WO2022270906A1 - 폴더블 구조를 갖는 휴대단말기의 힌지장치 - Google Patents

폴더블 구조를 갖는 휴대단말기의 힌지장치 Download PDF

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WO2022270906A1
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hinge
tension
inclined guide
wing
hinge device
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홍성천
정현택
김창수
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주식회사 파인엠텍
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    • H04M1/0206—Portable telephones comprising a plurality of mechanically joined movable body parts, e.g. hinged housings
    • H04M1/0208—Portable telephones comprising a plurality of mechanically joined movable body parts, e.g. hinged housings characterized by the relative motions of the body parts
    • H04M1/0214—Foldable telephones, i.e. with body parts pivoting to an open position around an axis parallel to the plane they define in closed position
    • H04M1/0216—Foldable in one direction, i.e. using a one degree of freedom hinge

Definitions

  • the present invention relates to a portable terminal hinge device having a foldable structure, and more particularly, to a portable terminal hinge device having an improved foldable structure that is installed in a portable terminal to which a display is applied so that the display can be stably folded and unfolded.
  • a portable terminal includes all devices that include a battery and a display unit, output information to the display unit using power supplied from the battery, and are configured to be portable by a user.
  • a portable 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 watches capable of displaying screen information, a game machine, and the like. .
  • GUI graphic user interface
  • Such portable terminals diversify, for example, they are implemented in the form of multimedia players equipped with complex functions such as taking pictures or videos, playing music or video files, playing games, and receiving broadcasts. there is.
  • 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 newer and more diverse designs.
  • the new form includes structural changes and improvements for the user to use the portable terminal more conveniently.
  • a portable terminal in which at least a portion of a display unit is bent or capable of being bent is attracting attention.
  • the present invention is to solve the above conventional problems, and its object is to provide a new hinge device for a folding type portable terminal that can improve durability, reduce vibration or noise, have a simple manufacturing process, and can reduce the unit cost of parts. is in providing
  • a hinge device for solving the above technical problems includes a housing positioned between one end of a first body and a second body; It is fixed to the first body and the second body, respectively, and is supported by the housing to rotate, so that the first body and the second body are placed on the same horizontal line in the 'expanded position', and the first body and the second body face each other.
  • First hinge blades and second hinge blades rotating at a predetermined angle between 'folding positions' in contact with each other; It is made to include a slide member for interlocking the first hinge wing and the second hinge wing to perform relative motion;
  • a first inclined guide projection and a second inclined guide projection are formed on the bottom surfaces of the first hinge wing and the second hinge wing, and correspondingly, a first inclined guide groove and a second inclined guide groove are formed on the upper surface of the slide member, ,
  • the slide member is characterized in that it is installed in the housing to be reciprocally movable a predetermined distance in the direction of the axis of the hinge.
  • the first inclined guide groove and the second inclined guide groove are characterized in that they are formed in directions shifting from each other at an angle with respect to the moving direction of the slide member.
  • the inclined angle of the first inclined guide groove and the second inclined guide groove based on the movement axis of the slide member is characterized in that each is the same.
  • first inclined guide groove and the second inclined guide groove are characterized in that they are made of curved surfaces formed in a rotational direction along their length.
  • the portion where the first inclined guide projection and the second inclined guide projection are formed is characterized in that it consists of a curved surface formed in the rotational direction.
  • a rectangular slide hole is formed in the housing in the moving direction of the slide member, and a slide protrusion inserted into the slide hole and guided is formed in the slide member.
  • the first inclined guide projection and the second inclined guide projection are characterized in that they are formed in a form in which the width becomes narrower in an upward direction.
  • the first inclined guide protrusion and the second inclined guide projection are characterized in that they are formed in a rectangular shape in the longitudinal direction of the first inclined guide groove and the second inclined guide groove.
  • the first inclined guide projection and the second inclined guide projection are characterized in that they are formed in a hemispherical shape.
  • the hinge device is a pair of semicircular projections formed on both inner wall surfaces of the housing and a semicircular groove formed on the first and second hinge wings, respectively, in which the semicircular projections are fitted and supported for rotation It is characterized in that it is supported by rotation.
  • the pair of semicircular protrusions are characterized in that they are arranged at predetermined intervals to accommodate a predetermined radius of curvature formed in the folding portion of the flexible display panel at the 'folding position'.
  • the hinge device includes a tension fixing member having a first guide shaft and a second guide shaft in the direction of the hinge axis, and a tension fixing member inserted into the first guide shaft and the second guide shaft to be rotatably supported and movable in the axial direction
  • a first tension wing and a second tension wing are installed, a tension movable member inserted into the first guide shaft and the second guide shaft and installed to be movable in the axial direction, and a spring for imparting elastic force to the tension movable member.
  • Consisting of Characterized in that it further comprises a tension mechanism.
  • a plurality of inclined projections are formed in the circumferential direction around the first guide shaft and the second guide shaft on the tension movable member, and another fitable to correspond to the inclined projections It is characterized in that a plurality of inclined projections are formed on the first tension wing and the second tension wing.
  • the tension mechanism is provided with a tension guide projection on each of the first tension wing and the second tension wing, and the tension guide projection is formed on one side of the first and second hinge blades Rectangular tension guide It is characterized in that it is inserted into the hole and guided.
  • the tension mechanism between the first hinge wing and the second hinge wing and the first tension wing and the interlocking portion of the second tension wing rotation axis of the first tension wing and the second tension wing It is characterized in that it further comprises a spring elastically installed in the interlocking part located farthest from.
  • the hinge structure that interlocks the main body is interlocked with the slide member that rectilinearly reciprocates in the direction of the hinge axis of the main body during the folding operation, it is possible to reduce vibration and noise by minimizing the load and clearance during the folding operation.
  • durability can be improved, the cost of parts can be reduced, and the manufacturing process can be simplified.
  • the load applied to the hinge wings is dispersed to prevent damage due to high loads, and the play is reduced to provide an effect of further reducing vibration and noise generation during rotation. .
  • FIG. 1 is a perspective view of a state in which a flexible display panel is separated from first and second bodies in an unfolded position of a portable terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a coupling relationship between first and second main bodies and a hinge device in FIG. 1;
  • Figure 3 is a perspective view showing the main configuration of the hinge device according to an embodiment of the present invention in isolation.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of first and second hinge wings and a housing showing a rotational support structure of first and second hinge wings in a 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 showing rotation support configurations of the first and second hinge blades shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an interlocking structure of first and second hinge wings and a slide member in a hinge device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is an exploded perspective view showing the bottom portion of the housing and the slide member in Figure 6;
  • FIGS. 8a and 8b are operational state diagrams showing interlocking actions between a slide member and a hinge wing 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 a perspective view showing a connection structure between the tension mechanism of FIG. 9 and first and second hinge wings;
  • FIG. 11 is a partially exploded perspective view showing a tension mechanism in a hinge device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the tension mechanism of FIG. 11 is coupled to first and second hinge wings;
  • 13a and 13b are operation states of the tension mechanism in the hinge device according to an embodiment of the present invention.
  • hinge device 21 first and second hinge wings
  • tension mechanism 55,56 first and second tension wings
  • FIG. 1 is a perspective view in which a flexible display panel 13 is separated from first and second bodies 11 and 12 in an unfolded position of a portable terminal according to a temporary embodiment of the present invention, showing the first body 11 and the second A hinge device 14 is connected and installed between one end of the main body 12 facing the folding part.
  • the flexible display panel 13 is formed in a size capable of covering the entire area of the first and second 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 surfaces of the main bodies 11 and 12 by means of adhesive or the like.
  • FIG. 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 having first and second hinge wings 21 and 22, ,
  • the first and second hinge wings 21 and 22 are coupled to the first and second bodies 11 and 12 by fixing the first body 11 and the second body 12 with screws (not shown), respectively do.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the main components of the hinge device 14 in an exploded manner.
  • the hinge device 14 has the first and second hinge wings 21 and 22 at a predetermined angle, that is, between the 'expanded position' and the 'folded position' of the first and second main bodies 11 and 12
  • Tension mechanism 50 that performs a pre-stop function between the housing 31 and the first and second hinge blades 21 and 22 to rotate in the 'expanded position' and 'folded position' during the rotational movement of the provide
  • the first and second hinge wings 21 and 22, the housing 31 and the tension mechanism 50 are the first and second bodies 11 for a stable folding operation of the first and second bodies 11 and 12. , 12) are installed in the same configuration on both edges of the connection ends, and both housings 31 and the tension mechanism 50 are fixed with one hinge cover 32 and screws (not shown).
  • 5A and 5B show the rotation support configuration of the first and second hinge blades 21 and 22 in the hinge device 14 of the present invention.
  • 5A and 5B are cross-sectional views along the line D-D of FIG. 3, but are shown as main configurations in order to easily explain the rotation support configuration of the first and second hinge wings 21 and 22 shown in FIG.
  • the rotational support structure of the first and second hinge wings 21 and 22 includes a pair of semicircular protrusions 31a and 31b disposed on the inner wall surfaces of both sides of the housing 31 at a predetermined interval, It consists of semicircular grooves 21a and 22a formed on the first and second hinge wings 21 and 22, respectively, into which the semicircular protrusions 31a and 31b are fitted and rotationally 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 parts 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 can be rotated and supported between the 'unfolded position' and the 'folded position' by rotating the fixing parts 21b and 22b side by a predetermined angle with the grooves 21a and 22a as the center.
  • the spacing between the semicircular protrusions 31a and 31b is such that the folding space capable of accommodating a predetermined radius of curvature formed in the folding portion of the flexible display panel 13 in the 'folding position' is the first and second hinge wings 21 , 22) is set to be formed between.
  • semicircular grooves 21a and 22a are formed on the first and second hinge wings 21 and 22, and semicircular protrusions 31a and 31b are formed on the housing 31, but on the contrary Semicircular protrusions 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 rotationally supporting the main bodies 11 and 12 can be applied to the present invention by combining with an interlocking means to be described later there is.
  • FIGS. 6 and 7 show the first and second hinge wings 21 and 22, the housing 31 and the interlocking means, and the housing 31 includes the first hinge wings 21 and the second hinge wings 22 )
  • a slide member 41 is installed as an interlocking means for relative movement of each other.
  • the slide member 41 is installed in the housing 31 so as to be reciprocally movable a predetermined distance in the direction of the rotation axis of the first and second hinge blades 21 and 22 (hereinafter referred to as 'hinge axis').
  • the moving structure of the slide member 41 forms a rectangular slide hole 42a in the direction of the hinge axis in the housing 31, and on the bottom surface of the slide member 41, a slide protrusion inserted into and guided by the slide hole 42a (42b) is formed.
  • the interlocking means is formed on the upper surface of the slide member 41 corresponding to the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b formed on the bottom surfaces of the first and second hinge wings 21 and 22, respectively. It has first and second inclined guide grooves 44a and 44b.
  • the portion where the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b are formed on the bottom surface of the first and second hinge wings 21 and 22 is a curved surface formed in the direction of rotation of the first and second main bodies 11 and 12 It will be done.
  • the portion where the first and second inclined guide grooves 44a and 44b are formed in the slide member 41 is also curved along its length corresponding to the portion where the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b are formed. It is desirable to form
  • the first and second inclined guide grooves 44a and 44b respectively formed on the upper surface of the slide member 41 are formed in directions that are obliquely offset from each other with respect to the moving direction of the slide member 41 . That is, the first inclined guide groove 44a and the second inclined guide groove 44b are formed to be inclined in an oblique direction with respect to the moving direction of the slide member 41, but the respective inclined directions (oblique directions) are in the same direction as each other. Rather, they are formed in opposite directions.
  • the inclined angles of the first inclined guide groove 44a and the second inclined guide groove 44b are the same based on the moving axis of the slide member 41 .
  • the first and second hinge wings 21 and 22 are When interlocking between the 'unfolding position' and the 'folding position', the rotational movement can be performed at the same distance.
  • the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b engaged with and moved by the first and second inclined guide grooves 44a and 44b correspond to the bottom surfaces of the first and second hinge wings 21 and 22. to be formed in place.
  • the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b may be formed in a hemispherical or rectangular shape. It is preferable that the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b are formed in a shape in which the width becomes narrower in the upward direction, so that friction occurs when the first and second inclined guide grooves 44a and 44b are engaged. can reduce vibration and noise.
  • the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b along the first and second inclined guide grooves 44a and 44b are obliquely moving along the curved surface in a direction that is offset from each other.
  • the first and second hinge wings 21 and 22 on which the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b are formed are interlocked to rotate between the 'extended position' and the 'folded position'.
  • the interlocking structure of the first and second hinge wings 21 and 22 is such that even if only one of the first and second hinge wings 21 and 22 is rotated to the 'folded position' or 'unfolded position', the first While the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b move in engagement with the first and second inclined guide grooves 44a and 44b, the slide member 41 interlocked therewith moves linearly by a predetermined length in the direction of the hinge axis, One side moves relative to the opposite direction and rotates to the 'folding position' or 'extending position' at the same time.
  • FIG 9, 10 and 11, 12 are views showing the tension mechanism 50 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 tension fixing member 51 ) is provided with first and second guide shafts (52a, 52b) in the direction of the hinge axis.
  • Tension movable members 53 and 54 are inserted into the first and second guide shafts 52a and 52b to be movable in the axial direction, and the first and second guide shafts 52a are installed in the tension movable members 53 and 54.
  • a plurality of inclined protrusions 53a, 53b, 54a, and 54b protrude in the direction of the axis of the hinge, 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 to be rotatably supported and movably installed in the axial direction.
  • the first and second tension wings 55 and 56 have another inclined projection 55a and 56a that can be fitted between them corresponding to the inclined projections 53a, 53b, 54a and 54b of the tension movable member 53 and 54. ,55b,56b).
  • a first spring 57a is installed as an elastic member between the tension movable member 53 and the rear surfaces of the inclined projections 55b and 56b of the first and second tension wings 55 and 56, and the tension movable member 54 and Between the tension fixing members 51, a second spring 57b is elastically installed as an elastic member.
  • the inclined projections 53a, 53b, 54a and 54b of the tension movable members 53 and 54 are the inclined projections of the first and second tension wings 55 and 56 ( 55a, 56a, 55b, 56b) is installed so as to always impart elastic force in the direction of fitting.
  • connection configuration between the tension mechanism 50 and the first and second hinge wings 21 and 22, and the connection configuration has a rectangular shape on one side of the first and second hinge wings 21 and 22.
  • a tension guide protrusion 58b formed with a tension guide hole 58a and movably inserted into the tension guide hole 58a to guide the first and second tension wings 55 and 56 of the tension mechanism 50 is made by forming
  • the first and second tension blades 55 and 56 of the tension mechanism 50 interlock with the first and second hinge wings 21 and 22 to rotate between the 'extended position' and the 'folded position' together.
  • the tension guide protrusions 58b formed on the first and second tension blades 55 and 56 rotating around the fixed first and second guide shafts 52a and 52b are the first and second hinge blades ( 21 and 22) by sliding in the rectangular tension guide hole 58a formed, the first and second tension wings 55 and 56 are rotated between the 'extended position' and the 'folded position'. It is able to rotate in conjunction with the first and second hinge wings 21 and 22.
  • the tension mechanism 50 attaches the first and second tension blades to the inclined projections 53a, 53b, 54a, and 54b 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 and 56) are fitted or separated (see Figs. 13a and 13b), thereby increasing or decreasing the elastic force of the first and second springs 57a, 57b.
  • Rotation of the first and second main bodies 11 and 12 is easily performed with little force in the 'expanded position' or 'folded position', and the free-stop function is performed between the 'expanded position' and the 'folded position'.
  • the maximum curved portion of the inclined projections 53a, 53b, 54a, and 54b of the tension movable member 53 and 54 and the first and second tension blades 55 When the maximum curved portions of the inclined protrusions 55a, 56a, 55b, and 56b of 56 come to face each other, the first and second springs 57a and 57b are compressed and the first and second bodies ( 11 and 12) can perform a free stop function to keep them at the stop position when they are stopped during rotation (see Figs. 13a and 13b).
  • FIG. 11 and 12 are views showing a tension mechanism in a hinge device according to another embodiment of the present invention.
  • the tension mechanism shown in FIG. 11 only one spring 57 is installed between the tension movable member 53 and the tension fixing member 51 to widen the gap between both hinge devices. there is.
  • another spring 59 is inserted as an elastic member into the tension guide projections 58b of the first and second tension wings 55 and 56, and the first and second hinge wings 21 and 22 and the first and It may be installed so as to elastically adhere to the second tension wings 55 and 56, respectively.
  • any configuration capable of easily rotating the main bodies 11 and 12 with little force and performing the free-stop function is coupled to the above-described interlocking means and can be applied to the present invention.
  • the first hinge wing Since the inclined guide protrusion 43a of 21 moves in the direction of the arrow 'a1', the first hinge blade 21 can be interlocked.
  • the first hinge wing Since the inclined guide protrusion 43a of 21 moves in the direction of the arrow 'b1', the first hinge blade 21 can be interlocked.
  • the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b are engaged with the first and second inclined guide grooves 44a and 44b formed in the slide member 41 to perform an oblique movement.
  • the first and second hinge wings 21 and 22 formed with the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b are formed up and down (a1, a1, 22) in a plan view. It moves in a straight line in the b1 direction and a3, b3 direction).
  • first and second inclined guide grooves 43a and 43b are formed in a curved surface along the length, and the portion where the first and second inclined guide protrusions 43a and 43b are formed is also formed in a curved surface in the rotational direction, As a result, the first and second hinge blades 21 and 22 in which the first and second inclined guide grooves 43a and 43b are formed are rotated in a 'folded position' or 'unfolded position'.
  • the pre-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 'expanded position' and the 'folded position' do.
  • the tension guide projections 58b of the first and second tension wings 55 and 56 are the tension guide holes of the first and second hinge wings 21 and 22 Since it is guided by (58a), when the first and second hinge blades 21 and 22 rotate, the first and second tension blades 55 and 56 interlock and rotate together.
  • the tension movable member 53 and 54 is rotated by the rotation of the first and second tension wings 55 and 56. While the inclined projections 55a, 56a, 55b, and 56b of the first and second tension wings 55 and 56 are separated from the inclined projections 53a, 53b, 54a, and 54b of the ), the tension movable members 53 and 54 are separated. It is moved by pressing in the direction of the hinge axis (see Fig. 13b).
  • 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, so that the tension movable members 53 and 54 ) to the first and second tension blades 55 and 56, the elastic force of the first and second springs 57a and 57b is increased, and the increased elastic force causes the first and second bodies 11 and 12 to When stopping during rotation, it can perform a 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 laptop 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 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 슬라이드부재를 포함하여 이루어지며; 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개의 저면에 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기가 형성되고 이에 대응하여 상기 슬라이드부재의 상면에 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈이 형성되며, 상기 슬라이드부재는 힌지축선 방향으로 소정거리 왕복 이동가능하게 하우징에 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

폴더블 구조를 갖는 휴대단말기의 힌지장치
본 발명은 폴더블 구조를 갖는 휴대단말기 힌지장치에 관한 것으로서, 특히 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, 디스플레이는 접힘시 길이 변화가 발생되어 종래의 폴더 휴대 단말기에 사용된 힌지 장치를 사용할 수 없다.
또한, 디스플레이패널에 적용되는 종래의 힌지구조는 두 개의 본체를 상대운동시키는 연동구조를 본체 회전방향으로 단순히 맞물린 기어를 이용하여 구성하고 있는 것이 대부분이다(국내 특허공개공보 10-2019-0124110). 그런데 이러한 연동구조는 내구성이 떨어지고 진동이나 소음을 발생시킬 수 있으며 제조공정이 복잡해지고 부품단가가가 상승하는 문제가 있다.
이에 따라 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 슬라이드부재를 포함하여 이루어지며; 상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개의 저면에 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기가 형성되고 이에 대응하여 상기 슬라이드부재의 상면에 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈이 형성되며, 상기 슬라이드부재는 힌지축선 방향으로 소정거리 왕복 이동가능하게 하우징에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈은, 상기 슬라이드부재의 이동방향에 대하여 각각 경사지게 서로 어긋나는 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 슬라이드부재의 이동축선을 기준으로 제1 경사가이드홈과 제2 경사가이드홈의 경사진 각도는 각각 동일한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈은, 그 길이를 따라 회전방향으로 형성되는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기가 형성된 부위는 회전방향으로 형성되는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 하우징에 상기 슬라이드부재의 이동방향으로 장방형의 슬라이드구멍을 형성하고, 상기 슬라이드부재에는 상기 슬라이드구멍에 끼워져 안내되는 슬라이드돌기를 형성한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기는 상방향으로 갈수록 폭이 좁지는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기는 상기 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈의 길이 방향으로 장방형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기는 반구형으로 형성되는 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 플렉시블 디스플레이패널의 폴딩부에 형성되는 소정의 곡률반경을 수용할 수 있도록 소정간격으로 배치하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 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 스프링으로 이루어진 텐션기구를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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 스프링을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 본체를 연동시키는 힌지 구조가 폴딩동작시 본체의 힌지축선방향으로 직선 왕복운동하는 슬라이드부재와 연동되어 이루어지므로 폴딩동작시 부하와 유격을 최소화하여 진동과 소음을 줄일 수 있으며, 연동구조를 단순화하여 내구성을 향상시키고 부품단가를 저감할 수 있으며 제조공정을 단순화할 수 있는 효과 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 플렉시블 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 슬라이드부재의 연동구조를 나타낸 분리 사시도.
도 7은 도 6에서 하우징과 슬라이드부재의 저면부분을 나타낸 분리 사시도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 슬라이드부재와 힌지날개의 연동작용을 나타내는 동작 상태도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구를 나타낸 일부 분해 사시도.
도 10은 도 9의 텐션기구와 제1 및 제2 힌지날개의 연결구성을 나타내는 사시도.
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구를 나타낸 일부 분해 사시도.
도 12는 도 11의 텐션기구가 제1 및 제2 힌지날개와 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구의 동작상태도.
< 부호의 설명 >
11,12 : 제1 및 제2 본체 13 : 플렉시블 디스플레이패널
14 : 힌지장치 21,22 : 제1 및 제2 힌지날개
31 : 하우징 41 : 슬라이드부재
43a,43b : 제1 및 제2 경사가이드돌기
44a,44b : 제1 및 제2 경사가이드홈
50 : 텐션기구 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 플렉시블 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.
플렉시블 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 상기 제1 및 제2 힌지날개(21,22)가 소정각도, 즉 제1 및 제2 본체(11,12)의 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 회전하도록 지지하는 하우징(31)과, 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 단면도이나, 도 4에서 도시된 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전지지구성을 용이하게 설명하기 위하여 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 플렉시블 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 및 도 7은 제1 및 제2 힌지날개(21,22), 하우징(31) 및 연동수단을 나타낸 것으로, 하우징(31)에는 상기 제1 힌지날개(21)와 제2 힌지날개(22)를 서로 상대운동시키기 위한 연동수단으로서 슬라이드부재(41)가 설치된다.
슬라이드부재(41)는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 회전축선(이하, '힌지축선'이라 함.) 방향으로 소정거리 왕복 이동가능하게 하우징(31)에 설치된다.
슬라이드부재(41)의 이동구조는 하우징(31)에 상기 힌지축선방향으로 장방형의 슬라이드구멍(42a)을 형성하고, 슬라이드부재(41)의 저면에는 상기 슬라이드구멍(42a)으로 끼워져 안내되는 슬라이드돌기(42b)를 형성하여 이루어진다.
또한 연동수단은, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 저면에 각각 형성한 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)과, 이에 대응하여 슬라이드부재(41) 상면에 형성한 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)를 구비한다. 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 저면에서 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)가 형성된 부위는 제1 및 제2 본체(11, 12)의 회전방향으로 형성된 곡면으로 이루어지게 된다. 또한, 슬라이드부재(41)에서 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)이 형성된 부위도 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)가 형성된 부위에 대응하여 그 길이를 따라 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다.
슬라이드부재(41)의 상면에 각각 형성된 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)은 슬라이드부재(41)의 이동방향에 대하여 각각 경사지게 서로 어긋나는 방향으로 형성된다. 즉, 제1 경사가이드홈(44a)과 제2 경사가이드홈(44b)은 슬라이드부재(41)의 이동방향에 대하여 사선방향으로 각각 경사지게 형성되되 각각의 경사진 방향(사선 방향)은 서로 같은 방향이 아니라 서로 어긋나는 방향으로 형성된다.
이때, 슬라이드부재(41)의 이동축선을 기준으로 제1 경사가이드홈(44a)과 제2 경사가이드홈(44b)의 경사진 각도는 각각 동일한 것이 바람직하다. 이로써 슬라이드부재(41)의 직선운동에 따른 제1 경사가이드돌기(43a)와 제2 경사가이드돌기(43b)의 회전 이동거리는 각각 동일해지므로, 제1 및 제2 힌지날개(21,22)는 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 연동되어 회전이동할 때 각각 동일한 거리로 회전이동할 수 있다.
이러한 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)에 맞물려져 이동되는 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)는 제1 및 제2 힌지날개(21,22)의 저면에 대응되는 위치에 형성되게 된다. 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)는 반구형 또는 장방형으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)는 상방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 이로 인해 상기 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)과 맞물림시 마찰을 줄여 진동 및 소음을 줄여줄 수 있다.
이렇게 슬라이드부재(41)의 직선운동과 연동되어 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)을 따라 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)가 서로 어긋나는 방향으로 곡면을 따라 사선운동을 함으로써 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a,43b)가 형성된 제1 및 제2 힌지날개(21,22)는 상호 연동되어 '펼침위치'와 '접힘위치' 사이에서 회전하게 된다.
또한, 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 경사가이드돌기(43a,43b)가 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)에 맞물려 이동하면서 이에 연동되는 슬라이드부재(41)가 힌지축선방향으로 소정길이 직선이동함으로써, 다른 한쪽이 반대방향으로 상대운동하여 동시에 '접힘위치' 또는 '펼침위치'로 회전하게 되어 있다.
도 9, 도 10 및 도 11, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 텐션기구(50)를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 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,54b)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,54b)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,54b)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,54b)에 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)가 끼워맞춤 또는 이탈하고(도 13a 및 도 13b 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,54b)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 13a 및 도 13b 참조).
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 힌지장치에서 텐션기구를 나타내는 도면이다. 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 연동수단에 의해 다른 한쪽이 상대운동하여 함께 회전한다.
즉, 도 8a에서와 같이 제1 힌지날개(21)만 '접힘위치'로 회전시켜 제1 힌지날개(21)의 경사가이드돌기(43a)가 가상선 상태에서 화살표 'a1'방향으로 이동하면, 제1 경사가이드홈(44a)에 의해 슬라이드부재(41)가 화살표 'a2' 방향으로 이동하게 되고, 이로써 제2 힌지날개(22)의 경사가이드돌기(43b)는 제2 경사가이드홈(44b)에 안내되어 가상선 상태에서 화살표 'a3'방향으로 이동하므로, 제2 힌지날개(22)도 제1 힌지날개(21)와 함께 '접힘위치'로 연동하게 된다.
반대로 제2 힌지날개(22)의 경사가이드돌기(43b)를 화살표 'a3' 방향으로 이동시켜도 슬라이드부재(41)의 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)에 의해 제1 힌지날개(21)의 경사가이드돌기(43a)가 화살표 'a1' 방향으로 이동하므로 제1 힌지날개(21)를 연동시킬 수 있다.
마찬가지로, 도 10b에 도시된 바와 같이 제1 힌지날개(21)만 '펼침위치'로 회전시켜 제1 힌지날개(21)의 경사가이드돌기(43a)가 가상선 상태에서 화살표 'b1'방향으로 이동하면, 제1 경사가이드홈(44a)에 의해 슬라이드부재(41)가 화살표 'b2' 방향으로 이동하게 되고, 제2 힌지날개(22)의 경사가이드돌기(43b)는 제2 경사가이드홈(44b)에 안내되어 가상선 상태에서 화살표 'b3'방향으로 이동하므로, 제2 힌지날개(22)도 제1 힌지날개(21)와 함께 '펼침위치'로 연동하게 된다.
반대로 제2 힌지날개(22)의 경사가이드돌기(43b)를 화살표 'b3' 방향으로 이동시켜도 슬라이드부재(41)의 제1 및 제2 경사가이드홈(44a,44b)에 의해 제1 힌지날개(21)의 경사가이드돌기(43a)가 화살표 'b1' 방향으로 이동하므로 제1 힌지날개(21)를 연동시킬 수 있다.
도 8a 및 도 8b에서 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a, 43b)는 슬라이드부재(41)에 형성된 제1 및 제2 경사가이드홈(44a, 44b)에 맞물려 사선운동을 하는 것으로 나타나는데, 연동되는 슬라이드부재(41)가 힌지축선 방향으로 직선운동을 함으로써 결국 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a, 43b)가 형성된 제1 및 제2 힌지날개(21, 22)는 평면도 상에서 위아래(a1, b1 방향 및 a3, b3 방향)로 직선운동을 하게 된다. 그런데, 제1 및 제2 경사가이드홈(43a, 43b)이 길이를 따라 곡면으로 형성되어 있고, 제1 및 제2 경사가이드돌기(43a, 43b)가 형성된 부위도 회전방향으로 곡면으로 이루어져 있어서, 결국 제1 및 제2 경사가이드홈(43a, 43b)이 형성된 제1 및 제2 힌지날개(21, 22)는 '접힘위치' 또는 '펼침위치'로 회전운동하게 되는 것이다.
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,54b) 사이에 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)가 끼워맞춤되고(도 13a 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,54b)로부터 제1 및 제2 텐션날개(55,56)의 경사돌기(55a,56a,55b,56b)가 이탈하면서 텐션가동부재(53,54)를 힌지축선방향으로 가압하여 이동시키게 된다(도 13b 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.
도 11 및 도 12에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 텐션기구(50)에서도 전술한 프리스톱기능이 동일하게 설명될 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 (15)

  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 슬라이드부재를 포함하여 이루어지며;
    상기 제1 힌지날개 및 제2 힌지날개의 저면에 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기가 형성되고 이에 대응하여 상기 슬라이드부재의 상면에 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈이 형성되며, 상기 슬라이드부재는 힌지축선 방향으로 소정거리 왕복 이동가능하게 하우징에 설치되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈은, 상기 슬라이드부재의 이동방향에 대하여 각각 경사지게 서로 어긋나는 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    슬라이드부재의 이동축선을 기준으로 제1 경사가이드홈과 제2 경사가이드홈의 경사진 각도는 각각 동일한 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈은, 그 길이를 따라 회전방향으로 형성되는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기가 형성된 부위는 회전방향으로 형성되는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징에 상기 슬라이드부재의 이동방향으로 장방형의 슬라이드구멍을 형성하고, 상기 슬라이드부재에는 상기 슬라이드구멍에 끼워져 안내되는 슬라이드돌기를 형성한 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기는 상방향으로 갈수록 폭이 좁지는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기는 상기 제1 경사가이드홈 및 제2 경사가이드홈의 길이 방향으로 장방형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 경사가이드돌기 및 제2 경사가이드돌기는 반구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  10. 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.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 한쌍의 반원형돌기는, 상기 '접힘위치'에서 플렉시블 디스플레이패널의 폴딩부에 형성되는 소정의 곡률반경을 수용할 수 있도록 소정간격으로 배치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지장치.
  12. 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 스프링으로 이루어진 텐션기구를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 힌지장치.
  13. 제 12항에 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.
  14. 제 12항에 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.
  15. 제 12항에 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 스프링을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 힌지장치.
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