KR100949119B1 - 슬라이드 힌지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이드 방식으로 개폐되는 휴대폰의 전면부와 본체부 사이에 개재되어 슬라이드 개폐시 탄성력을 제공하는 슬라이드 힌지에 관한 것으로서, 타 슬라이드힌지와 동일한 수준의 작동력을 가지면서도 슬라이드 힌지의 두께를 효과적으로 줄여 다른 부품과의 간섭을 최소화할 수 있으며, 부품수도 최소화가 가능하여 단가인하와 생산성 향상에도 기여할 수 있다.

슬라이드힌지

Description

슬라이드 힌지{Slide hinge}

본 발명은 슬라이드 힌지에 관한 것으로서, 슬라이드 방식으로 개폐되는 휴대폰의 전면부와 본체부 사이에 개재되어 슬라이드 개폐시 탄성력을 제공하는 슬라이드 힌지에 관한 것이다.

이동통신 단말기나 카메라 등의 휴대용 기기는 기능성 및 디자인을 고려한 다양한 종류의 개폐 방식을 선보이고 있다.
그 중에서도 본체부와 전면부로 구성되는 이동통신 단말기 등에는 전면부가 본체부의 상면을 슬라이딩하면서 개폐되는 슬라이드(Silde) 개폐방식이 주로 사용된다. 그리고 최근에 휴대용 기기의 경박단소화 경향에 따라, 슬라이드 구조는 가능한 한 얇은 구조를 가져야 한다.
도 1을 참조하면, 종래의 푸쉬로드 방식으이 슬라이딩 개폐 수단은 직선 방향 또는 곡선 방향으로 인장 압축력을 발생시키는 코일 스프링(2)의 배열과, 코일 스프링(2)의 인장 압축력을 지지하여 타 기구물에 작동력을 전달하는 로드(Rod)(1, 4)로 구성되어 있다.
도 1의 슬라이딩 개폐수단에서도 그 두께가 여전히 문제가 된다. 코일 스프링(2)의 외경은 슬라이딩을 위한 구동력을 발생시키기 위해 대략 1.2mm 이상이 되고, 코일 스프링(2)을 수용하기 위한 기구물(3, 3a)을 포함하면 슬라이딩 개폐수단 전체의 두께는 1.5mm 이상을 차지한다. 슬림(Slim)형 슬라이드 타입의 단말기 구현을 위한 슬라이딩 개폐수단의 실장 공간의 폭은 1.2mm를 넘지 않으므로, 이러한 구조는 슬림형 슬라이드 타입의 단말기에 적용할 수 없게 된다.
또한 도 1의 슬라이딩 개폐수단은 스프링을 최소 2~4개, 로드를 최소 2~4개 포함하고 각 부품 간의 조립을 위한 용접이나 체결을 위한 지점이 최소 4~6개가 요구되므로, 두께 감소 뿐만 아니라 제품가격 인하에 한계가 있다. 또한, 복잡한 스프링 구조로 인하여, 개폐수 증가에 따른 개폐감 저하 및 구동력 감소폭이 상대적으로 커지고, 먼지와 같은 이물이 코일 스프링(2)에 침투하여 빠져나가기가 힘들어 기구부와의 마찰로 인한 파손이 우려되는 문제가 있다.
이처럼, 슬라이드 타입 휴대폰의 슬라이딩 구동을 위한 힌지는 슬라이드 타입 휴대폰의 두께를 결정짓는 큰 요인이다. 그렇기 때문에 얇은 두께로 구성될 필요가 있으나 얇은 두께의 힌지는 구동력의 저하 및 얇아진 두께로 인한 부품의 평탄도 저하를 야기할 수 있다.

본 발명의 목적은 슬라이드 방식으로 개폐되는 휴대폰의 전면부와 본체부 사이에 개재되어 슬라이드 개폐시 탄성력을 제공하는 슬라이드 힌지를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 슬라이드 힌지인 탄성구동체는 구동부선재와, 전면부홀더와, 본체부홀더를 포함한다. 여기서, 구동부선재는 원형 단면의 선재를 압연하여 서로 상이한 길이의 두변으로 이루어진 직사각 단면을 갖게 되며, 단면의 짧은 변에 수직한 평면이 굴곡을 이루어 성형되며, 짧은 변에 수직한 평면의 굴곡이 반복 변형 구동하여 반발력을 발생시킨다.
전면부홀더는 상기 구동부선재의 일단에 연결되어 슬라이드 전면부에 구속될 수 있는 구조를 가지며, 본체부홀더는 상기 구동부선재의 타단에 연결되고 슬라이드 본체부에 구속될 수 있는 구조를 가진다.
실시 예에 따라, 슬라이드 힌지용 탄성구동체는 상기 구동부선재의 각 끝단에 인서트사출이나 조립을 통해 마련된 플라스틱소재의 홀더부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동부선재의 양 끝단은 그 선재 단면의 긴 변과 평행한 방향으로 단조 및 프레스 공정으로 가압되어, 긴 변의 길이를 감소시키거나 핀 결합이 가능한 형상으로 성형될 수 있다.
또한, 슬라이드 힌지용 탄성구동체는 상기 단조 및 프레스의 공정에 의해 성형된 선재의 각 끝단에 인서트사출이나 조립을 통해 마련된 플라스틱소재의 홀더부를 포함할 수 있다.

본 발명의 슬라이드 힌지는 그 끝단에서 두께가 얇아지는 구동부선재에 인서트(Insert) 사출이나 조립으로 홀더를 구성하기 때문에, 구동부선재의 두께가 슬라이드 힌지 전체의 두께가 되어 보다 얇은 슬라이드 힌지를 제공할 수 있다.
또한 인서트 사출공정에 의해 제조할 경우, 본 발명이 제안하는 슬라이드 힌지는 부품의 조립을 위한 별도 공정이 필요 없게 되어 생산성 향상 및 제품 단가의 인하에도 큰 기여를 할 수 있다.
또한, 구동부선재의 양 끝단이 단조 공정을 통해 납작하게 성형됨으로써, 전체 슬라이드 힌지의 두께를 키우지 않으면서 인서트 사출된 홀더의 결합력을 강화할 수 있고 두께방향으로의 공간을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 슬라이드 힌지의 구동부선재는 직사각형 단면을 가짐으로써, 원형 단면 혹은 정사각형 단면에 비해, 구동 시의 평탄도 유지에 유리하고, 구동력의 향상을 얻을 수 있으며, 동일 공간에서 이동하는 플랙서블 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)와의 간섭회피를 위한 실장 공간의 확보에도 유리하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 슬라이드 힌지는 휴대용 기기의 본체부와, 본체부의 상면을 슬라이딩하면서 본체부를 개폐하는 전면부 사이에 설치되어, 전면부의 슬라이딩 동작에 구동력을 제공한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 슬라이드 힌지(200)는 탄성을 가지는 사각 선재인 구동부선재(110)와, 전면부(13: 도 4 참조)에 조립하기 위한 전면부홀더(130)와, 본체부(11: 도 4 참조)에 조립되는 본체부홀더(150)를 포함한다.
전면부홀더(130)와 본체부홀더(150)는 합성수지를 인서트(Insert) 사출공정으로 형성되거나 별도 합성수지 소재의 홀더 부재를 구동부선재(110)에 조립하여 성형할 수 있다. 구동부선재(110)의 양 끝단이 탄성 압축 및 복원을 반복함으로써, 슬라이드 힌지(200)는 일정 구간을 반복 이동하는 휴대용 기기(10: 도 4 참조)의 전면부(13)를 슬라이딩 시키게 된다.
전면부홀더(130)와 본체부홀더(150)는 구동부선재(110)의 양 끝단에 마련되어, 각각 전면부(13)와 본체부(11)에 회전 가능하게 결합된다. 이를 위해, 전면부홀더(130)와 본체부홀더(150)는 도 3의 (a)와 같이 조립돌기 형상으로 마련되어 전면부(13)나 본체부(11)에 마련된 조립구멍에 회전가능하게 결합되거나, 도 3의 (b) 또는 (c)와 같이 결합홈을 구비하여 전면부(13)나 본체부(11)에 마련된 조립돌기에 회전가능하게 결합된다.
이에 따라, 전면부홀더(130)가 전면부(13)에 결합되고 본체부홀더(150)가 본체부(11)에 결합된 상태에서, 슬라이드 힌지(200)는 전면부(13)나 본체부(11)에 작용하는 외력에 의해 탄성 압축된 다음, 그 압축에 대응하는 복원력을 전면부(13) 또는 본체부(11)에 제공한다. 도 2를 참조하면, 전면부홀더(130)는 전면부(13)에 결합되기 위해 상측을 향하게 도시되어 있고, 본체부홀더(150)는 본체부(11)에 결합되기 위해 아랫쪽을 향하도록 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 슬라이드 힌지(200)가 결합된 휴대용 장치(10)가 도시되어 있다. 슬라이드 힌지(200)는 전면부(13)나 본체부(11)의 슬라이딩에 의해 [원상태] → [최대 탄성 압축] → [복원]의 과정을 수행할 수 있도록 결합되어야 한다. 따라서 슬라이드 힌지(200)는 도 4의 (b)처럼 슬라이딩 경로의 중간에서 전면부홀더(130)와 본체부홀더(150) 사이의 거리가 가장 가까워지고 가장 탄성 압축이 많이 이루어지도록 결합된다.
이러한 상태에서 휴대용 장치(10)의 전면부(13)에 외력이 작용하는 경우, 본체부(11)는 고정되어 있으므로 본체부홀더(150)도 고정단처럼 고정된 상태를 유지하고, 전면부홀더(130)는 전면부(13)의 이동에 의해 전면부(13)의 이동 방향에 평행하게 이동하면서 구동부선재(110)를 가압한다. 이러한 구동부선재(110)의 가압은 도 4의 (b)와 같이 전면부홀더(130)와 본체부홀더(150) 사이의 거리가 가장 가까운 지점(최대 탄성 압축지점)을 지날 때까지 이루어진다.
도 4의 (c)와 같이, 전면부홀더(130)가 계속 가압되어 최대 탄성 압축지점을 지나게 되면, 구동부선재(110)의 가압과정이 해제되면서 복원과정을 거치게 되므로, 전면부(13)는 외부의 외력이 작용하지 않더라도 구동부선재(110)의 복원력에 의해 완전히 개방되는 상태에 도달하게 된다. 따라서 휴대용 장치(10)는 도 4의 (b) 상태 이후에 스스로의 구동력에 의해 전면부(13)의 개방을 완성하게 된다. 개방된 전면부(13)가 닫히는 과정은 전면부(13)에 가해지는 외력에 의해 개시되며 개방과정과 반대가 된다. 전면부홀더(130)와 구동부선재(110)가 이동한 가상의 면은 전면부(13)의 슬라이딩 면이 되고 슬라이드 힌지(200)의 '구동면'이 된다. 도 2에서, 구동부선재(110)의 윗면이나 아랫면에 평행한 가상의 면이 슬라이드 힌지(200)의 구동면이 되는 것이다.
구동부선재(110)는 직사각형의 단면을 가지는 탄성체로서, 원형 단면의 선재를 압연하여 직사각형 단면을 가지는 탄성체로 성형될 수 있다. 슬라이드 힌지(200)의 두께 감소를 위해, 구동부선재(110)는 원형 단면이 아닌 사각형의 단면을 가지는 것이 바람직하다. 이것은 도 6을 참조하여 '구부러진 물체의 휨(Deflection of Curved Members)'을 계산함으로써 분명해진다.

여기서, δ는 물체의 휨의 크기, F는 물체에 가해지는 힘, R은 물체의 중심축상 반지름, E는 영률(Young's Modulus) 그리고 I는 2차 모멘트(Second Moment of Area)이다.
만약, 사각형 단면의 휘어진 물체(스프링)와, 지름이 상기 사각형 단면의 한변의 길이와 같은 원형 단면의 물체를 가정할 경우, 나머지 항목은 동일하지만 I는 물체의 단면의 형상에 따라 달라진다. 수학식 1에 의하면 원형 단면의 물체가 사각형 단면의 물체에 비해 동일한 힘에 대해 더 큰 δ값을 가지고 더 많이 휘게 된다. 따라서 사각형 단면의 물체가 동일한 휨에 대해 더 큰 반발력(탄성력)을 가지게 됨을 알 수 있고, 동일한 탄성력을 위해 사각형 단면의 물체가 더 작아질 수 있음을 알 수 있다.
결국, 원형단면 또는 정사각형 단면에 비해, 구동부선재(110)의 직사각형 단면은 구동 시의 평탄도 유지에 유리하고, 동일한 두께에서 더 큰 탄성력을 얻을 수 있으며, 동일 공간에서 이동하는 플랙서블 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)와의 간섭회피를 위한 실장 공간의 확보에도 유리하다.
구동부선재(110)는 도 2 내지 도 4에서처럼 하나의 원호를 형성하도록 성형된(동일 평면 상에 굴곡을 가짐) 형태를 가질 수 있다. 또한, 도 7의 (가) 내지 (라)를 참조하면, 전면부홀더(130)나 본체부홀더(150)에 삽입되는 구동부선재(110)의 양 끝단도 반원 형상으로 구부려져 성형됨으로써, 구동부선재(110)가 전면부홀더(130)나 본체부홀더(150)와 결합된 상태에서 빠지지 않도록 할 수 있다.
구동부선재(110)의 양 끝단은 도 5와 같이 단조공정으로 납작하게 성형될 수 있다. 단조공정에서의 가압에 의해 구동부선재(110)의 양 끝단의 두께는 감소되고 그 폭은 넓어진다. 이러한 두께의 감소는 슬라이드 힌지(200) 전체의 두께(구동면에 수직한 방향의 길이)를 감소시키기 위한 것이므로, 구동부선재(110)의 양 끝단의 성형을 위해 가압되는 방향은 슬라이드 힌지(200)의 구동면에 수직한 방향이 된다.
단조공정에 의해 그 두께가 줄어든 구동부선재(110)의 끝단은 본체부홀더(150)나 전면부홀더(130)의 제작을 위한 인서트 사출과정에서 인서트로서 금형내에 삽입된다. 도 7의 (가)와 (다)는 직사각형 단면 그대로의 구동부선재(110)의 경우이고, 도 7의 (나)와 (라)는 그 끝단이 단조공정으로 가압되어 납작하게 성형된 구동부선재(110)의 경우이다. 도 7의 (다)와 (라)를 참조하면, 반원 형상으로 성형된 구동부선재(110)의 양 끝단에 전면부홀더(130) 또는 본체부홀더(150)가 인서트 사출 또는 조립공정에 의해 결합되어 있다.
도 7의 (라)를 참조하면, 구동부선재(110)의 끝단이 납작하게 성형되고, 인서트 사출되거나 조립될 전면부홀더(130) 또는 본체부홀더(150)는 납작해진 구동부선재(110)의 끝단에 형성된다. 따라서 도 7의 (라)의 경우의 전면부홀더(130) 또는 본체부홀더(150)의 두께, 다시 말해 슬라이드 힌지(200)의 전체의 두께는 도 7의 (다)의 단조 가공되지 않은 구동부선재(110)의 경우에 비해 현저하게 줄어든다.
도 8을 참조하면, 구동부선재(110)의 끝단이 납작하게 성형되기 때문에, 인서트 사출 또는 조립에 의해 구동부선재(110)의 끝단을 감싸도록 형성되는 전면부홀더(130) 또는 본체부홀더(150)의 두께(d2, h2)는 현저하게 줄어들 수 있다. 이 경우, 슬라이드 힌지(200)의 전체의 두께는 전면부홀더(130) 또는 본체부홀더(150)의 두께(d2)에 의해 결정되지 아니하고 구동부선재(110)의 두께(d1, h1)에 의해 결정될 수 있으며, 결과적으로 슬라이드 힌지(200) 전체의 두께를 현저하게 줄일 수 있다.
도 8의 경우처럼, 본체부홀더(150)나 전면부홀더(130)의 윗면 또는 아랫면 중 적어도 하나가 구동부선재(110)의 윗면과 아랫면 사이에 위치할 수도 있다. 여기서 구동부선재(110)의 윗면과 아랫면은 구동부선재(110)의 단조성형되지 아니한 단면의 짧은 변을 포함하고 구동면과 평행한 상향평면과 하향평면에 해당한다.
구동부선재(110)의 양 끝단이 단조공정 등에 의해 가압되어 납짝하게 성형됨으로써, 구동부선재(110)의 양 끝단은 성형되지 아니한 다른 부분보다 넓은 폭을 가지게 되어 전면부홀더(130)나 본체부홀더(150)가 보다 단단히 결합되어 빠지지 않도록 하는 역할을 한다.
도 9를 참조하면, 구동부선재(110)의 끝단은 다양한 형태로 가공될 수 있다. 도 5와 같이 구동부선재(110)를 양쪽에서 가압하여 단조하는 것뿐만 아니라, 어느 한 쪽에서만 가압하여 성형하거나 가압 성형된 것을 구부리는 성형도 가능할 것이다. 전면부홀더(130)나 본체부홀더(150)의 부분 중에서 전면부(13)나 본체부(11)에 고정되는 부분(조립돌기나 결합홈)을 제외한 나머지 부분은, 구동부선재(110)가 구동면 바깥으로 돌출되지 않도록 구동부선재(110)의 가공된 끝단을 도포할 수 있도록 하여야 한다.

도 1은 종래 푸쉬로드 방식의 슬라이드 힌지의 예시도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬라이드 힌지의 사시도,
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬라이드 힌지의 홀더부 예시도,
도 4는 슬라이드 이동에 따른 슬라이드 힌지의 작동상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동부선재의 단조공정을 도시한 도면,
도 6은 구부러진 물체의 휨에 대한 수식 참고도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선재의 끝단 성형과 인서트사출 형상에 관한 예시도,
도 8은 본 발명에 따라 성형된 선재와 인서트사출물의 두께를 비교한 도면, 그리고
도 9는 본 발명에 따른 가공 성형된 선재 끝 단의 예시도이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
10: 휴대용 기기 11: 본체부
13: 전면부 110: 구동부선재 130: 전면부홀더 150: 본체부홀더

Claims (19)

1. 원형 단면의 탄성체 선재를 압연하여 직사각형의 단면을 가지도록 성형된 선재로서, 탄성에 의한 구동면이 상기 직사각형 단면의 장방향에 수직하도록 구부러져 형성되어 외력에 의해 발생한 탄성을 복원하면서 구동력을 발생시키는 구동부선재;

   상기 구동부선재의 일단이 삽입된 인서트 사출 또는 조립물로서, 슬라이드 전면부의 조립돌기나 조립구멍에 구속될 수 있는 구조를 갖는 전면부홀더; 및

   상기 구동부선재의 타단이 삽입된 인서트 사출 또는 조립물로서, 슬라이드 본체부의 조립돌기나 조립구멍에 구속될 수 있는 구조를 갖는 본체부홀더를 포함하고,

   상기 전면부홀더 및 본체부홀더 내에 삽입되는 상기 구동부선재의 양 끝단은 상기 구동면에 수직한 방향으로 가압하는 공정에 의해 납작하게 성형되고,

   상기 전면부홀더의 상기 구동면에 평행한 양면 중 적어도 하나는 상기 구동부선재 단면의 장방향 폭내에 위치하고, 상기 본체부홀더의 상기 구동면에 평행한 양면 중 적어도 하나는 상기 구동부선재 단면의 장방향 폭내에 위치함으로써 힌지 전체의 두께를 상기 구동부 선재의 두께가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 슬라이드 힌지.
2. 삭제
3. 원형 단면의 탄성체 선재를 압연하여 직사각형의 단면을 가지도록 성형된 선재로서, 탄성에 의한 구동면이 상기 직사각형 단면의 장방향에 수직하도록 구부러져 형성되어 외력에 의해 발생한 탄성을 복원하면서 구동력을 발생시키는 구동부선재;

   상기 구동부선재의 일단으로부터 연장되고 일부가 절개된 원형으로 성형되어 슬라이드 전면부의 조립돌기에 끼워 결합 구조를 갖는 전면부홀더; 및

   상기 구동부선재의 타단으로부터 연장되고 일부가 절개된 원형으로 성형되어 슬라이드 본체부의 조립돌기에 끼워 결합되는 구조를 갖는 본체부홀더를 포함하고,

   상기 전면부홀더와 구동부홀더는 상기 구동부선재의 양 끝단을 상기 구동면에 수직한 방향으로 가압하는 공정에 의해 납작하게 성형됨으로써 힌지 전체의 두께를 상기 구동부 선재의 두께가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 슬라이드 힌지.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 구동부선재의 양 끝단은 상기 구동면에 평행한 두 개 면 중 적어도 하나의 면이 가압됨으로써 납작하게 성형된 것을 특징으로 하는 슬라이드 힌지.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제

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