KR20120134653A

KR20120134653A - 휴대 장치의 이축 힌지 장치 및 그의 캠 유닛

Info

Publication number: KR20120134653A
Application number: KR1020110053725A
Authority: KR
Inventors: 박정석; 서광수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-12
Also published as: US20120309470A1; CN202500888U

Abstract

본 발명에는 휴대 장치에 채용된 이축 힌지 장치가 개시된다. 개시된 이축 힌지 장치는 제2하우징의 회전에 따라서 제1힌지축을 중심으로 회전하는 제1구동 캠을 구비한 제1힌지부; 및 제1구동 캠과 맞물리게 구비되어서, 제1구동 캠의 회전에 따라서 제1힌지축과 평행한 제2힌지축을 중심으로 회전하면서 동시적으로 제2힌지축을 따라서 왕복이동하는 제2구동 캠을 구비한 제2힌지부를 포함한다.

Description

휴대 장치의 이축 힌지 장치 및 그의 캠 유닛{DUAL HINGE DEVICE FOR PORTABLE APPARATUS AND CAM UNIT THEREOF}

본 발명은 셀룰러 폰, 노트 북, 스마트 폰, 피디에이, 웹 하드, 게임기 등을 포함하는 휴대 장치에 관한 것으로서, 특히 두 개의 평행한 힌지축을 제공하는 이축 힌지 장치 및 그의 캠 유닛에 관한 것이다.

통상적으로 휴대 장치는 외관적으로 바형이나, 폴더형 또는 슬라이딩 형으로 구분될 수 있고, 신체에 착용하는 타입도 등장하고 있다. 신체에 착용하는 타입은 안경 착용 타입이나, 손목 착용 타입 등을 예로 들 수 있다.

상기 열거한 여러 유형의 휴대 장치 중, 폴더 타입 휴대 장치는 필수적으로 두 개의 하우징을 회전가능하게 연결하는 힌지 장치를 구비한다. 상기 힌지 장치는 단일 힌지축을 제공할 수 있게 구성되거나, 두 개 힌지축을 제공할 수 있게 구성될 수 있다. 즉, 상기 힌지 장치는 단일 힌지 장치 또는 이축 힌지 장치로 휴대 장치에 채용될 수 있다.

일반적으로 폴더형 휴대 장치에 채용되는 힌지 장치는 캠 유닛(구동 캠과, 피동 캠)과, 탄성체가 필수적으로 채용되어서, 회전하는 하우징의 정지 각도를 제공하며, 열거나 닫는 동작 중에 사용자에게 편리함을 제공한다. 이는 캠 유닛을 구성하는 탄성체와, 구동 캠과 피동 캠의 캠 운동으로 기인한다. 상기 언급된 사용자의 개폐 동작시의 편리함이란 닫힌 상태는 계속적으로 닫힌 상태의 힘을 제공해야 하고, 소정 제1각도 이상에서는 열리려는 힘을 제공해야 하며, 소정 제2각도에서는 정지 힘을 제공한다는 것을 의미한다.

상기 휴대 장치에 채용된 이축 힌지 장치는 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-0439610호(출원번호 20-2007-0002620)에 상세히 개시되어 있다.

상기 개시된 힌지식 덮개 개폐장치는 기어부의 산 부분에 미세한 편차만 발생하여도, 폴더의 개폐 동작에 편차가 발생하여, 원할한 개폐 동작을 제공하지 못하게 됨으로서, 결국은 제품의 신뢰성을 저하시키게 된다. 또한, 상기 실용신안등록공보 등록번호 20-0439610호에 개시된 힌지식 덮개 개폐장치는 기어부가 다이캐스팅으로 제작되어서, 단가 상승 요인이 된다.

그래서, 본 발명에서는 이축 힌지 장치의 개폐 동작이 안정적이고, 단가 하락에 기여할 수 있는 이축 힌지 장치를 제공하고자 한다.

따라서, 본 발명은 폴더형 휴대 장치에 채용되어 안정적인 개폐 동작을 제공하는 이축 힌지 장치 및 그의 캠 유닛을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 2단 캠 구조를 제공하여 신뢰성이 향상된 폴더형 휴대 장치의 이축 힌지 장치 및 그의 캠 유닛을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 제품 단가 하락에 기여한 이축 힌지 장치 및 그의 캠 유닛을 제공함에 있다.

상기한 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 제1하우징과, 제2하우징과, 상기 제2하우징을 제1하우징에 회전가능하게 연결하는 휴대 장치의 이축 힌지 장치에 있어서,

상기 제2하우징의 회전에 따라서 제1힌지축을 중심으로 회전하는 제1구동 캠을 구비한 제1힌지부; 및 상기 제1구동 캠과 맞물리게 구비되어서, 상기 제1구동 캠의 회전에 따라서 상기 제1힌지축과 평행한 제2힌지축을 중심으로 회전하면서 동시적으로 상기 제2힌지축을 따라서 왕복이동하는 제2구동 캠을 구비한 제2힌지부를 포함한다.

또한, 본 발명은 제1힌지축을 따라서 회전하는 제1구동 캠; 및 상기 제1구동 캠과 상기 제1힌지축을 따라서 맞물리게 배치되어서, 상기 제1구동 캠의 회전에 따라서 상기 제1힌지축과 평행한 제2힌지축을 중심으로 회전하면서 동시적으로 상기 제2힌지축 방향으로 이동하는 제2구동 캠을 포함한다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이축 힌지 장치는 휴대 장치의 원가 절감에 기여하였고, 개폐 동작의 신뢰성을 향상시키는 이점을 달성하였다.

도 1은 본 발명에 따른 이축 힌지 장치가 채용된 휴대 장치를 나타내는 사시도로서, 닫힌 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이축 힌지 장치가 채용된 휴대 장치를 나타내는 평면도로서, 대략 180도 정도 열린 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이축 힌지 장치가 제1,2프레임에 배치된 상태를 나타내는 정면도로서, 닫힌 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 이축 힌지 장치가 제1,2프레임에 배치된 상태를 나타내는 정면도로서, 180도 정도 열린 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 이축 힌지 장치의 내부 구성을 나타내는 정면도로서, 힌지 하우징의 일부가 제거되어 내부 구성 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 이축 힌지 장치의 제1,2구동 캠을 각각 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 이축 힌지 장치의 제1,2피동 캠을 각각 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 이축 힌지 장치의 동작 중 상태를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 이축 힌지 장치의 제1가이드 부싱을 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 이축 힌지 장치의 제2가이드 부싱을 나타내는 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 설명하기로 한다. 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.

도 1, 도 2는 본 발명에 따른 이축 힌지 장치(30)가 채용된 휴대 장치를 나타내는 도면들이다. 도 1은 닫힌 상태의 휴대 장치를 나타내고, 도 2는 열린 상태의 휴대 장치를 나타낸다.

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 휴대 장치는 제1하우징(10)과, 제2하우징(20)과, 상기 제2하우징(20)을 제1하우징(10)에 제1,2힌지축(hinge axis)(A1,A2)을 중심으로 회전가능하게 연결시키는 이축 힌지 장치(30)를 포함한다. 도 1, 도 2에는 상기 이축 힌지 장치(30)의 힌지 하우징(31)만이 보여진다. 상기 제1하우징(10) 내면(101)에는 데이터 입력부/데이터 입출력부(110)를 포함하고, 상기 제2하우징(20) 내면(201)에에는 데이터 출력부/데이터 입출력부(210)를 포함한다. 상기 데이터 입력부(110)는 키패드가 채용될 수 있고, 상기 데이터 출력부(210)는 표시부가 채용될 수 있으며, 상기 데이터 입출력부(110/210)는 터치 스크린과 같은 기기가 채용될 수 있다.

도 1과 함께 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 이축 힌지 장치(30)는 힌지 하우징(31)에 후술하는 미도시된 제1,2구동 캠(driving cam)과, 제1,2피동 캠(driven cam)과, 제1,2가이드 부싱(guide bushing)과, 제1,2힌지 스프링과, 제1,2힌지 샤프트 및 연성 회로 가이드(FPCB guide)가 수용된다.

상기 이축 힌지 장치(30)는 제1하우징(10)에 배치되는 제1프레임에 결합되기 위해 후술하는 제1힌지 샤프트(35)가 상기 힌지 하우징(31) 외부로 노출되고, 제2하우징(20)에 배치되는 제2프레임에 결합되기 위해 후술하는 제2힌지 샤프트(39)가 상기 힌지 하우징(31) 외부로 노출된다. 상기 제1,2힌지 샤프트(35,39)는 제1,2프레임에 결합되기 위한 체결구는 도면에 미도시된다.

도 5, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 이축 힌지 장치(30)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이축 힌지 장치(30)는 제1힌지부(M1)와, 제2힌지부(M2)와, 제1,2부싱(312,314) 및 연성 회로 가이드(316)를 포함한다. 상기 힌지 하우징(31) 양 측단에는 제1,2가이드 부싱(312,314)이 각각 배치되어서 제1,2힌지 샤프트(35,39)를 회전가능하게 지지한다. 상기 제1,2가이드 부싱(312,314) 사이에서, 상기 제1가이드 부싱(312) 옆에 제1,2힌지부(M1,M2)가 배치되고, 상기 제2가이드 부싱(314) 옆에 연성회로 가이드(316)가 배치된다. 상기 제1,2힌지부(M1,M2)와 상기 연성 회로 가이드(316) 사이에는 분리벽이 위치한다. 상기 분리벽은 상기 제1,2힌지부(M1,M2)를 지지하고, 상기 연성 회로 가이드(316)의 위치를 잡아준다. 상기 제1힌지부(M1)는 제1힌지축(A1)을 제공하고, 상기 제2힌지부(M2)는 상기 제1힌지축(A1)과 평행한 제2힌지축(A2)을 제공한다. 상기 제1힌지부(M1)는 힌지 하우징(31) 내에 배치되고, 상기 제2힌지부(M2)는 상기 힌지 하우징(31) 내에 상기 제1힌지부(M1)와 평행하게 배치된다.

상기 이축 힌지 장치(30)는 제1,2힌지부(M1,M2)로 구성된다고 이미 설명하였는데, 상기 제2하우징(20)(도 2에 도시됨)의 회전에 따라서 상기 제1힌지축(A1)을 중심으로 회전하는 제1힌지부(M1)와, 상기 제1힌지부(M1)와 맞물리게 구비되어서 상기 제1힌지부(M1)의 회전에 따라서 상기 제1힌지축(A1)과 평행한 제2힌지축(A2)을 중심으로 회전하면서 동시적으로 상기 제2힌지축(A2)을 따라서 선형으로 왕복이동하는 제2힌지부(M2)를 포함한다. 이를 위해, 상기 제1힌지부(M1)는 제1구동 캠(32)을 포함하고, 상기 제2힌지부(M2)는 상기 제1구동 캠(32)과 맞물리는 제2구동 캠(36)을 포함한다. 상기 제1구동 캠(31)은 상기 제1힌지 샤프트(35)에 압입 방식으로 고정되어서 상기 제1힌지 샤프트(35)의 회전에 따라서 함께 회전하고, 상기 제2구동 캠(36)은 상기 제2힌지 샤프트(39)에 삽입되어 상기 제1구동 캠(32)의 회전에 따라서 동시적으로 회전하면서 상기 제2힌지 샤프트(39)를 따라서 선형으로 이동한다.

도 6, 도 7을 참조하면, 상기 제1구동 캠(32)은 제1탄성체(34)(도 5에 도시됨)에 의해 제1피동 캠(33)과 대면하게 밀착된다. 상기 제1구동 캠(32)의 회전에 따라서 상기 제1피동 캠(33)은 상기 제1구동 캠(32)과 캠 운동을 하면서 동시적으로 상기 제1힌지축(A1)을 따라서 이동한다. 상기 제1구동 캠(32)은 합성 수지, 예를 들어 플라스틱 재질로 제작되어서 원가 절감에 기여한다.

상기 제1피동 캠(33)은 적어도 하나 이상의 캠 돌기들(330)과 캠 홀들(332)을 구비하여, 상기 제1구동 캠(32)의 회전에 따라서, 상기 제1구동 캠(32)의 캠 돌기들(322)과 캠 홈들(324)과 캠 운동을 한다. 상기 제1구동 캠(32)의 캠 홈들(324)에 상기 제1피동 캠(33)의 캠 돌기(330)들이 완전히 삽입되면, 상기 제1탄성체(34)는 가장 인장된 상태이고, 상기 캠 홈들(324)에서 상기 캠 돌기들(330)이 이탈하면, 상기 제1탄성체(34)는 압축된다. 상기 제1탄성체(34)는 압축 코일 스프링이다.

상기 제2구동 캠(36)은 제2탄성체(38;도 5에 도시됨)에 의해 제2피동 캠(37)과 대면하게 밀착된다. 상기 제2구동 캠(36)의 회전 및 선형 이동에 따라서 상기 제2피동 캠(37)은 상기 제2구동 캠(36)과 캠 운동을 하면서 동시적으로 상기 제2힌지축(A2)을 따라서 이동한다. 상기 제2구동 캠은 합성 수지, 예를 들어 플라스틱 재질로 성형으로 제작되어서 원가 절감에 기여한다.

상기 제2피동 캠(37)은 적어도 하나 이상의 캠 돌기들(370)과 캠 홀들(372)을 구비하여, 상기 제2구동 캠(36)의 회전에 따라서, 상기 제2구동 캠(36)의 캠 돌기들(362)과 캠 홈들(364)과 캠 운동을 한다. 상기 제2구동 캠의 캠 홈들(364)에 상기 제2피동 캠의 캠 돌기들(372)이 완전히 삽입되면, 상기 제2탄성체(38)는 가장 인장된 상태이고, 상기 캠 홈들(362)에서 상기 캠 돌기들(372)이 이탈하면, 상기 제2탄성체(38)는 압축된다. 상기 제2탄성체(38)는 압축 코일 스프링이다.

또한, 상기 이축 힌지 장치(30)는 캠 운동을 위해서 상기 제1,2구동 캠(32,36)과 제1,2피동 캠(33,37)을 구비한다고 이미 설명하였는데. 상기 모든 캠들(제1,2구동 캠과 제1,2피동 캠)을 '캠 유닛'이라고 지칭한다. 상기 캠 유닛을 구성하는 상기 제1구동 캠(32)은 외주면에 제1나사산부(320)가 구비되고, 상기 제2구동 캠(36)은 외주면에 상기 제1나사산부(320)와 맞물리는 제2나사산부(360)가 구비된다. 즉, 상기 제1,2나사산부(320,360)가 맞물려서, 상기 제1구동 캠(32)이 제1힌지축(A1)을 중심으로 회전하면, 상기 제2구동 캠(36)은 상기 제1힌지축(A1)과 평행한 제2힌지축(A2)을 중심으로 회전하면서 동시적으로 상기 제2힌지축(A2)을 따라서 이동한다. 상기 캠 돌기들이 선택된 캠 홈들에 각각 삽입되면, 제2하우징의 정지힘을 제공하는 상태이고, 상기 캠 돌기들이 선택된 캠 홈들에 각각 이탈하는 상태가 되면, 제2하우징의 닫히려는 힘이나 열리려는 힘을 제공하는 상태이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1힌지 샤프트(35)가 회전하면, 동시적으로 상기 제1구동 캠(32)이 회전하고, 동시적으로 상기 제2구동 캠(36)도 회전한다. 동시적으로 상기 제2구동 캠(36)은 화살표 방향으로 선형이동한다. 이어서, 상기 제2탄성체(38)는 압축된다. 휴대 장치의 제2하우징 개폐 동작에 따라서, 상기 제1,2힌지부의 캠 유닛은 상기한 동작들을 반복한다.

도 9는 상기 이축 힌지 장치(30)에 채용되는 제1가이드 부싱(312)을 나타내는 사시도이도, 도 10은 상기 이축 힌지 장치(30)에 채용되는 제2가이드 부싱(314)을 나타내는 사시도이다. 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1,2가이드 부싱(312,314)은 상기 제1,2힌지 샤프트(35,39)(도 5에 도시됨)를 상기 힌지 하우징(31) 내에 회전가능하게 지지하는 역할을 담당한다. 이를 위해, 상기 제1,2힌지 샤프트(35,39)가 각각 삽입되는 지지 구멍들을 구비한다.

Claims

제1하우징과, 제2하우징과, 상기 제2하우징을 제1하우징에 회전가능하게 연결하는 휴대 장치의 이축 힌지 장치에 있어서,
상기 제2하우징의 회전에 따라서 제1힌지축을 중심으로 회전하는 제1구동 캠을 구비한 제1힌지부; 및
상기 제1구동 캠과 맞물리게 구비되어서, 상기 제1구동 캠의 회전에 따라서 상기 제1힌지축과 평행한 제2힌지축을 중심으로 회전하면서 동시적으로 상기 제2힌지축을 따라서 왕복이동하는 제2구동 캠을 구비한 제2힌지부를 포함함을 특징으로 하는 이축 힌지 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1구동 캠은 제1탄성체에 의해 제1피동 캠과 대면하게 밀착되고, 상기 제1구동 캠의 회전에 따라, 상기 제1피동 캠은 상기 제1구동 캠과 캠 운동을 하면서 동시적으로 상기 제1힌지축을 따라서 왕복이동을 하고,
상기 제2구동 캠은 제2탄성체에 의해 제2피동 캠과 대면하게 밀착되고, 상기 제2구동 캠의 이동에 따라서 상기 제2피동 캠은 상기 제2구동 캠과 캠 운동을 하면서 동시적으로 상기 제2힌지축을 따라서 왕복이동을 수행함을 특징으로 하는 이축 힌지 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1구동 캠은 외주면에 제1나사산부가 구비되고, 상기 제2구동 캠은 외주면에 상기 제1나사산부와 맞물리는 제2나사산부가 구비되어짐을 특징으로 하는 이축 힌지 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1구동 캠은 제1힌지 샤프트에 압입되어 상기 제1힌지 샤프트와 함께 회전하고, 상기 제2구동 캠은 제2힌지 샤프트에 삽입되어, 상기 제2힌지 샤프트를 따라서 이동가능함을 특징으로 하는 이축 힌지 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1,2힌지부 양측으로 상기 제1,2샤프트를 홀딩하는 제1,2가이드 부싱이 각각 장착되어짐을 특징으로 하는 이축 힌지 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1,2힌지부와 상기 제가이드 2부싱 사이에는 상기 제1,2하우징을 전기적으로 연결하기 위한 연성 회로 가이드가 더 구비되어짐을 특징으로 하는 이축 힌지 장치.
휴대 장치에 채용되어 두 개의 평행한 제1,2힌지축을 제공하는 이축 힌지 장치의 캠 유닛에 있어서,
상기 제1힌지축을 따라서 회전하는 제1구동 캠; 및
상기 제1구동 캠과 맞물리게 배치되어서, 상기 제1구동 캠의 회전에 따라서 상기 제1힌지축과 평행한 제2힌지축을 중심으로 회전하면서 동시적으로 상기 제2힌지축 방향으로 이동하는 제2구동 캠을 포함함을 특징으로 하는 이축 힌지 장치의 캠 유닛.
제7항에 있어서, 상기 제1구동 캠은 외주면에 제1나사산부가 구비되고, 상기 제2구동 캠은 외주면에 상기 제1나사산부와 맞물리는 제2나사산부가 구비되어짐을 특징으로 하는 이축 힌지 장치의 캠 유닛.
제8항에 있어서, 상기 제1구동 캠은 일측면에 적어도 하나 이상의 제1캠 돌기들과 제1캠 홈들이 구비되고, 상기 제2구동 캠은 일측면에 적어도 하나 이상의 제2캠 돌기들과 제2캠 홈들이 구비되어짐을 특징으로 하는 이축 힌지 장치의 캠 유닛.