과 동일하므로 생략하기로 한다. 커버의 개방으로 회전캠(51)이 회전하면 도8과 같이 회전캠(51)과 고정캠(53)사이가 이격되며, 스프링(55)이 압축된다. 압축된 스프링(55)은 신장되려 하고 이에 따라 계속해서 고정캠(53)을 압박하게 된다.

본 실시예에서는 상기와 같이 샤트프(57)의 일측 종단면에 결합돌기(57a)를 형성하고 회전캠(51)에는 상기 결합돌기(57a)를 유입시킬 수 있는 결합로(51a)와 상기 결합돌기(57a)를 안착시킬 수 있도록 결합홈(51b)을 형성하였다. 이에 따라 종래의 힌지장치에서 샤프트(57)에 회전캠(51)을 고정시키기 위해 사용했던 고정핀(41)이나, E링(25) 등이 불필요해져 도6과 같이 부품수가 4 ~ 5개로 대폭 감소되는 이점이 있다.

또한, 본 실시예에서는 샤프트를 양측면에 평면부가 있는 원기둥형상으로 구성하였다. 이는 상기 샤프트의 가공성을 좋게 하기 위한 것이므로 본 실시예를 따르지 않고 샤프트를 원기둥형상으로 구성하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 상기 샤프트(57)의 플랜지(57b)의 종단면을 매끄럽게 구성하였으나 본 실시예를 따르지 않고 도9와 같이 조립툴홈을 구성하는 것도 가능하다.

도9는 플랜지(57b)의 종단면만을 보인 것으로, 도9a는 도6의 플랜지(57b)의 종단면을 보인 것이고, 도9b는 플랜지(57b)의 종단면에 조립툴홈(57c)을 형성한, 도6의 플랜지(57b)의 다른 실시예이다. 도9b의 플랜지(57b)는 제조업체에서 조립용 설비를 이용하여 샤프트(57)를 회전캠(51)과 결합시킬 때 자동화에 적합하도록 구성한 것으로 상기 홈(57c)에 조립툴을 삽입시켜 조립할 수 있도록 한 것이다. 도9b와 같은 사각의 조립툴홈(57c) 대신 십자형상의 나사홈이나 육각 렌치형상의 렌치홈을 형성하는 것도 가능하다.

이상 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 힌지장치는, 샤프트(57)의 일측 종단면에 결합돌기(57a)를 구성하고 회전캠(51)에는 결합로(51a) 및 결합홈(51b)을 구성하여 샤프트(57)에 회전캠(51)을 고정시킬 수 있도록 하였다. 이에 따라 종래와 달리 고정핀(41)이 불필요하고 부품수가 감소되는 이점이 있다. 부품수의 감소에 따라 조립공수가 줄어들어 조립성이 향상되고, 코스트가 저렴해지는 이점이 있다. 이러한 본 힌지장치는 휴대폰, 노트북컴퓨터 등 비교적 소형인 전자제품의 커버 개폐구조에 이용하면 매우 유용하다.

Claims

돌기부(51c)와 요홈부(51d)가 형성된 회전캠(51)과 상기 회전캠(51)과 맞물려 구성된 고정캠(53)의 상호작용을 이용한 일반적인 힌지장치에 있어서,

일측 종단부에 플랜지(57b)가 형성된 샤프트(57)와;

상기 샤프트(57)의 타측 종단부의 원주면상에 돌출구성된 결합돌기(57a)와;

상기 샤프트(57)가 삽입될 수 있도록 중공이 형성되어 있고, 상기 샤프트(57)의 삽입시 상기 결합돌기(57a)가 통과할 수 있도록 상기 중공에 결합로(51a)가 형성되고, 상기 결합로(51a)와 각도를 가지며 형성되고, 삽입된 샤프트(57)의 결합돌기(57a)가 안착될 수 있도록 결합홈(51b)이 형성된 회전캠(51)과;

상기 회전캠(51)과 맞물려 구성되며 상기 샤프트(57) 및 상기 결합돌기(57a)가 관통할 수 있도록 중공과 결합로가 형성된 고정캠(53)과;

상기 고정캠(53)의 후단에 구성되어 상기 회전캠(51)과 고정캠(53)이 확고히 맞물리도록 힘을 작용시키는 스프링(55)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 힌지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 샤프트(57)의 플랜지(57b)에는, 샤프트(57)에 상기 회전캠(51)을 고정시킬 때 조립자동화에 적합하고 상기 샤프트(57)의 회전을 용이하게 하기 위한 조립툴이 삽입될 수 있도록 조립툴 홈(57c)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.