KR20050006436A

KR20050006436A - 휴대용 단말기의 힌지 장치

Info

Publication number: KR20050006436A
Application number: KR1020030046150A
Authority: KR
Inventors: 이인환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-01-17

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기의 힌지 장치에 관한 것으로, 휴대용 단말기의 본체부와 폴더부를 회동 가능하도록 연결 고정하고, 상기 폴더부를 여닫는 회전각에 따른 회전 토크를 발생하기 위하여 걸림턱을 중심으로 상승 경사면과 하강 경사면을 갖는 회전캠과, 일정한 접촉력을 갖고 상기 회전캠과 접촉되어 상기 회전캠의 경사면을 따라 움직이는 캠돌기를 포함하는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서, 상기 회전캠에는 상승 경사면과 하강 경사면을 갖는 걸림턱이 상기 폴더부의 회전 범위 내에 2개 이상 형성됨으로서, 본체부에 대한 폴더부의 회전 범위 내의 2이상의 위치에서 폴더부를 안정적으로 개방 상태로 유지할 수 있도록 하며, 이에 따라 사용자는 여러 회전각으로 폴더부를 개방하여 사용자의 자세에 따라 편리하게 디스플레이 되는 화면을 바라볼 수 있도록 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 제공한다.

Description

휴대용 단말기의 힌지 장치 {HINGE APPARATUS OF MOBILE PHONE}

본 발명은 휴대용 단말기의 힌지 장치에 관한 것으로, 상세하게는 본체부에 대하여 접철되는 폴더부를 수개의 회전각에 대하여 안정되게 개방 상태로 유지할 수 있는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 관한 것이다.

도1 내지 도4는 종래의 휴대용 단말기의 힌지 장치의 구성을 나타낸 도면으로서, 도1은 종래의 휴대용 단말기의 구성을 나타낸 사시도, 도2는 도1의 힌지 장치의 구성을 나타낸 측면도, 도3은 도2의 회전캠의 형상을 평면에 전개한 형상 프로파일, 도4는 도1의 폴더부의 작동 범위를 설명하기 위한 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 휴대용 단말기는 정보를 입력하고 통신을 제어하는 본체부(10)와, 정보를 화상으로 출력하고 본체부(10)와 접철되어 본체부를 여닫을 수 있도록 형성된 폴더부(20)와, 본체부(10)에 대하여 폴더부(20)를 일정한 회전 범위 내에서 여닫을 수 있도록 연결 고정하는 힌지 장치(30)로 구성된다.

상기 본체부(10)는 그 일단의 양측에 힌지 장치(30) 및 중공 돌기(20d)의 삽입을 위하여 돌출된 2개의 돌출부(10c)를 갖고 통신 제어 등을 담당하는 회로부를 감싸도록 플라스틱으로 사출 형성된 본체 케이싱(15)과, 정보를 입력할 수 있도록 메뉴 버튼 및 다이얼 버튼 등으로 구성되어 본체 케이싱의 상면에 형성된 버튼 입력부(11)와, 음성 입력을 위하여 버튼 입력부의 하단에 형성된 송화부(12)와, 통신 신호를 송수신 하기 위하여 본체 케이싱의 상단부에 돌출 형성된 안테나(14)와, 회로부에 전원을 공급하기 위하여 본체 케이싱의 배면에 착탈가능하도록 형성된 배터리(13)로 구성된다.

상기 폴더부(20)는 단말기의 상태 및 메시지 등의 화상 정보를 디스플레이 하도록 액정화면(Liquid Crystal Display ; LCD)으로 형성된 화면부(21)와, 상기 화면부(21)를 보호하도록 화면부(21)를 감싸도록 플라스틱으로 사출 형성된 폴더 케이싱(23)과, 음성 신호가 출력되도록 폴더 케이싱(24)의 상단에 형성된 수화부(22)로 구성된다.

상기 힌지 장치(30)는 그 중심부에 삽입되는 회전축(34)과, 폴더부(20)의 여닫는 회전각에 따라 회전 토크를 발생하기 위하여 걸림턱(32a)을 중심으로 상승 경사면(32c)과 하강 경사면(32e)의 형상 프로파일을 갖는 회전캠(32)과, 회전캠(32)과 접촉되어 회전캠(32)의 경사면(32c,32e)등의 형상 프로파일을 따라 움직이는 캠돌기(31)와, 상기 회전캠(32)과 캠돌기(31)간의 일정한 접촉력을 갖도록 회전축(34)의 일단에 형성된 스프링 걸림판(34b)과 회전캠(32) 사이에 삽입되는 탄성체(33)와, 회전축(34)과 캠돌기(31)를 고정하기 위하여 회전축(34)에 형성된 핀홀(31b)과 캠돌기의 머리부(31a)에 형성된 결합공(31b)을 관통하여 체결되는핀(35)과, 상기와 같이 조립된 후 회전축(34) 주위를 감싸도록 형성된 중공 파이프 형상의 외곽샤시(36)로 구성된다.

또한, 상기 회전캠(32)에는 일반적으로, 도4에 도시된 바와 같이, 본체부(10)에 대한 폴더부(20)의 회전각이 약30도 정도의 위치에 걸림턱(32a)이 형성되며, 본체부(10)에 대하여 약 30도 이하의 폴더부(20)의 회전각 영역에서는 상승 경사면(32c)이 기울기가 급한 곡면으로 형성되고, 본체부(10)에 대하여 약 30도 이상의 폴더부(20)의 회전각 영역에서는 하강 경사면(32e)이 기울기가 완만한 곡면으로 형성된다. 폴더부(20)의 회전각이 약 150도가 되면 회전캠(32)의 형상 프로파일은 평탄한 면(32f)이므로 폴더부(20)는 더이상 회전되지 않고 약 150도까지만 개방된다.

상기와 같이 회전캠(32)에 형성된 걸림턱(32a)과 그 주위의 경사면(32c,32e)으로 인하여, 본체부(10)에 대하여 폴더부(20)를 걸림턱(32a)이 형성된 회전각보다 작게 개방된 상태에서는 폴더부(20)는 닫히도록 힘을 받으며, 본체부(10)에 대하여 폴더부(20)를 걸림턱(32a)이 형성된 회전각보다 크게 개방된 상태에서는 폴더부(20)는 열리도록 힘을 받아, 회전캠(32)과 맞물리는 캠돌기(31)는 도4의 150도 회전각까지 미끄러지게 되어 완전히 개방된 상태가 된다. 즉, 폴더부(20)의 회전 범위는 완전히 개방된 상태인 약150도가 된다.

상기와 같이 구성된 휴대용 단말기의 힌지 장치(30)는 사용자가 걸림턱(32a)이 형성된 회전각 이상으로 폴더부(20)를 개방시키면 폴더부(20)가 완전 개방되고, 걸림턱(32a)이 형성된 회전각 이하로 폴더부(20)를 개방시키면 폴더부(20)를 개방시키면 폴더부(20)가 닫히게 되어 사용자에게 폴더부(20)의 개폐에 있어서 편리성과 세련된 이미지를 심어주고 있다.

그러나, 최근 휴대용 단말기는 카메라 기능 및 멀티미디어 기능이 보강되면서 사용자가 원하는 각도에서 액정 화면(21)을 보여줄 필요성이 대두되고 있다. 종래의 힌지 장치의 종류로는 전술한 바와 같은 힌지 장치(30)이외에 프리 스탑(Free Stop) 힌지 기구가 있으나, 이는 폴더부(20)의 회전각 어디서나 멈출 수 있으나, 작은 하중에도 폴더부(20)가 휘청거려 원하는 각도에서 만족스럽게 고정시키지 못하는 문제점이 있었으며, 사용자에게 편리하도록 원하는 폴더부(20)의 회전각에서 폴더부(20)의 안정된 개방 상태를 유지할 필요성이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본체부에 대하여 접철되는 폴더부를 수개의 회전각에 대하여 안정되게 개방 상태로 유지할 수 있는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

도1 내지 도4는 종래의 휴대용 단말기의 힌지 장치의 구성을 나타낸 도면으로서,

도1은 종래의 휴대용 단말기의 구성을 나타낸 사시도

도2는 도1의 힌지 장치의 구성을 나타낸 측면도

도3은 도2의 회전캠의 형상을 평면에 전개한 형상 프로파일

도4는 도1의 폴더부의 작동 범위를 설명하기 위한 개략도

도5 내지 도9는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 단말기의 구성을 나타낸 도면으로서,

도5는 본 발명의 일실시예인 휴대용 단말기의 힌지 장치의 구성을 나타낸 측면도

도6은 도5의 힌지 장치의 설치 상태를 나타낸 휴대용 단말기의 분해 사시도

도7은 도5의 회전캠을 도시한 사시도

도8은 도5의 회전캠의 형상을 평면으로 전개한 형상 프로파일

도9는 도5의 회전캠의 또다른 형상을 평면으로 전개한 형상 프로파일

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

130: 힌지 장치 131: 캠돌기

132: 회전캠 132a: 걸림턱

132c: 상승 경사면 132e: 하강 경사면

132g: 안착골 133: 탄성체

124: 힌지 커버

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 휴대용 단말기의 본체부와 폴더부를 회동 가능하도록 연결 고정하고, 상기 폴더부를 여닫는 회전각에 따른 회전 토크를 발생하기 위하여 걸림턱을 중심으로 상승 경사면과 하강 경사면을 갖는 회전캠과, 일정한 접촉력을 갖고 상기 회전캠과 접촉되어 상기 회전캠의 경사면을 따라 움직이는 캠돌기를 포함하는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서, 상기 회전캠에는 형성된 상승 경사면과 하강 경사면을 갖는 걸림턱이 상기 폴더부의 회전 범위 내에 2개 이상 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 제공한다.

이는 상기 본체부에 대한 상기 폴더부의 회전 범위 내의 2이상의 위치에서 상기 폴더부를 안정적으로 개방 상태로 유지할 수 있도록 하기 위함이며, 상기 폴더부의 회전 범위는 통상 0도에서 150도 사이의 범위를 말한다.

이 때, 상기 걸림턱과 상기 걸림턱 주위의 상승 경사면과 하강 경사면의 형상은 기어(gear) 형상이나, 싸인 파형(sine wave) 형상으로 형성된 것이 효과적이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 단말기는 종래 휴대용 단말기에 비하여, 본체부(10) 및 힌지 장치(130)의 구성 등에 있어서는 동일 또는 매우 유사하며, 힌지 장치(130)의 회전캠(132)과 캠돌기(131)의 형상에 그 특징이 있으므로 이를 중심으로 상술하기로 한다.

도5 내지 도9는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 단말기의 구성을 나타낸 도면으로서, 도5는 본 발명의 일실시예인 휴대용 단말기의 힌지 장치의 구성을 나타낸 측면도, 도6은 도5의 힌지 장치의 설치 상태를 나타낸 휴대용 단말기의 분해 사시도, 도7은 도5의 회전캠을 도시한 사시도, 도8은 도5의 회전캠의 형상을 평면으로 전개한 형상 프로파일, 도9는 도5의 회전캠의 또다른 형상을 평면으로 전개한형상 프로파일이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 단말기의 힌지 장치(130)의 구성에 대하여 상술하기로 한다.

상기 회전캠(132)은 상승 경사면(132c)과 하강 경사면(132e)을 갖는 4개의 걸림턱(132a)이 형성되고, 각각의 걸림턱(132a)들 사이에는 안착골(132g)들이 형성된다. 회전캠(132)은 도7에 도시된 바와 같이 0도 내지 180도에 형성된 형상과, 180도 내지 360도에 형성된 형상이 동일하게 형성되는데, 이는 회전캠(132)의 조립시 어느 방향으로 끼워도 작동할 수 있도록 하는 조립의 편의를 위한 것이다.

회전캠(132)에 형성되는 걸림턱(132a)과 그 주위의 상승 경사면(132c)과 하강 경사면(132e)은 주기적으로 일정한 회전각마다 형성되어도 무방하며, 사용자가 액정 화면(121)을 보기에 편안한 각도에 폴더부(20)의 고정이 안정되도록 안착골(132g)들을 형성하여도 무방하다. 또한, 회전캠(132)에 형성되는 걸림턱(132a)과 그 주위의 경사면(132c,132e)은 그 형상이 급한 경사를 갖는 상승 경사면과 완만한 경사를 갖는 하강 경사면으로 형성될 수도 있으며, 금형 제작의 편의를 위하여 기어(gear)형상이나 싸인파(sine wave) 형상으로 형성될 수도 있다. 도9에는 회전캠(132)의 형상 프로파일의 일례로 기어 형상으로 형성된 회전캠의 프로파일이 백분의 일의 스케일로 도시되어 있다.

그리고, 상기 캠돌기(131)는 일정한 접촉력을 갖고 회전캠(132)에 형성된 곡면을 따라 움직이며, 회전캠(132)의 안착골(132g)에 삽입될 수 있을 정도의 크기를 갖는다. 여기서, 캠돌기(131)의 끝단(131c)은 회전캠(132)의 안착골(132g)에 삽입되어야 하므로 하나의 걸림턱이 형성되는 종래의 힌지 장치의 캠돌기(131)의 끝단의 크기에 비하여 그 크기는 작아진다. 그러나, 캠돌기(131)의 끝단(131c)은 일정값 이상의 강성을 가져야 하며, 휴대용 단말기의 폴더부(20)를 여닫는 과정에서 반복적인 피로 하중을 받게 되므로 피로 강도가 큰 소재를 사용하여 제조되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 힌지 장치는 사용자가 첫번째 걸림턱(132a')이 형성된 약 30도의 회전각보다 작은 회전각으로 폴더부(20)를 개방한 경우에는 종래와 마찬가지로 폴더부(20)는 다시 본체부(10)로 접히게 된다. 그리고, 첫번째 걸림턱(132a')보다는 크고 두번째 걸림턱(132a") 보다는 작은 회전각으로 폴더부(20)를 개방한 경우에는 캠돌기(131)는 첫번째 안착골(132g')에 안착되게 되어 폴더부(20)는 약 40도의 회전각 상태로 안정되게 개방된 상태가 된다. 마찬가지로 세번째 걸림턱(132a'")보다는 크고 네번째 걸림턱(132a"")보다는 작은 회전각으로 폴더부(20)를 개방한 경우에는 캠돌기(131)는 세번째 안착골(132g'")에 안착하게 되어 폴더부(20)는 약120도의 회전각 상태로 안정되게 개방된 상태가 된다. 또한, 본체부(10)에 대하여 폴더부(20)를 네번째 걸림턱(132a"")이 형성된 회전각보다 크게 개방된 상태에서는 폴더부(20)는 약 150도 회전각까지 미끄러지게 되어 완전히 개방된 상태가 된다.

상기 안착골(132g)의 위치는 사용자의 휴대용 단말기의 이용 자세에 따라 액정 화면(21)을 편리하게 볼 수 있는 각으로 결정하는 것이 효과적이다.

한편, 폴더 케이싱(24)은 그 일단의 중앙부에 힌지 장치(30)가 삽입될 수 있도록 돌출 형성된 폴더 돌출부(20c)와, 폴더 돌출부(20c)에 힌지 장치(30)를 삽입할 수 있도록 깊은 홈으로 형성된 폴더 힌지하우징(20a)과, 힌지 장치(30)가 장착되지 않는 폴더 돌출부의 일측면에 본체 힌지하우징(10a)에 삽입되도록 중공의 형상으로 돌출높이가 낮게 형성된 중공돌기(20d)를 구비한다.

즉, 본체 케이싱(15)의 일단에 돌출된 돌출부(10c)중 어느 한쪽에만 힌지 장치(30)가 삽입되고, 다른 쪽의 돌출부(10c)에는 폴더 돌출부(20c)의 측면에 형성된 중공돌기(20d)가 삽입된다. 나아가, 중공돌기(20d)가 삽입되는 돌출부(10c)를 통하여 폴더부(20)와 본체부(10)간의 신호전달을 위한 에프피시비(미도시)가 통과하게 된다.

그리고, 회전캠(132)의 측면에 형성된 평탄한 회전 방지면(132b)은 폴더부(20)의 폴더 힌지하우징(20a)의 힌지 걸림면(20b)과 접하여 삽입되도록 조립되어, 폴더부(20)의 움직임과 연동되어 함께 회전캠(132)은 회전하게 된다. 그리고 캠돌기 머리부(131a)의 측면에 형성된 평탄한 회전 방지면(131a)은 본체부(10)의 본체 힌지하우징(10a)의 힌지 걸림면(10b)과 접하여 삽입되도록 조립되어, 본체부(10)의 움직임과 연동되어 함께 캠돌기(131)는 회전하게 된다.

상기와 같은 휴대용 단말기의 힌지 장치(130)를 조립하는 공정은 다음과 같다. 즉, 본체부(10)와 폴더부(20)의 주요 부품을 각각 조립한 후, 전술한 힌지 장치(30)를 조립하여 폴더부(20)의 폴더 힌지하우징(20a)에 삽입한다. 폴더 힌지하우징(20a)에 삽입되면, 힌지 장치(30)의 캠돌기(131)만 폴더 돌출부(20c)의 폴더 힌지하우징(20a)에 돌출되고, 나머지 힌지 장치(130)는 모두 폴더 힌지하우징(20a)에삽입된 형태가 된다. 그 다음, 돌출된 캠돌기(131)를 압입하여 본체부(10)의 본체 힌지하우징(10a)에 돌출된 캠돌기(131)를 삽입함으로서 조립이 완료된다.

여기서, 회전캠(132)은 폴더부(20)의 폴더 힌지하우징(20a)에 삽입 설치되며, 캠돌기(131)는 본체부(10)의 본체 힌지하우징(10a)에 삽입 설치된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 휴대용 단말기의 힌지 장치에 관한 것으로, 힌지 장치의 회전캠에 상승 경사면과 하강 경사면을 갖는 걸림턱을 상기 폴더부의 회전 범위 내에 2개 이상 형성함으로서, 본체부에 대한 폴더부의 회전 범위 내의 2이상의 위치에서 폴더부를 안정적으로 개방 상태로 유지할 수 있도록 하며, 이에 따라 사용자는 여러 회전각으로 폴더부를 개방하여 사용자의 자세에 따라, 특히 상대적으로 장시간 소요되는 멀티미디어 서비스를 이용하는 경우에는 더욱더 편리하게 디스플레이 화면을 바라볼 수 있도록 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치를 제공한다.

Claims

휴대용 단말기의 본체부와 폴더부를 회동 가능하도록 연결 고정하고, 상기 폴더부를 여닫는 회전각에 따른 회전 토크를 발생하기 위하여 걸림턱을 중심으로 상승 경사면과 하강 경사면을 갖는 회전캠과, 일정한 접촉력을 갖고 상기 회전캠과 접촉되어 상기 회전캠의 경사면을 따라 움직이는 캠돌기를 포함하는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서,

상기 캠돌기에는 상승 경사면과 하강 경사면을 갖는 걸림턱이 상기 폴더부의 회전 범위 내에 2개 이상 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제 1항에 있어서,

상기 걸림턱과 상기 걸림턱 주위의 상승 경사면과 하강 경사면의 형상은 기어(gear) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.
제 1항에 있어서,

상기 걸림턱과 상기 걸림턱 주위의 상승 경사면과 하강 경사면의 형상은 싸인 파형(sine wave) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 힌지 장치.