KR101847510B1 - 배터리 셀 - Google Patents

Abstract

본 발명의 배터리 셀은 전기를 동력으로 하는 공구에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리와 나란하게 위치하되 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 서로 다른 배터리를 포함하며, 상기 배터리 및 상기 서로 다른 배터리는 탈착 가능한 탈착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 셀{Battery　Cell}

본 발명은 배터리 셀에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 탈착 가능한 배터리 셀에 관한 것이다.

일반적으로 전동공구는 유선 또는 배터리를 통해 전기를 동력원으로 하여 내장된 모터를 구동하여 드라이버 및 드릴 등의 작업용도에 따라 선택적으로 결합된 툴을 회전시켜 나사를 체결하거나 구멍을 뚫는 등 다중 작업을 할 수 있는 공구 중 하나이다.

이러한 전동공구는 공구의 물건에 구멍을 뚫거나 나사를 조이거나 푸는 등의 모터와 기어박스 등을 포함하는 전동공구의 본체와, 전동공구 구동 시, 상기 전동공구 본체에 전원을 공급하는 공구 배터리 등을 포함한다.

상기 공구 배터리는 배터리 셀과, 상기 배터리 셀이 장착되는 케이스를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 배터리 셀은 여러 개의 배터리가 병렬 또는 직렬로 연결되어 하나의 집괴(集塊)로 구성되어 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 배터리 셀(1)은 복수의 배터리(3)가 직렬 또는 병렬로 연결되어 있고, 상기 배터리 셀(1) 외주에 케이스와 배터리 셀(1)을 전기적으로 연결하는 연결수단(5)이 설치되어 있다.

특히, 상기 배터리 셀(1)은 케이스와 연결수단(5)에 스팟 용접으로 고정하기 때문에 장착된 배터리 셀(1) 이외의 배터리는 사용하는데 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 배터리와 서로 다른 배터리가 탈착 가능한 배터리 셀을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따라, 전기를 동력으로 하는 공구에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리와 나란하게 위치하되 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 서로 다른 배터리를 포함하는 배터리 셀에 있어서, 상기 배터리 및 상기 서로 다른 배터리는 탈착 가능한 탈착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탈착부는, 상기 배터리의 일 면에 형성되며, 상기 서로 다른 배터리의 일 면을 향해 형성되며, 상기 서로 다른 배터리와 분리된 분리위치에서 상기 서로 다른 배터리와 결합하는 결합위치로 슬라이드 이동하는 제1 슬라이드부와, 상기 서로 다른 배터리의 일 면에 형성되며, 상기 제1 슬라이드부와 결합되는 제2 슬라이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탈착부는, 상기 배터리 및 상기 서로 다른 배터리의 둘레를 따라 네 방향에 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 탈착부는, 상기 제1 슬라이드부와 상기 제2 슬라이드부가 교차되며 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 배터리의 양극(+)과 상기 서로 다른 배터리의 양극(+) 사이, 상기 배터리의 음극(-)과 상기 서로 다른 배터리의 음극(-) 사이 및 상기 배터리의 양극(+)과 상기 서로 다른 배터리의 음극(-) 사이 중 어느 하나를 전기적으로 연결하는 연결부재를 더 포함한다.

또한, 상기 배터리의 양극(+)과 상기 서로 다른 배터리의 양극(+)에 설치되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 배터리와 서로 다른 배터리를 슬라이드 결합 가능하게 형성함으로써, 배터리가 사용되는 공구 구동 시 추가의 전원이 요구되는 경우 다른 배터리를 복수의 배터리에 조립하여 공구를 계속해서 사용할 수 있게 된다. 또한, 공구의 배터리를 교체하는 번거로움 없이 공구에 지속적으로 전원이 공급되어 공구 사용 시간을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 공구가 기존의 배터리 셀보다 높은 전압이 필요 되는 경우 기존의 배터리 셀에 추가의 배터리 또는 서로 다른 배터리를 배터리 셀에 장착하여 높은 전압의 배터리 셀을 구현할 수 있게 된다. 이로 인하여 공구에 따른 배터리 셀을 제조할 필요 없이 복수의 배터리를 조립하여 사용 가능해지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 배터리 셀을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀을 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 분해 사시도이고,
도 4는 도 2의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도이다.

하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도이다.

도면의 설명에 앞서, 본 발명의 배터리 셀(10)은 전동기의 힘을 이용하여 쉽고 빠르게 작업할 수 있는 전동공구에 장착되는 예를 들어 설명하기로 하지만, 본 발명의 배터리 셀(10)은 상기 전동공구 이외에 전기를 동력으로 하는 공구에 장착될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 배터리 셀(10)의 배터리(100A)와 서로 다른 배터리(100B)는 동일한 구조의 배터리이며, 설명의 편의상 복층으로 구현된 배터리 셀(10) 중 하측 배터리를 배터리(100A)라고 하고, 상측 배터리를 서로 다른 배터리(100B)라고 가정하여 설명하기로 한다.

더불어, 본 발명의 배터리 셀(10)은 복수의 배터리가 직렬 또는 병렬로 연결되어 있다. 특히 본 발명의 실시예에서의 배터리 셀(10)은 4개의 서로 다른 배터리가 나열되며 연결되고, 복층으로 구현된 구조로 조립된 예를 들어 설명하기로 한다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 전기를 동력으로 하는 공구에 전원을 공급하는 배터리(100A)와, 상기 배터리(100A)와 나란하게 위치하되 배터리(100A)와 전기적으로 연결되는 서로 다른 배터리(100B)를 포함하는 배터리 셀(10)에 있어서, 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)는 탈착 가능하도록 탈착부(150)를 포함한다.

이와 같이 복수의 배터리(100A)를 탈착 가능하게 형성함으로써, 공구 구동 시 추가의 전원이 요구되는 경우 다른 배터리를 복수의 배터리(100A)에 조립하여 공구를 계속해서 사용할 수 있게 된다. 또한, 공구의 배터리를 교체하는 번거로움 없이 공구에 지속적으로 전원이 공급되어 공구 사용 시간을 증가시킬 수 있게 된다.

이러한, 배터리 셀(10)의 탈착부(150)는 배터리(100A)의 일 면에 형성되며, 서로 다른 배터리(100B)의 일 면을 향해 형성되며, 서로 다른 배터리(100B)와 분리되 분리위치(도 2 참고)에서 서로 다른 배터리(100B)와 결합하는 결합위치(도 3 참고)로 슬라이드 이동하는 제1 슬라이드부(120)와, 서로 다른 배터리(100B)의 일 면에 형성된 제1 슬라이드부(120)와 결합되는 제2 슬라이드부(140)를 포함한다.

즉, 도 2의 배터리 셀(10)을 방향축을 기준으로 임의로 분리하면, 우측 배터리(100A)와 좌측 배터리(100C)가 직렬로 연결되어 있고, 우측 배터리(100A) 및 좌측 배터리(100C)의 상측에 각각 우측의 서로 다른 배터리(100B)와 좌측의 서로 다른 배터리(100D)가 직렬로 연결되어 있다. 또한, 우측 배터리(100A)와 우측의 서로 다른 배터리(100B)가 병렬로 연결되어 있고, 좌측 배터리(100C)와 좌측의 서로 다른 배터리(100D)가 병렬로 연결되어 있다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 배터리는 동일 구조로 형성되어 있으므로, 좌측 배터리(100C) 및 좌측의 서로 다른 배터리(100D)는 우측 배터리(100A) 및 우측의 서로 다른 배터리(100B)와 동일한 구성이므로 자세한 설명은 생략하기로 하며, 이하 설명의 편의를 위하여 본 발명의 상세한 설명에서 개시되는 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)는 우측 배터리(100A) 및 우측의 서로 다른 배터리(100B)라 가정하여 설명하기로 한다.

이때, 우측 배터리(100A)의 상면에는 제1 슬라이드부(120)가 형성되고, 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 하면에는 제1 슬라이드부(120)가 결합되는 제2 슬라이드부(140)가 형성되어 있다.

상기 제1 슬라이드부(120)는 우측 배터리(100A)의 전, 후 길이 방향을 따라 우측 배터리(100A) 상면에서 돌출되게 형성되어 있으며, 상기 제2 슬라이드부(140)는 제1 슬라이드부(120)가 삽입되어 체결되는 슬라이드 홈으로 형성될 수 있다.

이때, 우측 배터리(100A)의 제1 슬라이드부(120)는 홈으로 형성되고, 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 제2 슬라이드부(140)는 돌기로 형성될 수 있음은 물론이며, 상기와 같이 형성된 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)에 의하여 우측 배터리(100A)와 우측의 서로 다른 배터리(100B)가 복층으로 슬라이드 결합될 수 있다.

한편, 탈착부(150)는 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)의 둘레를 따라 네 방향에 형성될 수 있으며, 제1 슬라이드부(120)와 제2 슬라이드부(140)가 교차되며 형성될 수 있다.

즉, 도 2 및 도 3을 참고하면, 우측 배터리(100A)는 상면에 형성된 제1 슬라이드부(120)를 기준으로 시계 방향을 따라 순차적으로 제1 슬라이드부(120)와 제2 슬라이드부(140)가 교차되며 형성된다.

상기 우측 배터리(100A)는 원기둥으로 형성될 수 있다. 이때, 우측 배터리(100A)는 상면에 형성된 제1 슬라이드부(120)와, 제1 슬라이드부(120)에서 시계 방향으로 90도 회전한 위치에 제2 슬라이드부(140)가 형성되고, 제2 슬라이드부(140)에서 시계 방향으로 90도 회전한 우측 배터리(100A)의 하면에 제1 슬라이드부(120)가 형성되며, 우측 배터리(100A) 하면에서 90도 회전하여 우측 배터리(100A)의 좌측면에 제2 슬라이드부(140)가 형성되어 있다.

이에 대응하여, 우측의 서로 다른 배터리(100B)는 하면에 형성된 제2 슬라이드부(140)에서 시계 방향으로 90도 회전한 위치의 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 좌측면에 제1 슬라이드부(120)가 형성되고, 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 좌측면에서 90도 회전한 위치인 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 상면에 제2 슬라이드부(140)가 형성되며, 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 상면에서 시계 방향으로 90도 회전한 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 우측면에 제1 슬라이드부(120)가 형성되어 있다.

상기와 같이, 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)가 90도 간격으로 교차되며 형성됨에 따라, 우측 배터리(100A)와 우측의 서로 다른 배터리(100B)가 위치에 관계 없이 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)가 마주하는 위치라면 어느 위치에서도 맞물려 슬라이드 결합될 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)가 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)의 둘레를 따라 네 방향에 형성된 예를 들지만, 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)가 이격되는 조건 및 교차 조건 등을 조건에 따라 변경할 수 있음은 물론이다.

더불어, 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)에 의해 조립된 배터리 셀(10)은 공구에 설치된 케이스에 설치된다. 이때, 케이스에는 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)와 맞물리는 연결홈 및 연결바가 형성될 수 있다. 상기 배터리 셀(10)이 케이스에 장착되면, 제1 및 제2 슬라이드부(120, 140)와 케이스의 연결홈 및 연결바가 맞물리면 공구와 배터리 셀(10)이 전기적으로 연결될 수 있다.

다시 도 3을 참고하면, 본 발명은 배터리(100A)의 양극(+)과 서로 다른 배터리(100B)의 양극 사이와, 배터리(100A)의 음극(-)과 서로 다른 배터리(100B)의 음극 사이 및 배터리(100A)의 양극과 서로 다른 배터리(100B)의 음극 사이 중 어느 하나를 전기적으로 연결하는 연결부재(300)를 더 포함한다.

상기 연결부재(300)는 복수의 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하는 수단이다. 일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 네 개의 배터리를 직렬 및 병렬로 연결하기 위하여, 우측 배터리(100A)와 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 각각의 양극와 음극이 나란하도록 복층으로 설치하고, 좌측 배터리(100C)와 좌측의 서로 다른 배터리(100D) 또한 각각의 양극과 음극이 나란하도록 복층으로 설치한다. 이후, 우측 배터리(100A)와 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 양극와 좌측 배터리(100C)와 좌측의 서로 다른 배터리(100D)의 음극이 나란하게 조립한다.

상기와 같이 조립된 상태에서 좌, 우측 배터리(100A)와 좌, 우측의 서로 다른 배터리(100B)의 양극 및 음극 사이를 각각 연결부재(300)로 연결하여 병렬 연결이 되도록 하고, 우측 배터리(100A)와 좌측 배터리(100C)의 양극과 음극을 연결부재(300)로 연결하여 직렬 연결이 되도록 한다.

상기 연결부재(300)는 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)에서 탈착 가능하게 형성하여 작업자 임의대로 배터리 셀(10) 구조에 따라 다수의 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다.

다시 도면을 참고하면, 연결부재(300)는 각각의 배터리에 끼워지는 체결부(320)와, 체결부(320)를 연결하는 연결바(340)를 포함한다. 이때, 체결부(320)는 배터리의 음극 부분에 끼워질 수 있도록 돌출되게 형성될 수 있다. 일반적으로 배터리는 양극 부분이 돌출되고, 음극 부분이 함몰되어 있다. 이로 인하여 체결부(320)는 함몰된 배터리의 음극 부분에 억지끼움되면서 락킹되게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 배터리의 양극 부분은 돌출되어 있으므로, 양극 부분에 연결부재(300)의 체결부(320)가 끼워질 수 있도록 별도의 수단이 요구된다. 이를 위하여 배터리 셀(10)은 배터리(100A)의 양극과 서로 다른 배터리(100B)의 양극에 설치되는 커버(200)를 더 포함한다.

상기 커버(200)는 연결부재(300)의 체결부(320)가 끼워질 수 있도록 체결공(220)이 형성된다. 또한, 커버(200)는 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)에 장착되어도 연결부재(300)와 배터리 사이의 전기적 연결이 가능하도록 도체 재질로 형성되며, 별도의 수단 없이 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)의 양극 부분에 설치될 수 있도록 자성의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연결부재(300)에 의해 연결된 배터리(100A) 및 서로 다른 배터리(100B)는 케이스 내의 접지부에 장착되어 공구와 배터리 셀(10)이 전기적으로 연결되게 된다.

상기와 같이 조립된 배터리 셀(10)은 공구의 배터리 케이스(미도시)에 장착되어 공구에 전원을 공급하게 된다.

상기 구성에 따른 배터리 셀(10)에 의하여 공구가 기존의 배터리 셀(10)보다 높은 전압이 필요한 경우, 기존의 배터리 셀(10)에 추가의 배터리(100A) 또는 서로 다른 배터리(100B)를 배터리 셀(10)에 장착하여 기존의 전압보다 높은 전압의 배터리 셀을 구현할 수 있게 된다.

예시적으로, 기존의 배터리 셀(10)이 14.4V일 때, 추가의 배터리를 배터리 셀(10)에 장착하여 18V로 용량을 변경시켜, 높은 전압에 사용되는 별도의 배터리 셀을 제조할 필요 없고, 보유 전압의 증가로 인해 공구 사용 시간이 증가할 수 있게 된다.

상기와 같이, 배터리(100A)와 서로 다른 배터리(100B)를 슬라이드 결합 가능하게 형성함으로써, 배터리가 사용되는 공구 구동 시 추가의 전원이 요구되는 경우 다른 배터리를 복수의 배터리(100A)에 조립하여 공구를 계속해서 사용할 수 있게 된다. 또한, 공구의 배터리를 교체하는 번거로움 없이 공구에 지속적으로 전원이 공급되어 공구 사용 시간을 증가시킬 수 있게 된다.

또한, 공구가 기존의 배터리 셀(10)보다 높은 전압이 필요 되는 경우 기존의 배터리 셀(10)에 추가의 배터리(100A) 또는 서로 다른 배터리(100B)를 배터리 셀(10)에 장착하여 높은 전압의 배터리 셀을 구현할 수 있게 된다. 이로 인하여 공구에 따른 배터리 셀을 제조할 필요 없이 복수의 배터리를 조립하여 사용 가능해진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 배터리 셀 100A: 배터리
100B: 서로 다른 배터리 120: 제1 슬라이드부
140: 제2 슬라이드부 150: 탈착부
200: 커버 300: 연결부재

Claims (6)

1. 전기를 동력으로 하는 공구에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리와 나란하게 위치하되 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 서로 다른 배터리를 포함하는 배터리 셀에 있어서,
   상기 배터리 및 상기 서로 다른 배터리를 탈착 가능하게 하는 탈착부;
   상기 배터리와 상기 서로 다른 배터리 사이를 전기적으로 연결하되, 상기 배터리 및 상기 서로 다른 배터리의 음극 부분에 억지 끼움되도록 돌출 형성되는 체결부와, 상기 체결부 사이를 연결하는 연결바를 포함하는 연결부재; 및
   상기 배터리의 양극(+)에 설치되어 상기 배터리와 상기 연결부재 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 서로 다른 배터리의 양극(+)에 설치되어 상기 서로 다른 배터리와 상기 연결부재 사이를 전기적으로 연결하는 커버;를 포함하고,
   상기 탈착부는
   상기 배터리의 일 면에 형성되고, 상기 서로 다른 배터리의 일 면을 향해 형성되며, 상기 서로 다른 배터리와 분리된 분리위치에서 상기 서로 다른 배터리와 결합하는 결합위치로 슬라이드 이동하는 제1 슬라이드부와, 상기 서로 다른 배터리의 일 면에 형성되며, 상기 제1 슬라이드부와 결합되는 제2 슬라이드부를 포함하고,
   상기 배터리 및 상기 서로 다른 배터리의 둘레를 따라 90도 간격으로 네 방향에 상기 제1 슬라이드부와 상기 제2 슬라이드부가 교차되며 형성되는 배터리 셀.
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