KR200319969Y1 - 휴대폰 힌지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휴대폰을 개폐시킬 때 발생되는 개폐충격을 스프링의 비틀림 응력을 이용하여 완충시키도록 함은 물론이고 그 크기를 콤팩트화 할 수 있는 휴대폰의 힌지장치에 관한 것이다.

종래의 힌지장치는 스프링(2)이 왕복캠 샤프트(4)의 길이보다 커야하고 왕복캠 샤프트(4)의 끝단과 하우징(1)의 단부벽 사이의 간격에 의해 스프링(2)이 압축될 수 있는 길이가 제한되어 소형화하는데 한계가 있었다.

특히 힌지장치의 내부에 스프링(2)이 설치되고, 또 스프링(2) 내부에 왕복캠(3) 및 왕복캠 샤프트(4)가 삽입되어 슬라이딩되고, 또 왕복캠 샤프트(4)의 내부에 회동캠 샤프트(7)와 완충 스프링(5)이 내장되도록 된 구조가 매우 복잡함에 따라 이를 제조하기 가 매우 난해한 단점이 있었다.

따라서 본 고안은 휴대폰의 일측 몸체에 결합되는 휴대폰의 일측 몸체에 결합 고정되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일단에 타측단을 향한 캠면을 갖고 회동되는 휴대폰 몸체와 일체로 회전도록 결합되는 회동캠과; 상기 샤프트상에서 왕복 이동가능하게 결합되며 회동캠의 캠면과 대응되는 캠면을 갖는 푸싱캠과; 상기 샤프트 단부 외측 둘레에 구성되어 일측단은 샤프트 단부에 결합된 스프링받이에 탄지되고 다른 일단은 상기 푸싱캠에 탄지되어 상기 푸싱캠을 회동캠쪽으로 가압하는 스프링과; 상기 스프링 내측의 샤프트 둘레에 설치되어 비틀림응력을 통해 회동캠의 회전력을 상쇄시키는 완충장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 고안의 휴대폰 힌지장치는 캠의 회전시 양측 텐션부재에 비틀림 응력이 발생하도록 구성되어 있으므로 캠면에 의한 개폐 속도를 상쇄시킴에 따라 개폐시 발생되던 충격을 최소화할 수 있고, 또 컴팩트한 구조를 가질 수 있는 효과가 있다.

Description

휴대폰 힌지장치{Mobile phone hinge device}

본 고안은 휴대폰의 힌지장치에 관한 것으로, 특히 휴대폰을 개폐시킬 때 발생되는 개폐충격을 완충 스프링의 비틀림 응력을 이용하여 완충시키도록 하고, 또그 크기를 콤팩트화 할 수 있는 휴대폰의 힌지장치에 관한 것이다.

종래의 휴대폰 힌지장치는 도 1에서와 같이 일측이 개방된 하우징(1)의 내부에 일측에 일체로 형성된 샤프트(4)를 통해 왕복캠(3)이 출몰가능하게 삽입되고, 하우징(1)의 단부벽과 왕복캠(3)의 사이에 스프링(2)을 탄력설치하여 그 텐션에 의해 왕복캠(3)이 개구부쪽으로 항상 돌출되도록 구성되어 있다. 또 왕복캠(3)에는 하우징(1)의 개구부방향으로 개구된 중공부를 갖고 그 내부에 완충 스프링(5)이 내장되며, 왕복캠의 개구부에는 회동캠(6)에 일체로 형성된 샤프트(7)가 삽입 결합된 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 되어 있는 종래의 휴대폰 힌지장치는 회동캠(6)을 회전시키게 되면 왕복캠 샤프트(4)가 스프링(2)을 압축시키면서 후퇴하게 되며 회전에 의해 양측 캠면의 돌출부가 서로의 단부를 지나게 되면 압축되었던 스프링(2)의 텐션에 의해 경사면을 따라 이동하게 되어 그 경사면 길이만큼 회전하게 되는데, 이때 왕복캠 샤프트(4) 내부에 설치된 완충 스프링(5)이 회동캠 샤프트(7)에 텐션을 가하기 때문에 그 회전속도를 감쇄시키게 된다. 따라서 회동캠(5)은 서서히 개폐되게 됨에 따라 휴대폰은 개폐시의 충격을 줄일 수가 있게 된다.

하지만, 이러한 종래의 힌지장치는 스프링(2)이 왕복캠 샤프트(4)의 길이 보다 커야하고 왕복캠 샤프트(4)의 끝단과 하우징(1)의 단부벽 사이의 간격에 의해 스프링(2)이 압축될 수 있는 길이가 제한되어 소형화하는데 한계가 있었다.

특히 힌지장치의 내부에 스프링(2)이 설치되고, 또 스프링(2) 내부에 왕복캠(3) 및 왕복캠 샤프트(4)가 삽입되어 슬라이딩되고, 또 왕복캠 샤프트(4)의내부에 회동캠 샤프트(7)와 완충 스프링(5)이 내장되도록 된 구조가 매우 복잡함에 따라 이를 제조하기 가 매우 난해한 단점이 있었다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 텐션부재, 즉 스프링의 텐션에 의해 회동캠의 캠면의 경사면에 의해 푸싱캠이 회전할 때 그 회전에 의해 동 완충 스프링이 비틀리면서 발생되는 비틀림 응력이 회동캠의 회전속도를 상쇄시키도록 함으로써 휴대폰의 개폐시 발생되는 충격을 완화시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 구조를 단순화시킴에 따라 제품의 소형화를 추구할 수 있고 또 제조가 용이하도록 하는데 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 힌지장치의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 분리 사시도.

도 3은 본 고안의 제 1실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 결합 단면도.

도 4는 본 고안의 제 2실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 분리 사시도.

도 5는 본 고안의 제 2실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 결합 단면도.

도 6은 본 고안의 제 3실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 텐션부재 구조도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 - 샤프트 11 - 회동캠

12 - 푸싱캠 14 - 스프링 슬라이드

141a,141b - 걸림턱 16 - 스프링

17,17a,17b - 완충 스프링

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은,

휴대폰의 일측 몸체에 결합 고정되는 샤프트와,

상기 샤프트의 일단에 타측단을 향한 캠면을 갖고 회동되는 휴대폰 몸체와 결합되는 회동캠과

상기 샤프트상에서 왕복 이동가능하게 결합되며 회동캠의 캠면과 대응되는 캠면을 갖는 푸싱캠과,

상기 샤프트 단부 외측 둘레에 구성되어 일측단은 샤프트 단부에 설치된 스프링받이에 탄지되고 다른 일단은 상기 푸싱캠에 탄지되어 상기 푸싱캠을 회동캠 쪽으로 가압하는 스프링과,

상기 스프링 내측의 샤프트 둘레에 일단은 푸싱캠에 탄지되고 다른 일단은 샤프트에 탄지되어 비틀림 응력을 통해 회동캠의 회전력을 상쇄시키는 완충장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 분리 사시도이고, 도 3은 본 고안의 제 1실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 결합 단면도이다.

도시된 바와 같이 샤프트(10)의 일측에는 회동캠(11)이 설치되어 있고, 회동캠(11)의 캠면과 대응되는 위치에 푸싱캠(12)이 설치된다. 푸싱캠(12)의 중앙부는 축공이 형성되어 이 축공에 샤프트(10)가 관통 결합된다. 따라서 푸싱캠(12)은 샤프트(10) 상에서 직선 왕복운동 가능하도록 되어 있다.

푸싱캠(12)을 관통하여 노출된 샤프트(10)의 단부에는 스프링받이(18)가 설치되어 있고, 이 스프링받이(18)와 푸싱캠(12)의 사이에는 텐션부재가 탄력 설치되어 푸싱캠(12)을 회동캠(11)으로 밀어붙이도록 되어 있다. 이때 텐션부재는 일반적인 압축 스프링(16)을 채택할 수도 있다.

또한 텐션부재의 내측 샤프트(10)상에는 완충장치, 즉 완충 스프링(17)이 설치되어 있는데, 그 일단은 샤프트(10)에 탄지되어 있고 다른 일단은 푸싱캠(12)에 탄지되어 있어 회동캠(11)이 회전하게 되면 완충 스프링(17)에 비틀림을 발생시켜 그 비틀림 응력에 의해 회동캠(11)의 회전속도가 감쇄되도록 되어 있다.

도 4는 본 고안의 제 2실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 분리 사시도이고, 도 5는 본 고안의 제 2실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 결합 단면도이다.

완충 스프링(17)의 텐션이 부족하게 되면 그 감쇄효과가 떨어지게 될 수도 있으므로 도 4, 도 5에서와 같이 두 개의 완충 스프링(17a)(17b)을 설치하면 더욱 효과적이다. 하지만 완충 스프링(17a)(17b)을 직렬로 설치하게 되면 그 완충 스프링(17a)(17b) 응력은 저감되기 때문에 병렬로 설치하는 것이 바람직하다.

이를 가능하도록 하기 위해 도 5에서와 같이 샤프트(10)의 중앙부에 이에 스프링 슬라이드(14)를 스플라인 결합하여 샤프트(10)상에서는 샤프트방향으로 약간의 유동이 가능하도록 설치되어 있으며, 그 둘레 양측에는 동일 방향의 걸림턱(141a)(141b)이 형성되어 있다. 참조번호 142a,142b는 스플라인 돌기 및 스플라인 홈이다.

그리고 스프링 슬라이드(14)의 양측에 권취방향이 반대인 완충 스프링(17a)(17b)이 탄력설치된다. 이 완충 스프링(17a)(17b)들의 일측단은 각각 슬라이드(14)의 걸림턱(141a)(141b)에 탄력지지되고, 일측 완충 스프링(17a)의 다른 일단은 스프링받이(18)에 탄지되고 다른 일측 완충 스프링(17b)의 다른 일단은 푸싱캠(12)에 탄력지지된다.

또한 이 두 텐션부재, 즉 완충 스프링(17a)(17b)은 권취방향이 반대방향을 이루어 수축하거나 신장될 때 비틀림에 의한 중앙부의 위치변화를 방지하도록 되어 있다.

여기서 회동캠(11)이 직각으로 회전하여 푸싱캠(12)과 회동캠(11)의 캠면의 돌출부가 서로 대응될 때, 그 점을 임계점이라 한다면, 이 임계점에 푸싱캠(12)과 회동캠(11)이 접하는 위치에서는 상기 양측 완충 스프링(17a)(17b)의 비틀림 응력은 제로(ZERO)가 되도록 설계할 수도 있다. 이는 회동캠(11)과 결합된 도면에 도시되지 않은 휴대폰의 폴더 개방될 때 개방시의 충격을 방지하는 완충작동을 함께 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이러한 힌지장치의 회동캠(11)이 설치된 쪽의 샤프트(10)단부가 휴대폰의 폴더에 결합되고, 푸싱캠(12)은 휴대폰의 몸체에 결합되게 된다. 물론 그 반대이어도 무방하다.

상기한 구조로 되어 있는 본 고안의 힌지장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

휴대폰의 일측몸체, 즉 폴더를 개방시키게 되면 이와 연결된 회동캠(11)이 회전하게 되어 푸싱캠(12)은 캠 경사면에 의해 스프링(16)를 압축시키면서 후퇴한다. 이때 이때 샤프트(10)와 스플라인결합된 스프링 슬라이드(14)도 회전하여 양측 완충 스프링(17),(17a)(17b)을 비틀게 된다. 비틀리는 양측 완충 스프링(17),(17a)(17b)은 양측 캠면의 돌출부, 즉 임계점에 위치하게 되면 완충 스프링(17,)(17a)(17b)의 비틀림 응력은 '제로(0)'가 되며, 임계점을 넘어가게 되면 캠면의 경사에 의해 자동적으로 회전하게 되고 양측 완충 스프링(17,)(17a)(17b)에는 비틀림 응력이 발생하게 된다. 이때 비틀림 응력은 캠면이 완전히 서로 일치되었을 때 가장크게 작용하게 되므로 회동캠(11)의 회전이 억제되게 된다. 결국 회동캠(11)의 회전력을 상쇄시킴에 따라 회동캠(11)과 결합된 폴더는 점차적으로 개방속도가 줄어들어 천천히 개방되게 되므로 그 충격이 최소화된다.

이와는 반대로 휴대폰을 닫기 위해 일측 몸체, 즉 폴더를 회전시키게 되면힌지장치의 회동캠(11)이 회전하게 되는데, 이때에도 캠면의 임계점까지는 인위적인 힘이 필요하고 그 이후에는 압축되었던 스프링(16)의 힘에 의해 푸싱캠(12)이 회동캠(11)을 밀어 그 경사면에 의해 자동 닫힘된다. 이때에도 회동캠(11)의 회전은 캠면의 임계점을 넘을 때까지만 필요로 하다.

이때에도 임계점 도달시 최소화되었던 양측 완충 스프링(17a)(17b)의 비틀림 응력이 임계점을 벗어나면서 점차 커지게 되어 푸싱캠(12)의 닫힘 회전력을 상쇄시킴에 따라 회동캠(11)과 연결되어 있는 폴더는 휴대폰 본체에 천천히 닫혀지게 되어 휴대폰 폴더가 몸체에 밀착될 때 발생되는 그 충격을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 고안의 제 3실시예에 따른 휴대폰 힌지장치의 텐션부재 구조도로서, 도시된 바와 같이 상기한 텐션부재 즉 스프링(16)을 자체 탄성력을 갖는 재질, 즉 고무, 러버와 같은 재질로 이루어진 텐션관체(26)로 구성할 수 있다. 즉 텐션관체(26)의 외부에 다수개의 탄성홈(261)이 형성되어 수축탄력성을 갖도록 한 것이다. 참조번호 262는 텐션관체(26)의 안정적으로 결합하는 걸림돌기 및 걸림홈이다.

이와 같이 텐션관체(26)는 일반적인 압축 스프링(16)보다 부드러운 텐션력을 보유하기 때문에 폴더의 닫힘속도를 보다더 부드럽게 이루어지도록 할 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 고안의 휴대폰 힌지는 캠의 회전시 샤프트상에 설치된 완충 스프링에 비틀림 응력이 발생하도록 구성되어 회동캠쪽으로 탄력이동하는 푸싱캠과 상기 푸싱캠 및 회동캠면의 경사각에 의해 개폐되는 회전속도를 상쇄시킴에 따라 개폐시 발생되던 충격을 최소화 할 수 있고, 또 컴팩트한 구조를가질 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 휴대폰의 일측 몸체에 결합되는 샤프트와;

   상기 샤프트의 일단에 타측단을 향한 캠면을 갖고 회동되는 휴대폰 몸체와 일체로 회전도록 결합되는 회동캠과;

   상기 샤프트상에서 왕복 이동가능하게 결합되며 회동캠의 캠면과 대응되는 캠면을 갖는 푸싱캠과;

   상기 샤프트 단부 외측 둘레에 구성되어 일측단은 샤프트의 단부에 결합된 스프링받이에 탄지되고 다른 일단은 상기 푸싱캠에 탄지되어 상기 푸싱캠을 회동캠쪽으로 가압하는 스프링과;

   상기 스프링 내측의 샤프트 둘레에 설치되어 비틀림응력을 통해 회동캠의 회전력을 상쇄시키는 완충장치로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰의 힌지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 완충장치는,

   상기 샤프트상에서 스플라인 결합되고 둘레에 걸림턱을 갖는 스프링 슬라이드와,

   상기 스프링 슬라이드의 양측에 감김 방향이 반대인 두개의 완충 스프링을 구비하여,

   각 완충 스프링의 일측단은 스프링 슬라이드의 각 걸림턱에 지지되고 각 완충 스프링의 다른 일단은 푸싱캠 및 스프링받이에 지지되어 구성된 것을 특징으로하는 휴대폰의 힌지장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링은,

   원통형상을 이루고 자체 탄성을 가진 재질로 이루어지며 그 둘레에 텐션구멍이 다수개 형성된 텐션관체인 것을 특징으로 하는 휴대폰 힌지장치.