KR20050086859A - 회전규제기구 부착 2축 힌지 - Google Patents

Abstract

보다 소형화, 경량화, 새로운 기능이 요구되는 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 리모콘에 있어서, 내구성, 소형화, 경량화, 회전규제기구를 가능하게 하는 구성으로 한 회전규제기구 부착 2축 힌지 부품을 제공한다. 회전축(2)이 개폐축(3)을 관통하여 이루어지는 2축 구조 힌지로, 회전축(2) 및 개폐축(3)에 고정캠과 회전캠을 같은 축에 맞닿게 하여 토크유니트를 구성하고, 맞닿는 캠면이 회전 및 개폐동작할 때에 미끄럼동작 마찰토크 및 클릭을 발생한다. 토크유니트는 회전 및 개폐축에 독립하여 구성되고, 또한 회전축의 회전동작이 개폐축의 개폐각도에 따라 규제를 받는 회전규제기구를 가진다. 본 발명의 2축 힌지는, 부품개수의 삭감에 의한 소형 경량화, 안정된 토크 및 클릭의 발생과 내구성 향상, 부품의 집중배치에 의한 공간의 확보를 실현하고 있다.

Description

회전규제기구 부착 2축 힌지{TWO-AXIS HINGE WITH ROTATION LIMITING MECHANISM}

본 발명은, 휴대 전화, 노트북형 컴퓨터, 전자수첩, DVD 모니터, 리모콘 등의 소형 전자기기의 접기·회전기구부에 사용되는 2축형 힌지 부품에 관한 것이다.

종래의 2축 힌지의 개폐축 및 회전축의 마찰토크 발생기구는, 판재를 샤프트에 휘감은 것, 접시스프링으로 꽉 누른 구조로 회전마찰 토크를 발생시키고 있던 것이 대부분이다.

도 16은, 종래의 2축 힌지의 예를 나타낸다. 이 2축 힌지는, 일본 특허공개 2002-155923에 예로서 나타나 있는 것이다. 프레스 가공된 개폐축(52)의 양 끝단에 물결모양 등으로 가공된 판 스프링(54), 브래킷(56)을 고정용 플랜지(53)로 축으로 고정한 것이다. 또 회전축(57)은, 개폐축(52)의 중앙부에 관통하여 설치되어 있으며, 회전마찰 토크는 판스프링(59)을 압접하는 방법으로 발생하고 있다.

종래품의 힌지는, 회전축의 회전규제, 개폐축의 회전각도 스토퍼기구가 설치되어 있지 않을 뿐만 아니라, 토크발생이 접시스프링의 반발력을 이용하여 마찰판을 압접하는 방법이기 때문에, 마찰판(52, 56)의 마모, 판스프링(54)의 변형(약해짐)에 의한 느슨해짐이나 덜컹거림, 혹은 내구성이 나쁜 등의 문제가 있었다. 시간경과에 따른 변화에 수반하는 토크 변동이나 내구의 열화(劣化)는, 기기의 품질을 해칠 뿐더러, 고장을 일으키는 원인이 된다. 따라서, 상기 문헌에서도 그렇지만, 최근의 2축 힌지는, 종래품과 비교해서 조작성이나 개폐·회전할 때의 느낌을 중시하여, 회전·개폐각도의 제한기구나 안정된 토크값의 유지, 높은 내구성, 또는 소형 경량화가 강하게 요구되어 오고 있다.

도 1은, 청구의 범위 1 및 청구의 범위 2의 발명의 실시형태를 나타내는 부품 구성도이다.

도 2는, 청구의 범위 1의 발명의 실시형태를 나타내는 정면도이다.

도 3은, 청구의 범위 2 및 청구의 범위 4의 발명의 실시형태를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 우측면도, (c)는 회전동작예이다.

도 4는, 청구의 범위 2의 발명의 실시형태를 나타내는 저면도이다.

도 5는, 청구의 범위 2의 발명의 실시형태를 나타내는 배면도이다.

도 6은, 청구의 범위 5 및 청구의 범위 6의 발명의 실시형태를 나타내며, (a)는 내부 정면도, (b)는 저면도, (c)는 우측면도이다.

도 7은, 청구의 범위 8의 발명의 실시형태를 나타내며, (a)는 개폐축의 정면도, (b)는 개폐축의 평면도, (c)는 회전규제부의 단면도, (d)는 회전축의 정면도, (e)는 회전축의 평면도이다.

도 8은, 청구의 범위 3의 발명에 사용하는 회전 규제판(홈)의 형태의 일례이며, (a)는 좌측면도, (b)는 단면도, (c)는 우측면도, (d)는 평면도이다.

도 9는, 청구의 범위 3의 발명에 사용하는 회전규제기구의 동작의 형태를 나타내는 예이며, (a)는 제 1 단계의 평면도, (b)는 제 2 단계의 평면도, (c)는 제 3 단계의 평면도이다.

도 10은, 청구의 범위 1, 청구의 범위 2 및 청구의 범위 3의 실시형태를 나타내는 모델이며, (a)는 2개소 규제기구, (b)는 1개소 규제기구, (c)는 2개소 규제기구의 응용을 나타낸다.

도 11은, 청구의 범위 7의 발명에 사용하는 회전캠의 형태를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 측면도, (c)는 배면도이다.

도 12는, 청구의 범위 7의 발명에 사용하는 고정캠의 형태를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 측면도, (c)는 배면도이다.

도 13은, 청구의 범위 7의 발명에 사용하는 회전캠의 형태를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 측면도, (c)는 배면도이다.

도 14는, 청구의 범위 7의 발명에 사용하는 고정캠의 형태를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 측면도, (c)는 배면도이다.

도 15는, 청구의 범위 9의 발명의 실시형태를 나타내는 정면도이다.

도 16은, 종래예를 나타내는 정면도이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보다 소형화, 경량화가 요구되는 휴대 전화나 노트북형 컴퓨터에 있어서 내구성, 소형화, 경량화를 실현하는 2축 힌지 부품을 제공하는 것이다.

본 발명은 아래와 같이 (1)∼(9)의 구성으로 이루어진다 .

(1) 회전축 및 개폐축을 가지며, 회전동작 및 개폐동작이 가능한 2축 힌지로서, 상기 회전축은, 개폐축의 장축방향으로 수직으로 설치된 관통구멍에 끼워맞춤되어 개폐축을 관통하고, 회전축 및 개폐축에는 고정캠, 회전캠 및 스프링이 각각 삽입되어, 스프링의 힘에 의해서 고정캠 및 회전캠이 맞닿고, 상기 맞닿은 캠 및 스프링이, 회전동작 및 개폐동작할 때에 독립하여 미끄럼동작 마찰토크를 발생하는 토크유니트를 구성하고, 회전축의 회전동작은, 개폐축의 회전각도에 의해 회전규제기구가 제한하고, 상기 회전규제기구는, 회전축과 개폐축의 사이에 설치된 2개소의 규제용 맞닿음면에서 규제하는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(2) 회전축 및 개폐축을 가지며, 회전동작 및 개폐동작이 가능한 2축 힌지로서, 상기 회전축은, 개폐축의 장축방향으로 수직으로 설치된 관통구멍에 끼워맞춤되어 개폐축을 관통하고, 회전축 및 개폐축에는 고정캠, 회전캠 및 스프링이 각각 삽입되어, 스프링의 힘에 의해서 고정캠 및 회전캠이 맞닿고, 상기 맞닿은 캠 및 스프링이, 회전동작 및 개폐동작할 때에 독립하여 미끄럼동작 마찰토크를 발생하는 토크유니트를 구성하고, 회전축의 회전동작은, 개폐축의 회전각도에 의해 회전규제기구가 제한하고, 상기 회전규제기구는, 회전축과 개폐축의 사이에 설치된 1개소의 규제용 맞닿음면에서 규제하는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(3) 회전축의 일부를 긴지름과 짧은지름을 가진 단면 형상으로 이루고, 개폐축의 개폐각도에 따라 상기 단면과 맞닿으면서 그 개구부의 폭이 상기 회전축의 회전을 저해시키도록 하는 폭과 상기 회전축의 회전을 가능하게 하는 폭을 가지거나, 또는, 몸체쪽의 일부에 회전 규제홈 혹은 회전 규제판을 성형하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(4) 개폐축의 개폐 토크유니트는, 회전축이 관통하는 개폐축의 축구멍에 대하여 축방향의 좌우 어느 한쪽에 집중하여 설치하고, 다른 한쪽을 배선 등의 공간 영역으로 하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(5) 개폐축의 개폐 토크유니트가, 개폐축을 공통으로 하여 끼워 맞추고, 축방향으로 이동이 가능하고 개폐축과 일치하여 회전하는 고정캠과 회전이 가능한 회전캠을 맞닿게 하여, 상기 맞닿음면에 스프링의 반발력으로 마찰토크를 발생하는 유니트로, 상기 유니트가 2개소 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(6) 회전축 및 개폐축의 회전 및 개폐각도 규제를 위한 스토퍼기구를 설치하여 상기 회전축 및 개폐축의 회전범위를 규제하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(7) 회전축 및 개폐축의 회전 및 개폐동작할 때에 어느 특정의 위치에서 클릭을 발생하기 위해, 축으로 구성되는 토크 발생용의 고정 및 회전캠에 돌기와 오목부를 설치하고, 상기 고정 및 회전캠의 돌기와 오목부의 맞닿음에 의해, 혹은 회전 및 개폐축에 돌기와 오목부의 맞닿음 부위를 추가하여, 클릭(끌어넣음)을 발생하는 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(8) 회전축 및 개폐축과 미끄럼동작하면서 일체로 회전하기 위해서, 고정캠과 미끄럼동작하는 부위의 각각의 축의 단면이 원 이외의 단면으로 가공된 축인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 회전규제기구 부착 2축 힌지.

(9) 2축 힌지를 외부에 설치하여 고정할 때, 개폐축에 고정용 브래킷부품을 추가하여 상기 브래킷에 의해 고정하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 회전규제기구 부착 2축 힌지.

이하에 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제 1 형태의 회전규제기구 부착 2축 힌지의, 실시형태의 일례를 구성하는 부품을 나타내고 있다. 2축 중의 회전축 상의 회전계는, 도면의 위로부터 액정 모니터를 설치하는 브래킷(1), 회전축(2), 나사구멍이 형성된 회전스톱판(4), 회전 및 고정캠(5), 접시스프링(6), 회전잠금판(7), 회전축용 스톱링(8)의 부품으로 구성되어 있다.

또한, 한쪽의 축인 개폐축 상의 개폐계는, 도면의 왼쪽에서 개폐축용 스톱링(15), 물결모양 판스프링(16), 좌회전 규제판(9), 개폐축(3), 우회전 규제판(9), 개폐축용 회전 및 고정캠(10), 코일스프링(11), 고정 및 회전캠(12), 개폐축 케이스(13), 고정마찰판(14), 개폐축용 스톱링(15)의 부품으로 구성되어 있다.

브래킷(1)은, 평판 프레스 가공에 의해 액정 모니터 등의 설치용 나사구멍이 형성된 리브(1-2, 1-3), 및, 회전축의 코킹용 끝단부(2-1)와 끼워 맞춤하여 코킹 고정되는 구멍(1-4)이 형성되어 있다. 회전축(2)은, 각형으로 가공된 코킹용 끝단부(2-1), 배선용 평판선(FPC)이 휘감겨지는 원형단면축(2-2), 회전규제를 행하기 위한 타원형상 단면의 회전 규제판(2-3), D컷 혹은 모서리가 모따기 된 사각기둥 단면을 가진 축(2-4), 스톱링용 홈(2-5)이 형성되어 있다. 나사구멍이 형성된 회전스톱판(4)에는, L자형 프레스품에 배선 등 고정용 나사구멍(4-2), 회전 잠금판(7)과 조합하여 사용하는 스톱판부(4-1)가 형성되어 있다.

회전축용 캠세트(5)는, 개폐축과 일치하여 회전하고 표면에 오목부를 가진 회전캠(5-1), 회전축과 일치하여 회전하고 표면에 돌기를 가진 고정캠(5-2)으로 이루어진다. 회전잠금판(7)은, 도 1의 2축 힌지를 조립하여, 아래에서 본 도 4를 참조하면, 본 예에서의 기본적인 형태를 알 수 있다. 이 회전잠금판(7)에는 돌기(7-1, 7-2)가 있고, 이 돌기와 스톱판(4)의 스톱부(4-1)와의 조합으로, 후술하는 회전규제기구와는 별도로, 회전각도의 제한을 행하는(청구의 범위에서 설명하는 회전규제기구와 구별하기 위해서, 이 각도제한을 스토퍼 기구라 칭한다) 이 스토퍼 기구의 각도규제 메카니즘에 대해서는 후술한다.

2축 힌지의 조립을, 먼저 개폐축부터 설명한다. 도 1의 좌측부는, 개폐축(3)에 좌회전 규제판(9), 물결모양 판스프링(16)을 삽입하고, 스톱링 홈(3-7)에 스톱링(15)을 눌러 넣어 조립한다. 우측에는, 개폐축(3)의 개폐 규제판 접합면(3-1)에 우회전 규제판(9)의 접합면(9-5)을 끼워 맞추어 삽입하고, 또, 개폐축에는, 개폐축용 회전캠(10-1), 개폐축용 고정캠(10-2), 코일스프링(11), 또 1조의 고정캠(12-2), 회전캠(12-1)을 삽입하여, 개폐 토크유니트가 구성된다. 더욱 개폐축에는, 개폐축 케이스(13)의 축구멍(13-1), 고정마찰판(14)을 삽입하고, 케이스의 바닥판(13-2) 혹은 고정마찰판(14)을 치구 등으로 꽉 눌러, 축방향으로 스프링(11)을 압축한 채로 스톱링(15)을 개폐축 홈(3-7)에 눌러 넣는다. 여기서, 토크유니트란, 축, 캠세트 및 스프링으로 구성되어 미끄럼동작 마찰토크 또는 클릭(끌어넣음)을 발생시키는 부분을 말한다. 또한, 상기 중 회전규제판(9)은, 본 발명의 회전규제기구에 사용되는 부품이지만, 그 기구에 대해서는 후에 상술한다.

다음에, 회전축에 대하여 설명한다. 회전축은, 먼저 브래킷구멍(1-4)에 개폐축(2)의 코킹용 끝단부(2-1)를 삽입하여 브래킷(1)과 축(2)을 코킹 고정한다. 회전축의 축부(2-4)는, 개폐축(3)의 회전축 관통구멍(3-4)에 삽입되어, 개폐축의 평탄면(3-3)과 회전축의 규제면(2-3)이 맞닿은 상태에서 360°회전을 가능하게 한다. 회전 토크유니트 및 스토퍼 기구의 조립은, 개폐축(3)을 관통한 나머지의 회전축부(2-4)에 회전스톱판(4)을 통과시켜 개폐축의 평탄부(3-5)에 밀착시킨 후, 회전축용 회전캠(5-1), 고정캠(5-2), 접시스프링(6), 회전잠금판(7)을 조립하고, 마지막에 접시스프링을 압축하여 스톱링(8)을 눌러 넣는다.

도 2는, 도 1에 도시된 부품을 상기와 같이 조립하여 얻어지는, 본 발명의 제 1 형태의 회전규제기구 부착 2축 힌지의 완성품의 정면도이다. 도 2의 2축 힌지에서는, 타원형상의 회전규제판(2-3)과 회전규제판(9)이 좌우 2개소에서 맞닿는 것에 의해, 회전축(2)의 회전동작이, 개폐축(3)의 개폐각도에 따라 규제를 받는 회전규제기구가 구성되어 있는 모습을 알 수 있다. 이 두개의 부품의 맞닿음면이 본 발명의 2개소의 규제용 맞닿음면에 해당하고, 이것에 의해 실현되는 회전규제기구가 본 발명의 큰 특징이다. 도 1의 부품 구성도 및 도 2의 제품으로부터, 개폐축(3)에 구비된 2개의 회전규제판(홈)(9)은, 축 끝단에 설치된 스톱링(15)으로부터의 스프링(11, 15)의 반발력에 의해 규제판 접합면(3-1)에 압접하고 있는 것을 알 수 있다. 도 2는, 회전규제판(9)과 케이스(13)가 회전할 때에 덜컹거림의 발생을 억제하도록 끼워맞춤홈에서 조립되어 있는 것도 나타내고 있다. 또한 케이스(13)는, 그 단면이 원형의 일부를 잘라낸 D형 혹은 타원형이며, 외부 프레임에 설치하여 고정할 때에 삽입하여 끼워 맞추는 방법에 의해 덜컹거림이 없는 고정이 가능하다. 또, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 좌우에 설치된 회전규제판(홈)(9)은, 연결판 등으로 결합되어 있다.

도 3 (a)는, 도 2에 나타낸, 회전축의 회전규제를 좌우의 2개소의 회전규제판(9)의 맞닿음면에서 실시하는 방법에 대하여, 회전규제기구가 1개소의 맞닿음면에서 규제되는 본 발명의 제 2 형태의 2축 힌지의 예를 나타내고 있다.

또한 도 2 및 도 3 (a)는, 본 발명의 제 4 형태의 개폐축의 토크유니트, 즉 캠세트와 스프링의 조합을, 회전축이 관통하는 개폐축의 축구멍에 대해서, 축방향의 좌우 어느 한쪽에 집중하여 설치하고, 다른 한쪽을 배선 등의 공간영역으로 하는 예를 나타낸다.

도 3 (b)는, (a)의 우측면도이다. 개폐축의 끝단부는, 스톱링용 홈(3-7) (도 1 참조)에 c형 링의 스톱링(15)이 눌러 넣어 고정되고, 또 개폐축(3)의 축단면(3-2)은 타원형의 이형(異形) 단면인 것을 나타낸다. L형으로 가공된 회전스톱판(4)의 앞쪽 끝단(4-1)은, 도 4의 저면도에 나타낸 바와 같이, 회전축(2)에 고정된 회전잠금판(7)의 돌기(7-1)에 접촉하고, 개폐축(3)은 그 이상의 반시계방향 회전이 제한되어 있다. 이것이, 회전스톱판(4)과 회전잠금판(7)이 서로 맞물리는 것에 의해 앞쪽 끝단(4-1)이 회전축(2)의 회전을 규제하고 있는, 스토퍼 기구이다.

도 3 (c)는, 개폐축이 각도 150°까지 회전한 상태를 나타내는 예이다. (b)는, 90°회전한 상태이며, 둘로 접은 휴대전화의 예에서는 모니터용 액정화면이 닫힌 상태로부터 수직으로 열린 위치이다. 또한 (c)는, 더욱 (b)보다 60°열린 상태를 나타내며, 통상 스피커 및, 마이크를 장비한 휴대전화에서는 통화 가능한 위치가 된다. 도 3 (c)는, 개폐축이 150°열린 상태를 나타낸다. 여기에서는, 회전각도 제한용 스토퍼가 개폐축에 설치되어 있지 않기 때문에, 개폐축은 시계방향 회전으로 360°회전이 가능하다. 개폐축 케이스(13)의 단면(해칭부)은, 원형의 양끝단이 잘려진 타원형상이다.

도 4는, 본 발명의 제 6 형태에 있어서의 회전축의 축회전의 회전 스토퍼 기구를 나타내는 예이며, 2축 힌지의 저면도가 도시되어 있다. 도 4는, 도 2, 도 3과 마찬가지로 브래킷(1)과 개폐축(3)이 평행하게 위치하는 경우를 나타내고, 회전스톱판의 앞쪽 끝단(4-1)과 회전잠금판의 돌기(7-1)가 접촉한 상태를 나타낸다. 도 4에서는 회전축(2)은 반시계방향 회전이 제한되어 시계방향 회전으로만 약 180°회전이 가능하고, 회전잠금판(7)의 돌기(7-1)와 (7-2)의 사이가 회전이 가능한 영역인 것을 나타낸다.

도 5는, 도 3 (a)의 배면도이다. 회전규제기구에 대하여, 이 도면은, 개폐축에 조립된 회전규제판(홈)(9)이 회전축의 규제판(2-3)과 맞닿은 상태를 나타낸다. 또한 이 도면의 경우의 회전규제판(홈)(9)은, 원통이며 회전축에 맞닿는 원둘레면이 일부 원호형상으로 오목한, 슬로프 형상인 것을 알 수 있다.

도 6은, 본 발명의 제 5 형태의 개폐축의 토크유니트를 나타내는 예이다. 개폐축(3-2)에 설치된 개폐 토크유니트는, 회전캠(10-1), 회전캠(12-1), 고정캠(10-2), 고정캠(12-2), 및, 캠을 압접하여 미끄럼동작 마찰토크 및 클릭(끌어넣음)을 발생시키는 코일스프링(11)으로 구성되어 있다. 여기에서 사용하고 있는 회전 및 고정캠의 형상은, 도 11, 12에 나타난 링 형상이며, 한쪽 표면에 돌기와 오목부를 형성하고, 돌기와 오목면이 맞닿는 면이 된다. 도 6 (a), (b)는, 어느 쪽의 캠세트(10, 12)도 돌기와 오목부가 끼워 맞춤하고, 반발력을 주는 스프링(11)이 축방향으로 늘어났을 경우를 나타낸다. 캠 형상에 대해서는, 요구되는 토크값, 클릭각도에 따라 두께 혹은 돌기 혹은 오목부의 유무, 설치위치, 높이 등의 조건이 다른 것을 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 또한, 회전 및 고정캠이 삽입되는 개폐축(3-2, 3-8)은, 축 지름(사이즈)이 (a) 정면도, (b) 저면도에서 다르고, 이형(異形) 단면축인 것을 알 수 있다.

도 6 (a), (b)에서 개폐축(3-2)과 일치하여 회전하는 부품은, 고정캠(10-2, 12-2), 스프링(11), 고정마찰판(14), 스톱링(15)이다. 또 개폐토크를 외부로 꺼내는 역할을 하는 개폐축 케이스(13)와 일치하여 회전하는 부품은, 개폐축(3-2) 둘레를 도는 회전캠(10-1, 12-1), 케이스 바닥판(13-2), 회전규제판(9)이다.

도 6 (c)는, 본 발명의 제 6 형태에 있어서의, 개폐축의 축회전의 회전각도 규제를 행하는 회전 스토퍼 기구를 추가로 설치한 예를 나타낸다. 더욱 더 스토퍼 기구는, 케이스 바닥판(13-2)의 바깥둘레에 돌기(13-3)를 설치하여, 이 돌기를 개폐축(3)과 일치하여 회전하는 고정마찰판(14)의 돌기(14-1)와의 사이에서 맞닿게 함으로써, 개폐축의 회전각도 제한을 행한다. 도 6 (c)는, 개폐축(3)이 반시계방향 회전으로 더욱 회전되면 돌기 (13-3)과 (14-1)이 맞닿아 그 이상의 회전이 억제되는 것을 나타낸다. 또, 고정마찰판(14)은, 개폐축(3)과 일치하여 회전되기 때문에, 축구멍(14-2)과 개폐축의 끝단부(3-7) 형상은 타원형상으로 하고, 덜컹거림을 방지하기 위해서 눌러 넣는 것에 의해 조립한다.

도 7은, 본 발명의 제 8 형태의 2축 힌지의 예로서, (a), (b)에는 개폐축, (c), (d)에는 회전축이 도시되어 있으며, 고정캠이 위치하는 부위의 축단면이 원 이외의 단면 형상으로 가공된 축의 예이다. 먼저 도 7 (a), (b)의 축(3-2, 3-8)부의 단면은, 원의 일부가 잘려진 타원형상이다. 상기 단면은, 도 12에 나타내는 고정캠의 축구멍(10-4, 12-4)이 삽입되고, 축방향으로 미끄럼동작이 가능하고 축과 일치하여 일체가 되어 회전하는 것을 가능하게 한 형상인 것을 알 수 있다. 같은 형태로 회전축 (c), (d)의 (2-4) 부위는, (d)의 오른쪽 도면에 나타낸 바와 같이 사각기둥의 코너를 모따기한 형상이며, 도 14에 나타내는 고정캠이 삽입되어 조립된다. 상기 축(2-4)부와 캠구멍(5-6)부는, 캠이 축방향으로의 미끄럼동작은 가능하지만, 축과 일체로 회전하는 치수로 제작되어 있다.

개폐축(3)의 관통구멍(3-4)의 윗면(3-3) 및 아래면(3-5)은, 회전축의 덜컹거림 방지, 안정된 회전을 유지하기 위해 평탄한 것이 바람직하다. 축에 설치된 단차부(3-9)는, 돌기(3-1)와 함께, 도 8에 나타내는 회전규제판(홈)(9)의 축구멍(9-3), 바닥부(9-5)와 맞닿고, 규제판(9)의 안정된 조립, 회전을 유지하고 있다. 또, 도 7 (b)로부터 개폐축(3)의 고정캠이 삽입되는 (3-8)의 평탄부는, 관통축의 축심방향(삽입된 회전축의 축지름을 포함한 면)에 대해 경사져서 제작되어 있다. 도 6 (c)의 축 끝단부(3-7)는, 그 조립예를 나타낸다. 이 캠(10, 12)의 삽입축부(3-8)를 경사지게 하거나, 혹은 같은 효과를 일으키기 위해서 고정캠의 축구멍(10-4, 12-4)의 경사가공을 하는 목적은, 개폐축의 회전 클릭감을 강조하는 것과 덜컹거림 방지를 겸하고 있다.

도 7 (c), (d) 및 (e)에 도시되어 있는 회전축 상의 회전규제판(2-3)은, 원기둥의 일부를 평행면이 있는 타원형상으로 자르고, 긴지름, 짧은지름을 가진 단면 형상을 얻고 있다. 이 단면 형상의 바깥둘레를 회전규제판(홈)(9)과 맞닿게 하여, 회전규제를 실시한다. 또, 여기에서는 축회전 규제판(2-3)은 둥근 막대로부터 일체품으로서 제작했지만, 규제판(2-3)만을 프레스 성형 등으로 제작한 후, 축에 눌러 넣거나 혹은 복잡한 규제동작을 위해서 복수의 규제판(2-3)을 조립하는 것도 가능하다.

도 8은, 본 발명의 제 3 형태에서 사용하는, 개폐축 상에 위치하여 회전규제기구에 사용되는 회전규제판(홈)(9)의 형상을 나타낸다. (a)는, 케이스(13)와 결합하는 부위이며 결합을 위해 2개소의 돌기(9-6)가 있다. (b)는, 회전규제판(홈)(9)의 단면이며, 결합 돌기(9-6), 규제판의 원통 바깥둘레의 돌기(9-1), 원통 바깥둘레의 바닥(홈)부(9-2), 슬로프 개시부(9-4)가 나타나 있다. (c)는, 돌기(9-1)가 하얗게 속이 빈 부위로, 슬로프(9-4) 및 홈부(9-2)가 검게 칠한 부위로 도시되어 있다. 구멍(9-3) 및 평탄부(9-5)는, 각각 개폐축의 단차부 (3-9) 및 (3-1)(도 7 참조)과 끼워 맞춤하여 조립된다. (d)는, 축지름에서 본 측면이다. 도 8에 나타내는 회전규제판(홈)(9)은, 원통 바깥둘레부에 대하여 돌기부(9-1)가 1개소이며 또한 전체의 약1/4로 좁은 비교적 단순한 규제판(홈)(9)의 예이다.

도 9는, 회전규제기구가 1개소인 경우에 대하여 그 규제 메카니즘을 설명하기 위한 도면이다. 개폐축(3)에는, 케이스(13), 도 8에 도시되어 있는 회전규제판(홈)(9), 규제판(9)을 지지하는 돌기(3-1)가 있다. 도 9 중에서, 회전축(2)은 종이면에 수직으로, 개폐축(3)은 종이면 내에 도시되어 있다. 도 9 중의 해칭부는, 회전축(2)의 타원형상의 회전규제판(2-3)이며, 개폐축(3)을 관통하여 조립되어 있다. (a)는, 회전축 상의 규제판(2-3)의 긴지름부와, 도 8에 도시된 회전규제판(9)의 홈부(9-2)가 맞닿은 경우를 나타낸다. (b)는, 회전규제판(홈)(9) 를 정지한 채로 회전축(2)만 90°회전했을 경우를 나타낸다. (a), (b)의 상태에서는 긴지름부의 회전이 가능한 폭이 확보되어 있기 때문에 회전축(2)은, 회전 규제를 받지 않는 것을 알 수 있다. 도 9의 예로 나타내면, 이 회전축이 자유롭게 회전할 수 있는 각도위치는, 도 3 (b)의 위치이며, 회전축(2)이 개폐축(3)에 대해서 시작위치로부터 90°회전(열린)한 위치이다. 도 9 (c)는, (b)로부터 개폐축(3)을 더욱 60°회전했을 경우이다. 회전축(2)의 규제판(2-3)의 짧은지름부는, 회전규제판(9)의 돌기부(9-1)와 서로의 직선부가 맞닿기 때문에 회전을 할 수 없는(규제를 받은) 상태가 된다.

도 9에서는 회전규제기구가 1개소인 예를 나타냈지만, 제 1 형태에서는, 좌우 2개소의 회전규제기구를 설치하거나, 또는 회전축(2)에 설치한 긴지름, 짧은지름부와 회전규제판(9)의 돌기(9-1) 및 홈(9-2)의 구성을 반대로 한 기구로 하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 제 3 형태에서는, 상기와 같이 회전규제판(9)과 같은 부품을 이용하여, 개폐축의 열린각도에 의해서 회전축의 회전을 규제하고 있지만, 이뿐만 아니라, 회전규제판(9)과 케이스(13)를 일체로 성형한 부품을 사용하여도 좋다. 이 때, 회전규제판(9)은 토크를 꺼낼 때에 케이스(13)와 일체로 움직이기 때문에, 이것들을 축에 대하여 몸체라고 칭한다. 이 경우에는, 케이스(13)의 개구부에 회전규제판(9) 부분이 접속된 형태가 되고, 몸체의 개구부의 일부에 회전축의 회전규제판(2-3)과 맞닿는 면을 설치한다.

본 발명의 제 1∼3의 형태의 실시형태로서, 상기에서는, 회전규제기구는 브래킷(1) 쪽의 회전축(2-2) 쪽에 접한 회전규제판(2-3)으로 행한다고 설명하였다. 그러나 소형 경량화 대응으로서 회전규제판(2-3)을 스톱링(2-5) 쪽에 설치하여 회전규제를 실시하는 구성도 당연히 가능하다.

도 10은, 본 발명의 2축 힌지의 회전규제기구를 더욱 설명하기 위한 모델을 나타내고 있다. 도 10은, 가공이 비교적 용이한 원통형의 회전규제판(홈)(9)의 홈부만을 전개한 띠모양 모델로 도시되어 있다. 도 10 (a)는, 회전규제기구를 회전축의 양쪽 2개소에 설치한 예이며, 회전축 상의 규제판(2-3)의 긴지름부와 회전규제판(홈)(9)의 홈부(9-2)는, O°및 180°의 2개소에서 맞닿는 것이 가능하고, 즉 그들 위치에서 회전축(2)의 회전이 가능하고, 다른 부분은 회전 규제를 받아 회전할 수 없는 예를 나타낸다. (b)는, 회전규제기구를 1개소에 설치한 예로, 더욱 회전축 상의 규제판(2-3)의 긴지름부와 홈부(9-2)가 90°∼180°의 한정 각도 범위에서 맞닿는 것이 가능하고, 즉 회전축(2)이 이 범위에서 회전이 가능한 예를 나타낸다. (c)는, 양쪽에 설치한 회전규제판(홈)(9)의 홈부(9-2)의 위치를 서로 위치를 조금 옮겨 조합함으로써 좁은 각도간격에서의 회전규제기구를 구성할 수 있는 예를 나타낸다. (c)의 예는, 0°, 45°, 90°, 135°, 180°의 한정각도로 회전축(2)의 회전이 가능하다.

여기서, 회전축(2)의 회전규제판(2-3)의 형상은, 긴지름부와 짧은지름부가 확보되면 타원형상에 한정되지 않고, 직사각형, 원기둥, 핀, 삼각형상 돌기, 기어 등으로도 가능하고, 또는 회전축(2)의 축지름의 한쪽에만 긴지름 형상이 형성된 것이라도 좋다.

또, 도 10 (b)의 회전규제기구에서는, 회전축(2)이 회전 규제를 받지 않는 90°∼180°의 범위에 위치하고, 회전축(2)의 짧은지름부와 회전규제홈부(9-2)가 비스듬하게 대면한 상태로부터 더욱 개폐축이 회전했을 경우, 회전축(2)의 짧은지름(직선)부가 회전규제홈부의 개시부(9-4)에 접촉한 직후, 홈부의 평탄부(9-1)에 의해, 회전축(2)이 짧은지름부와 평탄부(9-1)가 맞닿는 위치에 강제적으로 회전되어지는 기능도 있다.

본 발명의 회전규제기구는, 개폐축(3)의 회전방향, 규제 개시각도, 각도영역의 제한을 받지 않고 관통형 2축 힌지로 구성하는 것이 가능하다.

도 11은, 스프링이나 개폐케이스와 함께 개폐 토크유니트에 사용되는, 개폐축(3)의 타원형상의 회전캠(10-1, 12-1)을 나타낸다. 축구멍(10-3, 12-3)은, 축부(3-2, 3-8)에 삽입되는 회전이 가능한 원형이다. 도 11 (a), (b)는, 이들 회전캠의 표면이 거의 4분할되어, 대향하는 측면에 돌기(10-5, 12-5) 및 오목면(10-6, 12-6)이 형성되어 있다. (10-7, 12-7) 부위는, 경사면을 형성하고 있다. 회전캠의 타원형상의 바깥둘레는, 도 1에 부품 구성을 나타낸 바와 같이, 케이스(13-1)의 내벽에 눌러 넣어 고착되어, 캠에서 발생하는 토크를 케이스(13)에 전달한다.

도 12는, 개폐축(3)의 개폐 토크유니트에, 상기의 회전캠과 쌍을 이루며 사용되는 고정캠(10-2, 12-2)을 나타낸다. 축구멍(10-4, 12-4)은, 축부(3-2, 3-8)와 축방향으로 미끄럼동작은 가능하지만 축부와 일치하여 회전하기 때문에 타원형상이다. (a), (b)는, 링캠의 측면이 거의 4분할되어 대향면에 돌기(10-8, 12-8) 및 오목부(10-9, 12-9)가 형성되어 있다. (10-10, 12-10)부위는, 경사면을 형성하고 있다.

개폐축용 고정 및 회전캠 세트는, 도 1, 도 6에 나타낸 바와 같이 돌기면과 오목면이 대향하여 조립되어, 미끄럼동작 마찰토크 혹은 클릭(끌어넣음)을 발생한다. 한편 캠의 반대면은, 스프링과 접합하거나 혹은 다른 부품과의 밀착 맞닿음을 꾀하기 위해 여기서 사용되고 있는 캠은 평탄면을 가진다.

한편, 도 13은, 회전축(2)의 회전 토크유니트에 사용되는 회전캠(5-1)을 나타낸다. 축구멍(5-3)은, 회전축의 (2-4)부위에서 회전이 가능한 원형상이다. 캠의 한쪽 면에는, 4개소의 원형 오목부(5-4) 및 원둘레에 따른 오목부(5-5)가 형성되어 있다.

도 14는, 상기 회전캠과 쌍이 되어, 회전축(2)의 회전 토크유니트에 사용되는 고정캠(5-2)을 나타낸다. 축구멍(5-6)은, 회전축의 (2-4)부에 삽입되어 축방향으로 미끄럼동작은 가능하지만, 축과 일치하여 회전하기 때문에 사각의 네 모서리가 모따기 된 형상을 가진다. 캠의 한쪽 면에는, 원둘레 상에 4개소의 원형상의 보스형 돌기(5-7)가 형성되어 있다.

회전축용 고정 및 회전캠 세트는, 도 1에 나타낸 바와 같이 돌기면과 오목면이 대향하여 조립되어, 양쪽의 캠의 상대 위치에 의해 미끄럼동작 마찰토크 혹은 클릭(끌어넣음)을 발생시킨다. 한편 캠의 반대면은, 다른 부품과 밀착 맞닿음을 꾀하기 위해, 본 예에서 사용되고 있는 캠에서는 평탄면이다.

도 11, 12의 캠세트는, 돌기와 돌기를 조합했을 때가 마찰 미끄럼동작 토크 발생영역이 되고, 돌기와 오목부를 조합했을 때가 클릭(끌어넣음) 영역이 된다. 이 캠세트에서는, 클릭은 180°회전마다 발생한다. 도 13, 14의 캠세트는, 90°마다 구성된 4개소의 원형상 오목부와 보스형 돌기의 조합으로 클릭을 발생한다. 이 예는, 제 7 형태의 2축 힌지이며, 상기와 같은 클릭 동작을 실현한다. 마찰 미끄럼동작 토크 발생영역 및 클릭영역은, 돌기부 및 오목부의 원둘레부에 따른 각도영역의 크기, 수를 바꾸는 것에 의해 여러 가지 패턴이 가능하다. 또한 돌기나 오목부가 없는 마찰 캠세트도 조합하여 사용 할 수 있다.

상기의 고정 및 회전캠은, 편의상 단품 부품으로서 설명해 왔지만, 본 발명에서는, 부품개수의 삭감 혹은 소형화 대응책으로서 캠을 다른 부품의 일부에 형성한 복합 부품도 사용이 가능하다.

도 15는, 본 발명의 제 9 형태의 2축 힌지의 예이며, 고정용 브래킷을 본 발명의 힌지 부품에 추가한 예이다. 좌우의 L형 브래킷(15-1, 15-2)은, 나사 등으로 기기 프레임에 고정하기 위한 구멍(15-3, 15-4)이 형성되어 있다. L형 브래킷(15-2)은, 스톱링(15), 고정마찰판(14), 케이스 바닥판(13-2) 등과 공용 부재로서 제작하여도 좋다. 또 브래킷(15-1)은, 개폐축(3-6)을 지지하여 고정할 수 있는 방식이면 채용이 가능하고, 여기에서는 축소켓(15-5)을 브래킷(15-1)에 형성한 예를 나타낸다.

본 발명의 제 1, 2 및 3의 형태는, 회전축이 개폐축을 관통한 2축 구성의 설계가 부품개수의 대폭적인 삭감과 2축 힌지의 소형화에 큰 효과를 나타낸다. 종래의 제품은, 회전축이 개폐축의 어느 각도에 위치하고 있어도 회전이 가능하였다. 이에 대해서 본 발명은, 또 회전규제기구의 설치에 의해 개폐축의 회전(경사)각도에 의해 회전축의 회전 가능영역을 제한한 것으로, 예를 들면 회전축의 브래킷에 모니터용 액정화면과 개폐축에 키 조작반을 설치한 휴대 단말기기에서는, 어느 최적인 특정의 위치(예를 들면 90°모니터를 연 위치)에서 모니터를 회전시켜 보는 동작이 가능하게 되는 효과가 있다. 또한 회전규제기구는, 기기의 키 조작반과 모니터가 모니터의 회전에 의해 충돌하여 문제를 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다고 하는 큰 효과가 있다.

본 발명의 제 2 및 4의 형태는, 회전규제기구 및 개폐 토크발생 유니트를 1개소에 집중한 것으로 소형 경량화를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 조립이 간소화되는 효과가 있다. 또한 실용면에서는, 개폐축의 한쪽에 해방된 공간이 생기고, 이 공간에 안테나 배선, 데이터선, 화상검출소자, 카메라 등의 부품을 장착할 수 있는 면적을 확보할 수 있는 효과를 나타낸다.

본 발명의 제 5 형태는, 코일스프링의 약한 반발력에 의해 높은 미끄럼동작 토크와 큰 클릭을 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 스프링의 양끝단에서 밸런스가 좋은 마찰이 발생하므로, 회전 및 고정캠의 맞닿음면은 편마모하지 않고, 높은 내구특성이 긴 기간 유지되는 효과가 있다.

본 발명의 제 6 형태는, 개폐축 및 회전축의 회전각도를 임의의 각도로 스톱시키는 조작이 가능해져, 기기를 사용할 때의 힌지의 안정성 향상, 덜컹거림 방지 및 내구 강도의 향상에 큰 효과가 있다.

본 발명의 제 7 형태는, 소정의 각도범위로부터 소정의 각도를 향하여 클릭(끌어넣음)시키는 것이 가능하게 되기 때문에, 특정의 각도유지나 힌지의 안정성 및 내구성 향상에 효과가 있다.

본 발명의 제 8 형태는, 고정캠의 안정된 동작을 확보하는 것으로, 흔들림감이나 덜컹거림 방지에 큰 효과가 있다.

본 발명의 제 9 형태는, 단차가 있는 기기 혹은 장착 상의 공간 확보를 할 수 없는 경우에 브래킷 고정 방식을 채용하는 것으로 힌지의 이용범위를 확대하는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 회전축 및 개폐축을 가지며, 회전동작 및 개폐동작이 가능한 2축 힌지로서, 상기 회전축은, 개폐축의 장축방향에 수직으로 설치된 관통구멍에 끼워 맞춤되어 개폐축을 관통하고, 회전축 및 개폐축에는 고정캠, 회전캠 및 스프링이 각각 삽입되어, 스프링의 힘에 의해서 고정캠 및 회전캠이 맞닿고, 상기 맞닿은 캠 및 스프링이, 회전동작 및 개폐동작할 때에 독립하여 미끄럼동작 마찰토크를 발생하는 토크유니트를 구성하고, 회전축의 회전동작은, 개폐축의 회전각도에 따라 회전규제기구가 제한하고, 상기 회전규제기구는, 회전축과 개폐축의 사이에 설치된 2개소의 규제용 맞닿음면에서 규제하는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
2. 회전축 및 개폐축을 가지며, 회전동작 및 개폐동작이 가능한 2축 힌지로서, 상기 회전축은, 개폐축의 장축방향에 수직으로 설치된 관통구멍에 끼워 맞춤되어 개폐축을 관통하고, 회전축 및 개폐축에는 고정캠, 회전캠 및 스프링이 각각 삽입되어, 스프링의 힘에 의해서 고정캠 및 회전캠이 맞닿고, 상기 맞닿은 캠 및 스프링이, 회전동작 및 개폐동작할 때에 독립하여 미끄럼동작 마찰토크를 발생하는 토크유니트를 구성하고, 회전축의 회전동작은, 개폐축의 회전각도에 따라 회전규제기구가 제한하고, 상기 회전규제기구는, 회전축과 개폐축의 사이에 설치된 1개소의 규제용 맞닿음면에서 규제하는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전축의 일부를 긴지름과 짧은지름을 가진 단면형상으로 이루고, 개폐축의 개폐각도에 따라 상기 단면과 맞닿으면서 그 개구부의 폭이 상기 회전축의 회전을 저해시키는 폭과, 상기 회전축의 회전을 가능하게 하는 폭을 가지거나 또는, 몸체쪽의 일부에 회전규제홈 혹은 회전규제판을 성형하는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 개폐축의 개폐 토크유니트는, 회전축이 관통하는 개폐축의 축구멍에 대하여 축방향의 좌우 어느 한쪽에 집중하여 설치하고, 다른 한쪽을 배선 등의 공간영역으로 하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 개폐축의 개폐 토크유니트가 개폐축을 공통으로 하여 끼워 맞추고, 축방향으로 이동이 가능하고 개폐축과 일치하여 회전하는 고정캠과 회전이 가능한 회전캠을 맞닿게 하여, 상기 맞닿음면에 스프링의 반발력으로 마찰토크를 발생하는 유니트이며, 상기 유니트가 2개소 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전축 및 개폐축의 회전 및 개폐각도 규제를 위한 스토퍼기구를 설치하여, 상기 회전축 및 개폐축의 회전범위를 규제하는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전축 및 개폐축의 회전 및 개폐동작할 때에 어느 특정의 위치에서 클릭을 발생하기 위해, 축에 구성되는 토크 발생용의 고정 및 회전캠에 돌기와 오목부를 설치하고, 상기 고정 및 회전캠의 돌기와 오목부의 맞닿음에 의해, 혹은 회전 및 개폐축에 돌기와 오목부의 맞닿는 부위를 추가하여, 클릭을 발생하는 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전축 및 개폐축과 미끄럼동작하면서 일체로 회전하기 위해서, 고정캠과 미끄럼동작하는 부위의 각각의 축의 단면이 원 이외의 단면으로 가공된 축인 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 2축 힌지를 외부에 설치하여 고정하기 위해서, 개폐축에 고정용 브래킷 부품을 추가하여 상기 브래킷에 의해 고정하는 것을 특징으로 하는 회전규제기구 부착 2축 힌지.