KR101162552B1 - 이동단말기용 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 이동단말기용 충전 시스템에 관한 것으로서, 외부 노출형 충전단자를 갖는 배터리팩, 충전단자와 맞물리는 충전핀을 가지고 충전단자를 통해 배터리팩을 충전하는 충전기 및 배터리팩과 충전기에 마련되되, 배터리팩이 충전기로부터 분리되면 충전단자에 인가되는 전원계통을 차단하고 배터리팩이 충전기에 결합되면 충전단자의 전원계통을 연계하는 전원단속부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 배터리팩의 충전단자가 평상시에는 전원계통과 분리되어 있도록 하고, 충전시에만 전원계통과 연계하여 충전이 이루어지도록 함으로써 이동단말기를 사용하는 평상시에 금속물질의 접촉에 의한 배터리팩 혹은 이동단말기의 손상을 줄일 수 있다.

Description

이동단말기용 충전 시스템{Charging system for portable phone}

도 1은 본 발명에 따른 이동단말기의 전면 개방 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 이동단말기의 후면 분해 사시도,

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 이동단말기가 충전기에 결합되는 과정을 도시한 도면,

도 4는 배터리팩에서 이동자석 영역을 개략적으로 확대도시한 도면,

도 5는 전원단속부에 대한 구조도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 이동단말기 12 : 본체부

14 : 폴더부 20 : 배터리팩

23 : 충전단자 30 : 충전기

33 : 충전핀 40 : 전원단속부

41 : 고정자석 43 : 이동자석

44 : 온오프스위치 45 : 탄성부재

본 발명은, 이동단말기용 충전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리팩의 충전단자가 평상시에는 전원계통과 분리되어 있도록 하고, 충전시에만 전원계통과 연계하여 충전이 이루어지도록 함으로써 이동단말기를 사용하는 평상시에 금속물질의 접촉에 의한 배터리팩 혹은 이동단말기의 손상을 줄일 수 있도록 한 이동단말기용 충전 시스템에 관한 것이다.

근자에 들어, 남녀노소를 불문하고 언제 어디서나 자주 이용되는 이동단말기는 그 외형에 따라 플립형, 폴더형 및 슬라이더형 이동단말기로 구분된다.

이러한 이동단말기에는 이동단말기로 전원을 공급하는 수단으로써 배터리팩이 장착된다. 배터리팩은 상대적으로 두께가 얇은 판상체로 형성되며, 이동단말기의 본체부 배면에 착탈가능하게 결합된다.

배터리팩은 주로 이동단말기의 구입시 옵션으로 제공되는 소위, 스탠스식 충전기에 의해 충전된다. 배터리팩의 충전을 위해서 배터리팩의 외면에는 충전단자가 마련되어 있고, 충전기에는 충전핀이 마련되어 있다.

이에, 배터리팩을 충전하고자 할 경우에는 배터리팩을 충전기에 거치하여 충전단자와 충전핀이 상호 맞물리도록 한다. 이러한 상태에서 충전기에 전원을 공급하여 배터리팩을 충전하게 된다. 물론, 배터리팩을 단독으로 충전할 수도 있고 혹은 배터리팩을 이동단말기에 결합시킨 상태에서 이동단말기와 일체로 충전할 수도 있다.

그런데, 이동단말기들에 결합되는 배터리팩의 경우에는 전술한 바와 같이, 충전단자가 외부로 노출되어 있는 구조를 갖는다. 따라서 충전이 완료되어 이동단 말기를 사용하는 과정에서 부주위로 인해 충전단자에 별도의 금속물질이 접촉된다면 이상 전압에 의해 이동단말기가 손상될 수도 있고 혹은 배터리가 방전될 수도 있다. 이는 배터리팩의 충전단자가 평상시에도 전원계통과 분리되어 있지 않고 전원이 인가되는 상태로 존재하기 때문이다.

따라서 외부로 노출되어 있는 배터리팩의 충전단자가 평상시에는 전원계통과 분리되어 있도록 하고, 충전시에만 전원계통과 연계하여 충전이 이루어지도록 한다면 이동단말기를 사용하는 평상시에 금속물질의 접촉에 의한 배터리팩 혹은 이동단말기의 손상을 줄일 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은, 배터리팩의 충전단자가 평상시에는 전원계통과 분리되어 있도록 하고, 충전시에만 전원계통과 연계하여 충전이 이루어지도록 함으로써 이동단말기를 사용하는 평상시에 금속물질의 접촉에 의한 배터리팩 혹은 이동단말기의 손상을 줄일 수 있도록 한 이동단말기용 충전 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 외부 노출형 충전단자를 갖는 배터리팩, 상기 충전단자와 맞물리는 충전핀을 가지고 상기 충전단자를 통해 상기 배터리팩을 충전하는 충전기 및 상기 배터리팩과 상기 충전기에 마련되되, 상기 배터리팩이 상기 충전기로부터 분리되면 상기 충전단자에 인가되는 전원계통을 차단하고 상기 배터리팩이 상기 충전기에 결합되면 상기 충전단자의 전원계통을 연계하는 전원단속부를 포함하는 이동단말기용 충전 시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 전원단속부는, 상기 배터리팩과 상기 충전기 중 어느 하나에 마련되는 고정자석, 다른 하나에 마련되어 상기 고정자석에 대해 반발하는 이동자석 및 상기 이동자석에 인접하게 위치하며, 상기 고정자석에 대해 상기 이동자석이 이동할 경우, 상기 충전단자에 인가되는 전원계통을 선택적으로 온오프(ON/OFF)시키는 온오프스위치를 포함할 수 있다.

상기 고정자석은 상기 충전기에 마련되고, 상기 이동자석 및 상기 온오프스위치는 상기 배터리팩에 마련되는 것이 유리하다.

상기 고정자석과 상기 이동자석의 노출면은 상호 N극대 N극이거나, S극대 S극인 것이 바람직하다.

상기 배터리팩의 배면에는 상기 이동자석 및 상기 온오프스위치를 수용하는 자석하우징이 더 마련될 수 있다.

상기 이동자석 및 상기 온오프스위치 사이에는 상기 이동자석을 원위치로 복귀시키는 탄성부재가 더 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기 탄성부재는 압축스프링인 것이 유리하다.

상기 고정 및 이동자석은 영구자석이거나 전자석일 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동단말기의 전면 개방 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 이동단말기의 후면 분해 사시도, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 이동단말기가 충전기에 결합되는 과정을 도시한 도면, 도 4는 배터리팩에서 이동자석 영역을 개략적으로 확대도시한 도면, 도 5는 전원단속부에 대한 구조도이다.

도 1을 참조할 때, 이동단말기(10)는, 본체부(12)와, 본체부(12)의 전면을 개폐하는 폴더부(14)와, 본체부(12)와 폴더부(14) 사이에 마련되어 폴더부(14)를 본체부(12)에 대해 회동시키는 힌지(16)와, 본체부(12)의 배면에 착탈가능하게 결합되는 배터리팩(20)을 갖는다.

본체부(12)의 내면에는 복수의 입력버튼(12a)이 구비되어 있으며, 입력버튼(12a)들의 하부에는 사용자의 음성을 상대방에게 전달하거나 혹은, 음성메시지를 녹음하기 위한 송신부(12b)가 형성되어 있다. 본체부(12)의 일측면에는 복수의 조정버튼(12c)이 마련되어 있다. 이들 조정버튼(12c)들은 전화번호를 입력하기 위한 입력버튼(12a)들과는 달리 수신 음량을 조정하거나 혹은 키톤을 조정하는 역할을 한다. 조정버튼(12c)들의 인접 영역에는 안테나(18)가 마련되어 있다.

폴더부(14)의 내면에는 전화번호, 배터리팩(20)의 충전상태, 진동 여부, 알람상태 표시 등을 확인 할 수 있는 디스플레이창(14a)이 마련되어 있다. 디스플레이창(14a)의 상부에는 상대방으로부터의 음성을 수신하기 위한 수신부(14b)가 형성되어 있다.

도면에는 디스플레이창(14a)이 폴더부(14)의 내면에 마련되고 입력버튼(12a)들이 본체부(12)에 마련된 이동단말기(10)에 대해 도시하고 있지만, 디스플레이창(14a)이 입력버튼(12a)들과 함께 본체부(12)에 마련된 이동단말기(미도시)도 주변에서 흔히 접할 수 있다. 이렇듯, 디스플레이창(14a)과 입력버튼(12a)들은 어디에 배치되더라도 본 발명의 사상과는 무관한 것이다.

도 2를 참조할 때, 배터리팩(20)은 본체부(12)의 배면에 착탈가능하게 결합 되어 이동단말기(10)로 전원을 공급한다. 이러한 배터리팩(20)은 통상적으로 충전식으로 채용되는데, 그 종류에 따라서 납산(Lead-Acid) 배터리, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 배터리, 니켈 수소(Ni-Mh) 배터리, 리튬이온 충전지(Lithium-ion), 리튬폴리머 충전지(Polymer) 등의 어떠한 것이 적용되어도 좋다.

배터리팩(20)의 내면 하부영역에는 본체부(12)의 배면에 마련된 제1전원단자(13)에 맞물려 배터리팩(20) 내의 전원을 이동단말기(10)의 본체부(12)로 제공하는 제2전원단자(미도시)가 마련되어 있다.

그리고 배터리팩(20)의 배면 하부영역에는 외부로 노출된 충전단자(23)가 마련되어 있다. 충전단자(23)는 제2전원단자와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 이동단말기(10)로부터 배터리팩(20)을 분리하지 않고 이동단말기(10)와 배터리팩(20)을 일체로 아래의 충전기(30)에 결합시켜 충전하더라도 무방한 것이다.

도 3을 참조할 때, 배터리팩(20)은 소정의 충전기(30)에 의해 충전된다. 충전기(30)는 그 종류에 따라 잭 삽입형이나 스탠드형이 가장 일반화되어 있다. 보통, 책상 등에 올려놓고 이동단말기(10)를 거치하면서 충전하는 타입으로 스탠드형이 널리 사용되는데, 스탠드형의 충전기(30)는 이동단말기(10)의 구입시, 옵션으로 제공된다. 이하, 스탠드형의 충전기(30)를 예로 하여 설명하기로 한다.

충전기(30)는 크게 헤드(31)와 전원선(34)으로 이루어져 있다. 헤드(31)의 일면에는 배터리팩(20)이나 혹은 배터리팩(20)이 결합되어 있는 이동단말기(10)를 거치하기 위한 거치면(32)이 형성되어 있다. 이러한 거치면(32)에는 배터리팩(20)에 형성된 충전단자(23)와 맞물리는 충전핀(33)이 마련되어 있다.

따라서 배터리팩(20)이나 혹은 배터리팩(20)이 결합되어 있는 이동단말기(10)를 거치면(32)에 거치시켜, 배터리팩(20)의 충전단자(23)와 충전기(30)의 충전핀(33)이 상호 맞물리도록 함으로써 배터리팩(20)을 충전시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 배터리팩(20)을 충전하는 동안에는 별 이상이 없지만, 충전이 완료되어 배터리팩(20)을 본체부(12)의 배면에 결합시켜 이동단말기(10)를 사용할 경우, 배터리팩(20)에 형성된 충전단자(23)가 외부로 노출되어 있기 때문에 일정한 문제를 야기한다. 즉, 외부 노출형 충전단자(23)에 전원계통이 계속 인가되어 있을 경우, 동전이나 열쇠 등의 금속물질을 배터리팩(20)의 충전단자(23)에 접촉시키면 이상 전압에 의해 이동단말기(10)가 손상될 수도 있고 혹은 배터리가 방전될 수도 있다.

따라서 충전기(30)를 통해서 배터리팩(20)을 충전하는 경우에는 배터리팩(20)의 충전단자(23)에 전원계통이 인가되도록 하고 배터리팩(20)이 충전기(30)로부터 분리되면 배터리팩(20)의 충전단자(23)에 인가되는 전원계통을 차단시킬 필요가 있다. 그러면 이동단말기(10)를 사용하는 평상시 배터리팩(20)에 형성된 충전단자(23)에 동전이나 열쇠 등의 금속물질이 접촉하더라도 이동단말기(10)의 손상 또는 배터리 방전 등의 문제를 일으키지 않게 된다. 이는 아래의 전원단속부(40)가 담당한다.

도 1 내지 도 3을 참조하되 주로 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 전원단속부(40)는 물리적 자석에 의한 방식으로 동작한다. 이를 위해, 충전기(30) 에는 고정자석(41, 도 3 참조)이 마련되어 있다. 고정자석(41)은 전자석일 수도 있고 혹은 영구자석일 수도 있다. 제조비용을 줄이고 내구성 및 신뢰성을 높이고자 한다면 영구자석으로 고정자석(41)을 형성하는 것이 좋다.

배터리팩(20)의 배면 하부영역에는 충전단자(23)와 인접한 위치로 자석하우징(42)이 더 마련되어 있다. 자석하우징(42)은 배터리팩(20)의 배면을 일부분 절취함으로써 쉽게 형성할 수 있다. 이러한 자석하우징(42) 내에는 노출면으로 이동자석(43)이 배치되고, 그 후방으로 온오프스위치(44)가 마련된다. 그리고 이동자석(43)과 온오프스위치(44) 사이에는 이동자석(43)을 원위치로 복귀시키는 탄성부재(45)가 마련된다. 탄성부재(45)로는 압축스프링이 채용된다.

이동자석(43) 역시 전자석으로 형성할 수도 있지만, 고정자석(41)과 마찬가지로 영구자석으로 형성되는 것이 유리하다. 다만, 주의할 점으로 고정자석(41)에 대해 이동자석(43)이 반발할 수 있도록 하기 위해 고정자석(41)과 이동자석(43)의 노출면은 상호 N극대 N극이거나, S극대 S극으로 설정되어야 한다. 도면에는 실시예로써 상호 N극대 N극으로 되어 있다.

이러한 구성을 갖는 이동단말기용 충전 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 배터리팩(20)을 충전하고자 하면, 배터리팩(20)을 분리하지 않고 직접 충전기(30)에 거치면(32)에 거치시키거나 혹은 이동단말기(10)와 배터리팩(20)을 일체로 충전기(30)의 거치면(32)에 거치시킨다.

배터리팩(20)이 충전기(30)의 거치면(32)에 거치되면, 배터리팩(20)에 형성 된 충전단자(23)와 충전기(30)에 마련된 충전핀(33)이 상호 대응하여 맞물린다(접촉된다). 이와 동시에, 배터리팩(20)의 이동자석(43)이 충전기(30)의 고정자석(41)에 인접하게 위치한다.

이처럼 충전기(30)에 배터리팩(20)이 삽입되어 이동자석(43)이 고정자석(41)에 인접하게 위치하면 고정자석(41)과 이동자석(43) 간의 자기적인 반발력(척력)에 의해 이동자석(43)이 고정자석(41)에 대해 후방으로 밀려 이동한다.

후방으로 이동하면서 온오프스위치(44)를 온(ON)시킨다(도 5 참조). 그러면 온오프스위치(44)의 신호에 의해 배터리팩(20)의 충전단자(23)에 전원계통이 인가된다. 따라서 충전기(30)로부터 배터리팩(20)으로의 충전이 안정적으로 진행된다.

다음, 충전이 완료되어 충전기(30)로부터 배터리팩(20)을 분리하면, 고정자석(41)에 대한 이동자석(43)의 반발력이 사라진다. 그러면, 탄성부재(45)의 탄성력에 의해 후방으로 이동하였던 이동자석(43)이 다시 전방으로 이동하여 원상태로 복귀한다. 그러면서 온(ON)되었던 온오프스위치(44)가 오프(OFF)된다. 온오프스위치(44)가 오프(OFF)되면 전기적인 신호에 의해 배터리팩(20)의 충전단자(23)에 인가되었던 전원계통이 차단된다.

이처럼 배터리팩(20)의 충전단자(23)에 인가되었던 전원계통이 차단된 상태에서 이동단말기(10)를 사용할 경우, 동전이나 열쇠 등의 금속물질이 배터리팩(20)의 충전단자(23)에 접촉하더라도 이상 전압에 의해 이동단말기(10)가 손상되거나 혹은 배터리가 방전되는 등의 폐단을 저지할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 배터리팩의 충전단자(23)가 평상시에는 전원 계통과 분리되어 있도록 하고, 충전시에만 전원계통과 연계하여 충전이 이루어지도록 함으로써 이동단말기(10)를 사용하는 평상시에 금속물질의 접촉에 의한 배터리팩 혹은 이동단말기의 손상을 줄일 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라 이동단말기(10)로부터 배터리팩(20)을 제거하지 않고도 충전이 가능한 이점이 있다. 또한 센서나 칩셋(Chipset) 등의 전기적인 부품인 아닌 자석에 의한 물리적 구조를 채용함으로써 비용이 저렴하고 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있게 된다.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하였지만 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

전술한 실시예를 보면, 폴더형 이동단말기에 대해 도시되어 있지만, 플립형이나 혹은 슬라이더형 이동단말기에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 배터리팩의 충전단자가 평상시에는 전원계통과 분리되어 있도록 하고, 충전시에만 전원계통과 연계하여 충전이 이루어지도록 함으로써 이동단말기를 사용하는 평상시에 금속물질의 접촉에 의한 배터리팩 혹은 이동단말기의 손상을 줄일 수 있는 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라 이동단말기로부터 배터리팩을 제거하지 않고도 충전이 가능한 있는 효과가 있다.

또한 센서나 칩셋(Chipset) 등의 전기적인 부품인 아닌 자석에 의한 물리적 구조를 채용함으로써 비용이 저렴하고 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있 다.

Claims (8)

1. 외부 노출형 충전단자를 갖는 배터리팩;

   상기 충전단자와 맞물리는 충전핀을 가지고 상기 충전단자를 통해 상기 배터리팩을 충전하는 충전기; 및

   상기 배터리팩과 상기 충전기에 마련되되, 상기 배터리팩이 상기 충전기로부터 분리되면 상기 충전단자에 인가되는 전원계통을 차단하고 상기 배터리팩이 상기 충전기에 결합되면 상기 충전단자의 전원계통을 연계하는 전원단속부;

   를 포함하되,

   상기 전원단속부는,

   상기 배터리팩과 상기 충전기 중 어느 하나에 마련되는 고정자석;

   다른 하나에 마련되어 상기 고정자석에 대해 반발하는 이동자석; 및

   상기 이동자석에 인접하게 위치하며, 상기 고정자석에 대해 상기 이동자석이 이동할 경우, 상기 충전단자에 인가되는 전원계통을 선택적으로 온오프(ON/OFF)시키는 온오프스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 충전 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 고정자석은 상기 충전기에 마련되고;

   상기 이동자석 및 상기 온오프스위치는 상기 배터리팩에 마련되는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 충전 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 고정자석과 상기 이동자석의 노출면은 상호 N극대 N극이거나, S극대 S극인 것을 특징으로 하는 이동단말기용 충전 시스템.
5. 제3항에 있어서,

   상기 배터리팩의 배면에는 상기 이동자석 및 상기 온오프스위치를 수용하는 자석하우징이 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 충전 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 이동자석 및 상기 온오프스위치 사이에는 상기 이동자석을 원위치로 복귀시키는 탄성부재가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 충전 시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 탄성부재는 압축스프링인 것을 특징으로 하는 이동단말기용 충전 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 고정 및 이동자석은 영구자석이거나 전자석인 것을 특징으로 하는 이동단말기용 충전 시스템.

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