KR100689378B1

KR100689378B1 - 휴대용 단말기의 힌지 장치

Info

Publication number: KR100689378B1
Application number: KR1020050005453A
Authority: KR
Inventors: 전영목; 이용진; 이영진; 정덕원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2007-03-02
Also published as: KR20060084675A; US20060160582A1; EP1684491A2; CN1809088A

Abstract

본 발명은 제1 하우징과, 상기 제1 하우징에 대면한 채로 상기 제1 하우징으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 회동하는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징과 제2 하우징을 회동 가능하게 결합시키는 힌지 장치를 포함하는 휴대용 단말기에 있어서, 상기 힌지 장치는, 상기 제2 하우징 측에 수용되는 힌지 하우징; 상기 힌지 하우징 내에서 직선이동 가능하게 수용되고, 상기 힌지 하우징의 외측으로 돌출되는 스토퍼가 형성된 캠 하우징; 상기 힌지 하우징 내에 수용되어 일부 구간에서 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공하는 구동부; 상기 제1 하우징 측에 수용되고, 상기 스토퍼의 회전 범위를 제한하는 스토퍼 홈이 형성된 힌지 더미를 포함하고, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 회전력을 제공받아 회동하는 범위 내에서 상기 스토퍼와 스토퍼 홈에 의해 상기 제2 하우징은 적어도 1회 회동이 멈추게 구성되는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 개시한다.

단말기, 힌지, 스토퍼, 캠, 푸쉬 버튼, 카메라

Description

휴대용 단말기의 힌지 장치 {HINGE DEVICE FOR PORTABLE TERMINAL}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기를 나타내는 사시도,

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

도 3은 도 2에 도시된 힌지 장치의 구동부를 나타내는 분리 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 힌지 장치의 구동부가 캠 하우징에 수용된 모습을 나타내는 측단면도,

도 5는 도 2에 도시된 힌지 장치를 나타내는 조립 사시도,

도 6은 도 2에 도시된 힌지 장치의 제1 부분을 나타내는 조립 사시도,

도 7은 도 2에 도시된 힌지 장치의 제2 부분을 나타내는 조립 사시도,

도 8은 내지 도 10은 각각 도 2에 도시된 힌지 장치가 작동하는 모습을 단계적으로 나타내는 사시도,

도 11은 도 2에 도시된 힌지 장치 구동부의 캠 선도를 나타내는 그래프.

본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 한 쌍의 하우징이 개방된 상태에서의 각도가 2 단계로 설정된 휴대용 단말기의 힌지 장치에 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, 스윙형 단말기 등이 등장하여 폴더형 단말기와 더불어 휴대성과 사용의 편리성을 증대시키면서 사용자의 다양한 취향들을 만족시켜 주고 있다. 슬라이딩형 단말기는 한 쌍의 하우징이 직선 왕복운동함으로써 개폐되는 형태의 단말기이고, 스윙형 단말기는 한 쌍의 하우징이 서로 대면한 상태를 유지한 채로 회전운동함으로써 개폐되는 형태의 단말기이다. 이러한 휴대용 단말기의 분류는 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

한편, 플립형 또는 폴더형 단말기는 하우징과 플립커버 또는 하우징과 하우징을 회전 가능하게 결합시키기 위하여 힌지 장치를 구비한다. 통상적으로 휴대용 단말기의 힌지 장치는 하우징과 플립커버 또는 하우징과 하우징 사이에서 플립커버 또는 어느 하나의 하우징의 회전축을 제공함과 동시에 개폐되는 각도에 따라 회전력을 제공하기도 한다. 예를 들어, 폴더형 단말기의 어느 한 하우징은 서로 이격된 위치에 서로 마주보게 형성되는 한 쌍의 사이드 힌지 암을 구비하고, 다른 한 하우징은 상기 사이드 힌지 암 사이에 회전 가능하게 결합되는 센터 힌지 암을 구비하게 된다. 폴더형 단말기의 힌지 장치는 상기 사이드 힌지 암 또는 센터 힌지 암에 수용되어 회전축을 제공함과 동시에 회전력을 제공하게 되는 것이다. 이러한 힌지 장치는 미국 특허 제6,292,980호(2001. 09. 25) 등에 다양한 형태로 개시되고 있다.

최근에는 이러한 휴대용 단말기에 카메라 모듈을 장착한 단말기가 상용화되고 있다. 이러한 카메라 모듈은 단말기 상에서 회전 가능하게 장착된 회전형 카메라 모듈과, 단말기의 하우징 상에 고정된 고정형 카메라 모듈이 있다. 회전형 카메라 모듈은 다양한 방향으로 회전시켜 촬영할 수 있으므로 사용이 편리한 반면, 조작이 잦을 경우 그 수명이 저하되거나 외부 충격에 의한 파손의 위험이 높다는 단점이 있다. 반면 고정형 카메라 모듈은 정해진 방향만 촬영할 수 있기 때문에 사용이 불편하지만, 회전형 카메라 모듈에 비해 수명이나 파손의 위험이 적다는 장점이 있다.

그러나, 휴대용 단말기 시장에서 가장 큰 영역을 차지하고 있는 폴더형 단말기는 그 개방 각도가 150도 내외로 설정되고, 고정형 카메라 모듈의 경우 한 쌍의 하우징 중 어느 한 하우징에 설치되는데, 이때 디스플레이 장치가 설치된 하우징이 아닌 다른 하우징에 설치되는 경우 촬영이 불편하다는 단점이 있다. 즉, 고정형 카메라 모듈이 제1 하우징에 설치되고 디스플레이 장치가 제2 하우징에 설치된 경우, 제2 하우징이 제1 하우징으로부터 150도 만큼 개방된 상태에서는 카메라 모듈의 촬영 방향과 디스플레이 장치의 화면 표시 방향이 다소 경사지게 위치되기 때문에, 촬영 방향과 사용자가 주시하는 방향이 달라져 불편하게 되는 것이다. 또한, 고정형 카메라 모듈이 디스플레이 장치와 동일한 하우징에 설치되더라도, 한 쌍의 하우징이 150도로 경사진 상태에서 최적의 촬영 상태를 찾기 위한 키 조작이 불편하다는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 한 쌍의 하우징들이 대면한 상태로 멀어지거나 근접하는 방향으로 회동 가능하게 구성된 휴대용 단말기에서 통화 모드와 촬영 모드에 따라 그 개방 각도를 다르게 설정함으로써 사용을 편리하게 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 하우징과, 상기 제1 하우징에 대면한 채로 상기 제1 하우징으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 회동하는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징과 제2 하우징을 회동 가능하게 결합시키는 힌지 장치를 포함하는 휴대용 단말기에 있어서, 상기 힌지 장치는,

상기 제2 하우징 측에 수용되는 힌지 하우징;

상기 힌지 하우징 내에서 직선이동 가능하게 수용되고, 상기 힌지 하우징의 외측으로 돌출되는 스토퍼가 형성된 캠 하우징;

상기 힌지 하우징 내에 수용되어 일부 구간에서 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공하는 구동부;

상기 제1 하우징 측에 수용되고, 상기 스토퍼의 회전 범위를 제한하는 스토퍼 홈이 형성된 힌지 더미를 포함하고,

상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 회전력을 제공받아 회동하는 범위 내에서 상기 스토퍼와 스토퍼 홈에 의해 상기 제2 하우징은 적어도 1회 회동이 멈추게 구성되는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 개시한다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 하우징들을 서로 대면한 상태로 회동 가능하게 결합시키면서, 어느 한 하우징이 다른 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 회동한 각도에 따라 서로 근접하거나 멀어지는 방향으로 회전력을 제공하는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서,

힌지 하우징;

상기 힌지 하우징 내에 수용되어 회전력을 제공하는 구동부;

상기 스토퍼의 회전 범위를 제한하는 스토퍼 홈이 형성된 힌지 더미; 및

상기 캠 하우징을 직선 이동시켜 상기 스토퍼를 상기 힌지 하우징 내로 후퇴시키는 푸쉬 버튼을 포함하고,

상기 한 쌍의 하우징들이 서로 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공받 는 때, 상기 스토퍼는 스토퍼 홈에 의해 기 설정된 각도에서 상기 하우징들의 회동을 적어도 1회 멈추게 하는 휴대용 단말기의 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 힌지 장치(100)를 구비하는 휴대용 단말기(10)를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단말기는 제1 하우징(11)과, 상기 제1 하우징(11)에 대면한 상태로 회동 가능하게 결합된 제2 하우징(21)을 구비하는 폴더형 단말기이다.

상기 제1 하우징(11)은 전면에 키패드(13)와 송화부(15)가 설치되고, 그 상단에는 한 쌍의 사이드 힌지 암(17)들이 이격된 위치에 서로 마주보게 형성되어 있다. 상기 제2 하우징(21)은 상기 제1 하우징(11)과 대면하는 면에 디스플레이 장치(23)와 수화부(25)가 설치되고, 상기 사이드 힌지 암(17)들 사이에 회전 가능하게 결합되는 센터 힌지 암(27)을 구비한다. 상기 힌지 장치(100)는 상기 센터 힌지 암(27)에 수용된 상태에서 일측의 상기 사이드 힌지 암(17)에 연결되어, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공하게 된다.

상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11) 상에서 멀어지거나 근접하는 방향으로 회동함에 따라 상기 제1 하우징(11) 전면의 키패드(13)와 송화부(15)는 외부에 노출되거나 폐쇄된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 힌지 장치(100)를 나타내는 분리 사시도로서, 도 1에 도시된 휴대용 단말기(10)에 설치되어 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공하게 된다.

상기 힌지 장치(100)는 힌지 하우징(101), 캠 하우징(102), 힌지 더미(103) 및 푸쉬 버튼(push button)(104)을 구비하고, 상기 힌지 하우징(101) 내에 구동부(200)가 설치되어 상기 제2 하우징(21)에 제공되는 회전력을 발생시키게 된다.

상기 힌지 하우징(101)은 상기 캠 하우징(102)과 구동부(200)를 수용하는 수용 공간(115)을 제공하고, 그의 일단은 샤프트 홀(111)이 형성된 개방단으로 구성된다. 상기 샤프트 홀(111)의 가장자리에는 그의 원주 방향을 따라 소정 각도만큼 연장된 스토퍼 홀(113)이 형성되어 있다.

상기 캠 하우징(102)은 일단이 개방된 실린더 형상이며, 개방된 일단에는 길이방향으로 연장되는 스토퍼(123)를 구비한다. 상기 캠 하우징(102)은 상기 힌지 하우징(101) 내에 직선 이동 가능하게 수용되며, 상기 스토퍼(123)는 상기 스토퍼 홀(113)을 통해 상기 힌지 하우징(101)의 외부로 돌출된다. 상기 캠 하우징(102)은 상기 힌지 하우징(101) 내에서 회전은 제한되고 직선 운동만 가능하다. 상기 캠 하우징(102)의 회전을 제한하고 직선 운동만 가능하게 하기 위하여 상기 힌지 하우징 (101)의 내벽은 적어도 일부분이 평면(117)으로 형성되어 있다. 상기 캠 하우징(102)의 외주면에는 적어도 일부분이 상기 힌지 하우징(101)의 내벽에 형성된 평면(117)에 상응하는 평면(125)으로 형성됨으로써 상기 캠 하우징(102)의 직선 운동만 허용되고 회전 운동은 제한된다.

상기 힌지 하우징(101) 내에는 제2 탄성 수단(192)이 수용되어 있다. 상기 제2 탄성 수단(192)의 일단은 상기 캠 하우징(102)의 단부 벽에 지지되고, 타단은 상기 캠 하우징(102)의 타단에 지지되어 상기 캠 하우징(102)의 스토퍼(123)가 상기 힌지 하우징(101)의 외부로 돌출되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공한다. 상기 제2 탄성 수단(192)의 탄성력을 제공받아 상기 캠 하우징(102)의 스토퍼(123)는 상기 힌지 하우징(101)의 외부로 돌출되고, 상기 캠 하우징(102)의 개방된 일단은 상기 힌지 하우징(101)의 상기 샤프트 홀(111)이 형성된 힌지 하우징(101)의 내벽에 지지된다.

상기 제2 하우징(102)에 회전력을 제공하는 구동부(200)는 상기 캠 하우징(102)에 수용된 상태로 상기 힌지 하우징(101) 내에 설치된다. 도 3과 도 4를 참조하면, 상기 구동부(200)는 힌지 샤프트(201), 힌지 캠(202), 제3 탄성 수단(203)을 포함하고, 결합 샤프트(204)에 의해 하나의 모듈 형태로 구성될 수 있다.

도 7과 도 11을 더 참조하면, 상기 힌지 샤프트(201)는 상기 힌지 하우징(101) 내에서 회전 가능하게 구성되며, 그의 일단은 상기 힌지 하우징(101)의 샤프트 홀(111)을 통해 외부로 돌출된다. 상기 힌지 샤프트(201)는 상기 힌지 장치(200)의 힌지축(A)을 중심으로 회전하며, 상기 힌지축(A) 방향으로 관통하게 형성 된 제1 결합홀(215)을 구비한다. 상기 힌지 샤프트(201)의 일단에는 한 쌍의 산형부(211a, 211b; 도 7에 도시됨)들과 한 쌍의 골형부(213a, 213b)들이 원주방향을 따라 번갈아가며 배열되어 있다. 본 실시 예를 상세하게 설명함에 있어서, 상기 골형부(213a, 213b)들 중 일측의 골형부로부터 원주 방향을 따라 배열된 순서대로 제1 골형부(213a), 제1 산형부(211a), 제2 골형부(213b), 제2 산형부(211b)라 칭하기로 한다.

상기 제1 골형부(213a)로부터 상기 제1 산형부(211a)를 지나 상기 제2 골형부(213b)에 이르기까지 그 원주방향을 따르는 각도 범위는 220도로 설정되며, 상기 제2 골형부(213b)로부터 상기 제2 산형부(211b)를 지나 상기 제1 골형부(213a)에 이르는 각도 범위는 140도로 설정된다. 상기 각각의 골형부(213a, 213b)들과 그에 인접하는 각각의 산형부(211a, 211b)들 사이는 경사면으로 연결되어 있다.

상기 힌지 캠(202)은 상기 힌지 하우징(101) 내에서, 구체적으로 상기 캠 하우징(102) 내에서 상기 힌지 샤프트(201)에 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공받으며 직선 이동 가능하게 수용된다. 상기 힌지 캠(202)은 그의 일단에 캠 돌기(221)가 형성되고, 상기 힌지축(A) 방향으로 관통하게 형성된 제2 결합홀(223; 도 7에 도시됨)을 구비한다. 상기 힌지 캠(202)에 제공되는 탄성력은 상기 캠 돌기(221)를 상기 힌지 샤프트(201)의 골형부(213a, 213b)들과 산형부(211a, 211b)들이 형성된 일단에 미끄럼 접촉시키게 된다. 즉, 상기 힌지 캠(202)은 상기 힌지 샤프트(201)에 밀착된 상태를 유지하며, 상기 힌지 샤프트(201)가 회전함에 따라 상기 캠 돌기(221)가 상기 힌지 샤프트(201)의 일단에 밀착된 상태로 미끄럼 접촉하게 되는 것이다.

상기 구동부(200)는 상기 힌지 캠(202)에 탄성력을 제공하는 제3 탄성 수단(203)을 구비하며, 상기 힌지 샤프트(201), 힌지 캠(202) 및 제3 탄성 수단(203)은 상기 힌지축(A) 방향을 따라 연장된 결합 샤프트(204)에 의해 결합되어 하나의 모듈 형태로 구성된다. 상기 결합 샤프트(204)는 상기 힌지 샤프트(201)로부터 상기 힌지 캠(202) 및 제3 탄성 수단(203)을 순차적으로 관통하게 결합되고, 그의 일단은 상기 힌지 샤프트(201)에 지지되고, 그의 타단에는 이-링(E-ring)(205)이 체결된다. 상기 이-링(205)은 상기 제3 탄성 수단(203)의 일단을 지지하여 상기 제3 탄성 수단(203)이 이탈하는 것을 방지한다. 상기 결합 샤프트(204)의 일단에는 상기 힌지 샤프트(201) 상에 지지되는 플랜지(241)가 제공되고, 타단에는 상기 이-링(205)이 결합되는 체결홈(243)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 구동부(200)에서, 상기 힌지 샤프트(201)가 회전하면, 상기 캠 돌기(221)는 상기 골형부(213a, 213b)들, 산형부(211a, 211b)들, 또는 그 사이의 경사면에 미끄럼 접촉하는 상태로 이동됨에 따라 상기 힌지 캠(202)이 상기 결합 샤프트(204) 상에서 직선 이동하게 된다.

도 4는 상기 구동부(200)가 상기 캠 하우징(102) 내에 수용된 상태를 도시하고 있다. 즉, 상기 구동부(200)는 상기 캠 하우징(102)과는 별도의 모듈 형태로 구성된 후 상기 캠 하우징(102)에 수용되는 것이다. 이때, 상기 캠 하우징(102)의 내벽에는 그 외주면과 마찬가지로 적어도 일부분이 평면으로 형성되어 상기 힌지 캠(202)의 회전을 제한하게 된다. 즉, 상기 힌지 캠(202)의 외주면에 평면이 형성되 어 상기 캠 하우징(102)의 내부 공간에 상응하는 형상을 갖게 된다. 따라서, 상기 힌지 캠(202)은 상기 캠 하우징(102) 내에서 회전은 제한되고 직선 이동만 가능하게 된다. 상기 구동부(200)가 상기 캠 하우징(102)에 수용되면 상기 결합 샤프트(204)는 상기 캠 하우징(102)의 단부 내벽에 접촉된다.

도 2와 도 6을 참조하면, 상기 힌지 더미(103)는 상기 힌지 하우징(101)의 외부로 돌출된 힌지 샤프트(201)의 일단이 고정되는 고정홀(131)과, 그의 외주면에는 원주 방향을 따라 소정 각도만큼 연장된 스토퍼 홈(133)을 구비한다. 상기 스토퍼 홈(133)은 상기 힌지 하우징(101)의 외부로 돌출된 스토퍼(123)가 위치하게 된다. 따라서, 상기 스토퍼(123)는 상기 스토퍼 홈(133)에 의해 그 이동범위가 제한된다.

상기 힌지 더미(103)와 힌지 샤프트(201)가 고정된 상태에서 상기 힌지 하우징(101)이 회전하면, 상기 힌지 캠(202)이 상기 제2 하우징(21)과 함께 상기 힌지 샤프트(201)에 대하여 상대적인 회전을 하게 된다. 이때, 상기 힌지 캠(202)은 상기 힌지 샤프트(201)에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공받는 상태이므로, 상기 캠 돌기(221)가 상기 제1 또는 제2 골형부(213a, 213b)에 위치되는 방향으로 힌지 하우징(101)을 회전시키려는 회전력이 발생되는 것이다.

상기 캠 하우징(102) 및 구동부(200)를 수용한 힌지 하우징(101)은 상기 센터 힌지 암(27)의 일단으로부터 상기 힌지축(A) 방향으로 삽입되고, 상기 힌지 더미(103)는 일측의 상기 사이드 힌지 암(17) 상에 장착된다. 상기 사이드 힌지 암(17) 내에 상기 힌지 더미(103)를 고정시키기 위한 체결홀(137)이 형성된 체결편 (135)이 상기 힌지 더미(103)의 외주면 상에 형성될 수 있다.

상기 푸쉬 버튼(104)은 상기 사이드 힌지 암(17) 상에 설치되어 상기 힌지 더미(103)와 인접하게 위치되고 외측면이 상기 사이드 힌지 암(17)의 외측단으로 노출된다. 상기 푸쉬 버튼(104)의 내측면에는 작동 돌기(141)가 구비되어 있다. 상기 힌지 샤프트(201)가 상기 고정홀(131)에 결합되고 상기 푸쉬 버튼(104)이 설치되면, 상기 작동 돌기(141)는 상기 결합 샤프트(204)의 일단에 접촉된다. 따라서, 사용자가 상기 푸쉬 버튼(104)을 누르면, 상기 결합 샤프트(204)가 상기 힌지 하우징(101) 내로 후퇴하게 된다. 상기 힌지 더미(103)와 푸쉬 버튼(104) 사이에는 제1 탄성 수단(191)이 구비되어 상기 푸쉬 버튼(104)이 상기 사이드 힌지 암(17)의 외측단으로 노출된 상태를 유지시킨다.

상기와 같이 구성된 힌지 장치(100)는 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)으로부터 멀어지는 방향으로 회전력을 제공받는 구간 내에서 적어도 1회 회동을 멈추게 하면서, 그 이상의 범위까지 회동할 수 있게 한다. 이는 도 8 내지 도 11을 통해 구체적으로 설명될 것이다.

우선, 도 11을 참조하면, 도 11은 상기 힌지 장치(100)의 구동부(200)에 설치된 힌지 샤프트(201)의 캠 선도를 도시하고 있다. 도 11에서 가로축은 상기 제1 하우징(11)에 대하여 제2 하우징(21)이 회동한 각도를, 세로축은 상기 힌지 샤프트(201)의 높낮이 변화를 각각 의미한다. 즉, 상기 캠 선도를 통해 상기 제2 하우징(21)이 회동한 각도에 따라 상기 힌지 샤프트(201)의 산형부(211a, 211b)들 및 골형부(213a, 213b)들과 상기 캠 돌기(221)의 위치관계를 알 수 있다.

상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 대면한 상태로 밀착된 때를 0도로 정의하고, 상기 단말기(10)의 개폐 동작 및 그에 따른 상기 힌지 장치(100)의 동작을 살펴 보기로 한다.

상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 밀착된 상태에서, 상기 캠 돌기(221)는 상기 제1 골형부((213a)와 제1 산형부(211a) 사이의 경사면 상에 위치되며, 이를 제1 지점(31)으로 정의하기로 한다. 상기 캠 돌기(221)가 제1 지점(31)에 위치된 상태에서, 상기 구동부(200)는 상기 캠 돌기(221)를 상기 제1 골형부(211a)에 위치시키려는 방향으로 작용하는 회전력을 발생시키게 된다. 이러한 회전력은 상기 제2 하우징(21)을 상기 제1 하우징(11)에 밀착시키는 힘으로 작용한다. 따라서, 상기 제2 하우징(21)은 상기 제1 하우징(11)을 완전히 폐쇄시킨 상태를 지속적으로 유지할 수 있다.

사용자가 상기 제2 하우징(21)을 회동시켜 제1 하우징(11)을 개방시키면, 상기 캠 돌기(221)는 상기 제1 산형부(211a)에 근접하게 이동하게 된다. 이때, 상기 캠 돌기(221)가 상기 제1 산형부(211a)를 지나치기 전까지 상기 구동부(200)는 상기 제2 하우징(21)을 상기 제1 하우징(11)에 근접시키는 방향으로 작용하는 회전력을 발생시킨다.

상기 제2 하우징(21)이 40도 내지 70도 정도 개방되었을 때, 상기 캠 돌기(221)는 상기 제1 산형부(211a)를 지나, 상기 제1 산형부(211a)와 제2 골형부(213a) 사이의 경사면에 위치하게 된다. 상기 캠 돌기(221)가 상기 제1 산형부(211a)를 지나치는 때의 상기 제2 하우징(21) 개방 각도는 제품에 따라 다양하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 하우징(21)을 개방시키기 위하여 사용자가 제2 하우징(21)을 회동시키는 동작을 줄이고자 한다면, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 밀착된 상태에서 상기 캠 돌기(221)가 되는 제1 지점(31)은 상기 제1 산형부(211a)에 근접하게 조립시키면 된다. 다만, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 밀착된 상태에서도 상기 구동부(200)의 회전력이 일정 정도 작용하여 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 밀착된 상태를 유지시켜야 함에 유의한다. 이는 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 밀착된 상태에서 상기 캠 돌기(221)가 상기 제1 골형부(213a)와 제1 산형부(211a) 사이의 경사면에 위치되도록 조립 위치를 설정함으로써 조정된다.

상기 캠 돌기(221)가 상기 제1 산형부(211a)를 지나 상기 제2 골형부(213b)와의 사이 경사면에 위치되면, 상기 구동부(200)는 상기 캠 돌기(221)를 상기 제2 골형부(213b)에 위치시키려는 방향으로 작용하는 회전력을 발생시킨다. 이러한 회전력은 상기 제2 하우징(21)을 상기 제1 하우징(11)으로부터 멀어지는 방향으로 회동시키게 된다.

한편, 상기 제2 하우징(21)이 점차 개방되는 동안 상기 스토퍼(123)는 상기 스토퍼 홈(133)을 따라 이동하고 있는 상태이다. 이때, 상기 스토퍼 홈(133)은 상기 스토퍼(123)가 150도 만큼 이동했을 때 그 이동을 멈출수 있게 구성된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 하우징(21)이 제1 하우징(11)에 밀착된 상태로부터 150도 만큼 회동하였을 때, 상기 스토퍼(123)가 상기 스토퍼 홈(133)의 단부에 맞닿아 더 이상의 이동이 제한되는 것이다. 따라서, 상기 제2 하우징(21)은 150 도 만큼 회동한 상태에서 멈추게 되며, 이때 상기 캠 돌기(221)가 위치되는 지점을 제2 지점(32)으로 정의하기로 한다. 상기 제2 하우징(21)이 150도 만큼 개방된 상태에서, 사용자는 상기 단말기(10)로 음성 통화를 실시할 수 있게 된다. 이러한 제2 하우징(32)의 개방 각도는 상기 스토퍼 홈(133)이 연장된 각도 범위에 따라 더 작게하거나, 더 크게 설정할 수 있다.

다시 도 11을 참조하면, 상기 제2 하우징(21)이 150도 만큼 개방된 상태에서, 상기 캠 돌기(221)는 여전히 제1 산형부(211a)와 제2 골형부(213b) 사이의 제2 지점(32)에 위치된 상태이다. 따라서, 상기 구동부(200)는 상기 제2 하우징(21)이 제1 하우징(11)으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공하고 있는 상태인 것이다.

도 9를 참조하면, 상기 제2 하우징(21)이 150도 만큼 개방된 상태에서, 사용자가 상기 푸쉬 버튼(104)을 조작하면, 상기 결합 샤프트(204)가 상기 힌지 하우징(101) 내로 후퇴하면서, 상기 캠 하우징(102)을 밀게 된다. 따라서, 상기 스토퍼(123) 또한 상기 힌지 하우징(101) 내로 후퇴하면서 상기 스토퍼 홈(133)으로부터 이탈하게 된다. 상기 스토퍼(123)가 상기 스토퍼 홈(133)으로부터 완전히 이탈되면, 상기 구동부(200)의 회전력에 의해 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)으로부터 멀어지는 방향으로 더 회전하게 된다. 즉, 상기 제2 하우징(21)은 제1 하우징(11)으로부터 150도 만큼 개방된 상태에서 1회 회동이 멈추게 구성되면서 그 이상 회동하는 것이 가능한 것이다. 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)으로부터 180도 만큼 회동하면, 상기 제1 하우징(11)과 간섭되어 더 이상 회동 할 수 없게 된다.

다시 도 11을 참조하면, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)으로부터 180도 만큼 개방된 상태에서도 상기 캠 돌기(221)는 여전히 상기 제1 산형부(211a)와 제2 골형부(213b) 사이의 경사면에 위치된다. 이때의 상기 캠 돌기(221)의 위치를 제3 지점(33)으로 정의하기로 한다. 상기 캠 돌기(221)가 제3 지점(33)에 위치된 상태에서도 상기 구동부(200)는 상기 캠 돌기(221)를 제2 골형부(213b)에 위치시키는 방향으로 작용하는 회전력을 발생시킨다. 이 때의 회전력은 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)으로부터 180도 만큼 개방된 상태에서 더 회전하는 방향으로 작용한다. 상기 구동부(200)의 회전력과 상기 제1 하우징(11)과의 간섭이 서로 상반되어, 상기 제2 하우징(21)은 상기 제1 하우징(11)으로부터 180도 만큼 개방된 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이, 상기 제2 하우징(21)이 음성 통화를 위하여 상기 제1 하우징(11)으로부터 150도 만큼 개방된 상태를 유지하고, 필요에 따라 더 회동하여 상기 제1 하우징(11)으로부터 180도까지 개방될 수 있다. 상기 단말기(10)에 고정형 카메라 모듈이 설치된 경우, 상기 제2 하우징(21)이 180도까지 개방되면 사용자가 화상 촬영 등에 편리하게 이용할 수 있다. 즉, 고정형 카메라 모듈이 상기 제2 하우징(21)의 외주면에 장착되면 촬영 방향과 디스플레이 방향이 적절하게 유지되면서, 제1 하우징(11)의 키패드(13) 등을 조작하기 용이하게 된다. 또한, 고정형 카메라 모듈이 상기 제1 하우징(11)이 외주면에 장착된 경우에도, 촬영 방향과 디스플레이 방향이 경사지게 위치되지 않고 서로 대향되는 방향으로 위치되므로 화상 촬영이 편리하게 된다.

또한, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11) 상에 밀착된 상태, 150도 만큼 개방된 상태, 180도 만큼 개방된 상태 각각에서 상기 제2 하우징(21)은 상기 제1 하우징(11)과 간섭되거나 상기 스토퍼(123)와 스토퍼 홈(133)에 의해 회동이 정지된 상태이다. 상기 제2 하우징(21)의 회동이 정지된 상태에서도, 상기 구동부(200)의 회전력은 지속적으로 작용하여 상기 제2 하우징(21)의 유동을 제한함으로써 안정된 단말기의 사용이 가능하다.

한편, 상기 제2 하우징(21)이 일정 각도 이상 개방되면 상기 디스플레이 장치(23) 및 그의 백라이팅 장치 등을 활성화 시키는 방식과 마찬가지로, 상기 제2 하우징(21)이 180도 만큼 개방되면, 상기 단말기(10)는 촬영 모드로 변경시킬 수 있다. 상기 제2 하우징(21)의 개폐 여부는 일반적으로 홀 센서(hole sensor), 자계 센서(magnet sensor) 등을 이용하여 감지하게 되는데, 이러한 원리를 이용하여, 상기 제2 하우징(21)이 150도 이상 개방되면 이를 감지하여 단말기 상태를 촬영 모드로 변경시키는 신호를 발생시킬 수 있는 것이다. 또한, 이러한 모드 전환을 위하여, 센서 장치들 이외에도, 상기 푸쉬 버튼(104)을 모드 전환 스위치로 사용할 수 있다. 즉, 상기 푸쉬 버튼(104)의 동작은 상기 제2 하우징(21)을 상기 제1 하우징(11)으로부터 180도까지 멀어지는 방향으로 회동시키기 위한 동작이므로, 상기 푸쉬 버튼의 동작에 따라 모드 전환 신호를 발생시키는 스위치 장치를 설치할 수 있는 것이다. 이러한 스위치 장치의 구성은 상기 힌지 더미(103)과 푸쉬 버튼(104) 사이에 설치될 수 있으며, 휴대용 단말기에 흔히 사용되고 있는 돔 스위치(dome switch) 또는 택트 스위치(tact switch) 등을 활용하여 구성할 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 휴대용 단말기의 힌지 장치는 제2 하우징이 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 회전력을 제공받아 회동하는 범위 내에서 적어도 1회 회동을 멈추게 구성하고 180도까지 개방시킬 수 있으므로, 음성 통화에서는 송화부와 수화부의 위치가 사용자의 안면 상에 적절하게 위치시키면서, 고정형 카메라 모듈이 장착된 단말기에서는 촬영 모드에서 제2 하우징을 180도까지 개방시켜 사용하면 촬영이 편리한 장점이 있다. 또한, 홀 센서, 자계 센서 등을 배치함으로써 촬영 모드 전환을 자동으로 할 수 있으므로 단말기 조작이 간편한 장점이 있다.

Claims

제1 하우징과, 상기 제1 하우징에 대면한 채로 상기 제1 하우징으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 회동하는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징과 제2 하우징을 회동 가능하게 결합시키는 힌지 장치를 포함하는 휴대용 단말기에 있어서, 상기 힌지 장치는,

상기 제2 하우징 측에 수용되는 힌지 하우징;

상기 힌지 하우징 내에서 직선이동 가능하게 수용되고, 상기 힌지 하우징의 외측으로 돌출되는 스토퍼가 형성된 캠 하우징;

상기 힌지 하우징 내에 수용되어 일부 구간에서 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공하는 구동부;

상기 제1 하우징 측에 수용되고, 상기 스토퍼의 회전 범위를 제한하는 스토퍼 홈이 형성된 힌지 더미를 포함하고,

상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공받아 회동하는 범위 내에서 상기 스토퍼와 스토퍼 홈에 의해 상기 제2 하우징은 적어도 1회 회동이 멈추게 구성되어짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제1 항에 있어서,

상기 힌지 더미에 인접하게 설치되어 상기 캠 하우징을 직선이동시키는 푸쉬 버튼(push button); 및

상기 힌지 더미와 푸쉬 버튼 사이에 개재되어 상기 푸쉬 버튼이 상기 힌지 더미로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 제1 탄성 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 밀착된 상태로부터 180도까지 회동하고, 상기 스토퍼와 스토퍼 홈에 의해 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 회동하는 동안 135도 내지 170도 이내의 범위 내에서 적어도 1회 회동이 멈추게 구성되어짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제3 항에 있어서, 상기 힌지 더미에 인접하게 설치되어 상기 캠 하우징을 직선이동시키는 푸쉬 버튼(push button)을 더 구비하고,

상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징 상에서 135도 내지 170도 범위에 회동이 멈추었을 때, 상기 푸쉬 버튼이 동작함에 따라 상기 스토퍼는 상기 스토퍼 홈으로부터 이탈됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제1 항에 있어서,

상기 힌지 더미에 인접하게 설치되는 푸쉬 버튼; 및

일단이 상기 푸쉬 버튼에 접촉하고, 타단이 상기 캠 하우징의 단부 내벽에 지지되는 결합 샤프트를 더 구비하고,

상기 푸쉬 버튼이 동작함에 따라 상기 결합 샤프트는 상기 캠 하우징을 후퇴시켜 상기 스토퍼를 상기 스토퍼 홈으로부터 이탈시킴을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제1 항에 있어서, 상기 힌지 하우징 내에 수용되어 상기 캠 하우징의 스토퍼가 상기 힌지 하우징의 외부로 돌출되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 제2 탄성 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제1 항에 있어서, 상기 힌지 더미는 그의 외주면으로부터 연장되는 체결편을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제1 항에 있어서, 상기 구동부는,

상기 힌지 하우징 내에 회전 가능하게 수용되고, 그의 단부는 상기 힌지 하 우징의 외부로 돌출되어 상기 힌지 더미에 고정 결합되는 힌지 샤프트; 및

상기 힌지 하우징 내에서 직선이동 가능하게 수용되고, 상기 힌지 샤프트에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공받는 힌지 캠을 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제8 항에 있어서, 상기 구동부는 상기 힌지 캠이 상기 힌지 샤프트에 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 제3 탄성 수단을 포함하고,

상기 제3 탄성 수단, 힌지 캠, 힌지 샤프트가 상기 캠 하우징 내에 순차적으로 수용됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제8 항에 있어서, 상기 구동부는,

상기 힌지 샤프트와 힌지 캠을 관통하게 결합되고, 그의 일단이 상기 힌지 샤프트에 지지되는 결합 샤프트;

상기 결합 샤프트의 타단에 체결되는 이-링(E-ring); 및

일단이 상기 이-링에 지지되고 타단이 상기 힌지 캠에 지지되어 상기 힌지 캠이 상기 힌지 샤프트에 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 제3 탄성 수단을 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제8 항에 있어서, 상기 구동부는,

상기 힌지 샤프트의 일단에 형성되는 제1, 제2 산형부와 상기 제1, 제2 산형부 사이에 각각 형성되는 제1, 제2 골형부; 및

상기 힌지 캠의 일면에 형성되어 상기 힌지 샤프트가 회전함에 따라 적어도 상기 제1 산형부와, 제1 및 제2 골형부 사이에서 미끄럼 접촉하는 캠 돌기를 더 구비하고,

상기 힌지 샤프트가 회전함에 따라, 상기 캠 돌기는 상기 제1 골형부로부터 상기 제1 산형부를 지나 상기 제2 골형부까지 220도 만큼 회전함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제11 항에 있어서, 상기 구동부는,

상기 캠 돌기가 상기 제1 골형부와 제1 산형부 사이에 위치된 상태에서 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징에 근접하는 방향으로 작용하는 회전력을 제공하고,

상기 캠 돌기가 상기 제1 산형부와 상기 제2 골형부 사이에 위치된 상태에서 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제11 항에 있어서, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징에 밀착된 상태에서 상기 캠 돌기는 상기 제1 골형부와 제1 산형부 사이에 위치되고,

상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 180도 만큼 회전한 상태에서 상기 캠 돌기는 상기 제1 산형부와 제2 골형부 사이에 위치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제1 항에 있어서, 상기 힌지 하우징의 일단은 샤프트 홀이 형성된 개방단으로 구성되고,

상기 캠 하우징의 일단은 상기 샤프트 홀의 내벽에 지지됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제14 항에 있어서, 상기 샤프트 홀의 가장자리를 따라 형성된 스토퍼 홀을 더 구비하고,

상기 캠 하우징의 스토퍼는 상기 스토퍼 홀을 통해 상기 힌지 하우징의 외부로 돌출됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
한 쌍의 하우징들을 서로 대면한 상태로 회동 가능하게 결합시키면서, 어느 한 하우징이 다른 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 회동한 각도에 따라 서로 근접하거나 멀어지는 방향으로 회전력을 제공하는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서,

힌지 하우징;

상기 힌지 하우징 내에서 직선이동 가능하게 수용되고, 상기 힌지 하우징의 외측으로 돌출되는 스토퍼가 형성된 캠 하우징;

상기 힌지 하우징 내에 수용되어 회전력을 제공하는 구동부;

상기 스토퍼의 회전 범위를 제한하는 스토퍼 홈이 형성된 힌지 더미; 및

상기 캠 하우징을 직선 이동시켜 상기 스토퍼를 상기 힌지 하우징 내로 후퇴시키는 푸쉬 버튼을 포함하고,

상기 한 쌍의 하우징들이 서로 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공받는 때, 상기 스토퍼는 스토퍼 홈에 의해 기 설정된 각도에서 상기 하우징들의 회동을 적어도 1회 멈추게 함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제16 항에 있어서, 상기 한 쌍의 하우징들이 서로 멀어지는 방향으로 작용하는 회전력을 제공받는 때, 상기 스토퍼와 스토퍼 홈에 의해 상기 하우징들의 회동이 멈추는 각도는 135도 내지 170도 이내의 범위 내에 설정됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제16 항에 있어서, 상기 한 쌍의 하우징들은 서로 밀착된 상태로부터 어느 한 하우징이 180도까지 회동하고, 180도까지 회동한 상태에서도 상기 구동부의 회전력이 제공되는 상태임을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제16 항에 있어서, 상기 푸쉬 버튼이 동작함에 따라 상기 스토퍼는 상기 스토퍼 홈으로부터 이탈하여, 상기 한 쌍의 하우징들은 상기 구동부의 회전력에 의해 어느 한 하우징이 다른 하우징으로부터 180도까지 회동하여 개방됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제16 항에 있어서, 상기 힌지 하우징 내에 수용되어 상기 캠 하우징의 스토퍼를 상기 힌지 하우징의 외측으로 돌출시키는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 탄성 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제16 항에 있어서, 상기 구동부는 상기 캠 하우징에 수용된 채로 상기 힌지 하우징 내에 설치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제16 항에 있어서, 상기 구동부는, 일단이 상기 캠 하우징의 단부 벽에 맞닿고, 타단이 상기 푸쉬 버튼에 맞닿아 상기 푸쉬 버튼이 동작함에 따라 상기 캠 하우징을 직선 이동시키는 결합 샤프트를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.