KR101761720B1 - 동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법 - Google Patents

동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전선의 배선 수와 길이를 줄여서 전선에 의한 소모전력을 줄이고, +극과 -극이 서로 대향하는 배터리를 자동으로 충전하는 동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법에 관한 것으로, 전원단자를 갖춘 제어형 하부 충전단과, 입설된 가이드레일을 따라 상기 제어형 하부 충전단 상에서 승,하강하는 지그와, 상기 가이드레일을 따라 상기 지그 상에서 승,하강하며 전원단자를 갖춘 제어형 상부 충전단을 포함한 충전기에서, 상기 제어형 상부 충전단이 가이드레일을 따라 지그의 위치까지 하강하는 제1단계; 상기 지그에 거치된 트레인 안에 배터리의 전극단자가 제어형 상부 충전단의 전원단자와 접하는 제2단계; 상기 제어형 상부 충전단과 지그가 가이드레일을 따라 제어형 하부 충전단의 위치까지 하강하는 제3단계; 상기 배터리의 다른 전극단자가 제어형 하부 충전단의 전원단자와 접하는 제4단계;를 포함하는 것이다.

Description

동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법{BATTERY CHARGING METHOD BEING SIMPLIFIED ACTION MACHANISM}
본 발명은 전선의 배선 수와 길이를 줄여서 전선에 의한 소모전력을 줄이고, +극과 -극이 서로 대향하는 배터리를 자동으로 충전하는 동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법에 관한 것이다.
생활에서 일반적으로 쓰이는 휴대형 전자제품의 전원에는, +극 단자와 -극 단자가 서로 대향하게 배치된 A ~ D 타입의 배터리가 있다. 이러한 배터리는 소모형 건전지와 충전형 충전지 등이 있으며, 충전 타입 여부에 상관없이 대부분의 배터리가 충전된 상태로 출시된다. 따라서, 생산업자는 배터리를 출시하기 위해서 해당 배터리를 충전하고, 이를 위해서 배터리 충전을 위한 충전기를 갖춘다.
종래 충전기는 특허공개번호 제10-2007-0072825호의 기술과 같이 다수 개의 2차 전지(이하 '배터리')를 탑재하는 트레이와, 정류기와 인버터를 갖춘 전원장치와, 방전부하가 각각 분리돼 구성된다. 물론 충방전기의 트레이와 전원장치와 방전부하는 서로 간의 통전을 위해서 전용 전선이 배선된다.
종래 충전기의 모습을 도 1(종래 충전기의 모습을 개략적으로 도시한 정면도)을 참고해서 좀 더 구체적으로 설명하면, 충전기는 전원장치(10)와 본체(20)와 지그(30)로 구성된다. 전술한 바와 같이, 전원장치(10)는 정류기와 인버터를 갖추고, 본체(20)는 DC전력을 감압하여 배터리(B)를 충전하며 충전된 배터리(B)로부터의 DC전력을 승압하여 회생하는 충방전유닛과, 배터리(B)의 충,방전전류와 충,방전전압을 검출해서 충방전유닛의 작동을 제어하는 충방전 제어유닛을 갖춘다. 한편, 지그(30)는 배터리(B)를 실장한 트레이(T)를 안착해서 배터리(B)를 충방전유닛과 연결한다. 여기서, 전원장치(10)와 본체(20)는 전선(CL)으로 연결되며, 전선(CL)을 통해서 충,방전을 위한 전기가 통전한다.
그런데, 전선(CL)은 고효율의 전도성 재질이긴 하지만 자체 저항도 작지 않으므로 전선(CL)이 길수록 저항은 증가할 수밖에 없다. 따라서, 종래 충전기는 배터리(B)가 위치하는 트레이(T)와 전원장치(10) 간 전선(CL)의 저항이, 배터리(B) 충전을 위해 공급되는 전력의 소모전력을 높이는 하나의 원인이 되었다.
더욱이, +극 단자와 -극 단자가 배터리의 양쪽 단부에 각각 서로 대향하게 위치한 A ~ D 타입의 배터리를 충전하기 위해서는, 배터리의 +극 단자와 -극 단자와 접하는 충전기의 단자가 서로 분리하게 되고, 이를 통해서 충전기의 각 단자와 전원장치를 연결하는 전선의 개수와 길이가 더 증가할 수밖에 없으므로, 상기 전선으로 인한 충전기의 소모전력이 증가하는 원인이 되었다.
선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2007-0072825호(2007.07.05 공개)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 전선의 배선 수와 길이를 줄여서 전선에 의한 소모전력을 줄이고, +극과 -극이 서로 대향하는 배터리를 자동으로 충전하는 소모전력을 최소화한 배터리 충전기의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
전원단자를 갖춘 제어형 하부 충전단과, 입설된 가이드레일을 따라 상기 제어형 하부 충전단 상에서 승,하강하는 지그와, 상기 가이드레일을 따라 상기 지그 상에서 승,하강하며 전원단자를 갖춘 제어형 상부 충전단을 포함한 충전기에서, 상기 제어형 상부 충전단이 가이드레일을 따라 지그의 위치까지 하강하는 제1단계;
상기 지그에 거치된 트레인 안에 배터리의 전극단자가 제어형 상부 충전단의 전원단자와 접하는 제2단계;
상기 제어형 상부 충전단과 지그가 가이드레일을 따라 제어형 하부 충전단의 위치까지 하강하는 제3단계; 및
상기 배터리의 다른 전극단자가 제어형 하부 충전단의 전원단자와 접하는 제4단계;
를 포함하는 동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법이다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
전원단자를 갖춘 제어형 하부 충전단과, 입설된 가이드레일을 따라 상기 제어형 하부 충전단 상에서 승,하강하는 지그와, 상기 가이드레일을 따라 상기 지그 상에서 승,하강하며 전원단자를 갖춘 제어형 상부 충전단을 포함한 충전기에서, 상기 제어형 상부 충전단과 지그가 서로 이격해서 가이드레일을 따라 함께 하강하는 제1단계;
상기 지그가 제어형 하부 충전단의 위치까지 하강해서, 지그에 거치된 트레인 안에 배터리의 전극단자가 제어형 하부 충전단의 전원단자와 접하는 제2단계;
상기 제어형 상부 충전단이 가이드레일을 따라 지그의 위치까지 하강하는 제3단계; 및
상기 제어형 상부 충전단의 전원단자가 배터리의 다른 전극단자와 접하는 제4단계;
를 포함하는 동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법이다.
상기의 본 발명은, 제어형 상부 충전단과 제어형 하부 충전단이 충전 대상 배터리와 직접 접하게 하고, 이를 위해서 제어형 상부 충전단을 자동으로 승,하강시키므로, 배터리의 전극단자에 배선되는 전선을 대체할 수 있고, 이를 통해서 전선의 자체 저항에 의한 소모전력을 줄이는 효과가 있다.
또한, 제어형 상부 충전단과 제어형 하부 충전단이 +극과 -극이 서로 대향하는 배터리를 충전하기 위해서 자동으로 승,하강하면서 전기 인가가 제어되므로, 배터리 충전의 자동 제어가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 충전기의 모습을 개략적으로 도시한 정면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 충전기의 제1 모습을 개략적으로 도시한 정면도이고,
도 3은 도 2에 도시한 충전기의 제1실시 동작모습을 도시한 도면이고,
도 4는 도 2에 도시한 충전기의 제2실시 동작모습을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 충전기의 제2 모습을 도시한 정면도이고,
도 6은 도 5에 도시한 충전기의 평면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 충전기에 탑재하는 제어형 상부 충전단을 도시한 정면도 및 측단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 충전기에 탑재하는 제어형 하부 충전단을 도시한 정면도이고,
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 충전기의 제1실시 동작모습을 구체적으로 도시한 정면도이고,
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 충전기의 제2실시 동작모습을 구체적으로 도시한 정면도이고,
도 15는 본 발명에 따른 충전기의 다른 실시 모습을 도시한 정면도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 충전기의 제1 모습을 개략적으로 도시한 정면도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 발명에 따른 충전기는 전원장치(100); 전원장치(100)와 제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 트레이(T)를 탑재하는 본체(200);를 포함한다.
전원장치(100)는 외부로부터 인가하는 교류전류를 정류하는 정류기(미도시함)와, 필요 전압으로 변압하는 인버터(미도시함)를 포함하며, 본체(200)에 탑재되어서 제1,2전선(L1, L2)을 매개로 제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 전기적으로 연결된다. 본 실시 예에서, 전원장치(100)로부터 인출한 제1전선(L1)은 제어형 하부 충전단(300)에 연결되고, 제어형 하부 충전단(300)로부터 인출한 제2전선(L2)은 제어형 상부 충전단(300')과 연결되어서, 전원장치(100)의 전력이 제어형 상,하부 충전단(300, 300')에 모두 인가하는 것으로 했으나, 배선 회로의 구조가 본 실시 예에 한정하는 것은 아니다. 전원장치(100)의 내부 구조는 이미 공지된 기술이므로, 여기서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본체(200)는 충전기의 골격을 이루는 지지체(210)와, 트레이(T)를 거치하며 지지체(210)에 이동가능하게 설치되는 지그(230)와, 상부 시트(212)와 지그(230)를 승,하강시키며 지지체(210)에 설치되는 이동장치(240)를 포함한다.
본체(200)의 각 구성요소를 좀 더 구체적으로 설명한다.
지지체(210)는 충전기를 지탱하면서 전원장치(100)와 제어형 상,하부 충전단(300, 300')을 설치하는 기초를 이룬다. 이를 위해서 지지체(210)는 제어형 하부 충전단(300)을 수용하는 하부 시트(211)와, 하부 시트(211)에 입설되어서 지그(230)를 이동가능하게 연결하는 가이드레일(212)과, 제어형 상부 충전단(300')을 수용하며 가이드레일(212)을 따라 이동가능하게 설치되는 상부 시트(213)를 포함한다. 참고로, 본 실시 예에서는 하부 시트(211)와 상부 시트(213)가 평판 형상인 것으로 했으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 실시 예에서 전원장치(100)가 상부 시트(213)에 안착한 것으로 했으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
지그(230)는 트레이(T)를 탈착 가능하게 거치하는 거치대(231)와, 가이드레일(212)에 설치되어 이동하는 이동대(232)를 포함한다.
이동장치(240)는 가이드레일(212)의 상단에 설치되고, 상부 시트(213)와 고정되어서, 상부 시트(213)와 함께 가이드레일(212)을 따라 이동한다. 이때, 가이드레일(212)에 이동가능하게 설치된 지그(230)는 이동장치(240)의 동력을 받아 함께 이동한다. 이동장치(240)는 가이드레일(212)을 타고 이동하는 구동원으로서, 유압실린더 방식, 랙,피니언 방식, 스크류 방식, 롤러 방식 등 다양할 수 있으며, 해당 방식에 맞춰서 가이드레일(212)의 형태 또한 변형할 수 있다.
제어형 상,하부 충전단(300, 300')은 전원장치(100)로부터 전기를 받아서 트레이(T)에 설치된 배터리(B)에 인가한다. 여기서 배터리(B)는 +극 전극단자(B1)와 -극 전극단자(B2)가 배터리(B)의 양쪽 단부에 각각 배치된 A ~ D 타입 배터리인 것으로 했으나, 본 실시 예의 배터리(B)는 A ~ D 타입에 한정하지 않으며, 배터리(B)의 양쪽 단부에 전극단자(B1, B2)가 위치한다면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시가 가능하다. 계속해서, 제어형 상,하부 충전단(300, 300')은 배터리(B)의 +극 전극단자(B1) 및 -극 전극단자(B2)와 각각 서로 접해서 충전 전기를 전달하는 전원단자(343, 343')를 포함한다. 전원단자(343, 343')는 +극 전극단자(B1)가 접하는 전원단자(343')와, -극 전극단자(B2)가 접하는 전원단자(343)로 나뉘며, 본 실시 예에서 제어형 하부 충전단(300)은 -극 전극단자(B2)가 접하는 전원단자(343)이고, 제어형 상부 충전단(300')은 +극 전극단자(B1)가 접하는 전원단자(343')이다. 하지만, 전원단자(343, 343')의 극성은 본 실시 예에 한정하는 것은 아니며, 배터리(B)의 배치 위치에 따라 조정할 수 있다.
이상 설명한 본 발명에 따른 충전기의 동작 순서를 도면을 참고해서 설명한다.
도 3은 도 2에 도시한 충전기의 제1실시 동작모습을 도시한 도면인 바, 도 2와 더불어서 본 실시 예에 따른 충전기의 동작모습을 설명한다.
1. 트레이 설치
작업자는 배터리(B)를 탑재한 트레이(T)를 도 2에서 보인 바와 같이 지그(230)에 설치한다. 여기서 지그(230)는 전술한 바와 같이 가이드레일(212)에 설치된 이동대(232)와, 이동대(232)에 형성된 거치대(231)로 구성되어서, 작업자는 트레이(T)를 거치대(231)에 안착한다. 여기서 트레이(T)는 가장자리가 거치대(231)에 걸리는 구조이고, 본 실시 예에서 거치대(231)는 이동대(232)로부터 돌출한 형태를 이룬다.
2. 이동장치 이동
작업자는 충전기를 제어해서 도 3의 (a)도면에서 보인 바와 같이, 이동장치(240)가 가이드레일(212)를 따라 하강한다. 이때, 상부 시트(213)는 이동장치(240)에 고정되므로, 이동장치(240)의 하강을 따라 상부 시트(213) 역시 함께 하강한다. 참고로, 상부 시트(213)는 제어형 상부 충전단(300')이 설치되므로, 상부 시트(213)의 하강과 함께 제어형 상부 충전단(300')도 함께 하강한다.
3. 전극 간 1차 접
전술한 바와 같이, 이동장치(240)가 계속해서 하강하면, 상부 시트(213) 또한 함께 하강하고, 아울러 제어형 상부 충전단(300')도 계속해서 하강한다. 이동장치(240)가 충분히 이동하면, 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')는 트레이(T)에 탑재된 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 1차로 접한다.
4. 전극 간 2차 접
제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')와 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)가 접한 상태에서 이동장치(240)는 계속해 하강하고, 이동장치(240)의 압력을 받은 이동대(232)는 트레이(T)와 함께 하강한다.
이동장치(240)가 충분히 이동하면, 제어형 하부 충전단(300)의 전원단자(343)는 트레이(T)에 탑재된 배터리(B)의 -극 전극단자(B1)와 2차로 접한다.
결국, 도 3의 (b)도면에서 보인 바와 같이, 이동장치(240)가 가이드레일(212)을 따라 지정된 위치까지 하강하면, 제어형 상부 충전단(300)은 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 접하고, 제어형 하부 충전단(300')은 배터리(B)의 -극 전극단자(B2)와 접해서, 제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 배터리(B)는 전기적인 접을 완료한다.
5. 충전용 전기 인가
제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 배터리(B) 간의 전기적 접이 완료되면, 전원장치(100)는 충전용 전기를 인가해서 배터리(B)가 제어형 상,하부 충전단(300, 300')로부터 전달된 충전용 전기를 통해 충전한다.
전원장치(100)의 전기 인가 제어는 제어형 상,하부 충전단(300, 300')의 제어에 의해 이루어질 수 있다.
도 4는 도 2에 도시한 충전기의 제2실시 동작모습을 도시한 도면인 바, 도 2와 함께 참고해서 본 실시 예에 따른 충전기의 동작모습을 설명한다.
1. 트레이 설치
작업자는 배터리(B)를 탑재한 트레이(T)를 도 2에서 보인 바와 같이 지그(230)에 설치한다. 여기서 지그(230)는 전술한 바와 같이 가이드레일(212)에 설치된 이동대(232)와, 이동대(232)에 형성된 거치대(231)로 구성되어서, 작업자는 트레이(T)를 거치대(231)에 안착한다. 여기서 트레이(T)는 가장자리가 거치대(231)에 걸리는 구조이고, 본 실시 예에서 거치대(231)는 이동대(232)로부터 돌출한 형태를 이룬다.
2. 이동장치 이동
작업자는 충전기를 제어해서 도 4의 (a)도면에서 보인 바와 같이, 이동장치(240)가 가이드레일(212)를 따라 하강한다. 이때, 상부 시트(213)는 이동장치(240)에 고정되므로, 이동장치(240)의 하강을 따라 상부 시트(213) 역시 함께 하강한다. 참고로, 상부 시트(213)는 제어형 상부 충전단(300')이 설치되므로, 상부 시트(213)의 하강과 함께 제어형 상부 충전단(300')도 함께 하강한다.
3. 트레이 이동
상부 시트(213)와 연결된 지그(230)는 상부 시트(213)의 하강과 함께 하강한다. 따라서, 상부 시트(213)가 하강하면서 지그(230)도 함께 이동하므로, 상부 시트(213)의 제어형 상부 충전단(300')과 트레이(T)의 배터리(B)는 전기적 연결이 지연된다. 본 실시 예에서, 지그(230)는 상부 시트(213)에 행거(미도시함)를 매개로 걸려있는 구조이므로, 상부 시트(213)가 이동장치(240)의 이동을 따라 하강하면 행거에 걸린 지그(230)는 자중에 의해서 함께 하강하고, 상부 시트(213)가 이동장치(240)의 이동을 따라 상승하면 행거에 걸린 지그(230)는 행거의 당김에 의해서 함께 상승한다.
4. 전극 간 1차 접
이동장치(240)의 이동과 함께 지그(230)가 충분히 이동하면, 지그(230)에 거치된 트레이(T)의 배터리(B)와 제어형 하부 충전단(300)의 전원단자(343)가 도 4의 (a)도면에서 보인 바와 같이, 1차로 접한다. 본 실시 예에서 제어형 하부 충전단(300)의 전원단자(343)는 배터리(B)의 -극 전극단자(B2)에 접한다.
5. 전극 간 2차 접
제어형 하부 충전단(300)과 트레이(T)의 배터리(B)가 서로 접하면 트레이(T)는 제어형 하부 충전단(300)에 받쳐져서 현 위치를 유지하고, 따라서 트레이(T)를 거치하는 지그(230)는 이동장치(240)의 이동과 상관없이 현 위치를 유지한다.
계속해서, 이동장치(240)는 가이드레일(212)을 따라 하강하고, 이동장치(240)에 고정된 상부 시트(213)와 제어형 상부 충전단(300')도 하강한다. 이동장치(240)의 충분한 하강이 이루어지면, 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')는 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 2차로 접한다.
결국, 도 4의 (b)도면에서 보인 바와 같이, 이동장치(240)가 가이드레일(212)을 따라 지정된 위치까지 하강하면, 제어형 상부 충전단(300)은 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 접하고, 제어형 하부 충전단(300')은 배터리(B)의 -극 전극단자(B2)와 최종적으로 접해서, 제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 배터리(B)는 전기적인 접을 완료한다.
6. 충전용 전기 인가
제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 배터리(B) 간의 전기적 접이 완료되면, 전원장치(100)는 충전용 전기를 인가해서 배터리(B)가 제어형 상,하부 충전단(300, 300')로부터 전달된 충전용 전기를 통해 충전한다.
전원장치(100)의 전기 인가 제어는 제어형 상,하부 충전단(300, 300')의 제어에 의해 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 충전기의 제2 모습을 도시한 정면도이고, 도 6은 도 5에 도시한 충전기의 평면도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 발명에 따른 충전기는 전술한 바와 같이, 전원장치(100); 전원장치(100)와 제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 트레이(T)를 탑재하는 본체(200);를 포함한다.
전원장치(100)는 앞서 설명한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
본체(200)는 충전기의 골격을 이루는 지지체(210)와, 트레이(T)를 거치하며 지지체(210)에 이동가능하게 설치되는 지그(230)와, 상부 시트(212)와 지그(230)를 승,하강시키며 지지체(210)에 설치되는 이동장치(240)와, 팬(250)을 포함한다.
본체(200)의 각 구성요소를 좀 더 구체적으로 설명한다.
지지체(210)는 충전기를 지탱하면서 전원장치(100)와 제어형 상,하부 충전단(300, 300')을 설치하는 기초를 이룬다. 이를 위해서 지지체(210)는 제어형 하부 충전단(300)을 수용하는 하부 시트(211)와, 하부 시트(211)에 입설되어서 지그(230)를 이동가능하게 연결하는 가이드레일(212)과, 제어형 상부 충전단(300')을 수용하며 가이드레일(212)을 따라 이동가능하게 설치되는 상부 시트(213)와, 가이드레일(212)과 나란하게 입설된 주체(214)와, 주체(214)에 받쳐져서 전원장치(100)를 지지하는 선반(215)과, 지그(230)가 제어형 하부 충전단(300)로부터 이격하도록 지그(230)를 받치는 탄발대(216)와, 상부 시트(213)에 설치된 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')가 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 정확히 접하도록 트레이(T)에 대한 상부 시트(213)의 이동을 안내하는 안내핀(217)과, 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')와 배터리(B)의 +극 전극단자(B1) 간의 무리한 충돌을 완충하는 스프링(218)을 포함한다.
지그(230)는 트레이(T)를 탈착 가능하게 거치하는 거치대(231)와, 가이드레일(212)에 설치되어 이동하는 이동대(232)를 포함하되, 거치대(231)는 트레이(T)가 탑재한 배터리(B)의 -극 전극단자(B2)가 제어형 하부 충전단(300)을 향해 노출되도록 하는 구멍(231a)이 형성된다. 또한 거치대(231)는 트레이(T)가 흔들림 없이 제 위치를 유지하도록 지지하는 스토퍼(231b)가 형성된다. 스토퍼(231b)는 본 실시 예와 같이 거치대(231)와는 독립한 부재일 수도 있고, 거치대(231)에 형성된 턱일 수도 있다.
이동장치(240)는 앞서 설명한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
제어형 상,하부 충전단(300, 300')은 앞서 설명한 부분의 설명은 생략하며, 좀 더 상세한 설명은 아래 도면을 참고해서 설명한다.
팬(250)은 지지체(210)에 일렬로 배치되는 제어형 하부 충전단(300)과 트레이(T)와 제어형 상부 충전단(300')을 냉각시키는 것으로, 상부 시트(213)에 설치되어서 하방으로 기류가 발생하도록 동작한다. 팬(250)은 상부 시트(213)의 승,하강과 함께 이동하면서, 제어형 하부 충전단(300)과 트레이(T)와 제어형 상부 충전단(300') 주변에 지속적인 기류가 발생하도록 하는 것이 바람직하다. 참고로, 팬(250)에 의한 기류가 트레이(T)와 제어형 상부 충전단(300')의 막힘 없이 원활히 흐르도록, 트레이(T)와 제어형 상부 충전단(300')의 곳곳에 관통구멍(미도시함)을 형성시키는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 충전기에 탑재하는 제어형 상부 충전단을 도시한 정면도 및 측단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 충전기에 탑재하는 제어형 하부 충전단을 도시한 정면도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 발명에 따른 제어형 상,하부 충전단(300, 300')은 배터리(B)의 충전을 제어하는 충전제어수단과, 배터리(B)와의 전기적 연결을 수행하는 통전수단이 일체로 구성되어서 전선에 의한 배선 길이를 최단으로 하고, 충전기의 소형화에 일조한다. 또한, 트레이(T)에 안착하는 배터리(B)의 규격에 맞춰서 상기 충전제어수단과 통전수단을 충전기에서 일체로 교체할 수 있다. 또한, 충전기에 다수 개의 제어형 상,하부 충전단(300, 300')을 설치할 수 있으므로, 동일 규격의 배터리(B)를 트레이(T)에 일렬로 배치하는 방식으로 다양한 규격의 배터리(B)를 하나의 트레이(T)에 함께 안착시켜서, 1 대의 충전기에서 다양한 규격의 배터리(B)를 동시에 충전할 수도 있다.
이를 위한 제어형 상,하부 충전단(300, 300')은 케이스(310, 310')와, 배터리(B)의 충전을 제어하는 보드 타입의 컨트롤러(330, 330')와, 컨트롤러(330, 330')로부터 인가된 전기를 배터리(B)와 접해 통전시키는 폴(340, 340')을 포함한다.
제어형 상,하부 충전단(300, 300')의 각 구성요소를 좀 더 구체적으로 설명한다.
케이스(310, 310')는 컨트롤러(330, 330')를 수용하며 컨트롤러(330, 330')와 전기적으로 연결된 폴(340, 340')을 지지한다.
컨트롤러(330, 330')는 전원단자(343, 343')별 온오프를 제어하는 채널보드(331, 331')가 실장되되, 채널보드(331, 331')는 전원단자(343, 343')으로의 전기 인가를 제어한다. 본 실시 예에서 컨트롤러(330, 330')는 다수 개의 전원단자(343, 343')에 대응해서 다수 개의 채널보드(331, 331')가 구성되며, 각각의 채널보드(331, 331')는 전원단자(343, 343')과 짝을 맞춰서 전기 인가를 제어한다. 결국, 컨트롤러(330, 330')는 설정된 OS에 따라 채널보드(331, 331')가 지정하는 전원단자(343, 343')으로 지정 크기의 전류를 인가하므로, 하나의 트레이(T)에 다양한 규격의 배터리(B)를 탑재해서 동시에 충전할 수 있다.
컨트롤러(330, 330')는 제1,2전선(L1, L2)과 각각 연결된 컨덕터(332, 332')와 연결되어서, 전원장치(100)로부터 배터리(B)의 충전을 위한 필요 전기를 공급받는다. 계속해서, 컨트롤러(330, 330')는 폴(340, 340')과의 전기적 연결을 위해서, 폴(340, 340')에 구성된 슬롯(342)에 끼워지는 접속코드(333)를 포함한다. 본 실시 예에서 폴(340, 340')에 슬롯(342)이 형성되고, 컨트롤러(330, 330')에 접속코드(333)가 형성된 것으로 했으나, 이와 반대일 수 있다. 슬롯(342)과 접속코드(333)는 제어형 하부 충전단(300)에만 도시했으나, 제어형 상부 충전단(300') 역시 컨트롤러(330, 330')에 유입된 전기를 폴(340, 340')에 통전하기 위한 슬롯과 접속코드가 구성된다.
폴(340, 340')은 다수의 전원단자(343, 343')를 배열해 고정시키는 고정대(341, 341')와, 컨트롤러(330, 330')의 접속코드(333)가 삽입해서 전원단자(343, 343')에 통전시키는 슬롯(342)과, 배터리(B)의 전극단자(B1, B2)와 각각 접해서 슬롯(342)으로 통전한 전기를 배터리(B)로 인가하는 전원단자(343, 343')를 포함한다. 전원단자(343, 343')는 다수 개의 배터리(B)와 접하도록 다수 개가 구성된다. 본 실시 예에서 제어형 상부 충전단(300')은 상부 시트(213)와 고정대(341')를 링커(350; 도 5 참고)로 연결해서, 제어형 상부 충전단(300')이 상부 시트(213)와 일체로 연결된다. 하지만, 제어형 상부 충전단(300')과 상부 시트(213)가 이동장치(240)의 이동을 따라 함께 이동하도록 연결된다면, 이하의 권리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시할 수 있다.
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 충전기의 제1실시 동작모습을 구체적으로 도시한 정면도인 바, 도 5와 함께 참고해서 본 실시 예에 따른 충전기의 동작모습을 설명한다.
1. 트레이 설치
작업자는 배터리(B)를 탑재한 트레이(T)를 도 5에서 보인 바와 같이 지그(230)에 설치한다. 여기서 지그(230)는 전술한 바와 같이 가이드레일(212)에 설치된 이동대(232)와, 이동대(232)에 형성된 거치대(231)로 구성되어서, 작업자는 트레이(T)의 하방이 구멍(231a)을 통해 노출하도록 거치대(231)에 안착한다. 트레이(T)는 거치대(231)의 스토퍼(231b)에 걸려서 현 위치를 유지한다.
2. 이동장치 이동
작업자는 충전기를 제어해서 도 9에서 보인 바와 같이, 이동장치(240)가 가이드레일(212)를 따라 하강한다. 이때, 상부 시트(213)는 이동장치(240)에 고정되므로, 이동장치(240)의 하강을 따라 상부 시트(213) 역시 함께 하강한다. 참고로, 상부 시트(213)는 제어형 상부 충전단(300')이 설치되므로, 상부 시트(213)의 하강과 함께 제어형 상부 충전단(300')도 함께 하강한다.
3. 전극 간 1차 접
전술한 바와 같이, 이동장치(240)가 계속해서 하강하면, 상부 시트(213) 또한 함께 하강하고, 아울러 제어형 상부 충전단(300')도 계속해서 하강한다. 이동장치(240)가 충분히 이동하면, 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')는 트레이(T)에 탑재된 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 1차로 접한다.
본 실시 예에서 지그(230)는 스프링 형상의 탄발대(216)에 의해서 제어형 하부 충전단(300)로부터 이격하게 위치한다. 즉, 상부로부터 별도의 압력이 가해지지 않으면, 지그(230)는 탄발대(216)에 의해 탄발하게 지지되어서 제어형 하부 충전단(300)과 이격하는 것이다.
결국, 탄발대(216)에 의해 지지되는 트레이(T)의 배터리(B)는 제어형 상부 충전단(300')과 우선적으로 접한다.
본 실시 예에서 탄발대(216)는 가이드레일(212)을 감싸는 코일 형태의 스프링으로 했으나, 지그(230)를 탄발해 지지하도록 한다면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시할 수 있다.
한편, 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')가 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 정확히 접하도록, 상부 시트(213)로부터 하방으로 돌출된 안내핀(217)이 지지체(210)에 더 구성되고, 안내핀(217)이 삽입되는 안내공(T1)이 트레이(T)에 형성된다. 따라서, 상부 시트(213)의 제어형 상부 충전단(300')이 트레이(T)까지 하강하면, 상부 시트(213)의 안내핀(217)은 트레이(T)의 안내공(T1)으로 삽입해서 트레이(T)가 제어형 상부 충전단(300')의 위치에 맞춰 조정되고, 이를 통해서 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')와 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)가 서로 정확히 접한다. 이와 더불어 지지체(210)는 안내핀(217)의 둘레를 감싸는 코일형 스프링(218)을 더 포함해서, 제어형 상부 충전단(300')과 배터리(B)를 서로 완충시키고, 이를 통해서 전원단자(343')와 +극 전극단자(B1) 간의 파손을 방지한다.
본 실시 예에서 안내핀(217)이 상부 시트(213)에서 하방으로 돌출한 것으로 했으나, 지그(230)에서 상방으로 돌출할 수도 있고, 트레이(T)에서 상방으로 돌출할 수도 있다. 물론 안내핀(217)에 대응하는 안내공(T1)은 안내핀(217)의 형성 위치에 따라 상부 시트(213)에 형성할 수도 있다. 또한, 스프링(218)은 안내핀(217)을 감싸는 코일형으로 했으나, 이에 한정하지 않으며 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시할 수 있다.
4. 전극 간 2차 접
제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')와 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)가 접한 상태에서 이동장치(240)는 계속해 하강하고, 이동장치(240)의 압력을 받는 지그(230)의 이동대(232)는 트레이(T)와 함께 하강한다. 이를 위해서, 이동장치(240)는 탄발대(216)의 탄력에 저항해서 상부 시트(213)와 지그(230)를 하강시키는 충분한 동력을 갖춘다.
이동장치(240)가 충분히 이동하면, 제어형 하부 충전단(300)의 전원단자(343)는 트레이(T)에 탑재된 배터리(B)의 -극 전극단자(B1)와 2차로 접한다.
결국, 도 10에서 보인 바와 같이, 이동장치(240)가 가이드레일(212)을 따라 지정된 위치까지 하강하면, 제어형 상부 충전단(300)은 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 접하고, 제어형 하부 충전단(300')은 배터리(B)의 -극 전극단자(B2)와 접해서, 제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 배터리(B)는 전기적인 접을 완료한다.
5. 충전용 전기 인가
제어형 상,하부 충전단(300, 300')과 배터리(B) 간의 전기적 접이 완료되면, 전원장치(100)는 충전용 전기를 인가해서 배터리(B)가 제어형 상,하부 충전단(300, 300')로부터 전달된 충전용 전기를 통해 충전한다.
전원장치(100)의 전기 인가 제어는 제어형 상,하부 충전단(300, 300')의 제어에 의해 이루어질 수 있다.
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 충전기의 제3실시 동작모습을 구체적으로 도시한 정면도인 바, 이를 참고해서 설명한다.
1. 트레이 설치
위의 제1실시 동작모습에서 설명하였으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
2. 이동장치 이동
위의 제1실시 동작모습에서 설명하였으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
3. 트레이 이동
상부 시트(213)와 연결된 지그(230)는 상부 시트(213)의 하강과 함께 하강한다. 따라서, 상부 시트(213)가 하강하면서 지그(230)도 함께 이동하므로, 상부 시트(213)의 제어형 상부 충전단(300')과 트레이(T)의 배터리(B)는 전기적 연결이 지연된다.
본 실시 예에서, 지그(230)는 상부 시트(213)에 행거(219)를 매개로 걸린 구조를 이룬다. 행거(219)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 11에서 보인 바와 같이, 행거(219)는 상부 시트(213)로부터 하방으로 돌출한 막대 형상이고, 행거(219)의 하단부는 지그(230)의 거치대(231)를 이동가능하게 관통해서, 거치대(231)가 행거(219)를 따라 이동하게 한다. 또한, 행거(219)의 말단에는 걸림턱(219a)이 형성되어서, 걸림턱(219a) 이하로는 거치대(231)가 이탈하지 않는다.
결국, 지그(230)는 행거(219)에 의해서 상부 시트(213)에 매달린 형태를 이루므로, 상부 시트(213)가 가이드레일(212)의 상단부에 위치한 때에는 지그(230)도 제어형 하부 충전단(300)로부터 상방으로 이격한 형태를 이루고, 상부 시트(213)가 이동장치(240)의 이동을 따라 하방으로 이동할 때에는 지그(230)도 행거(219)에 매달린 상태로 자중에 의해 하방으로 이동한다.
지그(230)는 상부 시트(213)를 따라 계속해 하강하다가, 도 12에서 보인 바와 같이 스프링 형상의 탄발대(216)에 의해서 제어형 하부 충전단(300)로부터 이격하는 위치에 정지한다. 즉, 상부로부터 별도의 압력이 가해지지 않으면, 지그(230)는 탄발대(216)에 의해 탄발하게 지지되어서 제어형 하부 충전단(300)과 이격하는 것이다. 탄발대(216)에 대한 설명은 앞서 설명한 바 있으므로, 추가 설명은 생략한다.
4. 전극 간 1차 접
이동장치(240)가 충분히 이동하면, 도 13에서 보인 바와 같이 제어형 상부 충전단(300')의 전원단자(343')는 트레이(T)에 탑재된 배터리(B)의 +극 전극단자(B1)와 1차로 접한다.
본 실시 예도 안내핀(217)과 안내공(T1)을 활용해서 제어형 상부 충전단(300')과 트레이(T) 간의 위치를 맞추도록 하고, 스프링(218)을 활용해서 제어형 상부 충전단(300')과 트레이(T) 간에 완충한다.
참고로, 전원단자(343')와 +극 전극단자(B1)가 접하기 이전과 접하는 동안 탄발대(216)에 지지되는 지그(230)는 정지상태를 유지하므로, 상부 시트(213)에 돌출한 행거(219)는 지그(230)를 관통해서 상부 시트(213)와 함께 계속해 하방 이동한다.
5. 전극 간 2차 접
위의 제1실시 동작모습에서 설명하였으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
6. 충전용 전기 인가
위의 제1실시 동작모습에서 설명하였으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
도 15는 본 발명에 따른 충전기의 다른 실시 모습을 도시한 정면도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 실시 예에서 제어형 상,하부 충전단(300, 300')의 전원단자(343, 343')는 배터리(B)의 전극단자(B1, B2)와 접하는 단면이 요철로 된 돌기 형태를 이룬다. 일반적으로 면 접촉에 비해 선 접촉 또는 점 접촉이 더 우수한 전도율을 갖기 때문이다.
한편, 다수 개의 배터리(B)를 충전시키는 충전기는 비교적 많은 배전과 통전이 이루어지므로 전기저항 등에 의한 고열이 발생할 수 있다. 또한 수많은 배전에 의해서 기판 또는 단자들 간에 합선과 누전 등이 발생할 수 있다. 결국, 충전기에는 발화의 위험성이 있는 것이다.
따라서 본 실시 예에서는 발화 등에 의한 연기 발생을 감지하는 연기센서(400, 400')를 더 포함한다. 연기센서(400, 400')는 발화가능성이 큰 지점에 설치하는 것이 바람직하며, 연기센서(400, 400')의 개수는 하나 또는 다수 개일 수 있다.
이렇게 설치된 연기센서(400, 400')는 별도의 알람장치에 연결되어서, 발화 등에 의한 연기감지시 신속한 경고가 이루어지도록 한다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100; 전원장치 200; 본체 210; 지지체
211; 하부 시트 212; 가이드레일 213; 상부 시트
214; 주체 215; 선반 216; 탄발대
217; 안내핀 218; 스프링 219; 행거
230; 지그 231; 거치대 232; 이동대
240; 이동장치 250; 팬 300; 제어형 하부 충전단
300'; 제어형 상부 충전단 310, 310'; 케이스
311, 311'; 컨덕터 330, 330'; 컨트롤러 331, 331'; 채널보드
332; 접속코드 340, 340'; 폴 341, 341'; 고정대
342; 슬롯 343, 343'; 전원단자 350; 링커
400, 400'; 연기센서

Claims (4)

  1. 전원단자를 갖춘 제어형 하부 충전단과, 입설된 가이드레일을 따라 상기 제어형 하부 충전단 상에서 승,하강하는 지그와, 상기 가이드레일을 따라 상기 지그 상에서 승,하강하고 하방으로 돌출한 막대 형상의 행거가 상기 지그를 이동가능하게 관통하여 걸도록 구성된 상부 시트와, 상기 상부 시트에 설치되어서 상기 상부 시트의 이동을 따라 이동하며 전원단자를 갖춘 제어형 상부 충전단을 포함한 충전기에서,
    상기 제어형 상부 충전단이 가이드레일을 따라 지그의 위치까지 하강하는 제1단계;
    상기 지그에 거치된 트레인 안에 배터리의 전극단자가 제어형 상부 충전단의 전원단자와 접하는 제2단계;
    상기 제어형 상부 충전단과 지그가 가이드레일을 따라 제어형 하부 충전단의 위치까지 하강하는 제3단계;
    상기 배터리의 다른 전극단자가 제어형 하부 충전단의 전원단자와 접하는 제4단계;
    상기 제4단계 이후, 제어형 상,하부 충전단은 전원장치로부터 수신한 전기를 배터리에 통전시키는 제5단계; 및
    상기 상부 시트가 상기 행거의 걸림 위치 이상 상승하면, 상기 지그가 행거에 걸려서 함께 상승하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단계는, 상기 제어형 상부 충전단과 지그가 서로 이격해서 함께 하강하는 단계와, 상기 지그가 탄발대의 탄력에 저지되어서 제어형 하부 충전단과 이격한 위치에 정지하는 단계와, 상기 제어형 상부 충전단이 지그 위치까지 하강하는 단계를 더 포함하고;
    상기 제3단계는, 상기 제어형 상부 충전단과 지그의 하강이 탄발대의 탄력에 저항해 이루어지는 것;
    을 특징으로 하는 동작메커니즘을 단순화한 배터리 충전기의 충전방법.
  4. 삭제
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