1. 개요
삼성 프리스탑 힌지(Samsung Freestop Hinge)는 삼성전자의 힌지 매커니즘이다.2. 상세
삼성 갤럭시 Z 시리즈의 힌지에서 주요한 부품으로 쓰인다.Infinity Flex Display가 접힌 상태를 유지하도록 튼튼하면서도 작은 사이즈와 부드러운 움직임을 위한 정교함이 있다. 먼지나 모래 같은 외부 이물질이 힌지와 제품 본체 사이의 틈을 통해 유입되는 것을 최소화 하는 디자인이 적용되어 있다.
삼성전자가 개발한 프리스탑 힌지에는 힌지의 기울기를 알아 내는 센서가 있어, 센서에 의해 접혀진 Infinity Flex Display에 반응하여, 적절한 위치로 애플리케이션 레이아웃을 변형하여 제공하는 Flex Mode를 지원한다.
| Galaxy x SUGA: Galaxy Z Flip5 | Fold5 | Samsung |
2023년 8월 1일의 삼성전자 MX사업부 최원준 개발실장과 BTS의 멤버 슈가의 인터뷰에 따르면 각각의 기능을 가진 수십 개의 작은 부품들이 맞물려 돌아가기 때문에 기술적으로 굉장히 난이도가 높다고 한다.
삼성전자는, 프리스탑 힌지가 다음과 같이 만들어져야 한다고 밝혔다.
- Infinity Flex Display를 움직이는 동안에 데미지를 받지 않게 힌지가 최적의 궤적으로 아주 정교하게 움직이도록 설계해야 한다.
- Infinity Flex Display의 움직이는 동안에 디바이스를 무리 없이 완벽히 유지할 수 있어야 한다.
- 원하는 기울기로 세울 수 있는 Flex Mode를 프리스탑 힌지에서 구현해야 한다.
프리스탑 힌지 매커니즘은 힌지가 고정 되지 않거나 특정 각도에서만 고정이 되는 힌지 구조에 비하여 더 많은 유저경험을 제공하여 사용성이 극대화된다.
2.1. 듀얼 CAM 메커니즘
듀얼 CAM 메커니즘은 힌지의 양 끝에 각각 위치한 두 개의 캠 구조로 구성된다. 하나의 캠 구조는 아래 위로 맞물려 있는 능선 형태의 캠 멈춤쇠(CAM detent) 두 개와 캠의 움직임을 지지하는 스프링으로 이루어져 있다.접힘(POSTURE_Closed) 상태에는 Infinity Flex Display가 완전히 접혀 있는 상태에서도 스프링이 계속 캠을 밀어내는 힘을 작용시키면서 더욱 견고하고 안정감 있는 닫힌 상태를 유지하게 한다.
반 열림(POSTURE_HALF_OPENED) 상태에는 완전히 접혀있던 Infinity Flex Display를 펼치면, 상부 캠이 하부 캠의 능선을 따라 위로 올라가기 시작한다. 두 캠의 평평한 표면이 만날 때 표면 간 마찰력이 증가함에 따라 75~115도 사이에서 스스로 열린 상태를 유지할 수 있게 한다.
열림(POSTURE_OPENED) 상태에는 평평한 표면이 맞물리는 단계를 넘어 상부 캠이 하부 캠의 반대편 경사면을 미끄러져 내려가면서 Infinity Flex Display가 완전히 펼쳐진다. 이때도 스프링은 계속 캠을 밀어내는 힘을 통해 장력을 발생시켜 갤럭시 Z 시리즈가 더 견고하게 180도 펼쳐진 상태를 유지할 수 있게 한다.
2.2. 스위퍼
삼성 BESPOKE 제트와 삼성 BESPOKE 제트 봇 AI의 소프트 마루 브러시의 나일론 섬유인 마이크로 파이버로 된 스위퍼가 적용되어 있다. 1mm보다 작은 곳에 컷팅된 작은 솔이 뭉쳐서 힌지의 틈 사이에 촘촘하게 박혀있다.스위퍼는 프리스탑 힌지를 폴딩할 때 들어갈 수 있는 먼지나 이물질을 막아줘 프리스탑 힌지와 Infinity Flex Display를 더 잘 보호할 수 있다.
2.3. Flex Mode
3. 역사
3.1. 하이드어웨이 힌지(2020~2021)
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| 갤럭시 Z 플립 | Z 폴드2 | Z 플립3 | Z 폴드3의 프리스탑 힌지 |
하이드어웨이 힌지는 힌지 구조 디자인이다.
톱니바퀴로 힌지의 양 끝에 각각 위치한 두 개의 캠이 맞물리는 구조로 되어있다. 아래 위로 맞물려 있는 능선 형태의 캠 멈춤쇠가 있어 힌지가 원하는 각도에서 멈출 수 있다. 여러 개의 작은 기어들이 서로 맞물리면서 안정적으로 Infinity Flex Display를 펴고 접을 수 있다.
듀얼 CAM 메커니즘이 처음으로 들어간 프리스탑 힌지이다.
3.2. 2022
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| 갤럭시 Z 폴드4 | Z 플립4의 프리스탑 힌지 |
경첩의 구조가 바뀌어 더 가벼우면서 튼튼해졌다. 새로운 경첩에는 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 장치가 기어 대신 들어갔는데 이 부분에 텐션을 줌으로써 더 간결한 구조임에도 견고하게 장력을 유지시킬 수 있었고, 폴드4와 플립4의 힌지의 크기와 무게가 줄어들어 폴더블 폰의 고질적 단점인 무게 문제를 단계적으로 해결하려 하고 있다.
3.3. 플렉스 힌지(2023)
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| 갤럭시 Z 폴드5 | Z 플립5의 프리스탑 힌지 |
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| 프리스탑 힌지의 듀얼 레일 메커니즘 |
삼성은 새로운 프리스탑 힌지인 플렉스 힌지를 공개했다. 플렉스 힌지는 듀얼 레일 구조로 되어있다. 듀얼 레일 구조는 프리스탑 힌지가 움직일 때 이어진 두 개의 레일이 같이 움직인다.
듀얼 레일 구조 덕분에 외부 충격을 분산 시켜 줘서 더 단단하다. 접었을때 완벽하게 닫아서 틈이 사라지고 두께 또한 얇아졌다. 펼치고 닫을 때 보다 부드럽게 움직인다.
펴고 접을 때 Infinity Flex Display가 프리스탑 힌지의 안쪽에 말리는 넓이가 넓게 만들어진다. 따라서 Infinity Flex Display가 프리스탑 힌지의 움직임에 더 강해졌다. 주름의 깊이가 더 얕아지는 등의 효과가 알려졌다.
일부 자료 화면에는 위의 메커니즘 이미지처럼 내부 톱니바퀴가 포함된 사진 자료가 있으나 실제 경첩에는 톱니바퀴 없이 회전운동을 직선운동으로 변환하는 캠샤프트가 대신 들어가있다. 이 것은 갤럭시 Z 시리즈 4세대와 같다.
4. 지원
4.1. 지원 기기
5. 기타
- 삼성전자의 프리스탑 힌지와 Flex Mode가 강한 인상을 남겼는지 이후 중국의 폰 제조사들이 프리스탑 힌지를 따라한 수 많은 짝퉁 카피를 만들어 내게 되었다. 그러나 소프트웨어적으로는 Flex Mode표준을 따르지 않아 활용도가 매우 떨어지는데다가 힌지의 장력 수준이 낮거나 구조 자체가 부실하여 제대로 프리스탑 힌지와 Flex Mode를 쓰는 모습을 보여 주지 못한 채 벌러덩 넘어지는 사례가 굉장히 많아 조롱거리로 전락했다.