KR20190110244A - 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 나란하게 마련되는 제1회전축 및 제2회전축과, 제1,2회전축이 상호 연동 회전할 수 있도록 연결하는 슬라이더를 포함하는 이축힌지유닛과; 제1플레이트와, 제1회전축 또는 제2회전축에 각각 연결되며 이축힌지유닛의 회전 방향으로 제1플레이트에 대해 상대적으로 직선 슬라이딩 가능하게 마련되는 제2플레이트로 이루어지는 한 쌍의 슬라이드힌지유닛과; 슬라이더에 마련되어 이축힌지유닛의 제1,2회전축 회전 시 제2플레이트를 제1플레이트에 대해 슬라이딩 이동시키는 커넥터링크를 포함하여 180도 폴딩할 수 있다.

Description

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

본 발명은 폴딩 힌지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기기를 0도에서 180도 사이로 폴딩 회전할 수 있으며 플렉시블 디스플레이를 포함하여 디스플레이의 파손 없이 폴딩을 안전하게 가이드할 수 있는 폴딩 힌지 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.

일반적으로, 노트북, 테블릿, PDA, 휴대폰, 스마트폰 등의 휴대 가능한 전자기기는 키패드와 같은 조작버튼이 구비된 본체와 화면을 출력하기 위한 디스플레이를 포함하며, 본체와 디스플레이는 폴딩 힌지 장치로 연결되어 접거나 펼쳐지는 형태를 갖는다.

최근에는 영상 출력을 위한 디스플레이임에도 불구하고 데이터 입력 및 출력이 동시에 가능한 터치패널이 널리 사용되면서, 조작버튼이 없는 좀 더 단순하고 콤팩트한 사이즈의 전자기기를 보다 쉽게 구현할 수 있게 되었다.

또한, 최근에는 디스플레이가 접을 수 있는 플렉시블 형태로 개발되면서 좀 더 다양한 형태를 갖는 휴대용 전자기기의 개발도 가속화되고 있다. 일례로, 플렉시블 디스플레이와 조작버튼이 구비된 본체가 폴딩 힌지로 연결되어 있는 노트북 형태 제품이 있다. 이러한 제품의 경우 폴딩 힌지는 플렉시블 디스플레이가 회전 동작 중 파손되지 않도록 구현되어야 한다.

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, 나란하게 마련되는 제1회전축 및 제2회전축과, 제1,2회전축이 상호 연동 회전할 수 있도록 연결하는 슬라이더를 포함하는 이축힌지유닛과; 제1플레이트와, 제1회전축 또는 제2회전축에 각각 연결되며 이축힌지유닛의 회전 방향으로 제1플레이트에 대해 상대적으로 직선 슬라이딩 가능하게 마련되는 제2플레이트로 이루어지는 한 쌍의 슬라이드힌지유닛과; 슬라이더에 마련되어 이축힌지유닛의 제1,2회전축 회전 시 제2플레이트를 제1플레이트에 대해 슬라이딩 이동시키는 커넥터링크를 포함하는 폴딩 힌지 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 커넥터링크는 상기 이축힌지유닛의 제1회전축 또는 제2회전축 회전 시 제1,2회전축의 길이방향을 따라 왕복 이동하고, 상기 제1플레이트는 상기 제1회전축 또는 제2회전축의 길이방향에 대해 사선방향으로 마련되는 제1슬릿을 포함하고, 상기 제2플레이트는 상기 제1회전축 또는 제2회전축의 길이방향과 나란하게 마련되는 제2슬릿을 포함하고, 상기 커넥터링크는 상기 제1슬릿과 제2슬릿을 동시에 관통하는 슬릿핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2플레이트는 제1회전축 또는 제2회전축에 고정 결합되는 제1윙브라켓 및 제2윙브라켓을 포함하고, 상기 제1윙브라켓과 제2윙브라켓 사이에는 상기 슬라이더가 이동 가능하게 설치되며, 마주하는 상기 제1윙브라켓과 슬라이더의 일단 및 상기 제2윙브라켓과 슬라이더의 타단에는 경사캠면이 각각 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1윙브라켓은 제1경사캠면을 구비하고, 제1경사캠면과 대향하는 상기 슬라이더의 일단은 제3경사캠면을 구비하며, 상기 제2윙브라켓은 제2경사캠면을 구비하고, 제2경사캠면과 대향하는 상기 슬라이더의 타단은 제4경사캠면을 구비하며, 상기 제3경사캠면과 제4경사캠면은 90도의 위상차를 가진다.

또한, 상기 커넥터링크는 한 쌍의 걸림홈을 포함하고, 상기 제1플레이트는 제1슬릿의 길이방향에 대해 직각방향으로 탄성 진퇴하는 걸림돌기를 포함하여, 상기 커넥터링크가 제1슬릿을 왕복 이동할 때 상기 걸림돌기는 한 쌍의 걸림홈에 선택적으로 걸릴 수 있다.

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

또한, 상기 전자기기는 플렉시블 디스플레이를 더 포함하고, 상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 상기 슬라이드힌지유닛의 제1플레이트에 고정 마련되며, 상기 플렉시블 디스플레이는 상기 제2플레이트에 고정 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 나란한 두 개의 회전축 및 회전축을 이동하는 슬라이더로 이루어져 폴딩 회전하는 이축힌지유닛과, 제1플레이트와 제2플레이트가 가이드레일을 이용하여 직선 슬라이딩 이동 가능하게 이루어지는 슬라이드힌지유닛을 커넥터링크로 연결하여 전자기기의 폴딩을 안정적으로 구현할 수 있다.

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

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치 및 이를 포함하는 전자기기는 커넥터링크로 이축힌지유닛과 슬라이드힌지유닛을 연결하여 폴딩 동작 시 플렉시블 디스플레이의 길이가 가변될 수 있도록 함으로써 전자기기가 0도에서 180도 폴딩 회전하더라도 플렉시블 디스플레이는 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 전자기기의 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, 본 실시 예의 전자기기는 업퍼 하우징(1)과 로워 하우징(2)이 닫혀진 상태와 펼쳐진 상태로 모드 전환 시 회전 반경이 다름으로 인해 발생하는 플렉시블 디스플레이(3)와 본체 하우징(1,2) 간의 폴딩 길이를 일정하게 유지할 수 있도록 폴딩 힌지 장치(10)가 플렉시블 디스플레이(3)의 폴딩 길이(H)를 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 본체 하우징(1,2) 및 플렉시블 디스플레이(3)의 폴딩 동작을 위해 이축힌지유닛(100)과 슬라이드힌지유닛(200)과 슬라이드힌지커버(300)를 포함할 수 있다.

이축힌지유닛(100)은 도 4에 도시한 바와 같이 제1회전축(110A)과 제2회전축(110B)이 나란하게 마련되며, 슬라이드힌지유닛(200)은 제1플레이트(210)와 제2플레이트(220)가 회전축과 직교하는 전자기기의 폴딩 방향으로 직선 슬라이딩 이동 가능하게 마련된다. 슬라이드힌지커버(300)는 슬라이드힌지유닛(200)과 플렉시블 디스플레이(3)를 연결 지지하며, 그 사이에는 백업플레이트(미도시)가 있으나 도면에서는 생략하였다.

여기서, 본 실시 예의 전자기기는 본체 내부에 이축힌지유닛(100)이 두 개, 슬라이드힌지유닛(200)이 이축힌지유닛(100)의 길이방향 좌우에 각각 한 쌍씩 총 네 개가 마련되는 것으로 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 전자기기의 사이즈 및 형태에 따라 적절한 개수로 가감하여 마련될 수 있다.

도 5는 본 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치의 이축힌지유닛을 분해 도시한 것이다. 이축힌지유닛은 전자기기의 180도 회전 폴딩을 가이드함과 동시에 폴딩 구간 내에서 클릭감 및 프리스탑을 구현할 수 있다.

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 회전축의 타측에 마련되는 슬라이더(150)와, 슬라이드힌지유닛(200)과 연결을 위한 커넥터링크(160)를 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 배치하며 각각 회전 가능하도록 수용한다. 도 5에서는 하우징(101,102)에 마련되는 한 쌍의 이축힌지유닛(100) 중 하나는 조립된 상태로 다른 하나는 분리 도시하였다. 또한, 도시하지는 않았지만 하우징(101,102)은 한 쌍의 이축힌지유닛(100) 사이에 FPC케이블이 통과하는 케이블공을 구비할 수 있으며, 하우징(101,102)의 양측 가장자리에는 하우징과 분리 마련한 하우징캡이 각각 조립될 수도 있다.

제1회전축(110A, 또는 제2회전축(110B))은 전체적으로 긴 바 형태로 마련되며, 중간에 스토퍼 형태의 원형 플랜지(115)가 마련된다. 예컨대, 제1회전축(110A)은 소직경의 축바(111,113)와, 축바(111,113)의 중간에 마련되는 대직경의 플랜지(115)를 포함한다. 축바(111,113)는 본 실시 예에서 원주상에 대향하는 두 면을 가공한 플레이트면(112)을 구비하고 있으나, 회전 시 걸림을 위한 플레이트면(112)은 이에 한정되지 않고 다각형 형태로 마련될 수도 있다.

축바(111,113)는 플랜지(115)를 중심으로 일측은 회전축바(111)로 지칭하고, 타측은 걸림축바(113)로 지칭한다. 회전축바(111)와 걸림축바(113)는 직경이 같고 동일한 축 중심을 가지며, 양 끝단 측에는 이클립(E1,E2) 및 고정브라켓(120)이 설치된다. 이클립(E1,E2)은 네크(116)에 끼워진다.

고정브라켓(120)은 하우징(101,102)의 내부 형태에 상응하도록 타원형으로 마련되며 회전축바(111)의 끝단에 고정되는 제1고정브라켓(121)과, 걸림축바(113)의 끝단에 고정되는 제2고정브라켓(122)과, 플랜지(115)에 인접 마련되는 미들고정브라켓(125)을 포함한다.

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 위치 고정되기 위한 볼트홀(124)을 구비할 수 있다.

미들고정브라켓(125)도 제1,2회전축(110A,110B)이 관통하는 한 쌍의 원형 축공(123)을 두께 방향으로 구비하며, 상부측에 하우징(101,102)에 위치를 고정하기 위한 볼트홀(124)을 포함한다.

또한, 제1고정브라켓(121)과 미들고정브라켓(125)은 일측에 스토퍼돌기(126)를 마련하여 제1회전축(110A)(및 제2회전축(110B))의 회전 시 함께 회전하는 부재(131)에 마련된 스토퍼(127)가 일정 각도(본 실시 예에서는 90도) 이상 회전하는 것을 방지할 수 있다.

캠유닛(130)은 제1회전축(110A)의 걸림축바(113) 상에 마련된다. 캠유닛(130)은 걸림축바(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. 회전캠(131)은 중심에 걸림축바(113)의 플레이트면(112)과 형합하여 결합되는 비원형의 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, 이 캠면은 산과 골이 교대로 형성되는 물결 형태를 가진다. 회전캠(131)의 배면측에는 상술한 스토퍼돌기(126)에 대향하는 스토퍼(127)가 마련될 수 있다.

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 고정캠(133)은 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. 캠면의 산과 산 사이에 플레인면이 마련된 경우 전자기기는 폴딩 동작 시 프리스탑이 구현될 수 있다.

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

슬라이더(150)는 제1회전축(110A)과 제2회전축(110B) 중 어느 하나의 회전축(110A)이 일방향 회전 시 다른 하나의 회전축(110B)이 반대방향인 타방향으로 연동 회전하도록 한다. 이를 위해 슬라이더(150)는 제1회전축(110A)(및 제2회전축(110B))에 고정 마련되는 윙브라켓(151,153)과 캠 결합하여 제1회전축(110A)의 길이방향으로 이동하는 슬라이더바디(155)를 포함한다.

윙브라켓(151,153)은 제1,2회전축(110A,110B)에 각각 마련되고, 슬라이더바디(155)는 두 축을 동시에 연결하도록 마련된다.

윙브라켓(151,153)은 소정 간격을 두고 한 쌍으로 마련된다. 즉, 윙브라켓(151,153)은 상술한 제1고정브라켓(121)에 인접하게 마련되는 제1윙브라켓(151)과, 플랜지(115)에 인접 마련되는 제2윙브라켓(153)을 포함한다. 윙브라켓(151,153)은 회전축의 플레이트면(112)에 걸리도록 비원형 형태의 브라켓공(151a)을 갖는다.

제1윙브라켓(151)과 제2윙브라켓(153)은 대향해서 마주보는 내측면에 경사캠면을 갖는다. 제1윙브라켓(151)에는 제1경사캠면(152)이 마련되고, 제2윙브라켓(153)에는 제2경사캠면(154)이 마련된다. 제1경사캠면(152)과 제2경사캠면(154)은 길이방향으로 거울에 반사되는 형태로 마주보도록 설치된다.

슬라이더바디(155)는 제1윙브라켓(151)과 제2윙브라켓(153) 사이에 설치되며, 제1,2윙브라켓(151,153)에 대향하는 양 끝단에 제1경사캠면(152)과 제2경사캠면(154)에 각각 캠 결합하는 제3경사캠면(156)과 제4경사캠면(157)을 갖는다. 제3경사캠면(156)은 제1경사캠면(152)과 캠 결합하고, 제4경사캠면(157)은 제2경사캠면(154)과 캠 결합한다. 슬라이더바디(155)는 회전축의 플레이트면(112)이 걸리지 않도록 원형의 슬라이더공(155a)을 갖는다.

제3경사캠면(156)과 제4경사캠면(157)은 90도의 위상차를 가진다. 이를 통해 슬라이더바디(155)는 전자기기의 회전 폴딩 시 회전축과 같이 회전하는 제1경사캠면(52) 및 제2경사캠면(154)에 대해 캠 운동하면서 회전축의 길이방향으로 왕복 이동하며, 또한 제1,2회전축(110A,110B)이 서로 반대 방향으로 회전하도록 한다.

슬라이더바디(155)의 제3경사캠면(156)과 제4경사캠면(157) 사이에는 미들공(158)이 마련되며, 이 미들공(158)에는 커넥터링크(160)가 설치된다. 커넥터링크(160)는 제1회전축(110A)의 회전축바(111)가 관통하는 원형의 관통홀(161)을 구비하여 슬라이더바디(155)의 이동 시 회전축을 따라 회전하지 않고 제1회전축(110A)의 길이방향으로만 이동한다.

도 6은 본 실시 예에 따른 슬라이드힌지유닛을 분해 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이 슬라이드힌지유닛(200)은 전자기기의 폴딩 시 이축힌지유닛(100)을 이동시켜 플렉시블 디스플레이(3)와 하우징(1,2) 간 접철에 따른 폴딩 길이차를 보상한다.

도시한 바와 같이 슬라이드힌지유닛(200)은 고정플레이트로 동작하는 제1플레이트(210) 및 이동플레이트로 동작하는 제2플레이트(220)와, 제1플레이트(210)와 제2플레이트(220) 사이에 마련되어 상호 슬라이딩 왕복 이동을 안내하는 가이드레일(230)를 포함한다.

제1플레이트(210)는 전자기기의 업퍼 하우징(1) 또는 로워 하우징(2) 측에 배면이 고정 설치되며, 제2플레이트(220)는 플렉시블 디스플레이(3) 측에 고정 설치된다.

제1플레이트(210)는 판상으로 마련되며, 양측면에 가이드레일(230)의 고정레일(232)이 절곡 마련된다.

제2플레이트(220)도 판상으로 마련되며, 양측면에 가이드레일(230)의 이동레일(234)이 절곡 마련된다. 또한, 제2플레이트(220)는 이동레일(234)로부터 연장된 한 쌍의 고정윙(221,222)을 포함하며, 이 고정윙(211,212)에는 제1회전축(110A)의 회전축바(111)이 끼워진다. 고정윙(211,212)은 비원형인 윙공(213)을 포함하여 회전축바(111)의 플레이트면(112)에 결합하기 때문에, 전자기기의 폴딩 시 슬라이드힌지유닛(200)의 제2플레이트(220) 회전 운동은 제1회전축(110A)을 통해 이축힌지유닛(100)으로 전달된다. 고정윙(211,212)의 내측에는 강도 보강을 위해 상술한 제1,2윙브라켓(151,153)이 마련되어 양단이 각각 제1회전축(110A)과 제2플레이트(220)에 결합될 수 있다. 제2플레이트(220)의 상면에는 슬라이드힌지커버(300)가 결합된다.

가이드레일(230)은 상호 슬라이딩 가능하도록 제1플레이트(210)에 마련되는 고정레일(232) 및 제2플레이트(220)에 마련되는 이동레일(234)과, 고정레일(232)과 이동레일(234) 사이에 마련되어 두 부재가 상호 미끄럼 이동이 가능하도록 하는 합성수지재의 완충부재(236)를 포함할 수 있다. 완충부재(236)는 제2플레이트(220)의 양측 단부에 'ㄷ'자 형태로 절곡 형성된 이동레일(234)의 내측에 배면이 고정될 수 있다.

한편, 이축힌지유닛(100)과 슬라이드힌지유닛(200)은 전자기기의 폴딩 시 연동하여 동작될 수 있도록 커넥터링크(160)에 의해 상호 연결된다. 커넥터링크(160)는 상술한 바와 같이 일단은 슬라이더바디(155)에 마련되는 미들공(158)에 연결되며, 타단은 슬라이드힌지유닛(200)에 연결된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 슬라이드힌지유닛(200)의 제1플레이트(210)는 제1회전축(110A)의 사선 방향으로 제1슬릿(214)을 포함하며, 제2플레이트(220)는 제1회전축(110A)과 나란한 직선 방향으로 제2슬릿(224)을 포함하고, 제1슬릿(214)과 제2슬릿(224)은 커넥터링크(160)의 타단에 마련된 슬릿핀(162)에 의해 관통된다.

따라서, 전자기기의 폴딩 시 제1회전축(110A)의 길이방향을 따라 이동하는 커넥터링크(160)는 제2플레이트(220)의 제2슬릿(224)에 대해서는 나란하게 이동하고 제1플레이트(210)의 제1슬릿(214)에 대해서는 사선으로 움직이면서, 최종적으로 슬라이드힌지유닛(200)의 제2플레이트(220)가 제1플레이트(210)에 대해 제1회전축(110A)의 회전 방향으로 직선 슬라이딩 이동할 수 있도록 안내한다.

또 한편, 제2플레이트(220)와 대향하는 제1플레이트(210)의 반대편에는 플레이트백커버(240)가 마련될 수 있다.

플레이트백커버(240)는 전자기기의 폴딩 시 길이가 가변되면서 발생하는 이축힌지유닛(100)과 슬라이드힌지유닛(200) 사이의 빈 공간을 탄성적으로 커버하면서 전자기기의 외부 하우징을 형성하는 것으로, 플렉시블 디스플레이가 마련된 본체의 반대측인 전자기기의 내측에 마련되며 제1플레이트(210)에 근접하지만, 슬라이드힌지유닛(200)이 아닌 슬라이드힌지커버(300)에 직접적으로 결합되어 있다.

플레이트백커버(240)는 도시한 바와 같이 슬라이드핀(241)이 관통하는 핀가이드(242)를 포함한다. 핀가이드(242)는 한 쌍으로 마련되며 슬라이드핀(241)이 관통할 수 있도록 핀공(243)을 포함한다. 슬라이드핀(241)은 플레이트백커버(240)를 관통하여 슬라이드힌지커버(300)의 스토퍼돌기(310)에 끝단이 결합되며, 핀가이드(242)와 슬라이드힌지커버(300) 사이에는 탄성부재(245)가 개재된다.

따라서, 전자기기가 펼쳐져 있을 때는 이축힌지유닛(100)과 슬라이드힌지유닛(200) 사이의 외부 노출 부분을 플레이트백커버(240)가 커버할 수 있도록 탄성부재(245)가 플레이트백커버(240)를 이축힌지유닛(100) 측으로 밀게 되며(탄성부재가 인장된 상태), 전자기기가 접철되어 있을 때는 이축힌지유닛(100)와 슬라이드힌지유닛(200) 사이의 외부 노출 부분이 보이지 않도록 탄성부재(265)가 플레이트백커버(240)를 슬라이드힌지유닛(200)측으로 밀게 된다(탄성부재가 압축된 상태).

도 7에 확대 도시한 바와 같이 전자기기의 폴딩 동작 중 클릭감을 구현하기 위해 본 실시 예에 따른 폴딩 힌지 장치는 슬라이드힌지유닛(200)의 제1플레이트(210)에 클릭힌지유닛(250)을 마련할 수 있다.

클릭힌지유닛(250)은 제1플레이트(210)에 마련되는 거치베이스(251)와, 거치베이스(251)에 진퇴 가능하게 마련되는 클릭돌기(254)와, 클릭돌기(254)가 탄성적으로 진퇴할 수 있도록 하는 탄성부재(256)와, 커넥터링크(160)에 마련되는 걸림홈(257,258)을 포함한다.

거치베이스(251)는 제1플레이트(210)의 일부를 개구하여 마련되며, 거치베이스(251)에는 클릭레일(252)과 안착돌기(253)가 각각 마련된다. 클릭레일(252)은 한 쌍으로 마련되며, 클릭돌기(254)가 제1슬릿(214)의 장공에 대해 직각으로 진퇴할 수 있도록 제2슬릿(224)과 나란하게 마련된다.

클릭돌기(254)는 양측면에 클릭레일(252)이 끼워질 수 있도록 레일홈(254a)을 구비하며, 제1슬릿(214)에 대향하는 정면에는 걸림돌기(255)가 마련된다. 또한, 클릭돌기(254)의 후면에는 탄성부재(256)를 안내하기 위한 돌기바(254b)가 마련되어 있다.

탄성부재(256)는 코일 스프링 형태로 마련되어 클릭돌기(254)의 돌기바(254b)에 끼워지며, 거치베이스(251)의 안착돌기(253)에 배면이 지지되어 커넥터링크(160)를 향해 탄성력을 가지도록 마련된다. 탄성부재(256)는 한 쌍으로 마련될 수 있다.

걸림홈(257,258)은 걸림돌기(255)에 대향하는 커넥터링크(160)의 일측면에 마련된다. 걸림홈(257,258)은 상호 이격된 제1걸림홈(257)과 제2걸림홈(258)으로 마련되어, 제1걸림홈(257)은 전자기기가 펼쳐진 언폴딩의 상태일 때 걸림돌기(255)에 걸리고 제2걸림홈(258)은 전자기기가 접혀진 폴딩 상태일 때 걸림돌기(255)에 걸린다.

따라서, 클릭힌지유닛(250)은 슬라이드힌지유닛(200)의 직선 슬라이딩 이동 시 걸림돌기(255)가 제1걸림홈(257)에서 제2걸림홈(258)으로 이동할 때는 클릭감 및 클릭음을 구현할 수 있으며, 그 사이에서는 프리스탑을 구현할 수 있다.

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 정면에 위치하는 도면이다.

도시한 바와 같이, 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 고정 지지되어 있는 슬라이드힌지커버(300)가 화살표 방향으로 이동하면서 플렉시블 디스플레이(3)의 폴딩 길이가 L 만큼 축소되어 전자기기 하우징(1,2)의 폴딩 길이와 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 커넥터링크(160)와, 제1윙브라켓(151) 및 제2윙브라켓(153)이 슬라이드힌지유닛(200)에 각각 연결되어 있다.

커넥터링크(160)의 슬릿핀(162)은 제1플레이트(210)의 제1슬릿(214)와 제2플레이트(220)의 제2슬릿(224)을 관통하며, 클릭힌지유닛(250)의 걸림돌기(255)는 커넥터링크(160)의 제1걸림홈(257)에 위치하고 있다. 이때, 슬라이드힌지유닛(200)의 제1플레이트(210)의 끝단(L1)과 제2플레이트(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 슬라이드힌지유닛(200)이 회전하고, 이어서 슬라이드힌지유닛(200)과 결합되어 있는 이축힌지유닛(100)의 제1,2윙브라켓(151,153)이 회전하면서 제1회전축(110A)을 회전시킨다.

제1회전축(110A)이 회전하면 제1회전축(110A)의 회전축바(111)에 고정 결합되어 있는 제1,2윙브라켓(151,153)의 제1,2경사캠면(152,154)이 회전하며, 이어서 제1경사캠면(152,154)에 캠 결합되어 있는 슬라이더바디(155)가 도 9의 화살표 방향을 따라 상측에서 하측으로 이동하고, 마찬가지로 슬라이더바디(155)에 연결되어 있는 커넥터링크(160)도 이동을 시작한다.

도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 슬라이더(150)가 이동하면 커넥터링크(160)도 도면의 상측에서 하측으로 이동한다. 커넥터링크(160)가 이동하면, 커넥터링크(160)의 슬릿핀(162)은 제1플레이트(210)의 제1슬릿(214)에서는 좌상에서 우하로 제2플레이트(220)의 제2슬릿(224)에서는 상측에서 하측으로 이동한다.

즉, 슬릿핀(162)이 전자기기의 외측에서 내측으로 이동함에 따라 슬라이드힌지유닛(200)의 제2플레이트(220)는 제1플레이트(210)로부터 직선 슬라이딩 이동하며, 그 결과 제1플레이트(210)의 끝단(L1)과 제2플레이트(220)의 끝단(L2)은 달라진다. 즉, 제2플레이트(220)의 끝단(L2)은 제1플레이트(210)의 끝단(L1)으로부터 전자기기의 단부측을 향해 탄성 이동한다. 도면에서는 제2플레이트(220)가 제1플레이트(210)로부터 멀어지는 것으로 도시하였으나, 이와 반대로 제1플레이트(210)가 제2플레이트(220)에 대해 멀어질 수도 있다. 이때, 플레이트백커버(240)는 이축힌지유닛(100)에 의해 전자기기의 단부측으로 밀려난다.

도 13에 도시한 바와 같이 본 실시 예에 따른 전자기기는 폴딩 시 상술한 슬라이드힌지유닛(200)의 제1,2플라이트(210,220)의 상대적인 직선 슬라이딩 이동에 의해 이축힌지유닛(100)의 위치가 H0에서 H1까지 전자기기의 끝단으로 이동하며, 이를 통해 플렉시블 디스플레이(3)의 폴딩 길이와 전자기기 본체의 폴딩 길이가 동일해져 플렉시블 디스플레이(3)는 폴딩된 상태에서도 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
150..슬라이더 151,153..제1,2윙브라켓
152,154..제1,2경사캠면 155..슬라이더바디
156,157..제3,4경사캠면 160..커넥터링크
162..슬릿핀 200..슬라이드힌지유닛
210..제1플레이트(고정플레이트) 220..제2플레이트(이동플레이트)
230..가이드레일 240..플레이트백커버
250..클릭힌지유닛 300..슬라이드힌지커버

Claims (7)

1. 나란하게 마련되는 제1회전축 및 제2회전축과, 제1,2회전축이 상호 연동 회전할 수 있도록 연결하는 슬라이더를 포함하는 이축힌지유닛과,
   제1플레이트와, 상기 제1회전축 또는 제2회전축에 각각 연결되며 상기 이축힌지유닛의 회전 방향으로 제1플레이트에 대해 상대적으로 직선 슬라이딩 가능하게 마련되는 제2플레이트로 이루어지는 한 쌍의 슬라이드힌지유닛과,
   상기 슬라이더에 마련되어 이축힌지유닛의 제1,2회전축 회전 시 상기 제2플레이트를 제1플레이트에 대해 슬라이딩 이동시키는 커넥터링크를 포함하는 폴딩 힌지 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 커넥터링크는 상기 이축힌지유닛의 제1회전축 또는 제2회전축 회전 시 제1,2회전축의 길이방향을 따라 왕복 이동하고,
   상기 제1플레이트는 상기 제1회전축 또는 제2회전축의 길이방향에 대해 사선방향으로 마련되는 제1슬릿을 포함하고, 상기 제2플레이트는 상기 제1회전축 또는 제2회전축의 길이방향과 나란하게 마련되는 제2슬릿을 포함하고,
   상기 커넥터링크는 상기 제1슬릿과 제2슬릿을 동시에 관통하는 슬릿핀을 포함하는 폴딩 힌지 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제2플레이트는 제1회전축 또는 제2회전축에 고정 결합되는 제1윙브라켓 및 제2윙브라켓을 포함하고,
   상기 제1윙브라켓과 제2윙브라켓 사이에는 상기 슬라이더가 이동 가능하게 설치되며,
   마주하는 상기 제1윙브라켓과 슬라이더의 일단 및 상기 제2윙브라켓과 슬라이더의 타단에는 경사캠면이 각각 마련되는 폴딩 힌지 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1윙브라켓은 제1경사캠면을 구비하고, 제1경사캠면과 대향하는 상기 슬라이더의 일단은 제3경사캠면을 구비하며,
   상기 제2윙브라켓은 제2경사캠면을 구비하고, 제2경사캠면과 대향하는 상기 슬라이더의 타단은 제4경사캠면을 구비하며,
   상기 제3경사캠면과 제4경사캠면은 90도의 위상차를 갖는 폴딩 힌지 장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 커넥터링크는 한 쌍의 걸림홈을 포함하고,
   상기 제1플레이트는 제1슬릿의 길이방향에 대해 직각방향으로 탄성 진퇴하는 걸림돌기를 포함하여,
   상기 커넥터링크가 제1슬릿을 왕복 이동할 때 상기 걸림돌기는 한 쌍의 걸림홈에 선택적으로 걸리는 폴딩 힌지 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 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.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 전자기기는 플렉시블 디스플레이를 더 포함하고,
   상기 업퍼 하우징과 로워 하우징은 상기 슬라이드힌지유닛의 제1플레이트에 고정 마련되며,
   상기 플렉시블 디스플레이는 상기 제2플레이트에 고정 마련되어 업퍼 및 로워 하우징의 폴딩 동작 시 상기 슬라이드힌지유닛의 직선 슬라이딩 이동에 의해 폴딩 길이가 가변되는 전자기기.

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