KR101080858B1 - 전자기기의 파형 금속 케이스 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

여기에서는 기계적 가공에 의해 형성된 무늬를 앞면에 갖는 전자기기의 금속 케이스가 개시된다. 개시된 금속 케이스에서, 상기 무늬는, 직선과 직선 사이에 칸을 한정하는 다수의 평행한 직선들로 이루어진 줄무늬와, 이웃하는 직선들 사이를 연결하는 원호들로 이루어지고, 상기 원호들은 해당 칸을 따라 한 방향으로 연속되어 있는 원호무늬를 포함한다.

전자기기, 노트북, 휴대폰, 케이스, 금속, 줄무늬, 원호무늬, 직선, 원호

Description

전자기기의 파형 금속 케이스 및 그 제조방법{WAVE TYPE METAL CASE IN ELECTRONIC APPLIANCE AND ITS MAKING METHOD}

본 발명은, 노트북 컴퓨터 케이스 또는 휴대폰 케이스와 같은 전자기기의 케이스에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 착시 현상에 기인하는 올록볼록한 파형을 갖는 전자기기의 금속 케이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.

전자 산업의 발전에 따라, 예를 들면, 노트북 컴퓨터와 휴대폰과 같은 모바일 타입의 전자기기들이 등장하였다. 모바일 전자기기(또는, 전자제품)는 기계적 강도가 좋아야 하고 또한 가벼워야 한다.

노트북 컴퓨터나 휴대폰과 같은 전자기기의 경우, 경량성 확보를 이유로 플라스틱 재료를 이용하여 많이 만들어져 왔다. 근래 들어, 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금과 같은 경량의 비철 합금을 재료로 하여 만들어진 금속 케이스가 노트북 컴퓨터 또는 휴대폰과 같은 모바일 전자기기에 많이 채용되고 있다. 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금은 금속 질감을 선호하는 소비자 취향과 기계적 강도를 모두 충족시키는 것으로 알려져 있다.

금속 케이스가 갖는 하나의 단점으로 플라스틱 케이스에 비해 성형성이 떨어 지는 것이 있다. 낮은 성형성으로 인해, 금속 케이스의 외부 표면(특히, 앞면)에 엠보싱 또는 파형과 같은 굴곡진 형상을 만들기 어려웠다. 즉, 금속 케이스는 얇은 금속 박판으로부터 만들어지므로 오목하거나 볼록한 형상을 표면에 형성하는 공정이 복잡하고 어려웠으며, 설사 가능하다 하더라도, 단조나 프레스 공정이 요구되므로, 양질의 표면 형상을 얻는 것은 거의 불가능하였다.

한편, 파형 또는 엠보싱 형태는 소비자가 이전부터 선호하여 왔던 여러 패턴 중들의 하나였다. 그러함에도 불구하고, 금속 케이스는, 공정의 어려움으로 인하여, 위와 같은 파형 또는 엠보싱 형태를 갖기 어려웠다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는, 기계적 가공에 의해 형성된 무늬 및 그것에 의한 착시현상을 통해, 실제 파형을 형성한 것과 같게 또는 그 이상으로 올록볼록한 파형을 갖는 것으로 보여지는 전자기기의 파형 금속 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, 기계적 가공에 의해 형성된 무늬를 앞면에 갖는 전자기기의 금속 케이스가 제공된다. 이때, 상기 무늬는, 직선과 직선 사이에 칸을 한정하는 다수의 평행한 직선들로 이루어진 줄무늬와, 이웃하는 직선들 사이를 연결하는 원호들로 이루어지고, 상기 원호들은 해당 칸을 따라 한 방향으로 연속되어 있는 원호무늬를 포함한다.

바람직하게는. 상기 줄무늬에 포함된 하나의 직선에 대해 이웃하는 칸들의 원호들이 서로 대칭을 이룰 수 있다.

바람직하게는, 상기 금속 케이스는 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 앞면과 그에 인접한 가장자리의 측면을 덮도록, 칼라 도장층 및 클리어 도장층 차례로 형성될 수 있다.

다른 실시예에 따라, 상기 앞면과 그에 인접한 가장자리의 측면을 덮도록 클리어 도장층이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 줄무늬와 상기 원호무늬는, 원형의 회전 연/절삭 공구가 회전과 동시에 직선 이동하면서, 상기 앞면을 연/절삭 가공하여 형성된다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 전자기기의 금속 케이스 앞면에 무늬를 형성하는 무늬 패터닝 공정을 포함하는 전자기기의 금속 케이스 제조방법이 제공된다. 상기 방법에서, 상기 무늬 패터닝 공정은 기계적 가공에 의해 상기 앞면에 줄무늬와 원호무늬를 함께 형성하며, 상기 줄무늬는 직선과 직선 사이에 칸을 한정하는 다수의 평행한 직선들로 이루어지도록 하고, 상기 원호무늬는 이웃하는 직선들 사이를 연결하는 원호들로 이루어진 채 그 원호들이 해당 칸을 따라 한 방향으로 연속되도록 하여 이루어진다.

바람직하게는, 상기 무늬 패터닝 공정은, 원형의 회전 연/절삭 공구를 상기 앞면에 면한 채 직선 방향으로 이동시키는 공정이며, 더 바람직하게는, 상기 무늬 패터닝 공정은 일열로 근접 배치된 복수의 회전 연/절삭 공구를 직선 방향으로 동 시에 이동시키는 공정이다.

일 실시예에 따라, 상기 무늬 패터닝 공정 전에 금속 박판의 가장자리를 절곡하는 프레스 공정이 수행될 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 무늬를 덮도록 도장층을 형성하는 도장공정을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 도장공정 전에 화학적 표면처리 공정을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속 케이스는 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금 재질의 박판으로부터 형성된다.

본 발명에 따르면, 복수의 칸들을 만드는 평행한 직선들의 줄무늬와 각 칸을 따라 한 방향으로 연속되어 있는 원호무늬들에 의해, 시각적으로 올록볼록한 파형을 형성할 수 있다. 이는 착시 현상을 이용한 것인데, 해당 칸에서 한 방향으로 볼록한 원호가 연속되어 형성되어 있을 때, 그 칸은 오목하거나 볼록한 것처럼 보여진다. 따라서, 직선 부분에 비해 칸 부분이 상대적으로 볼록하거나 오목하게 외부로 보여지며, 따라서, 단조나 프레스 가공 없이도, 금속 박판(특히, 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금 박판)으로 된 금속 케이스에 시각적으로 엠보싱 형태 또는 파형을 형성할 수 있다.

상기 파형은 보는 각도에 따라 달라져서 그 미각적 효과를 더 좋게 할 수 있다. 예컨대, 보는 사람을 기준으로 전방을 향해 볼록한 각 칸의 원호들은 시각적으로 볼록한 느낌을 주게 되며, 보는 사람을 기준으로 후방을 향해 볼록한 각 칸의 원호들은 시각적으로 오목한 느낌을 주게 된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 케이스가 채용된 노트북 컴퓨터를 도시한 개략적인 사시도이다. 이를 참조하면, 본 실시예의 금속 케이스(100)는 노트북 컴퓨터(1)의 상부에 결합되어 외부로 보여진다. 본 실시예는 금속 케이스(100)가 노트북 컴퓨터에 설치된 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 금속 케이스는 휴대폰과 같은 다른 전자기기에도 설치될 수도 있다. 이 경우, 금속 케이스는 그것이 설치될 전자기기의 형상이나 크기에 조화되도록 준비됨은 물론이다.

상기 금속 케이스(100)는 금속 박판의 가장자리가 프레스 가공(또는, 단조 가공)에 의해 절곡되어 소정 높이의 측면을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 금속 케이스(100)는 앞면(110) 및 그 반대측의 뒷면(미도시함)과, 상기 절곡에 의해 형성된 가장자리의 측면(120)을 포함한다. 이하 설명되는 바와 같이, 상기 금속 케이스(100)의 앞면(110)에는 기계적 가공에 의해 줄무늬와 원호무늬를 모두 포함하는 기능성의 무늬가 형성된다. 이 기능성의 무늬는 금속 케이스(100)의 앞면이 시각적 으로 파형(또는 엠보싱 형태)을 갖는 것처럼 보이게 한다.

이때, 상기 줄무늬와 상기 원호무늬는 원형의 회전 연/절삭 공구가 회전과 동시에 직선 이동하면서 케이스 앞면을 연/절삭 가공하여 형성되는 것이며, 그와 같은 가공 방식에 대해서는 다음에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1에서 보여지는 줄무늬는 다수의 평행한 직선(111)들로 이루어지며, 이 다수의 직선(111)들은 횡방향으로 평행하게 연속되어 있고, 종방향으로는 금속 케이스(100)의 상변과 하변을 연결한다. 또한, 서로 이웃하는 두 직선(111, 111)들 사이에는 기다란 장방형의 칸(112)이 한정된다.

도 2는 도 1에 도시된 금속 케이스(100)의 앞면을 확대하여 도시한 평면도이다.

도 2를 참조하면, 줄무늬를 구성하는 다수의 직선(111)들이 평행하게 배치되고, 이웃하는 두 직선(111, 111) 사이의 각 칸(112)에는 한 방향으로(도 2에서는 아래로) 볼록한 다수의 원호(113)들이 동일 크기, 동일 형상을 갖고서 동일 방향으로 연속해 있다. 본 명세서에서는, 케이스 앞면에 있는 원호들의 모임을'원호무늬'라고 정의한다. 본 실시예에서, 상기 원호무늬는 각 칸에 있는 원호(113)들이 서로에 대하여 평행하다는 것을 도 2로부터 알 수 있다.

또한, 두개의 칸(112, 112)이 하나의 직선(111)을 기준으로 하여 서로 이웃하여 있으며, 상기 두개의 칸(112, 112)에 있는 원호(113, 113)들은 상기 직선(111)에 대하여 대칭의 관계를 갖는다. 이에 따라, 각 칸(112)들에 있는 원호들의 끝을 서로 이으면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같이, 하나의 파형 곡선(W)을 형성한다. 이 파형 곡선(W)은 실제로 평면 곡선이지만, 다수의 파형 곡선이 미세한 간격으로 연속되어 있으므로, 사람은 상기 파형 곡선의 배열을 입체적으로 느끼게 된다. 또한, 상기 직선(111)은 실제로는 칸과 칸 사이에 있는 기다란 미세 폭의 면일 수 있다.

본 실시예에 따른 금속 케이스(100)는, 모든 칸들이 반구형 단면으로 볼록하거나 오목한 것처럼 외부에 보여진다. 이는 모든 칸(112) 내의 면들이 평평함에도 불구하고, 각 칸에 있는 원호(113)들이 그 칸의 면을 돌출 또는 함몰시키는 변형된 시감을 보는 사람에게 제공함으로써 가능한 것이다. 사람이 눈으로 직접 볼 때 뿐 아니라, 촬영된 사진으로 봐도 마찬가지의 효과를 제공한다. 이는 도 4의 사진도로부터 명확히 알 수 있다.

앞서 언급된 바와 같이, 상기 칸(112)들은 그 안쪽의 원호(113)들에 의해 볼록하게 돌출되거나 또는 오목하게 함몰된 것으로 보여진다. 이는 착시 현상이나 빛의 특성에 기인한 것이다. 즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 원호(113)들이 아래로 향해 있는 경우에는, 칸(112)들이 오목해 있는 것처럼 보여질 것이고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 원호(113)들이 위로 향해 있는 경우에는, 칸(112)들이 볼록해 있는 것처럼 보여질 것이다. 이는 금속 케이스(100)를 상하 반대로 뒤집어 사람이 볼 경우, 원래 볼록해 보이던 부분은 오목해 보이고, 원래 오목해 보이던 부분은 볼록해 보인다는 것을 의미한다.

본 실시예에서, 상기 금속 케이스(100)는 마그네슘 합금 재질의 박판으로부터 제작된다. 가장 바람직하게는, 상기 마그네슘 합금은 Al 1~7wt%, Zn 0~2.5%, Mn 0~0.6%, 잔량 Mg와 불가피 불순물로 이루어진 조성비를 갖는다. Al은 강도와 내식성 등을 향상시킬 목적으로 첨가된다. Al이 7wt%를 초과하면 이하 설명될 프레스 가공에 영향을 미치는 소성 변형성이 떨어지므로, 적절치 못하다. Zn은 강도를 높이는데 기여하되 그 양이 과도할 경우 내식성 저하를 초래할 수 있다. Mn은 위 첨가되는 물질에 의한 내식성 저하를 줄여줄 목적으로 첨가될 수 있다. Zn과 Mn은 생략되거나 다른 첨가 금속으로 대체될 수 있다. 최적 실시예에 따라 마그네슘 합금이 이용되지만, 알루미늄 합금 등 다른 금속 재료가 이용될 수 도 있다.

금속 케이스의 형성을 위해, 금속 박판, 특히, 마그네슘 합금 박판은 프레스 가공에 의해 가장자리가 절곡된다. 이에 의해, 상기 금속 케이스는 가장자리에 측면(120; 도 1 참조)을 갖는다. 마그네슘 합금 박판의 두께는 0.3~0.9mm인 것이 바람직하다. 그와 같은 두께, 그리고, 200~350℃의 프레스 성형 온도, 그리고, 마그네슘 합금 박판의 조성 범위를 고려할 때, 불량 없이, 의도된 양질의 금속 케이스를 얻을 수 있다.

본 실시예에 따른 금속 케이스(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 무늬가 있는 앞면(110)과 그에 인접한 가장자리의 측면(120)을 덮는 칼라 도장층(131)이 형성된다. 또한, 상기 칼라 도장층(131)에는 투명의 클리어 도장층(132)이 형성된다. 이때, 칼라 도장층(131) 및 클리어 도장층(132)이 있다 하더라도, 전술한 무늬의 굴곡은 금속 케이스의 앞면에 그대로 남으며, 따라서, 전술한 것과 같은 파형 또는 엠보싱 형상이 외부로 보여질 수 있을 것이다. 도시하지는 않았지만, 상기 칼라 도장층(131)의 바로 아래에는 금속 케이스의 표면을 보호하기 위한 산화피막층이 형 성될 수 있다.

도 6은 다른 실시예를 보여주는 금속 케이스의 단면도로서, 도 6을 참조하면, 칼라 도장층(131)이 생략되고, 투명의 클리어 도장층(132)이 상기 앞면(110)과 그에 인접한 가장자리의 측면(120)을 덮도록 형성된다. 도시하지는 않았지만, 상기 클리어 도장층(132)의 바로 아래에는 금속 케이스의 표면을 보호하기 위한 산화피막층이 형성될 수 있다.

도 5 및 도 6에서, 케이스의 앞면에서 일정 간격으로 이격되어 있는 돌출부(111')들은 직선을 형성하는 부분으로서, 예를 들면, 기계적 가공에 의해 덜 깎여 나가거나 깍이지 않은 부분일 수 있다.

도 7은 도 5 내지 도 6에 도시된 것과 금속 케이스의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 방법은, 프레스 공정(P1), 무늬 패터닝 공정(P2), 표면처리 공정(P3) 및 도장 공정(P4)을 포함한다.

상기 프레스 공정(P1)은 금속 박판, 바람직하게는, 마그네슘 합금 박판의 가장자리를 고온의 금형 및 펀치를 이용하여 절곡하는 방식으로 이루어지며, 이에 의해, 금속 케이스의 측면이 형성된다.

다음, 무늬 패터닝 공정(P2)은 도 8에 도시된 것과 같이 수행될 수 있다.

도 8을 참조하면, 금속 케이스 앞면에 줄무늬와 원호무늬를 함께 형성하는 수단으로, 일열로 근접 배치된 복수의 연/절삭 공구(20)들이 이용된다. 상기 연/절삭 공구(20)들 각각은 대상물에 면하여 회전함으로써 그 대상물 표면에 원형의 연/ 절삭면을 형성할 수 있는 공구이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전 연/절삭 공구(20)들은, 케이스의 앞면(110)에 면하여 회전함과 동시에, 모두 함께 직선 방향으로 이동한다. 따라서, 상기 회전 연/절삭 공구(20)의 직경에 상응하는 폭의 칸들(112)이 연/절삭되지 않거나 덜 연/절삭되어 형성된 두 이웃하는 직선(111, 111)들 사이에 형성된다. 또한, 상기 연/절삭 회전 공구(20)들은 자신의 회전에 의해 자신의 원주에 상응하는 원들을 각 칸(112)의 내부에 그리면서 직선 방향으로 전진하지만, 전진되는 방향으로, 원의 절반은 상기 회전 연/절삭 공구(20)들 각각에 의해 지워지므로, 각각의 칸 내에는 원 절반이 지워져서 한 방향으로 연속해 있는 원호(113)들만이 존재하게 된다. 본 실시예에서는, 일열로 근접 배치된 복수의 회전 연/절삭 공구(20)를 동시에 이동시키는 방법으로, 줄무늬와 원호무늬를 함께 형성하지만, 하나의 회전 연/절삭 공구를 이용해, 하나의 칸 및 그 칸 내부의 원호 무늬를 먼저 형성한 다음, 상기 하나의 회전 연/절삭 공구를 옆으로 시프트 하여, 먼저 형성된 칸에 이웃하게 다른 칸 및 그 내부의 원호 무늬를 형성하여, 전술한 것과 같은 줄무늬 및 원호무늬를 형성하는 것도 가능하다.

다시 도 7을 참조하면, 금속 케이스에 대한 표면처리 공정(P3)이 수행된다. 상기 표면처리 공정(P3)을 통해, 금속 케이스(100)에 대한 탈지, 화학연마, 탈 스머트 단계 및/또는 산화피막 형성의 단계들이 수행될 수 있으며, 각 단계들 사이에는 금속 케이스(100)에 대한 수세가 수행될 수 있다.

다음, 도장 공정(P4)이 수행된다. 상기 도장 공정(P4)에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(100)의 노출된 금속 표면을 덮도록 칼라 도장층(131)과 클리어 도장층(132)을 차례로 형성할 수 있으며, 대안적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 투명의 클리어 도장층(132)이 케이스(100)의 노출된 금속 표면을 덮도록 형성될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 케이스가 채용된 노트북 컴퓨터를 보여주는 개략적인 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 케이스의 앞면 일부를 확대하여 도시한 평면도.

도 3a 및 도 3b는 케이스 앞면의 각 칸에 형성된 원호무늬들을 이어 연결한 상태를 보여주는 도면들.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 케이스의 사진도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 칼라 도장층과 클리어 도장층을 포함하는 금속 케이스를 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 투명의 클리어 도장층만을 포함하는 금속 케이스를 도시한 단면도.

도 7은 전자기기의 금속 케이스 제조방법을 도시한 순서도.

도 8은 금속 케이스의 앞면에 줄무늬와 원호무늬를 함께 형성하는 무늬 패터닝 공정을 보여주는 도면.

Claims (13)

1. 기계적 가공에 의해 시각적으로 파형 굴곡으로 보이도록 형성된 무늬를 앞면에 갖는 전자기기의 금속 케이스로서, 상기 무늬는,

   직선과 직선 사이에 칸을 한정하는 다수의 평행한 직선들로 이루어진 줄무늬와;

   이웃하는 직선들 사이를 연결하는 원호들로 이루어지고, 상기 원호들은 해당 칸을 따라 한 방향으로 연속되어 있는 원호무늬를 포함하며,

   상기 줄무늬에 포함된 하나의 직선에 대해 이웃하는 칸들의 원호들이 서로 대칭을 이루며,

   상기 금속 케이스는 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금으로 형성되고,

   상기 줄무늬와 상기 원호무늬는, 원형의 회전 연/절삭 공구가 회전과 동시에 직선 이동하면서, 상기 앞면을 연/절삭 가공하여 형성된 것을 특징으로 하는 전자기기의 파형 금속 케이스.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 앞면을 덮도록, 칼라 도장층 및 클리어 도장층이 차례로 형성된 것을 특징으로 하는 전자기기의 파형 금속 케이스.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 앞면을 덮도록 클리어 도장층이 형성된 것을 특징으로 하는 전자기기의 파형 금속 케이스.
6. 삭제
7. 전자기기의 금속 케이스 앞면에 시각적으로 파형 굴곡으로 보이는 무늬를 형성하는 무늬 패터닝 공정을 포함하는 전자기기의 금속 케이스 제조방법으로서,

   상기 무늬 패터닝 공정은 기계적 가공에 의해 상기 앞면에 줄무늬와 원호무늬를 함께 형성하며, 상기 줄무늬는 직선과 직선 사이에 칸을 한정하는 다수의 평행한 직선들로 이루어지도록 하고, 상기 원호무늬는 이웃하는 직선들 사이를 연결하는 원호들로 이루어진 채 그 원호들이 해당 칸을 따라 한 방향으로 연속되도록 하며,

   상기 무늬 패터닝 공정은, 원형의 회전 연/절삭 공구를 상기 앞면에 면한 채 직선 방향으로 이동시키는 공정이며,

   상기 금속 케이스는 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금 재질의 박판으로부터 형성된 것을 특징으로 하는 전자기기의 파형 금속 케이스 제조방법.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서, 상기 무늬 패터닝 공정은 일열로 근접 배치된 복수의 회전 연/절삭 공구를 직선 방향으로 동시에 이동시키는 공정인 것을 특징으로 하는 전자기기의 파형 금속 케이스 제조방법.
10. 청구항 7에 있어서, 상기 무늬 패터닝 공정 전에 금속 박판의 가장자리를 절곡하는 프레스 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 파형 금속 케이스 제조방법.
11. 청구항 7에 있어서, 상기 무늬를 덮도록 도장층을 형성하는 도장공정과, 상기 도장공정 전에 표면처리 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 파형 금속 케이스 제조방법.
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