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KR20190032662A - 방수 케이스 - Google Patents

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KR20190032662A
KR20190032662A KR1020197008221A KR20197008221A KR20190032662A KR 20190032662 A KR20190032662 A KR 20190032662A KR 1020197008221 A KR1020197008221 A KR 1020197008221A KR 20197008221 A KR20197008221 A KR 20197008221A KR 20190032662 A KR20190032662 A KR 20190032662A
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준 윙 스즈 라이
조슈아 메이슨 롸이트
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캐털리스트 라이프스타일 리미티드
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

전자 장치를 위한 보호 케이스는 케이스 부재를 포함하는 메인 하우징을 포함한다. 이 케이스 부재는 내부에 복수의 암 고정 구조물을 포함한다. 수 고정 기구를 포함하는 리드는 암 부착 구조물 내에 수용된다. 메인 하우징과 리드는 전자 장치를 수용하는 기밀 및 수밀 체적을 형성하도록 착탈가능하게 결합된다. 메인 하우징 부재는 내벽을 포함하고, 리드는 개스킷을 수용하기 위해 그 내부에 형성된 그루브를 포함하고, 개스킷은 수밀 및 기밀의 시일을 제공하기 위해 메인 하우징과 리드 사이에서 압축되고, 개스킷의 압축은 수 고정 기구 및 암 고정 기구에 의해 저지된다.

Description

방수 케이스{WATERPROOF CASE}
관련출원의 상호참조
본 출원은 2014년 1월 7일에 출원된 가특허출원 번호 61/924,494에 대한 우선권을 주장하고, 이 가특허출원은 그 전체가 참조에 의해 본원에 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 전자 장치용 수밀 및 기밀 케이스에 관한 것이다.
다양한 장치를 위한 방수 하우징이 본 기술분야에 공지되어 있다. 그러나 이러한 방수 하우징은 수용된 전자 장치의 토글 또는 스크린의 작동을 위해, 그리고 케이스의 내부로부터 케이스의 외부로, 및/또는 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 음향을 분명하게 전달하기 위해 특별히 설계되어 있지 않다. 그러므로 음향 전달이 개선되고, 장치가 케이스 내에 위치된 상태에서 사용자가 장치의 다양한 부분을 작동시킬 수 있도록 된 기밀 및 수밀 케이스에 대한 요구가 본 기술분야에 있다.
본 명세서에서는 시판되는 현재의 방수 제품보다 훨씬 저가의 방식으로 수용된 장치의 모든 버튼 및 포트에 액세스될 수 있는 방수 케이스가 설명된다. 완전히 기능하는 방수 케이스에 있어서의 과제 중 하나는 방수 하우징을 통해 작동될 수 있는 장치의 버튼을 포함하는 모든 기구 기능을 가지는 것이다. 버튼의 방수 작동은 비용 및 복잡성을 더하는 고무 오버몰딩된 요소를 사용하지 않고 달성된다. 오버몰딩된 고무를 배제함에 있어서의 과제는 현재 모든 방수 제품은 실링된 방수 및 내부의 장치의 버튼을 작동시키기 위한 가요성 케이스의 하우징 내에 일체의 고무 버튼을 형성하기 위해 고무 오버 몰드를 사용한다는 것이다.
본 발명의 케이스는 이 케이스에 기계적으로 조립된 작동 버튼을 포함한다. 이들 고무 버튼은 케이스 상에 조립되고, 케이스 내의 장치 상의 토글 또는 스위치에 액세스될 수 있다. 본 케이스의 개선은 공구비 뿐만 아니라 최종 제품의 단위 원가를 감소시킨다. 비용 감소 뿐만 아니라 시장에서 중요하고 바람직한 또 하나의 속성은 보호성 및 기능성을 가짐과 동시에 부피가 크지 않은 하우징을 제조하는 것이다. 통상적으로 이 제조 방법은 장치를 보호하기 위해 보호 재료의 층으로 장치를 감싸는 단계를 포함할 수 있다는 것이 케이스를 제조하는 당업자에게는 자명하다. 그러나, 본 케이스의 매우 중요한 개선점은 충격으로부터 장치를 보호하는 고무 오버몰드의 동일한 목적 중 하나를 달성하기 위한 재료의 전략적 배치의 사용을 통해 부피가 크지 않으면서 동시에 여전히 보호성을 갖도록, 보호성 및 기능성을 가짐과 동시에 하우징의 전체적인 체적이 감소되는 케이스를 제조하는 능력을 제공하는 것이다.
하나의 양태에서, 케이스 부재를 포함하는 메인 하우징을 포함하는 전자 장치용 보호 케이스가 개시된다. 이 케이스 부재는 내부에 복수의 암(female) 고정 구조물을 포함한다. 수(male) 고정 기구를 포함하는 리드(lid)는 암 부착 구조물 내에 수용된다. 메인 하우징과 리드는 전자 장치를 수용하는 기밀 및 수밀 체적을 형성하도록 착탈가능하게 결합된다. 메인 하우징 부재는 내벽을 포함하고, 리드는 개스킷을 수용하기 위해 그 내부에 형성된 그루브를 포함하고, 개스킷은 수밀 및 기밀의 시일을 제공하기 위해 메인 하우징과 리드 사이에서 압축되고, 개스킷의 압축은 수 고정 기구 및 암 고정 기구에 의해 저지된다.
하나의 양태에서, 케이스 부재를 갖는 메인 하우징을 포함하는 전자 장치용 보호 케이스가 개시된다. 케이스 부재는 케이스 부재 내에 위치된 장치와의 상호작용을 허용하기 위해 케이스 부재 내에 형성된 슬롯 및 포트를 포함한다. 별개의 범퍼는 케이스 부재 상에 형성된 대응하는 부착 기구에 결합되는 부착 기구를 포함한다. 메인 하우징과 리드는 전자 장치를 수용하는 기밀 및 수밀 체적을 형성하도록 착탈가능하게 결합된다. 보호 케이스 내에 포획된 공기는 하나 이상의 막에 음향 에너지를 전달하고, 막은 공기 압력차에 따라 진동하여 케이스의 외부 또는 내부로 음향을 전달한다.
다른 양태에서, 케이스 부재를 갖는 메인 하우징을 포함하는 전자 장치용 보호 케이스가 개시된다. 케이스 부재는 케이스 부재 내에 위치된 장치와의 상호작용을 허용하기 위해 케이스 부재 내에 형성된 슬롯 및 포트를 포함한다. 별개의 버튼 기구는 상기 케이스 부재를 실링하기 위해, 그리고 장치를 작동시키기 위해 케이스 부재에 조립되는 별개의 버튼 기구를 포함한다. 메인 하우징과 리드는 전자 장치를 수용하는 기밀 및 수밀 체적을 형성하도록 착탈가능하게 결합된다. 보호 케이스 내에 포획된 공기는 하나 이상의 막에 음향 에너지를 전달하고, 막은 공기 압력차에 따라 진동하여 케이스의 외부 또는 내부로 음향을 전달한다.
도 1은 조립된 보호 케이스의 하나의 실시형태의 사시도이고;
도 2는 도 1의 다른 면을 보여주는 조립된 보호 케이스의 하나의 실시형태의 사시도이고;
도 3은 기계적으로 부착된 범퍼 및 도 1의 실시형태를 위한 케이스 부재에 기계적으로 조립된 별개의 버튼을 포함하는 보호 케이스의 부분 사시도이고;
도 4는 도 1의 실시형태를 위한 범퍼 및 별개의 버튼의 부분 단면도이고;
도 5는 도 1의 실시형태를 위한 케이스 부재에 기계적으로 조립되는 별개의 버튼 및 기계적으로 부착된 범퍼를 포함하는 부분 분해 사시도이고;
도 6은 도 1의 실시형태를 위한 케이스 부재에 기계적으로 조립되는 별개의 버튼 및 기계적으로 부착된 범퍼의 부분 단면도이고;
도 7은 기계적으로 부착된 범퍼 및 도 1의 실시형태를 위한 케이스 부재에 기계적으로 조립된 별개의 버튼을 포함하는 보호 케이스의 분해 사시도이고;
도 8a는 도 1의 실시형태를 위한 범퍼 및 케이스 부재에 조립된 플러그의 부분 사시도이고;
도 8a는 도 1의 실시형태를 위한 범퍼 및 케이스 부재에 조립된 플러그의 부분 사시도이고;
도 8c는 도 1의 실시형태를 위한 케이스 부재에 조립된 플러그의 부분 사시도이고;
도 8d는 도 1의 실시형태를 위한 케이스 부재에 조립된 플러그의 부분 사시도이고;
도 9은 조립된 보호 케이스의 또 하나의 실시형태의 사시도이고;
도 10은 도 9의 실시형태를 위한 케이스 부재에 기계적으로 조립된 별개의 버튼을 포함하는 보호 케이스의 부분 사시도이고;
도 11는 도 9의 실시형태를 위한 별개의 버튼의 부분 단면도이고;
도 12a는 도 9의 실시형태를 위한 별개의 버튼의 사시도이고;
도 12b는 도 9의 실시형태를 위한 별개의 버튼의 사시도이고;
도 13은 케이스 부재에 기계적으로 조립된 별개의 버튼을 포함하는 보호 케이스의 추가의 실시형태의 별개의 버튼의 부분 단면도이고;
도 14는 도 13의 실시형태를 위한 케이스 부재에 기계적으로 조립되고 실링된 별개의 버튼을 포함하는 보호 케이스의 추가의 실시형태의 부분 분해 사시도이고;
도 15a는 엠보싱된 기구 또는 디보싱된 기구를 구비하는 터치 스크린 내에 형성된 홈 버튼의 부분 사시도이고;
도 15b는 엠보싱된 기구 또는 디보싱된 기구를 구비하는 터치 스크린 내에 형성된 홈 버튼의 부분 사시도이고;
도 16a는 케이스에 부착되어 실링된 별개의 부품으로서 형성된 홈 버튼의 추가의 실시형태의 사시도 및 분해 사시도이고;
도 16b는 케이스에 부착되어 실링된 별개의 부품으로서 형성된 홈 버튼의 추가의 실시형태의 사시도 및 분해 사시도이고;
도 17은 케이스 부재와 리드를 연결하기 위한 부착 기구를 상세히 도시하는 도 1의 보호 케이스의 사시도이고;
도 18은 케이스 부재와 리드를 연결하기 위한 부착 기구를 상세히 도시하는 도 1의 보호 케이스의 사시도이고;
도 19은 케이스 부재와 리드를 연결하기 위한 부착 기구를 상세히 도시하는 도 1의 보호 케이스의 평면도이고;
도 20은 케이스 부재와 리드를 연결하기 위한 부착 기구를 상세히 도시하는 도 1의 보호 케이스의 단면도이고;
도 21은 케이스 부재와 리드를 연결하기 위한 부착 기구를 상세히 도시하는 도 1의 보호 케이스의 단면도이고;
도 22은 케이스 부재와 리드를 연결하기 위한 대안적 부착 기구를 상세히 도시하는 도 1의 보호 케이스의 사시도이고;
도 23은 케이스 부재와 리드를 연결하기 위한 대안적 부착 기구를 상세히 도시하는 도 22의 보호 케이스의 단면도이고;
도 24는 터치 스크린이 리드 내에 포함되고, 부착 기구를 포함하는 대안적 실시형태의 사시도이고;
도 25은 조립된 보호 케이스의 대안적 실시형태의 사시도이고;
도 26은 조립된 보호 케이스의 대안적 실시형태의 사시도이고;
도 27은 도 25의 실시형태의 리드의 부분 사시도이고;
도 28은 도 25의 실시형태의 리드의 부분 사시도이고;
도 29은 도 25의 실시형태의 리드의 사시도이고;
도 30은 도 25의 실시형태의 리드의 사시도이고;
도 31은 도 25의 플러그 및 케이스의 부분 사시도이고;
도 32은 도 25의 플러그 및 케이스의 부분 사시도이고;
도 33은 도 25의 실시형태의 케이스의 사시도이고;
도 34은 도 25의 실시형태의 케이스의 사시도이고;
도 35은 도 25의 플러그 및 막의 부분 사시도이고;
도 36은 도 25의 플러그 및 막의 부분 사시도이고;
도 37은 도 25의 실시형태의 플러그의 사시도이다.
다양한 도면을 참조하면 수밀 및 기밀 음향 막(13)을 포함할 수 있는 다양한 실시형태의 방수 케이스(10)가 도시되어 있다. 특히, 공기 또는 물에 비투과성인 막의 경우, 막이 공기 피스톤의 작용을 하도록 이 막을 강제로 진동시키기 위해 공기 체임버 또는 케이스 내의 누적된 공기 압력을 사용하는 것이 바람직하다. 컴플라이언트로 장착된 막은 이동을 억제하도록 견고하게 클램핑하지 않고 진동을 허용한다. 컴플라이언트로 장착된 막은 음향의 전달을 허용하도록 막을 이송시켜 전체적인 음향 수준을 증가시키도록 공기 압력의 변화에 따라 진동하여 공기 피스톤으로서 작용할 수 있도록 하는 스프링과 유사한 효과를 포함한다. 어떤 경우에는, 공기 피스톤으로서 작용하기 위해 진동하는 충분히 큰 크기의 막 및 충분히 큰 크기의 공기 공동이 이용될 수 있도록, 음원으로부터의 음향이 기밀 및 수밀 하우징 내에서 방향을 바꿀 수 있다. 공기 체임버, 및 공기 피스톤을 생성하기 위한 비투과성 막을 사용하는 기밀 및 수밀 하우징은, 물 속에서 기밀 및 수밀 음향 막의 외면 상에서 음파가 발생될 수 있도록 하우징 내의 음향 에너지는 막의 진동 에너지로 전환되므로, 하우징의 내부의 음원으로부터 음향이 상당한 감쇄 없이 외부의 수성 환경을 통해 전파되는 것을 허용한다.
하우징의 내용물을 보호하기 위한 방수 하우징을 제조하기 위한 목적을 위해, 노출되는 외부의 환경에 견딜 수 있는 구조적으로 강한 방수 재료로 제조된 두꺼운 중실 벽 및 가능한 적은 수의 개구를 갖도록 하우징을 제작하는 것이 바람직하다. 그러나, 일부의 전자 장치의 기능이 작동하도록, 장치의 작동을 가능하게 하거나, 또는 입력 및 출력을 캡처할 수 있는 섹션을 구비할 필요가 있다. 예를 들면, 수용된 장치의 특정의 기능적 기구는, 기구의 작용을 위해, 또는 기능을 작동시키기 위한 버튼 또는 스위치를 위해, 외부 환경 내의 프록시멀 비쥬얼(proximal visual), 반사, 전도, 자기, 전자기, 진동, 압력, 유도, 압전, 또는 음향 요소와 같은 감각적 응답 또는 입력을 필요로 할 수 있다. 수용된 장치는, 예를 들면, 이미지, 음향 환경, 신호를 캡처하기 위해, 또는 광, 음향, 진동, 신호를 발생시키기 위해, 입력을 캡처하거나 출력을 발생하는 다른 기구를 가질 수 있고, 또는 장치 상의 다른 기능에 영향을 줄 수 있는 전자기 또는 무선 주파수와 같은 간섭 신호를 차단하기 위한 요소를 포함할 수 있다. 전술한 기구 중 일부에서, 방수 하우징의 일관된 두꺼운 벽으로 인해 장치는 하우징 내에서 기능적 목적을 제공할 수 없다. 다라서, 일부의 섹션은 방수 환경에서 수용된 장치의 기능 및 작용을 허용하는 특정의 요소를 필요로 할 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 전자 장치(12)를 위한 보호 케이스(10)의 제 1 실시형태가 도시되어 있다. 하나의 양태에서, 이 보호 케이스(10)는 메인 하우징(14) 및 리드(16)를 포함한다. 이 메인 하우징(14)은 케이스 부재(18)를 포함할 수 있다. 이 케이스 부재(18)는 보호 케이스(10)를 위한 강성의 구조물을 제공하기 위해 다양한 재료로 형성될 수 있다. 하나의 양태에서, 케이스 부재(18)는, 투명한 플라스틱 수지 또는 다른 플라스틱 수지 또는 금속과 같은 불투명한 기타 재료와 같은, 투명한 재료로 형성되거나 불투명한 재료로 형성될 수 있다. 폴리카보네이트를 포함하는 다양한 플라스틱 수지, 또는 폴리카보네이트 블렌드, 아크릴, 트리탄 코폴리에스테르, PES 등과 같은 기타 재료가 사용될 수 있다.
이 케이스 부재(18)는 이것에 형성되어 있는 다양한 슬롯 및 액세스 포트(20)를 포함할 수 있다. 이 슬롯 및 액세스 포트(20)는 버튼 또는 스위치를 사용하여 다양한 기능을 작동시키기 위해, 또는 수용된 장치의 기능적 부속품, 충전기 또는 부착물에 액세스하거나 접속하기 위해, 또는 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 음향 전달을 허용하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 케이스 부재(18)는 스크린 부재(24)를 수용하는 내부에 형성된 윈도우 부분(22)을 포함할 수 있다. 대안적으로 도 24에 도시된 바와 같은 다른 실시형태에서, 리드(16)는 스크린 부재를 수용하는 내부에 형성된 윈도우 부분을 수용할 수 있다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 케이스 부재(18)는 케이스 부재(18)의 윈도우 부분(22)의 주위에서 그 상면에 부착된 스크린 부재(24)를 포함한다. 스크린 부재(24)는 접착제, 용접, 주조성형을 포함하거나 또는 다른 방법으로 스크린 부재(24)를 접합시키는 다양한 방법을 사용하여 부착된 별개의 부재일 수 있다. 대안적으로, 스크린 부재(24)는 케이스 부재(18)로 형성될 수 있고, 케이스 부재(18)의 다른 부분과 다른 두께를 가질 수 있다. 하나의 양태에서, 스크린 부재(24)는 전자 장치(12)의 디스플레이를 볼 수 있도록 투명한 재료로 형성될 수 있다. 스크린 부재(24)는 사용자가 이 스크린 부재(24)를 통해 전자 장치(12)의 터치 스크린을 조작하는 것을 허용하는 두께를 가질 수 있다. 하나의 양태에서, 스크린 부재(24)는 PET 또는 폴리카보네이트 또는 PC/PMMA 블렌드, PBT 재료 또는 높은 광투과성을 갖는 기타 적절한 재료로 형성될 수 있고, 사용자가 전자 장치(12)에 적용된 다른 스크린 보호기가 있거나 또는 없는 상태에서 터치 스크린을 조작하도록 허용하는 약 0.1 내지 0.5 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
케이스 부재(18)는 별개의 기계적으로 부착된 범퍼(26)를 포함할 수 있다. 이 별개의 범퍼(26)는 부착 기구(28)를 포함할 수 있고, 이것은 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이 케이스 부재(18) 상에 형성된 대응하는 부착 기구(30)에 결합된다. 하나의 양태에서, 범퍼(26)의 부착 기구(28)는 케이스 부재(18) 상의 대응한 탭(34)을 수용하는 노치(32)를 포함한다. 범퍼(26) 또는 케이스 부재(18) 상의 노치(32) 및 탭(34)의 다양한 형상 및 크기가 활용될 수 있는 것이 실현되어야 한다. 범퍼(26)가 케이스 부재(18)로부터 용이하게 제거될 수 없도록 케이스 부재(18)와 고무 범퍼(26)의 부착 기구(28)는 기계적으로 인터로킹된다. 또한 범퍼(26)는 케이스 부재(18)의 것과 일치되는 대응하는 슬롯 및 액세스 포트(20)를 포함할 수 있다.
별개의 범퍼(26)는, 전자 장치(12)를 위한 실링을 제공할 뿐만 아니라 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 전자 장치(12)의 다양한 토글에의 액세스를 허용하도록, 그 외면 상에, 예를 들면, 슬롯 및 액세스 포트(20)의 주위에서 케이스 부재(18)의 부분과 맞닿는 버튼 기구(36)를 형성할 수 있다. 하나의 양태에서, 범퍼(26)는 케이스 부재(18)의 비교적 더 큰 강성의 재료보다 더 큰 탄성을 갖거나 더 큰 가요성을 갖는 고무, 탄성중합체 또는 기타 적절한 재료로 형성될 수 있으므로, 결합되었을 때 범퍼(26)가 가역적으로 탄성 변형될 수 있고, 케이스 부재(18) 및 이것의 대응하는 탭(34) 또는 노치(32) 및 슬롯 및 액세스 포트(20)와 정렬되어 이들을 수용한다.
버튼 기구(36)는 플러그 유형의 시스템을 통해 방수 시일을 형성한다. 이 플러그 유형의 시스템은 가요성 재료로 제조된 플러그를 사용하므로, 이 재료에 힘이 가해지는 경우에, 재료는 가역적 탄성 변형될 수 있고, 이 힘이 더 이상 가해지지 않으면, 자신의 원래의 형상으로 복원되고, 이것은 범퍼(26)의 일체형 부품으로서 또는 별개의 부분으로서 형성될 수 있다.
위에서 상세히 설명된 바와 같이, 케이스 부재(18)는 각각의 버튼 기구(36)에 근접하여 위치된 구멍(20)을 갖는다. 이들 구멍(20)은 보다 강성 재료인 케이스 부재(18)의 구멍(20)에 의해 변형될 수 있는 고무, 탄성중합체 또는 기타 적절한 가요성 재료로 형성된 실링 리브(rib; 38)에 의해 실링되고, 기계적으로 부착된 범퍼(26)의 버튼 기구(36)에 의해 한정된다. 이 방수 케이스와 다른 방수 케이스 사이의 차이는 부품들이 종래 기술의 방수 케이스처럼 코인젝션(co-injection)되지 않고 2 개의 별개의 부품들로부터 기계적으로 조립되는 것이다. 이것은 공구비, 개발비 및 최종 단가를 감소시킨다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 별개의 범퍼(26)에 형성된 버튼 기구(36)를 포함하는 케이스 부재(18)의 제 1 실시형태가 도시되어 있다. 본 도에서 볼 수 있는 바와 같이, 버튼 기구(36)는 내부 플러그 코어(40)를 포함하고, 이것은 주변의 탄성 재료의 플러그를 고정시키고, 수용된 장치(12)의 대응하는 버튼을 작동시키기 위해 가해진 힘을 전달하는 것을 포함하는 여러 가지 기능을 제공하는 경질 플라스틱, 금속 등과 같은 다양한 비교적 비탄성인 재료로 형성될 수 있으므로, 탄성 변형 시에 더 작은 힘이 손실되므로 장치의 버튼을 작용시키기 위해 더 작은 힘이 요구되고, 더 작은 힘이 가해지므로 탄성 재료는 더 작은 변형이 발생되고, 탄성 재료의 필요한 변형량이 더 낮아지고, 따라서 내구성이 증대되고, 이것은 일관된 방수 기능을 위해 중요하다. 내부 플러그 코어(40)는 실링 리브(38)를 형성하는 탄성 재료로 둘러싸이고, 실링 리브는, 버튼을 작동시키기 위해 힘이 가해진 경우에, 가해진 이 힘의 일부가 실링 리브(38)의 고무 재료 상에서 반경 방향을 향해 더 큰 압축력을 발휘하도록, 그리고 구멍의 비가요성 내벽(42)과 더 많이 접촉되도록, 그리고 이에 따라 버튼이 작동되었을 때, 이 버튼이 방수 실링 힘을 증대시키도록 된 형상을 갖는다. 가요성 플러그 재료는 별개의 부품(도 12 참조)이거나, 범퍼(26)에 의해 형성될 수 있다. 실링 리브(38)는, 도 6에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 케이스 부재(18)의 구멍(20)의 내벽(42)과 접촉하여 이 구멍(20)을 실링하는 크기를 갖는다. 버튼 기구(36)는 사용자가 케이스를 통해 장치를 작동할 수 있도록 케이스 부재(18)를 관통한다. 플러그 코어(40)는 버튼 기구(36)를 고정시키고, 방수 시일을 형성하기 위한 실링 리브(38)의 적절한 압축을 보장한다. 플러그 코어(40)는 케이스의 와부로부터 케이스의 내부의 장치의 토글까지 피스톤과 유사한 직접 연결부를 형성한다.
도 7 및 도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 케이스 내의 장치의 다른 포트 및 기구에의 액세스를 허용하는 플러그(44)가 도시되어 있다. 이 플러그(44)는 다양한 가능한 방법에 의해 케이스 부재(18)에 기계적으로 부착될 수 있고, 또한 정위치에 접착될 수 있거나 범퍼(26)의 일부로서 형성될 수 있다. 케이스 부재(18)는 수밀 시일의 전자 장치(12)를 작동시킬 수 있도록 허용하는 추가 구조물을 포함할 수 있다. 케이스 부재(18)는, 도 7, 도 8c 및 도 8d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이 케이스 부재(18)에 부착된 플러그(44)를 포함할 수 있다. 플러그(44)는 케이스 부재(18) 및 플러그 부분(48)과 결합되기 위한 부착 구조물(46)을 포함한다. 다른 실시형태에서, 플러그(44)는 범퍼(26)에 부착될 수 있다. 플러그 부분(48)은 압축되어 수밀 시일을 형성하는 하나 이상의 실링 리브(50)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 보호 케이스(10)는 리드(16)를 포함한다. 이 리드(16)는 케이스 부재(18)에 대해 전술한 바와 같이 투명한 재료로 형성될 수 있고, 이것은 O링의 육안 검사를 가능하게 한다. 리드(16)는 연부(54)에서 끝나는 평면의 표면(52)을 포함한다. 연부(54)는 대응하는 스냅 구조물(55)에서 메인 하우징(14)과 결합되는 스냅 부착 구조물(56)을 포함한다. 리드(16)는 또한 개스킷(60)을 수용하는 그루브(58)를 포함한다. 이 개스킷(60)은 메인 하우징(14)과 리드(16)에 수밀 시일을 제공하기 위해 원하는 쇼어 듀로미터(durometer)를 갖는 적절한 크기의 O링일 수 있다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 전자 장치(12)용 보호 케이스(10)의 다른 실시형태가 도시되어 있다. 이전의 실시형태와 같이, 이 보호 케이스(10)는 메인 하우징(14) 및 리드(16)를 포함한다. 이 메인 하우징(14)은 케이스 부재(18)를 포함할 수 있다. 케이스 부재(18)는 전술한 바와 같이 슬롯 또는 구멍(20)을 포함할 수 있다. 도시된 대안적 실시형태에서, 버튼 기구(36)는 전술한 바와 같이 범퍼(26)와 함께 형성되지 않는다. 도시된 실시형태는 케이스의 내부로부터 조립될 수 있는 버튼 기구(36)를 포함한다.
도시된 실시형태는 케이스 부재(18)를 실링할 뿐만 아니라 폐쇄된 케이스 내에서 장치의 버튼을 작동시키도록 케이스 부재(18)의 내면 상에 기계적으로 조립되는 별개의 버튼 부재(62)를 포함한다. 전술한 실시형태와 같이, 플러그 코어(40)는 경질 플라스틱 등과 같은 다양한 비교적 비탄성의 재료로 형성될 수 있고, 이것은 고무, 탄성중합체, 또는 기타 적절한 재료, 즉 고무 버튼 부재(62)에 의해 형성되는 하나 이상의 실링 리브(38)을 형성하는 비교적 더 강성의 재료보다 큰 탄성을 갖거나 더 가요성을 갖는 재료에 의해 둘러싸인다. 실링 리브(38)는, 도 11 및 도 12에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 케이스 부재(18)의 구멍(20)의 내벽(42)과 접촉하여 이 구멍(20)을 시일하는 크기를 갖는다.
버튼 부재(62)는 케이스 부재(18)의 내면(68) 및 외면(70)과 결합되는 플랜지(64, 66)를 포함한다. 플러그 코어가 조립되지 않은 경우, 플랜지(66)는 탄성 변형될 수 있고, 케이스 부재(18) 내의 구멍(20)을 통해 삽입되도록 압축될 수 있고, 다음에 케이스 부재(18)의 외면(70)과 접촉하고, 다음에 자신의 원래의 형상으로 복원된다. 플랜지(66)는 버튼이 쉽게 제거되는 것을 방지하고, 구멍(70)을 양측 상에서 차폐한다. 따라서, 버튼 부재(62)는 영구 변형 없이 케이스를 통해 장치의 버튼을 작동시킬 수 있도록 케이스 부재(18)를 관통한다. 그러면 플러그 코어(40)는 이것이 버튼(62)을 고정시키도록, 그리고 방수 시일을 형성하기 위한 실링 리브(38)의 적절한 압축을 보장함과 동시에 작동력을 수용된 장치(12)로 전달하기 위해 작동력의 일부를 반경방향의 힘으로 안내하도록 삽입될 수 있다. 플러그 코어(40)는 케이스의 외부로부터 장치의 버튼까지 피스톤과 유사한 직접 연결부를 형성한다. 종합적으로 말하면, 이것으로 인해 장치(12)의 버튼을 작동시키기 위해 더 적은 힘이 요구되도록 비교적 탄성인 재료의 변형량이 감소되고, 탄성 재료는 많은 압력 변형을 받지 않으므로 압축 파괴의 위험이 감소되고, 내구성이 향상되고, 힘이 작용될 때 방수 시일이 증강되도록 압축 실링 힘을 증가시키도록 실링 리브(38) 상에서 반경방향으로 힘이 분산된다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 전자 장치(12)용 보호 케이스(10)의 다른 실시형태가 도시되어 있다. 이전의 실시형태와 같이, 이 보호 케이스(10)는 메인 하우징(14) 및 리드(16)를 포함한다. 이 메인 하우징(14)은 케이스 부재(18)를 포함할 수 있다. 케이스 부재(18)는 전술한 바와 같이 슬롯 또는 구멍(20)을 포함할 수 있다. 도시된 대안적 실시형태에서, 버튼 기구(36)는 고무 오버 몰드를 사용할 필요없이 방수 케이스 상에 버튼(72)을 포함한다. 버튼 기구(36)는 케이스 부재(18) 상의 공동(74) 내에 배치되는 플라스틱(72)과 같은 비교적 비가요성인 재료로 제조된 기계식 버튼을 포함하고, 이것은 패스너, 프레스 핏, 스냅 핏, 또는 스프링 장착 조립을 사용하는 기계적 조립; 스핀 용접, 초음파 용접, 진동 용접, 용매 용접, 냉간 헤딩 또는 열간 헤딩과 같은 용접; 또는 접착제 또는 용매 시멘트를 사용하는 방법을 통해 접합될 수 있다. 버튼(72)은 케이스 부재(18)의 외부로부터 케이스 부재(18) 내에 위치된다. 버튼(72)은 피스톤과 유사하게 장치를 작동시킨다. 버튼(72)은 박막(76)에 의해 실링 및 방수되고, 이 박막은 그 내구성을 보장하기 위해 마모, 절단, 및 인렬(tear), 및 인렬 전파에 대해 내성을 갖는 고무 또는 탄성중합체와 같은 높은 가요성의 재료로 제작된다. 이러한 가요성 재료는 양면 접착제 테이프 또는 용접과 같은 다양한 방식으로 케이스 부재(18)의 내면에 고정될 수 있다. 버튼(72)은, 이것이 하측의 장치(12)의 버튼과 맞물림되어 가요성 막(76)을 변위시키고, 그 결과 가요성 막(76)이 탄성 변형되지만 여전히 케이스 부재에 고정되어 장치를 토글할 때까지, 직접적으로 힘을 전달함으로써 장치를 작동시킨다.
도 15 내지 도 16을 참조하면, 홈 버튼 또는 토글(78)을 포함하는 스크린 부재(24)가 도시되어 있다. 위에서 특정된 바와 같이, 케이스 부재(18)는 케이스 부재(18)의 윈도우 부분(22)의 주위에서 그 상면에 부착된 스크린 부재(24)를 포함한다. 스크린 부재(24)는 접착제, 용접, 주조성형 열간 스탬핑, 삽입 주조성형, 코인젝션을 포함하거나 또는 다른 방법으로 스크린 부재(24)를 접합시키는 다양한 방법을 사용하여 부착된 별개의 부재일 수 있다. 대안적으로, 스크린 부재(24)는 케이스 부재(18)로 형성될 수 있고, 케이스 부재(18)의 다른 부분과 다른 두께를 가질 수 있다. 하나의 양태에서, 스크린 부재(24)는 전자 장치(12)의 디스플레이를 볼 수 있도록 투명한 재료로 형성될 수 있다. 스크린 부재(24)는 사용자가 이 스크린 부재(24)를 통해 전자 장치(12)의 터치 스크린을 조작하는 것 및 음향의 전달을 허용하는 두께를 가질 수 있다. 스크린 부재는 버튼의 형상을 스크린 부재(24) 내에 형성하는 엠보싱된 부분(80) 및 디보싱(debossing)된 부분(82)을 포함할 수 있다. 엠보싱된 부분(80) 및 디보싱된 부분(82)은 광학적 촬상을 통해 작동될 수 있는 지문 센서, 초음파 센서, 또는 커패시턴스 센서(예를 들면, RG 신호를 이용하는 용량성 터치 ID)와 같은 센서가 스크린 부재(24)를 통해 작동할 수 있는 두께를 포함할 수 있다. 광학 센서의 경우, 스크린 부재는 선명한 광학 이미지의 캡처를 방해하지 않도록 높은 투과율 및 투명도를 가질 필요가 있을 수 있다. 용량성 센서의 경우, 스크린 부재는 RF 신호의 감쇄를 감소시키도록 손가락이 용량성 센서에 더 근접하여 위치될 수 있는 적절한 두께 및 가요성의 다이일렉트릭 재료로 형성될 수 있다. 용량성 센서는 센서의 활성 촬상 영역의 외면의 주위에 위치된 전도성 표면에 의해 생체 피부층에 결합되는 작은 RF 신호를 인가하고, 다음에 마루에 근접한 센서가 더 높은 신호를 측정하고, 골에 근접한 센서가 더 낮은 신호를 측정하는 전도성 피부층의 형상을 모방하는 RF 신호를 측정하기 위해 센서의 어레이를 사용함으로써 작동될 수 있다. 이러한 센서는 각각의 용량성 감지 요소가 그 용량성 감지 요소에 중첩되는 손가락의 일부에 용량성 결합될 수 있을 때 작동되므로 중첩되는 손가락 부분과 용량성 감지 요소 사이의 거리는 두 부분들 사이의 커패시턴스, 및 이에 따라 용량성 감지 요소에 등록된 신호를 결정한다. 이와 같이, 거리가 감소함에 따라 신호는 증대된다. 각각의 용량성 감지 요소는 또한 다른 인접하는 중첩되는 손가락 부분에 용량성 결합되고, 이 거리가 증대됨에 따라, 번짐 효과(blurring effect)를 초래하고, 이것은 손가락 마루 및 손가락 골의 직하의 용량성 감지 요소들 사이의 총 신호 차이를 감소시킨다. 따라서, 스크린 부재는 적절히 얇을 수 있고, 변위되도록 가요성을 가질 필요가 있을 수 있고, 손가락 부분이 센서에 더 근접하도록 허용할 수 있고, 재료는 커패시턴스에 영향을 주지 않도록 다이일렉트릭일 수 있다.
대안적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 스크린 부재(24)는 얇은 가요성 막(86)으로 절제부 또는 구멍(84)을 포함할 수 있고, 이것은 가요성 박막(86)으로 덮여있다. 하나의 양태에서, 고무 또는 플라스틱 박막(86)은 스크린 부재(24)보다 더 가요성이고, 더 얇은 재료로 형성된다. 가요성 박막(86)은 센서 용량성 터치 ID가 스크린 부재(24)를 통해 동작되는 것을 허용한다. 가요성 박막(86)은 양면 접착제 테이프(88), 용접 또는 기밀 시일을 형성하기 위한 다른 견고한 부착 수단을 이용하여 스크린 부재(24)에 조립될 수 있다. 다른 양태에서, 광학 센서가 기능을 발휘할 수 있도록 높은 투명도를 가진 광학적으로 투명한 재료가 사용될 수 있고, 유사하게 장착될 수 있다.
도 17 내지 도 21을 참조하면, 케이스 부재(18)와 리드(16)를 연결하기 위한 고정 기구가 도시되어 있다. 하나의 양태에서, 리드(16)는 수(male) 고정 기구(100)를 포함하고, 이것은 케이스 부재(18)에 형성된 암 고정 기구(102)를 암(female) 고정 기구(102) 내에 수용된다. 이 수 고정 기구(100) 및 암 고정 기구(102)는 케이스 부재(18)의 더 긴 길이를 따라 사용될 수 있고, 또는 케이스 부재(18)의 주위의 어디든 위치될 수 있다. 리드(16)와 케이스 부재(18)가 결합되었을 때 가해지는 개스킷 또는 O링(60)의 힘으로 인해, 케이스 부재(18)는 더 짧은 측면보다 더 긴 측면 상에서 더 큰 정도로 굴곡된다. 비록 개스킷(60)에 의해 가해지는 축방향의 압축이 사용될 수 있으나, 반경방향의 압축과 같은 압축은, 도 19의 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 전체 케이스(10)의 주위에서 개스킷(60)에 의해 일관된 압축이 가해지는 것이 보장되도록 수 고정 기구(100) 및 암 고정 기구(102)에 의해 저지된다. 도시된 실시형태에서, 암 고정 기구(102)는 케이스 부재에 형성된 슬롯(103)을 포함한다. 수 고정 기구(100)는 이 슬롯(103) 내에 끼워맞춤되는 크기를 갖는 돌출부(105)를 포함한다. 리드(16)에 형성된 그루브(58)는 리드(16)의 수 고정 기구(100)의 하측에 형성될 수 있으므로, 개스킷(60)은 슬롯(103)을 형성하는 케이스 부재(18)의 내벽(107)과 그루브(58) 사이에서 압축된다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 수 고정 기구(100) 및 암 고정 기구(102)의 대안적 실시형태가 도시되어 있다. 도시된 대안적 실시형태에서, 리드(16)의 수 고정 기구(100)는 케이스 부재(18) 상에 형성된 대응하는 형상의 기구(112)와 결합되는 인터로킹 기구(110)를 포함한다. 도시된 실시형태에서, 도시된 2 개의 암 고정 기구(102)는 케이스 부재(18)의 벽(109)에 의해 형성되고, R부(radius)일 수 있거나 직선 굴곡부일 수 있는 굴곡부(113)에서 벽(111)의 직선 부분으로부터 연장된다. 굴곡부(113)는 벽(115)이 직선의 벽 부분(111)에 대해 예각으로 연장되는 크기를 갖는다.
도시된 실시형태에서, 수 고정 기구(100)는 리드(16) 상에 형성된다. 이 수 고정 기구(100)는 리드(16)로부터 연장되는 돌출부(117)를 포함하고, 이 돌출부는 암 고정 기구(102)와 결합되는 키형(keyed) 형상(119)을 갖는다. 이 키형 형상(119)은 상면에 형성된 R부와 같은 대향하는 굴곡부(123)을 가진 바디 부분(121)을 포함한다. 이 굴곡부(123)는 암 고정 기구(102)의 굴곡부(113) 상에 맞물리는 형상을 갖는다. 키형 형상(119)는 대향하는 R부(123)로부터 연장되어 암 고정 기구(102)의 예각의 벽(115)에 맞닿는 벽(125)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 인터로킹 기구(110, 112)는 케이스 부재(18)의 더 긴 길이를 따라 사용될 수 있고, 이 더 긴 길이는 리드(16)와 케이스 부재(18)가 결합되었을 때 가해지는 개스킷 또는 O링(60)의 힘으로 인해, 더 짧은 측면보다 더 긴 측면 상에서 더 큰 정도로 굴곡된다. 개스킷(60)에 의해 가해지는 압축은 전체 케이스(10)의 주위에서 개스킷(60)에 의해 일관된 압축기 가해지는 것이 보장되도록 인터로킹 기구(110, 112)에 의해 저지된다.
도 24를 참조하면, 리드(16)가 스크린 부재(24)를 포함하는 케이스(10)의 대안적 실시형태가 도시되어 있다. 하나의 양태에서, 이 실시형태는 케이스 부재(18)와 결합되었을 때 반경방향의 압축을 가하도록 리드의 측면 그루브 내에 설치되는 개스킷(60)을 포함할 수 있다. 스크린(24)은 접착제, 테이프 또는 기타 접착제를 포함하는 다양한 방법을 사용하여 리드(16)에 부착될 수 있다. 전술한 바와 같은 수 부착 기구(100) 및 암 부착 기구(102)는 리드(16) 및 케이스 부재(18) 상에 포함될 수 있다. 전술한 바와 같이, 부착 기구(100, 102)는 케이스 부재(18)의 더 긴 길이를 따라 사용될 수 있고, 이 더 긴 길이는 리드(16)와 케이스 부재(18)가 결합되었을 때 가해지는 개스킷 또는 O링(60)의 힘으로 인해, 더 짧은 측면보다 더 긴 측면 상에서 더 큰 정도로 굴곡된다. 개스킷(60)에 의해 가해지는 압축은 전체 케이스(10)의 주위에서 개스킷(60)에 의해 일관된 압축기 가해지는 것이 보장되도록 부착 기구(100, 102)에 의해 저지된다.
하나의 양태에서, 아이패드 미니 및 태블릿 또는 4.5 인치를 초과하는 스크린을 구비하는 대형 스마트폰으로서 분류될 수 있는 기타 장치용으로 이 고정 기구(100, 102) 또는 인터로킹 기구(110, 112)가 사용될 수 있다. 기본적으로, 이러한 더 큰 장치는 케이스의 측면을 따라 더 긴 벽 부분을 가진다. 플라스틱 부품은 결코 완전할 수 없으므로 이러한 더 긴 벽 부분은 불가피하게 직선이 아니다. 불충분한 강성의 재료, 사출성형 후 부품이 냉각될 때의 비틀림, 또는 조립 시의 비틀림 및 굴곡변형으로 인해 이 벽 부분은 변형될 수 있다. 하나의 양태에서, 부품의 이러한 변형을 개선하기 위해, 부품을 더욱 강성화하기 위해 부품 설계에 구조물을 증가시키고, 냉각 후에 부품의 자세를 유지시키기 위해 부품을 지그(jig) 내에 설치하고, 고정 기구(100, 102)와 같은 조립 시에 변형에 반작용하는 기계적 부착 시스템을 설계한다. 다른 양태에서, 강성의 전자 장치가 하우징 내에 위치될 때, 이 전자 장치가 조립된 케이스의 구조 부품으로서 사용될 수 있다. 이 장치는 하우징 내에 설치되고, 하우징의 설계는 전자 장치를 완전하게 끼워맞춤할 수 있으므로 본 장치는 케이스의 전체 6면 상에서 케이스의 전체 구조를 견고하게 지지하여 구조를 고정시킨다. 케이스는 하우징의 모든 면에서 매우 견고하게 접촉 및 결합될 수 있는 것이 바람직하다. 하나의 양태에서, 이러한 전자 장치의 표면 상의 재료 중 일부, 특히 쉽게 스크래치가 발생될 수 있는 폴리카보네이트 및 알루미늄 하우징은 부착되는 케이스에 의해 손상될 수 있다. 이러한 잠재적 문제를 예방하기 위해 내부의 장치에 스크래치를 발생시키지 않는 적절한 재료의 패드로 케이스를 보호할 수 있다. 내부의 장치에 접촉하기 위해 발포체, 고무 또는 기타 연질 재료가 사용될 수 있다. 이러한 발포체 또는 고무는 하우징 상에 기계적으로 조립, 접착, 테이핑 또는 코몰딩(co-molding)될 수 있다. 코몰딩된 부품의 경우, 이것은 부품의 외면에 고무 그립(grip)을 제공하고 충격 보호를 제공하기 위해서도 사용될 수 있다.
도 25 내지 도 37을 참조하면, 케이스 부재 상의 상이한 위치에 구멍 및 토글을 구비하는 위에서 제공된 것과 유사한 고정 기구 및 스냅 구조물을 포함하는 케이스(10)의 대안적 실시형태가 도시되어 있다. 전술한 것과 같은 구성요소는 이 대안적 실시형태에서 유사한 번호가 부여되었다.
사용 시, 사용자는 케이스 부재(18) 내에 전화기, 특히 터치 스크린을 가진 전화기와 같은 전자 장치(12)를 설치할 수 있다. 다음에 O링 또는 개스킷(60)이 리드(16)의 그루브(58) 내에 위치되도록 리드(16)가 메인 하우징(14)과 결합될 수 있고, 리드(16)와 메인 하우징(14)을 실링하도록 O링(60)에 압축이 가해져서 수밀 및 기밀의 시일이 제공된다. 사용자는 전술한 바와 같은 버튼 기구(36)를 사용하여 전자 장치(12)의 다양한 기능을 작동시킬 수 있다. 전자 장치(12)의 터치 스크린은 케이스 부재(18)의 스크린 부재(24)를 통해 작동될 수 있다.

Claims (7)

  1. 전자 장치용 보호 케이스로서,
    케이스 부재를 포함하는 메인 하우징 - 상기 케이스 부재는 상기 케이스 부재 내에 위치된 장치와의 상호작용을 허용하기 위해 케이스 부재에 형성된 슬롯 및 포트를 포함함 -; 및
    별개의 범퍼를 포함하고,
    상기 범퍼는 상기 케이스 부재 상에 형성된 대응하는 부착 기구에 결합되는 부착 기구를 포함하고,
    상기 장치를 수용하는 기밀 및 수밀 체적을 형성하도록 상기 메인 하우징과 리드가 착탈가능하게 결합되고,
    상기 보호 케이스 내에 포획된 공기는 하나 이상의 막에 음향 에너지를 전달하고, 상기 막은 상기 케이스의 외부 또는 내부로 음향을 전달하기 위해 공기 압력차에 따라 진동되는, 전자 장치용 보호 케이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 범퍼의 부착 기구는 노치를 포함하고, 상기 노치는 상기 케이스 부재 상의 대응하는 탭을 수용하여 기계적으로 인터로킹되는, 전자 장치용 보호 케이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 별개의 범퍼는 범퍼에 형성된 버튼 기구를 포함하고, 상기 버튼 기구는 상기 장치를 위한 실링을 제공하기 위해, 그리고 상기 전자 장치의 토글에의 액세스를 허용하기 위해 상기 슬롯 및 액세스 포트의 주위에서 상기 케이스 부재의 부분과 맞닿는, 전자 장치용 보호 케이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 버튼 기구는 실링 리브를 형성하는 탄성 재료에 의해 둘러싸여 있는 내부 플러그 코어를 포함하고, 상기 실링 리브는, 버튼을 작동시키기 위해 힘이 가해지는 경우에, 가해진 상기 힘의 일부가 상기 실링 리브의 고무 재료 상에서 반경 방향을 향하여 상기 슬롯 또는 포트의 내벽에 압축력을 인가하는 형상을 갖는, 전자 장치용 보호 케이스.
  5. 전자 장치용 보호 케이스로서,
    케이스 부재 - 상기 케이스 부재는 상기 케이스 부재 내에 위치된 장치와의 상호작용을 허용하기 위해 상기 케이스 부재에 형성된 슬롯 및 포트를 포함하고, 상기 케이스 부재는 내면과 외면을 포함함 -; 및
    상기 케이스 부재를 실링하기 위해, 그리고 상기 장치를 작동시키기 위해 상기 케이스 부재에 조립되는 별개의 버튼 기구를 포함하고,
    상기 장치를 수용하는 기밀 및 수밀 체적을 형성하도록 상기 케이스 부재와 리드가 착탈가능하게 결합되고,
    상기 버튼 기구는 상기 케이스 부재의 외부로부터 조립되고, 상기 케이스 부재의 내부에 부착된 막을 포함하고, 가요성 막이 탄성 변형되지만 여전히 상기 장치의 토글을 위해 상기 케이스 부재에 고정되도록, 플러그 코어가 아래에 있는 장치에 직접적으로 힘을 전달하여 상기 가요성 막을 변위시키는, 전자 장치용 보호 케이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버튼 기구는 실링 리브를 형성하는 탄성 재료에 의해 둘러싸여 있는 플러그 코어를 포함하는, 전자 장치용 보호 케이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플러그 코어는 상기 실링 리브를 고정하고 작동력의 일부를 반경방향의 힘으로 안내하며 상기 실링 리브는 구멍에 대해 압축되는, 전자 장치용 보호 케이스.
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