KR960013850B1 - 일체형의 제한된 이동 가이드 레일을 갖는 배터리 하우징 조립체 - Google Patents

일체형의 제한된 이동 가이드 레일을 갖는 배터리 하우징 조립체 Download PDF

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제이. 로백 케네스
이. 더진스키 테렌스
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

내용 없음.

Description

일체형의 제한된 이동 가이드 레일을 갖는 배터리 하우징 조립체
제1도는 본 발명에 따른 포켓용 포터블 무전 전화기의 사시도.
제2a도 및 제2b도는 배터리가 포터블 무선 전화기로부터 분리된 포터블 무선 전화기(제2b도) 및 배터리 제1하우징부(제2a도)를 도시한 도면.
제3도는 일체형의 래치와 전기 접점과 감소된 이동 가이드 레일을 도시한, 제2a도의 배터리의 제1하우징부 결합을 도시한 도면.
제4도는 제3도에 도시한 배터리 제1하우징부를 도시한 횡단면도.
제5도는 서로 조립되기 전의 베터리 제1하우징부 및 제2하우징부의 단면도.
발명의 분야
본 발명은 배터리 하우징 장치에 관한 것으로서, 특히 이웃한 가이드 레일사이에 오목부를 구비한 일체형의 제한된 이동 미끄럼 채널 기구(an integral, limited travel, sliding channel mechansim)를 갖는 배터리 하우징 베이스에 관한 것이다.
발명의 배경
소형 전자 장치는 그 특성상 주로 포터블이며 따라서 배터리와 같은 포터블 전원을 필요로 한다. 배터리 공급부는 소형 전자 장치의 하우징에 편리하게 부착되어 종래의 커넥터에 의해 전기 접촉된다.
배터리 교환을 보다 용이하게 하기 위하여 사용자가 소모된 배터리를 용이하게 분리하여 새로이 충전된 배터리로 교환할 수 있게 하는 장치가 고안되고 있다. 미끄럼 채널 및 래치 매카니즘에 의해 일회용 배터리를 소형 전자 장치에 단단히 고정시키는 것이 양호한 것으로 판명되고 있다. 장치가 소형화되면서, 배터리와 전자 장치 사이의 인터페이스에 중요한 장치의 치수를 제어하는 것은 점점 어려워지고 있다. 크리티칼 인터페이스 장치(critical interface features)는 미끄럼 채널과 래치 및 배터리 접점을 포함한다.
전형적으로 배터리 하우징은 하우징 베이스와 조립체 내에 함유된 전자화학 셀을 둘러싸도록 서로 연결된 하우징 커버를 갖는 조립체이다. 미끄럼 채널 모양은 배터리 하우징 조립체내에서 하우징 베이스 및 하우징 커버의 특징을 갖는 조합체로 설계된다. 베이스를 커버에 부착시키는 조립 공정의 변화는 때때로 미끄럼 채널의 치수 변화로 나타난다. 미끄럼 채널의 치수 변화는 래치 및 배터리의 위치가 미끄럼에 대응하여 변화하도록 배터리 하우징상에 접촉되게 한다. 그 결과 배터리는 전자 장비에 부착될 때 적절하게 끼워지지 않게 된다. 따라서 베이스의 일부로서 전체 크리티칼 인터페이스 특징을 제조하므로 서로 대응하는 치수를 제어할 수 있는 것이 유리하다. 배터리 하우징 베이스에서 모든 크리티칼 인터페이스 특징을 제조하는데 대한 어려움은 미끄럼 채널에 대한 가이드 레일이다. 미끄럼 채널은 일반적으로 U형을 형성하는 3개의 내측면을 갖는다. 가이드 레일은 일반적으로 채널의 내측의 두 개의 평행 측면의 하나상의 간격에 위치된 연장 돌출부를 갖는다. 채널의 바닥면에는 일반적으로 두 개의 측면에 수직으로 위치되어 있다. 가이드 레일은 바닥면에 평행이다. 종래의 성형 방법을 사용하므로써 미끄럼 채널, 래치 및 배터리 접점 리셉터클은 툴 공동부터 직선으로 당겨질 수 있도록 배터리 하우징 베이스내에 성형된다. 그러나 미끄럼 채널내의 가이드 레일은 툴 공동으로부터 이젝트 방향에 수직인 위치에 있다.
한가지 접근 방법으로 삽입 성형을 포함한다. 이 방법을 사용하므로써 가이드 레일을 포함하는 미끄럼 채널의 측면은 먼저 분리 성형된 후 미끄럼 채널의 나머지 두 개의 측면을 형성하는 제2주형에 삽입되어 완전한 성형 배터리 하우징 베이스를 성형한다. 이러한 방법에서의 어려움은 두 개의 스테이지 성형 공정을 완성하는데 소모되는 노력 및 시간이다.
다른 접근 방법은 동시 성형(comolding)을 포함한다. 이 공정을 사용하므로써 가이드 레일을 포함하는 미끄럼 채널의 측면은 제1사이클에서 분리 성형된다. 툴의 한쪽 부분을 제거하고 미끄럼 채널의 잔류 특성을 가지는 제2부분으로 교체하여 배터리 하우징 베이스를 완성한다. 제2성형 사이클은 완성된 배터리 하우징 베이스를 생산하도록 시작된다. 이러한 접근 방법에 대한 문제점은 직선으로 당겨지는 방향으로 제1스테이지를, 제1스테이지 방향에 수직으로 당겨지는 방향으로 제2스테이지를 성형하는데 효과적인 자동화된 동시 성형 툴이 없다는 것이다. 따라서, 배터리 하우징 베이스에 대한 특수한 동시 성형 공정은 고가로 된다.
따라서 용이하게 제작될 수 있고 제어된 크리티칼 인터페이스 치수를 가지며 배터리 하우징 커버와 무관한 크리티칼 인터페이스 치수를 갖는 일체형의 제한된 이동 거리를 갖는 미끄럼 채널 메카니즘을 구비한 배터리 하우징 베이스가 강력히 요구되고 있다.
발명의 요악
포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체는 그 사이에 있는 전자하학 셀을 둘러싸는 짝을 이루는 제1 및 제2하우징부를 갖는다. 제1하우징부는 베터리 하우징 조립체가 포터를 전자 장비에 탈착가능하게 접속되는 부착면을 갖는다. 제1하우징부의 부착면에는 채널이 배치되어 있다. 채널의 한 측면상에는 연장 가이드 레일을 포함하여, 채널은 포터블 전자 장비에 접속될 때 이와 결합하기 위한 부착면에 평행한 측면을 따라서 연장한다. 연장 가이드 레일이 있는 경우, 그 측면내에 오목부가 배치되어 있으며, 오목부는 가이드 레일에 인접한 클리언스를 제공하기 위해 연장 가이드 레일의 한단부에 인접하므로 제조를 용이하게 한다.
양호한 실시예의 설명
제1도에 셀방식의 무선 전화기 시스템에 사용되도록 적용된 포터블 무선 전화기가 도시되어 있다. 본 발명은 소형 전자 장비와 마찬가지로 포터블 무선 전화기에 사용된다. 도시된 포터블 유니트는 일회용 배터리 하우징 조립체(105)와 함께 몸체부인 포터블 전자 장비(102) 및 플립요소(104)의 두 개의 외측부로 구성되어 있다. 제1도는 포터블 유니트의 사용자가 수화기(106)를 들고 마이크로폰(107)으로 말할 수 있도록 개방된 위치의 플립 요소(104)를 도시하고 있다.
전화기 다이얼 또는 키이패드(110)는 가정용 전화기와 같이 1부터10까지의 숫자 버튼과, #과, *로 구성되어 있다. 키이패드(110)는 또한 샌드(send), 앤드(end), 온/오프와 같은 추가적인 기능의 버튼과 전화 번호 리콜(recall)과 관련된 다른 버튼을 갖는다.
제1도의 포터블 무선 전화기는 포터블이기 때문에, 이러한 무선 전화기의 전자 장비를 작동시키는 전자에너지원이 필요하다.
이러한 전자 에너지원은 전형적으로 충전용 전자 화학 셀 또는 셀로 충분한 배터리 하우징 조립체(105)이다. 사용자는 배터리가 무선 전화기에 부착될 동안 배터리를 충전시킬 수 있거나 또는 무선 전화기로부터 배터리 하우징 조립체를 떼어낸 후 분리하여 충전시킬 수 있다.
제2a도에 있어서, 일회용 배터리의 하우징 조립체(105)가 제1도의 포터블 무선 전화기로부터 분리되는 상태를 도시하고 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서 배터리 하우징은 두 부분 즉 제3도의 베이스인 제1하우징부(300)와 제2a도의 커버인 제2하우징부(202)로 구성되는데 이들은 서로 영구적으로 고정되고 있다.(도시않은) 종래 전자 화학 배터리 셀의 세트는 이들 사이에 위치되며 일체형의 배터리 하우징 패키지를 형성하도록 서로 고정된 두 개의 플라스틱 하우징부에 의해 둘러싸여 있다.
일체형의 래치 메카니즘(201)은 배터리 제1하우징상에 일체로 성형된다. 래치 메카니즘은 플라스틱 하우징의 내측의 중간에 성형된다. 포터블 전자 장비인 무선 전화기(102)로부터 배터리 하우징 조립체(105)를 분리하기 위하여 래치 메카니즘(201)은 제2a도에서 보여진 부분에서 가압하므로써 토션 비임(torsion beam)(도시 않음)을 회전하여 캐치부(catch)(도시 않음)가 포터블 무선 전화기(102)내의 포켓(212)으로부터 빠지게 한다. 제2b도는 제거된 배터리를 갖는 포터블 무선 전화기(102)를 후방에서 본 도면이다. 이러한 작업은 배터리를 로크 위치로부터 해제시켜 배터리 하우징(105)를 포터블 무선 전화기(102)로부터 제거하는 것이다. 포터블 무선 전화기(102)의 짝맞춤면은 배터리 하우징 조립체(105)가 완전히 부착된 위치에 있을 때 래치 메카니즘(201)의 캐치부와 결합하도록 형성 및 위치되는 오목한 슬롯(212) 또는 포켓을 갖는다. 따라서, 배터리 하우징 조립체는 정위치에 로크된다. 가이드 레일(213 내지 218)은 포터블 부선 전화기(102)의 표면으로부터 연장되며 배터리 하우징 조립체(105)상에도 이에 대항하는 유사한 가이드 레일이 배치되어 있다. 배터리 하우징 조립체(105)의 가이드 레일은 배터리 하우징 조립체(105)가 작동(및 로크) 위치에 있을 때 포터블 무선 전화기(102)의 가이드 레일(213 내지 218)아래에 포획된다. 물론 전기 접점(225)이 배터리 하우징 조립체(105)의 결합 접점 리셉터클(325)(보이지 않음)과 접촉하도록 선택위치된다.
제2a도에 도시된 배터리 하우징 조립체(105)의 대향 측부 슬롯(233, 235)은 배터리 단독으로 또는 배터리 및 포터블 무선 전화기가 함께 통상의 배터리 충전 유니트내로 미끄러져서 배터리 충전접점(239)에 맞추어 적절하게 위치된다.
제2b도의 포터블 무선 전화기와 결합하는 배터리 제1하우징부(300)의 부착면(302)은 제3도에 도시되어 있다. 제1하우징부(300)는 일반적으로 래치 메카니즘(210)과 미끄럼 채널(507)과, 배터리 접점 리셉터클(325) 및 오목부(313 및 316)를 포함한다.
래치 메카니즘(201)은 제3도에 상세히 도시되어 있으며 버튼부(305)가 사용자에 의해 배터리를 제거하도록 가압될 때 토션 바아(303)에 대해 어떻게 회전하는가를 인식할 수 있다. 제3도의 페이즈의 평면후방 방향으로 버튼부를 가압하면[및 포터블 무선 전화기(102)의 오목지역(222)내로]토션 바아(303)가 회전하여 캐치부(301)를 제3도의 페이지의 평면 전방으로 이동시킨다. 이러한 이동은 캐치부(301)를 슬롯(212)(제2b도에 도시)으로부터 분리시키므로써 배터리 하우징을 언로크시켜 사용자가 배터리를 가이드 레일(307 내지 312)을 따라 미끄럼시킬 수 있다. 각각의 사이에 갭(gap)을 가지고, 서로 대면하는 각 채널의 평행면상에 가이드 레일(307 내지 312)을 짧게 해서 배치함으로서, 배터리 하우징이 포터블 무선 전화기(102)로부터 분리 및 제거되기 전에 배터리 하우징의 짧은 변위를 허용하면서 배터리 하우징 조립체(105)을 포터블 무선 전화기(102) 및 배터리 하우징 조립체(105)의 전체 길이에 안전하게 고정할 수 있게 한다. 가이드 레일(307 내지 312)이 포터블 무선 전화기 하우징으로부터 완전히 분리될 때 배터리 전기 접점(325)은 포터블 무선 전화기 하우징상에서 배터리 입력 전기 접점(225)으로부터 분리된다. 일단 가이드 레일(307 내지 312)이 포터블 무선 전화기(102)상에 대항하는 가이드 레일(213 내지 218)을 지나 이동하면서 배터리 하우징 조립체(105)는 포터블 무선 전화기(102)를 방해받지 않고 상승시킬수 있다.
양호한 실시예에서, 가이드 레일(307 내지 312)은 뷸렛형(bullet shape)(제4도에 양호하게 도시된)이지만 다른 실시예에서는 동일한 기능을 이루기 위한 다른 형태를 갖는다. 가이드 레일(307 내지 312)은 연장되어서 배터리 제1하우징부(300)의 부착면(302)에 평행해야 하며 그 짝맞춤은 포터블 무선 전화기(102)상에 대항하는 가이드 레일(213 내지 218)의 짝맞춤과 동일 평면에 있어야 한다.
본 발명의 양호한 실시예의 특징은 두 개의 인접 가이드 레일사이에 갭을 가지는 오목부이다. 배터리 하우징 베이스는 4개의 오목부(313 내지 316)를 포함한다. 양호한 실시예에서 오목부는 미끄럼 채널(507)의 3면에서 약간 리세스 단차부를 형성한다. 오목부는 리세스 단차부에 한정되지 않아야 하며 이들은 또한 돌출부가 위치된 평면보다 낮은 형태나 리세스된 경사를 갖는다. 오목부는 두가지 목적을 갖는다. 첫째는 가이드 레일(307 내지 312)이 제1하우징부(300)의 일부로 제조될 수 있게 하는 것이다. 제조 공정은 단일의 시출성형식 직선 견인 이젝션 성형 공정(a single shot injection, straight pull ejection molding process)을 이용한다. 이러한 제조 공정은 값싸며 빠른 성형 사이클 시간을 갖는다. 가이드 레일(307 내지 312)을 배터리 제1하우징(300)의 일부로 성형하는 장점은 제1하우징(300)와 포터블 무선 전화기(102)사이의 크리티칼 인터페이스 치수가 제어가능한 것이다. 가이드 레일(307 내지 312), 래치 메카니즘(201) 및 배터리 접점 리셉터클(325)간의 상대적인 치수가 포터블 무선 전화기(102)에 배터리 하우징 조립체(105)의 적절한 끼움 및 기능을 보장하도록 제어되는 것이 중요하다. 배터리 하우징 베이스인 제1하우징부(300)상에 제어된 전체 크리티칼 치수를 갖는 다른 장점은 크리티칼 치수가 배터리 하우징 커버인 제2하우징부(202)의 부착에 의해 영향 받지 않는 것이다.
배터리 제1하우징(300)상의 오목부(313 내지 316)의 두 번째 목적은 포터블 무선 전화기(102)에 배터리 하우징 조립체(105)의 용이한 조립을 가능하게 하는 것이다. 오목부(313 내지 316)는 배터리 하우징 베이스인 제1하우징부(300)상의 가이드 레일간의 갭내의 미끄럼 채널의 폭을 증가시킨다. 이렇게 미끌럼 채널의 폭을 증가시키면, 포터블 무선 전화기(102)상의 가이드 레일(307 내지 312)이 보다 적은 제한력으로 갭내에 삽입시킨다. 포터블 무선 전화기(102)상의 가이드 레일(307 내지 312)은 배터리 하우징 채널에서 리세스 단차부를 미끄러지도록 그 선단상에 뷸렛형태를 갖는다. 따라서, 포터블 무선 전화기의 사용자는 결합 배터리를 용이하게 부착할 수 있다.
제4도에 배터리 하우징 베이스인 제1하우징부(300)의 단면도가 도시되어 있다. 상기 부분은 두 개의 가이드 레일(308, 309)사이의 미끄럼 채널에 배치된 하나의 오목부(314)를 상세히 도시되어 있다. 제4도에서 오목부는 미끄럼 채널의 3개의 측면 모두에 리세스되어 있다. 오목부(314)의 길이는 적어도 가이드 레일(309)의 길이만큼 길다 미끄럼 채널의 3개의 측면 모두상의 리세스 단차부의 깊이는 전형적으로 0.07mm이다. 가이드 레일(308)의 평평한 단부는 오목부(314)에 인접하고 있다. 상술한 바와같이 오목부(314)는 가이드 레일(307 내지 312)이 배터리 하우징 베이스인 제1하우징부(300)의 일체부로 성형될 수 있게 한다. 일반적으로 오목부는 가이드 레일을 이루는 툴의 일부분이 갭내로 미끄러지게 허용하면서 가이드 레일간의 갭을 명확하게 한다. 미끄럼 작용의 방향은 가이드 레일(308)로부터 가이드 레일(309)방향이다. 미끄럼 작용 방향에 의해 가이드 레일(308)은 오목부(314)에 인접하므로 미끄럼 툴은 가이드 레일(308)에서 벗어난다. 일단 툴이 가이드 레일에서 벗어나면 배터리 제1하우징부는 툴 공동으로부터 이젝트된다. 툴 공정의 미끄럼 및 이젝트 단계는 포터블 무선 전화기(102)로부터 분리되는 배터리 하우징 조립체(105)와 유사하다.
일체형 가이드 레일은 일단 플라스틱 재료를 주형내로 사출시키고 주형을 냉각시키는 4단계의 성형 공정을 사용하여 성형된다. 양호한 실시예에서 하우징부는 폴리카보네이트 플라스틱이나 유사한 재료로 성형된다. 제1단계는 오목부를 형성하는 툴 부분을 제거하는 것이다. 제2단계는 가이드 레일을 형성하는 툴 부분을 약22mm미그럼시킨다. 이 미끄럼 작용은 가이드 레일(308, 309)을 형성하는 툴의 부분을 갭내에 위치시킨다. 오목부(314)는 미끄럼 툴의 미끄럼 작용이 갭내에 미끄럼 채널을 형성하는 제1하우징(300)의 일부를 결합 또는 캐치하지 않는 것을 보장한다.
전형적으로 미끄럼 툴은 툴이 갭내로 미끄러질 수 있기 전에 플라스틱이 수축할 때 결합된다. 또한 미끄럼 툴은 미끄러질 때 미끄럼 툴에 인접한 툴에 의해, 순간적으로 캐치될 수 있다. 오목부는 이러한 문제점을 제거한다. 일단 가이드 레일을 형성하는 툴이 갭내로 미끄러지면서 제3단계는 주형을 개방하며 제4단계는 툴 공동으로부터 배터리 하우징 베이스인 제1하우징(300)을 이젝트 시킨다.
제5도에는 서로 부착되기 전의 배터리 하우징 커버인 제2하우징부(202)와 배터리 하우징 베이스인 제1하우징부(300)의 단면도가 도시된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 제1하우징(300)은 초음파 용접 공정을 이용하여 커버인 제2하우징(202)에 부착된다. 이 공정을 이용 하므로써 배터리 하우징 베이스인 제2하우징 베이스(300)상에서 뽀족하게 형성된 돌출부(501)는 배터리 하우징 커버(202)내의 흠(503)내에 삽입된다. 일단 삽입되면 돌출부(501)가 흠(503)에 융합되게 하는 초음파 호은(ultrasonic born)이 배터리 하우징 베이스(300)에 에너지를 가한다. 이러한 작용은 베이스인 제1하우징(300)와 커버인 제2하우징부(202)사이에 안전한 영구 결합을 형성한다. 본 발명의 양호한 실시예의 특징은 베이스인 제1하우징부(300)와 커버인 제2하우징부(202)간의 부착 방법이 미끄럼 채널(507)내어서 가이드 레일(309)의 형태, 끼움 또는 기능을 변형시키지 않는다는 것이다. 포터블 무선 전화기의 사용자를 위하여 상기 특징은 그대로 배터리에 옮겨지며, 이것은 항상 무선 전화기(102)에 대해 미끄럼 채널내에서 가이드 레일, 래치 메카니즘과 배터리 접점의 적절한 형태, 끼움 및 기능을 가진다.
따라서 포터블 무선 전화기상에서 배터리 하우징의 결합 및 분리 위치사이에서 짧은 이동 거리를 제공하도록 가이드 레일을 갖는 일체형의 제한된 이동 거리를 갖는 미끄럼 채널 메카니즘을 구비한 배터리 하우징 베이스가 도시 및 기술되었다. 하우징 베이스는 단일의 사출 성형 및 단일의 견인 이젝션 성형 공정을 사용하여 용이하게 제조된다. 하우징 베이스상의 크리티칼 인터페이스 치수는 배터리 하우징 커버의 부착과 무관하게 제어된다.

Claims (7)

  1. 제1하우징부(300)가 배터리 하우징 조립체(105)를 포터블 전자 장비(102)에 탈착가능하게 접촉시키는 적어도 하나의 부착면(302)을 구비하며, 전자화학 셀을 둘러싸고 짝으로 이루어진 제1 및 제2하우징(300 및 202)를 포함하는 포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체(105)에 있어서, 상기 제1하우징부(300)의 부착면(302)내에 배치된 적어도 하나의 제1채널(507)은, 적어도 하나의 측면과 ; 상기 측면상에 배치되고 포터블 전자 장비(102)에 접속될 때 이와 결합하기 위한 부착면(302)에 평행한 측면을 따라 연장되는 적어도 하나의 연장 가이드 레일(308)과 ; 상기 연장 가이드 레일(308)이 있는 경우 상기 측면내에 배치되고, 제조가 용이하도록 상기 가이드 레일(308)에 인접한 클리언스를 제공하기 위해 상기 연장 가이드 레일의 한단부에 인접한 적어도 하나의 오목부(314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1하우징(300)은 래치 메카니즘(201)을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1하우징(300)은 적어도 하나의 배터리 접점 레지스트레이션 리셉터클(325)을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 오목부(314)는 리세스 단차부인 것을 특징으로 하는 포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 제1채널(507)에 평행하며, 제1하우징(300)의 부착면(302)에 배치된 제2채널(507)을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2채널(507)은, 적어도 하나의 측면과 ; 상기 측면상에 배치되고 포터블 전자 장비(102)에 접속될 때 이와 결합하기 위한 상기 부착면(302)에 평행한 측면을 따라 연장되는 적어도 하나의 연장 가이드 레일(311)과 ; 상기 연장 가이드 레일(311)이 있는 경우 상기 측면내에 배치되고, 제조가 용이하도록 상기 가이드 레일(311)에 인접한 클리언스를 제공하기 위해 상기 연장 가이드 레일의 한 단부에 인접한 적어도 하나의 오목부(316)를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체.
  7. 제1항에 따라서 상기 포터블 전자 장비는 무선 전화기 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장비를 위한 배터리 하우징 조립체.
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