KR20180012703A - 모바일 장치용 케이스 - Google Patents

Abstract

스크린을 구비한 모바일 장치용 케이스. 케이스는 장치의 가장자리를 둘러싸도록 배열된 밴드(3, 4, 5, 6)를 포함한다. 밴드는 가요성 중합체의 외부층(10), 댐핑 재료의 내부층(12) 및 내부층과 외부층 사이의 방산 재료의 중간층(11)을 포함한다. 중간층(11)은 세 층 중 가장 단단하고, 내부층(12)은 가장 연질이다.

Description

모바일 장치용 케이스{A CASE FOR A MOBILE DEVICE}

본 발명은 스크린을 구비한 모바일 장치용 케이스에 관한 것이다.

상술한 케이스는 스마트폰 및 태블릿 장치 사용의 폭발적 증가에 따라 널리 사용되고 있다. 본 출원인은 현재 국제특허출원 WO2015/101771호에 개시된 케이스를 생산하고 있다. 이 케이스는 90A 내지 95A 사이의 쇼어 듀로미터(Shore Durometer) 경도를 갖는 TPU의 외부 재료와 내부 충격 흡수 및 댐핑(damping) 재료를 갖고, 상표명 플렉스쇼크(Flexshock; RTM)로 판매된다.　충격 흡수 재료는, 예를 들어 TPE, 점탄성 TPE, 포론(Poron) 또는 연질 TPU일 수 있으며, 바람직하게는 30A 내지 60A 사이의 쇼어 듀로미터 경도를 가져야 한다.

상술한 케이스는 2층 구조가 미적으로 아름답고 우수한 충격 보호를 제공하기 때문에 상업적으로 매우 성공적이다.

국제특허출원 WO2015/101771호는 경질 중합체가 외부층으로 사용되어 3층 구조를 생성하는 케이스를 고안한다. 다른 케이스들도 이러한 경질의 외부층을 사용한다. 경질의 외부층의 장점은 충격을 분산시킨다는 것이다. 이어서 더 연질의 내부층은 이 분산된 충격을 흡수할 수 있다. 　그러나 외부층은 스크래치 및 균열이 발생하기 쉽다. 경질의 외부 재료는 일반적으로 에너지를 흡수하지 않으며 일반적으로 케이스의 구조적 표면을 제공하기 위해 제공된다.

다른 케이스들은, 예컨대 외부 연질 재료와 내부 경질 재료를 구비한 오터박스 디펜더(Otterbox Defender)가 공지되어 있다. 내부 경질 재료는 장치의 프레임을 이루고 케이스용 경질의 쉘(shell)을 제공하는 반면,　외부 더 연질인 재료는 충격 에너지의 흡수를 제공한다. 그러나 연질 재료를 통과하여 경질 재료에 도달하는 임의의 충격 에너지는 장치로 전달된다. 경질의 내부 재료는 장치를 긁을 수 있다.

명백하게, 충격 보호는 적어도 하나의 층의 두께를 증가시킴으로써 향상될 수 있다. 그러나 얇고 가벼운 케이스가 미적으로 더 아름답고, 사용자가 휴대하기가 더 편리하며, 장치의 무선 주파수 성능에 부정적인 영향을 미치지 않으므로 훨씬 더 바람직하다.

본 발명에 따르면, 청구항 1항에 따른 케이스가 제공된다.

3개의 층의 이 배열은 댐핑 재료의 부드러운 내부층과 중간 경도를 갖는 가요성 중합체의 외부층 사이에 가장 경질의 방산층을 배치한다.　충격을 받으면 중간 경도의 외부층이 충격의 일부를 흡수하고 분산시킬 것이다. 방산 재료에 도달할 때, 충격은 밴드의 넓은 부분에 퍼져서, 국부화된 힘의 감소는 댐핑 재료에 의해 흡수될 것이다.

고속 사진 촬영은 이러한 3층 구조가 동일한 총 두께를 갖는 밴드에 대해 WO2015/101771호에 개시된 2층 밴드와 비교하여 현저하게 향상된 충격 보호를 제공함을 보여 주었다. 게다가, 경질 재료가 중간층이라는 사실은 긁힘 및 균열로부터 보호되는 한편, 내부층은 장치 자체에 쿠션을 제공하여 장치에 삽입되고 장치로부터 제거될 때 장치가 긁히지 않도록 보장한다.

최적의 성능을 위해, 방산 재료는 밴드의 원주의 상당 부분에 대해 다른 두 개의 층들 중 적어도 하나 및 바람직하게는 다른 두 개의 층 모두보다, 바람직하게는 얇다. 방산 재료는 상대적으로 경질 층이기 때문에, 지나치게 케이스의 두께 또는 질량이 증가되지 않은 채 충격력을 충분히 방산시킬 "쉘(shell)"을 효과적으로 나타내기 위해 얇게 만들어질 수 있다.

방산 재료는 바람직하게는 밴드의 상당 부분에 대해 다른 두 개의 층에 의해 완전히 둘러싸여 있다. 이렇게 하면 더 경질의 재료가 긁거나 균열시키는 것으로부터 보호될 수 있으며, 장치가 더 경질의 재료에 의해 긁히는 가능성도 감소된다. 그러나 방산 재료는 포트 및/또는 스위치가 형성되는 밴드의 영역(region)의 적어도 일부에서 밴드의 내부 면을 형성할 수 있다. 이는 케이스가 이 영역에서 더 큰 강성(rigidity)을 갖게 함으로써 케이스와 하부 포트 및/또는 스위치 사이의 보다 양호한 맞물림(engagement)을 보장한다.

일부 영역에서, 가요성 중합체는 포트 및/또는 스위치가 형성되는 밴드의 영역의 적어도 일부에서 밴드의 내부 면을 형성할 수 있다. 예를 들어 아이폰(iPhone)의 현재 디자인은 헤드폰 잭(headphone jack)용 포트, 라이트닝 커넥터(lightning connector)용 포트 및 폰의 하부 가장자리에 스피커를 가진다. 따라서 이 영역의 케이스는 밴드로 둘러싸인 다른 영역보다 더 많은 열린 영역이 있어야 하므로, 이 영역에 둘 이상의 재료를 제공하는 것은 불편하고 불필요하다.

바람직하게는, 방산 재료는 60D 내지 100D, 바람직하게는 70D 내지 90D, 보다 바람직하게는 80D 내지 90D의 쇼어 듀로미터 경도를 갖는다.

방산 재료는 바람직하게 외측으로 돌출하는 리브(rib)를 갖는다. 이들은 경질 층의 두께를 국부적으로 증가시켜 질량 또는 두께를 과도하게 증가시키지 않으면서도 강성을 증가시키는 역할을 한다. 게다가, 중간층과 외부층 사이에 양호한 결합 면을 제공한다. 유사하게, 방산 재료는 내측으로 돌출하는 리브를 가질 수 있다. 그렇다면, 바람직하게는 내측으로 돌출하는 리브보다 더 외측으로 돌출하는 리브가 있다. 이러한 내측으로 돌출하는 리브는 주로 댐핑 재료에 양호한 결합 면을 제공하기 위해 제공되지만, 방산층의 강성에는 중요한 영향을 덜 미친다.

바람직하게는 댐핑 재료는 내측으로 돌출하는 리브를 갖는다. 이는 내부층의 충격 흡수 능력을 향상시킨다. 바람직하게는, 댐핑 재료는 임의의 모서리를 포함하는 밴드의 원주의 상당 부분을 따라 연장된다. 이들은 기기가 떨어지면 충격에 가장 취약한 영역이고, 가장 먼저 영향을 받는 지점은 모서리 중 하나이다. 또한, 댐핑 재료가 포트 및/또는 스위치가 형성되는 밴드의 영역으로부터 멀리 장치의 임의의 측면을 따라 연장되는 것이 일반적으로 유익하다.

댐핑 재료는 바람직하게는 다수의 분리된 부분에 존재한다. 대조적으로, 가요성 중합체 및 방산 재료는 각각 하나의 연속적인 조각이다.

바람직하게는, 댐핑 재료는 35A 내지 80A, 바람직하게는 45A 내지 55A의 쇼어 듀로미터 경도를 갖는다. 　

케이스는 종종 4면 케이스로 지칭되는, 장치의 4개의 가장자리를 둘러싸는 단순한 밴드일 수 있다. 그러나 바람직하게는, 케이스는 배면(back)을 가지며, 밴드는 배면으로부터 멀리 연장되는 벽을 형성한다. 이것은 일반적으로 5면 케이스라고 지칭된다. 이 경우, 배면은 바람직하게 가요성 중합체로 실질적으로 제조되고, 외부층과 연속적이다. 다른 층들 중 하나, 특히 댐핑 재료의 층이 배면을 가로질러 제한된 범위까지 연장될 수도 있다. 　

바람직하게는 가요성 중합체는 80A 내지 100A, 바람직하게는 90A 내지 100A,보다 바람직하게는 90A 내지 96A의 쇼어 듀로미터를 갖는다.　

바람직하게는, 밴드는 사용시 스크린을 둘러싸는 상부 립(lip)을 가지며, 립은 외부층에서 가요성 중합체로만 형성된다. 이는 깔끔한 외관을 가진 가장자리를 제공한다.

카메라의 렌즈 영역 등을 위한 삽입(insert)와 같은 추가적인 특징이 포함될 수 있다. 그러나 바람직하게는, 전체 밴드 또는 케이스는 3개의 층을 형성하는 3개의 재료로만 제조된다. 에어 쿠션 효과를 제공하기 위해 모서리에 에어 갭(gap)이 제공될 수 있다. 그러나 3층 구조는 추가적인 공기 완충이 필요하지 않으면서 적절한 댐핑(damping)을 제공하기 때문에, 3개의 층 사이에 공기 갭이 존재하지 않는 것이 바람직하다.

본 명세서에 설명되어 있음.

본 발명에 따른 케이스의 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
　도 1은 밴드 및 케이스의 배면의 횡단면도이고, 제자리에 있는 장치의 일부분을 포함한다.
도 2는 방산 재료 층의 사시도이다.
도 3은 가요성 중합체의 외부층을 도시하는, 도 2와 유사한 사시도이다.
도 4는 완성된 케이스를 보여주는, 도 2 및 도 3과 유사한 사시도이다.
도 5는 3층 구조를 도시하는 배면에 평행한 평면에서 밴드의 길이에 따른 개략적인 단면도이다. 　

도 4에 전체적으로 도시된 케이스(1)는 배면(2), 2개의 측벽(3, 4), 바닥 벽(5) 및 상부 벽(6)을 갖는다.

예시된 케이스는 아이폰(iPhone) 6S용이지만, 원칙은 모든 스마트폰 및 태블릿 장치는 물론 e-리더기 등의 경우에도 적용된다.

본 명세서에서 설명된 원리는 장치의 가장자리를 둘러싸는 배면이 없는 밴드에 동일하게 적용되기 때문에, 배면(2)은 선택 사항이다. 대부분의 측벽 구조를 형성하는 3층 구조가 도 1 및 도 5에 도시된다. 이는 가요성 중합체의 외부층(10), 방산 재료의 중간층(11) 및 댐핑 재료의 내부층(12)을 포함한다.

가요성 중합체의 외부층(10)은 TPU, TPE 또는 실리콘일 수 있다. 배면(2)이 있는 경우, 이 재료는 배면의 대부분을 형성하지만, 다른 재료는 배면의 작은 부분으로 확장될 수 있다.

방산층(11)은 PC, ABS, PC/ABS 블렌드, 경질의 TPU 등급, 유리 및 섬유 충전 경질 열가소성 수지, 나일론, 유리 및 섬유 충전 나일론 및 유사한 재료일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 중간층에는 에어 갭이 없는 외부층(10) 내에 매립되는 복수의 외측으로 연장하는 리브(13)가 제공된다. 이러한 리브는 중간층의 강성 및 강도를 증가시키고, 과도하게 중량을 증가시키지 않으면서 경질 층의 두께를 효과적으로 증가시킨다. 중간층(11)은 또한 다수의 내측으로 돌출하는 리브(14)를 갖는다. 이들은 외측으로 돌출하는 리브(13)의 수보다 더 적으며, 이들은 내부층(12)과의 개선된 결합을 제공하기 위해 제공된다.

내부층(12)은 연질 탄성중합체, 연질 TPU, TPE, 실리콘, 발포체 등일 수 있다. 내부층(12)은 장치(D)와 접촉하도록 구성되는 다수의 내측으로 돌출하는 리브(15)를 가져, 리브를 통하는 것을 제외하고 댐핑 재료가 존재하는 영역에서 장치와 케이스 사이에 일반적으로 접촉하지 않게 한다.

밴드의 총 두께는 국제특허출원 WO2015/101771호에 기술된 바와 같이 기존에 존재하는 케이스와 호환가능한 것으로 의도된다. 따라서, 각각의 층은 0.5mm와 0.85mm 사이에 있어야 하며, 바람직하게는 2mm보다 두껍지 않다. 이 두께는 임의의 리브 또는 다른 특징을 떠나서 밴드의 일반적인 두께에 적용된다.

도 1로부터 명백한 바와 같이, 중간층(11)은 외부층(10) 및 내부층(12)에 의해 완전히 둘러싸여 있어 재료는 긁힘 및 균열로부터 보호된다. 외부층(10)은 장치(D)의 가장자리를 둘러싸는 립(lip)(15)으로 연장된다. 립 영역(15)에서, 중간층(11) 및 내부층(12)은 존재하지 않는다. 이는 이 영역에서 하나의 재료만 가시적이기 때문에 케이스에 깔끔한 외관을 보존한다.

밴드 상의 임의의 충격(I)은 초기에 감쇠되고(dampened), 외부층(10)에 의해 부분적으로 흡수된다. 외부층(10)은 특히 경질이지는 않기 때문에, 균열에 약하지 않다. 이어서, 외부층(10)에서 흡수되지 않은 에너지는 내부층(12) 내의 흡수 물질의 요구사항이 줄도록 충격을 분산시키는 중간층(11)에 의해 넓은 영역에 걸쳐 방산된다. 댐핑 재료(12)는 나머지 에너지의 대부분을 흡수한다. 이렇게 할 때, 리브(15)의 존재에 의해 도움을 받는다.

상술된 구조는 케이스의 원주의 대부분을 위한 밴드를 기술한다. 이 구조는 수용될 케이스 상에 특징이 없는 것이 바람직하다. 특히 이 구조는 장치의 네 모서리에 존재해야 하는데, 이들이 충격에 가장 취약하기 때문이다.

그러나 도 3 및 도 4에 참조 번호(20)에 의해 지정된 바와 같이 임의의 스위치 및 포트 부근에서, 상기 케이스의 단면 구조는 댐핑 재료의 내부층(12)이 부재한다는 점에서 상이하다. 이 영역에서, 중간층은 장치의 이들 부분과 접촉하는 비교적 경질의 재료가 존재하도록 가장 내부인 층을 형성한다. 이렇게 하면 하부 버튼을 보다 안정적으로 조작할 수 있도록 이 영역에서 케이스의 안정성을 유지하는 데 도움이 된다.

또한, 많은 다른 스마트폰과 마찬가지로 아이폰(iPhone)의 경우 하부 측면(5)에는 스피커, 라이트닝 커넥터 및 헤드폰 잭 소켓을 수용할 수 있는 3개의 대형 포트가 있어야 한다. 이 영역에서, 가요성 중합체의 외부층만이 존재한다. 그러나 3층 구조는 모서리에 보존된다. 　

케이스를 제작할 수 있는 여러 가지 방법이 있다.

1. 삽입 사출 과 -성형

이는 수동 로딩 프로세스이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 중간층(11)이 먼저 사출 성형될 수 있다. 이어서, 이 구성요소는 성형 코어 부품에 부착되고, 제 2 사출 성형기에 삽입되고, 여기서 외부층(10)이 과-성형되어 도 3에 도시된 서브-어셈블리를 형성한다. 이는 기계적으로 접을 수 있는 코어를 사용하여 완료되거나, 또는 서브-어셈블리는 수동으로 이형되는 경우 사용될 수 있다. 이어서 이 서브-어셈블리는 다른 코어에 투입되고, 성형기에 삽입되어 내부층(12)을 과-성형한다.

다르게는, 중간층(11)은 제 1 단계 코어로부터 제거되지 않는다. 일단 중간층(11)이 그 코어로부터 제거되지 않고 몰딩되면, 제 2 성형기에 삽입되어 외부층(10)을 과-성형한다.

2. 삽입 과 -성형을 사용한 멀티-샷 사출 성형

이 방법은 중간층(11) 및 외부층(10)을 중간층(11)은 제 1 샷이고, 외부층(10)은 제 2 샷인 2-샷 사출 성형법으로 성형하는 반-자동법이다. 기계적으로 접을 수 있는 코어는, 서브-어셈블리가 수동으로 제거할 수 있는 경우 사용될 수 있다. 서브 어셈블리는 다른 코어에 투입되고, 성형기에 삽입되어 내부층(12)을 과-성형한다. 　

3. 멀티-샷 사출 성형

이것은 두 개의 작동법으로 완전히 자동화된 프로세스이다.

우선, 중간층(11)과 외부층(10)은 중간층(11)이 제 1 샷이고, 외부층(10)이 제 2 샷인 3-샷 사출 성형으로 성형된다. 기계적으로 접을 수 있는 코어가 수축되고 로봇/컴퓨터 제어된 팔이 서브 어셈블리를 픽업(pick up)하고, 성형 구성요소를 제 2 사출 성형 기계로 이송하며, 여기서 서브 어셈블리는 다른 접을 수 있는 코어에 삽입되어 내부층(12)을 과-성형한다. 이 방법은 완전히 자동화되지만, 3단계 공정에서 사출 성형 재료에 보다 복잡한 기계를 필요로 한다.

Claims (22)

1. 스크린을 구비한 모바일 장치용 케이스로서, 상기 케이스는 모바일 장치의 가장자리를 둘러싸도록 배열된 밴드를 포함하고, 상기 밴드는 가요성 중합체의 외부층, 댐핑(damping) 재료의 내부층 및 상기 내부층 및 외부층 사이의 방산 재료의 중간층을 포함하고, 여기서 중간층은 3개의 층 중에서 가장 경질이고 내부층은 가장 연질인 것인 스크린을 구비한 모바일 장치용 케이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   방산 재료는 밴드의 원주의 상당 부분(a substantial portion)에 대하여 다른 두 층들 중 적어도 하나보다 얇은 것인 케이스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   방산 재료는 밴드의 원주의 상당 부분에 대하여 다른 두 층들 모두보다 더 얇은 것인 케이스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   방산 재료는 밴드의 상당 부분에 대해 2개의 다른 층에 의해 완전히 둘러싸인 것인 케이스.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   방산 재료는 포트 및/또는 스위치가 형성되는 밴드의 영역 중 적어도 일부에서 밴드의 내부 면을 형성하는 것인 케이스.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   가요성 중합체는 포트 및/또는 스위치가 형성되는 밴드의 영역 중 적어도 일부에서 밴드의 내부 면을 형성하는 것인 케이스.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   방산 재료는 60D 내지 100D, 바람직하게는 70D 내지 90D, 보다 바람직하게는 80D 내지 90D의 쇼어 듀로미터(Shore Durometer) 경도를 갖는 것인 케이스.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   방산 재료는 외측으로 돌출하는 리브(rib)를 갖는 것인 케이스.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   방산 재료는 내측으로 돌출하는 리브를 갖는 것인 케이스.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    내측으로 돌출하는 리브보다 외측으로 돌출하는 리브가 더 많은 것인 케이스.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    댐핑 재료는 내측으로 돌출하는 리브를 갖는 것인 케이스.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    댐핑 재료는 임의의 모서리를 포함하는 밴드의 원주의 상당 부분을 따라 확장하는 것인 케이스.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    댐핑 재료는 다수의 분리된 부분에 존재하는 것인 케이스.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가요성 중합체 및 방산 재료는 각각 단일 연속 조각인 것인 케이스.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    댐핑 재료는 35A 내지 80A, 바람직하게는 45A 내지 55A의 쇼어 듀로미터 경도를 갖는 것인 케이스.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    케이스는 배면을 가지며, 밴드는 배면으로부터 멀리 연장되는 벽을 형성하는 것인 케이스.
17. 제 16 항에 있어서,
    배면은 실질적으로 가요성 중합체로 제조되고, 외부층과 연속되는 것인 케이스.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가요성 중합체는 80A 내지 100A, 바람직하게는 90A 내지 100A, 보다 바람직하게는 90A 내지 96A의 쇼어 듀로미터를 갖는 것인 케이스.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    밴드는 사용시 스크린을 둘러싸는 상부 립(lip)을 가지며, 립은 가요성 중합체로만 형성되는 것인 케이스.
20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전체 밴드는 3개의 층을 형성하는 3개의 재료로만 제조되는 것인 케이스.
21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전체 케이스는 3개의 층을 형성하는 3개의 재료로만 제조되는 것인 케이스.
22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    3개의 층 사이에 에어 갭(gap)이 존재하지 않는 것인 케이스.
    

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