KR102355617B1 - 손목 착용형 전자기기 - Google Patents

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Abstract

손목 착용형 전자기기를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기는 일면에 적어도 하나의 정보가 표시되며, 전기적인 연결을 위한 제1접속단자가 구비되는 본체; 플렉서블 배터리가 내장되며, 상기 제1접속단자와 전기적으로 연결되는 제2접속단자가 구비되는 밴드부; 상기 제2접속단자가 외부로 노출되도록 상기 밴드부의 길이 중간에 배치되는 결합베이스; 및 상기 플렉서블 배터리로부터 제공되는 전원을 본체로 공급하거나 외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리로 공급하도록 전기적인 연결을 제어하는 회로부;를 포함하고, 상기 플렉서블 배터리는, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴이 각각 구비되고, 상기 외장재에 형성되는 패턴과 상기 전극조립체에 형성되는 패턴은 서로 일치되도록 형성되는 손목 착용형 전자기기를 제공한다.

Description

손목 착용형 전자기기{Wrist wearable type electronic apparatus}
본 발명은 손목 착용형 전자기기에 관한 것이다.
일반적으로 스마트폰 단말기는 멀티미디어 통합기기로서 현대인에게 없어서는 안 되는 필수품이며, 과거의 휴대폰 단말기와 달리 통화기능 이외에도 인터넷, 애플리케이션, TV, 네비게이션, SNS 등의 다양한 기능을 수행하는 것을 목적으로 하고 있다.
스마트폰 단말기는 다양한 기능을 구현하기 위하여 디스플레이가 커지게 됨으로써 스마트폰 단말기의 크기가 커져 산책, 운동 등의 간편한 옷차림을 착용하는 경우에 휴대하기가 불편하고, 도난 및 분실의 문제가 발생하게 된다.
나아가 스마트폰 단말기를 가방 등에 넣어 소지하는 경우에는 수신, 발신통화를 하거나 메시지 기능을 사용하기 위해 스마트폰 단말기를 꺼내서 사용하는 불편함이 있고, 가방에 소지하는 스마트폰 단말기의 진동이나 벨소리를 듣지 못하여 수신전화 및 메시지를 받지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 밴드형 휴대 단말기가 제안되고 있다.
'밴드형 휴대 단말기'는 옷이나 장신구처럼 착용하는 예가 제시되기도 하였으며, 이중 손목이나 팔 등에 착용하는 손목시계 형태의 스마트 기기가 출시되고 있다. 손목시계 형태의 스마트기기(일명 '스마트 워치')는 크기가 작고 가벼워 손목에 항상 차고 다니면서 수신전화나 메시지를 확인할 수 있어 휴대성을 높일 수 있는 것이다.
그러나 종래의 스마트 워치는 기기를 작동시키기 위한 전원이 본체에만 형성되어 있기 때문에 전원의 공급량이 제한적이므로 사용시간이 짧은 단점이 있었고, 야외 활동 중 전원이 모두 소비되는 경우 충전하기가 매우 번거로운 문제점이 있었다.
한국 공개특허 2014-0108509(공개일 2014년 9월 11일)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 전자기기의 본체가 밴드부에 내장된 플렉서블 배터리로부터 전원을 공급받음으로써 전체적인 사용시간을 늘릴 수 있고, 본체 또는 결합베이스에 구비되는 회로부를 통해 본체의 메인 배터리를 직접충전하거나 플렉서블 배터리를 재충전할 수 있는 손목 착용형 전자기기를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일면에 적어도 하나의 정보가 표시되며, 전기적인 연결을 위한 제1접속단자가 구비되는 본체; 플렉서블 배터리가 내장되며, 상기 제1접속단자와 전기적으로 연결되는 제2접속단자가 구비되는 밴드부; 상기 제2접속단자가 외부로 노출되도록 상기 밴드부의 길이 중간에 배치되는 결합베이스; 및 상기 플렉서블 배터리로부터 제공되는 전원을 본체로 공급하거나 외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리로 공급하도록 전기적인 연결을 제어하는 회로부;를 포함하고, 상기 플렉서블 배터리는, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴이 각각 구비되고, 상기 외장재에 형성되는 패턴과 상기 전극조립체에 형성되는 패턴은 서로 일치되도록 형성되는 손목 착용형 전자기기를 제공한다.
또한, 상기 회로부는, 외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리 측으로 공급하여 상기 플렉서블 배터리를 충전시키도록 전기적인 연결을 제어하는 제1충전회로부; 및 상기 플렉서블 배터리 또는 외부로부터 제공되는 전원을 상기 본체 측으로 공급하여 상기 본체를 충전시키도록 전기적인 연결을 제어하는 제2충전회로부, 외부 충전기기와의 연결을 위한 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함하고, 상기 플렉서블 배터리는 상기 제1충전단자를 통하여 외부로부터 공급되는 전원을 통하여 충전되고, 상기 본체는 상기 제2충전단자를 통하여 외부로부터 공급되는 전원을 이용하여 직접 충전될 수 있다.
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또한, 상기 본체는 일측에 상기 제1접속단자를 갖추어 상기 본체의 하부면으로부터 일정높이 돌출되는 돌출부를 포함하고, 상기 결합베이스는 상기 돌출부가 삽입되고 상기 제2접속단자가 외부로 노출될 수 있도록 상부가 개방되는 수용홈이 구비되며, 상기 본체와 결합베이스의 결합시 상기 돌출부가 상기 수용홈에 삽입될 수 있다.
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또한, 상기 본체의 하부면에는 하방으로 일정높이 돌출되는 하나의 돌출편이 구비되고, 상기 결합베이스의 상부면에는 상기 돌출편에 대응되는 가이드홈이 구비되며, 상기 본체와 결합베이스의 결합시 상기 돌출편이 상기 가이드홈을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.
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본 발명에 의하면, 전자기기의 본체가 밴드부에 내장된 플렉서블 배터리로부터 전원을 공급받음으로써 전체적인 사용시간을 늘릴 수 있고, 본체 또는 결합베이스에 구비되는 회로부를 통해 본체의 메인 배터리를 직접 충전하거나 플렉서블 배터리를 재충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 결합베이스에 착탈가능하게 결합되는 전자기기의 본체측으로 전원을 공급하기 위한 회로부가 상기 결합베이스에 내장되는 형태로 구비됨으로써 호환성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에서 밴드부에 플렉서블 배터리가 내장된 상태를 도시한 사시도,
도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에서 회로부가 본체에 구비되는 경우를 나타낸 예시도로서, a)는 본체와 결합베이스가 분리된 상태를 나타낸 도면이고, b)는 도 3a에서 본체의 저면을 나타낸 도면,
도 4a 및 도4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에서 회로부가 결합베이스에 구비되는 경우를 나타낸 예시도로서, a)는 본체와 결합베이스가 분리된 상태를 나타낸 도면이고, b)는 도 4a에서 본체의 저면을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에서 결합베이스와 본체의 결합방식을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에서 결합베이스와 본체의 다른 결합방식을 나타낸 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에서 밴드부의 양 단에 설치되는 고정부 및 피고정부를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에 사용되는 플렉서블 배터리를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에 사용되는 플렉서블 배터리의 세부구성을 나타낸 확대단면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기에 사용되는 플렉서블 배터리에서 전극조립체와 외장재에 적용되는 다양한 패턴을 나타낸 전체사시도, 그리고,
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 손목 착용형 전자기기에 사용되는 플렉서블 배터리에서 패턴의 다양한 형태를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 손목 착용형 전자기기(100)는 본체(110), 밴드부(120), 결합베이스(130) 및 회로부(140)를 포함할 수 있다.
상기 본체(110)는 상기 결합베이스(130)에 착탈가능하게 결합되는 것으로, 내부에 회로기판(미도시)이 구비되고 상기 회로기판으로부터 전달된 여러가지 정보가 일면에 구비된 디스플레이부 (111)에 표시됨으로써 사용자는 상기 디스플레이부(111)를 통해 필요한 정보를 확인할 수 있게 된다.
여기서, 상기 본체(110)는 스마트워치일 수 있으며, 소형 DMB, PDP 등 영상이 표시되는 디스플레이일 수 있다. 상기 본체는 전기적인 신호를 통해 디스플레이부에 다양한 문자, 숫자 및 영상이 표시될 수 있는 모든 전기기기가 적용될 수 있음을 밝혀둔다. 더불어, 상기 본체는 휴대용 기기 및 전자기기와의 근거리 통신을 통해 상기 휴대용 기기 및 전자기기의 내용을 디스플레이할 수도 있음을 밝혀둔다. 더하여, 상기 본체(110)에 구비되는 회로기판은 상기 회로부(140)가 본체(110)에 구비되는 경우 상기 회로부(140)를 구성하는 회로기판과 일체로 형성될 수도 있고 별도로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.
이와 같은 본체(110)는 상기 결합베이스(130)와의 결합시 상기 밴드부(120)와 전기적인 연결을 위한 적어도 하나의 제1접속단자(112)가 구비될 수 있으며, 상기 결합베이스(130)와의 결합시 기계적인 체결과 동시에 상기 밴드부(120)와 전기적인 연결이 이루어질 수 있도록 외부로 노출되는 형태로 구비될 수 있다.
즉, 상기 본체(110)는 하부면으로부터 일정높이 돌출되는 돌출부(113,113')가 구비되며, 상기 돌출부(113)의 일측에 상기 제1접속단자 (112)가 구비된다.
여기서, 상기 결합베이스(130)의 상부면에는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(113)가 삽입될 수 있도록 상기 돌출부(113,113')와 대응되는 수용홈(131,131')이 구비될 수 있다.
한편, 상기 본체(110)는 상기 결합베이스(130)와 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 결합베이스(130)에 끼움결합되거나, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 본체(110)가 상기 결합베이스(130) 측에 슬라이딩 결합됨으로써 서로 결합될 수 있다. 이러한 본체(110)와 결합베이스(130)의 결합방식에 대한 상세한 셜명은 후술하기로 한다. 상기 밴드부(120)는 상기 본체(110)가 결합베이스(130)에 체결된 상태에서 사용자의 신체, 일례로 사용자의 손목에 착용할 수 있도록 하기 위한 것으로, 하우징(121), 및 플렉서블 배터리(122)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(121)은 밴드부(120)의 외형을 구성하며, 신체의 일부를 용이하게 감쌀 수 있도록 유연한 재질로 이루어지며, 일정길이를 갖도록 구비된다.
이때, 상기 하우징(121)의 양 단부 측에는 사용자의 신체에 착용된 상태를 유지하기 위한 고정부(123) 및 피고정부(124)가 각각 구비될 수 있다.
즉, 상기 고정부(123) 및 피고정부(124)는 서로 대응되는 형태로 구비되어 서로 체결됨으로써 상기 밴드부(120)가 사용자의 손목에 고정된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
일례로서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(123)는 제1자석부재(125)를 포함하고, 상기 피고정부(124)는 제2자석부재(126)를 포함할 수 있으며, 상기 제1자석부재(125) 및 제2자석부재(126)는 서로 다른 극성을 갖도록 구비된다.
이를 통해, 상기 고정부(123) 및 피고정부(124)의 근접시 서로 다른 극성을 갖는 제1자석부재(125) 및 제2자석부재(126) 사이에 작용하는 인력에 의해 상기 밴드부(120)의 양 단부가 고정되게 된다.
이때, 상기 고정부(123) 및 피고정부(124)는 자력에 의한 결합과 더불어 기계적인 체결을 통한 고정력을 높일 수도 있다.
이를 위해, 상기 고정부(123)는 몸체(123a), 융기부(123b) 및 걸림턱(127)을 포함하고, 상기 피고정부(124)는 몸체(124a), 홈부(124b) 및 걸림부(128)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 융기부(123b) 및 홈부(124b)는 상기 고정부(123)와 상기 피고정부가(124)가 서로 대응하는 면상에 각각 구비될 수 있으며, 특히, 상기 고정부(123)의 몸체(123a) 및 상기 피고정부(124)의 몸체(124a)의 폭 방향을 따라 서로 대응하도록 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 고정부(123) 및 피고정부(124)는 서로 대응되는 융기부(123b) 및 홈부(124b)의 체결을 통해 2차적으로 지지된다.
여기서, 상기 제1자석부재(125)는 상기 융기부(123b)의 상부면에 구비될 수 있으며, 상기 제2자석부재(126)는 상기 홈부(124b) 내부면에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1자석부재(125) 및 제2자석부재(126)는 서로 대응하는 상기 융기부(123b) 및 홈부(124b)에 각각 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 고정부(123)와 피고정부(124)의 접근시 상기 밴드부(120)의 양단부측은 상기 제1자석부재(125) 및 제2자석부재(126) 간에 작용하는 인력에 의해 서로 접촉되며, 상기 융기부(123b)가 홈부(124b) 측에 삽입됨으로써 밴드부(120)의 양단이 서로 결합된다.
이에 따라, 상기 밴드부(120)의 양단부측은 접근시 자력에 의한 1차적인 결합이 수행되며, 상기 융기부(123b)가 홈부(124b)측으로 삽입됨으로써 상기 제1자석부재(125) 및 제2자석부재(126)가 기설정된 위치에서 서로 접촉된 상태를 유지할 수 있게 된다. 한편, 상기 고정부(123) 및 피고정부(124) 측에는 서로 대응되는 걸림턱(127) 및 걸림부(128)가 각각 구비됨으로써 상기 밴드부(120)의 결합시 양 단부측이 길이방향으로 이동하는 것을 구속할 수도 있다.
이를 위해, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(123)에는 몸체(123a)의 측단부로부터 내측으로 절개형성되는 걸림턱(127)이 구비될 수 있고, 상기 피고정부(124)에는 상기 걸림턱(127)에 삽입되는 걸림부(128)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 걸림턱(127)은 상기 홈부(124b)의 테두리측에 배치될 수 있으며, 상기 홈부(124b)의 테두리로부터 일정높이 돌출되는 형태로 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 밴드부(120)의 양단은 체결시 상기 융기부(123b)가 홈부(124b)측으로 삽입된 상태에서 일차적으로 상기 고정부(123)와 상기 피고정부(124)에 각각 구비되는 제1 및 제2자석부재(125, 126)에 의해 고정되며, 이차적으로 피고정부(124)의 걸림부(128)가 상기 고정부(123)의 걸림턱(127)에 걸림설치된다. 이에 따라, 상기 밴드부(120)의 양단부는 상기 걸림턱(127)에 삽입되는 걸림부(128)를 통해 밴드부의 길이방향을 따라 이동되는 것이 구속됨으로써 밴드부(120) 양단의 결속력을 증가시킬 수 있게 된다.
상기 플렉서블 배터리(122)는 상기 본체(110)와 결합베이스(130)의 체결시 상기 본체(110) 측으로 전원을 공급하는 역할을 수행하는 것으로 하우징(121)에 내장된다.
이때, 상기 하우징(121)의 길이 중간에는 상기 플렉서블 배터리(122)와 전기적으로 연결되는 제2접속단자(129)가 외부로 노출되도록 구비된다.
여기서, 상기 제2접속단자(129)는 상기 플렉서블 배터리(122)에 구비되는 양극단자(28b 참조) 및 음극단자(28a 참조)가 별도의 연결선(미도시)을 매개로 연결될 수도 있고, 상기 양극단자(28b) 및 음극단자(28a)가 외부로 직접 노출될 수도 있다. 더불어, 상기 제2접속단자(129)는 상기 밴드부(120)의 길이 중간에 배치되는 결합베이스(130)의 바닥면을 통해 외부로 노출되는 형태로 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 본체(110)와 결합베이스(130)의 결합시 상기 제2접속단자(129)는 상기 본체(110)에 구비되는 제1접속단자(112)와 서로 전기적으로 연결된다.
상기 결합베이스(130)는 상기 밴드부(120)의 길이 중간에 배치될 수 있으며, 이때, 상기 제2접속단자(129)는 상기 결합베이스(130)의 바닥면을 통해 외부로 노출되도록 구비된다.
이때, 상기 결합베이스(130)의 상부면에는 상기 제1접속단자(112)가 구비되는 상기 돌출부(113,113')측이 삽입될 수 있도록 수용홈(132)이 구비된다.
이를 통해, 상기 결합베이스(130)에 상기 본체(110)가 결합되면, 동시에 본체(110)의 하부면에 구비되는 제1접속단자(112)와 결합베이스(130)의 상부면으로 노출되는 제2접속단자(129)가 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 플렉서블 배터리(122)의 전원은 상기 제1접속단자(112) 및 제2접속단자(129)를 통하여 상기 본체(110)측으로 공급됨으로써 상기 본체(110)의 메인배터리를 충전하거나 상기 본체(110)의 보조전원으로 사용될 수 있다.
이때, 상기 본체(110)는 결합베이스(130)에 착탈 가능하게 결합될 수 있으며, 구체적으로 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110)는 결합베이스(130)에 끼움 결합될 수 있다.
이를 위해, 상기 본체(110)의 하부면에는 일정높이 돌출되는 돌출부(113)가 구비되며, 상기 결합베이스(130)의 상부면에는 상기 돌출부(113)가 삽입되는 수용홈(131)이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 수용홈(131)은 상기 돌출부(113)가 삽입될 수 있도록 상부가 개방되고, 상기 돌출부(113)의 일측에는 상기 제1접속단자(112)가 외부로 노출되도록 구비되며, 상기 수용홈(131)의 일면에는 상기 제1접속단자(112)와 전기적인 연결을 위한 제2접속단자(129)가 외부로 노출되도록 구비된다. 더불어, 상기 돌출부(113)의 양 측면에는 결합돌기(114)가 돌출되도록 구비되며, 상기 결합돌기(114)에 대응하는 상기 수용홈(131)의 양 측벽에는 상기 결합돌기(114)가 삽입되는 결합홀(134)이 각각 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 본체(110)와 결합베이스(130)의 결합시 상기 돌출부(113)가 수용홈(131) 측으로 삽입되고, 상기 결합돌기(114)가 상기 결합홀(134)로 삽입됨으로써 상기 돌출부(113)가 수용홈(131)으로부터 분리되는 것을 방지하게 된다.
더불어, 상기 돌출부(113)와 수용홈(131)의 결합시 상기 제1접속단자(112) 및 제2접속단자(129)가 서로 접촉함으로써 본체(110) 및 플렉서블 배터리(122)가 서로 전기적으로 연결된다.
이를 통해, 상기 돌출부(113) 및 수용홈(131)은 상기 본체(110)와 결합베이스(130)를 체결하는 역할과 함께 상기 본체(110) 및 플렉서블 배터리(122)를 서로 전기적으로 연결하는 역할을 동시에 수행한다. 여기서, 도면에는 상기 수용홈(131)이 상기 돌출부(113)와 대응되도록 구비되고, 상기 돌출부(113) 및 수용홈(131)의 내부에 서로 대응되는 결합돌기(114) 및 결합홀(134)이 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 본체(110)의 측부 테두리에 상기 결합돌기가 구비되고 상기 결합베이스 상부면에 결합베이스의 테두리를 따라 일정높이 연장되는 수용홈이 구비되고 상기 수용홈의 내측에 결합홀이 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 본체(110)와 결합베이스(130)의 다른 결합방식이 도 6에 도시되어 있다.
즉, 상기 본체(110)는 하부면에 일정길이 돌출되는 한 쌍의 돌출편(115)이 구비되고, 상기 결합베이스(130)의 상부면에는 상기 돌출편(115)과 대응되는 가이드홈(135)이 각각 구비될 수 있다.
여기서, 상기 가이드홈(135) 및 돌출편(115)은 상호 결합시 상기 본체(110)가 결합베이스(130)로부터 상부측으로 분리되는 것을 방지할 수 있도록 원형단면, 다각단면 및 이들이 조합된 형태의 단면을 갖도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1접속단자(112)는 상기 본체(110)의 하부면으로부터 일정높이 돌출되는 돌출부(113')의 측부에 구비되며, 상기 제2접속단자(129)는 상기 결합베이스(130)의 상부면에 상기 돌출부(113)가 수용되는 수용홈(131')의 밀폐단측에 상기 제1접속단자(112)와 마주하도록 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 본체(110)의 돌출부(113') 및 돌출편(115)을 상기 수용홈(131') 및 가이드홈(135) 측에 슬라이딩 이동시키면 상기 본체(110)는 상기 결합베이스(130)와 상호 결합되며 상기 제1접속단자(112) 및 제2접속단자(129)는 상호 접촉되어 서로 전기적으로 연결된다.
한편, 도면과 설명에는 상기 본체(110)가 상기 결합베이스(130)에 끼움결합 또는 슬라이딩으로 결합되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 본체(110)가 상기 결합베이스(130)에 착탈 가능한 방식이라면 어떠한 형태로든 구성될 수 있다. 상기 회로부(140)는 상기 본체(110) 또는 상기 플렉서블 배터리(122)로 전원을 공급하도록 전기적인 연결을 제어한다.
구체적으로, 상기 회로부(140)는 제1충전회로부(141)와 제2충전회로부(142)를 포함할 수 있다.
상기 제1충전회로부(141)는 외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리(122) 측으로 공급하여 상기 플렉서블 배터리(122)를 재충전하기 위한 것이며, 상기 제2충전회로부(142)는 상기 플렉서블 배터리(122)로부터 제공되는 전원을 상기 본체(110) 측으로 공급하여 상기 본체를 충전시키거나, 외부로부터 제공되는 전원을 상기 본체(110) 측으로 공급하여 상기 본체(110)를 충전시키도록 전기적인 연결을 제어하기 위한 것이다.
즉, 상기 제1충전회로부(141)는 상기 플렉서블 배터리(122)를 충전시키기 위한 회로구성이며, 상기 제2충전회로부(142)는 상기 본체(110)를 충전시키거나 본체(110) 측으로 전원을 공급하기 위한 회로구성이다.
이와 같은, 회로부(140)는 상기 본체(110) 또는 상기 결합베이스(130) 중 어느 하나에 선택적으로 내장될 수 있으며, 상기 회로부(140)가 상기 본체(110) 또는 상기 결합베이스(130) 중 어느 부분에 내장되는 지에 따라서 후술되는 제1충전단자(151) 및 제2충전단자(152)의 위치가 정해진다.
여기서, 상기 제1충전단자(151) 및 제2충전단자(152)는 외부 충전기기를 연결하기 위한 구성이며, 상기 회로부(140)와 서로 전기적으로 연결된다.
일례로, 상기 회로부(140)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110) 측에 내장될 수 있으며, 상기 제1충전단자(151) 및 제2충전단자(152)는 상기 회로부(140)와 함께 본체(110)에 구비될 수 있다.
이와 같이 상기 회로부(140), 제1충전단자(151) 및 제2충전단자(152)가 본체(110) 측에 구비되는 경우, 상기 결합베이스(130)의 상부면에는 본체(110)와 결합베이스(130)의 결합시 제1 및 제2충전단자(151, 152)가 수용될 수 있는 제1 및 제2수용공간(132, 133)이 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 제1충전단자(151)와외부 충전기기의 전기적인 연결시 상기 제1충전회로부(141)는 제1충전단자(151)로 외부 충전기기가 연결됨을 인식하고, 상기 외부 충전기기로부터 제공되는 전원을 상기 제1 및 제2접속단자(112, 129)를 통하여 플렉서블 배터리(122)측으로 공급한다.
즉, 상기 플렉서블 배터리(122)는 제1충전단자(151)를 통해 공급되는 외부 전원을 상기 제1충전회로부(141), 제1접속단자(112) 및 제2접속단자(129)를 경유하여 공급받게 된다.
이에 따라, 상기 플렉서블 배터리(122)에 저장된 일부 또는 전부의 전원 소모시 상기 제1충전단자(151)를 통하여 제공되는 전원을 통해 밴드부(120)에 내장된 플렉서블 배터리(122)를 재충전할 수 있음으로써 반복적인 재사용이 가능하게 된다.
아울러, 상기 제2충전단자(152)와외부 충전기기와의 전기적인 연결시 상기 제2충전회로부(142)는 제2충전단자(152)로 외부 충전기기가 연결됨을 인식하고, 상기 외부 충전기기로부터 제공되는 전원을 상기 본체(110)의 메인 배터리측으로 공급한다. 즉, 상기 본체(110)는 제2충전단자(152)를 통해 공급되는 외부 전원을 제2충전회로부(142)를 통하여 직접 공급받을 수 있다.
한편, 상기 본체(110)와 결합베이스(130)의 결합시 상기 플렉서블 배터리(122)에 저장된 전원은 상기 제1접속단자(112) 및 제2접속단자(129)를 통하여 회로부(140) 측으로 전달되고 상기 회로부(140)의 제2충전회로부(142)를 통해 상기 본체(110)의 메인 배터리 측으로 공급된다.
이에 따라, 상기 회로부(140)가 본체(110) 측에 구비되는 경우, 상기 본체(110)의 메인 배터리는 상기 제2충전단자(152)를 통해 외부로부터 전원을 공급받거나 상기 플렉서블 배터리(122)로부터 전원을 공급받으로써전체 사용시간을 늘릴 수 있다.
한편, 상기 회로부(140)는 상기 결합베이스(130)에 내장될 수도 있다.
구체적으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 회로부(140)는 상기 결합베이스(130) 내에 내장될 수 있으며, 상기 제1충전단자(151) 및 제2충전단자(152) 역시 상기 회로부(140)와 함께 결합베이스(130)에 구비될 수 있다.
이때, 상기 본체(110)의 하부면에는 본체(110)와 결합베이스(130)의 결합시 상기 제2충전단자(152)를 수용하기 위한 제3수용공간(114)이 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 제1충전단자(151)와 외부 충전기기의 전기적인 연결시 상기 제1충전회로부(141)는 제1충전단자(151)로 외부 충전기기가 연결됨을 인식하고, 상기 외부 충전기기로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리(122)측으로 공급한다.
즉, 상기 플렉서블 배터리(122)는 제1충전단자(151)를 통하여 외부로부터 공급되는 전원을 제1충전회로부(141)를 통하여 직접 공급받을 수 있다.
이에 따라, 상기 플렉서블 배터리(122)에 저장된 일부 또는 전부의 전원 소모시, 상기 제1충전단자(151)를 통하여 제공되는 전원을 통해 밴드부(120)에 내장된 플렉서블 배터리(122)를 재충전할 수 있음으로써 반복적인 재사용이 가능하게 된다.
아울러, 상기 제2충전단자(152)와 외부 충전기기와의 전기적인 연결시 상기 제2충전회로부(142)는 제2충전단자(152)로 외부 충전기기가 연결됨을 인식하고, 상기 외부 충전기기로부터 제공되는 전원을 상기 제1접속단자(112) 및 제2접속단자(129)를 통하여 상기 본체(110)의 메인 배터리측으로 공급한다.
즉, 상기 본체(110)는 제2충전단자(152)를 통하여 공급되는 외부로부터 공급되는 전원을 제2충전회로부(142), 제2접속단자(129) 및 제1접속단자(112)를 경유하여 공급받을 수 있게 된다.
한편, 상기 회로부(140)가 결합베이스(130) 측에 구비되는 경우, 상기 본체(110)와 결합베이스(130)의 결합시 상기 플렉서블 배터리(122)에 저장된 전원은 상기 제2충전회로부(142)를 거쳐 상기 제1접속단자(112) 및 제2접속단자(129)를 통하여 상기 본체(110)의 메인 배터리 측으로 공급된다.
이에 따라, 상기 본체(110)의 메인 배터리는 외부로부터 전원을 공급받거나 상기 플렉서블 배터리(122)로부터 전원을 공급받음으로써 전체 사용시간을 늘릴 수 있다.
또한, 상기 본체(110) 측으로 전원을 공급하기 위한 전기적인 제어를 수행하는 회로부(140)가 상기 결합베이스(130)에 구비됨으로써, 상기 결합베이스(130)에 결합되는 본체의 종류에 상관없이 플렉서블 배터리(122) 자체의 충전이 가능하므로 호환성을 높일 수 있는 장점이 있다.
여기서, 상술한 제1충전단자(151) 및 제2충전단자(152)가 USB 단자 형태로 구비되는 것을 도시하고 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제1충전단자(151) 및 제2충전단자(152)는 음극 및 양극 전극으로 이루어진 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 전기적인 연결을 위한 공지된 다양한 형태가 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, USB 단자 형태의 제1충전단자 및 제2충전단자는 복수개의 핀으로 이루어질 수 있으며, 복수개의 핀은 전원 입/출력을 위한 핀과, 데이터 전송을 위한 핀, 접지로 사용되는 핀으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 4핀으로 구성되는 것으로 도시하고 있으나, 설계조건에 따라 핀의 배열과 개수는 달라질 수 있다.
한편, 상기 밴드부(120)의 하우징(121)에 내장되는 플렉서블 배터리(122)는 저장된 전원을 상기 본체(110) 측으로 제공하기 위한 것으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전극조립체(20) 및 외장재(30)를 포함한다.
상기 전극조립체(20)는 외장재(30)의 내부에 전해액과 함께 봉지되는 것으로, 양극(22)과 음극(24) 사이에 분리막(26)이 형성된 형태일 수 있다.
상기 양극(22)은 양극집전체(22a) 및 양극활물질(22b)을 포함하고, 음극(24)은 음극집전체(24a) 및 음극활물질(24b)을 포함하며, 양극 또는 음극은 분리막(26)으로 봉지되어 분리막(26)과 일체화될 수 있다.
여기서, 상기 음극집전체(24a) 및 양극집전체(22a)는 몸체로부터 각각 연장되는 음극단자(28a) 및 양극단자(28b)가 각각 형성될 수 있다.
이때, 상기 분리막(26)은 부직포층(26a)의 일면 또는 양면에 나노섬유웹층(26b)을 포함할 수 있다.
여기서, 나노섬유웹층(26b)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유일 수 있다.
바람직하게는 나노섬유웹층(26b)의 형성시 방사성 및 균일한 기공형성을 확보하기 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 그리고, 나노섬유웹층(26b)의 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 1.0㎛일 수 있다.
이는, 나노섬유의 평균직경이 0.1㎛미만 이면 분리막이 충분한 내열성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 2㎛를 초과하면 분리막의 기계적 강도는 우수하나 분리막의 탄성력이 오히려 감소할 수 있기 때문이다.
또한, 부직포층을 구성하는 부직포는 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리에틸렌옥사이드(PEO, polyethylene oxide), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 폴리프로필렌(PP,polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, poly methylmethacrylate) 및 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 부직포층은 무기첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 무기첨가제는 SiO, SnO, SnO2, PbO2, ZnO, P2O5, CuO, MoO, V2O5, B2O3, Si3N4, CeO2, Mn3O4, Sn2P2O7, Sn2B2O5, Sn2BPO6, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SiO2, Al2O3 및 PTFE 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 무기첨가제인 무기물 입자는 평균입경이 10 ~ 50 nm일 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 30 nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 nm일 수 있다.
더불어, 분리막의 평균두께는 10 ~ 100㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 ~ 50㎛일 수 있다.
이는, 분리막의 평균두께가 10㎛ 미만이면 분리막이 너무 얇아서 배터리의 반복적인 구부러짐 및/또는 펴짐에 의한 분리막의 장기적인 내구성을 확보할 수 없을 수 있고, 100㎛를 초과하면 플렉서블 배터리의 박육화에 불리하므로 범위 내의 평균두께를 갖는 것이 좋다.
그리고, 부직포층은 평균두께 10 ~ 30㎛으로, 바람직하게는 15~ 30㎛로 형성시키고, 상기 나노섬유웹층은 평균두께 1 ~ 5㎛를 갖는 것이 좋다.
양극 집전체 및/또는 음극 집전체는 박형의 금속 호일로 이루어질 수 있고, 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되며 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금 및 이들의 조합에 의하여 제조되는 금속 호일로 이루어질 수 있다.
양극활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, 또는 LiNi1-x-yCoxMyO2(0 = x =1, 0 =y = 1, 0 = x+y = 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속산화물을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 양극활물질 이외에도 다른 종류의 양극활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다.
그리고, 음극활물질은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극활물질을 포함하며, 이러한 음극활물질로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명은 음극활물질로 종류가 한정되는 것은 아니다.
한편, 양극활물질 및 음극활물질은 양극집전체 또는 음극집전체로부터 박리를 방지하고, 양극 활물질층 및 음극 활물질충의 크랙을 방지하기 위하여 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다.
외장재(30)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 내부에 전극조립체(20) 및 전해액을 수용함으로써 외력으로부터 전극조립체(20)를 보호하기 위한 것이다.
이를 위해, 외장재(30)는 한 쌍의 제1외장재(32) 및 제2외장재(34)로 구비되고, 테두리를 따라 접착제를 통해 밀봉됨으로써 내부에 수용된 전해액 및 전극조립체(20)가 외부로 노출되는 것을 방지하고 외부로 누설되는 것을 방지하게 된다.
이러한 외장재(30)는 제1외장재(32) 및 제2외장재(34)가 두 개의 부재로 이루어진 후 서로 맞접하는 테두리 측이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있고, 하나의 부재로 이루어지고 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접혀진 후 맞접하는 나머지 부분이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있음을 밝혀둔다.
이때, 외장재(30)는 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴(36)이 구비되며, 패턴(36)은 적어도 일부가 외장재(30)의 비틀림 방향에 대한 수축 및 이완을 용이하게 하기 위한 패턴(36)이 포함된다.
즉, 패턴(36)은 밴딩시 외장재(30)의 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 것이다. 이러한 패턴(36)은 외장재(30)의 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 배열될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 패턴(36)의 산부 및 골부는 외장재(30)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하게 형성된다.
이때, 패턴(36)은 서로 이웃하는 산부와 골부가 서로 동일한 간격으로 평행하게 형성될 수도 있고, 서로 이웃하는 산부 또는 골부의 간격이 서로 다른 간격으로 평행하게 형성될 수도 있으며, 동일한 간격과 서로 다른 간격이 조합된 형태로 구비될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 배터리(122)는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완이 패턴(36)을 통해 용이하게 이루어진다.
이로 인해, 외장재(30)의 반복적인 밴딩 작업시 반복적인 하중이 가해지더라도 외장재(30) 자체에 가해지는 피로도를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 외장재(30)의 내부에 배치된 전극조립체(20) 역시 밴딩 작업시 발생되는 하중으로부터 보호받을 수 있게 된다.
더불어, 외장재(30)에 형성되는 패턴은 외장재(30) 표면 전체에 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수도 있다.
한편, 전극조립체(20)는 플랙서블한 판상의 형태로 구비될 수도 있지만, 외장재(30)와 마찬가지로 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 동일한 패턴이 구비될 수 있다.
즉, 전극조립체(20)를 구성하는 양극(22), 음극(24) 및 분리막(26)이 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 동일한 패턴이 구비될 수 있다.
여기서, 전극조립체(20)에 형성되는 패턴(28)은 도 10에 도시된 바와 같이 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하게 형성된다. 이때, 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 전극조립체(20)에 형성되는 패턴(28)이 서로 일치하기만 하면 무방함을 밝혀둔다.
더불어, 패턴(36, 28)은 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이 산부와 골부가 연속적이거나 비연속적으로 이루어질 수 있으며, 산부와 골부의 단면 형상이 직선 패턴, 프리즘 패턴, 반원 패턴, 물결무늬 패턴, 다각형 패턴 및 이들이 혼합된 패턴 중에서 선택된 1종 이상의 패턴으로 형성될 수 있다.
한편, 상술한 플렉서블 배터리(122)는 본체(도 1의 110참조)으로 전원으로 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 본체(도 1의 110참조)의 내부에 구비되는 주배터리를 보조하는 보조배터리로서의 역할을 수행할 수도 있지만, 전자기기의 주배터리로도 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 손목 착용형 전자기기 110 : 본체
120 : 밴드부 130 : 결합베이스
140 : 회로부

Claims (17)

  1. 일면에 적어도 하나의 정보가 표시되며, 전기적인 연결을 위한 제1접속단자가 구비되는 본체;
    플렉서블 배터리가 내장되며, 상기 제1접속단자와 전기적으로 연결되는 제2접속단자가 구비되는 밴드부;
    상기 제2접속단자가 외부로 노출되도록 상기 밴드부의 길이 중간에 배치되는 결합베이스; 및
    상기 플렉서블 배터리로부터 제공되는 전원을 본체로 공급하거나 외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리로 공급하도록 전기적인 연결을 제어하는 회로부;를 포함하고,
    상기 플렉서블 배터리는,
    양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 및
    상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고,
    상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴이 각각 구비되고,
    상기 외장재에 형성되는 패턴과 상기 전극조립체에 형성되는 패턴은 서로 일치되도록 형성되는 손목 착용형 전자기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로부는,
    외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리 측으로 공급하여 상기 플렉서블 배터리를 충전시키도록 전기적인 연결을 제어하는 제1충전회로부; 및
    상기 플렉서블 배터리 또는 외부로부터 제공되는 전원을 상기 본체 측으로 공급하여 상기 본체를 충전시키도록 전기적인 연결을 제어하는 제2충전회로부;
    외부 충전기기와의 연결을 위한 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함하고,
    상기 플렉서블 배터리는 상기 제1충전단자를 통하여 외부로부터 공급되는 전원을 통하여 충전되고,
    상기 본체는 상기 제2충전단자를 통하여 외부로부터 공급되는 전원을 통하여 직접 충전되는 손목 착용형 전자기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는 일측에 상기 제1접속단자를 갖추어 상기 본체의 하부면으로부터 일정높이 돌출되는 돌출부를 포함하고,
    상기 결합베이스는 상기 돌출부가 삽입되고 상기 제2접속단자가 외부로 노출될 수 있도록 상부가 개방되는 수용홈이 구비되며,
    상기 본체와 결합베이스의 결합시 상기 돌출부가 상기 수용홈에 삽입되는 손목 착용형 전자기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 하부면에는 하방으로 일정높이 돌출되는 하나의 돌출편이 구비되고,
    상기 결합베이스의 상부면에는 상기 돌출편에 대응되는 가이드홈이 구비되며,
    상기 본체와 결합베이스의 결합시 상기 돌출편이 상기 가이드홈을 따라 슬라이딩 이동되는 손목 착용형 전자기기.
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