KR100909713B1 - 휴대 단말기용 힌지장치 - Google Patents

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KR100909713B1
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신정학
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(주) 프렉코
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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예는 휴대 단말기의 본체에 대하여 덮개를 상하 방향으로 기준 오픈 각도 및 360도 회전시키기 위한 휴대 단말기용 힌지장치를 제공한다.
이를 위해 상기 휴대 단말기용 힌지장치는, ⅰ)상기 덮개 상단부의 제1 힌지 아암, 및 상기 본체 상단부의 제2 힌지 아암에 연결되는 힌지 케이스와, ⅱ)상기 힌지 케이스의 내부에 일정 간격을 두고 회전 가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2 힌지 아암 각각으로 일측 단부가 조립되는 제1 및 제2 힌지축과, ⅲ)상기 제1 및 제2 힌지축 상에 각각 고정되게 설치되고, 회전캠이 각각 일체로서 형성되는 제1 및 제2 구동기어와, ⅳ)상기 힌지 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 구동 기어와 상호 치합하는 제1 피동 기어와, ⅴ)상기 힌지 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1 피동 기어 및 상기 제2 구동 기어와 상호 치합하는 제2 피동 기어와, ⅵ)상기 제1 및 제2 힌지축에 길이 방향을 따라 직선 이동 가능하게 설치되고, 상기 각 회전캠과 상호 캠 접촉하는 이동캠과, ⅶ)상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 장착되며, 상기 이동캠으로 탄발력을 발휘하는 제1 및 제2 탄성부재를 포함하며, 상기 각 회전캠은 동심원 상에 서로 다른 크기 및 높이로서 상호 대응하게 형성되는 제1 및 제2 산형부를 구비하고, 상기 이동캠은 상기 각 회전캠에 대응하는 제1 및 제2 캠부가 일체로서 형성되며, 상기 각 캠부는 상기 제1 및 제2 산형부와 맞물리는 제1 및 제2 골형부를 구비한다.
Figure R1020090012261
휴대 단말기, 힌지, 덮개, 본체, 360도

Description

휴대 단말기용 힌지장치 {HINGE DEVICE FOR MOBILE PHONE}
본 발명의 예시적인 실시예는 휴대 단말기용 힌지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 덮개를 상하 방향으로 기준 오픈 각도 및 360도 회전시킬 수 있도록 하는 폴더 방식의 휴대 단말기용 힌지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고정된 위치가 아닌 장소에서 이동 중에 통신 및 방송 등의 서비스를 무선으로 이용하기 위해서는 휴대폰, PDA, 노트북, 및 DMB폰 등의 휴대 단말기가 많이 사용된다.
상기 휴대 단말기는 정보화 시대에 따른 생활의 편의성을 누리기 위해 없어서는 안 될 중요한 필수품 중의 한가지로 자리 잡고 있으며, 특히 휴대폰의 경우 초, 중, 고등학생과 노인 등에 이르기까지 보급 대상이 매우 광범위하다.
상기와 같이 휴대 단말기는 최근 들어 수요량과 사용자층이 급격히 증가함에 따라 이를 이용하는 소비자의 입장에서는 계속해서 새로운 디자인이나 기능이 부여된 제품을 기대하기에 이르렀다.
상기 휴대 단말기는 키패드가 구비되는 본체와, 디스플레이 패널이 구비되는 덮개가 상호 개폐 가능하게 결합되며, 본체에 대한 덮개의 개폐 구조에 따라 폴더 방식, 슬라이딩 방식, 및 스윙 방식 등으로 구분할 수 있다.
특히, 상기에서 폴더 방식으로 덮개를 개폐하는 휴대 단말기는 사용이 편리하고 고장이 적으며, 세련된 디자인을 갖게 되는 등의 여러 가지 장점 때문에 최근 들어 가장 많이 적용되는 방식 중의 하나이다.
이러한 폴더 방식의 휴대 단말기는 힌지 장치를 통하여 덮개를 본체에 대해 상하 방향으로 개폐시킬 수 있는데, 그 힌지장치는 고정캠, 이동캠, 탄성부재 및 힌지축 등을 구성하여 이루어지는 바, 이들 구성 요소의 상호 작용으로서 덮개를 정해진 각도(대략 150~180)로 개방 또는 폐쇄할 수 있게 된다.
한편, 최근 들어서는 휴대 단말기의 디스플레이를 비교적 넓은 면적으로서 활용하기 위해 덮개를 본체에 대하여 360도로 회전시킬 수 있는 힌지장치의 개발이 요구되고 있다.
이에 당 업계에서는 두 개의 힌지축을 구비하고, 각각의 힌지축에 고정캠, 이동캠, 탄성부재를 장착함은 물론 각각의 힌지축에 상호 치합되는 기어를 구성한 힌지장치의 개발에 몰두하고 있다.
그런데, 종래 기술에서는 힌지축의 축간 거리가 정해져 있는 구조에서 두 개의 맞물리는 기어로 덮개의 360도를 구현하는 경우, 그 축간 거리가 두 기어의 피치원이 되므로 상기 피치원에서 어덴덤(addendum)이 더해졌을 때 덮개 및 본체의 케이스 디자인 보다 힌지장치의 크기가 더 커지게 된다.
이는 덮개 및 본체 케이스의 디자인을 통해 그 덮개의 대략 150~180 오픈은 해결할 수 있으나, 힌지장치의 크기로 인해 그 케이스의 디자인으로는 덮개의 360 도 작동 구현하지 못하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.
또한, 종래 기술의 힌지장치는 각 힌지축의 양단부가 본체 및 덮개의 케이스에 결합되는 구조로서 이루어지므로, 덮개의 반복적인 개폐 작동 시 힌지축이 변형되거나 기어에 크랙이 생기는 등 전체 장치의 작동성에 문제를 야기시킨다는 문제점도 내포하고 있다.
다른 한편으로, 사용자들의 취향이 다양해짐에 따라 종래의 휴대 단말기들의 외형은 음성통화, 메시지 전송 등 통신 기능을 수행하기에 적합한 외형을 기반으로 발전되어 왔기 때문에, 멀티미디어 서비스 등을 이용하는 데는 불편하다는 단점이 있다.
예를 들면, 일반적인 휴대 단말기의 디스플레이 장치는 세로방향으로 길게 설정되어 있기 때문에, 디지털 멀티미디어 방송(digital multimedia broadcasting; DMB), 동영상 파일 등을 시청하기에 불편한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 궁극적으로는 전체 장치의 구조적인 안정성을 도모하면서 휴대 단말기의 덮개를 상하 방향으로 기준 오픈 각도 및 360도 회전시킬 수 있도록 하는 휴대 단말기용 힌지장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치는, 휴대 단말기의 본체에 대하여 덮개를 상하 방향으로 기준 오픈 각도 및 360도 회전시키기 위한 것으로서, ⅰ)상기 덮개 상단부의 제1 힌지 아암, 및 상기 본체 상단부의 제2 힌지 아암에 연결되는 힌지 케이스와, ⅱ)상기 힌지 케이스의 내부에 일정 간격을 두고 회전 가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2 힌지 아암 각각으로 일측 단부가 조립되는 제1 및 제2 힌지축과, ⅲ)상기 제1 및 제2 힌지축 상에 각각 고정되게 설치되고, 회전캠이 각각 일체로서 형성되는 제1 및 제2 구동기어와, ⅳ)상기 힌지 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 구동 기어와 상호 치합하는 제1 피동 기어와, ⅴ)상기 힌지 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1 피동 기어 및 상기 제2 구동 기어와 상호 치합하는 제2 피동 기어와, ⅵ)상기 제1 및 제2 힌지축에 길이 방향을 따라 직선 이동 가능하게 설치되고, 상기 각 회전캠과 상호 캠 접촉하는 이동캠과, ⅶ)상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 장착되며, 상기 이동캠으로 탄발력을 발휘하는 제1 및 제2 탄성부재를 포함하며, 상기 각 회 전캠은 동심원 상에 서로 다른 크기 및 높이로서 상호 대응하게 형성되는 제1 및 제2 산형부를 구비하고, 상기 이동캠은 상기 각 회전캠에 대응하는 제1 및 제2 캠부가 일체로서 형성되며, 상기 각 캠부는 상기 제1 및 제2 산형부와 맞물리는 제1 및 제2 골형부를 구비한다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치는, 상기 덮개의 기준 오픈 각도를 150 내지 180도로서 구현할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 덮개와 상기 본체가 0도로 대면한 상태에서 상기 덮개가 상기 기준 오픈 각도 범위로 오픈되고, 그 기준 오픈 각도에서 360도로 오픈되는 경우, 상기 덮개는 반자동의 클릭(Click) 오픈을 구현할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 덮개가 상기 기준 오픈 각도로서 오픈되고, 상기 기준 오픈 각도에서 360도로 오픈되는 경우, 상기 제1 및 제2 힌지축은 상기 본체 및 덮개가 상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 지지된 상태로 상기 힌지 케이스가 고정된 위치에서 상대적인 회전이 이루어질 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 캠부는 상기 제1 및 제2 힌지축을 각각 삽입하기 위한 삽입공을 형성할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 힌지 케이스는 장방형의 케이스 형태로서 이루어질 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 힌지 케이스는 볼트를 통하여 상호 결합 가능한 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 힌지 케이스는 상기 제1 및 제2 힌지축을 장착하기 위한 장착부와, 상기 장착부를 사이에 두고 그 장착부의 양측으로 구획 형성되는 제1 및 제2 더미부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 장착부와 상기 제1,2 더미부는 격벽을 통하여 상호 구획되게 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 더미부는 상기 제1 및 제2 힌지축의 일측 단부를 지지할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제2 더미부는 상기 제1 및 제2 힌지 아암에 연결될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 하부 케이스는 상기 장착부와 상기 제1,2 더미부에 상기 볼트가 결속 가능한 체결 돌기를 각각 형성할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 상부 케이스는 상기 각 체결 돌기에 대응하는 체결홀을 형성할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 힌지 케이스는 상기 제1 더미부와 상호 연결되게 돌출되며, 상기 제1 및 제2 힌지축의 일측 단부가 각각 끼워지는 제1 및 제2 관통부를 일측면에 형성할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 힌지 케이스는 상기 제2 더미부와 상호 연결되게 돌출되며, 상기 제1 및 제2 힌지 아암으로 각각 연결되는 제3 및 제4 관통부를 다른 일측면에 형성할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제3 및 제4 관통부는 상기 제1 및 제2 힌지 아암으로 각각 연결되는 회전 중심축으로서 이루어질 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 힌지축의 일측 단부에는 핀을 통하여 상기 제1 및 제2 힌지 아암에 고정되는 고정편이 각각 설치될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제2 더미부에는 상기 본체 및 덮개 내부의 회로 장치를 전기적으로 연결하기 위한 가요성 인쇄회로가 장착될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제2 더미부는 상기 가요성 인쇄회로를 지지하기 위한 한 쌍의 지지 돌기를 형성할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 가요성 인쇄회로는 상기 제3 및 제4 관통부를 통하여 각각 인출되는 제1 및 제2 부분과, 상기 제1 및 제2 부분을 연결하는 제3 부분으로서 이루어질 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동 기어는 인서트 사출 성형되며 상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 일체로서 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치는, 상기 힌지 케이스의 내부에 설치되어 상기 제1 및 제2 힌지축의 다른 일측 단부를 회전 가능하게 지지하는 지지 브라켓을 더욱 포함할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 지지 브라켓은 상기 힌지 케이스에 체결되는 제1 블록과, 상기 제1 블록과 일체로 형성되며 상기 제1 및 제2 힌지축의 다른 일측 단부가 회전 가능하게 끼워지는 제1 및 제2 관통홀이 형성된 제2 블록으로 이루어질 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치는, 상기 제1 및 제2 관통홀을 관통하여 돌출된 상기 제1 및 제2 힌지축의 다른 일측 단부에 설치되며, 상기 제1 및 제2 힌지축을 상기 제2 블록에 각각 회전 가능하게 결합하기 위한 E-링을 더욱 포함할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치는, 상기 제1 및 제2 힌지축에 장착되어 상기 제1 및 제2 피동 기어를 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 홀더를 더욱 포함할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 각 홀더는 상기 제1 및 제2 힌지축이 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 장착홀과, 상기 제1 및 제2 피동 기어의 회전축 양단부가 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 장착홈을 형성할 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 구동 기어는 상기 제1 피동 기어와 치합하는 제1 기어부가 구비되며, 상기 회전캠이 상기 제1 기어부와 일체로 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제2 구동 기어는 상기 제2 피동 기어와 치합하는 제2 기어부가 구비되고, 상기 회전캠이 상기 제2 기어부와 일체로 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 홀더는 상기 제1 및 제2 기어부와 상기 각 회전캠 사이에 장착될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제2 홀더는 상기 제1 및 제2 기어부의 단부 측에 장착될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 장착부는 상기 하부 케이스에 상기 제1 피동 기어의 회전을 지지하는 제1 지지홈이 형성되고, 상기 상부 케이스에 상기 제2 피동 기어의 회전을 지지하는 제2 지지홈이 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 장착부는 상기 제1 지지홈에 연결되어 상기 제1 및 제2 홀더 중 어느 하나의 위치를 규제하는 위치 규제홈이 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 홀더 중 어느 하나는 상기 위치 규제홈에 대응하여 위치 규제 돌기가 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 산형부는 상기 각 회전캠의 외주연 가장자리 측에 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제2 산형부는 상기 제1 산형부 보다 상대적으로 작은 크기 및 높이로서 상기 제1 및 제2 힌지축의 외주면에 대응하여 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제1 골형부는 상기 제1 산형부에 대응하여 상기 각 캠부의 외주연 가장자리 측에 형성될 수 있다.
상기 휴대 단말기용 힌지장치에 있어서, 상기 제2 골형부는 상기 제2 산형부에 대응하여 상기 각 캠부의 삽입공 가장자리 측에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 의하면, 덮개와 본체가 0도로 대면한 상태에서 그 덮개를 기준 오픈 각도 및 360도 회전시킬 수 있으므로, 사용의 편리성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 휴대 단말기의 디스플레이부를 비교적 넓은 범위로서 활용하기를 원하는 소비자의 욕구를 충족시켜 당 업계에서의 경쟁적 우위를 확보할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 종래 기술과 비교하여 제1 및 제2 힌지축의 축간 거리가 동일하게 정해져 있는 경우, 제1,2 구동 기어가 제1,2 피동 기어를 통해 연결되어 있으므로, 종래 기술과 달리 구동 기어의 크기를 작게 구현할 수 있게 되며, 힌지장치의 크기 및 두께를 줄일 수 있으므로 휴대 단말기의 360도 작동이 안정적으로 이루어진다.
그리고, 본 실시예에서는 제1,2 구동 기어 및 제1,2 피동 기어를 통하여 제1 및 제2 힌지축의 상대적인 회전이 이루어지므로, 휴대 단말기의 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제1,2 회전캠 및 이동캠의 제1,2 캠부가 각각 2중의 듀얼 캠으로서 이루어지므로, 덮개와 본체의 0도 및 360도 구현 시, 덮개 및 본체에 대하여 충분한 예압을 제공할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 덮개와 본체가 0도로서 폐쇄되거나 360도로서 오픈된 경우, 휴대 단말기를 가로 방향으로 뉘어 들더라도 상기 충분한 예압을 통하여 덮개 또는 본체가 자중에 의해 벌어지는 등의 현상을 방지할 수 있으므로, 휴대 단말기의 상품성을 더욱 극대화시킬 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 제1 및 제2 힌지축의 일측 단부를 본체 및 덮개에 체결하고, 힌지 케이스의 제1 내지 제4 관통부가 본체와 덮개의 상대적인 회전을 지지하는 더미로서 이루어지는 바, 그 더미를 별도로 조립할 필요가 없으므로 조립 공정 및 부품의 단순화를 도모할 수 있다.
더욱이, 상기 더미로서의 제1 내지 제4 관통부가 본체 및 덮개의 개폐에 따른 충격을 흡수할 수 있으므로, 제1 및 제2 힌지축이 그 충격에 의해 변형되거나 구동 기어 및 피동 기어가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 제1 및 제2 힌지축의 변형 및 기어들의 손상에 따른 힌지장치의 작동성 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 힌지 케이스의 제2 더미부를 통하여 가요성 인쇄회로를 장착할 수 있으므로, 그 가요성 인쇄회로의 장착 및 배선이 용이하다는 잇점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 힌지장치가 작용되는 휴대 단말기의 일 예를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 힌지장치(100)가 적용되는 휴대 단말기(1)는 기본적으로, 본체(2)와 덮개(3)를 포함하여 이루어진다.
이러한 휴대 단말기(1)로는 덮개(3)가 본체(2)에 대하여 상하 방향으로 회전하는 상하 개폐 방식(당 업계에서는 통상적으로 "폴더 방식" 이라고도 한다)의 일반적인 휴대폰을 그 예로 들 수 있다.
여기서, 상기 본체(2) 및 덮개(3)는 폭 보다 길이가 상대적으로 긴 장방형 바디로서 이루어지며, 덮개(3)는 본 실시예에 따른 힌지장치(100)를 통해 본체(2)에 대하여 폭 방향으로 상하 회전 가능하게 장착된다.
이 경우, 상기 본체(2)에는 키패드부(5)가 구성되는 바, 바람직하게 이 키패드부(5)는 알파벳과 한글의 입력이 가능한 자판 배열을 지닌 쿼티(qwerty)형 키패드로서 이루어진다(도 2 참조).
그리고, 상기 덮개(3)에는 액정 화면, 터치 스크린 등과 같은 디스플레이부(7)가 구성되고, 그 디스플레이부(7)는 본체(2)에 대한 덮개(3)의 클로즈 시, 본체(2)의 키패드부(5)와 대면하게 된다(도 2 참조).
즉, 본 발명의 예시적인 실시예가 적용되는 휴대 단말기(1)는 이른 바, 쿼티(qwerty) 폰 또는 게임 폰을 포함할 수 있다.
본 명세서에서는 상기 휴대 단말기(1)를 폭 방향으로 세워 놓고 정면에서 보았을 때를 기준으로 하는데, 이하에서는 사용자를 향하는 면을 전면으로 정의할 수 있다.
또한, 이하에서는 본체(2) 및 덮개(3)의 길이 방향을 좌우 방향으로 정의할 수 있고, 폭 방향을 상하 방향으로 정의할 수 있다.
즉, 상기 휴대 단말기(1)의 본체(2) 및 덮개(3)는 상하 방향의 폭 보다 좌우 방향의 길이가 상대적으로 긴 장방형 바디로서 이루어진다.
그러나, 이와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 휴대 단말기(1)를 길이 방향으로 세워 놓고 보았을 때에는 그 폭 방향을 좌우 방향으로 정의할 수 있으며, 길이 방향을 상하 방향으로 정의할 수도 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 휴대 단말기(1)는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 힌지장치(100)를 통하여 덮개(3)가 상하 방향으로 회전하며 본체(2)에 대해 기준 오픈 각도(θ: 예를 들면, 150~180도), 바람직하게는 180도로서 개폐될 수 있다(도 2 참조).
또한, 이 휴대 단말기(1)는 상기 덮개(3)가 그 기준 오픈 각도 상태에서(θ)에서 상측 방향으로 회전하며 360도로서 오픈될 수 있는 구조로 이루어진다(도 2 참조).
따라서, 상기 휴대 단말기(1)의 작동 모드는 도 2에서와 같이, 제1 모드(M1), 제2 모드(M2), 및 제3 모드(M3)로서 구분할 수 있다.
상기 제1 모드(M1)는 덮개(3)가 본체(2)의 키패드부(5)와 대면(0도)한 경우를 의미하고, 제2 모드(M2)는 덮개(3)가 제1 모드(M1)에서 기준 오픈 각도(θ)로서 오픈되는 경우를 의미한다.
그리고, 상기 제3 모드(M3)는 덮개(3)가 제2 모드(M2)의 기준 오픈 각도(θ)에서 360도로 오픈되는 경우를 의미한다.
상기에서와 같은 각각의 작동 모드(M1~M3)를 구현하기 위해 도 1 및 도 2에 서와 같이, 휴대 단말기(1)는 덮개(3)의 상단부에 제1 힌지 아암(8)을 일체로 형성하고 있다.
이 때, 상기 제1 힌지 아암(8)은 덮개(3)의 상단부에 길이 방향(좌우 방향)을 따라 형성된다.
또한, 상기 제1 힌지 아암(8)에 대응하여 본체(2)의 상단부에는 제2 힌지 아암(9)을 일체로 형성하고 있는데, 제1 힌지 아암(8)과 상호 평행하게 배치된다.
여기서, 상기 제1 힌지 아암(8) 및 제2 힌지 아암(9)은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 힌지장치(100)를 구성하기 위한 것으로서, 그 힌지장치(100)를 장착하기 위한 요홈 형태의 장착 공간을 제공한다.
따라서 본 발명의 예시적인 실시예가 적용되는 휴대 단말기(1)는 덮개(3)가 본체(2)의 키패드부(5)와 대면(0도)한 상태에서(제1 모드), 기준 오픈 각도(θ)로서 오픈되고(제2 모드), 이 상태에서 360도로 오픈될 수 있다(제3 모드).
이에, 사용자는 덮개(3)가 기준 오픈 각도(θ)로 오픈된 상태에서 일반적인 이동 통신 기능을 사용할 수 있게 되며, 그 덮개(3)가 360도로 오픈된 상태에서 문자 정보, 화상(사진, 동영상) 정보, 지상파 방송와 같은 멀티 미디어를 편리하게 이용할 수 있게 된다.
본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 휴대 단말기(1)가 이동 통신이 가능한 일반적인 휴대폰에만 적용되는 것에 특별히 한정되지 않는다.
즉, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기(1)는 PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart phone), 핸드 헬드(hand held) PC, MP3/MP4 플레이어, 게임기, 노트북 등과 같은 휴대용 전기전자장치에 적용될 수도 있다.
이러한 휴대용 전기전자장치는 CDMA(Code Division Multiplexing Access) 모듈, 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈(IrDA), 유무선 랜카드와 같은 소정의 통신 모듈을 구비할 수 있으며, 게임 아이템 등과 같은 멀티미디어 재생 기능을 수행하는 소정의 마이크로프로세서를 구비할 수도 있다.
이하, 상기와 같은 휴대 단말기(1)에 적용되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 힌지장치(100)의 구성을 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 일부 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 전체 분해 사시도이고, 도 6은 도 3의 단면 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치(100)는 기본적으로, 힌지 케이스(110)와, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)과, 제1 및 제2 구동 기어(310, 350)와, 제1 및 제2 피동 기어(410, 450)와, 이동캠(510)과, 제1 및 제2 탄성부재(610, 650)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서, 상기 힌지 케이스(110)는 하기의 구성 요소들을 장착 및 수용하기 위한 것으로, 그 구성 요소들에 의하여 본체(2: 이하 도 1 참고)의 제1 힌지 아암(8: 이하 도 1 참고) 및 덮개(3: 이하 도 1 참고)의 제2 힌지 아암(9: 이하 도 1 참고)에 연결되게 구성된다.
이러한 힌지 케이스(110)는 상기 구성 요소들을 실질적으로 지지하기 위한 각종 돌기, 리브, 홈, 홀 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.
상기 힌지 케이스(110)는 본체(2) 및 덮개(3)의 상단부 사이에서 이들의 길이 방향을 따라 배치되는 장방형의 케이스 형태로서 이루어진다.
그리고, 상기 힌지 케이스(110)는 볼트(B)를 통하여 상호 결합 가능한 상부 케이스(111) 및 하부 케이스(112)를 포함하여 이루어진다.
상기 상부 케이스(111) 및 하부 케이스(112)는 상호 대응하는 형태로서 구성되는 바, 이하에서는 편의상 하부 케이스(112)를 예로 들어 설명하기로 한다.
여기서, 힌지 케이스(110)는 성형 및 제작의 용이성을 고려하여 상부 케이스(111) 및 하부 케이스(112)의 내부 구조가 동일하게 이루어질 수 있으며, 하기 구성 요소들의 장착성을 고려하여 일부 다른 구조로서 이루어질 수도 있음을 미리 밝혀 둔다.
상기 하부 케이스(112)에는 하기의 구성 요소들을 장착하기 위한 장착부(121)와, 제1,2 더미부(131, 141)를 형성하고 있다.
상기 장착부(121)와 제1,2 더미부(131, 141)는 상호 독립적으로 구획된 공간으로서 형성되고, 격벽들(114)에 의하여 상호 구획 형성된다.
상기 장착부(121)는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)을 장착하기 위한 것이고, 제1 더미부(131)는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 일측 단부를 지지하기 위한 것이며, 제2 더미부(141)는 뒤에서 설명하는 가요성 인쇄회로(910)를 장착하기 위한 것이다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 더미부(131, 141)는 장착부(121)를 사이에 두고 힌지 케이스(110)의 길이 방향을 따라 그 장착부(121)의 양측으로 구획 형성되며, 제1 및 제2 힌지 아암(8, 9)에 연결된다.
상기 하부 케이스(112)에 있어, 장착부(121)와 제1,2 더미부(131, 141)의 바닥면에는 볼트(B)가 결속될 수 있는 제1 체결 돌기(122, 132, 142)를 각각 형성하고 있다.
상기 각 제1 체결 돌기(122, 132, 142)에는 볼트(B)가 나사 결합되는 체결홈(123, 133, 143)이 형성된다.
이러한 각각의 제1 체결 돌기(122, 132, 142)에 대응하여 상부 케이스(111)에는 볼트(B)가 삽입될 수 있는 복수의 체결홀들(116)이 형성된다.
여기서, 도 7에서와 같이 상기 상부 케이스(111)의 내측 바닥면에는 각각의 제1 체결 돌기(122, 132, 142)에 대응하여 각각의 체결홀(116)과 연결되는 제2 체결 돌기(124, 134, 144)를 형성하고 있다.
이로써, 본 실시예에서는 하부 케이스(112)의 제1 체결 돌기(122, 132, 142)와 상부 케이스(111)의 제2 체결 돌기(124, 134, 144)를 정렬한 상태로 볼트(B)를 체결홀들(116)에 삽입하여 각 제1 체결 돌기(122, 132, 142)의 체결홈(123, 133, 143)에 결속시키게 되면, 상술한 바와 같은 힌지 케이스(110)를 구성할 수 있게 된다.
상기 제1 더미부(131)는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 일측 단부를 각각 지지하기 위한 한 쌍의 라운드 홈(135: 도 5 참조)을 격벽(114)에 형성하고 있다.
상기 제2 더미부(141)는 뒤에서 설명하는 가요성 인쇄회로(910)를 지지하기 위한 한 쌍의 지지 돌기(145)를 구비하는 바, 이들 지지 돌기(145)는 바닥면에 돌출되게 형성되며, 하부 케이스(112)의 길이 방향을 따라 상호 이격되게 형성된다.
한편, 상기 힌지 케이스(110)는 상부 케이스(111) 및 하부 케이스(112)가 상호 결합되면서 장착부(121)와 제1,2 더미부(131, 141)에 상응하는 내부 공간을 형성하는 바, 그 일측면에 제1 더미부(131)와 상호 연결되게 돌출되는 제1 및 제2 관통부(151, 152)를 형성한다.
또한, 상기 힌지 케이스(110)의 다른 일측면에는 제2 더미부(141)와 상호 연결되게 돌출되는 제3 및 제4 관통부(153, 154)를 형성하고 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제4 관통부(151, 152, 153, 154)는 원형의 홀을 지니며 그 홀과 상호 연결되는 원통형 돌기로서 이루어진다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 관통부(151, 152)는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 일측 단부가 각각 관통하여 외부로 인출되는 부분으로, 제1 및 제2 힌지 아암(8, 9)에 각각 연결되어 본체(2)와 덮개(3)의 상대적인 회전을 지지하는 기능을 하게 된다.
그리고, 상기 제3 및 제4 관통부(153, 154)는 제1 및 제2 힌지 아암(8, 9)과 각각 연결되는 부분으로, 본체(2)와 덮개(3)의 상대적인 회전을 지지하는 회전 중심축(155, 156)으로서 형성된다.
본 실시예에서, 상기 제1 힌지축(210)은 힌지 케이스(110) 내부의 장착부(121)에 회전 가능하게 장착되며, 제1 힌지 아암(8)에 대응하여 덮개(3)의 길이 방향을 따라 배치된다.
여기서, 상기 제1 힌지축(210)의 일측 단부는 제1 더미부(131)에 지지된 상태로 힌지 케이스(110)의 제1 관통부(151)를 통해 일부 돌출된다.
즉, 상기 제1 힌지축(210)은 장착부(121) 내에 배치되며, 제1 더미부(131)의 일측 라운드 홈(135)에 회전 가능하게 지지된 상태로 힌지 케이스(110)의 제1 관통부(151)를 통해 힌지 케이스(110)의 외부로 인출 가능하게 장착된다.
상기 제1 힌지축(210)의 일측 단부는 제1 관통부(151)에 회전 가능하게 지지되고 제1 힌지 아암(8)으로 결합된다.
이를 위해 상기 제1 힌지축(210)의 일측 단부에는 제1 힌지 아암(8)과 결합하는 제1 고정편(211)이 설치되는데, 이 고정편(211)은 당 업계에서 통상적으로 "스트러트(strut)" 라고도 한다.
상기 제1 고정편(211)은 제1 결합핀(213)을 통하여 제1 힌지축(210)의 일측 단부에 고정되게 설치되며, 미도시된 체결 볼트를 통하여 제1 힌지 아암(8)에 결합된다.
그리고, 상기 제1 힌지축(210)의 다른 일측 단부에는 외주 방향으로 제1 링홈(215)이 형성되어 있다.
본 실시예에서, 상기 제2 힌지축(250)은 힌지 케이스(110) 내부의 장착부(121)에 회전 가능하게 장착되며, 제2 힌지 아암(9)에 대응하여 본체(2)의 길이 방향을 따라 제1 힌지축(210)과 일정 간격을 두고 상호 평행하게 배치된다.
여기서, 상기 제2 힌지축(250)의 일측 단부는 제1 더미부(131)에 지지된 상 태로 힌지 케이스(110)의 제2 관통부(152)를 통해 일부 돌출된다.
즉, 상기 제2 힌지축(250)은 제1 더미부(131)의 다른 일측 라운드 홈(135)에 회전 가능하게 지지된 상태로, 힌지 케이스(110)의 제2 관통부(152)를 통해 힌지 케이스(110)의 외부로 인출 가능하게 장착된다.
상기 제2 힌지축(250)의 일측 단부는 제2 관통부(152)에 회전 가능하게 지지되고 제2 힌지 아암(9)으로 결합된다.
이를 위해 상기 제2 힌지축(250)의 일측 단부에는 제2 힌지 아암(9)과 결합하는 제2 고정편(251)이 설치되는데, 이 고정편(251)은 당 업계에서 통상적으로 "스트러트(strut)" 라고도 한다.
상기 제2 고정편(251)은 제2 결합핀(253)을 통하여 제2 힌지축(250)의 일측 단부에 고정되게 설치되며, 미도시된 체결 볼트를 통하여 제2 힌지 아암(9)에 결합된다.
그리고, 상기 제2 힌지축(250)의 다른 일측 단부에는 외주 방향으로 제2 링홈(255)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 힌지축(210, 250)은 도 2에서와 같이, 덮개(3)가 기준 오픈 각도(θ)로서 오픈되고, 그 기준 오픈 각도(θ)에서 360도로 오픈되는 경우, 본체(2) 및 덮개(3)가 힌지 케이스(110)에 회전 가능하게 지지된 상태로 그 힌지 케이스(110)가 고정된 위치에서 상대적인 회전 동작이 이루어진다.
이러한 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 회전 동작을 위한 구성들은 뒤에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.
한편, 상기 힌지 케이스(110)의 장착부(121)에는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 다른 일측 단부를 회전 가능하게 지지하기 위한 지지 브라켓(710)이 구비된다.
상기 지지 브라켓(710)은 제1 블록(721)과 제2 블록(731)이 일체로서 형성된 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 제1 블록(721)은 힌지 케이스(110)의 하부 케이스(112)에 있어 장착부(121)의 바닥면에 볼트(B)를 통하여 고정되게 설치된다.
이러한 제1 블록(721)에는 볼트(B)를 체결하기 위한 체결홀(722)과, 언급한 바 있는 장착부(121)의 제1 체결 돌기(122)가 끼워질 수 있는 삽입홀(723)이 형성된다.
상기 제1 블록(721)을 볼트(B)로서 장착부(121)의 바닥면에 체결하기 위해 그 장착부(121)의 바닥면에는 체결홀(722)에 대응하는 제3 체결 돌기(161: 도 4 참조)가 돌출되게 형성된다.
상기 제3 체결 돌기(161)는 볼트(B)가 결속 가능한 체결홈(162)을 형성하고 있다. 이 때, 상기 제3 체결 돌기(161)는 제1 블록(721)의 바닥면에 끼워지는데, 이를 위해 그 바닥면에는 체결홀(722)과 연결되는 고정홈(미도시)이 형성되어 있다.
따라서 상기 지지 브라켓(710)은, 삽입홀(723)에 장착부(121)의 제1 체결 돌기(122)를 끼우고, 고정홈(미도시)에 제3 체결 돌기(161)를 끼워 체결홈(162)과 체결홀(722)을 정렬한 상태에서, 그 체결홀(722)에 볼트(B)를 삽입하여 체결홈(162) 으로 결속시키게 되면, 장착부(121)의 바닥면에 견고히 체결된다.
그리고, 상기 제2 블록(731)은 제1 블록(721)과 일체로서 형성되며, 장착부(121)의 폭 방향을 따라 배치된다.
이러한 제2 블록(731)에는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 다른 일측 단부가 회전 가능하게 끼워질 수 있는 제1 및 제2 관통홀(732, 733)이 형성된다.
상기 제1 및 제2 관통홀(732, 733)은 제2 블록(731)에 일체로 형성된 한 쌍의 원통형 돌기(734, 735)와 각각 연결되는 바, 이 원통형 돌기(734, 735)는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 다른 일측 단부를 지지하는 지지 돌기로서 형성된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 다른 일측 단부를 제2 블록(731)에 각각 회전 가능하게 결합하기 위한 E-링(750)이 구비된다.
상기 E-링(750)은 제2 블록(731)의 제1 및 제2 관통홀(732, 733)을 관통하여 돌출되는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 다른 일측 단부에 각각 결합된다.
즉, 상기 E-링(750)은 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 다른 일측 단부에 형성된 제1 및 제2 링홈(215, 255)에 각각 설치된다.
따라서, 상기 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 일측 단부는 힌지 케이스(110)의 제1 더미부(131)에 회전 가능하게 지지된 상태로 각각의 제1 및 제2 관통부(151, 152)를 통해 힌지 케이스(110)의 외부로 각각 돌출된다.
그리고, 상기 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 다른 일측 단부는 제2 블록(731)의 제1 및 제2 관통홀(732, 733)을 관통한 상태로 제1 및 제2 링홈(215, 255)에 E-링(750)이 각각 설치됨으로 지지 브라켓(710)에 회전 가능하게 결합된다.
본 실시예에서, 상기 제1 구동 기어(310)는 제1 힌지축(210) 상에 고정되게 설치된다.
이러한 제1 구동 기어(310)는 도 8에서와 같이, 인서트 사출 성형되며 제1 힌지축(210) 상에 일체로서 형성된다.
상기 제1 구동 기어(310)는 제1 기어부(311)와, 제1 기어부(311)에 일체로서 형성되는 제1 회전캠(321)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 기어부(311)는 원형의 몸체에서 그 몸체의 일측에 형성되며, 그 일측 부분의 외주면에 다수의 기엇니를 형성하고 있다.
그리고, 상기 제1 회전캠(321)은 그 몸체의 다른 일측에 제1 기어부(311)와 일정 간격을 두고 형성되는 바, 그 다른 일측의 외주면으로 돌출된 원형 몸체의 캠으로서 이루어진다.
이러한 제1 회전캠(321)은 2중의 캠 돌기로서 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)가 180도 간격으로 상호 대응하게 형성된다.
여기서, 상기 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)는 언급한 바 있는 원형 몸체의 동심원 상에 서로 다른 크기 및 높이로서 상호 대응하게 형성된다.
즉, 상기 제1 산형부(323a)는 제2 산형부(323b) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 크게 형성되는 바, 제1 회전캠(321)의 외주연 가장자리(원형 몸체의 가장자리) 측에 일정 구간으로 돌출되게 형성된다.
그리고, 상기 제2 산형부(323b)는 제1 산형부(323a) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 작게 형성되는 바, 제1 힌지축(210)의 외주면에 대응하여 제1 회전 캠(321)의 외주연 가장자리 내측에 일정 구간으로 돌출되게 형성된다.
본 실시예에서, 상기 제2 구동 기어(350)는 제2 힌지축(250) 상에 고정되게 설치된다. 이러한 제2 구동 기어(350)는 도 8에서와 같이 인서트 사출 성형되며 제2 힌지축(250) 상에 일체로서 형성된다.
상기 제2 구동 기어(350)는 제2 기어부(351)와, 제2 기어부(351)에 일체로서 형성되는 제2 회전캠(361)을 포함하여 이루어진다.
상기 제2 기어부(351)는 원형의 몸체에서 그 몸체의 일측에 형성되며, 그 일측 부분의 외주면에 다수의 기엇니를 형성하고 있다.
이 때, 상기 제2 기어부(351)의 기엇니는 전기 제1 기어부(311)와 동일 개수의 기엇니로서 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제2 회전캠(361)은 그 몸체의 다른 일측에 제2 기어부(351)와 일정 간격을 두고 형성되는 바, 그 다른 일측의 외주면으로 돌출된 원형 몸체의 캠으로서 이루어진다.
이러한 제2 회전캠(361)은 이중의 캠 돌기로서 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)가 180도 간격으로 상호 대응하게 형성된다.
본 명세서에서, 상기 제2 회전캠(361)의 구성은 언급한 바 있는 제1 회전캠(321)의 구성과 서로 동일하다. 그러므로, 상기 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)의 용어는 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)와 동일하며 단지 도면 참조 부호만 서로 다르게 부여하고 있음을 미리 밝혀 둔다.
여기서, 상기 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)는 언급한 바 있는 원형 몸체의 동심원 상에 서로 다른 크기 및 높이로서 상호 대응하게 형성된다.
즉, 상기 제1 산형부(363a)는 제2 산형부(363b) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 크게 형성되는 바, 제2 회전캠(361)의 외주연 가장자리(원형 몸체의 가장자리) 측에 일정 구간으로 돌출되게 형성된다.
그리고, 상기 제2 산형부(363b)는 제1 산형부(363a) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 작게 형성되는 바, 제2 힌지축(250)의 외주면에 대응하여 제2 회전캠(361)의 외주연 가장자리 내측에 일정 구간으로 돌출되게 형성된다.
본 실시예에서, 상기 제1 피동 기어(410: 당 업계에서는 피동 기어를 통상적으로 "아이들 기어"라고도 한다)는 제1 구동 기어(310)의 제1 기어부(311)에 대응하여 힌지 케이스(110)의 내부, 바람직하게는 장착부(121)에 회전 가능하게 설치된다.
상기 제1 피동 기어(410)는 제1 및 제2 구동 기어(310, 350)의 제1 및 제2 기어부(311, 351) 사이에서 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 중심을 잇는 가상선 아래쪽에 배치된다.
여기서, 상기 제1 피동 기어(410)는 이의 양단부에 제1 회전축(411)이 돌출되게 형성된다.
이러한 제1 피동 기어(410)는 제1 구동 기어(310)의 제1 기어부(311)와 상호 치합하는 바, 제1 힌지축(210)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전 가능하게 장착된다.
본 실시예에서, 상기 제2 피동 기어(450)는 제2 구동 기어(350)의 제2 기어 부(351)에 대응하여 힌지 케이스(110)의 장착부(121)에 회전 가능하게 설치된다.
상기 제2 피동 기어(450)는 제1 및 제2 구동 기어(310, 350)의 제1 및 제2 기어부(311, 351) 사이에서 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 중심을 잇는 가상선 위쪽에 배치된다.
여기서, 상기 제2 피동 기어(450)는 이의 양단부에 제2 회전축(451)이 돌출되게 형성된다.
이러한 제2 피동 기어(450)는 제1 피동 기어(410) 및 제2 기어부(351)와 상호 치합 가능하게 장착되는 바, 제1 피동 기어(410)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전하며, 그 회전력을 제2 기어부(351)를 통해 제2 힌지축(250)으로 전달하는 기능을 하게 된다.
즉, 덮개(3)의 회전에 따른 제1 힌지축(210)의 회전으로서 제1 구동 기어(310)의 제1 기어부(311)가 정방향으로 회전하게 되면, 제1 피동 기어(410)는 역방향으로 회전하게 되고, 제2 피동 기어(450)는 정방향으로 회전하게 된다.
따라서, 제2 힌지축(250)은 제2 구동 기어(350)의 제2 기어부(351)가 제2 피동 기어(450)와 상호 치합되므로, 제1 힌지축(210)의 회전 방향과 반대인 역방향으로 회전하게 된다.
한편, 상기 힌지 케이스(110)의 장착부(121)에는 제1 및 제2 피동 기어(410, 450)의 회전을 지지하는 제1 및 제2 지지홈(171, 172)이 형성된다.
상기 제1 지지홈(171)은 제1 피동 기어(410)에 대응하여 하부 케이스(112)의 장착부(121) 바닥면에 형성되는 바, 그 바닥면에 제1 피동 기어(410)의 외경에 상 응하는 곡률로서 둥글게 형성된다.
그리고, 상기 제2 지지홈(172)은 도 7에서와 같이, 제2 피동 기어(450)에 대응하여 상부 케이스(111)의 내측 바닥면에 형성되는 바, 그 바닥면에 제2 피동 기어(450)의 외경에 상응하는 곡률로서 둥글게 형성된다.
다른 한편으로, 본 실시예에서는 상기 제1 및 제2 피동 기어(410, 450)를 회전 가능하게 장착하기 위한 제1 및 제2 홀더(810, 850)가 제공된다.
상기 제1 홀더(810)는 제1 및 제2 힌지축(210, 250) 상에 장착되는 바, 힌지 케이스(110)의 장착부(121)에 수직 방향으로 배치되며, 제1 및 제2 구동 기어(310, 350)의 각 기어부(311, 351)와 각 회전캠(321, 361) 사이의 원형 몸체에 설치된다.
이 경우, 상기 기어부(311, 351)와 회전캠(321, 361) 사이는 그 기어부(311, 351)의 일측 단부와 회전캠(321, 361)의 일측 단부 사이를 의미한다.
상기 제1 홀더(810)는 도 9에서와 같이, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)이 각각 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 제1 장착홀(811)을 형성하고 있다.
상기 제1 장착홀(811)은 제1 및 제2 힌지축(210, 250)이 끼워질 수 있으며, 언급한 바 있는 각각의 기어부(311, 351)와 회전캠(321, 361) 사이의 원형 몸체에 상응하는 크기로서 형성된다.
그리고, 상기 제1 홀더(810)는 제1 및 제2 피동 기어(410, 450)의 제1 및 제2 회전축(411, 451) 일측 단부가 각각 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 제1 장착홈(813)을 형성하고 있다.
상기 제2 홀더(850)는 제1 홀더(810)에 대응하는 형상으로서 제1 및 제2 힌 지축(210, 250) 상에 장착되며, 각 기어부(311, 351)의 다른 일측 단부 쪽에 설치된다.
이러한 제2 홀더(850)는 도 10에서와 같이, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)이 각각 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 제2 장착홀(851)을 형성하고 있다.
상기 제2 장착홀(851)은 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 외경에 상응하는 크기로서 형성된다.
그리고, 상기 제2 홀더(850)는 제1 및 제2 피동 기어(410, 450)의 제1 및 제2 회전축(411, 451)의 다른 일측 단부가 각각 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 제2 장착홈(853)을 형성하고 있다.
본 실시예에서, 상기 제2 홀더(850)는 하부 케이스(112)에 대하여 그 자체의 위치를 규제하기 위한 위치 규제 돌기(855)를 형성하고 있다.
상기 위치 규제 돌기(855)는 제2 홀더(850)의 바닥면 측에 사각 형태로서 돌출되게 형성된다.
이에 대응하여 하부 케이스(112)의 장착부(121) 바닥면에는 상기 위치 규제 돌기(855)와 실질적으로 형태의 결합을 이루는 위치 규제홈(181: 도 5 참조)을 형성하고 있다.
여기서, 상기 위치 규제홈(181)은 언급한 바 있는 제1 지지홈(171)에 연결되게 형성된다.
이로써, 상기 제2 홀더(850)는 위치 규제 돌기(855)가 위치 규제홈(181)에 형태의 결합으로 이루므로, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)과 제1 및 제2 피동 기 어(410, 450)를 지지한 상태로 하부 케이스(112)에서 위치가 고정된다.
본 실시예에서, 상기 이동캠(510)은 제1 및 제2 회전캠(321, 361)과 캠 접촉하며 덮개(3)의 회전에 따라서 일정한 회전력을 제1 및 제2 힌지축(210, 250)에 제공하기 위한 것이다.
상기 이동캠(510)은 언급한 바 있는 지지 브라켓(710)의 제2 블록(731)과 제1 및 제2 회전캠(321, 361) 사이에 배치되며, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)에 길이 방향을 따라 직선 왕복 이동 가능하게 장착된다.
이러한 이동캠(510)은 도 11에서와 같이, 제1 및 제2 구동 기어(310, 350)의 각 회전캠(321, 361)에 대응하는 제1 및 제2 캠부(511, 531)를 일체로 형성하고 있다.
즉, 상기 이동캠(510)은 힌지 케이스(110)의 장착부(121)에 수직 방향으로 배치되는 캠 몸체(501)를 구비하고, 제1 회전캠(321)에 대응하여 그 캠 몸체(501)의 일측에 제1 캠부(511)를 형성하고, 제2 회전캠(361)에 대응하여 캠 몸체(501)의 다른 일측에 제2 캠부(531)를 형성한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 캠부(511, 531)는 상호 대칭하게 형성되는데, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)을 각각 삽입하기 위한 삽입공(512, 532)을 형성하고 있다.
상기 제1 캠부(511)는 듀얼 캠 방식으로서 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)에 맞물리는 한 쌍의 제1 및 제2 골형부(523a, 523b)를 각각 형성하고 있다.
상기 제1 및 제2 골형부(523a, 523b)는 삽입공(512)을 중심으로 마주하며 180도 간격으로서 상호 대응하게 형성된다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 골형부(523a, 523b)는 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)에 대응하며 동심원 상에 서로 다른 크기 및 높이로서 형성된다.
즉, 상기 제1 골형부(523a)는 제1 회전캠(321)의 제1 산형부(323a)에 대응하여 제2 골형부(523b) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 크게 형성되며, 캠 몸체(501)의 일측 외주연 가장자리 쪽에 돌출되게 형성된다.
그리고, 상기 제2 골형부(523b)는 제1 회전캠(321)의 제2 산형부(323b)에 대응하여 제1 골형부(523a) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 작게 형성되며, 삽입공(512)의 가장자리 측에 돌출되게 형성된다.
상기 제2 캠부(531)는 듀얼 캠 방식으로서 제2 회전캠(361)의 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)에 맞물리는 한 쌍의 제1 및 제2 골형부(533a, 533b)를 형성하고 있다.
본 명세서에서, 상기 제2 캠부(531)의 구성은 전술한 바와 같은 제1 캠부(511)의 구성과 서로 동일하다.
그러므로, 상기 제1 및 제2 골형부(533a, 533b)의 용어는 제1 캠부(511)의 제1 및 제2 골형부(523a, 523b)와 동일하며, 단지 도면 참조 부호만 서로 다르게 부여하고 있음을 미리 밝혀 둔다.
상기 제1 및 제2 골형부(533a, 533b)는 삽입공(532)을 중심으로 마주하며 180도 간격으로서 상호 대응하게 형성된다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 골형부(533a, 533b)는 제2 회전캠(361)의 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)에 대응하며 동심원 상에 서로 다른 크기 및 높이로서 형성된다.
즉, 상기 제1 골형부(533a)는 제2 회전캠(361)의 제1 산형부(363a)에 대응하여 제2 골형부(533b) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 크게 형성되며, 캠 몸체(501)의 다른 일측 외주연 가장자리 쪽에 돌출되게 형성된다.
그리고, 상기 제2 골형부(533b)는 제2 회전캠(361)의 제2 산형부(363b)에 대응하여 제1 골형부(533a) 보다 그 크기와 높이가 상대적으로 작게 형성되며, 삽입공(532)의 가장자리 측에 돌출되게 형성된다.
본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 탄성부재(610, 650)는 이동캠(510)으로 탄발력을 발휘하기 위한 것이다.
이러한 제1 및 제2 탄성부재(610, 650)는 압축 코일 스프링으로서 이루어지며, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)에 각각 장착되고, 지지 브라켓(710)의 제2 블록(731)과 이동캠(510) 사이에 배치된다.
즉, 상기 제1 및 제2 탄성부재(610, 650)의 일측 단부는 지지 브라켓(710)의 제2 블록(731)에 지지되고, 다른 일측 단부는 이동캠(510)의 캠 몸체(501)에 지지된다.
한편, 상기와 같이 구성되는 힌지장치(100)는 도 4에서와 같이 휴대 단말기(1)의 본체(2) 및 덮개(3) 내부의 회로 장치(미도시)를 전기적으로 연결하기 위 한 가요성 인쇄회로(910)가 제공된다.
상기 가요성 인쇄회로(910)는 당 업계에서 널리 사용되고 있는 플렉시블 PCB(FPCB) 또는 MCX(Micro Coaxial Cable)를 포함할 수 있다.
상기 가요성 인쇄회로(910)는 힌지 케이스(110)의 제2 더미부(141)에 장착되는 바, 바람직하게는 제2 더미부(141)의 지지 돌기들(145)에 지지된다.
이러한 상기 가요성 인쇄회로(910)는 제2 더미부(141)의 내부에서 힌지 케이스(110)의 제3 및 제4 관통부(153, 154)를 통하여 각각 인출되는 제1 및 제2 부분(911, 912)과, 이들 제1 및 제2 부분(911, 912)를 연결하는 제3 부분(913)으로서 이루어진다.
상기 제1 부분(911)은 띠 형상으로 이루어지며, 힌지 케이스(110)의 제3 관통부(153)를 통해 제1 힌지 아암(8)의 내부로 인출된다.
이와 같은 제1 부분(911)은 덮개(3)의 제1 힌지 아암(8)을 경유하여 그 덮개(3) 내부의 회로 장치(미도시)와 전기적으로 연결된다.
상기 제2 부분(912)은 띠 형상으로 이루어지며, 힌지 케이스(110)의 제4 관통부(154)를 통해 제2 힌지 아암(9)의 내부로 인출된다.
이와 같은 제2 부분(912)은 본체(2)의 제2 힌지 아암(9)을 경유하여 그 본체(2) 내부의 회로 장치(미도시)와 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 제3 부분(913)은 제1 및 제2 부분(911, 912)을 전기적으로 연결하는 것으로서, 제2 더미부(141)의 지지 돌기들(145)에 지지된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기 용 힌지장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 실시예에서는 도 2에서와 같이 휴대 단말기(1)의 덮개(3)와 본체(2)가 0도로서 상호 대면하고 있는 제1 모드(M1)를 초기 시작점으로 설정한다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 있어, 덮개와 본체가 0도로서 대면한 상태의 제1 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 덮개(3)와 본체(2)가 0도로서 대면하고 있는 제1 모드(M1)에서, 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)는 이동캠(510)에 있어 제1 캠부(511)의 제1 및 제2 골형부(523a, 523b)로부터 이탈된 상태에 있다.
그리고, 제2 회전캠(361)의 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)는 이동캠(510)에 있어 제2 캠부(531)의 제1 및 제2 골형부(533a, 533b)로부터 이탈된 상태에 있다.
즉, 상기 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)는 이동캠(510)으로 작용하는 제1 탄성부재(610)의 탄성력으로서 제1 캠부(511)의 골형부(523a, 523b) 경사 구간에 각각 밀착된 상태에 있다.
또한, 상기 제2 회전캠(361)의 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)는 이동캠(510)으로 작용하는 제2 탄성부재(650)의 탄성력으로서 제2 캠부(531)의 골형부(533a, 533b)에 밀착된 상태에 있다.
따라서, 상기 제1 및 제2 회전캠(321, 361)은 이동캠(510)의 탄성 가압력에 의해 각각의 산형부(323a, 323b, 363a, 363b)가 제1 및 제2 캠부(511, 531)의 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)에 맞물리는 방향으로 회전력이 작용하게 된다.
이로써, 상기 제1 모드(M1)에서는 제1 및 제2 회전캠(321, 361)을 통해 제1 및 제2 힌지축(210, 250)에 덮개(3)의 폐쇄 방향으로 회전력이 작용함에 따라, 덮개(3)는 그 회전력으로서 본체(2)에 대하여 소정 토크의 예압을 제공하게 된다.
본 실시예에서는 상기 제1,2 회전캠(321, 361) 및 이동캠(510)의 제1,2 캠부(511, 531)가 각각 2중의 듀얼 캠으로서 이루어지므로, 그 듀얼 캠을 통해 상기에서와 같은 작용으로서 덮개(3)에 대하여 부가적인 예압을 제공할 수 있게 된다.
이는 덮개(3)와 본체(2)가 0도로서 폐쇄된 경우, 휴대 단말기(1)를 가로 방향으로 뉘어 들더라도 상기의 충분한 예압을 통하여 그 덮개(3) 또는 본체(2)가 자중에 의해 벌어지는 등의 현상을 방지할 수 있으므로, 휴대 단말기(1)의 상품성을 더욱 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 있어, 덮개와 본체가 0도로 대면한 상태에서 덮개가 기준 오픈 각도로서 오픈되는 제2 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에서는 도 2의 제1 모드(M1)와 같은 상태에서 덮개(3)를 일정 구간 상측 방향으로 회전시킨다.
그러면, 상기 덮개(3)가 상측 방향으로 회전함에 따라, 제1 힌지축(210) 또한 상측 방향(이하에서는 편의 상 "정 방향" 이라고 한다)으로 일정 각도 회전하게 된다.
이에 따라 도 14에서와 같이, 제1 구동 기어(310)의 제1 기어부(311)는 정 방향으로 회전하게 되고, 제1 피동 기어(410)는 역 방향으로 회전하게 되며, 제2 피동 기어(450)는 정 방향으로 회전하게 된다.
따라서, 제2 힌지축(250)은 제2 구동 기어(350)의 제2 기어부(351)가 제2 피동 기어(450)와 상호 치합되므로, 제1 힌지축(210)의 회전 방향과 반대인 역 방향으로 일정 각도 회전하게 된다.
즉, 상기 덮개(3)와 본체(2)가 0도로 폐쇄된 상태에서, 그 덮개(3)가 상측 방향으로 일정 구간 오픈되는 경우, 제1 힌지축(210)이 정 방향으로 일정 각도 회전함으로 전술한 바와 같은 기어들의 상호 작용을 통해 제2 힌지축(250)은 역 방향으로 일정 각도 회전하게 된다.
이로써 상기 본체(2)는 덮개(3)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 일정 구간 회전하게 된다.
이러는 과정을 거치는 동안, 상기 제1 및 제2 힌지축(210, 250)이 상호 반대 방향으로 회전함에 따라, 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)는 이동캠(510)에 있어 제1 캠부(511)의 제1 및 제2 골형부(523a, 523b) 경사 구간에 밀착된 상태로 슬립되면서 그 골형부(523a, 523b)의 최고점에 도달하게 된다.
그리고, 제2 회전캠(361)의 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)는 이동캠(510)에 있어 제2 캠부(531)의 제1 및 제2 골형부(533a, 533b) 경사 구간에 밀착된 상태로 슬립되면서 그 골형부(533a, 533b)의 최고점에 도달하게 된다.
이에, 상기 각 산형부(323a, 323b, 363a, 363b)는 각 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)의 최고점에 도달하는 순간까지 이동캠(510)을 가압하게 되고, 그 이동캠(510)은 제1 및 제2 탄성부재(610, 650)를 최대로 압축하며 제1 및 제2 힌지 축(210, 250)을 따라 제1 및 제2 회전캠(321, 361)의 가압 방향으로 이동하게 된다.
이 상태에서, 덮개(3)에 대하여 상측 방향으로 작용하는 힘을 좀더 가하게 되면, 그 만큼 제1 및 제2 힌지축(210, 250)이 전술한 바 있는 기어들의 작용을 통해 상호 반대 방향으로 회전함에 따라 상기 각 산형부(323a, 323b, 363a, 363b)는 각 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)의 최고점을 벗어나게 된다.
그 순간, 상기 이동캠(510)은 제1 및 제2 탄성부재(610, 650)의 탄성 복원력으로서 제1 및 제2 회전캠(321, 361)을 가압하기 때문에, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)을 따라 가압 방향으로 이동하게 된다.
이와 동시에, 상기 각 산형부(323a, 323b, 363a, 363b)는 각 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)의 경사 구간에 밀착된 상태로 슬립되면서 그 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)의 최저점에 맞물리게 된다.
그러면, 상기 과정에서 이동캠(510)의 탄성 가압력은 제1 및 제2 회전캠(321, 361)에 대하여 각각 정역 방향으로 작용하는 회전력으로서 전환된다.
이에, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)은 상기한 회전력으로서 각 산형부(323a, 323b, 363a, 363b)가 각 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)의 최저점에 맞물리는 순간까지 정역 방향으로 회전하게 된다.
결과적으로, 상기 덮개(3)와 본체(2)는 제1 및 제2 탄성부재(610, 650)의 탄성 복원력에 따른 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 상대적인 회전으로 나머지 구간에서 대략 180도인 기준 오픈 각도(θ) 만큼 자동으로 오픈된다.
여기서, 상기 덮개(3)는, 각 산형부(323a, 323b, 363a, 363b)와 각 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)가 서로 맞물리는 스토퍼의 역할을 하기 때문에, 그 맞물림의 이탈을 허용하는 외력이 작용하지 않는 한 본체(2) 방향으로 오버 랩 되지 않게 된다.
상기에서와 같이, 본 실시예에서는 덮개(3)와 본체(2)가 0도로 대면한 상태에서, 덮개(3)를 기준 오픈 각도(θ) 만큼 오픈하는데, 전술한 작용을 통해 반자동으로서 덮개(3)의 클릭(Click: 당 업계에서 널리 사용하고 있는 용어) 오픈을 구현할 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예에 의한 제2 모드(M2)에서 덮개(3)가 기준 오픈 각도(θ) 만큼 오픈되므로, 휴대 단말기(1)는 외형상 일반적인 폴더형 단말기와 동일함을 알 수 있다.
이로써, 본 실시예에서는 상기와 같이 덮개(3)가 기준 오픈 각도(θ) 만큼 오픈된 때, 사용자가 일반적인 이동 통신 기능이나 게임을 편리하게 이용할 수 있다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 있어, 덮개가 기준 오픈 각도에서 360도로 오픈되는 제3 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에서는 도 2의 제2 모드(M2)와 같은 상태에서 덮개(3)를 상측 방향으로 더욱 회전시켜 그 덮개(3)를 제3 모드(M3)에서와 같이 360도로 오픈시킬 수 있다.
상기와 같은 제3 모드(M3)에서, 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 힌지장 치(100)의 작동은 앞서 설명한 바와 같은 제2 모드(M2)에서의 작동 과정과 동일하므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이 경우, 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)는 이동캠(510)에 있어 제1 캠부(511)의 제1 및 제2 골형부(523a, 523b)로부터 이탈된 상태에 있다.
즉, 상기 제1 회전캠(321)의 제1 및 제2 산형부(323a, 323b)는 이동캠(510)으로 작용하는 제1 탄성부재(610)의 탄성력으로서 제1 캠부(511)의 골형부(523a, 523b) 경사 구간에 각각 밀착된 상태에 있다.
그리고, 제2 회전캠(361)의 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)는 이동캠(510)에 있어 제2 캠부(531)의 제1 및 제2 골형부(533a, 533b)로부터 이탈된 상태에 있다.
즉, 상기 제2 회전캠(361)의 제1 및 제2 산형부(363a, 363b)는 이동캠(510)으로 작용하는 제2 탄성부재(650)의 탄성력으로서 제2 캠부(531)의 골형부(533a, 533b)에 밀착된 상태에 있다.
따라서, 상기 제1 및 제2 회전캠(321, 361)은 이동캠(510)의 탄성 가압력에 의해 각각의 산형부(323a, 323b, 363a, 363b)가 제1 및 제2 캠부(511, 531)의 골형부(523a, 523b, 533a, 533b)에 맞물리는 방향으로 회전력이 작용하게 된다.
이로써, 상기 제3 모드(M3)에서는 제1 및 제2 회전캠(321, 361)을 통해 제1 및 제2 힌지축(210, 250)에 덮개(3)의 오픈 방향으로 회전력이 작용함에 따라, 덮개(3)는 그 회전력으로서 본체(2)에 대하여 소정 토크의 예압을 제공하게 된다.
본 실시예에서는 상기 제1,2 회전캠(321, 361) 및 이동캠(510)의 제1,2 캠 부(511, 531)가 각각 2중의 듀얼 캠으로서 이루어지므로, 그 듀얼 캠을 통해 상기에서와 같은 작용으로서 덮개(3)에 대하여 부가적인 예압을 제공할 수 있게 된다.
이는 덮개(3)와 본체(2)가 360도로서 오픈된 경우, 휴대 단말기(1)를 가로 방향으로 뉘어 들더라도 상기의 충분한 예압을 통하여 그 덮개(3) 또는 본체(2)가 자중에 의해 벌어지는 등의 현상을 방지할 수 있으므로, 휴대 단말기(1)의 상품성을 더욱 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
그리고, 본 실시예에서는 제2 모드(M2)에서와 동일한 작동을 통하여 덮개(3)를 본체(2)에 대하여 360도 오픈하는데 있어, 반자동으로서 덮개(3)의 클릭(Click: 당 업계에서 널리 사용하고 있는 용어) 오픈을 구현할 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 본 실시예에서는 덮개(3)가 기준 오픈 각도(θ)로 오픈된 상태에서 그 덮개(3)를 360도로 오픈할 수 있으므로, 문자 정보, 화상(사진, 동영상) 정보, 지상파 방송와 같은 멀티 미디어를 편리하게 이용할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서 본체(2)로부터 덮개(3)가 기준 오픈 각도(θ) 또는 360도로 오픈된 상태에서, 그 덮개(3)를 원래의 위치로 닫을 경우에는 상기의 과정과 역순으로 작동되므로, 이하에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치(100)는 덮개(3)와 본체(2)가 0도로 대면한 상태에서 그 덮개(3)를 기준 오픈 각도(θ) 및 360도 회전시킬 수 있으므로, 사용의 편리성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 휴대 단말기(1)의 디스플레이부(7)를 비교적 넓은 면적으로서 활용하기를 원하는 소비자의 욕구를 충족시켜 당 업계에서의 경쟁적 우위를 확보할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 이동 통신 기능의 수행뿐만 아니라, 방송 시청, 게임 등 멀티미디어 서비스 이용에도 편리한 잇점이 있다.
또한, 본 실시예에서는 종래 기술과 비교하여 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 축간 거리가 동일하게 정해져 있는 경우, 제1,2 구동 기어(310, 350)가 제1,2 피동 기어(410, 450)를 통해 연결되어 있으므로, 종래 기술과 달리 제1 및 제2 구동 기어(310, 350)의 크기를 작게 할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 힌지장치(100)의 크기 및 두께를 줄일 수 있으므로, 휴대 단말기(1)의 360도 작동이 안정적으로 이루어진다.
그리고, 본 실시예에서는 제1,2 구동 기어(310, 350) 및 제1,2 피동 기어(410, 450)를 통하여 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 상대적인 회전이 이루어지므로, 휴대 단말기(1)의 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제1,2 회전캠(321, 361) 및 이동캠(510)의 제1,2 캠부(511, 531)가 각각 2중의 듀얼 캠으로서 이루어지므로, 덮개(3)와 본체(2)의 0도 및 360도 구현 시 덮개(3) 및 본체(2)에 대하여 충분한 예압을 제공할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 덮개(3)와 본체(2)가 0도로서 폐쇄되거나 360도로서 오픈된 경우, 휴대 단말기(1)를 가로 방향으로 뉘어 들더라도 상기 충분한 예압을 통하여 그 덮개(3) 또는 본체(2)가 자중에 의해 벌어지는 등의 현상을 방지할 수 있으므로, 휴대 단말기(1)의 상품성을 더욱 극대화시킬 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 일측 단부를 본 체(2) 및 덮개(3)에 체결하고, 힌지 케이스(110)의 제1 내지 제4 관통부(151, 152, 153, 154)가 본체(2)와 덮개(3)의 상대적인 회전을 지지하는 더미로서 이루어지는 바, 그 더미를 별도로 조립할 필요가 없으므로 조립 공정 및 부품의 단순화를 도모할 수 있다.
더욱이, 상기 더미로서의 제1 내지 제4 관통부(151, 152, 153, 154)가 본체(2) 및 덮개(3)의 개폐에 따른 충격을 흡수할 수 있으므로, 제1 및 제2 힌지축(210, 250)이 그 충격에 의해 변형되거나 구동 기어(310, 350) 및 피동 기어(410, 450)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 제1 및 제2 힌지축(210, 250)의 변형 및 기어들의 손상에 따른 힌지장치(100)의 작동성 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 힌지 케이스(110)의 제2 더미부(141)를 통하여 가요성 인쇄회로(910)를 장착할 수 있으므로, 그 가요성 인쇄회로(910)의 장착 및 배선이 용이하다는 잇점이 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 힌지장치가 작용되는 휴대 단말기의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치가 적용되는 휴대 단말기의 작동 모드별 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치를 도시한 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치를 도시한 전체 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치를 도시한 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 적용되는 힌지 케이스에 있어, 상부 케이스의 저면 구성도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 적용되는 제1 및 제2 구동 기어 부위를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 적용되 는 제1 홀더를 도시한 평면 구성도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 적용되는 제2 홀더를 도시한 평면 구성도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 적용되는 이동캠을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 있어, 덮개와 본체가 0도로서 대면한 상태의 제1 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 있어, 덮개와 본체가 0도로 대면한 상태에서 덮개가 기준 오픈 각도로서 오픈되는 제2 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 있어, 제2 모드에서의 구동 기어와 피동 기어의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기용 힌지장치에 있어, 덮개가 기준 오픈 각도에서 360도로 오픈되는 제3 모드를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>
110... 힌지 케이스 111... 상부 케이스
112... 하부 케이스 121... 장착부
131... 제1 더미부 141... 제2 더미부
151... 제1 관통부 152... 제2 관통부
153... 제3 관통부 154... 제4 관통부
210... 제1 힌지축 250... 제2 힌지축
310... 제1 구동 기어 311... 제1 기어부
321... 제1 회전캠 350... 제2 구동 기어
351... 제2 기어부 361... 제2 회전캠
410... 제1 피동 기어 450... 제2 피동 기어
510... 이동캠 511... 제1 캠부
531... 제2 캠부 610... 제1 탄성부제
650... 제2 탄성부재 710... 지지 브라켓
750... E-링 810... 제1 홀더
850... 제2 홀더 910... 가요성 인쇄회로

Claims (25)

  1. 휴대 단말기의 본체에 대하여 덮개를 상하 방향으로 기준 오픈 각도 및 360도 회전시키기 위한 휴대 단말기용 힌지장치에 관한 것으로서,
    상기 덮개 상단부의 제1 힌지 아암, 및 상기 본체 상단부의 제2 힌지 아암에 연결되는 힌지 케이스;
    상기 힌지 케이스의 내부에 일정 간격을 두고 회전 가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2 힌지 아암 각각으로 일측 단부가 조립되는 제1 및 제2 힌지축;
    상기 제1 및 제2 힌지축 상에 각각 고정되게 설치되고, 회전캠이 각각 일체로서 형성되는 제1 및 제2 구동기어;
    상기 힌지 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 구동 기어와 상호 치합하는 제1 피동 기어;
    상기 힌지 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1 피동 기어 및 상기 제2 구동 기어와 상호 치합하는 제2 피동 기어;
    상기 제1 및 제2 힌지축에 길이 방향을 따라 직선 이동 가능하게 설치되고, 상기 각 회전캠과 상호 캠 접촉하는 이동캠;
    상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 장착되며, 상기 이동캠으로 탄발력을 발휘하는 제1 및 제2 탄성부재; 및
    상기 힌지 케이스의 내부에 설치되어 상기 제1 및 제2 힌지축의 다른 일측 단부를 회전 가능하게 지지하는 지지 브라켓을 포함하며,
    상기 각 회전캠은 동심원 상에 서로 다른 크기 및 높이로서 상호 대응하게 형성되는 제1 및 제2 산형부를 구비하고,
    상기 이동캠은 상기 각 회전캠에 대응하는 제1 및 제2 캠부가 일체로서 형성되며,
    상기 각 캠부는 상기 제1 및 제2 산형부와 맞물리는 제1 및 제2 골형부를 구비하고,
    상기 지지 브라켓은 상기 힌지 케이스에 체결되는 제1 블록과, 상기 제1 블록과 일체로 형성되며 상기 제1 및 제2 힌지축의 다른 일측 단부가 회전 가능하게 끼워지는 제1 및 제2 관통홀이 형성된 제2 블록으로서 이루어지는 휴대 단말기용 힌지장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 덮개의 기준 오픈 각도를 150 내지 180도로서 구현하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 덮개와 상기 본체가 0도로 대면한 상태에서 상기 덮개가 상기 기준 오픈 각도 범위로 오픈되고, 그 기준 오픈 각도에서 360도로 오픈되는 경우,
    상기 덮개는 반자동의 클릭(Click) 오픈을 구현하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 덮개가 상기 기준 오픈 각도로서 오픈되고, 상기 기준 오픈 각도에서 360도로 오픈되는 경우,
    상기 제1 및 제2 힌지축은 상기 본체 및 덮개가 상기 힌지 케이스에 회전 가 능하게 지지된 상태로 상기 힌지 케이스가 고정된 위치에서 상대적인 회전이 이루어지는 휴대 단말기용 힌지장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 캠부는 상기 제1 및 제2 힌지축을 각각 삽입하기 위한 삽입공을 형성하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 힌지 케이스는 장방형의 케이스 형태로서 이루어지며, 볼트를 통하여 상호 결합 가능한 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 힌지 케이스는,
    상기 제1 및 제2 힌지축을 장착하기 위한 장착부와,
    상기 장착부를 사이에 두고 그 장착부의 양측으로 구획 형성되는 제1 및 제2 더미부
    를 포함하여 이루어지는 휴대 단말기용 힌지장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 장착부와 상기 제1,2 더미부는 격벽을 통하여 상호 구획되게 형성되고,
    상기 제1 더미부는 상기 제1 및 제2 힌지축의 일측 단부를 지지하며,
    상기 제2 더미부는 상기 제1 및 제2 힌지 아암에 연결되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 하부 케이스는 상기 장착부와 상기 제1,2 더미부에 상기 볼트가 결속 가능한 체결 돌기를 각각 형성하고,
    상기 상부 케이스는 상기 각 체결 돌기에 대응하는 체결홀을 형성하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 힌지 케이스는,
    상기 제1 더미부와 상호 연결되게 돌출되며, 상기 제1 및 제2 힌지축의 일측 단부가 각각 끼워지는 제1 및 제2 관통부를 일측면에 형성하고,
    상기 제2 더미부와 상호 연결되게 돌출되며, 상기 제1 및 제2 힌지 아암으로 각각 연결되는 제3 및 제4 관통부를 다른 일측면에 형성하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 및 제4 관통부는 상기 제1 및 제2 힌지 아암으로 각각 연결되는 회전 중심축으로서 이루어지는 휴대 단말기용 힌지장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 힌지축의 일측 단부에는 핀을 통하여 상기 제1 및 제2 힌지 아암에 고정되는 고정편이 각각 설치되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 더미부에는,
    상기 본체 및 덮개 내부의 회로 장치를 전기적으로 연결하기 위한 가요성 인쇄회로가 장착되며,
    상기 가요성 인쇄회로를 지지하기 위한 한 쌍의 지지 돌기를 형성하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 더미부에는 상기 본체 및 덮개 내부의 회로 장치를 전기적으로 연결하기 위한 가요성 인쇄회로가 장착되며,
    상기 가요성 인쇄회로는 상기 제3 및 제4 관통부를 통하여 각각 인출되는 제1 및 제2 부분과, 상기 제1 및 제2 부분을 연결하는 제3 부분으로서 이루어지는 휴대 단말기용 힌지장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 기어는 인서트 사출 성형되며 상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 일체로서 형성되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  16. 삭제
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 관통홀을 관통하여 돌출된 상기 제1 및 제2 힌지축의 다른 일측 단부에 설치되며, 상기 제1 및 제2 힌지축을 상기 제2 블록에 각각 회전 가능하게 결합하기 위한 E-링을 더욱 포함하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 힌지축에 장착되어 상기 제1 및 제2 피동 기어를 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 홀더를 더욱 포함하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 각 홀더는,
    상기 제1 및 제2 힌지축이 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 장착홀과,
    상기 제1 및 제2 피동 기어의 회전축 양단부가 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 장착홈을 형성하는 휴대 단말기용 힌지장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 구동 기어는 상기 제1 피동 기어와 치합하는 제1 기어부가 구비되며, 상기 회전캠이 상기 제1 기어부와 일체로 형성되고,
    상기 제2 구동 기어는 상기 제2 피동 기어와 치합하는 제2 기어부가 구비되고, 상기 회전캠이 상기 제2 기어부와 일체로 형성되며,
    상기 제1 홀더는 상기 제1 및 제2 기어부와 상기 각 회전캠 사이에 장착되고,
    상기 제2 홀더는 상기 제1 및 제2 기어부의 단부 측에 장착되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  21. 제7 항에 있어서,
    상기 장착부는,
    상기 하부 케이스에 상기 제1 피동 기어의 회전을 지지하는 제1 지지홈이 형성되고,
    상기 상부 케이스에 상기 제2 피동 기어의 회전을 지지하는 제2 지지홈이 형성되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 힌지축에는 상기 제1 및 제2 피동 기어를 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 홀더가 장착되고,
    상기 장착부는 상기 제1 지지홈에 연결되어 상기 제1 및 제2 홀더 중 어느 하나의 위치를 규제하는 위치 규제홈이 형성되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 홀더 중 어느 하나는 상기 위치 규제홈에 대응하여 위치 규제 돌기가 형성되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  24. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 산형부는 상기 각 회전캠의 외주연 가장자리 측에 돌출되게 형성되며,
    상기 제2 산형부는 상기 제1 산형부 보다 상대적으로 작은 크기 및 높이로서 상기 제1 및 제2 힌지축의 외주면에 대응하여 돌출되게 형성되는 휴대 단말기용 힌지장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 각 캠부는 상기 제1 및 제2 힌지축을 각각 삽입하기 위한 삽입공을 형성하며,
    상기 제1 골형부는 상기 제1 산형부에 대응하여 상기 각 캠부의 외주연 가장자리 측에 형성되며,
    상기 제2 골형부는 상기 제2 산형부에 대응하여 상기 각 캠부의 삽입공 가장자리 측에 형성되는 휴대 단말기용 힌지장치.
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