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KR101966204B1 - 자석 부착 모듈 및 이의 제조방법과 상기 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스 - Google Patents

자석 부착 모듈 및 이의 제조방법과 상기 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스 Download PDF

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KR101966204B1
KR101966204B1 KR1020170127523A KR20170127523A KR101966204B1 KR 101966204 B1 KR101966204 B1 KR 101966204B1 KR 1020170127523 A KR1020170127523 A KR 1020170127523A KR 20170127523 A KR20170127523 A KR 20170127523A KR 101966204 B1 KR101966204 B1 KR 101966204B1
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오춘택
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주식회사 노바텍
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Abstract

본 발명은 태블릿 PC, 휴대 단말기 등의 휴대 기기의 보호 케이스에 내장되어 해당 보호 케이스의 커버가 접힐 경우 접힌 커버면들끼리 부착되도록 하는 데에 사용되는 자석 부착 모듈 및 이의 제조방법과, 상기 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스에 대한 것이다.

Description

자석 부착 모듈 및 이의 제조방법과 상기 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스{MAGNET-ATTACHED MODULE, PRODUCTION METHOD THEREOF, AND SHIELD CASE FOR PORTABLE DEVICE COMPRING THE MAGNET-ATTACHED MODULE}
본 발명은 태블릿 PC, 휴대 단말기 등의 휴대 기기의 보호 케이스에 내장되어 해당 보호 케이스의 커버가 접힐 경우 접힌 커버면들끼리 부착되도록 하는 데에 사용되는 자석 부착 모듈 및 이의 제조방법과, 상기 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스에 관한 것이다.
최근 들어 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 휴대 전자기기의 사용이 급증하고 있으며, 휴대 전자기기의 파손이나 긁힘 등의 손상을 방지하기 위한 보호 케이스의 수요 또한 증대되고 있다.
일반적으로, 보호 케이스는 전면 커버와 후면 커버를 포함하며, 각각의 커버는 외피와 내피, 그리고 외피와 내피 사이에 삽입되는 보강 플레이트를 포함하여 이루어진다. 이때, 커버의 개폐를 용이하게 하기 위해, 전면 커버와 후면 커버가 자력에 의해 서로 탈부착되게끔 구성되는데, 전면 커버와 후면 커버 내부에 각각 개재되는 보강 플레이트의 일측에 영구자석이 삽입된다.
최근에는 전면 커버 또는 후면 커버의 일부를 절곡시켜 휴대 전자기기를 거치할 수 있는 보호 케이스가 제시되고 있다. 이때, 절곡된 부분을 거치대의 형상으로 유지시키기 위해, 보강 플레이트에 영구자석이 삽입되고 있다.
구체적으로, 종래에는 보강 플레이트에 관통홀을 형성하여, 상기 관통홀 내부에 영구 자석을 삽입하였다. 그러나, 관통홀에 삽입되는 영구 자석은 보강 플레이트의 사용시 보강 플레이트로부터 이탈되었고, 이로 인해 보호 케이스의 수명이 저하되었다.
본 발명의 목적은 내부에 삽입된 자성 부재의 이탈을 방지하면서, 경량화, 고경도 및 고강도의 자석 부착 모듈 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일례는 복수의 자성 부재; 복수의 오목 홈부를 포함하며, 상기 복수의 오목 홈부 각각의 내부에 상기 자성 부재가 안착되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트와 복수의 자성 부재 상부에 적층된 제1 커버 플레이트; 및 상기 지지 플레이트의 하부에 적층된 제2 커버 플레이트를 포함하고, 상기 지지 플레이트, 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트는 각각 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있되, 상기 지지 플레이트는 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트보다 비중이 작은 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있는 자석 부착 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 휴대 기기가 장착되는 케이스 본체; 및 상기 케이스 본체의 일 측면과 연결되며, 상기 휴대 기기의 화면을 보호하는 케이스 커버를 포함하고, 상기 케이스 커버는 내부에 내장된 전술한 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스를 제공한다.
선택적으로, 상기 케이스 본체는 내부에 내장된 전술한 자석 부착 모듈을 포함할 수 있다.
또, 본 발명의 일례는 (S100) 지지 플레이트를 준비하는 단계; (S200) 상기 지지 플레이트에 복수의 오목 홈부를 형성하는 단계; (S300) 상기 복수의 오목 홈부 각각에 자성부재를 삽입하는 단계; 및 (S400) 상기 지지 플레이트와 자성 부재의 상부와, 상기 지지 플레이트의 하부에 각각 제1 및 제2 커버 플레이트를 적층하고 가열 압착 또는 접착하는 단계를 포함하고, 상기 지지 플레이트와 상기 제1 커버 플레이트, 제2 커버 플레이트는 각각 고분자 또는 프리프레그(prepreg)로 형성되되, 상기 지지 플레이트는 상기 제1 커버 플레이트, 제2 커버 플레이트보다 비중이 작은 고분자 또는 프리프레그로 형성되는, 자석 부착 모듈의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 오목 홈부를 갖는 지지 플레이트와 상기 지지 플레이트보다 비중이 높은 제1 및 제2 커버 플레이트를 포함함으로써, 자성 부재의 이탈을 방지하면서, 경량화, 고경도 및 고강도를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 자석 부착 모듈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일례에 따른 자석 부착 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일례에 따른 자석 부착 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 자석 부착 모듈의 제조공정을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일례에 따른 자석 부착 모듈의 제조공정을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보호 케이스에 휴대 기기가 장착되는 모습을 나타낸 사시도로서, 케이스 커버에 내장된 자석 부착 모듈의 배치 상태를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 자석 부착 모듈의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 일례에 따른 자석 부착 모듈의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 일례에 따른 자석 부착 모듈의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 자석 부착 모듈(100)은 휴대 기기 보호 케이스에 내장되는 것으로, 복수의 자성 부재(110), 지지 플레이트(120), 제1 커버 플레이트(130) 및 제2 커버 플레이트(140)를 포함한다.
이때, 상기 지지 플레이트(120)와 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)는 각각 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있다. 다만, 본 발명에서는 상기 지지 플레이트(120)가 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)보다 비중이 작은 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있다. 이로써, 본 발명의 자석 부착 모듈은 제조 효율이 향상될 수 있고, 자성 부재의 이탈을 방지하면서, 경량화 및 고경도를 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 자석 부착 모듈(100)의 각 구성에 대하여 설명한다.
(1) 복수의 자성 부재
본 발명에 따른 자성 부재(110)는 실제 케이스 커버(300)를 휴대 기기의 화면 부위(1a)나 또는 케이스 본체(200)에 탈부착시키는 부분이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 1개 또는 복수의 자성 부재(110)는 지지 플레이트(120)에 배치됨과 동시에 제1 커버 플레이트에 의해 이탈이 방지될 수 있다.
구체적으로, 복수의 자성 부재(110)는 복수의 오목 홈부(121, 121a, 121b) 내부에 각각 안착(삽입)되어 지지 플레이트(231)에 고정될 수 있고, 이때 필요에 따라 오목 홈부의 내부에 접착제나 점착제를 도포하여 오목 홈부에 접착(점착)되어 고정될 수 있다. 또, 상기 자성 부재(110)는 오목 홈부 내에 안착(삽입)된 상태로 지지 플레이트의 상부에 배치된 제1 커버 플레이트에 의해서 압착 또는 접착되어 있기 때문에, 종래와 달리 별도의 접착제나 점착제 없이도 지지 플레이트로부터 이탈이 방지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 자석 부착 모듈은 종래와 달리, 자성 부재의 이탈 현상이 발생하지 않으며, 또 접착제나 점착제의 누설로 인한 자성 부재의 표면 오염이나 비(非)평탄화를 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 자석 부착 모듈은 자성 부재(110)가 오목 홈부(121, 121a, 121b)에 안착(삽입)됨과 동시에 제1 커버 플레이트에 의해 압착 또는 접착됨에 따라, 자성 부재에 외력이 가해지더라도, 별도의 접착제나 점착제 없이도 지지 플레이트로부터 이탈이 방지될 수 있다.
보호 케이스의 외력 등에 자성부재의 이탈을 방지 할 수 있으며, 또한 별도의 접착제 없이도 휴대 기기 보호 케이스의 사용시 보호 케이스에 외력 등이 가해지더라도 지지 플레이트로부터 이탈이 방지될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 자성 부재(110)로는 당 분야에서 케이스 커버와 본체 케이스를 서로 탈부착시키기 위해 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 자성체(예, 영구 자석), 차폐 자석 등일 수 있다.
일례에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 자성 부재(110)가 자성체일 경우, 상기 자성체는 단극 자석; 또는 다극 착자를 통해 적어도 2극 이상의 N극과 S극 패턴이 형성된 다극 자석일 수 있다.
다른 일례에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 자성 부재(110)는 차폐 자석일 수 있다. 상기 차폐자석은 자성체(예, 영구자석)(111)와 요크(yoke)(112)를 포함한다. 이때, 상기 차폐 자석은 상기 자성체와 요크가 일체화된 형태일 수 있다. 상기 자성체(111)는 단극 자석; 또는 다극 착자를 통해 적어도 2극 이상의 N극과 S극 패턴이 형성된 다극 자석일 수 있다. 또, 상기 요크(112)는 상기 자성체의 자력 중 적어도 일측 방향의 자력을 차폐하여 비차폐된 방향의 자력을 강화시키는 것으로, 상기 요크의 형상이나 크기는 자성체의 종류, 형상, 크기, 자력, 차폐 방향 등에 따라 설계할 수 있다. 상기 요크 재료의 예로는 투자율이 높은 자성체 재료를 사용하며, 예컨대 스틸(steel) 등일 수 있다. 또, 상기 요크의 형상은 플레이트 형상이거나, 튜브 형상, 상부가 개방된 기둥 형상(예, 수직 단면이 U자 형상) 등일 수 있다. 이때, 상기 요크는 플레이트 형상, 튜브 형상 및 상부가 개방된 기둥 형상 중 1개 이상이 조합된 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 요크는 차폐링부와 자기 차폐판부가 일체화된 형태이거나, 또는 차폐링부와 자기 차폐판부가 분리된 형태일 수 있다. 상기 자기 차폐판부는 상부 차폐판부 및/또는 하부 차폐판부일 수 있다. 또, 상기 자기차폐링부와 자기 차폐판부는 각각 스틸(steel) 재질로 이루어질 수 있다.
(2) 지지 플레이트
본 발명에 따른 자석 부착 모듈(100)에서, 지지 플레이트(120)는 자석 부착 모듈을 지지하는 부분으로, 1층 또는 복수층(예, 3층~5층)일 수 있다(도 1 내지 도 3 참조). 이때, 상기 지지 플레이트(120)가 복수층일 경우, 이들은 자석 부착 모듈의 제조시 서로 가열 압착 또는 접착되어 일체화되어 있다.
다만, 본 발명의 지지 플레이트(120)는 상하를 관통하여 자성 부재가 삽입될 수 있는 관통홀을 포함하지 않는다.
이러한 지지 플레이트(120)는 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 상기 지지 플레이트(120)는 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)보다 비중이 작은 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있다.
일례에 따르면, 상기 지지 플레이트(120)는 비중이 약 1.4 이하(바람직하게, 약 0.8 내지 1.4 범위)인 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있고, 하기 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)는 각각 비중이 약 1.4 초과(바람직하게, 약 1.7 내지 2.0 범위)인 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 고분자로는 열가소성, 열경화성 고분자 등 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 에폭시계 고분자, 폴리우레탄계 고분자, 폴리아미드계 고분자, 폴리알파올레핀계 고분자, 비닐계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리아세탈계 고분자, 폴리에테르계 고분자, 폴리에스테르계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리설파이드계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리펩티드계 고분자, 폴리케톤계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 비닐리딘계 고분자, 이들의 공중합체 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 이 중에서 에폭시계 고분자는 에폭시기를 분자 중에 포함하는 것으로, 지지 플레이트의 제조시 경화속도가 빨라 생산성이 향상될 수 있으며, 자석 부착 모듈의 열적 안정성, 화학적 안정성을 향상시킬 수 있다. 이러한 에폭시계 고분자의 구체적인 예로는 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 디시클로펜타젠형 에폭시 수지, 트리스페닐메탄형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지 및 이들의 수소 첨가 에폭시 수지 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합하여 사용할 수 있다.
일례에 따르면, 상기 지지 플레이트(120)는 비중이 약 1.4 이하, 바람직하게 약 0.8 내지 1.4 범위인 에폭시계 고분자로 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 섬유 강화 복합재료는 고분자 매트릭스 및 섬유 기재를 포함한다. 상기 고분자 매트릭스의 예로는 특별히 제한되지 않으며, 에폭시계 고분자, 폴리우레탄계 고분자, 폴리아미드계 고분자, 폴리알파올레핀계 고분자, 비닐계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리아세탈계 고분자, 폴리에테르계 고분자, 폴리에스테르계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리설파이드계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리펩티드계 고분자, 폴리케톤계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 비닐리딘계 고분자, 이들의 공중합체 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 이 중에서 에폭시계 고분자의 경우, 자석 부착 모듈의 제조시 경화속도가 빨라 생산성이 향상될 수 있으며, 또한 자석 부착 모듈의 열적 안정성, 화학적 안정성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 섬유 강화 복합재료에서, 섬유 기재는 지지 플레이트의 강도를 향상시킬 수 있다. 이러한 섬유 기재로는 실(yarn), 직물(woven fabric), 편물(knitting), 브레이드(braid) 등이 있다. 상기 섬유 기재의 재료(섬유)로는 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 면, 마 등과 같은 식물성 섬유; 모, 견 등과 같은 동물성 섬유; 레이온 등과 같은 재생 섬유; 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리우레탄 등과 같은 합성섬유; 유리섬유, 탄소섬유 등의 무기 섬유, 금속섬유 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 이 중에서 유리섬유, 탄소섬유 등의 무기 섬유일 경우, 수분 함수율이 낮기 때문에, 추후 경화시 지지 플레이트 내 기공(pore)이 형성되지 않으며, 또한 열적 안정성도 우수하다. 따라서, 무기 섬유로 이루어진 직물을 사용할 경우, 최종 자석 부착 모듈의 강도 및 열적 안정성이 향상될 수 있다.
일례에 따르면, 상기 지지 플레이트(120)는 섬유 강화 복합재료(예, 에폭시 수지계 고분자 함유-섬유 강화 복합재료 등)로 형성되어 있을 수 있는데, 이때 상기 섬유 강화 복합재료의 비중이 약 1.4 이하, 바람직하게 약 0.8 내지 1.4이다.
상기 지지 플레이트의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 두께가 너무 얇으면 강성이 너무 작아 변형 등 영구 손상될 우려가 있고, 두께가 너무 두꺼우면 탄성이 너무 낮아 외력을 흡수하지 못하고 파단될 우려가 있다. 따라서, 상기 지지 플레이트의 두께는 예컨대 약 0.3 내지 5 ㎜ 범위, 구체적으로 약 0.5 내지 2.0 ㎜ 범위로 조절하는 것이 적절하다. 이때, 상기 지지 플레이트는 복수층일 경우, 각 층의 두께가 약 0.05 ㎜ 이상, 구체적으로 약 0.1 내지 1.5 ㎜ 범위일 수 있다.
또, 상기 지지 플레이트의 폭과 길이는 휴대 기기 보호 케이스 내 자석 부착 모듈의 삽입 위치에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 복수의 자석 부착 모듈(100)이 휴대 기기 보호 케이스의 케이스 커버 내부에 폭 방향으로 서로 이격되어 삽입될 경우, 각 자석 부착 모듈 내 지지 플레이트는 폭보다 길이가 긴 띠 형상일 수 있다. 또, 필요에 따라, 휴대 기기 보호 케이스의 케이스 커버 일면에 상당하는 면적으로 형성될 수 있으며, 원형이나 타원형 또는 다각형 등 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
이와 같은 지지 플레이트(120)에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 오목 홈부(121, 121a, 121b)가 형성되어 있다. 상기 복수의 오목 홈부(121, 121a, 121b)는 각각의 내부에 자성 부재(110)가 안착된다. 이러한 오목 홈부(121, 121a, 121b)는 삽입된 자성 부재(110)가 지지 플레이트(120)로부터 이탈되는 것을 막을 수 있다. 또, 상기 오목 홈부(121, 121a, 121b)는 종래 보호 케이스 내 관통홀과 달리, 자석 부착 모듈의 기계적 강도 저하를 초래하지 않는다. 이러한 오목 홈부(121, 121a, 121b)의 형상이나 크기, 개수는 자성 부재의 형상, 크기, 개수에 따라 조절할 수 있다.
일례에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 오목 홈부(121)는 지지 플레이트의 길이방향을 따라 지지 플레이트(120)의 일면에 배열될 수 있다.
다른 일례에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 오목 홈부(121)는 상기 지지 플레이트(120)의 일면에 배치된 복수의 제1 오목 홈부(121a), 및 상기 지지 플레이트(120)의 반대면에 배치된 복수의 제2 오목 홈부(121b)를 포함하고, 이때 상기 제1 오목 홈부(121a)와 제2 오목 홈부(121b)는 지지 플레이트(120)의 길이 방향을 따라 서로 교대로 배열된다. 이와 같이, 지지 플레이트(120)의 양면에 복수의 제1 오목 홈부(121a)와 제2 오목 홈부(121b)가 서로 교대로 배열됨으로써, 지지 플레이트의 잔류 응력이 지지 플레이트의 양면 측(즉, 상, 하면 측)으로 분산될 수 있기 때문에, 자석 부착 모듈의 휨 특성이 향상될 수 있다. 이 경우, 제1 오목 홈부 및 제2 오목 홈부에는 자성 부재로 차폐 자석이 안착될 수 있다. 이때, 제1 오목 홈부에 삽입된 차폐 자석과 제2 오목 홈부에 삽입된 차폐 자석은 서로 동일한 방향의 자력을 차폐하는 것이 적절하다. 이로써, 본 발명의 자석 부착 모듈은 휴대 기기 보호 케이스의 케이스 커버와 케이스 본체를 서로 탈부착시킬 수 있다.
이러한 오목 홈부(121, 121a, 121b)의 깊이는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 상기 지지 플레이트의 두께(t1)와 오목 홈부의 깊이(d1) 간의 차이(t1-d1)가 약 0.1 ㎜ 이하일 경우, 자성 부재(110)의 이탈 없이, 지지 플레이트 무게를 감량시켜 자석 부착 모듈 자체의 무게를 줄일 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다. 또, 제1 오목 홈부(121a)와 제2 오목 홈부(121b)의 깊이는 서로 동일하거나, 상이할 수 있다.
선택적으로, 상기 지지 플레이트(120)는 자성부재가 비(非)삽입되는 복수의 홀부(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 홀부는 지지 플레이트를 상하 관통하는 것으로, 내부에 자성 부재가 삽입되지 않은 미세 관통홀로서, 지지 플레이트(120)의 무게를 감량시켜 자석 부착 모듈의 무게를 줄일 수 있다. 상기 홀부의 크기나 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 홀부의 형상은 원형, 사각형, 슬릿 형상 등일 수 있다.
또, 상기 지지 플레이트(120)는 복수의 제3 오목 홈부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 제3 오목 홈부 각각의 내부에는 비자성 부재 및/또는 차폐 부재가 안착될 수 있다. 상기 비자성 부재는 자성을 갖지 않는 물질로, 예컨대 플라스틱 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 상기 차폐 부재의 예로는 스틸(steel) 재질로 된 부재일 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
(3) 제1 커버 플레이트
본 발명에 따른 자석 부착 모듈(100)은 상기 복수의 자성 부재(110) 및 지지 플레이트(120) 상부에 배치된 제1 커버 플레이트(130)를 포함한다(도 1 내지 도 3 참조). 이때, 상기 제1 커버 플레이트(130)는 지지 플레이트(120)에 일체화되어 있다. 따라서, 본 발명의 제1 커버 플레이트(130)는 자성 부재(110)를 오목 홈부(121, 121a, 121b)의 내부에 밀착 고정시켜 자성 부재(110)가 지지 플레이트로부터 탈부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 커버 플레이트는 지지 플레이트의 표면을 보호하면서 지지 플레이트의 기계적 물성(예, 강도, 경도)을 보강할 수 있다.
이러한 제1 커버 플레이트의 재료는 고분자 또는 섬유 강화 복합재료일 수 있는데, 전술한 지지 플레이트 부분에 기재된 고분자 또는 섬유 강화 복합 재료의 예와 동일하거나 상이할 수 있다. 다만, 지지 플레이트 부분에서 상술한 바와 같이, 제1 커버 플레이트(130)는 지지 플레이트(120)보다 비중이 큰 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있다. 이러한 제1 커버 플레이트 때문에, 본 발명의 자석 부착 모듈은 경량화, 고경도 및 고강도를 구현할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 고분자 및 섬유 강화 복합재료의 예로는 전술한 지지 플레이트에 기재된 고분자 및 섬유 강화 복합재료를 사용할 수 있다.
일례에 따르면, 상기 제1 커버 플레이트(130)는 비중이 약 1.4 초과, 바람직하게 약 1.7 내지 2.0 범위인 고분자 또는 섬유 강화 복합재료일 수 있다.
다른 일례에 따르면, 상기 제1 커버 플레이트(130)는 비중이 약 1.4 초과, 바람직하게 약 1.7 내지 2.0 범위인 에폭시계 고분자 또는 에폭시계 고분자-함유 섬유 강화 복합재료일 수 있다.
상기 제1 커버 플레이트는 1층 또는 복수층으로, 제1 커버 플레이트의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 제1 커버 플레이트의 두께가 너무 얇으면 지지 플레이트의 표면을 보호할 수 없고, 또 자성 부재의 이탈을 제대로 방지할 수 없을 수 있다. 한편, 제1 커버 플레이트의 두께가 너무 두꺼우면, 제품의 슬림화를 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 커버 플레이트의 두께는 예컨대 3 ㎜ 이하 범위, 구체적으로 약 0.01 내지 2 ㎜ 범위로 조절하는 것이 적절하다. 이때, 상기 제1 커버 플레이트가 복수층일수 있다.
(4) 제2 커버 플레이트
본 발명에 따른 자석 부착 모듈(100)은 상기 지지 플레이트(120) 하부에 배치된 제2 커버 플레이트(140)를 포함한다(도 1 내지 도 3 참조). 이때, 상기 제2 커버 플레이트(140)는 지지 플레이트(120)에 가열 압착되어 일체화되어 있거나, 또는 점착제나 접착제로 점착(접착)되어 일체화되어 있다. 따라서, 본 발명의 제2 커버 플레이트(140)는 지지 플레이트(120)의 표면을 보호하면서, 지지 플레이트의 기계적 물성(예, 강도, 경도)을 보강할 수 있다. 또, 상기 복수의 제1 오목 홈부(121a) 및 제2 오목 홈부(121b)가 각각 지지 플레이트의 양면에 교대로 배열된 경우, 상기 제2 커버 플레이트(140)는 제1 커버 플레이트(130)와 마찬가지로, 제2 오목 홈부에 삽입되어 있는 자성 부재(110)가 지지 플레이트로부터 탈부착되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 제2 커버 플레이트의 재료는 전술한 제1 커버 플레이트와 마찬가지로, 고분자 또는 섬유 강화 복합재료일 수 있고, 상기 지지 플레이트 및 제1 커버 플레이트의 재료와 동일하거나 상이할 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 제2 커버 플레이트(140)는 지지 플레이트(120)보다 비중이 큰 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있다. 이때, 제2 커버 플레이트(140)는 비중이 제1 커버 플레이트(130)과 동일하거나 또는 상이할 수 있는데, 자석 부착 모듈의 휨 특성 측면에서 제1 커버 플레이트(130)와 동일한 것이 바람직하다. 이러한 제2 커버 플레이트 때문에 본 발명의 자석 부착 모듈은 경량화 및 고경도를 가질 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 고분자 및 섬유 강화 복합재료로는 전술한 지지 플레이트에 기재된 고분자 및 섬유 강화 복합재료를 사용할 수 있다.
일례에 따르면, 상기 제2 커버 플레이트(140)는 비중이 약 1.4 초과, 바람직하게 1.7 내지 2.0 범위인 고분자 또는 섬유 강화 복합재료일 수 있다.
다른 일례에 따르면, 상기 제2 커버 플레이트(140)는 비중이 약 1.4 초과, 바람직하게 1.7 내지 2.0 범위인 에폭시계 고분자 또는 에폭시계 고분자-함유 섬유 강화 복합재료일 수 있다.
상기 제2 커버 플레이트(140)는 1층 또는 복수층으로, 제2 커버 플레이트의 두께는 특별히 한정되지 않는다.
전술한 자석 부착 모듈(100)은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 복수의 오목 홈부 형성 공정과 플레이트들 간의 가열 압착 공정 또는 접착공정, 바람직하게는 가열 압착 공정을 수행함으로써, 자석 부착 모듈의 제조시 작업성 및 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 대량 양산을 구축할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있다.
구체적으로, 상기 자석 부착 모듈의 제조방법은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, (S100) 지지 플레이트를 준비하는 단계; (S200) 상기 지지 플레이트에 복수의 오목 홈부를 형성하는 단계; (S300) 상기 복수의 오목 홈부 각각에 자성부재를 삽입하는 단계; 및 (S400) 상기 지지 플레이트와 자성 부재의 상부와, 상기 지지 플레이트의 하부에 각각 제1 및 제2 커버 플레이트를 적층하고 가열 압착 또는 접착하는 단계를 포함하고, 상기 지지 플레이트, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트는 각각 고분자 또는 프리프레그(prepreg)로 형성되되, 상기 지지 플레이트는 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트보다 비중이 작은 고분자 또는 프리프레그로 형성된다. 다만, 상기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따라 자석 부착 모듈의 제조시 수행되는 각 단계에 대하여 설명하도록 하겠다.
(1) S100 단계: 지지 플레이트의 준비
먼저, 자석 부착 모듈(100)의 기판을 이루는 지지 플레이트(120)를 준비한다(도 4(a) 및 도 5(a) 참조).
예를 들어, 고분자 또는 프리프레그(prepreg)를 필름(시트) 형상으로 형성한 후, 이를 1층으로 지지 플레이트(120)로 이용할 수 있고, 또는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 복수층을 적층하고 가열 압착 또는 접착하여 지지 플레이트(120)로 이용할 수 있다. 여기서, 프리프레그(prepreg)는 섬유 강화 복합재료의 중간 기재로, 고분자 매트릭스를 섬유 기재에 함침한 후 반경화된 것이다. 상기 고분자, 및 프레프레그의 고분자 매트릭스와 섬유 기재는 전술한 지지 플레이트 부분에 기재된 고분자 및 섬유 강화 복합재료의 고분자 매트릭스와 섬유기재와 동일하다.
일례에 따르면, 에폭시계 고분자 필름을 이용하여 지지 플레이트를 준비할 수 있다.
다른 일례에 따르면, 프리프레그(예, 에폭시계 고분자-함유 프리프레그)를 이용하여 지지 플레이트를 준비할 수 있다. 이 경우, 프리프레그가 반경화된 상태이기 때문에, 지지 플레이트의 오목 홈부에 자성 부재를 삽입할 때 별도의 접착제를 사용하지 않더라도, 오목 홈부의 내벽뿐만 아니라 하부면(바닥면)에도 자성 부재가 부착되어 오목 홈부의 내부에 안착될 수 있다.
상기 고분자 또는 프리프레그를 필름 형상으로 형성시, 최종적으로 제조하고자 하는 자석 부착 모듈의 규격과 동일한 규격으로 준비할 수 있고, 또는 한번에 복수의 지지 플레이트를 제작한 후 최종 규격으로 절단하여 사용할 수 있도록 상대적으로 큰 규격의 지지 플레이트를 준비할 수도 있다.
(2) S200 단계: 복수의 오목 홈부의 형성
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(120)에 오목 홈부(121, 121a, 121b)를 형성한다(도 4(b) 및 도 5(b) 참조).
일례에 따르면, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 본 S200 단계는 지지 플레이트(120)의 일면에 복수의 오목 홈부(121)를 지지 플레이트의 길이 방향을 따라 배열한다.
다른 일례에 따르면, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 본 S200 단계는 상기 지지 플레이트(120)의 일면에 복수의 제1 오목 홈부(121a)를 형성하는 단계(S210), 및 상기 지지 플레이트(120)의 반대 면에 복수의 제2 오목 홈부(121b)를 형성하는 단계(S220)를 포함하되, 상기 제1 오목 홈부(121a)와 제2 오목 홈부(121b)를 지지 플레이트의 길이 방향을 따라 서로 교대로 배열한다. 여기서, 상기 S210 단계 및 S220 단계는 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다. 이와 같이 지지 플레이트(120)의 앙면에 제1 오목 홈부(121a)와 제2 오목 홈부(121b)를 교대로 배열함으로써, 지지 플레이트의 잔류 응력을 지지 플레이트의 양면 측(즉, 상, 하면 측)으로 분산할 수 있기 때문에, 하기 S500 단계 후 자석 부착 모듈의 휨 특성이 개선될 수 있다.
상기 오목 홈부(121, 121a, 121b)와 지지 플레이트 외곽선은 당 분야에 알려진 가공 방식, 예컨대 라우터(Router) 또는 절삭 가공 방식에 의해 형성될 수 있다. 일례에 따르면, 오목 홈부(121, 121a, 121b)를 초정밀 다축 가공을 통해 형성함으로써, 상기 지지 플레이트의 두께(t1)와 오목 홈부의 깊이(d1) 간의 차이(t1-d1)를 약 0.1 ㎜ 이하로 조절할 수 있다. 이로써, 지지 플레이트 무게를 감량시켜 자석 부착 모듈 자체의 무게를 줄일 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.
상기 오목 홈부(121, 121a, 121b)의 형성 위치, 크기 및 개수는 내부에 안착되는 자성 부재에 따라 설계할 수 있다.
(3) S300 단계: 자성 부재의 삽입
이후, 각각의 오목 홈부(121, 121a, 121b)에 자성 부재(110)를 삽입한다(도 4(c) 및 도 5(c) 참조). 이때, 자성 부재(110)는 추후 착자에 의해 자석의 자력 방향을 조절할 수 있기 때문에 삽입 방향을 구분할 필요가 없다. 다만, 일 자성 부재의 삽입 방향은 맞닿는 다른 자성 부재와 인력이 발생하도록 다른 자성 부재의 극성을 고려하는 것이 적절하다. 또, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 자성 부재가 자성체(예, 영구자석)와 요크를 포함하는 차폐 자석일 경우, 자성 부재의 비차폐된 방향 측 표면이 노출되도록 삽입하는 것이 바람직하다.
(4) S500 단계: 지지 플레이트와 제1 및 제2 커버 플레이트의 적층 및 가열 압착 또는 접착 단계
이어서, 상기 지지 플레이트(120)와 자성 부재(110)의 상부와, 상기 지지 플레이트(120)의 하부에 각각 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)를 적층하고 가열 압착 또는 접착한다(도 4(d) 및 도 5(d) 참조). 이로써, 지지 플레이트와 제1 및 제2 커버 플레이트가 서로 일체화된 자석 부착 모듈(100)이 제조된다. 이때, 상기 지지 플레이트(120)와 제1 커버 플레이트가 일체화됨으로써, 지지 플레이트의 오목 홈부 내에 안착된 자성 부재(110)는 일면이 제1 커버 플레이트에 부착되어 지지 플레이트로부터의 이탈이 방지될 수 있다. 또, 상기 지지 플레이트(120)와 제2 커버 플레이트(140)가 일체화됨으로써, 상기 제2 커버 플레이트(140)는 상기 지지 플레이트(120)의 표면 보호뿐만 아니라, 지지 플레이트(120)의 강성도 향상시킬 수 있다.
이때, 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)의 적층 및 가열 압착은 동시에 또는 별도로 수행될 수 있다. 예컨대, 제1 커버 플레이트(130)를 지지 플레이트(120)와 자성 부재(110) 상부에 적층하고 가열 압착 또는 접착한 다음, 제2 커버 플레이트(140)를 지지 플레이트(120)의 하부에 적층하고 가열 압착 또는 접착할 수 있다. 다만, 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)를 동시에 적층하고 가열 압착 또는 접착할 경우, 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2 커버 플레이트(130, 140)는 지지 플레이트의 준비 단계와 마찬가지로, 고분자 또는 프리프레그를 필름(시트) 형상으로 형성한 후, 이를 1층으로 각 커버 플레이트(130, 140)로 이용할 수 있고, 또는 복수층을 적층하고 가열 압착하여 각 커버 플레이트(130, 140)로 이용할 수 있다. 상기 고분자 및 프리프레그는 전술한 지지 플레이트 준비 단계에 기재된 고분자 및 프리프레그와 동일하다. 다만, 본 발명에서는 제1 및 제2 커버 플레이트의 재료로 지지 플레이트보다 비중이 큰 고분자 또는 프리프레그를 사용함으로써, 최종 자석 부착 모듈의 경량화 및 고경도를 구현할 수 있다.
일례로, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트는 모두 프리프레그일 수 있는데, 이때 프리프레그의 성분이 서로 동일 또는 상이할 수 있다.
다른 일례로, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트는 모두 에폭시계 고분자를 함유하는 프리프레그일 수 있다.
상기 가열 압착 및 접착시 온도 및 압력은 각 플레이트의 재료를 고려하여 조절한다. 일례에 따르면, 지지 플레이트가 비중이 1.4 이하의 에폭시계 고분자 필름으로 이루어져 있고, 제1 및 제2 커버 플레이트가 각각 1.4 초과의 에폭시계 고분자 필름으로 이루어져 있는 경우, 가엽 압착 또는 접착시 온도 및 압력은 에폭시계 고분자의 용융 온도나 유리 전이 온도 등을 고려하여 조절한다.
한편, 본 발명은 전술한 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스를 제공한다. 이로써, 서로 맞닿는 보호 케이스의 커버면들은 자석 부착 모듈(100)에 의해 부착되어 휴대 기기를 거치할 수 있다. 한편, 자석 부착 모듈이 탈착될 경우, 펼쳐진 케이스 커버에 의해 휴대 기기의 화면이 보호될 수 있다.
일례에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 휴대 기기 보호 케이스(10)는 휴대 기기가 장착되는 케이스 본체(200); 및 상기 케이스 본체의 일 측면에 직접 또는 별도의 연결부(400)를 통해 연결되고, 상기 휴대 기기의 화면(1a)을 보호하는 케이스 커버(300)를 포함하고, 상기 케이스 커버(300)는 내부에 내장된 전술한 자석 부착 모듈(100a, 100b)을 포함한다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 자석 부착 모듈(100a, 100b)은 케이스 커버(300)의 내부, 즉 제1 커버 부재(310)와 제2 커버 부재(320) 사이에 삽입된다. 이때, 복수의 자석 부착 모듈(100a, 100b)은 폭보다 길이가 긴 띠 형상으로, 케이스 커버의 폭 방향으로 서로 이격되어 삽입된다. 또한, 필요에 따라, 휴대 기기 보호 케이스의 케이스 커버 일면에 상당하는 면적을 가진 자석 부착 모듈(100b)이 제1 커버 부재(310)와 제2 커버 부재(320) 사이에 삽입될 수 있다.
선택적으로, 상기 자석 부착 모듈(이하, '제2 자석 부착 모듈')은 케이스 커버(300)뿐만 아니라, 상기 케이스 본체(200) 내부에도 내장될 수 있다(도시되지 않음). 예컨대, 상기 제2 자석 부착 모듈은 전술한 케이스 커버 내 자석 부착 모듈(이하, '제1 자석 부착 모듈')과 맞닿는 위치에 배치되어 케이스 커버와 케이스 본체를 탈부착할 수 있다. 다만, 제2 자석 부착 모듈이 케이스 본체에 삽입될 경우, 제2 자석 부착 모듈 내 자성 부재의 자기력 때문에, 휴대 기기가 오작동할 수 있다. 따라서, 상기 제2 자석 부착 모듈 내 자성 부재는 차폐 자석인 것이 적절하다. 이때, 차폐 자석은 요크(112)가 케이스 본체(200)의 내부측 방향(즉, 휴대 기기측 방향)에 위치하도록 배치하고, 요크에 의해 차폐되지 않은 자성체(예, 영구자석) 부분이 케이스 본체(200)의 외부측 방향에 위치하도록 배치한다. 이로써, 제2 자석 부착 모듈은 휴대 기기의 오작동 없이, 케이스 커버의 제1 자석 부착 모듈과 탈부착할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상에 예시되지 않은 여러가지 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 휴대 기기, 10: 보호 케이스,
100, 100a, 100b: 자석 부착 모듈, 110: 자성 부재,
111: 자성체, 112: 요크,
120: 지지 플레이트, 121: 오목 홈부,
121a: 제1 오목 홈부, 121b: 제2 오목 홈부,
130: 제1 커버 플레이트, 140: 제2 커버 플레이트,
200: 케이스 본체, 210: 후면 프레임,
220: 측면 프레임, 300: 케이스 커버,
310: 제1 커버 부재, 320: 제2 커버 부재

Claims (16)

  1. 복수의 자성 부재;
    복수의 오목 홈부를 포함하며, 상기 복수의 오목 홈부 각각의 내부에 상기 자성 부재가 안착되는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트와 복수의 자성 부재 상부에 배치된 제1 커버 플레이트; 및
    상기 지지 플레이트의 하부에 배치된 제2 커버 플레이트
    를 포함하고,
    상기 제1 커버 플레이트와 제2 커버 플레이트는 각각 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있고,
    상기 지지 플레이트는, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트보다 두께가 두껍고, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트보다 비중이 작으며, 에폭시계 고분자로 형성되어 있는 자석 부착 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 내부에 자성 부재가 삽입될 수 있는 관통홀을 포함하지 않는 자석 부착 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 비중이 1.4 이하인 에폭시계 고분자로 형성되어 있고,
    상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트는 각각 비중이 1.4 초과인 고분자 또는 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있는 자석 부착 모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트는 각각 에폭시계 고분자-함유 섬유 강화 복합재료로 형성되어 있는 자석 부착 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지 플레이트, 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트가 일체화된 자석 부착 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 오목 홈부는
    상기 지지 플레이트의 일면에 배치된 복수의 제1 오목 홈부, 및 상기 지지 플레이트의 반대 면에 배치된 복수의 제2 오목 홈부를 포함하되,
    상기 제1 오목 홈부와 제2 오목 홈부는 지지 플레이트의 길이 방향을 따라 서로 교대로 배열되어 있는 자석 부착 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 자성체 또는 차폐 자석인 자석 부착 모듈
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차폐 자석은 자성체 및 요크가 일체화된 형태인 자석 부착 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 요크는 자기 차폐판부와 차폐링부가 일체화된 형태이거나, 또는 자기 차폐판부와 차폐링부가 분리된 형태인 자석 부착 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 지지 플레이트에는 자성부재가 비(非)삽입되는 복수의 홀부가 형성되어 있는 자석 부착 모듈.
  13. 휴대 기기가 장착되는 케이스 본체; 및
    상기 케이스 본체의 일 측면에 연결되고, 상기 휴대 기기의 화면을 보호하는 케이스 커버
    를 포함하고,
    상기 케이스 커버는 내부에 내장된, 제1항 내지 제3항, 및 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 케이스 본체는 내부에 내장된, 제1항 내지 제3항, 및 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스.
  15. (S100) 지지 플레이트를 준비하는 단계;
    (S200) 상기 지지 플레이트에 복수의 오목 홈부를 형성하는 단계;
    (S300) 상기 복수의 오목 홈부 각각에 자성 부재를 삽입하는 단계; 및
    (S400) 상기 지지 플레이트와 자성 부재의 상부에 제1 커버 플레이트를 적층하고 가열 압착 또는 접착하고, 상기 지지 플레이트의 하부에 제2 커버 플레이트를 적층하고 가열 압착 또는 접착하는 단계
    를 포함하되,
    여기서, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트는 각각 고분자 또는 프리프레그(prepreg)로 형성되고,
    상기 지지 플레이트는, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트보다 두께가 두껍고, 상기 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트보다 비중이 작으며, 에폭시계 고분자로 형성되는 자석 부착 모듈의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 (S200) 단계는
    상기 지지 플레이트의 일면에 복수의 제1 오목 홈부를 형성하는 단계, 및
    상기 지지 플레이트의 반대 면에 복수의 제2 오목 홈부를 형성하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 오목 홈부와 제2 오목 홈부를 지지 플레이트의 길이 방향을 따라 서로 교대로 배열하는, 자석 부착 모듈의 제조방법.
KR1020170127523A 2017-06-27 2017-09-29 자석 부착 모듈 및 이의 제조방법과 상기 자석 부착 모듈을 포함하는 휴대 기기 보호 케이스 Active KR101966204B1 (ko)

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