KR20100000706U - 인서트 사출을 이용한 마그네슘 판넬이 삽입된 전자제품특히 노트북의 케이스 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인서트 사출을 이용한 마그네슘 판넬이 삽입된 전자기기 및 노트북 케이스로서, 보다 상세하게는 전자파 차폐기능이 뛰어나고 종래의 보장재로서 사용된 스테인리스 스틸보다 무게가 가볍고 플라스틱보다 강도가 강해 휴대기기인 노트북 케이스의 보강재에 적합한 마그네슘 판넬을 인서트 사출을 이용하여 노트북 케이스에 일체로 삽입하여 별도의 후공정이 불필요한 노트북 케이스에 관한 것이다.

인서트 사출, 마그네슘 판넬, 노트북 케이스, 전자파 차폐

Description

인서트 사출을 이용한 마그네슘 판넬이 삽입된 전자제품 특히 노트북의 케이스{ELECTRONICS ESPECIALLY LAPTOP COMPUTER CASE INSERTED MAGNESIUM PANEL USING INSERT INJECTION MOLDING}

본 고안은 인서트 사출을 이용한 마그네슘 판넬이 삽입된 전자기기 및 노트북 케이스로서, 보다 상세하게는 전자파 차폐기능이 뛰어나고 종래의 보장재로서 사용된 스테인리스 스틸보다 무게가 가볍고 플라스틱보다 강도가 강해 휴대기기인 노트북 케이스의 보강재에 적합한 마그네슘 판넬을 인서트 사출을 이용하여 노트북 케이스에 일체로 삽입하여 별도의 후공정이 불필요한 노트북 케이스에 관한 것이다.

노트북 컴퓨터를 비롯한 각종 휴대 전자기기의 보급이 증가함으로써, 실생활에 있어서 편의성이 증대되었으나, 최근 각종 연구결과에서 잇달아 전자제품에서 발생하는 전자파의 유해성에 대한 논란이 끊이지 않고 있다. 특히 사람들이 일상생활에서 가장 많이 사용하는 휴대폰, MP3 플레이어, PMP 및 노트북 등의 휴대용 전자제품에서 전자파가 발생하게 된다.

전자파의 원래 명칭은 전기자기파(電氣磁氣波)로서 이것을 줄여서 전자파(電 磁波,Electromagnetic Wave)라고 부른다. 전기 및 자기의 흐름에서 발생하는 일종의 전자기 에너지이다. 전기장과 자기장이 반복하면서 파도처럼 퍼져나가기 때문에 전자파로 부른다. 전자파는 주파수(초당 파동수) 크기에 따라 주파수가 낮은 순서대로 전파(장파, 중파, 단파, 초단파, 극초단파, 마이크로파) ·적외선·가시광선(빛)·자외선·x선·감마선 등으로 구분된다. 전파는 주파수가 3000ghz (초당 3조번 진동)이하의 전자파를 말한다.

최근의 전자파 유해성 논란의 대상은 송배전 선로나 가전제품 등에서의 '극저주파'(Extremely Low Frequency: ELF)와 이동통신 단말기 사용과 기지국 시설의 증가에 따른 무선 주파수에서의 '고주파'(Radio Frequency: RF)이다. UN산하 국제암연구기구(IARC)는 99년에 전자파를 발암인자 2등급으로 분류, '발암가능성이 있는 물질'로 규정한바 있으며, 세계보건기구(WHO)에서는 1996년부터 2005년까지 1년에 약 60만불의 연구비를 사용하여, 0-300 ghz 사이의 전자파 노출에 대하여 국제적으로 일치된 기준을 마련하기 위해 건강영향평가와 환경영향평가 연구를 수행하고 있다.

전자파가 인체에 미치는 악영향으로서, 두통, 시력 저하, 백혈병, 뇌종양, 인체에 누적된 뇌파 혼란 초래, 순환계 이상, 남자 생식기능 파괴, VDP 증후군 및 안질환 유발 등 각종 질병에 영향을 미칠 수 있다고 보고되고 있다.

전자파는 생체에서 열작용·비열작용·자극작용으로 피해를 주게 되는데, 열작용이란 조직세포의 온도를 순식간에 비정상적으로 상승시켜 기능이상을 일으키거나 파괴하는 것이다. 생체에서 열작용의 피해가 가장 큰 곳은 뇌세포 등 열에 아 주 약한 조직세포와 혈관분포가 거의 없는 눈의 수정체나 고환을 비롯한 생식기이다. 비열작용이란 세포내 대사와 관련된 이온물질에 이상을 일으키고 종양세포의 억제 등 여러기능을 가진 멜라토닌이라는 호르몬의 분비 이상을 초래, 심하면 각종 암을 발생케 하는 것을 의미한다. 우리 몸의 신경 및 세포·호르몬 활동은 미세한 전기신호에 의해 조절되는데 인체가 강한 전자파에 노출될 경우 나트륨·칼륨과 같은 세포간 이온의 흐름이 교란돼 신체장애가 일어나게 된다.

따라서 이러한 전자파를 차단하는 것은 인체의 건강과 관련하여 매우 중요한 일이며, 특히 장시간 사용하는 노트북을 비롯한 전자제품에 있어서 더욱 중요하다.

본 고안의 목적은 인체에 유해한 전자파를 차단할 수 있는 전자제품의 케이스를 제공하는 것이며, 보다 바람직하게는 전자파 차폐가 가능한 노트북 케이스를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 전자파 차폐재에 있어서 탁월한 효과를 발휘하는 마그네슘 판넬(후술함)이 삽입된 노트북 케이스를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 전자파 차폐재, 보다 바람직하게는 마그네슘 판넬을 노트북 케이스와 일체로 사출하는 인서트 사출을 이용하여, 별도의 삽입 공정이 필요없고 일체로 결합되어 견고하고 이물질 삽입이 없으며 공정 단계가 줄어들게 되어 비용 감소의 효과가 탁월한 노트북 케이스를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 종래 보강재로 사용된 스테인리스 스틸보다 가벼워 휴대하기 편리하고 강도를 보강하여 뒤틀림이나 파손 우려가 적은 노트북 케이스를 제공하는 것이다.

전자파를 차단하는 차폐재, 보다 바람직하게는 마그네슘 판넬을 전자기기 및 노트북 케이스와 일체로 사출하기 위해서 인서트 사출방법이 사용된다. 노트북 케이스는 일반적으로 플라스틱재나 금속재가 많이 사용되며, 최근에는 친환경 재료로써 나무재질로 제작된 노트북이 선보였다. 상기 인서트 사출방법은 금속재나 플라스틱재에 공통으로 사용될 수 있다.

인서트 사출성형이란, 금형내에서 이질 또는 이색의 플라스틱이나 플라스틱 이외의 부품(금속, 전선, 자석 등)을 일체화시키는 사출성형방법으로 플라스틱 단독으로는 얻기 어려운 특성를 가진 성형품을 얻을 수 있으며 그 응용분야는 갈수록 광범위 해지고 있다.

특히 금속과 플라스틱이 일체화된 제품들이 주종을 이루고 있으며 이는 금속이 가진 강성, 도전성, 표면처리성등과 플라스틱의 전기 절연성, 착색성, 유연성, 강성, 가공성등을 조합하여 부가가치가 높은 제품을 만들 수 있다.

인서트 사출성형에 의해, 이재질의 조합이 가능하며 각각 재질의 장점과 결점이 보완되어 합리적인 부품구조를 얻을 수 있고, 특히 본 고안에 있어서, 금속 또는 플라스틱재질로 제작된 노트북 케이스의 복잡형상 성형성, 절연성, 가공용이성에 부가하여, 전자파 차폐 및 강도 보강용 마그네슘 판넬을 조합하게 된다. 그 결과 후공정의 조립이 간편해지고 비용절감의 효과가 있다.

또한, 사출성형에 의해 이재질이 일체화되므로 상대위치 정밀도가 좋고, 느슨해짐과 탈락 등이 없는 신뢰성 높은 부품의 제작이 가능하며, 품질과 기능의 향상 및 납기의 단축 등에 유리하다.

종래에는 각종 전자제품이나 노트북 케이스의 보강재로서 SUS(스테인리스 스틸)소재를 주로 사용하였기 때문에, 본 고안의 케이스에 비해 상대적으로 무겁고, 케이스 전면에 삽입되는 경우도 있으나 상기한 바대로 무게의 부담으로 인해 부분적으로 삽입되기도 한다. 또한 종래에는 인서트 사출보다는 후조립 방법이 많이 사용되는데, 전자제품 및 노트북 케이스를 별도로 제작하고 나중에 보강재를 끼워 넣는 방식이다.

노트북의 경우 특히 디자인의 슬림화 및 경량화로 인해 외부 케이스의 두께가 점차 박막화 되기 때문에 케이스 사출시의 뒤틀림 및 소비자의 사용 중 외부충격으로 인한 파손 등의 문제를 해결하기 위해서, 보강재의 사용은 필수적이다.

본 고안의 경우, SUS 대신 마그네슘 판넬을 사용한 인서트 사출을 통해 전자제품 및 노트북 케이스를 일체로 제작함으로써, SUS 보다 가볍고 플라스틱보다 강도가 더 뛰어난 마그네슘의 보강재로서의 장점 및 전자파 차폐기능이 뛰어나다는 장점이 있다.

마그네슘은 알루미늄이나 강에 비해 비강도(比强度) 및 비강성(比剛性)이 뛰어나며, 또한 철과 거의 반응하지 않기 때문에 금형으로부터의 전사성이 좋고 금형 수명이 긴 점에서 강성이 필요하고 형상이 복잡한 부품의 경량화에 대해 매우 유리하다.

따라서, 마그네슘 인서트 사출을 함으로써, 기존 소재보다 가볍고 외부충격에 더 강한 제품을 만들 수 있으며, 상기한 바대로 조립 공정을 줄일 수 있게 됨으로써, 시간 및 비용의 측면에서 유리하고, 별도의 전자파 차폐 수단을 추가할 필요가 없다.

상기 특성을 지닌 마그네슘 판넬을 이용하여, 마그네슘 인서트 사출을 함으로써,

인체에 유해한 전자파를 차단할 수 있는 전자제품의 케이스를 제공할 수 있 으며, 보다 바람직하게는 전자파 차폐가 가능한 노트북 케이스를 제공할 수 있다.

또한, 전자파 차폐재에 있어서 탁월한 효과를 발휘하는 마그네슘 판넬이 삽입된 전자제품 및 노트북 케이스를 제공할 수 있으며, 전자파 차폐재, 보다 바람직하게는 마그네슘 판넬을 노트북 케이스와 일체로 사출하는 인서트 사출을 이용하여, 별도의 삽입 공정이 필요없고 일체로 결합되어 견고하고 이물질 삽입이 없으며 공정 단계가 줄어들게 되어 비용 감소의 효과가 탁월한 노트북 케이스를 제공할 수 있다.

또한, 종래 보강재로 사용된 스테인리스 스틸보다 가벼워 휴대하기 편리하고 강도를 보강하여 뒤틀림이나 파손 우려가 적은 전자기기 및 노트북 케이스를 제공할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 고안을 구체적으로 설명한다.

도1은 종래의 노트북 케이스(10)의 제작 과정에 대한 개략도이다.

종래의 노트북 케이스(10)의 경우 케이스판(11)의 내측면에 보강재로서 주로 SUS가 사용되었다. 또한 제작 방법에 있어서도 인서트 사출을 이용하는 대신, 판(11)을 별도로 제작하여, 주로 후공정으로 상하판을 하나로 형성한 단일판(11)에 개재하거나 또는 판(11)을 이중으로 하여, 판과 판 사이에 개재하는 방법이 주로 사용되었다.

케이스(10)의 판(11)의 일반적인 재질은 금속 또는 플라스틱류로써, 최근에는 친환경 소재로 목재가 사용되기도 한다. 판(11)을 원하는 금형 모양으로부터 사출하여 원하는 모양을 형성한 후, 상기 판(11)의 내측면에 보강재(13)인 SUS를 개재하여 강도를 보강하고 뒤틀림, 파손을 방지하게 된다.

이 경우, SUS는 강도의 보강용으로는 적절한 재료이지만, 최근의 노트북 디자인의 경량화, 슬림화에 맞지 않는 경향이 있다. 즉, 마그네슘 등의 경금속에 비해 비중이 3배 내지 4배 가량 크기 때문에 경량화에 악영향을 끼치게 되고, 이에 대한 대응책으로서 판(11)의 전체 면을 커버하도록 판(11)의 면적과 같은 면적을 가지는 SUS를 개재하는 형태가 아닌, 단순한 강도 보강용으로서의 부분적인 SUS 개재가 일반적이었다. 따라서 보강재(13)는 판넬의 형태가 아닌 얇은 프레임의 형태를 가지는 것이 일반적이다.

보강재(13)를 개재하는 방법에 있어서도, 융착 내지 압착을 통해 일체화시키거나, 접착제 또는 피스 고정 방법을 이용하여 보강재(13)를 판(11)의 내측면에 구비하는 방법을 사용한다.

또한, 전자파를 일정 수준 이상 차단하지 않으면, 전자제품을 판매할 수 없도록 하는 현행법이 시행 중인바, EMI 표준에 적합하도록 후공정으로써, 전자파 차폐기능이 있는 마그네슘 가루를 혼입하여 케이스(10)를 만드는 방법이 주로 사용되었다.

그러나, 마그네슘 가루를 케이스(10) 사출시 혼입하거나, 개재되는 SUS에 마그네슘 가루를 흡착시켜 사용하는 방법은 전자파 차단 효과가 낮고, 별도의 공정이 더 추가된다는 단점 때문에 생산비용이 증가하고 공정과정에 더 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있다.

도2는 본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)의 제작과정을 도시한 개략도이다.

먼저, 금형 프레스 등을 이용하여 노트북 케이스(1)의 형태에 맞는 마그네슘 판넬(5)을 제작하게 된다. 마그네슘은 일반적으로 분말가루 형태로 사용되는데 이는 판재 형태의 가공이 어렵기 때문이며, 판재 형태의 가공 기술(strip casting)은 마그네슘 가공기술 중 가장 난해한 기술로, 국내에서도 2007년에서야 마그네슘 판재 가공 공장이 개설되었다. 마그네슘 판재 가공 방법은 국내특허출원 2004-0112547(2004.12.24 출원), 국내특허출원 2004-0112549 (2004.12.24 출원) 및 특허출원 2005-0129033(2005.12.23 출원)에 기재되어 있다.

본 고안의 실시예에 따라, 상기 마그네슘 판넬(5)은 순수한 마그네슘으로 제작된 판넬을 사용하며, 필요에 따라서 다른 금속과의 합금 형태로 사용될 수도 있다.

본 고안의 개략적인 제작방법은 금형을 형개한 후 금형의 하측부면에 마그네슘 판재를 장착한 후 금형을 형폐한 뒤 사출기로 원료를 주입하여 마그네슘과 사출물이 일체가 되는 것이다.

보다 구체적으로는, 마그네슘 판넬(5)을 인서트 사출 성형장치(2)의 상부형틀(7)과 하부형틀(6) 사이에서 하부형틀(6)면에 개재하고, 주입구(8)를 통해서 주입장치(9) 내의 금속 또는 플라스틱으로 구성된 주조액을 형틀에 부어 노트북 케이스(1)와 마그네슘 판넬(5)을 일체로 사출하게 된다.

이러한 과정을 통해 제작된 본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)는 상 기한 종래의 노트북 케이스(10)의 단점을 보완하여, 인체에 유해한 전자파를 차단할 수 있는 휴대용 전자제품의 케이스(1)를 제공할 수 있으며, 보다 바람직하게는 전자파 차폐가 가능한 노트북 케이스(1)를 제공할 수 있다.

또한, 전자파 차폐재에 있어서 탁월한 효과를 발휘하는 마그네슘 판넬(5)이 삽입된 노트북 케이스(1)를 제공할 수 있으며, 전자파 차폐재, 보다 바람직하게는 마그네슘 판넬(5)을 노트북 케이스(1)와 일체로 사출하는 인서트 사출을 이용하여, 별도의 삽입 공정이 필요 없고 일체로 결합 되어 견고하고 이물질 삽입이 없으며 공정 단계가 줄어들게 되어 비용 감소의 효과가 탁월한 노트북 케이스(1)를 제공할 수 있다.

또한, 종래 보강재로 사용된 스테인리스 스틸보다 가벼워 휴대하기 편리하고 강도를 보강하여 뒤틀림이나 파손 우려가 적은 노트북 케이스(1)를 제공할 수 있다.

도3은 완성된 노트북 케이스(1)의 형상을 도시한 도면이다.

노트북 케이스(1)는 인서트 사출 방법을 통해, 마그네슘 판넬(5)과 케이스 커버(4)가 일체화된 형태이다. 케이스 커버(4)의 모서리 말단부가 마그네슘 판넬(5)을 감싸는 "ㄷ"자 형태로 형성된다. 즉, 도면상에서 노트북 케이스(1)의 배면은 케이스 커버(4)로만 구성되며, 도면상에서 보이는 면에 마그네슘 판넬(5)이 개재되고, 케이스 커버(4)의 각 모서리 말단부가 마그네슘 판넬(5)을 감싸안는 형태로 형성된다.

필요에 따라서 또는 디자인 형태에 따라서, 케이스는 다양한 형태를 가질 수 있으므로, 그에 맞게 마그네슘 판넬(5)의 형태 및 노트북 케이스(1)의 형태도 본 발명의 사상에 맞는 범위 내에서 변형될 수 있다.

케이스 커버(4)와의 보다 견고한 일체화를 위해, 마그네슘 판넬(5)은 얇고 긴 형태의 슬릿(3a)을 다수 포함할 수 있으며, 마찬가지로, 보다 견고한 일체화 또는 타 부품과의 연결을 위해 판넬(5)에 작은 동공(3b)을 구비할 수 있다.

마그네슘 판넬(5)이 케이스(1)의 전체면적을 차지하도록 제작될 수 있고, 필요에 따라서 케이스(1)의 면적 중 일부만을 차지하게 할 수도 있다. 바람직하게는 케이스(1)의 전체면적의 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상을 차지하는 것이 전자파 차폐 효과 및 보강재로서의 측면에서 바람직하다.

도4는 본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)를 사용하여 완성한 노트북 완제품의 모습을 도시한 도면이다.

상기 노트북은 일반적인 노트북 이외에 UMPC 류의 미니노트북, 태블릿 PC 및 더 나아가 휴대기기인 PDA나 네비게이션 단말기를 포함하며, 노트북에 한정되는 것은 아니고, 동일한 제작과정을 거쳐서, 전자파 차단의 필요성이 있는 타 전자제품의 케이스에도 적용된다.

휴대용 노트북의 경우 일반적으로 LCD 액정이 포함된 상부;와 자판, HDD, ODD 및 각종 포트가 구비된 하부;가 서로 접히는 폴더 식으로 구성되는 것이 대부분이며, 최근 생산되고 있는 UMPC와 같은 미니노트북의 경우에도 폴더 식으로 구성되며, 휴대용 PC의 일종인 태블릿 PC나 PDA, 네비게이션 단말기의 경우에는 LCD 액정을 포함하는 일면으로 구성된다.

본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)는 상기 노트북의 상부 및 하부의 면적이 대체로 동일하기 때문에, 노트북의 상부 및 하부에 공통으로 사용될 수 있다. 또한 마그네슘의 무게가 가볍기 때문에 상하부 양쪽 모두에 개재해도 무게에 큰 영향을 미치지 않으므로, 전자파 발생을 보다 효율적으로 차단하고 전체적으로 노트북의 견고성을 높이기 위해 상기 상부 및 하부에 사용된다.

다만, 노트북의 상부와 하부 내에 삽입되는 부품 및 장치의 종류가 다르기 때문에, 상부와 하부 간에 어느 정도 차이가 발생할 수 있고, 예를 들어, 상하부면이 힌지결합하는 부분인 연결부(3c)(도3참조)가 한쪽이 오목한 형태이면 다른쪽은 볼록한 형태이기 때문에, 상부와 하부 간에 미세한 차이점이 있을 수 있다.

도5는 본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)를 이용한 노트북의 사용시 발생하는 전자파 차폐 효과를 나타내는 그래프이다. 전자파 차폐 효과는 옴(ohm, Ω) 단위로 측정되며, Ω으로 측정된 값이 낮을수록 전자파 차폐 효과가 탁월하다.

일반적으로, 휴대폰의 경우 전자파 차폐 허용 기준은 1Ω이며 1Ω보다 낮을 수록 안전하며, 본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)를 사용한 노트북의 경우 측정치가 0.3Ω으로서 허용기준치에 비해 3.3배 가량 차이를 보이며, 이는 대단히 낮은 수치이며, 장시간 노트북을 사용해도 전자파에 노출되는 양이 극히 적다.

본 고안이 전술한 실시예를 통하여 설명되었지만, 본 고안은 전술한 실시예에 국한되는 것은 아니면, 당업자라면 본 고안이 속한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서는 노트북 케이스(1)를 한정하여 제작방법 및 형태를 상술하였으나, 고안의 상세한 설명 부분, 제목 및 요약서 등에 기재된 것처럼 전자제품은 모두 전자파를 발생시키므로, 케이스를 갖는 형태의 모든 전자제품에 본 고안의 실시예에 따른 케이스를 적용시킬 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 마그네슘 판넬을 순수한 마그네슘으로 구성된 것으로만 국한하여 기재하였지만, 이 외의 경우 즉, 필요에 따라 wt%를 조절하여 합금 형태의 합금마그네슘 판넬도 가능할 것이다.

도1은 종래의 전자제품 및 노트북 케이스(10)의 제작 과정에 대한 개략도이다.

도2는 본 고안의 실시예에 따른 전자제품 및 노트북 케이스(1)의 제작과정을 도시한 개략도이다.

도3은 완성된 노트북 케이스(1)의 형상을 도시한 도면이다.

도4는 본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)를 사용하여 완성한 노트북 완제품의 모습을 도시한 도면이다.

도5는 본 고안의 실시예에 따른 노트북 케이스(1)를 이용한 노트북의 사용시 발생하는 전자파 차폐 효과를 나타내는 그래프이다.

Claims (5)

1. 한쪽 면은 금속 또는 플라스틱 재질로 된 케이스 커버로 구성되고,

   다른 면은 성형시에 인서트 사출성형장치의 금형에 직접 삽입되어 후공정 없이 상기 케이스 커버와 일체로, 상기 케이스 커버의 모서리 말단부에 의해 감싸지는 형태로 성형되는 마그네슘 판넬로 구성되고,

   상기 두 면을 포함하는 케이스를 사용하여 제작한 전자제품의 전자파 차폐율이 1Ω 이하이고,

   상기 전자제품은 노트북, 미니노트북, 태블릿PC 및 네비게이션 단말기로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 케이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 차폐율이 0.3Ω 이상 0.35Ω 이하인 것을 특징으로 하는 케이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마그네슘 판넬은 얇고 긴 형태의 슬릿을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스.
4. 제3항에 있어서, 상기 마그네슘 판넬은 작은 동공을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스.
5. 제4항에 있어서, 상기 마그네슘 판넬은 전체 케이스 면적의 일부 또는 전체를 차지하는 것을 특징으로 하는 케이스.

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