KR20170033570A - 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법으로서, 금속 프레임 구조물을 제조함에 있어서 기계가공 부분과 주물 제작 부분을 분리하여 기계가공을 최소화하고 생산성 및 품질을 높일 수 있는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 금속재를 가공하여 금속 프레임을 제작하는 프레임 제작단계; 및 상기 금속 프레임을 제1 금형에 삽입한 후 금속 용탕을 주입하여 상기 금속 프레임 내측에 금속 브래킷을 일체로 성형하는 금속 브래킷 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법{Manufacturing method of frame structure for portable device}
본 발명은 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법으로서, 금속 프레임 구조물을 제조함에 있어서 기계가공 부분과 주물 제작 부분을 분리하여 기계가공을 최소화하고 생산성 및 품질을 높일 수 있는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법에 관한 것이다.
스마트폰과 같은 휴대단말기는 대화면 박형화에 따른 구조 강도확보를 위해 내/외장의 금속재 적용이 증가하고 있다. 특히, 외장 부품은 사용자들이 촉각/시각적으로 바로 인지 가능한 부분이므로 심미적 기능, 감성품질 및 차별화를 위한 금속 고유의 외관/질감을 표현할 수 있는 여러 소재 및 제조방법을 적용할 수 있으나, 소재 및 제조방법에 따라 제조원가 상승 또는 외관 품질 저하 등의 한계가 있다.
일반적으로 외장 부품과 내장 금속 브래킷을 갖는 휴대단말기용 구조물을 제작할 때, 금속 가공재로 외장 프레임과 내부 구조물을 일체로 기계가공하거나, 금속 외장 프레임과 내부 금속 브래킷을 각각 별도로 제작하여 최종 조립한다. 또는 외장 프레임과 내부 금속 브래킷을 일체로 다이캐스팅(주조)하여 성형하는 방법이 있다.
그러나 금속 가공재로 외장 프레임과 내부 구조물을 일체로 기계가공할 경우, 외관 감성품질은 우수하나 높은 제조단가 및 낮은 생산성이 문제가 된다. 그리고 금속 외장 프레임과 내부 금속 브래킷을 각각 별도로 제작하여 최종 조립할 경우, 부품의 조립공정에 따른 치수공차, 접합강도 저하, 조립비용의 발생하는 문제점이 있다. 그리고 외장 프레임과 내부 브래킷을 일체로 다이캐스팅하여 성형할 경우, 제작이 용이하나 낮은 감성품질 및 신뢰성에 문제가 있다.
등록특허공보 제10-1443565호에는 종래의 금속프레임을 적용한 모바일기기의 프레임 구조가 나타나 있다. 이러한 프레임 구조는 각 부품을 별도로 제작하여 최종 조립하는 것으로, 전술한 바와 같이 부품의 조립공정에 따른 치수공차, 접합강도 저하, 조립비용의 발생하는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속 프레임 구조물을 제조함에 있어서 기계가공 부분과 주물 제작 부분을 분리하여 기계가공을 최소화하고 생산성 및 품질을 높일 수 있는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 금속재를 가공하여 금속 프레임을 제작하는 프레임 제작단계; 및 상기 금속 프레임을 제1 금형에 삽입한 후 금속 용탕을 주입하여 상기 금속 프레임 내측에 금속 브래킷을 일체로 성형하는 금속 브래킷 성형단계를 포함한다.
그리고 상기 프레임 제작단계는 상기 금속 브래킷이 형성되는 상기 금속 프레임의 내측에 제1 결합돌기와 제1 결합홈을 형성하고, 상기 제1 결합돌기는 상기 금속 브래킷 성형단계에서 상기 금속 브래킷 내부로 삽입되며, 상기 제1 결합홈에는 상기 금속 브래킷 성형단계에서 상기 금속 용탕이 침투하여 제1 삽입돌기가 형성된다.
또한, 상기 프레임 제작단계는 상기 금속 브래킷이 형성되는 상기 금속 프레임의 내측에 제1 결합돌기를 형성하고, 상기 제1 결합돌기는 상기 금속 브래킷 성형단계에서 상기 금속 브래킷 내부로 삽입되는 결합부와 상기 결합부로부터 돌출 형성되어 상기 제1 금형 내부에서 상기 금속 프레임의 결합위치를 안내하는 가이드부로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 프레임 제작단계는 상기 금속 브래킷이 형성되는 상기 금속 프레임의 내측에 제1 결합돌기 또는 제1 결합홈을 형성할 수 있다.
그리고 상기 제1 결합돌기에는 상기 금속 용탕이 침투하는 관통공이 형성된다.
또한, 본 발명의 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 상기 금속 브래킷이 일체로 형성되어 있는 상기 금속 프레임을 제2 금형에 삽입한 후 수지(resin)를 주입하여 상기 금속 프레임과 금속 브래킷 사이에 플라스틱 브래킷을 일체로 성형하는 플라스틱 브래킷 성형단계를 더 포함한다.
그리고 상기 플라스틱 브래킷이 형성되는 상기 금속 브래킷의 일면에는 제2 결합돌기 또는 제2 결합홈이 형성된다.
본 발명에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 금속재를 가공하여 금속 프레임을 제작하고, 금형에 프레임을 삽입한 후 금속 용탕을 주입하여 금속 프레임 내측에 금속 브래킷을 일체로 형성함으로써, 기계가공 및 부품 간 조립을 최소화하여 부품 간 치수공차 발생을 방지하고 결합강도를 높일 수 있으며, 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 프레임과 금속 브래킷의 결합구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 프레임과 금속 브래킷의 결합구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 금속 프레임과 금속 브래킷의 결합구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 결합돌기의 구조를 나타낸 도면.
제1 실시예
본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 프레임 제작단계, 금속 브래킷 성형단계 및 플라스틱 브래킷 성형단계를 포함한다.
프레임 제작단계는 금속재를 가공하여 금속 프레임(100)을 제작한다. 구체적으로 프레임 제작단계는 금속재를 단조, 압출 등 소성가공과 CNC가공 등 기계가공을 통해 금속 프레임(100)을 제작한다. 그리고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임 제작단계는 금속 브래킷(200)이 형성되는 금속 프레임(100)의 내측에 제1 결합돌기(110)와 제1 결합홈(120)을 각각 형성한다. 제1 결합돌기(110)는 금속 브래킷 성형단계에서 금속 브래킷(200)의 내부로 삽입되고, 제1 결합홈(120)에는 금속 브래킷 성형단계에서 금속 용탕이 침투된다. 도 2(a)는 제1 결합돌기(110)와 제1 결합홈(120)이 수평방향으로 서로 이격되어 형성되어 있으며, 도 2(b)는 제1 결합돌기(110)와 제1 결합홈(120)이 상하로 서로 이격되어 형성되어 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 금속 프레임(100)은 전파 특성 확보를 위하여 일부분이 분절된 형태로 제작될 수 있다. 이때, 금속 프레임(100) 내측에 형성되는 플라스틱 브래킷(300)의 일부가 금속 프레임(100)의 분절된 사이의 공간으로 침투하여 금속 프레임(100) 외측으로 노출되게 된다.
이러한 금속 프레임(100)을 제작하기 위한 금속재는 단조, 압출, 인발, 블랭킹, 피어싱 등 소성가공 및 CNC가공 등 기계가공이 용이한 소재를 사용할 수 있으며, 특히 양극산화 특성이 우수한 알루미늄 소재가 적합하다.
금속 브래킷 성형단계는 금속 프레임(100)을 제1 금형에 삽입한 후 금속 용탕을 주입하여 금속 프레임(100) 내측에 금속 브래킷(200)을 일체로 성형한다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 결합돌기(110)는 금속 브래킷(200)의 내부로 삽입되고, 제1 결합홈(120)에는 금속 용탕이 침투하여 제1 삽입돌기(210)가 형성된다.
금속 브래킷(200)을 성형하기 위한 금속은 프레임 구조물이 요구하는 특성과 표면처리 사양에 따라 알루미늄, 마그네슘, 아연 합금 등 다이캐스팅이 가능한 재료 중 선택하여 사용할 수 있다.
이와 같이 제1 결합돌기(110)가 금속 브래킷(200) 내부로 삽입되고 제1 삽입돌기(210)가 제1 결합홈(120)으로 삽입됨으로써, 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200)의 결합력을 높일 수 있다.
그리고 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200)을 일체로 형성한 후에는 주조작업에 따라 부가적으로 형성된 불필요한 구조물을 제거하고, 외장 및 내장의 치수확보, 언더컷, 홀가공 등 후가공을 실시한다.
플라스틱 브래킷 성형단계는 금속 브래킷(200)이 일체로 형성되어 있는 금속 프레임(100)을 제2 금형에 삽입한 후 플라스틱 수지를 주입하여 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200) 사이에 플라스틱 브래킷(300)을 일체로 성형한다.
본 발명에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물은 기본적으로 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200)을 일체로 형성하는 것으로 플라스틱 브래킷 성형단계는 필요에 따라 선택적으로 실시할 수 있다.
플라스틱 브래킷 성형단계를 통해 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200) 사이에 플라스틱 브래킷(300)을 형성할 때는, 금속 브래킷 성형단계에서 플라스틱 브래킷(300)이 형성되는 금속 브래킷(200)의 일면에 제2 결합돌기(220) 및/또는 제2 결합홈(230)을 형성한다. 이에 따라 플라스틱 성형단계에서 제2 결합돌기(220)는 플라스틱 브래킷(300) 내부로 삽입되고, 제2 결합홈(230)에는 플라스틱 수지가 침투하여 제2 삽입돌기(310)를 형성한다.
또한, 이러한 제2 결합돌기(220) 및/또는 제2 결합홈(230)은 플라스틱 브래킷(300)이 형성되는 금속 프레임(100)의 내측에 형성될 수 있으며, 금속 브래킷(200)과 플라스틱 브래킷(300)이 동시에 결합될 수도 있다.
또한, 이러한 제2 결합돌기(220) 및/또는 제2 결합홈(230)은 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200)에 모두 형성될 수도 있다.
이후, 아노다이징 등 표면처리단계를 실시한다.
제2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 프레임 제작단계, 금속 브래킷 성형단계 및 플라스틱 브래킷 성형단계를 포함한다.
프레임 제작단계는 금속 브래킷(200)이 형성되는 금속 프레임(100)의 내측에 제1 결합돌기(110)를 형성한다. 제1 결합돌기(110)는 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200)의 결합력을 높이기 위한 결합부(110a)와 제1 금형 내부에서 금속 프레임(100)의 결합위치를 안내하기 위한 가이드부(110b)로 이루어진다. 즉 결합부(110a)는 금속 프레임(100)의 내측에서 돌출되어 금속 브래킷(200)의 내부로 삽입되고, 가이드부(110b)는 결합부(110a)의 하부에서 돌출되어 금속 프레임(100)이 제1 금형에 결합되는 위치를 안내한다.
금속 브래킷 성형단계는 금속 프레임(100)을 제1 금형에 삽입한 후 금속 용탕을 주입하여 금속 프레임(100) 내측에 금속 브래킷(200)을 일체로 성형한다. 이때, 금속 용탕은 결합부(110a)를 감싸 금속 브래킷(200) 내부에 결합부(110a)가 삽입된다. 그리고 가이드부(110b)는 금속 프레임(100) 및 금속 브래킷(200)의 외부로 돌출된 상태로 유지된다. 이러한 가이드부(110b)는 플라스틱 브래킷 성형단계에서 금속 프레임(100)을 제2 금형에 삽입할 때, 제2 금형 내에서 금속 프레임(100)의 결합위치를 안내하거나 후가공 단계에서 절단하여 제거할 수 있다.
상술한 설명 외에는 제1 실시예와 동일한바 자세한 설명은 생략한다.
제3 실시예
본 발명의 제3 실시예에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은, 프레임 제작단계, 금속 브래킷 성형단계 및 플라스틱 브래킷 성형단계를 포함한다.
프레임 제작단계는 금속 브래킷(200)이 형성되는 금속 프레임(100)의 내측에 제1 결합돌기(110) 또는 제1 결합홈(120)을 형성한다. 즉 금속 프레임(100)의 내측에는 제1 결합돌기(110)와 제1 결합홈(120) 중 어느 하나만을 형성할 수 있다.
한편, 제1 결합돌기(110)는 일반적인 돌출 형상 외에, 도 4에 도시된 바와 같이 "ㅜ"자 형상, "ㄴ"자 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 결합돌기(110)에는 금속 용탕이 침투할 수 있도록 관통공(111)이 형성될 수 있다. 즉 금속 브래킷 성형단계에서 제1 금형에 금속 용탕을 주입하면 금속 용탕이 관통공(111)으로 침투하여 응고됨으로써 금속 프레임(100)과 금속 브래킷(200)의 결합력을 더욱 높일 수 있다. 이러한 관통공(111)의 구조는 제1 실시예와 제2 실시예에서도 동일하게 적용할 수 있다.
상술한 설명 외에는 제1 실시예와 동일한바 자세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 : 금속 프레임, 110 : 제1 결합돌기, 111 : 관통공, 120 : 제1 결합홈,
200 : 금속 브래킷, 210 : 제1 삽입돌기, 220 : 제2 결합돌기, 230 : 제2 결합홈,
300 : 플라스틱 브래킷, 310 : 제2 삽입돌기,

Claims (7)

  1. 금속재를 가공하여 금속 프레임을 제작하는 프레임 제작단계; 및
    상기 금속 프레임을 제1 금형에 삽입한 후 금속 용탕을 주입하여 상기 금속 프레임 내측에 금속 브래킷을 일체로 성형하는 금속 브래킷 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 제작단계는 상기 금속 브래킷이 형성되는 상기 금속 프레임의 내측에 제1 결합돌기와 제1 결합홈을 형성하고,
    상기 제1 결합돌기는 상기 금속 브래킷 성형단계에서 상기 금속 브래킷 내부로 삽입되며,
    상기 제1 결합홈에는 상기 금속 브래킷 성형단계에서 상기 금속 용탕이 침투하여 제1 삽입돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 제작단계는 상기 금속 브래킷이 형성되는 상기 금속 프레임의 내측에 제1 결합돌기를 형성하고,
    상기 제1 결합돌기는 상기 금속 브래킷 성형단계에서 상기 금속 브래킷 내부로 삽입되는 결합부와 상기 결합부로부터 돌출 형성되어 상기 제1 금형 내부에서 상기 금속 프레임의 결합위치를 안내하는 가이드부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 제작단계는 상기 금속 브래킷이 형성되는 상기 금속 프레임의 내측에 제1 결합돌기 또는 제1 결합홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 결합돌기에는 상기 금속 용탕이 침투하는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 브래킷이 일체로 형성되어 있는 상기 금속 프레임을 제2 금형에 삽입한 후 수지(resin)를 주입하여 상기 금속 프레임과 금속 브래킷 사이에 플라스틱 브래킷을 일체로 성형하는 플라스틱 브래킷 성형단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라스틱 브래킷이 형성되는 상기 금속 브래킷의 일면에는 제2 결합돌기 또는 제2 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 프레임 구조물 제조방법.
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