KR100959394B1 - 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치 - Google Patents

폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치 Download PDF

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Abstract

이 발명의 휴대용 단말기의 힌지장치는 제2 바디를 제1 바디와 연결하되, 제2 바디가 폴딩(folding)된 세로보기 상태를 갖다가 필요에 따라 좌측 또는 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 가로보기 상태가 가능하도록 제1 바디에 연결 구성된다. 따라서, 이 발명은 휴대용 단말기의 커버(폴더)를 본체로부터 상부방향으로 개방하여 폴딩한 상태(세로보기 상태)에서 바로 우측방향으로 스위블시켜 스위블한 상태(가로보기 상태)로 편리하게 이용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이 발명은 스위블 샤프트를 폴딩 샤프트에 대해 수직상태가 아닌 경사진 상태로 결합 구성함으로써, 가로보기 상태의 액정화면이 틸팅된 상태를 가지므로 별도의 틸팅작업 없이 편리하게 사용이 가능하다는 장점이 있다.

Description

폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치{HINGE APPARATUS OF CELLULAR PHONE HAVING FUNCTION OF FOLDING AND SWIVEL}
이 발명은 휴대용 단말기의 힌지장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 휴대용 단말기의 커버(폴더)를 본체로부터 상부방향으로 개방하여 폴딩(folding)한 상태(세로보기 상태)에서 좌측 또는 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 스위블한 상태(가로보기 상태)로 이용하거나, 그 역동작을 수행하여 폐쇄하는 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치에 관한 것이다.
휴대용 단말기들은 외형이나 작동 방식에 따라 일반적으로 플립 방식, 폴더 방식(folder type) 및 슬라이딩 방식(sliding type)으로 구분된다. 그 중 폴더 방식의 휴대용 단말기는 폴더의 상부와 본체의 상부가 힌지장치로 연결되어 있어서, 폴더의 하부를 들어 올림으로써 본체로부터 개방되고 그 역동작으로 폐쇄된다. 이러한 개폐방식은 통상적인 폴더 타입의 단말기에 일률적으로 적용되고 있다.
그런데, 최근에는 휴대용 무선단말기의 보급률이 높아짐에 따라, 휴대용 단 말기에 대해 단순한 무선통신의 소프트웨어적인 기능뿐만 아니라, 개폐기능에 있어서도 사용자의 취향에 맞는 동작을 하는 개폐장치가 요구되고 있다. 즉, 사용자가 단말기를 잡는 습관에 따라서, 또는 사용자가 단말기를 잡고 있는 상황에 따라서 폴더를 하방으로부터 상방으로 개폐하는 것보다 측면으로 회전시켜 개방하는 것이 편리한 경우가 있다.
도 1은 이러한 사용자의 요구에 부응하여 개발된 휴대용 단말기로서, 도 1의 (b)와 같이 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 좌우방향으로 회전시켜 개폐함과 더불어 도 1의 (c)와 같이 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 상하방향으로 회전시켜 개폐할 수 있도록 구성하였다. 이렇게 2방향으로 개폐가 가능하기 위해서는 제2 바디(120)를 제1 바디(110)와 연결하되 제2 바디(120)가 2방향으로 개폐가 가능하도록 제1 바디(110)에 연결하는 2방향 개폐장치가 필요하다. 여기서, 제1 바디(110)는 휴대용 단말기의 본체를 이루는 것으로서, 그 내부에는 기판과 칩 등이 내장되고, 일면에는 각종 기능을 제어하기 위한 키패드가 설치된다. 그리고 제2 바디(120)는 제1 바디(110)로부터 개폐되는 폴더를 이루는 것으로서, 일면에 액정화면이 설치된다.
도 2는 종래기술에 따른 휴대용 단말기의 2방향 개폐장치의 구성관계를 도시한 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 2방향 개폐장치(200)는 제2 바디(120)가 제1 바디(110)로부터 일측이 들리거나 닫히는 제1 방향(상하방향)으로 회전되도록 제1 바디(110)에 회전 가능하게 결합되는 제1 힌지부와; 제2 바디(120)가 제1 바디(110)로부터 다른 일측이 들리거나 닫히는 방향 이며, 제1 방향과 직교되는 방향인 제2 방향(좌우방향)으로 회전되도록 제1 힌지부에 일단부가 회전 가능하게 결합되고, 타단은 제2 바디(120)에 고정되는 제2 힌지부로 이루어진다.
제1 힌지부는 제1 바디(110)에 고정되는 축홀더(210)에 회전 가능하게 결합되며 제2 힌지부가 고정되는 제1 회전축(220)과, 제1 회전축(220)이 제1 방향으로 회전되지 않은 상태와 소정각도 회전된 상태에서 제1 회전축(220)에 소정의 제동력을 가하기 위한 제1 클러치수단(230)으로 구성된다.
그리고, 제2 힌지부는 제2 바디(120)에 고정되는 브래킷(240)과, 브래킷(240)에 그 일단이 결합되고 타단이 제1 힌지부에 제2 방향으로 회전 가능하게 결합되는 제2 회전축(250)과, 제2 방향의 한 곳 이상의 소정각도에서 제2 회전축(250)에 소정의 제동력을 가하기 위한 제2 클러치수단(260)으로 구성된다.
종래에는 도 2와 같이 구성된 2방향 개폐장치(200)를 이용하여, 도 1의 (c)와 같이 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 상하방향으로 회전시켜 개방(세로보기) 또는 폐쇄하고, 도 1의 (b)와 같이 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 좌우방향으로 회전시켜 개방(가로보기) 또는 폐쇄하였다. 즉, 종래에는 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 상하방향 또는 좌우방향으로 각각 분리작동 하도록 구성되어 있어서, 액정화면을 세로보기 상태에서 가로보기 상태로 바로 전환하여 이용할 수 없는 불편함이 있다.
또한, 액정화면을 통해 인터넷, 게임, DMB 시청 등의 목적으로 제2 바디(120)를 좌우방향으로 회전시킬 경우에는, 제1, 제2 바디(110, 120)가 수평상 태(180°)에 놓이기 때문에, 인터넷, DMB 시청시에 불편함이 있다. 따라서, 현재 대부분의 휴대폰은 가로보기 상태에서 틸팅(tilting) 가능하도록 구성되며, 사용자 또한 액정화면을 틸팅시킨 상태에서 인터넷, 게임, DMB 시청 등을 하고 있다. 즉, 종래에는 인터넷, 게임, DMB 시청 등을 위해 가로보기 상태로 회전시킨 다음 별도의 틸팅(tilting)과정을 수행해야 하므로, 사용에 불편함이 있다.
따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 휴대용 단말기의 커버(폴더)를 본체로부터 상부방향으로 개방하여 폴딩(folding)한 상태(세로보기 상태)에서 바로 좌측 또는 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 스위블한 상태(가로보기 상태)로 편리하게 이용할 수 있는 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 이 발명은 스위블 샤프트를 폴딩 샤프트에 대해 수직상태가 아닌 경사진 상태로 결합 구성함으로써, 가로보기 상태의 액정화면이 틸팅된 상태를 갖도록 하여 사용의 편리함을 갖는 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
이 발명은, 제2 바디를 제1 바디와 연결하되, 제2 바디가 폴딩(folding)된 세로보기 상태를 갖다가 필요에 따라 좌측 또는 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 가로보기 상태가 가능하도록 제1 바디에 연결하는 휴대용 단말기의 힌지장치로서, 수평방향으로 관통하고 수평방향에 대해 수직한 상태에서 경사각 방향으로 구멍을 갖는 하우징과, 제2 바디에 고정되는 폴딩 브래킷과, 하우징의 수평방향에 삽입 배치되어 폴딩 브래킷이 폴딩방향으로 회전되지 않은 상태와 180° 미만의 각도로 회 전된 상태에서 폴딩 브래킷에 제동력을 가하기 위한 제1 클러치수단과, 제1 클러치수단을 관통하여 하우징의 수평방향으로 삽입되어 일단이 폴딩 브래킷에 결합되는 폴딩 샤프트와, 하우징의 경사각 방향으로 삽입되는 스위블 샤프트와, 스위블 샤프트의 단부에 결합되며 제1 바디에 고정되는 스위블 브래킷, 및 폴딩 샤프트와 스위블 샤프트 간의 구속관계를 통해 제1 바디에 대한 제2 바디의 회전방향을 제한하는 회전방향 제한수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 회전방향 제한수단은 폴딩 샤프트의 길이방향의 일정 구간에 일측에서 타측을 향해 테이퍼진 테이퍼부와, 테이퍼부 내에 폴딩 샤프트의 직경과 동일크기로 돌출된 돌출부와, 돌출부의 일부분에 테이퍼부와 동일 경사각으로 절단된 절단면, 및 돌출부가 선택적으로 끼워지도록 스위블 샤프트의 상단부에 형성된 홈을 포함하며, 제2 바디가 제1 바디에 클로즈된 상태에서는 돌출부가 홈에 끼워져 상부방향으로의 폴딩은 가능하지만 좌측 또는 우측방향의 스위블은 불가능하고, 제2 바디가 폴딩된 세로보기 상태에서는 돌출부가 홈에 끼워지지 않고 절단면이 홈에 대면하는 상태에 있으므로 제2 바디를 좌측 또는 우측방향으로 스위블 가능하다.
또한, 이 발명의 회전방향 제한수단은 폴딩 샤프트의 표면 일부분이 삽입되도록 스위블 샤프트의 일부 둘레면을 따라 형성된 삽입홈과, 삽입홈의 내부 둘레면 일부에 형성된 걸림 돌출부와, 걸림 돌출부가 선택적으로 끼워지도록 폴딩 샤프트의 일측 단부에서 일정 길이만큼 길이방향에 대해 경사진 절개홈을 포함하며, 제2 바디가 제1 바디에 클로즈된 상태에서는 폴딩 샤프트의 표면 일부분이 삽입홈에 삽입되어 상부방향으로의 폴딩은 가능하지만 좌측 또는 우측방향의 스위블은 불가능 하고, 제2 바디가 폴딩된 세로보기 상태에서는 경사진 절개홈이 걸림 돌출부를 따라 좌측 또는 우측방향으로 스위블 가능한 상태에 위치한다.
이 발명의 휴대용 단말기의 힌지장치는 휴대용 단말기의 커버(폴더)를 본체로부터 상부방향으로 개방하여 폴딩(folding)한 상태(세로보기 상태)에서 바로 좌측 또는 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 스위블한 상태(가로보기 상태)로 편리하게 이용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이 발명은 스위블 샤프트를 폴딩 샤프트에 대해 수직상태가 아닌 경사진 상태로 결합 구성함으로써, 가로보기 상태의 액정화면이 틸팅된 상태를 가지므로 별도의 틸팅작업 없이 편리하게 사용이 가능하다는 장점이 있다.
이 발명에 따른 휴대용 단말기의 힌지장치는 휴대용 단말기의 커버(폴더)를 폴딩한 상태(세로보기 상태)에서 바로 스위블(swivel)시켜 가로보기가 가능하고, 가로보기 상태로 스위블 시켰을 때에 액정화면이 틸팅된 상태를 갖도록 구성한 것이다. 따라서, 스위블 샤프트가 폴딩 샤프트에 대해 수직상태가 아닌 경사진 상태로 결합 구성되어야 하는데, 그때의 경사각(스위블 샤프트가 폴딩 샤프트에 대해 수직상태로 볼 때 폴딩 샤프트의 경사각)을 찾는 원리에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 8은 이 발명에 따른 휴대용 단말기의 힌지장치를 구현하기 위해 스위블 샤프트와 폴딩 샤프트 간의 경사각을 찾아가는 원리에 대한 도면들이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형의 "Plan 1"로부터 각도"θ"만큼 경사진 "Plan 2"와 각도"α"만큼 경사진 "Plan 3"이 존재하고, "Plan 2"가 회전 변환하여 "Plan 3"과 겹치게 할 수 있는 회전축을 선정하는 방법에 대하여 기술한다.
상기 조건으로는 "Plan 2"의 모서리 "a, b, c, d"가 이동하여 "Plan 3"의 모서리 "a', b', c', d'"와 일치하고, "Plan 2"의 두 변 "A, B"는 "Plan 3"의 "A', B'"와 일치해야 한다.
3차원 공간에 존재하는 axis를 직관적인 방법으로는 도달하기 곤란하므로, 직교상태인 "x, y" 2개의 방향에서 축의 위치를 선정한 후, 도 4와 같이 직교방향으로 투영하여 교차된 축의 위치 및 기울기를 선정한다.
X축을 선정함에 있어서는, 도 5와 같이 변B가 B'와 모서리 "a, b"가 "a', b'"와 일치하기 위하여 회전축 "x"는 모서리"a, a'"를 통과하며 각도 a=b가 성립되어야 한다. 이를 식으로 나타내면 수학식 1과 같다.
Figure 112007092632159-pat00001
Y축을 선정함에 있어서는, 도 6과 같이 변A가 A'와 모서리 "a, d"가 "a', d'"와 일치하기 위하여 회전축 "y"는 모서리"a, a'"를 통과하며 각도 c=d가 성립되어야 한다. 이를 식으로 나타내면 수학식 2와 같다.
Figure 112007092632159-pat00002
축"X"를 x방향으로 축"Y"를 y방향으로 투영하면 도 7과 같이 neutral plan에 axis가 형성된다.
그리고, neutral plan을 선정함에 있어서는, 도 8의 (a)와 같이 각도(ρ)의 길이(dist.)에 대한 변위
Figure 112007092632159-pat00003
는 tan"ρ"에 비례하므로, Neutral plan은 θ', α'의 변위의 비로 선정할 수 있다. Neutral plan의 생성각도 β는 수학식 3과 같다.
Figure 112007092632159-pat00004
결국, 스위블 샤프트가 폴딩 샤프트에 대해 수직상태로 볼 때 폴딩 샤프트의 경사각 Ω은 아래의 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112007092632159-pat00005
아래에서, 이 발명에 따른 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[제1 실시예]
도 9 내지 도 11은 이 발명에 따른 힌지장치가 결합된 휴대용 단말기를 클로즈(close), 폴딩(folding), 스위블(swivel)시킨 상태를 여러 각도에서 각각 그래픽 처리한 개념도들이다.
도 9 및 도 10과 같이 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 상부방향으로 개방하여 폴딩(folding)한 세로보기 상태를 갖다가, 도 11과 같이 바로 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 가로보기 상태를 갖되, 가로보기 상태에서 액정화면이 틸팅된 상태를 갖도록 구성한 것이다. 이를 위해서는 제2 바디(120)를 제1 바디(110)와 연결하되 제2 바디(120)가 폴딩된 세로보기 상태를 갖다가 필요에 따라 좌측 또는 우측방향으로 스위블시켜 가로보기 상태가 가능하도록 제1 바디(110)에 연결하는 힌지장치가 필요하다. 여기서, 제1 바디(110)는 휴대용 단말기의 본체를 이루 는 것으로서, 그 내부에는 기판과 칩 등이 내장되고, 일면에는 각종 기능을 제어하기 위한 키패드가 설치된다. 그리고 제2 바디(120)는 제1 바디(110)로부터 개폐되는 폴더를 이루는 것으로서, 일면에 액정화면이 설치된다.
도 12는 이 발명의 제1 실시예에 따른 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치의 구성관계를 도시한 분해 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 힌지장치를 다른 방향에서 도시한 분해 사시도이며, 도 14는 도 12에 도시된 힌지장치의 일부분을 절개한 결합 사시도이다. 그리고, 도 15는 도 12에 도시된 폴딩 샤프트와 스위블 샤프트의 상호 결합관계를 도시한 그래픽 처리 사시도이고, 도 16 및 도 17은 도 15에 도시된 폴딩 샤프트와 스위블 샤프트 간의 작동관계를 도시한 그래픽 처리 평면도이다.
도 9 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 휴대용 단말기의 힌지장치(300)는 수평방향으로는 관통하고 수평방향에 대해 수직한 상태에서 일정 경사각(Ω ; 도 8 참조) 방향으로는 구멍을 갖는 하우징(310)과, 제2 바디(120)에 고정되는 폴딩 브래킷(320)과, 하우징(310)의 수평방향에 삽입 배치되어 폴딩 브래킷(320)이 폴딩방향으로 회전되지 않은 상태와 소정각도 회전된 상태에서 폴딩 브래킷(320)에 소정의 제동력을 가하기 위한 제1 클러치수단(330)과, 제1 클러치수단(330)을 관통하여 하우징(310)의 수평방향으로 삽입되어 일단이 폴딩 브래킷(320)에 결합되는 폴딩 샤프트(340)를 갖는다.
또한, 이 실시예의 휴대용 단말기의 힌지장치(300)는 하우징(310)의 경사각 방향으로 삽입되는 스위블 샤프트(350)와, 스위블 샤프트(350)가 하우징(310)에서 이탈하지 않도록 하는 하우징 커버(360)와, 하우징 커버(360)의 밖으로 돌출되는 스위블 샤프트(350)에 결합되며 제1 바디(110)에 고정되는 스위블 브래킷(370)과, 하우징(310)의 일측에 결합되어 스위블 샤프트(370)에 소정의 제동력을 가하기 위한 제2 클러치수단(380), 및 폴딩 샤프트(340)와 스위블 샤프트(350) 간의 구속관계를 통해 제1 바디(110)에 대한 제2 바디(120)의 회전방향을 제한하는 회전방향 제한수단을 갖는다.
하우징(310)은 상기와 같은 여러 구성요소들을 내장하고 그 하단부가 하우징 커버(360)에 의해 덮여지는 것으로서, 스위블 브래킷(370)에 대해 우측방향으로 스위블 가능하다.
제1 클러치수단(330)은 폴딩 브래킷(320)에 그 일측이 맞물려 결합되며 타측에 방사상으로 형성된 산형부와 골형부로 이루어진 제1 파형면(331a)을 갖는 제1 캠(331)과, 제1 파형면(331a)에 대응되는 제2 파형면(332a)을 가지며 하우징(310)의 수평방향으로 슬라이드 이동 가능한 제2 캠(332)과, 제1 파형면(331a)과 제2 파형면(332a)이 서로 밀착되도록 하우징(310)의 내부에 수용되어 제2 캠(332)의 일측을 미는 탄성력을 가하는 스프링(333)으로 이루어진다.
폴딩 샤프트(340)는 제1 클러치수단(330)을 관통하여 하우징(310)의 수평방향으로 삽입되어 일단이 폴딩 브래킷(320)에 결합되는 것으로서, 그 일단에 형성된 구멍(341)에 고정핀(341a)이 삽입되고, 고정핀(341a)이 폴딩 브래킷(320)의 일측에 형성된 홈(321)에 끼워짐으로써 결합된다. 그리고, 폴딩 샤프트(340)는 그 길이방향의 일정 구간에 일측[폴딩 브래킷(320)의 결합 방향]에서 타측을 향해 테이퍼진 테이퍼부(342)를 갖되, 테이퍼부(342) 내에 폴딩 샤프트(340)의 직경과 동일한 돌출부(343)를 가지며, 돌출부(343)의 일부분에 테이퍼부(342)와 동일 경사각으로 절단된 절단면(344)을 갖는다(도 15 내지 도 17 참조).
스위블 샤프트(350)는 하우징(310)의 경사각 방향으로 삽입되는 것으로서, 그 상단부가 폴딩 샤프트(340)의 테이퍼부(342)에 일정 간격(거의 접촉하는 간격)을 갖도록 배치된다. 따라서, 스위블 샤프트(350)의 상단부 일부분은 테이퍼부(342)와 폴딩 샤프트(340)의 테두리 사이에 형성되는 단차부위의 내부에 위치하게 된다. 그리고, 스위블 샤프트(350)의 상단부에는 테이퍼부(342)에 형성된 돌출부(343)가 끼워진 상태에서도 폴딩 샤프트(340)가 폴딩방향으로 회전 가능한 홈(351)이 형성된다(도 15 내지 도 17 참조).
따라서, 폴딩 샤프트(340)는 스위블 샤프트(350)의 상단부에 대해 폴딩방향으로 회전이 가능하다. 그런데, 폴딩 샤프트(340)의 스위블은 돌출부(343)가 스위블 샤프트(350)의 홈(351)에 끼워지지 않고 돌출부(343)의 절단면(344)이 홈(351)에 대면하는 상태인 제2 바디(120)가 개방된 상태에서는 가능하지만(도 16 참조), 돌출부(343)가 홈(351)에 끼워진 제2 바디(120)가 폐쇄된 상태에서는 불가능하다(도 17 참조).
또한, 스위블 샤프트(350)의 둘레면에는 후술할 볼(도시안됨)이 삽입됨에 따라 스위블 샤프트(370)가 스위블 방향으로 회전하는 각도를 제한하는 볼홈(352)이 형성된다.
제2 클러치수단(380)은 스위블 샤프트(350)를 향하여 전후진 되도록 설치되며 그 둘레면에 형성되는 볼홈(352)에 선택적으로 일부가 결합되는 볼(381)과, 볼(381)을 지지하는 와셔(382)와, 와셔(382)를 통해 볼(381)을 스위블 샤프트(350) 측으로 밀기 위한 스프링(383)과, 스프링(383)이 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 스프링 플레이트(384), 및 스프링 플레이트(384)를 하우징(310)에 고정하는 스크루(385)로 구성된다.
이 실시예의 회전방향 제한수단은 폴딩 샤프트(340)의 테이퍼부(342), 돌출부(343) 및 절단면(344)과, 스위블 샤프트(350)의 상단부에 형성된 홈(351) 간의 상호 작동관계를 통해 구현된다.
아래에서는, 상기와 같이 구성된 이 실시예에 따른 휴대용 단말기의 힌지장치의 작동관계를 설명한다.
먼저, 도 9와 같이 제2 바디(120)가 제1 바디(110)에 클로즈(폐쇄)된 상태에서는 제1 클러치수단(330)의 제2 캠(332)이 스프링(333)의 탄성력을 받아서 제1 캠(331)에 밀착된 상태가 된다. 따라서, 제1 캠(331)에 형성된 제1 파형면(331a)의 산형부와 골형부가 제2 캠(332)에 형성된 제2 파형면(332a)의 골형부와 산형부에 접촉되어 폴딩 브래킷(320)에 소정의 제동력이 발생된다. 이에 따라 폴딩 브래킷(320)에 결합된 폴딩 샤프트(340) 및 제2 바디(120)는 폴딩방향으로 일정이상의 회전력이 가해지지 않는 이상 회전하는 것이 억제된다.
또한, 제2 바디(120)가 제1 바디(110)에 클로즈된 상태에서는 폴딩 샤프트(340)의 돌출부(343)가 스위블 샤프트(350)의 홈(351)에 끼워져 있기 때문에, 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 우측방향으로 스위블시키는 것이 불가능하다.
이하에서는 제2 바디(120)를 제1 바디(110)로부터 상부방향인 폴딩방향으로 개방할 경우를 설명한다.
도 10과 같이 제2 바디(120)의 하방을 들어 올리면, 제2 바디(120)가 폴딩 샤프트(340)를 회전축으로 하여 폴딩방향으로 오픈된다. 오픈 동작 초기에는 제1 클러치수단(330)의 제1 캠(331)에 형성된 제1 파형면(331a)의 산형부가 제2 캠(332)에 형성된 제2 파형면(332a)의 골형부로부터 이탈하는 과정에서 저항력이 발생하나, 제1 파형면(331a)의 산형부가 제2 파형면(332a)의 산형부를 넘게 되면 다시 제2 바디(120)를 열리는 방향으로 미는 탄성력을 발생시킨다.
이에 따라 제2 바디(120)는 급속히 열리게 되고, 제2 바디(120)가 완전히 오픈된 상태에서는 다시 제1 캠(331)에 형성된 제1 파형면(331a)의 산형부와 골형부가 제2 캠(332)에 형성된 제2 파형면(332a)의 골형부와 산형부에 접촉되어 폴딩 샤프트(340)에 소정의 제동력이 발생된다. 따라서, 제2 바디(120)가 폴딩방향으로 오픈된 상태를 유지한다.
한편, 제2 바디(120)가 폴딩방향으로 오픈됨에 있어 150 ~ 160° 정도 오픈되기 때문에, 폴딩 샤프트(340)의 돌출부(343)가 스위블 샤프트(350)의 홈(351)에 끼워진 위치에 있지 않게 된다. 즉, 폴딩 샤프트(340)의 돌출부(343)가 스위블 샤프트(350)의 홈(351)에 끼워지지 않고 돌출부(343)의 절단면(344)이 홈(351)에 대면하는 상태에 있기 때문에, 폴딩 샤프트(340)가 스위블 샤프트(350)에 대해 우측방향으로 스위블 가능한 상태에 놓이게 된다. 그리고, 제2 바디(120)를 클로즈 시키는 동작은 상기의 과정과 역순으로 진행된다.
이하에서는 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 우측방향으로 스위블시켜 개방할 경우를 설명한다.
도 17과 같이 제2 바디(120)가 제1 바디(110)에 클로즈된 상태에서는 폴딩 샤프트(340)의 돌출부(343)가 스위블 샤프트(350)의 홈(351)에 끼워져 있기 때문에, 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 우측방향으로 스위블시키는 것이 불가능하다. 따라서, 도 16와 같이 제2 바디(120)가 제1 바디(110)에 오픈된 상태, 즉 폴딩 샤프트(340)의 돌출부(343)가 스위블 샤프트(350)의 홈(351)에 끼워지지 않고 돌출부(343)의 절단면(344)이 홈(351)에 대면하는 상태에서, 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 우측방향으로 스위블시켜 개방한다. 이때, 폴딩 샤프트(340)와 하우징(310)은 스위블 브래킷(370)에 고정된 스위블 샤프트(350)에 대해 동시에 우측방향으로 스위블 된다.
이렇게 스위블시켜 개방하다가, 볼(381)이 볼홈(352)에 삽입되면, 더 이상 회전하지 않고 제2 바디(120)가 가로보기 상태로 오픈된 상태를 유지한다. 이때, 제2 바디(120)는 150 ~ 160° 정도 오픈된 상태이고, 폴딩 샤프트(340)에 대해 수직상태가 아닌 경사진 상태의 스위블 샤프트(350)에 대해 스위블 시키기 때문에, 제2 바디(120)의 액정화면은 틸팅된 상태를 갖는다. 따라서, 가로보기 상태에서 액정화면을 별도로 틸팅시킬 필요가 없다. 그리고 제2 바디(120)를 클로즈 시키는 동작은 상기의 과정과 역순으로 진행된다.
[제2 실시예]
도 18은 이 발명의 제2 실시예에 따른 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치의 구성관계를 도시한 분해 사시도이고, 도 19는 도 18에 도시된 힌지장치의 일부분을 절개한 결합 사시도이며, 도 20은 도 18에 도시된 폴딩 샤프트와 스위블 샤프트의 상호 결합관계를 도시한 그래픽 처리 사시도이다.
이 실시예에 따른 휴대용 단말기의 힌지장치(400)는 폴딩 샤프트(440)와 스위블 샤프트(450) 간의 구속관계를 통해 제1 바디(110)에 대한 제2 바디(120)의 회전방향을 제한하는 회전방향 제한수단을 제1 실시예와 다르게 구성하고 하우징 커버가 불필요 하다는 것을 제외하고는 제1 실시예의 힌지장치(300)와 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소 및 이들 간의 작동관계에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 폴딩 샤프트(440)는 그 일측 단부에서 일정 길이만큼 길이방향에 대해 경사진 절개홈(441)을 갖는다. 이때, 경사진 절개홈(441)은 스위블 샤프트(450)가 폴딩 샤프트(340)에 대해 수직상태가 아닌 경사진 만큼 경사져 있다. 따라서, 폴딩 샤프트(440)가 스위블 샤프트(450)에 대해 스위블할 때에 경사진 절개홈(441) 부위가 스위블 샤프트(450)의 동일 원주면을 따라 회전한다.
스위블 샤프트(450)는 일부 둘레면을 따라 폴딩 샤프트(440)의 표면 일부분이 삽입되는 삽입홈(451)이 형성된다. 따라서, 폴딩 샤프트(440)는 삽입홈(451)에 삽입된 상태로 스위블 샤프트(450)와 표면 접촉하게 된다. 또한, 삽입홈(451)의 내부 둘레면 일부에는 걸림 돌출부(452)가 형성된다. 이러한 걸림 돌출부(452)는 폴딩 샤프트(440)가 스위블 샤프트(450)에 대해 스위블할 때에 경사진 절개홈(441) 에 끼워져 회전하도록 한다.
이 실시예의 힌지장치(400)는 폴딩 샤프트(440)의 표면 일부분이 스위블 샤프트(450)의 삽입홈(451)에 삽입된 상태, 또는 폴딩 샤프트(440)의 절개홈(441)에 스위블 샤프트(450)의 걸림 돌출부(452)가 끼워진 상태를 유지하므로, 스위블 샤프트(450)가 하우징(410)에서 이탈할 염려가 없으므로 별도의 하우징 커버가 불필요하다.
제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 폴딩시킬 때에는 폴딩 샤프트(440)가 스위블 샤프트(450)의 삽입홈(451)에 삽입된 상태이므로, 상부방향으로의 폴딩은 가능하지만, 우측방향의 스위블은 불가능하다. 이렇게 하여 폴딩이 완료되면, 폴딩 샤프트(440)의 경사진 절개홈(441)이 스위블 샤프트(450)의 걸림 돌출부(452)를 따라 우측방향으로 스위블 가능한 상태에 놓이게 된다. 따라서, 제2 바디(120)를 제1 바디(110)에 대해 폴딩한 상태에서 우측방향으로 스위블시킬 수 있다.
이상에서 이 발명의 휴대용 단말기의 힌지장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 통상의 2방향 개폐장치가 장착된 휴대용 단말기의 작동관계를 각각 나타낸 개념도이고,
도 2는 종래기술에 따른 휴대용 단말기의 2방향 개폐장치의 구성관계를 도시한 분해 사시도이고,
도 3 내지 도 8은 이 발명에 따른 휴대용 단말기의 힌지장치를 구현하기 위해 스위블 샤프트와 폴딩 샤프트 간의 경사각을 찾아가는 원리에 대한 도면들이고,
도 9 내지 도 11은 이 발명에 따른 힌지장치가 결합된 휴대용 단말기를 클로즈(close), 폴딩(folding), 스위블(swivel)시킨 상태를 여러 각도에서 각각 그래픽 처리한 개념도들이고,
도 12는 이 발명의 제1 실시예에 따른 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치의 구성관계를 도시한 분해 사시도이고,
도 13은 도 12에 도시된 힌지장치를 다른 방향에서 도시한 분해 사시도이고,
도 14는 도 12에 도시된 힌지장치의 일부분을 절개한 결합 사시도이고,
도 15는 도 12에 도시된 폴딩 샤프트와 스위블 샤프트의 상호 결합관계를 도시한 그래픽 처리 사시도이고,
도 16 및 도 17은 도 15에 도시된 폴딩 샤프트와 스위블 샤프트 간의 작동관계를 도시한 그래픽 처리 평면도이고,
도 18은 이 발명의 제2 실시예에 따른 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치의 구성관계를 도시한 분해 사시도이고,
도 19는 도 18에 도시된 힌지장치의 일부분을 절개한 결합 사시도이며,
도 20은 도 18에 도시된 폴딩 샤프트와 스위블 샤프트의 상호 결합관계를 도시한 그래픽 처리 사시도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
300 : 힌지장치 310 : 하우징
320 : 폴딩 브래킷 330 : 제1 클러치수단
340 : 폴딩 샤프트 350 : 스위블 샤프트
360 : 하우징 커버 370 : 스위블 브래킷
380 : 제2 클러치수단

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 제2 바디를 제1 바디와 연결하되, 상기 제2 바디가 폴딩(folding)된 세로보기 상태를 갖다가 필요에 따라 좌측 또는 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 가로보기 상태가 가능하도록 상기 제1 바디에 연결하는 휴대용 단말기의 힌지장치로서,
    수평방향으로 관통하고 수평방향에 대해 수직한 상태에서 경사각 방향으로 구멍을 갖는 하우징과,
    상기 제2 바디에 고정되는 폴딩 브래킷과,
    상기 하우징의 수평방향에 삽입 배치되어 상기 폴딩 브래킷이 폴딩방향으로 회전되지 않은 상태와 180° 미만의 각도로 회전된 상태에서 상기 폴딩 브래킷에 제동력을 가하기 위한 제1 클러치수단과,
    상기 제1 클러치수단을 관통하여 상기 하우징의 수평방향으로 삽입되어 일단이 상기 폴딩 브래킷에 결합되는 폴딩 샤프트와,
    상기 하우징의 경사각 방향으로 삽입되는 스위블 샤프트와,
    상기 스위블 샤프트의 단부에 결합되며 상기 제1 바디에 고정되는 스위블 브래킷, 및
    상기 폴딩 샤프트와 상기 스위블 샤프트 간의 구속관계를 통해 상기 제1 바디에 대한 상기 제2 바디의 회전방향을 제한하는 회전방향 제한수단을 포함하고,
    상기 회전방향 제한수단은 상기 폴딩 샤프트의 길이방향의 일정 구간에 일측에서 타측을 향해 테이퍼진 테이퍼부와, 상기 테이퍼부 내에 상기 폴딩 샤프트의 직경과 동일크기로 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부의 일부분에 상기 테이퍼부와 동일 경사각으로 절단된 절단면, 및 상기 돌출부가 선택적으로 끼워지도록 상기 스위블 샤프트의 상단부에 형성된 홈을 포함하며,
    상기 제2 바디가 상기 제1 바디에 클로즈된 상태에서는 상기 돌출부가 상기 홈에 끼워져 상부방향으로의 폴딩은 가능하지만 좌측 또는 우측방향의 스위블은 불가능하고, 상기 제2 바디가 폴딩된 세로보기 상태에서는 상기 돌출부가 상기 홈에 끼워지지 않고 상기 절단면이 상기 홈에 대면하는 상태에 있으므로 상기 제2 바디를 좌측 또는 우측방향으로 스위블 가능한 것을 특징으로 하는 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치.
  3. 제2 바디를 제1 바디와 연결하되, 상기 제2 바디가 폴딩(folding)된 세로보기 상태를 갖다가 필요에 따라 좌측 또는 우측방향으로 스위블(swivel)시켜 가로보기 상태가 가능하도록 상기 제1 바디에 연결하는 휴대용 단말기의 힌지장치로서,
    수평방향으로 관통하고 수평방향에 대해 수직한 상태에서 경사각 방향으로 구멍을 갖는 하우징과,
    상기 제2 바디에 고정되는 폴딩 브래킷과,
    상기 하우징의 수평방향에 삽입 배치되어 상기 폴딩 브래킷이 폴딩방향으로 회전되지 않은 상태와 180° 미만의 각도로 회전된 상태에서 상기 폴딩 브래킷에 제동력을 가하기 위한 제1 클러치수단과,
    상기 제1 클러치수단을 관통하여 상기 하우징의 수평방향으로 삽입되어 일단이 상기 폴딩 브래킷에 결합되는 폴딩 샤프트와,
    상기 하우징의 경사각 방향으로 삽입되는 스위블 샤프트와,
    상기 스위블 샤프트의 단부에 결합되며 상기 제1 바디에 고정되는 스위블 브래킷, 및
    상기 폴딩 샤프트와 상기 스위블 샤프트 간의 구속관계를 통해 상기 제1 바디에 대한 상기 제2 바디의 회전방향을 제한하는 회전방향 제한수단을 포함하고,
    상기 회전방향 제한수단은 상기 폴딩 샤프트의 표면 일부분이 삽입되도록 상기 스위블 샤프트의 일부 둘레면을 따라 형성된 삽입홈과, 상기 삽입홈의 내부 둘레면 일부에 형성된 걸림 돌출부와, 상기 걸림 돌출부가 선택적으로 끼워지도록 상기 폴딩 샤프트의 일측 단부에서 일정 길이만큼 길이방향에 대해 경사진 절개홈을 포함하며,
    상기 제2 바디가 상기 제1 바디에 클로즈된 상태에서는 상기 폴딩 샤프트의 표면 일부분이 상기 삽입홈에 삽입되어 상부방향으로의 폴딩은 가능하지만 좌측 또는 우측방향의 스위블은 불가능하고, 상기 제2 바디가 폴딩된 세로보기 상태에서는 상기 경사진 절개홈이 상기 걸림 돌출부를 따라 좌측 또는 우측방향으로 스위블 가능한 상태에 위치하는 것을 특징으로 하는 폴딩과 스위블의 기능을 갖는 휴대용 단말기의 힌지장치.
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JP2006177481A (ja) 2004-12-24 2006-07-06 Kantatsu Co Ltd ヒンジ装置及びヒンジ装置を用いた携帯電話機
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KR100693792B1 (ko) 2004-12-23 2007-03-12 정길석 휴대폰용 스윙 힌지 모듈

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