KR100970980B1 - 이동통신 단말기용 힌지모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 본체부에 대해 디스플레이부를 회전가능하게 하는 힌지모듈에 있어서, 상기 본체부에 결합되는 고정플레이트와, 상기 디스플레이부에 결합되는 회전플레이트와, 상기 회전플레이트와 대향하는 상기 고정플레이트의 면 상에 고정되고 일측에서 타측으로 갈수록 넓어지게 형성되며 일측에 오목한 제1정지면과, 타측에 오목한 제2정지면이 각각 마련되어 전체적으로 곡선의 측면을 형성하는 캠과, 일 평면상에서 굴곡지게 형성되어 상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트 사이에 배치되고 양단부가 상기 회전플레이트에 결합되는 스프링과, 상기 스프링의 중앙부와 결합하여 탄력 지지받으며 상기 캠의 측면을 따라 이동하면서 상기 제1정지면 또는 상기 제2정지면에 안착되는 슬라이더를 포함하며, 상기 캠의 중심에서 상기 제1정지면까지의 거리는 상기 캠의 중심에서 상기 제2 정지면까지의 거리보다 길게 형성되는 이동통신 단말기용 힌지모듈에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 의하면, 두께가 얇은 힌지모듈을 구성할 수 있어 슬림화된 이동통신 단말기를 제작할 수 있으며 힌지모듈의 부품을 단순화하여 제작비를 절감할 수 있다.

플레이트, 평면 캠, 슬라이더, 스프링

Description

이동통신 단말기용 힌지모듈{hinge module for portable terminal}

본 발명은 휴대용 단말기 스윙모듈에 관한 것으로서, 특히 단말기의 작동을 제어하는 본체부와 이 본체부로부터 인가되는 작동신호를 표시하는 디스플레이부 사이에 매개되어 본체부로부터 디스플레이부가 소정의 각도로 회전되는 경우 자동으로 회전되는 스윙 힌지모듈에 관한 것이다.

"이동통신 단말기"라 함은 사용자가 휴대하면서 상대방과 무선통신을 수행할 수 있는 장치를 의미한다. 이러한 이동통신 단말기는 외형 및 작동상태에 따라 바 타입(bar-type), 플립 타입(flip-type), 폴더 타입(folder-type) 슬라이드 타입(slide-type) 및 스윙 타입(swing-type)으로 분류된다.

최근의 이동통신 단말기는 휴대성을 만족하기 위한 슬림화와 함께 다양한 정보전달을 위한 넓은 디스플레이부가 동시에 요구된다. 이러한 요구에 맞춰 디스플레이부가 본체부에 겹쳐져 결합되고, 사용시 디스플레이부를 횡방향으로 돌려 사용하는 스윙 타입의 단말기가 개발되었다.

이러한 스윙 타입의 단말기의 본체부와 디스플레이부에 사용되는 힌지모듈은 일반적으로 본체부로부터 디스플레이부를 일정각도 회전시키면, 디스플레이부가 자동으로 회전하여 단말기가 사용가능한 상태가 되는 반자동 힌지모듈이 사용된다.

이러한 이동통신 단말기용 힌지모듈에 관한 선행기술이 한국실용신안공개공보 제20-2006-0015359호 "이동통신단말기의 스윙 힌지모듈"에 개시되어 있다.

이 선행 기술은 보스부의 외주면에 회전가능하게 결합되는 캠이 형성되는 캠 플레이트와 캠을 가압하는 수개의 압축스프링과 보스부가 형성되는 바디로 구성되어 있어, 디스플레이부에 결합되는 캠 플레이트가 회전하면 캠 플레이트에 결합되는 캠이 압축스프링의 힘을 받으며 회전하도록 구성되어 있다.

이 선행기술은 캠의 주위에 설치된 수개의 압축스프링에 의하여 회전하는 캠의 측면의 형상에 대응하여 힘을 발생시켜 반자동으로 디스플레이부를 회전시키킴으로 사용이 편리한 장점이 있다.

다만, 수개의 압축스프링의 설치되는 별도의 공간이 바디 내에 필요하므로 힌지모듈이 전체적으로 슬립화되지 못하는 문제점이 있다. 또한, 수개의 압축 스프링을 바디 내에 결합한 뒤 캠을 고정하여야 하는바 제조공정이 복잡하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 힌지모듈의 부품을 두께를 줄여 슬림화 힌지모듈을 제공하는 것과 관련이 있으며, 힌지모듈의 부품을 단순화하여 제작비 낮춘 것과 관련된다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 이동통신 단말기의 본체부에 대해 디스플레이부를 회전가능하게 하는 힌지모듈에 있어서, 상기 본체부에 결합되는 고정플레이트와, 상기 디스플레이부에 결합되고 상기 본체부를 상대로 회전가능하게 마련되는 회전플레이트와, 상기 회전플레이트와 대향하는 상기 고정플레이트의 면 상에 고정되고 일측에서 타측으로 갈수록 넓어지게 형성되며 일측에 오목한 제1정지면과 타측에 오목한 제2정지면이 각각 마련되어 전체적으로 곡선의 측면을 형성하는 캠과, 일 평면상에서 굴곡지게 형성되어 상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트 사이에 배치되고, 양단부가 상기 회전플레이트에 결합되는 스프링과, 상기 스프링의 중앙부와 결합하여 탄력 지지받으며 상기 캠의 측면을 따라 이동하면서 상기 제1정지면 또는 상기 제2정지면에 안착되는 슬라이더를 포함하며, 상기 캠의 중심에서 상기 제1정지면까지의 거리는 상기 캠의 중심에서 상기 제2 정지면까지의 거리보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캠은 상기 제1정지면과 상기 제2정지면의 사이에 상기 캠의 중심에서부터 거리가 가장 긴 임계면을 포함하며, 상기 스프링은 상기 슬라이더가 상기 임계면을 이동할 때 최대로 인장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링은 원호 형상으로 형성되어 상기 캠의 측면을 따라 이동하는 상기 슬라이더와 결합되는 인장 스프링과, 상기 인장 스프링의 양단부로부터 각각 연장되며 오목하고 볼록한 원호 형상의 패턴이 복수회 반복되어 신축하면서 탄성 변형을 허용하는 만곡부를 포함하며, 상기 만곡부는 상호 평행하게 형성되어 상기 만곡부의 단부가 상기 회전플레이트에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬라이더는 상기 인장 스프링과 결합되게 원호 형상으로 이루어지며, 상기 슬라이더의 중앙부로부터 연장되어 상기 캠의 측면과 접촉하는 돌출부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬라이더에는 상기 회전플레이트측으로 돌출되어 상기 만곡부와 평행을 이루는 적어도 하나 이상의 안내돌기가 마련되며, 상기 회전플레이트에는 상기 안내돌기에 대응되며 상기 만곡부와 평행을 이루는 안내홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정플레이트에는 중심에서 이격되어 관통된 장공이 마련되고, 상기 장공의 형성 방향을 따라 왕복하는 제1스토퍼가 마련되며, 상기 회전플레이트는 상기 제1스토퍼에 의하여 회전이 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전플레이트에는 상기 제1스토퍼와 접촉하여 상기 회전플레이트의 회전을 제어하는 제2스토퍼가 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의한 이동통신 단말기용 힌지모듈은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 평면 캠, 슬라이더, 인장 스프링 등, 얇은 힌지모듈의 부품을 사용하여 슬림화된 이동통신 단말기용 힌지모듈을 제작할 수 있다.

둘째, 힌지모듈의 구성요소를 평면 캠과 인장 스프링 및 슬라이더 등으로 최소화하여 힌지모듈의 생산비를 낮출 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면의 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기용 힌지모듈이 채용된 이동통신 단말기의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기용 힌지모듈의 분해 사시도이다.

이하 도 1 및 도 2에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

이동통신 단말기용 힌지모듈은 이동통신 단말기의 본체부(10)와 외측면에서 결합하는 고정플레이트(100), 이동통신 단말기의 디스플레이부(20)와 외측면에서 결합하는 회전플레이트(300)와 회전플레이트(300)의 회전을 제어하는 구성요소인 캠(200), 스프링(310) 및 슬라이더(320)로 구성되어 있다.

고정플레이트(100)는 이동통신 단말기의 본체부(10)에 고정되며, 그 중앙에 이동통신 단말기(50)의 본체부(10)로부터 인가되는 신호가 전달되는 연결수단이 배치되는 홀이 형성되어 있다.

또한, 고정플레이트(100)의 일측 모서리에는 후술하는 제1스토퍼(130)의 이동을 안내하는 장공(120)이 사선방향으로 형성된다.

고정플레이트(100)의 내측면에는, 본체부(10)의 신호를 전달하는 연결수단이 배치되는 홀(240)이 형성되는 캠(200)이 결합되어 있으며, 홀(240)을 관통하여 본체부에서 인가되는 신호가 디스플레이부로 전달되는 연결수단이 위치하며, 홀(240)은 회전플레이트에 결합되는 부싱(400)이 끼워진다.

캠(200)의 형상은 홀(240)의 중심축을 기준으로 양 측면에 오목하게 활처럼 휘어진 정지면(210, 220)이 형성된다.

정지면(210, 220)은 캠 선도에서 0°의 회전각과 180°의 회전각에 대응하여 나타나며, 이 중 0°의 회전각에 대응하여 나타나는 정지면을 제1정지면(210)이라하고, 180°의 회전각에 대응하여 나타나는 정지면을 제2정지면(220)라 한다.

또한, 캠 선도 상에서 홀(240)의 중심축에서 가장 높은 위치에 형성된 점을 임계면(230)이라 한다.

이때, 캠(200)의 제1정지면(210)은 제2정지면(220) 보다 홀(240)의 중심축으로부터 높이가 높게 형성되며, 제2정지면(220)은 제1정지면(210) 보다 홀(240)의 중심축으로부터 높이가 낮게 형성된다.

또한, 캠(200) 선도상에서 0°와 180°회전각 사이에 임계면(230)이 형성되며, 이 임계면(230)의 위치는 사용상태에 따라 다른 위치에 형성될 수 있으나, 이동통신 단말기 사용시 오작동을 피하고 사용자에게 회전감을 줄 수 있도록, 캠 선도 상에 30°의 회전각에 대응하여 형성하는 것이 바람직하다.

캠(200)의 형상은 다양하게 형성될 수 있으나, 힌지모듈(50)을 슬림하게 구성하기 위해서는 평면 캠을 사용하는 것이 바람직하다.

회전플레이트(300)는 이동통신 단말기의 디스플레이부(20)와 고정되며, 중앙에 부싱(400)이 끼워지는 부싱홀(330)이 형성되며, 이 부싱(400)은 캠(200)에 형성된 홀(240)에 끼워져 회전플레이트(300)를 회전가능하게 한다.

또한, 회전플레이트(300)는 슬라이더(320)의 이동을 돕기 위하여 안내홈(340)이 형성되며, 회전플레이트(300)의 내측면에는 제1스토퍼(130)와 부싱홀(330)의 중심축을 기준으로 반대방향에 회전플레이트(300)의 회전을 제어하는 제2스토퍼(350)가 결합되어 있다.

회전플레이트(300)의 내측면에는 스프링(310)이 구비되어 있으며, 스프링(310)에는 슬라이더(320)가 결합되며, 슬라이더(320)는 캠(200)의 측면 즉, 캠(200)의 프로파일과 맞닿도록 결합된다.

또한, 제2스토퍼(350)는 회전플레이트(300)가 약 180°정도 회전하는 경우, 제1스토퍼(130)와 만나도록 회전플레이트(300)의 내측면에 부싱홀(330)을 기준으로 반대되는 위치에 결합되어 있다.

스프링(310)은 슬라이더(320)의 움직임에 따라 인장, 수축되어 캠(200)에 슬라이더(320)를 통하여 압축력 및 복원력을 전달하는 것으로, 인장 및 수축을 용이하게 할 수 있도록 인장 스프링을 사용하는 것이 바람직하며 양단에 하나 이상의 만곡부(315)를 형성하여 스프링(310)에 결합된 슬라이더(320)의 유동이 원활하도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 만곡부(315)는 인장 스프링(310)을 U자 형태로 연속하여 구부려 형성된다.

슬라이더(320)는 스프링(310)의 중단에 결합되어 캠(200)의 프로파일과 접하며, 회전플레이트(300)의 회전에 따라 캠(200)의 프로파일을 따라 이동한다.

슬라이더(320)가 캠(200)의 프로파일 상에서 이동시 발생하는 마찰을 줄이기 위하여 슬라이더(320)의 일측부에 캠(200) 방향으로 돌출부(324)를 형성하여 캠(200)과 닿는 면적을 줄이는 것이 바람직하다.

또한, 슬라이더(320) 상에는 회전플레이트(300) 방향으로 회전플레이트(300)에 형성된 안내홈(340)에 끼워져 이동가능하도록 안내돌기(328)가 형성된다.

회전플레이트(300)가 회전을 하는 경우, 이동통신 단말기용 힌지모듈의 회전플레이트(300)의 회전각도에 따른 작동도인 도 3 내지 도 6을 통해 살펴보면 힌지모듈의 구성요소인 스프링(310), 슬라이더(320) 및 캠(200)은 다음과 같은 작용을 한다.

우선 슬라이더(320)의 돌출부(324)가 제1정지면(210)에 위치한 경우 즉, 회전플레이트(300)가 회전하고 있지 않은 경우를 도 3의 작동도를 통해 살펴보면 다음과 같다.

스프링(310)은 인장된 상태로 슬라이더(320)와 결합하고, 슬라이더(320)는 캠(200)의 제1정지면에 결합되어 있다. 따라서 스프링(310)의 인장력은 슬라이더(320)를 통해 캠(200)에 전달된다.

이 상태에서 회전플레이트(300)를 회전시키려면 회전플레이트(300)가 결합되는 디스플레이부(20)에 토크를 지속적으로 가하여야 한다.

또한, 회전플레이트(300)가 30°정도 회전한 경우 즉, 슬라이더(320)의 돌출부(324)가 캠(200)의 측면, 즉 캠의 프로파일에 형성되는 임계면(230)에 닿는 경우를 도 4의 작동도를 통해 살펴보면 다음과 같다.

회전플레이트(300)가 회전을 시작하여 슬라이더(320)의 돌출부(324)가 캠(200)의 프로파일 상에 형성된 임계면(230)에 위치한 경우, 슬라이더(320)에 결합된 스프링(310)은 가장 크게 인장되고, 이러한 스프링(310)이 발생하는 복원력은 슬라이더(320)를 통하여 평면 캠(200) 작용한다.

따라서, 회전플레이트(300)가 30°회전될때까지 디스플레이부(20)에 가장 큰 토크가 필요하게 된다.

회전플레이트(300)가 30°를 넘어 회전을 하는 경우 슬라이더(320)와 캠(200)의 작용을 도 5 및 도 6을 통해 살펴보면 다음과 같다.

슬라이더(320)의 돌출부(324)가 캠(200)의 임계면(230)을 지난 경우, 스프링(310)은 임계면(230)에 있는 상태에서 수축이 되기 시작한다. 따라서, 이 상태에서는 스프링(310)은 복원력을 발생시키며, 이 복원력에 회전모멘트가 더하여져 스 스로 회전하게 된다.

마지막으로 슬라이더(320)의 돌출부(324)가 제2정지면(220)에 있는 경우, 즉 회전플레이트(300)가 180°회전한 경우에는 슬라이더(320)에 결합되는 스프링(310)은 최소한의 인장상태를 이루게 된다.

또한, 회전플레이트(300)가 약 180°회전한 경우 제1스토퍼(130)와 제2스토퍼(350)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

회전플레이트(300)가 약 180°회전하면 제1스토퍼(130)와 제2스토퍼(350)는 만나게 되며 장공(120)에 결합되는 제1스토퍼(130)는 제2스토퍼(350)에 밀려 장공(120)을 따라 슬라이딩된다.

이때, 회전플레이트(300)의 운동에너지의 일부가 제1스토퍼(130)의 이동에 따른 운동 에너지로 변환되어 회전플레이트(300)의 회전 가속도는 감소하게 된다.

또한, 제1스토퍼(130)가 장공(120)상에서 이동하여 장공(120)의 끝에 닿는 경우, 제1스토퍼(130)와 맞닿는 제2스토퍼(350)는 더 이상 회전을 할 수 없게 되어 회전이 멈추게 된다.

이러한 장공(120) 상에서의 제1스토퍼(130)의 운동에 의한 회전플레이트(300)의 회전속도의 감소는 급격한 회전플레이트(300)의 가속도 변화를 줄여주므로 이동통신 단말기의 디스플레이부(20)를 보호한다.

또한 제1스토퍼(130)에 탄성편을 구비되어 장공 상에서 제1스토퍼가 이동 하는 경우 탄성편이 소리를 내어 회전이 끝남을 알 수 있다.

도 7은 이동통신 단말기용 힌지모듈(50)이 채용된 이동통신 단말기의 사용상태도이다.

사용상태도에 의하면 사용자는 본체부(10)에 결합된 디스플레이부(20)를 좌우측으로 회전하여 사용하며, 회전시 회전각도에 따른 회전감을 느낄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기용 힌지모듈이 채용된 이동통신 단말기의 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기용 힌지모듈의 분해 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 이동통신 단말기용 힌지모듈의 회전플레이트가 회전하기 전의 작동도.

도 4는 도 2에 도시된 이동통신 단말기용 힌지모듈의 회전플레이트가 30°회전한 경우의 작동도.

도 5는 도 2에 도시된 이동통신 단말기용 힌지모듈의 회전플레이트가 90°회전한 경우의 작동도.

도 6은 도 2에 도시된 이동통신 단말기용 힌지모듈의 회전플레이트가 180°회전한 경우의 작동도.

도 7은 도 2에 도시된 이동통신 단말기용 힌지모듈이 채용된 이동통신 단말기의 사용상태도.

<도면의 주요부분의 간단한 설명>

10; 본체부

20; 디스플레이부

50; 힌지모듈

100; 고정플레이트

120; 장공

130; 제1스토퍼

200; 평면 캠

300; 회전플레이트

310; 스프링

320; 슬라이더

330; 부싱홀

350; 제2스토퍼

Claims (7)

1. 이동통신 단말기의 본체부에 대해 디스플레이부를 회전가능하게 하는 힌지모듈에 있어서,

   상기 본체부에 결합되는 고정플레이트;

   상기 디스플레이부에 결합되고 상기 본체부를 상대로 회전가능하게 마련되는 회전플레이트;

   상기 회전플레이트와 대향하는 상기 고정플레이트의 면 상에 고정되고, 일측에서 타측으로 갈수록 넓어지게 형성되며, 일측에 오목한 제1정지면과, 타측에 오목한 제2정지면이 각각 마련되어 전체적으로 곡선의 측면을 형성하는 캠;

   일 평면상에서 굴곡지게 형성되어 상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트 사이에 배치되고, 양단부가 상기 회전플레이트에 결합되는 스프링;

   상기 스프링의 중앙부와 결합하여 탄력 지지받으며 상기 캠의 측면을 따라 이동하면서 상기 제1정지면 또는 상기 제2정지면에 안착되는 슬라이더;를 포함하며,

   상기 캠의 중심에서 상기 제1정지면까지의 거리는 상기 캠의 중심에서 상기 제2 정지면까지의 거리보다 길게 형성되는 이동통신 단말기용 힌지모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 캠은 상기 제1정지면과 상기 제2정지면의 사이에 상기 캠의 중심에서부터 거리가 가장 긴 임계면을 포함하며,

   상기 스프링은 상기 슬라이더가 상기 임계면을 이동할 때 최대로 인장되는 이동통신 단말기용 힌지모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스프링은,

   원호 형상으로 형성되어 상기 캠의 측면을 따라 이동하는 상기 슬라이더와 결합되는 인장 스프링과,

   상기 인장 스프링의 양단부로부터 각각 연장되며, 오목하고 볼록한 원호 형상의 패턴이 복수회 반복되어 신축하면서 탄성 변형을 허용하는 만곡부를 포함하며,

   상기 만곡부는 상호 평행하게 형성되어 상기 만곡부의 단부가 상기 회전플레이트에 고정되는 이동통신 단말기용 힌지모듈.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 슬라이더는 상기 인장 스프링과 결합되게 원호 형상으로 이루어지며, 상기 슬라이더의 중앙부로부터 연장되어 상기 캠의 측면과 접촉하는 돌출부가 더 포함되는 이동통신 단말기용 힌지모듈.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 슬라이더에는 상기 회전플레이트측으로 돌출되어 상기 만곡부와 평행을 이루는 적어도 하나 이상의 안내돌기가 마련되며,

   상기 회전플레이트에는 상기 안내돌기에 대응되며 상기 만곡부와 평행을 이루는 안내홈이 형성되는 이동통신 단말기용 힌지모듈.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정플레이트에는 중심에서 이격되어 관통된 장공이 마련되고, 상기 장공의 형성 방향을 따라 왕복하는 제1스토퍼가 마련되며,

   상기 회전플레이트는 상기 제1스토퍼에 의하여 회전이 제어되는 이동통신 단말기용 힌지모듈.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 회전플레이트에는 상기 제1스토퍼와 접촉하여 상기 회전플레이트의 회전을 제어하는 제2스토퍼가 포함되는 이동통신 단말기용 힌지모듈.

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