KR20150124522A

KR20150124522A - 교체 전극을 이용하여 전원 강제 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기 및 그 방법

Info

Publication number: KR20150124522A
Application number: KR1020140050804A
Authority: KR
Inventors: 이민우; 박의근
Original assignee: 이민우
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2015-11-06

Abstract

본 발명의 워킹 배터리와 예비 배터리를 전원 중단 없이 교체하는 방법은 본체에는 본체 전극이 설치되고, 본체에 회동되는 힌지에는 교체 전극이 설치되는 스마트 기기가 측면 주 전극과 상면 보조 전극을 각각 포함하는 워킹 배터리 및 예비 배터리의 전원에 의하여 교대로 구동되는 경우에, 상기 본체 배면에 수납되어 있는 상기 힌지를 상기 본체 배면으로부터 30°내지 60°각도 힌지 회동시키는 단계, 상기 워킹 배터리의 주 전극이 상기 본체 전극과 접속된 상태에서, 상기 예비 배터리의 보조 전극을 상기 교체 전극과 접속시키는 단계, 상기 워킹 배터리의 주 전극과 상기 본체 전극과의 접속을 해제하는 단계, 상기 힌지를 상기 본체 배면으로부터 180°회동시켜 상기 예비 배터리의 주 전극을 상기 본체 전극과 접속시키는 단계, 및 상기 힌지를 상기 본체 배면으로 회동시켜 상기 예비 배터리의 보조 전극과 상기 교체 전극과의 접속을 해제하는 단계를 포함한다.

Description

교체 전극을 이용하여 전원 강제 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기 및 그 방법 {Smart device and method for changing battery pack without system off using hinge electrode}

본 발명은, 교체 전극을 이용함으로써 전원의 강제 종료 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기에 관한 것으로, 특히 휴대폰, 스마트폰, IMT-2000, WCDMA, UMTS, PDA, PMP, DMB 기타 각종 단말기, E-Book, 노트북이나 태블릿과 같은 휴대용 컴퓨터 또는 디지털 카메라 등과 같이 휴대가 가능하고, 배터리 전원에 의하여 구동되는 스마트 기기에 있어서, 배터리 교체 시에도 전원 공급이 중단되지 않고 방전 배터리를 충전 배터리와 교체할 수 있도록 방전 배터리와 충전 배터리를 스마트 기기의 본체 전극과 교체 전극에 동시에 연결(가령, 방전 배터리는 본체 전극에 연결하고 충전 배터리를 교체 전극에 연결하거나, 반대로 충전 배터리를 본체 전극에 연결하고 방전 배터리를 교체 전극에 연결)되도록 하는 배터리 교체 시 전원이 꺼지지 않는 스마트 기기 및 배터리 교체 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모바일 기기의 배터리 교체 시 전원이 계속 유지되기 위해서는 외부로부터 전원을 연결하거나 자체적으로 보조 배터리를 가지는 방법이 있다. 그 중 외부로부터 전원을 연결하는 방법은, 야외에 있거나 전원 연결선이 없으면 적용이 불가능하다. 보조 배터리를 두는 방법은, 모바일 기기의 외형과 가격에 영향을 미쳐 제조사가 꺼린다.

최근 모바일 기기의 경우, 전력 소모가 많아, 장시간 야외 활동 시 추가로 배터리를 가지고 나가야 하지만 배터리를 교체하기 위해서는 전원을 중단시켜 기기를 강제 종료해야 한다.

그런데, 모바일 기기는 운영체제의 복잡성으로 인하여 종료 후 재부팅 후 모든 기능을 정상적으로 사용하기까지 통상 30초 내지 1분 정도의 시간을 필요로 한다. 이는 모바일 기기의 사용자 입장에서 짧은 시간이 아니다.

따라서 통화중이거나 데이터 서비스를 받는 등 모바일 기기의 사용이 배터리 교체로 인해 중단되지 않게 하는 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.

공개번호 10-2013-0106740 특허는 위와 같은 모바일 기기 사용자의 불편을 덜어주기 위하여 기기 시스템에 소형 배터리가 내장되는 기술적 모델을 제시하고 있다.

도 1을 참조하면, 소형 내장 배터리는 시스템 배터리의 교환에 필요한 시간(가령 1분 내지 3분 정도) 동안 시스템 전원을 버틸 수 있다. 기기 자체의 전원 충전 시 내장 배터리를 우선적으로 충전한 뒤 주 배터리를 충전하며 시스템 사용 시 주 배터리만을 사용하고 내장 배터리는 일반적인 시스템 운용 전원으로 사용하지 않는다. 내장 배터리의 전원이 부족한 상태에서 충전된 주 배터리가 연결되는 경우 주 배터리로부터 내장 배터리를 충전한다.

시스템의 배터리를 교체할 경우, 전자적인 명령 또는 버튼을 누름으로써 주 전원이 내장 배터리로 교체되고 출력 화면으로 내장 배터리의 가용 시간과 그 시간 내 배터리를 교체해 줄 것을 경고하는 내용을 함께 출력한다.

배터리 교체에 성공하면 주 전원을 다시 주 배터리로 교체하고 주 배터리의 전원으로 내장 배터리를 충전한 후 내장 배터리는 대기 상태에 들어간다. 시간 내 배터리 교체에 실패하면 출력 화면으로 경고 메시지를 출력 후 자동으로 시스템을 안전하게 종료한다.

그러나 전술한 배터리 교체 기술은 하드웨어적으로 내장 배터리를 더 포함하고, 전자적인 명령이나 제어를 위하여 소프트웨어 개발이 필요하다.

공개번호 10-2013-0128568 특허는 위와 같은 모바일 기기 사용자의 불편을 덜어주기 위하여 별도의 내장 배터리를 포함하지 않는 기술적 모델을 제시하고 있다.

도 2를 참조하면, 방전 배터리와 교체 배터리를 병렬로 연결한 상태에서, 방전 배터리를 교체 가능 위치로 이동시켜 교체 배터리가 모바일 기기에 장착될 공간을 확보한 후, 방전 배터리를 연결해제 함으로써, 배터리 교체에 따른 전원 중단을 방지하는 기술이 개시되어 있다.

가령, 모바일 기기와 연결되는 주 전극 이외에 보조 전극을 방전 배터리에 구비시켜, 보조 전극을 통해서도 모바일 기기와 병렬 연결되도록 함으로써, 모바일 기기와 주 전극이 연결 해제 후, 교체 배터리로 대체 연결함으로써, 배터리 교체에 따른 전원 중단을 방지하는 것이다.

그러나 위 기술에 의하면, 먼저 방전 배터리를 전극과 접점을 유지한 상태에서 교체 가능한 위치로 이동시켜야 하고, 방전 배터리가 있었던 자리에 교체 배터리를 안착시키고 전극과 접점을 유지한 후에야 비로소 방전 배터리와 전극과의 접점을 해제시켜야 한다.

따라서 방전 배터리를 먼저 이동시키는 과정에서 접점이 유지되기 매우 곤란하고, 방전 배터리를 이동시킨 후에야 교체 배터리를 투입할 수 있어 전극과의 접점을 확보하기 어렵다. 즉, 방전 배터리를 이동시키지 않고서는 배터리 교체가 불가능하다.

특히 병렬로 형성되는 한 쌍의 주 전극과 보조 전극이 명확하게 구분되어 있지 않기 때문에 전원 중단을 방지하고자 하는 취지가 제대로 실현될 수 없다. 또한 한 쌍의 주 전극과 보조 전극이 교체 배터리의 기존 전극하고만 접점을 형성하기 때문에 본의 아니게 전원이 강제 중단될 수 있다.

더욱이 방전 배터리와 교체 배터리를 두 손으로 잡고 교체 작업을 해야 하기 때문에, 통화 중이거나 게임 중에 배터리를 손쉽게 교체해야 하는 사용자의 편의성을 제공하지 못하는 한계가 있다.

마지막으로 배터리 교체 시 전원을 일시적으로 공급하는 축적부를 더 포함하여 교체 시 안정적으로 전원 유지를 도모하고 있는 점에서 회로 구성이 복잡하고 비용이 상승하는 문제점이 있다.

공개번호 10-2013-0106740 공개번호 10-2013-0128568

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 배터리를 교체할 수 있는 스마트 폰(Smart Phone)이나 태블릿(Tablet) 등의 휴대용 스마트 기기에 있어서, 스마트 기기의 동작 중 기존 배터리의 전원을 그대로 유지한 상태로 예비 배터리를 병렬로 접속하고, 기존 배터리를 해제할 수 있는 전원 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동영상 감상 등의 일반적 상황이나 긴급 통화와 같은 비상 상황에서도 전원을 오프(off)하지 않고도 한 손으로 간편하게 배터리를 교체할 수 있는 전원 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스마트 기기에 보조 배터리를 내장하거나 별도의 소프트웨어를 동작시키지 않고, 접점의 이동 없이 접속 단자와 접점을 유지하는 방식으로 배터리를 교체할 수 있는 전원 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기를 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 배터리 전원에 의하여 구동되는 스마트 기기에 있어서, 배터리 장착부를 구비하는 본체, 상기 배터리 장착부 일측에 설치되는 힌지, 상기 배터리 장착부에 안착되어 사용 상태에 있는 워킹 배터리, 상기 워킹 배터리 방전 시 사용 대기 상태에 있는 예비 배터리, 상기 본체에 설치되어 상기 워킹 배터리 혹은 상기 예비 배터리와 연결되는 본체 전극, 상기 힌지에 설치되어 상기 예비 배터리 혹은 워킹 배터리와 연결되는 교체 전극, 상기 워킹 배터리 및 상기 예비 배터리의 측면 일측에 각각 설치되고, 상기 본체 전극과 대응되는 배터리 주 전극, 및 상기 워킹 배터리 및 상기 예비 배터리의 상면 일측에 각각 설치되고, 상기 교체 전극과 대응되는 배터리 보조 전극을 포함할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 별도의 힌지 수단 및 교체 전극을 둠으로써, 배터리 교체 시 전원을 끄지 않아도 되며, 부팅 시간을 기다릴 필요가 없게 되어 사용자의 편의를 제공할 수 있다.

둘째, 배터리 교체 시 힌지를 배터리의 힌지 결합부에 결합하고, 끼움 수단을 이용하여 더 고정하기 때문에, 접속 단자의 접점 유지가 강화되어 교체 중 임의로 전원이 강제 종료되는 경우가 없다.

셋째, 본체 배면에 힌지 수납부를 두어 통상적으로 힌지를 수납 보관함으로써, 배터리 교체 시 전원의 강제 중단을 원하는 사용자의 편의성을 도모하는 동시에 스마트 기기의 슬림화를 그대로 유지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 내장 배터리를 이용하여 전원을 오프(off)하지 않고 배터리를 교체하는 방법을 설명하는 구성도.
도 2는 종래 기술에 의한 주 전극과 보조 전극을 이용하여 전원을 오프(off)하지 않고 배터리를 교체하는 방법을 설명하는 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전원 강제 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기의 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전원 강제 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기의 구성을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전원 강제 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기의 구성을 나타내는 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 워킹 및 예비 배터리와 본체 및 교체 전극과의 접점을 형성하는 방식을 나타내는 개념도들.
도 7은 본 발명에 의한 힌지와 본체 혹은 힌지와 배터리 사이의 끼임 수단의 구성을 나타내는 개념도.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 일 실시예에 의한 전원의 강제 종료 없이 배터리를 교체하는 방법을 각각 나타내는 사시도들.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전원의 강제 종료 없이 배터리를 교체하는 방법을 각각 나타내는 사시도들.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 교체 전극을 이용하여 전원 중단 없이 배터리를 교체할 수 있는 스마트 기기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기(100)는, 배터리 장착부(102)를 구비하는 본체(110), 배터리 장착부(102) 일측에 설치되는 힌지(120), 배터리 장착부(102)에 안착되어 사용 상태에 있는 워킹 배터리(130), 워킹 배터리(130) 방전 시 사용 준비 상태에 있는 예비 배터리(140), 본체(110)에 설치되어 워킹 배터리(130)(혹은 예비 배터리(140))와 연결되는 본체 전극(110a), 힌지(120)에 설치되어 예비 배터리(140)(혹은 워킹 배터리(130))와 연결되는 교체 전극(120b), 워킹 배터리(130) 및 예비 배터리(140)의 측면 일측에 설치되어 본체 전극(110a)과 대응되는 배터리 주 전극(130a, 140a), 및 워킹 배터리(130) 및 예비 배터리(140)의 상면 일측에 설치되어 교체 전극(120b)과 대응되는 배터리 보조 전극(130b, 140b)을 포함한다.

본체(110)의 배터리 장착부(102)는 배면(112)에 형성된다. 본 발명의 스마트 기기(100)는 휴대가 용이하게 이동 가능한 전자 기기로서, 본체(110)는 휴대폰, 캠코더, PDA, 노트북 컴퓨터 등 배터리 전원에 의하여 구동되는 모바일 전자 기기의 본체를 모두 포함한다.

여기서 배터리 장착부(102)는 배터리(130, 140) 형상에 대응된다. 가령, 배터리(130, 140)가 장방형의 형상을 가지고 있다면, 배터리 장착부(102)는 상방이 개방되고, 저면과 4개의 측면이 폐쇄되는 장방형의 홈 형태를 가진다.

본체 전극(110a)은 배터리(130, 140)와 연결되어 배터리로부터 지속적으로 전원을 인가받을 수 있도록 배터리 장착부(102) 측면 일측에 설치될 수 있다. 본체 전극(110a)은 3개 혹은 4개의 접속 단자들로 구성되고, 스프링의 형태로 성형되어 외부로 탄성 지지 될 수 있다.

힌지(120)는 본체 배면(112)과 배터리 장착부(102) 측면의 경계 에지에 설치될 수 있다. 힌지(120)는 상기 경계 에지를 기준으로 본체 배면(112)에 대하여 최대 180°까지 회동 가능하다.

힌지(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 다소 강성을 가지는 패널 형태로 구성될 수 있다. 힌지(120)는 다소 연성을 가지는 스트립 형태로 구성될 수 있다. 혹은 힌지(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 후술할 교체 전극(120b)이 인서트 되는 영역은 다소 강성을 가지나 케이블(120c)이 인서트 되는 영역은 다소 연성을 가지도록 구성될 수 있다.

가령, 도 4와 같이 스트립 형태의 연성 기판(FPCB)으로 구성되는 경우 힌지(120)는 플랙서블한 특성으로 인하여 그 자체로서 힌지 회동 가능하거나, 특히 회동 부분에만 두께를 얇게 하면 이 부분(120d)이 힌지 축이 되어 회동을 용이하게 할 수 있다. 이때 연성 기판(FPCB)의 회로는 도전성 케이블의 기능을 수행할 수 있다. 또는 스트립 형태의 힌지(120)를 회동되는 부분(120d)만 연성 필름으로 형성하고 예비 배터리(140)와 접속되는 교체 전극(120b) 부분은 강성 필름으로 형성할 수 있다. 혹은 도 5에 도시된 바와 같이, 별도의 힌지 축(120e)을 구비할 수 있다.

이때, 힌지(120)가 전술한 바와 같이 패널 형태를 가지는 경우, 상기 접속 단자는 힌지 패널의 배면(122)에 노출되도록 인서트 사출되고, 케이블(120c)은 힌지 패널의 힌지 축 기능을 수행할 수 있다.

또한, 힌지(120)가 전술한 바와 같이 스트립 형태를 가지는 경우, 상기 접속 단자는 힌지 스트립 배면(122)에 노출되도록 인서트 사출되고, 케이블(120c)은 힌지 스트립에 함께 인서트 된 상태로 힌지 축 기능을 수행할 수 있다.

힌지(120)는 본체 배면(112)에서 배터리 장착부(102)에 장착된 배터리 배면까지 180° 회동 가능하다. 예비 배터리(140)로 교체하기 위하여 힌지(120)는 본체 배면(112)으로부터 30°내지 60°회동하는 것이 바람직하고, 배터리 교체 후에는 힌지(120)는 본체 배면(112)으로 다시 180°회동가능 하도록 설계 된다.

교체 전극(120b)은 주로 예비 배터리(140)와 연결되어 예비 배터리(140)로부터 중단 없이 전원을 제공받을 수 있도록 힌지 배면(122)에 설치될 수 있다. 교체 전극(120b)은 마찬가지로 3개 내지 4개의 접속 단자들로 구성되고, 이러한 접속 단자는 스프링에 의하여 외부로 돌출될 수 있다.

본체 전극(110a)의 접속 단자와 교체 전극(120b)의 접속 단자가 케이블(120c)에 의하여 전기적으로 연결됨으로써, 워킹 배터리(130)와 예비 배터리(140)는 병렬 접속이 가능하다. 이와 같은 병렬 접속 방식은 아래와 같이 2가지 모두 가능하다.

하나의 방식은 도 6a와 같이, 한편에서는 본체(110)의 본체 전극(110a)이 워킹 배터리(130)의 주 전극(130a)과 접점을 형성하고 다른 한편에서는 힌지(120)의 교체 전극(120b)이 예비 배터리(140)의 보조 전극(140b)과 접점을 형성하는 것이다.

다른 하나의 방식은 도 6b와 같이, 한편에서는 힌지(120)의 교체 전극(120b)이 워킹 배터리(130)의 보조 전극(130b)과 접점을 형성하고 다른 한편에서는 본체(110)의 본체 전극(110a)이 예비 배터리(140)의 주 전극(140a)과 접점을 형성하는 것이다.

즉, 도 6a에 도시된 바와 같이 힌지(120)를 회동 시켜 소정 각도로 세워서 여기에 예비 배터리(140)를 연결하고, 배터리 장착부(102)에서 워킹 배터리(130)를 분리한 후 예비 배터리(140)를 배터리 장착부(102)에 수용하는 것도 가능하다. 반대로 도 6b에 도시된 바와 같이 힌지(120)와 함께 워킹 배터리(130)를 회동 시켜 배터리 장착부(102)에서 워킹 배터리(130)를 분리한 후 예비 배터리(140)를 배터리 장착부(102)에 수용하는 것도 가능하다.

한편, 워킹 배터리(130) 및 예비 배터리(140)의 주 전극(130a, 140a), 및 보조 전극(130b, 140b)은 각각 분리 구성된 후 연결선에 의하여 연결되거나 혹은 설치되는 면만 달리하여 일체로 연결되게 구성될 수 있다.

본체 배면(112)에는 힌지 수납부(150)를 더 포함할 수 있다. 교체 전극(120b)을 사용하지 않는 사용자를 위하여 힌지(120)를 수용할 수 있는 힌지 수납부(150)를 힌지(120)와 대응되게 형성할 수 있다. 또한 힌지 수납부(150)는 스마트 기기(100)의 슬림화 추세에 맞게 힌지(120)에도 불구하고 스마트 기기(100)의 두께를 그대로 유지하기 위하여 힌지(120)가 수용될 수 있는 공간을 마련한다.

배터리(130, 140) 상면 일측에는 힌지 결합부(160)를 더 포함할 수 있다. 스마트 기기(100)의 슬림화 경향에 대응하도록 힌지 수납부(150)와 동일한 형식의 공간을 배터리(130, 140)에도 둘 수 있다.

도 7을 참조하면, 배터리 교체 시 힌지(120)가 힌지 결합부(160)에 수용된 상태에서 임의로 분리되지 않도록 하기 위하여, 힌지 결합부(160)에는 양각의 배터리 끼움 돌기(162)가 형성되고, 이와 대응되는 힌지 배면(122)에는 음각의 힌지 끼움 홈(164)이 형성될 수 있다.

또한 힌지 수납 시 힌지(120)가 힌지 수납부(150)에 수납된 상태로 임의로 분리되지 않도록 하기 위하여 힌지 전면(도면부호 생략)에는 양각의 힌지 끼움 돌기(154)가 형성되고, 이와 대응되는 힌지 수납부(150)에는 음각의 본체 끼움 홈(152)이 형성될 수 있다.

여기서 힌지 배면(122)에 형성되는 힌지 끼움 홈(164)과 힌지 정면에 형성되는 힌지 끼움 돌기(154)는 일체로 형성될 수 있다. 또한 홈과 돌기는 반대로 형성될 수 있다.

혹은 본체 전극(110a) 및 교체 전극(120b)의 각 접속 단자는 자성을 이용하여 임의의 분리를 방지할 수 있다. 가령, 교체 전극(120b)이 교체 시 예비 배터리(140)의 보조 전극(140b)과 임의로 분리되지 않고, 보조 전극(140b)과 접합력을 가지도록 접속 단자에 자성을 제공할 수 있다. 또는 힌지 끼움 돌기(154) 및 힌지 끼움 홈(164)을 자성체로 대체하여 사용할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 스마트 기기에 있어서 전원 강제 중단 없는 배터리 교체 방법을 설명한다.

본체(110)는 2개의 배터리(130, 140)로부터 선택적으로 혹은 동시에 전원을 인가받을 수 있다. 가령, 워킹 배터리(130)는 거의 방전 상태에 있고, 예비 배터리(140)는 거의 충전 상태에 있기 때문에, 2개의 배터리(130, 140)를 본체(110)에 동시에 연결하게 되면, 전위차에 의하여 충전 상태에 있는 예비 배터리(140)로부터 전원이 인가될 수 있다.

따라서 본 발명은 두 가지 교체 방법을 사용할 수 있다. 한 가지 방법은 도 8a 내지 도 8e에 도시된 바와 같이 워킹 배터리(130)를 그대로 둔 채 예비 배터리(140)를 먼저 힌지(120)에 연결하는 교체 방식이고, 다른 한 가지 방법은 도 9a 내지 도 9e에 도시된 바와 같이 워킹 배터리(140)를 먼저 힌지(120)에 연결하는 방식이다.

먼저, 힌지를 먼저 예비 배터리에 연결하는 교체 방법을 살펴본다.

도 8a를 참조하면, 본체(110)의 힌지 수납부(150)에 힌지(120)가 수납된 상태에 있다.

도 8b를 참조하면, 수납되어 있는 힌지(120)를 본체 배면(112)으로부터 30°내지 60°각도 힌지 회동시켜 세운다.

도 8c를 참조하면, 워킹 배터리(130)의 주 전극(130a)이 본체 전극(110a)과 접속된 상태로, 예비 배터리(140)의 보조 전극(140b)을 교체 전극(120b)과 접속시킨다.

도 8d를 참조하면, 워킹 배터리(130)의 주 전극(130a)과 본체 전극(110a)과의 접속을 해제한다.

도 8e를 참조하면, 힌지(120)를 본체 배면(112)으로부터 180°회동시켜 예비 배터리(140)의 주 전극(140a)을 본체 전극(110a)과 접속시킨다.

다시 도 8a를 참조하면, 힌지(120b)를 본체 배면(112)으로 회동시켜 예비 배터리(140)의 보조 전극(140b)과 교체 전극(120b)과의 접속을 해제한다.

다음, 힌지를 먼저 워킹 배터리에 연결하는 교체 방법을 살펴본다.

도 9a를 참조하면, 본체 배면(112)에 힌지(120)가 수납된다.

도 9b를 참조하면, 힌지(120)를 본체 배면(112)으로부터 180°각도 힌지 회동시켜 힌지 결합부(160)에 체결한다.

도 9c를 참조하면, 워킹 배터리(140)의 보조 전극(140b)이 교체 전극(120b)과 접속된 상태로 힌지(120)를 본체 배면(112)으로부터 30°내지 60°각도 힌지 회동시킨다.

도 9d를 참조하면, 예비 배터리(140)를 배터리 장착부(102)에 장착하여 예비 배터리(140)의 보조 전극(140b)을 본체 전극(110a)과 연결한다.

도 9e를 참조하면, 워킹 배터리(130)의 보조 전극(130b)을 힌지(120)로부터 분리한다.

다시 도 9a를 참조하면, 힌지(120)를 회동시켜 힌지 수납부(150)에 수납한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전원을 강제 종료하지 않고 방전 배터리를 충전 배터리와 교체할 수 있도록 방전 배터리와 충전 배터리를 각각의 접점을 가지고 스마트 기기의 본체 전극과 교체 전극에 동시에 연결되도록 하는 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100: 스마트 기기 102: 배터리 장착부
110: 본체 110a: 본체 전극
120: 힌지 120b: 교체 전극
130: 워킹 배터리 140: 예비 배터리
150: 힌지 수납부 160: 힌지 결합부

Claims

배터리 전원에 의하여 구동되는 스마트 기기에 있어서,
배터리 장착부를 구비하는 본체;
상기 배터리 장착부 일측에 설치되는 힌지;
상기 배터리 장착부에 안착되어 사용 상태에 있는 워킹 배터리;
상기 워킹 배터리 방전 시 사용 대기 상태에 있는 예비 배터리;
상기 본체에 설치되어 상기 워킹 배터리 혹은 상기 예비 배터리와 연결되는 본체 전극;
상기 힌지에 설치되어 상기 예비 배터리 혹은 상기 워킹 배터리와 연결되는 교체 전극;
상기 워킹 배터리 및 상기 예비 배터리의 측면 일측에 각각 설치되고, 상기 본체 전극과 대응되는 배터리 주 전극; 및
상기 워킹 배터리 및 상기 예비 배터리의 상면 일측에 각각 설치되고, 상기 교체 전극과 대응되는 배터리 보조 전극; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 본체 전극은 상기 워킹 배터리의 주 전극과 접점을 형성하고 동시에 상기 교체 전극은 상기 예비 배터리의 보조 전극과 접점을 형성함으로써, 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 교체 전극은 상기 워킹 배터리의 보조 전극과 접점을 형성하고 동시에 상기 본체 전극은 상기 예비 배터리의 주 전극과 접점을 형성함으로써, 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 본체 전극과 상기 교체 전극은 복수의 접속 단자로 구성되고, 상기 본체 전극의 접속 단자와 상기 교체 전극의 접속 단자가 케이블에 의하여 전기적으로 연결됨으로써, 상기 병렬 접속이 가능한 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 4 항에 있어서,
상기 힌지는 상기 본체 배면과 상기 배터리 장착부 측면의 경계 에지에 설치되고, 상기 힌지는 상기 경계 에지를 기준으로 상기 본체 배면에 대하여 최대 180°까지 회동 가능한 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 4 항에 있어서,
상기 힌지는 패널 형태를 가지고, 상기 접속 단자는 힌지 패널의 배면에 노출되도록 인서트 되고, 상기 케이블은 상기 힌지 패널의 힌지 축 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 4 항에 있어서,
상기 힌지는 스트립 형태의 연성 기판(FPCB)을 가지고, 상기 접속 단자는 힌지 스트립의 배면에 노출되도록 인서트 되고, 상기 케이블은 상기 힌지 스트립에 함께 인서트 된 상태로 힌지 축 기능을 가지고,
상기 힌지 스트립은 상기 케이블이 인서트 되는 영역의 두께를 상기 접속 단자가 인서트 되는 영역의 두께보다 작게 형성하여 상기 케이블이 인서트 되는 영역이 힌지 축 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 본체 배면에는 상기 힌지가 안착되는 힌지 수납부를 더 포함하고, 상기 배터리 상면에는 상기 힌지가 삽입되는 힌지 결합부를 더 포함하며, 상기 힌지는 상기 스마트 기기의 슬림화를 위하여 미사용 시 상기 힌지 수납부에 끼움 수납 가능하고, 상기 힌지는 배터리 교체 시 상기 배터리로부터 임의로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 배터리의 힌지 결합부에 끼움 결합 가능한 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 8 항에 있어서,
상기 힌지 결합부에는 배터리 끼움 돌기가 형성되고, 이와 대응되는 상기 힌지 배면에는 힌지 끼움 홈이 형성되며,
상기 힌지 전면에는 힌지 끼움 돌기가 형성되고, 이와 대응되는 상기 힌지 수납부에는 본체 끼움 홈이 형성되며,
상기 힌지 배면에 형성되는 힌지 끼움 홈과 상기 힌지 정면에 형성되는 힌지 끼움 돌기는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
제 8 항에 있어서,
상기 힌지 및 상기 힌지 결합부는 자성체를 포함함으로써, 상기 힌지가 상기 힌지 결합부에서 임의로 분리되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 전원 강제 종료 없이 배터리 교체 가능한 스마트 기기.
본체에는 본체 전극이 설치되고, 본체에 회동되는 힌지에는 교체 전극이 설치되는 스마트 기기가 측면 주 전극과 상면 보조 전극을 각각 포함하는 워킹 배터리 및 예비 배터리의 전원에 의하여 교대로 구동되도록 상기 교체 전극을 이용하여 워킹 배터리와 예비 배터리를 전원 중단 없이 교체하는 방법에 있어서,
상기 본체 배면에 수납되어 있는 상기 힌지를 상기 본체 배면으로부터 30°내지 60°각도 힌지 회동시키는 단계;
상기 워킹 배터리의 주 전극이 상기 본체 전극과 접속된 상태에서, 상기 예비 배터리의 보조 전극을 상기 교체 전극과 접속시키는 단계;
상기 워킹 배터리의 주 전극과 상기 본체 전극과의 접속을 해제하는 단계;
상기 힌지를 상기 본체 배면으로부터 180°회동시켜 상기 예비 배터리의 주 전극을 상기 본체 전극과 접속시키는 단계; 및
상기 힌지를 상기 본체 배면으로 회동시켜 상기 예비 배터리의 보조 전극과 상기 교체 전극과의 접속을 해제하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전원의 강제 종료 없이 스마트 기기의 배터리 교체 방법.