KR102671271B1 - 배터리 충전장치 - Google Patents

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주식회사 젠트로피
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Abstract

본 발명의 배터리 충전장치는 접속프레임으로부터 배터리팩을 전진 이동시켜 상기 접속커넥터로부터 접속단자를 분리하는 분리모듈을 포함하여 구성되며, 이로써, 배터리팩의 충전 완료시 해당 배터리팩의 접속단자가 접속커넥터로부터 자동으로 분리되고, 배터리팩은 기기본체 외부로 돌출될 수 있게 된다.

Description

배터리 충전장치{battery charging device}
본 발명은 전기이륜차에 사용되는 배터리를 분리하여 충전하는 배터리 충전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기이륜차에 사용되는 배터리는 충전하여 사용하도록 구성된다. 즉, 전기이륜차의 배터리가 방전되면 배터리 충전장치에 상기 배터리를 충전함으로써 추가적인 사용이 가능하도록 한 것이다.
물론, 종래에는 둘 이상 복수의 배터리를 구비함으로써 어느 한 배터리의 방전시 배터리 충전장치에서 미리 충전한 다른 한 배터리로 교환함으로써 해당 전기이륜차를 연속 사용할 수 있도록 한 것이다. 이때, 방전된 배터리는 상기 배터리 충전장치에서 충전하여 재사용이 가능하도록 하고 있다.
이에 관련하여는 등록특허 제10-2321499호, 등록특허 제10-2233848호, 등록특허 제10-2228640호, 공개실용 제20-2021-0000588호 등 다양하게 제시되고 있다.
한편, 전술된 종래의 배터리 충전장치는 배터리팩에 대한 충전이 완료되면 해당 정보가 디스플레이부를 통해 디스플레이됨으로써 사용자가 인지할 수 있다.
그리고, 사용자가 인지한 이후에는 배터리팩을 탈거하여야 한다.
하지만, 전술된 종래 배터리 충전장치는 충전하는 배터리팩의 수량이 증가할 수록 충전 완료된 배터리팩을 이용자가 정확히 인지하기에 어려움이 있다.
이를 고려할 때, 종래에는 충전이 완료되지 않은 배터리팩을 충전 완료된 것으로 오인하여 강제로 분리하는 등과 같은 조작 오류가 야기될 수 있었다.
이에 따라, 종래에는 배터리팩을 충전장치에 장착하거나 혹은, 분리할 경우 해당 배터리팩의 원치않은 분리를 방지하기 위한 수동 조작 구조의 잠금장치가 제공되었다.
그러나, 상기한 수동 조작 구조의 잠금장치는 사용자가 오조작으로 손상되는 경우가 야기되었던 문제점이 있었다.
등록특허 제10-2321499호 등록특허 제10-2233848호 등록특허 제10-2228640호 공개실용 제20-2021-0000588호
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제를 해결하기 위해 안출된 것이다.
본 발명의 목적은 배터리 충전장치를 이용한 배터리팩에 대한 충전시 충전이 완료된 배터리팩을 이용자가 쉽게 인지하고 분리할 수 있도록 하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 배터리팩의 충전이 완료되면 잠금이 자동으로 해제될 수 있도록 함으로써 잠금장치의 파손과 같은 손상을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 접속프레임으로부터 배터리팩을 전진 이동시켜 접속커넥터로부터 접속단자를 분리하는 분리모듈이 포함되어 구성될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 분리모듈은 접속프레임을 관통하여 전후 이동 가능하게 설치되면서 배터리팩의 후면을 밀어주는 푸시로드를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 접속프레임의 후방에 전후 방향으로 탄력 이동 가능하게 설치되며, 푸시로드의 후단이 결합되면서 푸시로드를 전후 이동시키는 푸시플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 푸시플레이트를 접속프레임으로부터 전후 이동시키는 이동부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 이동부는 구동력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동력으로 회전되면서 상기 푸시플레이트를 전방으로 밀거나 혹은, 미는 힘을 해제하는 캠부재를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 충전케이스에는 구속부재가 고정 형성되고, 캠부재에는 푸시플레이트의 전방 이동시 상기 구속부재에 구속되면서 캠부재가 후방으로 이동됨을 방지하는 이동방지부재가 구비될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 캠부재의 전면 둘레에는 회전 방향으로 갈수록 점차 돌출되는 돌출캠이 형성되고, 푸시플레이트에는 상기 돌출캠이 관통되는 관통공이 형성될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 배터리팩의 후면에는 걸림턱을 가지는 걸림홈이 요입 형성되고, 분리모듈에는 선단이 상기 걸림홈으로 수용되어 걸림턱에 걸리도록 후크가 형성된 후크부재를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 후크부재는 중앙측 부위를 회전 중심으로 하여 선단이 걸림턱에 걸리거나 걸림턱으로부터 벗어나는 방향으로 회전 가능하게 탄력 설치될 수 있다.
본 발명의 배터리 충전장치에 따르면, 캠부재의 후면 둘레에는 회전 방향을 따라 점차 깊이 요입되는 캠홈이 형성되며, 후크부재의 후단에는 캠홈에 접촉되도록 상기 캠홈의 내면을 향해 절곡된 절곡단이 형성될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 배터리 충전장치는 다음의 각종 효과를 얻을 수 있다.
먼저, 본 발명의 배터리 충전장치는 배터리팩에 대한 충전이 완료되면 충전케이스로부터 일부 돌출되도록 이동되기 때문에 이용자가 취출하여야 하는 배터리팩을 정확히 인지할 수 있게 된다. 이로써 충전이 완료되지 않은 배터리팩을 오인하여 취출하는 문제점이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 충전장치는 배터리팩의 충전이 완료되면 잠금이 자동으로 해제되기 때문에 사용자가 잠금을 수작업으로 해제함으로써 야기될 수 있는 잠금 구조의 파손과 같은 손상이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 충전장치는 접속단자와 접속커넥터 간의 분리가 자동으로 이루어지기 때문에 사용자는 큰 힘을 들이지 않고도 배터리팩을 충전케이스로부터 원활히 취출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치를 설명하기 위한 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치의 충전케이스에 배터리팩이 결합된 상태를 설명하기 위한 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 커버프레임이 생략된 상태의 충전케이스에 대한 후방측 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 커버프레임 및 설치프레임이 생략된 상태의 충전케이스에 대한 후방측 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 커버프레임과 설치 프레임 및 구동모터가 생략된 상태의 충전케이스에 대한 후방측 사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 커버프레임과 설치 프레임과 구동모터 및 푸시플레이트가 생략된 상태의 충전케이스에 대한 후방측 사시도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 배터리팩의 접속 상태를 나타낸 요부 절개도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리팩의 후면 구조를 나타낸 요부 사시도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 배터리팩의 접속 상태를 나타낸 요부 단면도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 배터리팩의 접속 상태를 나타낸 요부 평면도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 배터리팩의 충전 완료후 분리시 상태를 나타낸 요부 평면도
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 분리모듈을 각 방향에서 본 상태의 사시도
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 분리모듈을 이루는 이동부의 캠부재와 후크부재의 동작 관계를 나타낸 사시도
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 분리모듈을 이루는 이동부의 캠부재를 각 방향에서 사시도
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 분리모듈을 이루는 이동부의 캠부재와 후크부재의 동작 관계를 나타낸 평면도
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 분리모듈을 이루는 캠부재의 설치 상태를 나타낸 사시도
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치 중 분리모듈을 이루는 후크부재의 설치 상태를 나타낸 사시도
이하, 본 발명의 배터리 충전장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 21을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치의 충전케이스에 배터리팩이 결합된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
또한, 첨부된 도 3 내지 도 6은 커버프레임의 내부 구조에 대한 후방측 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치(이하, “충전장치”라 함)는 크게 충전케이스(100)와 접속프레임(200) 및 분리모듈(300)을 포함하여 구성된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 충전장치는 상기 분리모듈(300)을 이용하여 접속프레임(200)의 접속커넥터(210)로부터 배터리팩(10)이 자동으로 분리될 수 있도록 한 것이다.
이러한 배터리팩(10)의 자동 분리 구조에 의해 이용자가 배터리팩(10)의 충전 완료를 정확히 인지할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 충전장치를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
설명에 앞서, 배터리팩(10)은 그의 후면에 접속단자(11)가 구비되면서 충전장치에의 장착시 상기 접속단자(11)가 충전장치를 이루는 접속프레임(200)의 접속커넥터(210)에 접속되어 충전이 이루어지도록 구성된다. 이는 첨부된 도 7 및 도 8과 같다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 충전장치는 충전케이스(100)를 포함하여 구성된다.
상기 충전케이스(100)는 배터리팩(10)이 수용되도록 내부가 비고, 전면에 수납공(110)이 형성된 구조의 하우징으로 형성된다.
상기 충전케이스(100)는 배터리 충전장치의 외관을 이루는 기기본체(20) 내에 하나 혹은, 둘 이상 복수가 제공될 수 있다.
한편, 상기 기기본체(20)에는 디스플레이부(21)가 제공되면서 배터리팩(10)에 대한 충전 완료 여부를 인지할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 디스플레이부(21)는 터치패널로 형성되면서 사용자로부터 배터리팩(10)의 충전 시작 혹은, 충전 중단을 조작받도록 구성될 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 충전장치는 접속프레임(200)을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 접속프레임(200)은 상기 배터리팩(10)을 충전하기 위해 접속되도록 접속커넥터(210)를 가지는 부위이다. 첨부된 도 7과 도 8 내지 도 11과 같이 상기 접속커넥터(210)는 접속프레임(200)의 전면 중 중앙측 부위에 구비되면서 상기 배터리팩(10)의 접속단자(11)와 맞물리도록 형성된다.
상기 접속프레임(200)은 상기 충전케이스(100) 내의 후방에 고정 설치된다. 이로써, 충전케이스(100) 전면의 수납공(110)을 통해 배터리팩(10)이 완전히 수납되면 상기 배터리팩(10) 후면의 접속단자(11)가 상기 접속프레임(200)의 접속커넥터(210)에 접속될 수 있게 된다.
또한, 상기 접속프레임(200)의 네 모서리 부위에는 부시(220)가 각각 구비될 수 있다. 이때, 상기 각 부시(220)는 후술될 푸시로드(310)의 전후 동작을 안내하도록 제공된다. 즉, 푸시로드(310)는 상기 각 부시(220)를 각각 관통하도록 설치된다. 이로써 각 푸시로드(310)의 전후 이동시 기울어짐이 방지되면서 정확히 수평으로 이동될 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 충전장치는 분리모듈(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분리모듈(300)은 상기 접속프레임(200)으로부터 배터리팩(10)을 전진 이동시키도록 제공되는 모듈이다. 즉, 상기 분리모듈(300)에 의해 배터리팩(10)의 접속단자(11)가 접속프레임(200)의 접속커넥터(210)로부터 자동으로 분리될 수 있다. 이로써 배터리팩(10)에 대한 충전 완료시 상기 배터리팩(10)이 충전케이스(100)의 전방으로 돌출되기 때문에 사용자가 해당 배터리팩(10)에 대한 충전 완료 상태를 정확히 인지할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 분리모듈(300)이 푸시로드(310)와 푸시플레이트(320) 및 이동부(330)를 포함하여 구성됨을 제시한다. 즉, 이동부(330)의 동작에 의한 푸시플레이트(320)의 이동으로 푸시로드(310)가 전진하면서 배터리팩(10)을 전방으로 밀어 접속프레임(100)으로부터 분리되도록 한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 분리모듈(300)을 첨부된 도 9 내지 도 21을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 분리모듈(300)을 이루는 푸시로드(310)는 상기 접속프레임(200)의 각 모서리에 위치되는 각각의 부시(220)를 관통하여 전후 이동 가능하게 설치된다. 이때, 상기 푸시로드(310)의 선단은 상기 부시(220)의 전방으로 노출되고, 상기 푸시로드(310)의 후단은 상기 부시(220)의 후방에 위치된다. 이는 첨부된 도 9 내지 도 11과 같다.
상기 푸시로드(310)는 상기 부시(220)보다 길게 형성되어, 전방으로의 이동시 상기 푸시로드(310)의 선단이 상기 부시(220)의 전면으로부터 전방으로 돌출되도록 구성된다.
이와 함께, 상기 푸시로드(310)에는 제1탄력부재(311)가 설치된다. 이때, 상기 제1탄력부재(311)는 상기 부시(220)의 후면으로부터 후방으로 돌출된 푸시로드(310)의 후방측 부위를 감싸도록 설치되면서 압축 가능한 코일스프링으로 형성될 수 있다.
다음으로, 분리모듈(300)을 이루는 푸시플레이트(320)는 상기 푸시로드(310)를 전후 이동시키는 기능을 한다.
이러한 푸시플레이트(320)는 상기 접속프레임(200)의 후방에 전후 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
이때, 상기 푸시로드(310)의 후단은 상기 푸시플레이트(320)에 결합되며, 상기 푸시로드(310)의 둘레에 설치된 제1탄력부재(311)는 상기 푸시플레이트(320)와 상기 부시(220) 사이에 위치된다.
이로써 푸시플레이트(320)에 전방 이동력이 제공되면 푸시로드(310)도 함께 전방으로 이동되고, 상기 제1탄력부재(311)는 푸시플레이트(320)와 부시(220) 사이에서 압축된다. 만일, 푸시플레이트(320)에 제공되는 전방 이동력이 해제되면 상기 제1탄력부재(311)가 복원되면서 푸시플레이트(320)와 푸시로드(310)를 원위치로 후퇴 이동시킨다.
다음으로, 분리모듈(300)을 이루는 이동부(330)는 상기 푸시플레이트(320)를 접속프레임(200)으로부터 전후 이동시키는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에서는 상기 이동부(330)가 구동모터(331) 및 이의 구동에 의해 회전되는 캠부재(332)를 포함하여 구성됨을 제시한다. 즉, 캠부재(332)의 정역 회전(혹은, 일방향 회전)에 의해 상기 푸시플레이트(320)가 전방으로 밀거나 혹은, 미는 힘이 해제될 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 첨부된 도 12 내지 도 19와 같이 상기 캠부재(332)의 전면에는 회전 방향으로 갈수록 점차 전방으로 돌출되는 경사 구조의 돌출캠(332a)이 형성된다. 이때, 상기 돌출캠(332a)은 상기 캠부재(332)의 전면 중 둘레 부위에 형성됨으로써 상기 푸시플레이트(320)를 미는 동작이 원활히 수행될 수 있다.
특히, 상기 푸시플레이트(320)에는 상기 돌출캠(332a)의 관통되는 관통공(321)이 형성된다.
상기 관통공(321)은 푸시플레이트(320)가 후퇴 이동될 경우 상기 돌출캠(332a)이 관통되도록 위치된다. 즉, 돌출캠(332a)이 관통공(321)을 관통하도록 위치된 상태의 경우 푸시플레이트(320)는 제1탄력부재(311)의 복원력에 의해 후퇴 이동된다.
반면, 상기 캠부재(332)가 회전되면 상기 돌출캠(332a)이 관통공(321)으로부터 점차 벗어나면서 상기 푸시플레이트(320)를 전방으로 가압하도록 구성된다. 이로써, 상기 돌출캠(332a)의 회전에 의해 상기 푸시플레이트(320)가 전후 이동될 수 있다.
이때, 상기 관통공(321)의 양 끝단 중 상기 돌출캠(332a)의 회전 방향측 벽면은 경사 또는, 라운드지게 형성된다. 즉, 상기 돌출캠(332a)이 관통공(321)을 관통하도록 위치된 상태에서 캠부재(332)가 회전될 경우 상기 돌출캠(332a)이 경사 또는, 라운드로 형성된 관통공(321)의 벽면을 원활히 밀어낼 수 있도록 한 것이다.
특히, 상기 돌출캠(332a)은 캠부재(332)의 회전시 상기 관통공(321)을 완전히 벗어나지 않고 적어도 일부가 관통공(321) 내에 위치될 수 있도록 형성된다. 이로써, 해당 캠부재(332)의 역방향 회전시 상기 돌출캠(332a)이 상기 관통공(321) 내로 정확히 위치될 수 있다.
한편, 상기 접속프레임(200)에는 연결프레임(410)이 고정되고, 상기 연결프레임(410)에는 설치프레임(420)이 고정 설치되며, 충전케이스(100)의 후방에는 상기 접속프레임(200)과 연결프레임(410) 및 설치프레임(420) 전체를 감싸는 커버프레임(430)이 구비된다. 이는 첨부된 도 2 내지 도 6과 같다.
상기 연결프레임(410)은 배터리 충전장치의 기기본체(20) 혹은, 기기본체(20) 내의 여타 구성요소들과 결합된다.
상기 설치프레임(420)은 상기 캠부재(332)와 푸시플레이트(320) 간의 결합 부위를 감싸도록 형성될 수 있다. 이로써, 상기 캠부재(332)와 푸시플레이트(320) 간의 결합 부위로 이물질이 유입되어 동작 불량이 야기되는 문제는 방지될 수 있다.
특히, 상기 이동부(330)를 구성하는 구동모터(331)는 상기 설치프레임(420)의 배면에 고정되고, 상기 캠부재(332)는 상기 구동모터(331)에 설치된다. 이때, 상기 설치프레임(420)에는 구속부재(421)가 고정 형성되고, 상기 캠부재(332)에는 해당 캠부재(332)와 함께 회전되면서 상기 구속부재(421)에 구속되는 이동방지부재(333)가 구비된다.
상기 이동방지부재(333)는 캠부재(332)의 배면 양 측으로 돌출되는 구조로 형성될 수 있다. 이와 함께, 상기 구속부재(421)는 중앙측 부위가 양 측 방향으로 개방된 구조로 형성된다.
이로써, 상기 구속부재(421)의 양 측 방향으로 상기 이동방지부재(333)가 수용 혹은, 이탈되는 이동이 가능하고, 상기 구속부재(421)의 전후 방향으로는 상기 이동방지부재(333)의 이동이 방지된다.
상기 구동모터(331)와 캠부재(332)는 동력 전달 가능하게 연결된다. 도시되지는 않았으나, 상기 구동모터(331)와 캠부재(332)는 서로 직결되도록 구성될 수도 있고, 별도의 기어나 벨트 등을 이용하여 동력을 전달하도록 구성될 수도 있다.
또 한편, 상기 분리모듈(300)은 후크부재(340)를 더 포함하여 구성된다. 상기 후크부재(340)는 배터리팩(10)의 접속단자(11)가 접속커넥터(210)에 접속되면 상기 배터리팩(10)의 분리를 방지하도록 구속하고, 해당 배터리팩(10)의 충전이 완료되면 구속을 해제하도록 형성 및 동작된다.
이러한 후크부재(340)는 전후로 긴 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 후크부재(340)의 선단에는 배터리팩(10)의 후면에 요입 형성되는 걸림홈(12) 내의 걸림턱(13)에 걸릴 수 있도록 후크(341)가 형성된다.
상기 배터리팩(10)의 걸림홈(12)은 상기 접속단자(11)의 상측 및 하측과 양 측에 각각 형성되고, 상기 후크부재(340)는 상기 캠부재(332)의 양 측에 각각 하나씩 구비된다. 이로써 배터리팩(10)의 삽입시 상하 혹은, 좌우가 바뀌더라도 상기 후크부재(340)가 상기 걸림홈(12) 내로 정확히 수용되면서 걸림턱(13)에 걸릴 수 있다.
특히, 상기 각 후크부재(340)는 중앙측 부위가 회전 가능하게 결합된다. 이때, 상기 접속프레임(200)에는 결합플레이트(340a)가 구비되고, 상기 각 후크부재(340)는 중앙측 부위는 상기 결합플레이트(340a)에 회전 가능하게 결합된다.
이와 함께, 첨부된 도 21과 같이 상기 두 후크부재(340)의 후방측 부위는 제2탄력부재(342)에 의해 서로 인접되는 방향으로 동작되도록 연결된다. 이로써 상기 두 후크부재(340)는 상기 회전 중심을 기준으로 후방측 부위가 서로 벌어지도록 조작될 경우 전방측 부위는 서로 오므려지도록 동작되고, 상기 두 후크부재(340)의 후방측 부위에 대한 벌어짐 조작이 해제될 경우 전방측 부위는 서로 벌어지도록 동작된다.
상기 두 후크부재(340)의 후방측 부위를 벌어짐 방향으로 조작하는 구조는 다양하게 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예의 경우 캠부재(332)의 후면 양 측 둘레에 그의 회전 방향을 따라 점차 깊이 요입되는 캠홈(332b)이 각각 형성되고, 상기 두 후크부재(340)의 후단에는 상기 각 캠홈(332b)에 접촉되도록 상기 각 캠홈(332b)을 향해 절곡된 절곡단(343)이 형성된다.
이로써, 캠부재(332)의 회전에 의해 두 후크부재(340)의 후단이 캠홈(332b)의 내면을 따라 벌어지거나 혹은, 오므려질 수 있게 되고, 두 후크부재(340)의 선단은 오므려지거나 혹은, 벌어질 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 캠홈(332b)은 상기 캠부재(332)의 회전 방향을 향해 점차 캠부재(332)의 내측으로 요입되는 라운드면을 갖도록 형성된다. 이로써 상기 캠부재(332)가 푸시플레이트(320)를 밀어내는 방향으로 회전될 경우 후크부재(340)의 절곡단(343)이 제2탄력부재(342)의 복원력에 의해 점차 캠홈(332b)의 내측으로 요입되도록 위치되면서 후크부재(340)의 선단을 걸림턱(13)으로부터 이탈시킬 수 있게 된다. 반대로, 상기 캠부재(332)가 푸시플레이트(320)를 밀어내는 방향과는 반대 방향으로 회전될 경우 후크부재(340)의 절곡단(343)이 점차 캠홈(332b)의 외측으로 위치되면서 후크부재(340)의 후크(341)가 걸림턱(13)에 걸리도록 동작된다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전장치의 각 상황별 동작 상태에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 배터리팩(10)을 충전하고자 할 경우 충전케이스(100)의 수납공(110)으로 배터리팩(10)을 삽입하고 밀어넣는다.
이로써, 상기 배터리팩(10)의 후면에 구비된 접속단자(11)는 상기 충전케이스(100) 내의 후방에 위치된 접속프레임(200)의 접속커넥터(210)에 접속되면서 통전 가능한 상태를 이루게 된다.
그리고, 상기 충전케이스(100) 내로 배터리팩(10)이 삽입되면서 접속커넥터(210)에 접속단자(11)가 접속될 때에는 상기 배터리팩(11)의 가압력 혹은, 분리모듈(300)을 이루는 구동모터(331)의 동작과 제1탄력부재의 복원력에 의해 푸시플레이트(320)가 후퇴 이동된다.
이때, 상기 푸시플레이트(320)의 관통공(321)에 일부가 위치된 돌출캠(332a)은 상기 푸시플레이트(320)의 후퇴 이동으로 상기 관통공(321)에 일치되는 방향으로 점차 회전된다.
그리고, 상기 캠부재(332)의 캠홈(332b)에 절곡단(343)이 위치된 후크부재(340)는 후방측 부위가 점차 벌어짐과 더불어 전방측 부위는 점차 오므려지도록 동작된다. 즉, 상기 후크부재(340)의 절곡단(343)은 점차 캠홈(332b)의 외측으로 위치된다.
이로써, 상기 두 후크부재(340)는 후방측 부위가 서로 벌어진 상태를 이룸과 더불어 선단의 후크(341)는 걸림턱(13)에 걸리도록 동작되고, 배터리팩(10)은 구속된다.
이후, 사용자의 조작 혹은, 제어부(도시는 생략됨)의 자동 제어에 의해 해당 배터리팩(10)에 대한 충전이 수행된다.
한편, 상기 배터리팩(10)에 대한 충전이 완료되면 분리모듈(300)의 이동부(330)를 이루는 구동모터(331)가 동작된다.
이로써, 캠부재(332)가 회전되어 돌출캠(332a)이 푸시플레이트(320)의 관통공(321)을 벗어나려는 방향으로 이동(회전)되고, 상기 돌출캠(332a)은 점차 푸시플레이트(320)를 전방으로 가압하게 되어 푸시플레이트(320)는 점차 전방으로 이동된다.
그리고, 상기 푸시플레이트(320)가 전방으로 이동되면 이에 결합된 푸시로드(310)도 함께 전방으로 이동되면서 부시(220)의 전방으로 점차 돌출되며, 이의 과정에서 상기 푸시로드(310)가 상기 배터리팩(10)의 배면을 전방으로 밀게 된다.
특히, 상기 캠부재(332)가 회전될 때에는 상기 캠부재(332)의 캠홈(332b)에 후단이 위치된 후크부재(340)는 후방측 부위가 점차 오므려짐과 더불어 전방측 부위는 점차 벌어지도록 동작(첨부된 도 15 참조)된다. 즉, 상기 후크부재(340)의 후단은 점차 캠홈(332b)의 내측으로 요입되도록 위치된다.
이로써, 상기 두 후크부재(340)는 후단이 서로 오므려진 상태를 이룸과 더불어 선단의 후크(341)는 걸림턱(13)으로부터 이탈되도록 동작되고, 배터리팩(10)의 구속은 해제된다.
계속해서, 상기 배터리팩(10)의 접속단자(11)는 접속프레임(200)의 접속커넥터(210)로부터 점차 분리되고, 배터리팩(10)은 상기 푸시로드(310)의 가압에 의해 점차 전방으로 이동되면서 선단이 충전케이스(100)의 수납공(110) 전방으로 일부 돌출된다. 이는 첨부된 도 11과 같다.
따라서, 사용자는 배터리팩(10)의 돌출에 의해 해당 배터리팩(10)의 충전 완료 여부를 시각적으로 정확히 인지할 수 있고, 충전 완료된 배터리팩(10)만 인출할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명의 배터리 충전장치는 배터리팩(10)에 대한 충전이 완료되면 충전케이스(10))로부터 일부 돌출되도록 이동되기 때문에 이용자가 취출하여야 하는 배터리팩(10)을 정확히 인지할 수 있게 된다. 이로써 충전이 완료되지 않은 배터리팩(10)을 오인하여 취출하는 문제점이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 충전장치는 배터리팩(10)의 충전이 완료되면 잠금이 자동으로 해제되기 때문에 사용자가 잠금을 수작업으로 해제함으로써 야기될 수 있는 잠금 구조의 파손과 같은 손상이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 충전장치는 접속단자(11)와 접속커넥터(210) 간의 분리가 자동으로 이루어지기 때문에 사용자는 큰 힘을 들이지 않고도 배터리팩(10)을 충전케이스(100)로부터 원활히 취출할 수 있게 된다.
10. 배터리팩 11. 접속단자
12. 걸림홈 13. 걸림턱
20. 기기본체 100. 충전케이스
200. 접속프레임 210. 접속커넥터
220. 부시 300. 분리모듈
310. 푸시로드 311. 제1탄력부재
320. 푸시플레이트 321. 관통공
330. 이동부 331. 구동모터
332. 캠부재 332a. 돌출캠
332b. 캠홈 333. 이동방지부재
340. 후크부재 341. 후크
342. 제2탄력부재 410. 연결프레임
420. 설치프레임 421. 구속부재
430. 커버프레임

Claims (6)

  1. 후면에 접속단자를 가지는 배터리팩이 수용되는 충전케이스;
    상기 충전케이스 내의 후방에 위치되며, 상기 배터리팩의 접속단자가 접속되도록 접속커넥터를 가지는 접속프레임;
    상기 충전케이스 내에 구비되며, 상기 접속프레임으로부터 배터리팩을 전진 이동시켜 상기 접속커넥터로부터 접속단자를 분리하는 분리모듈;을 포함하며,
    상기 분리모듈은
    상기 접속프레임을 관통하여 전후 이동 가능하게 설치되면서 상기 배터리팩의 후면을 밀어주는 푸시로드와,
    상기 접속프레임의 후방에 전후 방향으로 탄력 이동 가능하게 설치되며, 상기 푸시로드의 후단이 결합되면서 상기 푸시로드를 전후 이동시키는 푸시플레이트와,
    상기 푸시플레이트를 상기 접속프레임으로부터 전후 이동시키는 이동부를 포함하며,
    상기 이동부는
    구동력을 제공하는 구동모터와,
    상기 구동모터의 구동력으로 회전되면서 상기 푸시플레이트를 전방으로 밀거나 혹은, 미는 힘을 해제하는 캠부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전케이스에는 구속부재가 고정 형성되고,
    상기 캠부재에는 상기 푸시플레이트의 전방 이동시 상기 구속부재에 구속되면서 캠부재가 후방으로 이동됨을 방지하는 이동방지부재가 구비됨을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캠부재의 전면 둘레 부위에는 회전 방향으로 갈수록 점차 돌출되는 돌출캠이 형성되고,
    상기 푸시플레이트에는 상기 돌출캠이 관통되는 관통공이 형성됨을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리팩의 후면에는 걸림턱을 가지는 걸림홈이 요입 형성되고,
    상기 분리모듈에는 선단이 상기 걸림홈으로 수용되어 걸림턱에 걸리도록 후크가 형성된 후크부재를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 후크부재는 중앙측 부위를 회전 중심으로 하여 선단이 상기 걸림턱에 걸리거나 걸림턱으로부터 벗어나는 방향으로 회전 가능하게 탄력 설치되고,
    상기 캠부재의 후면 둘레에는 회전 방향을 따라 점차 깊이 요입되는 캠홈이 형성되며,
    상기 후크부재의 후단에는 상기 캠홈에 접촉되도록 상기 캠홈을 향해 절곡된 절곡단이 형성됨을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
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