KR100754346B1 - 휴대 단말기용 힌지장치 - Google Patents

휴대 단말기용 힌지장치 Download PDF

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Abstract

휴대 단말기용 힌지장치가 개시된다. 개시된 힌지장치는, 제 1바디 또는 제 2바디중 일측에 고정되며 내부에 수용 공간이 형성된 하우징과, 하우징 내에 회전되지 않도록 수용되는 제 1캠과, 하우징 내에 회전되도록 수용되며 제 1캠과 접촉하여 소정의 제동력을 발생시키는 제 2캠과, 제 1캠을 제 2캠 측으로 밀기 위한 제 1탄성부재와, 제 2캠의 일면과 접촉하여 제 2캠이 일방향으로 회전하는 것은 허용하며 그 반대방향으로 회전하는 것은 허용하지 않으며 하우징의 외부로 돌출되어 제 1바디 또는 제 2바디중 하우징이 고정되지 않은 측에 연결되는 연결축이 형성된 제 3캠과, 제 3캠을 제 2캠측으로 밀기 위한 제 2탄성부재를 갖는다. 이러한 힌지장치는, 휴대 단말기의 커버를 폐쇄할 때는 사용자가 원하는 각도에서 정지시킬 수 있으므로, 사용자는 커버를 원하는 각도로 굴절시킨 다음 필요한 기능을 사용할 수 있다.
단말기, 힌지, 하우징

Description

휴대 단말기용 힌지장치{A HINGE MECHANISM FOR CELLULAR PHONE}
도 1은 종래의 힌지장치 및 휴대 단말기의 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 힌지장치의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예인 힌지장치의 분해사시도,
도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 힌지장치의 요부 사시도,
도 6 내지 도 9는 도 3에 도시한 힌지장치 및 휴대 단말기의 사용상태를 보인 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10: 제 1바디 20: 제 2바디
30: 하우징 32: 슬라이드홈
40: 제 1캠 42: 제 1파형면
44: 가이드 돌기 46: 제 1가이드 공
50: 제 2캠 52: 제 2파형면
54: 제 1가이드축 56: 제 1돌출면
57: 제 1턱 58: 제 1경사면
59: 제 2가이드공 60: 압축스프링
70: 제 3캠 72: 제 2돌출면
73: 제 2턱 74: 제 2경사면
76: 제 2가이드축 78: 연결축
본 발명은 휴대 단말기용 힌지장치에 관한 것으로, 특히 휴대 단말기의 커버를 개방할 때는 반자동으로 회전동작이 이루어지고, 폐쇄할 때는 사용자가 원하는 각도에서 정지시킬 수 있도록 프리스톱(free-stop) 회전동작이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
최근에는 본체로부터 커버를 폴딩 동작으로 개폐시키는 휴대 단말기가 주류를 이루고 있다. 이러한 폴딩 방식의 단말기에 적용되는 힌지장치로서, 특허10-0391379호(휴대폰의 커버 힌지장치)가 알려져 있다.
도 1은 휴대 단말기 및 상기 힌지장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 힌지장치의 분해 사시도이다.
이 힌지장치는, 커버(410)에 고정된 홀더부(412)와, 홀더부(412)에 고정되는 하우징(300)과, 하우징(300) 내에 회전가능하게 삽입된 회전슬립부(320)와, 하우징(300) 내에 회전불가능하게 삽입되어 회전슬립부(320)와 탄성적으로 접촉하는 고정슬립부(330)와, 하우징(300)내에서 고정슬립부(330)를 탄지하는 스프링(340)과, 본체(400)에 형성되어 회전슬립부를 고정하는 제 1지지부(402)와, 본체(400)에 형성되어 홀더부(412)의 일측을 회전가능하게 지지하는 제 2지지부(406)로 이루어진다.
홀더부(412)는 일측방향으로 하우징(300)이 삽입고정되는 삽입공(414)이 개방되고, 타측방향으로 회전축(416)이 돌출된다.
그리고 하우징(300)은, 일측이 개방된 내부공간(302)이 형성되고, 일단부에 관통공(304)이 형성되며, 타단부의 내측면에 돌기(306)가 형성된다.
그리고 회전슬립부(320)는, 관통공(304)으로 통과되는 결합용 샤프트(322)가 형성되고, 결합용 샤프트(322)와 대향되는 측의 중심에 결합축(324)이 형성되며, 결합축(324)의 외주에 제 1원통부(326)가 형성되고, 제 1원통부(326)의 상단면에 결합공(332)을 향하여 수평이 되는 연속적인 면으로 이루어지고 1회전시 2파장의 파형 굴곡을 갖는 제 1파형면(328)이 형성된다.
그리고 고정슬립부(330)는, 결합축(324)이 회전가능하게 결합되는 결합공(332)이 중심에 형성되고, 결합공(332)의 외주에 제 2원통부(334)가 형성되며, 제 2원통부(334)의 상단면을 따라 제 1파형면(328)에 대응되는 제 2파형면(336)이 형성된다. 결합축(324)은 결합공(332)에 삽입되어 제 1파형면(328)과 제 2파형면(336)이 접촉하여 회전할 때, 회전슬립부(320)와 고정슬립부(330)가 서로 이탈하는 것을 방지하며 전후의 이동만 가능하게 한다.
또한 고정슬립부(330)의 측면에는 슬라이딩돌기(338)가 형성되고, 하우징(300)의 내부공간(302)에는 슬라이딩돌기(338)가 슬라이드가능하게 삽입되도록 고정슬립부(330)의 이동방향을 따라 슬라이딩홈(308)이 형성되어 고정슬립부(330)를 회전불가능하게 고정하면서도 직진운동은 가능하게 한다.
한편 스프링(340)은, 일단부가 돌기(306)에 결합되고, 타단부가 고정슬립부 (330)를 탄지하는 상태로 내부공간(302) 내에 삽입된다. 결합공(332)을 통과한 결합축(324)의 하단은 스프링(340)의 중심에 끼워져 스프링(340)이 유동하는 것을 방지한다.
그리고 제 1지지부(402)는 결합용 샤프트(322)가 고정결합되는 고정공(404)이 형성되고, 제 2지지부(406)는 회전축(416)이 회전가능하게 결합되는 회전공(408)이 형성된다.
이와 같은 종래의 힌지장치를 장착한 휴대 단말기는, 제 1파형면(328)과 제 2파형면(336)이 1회전시 2파장의 파형 굴곡을 갖고 있어서, 커버(410)를 오픈할 때와 클로즈 시킬 때 모두 90° 정도의 변곡점을 지나면 자동으로 회전하게 된다. 즉 오픈할 때와 클로즈 시킬 때 모두 반자동 동작으로 이루어진다.
그런데 커버(410)가 본체(400)로부터 열리진 각도를 임의로 조정할 수 있다면 사용자에게 편리함을 줄 수 있다.
예를 들면, 단말기에 설치된 카메라의 촬영 각도를 임의로 조정한다 든지, 커버(410)에 설치된 액정화면의 각도를 사용자에게 편리한 각도로 유지시킨 후 본체(400)의 각종 기능할 사용하게 된다면 사용자는 매우 편리함을 느끼게 될 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 휴대 단말기의 커버를 개방할 때는 반자동으로 회전동작이 이루어지고, 폐 쇄할 때는 사용자가 원하는 각도에서 정지시킬 수 있도록 프리스톱(free-stop) 회전동작이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제 2바디를 제 1바디로부터 폴딩동작으로 개폐시키기 위한 개폐장치에 있어서,
상기 제 1바디 또는 상기 제 2바디중 일측에 고정되며, 내부에 수용 공간이 형성된 하우징;
상기 하우징 내에 회전되지 않도록 수용되는 제 1캠;
상기 하우징 내에 회전되도록 수용되며, 상기 제 1캠과 접촉하여 소정의 제동력을 발생시키는 제 2캠;
상기 제 1캠을 상기 제 2캠 측으로 밀기 위한 제 1탄성부재;
상기 제 2캠의 일면과 접촉하여 상기 제 2캠이 일방향으로 회전하는 것은 허용하며 그 반대방향으로 회전하는 것은 허용하지 않으며, 상기 하우징의 외부로 돌출되어 상기 제 1바디 또는 상기 제 2바디중 상기 하우징이 고정되지 않은 측에 연결되는 연결축이 형성된 제 3캠; 및
상기 제 3캠을 상기 제 2캠측으로 밀기 위한 제 2탄성부재를 포함하여 이루어지는 휴대 단말기용 힌지장치를 제공한다.
상기 제 1캠의 일면에는 산형부와 골형부로 이루어진 제 1파형면이 형성되고, 상기 제 2캠의 일면에는 상기 제 1파형면에 대응하여 결합되는 형상의 제 2파형면이 형성될 수 있다.
상기 제 2캠의 일면에는 일측단은 수직인 제 1턱으로 돌출되고 타측단은 제 1경사면으로 돌출되어 형성된 제 1돌출면이 회전중심을 중심으로 하여 대칭되는 위치에 각각 위치하고, 상기 제 3캠의 일면에는 각각의 상기 제 1돌출면의 사이에 위치되는 한쌍의 제 2돌출면이 형성되고, 각각의 상기 제 2돌출면의 일측단에는 상기 제 1턱에 대응되는 제 2턱이 형성되며 타단에는 상기 제 1경사면에 대응되는 제 2경사면이 형성될 수 있다.
상기 제 2캠의 외주면과 상기 하우징의 내측면 중 일측에는 회전 방향으로 요부가 형성되고 타측에는 상기 요부에 회전가능하게 결합되는 돌부가 형성되어, 상기 제 2캠이 상기 하우징 내에서 회전되도록 가이드 할 수 있다.
상기 제 2탄성부재는 얇은 금속판에 파도형의 굴곡이 있는 웨이브 와셔로 이루어질 수 있다.
상기 제 2캠 또는 상기 제 3캠 중 일측의 회전중심에는 제 2가이드축이 형성되고, 타측에는 상기 제 2가이드축이 회전 가능하게 결합되는 제 2가이드공이 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명인 힌지장치의 양호한 실시예를 첨부도면과 함께 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 힌지장치의 분해사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 힌지장치의 요부 사시도이며, 도 6 내지 도 9는 도 3에 도시한 힌지장치 및 휴대 단말기의 사용상태를 보인 도면이다.
이 도면에 도시된 힌지장치는, 휴대용 단말기의 폴더인 제 2바디(20)를 본체인 제 1바디(10)로부터 폴딩동작으로 개폐시키기 위한 것이다.
이러한 힌지장치는, 제 2바디(20)에 고정되며, 내부에 수용 공간이 형성된 하우징(30); 하우징(30)에 직선운동은 가능하며 회전운동을 불가능하게 내장되고, 일면에 산형부와 골형부로 이루어진 제 1파형면(42)이 형성된 제 1캠(40); 제 1파형면(42)에 대응하여 결합되는 형상의 제 2파형면(52)이 형성되고, 하우징(30)에 직선운동은 불가능하고 회전운동만 가능하게 내장되는 제 2캠(50); 제 1캠(40)을 제 2캠(50) 측으로 밀기 위한 제 1탄성부재; 제 2캠(50)의 일면과 접촉하여 제 2캠(50)이 일방향으로 회전하는 것은 허용하고 그 반대방향으로 회전하는 것은 허용하지 않으며, 하우징(30)의 외부로 돌출되어 제 1바디(10)에 연결되는 연결축(78)이 형성된 제 3캠(70); 및 제 3캠(70)을 제 2캠(50)측으로 밀기 위한 제 2탄성부재로 이루어진다.
제 1캠(40)에는 가이드 돌기(44)가 형성되고, 하우징(30)에는 제 1캠(40)이 회전하지 않도록 하며 직선운동시 가이드 하기 위하여 가이드 돌기(44)에 슬라이드 가능하게 결합되는 슬라이드홈(32)이 형성된다.
제 1캠(40)의 중심에는 제 1가이드공(46)이 형성되고, 제 2캠(50)의 회전중심에는 제 1가이드공(46)에 회전 가능하게 결합되는 제 1가이드축(54)이 회전 형성된다.
제 1탄성부재는 압축스프링(60)으로 이루어진다.
제 2캠(50)의 일면에는 일측단은 수직인 제 1턱(57)으로 돌출되고 타측단은 제 1경사면(58)으로 돌출되어 형성된 제 1돌출면(56)이 회전중심을 중심으로 하여 대칭되는 위치에 각각 위치한다. 그리고 제 3캠(70)의 일면에는 각각의 제 1돌출면(56)의 사이에 위치되는 한쌍의 제 2돌출면(72)이 형성되고, 각각의 제 2돌출면(72)의 일측단에는 제 1턱(57)에 대응되는 제 2턱(73)이 형성되며 타단에는 제 1경사면(58)에 대응되는 제 2경사면(74)이 형성된다.
제 2바디(20)가 오픈될 때에는 제 1턱(57)과 제 2턱(73)이 서로 접촉하여 제 2캠(50)과 제 3캠(70)은 서로 엇갈리지 못하고 함께 회전하게 된다. 그리고 제 2바디(20)가 클로즈될 때에는 제 1경사면(58)과 제 2경사면(74)이 서로 접촉하여 제 2캠(50)과 제 3캠(70)은 서로 엇갈려서 상대 회전하게 된다.
제 2캠(50)의 외주면과 하우징(30)의 내측면 중 일측에는 회전 방향으로 요부가 형성되고 타측에는 요부에 회전가능하게 결합되는 돌부가 형성되어, 제 2캠(50)이 하우징(30) 내에서 회전되도록 가이드한다.
제 2탄성부재는 얇은 금속판에 파도형의 굴곡이 있는 웨이브 와셔(80)로 이루어질 수 있다.
제 2캠(50) 또는 제 3캠(70) 중 일측의 회전중심에는 제 2가이드축(76)이 형성되고, 타측에는 제 2가이드축(76)이 회전 가능하게 결합되는 제 2가이드공(59)이 형성될 수 있다.
이러한 힌지장치가 휴대 단말기에 설치된 상태는 하우징(30)이 제 2바디(20)에 고정되고, 제 3캠(70)의 연결축(78)이 제 1바디(10)에 고정된다. 따라서 제 2바디(20)는 힌지장치를 매개로 제 1바디(10)에 폴딩 가능하게 결합된다.
이하에서는 본 실시예의 작용을 설명한다.
제 2바디(20)가 제 1바디(10)에 클로즈된 상태는 도 6과 같이, 제 1캠(40)의 제 1파형면(42)의 골형부와 산형부가 제 2캠(50)의 제 2파형면(52)의 산형부와 골형부에 각각 결합되며, 압축스프링(60)이 제 1캠(40)을 제 2캠(50) 측으로 밀어서 제 1캠(40)과 제 2캠(50)이 결합된 상태를 소정의 제동력으로 유지시킨다.
사용자가 제 2바디(20)를 폴딩동작으로 오픈시키면, 제 2바디(20)에 고정된 하우징(30)이 회전하게 되고, 제 1캠(40)이 회전하게 된다.
제 2바디(20)가 오픈될 때에는 제 2캠(50)의 제 1턱(57)과 제 3캠(70)의 제 2턱(73)이 서로 접촉하여 제 2캠(50)과 제 3캠(70)은 서로 엇갈리지 못하고 함께 회전하게 된다.
따라서 제 1캠(40)의 제 1파형면(42)과 제 2캠(50)의 제 2파형면(52)이 압축스프링(60)의 탄성력을 이기고 상대 회전하게 된다.
이에 따라 제 2바디(20)는 오픈 초기에 제동력이 발생하고, 도 7과 같이 변곡점이 지나면 자동으로 오픈 위치까지 회전되는 반자동 동작이 이루어진다.
제 2바디(20)가 제 1바디(10)로부터 완전히 오픈된 상태는 도 8과 같이, 제 1캠(40)의 제 1파형면(42)의 골형부와 산형부가 제 2캠(50)의 제 2파형면(52)의 산형부와 골형부에 각각 결합되며, 압축스프링(60)이 제 1캠(40)을 제 2캠(50) 측으로 밀어서 제 1캠(40)과 제 2캠(50)이 결합된 상태를 소정의 제동력으로 유지시킨다.
한편, 사용자가 제 2바디(20)를 오픈된 상태에서 폴딩동작으로 클로즈시키 면, 제 2바디(20)에 고정된 하우징(30)이 회전하게 되고, 제 1캠(40)이 회전하게 된다.
그리고 제 2바디(20)가 클로즈될 때에는 도 9와 같이, 제 2캠(50)의 제 1경사면(58)과 제 3캠(70)의 제 2경사면(74)이 서로 타고 넘어서 제 1돌출면(56)과 제 2돌출면(72)이 겹쳐지며, 제 2캠(50)과 제 3캠(70)은 서로 엇갈려서 상대 회전하게 된다.
이에 따라 제 1캠(40)의 제 1파형면(42)과 제 2캠(50)의 제 2파형면(52)은 서로 상대 회전하지 않고 결합된 상태를 그대로 유지한다. 따라서 제 2바디(20)가 클로즈 되는 동안 제동력이나 가속력이 발생하지 않는다. 즉, 사용자가 제 2바디(20)를 회전시키지 않으면 그대로 정지되는 프리스톱 동작이 되는 것이다.
따라서 사용자는 제 2바디(20)를 원하는 각도로 굴절시킨 다음, 카메라를 사용하거나 제 2바디(20)에 설치된 액정화면을 원하는 각도에서 볼 수 있게 된다.
그리고 제 2바디(20)가 클로즈 위치까지 회전하면 도 6과 같이, 제 2캠(50)의 제 1돌출면(56)의 사이에 제 3캠(70)의 제 2돌출면(72)이 위치하고, 웨이브 와셔(80)가 제 3캠(70)을 제 2캠(50)측으로 밀어서 소정의 제동력을 발생시킨다.
이 상태는 초기 상태에 비해 제 2캠(50)이 180° 회전된 결과이나, 제 2캠(50)의 제 2파형면(52)이 대칭형이므로 처음과 동일한 상태라고 볼 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 힌지장치는, 휴대 단말기의 커버를 개 방할 때는 반자동으로 회전동작이 이루어지고, 폐쇄할 때는 사용자가 원하는 각도에서 정지시킬 수 있으므로, 사용자는 커버를 원하는 각도로 굴절시킨 다음 필요한 기능을 사용할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 특정한 실시예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 제 2바디를 제 1바디로부터 폴딩동작으로 개폐시키기 위한 개폐장치에 있어서,
    상기 제 1바디 또는 상기 제 2바디중 일측에 고정되며, 내부에 수용 공간이 형성된 하우징;
    상기 하우징 내에 회전되지 않도록 수용되는 제 1캠;
    상기 하우징 내에 회전되도록 수용되며, 상기 제 1캠과 접촉하여 소정의 제동력을 발생시키는 제 2캠;
    상기 제 1캠을 상기 제 2캠 측으로 밀기 위한 제 1탄성부재;
    상기 제 2캠의 일면과 접촉하여 상기 제 2캠이 일방향으로 회전하는 것은 허용하며 그 반대방향으로 회전하는 것은 허용하지 않으며, 상기 하우징의 외부로 돌출되어 상기 제 1바디 또는 상기 제 2바디중 상기 하우징이 고정되지 않은 측에 연결되는 연결축이 형성된 제 3캠; 및
    상기 제 3캠을 상기 제 2캠측으로 밀기 위한 제 2탄성부재를 포함하여 이루어지는 휴대 단말기용 힌지장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1캠의 일면에는 산형부와 골형부로 이루어진 제 1파형면이 형성되고, 상기 제 2캠의 일면에는 상기 제 1파형면에 대응하여 결합되는 형상의 제 2파형면이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2캠의 일면에는 일측단은 수직인 제 1턱으로 돌출되고 타측단은 제 1경사면으로 돌출되어 형성된 제 1돌출면이 회전중심을 중심으로하여 대칭되는 위치에 각각 위치하고,
    상기 제 3캠의 일면에는 각각의 상기 제 1돌출면의 사이에 위치되는 한쌍의 제 2돌출면이 형성되고, 각각의 상기 제 2돌출면의 일측단에는 상기 제 1턱에 대응되는 제 2턱이 형성되며 타단에는 상기 제 1경사면에 대응되는 제 2경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2캠의 외주면과 상기 하우징의 내측면 중 일측에는 회전 방향으로 요부가 형성되고 타측에는 상기 요부에 회전가능하게 결합되는 돌부가 형성되어, 상기 제 2캠이 상기 하우징 내에서 회전되도록 가이드 하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2탄성부재는 얇은 금속판에 파도형의 굴곡이 있는 웨이브 와셔로 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2캠 또는 상기 제 3캠 중 일측의 회전중심에는 제 2가이드축이 형성되고, 타측에는 상기 제 2가이드축이 회전 가능하게 결합되는 제 2가이드공이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 힌지장치.
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