KR20190136887A - 전자 디바이스들을 위한 이중 컵 인클로저 - Google Patents

전자 디바이스들을 위한 이중 컵 인클로저 Download PDF

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KR20190136887A
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KR
South Korea
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wall
enclosure
housing
groove
chamber
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Application number
KR1020180116197A
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English (en)
Inventor
피터 에이. 드보락
조수아 케이. 앤더슨
마이클 에이. 푸테
크리스토퍼 제이. 파울로우스키
로스 씨. 헤이맨
Original Assignee
애플 인크.
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Abstract

전자 디바이스를 위한 인클로저는 내부에 전자 조립체를 수용하도록 구성되는 공동을 정의하는 벽을 갖는 하우징을 포함한다. 벽은 원위 말단에 형성된 텅을 포함한다. 커버는 챔버를 형성하기 위해 상단 벽 및 상단 벽으로부터 확장되는 측면 표면을 포함한다. 하우징은 챔버 내에 적어도 부분적으로 수용되고, 하우징의 텅은 챔버 내에 위치된 홈에 용접된다. 용접으로부터의 플래시는 인클로저 내에 포함되어, 어떠한 용접 플래시도 인클로저의 외부 표면 상에서 가시적이 아니다.

Description

전자 디바이스들을 위한 이중 컵 인클로저{DUAL CUP ENCLOSURE FOR ELECTRONIC DEVICES}
다른 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 5월 31일에 출원된 "DUAL CUP ENCLOSURE FOR ELECTRONIC DEVICES"에 대한 미국 가특허 출원 제62/678,684호; 및 2018년 9월 10일에 출원된 "DUAL CUP ENCLOSURE FOR ELECTRONIC DEVICES"에 대한 미국 특허 출원 제16/127,056호에 대해 우선권을 주장하며; 상기 출원들은 이로써 그 전체가 모든 목적들로 참조로 통합된다.
기술분야
설명된 실시예들은 일반적으로, 둘 이상의 컴포넌트들로 제조되고, 컴포넌트들이 함께 연결되는 미적으로 만족스럽고 균일한 인터페이스를 갖는 인클로저들에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 실시예들은 하나 이상의 전자 장치 조립체들을 수납하고 외부로부터 가시적이 아닌 용접 연결부들을 포함하는 플라스틱 인클로저들에 관한 것이다.
현재, 전자 디바이스의 사용을 용이하게 하고 미적 외관을 제공하는 외부 인클로저들을 갖는 광범위한 전자 디바이스들이 존재한다. 그러나, 종종 이러한 인클로저들은, 인클로저의 플라스틱 컴포넌트들이 함께 연결되는 하나 이상의 이음새들을 갖는다. 이음새들의 외부 외관은 대량 생산 동안 균일하게 제어하기 어려울 수 있고, 때때로 손상 및/또는 분리되기 쉬운 인클로저의 비교적 약한 영역을 생성할 수 있다. 이는, 이음새가 파괴 및 분리되면 노출될 고전압 전자 컴포넌트들을 포함하는 인클로저들에 대해 특히 문제가 될 수 있다. 제조 동안 인클로저 이음새들이 더 균일하고, 미적으로 만족스럽고, 개선된 구조적 무결성을 갖도록 하는 새로운 인클로저들 및 인클로저 컴포넌트들을 연결하기 위한 새로운 방법들이 요구된다.
본 개시내용의 일부 실시예들은 전자 디바이스들에 대한 인클로저들에 관한 것이다. 다양한 실시예들은 용접된 이음새들과 함께 연결된 둘 이상의 컴포넌트들로부터 제조된 플라스틱 인클로저들에 관한 것이다. 컴포넌트들은, 내측 컴포넌트의 텅(tongue)이 외측 컴포넌트 내의 홈에 용접되어 전체 용접 연결부가 인클로저 내에 은닉되는 네스팅된(nested) 구조물을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스에 대한 인클로저는 공동(cavity)을 정의하기 위해 바닥 벽 및 바닥 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 하우징을 포함하고, 적어도 하나의 측벽은 원위 말단부를 갖는다. 커버가 하우징에 부착되고, 커버는, 챔버를 정의하기 위해 상단 벽 및 상단 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 외측 벽 - 적어도 하나의 외측 벽은 챔버와 연통하는 애퍼처를 정의함 -, 상단 벽으로부터 챔버로 확장되는 릿지(ridge), 및 적어도 하나의 외측 벽과 릿지 사이에 정의되는 홈을 포함하고, 하우징의 적어도 일부는, 적어도 하나의 측벽의 원위 말단부가 홈과 정렬되고 그 안에 위치되도록 챔버 내에 수용된다.
일부 실시예들에서, 원위 말단부는 단차 및 릿지에 용접된다. 다양한 실시예들에서, 적어도 하나의 외측 벽의 내부 표면은 단차를 포함하고, 단차는 릿지에 대향하여 인접하게 위치되어, 단차 및 릿지는 홈을 정의한다. 일부 실시예들에서, 단차는 외측 벽의 길이를 따라 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하고, 복수의 세그먼트들의 인접한 세그먼트들은 갭(gap)에 의해 분리된다. 다양한 실시예들에서, 적어도 하나의 측벽의 대부분은 적어도 하나의 외측 벽과 평행하고 인접하다.
일부 실시예들에서, 적어도 하나의 측벽의 외측 표면은 복수의 립(rib)들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 인클로저는, 공동 내에 위치되고 인클로저의 외부 표면으로부터 확장된 복수의 전기 프롱(prong)들에 커플링되는 전자 조립체를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 전자 조립체는, 복수의 전기 프롱들을 통해 AC 전력을 수신하고 DC 전력을 외부 전자 디바이스에 공급하는 AC-DC 변환기이다. 일부 실시예들에서, 인클로저는, 외부 전자 디바이스가 전자 조립체에 전기적으로 커플링되게 하는 상단 벽에 형성된 수용 개구를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스에 대한 인클로저는 공동을 정의하기 위해 바닥 벽 및 바닥 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 하우징을 포함하고, 적어도 하나의 측벽은 원위 말단부를 갖는다. 커버가 하우징에 부착되고, 커버는, 챔버를 정의하기 위해 상단 벽 및 상단 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 외측 벽 - 적어도 하나의 외측 벽은 챔버와 연통하는 애퍼처를 정의함 -, 및 상단 벽의 내부 표면으로 확장되는 홈을 포함하고, 하우징의 적어도 일부는, 적어도 하나의 측벽의 원위 말단부가 홈과 정렬되고 그 안에 위치되도록 챔버 내에 수용된다.
일부 실시예들에서, 원위 말단부는 홈을 형성하는 한 쌍의 병렬 벽들에 용접된다. 다양한 실시예들에서, 병렬 벽들의 쌍의 적어도 하나의 벽은 홈으로 돌출하는 단차를 포함한다. 일부 실시예들에서, 단차는 병렬 벽들의 쌍의 제1 벽의 일부로서 형성되고, 단차는 홈으로 돌출하고 제1 벽의 길이를 따라 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하고, 복수의 세그먼트들의 인접한 세그먼트들은 갭에 의해 분리된다.
일부 실시예들에서, 적어도 하나의 측벽의 외측 표면은 복수의 립들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 인클로저는, 공동 내에 위치되고 인클로저의 외부 표면으로부터 확장된 복수의 전기 프롱들에 커플링되는 전자 조립체를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스를 형성하는 방법은 공동을 정의하기 위해 바닥 벽 및 바닥 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 하우징을 형성하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 측벽은 원위 말단부를 갖는다. 전자 조립체가 공동 내에 배치되고 커버가 형성된다. 커버는 챔버를 정의하기 위해 상단 벽 및 상단 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 외측 벽 - 적어도 하나의 외측 벽은 챔버와 연통하는 애퍼처를 정의함 -, 상단 벽으로부터 챔버로 확장되는 릿지, 및 적어도 하나의 외측 벽과 릿지 사이에 정의되는 홈을 포함한다. 하우징의 적어도 일부가 애퍼처를 통해 챔버로 삽입되어, 적어도 하나의 측벽의 원위 말단부는 홈과 정렬되어 그 안에 위치되고, 적어도 하나의 측벽의 원위 말단부는 적어도 하나의 외측 벽 및 릿지에 부착된다.
일부 실시예들에서, 원위 말단부는 단차 및 릿지에 초음파 용접된다. 다양한 실시예들에서, 초음파 용접으로부터 생성되는 플래시는 하우징 및 커버에 의해 형성된 인클로저 내에 완전히 포함된다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 외측 벽의 내부 표면은 단차를 포함하고, 단차는 릿지에 대향하여 인접하게 위치되어, 단차 및 릿지는 홈을 정의한다. 일부 실시예들에서, 단차는 외측 벽의 길이를 따라 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하고, 복수의 세그먼트들의 인접한 세그먼트들은 갭에 의해 분리된다.
본 개시내용의 본질 및 이점들을 더 잘 이해하기 위해, 하기의 설명 및 첨부 도면들이 참조되어야 한다. 그러나, 도면들 각각은 오직 예시의 목적으로 제공되며, 본 개시내용의 범위의 제한들에 대한 정의로서 의도되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 일반적으로, 상이한 도면들의 엘리먼트들이 동일한 참조 번호들을 사용하는 본 설명으로부터 반대로 명백하지 않는 한, 엘리먼트들은 일반적으로 기능 또는 목적에서 동일하거나 적어도 유사하다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 인클로저를 갖는 전자 디바이스의 정면 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 인클로저의 부분 분해도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 인클로저의 커버의 내부 부분의 부분 사시도이다.
도 4는 용접 공정 전에, 도 1 내지 도 3에 도시된 인클로저의 하우징과 커버 사이의 인터페이스에 대한 부분 단면도이다.
도 5는 용접 공정 이후, 도 4에 도시된 인터페이스의 부분 단면도이다.
도 6은 용접 공정 전에, 도 4에 도시된 용접 영역의 부분 단면 확대도이다.
도 7은 용접 공정 이후, 도 5에 도시된 용접 영역의 부분 단면 확대도이다.
도 8은 인클로저 내의 전자 조립체를 도시하는 도 1 내지 도 7에 도시된 전자 디바이스의 정면 사시도이다.
도 9는 도 1 내지 도 8에 도시된 인클로저의 하우징의 공동 내의 상부 사시도이다.
도 10은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 인클로저를 갖는 전자 디바이스의 상부 사시도이다.
도 11은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 인클로저를 형성하기 위한 공정을 도시하는 흐름도이다.
본 개시내용의 일부 실시예들은 컴포넌트들 사이에 형성된 이음새 또는 연결부에서 함께 연결되는 둘 이상의 플라스틱 컴포넌트들을 갖는 전자 인클로저들에 관한 것이다. 본 개시내용은 광범위한 구성들에 유용할 수 있지만, 본 개시내용의 일부 실시예들은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 미적으로 호소력 있는 외부 표면을 갖고/갖거나 인클로저가 분리되는 경우 사용자에게 위험하게 될 고전압 전자 조립체들을 인클로징하는 전자 인클로저들에 특히 유용하다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 둘 이상의 플라스틱 컴포넌트들의 연결은 초음파 용접으로 본 기술분야에 공지된 공정으로 수행될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 내측 플라스틱 컴포넌트의 텅이 외측 플라스틱 컴포넌트 내의 홈에 용접되어, 전체 용접 연결부 및 본 명세서에서 또한 "플래시"로 지칭되는 임의의 연관된 용접 잔여물이 인클로저 내에 은닉되는 네스팅된 구조물을 포함하는 초음파 용접 구성을 사용하여 연결부가 형성된다.
일부 실시예들에서, 텅은 홈의 양측에 용접되어 "이중 전단" 용접 연결부를 형성한다. 이중 전단 용접 연결부는 용접 동안 인가되는 힘들을 밸런싱하여, 응력들 및 변형이 텅의 각각의 측면 상에 동일하게 분산된다. 그 결과, 이중 전단 연결부는 연결 동안 커버 및 하우징의 더 적은 왜곡을 초래할 수 있고, 연결 공정 동안 커버 및 하우징이 왜곡되는 것을 방지하기 위한 더 적은 픽스처링(fixturing)을 요구할 수 있고, 단일 측면 전단 연결부보다 강한 연결부를 또한 형성할 수 있다. 추가로, 이중 전단 연결부는 응력들을 더 균등하게 분산시키기 때문에, 용접 공정은 대량 생산 동안 더 일관되게 제어되어 더 일관된 미적 외관을 도출할 수 있다. 추가로, 하우징 및 커버의 이중 벽 "네스팅된" 구조물은, 고전압들 및/또는 고전류들에서 동작하는 전자 조립체들을 보호하는데 유용할 수 있는 더 강한 인클로저를 도출한다. 이러한 특징들 및 다른 것들은 본 명세서에서 더 상세히 설명될 것이다.
본 개시내용에 따라 내측 컴포넌트의 텅이 외측 컴포넌트 내의 홈에 용접되는 네스팅된 구조물을 갖는 플라스틱 인클로저들의 특징들 및 양상들을 더 잘 이해하기 위해, 본 개시내용의 실시예들에 따른 전자 인클로저의 하나의 특정 구현을 논의함으로써 본 개시내용에 대한 추가적인 상황이 다음 섹션에 제공된다. 이러한 실시예들은 오직 예시를 위한 것이며, 무선 라우터들, 무선 텔레비전 디바이스들, 컴퓨터들, 시계들, 미디어 플레이어들 및 다른 디바이스들과 같은, 그러나 이에 제한되는 것은 아닌 다른 전자 디바이스들에서 다른 실시예들이 이용될 수 있다.
도 1은 인클로저(105)를 갖는 AC-DC 어댑터를 포함하는 전자 디바이스(100)의 단순화된 사시도를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 인클로저(105)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 텅 및 홈의 이중 전단 용접 연결부를 갖는 하우징(115)에 걸쳐 적어도 부분적으로 위치되고 그에 고정되는 커버(110)를 포함할 수 있다.
하우징(115)은 하우징으로부터 멀리 확장되고 AC 전력을 수신하기 위해 AC 벽 콘센트에 플러그 인되도록 구성되는 2개의 전기 프롱들(130a, 130b)을 갖는다. 도 1에 도시된 2개의 전기 프롱들(130a, 130b)은 선택된 유럽 리셉터클들과 호환가능하지만, 다른 실시예들에서는 미국, 일본 및 중국과 같은, 그러나 이에 제한되는 것은 아닌 다른 표준들과 호환가능한 상이한 구성 및/또는 수의 프롱들이 사용될 수 있다. 커버(110)는 메이팅 커넥터를 수용하도록 구성된 수용 개구(135)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 이중 전단 연결부들은 커버(110)와 하우징(115) 사이에 형성되고, 인클로저의 적어도 일부는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 이중 벽 구조물을 갖는다.
일부 실시예들에서, 인클로저(105)는, 2개의 전기 프롱들이 벽 리셉터클과 맞물리는 경우 전기 프롱들(130a, 130b)을 통해 전력(예를 들어, 120 볼트 AC)을 수신할 수 있는 AC-DC 전자 장치 조립체(140)를 감싼다. 전자 장치 조립체(140)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 리셉터클 커넥터로부터 수신된 AC 전력을 수용 개구(135)에 삽입된 메이팅 커넥터를 통해 전자 컴퓨팅 디바이스에 공급될 수 있는 DC 전력(예를 들어, 5 볼트 DC)로 변환하도록 구성될 수 있다.
도 2는 커버(110)로부터 제거된 하우징(115)의 부분 사시도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 하우징(115)은 바닥 벽(205) 및 바닥 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 측벽(225)을 포함하고, 적어도 하나의 측벽은 텅(235)을 형성하는 원위 말단부(230)를 갖는다. 원위 말단부(230)는 적어도 하나의 측벽(225)의 원위 말단(233)에 위치된다. 바닥 벽(205) 및 적어도 하나의 측벽(225)은 바닥 벽에 대향하여 위치되고 전자 조립체(140)를 수용하는 크기를 갖는 개구(240)를 갖는 공동(237)을 형성할 수 있다. 하나 이상의 정렬 특징부들(245)은 하나 이상의 측벽들(225)의 내부 표면(247) 상에 위치되어, 전자 조립체(140)를 공동(237) 내에 정렬시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 정렬 특징부들(245)은 도 2에 도시된 바와 같은 한 쌍의 병렬 릿지들을 포함할 수 있는 한편, 다른 실시예들에서는 하나 이상의 정렬 특징부들이 내부 표면(245)으로부터의 임의의 타입의 돌기 또는 내부 표면에 형성된 홈일 수 있다. 하나 이상의 종방향 립들(250)은 적어도 하나의 측벽(225)의 외측 표면(253) 상에 위치될 수 있고, 하나 이상의 횡방향 립들(255)이 또한 외측 표면(253) 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 종방향 립들(250) 및 하나 이상의 횡방향 립들(255)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 커버(110)에 대한 정렬을 제공하고 그리고/또는 인클로저(105)에 대한 강도를 추가할 수 있다.
도 2는 또한 상단 벽에 대향하여 위치된 애퍼처(도 4에서 403으로 식별됨)를 통해 하우징(115)의 적어도 일부를 수용하는 크기를 갖는 챔버(270)를 형성하기 위해 상단 벽(260) 및 상단 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 외측 벽(265)을 포함할 수 있는 커버(110)를 도시한다. 일부 실시예들에서, 커버(110)의 외측 벽(265)은 아래에서 더 상세히 도시된 바와 같이, 이중 벽 구조물을 형성하는 하우징의 적어도 하나의 측벽(225)의 상단 위에서 미끄러지도록 구성된다. 홈(도 2에는 도시되지 않음)이 커버(110)의 내부 주변부 영역 주위에 형성될 수 있고, 초음파 용접, 접착제, 용매 또는 다른 공정을 사용하여 하우징(115)의 텅(235)을 수용하고 그에 연결될 수 있다. 하나 이상의 종방향 및 횡방향 립들(250, 255)은 각각 하우징(115)의 위 및 주위에서 커버의 정렬을 보조할 수 있다. 하우징(215) 내의 수용 개구(135)는 전자 조립체(140)(도 1 참조) 내에 배치된 커넥터와 정렬하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 커버(110)는 삽입 몰딩된 또는 별개로 형성된 상단 벽(260)을 포함할 수 있다.
도 3은 커버(110)의 내부의 부분 절단 사시도를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서 커버(110)는 내부 주변부 영역(310) 주위에 형성되는 홈(305)을 포함할 수 있다. 홈(305)은 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 이중 전단 연결부를 형성하기 위해 하우징(215) 상에서 텅(235)과 메이팅하도록 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 홈(305)은 서로 이격된 단차(315) 및 릿지(317)로부터 형성된다. 일부 실시예들에서, 벽은 릿지(317) 대신에 사용될 수 있고, 상단 벽(260)의 내부 표면(325)으로부터 확장될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 홈(305)은 상단 벽(260)의 내부 표면(325)으로 형성될 수 있다. 텅(235)을 수용하는 홈(305)을 형성하기 위해 수많은 구조물들이 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 단차(315)는 적어도 하나의 외측 벽(265)의 일부로서 형성될 수 있어서, 적어도 하나의 외측 벽은 증가된 두께(예를 들어, 내부 표면에 형성된 단차)의 영역을 갖는다. 다양한 실시예들에서, 단차(315)는, 하나 이상의 리세스들(320)이 제1 벽에 형성되어 제1 벽을 세그먼트들로 분할하도록 불연속일 수 있다. 하나 이상의 리세스들(320)은 용접 공정 동안 공기가 빠져나가도록 그리고/또는 용접 잔여물 "플래시"가 축적되거나 나가도록 위치될 수 있다. 더 구체적으로, 텅(235)과 홈(305) 사이에 이중 전단 연결부가 형성될 때, 텅 및 홈 연결부 내의 공기 체적은 감소되고, 하나 이상의 리세스들(320)을 통해 빠져나가도록 허용된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 본 명세서에서 또한 갭들로 지칭되는 하나 이상의 리세스들(320)이 단차(315)에 형성되지만, 이들은 추가적으로 또는 대안적으로 릿지(317) 내에서 더 깊게 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 각각 용접 연결부 형성 이전 및 이후의 하우징(115) 및 커버(110)의 단면들을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 용접 공정 전에, 하우징(115)은 커버(110)의 챔버(270) 내에 적어도 부분적으로 위치된 애퍼처(403)를 통해 삽입되고, 텅(235)은 홈(305)에 대한 입구와 정렬된다. 다양한 실시예들에서, 홈(305)은 용접 공정이 개시되기 전에 텅이 홈(305)과 정렬하도록 텅(235)에 대한 간극 맞춤을 갖는 정렬 영역(405)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 텅(235)과 정렬 영역(405) 내의 홈(305)의 어느 한 측 사이의 간극은 20 내지 100 마이크로미터이다.
일부 실시예들에서, 횡방향 립(255)은, 커버(110)의 외측 벽(265)의 원위 말단(415)이 용접 공정 전의 (예를 들어, 하우징(115)과 대칭적으로 정렬된) 위치에 유지되도록 하우징(115) 상에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 횡방향 립(255)으로부터 하우징(410)의 에지까지의 제1 거리(425)는 1.7 내지 2.3 밀리미터이고, 이는 텅(235)의 원위 말단으로부터 홈(305)의 바닥(430)까지의 제2 거리(427)보다 작아서, 텅은 커버(110)의 원위 말단(415)과 하우징(410)의 에지 사이에서 정렬이 달성되기 전에 홈 내의 바닥에 닿지 않을 것이다.
일부 실시예들에서, 횡방향 립(255)은 외측 벽(265)의 내부 표면(440)과 접촉하도록 구성될 수 있는 한편, 다른 실시예들에서는 횡방향 립과 외측 벽의 내부 표면 사이에 갭이 존재할 수 있다. 또한 추가적인 실시예들에서, 테이프 또는 다른 재료일 수 있는 스페이서가 횡방향 립과 커버(110)의 내부 표면 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 커버(110)는 하우징(115)과 커버(110)가 도 4에 도시된 위치에 있는 경우 텅(235) 상에 안착하는 작은 영역들인 하나 이상의 용접 개시 구역들(도 4에는 도시되지 않음)을 가질 수 있다. 하우징(115)의 바닥 벽(420)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 프롱들(130a, 130b)에 커플링된 하나 이상의 전기적 연결부들을 가질 수 있다.
도 5는 용접 연결부 형성 이후 하우징(115) 및 커버(110)를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 커버(110)는 텅(235)이 홈(305)에서 실질적으로 맞물리도록 하우징(115)의 일부 위에 위치되었다. 초음파 용접을 이용하는 실시예들에서, 텅(235)의 어느 한 측면 상에 한 쌍의 용접 연결부들(510a, 510b)이 형성되었다. 용접 플래시는 홈(305)의 바닥부(525)에 모일 수 있다. 용접 동안 공기 및/또는 플래시는 홈(305)으로부터 하나 이상의 리세스들(320)을 통해 빠져나갈 수 있다(도 3 참조).
초음파 용접을 이용하는 실시예들에서, 용접 공정은 고체 상태 용접을 생성하는 압력 하에서 함께 유지되는 커버(110) 및/또는 하우징(115)에 고주파수(예를 들어, 10 ㎑ 내지 40 ㎑ 범위) 음향 진동들을 인가하는 것을 수반한다. 용접 공정 동안 커버(110) 및/또는 하우징(115)을 함께 푸시하기 위해 이들에 힘이 인가될 수 있다. 진동들은, 표면들 사이의 마찰의 결과로서 텅(235) 및 홈(305)이 서로 접촉하는 인터페이스들에서 열이 생성되게 한다. 열은 텅(235) 및 홈(305)의 국부화된 영역들이 용융되어 용접 연결부들(510a, 510b)을 형성하게 한다. 용접 연결부들(510a, 510b) 각각에서, 용접들 외부로 압출되는 플래시가 생성된다.
이러한 특정 실시예에서, 인클로저의 외부 상에서 어떠한 용접 플래시 또는 용접 변형도 볼 수 없도록, 용접 연결부들이 완전히 인클로저(105) 내에 포함되는 것을 볼 수 있다. 인클로저(105)의 외부로부터 관찰가능한 유일한 연결부는 용접되지 않은 하우징(115)과 커버(110) 사이의 갭(520)이다. 일부 실시예들에서, 인클로저의 이중 전단 용접 및 네스팅된 구조물에서의 밸런싱된 힘들로 인해, 갭(520)은 생성 동안 일관되게 제어되어, 인클로저에 대해 일관된 미적으로 만족스러운 외관을 도출할 수 있다. 인클로저(105)의 상당 부분은, 하나 이상의 측벽들(225)이 하나 이상의 외측 벽들(265)에 평행하고 그로부터 이격되어 강하고 신뢰가능한 인클로저를 형성하는 이중 벽 구조물을 갖는 것을 도 5에서 추가로 볼 수 있다.
다른 실시예들에서, 초음파 용접 이외의 공정을 사용하여 텅(235)과 홈(305) 사이에 연결부가 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 텅(235)을 홈(305)에 결합하기 위해 접착제, 아교, 용매 또는 다른 재료가 사용될 수 있다.
도 6 및 도 7은 초음파 용접 공정이 사용되는 경우, 각각 용접 연결부 형성 이전 및 이후에 하우징(115) 및 커버(110)의 확대 단면들을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 텅(235)은 홈(305)에 대한 입구와 정렬된다. 일부 실시예들에서, 홈(305)은 용접 공정이 수행되기 전에 텅이 홈과 정렬하도록 간극 맞춤 텅(235)을 갖는 정렬 영역(405)을 가질 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 텅(235)은 홈(305)에 용접되어 이중 전단 연결부를 형성하였다. 한 쌍의 용접 연결부들(510a, 510b)은 텅(235)의 어느 한 측면 상에 형성되었다. 텅(235)은 용접 공정 동안 홈(305)에 삽입되었다.
도 8은 인클로저(105) 내에 위치된 전자 조립체(140)를 도시한다. 일부 실시예들에서 전자 조립체(140)는 하나 이상의 정렬 특징부들(245)(도 2 참조)을 사용하여 하우징 내에 정렬된 기판(810)을 포함한다.
도 9는 대응하는 프롱들(130a, 130b)(도 1 참조)에 전기적으로 커플링된 종단 영역들(905a, 905b)을 도시하는 하우징(115)의 바닥 벽(205)의 내부 표면의 도면을 도시한다. 일부 실시예들에서, 종단 영역들(905)은 전기 전도성이고, AC 전력이 프롱들(130a, 130b)을 통해 수신되고 종단 영역들(905a, 905b)을 통해 전자 조립체에 커플링될 수 있도록 전자 조립체(805)(도 8 참조)와 전기 접촉한다. 전자 조립체(805)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환할 수 있고, 수신 개구(135)(도 1 참조)를 통해 액세스될 수 있는 커넥터(815)를 통해 DC 전력을 전달할 수 있다.
내측 컴포넌트의 텅과 외측 컴포넌트, 예를 들어, 도 1 내지 도 9의 용접 연결부들(510a, 510b) 내에 형성된 홈 사이에 형성되는 용접 연결부들은, 외부적으로 가시적인 플래시가 없는 이중 전단 용접 연결부가 구비된 강한 인클로저를 갖기를 원하는 경우 수많은 다른 플라스틱 컴포넌트들을 함께 연결하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 10은 예를 들어, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 수중 다이빙 디바이스로서 사용될 수 있는 전자 디바이스(1000)의 단순화된 사시도를 도시한다. 전자 디바이스(1000)는 도 1 내지 도 9에 도시된 것과 유사한 이중 전단 용접 연결부로 하우징(1015)에 연결되는 커버(1010)로부터 제조되는 인클로저(1005)를 포함할 수 있다.
용접 연결부는 도 2 및 도 3에서 앞서 상세히 설명된 바와 같은 일체형 플래시 트랩을 갖는 단일 전단 연결부를 갖는 인클로저(1005) 내에 형성될 수 있다. 이중 전단 연결부는 커버(1010) 및 하우징(1015)의 더 적은 왜곡을 초래할 수 있고, 다른 연결부들에 비해 개선된 강도를 나타낼 수 있다. 이중 전단 용접 연결부는 커버(1010) 및 하우징(1015)의 더 적은 왜곡을 초래할 수 있고, 다른 용접 연결부들에 비해 개선된 강도를 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서 용접 연결부는 외부로부터 가시적인 하우징(1015)과 커버(1010) 사이의 갭(1025)을 포함할 수 있다. 이중 전단 연결부는 대량 생산 동안 갭(1025)의 크기를 일관되게 제어하기 위해 사용되어 각각의 부분은 미적으로 일관될 수 있다.
도 10에 도시된 실시예에서, 인클로저(1005)는 디스플레이(1035)(예를 들어, 터치 디스플레이) 및 입력 버튼(1040)을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들은 상이한 사용자 인터페이스 특징부들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 인클로저(1005)는 전자 장치 조립체를 완전히 포함할 수 있기 때문에, 인클로저 내의 전자 조립체는, 인클로저(1005)를 통한 어떠한 침투들도 요구되지 않도록 별개의 유도성 충전 스테이션으로 유도적으로 충전되어, 인클로저가 액밀이 되도록 이를 완전히 밀봉할 수 있다. 추가적인 실시예들에서 인클로저(1005)는 그 안에 배터리 또는 다른 전원을 가질 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 임의의 특정 전자 디바이스로 제한되지 않는다. 본 개시내용의 실시예들은 임의의 특정 전자 디바이스로 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서 인클로저(1005)는 도 10에 도시된 것들과 상이한 컴포넌트들 및/또는 특징부들을 갖는 전자 디바이스들에 사용될 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서 인클로저(1005)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 또는 다른 타입의 컴퓨터, 시계, 무선 통신 송수신기, 무선 라우터, RFID 디바이스, 분실된 키 또는 AC-DC 어댑터를 찾기 위한 무선 활성화 태그와 같은, 그러나 이에 제한되는 것은 아닌 전자 장치 조립체들을 인클로징하기 위해 사용될 수 있다. 일례에서, 인클로저(1005)는 무선 송수신기, 재충전가능한 배터리 및 내부 배터리를 충전하기 위한 무선 충전 인터페이스를 감싸기 위해 사용될 수 있다. 인클로저는 인클로저를 통한 침투 없이 형성되어, 내부 전자 조립체는 완전히 감싸지고 물, 습기, 먼지 또는 다른 환경 오염물들로부터 보호될 수 있다.
추가적인 실시예들에서, 인클로저(1005)는 전자 디바이스를 인클로징하는 것 이외의 목적들로 사용될 수 있다. 일례에서, 인클로저(1005)는 손상 및/또는 환경에 대한 노출로부터 보호될 필요가 있는 골동품(예를 들어, 코인 또는 고대 예술품)을 위한 미적으로 호소력 있는 인클로저를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 당업자에 의해 인식될 바와 같이, 외부 표면 상에 어떠한 외부 플래시도 나타내지 않는 텅 및 홈 용접 연결부로 함께 네스팅되고 연결된 2개의 플라스틱 컴포넌트들 사이에 형성된 용접 연결부는 수많은 인클로저들에 대해 유용하다.
본 명세서에서 정의된 바와 같이, 액밀은 I.P.68 등급으로도 알려질 수 있는 국제 보호 등급(International Protection Rating) 및 국제 전기기술 위원회(International Electrotechnical Commission, IEC) 60529에 의해 정의되는 바와 같은 다음의 등급들 중 하나 이상에 부합하는 시일을 의미할 것이다. 일부 실시예들에서, 액밀 시일은 물의 해로운 유입에 대해 전자 조립체를 보호하고 1(낙수(dripping water))과 8(1 미터 초과의 침지(immersion)) 사이의 "액체 유입" 등급을 가질 것이다. 다양한 실시예에서 액밀 시일은 1(낙수)과 4(튀는 물(splashing water)) 사이로 평가되는 한편, 일부 실시예들에서 액밀 시일은 2(디바이스가 15도 기울어진 상태에서의 낙수)와 5(워터 제트(water jet)) 사이로 평가될 것이다. 다양한 실시예에서 액밀 시일은 3(물을 살포(spraying water))과 6(강력한 워터 제트) 사이로 평가되는 한편, 일부 실시예들에서 액밀 시일은 4(튀는 물)와 7(1 미터까지의 침지) 사이로 평가될 것이다. 다양한 실시예에서 액밀 시일은 5(워터 제트)와 8(1 미터 초과의 침지) 사이로 평가되는 한편, 일부 실시예들에서 액밀 시일은 시일이 30분 동안 100 피트까지의 액체 유입에 대해 전자 디바이스를 보호할 것임을 의미할 것이다.
도 11은 인클로저(도 1 내지 도 9의 105 또는 도 10의 1005)와 같은 인클로저를 제조하기 위한 방법(1100)을 도시한다. 단계(1105)에서, 하우징이 형성된다. 일 실시예에서, 하우징은 공동을 형성하기 위해 후방 벽 및 후방 벽으로부터 확장되는 하나 이상의 측벽들을 가질 수 있다. 단계(1110)에서, 전자 조립체가 공동 내에 배치된다. 단계(1115)에서, 커버가 형성된다. 커버는, 단계(1105)에서 하우징이 형성되기 전에, 그와 동시에, 또는 그 후에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 커버는 챔버를 형성하기 위해 상단 벽 및 상단 벽으로부터 확장되는 하나 이상의 외측 벽들을 포함하고, 상단 벽에 대향하여 개구가 위치된다. 단계(1120)에서, 커버는, 하우징의 텅이 챔버 내부에 위치된 홈과 정렬되도록 하우징 상에 위치된다. 단계(1125)에서, 커버와 하우징 사이에서 초음파 용접이 수행되어 이들을 하나의 인클로저로서 함께 연결한다. 용접 연결부는 홈을 형성하는 2개의 벽들과 텅 사이에 형성된 이중 전단 용접 연결부를 포함한다. 모든 용접 플래시가 인클로저 내에 포함되어, 앞서 설명된 바와 같이 어떠한 플래시도 인클로저의 외부 표면 상에서 가시적이 아니다.
전자 디바이스(100)(도 1 참조)는 하나의 특정 타입의 전자 디바이스로서 설명되고 도시되지만, 본 개시내용의 실시예들은 수많은 전자 디바이스들과 함께 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 오디오, 비디오 또는 데이터 신호들을 수신 또는 송신하는 임의의 디바이스가 본 개시내용의 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 본 개시내용의 실시예들은 특히 휴대용 전자 미디어 디바이스들과 함께 사용하기에 적합한데, 이는, 이들의 잠재적으로 작은 폼 팩터 및 미적으로 호소력 있는 인클로저들에 대한 필요성 때문이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 전자 미디어 디바이스는 인간-인지가능한 미디어를 제시하기 위해 사용될 수 있는 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 갖는 임의의 디바이스를 포함한다. 이러한 디바이스들은 예를 들어, 휴대용 뮤직 플레이어들(예를 들어, MP3 디바이스들 및 애플사의 아이팟 디바이스들), 휴대용 비디오 플레이어들(예를 들어, 휴대용 DVD 플레이어들), 셀룰러 전화들(예를 들어, 애플사의 아이폰 디바이스들과 같은 스마트 전화들), 비디오 카메라들, 디지털 스틸 카메라들, 투사 시스템들(예를 들어, 홀로그래픽 투사 시스템들), 게이밍 시스템들, PDA들 뿐만 아니라 태블릿(예를 들어, 애플사의 아이패드 디바이스들), 랩톱 또는 다른 모바일 컴퓨터들을 포함할 수 있다. 이러한 디바이스들 중 일부는 오디오, 비디오 또는 다른 데이터 또는 감각적 출력을 제공하도록 구성될 수 있다.
단순화를 위해, 다양한 내부 컴포넌트들 예를 들어, AC/DC 변환기 회로, 전력 전송 회로, 내부 커넥터들 및 전자 디바이스들(100 및 1000)(도 1 및 도 10 참조)의 다른 컴포넌트들은 도면들에 도시되지 않는다.
전술한 명세서에서, 본 개시내용의 실시예들은 구현예에 따라 변할 수 있는 많은 구체적인 상세사항들을 참조하여 기술되었다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 한다. 본 개시내용의 범주의 유일하고 배타적인 지표, 및 출원인에 의해 본 개시내용의 범주에 있는 것으로 의도된 것은, 임의의 후속하는 수정을 비롯한, 특허청구범위가 게재하는 특정 형태로 본 출원으로부터 나오는 그러한 특허청구범위의 기본적이고 등가인 범주이다. 특정 실시예들의 구체적인 상세사항들은 개시내용의 실시예들의 사상 및 범주를 벗어남없이 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
추가적으로, 공간적으로 관련된 용어들, 예컨대 "바닥" 또는 "상부" 등은, 예를 들어, 도면들에서 예시되는 바와 같이, 다른 구성요소(들) 및/또는 특징부(들)에 대한 구성요소 및/또는 특징부의 관계를 설명하는 데 사용될 수 있다. 공간적으로 관련된 용어들은 도면에 도시된 배향에 추가적으로 사용 및/또는 동작에서 디바이스의 상이한 배향들을 포함하도록 의도됨을 이해할 것이다. 예를 들어, 디바이스가 도면들에서 뒤집혀 있는 경우, "하부" 표면으로 설명된 구성요소들은 다른 구성요소들 또는 특징부들 "위에" 배향될 수 있다. 디바이스는 다른 방식으로 배향될 수 있고(예를 들어, 90도 회전 또는 다른 배향), 본 명세서에 사용되는 공간적으로 관련된 기술어들은 그에 따라 해석된다.

Claims (20)

  1. 전자 디바이스를 위한 인클로저로서,
    공동(cavity)을 정의하기 위해 바닥 벽 및 상기 바닥 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 하우징 - 상기 적어도 하나의 측벽은 원위 말단부를 가짐 -; 및
    상기 하우징에 부착된 커버를 포함하고, 상기 커버는,
    챔버를 정의하기 위해 상단 벽 및 상기 상단 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 외측 벽 - 상기 적어도 하나의 외측 벽은 상기 챔버와 연통하는 애퍼처를 정의함 -;
    상기 상단 벽으로부터 상기 챔버로 확장되는 릿지(ridge); 및
    상기 적어도 하나의 외측 벽과 상기 릿지 사이에 정의되는 홈을 포함하고, 상기 하우징의 적어도 일부는, 상기 적어도 하나의 측벽의 상기 원위 말단부가 상기 홈과 정렬되고 그 안에 위치되도록 상기 챔버 내에 수용되는, 인클로저.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원위 말단부는 단차 및 상기 릿지에 용접되는, 인클로저.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외측 벽의 내부 표면은 단차를 포함하고, 상기 단차는 상기 릿지에 대향하여 인접하게 위치되어, 상기 단차 및 상기 릿지는 상기 홈을 정의하는, 인클로저.
  4. 제2항에 있어서, 상기 단차는 상기 외측 벽의 길이를 따라 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 복수의 세그먼트들의 인접한 세그먼트들은 갭(gap)에 의해 분리되는, 인클로저.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측벽의 대부분은 상기 적어도 하나의 외측 벽과 평행하고 인접한, 인클로저.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측벽의 외측 표면은 복수의 립(rib)들을 포함하는, 인클로저.
  7. 제1항에 있어서, 상기 공동 내에 위치되고 상기 인클로저의 외부 표면으로부터 확장된 복수의 전기 프롱(prong)들에 커플링되는 전자 조립체를 더 포함하는, 인클로저.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전자 조립체는, 상기 복수의 전기 프롱들을 통해 AC 전력을 수신하고 DC 전력을 외부 전자 디바이스에 공급하는 AC-DC 변환기인, 인클로저.
  9. 제8항에 있어서, 상기 외부 전자 디바이스가 상기 전자 조립체에 전기적으로 커플링되게 하는 상기 상단 벽에 형성된 수용 개구를 더 포함하는, 인클로저.
  10. 전자 디바이스를 위한 인클로저로서,
    공동을 정의하기 위해 바닥 벽 및 상기 바닥 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 하우징 - 상기 적어도 하나의 측벽은 원위 말단부를 가짐 -; 및
    상기 하우징에 부착된 커버를 포함하고, 상기 커버는,
    챔버를 정의하기 위해 상단 벽 및 상기 상단 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 외측 벽 - 상기 적어도 하나의 외측 벽은 상기 챔버와 연통하는 애퍼처를 정의함 -; 및
    상기 상단 벽의 내부 표면으로 확장되는 홈을 포함하고, 상기 하우징의 적어도 일부는, 상기 적어도 하나의 측벽의 상기 원위 말단부가 상기 홈과 정렬되고 그 안에 위치되도록 상기 챔버 내에 수용되는, 인클로저.
  11. 제10항에 있어서, 상기 원위 말단부는 상기 홈을 형성하는 한 쌍의 병렬 벽들에 용접되는, 인클로저.
  12. 제11항에 있어서, 상기 병렬 벽들의 쌍의 적어도 하나의 벽은 상기 홈으로 돌출하는 단차를 포함하는, 인클로저.
  13. 제12항에 있어서, 상기 단차는 상기 병렬 벽들의 쌍의 제1 벽의 일부로서 형성되고, 상기 단차는 상기 홈으로 돌출하고 상기 제1 벽의 길이를 따라 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 복수의 세그먼트들의 인접한 세그먼트들은 갭에 의해 분리되는, 인클로저.
  14. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측벽의 외측 표면은 복수의 립들을 포함하는, 인클로저.
  15. 제10항에 있어서, 상기 공동 내에 위치되고 상기 인클로저의 외부 표면으로부터 확장된 복수의 전기 프롱들에 커플링되는 전자 조립체를 더 포함하는, 인클로저.
  16. 전자 디바이스를 형성하는 방법으로서,
    공동을 정의하기 위해 바닥 벽 및 상기 바닥 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 하우징을 형성하는 단계 - 상기 적어도 하나의 측벽은 원위 말단부를 가짐 -;
    상기 공동 내에 전자 조립체를 배치하는 단계;
    챔버를 정의하기 위해 상단 벽 및 상기 상단 벽으로부터 확장되는 적어도 하나의 외측 벽 - 상기 적어도 하나의 외측 벽은 상기 챔버와 연통하는 애퍼처를 정의함 -;
    상기 상단 벽으로부터 상기 챔버로 확장되는 릿지; 및
    상기 적어도 하나의 외측 벽과 상기 릿지 사이에 정의되는 홈
    을 포함하는 커버를 형성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 측벽의 상기 원위 말단부가 상기 홈과 정렬되고 그 안에 위치되도록 상기 하우징의 적어도 일부를 상기 애퍼처를 통해 상기 챔버 내에 삽입하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 측벽의 상기 원위 말단부를 상기 적어도 하나의 외측 벽 및 상기 릿지에 부착하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 원위 말단부는 단차 및 상기 릿지에 초음파 용접되는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 초음파 용접으로부터 생성되는 플래시는 상기 하우징 및 상기 커버에 의해 형성된 인클로저 내에 완전히 포함되는, 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외측 벽의 내부 표면은 단차를 포함하고, 상기 단차는 상기 릿지에 대향하여 인접하게 위치되어, 상기 단차 및 상기 릿지는 상기 홈을 정의하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 단차는 상기 외측 벽의 길이를 따라 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 복수의 세그먼트들의 인접한 세그먼트들은 갭에 의해 분리되는, 방법.
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