KR200350599Y1 - 온열 기능을 갖는 휴대폰 - Google Patents

Abstract

본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰은 휴대폰에 장착시 외부로 노출되며 표면의 적소에 소정 사이즈의 함몰부가 형성되어 이루어진 외측 케이스; 휴대폰에 장착시 휴대폰 본체와 면접하며 상기 외측 케이스와 결합되어 소정의 수납공간을 형성하는 내측 케이스; 상기 수납공간 내부에 설치되어 전력을 공급하는 셀유닛; 발열면이 외측을 향하도록 상기 함몰부에 고정 설치되며, 상기 셀유닛으로부터 전력을 공급받아 발열하는 열전소자유닛 및 상기 외측 케이스의 적소에 설치되며, 상기 셀유닛으로부터 상기 열전소자유닛으로의 전력 공급을 허용 또는 차단하는 전원 스위치를 갖는 배터리팩을 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 전원 스위치는 상기 외측 케이스의 상기 함몰부 상부 표면에 돌출 설치되는 것이 바람직하다.

Description

온열 기능을 갖는 휴대폰{mobile telecommunication terminal with warmer}

본 고안은 온열 기능을 갖는 휴대폰에 관한 것으로, 특히 열전소자를 열원으로 채택하여 온열 기능을 갖도록 한 휴대폰에 관한 것이다.

근래 들어 이동통신기술의 비약적인 발전에 따라 휴대폰이 전 국민의 필수 휴대품으로 자리매김하고 있는데, 이러한 휴대폰은 통상적으로 리튬이온셀을 포함하는 배터리팩에 의해 전원을 공급받아 동작하게 된다. 그리고 배터리 기술의 비약적인 발전에 따라 그 전력 용량도 갈수록 증가하고 있는데, 이를 반영하듯이 장시간 배터리팩의 경우에 일회 충전으로 길게는 일주일까지 사용할 수 있게 되었다. 그러나 이러한 배터리팩은 내부에 리튬이온이라고 하는 인화성이 강한 전해물질을 사용하고 있기 때문에 소정 온도, 예를 들어 70℃ 정도의 온도에서도 쉽게 발화되는 문제점이 있었다.

한편, 휴대용 온열기는 추운 날씨에 손과 같은 신체의 특정 부위를 따뜻하게 하기 위한 용도로 많이 이용되는데, 주머니 등에 넣어서 사용하기 때문에 포켓 난로라고도 한다. 이러한 휴대용 온열기는 에너지원에 따라 2종류로 대별되게 되는데, 화석 에너지, 예를 들어 휘발유나 천연가스를 연소시켜서 발생하는 열을 이용하는 방식과 전기 에너지로 히터를 가동하여 발생하는 열을 이용하는 방식이 있다.

전술한 휴대용 온열기 중에서 전기 에너지를 사용하는 기술이 97년 실용신안공개 제49963호로 제안되어 있는 바, 이러한 휴대용 온열기는 건전지와 건전지로부터 제공되는 전기 에너지에 의해 발열되는 열전소자를 포함하여 이루어진다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 휴대용 온열기에 따르면 재충전이 되지 않는 건전지를 사용하는 경우에 사용 비용이 만만치 않다고 하는 문제점이 있었다. 나아가, 재충전이 가능한 건전지를 사용하는 경우에도 별도의 충전기를 구입해야 하기 때문에 비용이 증가하고 충전과 교체에 있어서 사용상의 번거로움이 존재하는 문제점이 있었다.

나아가, 열전소자의 일측에서 생성되는 냉기가 그대로 낭비된다고 하는 문제점이 있으며, 무엇보다도 필수 휴대품으로 자리잡은 휴대폰과 별개의 몸체로 이루어져 있기 때문에 휴대 공간을 많이 차지하여 사용이 번거롭다고 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 열전소자를 사용하여 온열기를 구현하되, 이를 현대인의 필수 휴대품으로 자리잡은 휴대폰에 일체로 구현함으로써 건전지 사용 비용과 충전기 구입비용을 절감하고, 휴대 공간을 절약하며 취급과 관리가 용이하도록 한 온열 기능을 갖는 휴대폰을 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 온열기의 작동에 수반하여 발생되는 냉기에 의해 배터리팩을 냉각시킴으로써 에너지의 사용 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 온열 기능을 갖는 휴대폰을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰은 휴대폰에 장착시 외부로 노출되며 표면의 적소에 소정 사이즈의 함몰부가 형성되어 이루어진 외측 케이스; 휴대폰에 장착시 휴대폰 본체와 면접하며 상기 외측 케이스와 결합되어 소정의 수납공간을 형성하는 내측 케이스; 상기 수납공간 내부에 설치되어 전력을 공급하는 셀유닛; 발열면이 외측을 향하도록 상기 함몰부에 고정 설치되며, 상기 셀유닛으로부터 전력을 공급받아 발열하는 열전소자유닛 및 상기 외측 케이스의 적소에 설치되며, 상기 셀유닛으로부터 상기 열전소자유닛으로의 전력 공급을 허용 또는 차단하는 전원 스위치를 갖는 배터리팩을 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 전원 스위치는 상기 외측 케이스의 상기 함몰부 상부 표면에 돌출 설치되는 것이 바람직하다.

도 1은 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰용 배터리팩의 외관 구조를 보인 사시도,

도 2는 도 1에서 A-A선을 절취하여 본 개략 단면도,

도 3은 도 1에서 B-B선을 절취하여 본 개략 단면도,

도 4는 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰용 배터리팩의 개략적인 전기 결선도,

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 온열 기능을 갖는 휴대폰의 개략적인 외관 구조를 보인 사시도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100: 배터리팩, 110: 외측 케이스,

120: 내측 케이스, 130: 셀유닛,

140: 급전 단자, 150: 충전 단자,

160: 전원 스위치, 170, 172: 내부 배선,

180: 열전소자 유닛, 200: 휴대폰,

210: 본체부, 220: 폴더부,

222: 외부 케이스, 224: 외부 액정패널,

226: 함몰부, 230: 열전소자유닛

이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하는데, 설명에 앞서 열전소자의 동작 원리에 대해 간단하게 설명한다.

잘 알려진 바와 같이, 열전소자는 펠티어 효과를 이용하여 공기를 냉각 또는 가열(주로 냉각)하는 소자인데, 펠티어 효과(Peltier Effect)는 프랑스의 시계공이자 후에 물리학자가 된 펠티어가 서로 다른 2개의 금속에 전기를 통하였을 때 서로 다른 금속의 양단면에 온도차가 일어나는 현상을 발견하여 정리한 것이다. 이러한 펠티어 효과는 양단면이 연결된 2개의 다른 금속(또는 반도체)에 전기적 부하를 걸었을 때 금속의 각기 다른 양단면에서 발열과 냉각이 동시에 일어나는 현상으로서 이를 수식으로 정리하면 아래의 수학식1과 같다.

｜Q_p｜ = αab * T_j* I = π * I

전술한 수학식 1에서 π = αab * T_j는 펠티어 계수, I = 전류,

｜Q_p｜ = 단위시간에 발생하는 열량의 절대값, αab = 주위 온도에 따른 2개의 금속의 상대 열전능을 각각 나타낸다. 결과적으로 펠티어 효과는 2개의 물질간의 접합을 거쳐 전류를 흘릴 때 일어나는 열의 방출과 흡수를 의미하는 바, 전류가 어떤 한 방향으로 흐를 때 열이 발생된다면 그 반대 방향으로 흐를 때는 열을 흡수하기 때문에 펠티어 효과는 가역적이다.

도 1은 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰에서 열전소자유닛을 배터리팩에 설치하여 이루어진 외관 구조를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에서 A-A선을 절취하여 본 개략 단면도이며, 도 3은 도 1에서 B-B선을 절취하여 본 개략 단면도이고, 도 4는 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰의 개략적인 전기 결선도이다. 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 일반적인 휴대폰용 배터리팩(100)은 휴대폰(미도시)에 장착시 표면이 외부로 노출되며 소정의 수납공간이 형성되어 있는 외측 케이스(110)와 휴대폰에 장착시 휴대폰 본체에 면접하는 내측 케이스(120)로 이루어질 수 있는데, 이러한 외측 케이스(110)와 내측 케이스(120)는 통상적으로 홈-돌기 결합구조에 의해 밀봉 결합되어 있다.

한편, 외측 케이스(110)에 형성된 상기 수납공간에는 리튬이온 전해질 등으로 이루어진 셀유닛(130)이 내장되어 있고, 내측 케이스(120)의 하부에는셀유닛(130)으로부터 휴대폰 본체로 전력을 공급하는 급전 단자(140)가 노출 형성되어 있으며, 외측 케이스(110)의 하부에는 외부의 충전기(미도시)로부터의 전기를 셀유닛(130)에 충전시키는 충전 단자(150)가 노출 형성되어 있는바, 셀유닛(130)과 급전 단자(140) 및 충전 단자(150)는 배터리팩(100) 내부에 배설된 내부 배선(170)(또는 커넥터)에 의해 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 본 고안을 위해 외측 케이스(110)의 표면에는 소정 사이즈의 함몰부(112), 바람직하게는 사각의 함몰부가 형성되어 있다. 그리고, 이러한 함몰부(112)에는 동일 형상의 열전소자유닛(180)이 고정적으로 장착되게 되게 되는데, 그 발열면이 외부로 노출되고 냉각면은 함몰부(112)의 바닥면에 면접, 즉 셀유닛(130)을 향하도록 장착되게 된다. 한편, 함몰부(112)에 열전소자유닛(180)을 고정하는 구조로는 공지의 홈(114)-돌기(182) 구조가 사용될 수 있다. 물론, 상기 냉각면을 접착제 등으로 함몰부(112)의 바닥면에 접착하는 방식이 사용될 수도 있을 것이다. 나아가, 열전소자유닛(180)이 외측 케이스(110)의 표면으로부터 돌출되지 않도록 함몰부(112)의 깊이를 열전소자유닛(180)의 두께와 동일하게 유지하는 것이 바람직한데, 열전소자유닛의 두께는, 배터리팩의 두께가 너무 두꺼워지지 않는 범위, 예를 들어 1-5[㎜] 정도로 하는 것이 바람직하고, 가로와 세로의 길이도 예를 들어 20-50[㎜] 정도로 하는 것이 바람직하다. 참고적으로, 가로와 세로가 각각 42[㎜], 높이가 2.7[㎜]이고, 최대전류, 최대전압 및 최대전력이 각각 1.2[A], 0.97[V] 및 0.96[W]이며 발열면과 냉각면 사이의 최대온도차가 69°인 열전소자유닛이 현재 시판되고 있는 바, 이와 비슷한 사이즈 정도의 제품을 채택할 수 있을것이다.

도면에서 참조번호 160은 셀유닛(130)으로부터 열전소자유닛(180)으로의 전력 공급을 허용하거나 차단하는 전원 스위치를 나타내는바, 이러한 전원스위치(160)는 사용자가 조작하기 쉬운 부위, 예를 들어 외측 케이스(110)의 열전소자유닛(180) 상측에 약간 돌출되도록 설치될 수 있을 것이며, 통상의 슬라이드 스위치로 구현될 수 있을 것이다.

한편, 셀유닛(130)과 열전소자유닛(180) 및 전원 스위치(160)는 역시 상기 수납공간에 배설된 내부 배선(172)에 의해 도 4의 결선도와 같이 연결될 수 있을 것이다. 물론, 이러한 내부 배선(172) 대신에 핀-소켓 구조의 연결 방식이 사용될 수도 있을 것이다. 나아가, 배터리의 용량 부족 등을 경고하는 경고램프(LED)를 외측 케이스(110)의 표면에 노출되도록 설치할 수도 있을 것이다. 또한, 도 4에는 비록 고안의 요지를 명확하게 하기 위해 전류제한저항과 같은 회로소자의 도시를 생략하였으나 열전소자유닛(180)에서 발생되는 열량이 전류량에 의해 결정되기 때문에 적절한 값의 전류제한저항을 상기 수납공간 내부에 삽입해야 할 것이며, 나아가 발열량의 조절을 위해 이러한 전류제한저항을 가변저항으로 구성하고 외부에서 발열량을 조절할 수 있도록 구현할 수도 있을 것이다.

전술한 바와 같은 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰용 배터리팩(100)은 휴대폰에 장착된 상태에서 휴대폰의 고유 기능과 병행하여 사용될 수도 있고, 휴대폰과는 분리된 상태에서 배터리팩(100)만을 온열기 전용으로 사용할 수도 있을 것이다. 이 경우에 수납공간을 적게 차지하고 파지에 적당하기 때문에 사용의 편리성이제고될 수가 있다. 나아가 온열기가 동작하는 동안에는 셀유닛(180)에서 발생하는 열을 흡수하여 발열에 사용하기 때문에 배터리팩(100)이 고온으로 발화되는 것을 방지할 수 있게 된다. 더욱이 열전소자유닛이 동작하는 동안에 휴대폰의 배터리팩에서 발생되는 폐열이 이용되기 때문에 그 만큼 전력 소비를 절감시킬 수가 있다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 온열 기능을 갖는 휴대폰의 개략적인 외관 구조를 보인 사시도인 바, 본 실시예에서는 열전소자유닛을 폴더형 휴대폰의 폴더부에 설치한 예를 도시하고 있다. 이를 구체적으로 설명하면, 폴더형 휴대폰(200)은 숫자키 등의 각종 키가 노출 설치되고 내부에는 휴대폰의 통신 기능을 가능케 하는 각종 회로소자들이 탑재된 본체부(210)와 본체부(210)에 힌지 결합되어 펼쳐질 수 있도록 된 폴더부(220)를 포함하여 이루어진다. 폴더부(220)의 내부 케이스(미도시)에는 내부 액정패널(미도시)이 장착되어 있고, 외부 케이스(222)에도 통상적으로 외부 액정패널(224)이 장착되어 있다.

한편, 본 고안에 따른 열전소자유닛(230)은 이러한 외측 케이스(222)의 표면의 적소, 바람직하게는 외부 액정패널(224)의 하부에 형성된 소정 사이즈의 함몰부(226)에 고정적으로 장착되게 되는데, 그 발열면이 외부로 노출되고 냉각면은 함몰부(226)의 바닥면에 면접하도록 장착되게 된다. 기타 함몰부(226)에 열전소자유닛(230)을 고정하는 구조 등은 도 1에 도시한 실시예와 유사하게 이루어질 수 있다. 나아가 이러한 열전소자유닛(230)에 배터리팩(미도시)로부터의 전력 공급은 내부 또는 외부 액정패널(224)에 연결된 전력선을 분기시켜 이용하면 될 것이다. 전원 스위치는 도 1의 실시예와 마찬가지로 전용의 스위치를 휴대폰(200)의 적소에설치할 수도 있을 것이나, 휴대폰 본체부(210)에 기 구비된 키들 중에서 하나를 온열기용 전원 키로 할당하되 그 용법을 소프트웨어적으로 구별시켜서 사용할 수도 있을 것이다. 본 실시예에 의해서도 폴더부(220)의 전기회로소자들, 즉 내부 및 외부 액정패널 등을 구동하는데 따라 발생하는 열을 식힐 수가 있어서 휴대폰의 안정적인 동작을 기대할 수가 있다.

본 고안의 온열 기능을 구비한 휴대폰용 배터리팩은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 온열 기능을 갖는 휴대폰에 따르면, 현대인의 필수 휴대품인 휴대폰에 일체로 구현됨으로써 건전지 교체 비용과 충전기 구입비용 등을 절감할 수 있는 효과가 발휘되고, 이외에도 휴대공간을 절약하고 취급 및 관리가 용이한 효과가 발휘된다.

물론, 배터리팩만을 온열기 전용으로 사용할 수 있기 때문에 온열기를 별도로 구입하지 않아도 되는 효과가 발휘된다.

Claims (3)

1. 휴대폰에 장착시 외부로 노출되며 표면의 적소에 소정 사이즈의 함몰부가 형성되어 이루어진 외측 케이스;

   휴대폰에 장착시 휴대폰 본체와 면접하며 상기 외측 케이스와 결합되어 소정의 수납공간을 형성하는 내측 케이스;

   상기 수납공간 내부에 설치되어 전력을 공급하는 셀유닛;

   발열면이 외측을 향하도록 상기 함몰부에 고정 설치되며, 상기 셀유닛으로부터 전력을 공급받아 발열하는 열전소자유닛 및

   상기 외측 케이스의 적소에 설치되며, 상기 셀유닛으로부터 상기 열전소자유닛으로의 전력 공급을 허용 또는 차단하는 전원 스위치를 갖는 배터리팩을 포함하여 이루어진 온열 기능을 갖는 휴대폰.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원 스위치는 상기 외측 케이스의 상기 함몰부 상부 표면에 돌출 설치되는 것을 특징으로 하는 온열 기능을 갖는 휴대폰.
3. 폴더형 휴대폰의 폴더부의 외부 케이스의 적소에 형성된 소정 사이즈의 함몰부에 발열면이 외부를 향하도록 고정 설치된 열전소자유닛을 포함하여 이루어진 온열 기능을 갖는 휴대폰.