KR101945545B1 - 유연한 크기 및 방향의 배터리 시스템 - Google Patents

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Abstract

다양한 타입이나 크기의 배터리들을 다양한 방향에서 수용하기 위한 배터리 수용 시스템이 제공된다. 배터리 수용 시스템은 제1위치에서 제1양극 접점과 전기적으로 연결하기 위해 제1배터리의 제1양극 단자를 위치시키는 제1래디얼 노치, 및 제1위치와 다른 제2위치에서 제1양극 접점과 전기적으로 연결하기 위해 제1배터리와 다른 크기 및/또는 타입의 제2배터리의 제2양극 단자를 위치시키는 제2래디얼 노치를 포함한다. 제2래디얼 노치는 제1배터리의 제1양극 단자가 제2위치에서 제1양극 접점과 전기적으로 연결하는 것을 방지하도록 구성된다.

Description

유연한 크기 및 방향의 배터리 시스템{FLEXIBLE SIZE AND ORIENTATION BATTERY SYSTEM}
이전의 전기 배터리 장치 솔루션들에서, 사용자들은 특정 방향으로 배터리들을 삽입하여, 양극과 음극 단자들이 장치 상의 해당 극성에 특정된 접점들과 적절하게 일치하도록 주의를 기울인다. 그러한 이전의 솔루션에서 배터리를 잘못된 방향으로 위치시키는 것은 전기 회로를 비활성 상태가 되게 할 뿐만 아니라 배터리나 다른 전자 부품들을 손상시킬 수 있다.
또한, 이전의 솔루션에서, 장치는 특정 타입이나 크기의 배터리를 수용하며 오직 그 타입이나 크기의 배터리하고만 전기적 접촉을 유지하도록 구성될 수 있다. 다른 타입이나 크기의 배터리는 그 장치에 사용될 수 없을 것이다.
본 요약은 이하의 상세한 설명에 더 설명되는 개념들의 선택을 간략한 형식으로 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구된 발명 대상의 주요하고 필수적인 특징을 확인하도록 의도되거나 청구된 발명 대상의 범위를 한정하는 데 사용되도록 의도된 것이 아니다. 청구된 발명 대상의 기타 특성, 세부사항, 활용, 및 이점들은 첨부된 도면에 더 도시되며 추가된 청구범위에 규정된 바와 같이 다양한 실시예들 및 구현예들에 대한 이하의 더 특정하게 기술된 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 개시물의 한 양태에 따르면, 전기적 연결을 행하기 위해 다양한 타입 및/또는 크기의 배터리들을 다양한 방향으로 수용하는 배터리 수용 시스템(battery receptacle system)이 제공된다. 또 다른 양태에 따르면, 배터리 수용 시스템은, 각종 지름의 배터리들을 수용하도록 조정될 수 있어서, 보다 작은 지름의 배터리들을 보유하기 위해 확장되며 보다 큰 지름의 배터리들에 방해가 되지 않도록 들어가는 액츄에이터블 유지 아암들을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에 따르면, 배터리 수용 시스템은 각종 길이의 배터리들을 수용하도록 조정 가능하여, 보다 짧은 배터리들을 보유하도록 확장되고 보다 긴 길이의 배터리들을 수용하도록 들어가는 변형 어셈블리를 포함할 수 있다.
도 1(a)-1(b)는 상이한 크기/타입의 배터리들과 상이한 방향에서 상호작용하도록 구성된 듀얼 접점 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 2는 보다 큰 배터리와 제1방향에서 전기적으로 연결되는 도 1(a)-1(b)의 듀얼 접점 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 3은 보다 큰 배터리와 제2방향에서 전기적으로 연결되는 도 1(a)-1(b)의 듀얼 접점 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 4는 보다 작은 배터리와 제1방향에서 전기적으로 연결되는 도 1(a)-1(b)의 듀얼 접점 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 5는 보다 작은 배터리와 제2방향에서 전기적으로 연결되는 도 1(a)-1(b)의 듀얼 접점 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 6은 배터리 수용 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 7은 배터리 수용 시스템의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 8(a)-8(c)는 배터리 수용 시스템의 일 실시예의 전기적 도면들을 도시한다.
도 9는 액츄에이터블 유지 아암들의 위치를 이동시키는 보다 큰 배터리가 든 배터리 수용 시스템의 일 실시예의 단면을 도시한다.
도 10은 액츄에이터블 유지 아암들에 의해 유지되는 보다 작은 배터리가 든 배터리 수용 시스템의 일 실시예의 단면을 도시한다.
도 11은 보다 큰 배터리를 유지하기 위해 압축되는 변형 어셈블리를 포함하는 배터리 수용 시스템의 저면도이다.
도 12는 보다 작은 배터리를 유지하기 위해 확장되는 변형 어셈블리를 포함하는 배터리 수용 시스템의 저면도이다.
본 개시는 반대 극성에 대한 보호 기능을 가지고 상이한 방향에서 양과 음극 접점들과 전기적으로 연결되도록 상이한 타입의 배터리들을 수용하는 배터리 수용 시스템에 관한 것이다. 여러 경우들에 있어서, 배터리는 한 쌍의 접점 어셈블리들로 전기적으로 연결되어야 하는 두 개의 단자(음극 및 양극 단자)를 가질 것이다. 접점 어셈블리 쌍은 배터리 수용 시스템 안에서 두 가지 서로 다른 방향 중 한 방향으로 배터리를 물리적으로 지향시키는 수단을 제공한다. 여기 기술되는 배터리 수용 시스템 예들은 상이한 타입의 배터리들이 어느 방향으로나 유효하게 연결될 수 있게 한다. 달리 말하면, 어느 방향에서나 적절한 전기적 연결이 설정되어 작동을 허용하고 한 타입의 배터리의 오직 한 유효 방향만을 허용하는 이전 솔루션들에서 일어날 수 있는 전기/기계적 손상을 피하도록 한다.
예를 들어, AA 배터리 또는 AAA 배터리가 어느 한 방향에서 배터리 수용 시스템 안에 십입될 수 있고, 그에 따라 알맞은 극성이 듀얼 접점 어셈블리들로 전달되어 전기 연결이 이루어진다. 이것이 사용자에게 배터리 선택과 가용성에 있어 훨씬 많은 자유와 유연성뿐 아니라 장착에 너그러운 편리한 방향을 허락한다. 여기서의 예들은 보통 AA 배터리 및 AAA 배터리에 초점을 맞출 것이나, 본 논의가 다른 배터리 및 단말 구성에도 적용될 수 있다는 것을 예상할 수 있을 것이다.
예를 들어 배터리 수용 시스템은 AAA 배터리, AA 배터리, C 배터리, D 배터리, 또는 다른 적절한 실린더 타입 또는 버튼 타입 배터리들을 포함하는 각종 다양한 타입의 배터리들 중 어느 하나를 수용하며 그것과 유효한 전기적 연결을 이루도록 구성될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 배터리 수용 시스템은 두 가지 상이한 타입의 배터리들(가령, AA 타입 및 AAA 타입)을 상이한 방향에서 수용하도록 구성될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 배터리 수용 시스템은 둘을 넘는 상이한 타입의 배터리들(가령, D 타입, C 타입, AA 타입 및 AAA 타입)을 상이한 방향에서 수용하도록 구성될 수 있다.
도 1(a)는 두 가지 상이한 크기 또는 타입의 배터리들의 양극 단자 또는 음극 단자를 수용하도록 구성되는 듀얼 접점 어셈블리(100)의 작업면(wording side)을 도시한다. 듀얼 접점 어셈블리(100)는 배터리 수용 시스템 안에서 대립하는 듀얼 접점 어셈블리와 함께 사용되어, 도 2-5의 예를 통해 보인 바와 같이, 배터리가 물리적이고 전기적으로 대립하는 듀얼 접점 어셈블리들 사이에 제1방향 또는 제2방향으로 들어 있을 때, 전기적 연결을 이루도록 할 수 있다.
듀얼 접점 어셈블리는 음극 접점(102), 절연 커넥터(104), 및 양극 접점(106)을 포함한다. 음극 접점(102)은 배터리가 두 방향들 중 한 방향에 있을 때 전기적 연결을 이루도록 배터리의 음극 단자의 실질적인 납작 표면을 물리적으로 접촉하기 위해 듀얼 접점 어셈블리(100)의 앞면이나 안쪽 면에 위치된다. 음극 접점(102)은 배터리가 전기 연결을 이루는 두 방향들 중 다른 방향에 있을 때 배터리의 양극 단자가 음극 접점(102)을 지나 돌출되어 양극 접점(106)을 터치하도록 허용하는 중앙에 위치되는 관통(pass-through) 영역(108)을 형성한다. 관통 영역(108)은 양극 단자의 지름보다 커서, 양극 단자가 양극 접점을 터치하도록 위치될 때 음극 접점을 터치하지 않도록 한다. 관통 영역(108)은 양극 단자를 수용하기 위해 중앙에 위치된다. 마찬가지로, 음극 단자는 실질적으로 음극 접점의 주변에서 음극 접점(102)과 전기적으로 연결된다.
절연 커넥터(104)는 양극 접점(106) 및 음극 접점(102) 사이에 위치되어 두 접점이 서로 터치하여 단락회로가 만들어지는 것을 막는다. 절연 커넥터(104)는 배터리의 양극 단자가 양극 접점(106)을 터치할 수 있도록 관통 영역(108)과 나란하게 정렬되는 관통 영역(110)을 형성한다. 절연 커넥터(104)에 의해 형성되는 관통 영역(110)은 음극 접점(102)에 의해 형성되는 관통 영역(108)보다 약간 더 작다. 이것은 양극 단자가 음극 접점을 터치하지 않고 양극 접점(106)과 전기적으로 연결될 때 절연 커넥터(104)가 양극 단자를 지지할 수 있게 한다. 특히, 절연 커넥터(104)는 양극 단자의 곡선형 주변 에지(edge)가 관통 영역을 이루는 음극 접점의 가는 에지(edge)를 터치하지 않도록 막는다.
어떤 실시예들에서 절연 커넥터는 음극 접점 및 양극 접점 사이의 전기적 연결을 막으면서 음극 접점을 양극 접점에 물리적으로 연결할 수 있다. 어떤 실시예들에서 절연 커넥터는 실질적으로 전기 전도를 제한하는 전기 절연 물질로 만들어질 수 있다. 어떤 실시예들에서 절연 커넥터는 생략될 수 있으며, 양극 접점과 음극 접점이 전기적으로 서로 연결되는 것을 피하도록 충분히 멀리 이격될 수 있다.
양극 접점(106)은 음극 접점(102)으로부터 후퇴하여 배터리의 양극 단자가 음극 접점을 지나 돌출하여 양극 접점과 전기적으로 연결되게 할 수 있다. 그에 따라, 양극 접점(106)이 음극 접점(102)으로부터 후퇴하기 때문에, 배터리의 납작한 음극 단자가 음극 접점과 전기적으로 연결되도록 위치될 때 양극 접점을 터치하지 않는다. 또한, 양극 접점(106)은 배터리의 양극 단자와 정렬될 수 있도록 관통 영역(108) 및 관통 영역(110)을 지나 중앙에서 노출된다.
돌출한 양극 단자 및 납작한 음극 단자를 포함하는 전형적 배터리들은 한정적인 것이 아님을 알아야 한다. 실제로 배터리가 납작한 양극 단자 및 돌출한 음극 단자를 가질 수도 있다. 이하에 기술되는 회로들의 극성은 그러한 배터리들을 수용하기 위해 반대로 될 수 있을 것이다.
계속 도 1을 참조할 때, 듀얼 접점 어셈블리(100)는 각각이 양극 접점(106)과 전기적으로 연결할 다른 타입 및/또는 사이즈의 배터리의 양극 단자를 위치시키도록 구성된 서로 다른 부분들을 포함한다. 듀얼 접점 어셈블리(100)는 보다 큰 배터리의 양극 단자가 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되도록 위치시키기 위한 보다 큰 래디얼 노치(112, radial notch)를 형성하는 제1부분을 포함한다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 보다 큰 배터리의 양극 단자는 양극 접점 상의 상위 위치(116)에서 양극 접점(106)과 연결된다. 보다 큰 래디얼 노치(112)는 상위 위치(116)를 중심으로 반경 A를 가진다. 보다 큰 래디얼 노치(112)는 보다 큰 배터리의 양극 단자의 지름을 수용하는 지름을 가져서, 위치 116에서 보다 큰 배터리를 보유하게 도와 전기적 연결을 유지하도록 그 배터리에 대한 약한 축방향 압박을 제공한다. 보다 큰 래디얼 노치(112)는 좌측의 호를 그리는 세그먼트(122) 및 우측의 호를 그리는 세그먼트(124)에 의해 형성된다. 좌측의 호를 그리는 세그먼트(122) 및 우측의 호를 그리는 세그먼트(124)는 보다 작은 래디얼 노치(114)를 형성하는 제2부분에 의해 중단되어, 좌측의 호를 그리는 세그먼트와 우측의 호를 그리는 세그먼트 사이에 갭(120)이 만들어진다.
보다 작은 래디얼 노치(114)는 보다 작은 배터리의 양극 단자가 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되도록 위치시키기 위한 것이다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 보다 작은 배터리의 양극 단자는 양극 접점 상의 상위 위치(118)에서 양극 접점(106)과 연결된다. 보다 작은 래디얼 노치(114)는 하위 위치(118)를 중심으로 반지름 B를 가지며, 그것은 보다 큰 래디얼 노치(112)의 반지름 A 보다 작다. 보다 작은 래디얼 노치(114)는 보다 작은 배터리의 양극 단자의 지름을 수용하는 지름을 가져서, 보다 작은 배터리를 제자리에 보유하게 도와 전기적 연결을 유지하도록 그 배터리에 대한 약한 축방향 압축력을 제공한다.
도시된 예에서, 보다 작은 래디얼 노치(114) 및 보다 큰 래디얼 노치(112)는 보다 큰 배터리가 양극 접점과 전기적으로 연결되는 상위 위치(116) 및 보다 작은 배터리가 양극 접점과 전기적으로 연결되는 하위 위치(118)가 수직 방향으로 정렬되도록 수직 방향으로 정렬된다. 본 개시의 의도된 범위로부터 벗어나지 않는 다른 구성들이 사용될 수도 있다. 갭(120)은 보다 작은 배터리의 보다 작은 지름의 양극 단자가 보다 큰 배터리가 양극 접점과 연결될 위치(116)에서 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되는 것을 방지한다.
이와 달리, 여러 크기의 배터리들을 수용하도록 구성되는 다른 크기의 래디얼 노치들을 포함하지 않는 이전 솔루션에서, 보다 작은 배터리의 양극 단자가 꽉 고정될 수 없고, 더 큰 래디얼 노치 안에서 이동할 것이기 때문에 배터리를 유지시키지 못할 뿐만 아니라 양극 접점과의 전기적 연결을 유지할 수 없다.
한편, 듀얼 접점 어셈블리(100)의 갭(120)은 보다 작은 배터리의 양극 단자가 보다 작은 래디얼 노치안으로 들어가 양극 접점과 전기적으로 연결되면서 꽉 고정될 수 있게 한다. 게다가, 보다 작은 래디얼 노치(114)는 보다 큰 배터리의 양극 단자가 하위 위치(118)에서 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되는 것을 막는데, 이는 보다 작은 래디얼 노치의 지름이 보다 큰 배터리의 양극 단자의 반지름보다 작기 때문이다.
예시된 실시예에서, 절연 커넥터(104)는 보다 큰 래디얼 노치(112) 및 보다 작은 래디얼 노치(114)를 형성한다. 보다 큰 래디얼 노치 및 보다 작은 래디얼 노치는 듀얼 접점 어셈블리의 어떤 적절한 요소에 의해 형성될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 이 래디얼 노치들은 서로 다른 배터리 위치들을 수용하기 위해 듀얼 접점 어셈블리 상에서 서로 다르게 자리할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 여러 타입의 배터리들의 양극 단자들을 지원하기 위해 래디얼 노치들과 다른 구성이 사용될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 듀얼 접점 어셈블리들은 둘이 넘는 각종 타입의 배터리들의 양극 단자들을 수용하기 위해 여러 크기를 가지는 둘이 넘는 래디얼 노치들을 포함할 수 있다.
듀얼 접점 어셈블리의 래디얼 노치들 각각은 상이한 타입의 배터리를 수용하는 크기로 될 수 있다는 것을 예상할 수 있을 것이다. 또한, 서로 다른 래디얼 노치들은 여러 조합의 서로 다른 타입의 배터리들을 수용하도록 상이한 크기로 되어 있을 수 있다. 예를 들어, 듀얼 접점 어셈블리는 AAA 배터리나 AA 배터리 중 어느 쪽이나 수용하도록 구성되는 래디얼 노치들을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 듀얼 접점 어셈블리는 AA 배터리나 C 배터리 중 어느 쪽이나 수용하도록 구성되는 래디얼 노치들을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 듀얼 접점 어셈블리는 C 배터리나 D 배터리 중 어느 쪽이나 수용하도록 구성되는 래디얼 노치들을 포함할 수 있다.
이하의 차트는 각종 타입의 배터리들을 위한 듀얼 접점 어셈블리의 상술한 래디얼 노치들의 대략적인 크기(밀리미터 단위)를 도시한다. 크기 A는 보다 큰 래디얼 노치의 반지름에 해당한다. 크기 B는 보다 작은 래디얼 노치의 반지름에 해당한다. 크기 C는 보다 큰 배터리를 수용하기 위해 음극 접점(102)에 의해 형성되는 관통 영역(108)의 제1부분의 반지름에 해당한다. 크기 D는 보다 작은 배터리를 수용하기 위해 음극 접점(102)에 의해 형성되는 관통 영역(108)의 제2부분의 반지름에 해당한다. 크기 C는 크기 A보다 살짝 더 큰 크기로 되어, 보다 큰 배터리의 양극 단자가 양극 접점과 전기적으로 연결될 때 양극 단자가 음극 접점을 터치하지 않도록 한다. 마찬가지로, 크기 D는 크기 B보다 살짝 더 큰 크기로 되어, 보다 작은 배터리의 양극 단자가 양극 접점과 전기적으로 연결될 때 양극 단자가 음극 접점을 터치하지 않도록 한다. 크기 E는 크고 작은 배터리들의 배터리 축 중심선들 -달리 말하면, 보다 큰 배터리가 양극 접점과 전기적으로 연결되기 위해 위치되는 상위 위치 및 보다 작은 배터리가 양극 접점과 전기적으로 연결되기 위해 위치되는 하위 위치- 사이의 거리이다.
Figure 112012039656275-pct00001
도 2-5는 다른 타입/크기의 배터리들이 어떻게 배터리 수용 시스템(200) 안에서 서로 다른 방향에서 듀얼 접점 어셈블리(100)와 전기적으로 연결될 수 있는지에 대한 예들을 개략적으로 보여준다. 도 2는 양극 단자(204)가 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되는 제1방향에 위치하는 보다 큰 배터리(202)를 도시한다. 보다 큰 배터리(202)가 제1방향에 위치할 때, 양극 접점(106)은 보다 큰 배터리의 양극 단자가 음극 접점(102)과 전기적으로 연결되지 않고 보다 큰 배터리(202)의 양극 단자(204)와 전기적으로 연결되도록 구성된다. 예시의 명료성을 위해, 보다 큰 배터리의 양극 단자 및 음극 접점 사이의 갭은 검정색으로 도시된다. 보다 큰 배터리(202)가 제1방향에 위치할 때, 보다 큰 배터리의 양극 단자(204)는 보다 큰 배터리의 길이 축 A-A에 해당하는 위치(116)에서 양극 접점(106)과 전기적으로 연결된다.
도 3은 보다 큰 배터리의 음극 단자(206)가 듀얼 접점 어셈블리(100)의 음극 접점(102)과 전기적으로 연결되는 제2방향에 있는 보다 큰 배터리(202)를 도시한다. 보다 큰 배터리(202)가 제2방향에 위치할 때, 음극 접점(102)은 보다 큰 배터리의 음극 단자가 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되지 않고 보다 큰 배터리(202)의 음극 단자(206)와 전기적으로 연결되도록 구성된다. 보다 큰 배터리(202)가 제2방향에 위치할 때, 보다 큰 배터리의 길이 방향 축 A-A는 실질적으로 위치(116)와 일직선으로 정렬된다. 즉, 보다 큰 배터리(202)는 제1방향 및 제2방향 둘 모두에서 동일한 축 얼라인먼트를 유지한다.
도 4는 보다 작은 배터리의 양극 단자(210)가 듀얼 접점 어셈블리(100)의 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되는 제1방향에 있는 보다 작은 배터리(208)를 도시한다. 보다 작은 배터리(208)는 보다 작은 지름, 보다 짧은 길이, 및 보다 큰 배터리의 양극 단자의 지름보다 작은 지름을 가지는 양극 단자를 가진다. 보다 작은 배터리(208)가 제1방향에 위치할 때, 양극 접점(106)은 보다 작은 배터리의 양극 단자가 음극 접점(102)과 전기적으로 연결되지 않고 보다 작은 배터리(208)의 양극 단자(210)와 전기적으로 연결되도록 구성된다. 예시의 명료성을 위해, 보다 작은 배터리의 양극 단자 및 음극 접점 사이의 갭은 검정색으로 도시된다. 보다 작은 배터리(208)가 제1방향에 위치할 때, 보다 작은 배터리의 양극 단자(210)는 보다 작은 배터리의 길이 축 B-B에 해당하는 위치(118)에서 양극 접점(106)과 전기적으로 연결된다.
도 5는 보다 작은 배터리의 음극 단자(212)가 듀얼 접점 어셈블리(100)의 음극 접점(102)과 전기적으로 연결되는 제2방향에 있는 보다 작은 배터리(202)를 도시한다. 보다 작은 배터리(208)가 제2방향에 위치할 때, 음극 접점(102)은 보다 작은 배터리의 음극 단자가 양극 접점(106)과 전기적으로 연결되지 않고 보다 작은 배터리(208)의 음극 단자(212)와 전기적으로 연결되도록 구성된다. 보다 작은 배터리(208)가 제2방향에 위치할 때, 보다 작은 배터리의 길이 방향 축 B-B는 실질적으로 위치(118)와 일직선으로 정렬된다. 즉, 보다 작은 배터리(208)는 제1방향 및 제2방향 둘 모두에서 동일한 축 얼라인먼트를 유지한다.
도 6은 제1듀얼 접점 어셈블리(602) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(604)를 포함하는 배터리 수용 시스템(600)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 예시의 단순성을 위해, 제1듀얼 접점 어셈블리(602) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(604)는 동일한 방향으로 향하는 작업면들을 가지는 것으로 도시된다. 그러나, 대립하는 듀얼 접점 어셈블리들은 실제로는 서로 마주 보는 작업면들을 가지는 방향으로 위치되어야 한다. 또한, 이하에서 도 11 및 12를 참조해 기술되는 바와 같이, 변형 어셈블리는 서로 다른 길이를 가지는 배터리들을 수용하기 위해 대립하는 듀얼 접점 어셈블리들 사이의 거리를 바꾸는 데 사용될 수 있다. 듀얼 접점 어셈블리들 각각은 양극 접점 및 음극 접점을 포함한다. 또한, 듀얼 접점 어셈블리들 각각은 특정 타입 및/또는 크기 배터리(가령, AA 타입, AAA 타입 등)의 양극 단자를 그 듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 그 듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결되게 위치시키도록 구성된 상이한 래디얼 노치들을 포함한다. 그러한 구성은 상이한 타입의 배터리들이 배터리 수용 시스템 내 상이한 방향들에서 듀얼 접점 어셈블리들과 전기적으로 연결될 수 있게 한다. 게다가 그러한 구성은 전자 장치들 내에서 보다 유연한 배터리 전력/충전 옵션들을 제공할 수 있으며, 반대 극성으로 인한 배터리나 부품 손상 가능성을 줄일 수 있다.
예를 들어, 보다 큰 배터리가 배터리 수용 시스템(600)에서 제1방향으로 삽입될 때, 보다 큰 배터리의 양극 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(602)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 큰 배터리의 음의 단자는 제2듀얼 접점 어셈블리(604)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제2듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다. 보다 큰 배터리가 제1방향에 위치할 때, 보다 큰 배터리는 길이 축 A-A를 가진다.
보다 큰 배터리가 배터리 수용 시스템(600)에서 제2방향으로 삽입될 때, 보다 큰 배터리의 양극 단자는 제2듀얼 접점 어셈블리(604)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제2듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 큰 배터리의 음의 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(602)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다. 보다 큰 배터리가 제2방향에 위치할 때, 보다 큰 배터리는 동일한 길이 축 A-A를 가진다. 즉, 보다 큰 배터리는 제1방향 및 제2방향 둘 모두에서 동일한 축 얼라인먼트를 유지한다.
또 다른 예로서, 보다 작은 배터리가 배터리 수용 시스템(600)에서 제1방향으로 삽입될 때, 보다 작은 배터리의 양극 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(602)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 작은 배터리의 음의 단자는 제2듀얼 접점 어셈블리(604)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제2듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다. 보다 작은 배터리가 제1방향에 위치할 때, 보다 작은 배터리는 길이 축 B-B를 가진다.
보다 작은 배터리가 배터리 수용 시스템(600)에서 제2방향으로 삽입될 때, 보다 작은 배터리의 양극 단자는 제2듀얼 접점 어셈블리(604)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제2듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 작은 배터리의 음의 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(602)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다. 보다 작은 배터리가 제2방향으로 삽입될 때, 보다 작은 배터리는 동일한 길이 축 B-B를 가진다. 즉, 보다 작은 배터리는 제1방향 및 제2방향 둘 모두에서 동일한 축 얼라인먼트를 유지한다.
듀얼 접점 어셈블리는 보다 큰 배터리 및 보다 작은 배터리들이 어느 한 방향에 위치할 때 그 배터리들의 길이 축들이 수직으로 일직선 상에 정렬되고/되거나 실질적으로 서로에 대해 나란하게 그 배터리들을 위치시키도록 구성될 수 있다.
도 7은 제1듀얼 접점 어셈블리(702), 제2듀얼 접점 어셈블리(704), 및 제3듀얼 접점 어셈블리(706)를 포함하는 배터리 수용 시스템(700)의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 예시의 단순성을 위해, 제1듀얼 접점 어셈블리(702), 제2듀얼 접점 어셈블리(704) 및 제3듀얼 접점 어셈블리(706)는 동일한 방향으로 향하는 작업면들을 가지는 것으로 도시된다. 그러나, 대립하는 듀얼 접점 어셈블리들은 실제로는 서로 마주 보는 작업면들을 가지는 방향으로 위치되어야 한다. 달리 말해, 듀얼 접점 어셈블리(702)의 작업면은 실시시에 듀얼 접점 어셈블리(704) 및 듀얼 접점 어셈블리(706) 둘 모두의 작업면들과 마주 본다.
제1듀얼 접점 어셈블리(702)는 여러 크기의 배터리들을 여러 방향으로 수용하도록 구성된다. 제2듀얼 접점 어셈블리(704)는 보다 큰 배터리를 여러 방향으로 수용하도록 구성된다. 특히, 제2듀얼 접점 어셈블리(704)는 보다 큰 배터리의 양극 단자가 제2듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결되게 위치시키는 래디얼 노치(708)를 포함한다. 제3듀얼 접점 어셈블리(706)는 보다 작은 배터리를 여러 방향으로 수용하도록 구성된다. 특히, 제3듀얼 접점 어셈블리(706)는 보다 작은 배터리의 양극 단자가 제3듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결되게 위치시키는 래디얼 노치(710)를 포함한다.
제3듀얼 접점 어셈블리(706)는 보다 큰 배터리가 제1듀얼 접점 어셈블리(702) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(704)와 전기적으로 연결되는 것을 방해하지 않도록 배터리 수용 시스템(700) 안에서 제2듀얼 접점 어셈블리(704) 아래에 위치된다. 예를 들어 제3듀얼 접점 어셈블리는 어떤 각도에서 배터리 수용 시스템(700)의 바닥으로 후퇴할 수 있다. 마찬가지로, 제2듀얼 접점 어셈블리(704)는 배터리 수용 시스템(700) 안에서 제3듀얼 접점 어셈블리(706) 위에 위치되기 때문에, 제2듀얼 접점 어셈블리는 보다 작은 배터리가 제1듀얼 접점 어셈블리(702) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(706)와 전기적으로 연결되는 것을 방해하지 않는다. 그러한 구성은 상이한 타입의 배터리들이 상이한 방향들에서, 배터리의 타입 및/또는 길이에 따라, 제1듀얼 접점 어셈블리(702) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(704)나 제3듀얼 접점 어셈블리(706) 어느 하나와 전기적 접속을 이룰 수 있도록 한다.
예를 들어, 보다 큰 배터리가 배터리 수용 시스템(700)에서 제1방향으로 삽입될 때, 보다 큰 배터리의 양극 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(702)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 큰 배터리의 음의 단자는 제2듀얼 접점 어셈블리(704)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제2듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다.
보다 큰 배터리가 배터리 수용 시스템(700)에서 제2방향으로 삽입될 때, 보다 큰 배터리의 양극 단자는 제2듀얼 접점 어셈블리(704)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제2듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 큰 배터리의 음의 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(702)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다.
또 다른 예로서, 보다 작은 배터리가 배터리 수용 시스템(700)에서 제1방향으로 삽입될 때, 보다 작은 배터리의 양극 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(702)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 작은 배터리의 음의 단자는 제3듀얼 접점 어셈블리(706)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제3듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다.
보다 작은 배터리가 배터리 수용 시스템(700)에서 제2방향으로 삽입될 때, 보다 작은 배터리의 양극 단자는 제3듀얼 접점 어셈블리(706)의 음극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제3듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결된다. 그에 대응하여, 보다 작은 배터리의 음의 단자는 제1듀얼 접점 어셈블리(702)의 양극 접점과 전기적으로 연결되지 않고 제1듀얼 접점 어셈블리의 음극 접점과 전기적으로 연결된다.
보다 큰 배터리는 제1방향 및 제2방향 둘 모두에서 동일한 축 얼라인먼트 A-A를 유지한다. 마찬가지로, 보다 작은 배터리는 제1방향 및 제2방향 둘 모두에서 동일한 축 얼라인먼트 C-C를 유지한다. 듀얼 접점 어셈블리들은 보다 큰 배터리 및 보다 작은 배터리들이 어느 한 방향에 위치할 때 그 배터리들의 길이 축들이 수직으로 일직선 상에 정렬되게 그 배터리들을 위치시키도록 구성될 수 있다. 듀얼 접점 어셈블리들은 보다 큰 배터리 및 보다 작은 배터리들이 어느 한 방향에 위치할 때 그 배터리들의 길이 축들이 어긋나게(즉, 평행하지 않게) 그 배터리들을 위치시키도록 구성될 수 있다.
배터리 수용 시스템(700)이 단일 크기의 배터리를 수용하도록 구성되는 제2 및 제3듀얼 접점 어셈블리들을 포함할 때, 제2 및 제3듀얼 접점 어셈블리들은 제1듀얼 접점 어셈블리처럼 구성될 수 있다. 동일한 부품들을 사용하는 것이 제조 비용을 낮출 수 있다. 또 다른 전형적 실시예로서, 같은 부품들을 사용하는 대신, 제1듀얼 접점 어셈블리(602) 및/또는 제2듀얼 접점 어셈블리(604)는 동일한 배터리 크기/타입(즉, 배터리 자체의 제조 변동과 관련하여 작은 AA 또는 큰 AA) 안에서의 크기 변동을 고려하기 위해 스프링 또는 탄성적 구성을 포함할 수 있다. 이런 식으로, 제조 변동에도 불구하고 전기 전도가 도모될 수 있다. 마찬가지로, 제1듀얼 접점 어셈블리(704), 제2듀얼 접점 어셈블리(704) 및/또는 제3듀얼 접점 어셈블리(706)는 동일한 배터리 크기/타입(즉, 배터리 자체의 제조 변동과 관련하여 작은 AA 또는 큰 AA) 안에서의 크기 변동을 고려하기 위해 스프링 또는 탄성적 구성을 포함할 수 있다. 이런 식으로, 제조 변동에도 불구하고 전기 전도가 도모될 수 있다.
도 8(a)-8(c)는 상술한 배터리 수용 시스템에서 전기적 연결이 어떻게 이뤄질 수 있는지에 대한 도면들을 도시한다. 도 8(a)에서, 전기적 자취들(802 및 804)이 배터리(800)에 의해 전력 공급될 장치(미도시)의 전기 회로(미도시)로 가는 각자의 유선 연결부들(806, 808)에 연결되는 것으로서 개략적으로 도시된다. 배터리(800)가 개략적으로 도시되나 도 8(a)의 회로에 연결되어 있지 않다. 각자의 양극 접점들(812a 및 812b) 및 음극 접점들(814a 및 814b)을 가진 각자의 듀얼 접점 어셈블리들(810a 및 810b)이 또한 도시된다. 배터리(800)는 도 8(a)에서 상대적으로 중립적 위치에 있는 것으로 도시되며, 각자의 양과 음극 단자들(816 및 818)은 듀얼 접점 어셈블리들의 접점들 중 어느 것과도 터치되고 있지 않다. 도 8(b)에 도시된 연결을 향하는 방향 B나 도 8(c)에 도시된 연결을 향하는 방향 C로의 배터리 회전에 대한 추가 보기들이 제공된다.
도 8(b)에서, 배터리(800)는 양극 단자(816)가 듀얼 접점 어셈블리(810a)의 양극 접점(812a)과 접촉하며 배터리(800)의 음극 단자(818)는 듀얼 접점 어셈블리(810b)의 음극 접점(814b)과 접촉하도록 연결되는 것으로서 도시된다. 각자의 자취들(802 및 804)의 실선 부분들에 의해 각자의 양과 음의 유선 접속부들(806 및 808)로의 전류 흐름이 지원되는 닫힌 전기적 경로가 도 8(b)에서 도시된다. 사용되지 않는 접점들은 계속해서 사용되는 것들과 전기적으로 연결되지만, 닫힌 회로를 구성하지 않는다.
도 8(c)에서는 실질적으로 반대되는 배터리 및 전류 흐름 방향이 도시되며, 여기서 배터리(800)는 도 8(a)의 C 방향으로 회전하고 그에 의해 듀얼 접점 어셈블리(810b)의 양극 접점(812b)과 접촉하는 양극 단자(816)와 연결되며 배터리(800)의 음극 단자(818)는 듀얼 접점 어셈블리(810a)의 음극 접점(814a)과 접촉하는 것으로 도시된다. 각자의 자취들(802 및 804)의 실선 부분들에 의해 각자의 양과 음의 유선 접속부들(806 및 808)로의 전류 흐름이 지원되는 도 8(b)와 반대되는 닫힌 전기적 경로가 도 8(c)에서 도시된다. 다시 여기에서도, 사용되지 않는 접점들이 계속해서 사용되는 것들과 전기적으로 연결되지만, 닫힌 회로를 구성하지는 않는다.
도 9-10은 배터리 수용 시스템(900)의 일 실시예의 단면들이다. 배터리 수용 시스템(900)은 상이한 크기/타입의 배터리들이 제1듀얼 접점 어셈블리(904) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(922)(도 11-12에 도시됨) 사이에 여러 방향으로 삽입되어 전기적 연결이 이루어지는 하우징(912)을 포함한다. 다양한 지름 크기를 가진 배터리들을 수용하기 위해 배터리 수용 시스템(900)은 액츄에이터블 메커니즘(906)을 포함한다. 액츄에이터블 메커니즘(906)은 보다 작은 배터리를 듀얼 접점 어셈블리들과 전기적 연결 상태로 길이 방향으로 유지시키도록 액츄에이터블 메커니즘의 움직임에 대해 바이어스를 부과하는 탄력적 혹은 탄성적 구성을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 액츄에이터블 메커니즘(906)은 보다 작은 지름의 배터리들을 듀얼 접점 어셈블리들과 전기적 연결 상태로 길이 방향으로 유지시키도록 선택적으로 작용될 수 있는 유지 아암을 포함한다. 마찬가지로, 액츄에이터블 메커니즘(906)은 배터리와 하우징(912) 사이의 압력을 통해 듀얼 접점 어셈블리들과 전기적 연결을 유지할 수 있는 보다 큰 지름의 배터리들을 수용하도록 물러날 수 있게 구성된다.
예시된 실시예에서, 액츄에이터블 메커니즘(906)의 액츄에이터블 유지 아암들을 피벗(908)을 축으로 원형으로 작동한다. 피벗(908)은 배터리 수용 시스템(900)에 삽입된 배터리의 길이 방향 축과 실질적으로 평행하게 위치된다. 액츄에이터블 유지 아암들은 비틀림 스프링(920)(도 11-12에 도시됨)에 의해 스프링 부하되며, 비틀림 스프링은 유지 아암들이 서로를 향해 연장되도록 바이어싱하여 보다 작은 배터리가 액츄에이터블 유지 아암들 사이에 보유되게 하는 압력을 제공한다.
도 9는 액츄에이터블 유지 아암들(906)을 옮길 만큼 충분히 큰 지름을 가진 보다 큰 배터리(910)를 도시한다. 보다 큰 배터리(910)는 비틀림 스프링(920)의 탄성력을 이길만큼 충분히 크고/크거나 충분히 무거워서, 보다 큰 배터리(910)가 배터리 수용 시스템(900)에 삽입될 때 액츄에이터블 유지 아암들이 하우징(912) 안의 개별 리세스(recess, 914 및 916)로 물러나게 만든다. 일부 실시예들에서, 하우징은 보다 큰 배터리가 단단히 자리 잡게 돕는 하향력(downward force)을 제공하기 위한 구조(가령, 배터리 컴파트먼트 뚜껑)를 포함할 수 있다. 액츄에이터블 유지 아암들은 보다 큰 배터리가 제1듀얼 접점 어셈블리(904) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(922)(도 11-12에 도시됨) 사이에서 전기적으로 연결되는 것을 방해하지 않도록 개별 리세스(914 및 916)로 들어간다. 928에서 도 9는 보다 큰 배터리나 보다 작은 배터리 어느 것도 장착되지 않은 빈 배터리 베이(bay)를 또한 도시한다.
도 10은 보다 큰 배터리(910)보다 작은 지름을 가진 보다 작은 배터리(902)를 도시한다. 도 10에서, 보다 작은 배터리(902)는 액츄에이터블 메커니즘(906)에 의해 제1듀얼 접점 어셈블리(904) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(922)(도 11-12에 도시됨)와 전기적 연결 상태로 유지된다. 보다 작은 배터리(902)가 액츄에이터블 메커니즘(906)의 액츄에이터블 유지 아암들 사이에 위치되도록 비틀림 스프링(920)(도 11-12에 도시됨)의 탄성력을 일시적으로 극복하기 충분한 힘을 사용해 보다 작은 배터리(902)가 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입될 수 있다. 보다 작은 배터리(902)가 액츄에이터블 유지 아암들 사이에 위치될 때, 비틀림 스프링(920)(도 11-12에 도시됨)의 탄성력이 액츄에이터블 유지 아암들을 바이어싱하여 액츄에이터블 유지 아암들이 서로를 향해 뻗고, 보다 작은 배터리(902)가 제1듀얼 접점 어셈블리(904) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(922)와 전기적 연결 상태로 유지되도록 한다. 액츄에이터블 메커니즘(906)은 보다 작은 배터리의 양극 단자가 듀얼 접점 어셈블리의 양극 접점과 전기적으로 연결되게 위치시키기 위해, 보다 작은 배터리를 중심에 놓고 그 양극 단자가 듀얼 접점 어셈블리의 래디얼 노치와 정렬되게 할 수 있다.
액츄에이터블 유지 아암들은 배터리가 액츄에이터블 유지 아암들과 보다 용이하게 상호작용할 수 있도록 액츄에이터블 유지 아암들의 이동을 돕는 구성을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 액츄에이터블 메커니즘(906)의 액츄에이터블 유지 아암들은 배터리가 액츄에이터블 유지 아암들 사이로 미끄러져 들어갈 수 있도록 배터리의 곡선 에지로부터 비스듬히 경사지는 에지들(918)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 액츄에이터블 유지 아암들은 배터리 입장을 수용하기 위해 저 마찰 표면 및/또는 롤러들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액츄에이터블 유지 아암들은 배터리 입장을 수용하기 위해 빗각 에지를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 액츄에이터블 유지 아암들은 배터리를 삽입하도록 액츄에이터블 유지 아암들을 옮기기 위해 사용자에 의해 쥐어지거나 다른 방식으로 조작될 수 있는 탭(tap)이나 다른 구성을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 배터리 수용 시스템(900)은 액츄에이터블 유지 아암들이 서로에 대해 폐쇄되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다(예컨대, 액츄에이터블 유지 아암들 및/또는 하우징은 기계적 폐쇄(mechanical stops)를 포함할 수 있다).
도 9 및 10에 예시된 전형적인 배터리 수용 시스템(900)은 한정적인 것이 아니다. 마주하는 듀얼 접점 어셈블리들과 전기적으로 연결되게 배터리들을 유지시키는 어떤 알맞은 메커니즘들이라도 사용될 수 있다. 예를 들어 일부 실시예들에서 액츄에이터블 유지 아암들은 배터리 수용 시스템의 하우징 안에 배터리가 삽입될 때 선회(pivoting) 대신, 좌우방향으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 각각의 액츄에이터블 유지 아암은 좌우 방향으로 구동하도록 스프링 부하될 수 있고, 보다 작은 지름의 배터리를 유지하기 위해 서로를 향해 연장되도록 바이어싱될 수 있다. 또한, 액츄에이터블 유지 아암들은 보다 큰 지름의 배터리를 수용하기 위해 배터리 수용 시스템의 하우징 안의 리세스들로 좌우로 옮겨질 수 있다. 또 다른 예는 보다 작은 배터리를 중심에 위치시킬 수 있지만 보다 큰 배터리를 수용하기 위해 이동될 수 있는 탄성 고무, 탄성중합체, 발포고무 또는 다른 재료를 사용할 수 있다.
928에서 도 10은 보다 큰 배터리나 보다 작은 배터리 어느 것도 장착되지 않은 빈 배터리 베이(bay)를 또한 도시한다.
도 11-12는 배터리 수용 시스템(900)의 저면도들이다. 배터리 수용 시스템(900)은 서로 다른 길이의 배터리들을 전기적 연결 상태로 유지시키기 위해 제1듀얼 접점 어셈블리(904) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(922) 사이의 거리를 조정하는 이동 어셈블리(924)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 이동 어셈블리(924)는 제2듀얼 접점 어셈블리(922)와 연결된 나선형 스프링(926)을 포함한다. 배터리가 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입될 때, 나선형 스프링(926)이 압축되고 나선형 스프링의 탄성력이 배터리가 제1듀얼 접점 어셈블리(904) 및 제2듀얼 접점 어셈블리(922)와 전기적 연결 상태가 되게 유지시킨다. 제2듀얼 접점 어셈블리(922) 및/또는 이동 어셈블리(924)는 나선형 스프링(926)이 확장 및 축소될 때 제2듀얼 접점 어셈블리의 이동을 안내하도록 하우징(912)에 의해 형성된 슬라이딩 조인트(예컨대, 프리즈메틱(prismatic) 조인트, 도브테일(dovetail) 등)를 이용해 상호 연결될 수 있다. 그러한 구성에 제한은 없다. 마주하는 듀얼 접점 어셈블리들의 상대적 위치를 변경하기 위한 어떤 알맞은 메커니즘들이라도 사용될 수 있다. 예를 들어, 이동 어셈블리는 듀얼 접점 어셈블리들 중 하나 이상의 위치를 바꾸기 위해 변형, 수축, 선회, 및/또는 켄틸레버(cantilever)될 수 있다. 나선형 스프링 이외의 스프링들이 사용될 수 있다는 것을 예상할 수 있을 것이다. 예를 들어, 둥근 스프링 또는 비틀림 스프링이 사용될 수 있다. 또한, 탄성 고무, 탄성중합체, 금속, 플라스틱, 발포 고무, 또는 다른 재료로 만든 선형 스프링이 사용될 수 있다. 조인트를 슬라이딩하는 것 이외의 얼라인먼트 메커니즘들이 사용될 수 있다는 것을 예상할 수 있을 것이다.
도 11은 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입되는 보다 큰 배터리(910)를 도시한다. 보다 큰 배터리(910)가 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입될 때, 나선형 스프링(926)이 압축되고 제1듀얼 접점 어셈블리(904)와 제2듀얼 접점 어셈블리(922) 사이의 거리가 아무 배터리도 삽입되지 않을 때의 위치에 비해 늘어난다. 나선형 스프링(926)의 탄성력이 보다 큰 배터리(910)로 인가되어 제1듀얼 접점 어셈블리(904)와 제2듀얼 접점 어셈블리(922) 사이에서 전기적 연결을 유지시킨다. 또한, 보다 큰 배터리(910)가 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입될 때, 액츄에이터블 메커니즘(906)의 액츄에이터블 유지 아암들이 피벗(908)을 중심으로 회전하여 열려져서 보다 큰 배터리를 수용한다. 마찬가지로, 액츄에이터블 메커니즘(906)의 액츄에이터블 유지 아암들이 회전할 때, 비틀림 스프링(920)은 납작하게 붙여진다.
928에서 도 11은 보다 큰 배터리나 보다 작은 배터리 어느 것도 장착되지 않은 빈 배터리 베이(bay)를 또한 도시한다.
도 12는 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입되는 보다 작은 배터리(902)를 도시한다. 보다 작은 배터리(902)가 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입될 때, 나선형 스프링(926)이 압축되고 제1듀얼 접점 어셈블리(904)와 제2듀얼 접점 어셈블리(922) 사이의 거리가 아무 배터리도 삽입되지 않을 때의 위치에 비해 늘어난다. 그러나, 보다 작은 배터리(902)는 보다 큰 배터리(910)보다 짧기 때문에, 나선형 스프링은 보다 큰 배터리(910)가 하우징 안에 삽입될 때보다 덜 압축된다. 나선형 스프링의 탄성력이 보다 작은 배터리(902)로 인가되어 제1듀얼 접점 어셈블리(904)와 제2듀얼 접점 어셈블리(922) 사이에서 전기적 연결을 유지시킨다. 또한, 보다 작은 배터리(902)가 배터리 수용 시스템(900)의 하우징(912) 안에 삽입될 때, 액츄에이터블 메커니즘(906)의 액츄에이터블 유지 아암들이 피벗(908)을 중심으로 서로를 향해 회전하여 보다 작은 배터리를 유지시킨다. 마찬가지로, 액츄에이터블 메커니즘(906)의 액츄에이터블 유지 아암들이 회전할 때, 비틀림 스프링(920)이 비틀려져서 액츄에이터블 유지 아암들이 계속해서 보다 작은 배터리(902)에 대해 닫힌 상태가 되도록 탄성력을 인가한다.
제1듀얼 접점 어셈블리 및/또는 제2듀얼 접점 어셈블리는 이동 어셈블리를 통해, 보다 큰 배터리가 제1듀얼 접점 어셈블리 및 제2듀얼 접점 어셈블리와 전기적으로 연결될 수 있도록 제1위치로 조정될 수 있고, 보다 작은 배터리가 제1듀얼 접점 어셈블리 및 제2듀얼 접점 어셈블리와 전기적으로 연결될 수 있도록 제2위치로 조정될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 즉, 듀얼 접점 어셈블리들 중 어느 하나 또는 둘 모두가 이동 어셈블리와 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 한 개 이상의 듀얼 접점 어셈블리들은 다양한 크기/타입의 배터리들에서의 제조 크기 변경을 고려한 유연한 구성들을 포함할 수 있다. 그러한 일부 실시예들에서 듀얼 접점 어셈블리들 중 어느 것도 이동 어셈블리를 통해 이동될 수 없다.
상술한 구성에 따라 배터리 수용 시스템은 서로 다른 타입의 배터리들을 두 개의 반대 방향들 중 어느 방향으로나 삽입 및 유지하게 하고, 어느 방향에서든 적절한 전류 흐름을 지원하게 한다는 것이 기술된다. 이것은 부적절하거나 올바르지 않은 배터리 설치 가능성을 크게 줄인다. 또한, 액츄에이터블 유지 아암들이 포함될 때, 이들은 다양한 지름의 배터리들에 대해 길이 방향 유지 및 얼라인먼트(정렬)을 지원하며; 변형 어셈블리가 포함될 때 그것은 다양한 길이의 배터리들에 대한 좌우방향 유지를 지원한다. 상술한 구성은 배터리 수용 시스템에 삽입되는 배터리의 방향이나 타입과 무관하게 전기 장치에 대해 지속적인 전기적 접촉 및 알맞은 극성의 전류를 제공한다.
본 개시는 배터리의 한쪽 단은 돌출된 단자를 가지고 있고 배터리의 다른 쪽 단은 실질적으로 평평한 단자를 가지는 원통형, 사각기둥형, 또는 기타 모양의 배터리들에 대해 폭넓게 응용될 수 있다. 그러한 배터리들의 예들로는 예컨대 A, AA, AAA, AAAA, C, D로 불려지는 것들이나 그런 크기나 모양의 다른 것들이 포함될 수 있다. 또 다른 예들로는 동전 또는 버튼형 배터리들이 포함될 수 있을 것이다. 통상적으로 사용되는 것은 양극이 돌출되고 음극은 납작한 단자들을 가진 배터리들일 것이나, 본 발명의 장치와 방법은 납작한 양극 단자와 돌출된 음극 단자들을 가진 배터리들을 가지고 사용될 수도 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 범위가 청구범위에 선행하는 상세한 설명보다는 이하의 청구범위에 의해 규정되며 따라서 청구범위의 경계 또는 그 경계의 균등물 내에 속하는 모든 변경은 청구범위에 의해 포괄되도록 의도되기 때문에, 이 명세서의 실시예들은 예시적인 것일 뿐 한정적이 아니라는 것을 알아야 한다.

Claims (19)

  1. 배터리 수용 시스템으로서,
    제1양극 접점(first positive contact)에 인접하고 상기 제1양극 접점과 전기적으로 절연되는 제1음극 접점을 포함하는 제1듀얼 접점 어셈블리를 포함하되,
    상기 제1음극 접점 및 상기 제1양극 접점은,
    제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 제1방향으로 있게 되는 경우, 상기 제1배터리의 제1양극 단자가 상기 제1음극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제1양극 접점이 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자와 전기적으로 연결되고- 상기 제1듀얼 접점 어셈블리는 제1위치에서 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자를 위치시키기 위한 제1래디얼 노치(first radial notch)를 포함함 -, 상기 제1배터리가 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 상기 배터리 수용 시스템 안에 있게 되는 경우, 상기 제1배터리의 제1음극 단자가 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제1음극 접점이 상기 제1배터리의 상기 제1음극 단자와 전기적으로 연결되도록
    구성되고,
    상기 제1음극 접점 및 상기 제1양극 접점은 또한,
    상기 제1배터리와 다른 표준 크기의 제2배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제1방향으로 있게 되는 경우, 상기 제2배터리의 제2양극 단자가 상기 제1음극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제1양극 접점이 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자와 전기적으로 연결되고- 상기 제1듀얼 접점 어셈블리는 상기 제1위치와 다른 제2위치에서 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자를 위치시키기 위한 제2래디얼 노치를 포함함 -, 상기 제2배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제2방향으로 있게 되는 경우, 상기 제2배터리의 제2음극 단자가 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제1음극 접점이 상기 제2배터리의 상기 제2음극 단자와 전기적으로 연결되도록
    구성되며,
    상기 제1듀얼 접점 어셈블리는 배터리가 상기 배터리 수용 시스템에 설치되는 경우 제2듀얼 접점 어셈블리에 대해 상기 배터리의 맞은편 끝에 배치되는
    배터리 수용 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향으로 있는 상기 제1배터리의 제1길이 방향 축(first longitudinal axis)은 상기 제2방향으로 있는 상기 제1배터리의 길이 방향 축과 동일하며,
    상기 제1방향으로 있는 상기 제2배터리의 제2길이 방향 축은 상기 제2방향으로 있는 상기 제2배터리의 길이 방향 축과 동일한
    배터리 수용 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1길이 방향 축은 상기 제2길이 방향 축과 수직으로 정렬되는
    배터리 수용 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2래디얼 노치는 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자가 상기 제2위치에서 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되는 것을 방지하도록 구성되는
    배터리 수용 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1래디얼 노치는 제1반경을 가지며 상기 제2래디얼 노치는 상기 제1반경보다 작은 제2반경을 가지며, 상기 제2래디얼 노치는 상기 제1래디얼 노치를 가로막는(interrupt)
    배터리 수용 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1반경은 2.75 밀리미터이며 상기 제2반경은 1.9밀리미터인
    배터리 수용 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    제2양극 접점과 전기적으로 절연되는 제2음극 접점을 포함하는 제2듀얼 접점 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제2음극 접점 및 상기 제2양극 접점은,
    상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제1방향으로 있게 되는 경우, 상기 제1배터리의 상기 제1음극 단자가 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제2음극 접점이 상기 제1배터리의 상기 제1음극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제2방향으로 있게 되는 경우, 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자가 상기 제2음극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제2양극 접점이 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자와 전기적으로 연결되도록
    구성되고,
    상기 제2음극 접점 및 상기 제2양극 접점은 또한,
    상기 제2배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제1방향으로 있게 되는 경우, 상기 제2배터리의 상기 제2음극 단자가 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제2음극 접점이 상기 제2배터리의 상기 제2음극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제2배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제2방향으로 있게 되는 경우, 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자가 상기 제2음극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제2양극 접점이 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자와 전기적으로 연결되도록
    구성되는
    배터리 수용 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1듀얼 접점 어셈블리와 상기 제2듀얼 접점 어셈블리 사이의 거리를 조정하는 이동 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제1듀얼 접점 어셈블리와 상기 제2듀얼 접점 어셈블리 중 적어도 하나는 상기 제1배터리가 상기 제1듀얼 접점 어셈블리 및 상기 제2듀얼 접점 어셈블리와 전기적으로 연결되도록 하는 제1위치로 상기 이동 어셈블리를 통해 조정될 수 있으며, 상기 제1듀얼 접점 어셈블리와 상기 제2듀얼 접점 어셈블리 중 적어도 하나는 상기 제2배터리가 상기 제1듀얼 접점 어셈블리 및 상기 제2듀얼 접점 어셈블리와 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 상기 제1위치와 다른 제2위치로 상기 이동 어셈블리를 통해 조정될 수 있는
    배터리 수용 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    제2양극 접점과 전기적으로 절연되는 제2음극 접점을 포함하는 제2듀얼 접점 어셈블리와,
    제3양극 접점과 전기적으로 절연되는 제3음극 접점을 포함하는 제3듀얼 접점 어셈블리
    를 더 포함하되,
    상기 제2음극 접점 및 상기 제2양극 접점은,
    상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제1방향으로 있게 되는 경우, 상기 제1배터리의 상기 제1음극 단자가 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제2음극 접점이 상기 제1배터리의 상기 제1음극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제2방향으로 있게 되는 경우, 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자가 상기 제2음극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제2양극 접점이 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자와 전기적으로 연결되도록
    구성되고,
    상기 제3음극 접점 및 상기 제3양극 접점은,
    상기 제2배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제1방향으로 있게 되는 경우, 상기 제2배터리의 상기 제2음극 단자가 상기 제3양극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제3음극 접점이 상기 제2배터리의 상기 제2음극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제2배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제2방향으로 있게 되는 경우, 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자가 상기 제3음극 접점과 전기적으로 연결되지 않으면서 상기 제3양극 접점이 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자와 전기적으로 연결되도록
    구성되고,
    상기 제3듀얼 접점 어셈블리는 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자가 상기 제3양극 접점과 전기적으로 연결되는 것을 방지하도록 구성되는
    배터리 수용 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2배터리를 상기 제1양극 접점이나 상기 제1음극 접점과 전기적 연결 상태로 길이 방향으로 유지시키는 액츄에이터블 메커니즘(actuatable mechanism)을 더 포함하는
    배터리 수용 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 액츄에이터블 메커니즘은, 스프링 장착식(spring-loading)이며 서로를 향해 연장되도록 바이어싱되는 액츄에이터블 유지 아암들(actuatable retention arms)을 포함하는
    배터리 수용 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액츄에이터블 유지 아암들은 상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 삽입될 때 상기 배터리 수용 시스템의 하우징 내의 리세스 안으로 들어가도록 구성되는
    배터리 수용 시스템.
  13. 배터리 수용 시스템으로서,
    제1듀얼 접점 어셈블리를 포함하되,
    상기 제1듀얼 접점 어셈블리는
    제1양극 접점과,
    제1음극 접점과,
    상기 제1양극 접점과 상기 제1음극 접점 사이에 배치된 절연 커넥터와,
    제1위치에서 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되도록 제1배터리의 제1양극 단자를 위치시키기 위한 제1래디얼 노치와,
    상기 제1위치와 다른 제2위치에서 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제1배터리와 다른 표준 크기의 제2배터리의 제2양극 단자를 위치시키기 위한 제2래디얼 노치
    를 포함하고,
    상기 제1래디얼 노치는 제1반경을 가지며 상기 제2래디얼 노치는 상기 제1반경보다 작은 제2반경을 가지며, 상기 제2래디얼 노치는 상기 제1래디얼 노치를 가로막고(interrupt),
    상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템에 설치되는 경우 상기 제1양극 접점과 상기 제1음극 접점이 상기 제1배터리의 동일한 단부 상에 있도록 상기 제1양극 접점은 상기 제1음극 접점에 인접한
    배터리 수용 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 절연 커넥터는 상기 제1래디얼 노치 및 상기 제2래디얼 노치를 형성하는
    배터리 수용 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    액츄에이터블 메커니즘을 더 포함하되,
    상기 액츄에이터블 메커니즘은 상기 제2배터리를 상기 제1양극 접점과 상기 제1음극 접점 중 적어도 하나와 전기적 연결 상태로 길이 방향으로 유지시키도록 상기 액츄에이터블 메커니즘의 움직임에 대해 바이어스를 부과하는 탄력적 혹은 탄성적 구성(resilient or compliant feature)을 포함하고,
    상기 액츄에이터블 메커니즘은 상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 삽입될 때 상기 배터리 수용 시스템의 하우징 내의 리세스 안으로 들어가도록 구성되는
    배터리 수용 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    제2듀얼 접점 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제2듀얼 접점 어셈블리는
    제2음극 접점과,
    제2양극 접점과,
    제3위치에서 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자를 위치시키기 위한 제3래디얼 노치와,
    상기 제3위치와 다른 제4위치에서 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자를 위치시키기 위한 제4래디얼 노치
    를 포함하는
    배터리 수용 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    제2듀얼 접점 어셈블리와,
    제3듀얼 접점 어셈블리
    를 더 포함하되,
    상기 제2듀얼 접점 어셈블리는
    제2양극 접점과,
    제2음극 접점과,
    상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자를 위치시키기 위한 제3래디얼 노치
    를 포함하고,
    상기 제3듀얼 접점 어셈블리는
    제3양극 접점과,
    제3음극 접점과,
    상기 제3양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자를 위치시키기 위한 제4래디얼 노치
    를 포함하는
    배터리 수용 시스템.
  18. 배터리 수용 시스템으로서,
    제1듀얼 접점 어셈블리와,
    배터리가 상기 배터리 수용 시스템에 설치되는 경우 상기 제1듀얼 접점 어셈블리에 대해 상기 배터리의 맞은편 끝에 배치된 제2듀얼 접점 어셈블리
    를 포함하되,
    상기 제1듀얼 접점 어셈블리는
    제1양극 접점과,
    제1음극 접점과,
    상기 제1양극 접점과 상기 제1음극 접점 사이에 배치된 절연 커넥터와,
    제1위치에서 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되도록 제1배터리의 제1양극 단자를 위치시키기 위한, 제1반경을 갖는 제1래디얼 노치와,
    상기 제1위치와 다른 제2위치에서 상기 제1양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제1배터리와 다른 표준 크기의 제2배터리의 제2양극 단자를 위치시키기 위한, 상기 제1반경보다 작은 제2반경을 갖는 제2래디얼 노치- 상기 제2반경은 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자보다 작음 -
    를 포함하고,
    상기 제2듀얼 접점 어셈블리는
    제2음극 접점과,
    제2양극 접점과,
    제3위치에서 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자를 위치시키기 위한, 제3반경을 갖는 제3래디얼 노치와,
    상기 제3위치와 다른 제4위치에서 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되도록 상기 제2배터리의 상기 제2양극 단자를 위치시키기 위한, 상기 제3반경보다 작은 제4반경을 갖는 제4래디얼 노치
    를 포함하고,
    상기 제4반경은 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자가 상기 제4위치에서 상기 제2양극 접점과 전기적으로 연결되지 않도록 상기 제1배터리의 상기 제1양극 단자보다 작은
    배터리 수용 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1듀얼 접점 어셈블리와 상기 제2듀얼 접점 어셈블리 사이의 거리를 조정하는 이동 어셈블리- 상기 제1듀얼 접점 어셈블리와 상기 제2듀얼 접점 어셈블리 중 적어도 하나는 상기 제1배터리가 상기 제1듀얼 접점 어셈블리 및 상기 제2듀얼 접점 어셈블리와 전기적으로 연결되도록 하는 제1위치로 상기 이동 어셈블리를 통해 조정될 수 있으며, 상기 제1듀얼 접점 어셈블리와 상기 제2듀얼 접점 어셈블리 중 적어도 하나는 상기 제2배터리가 상기 제1듀얼 접점 어셈블리 및 상기 제2듀얼 접점 어셈블리와 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 상기 제1위치와 다른 제2위치로 상기 이동 어셈블리를 통해 조정될 수 있음 -와,
    스프링 장착식(spring-loading)이며 서로를 향해 연장되도록 바이어싱되는 액츄에이터블 유지 아암들- 상기 액츄에이터블 유지 아암들은, 상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 제1방향으로 있게 되는 경우에는 상기 제2배터리를 상기 제1양극 접점과 전기적 연결 상태로 길이 방향으로 유지시키고 상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 있게 되는 경우에는 상기 제2배터리를 상기 제1음극 접점과 전기적 연결 상태로 길이 방향으로 유지시키며, 상기 액츄에이터블 유지 아암들은 상기 제1배터리가 상기 배터리 수용 시스템 안에 상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 있게 되는 경우 상기 배터리 수용 시스템의 하우징 내의 리세스 안으로 들어가도록 구성됨 -
    을 포함하는 배터리 수용 시스템.
KR1020127012813A 2009-11-19 2010-11-16 유연한 크기 및 방향의 배터리 시스템 KR101945545B1 (ko)

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