KR102248773B1 - 배터리 팩 인터페이스 - Google Patents

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KR102248773B1
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카일 제이. 래도비치
카메론 알. 슐츠
미첼 칼슨
존 지. 막스
폴 로세토
데이비드 엠. 슈발바흐
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밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션
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Abstract

배터리 팩 및 전기 조합체를 위한 인터페이스가 제시된다. 인터페이스는 배터리 팩을 수용하도록 구성되고 캐비티를 포함하는 배터리 수용부를 포함할 수 있다. 캐비티는 레일과 캐비티의 하부 표면 사이에 그루브(groove)를 형성하는 레일을 갖는 한 쌍의 측벽에 의해 형성된다. 레일은 배터리 삽입 축을 따라 계단이 형성되거나 각을 이룰 수 있고, 배터리 수용부 내에서 배터리 팩의 슬라이딩 맞물림을 가이드하도록 구성된다.

Description

배터리 팩 인터페이스
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 편입되는 2016년 12월 16일 출원된 함께 계류 중인 미국 임시 특허 출원 제62/435,443호 및 2017일 2월 24일 출원된 미국 임시 출원 제62/463,427호의 이익을 주장한다.
기술분야
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 배터리 팩을 위한 인터페이스에 관한 것이다.
하나의 독립적인 양태에서, 전기 조합체를 위한 인터페이스가 제공될 수 있다. 전기 조합체는 배터리 팩과 전기 장치를 포함할 수 있고, 인터페이스는 배터리 팩과 전기 장치를 연결하도록 작동 가능하다. 인터페이스는 일반적으로 몸체와, 축을 따라 연장하는 레일을 포함할 수 있고, 레일과 몸체는 그 사이에 공간을 획정하고, 공간은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 치수와, 제2 축방향 위치에서의 제2 치수 및 제3 축방향 위치에서의 제3 치수를 갖고, 제1 치수, 제2 치수 및 제3 치수는 상이하다. 제2 축방향 위치는 제1 축방향 위치 및 제3 축방향 위치 사이에 위치한다.
일부 구성에서, 제1 축방향 위치는 하나의 축방향 단부에서 삽입 개구에 근접할 수 있고, 제1 치수는 제2 치수 및 제3 치수보다 더 크다. 제3 축방향 위치는 반대편의 축방향 단부에 근접할 수 있고, 제3 치수는 제2 치수보다 더 작다.
몸체는 축을 따라 그리고 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 몸체 표면을 갖고, 레일은 축을 따라 연장되는 계단형(stepped) 레일 표면을 가질 수 있고, 공간은 몸체 표면과 레일 표면 사이에 형성될 수 있다. 레일 표면은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 레일 표면 부분, 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 레일 표면 부분 및 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 레일 표면 부분을 가질 수 있다. 제1 레일 표면 부분, 제2 레일 표면 부분 및 제3 레일 표면 부분은 축에 실질적으로 평행할 수 있다. 레일 표면은 제1 레일 표면 부분을 제2 레일 표면 부분에 연결하는 제1의 각진 부분(angled portion)과, 제2 레일 표면 부분을 제3 레일 표면 부분에 연결하는 제2의 각진 부분을 가질 수 있다.
레일은 축에 대해 그리고 공간에 대해 횡방향인 가로 치수(lateral dimension)를 가질 수 있고, 레일은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 가로 치수, 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 가로 치수 및 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 가로 치수를 갖고, 제1 가로 치수, 제2 가로 치수 및 제3 가로 치수는 상이하다. 인터페이스는 전기 단자를 더 포함할 수 있다.
다른 독립적인 양태에서, 전기 조합체는, 일반적으로, 장치 지지부를 제공하는 장치 하우징과, 장치 하우징에 의해 지지되는 회로를 포함하는 전기 장치; 장치 지지부와의 맞물림을 위한 팩 지지부를 제공하는 배터리 팩 하우징과, 하우징에 의해 지지되는 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 포함할 수 있고, 배터리 팩이 장치에 연결될 때, 전력이 배터리 셀과 회로 사이에 이동 가능하다. 장치 지지부 및 팩 지지부 중 하나는, 몸체와, 축을 따라 연장되는 레일을 포함할 수 있고, 레일과 몸체는 그 사이에 공간을 획정하고, 공간은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 치수, 제2 축방향 위치에서의 제2 치수 및 제3 축방향 위치에서의 제3 치수를 갖고, 제1 치수, 제2 치수 및 제3 치수는 상이하고, 제2 축방향 위치는 제1 축방향 위치 및 제3 축방향 위치 사이에 위치하며, 장치 지지부 및 팩 지지부 중 다른 하나는, 제1 축방향 위치에서 공간 내에 위치 설정 가능한 제1 부분, 제2 위치에서 공간 내에 위치 설정 가능한 제2 부분 및 제3 위치에서 공간 내에 위치 설정 가능한 제3 부분을 포함한다.
일부 구성에서, 제1 축방향 위치는 하나의 축방향 단부에서의 삽입 개구에 근접할 수 있고, 제1 치수는 제2 치수 및 제3 치수보다 더 크다. 제3 축방향 위치는 반대편의 축방향 단부에 근접할 수 있고, 제3 치수는 제2 치수보다 더 작다.
몸체는 축을 따라 그리고 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 몸체 표면을 갖고, 레일은 축을 따라 연장되는 계단형 레일 표면을 가질 수 있고, 공간은 몸체 표면과 레일 표면 사이에 형성된다. 레일 표면은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 레일 표면 부분, 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 레일 표면 부분 및 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 레일 표면 부분을 가질 수 있다. 제1 레일 표면 부분, 제2 레일 표면 부분 및 제3 레일 표면 부분은 축에 실질적으로 평행할 수 있다. 레일 표면은 제1 레일 표면 부분을 제2 레일 표면 부분에 연결하는 제1의 각진 부분과, 제2 레일 표면 부분을 제3 레일 표면 부분에 연결하는 제2의 각진 부분을 가질 수 있다.
레일은 축에 대해 그리고 공간에 대해 횡방향인 가로 치수를 갖고, 레일은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 가로 치수, 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 가로 치수 및 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 가로 치수를 갖고, 제1 가로 치수, 제2 가로 치수 및 제3 가로 치수는 상이하다. 전기 장치는 장치 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리 팩은 전기 장치와 배터리 팩 사이의 전력 이동을 용이하게 하기 위하여 전기적으로 연결 가능한 팩 단자를 더 포함할 수 있다.
일부 구성에서, 팩 지지부가 사이에 공간을 형성하는 몸체와 레일을 포함할 수 있고, 장치 지지부는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 제공하는 축방향으로 연장하는 장치 레일을 포함할 수 있다. 장치 지지부는 장치 몸체를 포함할 수 있고, 장치 레일과 장치 몸체는 그 사이에 제2 공간을 형성하고, 제2 공간은 제1 부분 근방에서의 제4 치수와, 제2 부분 근방에서의 제5 치수와, 제3 부분 근방에서의 제6 치수를 포함하고, 제4 치수, 제5 치수 및 제6 치수는 상이하다.
장치 레일은 축에 대해 그리고 제2 공간에 대해 횡방향인 가로 치수를 가질 수 있고, 장치 레일은 제1 부분 근방에서의 제4 가로 치수, 제2 부분 근방에서의 제5 가로 치수 및 제3 부분 근방에서의 제6 가로 치수를 갖고, 제4 가로 치수, 제5 가로 치수 및 제6 가로 치수는 상이하다
또 다른 독립적인 양태에서, 전기 조합체를 위한 래치 기구(latch mechanism)가 제공될 수 있다. 전기 조합체는 배터리 팩과 전기 장치를 포함할 수 있고, 래치 기구는 배터리 팩과 전기 장치를 연결하도록 작동 가능하다. 래치 어셈블리는, 일반적으로, 래칭 부재(latching member)로서, 상대적인 이동을 억제하기 위하여 래칭 부재가 배터리 팩과 전기 장치 사이에 맞물릴 수 있는 잠긴 위치(latched position)와, 상대적인 이동이 허용되는 풀린 위치(unlatched position) 사이에 이동 가능한 래칭 부재; 래칭 부재와 함께 작동 가능하고, 래칭 부재가 잠긴 위치와 풀린 위치 사이에 있을 때 배터리 팩과 전기 장치 사이의 전력 이동을 억제하는 스위치를 포함할 수 있다.
래칭 부재는 배터리 팩과 전기 장치 사이의 상대적 이동을 억제하도록 래칭 리세스(latching recess) 내에 맞물릴 수 있고, 스위치는 래칭 부재가 래칭 리세스와 맞물림 해제되기 전에 전력 이동을 억제하도록 작동 가능할 수 있다. 잠긴 위치에서, 스위치는 전력 이동을 용이하게 하도록 작동 가능할 수 있다.
래치 기구는 잠긴 위치와 풀린 위치 사이에 래칭 부재를 이동시키도록 사용자에 의해 맞물릴 수 있는 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 액추에이터는 1차(primary) 액추에이터일 수 있고, 래치 기구는 1차 액추에이터에 작동 가능하게 결합되고, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능한 2차(secondary) 액추에이터를 더 포함할 수 있고, 제1 위치에서, 2차 액추에이터는 1차 액추에이터의 작동을 억제하고, 제2 위치에서, 2차 액추에이터는 1차 액추에이터의 작동을 허용한다. 래칭 부재는 제1 재료로 형성될 수 있고, 액추에이터는 상이한 제2 재료로 형성될 수 있고, 제1 재료는 제2 재료보다 더 단단하다. 래칭 부재는 스위치와 맞물릴 수 있고 래칭 부재가 풀린 위치를 향하여 이동함에 따라 전력 이동을 억제하도록 스위치를 작동시키는 돌출부를 포함할 수 있다.
추가적인 독립적인 양태에서, 전기 조합체는, 일반적으로, 장치 지지부를 제공하는 장치 하우징과, 장치 하우징에 의해 지지되는 회로를 포함하는 전기 장치; 장치 지지부와의 맞물림을 위한 팩 지지부를 제공하는 배터리 팩 하우징과, 하우징에 의해 지지되는 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩으로서, 배터리 팩이 장치에 연결될 때, 배터리 셀과 상기 회로 사이에 전력이 이동 가능한, 배터리 팩; 래치 기구를 포함할 수 있고, 래치 기구는, 래칭 부재로서, 상대적인 이동을 억제하기 위하여 래칭 부재가 배터리 팩과 전기 장치 사이에 맞물릴 수 있는 잠긴 위치와, 상대적인 이동이 허용되는 풀린 위치 사이에 이동 가능한 래칭 부재; 래칭 부재와 함께 작동 가능하고, 래칭 부재가 잠긴 위치와 풀린 위치 사이에 있을 때 배터리 팩과 전기 장치 사이의 전력 이동을 억제하는 스위치를 포함한다.
래칭 부재는 배터리 팩과 전기 장치 사이의 상대적 이동을 억제하도록 래칭 리세스 내에 맞물릴 수 있고, 스위치는 래칭 부재가 래칭 리세스와 맞물림 해제되기 전에 전력 이동을 억제하도록 작동 가능할 수 있다. 래칭 부재는 장치 지지부 상에 지지될 수 있고, 래칭 리세스는 팩 지지부 상에 형성될 수 있다. 잠긴 위치에서, 스위치는 전력 이동을 용이하게 하도록 작동 가능할 수 있다.
래치 기구는 잠긴 위치와 풀린 위치 사이에 래칭 부재를 이동시키도록 사용자에 의해 맞물릴 수 있는 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 액추에이터는 1차 액추에이터일 수 있고, 래치 기구는 1차 액추에이터에 작동 가능하게 결합되고, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능한 2차 액추에이터를 더 포함할 수 있고, 제1 위치에서, 2차 액추에이터는 1차 액추에이터의 작동을 억제하고, 제2 위치에서, 2차 액추에이터는 1차 액추에이터의 작동을 허용한다. 래칭 부재는 제1 재료로 형성될 수 있고, 액추에이터는 상이한 제2 재료로 형성될 수 있고, 제1 재료는 제2 재료보다 더 단단하다. 래칭 부재는 스위치와 맞물릴 수 있고 래칭 부재가 풀린 위치를 향하여 이동함에 따라 전력 이동을 억제하도록 스위치를 작동시키는 돌출부를 포함할 수 있다.
전기 장치는 장치 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리 팩은 전기 장치와 배터리 팩 사이의 전력 이동을 용이하게 하기 위하여 전기적으로 연결 가능한 팩 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리 팩이 전기 장치에 연결될 때, 스위치는 장치 단자와 팩 단자가 전기적으로 분리되기 전에 배터리 팩과 전기 장치 사이의 전력 이동을 억제할 수 있다.
다른 독립적인 양태에서, 전기 조합체를 위한 배출기(ejector)가 제공될 수 있다. 전기 조합체는 배터리 팩과 전기 장치를 포함할 수 있다. 배출기는, 일반적으로, 배터리 팩과 전기 장치 사이에 맞물릴 수 있는 배출 부재; 배터리 팩과 전기 장치를 맞물림 해제하기 위하여 힘이 인가되는 배출 위치를 향하여 배출 부재를 압박(bias)하도록 작동 가능한 압박 부재; 배출 부재와 함께 작동 가능하고, 배출 부재가 배출 위치를 향하여 이동함에 따라, 장치의 적어도 일부를 비활성화시키는 스위치를 포함할 수 있다. 배출 부재는 배출 위치 반대편의 후퇴 위치로 이동 가능할 수 있고, 스위치는, 배출 부재가 후퇴 위치를 향하여 이동함에 따라, 장치의 적어도 일부를 활성화시킨다.
또 다른 독립적인 양태에서, 전기 조합체는, 일반적으로, 장치 지지부를 제공하는 장치 하우징과, 장치 하우징에 의해 지지되는 회로를 포함하는 전기 장치; 장치 지지부와의 맞물림을 위한 팩 지지부를 제공하는 배터리 팩 하우징과, 하우징에 의해 지지되는 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩으로서, 배터리 팩이 장치에 연결될 때, 배터리 셀과 회로 사이에 전력이 이동 가능한, 배터리 팩; 배출기를 포함할 수 있다. 배출기는, 배터리 팩과 전기 장치 사이에 맞물릴 수 있는 배출 부재; 배터리 팩과 전기 장치를 맞물림 해제하기 위하여 힘이 인가되는 배출 위치를 향하여 배출 부재를 압박하도록 작동 가능한 압박 부재; 배출 부재와 함께 작동 가능하고, 배출 부재가 배출 위치를 향하여 이동함에 따라, 장치의 적어도 일부를 비활성화시키는 스위치를 포함한다.
배출 부재는 배출 위치 반대편의 후퇴 위치로 이동 가능할 수 있고, 스위치는, 배출 부재가 후퇴 위치를 향하여 이동함에 따라, 장치의 적어도 일부를 활성화시킨다. 전기 장치는 장치 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리 팩은 전기 장치와 배터리 팩 사이의 전력 이동을 용이하게 하기 위하여 전기적으로 연결 가능한 팩 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리 팩이 전기 장치에 연결될 때, 스위치는 장치 단자와 팩 단자가 전기적으로 분리되기 전에 배터리 팩과 전기 장치 사이의 전력 이동을 억제한다.
전기 장치는, 제1 공구 지지부를 제공하는 제1 공구 하우징과 제1 공구 하우징에 의해 지지되는 제1 모터를 포함하는 제1 전동 공구(power tool)를 포함할 수 있고, 팩 지지부는 제1 공구 지지부와 맞물릴 수 있고, 배터리 셀은 배터리 팩이 제1 전동 공구에 연결될 때 제1 모터에 전력을 공급하도록 작동 가능하고, 압박 부재는 제1 전동 공구의 특성에 기초하여 선택된 제1 강성(stiffness)을 갖는다. 전기 조합체는, 제2 공구 지지부를 제공하는 제2 공구 하우징과 제2 공구 하우징에 의해 지지되는 제2 모터를 포함하는 제2 전동 공구로서, 팩 지지부는 제2 공구 지지부와 맞물릴 수 있고, 배터리 셀은 배터리 팩이 제2 전동 공구에 연결될 때 제2 모터에 전력을 공급하도록 작동 가능한, 제2 전동 공구; 제2 배출기로서, 배터리 팩과 제2 전동 공구 사이에 맞물릴 수 있는 제2 배출 부재와, 배터리 팩과 전동 공구를 맞물림 해제하기 위하여 힘이 인가되는 배출 위치를 향하여 제2 배출 부재를 압박하도록 작동 가능한 제2 압박 부재를 포함하는 제2 배출기를 더 포함할 수 있고, 제2 압박 부재는 제2 전동 공구의 특성에 기초하여 선택된 제2 강성을 갖고, 제2 강성은 제1 강성과 상이하다.
추가적인 독립적인 양태에서, 전기 조합체를 위한 이중 작동 래치 기구(dual-action latch mechanism)가 제공될 수 있다. 전기 조합체는 배터리 팩과 전기 장치를 포함할 수 있고, 래치 기구는 배터리 팩과 전기 장치를 연결하도록 작동 가능하다. 래치 기구는, 일반적으로, 상대적인 이동을 억제하기 위하여 래칭 부재가 배터리 팩과 전기 장치 사이에 맞물릴 수 있는 잠긴 위치와, 상대적인 이동이 허용되는 풀린 위치 사이에 이동 가능한 1차 액추에이터; 2차 액추에이터로서, 1차 액추에이터에 작동 가능하게 결합되고, 2차 액추에이터가 1차 액추에이터의 작동을 억제하는 제1 위치와, 2차 액추에이터가 1차 액추에이터의 작동을 허용하는 제2 위치 사이에 이동 가능한, 2차 액추에이터를 포함할 수 있다.
래치 기구는, 래칭 부재; 이 래칭 부재와 함께 작동 가능하고, 래칭 부재가 잠긴 위치와 풀린 위치 사이에 있을 때 배터리 팩과 전기 장치 사이의 전력 이동을 억제하는 스위치를 더 포함할 수 있다. 래칭 부재는 배터리 팩과 전기 장치 사이의 상대적 이동을 억제하도록 래칭 리세스 내에 맞물릴 수 있고, 스위치는 래칭 부재가 래칭 리세스와 맞물림 해제되기 전에 전력 이동을 억제하도록 작동 가능할 수 있다. 잠긴 위치에서, 스위치는 전력 이동을 용이하게 하도록 작동 가능할 수 있다.
래칭 부재는 제1 재료로 형성될 수 있고, 액추에이터는 상이한 제2 재료로 형성될 수 있고, 제1 재료는 제2 재료보다 더 단단하다. 래칭 부재는 스위치와 맞물릴 수 있고 래칭 부재가 풀린 위치를 향하여 이동함에 따라 전력 이동을 억제하도록 스위치를 작동시키는 돌출부를 포함할 수 있다.
다른 독립적인 양태에서, 전기 조합체는, 일반적으로, 장치 지지부를 제공하는 장치 하우징과, 장치 하우징에 의해 지지되는 회로를 포함하는 전기 장치; 장치 지지부와의 맞물림을 위한 팩 지지부를 제공하는 배터리 팩 하우징과, 하우징에 의해 지지되는 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩으로서, 배터리 팩이 장치에 연결될 때, 배터리 셀과 상기 회로 사이에 전력이 이동 가능한, 배터리 팩; 상대적인 이동을 억제하기 위하여 래칭 부재가 배터리 팩과 전기 장치 사이에 맞물릴 수 있는 잠긴 위치와, 상대적인 이동이 허용되는 풀린 위치 사이에 이동 가능한 1차 액추에이터와, 2차 액추에이터로서, 1차 액추에이터에 작동 가능하게 결합되고, 2차 액추에이터가 1차 액추에이터의 작동을 억제하는 제1 위치와, 2차 액추에이터가 1차 액추에이터의 작동을 허용하는 제2 위치 사이에 이동 가능한, 2차 액추에이터를 포함하는 이중 작동 래치 기구를 포함할 수 있다.
래치 기구는, 래칭 부재 및 래칭 부재와 함께 작동 가능하고, 래칭 부재가 잠긴 위치와 풀린 위치 사이에 있을 때 배터리 팩과 전기 장치 사이의 전력 이동을 억제하는 스위치를 더 포함할 수 있다. 래칭 부재는 배터리 팩과 전기 장치 사이의 상대적 이동을 억제하도록 래칭 리세스 내에 맞물릴 수 있고, 스위치는 래칭 부재가 래칭 리세스와 맞물림 해제되기 전에 전력 이동을 억제하도록 작동 가능할 수 있다. 잠긴 위치에서, 스위치는 전력 이동을 용이하게 하도록 작동 가능할 수 있다.
래칭 부재는 제1 재료로 형성될 수 있고, 액추에이터는 상이한 제2 재료로 형성될 수 있고, 제1 재료는 제2 재료보다 더 단단하다. 래칭 부재는 스위치와 맞물릴 수 있고 래칭 부재가 풀린 위치를 향하여 이동함에 따라 전력 이동을 억제하도록 스위치를 작동시키는 돌출부를 포함할 수 있다.
또 다른 독립적인 양태에서, 배터리 팩은, 일반적으로, 단자 블록과, 전기 장치의 장치 지지부와 축을 따라 맞물릴 수 있는 팩 지지부를 제공하는 하우징 어셈블리로서, 하우징 어셈블리는 캐비티(cavity)를 형성하고, 하우징 어셈블리는 팩 지지부 반대편의 하부 벽과, 단자 블록 반대편에 있고 팩 지지부에 연결되고 축에 실질적으로 수직인 평면에서 연장되는 제1 단부 벽 부분과, 하부 벽과 제1 단부 벽 부분 사이에 연결되는 제2 벽 단부 부분을 갖고, 제2 단부 벽 부분은 제1 벽 단부 부분에 대하여 90도 내지 180도의 각도로 배향되는, 하우징 어셈블리; 캐비티 내에 지지되는 복수의 배터리 셀; 단자 블록에 의해 지지되고 전기 장치의 장치 단자와 맞물릴 수 있는 팩 단자를 포함할 수 있다. 제2 단부 벽 부분은 대략 110도 내지 160도의 각도로 배향될 수 있다. 제2 단부 벽 부분은 대략 135의 각도로 배향될 수 있다.
추가적인 독립적 양태에서, 배터리 팩은, 일반적으로, 전기 장치에 연결 가능하고 전기 장치에 의해 지지 가능한 지지부를 포함하는 하우징으로서, 지지부는 전기 장치 상의 돌출부를 수용하도록 구성된 채널을 형성하고, 지지부는 채널을 형성하도록 몰딩되는 플라스틱 재료와, 플라스틱 재료 내에 몰딩된 금속 재료를 포함하고, 금속 재료는 채널 주위로 C 형상 부분을 형성하는, 하우징; 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀; 복수의 배터리 셀에 전기적으로 연결되고 전기 장치의 단자에 연결 가능한 배터리 단자를 포함할 수 있다.
다른 독립적인 양태에서, 배터리 팩은, 일반적으로, 전기 장치에 연결 가능하고 전기 장치에 의해 지지 가능한 지지부를 포함하는 하우징으로서, 하우징은 또한 지지부 반대편의 하부 벽; 하부 벽과 지지부 사이에 연결되는 대향하는 측벽들 및 하부 벽과 지지부 사이에 그리고 측벽들 사이에 연결된 대향하는 단부 벽들을 포함하고, 인접하는 벽들은 에지에서 만나는, 하우징; 적어도 하나의 에지 상의 탄성 중합체 재료로서, 에지에 근접하여 가장 두껍고, 에지로부터 멀어지는 방향으로 가면서 얇아지는, 탄성 중합체 재료; 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀; 복수의 배터리 셀에 전기적으로 연결되고 전기 장치의 단자에 연결 가능한 배터리 단자를 포함한다.
또 다른 독립적인 양태에서, 충격 흡수 어셈블리가 배터리 팩과 전기 장치 사이의 인터페이스를 위하여 제공될 수 있다. 어셈블리는, 외부 표면을 갖고 배터리 팩에 연결 가능하고 배터리 팩을 지지하도록 작동 가능한 지지부를 제공하는 제1 하우징 부분과, 적어도 부분적으로 제1 하우징 부분에 둘러지고 외부 표면에 대하여 마주보는 관계에 있는 내부 표면을 갖는 제2 하우징 부분을 포함하는, 하우징 어셈블리; 포스트를 지지하는 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분 중 하나에 의해 지지되는 포스트로서, 제1 하우징 부분 및 하우징 부분 중 다른 하나는 포스트와 정렬된 리세스를 형성하는, 포스트; 포스트 상에 지지되고, 리세스 내에 수용되는 충격 흡수 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 독립적인 특징들 및 독립적인 양태들은 이어지는 상세한 설명과 첨부된 도면의 고려에 의해 더욱 명백하게 될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 전기 장치의 배터리 수용부에 결합된 배터리 팩의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 수용부의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 배터리 수용부의 하면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 바와 같은 배터리 수용부의 측단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 배터리 수용부의 스프링 배출기의 확대 사시도이다.
도 6는 도 5에 도시된 스프링 배출기의 부분 단면 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 배터리 팩의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 배터리 팩의 일부의 확대 사시도이다.
도 9a는 도 7에 도시된 배터리 팩의 일부의 제2 확대 사시도이다.
도 9b는 도 7에 도시된 배터리 팩의 일부의 제3 확대 사시도이다.
도 10은 도 7에 도시된 배터리 팩의 상면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 바와 같은 배터리 수용부에 결합된 배터리 팩의 측단면도이다.
도 12a는, 잠긴 위치로 도시된, 도 11에 도시된 배터리 수용부의 래치 기구의 측단면도이다.
도 12b는, 중간 위치로 도시된, 도 12a에 도시된 래치 기구의 측단면도이다.
도 12c는, 풀린 위치로 도시된, 도 12a에 도시된 래치 기구의 측단면도이다
도 13a는 도 5에 도시된 스프링 배출기의 측단면도이다.
도 13b는, 배터리 팩이 배터리 수용부에 결합될 때를 도시하는, 도 13a에 도시된 스프링 배출기의 측단면도이다.
도 14는 제2 실시예에 따른 전기 장치의 배터리 수용부에 결합된 배터리 팩의 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 배터리 수용부의 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 배터리 수용부의 하면도이다.
도 17은 도 15에 도시된 배터리 수용부의 측단면도이다.
도 18은 도 14에 도시된 배터리 팩의 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시된 배터리 팩의 상면도이다.
도 20a는, 잠긴 위치로 도시된, 도 17에 도시된 배터리 수용부의 래치 기구의 측단면도이다.
도 20b는, 중간 위치로 도시된, 도 20a에 도시된 래치 기구의 단면의 측면도이다.
도 20c는, 풀린 위치로 도시된, 도 20a에 도시된 래치 기구의 단면의 측면도이다
도 21은 제3 실시예에 따른 전기 장치의 배터리 수용부의 사시도이다.
도 22는 도 21에 도시된 배터리 수용부의 하면도이다.
도 23은 도 21에 도시된 배터리 수용부의 측단면도이다.
도 24는 도 21의 배터리 수용부와 함께 사용하기 위한 배터리 팩의 사시도이다.
도 25는 도 24에 도시된 배터리 팩의 일부의 확대 사시도이다.
도 26은 도 24에 도시된 배터리 팩의 상면도이다.
도 27은 도 21의 배터리 수용부에 결합된 배터리 팩의 일부의 사시도이다.
도 28은, 도 21의 배터리 수용부와 부분적으로 맞물린 것으로 도시된, 도 27에 도시된 배터리 팩의 일부의 사시도이다.
도 29는 배터리 수용부의 래치 기구의 대안적인 구성의 측단면도이다.
도 30은 제4 실시예에 따른 전기 장치의 배터리 수용부의 사시도이다.
도 31은 도 30에 도시된 배터리 수용부의 상면도이다.
도 32는 도 30에 도시된 배터리 수용부의 측단면도이다.
도 33은 도 30에 도시된 배터리 수용부의 전면도이다.
도 34는 제5 실시예에 따른 전기 장치의 배터리 수용부의 사시도이다.
도 35는 도 34에 도시된 배터리 수용부의 상면도이다.
도 36은 도 34에 도시된 배터리 수용부의 측단면도이다.
도 37은 도 34에 도시된 배터리 수용부의 전면도이다.
도 38은 배터리 수용부와 함께 사용하기 위한 배터리 팩의 사시도이다.
도 39는 도 38에 도시된 배터리 팩의 일부의 확대 사시도이다.
도 40은 도 38에 도시된 배터리 팩의 상면도이다.
도 41은 배터리 수용부를 포함하는, 충전기와 같은, 전기 장치의 사시도이다.
도 42는 도 41의 장치의 상면도이다.
도 43은 도 41의 장치의 부분 측단면도이다.
도 44a 내지 44i는 배터리 팩의 대안적이 구성의 도면들이다.
도 45는, 배터리 팩이 표면에 충돌하는 것을 도시하는, 배터리 팩과 전기 장치의 일부의 측면도이다.
도 46a 및 도 46b는 오버 몰드(overmold) 재료를 도시하는 배터리 팩의 도면이다.
도 47a 및 도 47b는 배터리 팩의 지지부의 도면이다.
도 48a 내지 48f는 충격 흡수 장치를 도시하는 배터리 인터페이스의 일부의 도면들이다.
도 49a 내지 49h는 배터리 팩의 다른 대안적인 구성의 도면들이다.
본 발명의 독립적인 실시예들을 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 이의 적용에 있어서 다음의 설명에서 설명되거나 이어지는 도면에 도시된 컴포넌트의 구성 및 방식에 대한 상세에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 독립적인 실시예가 될 수 있으며 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 어구 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "포함하는" 및 "구비하는"과 그 변형의 사용은 그 다음에 열거되는 항목 및 이의 균등물과, 추가적인 항목을 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "~로 이루어진" 및 그 변형의 사용은 그 후에 열거된 항목과 이의 균등물만을 포함하도록 의도된다. 달리 특정되거나 한정되지 않는다면, "장착된", "연결된", "지지된" 및 "결합된"이라는 용어와 그 변형은 대략적으로 사용되며, 직접적인 장착, 연결, 지지 및 결합과 간접적인 장착, 연결, 지지 및 결합을 모두 포함한다.
또한, 하나의 컴포넌트에 의해 수행되는 것으로 본 명세서에서 설명된 기능은 분산된 방식으로 다수의 컴포넌트에 의해 수행될 수 있다. 유사하게, 다수의 컴포넌트에 의해 수행되는 기능은 통합되어 단일 컴포넌트에 의해 수행될 수 있다. 유사하게, 특정 기능을 수행하는 것으로 설명된 컴포넌트는 또한 본 명세서에 설명되지 않은 추가 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 소정의 방식으로 "구성된" 디바이스 또는 구조는 적어도 그 방식으로 구성되지만, 열거되지 않은 방식으로도 구성될 수 있다.
더욱이, 본 명세서에 설명된 일부 실시예는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장된 명령어를 실행함으로써 원하는 기능을 수행하도록 구성된 하나 이상의 전자 프로세서를 포함할 수 있다. 유사하게, 본 명세서에 설명된 실시예들은 설명된 기능을 수행하기 위하여 하나 이상의 전자 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체로서 구현될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체"는 모든 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하지만, 일시적인 전파 신호로 이루어지지 않는다. 따라서, 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체는, 예를 들어, 하드 디스크, CD-ROM, 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 많은 모듈 및 논리 구조는 마이크로프로세서 또는 유사한 장치에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현될 수 있거나, 예를 들어, ASIC(application specific integrated circuit)을 포함하는 다양한 컴포넌트를 이용하여 하드웨어로 구현될 수 있다. "컨트롤러" 및 "모듈"과 같은 용어들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 모두 포함할 수 있거나 지칭할 수 있다. 대문자로 시작하는 용어들은 관례에 따르며, 설명을 코딩 예, 식 및/또는 도면에 상관시키는 데 도움을 준다. 그러나, 단순히 대문자의 사용 때문에 특정 의미가 암시되지 않으며 특정 의미가 추론되어서는 안 된다. 따라서, 청구범위는 특정 예 또는 용어나, 임의의 특정 하드웨어나 소프트웨어 구현 또는 소프트웨어나 하드웨어의 조합에 한정되어서는 안 된다.
도 1 내지 도 13b는 배터리 팩(54)(예를 들어, 재충전 가능한 리튬 이온 배터리 팩)을 수용하도록 구성된 전기 장치(예를 들어, 전동 공구(power tool), 야외용 공구, 무동력 장치(예를 들어, 표시등, 오디오 장치 등), 배터리 충전기 등)의 배터리 수용부(50)를 도시한다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 배터리 팩(54)(예를 들어, 도시된 배터리 수용부(50)(도 2 내지 4 참조))를 위한 인터페이스는 배터리 수용부(50)로의 배터리 팩(54)의 결합을 용이하게 하기 위한 래치 기구(latch mechanism)(66)와 계단형 그루브(stepped groove; 58)를 포함한다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 그루브(58)는 실질적으로 선형이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 배터리 수용부(50)는 하부 표면(74), 한 쌍의 측벽(58) 및 단부 벽(82)에 의해 형성되고, 단부 벽(82) 반대편의 개방 단부(86)를 갖는 캐비티(70)를 포함한다. 또한, 상부 단부 벽(90)은 캐비티(70)에 근접하여 단부 벽(82) 위에 연장한다. 장치 콘택(device contact; 94)은 단부 벽(82) 상에서 지지되고 배터리 팩(54)과 기계적으로 그리고 전기적으로 인터페이스하여 그 사이에 전력을 전달하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 래치 기구(66)의 적어도 일부는 개방 단부(86) 근처에서 하부 표면(84)로부터 돌출한다. 래치 기구(66)는 배터리 팩(54)과 맞물려 배터리 팩(54)과 배터리 수용부(50) 사이의 맞물림을 유지하도록 구성된다. 그러나, 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 래치 기구(66)는, 래치 기구(66)가 배터리 팩(54)과 배터리 수용부(50) 사이의 맞물림을 유지하기 위하여 배터리 팩(54) 상의 대응하는 구조와 맞물리도록, 다양한 위치에(예를 들어, 측벽(78), 단부 벽(82), 상부 단부 벽(90) 등의 위에) 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 배터리 수용부(50)는 개방 단부(86)와 단부 벽(82) 사이에(예를 들어, 도시된 바와 같이, 개방 단부(86)로부터 단부 벽(82)까지) 연장되는 계단형 그루브(58)를 포함한다. 계단형 그루브(58)는 측벽(78) 상에 배치된 레일(rail)(98)에 의해 형성된다. 레일(98)은 측벽(78)으로부터 돌출하여 하부 표면(74)을 마주보는 그루브(58)의 상부 범위를 형성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도시된 레일(98)은 다수(예를 들어, 3개)의 대체로 평행한 수평 부분(102)을 포함하며, 각각의 수평 부분(102)과 하부 표면(74) 사이에 측정된 그루브(58)의 개별 수직 간격(clearance)(C1, C2, C3 ... Cn)을 형성한다. 각각의 수평 부분(102)은, 각각의 수평 부분(102)이 연속하여 더 작아지는 간격을 형성하도록, 하부 표면(74)을 향하여 (예를 들어, 도 4에서 왼쪽으로부터 오른쪽으로) 비스듬히 연장되는 각진 부분(106)에 의해 연결되어, 이에 의해, 그루브(58)의 "계단형(stepped)" 구성을 형성한다. 도시된 실시예에서, 각각의 수평 부분(102)의 수직 간격(C1, C2, C3)은 일정한 양만큼 변화한다.
다른 실시예(도시되지 않음)에서, 레일(98)은 2개의 수평 부분(102) 또는 3개보다 많은 수평 부분(102)을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 부분(102)은 하부 표면(74)에 대하여 각을 이루면서 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 수직 간격(C1, C2, C3)은 다른 양만큼 변동할 수 있다(예를 들어, 간격 차이가 인접한 간격에서의 차이보다 더 크거나 더 작을 수 있다).
수평 간격(horizontal clearance)은 측벽(78)으로부터 레일(98)의 주변부까지 측정된다. 도시된 실시예에서는(도 3 참조), 마주보고 있는 레일(98)들 사이에서 계단형 구성이 측방향으로 제공된다. 레일(98)은 다수(예를 들어, 3개)의 대체로 평행한 축방향으로 연장되는 부분(107)을 제공하며, 그 사이에 개별 가로 간격(L1, L2, L3 ... Ln)을 형성한다. 각각의 부분은 마주보고 있는 부분(107)들이 연속하여 더 작아지는 가로 간격을 형성하도록, 마주보고 있는 레일(98)을 향하여 (예를 들어, 도 3에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로) 비스듬히 연장되는 각진 부분(108)에 의해 연결되어, 이에 의해, 레일(98)의 "계단형" 구성을 형성한다. 도시된 실시예에서, 각각의 부분(107) 사이의 가로 간격(L1, L2, L3)은 일정한 양만큼 변화한다.
다른 실시예(도시되지 않음)에서, 레일(98)은 2개의 부분(107) 또는 3개보다 많은 부분(107)을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 부분(107)은 레일(98)에 대하여 각을 이루면서 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 가로 간격(L1, L2, L3)은 다른 양만큼 변동할 수 있다(예를 들어, 간격 차이가 인접한 간격에서의 차이보다 더 크거나 더 작을 수 있다).
도 2, 도 4 및 도 11 내지 도 12c에 도시된 바와 같이, 래치 기구(66)는 래칭 부재(114)와 작동 가능하게 맞물리는 피봇 가능한 액추에이터 또는 핸들(110)을 포함한다. 래칭 부재(114)는 하부 표면(74)에서 형성되는 보어(bore)(118) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 하부 표면(74)을 통해 그리고 캐비티(70) 내로 돌출하도록 하나 이상의 압박 부재(예를 들어, 코일 스프링, 비틀림 스프링 등과 같은 스프링(122))에 의해 압박된다. 래칭 부재(114)는 개방 단부(86)를 향하는 경사진 표면(126)(예를 들어, 하부 표면(74)에 대하여 대략 30도 내지 대략 60도 기울어짐) 및 단부 벽(82)을 향하는 대체로 수직으로 연장하는 표면(130)(수직축에 대하여 대략 0도 내지 대략 10도)을 가진다.
래칭 부재(114)는 스프링(122)에 결합된다. 일부 실시예(도시되지 않음)에서, 2 이상의 스프링(122)은 래칭 부재(114)에 결합될 수 있다. 이러한 다수의 스프링 방식에서, 각각의 스프링(122)은 더 작거나 더 짧을 수 있어, 압박력에서의 감소 없이 래칭 부재(114)와 스프링(122)의 더 짧은 전체 높이로 이어진다.
핸들(110)은, 핸들(110)의 작동(예를 들어, 도 4에 도시된 위치에 대한 핸들(110)의 시계 방향 피봇팅/회전)에 의해 래칭 부재(114)가 스프링(112)의 압박에 대항하여 아래로 향하여 병진 운동하여 캐비티(70)로부터 래칭 부재(114)를 빼내게 하도록 캠 표면(131)을 통해 래칭 부재(114)와 맞물린다.
래치 기구(66)는 감소된 마모를 위하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 래칭 부재(114)(및/또는 래칭 부재(114)가 맞물릴 수 있는 래칭 리세스(recess)(예를 들어, 슬롯(182))는 내마모성 재료를 포함하는 하나 이상의 맞물림 표면으로 형성되거나 이를 가질 수 있다. 도시된 구성에서, 래칭 부재(114)는, 예를 들어, 중국 광조우의 Kingfa Science & Technology Co.에 의해 제조된 KINGFA®JH830과 같은 폴리카보네이트(poly carbonate(PC)) 기반의 재료를 포함한다. 래칭 부재(114)의 재료는 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌(Acrylonitrile butadiene styrene(ABS)) 또는 더 연질의 플라스틱에 비하여, 예를 들어, 경도, 내충격성, 내마모성 등을 증가시킬 수 있다.
또한, 도시된 래치 기구(66)는 캐비티(70)로부터 래칭 부재(114)를 빼내기 위한 핸들(110)의 작동 동안 배터리 팩(54)의 전기적 결합/분리를 용이하게 하는 스위치(134)(예를 들어, 마이크로 스위치(134))를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 스위치(134)는 생략될 수 있다. 도 12a 내지 도 12c에 관하여 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 스위치(134)는 배터리 수용부(50)로부터의 배터리 팩(54)의 제거 이전에 배터리 수용부(50) 및 장치로부터 배터리 팩(54)을 전기적으로 분리하는 역할을 할 수 있다.
도 4 내지 도 6, 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 배출기(ejector)(138)가 단부 벽(90) 상에 지지된다. 배출기(138)는 (도 4 내지 도 6 및 도 13a에 도시된 바와 같이) 단부 벽(90)을 통해 돌출하도록 압박 부재(예를 들어, 하나 이상의 스프링(도시되지 않음))에 의해 압박된 배출 부재(142)를 포함한다. 배터리 팩(54)이 배터리 수용부(50)에 부착될 때(도 13b 참조), 배출 부재(142)는 압박 부재를 압축하도록 단부 벽(90) 내로 눌러진다. 이 위치에서, 스프링 배출기(138)는 배터리 팩(54)에 힘(F)을 가하여 배터리 수용부(50)와의 맞물림을 벗어나게 배터리 팩(54)을 밀도록 구성된다(예를 들어, 래치 기구(66)의 릴리즈(release)에 따름).
배출기 스프링(들)의 강성(stiffness)은 배터리 팩(54)이 연결되는 전기 장치에 맞추어질 수 있다. 강성은, 예를 들어, 전기 장치의 무게, 질량, 크기 등과 같은 전기 장치의 특성, 모터(제공되는 경우)의 속력, 전기 장치의 작동에 의해 생성되는 진동 등에 기초할 수 있다. 예를 들어, 코어 드릴과 같은 전동 공구에 대하여, 스프링(들)의 강성은 더 낮은 무게/질량을 가지거나, 모터가 없거나, 더 적은 진동을 생성하는 다른 전기 장치 등에 대한 것보다 더 클 수 있다. 대조적으로, 충전기와 같은 전기 장치에 대하여, 강성은 감소된 압박력을 제공하도록 상대적으로 더 작을 수 있다.
다른 예에서, 배출기 스프링(들)의 압박력은 전기 장치에 기초하여 다를 수 있다. 테이블 톱(table saw), 배터리 충전기 등과 같은 고정 장치에서는, 배터리 팩(54)의 제거를 돕도록 조정될 수 있는(예를 들어, 어느 위치로 이동될 수 있는) 휴대용 전동 공구와 같은 이동 가능한 장치에 비하여, 전기 장치로부터의 배터리 팩(54)의 배출을 돕기 위하여 배출 스프링(들)이 증가된 압박력을 가지도록 요구될 수 있다.
일부 실시예에서(도 4, 도 6, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이), 스위치(146)(예를 들어, AC 스위치(146))는 배출기(138)에 포함된다. 스위치(146)는 배터리 수용부(50)에 대한 배터리 팩(54)의 위치에 기초하여 전기 장치(예를 들어, 배터리 충전기)를 활성화/비활성화시키도록 구성된다. 일례에서, 단부 벽(90) 내로 배출 부재(142)를 미는 것은 배출 부재(142)가 스위치(146)와 맞물려 스위치(146)를 활성화시키게 한다. 스위치(146)는 배터리 팩(54)이 초기에 삽입될 때 장치 콘택(94)의 (예를 들어, 충전 작동을 위한) 활성화 이전에 장치의 일부(예를 들어, 충전기의 마스터 보드(master board) 등)로 전력이 이동될 수 있게 하도록 활성화될 수 있다.
도 7 내지 도 10은 전술한 배터리 수용부(50)와 함께 사용하기 위한 배터리 팩(54)을 도시한다. 배터리 팩(54)은 하나 이상의 배터리 셀(도시되지 않음)이 내부에서 지지되는 내부 캐비티를 형성하는 하우징(150)을 포함한다. 각각의 배터리 셀은 대략 3V와 대략 5V 사이의 공칭 전압을 가질 수 있고, 대략 2 Ah와 대략 6 Ah 사이(일부 경우에, 대략 3 Ah와 대략 5 Ah 사이)의 공칭 용량을 가질 수 있다. 배터리 셀은, 예를 들어, 리튬(Li), 리튬 이온(Li-ion), 다른 리튬 기반 화학물질, 니켈 카드뮴(NiCd), 니켈 금속 하이드라이드(NiMH) 등과 같은 임의의 재충전 가능한 배터리 셀 화학 유형일 수 있다.
배터리 셀은 배터리 팩(54)의 원하는 전기적 특성(예를 들어, 공칭 전압, 전류 출력, 전류 용량, 전력 용량 등)을 제공하기 위하여 직렬, 병렬 또는 직병렬 조합으로 연결될 수 있다. 배터리 셀은 하우징(150) 상에 또는 하우징 내에 지지된 배터리 콘택(battery contact; 154)에 결합되고, 장치와 배터리 팩(54) 사이의 전력 이동을 용이하게 하기 위하여 장치 콘택(94)과 전기적으로 그리고 기계적으로 맞물리도록 구성될 수 있다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 배터리 팩(54)은 배터리 수용부(50)와 배터리 팩(54)을 결합하고 그 맞물림을 유지하기 위하여 배터리 팩(54) 상의 대응하는 특징부와 맞물리도록 구성된 기계적 특징부를 포함한다.
하우징(150)은 전방 단부(158)에서 배터리 콘택(154)을 지지하는 돌출부(148)를 포함한다. 각각의 측방향 면(162)에서, 레일(166)이 측방향으로 밖으로 향해 그루브(170)를 형성하도록 연장된다. 후방 단부(174)에 근접하여, 상부 표면(178)은 래칭 부재(114)와 연동하는 크기와 형상을 갖는 슬롯(182)을 형성한다.
도시된 실시예에서, 레일(166)은 다수(예를 들어, 3개)의 대체로 평행한 수평 부분(186)을 포함하며, 각각의 수평 부분(186)과 하우징(150)의 몸체 사이에 측정된 그루브(170)의 개별 수직 간격(C4, C5, C6 ... Cn)을 형성한다. 각각의 부분(186)은, 각각의 수평 부분(186)이 연속하여 더 작아지는 간격을 형성하도록 전방 단부(158)를 향하여 후방 단부(174)로부터 이동할 때 하우징(150)으로부터 멀리 비스듬히 연장하는 각진 부분(190)에 의해 연결된다. 도시된 바와 같이, 배터리 팩(54)의 레일(166)/그루브(170)는 배터리 수용부(50)의 레일(98)/그루브(58) 사이에 짝이 맞는 맞물림을 형성한다.
수평 간격은 측방향 면(162)으로부터 각각의 레일(166)의 주변부까지 측정된다. 도시된 실시예에서(도 10 참조), 계단형 구성이 마주보고 있는 레일(166)들 사이에서 측방향으로 제공된다. 레일(166)은 다수(예를 들어, 3개)의 대체로 평행한 축방향으로 연장되는 부분(191)을 제공하며, 그 사이에 개별 가로 치수(L4, L5, L6 ... Ln)를 형성한다. 각각의 부분은 마주보고 있는 부분(191)이 연속하여 더 작아지는 치수를 형성하도록 마주보고 있는 레일(166)을 향하여 (예를 들어, 도 10에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이동할 때) 비스듬히 연장되는 각진 부분(192)에 의해 연결되어, 이에 의해, 레일(166)들 사이에 "계단형" 구성을 형성한다. 도시된 실시예에서, 각각의 부분(191) 사이의 가로 간격(L4, L5, L6)은 일정한 양만큼 변화한다.
배터리 수용부(50)의 크기와 형상이 수정된다면, 배터리 팩(54)의 크기와 형상에서의 대응하는 변화가 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 레일(98, 166)의 기하학적 구성은 배터리 팩(54)과 배터리 수용부(50) 사이의 짝이 맞는 맞물림을 유지하기 위하여 일관되게 변동될 것이다. 다른 구성(도시되지 않음)에서, 레일(98, 166)의 배향(orientation)은 반전될 수 있어 레일(98)이 바깥을 향하게 되고 레일(166)이 안으로 향하게 된다는 것이 이해되어야 한다..
도 1, 도 11, 도 12a 내지 도 12c 및 도 13b를 참조하면, 배터리 팩(54)은 배터리 팩(54)의 레일(166)을 배터리 수용부(50)의 그루브(58)와 정렬시키고 이어서 장치 콘택(94)이 배터리 콘택(154)과 맞물릴 때까지 배터리 삽입 축(194)을 따라 배터리 팩(54)을 슬라이딩시켜 배터리 수용부(50)에 결합된다.
배터리 수용부(50) 상으로의 배터리 팩(54)의 슬라이딩을 허용하기 위하여, 래칭 부재(114)는 하부 표면(74) 내의 보어(118) 내로 들어간다. 그렇게 하기 위하여, 사용자는 배터리 팩(54)을 슬라이딩하는 동안 래칭 부재(114)를 집어 넣기 위하여 핸들(110)을 피봇팅할 수 있거나, 사용자는 돌출부(148)의 전방 단부(158)가 경사진 표면(126)과 맞물리도록 배터리 수용부(50)에 대하여 배터리 팩(54)을 단순히 슬라이딩시킬 수 있다. 경사진 표면(126)의 각도는 배터리 팩(54)이 캐비티(70)를 통해 슬라이딩할 때 래칭 부재(114)가 "자동으로" 보어(118) 내로 들어가도록 전방 단부(158)에 의해 가해진 힘이 스프링(112)의 압박에 대항하여 수직으로 작용하게 한다.
그루브(58)에 대한 레일(166)의 크기와 형상(그리고, 그루브(170)에 대한 레일(98)의 형상)은 배터리 수용부(50) 상으로의 배터리 팩(54)의 삽입을 용이하게 하고 이를 가이드하는 역할을 한다. 레일(166)과 그루브(58) 사이에 형성되는 상대 간격은 배터리 팩(54)이 배터리 수용부(50) 상으로 더 삽입됨에 따라 감소한다. 도시된 실시예에서, 레일(166)과 그루브(58) 사이(그리고 레일(98)과 그루브(170) 사이)의 맞물림은 전방 단부(158)와 단부 벽(82)에 근접하여 그리고 후방 단부(174)와 개방 단부(86)에 근접하여 가장 가깝다. 이 구성은 배터리 팩(54)이 완전한 삽입에 접근하여 도달함에 따라 배터리 팩(54)과 배터리 수용부(50) 사이의 더 타이트하고 더 확실한 맞물림을 가능하게 할 수 있다.
도시된 실시예에서, 전방 단부(158)/단부 벽(82) 및 후방 단부(174)/개방 단부(86) 사이의 영역에서 그루브(58)들에 대한 레일(166)들 사이에(그리고, 그루브(170)들에 대한 레일(98)들 사이에) 증가된 간격이 제공된다. 이 방식은, 예를 들어, 감소된 맞물림, 간섭 등에 기인하여 매끄럽고 쉬운 배터리 팩(54)의 삽입을 가능하게 할 수 있다.
배터리 팩(54)이 완전히 삽입되어 있을 때(도 1, 도 11 및 도 12a), 래칭 부재(114)는 돌출부(148) 상의 슬롯(182)과 맞물리도록 하부 표면(74)으로부터 돌출하고, 이에 의해 배터리 팩(54)을 배터리 수용부(50)로(예를 들어, 잠긴 위치 또는 잠김 위치에서) 래칭(latching)한다. 스프링(122)은 슬롯(182)과 맞물리도록 래칭 부재(114)를 압박하고, 래칭 부재(114)의 수직 표면(130)은 슬롯(182)의 내부 상의 대응하는 표면과 맞물린다. 삽입 축(194)을 따르는 배터리 팩(54)의 제거(및 배출)는 래칭 부재(114)에 의해 억제된다. 또한, 래칭 부재(114)의 이러한 맞물림은 팩 콘택(pack contact; 154)과 장치 콘택(94)의 밀접한 기계적 전기적 연결을 보장하고 유지할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 피봇-작동식 래치 기구(66)의 작동을 도시한다. 래칭 부재(114)가 잠긴 위치(도 12a)로부터 중간 위치(도 12b)로 이동함에 따라, 스위치(134)는 활성화되어, 배터리 팩(54)이 래칭 부재(114)에 의해 릴리즈(release)되어 배터리 수용부(50)로부터 제거 가능하게 되기 전에 그리고 콘택(154, 94)이 맞물림 해제되기 전에, 배터리 팩(54)과 장치 사이의 전력의 이동을 억제하게 된다. 배터리 팩(54)과 장치 사이의 전력 이동을 정지시키기 위한 스위치(134)의 활성화는, 예를 들어, 배터리 팩(54)이 제거됨에 따라 콘택(154, 94) 사이의 아크 발생을 방지할 수 있다.
풀린 위치(도 12c)로의 래칭 부재(114)의 추가 이동은 슬롯(182)으로부터 래칭 부재(114)를 제거하고, 배터리 팩(54)은 배터리 삽입 축(194)을 따라 배터리 수용부(50)으로부터 이동하도록 허용된다. 스위치(134)는 온(on) 위치로 유지되어, 배터리 팩(54)과 장치 사이의 전력 이동을 계속 억제한다.
도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이, 래칭 부재(114)는 스위치(134)의 액추에이터(196)와 맞물리는 돌출부(198)를 포함한다. 도시된 구성에서, 스위치(134)가 작동되는 중간 위치(도 12b)는 래칭 부재의 잠긴 위치(도 12a)와 풀린 위치(도 12c) 사이의 대략 중간이다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 스위치(134)의 작동은 래칭 부재(114)의 잠긴 위치 및 풀린 위치 사이의 임의의 점에서 발생할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 배출기(138)의 작동을 도시한다. 배터리 팩(54)이 배터리 수용부(50) 상으로 완전히 삽입되어 있을 때(도 13a 참조), 배출 부재(142)는 단부 벽(90) 내로 눌러지고, 압박 부재가 압축된다(예를 들어, 배출기(138)의 압축된 상태). 압축된 위치에서, 배출 부재(142)는 전기 장치를 활성화시키도록(예를 들어, 전력이 장치의 일부(예를 들어, 충전기의 마스터 보드 등)로 이동되게 허용하도록) 스위치(146)를 작동시킨다.
래칭 부재(114)가 풀린 위치(도 12c 참조)로 이동될 때, 압박된 배출 부재(142)는 배터리 수용부(50)로부터의 맞물림 해제(예를 들어, 배출 위치(도 13b 참조))를 향하여 배터리 팩(54)을 강제하기 위하여, 배터리 삽입 축(194)의 방향을 따라 힘(F)을 가한다. 일례에서, 배출 부재(142)는 배터리 콘택(154)과 장치 콘택(94)이 기계적으로 그리고 전기적으로 분리되는 위치로 배터리 팩(54)을 강제한다. 위에서 언급된 바와 같이, 이러한 이동 이전에, 스위치(134)는 배터리 팩(54)과 장치 사이의 전력 이동을 억제하도록 활성화되어 있다. 단부 벽(90)을 통해 돌출하기 위한 배출 부재(142)의 변위는, 장치의 일부를 비활성화시기 위하여(예를 들어, 장치의 일부(예를 들어, 마스터 보드)로의 전력 이동을 억제하기 위하여), 장치 콘택(94)을 분리하기 위하여, 또는 이 양자를 위하여, 스위치(146)를 맞물림 해제한다.
도 14 내지 도 20c는 대응하는 배터리 팩(254)을 수용하도록 구성된 전기 장치의 배터리 수용부(250)의 대안적인 구성을 도시한다. 배터리 수용부(250) 및 배터리 팩(254)은 도 1 내지 도 13b에 도시된 배터리 수용부(50) 및 배터리 팩(54)과 유사하고, 공통 요소는 동일한 도면 부호에 "200"을 더한 도면 부호를 가진다.
다음의 설명은 배터리 수용부(50) 및 배터리 팩(54)과 상이한 배터리 수용부(250) 및 배터리 팩(254)의 양태에 초점을 둘 것이다. 그러나, 배터리 수용부(250) 또는 배터리 팩(254)의 특징은 배터리 수용부(50) 또는 배터리 팩(54)으로 포함되거나 대체될 수 있고, 그 반대도 마찬가지라는 것이 주목되어야 한다.
배터리 수용부(250)는 제1 캐비티(252) 및 제2 캐비티(256)를 포함한다. 도시된 캐비티(252, 256)는 정렬되지만 중실 부분(260)에 의해 분리된다. 제1 캐비티(252)는 제1 하부 표면(264), 한 쌍의 측벽(268), 제1 단부 벽(272) 및 제1 단부 벽(272) 반대편의 개방 단부(286)에 의해 형성된다. 제2 캐비티(256)는 유사하게 제2 하부 표면(276), 한 쌍의 측벽(280), 제2 단부 벽(284) 및 제2 단부 벽(284) 반대편의 제3 단부 벽(288)에 의해 형성된다.
도시된 실시예에서, 래치 기구(266)의 적어도 일부는 제1 하부 표면(264)으로부터 돌출하고, 배터리 팩(254)과 맞물려 배터리 팩(254)과 배터리 수용부(250) 사이의 연결을 유지하도록 구성된다. 그러나, 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 래치 기구(266)는, 배터리 팩(254)과 배터리 수용부(250) 사이의 맞물림을 유지하기 위하여 래치 기구(266)가 배터리 팩(254) 상의 대응하는 특징부(예를 들어, 슬롯(382))와 맞물리도록, 다양한 위치에(예를 들어, 측벽(268), 단부 벽(272), 상부 단부 벽(290), 제2 캐비티(256) 등의 위에) 배치될 수 있다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 배터리 수용부(250)는 개방 단부(286)로부터 제1 단부 벽(272)으로 제1 캐비티(252)의 측벽(268)의 일부를 따라 배치되는 제1 레일(298A)에 의해 형성된 제1 그루브(258A)를 포함한다. 제2 그루브(258B)는 제2 단부 벽(284)으로부터 제3 단부 벽(288)을 향하여 제2 캐비티(256)의 측벽(268)의 일부를 따라 배치된 제2 레일(298B)에 의해 형성된다. 도시된 레일(298A, 298B)은 동일 선상에 있고 함께 단일 배터리 슬라이딩 축(394)을 형성한다.
장치 콘택(294)은 단부 벽(290) 상에 지지되고, 배터리 콘택(354)을 수용하도록 구성된다. 배출기(338)는 배터리 슬라이딩 축(394)을 따라 배터리 팩(254)의 보조 제거를 제공하도록 구성된다.
도 18 및 도 19는 전술한 배터리 수용부(250)와 함께 사용하기 위한 배터리 팩(254)을 도시한다. 배터리 팩(254)은 배터리 콘택(354)에 결합된 하나 이상의 배터리 셀(도시되지 않음)을 지지하는 하우징(350)을 포함한다.
배터리 팩(254)은 하우징(350) 상에 형성되는 제1 돌출부(400)와 제2 돌출부(404)를 포함한다. 각각의 돌출부(400, 404)는 각각 그루브(416)를 형성하기 위하여 바깥으로 향하는 레일(412)을 포함하는 측방향 면(408)을 가진다. 제1 돌출부(400)는 래칭 부재(314)를 수용하기 위한 슬롯(382)을 형성하는 표면(420)을 포함한다. 제1 돌출부(400)와 제2 돌출부(404)의 레일(412)은 동일 선상에 있으며, 제1 캐비티(252) 및 제2 캐비티(256) 내에 각각 형성된 그루브(258A, 258B)에 의해 수용되는 크기와 형상을 가진다.
도 20a 내지 도 20c를 참조하면, 래치 기구(266)는 전술한 래치 기구(66)와 실질적으로 유사하다. 그러나, 본 실시예에서, 스위치(334)는 래칭 부재(314)가 제1 캐비티(252)로부터 거의 제거될 때까지 맞물리지 않는다. 중간 위치(도 20b)는, 예를 들어, 제1 캐비티(252)로부터 대략 55% 내지 95%만큼 제거되는 래칭 부재(314)에 대응한다.
도 14 내지 도 20c에 도시된 바와 같이, 배터리 수용부(250)와 배터리 팩(254)은 "드롭 앤 슬라이드(drop and slide)" 구성을 제공한다. 즉, 배터리 팩(254)을 배터리 수용부(250)에 부착하기 위하여, 배터리(254)는, 제1 돌출부(400)와 제2 돌출부(404)가 각각 제1 캐비티(252) 및 제2 캐비티(256) 내로 내려가도록, 수직 축을 따라 배터리 수용부(250) 내로 먼저 "내려놓아" 진다. 이어서, 배터리 팩(254)은 도 1 내지 13b에 대하여 전술된 것과 유사한 방식으로의 결합 및 래칭을 개시하기 위하여 배터리 슬라이딩 축(394)을 따라 "슬라이딩(sliding)"한다. 또한, 배터리 팩(254)의 분리 또는 제거와 배출은 도 1 내지 도 13b에 대하여 전술한 절차와 유사하다.
도 21 내지 도 23, 도 27 및 도 28은 대응하는 배터리 팩(554)을 수용하도록 구성된 전기 장치의 배터리 수용부(550)의 다른 구성을 도시한다. 배터리 수용부(550) 및 대응하는 배터리 팩(554)은 도 1 내지 도 13b 및 도 14 내지 도 20c에 도시된 배터리 수용부(50, 250) 및 배터리 팩(54, 254)과 유사하다. 공통 요소는 배터리 수용부(50)와 배터리 팩(54)에서 동일한 도면 부호에 "500"을 더하고 배터리 수용부(250)와 배터리 팩(254)에서 동일한 도면 부호에 "300"을 더한 도면 부호를 가진다.
다음의 설명은 배터리 수용부(50, 250) 및 배터리 팩(54)과 상이한 배터리 수용부(550) 및 배터리 팩(554)의 양태에 초점을 둘 것이다. 그러나, 배터리 수용부(550) 또는 배터리 팩(554)의 특징은 배터리 수용부(50, 250) 또는 배터리 팩(54, 254)으로 포함되거나 대체될 수 있고, 그 반대도 마찬가지라는 것이 주목되어야 한다.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 도시된 배터리 수용부(550)는 개방 단부(586)와 단부 벽(582) 사이에(예를 들어, 도시된 바와 같이, 개방 단부(586)로부터 단부 벽(582)까지) 연장되는 계단형 그루브(558)를 포함한다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 그루브(558)는 실질적으로 선형일 수 있다. 계단형 그루브(558)는 측벽(578) 상에 배치된 레일(598)에 의해 형성된다. 레일(598)은 측벽(578)으로부터 돌출하여 하부 표면(574)을 마주보는 그루브(558)의 상부 범위를 형성한다. 도 21 내지 도 23에 도시된 바와 같이, 레일(598)은 넓어진 부분(592)이 개방 단부(586)에서 형성되도록, 개방 단부(586)에 근접하여 측벽(578)의 일부를 따라 연장되지 않는다.
도시된 실시예에서(도 22 참조), 마주보고 있는 레일(598)들 사이에서 계단형 구성이 측방향으로 제공된다. 레일(598)은 다수(예를 들어, 2개)의 대체로 평행한 축방향으로 연장되는 부분(607)을 제공하며, 그 사이에 개별 가로 간격(L1', L2' ... Ln')을 형성한다. 각각의 부분은 마주보고 있는 부분(607)들이 연속하여 더 작아지는 가로 간격을 형성하도록 마주보고 있는 레일(598)을 향하여 (예를 들어, 도 22에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로) 비스듬히 연장되는 각진 부분(608)에 의해 연결되어, 이에 의해, 레일(598)들 사이의 "계단형" 구성을 형성한다. 또한, 개방 단부(586)에서 넓어진 부분(592) 내의 측벽(578)들 사이에 가로 간격(L')이 제공된다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 레일(598)은 2개보다 많은 부분(608)을 포함할 수 있다.
도 24 내지 도 26은 전술한 배터리 수용부(550)와 함께 사용하기 위한 배터리 팩(554)을 도시한다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 배터리 팩(554)은 배터리 수용부(550)와 배터리 팩(554)을 결합하고 그 맞물림을 유지하기 위하여 배터리 수용부(550) 상의 대응하는 특징부와 맞물리도록 구성된 기계적 특징부를 포함한다.
도시된 실시예에서, 레일(666)은 다수(예를 들어, 3개)의 대체로 평행한 수평 부분(686)을 포함하며, 하우징(650)의 몸체는 다수(예를 들어, 2개)의 돌출부(652)를 포함하여, 레일(666)을 마주보는 패드 또는 평탄한 표면(656)을 형성한다. 그루브(670)는 각각의 수평 부분(686)과 평탄한 표면(656) 사이(예를 들어, C4' 및 C6') 또는 각각의 수평 부분(686)과 하우징(650)의 몸체의 사이(예를 들어, C5')에 측정된 개별 수직 간격(C4', C5', C6' ... Cn')에 의해 형성된다. 각각의 부분(686)은, 전방 단부(658)를 향하여 후방 단부(674)로부터 이동할 때 하우징(650)으로부터 멀리 비스듬히 연장되는 각진 부분(690)에 의해 연결된다. 도시된 바와 같이, 배터리 팩(554)의 레일(666)/그루브(670)는 배터리 수용부(550)의 레일(598)/그루브(558) 사이에 짝이 맞는 맞물림을 형성한다.
도시된 배터리 팩(554)은 래칭 부재(614)를 수용하도록 구성된 표면(678) 상의 한 쌍의 슬롯(682a, 682b)을 포함한다. 배터리 팩(554)이 배터리 수용부(550)에 연결되고, 래치 기구(266)가 맞물릴 때, 래칭 부재(114, 314)는 슬롯(682a)과 맞물린다. 래칭 부재(114, 314)가 슬롯(682a)으로부터 맞물림 해제될 때, 배터리 팩(554)이 배터리 수용부(550)로부터 제거됨에 따라, 핸들(110, 310)이 더 이상 작동되지 않는 경우/릴리즈된 경우, 래칭 부재(114, 314)는 슬롯(682b)과 맞물릴 것이다. 이러한 래칭 부재(114, 314)가 이렇게 다시 맞물리는 것은 배터리 팩(554)이 의도하지 않게 분리되는 것(예를 들어, 핸들(110, 310)이 의도하지 않게 작동되는 경우)을 억제할 수 있다.
수평 간격은 측방향 면(662)으로부터 각각의 레일(666)의 주변부까지 측정된다. 도시된 실시예에서(도 26 참조), 계단형 구성이 마주보고 있는 레일(666)들 사이에서 측방향으로 제공된다. 레일(666)은 다수(예를 들어, 3개)의 대체로 평행한 축방향으로 연장하는 부분(691)을 제공하며, 그 사이에 개별 가로 치수(L4', L5', L6' ... Ln')를 형성한다. 각각의 부분은 마주보고 있는 부분(691)이 연속하여 더 작아지는 가로 치수를 형성하도록 마주보고 있는 레일(666)을 향하여 (예를 들어, 도 26에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이동할 때) 비스듬히 연장되는 각진 부분(692)에 의해 연결되어, 이에 의해, 레일(666)들 사이에 "계단형" 구성을 형성한다. 도시된 실시예에서, 각각의 부분(691) 사이의 가로 간격(L4', L5', L6')은 일정한 양만큼 변화한다.
또한, 배터리 수용부(550)의 크기, 형상, 배향 등이 수정된다면, 배터리 팩(554)의 크기, 형상, 배향 등에서의 대응하는 변화가 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 27 및 도 28은 배터리 수용부(550)에 결합되는 배터리 팩(554)의 짝을 이루는 부분(예를 들어, 하우징(560)의 몸체가 제거된 배터리 팩(554))을 도시한다. 도시된 바와 같이, 배터리 팩(554)의 레일(666)은 배터리 수용부(550)의 그루브(558)와 정렬되고, 이어서 장치 콘택(594)이 배터리 콘택(654)과 맞물릴 때까지 배터리 팩(554)이 배터리 삽입 축(694)을 따라 슬라이딩된다.
넓어진 부분(592)은 배터리 팩(554)의 레일(666)을 배터리 수용부(550)의 그루브(558)와 정렬시키는 데 있어서의 어려움을 감소시키기 위하여 개방 단부(586)에서 추가 간격을 제공함으로써 배터리 팩(554)의 삽입을 용이하게 할 수 있다. 또한, 유사하게, 배터리 팩(554)이 배터리 수용부(550) 상으로 더 삽입됨에 따라 감소하는 레일(666)과 그루브(558) 사이에 형성된 더 큰 상대 간격은 배터리 팩(554)의 완전한 삽입에서 더 타이트한 간격을 형성함으로써(예를 들어, C4' 및 C6'에서) 배터리 팩(554)과 배터리 수용부(550) 사이의 더 타이트하고 더 확실한 맞물림을 제공하는 동안 배터리 팩(554)의 삽입을 용이하게 할 수 있다.
도 29는 슬라이드-작동식 래치 기구(566)의 대안적인 구성을 도시한다. 래치 기구(566)는 배터리 수용부(50, 250, 550) 중 하나와 함께(예를 들어, 래치 기구(66, 266)와 함께 또는 그 대신에) 사용될 수 있다.
도시된 래치 기구(566)는 래칭 부재(614)와 작동 가능하게 맞물리는 축방향으로 변위 가능한 액추에이터 또는 버튼(610)을 포함한다. 래칭 부재(614)는 캐비티(618)(예를 들어, 하부 표면(574)에 형성됨) 내에 피봇식으로 배치되고, 압박 부재(예를 들어, 비틀림 스프링(622), 코일 스프링 등)에 의해 압박되어 하부 표면(574)을 통해 캐비티(570) 내로 돌출한다.
래칭 부재(614)는 개방 단부(586)를 향하는 경사진 표면(626)(예를 들어, 하부 표면(674)에 대하여 대략 30도 내지 대략 60도 기울어짐) 및 단부 벽(582)을 향하는 대체로 수직으로 연장하는 표면(630)(수직축에 대하여 대략 -10도 내지 대략 10도)을 가진다.
래칭 부재(614)는 스프링(622)에 결합되고, 버튼(610)에 (예를 들어, 캠 표면을 통해) 결합된 단부(632)를 포함한다. 버튼(610)은, 버튼(610)의 작동(예를 들어, 도 29에 도시된 위치에 도달하기 위하여 도 29에서 왼쪽으로의 가로 변위를 달성하도록 버튼을 누르는 것)에 의해 래칭 부재(614)가 캐비티(570)로부터 래칭 부재(614)를 빼내기 위하여 스프링(622)의 압박에 대항하여 피봇팅하게 하도록, 래칭 부재(614)와 맞물린다.
또한, 도시된 래치 기구(566)는 캐비티(570)로부터 래칭 부재(614)를 빼내기 위한 버튼(610)의 작동 중에 배터리 팩(654)의 전기적 결합/분리를 용이하게 하는 스위치(634)(예를 들어, 마이크로 스위치(634))를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 스위치(634)는 생략될 수 있다. 위에서 더욱 상세히 설명된 바와 같이, 스위치(634)는 배터리 수용부(550)로부터의 배터리 팩(554)의 제거 이전에 배터리 수용부(550) 및 장치로부터 배터리 팩(554)을 전기적으로 분리하는 역할을 할 수 있다.
래칭 부재(614)가 잠긴 위치(도시되지 않지만 도 12a에 도시된 위치와 유사)로부터 중간 위치(도시되지 않지만 도 12b에 도시된 위치와 유사)로 이동함에 따라, 스위치(634)는 활성화되어, 배터리 팩(554)이 래칭 부재(614)에 의해 릴리즈되어 배터리 수용부(550)로부터 제거 가능하게 되기 전에 그리고 콘택(654, 594)이 맞물림 해제되기 전에, 배터리 팩(554)과 장치 사이의 전력의 이동을 억제하게 된다. 배터리 팩(554)과 장치 사이의 전력 이동을 정지시키기 위한 스위치(634)의 활성화는, 예를 들어, 배터리 팩(554)이 제거됨에 따라 콘택(654, 594) 사이의 아크 발생을 방지할 수 있다.
풀린 위치(도 29)로의 래칭 부재(614)의 추가 이동은 슬롯(682a, 682b)으로부터 래칭 부재(614)를 제거하고, 배터리 팩(554)은 배터리 삽입 축(694)을 따라 배터리 수용부(550)로부터 이동하도록 허용된다. 스위치(634)는 온 위치로 유지되어, 배터리 팩(554)과 장치 사이의 전력 이동을 계속 억제한다.
다른 구성(도시되지 않음)에서, 배터리 수용부(50, 250, 550) 및 배터리 팩(54, 254, 554) 중 하나에 있는 것으로 설명된 특징부(예를 들어, 계단형 그루브(58, 558), "드롭 앤 슬라이드" 장치, 래치 기구(66, 566), 배출기(138) 등)가 배터리 수용부(50) 및 배터리 팩(54) 중 다른 것에 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 30 내지 도 33은 대응하는 배터리 팩(754)(도 38 내지 도 40)을 수용하도록 구성된 전기 장치의 배터리 수용부(750)의 대안적인 구성을 도시한다. 배터리 수용부(750) 및 대응하는 배터리 팩(754)은 도 1 내지 도 13b, 도 14 내지 도 20c 및 도 21 내지 도 29에 각각 도시된 배터리 수용부(50, 250, 550) 및 배터리 팩(54, 254, 554)와 유사하다. 공통 요소는 배터리 수용부(50)와 배터리 팩(54)에서 동일한 도면 부호에 "700"을 더하고, 배터리 수용부(250)와 배터리 팩(254)에서 동일한 도면 부호에 "500"을 더하고, 배터리 수용부(550)와 배터리 팩(554)에서 동일한 도면 부호에 "200"을 더한 도면 부호를 가진다.
다음의 설명은 배터리 수용부(50, 250, 550) 및 배터리 팩(54, 254, 554)과 상이한 배터리 수용부(750) 및 배터리 팩(754)의 양태에 초점을 둘 것이다. 그러나, 배터리 수용부(750) 또는 배터리 팩(754)의 특징은 배터리 수용부(50, 250, 550) 및 배터리 팩(54, 254, 554)으로 포함되거나 대체될 수 있고, 그 반대도 마찬가지라는 것이 주목되어야 한다.
도 30 내지 도 33을 참조하면, 배터리 수용부(750)는, 특히, 도 21 내지 도 29에 도시된 배터리 수용부(550)와 실질적으로 유사하다. 그러나, 배터리 수용부(750)는 이중 작동 래치 기구(dual-action latching mechanism)(766)를 더 포함한다. 다른 말로 하면, 배터리 수용부(750)로부터 배터리 팩(754)을 릴리즈하도록 래치 기구(766)를 작동시키기 위하여, 2개의 개별 작동이 필요하다.
도 30 내지 도 33에 도시된 바와 같이, 래치 기구(766)는 2차(secondary) 액추에이터(812)를 지지하는 1차(primary) 액추에이터 또는 핸들(810)을 포함한다. 2차 액추에이터(812)는 제1 단부 상의 사용자 인터페이스(816)와 반대편 단부 상의 하우징 맞물림부(820)를 포함한다.
2차 액추에이터(812)는 하우징 맞물림부(820)가 하부 표면(774)의 일부와 맞물리는 제1 위치와, 하우징 맞물림부(820)가 하부 표면(774)의 그 일부 내의 그루브 또는 어퍼처(aperture)(776) 내로 연장되는 제2 위치 사이에 피봇 가능하다. 2차 액추에이터(812)는 하부 표면(774)과의 맞물림을 유지하기 위하여 압박 부재(824)(예를 들어, 비틀림 스프링 등)에 의해 제1 위치를 향하여 압박된다.
제1 위치에서, 맞물림부(820)와 하부 표면(774) 사이의 맞물림은 액추에이터(810)의 이동(예를 들어, 피봇팅)을 억제하거나 방지하여 배터리 팩(754)의 풀림을 방지한다. 사용자는 압박 부재(824)의 압박에 대항하여 제2 위치로 2차 액추에이터를 (예를 들어, 도 33에서 시계 반대 방향으로) 피봇팅하기 위하여 사용자 인터페이스(816)에 힘을 가할 수 있다. 제2 위치에서, 맞물림부(820)는 더 이상 하부 표면(774)과 맞물리지 않고, 대신에 그루브(776)와 정렬되며, 이에 의해, 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 배터리 팩(754)을 피봇팅하여 풀도록 액추에이터(810)에 간격을 제공한다.
액추에이터(810)는 래칭 부재(814)와 작동 가능하게 맞물린다. 래칭 부재(814)는 하부 표면(774)에 형성된 보어(818) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되어 하부 표면(774)을 통해 캐비티(770) 내로 돌출하도록 압박 부재(예를 들어, 코일 스프링, 비틀림 스프링 등과 같은 스프링(882))에 의해 압박된다. 도 32에 보이는 바와 같이, 압박 스프링(822)은 래칭 부재(814)의 대향하는 측방향 면들 아래에 위치된다. 래칭 부재(814)는 개방 단부(786)를 향하는 경사진 표면(826)(예를 들어, 하부 표면(774)에 대하여 대략 30도 내지 대략 60도 기울어짐) 및 단부 벽(782)을 향하는 대체로 수직으로 연장하는 표면(830)(수직축에 대하여 대략 -10도 내지 대략 10도)을 가진다.
래칭 부재(814)는 스프링(822)에 결합된다. 일부 실시예(도시되지 않음)에서, 2개 대신에 하나의 스프링(822)이 래칭 부재(814)에 결합될 수 있다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 3개 이상의 스프링(822)이 래칭 부재(814)에 결합될 수 있다. 이러한 다수 스프링 방식에서, 각각의 스프링(822)은 더 작거나 더 짧을 수 있어, 압박력에서의 감소 없이 래칭 부재(814)와 스프링(822)의 더 짧은 전체 높이로 이어진다.
핸들(810)은, 핸들(810)의 작동(예를 들어, 도 33에 도시된 위치에 대한 핸들(810)의 시계 방향 피봇팅/회전)에 의해 래칭 부재(814)가 스프링(822)의 압박에 대항하여 아래로 향하여 병진 운동하여 캐비티(770)로부터 래칭 부재(814)를 빼내게 하도록 캠 표면(831)을 통해 래칭 부재(814)와 맞물린다.
또한, 도시된 래치 기구(766)는 캐비티(770)로부터 래칭 부재(814)를 빼내기 위한 핸들(810)의 작동 중에 배터리 팩(754)의 전기적 결합/분리를 용이하게 하는 스위치(834)(예를 들어, 마이크로 스위치(834))를 포함한다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 스위치(834)는 생략될 수 있다. 스위치(834)는 배터리 수용부(750)로부터의 배터리 팩(754)의 제거 이전에 배터리 수용부(750) 및 장치로부터 배터리 팩(754)을 전기적으로 분리하는 역할을 할 수 있다. 유사한 스위치(134)의 작동이 도 12a 내지 도 12c에 대하여 더욱 상세히 설명되었다.
전술한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 이중 작동 래치 기구(766)는 배터리 팩(754)을 풀기 위하여 2개의 작동을 사용자가 수행하는 것을 필요로 한다. 더욱 구체적으로, 사용자는 액추에이터(810)가 캐비티(770)로부터 래칭 부재(814)를 제거하여, 이에 의해 배터리 팩(754)을 풀도록 작동되기 전에, 제2 위치로 2차 액추에이터(812)를 작동시켜야 한다. 이러한 메커니즘은, 예를 들어, 배터리 수용부(750)로부터 배터리 팩(754)이 의도하지 않게 풀릴 가능성을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
다른 구성(도시되지 않음)에서, 배터리 수용부(50, 250, 550, 750) 및 배터리 팩(54, 254, 554, 754) 중 하나에 있는 것으로 설명된 특징부(예를 들어, 계단형 그루브(58, 558), "드롭 앤 슬라이드" 장치, 래치 기구(66, 566), 배출기(138) 등)가 배터리 수용부(50, 250, 550, 750) 및 배터리 팩(54, 254, 554, 754) 중 다른 것에 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 34 내지 도 37은 대응하는 배터리 팩(754)(도 38 내지 40)을 수용하도록 구성된 전기 장치의 배터리 수용부(950)의 대안적인 구성을 도시한다. 배터리 수용부(950)는 도 1 내지 도 13b, 도 14 내지 도 20c, 도 21 내지 도 29 및 도 30 내지 도 33에 각각 도시된 배터리 수용부(50, 250, 550, 750)와 유사하다. 공통 요소는 배터리 수용부(50)에서 동일한 도면 부호에 "900"을 더하고, 배터리 수용부(250)에서 동일한 도면 부호에 "700"을 더하고, 배터리 수용부(550)에서 동일한 도면 부호에 "400"을 더하고, 배터리 수용부(750)에서 동일한 도면 부호에 "200"을 더한 도면 부호를 가진다.
다음의 설명은 배터리 수용부(50, 250, 550, 750)와 상이한 배터리 수용부(950)의 양태에 초점을 둘 것이다. 그러나, 배터리 수용부(950)의 특징은 배터리 수용부(50, 250, 550, 750)로 포함되거나 대체될 수 있고, 그 반대도 마찬가지라는 것이 주목되어야 한다.
도 34 내지 도 37을 참조하면, 배터리 수용부(950)는, 특히, 도 21 내지 도 29 및 도 30 내지 도 33에 각각 도시된 배터리 수용부(550, 750)와 실질적으로 유사하다. 그러나, 배터리 수용부(950)는 이중 작동 래치 기구(966)의 대안적인 실시예를 더 포함한다. 배터리 수용부(950)로부터 배터리 팩(954)을 릴리즈하도록 이중 작동 래치 기구(966)를 작동시키기 위하여, 2개의 개별 작동이 필요하다.
도 34 내지 도 37에 도시된 바와 같이, 래치 기구(966)는 선형으로 변위 가능한 2차 액추에이터(1012)를 지지하는 1차 액추에이터 또는 핸들(1010)을 포함한다. 2차 액추에이터(1012)는 사용자 인터페이스(1016)와 하우징 맞물림부(1020)를 포함한다. 2차 액추에이터(1012)는 하우징 맞물림부(1020)가 하부 표면(974)의 일부와 맞물리는 제1 위치와, 하우징 맞물림부(1020)가 하부 표면(974)의 그 일부 내의 그루브 또는 어퍼처(976) 내로 연장되는 제2 위치 사이에 선형으로 변위 가능하다(예를 들어, 슬라이딩 가능하다). 2차 액추에이터(1012)는 하부 표면(974)과의 맞물림을 유지하기 위하여 압박 부재(1024)(예를 들어, 비틀림 스프링 등)에 의해 제1 위치로 압박된다.
제1 위치에서, 맞물림부(1020)와 하부 표면(974) 사이의 맞물림은 액추에이터(1010)의 이동(예를 들어, 피봇팅)을 억제하거나 방지하여 배터리 팩(754)의 풀림을 방지한다. 사용자는 제2 위치로 압박 부재(1024)의 압박에 대항하여 2차 액추에이터를 변위시키도록 사용자 인터페이스(1016)에 힘을 가할 수 있다. 제2 위치에서, 맞물림부(1020)는 더 이상 하부 표면(974)과 맞물리지 않고, 대신에 그루브(976)와 정렬되어, 이에 의해, 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 배터리 팩(754)을 피봇팅하여 풀도록 액추에이터(1010)에 간격을 제공한다.
피봇팅 가능한 액추에이터(1010)는 래칭 부재(본 실시예에서는 도시되지 않지만, 래칭 부재(814)와 유사함)와 작동 가능하게 맞물린다. 래칭 부재는 하부 표면(974)에 형성된 보어(1018) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되어 하부 표면(974)을 통해 캐비티(970) 내로 돌출하도록 2개의 압박 부재(예를 들어, 코일 스프링, 비틀림 스프링 등과 같은 스프링)에 의해 압박된다. 압박 스프링(1022)은 래칭 부재의 대향하는 가로 측들 아래에 위치된다. 래칭 부재는, 래칭 부재(114, 614, 814)와 유사하게, 개방 단부(986)를 향하는 경사진 표면(1026)(예를 들어, 하부 표면(974)에 대하여 대략 30도 내지 대략 60도 기울어짐) 및 단부 벽(782)을 향하는 대체로 수직으로 연장하는 표면(830)(수직축에 대하여 대략 -10도 내지 대략 10도)을 가진다.
래칭 부재는 스프링(1022)에 결합된다. 일부 실시예(도시되지 않음)에서, 2개 대신에 하나의 스프링(1022)이 래칭 부재에 결합될 수 있다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 3개 이상의 스프링(1022)이 래칭 부재에 결합될 수 있다. 이러한 다수 스프링 방식에서, 각각의 스프링(1022)은 더 작거나 더 짧을 수 있어, 압박력에서의 감소 없이 래칭 부재와 스프링(1022)의 더 짧은 전체 높이로 이어진다.
핸들(1010)은, 핸들(1010)의 작동(예를 들어, 도 36에 도시된 위치에 대한 핸들(1010)의 시계 방향 피봇팅/회전)에 의해 래칭 부재가 스프링(1022)의 압박에 대항하여 아래로 향하여 병진 운동하여 캐비티(970)로부터 래칭 부재를 빼내게 하도록 캠 표면(1030)을 통해 래칭 부재(814)와 맞물린다.
또한, 도시된 래치 기구(966)는 캐비티(970)로부터 래칭 부재(1014)를 빼내기 위한 핸들(1010)의 작동 중에 배터리 팩(754)의 전기적 결합/분리를 용이하게 하는 스위치(예를 들어, 마이크로 스위치. 도시되지 않지만 스위치(834)와 유사함)를 포함한다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 스위치는 생략될 수 있다. 스위치는 배터리 수용부(950)로부터의 배터리 팩(954)의 제거 이전에 배터리 수용부(950) 및 장치로부터 배터리 팩(954)을 전기적으로 분리하는 역할을 할 수 있다. 유사한 스위치(134)의 작동이 도 12a 내지 도 12c에 대하여 더욱 상세히 설명되었다.
전술한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 이중 작동 래치 기구(966)는 배터리 팩(754)을 풀기 위하여 2개의 작동을 사용자가 수행하는 것을 필요로 한다. 더욱 구체적으로, 사용자는 액추에이터(1010)가 캐비티(970)로부터 래칭 부재를 제거하여, 이에 의해 배터리 팩(754)을 풀도록 작동될 수 있기 전에, 제2 위치로 2차 액추에이터(1012)를 작동시켜야 한다. 이러한 메커니즘은, 예를 들어, 배터리 수용부(950)로부터 배터리 팩(754)이 의도하지 않게 풀릴 가능성을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
다른 구성(도시되지 않음)에서, 배터리 수용부(50, 250, 550, 750, 950) 및 배터리 팩(54, 254, 554, 754) 중 하나에 있는 것으로 설명된 특징부(예를 들어, 계단형 그루브(58, 558), "드롭 앤 슬라이드" 장치, 래치 기구(66, 566), 배출기(138) 등)가 배터리 수용부(50, 250, 550, 750, 950) 및 배터리 팩(54, 254, 554, 754) 중 다른 것에 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 38 내지 도 40은 전술한 배터리 수용부(750, 950)와 함께 사용하기 위한 배터리 팩(754)을 도시한다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 배터리 팩(754)은 배터리 수용부(750, 950)와 배터리 팩(754)을 결합하고 이의 맞물림을 유지하기 위하여 배터리 수용부(750, 950) 상의 대응하는 특징부와 맞물리도록 구성된 기계적 특징부를 포함한다.
도시된 실시예에서, 레일(866)은 다수(예를 들어, 3개)의 평행한 수평 부분(886)을 포함하며, 하우징(850)의 몸체는 다수(예를 들어, 2개)의 돌출부(852)를 포함하여, 레일(866)을 마주보는 패드 또는 평탄한 표면(856)을 형성한다. 그루브(870)는 각각의 수평 부분(886)과 평탄한 표면(856)의 사이(예를 들어, C4'' 및 C6'') 또는 각각의 수평 부분(886)과 하우징(850)의 몸체의 사이(예를 들어, C5'') 사이에 측정된 개별 수직 간격(C4'', C5'', C6'' ... Cn'')에 의해 형성된다. 각각의 부분(886)은, 전방 단부(858)를 향하여 후방 단부(874)로부터 이동할 때 하우징(850)으로부터 멀리 비스듬히 연장되는 각진 부분(890)에 의해 연결된다. 도시된 바와 같이, 배터리 팩(754)의 레일(866)/그루브(870)는 배터리 수용부(750, 950)의 레일(798, 998)/그루브(758, 958) 사이에 짝이 맞는 맞물림을 형성한다.
수평 간격은 측방향 면(862)으로부터 각각의 레일(866)의 주변부까지 측정된다. 도시된 실시예에서(도 40 참조), 계단형 구성이 마주보고 있는 레일(866)들 사이에서 측방향으로 제공된다. 레일(866)은 다수(예를 들어, 3개)의 대체로 평행한 축방향으로 연장되는 부분(891)을 포함하고, 그 사이에 개별 가로 치수(L4'', L5'', L6'' ... Ln'')를 형성한다. 각각의 부분은 마주보고 있는 부분(891)이 연속하여 더 작아지는 치수를 형성하도록 마주보고 있는 레일(866)을 향하여 (예를 들어, 도 40에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이동할 때) 비스듬히 연장되는 각진 부분(892)에 의해 연결되어, 이에 의해, 레일(866)들 사이에 "계단형" 구성을 형성한다. 도시된 실시예에서, 각각의 부분(891) 사이의 가로 간격(L4'', L5'', L6'')은 일정한 양만큼 변화한다.
도 40을 참조하면, 배터리 팩(754)은 단일 슬롯(882)을 포함한다. 슬롯(882)은 배터리 팩(754)이 배터리 수용부(750, 950)에 부착될 때 배터리 팩(754)의 제거를 방지하기 위하여 래칭 부재(814, 1014)를 수용하고 이와 맞물리는 크기와 형상을 가진다.
도 41 내지 도 43은 배터리 수용부(1150)를 포함하는 배터리 충전기와 같은 전기 장치를 도시한다. 도시된 바와 같이, 배터리 수용부(1150)는 전술된 계단형 레일(58, 558, 758, 958)과 유사한 계단형 레일(1158)에 의해 제공되고 배터리 팩(54, 554, 754)와 같은 상보적인 구성을 갖는 배터리 팩을 수용하도록 구성된 "계단형" 구성을 가진다. 연결될 때, 배터리 충전기는 배터리 팩(54, 554, 754)를 충전하도록 작동 가능하다.
다른 구성(도시되지 않음)에서, 배터리 수용부(1150)는 전술된 배터리 수용부(250)와 유사한 "드롭 앤 슬라이드" 구성과 같은 상이한 구성을 가질 수 있고, 배터리 팩(254)과 같은 상보적인 구성을 갖는 배터리 팩을 수용하도록 구성될 수 있다.
도 44a 내지 도 44i 및 도 49a 내지 도 49h는 각각 배터리 팩(1254, 1554)의 대안적인 구성을 도시한다. 배터리 팩(1254, 1554)은 전술한 배터리 팩(54)과 유사하다. 공통 요소는 배터리 팩(54)에서 동일한 도면 부호에 각각 "1200" 또는 "1500"을 더한 도면 부호를 가진다. 배터리 팩(1254 또는 1554)은 배터리 팩(54, 254, 554, 754)의 특징을 포함할 수 있다.
각각의 배터리 팩(54, 254, 554, 754, 1254, 1554)은, 원하는 방전 출력(예를 들어, 공칭 전압(예를 들어, 20V, 40V, 60V, 80V, 120V) 및 전류 용량)을 제공하도록 직렬로 연결된 다수(예를 들어, 5, 10, 20 등)의 배터리 셀을 각각 갖는 하나 이상의 셀 스트링(cell string)을 포함할 수 있다. 도시된 구성에서, 배터리 팩(1254)은 20개의 직렬 연결된 셀("20SIP" 구성)의 하나의 스트링(20)을 포함하고, 배터리 팩(1554)은 각각 20개의 직렬 연결된 셀("20SIP" 구성)을 각각 갖는 2개의 스트링을 포함한다.
배터리 팩(예를 들어, 배터리 팩(1254))에서 사용되는 더 많은 개수의 셀과 전기 장치의 크기/무게 때문에, 배터리 팩(1254)은 손상에 더 취약할 수 있다. 일부 구성에서(예를 들어, 도 45 내지 48f 참조), 배터리 수용부(50) 및/또는 배터리 팩(1254)은 내충격성을 개선하기 위하여 하나 이상의 아래에 설명되는 구조로 구성될 수 있다.
일례에서, 도 45에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(1254)의 하우징(1350)은 코너 형상을 제거하나 매끈하게 하기 위하여 하나 이상의 각진 표면(1400)으로 구성될 수 있다. 그 결과, 뾰족하거나 정사각형 코너에 충격을 가하기보다는, 배터리 팩(1254)은 평탄하거나 무딘 표면에 충돌할 수 있다. 각진 표면(들)(1400)은 하중의 충돌 동안 배터리 팩(1254)의 강도를 증가시킬 수 있다.
다른 예에서(도 46a 및 도 46b 참조), 배터리 팩(1254)은 충돌될 가능성이 가장 높은 표면(예를 들어, 하우징(1350)의 노출된 에지(1414))을 덮는 탄성 중합체 오버 몰드(elastomeric overmold) 재료(1410)를 포함할 수 있다. 오버 몰드 재료(1410)는 충격 또는 낙하 동안 겪는 하중(예를 들어, 대략 250 줄(Joule) 이상의 힘)을 감소시키도록 열가소성 탄성 중합체(thermoplastic elastomer(TPE)), 폴리 우레탄, 고무와 같은 탄성 중합체 재료를 포함할 수 있다. 도 46b에 도시된 바와 같이, 도시된 구성에서, 오버 몰드 재료(1410)는 하우징(1350)의 노출된 에지(1414)를 따라 가장 두꺼우며(예를 들어, 대략 4 mm 이상임), (예를 들어, 대략 1 mm 이하의 두께까지) 이 위치로부터 멀리 테이퍼진다.
또 다른 예에서(도 47a 및 도 47b 참조), 배터리 팩(1254)(예를 들어, 하우징(1350), 돌출부(1348) 및 레일(1366)) 및/또는 연관된 전기 장치(예를 들어, 배터리 수용부(50), 측벽(78) 및 레일(98)) 사이의 인터페이스의 재료는 강화될 수 있다. 도시된 구성에서, 하우징(1350) 및 배터리 수용부(50)의 재료는 플라스틱을 포함하고, 강화재(1420)는 금속으로 이루어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 강화재(1420)는 하우징(1350) 또는 배터리 수용부(50)의 재료로 몰딩된다. 강화재(1420)는 개선된 내충격성 및 낙하 강도, 진동 등으로부터의 재료 피로에 대한 저항성 등에 기여할 수 있다.
도 47a 및 도 47b는 배터리 팩(1254)의 인터페이스의 강화를 도시한다. 강화재(1420)는 레일(1366) 및 돌출부(1348)의 영역에 제공된다. 도시된 강화재(1420)는 그루브(1370) 주위로 대체로 C 형상을 형성하는 레일(1366)의 단면을 따르는 부분을 포함하는 스탬핑(stamping)(1424)을 포함한다. 또한, 스탬핑(1424)은 돌출부(1348)의 폭에 걸친다. 도시된 구성에서, 스탬핑(1424)은 하우징(1350) 내의 돌기(1428)에 직접 결합된다.
추가적인 예에서(도 48a 내지 도 48f 참조), 충격 흡수 장치(1440)가 배터리 팩(1254) 및 전기 장치 사이에 제공될 수 있다. 충격 흡수 장치(1440)는 인터페이스에서 충격 흡수 쿠션을 제공함으로써 배터리 팩(1254)을 위한 충돌 또는 낙하 차단(isolation)을 제공한다. 충격 흡수 장치(1440)는 진동 차단보다는 충격을 위하여 제공될 수 있고, 모든 방향으로 차단을 제공한다.
도 48a 및 도 48e에 도시된 바와 같이, 배터리 수용부(50)에는 그 외부 표면을 형성하는 하우징(1444)에 의해 다수의 위치(예를 들어, 리세스(1448))가 제공된다. 돌출부 또는 포스트(1452)는 각각의 위치에서 지지된다(예를 들어, 각각의 리세스(1448)로부터 연장된다). 충격 흡수 부재(1456)는 각각의 포스트(1452) 상에 지지된다.
외부 하우징(1460)(도 48b 내지 도 48e 참조)은 하우징(1444)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 외부 하우징(1460)은 각각 충격 흡수 부재(1456)를 수용하는 대응하는 다수의 위치(예를 들어, 리세스(1464))를 형성한다.
충격 흡수 부재(1456)는 대체로 퍽(puck) 형상을 가지며, 도시된 구성에서, 폴리 우레탄과 같은 탄성 중합체 재료로 이루어진다. 도 48f에 도시된 바와 같이, 충격 흡수 부재(1456)는, 전기 장치 및 충격 흡수 장치(1440) 내에서의 위치에 따라, 상이한 구성을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명은, 다른 것들 중에서도, 계단형 장치 또는 드롭 앤 슬라이드 구성을 포함하는 배터리 팩을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 배터리 팩과 전기 장치를 선택적으로 전기적으로 결합 및 분리하기 위한 스위치를 갖는 래치 기구가 제공될 수 있다. 전기 장치의 일부를 선택적으로 활성화 및 비활성화시키기 위한 스위치를 갖는 배출 기구가 제공될 수 있다.
본 발명이 소정의 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명되었지만, 설명된 바와 같은 본 발명의 하나 이상의 독립적인 양태의 범위와 사상 내에서 변형 및 수정이 존재한다.
하나 이상의 독립적인 특징 및/또는 독립적인 이점은 이어지는 청구범위에서 설명될 수 있다.

Claims (61)

  1. 전기 조합체를 위한 인터페이스에 있어서, 상기 전기 조합체는 배터리 팩과 전기 장치를 포함하고, 상기 인터페이스는 상기 배터리 팩과 상기 전기 장치를 연결하도록 작동 가능하고, 상기 인터페이스는,
    몸체와,
    축을 따라 연장되는 레일
    을 포함하고, 상기 레일과 상기 몸체는 그 사이에 공간을 획정하고, 상기 공간은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 치수, 제2 축방향 위치에서의 제2 치수 및 제3 축방향 위치에서의 제3 치수를 갖고, 상기 제1 치수, 상기 제2 치수 및 상기 제3 치수는 상이하며, 상기 제2 축방향 위치는 상기 제1 축방향 위치 및 상기 제3 축방향 위치 사이에 위치하고,
    상기 제1 치수는 상기 제2 치수 및 상기 제3 치수보다 더 크며,
    상기 제2 치수는 상기 제3 치수보다 더 큰 것인, 인터페이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 축방향 위치는 하나의 축방향 단부에서의 삽입 개구에 근접한 것인, 인터페이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 축방향 위치는 반대편의 축방향 단부에 근접한 것인, 인터페이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 축을 따라 그리고 상기 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 몸체 표면을 갖고, 상기 레일은 상기 축을 따라 연장되는 계단형(stepped) 레일 표면을 갖고, 상기 공간은 상기 몸체 표면과 상기 레일 표면 사이에서 획정되는 것인, 인터페이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레일 표면은 상기 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 레일 표면 부분, 상기 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 레일 표면 부분 및 상기 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 레일 표면 부분을 갖는 것인, 인터페이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 레일 표면 부분, 상기 제2 레일 표면 부분 및 상기 제3 레일 표면 부분은 상기 축에 실질적으로 평행한 것인, 인터페이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레일 표면은 상기 제1 레일 표면 부분을 상기 제2 레일 표면 부분에 연결하는 제1의 각진 부분(angled portion)과, 상기 제2 레일 표면 부분을 상기 제3 레일 표면 부분에 연결하는 제2의 각진 부분을 갖는 것인, 인터페이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레일은 상기 축에 대해 그리고 상기 공간에 대해 횡방향인 가로 치수(lateral dimension)를 갖고, 상기 레일은, 상기 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 가로 치수, 상기 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 가로 치수 및 상기 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 가로 치수를 갖고, 상기 제1 가로 치수, 상기 제2 가로 치수 및 상기 제3 가로 치수는 상이한 것인, 인터페이스.
  9. 제1항에 있어서,
    전기 단자를 더 포함하는 것인 인터페이스.
  10. 전기 조합체에 있어서,
    장치 지지부를 제공하는 장치 하우징과, 상기 장치 하우징에 의해 지지되는 회로를 포함하는 전기 장치;
    상기 장치 지지부와의 맞물림을 위한 팩 지지부를 제공하는 배터리 팩 하우징과, 상기 배터리 팩 하우징에 의해 지지되는 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩으로서, 상기 배터리 팩이 상기 전기 장치에 연결되어 있을 때, 상기 배터리 셀과 상기 회로 사이에서 전력이 전달 가능한 것인 배터리 팩
    을 포함하고,
    상기 장치 지지부 및 상기 팩 지지부 중 하나는, 몸체와, 축을 따라 연장되는 레일을 포함하고, 상기 레일과 상기 몸체는 그 사이에 공간을 획정하고, 상기 공간은 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 치수, 제2 축방향 위치에서의 제2 치수 및 제3 축방향 위치에서의 제3 치수를 갖고, 상기 제1 치수, 상기 제2 치수 및 상기 제3 치수는 상이하고, 상기 제2 축방향 위치는 상기 제1 축방향 위치 및 상기 제3 축방향 위치 사이에 위치하며, 상기 장치 지지부 및 상기 팩 지지부 중 다른 하나는, 상기 제1 축방향 위치에서 상기 공간 내에 위치 설정 가능한 제1 부분, 상기 제2 축방향 위치에서 상기 공간 내에 위치 설정 가능한 제2 부분 및 상기 제3 축방향 위치에서 상기 공간 내에 위치 설정 가능한 제3 부분을 포함하며,
    상기 제1 치수는 상기 제2 치수 및 상기 제3 치수보다 더 크고,
    상기 제2 치수는 상기 제3 치수보다 더 큰 것인, 전기 조합체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 축방향 위치는 하나의 축방향 단부에서의 삽입 개구에 근접한 것인, 전기 조합체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 축방향 위치는 반대편의 축방향 단부에 근접한 것인, 전기 조합체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 축을 따라 그리고 상기 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 몸체 표면을 갖고, 상기 레일은 상기 축을 따라 연장되는 계단형(stepped) 레일 표면을 갖고, 상기 공간은 상기 몸체 표면과 상기 레일 표면 사이에서 획정되는 것인, 전기 조합체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 레일 표면은 상기 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 레일 표면 부분, 상기 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 레일 표면 부분 및 상기 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 레일 표면 부분을 갖는 것인, 전기 조합체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 레일 표면 부분, 상기 제2 레일 표면 부분 및 상기 제3 레일 표면 부분은 상기 축에 실질적으로 평행한 것인, 전기 조합체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 레일 표면은 상기 제1 레일 표면 부분을 상기 제2 레일 표면 부분에 연결하는 제1의 각진 부분(angled portion)과, 상기 제2 레일 표면 부분을 상기 제3 레일 표면 부분에 연결하는 제2의 각진 부분을 갖는 것인, 전기 조합체.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 레일은 상기 축에 대해 그리고 상기 공간에 대해 횡방향인 가로 치수를 갖고, 상기 레일은, 상기 제1 축방향 위치 근방에서의 제1 가로 치수, 상기 제2 축방향 위치 근방에서의 제2 가로 치수 및 상기 제3 축방향 위치 근방에서의 제3 가로 치수를 갖고, 상기 제1 가로 치수, 상기 제2 가로 치수 및 상기 제3 가로 치수는 상이한 것인, 전기 조합체.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 전기 장치는 장치 단자를 더 포함하고, 상기 배터리 팩은 상기 전기 장치와 상기 배터리 팩 사이의 전력 전달을 용이하게 하기 위한 전기적으로 연결 가능한 팩 단자를 더 포함하는 것인, 전기 조합체.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 팩 지지부는, 그 사이에 상기 공간을 획정하는 상기 몸체와 상기 레일을 포함하고, 상기 장치 지지부는 상기 제1 부분, 상기 제2 부분 및 상기 제3 부분을 제공하는, 축방향으로 연장되는 장치 레일을 포함하는 것인, 전기 조합체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 장치 지지부는 장치 몸체를 포함하고, 상기 장치 레일과 상기 장치 몸체는 그 사이에 제2 공간을 획정하고, 상기 제2 공간은 제1 부분 근방에서의 제4 치수와, 상기 제2 부분 근방에서의 제5 치수와, 상기 제3 부분 근방에서의 제6 치수를 가지며, 상기 제4 치수, 상기 제5 치수 및 상기 제6 치수는 상이한 것인, 전기 조합체.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 장치 레일은 상기 축에 대해 그리고 상기 제2 공간에 대해 횡방향인 가로 치수를 갖고, 상기 장치 레일은 상기 제1 부분 근방에서의 제4 가로 치수, 상기 제2 부분 근방에서의 제5 가로 치수 및 상기 제3 부분 근방에서의 제6 가로 치수를 갖고, 상기 제4 가로 치수, 상기 제5 가로 치수 및 상기 제6 가로 치수는 상이한 것인, 전기 조합체.
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