KR20170120041A - 링 형상의 체결부재를 구비하는 usb 단자 구비형 배터리 - Google Patents

링 형상의 체결부재를 구비하는 usb 단자 구비형 배터리 Download PDF

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KR20170120041A
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Abstract

본 발명은 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리에 관한 것으로서, 축전부, 측면에 USB 암 단자를 구비하는 헤드부 및 축전부와 헤드부를 체결하는 체결부재를 포함한다. 본 발명에 따르면, 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리는 USB 암 단자를 배터리의 내부에 용이하게 삽입하고, 견고하게 배치시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 헤드부 및 축전부를 용이하고 견고하게 체결하여 외력에도 충전 및 방전 기능을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 와이파이 모듈을 통해 무선 인터넷망을 용이하게 사용할 수 있다.

Description

링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리{A USB TERMINAL-EQUIPPED BATTERY HAVING RING SHAPE CONNECTION ELEMENT}
본 발명은 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리에 관한 것이다. 보다 자세하게는 축전부를 구비하고, 측면에 USB 암 단자를 구비하는 헤드부를 구비하며, 축전부와 헤드부를 체결하는 체결부재를 구비하여 외부로부터의 충격에 파손되지 않고 편리하게 충전을 할 수 있고, 전압 확인 스마트 칩을 구비한 USB 단자 구비형 배터리에 관한 것이다.
전류를 사용하여 구동하는 전자기기가 점차 증가함에 따라, 즉석에서 전자기기에 삽입되어 전류를 공급할 수 있는 배터리의 사용량도 증가하고 있다. 기존에는 배터리의 내부에 염화알루미늄, 염화아연, 망간 등이 내장된 1회용 배터리를 사용하는데, 배터리를 사용하고 나서 폐기할 시 배터리의 내부에 있던 망간 등의 유해물질이 유출되어 환경오염을 야기한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 선행문헌1(대한민국 등록특허 10-0623625)에서는 전지가 내장된 휴대형 케이스의 내부에 USB 포트를 구비시키고, 전지로부터 출력되는 전력을 승압하여 방전시킬 수 있는 회로환경을 구축함에 따라, 전자기기별 전용 충전기를 사용하지 않아도 충전이 가능한 휴대형 범용 전력 공급장치를 만드는 방법을 개시하였다. 하지만, 선행문헌1의 경우, 상기 케이스의 수납될 수 있는 크기의 배터리만 사용할 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 배터리의 충전을 위해서는 케이스를 필수로 지참해야 하므로, 케이스의 크기가 크면 가지고 다니는데 번거롭다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 특허출원의 출원인의 선행문헌2(대한민국 등록특허 10-1472537)는 USB 단자가 구비된 배터리를 통해 각기 다른 USB 인터페이스 환경에서도 편리하게 충전을 할 수 있는 방법을 개시하였다. 하지만, 선행문헌2의 경우, USB 암 단자를 배터리의 내부에 삽입하는 방법이 개시되어 있지 않다는 문제점이 있다.
선행문헌1 (대한민국 제10-0623625호, 2006.09.08. 공고) 선행문헌2 (대한민국 제10-1472537호, 2014.12.16. 공고)
본 발명의 기술적 과제는 USB 암 단자를 배터리의 내부에 용이하게 삽입할 수 있는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 헤드부 및 축전부를 용이하고 견고하게 체결할 수 있는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리를 제공하는 것이다.
추가적으로, 본 발명의 기술적 과제는 배터리의 내부에 와이파이 모듈을 내장하여 무선 인터넷망을 사용할 수 있는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 축전부, 측면에 USB 암 단자를 구비하는 헤드부 및 축전부와 헤드부를 체결하는 체결부재를 포함한다.
본 발명에 따르면, USB 암 단자를 배터리의 내부에 용이하게 삽입하고, 견고하게 배치할 수 있어, 배터리를 제조하는 공정의 효율을 증대시킬 수 있고, 배터리를 운송하는 과정에서 배터리의 파손을 방지하여 수익을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 헤드부 및 축전부를 용이하고 견고하게 체결하여 배터리의 형상을 유지하면서 USB 암 단자를 통해 충전 및 방전기능을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 와이파이 모듈을 통해 무선 인터넷망을 용이하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 충전 전압을 감지하여, 충전 전압에 이상이 발견될 경우, 제어칩은 자동으로 충전 기능을 차단하고, 자동으로 전력 공급을 끊음으로써 과도하게 높은 충전 전압으로 인한 재물 손실 또는 인명 피해를 방지하므로 안전성이 높고, 충전이 완료된 후, 녹색 지시등이 들어옴과 동시에 제어칩은 자동으로 충전 기능을 오프시키므로, 에너지가 더욱 절감되고 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 축전부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 헤드부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 체결부재를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리를 수직 방향으로 분해한 분해도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리가 전류를 송수신하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 축전부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 헤드부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 체결부재를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 체결부재가 축전부 및 헤드부와 체결되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 가압공정을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 시트를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 분해 구조도이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 좌측면도이다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 우측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이하, 도면을 참조하여 배터리를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리를 나타내는 도면이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리는 전류를 저장하고 방출하는 축전부(100), USB 암 단자부(210)를 구비하는 헤드부(200) 및 축전부(100)와 헤드부(200)를 체결하는 체결부재(300)를 포함한다. 도 5에서 후술하겠지만, 축전부(100)의 상면과 헤드부(200)의 저면이 체결된다. 본 발명에서 설명하는 저면 및 하측방향은 종래의 기술의 배터리가 일반적으로 지면에 직립될 때의 지면 방향을 뜻하고, 상면 및 상측방향은 상기 지면 방향의 반대 방향을 뜻한다.
도 1b는 도 1a에서 설명한 축전부(100), 헤드부(200) 및 체결부재(300)가 서로 체결된 상태를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리는 축전부(100) 및 헤드부(200)의 사이에 체결부재(300)를 구비하여 보다 견고하게 축전부(100) 및 헤드부(200)를 체결할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 축전부(100)를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 축전부(100)는 전류를 저장하고 방전하는 구성이다. 축전부(100)는 원통 형상으로 형성될 수 있지만, 축전부(100)는 직육면체 형상 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 축전부(100)의 상면의 일부는 소정의 길이만큼 하측 방향으로 오목하게 들어간 부분(150)을 가지고, 축전부(100)의 저면은 종래의 배터리의 음극과 동일한 역할을 수행하는 제 1 음극단자(110)가 구비되며, 축전부(100)의 상면의 상기 오목하게 들어간 부분(150)으로부터 제 1 양극단자(120)가 원통 형상으로 상측 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 제 1 양극단자(120)를 제외한 축전부(100)의 표면, 특히 축전부(100)의 상면에서 오목하게 들어가지 않는 부분, 즉, 상면의 가장자리는 제 2 음극 단자(130)로서, 제 1 음극단자(110)와 접촉되어 전류가 흐를 수 있도록 전도성을 가질 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리의 축전부(100)는 상면의 중심에 제 1 양극 단자(120)를 구비함과 동시에 상면의 가장자리에 제 2 음극 단자(130)를 구비하는 특징을 가진다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리의 헤드부(200)를 나타내는 도면이다.
헤드부(200)는 내부에 외부기기, 특히 USB 수단자와의 접촉을 위한 USB 암 단자부(210)를 구비한다. 헤드부(200)는 원통 형상으로 형성될 수 있지만, USB 암 단자부(210)를 구비할 수 있다면, 어떠한 형상이라도 가능하다. 예를 들어, 9v의 직육면체형 배터리의 경우, 헤드부 또한 단면이 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 헤드부(200)의 저면은 개구되고 내부가 빈 형상으로 형성될 수 있고, 헤드부(200)의 상면에는 배터리가 외부기기에 전류를 공급하는 반구형 형상의 제 2 양극단자(220)가 구비될 수 있는 제 1 삽입홈(201)이 형성될 수 있다. 제 1 삽입홈(201)은 제 2 양극단자(220)가 통과할 수 있는 크기로 구비된다. 여기서, 제 2 양극단자(220)는 종래의 기술의 배터리가 구비하는 양극에 대응한다. 헤드부(200)의 측면은 USB 암 단자부(210)가 외부기기의 USB 수 단자와 체결될 수 있는 제 2 삽입홈(202)이 형성될 수 있다.
USB 암 단자부(210)는 외부기기를 배터리와 연결하는 구성이다. USB 암 단자부(210)는 Type A, Type B, Mini A, Mini B, Micro-A, Micro-B, Micro-5핀 등 다양한 커넥터 및 포트에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 USB 암 단자부(210)의 종류가 Micro-5핀인 것으로 설명한다.
USB 암 단자부(210)는 접지를 통해 전압의 기준을 설정하는 GND단자(211) 및 NC단자(212), 전류를 송수신하는 USB 암 +단자 및 USB 암 -단자, USB 수 단자가 전기적으로 연결될 수 있도록 전력을 공급하는 VCC단자(215)를 구비할 수 있다. 여기서, NC단자(212)는 no connection의 약자로서, 전기적으로 연결되지 않는 단자이지만, 본 발명에서의 NC단자(212)는 접지를 위한 단자인 것을 일례로 설명한다. GND단자(211), NC단자(212), USB 암 +단자, USB 암 -단자 및 VCC단자(215)의 형상 및 기능은 국제표준규격에서 정의하는 크기, 형상 및 기능과 대응하도록 형성될 수 있다. 이제부터, 본 발명의 구성을 명확하게 구별하기 위하여 USB 암 +단자 및 USB 암 -단자를 제 3 양극단자(213) 및 제 3 음극단자(214)라 명명하고 설명하겠다.
USB 암 단자부(210)는 외부 USB 수 단자로부터 공급되는 전력으로 축전부를 충전하기 위해서 음극선(230)을 구비할 수 있다. 음극선(230)의 일단은 제 2 음극단자(130)와 헤드부(200)의 저면의 사이에 배치될 수 있다. 음극선(230)이 전류를 전달하는 과정은 후술될 도 6에서 보다 자세하게 설명하기로 한다.
USB 암 단자부(210)의 일 측면에는 기판(240)이 형성될 수 있다. 기판(240)에는 배터리 내부로의 전류의 흐름을 제어하는 제어칩(211)이 배치된다. 또한, 기판(240)은 직사각형 형상으로 형성되고, 기판(240)의 하단에는 배터리를 충전하기 위해 전류를 제 1 양극단자(120)로 전달하는 충전양극단자(250) 및 배터리를 방전시키기 위해 전류를 제 2 양극단자(220)로 전달하는 방전양극단자(260)를 구비할 수 있다. 충전양극단자(250) 및 방전양극단자(260)는 서로 평행하게 구비되고, 일 측면이 제 1 양극단자(120)와 접촉하도록 형성될 수 있다. 상기 제어칩(211)이 전류의 흐름을 제어하고, 충전양극단자(250) 및 방전양극단자(260)가 전류를 전달하는 과정은 후술될 도 6에서 보다 자세하게 설명하기로 한다.
헤드부(200)의 내부에는 한 쌍의 가이드 홈(203)이 형성될 수 있다. 상세하게, 한 쌍의 가이드 홈(203)은 서로 대향하도록 형성되고, USB 암 단자부(210) 및 기판(240)이 헤드부(200)에 상측 방향으로 삽입될 수 있도록 형성되고, 상기 가이드 홈(203)의 사이에 USB 암 단자부(210) 및 기판(240)의 가장자리 부분이 삽입된다. 따라서, USB 암 단자부(210)는 헤드부(200)의 한 쌍의 가이드 홈(203)을 통해 헤드부(200)에 용이하게 삽입되고 견고하게 배치되어 외부의 충격에도 헤드부(200)로부터 이탈되지 않을 수 있다.
헤드부(200)는 와이파이 모듈(270)을 더 구비할 수 있다. 와이파이 모듈(270)은 축전부(100)로부터 전력을 공급받아 무선 인터넷 신호를 배출한다. 와이파이 모듈(270)은 헤드부(200)의 내부에 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리의 체결부재(300)를 나타내는 도면이다.
체결부재(300)는 축전부(100)와 헤드부(200)를 체결한다. 체결부재(300)는 환형 또는 띠 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 체결부재(300)가 원통 형상으로 구비된 축전부(100) 및 헤드부(200)를 체결하도록 체결부재(300)의 형상을 환형으로 설명하지만, 배터리의 용도 및 크기에 따라 체결부재(300)의 형상은 상이해질 수 있다. 체결부재(300)는 축전부(100)와 헤드부(200) 사이에 배치되어 축전부(100)와 헤드부(200)를 체결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리를 수직 방향으로 분해한 분해도이다.
체결부재(300)는 축전부(100)의 상면 및 헤드부(200)의 하면이 접촉한 상태에서 축전부(100)와 헤드부(200)가 고정되도록 한다. 체결부재(300)의 내경(L1)이 축전부(100)의 외경(L2) 및 헤드부(200)의 외경(L3)과 같거나 약간 작도록 형성되므로, 체결부재(300)는 축전부(100)와 헤드부(200)를 용이하게 체결할 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 체결부재(300)의 내경(L1)이 축전부의 외경(L2) 및 헤드부(200)의 외경(L3)보다 약간 작아도 체결부재(300)가 축전부(100)와 헤드부(200)를 고정할 수 있도록 체결부재(300)는 약간의 탄성을 가질 수 있다.
체결부재(300)는 축전부(100) 및 헤드부(200)와 체결되는 과정에서 원심 방향으로 형태를 변형하여 축전부(100) 및 헤드부(200)를 견고하게 잡아주고 파손되는 것을 방지하기 위해 스테인리스 또는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 바람직한 실시예로, 체결부재(300)는 전기 전도성 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리가 전류를 송수신하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 6은 외부기기로부터 배터리를 충전하는 과정(도 6a) 및 외부기기에게 전류를 공급하는 과정(도 6b)으로 구성된다.
도 6a를 참조하면, USB 수 단자가 USB 암 단자부(210)와 결합할 때, 제 3 양극단자(213), 충전양극단자(250) 및 제 1 양극단자(120)가 전기적으로 연결되고, 제 1 음극단자(110), 제 2 음극단자(130) 및 제 3 음극단자(214)가 전기적으로 연결된다. 외부기기의 전위가 배터리의 전위보다 큰 경우, 제어칩(211)은 제 3 양극단자(213)를 통해 외부기기의 전류를 유입하도록 제어하고, 제 2 양극단자(220)와 방전양극단자(260) 간의 회로에 전류가 흐르지 않게 제어한다. 따라서, 배터리가 방전되지 않고 충전될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 제 3 양극 단자(213)에 어떠한 부하도 연결되어 있지 않는다(즉, 개방(OPEN))되면, 제 3 양극 단자(213)로의 전류 흐름이 없이 축전부(100)로 전류가 공급되게 될 것이기 때문에, 상기 제어칩(211)에서 별도로 전류를 제어하지 않더라도 충전 효과를 달성할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 도 6a와 전기적 연결의 구성이 유사하고, 외부기기의 전위가 배터리의 전위보다 작은 경우, 제어칩(211)은 제 3 양극단자(213)을 통해 외부기기에게 전류를 공급하도록 제어한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배터리의 축전부(100)를 나타내는 도면이다.
축전부(100)는 제 1 홈(101)을 더 구비할 수 있다. 제 1 홈(101)은 도 9에서 후술할 체결부재의 제 1 오목부(301)와 체결되어, 축전부(100)와 체결부재(300)를 고정한다. 제 1 홈(101)은 축전부(100)의 상단에 띠 형상으로 구비되고, 중심축(a)을 기준으로 내측 방향(측면 둘레에서 중심축 방향)으로 들어가도록 구비된다. 이제부터, 중심축(a)은 배터리를 지면에 세워지도록 배치했을 때, 배터리의 단면 중심을 관통하는 축으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배터리의 헤드부(200)를 나타내는 도면이다.
헤드부(200)는 제 2 홈(204)을 더 구비할 수 있다. 제 2 홈(204)은 도 9에서 후술할 체결부재의 제 2 오목부(304)와 체결되어, 헤드부(200)와 체결부재(300)을 고정한다. 제 2 홈(204)은 헤드부의 하단에서 측면의 둘레를 따라 띠 형상으로 구비된다. 도 8a를 참조하면, 제 2 홈(204)의 직경은 헤드부(200)의 직경보다 작도록 구비되어, 상기 제 2 홈을 포함하는 헤드부(200)의 하단은 체결부재(300)의 상단에 삽입될 수 있다. 보다 바람직한 실시예로, 도 8b를 참조하면, 상기 제 1 홈과 유사하게 제 2 홈(204)은 중심축(a)을 기준으로 내측 방향으로 들어가도록 구비되어, 헤드부(200)와 체결부재(300)를 보다 견고하게 체결할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 구비하는 체결부재(300)를 나타내는 도면이다.
체결부재(300)는 제 1 오목부(301) 및 제 2 오목부(304)를 구비한다. 상세하게, 체결부재(300)의 하단에는 제 1 오목부(301)가 구비되고, 체결부재(300)의 상단에는 제 2 오목부(304)가 구비된다. 제 1 오목부(301) 및 제 2 오목부(304)는 중심축(a)을 기준으로 내측 방향으로 들어가도록 구비된다. 상기 제 1 오목부 및 제 2 오목부는 축전부(100) 및 헤드부(200)의 제 1 홈 및 제 2 홈에 각각 삽입됨으로써, 체결부재(300)가 헤드부와 축전부를 용이하게 체결하고 견고하게 체결상태를 유지할 수 있다. 따라서, 제 1 오목부(301) 및 제 2 오목부(304)의 형상은 상기 제 1 홈 및 제 2 홈의 형상과 대응되는 형상으로 삽입될 수 있다면 어떠한 형상이라도 가능하다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 체결부재(300)가 축전부(100) 및 헤드부(200)와 체결되는 것을 나타내는 도면이다. 도 10a는 제 2 실시예에 따른 축전부(100), 헤드부(200)와 체결부재(300)가 체결된 상태를 나타내는 도면이고, 도 10b는 축전부(100), 헤드부(200) 및 체결부재(300)를 체결상태에서 분리한 것을 나타내는 도면이다.
도 10a를 참조하면, 축전부(100)의 상단은 체결부재(300)의 하단에 삽입되고, 헤드부(200)의 하단은 체결부재(300)의 상단에 삽입되는데, 도 11에서 후술할 일련의 가압공정을 통해 축전부(100) 및 헤드부(200)이 체결부재(300)에 삽입된 부분 중 일부분이 내측방향으로 가압되어 체결부재(300)의 상단 및 하단에 제 1 오목부(301) 및 제 2 오목부(304)가 생성된다.
도 10b를 참조하면, 제 1 오목부(301)는 제 1 홈(101)에 들어가 걸리도록 구성된다. 제 1 오목부(301)은 제 1 홈(101)의 외측 방향에 구비되고, 제 1 오목부(301)는 제 1 홈(101)을 가압하는 방식으로 체결되는데, 중심축을 기준으로 내측 방향으로 가압하여 제 1 홈(101)이 제 1 오목부(301)로부터 이탈되지 않도록 한다. 마찬가지로, 제 2 오목부(304)는 제 2 홈(204)에 들어가 걸리도록 구성된다. 제 2 오목부(304)는 제 2 홈(204)의 외측 방향에 구비되고, 중심축을 기준으로 내측 방향으로 제 2 홈(204)을 가압하여 제 2 홈(204)과 제 2 오목부(304)가 이탈되지 않지 않도록 한다. 제 1 오목부(301) 및 제 2 오목부(304)가 제 1 홈(101) 및 제 2 홈(204)를 가압하기 위해서는 가압공정을 통해 체결부재(300)를 가압해야 하는데, 상기 가압공정은 도 11에서 설명하겠다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리의 가압공정을 나타내는 도면이다.
여기서, 가압공정은 체결부재(300)의 측면을 가압하면서 동시에 배터리를 중심축(a)을 기준으로 회전(s)시키는 공정을 뜻한다. 상세하게, 가압공정은 배터리를 중심축(a) 방향으로 회전(s)시키면서, 배터리의 측면을 가압부재(400)로 가압하여 축전부(100), 헤드부(200) 및 체결부재(300)를 보다 견고하게 체결하는 공정이다. 본 발명의 제 2 실시예의 가압부재(400)는 체결부재에 접촉하여 가압하는 일단이 경사면을 가지는 사각기둥의 형상으로 구비되지만, 체결부재(300)의 상단 및 하단을 국소적으로 가압할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다. 가압부재(400)는 복수개의 가압부재로 구비될 수 있고, 복수개의 가압부재는 각각 체결부재(300)의 하단이 축전부(100)의 상단에 삽입되는 부분 중 제 1 오목부(301)가 형성되는 부분(i) 및 체결부재(300)의 상단이 헤드부(200)의 하단에 삽입되는 부분 부분 중 제 2 오목부(304)가 형성되는 부분(j)에 배치되며, 중심축(a) 방향으로 가압한다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배터리의 시트(500)를 나타내는 도면이다.
시트(500)는 축전부(100) 및 체결부재(300)를 보다 견고하게 체결하기 위한 구성이다. 축전부(100) 및 체결부재(300)는 시트(500)에 의해 둘러싸여 외부에 충격에도 분리되지 않을 수 있다. 이 때, 시트(500)의 높이는 축전부(100)의 저면부터 체결부재(300)의 상면에 구비되는 오목부(310)까지 구비될 수 있고, 이는 배터리의 발열 또는 USB 암 단자부(210)와 체결되는 외부기기의 USB 수 단자의 발열에 의해 시트(500)가 손상되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 시트(500)는 배터리로 인한 감전사고를 방지하기 위한 구성이다. 이를 위해, 시트(500)는 절연성 재질로 형성될 수 있다. 보다 바람직한 실시예로, 시트(500)는 고무 또는 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 이외에도, 사용자가 시트(500)에 의해 둘러싸인 배터리를 파지할 때 감전되는 상황을 방지할 수 있다면, 어떠한 시트(500)의 재질이라도 가능하다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 배터리의 분해 구조도이고, 도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 배터리의 좌측면도이고, 도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 배터리의 우측면도이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 배터리는 축전부(배터리 코어(1;100)), 헤드부(배터리 캡(3;200)), USB 암 단자부((USB 충전 크래들(6;210)) 및 제 2 양극단자(양극 금속 캡(8;220))를 포함하며, 헤드부(3)는 체결부재(고정링(2;300))를 통해 축전부(1)의 상단에 조립되며, 제 2 양극단자(8)는 헤드부(3) 내에 조립되고, 제 2 양극단자(8)는 축전부(1)의 양극과 연결되며, 제 2 양극단자(8)의 상단은 헤드부(3)의 외부로 돌출된다. USB 암 단자부(6)는 헤드부(3)에 조립되며, USB 암 단자부(6)를 통해 축전부(1)가 충전되고, 헤드부(3) 내에 기판((PCB 보드(4;240)) 및 제어칩(스마트 제어 충전 IC(7;211))가 더 조립되고, 상기 제어칩(7)은 기판(4)에 구비되며, USB 암 단자부(6)와 축전부(1)는 모두 기판(4)과 전기적으로 연결되고, 축전부(1)의 음극은 음극 라인을 통해 기판(4)에 전기적으로 연결되며, 충전 과정 중 기판(4) 상의 제어칩(7)은 축전부(1)의 충전 과정을 제어한다. 기판(4)에는 지시등(5)이 더 구비되며, 지시등(5)을 통해 충전 상태를 나타내고, 헤드부(3) 내의 지시등(5)의 상태를 더 직접적으로 볼 수 있도록 헤드부(3) 상에는 지시등(5)의 위치와 서로 대응되는 투광홀이 더 구비되며, 투광홀을 통해 지시등(5)의 표시 상태를 관찰할 수 있다. 본 발명의 제 3 실시예에 있어서, 지시등(5)은 총 2개이며, 각각 적색 지시등과 녹색 지시등인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 배터리의 작동 원리는 다음과 같다. 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리는 충전 과정 중, USB 암 단자부(6)와 대응되는 USB 수 단자와 체결될 때, 제어칩(7)은 충전 전압을 감지하며, 기준 충전 전압이 5V이고, 감지된 충전 전압이 안전한 충전 전압 범위인 5V±0.5V를 벗어날 경우, 제어칩(7)은 자동으로 충전 기능을 차단하고, 자동으로 전력 공급을 끊음으로써, 안전 상의 잠재적 위험이 발생하는 것을 방지한다. 이 때, 적색 지시등이 계속 깜빡이며 사용자에게 상태를 알린다. 충전 전압이 안전한 충전 전압 범위인 5V±0.5V 내에 있을 경우, 제어칩(7)은 충전 기능을 가동시키고, USB 암 단자부(6)을 통해 축전부(1)를 충전한다. 충전 과정 중, 배터리 충전이 완료되면, 녹색 지시등이 들어옴과 동시에 제어칩(7)은 자동으로 충전 기능을 오프시키므로, 에너지를 절감할 수 있어 친환경적이다.
본 발명의 제 3 실시예는 충전 전압을 감지하여, 충전 전압에 이상이 발견될 경우, 제어칩(7)은 자동으로 충전 기능을 차단하고, 자동으로 전력 공급을 차단함으로써, 과도하게 높은 충전 전압으로 인한 재물 손실 또는 인명 피해를 방지할 수 있어 안전성이 높고, 충전이 완료된 후, 녹색 지시등이 들어옴과 동시에 제어칩(7)은 자동으로 충전 기능을 오프시키므로, 에너지를 절감할 수 있어 친환경적이다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (9)

  1. 축전부(100);
    측면에 USB 암 단자부(210)를 구비하는 헤드부(200);및
    상기 축전부(100)와 상기 헤드부(200)를 체결하는 체결부재(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결부재(300)는 환형인 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 축전부(100)의 저면에 음극이 구비되고, 상기 헤드부(200)의 상면에 양극이 구비되는 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 축전부(100)의 상단에 둘레를 따라 띠 형상의 제 1 홈(101)이 형성되고,
    상기 헤드부(200)의 하단에 둘레를 따라 띠 형상의 제 2 홈(204)이 형성되는 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 홈(101) 및 상기 제 2 홈(204)은 상기 체결부재(300)에 삽입되고,
    상기 체결부재(300)의 내경은 상기 축전부(100) 및 상기 헤드부(200)의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 체결부재(300)는 상기 제 1 홈(101) 및 상기 제 2 홈(204)을 따라 구비되는 제 1 오목부(301) 및 제 2 오목부(304)를 통해 상기 헤드부(200) 및 상기 축전부(100)를 체결하는 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결부재(300)는 스테인리스 또는 알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    와이파이 모듈(270)이 상기 헤드부(200)의 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 배터리를 감싸는 시트(500)를 더 포함하고,
    상기 시트(500)는 상기 축전부(100) 및 상기 체결부재(300)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 링 형상의 체결부재를 구비하는 USB 단자 구비형 배터리.
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