KR200323327Y1 - 휴대폰 배터리 자가 충전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 휴대폰 배터리 자가 충전장치는 다양한 형태의 휴대폰에 적용이 가능하며, 휴대폰 배터리의 잔량 전류가 통화 가능 전류 용량 이하인 상태에서 비상 상황을 맞이할 때 자가 발전한 미세 전류로 휴대폰 배터리를 재충전하여 비상 통화를 가능하게 하기 위한 것으로서; 휴대폰의 신호를 송신 및 발신하며 그 외주에 리드 스크류(3a)를 형성하고 있는 안테나(3); 이 안테나의 인출 및 인입 조작이 가능한 구조로 휴대폰 바디에 장착되며, 상호 분해 결합되도록 구성되는 상, 하부 하우징(5, 7); 이 상, 하부 하우징에 내장되며, 안테나의 인출 및 인입 조작으로 회전 동작되어 기전력을 발생시키도록 안테나의 리드 스크류에 나사 결합되어 있고 코일(15)이 감겨져 있는 코아(17), 이 코아의 외곽에 구비되어 코일에 자계를 형성하는 영구 자석(19), 코일로부터 교류를 출력하는 브러시(21), 및 브러시의 교류를 직류로 정류하는 정류자(23)로 구성되는 발전기(9); 및 이 발전기를 내장하고 있는 하부 하우징의 하방 내측에 설치되어 안테나의 인출 및 인입을 안내하며, 발전기의 출력을 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자에 전기적으로 연결하도록 구성되는 안테나 가이드(11)로 구성되어 있다.

Description

휴대폰 배터리 자가 충전장치 {Self recharger for a cellular phone battery}

본 고안은 휴대폰 배터리 자가 충전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대폰 배터리의 잔량 전류가 통화 가능 전류 용량 이하인 상태에서 비상 상황을 맞이할 때 자가 발전한 미세 전류로 휴대폰 배터리를 재충전하여 비상 통화를 가능하게 하는 휴대폰 배터리 자가 충전장치에 관한 것이다.

휴대폰은 유선 전화의 공간적 한계를 극복하고 있기 때문에 현재 많이 사용되고 있다. 이와 같은 절대 장점에도 불구하고 휴대폰은 배터리의 전류 충전의 용량 한계로 인하여, 다른 통신 수단이 없는 비상 상황에서 충분히 안정적으로 사용되지 못하는 단점을 가지고 있다.

특히, 기온이 낮은 산악에서는 배터리의 활성이 저하되어 배터리의 전류 공급 능력은 더욱 저하된다. 따라서 휴대폰의 필요성이 더욱 절실한 상황에서 그 사용 가능 시간은 더욱 단축되는 현상이 발생되고 있다.

이러한 상황을 극복하기 위하여, 대한민국 등록실용신안공보 제224798호는 개폐기에 회전 샤프트를 장착하고 이 샤프트에 발전기를 구비하여, 개폐기의 개폐 동작으로 발생된 전류를 정류기로 정류하여 배터리에 충전시키도록 구성되는 휴대폰 자가 충전 장치를 개시하고 있다.

그러나, 이 휴대폰 자가 충전 장치는 개폐기의 힌지에 발전기를 구비하여 이 개폐기의 개폐 작동으로 전류를 발생시키고 있기 때문에 힌지 및 개폐기의 마모를 촉진시키게 되고, 개폐기가 없는 경우에는 적용할 수 없는 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 고안의 목적은 다양한 형태의 휴대폰에 적용이 가능하며, 휴대폰 배터리의 잔량 전류가 통화 가능 전류 용량 이하인 상태에서 비상 상황을 맞이할 때 자가 발전한 미세 전류로 휴대폰 배터리를 재충전하여 비상 통화를 가능하게 하는 휴대폰 배터리 자가 충전장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 휴대폰 배터리 자가 충전장치가 구비된 휴대폰의 사시도.

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 휴대폰 배터리 자가 충전장치의 단면 사시도.

도 3은 안테나 회전 방지 및 코아 지지 구조의 부분 단면도.

도 4는 안테나 회전 방지 및 코아 지지 구조의 다른 실시 예에 따른 부분 단면도.

도 5는 안테나 가이드와 플랙서블 인쇄 회로 기판의 연결 사시도.

도 6은 휴대폰과 배터리의 분해 사시도.

도 7은 플랙서블 인쇄 회로 기판과 배터리 단자 및 휴대폰 바디 단자의 분해 상태 단면도.

도 8은 플랙서블 인쇄 회로 기판과 배터리 단자 및 휴대폰 단자의 접촉 상태 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

A : 휴대폰 배터리 자가 충전장치 1 : 휴대폰 바디

3 : 안테나 3a : 리드 스크류

3b : 승강홈 5, 7 : 상, 하부 하우징

5a, 7a : 회전방지돌기 9 : 발전기

11 : 안테나 가이드 13 : 나사부

15 : 코일 17 : 코아

19 : 영구 자석 21 : 브러시

23 : 정류자 25, 27 : 상, 하측 스러스트 베어링

25a, 27a : 상, 하측 일방향 스러스트 베어링

29, 31, 33 : 단자 35 : 플랙서블 인쇄회로 기판

35a, 35b : 도선 37, 39 : 양면 단자

41 : 배터리 43 : 휴대폰 바디 단자

45 : 배터리 단자

본 고안의 휴대폰 배터리 자가 충전장치는, 휴대폰의 신호를 송신 및 발신하며 그 외주에 리드 스크류를 형성하고 있는 안테나;

상기 안테나의 인출 및 인입 조작이 가능한 구조로 휴대폰 바디에 장착되며, 상호 분해 결합되도록 구성되는 상, 하부 하우징;

상기 상, 하부 하우징에 내장되며, 안테나의 인출 및 인입 조작으로 회전 동작되어 기전력을 발생시키도록 안테나의 리드 스크류에 나사 결합되어 있고 코일이 감겨져 있는 코아, 이 코아의 외곽에 구비되어 코일에 자계를 형성하는 영구 자석, 코일로부터 교류를 출력하는 브러시, 및 브러시의 교류를 직류로 정류하는 정류자로 구성되는 발전기; 및

상기 발전기를 내장하고 있는 하부 하우징의 하방 내측에 설치되어 안테나의 인출 및 인입을 안내하며, 발전기의 출력을 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자에 전기적으로 연결하도록 구성되는 안테나 가이드를 포함하고 있다.

상기 상, 하부 하우징의 내부 각 상, 하측과 이에 대향하는 코아의 상, 하측 사이에는 안테나의 인출 및 인입 조작에 따라 코아의 상, 하측에 가해지는 축 방향 작용력을 원활히 지지하는 상, 하측 스러스트 베어링이 개재되는 것이 바람직하다.

상기 상, 하측 스러스트 베어링은 안테나의 인출 및 인입 조작 중 어느 한 조작 시 코아를 회전시키고 다른 한 조작 시에 코아의 역 방향 회전을 저지하는 상, 하측 일방향 스러스트 베어링으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 안테나 가이드는 정류자에 연결되어 있는 단자에 연결되도록 그 일측에 단자를 구비하며, 이 단자는 플랙서블 인쇄회로 기판에 의하여 휴대폰 바디 단자및 배터리 단자에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 플랙서블 인쇄회로 기판의 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자 대향 측에는 그 일면이 휴대폰 바디 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 일면이 배터리 단자에 전기적으로 연결되도록 양면 단자를 구비하는 것이 바람직하다.

본 고안의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 휴대폰 배터리 자가 충전장치가 구비된 휴대폰의 사시도이다. 이 휴대폰 배터리 자가 충전장치(A)는 휴대폰 바디(1)와 안테나(3) 사이에 구비됨으로써 인출 및 인입되는 안테나(3)를 구비한 휴대폰에 다양하게 적용될 수 있다.

이 휴대폰 배터리 자가 충전장치(A)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기한 안테나(3), 상, 하부 하우징(5, 7), 발전기(9), 및 안테나 가이드(11)를 포함하는 구성을 이루고 있다.

이 안테나(3)는 휴대폰의 신호를 송신 및 발신하는 본래의 기능을 원활히 수행할 수 있도록 휴대폰 바디(1)로부터 인출 및 인입 조작될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 안테나(3)는 휴대폰 사용 시 사용자에 의하여 인출 및 인입 조작되기 때문에 이 인출 및 인입 조작력을 이용할 수 있도록 그 외주에 리드 스크류(3a)를 구비하고 있다. 이 안테나(3)는 휴대폰 바디(1) 및 휴대폰 배터리 자가 충전장치(A)에 관통 설치되어 있다. 이 안테나(3) 또는 리드 스크류(3a)는 강한 내마모성을 가지는 것이 바람직하다. 기전력은 발전기(9)의 회전속도에 비례하므로 안테나(3)의 1회 인출 및 인입 시 부하를 크게 증가시키지 않으면서 높은 회전수를 가질 수 있도록 리드 스크류(3a)의 산 개수를 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

상, 하부 하우징(5, 7)은 이 휴대폰 배터리 자가 충전장치(A)의 외곽을 형성하는 부분으로써, 그 내부에 발전기(9)를 내장하여 휴대폰 바디(1)에 장착 가능하고 이 발전기(9)를 구동시키는 안테나(3)가 인출 및 인입 조작 가능하도록 구성되어 있다.

즉, 상, 하부 하우징(5, 7)은 상호 분해 결합 가능하도록 구성되어 있다. 이 상, 하부 하우징(5, 7)의 분해 결합 구조는 클램프(미도시)를 이용하는 등 다양하게 형성될 수 있으나 본 실시 예에서와 같이 상호 나사 결합 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 하부 하우징(7)은 그 하단에 구비된 나사부(13)로 휴대폰 바디(1)에 나사 결합 구조로 장착되는 것이 바람직하다.

또한, 상, 하부 하우징(5, 7)은 인출 및 인입 조작되는 안테나(3)의 회전을 방지하면서 안내하도록 회전방지돌기(5a, 7a)를 구비하고 있다. 이 회전방지돌기(5a, 7a)는 안테나(3)의 양측에 형성된 승강홈(3b)에 결합되어 안테나(3)의 인출 및 인입 조작을 안내하게 되고, 안테나(3)의 회전을 방지하여 안테나의 인출 및 인입에 따른 조작력을 리드 스크류(3a)를 통하여 코아(17)로 모두 전달하여 코아(17)의 회전 효율 저하를 방지하게 된다.

이 상, 하부 하우징(5, 7)에 내장되는 발전기(9)는 코일(15)이 감겨져 있는 코아(17), 코일(15)에 자계를 형성하는 영구 자석(19), 브러시(21) 및 정류자(23)로 구성되어 있다. 이 발전기(9)는 2극 전자계 4극 발전자 또는 4극 전자계 8극 발전자를 쓸 수도 있다. 4극 전자계 8극 발전자는 2극 전자계 4극 발전자에 비하여 발전기(9)의 회전 속도를 2배로 증가시키는 효과가 있고, 이로 인하여 기전력도 2배로 증가되는 효과가 있다. 또한 발전기(9)는 하나의 구성으로 충분한 기전력을 얻기 곤란할 경우 2개 이상의 다수(미도시)로 구비될 수도 있다.

코아(17)는 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나(3)의 리드 스크류(3a)에 나사 결합되어, 안테나(3)의 인출 및 인입 조작에 따라 상, 하부 하우징(5, 7) 내에서 회전 동작하도록 구성되어 있다. 이 코아(17)의 상, 하측과 이에 대향하는 상, 하부 하우징(5, 7)의 내부 각 상, 하측 사이에는 상, 하측 스러스트 베어링(25, 27)이 개재되어 있다. 이 상, 하측 스러스트 베어링(25, 27)은 안테나(3)의 인출 및 인입 조작에 따라 코아(17)의 상, 하측에 가해지는 축 방향 작용력에 대항하여 코아(17)를 회전 가능하게 원활히 지지하게 된다.

이 상, 하측 스러스트 베어링(25, 27)은 도 4에 도시된 바와 같이 상, 하측 일방향 스러스트 베어링(25a, 27a)으로 구성되는 것이 더 바람직하다. 이 상, 하측 일방향 스러스트 베어링(25a, 27a)은 안테나(3)의 인출 및 인입 조작 중 어느 한 조작, 즉 인출 시 코아(17)를 회전시키고 다른 한 조작, 즉 인입 시에 코아(17)의 역 방향 회전을 저지하도록 구성되어 있다.

따라서, 이 상, 하측 일방향 스러스트 베어링(25a, 27a)은 코아(17)의 회전 방향을 한 방향으로만 형성시키기 때문에 회전하는 코아(17)를 정지시키고 반대 방향으로 회전시켜 기전력을 발생시키는 상기 상, 하측 스러스트 베어링(25, 27)에비하여 코일(15)에서의 기전력 발생 효율을 배가시킬 수 있다.

이와 같이 회전 동작되는 코아(17) 및 코일(15)의 외곽에는 회전하는 코일(15)에 자계를 형성하는 영구 자석(19)이 구비되어 있다. 브러시(21)는 회전 동작되는 코아(17)의 외곽에 구비되어 코일(15)로부터 교류를 정류자(23)로 출력하게 된다. 이 정류자(23)는 교류를 휴대폰 배터리에 충전할 수 있는 직류로 정류하게 된다. 이렇게 정류된 직류는 변압소자(미도시)에 의하여 원하는 전압을 얻은 후 휴대폰 배터리에 충전된다.

이를 위하여, 이 발전기(9)의 하방 내측에 상기 안테나 가이드(11)가 설치되어 있다. 이 안테나 가이드(11)는 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나(3)의 인출 및 인입을 안내하면서 발전기(9)를 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자에 전기적으로 연결하도록 구성되어 있다.

즉, 안테나 가이드(11)는 정류자(23)에 연결되어 있는 단자(29)에 연결되도록 그 일측에 단자(31, 33)를 구비하고 있다. 이 단자(29)는 나사부(13)의 내측에 구비되어 있고, 다른 단자(31, 33)는 상기 단자(29)의 대향측 안테나 가이드(11)의 상단 외주에 형성되어 있다. 또한 발전기(9) 측 단자(29)와 배터리 측 단자(31, 33)는 서로 다른 극과 연결되는 것을 방지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 단자(31)는 안테나 가이드(11)의 외측에 구비되고, 단자(33)는 안테나 가이드(11)의 내측에 구비되며, 이 단자(31, 33)에 각각 연결되는 상기 2개의 단자(29)는 상기 단자(31, 33)에 접촉될 수 있는 대향 측에 각각 구비되어 있다. 이 단자(31, 33)는 플랙서블 인쇄회로 기판(35)에 의하여 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자에 연결된다. 즉 단자(31, 33)는 안테나 가이드(11)에 부착되는 플랙서블 인쇄회로 기판(35)의 도선(35a, 35b)에 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 이 플랙서블 인쇄회로 기판(35)의 다른 일측에는 양면 단자(37, 39)가 구비되어 있다.

이 양면 단자(37, 39)는 도 6에 도시된 바와 같이, 플랙서블 인쇄회로 기판(35)을 휴대폰 바디(1)와 배터리(41) 사이에 설치할 때, 휴대폰 바디 단자(43)와 배터리 단자(45)를 상호 전기적으로 연결하면서 발전기(9)를 배터리 단자(45)에 연결할 수 있게 한다.

즉, 이 양면 단자(37, 39)는 도 7에 도시된 바와 같이, 플랙서블 인쇄회로 기판(35)의 휴대폰 바디 단자(43) 및 배터리 단자(45) 대향 측에 형성되어 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이, 휴대폰 바디(1)에 배터리(41) 장착 시, 그 일면으로 휴대폰 바디 단자(43)에 전기적으로 연결하고, 다른 일면으로 배터리 단자(45)에 전기적으로 연결하고 있다. 따라서 양면 단자(37, 39)는 배터리(41)와 휴대폰 바디(1)와의 전기적 연결을 방해하지 않으면서 발전기(9)를 배터리(41)에 전기적으로 연결하여 충전할 수 있게 한다.

이와 같이 본 고안에 따른 휴대폰 배터리 자가 충전장치는 안테나와 휴대폰 바디 사이에 발전기를 구비하고, 이 발전기를 안테나의 인출 및 인입 조작으로 작동케 함으로써, 안테나가 구비된 휴대폰에 다양하게 적용될 수 있고, 또한 배터리의 잔량 전류 부족 상태에서 비상 상황을 맞이했을 때, 안테나를 수회 인출 및 인입 조작하여 발전기로 전류를 발생시키고 이 전류를 배터리에 재충전하여 비상 통화를 가능케 한다.

Claims (5)

1. 휴대폰의 신호를 송신 및 발신하며 그 외주에 리드 스크류를 형성하고 있는 안테나;

   상기 안테나의 인출 및 인입 조작이 가능한 구조로 휴대폰 바디에 장착되며, 상호 분해 결합되도록 구성되는 상, 하부 하우징;

   상기 상, 하부 하우징에 내장되며, 안테나의 인출 및 인입 조작으로 회전 동작되어 기전력을 발생시키도록 안테나의 리드 스크류에 나사 결합되어 있고 코일이 감겨져 있는 코아, 이 코아의 외곽에 구비되어 코일에 자계를 형성하는 영구 자석, 코일로부터 교류를 출력하는 브러시, 및 브러시의 교류를 직류로 정류하는 정류자로 구성되는 발전기; 및

   상기 발전기를 내장하고 있는 하부 하우징의 하방 내측에 설치되어 안테나의 인출 및 인입을 안내하며, 발전기의 출력을 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자에 전기적으로 연결하도록 구성되는 안테나 가이드를 포함하는 휴대폰 배터리 자가 충전장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상, 하부 하우징의 내부 각 상, 하측과 이에 대향하는 코아의 상, 하측 사이에는 안테나의 인출 및 인입 조작에 따라 코아의 상, 하측에 가해지는 축 방향 작용력을 원활히 지지하는 상, 하측 스러스트 베어링이 개재되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 자가 충전장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 상, 하측 스러스트 베어링은 안테나의 인출 및 인입 조작 중 어느 한 조작 시 코아를 회전시키고 다른 한 조작 시에 코아의 역 방향 회전을 저지하는 상, 하측 일방향 스러스트 베어링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 자가 충전장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 안테나 가이드는 정류자에 연결되어 있는 단자에 연결되도록 그 일측에 단자를 구비하며, 이 단자는 플랙서블 인쇄회로 기판에 의하여 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 자가 충전장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 플랙서블 인쇄회로 기판의 휴대폰 바디 단자 및 배터리 단자 대향 측에는 그 일면이 휴대폰 바디 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 일면이 배터리 단자에 전기적으로 연결되는 양면 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 자가 충전장치.