KR20180094172A

KR20180094172A - 밴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기

Info

Publication number: KR20180094172A
Application number: KR1020170019362A
Authority: KR
Inventors: 양상열; 장용석
Original assignee: 주식회사 다이아벨
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-08-23
Also published as: KR101912751B1

Abstract

밴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기는 상호 이격 마련되는 하부 힌지베이스부 및 상부 힌지베이스부와, 하부 힌지베이스부에 마련되는 제1샤프트와, 상부 힌지베이스부에 마련되며 제1샤프트와 나란하게 배치되는 제4샤프트와, 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부 사이에 마련되며 제1,4샤프트와 나란하게 배치되는 제2샤프트 및 제 3샤프트와, 제1샤프트에 마련되며 제1고정기어를 갖는 제1고정링크와, 제4샤프트에 마련되며 제2고정기어를 갖는 제2고정링크와, 제2샤프트와 제3샤프트를 양단에서 연결하며 일단에는 제1고정기어와 치합하는 제1센터기어를 구비하고 타단에는 상기 제2고정기어와 치합하는 제2센터기어를 구비하는 센터링크와, 제1샤프트와 제2샤프트를 양단에서 연결하는 제1사이드기어와, 제3샤프트와 제4샤프트를 양단에서 연결하며 제1사이드기어와 치합하는 제2사이드기어를 포함하는 밴딩 힌지 장치와, 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부 중 하나가 마련되는 전자기기의 업퍼 하우징과, 다른 하나가 마련되는 전자기기의 로워 하우징을 포함하며, 전자기기의 업퍼 하우징과 로워 하우징은 360도 회전 틸팅할 수 있도록 마련된다.

Description

밴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기{Bending Hinge Apparatus and Electronic Device having it}

본 발명은 힌지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기기를 360도 회전 틸팅할 수 있으며 나아가 플렉시블 디스플레이를 포함하여 라운드 형상으로 밴딩을 가이드할 수 있는 밴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대 가능한 전자기기는 키패드와 같은 조작버튼이 구비된 본체와 화면을 출력하기 위한 디스플레이가 힌지 장치로 연결되어 접거나 펼쳐지는 형태를 갖는다.

최근에는 디스플레이임에도 불구하고 데이터 입력 및 출력이 동시에 가능한 터치패널이 널리 사용되면서 조작버튼이 사라지고 좀 더 단순하고 콤팩트한 사이즈의 전자기기를 보다 쉽게 구현할 수 있게 되었으며, 나아가 접을 수 있는 플렉시블 디스플레이의 개발로 인해 좀 더 사이즈가 커지고 다양한 형태를 갖는 휴대용 전자기기의 개발도 가속화되고 있다.

한국 공개특허 제10-2012-0049762호(2012.05.17.)

본 발명의 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 플렉시블 디스플레이를 포함하는 전자기기를 라운드 밴딩하면서 360도 회전 틸팅하여 사용할 수 있도록 하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상호 이격 마련되는 하부 힌지베이스부 및 상부 힌지베이스부와, 하부 힌지베이스부에 마련되는 제1샤프트와, 상부 힌지베이스부에 마련되며 제1샤프트와 나란하게 배치되는 제4샤프트와, 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부 사이에 마련되며 제1,4샤프트와 나란하게 배치되는 제2샤프트 및 제 3샤프트와, 제1샤프트에 마련되며 제1고정기어를 갖는 제1고정링크와, 제4샤프트에 마련되며 제2고정기어를 갖는 제2고정링크와, 제2샤프트와 제3샤프트를 양단에서 연결하며 일단에는 제1고정기어와 치합하는 제1센터기어를 구비하고 타단에는 상기 제2고정기어와 치합하는 제2센터기어를 구비하는 센터링크와, 제1샤프트와 제2샤프트를 양단에서 연결하는 제1사이드기어와, 제3샤프트와 제4샤프트를 양단에서 연결하며 제1사이드기어와 치합하는 제2사이드기어를 포함하는 밴딩 힌지 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부가 나라하게 마련될 때, 상기 제1샤프트 내지 제4샤프트는 그 사이에 호 형상으로 배치되 수 있다.

또한, 상기 하부 힌지베이스부는 제1슬라이드캠부를 포함하고, 상기 제1슬라이드캠부는 상기 제1샤프트에 마련되는 제1고정캠과, 상기 제1고정캠과 캠 결합하기 위해 하부 힌지베이스부에 마련되는 제1슬라이드캠을 포함하며, 상기 상부 힌지베이스부는 제2슬라이드캠부를 포함하고, 상기 제2슬라이드캠부는 상기 제4샤프트에 마련되는 제2고정캠과, 상기 제2고정캠과 캠 결합하기 위해 상부 힌지베이스부에 마련되는 제2슬라이드캠을 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부 힌지베이스부는 제1슬라이드캠부를 수용하기 위한 제1베이스홈을 포함하고, 상기 제1베이스홈은 상기 제1슬라이드캠의 슬라이딩 진퇴를 가이드하기 위해바닥에는 캠공을 구비하고, 마주보는 양측면에는 제1레일가이드를 포함하며, 상기 상부 힌지베이스부는 제2슬라이드캠부를 수용하기 위한 제2베이스홈을 포함하고, 상기 제2베이스홈은 상기 제2슬라이드캠의 슬라이딩 진퇴를 가이드하기 위해 바닥에는 캠공을 구비하고, 마주보는 양측면에는 제2레일가이드를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부 중 하나가 마련되는 업퍼 하우징과, 다른 하나가 마련되는 로워 하우징을 더 포함하며, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 360도 회전 틸팅할 수 있도록 마련되는 전자기기가 제공될 수 있다.

또한, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 플렉시블 디스플레이를 더 포함하고, 상기 플렉시블 디스플레이는 배면에 마련되는 백업 플레이트와, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징 중 하나에 마련되는 백업 슬라이더를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 백업 슬라이더는 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징 중 하나에 고정 마련되는 마운터와, 마운터에 길이 방향으로 마련되는 레일바와, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징 중 다른 하나에 마련되어 상기 레일바를 따라 이동하며 상기 백업 플레이트에 고정되는 슬라이더와, 상기 슬라이더와 마운터 사이에 개재되어 늘어나는 방향으로 복원력을 갖는 인장스프링을 포함할 수 있다.

또한, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 접철 시 상기 플렉시블 디스플레이를 지지하기 위한 경사면을 각각 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 나란하게 마련되는 제1샤프트 내지 제4샤프트와 각 샤프트들을 양측면에서 기어 연결하는 링크기어부를 이용하여 전자기기의 360도 회전 틸팅을 안정적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 밴딩 힌지 장치에 슬라이드캠과 고정캠으로 이루어지는 슬라이드캠부를 마련하여 회전 틸팅 동작 시 여러 구간에서 클릭감 및 프리스탑을 안정적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 플렉시블 디스플레이의 배면에 플레이트힌지유닛을 마련하여 전자기기의 360도 회전 틸팅 동작 시 플레시블 디스플레이가 안정적으로 라운드 밴딩될 수 있도록 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 밴딩 힌지 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 밴딩 힌지 장치의 플레이트힌지유닛을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 플레이트힌지유닛의 백업 슬라이더를 분해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 밴딩 힌지 장치의 플레이트힌지유닛 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기의 백업 플레이트를 설명하기 위한 측면도이다.
도 7은 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기의 틸트힌지유닛을 도시한 사시도이다.
도 8은 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기의 틸트힌지유닛을 분해 도시한 사시도이다.
도 9는 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기가 0도로 접철된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ - X선에 따른 단면도이다.
도 11은 도 9의 XI - XI선에 따른 단면도이다.
도 12는 도 9의 XII - XII선에 따른 단면도이다.
도 13은 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치가 180도로 펼쳐진 상태를 도시한 도면이다.
도 14는 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기가 180도로 펼쳐진 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치가 360도로 회전하여 접철된 상태를 도시한 도면이다.
도 16은 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기가 360도로 회전하여 접철된 상태를 도시한 도면이다.
도 17은 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 밴딩 힌지 장치의 슬라이드캠부를 일부 확대 도시한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기를 개략적으로 도시한 도면이다. 설명에 앞서, 본 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치는 태블릿, 노트북, PDA, 휴대폰, 스마트폰 등 다양한 휴대용 전자기기에 적절한 변형 및 수정을 통해 이용될 수 있다.

도면들을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전자기기는 본체를 형성하는 업퍼 하우징(1) 및 로워 하우징(2)과, 본체의 전면에 마련되는 플렉시블 디스플레이(3)와, 본체 내부에 마련되어 전자기기의 라운딩을 가이드하는 밴딩 힌지 장치(100)를 포함한다. 여기서, 도면에 자세히 도시하지는 않았지만 본체 내부에는 밴딩 힌지 장치 외에 전자기기 동작 제어를 위한 회로모듈과 전원을 공급하기 위한 배터리모듈 등이 마련될 수 있다.

본 실시 예의 전자기기는 사용자가 본체인 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)을 각각 파지한 상태로 외부에서 힘을 가하면 플렉시블 디스플레이(3)를 포함하는 본체가 내부에 마련되는 밴딩 힌지 장치(100)에 의해 라운드 형태로 밴딩 및 밴딩된 상태를 유지할 수 있으며, 밴딩된 상태에서 다시 외부에서 힘을 가하면 밴딩 힌지 장치(100)에 의해 본체가 원상태로 복귀할 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따른 전자기기는 플렉시블 디스플레이(3)를 활용하여 닫힌 상태인 0도에서 펼쳐진 상태인 180도(도 1의 실선), 반대쪽으로 접힌 360도 등 0 ~ 360도 범위 내에서 자유롭게 회전은 물론 프리스탑될 수 있으며, 0도와 360도 근접해서는 클릭감을 가질 수 있다. 자세한 틸팅 동작은 후술한다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치(100)는 플렉시블 디스플레이(3)를 지지하기 위한 플레이트힌지유닛(110)과, 전자기기의 360도 회전을 지지하기 위한 틸트힌지유닛을 포함할 수 있다.

플레이트힌지유닛(110)은 플렉시블 디스플레이(3)의 배면을 지지하여 전자기기의 0 ~ 360도 회전 동작 시 플렉시블 디스플레이(3)가 라운드 밴딩될 수 있도록 가이드하여 파손을 방지한다. 이를 위해, 플레이트힌지유닛(110)은 백업 플레이트(111)와, 백업 슬라이더(120)를 포함한다.

백업 플레이트(111)는 도 3에 도시한 바와 같이 얇은 금속판 재질로 플렉시블 디스플레이(3)와 실질적으로 동일한 사이즈로 마련되어 디스플레이의 배면에 본딩 결합된다. 백업 플레이트(111)는 업퍼 하우징(1)에 결합되는 업퍼 플레이트(112)와, 로워 하우징(2)에 결합되는 로워 플레이트(116)와, 업퍼 플레이트(112)와 로워 플레이트(116) 사이에 마련되는 미들 플레이트(114)를 포함한다.

업퍼 플레이트(112)는 업퍼 하우징(1)의 내측면에 고정 결합된다.

미들 플레이트(114)는 업퍼 플레이트(112)와 로워 플레이트(116) 사이의 금속판 일부를 창살 형태로 천공 가공한 것으로, 이를 통해 플렉시블 디스플레이(3)는 밴딩 시 부러지지지 않으면서 강성을 유지할 수 있다. 미들 플레이트(114)는 다양한 무늬 형태를 가질 수 있으며, 길이방향보다 폭방향으로 슬릿을 교차 형성할 경우 보다 유연한 움직임을 구현할 수 있다.

로워 플레이트(116)는 로워 하우징(2)의 내측면에 마련되며, 이때 백업 슬라이더(120)를 이용하여 로워 하우징(2)에 밴딩 방향을 따라 진퇴 가능하게 결합된다. 이는 전자기기의 밴딩 시 내측면에 마련되는 플렉시블 디스플레이의 회전 반경과 본체의 회전 반경이 서로 다르기 때문에 길이를 보상해야 하기 때문이다. 이를 위해, 백업 슬라이더(120)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 마운터(121)와, 레일바(123)와, 무버(124)와, 탄성부재(125)를 포함한다.

마운터(121)는 소정의 길이를 가지는 금속 브라켓으로, 로워 하우징(2)에 길이방향으로 양단이 이격 고정되며 마주보는 양단부에는 픽싱웰(122)이 마련된다. 양측의 픽시웰(122) 사이에는 한 쌍의 레일바(123)가 길이방향으로 결합된다. 무버(124)는 한 쌍의 레일바(123)에 관통 결합되어 마운터(121)의 길이방향으로 이동 가능하게 마련된다. 이를 위해, 무버(124)는 레일바(123)가 관통하는 무빙홀(124a)을 측면에 구비하며, 상면에는 백업 플레이트의 로워 플레이트(116) 고정을 위한 고정홀(124b)이 마련된다.

탄성부재(125)는 레일바(123)에 길이방향으로 끼워질 수 있는 코일 스프링으로, 일단은 일측의 픽싱웰(122)에 의해 지지되고 타단은 마주보는 무버(124)의 일측에 지지된다. 탄성부재(125)는 늘어나는 방향으로 복원력을 갖는 인장스프링으로, 무버(124)를 탄성부재(125)가 지지되는 일측의 픽싱웰(122)로부터 멀어지도록 탄성 지지한다.

따라서, 도 5에 도시한 바와 같이 마운터(121)가 로워 하우징(2)에 고정되고, 무버(124)가 플렉시블 디스플레이(3)의 배면을 지지하고 있는 로워 플레이트(116)에 고정됨으로써, 플렉시블 디스플레이(3)는 백업 슬라이더(120)에 의해 화살표 방향으로 항상 인장되어 0 ~ 360 도 범위 내에서 접히거나 밴딩 상태이거나 펼쳐진 상태에서도 본체에 대해 편평성을 유지할 수 있다.

한편, 도 6에 도시한 바와 같이 전자기기의 밴딩 동작 시 플렉시블 디스플레이(3)는 본체(1,2)의 내측에 위치하므로, 플렉시블 디스플레이(3)의 라운딩되는 회전 반경은 라운딩되는 본체(밴딩 힌지 장치)의 회전 반경에 비해 상대적으로 작다. 따라서, 접철 및 틸팅 회전 시 두 부재 간 길이 차를 적절하게 보상할 수 있도록 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)의 내측에는 각각 경사면(4,5)이 마련될 수 있다.

또 한편, 틸트힌지유닛은 전자기기의 360도 회전 틸팅을 라운딩 지지할 수 있도록 한 쌍의 힌지베이스부(130, 150)와, 힌지 베이스부 사이에 마련되는 슬라이드캠부(140, 160) 및 링크기어부(170)를 포함한다. 틸트힌지유닛은 도 1 및 도 7에 확대 도시한 바와 같이 본체(1,2)의 좌우측에 각각 마련된다.

한 쌍의 힌지베이스부(130,150)는 설명의 편의를 위해 로워 하우징(2)에 결합되는 힌지베이스부를 하부 힌지베이스부(130)로 지칭하고, 업퍼 하우징(1)에 결합되는 힌지베이스부를 상부 힌지베이스부(150)로 지칭한다.

하부 힌지베이스부(130)는 로워 하우징(2)에 고정하기 위한 제1하우징베이스(131)와, 틸팅을 가이드하기 위한 제1틸팅베이스(132)를 포함한다. 제1하우징베이스(131)와 제1틸팅베이스(132)는 일체로 마련될 수 있다.

제1틸팅베이스(132)는 내측에 제1슬라이드캠부(140)를 수용하기 위한 제1베이스홈(133)을 포함한다. 예컨대, 제1베이스홈(133)은 'ㄷ'자 형태로 마련되어 중앙의 바닥면에는 캠공(미도시)이 마련되며, 마주보는 양측면에는 제1슬라이드캠부(140)의 진퇴를 가이드하기 위한 제1레일가이드(134)가 마련되어 있다. 제1레일가이드(134)의 상측인 제1베이스홈(133)의 끝단에는 제1샤프트(S1)을 설치하기 위한 제1샤프트공(135)이 마련된다.

제1슬라이드캠부(140)는 나란하게 마련되는 한 쌍의 제1캠바(141)와, 제1캠바(141)의 단부에 마련되는 제1슬라이드캠(143)과, 제1슬라이드캠(143)과 캠 결합하는 제1고정캠(146)을 포함한다.

제1캠바(141)는 제1슬라이드캠(143)의 진퇴를 안내하기 위한 것으로, 한 쌍으로 마련되어 제1베이스홈(133)의 바닥면에 마련된 캠공에 슬라이딩 가능하게 끼워진다. 또한, 제1캠바(141)에는 제1힌지스프링(142)이 삽입 마련되며, 이 제1힌지스프링(142)이 제1베이스홈(133)의 바닥면과 제1슬라이드캠(143)의 배면 사이에 개재되어 제1슬라이드캠(143)이 제1고정캠(146)과 밀착하도록 전방으로 가압한다.

제1슬라이드캠(143)의 전면에는 제1고정캠(146)과 캠 결합하는 제1캠노즈(144)가 마련된다. 또한, 제1슬라이드캠(143)의 좌우 측면에는 제1베이스홈(133)의 제1레일가이드(134)가 끼워질 수 있도록 제1캠가이드홀(145)이 마련된다.

제1고정캠(146)은 제1슬라이드캠(143)의 제1캠노즈(144)와 접촉하기 위한 제1캠면(147)을 원주면에 구비하며, 좌우 측면에는 제1샤프트(S1)가 끼워지는 제1축홀(148)을 구비한다. 원통형으로 마련되는 제1샤프트(S1)는 적어도 길이방향의 일측에 커팅면을 구비하여 회전 동작 시 제1고정캠(146)의 제1축홀(148)과 연동하여 원활하게 캠 동작할 수 있도록 마련된다.

상부 힌지베이스부(150)는 업퍼 하우징(1)에 고정하기 위한 제2하우징베이스(151)와, 틸팅을 가이드하기 위한 제2틸팅베이스(152)를 포함한다. 제2하우징베이스(151)와 제2틸팅베이스(152)는 일체로 마련될 수 있다.

제2틸팅베이스(152)는 내측에 제2슬라이드캠부(160)를 수용하기 위한 제2베이스홈(153)을 포함한다. 예컨대, 제2베이스홈(153)은 'ㄷ'자 형태로 마련되어 중앙의 바닥면에는 캠공(미도시)이 마련되며, 양측면에는 제2슬라이드캠부(160)의 진퇴를 가이드하기 위한 제2레일가이드(154)가 마련되어 있다. 제2레일가이드(154)의 상측인 제2베이스홈(153)의 끝단에는 제4샤프트(S4)을 설치하기 위한 제4샤프트공(155)이 마련된다.

제2슬라이드캠부(160)는 나란하게 마련되는 한 쌍의 제2캠바(161)와, 제2캠바(161)의 단부에 마련되는 제2슬라이드캠(163)과, 제2슬라이드캠(163)과 캠 결합하는 제2고정캠(166)을 포함한다.

제2캠바(161)는 제2슬라이드캠(163)의 진퇴를 안내하기 위한 것으로, 한 쌍으로 마련되어 제2베이스홈(153)의 바닥면에 마련된 캠공에 슬라이딩 가능하게 끼워진다. 또한, 제2캠바(161)에는 제2힌지스프링(162)이 삽입 마련되며, 이 제2힌지스프링(162)이 제2베이스홈(153)의 바닥면과 제2슬라이드캠(163) 배면 사이에 개재되어 제2슬라이드캠(163)이 제2고정캠(166)과 밀착하도록 전방으로 가압한다.

제2슬라이드캠(163)의 전면에는 제2고정캠(166)과 캠 결합하는 제2캠노즈(164)가 마련된다. 또한, 제2슬라이드캠(163)의 좌우 측면에는 제2베이스홈(153)의 제2레일가이드(154)가 끼워질 수 있도록 제2캠가이드홀(165)이 마련된다.

제2고정캠(166)은 제2슬라이드캠(163)의 제2캠노즈(164)와 접촉하기 위한 제2캠면(167)을 원주면에 구비하며, 좌우 측면에는 제4샤프트(S4)이 끼워지는 제2축홀(168)을 구비한다. 원통형으로 마련되는 제4샤프트(S4)는 적어도 길이방향의 일측에 커팅면을 구비하여 회전 동작 시 제2고정캠(166)의 제2축홀(168)과 연동하여 원활하게 캠 동작할 수 있도록 마련된다.

링크기어부(170)는 본 실시 예에 따른 전자기기가 360도 자유롭게 회전 틸팅할 수 있도록 하부 힌지베이스부(130)와 상부 힌지베이스부(150)를 라운딩 형태로 가이드하기 위한 것으로, 제1,2고정링크(171,172)와, 센터링크(175)와, 사이드링크(181,182)를 포함한다.

제1고정링크(171)와 제2고정링크(172)는 각각 로워 하우징(2)과 업퍼 하우징(1)에 고정되는 것으로, 두 고정링크의 구조는 실질적으로 동일하므로 제1고정링크(171)를 위주로 이하에서 설명한다.

제1고정링크(171)는 하부 힌지베이스부(130)의 외측에 마련되는 제1링크고정돌기(136)에 일측의 제1링크고정홀(171a)이 결합 고정되며, 타측에 센터링크(175)와 결합하기 위한 제1고정기어(173)를 포함한다. 제1고정링크(171)의 고정기어측 중심에는 상술한 제1샤프트(S1)가 끼워질 수 있도록 제1링크홀(173a)이 마련된다.

제2고정링크(172)는 상부 힌지베이스부(150)의 외측에 마련되는 제2링크고정돌기(156)에 일측의 제2링크고정홀(172a)이 결합 고정되며, 타측에 센터링크(175)와 결합하기 위한 제2고정기어(174)를 포함한다. 제2고정링크(172)의 고정기어측 중심에는 상술한 제4샤프트(S4)가 끼워질 수 있도록 제2링크홀(174a)이 마련된다.

센터링크(175)는 제1고정링크(171)의 제1고정기어(173)와 제2고정링크(172)의 제2고정기어(174)에 각각 기어 결합하는 제1,2센터기어(176,177)를 양측에 각각 구비한다. 즉, 제1고정기어(173)는 제1센터기어(176)와 치합하고, 제2고정기어(174)는 제2센터기어(177)에 치합한다.

또한, 제1센터기어(176)의 기어 중심에는 제2샤프트(S2)가 관통 결합하는 제2샤프트홈(176a)이 마련되고, 제2센터기어(177)의 기어 중심에는 제3샤프트(S3)가 관통 결합하는 제3샤프트홈(177a)이 마련된다.

제2샤프트(S2)와 제3샤프트(S3)는 상술한 제1샤프트(S1) 및 제2샤프트(S2)와 나란하게 마련된다. 또한, 제2샤프트(S2)와 제3샤프트(S3)는 컬링캡(178)을 이용하여 서로 일정한 거리를 유지하면서 연동될 수 있도록 감싸져 있다. 컬링캡(178)은 단면이 '3'자 형태로 마련될 수 있다.

사이드링크(181,182)는 제1샤프트(S1)와 제2샤프트(S2)를 연결하는 제1사이드링크(181)와, 제3샤프트(S3)와 제4샤프트(S4)를 연결하는 제2사이드링크(182)를 포함한다. 제1사이드링크(181)는 제1고정링크(171)의 외측과 제1센터기어(176)의 외측에서 제1샤프트(S1)와 제2샤프트(S2)를 기어 연결하며, 제2사이드링크(182)는 제2고정링크(172)의 외측과 제2센터기어(177)의 외측에서 제3샤프트(S3)와 제4샤프트(S4)를 기어 연결한다.

좀 더 구체적으로, 제1사이드링크(181)는 제2샤프트(S2)가 끼워지는 단부에 제1사이드기어(183)를 구비하며, 제2사이드링크(182)는 제3샤프트(S3)가 끼워지는 단부에 제2사이드기어(184)를 포함한다. 제1사이드기어(183)과 제2사이드기어(184)는 제2샤프트(S2)와 제3샤프트(S3) 사이에서 상호 치합되어 있다. 도면에서는 제1사이드링크(181)의 제1샤프트(S1)가 끼워지는 단부 및 제2사이드링크(182)의 제4샤프트(S4)가 끼워지는 단부에 각각 기어(185,186)가 도시되어 있지만, 이는 생략될 수 있다.

미설명된 참조부호 183a, 184a, 185a, 186a는 제1샤프트 내지 제4샤프트가 각각 끼워지는 제1샤프트공 내지 제4샤프트공이며, 제1 내지 제4 샤프트의 끝단에는 e-링이 분해 및 조립이 용이하도록 결합된다.

상기와 같이 마련되는 링크기어부(170)는 전자기기의 접철 시 호 형상으로 배치되는 제1샤프트(S1) 내지 제4샤프트(S4)의 양쪽에 각각 마련된다.

그러면, 상기와 같이 마련되는 본 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기의 동작을 도 9 내지 도 16을 참고하여 살펴보기로 한다.

먼저, 도 9 내지 도 12는 본 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치(100)를 포함하는 전자기기가 닫힌 상태 예컨대, 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)이 0도에 위치로 접철된 것이다.

도면들을 참고하면, 클로즈 상태의 전자기기는 도 10에 도시한 바와 같이 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)의 접철된 내측에 플렉시블 디스플레이(3)가 밴딩된 상태로 마련된다. 이때, 플렉시블 디스플레이(3)는 상술한 바와 같이 회전 반경이 상대적으로 업퍼 및 로워 하우징(1,2)의 회전 반경보다 작으므로, 하우징의 각 경사면(4,5)에 배면이 밀착 지지된다.

또한, 제1,2슬라이드캠부(140,160)의 제1,2슬라이드캠(143,163)은 제1,4샤프트(S1,S4)에 마련되어 있는 제,2고정캠(146,166)의 캠면에 탄성 가압되어 있으며(도 10 참조), 또한 링크기어부(170)의 제1,4샤프트(S1,S4)에 마련되어 있는 제1,2고정기어(173,174)는 제2,3샤프트(S2,S3)에 마련되어 있는 제1,2센터기어(176,177)와 각각 치합되어 있다(도 11 참조). 제2샤프트(S2)에 마련되어 있는 제1사이드기어(183)는 제3샤프트(S3)에 마련되어 있는 제2사이드기어(184)와 제2,3샤프트(S2,S3) 사이에서 치합되어 있다(도 12 참조).

상기와 같이 닫힌 상태의 전자기기에서 제1고정기어(173)와 제1센터기어(176), 제2고정기어(174)와 제2센터기어(177)는 사선으로, 제1,2센터기어(176,177)는 수직하게, 제1,2사이드기어(183,184는 사선으로 배치되며, 이는 플렉시블 디스플레이(3)의 라운드 형상과 회전 반경은 다르지만 유사한 형상을 가진다.

외부에서 힘이 가해지면 제1샤프트(S1)의 제1고정기어(173)에 치합되어 있는 제2샤프트(S2)의 제1센터기어(176)가 맞물려 회전한다. 제2샤프트(S2)의 제1센터기어(176)가 회전할 때 제3샤프트(S3)의 제2센터기어(177)가 위치 고정되어 있지 않으면 그 회전력이 제2고정기어(177)까지 전달되지 못한다. 하지만, 제3샤프트(S3)의 제2센터기어(177) 위치는 상호 치합하고 있는 제1,2사이드기어(183,184)에 의해 고정되므로 최종적으로 제1샤프트(S1)의 제1고정기어(173) 회전은 제4샤프트(S4)의 제2고정기어(177)를 연동시켜 밴딩 힌지 장치(100)의 전체적인 틸팅 회전을 안정적으로 구현할 수 있다. 컬링캡(178)은 내측에서 제2샤프트(S2)와 제3샤프트(S3)의 간격을 유지시킨다.

만일, 도 11에 도시한 바와 같이 링크기어부(170)가 제1,2고정기어(173,174)와 센터기어(176,177)로만 연결되어 있으면 치합되는 기어축 사이 예컨대, 제1샤프트(S1)와 제2샤프트(S2) 사이 및 제3샤프트(S3)와 제4샤프트(S4) 사이는 고정되지 않는다. 또한, 도 12와 같이 링크기어부(170)가 제1,2사이드기어(183,184)로만 연결되어 있으면 치합되는 기어축 사이 예컨대, 제3샤프트(S3)와 제4샤프트(S4) 사이가 고정되지 않는다.

도 13 및 도 14는 본 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치를 포함하는 전자기기가 열린 상태 즉, 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)이 180도로 펼쳐진 상태를 도시한 것이다.

180도 틸팅 회전 시 밴딩 힌지 장치(100)는 하부 힌지베이스부(130)와 링크기어부(10)의 제1,2고정링크(171,172) 및 센터링크(175)와 상부 힌지베이스부(150)가 모두 수평으로 나란하게 배치되며, 센터링크(175)의 외측에 마련되는 제1사이드기어(183)와 제2사이드기어(184)도 직선상으로 나란하게 배치된다.

밴딩 힌지 장치(100)가 수평 상태로 위치하면, 도 14에 도시한 바와 같이 플렉시블 디스플레이(3)도 수평으로 펼쳐지면서 사용자는 접철되었을 때보다 상대적으로 넓은 화면을 사용할 수 있다. 이때, 플렉시블 디스플레이(3) 및 백업 플레이트(111)는 도 6에 도시된 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)의 경사면(4,5)으로부터 이격되어 있으며, 또한 도시하지는 않았지만 플렉시블 디스플레이(3)는 백업 슬라이더(120)에 의해 펼쳐진 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

도 15 및 도 16은 본 실시 예에 따른 밴딩 힌지 장치를 포함하는 전자기기가 열린 상태 예컨대, 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)이 360도로 펼쳐진 상태를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본체(1,2)가 360도 회전하면 하부 힌지베이스부(130)와 상부 힌지베이스부(150)는 도 9에 도시한 형태를 가지지만 실질적으로는 상하 위치가 뒤바뀌게 되므로, 플렉시블 디스플레이(3)는 본체(1,2)의 외측으로 노출된다.

또한, 제1슬라이드캠부(140)의 제1슬라이드캠(143)과 제1고정캠(146) 및 제2슬라이드캠부(160)의 제2슬라이드캠(163) 및 제2고정캠(166)의 캠 결합으로 인해 전자기기는 외측으로 접철된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 슬라이드캠부를 일부 확대 도시한 도면이다. 본 실시 예는 일 실시 예와 다른 점을 중심으로 설명하며, 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예에 따른 제1,2슬라이드캠부(140,160)는 제1고정캠(146) 및 제2고정캠(166)에 각각 마련되는 제1캠면(147)과 제2캠면(167)의 형상을 보다 세분화하여 듀얼 토크 기능을 구현할 수 있도록 한 것이다. 듀얼 토크란 40 ~ 90도 사이에서는 토크가 점점 약해지도록 하고, 90 ~ 140도 사이에서는 토크가 점점 강해지도록 한 것이다.

좀 더 자세히 살펴보면, 제1캠면(147)은 시계방향을 따라 순차적으로 제1-1캠면(147a), 제1-2캠면(147b), 제1-3캠면(147c), 제1-4캠면(147d), 제1-5캠면(148d)을 포함할 수 있다.

0도에서는 제1-1캠면(147a)을 오목하게 마련하여 슬라이드캠의 캠노즈(144)가 수용되어 오토락이 될 수 있도록 하며, 90도에서는 프리스탑이 가능하도록 제1-2캠면(147b)을 마련하되 오목한 캠면의 호 깊이를 회전 방향을 따라 점진적으로 낮아지도록 하여 상술한 듀얼 토크를 구현한다. 40도 부근에서는 오목한 제1-1캠면(147a)과 제1-2캠면(147b) 사이의 돌출된 산 형태를 이용하여 클릭감을 구현할 수 있다.

또한, 180도에서는 제1-3캠면(147c)을 오목하게 마련하여 펼쳐진 밴딩 힌지 장치 및 전자기기의 위치를 홀딩할 수 있도록 하며, 180도에서 360도 사이에서는 상술한 바와 같이 듀얼 토크와 프리스탑과 오토락이 구현될 수 있도록 제1-4캠면(147d)과 제1-5캠면(147e)을 상기 제1-2캠면(147b)과 제1-1캠면(147a)과 대향하도록 마련할 수 있다.

1..업퍼 하우징 2..로워 하우징
3..플렉시블 디스플레이 4,5..경사면
100..밴딩 힌지 장치 110..플레이트힌지유닛
111..백업 플레이트 120..백업 슬라이더
121..마운터 123..레일바
124..무버 125..탄성부재
130..하부 힌지베이스부 133..제1베이스홈
140..제1슬라이드캠부 141..제1캠바
143..제1슬라이드캠 146..제1고정캠
150..상부 힌지베이스부 153..제2베이스홈
160..제6슬라이드캠부 161..제2캠바
163..제2슬라이드캠 166..제2고정캠
170..링크기어부 171..제1고정링크
172..제2고정링크 173..제1고정기어
174..제2고정기어 175..센터링크
176..제1센터기어 177..제2센터기어
181..제1사이드링크 182..제2사이드링크
183..제1사이드기어 184..제2사이드기어
S1..제1샤프트 S2..제2샤프트
S3..제샤프트 S4..제4샤프트

Claims

상호 이격 마련되는 하부 힌지베이스부 및 상부 힌지베이스부와,
상기 하부 힌지베이스부에 마련되는 제1샤프트와,
상기 상부 힌지베이스부에 마련되며 상기 제1샤프트와 나란하게 배치되는 제4샤프트와,
상기 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부 사이에 마련되며 상기 제1,4샤프트와 나란하게 배치되는 제2샤프트 및 제 3샤프트와,
상기 제1샤프트에 마련되며 제1고정기어를 갖는 제1고정링크와,
상기 제4샤프트에 마련되며 제2고정기어를 갖는 제2고정링크와,
상기 제2샤프트와 제3샤프트를 양단에서 연결하며 일단에는 상기 제1고정기어와 치합하는 제1센터기어를 구비하고 타단에는 상기 제2고정기어와 치합하는 제2센터기어를 구비하는 센터링크와,
상기 제1샤프트와 제2샤프트를 양단에서 연결하는 제1사이드기어와,
상기 제3샤프트와 제4샤프트를 양단에서 연결하며 제1사이드기어와 치합하는 제2사이드기어를 포함하는 밴딩 힌지 장치.
제 1항에 있어서,
상기 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부가 나라하게 마련될 때, 상기 제1샤프트 내지 제4샤프트는 그 사이에 호 형상으로 배치되는 밴딩 힌지 장치.
제 1항에 있어서,
상기 하부 힌지베이스부는 제1슬라이드캠부를 포함하고,
상기 제1슬라이드캠부는 상기 제1샤프트에 마련되는 제1고정캠과, 상기 제1고정캠과 캠 결합하기 위해 하부 힌지베이스부에 마련되는 제1슬라이드캠을 포함하며,
상기 상부 힌지베이스부는 제2슬라이드캠부를 포함하고,
상기 제2슬라이드캠부는 상기 제4샤프트에 마련되는 제2고정캠과, 상기 제2고정캠과 캠 결합하기 위해 상부 힌지베이스부에 마련되는 제2슬라이드캠을 포함하는 밴딩 힌지 장치.
제 3항에 있어서,
상기 하부 힌지베이스부는 제1슬라이드캠부를 수용하기 위한 제1베이스홈을 포함하고,
상기 제1베이스홈은 상기 제1슬라이드캠의 슬라이딩 진퇴를 가이드하기 위해바닥에는 캠공을 구비하고, 마주보는 양측면에는 제1레일가이드를 포함하며,
상기 상부 힌지베이스부는 제2슬라이드캠부를 수용하기 위한 제2베이스홈을 포함하고,
상기 제2베이스홈은 상기 제2슬라이드캠의 슬라이딩 진퇴를 가이드하기 위해 바닥에는 캠공을 구비하고, 마주보는 양측면에는 제2레일가이드를 포함하는 밴딩 힌지 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 의해 마련되는 밴딩 힌지 장치를 포함하되,
상기 상부 힌지베이스부와 하부 힌지베이스부 중 하나가 마련되는 업퍼 하우징과, 다른 하나가 마련되는 로워 하우징을 더 포함하며,
상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 360도 회전 틸팅할 수 있도록 마련되는 전자기기.
제 5항에 있어서,
상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 플렉시블 디스플레이를 더 포함하고,
상기 플렉시블 디스플레이는 배면에 마련되는 백업 플레이트와,
상기 업퍼 하우징과 로워 하우징 중 하나에 마련되는 백업 슬라이더를 더 포함하는 전자기기.
제 6항에 있어서,
상기 백업 슬라이더는 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징 중 하나에 고정 마련되는 마운터와, 마운터에 길이 방향으로 마련되는 레일바와, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징 중 다른 하나에 마련되어 상기 레일바를 따라 이동하며 상기 백업 플레이트에 고정되는 슬라이더와, 상기 슬라이더와 마운터 사이에 개재되어 인장방향으로 복원력을 갖는 탄성부재를 포함하는 전자기기.
제 7항에 있어서,
상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 접철 시 상기 플렉시블 디스플레이를 지지하기 위한 경사면을 각각 포함하는 전자기기.