KR20090097212A

KR20090097212A - 휴대용 전자 장치를 위한 냉간 가공 금속 하우징

Info

Publication number: KR20090097212A
Application number: KR1020097016346A
Authority: KR
Inventors: 스테픈 피. 자데스키; 필립 엠. 홉슨; 탕 예우 탄
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2009-09-15
Also published as: KR20120060895A; US20200221594A1; TW201146141A; AU2011200797B2; US11576271B2; CN102176813A; JP2014225884A; JP2010516105A; CN101601335B; EP2579698A1; US20130050918A1; CN102137574B; WO2008085949A3; US20080165485A1; JP2012050110A; TWI469712B; AU2008205365A1; US20190297738A1; US11805613B2; KR101163288B1

Abstract

휴대용 전자 장치용 냉간 가공 스테인레스강 베즐이 제공된다. 베즐은 휴대용 전자 장치의 케이스의 일부를 형성하기 위하여 하우징과 동일 높이에서 고정된다. 베즐로부터 신장하는 벽을 수용하기 위한 슬롯을 포함하는 브레이스(210)는 하우징에 고정된다. 베즐이 하우징과 계합할 때에 베즐의 벽은 브레이스의 슬롯에 삽입되고, 브레이스와 벽 모두와 계합하는 스프링(410)에 의해 해제가능하게 지지된다. 베즐은 (예컨대 특수 도구나 자기장을 이용하여) 스프링과 계합해제함으로써 해제될 수 있다. 베즐은 냉간 가공 스테인레스강으로 제조되므로, 단단하며 충격에 잘 견딘다. 또한 냉간 가공강은 설계 제약과 공차 내에서의 제조를 용이하게 하며, 이 제약에 따르기 위해 제조후 기계 가공이 거의 필요없다. 휴대용 전자 장치는 개인용 매체 장치, 모바일 전화, 기타 다른 적당한 장치 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

냉간 가공, 베즐, 브레이스, 케이스, 스테인레스강, 스프링, 기계 가공

Description

휴대용 전자 장치를 위한 냉간 가공 금속 하우징{COLD WORKED METAL HOUSING FOR A PORTABLE ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 휴대용 전자 장치를 위한 냉간 가공 스테인레스강 베즐(cold worked stainless steel bezel for a portable electronic device)에 관한 것이다.

휴대용 전자 장치(MP3 플레이어, 셀룰러폰 등)는 그 속성상 여기 저기로 휴대가 가능하지만, 고정된 전자 장치(예컨대 데스크톱 컴퓨터나 텔레비젼)와는 달리 충격이나 뜻하지 않은 타격을 입을 수가 있다. 이러한 휴대용 전자 장치의 전자 시스템을 보호하기 위해서 제조업자는 전자 장치에 내충격 케이스를 설치하였다.

그러나 기존의 케이스는 항상 쉽게 제조할 수 있는 것도 아니고, 심미적으로 만족스러운 것도 아니고, 충격에 대해 충분히 잘 견디는 것도 아니다. 따라서 휴대용 전자 장치에 사용될 수 있는 쉽게 제조할 수 있으면서도 견고하고 심미적으로도 만족할 수 있는 케이스가 필요하다.

<발명의 개요>

휴대용 전자 장치 케이스용 베즐(bezel)이 제공된다.

베즐은 케이스를 형성하도록 하우징과 해제가능하게 계합되도록(releasably engaged) 구성된다. 베즐은 베즐의 외측면으로부터 신장하는 부착부를 포함하며, 이 부착부는 하우징에 고정된 브레이스(brace) 내에 수용된다. 브레이스는 부착부와 스프링을 동시에 수용하도록 구성된 슬롯을 포함한다. 스프링은 브레이스의 립(lip)과 부착부의 계합 부재(engagement member) 모두와 계합하도록 구성된다. 브레이스는 브레이스와 부착부 모두가 스프링과 계합될 때에 하우징에 고정된다. 케이스 조립시에 베즐과 하우징은 동일 높이에 있다.

베즐은 냉간 가공 스테인레스강으로 구성될 수 있다. 베즐 제조 중에 또는 그 이전에 강을 냉간 가공함으로써 그 강은 베즐의 경도를 증가시키는 마르텐사이트 변형(martensitic transformation)을 일으키며, 이에 따라 원하는 내충격성 및 내스크래치성을 가진 베즐을 제공할 수 있다. 냉간 가공 제조 공정에 따르면 다른 제조 공정보다 더 정밀하게 베즐을 제조할 수 있다. 이것은 베즐이 설계 공차를 확실하게 만족하도록 하는데(예컨대 부착부가 브레이스의 슬롯 내에 편안하게 끼워 맞추어지고, 베즐의 외측면이 하우징과 동일 높이에 있도록 하는데) 필요한 제조후 기계 가공을 제한시킨다. 또한 베즐은 심미적으로 만족스러운 마무리를 제공하기 위해 연마될 수 있다.

본 발명의 상기 및 기타 다른 형상, 특성, 및 여러 가지 이점들은 첨부 도면을 참조한 하기의 상세한 설명으로부터 더 명확하게 드러날 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 분해도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 조립된 휴대용 전자 장치의 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 조립된 휴대용 전자 장치의 하부의 와이어 프레임 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 휴대용 전자 장치의 브레이스와 스프링의 끝부분도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 휴대용 전자 장치의 스프링의 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 조립된 휴대용 전자 장치 케이스의 단면도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 케이스를 형성하기 위해 하우징과 베즐을 조립하는 예시적인 프로세스의 플로우차트.

본 발명에 따라서 휴대용 전자 장치의 냉간 가공 강철 베즐이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 휴대용 전자 장치 케이스의 구성요소의 분해도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 조립된 휴대용 전자 장치 케이스의 사시도이다. 케이스(100)는 하부 하우징(110), 브레이스(brace)(210), 베즐(310) 및 스프링(410)을 포함한다. 하부 하우징(110)은 거의 평탄한 플레이트(112)를 포함하며, 평탄 플레이트(112)로부터 굽어져 측벽(114)을 구성한다. 플레이트(112)의 내면(113)(즉, 휴대용 전자 장치의 전자 회로부와 대향하는 플레이트(112)의 표면)은 특정 전자적 구성요소를 수용하거나 지지하는 형상(예컨대 함몰부, 관통부, 릿지(redge) 및 슬롯)을 포함할 수 있다.

하부 하부징(110)은 임의의 적당한 형태로 구성될 수 있다. 예컨대 하부 하우징(110)은 거의 직사각형, 정사각형, 타원형, 원형, 무정형, 또는 기타 다른 적당한 형태로 구성될 수 있다. 도 1의 예에서, 하부 하우징(110)은 거의 직사각형이다. 하부 하우징(110)은 좌부(120), 우부(122), 하부(124)(미도시) 및 상부(126)를 포함할 수 있다. 인접 면들(예컨대 우부(122)와 상부(126))이 만나는 하부 하부징(110)의 코너는 둥글게 만들어져 하우징이 편안한 느낌을 주도록(예컨대 두드러진 각이 없도록) 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 조립된 휴대용 전자 장치 케이스의 하부의 와이어 프레임 사시도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 브레이스(210)는 하부 하우징(110)과 베즐(310)을 결합시키는 지지체를 제공하기 위하여 하부 하우징(110)에 고정될 수 있다. 브레이스(210)는 예컨대 접착제를 포함하여 임의의 적당한 방식으로 하부 하우징(110)에 고정될 수 있다. 이 예에서 측벽들(114)의 내면(115)은 브레이스(210)를 측벽들(114)에 접착(gluing)시키기 위한 적당한 표면을 제공하기 위하여 실질적으로 완만하게 될 수 있다. 다른 예로서 브레이스(210)와 하부 하우징(110)의 측벽(114)은 브레이스(120)를 하부 하우징(110)에 고정시키는 상보적인 구조(예컨대 브레이스(210)로부터 신장하는 탭과 그에 대응하는 하부 하우징(110) 내의 노치)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서 브레이스(110)는 고정구(예컨대 나사, 볼트 및 너트, 또는 클립)를 이용하여 하부 하우징(110)에 고정될 수 있다. 다른 실시예에서는 브레이스(210)를 하부 하우징(110)에 고정시키는 임의의 다른 적당한 방식 또는 방식들의 조합이 이용될 수 있다.

브레이스(210)는 하부 하우징(110)의 임의의 부분에 고정될 수 있다. 예컨대 케이스(100)는 하부 하우징(110)의 좌부(120)와 우부(122)에 고정된 2개의 브레이스(210)를 포함할 수 있다. 다른 예로서 대신에 또는 추가적으로 브레이스(210)는 하부 하우징(110)의 하부(124)(미도시), 상부(126) 또는 하나 또는 그 이상의 코너에 고정될 수 있다. 케이스(100)는 하부 하우징(110)의 다른 부위(예컨대 좌부(120) 또는 우부(122))에 고정되도록 각각이 구성된, 브레이스(210)를 위한 몇 가지 디자인을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 브레이스(210)는 하부 하우징의 2 또는 그 이상의 면에 고정되도록 디자인될 수 있다(예컨대 브레이스(210)는 상부(126), 좌부(120)의 상부, 및 우부(122)의 상부에 고정되도록 구성될 수 있다).

브레이스(210)는 하부 하우징(110)에 고정하기 위한 또는 베즐(310)과 계합하기(engaging) 위한 임의의 적당한 구조를 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 휴대용 전자 장치의 브레이스와 스프링의 끝부분도(end view)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 브레이스(210)는 완만한 하부(212)와 불규칙적인 상부(220)를 포함한다. 하부(212)는 그 곡률이 측벽(114)의 곡률과 일치(matching)하는 곡면일 수 있다. 이와 같이 곡률이 일치함에 따라 하부(212)는 (예컨대 접착제를 이용하여) 측벽(114)의 내면에 단단히 고정될 수 있다. 브레이스(210)는 또한 브레이스(210)의 주변부로부터 신장하는 상부 립(lip)(238)을 포함하며, 노치(116)에 의해 측벽(114)에 수용되도록 구성된다.

상부(220)는 하부 하우징(110) 및 베즐(310)과 계합하는 몇 가지 요소를 포함할 수 있다. 도 1의 예에서 상부(220)는 U자형 슬롯(225)을 형성하는 (휴대용 전자 장치의 중심에 대한) 내벽(221)과 외벽(230)을 포함한다. 내벽(221)은 (도 3에 도시된) 개구(222)와 절결부(cutouts : 224)를 포함하는 연속 또는 불연속 벽일 수 있다. 절결부(224)는 케이스(100) 조립시에 케이스(110)가 브레이스(210) 및 베즐(310)과 정렬되도록 베즐(310)의 개구(334)와 (그리고 스프링(410)의 개구(414)와) 정렬될 수 있다. 일부 실시예에서 절결부(224)와 개구(334)(및 스프링(410)의 개구(414))는 케이스(100)를 고정시키는 고정구(예컨대 나사)를 수용하도록 구성될 수 있다. 슬롯(225)을 규정하는 벽(221, 230)의 표면은 베즐(310)을 슬롯(225) 내에 단단하게 수용하도록 실질적으로 완만할 수 있다.

외벽(230)은 (도 1에 도시된) 하부(212)의 최외곽 에지(214)로부터 약간 만입된(recessed) 불연속 벽일 수 있다. 외벽(230)은 자유 공간(234)으로 분리된 몇 가지 벽 요소(232)를 포함할 수 있다. 벽 요소(232) 각각은 각 벽 요소(232)로부터 하부 하우징(110) 쪽으로 그리고 케이스(100)에 내장된 전자 회로부로부터는 멀어지게 신장하는 (하부(212)에 대한) 하부 립(236)과 상부 립(238)을 포함한다. 하부 및 상부 립(236, 238)은 측벽(114)의 노치(116) 내로 신장하도록 구성될 수 있다. 하부 및 상부 립(236, 238)은 벽 요소(232)의 함몰부(240)를 규정한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 브레이스(210)는 자유 공간(234)에서 에지(214)로부터 벽 요소(232)와 나란하게 신장하는 리브(rib)(242)를 포함할 수 잇다. 리브(242)는 스프링(410)을 수용 및/또는 포획하는 U자형 밀봉체를 규정할 수 있다.

스프링(410)은 브레이스(210)를 베즐(310)에 해제가능하게 결합시키는데 사용될 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 휴대용 전자 장치의 스프링의 사시도이다. 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 스프링(410)은 베즐(310)의 형상(feature)과 일치하도록 계산된 간격으로 개구(414)가 형성되어 있는 긴 스트립(412)을 포함할 수 있다(도 6을 참조로 더 자세히 설명함). 스프링(410)은 스트립(412)을 따라 분포된 몇 개의 U자형 캔틸레버(420)를 포함한다.

스프링(410)은 브레이스(210) 내에 수용되도록 구성될 수 있다. 특히 긴 스트립(elongated strip)(412)은 스트립(412)의 일부가 리브(242) 내에 포획되도록 함몰부(recessed portion)(240) 내에 수용될 수 있다. 하부 립(236)과 상부 립(238) 간의 간격(즉, 함몰부(240)의 높이)과 스트립(412)의 폭은 스트립(412)이 립들(236, 238) 간에 (예컨대 프레스 끼움(press-fitting) 관계로) 단단하게 끼워 맞추어질 수 있도록 선택될 수 있으며, 리브(242)는 스트립(412)을 (예컨대 스트립(412)을 고정시키는 노치를 가지고) 함몰부(240)에 고정시켜 유지되도록 더 설계될 수 있다. 스프링(410)은 브레이스(210)에 인접하지 않는 측 상의 스프링(410)에 접경하는, 하부 하우징(110)의 측벽(114) 부근까지 브레이스(210) 내에 더 고정될 수 있다.

캔틸레버(420)는 캔틸레버(420)가 브레이스(210)의 자유 공간 내(234) 내에 끼워 맞추어지도록 스프링(412)을 따라 분포될 수 있다. 브레이스(210)와 스프링(410)의 끝부분도인 도 4에 도시된 바와 같이 캔틸레버(420)는 스트립(412)의 하부 에지(422)에 부착되며, 스프링(410)의 정면 또는 배면이 U자 형태를 갖도록 스트립(412)의 상부 에지(423) 쪽으로 구부러진다. 캔틸레버(420)의 팁(424)은 캔틸레버(420)에 작용하는 외력에 응답하여 탄성적으로 구부러지도록(즉, 캔틸레버 스프링으로서) 구성될 수 있는 자유 팁(free tip)이다. 예컨대 캔틸레버(420)는 베즐(310)이 하부 하우징(420)과 브레이스(210) 내로 밀어넣어 질 때에 구부러질 수 있다. 각 캔틸레버(420)는 개구(426)를 포함할 수 있다.

스프링(410)이 브레이스(210) 내에 배치되면 캔틸레버(420)는 캔틸레버(420)가 자유 공간(234)(도 1) 내에서 벽 요소(232)를 대신하도록 외벽(230)으로부터 내벽(221) 쪽으로 신장한다. 개구(426)는 베즐(310)이 스프링(410)과 계합하도록 베즐(310)의 탭 또는 돌출부(예컨대 계합 부재(336))를 수용하도록 구성될 수 있다.

베즐(310)은 케이스(100)를 조립하기 위해 하부 하우징(110) 위에 배치되도록 구성될 수 있다. 도 1 및 도 6(이하에서 더 자세히 설명됨)에 도시된 바와 같이, 베즐(310)은 케이스(100)의 외측 상면을 제공하는 베이스 구조(312)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 구조(312)의 내면(320)은 휴대용 전자 장치의 전자적 또는 기타 다른 구성요소를 지지하는 단차(322, 324)를 포함한다. 예컨대 단차(322)는 스크린(350)을 지지하도록 구성될 수 있고, 단차(324)는 반사층(352)을 지지하도록 구성될 수 있다. 내면(320)은 휴대용 전자 장치의 하나 또는 그 이상의 구성요소(예컨대 스크롤 휠(scroll wheel)과 같은 입력 구성요소)를 지지하는 임의의 적당한 형상을 포함할 수 있다.

베이스 구조(312)의 하면(326)은 실질적으로 평탄하며, 베즐(310)이 하부 하우징(110)과 계합될 때에 벽(114)의 상면(115)에 대향하여 배치되도록 구성된다. 하면(326)과 상면(115)은 모두 케이스(100)가 조립될 때에 밀접하게 접촉 상태를 유지하도록 설계될 수 있다. 예컨대 하면(326)과 상면(115)은 결합하여 꼭 끼워 맞추어지도록 구성된 상보적인 형상을 포함할 수 있다. 베즐(310)은 모든 방향(예컨대 x, y 및 z 방향)에서 매우 엄격한 공차를 허용하는 방법과 재료를 이용하여 구성될 수 있으며, 이로서 베즐(310)은 케이스(100)가 조립될 때에 확실하게 하부 하우징(110)과 동일 높이에 있도록 될 수 있다.

베이스 구조(312)의 외측면(314)은 베즐(310)이 하부 하우징(110)과 계합할 때에 측벽(114)과 동일 높이에 있도록 구성된 곡선 구조일 수 있다. 외측면(314)은 베즐(310)을 심미적으로 만족스럽게 마무리하기 위해 연마될 수 있다. 외측면(314)은 예컨대 120 또는 240개의 그릿(grit) 실리콘 카바이드를 가진 연마 디스크, 3 또는 9㎛ 다이아몬드 서스펜션을 가진 연삭(grinding) 디스크나 천(cloth), 또는 0.05㎛ 콜로이드 실리카 또는 알루미나 서스펜션을 가진 천을 포함하여 임의의 적당한 방식으로 연마될 수 있다.

부착부(330)는 베이스 구조(312)로부터 하부 하우징(110)과 브레이스(210) 쪽으로 신장한다. 부착부(330)는 하면(326)을 넘어 신장하는 벽(332)을 포함한다. 일부 실시예에서 벽(332)은 연속적이지 않고 베즐(310)의 주변을 따라 분포된 이산적인 세그먼트를 포함한다. 베즐(310)과 브레이스(210) 간을 강하게 연결하기 위하여 벽(332)은 브레이스(210)의 슬롯(225) 내에 배치되도록 구성된 부착부(330)의 구역들에서 연속할 수 있다. 부착부(330)는 브레이스(210), 베즐(310) 및 스프링(410)을 정렬하는데 도움을 주기 위하여 케이스(100) 조립시에 스프링(410)의 개구(414)와 절결부(330)와 정렬되는 복수의 개구(334)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 개구(334, 414)와 절결부(224)는 베즐(310)을 하부 하우징(110)에 고정시키는 고정구(예컨대 나사)를 수용하도록 구성될 수 있다.

슬롯(225) 내에 배치되도록 구성된 벽(332)의 구역들은 하나 또는 그 이상의 계합 부재(336)를 포함할 수 있다. 계합 부재(336)는 벽(332)으로부터 휴대용 전자 장치의 외부로 신장하는 탭 또는 그와 같은 요소일 수 있다. 각 계합 부재(336)는 캔틸레버(420)의 개구(426, 414) 중 적어도 하나와 계합하는 모난 팁(angled tip : 338)과 평탄한 탭(level tab : 340)을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 조립된 휴대용 전자 장치 케이스의 단면도이다. 베즐(310)을 브레이스(210)와 계합시키기 위하여 먼저 스프링(410)이 브레이스(210) 내에 배치되어 포획된다. 그 다음에 베즐(410)이 벽(332)이 슬롯(225) 내로 신장하도록 브레이스(210) 내로 밀어넣어 질 수 있다. 베즐(310)이 하부 하우징(110) 내로 밀어넣어지면 벽(332)이 슬롯(225) 내로 삽입되고, 계합 부재(336)는 캔틸레버(420)를 자유 공간(234) 내로 밀어넣어 슬롯(225)을 완전히 차지할 정도로 충분히 넓은 공간을 만들어낸다. 모난 팁(338)은 캔틸레버(420)에 힘을 점증적으로 가해, 베즐(310)이 하우징(110) 내로 밀어넣어짐에 따라 캔틸레버(420)를 점증적으로 편향시키도록 구성될 수 있다. 벽(332)이 슬롯(225) 내로 완전히 삽입되고 나면, 개구(426)는 (예컨대 개구(426)의 배치를 적당히 설계함으로써) 탭(340)과 정렬된다. 그러면 탭(340)은 개구(426) 내로 신장하여 캔틸레버(420)에 힘을 가하는 것을 중지하게 되고, 이에 따라 자유 공간(224) 내의 그 평형 위치로 되튀어 나온다. 그러면 탭(340)은 개구(426)와 계합하고, 탭(340)이 스프링(410)으로부터 해제되지 않는다면 벽(332)과 베즐(310)의 브레이스(210)와의 계합이 해제되는 것을 방지한다.

베즐(310)을 브레이스(210)와 하부 하우징(11)으로부터 계합해제시키기 위해서, 계합 부재(336)가 개구(426)로부터 방출되도록 캔틸레버(420)를 벽(332)으로부터 떨어져 구부러지게 하는 스프링(410)에 외력이 가해질 수 있다. 계합 부재(336)가 방출되고 나면 베즐(310)은 슬롯(225)으로부터 빠져나올 수 있다. 이 외력은 임의의 적당한 방식으로 스프링(410)에 가해질 수 있다. 예컨대 도구가 케이스(100)에 삽입되어 캔틸레버(420)와 계합하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서 캔틸레버(420)가 자기장의 존재하에 자력에 영향을 받는 재료로 만들어진 경우에는 (예컨대 자석에서 발생하는) 자기장이 계합 부재(336)의 계합을 해제하는 외력을 발생시킬 수 있다. 자기장의 존재하에 이동가능한 적당한 재료로는 예컨대 냉간 가공 304 스테인레스강이나 404 스테인레스강과 같은 페라이트 재료가 있다.

케이스(100)의 요소는 임의의 적당한 제조 공정과 임의 적당한 재료를 이용하여 제조될 수 있다. 예컨대 하부 하우징(110)은 주조(casting), 몰딩(molding)(예컨대 분말 야금 몰딩), 단조(forging), 기계적 가공(machining), 압연(rolling), 압출(extrusion), 밀링(milling) 또는 임의의 다른 적당한 제조 공정 중 하나 또는 그 이상을 이용하여 형성될 수 있다. 하부 하우징(110)은 또한 (예컨대 심미적인 만족스러운 외관을 만들기 위해) 예컨대 연마(polishing), 무두질(buffing), 마광(burnishing), 그릿(grit), 샷 또는 샌드 블래스팅(shot or sand blasting), 텀블링(tumbling), 와이어 브러싱(wire brushing), 플레임 블래스팅(flame blasting), 전기적 연마(electropolishing) 또는 하부 하우징(110)을 마무리하는데 적합한 기타 다른 공정을 포함하는 임의의 적당한 제조 공정을 이용하여 마무리될 수 있다. 하부 하우징(110)은 예컨대 알루미늄, 강철, 철 합금, 티타늄, 마그네슘, 구리 합금, 기타 금속 합금, 플라스틱, 중합체, 세라믹 또는 복합 재료와 같은 임의의 적당한 재료로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서 하부 하우징(110)은 알루미늄으로 만들어질 수 있다.

브레이스(210)와 스프링(410)은 하부 하우징(110)을 형성하는 것과 관련하여 상기 열거된 제조 공정들 중 하나 또는 그 이상을 이용하여 만들어질 수 있다. 또한 브레이스(210)와 스프링(410)은 하부 하우징(110)과 관련하여 상기 열거된 재료들 중 하나 또는 그 이상을 사용하여 만들어질 수 있다. 일 실시예에서 브레이스(210)는 마그네슘으로 만들어질 수 있으며, 스프링(410)은 스테인레스강(예컨대 404 계열 스테인레스강)으로 만들어질 수 있다.

베즐(310)도 하부 하우징(110) 형성과 관련하여 상기 열거된 제조 공정들 중 하나 또는 그 이상과 재료들 중 하나 또는 그 이상을 이용하여 만들어질 수 있다. 일 실시예에서 베즐(310)은 예컨대 304 스테인레스강과 같은 스테인레스강을 이용하여 만들어질 수 있다. 304 스테인레스강은 냉간 가공에 의해 경화될 수 있으며, 베즐(310)이 무거운 하중이나 (예컨대 휴대용 전자 장치를 떨어뜨림으로써 생기는) 충격에 잘 견딜 수 있도록 한다.

304 스테인레스강은 철과 탄소의 비자성 고용체인 오스테나이트계 강(austenitic steel)이다. 이 철과 탄소 분자는 체심 입방(BCC) 격자 구조(body-centered cubic lattice structure)를 가진 페라이트에 비해 탄소 비율이 높은 면심 입방(FCC) 격자 구조로 배열되어 있다. 오스테나이트계 강에서 탄소 원자의 밀도가 높을수록 페라이트보다 내구성이나 경도가 더 높은 재료가 된다. 오스테나이트계 강은 최대 0.15%의 탄소, 최소 16%의 크롬, 그리고 충분한 니켈 및/또는 망간을 함유하여 극저온 영역에서 합금의 용융점에 이르는 모든 온도에서 오스테나이트계 구조(즉, FCC 격자 구조)를 유지할 수 있다. 니켈 및/또는 망간이 충분히 첨가되지 않으면 FCC 격자 구조는 불안정하여 BCC 격자 구조로 되돌아 갈 수 있다(즉, 오스테나이트계 강에서 페라이트로 되돌아 갈 수 있다). 304 스테인레스강은 18% 크롬과 8% 니켈의 조성을 갖고 있는데, 흔히 18/8 스테인레스강으로 알려져 있으며 스테인레스강의 가장 일반적인 등급 중 하나이다.

어떤 금속은, 금속 내의 입자의 확산 속도와 마이크로구조 내의 냉각 속도를 제어함으로써 금속의 특성을 조작하는데 통상적으로 사용되는 열처리에 의해 그 강도가 증가될 수 있다. 그러나 304 스테인레스강과 같은 오스테나이트계 강은 열처리만으로는 강도가 증가될 수 없다. 대신에 강의 소성 변형(plastic deformation)과 강의 입자 크기 정련(refining)과 같은 2가지 다른 방법이 이용될 수 있다.

재료의 소성 변형은 재료의 비가역적 변형이다. 오스테나이트계 강의 경우에 소성 변형은 강의 결정 구조의 비가역적 변형을 일으킨다. 이 변형에 의해 결정의 격자 구조 내에 변위(dislocation)(예컨대 에지와 스큐 변위)라 불리는 불규칙성이 생긴다. (예컨대 새로운 변위의 생성이나 변위 증식에 의해) 소성 변형이 더 크게 되어 재료 내에 더 많은 변위가 생기게 되면, 인접 변위의 스트레인 필드들(strain fields)이 중첩되어 부가된 변위에 대한 재료의 내성이 점차적으로 증가한다. 이에 따라 재료는 그 강도가 더 커지게 된다. 이러한 효과는 스트레인 경화 또는 가공 경화로 알려져 있다.

소성 변형을 이용하여 재료를 경화시키는 한 가지 공정은 냉간 가공인데, 이것은 저온 내지 보통 온도에서 재료의 소성 변형으로 결과로서 재료를 경화시키는 공정이다. 냉간 가공은 예컨대 압출, 드로잉(drawing) 또는 압인 가공(coining)과 같이 저온에서 실시되는 임의의 적당한 공정에 의해 제공될 수 있다.

304 스테인레스강과 같은 오스테나이트계 강의 소성 변형은 마르텐사이트 변태(martensitic transformation)를 유발할 수 있다. 마르텐사이트 변태는 오스테나이트계 강의 오스테나이트가 마르텐사이트로 변환되는 것이다. 오스테나이트와 마르텐사이트는 그 화학적 조성이 동일하며 결정 구조도 매우 유사한데, 이 결정 구조에서 오스테나이트의 입방 구조는 마르텐사이트를 형성하는 변태를 일으키는 공정(예컨대 소성 변형이나 담금질) 중에 확산되어 나갈 시간이 없는 침입(interstitial) 탄소 원자에 의해 왜곡된다. 따라서 마르텐사이트는 탄소로 과포화된다. 이 탄소 원자에 의해 마르텐사이트 결정 구조가 연신(stretch)되며, 이에 따라 금속의 결정 격자가 연신되고 스트레인이 더 생기게 되며, 따라서 재료를 경화시키기 위한 소성 변형에 의해 유발된 변위의 스트레인 필드와 결합하는 추가적인 스트레인 필드가 더 생긴다.

소성 변형이 마르텐사이트를 형성하는데 효과적으로 되기 위해서는 이 소성 변형은 재료의 마르텐사이트 변형 온도 이하에서 일어나야 한다. 마르텐사이트 변형 온도(M_d)는 화학적 성질과 초기 입자 크기에 따라 다르므로 결정하기가 어렵고 대신에 근사치가 이용된다. 한 가지 적당한 근사치로는 M_d와 유사하게 변하는 M_d30이다. M_d30은 진변형율(trur strain)이 30%일 때에 마이크로구조 중 50%가 마르텐사이트로 변태되는 온도이다.

오스테나이트계 강에서 입자는 냉간 가공 후에 그 강을 어닐링함으로써 정련될 수 있다. 이 금속을 어닐링하면 재료 내의 결정이 재결정화되고, 핵을 이루고, 입자를 더 크게 성장시킨다. 냉간 가공에 의해 생긴 결정 격자 내의 변위는 새로운 입자가 형성됨에 따라 사라진다. 그러나 어닐링을 이용한 재결정화를 위한 변위가 지나치게 많아 실제적인지 못한 수준에서 재료가 냉간 가공될 수 있다는 점에 중요성이 있다.

어닐링된 재료는 예컨대 노(furnace)에서 냉각되는 것(즉, 완전 어닐 열처리), 공기 중에서 냉각되는 것(즉, 정상 열처리), 또는 담금질(예컨대 빠르게 냉각되는 것)을 포함하여 임의의 적당한 방식으로 냉각될 수 있다. 금속은 예컨대 오일, 물에 용해된 중합체, 물 또는 소금물에서 강제 순환된 공기 또는 가스(예컨대 질소)로 담금질될 수 있다. 담금질에 의하면 마르텐사이트가 오스테나이트계 강으로 유입되어 오스테나이트보다 더 단단하게 된다. 이 강은 마르텐사이트가 도입되도록 하기 위해 그 아공융점(eutectoid)(오스테나이트가 불안정하게 되는 온도)을 통해 재빨리 냉각되어야 한다.

재료 내의 최종 입자 크기와 분포는 어닐링 전의 냉간 가공량(예컨대 열처리 전의 강 내의 변위 수), 어닐링 온도, 금속이 노 내에 남아 있는 기간, 및 냉각 온도에 따라 다르다. 예컨대 강이 노 내에 남아 있는 시간이 길고 노 온도가 높을수록 새로운 입자는 더 많은 핵을 생성하고 변위는 더 많이 없어진다(예컨대 연성강(ductile steel)이 더 많이 생성된다). 다른 예로서 강이 그 아공융점을 통해 빠르게 냉각되면 마르텐사이트가 도입될 수 있다(예컨대 강이 강화된다).

304 스테인레스강은 심미적으로 만족스러운 표면(예컨대 베이스 구조(312)의 심미적으로 만족스러운 외측면(314))을 제공하기 위하여 연마될 수 있다. 강은 여러 가지 그릿(예컨대 시퀀스가 진행됨에 따라 더 높은 그릿)에서 일련의 연마 단계를 이용하여 연마될 수 있다.

베즐(310)(및 스프링(410))은 전술한 바와 같이 고강도를 제공하는 냉간 가공 공정을 이용하여 304 스테인레스강으로부터 제조될 수 있다. 그러나 냉간 가공은 또한 추가적인 제조 공정없이 모든 방향(예컨대 x, y 및 z 방향)에서 매우 정밀한 제약을 제공한다. 이러한 특성의 조합에 따라 냉간 가공은 베즐(310)을 제조하기 위한 바람직한 공정이 될 수 있다. 예컨대 냉간 가공은 숙련된 기계 가공 노동을 요하는 기계 가공보다 비용이 훨씬 적게 들 수 있다. 다른 예로서 냉간 가공된 금속 성분은 다이 주조 금속 성분보다 더 강하게 될 수 있는데, 이는 스테인레스강을 주조하기가 어렵기 때문이다(예컨대 합금은 강으로부터 빠져나가는 경향이 있어 구조가 더 약해지기 때문이다). 게다가 다이 주조는 정밀하지 못할 수가 있어 설계 공차 내로 컴포넌트의 크기를 조정하기 위해 주조후 기계 가공을 필요로 한다.

베즐(310)이 하부 하우징(110)과 완전히 같은 높이를 갖도록 하기 위해서 베즐(310), 스프링(410) 및 하우징(110)은 엄격한 공차로 제조될 수 있다. 특히 벽(332)과 탭(340)은 벽(332)이 슬롯(225) 내에 평평하게 끼워 맞추어지고 탭(340)이 개구들(426, 414) 중 적어도 하나와 계합하도록 정밀하게 제조될 수 있다. 또한 베즐(310)의 베이스 구조(312)의 하면(326)과 하부 하우징(110)의 벽(114)의 표면(115)은 하면(332)과 표면(115)이 동일 높이를 갖고 베즐(310)의 외측면(314)이 벽(114)의 외측면과 동일 높이를 갖도록 정밀하게 제조될 수 있다. 냉간 가공 공정을 이용하여 적어도 베즐(310)(그리고 하부 하우징(110), 브레이스(210) 및 스프링(410))을 제조하면 성분의 엄격한 공차 요건을 만족하는데 최소의 기계 가공이나 터칭만을 필요로 하는 거의 완전한 순(net) 컴포넌트를 얻게 된다.

다음의 플로우차트는 본 발명의 일부 실시예와 관련된 프로세스를 보여주기 위한 것이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 전자 장치의 케이스를 구성하는 하우징을 가진 베즐을 조립하는 예시적인 프로세스의 플로우차트이다. 프로세스(700)는 단계(702)에서 시작한다. 단계(704)에서 브레이스는 케이스의 하우징의 내면에 부착된다. 브레이스는 예컨대 접착제나 고정구를 포함하여 임의의 적당한 방식을 이용하여 부착될 수 있다. 브레이스는 스프링을 고정시키는 리브와, 베즐을 수용하는 슬롯을 포함할 수 있다. 단계(706)에서 스프링은 브레이스 내에 삽입되어 고정된다. 스프링은 리브 내에 배치되어 있도록 브레이스의 리브 내에 꼭 맞게 끼워지도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서는 단계들(704, 706)의 순서가 뒤바뀌어도 된다.

단계(708)에서 베즐은 브레이스 위에 놓이고, 베즐의 부착부의 벽은 브레이스의 슬롯 위에 정렬된다. 단계(710)에서 베즐은 벽이 브레이스의 슬롯 내로 삽입되고 베즐의 적어도 하나의 계합 부재가 스프링의 개구와 계합하도록 브레이스 내로 밀어 넣어진다. 스프링이 브레이스 및 베즐과 동시에 계합하고 나면 케이스가 조립된다. 그러면 프로세스(700)는 단계(712)에서 종료한다.

다른 실시예에서 조립 프로세스는 다음과 같이 수행될 수 있다. 스프링은 브레이스에 조립될 수 있다. 스프링/브레이스 결합은 베즐에 조립되어 스프링이 베즐과 브레이스 사이에 포획될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예들은 제한적으로가 아닌 예시적으로 제시된 것이며, 본 발명은 하기의 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims

휴대용 전자 장치를 위한 케이스로서,

하부 하우징(bottom housing);

상기 하부 하우징에 결합되도록 구성되며 슬롯을 포함하는 브레이스(brace);

상기 슬롯 내로 신장하도록 구성된 부착부(attachment portion)를 포함하는 베즐(bezel); 및

상기 부착부에 의해 상기 슬롯 내에 배치되도록 구성되며 상기 브레이스 및 상기 베즐과 동시에 계합(engage)하도록 구성된 스프링

을 포함하는 휴대용 전자 장치 케이스.
제1항에 있어서,

상기 부착부는 상기 스프링과 해제가능하게(releasably) 계합하도록 구성된 적어도 하나의 계합 부재(engaging member)를 포함하는 휴대용 전자 장치 케이스.
제1항에 있어서,

상기 브레이스는 상기 스프링과 해제가능하게 계합하기 위한 적어도 하나의 립(lip)을 포함하는 휴대용 전자 장치 케이스.
제1항에 있어서,

상기 브레이스, 스프링 및 베즐은 상기 베즐을 상기 브레이스에 고정(secure)시키는 고정구(fastener)를 수용하도록 정렬된 개구들을 포함하는 휴대용 전자 장치 케이스.
제1항에 있어서,

상기 베즐은 상기 스프링을 상기 계합 부재로부터 계합 해제(disengage)함으로써 상기 브레이스로부터 계합 해제될 수 있는 휴대용 전자 장치 케이스.
제5항에 있어서,

상기 스프링에 자력을 가함으로써 상기 스프링을 상기 계합 부재와 계합 해제할 수 있는 휴대용 전자 장치 케이스.
제1항에 있어서,

상기 하부 하우징과 상기 브레이스는 동일 높이(flush)에 있도록 구성된 휴대용 전자 장치 케이스.
제1항에 있어서,

상기 베즐은 냉간 가공 스테인레스강(cold worked stainless steel)으로 구성된 휴대용 전자 장치 케이스.
제1항에 있어서,

상기 하우징은 개인용 매체 장치와 모바일 전화 중 적어도 하나에 사용되는 휴대용 전자 장치 케이스.
휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징으로서,

평탄 플레이트(level plate); 및

상기 평탄 플레이트로부터 신장하는 측벽들

을 포함하며,

상기 측벽들의 내면은 브레이스를 수용하도록 구성되고, 상기 브레이스는 스프링을 해제가능하게 수용하도록 구성된 슬롯을 포함하고,

상기 하우징은 상기 슬롯 내에 배치된 상기 스프링과 해제가능하게 계합하도록 구성된 부착부를 포함하는 베즐을 수용하도록 구성되는

휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징.
제10항에 있어서,

상기 베즐이 상기 브레이스와 해제가능하게 계합될 때에 상기 측벽들과 상기 베즐의 외측면이 동일 높이에 있는 휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징.
제10항에 있어서,

상기 브레이스는 접착제를 이용하여 상기 측벽들의 내면에 단단히 고정되도 록 구성된 휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징.
제10항에 있어서,

상기 베즐의 상기 부착부는 상기 스프링과 계합하기 위한 적어도 하나의 계합 부재를 포함하는 휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징.
제10항에 있어서,

상기 베즐은 스테인레스강으로 구성된 휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징.
제10항에 있어서,

상기 하우징은 알루미늄으로 구성된 휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징.
제10항에 있어서,

상기 하우징은 개인용 매체 장치와 모바일 전화 중 적어도 하나에 사용되는 휴대용 전자 장치의 케이스의 하우징.
휴대용 전자 장치의 케이스를 형성하기 위해 하우징과 계합하도록 구성된 베즐로서,

실질적으로 완만한(smooth) 외측면을 포함하는 베이스 구조; 및

상기 베이스 구조로부터 신장하는 부착부

를 포함하고,

상기 부착부는,

상기 하우징 내로 신장하도록 구성되며, 상기 하우징과 계합하도록 구성된 적어도 하나의 계합 부재를 포함하는 복수의 벽; 및

고정구를 수용하기 위해 상기 하우징 내의 적어도 하나의 개구와 정렬하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하는 베즐.
제17항에 있어서,

상기 베이스 구조의 내면은 상기 휴대용 전자 장치의 하나 또는 그 이상의 구성요소를 지지하는 적어도 하나의 형상(feature)을 포함하는 베즐.
제17항에 있어서,

상기 베즐의 외측면은 상기 하우징과 동일 높이에 있도록 구성된 베즐.
제17항에 있어서,

상기 하우징은 슬롯 내에 복수의 벽을 수용하도록 구성된 브레이스를 포함하는 베즐.
제20항에 있어서,

상기 브레이스는 상기 적어도 하나의 계합 부재와 계합하도록 구성된 스프링 을 수용하는 베즐.
제17항에 있어서,

상기 베즐은 스테인레스강으로 구성된 베즐.
제17항에 있어서,

상기 베즐은 냉간 가공 스테인레스강으로 구성된 베즐.
제17항에 있어서,

상기 베즐은 개인용 매체 장치와 모바일 전화 중 적어도 하나에 사용되는 베즐.
휴대용 전자 장치용 베즐을 제조하는 방법으로서,

냉간 가공 스테인레스강으로부터 상기 베즐의 베이스 구조와 부착부를 제조하는 단계; 및

상기 베이스 구조의 외측면을 연마하는 단계

를 포함하는 휴대용 전자 장치용 베즐의 제조 방법.
제25항에 있어서,

공차 요건들(tolerance requirements)을 충족시키기 위하여 상기 베이스 구 조와 부착부 중 적어도 하나를 기계 가공(machining)하는 단계를 더 포함하는 휴대용 전자 장치용 베즐의 제조 방법.
제25항에 있어서,

상기 베이스 구조 및 상기 부착부의 제조 단계는 몰딩, 기계 가공, 압연(rolling), 압출(extrusion) 및 밀링 중 적어도 하나를 이용하여 상기 베이스 구조 및 상기 부착부를 제조하는 단계를 포함하는 휴대용 전자 장치용 베즐의 제조 방법.
제25항에 있어서,

상기 베즐의 상기 외측면의 연마 단계는 연마 디스크(abrasive disk), 연삭 디스크(grinding disk) 및 연마 천(polishing cloth) 중 적어도 하나를 이용하여 상기 베즐의 상기 외측면을 연마하는 단계를 더 포함하는 휴대용 전자 장치용 베즐의 제조 방법.
휴대용 전자 장치의 케이스를 조립(assembling)하는 방법으로서,

스프링 및 베즐을 수용하도록 구성된 브레이스를 하부 하우징에 부착하는 단계;

상기 브레이스 내에 스프링을 삽입하는 단계 - 상기 브레이스는 상기 스프링과 계합하도록 구성된 리브(rib)를 포함함 - ; 및

상기 브레이스 내에 상기 스프링과 계합하도록 구성된 적어도 하나의 계합 부재를 포함하는 베즐을 삽입하는 단계

를 포함하는 휴대용 전자 장치의 케이스의 조립 방법.
제29항에 있어서,

상기 브레이스를 하부 하우징에 부착하는 단계는 접착제와 고정구 중 적어도 하나를 이용하여 브레이스를 하부 하우징에 부착하는 단계를 더 포함하는 휴대용 전자 장치의 케이스의 조립 방법.
제29항에 있어서,

상기 브레이스 내에 스프링을 삽입하는 단계는 상기 브레이스 내에 스프링을 프레스 피팅(press-fitting)하는 단계를 더 포함하는 휴대용 전자 장치의 케이스의 조립 방법.
제29항에 있어서,

상기 스프링은 상기 베즐의 상기 적어도 하나의 계합 부재와 계합하기 위한 개구를 포함하는 휴대용 전자 장치의 케이스의 조립 방법.
제29항에 있어서,

상기 브레이스 내에 베즐을 삽입하는 단계는,

상기 브레이스의 슬롯 내에 상기 베즐의 부착부를 삽입하는 단계;

상기 부착부의 상기 적어도 하나의 계합 부재가 상기 스프링을 지나 미끄러지도록 상기 스프링을 편향(deflect)시키는 단계; 및

상기 적어도 하나의 계합 부재가 상기 스프링의 적어도 하나의 개구 내로 미끌어져 들어가고 나면 상기 스프링을 해제하는 단계

를 더 포함하는 휴대용 전자 장치의 케이스의 조립 방법.
제29항에 있어서,

상기 베즐과 상기 하우징이 동일 높이에 있게 될 때까지 상기 베즐을 상기 브레이스 내로 밀어 넣는(press) 단계를 더 포함하는 휴대용 전자 장치의 케이스의 조립 방법.
휴대용 전자 장치로서,

하우징;

평면과 주변부를 가진 평면적 표면과,

상기 평면적 표면의 평면으로부터 수직적으로 단계적으로 낮추어지며(step down) 상기 평면적 표면의 상기 주변부를 넘어 신장하는 립부(lip portion)

를 포함하는 구성 요소; 및

단차부(step portion)를 포함하는 베즐

을 포함하며,

상기 베즐이 상기 하우징에 고정될 때, 상기 전자 장치 상의 제위치에 상기 구성 요소를 고정하기 위하여 상기 단차부가 상기 립부와 계합하는 휴대용 전자 장치.
제35항에 있어서,

상기 베즐은 상기 하우징에 대해 실질적으로 동일한 높이에 놓인 휴대용 전자 장치.
제35항에 있어서,

상기 베즐은 상기 전자 장치의 균일한 주변 구조를 형성하는 휴대용 전자 장치.
제35항에 있어서,

상기 베즐은 구조적인 지지를 제공하는 휴대용 전자 장치.
제35항에 있어서,

상기 베즐은 상기 구성 요소의 주변부를 주회(circumnavigate)하는 휴대용 전자 장치.
제35항에 있어서,

상기 베즐은 금속성 외관(metallic appearance)을 갖는 휴대용 전자 장치.
제35항에 있어서,

상기 하우징과 상기 베즐 간의 결합(union)은 실질적으로 연속한 표면을 형성하는 휴대용 전자 장치.
휴대용 전자 장치로서,

상기 전자 장치의 적어도 하나의 기능을 수행하는 회로를 포함하는 하우징;

제1 평면적 표면을 포함하는 스크린; 및

상부 평면적 표면과 하부 평면적 표면을 포함하는 베즐

을 포함하며,

상기 하부 평면적 표면은 상기 하우징에 장착되고, 상기 상부 평면적 표면은 상기 제1 평면적 표면과 실질적으로 동일 평면(co-planer) 상에 있고, 상기 베즐은 상기 하우징과 비교해 시각적으로 구별되는 휴대용 전자 장치.
제42항에 있어서,

상기 베즐은 금속성 외관을 갖는 휴대용 전자 장치.
제42항에 있어서,

상기 하우징과 상기 베즐 간의 결합(union)은 실질적으로 연속한 표면을 형성하는 휴대용 전자 장치.
제42항에 있어서,

상기 베즐은 상기 전자 장치의 균일한 주변 구조를 형성하는 휴대용 전자 장치.