KR20060045920A - 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치 - Google Patents

휴대용 단말기의 이축 힌지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 힌지축과, 상기 제1 힌지축의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축을 제공하고, 휴대용 단말기를 구성하는 제1 및 제2 하우징을 상기 제1, 제2 힌지축 각각에 대하여 회전 가능하게 결합시키는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서, 고정성 하우징; 상기 고정성 하우징과 대면한 상태로 결합되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 회전성 하우징; 및 상기 회전성 하우징의 일측면에 결합되어 상기 제1 힌지축을 제공하는 힌지 하우징을 구비하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 이축 힌지 장치는 한 쌍의 하우징을 서로 수직하는 한 쌍의 힌지축 각각에 대하여 회전 가능하게 결합시킴으로써, 한 쌍의 하우징을 서로의 측방향에 나란하게 위치시킬 수 있게 한다. 따라서, 디스플레이 장치를 횡방향으로 길게 위치시켜 영화, 게임, TV 시청 등 멀티미디어 서비스 이용이 편리하고, 다양한 형태의 정보 단말기를 구성하기 용이하게 되었다.
단말기, 이축 힌지, 회전성 하우징, 구동 돌기, 스토퍼

Description

휴대용 단말기의 이축 힌지 장치 {DUAL AXIS HINGE APPARATUS FOR PORTABLE TERMINAL}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치를 나타내는 분리 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 이축 힌지 장치를 다른 방향에서 바라본 모습을 나타내는 분리 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 이축 힌지 장치의 힌지 하우징 내부 구성을 나타내는 일부 절개 사시도,
도 4는 도 1에 도시된 이축 힌지 장치가 단말기에 결합된 모습을 나타내는 사시도,
도 5는 도 1에 도시된 이축 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기를 나타내는 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 휴대용 단말기의 제2 하우징이 제1 힌지축에 대하여 회전하는 모습을 나타내는 사시도,
도 7은 도 5에 도시된 휴대용 단말기의 제2 하우징이 제1 힌지축에 대하여 회전한 후, 제2 힌지축에 대하여 회전하는 모습을 나타내는 사시도,
도 8은 도 5에 도시된 휴대용 단말기의 제2 하우징이 제1 힌지축에 대하여 회전한 후, 제2 힌지축에 대하여 완전히 회전한 모습을 나타내는 사시도,
도 9는 본발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치를 나타내는 분리 사시도,
도 10은 도 9에 도시된 이축 힌지 장치를 일부 절개하여 나타내는 조립 사시도,
도 11은 도 9에 도시된 이축 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기를 나타내는 사시도,
도 12는 도 11에 도시된 휴대용 단말기의 제2 하우징이 제1 힌지축에 대하여 회전한 모습을 나타내는 사시도,
도 13은 도 12에 도시된 휴대용 단말기의 제2 하우징이 제2 힌지축에 대하여 회전한 모습을 나타내는 사시도.
본 발명은 셀룰러 폰, PDA(Personal Digital Assistant), HHP(Hand Held Phone), 팜 PC(palm PC) 등을 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 한 쌍의 하우징을 한 쌍의 힌지축 각각에 대하여 회전 가능하게 연결시키는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 관한 것이다.
통상적으로 "휴대용 단말기"라 함은 사용자가 휴대하면서 상대방과 무선 통신 기능을 제공하는 장치를 의미한다. 이러한 휴대용 단말기는 외형상으로 여러 타입으로 분류된다. 예를 들어, 휴대용 단말기는 외형에 따라서 바-형(bar-type), 플립-형(flip-type) 또는 폴더-형(folder-type) 단말기로 분류된다. 바-형 단말기는 단일 하우징이 바-형으로 구성된 것을 의미하고, 플립-형 단말기는 바-형의 하우징에 힌지 장치에 의해 플립이나 커버가 회전 가능하게 결합된 것을 의미하며, 폴더-형 단말기는 단일의 바-형 하우징에 폴더가 힌지 장치에 의해 회전 가능하게 연결되어 접는 방식으로 구성된 것을 의미한다.
또한, 휴대용 단말기는 신체 착용위치 또는 착용 방식에 따라서 목걸이-형(neck wearable-type) 또는 손목착용-형(wrist wearable-type)으로 분류되기도 한다. 목걸이-형 단말기는 끈을 이용하여 단말기를 목에 착용하는 휴대방식을 의미하고, 손목착용-형 단말기는 손목에 단말기를 착용하는 휴대방식을 의미한다.
또한, 휴대용 단말기는 개폐 방식에 따라서 회전-형(rotation-type) 또는 슬라이딩-형(sliding-type) 단말기로 분류되기도 한다. 회전-형 단말기는 두 개의 하우징이 마주보면서 대면한 상태로 회전 가능하게 연결되어 개폐되는 것을 의미하고, 슬라이딩-형 단말기는 두 개의 하우징 중, 하나의 하우징이 길이방향 슬라이딩이동으로 대면한 상태로 개폐되는 것을 의미한다. 상기 열거된 다양하게 분류된 휴대용 단말기는 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
한편, 상기 열거한 종래의 휴대용 단말기들은 필수적으로 안테나 장치, 데이 터 입출력 장치, 데이터 송수신 장치 등을 구비하게 된다. 상기 데이터 입력장치는 주로 손가락 누름 동작으로 데이터 입력할 수 있는 키 어레이가 보편적으로 사용되고, 터치 패드나 터치 스크린 또는 음성인식장치가 사용되기도 한다. 아울러, 데이터 출력장치는 공지의 디스플레이 장치, 바람직하게 엘씨디를 보편적으로 사용한다.
보편적으로 데이터 입력을 위해서 사용하는 키 어레이는 다수 개의 키들의 배열로 이루어진다. 이러한 키들은 숫자 키, 문자 키, 센드 키, 엔드 키, 기능 키 등으로 구성된다. 또한, 상기 키들은 보통 휴대용 단말기의 하우징 상면에 15 내지 20 정도 개수로 적소에 배열된다. 물론, 상기 키들은 상면에서 노출되어서 사용자는 손가락 누름 동작으로 원하는 데이터를 입력하게 된다.
아울러, 화상통화를 위하여 휴대용 통신 장치는 촬영 수단인 카메라 렌즈를 구비하며, 이를 통하여 상대방과 화상 통화를 하거나, 원하는 피사체를 촬영할 수 있게 된다.
그러나, 점점 사용자는 정보화의 욕구가 증가하는 추세에 있고, 더욱이 인터넷 환경 또는 멀티미디어 환경 하에서 종래의 휴대용 단말기를 이용하여 통신하는 경우에는 매우 불편한 것이 현실이다. 특히, 종래의 휴대용 단말기를 이용하여 주문형 비디오, 특히 영화 감상을 하거나, 게임 또는 TV 시청을 해야하는 경우에 불편하다. 즉, 사용자의 입장에서 불편한 점은 공지의 표시 장치의 형상이 직사각형이며, 주로 세로 방향으로 연장되게 표시 장치가 놓이기 때문에 인식할 수 있는 화면이 작고, 사용자에게 인식하는 화면의 와이드한 느낌을 제공하지 못하게 된다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 휴대용 단말기의 표시 장치를 넓게 활용함으로써 영화, 게임, TV 등 멀티미디어 서비스 이용을 편리하게 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 한 쌍의 하우징을 서로의 측방향에 나란하게 위치시킴으로써 휴대용 단말기를 다양하게 활용할 수 있게 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 힌지축과, 상기 제1 힌지축의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축을 제공하고, 휴대용 단말기를 구성하는 제1 및 제2 하우징을 상기 제1, 제2 힌지축 각각에 대하여 회전 가능하게 결합시키는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서,
고정성 하우징;
상기 고정성 하우징과 대면한 상태로 결합되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 회전성 하우징; 및
상기 회전성 하우징의 일측면에 결합되어 상기 제1 힌지축을 제공하는 힌지 하우징을 구비하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치를 개시한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치(100)는 고정성 하우징(101), 회전성 하우징(102) 및 힌지 하우징(104)을 구비하고, 상기 힌지 하우징(104)의 길이방향으로 제공되는 제1 힌지축(A1)과, 상기 제1 힌지축(A1)의 수직방향으로 연장되는 제2 힌지축(A2)을 제공한다.
상기 고정성 하우징(101)은 원통 형상으로 단말기의 어느 한 하우징에 일체형으로 제공될 수 있다. 상기 고정성 하우징(101)은 상기 제2 힌지축(A2) 방향을 따라 형성된 관통홀(111)을 구비하고, 상면에는 상기 관통홀(111)에 인접하는 제1 회전홈(113)이 원주방향을 따라 연장된다. 상기 제1 회전홈(113) 내에는 다수의 스토퍼 홀들(115)이 등각도 간격으로 배열되어 있다. 상기 관통홀(111)과 제1 회전홈(113) 사이에는 상기 제2 힌지축(A2) 방향으로 돌출된 형상의 스토퍼 돌기(117)가 형성된다. 상기 회전성 하우징(102)은 상기 고정성 하우징(101)과 결합되어 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 회전하게 되는데, 이때 상기 스토퍼 돌기(117)는 상기 회전성 하우징(102)의 회전 범위를 제한하게 된다.
상기 고정성 하우징(101) 내에는 카메라 소자(193)가 수용되고, 카메라 커버(192a), 노출용 윈도우(192b) 등에 의해 보호된다.
상기 회전성 하우징(102)은 상기 고정성 하우징(101)의 상면에 대면한 상태로 회전 가능하게 결합되어, 상기 제2 힌지축(A2)에 대하여 회전하게 된다. 상기 회전성 하우징(102)은 원통형 형상으로 제공되고, 상기 힌지 하우징(104)이 상기 회전성 하우징(102)의 일측면으로부터 상기 제1 힌지축(A1) 방향으로 연장된다. 상기 회전성 하우징(102)에는 상기 고정성 하우징(101)의 제1 회전홈(113)과 대면하는 제2 회전홈(123)이 형성되고, 상기 제2 회전홈(123) 내에는 다수의 스토퍼 홀들(125)이 등각도 간격으로 배열되어 있다. 또한, 상기 회전성 하우징(102)에는 상기 고정성 하우징(101)과 연결되는 관통홀(121)이 형성되어 상기 제2 힌지축(A2) 상에 위치된다. 상기 관통홀(121)과 제2 회전홈(123) 사이에는 원주 방향으로 제한된 각도 범위만큼 가이드 홈(127)이 형성된다. 상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)이 결합되면, 상기 스토퍼 돌기(117)가 상기 가이드 홈(127) 내에 위치된다. 따라서, 상기 회전성 하우징(102)의 회전 범위는 상기 스토퍼 돌기(117)와 가이드 홈(127)에 의해 제한된다. 본 실시 예에서 상기 가이드 홈(127)이 형성되는 각도 범위는 상기 회전성 하우징(102)의 회전범위를 180도 이내로 제한하게 된다. 예를 들어, 상기 스토퍼 돌기(117)가 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 원주방향을 따라 20도 범위에 형성된 형태라면, 상기 가이드 홈(127)이 형성되는 각도 범위는 200도로 제한됨으로써 상기 회전성 하우징(102)의 회전 범위를 180도로 제한하게 된다.
상기 회전성 하우징(102)의 상부에는 네비게이션(191) 키가 설치될 수 있다. 상기 네비게이션 키(191)는 메뉴 이동, 검색, 동영상 등 멀티미디어 시청 등에 이용되는 기능 키로 동작한다.
상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)은 그의 관통홀들(111, 121) 을 지나는 결합 샤프트(103)에 의해 회전 가능하게 결합된다.
상기 결합 샤프트(103)는 상기 회전성 하우징(102)의 일면으로부터 상기 관통홀(111, 121)들을 지나는 결합 실린더(133)와, 상기 결합 실린더(133)의 일단에 형성되어 상기 회전성 하우징(102)의 일면에 지지되는 지지 플레이트(131)로 구성되며, 상기 결합 실린더(133)의 타단부 외주면에는 원주방향을 따라 체결홈(135)이 형성되어 씨-링(C-ring)(139a)이 결합된다. 상기 씨-링(139a)은 상기 고정성 하우징(101)의 일면에 지지되며, 상기 고정성 하우징(101)의 일면과 상기 씨-링(139a) 사이에는 와셔(139b)가 개재될 수 있다. 상기 결합 샤프트(103)는 상기 지지 플레이트(131)로부터 연장되어 상기 결합 실린더(133)의 단부로 관통하는 관통홀(137)이 형성될 수 있다. 상기 결합 샤프트(103)의 관통홀(137)은 상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)의 내부 공간을 연결시키게 된다.
상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)이 밀착된 상태를 유지하기 위하여, 상기 결합 샤프트(103)의 지지 플레이트(131)와 상기 회전성 하우징(102) 사이에는 판 스프링(129)이 개재될 수 있다. 상기 판 스프링(129)은 상기 지지 플레이트(131)가 상기 회전성 하우징(102)의 일면으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공함으로써, 상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)의 밀착을 보장하게 된다.
상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102) 사이에는 볼 조립체(ball assembly)(108)가 개재될 수 있다. 즉, 상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)은 밀착되지 않고, 상기 판 스프링(129)이 제공하는 탄성력에 의해 최대한 근 접한 상태를 유지하게 구성될 수 있는 것이다.
상기 볼 조립체(18)는 상기 제1 및 제2 회전홈(113, 123) 사이에 위치되는 와셔 플레이트(181)와, 상기 와셔 플레이트(181) 상에 원주 방향을 따라 등간격으로 배열되는 다수의 금속체 볼들(183)로 구성된다. 상기 와셔 플레이트(181)는 상기 금속체 볼들(183)이 위치되는 회전홀들(182)을 구비한다.
상기 제1 및 제2 회전홈(113, 123)에 스토퍼 홀들(115, 125)이 형성되지 않았다면, 상기 볼 조립체(108)는 상기 회전성 하우징(102)의 회전을 원활하게 해주는 기능만을 수행하게 될 것이다. 본 실시 예에서는 상기 스토퍼 홀들(115, 125)이 등각도 간격으로 형성됨으로써 상기 금속체 볼들(183)과 맞물려 상기 회전성 하우징(102)은 등각도 간격으로 회전이 정지될 수 있다.
이때, 상기 금속체 볼들(183)과 스토퍼 홀들(115, 125)이 적절하게 맞물리기 위해서는 상기 금속체 볼들(183)의 수보다 스토퍼 홀들(115, 125)의 수가 더 많거나 그와 같아야 됨은 자명하다. 또한, 스토퍼 홀들(115, 125)이 더 많은 경우에는 상기 금속체 볼들(183) 수의 배수로 형성됨으로써, 상기 모든 금속체 볼들(183)이 동시에 상기 스토퍼 홀들(115, 125) 내에 각각 위치될 수 있다.
한편, 상기 금속체 볼들(183)이 상기 스토퍼 홀들(115, 125)로부터 이탈된 상태에서 상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)은 일정 정도 이격되는데, 이는 상기 판 스프링(129)에 의해 가능하게 된다. 즉, 상기 금속체 볼들(183)이 상기 스토퍼 홀들(115, 125)로부터 이탈되면, 상기 판 스프링(129)이 탄성변형을 일으키면서 상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)을 이격시키게 되며, 이때 에도 지속적으로 탄성력을 제공하게 된다. 결과적으로 상기 회전성 하우징(102)은 상기 고정성 하우징(101)과 멀어지거나 근접하는 방향으로 직선이동이 가능하며, 직선이동범위는 상기 금속체 볼들(183)과 스토퍼 홀들(115, 125)의 크기에 의해 결정된다. 즉, 상기 스토퍼 홀들(115, 125)의 깊이가 깊을수록 상기 회전성 하우징(102)의 직선이동범위가 커지는 것이다. 다만, 상기 금속체 볼들(183)과 스토퍼 홀들(115, 125)은 상기 회전성 하우징(102)의 회전을 등각도 간격으로 멈추게 하기 위한 것이므로, 상기 회전성 하우징(102)의 직선이동범위는 최소화하는 것이 상기 힌지 장치(100)의 구조적 안정성을 확보하는데 유리할 것이다.
상기 힌지 하우징(104)은 상기 회전성 하우징(102)의 외주면으로부터 제1 힌지축(A1) 방향으로 연장된 구성으로서, 외주면에는 개구(145)가 형성되어 상기 회전성 하우징(102)의 내부와 연결되고, 단부에는 힌지홀(141)이 상기 제1 힌지축(A1) 방향을 따라 연장된다. 상기 힌지홀(141)의 내벽에는 상기 제1 힌지축(A1) 방향으로 연장되는 가이드 홀(143)이 적어도 하나 이상 형성된다.
단말기의 다른 하우징에 고정되는 체결편(185)이 상기 힌지 하우징(104)의 외주면에 회전 가능하게 결합된다. 상기 체결편(185)은 한 쌍이 마주보게 결합된 형태로서 상기 힌지 하우징(104)의 외주면을 감싸고, 상기 힌지 하우징(104)의 외주면 상에서 상기 제1 힌지축(A1)에 대하여 회전한다. 한편, 상기 체결편(185)과 상기 힌지 하우징(104)의 외주면 사이에는 마찰편(186)이 개재될 수 있다. 상기 마찰편(186)은 테플론(Teflon)과 같은 윤활작용을 할 수 있는 재질로 제작됨이 바람직하다.
상기 힌지 하우징(104)의 내부에는 힌지 샤프트(105)가 회전 가능하게 수용된다. 상기 힌지 샤프트(105)의 단부는 상기 체결편(185)과 마찬가지로 단말기의 다른 하우징에 고정된다.
상기 힌지 샤프트(105)는 그의 일단에 형성되어 단말기의 다른 하우징에 고정되는 체결몸체부(151)와, 상기 체결몸체부(151)로부터 상기 제1 힌지축(A1) 방향으로 연장되는 샤프트부(153)로 구성되고, 상기 체결몸체부(151)와 샤프트부(153) 사이에 형성되는 고정돌기(155)와 상기 샤프트부(153)의 단부 외주면에 형성되는 체결홈(157)을 구비한다.
상기 힌지 샤프트(105)의 샤프트부(153) 상에는 상기 힌지 샤프트(105)의 회전 각도에 따라 회전력을 발생시키는 힌지 캠들(161, 162)과 코일 스프링(169)이 결합된다.
상기 힌지 캠들(161, 162)은 상기 샤프트부(153)의 고정돌기(155)에 고정되는 제1 힌지 캠(161)과 상기 샤프트부(153) 상에서 회전 가능하게 결합되는 제2 힌지 캠(162)을 구비하고, 상기 제1 힌지 캠(161)과 제2 힌지 캠(162)에는 서로 마주보는 상태에서 선택적으로 맞물리는 산형부(163a)와 골형부(163b)가 각각 형성된다. 상기 제2 힌지 캠(162)의 외주면에는 상기 힌지 하우징(104)의 가이드 홀들(143)과 맞물리는 가이드 돌기들(165)이 외주면에 형성된다. 따라서, 상기 제2 힌지 캠(162)은 상기 힌지홀(141) 내에서 직선 운동하게 된다.
상기 코일 스프링(169)은 상기 샤프트부(153) 상에 결합되어 상기 제1 힌지 캠(161)과 제2 힌지 캠(162)이 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공한다. 상 기 산형부(163a)와 골형부(163b)가 서로 맞물리지 않은 상태에서는 상기 코일 스프링(169)의 탄성력에 의해 상기 제2 힌지 캠(162)이 상기 제1 힌지 캠(161)에 밀착되는 방향으로 진행하게 된다. 상기 산형부(163a)와 골형부(163b)는 그 표면이 곡면으로 연결되어 상기 제2 힌지 캠(162)이 진행함에 따라 상기 산형부(163a)와 골형부(163b)가 맞물리는 방향으로 상기 제1 힌지 캠(161)이 회전하게 된다.
따라서, 상기 코일 스프링(169)과 힌지 캠들(161, 162)에 의해 상기 힌지 샤프트(105)의 회전력이 발생하게 되는 것이다.
상기 코일 스프링(169)은 그의 일단이 상기 제2 힌지 캠(162)에 지지되고, 타단은 상기 샤프트부(153)의 단부에 위치된 와셔(167b)에 지지된다. 상기 샤프트부(153) 단부의 체결홈(157)에는 오-링(O-ring)(167a)이 결합되어 상기 와셔(167b)가 이탈되는 것을 방지한다.
상기 힌지 캠들(161, 162)과 코일 스프링(169)이 결합된 힌지 샤프트(105)가 상기 힌지홀(141)에 수용되면, 상기 가이드 돌기(165)가 상기 가이드 홀(143)과 맞물리고, 상기 체결몸체부(151)가 단말기의 다른 하우징에 고정되어 조립이 완료된다.
이때, 상기 체결편(185)이 상기 힌지 하우징(104)과 단말기의 하우징을 결합시키게 되므로, 본 실시 예에서 상기 힌지 샤프트(105)는 상기 힌지홀(141)에 완전히 고정시키지 않은 상태로 구성될 수 있음에 유의한다. 즉, 상기 체결몸체부(151)이 단말기의 다른 하우징에 고정되므로, 단순히 상기 제2 힌지 캠(162)의 가이드 돌기(165)가 상기 가이드 홀(143)에 직선이동 가능하게 결합되는 것으로 상기 힌지 샤프트(105)는 상기 힌지홀(141)에 수용된다. 그러나, 실시 예에 따라서는 상기 샤프트부(151)의 단부가 상기 힌지홀(141)의 내측단부 벽을 관통하여 상기 개구(145)에 인접하게 돌출되고, 상기 샤프트부(153)의 단부에 형성된 체결홈(157)에 오-링(167a)을 체결하여 상기 힌지 샤프트(153)를 상기 힌지 하우징(104)에 결합시킬 수 있다.
상기와 같은 힌지 장치(100)는 한 쌍의 단말기 하우징들을 연결시키면서 각각의 하우징에 내장되는 회로 장치들을 전기적으로 연결하는 가요성 인쇄회로(39; 도 4에 도시됨)가 지나는 통로를 제공하게 된다. 도 4를 참조하면, 상기 가요성 인쇄회로(39)는 상기 고정성 하우징(101)으로부터 연장되어 상기 결합 샤프트(103)의 관통홀(137)을 통해 상기 회전성 하우징(102) 내로 연장된다. 상기 회전성 하우징(102) 내에서 상기 가요성 인쇄회로(39)는 상기 힌지 하우징(104)으로 절곡 연장되어 상기 힌지 하우징(104)의 개구(145)를 통해 인출된다. 이때, 상기 고정성 하우징(101) 내의 가요성 인쇄회로(39)는 상기 고정성 하우징(101)이 결합되는 단말기의 하우징으로부터 연장된 것으로서, 결과적으로 한 쌍의 하우징 내에 내장되는 회로 장치들을 전기적으로 연결시키게 된다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 상기 이축 힌지 장치(100)를 구비하는 휴대용 단말기(10)를 상세하게 설명하기로 한다. 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 휴대용 단말기(10)는 한 쌍의 하우징(11, 21)이 대면한 상태로 접철된 상태로부터 서로 멀어지는 방향으로 상기 제1 힌지축(A1)에 대하여 회전하거나, 또는 대면한 상태를 유지한 채로 상기 제2 힌지축(A2)에 대하여 회전 가능하다.
상기 고정성 하우징(101)은 상기 단말기(10)의 제1 하우징(11)에 고정되고, 상기 회전성 하우징(102)은 상기 고정성 하우징(101)과 대면한 상태로 제2 힌지축(A2)에 대하여 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2 하우징(21)은 상기 힌지 하우징(104)에 회전 가능하게 결합된다. 이때, 상기 제2 하우징(21)은 상기 힌지 하우징(104) 내의 힌지 캠(161, 162)들과 힌지 샤프트(105)에 의해 상기 제1 힌지축(A1)에 대하여 회전한 각도에 따라 회전력을 제공받게 된다. 또한, 상기 고정성 하우징(101)은 상기 제1 하우징(11)과 일체형으로 제작될 수 있다.
상기 제1 하우징(11)은 전면에 다수의 키들로 구성된 키패드(13), 송화부(12) 및 회피홈(14)을 구비하고, 상기 제2 하우징(21)은 일면에 상기 키패드(13)와 대면하는 메인 디스플레이 장치(23), 수화부(22)를 구비하고 타면에는 소형 디스플레이 장치(24)를 구비한다. 상기 힌지 장치(100)는 상기 단말기(10)의 일단부 일측에 위치된다.
상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)과 대면한 상태로부터 상기 제1 하우징(11)으로부터 멀어지는 방향으로 제1 힌지축(A1)에 대하여 회전할 때, 상기 회피홈(14)은 상기 제1 하우징(11)의 전면에 일정 깊이로 함몰 형성된 것으로서, 상기 힌지 장치(100)와 인접하는 위치에 형성되어 상기 제2 하우징(21)의 단부가 회동할 수 있는 공간을 제공한다.
도 7은 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 힌지축(A1)에 대하여 180도 회전한 후 제2 힌지축(A2)에 대하여 회전하는 모습을 나타내고, 도 8은 상기 제2 하우징(21)이 상기 제2 힌지축(A2)에 대하여 180도만큼 완전히 회전한 모습을 나타내고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)과 대면한 상태로부터 제1 힌지축(A1)과 제2 힌지축(A2)에 대하여 순차적으로 회전하면, 상기 제1 하우징(11)의 일측에 나란하게 위치된다.
상기 휴대용 단말기(10)로 음성통화, 단문 메시지 전송 등을 하고자 할 때 사용자는 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 하우징(21)을 상기 제1 하우징(11)으로부터 멀어지는 방향으로 회전시켜 사용하게 된다. 한편, 영화, 게임, TV 등을 시청하고자 할 때에 사용자는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(11)과 제2 하우징(21)을 서로의 측방향에 나란하게 위치시켜 사용하게 된다. 이때에는 단말기(10)의 메인 디스플레이 장치(23)가 횡방향으로 길게 놓여져 종방향으로 놓인 상태에서 보다 넓은 화면을 즐길 수 있다. 또한, 상기 키패드(13)를 일반적인 개인용 컴퓨터의 키보드와 같이 구성함으로써 단문 메시지 뿐만 아니라, PDA(Personal Digital Assistant), HHP(Hand Held Phone), 팜 PC(palm PC) 등 다양한 정보 단말기의 기능을 편리하게 이용할 수 있게 구성된다.
도 9와 도 10은 각각 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치(100)를 나타내는 도면이다. 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치(100)는 단말기 제2 하우징의 회전 범위를 제한할 수 있는 스토퍼(202)를 포함하는 점에서 선행 실시 예와 차이가 있다. 본 실시 예에 따른 이축 힌지 장치(100)를 설명함에 있어서, 선행 실시 예와 동일하거나 선행 실시 예를 통해 용이하게 이해될 수 있는 부분은 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고, 그 상세한 설명도 생략될 수 있음에 유의한다.
도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 이축 힌지 장치(100)는, 결합 샤프트(103)에 의해 결합되는 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)을 포함하고, 상기 회전성 하우징(102)의 외주면 상으로 출몰하는 스토퍼(202)를 구비한다.
상기 고정성 하우징(101)의 일단에는 상기 제2 힌지축(A2) 방향으로 돌출된 구동 돌기(219)가 형성되어 있다. 상기 고정성 하우징(101)과 회전성 하우징(102)이 결합되면 상기 구동 돌기(219)는 상기 회전성 하우징(102) 내에 위치되며, 상기 회전성 하우징(102)이 회전함에 따라 상기 회전성 하우징(102) 내에서 상기 회전성 하우징(102)의 원주방향을 따라 선회하게 된다.
상기 스토퍼(202)는 상기 회전성 하우징(102)의 외주면으로 출몰하는 몸체(221)의 일단에 형성된 회동축(223)을 구비한다. 상기 회동축(223)은 상기 회전성 하우징(102)에 형성된 회동홈(227) 상에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 상기 스토퍼(202)의 몸체(221)는 상기 회동축(223)을 중심으로 회동함에 따라 상기 회전성 하우징(102)의 외주면으로 출몰하게 되는 것이다. 상기 스토퍼(202)의 몸체(221) 타단에는 종동 돌기(225)가 형성되어 있다. 상기 종동 돌기(225)는 상기 회전성 하우징(102) 내에 위치되며, 상기 회전성 하우징(102)이 회전함에 따라 상기 구동 돌기(219)에 간섭되어 상기 몸체(221)를 상기 회전성 하우징(102)의 외주면으로 돌출시킨다.
상기 스토퍼(202)가 상기 회전성 하우징(102)의 외주면으로 돌출된 모습이 도 10에 도시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 구동 돌기(219)와 종동 돌기(225)가 서로 간섭된 상태에서 상기 스토퍼(202)는 상기 회전성 하우징(102)의 외주면으로 돌출된 상태를 유지하게 된다. 상기 회전성 하우징(102)이 회전하여 상기 구동 돌기(219)가 상기 종동 돌기(225)에 간섭되지 않는 때에는 상기 스토퍼(202)는 상기 회전성 하우징(102) 내로 잠입될 수 있다. 즉, 상기 회전성 하우징(102)이 회전하여 상기 구동 돌기(219)가 상기 종동 돌기(225)에 간섭되지 않는 때, 상기 스토퍼(202)는 상기 회전성 하우징(102) 상에서 자유 회전이 가능한 것이다.
제품에 따라서, 상기 회동축(223) 상에 권선된 코일과, 상기 코일로부터 연장된 한 쌍의 고정단들을 구비하는 토션 스프링(미도시)을 이용하여 상기 구동 돌기(219)와 종동 돌기(225)가 간섭되지 않는 때, 상기 스토퍼(202)를 상기 회전성 하우징(102) 내에 잠입시킨 상태를 유지시킬 수 있다. 즉, 상기 한 쌍의 고정단들 중 하나가 상기 회전성 하우징(102) 상에 지지되고, 다른 하나가 상기 스토퍼(202) 상에 지지되어 상기 스토퍼(202)가 상기 회전성 하우징(102) 내로 잠입되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하게 함으로써 가능한 것이다. 당업자라면 이러한 토션 스프링의 구성과 작용은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
상기와 같은 토션 스프링을 사용한 경우, 상기 구동 돌기(219)와 종동 돌기(225)가 서로 간섭되지 않는 때 상기 스토퍼(202)는 상기 회전성 하우징(102) 내에 잠입된 상태를 유지하게 된다.
도 11을 참조하면, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 대면한 채로 접철된 상태에서, 상기 스토퍼(202), 구체적으로 상기 몸체(221)는 상기 회전성 하우징(102)의 외주면으로 돌출된다. 도 12를 더 참조하면, 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)에 접철된 상태로부터 상기 제1 힌지축(A1)을 중심으로 회동하면 상기 제2 하우징(21)은 상기 몸체(221)에 간섭되어 회전 범위가 180도 미만으로 제한된다. 일반적인 폴더형 단말기의 개폐 동작을 고려한다면, 상기 제2 하우징(21)의 회전 범위는 150도 내지 160도 범위로 제한될 수 있다.
상기 회전성 하우징(102)이 상기 제2 힌지축(A2)에 대하여 회전하여 상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 힌지축(A1)을 중심으로 회전하더라도 상기 제1 하우징(11)에 대면한 채로 접철될 수 없는 위치에 오면, 상기 구동 돌기(219)는 상기 종동 돌기(225)로부터 이탈하게 된다. 따라서, 상기 스토퍼(202)는 상기 회전성 하우징(102) 내로 잠입될 수 있는 상태이다. 이때, 상기 제2 하우징(21)은 상기 제1 힌지축(A1)을 중심으로 더 회전하여 상기 제1 하우징(11)을 포함하는 평면에 평행하게 위치된다.
상기 제2 하우징(21)이 상기 제1 하우징(11)을 포함하는 평면에 평행하게 위치됨에 따라, 상기 회전성 하우징(102)이 상기 제2 힌지축(A2)을 중심으로 더 회전하면, 상기 제2 하우징(21)은 상기 제1 하우징(11)의 측방향에 나란하게 위치된다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이축 힌지 장치는 한 쌍의 하우징을 대면 한 상태에서 서로 멀어지거나 근접하는 방향으로 회전 가능하게 결합시킴과 동시에 서로 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하게 구성함으로써, 한 쌍의 하우징을 서로의 측방향에 나란하게 위치시킬 수 있게 한다. 따라서, 디스플레이 장치를 횡방향으로 길게 위치시켜 멀티미디어 서비스 이용에 편리한 장점이 있다. 더욱이, 통상적인 폴더형 단말기와 같이 한 쌍의 하우징이 서로 멀어지는 방향으로 회전 가능하면서, 한 쌍의 하우징이 서로 대면한 상태를 유지한 채로 회전 가능하므로 개폐동작이 다양화되어, 다양한 형태의 정보 단말기를 구성하기 용이하게 되었다. 또한, 제품에 따라 폴더형 단말기와 같은 개폐동작을 구현함에 있어서 한 쌍의 하우징의 개방 각도를 일정 범위 이내로 제한함으로써, 통화시 단말기가 사용자의 안면 곡선을 감싸게 제공되어 편리하게 통화할 수 있는 이점이 있다.

Claims (30)

  1. 제1 힌지축과, 상기 제1 힌지축의 수직방향으로 연장된 제2 힌지축을 제공하고, 휴대용 단말기를 구성하는 제1 및 제2 하우징을 상기 제1, 제2 힌지축 각각에 대하여 회전 가능하게 결합시키는 휴대용 단말기의 힌지 장치에 있어서,
    고정성 하우징;
    상기 고정성 하우징과 대면한 상태로 결합되어 상기 제2 힌지축에 대하여 회전하는 회전성 하우징; 및
    상기 회전성 하우징의 일측면에 결합되어 상기 제1 힌지축을 제공하는 힌지 하우징을 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 고정성 하우징은 상기 제1 하우징과 일체형으로 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 회전성 하우징의 일면으로부터 상기 회전성 하우징과 고정성 하우징을 관통하게 결합되는 결합 샤프트와, 상기 결합 샤프트의 단부에 결합되어 상기 고정성 하우징의 일면에 지지되는 씨-링(C-ring)을 더 구비하고,
    상기 결합 샤프트는 상기 회전성 하우징의 일면에 지지되는 지지 플레이트 와, 상기 지지 플레이트로부터 상기 제2 힌지축 방향으로 연장되어 상기 회전성 하우징과 고정성 하우징을 관통하는 결합 실린더로 구성되고, 상기 결합 실린더의 단부 외주면에는 상기 씨-링이 결합되는 결합홈을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 지지 플레이트는 상기 회전성 하우징과 일체형으로 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 지지 플레이트와 상기 회전성 하우징 사이에 개재되어, 상기 지지 플레이트가 상기 회전성 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 판 스프링을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 회전성 하우징과 고정성 하우징 사이에 개재되는 볼 조립체를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 볼 조립체는 상기 회전성 하우징과 고정성 하우징 사이에 개재되는 와셔 플레이트와, 상기 와셔 플레이트의 원주방향을 따라 등각도 간격으로 배치되는 다수의 금속체 볼(ball)들로 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 회전성 하우징과 고정성 하우징에 각각 형성되어 상기 금속체 볼들과 각각 맞물리는 다수의 스토퍼 홀들이 상기 금속체 볼들의 이동 궤적을 따라 더 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 고정성 하우징 내에 설치되는 카메라 소자를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 힌지 하우징의 외주면에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2 하우징에 고정되는 체결편을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 체결편은 한 쌍이 서로 마주보는 상태로 결합되어 상기 힌지 하우징의 외주면을 감싸게 제공됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 힌지 하우징의 외주면과 상기 체결편 사이에 개재되어 상기 체결편의 회전을 원활하게 하는 마찰편을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 힌지 하우징은 그의 단부로부터 상기 제1 힌지축 방향으로 일정 길이만큼 연장되는 힌지홀을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 힌지홀에 회전 가능하게 수용되고, 상기 제1 힌지축 방향으로 연장되어 상기 제2 하우징에 고정되는 힌지 샤프트를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 힌지 샤프트 상에 고정되는 제1 힌지 캠과, 상기 제1 힌지 캠과 대면하고 상기 힌지 샤프트 상에서 직선운동 가능하게 결합되는 제2 힌지 캠 및 상기 제1 힌지 캠과 제2 힌지 캠이 밀착되는 방향으로 작용하는 탄성력을 제공하는 코일 스프링을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 힌지 캠의 외주면에 형성되는 적어도 하나 이상의 가이드 돌기; 및
    상기 힌지 하우징의 측벽에는 길이방향으로 연장되어 상기 가이드 돌기와 맞물리는 가이드 홀이 더 구비되어 상기 제2 힌지 캠의 직선운동을 안내함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 힌지 샤프트의 단부에 결합되는 와셔와, 오-링(O-ring)을 더 구비하고,
    상기 코일 스프링은 그의 일단이 상기 제2 힌지 캠에 지지되고 타단이 상기 와셔에 지지됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 힌지 캠의 일면에 형성되는 산형부와, 상기 제2 힌지 캠의 일면에 형성되어 상기 힌지 샤프트가 회전함에 따라 상기 산형부와 선택적으로 맞물리는 골형부를 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  19. 제1 항에 있어서, 상기 제2 하우징이 상기 제1 힌지축을 중심으로 회전함에 따라 상기 제1 하우징과 대면한 상태로 멀어지거나 근접하게 함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  20. 제1 항에 있어서, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징과 대면한 상태를 유지한 채로 상기 제2 힌지축을 중심으로 회전하게 함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  21. 제1 항에 있어서, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 제1 힌지축에 대하여 회전한 후 상기 제2 힌지축에 대하여 180도 회전함으로써 상기 제1 하우징의 일측에 나란하게 위치되게 함을 특징으로 하는 휴대용 단 말기의 이축 힌지 장치.
  22. 제1 항에 있어서, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징과 대면한 상태를 유지한 채로 상기 제2 힌지축을 중심으로 180도 회전한 후 상기 제1 힌지축에 대하여 회전함으로써 상기 제1 하우징의 일측에 나란하게 위치되게 함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  23. 제1 항에 있어서, 상기 고정성 하우징으로부터 상기 회전성 하우징을 지나는 관통홀과, 상기 관통홀을 통해 결합되고 상기 제2 힌지축 방향으로 연장된 또 다른 관통홀이 형성된 결합 샤프트와, 상기 힌지 샤프트의 일측에 형성되는 개구를 더 구비하고, 상기 고정성 하우징으로부터 상기 결합 샤프트의 관통홀을 통해 연장된 가요성 인쇄회로가 상기 회전성 하우징 내에서 절곡되어 상기 힌지 샤프트의 개구를 통해 인출됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  24. 제1 항에 있어서, 상기 이축 힌지 장치는 상기 단말기의 일단부 일측에 위치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  25. 제1 항에 있어서, 상기 회전성 하우징은 180도 범위 이내에서 상기 제2 힌지축에 대하여 회전함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  26. 제1 항에 있어서,
    상기 고정성 하우징의 일단으로부터 돌출되어 상기 회전성 하우징 내에 위치되는 구동 돌기; 및
    상기 회전성 하우징 상에 회동 가능하게 결합되어 상기 회전성 하우징의 외주면 상으로 출몰하는 스토퍼를 더 구비하고,
    상기 회전성 하우징이 회전함에 따라 상기 구동 돌기가 상기 스토퍼에 간섭되어 상기 스토퍼는 상기 회전성 하우징의 외주면 상에 선택적으로 돌출됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 제1 하우징이 상기 제2 하우징에 대면한 채로 접철된 상태에서 상기 스토퍼는 상기 회전성 하우징의 외주면으로 돌출되어, 상기 제2 하우징이 상기 제1 하우징에 접철된 상태로부터 상기 제1 힌지축에 대하여 회전하는 동안 상기 스토퍼는 상기 제2 하우징에 간섭되어 상기 제2 하우징의 회전 범위를 180도 미만으로 제 한함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  28. 제26 항에 있어서, 상기 스토퍼는,
    상기 회전성 하우징의 외주면으로 출몰하는 몸체;
    상기 몸체의 일단에 형성되어 상기 회전성 하우징 상에 회전 가능하게 결합되는 회동축; 및
    상기 몸체의 타단에 형성되어 상기 구동 돌기와 선택적으로 간섭되는 종동 돌기를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  29. 제26 항에 있어서,
    상기 제2 하우징이 상기 제1 힌지축에 대하여 회전하더라도 상기 제1 하우징에 대면한 채로 접철될 수 없는 위치로 상기 회전성 하우징이 회전한 때, 상기 스토퍼는 상기 회전성 하우징 내로 잠입됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
  30. 제26 항에 있어서,
    상기 회전성 하우징이 상기 제2 힌지축에 대하여 회전함에 따라, 상기 구동 돌기는 상기 회전성 하우징 내에서 원주방향을 따라 선회함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 이축 힌지 장치.
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