KR101057838B1 - 인터페이싱 부분들을 결합하기 위한 시스템 - Google Patents

인터페이싱 부분들을 결합하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

전자 디바이스가 개시된다. 전자 디바이스는 제1 하우징 컴포넌트를 갖는 제1 서브어셈블리를 포함한다. 제1 하우징 컴포넌트는 개구를 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 또한 제2 하우징 컴포넌트를 갖는 제2 서브어셈블리를 포함한다. 제2 하우징 컴포넌트는 제1 하우징 컴포넌트와 협력하여 전자 디바이스의 컴포넌트들을 둘러싼다. 적어도 하나의 내부 컴포넌트는 개구를 통하여 액세스가능하다. 적어도 하나의 내부 컴포넌트는 또한 개구와 적절하게 정렬되도록 제2 서브어셈블리에 대해 상대적으로 이동가능할 수 있다. 적어도 하나의 내부 컴포넌트는 추가적으로 개구 근처의 제1 하우징 컴포넌트를 향하여 자기적으로 끌리게 된다.

Description

인터페이싱 부분들을 결합하기 위한 시스템{A SYSTEM FOR COUPLING INTERFACING PARTS}
본 출원은 2008년 1월 4일자로 출원된 미국 가특허 출원 61/010,116의 이익을 주장하며, 또한, 2008년 1월 11일자로 출원된 미국 가특허 출원 61/010,769의 이익을 주장하는데, 이들 양쪽 모두는 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스들에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 전자 디바이스의 인터페이싱 부분들을 결합하는 것에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터들, 전화들, 및 미디어 플레이어들과 같은 전자 디바이스들은 계속해서 더욱 강력해지고 있으며, 반면에 그 크기 및 무게는 감소되고 있다. 더 작고 더 가볍지만 더 강력한 전자 디바이스들로 향하는 이러한 추세는, 이러한 전자 디바이스들과 연관된 일부 컴포넌트들의 디자인 및 제조 면에서 지속적인 도전 과제를 제시한다. 예를 들면, 휴대용 컴퓨터의 각종 내부 컴포넌트들을 하우징하는 데에 이용되는 인클로저(enclosures)의 디자인이 점점 더 도전 과제로 되고 있다. 이 디자인 도전 과제는 일반적으로, 두 가지의 상충되는 목적들, 즉 인클로저를 소형, 경량, 및 박형으로 만들고자 하는 희망사항과, 이에 대비되는, 인클로저를 강하고 단단하게 만들고자 하는 희망사항으로부터 야기된다. 대부분의 전자 디바이스들에서, 인클로저들은, 나사로 고정되거나(screwed), 리벳으로 고정되거나(riveted), 스냅되거나(snapped) 혹은 개별적인 포인트들에 함께 고정되는 부분들을 갖는 기계적 어셈블리들이다. 얇은 벽들 및 작은 양의 패스너들(fasteners)을 이용하는 경량의 인클로저들은 더욱 유연한 경향이 있다. 따라서, 경량의 인클로저들은 이용 동안에 구부러지고(buckle) 휘는(bowing) 더 큰 경향을 가지며, 반면에 더 두꺼운 벽들 및 더 많은 패스너들을 사용하는 더 강하고 더 단단한 인클로저들은 부피가 더 커지고 더 무거워지는 경향이 있다. 따라서, "소형화 및 경량화(smaller and lighter)"는 제조상의 도전 과제를 제기하며, 반면에 "중량화 및 대형화(heavier and bulkier)"는 소비자 기대에 의해 좌우되는 산업 디자인의 원리들에 반하게 된다.
또한, 집적 회로 디바이스들의 집적도 및 공정 정교성의 레벨이 증가하였고, 전자파 장애를 비롯하여 신호 간섭 및 그 밖의 다른 유형의 노이즈의 레벨들도 그러하다. 바람직하지 않은 간섭을 최소화하기 위해, 인클로저들은 종종 전기 도전성 물질로 차폐되어서, 집적 회로 디바이스들로부터 발생되는 전자기 방사의 방출을 차단한다. 추가적으로, 인클로저의 메이팅 부분들(mating parts)의 인터페이스를 밀폐하기 위해, 인클로저가 조립되기 전에, 두 개의 부분 사이에 실리콘 기반 전기 도전성 전자파 장애(EMI) 개스킷(gasket)들이 적절한 위치에 형성될 수도 있다. 전기 도전성 EMI 개스킷의 예 중 하나는, 3M 회사에 의해 제조되는 Form-In-Place GasketTM이다. EMI 차폐는 또한, "박형 경량(thinner and lighter)" 디바이스들에 관해 전술한 역효과들 중 일부로 인해 악화될 수 있다. 예를 들면, 휘는 것은 EMI 씰(seal)을 파괴하거나, 혹은 메이팅 부분들의 인터페이스에 예를 들면 한 쌍의 인터페이싱 케이싱들 사이에 갭들을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 전자 디바이스와 관련된다. 전자 디바이스는 제1 하우징 컴포넌트를 갖는 제1 서브어셈블리(subassembly)를 포함할 수 있다. 제1 하우징 컴포넌트는 개구를 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 또한 제2 하우징 컴포넌트를 갖는 제2 서브어셈블리를 포함할 수 있다. 제2 하우징 컴포넌트는 제1 하우징 컴포넌트와 협력하여 전자 디바이스의 컴포넌트들을 둘러싼다. 적어도 하나의 내부 컴포넌트가 개구를 통하여 액세스가능하게 될 수 있다. 적어도 하나의 내부 컴포넌트는 또한, 개구와 적절하게 정렬되도록 제2 서브어셈블리에 대해 상대적으로 이동가능할 수 있다. 적어도 하나의 내부 컴포넌트는 추가적으로, 개구 근처의 제1 하우징 컴포넌트를 향하여 자기적으로 끌리게 될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 제1 및 제2 이질적인(disparate) 부분들을 결합시키기 위한 시스템과 관련된다. 시스템은 벽을 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 물리적으로 벽으로부터 떨어져 있지만 이 벽에 대하여 상대적으로 이동가능한 이동가능 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이동가능 컴포넌트는, 조립 상태 동안 벽과의 메이팅 맞물림(mating engagement)을 이루도록 이동할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 제1 및 제2 이질적인 부분들을 결합시키기 위한 시스템과 관련된다. 시스템은 자기 소자를 갖는 벽을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 상기 벽 내에 하우징된 내부 컴포넌트를 포함할 수 있다. 내부 컴포넌트는 상기 벽과는 구조적으로 떨어져 있을 수 있다. 내부 컴포넌트는, 상기 벽의 자기 소자에 자기적으로 끌리는 대응 자기 소자를 가질 수 있다. 자기적 인력은, 조립된 상태에서 벽에 대해서 상대적으로 내부 컴포넌트를 붙들어(hold) 둘 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 자기력을 통해 두 개의 부분들 간의 자가 조립(self assembly)을 촉진하는 블라인드 메이팅 특성(blind mating feature)과 관련된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 자기력을 통하여 함께 인클로저의 두 부분을 스티칭(stitching)하기 위한 시스템과 관련된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 인클로저를 형성하는 제1 하우징 컴포넌트 및 제2 하우징 컴포넌트를 갖는 전자 디바이스와 관련된다. 전자 디바이스는, 제1 하우징 컴포넌트 및 제2 하우징 컴포넌트 사이에 배치되는 이동가능 내부 컴포넌트를 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 또한, 제1 및 제2 하우징 컴포넌트들이 함께 조립되어 전자 디바이스의 인클로저를 형성할 때, 이동가능 내부 컴포넌트와, 제1 및 제2 하우징 컴포넌트들 중 적어도 하나 사이의 자가 조립을 촉진시키는 블라인드 메이팅 시스템을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 개구를 갖는 제1 하우징, 제1 장착 포인트를 포함할 수 있는 제2 하우징 - 제2 하우징은 제1 하우징과 협력하여 인클로저를 형성함- , 적어도 하나의 자기 소자를 포함할 수 있으며 인클로저의 내부에 위치하며 제1 장착 포인트에 이동가능하게 결합되는 기능 컴포넌트(functional component)를 포함할 수 있는 전자 디바이스와 관련되는데, 여기서, 기능 컴포넌트는 제1 하우징과 자기적으로 결합하여 자신을 개구와 이동가능하게 정렬할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 전자 디바이스를 조립하는 방법과 관련되는데, 이 방법은, 기능 컴포넌트를 제1 하우징에 결합하는 단계 - 기능 컴포넌트는 적어도 하나의 자기 소자를 포함할 수 있으며, 기능 컴포넌트는 제1 하우징과 관련하여 상대적으로 이동가능할 수 있음 -, 및 제2 하우징을 제1 하우징에 장착하여 전자 디바이스의 인클로저의 적어도 일부를 형성하는 단계 - 인클로저는 기능 컴포넌트를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있으며, 제2 하우징은 기능 컴포넌트를 위한 개구를 포함할 수 있으며, 기능 컴포넌트는 제2 하우징에 자기적으로 결합하여 개구와 자동으로 정렬할 수 있음 - 를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 전자 디바이스의 제1 벽 - 제1 벽은 벽 개구(wall opening)를 포함할 수 있음 -, 제1 벽에 부착되는 삽입부(insert) - 삽입부는 벽 개구와 정렬되는 삽입부 개구를 포함할 수 있으며, 삽입부는 삽입부 개구를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 정렬 소자를 포함할 수 있으며, 삽입부는 적어도 하나의 제1 자기 소자를 포함할 수 있음 -, 전자 디바이스의 제2 벽 - 제2 벽 및 제1 벽은 전자 디바이스의 인클로저의 적어도 일부를 형성할 수 있음 -, 제2 벽에 이동가능하게 부착된 커넥터 베이스(connector base) - 커넥터 베이스는 적어도 하나의 제2 자기 소자를 포함할 수 있으며, 커넥터 베이스는 제1 정렬 소자와 정렬되는 적어도 하나의 제2 정렬 소자를 포함할 수 있음 -, 및 커넥터 베이스에 부착되는 커넥터를 포함할 수 있는 전자 디바이스와 관련되며, 여기서, 적어도 하나의 제2 자기 소자는 적어도 하나의 제1 자기 소자에 자기적으로 결합되어서, 제1 및 제2 벽들이 인클로저의 적어도 일부를 형성할 때, 제1 및 제2 정렬 소자들을 이동시키고 자동적으로 정렬할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 전자 디바이스의 제1 벽 - 외부 벽은 제1 벽의 적어도 부분적으로 만곡된 부분 상에 벽 개구를 포함할 수 있음 -, 외부 벽에 부착될 수 있는 삽입부 - 삽입부는 립(lip)에 의해 벽 개구와 정렬되는 삽입부 개구를 포함할 수 있으며, 삽입부는 삽입부 개구를 둘러싸는 제1 모떼기된 표면(chamfered surface)을 포함할 수 있으며, 삽입부는 두 개의 플랜징된(flanged) 부분들을 포함할 수 있으며, 각 플랜징된 부분은 강자성 표면을 포함함 -, 전자 디바이스의 제2 벽 - 제2 벽 및 제1 벽은 전자 디바이스의 인클로저의 적어도 일부를 형성할 수 있음 -, 제2 벽의 일부에 이동가능하게 부착될 수 있는 커넥터 베이스 - 커넥터 베이스는 적어도 하나의 제2 자기 소자를 포함할 수 있으며, 커넥터 베이스는 제1 모떼기된 표면과 정렬되는 제2 모떼기된 표면을 포함할 수 있음 -, 및 외부 전력 코드에 부착하기 위한 자성 부착 시스템을 포함할 수 있는 전력 커넥터 - 전력 커넥터는 커넥터 베이스에 부착될 수 있음 - 를 포함할 수 있는 커넥터 시스템과 관련되며, 여기서, 전력 커넥터는, 제1 및 외부 벽이 인클로저의 적어도 일부를 형성한 후, 제1 벽의 만곡 부분을 통하여 삽입부 개구를 통해 액세스가능하게 될 수 있으며, 자석이 강자성 표면들에 자기적으로 결합되어, 제1 및 제2 벽들이 인클로저의 적어도 일부를 형성할 때, 제1 및 제2 모떼기된 표면들을 이동시켜 자동으로 정렬시킬 수 있으며, 삽입부의 개구 및 커넥터 베이스는 제1 허용오차 범위 내에서 정렬될 수 있으며, 커넥터 베이스 및 제2 벽은 제2 허용오차 범위 내에서 정렬될 수 있으며, 커넥터 베이스의 움직임은 제2 허용오차 범위 내에서 제한될 수 있으며, 제2 허용오차 범위는 제1 허용오차 범위보다 클 수 있다.
본 발명의 특성 및 이점들에 대한 추가의 이해를 위해서는, 첨부된 도면들과 결부되어 취해지는 이하의 상세한 설명을 참조하여야 한다. 그러나, 도면들 각각은 단지 예시 및 설명을 위해 제공된 것으로, 본 발명의 실시예들의 제한의 정의를 의도하는 것은 아님을 알아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자 디바이스의 일부를 따로 분리하여 고도로 간략하게 나타낸 도면.
도 2a-2e는 내부 컴포넌트와, 인터페이싱 벽 내의 개구 사이에 발생할 수 있는 바람직하지 않은, 크랙, 갭, 리세스, 돌출, 및 휨(bowing)의 예들을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 벽과 인터페이싱되는 이동가능 내부 컴포넌트를 간략하게 나타낸 도면.
도 4a-4d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 오프셋 위치로부터 떨어진 벽과의 메이팅 맞물림으로 시프팅하는 내부 컴포넌트를 나타낸 예들을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벽과 인터페이싱되는 이동가능 내부 컴포넌트를 간략하게 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 내부 컴포넌트와 벽 간의 자기적 끌림을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자 디바이스의 적어도 일부를 간략하게 나타낸 도면.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 커넥터를 따로 분리하여 나타낸 평면도.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 커넥터를 따로 분리하여 나타낸 투시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 8a의 9-9' 라인을 따라 취한 측단면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 8a의 10-10' 라인을 따라 취한 측단면도.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 8a의 11-11' 라인을 따라 취한 측단면도.
도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 8a의 11-11' 라인을 따라 취한 측단면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 장치의 분해 투시도.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 장치를 따로 분리하여 나타낸 정면 투시도.
도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 장치를 따로 분리하여 나타낸 후면 투시도.
도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 장치(조립되어 있지 않음)의 내부 평면도.
도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 장치(조립되어 있지 않음)의 내부 평면도.
도 13e는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 장치(조립되어 있지 않음)의 외부 평면도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 고착 시스템의 단면을 나타낸 측면 정면도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 고착 시스템의 단면을 나타낸 측면 정면도.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른, 두 개의 패스너들 사이의 스티치 포인트(stitch point)로서 이용되는 자기 고착 시스템을 따로 분리하여 나타낸 투시도.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 고착 시스템의 일 측면의 투시도.
도 17b 및 17c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 고착 시스템의 측면도들.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 디바이스의 일부(10)를 따로 분리하여 고도로 간략하게 나타낸 도면이다. 부분(10)은 전자 디바이스의 외부 표면을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 전자 디바이스는, 컴퓨터, 전화, 미디어 플레이어 등과 같은 임의의 소비자 전자 제품에 대응할 수 있다.
도시된 바와 같이, 전자 장치의 부분(10)은 사용자 액세스가능 I/O 영역(15)을 갖는 벽(12)을 포함할 수 있다. 벽(12)은, 예컨대, 전자 장치의 외부 하우징 벽이 될 수 있고, I/O 영역(15)은 외부 세계와 전자 장치간의 상호 작용 및 접근을 허용할 수 있다. I/O 영역(15)에 대한 접근은, 예컨대, 접속 또는 버튼과 같은 전자 장치와의 물리적 상호 작용, 및/또는 예컨대, 가시광 검출, 적외선 광 신호와 같은 비 접촉 에너지 상호 작용을 포함할 수 있다. I/O 영역(15)은 광범위하게 변할 수 있다. 일 실시예에서, I/O 영역(15)은, 전력 및/또는 데이터 커넥터들(예컨대, DC, AC, USB, 파이어와이어, AV 잭들, 카드 슬롯, 네트워크, 디스플레이등)과 같은 하나 이상의 커넥터 장치를 나타낼 수 있다. 다른 실시예에서, I/O 영역(15)은, 버튼들, 터치 패드들, 트랙볼들, 디스플레이들, 키들, 적외선 센서들, LED 표시기 등과 같은 하나 이상의 입력 장치 및/또는 출력 장치를 나타낼 수 있다. 단일 및 복수의 장치들의 임의의 조합도 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, I/O 영역(15)은, 전자 장치의 조립 동안 함께 모여지는 이종의 고유 부분들로, 예컨대, 서로간에 구조적으로 부착되지 않거나 또는 물리적으로 조여지지 않는 부분들로 형성될 수 있다. I/O 영역(15)은, 예컨대, 벽(12)의 적어도 일부 및 벽(12)의 개구(14)에 위치하는 내부 컴포넌트(16)에 의해 형성될 수 있다(벽/개구 및 내부 컴포넌트는 전자 장치의 일부 내의 I/O 영역을 정의하기 위해 함께 작용할 수 있음). 개구(14)는, 예컨대, 전자 장치 내에 배치될 수 있는, 내부 컴포넌트(16)에 대한 액세스를 제공하기 위해 치수가 맞춰질(dimensioned) 수 있다. 몇몇 경우에, 내부 컴포넌트(16)의 적어도 일부는 개구(14)를 지나 위치할 수 있고, 다른 경우에 내부 컴포넌트(16)는 개구(14)의 전면이 아닌 벽(12) 뒤에 위치할 수 있다. 내부 컴포넌트(16) 구성은 I/O 영역(15)의 구성에 기초할 수 있다. 예컨대, I/O 영역이 커넥터로서 구성되는 경우에, 내부 컴포넌트(들)는 커넥터를 형성하기 위해 벽/개구(12/14)와 협력하는 전기적 콘택트 어셈블리가 될 수 있다. 몇몇 경우에, 개구에서의 벽의 측면은 심지어 대응하는 외부 커넥터(예컨대, 대응하는 커넥터의 수신 돌출부에 대한 보이드(void))에 대한 매칭 영역을 정의할 수 있다. 또한, I/O 영역이 버튼과 같은 입력 장치로 구성되는 경우에, 내부 컴포넌트(들)은 버튼을 형성하기 위해 벽/개구(12/14)와 협력하는 이동가능 버튼 캡/돔 스위치 어셈블리가 될 수 있다. 근본적으로, 임의의 커넥터 어셈블리, 입력 어셈블리, 출력 어셈블리 및/또는 다른 관련된 어셈블리가 벽/개구(12/14)와 협력할 수 있다.
일 실시예에서, 내부 컴포넌트에 대한 벽의 배치는 전자 장치의 조립 동안 수행될 수 있다. 벽은, 예컨대, 다른 부분 또는 내부 컴포넌트를 포함하는 구조에 고정되는 착탈가능 또는 분리가능 컴포넌트가 될 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치는 제2 서브어셈블리(예컨대, 스크류, 스냅 등)에 고정되는 제1 서브어셈블리를 포함할 수 있다. 벽은 제1 서브어셈블리상에 위치할 수 있고, 전자 장치의 인클로저를 형성하기 위해 제2 서브어셈블리의 대응하는 벽에 고정될 수 있다. 함께 조립될 때, 제1 서브어셈블리의 벽은, 예컨대, 제2 서브어셈블리의 제2 벽에서와 같이, 제2 서브어셈블리상에 위치하는 내부 컴포넌트와의 사역 체결(working engagement)을 가져올 수 있다. 제1 및 제2 서브어셈블리들이 물리적으로 부착되고, 특히, 제1 및 제2 벽들이 서로 고정되고, 제1 벽 및 내부 컴포넌트는 연결되지 않을 수 있다. 그러나, 몇몇 경우에, 비-고정식의 그리고 릴리스가능한 홀딩 커플링(releaseable holding coupling)(스크류와 같은 종래의 패스너를 이용하지 않는 것)이 2개의 이종의 부분인 내부 컴포넌트 및 벽 간의 인터페이스를 고착(secure)하고, 밀폐(seal)하는 것을 도울 수 있도록 제공될 수 있다. 홀딩 커플링은 한정된 조이는 힘(holding power)을 제공하도록 설계될 수 있고, 이것은, 예컨대, 서브어셈블리들/벽들의 해체 동안 자신을 능가하는 힘을 허용하면서, 사용하는 동안 개구/벽과 내부 컴포넌트의 적절한 배치를 유지하기 위한 충분한 조이는 힘이다. 일례로서, 자기 커플링 등이 이용될 수 있다. 특별한 특징이 이하 더 상세히 기술된다.
내부 컴포넌트(들)(16) 및 벽(12)이 개구(14)에서 서로 메이팅될 때, 다양한 문제들이 발생하는데, 예컨대, 메이팅되는 부분들 간에 발견되는 인터페이스 또는 미적 외관(cosmetic reveal)을 제어하는 일이다. 예컨대, 도 2a-2e에 도시된 바와 같이, 내부 컴포넌트(16)는 벽(12)내의 개구(14)에 대해 오프셋되거나 또는 자리 이동될 수 있고, 이에 따라 그 사이에서 바람직하지 않은 크랙들, 갭들, 리세스들, 돌출부들, 및 휨(bowing)이 형성된다. 일례로서, 내부 컴포넌트(16)는 x, y 및/또는 z 방향으로 오프셋될 수 있고, 또한, x, y, 및/또는 z 축들 주위로 회전할 수 있다. 크랙들, 갭들, 리세스들, 돌출부들, 및 휨은 바람직하지 않은데, 그 이유는 이들이, 먼지 또는 습기와 같은 원하지 않는 성분들에 전자 장치의 내부를 노출시킬 수 있기 때문이다. 이들은 또한 평범하지 않은 방식으로 전자 장치의 (보이고 느껴지는) 미관을 나쁘게 변경시킬 수 있다(산업 디자인에 악 영향을 준다). 또한, 이들은 전자 장치의 EMI 차폐(shielding)에 나쁜 영향을 줄 수 있다.
이러한 부분들은 전형적으로 매우 상이한 허용오차(tolerance)를 나타내는 상이한 공정을 이용하여 제조된다. 각각의 허용 오차가 누적될 수 있고, 이에 따라 표준에 부합하지 않는 최종적인 조립물이 형성된다. 일례로서, 허용오차 누적은, 각 부분에 대해 적절하게 인터페이스하기에는 너무 크거나 너무 작은 전체 두께에 이르게 할 수 있다. 허용오차 누적은 또한 서로 간에 적절히 정렬되지 않는 인접 세그먼트들을 낳을 수 있는데, 예컨대, 서로 딱 맞지 않는 섹션들을 낳거나, 또는 립(lip), 휨(bow)들, 또는 갭(gap)들과 같은 바람직하지 않은 표면들을 생성하는 섹션들을 낳을 수 있다. 이 문제는, 벽이 복수의 차원(예컨대, 복합 곡선)에 걸치는 복잡한 형상을 취할 때 더 악화된다. 또한, 장치가 더 얇아지고, 더 유연하게 되면, 휨이 발생하기가 더 쉽게된다. 휨은 스트레스를 생성할 수 있고, 이것은 또한 메이팅 부분들 간에 분리(분해됨)를 가져올 수 있다.
전술한 영향에 대처하고, 더 유연한 디자인을 제공하기 위해, 내부 컴포넌트(16)는 이동가능하게(movable) 구성될 수 있다. 이러한 이동은 내부 컴포넌트(16)가 자유롭게 시프트하는 것을 허용하고, 이에 따라 누적 허용오차 또는 사용 중에 발생하는 과도한 힘으로 인해 그렇지 않았더라면 오정렬되었을 경우에도 개구(14)에 대해 적절하게 위치할 수 있도록 한다. 일례로서, 내부 컴포넌트(16)는 회전, 피벗, 슬라이드, 트랜슬레이트(translate), 벤드(bend), 플렉스(flex) 등을 할 수 있다. 내부 컴포넌트(16)는 예컨대, 제1 장착 포인트에서, 전자 장치의 조립 동안 벽(12)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 구조에게 이동가능하게 결합되거나, 또는 그 구조에 의해 이동가능하게 제약될 수 있다.
일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 컴포넌트(16)와 전자 장치의 조립 동안 벽(12)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 구조(20) 간에 배치되는 이동 메커니즘(18)을 이용하여 이동이 제공될 수 있다. 일례로서, 구조는 전자 장치의 인클로저를 형성하기 위해 벽(12)에 고정되는 또 다른 벽이 될 수 있다. 구조(20)는 또한 프레임 또는 내부 구조 소자가 될 수 있거나 또는 가능하게는 전자 장치의 인쇄 회로 기판이 될 수 있다. 내부 컴포넌트(16)와 벽(12)/개구(14)간에, 이들이 서로 메이팅될 때 단단한 접합부를 생성하도록, 이동은 내부 컴포넌트(16)가 바람직하지 않은 오프셋 위치로부터 시프트하는 능력을 허용하는데, 예컨대, 이동은 실질적으로 갭, 크랙, 리세스, 돌출부 등을 제거한다. 일례로서, 도 4a-4d에 도시된 바와 같이, 이동은 내부 컴포넌트(16)가 오프셋 위치로부터, 개구(14)에서 벽(12)과 메이팅 체결부(mating engagement)로 시프트하는 것을 허용할 수 있다. 인터페이싱 에지에서의 모떼기(22)는 이들 2개의 부분의 정렬 및 안착(seating)에 더 도움을 주는데 이용될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이런 이동은, 2개의 이종의 부분 간에 정확한 정렬을 유지할 뿐만 아니라, 예컨대, 전자 장치가 스트레스를 받을 때에도 이용되는 동안 이러한 정렬 관계를 유지하는데 도움을 줌으로써, 전자 장치의 조립에 지원할 수 있다. 따라서, 개구(14) 및 내부 컴포넌트(16), 또는 개구(14) 및 구조(20)상의 이동 메커니즘(18)의 장착 포인트는 제1 허용오차 범위 내에서 서로 간에 정렬될 수 있다. 내부 컴포넌트(16) 및 구조(20), 또는 내부 컴포넌트(16) 및 구조(20)상의 이동 메커니즘(18)의 장착 포인트는, 제2 허용오차 범위 내에서 서로 간에 정렬될 수 있다. 제2 허용오차 범위가 제1 허용오차 범위보다 작으면, 도 2a-2e에 도시된 바와 같이, 컴포넌트들 간에 부정확한 맞춤(fitting)이 발생할 수 있다. 따라서, 이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트(16)가 제1 허용오차 범위 보다 큰 제2 허용오차 범위 내에서 이동가능하도록 허용할 수 있고, 이에 따라 내부 컴포넌트(16), 개구(14), 및 구조(20)는 적절히 정렬된다.
이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트가 단일 또는 복수의 DOF(degree of freedom)을 가지고 이동하도록 허용할 수 있다. 예컨대, x, y, 및/또는 z 방향에서의 이동 및/또는 x, y, 및 z 축 주위로의 회전이 있다. DOF는 하나 이상의 회전, 피벗, 트랜슬레이션, 플렉스등을 통해 구현될 수 있다. 일례로서, 내부 컴포넌트는 하나 이상의 피벗 조인트, 트랜슬레이팅 조인트, 슬라이더 조인트, 핀 조인트, 볼 및 소켓 조인트, 만곡(flexure) 조인트, 쿠션 등을 통해 구조에 연결될 수 있다. 또한, 내부 컴포넌트는 전술한 것의 조합, 예컨대, 피벗/트랜슬레이팅 조인트, 피벗/만곡 조인트, 피벗/볼 및 소켓 조인트, 트랜슬레이팅/만곡 조인트 등을 통해 구조에 연결될 수 있다. 조인트들의 조합은 또한 움직임의 범위를 증가시키는데(DOF를 증가시키는데) 이용될 수 있다. 내부 컴포넌트(16)는 구조에 이동가능하게 제약될 수 있는데, 예컨대, 내부 컴포넌트(16)는 구조(20)에 대하여 공간 내에서 플로팅(float)할 수 있다.
내부 컴포넌트(16)의 DOF는 일반적으로 이용되는 조인트의 수 및 타입에 의존한다. 일 실시예에서, 이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트(16)가 하나의 DOF(예컨대, x 축을 따라)에서 이동하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트(16)가 2개의 DOF(예컨대, y 및 z 축을 따라)로 이동하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트(16)가 3개의 DOF(예컨대, y 및 z 축을 따라 그리고, x 축 주위로)로 이동하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트(16)가 4개의 DOF(예컨대, x 및 z 축을 따라, 그리고, x 및 y 축 주위로)로 이동하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트(16)가 5개의 DOF(예컨대, x, y 및 z 축을 따라, 그리고, x 및 y 축 주위로)로 이동하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이동 메커니즘(18)은 내부 컴포넌트(16)가 6개의 DOF(예컨대, x, y 및 z 축을 따라, 그리고, x, y, 및 z 축 주위로)로 이동하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 6개의 DOF는 특히, 벽이 복수의 차원을 이용하는 복잡한 형상으로 형성될 때, 일반적으로 이러한 이종의 부분들간의 메이팅 문제를 방지한다.
일 특정 실시예에서, 내부 컴포넌트(16)는 구조물(20)에 제약 또는 앵커링(anchor)되면서 공간적으로 플로팅하도록 구성될 수 있다. 이는 내부 컴포넌트(16)가, 누적되는 허용오차들 및/또는 스트레스들 때문에 그것이 오정렬되는 경우에도, 개구(14)에 대하여 적절하게 위치되도록 자유롭게 이동하게 해준다. 즉, 플로팅은, 내부 컴포넌트(16)와 벽(12) 및 개구(14)의 메이팅 에지들/표면들 간에 꽉 끼고 바람직한 미적 외관(cosmetic reveal)을 제공하도록, 내부 컴포넌트(16)가 구조물(20)에 대해 다수의 DOF로 이동하게 해준다. 예를 들어, 내부 컴포넌트(16) 및 벽(12)이 전자 장치의 조립 동안에 만나게 될 때뿐만 아니라 벽이 사용 동안 과도하게 스트레스를 받을 때, 내부 컴포넌트(16)의 위치는 다차원으로(in multiple dimensions) 개구(14)의 위치에 맞게 조절된다. 몇몇 경우에서는, 이것이 짐발(gimbal)로 지칭된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 메이팅되는 부분들(mated parts) 간의 슬롭(slop)의 방지 및 제한을 돕기 위해, 홀딩 또는 클램핑 메커니즘(24)이 제공될 수 있다. 홀딩 또는 클램핑 메커니즘(24)은 또한 (전자 장치의 조립 후) 내부 컴포넌트(16)가 외부 물체에 의해 사용될 때의 이동을 방지 또는 제한하도록 돕는다. 예를 들어, 내부 컴포넌트(16)는 커넥터일 수 있고, 외부 물체는 대응하는 커넥터일 수 있다. 예를 들어, 내부 컴포넌트(16)는 I/O 장치, 가령 버튼일 수 있고, 외부 물체는 사용자일 수 있다. 일반적으로 말하면, 클램핑 메커니즘(24)은 내부 컴포넌트(16)와 벽(12) 간의 고착 관계(secure relationship)를 유지하는 것을 돕도록 구성된다. 클램핑 메커니즘(24)은 또한 외부 물체가 내부 컴포넌트(16)와 체결되는 경우 내부 컴포넌트(16)에 가해지는 체결력(engagement force)을 버티는 것을 돕도록 구성될 수도 있다. 또한, 클램핑 메커니즘(24)은, 인터페이스가 조정할 수 있도록, 그리고 해체 동안에 벽(12)이 내부 컴포넌트(16)로부터 쉽게 제거될 수 있도록, 방출 또는 분리될 수 있거나, 제한된 이동을 허용할 수 있다.
클램핑 메커니즘(24)은 일반적으로 2개의 부분, 즉, 컴포넌트측 클램핑 피쳐(26) 및 벽측 클램핑 피쳐(28)로 이루어질 수 있다. 이 2개의 피쳐(26, 28)는, 내부 컴포넌트(16) 및 벽(12)이 메이팅될 경우에 클램핑 피쳐들(26, 28)이 내부 컴포넌트(16)를 벽(12)에게 고착하는 것을 돕도록 체결할 수 있게끔, 협력적으로 위치될 수 있다. 클램핑 피쳐들(26, 28)은 인터페이스를 연속적으로 에워쌀 수 있거나, 또는 인터페이스 주변의 별개의 위치들에 배치될 수 있다. 클램핑 피쳐들(26, 28)의 구성은 일반적으로 클램핑 힘뿐만 아니라 인터페이스의 차원들에도 의존한다. 최소한, 클램핑 피쳐들(26, 28)은 대향 측면들 또는 코너들(가령, 2개의 측면, 4개의 측면 등)상에 대향하여 배치되는 피쳐들을 포함할 수 있다. 클램핑 피쳐들(26, 28)은 다양하게 변할 수 있다. 일 실시예에서, 그들은 자기 결합(magnetic coupling)들일 수 있다. 물론 이는 한정적인 것이 아니며, 다른 해체가능한 커플링들 또는 비-패스너(non-fastener) 커플링들이 사용될 수 있다.
일 특정 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 클램핑 메커니즘(24)은 벽(12)에 대하여 이동가능한 내부 컴포넌트(16)를 홀드하기 위해 자기적 인력(magnetic attraction)을 이용할 수 있다. 자기적 클램핑 메커니즘(24)은 일반적으로 이동가능한 내부 컴포넌트(16)를 벽(12)에 자기적으로 클램핑(magnetically clamping)하는 하나 이상의 자기적 클램핑 소자(26/28)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 자기적 클램핑 소자(26/28)는 자력 면(magnetic attractable surface)(28) 및 자석(26)의 형태를 취할 수 있다. 자석(26)은 예를 들어, 영구 자석일 수 있으며, 자력 면은 가령 강자성 재료로 형성될 수 있다. 일 예에서, 강자성 재료는 강철일 수 있다. 여기서 사용되는 자기 소자, 또는 자기적 클램핑 소자는 또한 자력 면(28) 또는 자석(26)을 의미하는 것으로도 받아들여질 수 있다.
몇몇 경우(미도시)에서는, 자력 면(28)이 벽(12)의 내면에 위치될 수 있고, 자석(26)은 내부 컴포넌트(16)에 직접적으로 또는 간접적으로 고정될 수 있다. 다른 경우에서는, 자력 면(28)이 내부 컴포넌트에 부착될 수 있고 자석(26)이 벽(12)의 내면에 직접적으로 또는 간접적으로 고정될 수 있다. 또 다른 경우에서는, 내부 컴포넌트(16)가, 가령 조립 상태 동안에서와 같이, 벽(12) 내의 개구(14)에 인접하여 배치될 경우, 자석(26) 및 자력 면(28)이 자기적으로 서로 끌리게 되고(또는 당겨지게 되고), 이에 따라 이동가능 내부 컴포넌트(16)를 벽(12)에 대해 클램핑하도록, 자석(26) 및 자력 면(28)이 함께 동작하도록 배치될 수 있다. 내부 컴포넌트(16)는 벽(12) 쪽으로 당겨지고, 개구(14)와 관련하여 벽(12)에 대해 적절히 안착될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 이 특별한 시스템은, 전자 장치의 사용 동안 내부 컴포넌트(16)를 벽(12)에 계속 유지하면서, 이동가능 벽(12)이 쉽게 제거 및 재부착되게 해준다. 따라서, 내부 컴포넌트(16)는 벽(12) 내의 개구(14)에 대하여 홀드되고 정위치될(correctly positioned) 수 있고, 내부 컴포넌트(16)에 연결하기를 원하는 외부 장치들로부터의 체결력(engagement force)들을 견딜 수 있다. 또한, 내부 컴포넌트는 벽(12)으로 당겨지기 때문에, 벽(12)은 다른 구성들에서 일어날 수 있는 것처럼 구부러지거나 휘지 않는데, 예를 들면, 벽(12)은 벽(12)에 대한 스프링 푸싱(spring pushing)과 같은 상이한 종류의 결합에 의한 압력을 경험하는 것이 아니기 때문에, 구부러지지 않을 수 있다.
도 5 및 6을 참조하면, 자기적 클램핑 메커니즘의 일 예가 더 상세히 설명될 것이다. 도시된 바와 같이, 내부 컴포넌트(16)는, 내부 컴포넌트(16) 측으로부터 멀어지는 방향으로 연장 또는 돌출하는 플랜지부(flange portion)(30)를 포함할 수 있다. 플랜지부(30)는 (도시된 바와 같이) 내부 컴포넌트(16)의 주위 전체에서 연장할 수 있거나, 또는 내부 컴포넌트(16)의 하나 또는 그 이상의 대향 측들상에 위치될 수 있다. 플랜지들(30) 각각은 (도시된 바와 같이) 플랜지에 내장되거나 또는 플랜지(30)의 상측 또는 하측상에 위치될 수 있는 자석(26)을 포함할 수 있다. 자석들은 벽(12)에 배치되는 자력 면(28)에 자기적으로 부착될 수 있다. 자력 면(28)은 벽(12)(만약 강자성일 경우)의 일부이거나 또는 (도시된 바와 같이) 벽(12)의 내면 또는 그 내부에 내장될 수 있는 강자성 자기판(가령, 강철)일 수 있다. 조립 상황 동안, 벽(12)은 내부 컴포넌트(16)를 향해 이동될 수 있다. 자력은 내부 컴포넌트(16)가 벽(12) 내의 개구(14)에 대하여 이동하고 적절히 안착하게 해줄 수 있다. 예를 들어, 자력은 내부 컴포넌트(16)를 벽(12)을 향해 이동시키는 힘을 제공할 수 있으며, 내부 컴포넌트(16)의 다차원적으로 이동가능한 성질은, 모떼기(chamfers)(22)이 적절히 체결될 때까지, 내부 컴포넌트(16)가 이동하게 해준다. 또한, 통상의 사용 동안, 자기적 인력은 외부 장치들로부터 가해지는 외부 힘에 버틸 수 있을 만큼 충분히 강하다.
이해될 수 있는 바와 같이, 고착 시스템의 클램핑 성질은 인터페이스를 EMI로부터 차폐하는 것을 돕는다. 또한 EMI 차폐를 향상시키기 위해, 차폐 부재(미도시)가 2개의 개별 부분 간의 인터페이스에 배치될 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 내부 컴포넌트(16)는, 클램핑 시스템 및/또는 적절한 정렬을 통해 벽에 인터페이싱될 경우에 인터페이스가 효과적으로 차폐될 수 있는 식으로, 쉴드(shield)로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 내부 컴포넌트(16)는 차폐 재료들로부터 형성될 수 있으며, 코팅들, 플레이트들 등과 같은 차폐 층들을 포함할 수 있다. 유사 구성들이, 내부 컴포넌트(16)가 인터페이스하는 벽 및 개구에 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(50)의 적어도 일부의 개략도이다. 전자 장치(50)는 예를 들어 랩톱, 태블릿 컴퓨터, 셀 폰, 미디어 플레이어 등의 휴대용 장치일 수 있다. 전자 장치(50)는 일반적으로, 전자 장치(50)의 다양한 동작적 및 구조적 컴포넌트들을 포함하도록 구성된 인클로저(52)를 포함할 수 있다. 동작적 컴포넌트들은 예를 들어, 집적 회로 칩들 및 전자 장치(50)에 컴퓨팅 동작들을 제공하는 다른 회로일 수 있다. 예로써, 집적 회로 칩들 및 다른 회로는 마이크로프로세서, ROM, RAM, 저장 장치들, 배터리, 다양한 입력/출력 지원 장치들을 포함할 수 있다. 인클로저(52)는 또한 다양한 동작적 컴포넌트들을 그 표면들에 지원할 수 있다. 예를 들어, 인클로저는 디스플레이들, 키보드들, 키패드들, 터치 패드들, 버튼들 등을 사용자와의 상호작용을 위한 외부 표면에 지원할 수 있다.
인클로저(52)는 일반적으로 전자 장치의 형상 또는 형태를 정의하는 컨튜어(contour)를 포함할 수 있다. 컨튜어는 (도시된 바와 같이) 직선형, 만곡형, 또는 양자 모두일 수 있다. 인클로저의 형태 또는 형상은 전형적으로 전자 장치(50)의 특정 필요성 및/또는 원하는 산업 디자인에 따라 변한다. 인클로저(52)는 전자 장치(50)의 주변 영역을 형성하고 또한 전자 장치(50)의 컴포넌트들을 그들이 조립된 상태에서 지지하는 역할을 하는 제1 하우징부(54) 및 제2 하우징부(56)를 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서, 제1 하우징부(54)는 실질적으로 직선형일 수 있고, 제2 하우징부(56)는 실질적으로 곡선형일 수 있다. 제2 하우징부(56)는 예를 들어 3차원(x, y, z)으로 정의될 수 있는 곡률(curvature)을 포함할 수 있다. 스크류들, 스냅들 등과 같은 다양한 고정 메커니즘들은 2개의 하우징 컴포넌트들을 함께 부착시키는데 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 집적 회로 칩들 및 그 내부에 포함된 다른 회로는 EMI를 생성할 수 있다. 따라서, 인클로저(52), 특히, 제1 및 제2 하우징부(54, 56)는 또한 EMI를 방지하도록 구성될 수 있다.
인클로저(52)는 전자 장치의 동작적 컴포넌트에 대한 액세스를 제공하는 다양한 개구들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 하우징부(56)는, 제2 하우징부(56)의 만곡 부분에 개구(58)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 개구(58)는 인클로저(52) 내에 내부적으로 배치되는 커넥터 어셈블리(60)에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 커넥터 어셈블리(60)는, 가령, 개구의 전체를 통해 배치되는 전자 장치(50)의 전체 커넥터(entire connector)(62)를 형성할 수 있다. 다른 경우들에서, 커넥터 어셈블리(60)는 개구/제2 하우징부(56, 58)와 협력하여 전자 장치(50)의 커넥터(62)를 형성할 수 있는데, 예를 들면, 개구는 대응하는 외부 커넥터를 수납 및 정렬할 수 있는 보이드(void)를 제공할 수 있다. 커넥터(62)는, DC, AC, USB, 파이어와이어(Firewire), AV 잭(jack)들, 카드 슬롯들, 네트워크, 디스플레이 등과 같은, 전력 및/또는 데이터 커넥터일 수 있다. 커넥터(62)는 예를 들어 도 1 내지 6에서 기술된 내부 컴포넌트에 대응할 수 있다.
하나의 특정한 실시예에서, 커넥터(62)는 캘리포니아주 쿠퍼티노에 있는 애플사가 제조한 MagSafeTM 전력 커넥터와 같은 전력 커넥터일 수 있다. MagSafeTM 전력 커넥터는 자기적 인력을 활용하여 이에 대응하는 커넥터를 보유하는 것을 돕는다. 예로서, 자기적 인력 커넥터의 몇몇 측면들은, 본 명세서에 참조 인용되어 있는, 미국 특허 출원 제11/235,875호(미국 특허 제7,311,526호) 및 미국 특허 출원 제11/235,873호(미국 특허 제7,351,066호)에서 볼 수 있다. 커넥터 어셈블리(60)와 하우징 부분(56) 간의 자기력은 커넥터 어셈블리와 이에 결합하는 대응하는 자기적 인력 커넥터 간의 자력을 버티어 내도록 구성될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
커넥터 어셈블리(60)는 인클로저(52)의 제1 하우징 부분(54)에 의해 직접 또는 간접으로 내부적으로 지지될 수 있다. 2개의 하우징 부분(54/56)이 함께 조립될 때, 커넥터 어셈블리(60)는 제2 하우징 부분(56)의 개구(58)와 자체 정렬되도록 구성될 수 있다. 또한, 커넥터 어셈블리(60)는 개구(58)에 가까운 제2 하우징 부분(56)에 대해, 고정되거나 또는 물리적으로 부착되기 보다는, 이동가능한 및/또는 해체가능하게 고착되도록 구성될 수 있다. 커넥터 어셈블리(60)는, 이동가능하게 됨으로써, 제1 및 제2 하우징 부분들(54 및 56)의 조립 동안에 개구(58)와 더 잘 정렬될 수 있다. 또한, 커넥터 어셈블리(60)는 예를 들어 인클로저(52)가 플렉스 상태에 직면할 때 스트레스를 받는다면 이를 다소간 경감할 수 있다. 제2 하우징 부분(56)은, 해체가능하게 됨으로써, 조립 해체 조건 동안에 제1 하우징 부분(54)으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 커넥터 어셈블리(60)는, 해체가능하지만, 외부 커넥터로부터 가해지는 외부 힘들을 버틸 수 있도록 충분한 힘으로 고착된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(62)가 도 8a 및 도 8b에 상세히 도시되어 있다. 도 8a는 커넥터(62)의 분리 평면도이고, 도 8b는 커넥터(62)의 분리 투시도이다. 이 특정한 실시예에서, 커넥터(62)는 제2 하우징 컴포넌트(56)의 커넥터 베젤(64)과 커넥터 어셈블리(60)에 의해 형성될 수 있다. 커넥터 어셈블리(60)는 하나 또는 그 이상의 컨택트들 또는 전기 핀들(63)을 수반할 수 있으며, 커넥터(62)의 베이스의 적어도 한 부분을 형성할 수 있다. 베젤부(64)는 보이드를 형성하는 것을 도울 수 있으며, 예를 들어 소켓을 형성하기 위해 커넥터(62)의 주변 측벽들의 적어도 한 부분을 규정하는 것을 도울 수 있다. 커넥터 베젤(64)은 제2 하우징 컴포넌트(56)의 일체화된 부분일 수 있거나, 또는 커넥터 베젤(64)은 개구(58) 내에 맞추어지고, 도시된 바와 같이 제2 하우징 벽(56)에 부착되는 별개의 삽입부일 수 있다. 예로서, 삽입부는 붙여지거나 다른 식으로 부착될 수 있다.
도시된 실시예에서, 커넥터 어셈블리(60)는 커넥터 베젤(64)에 대해 이동가능할 수 있으며, 커넥터 베젤(64)은 제2 하우징 부분(56)의 내부 표면에 고정될 수 있다. 커넥터 어셈블리(60)와 커넥터 베젤(64) 모두는 파선들에 의해 도시된 바와 같이 개구(58)의 긴 축을 따라 개구(58)로부터 떨어져서 횡으로 연장하는 플랜지 부분들(65)을 포함할 수 있다. 플랜지 부분들(65)은 도시된 바와 같이 개구(58)의 양 측들 상에서 마주보는 관계일 수 있다.
더욱이, 플랜지 부분들(65) 각각은 이들 간에 인력을 제공하는 협력 배치된 자기 소자들(66)을 포함할 수 있다. 자기 소자들은 커넥터 어셈블리(60)와 커넥터 베젤(64) 간의 인터페이스를 보호 및/또는 밀폐하는 것을 도울 수 있다. 또한, 커넥터 어셈블리(60)는 하나 또는 그 이상의 이동 소자들(68)을 통해 제1 하우징 부분(54)에 직접 또는 간접으로 이동가능하게 제약될 수 있다. 이동 소자들(68)은, 자기 소자들(66)의 인력들이 커넥터 베이스(62)를 커넥터 베젤(64) 쪽으로 당김에 따라, 이들 간에 적당한 메이팅 체결을 허용하기 위해, 커넥터 베이스(62)가 커넥터 베젤(64)에 대해 시프트하도록 허용할 수 있다. 일 실시예에서, 결합 시스템은 제한된 양의 이동을 제공하도록 함께 작동하는 복수의 이동 소자들(68)을 포함할 수 있다. 예컨대, 결합 시스템은 도시된 바와 같이 각각의 플랜지 부분(65) 상에 이동 소자(68)를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에서, 이동 소자들은 미러링되고 유사하게 로케이팅될 수 있는데, 다른 경우에서는 이들은 제각각의 플랜지 부분들(65) 상에서 상이한 위치들에 로케이팅된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 8a에서 라인 9-9'를 따라 취해진 측 단면도이다. 일 예로서 도시된 바와 같이, 커넥터 베젤(64)은 제2 하우징 부분(56)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 이것은 예를 들어 접착제 또는 에폭시를 동반할 수 있다. 커넥터 베젤(64)은 자기 소자(66)의 일부를 형성하는 자기 인력 플레이트(66B)를 포함할 수 있다. 자기 인력 플레이트(66B)는 예를 들어 커넥터 베젤(64)의 리세싱된 부분(70)에 있을 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 몇몇 경우들에서는, 자기 인력 플레이트(66B)가 웨어 패드(wear pad)에 의해 커버될 수 있다. 자기 인력 플레이트는 강자성 물질로부터 형성될 수 있다. 일 예에서, 이 플레이트는 강철로부터 형성된다.
커넥터 어셈블리(60)는 자기 소자(66)의 일부를 형성하는 자석(66A)을 그 안에 포함할 수 있다. 자석(66A)은 예를 들어 커넥터 어셈블리(60)의 리세싱된 부분(72)에 있을 수 있다. 자석(66A)은 하나 또는 그 이상의 자기 소자들에 의해 형성될 수 있으며, 예를 들어, 자기 소자들은 원하는 자기장을 형성하도록 함께 작용하는 나란히 배치된(side-by-side) 자석들을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 자석(66A)은 웨어 패드(67)에 의해 커버될 수 있다. 웨어 패드들(67)은 마모에 저항하도록 구성될 수 있으며 커넥터 어셈블리(60)가 커넥터 베젤(64)과 체결될 때 댐핑 효과를 또한 제공할 수 있다. 이 자석은 예를 들어 영구 자석일 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 자석들(66A) 및 자기 인력 플레이트들(66B)은 협력적으로 배치되는데, 여기서 자기적 인력은 커넥터 어셈블리(60)의 베이스가 커넥터 베젤(64)에 거의 가까워질 때 이들 사이에서 발생한다. 자기적 인력은 커넥터 베젤(64)에 대해 커넥터 어셈블리(60)를 홀드하도록 구성될 수 있다. 자기 인력은 2개의 부분 간의 인터페이스를 밀폐하는 것을 또한 도울 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 8a에서 라인 10-10'를 따라 취해진 측 단면도이다. 도시된 바와 같이, 커넥터 베젤(64)은 개구(58)의 주변부 근방에 배치된 외부 모떼기(74)를 포함할 수 있다. 외부 모떼기(74)는 커넥터 어셈블리(60)의 베이스에서 리세싱된 부분(78) 내에 형성된 내부 모떼기(76)와 메이팅할 수 있다. 모떼기들(74/76)은 2개의 부분이 서로 체결됨에 따라 2개의 부분을 적당한 배열로 안내하는 것을 돕는다. 커넥터 어셈블리의 베이스는 커넥터(62)의 컨택트들 또는 전기 핀들(63)을 또한 포함할 수 있는데, 이들은 도시된 바와 같이 베이스에 또는 이로부터 연장하는 돌출 부재상에 위치할 수 있다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 8a에서 라인 11-11'를 따라 취해진 측 단면도이다. 도시된 바와 같이, 커넥터 베이스(62)의 플랜지 부분(65)은 커넥터 베이스(62)의 이동 소자들(68)을 지지하는 윙(wing)들(80)을 포함할 수 있다. 마주보는 플랜지들 상의 윙들(80)은 커넥터 어셈블리(60)의 필요성에 좌우되어 유사하거나 또는 다르게 위치 및 구성될 수 있다. 이동 소자들(68)은 윙(80)에서의 개구(82), 및 개구(82)를 통해 제1 하우징 부분(54)의 포스트(86)에 장착된 쇼울더 볼트(shoulder bolt)들(84)과 함께 생성될 수 있다. 쇼울더 볼트의 핀 부분의 높이와 개구의 직경은 x, y 및 z 축들 주위로의 회전들뿐만 아니라 x, y 및 z 축들을 따른 이동에 대한 제한된 양을 허용하도록 치수가 정해질 수 있다. 이동량은 커넥터 어셈블리(60)와 커넥터 베젤(64)이 조립 조건 동안에 체결될 때 이들 간에 적당한 배열을 유지하기 위해 커넥터 어셈블리(60)의 시프팅을 허용하도록 설계될 수 있다. 따라서, 개구(82)의 직경은 쇼울더 볼트의 핀 부분에 비해 크게 될 수 있으며, 핀 부분의 높이는 윙의 높이에 비해 크게될 수 있다. 따라서, x, y 및 z 방향으로의 제한된 시프트들과 x, y 및 z 축들 주위로의 제한된 기울기(6 DOF)를 인에이블한다. 커넥터 베이스(62)(이 도면에서는 도시되지 않음)는 짐벌일 수 있는데, 이것은 제1 하우징 부분(54)에 물리적으로 제약된다. 이러한 직경 및 높이들은 원하는 DOF로 조절될 수 있다.
도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 8a에서 라인 11-11'를 따라 취해진 측 단면도이다. 도시된 바와 같이, 커넥터 베이스(62)의 플랜지 부분(65)은 커넥터 베이스(62)의 이동 소자들(68)을 지지할 수 있는 윙들(80)을 포함할 수 있다. 마주보는 플랜지들 상의 윙들(80)은 커넥터 어셈블리(60)의 필요성에 좌우되어 유사하거나 상이하게 위치 및 구성될 수 있다. 이동 소자들(68)은 윙(80)에서 개구(82)를 가지며 생성될 수 있는데, 이는 채널(88) 내에서 느슨하게 맞춰지고 제1 하우징 부분(54)의 단차 포스트(stepped post)(90) 및 스크류(92)에 의해 형성된다. 단차 포스트(90)의 핀 부분(94)의 높이와 개구의 직경은 x, y 및 z 축 주위로의 회전들뿐만 아니라 x, y 및 z 축들을 따른 이동의 제한된 양을 허용하도록 치수화될 수 있다. 이동량은 커넥터 베이스와 커넥터 베즐이 조립 조건 동안에 체결될 때 이들 간에 적절한 배열을 유지하기 위해 커넥터 베이스의 충분한 시프팅을 허용하도록 설계될 수 있다. 따라서, 개구의 직경은 단차 포스트(90)의 핀 부분(94)에 비해 크게될 수 있으며, 핀 부분(94)의 높이는 윙의 높이에 비해 크게될 수 있다. 그러므로, x, y 및 z 방향들에서의 제한된 시프트들과 x, y 및 z 축들 주위로의 제한된 기울기들(6 DOF)을 인에이블한다. 커넥터 베이스(62)(이 도면에는 도시되지 않음)는 짐벌일 수 있는데, 이는 제1 하우징 부분(54)에 물리적으로 제약된다. 물론, 직경 및 높이들은 원하는 DOF로 조절될 수 있다.
본 명세서에서 설명한 원리들이 커넥터들에 국한되지 않으며 I/O 디바이스들과 같은 다른 컴포넌트들에 적용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 예컨대, 본 명세서에 개시된 바와 같은 버튼들, 터치 패드들, 트랙볼들, 디스플레이들, 키들, 적외선 센서들, LED 계기들 및 다른 I/O 디바이스들이 있을 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 배열(100)의 분해 투시도이다. 커넥터 배열(100)은 예를 들어 도 7 내지 도 11의 커넥터, 또는 도 1 내지 도 6에 관해 설명한 내부 컴포넌트, 또는 이들의 조합에 대응할 수 있다. 커넥터 배열(100)은 제1 하우징 부분(102)을 포함할 수 있다. 제1 하우징 부분(102)은 외부 하우징 벽(104)의 안쪽에 고정된 삽입부(106) 및 전자 디바이스의 외부 하우징 벽(104)을 포함할 수 있다. 외부 하우징 벽(104)은 개구(108)를 포함할 수 있고, 삽입부(106)는 개구(108)와 함께 배열된 개구(110)를 포함한다. 삽입부(106)는 개구(110)의 주변부를 둘러싸는 립(112)을 포함할 수 있고, 외부 하우징 벽(104)에서 개구(108) 내에 맞춰지도록 치수화된다. 예컨대, 립(112)의 외부 주변부는 개구(108)의 내부 주변부와 일치한다. 립(112)의 상부 표면은, 그 중에 맞춰질 때, 외부 하우징 벽(104)의 외부 표면과 동일 평면이 되도록 설계될 수 있다. 삽입부(106)는 개구(110)의 주변부를 둘러싸는 모떼기된 부분(114), 및 개구(110)로부터 횡으로 연장하는 플랜지 부분들(116A 및 116B)을 또한 포함할 수 있다. 플랜지 부분들(116A 및 116B) 각각은 그 안에 자기 인력 플레이트(118)를 포함할 수 있다. 자기 인력 플레이트(118)는 예를 들어 강자성 물질로부터 형성될 수 있다. 일례로서, 이 플레이트들은 강철로부터 형성된다.
커넥터 배열(100)은 제2 하우징 부분(120)을 또한 포함할 수 있다. 제2 하우징 부분(120)은 전자 디바이스의 제2 외부 하우징 벽(122) 및 이동가능 커넥터 베이스(124)를 포함할 수 있다. 제2 외부 하우징 벽(122)은 한 쌍의 이격된 포스트들(126A 및 126B)을 포함할 수 있다. 포스트들(126A 및 126B)은 제2 외부 하우징 부분(120)에 부착되거나 또는 제2 외부 하우징 부분(120)과 통합될 수 있다. 포스트들(126A 및 126B)은 동일한 축을 따라 위치하거나 또는 서로 오프셋될 수 있다. 또한, 포스트들(124A 및 126B)은 시스템의 필요에 따라 동일한 높이를 가지거나 상이한 높이를 가질 수 있다.
이동가능 커넥터 베이스(124)는, 포스트들(126A 및 126B)의 쌍에 대해 배치되고, 또한 일반적으로 포스트들(126A 및 126B)의 쌍과 정렬된 한 쌍의 쓰루우 홀들(128A 및 128B)을 포함할 수 있다. 이동가능 커넥터 베이스(124)는, 홀(hole)들(128A 128B)을 지날 수 있으며, 포스트들(126A 및 126B)에 실을 꿰는 식으로(threadably) 부착될 수 있는 한 쌍의 쇼울더 볼트들(130A 및 130B)을 통해 제2 외부 하우징 부분(120)으로부터 이동가능하게 제약될 수 있다. 쇼울더 볼트들(130A 및 130B)의 핀 부분(132)의 높이는그 내부에 홀들(128A 및 128B)이 위치한 레스팅(resting) 플레이트(134)의 깊이보다 클 수 있다. 이러한 배열은 이동가능 커넥터 베이스가 X, Y 및 Z 축들 주위 방향으로의 회전들뿐만 아니라 X, Y 및 Z 방향들로의 제한된 이동을 인에이블한다. 이동량은 제1 외부 하우징 부분(102)과 제2 외부 하우징 부분(120) 간에서 찾을 수 있는 임의의 스택 업(stack up)보다 크다. 이동가능 커넥터 베이스(124)는 하나 또는 그 이상의 전기 컨택트들(140)을 갖는 돌출 부재(138)를 포함하는 커넥터 영역(136)을 또한 포함할 수 있다. 도시된 실시예에는, 한 라인에 위치한 5개의 컨택트가 있다. 핀 레이아웃은 캘리포니아주 쿠퍼티노에 있는 애플사가 제조한 MagSafeTM 전력 커넥터의 핀 레이아웃에 대응할 수 있다. 레스팅 플레이트가 평면 조각으로 도시되어 있지만, 이 레스팅 플레이트는 가변 길이들, 폭들 및 높이들을 가질 수 있다는 점을 알아야 한다. 레스팅 플레이트는, 포스트들이 상이한 높이들로 구성되면 Z축으로 단차되거나 또는 포스트들이 Y축에서 오프셋되면 X축으로 오프셋될 수 있다.
커넥터 영역(136)은 그 주변부가 모떼기 부분(chamfered portion)(142)에 의해 둘러싸이는 오목부 내에 놓이게 될 수 있다. 한 예에서, 한 쌍의 플랜지 부분(144)이 커넥터 영역(136)의 측들 상에서 횡 방향으로 연장한다. 플랜지 부분들(144)은 자기 소자들(146)을 담고 있을 수 있다. 대칭형 플랜지들로서 보여졌지만, 플랜지들이 커넥터 배치상 필요에 의존하여 다른 길이들, 폭들, 및 높이들로 제공될 수 있다.
자기 소자들(146)은 하나 또는 그 이상의 자석들을 포함할 수 있고, 이 자석들은, 하나 또는 그 이상의 자석들 상에 배치된 웨어 패드(wear pad)를 포함하여 플랜지 부분들(144)의 보이드(void) 내에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 보이드는 자계를 최대화하기 위해 나란히 있는 북쪽 배향된 자석과 남쪽 배향된 자석(파선들에 의해 도시됨)을 포함한다. 이동가능 커넥터 베이스(124)는 그로부터 연장하는 플렉스 회로(flex circuit) 또는 배선 세트(148)를 또한 포함할 수 있다. 플렉스 회로 또는 배선 세트(148)는 전자 장치 내의 대응 커넥터(152)와 메이팅하는, 하나의 단부상의 커넥터(150)를 포함할 수 있다. 커넥터(152)는 예를 들어 인쇄 회로 기판에 부착될 수 있고 전자 장치의 전력 관리 시스템에 결합될 수 있다. 플렉스 회로 또는 배선 세트(148)는 커넥터 베이스 내의 콘택트들에 직접적으로 부착되거나, 또는 커넥터 베이스의 측상에 장착된 것으로서 커넥터 베이스 내의 콘택트들에 접속하는 PCB 에 부착될 수 있다. 플렉스 회로 또는 배선 세트의 길이는 커넥터 베이스의 움직임을 허용하도록 (예를 들어 어느 정도의 느슨함을 갖도록) 그 치수가 정해질 수 있다.
전자 장치의 조립 동안에, 제1 외곽 하우징 부분(102) 및 제2 외곽 하우징 부분(120)은 부착을 위해 함께 가져올 수 있다. 이들이 서로 접근함에 따라, 이동식 커넥터 베이스(124)가 시프트하고 삽입부(insert)(106)와 정렬하여 모떼기 들(114/142)이 결부되고 메이팅되도록 된다(모떼기 부분의 에지가 에지들에 있는 부합하는 모떼기 부분들과 메이팅함). 또한, 자석들에 의해 공급되는 자기력은 삽입부(106) 다음에 이동식 커넥터 베이스(124)를 끌어당기고 홀드하여, 삽입부(106)에 상대적으로 커넥터 베이스(124)를 고정(secure)시킨다. 더 특정하게는, 자석들은 자기 플레이트(magnetic plate)들 쪽으로 끌어 당겨질 수 있어서 커넥터 베이스(124)를 삽입부(106) 쪽으로 이동시킨다. 커넥터 베이스(124)에 의해 제1 외곽 하우징 부분(102)이 체험하는 순 중성력(net neutral force)이 있을 수 있고, 이는 제1 외곽 하우징 부분(102) 상에서의 당기는 힘 또는 미는 힘의 부재를 낳는다는 점을 주목해야 한다. 더욱이, 조립 동안에 이동식 커넥터 베이스(124) 및 삽입부(106)는 무턱대고 서로 메이팅될 수 있고, 이는 조립자로부터 감추어질 수 있는 사건이다. 따라서, 메이팅 프로세스는 제1 외곽 하우징 부분(102)과 제2 외곽 하우징 부분(120)을 정렬하고 메이팅하는 것을 제외하고 어떤 여분의 단계들 또는 처리도 요구하지 않는다. 전자 장치의 해체 동안에, 제1 외곽 하우징 부분(102) 및 제2 외곽 하우징 부분(120)은 서로 껍질 벗기듯 벗겨진다. 벗기는 힘(peeling force)이 자력보다 크면, 벽/삽입부(104/106)는 커넥터 베이스(124)로부터 체결 해제(disengage)된다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따라서 커넥터 배치(101)의 투시도들을 보여준다. 커넥터 배치(101)는 도 12에 도시된 커넥터 배치(100)와 유사하다. 본 실시예에서, 이동식 커넥터 베이스(124)가 도시된 대로 한 각도로 배치된다. 따라서, 커넥터 배치(101)는 복합 곡면 표면(complex curved surface)과 같은 불규칙적 표면상에서 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 포스트들(126)은 오프셋되고 다른 높이들로 위치되며, 따라서 볼트들(130)은 베이스 부재(124)의 다른 부분들에 위치된다. 베이스 부분은 다중 층들(도시됨)로부터 형성될 수 있다. 이동식 커넥터 베이스(124) 및 포스트들(126)은 서로 어느 한 각도에 설정된다
도 13c 및 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 커넥터 배치(101)의 추가 투시도들을 보여준다. 도 13c의 뷰는 이동식 커넥터 베이스(124)의 주 표면에 수직하게 취해진다. 따라서, 제2 하우징 부분(120)의 만곡은 우측에서 볼 수 있다. 유사하게, 도 13d의 뷰는 삽입부(106)의 주 표면에 수직하게 취해질 수 있다. 이런 뷰들로부터, 커넥터 배치(101)가 복합 또는 곡면 표면을 위해 구성될 수 있기 때문에 특히 이점이 있다는 것을 알 수 있다.
더욱이, 도 13e는 본 발명의 일 실시예에 따라서 하우징 컴포넌트들의 벽들을 상세히 보여준다. 예를 들어, 제1 하우징 컴포넌트는 커넥터가 위치된 복합 곡면을 포함할 수 있는데, 예를 들어 삽입부가 제1 하우징 컴포넌트의 곡면 부분을 따라 부착될 수 있다. 또한, 도 13e를 다시 참조하면, 커넥터는 제1 및 제2 하우징 컴포넌트들을 함께 부착시키는 이격된(spaced-apart) 스크류들 사이에 위치될 수 있다. 자기적 인력이 이런 이격된 패스너(fastener)들 사이의 시임(seam)을 홀드(hold)하는 것을 돕는다. 이 자기적 시스템은 스크류들이 추가로 공간적으로 떨어지도록 하여 필요한 스크류들의 수를 감소시키며 따라서 무게를 줄이고 미적 외관을 개선시킨다(스크류들을 감소시키고 시임을 유지하는 것의 양자로부터).
본 발명은 커넥터들에만 국한되지 않고, 전자 장치와 연관된 다른 장치들까지 확장될 수 있다는 것을 주의하라. 예를 들어, 이동식/자기적 클램핑 시스템은 하우징 벽과 메이팅될 필요가 있는 다른 액세스가능한 내부 컴포넌트에게 또한 적용될 수 있다. 예를 들어, 이 기술은 터치 패드들, 버튼들, 디스플레이들, 키보드들 등에 적용될 수 있다. 각각의 이런 경우에, 액세스가능한 장치는 제1 서브어셈블레이에 이동가능하게 연결되고, 제1 서브어셈블리에 부착하는 제2 서브어셈블리에 자기적으로 고착된다.
더욱이, 본 발명은 커넥터들, 및 I/O 장치들과 같은 내부 컴포넌트들을 주로 지향하고 있지만, 본 발명의 원리는 전자 장치의 다른 영역들에도 적용될 수 있다. 일반적으로, 이동식 자기 고착 시스템(movable magnetic securing system)은 적어도 두 개의 별개의 부분 간의 인터페이스들을 클램핑하는 것을 돕는데에 사용될 수 있고, 이는 시임들 및 콘택트 포인트들을 포함한다. 예를 들어, 이동식 자기 시스템은 인터페이싱 하우징 부분들 간의 시임(seam)들을 고착하는 것을 돕는 것뿐만이 아니라 또한 시임들을 따라 EMI 차폐를 수행하는 데에 사용될 수 있는데, 이는 길이를 따라 또는 별개의 포인트들 또는 영역들에서 이뤄질 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기적 고착 시스템(150)의 측 단면도를 도시하였다. 본 실시예에서, 자기적 고착 시스템(150)은 제1 하우징 컴포넌트(152)를 실링하고(seal) 제2 하우징 컨포넌트(154)에 홀드하는 것을 돕는데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 하우징 컴포넌트들(152/154)는 전자 장치의인클로저의 상부 및 하부 케이스일 수 있다. 도시된 대로, 자기적 고착 시스템(150)은 제1 하우징 컴포넌트(152)에 부착되는 제1 결합 피처(feature)(156)와, 제2 하우징 컴포넌트(154)에 부착되는 제2 하우징 피처(158)로 구성될 수 있다. 제1 결합 피처(156)는 제1 하우징 컴포넌트(152)에 고정되는 굴곡부(flexure)(160)를 포함할 수 있다. 굴곡부(160)는 자석 또는 강자성 판과 같은 자기 부재(162)를 지지하고, 자기 부재는 제2 자기 부재(164)에 자기적으로 끌려지는데, 제2 자기 부재는 제2 하우징 컴포넌트(154)에게 고정되거나 이것의 일체화된 부분일 수 있다. 굴곡부(160)는 필요한 대로 튜닝될 수 있어서 적합한 바이어싱 힘을 형성한다. 두 개의 하우징 컴포넌트 (152) 및 (154)가 서로 결합되면, 자기적 고착 시스템(150)은 두 개의 자기적 피처(156/158) 간의 자기적으로 잡아당기는 액션을 제공하는데, 이는 두 개의 하우징 컴포넌트를 서로 홀드하고 실링하는 데에 도움을 준다. 자기적 고착 시스템(150)은, 예를 들어 그 사이에 넓은 공간을 둔 스크류들에 의해 별개 지점들에서, 또는 예를 들어 인터페이스의 주요 부분을 커버하여 연속적이 길이를 가지며 구현될 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기적 고착 시스템의 측 단면도이다. 본 실시예는 코일 스프링(170)이 굴곡부(160) 대신에 사용된다는 점을 제외하고 도13의 것과 유사하다. 발포체(foam)들과 같은 호환 부재들이 굴곡부 및/또는 스프링들을 대신하여 또는 그에 추가하여 사용될 수 있다는 점을 주의해야 한다. 또한, 이들은 인터페이스를 전기적으로 차폐하기 위한 EMI 차폐 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라서 스크류들과 같은 두 개의 패스너(172) 간의 스티치 포인트(stitch point)로서 사용될 수 있는 자기적 고착 시스템(150)의 절단 투시도이다. 이 배치는 일반적으로 스크류들이 서로 더 먼 거리에 배치되도록 허용한다.
도 17a는 본 발명의 일 실시에에 따라서 자기적 고착 시스템(180)의 한 측을 따른 투시도이다. 자기적 고착 시스템(180)은 인터페이스를 고착하는 것을 도울 뿐만이 아니라 EMI 스티치 포인트로서 기능하는 데에 사용될 수 있다. 시스템(180)은 튜브(182)로서 형성된 종 방향 부재를 포함할 수 있다. 튜브(182)는 금속망 재료(metal mesh material)로부터 형성될 수 있다. 튜브(182)의 내부는 상부측 및 바닥측을 포함할 수 있다. 연속적 길이를 갖는 자석(184)은 상부측상에 배치될 수 있고, 닻 기능 지지 막대(anchoring support bar)(186)는 바닥측상에 배치될 수 있다. 지지 막대(186)는, 예를 들어 튜브(182)의 외부로 연장하는 플랜지 부분들을 사용하는 것과 같이 하여 제1 하우징 컴포너트에 연결될 수 있다. 자석(184)은 제2 하우징 컴포넌트상의 연속적 길이를 갖는 강자성 판에게 끌려지도록 구성될 수 있다. 두 개의 하우징 컴포넌트가 조립되면, 자석(184)은 강자성 판쪽으로 끌려지는데, 강자성 판은 두 개의 하우징 컴포넌트 간에서 발견되는 시임에 걸쳐서 금속망을 잡아당긴다. 이 조립체는 두 개의 컴포넌트를 함께 홀드하는 데에 도움을 줄 뿐만이 아니라, (금속망을 통해서) 시임에 걸쳐서 EMI 차폐를 제공한다. 도 17b 및 도 17c에 도시된 대로, 시스템(180)은 도 17b에 도시된 대로 제1 상태에 들어가는데, 이는 도 17c에 도시된 대로의 제2 상태로의 이동을 위한 금속망 내에서의 느슨함을 제공한다. 본 실시예는 연속적 길이들에만 국한되지 않고, 증분적 부분들이 사용될 수 있다는 것을 주의해야 한다. 더욱이, 자석 및 강자성 플레이트는 교환될 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 것처럼, 본 발명의 이점은 매우 많다. 서로 다른 실시예 또는 구현이 이하의 이점들 중 하나 또는 그 이상을 가질 수 있다. 일 실시예는 인접한 또는 고유한 부분들로부터 허용 오차 편차들을 제거하기 위해 (두 개의 이종 부분들의 기하하적 편차를 흡수하기 위해) 이동부를 활용할 수 있다. 일 실시예는 하우징 벽 상의 순 중성력을 산출하기 위해 자기적 인력을 활용할 수 있다. 일 실시예는 서브어셈블리들(이들은 별개인 채로 남아 있음)을 함께 결합하는 배선들에 대해 걱정할 필요없이, 용이한 이동(removal)을 허용할 수 있다. 일 실시예는 극도로 예민하여 제품의 식별을 향상시킬 수 있다. 일 실시예는 스크류들, 접착제들 및 그와 같은 것보자 훨씬 더 성가신 것이 될 수 있다. 일 실시예는 양호한 강도 특성들 및 포인트들 간의 양호한 콘택트(좋은 실링)을 나타낼 수 있다. 일 실시예는 복합 하우징 형태들(곡면 형태들) 상에서 사용될 수 있다.
본 발명이 몇몇 양호한 실시예를 기준으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에 드는 변경들, 치환들 및 균등물들이 있다. 예를 들어, 다른 자기적 구성들이 사용될 수 있다는 점이 상정된다. 예를 들어, 전자석이 영구자석 대신에 포함될 수 있다. 본 발명의 방법들 및 장치들을 구현하는 많은 대안 방식들이 있다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, 내부 컴포넌트를 하우징 컴포넌트에 제한시키는 것이 유리할 수 있고, 본 발명은 제약되지 않은 내부 컴포넌트들, 예를 들어 하우징 컴포넌트에 연결되지 않은 또는 그로부터 자유로운 내부 컴포넌트들을 가지고 작동할 수 있다. 이런 경우들에서, 내부 컴포넌트들은 두 개의 하우징 컴포넌트들 간에 샌드위치될 수 있다. 하우징 컴포넌트들은 모든 컴포넌트들 간의 적합한 관계를 유지하는 것을 돕기 위한 정렬 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 컴포넌트의 양측 상의 이중 모떼기들이 사용될 수 있다. 따라서, 이하의 청구범위들은 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 드는 모든 그런 변경들, 치환들, 및 균등물들을 포괄하는 것으로 해석되도록 의도된 것이다.

Claims (28)

  1. 개구를 갖는 제1 하우징과,
    장착 포인트(mounting point)를 갖는 제2 하우징 - 제2 하우징은 제1 하우징과 협동하여 인클로저를 형성함 - 과,
    적어도 하나의 자기 소자(magnetic element)를 포함하고, 인클로저에 내부적으로 위치되고, 장착 포인트에 이동가능하게 결합된 기능 컴포넌트(functional component)
    를 포함하고,
    기능 컴포넌트는 제1 하우징과 자기적으로 결합하여 기능 컴포넌트를 개구와 이동가능하게(movably) 정렬시키는
    전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 개구 및 장착 포인트는 제1 허용 오차 범위 내로 정렬되고, 기능 컴포넌트 및 장착 포인트는 제2 허용 오차 범위 내로 정렬되고, 기능 컴포넌트의 움직임은 제2 허용 오차 범위 내에 국한되고, 제2 허용 오차 범위는 제1 허용 오차 범위보다 더 큰
    전자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 기능 컴포넌트는 전기적 커넥터 또는 입력/출력 디바이스인 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 자기 소자는 플랜지 내에 내장되는 자석을 포함하는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서, 제1 하우징은 적어도 하나의 자기 소자와 자기적으로 결합하는 적어도 하나의 제2 자기 소자를 포함하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서, 제1 하우징은 기능 컴포넌트를 개구와 자동적으로 정렬시키기 위한 정렬 소자를 포함하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서, 정렬 소자는 모떼기된 표면(chamfered surface)인 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서, 기능 컴포넌트는 개구를 통해서 액세스가능한 전자 장치.
  9. 전자 장치를 조립하기 위한 방법으로서,
    기능 컴포넌트를 제1 하우징에 결합하는 단계 - 기능 컴포넌트는 적어도 하나의 자기 소자를 포함하고, 기능 컴포넌트는 제1 하우징과 관련하여 이동가능함 -와,
    제2 하우징을 제1 하우징에 장착하여 전자 장치의 인클로저의 적어도 일부분을 형성하는 단계 - 인클로저는 기능 컴포넌트를 적어도 부분적으로 인클로징하고 제2 하우징은 기능 컴포넌트를 위한 개구를 포함하고, 기능 컴포넌트는 제2 하우징과 자기적으로 결합하여 개구와 자동적으로 정렬함 -
    을 포함하는 전자 장치 조립 방법.
  10. 제9항에 있어서, 기능 컴포넌트를 제1 하우징에 결합하는 단계는 기능 컴포넌트를 제1 하우징에 스크류로 결합하는 단계를 포함하는 전자 장치 조립 방법.
  11. 전자 장치로서,
    전자 장치의 제1 벽 - 제1 벽은 벽 개구를 포함함 - 과,
    제1 벽에 부착된 삽입부 - 삽입부는 벽 개구와 정렬된 삽입부 개구를 포함하고, 삽입부는 삽입부 개구를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 정렬 소자를 포함하고, 삽입부는 적어도 하나의 제1 자기 소자를 포함함 - 와,
    전자 장치의 제2 벽 - 제1 벽 및 제2 벽은 전자 장치의 인클로저의 적어도 부분을 형성함 - 과,
    제1 벽에 이동가능하게 부착되는 커넥터 베이스 - 커넥터 베이스는 적어도 하나의 제2 자기 소자를 포함하고, 커넥터 베이스는 제1 정렬 소자와 정렬하는 적어도 하나의 제2 정렬 소자를 포함함 - 와,
    커넥터 베이스에 부착되는 커넥터
    를 포함하고,
    적어도 하나의 제2 자기 소자는 적어도 하나의 제1 자기 소자와 자기적으로 결합하여 제1 및 제2 벽들을 인클로저의 적어도 부분을 형성하도록 함께 가져오는 경우 제1 및 제2 정렬 소자들을 이동시키고 자동적으로 정렬하는
    전자 장치.
  12. 제11항에 있어서, 커넥터는 벽 개구를 통해 액세스가능한 전자 장치.
  13. 제11항에 있어서, 벽 개구는 제1 벽의 적어도 부분적으로 만곡된 표면상에 있는 전자 장치.
  14. 제11항에 있어서, 삽입부는 벽 개구 내에 맞추어지는 립(lip)을 포함하는 전자 장치.
  15. 제11항에 있어서, 삽입부는 삽입부 개구로부터 멀어지며 횡방향으로 연장하는 플랜지 부분을 포함하고, 플랜지 부분은 적어도 하나의 제1 자기 소자를 포함하는 전자 장치.
  16. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 제1 자기 소자는 강자성 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는 전자 장치.
  17. 제11항에 있어서, 커넥터 베이스는 6 자유도 내에서 이동가능한 전자 장치.
  18. 제11항에 있어서, 제1 및 제2 정렬 소자들은 모떼기된 표면들을 포함하는 전자 장치.
  19. 커넥터 시스템으로서,
    전자 장치의 제1 벽 - 제1 벽은 자신의 적어도 부분적으로 만곡된 부분상의 벽 개구를 포함함 - 과,
    제1 벽에 부착된 삽입부 - 삽입부는 립에 의해 벽 개구와 정렬된 삽입부 개구를 포함하고, 삽입부는 삽입부 개구를 둘러싸는 제1 모떼기된 표면을 포함하고, 삽입부는 각각이 강자성 표면을 포함하는 두 개의 플랜지된 부분을 포함함 - 와,
    전자 장치의 제2 벽 - 제1 벽 및 제2 벽은 전자 장치의 인클로저의 적어도 부분을 형성함 - 과,
    제2 벽의 부분에 이동가능하게 부착되는 커넥터 베이스 - 커넥터 베이스는 적어도 하나의 자기 소자를 포함하고, 커넥터 베이스는 제1 모떼기된 표면과 정렬하는 제2 모떼기된 표면을 포함함 - 와,
    외부 전력 코드를 부착하기 위한 자기 부착 시스템을 포함하는 전력 커넥터 - 전력 커넥터는 커넥터 베이스에 부착됨 -
    를 포함하고,
    적어도 하나의 자기 소자는 강자성 표면들과 자기적으로 결합하여, 인클로저의 적어도 부분을 형성하도록 제1 및 제2 벽들을 함께 가져오는 경우 제1 및 제2 모떼기된 표면들을 이동시키고 자동적으로 정렬하며,
    삽입부 개구 및 커넥터 베이스는 제1 허용 오차 내로 정렬되고, 커넥터 베이스 및 제2 벽은 제2 허용 오차 범위 내로 정렬되고, 커넥터 베이스의 움직임은 제2 허용 오차 범위 내로 제한되고, 제2 허용 오차 범위는 제1 허용 오차 범위보다 더 큰
    커넥터 시스템.
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