KR101726394B1 - 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가구에 있어서, 상기 가구 어느 일측에 설치된 에너지 하베스팅 모듈; 및 상기 에너지 하베스팅 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 플레이트 상부에 설치되어 무선 충전용 수신기가 내재된 피충전체의 배터리가 무선으로 충전되도록 하는 송신기;를 포함하며, 상기 송신기는, 코일 자성체 시트 및 금속성 플레이트가 상/하 적층 배열된 코일부와 컨트롤부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 개시한다.
이러한 본 발명은 가구에 에너지 하베스팅 기술과 무선 송신기를 접목하여, 가구를 이용한 무선 충전 시스템 구축이 가능토록 함으로써, 피충전체(무선 충전 수신기가 구비된)를 가구에 올려두는 것 만으로 배터리가 무선으로 충전되는 효과를 기대할 수 있다.
이러한 본 발명은 가구에 에너지 하베스팅 기술과 무선 송신기를 접목하여, 가구를 이용한 무선 충전 시스템 구축이 가능토록 함으로써, 피충전체(무선 충전 수신기가 구비된)를 가구에 올려두는 것 만으로 배터리가 무선으로 충전되는 효과를 기대할 수 있다.
Description
본 발명은 가구에 전파를 이용하여 무선으로 충전되는 에너지 하베스팅 모듈과 상기 모듈과 연결되어 무선으로 피충전체를 충전시키는 송신기가 설치되어, 피충전체를 가구에 올려두는 것 만으로 피충전체를 충전할 수 있도록 한 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구에 관한 것이다.
에너지 하베스팅(Energy harvesting)은 일상적으로 버려지거나 사용하지 않은 작은 에너지를 수확하여 사용 가능한 전기 에너지로 변환해주는 기술로, 신재생 에너지 원천 기술로 각광 받고 있다.
이러한 에너지 하베스팅은 자연에서 직접 전기 에너지를 획득할 수 있기 때문에 에너지 공급의 안정성, 보안성 및 지속 가능성을 유지할 수 있고, 환경공해를 줄일 수 있는 친환경 에너지 활용 기술로서 그 종류는 아래와 같다.
- 신체 에너지 하베스팅 : 신체의 움직임을 통해 발생하는 체온, 정전기, 운동에너지 등을 이용하는 방법
- 광 에너지 하베스팅 : 태양광을 이용하는 방법
- 진동 에너지 하베스팅 : 진동이나 압력을 가해 압전 소자를 발전시키는 방법
- 열 에너지 하베스팅 : 산업 현장에서 발생하는 수많은 폐열을 이용하는 방법
- 전자파 에너지 하베스팅 : 방송전파나 휴대전화 전파 등의 전자파 에너지를 이용하는 방법
- 중력 에너지 하베스팅 : 도로의 과속 방지턱, 횡단보도 일시정지선 등에 공기 압력 펌프를 설치하여 차량의 중량을 이용해 공기를 압축시킨 후 압축 공기 발전을 하는 방법
- 위치 에너지 하베스팅 : 수력발전소의 방수구 및 화력발전소 냉각수 방수로에서 발생하는 위치에너지 차이를 이용하는 방법
이상과 같이 다양한 종류의 에너지 하베스팅 기술을 새로운 자원으로 채택한 결과, 여러 유형의 연구 개발이 진행되고 있다.
이러한 에너지 하베스팅의 일례로는 대한민국 공개특허 제10-2015-0089550호 누설 전력을 이용한 에너지 하베스팅 방법 및 장치가 출원된 바 있다.
종래의 에너지 하베스팅 방법 및 장치는 에너지 하베스팅 장치에 있어서, 누설 전류가 흐르는 전자 장치에 연결되는 전도성 접촉부; 상기 접촉부를 통해 상기 전자 장치에 흐르는 상기 누설 전류를 수집하는 임시 전력 저장 장치; 전력을 저장하는 배터리; 및 상기 임시 전력 저장 장치로부터 상기 배터리로 상기 전력을 전달하는 인터페이스부를 필수 구성요소로 하고 있으며, 이를 통해 누설 전류를 버리지 않고 높은 효율로 취합함으로써 에너지를 재사용할 수 있는 것을 발명의 목적 및 효과로 하고 있다.
이와 같이 에너지 하베스팅에 대한 기술은 지속적 연구 개발을 통해 직류 전기 에너지로의 전환율과 효율성이 개선되고 있으나, 에너지 하베스팅 기술을 생활환경과 접목한 형태는 매우 적으며, 특히 무선 충전 시스템에 적용하여 무선충전과 자연에너지 활용의 결합형태는 그 개발이 전무한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 한계점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가구에 에너지 하베스팅 기술과 무선 송신기를 접목하여, 가구를 이용한 무선 충전 시스템 구축이 가능토록 함으로써, 피충전체(무선 충전 수신기가 구비된)를 가구에 올려두는 것 만으로 배터리가 무선으로 충전되는 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 피충전체의 무선 충전이 가능하므로, 전선에 의한 구속과 번거로움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 단자의 삭제를 통해서 제품의 미려함을 배가시킬 수 있으며, 단자에 의한 이물질 유입이 차단되므로 그로 인한 충전 기능저하 내지는 단자의 훼손을 예방할 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 금속성 플레이트를 코일부의 하단과 선택적으로 컨트롤부의 하단에 배치함으로써 코일에 의하여 주도되는 방사가 금속성 플레이트의 반대방향으로 극대화되도록 하며, 아울러, 외부기기로부터 발생될 수 있는 차폐의 역할을 함으로써 무선 충전의 전력 전송 효율을 보다 증가시키고, 코일부 및 컨트롤부를 보호할 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 충전 송수신기의 두께를 박형화함에 따라서 야기되는 기계적 특성의 저하문제를 금속성 플레이트를 통해 보강함으로써, 얇은 두께임에도 불구하고 내구성과 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 코일부와 컨트롤부의 접촉면적을 축소함으로써 컨트롤부에 대한 코일부의 영향을 최소화하며, 따라서 컨트롤부의 작동효율을 향상시킬 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 필요에 따라서 코일, 필름 등의 형성시 금속성 플레이트 등과 함께 인서트 사출공정을 수행하도록 함으로써, 무선 충전 송수신기의 슬림화 수준을 보다 심화시킬 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 컨트롤부를 무선 충전 송수신기의 두께 형성에 직접 참여하도록 하지 않고, 실질적으로 송수신기의 두께를 구성하는 코일부 및 사출부의 측면에 배치함으로써 더욱 박형화하며, 이로부터 송신기에 형성된 코일간의 간격을 최소화함으로써 전력의 전송 손실을 최소화시킬 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 금속성 플레이트에 대한 자성의 특성을 보다 강화함으로써, 코일에 의한 전자기 방사 측면에서 효율과 세기를 보다 강화하면서도 얇은 두께를 구현할 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 코일부에 대하여 국부적으로 사출부의 형성을 배제함으로써, 전력 전송시 사출부에 의한 손실을 더 저감하고 전력 전송의 효율을 배가시킬 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 코일부의 불량 시, 컨트롤부와는 별도로 코일부만을 간략하게 교체할 수 있으므로 부품 교체의 범위를 최소화시킬 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 가구에 있어서, 상기 가구 어느 일측에 설치된 에너지 하베스팅 모듈; 및 상기 에너지 하베스팅 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 플레이트 상부에 설치되어 무선 충전용 수신기가 내재된 피충전체의 배터리가 무선으로 충전되도록 하는 송신기;를 포함하며, 상기 송신기는, 코일 자성체 시트 및 금속성 플레이트가 상/하 적층 배열된 코일부와 컨트롤부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 개시한다.
상기 에너지 하베스팅 모듈은, 무선신호를 수신하는 안테나; 상기 안테나를 통해 수신되는 무선신호를 정류하여 직류 전기 에너지로 변환하는 정류부; 및 상기 정류부를 통해 생성된 직류 전기 에너지가 저장되고, 상기 송신기와 전기적으로 연결되는 충전지;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
상기 컨트롤부는, 상기 코일부 측면에 배치되며, 적어도 외주면에 사출부가 더 형성되는 것이 바람직하다.
상기 자성체 시트는, 페라이트, 비정질 금속(amorphous metal), 연자성체 또는 강자성체를 재질로 하는 것이 바람직하다.
상기 금속성 플레이트는 서스(SUS), 인청동, 알루미늄, 금, 은 또는 동을 재질로 하는 것이 바람직하다.
상기 금속성 플레이트의 일부 또는 전부에는 자성재료가 코팅, 증착 또는 페인팅되는 것이 바람직하다.
상기 자성재료는 비정질 금속인 것이 바람직하다.
상기 금속성 플레이트는 사출부와 함께 인서트 사출에 의해 제작되는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤부는 상기 코일부의 측면 일측에 나란히 배치되거나, 코일부의 외주부를 둘러싼 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코일부 상부에는 이를 밀폐하기 위한 상측 외관부;를 더 포함되는 것이 바람직하다.
상기 상측 외관부는 부착되는 필름, 페인팅 또는 증착에 의한 코팅체, 또는 인서트 사출물인 것이 바람직하다.
상기 필름은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리이미드(Polyimide) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate) 재질인 것이 바람직하다.
상기 사출물은 금속성 플레이트의 하면까지 더 연장되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코일은 자성체 시트상에서 또는 상측 외관부 하부에서 인서트 사출되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 금속성 플레이트는 컨트롤부의 하단까지 연장하여 설치되거나, 상기 컨트롤부의 하단에 금속성 플레이트가 별도로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 가구는 테이블인 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 가구에 에너지 하베스팅 기술과 무선 송신기를 접목하여, 가구를 이용한 무선 충전 시스템 구축이 가능토록 함으로써, 피충전체(무선 충전 수신기가 구비된)를 가구에 올려두는 것 만으로 배터리가 무선으로 충전되는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 피충전체의 무선 충전이 가능하므로, 전선에 의한 구속과 번거로움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 단자의 삭제를 통해서 제품의 미려함을 배가시킬 수 있으며, 단자로의 이물질 유입이 차단되므로 그로 인한 충전 기능저하 내지는 단자의 훼손을 예방할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 금속성 플레이트를 코일부의 하단과 선택적으로 컨트롤부의 하단에 배치함으로써 코일에 의하여 주도되는 방사가 금속성 플레이트의 반대방향으로 극대화되도록 하며, 아울러, 외부기기로부터 발생될 수 있는 차폐의 역할을 함으로써 무선 충전의 전력 전송 효율을 보다 증가시키고, 코일부 및 컨트롤부를 보호할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 무선 충전 송수신기의 두께를 박형화함에 따라서 야기되는 기계적 특성의 저하문제를 금속성 플레이트를 통해 보강함으로써, 얇은 두께임에도 불구하고 내구성과 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 코일부와 컨트롤부의 접촉면적을 축소함으로써 컨트롤부에 대한 코일부의 영향을 최소화하며, 따라서 컨트롤부의 작동효율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 필요에 따라서 코일, 필름 등의 형성시 금속성 플레이트 등과 함께 인서트 사출공정을 수행하도록 함으로써, 무선 충전 송수신기의 슬림화 수준을 보다 심화시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 컨트롤부를 무선 충전 송수신기의 두께 형성에 직접 참여하도록 하지 않고, 실질적으로 송수신기의 두께를 구성하는 코일부 및 사출부의 측면에 배치함으로써 더욱 박형화하며, 이로부터 송신기에 형성된 코일간의 간격을 최소화함으로써 전력의 전송 손실을 최소화시킬 수 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 금속성 플레이트에 대한 자성의 특성을 보다 강화함으로써, 코일에 의한 전자기 방사 측면에서 효율과 세기를 보다 강화하면서도 얇은 두께를 구현할 수 있는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 코일부에 대하여 국부적으로 사출부의 형성을 배제함으로써, 전력 전송시 사출부에 의한 손실을 더 저감하고 전력 전송의 효율을 배가시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 코일부의 불량 시, 컨트롤부와는 별도로 코일부만을 간략하게 교체할 수 있으므로 부품 교체의 범위를 최소화시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 테이블을 설명하기 위해 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 피충전체의 무선 충전 상태를 설명하기 위해 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 송신기를 설명하기 위해 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 송신기의 일례를 설명하기 위해 나타낸 개략도, 그리고,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컨트롤부의 구성 형태를 설명하기 위해 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 피충전체의 무선 충전 상태를 설명하기 위해 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 송신기를 설명하기 위해 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 송신기의 일례를 설명하기 위해 나타낸 개략도, 그리고,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컨트롤부의 구성 형태를 설명하기 위해 나타낸 평면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명세서 에너지 하베스팅에 대해 전파를 이용한 방식을 개시하였으나, 이는 일례인 것이며, 신체 에너지 하베스팅, 광 에너지 하베스팅, 열 에너지 하베스팅, 중력 에너지 하베스팅, 전자파 에너지 하베스팅 및 위치 에너지 하베스팅 중 선택되는 적어도 하나 또는 조합에 의해 전기 에너지를 확보할 수 있으며, 충전 대상은 무선 충전용 수신기가 구비된 전자기기(예를 들어, 휴대폰, 태블릿 및 노트북 등의 배터리) 등이 있으며, 이하, 이를 피충전체라 한다.
또한, 이하에서는 가구 중 테이블을 대상으로 설명하였으나, 상기 가구는 테이블에만 한정되는 것으로 해석되지 아니하며, 테이블 이외에도 무선 충전 시스템이 접목될 수 있는 경우라면 본 발명에서 지칭하는 가구의 범주에 포함됨은 자명하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 테이블을 설명하기 위해 나타낸 사시도이고, 도 2는 피충전체의 무선 충전 상태를 설명하기 위해 나타낸 개략도이다.
본 발명은 도시된 바와 같이 주로 사무공간, 카페. 독서실 등에 배치되고, 피충전체(10)를 올려두는 것 만으로 배터리(13)가 충전되도록 하는 테이블에 관한 것이다.
이러한 테이블(100)은 도시된 바와 같이 플레이트(101)와 플레이트(101)를 지지하는 적어도 하나의 포스트(103)를 포함하여 구성된다.
또한, 테이블(100)은 피충전체(10)의 무선 충전이 가능하도록 어느 일면에 에너지 하베스팅 모듈(110)이 설치되고, 에너지 하베스팅 모듈(110)과 전기적으로 연결되며, 플레이트(101) 상면에 설치되어 피충전체(10)의 배터리(13)를 무선으로 충전할 수 있도록 하는 송신기(120)를 포함하여 구성된다.
이때, 에너지 하베스팅 모듈(110)은 플레이트(101) 내지는 포스트(103) 중 어느 하나에 선택적으로 설치될 수 있으며, 그 중 플레이트(101)에 밑면에 설치되는 것이 바람직하나, 그 위치는 한정되지 않는다.
에너지 하베스팅 모듈(110)은 공기 중에 있는 방송 전파, 이동 통신기기 전파 등 전자파 에너지를 수집해 단시간 사용 무선 전자기기의 훌륭한 독립 에너지원으로 사용할 수 있는 전자파 에너지 하베스팅인 것이 바람직하다. 특히 전자파 에너지 하베스팅인 경우에 생활환경과의 접목이 매우 용이해지는 장점이 존재한다.
이러한 에너지 하베스팅 모듈(110)은 무선 신호를 수신하는 안테나(111), 안테나(111)에 의해 수신되는 무선신호를 정류하여 직류 진기 에너지로 변환하는 정류부(113) 및 정류부(113)에 의해 생성된 직류 전기 에너지가 저장되는 충전지(115)를 포함하여 구성된다.
안테나(111)는 전자기파 즉, 공기중 소멸되는 전자파 에너지를 수신하기 위한 것이며, 이는 내장형이거나, 외장형일 수 있다.
내장형일 경우, 에너지 하베스팅 모듈(110) 내부에 노출되지 않도록 존재하며, 외장형일 경우, 도시하지 않았으나, 에너지 하베스팅 모듈(110) 외부 또는 테이블(100) 위에 노출된 형태로 존재할 수 있다.
그리고 도시하지 않았으나, 건물의 옥상 등 외부에 탑의 형태로 존재할 수 있으며, 이때, 안테나(111)는 적어도 하나의 에너지 하베스팅 모듈(110)과 연결되는 것이 바람직하다.
정류부(113)는 안테나(111)를 통해 수신되는 전자파 에너지를 직류 전기 에너지로 전환하고, 충전지에 저장되도록 하기 위한 것이다. 이때, 충전지(115)는 테이블(100) 크기에 대응하는 크기의 용량인 것이 바람직하며, 예를 들어, 4인이 사용할 수 있는 테이블(100)의 경우, 스마트폰과 태블릿 내지는 노트북의 복합적 사용과 충전을 지속시킬 수 있는 용량인 것이 바람직하며, 대략 100,000mA인 것이 매우 바람직하다. 그러나 용량은 하나의 실시예일 뿐 이에 한정되거나 제한되지 아니한다.
이상과 같이 테이블(100)은 에너지 하베스팅 모듈(110)을 통해 피충전체(10)를 충전시킬 수 있는 직류 전기 에너지를 보유할 수 있으며, 이러한 전기 에너지는 송신부(120)를 통해 무선으로 피충전체(10)의 배터리(13)를 충전시킬 수 있다.
송신기(120)는 에너지 하베스팅 모듈(110)에서 생성된 전기 에너지를 무선 충전 수신기(11)가 구비된 피충전체(10)의 배터리(13)가 무선으로 충전되도록 하는 매개체로서 존재하며, 에너지 하베스팅 모듈(110)의 충전지(115)와 전기적(유선)으로 연결된다.
여기서 피충전체(10)는 근래에 들어, 주로 전자기기(예를 들어, 스마트폰)에 무선 충전이 가능하도록 배터리(13)와 연결된 수신기(11)가 내설되는 추세이며, 이러한 수신기(11)는 통상의 기술인 것이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
이때, 송신기(120)는 컨트롤부(150)와 코일부(130)를 포함하여 구성되며, 코일부(130)와 컨트롤부(150)는 병렬관계가 되도록 배치되며, 이는 본 발명에서 하나의 특징을 이룬다.
또한, 본 발명의 다른 특징으로, 사출 부위를 최소화하여 송신기의 두께를 보다 슬림하게 제작할 수 있다. 사출은 컨트롤부(150)와 코일부(130) 중 선택되는 어느 일 영역에만 진행하며, 그 중 상대적으로 보호가 필요한 컨트롤부(150)에만 사출이 진행되기 때문에 송신기 두께의 슬림화가 가능한 것이다.
따라서 본 발명의 송신기(120)는 사출의 최소화는 물론, 두께 증가를 피할 수 있는 이점이 있으며, 더욱이 종래의 송신기는 컨트롤부와 코일부가 상/하로 배치되어 상대적으로 두께의 슬림화가 용이하지 못하였으나, 본 발명에서는 컨트롤부(150)가 코일부(130)와 나란한 측면으로 배치되기 때문에, 송신기(120)의 전체적 두께의 슬림화가 가능하다.
이상과 같이, 무선 충전 송신기(120)의 슬람화는 전용의 테이블(100)로의 적용은 물론, 기존 가구에 대해서도 협소한 공간임에도 불구하고, 본 발명의 송신기(120) 적용이 가능토록 할 수 있으며, 나아가 단자 삭제로 인해 제품의 미려함을 배가시킬 수 있으며, 이물질 유입의 최소화는 물론, 그로 인한 기능저하와 훼손이 예방되도록 할 수 있으며, 이는 본 발명의 핵심적 특징을 이룬다.
또한, 전력전송의 관점에서 코일부(130)에 의해 방사되는 전력의 이동거리를 짧게하며, 따라서 전력 전송의 손실을 줄여 원활한 전력 전송이 가능하며, 이하 송신기(120)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 송신기를 설명하기 위해 나타낸 개략도이다.
일 실시예에 의거하여, 본 발명의 충전용 무선 송신장치에서 송신부(120)는 코일(130), 자성체 시트로서 페라이트 시트(133, Ferrite sheet) 및 금속성 플레이트로서 서스 프레임(135, SUS Frame)이 상/하 적층 배열된 코일부(130), 상기 코일부(130)의 측면에 배치되되, 나란하게 배치될 수도 있고, 코일부(130)를 감싸듯이 배치될 수도 있으며, PCB(151)가 구비된 컨트롤부(150), 선택적으로 적용되고, 상기 코일부(130) 상부에 부착되는 필름(160) 및 선택적으로 적용되며, 상기 코일부(130) 상부 이외의 영역에 사출성형이 일부 이루어진다.
전술한 영역에서는 자성체 시트(133)와 금속성 플레이트(135)로 명명하여 일반적인 단어로 표시하였으나, 여기서는 일 실시예에 의하여 페라이트 시트(133)와 서스 프레임(135)으로 표현하고 있음을, 따라서 후술하는 바와 같이 다른 재질로 대체될 수 있음을 주지하여야 한다.
상기 코일(131)은 무선 송신을 위한 것이며, 페라이트 시트(133)는 상부로 전력을 송신하고, 하부로의 전력 누출을 차단해 줌으로써 코일에서 발생되는 자기장의 방향성을 극대화하는 역할을 수행한다. 아울러, 서스 프레임(135) 역시 코일(131)에 의해 발생되는 전자기파의 방향성을 개선하기 위한 것이다.
여기서, 상기 페라이트 시트(133)는 자성을 갖는 한 다른 재질로 대체 가능하다. 즉, 비정질 금속(amorphous metal), 연자성체 또는 강자성체를 재질로 하는 것도 가능하므로, 위 시트의 재질이 페라이트만으로 한정되지 아니한다.
또한, 상기 서스 프레임(135)은 금속성 플레이트로서, 위 기능 뿐 아니라 기기의 강성을 보강하여 제품의 신뢰성을 구축하기 위하여 설치되는데, 이와 같은 기능을 부여받은 재질이라면 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 상기 서스 프레임(135)은 인청동, 금, 은, 동 또는 알루미늄 등을 대체하는 재질로 할 수 있다.
상기 페라이트 시트(133) 및 서스 프레임(135)은 무선전력전송 분야에서 매우 중요한 개념인 방사효율을 향상하는데 있어서 공통된 기능을 갖는다고 할 것이다.
한편, 상기 서스 프레임(135)에 자성을 더 부여하기 위하여 자성체를 더 결합하거나 그 일부 또는 전체에 걸쳐서 자성체를 더 코팅 등 할 수도 있는데, 이는 무선 충전을 위한 전력 송신의 효율을 배가시키는 역할을 더 수행할 수 있을 것으로 기대된다.
이와 같이 서스 프레임(135)에 자성을 부여하는 방식은 바람직하게는 코팅이 좋은데, 이는 서스 프레임(135)의 두께를 최대한 얇게 구성하기 위한 것이며, 따라서 비정질 금속 등을 코팅하는 방법에 의해 서스 프레임(135)과 결합할 수 있다.
비정질 금속을 코팅하는 경우는 예를 들어, 비정질 금속과 이종의 재질인 페라이트 시트(133) 등을 자성체 시트로 사용하였을 때 적용하는 것이 좋다. 다만, 자성체 시트(133)로 비정질 금속을 사용하고, 서스 프레임(135)에 자성을 더 부여하기 위하여 비정질 금속을 코팅하는 것은 비정질 금속을 서스 프레임(135)상에 이중으로 코팅하는 것이며, 이를 공정상 배제하는 것은 아니다.
상기 페라이트 시트(133)는 적층의 방식에서 의하여 코일부(130) 및 금속성 플레이트(135)와 결합되는 반면, 상기 상기 페라이트 시트(133)를 대체하는 비정질 금속은 코팅의 방식에 의하여 상기 코일부(130)의 하부 또는 금속성 플레이트(135)의 상부에 형성되므로, 재질에 따라서 해당 적층구조의 형성방법이 다소 상이할 수 있다.
본 발명에서 사출은 상기 코일부(130)와 컨트롤부(150)를 모체로 하여 인서트 사출 방법에 의해서 형성된다. 여기서 코일부(130)에 대한 사출의 형성을 일부 또는 전부에 있어서 배제되는 것도 가능하다.
이와 같이 인서트 사출 방법을 사용하는 경우 코팅 형태의 사출이 가능하여, 제품 자체의 두께를 보다 슬림하게 제작할 수 있는 이점이 있다.
이와 같은 인서트 사출은 서스 프레임(135)만을 모체로 하는 인서트 사출도 가능하다. 즉, 서스 프레임(135)을 인서트로 하여 여기에 사출부를 형성하는 것도 가능하다. 특히 서스 프레임(135)의 코일 방향에 대한 반대면에만 사출부를 형성하되, 인서트 사출방식을 사용하는 것이 가능한 것이다.
이후에 사출이 형성되지 아니한 서스 프레임(135)의 면에 페라이트 시트(133)와 코일(130)의 적층을 수행함으로써 코일부의 일면에만 사출이 진행되도록 하는 것이 가능한 것이다.
한편, 코일부(130)에서 사출을 배제할 수도 있다. 즉, 코일부(130)에는 국부적으로 또는 전반적으로 사출을 진행하였으나, 형성하지 않을 수도 있는 것이다.
코일부(130)에서 사출을 배제되면 컨트롤부(150)에만 사출이 진행되는 것이며, 컨트롤부(150)는 외부 보호수단이 필요하기 때문에 코일부(130)에 대한 사출을 배제하더라도, 컨트롤부(150)에는 사출을 반드시 진행되어야 한다.
본 발명은 이와 같이 전력 전송의 직접적인 수단인 코일부(130)로부터 사출을 배제함으로써 수신기(120)와의 원활한 전력 전송 가능한 이점이 있다. 즉, 종래에는 사출을 장치 전체에 걸쳐서 반드시 마련하여야 하며, 따라서 전체적인 두께가 두꺼워져 송수신 성능의 한계가 존재하였으나, 본 발명은 선택적으로 적용되는 상측 외관부, 일 실시예로서, 얇은 필름(160)을 사이에 두고 도 1과 같이 송신기(120)와 수신기(11)간의 밀착 상태가 최대한 유지되므로, 전력 전송의 효과를 배가시킬 수 있다.
여기서, 상기 필름(160)은 상측 외관부로서 상기 코일부(130) 상부에서 이를 밀폐하기 위한 기능을 한다. 그러므로, 상측 외관부의 재질 및 형태가 반드시 필)일 필요는 없으나, 송신기(120)의 두께를 슬림화하도록 한다면 다른 벌크 상태의 개재물 보다는 필름(160)의 형태가 바람직하다.
이때, 상기 필름(160)은 송신기(120)의 코일부(130)의 상부에 부착되며, PC Flim(Polycarbonate film)인 것이 바람직하다.
그러나, PC 필름 이외에도 PI(Polyimide), PET(Polyethylene Terephtalate) 등을 재질로 하는 것도 가능하다.
위 필름은 코일부(130)에 상기와 같은 부착의 방식 뿐 아니라 인서트 방식, 페인팅 방식, 코팅 방식, 증착 방식 등 다양한 방식에 의하여 형성하는 것이 가능하다. 그러므로, 필름(160)의 형성방식에 별도로 제한을 두어서는 아니된다.
한편, 코일부(130)가 독립된 모듈로 먼저 제작될 수도 있는데 이에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 송신기의 일례를 설명하기 위해 나타낸 개략도이다.
도시된 바와 같이 송신기(120)는 코일부(130)를 모체로 하는 사출부(140)를 포함하여 구성된다. 이러한 사출부(140)는 코일부(130)를 모체로하여 형성하는 제1사출부(141), 코일부(130)의 측면에 배치되는 컨트롤부(150)를 모체로하여 컨트롤부(150)를 감싸듯 성형하는 제2사출부(143)를 포함하며, 이때, 제1사출부(141)와 제2사출부(143)는 인서트 사출에 의한 성형인 것이 바람직하다.
이와 같이 코일부(130)를 모체로 하는 인서트 사출을 진행함으로써, 코일부(130)의 모듈화가 가능하며, 따라서 적어도 코일부(130)가 불량일 경우, 교체의 범위를 최소화시킬 수 있는 경제적 효과를 기대할 수 있다. 즉, 종래에는 코일부(130) 또는 컨트롤부(150)의 오류 발생시 전 구성요소들이 적층 구조이므로 모두에 대해서 교체할 수 밖에는 없었으나, 본 발명에 의하면 병렬결합관계이므로 병렬구조중 어느 하나를 교체하는 것이 가능할 수 있다. 따라서, 장치 유지의 경제성이 예상된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컨트롤부의 구성 형태를 나타내는 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 컨트롤부(150)는 코일부(130)의 일측에 나란히 설치될 수 있으며(a), 특히 코일부(130)를 중심으로 방사형으로 설치되는 것(b)도 가능하다. 그러나, 이러한 두가지의 실시양태는 모두 코일부(130)를 중심으로 하여 그 측면에 컨트롤부(150)를 마련한다는 점에서 공통성을 가지며, 구성의 형태가 다소 다를 뿐이다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 피충전체 11 : 수신기
13 : 배터리 100 : 테이블
101 : 플레이트 103 : 포스트
110 : 에너지 하베스팅 모듈 111 : 안테나
113 : 정류부 115 : 충전지
120 : 송신기 130 : 코일부
131 : 코일 133 : 자성체 시트
135 : 서스 프레임 140 : 사출부
141 : 제1사출부 143 : 제2사출부
150 : 컨트롤부 151 : PCB
160 : 필름(상측 외관부)
13 : 배터리 100 : 테이블
101 : 플레이트 103 : 포스트
110 : 에너지 하베스팅 모듈 111 : 안테나
113 : 정류부 115 : 충전지
120 : 송신기 130 : 코일부
131 : 코일 133 : 자성체 시트
135 : 서스 프레임 140 : 사출부
141 : 제1사출부 143 : 제2사출부
150 : 컨트롤부 151 : PCB
160 : 필름(상측 외관부)
Claims (16)
- 가구에 있어서,
상기 가구 어느 일측에 설치된 에너지 하베스팅 모듈; 및
상기 에너지 하베스팅 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 가구의 상부면을 이루는 플레이트의 상부에 설치되어 무선 충전용 수신기가 내재된 피충전체의 배터리가 무선으로 충전되도록 하는 송신기;를 포함하며,
상기 송신기는,
코일, 자성체 시트 및 금속성 플레이트가 상/하 적층 배열된 코일부;
상기 코일부의 측면에 배치되는 컨트롤부; 및
컨트롤부의 외주면 또는 코일부에 독립적으로 형성되는 사출부;를 포함하며,
상기 금속성 플레이트의 일부 또는 전부에는 자성재료가 코팅, 증착 또는 페인팅되고,
상기 금속성 플레이트는 컨트롤부의 하단까지 연장하여 설치되며,
상기 코일부와 컨트롤부는 각각 독립된 모듈로 제작되어 분리가능하게 결합되고,
상기 컨트롤부는 상기 코일과 결선되는 것 이외에는 상기 코일부와 별도의 구성요소를 공유하지 아니하며,
상기 코일부와 컨트롤부는 동일 하우징내에서 존재하고,
상기 컨트롤부는 상기 코일부의 측면 일측에 나란히 배치되거나, 코일부의 외주부를 둘러싼 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구. - 제1항에 있어서,
상기 에너지 하베스팅 모듈은,
무선신호를 수신하는 안테나;
상기 안테나를 통해 수신되는 무선신호를 정류하여 직류 전기 에너지로 변환하는 정류부; 및
상기 정류부를 통해 생성된 직류 전기 에너지가 저장되고, 상기 송신기와 전기적으로 연결되는 충전지;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 자성체 시트는, 페라이트, 비정질 금속(amorphous metal), 연자성체 또는 강자성체를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구. - 제1항에 있어서,
상기 금속성 플레이트는 서스(SUS), 인청동, 알루미늄, 금, 은 또는 동을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 자성재료는 비정질 금속인 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구. - 제1항에 있어서,
상기 금속성 플레이트는 사출부와 함께 인서트 사출에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 코일부 상부에는 이를 밀폐하기 위한 상측 외관부;를 더 포함되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 가구는 테이블인 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구.
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|---|---|---|---|
| KR1020150167269A KR101726394B1 (ko) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150167269A KR101726394B1 (ko) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101726394B1 true KR101726394B1 (ko) | 2017-04-12 |
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ID=58580534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150167269A KR101726394B1 (ko) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 에너지 하베스팅 모듈과 무선 충전용 송신기가 구비된 가구 |
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| KR (1) | KR101726394B1 (ko) |
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- 2015-11-27 KR KR1020150167269A patent/KR101726394B1/ko active IP Right Grant
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