KR100630136B1 - 힌지 장치 및 그를 구비하는 휴대용 단말기 - Google Patents

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강성일
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Abstract

본 발명에 따른 힌지 장치 및 그를 구비하는 휴대용 단말기는 한 쌍의 하우징을 개폐시킴에 있어서, 폴더형 단말기의 개폐동작을 가능하게 함과 동시에 사용자의 필요에 따라 한 하우징을 다른 하우징의 일측에 나란하게 위치시키고, 단말기 전체를 90도 회전시킴으로써 디스플레이 장치에 표시되는 화면의 가로보기를 가능하게 한다. 따라서, 멀티미디어 서비스 등을 통해 제공되는 화면을 편리하게 시청할 수 있으며, 한 하우징을 다른 하우징의 일측에 나란하게 위치되도록 회전 가능하게 하는 힌지 장치는 한 하우징이 회전하는 위치에 따라 진행방향 또는 그 역방향으로 작용하는 구동력을 제공함으로써 반자동 동작이 가능하여 사용이 편리한 장점이 있다.
단말기, 힌지, 힌지축, 가로보기

Description

힌지 장치 및 그를 구비하는 휴대용 단말기 {HINGE APPARATUS AND PORTABLE TERMINAL THEREWITH}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 힌지 장치를 나타내는 분리 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 힌지 장치를 일부 절개하여 나타내는 조립 사시도,
도 3과 도 4는 도 1에 도시된 힌지 장치가 동작하는 모습을 일부 절개하여 순차적으로 나타내는 사시도,
도 5는 도 1에 도시된 힌지 장치의 힌지 캠들의 동작을 설명하기 위한 캠 선도,
도 6은 도 1에 도시된 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기를 나타내는 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 휴대용 단말기의 제2 하우징이 제1 힌지축에 대하여 회동한 모습을 나타내는 정면도,
도 8은 도 7에 도시된 휴대용 단말기의 제2 하우징이 제2 힌지축에 대하여 회동한 모습을 나타내는 정면도.
본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 한 쌍의 힌지축을 구비함으로써 폴더형 단말기의 개폐동작이 구현되면서, 사용자의 필요에 따라 하나의 하우징을 회전시켜 다른 하우징의 일측에 나란히 위치시키게 하는 힌지 장치 및 그를 구비하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.
통상적으로 휴대용 단말기라 함은 이동통신 기지국 등을 통해 사용자와 사용자 또는 사용자와 서비스 업자 사이에서 무선통신 기능을 제공해주는 기기를 의미하는 것으로서, 음성 통화서비스로부터 단문 메시지, 모바일 뱅킹(mobile banking), TV 시청, 온라인 게임, 주문형 비디오 등 다양한 형태의 콘텐츠(contents)가 휴대용 단말기를 통해 제공되고 있다.
상기와 같은 휴대용 단말기는 그 외형에 따라 하나의 하우징에 통신회로, 송화부, 수화부 등의 입출력 장치가 설치된 바형 단말기, 바형 단말기에 플립 커버가 설치된 플립형 단말기, 한 쌍의 하우징이 회전함으로써 개폐되고 입출력 장치가 각각의 하우징에 분산 배치된 폴더형 단말기 등으로 분류된다. 또한, 최근에는 슬라이딩형 단말기 등이 등장하여 폴더형 단말기와 더불어 휴대성과 사용의 편리성을 증대시키면서 사용자의 다양한 취향들을 만족시켜 주고 있다.
한편, 뮤직 비디오, 게임, VOD 등의 멀티미디어 서비스로부터 디지털이동방송(Digital Mobile Broadcasting)에 이르기까지 이동통신 서비스가 다양하게 확대 되고 있으나, 휴대용 단말기의 디스플레이 장치는 종방향으로 길게 제작되며 사용 상태에서도 종방향으로 길게 위치되므로, 멀티미디어 서비스를 통해 제공되는 화면을 디스플레이 장치에 종횡비에 맞도록 적절하게 구현하지 못하는 문제점이 있다. 더욱이, 종횡비에 맞는 화면이 디스플레이 장치에 구현하더라도 단말기 자체를 회전시키는 경우 디스플레이 장치를 횡방향으로 위치시켜야 하므로 이를 편안하게 시청할 수 없으며, 디스플레이 장치만 회전 가능하게 구성된다 하더라도 단말기의 조작이 불편하다는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 VOD, 디지털이동방송 등 멀티미디어 서비스를 통해 제공되는 화면을 디스플레이 장치의 종횡비에 적절하게 구현하고, 이를 편리하게 시청할 수 있게 하는 힌지 장치 및 그를 구비하는 휴대용 단말기를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 하우징과, 제1 힌지축을 중심으로 회동함에 따라 상기 제1 하우징에 대면하거나 멀어지는 방향으로 회동함과 동시에 상기 제1 힌지축의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축을 중심으로 회동 가능하게 결합된 제2 하우징과, 상기 제1 하우징과 제2 하우징을 결합시키는 힌지 장치를 포함하는 휴대용 단말기에 있어서, 상기 힌지 장치는,
상기 제1 하우징 상에 고정되고, 상기 제2 힌지축 방향으로 연장된 힌지 하우징;
상기 힌지 하우징에 결합되고, 상기 제2 힌지축 방향으로 연장되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 힌지 샤프트;
상기 힌지 샤프트 상에 고정되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 힌지 캡; 및
상기 힌지 하우징의 적어도 일부분과 힌지 캡을 감싸게 제공되고, 상기 힌지 캡과 함께 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 제3 하우징을 포함하고,
상기 제2 하우징은 상기 제3 하우징에 결합되어 상기 제1 힌지축에 대하여 회동하고, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지게 회동한 상태에서 상기 제3 하우징이 상기 제2 힌지축을 중심으로 회동함에 따라, 상기 제2 하우징을 상기 제1 하우징의 일측에 나란하게 위치시키는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 제1 하우징과, 제1 힌지축을 중심으로 회동함에 따라 상기 제1 하우징에 대면하거나 멀어지는 방향으로 회동함과 동시에 상기 제1 힌지축의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축을 중심으로 회동하는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징과 제2 하우징을 결합시키는 힌지 장치를 포함하는 휴대용 단말기에 있어서,
상기 제1 하우징의 일면에 형성된 안착홈; 및
상기 제1 힌지축 방향으로 연장되어 상기 힌지 장치에 제공되고, 상기 안착홈 상에 위치되어 상기 제2 하우징이 상기 제1 힌지축에 대하여 회전 가능하게 결합되는 제3 하우징을 포함하고,
상기 제3 하우징은 그의 일단이 상기 제1 하우징에 결합되어 상기 제1 힌지 하우징 상에서 상기 제2 힌지축을 중심으로 회동하고, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지게 회동한 상태에서 상기 제3 하우징이 상기 제2 힌지축을 중심으로 회동함에 따라, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징의 일측에 나란하게 위치되는 휴대용 단말기를 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 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 힌지 장치(100)는, 힌지 하우징(101), 힌지 샤프트(102), 힌지 캡(103) 및 제3 하우징(104; 도 6에 도시됨)을 포함하고, 일방향으로 연장된 제1 힌지축(A1)과 상기 제1 힌지축(A1)의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축(A2)을 제공한다. 상기 제3 하우징(104)은 상기 힌지 캡(103)을 수용하면서 외관 상 상기 힌지 장치(100)를 구비하는 단말기의 일부분을 구성하게 된다. 상기 힌지 장치(100)는 휴대용 단말기를 구성하는 한 쌍의 하우징을 회동 가능하게 결합시키면서, 제1, 제2 힌지축(A1, A2)을 제공함으로써 폴더형 단말기의 개폐동작을 구현시킴과 아울러 하나의 하우징을 다른 하우징 일측에 나란하게 위치시키는 회전동작을 구현하게 된다.
상기 힌지 하우징(101)은 상기 제2 힌지축(A2) 방향으로 연장된 실린더 형상이고, 일단은 개방단으로, 타단은 폐쇄단으로 구성된 수용공간(111)을 제공한다. 상기 힌지 하우징(101)의 내주면에는 상기 제2 힌지축(A2) 방향으로 연장된 가이드 홈(113)이 적어도 하나 이상 형성되고, 외주면으로부터 연장되는 제1 체결암(115)이 적어도 하나 이상 형성된다. 도시된 힌지 하우징(101)의 제1 체결암(115)은 한 쌍이 상기 힌지 하우징(101)의 폐쇄단에서 90도로 교차하는 형태로 구성되었다. 아울러, 상기 힌지 하우징(101)의 외주면에는 스토퍼 리브(117)가 형성되어 있다. 상기 스토퍼 리브(117)는 상기 힌지 하우징(101)의 외주면으로부터 돌출되면서 상기 제1 체결암(115)과 연결된 구성으로써 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 힌지 하우징(101)은 한 쌍의 하우징 중 어느 한 하우징 내에 고정되며 개방된 단부가 그 하우징의 외부로 돌출된다. 상기 제1 체결암(115)이 상기 힌지 하우징(101)을 단말기의 하우징 상에 고정시키는 수단을 제공하게 된다.
상기 힌지 샤프트(102)는 상기 제2 힌지축(A2) 방향으로 연장되며, 상기 힌지 하우징(101)을 관통하여 그의 폐쇄단 단부로 돌출된다. 상기 힌지 하우징(101)의 폐쇄단 단부로 돌출된 상기 힌지 샤프트(102)의 외주면에는 이-링(E-ring)(121)이 체결된다. 따라서, 상기 힌지 샤프트(102)는 상기 힌지 하우징(101)에 결합되어 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 힌지 하우징(101)의 단부 면과 상기 이-링(121) 사이에는 와셔(123)가 개재되어 그들 사이에서 발생될 수 있는 마찰을 완화시킬 수 있다.
상기 힌지 캡(103)은 상기 힌지 샤프트(102)의 단부에 고정되어 상기 힌지 하우징(101)의 개방단을 폐쇄시키고, 상기 힌지 샤프트(102)와 함께 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 힌지 캡(103)은 그의 상단으로부터 관통하여 상기 힌지 샤프트(102)의 단부에 체결되는 스크류(191)에 의해 상기 힌지 샤프트(102) 상에 고정된다. 상기 힌지 샤프트(102)의 상단부는 원형이 아닌 다각형 형상으로 구성되고 일부 외주면은 곡면 형상으로 형성되어 있다. 상기 힌지 캡(103)의 내주면에는 상기 힌지 샤프트(102)의 상단부 형상에 상응하는 형상의 홈(미도시)이 형성되어 상기 힌지 캡(103)이 상기 힌지 샤프트(102)와 함께 회전할 수 있게 구속된다.
상기 힌지 캡(103)은 상기 힌지 하우징(101)의 외주면 일부분을 감싸는 슬리브(131)와, 그 외주면으로부터 상기 제1 힌지축(A1) 방향으로 돌출된 힌지 더미(135) 및 제2 체결암(133)을 구비한다. 상기 제2 체결암(133)은 상기 제1 힌지축(A1) 방향을 따라 연장된다. 상기 힌지 캡(103)이 상기 힌지 사프트(102)에 고정된 상태에서 상기 슬리브(131)의 내주면은 상기 힌지 하우징(101)의 외주면과 일정 간격을 두고 이격되며, 상기 힌지 캡(103)이 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 회전하는 동안 상기 슬리브(131)는 상기 스토퍼 리브(117)에 간섭되어 상기 힌지 캡(103)의 회전 범위를 제한하게 된다.
상기 힌지 캡(103)에는 슬릿(139; 도 4에 도시됨)이 형성되어 있다. 상기 슬릿(139)은 상기 제2 체결암(133), 슬리브(131) 및 힌지 더미(135)의 내부에 걸쳐 연장된 구성으로 상기 슬리브(131)의 내주면과 외주면을 연결시키게 된다.
상기 제3 하우징(104; 도 6에 도시됨)은 하부 케이스(104a)와 상부 케이스 (104b)로 구성된다. 상기 제3 하우징(104)은 상기 제1 힌지축(A1) 방향으로 연장된 구성이고, 상면의 양단에는 각각 사이드 힌지 암(141)이 서로 마주보게 형성되어 있다. 단말기를 구성하는 하우징들 중 다른 하우징이 상기 사이드 힌지 암(141)들의 지지를 받아 상기 제1 힌지축(A1)을 중심으로 회동하게 된다. 즉, 상기 사이드 힌지 암(141)들은 상기 제1 힌지축(A1) 상에 위치되어 단말기를 구성하는 다른 하우징의 힌지축을 제공하게 되는 것이다. 이때, 상기 힌지 더미(135)는 상기 사이드 힌지 암(141)들 중 일측의 사이드 힌지 암 내측 벽면으로 노출되어 상기 제3 하우징(104)에 결합되는 단말기의 하우징의 결합수단을 제공할 수 있다. 이러한 힌지 결합 수단은 폴더형 단말기의 본체와 폴더의 결합을 통해 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
상기 하부 케이스(104a)는 상기 힌지 하우징(101) 상에 회전 가능하게 결합되고, 상기 상부 케이스(104b)는 상기 힌지 캡(103)을 감싸는 상태로 상기 하부 케이스(104a)에 조립된다. 상기 힌지 캡(103)의 제2 체결암(133)이 상기 제3 하우징(104)의 내벽에 고정되는 것이다. 따라서, 상기 제3 하우징(104)은 상기 힌지 캡(103)과 함께 제2 힌지축(A2)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 힌지 하우징(101)의 개방단은 상기 하부 케이스(104a)의 일단을 관통하여 상기 제3 하우징(104)의 내부에 위치된다.
이때, 상기 힌지 하우징(101)이 고정된 단말기 하우징의 내부와 상기 제3 하우징(104)의 내부는 상기 슬릿(139)을 통해 연결된다. 즉, 상기 힌지 하우징(101)의 외주면과 상기 슬리브(139)의 내주면이 이격된 상태이므로, 이들 사이의 공간은 상기 힌지 하우징(101)이 고정된 단말기의 하우징 내부와 연결된 상태이다. 상기 슬리브(139)의 외주면은 상기 제3 하우징(104) 내에 위치하면서 상기 슬릿(139)을 통해 내주면과 연결된 상태이므로 결국 상기 힌지 하우징(101)이 고정된 단말기의 하우징 내부와 상기 제3 하우징(104)의 내부가 서로 연결되는 것이다.
한편, 상기 힌지 하우징(101) 내에는 제1, 제2 힌지 캠(151, 153)과 탄성 수단(199)이 수용되어 상기 힌지 캡(103)을 회전시키는 구동력을 발생시키게 된다.
상기 제1 힌지 캠(151)은 상기 힌지 샤프트(102) 상에 고정되어 상기 힌지 샤프트(102)와 함께 상기 제2 힌지축(A2)에 대하여 회전하게 된다. 상기 제1 힌지 캠(151)의 일단에는 상기 힌지 샤프트(102)의 상단부 형상에 상응하는 형상의 고정홈(159)이 형성된다. 상기 고정홈(159)이 상기 힌지 샤프트(102)의 상단부에 맞물려 상기 제1 힌지 캠(151)이 상기 힌지 샤프트(102)와 함께 상기 제2 힌지축(A2)에 대하여 회전하게 되는 것이다. 상기 제1 힌지 캠(151)의 타단에는 제1 산형부(155a)가 형성되어 있다. 도 5는 상기 제1 힌지 캠(151)의 캠 선도(10)를 도시하고 있다. 도 5를 참조하면, 상기 제1 산형부(155a)는 상기 제1 힌지 캠(151)의 원주방향을 따라 일측의 최저점(L)으로부터 최고점(H)을 지나 타측의 최저점(L)까지 180도를 초과하는 범위에 형성되며, 최고점(H)을 중심으로 대칭을 이루는 형상이다.
상기 제2 힌지 캠(153)은 상기 제1 힌지 캠(151)에 대면한 상태로 상기 힌지 샤프트(102) 상에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제2 힌지 캠(153)의 일단에는 제2 산형부(155b)가 형성된다. 상기 제2 산형부(155b)는 상기 힌지 샤프트(102) 상에서 상기 제2 힌지 캠(153)이 회전함에 따라 상기 제1 산형부(155a)의 곡면을 따라 미 끄럼 접촉하게 된다. 상기 제2 힌지 캠(153)의 외주면에는 상기 힌지 하우징(101)의 가이드 홈(113)에 상응하는 가이드 돌기(157)가 형성되어 있다. 상기 가이드 돌기(157)가 상기 가이드 홈(113)에 직선운동 가능하게 맞물림에 따라, 상기 제2 힌지 캠(153)은 상기 힌지 하우징(101) 내에서 직선 운동하게 된다.
상기 탄성 수단(199)은 상기 힌지 샤프트(102) 상에 위치되어 상기 제2 힌지 캠(153)이 상기 제1 힌지 캠(153)에 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하게 된다. 상기 탄성 수단(199)의 일단은 상기 힌지 하우징(101)의 폐쇄단 내벽에 지지되고 타단은 상기 제2 힌지 캠(153)의 타단에 지지됨으로써 탄성력을 제공하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 수단(199)으로는 압축 코일 스프링이 바람직하다.
상기 힌지 샤프트(102)가 회전함에 따라, 일정 구간에서 상기 제2 산형부(155b)는 상기 제1 산형부(155a)의 곡면을 따라 미끄럼 접촉하며 이동하게 된다. 이때, 상기 탄성 수단(199)의 탄성력은 상기 제2 힌지 캠(155b)이 상기 제1 힌지 캠(151)에 밀착되는 방향으로 작용하므로, 상기 제2 산형부(155b)의 최고점(H)이 상기 제1 산형부(155a)의 양측 최저점(L)에 위치되도록 상기 힌지 샤프트(102) 및 제1 힌지 캠(151)이 상기 힌지 하우징(101) 상에서 회전하게 된다.
결과적으로, 상기 제1, 제2 힌지 캠(151, 153)과 탄성 수단(199)의 구성에 의해 상기 제3 하우징(104)이 회전하는 구간에 따라 상기 힌지 장치(100)는 상기 제3 하우징(104)을 어느 한쪽 방향으로 위치시키는 구동력을 발생시키게 되는 것이다.
도 3과 도 4는 상기 힌지 장치(100)의 동작을 순차적으로 나타내는 일부 절개 사시도이다. 도 3은, 최초 조립 상태의 위치에서 상기 힌지 캡(103)이 제2 힌지축(A2)을 중심으로 90도만큼 회전한 상태를 도시하고 있다. 도 3과 도 5를 참조하면, 최초 조립 상태의 위치에서 상기 제2 산형부(155b)는 상기 제1 산형부(155a) 일측의 최저점(L)에 근접하게 위치되며, 상기 힌지 캡(103)이 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 90도 회전하였을 때 상기 제2 산형부(155b)의 최고점(H)은 상기 제1 산형부(155a)의 최고점(H) 상에 위치된다.
상기 힌지 캡(103)이 최초 조립된 위치로부터 90도까지 회전하는 동안 상기 제2 산형부(155b)는 상기 제1 산형부(155a)의 일측 최저점(L)과 최고점(H) 사이의 곡면을 따라 이동하게 된다. 이때, 상기 탄성 수단(199)의 탄성력이 작용함에 따라, 상기 제2 산형부(155b)가 다시 상기 제1 산형부(155a)의 최저점(L)으로 이동하는 방향으로 작용하는 구동력이 발생되어 상기 제1 힌지 캠(151) 및 힌지 샤프트(102)에 작용하게 된다.
도 4는 최초 조립된 상태의 위치로부터 상기 힌지 캡(103)이 180도만큼 회전한 상태를 도시하고 있다. 이때, 상기 제2 산형부(155b)가 최초 위치로부터 90도를 지나 이동하게 되면, 상기 제1 산형부(155a)의 최고점(H)으로부터 타측의 최저점(L)으로 미끄럼 접촉하면서 이동하게 된다. 이때, 상기 탄성 수단(199)의 탄성력이 작용함에 따라, 상기 제2 산형부(155b)가 상기 제1 산형부(155a) 타측의 최저점(L)으로 이동하는 방향으로 작용하는 구동력이 발생되어 상기 제1 힌지 캠(151) 및 힌지 샤프트(102)에 작용하게 된다.
최초 조립된 상태로부터 상기 힌지 캡(103)이 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 180도만큼 회전하였을 때, 상기 슬리브(131)가 상기 스토퍼 리브(117)에 간섭되어 상기 힌지 캡(103)의 회전은 제한된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 산형부(155b)는 상기 제1 산형부(155a)의 최고점(H)과 타측 최저점(L) 사이의 곡면 상에 위치된다. 따라서, 상기 탄성 수단(199)에 의해 발생된 구동력과 상기 슬리브(131) 및 스토퍼 리브(117)에 의한 회전 제한에 의해 상기 힌지 캡(103)은 고정상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1 산형부(155a)가 형성된 각도 범위를 조절하여, 상기 힌지 캡(103)이 180도만큼 회전한 상태에서, 상기 제2 산형부(155b)의 최고점(H)이 상기 제1 산형부(155a)의 최저점(L)에 위치되도록 구성할 수도 있다. 이때, 상기 힌지 캡(103)이 180도만큼 회전한 위치에서 고정상태를 유지할 수 있어야 함에 유의한다.
즉, 도시된 힌지 장치(100)에서는 상기 슬리브(131)와 스토퍼 리브(117)가 간섭된 상태에서도 상기 제1, 제2 힌지 캠(151, 153)과 탄성 수단(199)에 의해 발생된 구동력이 작용하여 상기 힌지 캡(103)의 유동을 제한하는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 상기 힌지 캡(103)이 180도만큼 회전한 상태에서 고정상태를 유지할 수 있다면 상기 제1, 제2 힌지 캠(151, 153)과 탄성 수단(199)의 구동력이 작용하는 상태를 유지할 필요는 없는 것이다.
상기 힌지 캡(103)이 180도만큼 회전한 상태에서 다시 최초 조립된 상태로 되돌아가는 회전에서도 상기 제1, 제2 힌지 캠(151, 153)과 탄성 수단(199)의 구동 력은 동일하게 작용한다. 즉, 180도 회전한 위치에서 90도 회전한 위치로 회전하는 동안 상기 제2 산형부(155b)가 상기 제1 산형부(155a)의 타측 최저점(L)에 위치되는 방향으로 구동력이 발생되고, 90도 회전한 위치로부터 최초 조립된 상태의 위치로 회전하는 동안 제2 산형부(155b)가 상기 제1 산형부(155a)의 일측 최저점(L)에 위치되는 방향으로 구동력이 발생되는 것이다.
한편, 상기 슬리브(131), 스토퍼 리브(117)와 같이 상기 힌지 캡(103)의 회전을 제한하는 수단이 없다면, 상기 제2 산형부(155b)의 이동 범위는 상기 제1 산형부(155a)의 양측 최저점(L) 사이를 이동할 수 있으므로 상기 힌지 샤프트(102) 상에서 180도를 초과하는 범위의 회전을 하면서 구동력을 발생시킬 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 상기 힌지 장치(100)를 구비하는 휴대용 단말기(200)에 관하여 살펴보기로 한다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 힌지 장치(100)를 구비하는 휴대용 단말기(200)는 제1 하우징(201)과 제2 하우징(202)을 구비하고, 상기 힌지 장치(100)에 의해 상기 제1 하우징(201)과 제2 하우징(202)이 결합되는 구성이다.
상기 제1 하우징(201)은 그의 일면이 키패드 영역(211a), 음향설치부 영역(211b) 및 안착홈(219)으로 구성되고, 마이크로 폰이 내장된 송화부(215)를 구비한다. 상기 키패드 영역(211a)에는 다수의 키들로 구성된 키패드(213)가 설치된다. 상기 키패드(213)는 일반적인 휴대용 단말기의 키 구성인 3×4 배열의 숫자/문자 입력 키들, 메뉴 검색/선택 키, 통화 키, 종료 키 등으로 구성할 수 있다. 본 실시 에에서는 일반적인 개인용 컴퓨터의 자판인 QWERTY 배열의 입력 키들과, 메뉴 검색 /선택 키, 기능 키 등으로 구성된 키패드(213)가 설치된 구성이다. 한편, 상기 QWERTY 배열의 입력 키들 중 일부에는 숫자값이 할당됨으로써 통화번호 입력 등 통신 기능을 수행할 수 있도록 구성함이 바람직하다. 상기 음향설치부 영역(211b)은 상기 키패드 영역(211a)의 일측에 위치되며, 한 쌍의 스피커 장치(217)들이 이격된 상태로 설치되어 있다. 상기 안착홈(219)은 상기 제1 하우징(201)의 일면 상에서 단차지게 형성된다. 이는 상기 힌지 장치(100), 구체적으로 상기 제3 하우징(104)이 위치되는 공간을 제공하기 위한 형상이다. 상기 제3 하우징(104)이 상기 안착홈(219) 상에 위치된 상태에서, 그의 일단이 상기 안착홈(219) 상의 일단부에 회전 가능하게 결합되고 상기 한 쌍의 사이드 힌지 암(141)들은 상기 제1 하우징(201)의 일면 상으로 돌출된다.
상기 제3 하우징(104)이 상기 안착홈(219) 상에 위치된 때, 상기 힌지 장치(100)는 도 2에 도시된 상태와 같다. 이때, 상기 제2 산형부(155b)는 상기 제1 산형부(155a) 일측의 최저점(L)과 최고점(H) 사이의 곡면 상에 위치된다. 따라서, 상기 제3 하우징(104)은 상기 안착홈(219) 내에 위치되는 상태를 유지하게 된다. 상기 안착홈(219) 내에 위치된 상태로부터 상기 힌지 캡(103)이 180도만큼 회전하였을 때, 상기 슬리브(131)와 스토퍼 리브(117)가 간섭되어, 상기 힌지 캡(103)의 회전 범위는 180도 이내로 제한된다.
상기 제2 하우징(202)은 일단에 형성된 센터 힌지 암(225)을 구비한다. 상기 센터 힌지 암(225)은 상기 사이드 힌지 암(141)들 사이에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 상기 사이드 힌지 암(141)들은 상기 제2 하우징(202) 일단부의 양단, 구체적으 로 상기 센터 힌지 암(225)의 양 단부를 회전 가능하게 지지함으로써, 상기 제1 힌지축(A1)을 제공하게 되는 것이다. 상기 제1 하우징(201)과 마주보는 상기 제2 하우징(202)의 면에는 디스플레이 장치(221)와 수화부(223)가 설치되어 있다.
상기 힌지 장치(100)의 힌지 하우징(101)은 상기 제1 하우징(201)의 상단부 내측에 고정되며, 상기 안착홈(219) 상으로 개방단이 돌출된다. 상기 힌지 캡(103)은 상기 제3 하우징(104)에 수용된 상태로 상기 힌지 하우징(101) 상에 회전 가능하게 결합됨으로써 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 회동하게 된다. 아울러, 상기 제2 하우징(202)이 상기 제3 하우징(104) 상에 결합되어 상기 제1 힌지축(A1)을 중심으로 회동하게 된다.
상기 제2 하우징(202)은 상기 제1 힌지축(A1)을 중심으로 회동함에 따라, 상기 제1 하우징(201)에 대면한 상태로부터 멀어지는 방향으로 회동하여 개방된다. 도 7은 상기 제2 하우징(202)이 상기 제1 힌지축(A1)을 중심으로 회동하여 개방된 모습을 나타내고 있다. 상기 제2 하우징(202)이 상기 제1 하우징(201)으로부터 멀어지게 회동한 때, 사용자는 상기 단말기(200)를 이용하여 통상적인 음성 통화, 단문 메시지 작성/전송을 할 수 있다.
도 7에 도시된 상태에서, 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 상기 제3 하우징(104)을 회동시키면, 상기 디스플레이 장치(221)가 개방된 상태로 상기 제2 하우징(202)은 상기 제1 하우징(201)의 일측에 나란하게 위치된다. 이때, 상기 제2 산형부(155b)는 상기 제1 산형부(155a) 일측의 최저점(L)에 근접한 위치로부터 최고점(H)을 지나 180도만큼 회전하였을 때 타측의 최저점(L)에 근접하게 위치되며, 상기 제1 산형부(155a)의 곡면을 따라 180도만큼 이동하게 된다. 또한, 상기 슬리브(131)는 상기 스토퍼 리브(117)에 간섭되어 상기 힌지 캡(103), 궁극적으로 상기 제2 하우징(202)이 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 더 이상 회동하는 것을 제한하게 된다.
도 8을 참조하면, 상기 제2 하우징(202)은 상기 제1 하우징(201)의 일측에 나란하게 위치된 상태에서, 사용자는 상기 단말기(200)를 횡방향으로 위치시켜 디스플레이 장치(221)를 횡방향으로 위치시킬 수 있다.
한편, 상기 제2 하우징(202)이 상기 제1 하우징(201)의 일측에 나란하게 위치된 상태에서, 상기 스피커 장치(217)들이 상기 제2 하우징(202)에 의해 가려지지만, 그 음향은 사용자에거 충분히 전달될 수 있다. 또한, 한 쌍이 설치되어 있으므로 디스플레이 장치(221)을 횡방향으로 위치시키고 뮤직비디오 등을 감상하는 동안 스테레오 사운드와 같은 좀더 현장감 있는 음향을 충분하게 제공할 수 있다. 이때, 상기 음향설치부 영역(211b)은 상기 키패드 영역(211a)과 단차지게 형성되어 상기 제2 하우징(202)의 외측면을 지지하게 할 수 있다.
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 힌지 장치 및 그를 구비하는 휴대용 단말 기는 한 쌍의 하우징이 2축으로 회전 가능하게 구성되면서, 사용자의 필요에 따라 한 하우징이 다른 하우징의 일측에 나란하게 위치된 상태로 가로보기가 가능하게 구성되어, 멀티미디어 서비스를 통해 제공되는 화면을 편리하게 시청할 수 있는 장점이 있다. 또한, 가로보기 상태에서는 한 쌍의 하우징이 상하로 배치되어 하측의 하우징에 설치된 키패드 조작이 편리한 장점을 갖는다. 또한, 한 하우징이 가로보기 상태로 회전하는 때 힌지 장치가 제공하는 구동력에 의해 회전이 가능하므로, 단말기의 회전 동작이 편리하게 이루어지는 이점이 있다.

Claims (33)

  1. 제1 하우징과, 제1 힌지축을 중심으로 회동함에 따라 상기 제1 하우징에 대면하거나 멀어지는 방향으로 회동함과 동시에 상기 제1 힌지축의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축을 중심으로 회동 가능하게 결합된 제2 하우징과, 상기 제1 하우징과 제2 하우징을 결합시키는 힌지 장치를 포함하는 휴대용 단말기에 있어서, 상기 힌지 장치는,
    상기 제1 하우징 상에 고정되고, 상기 제2 힌지축 방향으로 연장된 힌지 하우징;
    상기 힌지 하우징에 결합되고, 상기 제2 힌지축 방향으로 연장되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 힌지 샤프트;
    상기 힌지 샤프트 상에 고정되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 힌지 캡; 및
    상기 힌지 하우징의 적어도 일부분과 힌지 캡을 감싸게 제공되고, 상기 힌지 캡과 함께 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 제3 하우징을 포함하고,
    상기 제2 하우징은 상기 제3 하우징에 결합되어 상기 제1 힌지축에 대하여 회동하고, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지게 회동한 상태에서 상기 제3 하우징이 상기 제2 힌지축을 중심으로 회동함에 따라, 상기 제2 하우징을 상기 제1 하우징의 일측에 나란하게 위치시킴을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제3 하우징은 상기 제1 힌지축 방향을 따라 연장됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 하우징의 양단에 각각 형성되는 한 쌍의 사이드 힌지 암들; 및
    상기 제2 하우징의 일단에 형성되어 상기 사이드 힌지 암들 사이에 회전 가능하게 결합되는 센터 힌지 암을 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 한 쌍의 사이드 힌지 암들은 상기 제1 힌지축 상에 위치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 제3 하우징은 상기 제1 하우징의 일단부에 위치되어, 상기 사이드 힌지 암들이 상기 제1 하우징 일면 상으로 돌출됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 힌지 캡은 상기 힌지 하우징의 일단부를 폐쇄시킴과 동시에 상기 힌지 하우징의 외주면 일부분을 감싸게 제공됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 힌지 캡의 외주면으로부터 상기 제1 힌지축 방향으로 연장되는 체결암을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 힌지 캡의 외주면으로부터 상기 제1 힌지축 방향으로 연장되어, 상기 제3 하우징 내에 고정되는 체결암을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 힌지 하우징의 타단부 외주면으로부터 연장되어 상기 제1 하우징 내에 고정되는 적어도 하나 이상의 체결암을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 힌지 캡의 상단으로부터 상기 힌지 캡을 관통하여 상기 힌지 샤프트의 단부에 체결되는 스크류에 의해 상기 힌지 캡이 상기 힌지 샤프트 상에 고정됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 힌지 하우징의 외주면 상에 돌출된 스토퍼 리브; 및
    상기 힌지 캡 상에 제공되어 상기 힌지 하우징의 외주면 일부분을 감싸게 제공된 슬리브를 더 구비하고,
    상기 힌지 캡이 상기 제2 힌지축에 대하여 회전함에 따라 상기 슬리브가 상기 스토퍼 리브에 간섭되어 상기 힌지 캡의 회전 범위가 한정됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 힌지 캡의 외주면 상에 제공되어 상기 제1 힌지축 방향으로 연장된 힌지 더미; 및
    상기 제3 하우징의 양단에 각각 형성되는 한 쌍의 사이드 힌지 암들을 더 구비하고,
    상기 힌지 더미는 상기 한 쌍의 사이드 힌지 암들 중 일측의 사이드 힌지 암 내측 벽면으로 노출됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 힌지 샤프트 상에 고정되어 상기 힌지 샤프트와 함께 회전하는 제1 힌지 캠;
    상기 제1 힌지 캠에 대면한 채로, 상기 힌지 샤프트 상에 회전 가능하게 결합되는 제2 힌지 캠; 및
    상기 힌지 샤프트 상에 위치되어 상기 제2 힌지 캠이 상기 제1 힌지 캠에 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 탄성 수단을 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 탄성수단, 제2 힌지 캠, 제1 힌지 캠이 순차적으로 상기 힌지 하우징에 수용되고, 상기 탄성수단의 일단이 상기 힌지 하우징의 단부벽에 지지되고 타단이 상기 제2 힌지 캠에 지지되어 탄성력을 제공함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 힌지축 방향을 따라 연장되고, 상기 힌지 하우징의 내주면에 형성된 적어도 하나 이상의 가이드 홈; 및
    상기 제2 힌지 캠의 외주면 상에 돌출되어 상기 가이드 홈에 직선운동 가능하게 맞물리는 가이드 돌기를 더 구비함으로써,
    상기 제2 힌지 캠은 상기 힌지 하우징 내에서 직선 왕복운동함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 힌지 캠에 형성된 적어도 하나의 제1 산형부; 및
    상기 제2 힌지 캠에 형성된 적어도 하나의 제2 산형부를 더 구비하고,
    상기 힌지 샤프트와 함께 상기 제1 힌지 캠이 회전함에 따라, 상기 제2 산형부는 상기 제1 산형부의 곡면을 따라 일측 최저점으로부터 최고점을 지나 타측 최저점으로 이동함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제2 산형부는 상기 제1 산형부의 곡면을 따라 일측 최저점으로부터 최고점을 지나 타측 최저점까지 이동하는 동안 상기 힌지 샤프트는 180도를 초과하여 회전함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  18. 제1 항에 있어서, 상기 힌지 하우징은 그의 일단이 개방되고 타단이 폐쇄된 실린더 형상이고, 상기 힌지 샤프트는 상기 제2 힌지축 방향을 따라 상기 힌지 하우징을 관통하여 상기 힌지 하우징의 타단부 벽에 회전 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 힌지 샤프트의 단부는 상기 힌지 하우징의 타단 외부로 돌출되며, 그 외주면에 이-링(E-ring)이 결합됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 힌지 캡 상에 제공되어 상기 힌지 하우징의 외주면 일부분을 감싸게 제공된 슬리브를 더 구비하고,
    상기 슬리브의 내주면과 상기 힌지 하우징의 외주면은 일정 간격을 두고 이격된 상태를 유지함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 힌지 캡의 외주면 상에 제공되어 상기 제1 힌지축 방향으로 연장된 힌지 더미; 및
    상기 슬리브의 내주면과 외주면을 관통하게 형성된 슬릿을 더 구비하고,
    상기 슬릿의 단부는 상기 힌지 더미 내부까지 연장됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  22. 제1 항에 있어서, 상기 제3 하우징은 그의 일단이 상기 제1 하우징의 일측 단부에 결합되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  23. 제1 하우징과, 제1 힌지축을 중심으로 회동함에 따라 상기 제1 하우징에 대면하거나 멀어지는 방향으로 회동함과 동시에 상기 제1 힌지축의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축을 중심으로 회동하는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징과 제2 하우징을 결합시키는 힌지 장치를 포함하는 휴대용 단말기에 있어서,
    상기 제1 하우징의 일면에 형성된 안착홈; 및
    상기 제1 힌지축 방향으로 연장되어 상기 힌지 장치에 제공되고, 상기 안착홈 상에 위치되며, 상기 제2 하우징이 상기 제1 힌지축에 대하여 회전 가능하게 결합되는 제3 하우징을 포함하고,
    상기 제3 하우징은 그의 일단이 상기 제1 하우징에 결합되어 상기 제1 힌지 하우징 상에서 상기 제2 힌지축을 중심으로 회동하고, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지게 회동한 상태에서 상기 제3 하우징이 상기 제2 힌지축을 중심으로 회동함에 따라, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징의 일측에 나란하게 위치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  24. 제23 항에 있어서, 상기 안착홈은 상기 제1 하우징 일단부에 위치되고, 측방향으로 연장된 형상임을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  25. 제23 항에 있어서, 상기 제1 하우징의 일측에 제공되는 한 쌍의 스피커 장치를 더 구비하고, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징의 일측에 나란하게 위치된 때 상기 제2 하우징에 의해 상기 스피커 장치가 가려짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  26. 제23 항에 있어서, 상기 제1 하우징의 일면에는 키패드 영역과 음향설치부 영역이 제공되고, 상기 키패드 영역과 음향설치부 영역은 단차지게 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  27. 제23 항에 있어서, 상기 힌지 장치는,
    상기 제1 하우징 상에 고정되고, 상기 제2 힌지축 방향으로 연장된 힌지 하우징;
    상기 힌지 하우징에 결합되고, 상기 제2 힌지축 방향으로 연장되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 힌지 샤프트; 및
    상기 힌지 샤프트 상에 고정되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 힌지 캡을 포함하고,
    상기 제3 하우징은 상기 힌지 하우징의 적어도 일부분과 힌지 캡을 감싸게 제공되고, 상기 힌지 캡과 함께 상기 제2 힌지축에 대하여 회전함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 힌지 샤프트 상에 고정되어 상기 힌지 샤프트와 함께 회전하는 제1 힌지 캠;
    상기 제1 힌지 캠에 대면한 채로, 상기 힌지 샤프트 상에 회전 가능하게 결합되는 제2 힌지 캠; 및
    상기 힌지 샤프트 상에 위치되어 상기 제2 힌지 캠이 상기 제1 힌지 캠에 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 탄성 수단을 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 제1 힌지 캠에 형성된 적어도 하나의 제1 산형부; 및
    상기 제2 힌지 캠에 형성된 적어도 하나의 제2 산형부를 더 구비하고,
    상기 힌지 샤프트와 함께 상기 제1 힌지 캠이 회전함에 따라, 상기 제2 산형부는 상기 제1 산형부의 곡면을 따라 일측 최저점에 근접한 위치로부터 최고점을 지나 타측 최저점에 근접한 위치로 이동함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 힌지 하우징의 외주면 상에 돌출된 스토퍼 리브; 및
    상기 힌지 캡 상에 제공되어 상기 힌지 하우징의 외주면 일부분을 감싸게 제공된 슬리브를 더 구비하고,
    상기 제3 하우징이 상기 안착홈 상에 위치된 상태에서, 상기 제2 산형부는 상기 제1 산형부의 일측 최저점과 최고점 사이의 곡면 상에 위치되고,
    상기 제3 하우징이 상기 제2 힌지축에 대하여 상기 안착홈으로부터 180도만큼 회동한 때, 상기 슬리브가 상기 스토퍼 리브에 간섭되어 상기 제3 하우징의 회 동이 제함됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  31. 제30 항에 있어서, 상기 슬리브가 상기 스토퍼 리브에 간섭된 때, 상기 제2 산형부는 상기 제1 산형부의 최고점과 타측 최저점 사이의 곡면 상에 위치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  32. 제23 항에 있어서,
    상기 제2 하우징의 일단에 형성된 센터 힌지 암; 및
    상기 제3 하우징의 양단에 각각 형성되어 상기 센터 힌지 암을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 사이드 힌지 암들을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  33. 제32 항에 있어서, 상기 안착홈 상에 상기 제3 하우징이 위치된 상태에서, 상기 사이드 힌지 암들은 상기 제1 하우징의 일면 상에 돌출됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
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