KR100790103B1

KR100790103B1 - 휴대형 단말기의 로터리형 힌지 장치

Info

Publication number: KR100790103B1
Application number: KR1020060039604A
Authority: KR
Inventors: 박명훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2008-01-02
Also published as: KR20070107296A

Abstract

본 발명은 제1 하우징과, 제2 하우징과, 상기 제1, 제2 하우징을 회전가능하게 결합시키는 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기에 있어서, 상기 제1, 제2 하우징 중 어느 한 쪽에 고정되는 플레이트와, 상기 플레이트의 일면에서 연장되는 샤프트를 포함하는 지지체; 및 상기 제1, 제2 하우징 중 다른 한 쪽에 결합되고, 상기 샤프트가 지나는 관통 홀이 형성된 회전체를 구비하고, 상기 회전체가 상기 지지체의 샤프트를 중심으로 회전함에 따라, 상기 제1, 제2 하우징중 어느 한 하우징이 다른 하우징에 대하여 회전운동하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치는 지지체와 회전체의 결합 공간 내에 가요성 인쇄회로를 배치하여 단말기의 소형화를 구현할 수 있다.

단말기, 힌지, 회전, 샤프트, 캠, 스프링, 가요성 인쇄회로

Description

휴대형 단말기의 로터리형 힌지 장치{ROTARY TYPE HINGE APPARATUS FOR PORTABLE TERMINAL}

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

도 2는 도 1에 도시된 힌지 장치의 지지체를 나타내는 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 지지체를 나타내는 정면도,

도 4는 도 2에 도시된 지지체를 나타내는 평면도,

도 5는 도 1에 도시된 힌지 장치의 회전체를 나타내는 사시도,

도 6은 도 5에 도시된 회전체를 나타내는 정면도,

도 7은 도 5에 도시된 회전체를 나타내는 평면도,

도 8은 도 5에 도시된 회전체를 나타내는 저면도,

도 9는 도 1에 도시된 힌지 장치를 나타내는 조립 사시도,

도 10는 도 9에 도시된 힌지 장치의 회전체가 180도 회전한 모습을 나타내는 사시도,

도 11은 도 1에 도시된 힌지 장치를 구비한 휴대용 단말기를 나타내는 구성도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

100: 힌지장치 101: 지지체

102: 회전체 103: 가요성 인쇄회로

105: 와셔 106: 씨링

본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 휴대용 단말기의 로터리형힌지 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, 텔레비전 시청, 온라인 게임, 주문형 비디오 등 다양한 형태의 콘텐츠가 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. 슬라 이딩형 단말기는 한 쌍의 하우징이 직선 왕복운동함으로써 개폐되는 형태의 단말기이고, 스윙형 단말기는 한 쌍의 하우징이 서로 대면한 상태를 유지한 채로 회전운동함으로써 개폐되는 형태의 단말기이다. 이와 같은 다양한 형태의 단말기가 상용화되었으며, 폴더형 단말기가 스윙 동작도 가능하게 구성된 복합형 단말기가 등장하고 있다.

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 본 출원인에게 특허허여된 미국 특허 제6,292,980호(2001. 9. 25) 등에 다양한 형태로 개시되고 있다.

그러나, 종래의 휴대용 단말기의 힌지 장치의 구성은 하우징의 센터 힌지 암 양단에 각각 별도의 힌지 더미 또는 힌지 모듈을 결합시킨 상태에서 한 쌍의 사이드 힌지 암 사이에 센터 힌지암을 결합시켜야 하므로 이를 장착하기 위한 공간이 더 요구되어 단말기의 소형화에 어려움이 따른다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 단말기의 소형화에 기여할 수 있는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 하우징과, 제2 하우징과, 상기 제1, 제2 하우징을 회전가능하게 결합시키는 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기에 있어서,

상기 제1, 제2 하우징 중 어느 한 쪽에 고정되는 플레이트와, 상기 플레이트의 일면에서 연장되는 샤프트를 포함하는 지지체; 및

상기 제1, 제2 하우징 중 다른 한 쪽에 결합되고, 상기 샤프트가 지나는 관통 홀이 형성된 회전체를 구비하고,

상기 회전체가 상기 지지체의 샤프트를 중심으로 회전함에 따라, 상기 제1, 제2 하우징중 어느 한 하우징이 다른 하우징에 대하여 회전운동하는 휴대용 단말기의 로터리형 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 단말기(10)의 로터리형 힌지 장치(100)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 힌지 장치(100)는 지지체(101)와 회전체(102)를 구비하고, 상기 지지체(101)와 회전체(102)를 회전가능하게 결합시키기 위하여 힌지 스프링(104), 와셔(105) 및 씨링(106)을 구비한다. 또한, 상기 힌지 스프링(104)은 상기 회전체(102) 내에 수용된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 지지체(101)는 바 형상을 가진 플레이트(111)와 상기 플레이트(111)의 일면으로부터 연장되며 봉 형상을 가진 샤프트(113)를 구비한다. 상기 지지체(101)는 상기 플레이트(111)에 의해 제1, 제2 하우징(200, 300; 도 11에 도시됨) 중 어느 한 쪽에 고정된다. 본 실시 예에서는 상기 지지체(101)가 상기 제1 하우징(200)에 고정된 예를 도시하고 있다.

상기 플레이트(111) 일면의 중앙부에는 원형의 홈으로 형성되는 힌지 캠(116)이 구비되고, 상기 샤프트(113)가 상기 힌지 캠(116)의 중앙으로부터 연장된다. 상기 힌지 캠(116)은 그 저면에서 함몰된 또다른 홈을 구비하여 그 양측에는 한 쌍의 경사면들이 형성되는데, 이를 캠 경사면(117)들이라 칭하기로 한다. 상기 캠 경사면(117)들은 그 단부가 각각 상기 샤프트(113)에 근접하는 방향으로 형성된다. 상기 캠 경사면(117)들의 최저점은 평면에 의해서 서로 연결되는데, 이를 캠 최저면(118)이라 칭하기로 한다. 아울러, 상기 힌지 캠(116)의 내벽 일부분이 내측으로 돌출되어 서로 대향되는 방향으로 배치되는 한 쌍의 평면인 제1, 제2 스토 퍼(119a, 119b)들이 형성된다.

상기 플레이트(111)의 측면에는 플레이트 홈(112)이 형성되어 가요성 인쇄회로(103)를 배선하기 위한 공간을 제공한다. 상기 가요성 인쇄회로(103)는 상기 플레이트 홈(112)을 통해 배선되어 그 일단은 상기 제1 하우징(200) 내부에 위치되고, 타단은 상기 제2 하우징(300) 내부에 위치되어, 상기 제1, 제2 하우징(200, 300)에 설치된 회로장치를 접속시킨다.

상기 샤프트(113)는 그 단부 외주면에 원주방향을 따라 형성되는 환형 홈(115)을 구비한다. 상기 환형 홈(115)은 상기 지지체(101)와 상기 회전체(102)를 결합시키는데 이용된다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 상기 회전체(102)는 상기 지지체(101)와 결합된 상태에서 상기 제1, 제2 하우징(200, 300) 중 다른 한 쪽에 고정된다. 본 실시 예에서 상기 지지체(101)가 상기 제1 하우징(200)에 고정되므로, 상기 회전체(102)는 상기 제2 하우징(300)에 고정된다. 상기 회전체(102)에는 그 일면으로부터 타면으로 연장되는 관통 홀(121)이 형성되어 상기 샤프트(113)가 지나는 경로를 제공하게 된다. 상기 샤프트(113)가 상기 관통 홀(121)을 관통함에 따라 상기 샤프트(113)는 상기 회전체(102) 내에 그 대부분이 수용되고, 상기 환형 홈(115)은 상기 회전체(102)의 외부에 노출된다.

상기 회전체(102)는 그 타면의 중앙에 돌출되는 힌지 샤프트(122)를 구비한다. 상기 힌지 샤프트(122)에는 그 단부면으로부터, 서로 근접하는 방향으로 연장된 한 쌍의 경사면들이 형성되는데, 이를 샤프트 경사면(123)들이라 칭하기로 한 다. 아울러, 상기 힌지 샤프트(122)는 상기 샤프트 경사면(123)들의 최고점을 서로 연결시키는 평면을 구비하는 데, 이를 샤프트 최고면(125)이라 칭하기로 한다. 상기 힌지 샤프트(122)의 샤프트 경사면(123)들은 상기 힌지 캠(116)의 캠 경사면(117)들에, 상기 샤프트 최고면(125)은 상기 캠 최저면(118)에 각각 상응하게 형성되어 서로 밀착될 수 있다. 아울러, 상기 힌지 샤프트(122)의 외벽 일부분은 외측으로 돌출되어 서로 대향되는 방향으로 배치되는 한 쌍의 평면인 제1, 제2 샤프트 스토퍼(127a, 127b)들이 형성된다.

상기 회전체(102)는 그 측방향으로 연장된 회전장착부(129)를 구비한다. 상기 회전체(102)를 상기 제2 하우징(300)에 고정시킴에 있어서, 상기 회전장착부(129)는 상기 제2 하우징(300)의 내측에 밀착, 고정되어 상기 회전체(102)의 고정 상태를 견고하게 유지시킨다.

상기 가요성 인쇄회로(103)는 상기 제1 하우징(200)에서 발생된 신호를 상기 제2 하우징(300)에 제공한다. 상기 가요성 인쇄회로(103)는 그 일부분이 상기 회전장착부(129)와 수직하게 연장되어 상기 제1, 제2 하우징(200, 300) 내부로 배선된다. 이 때 상기 가요성 인쇄회로(103) 중 상기 회전장착부(129)에 수직하게 연장된 일부분은 상기 지지체(101)와 회전체(102)에 각각 고정되어 상기 가요성 인쇄회로(103)의 유동을 최소화한다. 상기 가요성 인쇄회로(103)중 상기 회전장착부(129)에 인접하는 일부분은 굴곡진 형상으로 배선되며 상기 회전체(102)의 회전에 따라 그 형상이 바뀌게 된다.

상기 지지체(101)와 회전체(102)의 결합에 있어서, 상기 힌지 스프링(104), 상기 와셔(105) 및 상기 씨링(106)이 이용된다. 상기 지지체(101)의 샤프트(111)가 상기 회전체(102)의 관통 홀(121)을 지나감에 따라, 상기 샤프트(111)의 환형 홈(115)이 상기 회전체(102)의 일단으로 노출되고, 상기 힌지 스프링(104), 상기 와셔(105) 및 상기 씨링(106)은 상기 샤프트(113)에 순차적으로 장착된다.

상기 힌지 스프링(104)은 상기 샤프트(113)를 감싸게 권선된 코일 스프링이다. 상기 힌지 스프링(104)은 상기 샤프트(113) 상에 권선된 상태로 상기 회전체(102)에 수용되며, 상기 샤프트 경사면(123)들과 상기 캠 경사면(117)들이 밀착되는 방향으로 상기 힌지 캠(116)을 가압하는 탄성력을 제공한다. 상기 힌지 스프링(104)의 일단은 상기 관통 홀(121)의 단부벽에 지지되고, 타단은 상기 와셔(105)에 지지된다.

상기 와셔(105)는 폐쇄된 형상을 가지고, 상기 샤프트(113) 상에서 상기 힌지 스프링(104)을 지지한다.

상기 씨링(106)은 일부분이 개방된 형상을 가지고, 상기 샤프트(113)의 환형 홈(115)에 체결되어 상기 와셔(105)가 상기 샤프트(113)로부터 이탈하지 않게 구속한다. 상기 씨링(106)이 상기 환형 홈(115)에 체결되어 상기 와셔(105)를 상기 샤프트(113)에 구속시키고, 상기 힌지 스프링(104)이 상기 와셔(105)와 관통 홀(121) 내벽에 지지됨에 따라 상기 지지체(101)와 회전체(102)가 안정된 구조로 결합하게 된다.

도 9와 도 10을 참조하여, 상기 제2 하우징(300)이 회전할 때 상기 힌지 장치(100)가 작동되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 9를 참조하면, 상기 지지체(101)와 회전체(102)가 결합된 상태에서 상기 캠 최저면(118)과 샤프트 최고면(125)이 서로 대면하게 됨에 따라 상기 캠 경사면(117)들과 샤프트 경사면(123)들이 상기 힌지 스프링(104)의 탄성력에 의해 밀착되고, 상기 제1 캠 스토퍼(119a)와 제1 샤프트 스토퍼(127a)는 접촉된 상태이다. 이에 따라 상기 힌지 캠(116)와 힌지 샤프트(122)는 서로 밀착되고, 상기 회전체(102)는 상기 제1 캠 스토퍼(119a)와 제1 샤프트 스토퍼(127a)에 의해 반시계 방향으로 회전하는 것이 제한된다. 따라서, 도 9에 도시된 상태에서 상기 회전체(102)는 시계방향으로만 회전할 수 있다.

사용자가 상기 제2 하우징(300)을 시계방향으로 회전시킴에 따라 상기 회전체(102)는 상기 샤프트(113)를 중심으로 회전운동하게 된다. 따라서, 상기 샤프트 경사면(123)들이 상기 캠 경사면(117)들과 어긋나면서 상기 샤프트 최고면(125)은 상기 캠 최저면(118)으로부터 점차 멀어지고 상기 힌지 샤프트(122)가 상기 힌지 캠(116)에서 이격된다. 아울러 상기 제1 샤프트 스토퍼(127a)는 상기 제1 캠 스토퍼(119a)에서 멀어지기 시작하며, 상기 힌지 스프링(104)에는 상기 힌지 샤프트(122)를 상기 힌지 캠(116)에 밀착시키는 방향으로 작용하는 탄성력이 축적된다.

사용자가 상기 제2 하우징(300)을 더 회전시키면 상기 샤프트 최고면(125)이 상기 캠 최저면(118)에서 멀어져 상기 캠 경사면(117)들의 최고점에 이르게 된다. 또한 상기 샤프트 최고면(125)은 상기 힌지 캠(116)의 저면에 이르게 된다. 이 때, 상기 힌지 스프링(104)은 탄성력을 최대로 축적한 상태이다.

계속해서 사용자가 상기 제2 하우징(300)을 시계방향으로 회전시키면, 상기 샤프트 최고면(125)이 상기 힌지 캠(116)의 저면에 미끄럼 접촉하게 된다. 이에 따라 상기 샤프트 최고면(125)이 다시 상기 캠 경사면(117)들의 최고점에 근접하게 된다. 상기 제2 하우징(300)을 더 회전시키면 상기 샤프트 경사면(123)들과 캠 경사면(117)들이 접하면서 상기 힌지 스프링(104)의 탄성력이 작용하여 상기 샤프트 최고면(125)이 상기 캠 최저면(118)에 맞물리는 방향으로 상기 회전체(102)를 회전시키는 구동력이 발생된다. 이로써 자동적으로 상기 힌지 샤프트(123)가 회전하여 상기 힌지 캠(116)에 밀착되는 방향으로 이동한다. 결과적으로 상기 회전체(102)는 상기 힌지 스프링(104)의 탄성력을 제공받아 상기 플레이트(111) 방향으로 직선이동함과 아울러 상기 힌지 샤프트(122)와 힌지 캠(116)이 맞물리는 방향으로 회전한다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 회전체(102)가 상기 지지체(101)에 대하여 180도 이상 회전하면, 상기 제2 샤프트 스토퍼(127b)와 제2 캠 스토퍼(119b)가 접촉되어 상기 회전체(102)는 더 이상 시계방향으로 회전할 수 없고 반 시계방향으로만 회전가능하다.

본 실시 예에서 상기 제2 하우징(300)의 회전으로 인해서 상기 가요성 인쇄회로(103)의 단선을 방지하고자 상기 회전체(102)는 그 회전범위가 180도로 제한되고, 상기 제2 하우징(300)이 회전한 각도에 따라 그 회전방향도 제한된다. 다만, 상기 제1, 제2 캠 스토퍼(119a, 119b) 사이의 거리와, 상기 제1, 제2 샤프트 스토퍼(127a, 127b) 사이의 거리를 줄임으로써, 상기 제2 하우징(300)의 회전방향은 제한되나, 회전범위는 360도 미만으로 확장할 수 있다. 이는 당업자라면 용이하게 이 해할 수 있을 것이기에 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

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 로터리형 힌지 장치는 지지체와 회전체를 이용하여 상기 제1, 제2 하우징에 결합됨과 아울러, 지지체와 회전체의 결합 공간 내에 가요성 인쇄회로를 배치함으로써 부품의 수와 실장공간을 줄여 단말기의 소형화가 가능하게 되었다.

Claims

제1 하우징과, 제2 하우징과, 상기 제1, 제2 하우징을 회전가능하게 결합시키는 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기에 있어서,

상기 제1, 제2 하우징 중 어느 한 쪽에 고정되는 플레이트와, 상기 플레이트의 일면에서 연장되는 샤프트를 포함하는 지지체;

상기 제1, 제2 하우징 중 다른 한 쪽에 결합되고, 상기 샤프트가 지나는 관통 홀이 형성된 회전체;

상기 지지체의 일면에 함몰 형성된 힌지 캠; 및

상기 회전체의 타면에 돌출되어, 상기 힌지 캠과 대면하는 힌지 샤프트를 구비하고,

상기 회전체가 상기 지지체의 샤프트를 중심으로 회전함에 따라, 상기 제1, 제2 하우징중 어느 한 하우징이 다른 하우징에 대하여 회전운동함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 샤프트의 단부 외주면에 원주방향을 따라 형성되는 환형 홈을 더 구비하고,

상기 샤프트가 상기 관통 홀을 통해 노출된 환형 홈에 와셔와 씨링을 체결함으로써, 상기 회전체가 상기 샤프트에 회전가능하게 결합되어짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 관통 홀 내에 수용되는 힌지 스프링을 더 구비하고,

상기 힌지 스프링의 양단이 상기 관통 홀의 단부벽과 상기 와셔에 지지됨에 따라 상기 힌지 스프링이 상기 힌지 캠과 힌지 샤프트를 밀착시키는 방향으로 탄성력을 제공함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 힌지 캠의 저면에서 함몰되어 상기 사프트에 근접하게 형성되는 한 쌍의 캠 경사면들;

상기 캠 경사면들을 연결하는 캠 최저면;

상기 캠 경사면들에 상응하고, 상기 힌지 샤프트의 단부면으로부터 서로 근접하는 방향으로 형성되는 한 쌍의 샤프트 경사면들; 및

상기 캠 최저점에 상응하고, 상기 샤프트 경사면들을 연결하는 샤프트 최고면이 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 캠 경사면들과 샤프트 경사면들이 밀착됨에 따라 상기 지지체와 회전체의 회전이 정지됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 샤프트가 상기 관통 홀을 관통하여 상기 지지체와 상기 회전체가 결합되고, 상기 힌지 샤프트가 상기 샤프트 상에서 직선운동함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 힌지 캠의 내벽 일부분이 내측으로 돌출되어 서로 대향되는 방향으로 배치되는 한 쌍의 캠 스토퍼들; 및

상기 힌지 샤프트의 외벽 일부분이 외측으로 돌출되어 서로 대향되는 방향으로 배치되는 한 쌍의 샤프트 스토퍼들을 구비하고,

상기 캠 스토퍼들과 샤프트 스토퍼들이 서로 접촉함에 따라 상기 회전체의 회전운동이 제한됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 하우징에서 발생된 신호를 상기 제2 하우징에 제공하는 가요성 인쇄회로를 더 구비하고,

상기 지지체와 회전체에 상기 가요성 인쇄회로의 일부분이 고정되어 그 유동이 제한됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 플레이트의 일측면에 형성되어 상기 가요성 인쇄회로가 지나는 플레이트 홈을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 로터리형 힌지 장치.