KR101545698B1 - 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조에 관한 것으로, 이동통신단말기의 하우징 후면에 소정 면적의 패널을 추가로 구비하고, 상기 패널은 단말기의 하우징 후면에 일체로 결합되어 제공되거나 상기 하우징 후면에 별도 부착하여 사용할 수 있도록 개별 형태의 물품으로 제공되고, 상기 단말기 하우징의 후면과 추가의 패널은 이들 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있으며, 상기 공간 형성을 위해 상기 하우징 후면과 추가의 패널 사이에 소정의 연결수단이 추가되되, 상기 연결수단은 신축가능하게 변형되는 형상기억합금이고, 상기 형상기억합금은 Ti-Ni계 합금으로 상기 단말기 하우징의 후면과 추가의 패널 사이에 점 접촉 또는 면 접촉 형태로 제공되되, 단말기 내부로부터 일정 온도 이상의 열이 발열될 경우 기억된 원래의 길이로 팽창하도록 형상기억된 것이 제공된다. 이러한 구성으로부터 장시간 사용에 따라 다량의 열이 발생하더라도 뜨겁지 않고 열이 외부로 빠져나가는 것을 막지 않아 이동통신단말기의 성능 저하와 배터리 방전시간 단축을 막을 수 있다.

Description

형상기억합금을 이용한 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조{COOLING AND INSULATION STRUCTURE OF MOBILE PHONE USING SHAPE MEMORY ALLOY}

본 발명은 형상기억합금의 이용에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형상기억합금을 이용함으로써 장시간 사용하더라도 뜨겁지 않고 보다 안정적인 방열이 가능한 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 형상기억합금(Shape Memory Alloy, SMA)의 특징은 형상기억효과(Shape Memory Effect)와 초탄성(Super Elasticity)의 성질이 있다는 것으로, 이러한 형상기억합금은 현재 의용광학이나 우주항공산업 같이 비교적 제한된 영역에 응용되고 있다.

형상기억합금(SMA)의 특징의 첫째는 아주 큰 형상복원력에 있다. 형상기억합금의 하나인 Ni-Ti합금에서는 응력이 50㎏f/㎟ 이상의 형상회복력이 발생하며, 로봇이나 액츄에이터와 같이 많은 반복동작을 하는 경우에도 100㎏f/㎟ 정도의 회복력을 이용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 형상기억합금의 또 다른 특징은 반복동작에 있다. 형상기억합금은 형상회복이 된 후에 다시 굽혀도 열을 가하면 몇 번이라도 앞서와 마찬가지로 원래의 형상으로 회복된다. Ni-Ti 합금은 100만회의 반복동작에서도 형상회복 능력이 거의 변화되지 않아 많은 공업적 응용이 기대된다.

형상기억합금이 이동통신단말기, 즉 휴대폰 분야에 적용된 예는 한국등록실용신안 제0398924호를 통해 살펴볼 수 있으며, 이는 도 1에서 간략하게 설명한다.

도 1은 형상기억합금이 적용된 휴대폰 케이스를 나타낸 것으로서, 휴대폰 케이스(10)의 수납부 개폐를 위해 케이스의 후면 상단을 연장시킨 덮개편(10a)의 내부에 수납부 폐쇄시 덮개편의 절곡된 형상을 기억시킨 형상기억합금(20)을 내장한 구성이다. 또한, 이러한 형상기억합금(20)은 덮개편(10a)의 내부 테두리를 따라 철선 형상으로 내장되거나 덮개편(10a)의 형상을 따라 박판형의 판체로 구성된 후 덮개편의 내부에 일체로 삽입되는 구성이다.

그러나, 위와 같은 구성은 휴대폰을 허리에 차고 다닐 수 있도록 휴대성을 높인 휴대폰 케이스에 관한 것으로, 일찌기 휴대폰 단말기 자체에 형상기억합금을 적용한 사례는 특허출원된 것이 없다.

최근 휴대폰이나 스마트폰과 같은 이동통신단말기의 사양이 높아져 그에 따른 사용시간이 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 이동통신단말기의 성능 및 기능 그리고 서비스의 향상으로 장시간 통화를 하거나 인터넷에서 앱을 다운받아 다양한 컨텐츠들을 사용하고, 또한 사진이나 동영상의 촬영 편집, TV·VOD 시청, 각종 게임 등을 하며 장시간 사용할 경우 이동통신단말기로부터 많은 열이 발생하여 손으로 단말기를 잡고 있기가 힘들어지는 문제가 발생한다. 그뿐 아니라, 장시간 사용을 통해 손이 단말기 표면을 덮고 있을 경우 열이 외부로 빠져나가는 것을 막아 이동통신단말기의 성능을 저하시키고 배터리도 빨리 방전시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로, 장시간 사용에 따라 다량의 열이 발생하더라도 뜨겁지 않고 열의 발산을 막지 않아 안정된 사용이 가능한 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적에 따라 이동통신단말기의 하우징 후면에 소정 면적의 패널을 추가로 구비하고, 상기 패널은 단말기의 하우징 후면에 일체로 결합되어 제공되거나 상기 하우징 후면에 별도 부착하여 사용할 수 있도록 개별 형태의 물품으로 제공되고, 하우징 후면과 추가의 패널은 이들 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있고, 상기 공간 형성을 위해 상기 하우징 후면과 추가의 패널 사이에 소정의 연결수단이 추가되되, 상기 연결수단은 신축가능하게 변형되는 형상기억합금이며, 상기 형상기억합금은 Ti-Ni계 합금으로 상기 하우징 후면과 추가의 패널 사이에 점 접촉 또는 면 접촉 형태로 제공되되, 단말기 내부로부터 일정 온도 이상의 열이 발열될 경우 기억된 원래 길이로 팽창하도록 소정의 열처리를 통해 형상기억된 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조가 제공된다.

본 발명에 따르면, 이동통신단말기의 하우징 후면 일부 또는 전체에 형상기억합금을 배치하고, 상기 형상기억합금은 일정 온도 이상에서 오돌도돌한 엠보싱 또는 뾰족한 돌기 형태로 일정간격을 유지하며 균일하게 융기되도록 소정의 열처리를 통해 형상기억되어 제공되는 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조가 제공될 수 있다. 또한, 이동통신단말기의 하우징 후면 전체 또는 일부를 형상기억합금으로 구성하고, 상기 형상기억합금은 일정 온도 이상에서 하우징 내부의 적어도 배터리 위치에 대응하는 부분이 볼록하게 융기되어 상기 배터리와 하우징 사이에 일정한 공간이 형성되도록 소정의 열처리를 통해 형상기억되어 제공되는 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조가 제공될 수 있다.

이상과 같은 특징으로부터 본 발명은 장시간 사용에 따라 다량의 열이 발생하더라도 뜨겁지 않고 열이 외부로 빠져나가는 것을 막지 않아 이동통신단말기의 성능 저하와 배터리 방전시간 단축을 막을 수 있다.

도 1은 종래의 스마트폰의 방열을 위한 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따라 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 제1 실시형태를 보인 구성도,
도 3은 도 2의 구성 적용에 따른 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 발열 전 상태도,
도 4는 도 2의 구성 적용에 따른 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 발열 시 상태도,
도 5는 본 발명에 따라 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 제2 실시형태에 따른 발열 전 및 발열 시 상태도,
도 6은 본 발명에 따라 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 제3 실시형태에 따른 발열 전 및 발열 시 상태도.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

아래의 실시예들에서는 본 발명을 설명함에 있어서 필연적인 부분들을 제외하고는 그 도시와 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 유사한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명을 반복하지 않고 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따라 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 제1 실시형태를 보인 구성도이고, 도 3 내지 도 4는 도 2의 구성 적용에 따른 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 발열 전,후 상태를 각각 도시한 도면이다.

본 발명에 따르면 이동통신단말기(1)는 그의 하우징 후면(10)에 소정 면적의 패널(20)을 추가로 구비할 수 있다. 이러한 추가의 패널(20)은 단말기 내부로부터 발산되는 열이 사용자의 손에 직접적으로 전달되는 것을 막기 위한 것으로, 이러한 용도로 상기 패널(20)은 단말기의 하우징 후면(10)에 일체로 결합되어 제공되거나 상기 하우징 후면(10)에 별도 부착하여 사용할 수 있도록 개별 형태의 물품으로 제공될 수 있다.

본 발명에서 단말기 하우징의 후면(10)과 추가의 패널(20)은 이들 사이에 일정한 공간이 형성됨이 바람직한데, 이는 단말기(1) 내부로부터 발산되는 열이 상기 패널(20)을 통해 사용자의 손으로 전도되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 공간을 통해 단말기의 하우징 후면(10)과 패널(20) 사이에 소정의 공기층이 제공된다.

단말기 하우징의 후면(10)과 상기 추가의 패널(20) 사이에 공간 형성을 위해 상기 하우징 후면(10)과 추가의 패널(20) 사이에 소정의 연결수단을 추가할 수 있다. 이러한 연결수단은 신축가능한 성질을 가진 것으로, 바람직하게는 형상기억합금(21)을 이용할 수 있다.

형상기억합금은 일단 어떤 형상을 기억하면 여러가지 형상으로 변형시켜도 적당한 온도로 가열하면 변형 전의 형상으로 되돌아오는 성질이 있다. 이러한 형상기억합금에는 Ti-Ni계, Cu계, Fe계 등이 있으며, 이들 중 Ti-Ni계 형상기억합금은 여타의 합금에 비하여 형상기억효과 및 그 안정성이 우수하여 실용화의 측면에서 가장 주목을 받고 있다. 따라서, 본 발명에서 단말기의 하우징 후면(10)과 추가의 패널(20)을 연결하는 연결수단은 Ti-Ni계 형상기억합금(21)을 이용하여 제작한다.

본 발명에서 형상기억합금(21)은 단말기 하우징의 후면(10)과 추가의 패널(20) 사이에 점 접촉 또는 면 접촉 형태로 제공될 수 있으며, 이동통신단말기의 사용으로 단말기 내부로부터 일정 온도 이상의 열이 발열될 경우 기억된 원래의 길이로 신장되도록 형상기억되어 제공된다.

이와 같은 형상기억합금(21)의 원래 형상으로의 신장은 단말기 하우징의 후면(10)과 추가의 패널(20) 사이에 공간을 확장시켜줌으로써 단말기를 파지하고 있던 손이 하우징 후면(10)으로부터 이격되어 장시간 사용하더라도 뜨겁지 않게 된다. 또한, 사용자의 손이 단말기 표면을 덮지 않아 단말기 내부로부터의 열기가 공기층으로 활발하게 방열될 수 있어 더욱 원활한 냉각이 가능해진다.

도 3에 따르면, 단말기 하우징 후면(10)과 추가의 패널(20)은 이들 사이에 배치되는 형상기억합금(21)을 통해 복수의 점 접촉 또는 면 접촉 형태로 결합되어 있다. 단말기 사용 전 상태에서 하우징 후면(10)과 추가의 패널(20) 사이의 간격은 최소화된 상태로 이들 사이에 공간이 없이 거의 밀착된 상태로 제공됨이 바람직하다. 또한, 도 3의 상태에서 사용자의 손은 추가의 패널(20) 뒷면에 접촉하고 사용 중에 단말기 하우징의 후면(10)이 일정 온도 이상으로 발열되면 그 열에 의해 도 4에 도시된 것과 같이 형상기억합금(21')이 팽창하게 되어 단말기 하우징의 후면(10)과 추가의 패널(20) 사이에 공간이 형성되고 이 공간을 통해 소정의 공기층이 제공된다. 이와 같이 단말기 하우징(10)과 추가의 패널(20) 사이에 형성된 공기층으로 인해 단말기 내부로부터 발열된 뜨거운 열기가 사용자의 손에 직접적으로 전달되는 것을 막을 수 있으며, 또한 공기층을 통한 활발한 방열로 인해 이동통신단말기의 냉각효과를 높일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따라 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 제2 실시형태에 따른 발열 전,후 상태를 도시한 것으로, 이동통신단말기(1')의 하우징 후면(10)의 일부 또는 전체에 형상기억합금(11)을 배치할 수 있으며, 이러한 형상기억합금(11)은 일정 온도 이상에서 오돌도돌한 엠보싱 또는 뾰족한 돌기 형태(11')로 융기되도록 열처리를 통해 형상기억되어 제공될 수 있다. 오돌도돌한 엠보싱 또는 뾰족한 돌기 형태(11")는 단말기 하우징 후면(10)에 다수 개가 일정간격을 유지하며 균일하게 융기될 수 있으며, 이를 위해 형상기억합금(11)은 단말기 하우징 후면(11)에 일정간격 이격되어 나란히 균일하게 정렬되어 제공됨이 바람직하다.

이러한 구성으로부터 단말기 사용에 따른 발열 시 하우징 후면(10)의 다수의 형상기억합금의 신장으로 인해 다수의 오돌도돌한 엠보싱 또는 뾰족한 돌기 형태(11")들이 형성되고, 이들 사이에 공기가 보다 통할 수 있는 공기층이 형성되어 단말기 내부로부터 나오는 열기가 직접 손으로 전달되지 않고 공기층을 통해 원활하게 방열될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따라 형상기억합금을 이용한 이동통신단말기 냉각 및 단열 구조의 제3 실시형태에 따른 발열 전,후 상태를 도시한 것으로, 이동통신단말기(1")의 하우징 후면(10) 전체 또는 일부를 형상기억합금(11)으로 구성할 수 있으며, 이러한 형상기억합금(11)은 일정 온도 이상에서 하우징 내부의 적어도 배터리(14) 위치에 대응하는 부분(11")이 볼록하게 융기되도록 열처리를 통해 형상기억되어 제공될 수 있다.

이를 통해, 단말기 사용에 따른 발열 시 하우징 후면의 적어도 배터리 위치에 대응하는 부분(11")이 볼록하게 융기되어 배터리(14)와의 사이에 공기가 보다 유동할 수 있는 공간(12)이 형성되므로 단말기 내부로부터 나오는 열기가 직접 손으로 전달되지 않고 공간(12)을 통해 원활하게 방열될 수 있다.

이상 설명된 구성으로부터 본 발명은 게임이나 단말기 사용을 장시간 하더라도 손이 뜨겁지가 않고, 더욱이 사용자의 손이 열 발산을 막지 않아 단말기의 냉각이 보다 원활해짐에 따라 보다 안정적인 사용이 가능해진다.

이상 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 그 일부를 예시한 정도에 불과하다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 범위내에서 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대하여 다양한 변형을 가할 수 있음은 물론이다.

Claims (5)

1. 이동통신 단말기의 후면에 소정 면적의 패널이 일체로 결합되어 제공되고, 상기 단말기의 후면과 상기 패널 사이에 이들을 연결하는 수단으로서 신축가능하게 변형되는 형상기억합금이 구비되며, 상기 형상기억합금은 Ti-Ni계 합금으로 상기 단말기의 후면과 상기 패널 사이에 점 접촉 또는 면 접촉 형태로 제공되되, 상기 형상기억합금은 상기 단말기의 내부로부터 일정 온도 이상의 열이 발열될 경우 기억된 원래 길이로 팽창하여 상기 단말기의 후면과 상기 패널 사이에 일정 간극의 공간을 형성하도록 소정의 열처리를 통해 형상기억된 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 냉각 및 단열 구조.
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