KR20200052143A - 보조배터리 충전용 크래들, 보조배터리 충전장치 및 보조배터리 대여기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 보조배터리가 삽입되는 크래들 바디, 크래들 바디에 삽입된 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단, 삽입된 보조배터리에 대하여 구속 또는 구속해제 기능을 수행하는 로킹유닛 및 로킹유닛에 의한 구속이 해제된 보조배터리를 배출하는 배터리 푸셔로 구성된 보조배터리 충전용 크래들 등을 제공한다.

Description

보조배터리 충전용 크래들, 보조배터리 충전장치 및 보조배터리 대여기 {CRADLE FOR CHARGING AUXILIARY BATTERY, AUXILIARY BATTERY CHARGING DEVICE AND AUXILIARY BATTERY RENTAL MACHINE}

본 발명의 실시예는, 보조배터리를 충전하는 데 사용되는 크래들, 그리고 이를 포함하는 보조배터리 충전장치와 보조배터리 대여기에 관한 것이다.

근래 들어, 스마트폰(smart phone) 등 휴대용 전자기기의 하루 중 사용 시간은 급격하게 증가하고 있고, 휴대용 전자기기의 고기능화에 따라 소모 전력도 크게 증가하고 있으나, 휴대용 전자기기의 배터리는 용량이 이 같은 수요를 따라가지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 휴대용 전자기기 사용자들은 전원 공급이 가능한 보조배터리를 휴대하고 다니다가 휴대용 전자기기의 배터리 잔량이 부족하면 커넥터(connector) 등을 이용하여 휴대용 전자기기의 충전포트(charging port)에 보조배터리를 연결하여 휴대용 전자기기를 사용하고 있다. 그러나, 보조배터리 또한 사전에 충전하여야 하므로 여전히 불편이 존재할 수밖에 없다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0484178호에는, 보조배터리의 하단 쪽 부분이 각각 삽입되는 홈들을 가진 하우징 및 홈들의 바닥마다 마련된 충전단자를 포함하고, 홈에 보조배터리를 삽입하면 보조배터리의 충전단자가 홈 바닥의 충전단자와 접속되어 보조배터리가 충전되는 보조배터리 충전장치가 개시되어 있다. 이 충전장치는, 보조배터리 충전 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있으나, 홈에 삽입된 보조배터리를 잡아당기면 보조배터리가 특별한 저항력 없이 빠지면서 하우징으로부터 분리되기 때문에, 보조배터리의 도난이나 분실 우려가 클 수밖에 없고, 보조배터리의 충전단자와 홈 바닥의 충전단자의 접속이 의도하지 않게 해제될 수 있다는 문제가 있다. 또, 홈들의 깊이가 낮아 홈에 삽입된 보조배터리가 대부분 외부로 노출되기 때문에, 보조배터리의 손상 우려가 크다는 문제도 있다. 또한, 보조배터리가 홈에 특정 방향으로만 삽입되어야 보조배터리의 충전단자가 홈 바닥의 충전단자와 접속되기 때문에, 보조배터리를 잘못된 방향으로 삽입하여 다시 삽입하는 시행착오를 겪어야 하거나 보조배터리의 삽입방향 확인 절차를 매번 선행하여야 하는 번거로움이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1763754호에는, 보조배터리를 각각 수용하는 공간들이 구비되고, 공간들에 수용된 보조배터리로 각각 충전전원을 공급하는 충전단자를 가지며, 공간들에 수용된 보조배터리를 각각 자력으로 구속할 수 있게 구성되어, 충전 중인 보조배터리의 도난이나 분실, 접속 해제, 손상을 방지할 수 있는 보조배터리 충전장치가 개시되어 있다. 그러나, 이 충전장치는, 보조배터리가 공간들에 수용된 점 때문에, 사용자가 공간들에 수용된 보조배터리를 끄집어내는 것이 힘들 수밖에 없고, 이에 보조배터리에 별도의 손잡이를 마련하여야 하는 문제점이 있다. 그리고, 공간들의 입구를 통하여 공간들의 내부를 들여다보아야 공간들의 사용 유무가 정확히 파악되는 사용상의 번거로움이 있다. 또, 공간들에 수용된 보조배터리를 자력으로 구속하기 위하여 보조배터리에 자석 또는 자성체를 구비하여야 하는 폐단도 있다.

한편, 최근에는 충전된 보조배터리를 대여하고 대여된 보조배터리를 반납 받을 수 있는 보조배터리 대여기가 개발되어 사용되고 있다. 보조배터리 대여기는 반납할 보조배터리가 사용자에 의하여 내부공간으로 투입되고 사용자로부터 보조배터리 대여 요청이 있으면 충전된 보조배터리가 외부로 배출된다. 이 같은 보조배터리 대여기는, 대형으로 제작할수록 보조배터리를 많이 수용할 수 있으므로, 대여할 보조배터리가 부족하거나 반납된 보조배터리가 넘쳐서 보조배터리 대여, 반납이 불가해지는 현상을 최소화할 수 있지만, 넓은 설치면적을 확보하여야 하는 문제를 감수하여야만 한다. 이에, 부피 대비 적재 용량이 큰 보조배터리 대여기의 개발이 시급히 요구되고 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0484178호(2017.08.09.) 대한민국 등록특허공보 제10-1763754호(2017.08.01.)

본 발명의 실시예는 사용의 편리성, 구조의 단순화 및 콤팩트화 면에서 보다 유리한 보조배터리 충전용 크래들, 그리고 이를 포함하는 보조배터리 충전장치와 보조배터리 대여기를 제공하는 데 목적이 있다.

해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 보조배터리가 삽입되는 적어도 하나 이상의 배터리 슬롯을 가진 크래들 바디와; 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단과; 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리를 구속하거나 상기 보조배터리의 구속을 해제하는 로킹유닛과; 상기 로킹유닛에 의한 구속이 해제된 상기 보조배터리를 상기 배터리 출입구 쪽으로 밀어내는 배터리 푸셔를 포함하는, 보조배터리 충전용 크래들이 제공될 수 있다.

상기 배터리 슬롯은 배터리 출입구 및 상기 배터리 출입구와 연통하는 배터리 수용영역으로 구성되어, 상기 보조배터리는 상기 배터리 출입구를 통하여 삽입되어 상기 배터리 수용영역에 수용될 수 있다.

상기 배터리 푸셔는 탄성력으로 상기 보조배터리를 밀어내도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 상기 배터리 푸셔는 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥 쪽으로 배치될 수 있다.

상기 배터리 푸셔는, 상기 배터리 슬롯에 삽입되는 상기 보조배터리에 의하여 변형되고 상기 로킹유닛에 의한 상기 보조배터리의 구속이 해제되면 상기 보조배터리를 밀어내도록 복원되는 탄성변형부를 가진 적어도 하나 이상의 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 탄성변형부는 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥으로부터 돌출되어 상기 배터리 수용영역에 배치되고 상기 바닥에 대하여 기울어진 상태로 세워져 있다가 상기 보조배터리에 의하여 눕혀져 있도록 변형될 수 있다.

이와 같은 탄성변형부는, 상기 보조배터리에 의하여 변형되는 본체부와; 상기 본체부에서 상기 바닥으로부터 돌출된 선단에 상기 보조배터리와의 접촉면적을 확대시키도록 마련된 접촉단부를 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 탄성변형부는 선재로 이루어지고, 상기 접촉단부는 상기 본체부의 선단에서 상기 본체부의 선단과 동일 높이에 위치하는 접촉면을 가지도록 적어도 1회 이상 구부러진 형상으로 형성될 수 있다.

상기 크래들 바디는 상기 배터리 수용영역을 기준으로 상기 배터리 출입구의 맞은편에 기구 수용영역이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 탄성부재는, 상기 기구 수용영역에서 상기 배터리 수용영역으로 관통되어 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥으로부터 돌출된 한쪽의 상기 탄성변형부와; 상기 탄성변형부가 상기 보조배터리에 의하여 변형될 수 있게 상기 기구 수용영역에서 상기 크래들 바디에 지지된 다른 쪽의 지지부를 가질 수 있다.

상기 탄성부재는 상기 탄성변형부와 상기 지지부 사이의 코일부를 가진 토션 스프링일 수 있다.

상기 배터리 수용영역은 상기 보조배터리가 상기 로킹유닛에 의하여 구속된 때 상기 보조배터리의 삽입방향 쪽 단부와 분리방향 쪽 단부 중 상기 분리방향 쪽 단부가 상기 배터리 출입구를 통하여 외부로 돌출되는 깊이로 형성될 수 있다.

상기 로킹유닛은 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 이격되는 방향과 접근되는 방향으로 이동하면서 상기 보조배터리를 구속하거나 상기 보조배터리의 구속을 해제하는 적어도 하나 이상의 로킹부재를 포함할 수 있다.

상기 로킹유닛은 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리를 그립하여 상기 보조배터리를 구속하거나 상기 보조배터리를 언그립하여 상기 보조배터리의 구속을 해제하는 배터리 그리퍼일 수 있다. 그리고, 상기 로킹부재는 복수로 구비되며 상기 보조배터리를 그립하거나 언그립하는 핸드를 가진 상기 배터리 그리퍼의 그리퍼 암일 수 있다.

상기 그리퍼 암은 두 개가 구비되고, 상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드는 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리의 양옆으로 각각 배치될 수 있다. 상기 배터리 그리퍼는 상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드를 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 함께 이격시키거나 함께 접근시키는 암 조작수단을 포함할 수 있다.

상기 암 조작수단은, 상기 핸드를 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 이격되는 방향으로 함께 이동시키는 구속해제 작동기구와; 상기 구속해제 작동기구의 구속해제 작동이 중단되면 상기 핸드를 상기 보조배터리에 대하여 접근되는 방향으로 함께 이동시키는 구속유지 작동기구를 포함할 수 있다.

상기 크래들 바디는 상기 배터리 수용영역을 기준으로 상기 배터리 출입구의 맞은편에 기구 수용영역이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 두 그리퍼 암은, 각각 상기 기구 수용영역에서 상기 배터리 수용영역의 양옆으로 관통되어 상기 핸드가 각각 상기 배터리 수용영역의 양옆으로 배치되고, 상기 핸드가 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 이격되거나 접근될 수 있게 상기 기구 수용영역에서 상기 크래들 바디에 회전 가능하게 장착될 수 있다.

상기 두 그리퍼 암은, 각각 상기 핸드가 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 이격되거나 접근될 수 있게 상기 기구 수용영역에서 상기 크래들 바디에 회전 가능하게 장착된 암 본체를 가질 수 있다.

상기 구속해제 작동기구는, 직선구동기구 및 상기 직선구동기구의 직선운동을 회전운동으로 변환, 상기 두 그리퍼 암의 상기 암 본체에 전달하여 상기 핸드가 상기 보조배터리에 대하여 이격되는 제1 방향으로 상기 암 본체를 회전시키는 전동기구를 포함할 수 있다.

상기 두 그리퍼 암의 상기 암 본체는 각각 한쪽이 상기 기구 수용영역의 중앙 부분에 배치되고 다른 쪽이 상기 기구 수용영역의 중앙 부분의 양옆에서 상기 크래들 바디에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 그리고, 상기 직선구동기구는 양옆 방향으로 이동되는 직선운동부재를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 전동기구는, 상기 기구 수용영역에서 상기 크래들 바디에 상기 암 본체와 동일방향으로 회전 가능하게 장착되고 상기 직선구동기구의 직선운동부재에 상기 암 본체와 동일방향으로 회전 가능하게 연결된 회전링크와; 상기 회전링크에 마련되며 상기 회전링크가 상기 직선구동기구에 의하여 상기 두 그리퍼 암의 상기 암 본체 쪽으로 회전되면 상기 암 본체를 밀어서 상기 제1 방향으로 회전시키도록 배치된 연동부재를 포함할 수 있다.

상기 구속유지 작동기구는 상기 핸드를 탄성력에 의하여 상기 보조배터리에 대하여 접근되는 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.

상기 구속유지 작동기구는, 검출부를 가지며 상기 암 본체가 상기 구속해제 작동기구에 의하여 상기 제1 방향으로 회전되면 상기 검출부가 상기 암 본체에 의하여 누름조작될 수 있게 배치되고 상기 구속해제 작동기구의 구속해제 작동이 중단되면 상기 검출부가 탄성부재의 탄성력에 의하여 복귀하여 상기 암 본체를 상기 제2 방향으로 회전시키는 체크 스위치로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 체크 스위치는 상기 암 본체가 상기 제1 방향으로 회전되었는지를 상기 검출부에 의하여 검출하여 상기 로킹유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러에 제공할 수 있다.

상기 크래들 바디는 상기 배터리 수용영역을 기준으로 상기 배터리 출입구의 맞은편에 기구 수용영역이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 두 그리퍼 암은 각각 상기 기구 수용영역에서 상기 배터리 수용영역의 양옆으로 관통되어 상기 핸드가 각각 상기 배터리 수용영역의 양옆으로 배치되고 상기 핸드가 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 이격되거나 접근될 수 있게 상기 기구 수용영역에서 상기 크래들 바디에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 그리고, 상기 암 조작수단은, 상기 기구 수용영역에 배치된 직선구동기구 및 상기 직선구동기구의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 상기 두 그리퍼 암의 상기 암 본체에 전달하는 전동기구를 포함할 수 있다.

상기 암 조작수단은, 상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드를 구동원으로부터의 동력으로 함께 이격시키는 구속해제 작동기구와; 상기 구속해제 작동기구의 구속해제 작동이 중단되면 상기 핸드를 탄성력에 의하여 함께 접근시키는 구속유지 작동기구를 포함할 수 있다.

상기 로킹유닛은 상기 보조배터리가 상기 배터리 슬롯에 삽입되었는지를 검출하여 상기 로킹유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러에 제공하는 보조배터리 감지기구를 포함할 수 있다.

상기 보조배터리 감지기구는, 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥에 배치되고 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 의하여 누름조작이 이루어지는 바텀 스위치를 포함할 수 있다. 또는, 상기 보조배터리 감지기구는, 상기 배터리 수용영역의 양옆 중 적어도 어느 하나 이상에 배치되고 상기 배터리 슬롯에 삽입 중인 상기 보조배터리에 의하여 누름조작이 이루어지는 사이드 스위치를 포함할 수 있다. 또는, 상기 보조배터리 감지기구는, 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥에 배치되고 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 의하여 누름조작이 이루어지는 바텀 스위치와; 상기 배터리 수용영역의 양옆 중 적어도 어느 하나 이상에 배치되고 상기 배터리 슬롯에 삽입 중인 상기 보조배터리에 의하여 누름조작이 이루어지는 사이드 스위치를 포함할 수 있다.

상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드는 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 접근 시 상기 보조배터리의 양옆에 마련된 걸림부에 각각 걸리는 후크를 가질 수 있다.

상기 크래들 바디는, 상기 배터리 수용영역을 기준으로 상기 배터리 출입구의 맞은편에 기구 수용영역이 마련되고, 상기 배터리 수용영역과 상기 기구 수용영역 사이에 상기 배터리 수용영역과 상기 기구 수용영역을 구분하는 칸막이가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 충전전원 인가수단은 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리의 충전단자와 접속되는 충전단자를 포함하고, 상기 칸막이는 상기 충전전원 인가수단의 상기 충전단자가 전기적으로 연결된 인쇄회로기판일 수 있다.

여기에서, 상기 충전전원 인가수단의 상기 충전단자는 상기 인쇄회로기판인 상기 칸막이에 장착된 포고 핀일 수 있다.

상기 충전전원 인가수단은 접촉식인 1쌍의 충전단자를 포함할 수 있다. 그리고, 접촉식인 상기 1쌍의 충전단자는 접촉식인 2쌍의 충전단자가 양쪽 단부에 각각 배치된 상기 보조배터리를 순방향 또는 반전된 순방향으로 삽입하더라도 상기 보조배터리의 순방향 쪽 단부의 충전단자와 접촉되고 상기 보조배터리를 역방향 또는 반전된 역방향으로 삽입하더라도 상기 보조배터리의 역방향 쪽 단부의 충전단자와 접촉되도록 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥에 대칭으로 배치될 수 있다.

상기 충전전원 인가수단은 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리의 충전단자와 접속되는 충전단자를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 크래들은 상기 충전단자를 통하여 상기 보조배터리에 저장된 정보를 수신하여 컨트롤러에 전송하는 데이터 통신수단을 더 포함할 수 있다.

상기 배터리 수용영역의 양옆에는 상기 배터리 슬롯에 삽입되는 상기 보조배터리와 접촉되어 구름운동을 하는 회전부재가 각각 적어도 하나 이상씩 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판으로 구성된 베이스 보드와; 상기 한 바와 같은 크래들 바디, 충전전원 인가수단, 로킹유닛 및 배터리 푸셔를 포함하며 각각 크래들 커넥터에 의하여 상기 베이스 보드 상에 착탈 가능하도록 조립식으로 서로 결합되고 접속되어 상기 베이스 보드 상에 서로 근접하도록 적어도 1열 이상으로 배열된 복수의 크래들과; 상기 베이스 보드에 접속되고 상기 베이스 보드를 통하여 상기 적어도 1열 이상으로 배열된 복수의 크래들과 전기적으로 연결되어 상기 복수의 크래들을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 보조배터리 충전장치가 제공될 수 있다.

상기 크래들 각각은, 인쇄회로기판으로 구성되며 상기 충전전원 인가수단 및 상기 로킹유닛의 구동원이 각각 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 크래들 보드를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 크래들 커넥터는 상호 결합방식으로 접속되는 크래들 측 커넥터와 베이스 측 커넥터를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 크래들 측 커넥터는 상기 크래들 바디에서 상기 크래들 바디의 배터리 수용영역을 기준으로 상기 크래들 바디의 배터리 출입구의 맞은편 단부에 배치되며 상기 크래들 보드와 전기적으로 연결되고, 상기 베이스 측 커넥터는 상기 베이스 보드 상에 적어도 1열 이상으로 배열될 수 있다.

상기 크래들 보드는 상기 크래들 바디의 양옆 중 적어도 어느 하나에 배치되고 상기 크래들 측 커넥터가 장착된 사이드 보드를 가질 수 있다.

상기 복수의 크래들이 접속되는 상기 베이스 보드는 복수로 구비되고 수평방향으로 서로 나란하도록 배열되며 베이스 커넥터에 의하여 서로 접속될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 크래들 바디, 충전전원 인가수단, 로킹유닛 및 배터리 푸셔를 포함하는 복수의 크래들과; 상기 크래들 바디의 배터리 출입구와 대응하는 노출 개구들이 마련되고 상기 배터리 출입구가 상기 노출 개구와 대향하도록 상기 복수의 크래들이 수용된 대여기 하우징과; 보조배터리가 대향하는 상기 노출 개구와 상기 배터리 출입구를 통하여 상기 크래들 바디의 배터리 슬롯에 삽입되면 상기 보조배터리가 상기 로킹유닛에 의하여 구속된 상태로 상기 충전전원 인가수단에 의하여 충전되고, 사용자로부터 보조배터리 대여 요청이 있으면 상기 로킹유닛에 의한 상기 보조배터리의 구속이 해제되어 구속이 해제된 상기 보조배터리가 상기 배터리 푸셔에 의하여 배출되도록 상기 복수의 크래들을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 보조배터리 대여기가 제공될 수 있다.

상기 대여기 하우징은 둘레와 상측 중 적어도 어느 하나 이상에 상기 대여기 하우징에서 돌출되고 상측에서 하측으로 경사진 적어도 하나 이상의 경사면을 가지며 상기 노출 개구들 중 적어도 일부가 상기 경사면에 배치되고, 상기 배터리 출입구가 상기 경사면에 배치된 상기 노출 개구와 대향하는 상기 크래들은 상기 경사면에 대하여 수직을 이루도록 경사질 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예 따르면, 적어도 하나 이상의 배터리 슬롯을 가진 크래들 바디 및 상기 배터리 슬롯에 삽입된 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단으로 구성된 보조배터리 충전용 크래들이 제공될 수 있다. 이 때, 상기 배터리 슬롯은 배터리 출입구 및 상기 배터리 출입구와 연통하는 배터리 수용영역으로 구성되고, 상기 보조배터리는 상기 배터리 출입구를 통하여 상기 배터리 슬롯에 삽입되어 상기 배터리 수용영역에 수용될 수 있다. 그리고, 상기 충전전원 인가수단은, 2쌍의 충전단자가 양단에 각각 배치된 상기 보조배터리를 순방향 또는 반전된 순방향으로 삽입하더라도 상기 보조배터리의 순방향 쪽 단부의 충전단자와 접속되고 상기 보조배터리를 역방향 또는 반전된 역방향으로 삽입하더라도 상기 보조배터리의 역방향 쪽 단부의 충전단자와 접속되도록 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 충전전원 인가수단은 대칭으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예 따르면, 적어도 하나 이상의 배터리 슬롯을 가진 크래들 바디와; 상기 배터리 슬롯에 삽입된 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단과; 상기 보조배터리에 저장된 정보를 상기 충전전원 인가수단을 통하여 수신하여 컨트롤러에 전송하는 데이터 통신수단을 포함하는, 보조배터리 충전용 크래들이 제공될 수 있다.

과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 사용자가 보조배터리를 배터리 슬롯에 삽입하면 보조배터리가 삽입된 상태에서 그대로 구속되고 충전되며, 사용자의 요청이 있으면 삽입된 보조배터리가 배터리 푸셔에 의하여 자동으로 배출되기 때문에, 사용이 편리하고, 구조적으로 간단하여 저비용으로 콤팩트하게 제작할 수 있다.

또, 본 발명의 실시예에 의하면, 사용자가 보조배터리를 배터리 슬롯에 순방향, 반전된 순방향, 역방향 및 반전된 역방향 중 어느 하나의 방향으로 삽입하더라도 보조배터리의 충전단자가 크래들의 충전단자와 접속되기 때문에, 사용자에게 보조배터리를 배터리 슬롯에 고민, 실수 등이 없이 삽입할 수 있게 하는 편리성을 제공할 수 있다.

또한, 크래들들이 콤팩트한 데다 서로 근접하도록 배치되어 대여기에 보조배터리의 투입을 위한 노출 개구들이 촘촘하게 배열되고, 이로써 대여기가 부피 대비 큰 적재 용량(보조배터리 대여 및 반납용량)을 가질 수 있기 때문에, 대여기의 설치면적을 줄일 수 있고, 대여할 보조배터리가 부족하여 보조배터리 대여가 불가해지는 현상 및 크래들들이 모두 사용 중이어서 보조배터리 반납이 불가해지는 현상 등을 최소화할 수 있다.

도 1a, 도 1b 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보조배터리 대여기의 여러 예가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 1a에서 A 부분이 도시된 단면도로, 이는 본 발명의 실시예에 따른 보조배터리 대여기의 보조배터리 충전장치의 일례를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 각각 도 3에 도시된 보조배터리 충전장치를 나타내는 사시도 및 분해사시도이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 보조배터리 충전장치의 크래들이 도시된 사시도로, 이는 각각 보조배터리의 삽입 전 상태 및 삽입 후 상태를 나타낸다.
도 8은 도 6에 도시된 크래들을 정면에서 본 단면도이다.
도 9 내지 도 12는 도 8에 도시된 크래들의 작동을 나타낸다.
도 13은 도 12의 일부분이 도시된 확대도이다.
도 14는 도 8의 B-B선 단면도이다.
도 15는 도 14의 C-C선 단면도이다.
도 16은 도 6에 도시된 크래들의 일부분을 하측에서 본 사시도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 보조배터리 대여기의 보조배터리 충전장치의 다른 예 및 또 다른 예가 각각 도시된 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.

도 1a, 도 1b 및 도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 보조배터리 대여기의 여러 예가 도시되어 있다. 그리고, 도 3에는 도 1a의 A 부분에 대한 단면도가 도시되어 있다.

이하부터 설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 보조배터리 대여기를 대여기라 칭하기로 한다.

대여기는 공공 장소 등에 설치되어 충전된 보조배터리를 대여하고 대여된 보조배터리를 반납 받아서 곧바로 충전할 수 있다. 대여기는 여러 대가 서로 다른 장소에 각각 설치되고 서버(server)에 의하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 서버에 의하여 중앙집중 방식으로 제어되거나 병렬분산 방식으로 제어될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 대여기는, 보조배터리(5)의 대여를 위한 배출구이자 보조배터리(5)의 반납을 위한 투입구로서의 역할을 하는 노출 개구(3)를 복수로 가진 대여기 하우징(A1) 및 대여기 하우징(A1)의 내부에 장착된 적어도 하나 이상의 보조배터리 충전장치(A2)를 포함하며, 사용자가 반납할 보조배터리(5)를 노출 개구(3)로 투입하면 보조배터리(5)가 투입된 상태에서 그대로 충전되고 사용자로부터 보조배터리(5) 대여 요청이 있으면 충전된 보조배터리(5)가 투입되었던 노출 개구(3)를 통하여 배출되는 구조를 가지도록 구성된다.

이와 같은 대여기는 보조배터리(5)의 대여, 반납이 특별한 회원가입 절차 없이 현장에서 바로 이루어지는 방식으로 운용될 수 있다. 또는, 사전등록 절차를 필요로 하는 회원제 방식으로 운용될 수도 있다. 물론, 이 두 방식이 혼용될 수도 있다.

또한, 대여기는, 사용자에 의한 회원가입, 보조배터리(5) 대여 요청 등의 조작 및 사용자 인터페이스(user interface)를, 대여기 하우징(A1) 외부의 적정 위치에 조작패널(operation panel)을 배치하여 구현할 수도 있고, 스마트폰 애플리케이션(smartphone application) 형태로 구현할 수도 있다. 물론, 이 둘을 연동하는 방식으로 구현할 수도 있다.

대여기는 다양한 형태의 보조배터리(5)를 대여하고 반납 받을 수 있다. 이에 따라, 보조배터리(5)는, 형태가 특별히 제한되지 않으나, 현재 널리 보급되어 사용되고 있는 기다랗고 납작하면서 대략 사각형 구조를 가지는 형태일 수 있다. 물론, 보조배터리(5)는 충전단자(6)를 가진다. 충전단자(6)는, 1쌍이 보조배터리(5)의 길이방향 양단 중에서 어느 하나에 좌우방향으로 배치될 수도 있고, 2쌍이 보조배터리(5)의 길이방향 양단에 각각 좌우방향으로 배치될 수도 있다. 2쌍의 충전단자(6)가 보조배터리(5)의 길이방향 양단에 각각 배치된 경우, 보조배터리(5)는 2쌍의 충전단자(6) 중 어느 한쪽을 통해서라도 충전이 이루어지도록 구성된다.

이와 같은 보조배터리(5)에는 배터리 고유 ID, 배터리 대여와 반납 이력, 사용자 ID, 배터리 충전 상태, 배터리 사용 제어프로그램 등을 저장하기 위한 메모리(memory)가 구비될 수 있다. 보조배터리(5)의 메모리에 저장되는 정보는 대여된 보조배터리(5)의 오용이나 부정사용 여부, 보조배터리(5)가 불량품인지 여부, 보조배터리(5)의 잔량(충전량) 등을 판단하는 데 활용될 수도 있고 사용자들의 사용행태에 대한 통계분석을 하는 데 활용될 수도 있다.

대여기 하우징(A1)은 하우징 바디(housing body, 1) 및 하우징 커버(housing cover, 2A, 2B)를 포함한다. 하우징 바디(1)와 하우징 커버(2A, 2B)는 서로 조립될 수 있다. 하우징 바디(1)는 내부공간을 가지도록 구성된다. 하우징 바디(1)에는 하우징 바디(1)의 내부공간과 연통하는 설치 개구가 단수나 복수로 마련된다. 하우징 커버(2A, 2B)는 하우징 바디(1)의 설치 개구를 덮을 수 있게 구성된다.

노출 개구(3)들은 하우징 커버(2A, 2B)에 형성된다. 일례로, 노출 개구(3)들은 하우징 커버(2A, 2B)에 1열 또는 2열 이상으로 배열될 수 있다. 하우징 바디(1)의 설치 개구는 사용자가 노출 개구(3)들을 통하여 보조배터리(5)를 대여하고 반납하는 점을 고려하여 하우징 바디(1)의 둘레와 상측 중 적어도 어느 하나 이상에 배치하는 것이 사용자의 편의성 향상 면에서 바람직하다.

도 1a는 소형 대여기를 예시한다. 도 1a에서, (a)는 평면형 하우징 커버(2A)가 적용된 상태를 나타내고, (b)는 경사면을 가지는 돌출형 하우징 커버(2B)가 적용된 상태를 나타내며, (c)는 평면형 하우징 커버(2A)와 돌출형 하우징 커버(2B)가 동시에 적용된 상태를 나타낸다. 도 1b에서, (a)는 평면형 하우징 커버(2A)가 적용된 소형 대여기의 분해사시도이고, (b)는 돌출형 하우징 커버(2B)가 적용된 소형 대여기의 분해사시도이다. 도 2는 일부에 평면형 하우징 커버(2A)가 적용되고 나머지에 돌출형 하우징 커버(2B)가 적용된 대형 대여기를 예시한다.

여기에서, 돌출형 하우징 커버(2B)의 경사면은 상측에서 하측으로 내리막 경사지는 형상으로 형성되고, 노출 개구(3)들은 이러한 경사면에 배치된다. 이에, 돌출형 하우징 커버(2B)를 적용하면, 보조배터리(5)는 경사면에 대하여 수직방향으로 노출 개구(3)들을 통하여 투입되거나 배출된다.

따라서, 사용자는 반납할 보조배터리(5)를 대여기에 상측에서 하측으로 비스듬하게 투입할 수 있다. 이는, 인간공학적인 면을 고려한 것으로, 보조배터리(5)를 수평방향으로 투입하는 것에 비하여 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있고 사용자의 피로도를 경감시킬 수 있다. 물론, 사용자가 보조배터리(5)를 대여 받을 때에도 마찬가지의 효과를 제공할 수 있다.

특히, 돌출형 하우징 커버(2B)를 도 2와 같이 대여기의 하측에 적용하면, 사용자가 대여기의 하측에 배치된 노출 개구(3)들을 통하여 보조배터리(5)를 대여하거나 반납하는 때 앉거나 허리를 많이 숙이지 않고 보조배터리(5)를 투입하거나 인출할 수 있기 때문에, 사용자가 대여기를 보다 편리하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 대여기의 공간을 최대로 활용(유휴공간 최소화)할 수 있다.

보조배터리 충전장치(A2)는, 하나만 구비하여 모든 노출 개구(3)로 투입되는 보조배터리(5)에 대하여 개별적으로 충전하도록 구성될 수도 있고, 복수 개를 구비하고 노출 개구(3)들을 사전에 정한 바에 따라 복수의 그룹으로 그루핑하여 그룹별로 노출 개구(3)로 투입되는 보조배터리(5)에 대하여 개별적으로 충전하도록 구성될 수도 있다.

참고적으로, 도 1a, 1b의 (a)와 (b)에 도시된 소형 대여기는 모든 노출 개구(3)로 투입되는 보조배터리(5)가 하나의 보조배터리 충전장치(A2)로 충전될 수 있다. 또, 도 1a의 (c)에 도시된 소형 대여기 및 도 2에 도시된 대형 대여기는 노출 개구(3)들로 투입되는 보조배터리(5)가 복수의 보조배터리 충전장치(A2)에 의하여 노출 개구(3) 그룹별로 충전될 수 있다.

앞서 언급한 도 3은 보조배터리 충전장치(A2)의 일례를 나타낸다. 도 4, 5는 보조배터리 충전장치(A2)의 일례가 도시된 사시도, 분해사시도이다.

보조배터리 충전장치(A2)는 하우징 바디(1)의 내부공간에 수용된다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 보조배터리 충전장치(A2)는, 대여기 하우징(A1)의 노출 개구(3)들로 투입된 보조배터리(5)가 삽입되고 삽입된 보조배터리(5)를 충전하는 크래들(cradle, 10)들, 이들 크래들(10)을 지지하며 크래들(10)들과 전기적으로 연결된 베이스 보드(base board, 20) 및 베이스 보드(20)를 통하여 크래들(10)들과 전기적으로 연결되어 크래들(10)들의 작동을 제어하는 컨트롤러(controller, 30)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 크래들(10) 각각은 보조배터리(5)가 하나씩 삽입되는 배터리 슬롯(battery slot, 101)을 포함한다. 배터리 슬롯(101)은, 배터리 출입구(102) 및 배터리 출입구(102)와 연통하는 배터리 수용영역(103)으로 구성된다. 이러한 배터리 슬롯(101)은 크래들(10) 각각에 복수로 구비될 수도 있다. 도 3과 같이, 크래들(10)들은 배터리 출입구(102)가 노출 개구(3)들과 대향하도록 배치되고,(이를 위하여, 배터리 출입구(102)가 평면형 하우징 커버(2A)의 노출 개구(3)와 대향하는 크래들(10)은 도 1b의 (a)와 같이 평면형 하우징 커버(2A)에 대하여 수직으로 배치되고, 배터리 출입구(102)가 돌출형 하우징 커버(2B)의 노출 개구(3)와 대향하는 크래들(10)은 도 1b의 (b)와 같이 돌출형 하우징 커버(2B)의 경사면에 대하여 수직을 이루도록 경사진 상태로 배치될 수 있다.) 서로 대향하는 노출 개구(3)와 배터리 출입구(102)는 서로 대응하도록 형성된다. 이에, 보조배터리(5)는, 사용자가 노출 개구(3)로 투입하면, 해당 노출 개구(3)와 대향하는 배터리 출입구(102)를 통하여 배터리 슬롯(101)에 삽입된다. 이 때, 보조배터리(5)는 배터리 수용영역(103)에 수용될 수 있다.

도 6 내지 도 16에는 크래들(10)의 구성 및 작동이 도시되어 있다. 먼저, 이들 도면을 참조하여 크래들(10)에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

크래들(10)은, 배터리 슬롯(101)을 가진 크래들 바디(cradle body, 100), 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단(200), 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)에 대하여 구속 또는 구속해제 기능을 수행하는 로킹유닛(locking unit, 300) 및 로킹유닛(300)에 의한 구속이 해제된 보조배터리(5)가 배출될 수 있도록 보조배터리(5)를 배터리 출입구(102) 쪽으로 밀어내는 배터리 푸셔(battery pusher, 400)를 포함한다. 로킹유닛(300)은 노출 개구(3)로 투입된 보조배터리(5)가 배터리 슬롯(101)에 완전히 삽입됨에 따라 로킹위치에 위치되면 탄성력에 의하여 보조배터리(5)를 구속하고 동력에 의하여 구속해제 작동을 수행하도록 구성된다. 그리고, 배터리 푸셔(400)는 탄성력에 의하여 작동하도록 구성된다.

사용자가 대향하는 노출 개구(3)와 배터리 출입구(102)를 통하여 보조배터리(5)를 배터리 슬롯(101)에 삽입(보조배터리 반납)하면, 보조배터리(5)는 배터리 수용영역(103)에 수용된다. 물론, 로킹유닛(300)은 보조배터리(5)가 로킹위치에 위치되면 보조배터리(5)를 구속하도록 작동된다. 배터리 푸셔(400)는, 보조배터리(5)가 배터리 슬롯(101)에 삽입되는 과정에서 탄성력을 축적하도록 작동되고, 보조배터리(5)가 로킹유닛(300)에 의하여 구속되면 탄성력을 축적한 상태로 유지된다. 보조배터리(5)는 로킹유닛(300)에 의하여 구속된 상태로 충전전원 인가수단(200)으로부터 충전전원을 제공 받아 충전된다. 로킹유닛(300)이 보조배터리(5)에 대한 구속을 해제하도록 작동되면, 배터리 푸셔(400)는 보조배터리(5)를 축적된 탄성력(복원력)에 의하여 배터리 출입구(102) 쪽으로 밀어내고, 이에 따라 보조배터리(5)는 자동으로 배출(보조배터리 대여)된다.

보조배터리(5)가 배터리 슬롯(101)에 완전하게 삽입되면 보조배터리(5)의 위치가 로킹유닛(300)에 의하여 고정되는 구성에 의하면, 반납되어 충전 중인 보조배터리(5)가 의도하지 않게 배터리 슬롯(101)으로부터 적어도 부분적으로 분리되면서 충전이 중단되는 현상을 비롯하여 보조배터리(5)의 도난, 분실 또는 손상을 방지할 수 있다. 그리고, 배터리 푸셔(400)가 탄성력으로 작동하는 것에 의하면, 보조배터리(5)의 자동배출을 별도의 구동원 없이 간단하게 저비용으로 구현할 수 있다.

보조배터리(5)를 배터리 슬롯(101)에 삽입하는 때, 배터리 푸셔(400)가 탄성력을 축적하기 시작하였지만, 보조배터리(5)가 로킹위치까지 삽입되지 않은 상태에서, 사용자가 조작 미숙, 실수 등으로 보조배터리(5)의 삽입을 중단하면, 보조배터리(5)는, 로킹위치에 위치되지 않았으므로 로킹유닛(300)에 의하여 구속되지 않고, 배터리 푸셔(400)의 복원력에 의하여 바로 배출된다. 이 같은 작용은, 사용자로 하여금 보조배터리(5)가 정위치에 삽입되지 않았음을 인지하게 하여 사용자가 보조배터리(5)를 다시 정위치에 삽입하도록 유도할 수 있다.

크래들 바디(100)는 조립식 구조를 가진 바디 프레임(body frame)(도 6과 도 7의 도면부호 110, 120, 130, 140, 150 및 180 참조)으로 구성된다. 도 6, 8, 14를 참조하면, 바디 프레임은, 양옆으로 서로 이격되도록 좌우방향으로 간격을 두고 배치된 두 측방부재(110), 두 측방부재(110)의 상단 부분과 하단 부분을 각각 연결하는 상부부재(120)와 하부부재(130) 및 두 측방부재(110) 사이의 공간을 상부영역과 하부영역으로 구획하는 칸막이(140)를 포함한다.

두 측방부재(110)는 각각 전후방향으로 서로 이격된 전방부재(111)와 후방부재(112)로 구성된다. 상부부재(120)는, 두 측방부재(110)의 상단 부분에 양단 부분이 각각 연결되고, 양단 부분 사이가 상하방향으로 관통되어 관통영역을 포함한다. 상부부재(120)는 전방 부분과 후방 부분으로 분할된 구조를 가질 수 있다. 그리고, 하부부재(130)는, 두 측방부재(110)의 하단 부분에 양단 부분이 각각 연결되고, 적어도 상부가 개방되고 내부가 빈 구조를 가진다. 하부부재(130)는 그 양단 부분 사이가 상하방향으로 관통되어 상부가 개방됨과 아울러 내부가 빈 구조를 가질 수 있다. 하부부재(130)도 상부부재(120)와 마찬가지로 전방 부분과 후방 부분으로 분할된 구조를 가질 수 있다. 칸막이(140)는 하부부재(130)의 양단 부분 사이에서 개방된 상단을 커버하도록 배치될 수 있다.

상부부재(120)의 좌우방향 양단 부분 사이에 마련된 상하방향 관통영역은 배터리 출입구(102)를 형성한다. 이에, 상부부재(120)의 관통영역은 보조배터리(5)의 좌우방향 너비와 전후방향 두께에 대응하는 단면적을 가지도록 형성될 수 있다.

칸막이(140)에 의하여 구획된 두 측방부재(110) 사이의 상부영역과 하부영역 중 상부영역은 배터리 수용영역(103)을 형성하고 하부영역은 기구 수용영역(104)을 형성한다. 그러므로, 상부의 배터리 수용영역(103)과 하부의 기구 수용영역(104)은 칸막이(140)로 서로 분리되고, 배터리 수용영역(103)에 수용된 보조배터리(5)는 칸막이(140)에 의하여 기구 수용영역(104)으로 진입될 수 없다. 물론, 배터리 수용영역(103)은 배터리 출입구(102)와 대향하는 바닥이 칸막이(140)의 상부로 구성된다. 반면, 배터리 수용영역(103)을 기준으로 배터리 출입구(102)의 맞은편에 배치된 기구 수용영역(104)은 천장이 칸막이(140)의 하부로 구성된다.

크래들 바디(100)를 구성하는 바디 프레임은, 양쪽 옆의 전방부재(111)와 후방부재(112) 사이 공간(배터리 수용영역과 연통된 공간이고, 기구 수용영역과도 연통될 수 있다.)을 각각 적어도 부분적으로 덮어서 외부와 차단하는 커버부재(150), 그리고 상부부재(120)와 하부부재(130) 사이에서 두 측방부재(110)를 연결하는 적어도 하나 이상의 보강부재(180)를 더 포함한다.

여기에서, 보강부재(180)는 두 측방부재(110)에 양단 부분이 각각 연결된다. 보강부재(180)는 배터리 슬롯(101)에 삽입되는 보조배터리(5)가 통과할 수 있게 상부부재(120)와 마찬가지로 양단 부분 사이가 상하방향으로 관통되어 관통영역을 포함한다. 보강부재(180) 역시 상부부재(120)와 마찬가지로 전방 부분과 후방 부분으로 분할된 구조를 가질 수 있다.

참고적으로, 두 측방부재(110)는 보조배터리(5)의 좌우방향 너비에 대응하는 간격을 두고 서로 이격될 수 있다. 그리고, 전방부재(111)와 후방부재(112)는 보조배터리(5)의 전후방향 두께에 대응하는 간격을 두고 서로 이격될 수 있다.

이와 같이 크래들 바디(100)를 조립식 구조의 바디 프레임으로 구성하면, 배터리 수용영역(103)과 기구 수용영역(104)을 가진 크래들 바디(100)의 구조적 안정성과 경량성을 확보할 수 있다. 아울러, 원재료 절감을 통하여 크래들 바디(100)를 저비용으로 제작할 수 있다.

한편, 칸막이(140)와 양쪽 옆의 커버부재(150)는 모두 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)으로 구성된다. 실시조건에 따라서는 두 커버부재(150) 중에서 어느 하나만 인쇄회로기판으로 구성할 수도 있다. 이하부터는, 칸막이(140)를 기능에 따라서는 미들 보드(middle board)라 칭하고, 커버부재(150)를 기능에 따라서는 사이드 보드(side board)라 칭하기로 한다. 미들 보드(140)와 사이드 보드(150)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

배터리 슬롯(101)은 보조배터리(5)가 로킹유닛(300)에 의하여 구속된 때 보조배터리(5)의 삽입방향 쪽 단부(도 11을 기준으로, 하단 부분에 해당)와 분리방향 쪽 단부(도 11을 기준으로, 상단 부분에 해당) 중 분리방향 쪽 단부가 배터리 출입구(102)를 통하여 외부로 돌출되는 깊이로 형성된다. 즉, 배터리 슬롯(101)이 보조배터리(5)에 비하여 짧은 길이로 형성되는 것이다.

보조배터리(5)의 단부가 배터리 출입구(102)를 통하여 배터리 슬롯(101)으로부터 외부로 돌출되는 높이는, 돌출된 보조배터리(5)의 단부가 해당 배터리 출입구(102)와 대향하는 노출 개구(3)를 통하여 노출될 수 있되, 일반적인 사용자가 돌출된 보조배터리(5)의 단부를 손으로 잡고 강제적으로 잡아당기는 것을 방지할 수 있는 수준으로 설정하는 것이 바람직하다. 그러면, 충전 또는 대기 중인 구속 상태의 보조배터리(5)와 로킹유닛(300)을 안전하게 보호할 수 있다. 또한, 노출 개구(3)가 돌출된 보조배터리(5)의 단부에 의하여 적어도 부분적으로 차단되는 점 때문에, 사용자로 하여금 노출 개구(3)의 차단 여부를 통하여 크래들(10)이 비어 있음을 인지하게 할 수 있고, 이로써 비사용 크래들(10)을 인지시키는 별도의 안내수단을 배제할 수 있다.

충전전원 인가수단(200)은 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)의 충전단자(6)와 접속되는 충전단자를 포함한다. 보조배터리(5)는 배터리 슬롯(101)에 충전단자(6) 쪽부터 삽입되고, 충전전원 인가수단(200)의 충전단자는 미들 보드(140) 상에 이렇게 삽입된 보조배터리(5)의 충전단자(6)와 접속 가능하게 장착된다. 충전전원 인가수단(200)의 충전단자로는 포고 핀(pogo pin)이 적용될 수 있다. 포고 핀을 사용하면, 포고 핀에 스프링(탄성부재)이 내장되어 있기 때문에, 보조배터리(5)의 충전단자(6)에 포고 핀을 스프링의 탄성력에 의하여 안정적으로 접속(접촉)시킬 수 있다.

한편, 충전전원 인가수단(200)의 충전단자(포고 핀)는 1쌍이 구비되고 2쌍의 충전단자(6)가 길이방향 양단에 각각 좌우방향으로 배치된 보조배터리(5)를 배터리 슬롯(101)에 다음의 제1 내지 제4 삽입방향 중 어느 방향으로 삽입하더라도 보조배터리(5)의 충전단자(6)와 접속될 수 있게 전후 및 좌우 대칭으로 배치된 것이 바람직하다.

- 제1 삽입방향 : 보조배터리(5)를 하단에 배치된 제1 충전단자 쪽부터 삽입(순방향 : 삽입된 보조배터리(5)는 하단이 크래들 바디(100)의 하방을 향하고 정면이 크래들 바디(100)의 전방을 향함)

- 제2 삽입방향 : 제1 삽입방향에서 제1 충전단자의 위치가 서로 변경되도록 보조배터리(5)를 180도 회전시킨 상태로 삽입(반전된 순방향 : 삽입된 보조배터리(5)는 하단이 크래들 바디(100)의 하방을 향하고 후면이 크래들 바디(100)의 전방을 향함)

- 제3 삽입방향 : 보조배터리(5)를 상단에 배치된 제2 충전단자 쪽부터 삽입(역방향 : 삽입된 보조배터리(5)는 상단이 크래들 바디(100)의 하방을 향하고 정면이 크래들 바디(100)의 전방을 향함)

- 제4 삽입방향 : 제3 삽입방향에서 제2 충전단자의 위치가 서로 변경되도록 보조배터리(5)를 180도 회전시킨 상태로 삽입(반전된 역방향 : 삽입된 보조배터리(5)는 상단이 크래들 바디(100)의 하방을 향하고 후면이 크래들 바디(100)의 전방을 향함)

이와 같이, 보조배터리(5)를 배터리 슬롯(101)에 순방향, 반전된 순방향, 역방향 및 반전된 역방향 중 어느 하나의 방향으로 삽입하더라도 보조배터리(5)의 충전단자(6)가 충전전원 인가수단(200)의 충전단자와 접속(접촉)되는 구성에 의하면, 사용자에게 보조배터리를 배터리 슬롯에 고민, 시행착오 등이 없이 삽입할 수 있게 하는 편리성을 제공할 수 있다. 물론, 이에 따라, 사용자는 보조배터리를 대여기에 신속히 반납할 수 있다.

구체적으로 도시되지는 않았으나, 충전전원 인가수단(200)은 충전을 위한 회로소자를 더 포함한다. 충전전원 인가수단(200)의 회로소자는 미들 보드(140) 또는 사이드 보드(150)에 장착되어 충전전원 인가수단(200)의 충전단자와 전기적으로 연결된다.

보조배터리(5)가 무선충전을 위한 수신코일(2차 코일)을 포함하면, 충전전원 인가수단(200)은 무선충전을 위한 송신코일(1차 코일)을 포함할 수 있다. 송신코일과 수신코일이 근접한 때 유도결합으로 인하여 발생되는 전류를 에너지로 변환하여 보조배터리(5)를 충전할 수 있다.

한편, 충전전원 인가수단(200)의 충전단자는 보조배터리(5)에 저장된 정보를 수신하기 위한 통신단자 겸용으로 이용될 수 있다. 이를 위하여, 크래들(10)은, 충전전원 인가수단(200)의 충전단자를 통하여 보조배터리(5)의 메모리에 저장된 정보(배터리 고유 ID, 배터리 충전 상태 등)를 수신하여 컨트롤러(30)에 전송하는 데이터 통신수단을 더 포함한다. 구체적으로 도시된 바는 없으나, 데이터 통신수단은 데이터 통신을 위한 회로소자를 포함할 수 있다. 데이터 통신수단의 회로소자는 미들 보드(140)나 사이드 보드(150)에 장착될 수 있다. 충전 모드인지 데이터 통신 모드인지에 따라 충전전원 인가수단(200)의 충전단자를 통하여 보조배터리(5)의 충전이 이루어지거나 보조배터리(5)에 저장된 정보의 수신이 이루어지도록 구성될 수 있다.

위 같이 충전전원 인가수단(200)의 충전단자를 통신단자 겸용으로 이용하면, 충전단자와 별도로 통신단자를 구비함에 따라 단자의 수가 많아져서 접촉불량 발생 가능성이 커지는 문제, 넓은 공간을 차지하는 문제 등을 방지할 수 있다.

로킹유닛(300)은 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)를 그립하거나 언그립하여 보조배터리(5)를 구속(도 11 참조)하거나 보조배터리(5)의 구속을 해제(도 12 참조)하도록 구성된 배터리 그리퍼(battery gripper)를 포함한다.

배터리 그리퍼는, 서로 짝을 이루어 보조배터리(5)를 그립하거나 언그립하는 핸드(hand, 312)를 가진 두 그리퍼 암(gripper arm, 310), 그리고 두 그리퍼 암(310)을 작동시키는 암 조작수단(320)을 포함한다. 두 그리퍼 암(310)은 핸드(312)가 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)의 양옆에서 각각 보조배터리(5)에 대하여 이격되고 접근되는 방향으로 이동하면서 보조배터리(5)를 그립하거나 언그립하도록 구성된다. 암 조작수단(320)은 두 그리퍼 암(310)의 핸드(312)가 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)에 대하여 함께 이격되거나 함께 접근되도록 두 그리퍼 암(310)을 회전시킨다.

두 그리퍼 암(310)은 각각 기구 수용영역(104)에서 배터리 수용영역(103)의 양옆으로 관통되어 핸드(312)가 각각 배터리 수용영역(103)의 양옆으로 배치된다. 아울러, 두 그리퍼 암(310)은 각각 핸드(312)가 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)의 양옆에 대하여 이격되거나 접근될 수 있도록 크래들 바디(100)의 하부부재(130)에 좌우방향으로 회전 가능하게 장착되어 회전방향에 따라 핸드(312)가 보조배터리(5)에 대하여 이격되거나 접근된다. 즉, 핸드(312)는, 두 그리퍼 암(310)이 서로에 대하여 이격되는 제1 방향으로 회전되면 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)의 양옆으로부터 이격되어 보조배터리(5)를 언그립하고, 두 그리퍼 암(310)이 서로에 대하여 접근되는 제2 방향으로 회전되면 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)의 양옆으로 접근되어 보조배터리(5)를 그립한다. 핸드(312)는 두 그리퍼 암(310)이 제1 방향으로 회전 시 두 측방부재(110)의 전방부재(111)와 후방부재(112) 사이에 각각 위치된다.

이와 같이 두 그리퍼 암(310)을 장착하고 작동시키기 위하여, 칸막이(140)에는 두 그리퍼 암(310)이 각각 통과하는 암 관통구멍(141)이 형성된다.

두 그리퍼 암(310)은 각각 배터리 수용영역(103)에서 하부부재(130)에 좌우방향으로 회전 가능하도록 장착된 암 본체(311)를 포함한다. 핸드(312)는, 암 본체(311)의 선단 부분에 각각 연결되고, 암 관통구멍(141)을 통과하여 배터리 수용영역(103)의 양옆으로 배치된다.

보조배터리(5)의 양옆에는 오목한 홈 형상의 걸림부(7)가 각각 마련되고, 두 그리퍼 암(310)의 핸드(312)는 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)를 그립하는 때 보조배터리(5)의 걸림부(7)에 각각 걸려서 보조배터리(5)의 배출을 방지하는 후크(hook, 313)를 가진다. 이러한 후크(313)에 의하면, 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)를 두 그리퍼 암(310)으로 확실하게 그립하여 보조배터리(5)의 구속 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

여기에서, 걸림부(7)는, 보조배터리(5)에 2쌍의 충전단자(6)가 구비된 경우, 보조배터리(5)를 배터리 슬롯(101)에 제1 내지 제4 삽입방향 중에서 어느 방향으로 삽입하더라도 후크(313)가 끼워져 걸릴 수 있게 2쌍이 상하 및 좌우 대칭으로 마련된 것이 바람직하다.

암 조작수단(320)은 탄성력을 이용하여 핸드(312)가 서로에 대하여 접근되도록 두 그리퍼 암(310)을 제2 방향으로 회전시키고 동력을 이용하여 핸드(312)가 서로에 대하여 이격되도록 두 그리퍼 암(310)을 제1 방향으로 회전시킨다.

한편, 실시 조건 등에 따라서는, 암 조작수단(320)은, 설명한 바와 달리, 기구 수용영역(104)에서 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)를 각각 직접 회전시키는 회전운동 구동원 또는 직선운동 구동원을 포함할 수 있다. 즉, 탄성력을 이용하지 않고 동력으로만 두 그리퍼 암(310)을 제1 방향과 제2 방향으로 회전시키도록 구성될 수도 있는 것이다. 예를 들어, 회전운동 구동원은 회전모터(rotation motor)일 수 있다. 그리고, 직선운동 구동원은 리니어 모터(linear motor)일 수 있다. 또는, 직선운동 구동원은 하부부재(130)에 각각 회전 가능하게 장착된 상태로 자기장에 의하여 직선 왕복이동을 하는 로드(rod)가 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)에 각각 회전 가능하게 연결된 솔레노이드 액추에이터(solenoid actuator)일 수 있다.

도 8 내지 도 12 등에 도시된 바와 같이, 암 조작수단(320)은, 단일의 구동원을 이용하여 두 그리퍼 암(310)의 핸드(312)가 함께 이격되도록 작동시키는 구속해제 작동기구(321) 및 탄성력을 이용하여 두 그리퍼 암(310)의 핸드(312)가 함께 접근되도록 작동시키는 구속유지 작동기구(326, 327)를 포함한다. 이러한 구속해제 작동기구(321)와 구속유지 작동기구(326, 327)를 포함하는 암 조작수단(320)은, 복수의 회전운동 구동원 또는 복수의 직선운동 구동원으로 구성된 타입과 비교하여 볼 때, 콤팩화 면에서 유리하고 오작동이나 고장 발생이 적어서 유지와 관리의 편의성 향상 면에서 유리하다.

구속해제 작동기구(321)와 구속유지 작동기구(326, 327)의 적용을 위하여, 암 본체(311) 각각은, 기저 부분이 기구 수용영역(104)의 중앙 부분에 배치되고, 선단 부분이 기구 수용영역(104)에서 중앙 부분의 양옆에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 암 본체(311)는 선단 부분이 전후방향 축을 중심으로 회전된다.

구속해제 작동기구(321)는, 직선구동기구(linear actuator, 322) 및 직선구동기구(322)의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)가 제1 방향으로 회전되도록 암 본체(311)에 전달하는 전동기구(323)를 포함한다.

도 13을 참조하면, 직선구동기구(322)는 좌우방향으로 이동되는 직선운동부재(322-1)를 가진다. 일례로, 직선구동기구(322)는 직선운동부재(322-1)인 로드가 자기장에 의하여 직선 왕복이동을 하도록 구성된 솔레노이드 액추에이터일 수 있다. 직선구동기구(322)는 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)의 하측으로 배치될 수 있다.

전동기구(323)는 기구 수용영역(104) 내의 회전링크(324)와 연동부재(325)를 포함할 수 있다. 회전링크(324)의 한쪽은 하부부재(130)에 전후방향 축을 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있다. 회전링크(324)의 다른 쪽은 직선구동기구(322)의 직선운동부재(322-1)에 직선운동부재(322-1)가 이동되면 회전링크(324)가 한쪽의 전후방향 축을 중심으로 회전되는 구조를 가지도록 연결될 수 있다. 연동부재(325)는 회전링크(324)에 회전링크(324)가 구속해제 조작을 위한 방향으로 회전되면 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)를 함께 밀어 올려서 제1 방향으로 회전시킬 수 있게 마련된 두 접촉핀(contact pin)으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 직선구동기구(322)의 직선운동부재(322-1)는 이동방향을 기준으로 전방에 제1 걸림턱(P11)이 마련되고 후방에 제2 걸림턱(P12)이 마련될 수 있다. 그리고, 회전링크(324)의 다른 쪽에는, 직선운동부재(322-1)가 전진되면 회전링크(324)가 양쪽 방향 중 어느 한 방향으로 일정 각도 회전되도록 제1 걸림턱(P11)과 제2 걸림턱(P12) 중 어느 하나에 걸리는 제1 걸림면(P21) 및 직선운동부재(322-1)가 후진되면 회전링크(324)가 양쪽 방향 중 다른 한 방향으로 일정 각도 회전되도록 제1 걸림턱(P11)과 제2 걸림턱(P12) 중 다른 하나에 걸리는 제2 걸림면(P22)이 마련될 수 있다. 회전링크(324)의 다른 쪽이 이러한 구조에 의하여 직선구동기구(322)의 직선운동부재(322-1)에 연결되면, 회전링크(324)는 그 한쪽의 전후방향 축을 중심으로 회전된다.

구속유지 작동기구(326, 327)는 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)를 탄성력에 의하여 제2 방향으로 회전시키도록 구성된다. 구체적으로, 구속유지 작동기구(326, 327)는, 기구 수용영역(104)에서 칸막이(140)와 암 본체(311) 사이 각각에 배치되어, 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)가 구속해제 작동기구(321)에 의하여 제1 방향으로 회전되면 탄성력을 축적하도록 작동되고, 구속해제 작동기구(321)에 의한 구속해제 작동이 해제되면 축적된 탄성력(복원력)에 의하여 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)가 제2 방향으로 회전되도록 암 본체(311)를 밀어내는 구성을 가진다.

이와 같은 구속유지 작동기구(326, 327)는, 제1 방향으로 회전되는 암 본체(311)에 의하여 누름조작되는 검출부 및 검출부에 탄성력을 부여하는 탄성부재인 스프링으로 구성된 체크 스위치(check switch, 326)를 포함할 수 있고, 이러한 체크 스위치(326)에 의하여 암 본체(311)가 제1 방향으로 정확히 회전되어 보조배터리(5)의 구속이 해제되었는지를 검출함과 아울러, 암 본체(311)를 제2 방향으로 회전시킬 수 있다.

체크 스위치(326)는, 미들 보드(칸막이, 140)의 저부에 장착되어 베이스 보드(20)를 통하여 컨트롤러(30)와 전기적으로 연결되고, 암 본체(311)가 제1 방향으로 회전되면 검출부가 암 본체(311)에 의하여 누름조작될 수 있게 배치된다. 예를 들어, 검출부는, 레버(lever) 또는 버튼(button)으로 구성될 수도 있고, 레버와 버튼을 모두 가지며 레버가 눌려서 회전되면 버튼이 레버에 의하여 눌리도록 구성될 수도 있다. 체크 스위치(326)의 스프링은, 검출부가 누름조작되면 탄성력을 축적하고, 구속해제 작동기구(321)의 구속해제 작동이 중단되면 복원하여 암 본체(311)를 제2 방향으로 회전시킨다. 컨트롤러(30)는 이러한 체크 스위치(326)로부터 검출신호가 입력되면 로킹유닛(300)에 의한 보조배터리(5)의 구속이 해제된 것으로 판단할 수 있다.

도 8 내지 도 13을 참조하면, 구속유지 작동기구(326, 327)는, 두 그리퍼 암(310)을 제2 방향으로 회전시키도록 작동하는 탄성부재인 코일스프링(327)을 더 포함한다. 이에 따르면, 두 그리퍼 암(310)이 체크 스위치(326)의 탄성력과 코일스프링(327)의 탄성력에 의하여 제2 방향으로 회전되기 때문에, 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)를 보다 큰 힘으로 그립할 수 있다.

구속유지 작동기구(326, 327)의 코일스프링(327)은, 기구 수용영역(104)에서 칸막이(140)와 암 본체(311) 사이 각각에 적어도 하나 이상씩 배치되어, 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)가 구속해제 작동기구(321)의 동력에 의하여 제1 방향으로 회전되면 탄성력을 축적하도록 압축되는 압축 코일스프링이다. 압축 코일스프링은, 한쪽 단부(하단 부분)가 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)에 각각 지지된 상태로 다른 쪽 단부(상단 부분)가 칸막이(140)의 저부에 각각 지지될 수 있다.

한편, 구속유지 작동기구(326, 327)는 체크 스위치(326)와 코일스프링(327) 중 어느 하나만으로 구성될 수도 있고, 코일스프링(327)은 한쪽 단부(상단 부분)가 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)에 각각 지지된 상태로 다른 쪽 단부(하단 부분)가 암 본체(311)에 비하여 하측에서 하부부재(130)에 각각 지지된 인장 코일스프링일 수도 있다.

이와 같은 구성의 구속해제 작동기구(321)와 구속유지 작동기구(326, 327)를 포함하는 로킹유닛(300)은 다음과 같이 작동할 수 있다.

구속해제 작동기구(321)는 평상시 구속해제 작동이 해제된 상태로 유지된다. 예를 들어, 직선구동기구(322)의 직선운동부재(322-1)가 좌우방향으로 자유롭게 이동 가능한 상태로 유지될 수 있다. 그러므로, 구속유지 작동기구(326, 327)는 체크 스위치(326)들의 검출부가 복귀되고 코일스프링(327)들이 복원된 상태로 유지되고, 이에 두 그리퍼 암(310)은 제2 방향으로 회전되어 핸드(312)가 서로 접근된 상태로 유지된다.(도 8 참조)

이와 같은 상태에서 배터리 슬롯(101)에 보조배터리(5)를 삽입한다.(도 9 참조) 보조배터리(5)를 삽입하는 과정에서, 보조배터리(5)가 두 그리퍼 암(310)의 핸드(312)에 접촉되면, 두 그리퍼 암(310)은 보조배터리(5)가 핸드(312) 사이로 진입되는 것에 의하여 구속유지 작동기구(326, 327)의 탄성력을 극복하면서 벌어지도록 제1 방향으로 회전된다.(도 10 참조) 참고로, 두 그리퍼 암(310)의 핸드(312)에 있어서 삽입되는 보조배터리(5)와 접촉하는 부분은 삽입되는 보조배터리(5)에 의한 핸드(312)의 벌어짐을 유도하는 곡면 또는 경사면으로 형성될 수 있다.

보조배터리(5)가 배터리 슬롯(101)에 완전히 삽입되어 로킹위치에 위치되면, 두 그리퍼 암(310)은 보조배터리(5)의 홈 형상 걸림부(7)가 핸드(312)의 후크(313)와 대향하도록 위치됨에 따라 구속유지 작동기구(326, 327)의 탄성력으로 제2 방향으로 회전된다.(도 11 참조) 이 때, 핸드(312)는 서로 접근되고, 후크(313)는 보조배터리(5)의 걸림부(7)에 끼워져 걸린다.

보조배터리(5)가 그립된 상태에서 구속해제 작동기구(321)를 작동시키면, 두 그리퍼 암(310)은 구속유지 작동기구(326, 327)의 탄성력을 극복하면서 제1 방향으로 회전되고, 이에 따라 핸드(312)는 서로 이격된다.(도 11 참조) 이 때, 보조배터리(5)에 대한 구속은 해제되고, 보조배터리(5)는 배터리 푸셔(400)에 의하여 배출된다.

이후, 구속해제 작동기구(321)는 다시 구속해제 작동이 해제된 상태로 유지되고, 이에 따라 두 그리퍼 암(310)은 구속유지 작동기구(326, 327)에 의하여 핸드(312)가 서로 접근된 상태로 유지된다.(도 8 참조)

살펴본 바와 같은 구속해제 작동기구(321)와 구속유지 작동기구(326, 327)에 의하면, 암 조작수단(320)을 간단하고 콤팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 두 그리퍼 암(310)에 의한 보조배터리(5)의 그립 상태를 확실하게 유지할 수 있고, 두 그리퍼 암(310)에 의한 언그립 작동을 정확하게 수행할 수 있다.

한편, 연동부재(325)는 회전링크(324)가 한쪽의 전후방향 축을 중심으로 회전 가능하도록 두 그리퍼 암(310)의 암 본체(311)에 회전링크(324)의 다른 쪽을 연결시키는 수단으로 대체될 수도 있다. 이렇게 구성하면, 두 그리퍼 암(310)은 직선구동기구(322)의 직선운동부재(322-1)의 이동방향에 따라 제1 방향이나 제2 방향으로 정확히 회전되므로, 암 조작수단(320)은 구속유지 작동기구(326, 327)가 제외된 구성을 가질 수 있다.

구체적으로 도시된 바는 없으나, 구속해제 작동기구(321)는 구속해제 작동기구(321)의 구동원(도면부호 322 참조)을 작동시키기 위한 회로소자를 가진다. 구속해제 작동기구(321)의 회로소자는, 미들 보드(140) 또는 사이드 보드(150)에 장착되고, 구속해제 작동기구(321)의 구동원과 전기적으로 연결되며, 베이스 보드(20)를 통하여 컨트롤러(30)와 전기적으로 연결된다.

배터리 푸셔(400)는 배터리 수용영역(103)의 바닥을 구성하는 칸막이(140) 쪽으로 배치된다. 배터리 푸셔(400)는 적어도 하나 이상의 탄성부재를 포함한다. 배터리 푸셔(400)의 탄성부재는 사용자가 배터리 슬롯(101)에 보조배터리(5)를 삽입하면 삽입되는 보조배터리(5)에 의하여 변형되고 배터리 슬롯(101)에 완전히 삽입된 보조배터리(5)가 로킹유닛(300)에 의하여 구속되면 변형된 상태로 유지되며 로킹유닛(300)에 의한 보조배터리(5)의 구속이 해제되면 원상으로 복원되려는 힘에 의하여 보조배터리(5)를 배터리 출입구(102) 쪽으로 밀어내는 탄성변형부(410)를 가진다.

탄성변형부(410)는 칸막이(140)로부터 상측으로 돌출되어 배터리 수용영역(103)에 배치된다. 구체적으로, 탄성변형부(410)는, 보조배터리(5)가 배터리 슬롯(101)으로 삽입되는 방향에 대하여 일정 각도 기울어진 상태로 세워져 있다가,(도 8 및 도 9 참조) 배터리 슬롯(101)에 보조배터리(5)가 삽입되면 보조배터리(5)의 가압작용에 의하여 눕혀져 있도록 변형된다.(도 10 및 도 11 참조) 물론, 탄성변형부(410)는 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)가 로킹유닛(300)에 의하여 구속되면 눕혀진 상태로 유지된다.

이와 같은 탄성변형부(410)는, 배터리 슬롯(101)에 삽입되는 보조배터리(5)에 의하여 변형되는 본체부(411) 및 본체부(411)의 선단(칸막이로부터 상측으로 돌출된 끝)에 보조배터리(5)와의 접촉면적을 확대시키도록 마련된 접촉단부(412)를 포함한다. 탄성변형부(410)는 선재로 이루어지고, 접촉단부(412)는 본체부(411)의 선단에서 본체부(411)의 선단과 동일 높이에 위치하는 접촉면을 가지도록 적어도 1회 이상 구부러진 형상으로 형성됨으로써, 배터리 푸셔(400)의 탄성부재는 경량으로 구성되고 접촉단부(412)가 보조배터리(5)와 안정적으로 접촉되어 탄성변형부(410)가 정확하게 작동된다.

탄성변형부(410)는 금속으로 이루어질 수 있다. 탄성변형부(410)는 변형 전 상태인 때 접촉단부(412)가 충전전원 인가수단(200)의 충전단자에 비하여 높게 배치된다.

배터리 푸셔(400)의 탄성부재는 지지부(420)를 가진다. 탄성변형부(410)는 탄성부재의 길이방향 한쪽을 구성한다. 탄성변형부(410)는 기구 수용영역(104)에서 배터리 수용영역(103)으로 관통되어 칸막이(140)로부터 상측으로 돌출된다. 지지부(420)는 탄성부재의 길이방향 다른 쪽을 구성한다. 지지부(420)는 탄성변형부(410)가 배터리 슬롯(101)에 삽입되는 보조배터리(5)에 의하여 변형될 수 있게 기구 수용영역(104)에서 하부부재(130)에 지지된다. 참고로, 칸막이(140)에는 배터리 푸셔(400)의 탄성부재를 장착하고 원활하게 작동시키기 위하여 탄성변형부(410)가 통과하는 탄성부재 관통구멍(142)이 형성될 수 있다.

살펴본 바와 같이 구성되는 배터리 푸셔(400)의 탄성부재는 탄성변형부(410)와 지지부(420) 사이에서 탄성변형부(410)와 지지부(420)를 연결하는 코일부(430)를 가진 토션 스프링(torsion spring)일 수 있다. 도 15의 도면부호 131은 하부부재(130)에 마련된 지지돌기로, 지지돌기(131)는 탄성변형부(410)가 변형되는 때 토션 스프링에 탄성력이 축적될 수 있게 지지부(420)를 지지하도록 배치된다. 도 15의 도면부호 132는 하부부재(130)에 마련된 삽입돌기로, 삽입돌기(132)는 코일부(430)에 삽입되어 코일부(430)의 위치를 고정시킨다.

배터리 푸셔(400)의 탄성부재로 토션 스프링을 적용하면, 배터리 수용영역(103) 내 탄성변형부(410)의 점유면적을 줄일 수 있고, 배터리 슬롯(101)에 삽입된 보조배터리(5)를 코일부(430)에 의하여 강한 힘으로 배출할 수 있다.

물론, 배터리 푸셔(400)의 탄성부재는, 이와 같은 구성의 토션 스프링에 한정되지 않는바, 코일부(430)가 제외된 구성을 가질 수도 있고, 코일부(430)와 함께 지지부(420)도 제외된 구성을 가져 탄성변형부(410)의 하단 부분이 칸막이(140) 또는 하부부재(130)에 지지될 수도 있으며, 탄성변형부(410)를 선재로 구성하지 않고 판재로 구성할 수도 있고, 토션 스프링 대신 판 스프링을 적용할 수 있는 등 다양하게 변형될 수 있다.

두 측방부재(110)의 전방부재(111)와 후방부재(112) 사이 각각에는 배터리 슬롯(101)에 삽입되는 보조배터리(5)의 양옆과 접촉되어 구름운동을 하는 회전부재(160)가 적어도 하나 이상씩 마련될 수 있다. 회전부재(160)로는 전후방향 축을 중심으로 회전하는 롤러(roller) 등이 적용될 수 있다. 이렇게 회전부재(160)를 적용하면, 보조배터리(5)가 배터리 슬롯(101)에 정확히 삽입되도록 안내할 수 있고, 이 때의 안내작용을 마찰이 감소된 상태로 수행할 수 있다.

한편, 크래들 바디(100)는 작은 마찰계수를 가지도록 제작한 부재로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 배터리 슬롯(101)에 보조배터리(5)를 삽입하는 과정에서 발생되는 마찰을 작은 마찰계수에 의하여 크게 감소시킬 수가 있고, 이로써 보조배터리(5)를 배터리 슬롯(101)에 보다 자연스럽게 슬라이딩 방식으로 삽입할 수 있으므로, 회전부재(160)가 적용되지 않을 수도 있다.

실시 조건 등에 따라서는, 크래들 바디(100)는 전체 또는 마찰 발생이 예상되는 부분을 마찰계수가 작은 물질로 코팅한 구성을 가질 수도 있다.

크래들 바디(100)에는 배터리 슬롯(101)에 보조배터리(5)가 삽입되었는지를 검출하는 배터리 감지기구(170)가 구비된다. 이러한 배터리 감지기구(170)는, 사이드 보드(150)에 장착된 적어도 하나 이상의 사이드 스위치(side switch, 171) 및 미들 보드(140) 상에 장착된 적어도 하나 이상의 바텀 스위치(bottom switch, 172)로 구성된다. 물론, 사이드 스위치(171)와 바텀 스위치(172)는 베이스 보드(20)를 통하여 컨트롤러(30)와 전기적으로 연결된다. 바텀 스위치(172)는 변형 전 상태의 탄성변형부(410)의 접촉단부(412)에 비하여 낮게 배치된다.

사이드 스위치(171)는 배터리 슬롯(101)에 삽입 중인 보조배터리(5)에 의하여 누름조작되는 구성을 가진다. 바텀 스위치(172)는 배터리 슬롯(101)에 보조배터리(5)가 완전히 삽입되어 로킹위치에 위치되면 보조배터리(5)에 의하여 누름조작되는 구성을 가진다. 사이드 스위치(171)와 바텀 스위치(172) 둘 모두, 보조배터리(5)에 의하여 누름조작되는 검출부 및 검출부에 탄성력을 부여하여 검출부의 누름조작이 해제되면 검출부를 복귀시키는 스프링(탄성부재)로 구성된 스위치일 수 있다. 사이드 스위치(171)와 바텀 스위치(172)의 검출부는, 체크 스위치(326)의 검출부와 마찬가지로, 레버 또는 버튼으로 구성될 수도 있고, 레버와 버튼을 모두 가지며 레버가 눌려서 회전되면 버튼이 레버에 의하여 눌리도록 구성될 수도 있다.

컨트롤러(30)는 사이드 스위치(171)로부터 검출신호가 입력되면 배터리 슬롯(101)에 보조배터리(5)가 삽입되고 있는 중인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 컨트롤러(30)는 바텀 스위치(172)로부터 검출신호가 입력되면 삽입 중인 보조배터리(5)가 로킹위치에 위치된 것으로 판단하고 구속해제 작동기구(321)의 구동원(도면부호 322 참조)을 작동시킬 수 있다. 컨트롤러(30)는, 바텀 스위치(172)로부터 검출신호가 입력되었으나, 사이드 스위치(171)로부터 검출신호가 입력되지 않으면, 바텀 스위치(172)의 오작동이나 배터리 슬롯(101)에 허용되지 않는 물체가 삽입된 것으로 판단하여 구속해제 작동기구(321)의 구동원(도면부호 322 참조)을 작동시키지 않을 수 있다.

살펴본 바와 같이, 크래들(10)은 배터리 수용영역(103)과 기구 수용영역(104)이 상하로 배치되고, 암 조작수단(320)이 기구 수용영역(104)에 수용되는 등 전후방향 두께를 증가시키는 요소가 배제된 구성을 가지므로 상대적으로 얇은 두께로 제작될 수 있다.

이와 같은 크래들(10)들은 베이스 보드(20) 상에 전후방향으로 서로 근접하도록 적어도 1열 이상으로 배열된다. 크래들(10)들은 전후가 연접하거나 전후로 간극을 두고 배열되어 전후방향으로 서로 근접할 수 있다. 크래들(10)들을 이렇게 배치하면, 배터리 출입구(102)와 대향하는 노출 개구(3)들은 대여기 하우징(A1)에 촘촘하게 밀집된 상태로 배치된다. 이에 따라, 대여기는 부피 대비 큰 적재 용량(보조배터리 대여 및 반납용량)을 가질 수 있다.

대여기가 부피 대비 큰 적재 용량을 가지는 구성에 의하면, 대여기의 설치면적을 줄일 수 있다. 또, 대여할 보조배터리(5)가 부족하여 보조배터리(5) 대여가 어렵거나 불가해지는 쇼티지(shortage) 문제 및 크래들(10)들이 모두 사용 중이어서 보조배터리(5) 반납이 어렵거나 불가해지는 오버플로(overflow) 문제의 발생을 최소화할 수 있다.

크래들(10)들은 크래들 커넥터(40)에 의하여 베이스 보드(20) 상에 각각 착탈 가능하게 조립식으로 서로 결합되고 접속된다. 크래들 커넥터(40)는 상호 결합방식으로 접속되는 크래들 측 커넥터(41)와 베이스 측 커넥터(42)를 포함하여, 크래들(10)들은 베이스 보드(20)에 결합되고 접속된 상태로 유지된다. 물론, 장기 사용에 따라 고장이 발생한 크래들(10)은 베이스 보드(20)로부터 분리하여 새것으로 교체할 수 있다.

크래들 측 커넥터(41)는 크래들 바디(110)의 하단에 배치되고, 베이스 측 커넥터(42)는 베이스 보드(20) 상에 크래들(10)들의 배열간격과 동일한 간격으로 배열된다. 크래들 측 커넥터(41)는 미들 보드(140) 또는 사이드 보드(150)와 전기적으로 연결된다. 사이드 보드(150)는 하단 부분이 크래들 바디(110)의 하단 부분에 대응하도록 배치되고, 크래들 측 커넥터(41)는 사이드 보드(150)는 하단 부분에 장착될 수 있다.

도 17 및 도 18은 보조배터리 충전장치의 다른 예 및 또 다른 예가 각각 도시된 사시도이다. 도 17, 도 18에 도시된 바와 같이, 보조배터리 충전장치의 다른 예 및 또 다른 예는, 앞서 살펴본 일례와 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 베이스 보드(20)를 복수로 구비하고, 복수의 베이스 보드(20)를 착탈 가능하게 조립식으로 서로 결합하고 접속시켜 보조배터리 충전장치의 용량(즉, 대여기의 적재 용량)을 증대시킬 수 있는 점만이 상이하다.

보조배터리 충전장치의 다른 예 및 또 다른 예는, 베이스 보드(20)들이 수평방향으로 서로 나란하도록 배열되고, 배열된 베이스 보드(20)들이 베이스 커넥터(60)에 의하여 서로 접속된다. 베이스 커넥터(60)에 의하여 서로 접속된다.

도 17은 베이스 보드(20)들이 상호 결합방식으로 접속되는 암, 수 커넥터(61, 62)에 의하여 종방향으로 서로 연결되어 확장된 상태를 예시한다. 도 18은 베이스 보드(20)들이 상호 결합방식으로 접속되는 암, 수 커넥터(63, 64)에 의하여 횡방향으로 서로 연결되어 확장된 상태를 예시한다. 베이스 보드(20)들은 종방향과 횡방향으로 동시에 확장되도록 연결될 수도 있다.

보조배터리 충전장치의 다른 예 및 또 다른 예에 의하면, 베이스 보드(20)의 확장을 통하여 크래들(10)들의 수량을 용이하게 증가시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.

A1 : 대여기 하우징
A2 : 보조배터리 충전장치
1 : 하우징 바디
2A, 2B : 하우징 커버
3 : 노출 개구(대여-반납 개구)
5 : 보조배터리
10 : 크래들
20 : 베이스 보드
30 : 컨트롤러
40 : 크래들 커넥터
50 : 컨트롤러 커넥터
60 : 베이스 커넥터
100 : 크래들 바디
101 : 배터리 슬롯
102 : 배터리 출입구
103 : 배터리 수용영역
104 : 기구 수용영역
110 : 측방부재
120 : 상부부재
130 : 하부부재
140 : 칸막이(미들 보드)
150 : 커버부재(사이드 보드)
200 : 충전전원 인가수단
300 : 로킹유닛
310 : 그리퍼 암
311 : 암 본체
312 : 핸드
320 : 암 조작수단
321 : 구속해제 작동기구
326 : 구속유지 작동기구
400 : 배터리 푸셔
410 : 탄성변형부
420 : 지지부
430 : 코일부

Claims (27)

1. 배터리 출입구 및 상기 배터리 출입구와 연통하는 배터리 수용영역으로 구성된 적어도 하나 이상의 배터리 슬롯을 가져, 상기 배터리 출입구를 통하여 상기 배터리 슬롯에 삽입된 보조배터리가 상기 배터리 수용영역에 수용되는 크래들 바디와;
   상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단과;
   상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리를 구속하거나 상기 보조배터리의 구속을 해제하는 로킹유닛과;
   상기 로킹유닛에 의한 구속이 해제된 상기 보조배터리를 상기 배터리 출입구 쪽으로 밀어내는 배터리 푸셔를 포함하는,
   보조배터리 충전용 크래들.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 배터리 푸셔는 탄성력으로 상기 보조배터리를 밀어내도록 구성된,
   보조배터리 충전용 크래들.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 배터리 푸셔는 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥 쪽으로 배치된,
   보조배터리 충전용 크래들.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 배터리 푸셔는, 상기 배터리 슬롯에 삽입되는 상기 보조배터리에 의하여 변형되고 상기 로킹유닛에 의한 상기 보조배터리의 구속이 해제되면 상기 보조배터리를 밀어내도록 복원되는 탄성변형부를 가진 적어도 하나 이상의 탄성부재를 포함하는,
   보조배터리 충전용 크래들.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 탄성변형부는 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥으로부터 돌출되어 상기 배터리 수용영역에 배치되고 상기 바닥에 대하여 기울어진 상태로 세워져 있다가 상기 보조배터리에 의하여 눕혀져 있도록 변형되는,
   보조배터리 충전용 크래들.
6. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 배터리 수용영역은 상기 보조배터리가 상기 로킹유닛에 의하여 구속된 때 상기 보조배터리의 삽입방향 쪽 단부와 분리방향 쪽 단부 중 상기 분리방향 쪽 단부가 상기 배터리 출입구를 통하여 외부로 돌출되는 깊이로 형성된,
   보조배터리 충전용 크래들.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 로킹유닛은 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 이격되는 방향과 접근되는 방향으로 이동하면서 상기 보조배터리를 구속하거나 상기 보조배터리의 구속을 해제하는 적어도 하나 이상의 로킹부재를 포함하는,
   보조배터리 충전용 크래들.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 로킹유닛은 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리를 그립하여 상기 보조배터리를 구속하거나 상기 보조배터리를 언그립하여 상기 보조배터리의 구속을 해제하는 배터리 그리퍼이고,
   상기 로킹부재는 복수로 구비되며 상기 보조배터리를 그립하거나 언그립하는 핸드를 가진 상기 배터리 그리퍼의 그리퍼 암인,
   보조배터리 충전용 크래들.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 그리퍼 암은 두 개가 구비되고,
   상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드는 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리의 양옆으로 각각 배치되며,
   상기 배터리 그리퍼는 상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드를 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 함께 이격시키거나 함께 접근시키는 암 조작수단을 포함하는,
   보조배터리 충전용 크래들.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 암 조작수단은,
    상기 핸드를 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 이격되는 방향으로 함께 이동시키는 구속해제 작동기구와;
    상기 구속해제 작동기구의 구속해제 작동이 중단되면 상기 핸드를 상기 보조배터리에 대하여 접근되는 방향으로 함께 이동시키는 구속유지 작동기구를 포함하는,
    보조배터리 충전용 크래들.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 구속유지 작동기구는 상기 핸드를 탄성력에 의하여 상기 보조배터리에 대하여 접근되는 방향으로 이동시키도록 구성된,
    보조배터리 충전용 크래들.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 암 조작수단은,
    상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드를 구동원으로부터의 동력으로 함께 이격시키는 구속해제 작동기구와;
    상기 구속해제 작동기구의 구속해제 작동이 중단되면 상기 핸드를 탄성력에 의하여 함께 접근시키는 구속유지 작동기구를 포함하는,
    보조배터리 충전용 크래들.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 로킹유닛은 상기 보조배터리가 상기 배터리 슬롯에 삽입되었는지를 검출하여 상기 로킹유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러에 제공하는 보조배터리 감지기구를 포함하는,
    보조배터리 충전용 크래들.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 보조배터리 감지기구는, 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥에 배치되고 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 의하여 누름조작이 이루어지는 바텀 스위치를 포함하는,
    보조배터리 충전용 크래들.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 보조배터리 감지기구는, 상기 배터리 수용영역의 양옆 중 적어도 어느 하나 이상에 배치되고 상기 배터리 슬롯에 삽입 중인 상기 보조배터리에 의하여 누름조작이 이루어지는 사이드 스위치를 더 포함하는,
    보조배터리 충전용 크래들.
16. 청구항 8에 있어서,
    상기 두 그리퍼 암의 상기 핸드는 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리에 대하여 접근 시 상기 보조배터리의 양옆에 마련된 걸림부에 각각 걸리는 후크를 가진,
    보조배터리 충전용 크래들.
17. 배터리 출입구 및 상기 배터리 출입구와 연통하는 배터리 수용영역으로 구성되는 적어도 하나 이상의 배터리 슬롯을 가진 크래들 바디와; 상기 배터리 출입구를 통하여 상기 배터리 슬롯에 삽입된 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단을 포함하며,
    상기 충전전원 인가수단은, 2쌍의 충전단자가 양단에 각각 배치된 상기 보조배터리를 순방향 또는 반전된 순방향으로 삽입하더라도 상기 보조배터리의 순방향 쪽 단부의 충전단자와 접속되고 상기 보조배터리를 역방향 또는 반전된 역방향으로 삽입하더라도 상기 보조배터리의 역방향 쪽 단부의 충전단자와 접속되도록 상기 배터리 수용영역을 한정하는 바닥에 대칭으로 구비된,
    보조배터리 충전용 크래들.
18. 청구항 1 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 크래들 바디는,
    상기 배터리 수용영역을 기준으로 상기 배터리 출입구의 맞은편에 기구 수용영역이 마련되고,
    상기 배터리 수용영역과 상기 기구 수용영역 사이에 상기 배터리 수용영역과 상기 기구 수용영역을 구분하고 상기 배터리 수용영역의 바닥을 구성하는 칸막이가 배치된,
    보조배터리 충전용 크래들.
19. 청구항 18에 있어서,
    상기 칸막이는 상기 배터리 슬롯에 삽입된 상기 보조배터리의 충전단자가 접속되는 상기 충전전원 인가수단이 전기적으로 연결된 인쇄회로기판인,
    보조배터리 충전용 크래들.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 충전전원 인가수단은 상기 인쇄회로기판인 상기 칸막이에 장착된 포고 핀인,
    보조배터리 충전용 크래들.
21. 청구항 1 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 크래들은, 상기 보조배터리에 저장된 정보를 상기 충전전원 인가수단을 통하여 수신하여 컨트롤러에 전송하는 데이터 통신수단을 더 포함하는,
    보조배터리 충전용 크래들.
22. 청구항 1 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 배터리 수용영역의 양옆에는 상기 배터리 슬롯에 삽입되는 상기 보조배터리와 접촉되어 구름운동을 하는 회전부재가 각각 적어도 하나 이상씩 마련된,
    보조배터리 충전용 크래들.
23. 인쇄회로기판으로 구성된 베이스 보드와;
    보조배터리가 삽입되는 적어도 하나 이상의 배터리 슬롯을 가진 크래들 바디 및 상기 배터리 슬롯에 삽입된 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단으로 구성되며 상기 베이스 보드 상에 각각 크래들 커넥터에 의하여 착탈 가능하도록 조립식으로 결합되고 접속되어 상기 베이스 보드 상에 서로 근접하도록 적어도 1열 이상으로 배열된 복수의 크래들과;
    상기 베이스 보드에 접속되고 상기 베이스 보드를 통하여 상기 적어도 1열 이상으로 배열된 복수의 크래들과 전기적으로 연결되어 상기 복수의 크래들을 제어하는 컨트롤러를 포함하는,
    보조배터리 충전장치.
24. 청구항 23에 있어서,
    상기 크래들 각각은, 인쇄회로기판으로 구성되며 상기 충전전원 인가수단이 전기적으로 연결된 크래들 보드를 더 포함하고,
    상기 크래들 커넥터는 상호 결합방식으로 접속되는 크래들 측 커넥터와 베이스 측 커넥터를 포함하며,
    상기 크래들 바디 각각은 상기 배터리 슬롯이 배터리 출입구 및 상기 배터리 출입구와 연통하는 배터리 수용영역으로 구성되고,
    상기 크래들 측 커넥터는 상기 크래들 바디에서 상기 크래들 바디의 배터리 수용영역을 기준으로 상기 크래들 바디의 배터리 출입구의 맞은편 단부에 배치되며 상기 크래들 보드와 전기적으로 연결되며,
    상기 베이스 측 커넥터는 상기 베이스 보드 상에 적어도 1열 이상으로 배열된,
    보조배터리 충전장치.
25. 청구항 23에 있어서,
    상기 복수의 크래들이 접속되는 상기 베이스 보드는 복수로 구비되고 수평방향으로 서로 나란하도록 배열되며 베이스 커넥터에 의하여 서로 접속되는,
    보조배터리 충전장치.
26. 배터리 출입구 및 상기 배터리 출입구와 연통하는 배터리 수용영역으로 구성되는 적어도 하나 이상의 배터리 슬롯을 가진 크래들 바디, 그리고 상기 배터리 출입구를 통하여 상기 배터리 슬롯에 삽입된 보조배터리에 충전전원을 제공하는 충전전원 인가수단이 구비된 복수의 크래들과;
    상기 크래들 바디의 배터리 출입구와 대응하는 노출 개구들이 마련되고 상기 배터리 출입구가 상기 노출 개구와 대향하도록 상기 복수의 크래들이 수용된 대여기 하우징과;
    보조배터리가 대향하는 상기 노출 개구와 상기 배터리 출입구를 통하여 상기 배터리 슬롯에 삽입되면 상기 보조배터리가 상기 충전전원 인가수단에 의하여 충전되도록 상기 복수의 크래들을 제어하는 컨트롤러를 포함하는,
    보조배터리 대여기.
27. 청구항 26에 있어서,
    상기 대여기 하우징은 둘레와 상측 중 적어도 어느 하나 이상에 상기 대여기 하우징에서 돌출되고 상측에서 하측으로 경사진 적어도 하나 이상의 경사면을 가지며 상기 노출 개구들 중 적어도 일부가 상기 경사면에 배치되고,
    상기 배터리 출입구가 상기 경사면에 배치된 상기 노출 개구와 대향하는 상기 크래들은 상기 경사면에 대하여 수직을 이루도록 경사진,
    보조배터리 대여기.

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