KR200306377Y1 - 배터리 단자접촉용 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휴대전화용 단말기의 배터리팩 단자와 전기적으로 접촉되어 배터리팩으로부터 배터리팩의 외부로 전원을 공급하거나, 배터리팩의 외부로부터 배터리팩으로 전원을 공급하기 위한 단자접촉용 커넥터에 관한 것으로서, 휴대전화용 단말기에 탑재되는 다양한 배터리팩의 상이한 단자위치에 맞도록 변위될 수 있는 가변형 단자접촉용 커넥터에 대하여 개시한다. 본 고안의 커넥터는 상이한 사양과 크기의 배터리팩 단자에 대응하여 접촉단자부의 위치조정이 가능하므로 다양한 단말기에 적용할 수 있는 충전기로 활용이 가능하고, 잉여 휴대폰 배터리팩을 비상용 보조전원 배터리, 손전등, 완구용 보조배터리 등에 재활용할 수 있다.

Description

배터리 단자접촉용 커넥터{Connector for contacting battery terminals}

본 고안은 휴대전화용 단말기마다 상이한 배터리팩 단자(端子)와 전기적으로 접촉되는 가변형 단자접촉용 커넥터에 관한 것으로서, 구체적으로는 휴대전화용 단말기에 전원 공급을 위해 사용되는 배터리팩의 사양이 상이하더라도 모든 배터리팩의 단자위치에 전기적으로 접촉될 수 있도록 접촉단자부의 위치조정이 가능한 단자접촉용 커넥터에 대한 것이다.

일반적으로 휴대전화용 단말기(이하 휴대폰이라 함)에는 재충전이 가능한 배터리팩이 탑재되며 휴대폰의 구입시 소형, 표준형, 대형 등과 같이 충전용량이 상이한 배터리팩과 함께 전용충전기가 함께 제공되어 휴대폰의 사용빈도에 따라 상기 배터리팩을 정기적으로 충전해주고 있다. 사용 후 재충전할 수 없어서 폐기하게 되는 전지를 1차 전지라고 하고, 사용 후에도 거꾸로 전하를 흘려주는 작업에 의해 전지를 충전하여 다시 사용할 수 있는 전지를 2차 전지라 한다. 2차 전지는 납(Lead-acid)축전지, 니카드(Ni-Cd) 전지, 니켈수소(Ni-MH) 전지, 리튬이온(Li-ion) 전지, 리튬폴리머 전지, 수소전지 등의 순으로 발전되어 오고 있다.

리튬 이온 2차 전지는 작동 전압이 높고, 에너지 밀도가 높아서 고속 충전 및 방전이 가능하고, 메모리 효과가 없으며, 자기방전율이 낮고, 소재로 인한 오염물질이 비교적 적다는 점 등 우수한 보존 특성 및 수명 특성에 따른 많은 장점을 지니고 있다. 고용량, 고전압을 요구하는 분야에서는 기존의 Ni-MH 전지에서 리튬이온 및 리튬이온 폴리머 전지로 전환이 진행되고 있으며 리튬이온 전지의 제조원가가 낮아지고 품질의 안정성이 확보되어 여타 다른 전지에서 리튬이온계 전지로의 전환이 급속도로 이루어지고 있다. 따라서 리튬이온 2차 전지는 3C로 불리우는 노트북 컴퓨터(Notebook Computer), 캠코더(Camcorder), 휴대용 전화기(Cellular phone) 외에도 휴대용 CD player나 PDA와 같은 개인용 무선 전자제품에도 폭 넓게 적용되고 있다. 특히 최근의 휴대폰들은 전력소비율이 높은 대형컬러화면과 다중화음장치를 비롯한 각종 부가기능 등이 채택되는 것이 보편화된 추세이므로 필연적으로 리튬이온 전지와 같은 고성능의 배터리가 요구되고 있다. 이러한 이유로 리튬이온전지가 Ni-계 전지보다 고가임에도 불구하고 더 수요가 늘어나고 사용자가 증가하는 요인이 되고 있다.

근래에 이동통신사들이 동영상서비스, 인터넷접속, 및 금융결제 등, 휴대폰을 통한 다양한 서비스를 제공함에 따라 단말기 제조사들은 매우 성능이 향상되고 다양한 기능이 내장된 단말기들을 계속 출시하면서, 사용자들의 욕구를 자극하고 유행을 촉진하고 있다. 이러한 추세에 따라 휴대폰의 교체가 빈번히 이루어짐으로 인해 사용수명이 상당히 남아 있는 단말기를 보유하고 있음에도 불구하고 휴대폰을 단기간 사용 후 교체하는 경우가 매우 많이 발생하고 있다.

전술한 바와 같이 휴대폰을 구입하면 단말기와 배터리팩과 함께 전용충전기가 제공된다. 휴대폰의 배터리를 충전하기 위해서는 휴대폰에 배터리팩이 부착된 상태로 함께 충전기에 걸어 충전하거나, 배터리팩만 분리하여 별도로 충전하는 방법이 일반적이다. 또는 휴대폰의 입출력 포트(Input/Output port)에 충전용 커넥터를 삽입하여 충전하는 경우도 있다. 그러나 단말기의 종류에 따라 배터리의 부피와 크기가 다르고, 배터리팩의 단자의 폭과 길이도 다르며, 단자의 위치도 상이하여 거의 호환이 되지 않는다. 이에 대응하는 충전기도 당연히 상이하고, 제조사에 따라 충전기도 매우 다양하게 제작되어 출시되며 역시 호환성이 없는 실정이다. 그러므로 신규로 휴대폰을 구입하는 경우에 기존에 구입한 충전기를 갖고 있음에도 불구하고 신규로 충전기를 구입하지 않을 수 없으므로 사용자들은 충전기를 반복해서 구입하는 경우가 빈번하다. 또한 전술한 리튬이온 배터리팩 등은 대략 수백회 이상 정도 충전과 방전이 가능한 고가의 제품임에도 불구하고, 단말기의 교체로 인하여 신규 휴대폰에 기존의 배터리팩이 장착될 수 없으므로 기존의 배터리팩은 주어진 수명을 채우지 못하고 방치되거나 폐기되는 실정이다.

또한 충전기의 관점에서 보면, 휴대폰의 배터리팩마다 전압, 전류, 충전용량, 충전접지 크기가 맞는 전용충전기에서만 충전이 가능하도록 구성되어 있다. 이러한 충전기들은 모델이 상이하면 서로 호환성이 없기 때문에 각 모델에 꼭 맞는 전용충전기가 필요하고, 휴대폰 모델의 단종시 충전기를 재활용하지 못하는 등의 문제점으로 인하여 막대한 자원이 낭비되고 있으며, 사용하지 않게 되는 잉여 충전기의 폐기시 환경오염의 주요 원인이 되고 있다.

상술한 바와 같이, 신규로 구입한 단말기에 구형의 단말기를 위해 사용하던 배터리팩과 충전기가 호환성을 갖지 않으므로, 단말기를 사용하지 않게 되면 휴대폰에 부착된 배터리팩과 충전기는 자연히 함께 폐기되는 경우가 대부분이다. 본 고안의 출원시점에서 조사된 자료에 의하면, 국내의 이동통신 가입자가 이미 3,100만을 초과하였으니 가입자들이 최소 3년에 한번씩 단말기를 교체하는 것으로 가정할때(실제로는 국내 휴대폰의 평균수명이 1년 6개월 정도인 것으로 조사됨), 년간 폐기되는 고가의 배터리팩과 충전기는 최소한 천만대 이상의 단위이므로 신규 구입에 따른 추가 경비가 발생하는 것은 물론이고, 이로 인해 귀중한 자원의 낭비와 중금속 폐기물에 의한 환경오염은 이루 말할 수 없을 정도로 심각하다.

휴대폰의 사용자들은 대체로 휴대폰의 배터리팩을 정기적으로 만충전(용량의 100%까지 충전)하여 사용하고 있다. 그러나 빈번한 통화 등으로 인해 간혹 예상보다 배터리가 일찍 소진되어 중요한 긴급 통화를 하지 못하는 경우가 많다. 이러한 비상시에 긴급통화가 필요한 경우를 대비하여, 시중에서 판매되는 일반건전지(일차전지)를 내장한 비상용 배터리를 보조전원으로 사용하는 경우가 많으나 일반건전지를 이용한 비상용 배터리는 배터리팩에 비해 건전지의 수명도 짧으며, 역시 구입에 필요한 추가 비용이 발생함은 물론이고, 다량으로 쏟아져 나오는 폐건전지에 의해 환경오염의 원인이 되는 중금속을 포함한 폐기물이 많이 발생되고 있다.

상기 기술한 내용과 같이, 휴대폰마다 배터리팩이 상이함으로써 발생하는 불편과 문제점을 해소하고자 배터리팩의 호환성에 대한 문제점을 해결하려는 시도와 유휴 휴대폰과 배터리팩을 활용하려는 시도가 여러 건 있었는데, 우선 배터리팩의 전원을 이용하기 위한 것에 관해 살펴보면, 실용신안 출원번호 1999-0000158(출원일 1999년 1월 11일, 공개번호 실2000-0015595)의 “휴대폰 밧데리를 이용한 손전등”에서는 배터리팩을 장착할 수 있는 장착부에 접속 단자를 구비함으로써 배터리의 전극과 연결하여 손전등 또는 연결잭을 이용하여 타 전기전자기기의 전원으로 활용하고자 하는 고안이 있으나 상이한 배터리팩을 전혀 수납하지 못한다는 문제점이 있다. 또한 본 출원인의 실용신안 출원번호 2002-0000078(출원일 2002년 1월 2일, 등록번호 20-0276068)의 “광원일체형 접속구”에 의하면 휴대폰의 입출력 단자에서 휴대폰 배터리의 전원을 빌려쓰는 램프나 레이저포인터 등을 개시하고 있지만 휴대폰의 배터리팩만을 단독으로 활용할 수 있는 것은 아니다.

휴대폰용 충전기에 관해 살펴보면, 실용신안 출원번호 1998-0006164(출원일자 1998년 4월 18일, 공개번호 실1999-0039777)의 “휴대폰의 다기종 겸용 충전기”에서는 탄력적으로 신축 작동되는 홀더를 이용하고, 복수개의 단자를 이용하여 여러 기종의 배터리를 충전하는 충전기를 개시하고 있으며, 특허출원번호 2000-0032867(출원일 2000년 6월 15일, 공개번호 특2000-0054628)의 “가변형 휴대폰 충전기”에 의하면, 충전 전원단자의 위치를 변경하여 휴대폰의 충전단자에 맞춤으로써 휴대폰의 기종과 관계없이 충전기능을 수행할 수 있는 가변형 휴대폰 충전기에 관한 것을 개시하고 있다. 특허출원번호 2000-0040952(출원일 2000년 7월 18일, 공개번호 특2001-0106065)의 “다기종 휴대폰 충전기”에서는 여러 종류의 휴대폰을 한 개의 충전기로 충전이 가능하도록 구성한 다기종 휴대폰 충전기에 관한 것 등이 있으나, 모두 장치가 비교적 대형이거나 복잡할 뿐만 아니라 정확하게 배터리팩 단자의 위치를 파악하여 다기종의 휴대폰 배터리팩에 적용하는데 있어서는 실용상 미흡한 점이 매우 많아 전술한 문제점들을 적절히 해소할 수는 없었다.

본 고안은 상기와 같이 유휴 단말기 배터리팩의 부피와 크기가 상이하고, 배터리팩 단자의 상이한 사양으로 인하여 호환성이 없는 문제를 해결하여 하나의 커넥터로 상이한 배터리팩 단자와 전기적으로 연결시켜서, 전원공급 및 충전에 필요한 기능을 제공하며, 배터리팩을 손전등, 완구용 배터리, 및 비상 보조전원용 배터리로 재활용하는데 그 목적이 있다. 또한 신규로 단말기를 구입하는 경우에도 충전기를 별도로 구입할 필요가 없이 기존에 사용하던 충전기를 이용하여 신규로 구입하는 단말기용 배터리팩을 충전할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다. 또한 간단하고 편리하면서도 제조원가가 저렴한 다기능 커넥터를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 휴대폰 배터리팩의 단자와 접촉하기 위한 접촉단자부(接觸端子部)와, 이 접촉단자부를 지지하는 지지부(支持部)를 가지며, 배터리팩의 소정면에 상기 지지부를 고정시키는 고정수단(固定手段)을 포함하며, 상기 접촉단자부가 상기 휴대폰 배터리팩의 단자위치에 대응하여 삼차원적(공간적)으로 변위 가능하도록 지지부와 고정수단이 가변형으로 구성되는 다기능 단자접촉용 커넥터를 제공한다. 또한, 본 고안은 상기 배터리팩 단자접촉용 커넥터에 입출력 기능요소를 구비하여 다용도로 활용할 수 있다. 예를 들면, 소형전구나 고휘도 발광다이오드(LED) 등과 같은 발광부를 본 고안의 커넥터에 구비하여 손전등으로 사용하거나, 잉여 배터리팩을 활용하여 DC 잭(jack)이나 DC 플러그(plug)에 의한 전기적 접속을 통해 완구 등에 필요한 보조배터리로 사용할 수 있으며, 잉여 배터리팩과 휴대폰용 I/O 커넥터에 의한 전기적 접속을 통해 휴대폰에 필요한 비상용 보조전원 배터리 등으로 사용할 수 있게 해 준다.

도 1은 플립형 휴대폰 본체와 본체로부터 분리된 배터리팩의 외면케이스 측을 도시하는 사시도.

도 2는 도 1의 휴대폰 본체로부터 분리된 배터리팩의 내면케이스 측을 도시하는 사시도.

도 3은 휴대폰 배터리팩의 내부 구성요소에 대한 개념을 설명하는 도면.

도 4는 본 고안의 가변형 단자접촉용 커넥터의 일 실시예를 예시하는 도면.

도 5는 본 고안의 바람직한 접촉단자부로 예시한 프로브형 접촉단자의 단면을 도시하며, 지지부와 연결되는 구성을 도시하는 도면.

도 6은 휴대폰 본체에 사용되는 평판형 단자를 도시하는 도면.

도 7a는 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 자석과 금속박판을 이용하여 배터리팩에 부착하도록 구성된 커넥터의 종단면도를 도시하고, 배터리팩 상에 접착되는 방법을 설명하는 도면.

도 7b는 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 지지부에 관절부 또는 힌지부가 구비되어 지지부가 접혀지는 방식을 도시하는 도면.

도 7c는 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 지지부가 망원경식으로구성되어 지지부가 축소되는 방식을 도시하는 도면.

도 8은 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 니들 그립형 파지부에 의한 지지방식을 예시하는 도면.

도 9는 도 8의 니들 그립형 파지부를 상세히 도시하는 도면.

도 10은 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 콜렛척형 파지부를 예시하는 도면.

도 11은 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 스토퍼형 파지부에 의한 지지방식을 예시하는 도면.

도 12a는 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 나사식 파지부에 의한 지지방식을 예시하는 도면.

도 12b는 도 12a에 의한 실시예가 다양한 위치의 단자에 적용되는 방식을 예시하는 도면.

도 12c는 도 12a에 의한 실시예가 상이한 휴대전화 배터리팩에도 적용할 수 있음을 예시하는 측면도.

도 13은 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에 탄성밴드형 고정방식을 예시하는 도면.

도 14는 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에 케이블 타이형 밴드에 의한 고정방식을 예시하는 도면.

도 15는 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예 중에, 흡착판에 의한 고정방식을 예시하는 도면.

도 16는 GSM형 휴대폰에 사용되는 배터리팩 중에서 소프트팩형 배터리의 단자 위치에 맞추어 가변되는 접촉단자부와 지지부를 도시하는 도면.

도 17은 본 고안의 접촉단자용 커넥터를 휴대폰 배터리팩과 함께 다양한 입출력 기능요소와의 조합을 예시하여 설명하는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 휴대폰 20 : 입출력포트

30 : 배터리팩 32 : 내면케이스

34 : 외면케이스 36 : 전원 단자

38 : 제어 단자 50 : 본 고안의 단자접촉용 커넥터

52 : 접촉단자부 54 : 지지부

56 : 고정수단 58 : 자석

60 : 프로브단자 70 : 박판형단자

80 : 금속박판 110 : 니들 그립형 파지부

120 : 콜렛척형 파지부 130 : 스토퍼형 파지부

140 : 탄성밴드 150 : 케이블타이형 밴드

160 : 나사식 파지부 161 : 홀더

162 : 나사봉 166 : 고정볼트

167 : 조정볼트 170 : 흡착판

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 휴대폰 배터리팩의 단자와 접촉되는 접촉단자부와, 이 접촉단자부를 지지하는 지지부, 및 접촉단자부를 지지하는 상기 지지부를 상기 휴대폰 배터리팩의 소정 위치에 고정시키는 고정수단을 포함하며, 상기 접촉단자부나 지지부가 상기 휴대폰 배터리팩의 단자에 대응하여 삼차원적(공간적)으로 변위 가능하도록(즉, 이동하는 것뿐만 아니라 회전하는 것도 가능하도록) 가변형으로 구성되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 첨부된 도면의 구성은 단지 설명목적을 위한 것이므로 도면의 구성과 축척이 후술하는 실시예들과 다를 수 있고, 그러한 상이함이 본 고안의 범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1은 통상적인 플립형 휴대폰(10)의 본체(12)로부터 분리된 배터리팩(30)의 외면케이스(32) 측과 휴대폰(10)의 배면(16)을 도시하는 도면이다. 도 2는 휴대폰 본체(12)로부터 분리된 배터리팩(30)의 내면케이스(34) 측과 휴대폰 본체의 배면(16)을 도시하는 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 일반적인 리튬이온 배터리팩의 내부에는 통상의 2차 전지와 유사하게 금속재의 캔 내에 유기용매의 전해질과 음양극의 단자 부분을 포함하는 내부 전지(bare cell)가 들어 있다. 리튬이온 전지의 유기성 전해액 대신에 고분자물질로 채워서 만든 것이 리튬이온폴리머 전지로서 리튬이온 전지에 비해 가볍고 안전성이 높다는 장점이 있다. 상기 내부전지에 보호 회로 모듈(protection circuit module)을 부착한 것을 소프트팩(soft pack)이라고 한다. 보호회로 모듈에는 전류를 제어하는 소자, 전압 측정 소자, 및저항과 커패시터(capacitor) 등이 포함되어, 과충전, 과방전, 외부 단락 등 전기적인 비정상 상태에 놓이면, 전지의 전기적인 성능 저하 및 물리/화학적인 이상거동을 억제하는 기능을 한다. 그 밖에 전지의 전류 및 전압 등을 측정하여 배터리의 충전 잔량 등의 정확한 정보를 제공하는 회로인 게이지 회로(gauging circuit)가 상기 보호회로에 포함되는 경우가 있다. 상기 내부전지에 보호회로와 외부로 연결하는 단자를 구비한 것을 통상적으로 소프트팩(soft pack)이라 한다. 이 소프트팩의 외부를 성형 사출된 플라스틱 케이스로 완전히 포장하여 휴대폰의 본체에 부착할 수 있도록 만든 것을 하드팩(hard pack)이라고 한다. 하드팩은 휴대폰 본체의 배면과 접하는 내면케이스(34)및 내면케이스(34)에 대향되어 짝을 이루는 외면케이스(32)로 이루어져 있고, 초음파 용접(welding) 또는 본딩(bonding)에 의해 조립되는 것이 일반적이다. 통상적으로 배터리팩이라고 하는 것은 상기 하드팩을 지칭한다. 그러나 흔히 유럽형으로 불리우는 GSM형 휴대전화용 단말기에 있어서는, 상기 소프트팩형 배터리만을 사용하는 경우도 많이 있다. 상기 슬림한 소프트팩형 배터리가 휴대폰 본체의 배면케이스 내에 삽입되고, 외부 덮개만으로 이를 덮으면 완전히 휴대폰의 내부에 탑재 가능하게 구성됨으로써, 상기 하드팩형 배터리와 같이 배터리팩의 외면케이스가 바로 휴대폰의 배면이 되지 않는 경우도 있다.

또한 배터리팩(30)의 외면케이스(32)와 내면케이스(34)의 소정 위치에는 도 1과 도 2에 도시되는 바와 같이, 내부전지의 전극과 기타회로를 각각 배터리팩(30)의 외부로 연결하는 전원 단자(36) 및 제어 단자(38)가 노출되도록 구비되어 있다. 배터리팩(30)은 충전기(도시하지 않음)에 장착하여 충전시키도록 배터리팩 외면케이스(32)의 하단부에 인접한 위치에 단자들(36,38)이 구비되어 있다. 이 단자들(36,38)은 도 3에서 예시되는 바와 같이 대체로 내외면케이스(32,34)의 하단부에 인접한 위치에서 내외면케이스(32,34)의 외부로 노출되고 내외면케이스(32,34) 측의 각 단자가 서로 공동으로 연결되도록 하나의 스트립을 절곡하여 구성하는 것이 통상적이다.

휴대폰(10) 본체는 대체로 프론트커버(front cover)(14)와 리어커버(rear cover)(16)로 대별되며, 리어커버(16)의 후면은 휴대폰(10)에 전원을 공급하는 배터리팩(30)이 착탈가능하게 구성되어 있고, 배터리팩(30) 내면케이스(32)의 단자(36,38)는 이 리어커버(32)에 설치된 탄성 구조의 수용단자(18)들과 대응 접촉되도록 구성되어 있다. 이 수용단자(18)는 후술하는 평판형 단자류나 프로브형 단자류가 주종을 이루고 있다. 배터리팩(30)이 휴대폰의 본체(12)에 장착되면 배터리팩(30)의 단자(36,38)와 수용단자(18)들이 서로 탄성적으로 접촉하게 되고, 따라서 배터리팩(30)의 전원과 배터리팩의 정보(셀수량 및 온도정보 등 제어에 필요한 전기신호)를 휴대폰의 본체(12)와 전기적으로 연결시키도록 구성되어 있다. 또한 휴대폰 본체(12)의 하단면에는 입출력포트(20)가 구비되어 있으므로 핸즈프리세트와 접속하거나 외부기기와 데이터통신 등이 필요한 경우에 입출력포트(20)가 전기접속 커넥터용도로 사용된다. 도 6은 입출력포트용 커넥터와 상기 수용단자(18)가 일체형인 것을 예시하고 있다.

도 4는 본 고안의 커넥터에 대한 일 실시예를 예시한다. 본 고안의 커넥터(50)는 휴대폰 배터리팩의 단자와 접촉되는 접촉단자부(52), 접촉단자부(52)와 전기적으로 연결되면서 접촉단자부(52)를 지지해 주는 지지부(54), 및 지지부(54)를 휴대폰 배터리팩(30)의 소정 위치에 고정시키는 고정수단(56)으로 구성된다. 도 4 및 기타 도면들에 의하면, 배터리팩(30)의 음극단자와 양극단자와 각각 접촉하는 한 쌍의 접촉단자부를 갖는 커넥터에 대한 실시예를 주로 예시하고 있다. 본 고안의 커넥터는 배터리팩의 음극단자와 양극단자와 접촉하는데 필요한 최소한 한 쌍의 접촉단자부로 이루어지고, 필요에 따라 상기 음극과 양극과 접촉하는 2개의 단자 외에 서미스터용 단자와 같이 추가로 요구되는 단자들을 위한 접촉단자부와 지지부도 포함하도록 구성할 수 있음은 명백하다.

도 5는 본 고안의 바람직한 실시예의 구성요소로서, 접촉단자부(52)로 사용되는 프로브형 단자를 도시하며, 도 6은 종래의 휴대폰에 흔히 사용되는 박판형 단자를 도시한다. 상기 접촉단자부로 사용될 수 있는 구성요소는, 통상적으로 금속재 박판을 벤딩가공하여 성형하는 박판형 단자(70)(도 6참조)가 있으며, 또한 도 5에 도시되는 바와 같이 스프링(66)이 내장된 원형배럴(barrel)(64) 내에 플런저(plunger)(62)를 넣어 스프링의 반발력에 의해 플런저(62)가 탄성을 갖고 배럴(64)의 길이 방향으로 밀려나오도록 조립되는 프로브형 단자(60)가 있다. 상기 플런저(62), 배럴(64) 및 스프링(66)은 대체로 동합금 소재로 이루어져 있고 도전성을 높이기 위해 금도금 등의 표면처리가 이루어져 있다. 상기 박판형 단자(70)는 성형된 박판의 스트립이 복잡한 형상으로 성형되어 조립생산성이 낮고, 측방향으로 힘이 가해질 때 변형되기 쉬우며, 박판의 스트립이 반복하중을 오랫동안 받게 되면 탄성접촉편이 고정편에 대한 복원력을 잃고 변형됨으로써 배터리팩의 단자와 접촉불량이 일어나는 문제가 있다. 상기 프로브형 단자(60)는 배터리 충전 및 전원공급을 위한 전원공급용으로 많이 사용되며, 핀형(pin-type) 형상을 가지므로 부피가 작아 소형화가 가능하고, 반복하중에도 견디는 내구성이 높으며, 정확한 위치에 접촉력이 확실히 유지되는 등의 장점이 있어서, 충전을 요하는 전자제품에는 광범위하게 쓰여지는 것으로써 이동통신기기인 셀룰러폰, PDA, MP3, 핸드헬드 PC, 및 유무선 전화기 등에 전원공급과 충전용 프로브로 사용이 확대되고 있다. 본 고안에서는 바람직한 실시예로 프로브형 단자(이하 프로브단자라 함)를 주로 예시하였으나 필요에 따라 상기 박판형 단자 외에 공지된 다른 기술의 접촉단자류도 본 고안의 커넥터에 적절히 이용될 수 있음은 명백하다.

상기 지지부(54)는 접촉단자부(52)가 배터리팩 단자(36,38)와 정확하고 확실하게 접촉을 유지하도록 지지하는 기능을 가져야 한다. 접촉단자부(52)가 프로브단자(60)인 경우에는 배터리팩 단자(36,38)에 가능한 수직방향으로 접촉되는 것이 확실한 전기적 접속을 위하여 가장 바람직하다. 또한 단말기마다 배터리팩(30)의 크기가 상이하고 단자의 경사도가 상이할 수 있으므로, 배터리팩 상에 배치된 단자의 경사도에 관계없이 프로브단자(60)가 배터리팩 단자의 위치와 정확히 대응하여 위치의 변경이 가능하도록 지지부(54)가 삼차원적 위치 가변형으로 구성되어야 한다.

일반적으로 금속재료의 경우 탄성영역 내에서 외력이 가해져 탄성변형(elastic deformation)이 유발되었을 때 외력을 제거하면 원래의 형상으로 되돌아간다. 그러나 탄성영역을 지나치는 외력이 가해지면 소성변형(plastic deformation)이 발생하고 이는 외력을 제거해도 원상태로 되돌아가지 않는다. 이와같이 일반적인 금속재료는 소성변형에 의해 변형이 영원히 잔류한다. 응력-변형률 곡선에서 살펴보면, 구리, 알루미늄 또는 마그네슘 같은 합금들은 철이나 강에 비해 응력-변형률 곡선이 아주 낮은 응력부터 직선성을 유지하지 못하고 구부러진다. 즉 구리, 알루미늄 등의 합금들은 외력을 받으면 탄성변형이 이루어진 후 바로 소성변형이 되기 쉬운 금속재료이다. 따라서 전선소재가 동선인 전선부재는 동선자체가 도전성이 높으면서 용이하게 소성변형이 가능하므로 본 고안에서 요구되는 지지부재로서 바람직한 소재이다. 또한 도전성 실드전선과 철선(또는 알미늄선)을 함께 심재로 넣어 피복시킨 전선부재도 철선(또는 알미늄선)의 변형성이 좋아 잘 휠 수 있는 동시에 일단 휘어지면 그 형태를 유지하는 소성변형능력이 있다. 이러한 소성변형 전선부재는 임의로 형상으로 구부려서 원하는 상태로 유지하며 고정할 수 있으므로 본 고안에서 요구되는 소정의 위치에 고정하는데 필요한 지지부재의 위치 가변성의 요건을 갖추는 것이 가능하여, 단순하고 편리한 접촉단자부의 지지고정방법이 될 수 있다. 접촉단자부(52)를 지지하는 지지부(54)가 지지기능과 동시에 전류를 흐르게 하는 도전성 전선의 기능을 하는 경우에 구성이 단순화 될 수 있고, 필요에 따라 별도의 도전성 전선(또는 리드선)들을 지지부(54)와 함께 포함되도록 구성할 수도 있다. 도 4에 예시하는 본 고안의 실시예에서는 소성변형이 가능한 전선부재(electric wire member)로 구성된 가변형 지지부를 예시하고 있다. 도전성 가변형 지지부재는 도금된 철금속 소재는 물론이고, 비교적 연성이 좋은 동, 알미늄, 금, 및 은 등의 비철금속을 포함할 수 있다. 또한 베릴륨동이나 황동과 같은 동합금, 및 알미늄합금을 비롯하여 공지된 기술의 다양한 대체 소재가 포함될 수있다.

접촉단자부(52)와 지지부(54)간의 결합은 예를 들면, 단자접촉부(52)와 지지부(54)를 각각 볼트와 너트형상으로 가공하여 나사형 결합으로 구성할 수도 있고, 단순히 암수의 결합에 의한 억지끼워 맞춤과 같은 기계적인 결합으로 구성할 수도 있다. 또한 예를 들면, 솔더링(soldering)이나 브레이징(brazing)에 의한 융접이나 용접에 의한 접합도 가능하고, 이를 상기 기계적인 결합과 융접이나 용접에 의한 결합을 병행할 수도 있으며, 이 경우 전기적인 접촉이 보다 양호하게 이루어 질 수 있다. 지지부의 단부(端部)를 가공하여 단부 중공형으로 만들면, 중공형 단부가 스프링과 플런저를 수용하는 배럴의 역할을 하므로, 접촉단자부(52)의 배럴(64) 부분을 지지부(54)와 일체형으로 구성하는 것도 가능하다. 본 고안의 실시예에서는 접촉단자부(52)와 지지부(54)가 일직선으로 연결되는 것을 주로 예시하였으나, 도 5에 도시되는 바와 같이 프로브단자(60)의 배럴(64)과 지지부(54)가 서로 "ㄱ"자형이나 "T"자형이 되도록 연결하면 서로 90도인 직각관계를 유지할 수 있으므로, 지지부(54)를 많이 구부리지 않고도 접촉단자부(52)를 배터리팩의 단자와 양호하게 접촉시킬 수 있다. 도 7b에 의해 예시되는 바와 같이, 상기 지지부(54)는 하나 이상의 관절부(joint) 또는 힌지부(hinge)(542)를 구비하도록 구성할 수 있고, 관절부나 힌지부(542)를 회전 중심으로 하여 지지부(54)를 접어서 고정수단(56)에 구비된 공간에 넣으면 지지부(54) 전체의 부피와 길이를 축소시킬 수 있으므로 지지부(접촉단자부 포함)를 상기 고정수단(56) 내에 포함하거나 밀착시켜서 보관 또는 휴대하는데 편리하도록 구성할 수도 있다. 또한 도 7c에 예시되는 바와 같이,지지부(54)를 망원경식 또는 안테나식으로 신축이 가능하도록 슬라이딩 방식으로 구성하여 지지부(54)를 고정수단(56)의 내부 공간(544)의 안으로 밀어 넣으면 고정수단(56) 내에 내장시킬 수 있어서 휴대하기 편리하게 된다. 상기 구성들과 공지의 기술을 적절히 조합하는 것도 물론 가능하다는 것을 당업자들은 이해할 수 있을 것이다. 상기 접촉단자부(52)를 지지하는 가변형 지지부(54)가 필요한 것과 마찬가지로 지지부(54)를 배터리팩(30) 상의 소정 위치에 지지하기 위해서는 고정수단(56)이 필요하다. 고정수단(56)이 배터리팩(30) 상의 소정 위치에 고정됨으로써 고정수단(56)을 지지점으로 삼고 지지부(54)를 임의로 가변하여 접촉단자부(52)를 고정수단(56)의 고정위치로부터 상대적으로 변위시켜서 배터리팩 단자(36,38)와 정확히 대응 접촉하게 할 수 있다.

도 7a는 도 4에 예시된 본 고안의 커넥터를 종방향으로 절개한 단면도를 도시하는데, 상기 지지부(54)를 배터리팩의 소정면 상에 고정시키는 고정수단(56)이 철성분을 함유한 금속박판(80)과 자석(58)에 의한 고정방식인 것을 예시하고 있다. 배터리팩(30)의 외면케이스(32) 표면에 자석의 자력에 이끌리는 금속박판(80)을 부착하고, 고정수단(56)의 일측에는 자석(58)을 고정해 놓으면, 이 자석(58)의 자력에 의해 상기 금속박판(80)과 자석(58)이 달라붙게 함으로써 자석을 구비한 고정수단(56)이 휴대폰의 배터리팩(30)에 부착되도록 구성할 수 있다. 상기 자석(58)은 금속박판(80)의 표면 측에 부착되도록 하고, 상기 금속박판(80)의 표면이 아닌 이면에는 이형지에 의해 접착면이 보호되는 양면테이프(82)를 부착하여 놓으면, 필요할 때 배터리팩의 임의 소정면에 금속박판(80)을 견고하게 부착시킬 수 있다. 또한상기 금속박판(80)은 외부 자력의 영향을 받지 않은 상태에서는 자화(磁化)되지 않고 잔류 자성(磁性)이 남지 않는 내식성이 좋은 소재로서, 예를 들면, 마텐사이트계나 페라이트계 스테인리스강(martensite or ferrite stainless steel)과 같은 소재가 바람직하다. 배터리팩 단자(36,38)와 접촉단자부(52)가 적절히 맞닿도록 지지부(54)를 가변하여 조정한 다음에 고정수단(56)이 고정될 위치를 가름하여 정하고, 이후 금속박판(80)을 배터리팩(30)의 상부케이스면(32)에 양면테이프로 고정하면, 원하는 배터리팩 상의 위치에 고정수단(56)을 위치시키는 것이 보다 수월하다. 고정수단(56)의 하부면에는 자석(58)을 수용할 수 있는 제1함입부(84)가 마련되어 그 내부에 자석(58)을 견고하게 고정시킨다. 도 7에 예시되는 바와 같이, 고정수단(56)의 단면을 살펴보면 자석(58)이 그 내부에 고정되는 제1함입부(84) 및, 이 제1함입부(84)와 단차가 있고 배터리팩 상에 접착된 상기 금속박판(80)을 수용하는 제2함입부(86)가 고정수단(56) 내에 마련되어 있다. 상기 제2합입부(86) 내의 함입공간(recess)과 상기 금속박판(80)만큼 튀어나온 돌출공간은 상호 요철에 의해 정확히 부합되어 꼭 맞도록 구성되어 있다. 배터리팩(30) 상에 접착된 금속박판(80)이 제2함입부(86)와 상호 요철에 의해 정확히 부합되어 제2함입부(86) 내에 들어맞음과 동시에 상기 자석(58)과 금속박판(80) 간에 작용하는 자력의 부착력에 의해 배터리팩 상에 고정수단(56)을 고정시킨다. 상기 자석 부착 방식에 의해, 배터리팩 케이스 표면의 수평방향으로 미끄러지거나 이동되지 않도록 고정수단(56)을 배터리팩(30)의 표면 상에 견고하게 고정할 수 있다. 상기와 같은 자석방식으로 고정하면, 배터리팩의 표면에 본 고안의 커넥터를 탈착하는 것이 매우 용이하고 신속하게 될 수 있다.

배터리팩(30)을 전용충전기(도시하지 않음)에 의해 충전하는 경우, 배터리팩(30)은 휴대폰(10) 본체에서 분리되어 배터리팩의 전용충전기에 단지 배터리팩(30)만을 길이 방향으로 슬라이딩 삽입하여 충전하는 경우가 많아 배터리팩의 내외면케이스(32,34) 면보다 많이 돌출되는 부분이 있으면 충전기에 장착되지 못할 수도 있으므로, 금속박판(80)은 되도록 얇은 것이 바람직하다. 상기 금속박판(80)은 타원형, 다각형 등 다양한 형상으로 만들어 소정의 위치에서 특정 방향으로 고정시킬 수 있다. 외관 상 미적 감각을 주기 위하여 미려한 디자인의 캐릭터나 도안을 부여하여 만드는 것이 바람직하다. 상기 함입부에 의한 고정방식 외에 상기 금속박판에 소정의 형상을 펀칭 가공으로 뚫어 제2함입부(86) 내에 형성된 돌출부가 금속박판에 형성된 대응 공간에 맞추어 끼워짐으로써 고정수단(56)을 배터리팩(30) 상의 소정 위치에서 특정방향을 향하도록 고정시킬 수 있다. 상기 자석은 페라이트계 영구자석 등을 사용할 수 있으나 소형이라도 자력이 강해서 부착력이 높은 희토류계 영구자석이 보다 바람직하다. 자석에 의한 고정방법은 외력에 의해 고정수단이 이탈하여 분리되거나 위치가 변경되지 않으면서도 상당히 견고하게 부착시킬 수 있다. 리튬이온 전지의 배터리팩에서는, 내부 전지의 용기가 철금속 소재의 캔을 이용하는 경우도 많이 있으므로 상기 금속박판(80)을 배터리팩에 부착하지 않아도 자석에 의한 고정수단이 배터리팩 표면에 부착될 수 있으나 금속박판(80)과 자석(58)에 의한 함입식 고정방식과 비교하면 자력이 약하고 미끄러지기 쉽다.

휴대폰의 배터리팩에 상기 금속박판(80)을 접착하여 놓고, 본 고안의커넥터(50)를 휴대폰의 배터리팩(30)에 붙어 있는 금속박판(80)에 근접시키면 본 고안의 커넥터(50)에 구비된 자석(58)의 자력에 의해 고정수단(56)이 금속박판(80)에 강력히 이끌리고, 이에 따라 휴대폰 배터리팩(30) 상에 강하게 달라붙는다. 따라서 고정수단(56)에 연결된 지지부(54)가 눌려지므로 동시에 접촉단자부의 기능을 갖는 프로브단자(60)를 누르게 되어 프로브단자(60)가 배터리팩의 단자(36,38)와 탄성접촉을 이루면서 맞닿아 배터리팩(30)의 전원과 전기적으로 확실히 연결된다. 고정수단(56)이 자석의 자력으로 배터리팩(30)에 부착되기 전에 접촉단자부(52)와 지지부(54)가 배터리팩 단자(36,38)에 맞추어 정확히 위치되도록 사전에 지지부(54)를 미리 조정해 놓으면 고정수단(56)이 자신의 고정 위치에 고정됨과 동시에 접촉단자부(52)와 배터리팩 단자(36,38)가 정확히 접촉하여 통전하게 된다. 상기 금속박판은 여러 개 여벌을 확보하여, 특정 배터리팩 상에 한번 부착하면 떼어 내지 않고 보존하면서, 또 다른 여벌의 금속박판을 다른 배터리팩 상에 부착하여 본 고안의 커넥터를 하나만 갖고 있어도 다수의 배터리팩에 공용으로 이용할 수 있다.

본 고안의 커넥터(50)는 상기와 같은 부착방법을 적용하면, 배터리팩의 외면케이스(32)나 내면케이스(34)에 용이하게 부착될 수 있다. 따라서 어떤 형태의 배터리팩인 경우에도 배터리팩의 전원공급용 단자와 전기적으로 연결하는 것이 가능하도록 임의의 소정 위치에 지지할 수 있으므로, 배터리팩의 전원을 배터리팩(30)의 단자부(36)로부터 외부에 공급하여 사용할 수 있고, 외부의 전원을 배터리팩(30)의 단자부(36,38)에 공급하여 배터리팩을 충전시킬 수도 있다. 본 고안의 커넥터에 대한 실시예는 주로 CDMA형 휴대폰의 배터리팩에 적용하는 것을 예시하였으나 유럽형 GSM형 휴대폰의 배터리팩에 적용하는 것도 물론 가능하다. 전술한 바와 같이, GSM형 배터리팩은 휴대폰의 외부 덮개를 열고 전술한 소프트팩 형태의 배터리팩만을 휴대폰 본체의 배면케이스 안쪽에 넣는 경우가 많은데, 배터리팩의 단자가 소프트팩의 넓은 면 상에 위치하는 경우에는 전술한 부착방식을 동일하게 적용할 수 있으며, 소프트팩의 좁은 단부면 상에 배터리팩의 단자가 위치하는 도 16과 같은 경우에도 지지부(54)를 가변조정함으로써 접촉단자부를 배터리팩 상의 임의 위치에 있는 단자와 접촉시키는 것이 가능하다. 도 4에 예시되는 실시예에 의한 본 고안의 커넥터는 구조가 단순하고 사용이 편리할 뿐만 아니라 비교적 제조원가를 저렴하게 만들 수 있다.

본 고안의 지지부(54)에 대한 다른 실시예는 도 8에 예시되는 니들 그립(needle grip)을 이용하여 지지부(54)를 자유롭게 변위시켜 접촉단자부(52)의 위치를 가변하는 방식이다. 상기 접촉단자부(52)를 지지하는 지지부(54)는 니들 그립형 파지부(把持部)(110) 내에서 배터리팩(30)의 폭 방향으로 단자(36)의 위치에 맞추어 슬라이딩 이동과 동시에 피봇 회전하여 각도를 조절할 수 있기 때문에 배터리팩(30)의 단자(36)에 확실하게 접촉이 될 수 있도록 세밀하게 조정이 될 수 있다. 배터리팩의 단자(36)에 대응 접촉하도록 접촉단자부(52)의 위치를 조정한 후 고정볼트(115)의 노브(116)를 회전시켜 니들 그립형 파지부(110)의 절개편(114)을 조여주면 지레의 원리에 의해, 접촉단자부(52)가 연결된 지지부(54)가 니들 그립형 파지부(110)의 관통공(112) 내부에서 미끄러지지 않도록 체결력을 갖고 고정된다.지지부(54)의 표면을 널링(knurling)가공해 주면 절개편(114)과 지지부(54) 간의 상대적인 마찰력이 높아져서 체결력이 더욱 개선될 수 있다. 도 8에 도시되는 바와 같이, 상기 지지부(54)는 절개편(114) 사이에 가공되어 있는 관통공(112) 내에서 수평방향으로 직선이동이 자유로워서 배터리팩의 단자(36)들 간의 폭에 맞추어 조정이 가능하고, 도 9에 도시되는 바와 같이 관통공(112)을 중심으로 자유로운 피봇회전이 가능하여 상기 단자(36)가 배터리팩(30)의 외면케이스(32)의 상면보다 낮은 위치에 있더라도 단자(36)의 표면에 각도를 맞추어 정확히 접촉시킬 수 있다. 또한 프로브단자를 접촉단자부(52)로 채용하는 경우에, 접촉단자부(52)의 구조적 특성에 의해 배럴(64) 내의 스프링(66)이 플런저(62)를 배럴(64)의 외측 길이방향으로 밀어주기 때문에 지지부(54)로부터 접촉단자부(52)가 배터리팩 단자(36)와의 거리가 다소 떨어져 있는 경우에도 유동성이 있는 플런저(62) 길이에 의한 유격으로 간격이 보상되어 접촉이 확실히 유지될 수 있다. 상기와 같은 니들 그립형 파지부(110)를 이용한 지지부(54)의 고정방법 대신에 콜렛척(collet chuck)형 파지부(120)를 이용한 것으로서, 도 10에 예시되는 바와 같이 콜렛척형 절개편(122)을 소켓너트(124)로 조여서 파지하는 방식으로 지지부(54)를 고정할 수도 있다.

도 11에 예시되는 스토퍼형 파지부(130)는, 지지부(54)와 접촉단자부(52)를 고정시키는 방법으로써, 지지부(54)가 결합된 원통봉(bar)(134)의 외주면에 작은 원형홈(135)이 일정간격으로 촘촘히 가공되어 있어서, 노브(136)를 당겨 접촉단자부(52)가 자유롭게 원하는 위치와 각도에 맞게 설정한 후에 스프링(138)이 스토퍼(137)를 정위치의 원형홈(135) 내에 끼워지게 함으로써 지지부(54)를 고정시키는 방법을 이용할 수도 있다. 도 11에 의해 예시되는 도면 상에는 원형홈이 원통형 봉의 외주면에 부분적으로 가공되어 있는 것을 도시하였으나, 필요에 따라 원통형 봉의 전체 표면에 가공할 수도 있고, 회전 각도에 맞추어 원형홈이 새겨지는 가공부위를 확대할 수 있다.

도 12a, 12b, 및 12c는 본 고안의 다른 실시예를 도시하는 도면으로서 나사봉식 파지부를 갖는 스프링클립형 지지부를 예시하고 있다. 도 12a는 본 발명의 일시예에 대하여 부분적으로는 단면만을 도시하는 평면도로서, 파지부(160)는 접촉단자부(52)를 파지하는 홀더(161), 이 홀더(161)가 나사식으로 수평이동될 수 있는 나사봉(162), 이 나사봉(162)의 일단을 고정시키는 고정편(163), 이 고정편(163)을 지지하는 고정볼트(166)로 구성되어 있고, 지지부(54)에는 높이조정볼트(167), 지지부몸체(542), 및 스프링(544) 등이 추가로 포함되어 있으며 이들 구성요소를 모두 지지부(54)로 볼 수 있다. 또한 접촉단자부(52)를 파지하는 홀더(161)는 상면에서 볼 때 "J"자 형상으로 구부러져 있어서 도 12b에 도시되는 바와 같이, 배터리팩의 단자(36,38)들 사이의 간격이 좁은 경우에는, 근접한 홀더(161)들이 서로 간섭하지 않으면서 홀더(161)가 단자와 용이하게 접촉하도록 접촉단자부(52)가 서로 안쪽으로 향하게 정렬시킬 수 있고, 배터리팩의 단자(36,38)들 사이가 너무 넓은 경우에는 접촉단자부(52)가 서로 바깥쪽으로 향하게 정렬시키는 것이 가능하게 구성함으로써 배터리팩의 단자 간격의 상이함에 관계없이 모든 배터리팩에 적용시킬 수 있다. 또한 상기 높이조정볼트(166)에 의하여 배터리팩의 단자(36,38)와 접촉단자부(52) 사이의 접촉간격을 적절히 조정할 수 있다. 또한 지지부몸체(542)와홀더(161)는 도 12c와 같이 일자형으로 방향을 유지시킬 수도 있으며, 접촉단자부의 방향변경이 필요할 때는 고정편(163)을 분리하여 지지부몸체(542)와 홀더(161)가 90도 각도를 유지하도록 홀더(161)의 방향을 회전시킨 후 고정편(166)과 고정볼트(167)에 의해 원하는 방향으로 다시 고정시킬 수도 있다. 도 12c는 상기 방식의 커넥터가 일반적인 배터리팩과 소프트 배터리팩에 적용되는 것을 각각 예시하는 도면으로서, 아래 그림에 예시되는 바와 같이 유럽형 GSP 방식 휴대폰에 있어서 배터리팩의 좁은 단부면에 단자들이 위치된 경우가 많은데, 이러한 배터리팩에 적용할 경우, 배터리팩의 좁은 단부면에 위치된 배터리팩의 단자에도 홀더(161)의 방향을 직각으로 변경한 후 조정볼트(167)에 의해 단자의 위치에 정확히 대응하도록 접촉단자부(52)를 적절히 조정함으로써 배터리팩의 사양과 형태에 관계없이 본 고안의 커넥터를 적용할 수 있다.

도 12a, 12b 및 12c에 의해 도시되는 실시예는 접촉단자부(52)를 지지하는 파지부 및 지지부가 분해조립이 가능한 기계적인 결합에 의해 견고하게 구성됨으로써 배터리팩의 단자와 본 고안의 커넥터를 정교하게 대응 접촉시킬 수 있는 장점이 있다. 상기 접촉단자부가 프로브단자인 경우, 접촉단자부(52)를 파지하는 홀더(161)와 일체형으로 구성하는 것도 가능하며 그 경우 홀더(161)가 프로브단자(60)의 배럴(64)에 해당하는 기능을 갖게 된다. 상기 예시되는 도면에 의하면 상기 스프링(544)이 토션 스프링(torsion spring)으로 예시되어 있으나, 동일한 기능을 갖고 대체할 수 있는 코일스프링, 또는 판스프링, 또는 선스프링 등으로 필요에 따라 적절히 구성하는 것도 가능하다. 또한 상기 실시예에서스프링(544)을 포함하지 않고 지지부몸체(542) 내에 직접 너트부(도시하지 않음)를 형성하여, 조정볼트(167)가 지지부몸체(542) 내에 형성된 너트부(도시하지 않음)에 끼워지고 조정볼트(167)를 돌려서 높낮이를 조정함으로써 배터리팩 단자(36,38)와 접촉단자부(52) 사이의 간격을 정확히 조정할 수도 있다. 상기 구성에서 접촉단자부(52), 홀더(161), 나사봉(162), 고정편(163), 고정볼트(166)은 모두 도전성 금속재로 이루어져 있고 지지부몸체(542)는 플라스틱과 같은 절연체로 이루어져 있어서 배터리팩의 단자(36,38)로부터 고정볼트(166)까지 전류는 음극 양극으로 분리되어 각각 통전하게 된다. 따라서 도12a에 예시되는 바와 같이 전구나 LED와 같은 발광부에 전기적으로 연결할 수 있다.

상기에서는 고정수단의 고정방법으로 자석에 의한 고정방식을 예시하였으나, 배터리팩의 내면케이스 표면 같은 경우에, 휴대폰 본체의 배면과 간섭이 생겨서 금속박판을 접착시켜 놓기 곤란하므로, 탄성밴드를 이용하여 고정수단을 고정하도록 구성할 수 있다. 도 13에 예시되는 바와 같이, 배터리팩(30)의 폭방향으로 탄성밴드(140)를 감아서 이 탄성밴드(140)의 탄성력에 의해 고정수단(56)을 배터리팩(30)의 소정면에 고정할 수 있다. 탄성밴드(140)를 이용하는 경우에도 역시 고정수단(56)을 배터리팩(30)으로부터 용이하게 해체하여 분리할 수 있다. 본 고안의 목적을 위해서, 상기 탄성밴드는 폴리우레탄, 폴리아미드, 실리콘 등과 같은 합성수지를 포함하고, 비교적 부드러운 가요성을 갖는 천연고무와 같은 탄성재료 또는 폴리우레탄 고무, 실리콘고무, 부타디엔(butadiene)등과 같은 합성고무를 포함하고, 비교적 가요성이 높은 탄성재료로 구성된다. 이 경우에 고정수단(56)이 배터리팩의 표면에서 미끄러지는 것을 방지하기 위해 상기 자석고정 방식과 유사하게 금속박편이나 플라스틱 박편에 의한 요철부합방식을 적용할 수도 있다. 상기 밴드의 표면은 상기 탄성밴드(140)가 고무와 같이 비교적 부드러운 가요성을 갖는 탄성재료로 이루어지면 어느 정도의 미끄럼 방지특성을 제공한다. 바람직하게는 상기 밴드는 다수의 작은 돌출부(projections) 또는 볼록한 표면상의 엠보싱부분을 제공하거나, 상기 밴드 표면상에 라텍스, 실리콘으로 코팅되는 것 및 폴리우레탄폼, 스폰지고무 등으로 접착되는 것으로 이루어지면 고정수단(56)과 배터리팩(30) 표면 사이에 미끄럼을 방지하는 마찰력을 부여할 수도 있다. 상기 탄성밴드는 길이를 조절하기 위한 허리띠에 사용되는 버클기구를 탄성밴드에 구비하여 스토퍼(stopper)로 고정할 수도 있고, 후크(hook), 슬라이드 루프(slide loop), 클립(clip), 및 기타 버클(buckle)부재 등 적절한 고정구 및 길이조정부재를 부착하여 길이를 조정한 후에 고정할 수도 있다. 또한 상기 탄성밴드 대신에 가방, 등산용 배낭, 및 의류 등에 사용하는 신축성이 없는 일반적인 합성수지재의 벨트(belt)나 스트랩(strap)을 상기 고정구 및 길이 조정부재와 조합하여 사용하는 것도 가능하다.

상기 방법과 달리 도 14에 예시되는 바와 같이, 예를 들면, 스토퍼(stopper)(154)와 그루브(groove)(156)를 갖고 전선들을 묶는 케이블 타이(cable tie)형 밴드(150)를 이용하여 접촉단자부(52)를 임의의 위치에 있는 배터리팩 단자(36) 상에서 고정하는 체결구(152)를 응용할 수도 있다. 상기와 같은 케이블 타이형 밴드(150)는 필요시 스토퍼(154)가 그루브(156)로부터 이탈되어 결착해지가 용이하도록 구성할 수 있다. 또한 상기 스토퍼(154)와 그루브(156) 대신에 각각 폴(pawl)과 직선형 래칫(ratchet)을 이용하여 배터리팩(30)의 길이와 두께에 맞추어 상기 타이형 밴드(150)와 유사하게 고정수단(56)을 배터리팩(30) 상에 고정시킬 수 있는 가변형 구조로 구성할 수도 있다.

고정수단의 또 다른 실시예로서 도 15에 예시되는 바와 같이, 배터리팩의 표면이 매끄럽고 평탄한 경우에는, 주방/욕실의 타일 면 또는 유리 면에 붙이는 비교적 소형의 흡착판(170)을 고정수단(56)으로 사용할 수 있다. 흡착판(170)은 예를 들면, 실리콘과 같은 탄성 소재로 유리 면과 같은 매끄러운 면에 눌러 붙이면 흡착판(170) 내부의 공기가 밖으로 빠져나가고 다음 흡착판(170)의 복원탄력으로 흡착판이 부풀을 때 흡착판 내부의 압력이 대기압 이하가 됨으로 그 압력 차에 따라 흡착판(170)이 대상면에 부착된다. 흡착판의 흡착력은 흡착판 내부의 압력과 대기압과의 차에 비례한다. 바꾸어 말하면 흡착판을 매끄러운 면에 눌러 붙인 후 흡착판이 원상태로 회복하는 정도에 비례한다. 흡착판(170)의 흡착력을 강화하기 위해서 강철/스테인리스 재질의 엷은 볼록판 스프링(도시되지 않음)을 흡착판 안쪽에 삽입하여 보강할 수도 있다. 볼록판 스프링은 그 중앙을 누르면 평판으로 되나 누르는 힘이 제거되면 즉시 볼록하게 원상태를 회복하는 특성이 있다. 이러한 볼록판 스프링이 안쪽에 삽입된 본 고안의 흡착판(170)은 스프링의 탄력으로 위로 더 부풀게 됨으로 흡착판의 흡착력이 더 강하게 되고 따라서 고정수단(56)은 보다 견고하게 배터리팩(30)의 케이스표면에 부착될 수 있다. 상기 흡착판(170)은 고정수단(56)의 부착효과를 높이기 위해 필요에 따라 하나 이상을 사용할 수도 있다. 도 15에 예시되는 흡착판(170)을 먼저 휴대폰의 소정면에 눌러서 부착한 후(화살표 상하방향 참조) 길이방향으로 긴 홈이 형성된 고정수단(56)의 몸체를 흡착판 꼭지(172)의 측방향(측방향 화살표 참조)으로 끼워 넣음으로써 꼭지(172)가 고정수단(56)의 몸체를 하방 탄성력으로 누르는 힘에 의해 몸체와 흡착판을 결합하고 고정수단(56)을 배터리팩(30)의 표면에 고정시킬 수 있다. 흡착판을 이용한 고정수단은 탈착이 용이하고 간단하나 피부착물의 표면조도에 제한을 받는 단점이 있다.

이밖에 상기 기술한 여러 가지 고정수단을 적절히 혼합하여 배터리팩과 입출력 기능요소의 필요에 맞추어 다양하게 응용할 수도 있음을 당업자들은 충분히 이해할 수 있을 것이다.

바람직한 다른 실시예로서, 본 고안의 지지부재의 소재를 형상기억합금으로 만들 수도 있다. 형상기억합금에서는 탄성영역을 넘어서는 외력이 작용하여 소성변형에 상당하는 변형이 남는데 이 변형은 일정 온도조건에 도달함에 따라서 원래의 상태로 되돌아온다. 즉 이 합금은 일단 어떤 형상을 기억하면 여러 가지 형상으로 변형시켜도 적당한 온도로 가열하면 변형전의 형상으로 되돌아오는 성질이 있다. 이러한 형상기억합금에는 Ti-Ni계, Cu계, Fe계 등이 있으며 이들 중 Ti-Ni계 형상기억합금은 여타의 합금에 비하여 형상기억효과 및 그 안정성이 우수하다. 본 고안은 형상기억효과가 있는 것으로 알려진 구리-아연-알루미늄, 구리-알루미늄-니켈, 티탄-니켈 합금 이외에 다양한 것이 사용될 수 있음은 물론이다. 상기 형상기억합금 소재로 이루어진 지지부재는 다수의 변형 작업후에도 일정온도에 유지하여 원래의 형상으로 복구시킬 수가 있으므로 사용이 편리한 점이 있다.

본 고안의 커넥터는 단자가 구비되어 있는 어떤 종류의 배터리에도 적용이가능하다. 본 고안에서는 단지 휴대폰용 배터리팩에 적용하는 것만을 예시하였지만, PDA, 노트북 PC, 무전기, 및 캠코더 등에 사용하는 모든 충전식 배터리팩에도 동일하게 응용될 수 있다.

배터리의 전원을 외부로 공급하는 경우에 전류의 흐름은 배터리팩 단자(36)에서 접촉단자부(52), 도전성 지지부(54), 이 지지부재(54)와 연결된 도선(55)(지지부재(54) 자체가 도선이 될 수도 있음), 도선(55)에 연결된 외부의 입력기능요소 또는 출력기능요소(90)(이후 입출력 기능요소라 함)의 순서로 이루어 진다. 예를 들면, 입출력 기능요소(90)에 연결된 것이 소형전구인 경우에는 손전등이나 램프로 사용될 수 있다. 본 고안의 커넥터를 예시하는 도면들에는 입출력 기능요소(90)가 고휘도 발광다이오드 또는 소형전구인 것으로 도시되어 있다. 입출력 기능요소(90)에 연결된 것이 휴대폰의 입출력 포트에 삽입할 수 있는 I/O 커넥터인 경우에는 휴대폰을 위한 비상용 배터리로 사용하는 것이 가능하다. 또한 입출력 기능요소(90)가 DC 잭(jack)이나 DC 플러그(plug)인 경우에는 완구용 동력장치 등에 전원을 공급하는 것이 가능하다(도 17 참조).

외부에서 배터리에 전원을 공급하는 경우에는, 입출력기능요소(90), 도선(55), 도전성 지지부(54), 접촉단자부(52), 배터리팩 단자(36)의 순서로 전류의 흐름이 이루어지고, 입출력기능 요소(90)가 충전기능을 갖는 충전부인 경우에 상이한 배터리팩을 한 종류의 충전기로 충전하는 것이 가능하다(도 17 참조). 배터리팩(30)의 외면케이스(32) 측에 본 고안의 커넥터가 부착되는 경우를 기준으로 보면, 상기 커넥터가 내면케이스(34) 측에 부착되는 경우에는 배터리 전극이 서로 반대 방향으로 접촉되므로 이러한 경우에 커넥터의 고정수단(56)에 배터리팩 음극과 양극 결선 방향에 대한 선택을 변경시킬 수 있도록 극성변경 스위치(도시하지 않음)를 구비하는 것이 바람직하다. 극성변경 스위치는 통상적으로 슬라이드 스위치가 바람직하나 공지된 기술의 다른 종류의 스위치를 사용하는 것도 가능하다.

본 고안의 커넥터는 각종 동물형태나 캐릭터형상을 넣은 휴대폰의 액세서리로 만들어 휴대폰에 걸어서 휴대하고 다니다가 언제든지 필요할 경우에 휴대폰의 배터리팩에 접촉시켜 손전등으로 사용할 수 있다. 본 고안의 커넥터를 응용하면, 사용하지 않고 방치되어 있는 어떠한 종류의 잉여 배터리팩도 비상용 배터리 및 보조 배터리로 재활용하는 것이 가능하다. 또한 충전부와 조합하여 구성하는 경우에 배터리팩과 커넥터 간의 호환성이 매우 높아서 거의 모든 배터리팩의 단자형태를 수용할 수 있으므로 값비싼 충전기를 추가로 구입할 필요가 없다.

본 고안의 커넥터는 전술한 바와 같이 손전등과 같은 일상 생활에 필요한 편의기구를 구비하는 상품을 제조하는 것이 가능하다. 통상적으로 소형전자제품은 전원을 공급하는 전원부가 시스템 전체에서 점유하는 공간이 상대적으로 크므로 항상 시스템 구성에서 소형화하는데 있어서의 기본적인 문제로 제기되고 있다. 본 고안의 커넥터로 배터리팩에 접속함으로써 전원부를 따로 구비하지 않고 휴대폰의 배터리를 이용하여 소형전자제품의 전원으로 이용할 수 있다. 휴대폰의 배터리 전력을 많이 소비하면 휴대폰의 사용시간에 지장을 초래하므로, 주로 저소비전력만 사용하는 소형전자제품에 응용하는 것이 바람직하다. 본 고안의 커넥터가 자석에 의한 고정방식인 경우 냉장고 등에 붙이는 자석 클립 등으로 사용할 수도 있고 필요시 떼어 내어 손전등이나 충전용 커넥터로 사용할 수 있다. 또한 소형 AM/FM 라디오를 커넥터에 내장하여 휴대폰에 부착하는 라디오로 이용할 수 있다. 또한 예를 들면 곤충모형완구의 내부에 소형충전지와 함께 소형전동모터를 내장하고 이들을 제어하는 제어부를 구비함으로써, 외부의 음성을 감지할 수 있는 음성인식센서로부터 제어부를 통하여 곤충모형완구의 동작을 명령에 의해 통제할 수 있도록 만들어 본 고안의 커넥터를 이용한 또 다른 응용품으로 상품화할 수 있다. 모형 자동차에서도 동일하게 상기 구성을 적용하여 음성으로 작동시킬 수 있다. 또한 휴대폰의 입출력포트에 리모트 컨트롤러를 삽입장착하여 휴대폰의 키패드를 이용하여 원격 명령으로 조종하는 CDMA RF 또는 GSM RF 방식에 의한 시스템으로 구성할 수도 있다. 본 고안의 커넥터를 이용하여 상기 소형 전동모터 외에 솔레노이드, 서보모터, 등의 액추에이터(actuator)를 구비하여 다양하게 동작하는 구동체를 구현할 수 있다.

또한 휴대폰의 다중화음 발생기에 본 고안의 커넥터를 응용할 수도 있다. 예를 들면, 휴대폰이 진동모드로 작동하게 설정하고, 본 고안의 커넥터의 고정수단(56)의 내부에 진동감지센서와 같은 전화통화 수신감지센서를 내장함으로써 전화가 걸려오는 경우 저장부에 미리 저장해 놓은 음악파일이나 벨소리를 재생부로 전달하여 다중화음으로 출력할 수 있도록 전달하는 음원부와 이들을 전체적으로 제어하는 제어부를 포함하는 다중화음 발생기에 응용할 수도 있다. 이 다중화음 발생기는 제어부를 통하여 PC에서 특정 음악파일이나 벨소리를 다운로드하여 저장부로 저장하는 PC와의 접속부, 예를 들면, USB 포트 또는 IEEE 1394에 해당하는 통신용 인터페이스 접속부와 같은 것을 포함하도록 구성할 수 있다. 본 고안의 커넥터를 이용한 다중화음 발생기는 휴대폰의 배터리측(즉 휴대폰의 배면)에 직접 맞닿아 있는 상태에서 휴대폰의 진동을 정확히 감지하므로, 휴대폰 줄 등에 의해 연결되는 감지센서방식에 서 줄이 헐거워 진동을 감지하지 못하는 경우가 많은 경우에 비해 월등하게 전화가 걸려오는 수신상태를 정확히 파악할 수 있다. 상기 전화수신감지센서에는 진동감지센서 뿐만 아니라, 광감지센서, 또는 전자파감지센서 등을 포함한다.

액세서리 형태로 만드는 경우, 향수와 같은 방향제를 담은 소형 용기를 내부에 넣어 선호도를 높이거나 또는 아로마세라피(aromatherapy)용 허브추출순수유(Herb Essential Oils)와 같은 향치료제를 담은 소형 용기를 내장하여 건강촉진상품으로 방향(芳香)기능을 갖도록 구성할 수도 있다. 상기 용기는 예를 들면, 플라스틱 백과 같은 형태의 유연한 재료를 이용할 수도 있다. 또는 방향제를 고정수단의 몸체의 원료와 혼합하여 제조할 수도 있다.

또한 동물형상이나 캐릭터형상을 활용한 장난감 완구형으로 응용제품을 만들어 제공하는 경우에 자연스럽게 어린이와 학생들의 호기심을 자극하여 물리 및 화학 등 과학에 대한 지식을 습득하게 하는 학습효과도 크다고 볼 수 있다. 배터리팩의 단자에서 전기 에너지를 끌어내서 여러 가지 측면으로 실제 실험하고 체험해 봄으로써 자연스럽게 전기적인 지식을 체득할 수 있다. 전술한 광원부에 고휘도 발광다이오드를 사용하는 손전등을 만드는 경우에, 발광다이오드는 극성에 따라 결선이 되어야만 발광이 되기 때문에 양극은 적색의 표시와 “+” 표식을 부여하고 음극은 흑색의 표시와 “-” 표식을 부여함으로써 배터리팩의 극성을 쉽게 확인할 수 있다. 또한 배터리팩이 전기에너지를 저장했다가 필요시 공급해주는 중요한 상품임을 인식하여 유용한 자원을 활용하는 응용력과 창의력을 발휘하도록 유도하는 효과가 있다. 상기 학습효과를 위해 본 고안의 커넥터를 구성하는 부품들만을 분해된 상태로 포장하여 제공되는 조립식 키트형으로 판매할 수도 있다. 상기 조립식 키트형 제품을 구입하는 경우, 학생들을 비롯한 사용자들이 스스로 부품을 확인하면서 완구처럼 조립하여 완성시키는 학습효과도 고취시킬 수 있다.

본 고안은 상기에 기술한 바와 같이 바람직한 여러 가지 실시예들에 의하여 예시되었지만, 본 고안의 범위는 상기 실시예들에 한정되지 않고 다양한 변형예 및 유사한 구성이 모두 균등물로서 본 고안의 범위에 포함될 수 있으며, 본 고안의 범위는 단지 실용신안등록청구범위에 의해서만 한정된다는 것을 당업자들은 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 본 고안의 커넥터는 어떤 종류의 휴대폰 단말기에 사용하는 배터리팩에도 적합하게 단자접촉이 가능하므로 배터리팩의 충전, 손전등, 및 응용기기에 적용할 수 있고, 잉여 배터리팩을 다용도로 재활용할 수 있어 실생활의 편리함과 경제적인 이득은 물론이고, 중금속이 다량으로 함유된 배터리팩의 폐기물이 감소되어 환경을 보호하는 효과도 매우 크다.

Claims (24)

1. 휴대폰 배터리팩 단자와 접촉되는 커넥터에 있어서,

   휴대폰 배터리팩의 단자와 접촉되는 접촉단자부;

   상기 접촉단자부를 지지하는 지지부; 및

   상기 지지부를 상기 휴대폰 배터리팩에 고정시키는 고정수단;

   을 포함하며,

   상기 접촉단자부가 상기 휴대폰 배터리팩의 단자 위치에 대응하여 변위될 수 있도록 상기 지지부가 가변형으로 구성되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
2. 제1항에 있어서, 상기 접촉단자부가 배럴, 스프링 및 플런저로 구성되는 프로브형 단자인 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지부가 소성변형이 가능한 도전성 금속소재인 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
4. 제1항에 있어서, 상기 고정수단이

   자석,

   상기 자석을 수용하는 제1함입부,

   배터리팩 상에 접착되는 금속박판, 및

   상기 금속박판을 수용하는 제2함입부

   를 포함하며,

   상기 배터리팩 상에 접착되는 금속박판이 상기 제2함입부와 요철부합방식으로 맞추어짐과 동시에 상기 자석과 금속박판 간에 작용하는 자력의 부착력에 의해 배터리팩 상에 고정되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
5. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 발광부가 추가로 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
6. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 충전부가 추가로 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자 접촉용 커넥터.
7. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 휴대폰 입출력 포트용 커넥터(I/O Connector)가 추가로 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자 접촉용 커넥터.
8. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 DC용 잭 또는 플러그가 추가로 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
9. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 라디오가 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
10. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 음성인식센서가 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
11. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 다중화음 발생기가 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
12. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 전자파감지센서, 진동감지센서, 광감지센서 중 하나 이상이 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
13. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 전동모터 또는 솔레노이드 중에 하나 이상의 작동부(actuator)가 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
14. 제1항에 있어서, 상기 고정수단에 탄성밴드가 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
15. 제1항에 있어서, 상기 고정수단에 흡착판이 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
16. 제5항에 있어서, 상기 지지부를 상기 고정수단에 결합시키는 파지부가 추가로 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
17. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 스위치가 추가로 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자 접촉용 커넥터.
18. 제1항에 있어서, 상기 단자접촉용 커넥터에 극성전환 스위치가 추가로 포함되는 휴대폰 배터리팩 단자 접촉용 커넥터.
19. 제1항에 있어서, 상기 지지부가 도전성 리드선을 추가로 포함하는 휴대폰 배터리팩 단자 접촉용 커넥터.
20. 제1항에 있어서, 상기 접촉단자부와 지지부가 일체형으로 구성되는 휴대폰 배터리팩 단자 접촉용 커넥터.
21. 제1항에 있어서, 상기 지지부가 형상기억합금 소재로 되어 있는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
22. 제1항에 있어서, 상기 커넥터가 조립식 키트형인 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
23. 제1항에 있어서, 상기 커넥터가 방향(芳香) 기능을 갖는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.
24. 휴대폰 배터리팩 단자와 접촉되는 커넥터에 있어서,

    휴대폰 배터리팩의 단자와 접촉되는 접촉단자부;

    상기 접촉단자부를 지지하는 지지부; 및

    상기 지지부를 상기 휴대폰 배터리팩에 고정시키는 고정수단;

    을 포함하며,

    상기 접촉단자부가 배럴, 스프링 및 플런저를 포함하는 프로브형 단자이며,

    상기 지지부가 소성변형이 가능한 도전성 금속소재이고,

    상기 고정수단이 자석, 이 자석을 수용하는 제1함입부, 배터리팩 상에 접착되는 금속박판, 및 이 금속박판을 수용하는 제2함입부를 포함하며,

    상기 배터리팩 상에 접착되는 금속박판이 상기 제2함입부와 요철부합방식으로 맞추어짐과 동시에 상기 자석과 금속박판 간에 작용하는 자력의 부착력에 의해 배터리팩 상에 고정됨으로써,

    상기 접촉단자부가 상기 휴대폰 배터리팩의 단자 위치에 대응하여 변위될 수 있도록 상기 지지부가 가변형으로 구성되는 휴대폰 배터리팩 단자접촉용 커넥터.