WO2022197114A1 - 폴더블 구조를 갖는 휴대단말기의 힌지장치 - Google Patents

폴더블 구조를 갖는 휴대단말기의 힌지장치 Download PDF

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WO2022197114A1
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hinge
tension
wing
interlocking
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홍성천
정현택
김창수
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주식회사 파인테크닉스
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    • H04M1/0268—Details of the structure or mounting of specific components for a display module assembly including a flexible display panel

Definitions

  • the present invention relates to a hinge device for a portable terminal having a foldable structure, and more particularly, to a hinge device for a portable terminal having an improved foldable structure so that the display can be stably folded and unfolded when installed in a portable terminal to which a flexible display is applied.
  • the portable terminal includes a battery and a display unit, outputs information to the display unit using power supplied from the battery, and includes all devices configured to be portable by a user.
  • the mobile terminal includes a device for recording and reproducing a video and a device for displaying a graphic user interface (GUI), and includes a laptop computer, a mobile phone, glasses and a watch capable of displaying screen information, and a game machine. .
  • GUI graphic user interface
  • a mobile terminal has diversified functions, it is implemented in the form of a multimedia player equipped with complex functions such as, for example, taking pictures or videos, playing music or video files, playing games, and receiving broadcasts. have.
  • the portable terminal In order to support and increase the function of the portable terminal, it may be considered to improve the structural part and/or the software part of the portable terminal.
  • portable terminals are evolving into various types of designs, and efforts are being made to develop portable terminals into newer types in order to meet the needs of users who want new and various types of designs.
  • the new form includes structural changes and improvements for the user to use the portable terminal more conveniently.
  • a mobile terminal in which at least a part of the display unit is bent or can be bent is attracting attention.
  • a conventional hinge structure applied to a flexible display panel has an interlocking structure for relatively moving two main bodies using gears that are simply engaged in the main body rotation direction (Korean Patent Publication No. 10-2019-0124110).
  • an interlocking structure has a problem in that durability is poor, vibration or noise can be generated, the manufacturing process is complicated, and the unit cost of parts is increased.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and its object is to provide a new hinge device for a foldable portable terminal that can improve durability, reduce vibration or noise, have a simple manufacturing process, and reduce the cost of parts. is to provide
  • a housing positioned between one end of the first body and the second body;
  • the first body and the second body are respectively fixed to the first body and the second body and are respectively rotatably supported by the housing so that the first body and the second body are placed on the same horizontal line in an 'open position', and the first body and the second body face each other a first hinge blade and a second hinge blade rotating at a predetermined angle between the contacting 'folding positions'; and a first interlocking gear and a second interlocking gear for interlocking the first and second hinge wings to move relative to each other;
  • the first interlocking gear and the second interlocking gear are installed in the housing so as to be able to rotate relative to each other at a predetermined angle about the gear shaft by meshing with each other, and the upper surfaces of the first interlocking gear and the second interlocking gear are circumferentially around the gear shaft.
  • a plurality of first gear-side protrusions and second gear-side protrusions are radially provided along the direction, and the first and second gear-side protrusions and the first gear-side protrusions and the second gear-side protrusions are formed on the bottom surfaces of the first hinge wing and the second hinge wing by rotation. It is characterized in that a plurality of first wing-side protrusions and second wing-side protrusions engaged with each other are provided radially along the circumferential direction with respect to the rotation axes of the first and second hinge wings.
  • first gear-side protrusion and the second gear-side protrusion are formed in a protruding form with the upper surfaces of the first interlocking gear and the second interlocking gear as a bottom surface.
  • the end portions of the first gear side projection and the second gear side projection, and the first blade side projection and the second blade side projection are semicircular or semi-spherical.
  • the first interlocking gear and the second interlocking gear are characterized in that the gear portion meshing with each other and the first gear side projection and the second gear side projection portion do not overlap each other.
  • first interlocking gear and the second interlocking gear are characterized in that each gear shaft is installed to be spaced apart from each other in an oblique direction with respect to the center line of the housing.
  • the hinge device includes a pair of semi-circular protrusions formed on the inner wall surfaces of both sides of the housing, and semi-circular grooves respectively formed on the first and second hinge wings and the semi-circular protrusions are fitted and supported for rotation. It is characterized in that it is rotationally supported.
  • the pair of semi-circular protrusions are formed by arranging at a predetermined interval to accommodate a predetermined radius of curvature formed in the folding part of the flexible display panel in the 'folded position'.
  • the hinge device includes a tension fixing member having a first guide shaft and a second guide shaft in the hinge axis direction, and the first guide shaft and the second guide shaft are rotated and supported and moved in the axial direction.
  • a first tension blade and a second tension blade that are operably installed, a tension movable member fitted to the first guide shaft and the second guide shaft to be movable in the axial direction, and elasticity for imparting an elastic force to the tension movable member It may be made to further include a tension mechanism made of a member.
  • a plurality of inclined projections are formed on the tension movable member in the circumferential direction about the first guide shaft and the second guide shaft, It is characterized in that a plurality of inclined projections are formed on the first tension blade and the second tension blade.
  • the tension mechanism is provided with a tension guide projection on the first tension blade and the second tension blade, respectively, the tension guide projection is a rectangular tension guide formed on one side of the first and second hinge blades It is characterized in that it is inserted into the hole and guided.
  • the tension mechanism is, between the first and second hinge wings and the interlocking portion of the first tension blade and the second tension blade, the rotation axis of the first tension blade and the second tension blade It is characterized in that it further comprises an elastic member elastically installed in the interlocking part located farthest from the.
  • the structure for interlocking the main body is installed in the housing and rotates relative to the vertical direction by tooth engagement rotation using a horizontally rotating gear during the folding operation of the main body, thereby distributing the load during folding and minimizing play to reduce vibration and Noise can be reduced, the interlocking structure is simplified, so that durability can be improved, the unit cost of parts can be reduced, and the manufacturing process can be simplified.
  • FIG. 1 is a perspective view of a state in which a flexible display panel is separated from first and second main bodies in an unfolded position of a portable terminal according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a coupling relationship between the first and second main bodies and the hinge device in Figure 1;
  • FIG 3 is a perspective view showing the main configuration of a hinge device according to an embodiment of the present invention in isolation.
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the first and the hinge blades and the housing showing the rotation support configuration of the first and second hinge blades in the hinge device according to an embodiment of the present invention.
  • 5A and 5B are cross-sectional views taken along the line D-D of FIG. 3 , and are cross-sectional views illustrating the rotation support configuration of the first and second hinge wings shown in FIG. 4 .
  • FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating an interlocking structure of first and second hinge wings and an interlocking gear in the hinge device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a perspective view of the main part showing the interlocking structure of the first and second hinge wings in the hinge device of the present invention.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams of an operation state of an interlocking gear in a hinge device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a partially exploded perspective view showing a tension mechanism in the hinge device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view illustrating a connection configuration of a tension mechanism and first and second hinge wings in a hinge device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a partially exploded perspective view showing a tension mechanism in the hinge device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12A and 12B are diagrams of an operating state of a tension mechanism in a hinge device according to an embodiment of the present invention.
  • hinge device 21 first and second hinge wings
  • FIG. 1 is a perspective view in which a flexible display panel 13 is separated from first and second main bodies 11 and 12 in an unfolded position of a portable terminal according to a temporary embodiment of the present invention.
  • a hinge device 14 is connected and installed between one end of the body 12 facing each other.
  • the flexible display panel 13 is sized to cover the entire area of the first and second main bodies 11 and 12 including the hinge device 14 , and the first and second bodies excluding the hinge device 14 . It is fixed to the inner surface of the main body (11, 12) by means of attachment, such as an adhesive.
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing the coupling relationship between the first and second main bodies 11 and 12 and the hinge device 14, the hinge device 14 is provided with first and second hinge wings 21 and 22, , By fixing the first and second hinge wings 21 and 22 to the first body 11 and the second body 12 with screws (not shown), respectively, coupled with the first and second bodies 11 and 12 do.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the main configuration of the hinge device 14.
  • the hinge device 14 is installed in the housing 31, is fixed to the first and second main bodies 11 and 12, the first and A tension mechanism 50 for performing a free stop function between the 'open position' and the 'folded position' during the rotational movement of the second hinge blades 21 and 22 and the first and second hinge blades 21 and 22.
  • the first and second hinge blades 21 and 22, the housing 31 and the tension mechanism 50 are provided with the first and second main bodies 11 for a stable folding operation of the first and second main bodies 11 and 12. , 12) are installed in the same configuration on both edges of the connecting ends, and the housing 31 and the tension mechanism 50 on both sides are fixed with one hinge cover 32 and a screw (not shown).
  • 5A and 5B show the rotation support configuration of the first and second hinge wings 21 and 22 in the hinge device 14 of the present invention.
  • 5A and 5B are cross-sectional views taken along line D-D of FIG. 3 , and unnecessary parts are omitted and shown as a main configuration in order to easily explain the rotation support configuration of the first and second hinge wings 21 and 22 shown in FIG. 4 .
  • the rotation support configuration of the first and second hinge wings 21 and 22 includes a pair of semi-circular protrusions 31a and 31b formed by arranging at a predetermined interval on both inner wall surfaces of the housing 31, respectively; Semi-circular grooves 21a and 22a are formed on the first and second hinge wings 21 and 22, respectively, and the semi-circular protrusions 31a and 31b are fitted to rotate and supported.
  • the semicircular grooves 21a and 22a of the first and second hinge wings 21 and 22 are formed at opposite ends of the fixing portions 21b and 22b to which the first and second main bodies 11 and 12 are fixed to form a semicircular shape.
  • the first and second main bodies 11 and 12 are rotated between the 'unfolded position' and the 'folded position' by allowing the fixing portions 21b and 22b to rotate at a predetermined angle around the grooves 21a and 22a.
  • the interval between the semi-circular protrusions 31a and 31b is a folding space that can accommodate a predetermined radius of curvature formed in the folding part of the flexible display panel 13 in the 'folded position' of the first and second hinge wings 21 ,22) so that it can be formed between them.
  • semi-circular grooves 21a and 22a are formed in the first and second hinge wings 21 and 22 and semi-circular protrusions 31a and 31b are formed in the housing 31, but on the contrary, Semicircular projections 31a and 31b may be formed on the first and second hinge wings 21 and 22 , and semicircular grooves 21a and 22a may be formed on the housing 31 .
  • any configuration capable of supporting the rotation of the main bodies 11 and 12 may be applied to the present invention by combining it with an interlocking means to be described later. have.
  • FIGS. 6 and 7 show the first and second hinge blades 21 and 22, the housing 31 and the first and second interlocking gears 41 and 42, and the housing 31 has the first hinge blade ( 21) and a pair of first and second interlocking gears 41 and 42 are installed as interlocking means for relative motion of the second hinge wing 22 to each other.
  • the first and second interlocking gears 41 and 42 are positioned between the lower surfaces of the first and second hinge wings 21 and 22 and the upper surfaces of the housing 31 .
  • the first and second interlocking gears 41 and 42 have shaft holes 41a and 42a formed in the center thereof, and the shaft holes 41a and 42a are fitted with the gear shafts 43a and 43b formed in the housing 31 . It is installed in the housing 31 so as to be able to rotate relative to each other at a predetermined angle around the gear shafts 43a and 43b by being fitted and engaged with each other.
  • first and second gear-side protrusions 44a and 44b are radially formed along the circumferential direction using the gear shafts 43a and 43b as the rotation axis.
  • the first and second wing-side protrusions 45a capable of being engaged by rotation with the first and second gear-side protrusions 44a and 44b on the bottom surfaces of the first and second hinge blades 21 and 22. , 45b) is provided in a plurality of radially along the circumferential direction about the rotation axis of the first and second hinge wings (21, 22).
  • the gear portion meshing with each other and the first and second gear side projection portions meshing with the first and second gear side projections 44a and 44b do not overlap each other. It is preferable to configure it so that it does not.
  • the gear shafts 43a and 43b of the first and second interlocking gears 41 and 42 are spaced apart from each other in an oblique direction with respect to the center line of the housing 31 . As a result, the rotational load can be distributed, and the first and second main bodies 11 and 12 are interlocked to perform a stable rotational motion.
  • first and second wing-side projections 45a and 45b formed on the first and second hinge wings 21 and 22 are circumferences about the rotation axis of the first and second hinge wings 21 and 22 . Since it consists of a plurality of radially along the direction, the first and second gear-side protrusions 44a and 44b are engaged with the horizontal rotational movement so that the first and second hinge blades 21 and 22 can be interlocked with a vertical rotational movement. .
  • the first and second gear-side protrusions 44a and 44b are formed along the circumferential direction in a protruding form with the upper surfaces of the first and second interlocking gears 41 and 42 as the bottom surface, whereby the first and second When engaged with the wing-side protrusions (45a, 45b), the ends of the first and second wing-side protrusions (45a, 45b) are always engaged while constantly touching the upper surfaces of the first and second interlocking gears (41, 42). , it is possible to constantly maintain the rotational motion of the first and second hinge wings 21 and 22 without a change in height.
  • first and second gear side projections 44a and 44b and the first and second blade side projections 45a and 45b are formed in a semicircle or hemispherical shape, so that the axis of rotation in the direction intersecting at right angles to each other It is preferable to accurately engage the first and second hinge wings 21 and 22 and the first and second interlocking gears 41 and 42 that rotate at a predetermined angle around the .
  • the interlocking structure of the first and second hinge wings 21 and 22 is, even if only one of the first and second hinge wings 21 and 22 is rotated to the 'folded position' or the 'unfolded position', the first and The second gear-side protrusion (44a, 44b) and the first and second wing-side protrusions (45a, 45b) provided with the other side by the first and second interlocking gears (41, 42) meshed with each other in the opposite direction It is rotated to the 'folded position' or 'unfolded position' at the same time by relative motion.
  • FIG. 9 is a perspective view of the tension mechanism 50 in which some components are separated from the hinge device 14 according to an embodiment of the present invention.
  • the tension mechanism 50 includes a tension fixing member 51 fixed to the hinge cover 32 (see FIG. 3 ), and the first and second guide shafts 52a on the tension fixing member 51 .
  • , 52b) is provided in the hinge axis direction.
  • Tension movable members 53 and 54 are fitted to the first and second guide shafts 52a and 52b and are installed to be movable in the axial direction, and the first and second guide shafts 52a are provided to the tension movable members 53 and 54.
  • a plurality of inclined projections (53a, 53b, 54a, 54a) are formed to protrude in the hinge axis direction, respectively.
  • the tension mechanism 50 is provided with first and second tension blades 55 and 56 fitted to the first and second guide shafts 52a and 52b, rotationally supported, and installed to be movable in the axial direction.
  • the first and second tension blades 55 and 56 have other inclined projections 55a and 56a that can be fitted therebetween corresponding to the inclined projections 53a, 53b, 54a, 54a of the tension movable members 53 and 54. , 55b, 56b).
  • a first spring 57a as an elastic member is installed between the tension movable member 53 and the rear surfaces of the inclined projections 55b and 56b of the first and second tension blades 55 and 56, and the tension movable member 54 and A second spring (57b) is elastically installed as an elastic member between the tension fixing members (51).
  • the first and second springs 57a and 57b are inclined projections 53a, 53b, 54a, 54a of the tension movable members 53 and 54 and the inclined projections of the first and second tension blades 55 and 56 ( 55a, 56a, 55b, 56b) is installed so as to always impart an elastic force in the fitting direction.
  • connection configuration between the tension mechanism 50 and the first and second hinge wings 21 and 22, and the connection configuration is a rectangular shape on one side of the first and second hinge wings 21 and 22.
  • a tension guide protrusion (58b) that forms a tension guide hole (58a), and is slidably inserted into the tension guide hole (58a) on the first and second tension blades (55, 56) of the tension mechanism (50) is made by forming
  • first and second tension blades 55 and 56 of the tension mechanism 50 are rotated together between the 'open position' and the 'folded position' in conjunction with the first and second hinge blades 21 and 22.
  • the tension guide projections 58b formed on the first and second tension wings 55 and 56 rotating about the fixed first and second guide shafts 52a and 52b are formed on the first and second hinge wings ( 21 and 22), by sliding in the rectangular tension guide hole 58a, the first and second tension blades 55 and 56 are rotated between the 'unfolded position' and the 'folded position' when the mutual position is changed. It is possible to rotate in conjunction with the first and second hinge wings (21, 22).
  • the tension mechanism 50 is attached to the first and second tension blades on the inclined projections 53a, 53b, 54a, 54a of the tension movable members 53 and 54 according to the rotation of the first and second tension blades 55 and 56.
  • the inclined protrusions 55a, 56a, 55b, and 56b of (55, 56) are fitted or separated (see FIGS. 12a and 12b), whereby the elastic force of the first and second springs 57a and 57b is increased or decreased.
  • the rotation operation of the first and second main bodies 11 and 12 in the 'unfolded position' or the 'folded position' is made easy with little force, and a free-stop function is performed between the 'unfolded position' and the 'folded position'.
  • the free-stop function removes the rotational force while rotating the first and second main bodies 11 and 12 to the 'unfolded position' or 'folded position'. This means that the rotation is maintained at the stopped position.
  • the maximum curved portion of the inclined projections 53a, 53b, 54a, 54a of the tension movable members 53 and 54 according to the rotation of the first and second tension blades 55 and 56 and the first and second tension blades 55,
  • the first and second springs (57a, 57b) are compressed by the compressive elastic force of the first and second main bodies ( 11, 12) can perform a free-stop function of maintaining the stop position as it is when it is stopped during rotation (refer to FIGS. 12A and 12B).
  • FIG. 11 is a partially exploded perspective view showing a tension mechanism in the hinge device according to another embodiment of the present invention.
  • the tension mechanism shown in FIG. 11 has only one spring 57 installed between the tension movable member 53 and the tension fixing member 51 to widen the gap between both hinge devices. have. Due to this, it is easy to install the signal line, and the configuration of the hinge device is simplified, so that assembling and durability can be improved.
  • another spring 59 is fitted as an elastic member to the tension guide protrusion 58b of the first and second tension blades 55 and 56, so that the first and second hinge blades 21 and 22 and the first and The second tension blades 55 and 56 may be respectively installed to be elastically in close contact with each other.
  • any configuration capable of easily rotating the main bodies 11 and 12 with a small force and performing a free stop function is coupled to the interlocking means described above. Thus, it can be applied to the present invention.
  • the first and second main bodies 11 and 12 When the first and second main bodies 11 and 12 are moved between the 'unfolded position' and the 'folded position', the first and second main bodies 11 and 12 respectively fixed to the first and second main bodies 11 and 12 as shown in FIGS. 5A and 5B are moved. Since the semi-circular grooves 21a and 22a of the first and second hinge wings 21 and 22 are guided and supported by the semi-circular protrusions 31a and 31b of the housing 31, the first and second main bodies 11 and 12 are rotated. The operation of moving from the "unfolded position" to the "folded position" is performed smoothly.
  • first and second interlocking gears 41 and 42 which are interlocking means, and rotates together.
  • first hinge wing 21 is rotated to the 'folded position' as shown in FIG. 8a so that the first wing-side protrusion 45a of the first hinge wing 21 rotates the axis of rotation of the first hinge wing 21.
  • the first gear-side protrusion 44a of the first interlocking gear 41 meshed therewith rotates in the direction of the arrow 'a2', whereby the first interlocking gear 41 ) and the second gear-side protrusion 44b also rotates in the arrow 'a2' direction by the meshed second interlocking gear 42, so the second wing-side protrusion 45b of the second hinge wing 22 is the arrow
  • the second hinge wing 22 is also linked to the 'folded position' together with the first hinge wing 21 .
  • the first and second wing-side protrusions 45a and 45b are the first and second interlocking gears 41 and 42 on which the first and second gear-side protrusions 44a and 44b are formed a2 or It appears to be linearly moved in the a1 or b1 direction and the a3 or b3 direction in a plan view in conjunction with the rotational movement in the b2 direction, and the first and second wing-side protrusions 45a and 45b form the first and second hinge wings (
  • the first and second hinge wings 21 and 22 are formed in a plurality of radially along the circumferential direction with respect to the axis of rotation 21 and 22, so that the first and second wing-side protrusions 45a and 45b are formed in the end. is rotated to the 'folded position' or 'unfolded position' along the semi-circular grooves 21a and 22a and the semi-circular projections 31a and 31b of the rotation support configuration.
  • the free stop function is performed by the tension mechanism 50 when the rotational positions of the first and second main bodies 11 and 12 are between the 'unfolded position' and the 'folded position'. do.
  • the tension mechanism 50 has the tension guide projections 58b of the first and second tension blades 55 and 56 as shown in FIGS. 9 and 10 through the tension guide holes of the first and second hinge blades 21 and 22. Since it is guided by (58a), when the first and second hinge blades 21 and 22 are rotated, the first and second tension blades 55 and 56 work together to rotate together.
  • the tension movable members 53 and 54 by the rotation of the first and second tension wings 55 and 56 ) of the inclined projections (53a, 53b, 54a, 54a) of the first and second tension blades (55, 56) while the inclined projections (55a, 56a, 55b, 56b) are separated from the tension movable members (53, 54) It is moved by pressing in the direction of the hinge axis (see Fig. 12b).
  • the tension movable members 53 and 54 move along the first and second guide shafts 52a and 52b to compress the first and second springs 57a and 57b.
  • the first and second springs (57a, 57b) for pressing toward the first and second tension blades (55, 56) is increased, and the first and second bodies (11, 12) with this increased elastic force When stopping the motor during rotation, it can perform the free stop function to keep it at the stop position.
  • the hinge device of the present invention described in detail above can be used in various devices to which a folding hinge structure is applied, such as a notebook computer, in addition to a portable terminal such as a mobile phone.

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Abstract

본 발명에 따른 폴더블 구조를 갖는 휴대단말기의 힌지장치는, 제1 본체와 제2 본체의 일끝단 사이에 위치하는 하우징; 상기 제1 본체와 제2 본체에 각각 고정되고, 상기 하우징에 각각 회전지지되어 제1 본체와 제2 본체가 '펼침위치'와, '접힘위치' 사이에서 소정각도 회전운동하는 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개; 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개가 상대운동하도록 연동시키는 제1 연동기어 및 제2 연동기어를 포함하여 이루어지며; 상기 제1 연동기어 및 상기 제2 연동기어는 상호 이맞물림함으로써 기어축을 중심으로 소정각도 상대회전 가능하게 상기 하우징에 설치되며, 상기 제1 연동기어 및 제2 연동기어의 상면에는 기어축을 중심으로 원주방향을 따라 복수개의 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기가 방사형으로 구비되고, 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개의 저면에는 상기 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기와 회전에 의해 맞물림되는 제1 날개측돌기 및 제2 날개측돌기가 상기 제1 및 제2 힌지날개의 회전축을 중심으로 하는 원주방향을 따라 방사형으로 복수개 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

폴더블 구조를 갖는 휴대단말기의 힌지장치
본 발명은 폴더블 구조를 갖는 휴대단말기 힌지장치에 관한 것으로서, 특히 플렉시블 디스플레이가 적용된 휴대단말기에 설치되어 디스플레이를 안정적으로 접었다 펼수 있도록 개선된 폴더블 구조를 갖는 휴대단말기 힌지장치에 관한 것이다.
휴대단말기는 배터리 및 디스플레이부를 구비하고, 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여 디스플레이부에 정보를 출력하며, 사용자가 휴대 가능하도록 형성되는 모든 기기를 포함한다.
휴대단말기는 동영상을 기록 및 재생하는 장치와 그래픽 유저인터페이스(GUI, graphic user interface)를 디스플레이하는 장치 등을 포함하며, 노트북, 휴대폰, 화면정보를 디스플레이할 수 있는 안경 및 시계, 게임기 등을 포함한다.
이와 같은 휴대단말기는 기능이 다양화됨에 따라, 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 휴대단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 휴대단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
또한, 휴대단말기는 다양한 형태의 디자인으로 진화하고 있으며, 더 새롭고 다양한 형태의 디자인을 원하는 사용자의 니즈(needs)에 부합하기 위하여, 휴대단말기를 좀 더 새로운 형태로 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다.
여기에서 새로운 형태는 사용자가 휴대단말기를 좀더 편리하게 사용하기 위한 구조적인 변화 및 개량을 포함한다.
이러한 구조적인 변화 및 개량의 하나로, 디스플레이부의 적어도 일부가 휘어지거나, 구부러지는 것이 가능한 휴대단말기가 주목 받고 있다.
다만 휘어짐 또는 구부러지는 휴대단말기의 구현을 위하여 동력을 제공하거나 외력을 전달하기 위한 복잡한 구성이 필요하며, 이는 외관을 복잡하게 하거나 휴대단말기의 두께를 두껍게 하는 단점이 있다.
또한, 플렉시블 디스플레이는 접힘시 길이 변화가 발생되어 종래의 폴더 휴대 단말기에 사용된 힌지 장치를 사용할 수 없다.
또한, 플렉서블 디스플레이패널에 적용되는 종래의 힌지구조는 두 개의 본체를 상대운동시키는 연동구조를 본체 회전방향으로 단순히 맞물린 기어를 이용하여 구성하고 있는 것이 있다(국내 특허공개공보 10-2019-0124110). 그런데 이러한 연동구조는 내구성이 떨어지고 진동이나 소음을 발생시킬 수 있으며 제조공정이 복잡해지고 부품단가가가 상승하는 문제가 있다.
이에 따라 플레기블 디스플레이의 양단을 동일한 각도로 균일하게 접히도록 하면서 길이 변화에 대응할 수 있는 새로운 형태의 효율적인 폴딩 구조를 갖는 휴대단말기 힌지의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 내구성을 향상시키고 진동이나 소음을 줄일 수 있으며 제조공정이 단순하고 부품단가를 저감시킬 수 있는 폴딩식 휴대단말기의 새로운 힌지장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 힌지장치는, 제1 본체와 제2 본체의 일끝단 사이에 위치하는 하우징; 상기 제1 본체와 제2 본체에 각각 고정되고, 상기 하우징에 각각 회전지지되어 제1 본체와 제2 본체가 동일 수평선상에 놓이는 '펼침위치'와, 제1 본체와 제2 본체가 서로 마주하여 접하는 '접힘위치' 사이에서 소정각도 회전운동하는 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개; 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개가 상대운동하도록 연동시키는 제1 연동기어 및 제2 연동기어를 포함하여 이루어지며; 상기 제1 연동기어 및 상기 제2 연동기어는 상호 이맞물림함으로써 기어축을 중심으로 소정각도 상대회전 가능하게 상기 하우징에 설치되며, 상기 제1 연동기어 및 제2 연동기어의 상면에는 기어축을 중심으로 원주방향을 따라 복수개의 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기가 방사형으로 구비되고, 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개의 저면에는 상기 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기와 회전에 의해 맞물림되는 제1 날개측돌기 및 제2 날개측돌기가 상기 제1 및 제2 힌지날개의 회전축을 중심으로 하는 원주방향을 따라 방사형으로 복수개 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기는 상기 제1 연동기어 및 제2 연동기어의 상면을 바닦면으로 하여 돌출된 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기와 제1 날개측돌기 및 제2 날개측돌기의 끝단부는 반원 또는 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 연동기어 및 제2 연동기어는 상호 이맞물림하는 기어부위와 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기 부위가 서로 겹치지 않도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 제1 연동기어 및 제2 연동기어는 각 기어축이 상기 하우징의 중심선을 기준으로 사선방향으로 이격되어 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 힌지장치는, 상기 하우징의 양측 내벽면에 형성한 한쌍의 반원형돌기와, 상기 제1 및 제2 힌지날개에 각각 형성되고 상기 반원형돌기가 끼워맞춤되어 회전지지되는 반원형홈으로 이루어져 회전지지되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 한쌍의 반원형돌기는, 상기 '접힘위치'에서 플렉서블 디스플레이패널의 폴딩부에 형성되는 소정의 곡률반경을 수용할 수 있도록 소정간격으로 배치하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 힌지장치는, 힌지축선 방향으로 제1 가이드축 및 제2 가이드축을 구비한 텐션고정부재와, 상기 제1 가이드축 및 제2 가이드축에 끼워져 회전지지되고 축방향으로 이동가능하게 설치되는 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개와, 상기 제1 가이드축 및 제2 가이드축에 끼워져 축방향으로 이동가능하게 설치되는 텐션가동부재와, 상기 텐션가동부재에 탄성력을 부여하는 탄성부재로 이루어진 텐션기구를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 텐션기구는, 상기 텐션가동부재에 상기 제1 가이드축 및 제2 가이드축을 중심으로 원주방향으로 복수개의 경사돌기가 형성되며, 상기 경사돌기에 대응하여 끼워맞춤 가능한 또 다른 복수개의 경사돌기가 상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 텐션기구는, 상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개에 각각 텐션가이드돌기를 구비하고, 상기 텐션가이드돌기가 제1 및 제2 힌지날개의 일측에 형성된 장방형의 텐션가이드구멍에 끼워져 안내되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 텐션기구는, 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개와 상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개의 연동부위 사이에 상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개의 회전축선에서 가장 멀리 위치한 연동부위에 탄력설치된 탄성부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 본체를 연동시키는 구조가 하우징에 설치되어 본체의 폴딩동작시 수평회전하는 기어를 이용한 이맞물림 회전에 의해 연직방향으로 상대 회전하도록 이루어져 폴딩시 부하를 분산시키고 유격을 최소화하여 진동과 소음을 줄일 수 있으며, 연동구조가 단순화되어 내구성을 향상시키고 부품단가를 저감할 수 있으며 제조공정을 단순화할 수 있다.
또한, 힌지날개의 회전시 연동하는 텐션기구가 구비됨으로써, 힌지날개에 걸리는 하중을 분산하여 고하중으로 인한 파손을 방지하고, 유격을 감소시켜 회전시 진동 및 소음 발생을 더욱 줄이는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대단말기의 펼침위치에서 플렉서블 디스플레이패널을 제1 및 제2 본체로부터 분리한 상태의 사시도.
도 2는 도 1에서 제1 및 제2 본체와 힌지장치의 결합관계를 나타낸 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치의 주요구성을 분리하여 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 제1 및 제2 힌지날개의 회전지지구성을 나타낸 제1 및 힌지날개와 하우징의 분리 사시도.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 D-D 선 단면도로서, 도 4에서 도시된 제1 및 제2 힌지날개의 회전지지구성을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 제1 및 제2 힌지날개와 연동기어의 연동구조를 나타낸 분리 사시도.
도 7은 본 발명의 힌지장치에서 제1 및 제2 힌지날개의 연동구조를 나타낸 주요부 사시도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 연동기어의 동작상태도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구를 나타낸 일부 분해 사시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구와 제1 및 제2 힌지날개의 연결구성을 나타낸 분리 사시도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구를 나타낸 일부 분해 사시도.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구의 동작상태도.
< 부호의 설명 >
11,12 : 제1 및 제2 본체 13 : 플렉서블 디스플레이패널
14 : 힌지장치 21,22 : 제1 및 제2 힌지날개
31 : 하우징 41, 42 : 연동기어
44a,44b : 기어측돌기 45a,45b : 날개측돌기
50 : 텐션기구 53, 54 : 텐션가동부재
55,56 : 제1 및 제2 텐션날개
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위를 포함한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일시시예에 따른 휴대단말기의 펼침위치에서 플렉서블 디스플레이패널(13)을 제1 및 제2 본체(11,12)로부터 분리한 사시도로서, 제1 본체(11)와 제2 본체(12)의 폴딩부가 마주하는 일끝단 사이에 힌지장치(14)가 연결되어 설치된다.
플렉서블 디스플레이패널(13)은 힌지장치(14)를 포함하는 제1 및 제2 본체(11,12)의 전체 면적을 덮을 수 있는 크기로 형성되고, 힌지장치(14)를 제외한 제1 및 제2 본체(11,12)의 내면에 접착제 등의 부착수단으로 고정된다.
도 2는 제1 및 제2 본체(11,12)와 힌지장치(14)의 결합관계를 나타낸 분리 사시도로서, 힌지장치(14)는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)를 구비하고, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)를 제1 본체(11)와 제2 본체(12)에 각각 나사(도시안됨)로 고정함으로써 제1 및 제2 본체(11,12)와 결합된다.
도 3은 힌지장치(14)의 주요구성을 분해하여 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 힌지장치(14)는 하우징(31)에 설치되며, 제1 및 제2 본체(11,12)에 고정되어 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 연동하여 회전하는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)와, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전운동시 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 프리스톱기능을 수행하는 텐션기구(50)를 구비한다.
상기 제1 및 제2 힌지날개(21,22), 하우징(31) 및 텐션기구(50)는 제1 및 제2 본체(11,12)의 안정된 폴딩동작을 위해 제1 및 제2 본체(11,12)의 연결끝단 양쪽 가장자리에 동일한 구성으로 각각 설치되고, 양쪽의 하우징(31)과 텐션기구(50)는 하나의 힌지커버(32)와 나사(도시안됨)로 고정된다.
도 4, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 힌지장치(14)에서 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전지지구성을 나타낸다. 도 5a 및 도 5b는 도 3의 D-D선 단면도이며, 도 4에서 도시된 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전지지구성을 용이하게 설명하기 위하여 불필요한 부분은 생략하고 주요구성으로 도시되었다. 도시된 바와 같이 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전지지구성은, 하우징(31)의 양측 내벽면에 각각 소정간격으로 배치하여 형성한 한쌍의 반원형돌기(31a,31b)와, 상기 제1 및 제2 힌지날개(21,22)에 각각 형성되고 상기 반원형돌기(31a,31b)가 끼워맞춤되어 회전지지되는 반원형홈(21a,22a)으로 이루어진다.
제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 반원형홈(21a,22a)은 제1 및 제2 본체(11,12)가 고정되는 고정부(21b,22b)의 반대쪽 끝단부에 형성하여 반원형홈(21a,22a)을 중심으로 하여 고정부(21b,22b)측이 소정각도 회전되게 함으로써 제1 및 제2 본체(11,12)를 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 회전지지할 수 있다.
이때 상기 반원형돌기(31a,31b)의 간격은 '접힘위치'에서 플렉서블 디스플레이패널(13)의 폴딩부에 형성되는 소정의 곡률반경을 수용할 수 있는 폴딩공간이 제1 및 제2 힌지날개(21,22) 사이에 형성될 수 있도록 설정한다.
본 실시예에서는, 상기 제1 및 제2 힌지날개(21,22)에 반원형홈(21a,22a)을 형성하고 하우징(31)에 반원형돌기(31a,31b)를 형성한 것을 예시하였으나, 반대로 제1 및 제2 힌지날개(21,22)에 반원형돌기(31a,31b)를 형성하고 하우징(31)에 반원형홈(21a,22a)을 형성하여도 좋다.
이상에서 힌지날개(21,22)의 회전지지구성의 일실시예에 대해 설명하였으나, 본체(11,12)를 회전지지할 수 있는 구성이라면 어떠한 것도 후술할 연동수단에 결합하여 본 발명에 적용될 수 있다.
도 6, 도 7은 제1 및 제2 힌지날개(21,22), 하우징(31) 및 제1 및 제2 연동기어(41,42)를 나타낸 것으로, 하우징(31)에는 제1 힌지날개(21)와 제2 힌지날개(22)를 서로 상대운동시키기 위한 연동수단으로서 한쌍의 제1 및 제2 연동기어(41,42)가 설치된다.
제1 및 제2 연동기어(41,42)는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 저면과 하우징(31)의 상면 사이에 위치한다. 제1 및 제2 연동기어(41,42)는 중앙에 축구멍(41a,42a)이 형성되고, 축구멍(41a,42a)은 하우징(31)에 형성한 기어축(43a,43b)과 끼워맞춤되어 상호 이맞물림함으로써 기어축(43a,43b)을 중심으로 소정각도 상대회전 가능하게 하우징(31)에 설치된다.
또한, 제1 및 제2 연동기어(41,42)의 상면에는 기어축(43a,43b)을 회전축선으로 하는 원주방향을 따라 복수개의 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)가 방사형으로 구비되고, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 저면에는 상기 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)와 회전에 의한 맞물림이 가능한 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)가 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전축을 중심으로 하는 원주방향을 따라 방사형으로 복수개 구비된다.
한편, 제1 및 제2 연동기어(41,42)에서 상호 이맞물림하는 기어부위와 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)와 맞물리는 제1 및 제2 기어측돌기 부위가 서로 겹치지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 제1 및 제2 연동기어(41,42)의 각 기어축(43a, 43b)은 하우징(31)의 중심선을 기준으로 사선방향으로 이격되어 설치하는 것이 바람직하다. 이로써 회전부하를 분산시킬 수 있으며 제1 및 제2 본체(11,12)가 연동하여 안정적인 회전운동을 할 수 있게 된다.
이때, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)에 형성된 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전축선을 중심으로 하는 원주방향을 따라 방사형으로 복수개로 이루어져 있어서 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)의 수평 회전운동과 맞물려 제1 및 제2 힌지날개(21,22)가 연직 회전운동으로 연동시킬 수 있게 된다.
상기 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)는 제1 및 제2 연동기어(41,42)의 상면을 바닦면으로 하여 돌출된 형태로 원주방향을 따라 형성됨으로써, 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)와 맞물림될 때 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)의 끝단이 항상 제1 및 제2 연동기어(41,42)의 상면에 일정하게 닿으면서 맞물림되어, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전운동을 높이 변화 없이 일정하게 유지할 수 있게 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)와 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)의 끝단부는 반원 또는 반구형상으로 형성함으로써, 상호 직각으로 교차하는 방향의 회전축선을 중심으로 소정각도 회전하는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)와 제1 및 제2 연동기어(41,42)의 맞물림이 유격 없이 정확하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 연동구조는, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)중 어느 한쪽만 '접힘위치' 또는 '펼침위치'로 회전시켜도 상기 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)와 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)를 구비하여 상호 이맞물림된 제1 및 제2 연동기어(41,42)에 의해 다른 한쪽이 반대방향으로 상대운동하여 동시에 '접힘위치' 또는 '펼침위치'로 회전하게 되어 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치(14)에서 일부구성을 분리하여 나타낸 텐션기구(50)의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 텐션기구(50)는 힌지커버(32)(도 3 참조)에 고정되는 텐션고정부재(51)를 구비하고, 텐션고정부재(51)에는 제1 및 제2 가이드축(52a,52b)이 힌지축선방향으로 구비된다. 제1 및 제2 가이드축(52a,52b)에는 텐션가동부재(53,54)가 끼워져 축방향으로 이동가능하게 설치되며, 텐션가동부재(53,54)에는 제1 및 제2 가이드축(52a,52b)을 중심으로 하는 원주방향으로 복수개의 경사돌기(53a,53b, 54a, 54a)가 각각 힌지축선방향으로 돌출하여 형성된다.
또한 텐션기구(50)는 제1 및 제2 가이드축(52a,52b)에 끼워져 회전지지되고 축방향으로 이동가능하게 설치되는 제1 및 제2 텐션날개(55,56)를 구비한다. 제1 및 제2 텐션날개(55,56)에는 텐션가동부재(53,54)의 경사돌기(53a,53b,54a,54a)에 대응하여 사이사이에 끼워맞춤 가능한 또 다른 경사돌기(55a,56a,55b,56b)를 형성한다.
텐션가동부재(53)와 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55b, 56b) 후면 사이에는 탄성부재로서 제1 스프링(57a)이 설치되고, 텐션가동부재(54)와 텐션고정부재(51) 사이에는 탄성부재로서 제2 스프링(57b)이 탄력설치된다. 상기 제1 및 제2 스프링(57a,57b)은 텐션가동부재(53,54)의 경사돌기(53a,53b,54a,54a)가 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)에 끼워맞춤하는 방향으로 항상 탄성력을 부여하도록 설치된다.
도 10은 상기 텐션기구(50)와 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 연결구성을 나타낸 것으로, 상기 연결구성은 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 일측에 장방형의 텐션가이드구멍(58a)을 형성하고, 텐션기구(50)의 제1 및 제2 텐션날개(55,56)에는 상기 텐션가이드구멍(58a)에 슬라이드 이동 가능하게 끼워져 안내되는 텐션가이드돌기(58b)를 형성하여 이루어진다.
따라서 텐션기구(50)의 제1 및 제2 텐션날개(55,56)는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)에 연동하여 함께 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 회전하게 된다. 이때, 고정된 제1 및 제2 가이드축(52a,52b)을 중심으로 회전하는 제1 및 제2 텐션날개(55,56)에 형성된 텐션가이드돌기(58b)가 제1 및 제2 힌지날개(21,22)에 형성된 장방형의 텐션가이드구멍(58a)에서 슬라이드 이동됨으로써, 제1 및 제2 텐션날개(55,56)가 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 회전시 상호 위치가 변하는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)와 함께 연동되어 회전할 수 있게 된다.
텐션기구(50)는 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 회전에 따라 텐션가동부재(53,54)의 경사돌기(53a,53b,54a,54a)에 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)가 끼워맞춤 또는 이탈하고(도 12a 및 도 12b 참조), 이로 인해 제1 및 제2 스프링(57a,57b)의 탄성력이 가감되어 '펼침위치' 또는 '접힘위치'에서 제1 및 제2 본체(11,12)의 회전조작을 적은 힘으로 쉽게 하고, '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 프리스톱기능을 수행하게 된다.
프리스톱기능은 제1 및 제2 본체(11,12)를 '펼침위치' 또는 '접힘위치'로 회전시키는 도중에 회전력을 제거하여 회전을 멈출 경우, 제1 및 제2 본체(11,12)가 회전을 멈춘위치에서 그대로 유지되게 하는 것을 말한다.
제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 회전에 따라 텐션가동부재(53,54)의 경사돌기(53a,53b,54a,54a)의 최대 만곡부와 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)의 최대 만곡부가 마주보는 위치에 오게 되면, 제1 및 제2 스프링(57a,57b)이 압축되면서 압축 탄성력에 의해 제1 및 제2 본체(11,12)를 회전 도중 정지시킬 때 정지위치에 그대로 유지시키는 프리스톱기능을 수행할 수 있다(도 12a 및 도 12b 참조).
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구를 나타낸 일부 분해 사시도이다. 도 9에 도시된 텐션기구와 달리, 도 11에 도시된 텐션기구는 텐션가동부재(53)와 텐션고정부재(51) 사이에 하나의 스프링(57)만 설치되어 양쪽 힌지장치 사이 간격을 넓힐 수 있다. 이로인해 신호선의 설치가 용이하고, 힌지장치의 구성이 간소화되어 조립성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 텐션가이드돌기(58b)에 탄성부재로서 또 하나의 스프링(59)이 끼워져 제1 및 제2 힌지날개(21,22)와 제1 및 제2 텐션날개(55,56)에 각각 탄력적으로 밀착하도록 설치될 수도 있다. 이로 인하여, 또 하나의 스프링(59)이 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 회전축선에서 가장 멀리 위치한 연동부위에 설치됨에 따라, 회전축선 상에 연이어 설치한 경우에 비하여 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 회전토크에 대한 스프링력을 더욱 증가시킬 수 있으며, 회전축선 상에 집중되었던 스프링력을 분산하여 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 텐션기구(50)의 일실시예에 대해 설명하였으나, 본체(11,12)의 회전조작을 적은 힘으로 쉽게 하고, 프리스톱기능을 수행할 수 있는 구성이라면 어떠한 것도 전술한 연동수단에 결합하여 본 발명에 적용될 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 힌지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
제1 및 제2 본체(11,12)를 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 이동시키면, 도 5a 및 도 5b에서와 같이 제1 및 제2 본체(11,12)에 각각 고정된 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 반원형홈(21a,22a)이 하우징(31)의 반원형돌기(31a,31b)에 안내되어 회전지지하므로, 제1 및 제2 본체(11,12)를 "펼침위치'에서 "접힘위치" 사이에서 이동시키는 동작이 원활하게 이루어진다.
또한 제1 본체(11) 또는 제2 본체(12) 중 어느 한쪽만 회전시켜도 연동수단인 제1 및 제2 연동기어(41,42)에 의해 다른 한쪽이 상대운동하여 함께 회전한다.
즉, 도 8a에서와 같이 제1 힌지날개(21)만 '접힘위치'로 회전시켜 제1 힌지날개(21)의 제1 날개측돌기(45a)가 제1 힌지날개(21)의 회전축선을 중심으로 회전하여 화살표 'a1'방향으로 이동하면, 이에 맞물림된 제1 연동기어(41)의 제1 기어측돌기(44a)가 화살표 'a2' 방향으로 회전하게 되고, 이로써 제1 연동기어(41)와 이맞물림된 제2 연동기어(42)에 의해 제2 기어측돌기(44b)도 화살표 'a2'방향으로 회전하므로, 제2 힌지날개(22)의 제2 날개측돌기(45b)는 화살표 'a3'방향으로 이동하여 제2 힌지날개(22)도 제1 힌지날개(21)와 함께 '접힘위치'로 연동하게 된다.
반대로 제2 힌지날개(22)의 제2 날개측돌기(45b)를 화살표 'a3' 방향으로 이동시켜도 제1 및 제2 연동기어(41,42)의 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)에 의해 제1 힌지날개(21)의 제1 날개측돌기(45a)가 화살표 'a1' 방향으로 이동하므로 제1 힌지날개(21)를 연동시킬 수 있다.
마찬가지로, 도 8b에 도시된 바와 같이 제1 힌지날개(21)만 '펼침위치'로 회전시켜 제1 힌지날개(21)의 제1 날개측돌기(45a)가 화살표 'b1'방향으로 이동하면, 제1 기어측돌기(44a)에 의해 제1 연동기어(41)가 화살표 'b2' 방향으로 회전하게 되고, 이로써 제1 연동기어(41)와 이맞물림된 제2 연동기어(42)에 의해 제2 기어측돌기(44b)가 화살표 'b2'방향으로 회전하므로, 제2 힌지날개(22)의 제2 날개측돌기(45b)는 화살표 'a3'방향으로 이동하여 제2 힌지날개(22)도 제1 힌지날개(21)와 함께 '펼침위치'로 연동하게 된다.
반대로, 제2 힌지날개(22)의 제2 날개측돌기(45b)를 화살표 'b3' 방향으로 이동시켜도 제1 및 제2 연동기어(41,42)의 제1 및 제2 기어측돌기(44a,44b)에 의해 제1 힌지날개(21)의 제1 날개측돌기(45a)가 화살표 'b1' 방향으로 이동하므로 제1 힌지날개(21)를 연동시킬 수 있다.
도 8a 및 도 8b에서 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)는 제1 및 제2 기어측돌기(44a, 44b)가 형성된 제1 및 제2 연동기어(41, 42)가 a2 또는 b2 방향으로 회전운동하는 것에 연동되어 평면도 상에서는 a1 또는 b1 방향 및 a3 또는 b3 방향으로 직선운동을 하는 것으로 나타나는데, 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)가 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전축선을 중심으로 하는 원주방향을 따라 방사형으로 복수개로 이루어져 있어서, 결국 제1 및 제2 날개측돌기(45a,45b)가 형성된 제1 및 제2 힌지날개(21, 22)는 상기 회전지지구성의 반원형홈(21a,22a) 및 반원형돌기(31a,31b)를 따라 '접힘위치' 또는 '펼침위치'로 회전운동하게 된다.
또한 본 발명의 힌지장치(14)는 제1 및 제2 본체(11,12)의 회전위치가 '펼침위치"와 '접힘위치' 사이에 있을 때 텐션기구(50)에 의해 프리스톱기능이 수행된다.
텐션기구(50)는 도 9 및 도 10에서와 같이 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 텐션가이드돌기(58b)가 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 텐션가이드구멍(58a)에 안내되는 것이므로, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전시 제1 및 제2 텐션날개(55,56)가 연동하여 함께 회전한다.
따라서 제1 및 제2 힌지날개(21,22)가 '접힘위치' 또는 '펼침위치'에 있을 때에는 텐션가동부재(53,54)의 경사돌기(53a,53b,54a,54a) 사이에 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)가 끼워맞춤되고(도 12a 참조), 제1 및 제2 스프링(57a,57b)은 신장된 상태가 된다. 이로 인해 제1 및 제2 힌지날개(21,22)를 힌지축선방향으로 가압하는 제1 및 제2 스프링(57a,57b)의 탄성력은 감소되므로 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전조작을 적은 힘으로 용이하게 할 수 있다.
또한 제1 및 제2 힌지날개(21,22)가 '접힘위치'와 '펼침위치' 사이에 있을 때에는 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 회전에 의해 텐션가동부재(53,54)의 경사돌기(53a,53b,54a,54a)로부터 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)가 이탈하면서 텐션가동부재(53,54)를 힌지축선방향으로 가압하여 이동시키게 된다(도 12b 참조).
이로 인해 텐션가동부재(53,54)는 제1 및 제2 가이드축(52a,52b)을 따라 이동하여 제1 및 제2 스프링(57a,57b)을 압축시키게 되므로, 텐션가동부재(53,54)를 제1 및 제2 텐션날개(55,56)쪽으로 가압하는 제1 및 제2 스프링(57a,57b)의 탄성력은 증가되고, 이 증가된 탄성력으로 제1 및 제2 본체(11,12)를 회전 도중 정지시킬 때 정지위치에 그대로 유지시키는 프리스톱기능을 수행할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 본 발명의 힌지장치는 핸드폰과 같은 휴대단말기 외에도 노트북 등 폴딩식 힌지구조가 적용되는 각종 기기에도 사용될 수 있다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 제1 본체와 제2 본체의 일끝단 사이에 위치하는 하우징;
    상기 제1 본체와 제2 본체에 각각 고정되고, 상기 하우징에 각각 회전지지되어 제1 본체와 제2 본체가 동일 수평선상에 놓이는 '펼침위치'와, 제1 본체와 제2 본체가 서로 마주하여 접하는 '접힘위치' 사이에서 소정각도 회전운동하는 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개;
    상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개가 상대운동하도록 연동시키는 제1 연동기어 및 제2 연동기어를 포함하여 이루어지며;
    상기 제1 연동기어 및 상기 제2 연동기어는 상호 이맞물림함으로써 기어축을 중심으로 소정각도 상대회전 가능하게 상기 하우징에 설치되며, 상기 제1 연동기어 및 제2 연동기어의 상면에는 기어축을 중심으로 원주방향을 따라 복수개의 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기가 방사형으로 구비되고, 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개의 저면에는 상기 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기와 회전에 의해 맞물림되는 제1 날개측돌기 및 제2 날개측돌기가 상기 제1 및 제2 힌지날개의 회전축을 중심으로 하는 원주방향을 따라 방사형으로 복수개 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기는 상기 제1 연동기어 및 제2 연동기어의 상면을 바닦면으로 하여 돌출된 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기와 제1 날개측돌기 및 제2 날개측돌기의 끝단부는 반원 또는 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 연동기어 및 제2 연동기어는 상호 이맞물림하는 기어부위와 제1 기어측돌기 및 제2 기어측돌기 부위가 서로 겹치지 않도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    제1 연동기어 및 제2 연동기어는 각 기어축이 상기 하우징의 중심선을 기준으로 사선방향으로 이격되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 힌지장치는,
    상기 하우징의 양측 내벽면에 형성한 한쌍의 반원형돌기와, 상기 제1 및 제2 힌지날개에 각각 형성되고 상기 반원형돌기가 끼워맞춤되어 회전지지되는 반원형홈으로 이루어져 회전지지되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 한쌍의 반원형돌기는, 상기 '접힘위치'에서 플렉서블 디스플레이패널의 폴딩부에 형성되는 소정의 곡률반경을 수용할 수 있도록 소정간격으로 배치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 힌지장치는,
    힌지축선 방향으로 제1 가이드축 및 제2 가이드축을 구비한 텐션고정부재와, 상기 제1 가이드축 및 제2 가이드축에 끼워져 회전지지되고 축방향으로 이동가능하게 설치되는 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개와, 상기 제1 가이드축 및 제2 가이드축에 끼워져 축방향으로 이동가능하게 설치되는 텐션가동부재와, 상기 텐션가동부재에 탄성력을 부여하는 탄성부재로 이루어진 텐션기구를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 힌지장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 텐션기구는,
    상기 텐션가동부재에 상기 제1 가이드축 및 제2 가이드축을 중심으로 원주방향으로 복수개의 경사돌기가 형성되며, 상기 경사돌기에 대응하여 끼워맞춤 가능한 또 다른 복수개의 경사돌기가 상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개에 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 텐션기구는,
    상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개에 각각 텐션가이드돌기를 구비하고, 상기 텐션가이드돌기가 제1 및 제2 힌지날개의 일측에 형성된 장방형의 텐션가이드구멍에 끼워져 안내되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 텐션기구는,
    상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개와 상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개의 연동부위 사이에 상기 제1 텐션날개 및 제2 텐션날개의 회전축선에서 가장 멀리 위치한 연동부위에 탄력설치된 탄성부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 힌지장치.
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