KR102663512B1 - 배터리 및 청소기 - Google Patents

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KR102663512B1
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Abstract

본 발명은 배터리에 관한 것이다.
일 측면에 따른 배터리는, 외형을 형성하는 프레임; 상기 프레임에 수용되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀이 세워진 상태로 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 배터리 홀더; 및 회로 기판을 포함하며, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하는 배터리 관리 유닛을 포함하고, 상기 프레임은, 제 1 프레임과, 상기 제 1 프레임의 하측에 결합되는 제 2 프레임을 포함하고, 상기 제 2 프레임의 내면에는 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 배터리 셀의 외주면과 대응되는 형상을 가지는 리브가 구비된다.

Description

배터리 및 청소기{Battery and Cleaner}
본 발명은 배터리 및 청소기에 관한 것이다.
청소기는 청소 대상 영역의 먼지나 이물을 흡입하거나 닦아 청소를 수행하는 기기이다.
이러한 청소기는, 사용자가 직접 청소기를 이동시키면서 청소를 수행하기 위한 수동 청소기와, 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 자동 청소기로 구분될 수 있다.
또한, 수동 청소기는, 청소기의 형태에 따라, 캐니스터 타입의 청소기, 업라이트 타입의 청소기, 핸디형 청소기, 스틱형 청소기 등으로 구분될 수 있다.
선행문헌인 한국등록특허공보 제10-1127088호(등록일 2012.03.08.)에는 핸드헬드 진공 청소기가 개시된다.
상기 핸드헬드 진공 청소기는, 흡입관과, 기류 생성기, 원심 분리 장치, 전원 및 핸들을 포함한다.
상기 원심 분리 장치는, 핸들과 흡입관의 사이에 위치되고, 핸들의 바로 위에는 기류 생성기가 배치되고, 핸들의 바로 아래에는 전원이 배치된다. 따라서, 상기 기류 생성기 및 전원은 기류 생성기의 후방에 위치된다.
선행문헌의 전원은 병렬로 눕혀진 상태로 배치되는 복수의 배터리 셀을 포함한다. 이와 같은 선행문헌의 전원을 청소기에서 분리하기 위해서는 청소기를 분해하여야 하는 문제가 있다.
그리고, 복수의 배터리 셀이 병렬로 눕혀진 상태로 한 층으로 배치되므로, 전원이 차지하는 부피가 커지되고, 전원이 흡입 모터로 공급할 수 있는 최대 전압이 작은 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 배터리를 용이하게 분리 및 장착할 수 있는 청소기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 배터리의 착탈 횟수가 증가되어도 배터리 단자와 본체 단자의 접촉이 안정적으로 유지될 수 있는 청소기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명은 목적은, 배터리의 착탈 과정에서 배터리 단자가 장착되는 회로 기판의 변형이 방지되는 청소기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 청소기에 장착될 수 있는 배터리를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 청소기는, 배터리 하우징과, 상기 배터리 하우징에 분리 가능하게 결합되는 배터리를 포함할 수 있다.
상기 배터리 하우징에는 배터리와 연결되기 위한 본체 단자가 구비될 수 있고, 상기 배터리는 상기 본체 단자와 연결되기 위한 배터리 단자를 포함할 수 있다.
상기 배터리 단자는, 탄성 변형 가능하며 제 1 접촉부를 구비하는 제 1 클립 단자와, 탄성 변형 가능하며 제 2 접촉부를 구비하는 제 2 클립 단자를 포함할 수 있다.
상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부 사이에서 상기 배터리 단자가 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부와 접촉되며, 상기 배터리 단자와 상기 본체 단자의 결합 방향과 나란한 방향으로 상기 제 1 접촉부와 제 2 접촉부가 이격될 수 있다.
상기 청소기는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터와, 상기 흡입 모터의 온 또는 오프 명령을 입력하기 위한 조작부를 구비하는 핸들을 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 하우징은 상기 핸들의 일측에 배치될 수 있다.
상기 배터리 단자와 상기 본체 단자의 접촉 신뢰성이 향상되도록, 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부를 연결하는 선은 수직선일 수 있다.
상기 배터리 단자와 상기 본체 단자의 접촉 신뢰성이 향상되도록, 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부는 상기 배터리 단자와 상기 본체 단자의 결합 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 배터리 단자와 상기 본체 단자의 접촉 신뢰성이 향상되도록, 상기 각 클립 단자는, 상기 각 클립 단자가 수평 방향으로 이격되는 복수의 개별 단자를 가지도록 하기 위한 절개부를 포함할 수 있다.
상기 배터리는, 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하기 위한 배터리 관리 유닛을 더 포함할 수 있으며, 상기 배터리 단자는, 상기 본체 단자에 연결될 수 있다.
상기 배터리는, 복수의 배터리 셀의 열이 상기 배터리 관리 유닛으로 전달되는 것을 차단하기 위하여, 복수의 배터리 셀과 상기 배터리 관리 유닛 사이에 배치되며, 상기 배터리 관리 유닛이 결합되는 배리어를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 관리 유닛은, 상기 배터리 단자가 설치되는 회로 기판을 포함하고, 상기 배리어는, 상기 회로 기판과 나란하게 배치되는 플레이트와, 상기 플레이트에서 상기 회로 기판 측을 향하여 연장되며 상기 배터리의 착탈 과정에서 상기 회로 기판의 변형을 방지하기 위한 변형 방지 리브를 포함할 수 있다.
상기 변형 방지 리브는, 상기 본체 단자가 상기 배터리 단자와 분리된 상태에서 상기 회로 기판과 접촉될 수 있다.
상기 변형 방지 리브는 상기 본체 단자가 상기 배터리 단자와 분리된 상태에서는 상기 회로 기판과 이격되고, 상기 본체 단자가 상기 배터리 단자와 결합된 상태에서는 상기 회로 기판과 접촉될 수 있다.
상기 배터리 단자는, 상기 회로 기판을 관통하는 복수의 설치핀을 포함하고, 상기 변형 방지 리브는 상기 복수의 설치핀 중 적어도 두 개의 설치핀 사이에 위치될 수 있다.
상기 배터리는, 상기 복수의 배터리 셀을 수용하는 프레임을 더 포함하고, 상기 프레임은 외측으로 돌출되며 단자 통과홀을 구비하는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부의 내측에 상기 배터리 단자가 위치될 수 있다.
상기 배터리 하우징에는 상기 돌출부가 수용되는 수용부가 구비되며, 상기 수용부에 상기 본체 단자가 위치될 수 있다.
다른 측면에 따른 청소기는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터; 상기 흡입 모터의 온 또는 오프 명령을 입력하기 위한 조작부를 구비하는 핸들; 상기 핸들의 일측에 배치되는 배터리 하우징; 상기 배터리 하우징에 구비되는 본체 단자; 상기 배터리 하우징에 분리 가능하게 결합되는 배터리를 포함할 수 있다.
상기 배터리는, 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하기 위한 배터리 관리 유닛; 및 상기 배터리 관리 유닛과 연결되며, 상기 배터리가 상기 배터리 하우징에 장착될 때 상기 본체 단자와 연결되는 배터리 단자를 포함할 수 있다.
상기 배터리 단자는, 상기 배터리가 상기 배터리 하우징에 장착되는 제 1 방향과 교차되는 제2방향으로 이격되는 제 1 접촉부와 제 2 접촉부를 구비하는 제 1 클립 단자와, 상기 배터리가 상기 배터리 하우징에 장착되는 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 이격되는 제 3 접촉부와 제 4 접촉부를 구비하는 제 2 클립 단자를 포함할 수 있다.
상기 제 1 클립 단자와 제 2 클립 단자의 배열 방향인 제 3 방향으로 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부가 이격되어 배치되고, 상기 제 3 방향으로 상기 제 3 접촉부와 제 4 접촉부가 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부는 상기 제 3 접촉부와 제 4 접촉부와 다른 높이에 위치될 수 있다.
다른 측면에 따른 배터리는, 외형을 형성하는 프레임; 상기 프레임에 수용되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀이 세워진 상태로 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 배터리 홀더; 및 회로 기판을 포함하며, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하는 배터리 관리 유닛을 포함할 수 있다.
상기 프레임은, 제 1 프레임과, 상기 제 1 프레임의 하측에 결합되는 제 2 프레임을 포함할 수 있다. 상기 제 2 프레임의 내면에는 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 배터리 셀의 외주면과 대응되는 형상을 가지는 리브가 구비될 수 있다.
상기 하나 이상의 배터리 셀은 원통 형태로 형성될 수 있다. 상기 리브는 상기 하나 이상의 배터리 셀의 원통 형태와 대응되도록 곡면을 가질 수 있다.
상기 리브는 곡면을 가지며, 상기 곡면은 상기 하나 이상의 배터리 셀의 외주면 곡률에 대응되는 곡률을 가질 수 있다.
상기 하나 이상의 배터리 셀의 외주면은, 상기 배터리 홀더와 접촉하는 제1둘레면과, 상기 배터리 홀더와 비접촉하는 제2둘레면을 포함할 수 있다. 상기 리브는 상기 제2둘레면에 접촉할 수 있다.
상기 제 2 프레임의 내면은 측면과 하면을 포함하고, 상기 리브는 상기 측면 및 하면 중 하나 이상의 면에 형성될 수 있다.
상기 회로 기판은 상기 복수의 배터리 셀의 상측에 위치되고, 상기 리브는 상기 하나 이상의 배터리 셀의 외주면 하측에 접촉할 수 있다.
상기 제 2 프레임은, 제 1 면과, 상기 제 1 면과 마주보는 제 2 면과, 상기 제 1 면의 일측과 제 2 면의 일측을 연결하는 제 3 면과, 상기 제 1 면의 타측과 제 2 면의 타측을 연결하며 곡면을 가지는 제 4 면을 포함할 수 있다.
상기 복수의 배터리 셀은, 제 1 열의 복수의 제 1 셀과, 제 2 열의 복수의 제 2 셀과, 상기 제 1 열의 일부 셀과, 상기 제 2 열의 일부 셀 사이 영역을 바라보도록 배치되는 단일의 제 3 셀을 포함할 수 있다.
상기 제 3 셀은 상기 제 4 면과 인접하게 위치될 수 있다.
상기 리브는, 상기 제 1 면과 상기 제 3 면의 경계 부위에 위치되거나, 상기 제 2 면과 상기 제 3 면의 경계 부위에 위치될 수 있다.
상기 리브는, 상기 제 1 열의 복수의 제 1 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 멀리 위치하는 셀과 접촉하거나, 상기 제 2 열의 복수의 제 2 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 멀리 위치하는 셀과 접촉할 수 있다.
상기 리브는, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 하나 이상에 구비될 수 있다. 상기 리브는, 상기 제 1 열의 복수의 제 1 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 가깝게 위치하는 셀과 접촉하거나, 상기 제 2 열의 복수의 제 2 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 가깝게 위치하는 셀과 접촉할 수 있다.
상기 리브는, 상기 제 4 면에 구비되거나, 상기 제 3 셀과 접촉할 수 있다.
청소기는 위에서 언급한 배터리를 포함할 수 있다.
제안되는 발명에 의하면, 배터리를 배터리 하우징에서 분리할 수 있으므로, 배터리 만을 별도로 충전대에서 충전할 수 있는 장점이 있다.
또한, 배터리 단자에서 본체 단자와 접촉되는 제 1 접촉부와 제 2 접촉부가 상기 배터리 단자와 상기 본체 단자의 결합 방향과 나란한 방향으로 이격되므로, 본체 단자와의 접촉 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 배터리 단자가 배터리 관리 유닛의 회로 기판에 설치되는 경우, 배터리의 착탈 과정에서 회로 기판이 변형 방지 리브와 접촉하므로, 회로 기판의 변형이 방지되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기를 하측에서 바라본 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 종단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리가 배터리 하우징에서 분리된 모습을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 하우징에서 인너 하우징이 분리된 도면.
도 8은 도 7의 인너 하우징이 배터리 하우징에 결합된 모습을 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도.
도 10은 도 9의 배터리의 정면도.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 분해 사시도.
도 12는 본 발명의 배터리 홀더를 보여주는 사시도.
도 13은 도 12의 배터리 홀더의 평면도.
도 14는 본 발명이 일 실시 예에 따른 제 2 프레임의 평면도.
도 15는 배터리 홀더와 배터리 셀이 제 2 프레임에 안착된 상태를 보여주는 평면도.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배리어의 사시도.
도 17은 도 9의 배터리에서 제 1 프레임이 제거된 상태의 사시도.
도 18은 제 1 프레임의 이동 방지 리브와 배터리 관리 유닛의 배치 관계를 보여주는 배터리의 횡단면도.
도 19는 제 1 프레임의 이동 방지 리브와 배터리 관리 유닛의 배치 관계를 보여주는 배터리의 종단면도.
도 20은 도 9의 배터리에서 제 2 프레임이 제거된 상태를 보여주는 도면.
도 21는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 단자를 보여주는 사시도.
도 22는 본 발명의 배터리 단자의 정면도.
도 23은 배터리가 배터리 하우징에 장착된 상태를 보여주는 도면.
도 24는 배터리를 배터리 하우징에서 분리하기 위하여 제 1 결합부 및 제 2 결합부가 사용자에 의해서 조작된 상태를 보여주는 도면.
도 25는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 단자의 사시도.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리가 배터리 하우징에 설치된 모습을 보여주는 도면.
도 27은 도 26에서 배터리가 배터리 하우징에는 분리되는 모습을 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기를 하측에서 바라본 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 종단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기(1)는, 본체(2)를 포함할 수 있다.
상기 청소기(1)는 상기 본체(2)의 앞쪽에 결합되는 흡입부(5)를 더 포함할 수 있다. 상기 흡입부(5)는 먼지를 포함하는 공기를 상기 본체(2)로 안내할 수 있다.
상기 청소기(1)는 상기 본체(2)에 결합되는 핸들부(3)를 더 포함할 수 있다. 상기 핸들부(3)는 상기 본체(2)에서 상기 흡입부(5)의 반대편에 위치될 수 있다.
즉, 상기 흡입부(5)와 상기 핸들부(3) 사이에 상기 본체(2)가 배치될 수 있다.
상기 본체(2)는, 제 1 바디(10)와, 상기 제 1 바디(10)의 상측에 위치되는 제 2 바디(12)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 바디(10)와 상기 제 2 바디(12)는 직접 결합되거나 중간의 매개부재에 의해서 간접적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 바디(10)와 상기 제 2 바디(12)는, 제한적이지는 않으나, 원통 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 바디(10)와 상기 제 2 바디(12) 각각은 상측 및 하측이 개구된다. 즉, 상기 각 바디(10, 12)는 상측 개구 및 하측 개구를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 흡입부(5)의 중앙부가 대략적으로 상기 제 1 바디(10)와 상기 제 2 바디(12)의 경계부에 위치되도록 상기 흡입부(5)가 상기 본체(2)에 결합될 수 있다.
상기 본체(2)는 상기 흡입부(5)를 통해 흡입된 공기에서 먼지를 분리하는 먼지 분리부를 더 포함할 수 있다.
상기 먼지 분리부는, 일 예로 싸이클론 유동에 의해서 먼지를 분리할 수 있는 제 1 싸이클론부(110)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 바디(10)가 상기 제 1 싸이클론부(110)를 포함한다.
상기 흡입부(5)를 통하여 흡입되는 공기와 먼지는 상기 제 1 싸이클론부(110)의 내주면을 따라 나선 유동하게 된다.
상기 제 1 싸이클론부(110)의 싸이클론 유동의 축은 상하 방향으로 연장될 수 있다.
상기 먼지 분리부는 상기 제 1 싸이클론부(110)에서 배출된 공기에서 먼지를 재차 분리하는 제 2 싸이클론부(130)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 먼지 분리부의 크기가 최소화되도록 상기 제 2 싸이클론부(130)는 상기 제 1 싸이클론부(110) 내부에 위치될 수 있다. 상기 제 2 싸이클론부(130)는 병렬로 배치되는 복수의 싸이클론 바디를 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 먼지 분리부가 단일의 싸이클론부를 가지는 것도 가능하며, 이 경우에도 상기 싸이클론 유동의 축은 상하 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 1 바디(10)는 상기 각 싸이클론부(110, 130)에서 분리된 먼지를 저장하는 먼지통 역할을 한다.
상기 본체(2)는 상기 제 1 바디(10)의 하측을 개폐하는 바디 커버(16)를 더 포함할 수 있다. 상기 바디 커버(16)는 회전 동작에 의해서 상기 제 1 바디(10)를 개폐할 수 있다.
상기 제 2 싸이클론부(130)의 적어도 일부는 상기 제 1 바디(10) 내에 위치될 수 있다.
상기 제 1 바디(10) 내에는 상기 제 2 싸이클론부(130)에서 분리된 먼지를 저장을 가이드하는 먼지 저장 가이드(124)가 배치될 수 있다. 상기 먼지 저장 가이드(124)는 상기 제 2 싸이클론부(130)의 하측에 결합되며 상기 바디 커버(16)의 상면에 접촉할 수 있다.
상기 먼지 저장 가이드(124)는 상기 제 1 바디(10) 내부의 공간을 상기 제 1 싸이클론부(110)에서 분리된 먼지가 저장되는 제 1 먼지 저장부(121)와, 상기 제 2 싸이클론부(130)에서 분리된 먼지가 저장되는 제 2 먼지 저장부(123)로 구획할 수 있다.
상기 먼지 저장 가이드(124)의 내부 공간이 상기 제 2 먼지 저장부(123)이고, 상기 먼지 저장 가이드(124)와 상기 제 1 바디(10) 사이 공간이 제 1 먼지 저장부(121)이다.
상기 바디 커버(16)는 상기 제 1 먼지 저장부(121)와 상기 제 2 먼지 저장부(123)를 함께 개폐할 수 있다.
상기 청소기(1)는, 흡입력을 발생하기 위한 흡입 모터(20)와, 상기 흡입 모터(20)로 전원을 공급하기 위한 배터리(40)를 더 포함할 수 있다.
상기 흡입 모터(20)는 상기 제 2 바디(12) 내에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 흡입 모터(20)의 적어도 일부는 상기 먼지 분리부의 상측에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 흡입 모터(20)는 상기 제 1 바디(10)의 상방에 위치된다.
상기 흡입 모터(20)는 상기 제 2 싸이클론부(130)의 배출구와 연통될 수 있다.
이를 위하여, 상기 본체(2)는, 상기 제 2 싸이클론부(130)와 연결되는 배출 가이드(28)와, 상기 배출 가이드(28)와 연통되는 유동 가이드(22)를 더 포함할 수 있다.
일 예로 상기 배출 가이드(28)는 상기 제 2 싸이클론부(130)의 상측에 위치되고, 상기 유동 가이드(22)는 상기 배출 가이드(28)의 상측에 위치된다.
그리고, 상기 흡입 모터(20)의 적어도 일부는 상기 유동 가이드(22) 내부에 위치된다.
따라서, 상기 먼지 분리부의 싸이클론 유동의 축은 상기 흡입 모터(20)를 관통할 수 있다.
상기 흡입 모터(20)가 상기 제 2 싸이클론부(130)의 상측에 위치되면, 상기 제 2 싸이클론부(130)에서 배출된 공기가 바로 상기 흡입 모터(20) 측으로 유동할 수 있어, 상기 먼지 분리부와 상기 흡입 모터(20) 간의 유로가 최소화될 수 있다.
상기 흡입 모터(20)는 회전 동작하는 임펠러(200)를 포함할 수 있다. 상기 임펠러(200)는 샤프트(202)에 연결될 수 있다. 상기 샤프트(202)는 상하 방향으로 연장되도록 배치된다.
상기 샤프트(202)의 연장선(임펠러(200)의 회전축이라고도 할 수 있음)은 상기 제 1 바디(10)를 통과할 수 있다. 이때, 상기 임펠러(200)의 회전축과 상기 먼지 분리부의 제 1 싸이클론부(110)에서 발생되는 싸이클론 유동의 축은 동일선 상에 위치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 먼지 분리부에서 배출된 공기, 즉, 제 2 싸이클론부(130)에서 상방으로 배출된 공기가 상기 흡입 모터(20) 측으로 유동하는 경로가 줄어들고, 공기의 방향 변화가 줄어들 수 있어 공기의 유동 손실이 줄어드는 장점이 있다.
공기의 유동 손실이 줄어드는 경우, 흡입력이 증가될 수 있으며 상기 흡입 모터(20)로 전원을 공급하기 위한 배터리(40)의 사용 시간이 증가될 수 있다.
상기 청소기(1)는, 상기 흡입 모터(20)의 상측 일부를 커버하는 상부 모터 하우징(26)과 상기 흡입 모터(20)의 하측 일부를 커버하는 하부 모터 하우징(27)을 더 포함할 수 있다. 상기 흡입 모터(20)는 상기 각 모터 하우징(26) 내부에 수용되고, 상기 유동 가이드(22)는 상기 상부 모터 하우징(26)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 유동 가이드(22)의 적어도 일부는 상기 상부 모터 하우징(26)과 이격될 수 있다. 또한, 상기 유동 가이드(22)의 적어도 일부는 상기 제 2 바디(12)와 이격될 수 있다.
따라서, 상기 유동 가이드(22)의 내주면과 상기 상부 모터 하우징(26)의 외주면은 제 1 공기 유로(232)를 형성하고, 상기 유동 가이드(22)의 외주면과 상기 제 2 바디(12)의 내주면은 제 2 공기 유로(234)를 형성한다.
상기 제 2 싸이클론부(130)에서 배출된 공기는 상기 제 1 공기 유로(232)를 따라 상기 흡입 모터(20)로 유동하고 상기 흡입 모터(20)에서 배출된 공기는 상기 제 2 공기 유로(234)를 따라 유동한 후에 외부로 배출된다. 따라서, 상기 제 2 공기 유로(234)는 배기 유로 역할을 한다.
상기 핸들부(3)는, 사용자의 파지를 위한 핸들(30)과, 상기 핸들(30)의 하측에 배치되는 배터리 하우징(60)을 포함할 수 있다.
상기 핸들(30)은 상기 흡입 모터(20)의 후방에 위치될 수 있다.
방향에 대해서 정의하면, 상기 청소기(1)에서 상기 흡입 모터(20)를 기준으로 상기 흡입부(5)가 위치되는 방향이 전방이고, 상기 핸들(30)이 위치하는 방향이 후방이다.
상기 배터리(40)는 상기 제 1 바디(10)의 후방에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 흡입 모터(20)와 상기 배터리(40)는 상하 방향으로 중첩되지 않도록 배치되며, 배치 높이 또한 다르게 배치될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 상기 핸들(30)을 기준으로, 무게가 무거운 흡입 모터(20)가 상기 핸들(30)의 전방에 위치되고, 무게가 무거운 배터리(40)가 상기 핸들(30)의 하방에 위치되므로, 상기 청소기(1) 전체적으로 무게가 고르게 분배된다. 사용자가 상기 핸들(30)을 잡고 청소를 할 때, 사용자의 손목에 무리가 가는 것이 방지될 수 있다. 즉, 청소기(1)의 앞쪽과 뒤쪽에 무게가 무거운 구성이 분산되어 배치되되, 서로 다른 높이에 배치되므로, 청소기(1)의 무게 중심이 어느 일측으로 쏠리는 것이 방지될 수 있다.
상기 배터리(40)가 상기 핸들(30)의 하방에 위치되고 상기 흡입 모터(20)는 상기 핸들(30)의 전방에 위치되므로, 상기 핸들(30)의 상방에는 아무런 구성이 존재하지 않게 된다. 즉, 상기 핸들(30)의 상면은 상기 청소기(1)의 상면 일부 외관을 형성한다.
따라서, 상기 핸들(30)을 잡고 사용하는 과정에서 청소기(1)의 일 구성이 사용자의 팔에 접촉하는 것이 방지될 수 있다.
상기 핸들(30)은, 상하 방향으로 연장되며 사용자가 잡을 수 있는 제 1 연장부(310)와, 상기 제 1 연장부(310)의 상측에서 상기 흡입 모터(20)를 향하여 연장되는 제 2 연장부(320)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 연장부(320)는 적어도 일부가 수평 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 1 연장부(310)에는 사용자가 상기 제 1 연장부(310)를 잡은 상태에서 손이 상기 제 1 연장부(310)의 길이 방향(도 2에는 상하 방향)으로 이동되는 것을 방지하기 위한 이동 제한부(312)가 구비될 수 있다. 상기 이동 제한부(312)는 상기 제 1 연장부(310)에서 상기 흡입부(5)를 향하여 연장될 수 있다.
상기 이동 제한부(312)는 상기 제 2 연장부(320)와 이격되어 배치된다. 따라서, 상기 제 1 연장부(310)를 파지한 상태에서 일부 손가락은 상기 이동 제한부(312)의 상방에 위치되고, 나머지 손가락은 상기 이동 제한부(312)의 하방에 위치된다.
일 예로 검지 손가락과 중지 손가락 사이에 상기 이동 제한부(312)가 위치될 수 있다.
이와 같은 배치에 의하면, 사용자가 상기 제 1 연장부(310)를 파지한 상태에서 상기 흡입부(5)의 길이 방향 축(A1)이 사용자의 손목을 지날 수 있다.
상기 흡입부(5)의 길이 방향 축(A1)이 사용자의 손목을 지나는 경우, 사용자의 팔이 펴진 상태에서 상기 흡입부(5)의 길이 방향 축(A1)은 사용자의 팔의 연장 방향과 실질적으로 나란할 수 있다. 따라서, 이와 같은 상태에서는 사용자가 상기 핸들(30)을 잡고 청소기(1)를 밀거나 당길 때 필요한 사용자의 힘이 최소화되는 장점이 있다.
상기 핸들(30)은 조작부(326)를 포함할 수 있다. 일 예로 상기 조작부(326)는 상기 제 2 연장부(320)에 형성되는 경사면에 위치될 수 있다. 상기 조작부(326)를 통하여 청소기(흡입 모터)의 온 명령 및 오프 명령을 입력할 수 있다.
상기 조작부(326)는 사용자를 향하도록 배치될 수 있다. 상기 핸들(30)을 기준으로 상기 조작부(326)는 상기 이동 제한부(312)의 반대편에 위치될 수 있다.
상기 조작부(316)는 상기 이동 제한부(312) 보다 높게 위치된다. 따라서, 사용자가 상기 제 1 연장부(310)를 잡은 상태에서 엄지 손가락으로 쉽게 상기 조작부(326)를 조작할 수 있다.
또한, 상기 제 1 연장부(310)에서 벗어난 위치에 상기 조작부(326)가 위치되므로, 상기 제 1 연장부(310)를 파지한 상태에서 청소를 수행할 때, 의도하지 않게 상기 조작부(326)가 조작되는 것이 방지될 수 있다.
상기 제 2 연장부(320)에는 작동 상태를 표시하기 위한 표시부(322)가 구비될 수 있다. 상기 표시부(322)는 일 예로 상기 제 2 연장부(320)의 상면에 위치될 수 있다. 따라서, 사용자가 청소를 수행하는 과정에서 상기 제 2 연장부(320)의 상면에 위치한 표시부(322)를 쉽게 확인할 수 있다. 상기 표시부(322)는 일 예로 배터리(40)의 잔량, 흡입 모터의 세기 등을 표시할 수 있다.
상기 표시부(322)는 제한적이지는 않으나, 복수의 발광부를 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광부는 상기 제 2 연장부(320)의 길이 방향으로 이격되어 배열될 수 있다.
상기 배터리 하우징(60)은 상기 제 1 연장부(310)의 하측에 위치될 수 있다.
상기 배터리(40)는 상기 배터리 하우징(60)에 분리 가능하게 수용될 수 있다.
일 예로 상기 배터리(40)는 상기 배터리 하우징(60)의 하방에서 상기 배터리 하우징(60) 내부로 삽입될 수 있다.
상기 배터리 하우징(60)의 후면과 상기 제 1 연장부(310)의 후면은 연속적인 면을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 배터리 하우징(60)과 상기 제 1 연장부(310)가 일체감을 가질 수 있다.
상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 수용된 상태에서 상기 배터리(40)의 하면이 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 상기 청소기(1)를 바닥에 놓을 때 상기 배터리(40)가 바닥에 놓일 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 상기 배터리(40)를 상기 배터리 하우징(60)에서 바로 분리할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 배터리(40)의 하면이 외부로 노출되므로, 상기 배터리(40)의 하면이 청소기(1)의 외부의 공기와 직접 접촉할 수 있어 상기 배터리(40)의 냉각 성능이 향상될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 청소기(1)는 상기 흡입 모터(20)를 지난 공기가 배출되는 공기 배출구(522)를 가지는 필터 기구(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 공기 배출구(522)는 일 예로 복수의 개구를 포함하고 복수의 개구는 원주 방향으로 배열될 수 있다. 따라서, 공기 배출구(522)는 링 형태로 배열될 수 있다.
상기 필터 기구(50)는 상기 본체(2)의 상측에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상기 필터 기구(50)는 상기 제 2 바디(12)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 필터 기구(50)가 상기 본체(2)에 결합된 상태에서 상기 필터 기구(50)의 일부는 상기 제 2 바디(12)의 외측에 위치된다. 따라서, 상기 필터 기구(50)의 일부는 상기 본체(2)의 상측 개구를 통하여 본체(2) 내부로 인입되고, 다른 일부는 상기 본체(2)의 외부로 돌출된다.
상기 본체(2)의 높이는 상기 핸들(30)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 상기 필터 기구(50)는 상기 본체(2)의 상방으로 돌출되어 사용자가 상기 필터 기구(50)를 잡은 상태에서 상기 필터 기구(50)를 용이하게 분리할 수 있다.
상기 필터 기구(50)가 상기 본체(2)에 결합된 상태에서 상기 필터 기구(50)의 상측에 상기 공기 배출구(522)가 위치된다. 따라서, 상기 흡입 모터(20)에서 배출된 공기는 상기 본체(2)의 상방으로 배출된다.
본 실시 예에 의하면, 청소기(1)를 이용하여 청소하는 과정에서, 공기 배출구(522)에서 배출된 공기가 사용자 측으로 유동하는 것이 방지될 수 있다.
상기 본체(2)는 상기 흡입 모터(20)로 유입되는 공기를 필터링하기 위한 프리 필터(29)를 더 포함할 수 있다. 상기 프리 필터(29)는 상기 유동 가이드(22) 내에 위치될 수 있다. 또한, 상기 프리 필터(29)는 상기 상부 모터 하우징(26)에 안착되며 상기 상부 모터 하우징(26)의 일부를 둘러쌀 수 있다. 즉, 상기 상부 모터 하우징(26)은 상기 프리 필터(29)를 지지하기 위한 필터 지지부를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리가 배터리 하우징에서 분리된 모습을 보여주는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 하우징에서 인너 하우징이 분리된 도면이며, 도 8은 도 7의 인너 하우징이 배터리 하우징에 결합된 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도이고, 도 10은 도 9의 배터리의 정면도이다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 상기 배터리 하우징(60)은, 상기 핸들(30)과 일체로 형성되는 아우터 하우징(600)과, 상기 아우터 하우징(600)에 삽입될 수 있는 인너 하우징(610)을 포함할 수 있다.
상기 인너 하우징(610)은 상기 아우터 하우징(600)의 하측에 삽입될 수 있다. 상기 인너 하우징(610)은 상기 배터리(40)가 수용되기 위한 배터리 챔버(611)를 형성한다.
상기 인너 하우징(610)은 상기 아우터 하우징(600) 및 상기 제 1 바디(10) 중 하나 이상에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 배터리(40)는 상기 인너 하우징(610)에 결합될 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 인너 하우징(610)이 상기 아우터 하우징(600)에 삽입된 상태에서 상기 배터리(40)를 수용하고 상기 배터리(40)와 결합되므로, 상기 아우터 하우징(600)이 변형되거나 배터리(40)의 장착 및 분리 과정에서 아우터 하우징(600)이 손상되는 것이 방지될 수 있다.
물론, 상기 인너 하우징(610)을 별도로 형성하지 않고, 상기 인너 하우징(610)을 상기 아우터 하우징(600)과 일체로 형성하는 것도 가능하다.
상기 인너 하우징(610)은 상기 바디 커버(16)의 힌지(162)가 결합되는 한 쌍의 힌지 결합부(620)를 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 힌지 결합부(620)는 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 상기 한 쌍의 힌지 결합부(620) 사이에는 공간(622)이 형성될 수 있다.
상기 인너 하우징(610)은 상기 제 1 바디(10)와의 체결을 위한 바디 체결부(642)를 더 포함할 수 있다.
상기 인너 하우징(610)은 상기 배터리(40)가 상기 인너 하우징(610)에 장착된 상태에서 상기 배터리(40)를 충전시키기 위한 제 1 본체 단자(630)를 더 포함할 수 있다. 상기 청소기(1)를 도시되지 않은 충전대에 안착시키면 상기 충전대의 단자가 상기 제 1 본체 단자(630)와 접촉할 수 있다.
상기 제 1 본체 단자(630)는 일 예로 한 쌍의 힌지 결합부(620)의 하면에 위치되되, 상기 청소기(1)를 바닥에 놓은 상태에서 바닥과 이격될 수 있다. 즉, 상기 힌지 결합부(620)의 하면에는 상방으로 함몰되는 단자 수용홈(623)이 형성되며, 상기 단지 수용홈(623)에 상기 제 1 본체 단자(630)가 위치될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 본체 단자(630)의 손상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 단자 수용홈(623)에 상기 제 1 본체 단자(630)가 위치되므로, 상기 청소기(1)를 바닥에 놓는 경우에 물이 상기 제 1 본체 단자(630)와 접촉하는 것이 방지될 수 있다.
상기 배터리(40)는 외형을 형성하는 프레임(410)을 포함할 수 있다. 상기 프레임(410)과 상기 배터리 챔버(611)는 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 배터리(40)는 복수의 결합부(470, 474)를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 결합부(470, 474)는 상기 프레임(410)의 일측에 배치되는 제 1 결합부(470)와, 상기 프레임(410)의 타측에 배치되는 제 2 결합부(474)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 결합부(470)와 상기 제 2 결합부(474)는 일 예로 서로 반대편에 위치될 수 있다.
상기 제 1 결합부(470)는 제 1 후크(472)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 결합부(470)는 상기 프레임(410)의 외측에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제1결합부(470)는 상기 프레임(410)에 구비되는 탄성부재(도 23의 473참조)에 의해서 탄성 지지될 수 있다.
상기 한 쌍의 힌지 결합부(620) 사이에는 상기 제 1 결합부(470)의 제 1 후크(472)가 걸리기 위한 걸림 리브(640)가 구비될 수 있다.
상기 배터리(40)의 결합 과정에서 상기 제 1 결합부(470)의 제 1 후크(472)가 상기 공간(622)을 지나 상기 걸림 리브(640)에 걸릴 수 있다.
상기 제 2 결합부(474)는 상기 프레임(410)과 일체로 형성되며, 외력에 의해서 탄성 변형될 수 있다.
구체적으로, 상기 프레임(410)의 하면에서 수평 방향으로 연장부(475)가 연장되고, 상기 제 2 결합부(474)는 상기 연장부(475)의 단부에서 상방으로 연장된다. 상기 연장부(475)에 의해서 상기 제 2 결합부(474)는 상기 프레임(410)의 외면과 이격된다.
즉, 상기 프레임(410)과 상기 제 2 결합부(474) 사이에 변형을 위한 여유 공간이 형성된다. 상기 여유 공간에 의해서 상기 제 2 결합부(474)는 외력에 의해서 상기 프레임(410)과 가까워지는 방향으로 탄성 변형될 수 있다.
상기 제 2 결합부(474)는 제 2 후크(476)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 후크(476)는 상기 제 2 결합부(474)의 다른 부분에 비하여 두께가 얇게 형성될 수 있다.
상기 배터리(40)가 상기 배터리 챔버(611)에 수용된 상태에서 상기 제 2 결합부(474)의 조작이 가능하도록 상기 제 2 결합부(474)를 외부로 노출시키기 위하여, 상기 아우터 하우징(600)에는 제 1 노출 개구(602)가 구비되고, 상기 인너 하우징(610)에는 제 2 노출 개구(612)가 구비된다.
그리고, 상기 인너 하우징(610)에서 상기 제 2 노출 개구(612)의 상방에는 상기 제 2 결합부(474)의 제 2 후크(476)가 결합되는 결합 슬롯(614)이 형성될 수 있다. 상기 결합 슬롯(614)은 홀 이거나 홈일 수 있다.
상기 제 2 결합부(474)의 제 2 후크(476)는 상기 인너 하우징(610) 내로 인입된 상태에서 상기 결합 슬롯(614)에 삽입될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 분해 사시도이고, 도 12는 본 발명의 배터리 홀더를 보여주는 사시도이고, 도 13은 도 12의 배터리 홀더의 평면도이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 상기 배터리(40)는, 복수의 배터리 셀(430)과, 상기 복수의 배터리 셀(430)을 지지하는 배터리 홀더(440)와, 복수의 배터리 셀(430)의 전압을 관리하는 배터리 관리 유닛(480)과, 상기 배터리 관리 유닛(480)에 연결되는 배터리 단자(490)를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 배터리 셀(430), 배터리 홀더(440), 배터리 관리 유닛(480)은 상기 프레임(410)에 의해서 커버될 수 있다.
또한, 상기 배터리(40)는 상기 배터리 셀(430)과 상기 배터리 관리 유닛(480) 사이에 배치되는 배리어(450)를 더 포함할 수 있다.
상기 배리어(450)는 상기 배터리 셀(430)의 열이 상기 배터리 관리 유닛(480)로 전달되는 것을 차단한다.
상기 프레임(410)은, 제 1 프레임(420)과, 상기 제 1 프레임(420)의 하측에 결합되는 제 2 프레임(460)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 프레임(420)의 상측에는 돌출부(422)가 형성되며, 상기 돌출부(422)에는 후술할 제 2 본체 단자(도 23의 670 참조)가 관통하기 위한 단자홀(424)이 형성될 수 있다.
상기 단자홀(424)은 상기 돌출부(422)의 상면에 형성된다. 따라서, 상기 배터리(40)가 상방으로 상기 배터리 하우징(60)에 장착되는 과정에서 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670 참조)가 상기 단자홀(424)을 관통하여 상기 배터리 단자(490)와 연결될 수 있다.
이때, 상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 장착되는 방향을 사용자가 쉽게 알 수 있도록, 상기 돌출부(422)는 상기 제 1 프레임(420)의 중앙부에서 일측으로 치우치게 위치될 수 있다. 일 예로 상기 돌출부(422)는 상기 제 1 결합부(470)와 상기 제 2 결합부(474) 사이 영역에서 상기 제 2 결합부(474)와 가깝게 위치될 수 있다.
상기 제 2 프레임(460)의 상측에는 상기 제 1 프레임(410)의 하단이 안착되기 위한 안착부(461)가 형성될 수 있다.
상기 배터리 관리 유닛(480)은 상기 배리어(450)의 상측에 결합될 수 있다. 상기 배터리 관리 유닛(480)은 상기 배리어(450)에 체결부재에 의해서 체결되기 위한 하나 이상의 체결홀(482)이 형성될 수 있다.
상기 배터리 홀더(440)는, 복수의 배터리 셀(430)이 세워진 상태로 배열되도록 한다. 일 예로 상기 각 배터리 셀(430)의 연장 방향은 상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 장착되는 방향 및 분리 되는 방향과 나란할 수 있다.
또한, 상기 배터리 홀더(440)는, 복수의 배터리 셀(430)이 복수의 열로 배열되도록 한다.
일 예로, 상기 복수의 배터리 셀(430)은 제한적이지는 않으나 7개의 배터리 셀을 포함하고, 상기 배터리 홀더(440)는, 7개의 배터리 셀 중 일부의 배터리 셀이 2열로 배열되도록 할 수 있다. 다만, 본 발명에서 배터리 셀(430)의 개수에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 배터리 홀더(440)는, 복수의 배터리 셀(430)이 2열로 구획되어 배열되도록 하기 위한 구획벽(441)과, 상기 구획벽(441)의 상측에 구비되는 제 1 홀더(442)와, 상기 구획벽(441)의 상측에 구비되는 제 2 홀더(445)를 포함한다.
상기 제 1 홀더(442)는 상기 복수의 배터리 셀(430) 각각의 상측을 둘러싸고, 상기 제 2 홀더(445)는 복수의 배터리 셀(430) 각각의 하측을 둘러싼다.
상기 제 1 홀더(442)와 상기 제 2 홀더(445)는 상하 방향으로 이격되어 배치된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 상기 구획벽(441)에 의해서 두 열 중 어느 한 열에서 배터리 셀(430)이 발화되더라도 다른 열의 배터리 셀(430)의 발화가 방지되는 장점이 있다.
또한, 상기 구획벽(441)에 의해서 두 열의 배터리 셀(430)에서 발생되는 열이 다른 배터리 셀(430)로 영향을 주는 것이 방지될 수 있다.
상기 제 2 홀더(445)의 구조 및 형태는 상기 제 1 홀더(442)와 동일하므로, 이하에서는 제 1 홀더(442)에 대해서만 구체적으로 설명하고, 상기 제 2 홀더(445)의 구조 및 형태는 제 1 홀더(442)의 설명을 원용하기로 한다.
상기 제1홀더(442)는 상기 복수의 배터리 셀(430) 각각의 상측을 둘러싸는 셀 케이스(442a, 442b, 443a, 443b, 443c)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 배터리 셀(430)의 상측부가 상기 복수의 셀 케이스(442a, 442b, 443a, 443b, 443c)에 둘러싸인 상태에서 상기 복수의 배터리 셀(430)은 서로 이격된다.
상기 복수의 셀 케이스(442a, 442b, 443a, 443b, 443c)는 상기 배터리 셀(430) 중 일부의 배터리 셀을 원주 방향으로 전체적으로 둘러싸는 제 1 셀 케이스(442a, 442b)와, 상기 배터리 셀(430) 중 일부의 배터리 셀을 원주 방향으로 일 부분만 둘러싸는 제 2 셀 케이스(443a, 443b)와, 두 개의 제 2 셀 케이스(443a, 443b) 사이에 위치되는 제 3 셀 케이스(443c)를 포함할 수 있다.
일 예로 상기 제 1 셀 케이스(442a, 442b)는 원통 형상으로 형성되고, 상기 제 2 셀 케이스(443a, 443b) 및 제 3 셀 케이스(443c)는 개구(443d)를 포함하는 "C" 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 두 개의 제 1 셀 케이스(442a, 442b)가 서로 접촉하도록 배치되며, 어느 한 제 1 셀 케이스(442a)는 제 1 열의 배터리 셀(430)을 둘러싸고 다른 한 제 2 셀 케이스(442b)는 제 2 열의 배터리 셀(430)을 둘러싼다.
또한, 두 개의 제 2 셀 케이스(442a, 442b)는 구획벽(441)을 기준으로 수평 방향으로 이격되어 배치되며, 연결부들(444a, 444b)에 연결될 수 있다.
상기 연결부들(444a, 444b)은, 수직 방향으로 상기 두 개의 제 2 셀 케이스(442a, 442b)를 연결하는 제 1 연결부(444a)와, 수평 방향으로 연장되어 상기 두 개의 제 2 셀 케이스(442a, 442b)를 연결하는 제 2 연결부(444b)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 연결부(444b)는 상기 구획벽(441)의 상측과 접촉할 수 있다.
상기 연결부들(444a, 444b)에 의해서 이격된 두 개의 제 2 셀 케이스(442a, 442b)가 연결될 뿐만 아니라 강도가 향상되는 장점이 있다.
상기 두 개의 제 2 셀 케이스(443a, 443b)의 중심 간의 거리는 상기 두 개의 제 1 셀 케이스(442a, 442b)의 중심 간의 거리 보다 길다.
그리고, 두 개의 그룹의 제 2 셀 케이스(443a, 443b) 사이에 상기 제 1 셀 케이스(442a, 442b)가 위치될 수 있다.
즉, 제2셀 케이스, 제1셀 케이스, 제2셀 케이스가 순차적으로 배치될 수 있다. 이러한 배치에 의하면, 각 열의 배터리 셀(430)이 지그재그 형태로 배열될 수 있으므로, 배터리(40)의 수평 방향 길이가 줄어들 수 있다.
배터리 셀(430)이 지그재그 형태로 배열됨에 따라서, 배터리 셀(430)의 개수가 증가되어도 배터리(40)의 크기가 증가폭이 적으며 이에 따라 배터리(40)의 최대 충전 전압을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 두 개의 제 2 셀 케이스(443a, 443b)가 구획벽(441)을 기준으로 서로 이격되어 배치되더라도 제 2 셀 케이스(443a, 443b)가 개구(443d)를 포함하므로, 상기 제1홀더(442)의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 상기 프레임(410)의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 제 3 셀 케이스(443c)는 이격된 두 개의 제 2 셀 케이스(443a, 443b)에 배치된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 상기 배터리(40)의 수평 방향 길이가 줄어들 수 있다.
도 14는 본 발명이 일 실시 예에 따른 제 2 프레임의 평면도이고, 도 15는 배터리 홀더와 배터리 셀이 제 2 프레임에 안착된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 제 2 프레임(460)에는, 상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 장착된 상태에서 상기 인너 하우징(610) 및 아우터 하우징(600)의 하단을 지지하기 위한 지지부(462)가 구비될 수 있다.
상기 지지부(462)는 상기 제 2 프레임(460)의 하면에서 외측으로 수평 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 2 프레임(460)의 둘레의 일면에는 상기 제 1 결합부(470)가 결합되기 위한 결합 바디(479)가 구비되고, 상기 제 2 프레임(460)의 둘레의 타면에는 상기 제 2 결합부(474)가 구비된다.
상기 제 2 프레임(460)은 상기 배터리 홀더(440)에 연결된 배터리 셀(430)과 접촉하는 접촉 리브들(463, 464, 465)을 더 포함할 수 있다.
상기 접촉 리브들(463, 464, 465)은 상기 배터리 셀(430)과 접촉하여 상기 프레임(410) 내에서의 배터리 셀(410)의 수평 방 이동을 방지한다.
상기 접촉 리브들(463, 464, 465)은, 상기 제 2 프레임(460)의 코너에 구비되는 제 1 접촉 리브(463)와, 상기 제 1 셀 케이스(442a, 442b)와 제 3 셀 케이스(443c) 사이에 위치되는 제 2 셀 케이스(443a, 443b)에 수용된 배터리 셀(430)과 접촉하는 제 2 접촉 리브(464)와, 상기 제 3 셀 케이스(443c)에 수용된 배터리 셀(430)과 접촉하는 제 3 접촉 리브(465)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 제 2 셀 케이스(443a, 443b) 및 제 3 셀 케이스(443c)는 개구(443d)를 포함하고 있으므로, 배터리 셀(430)이 제 2 셀 케이스(443a, 443b) 및 제 3 셀 케이스(443c)에 수용되면, 배터리 셀(430)의 일부가 외부로 노출되고, 이에 따라서, 접촉 리브들(463, 464, 465)이 배터리 셀(430)과 접촉할 수 있다.
이때, 접촉 리브들(463, 464, 465)이 상기 배터리 셀(430)과 안정적으로 접촉할 수 있도록, 접촉 리브들(463, 464, 465)은 상기 배터리 셀(430)의 외주면 곡률과 대응되는 곡률을 가지도록 라운드질 수 있다.
상기 배터리 홀더(440)가 상기 제 2 프레임(460)에 수용된 상태에서 상기 배터리 홀더(440)의 일부는 상기 제 2 프레임(460)과 이격될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 홀더(440)와 상기 제 2 프레임(460) 간의 공간은 배티리 셀(430)의 열이 자연 방열되도록 하기 위한 방열 공간 역할을 한다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배리어의 사시도이고, 도 17은 도 9의 배터리에서 제 1 프레임이 제거된 상태의 사시도이고, 도 18은 제 1 프레임의 이동 방지 리브와 배터리 관리 유닛의 배치 관계를 보여주는 배터리의 횡단면도이고, 도 19는 제 1 프레임의 이동 방지 리브와 배터리 관리 유닛의 배치 관계를 보여주는 배터리의 종단면도이다.
도 16 내지 도 19를 참조하면, 상기 배리어(450)은, 평판 형태의 플레이트(451)를 포함할 수 있다.
상기 플레이트(451)가 상기 배터리 셀(430)와 이격된 상방에 위치되어 상기 배터리 셀(430)에서 발생되는 열이 상기 배터리 관리 유닛(480)으로 전달되는 것을 차단한다.
상기 배리어(450)는, 상기 플레이트(451)의 테두리에서 상방으로 연장되는 아우터 리브(452)를 더 포함할 수 있다. 상기 아우터 리브(452)는 상기 배리어(450)의 강도가 향상되도록 하는 역할을 한다.
상기 배터리 관리 유닛(480)은 회로 기판(481)을 포함할 수 있고, 상기 회로 기판(481)에 배터리 단자(490)가 직접 설치될 수 있다. 상기 배터리 관리 유닛(480)에는 후술할 단자 결합핀이 관통하는 핀 관통홀(483)이 형성될 수 있다.
상기 회로 기판(481)은 상기 플레이트(451)와 상하 방향으로 배열된 상태에서 상기 배리어(450)에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 회로 기판(481)과 상기 플레이트(451)는 평행하게 배치된 상태에서 서로 이격된다.
상기 복수의 배터리 셀(430)의 연장 방향이 상기 회로 기판(481) 및 상기 플레이트(451)와 교차될 수 있다.
상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 장착되는 과정에서 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)가 상기 배터리 단자(490)와 결합된다. 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)가 상기 배터리 단자(490)에 결합될 때, 상기 배터리 단자(490)가 하방으로 가압되는 힘을 받을 수 있다. 상기 배터리 단자(490)로 가해지는 가압력은 상기 회로 기판(481)으로 전달될 수 있고, 상기 회로 기판(481)이 상기 플레이트(451)와 이격되어 배치되므로, 상기 회로 기판(481)이 하방으로 가압되면 상기 회로 기판(481)이 변형될 수 있고 이 경우 상기 회로 기판(481)이 파손될 우려가 있다.
본 발명에서는 상기 회로 기판(481)의 파손이 방지되도록, 상기 배리어(450)는, 상기 플레이트(451)에서 상기 회로 기판(481)을 향상혀 연장되며 상기 배터리 관리 유닛(480)의 변형을 방지하는 변형 방지 리브(453)를 더 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(481)이 상기 배리어(450)에 결합된 상태에서 상기 변형 방지 리브(453)는 상기 회로 기판(481)의 핀 관통홀(483)과 인접한 위치에서 상기 회로 기판(481)의 저면과 접촉할 수 있다.
또한, 상기 배터리 단자(490)와 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)가 분리된 상태에서 상기 변형 방지 리브(453)는 상기 회로 기판(481)에 접촉할 수 있다.
다른 예로서, 상기 변형 방지 리브(453)는 상기 회로 기판(481)과 근접하게 위치되고, 상기 회로 기판(481)으로 가압력이 가해져 하방으로 이동되면 상기 회로 기판(481)의 저면과 접촉할 수 있다.
상기 변형 방지 리브(453)는 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)가 상기 배터리 단자(490)와 분리된 상태에서는 상기 회로 기판(451)과 이격되고, 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)가 상기 배터리 단자(490)와 결합된 상태에서는 상기 회로 기판(453)과 접촉될 수 있다.
상기 배리어(450)는, 상기 회로 기판(481)과 체결부재에 의해서 체결되기 위한 하나 이상의 체결보스(454)를 더 포함할 수 있다. 상기 체결보스(454)는 상기 플레이트(451)의 상면에서 상방으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 체결보스(454)는 상기 아우터 리브(452)가 형성하는 영역 내 위치될 수 있으며, 상기 아우터 리브(452)와 일체로 형성될 수 있다.
상기 배리어(450)와 상기 회로 기판(481)이 체결된 상태에서 상기 아우터 리브(452)와 상기 회로 기판(481)이 이격될 수 있도록, 상기 플레이트(451)에서 상기 체결보스(454)의 돌출 높이는 상기 플레이트(451)에서 아우터 리브(452)의 돌출 높이 보다 높다.
상기 플레이트(451)는 제 1 상부 전도 플레이트(433)가 관통하기 위한 안내홀(455)과, 제 2 상부 전도 플레이트(433a)를 안내하기 위한 안내홈(457)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 안내홀(455, 457)은 상부 전도 플레이트(433, 433a)를 상기 회로 기판(481)로 안내하는 역할을 하므로 이를 통칭하여 제1안내부라 이름할 수 있다.
또한, 상기 회로 기판(481)도 제 1 상부 전도 플레이트(433)가 관통하기 위한 안내홀(485)(또는 제2안내부라 할 수 있음)을 포함할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 복수의 배터리 셀(430) 중에서 인접하는 두 배터리 셀의 (+)극과 (-)극은 전도체에 의해서 연결될 수 있다. 두 배터리 셀(430)을 연결하는 전도체에는 각각 전도 플레이트(443, 443a)가 연결될 수 있다.
일 예로 본 발명에서는 7개의 배터리 셀을 포함하므로, 3개의 전도체가 배터리 셀의 상측에서 두 배터리 셀의 (+)극과 (-)극을 연결하고, 1개의 전도체가 하나의 배터리 셀의 일극((+)극 또는 (-)극)과 연결될 수 있다.
상기 제 1 상부 전도 플레이트(433)는 상기 플레이트(451) 및 상기 회로 기판(481) 각각의 안내홀(455, 485)을 관통한 후에 상기 회로 기판(481)의 상면에 연결될 수 있다.
상기 제 2 상부 전도 플레이트(433a)는 상기 안내홈(457)을 따라 상측으로 안내된 후 수평 방향으로 절곡되어 상기 회로 기판(481)의 상면에 연결될 수 있다.
상기 회로 기판(481)에 전도 플레이트(433, 433a)가 연결됨에 따라서 상기 배터리 관리 유닛(480)은 각 배터리 셀(430)의 전압을 관리할 수 있다.
상기 플레이트(451)는 상기 회로 기판(181)과의 결합 위치를 가이드하기 위한 가이드 돌기(459)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 돌기(459)는 상기 플레이트(451)에서 상방으로 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 가이드 돌기(459)가 상기 회로 기판(181)을 관통할 수 있도록, 상기 가이드 돌기(459)의 돌출 높이는 상기 아우터 리브(452)의 돌출 높이 보다 높다.
상기 회로 기판(181)에는 상기 가이드 돌기(459)가 통과하기 위한 돌기 통과홀(489)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 제 1 프레임(420)은 상기 제 1 프레임 내에 수용된 상기 배리어 및 상기 배터리 관리 유닛(180)의 이동을 방지하기 위한 복수의 이동 방지 리브를 포함할 수 있다.
상기 복수의 이동 방지 리브는, 상기 제 1 프레임(420)의 내면에서 돌출될 수 있다. 상기 복수의 이동 방지 리브는, 제 1 이동 방지 리브(427)와, 제 2 이동 방지 리브(428)를 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(181)은 상기 제 1 이동 방지 리브(427)가 통과하는 리브 통과 슬롯(488)을 포함하고, 상기 배리어(450)는, 상기 리브 통과 슬롯(488)을 통과한 상기 제 1 이동 방지 리브(427)가 수용되는 리브 수용홈(458)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 이동 방지 리브(427)가 상기 리브 수용홈(458)에 수용된 상태에서 상기 제 1 이동 방지 리브(427)의 하측은 상기 플레이트(151)의 상측에 안착될 수 있다. 상기 제 2 이동 방지 리브(428)는 상기 아우터 리브(452)의 상측에 안착될 수 있다.
상기 제 1 이동 방지 리브(427)가 상기 리브 통과 슬롯(488)을 통과하여 상기 리브 수용홈(458)에 수용되고, 상기 제 2 이동 방지 리브(428)가 상기 아우터 리브(452)의 상측에 안착된 안착되면, 상기 배리어(450)와 상기 배터리 관리 유닛(480)이 수평 방향으로 이동하는 것이 제한될 뿐만 아니라 상측 방향으로 이동하는 것이 제한된다.
도 20은 도 9의 배터리에서 제 2 프레임이 제거된 상태를 보여주는 도면이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 상기 복수의 배터리 셀(430)의 하측에서 복수의 제 1 하부 전도체(437) 각각이 두 배터리 셀(430)의 (+)극과 (-)극을 연결할 수 있다.
일 예로 본 발명에서는 7개의 배터리 셀을 포함하므로, 3개의 제 1 하부 전도체(437)가 배터리 셀의 하측에서 두 배터리 셀의 (+)극과 (-)극을 연결하고, 1개의 제 2 하부 전도체(437a)가 하나의 배터리 셀의 일극((+)극 또는 (-)극)과 연결될 수 있다.
상기 복수의 제 1 하부 전도체(437) 각각에는 제 1 하부 전도 플레이트(438)가 연결될 수 있다. 일 예로 상기 제 1 하부 전도 플레이트(438)는 상기 제 1 하부 전도체(437)와 일체로 형성되며 상기 제 1 하부 전도체(437)에서 상방으로 절곡될 수 있다.
상기 제 2 하부 전도체(437a)에는 제 2 하부 전도 플레이트(438a)가 연결될 수 있다. 일 예로 상기 제 2 하부 전도 플레이트(438a)는 상기 제 2 하부 전도체(437a)와 일체로 형성되며 상기 제 2 하부 전도체(437a)에서 상방으로 절곡될 수 있다.
상기 각 하부 전도 플레이트(438, 438a) 각각에는 와이어(436)가 연결될 수 있다. 상기 와이어(436)는 상기 회로 기판(181)에 연결될 수 있다.
상기 배리어(450)는 상기 와이어(436)가 위치하기 위한 와이어 수용홈(456)을 포함할 수 있고, 상기 회로 기판(181)은 상기 와이어(436)가 통과하기 위한 와이어 통과홀(486)을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 와이어 수용홈(456)은 제 1 와이어 안내부라 이름할 수 있고, 상기 와이어 통과홀(486)은 제 2 와이어 안내부라 이름할 수 있다.
도 21는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 단자를 보여주는 사시도이고, 도 22는 본 발명의 배터리 단자의 정면도이다.
도 17, 도 21 및 도 22를 참조하면, 한 쌍의 배터리 단자(490)가 상기 회로 기판(181)에 직접 설치될 수 있다.
상기 한 쌍의 배터리 단자(490)는 상기 회로 기판(181)에 세워진 상태로 설치될 수 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 배터리 단자(490)의 일부 또는 전부는 상기 프레임(410)의 돌출부(422) 내측에 위치될 수 있다.
따라서, 상하 방향으로 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 수용되는 과정에서 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)가 상기 배터리 단자(490)와 연결될 수 있다.
상기 배터리 단자(490)는, 상기 회로 기판(191)에 설치되기 위한 설치부(491)를 포함할 수 있다.
상기 설치부(491)는 상기 회로 기판(191)의 핀 관통홀(483)을 관통하기 위한 복수의 설치핀(491a, 491b, 491c)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 설치핀(491a, 491b, 491c)은 서로 이격되어 배치되는 제 1 핀(491a) 및 제 2 핀(491b)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 핀(491a) 및 제 2 핀(491b)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 설치핀(491a, 491b, 491c)은 상기 제 1 핀(491a)과 상기 제 2 핀(491b) 사이 영역과 대응하는 영역에 상기 제 1 핀(491a) 및 제 2 핀(491b)과 교차되도록 위치되는 제 3 핀(491c)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 단자(490)가 상기 회로 기판(481)에 설치되고, 상기 회로 기판(481)이 상기 배터리(450)에 설치되면, 상기 배리어(450)의 변형 방지 리브(453)는, 상기 제 1 핀(491a)과 제 2 핀(491b)을 연결하는 선과 상기 제 3 핀(491c) 사이 영역에 위치될 수 있다.
따라서, 상기 배터리 단자(490)와 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)의 결합 과정에서 상기 회로 기판(481)이 변형되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
상기 배터리 단자(490)는, 상기 설치부(491)에서 상방으로 연장되는 한 쌍의 클립 단자(492, 493)를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 클립 단자(492, 493)는, 제 1 클립 단자와(492)와 제 2 클립 단자(493)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 클립 단자(492)와 상기 제 2 클립 단자(493)는 상기 설치부(491)에 탄성 변형 가능하게 형성되며, 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)는 상기 제 1 클립 단자(492)와 상기 제 2 클립 단자(493) 사이에서 상기 제 1 클립 단자(492) 및 제 2 클립 단자(493)와 접촉한다.
상기 각 클립 단자(492, 493)가 탄성 변형 가능하면서, 상기 각 클립 단자(492, 493) 사이에 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)가 위치되기 위하여, 상기 각 클립 단자(492, 493)는, 상측으로 갈수록 서로 가까워지는 방향으로 연장되다가 일정 높이에서 서로 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다.
따라서, 상기 각 클립 단자(492, 493)의 연장 방향 변화로 인하여, 상기 각 클립 단자(492, 493)는 각각 접촉부(497a, 497b)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 클립 단자(492)는 제 1 접촉부(497a)를 포함할 수 있고, 상기 제 2 클립 단자(493)는 제 2 접촉부(497b)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 클립 단자(492, 493)의 각 접촉부(497a, 497b)와 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)와의 접촉 신뢰성이 향상되기 위하여, 상기 각 클립 단자(492, 493)에는 각 클립 단자(492, 493)가 복수의 개별 단자로 나뉘도록 하기 위한 절개부(494a, 494b)가 구비될 수 있다.
본 발명에서 각 클립 단자(492, 493)에 복수의 절개부(494a, 494b)가 존재하는 경우 각 클립 단자(492, 493)의 개별 단자의 개수가 증가되어 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)와의 접촉 신뢰성은 향상되는 반면, 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)와의 접촉 면적은 감소하게 되므로, 전류가 높은 경우에는 쇼트의 우려가 높은 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 각 클립 단자(492, 493)가 하나의 절개부(494a, 494b)에 의해서 수평 방향으로 이격되는 두 개의 개별 단자(495a, 495b, 496a, 496b)를 포함한다.
상기 제 1 클립 단자(492)는, 제 1 개별 단자(495a)와 제 2 개별 단자(495b)를 포함하고, 상기 제 2 클립 단자(493)는, 제 3 개별 단자(496a)와, 제 4 개별 단자(496b)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 각 개별 단자(495a, 495b, 496a)가 접촉부(497a, 497b)를 포함한다. 따라서, 본 발명에서 각 클립 단자는 2개의 접촉부(497a, 497b)를 가진다.
상기 클립 단자(492, 493)의 각 접촉부(497a, 497b)와 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)와의 접촉 신뢰성이 향상되기 위하여, 상기 제 1 클립 단자(492)의 제 1 접촉부(497a)와, 상기 제 2 클립 단자(193)의 제 2 접촉부(497b)는 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)의 결합 방향과 나란한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 접촉부(497a)와 상기 제 2 접촉부(497b)가 마주보지 않도록 배치될 수 있다.
본 발명에서는, 일 예로 상기 제 1 접촉부(497a)과, 상기 제 2 접촉부(497b)가 상하 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 제 1 접촉부(497a)와 상기 제 2 접촉부(497b)의 수평 방향으로의 갭(gap)은 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)의 두께 보다 작으며, 상기 갭이 존재하지 않는 것도 가능하다.
상기 갭이 존재하지 않는 경우는, 상기 제 1 접촉부(497a)와 제 2 접촉부(497b)를 연결하는 가상의 선은 수직선인 경우이다.
또는, 상기 제 1 접촉부(497a)와 상기 제 2 접촉부(497b)가 상하 방향으로 중첩되도록 배치되는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면, 상기 배터리(40)를 상기 배터리 하우징(60)에 장착시키는 횟수가 증가되어, 상기 제 1 클립 단자(492)와 상기 제 2 클립 단자(493)가 서로 멀어지는 방향으로 변형되고 복원력이 줄어들더라도 상기 제 1 접촉부(497a)와 상기 제 2 접촉부(497b) 간의 갭은 상기 제 2 본체 단자(도 23의 670참조)의 두께 보다 작게 유지될 수 있어, 접촉 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 23은 배터리가 배터리 하우징에 장착된 상태를 보여주는 도면이고, 도 24는 배터리를 배터리 하우징에서 분리하기 위하여 제 1 결합부 및 제 2 결합부가 사용자에 의해서 조작된 상태를 보여주는 도면이다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 상기 배터리 하우징(60)에는 상기 돌출부(422)가 수용되는 수용부(660)가 구비될 수 있다. 상기 수용부(660)에는 상기 배터리 단자(490)와 결합되기 위한 제 2 본체 단자(670)가 구비될 수 있다.
본 실시 예에서는 상기 돌출부(422)가 상기 수용부(660)에 수용되는 과정에서 상기 제 2 본체 단자(670)가 상기 단자홀(424)을 관통하므로, 상기 수용부(670)는 상기 제 2 본체 단자(670)가 상기 단자홀(424)을 안정적으로 관통할 수 있도록 상기 돌출부(422)의 상방 이동을 가이드하는 역할을 한다.
한편, 상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 수용된 상태에서 상기 배터리를 분리하기 위하여, 사용자는 상기 힌지 결합부(620) 사이에 형성되는 공간(622)에 손가락을 삽입할 수 있다.
그리고, 손가락으로 상기 제 1 결합부(470)를 상기 프레임(410)과 가까워지는 방향으로 가압할 수 있다. 그러면, 상기 탄성부재(473)가 수축하게 되고 상기 제 1 결합부(470)의 제1후크(472)와 상기 걸림 리브(640)의 걸림이 해제된다.
또한, 사용자는 상기 배터리 하우징(60)의 외측으로 노출된 상기 제 2 결합부(474)를 조작하여 상기 제 2 결합부(474)와 상기 배터리 하우징(60)의 결합을 해제할 수 있다.
구체적으로, 사용자는 상기 제 2 결합부(474)를 상기 프레임(410) 측으로 가압한다. 그러면, 상기 제 2 결합부(474)는, 상기 프레임(410)과 상기 제 2 결합부(474) 사이 공간에 의해서 상기 프레임(410)과 가까워지는 방향으로 변형된다. 그러면, 상기 제2후크(476)가 상기 결합 슬롯(614)에서 빠지게 된다.
정리하면, 상기 제 1 결합부(470)와 상기 제 2 결합부(474)는 사용자에 의해서 서로 가까워지는 방향으로 이동함으로써, 결합이 해제된다.
따라서, 사용자는 한손의 두 손가락을 이용하여 상기 제 1 결합부(470)와 상기 제 2 결합부(474) 각각의 결합을 해제할 수 있으므로, 사용자가 용이하게 상기 배터리(40)를 상기 배터리 하우징(60)에서 하방으로 분리할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에서 분리될 수 있으므로, 상기 배터리(40) 만을 충전대에 안착시켜 충전할 수 있다.
도 25는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 단자의 사시도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 도 21의 배터리 단자와 동일하고 다만, 각 개별단자의 접촉부의 위치에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 25를 참조하면, 본 실시 예의 배터리 단자는 설치부(490a)와, 상기 설치부(490a)에서 연장되는 제 1 클립 단자 및 제 2 클립 단자를 포함할 수 있다.
상기 제 1 클립 단자는, 제 1 개별 단자(701)와 제 2 개별 단자(702)를 포함할 수 있고, 상기 제 2 클립 단자는 제 3 개별 단자(703)와 제 4 개별 단자(704)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 개별 단자(701)와 상기 제 2 개별 단자(702)는 상기 배터리(40)가 상기 배터리 하우징(60)에 장착되는 제 1 방향과 교차되는 방향인 제 2 방향(화살표 A 방향)으로 이격된다.
상기 제 3 개별 단자(703)와 상기 제 4 개별 단자(704)는 상기 제 2 방향으로 이격된다.
상기 제 1 개별 단자(701)는 제 1 접촉부(701a)를 포함하고, 제 2 개별 단자(702)는 상기 제 1 접촉부(701a)와 동일한 높이에 위치되는 제 2 접촉부(702a)를 포함할 수 있다.
상기 제 3 개별 단자(703)는 상기 제 1 접촉부(701a)와 다른 높이에 위치되는 제 3 접촉부(703a)를 포함하고, 상기 제 4 개별 단자(704)는 상기 제 3 접촉부(703a)와 동일한 높이에 위치되는 제 4 접촉부(704a)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 접촉부(701a)와 상기 제 3 접촉부(703a) 사이 영역과 대응되는 영역에 상기 제 2 접촉부(702a)가 위치될 수 있다. 상기 제 2 접촉부(702a)와 상기 제 4 접촉부(704a) 사이 영역과 대응되는 영역에 상기 제 3 접촉부(703a)가 위치될 수 있다.
이때, 상기 제 1 접촉부(701a)와 상기 제 4 접촉부(704a) 간의 수평 거리는 상기 제 2 본체 단자(670)의 두께 보다 작게 설정된다.
또는 상기 제 1 클립 단자와 제 2 클립 단자의 배열 방향인 제 3 방향(화살표 B 방향)으로 상기 제 1 접촉부(701a)와 제 2 접촉부(702a)가 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 3 방향으로 상기 제 3 접촉부(703a)와 제 4 접촉부(704a)가 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 3 방향은 제 1 방향 및 제 2 방향과 교차되는 방향이다.
이러한 접촉부 들의 배치에 의하면, 청소기의 구매 후 사용 초기에는 상기 제 2 접촉부(702a)와 제 3 접촉부(703a)의 변형량이 크게 된다. 그리고, 상기 제 2 접촉부(702a)와 제 3 접촉부(703a)의 변형량이 커져 복원력이 줄어들더라도 상기 제 1 접촉부(701a)와 상기 제 4 접촉부(704a)가 안정적으로 상기 제 2 본체 단자에 접촉될 수 있다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리가 배터리 하우징에 설치된 모습을 보여주는 도면이고, 도 27은 도 26에서 배터리가 배터리 하우징에는 분리되는 모습을 보여주는 도면이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 이전 실시 예들과 동일하고 배터리의 장착 및 분리를 위한 구조 및 방법에서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 26을 참조하면, 상기 배터리(40)는, 복수의 결합부(470a, 474)를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 결합부(470a, 474)는 상기 프레임(410)의 일측에 배치되는 제 1 결합부(470a)와, 상기 프레임(410)의 타측에 배치되는 제 2 결합부(474)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 결합부(470a)와 상기 제 2 결합부(474)는 일 예로 서로 반대편에 위치될 수 있다.
본 실시 예의 제 2 결합부(474)는 제1실시 예의 결합부와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 제 1 결합부(470a)는 제1실시 예의 제 1 결합부(470)와 달리 상기 배터리(40)의 프레임(410)에 이동 가능하게 설치되지 않고, 상기 프레임(410)에 고정될 수 있다. 또는, 상기 제 1 결합부(470a)는 상기 프레임(410)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 제 1 결합부(470a)는 제 1 후크(472a)를 포함할 수 있다.
이전 실시 예와 달리 상기 제 1 결합부(470a)의 조작없이, 상기 배터리(40)를 배터리 하우징(600)에 장착되는 과정에서, 상기 제 1 결합부(470a)의 제 1 후크(472a)가 걸림 리브(640)에 걸릴 수 있다.
또한, 상기 제 1 결합부(470a)의 조작없이 상기 배터리(40)를 상기 배터리 하우징(600)에서 분리하는 고정에서 상기 제 1 후크(472a)와 상기 걸림 리브(640)의 걸림이 해제될 수 있다.
상기 배터리(400)가 상기 배터리 하우징(600) 내에 수용된 상태에서 상기 배터리(400)의 피봇 동작(또는 틸팅 동작)에 의해서 상기 배터리(600)가 상기 배터리 하우징(600)에서 인출될 수 있다.
일 예로 도 27과 같이 사용자가 상기 제 2 체결부(474)를 조작하여 제 2 후크(476)가 결합 슬롯(614)에서 빠진 상태에서, 상기 배터리를 하방으로 당기면서 화살표 C 방향으로 피봇(또는 틸팅)시킬 수 있다.
그러면, 상기 제 1 후크(472a)와 상기 걸림 리브(640)의 걸림이 해제되어 상기 배터리(400)가 상기 배터리 하우징(600)으로부터 분리될 수 있다.
상기 배터리(400)가 상기 배터리 하우징(600)에서 분리되기 위해서는 상기 배터리 단자(490)와 상기 제 2 본체 단자(670)와 연결이 해제되어야 한다.
이때, 상기 배터리(400)가 상기 배터리 하우징(600)에서 피봇 동작에 의해서 분리되기 위해서는 상기 배터리 단자(490) 및 상기 제 2 본체 단자(670) 중 하나 이상이 탄성 변형되어야 한다.
본 발명에서는 상기 배터리 단자(490)의 탄성 변형이 용이하도록, 상기 배터리 단자(490)는 제 1 실시 예에서 설명한 바와 같이 복수의 클립 단자를 포함한다.
상기 제 2 본체 단자(670)는 상하 방향으로 연장되며, 복수의 클립 단자는 수평 방향으로 배열된다.
상기 제 2 본체 단자(670)는 한 쌍의 단자 핀(671, 672)을 포함한다.
상기 한 쌍의 단자 핀(671, 672)은 수평 방향으로 이격되어 배치된다. 상기 한 쌍의 단자 핀(671, 672)은 폭이 두께 보다 넓게 형성된다. 그리고, 상기 각 단자 핀(671)은 각각 클립 단자와 접촉하는 접촉면(671a, 671b, 672a, 672b)을 가진다.
이때, 제 1 단자 핀(671)의 제 2 접촉면(671b)과 제 2 단자 핀(671)의 제 1 접촉면(672a)이 마주보도록 배치된다. 이러한 배치에 의해서 상기 각 단자 핀으로 상기 각 접촉면(671a, 671b, 672a, 672b)에 수직한 방향으로 힘이 가해지는 경우 상기 각 단자 핀의 탄성 변형이 가능하게 된다.
또한, 상기 복수의 클립 단자가 수평 방향으로 배열되므로, 상기 배터리(400)의 분리 과정에서 상기 복수의 클립 단자가 탄성 변형 가능하게 된다.
도 27과 같이 상기 배터리(400)를 분리하는 과정에서 상기 배터리(400)가 하방으로 당겨지면서 화살표 C 방향으로 피봇되면 상기 배터리 단자(490) 및 상기 제 2 본체 단자(670) 중 하나 이상이 탄성 변형될 수 있고, 최종적으로는 상기 배터리 단자(490)를 구성하는 한 쌍의 클립 단자 사이에서 상기 제 2 본체 단자(670)가 빠질 수 있다. 도 27에는 일 예로 클립 단자 들이 변형되는 것이 도시된다.
한편, 상기 배터리(400)를 상기 배터리 하우징(600)에 결합시키는 방법은 상기 배터리(400)를 상기 배터리 하우징(600)에서 분리시키는 방법과 반대이므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
1: 청소기 2: 본체
3: 핸들부 5: 흡입부
40: 배터리 60: 배터리 하우징
410: 프레임 410: 제 1 프레임
430: 배터리 셀 440: 배터리 홀더
450: 배리어 460: 제 2 프레임
480: 배터리 관리 유닛 490: 배터리 단자

Claims (15)

  1. 외형을 형성하는 프레임;
    상기 프레임에 수용되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀이 세워진 상태로 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 배터리 홀더; 및
    회로 기판을 포함하며, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하는 배터리 관리 유닛을 포함하고,
    상기 프레임은, 제 1 프레임과, 상기 제 1 프레임의 하측에 결합되는 제 2 프레임을 포함하고,
    상기 제 2 프레임의 내면에는 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 배터리 셀의 외주면과 대응되는 형상을 가지는 리브가 구비되고,
    상기 제 2 프레임은, 제 1 면과,
    상기 제 1 면과 마주보는 제 2 면과,
    상기 제 1 면의 일측과 제 2 면의 일측을 연결하는 제 3 면과,
    상기 제 1 면의 타측과 제 2 면의 타측을 연결하며 곡면을 가지는 제 4 면을 포함하고,
    상기 복수의 배터리 셀은,
    제 1 열의 복수의 제 1 셀과,
    제 2 열의 복수의 제 2 셀과,
    상기 제 1 열의 일부 셀과, 상기 제 2 열의 일부 셀 사이 영역을 바라보도록 배치되는 단일의 제 3 셀을 포함하고,
    상기 리브는, 상기 제 1 면과 상기 제 3 면의 경계 부위에 위치되거나, 상기 제 2 면과 상기 제 3 면의 경계 부위에 위치되는 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배터리 셀은 원통 형태로 형성되며,
    상기 리브는 상기 하나 이상의 배터리 셀의 원통 형태와 대응되도록 곡면을 가지는 배터리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리브는 곡면을 가지며,
    상기 곡면은 상기 하나 이상의 배터리 셀의 외주면 곡률에 대응되는 곡률을 가지는 배터리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배터리 셀의 외주면은,
    상기 배터리 홀더와 접촉하는 제1둘레면과,
    상기 배터리 홀더와 비접촉하는 제2둘레면을 포함하고,
    상기 리브는 상기 제2둘레면에 접촉하는 배터리.
  5. 외형을 형성하는 프레임;
    상기 프레임에 수용되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀이 세워진 상태로 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 배터리 홀더; 및
    회로 기판을 포함하며, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하는 배터리 관리 유닛을 포함하고,
    상기 프레임은, 제 1 프레임과, 상기 제 1 프레임의 하측에 결합되는 제 2 프레임을 포함하고,
    상기 제 2 프레임의 내면에는 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 배터리 셀의 외주면과 대응되는 형상을 가지는 리브가 구비되고,
    상기 제 2 프레임은, 제 1 면과,
    상기 제 1 면과 마주보는 제 2 면과,
    상기 제 1 면의 일측과 제 2 면의 일측을 연결하는 제 3 면과,
    상기 제 1 면의 타측과 제 2 면의 타측을 연결하며 곡면을 가지는 제 4 면을 포함하고,
    상기 리브는, 상기 제 1 면과 상기 제 3 면의 경계 부위에 위치되거나, 상기 제 2 면과 상기 제 3 면의 경계 부위에 위치되는 제 1 접촉 리브와,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 하나 이상에 구비되는 제 2 접촉 리브와,
    상기 제 4 면에 구비되는 제 3 접촉 리브를 포함하는 배터리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판은 상기 복수의 배터리 셀의 상측에 위치되고,
    상기 리브는 상기 하나 이상의 배터리 셀의 외주면 하측에 접촉하는 배터리.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 셀은 상기 제 4 면과 인접하게 위치되는 배터리.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 제 1 열의 복수의 제 1 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 멀리 위치하는 셀과 접촉하거나,
    상기 제 2 열의 복수의 제 2 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 멀리 위치하는 셀과 접촉하는 배터리.
  12. 외형을 형성하는 프레임;
    상기 프레임에 수용되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀이 세워진 상태로 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 배터리 홀더; 및
    회로 기판을 포함하며, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하는 배터리 관리 유닛을 포함하고,
    상기 프레임은, 제 1 프레임과, 상기 제 1 프레임의 하측에 결합되는 제 2 프레임을 포함하고,
    상기 제 2 프레임의 내면에는 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 배터리 셀의 외주면과 대응되는 형상을 가지는 리브가 구비되고,
    상기 제 2 프레임은, 제 1 면과,
    상기 제 1 면과 마주보는 제 2 면과,
    상기 제 1 면의 일측과 제 2 면의 일측을 연결하는 제 3 면과,
    상기 제 1 면의 타측과 제 2 면의 타측을 연결하며 곡면을 가지는 제 4 면을 포함하고,
    상기 복수의 배터리 셀은,
    제 1 열의 복수의 제 1 셀과,
    제 2 열의 복수의 제 2 셀과,
    상기 제 1 열의 일부 셀과, 상기 제 2 열의 일부 셀 사이 영역을 바라보도록 배치되는 단일의 제 3 셀을 포함하고,
    상기 리브는, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 하나 이상에 구비되는 배터리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 제 1 열의 복수의 제 1 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 가깝게 위치하는 셀과 접촉하거나,
    상기 제 2 열의 복수의 제 2 셀 중에서 상기 제 3 셀과 가장 가깝게 위치하는 셀과 접촉하는 배터리.
  14. 외형을 형성하는 프레임;
    상기 프레임에 수용되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀이 세워진 상태로 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 배터리 홀더; 및
    회로 기판을 포함하며, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하는 배터리 관리 유닛을 포함하고,
    상기 프레임은, 제 1 프레임과, 상기 제 1 프레임의 하측에 결합되는 제 2 프레임을 포함하고,
    상기 제 2 프레임의 내면에는 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 배터리 셀의 외주면과 대응되는 형상을 가지는 리브가 구비되고,
    상기 제 2 프레임은, 제 1 면과,
    상기 제 1 면과 마주보는 제 2 면과,
    상기 제 1 면의 일측과 제 2 면의 일측을 연결하는 제 3 면과,
    상기 제 1 면의 타측과 제 2 면의 타측을 연결하며 곡면을 가지는 제 4 면을 포함하고,
    상기 복수의 배터리 셀은,
    제 1 열의 복수의 제 1 셀과,
    제 2 열의 복수의 제 2 셀과,
    상기 제 1 열의 일부 셀과, 상기 제 2 열의 일부 셀 사이 영역을 바라보도록 배치되는 단일의 제 3 셀을 포함하고,
    상기 리브는, 상기 제 4 면에 구비되거나, 상기 제 3 셀과 접촉하는 배터리.
  15. 제 1 항 내지 제 6 항, 제 9 항, 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 배터리를 포함하는 청소기.
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