KR20190097898A - 폴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

Abstract

폴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기는 상호 연동 회전할 수 있도록 나란하게 마련되는 제1회전축 및 제2회전축을 포함하는 이축힌지유닛과, 고정플레이트와 고정플레이트와 상대적으로 직선 슬라이딩하는 이동플레이트를 포함하는 슬라이드힌지유닛과, 제1회전축 또는 제2회전축의 회전 시 이동플레이트 또는 고정플레이트를 이축힌지유닛의 회전 방향을 따라 직선 슬라이딩 이동시키기 위한 커넥터링크를 포함하여 180도 폴딩할 수 있다.

Description

폴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기{Folding Hinge Apparatus and Electronic Device having it}

본 발명은 힌지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기기를 0도에서 180도 사이로 폴딩 회전할 수 있으며 나아가 플렉시블 디스플레이를 포함하여 디스플레이의 파손없이 폴딩을 안전하게 가이드할 수 있는 폴딩 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 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 플렉시블 디스플레이를 포함하는 전자기기의 폴딩을 안정적으로 가이드하면서 프리스탑과 클릭감을 구현할 수 있도록 하고자 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상호 연동 회전할 수 있도록 나란하게 마련되는 제1회전축 및 제2회전축을 포함하는 이축힌지유닛과, 고정플레이트와 고정플레이트와 상대적으로 직선 슬라이딩하는 이동플레이트를 포함하는 슬라이드힌지유닛과, 제1회전축 또는 제2회전축의 회전 시 이동플레이트 또는 고정플레이트를 이축힌지유닛의 회전 방향을 따라 직선 슬라이딩 이동시키기 위한 커넥터링크를 포함하는 폴딩 힌지 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 이축힌지유닛은 제1,2회전축에 각각 마련되는 윙브라켓을 포함하고, 상기 커넥터링크는 상기 윙브라켓과 고정플레이트의 일단을 연결하는 제1링크와, 상기 윙브라켓과 이동플레이트의 일단을 연결하는 제2링크와, 상기 제1링크와 제2링크의 일단이 상기 윙브라켓에 마련되는 윙슬릿에 이동 가능하도록 연결하는 링크핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동플레이트는 상기 제2링크의 타단이 회전 가능하게 마련되는 제2링크고정축과, 상기 제2링크의 일단이 이동 가능하도록 마련되는 원호 형태로 마련되는 링크슬릿을 포함하며, 상기 링크핀은 상기 이동플레이트의 링크슬릿과 상기 윙브라켓의 윙슬릿에 이동 가능하도록 관통 마련될 수 있다.

또한, 상기 이축힌지유닛은 제1,2회전축에 각각 마련되는 윙브라켓을 포함하고, 상기 제1,2회전축은 길이방향을 따라 마련되는 나선홈과, 나선홈을 따라 이동하면서 제1,2회전축을 연동 회전시키는 슬라이더를 포함하며, 상기 윙브라켓은 상기 슬라이더에 의해 제1,2회전축의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.

또한, 상기 이축힌지유닛은 제1회전축 또는 제2회전축의 회전 시 함께 회전하는 회전캠과, 상기 회전캠에 대향 마련되는 고정캠과, 고정캠을 회전캠을 향해 가압하는 탄성부재를 포함하고, 상기 회전캠은 상기 이동플레이트에 마련될 수 있다.

또한, 상기 이축힌지유닛은 상기 회전캠과 상기 윙브라켓 사이에 마련되는 미들고정브라켓을 포함하고, 상기 회전캠은 상기 미들고정브라켓에 대향 마련되는 캠하우징과, 캠하우징 내부에 상기 미들고정브라켓을 향해 마련되는 가압캠 및 가압스프링과, 상기 가압캠에 마련되는 복수의 캠홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 슬라이드힌지유닛의 이동플레이트와 고정플레이트 사이에 마련되어 직선 슬라이딩 이동에 따라 동작하는 클릭힌지유닛을 더 포함할 수 있으며, 클릭힌지유닛은 고정플레이트에 마련되는 베이스와, 베이스에 루프 형상으로 단차지게 마련되는 클릭레일과, 이동플레이트에 마련되어 클릭레일을 따라 이동하며 단차 이동 시 탄성 낙하하는 플랫바를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기와 같이 마련되는 폴딩 힌지 장치를 포함하고, 상기 이축힌지유닛의 제1회전축 또는 제2회전축 중 하나의 회전축이 결합하는 업퍼 하우징과, 다른 하나의 회전축이 결합하는 로워 하우징을 더 포함하며, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 180도 폴딩할 수 있도록 마련되는 전자기기를 제공할 수 있다.

또한, 상기 전자기기는 플렉시블 디스플레이를 더 포함하고, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 상기 슬라이드힌지유닛의 고정플레이트에 마련되며, 상기 플렉시블 디스플레이는 상기 이동플레이트에 마련되어 업퍼 및 로워 하우징의 폴딩 동작 시 상기 슬라이드힌지유닛의 직선 슬라이딩 이동에 의해 폴딩 길이가 가변될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 2개의 나란한 회전축으로 이루어져 폴딩 회전하는 이축힌지유닛과, 고정플레이트와 이동플레이트가 가이드레일을 이용하여 직선 슬라이딩 이동 가능하게 이루어지는 슬라이드힌지유닛을 연결하여 전자기기의 폴딩을 안정적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 클릭힌지유닛을 더 포함하여 회전 폴딩 동작 시 클릭감을 효과적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 커넥터링크를 이용하여 이축힌지유닛과 슬라이드힌지유닛을 연결하고 폴딩 시 플렉시블 디스플레이의 길이를 가변할 수 있도록 함으로써 전자기기가 0도에서 180도 폴딩 회전하더라도 플렉시블 디스플레이가 항상 안정적으로 편평한 상태를 유지할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 폴딩 힌지 장치 및 플렉시블 디스플레이를 지지하는 슬라이드커버를 분해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치의 이축힌지유닛과 슬라이드힌지유닛을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치의 이축힌지유닛을 분해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치의 슬라이드힌지유닛 및 힌지백커버를 분해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치의 클릭힌지유닛을 분해 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 폴딩 힌지 장치의 슬라이드커버가 동작하는 상태를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 폴딩 힌지 장치가 180도로 펼쳐진 상태를 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기기에 마련되는 폴딩 힌지 장치가 0도로 접철된 상태를 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치를 포함하는 전자기기가 폴딩 시 길이를 가변하는 동작을 설명하기 위한 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 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기를 개략적으로 도시한 도면이다. 설명에 앞서, 본 실시 예에 따른 폴딩 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 외측면에 마련되는 플렉시블 디스플레이(3)와, 본체 내부에 마련되어 전자기기의 폴딩을 가이드하는 폴딩 힌지 장치(10)를 포함한다. 여기서, 도면에 자세히 도시하지는 않았지만 본체 내부에는 폴딩 힌지 장치 외에 전자기기 동작 제어를 위한 회로모듈과 전원을 공급하기 위한 배터리모듈 등이 마련될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시 예에 따른 전자기기는 편평하게 펼쳐져 있는 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)을 사용자가 화살표 방향으로 외력을 가하면 플렉시블 디스플레이(3)를 포함하는 본체가 내부에 마련되는 폴딩 힌지 장치(10)에 의해 회전 폴딩하면서 도 2에 도시된 바와 같이 중첩되며, 다시 외부에서 힘을 가하면 폴딩 힌지 장치(10)에 의해 본체가 다시 펼쳐진 상태로 복귀할 수 있다.

이때, 전자기기는 닫힌 상태인 0도에서 펼쳐진 180도 범위 내에서 자유롭게 회전 폴딩 중 프리스탑될 수 있으며 나아가 0도와 180도에 근접해서는 클릭감을 가질 수 있다. 또한, 전자기기는 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)이 닫혀진 상태와 펼쳐진 상태로 모드 전환 시 플렉시블 디스플레이(3)와 본체의 폴딩 길이를 일정하게 유지할 수 있도록 폴딩 힌지 장치(10)가 하우징(1,2)의 길이를 가변할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

도 3 및 도 4를 참조하여 폴딩 힌지 장치(10)에 대해 좀 더 자세히 살펴보면, 본 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치(10)는 하우징(1,2) 및 플렉시블 디스플레이(3)의 폴딩을 지지하기 위해 이축힌지유닛(100)과 슬라이드힌지유닛(200)과 슬라이드커버(300)를 포함할 수 있다.

이축힌지유닛(100)은 도 4에 도시한 바와 같이 전자기기의 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2) 사이에 제1회전축(110A)과 제2회전축(110B)이 나란하게 마련되며, 슬라이드힌지유닛(200)은 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)의 내부에 고정플레이트(210)와 이동플레이트(200)가 전자기기의 폴딩 방향으로 직선 슬라이딩 이동 가능하게 마련된다. 슬라이드커버(300)는 슬라이드힌지유닛(200)과 플렉시블 디스플레이(3)를 연결 지지한다. 본 실시 예에서는 슬라이드힌지유닛(200)이 이축힌지유닛(100)의 길이방향 좌우에 각각 한 쌍씩 총 네 개가 마련되는 것으로 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 전자기기의 사이즈에 따라 두 개 또는 그 이상 적절한 개수로 마련될 수 있다.

도 5는 본 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치의 이축힌지유닛을 분해 도시한 것이다. 이축힌지유닛(100)은 전자기기의 180도 회전 폴딩을 가이드함과 동시에 폴딩 구간 내에서 프리스탑을 구현할 수 있도록 한다.

이축힌지유닛(100)은 상부 하우징(101) 및 하부 하우징(102)과, 하우징 내부에 나란하게 배치되는 제1회전축(110A) 및 제2회전축(110B)과, 제1,2회전축(110A,110B)을 고정하기 위한 고정브라켓(120)과, 제1,2회전축(110A,110B)의 일측에 마련되는 캠유닛(130)과, 제1,2회전축(110A,110b)을 연동시키기 위해 타측에 마련되는 슬라이더(150)와, 슬라이드힌지유닛(200)과 연결되는 윙브라켓(160)을 포함한다. 제1회전축(110A) 및 제2회전축(110B)은 실질적으로 동일한 형태를 가지며 상호 나란하게 마련되므로, 이하에서는 제1회전축(110A) 위주로 설명한다.

상부 하우징(101) 및 하부 하우징(102)은 내부에 제1회전축(110A) 및 제2회전축(110B)을 길이방향을 따라 나란히 회전 가능하도록 수용한다. 도 5에서는 조립된 하우징(101,102)에 하나의 이축힌지유닛(100)이 설치되는 것으로 보이지만, 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍의 이축힌지유닛(100)이 하나의 하우징 내부에 마련된다. 하우징(101,102)은 한 쌍의 이축힌지유닛(100) 사이에 FPC케이블(미도시)이 통과하는 케이블공(103)을 구비하며, 하우징(101,102)의 양측 가장자리에는 하우징캡(104)이 각각 조립될 수 있다(도 4 참조).

제1회전축(110A, 또는 제2회전축(110B))은 전체적으로 긴 바 형태로 마련되며, 일단은 원통형으로 마련되는 회전축부(111)를 포함하고 타단은 적어도 원주면 일측에 플레이트면(112)을 갖는 걸림축부(113)를 포함한다. 본 실시 예에서 플레이트면(112)은 원주상에 대향하는 두 면을 가공하여 마련하고 있으나, 이에 한정되지 않고 다각형 형태로 마련될 수도 있다.

회전축부(111)와 걸림축부(113)는 동일한 축 중심을 가지며, 회전축부(111)는 걸림축부(113)보다 직경이 크게 마련된다. 회전축부(111)와 걸림축부(113)의 각 끝단에는 고정브라켓(120)이 설치된다.

고정브라켓(120)은 하우징(101,102)의 내부 형태에 상응하도록 타원형으로 마련되며 회전축부(111)의 끝단에 이클립(E1)으로 고정되는 제1고정브라켓(121)과, 걸림축부(113)의 끝단에 이클립(E2)으로 고정되는 제2고정브라켓(122)과, 회전축부(111)와 걸림축부(113) 사이에 마련되는 미들고정브라켓(125)을 포함한다. 이클립(E1,E2)은 회전축부(111)와 걸림축부(113)의 끝단에 마련되는 네크(114)에 각각 끼워진다.

제1,2고정브라켓(121,122)은 제1,2회전축(110A,110B)이 관통하는 한 쌍의 원형 축공(123)을 두께 방향으로 각각 구비하며, 제1고정브라켓(121)(또는 제2고정브라켓(122)) 중 하나는 하우징(101,102)에 고정되기 위한 고정홀(124)을 구비할 수 있다.

미들고정브라켓(125)은 제1,2회전축(110A,110B)이 관통하는 한 쌍의 원형 축공(123)을 두께 방향으로 구비하며, 상부측에 하우징(101,102)에 위치를 고정하기 위한 볼트공(126)을 포함한다. 미들고정브라켓(125)에 마련되는 축공(123)의 내경은 회전축부(111)보다는 작고, 걸림축부(113)보다는 크게 마련된다.

캠유닛(130)은 미들고정브라켓(125)에 인접 마련되며 걸림축부(113)의 플레이트면(112)에 끼워지는 회전캠(131)과, 회전캠(131)과 대향하여 캠 결합하는 고정캠(133)과, 고정캠(133)을 회전캠(131) 측으로 탄성 바이어스하기 위한 탄성부재(135)를 포함한다.

회전캠(131)은 두 개로 분리 마련되어 제1,2회전축(110A,110B)에 각각 결합하여 개별적으로 회전한다. 즉, 회전캠(131)은 중심에 걸림축부(113)의 플레이트면(112)과 형합하여 결합되는 회전캠공(132)을 구비하여 제1회전축(110A)의 회전 시 함께 회전한다. 또한, 회전캠(131)은 고정캠(133)과 대향하는 회전캠(131)의 정면측에 캠면을 구비하며, 캠면은 산과 골이 교대로 형성되는 물결 형태를 가진다.

고정캠(133)은 하우징 내부에 대응하도록 타원형으로 마련되며, 두께 방향 측면에 제1,2회전축(110A,110B)이 관통하는 한 쌍의 고정캠공(134)을 구비한다. 고정캠공(134)은 회전캠공(142)와 달리 원형으로 마련되어 있어서, 제1회전축(110A)이 회전하더라도 함께 회전하지 않는다. 또한, 고정캠(133)은 회전캠(131)의 캠면과 대향하는 정면측에 캠면을 구비한다. 회전캠(131)과 고정캠(133)의 각 캠면 구조 및 캠 동작은 통상의 기술자에게 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

탄성부재(135)는 고정캠(133)의 캠면 반대측인 배면과 제2고정브라켓(122) 사이에 설치되어, 고정캠(133)을 회전캠(131) 측으로 가압하도록 설치된다. 탄성부재(135)로는 코일스프링, 디스크 스프링 등이 채용 가능하며, 디스크 스프링의 경우 코일 스프링보다 큰 캠력을 구현할 수 있다.

한편, 캠유닛(130)은 제2캠유닛(140)을 더 포함할 수 있다. 제2캠유닛(140)은 이축힌지유닛(100)의 0도와 180도 폴딩 시 전자기기의 플랫 및 폴딩 상태를 안정적으로 유지하도록 하기 위한 것으로, 캠하우징(141)과 캠하우징 내부에 마련되는 가압캠(143) 및 가압스프링(143)을 포함할 수 있다.

캠하우징(141)은 캠유닛(130)의 회전캠(131)과 일체로 마련될 수 있다. 캠하우징(141)은 내부에 소정의 공간을 구비하며, 제1회전축(110A)에 대향하는 일면에 개구(142)를 구비한다. 개구(142)는 미들고정브라켓(125)의 두께방향 측면에 대향하도록 마련되어 있다.

가압캠(143)은 캠하우징(141)의 내부에서 개구(142)를 향해 진퇴한다. 가압캠(143)의 단부는 미들고정브라켓(127)에 마련되는 캠홈(127)에 밀착되며, 가압스프링(144)에 의해 후방이 탄성 지지된다. 미들고정브라켓(127)의 캠홈(127)은 90도 간격으로 두 개가 마련되어 있어서, 가압캠(143)이 캠홈(127)에 선택적으로 위치하면서 전자기기는 닫힘 또는 개방 상태일 때 그 자세를 안정적으로 유지할 수 있다.

슬라이더(150)는 제1회전축(110A)과 제2회전축(110B) 중 어느 하나의 회전축 회전 시 다른 하나의 회전축이 서로 반대방향으로 연동 회전하도록 한다. 이를 위해 슬라이더(150)는 제1회전축(110A)의 회전축부(111)에 길이방향을 따라 나선 형태로 마련되는 나선홈(151)과, 나선홈(151)을 따라 이동하는 슬라이드바디(152,154)를 포함한다. 제2회전축(110B)도 동일하다.

나선홈(151)은 단면이 반원 형상인 홈을 회전축부(111)의 원주를 따라 나선 형태로 가공한 것으로, 이 나선홈(151)의 피치(pitch)를 통해 이축힌지유닛이 채용된 전자기기의 개방 정도를 조정할 수 있다. 나선홈(151)은 슬라이드바디(152,154)의 이동이 원활하도록 180도 대칭으로 한 쌍이 회전축부(111)의 원주에 마련될 수 있다.

슬라이드바디(152,154)는 고정브라켓(120)과 마찬가지로 하우징(101,102) 내부에 설치될 수 있도록 타원형으로 마련된다. 슬라이드바디는 탑슬라이드바디(152)와 바텀슬라이드바디(154)가 결합하여 외형을 형성하며, 제1,2회전축(110A,110B)이 각각 관통되도록 두께 방향으로 한 쌍의 슬라이드홀(153)을 측면에 구비한다.

슬라이드홀(153)의 내측 예컨데, 슬라이드바디(152,154)의 내측벽에는 제1,2회전축(110A,110B)의 각 나선홈(151)을 따라 이동하는 가이드돌기(155)가 마련된다. 상술한 바와 같이 나선홈(151)은 단면이 반원 형상을 가지므로 가이드돌기(155)도 반원형으로 마련되어 나선홈(151)에 슬라이딩 결합되며, 가이드돌기(155)는 한 쌍의 나선홈(151)에 대응되도록 180도 대칭으로 한 쌍이 슬라이드홀(153)의 내부에 마련된다.

윙브라켓(160)은 제1회전축(110A)의 회전축부(111)에 마련된다. 좀 더 구체적으로 보면, 윙브라켓(160)은 제1회전축(110A)이 관통하는 윙링(161)과 하우징(101,102)의 외부로 돌출 마련되는 윙플레이트(162)를 포함한다.

윙링(161)은 서로 이격된 한 쌍으로 마련되며 그 사이에 슬라이더(150)가 위치한다. 따라서, 외력에 의해 제1회전축(110A)이 회전하면 슬라이더(150)가 이동하고, 이에 따라 윙브라켓(160)이 슬라이더(150)를 따라 이동한다. 슬라이더(150)는 제1,2회전축(110A,110B)이 연동하도록 하므로, 제1회전축(110A)의 회전 시 제2회전축(110B)도 회전하면서 최종적으로 반대편 제2회전축(110B)의 윙브라켓(미도시)도 이동한다.

윙플레이트(162)는 판 상으로 마련되며, 한 쌍의 윙링(161)과 직교하는 방향으로 마련되는 윙슬릿(163)을 포함한다. 윙슬릿(163)의 좌우측 가장자리에는 소정의 홈부가 마련되어 있다.

도 6은 본 실시 예에 따른 슬라이드힌지유닛을 분해 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이 슬라이드힌지유닛(200)은 전자기기의 폴딩 시 플렉시블 디스플레이(3)와 하우징(1,2) 간 접철에 따른 길이차를 보상하기 위한 것으로, 도시한 바와 같이 고정플레이트(210) 및 이동플레이트(220)와, 고정플레이트(210)와 이동플레이트(220) 사이에 마련되는 가이드레일(230)를 포함한다.

고정플레이트(210)는 전자기기의 업퍼 하우징(1) 또는 로워 하우징(2)에 배면이 고정 설치되며, 이동플레이트(220)는 플렉시블 디스플레이 측에 고정 설치되고 고정플레이트(210)에 대해 가이드레일(230)을 통해 일방향(폴딩 방향)으로 슬라이딩 진퇴 이동 가능하게 마련된다.

가이드레일(230)은 고정플레이트(210)의 양측을 절곡하여 마련되는 고정레일(232)과, 고정레일(232)을 따라 이동 가능하도록 이동플레이트(220)에 마련되는 이동레일(234)을 포함한다. 고정레일(232)과 이동레일(234) 사이에는 상호 미끄럼 이동이 가능하도록 합성수지재의 완충부재(236)가 마련될 수 있다. 완충부재(236)는 이동플레이트(220)의 단부에 'ㄷ'자 형태로 절곡 형성된 이동레일(234)의 내측에 마련될 수 있다.

한편, 본 실시 예에 따르면 이축힌지유닛(100)과 슬라이드힌지유닛(200)은 전자기기의 폴딩 시 연동하여 동작될 수 있도록 커넥터링크(250)에 의해 상호 연결된다.

커넥터링크(250)는 이축힌지유닛(100)의 윙브라켓(160)과 슬라이드힌지유닛(200)의 고정플레이트(210)를 연결하는 제1링크(251)와, 이축힌지유닛(100)의 윙브라켓(160)과 슬라이드힌지유닛(200)의 이동플레이트(220)를 연결하는 제2링크(254)를 포함한다.

제1링크(251)의 일단은 고정플레이트(210)에 마련되는 제1링크고정축(212)에 회전 가능하게 연결되고, 타단(252)은 윙브라켓(160)의 윙슬릿(163)에 링크핀(257)을 이용하여 이동 가능하게 연결된다.

제2링크(254)의 일단은 이동플레이트(220)에 마련되는 제2링크고정축(222)에 회전 가능하게 연결되고, 타단(253)은 이동플레이트(220)에 제2링크고정축(222)과 이격 마련되는 링크슬릿(224)과 윙브라켓(160)의 윙슬릿(163)에, 제1링크(251)의 타단과 함께 링크핀(257)을 이용하여 이동 가능하게 연결된다.

즉, 제1링크(251)와 제2링크(254)의 각 타단(252, 253)을 연결하는 링크핀(257)은 장공으로 마련되는 윙브라켓(160)의 윙슬릿(163)과, 원호 형태로 마련되는 이동플레이트(22)의 링크슬릿(224)을 관통한다.

또 한편, 이동플레이트(220)와 대향하는 고정플레이트(210)의 반대편에는 플레이트백커버(260)가 마련될 수 있다. 고정플레이트(210)는 전자기기의 하우징(1,2) 측에 고정 마련되고, 이동플레이트(220)는 플렉시블 디스플레이(3) 측에 고정 마련되며, 플레이트백커버(260)는 플렉시블 디스플레이의 반대측인 전자기기 배면에 마련된다.

이러한 플레이트백커버(260)는 전자기기의 폴딩 시 길이가 가변되면서 발생하는 이축힌지유닛(100)과 슬라이드힌지유닛(200) 사이의 빈 공간을 탄성적으로 커버하면서 전자기기의 외부 하우징을 형성한다.

플레이트백커버(260)는 도시한 바와 같이 슬라이드핀(261)이 관통하는 핀가이드(262)를 포함한다. 핀가이드(262)는 한 쌍으로 마련되며 슬라이드핀(261)이 관통할 수 있도록 핀공(263)을 포함한다. 슬라이드핀(261)은 플레이트백커버(260)를 관통하여 슬라이드커버(300)의 스토퍼돌기(310)에 끝단이 결합되며, 핀가이드(262)와 슬라이드커버(300) 사이에는 탄성부재(265)가 개재된다.

따라서, 플레이트백커버(260)는 전자기기가 펼쳐져 있을 때는 슬라이드커버(300)로부터 이격되는 방향 즉, 이축힌지유닛(100)측으로 탄성부재(265)로부터 탄성력을 받아 폴딩힌지유닛(100)의 외부 노출 부분을 커버하며, 전자기기가 접철되어 있을 때는 이축힌지유닛(100)에 의해 가압되어 슬라이드커버(300)에 근접하도록 탄성부재(265)를 압축한다.

다른 한편, 본 실시 예에 따르면 전자기기의 폴딩 동작 중 클릭감을 구현하기 위해 폴딩 힌지 장치는 클릭힌지유닛(270)을 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 클릭힌지유닛(270)은 슬라이드힌지유닛(200)의 고정플레이트(210)에 마련되는 베이스(271)와, 베이스에 마련되는 클릭레일(272)과, 클릭레일(272)을 따라 이동 가능하게 마련되는 플랫바(275)를 포함한다.

베이스(271)는 소정 두께로 마련되며 상면에 루프 형태의 클릭레일(272)을 포함한다. 클릭레일(272)은 가상선 X를 기준으로 180도 대칭되는 제1클릭레일(272A)과 제2클릭레일(272B)로 이루어진다. 제1클릭레일(272A)은 높이 기준으로 바닥에서 시작되는 스타터(273)로부터 상대적으로 높은 위치에 마련되는 피니셔(274)로 이어지고, 제2클릭레일(272B)은 다시 바닥에서 시작되는 스타터(273)에서 상대적으로 높은 위치의 피니셔(274)로 이어진다. 스타터(273)와 피니셔(274) 사이에는 슬로프 형태로 상향 경사지게 레일이 연결되며, 피니셔(274)와 스타터(273) 사이에는 단차가 형성된다.

플랫바(275)의 일단은 이동플레이트(220)에 마련되며, 타단은 고정플레이트(210)의 클릭레일(272)을 따라 이동할 수 있도록 돌기바(276)를 포함한다. 또한 플랫바(275)는 하부 즉 고정플레이트(210)를 향해 탄성력을 갖도록 마련된다.

따라서, 클릭힌지유닛(270)은 슬라이드힌지유닛(200)의 직선 슬라이딩 이동 시 플랫바(275)가 제1클릭레일(272A)의 스타터(273)에서 출발하여 피니셔(274)로 이동한 후 제2클릭레일(272B)의 단차진 스타터(273)로 탄성적으로 낙하하면서 클릭음을 구현한다. 이는 제2클릭레일(272B)의 피니셔(274)에서 제1클릭레일(272A)의 단차진 스타터(273)로 이동할 때도 마찬가지이다.

그러면, 상기와 같은 구성을 갖는 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기의 동작에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 도 8은 본 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치(10)를 포함하는 전자기기가 열린 상태 예컨대, 전자기기의 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)이 180도 위치로 편평한 것이며, 플렉시블 디스플레이(3)는 생략된 도면이다.

도면을 참조하면, 편평하게 오픈된 상태의 전자기기는 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)의 전체에 걸쳐 플렉시블 디스플레이(3)가 겹쳐 마련된다. 하지만, 전자기기가 클로즈 상태로 접철되면 플렉시블 디스플레이(3)가 지지되어 있는 슬라이드커버(300)가 화살표 방향으로 축소 이동하면서 플렉시블 디스플레이(3)의 폴딩 길이가 전자기기 하우징(1,2)의 폴딩 길이가 같아지도록 가변될 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치(10)를 포함하는 전자기기가 180도 편평하게 열린 상태를 도시한 것이며, 도 11 및 도 12는 전자기기가 0도로 접철되어 닫힌 상태를 도시한 것이다.

먼저, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 폴딩 힌지 장치(10)는 이축힌지유닛(100)의 상부 및 하부 하우징(101,102)으로부터 노출되어 있는 제1,2회전축(110A,110B)의 각 윙브라켓(160)과, 캠유닛(130)의 각 회전캠(131) 및 각 제2캠유닛(140)이 전자기기의 업퍼 하우징(1) 및 로워 하우징(2)에 각각 연결되어 있다.

또한, 커넥터링크(250)의 제1링크(251)와 제2링크(255)의 일단(252,253)을 연결하며 윙슬릿(163)과 링크슬릿(224)를 관통하고 있는 링크핀(257)은 윙슬릿(163)과 링크슬릿(224)의 전자기기의 끝단 측 일단부에 위치한다. 이때, 슬라이드힌지유닛(200)의 고정플레이트(210)의 끝단(L1)과 이동플레이트(220)의 끝단(L2) 위치는 동일하다.

상기 상태에서 업퍼 하우징(1)(또는 로워 하우징(2))이 외력에 의해 회전하면, 업퍼 하우징(1)에 결합되어 있는 제1회전축(110A)이 회전한다. 즉, 업퍼 하우징(1)에 의해 발생한 회전은 제1회전축(110A)의 걸림축부(113)에 마련되어 있는 회전캠(131)을 회전시키며, 회전캠(131)은 캠결합되어 있는 고정캠(133)에 대향하면서 상대적으로 회전한다.

제1회전축(110A)이 회전하면 제1회전축(110A)의 회전축부(111)에 결합되어 있는 슬라이더(150)는 도 9의 화살표 방향으로 이동을 시작한다.

도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 슬라이더(150)가 이동하면 윙브라켓(160)도 도면의 우측에서 좌측으로 이동한다. 윙브라켓(160)이 이동하면, 커넥터링크(250)의 제1링크(251)와 제2링크(255)의 일단(252,253)을 연결하며 윙슬릿(163)과 링크슬릿(224)을 관통하고 있는 링크핀(257)은 전자기기의 내측인 윙슬릿(163)과 링크슬릿(224)의 타단부로 이동한다.

링크핀(257)이 전자기기의 내측으로 이동함에 따라 슬라이드힌지유닛(200)의 이동플레이트(220)는 고정플레이트(210)로부터 직선 슬라이딩 이동하며, 이를 통해 고정플레이트(210)의 끝단(L1)과 이동플레이트(220)의 끝단(L2)은 달라진다. 도면에서는 이동플레이트(220)가 고정플레이트(210)에 대해 상승하는 것으로 도시하였으나, 이와 반대로 고정플레이트(210)가 이동플레이트(220)에 대해 하강할 수도 있다. 이때, 도 12에 도시된 바와 같이 플레이트백커버(240)는 이축힌지유닛(100)에 의해 전자기기의 끝단으로 밀려난다.

상기한 슬라이드힌지유닛(200)의 직선 슬라이딩 진퇴 이동에 의해 본 실시 예에 따른 전자기기는 도 13에 도시한 바와 같이 이축힌지유닛(100)의 위치가 H0에서 H1까지 전자기기의 끝단으로 이동하며, 이를 통해 플렉시블 디스플레이(3)의 폴딩 길이와 전자기기의 폴딩 길이가 동일해져 플렉시블 디스플레이(3)는 폴딩 여부에 관계 없이 항상 편평한 상태를 유지할 수 있다.

1..업퍼 하우징 2..로워 하우징
3..플렉시블 디스플레이 10..폴딩 힌지 장치
100..이축힌지유닛 110A,110B..제1,2회전축
120..고정브라켓 130..캠유닛
140..제2캠유닛 150..슬라이더
160..윙브라켓 163..윙슬릿
200..슬라이드힌지유닛 210..고정플레이트
220..이동플레이트 230..가이드레일
250..커넥터링크 251..제1링크
254..제2링크 257..링크핀
260..플레이트백커버 270..클릭힌지유닛
300..슬라이드커버

Claims (10)

1. 상호 연동 회전할 수 있도록 나란하게 마련되는 제1회전축 및 제2회전축을 포함하는 이축힌지유닛과,
   고정플레이트와, 고정플레이트와 상대적으로 직선 슬라이딩하는 이동플레이트를 포함하는 슬라이드힌지유닛과,
   상기 제1회전축 또는 제2회전축의 회전 시 상기 이동플레이트 또는 고정플레이트를 이축힌지유닛의 회전 방향을 따라 직선 슬라이딩 이동시키기 위한 커넥터링크를 포함하는 폴딩 힌지 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 이축힌지유닛은 제1,2회전축에 각각 마련되는 윙브라켓을 포함하고,
   상기 커넥터링크는 상기 윙브라켓과 고정플레이트의 일단을 연결하는 제1링크와, 상기 윙브라켓과 이동플레이트의 일단을 연결하는 제2링크와, 상기 제1링크와 제2링크의 일단이 상기 윙브라켓에 마련되는 윙슬릿에 이동 가능하도록 연결하는 링크핀을 포함하는 폴딩 힌지 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 이동플레이트는 상기 제2링크의 타단이 회전 가능하게 마련되는 제2링크고정축과, 상기 제2링크의 일단이 이동 가능하도록 마련되는 원호 형태로 마련되는 링크슬릿을 포함하며,
   상기 링크핀은 상기 이동플레이트의 링크슬릿과 상기 윙브라켓의 윙슬릿에 이동 가능하도록 관통 마련되는 폴딩 힌지 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 이축힌지유닛은 제1,2회전축에 각각 마련되는 윙브라켓을 포함하고,
   상기 제1,2회전축은 길이방향을 따라 마련되는 나선홈과, 나선홈을 따라 이동하면서 제1,2회전축을 연동 회전시키는 슬라이더를 포함하며,
   상기 윙브라켓은 상기 슬라이더에 의해 제1,2회전축의 길이방향을 따라 이동하는 폴딩 힌지 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 이축힌지유닛은 제1회전축 또는 제2회전축의 회전 시 함께 회전하는 회전캠과, 상기 회전캠에 대향 마련되는 고정캠과, 고정캠을 회전캠을 향해 가압하는 탄성부재를 포함하고,
   상기 회전캠은 상기 이동플레이트에 마련되는 폴딩 힌지 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 이축힌지유닛은 상기 회전캠과 상기 윙브라켓 사이에 마련되는 미들고정브라켓을 포함하고,
   상기 회전캠은 상기 미들고정브라켓에 대향 마련되는 캠하우징과, 캠하우징 내부에 상기 미들고정브라켓을 향해 마련되는 가압캠 및 가압스프링과, 상기 가압캠에 마련되는 복수의 캠홈을 포함하는 폴딩 힌지 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 슬라이드힌지유닛의 이동플레이트와 고정플레이트 사이에 마련되어 직선 슬라이딩 이동에 따라 동작하는 클릭힌지유닛을 더 포함하는 폴딩 힌지 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 클릭힌지유닛은 고정플레이트에 마련되는 베이스와, 베이스에 루프 형상으로 단차지게 마련되는 클릭레일과, 이동플레이트에 마련되어 클릭레일을 따라 이동하며 단차 이동 시 탄성 낙하하는 플랫바를 포함하는 폴딩 힌지 장치.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 의해 마련되는 폴딩 힌지 장치를 포함하고,
   상기 이축힌지유닛의 제1회전축 또는 제2회전축 중 하나의 회전축이 결합하는 업퍼 하우징과, 다른 하나의 회전축이 결합하는 로워 하우징을 더 포함하며,
   상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 180도 폴딩할 수 있도록 마련되는 전자기기.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 전자기기는 플렉시블 디스플레이를 더 포함하고,
    상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 상기 슬라이드힌지유닛의 고정플레이트에 마련되며,
    상기 플렉시블 디스플레이는 상기 이동플레이트에 마련되어 업퍼 및 로워 하우징의 폴딩 동작 시 상기 슬라이드힌지유닛의 직선 슬라이딩 이동에 의해 폴딩 길이가 가변되는 전자기기.

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