KR20120071859A - 휴대 단말기의 힌지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치는, 본체로서의 제1 바디와, 덮개로서의 제2 바디를 포함하는 폴딩 방식의 휴대 단말기에 구성되며 상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에서 상기 제1 및 제2 바디를 연결하는 것으로서, ⅰ)상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에 각각 장착되는 힌지 케이스와, ⅱ)상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2 바디와 각각 연결되는 제1 및 제2 힌지축과, ⅲ)상기 제1 및 제2 바디의 회전 시, 상기 제1 및 제2 힌지축을 구동시키기 위한 기어 어셈블리와, ⅳ)상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 결합되는 회전캠과, ⅴ)상기 제1 및 제2 힌지축에 길이 방향을 따라 이동 가능하게 장착되며, 상기 회전캠과 상호 캠 접촉하는 이동캠과, ⅵ)상기 제1 및 제2 힌지축에 장착되며, 상기 이동캠으로 탄발력을 발휘하는 탄성부재를 포함하되, 상기 기어 어셈블리는 상기 제1 및 제2 힌지축에 구성되며 이들 힌지축으로 상기 제1 및 제2 바디의 회전 구동력을 전달하는 구동 기어로서 사이클로이드 기어를 포함한다.

Description

휴대 단말기의 힌지 장치 {HINGE DEVICE FOR MOBILE PHONE}

본 발명의 예시적인 실시예는 폴딩 방식의 휴대 단말기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 덮개를 본체에 대하여 상하 방향으로 회전시키면서 그 덮개의 개폐가 이루어지는 폴딩 방식 휴대 단말기의 힌지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고정된 위치가 아닌 장소에서 이동 중에 통신 및 방송 등의 서비스를 무선으로 이용하기 위해서는 휴대폰, PDA, 노트북, 및 DMB폰 등의 휴대 단말기가 많이 사용된다.

상기 휴대 단말기는 정보화 시대에 따른 생활의 편의성을 누리기 위해 없어서는 안 될 중요한 필수품 중의 한가지로 자리 잡고 있으며, 특히 휴대폰의 경우 초, 중, 고등학생과 노인 등에 이르기까지 보급 대상이 매우 광범위하다.

상기와 같이 휴대 단말기는 최근 들어 수요량과 사용자층이 급격히 증가함에 따라 이를 이용하는 소비자의 입장에서는 계속해서 새로운 디자인이나 기능이 부여된 제품을 기대하기에 이르렀다.

상기 휴대 단말기는 키패드가 구비되는 본체와, 디스플레이 패널이 구비되는 덮개가 상호 개폐 가능하게 결합되며, 본체에 대한 덮개의 개폐 구조에 따라 폴더 방식, 슬라이딩 방식, 및 스윙 방식 등으로 구분할 수 있다.

특히, 상기에서 폴더 방식으로 덮개를 개폐하는 휴대 단말기는 사용이 편리하고 고장이 적으며, 세련된 디자인을 갖게 되는 등의 여러 가지 장점 때문에 최근 들어 가장 많이 적용되는 방식 중의 하나이다.

이러한 폴더 방식의 휴대 단말기는 힌지 장치를 통하여 덮개를 본체에 대해 상하 방향으로 개폐시킬 수 있는데, 그 힌지장치는 고정캠, 이동캠, 탄성부재 및 힌지축 등을 구성하여 이루어질 수 있다.

여기서, 힌지축은 두 개로 설치될 수 있으며, 각각의 힌지축에 고정캠, 이동캠, 탄성부재를 장착함은 물론 각각의 힌지축에 상호 치합되는 기어를 구성한 기어 타입 힌지 장치의 개발에 몰두하고 있다.

그런데, 이와 같은 기어 타입의 힌지 장치는 호브 가공 또는 인벌류트 가공 등에 의해 기어를 제작하게 되는 바, 이렇게 제작된 기어는 기엇니들의 사이가 좁아 사출 성형을 하게 되면 두께와 크기가 커질 수밖에 없으므로 전체적인 두께와 크기가 커지게 되며, 결과적으로는 전체 장치의 크기가 커지게 되어 휴대 단말기의 컴팩트한 구성이 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 본 실시예에서는 호브 가공 또는 인벌류트 가공으로서 기어를 구성함에 따라 기엇니의 길이가 길어짐으로 기어들의 맞물리 작동 시 기어닛들이 파손되거나 파단된다는 문제점도 내포하고 있다.

그리고, 종래 기술에 따른 기어 방식의 힌지 장치는 정밀 가공을 필요로 하는 기어들을 채용하므로, 전체 장치의 제작 단가가 상승하게 되고, 이로 인해 당 업계에서의 경쟁적 우위를 확보하지 못하게 된다는 문제점도 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 휴대 단말기의 컴팩트한 구성을 가능케 하고, 내구성을 향상시킬 수 있으며, 제작 단가를 절감할 수 있도록 한 휴대 단말기의 힌지 장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치는, 본체로서의 제1 바디와, 덮개로서의 제2 바디를 포함하는 폴딩 방식의 휴대 단말기에서 상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에 각각 구성되는 것으로서, 상기 제1 및 제2 바디를 상호 연결하며 상기 제1 및 제2 바디의 회전 중심축을 형성하고, 상기 제1 및 제2 바디의 회전 중심축을 기어 어셈블리를 통해 연결하며, 상기 기어 어셈블리가 사이클로이드 기어를 포함하여 이루어진다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 기어 어셈블리는 상기 각 회전 중심축에 구성되며 상호 치합하는 구동 기어를 포함하며, 상기 구동 기어가 사이클로이드 기어로 이루어질 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 기어 어셈블리는 상기 각 회전 중심축에 구성되는 구동 기어와, 상기 구동 기어 사이에 배치되며 그 구동 기어에 치합되는 적어도 하나의 아이들 기어를 포함할 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치는, 상기 구동 기어와 아이들 기어가 사이클로이드 기어로서 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치는, 본체로서의 제1 바디와, 덮개로서의 제2 바디를 포함하는 폴딩 방식의 휴대 단말기에 구성되며 상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에서 상기 제1 및 제2 바디를 연결하는 것으로서, ⅰ)상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에 각각 장착되는 힌지 케이스와, ⅱ)상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2 바디와 각각 연결되는 제1 및 제2 힌지축과, ⅲ)상기 제1 및 제2 바디의 회전 시, 상기 제1 및 제2 힌지축을 구동시키기 위한 기어 어셈블리와, ⅳ)상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 결합되는 회전캠과, ⅴ)상기 제1 및 제2 힌지축에 길이 방향을 따라 이동 가능하게 장착되며, 상기 회전캠과 상호 캠 접촉하는 이동캠과, ⅵ)상기 제1 및 제2 힌지축에 장착되며, 상기 이동캠으로 탄발력을 발휘하는 탄성부재를 포함하되, 상기 기어 어셈블리는 상기 제1 및 제2 힌지축에 구성되며 이들 힌지축으로 상기 제1 및 제2 바디의 회전 구동력을 전달하는 구동 기어로서 사이클로이드 기어를 포함한다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 기어 어셈블리는 상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 결합되는 제1 및 제2 구동 기어와, 상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 설치되며 상기 제1 구동 기어와 상호 치합하는 사이클로이드 기어로서의 제1 아이들 기어와, 상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 설치되며 상기 제1 아이들 기어 및 제2 구동 기어와 상호 치합하는 사이클로이드 기어로서의 제2 아이들 기어를 포함할 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 기어 어셈블리는 상기 힌지 케이스에 구비되는 베이스 판과 덮개판 사이에 구성될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 베이스판과 덮개판 중 어느 하나에는 상기 제1 및 제2 아이들 기어를 회전 가능하게 장착하기 위한 포스트가 돌출되게 형성될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 베이스 판에는 상기 제1 및 제2 힌지축이 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 제1 결합홀이 형성될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 덮개판에는 상기 제1 결합홀과 연결되며 상기 제1 및 제2 힌지축이 회전 가능하게 결합되는 제2 결합홀이 형성될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 기어 어셈블리는 상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 결합되며, 상호 치합되는 사이클로이드 기어로서의 제1 및 제2 구동 기어를 포함할 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 힌지 케이스의 내부에는 상기 제1 및 제2 힌지축을 회전 가능하게 지지하며, 상기 탄성부재를 지지하는 스프링 지지판을 더 포함할 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 스프링 지지판에는 상기 힌지 케이스의 바닥면 측에 소정의 공간을 형성하기 위한 한 쌍의 레그가 서로 마주하며 형성될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 스프링 지지판에 대응하여 상기 힌지 케이스의 바닥면에는 상기 공간으로 가요성 인쇄회로를 장착하기 위한 한 쌍의 관통부재가 관통 설치될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 관통부재에는 상기 가요성 인쇄회로를 장착하기 위한 제1 홈 및 제2 홈이 힌지 케이스의 내외측 단부에 각각 형성될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 제1 홈은 상기 힌지 케이스의 내측 단부에 형성되며, 상기 한 쌍의 관통부재에 대하여 서로 마주하는 방향으로 오픈되게 형성될 수 있다.

상기 휴대 단말기용 힌지 장치에 있어서, 상기 제2 홈은 상기 힌지 케이스의 외측 단부에 형성되며, 상기 한 쌍의 관통부재에 대하여 서로 반대 방향으로는 오픈되게 형성될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 기어 어셈블리의 제1 및 제2 구동 기어와 제1 및 제2 아이들 기어를 사이클로이드 기어로 구성하므로, 전체 장치의 두께 및 크기를 슬림화하여 컴팩트하게 구현할 수 있으며, 제작 비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 기어 어셈블리의 기어들이 사이클로이드 치형 곡선으로 형성됨에 따라 기어 물림 작동 시 파단 또는 파손되지 않는 등 전체 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 기어 어셈블리를 힌지 케이스에 구비되는 베이스판과 덮개판 사이에 구성하므로, 기어 어셈블리의 기어들이 유동되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 전체 장치의 작동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 힌지 케이스의 내부로 가요성 인쇄회로를 장착하기 위해 스프링 지지판에 레크를 형성하고 힌지 케이스에 관통부재를 설치함에 따라, 가요성 인쇄회로의 배선을 용이하게 할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 예시적인 실시예가 적용될 수 있는 휴대 단말기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치를 도시한 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 평면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치에 적용되는 기어 어셈블리를 도시한 평면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 예시적인 실시예가 적용될 수 있는 휴대 단말기를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예가 적용되는 휴대 단말기(1)로는 음성/화상 통화, 메시지 전송 등 이동 통신 기능을 기본적으로 수행하면서, 데이터 입력이나 DMB, 동영상, 게임, 인터넷 등과 같은 멀티 미디어 서비스를 이용할 수 있는 이동 통신 단말기를 예로 들 수 있다.

이러한 휴대 단말기(1)는 본체로서의 제1 바디(10), 및 덮개로서의 제2 바디(20)를 포함하여 구성된다.

상기 휴대 단말기(1)는 기본적으로 제2 바디(20)가 제1 바디(10)에 대하여 상하 방향으로 회전하면서 제2 바디(20)의 개폐가 이루어질 수 있는 상하 회전 방식(당 업계에서는 통상적으로 "폴딩 방식" 이라고 한다)의 일반적인 휴대폰으로서 구성될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 휴대 단말기(1)를 평면 방향으로 뉘어 놓고 정면에서 보았을 때를 기준으로 하는데, 사용자를 향하는 면을 전면으로 정의할 수 있다. 또한, 상기 제1 바디(10) 및 제2 바디(20)의 길이 방향을 좌우 방향으로 정의할 수 있고, 폭 방향을 상하 방향으로 정의할 수 있다.

그러나, 이와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 사용자를 기준으로 하는 휴대 단말기(1)의 위치에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 휴대 단말기(1)는 통상 와이드 폰으로 이루어지는 바, 제1 바디(10) 및 제2 바디(20)는 좌우 방향의 길이가 상하 방향의 폭 보다 상대적으로 긴 장방형의 바디로서 이루어진다.

즉, 상기 휴대 단말기(1)는 도 1a에서와 같이 제1 및 제2 바디(10, 20)가 상호 대면하고 있는 상태(클로즈 상태)에서, 제2 바디(20)가 제1 바디(10)에 대하여 폭 방향에 따른 상하 방향으로 회전함으로써 도 1b에서와 같이 제1 및 제2 바디(10, 20)의 개폐 동작이 이루어진다.

그리고, 상기 휴대 단말기(1)는 도 1b를 기준으로 제1 바디(10)의 전면에 쿼티(qwerty) 자판 배열(바람직하게는 적어도 4 배열)의 키패드부(11)를 구성하고 있으며, 제2 바디(20)의 전면에는 터치 스크린으로서의 디스플레이부(21)를 구성하고 있다.

대안으로서, 본 발명에서는 상기 제1 바디(10)의 전면에 키패드부(11)가 구성되는 것에 특별히 한정되지 않고, 그 키패드의 자판 배열을 디스플레이함으로서 터치 스크린 방식으로 알파벳과 한글 등의 문자 입력이 가능한 디스플레이부를 구비할 수도 있다.

상기에서와 같은 휴대 단말기(1)는 뒤에서 더욱 설명될 힌지 장치(100)를 통해 제2 바디(20)를 제1 바디(10)에 대하여 상측 방향으로 회전시킴으로써 제1 및 제2 바디(10, 20)를 기준 오픈 각도(예를 들면 180도)로서 오픈할 수 있다(도 1b 참조).

지금까지 본 발명의 예시적인 실시예는 휴대 단말기(1)로서 이동 통신이 가능한 일반적인 휴대폰을 예로 들었으나, 반드시 이에 한정되지 않고, PDA, PMP, 스마트 폰, 핸드 헬드 PC, MP3/MP4 플레이어, 게임기, 넷북, 노트북 등과 같은 휴대용 전기전자장치에 적용될 수도 있다.

이러한 휴대용 전기전자장치는 CDMA(Code Division Multiplexing Access) 모듈, 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈(IrDA), 유무선 랜카드와 같은 소정의 통신 모듈을 구비할 수 있으며, 게임 아이템 등과 같은 멀티미디어 재생 기능을 수행하는 소정의 마이크로프로세서를 구비할 수 있다.

이하, 상기에서와 같은 폴딩 방식의 휴대 단말기에 적용될 수 있는 본 실시예에 의한 힌지 장치(100)를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치를 도시한 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 평면 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치(100)는 제1 및 제2 바디(10, 20)를 0~180도 범위에서 오픈 및 클로즈시키기 위해 제1 및 제2 바디(10, 20)의 상대적인 회전을 지지하는 것이다.

예를 들면, 상기 힌지 장치(100)는 덮개로서의 제2 바디(20)가 본체로서의 제1 바디(10)에 대하여 전체 회전 구간 중 일정 구간 회전될 때까지 사용자가 제2 바디(20)에 회전력을 가하게 되면, 나머지 구간에서 스프링의 탄성 복원력에 의해 제2 바디(20)의 회전 운동이 자동으로 이루어지도록 한다.

이러한 힌지 장치(100)는 제1 바디(10) 및 제2 바디(20)의 연결 단부 양측에서 이들 바디(10, 20)에 상호 연결되게 구성될 수 있다.

이를 위해 상기 제1 및 제2 바디(10, 20)의 연결 단부 양측에는 힌지 장치(100)를 장착하기 위한 홈 형태의 힌지 아암(30: 도 1a 및 도 1b 참조)이 서로 마주하며 형성되고 있다.

따라서, 상기 힌지 장치(100)는 제1 및 제2 바디(10, 20)를 상호 연결하며, 도 1b에서와 같이 제1 및 제2 바디(10, 20)의 회전 중심축(A)을 형성한다.

상기 회전 중심축(A)은 제1 및 제2 바디(10, 20)를 상호 연결하면서 이들 바디(10, 20)의 상대적인 회전을 지지하는 것으로, 제1 및 제2 바디(10, 20)는 회전 중심축(A)을 중심으로 상하 방향을 따라 회전함으로써 개폐 동작이 이루어진다.

상기에서와 같은 본 실시예에 의한 힌지 장치(100)는 제1 및 제2 바디(10, 20)의 연결 단부 양측에서 힌지 아암(30)에 장착되며, 제1 및 제2 바디(10, 20)에 연결되는 기어 힌지로서 이루어질 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치(100)는 기본적으로, 힌지 케이스(120)와, 제1 및 제2 힌지축(130, 140)과, 기어 어셈블리(150)와, 회전캠(160)과, 이동캠(170)과, 탄성부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 힌지 케이스(120)는 하기의 구성 요소들을 장착하기 위한 것으로서, 제1 및 제2 바디(10, 20)의 연결 단부 양측에서 힌지 아암(30)에 각각 배치된다.

상기 힌지 케이스(120)에는 각종 블록, 돌기, 리브, 홈, 홀 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.

이러한 부속 요소들은 하기의 구성 요소들을 실질적으로 지지하기 위한 것으로서, 이하에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기 부속 요소들을 힌지 케이스(120)로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.

상기 힌지 케이스(120)는 한 쪽이 개방되고 다른 한 쪽에 바닥면을 형성하고 있는 통체로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 힌지축(130, 140)은 앞서 언급한 바 있는 제1 및 제2 바디(10, 20)의 회전 중심축(A: 도 1b 참조)을 형성하기 위한 것으로서, 힌지 케이스(120)의 내부에 상호 평행하게 배치되며, 그 힌지 케이스(120)에 회전 가능하게 장착된다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 힌지축(130, 140)은 힌지 케이스(120)의 외부로 돌출되게 설치되는 바, 제1 및 제2 바디(10, 20)의 힌지 아암(30)에서 이들 바디(10, 20)에 각각 연결될 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 및 제2 힌지축(130, 140)은 연결 브라켓(135, 145)을 통해 제1 및 제2 바디(10, 20)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 연결 브라켓(135, 145)은 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 각각 연결되면서 볼트 등을 통해 제1 및 제2 바디(10, 20)에 각각 체결될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 기어 어셈블리(150)는 제1 및 제2 바디(10, 20)의 회전 시, 제1 및 제2 힌지축(130, 140)으로 회전 구동력을 전달하며 이들 힌지축(130, 140)을 구동시키기 위한 것으로서, 제1 및 제2 바디(10, 20)의 회전 중심축(A: 도 1b 참조)을 연결한다.

상기 기어 어셈블리(150)는 한 쌍의 제1 및 제2 구동 기어(151, 152)와, 한 쌍의 제1 및 제2 아이들 기어(153, 154)를 포함하여 이루어진다.

이러한 기어 어셈블리(150)는 힌지 케이스(120)의 내부에 구비되며, 제1 및 제2 힌지축(130, 140)가 회전 가능하게 결합되는 베이스판(155)과 덮개판(157) 사이에 구성될 수 있다.

여기서, 상기 베이스판(155)에는 제1 및 제2 힌지축(130, 140)이 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 제1 결합홀(156)이 형성되어 있으며, 덮개판(157)에는 제1 결합홀(156)과 연결되며 제1 및 제2 힌지축(130, 140)이 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 제2 결합홀(158)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 덮개판(157)은 기어 어셈블리(150)를 커버링 하면서 힌지 케이스(120)의 개방 단부에 결합되는 바, 힌지 케이스(120)의 개방 단부를 덮는 덮개로서 구비된다.

상기 제1 및 제2 구동 기어(151, 152)는 베이스판(155)의 상면에 안착되며 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 각각 결합된다. 이들 구동 기어(151, 152)는 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 각각 끼워지며 결합될 수 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 아이들 기어(153, 154)는 제1 및 제2 구동 기어(151, 152) 사이에서 그 덮개판(157)에 회전 가능하게 설치되는 바, 덮개판(157)에는 제1 및 제2 구동 기어(151, 152)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 포스트(159)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 아이들 기어(153)는 덮개판(157)의 일측 포스트(159)에 회전 가능하게 설치되며, 제1 구동 기어(151)와 상호 치합된다. 제1 아이들 기어(153)는 제1 힌지축(130)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전 가능하게 장착된다.

그리고, 상기 제2 아이들 기어(154)는 제1 아이들 기어(153)에 대응하여 덮개판(157)의 다른 일측 포스트(159)에 회전 가능하게 설치되며, 제1 아이들 기어(153) 및 제2 구동 기어(152)와 상호 치합된다.

이 경우, 상기 제2 아이들 기어(154)는 제1 아이들 기어(153)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전하며, 그 회전력을 제2 구동 기어(152)를 통해 제2 힌지축(140)으로 전달하는 기능을 하게 된다.

예를 들면, 도 5에서와 같이 휴대 단말기의 덮개인 제2 바디(20)의 회전에 따른 제1 힌지축(130)의 회전으로서 제1 구동 기어(151)가 정방향으로 회전하게 되면, 제1 아이들 기어(153)는 역방향으로 회전하게 되고, 제2 아이들 기어(154)는 정방향으로 회전하게 된다.

따라서 상기 제2 힌지축(140)은 제2 구동 기어(152)가 제2 아이들 기어(154)와 상호 치합되므로, 제1 힌지축(130)의 회전 방향과 반대인 역방향으로 회전하게 된다.

본 실시예에서, 상기와 같은 제1 및 제2 구동 기어(151, 152)와, 제1 및 제2 아이들 기어(153, 154)는 사이클로이드 기어(cycloid gear)로서 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 사이클로이드 기어는 한 원의 안쪽 또는 바깥쪽을 다른 원이 미끄러지지 않고 굴러갈 때, 구르는 원 위의 1점이 그리는 자취[軌跡]를 사이클로이드 곡선이라 하고, 이 때의 사이클로이드를 치형 곡선(齒形曲線)으로 하는 기어로서 구비된다.

상기와 같은 사이클로이드 기어는 일반적인 기어 가공 예컨대, 호브 가공 또는 인벌류트 기어 가공과 달리, 프레스 가공 및 주조 공정을 통해 제작될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 회전캠(160)은 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 각각 끼워지며 결합될 수도 있다. 이러한 회전캠(160)에는 골형부와 산형부로 이루어진 제1 캠 돌기(161)를 형성하고 있다.

그리고, 상기 이동캠(170)은 힌지 케이스(120)의 내부에서 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 길이 방향을 따라 이동 가능하게 장착되며 언급한 바 있는 회전캠(160)과 상호 캠 접촉 가능하게 설치된다.

상기 이동캠(170)은 제1 및 제2 힌지축(130, 140)이 모두 끼워질 수 있는 단일의 플레이트 형상으로 이루어지며, 각 힌지축(130, 140)의 회전캠(160)에 대응하는 제1 및 제2 캠부(171, 172)를 형성하고 있다.

여기서, 상기 이동캠(170)의 제1 및 제2 캠부(171, 172)에는 골형부와 산형부로 이루어지며, 회전캠(160)의 제1 캠 돌기(161)와 캠 접촉하는 제2 캠 돌기(173, 174)를 형성하고 있다.

본 실시예에서, 상기 탄성부재(180)는 이동캠(170)으로 탄발력을 발휘하기 위한 것으로서, 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 각각 장착되는 나선형의 압축 코일 스프링으로서 이루어진다.

즉, 상기 탄성부재(180)는 일측 단부가 힌지 케이스(120)에 지지되고, 다른 일측 단부가 이동캠(170)으로 지지된다.

이 경우, 상기 힌지 케이스(120)의 내부에는 제1 및 제2 힌지축(130, 140)을 회전 가능하게 지지하며, 탄성부재(180)를 지지하는 스프링 지지판(185)이 설치된다.

상기 스프링 지지판(185)에는 힌지 케이스(120)의 바닥면 측에 소정의 공간(186)을 형성하기 위한 한 쌍의 레그(187)가 서로 마주하며 형성될 수 있다.

한편, 상기 스프링 지지판(185)에 대응하여 힌지 케이스(120)의 바닥면에는 위에서 언급한 바 있는 공간(186)으로 가요성 인쇄회로(190)를 장착하기 위한 한 쌍의 관통부재(191)가 관통 설치될 수 있다.

여기서, 상기 가요성 인쇄회로(190)는 당 업계에서 널리 사용되고 있는 플렉시블 PCB(FPCB) 또는 MCX(Micro Coaxial Cable)를 포함할 수 있다.

상기 관통부재(191)는 한 쌍으로서 구비되며, 힌지 케이스(120)의 바닥면에 형성된 한 쌍의 장착홀(193)에 레이저 용접 등으로서 고정되게 장착되는 바, 가요성 인쇄회로(190)를 상기한 공간(186)으로 장착하기 위한 제1 홈(195) 및 제2 홈(197)을 형성하고 있다.

상기 제1 홈(195)은 힌지 케이스(120)의 내측 단부에 형성되며, 한 쌍의 관통부재(191)에 대하여 서로 마주하는 방향으로 오픈되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 홈(197)은 힌지 케이스(120)의 외측 단부에 형성되며, 한 쌍의 관통부재(191)에 대하여 서로 반대 방향으로 오픈되게 형성될 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치(100)에 의하면, 본 실시예에서는 도 1a에서와 같이 휴대 단말기(1)의 제1 바디(10)와 제2 바디(20)가 상호 대면하고 있는 상태를 초기 시작점으로 설정한다.

여기서, 상기 제1 및 제2 바디(10, 20)는 이동캠(170)으로 작용하는 탄성부재(180)의 탄성력에 의해 소정 예압으로서 상호 밀착된 상태에 있다.

이와 같은 상태에서 본 실시예에서는 제1 바디(10)에 대하여 제2 바디(20)를 전체 회전 구간 중 일정 구간 상측 방향으로 회전시킨다.

그러면, 기어 어셈블리(150)를 통해 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 서로 반대 방향으로 작용하는 회전력에 의해 제1 및 제2 바디(10, 20)는 서로 반대 방향으로 회전하게 된다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 힌지축(130, 140)이 회전함으로 회전캠(160)과 이동캠(170)의 캠 작용에 의해 탄성부재(180)를 압축하게 되고, 그 탄성부재(180)의 압축 탄성력은 제1 및 제2 힌지축(130, 140)에 제공된다.

그리고 나서, 사용자가 제2 바디(20)에 대하여 약간의 회전력을 가하게 되면, 탄성부재(180)의 압축 탄성력이 제1 및 제2 힌지축(130, 140)을 통해 제1 및 제2 바디(10, 20)에 전달됨으로써 제1 및 제2 바디(10, 20)는 나머지 구간에서 회전 운동이 자동으로 이루어지며 180도 오픈된다.

한편, 본 실시예에서 제1 및 제2 바디(10, 20)가 180도로 오픈된 상태에서 제1 및 제2 바디(10, 20)를 도 1a에서와 같이 클로즈시키는 경우에는 앞서 설명한 바와 같은 과정의 역순으로 작동되므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치(100)에 의하면, 기어 어셈블리(150)의 제1 및 제2 구동 기어(151, 152)와 제1 및 제2 아이들 기어(153, 154)를 사이클로이드 기어로 구성하므로, 전체 장치(100)의 두께 및 크기를 슬림화하여 컴팩트하게 구현할 수 있다.

즉, 호브 가공 또는 인벌류트 가공으로서 제작되는 일반적인 기어의 경우, 기엇니들의 사이가 좁아 사출 성형을 하게 되면 두께와 크기가 커질 수밖에 없는 반면, 본 실시예에서는 기어들이 사이클로이드 기어로서 이루어지므로, 프레스 및 주조 공정을 통해 제작이 가능하기 때문에 기어의 두께와 크기를 현저하게 줄일 수 있으며, 제작 비용을 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는 기어 어셈블리(150)의 기어들이 사이클로이드 치형 곡선으로 형성됨에 따라 기어 물림 작동 시 파단 또는 파손되지 않는 등 전체 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 기어 어셈블리(150)를 힌지 케이스(120)에 구비된 베이스판(155)과 덮개판(157) 사이에 구성하므로, 기어 어셈블리(150)의 기어들이 유동되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 전체 장치의 작동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 힌지 케이스(120)의 내부로 가요성 인쇄회로(190)를 장착하기 위해 스프링 지지판(185)에 레그(187)를 일체로 형성하고 힌지 케이스(120)에 관통부재(191)를 설치함에 따라, 가요성 인쇄회로(190)의 배선을 용이하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 휴대 단말기의 힌지 장치(200)는 전기 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 제1 및 제2 힌지축(230, 240)에 결합되는 제1 및 제2 구동 기어(251, 252)가 서로 치합하는 기어 어셈블리(250)를 구성할 수 있다.

즉, 본 실시예에서는 전기 실시예와 같은 아이들 기어를 사용하지 않고, 사이클로이드 기어로서 이루어지는 상기 제1 및 제2 구동 기어(251, 252)가 제1 및 제2 힌지축(230, 240)에 결합되며 상호 치합될 수 있는 구성으로 이루어진다.

본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 나머지 구성 즉, 힌지 케이스(220) 및 탄성부재(280) 등과 이들 구성들의 작용은 전기 실시예에서와 같으므로, 이하에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10... 제1 바디 11... 키패드부
20... 제2 바디 21... 디스플레이부
30... 힌지 아암 120... 힌지 케이스
130... 제1 힌지축 135, 145... 연결 브라켓
140... 제2 힌지축 150... 기어 어셈블리
151... 제1 구동 기어 152... 제2 구동 기어
153... 제1 아이들 기어 154... 제2 아이들 기어
155... 베이스판 157... 덮개판
159... 포스트 160... 회전캠
161... 제1 캠 돌기 170... 이동캠
171... 제1 캠부 172... 제2 캠부
173, 174... 제2 캠 돌기 180... 탄성부재
185... 스프링 지지판 187... 레그
190... 가요성 인쇄회로 191... 관통부재
195... 제1 홈 197... 제2 홈

Claims (12)

1. 본체로서의 제1 바디와, 덮개로서의 제2 바디를 포함하는 폴딩 방식의 휴대 단말기에서 상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에 각각 구성되는 힌지 장치로서,
   상기 제1 및 제2 바디를 상호 연결하며 상기 제1 및 제2 바디의 회전 중심축을 형성하고,
   상기 제1 및 제2 바디의 회전 중심축을 기어 어셈블리를 통해 연결하며, 상기 기어 어셈블리가 사이클로이드 기어를 포함하여 이루어지는 휴대 단말기용 힌지 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 기어 어셈블리는,
   상기 각 회전 중심축에 구성되며 상호 치합하는 구동 기어를 포함하며, 상기 구동 기어가 사이클로이드 기어로 이루어지는 휴대 단말기용 힌지 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 기어 어셈블리는,
   상기 각 회전 중심축에 구성되는 구동 기어와, 상기 구동 기어 사이에 배치되며 그 구동 기어에 치합되는 적어도 하나의 아이들 기어를 포함하되,
   상기 구동 기어와 아이들 기어가 사이클로이드 기어로서 이루어지는 휴대 단말기용 힌지 장치.
   
4. 본체로서의 제1 바디와, 덮개로서의 제2 바디를 포함하는 폴딩 방식의 휴대 단말기에 구성되며 상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에서 상기 제1 및 제2 바디를 연결하는 힌지 장치에 있어서,
   상기 제1 및 제2 바디의 연결 단부 양측에 각각 장착되는 힌지 케이스;
   상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2 바디와 각각 연결되는 제1 및 제2 힌지축;
   상기 제1 및 제2 바디의 회전 시, 상기 제1 및 제2 힌지축을 구동시키기 위한 기어 어셈블리;
   상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 결합되는 회전캠;
   상기 제1 및 제2 힌지축에 길이 방향을 따라 이동 가능하게 장착되며, 상기 회전캠과 상호 캠 접촉하는 이동캠; 및
   상기 제1 및 제2 힌지축에 장착되며, 상기 이동캠으로 탄발력을 발휘하는 탄성부재를 포함하되,
   상기 기어 어셈블리는 상기 제1 및 제2 힌지축에 구성되며 이들 힌지축으로 상기 제1 및 제2 바디의 회전 구동력을 전달하는 구동 기어로서 사이클로이드 기어를 포함하는 휴대 단말기의 힌지 장치.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 기어 어셈블리는,
   상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 결합되는 제1 및 제2 구동 기어와,
   상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 구동 기어와 상호 치합하는 사이클로이드 기어로서의 제1 아이들 기어와,
   상기 힌지 케이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 아이들 기어 및 제2 구동 기어와 상호 치합하는 사이클로이드 기어로서의 제2 아이들 기어를 포함하는 휴대 단말기의 힌지 장치.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 기어 어셈블리는 상기 힌지 케이스에 구비되는 베이스 판과 덮개판 사이에 구성되며,
   상기 베이스판과 덮개판 중 어느 하나에는 상기 제1 및 제2 아이들 기어를 회전 가능하게 장착하기 위한 포스트가 돌출되게 형성되는 휴대 단말기의 힌지 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 베이스 판에는 상기 제1 및 제2 힌지축이 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 제1 결합홀이 형성되고,
   상기 덮개판에는 상기 제1 결합홀과 연결되며 상기 제1 및 제2 힌지축이 회전 가능하게 결합되는 제2 결합홀이 형성되는 휴대 단말기의 힌지 장치.
   
8. 제4 항에 있어서,
   상기 기어 어셈블리는,
   상기 제1 및 제2 힌지축에 각각 결합되며, 상호 치합되는 사이클로이드 기어로서의 제1 및 제2 구동 기어를 포함하여 이루어지는 휴대 단말기의 힌지 장치.
   
9. 제4 항에 있어서,
   상기 힌지 케이스의 내부에는 상기 제1 및 제2 힌지축을 회전 가능하게 지지하며, 상기 탄성부재를 지지하는 스프링 지지판을 더 포함하는 휴대 단말기의 힌지 장치.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 스프링 지지판에는 상기 힌지 케이스의 바닥면 측에 소정의 공간을 형성하기 위한 한 쌍의 레그가 서로 마주하며 형성되는 휴대 단말기의 힌지 장치.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 스프링 지지판에 대응하여 상기 힌지 케이스의 바닥면에는 상기 공간으로 가요성 인쇄회로를 장착하기 위한 한 쌍의 관통부재가 관통 설치되는 휴대 단말기의 힌지 장치.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 관통부재에는 상기 가요성 인쇄회로를 장착하기 위한 제1 홈 및 제2 홈이 힌지 케이스의 내외측 단부에 각각 형성되되,
    상기 제1 홈은 상기 힌지 케이스의 내측 단부에 형성되며, 상기 한 쌍의 관통부재에 대하여 서로 마주하는 방향으로 오픈되게 형성되고,
    상기 제2 홈은 상기 힌지 케이스의 외측 단부에 형성되며, 상기 한 쌍의 관통부재에 대하여 서로 반대 방향으로는 오픈되게 형성되는 휴대 단말기의 힌지 장치.

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