KR20010029822A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20010029822A
KR20010029822A KR1020000034065A KR20000034065A KR20010029822A KR 20010029822 A KR20010029822 A KR 20010029822A KR 1020000034065 A KR1020000034065 A KR 1020000034065A KR 20000034065 A KR20000034065 A KR 20000034065A KR 20010029822 A KR20010029822 A KR 20010029822A
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battery
battery pack
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오까다세쯔오
다까사끼요시하루
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가부시끼가이샤 하드손
다카노 야스아키
산요 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 배터리 팩은 복수의 1차 또는 2차 배터리를 대체할 수 있고, 적어도 하나의 배터리 본체, 배터리 본체를 수용하는 배터리 홀더, 및 한 쌍의 양극 및 음극 단자를 포함하며, 리세스가 배터리 팩을 저장하는 배터리 케이스 내에 위치된 음극 배터리 단자를 수용하기 위해 배터리 홀더의 일단부에 형성된다. 종래의 배터리 팩처럼 따로 분리되지 않고 흩어지지 않는 배터리 팩은 다루기 매우 용이하다. 또한, 사용된 배터리와 사용되지 않은 배터리의 공동 사용의 문제와, 배터리의 잘못된 방향으로의 오배치를 피할 수 있다. 배터리 팩이 복수의 배터리 본체를 수용하고, 배터리 본체를 직렬로 접속하기 위한 와이어들 사이에 제공된 접촉 지점을 포함할 경우에, 단락의 문제를 사전에 피하고 안전성에 대해 신뢰 가능한 배터리가 얻어진다.

Description

배터리 팩 {BATTERY PACK}
본 발명은 복수개의 1차 또는 2차 배터리를 대체할 수 있는 배터리 팩에 관한 것으며, 특히 사용이 용이하고 상당히 안전한 배터리 팩에 관한 것이다.
다양한 종류의 휴대용 오디오 플레이어, 전자 수첩으로 대표되는 것과 같은 PDA(개인 디지털 보조기) 및 휴대용 전자 게임기를 포함하는 현재 널리 사용되는 휴대용 전자 장치의 대부분은 전원으로서, 망간 배터리, 알카라인 배터리와 같은 1차 배터리와 니켈-카드뮴 배터리와 같은 2차 배터리를 사용한다. 이러한 휴대용 전자 장치는 배터리 케이스 내의 복수개의 배터리를 수용하도록 통상 설계되고 그로부터 필요한 전압을 얻는다.
도9는 이러한 종래 기술의 예를 도시하는 데, 배터리 케이스(41)는 AA 사이즈의 1.5 V 배터리(42, 43)를 장전하여 그로부터 3 V의 작동 전압을 얻기 위하여 휴대용 전자 게임기의 후방측 상에 구비된다. 배터리 케이스(41)는 배터리(42, 43)를 장전하기 위하여 격벽에 의해 분리된 저장 구조체(44, 45)를 각각 포함한다. 배터리(42)의 양극 단자 측에 위치된 단자 보드(47)는 배터리(42)의 양극 단자와 접속하여 있는 융기부 형상의 양극 배터리 단자(48)를 포함한다. 다른 한편, 배터리(42)의 음극 단자 측에 위치된 단자 보드(50)는 배터리(42)의 음극 단자와 접속하여 있는 스프링 형상의 음극 배터리 단자(49)를 포함한다. 유사하게, 양극 배터리 단자(51)와 단자 보드(53)에 접속된 음극 배터리 단자(52)는 각각 배터리(43)의 양극 및 음극 단자 측에 위치되는 한편, 배터리(42)를 위한 양극 배터리 단자(51) 및 음극 배터리 단자(49)는 단자 보드(50)를 공유한다. 이러한 구조물에서, 2개의 AA 사이즈 배터리는 직렬로 연결되고 3 V의 작동 전압이 전자 장치의 전원의 양극 입력(54) 및 음극 입력(55)으로 공급된다.
배터리(42, 43)가 전자 장치에 사용되어 소모되면, 양 배터리는 배터리 케이스로부터 제거되고 2개의 미사용 배터리로 대체되어야 한다. 이 경우, 배터리 케이스로부터 제거된 이들 사용된 배터리들은 흩어져 분실되기 쉬워서, 사용자에게 불편하다. 더욱이, 사용된 배터리가 흩어졌을 때, 이들은 종종 미사용 배터리와 섞여서, 배터리 케이스 내의 사용된 배터리를 미사용 배터리와 함께 잘못 장전하게 될 수 있다. 더욱이, 휴대용 게임기의 경우에, 사용자, 특히 취학 전 아동을 포함한 어린이는 배터리(42, 43)를 배터리 케이스 내에 바른 방향으로 삽입할 수 없다.
사용된 배터리와 미사용 배터리의 이러한 혼합 사용, 또는 잘못된 방향으로의 배터리의 삽입은 전자 장치의 고장을 일으키고, 더욱이 그의 사용자를 위험에 빠뜨린다. 더욱이, 일반적인 배터리의 양극 단자 및 음극 단자가 어떤 수단에 의해 전기적으로 접속되어 있을 때, 회로는 단락된다. 배터리의 부적절한 보관 또는 다른 어떤 요인에 의해 일어날 수 있는 이러한 단락 문제는 안전에 있어서 중요하게 대두된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 사용된 배터리와 미사용 배터리의 혼합 사용과, 잘못된 방향으로의 배터리의 장전과, 그리고 단락을 미리 피할 수 있다는 점에서 사용하기 용이하고 안전한 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 배터리 팩은 복수의 1차 및 2차 배터리를 대체할 수 있고, 적어도 하나의 배터리 본체와 배터리 본체를 수용할 수 있는 배터리 홀더와 한 쌍의 양극 및 음극 단자를 포함하고, 리세스는 배터리 홀더의 일 단부에 형성되어 배터리 팩을 저장하기 위한 배터리 케이스 내에 위치된 음극 배터리 단자를 장전시킨다.
리세스는 배터리 본체의 일 측면 단부 상에 연장된 측벽에 의해 형성될 수 있다. 배터리 홀더는 배터리 케이스 내에 위치된 배터리 격벽을 장전할 수 있는 종방향으로 연장된 홈을 포함한다. 배터리 본체는 1차 및 2차 배터리의 어느 것일 수 있다. 배터리 본체가 2차 배터리인 경우, 배터리 홀더가 양극 단자 및 음극 단자에 각각 전기적으로 접속되어 방전된 배터리가 충전되고 계속하여 재 사용될 수 있는 한 쌍의 충전 단자를 포함하는 것은 바람직하다.
다수의 배터리 본체가 장전될 때, 배터리 팩이 배터리 본체와 직렬로 접속하는 와이어들과 이들 와이어 사이에 위치된 접촉점을 포함하는 것은 바람직하다. 접촉점은 배터리 케이스의 리드(lid) 상에 구비된 스위칭 수단에 의해 도전 상태로 바뀌도록 구성된다. 스위칭 수단은 배터리 케이스의 리드의 바닥 평면으로부터 돌출된 돌기일 수 있어서, 돌기는 리드가 폐쇄될 때 접촉점을 밀게 된다. 접촉점이 배터리 홀더의 상부 평면의 중심으로부터 떨어진 위치에 배치되는 것은 바람직하다.
본 발명은 첨부 도면과 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도1은 본 발명에 따른 양호한 실시예에서의 배터리 팩의 평면도.
도2는 부분 절개된 도1의 배터리 팩의 후면도.
도3은 도1의 배터리 팩의 좌측면도.
도4는 도1의 배터리 팩의 우측면도.
도5는 배터리 본체를 포함하는 도1에 도시된 배터리 팩의 배선도.
도6은 도1에 도시된 배터리 팩에 적합한 배터리 케이스의 리드의 예를 도시한 설명도.
도7은 도6의 선 A-A 상에서 취해진 배터리 케이스의 리드의 단면도.
도8은 도1의 배터리 및 함께 결합된 도6의 배터리 케이스의 리드를 도시한 설명도.
도9는 전자 장치의 배터리 케이스 내에 장착된 2개의 통상적인 배터리를 도시하는 설명도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 배터리 홀더
2 : 양극 단자
3 : 음극 단자
4, 5 : 리세스
6 : 홈
7, 8 : 배터리 본체
9, 10 : 와이어
21, 23 : 측벽
22 : 내벽
도1, 도2, 도3 도4 및 도5는 본 발명에 따른 양호한 실시예의 배터리 팩을 도시한다. 배터리 팩은 배터리 홀더(1)와 그의 일 단부에 위치된 한 쌍의 양극 단자(2) 및 음극 단자(3)를 포함한다. 도2는 배터리 팩의 후면도로서, 리세스(4, 5)가 배터리 홀더(1)의 타단부에 형성되고 그의 종방향으로 연장된 홈이 폭의 중앙에 형성되어 있다. 배터리 홀더(1)는 홈(6)에 의해 분리된 2차 배터리를 포함하는 2개의 배터리 본체(7, 8)를 장전시킨다. 배터리 본체(7)의 음극 단자 및 배터리 본체(8)의 양극 단자는 와이어(9, 10)에 각각 접속되어, 배터리 본체(7) 및 배터리 본체(8)는 직렬로 전기 접속될 수 있다. 도4에 도시한 바와 같이, 리세스(4, 5)는 배터리 홀더(1)의 부품을 구성하고 배터리 본체(7, 8)의 한쪽(도2의 우측)에서 연장되는 측벽(21, 23)에 의해 U자형으로 성형된다. 각 리세스의 깊이(d)는 이런 배터리 케이스에 배치된 스프링을 일반적으로 포함하는 전자 장치(도시 않음)의 배터리 케이스 내의 압축되지 않거나 약간만 압축된 음극 단자를 수용하기에 충분하다. 리세스(4, 5) 및 배터리 본체(7, 8)는 각각 내벽(22)에 의해 격리되어 있다. 상술한 홈(6)은 배터리 팩을 장전할 때 전자 장치(도시 않음)의 배터리 케이스 내에서 전진 배치된 배터리 격벽(일반적으로는 길이 방향에 따른 판 형태임)을 수용하기에 충분할 정도로 깊게 형성된다. 도1을 다시 참조하면, 개구(24, 25)는 배터리 홀더(1)의 상부 평면 상에 제공되어 외측 전원에 의해 배터리 본체(7, 8)를 충전 가능하게 하는 양극 충전 단자(13) 및 음극 충전 단자(14) 쌍을 노출하도록 되어있다. 한 편, 개구(26)는 후술하는 바와 같이 일정 조건하에서 배터리 본체(7, 8)를 직렬로 전기 접속하는 역할을 하는 접촉점(17)을 노출시킨다. 접촉점(17)은 배터리 홀더(1)의 상부 평면의 중심으로부터 떨어진 위치에 배치된다. 도5에서, 양극 충전 단자(13) 및 음극 충전 단자(14)는 와이어(11, 12)에 의해 배터리 본체(7)의 양극 단자(2)와 음극 단자(3)에 접속되지만, 배터리 본체(7)의 음극 단자(15)와 배터리 본체(8)의 양극 단자(16)는 사이에 접촉점(17)이 제공되는 와이어(9, 10)에 의해 접속된다.
도6 및 도7은 종래의 배터리 팩을 위해 설계된 배터리 케이스에 제1 적합한 실시예의 배터리 팩을 로딩하기 위한 배터리 케이스의 리드의 적합한 실시예를 도시한 것이다. 도6은 종래의 배터리 케이스 리드와 마찬가지로 리드(31)의 상면측과 하면측에 고정 탭(35, 36, 37)이 배치된, 리드의 배면도이다. 도6에서, 개구(32, 33)는 전술한 바와 같이 적합한 실시예의 배터리 팩 상에 제공된 양극 충전 단자(13)와 음극 충전 단자(14)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 개구(32, 33)는 배터리 케이스의 리드(31)가 폐쇄되었을 때 이를 통해 충전 단자(13, 14)가 노출될 수 있도록 제공되어 있다. 도6에 도시한 바와 같이, 스위칭 수단(34)은 접촉점(17)의 위치에 대응하는 위치에 제공되어 있다. 게다가, 스위칭 수단(34)은 원통형 돌기 형태로 형성되어 있다.
도8에 도시한 바와 같이, 돌기 형태의 스위칭 수단(34)은 배터리 케이스의 리드의 저면 상에 제공되어 있기 때문에, 배터리 팩을 배터리 케이스(도시 않음) 내에 정확한 방향으로 장전하고 배터리 케이스 리드(31)를 폐쇄하면 배터리 홀더(1)의 개구(26)를 통해 노출된 접촉점을 밀어서 두 배터리 본체(7, 8)를 전기적으로 접속한다.
동작시에, 배터리 팩이 전자 장치의 배터리 케이스 내에 적절히 배치되면, 배터리 팩의 양극 단자(2)와 음극 단자(3)는 배터리 케이스의 양극 배터리 단자(융기부) 및 음극 배터리 단자(스프링)와 각각 접촉하게 되고, 각 배터리 단자는 전자 장치의 전원의 양극 및 음극 입력부에 접속된다. 두 배터리 팩을 직렬 전기 접속하는 다른 양극 배터리 단자(융기부)와 음극 배터리 단자(스프링)는 이 적합한 실시예에서 배터리 팩의 전기 접속에 기여하지 않는다. 따라서, 리세스(4)는 배터리 케이스 내에 제공된 음극 배터리 단자를 수납하기 위해 배터리 홀더(1)의 한 단부에 형성된다. 결국, 배터리 팩의 양극 및 음극 단자가 배터리 케이스에 대해 올바른 방향인 경우에는, 음극 배터리 단자(스프링)는 상기 전기 접속에는 기여하지 않지만, 쉽게 수납 및 장전된다(배터리 케이스의 격벽이 배터리 팩의 저면 상에 제공된 홈(6) 내에 수용된다). 따라서, 내부에 종래의 배터리를 장전해야 하던 종래의 배터리 케이스는 본 실시예의 배터리 팩을 내부에 하나만 장전하면 되게 되므로, 배터리 팩의 취급이 상당히 개선된다.
이 적합한 실시예의 배터리 팩의 구조로 인해 배터리 팩은 배터리 케이스에 대해 잘못된 방향으로 장전될 수도 있다. 그러나, 이 경우에, 배터리 팩의 양극 및 음극 단자는 전자 장치의 입력부에 접속된 양극 및 음극 배터리 단자와 전기적으로 접촉하지 못하게 된다. 전력이 전자 장치에 공급되지 않고 전원 스위치를 켠 후에도 장치가 동작하지 않기 때문에, 방향을 잘못하여 삽입한 배터리로 인한 장치의 결함 및 사용자에의 상해의 발생은 미연에 방지된다. 게다가, 전자 장치가 동작하지 않으면 사용자는 배터리 팩이 잘못된 방향으로 장전되었음에 틀림없다는 것을 직감하게 되어 배터리 팩을 올바른 방향으로 재장전하게 해준다.
이러한 적합한 실시예에서, 배터리 팩은 배터리 본체(7, 8)를 직렬로 접속하기 위한 와이어(9, 10)와 이들 사이에 배치된 접촉점(17)을 구비하고 있으며, 접촉점은 배터리 케이스의 리드(31)에 장착된 스위칭 수단(34)에 의해 온되게 되어 있다. 따라서, 전력은 본 발명의 배터리 팩이 전자 장치의 배터리 케이스 내에 올바른 방향으로 장전되고 배터리 케이스의 리드가 폐쇄되었을 때만 흐르게 되어 있다. 따라서, 배터리 팩이 배터리 케이스에 장전되어 있지 않다면 배터리 팩은 작동하지 않고 배터리 팩의 양극 단자(2)와 네가티브 단자(3) 사이에 전압이 발생하지 않게 된다. 따라서, 회로 단락 문제를 회피할 수 있고, 안전성을 상당히 개선할 수 있다. 배터리 케이스의 리드의 저면으로부터 돌출된 돌기(34) 대신에 접촉점(17)을 폐쇄하고 배터리 케이스의 리드가 적절하게 폐쇄된 경우에만 배터리 본체내에 전류가 흐르게 하는 기능을 하는 전기적 또는 기계적 스위칭 수단이라면 어떤 것이라도 사용할 수 있다. 이 적합한 실시예에 도시한 바와 같이, 접촉점(17)과 스위칭 수단(34)은 배터리 케이스의 리드(31)의 저면의 중심으로부터 벗어나 위치시켜서 본 발명의 배터리 팩이 잘못된 방향으로 장전되었을 때는 전류가 흐르지 않게 하는 것이 바람직하다. 돌기(34)의 높이는 종래의 배터리들이 내부에 장전되었을 때에도 배터리 케이스의 리드가 폐쇄될 수 있도록 조절할 수 있다.
본 적합한 실시예에서, 충전 단자(13, 14)는 배터리 케이스의 리드(31)에 제공된 개구(32, 33)를 통해 각각 노출된다. 따라서, 배터리 팩이 전자 장치 사용에 의해 고갈되는 경우에, 배터리 팩은 배터리 팩을 장전하고 배터리 케이스의 리드를 폐쇄한 상태로 전자 장치를 충전 단자(13, 14)에 전력을 공급하도록 특별히 고안된 충전 장치(도시 않음)에 세팅하여 충전할 수 있게 된다. 또, 이 경우에, 접촉점을 온시키기 위해 충전 장치에 스위칭 수단(34)과 유사한 다른 수단을 제공할 수도 있다.
적합한 실시예에서는 배터리 홀더(1)의 한쪽 단부에 두 개의 리세스(4, 5)를 형성하였지만, 배터리 홀더(1)의 한 단부에 양극 단자(2)의 반대측에만 리세스(4)가 형성된 경우에는 리세스(5)를 생략할 수도 있다. 이 경우에, 배터리 케이스에 제공된 네가티브 배터리 단자는 리세스(4) 내에 수납된다.
배터리 팩의 양극 단자(2)와 음극 단자(3)가 각각 원통형 돌기와 평면으로서 구성되어 도시되었지만, 배터리 케이스의 양극 및 음극 단자와 전기 접속을 유지하는 기능을 하는 한은 임의의 다른 구성일 수도 있다. 예컨대, 양극 단자(2)는 스프링과 같은 탄성체를 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 배터리 케이스의 음극 배터리 단자(스프링)가 배터리 케이스 내에 장전된 배터리 팩의 음극 단자(3)를 가압함으로써 배터리의 양극 단자(2)와 배터리 케이스의 양극 배터리 단자 사이의 접속을 차단하기 위한 방향으로 배터리 팩을 약간 이동시킬 지라도, 양극 단자(2)는 전기 접속을 확실하게 유지한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따라, 배터리 본체(7, 8)는 원통형 형상이고, 병렬로 배열된 2개의 배터리 본체는 사이에 간극을 형성한다. 접촉 지점(17)이 간극에 위치될 수 있음으로써, 간극을 효과적으로 사용하고 배터리 홀더(1)를 지나는 어떠한 돌출부도 없이 배터리 홀더(1) 내의 접촉 지점(17)을 수용한다. 따라서, 배터리 홀더(1)의 외부면은 접촉 지점(17)의 돌출부를 갖지 않음으로써 편평한 상태로 유지되며, 단락의 문제를 피할 수 있다.
최종적으로, 본 발명의 이점은 이하와 같이 요약된다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 배터리 팩은 복수의 1차 또는 2차 배터리를 대체할 수 있고, 적어도 하나의 배터리 본체, 배터리 본체를 수용하는 배터리 홀더, 및 한 쌍의 양극 및 음극 단자를 포함하며, 리세스가 배터리 팩을 저장하기 위한 배터리 케이스 내에 위치된 음극 배터리 단자를 수용하기 위해 배터리 홀더의 일단부에 형성된다. 따라서, 종래의 배터리 팩처럼 따로 분리되지 않고 흩어지지 않는 배터리 팩은 다루기 매우 용이하다. 또한, 사용된 배터리와 사용되지 않은 배터리의 공동 사용의 문제와, 배터리의 잘못된 방향으로의 오배치를 피할 수 있다. 배터리 팩이 복수의 배터리 본체를 수용하고, 배터리 본체를 직렬로 접속하기 위한 와이어들 사이에 제공된 접촉 지점을 포함할 경우에, 단락의 문제를 사전에 피하고 안전성에 대해 신뢰 가능한 배터리가 얻어진다.
본 발명이 특정 실시예에 대해 설명되었지만, 첨부된 특허청구범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 청구된 발명의 기술 사상 내에 있는 정도의 모든 변경 및 대안적인 구성을 포함하도록 구성된다.
본 발명의 배터리 팩은 종래의 배터리 팩처럼 따로 분리되지 않고 흩어지지 않아서 다루기 매우 용이하며, 사용된 배터리와 사용되지 않은 배터리의 공동 사용의 문제와, 배터리의 잘못된 방향으로의 오배치를 피할 수 있다.

Claims (9)

  1. 복수의 1차 또는 2차 배터리를 대체할 수 있고, 적어도 하나의 배터리 본체와, 배터리 본체를 수용하는 배터리 홀더와, 한 쌍의 양극 및 음극 단자를 포함하는 배터리 팩으로서,
    배터리 팩을 저장하는 배터리 케이스 내에 위치된 음극 배터리 단자를 수용하기 위해 배터리 홀더의 일단부에 리세스가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서, 리세스는 배터리 본체의 일측 단부 상에서 연장되는 측벽에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배터리 홀더는 종방향으로 연장되는 홈을 포함하고, 배터리 케이스 내에 제공된 배터리 격벽을 수용할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 배터리 본체는 2차 배터리이고, 배터리 홀더는 각각 양극 및 음극 단자에 전기 접속된 한 쌍의 충전 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항 내지 제4항에 있어서, 복수의 배터리 본체를 직렬로 연결하기 위한 와이어와,
    와이어들 사이에 제공된 접촉 지점을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서, 접촉 지점은 배터리 케이스의 리드 상에 제공된 스위칭 수단에 의해 온(on)되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서, 스위칭 수단은 배터리 케이스의 리드의 바닥 평면으로부터 돌출된 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 접촉 지점은 배터리 홀더의 상부 평면의 중심으로부터 떨어진 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제5항에 있어서, 배터리 본체는 원통형 형상이고, 접촉 지점은 병렬로 배열된 배터리 본체들 사이의 간극 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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