KR100594016B1

KR100594016B1 - 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치

Info

Publication number: KR100594016B1
Application number: KR1020040078732A
Authority: KR
Inventors: 이상민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2006-06-30
Also published as: KR20060029875A; CN1758838B; CN1758838A; US20060079303A1

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기의 한 쌍의 하우징을 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하게 결합시키는 스윙 힌지 장치에 있어서, 힌지 하우징; 소정의 탄성력을 제공받아 상기 힌지 하우징 내에서 상기 힌지 하우징의 길이방향으로 직선왕복 운동가능하게 수용되는 힌지 캠; 상기 힌지 캠과 대면하고 상기 힌지 하우징 내에서 상기 힌지 하우징의 길이방향으로 연장된 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 힌지 샤프트; 및 상기 힌지 하우징의 일단에 고정되어 상기 힌지 캠 및 힌지 샤프트를 상기 힌지 하우징 내에 구속시키면서 상기 힌지 샤프트의 일부분을 돌출시키는 하우징 캡을 포함하고, 상기 힌지 캠과 힌지 샤프트가 상기 힌지 하우징에 수용되고 상기 하우징 캡이 상기 힌지 하우징에 고정된 상태에서 상기 힌지 하우징의 일단으로부터 타단을 관통하게 구성되는 배선홀을 제공하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 개시한다.

단말기, 스윙 힌지, 가요성 인쇄회로, 배선홀

Description

휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치{SWING HINGE DEVICE FOR PORTABLE TERMINAL}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 나타내는 분리 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 나타내는 조립 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 나타내는 일부절개 사시도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

100 : 스윙 힌지 장치 101 : 힌지 하우징

102 : 힌지 캠 103 : 힌지 샤프트

104 : 탄성 수단 105 : 하우징 캡

109 : 배선홀 199 : 가요성 인쇄회로

본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 대면한 상태를 유지한 채로 한 쌍의 하우징을 회전 가능하게 결합시키는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 휴대용 단말기라 함은 사용자와 사용자 또는 사용자와 서비스 업자 사이에서 무선 통신 기능을 제공하는 전자기기를 의미하는 것으로서, 휴대용 단말기를 이용한 이동통신 서비스는 초기에 음성 통화, 단문 메시지 전송 서비스에 한정되어 있었으나 최근 온라인 게임, 주문형 비디오(Video On Demand)와 같은 멀티미디어 서비스, 동영상 파일 / 음악 파일 전송 등의 데이터 서비스에 이르기까지 그 서비스 영역이 점차 확대되고 있다.

한편, 휴대용 단말기는 그 외형에 따라 바형, 플립형, 폴더형 단말기로 분류된다. 바형 단말기는 키패드, 송화부 등의 입력 장치와 디스플레이 장치, 수화부 등의 출력 장치가 하나의 하우징에 설치된 형태의 단말기이고, 플립형 단말기는 하나의 하우징에 입/출력 장치가 설치되면서 입력 장치의 오작동을 방지하기 위한 플립 커버가 장착되어 회전함으로써 개폐되는 형태의 단말기이다. 폴더형 단말기는 한 쌍의 하우징이 대면한 상태로 서로 멀어지거나 근접하는 방향으로 회전 가능하게 결합된 형태의 단말기로서 각 하우징에 입력 장치와 출력 장치가 적절하게 분산 배치되어 사용이 편리하고 접철된 상태에서 휴대하게 되므로 휴대가 용이한 장점이 있다.

또한, 최근에는 한 쌍의 하우징이 대면한 상태를 유지한 채로 선형운동함에 따라 개폐되는 슬라이딩형 단말기, 한 쌍의 하우징이 대면한 상태를 유지한 채로 회전운동함에 따라 개폐되는 스윙형 단말기, 개방된 상태에서 폴더의 전후면 반전이 가능하게 결합된 로터리형 단말기, 폴더형 단말기의 개폐동작과 스윙형 단말기의 개폐동작이 복합적으로 구현된 단말기 등이 등장하여 사용자들의 다양한 취향에 부합하고 있다.

본 출원인에 의해 출원된 국내 특허출원번호 제2002-43417호(2002.07.23; 미국특허출원번호 제287,148호, 2002.11.04)는 한 쌍의 하우징이 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하게 결합된 스윙형 단말기 및 그의 힌지 장치를 개시한다. 개시된 스윙형 단말기의 힌지 장치는 제1 힌지 베이스와, 상기 제1 힌지 베이스의 힌지 홀을 관통하여 회전 가능하게 결합되는 힌지 샤프트가 형성된 제2 힌지 베이스로 구성된다. 상기 힌지 샤프트의 외주면에는 이-링(E-ring) 등의 체결수단이 결합된다.

또한, 국내 등록 실용신안 제330,451호(2003. 10. 07)는 한 쌍의 하우징에 폴더형 단말기의 개폐동작과 스윙형 단말기의 개폐동작이 복합적으로 구현되는 단말기가 개시되고 있다. 개시된 단말기의 힌지 장치 중 스윙 동작을 구현하는 구성을 살펴보면, 하부하우징에 고정되는 바디부와 상기 바디부에 형성되는 원통형상의 샤프트에 회전부가 회전 가능하게 결합되는 구성으로서, 상기 샤프트의 외주면에 스냅 링을 체결하여 상기 바디부와 회전부가 이탈하는 것을 방지하게 된다.

이들은 공통적으로 어느 한 하우징에 고정되면서 힌지 샤프트가 연장된 바디부와, 다른 한 하우징에 고정되면서 상기 바디부의 샤프트에 회전 가능하게 결합되 는 회전부로 구성되고, 바디부와 회전부는 이-링, 스냅 링과 같은 체결 수단에 의해 이탈되는 것이 방지된다.

그러나, 종래의 휴대용 단말기의 스윙 동작을 구현하는 스윙 힌지 장치는 바디부에 형성된 샤프트의 외주면 상에서 회전부가 회전 가능하게 결합되어 각각의 내주면과 외주면이 마찰하며 회전하는 구성으로, 제작상의 치수 편차에 의해 스윙 동작의 안정성이 떨어지는 일이 빈번하고, 바디부와 회전부를 체결하는 것이 이-링(E-ring), 스냅 링 등의 체결수단에 의해 이루어져 마찰에 의해 수명이 저하되며, 마찰을 완화시키기 위해서는 별도의 와셔 등을 조립하여야 하는 불편함이 있다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 스윙 동작의 안정성을 향상시킬 수 있는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 조립이 간단하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 한 쌍의 하우징을 대면한 상태로 회전 가능하게 결합시킴에 있어서 사용자가 하나의 하우징을 일정 정도 회전시키면 기 설정된 각도만큼 반자동으로 회전시키는 구동력을 제공하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 휴대용 단말기의 한 쌍의 하우징을 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하게 결합시키는 스윙 힌지 장치에 있어서,

힌지 하우징;

소정의 탄성력을 제공받아 상기 힌지 하우징 내에서 상기 힌지 하우징의 길이방향으로 직선왕복 운동가능하게 수용되는 힌지 캠;

상기 힌지 캠과 대면하고 상기 힌지 하우징 내에서 상기 힌지 하우징의 길이방향으로 연장된 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 힌지 샤프트; 및

상기 힌지 하우징의 일단에 고정되어 상기 힌지 캠 및 힌지 샤프트를 상기 힌지 하우징 내에 구속시키면서 상기 힌지 샤프트의 일부분을 돌출시키는 하우징 캡을 포함하고,

상기 힌지 캠과 힌지 샤프트가 상기 힌지 하우징에 수용되고 상기 하우징 캡이 상기 힌지 하우징에 고정된 상태에서 상기 힌지 하우징의 일단으로부터 타단을 관통하게 구성되는 배선홀을 제공하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치 를 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 나타내는 조립 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치를 나타내는 일부절개 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 힌지 장치(100)를 구비하는 휴대용 단말기(200)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

상기 휴대용 단말기(200)는 제1 및 제2 하우징(201, 202)이 서로 대면한 상태를 유지하면서 어느 한 하우징(202)이 회전함에 따라 개폐되는 구성으로서, 상기 제1 하우징(201)은 전면에 소형 디스플레이 장치(213)와 키패드(211) 등을 구비하고, 상기 제2 하우징(202)은 상기 제1 하우징(201)의 후면에 회전 가능하게 장착되고 대형 디스플레이 장치(221)를 구비한다. 상기 제2 하우징(202)은 상기 제1 하우징(201)의 전면에 수직방향으로 연장된 힌지축(A)에 대하여 회전함으로써 개폐된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 힌지 장치(100)는 힌지 하우징(101), 힌지 캠(102), 힌지 샤프트(103), 탄성 수단(104) 및 하우징 캡(105)을 구비하고, 조립된 상태에서 상기 힌지 하우징(101)의 길이방향으로 연장되는 배선홀(109)을 제공한다.

상기 힌지 하우징(101)은 길이방향으로 연장된 실린더 형상으로 양 단이 개방단으로 제공되며, 외주면에 돌출된 제1 체결부(113)가 길이방향으로 연장된다. 상기 제1 체결부(113)는 적어도 하나 이상 구비됨이 바람직하며, 본 실시 예에서는 상기 힌지 하우징(101)의 원주방향을 따라 네 개가 등각도 간격으로 설치된다. 상기 힌지 하우징(101)의 내주면에는 그의 일단으로부터 길이방향으로 연장되는 가이 드 홈(111)이 적어도 하나 이상 구비된다. 본 실시 예에서 상기 가이드 홈(111)은 한 쌍이 서로 마주보는 위치에 형성되었다. 상기 힌지 하우징(101)의 타단에 내주면에는 원주방향을 따라 연장된 제1 지지리브(115)가 형성된다.

상기 힌지 캠(102)은 그의 외주면 상에 형성되어 상기 가이드 홈(111) 내에서 직선 운동하는 가이드 돌기(123)를 구비함으로써, 상기 힌지 하우징(101) 내에서 직선왕복 운동하게 된다. 상기 힌지 캠(102)의 일단에는 산형부(121)가 형성되고 타단에는 상기 제1 지지리브(115)와 마주보는 제2 지지리브(125)가 상기 힌지 캠(102)의 내측면 원주방향을 따라 형성된다.

상기 힌지 샤프트(103)는 상기 힌지 하우징(101) 내에 회전 가능하게 수용되고, 일단에 골형부(131)가 형성되어 상기 힌지 캠(102)의 산형부(121)와 밀착된 상태로 미끄럼 접촉하게 된다. 상기 힌지 샤프트(103)의 타단부 외주면에 적어도 하나 이상의 결합홈(135)이 형성된 결합부(133)가 구성된다. 상기 골형부(131)와 결합부(133) 사이에는 단차면(137)이 형성된다. 상기 힌지 샤프트(103)의 골형부(131)가 형성된 부분에서의 직경이 상기 결합부(133)의 직경보다 더 크게 제공됨으로써 상기 단차면(137)이 형성된 것이다.

상기 힌지 하우징(101)이 단말기를 구성하는 한 쌍의 하우징 중 어느 한 하우징에 고정되고 상기 힌지 샤프트(103)가 다른 한 하우징에 고정됨으로써, 한 쌍의 하우징이 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하게 결합된다.

상기 힌지 하우징(101) 내에는 상기 탄성 수단(104)이 수용되어 상기 힌지 캠(102)과 힌지 샤프트(103)를 밀착시키는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하게 된다. 상기 탄성 수단(104)은 그의 일단이 상기 제1 지지리브(115)에 지지되고, 타단이 상기 제2 지지리브(125)에 지지되는 압축 코일 스프링을 사용함이 바람직하며, 그의 탄성력은 상기 힌지 캠(102)에 작용하여 상기 힌지 캠(102)과 힌지 샤프트(103)을 밀착시키게 된다.

상기 하우징 캡(105)은 상기 힌지 하우징(101)의 일단에 고정된다. 상기 하우징 캡(105)의 외주면에는 상기 제1 체결부(113)와 상응하는 제2 체결부(151)가 형성되어 상기 하우징 캡(105)과 힌지 하우징(101)의 고정수단을 제공한다. 즉, 상기 제1 체결부(113)와 제2 체결부(151)는 일직선 상에 정렬되며 스크류(159) 등의 체결수단에 의해 상호 결합되는 것이다. 상기 하우징 캡(105)은 상기 힌지 샤프트(103)의 결합부(133)를 상기 힌지 하우징(101)의 외부로 돌출시키고, 상기 힌지 샤프트(103)의 단차면(137)을 지지함으로써, 상기 힌지 캠(102), 힌지 샤프트(103) 및 탄성 수단(104)이 상기 힌지 하우징(101)으로부터 이탈하지 않도록 구속시키게 된다. 상기 하우징 캡(105)의 내측에는 결합리브(153)가 형성되어 상기 힌지 하우징(101) 내주면에 형성된 가이드 홈(111)에 맞물릴 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 상기 힌지 하우징(101), 힌지 캠(102), 힌지 샤프트(103), 탄성 수단(104) 및 하우징 캡(105)이 조립된 상태에서 상기 힌지 장치(100)는 그의 길이방향으로 관통하게 연장된 배선홀(109)을 제공하게 된다. 상기 배선홀(109)은 단말기를 구성하는 한 쌍의 하우징 각각에 설치되는 회로 장치들을 전기적으로 접속시키는 가요성 인쇄회로(199)가 배선되는 공간을 제공하게 된다.

상기와 같이 구성된 스윙 힌지 장치(100)의 동작에 따라 상기 휴대용 단말기 (200)가 개폐되는 동작을 살펴보면, 초기 상태에서 상기 힌지 샤프트(103)의 골형부(131)는 상기 힌지 캠(102)의 산형부(121)와 맞물리고, 상기 탄성 수단(104)의 탄성력은 최소가 된다. 이때, 상기 단말기(200)의 제2 하우징(202)은 상기 제1 하우징(201)에 중첩되어 폐쇄된다.

초기 상태로부터 상기 힌지 샤프트(103)가 외력에 의해 회전하면, 상기 산형부(121)와 골형부(131)가 어긋나면서 상기 힌지 캠(102)이 후퇴하게 된다. 이때, 상기 힌지 캠(102)이 후퇴함에 따라 상기 탄성 수단(104)에는 점차 탄성력이 축적된다. 상기 힌지 샤프트(103)가 회전한 정도에 따라 상기 탄성 수단(104)에 축적된 탄성력의 크기는 차이가 있다.

상기 산형부(121)와 골형부(131)가 어긋난 상태에서 상기 힌지 샤프트(103)를 회전시키는 외력이 제거되면, 상기 탄성 수단(104)의 탄성력은 상기 힌지 캠(102)을 상기 힌지 샤프트(103) 방향으로 전진시키게 된다. 따라서, 상기 힌지 샤프트(103)는 상기 골형부(131)가 상기 산형부(121)에 맞물리는 방향으로 회전하게 된다. 즉, 상기 산형부(121)와 골형부(131)가 맞물리지 않은 상태에서 상기 탄성 수단(104)의 탄성력은 상기 힌지 샤프트(103)의 회전력으로 전환되는 것이다.

상기 힌지 샤프트(103)이 초기 상태로부터 90도 회전한 상태에서 상기 산형부(121)는 골형부(131)로부터 완전히 이탈된 상태이고 상기 탄성 수단(104)에 축적된 탄성력은 최대가 된다.

상기 힌지 샤프트(103)가 초기 상태로부터 90도 이내의 범위에서 회전한다면, 상기 탄성 수단(104)의 탄성력에 의해 상기 힌지 캠(102)을 전진시켜 상기 힌 지 샤프트(103)를 초기 상태로 회전시키는 구동력을 발생시킨다.

또한, 상기 힌지 샤프트(103)가 초기 상태로부터 90도 이상의 범위에서 회전한다면, 상기 탄성 수단(104)의 탄성력에 의해 상기 힌지 캠(102)을 전진시켜 상기 힌지 샤프트(103)를 초기 상태로부터 180도 회전된 위치까지 회전시키는 구동력을 발생시킨다. 이때, 상기 제2 하우징(202)은 상기 제1 하우징(201)으로부터 180도 회전하여 완전히 개방된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치는 힌지 샤프트를 힌지 하우징에 회전 가능하게 수용시키면서 하우징 캡을 이용하여 이탈하는 것을 방지하고, 힌지 하우징과 힌지 샤프트를 단말기의 하우징에 각각 결합시킴으로써 한 쌍의 하우징을 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하게 결합시킨다. 이때, 상기 힌지 샤프트는 하우징 캡에 밀착된 상태를 유지하면서 상기 힌지 하우징 내에서 회전하게 되므로 단말기 하우징의 회전을 안정시키고, 종래에 이-링 등의 체결수단을 이용하는 스윙 힌지 장치와 비교할 때 힌지 장치의 내구성을 향상시키게 된다. 더욱이, 각각의 구성요소들을 조립하였을 때 길이방향으로 관통하게 연장된 배선홀을 제공함으로써 한 쌍의 하우징 각각에 설치된 회로장치들을 접속시키 는 가요성 인쇄회로의 배선이 용이하게 되었다. 또한, 단말기의 스윙 개폐동작에 있어서, 사용자가 하나의 하우징을 일정 정도 회전시키면 스윙 힌지 장치의 힌지 캠, 힌지 샤프트 및 탄성 수단의 구동에 의해 구동력이 발생되어 반자동으로 개폐되므로 사용이 편리한 장점이 있다.

Claims

휴대용 단말기의 한 쌍의 하우징을 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하게 결합시키는 스윙 힌지 장치에 있어서,

힌지 하우징;

소정의 탄성력을 제공받아 상기 힌지 하우징 내에서 상기 힌지 하우징의 길이방향으로 직선왕복 운동가능하게 수용되는 힌지 캠;

상기 힌지 캠과 대면하고 상기 힌지 하우징 내에서 상기 힌지 하우징의 길이방향으로 연장된 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 힌지 샤프트; 및

상기 힌지 하우징의 일단에 고정되어 상기 힌지 캠 및 힌지 샤프트를 상기 힌지 하우징 내에 구속시키면서 상기 힌지 샤프트의 일부분을 돌출시키는 하우징 캡을 포함하고,

상기 힌지 캠과 힌지 샤프트가 상기 힌지 하우징에 수용되고 상기 하우징 캡이 상기 힌지 하우징에 고정된 상태에서 상기 힌지 하우징의 일단으로부터 타단을 관통하게 구성되는 배선홀을 제공함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제1 항에 있어서,

상기 힌지 하우징의 외주면 상에 돌출되면서 상기 힌지 하우징의 길이방향으 로 연장된 적어도 하나 이상의 제1 체결부; 및

상기 하우징 캡의 외주면에 형성되어 상기 제1 체결부와 상응하는 제2 체결부를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제1 항에 있어서,

상기 힌지 캠의 일단에 형성되는 산형부;

상기 힌지 샤프트의 일단에 형성되어 상기 산형부와 맞물리는 골형부; 및

상기 힌지 하우징 내에 수용되어 상기 힌지 캠이 상기 힌지 샤프트에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성수단을 더 구비하고,

상기 힌지 샤프트가 회전하면 상기 탄성수단의 탄성력은 상기 산형부와 골형부가 맞물리는 방향으로 상기 힌지 샤프트를 회전시키는 회전력으로 전환됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제3 항에 있어서,

상기 힌지 하우징의 타단부 내주면에 형성되고 상기 힌지 하우징의 원주방향을 따라 연장되는 제1 지지리브; 및

상기 힌지 캠의 타단 내주면에 형성되고, 상기 힌지 캠의 원주방향을 따라 연장되는 제2 지지리브를 더 구비하고,

상기 탄성수단의 일단은 상기 제1 지지리브에, 타단은 상기 제2 지지리브에 각각 지지됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제1 항에 있어서,

상기 힌지 하우징의 내주면에 길이방향을 따라 연장되는 적어도 하나 이상의 가이드 홈; 및

상기 힌지 캠의 외주면에 형성되어 상기 가이드 홈 내에서 직선운동하는 가이드 돌기를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제5 항에 있어서,

상기 가이드 홈은 상기 힌지 하우징의 일단부까지 연장되고,

상기 하우징 캡의 일단에 형성되어 상기 가이드 홈과 맞물리는 결합리브를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제1 항에 있어서,

상기 한 쌍의 하우징 내의 회로 장치들을 전기적으로 접속시키는 가요성 인쇄회로가 상기 배선홀을 통해 연장됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제1 항에 있어서,

상기 힌지 샤프트의 타단부 외주면 상에 함몰 형성되는 적어도 하나 이상의 결합홈을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.
제2 항에 있어서, 상기 힌지 하우징의 제1 체결부와 상기 하우징 캡의 제2 체결부에 결합되는 스크류에 의해 상기 힌지 하우징과 하우징 캡이 결합됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 스윙 힌지 장치.