KR101734564B1 - Wireless power transmission device for vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 무선전력전송기에 관한 것으로서, 충전대상기기의 무접점 충전시 내부에 설치된 1차 코일의 위치를 충전대상기기에 내장된 2차 코일의 위치와 정확히 매칭되도록 정렬 및 고정해줄 수 있는 기구적 수단을 구비함으로써, 다양한 환경에서도 높은 효율로 전력 전송이 가능해지는 차량용 무선전력전송기를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 충전대상기기의 무접점 충전을 위한 차량용 무선전력전송기에 있어서, 하우징과, 상기 하우징 내에 다양한 방향으로 이동될 수 있게 수납되는 송신코일유닛과, 상기 하우징 내 송신코일유닛의 위치를 사용자 조작에 따라 선택적으로 고정/해제시키는 위치고정기구를 포함하여 구성되고, 상기 송신코일유닛은, 충전대상기기의 2차 코일과의 유도결합에 의해 충전 전력을 공급하는 1차 코일과, 상기 1차 코일에 고정 설치되어 충전시 하우징 외측에 놓여지는 충전대상기기에 부착되어 송신코일유닛을 충전대상기기와 일체화시키는 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 위치 정렬이 가능한 차량용 무선전력전송기가 개시된다.The present invention relates to an apparatus for aligning and fixing a position of a primary coil installed in a non-contact charging state of a charging object device so as to exactly match a position of a secondary coil incorporated in a charging object device, It is an object of the present invention to provide a wireless power transmitter for a vehicle which can transmit electric power with high efficiency even in various environments by having means. In order to achieve the above object, there is provided a vehicular wireless power transmitter for non-contact charging of a charging object device, comprising: a housing; a transmission coil unit housed in the housing so as to be movable in various directions; The transmission coil unit includes a primary coil for supplying charging power by inductive coupling with the secondary coil of the charging object device, And a magnet fixedly attached to the primary coil and attached to a charging target device placed on the outside of the housing upon charging to integrate the transmission coil unit with the charging target device. Lt; / RTI >

Description

코일의 위치 정렬이 가능한 차량용 무선전력전송기{Wireless power transmission device for vehicle} Technical Field [0001] The present invention relates to a wireless power transmission device for a vehicle,

본 발명은 차량용 무선전력전송기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단말기의 무접점 충전시 내부에 설치된 1차 코일(전력전송코일)의 위치를 단말기에 내장된 2차 코일(전력수신코일)의 위치와 정확히 매칭되도록 정렬 및 고정할 수 있는 차량용 무선전력전송기에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a position of a primary coil (power transmission coil) installed inside a mobile terminal during non-contact charging of a mobile terminal, and a position of a secondary coil To an in-vehicle wireless power transmitter that can be aligned and fixed to match exactly.

최근 들어 외부의 전력으로 배터리를 충전하여 사용하는 전기기기, 예컨대 휴대폰이나 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 및 내비게이션 등과 같은 이동단말기의 사용이 증가하고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, there has been a demand for a mobile terminal such as a cellular phone, a smart phone, a tablet PC, a notebook, a digital broadcasting terminal, a PDA (personal digital assistant), a portable multimedia player (PMP) Usage is increasing.

또한 이동단말기의 사용 증가로 인하여 이동단말기의 사용과 관련된 주변 환경이 차량과 같은 동적인 공간까지 확산되고 있는 추세이다.In addition, due to the increase in the use of the mobile terminal, the surrounding environment related to the use of the mobile terminal is spreading to a dynamic space such as a vehicle.

예를 들어 차량 내에서도 간편히 단말기의 배터리를 충전할 수 있는 충전기의 사용이 증가하고 있으며, 차량 내 배터리 충전시 충전기와 단말기(또는 배터리)의 전기적 연결방식으로는 차량 전원에 연결된 충전기를 접촉단자 또는 케이블을 통해 단말기에 연결하여 전기에너지를 공급하는 방식이 있다.For example, the use of a charger which can easily charge a battery of a terminal even in a vehicle is increasing. In case of charging the battery in a vehicle, a charger connected to a vehicle power source is connected to a contact terminal or a cable And the electric energy is supplied to the terminal.

이 중에서 충전기와 단말기에 접촉단자를 구비하는 단자공급방식에서는 습기에 노출될 경우 충전에너지가 소실되거나, 접촉/분리시 순간방전현상으로 인해 화재 발생의 우려가 있고, 접촉불량에 의해 충전동작이 원활하게 이루어지지 않는 경우도 발생한다. Among these, in the terminal supply system including the contact terminals in the charger and the terminal, there is a fear that the charge energy is lost when the battery is exposed to moisture or a fire is generated due to the instantaneous discharge phenomenon when the battery is contacted / disconnected. It may not be possible to do so.

따라서, 접촉단자를 구성하지 않고 무선 전력 전송방식을 이용하는 무접점 방식의 충전시스템이 제시되고 있다.Therefore, a non-contact type charging system using a wireless power transmission system without constituting a contact terminal is proposed.

이러한 무접점 방식의 충전시스템은 차량 전원에서 공급되는 전기에너지를 무선 전송방식으로 공급하는 무선전력전송기(충전기)와, 무선전력전송기에서 전기에너지를 전송받는 단말기 측의 무선전력수신기를 포함한다.The non-contact charging system includes a wireless power transmitter (charger) for supplying electric energy supplied from a vehicle power source in a wireless transmission manner, and a wireless power receiver on the terminal side for receiving electric energy in the wireless power transmitter.

특히 무접점 방식의 일례로서 유도결합에 의한 충전방식이 알려지고 있는데, 이는 무선전력전송기가 되는 충전기에 1차 코일(전력전송코일이 됨)을 구비하고 단말기의 무선전력수신기에 2차 코일(유도코일, 전력수신코일이 됨)을 구비하여, 단말기가 충전기에 접근할 경우 1차 코일과 2차 코일 간 유도결합에 의해 단말기가 충전되도록 하는 방식이다. In particular, an inductive coupling type charging system is known as a non-contact type. This type of charging system includes a primary coil (serving as a power transmission coil) in a charger serving as a wireless power transmitter and a secondary coil A coil, and a power receiving coil). When the terminal approaches the charger, the terminal is charged by inductive coupling between the primary coil and the secondary coil.

충전시에는 무선전력수신기가 내장된 단말기를 충전기에 놓아둔 상태로 충전해야 하는데, 이때 충전기의 1차 코일과 단말기의 2차 코일 간 위치를 정확히 맞춰주어야만 제대로 충전이 가능하다.When charging, it is necessary to charge the terminal with the built-in wireless power receiver in the charger. In this case, the position between the primary coil of the charger and the position of the secondary coil of the terminal can be properly charged.

즉, 종류 및 형태 등 사양에 따라 크기와 외형이 다른 다양한 단말기들의 코일을 충전기 코일과 정확한 위치로 정렬시키지 못할 경우 충전 효율이 떨어지거나 충전이 되지 않는 문제가 있게 된다.That is, if the coils of various terminals having different sizes and shapes are not aligned with the charger coil according to specifications such as the type and shape, there is a problem that the charging efficiency is lowered or the charging is not performed.

이와 같이 무선전력전송기의 1차 코일과 무선전력수신기의 2차 코일이 정확히 중첩되도록 정렬했을 때 전력전송효율이 가장 높아지므로 일반 가전용 무선 충전기에서는 양측 코일 간 위치를 맞춰주기 위해 자석을 이용하는 방법, 충전대상기기(무선전력수신기가 내장된 단말기)의 위치를 감지하여 정렬하는 방법, 복수개의 코일을 이용하는 방법 등이 적용되고 있다.In this way, when the primary coil of the wireless power transmitter and the secondary coil of the wireless power receiver are aligned so as to be precisely overlapped, the power transmission efficiency becomes highest. Therefore, in a general household electric charger, A method of detecting and aligning a position of a device to be charged (a terminal with a built-in wireless power receiver), a method of using a plurality of coils, and the like are applied.

도 1은 종래의 정렬 방법을 나타내는 도면으로서, 이를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. FIG. 1 is a view showing a conventional alignment method, and will be described in more detail with reference to FIG.

(a)에 도시된 바와 같이, 자석을 이용하는 정렬 방법은 충전기(무선전력전송기)(10)의 1차 코일(1)에 자석(2)을 설치하여, 단말기(20)가 올려지면 자석(2)의 인력에 의해 단말기가 1차 코일 위치로 이동되도록 하는 방식으로, 구조가 간단하고 저가 제작이 가능하여 가장 널리 사용되는 방식이다.(a), a method of aligning using a magnet is to install a magnet 2 on a primary coil 1 of a charger (wireless power transmitter) 10, and when the terminal 20 is lifted, the magnet 2 ) To move the terminal to the primary coil position. This is the most widely used method because it is simple in structure and can be manufactured at low cost.

그러나, 이는 충전할 수 있는 위치가 매우 제한적이고 기기 표면 간 마찰력이 클 경우 정렬이 정확히 되지 않는 단점이 있다.However, this is disadvantageous in that the position to be filled is very limited and the alignment is not accurate when the frictional force between the surfaces of the device is large.

단말기의 위치를 감지하는 방법(도 1의 (b) 참조)은 충전기(10) 위에 올려진 단말기(20)의 위치를 감지한 뒤 충전기 내 1차 코일(1)을 전동식 기구로 이동 및 정렬해주는 방식으로서, 충전기 내 평면상에서 단말기 위치 제약이 없어 사용이 편리하고 정확한 정렬이 가능한 장점은 있으나, 구조가 복잡하고 가격이 비싸며 내구성이 약해 진동에 취약한 단점이 있다.The method of detecting the position of the terminal (see FIG. 1 (b)) detects the position of the terminal 20 placed on the charger 10 and then moves and aligns the primary coil 1 in the charger with the electric device As a method, there is no terminal position restriction on a plane in a charger, and there is an advantage that it is convenient to use and can be accurately aligned, but it is disadvantageous in that it is complicated in structure, expensive in price, weak in durability and weak in vibration.

또한 복수개의 코일을 이용하는 방법은 (c)에 나타낸 바와 같이 충전기(10)에 복수개의 코일(1)을 반복되는 패턴으로 배치하여, 단말기(20)와 가장 가까이 있는 코일에 의해 충전이 이루어지도록 한 방식으로, 사용이 편리하고 기술이 단순하다는 장점은 있으나, 다수의 코일로 인해 무게가 무겁고 가격이 비싸며 정확한 정렬이 되지 않아 효율이 떨어지는 단점이 있다.As shown in (c), a plurality of coils 1 are arranged in a repeated pattern in the charger 10 so that charging is performed by a coil closest to the terminal 20 However, it is disadvantageous in that the weight is heavy due to a large number of coils, the cost is high, the accuracy of alignment is low, and the efficiency is low.

그리고, 이러한 방법들은 공통적으로 넓은 평면 구조에서만 적용이 가능하고 차량과 같이 협소한 실내 환경 및 진동이 있는 환경에서는 적용이 어렵다는 문제점이 있다.In addition, these methods are generally applicable to only a wide flat structure, and are difficult to apply in a narrow indoor environment such as a vehicle and in an environment with vibration.

또한 도면으로 나타내지는 않았으나, 기하학적인 형상을 이용하는 정렬 방법이 있으며, 이는 단말기를 충전기에 정렬시킬 때 기하학적인 형상에 의해 단말기가 1차 코일 위치로 정렬되도록 충전기의 외형을 설계하는 방식으로, 충전대상기기의 형상이 다양한 경우에는 적용이 어려운 문제점이 있다.
Also, although not shown in the drawing, there is an alignment method using a geometric shape, in which a shape of the charger is designed such that the terminal is aligned with the primary coil position by a geometric shape when the terminal is aligned with the charger, There is a problem in that it is difficult to apply it when the shape of the device is various.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 단말기의 무접점 충전시 내부에 설치된 1차 코일의 위치를 단말기에 내장된 2차 코일의 위치와 정확히 매칭되도록 정렬 및 고정해줄 수 있는 기구적 수단을 구비함으로써, 다양한 환경에서도 높은 효율로 전력 전송(충전)이 가능해지는 차량용 무선전력전송기를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for aligning and fixing a position of a primary coil installed inside a non- The present invention is intended to provide a wireless power transmitter for a vehicle which is capable of power transmission (charging) with high efficiency even in various environments by providing a mechanical means as described above.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 충전대상기기의 무접점 충전을 위한 차량용 무선전력전송기에 있어서, 하우징과, 상기 하우징 내에 다양한 방향으로 이동될 수 있게 수납되는 송신코일유닛과, 상기 하우징 내 송신코일유닛의 위치를 사용자 조작에 따라 선택적으로 고정/해제시키는 위치고정기구를 포함하여 구성되고, 상기 송신코일유닛은, 충전대상기기의 2차 코일과의 유도결합에 의해 충전 전력을 공급하는 1차 코일과, 상기 1차 코일에 고정 설치되어 충전시 하우징 외측에 놓여지는 충전대상기기에 부착되어 송신코일유닛을 충전대상기기와 일체화시키는 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 위치 정렬이 가능한 차량용 무선전력전송기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicular wireless power transmitter for non-contact charging of a device to be charged, comprising: a housing; a transmission coil unit housed in the housing so as to be movable in various directions; And a position fixing mechanism for selectively fixing / releasing the position of the inner transmission coil unit according to a user operation, wherein the transmission coil unit is configured to supply the charging power by inductive coupling with the secondary coil of the charging object device And a magnet attached to the charging target device fixedly mounted on the primary coil and placed on the outside of the housing at the time of charging to integrate the transmission coil unit with the charging target device. A wireless power transmitter for a vehicle is provided.

바람직하게는 상기 송신코일유닛은 1차 코일에 전자파 차폐를 위해 설치되는 차폐부재를 더 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the transmission coil unit further includes a shielding member provided for electromagnetic shielding in the primary coil.

또한 바람직한 실시예에서, 상기 하우징은 송신코일유닛이 수납되는 내부공간을 형성하는 하우징본체와, 상기 하우징본체의 저면 위치에 승강 이동 가능하게 조립되는 하우징저면부로 구성되고, 상기 하우징저면부가 상기 위치고정기구에 의해 송신코일유닛을 압착하도록 이동됨으로써 송신코일유닛의 위치가 고정되도록 한 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the housing comprises a housing main body defining an inner space in which the transmission coil unit is housed, and a housing bottom portion assembled to move up and down at a bottom surface position of the housing main body, And the position of the transmission coil unit is fixed by moving the transmission coil unit by the mechanism.

또한 하우징 외부에 설치되어 사용자가 회전 조작하게 되는 조작부와; 상기 하우징본체와 하우징저면부 사이에 설치되어 하우징저면부가 탄력적으로 승강되도록 하는 탄성부재와; 상기 조작부와 일체 회전되도록 설치되고 회전위치에 따라 하우징저면부를 선택적으로 밀어주어 송신코일유닛에 압착시키는 누름부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
An operation unit installed outside the housing to be rotated by a user; An elastic member installed between the housing main body and the bottom surface of the housing to elastically lift and lower the bottom surface of the housing; And a pressing part installed to rotate integrally with the operating part and selectively pushing the bottom part of the housing according to the rotational position to press the pressing part against the transmitting coil unit.

이에 따라, 본 발명의 차량용 무선전력전송기에서는 내부에 설치된 1차 코일의 위치를 단말기에 내장된 2차 코일(전력수신코일)의 위치와 정확히 매칭되도록 정렬 및 고정해줄 수 있는 기구적 수단이 구비됨으로써, 다양한 환경에서도 높은 효율로 전력 전송(충전)이 가능해지는 이점이 있다.Accordingly, the vehicular wireless power transmitter of the present invention is provided with a mechanical means for aligning and fixing the position of the primary coil installed therein so as to exactly match the position of the secondary coil (power receiving coil) built in the terminal , There is an advantage that power transmission (charging) can be performed with high efficiency even in various environments.

특히 사용자가 충전하고자 하는 단말기의 종류나 형태에 따라 1차 코일의 위치를 변경하여 재정렬할 수 있게 됨에 따라 전력 전송 및 충전 효율의 극대화가 가능해진다.In particular, since the position of the primary coil can be rearranged according to the type or shape of the terminal to be charged by the user, the power transmission and charging efficiency can be maximized.

또한 다양한 종류 및 형태의 단말기에 대해서도 간단히 코일 정렬이 가능하고, 모터 등의 구동장치가 사용되지 않으므로 내구성이 우수하며, 진동이 많은 환경에서 유용하게 사용될 수 있다.Also, it is possible to arrange the coils easily in various kinds and types of terminals, and since the driving device such as the motor is not used, it is excellent in durability and can be usefully used in an environment with many vibrations.

또한 복수개의 코일을 사용하거나 충전대상기기를 감지하는 방법에 비해 간단한 구성을 가지므로 경량화가 가능하면서 원가 절감이 가능하고, 충전대상기기를 감지하는 과정에 드는 시간을 줄일 수 있으므로 충전 대기 시간이 단축될 수 있다.
In addition, since it has a simpler configuration than a method of using a plurality of coils or detecting a device to be charged, it is possible to reduce the cost while reducing the weight, and it is possible to reduce the time required for detecting the device to be charged, .

도 1은 종래의 무접점 충전시 정렬 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송기에서 송신코일유닛의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송기에서 정렬 과정을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송기에서 단말기 종류에 따라 송신코일유닛의 위치를 정렬하는 상태를 보여주는 평면도이다.FIG. 1 is a view showing a conventional sorting method during a non-contact charging.
2 is a perspective view of a wireless power transmitter in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a configuration of a transmission coil unit in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are cross-sectional views illustrating an alignment process in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
7 is a plan view showing a state in which a position of a transmission coil unit is aligned according to a terminal type in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

본 발명은 차량 내에서 전원을 공급하는 접점 없이 무접점 방식으로 휴대폰 등 단말기의 배터리를 충전할 수 있는 무선전력전송기에 관한 것으로, 차량에 탑재된 본 발명의 무선전력전송기로부터 단말기의 무선전력수신기로 전자기 유도방식에 의해 전력이 무선 전송됨으로써 무접점 충전이 구현될 수 있게 된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmitter capable of charging a battery of a terminal such as a mobile phone in a contactless manner without a contact for supplying power in the vehicle, The electric power is wirelessly transmitted by the electromagnetic induction method, so that the non-contact charging can be realized.

특히 본 발명의 무선전력전송기는 단말기의 무접점 충전시 내부에 설치된 1차 코일(전력전송코일)의 위치를 단말기에 내장된 2차 코일(전력수신코일)의 위치와 정확히 매칭되도록 정렬 및 고정해줄 수 있는 기구적 수단을 구비함으로써, 다양한 환경에서도 높은 효율로 전력 전송(충전)이 가능한 무선 전력 전송을 구현할 수 있게 된다.In particular, the wireless power transmitter according to the present invention aligns and fixes the position of a primary coil (power transmission coil) provided inside the terminal when the terminal is charged with no contact, so as to exactly match the position of a secondary coil (power receiving coil) It is possible to realize a wireless power transmission capable of power transmission (charging) with high efficiency even in various environments.

더욱이 본 발명의 무선전력전송기는 유도 기전력을 이용한 무선 전력 전송시 효율의 극대화를 위해 충전대상기기(단말기)에 따라 사용자가 1차 코일의 위치를 변경하여 재정렬해줄 수 있도록 구성되는 것에 큰 특징이 있다.Further, the wireless power transmitter of the present invention is characterized in that the user can change the position of the primary coil according to the charging target device (terminal) in order to maximize the efficiency in the wireless power transmission using the induced electromotive force .

즉, 단말기의 종류나 형태에 따라, 특히 단말기의 크기나 외형, 단말기 내 코일 위치 등에 따라 무선전력전송기(충전기) 내 충전 가능 위치가 달라짐을 고려하여 사용자가 1차 코일의 위치를 쉽게 변경 및 고정할 수 있도록 구성되는 것이다.That is, considering that the charging position in the wireless power transmitter (charger) varies depending on the type and shape of the terminal, and particularly the size and outer appearance of the terminal, the position of the coil in the terminal, .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송기의 사시도로서, 무선전력전송기 내에서 송신코일유닛이 다양한 방향으로 이동됨을 보여주고 있고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송기에서 송신코일유닛의 구성을 보여주는 평면도이다.Figure 2 is a perspective view of a wireless power transmitter in accordance with an embodiment of the present invention showing that the transmit coil unit is moved in various directions within a wireless power transmitter, 1 is a plan view showing a configuration of a coil unit.

도면상 예시하지는 않았으나 본 발명의 차량용 무선전력전송기(100)는 기본적으로 충전기로서의 기능을 수행하기 위한 통상의 구성요소들, 즉 차량 전원으로부터 전력을 공급받는 전원회로부와, 상기 전원회로부를 통해 공급받은 전력을 1차 코일에 전달하여 단말기의 2차 코일에 전송되도록 1차 코일을 구동시키는 코일구동회로부와, 상기 코일구동회로부의 구동 제어 및 전력 전송 제어를 포함하여 무선전력전송기의 제반 작동을 제어하는 제어회로부 등을 포함한다.Although not illustrated in the drawings, the vehicle wireless power transmitter 100 of the present invention basically includes a power supply circuit unit that is supplied with power from a vehicle power supply, and a power supply circuit unit that is provided through the power supply circuit unit A coil driving circuit for transmitting electric power to the primary coil and driving the primary coil to be transmitted to the secondary coil of the terminal, and a controller for controlling all operations of the wireless power transmitter including the driving control and the power transmission control of the coil driving circuit And a control circuit unit.

아울러, 본 발명의 무선전력전송기(100)는 도시된 바와 같이 내부공간을 갖는 하우징(110)을 포함하며, 하우징(110)의 내부공간에는 수평방향 및 수직방향 등 다양한 방향으로 자유로이 이동될 수 있게 송신코일유닛(120)이 탑재된다.In addition, the wireless power transmitter 100 of the present invention includes a housing 110 having an inner space as shown in the drawing. The inner space of the housing 110 can be freely moved in various directions such as a horizontal direction and a vertical direction The transmission coil unit 120 is mounted.

상기 송신코일유닛(120)은 무접점 충전을 위해 단말기의 2차 코일(단말기 내 무선전력수신기의 2차 코일)과 매칭된 상태, 즉 2차 코일과 중첩된 위치에서 유도결합에 의해 전력을 무선 전송하는 1차 코일(전력전송코일)(121)과, 상기 1차 코일(121)에 설치되어 충전대상기기인 단말기에 부착되는 자석(122)과, 상기 1차 코일(121)에 전자파 차폐를 위해 설치되는 차폐부재(123)를 포함하여 구성된다.The transmission coil unit 120 is connected to the secondary coil of the terminal (the secondary coil of the wireless power receiver in the terminal) for non-contact charging, that is, in a position overlapping with the secondary coil, A magnet 122 attached to the terminal as a device to be charged and installed in the primary coil 121; and an electromagnetic wave shielding unit 123 for shielding the electromagnetic wave from the primary coil 121 And a shielding member 123 installed to be installed.

상기 1차 코일(121)은 단말기에 설치된 무선전력수신기의 2차 코일에 전자기 유도방식으로 전력을 무선 전송하게 되며, 2차 코일로 전송된 전력에 의해 단말기의 배터리가 충전될 수 있게 된다. The primary coil 121 wirelessly transmits power to the secondary coil of the wireless power receiver installed in the terminal in an electromagnetic induction manner, and the battery of the terminal can be charged by the power transmitted to the secondary coil.

물론, 무접점 충전방식의 적용을 위해 단말기에는 도면상 나타내지는 않았으나 2차 코일 및 무선 전송된 전력을 외부로 인가하기 위한 회로 등을 포함하는 통상의 무선전력수신기가 내장되어 있어야 하고, 더불어 무선전력수신기를 통해 수신된 전력을 충전에 적합한 전력으로 변환하여 배터리에 공급하는 통상의 충전회로 등이 탑재된다.Of course, for the application of the non-contact charging system, the terminal must have a built-in conventional wireless power receiver including a secondary coil and a circuit for externally applying the wirelessly transmitted power, A normal charging circuit for converting the power received through the receiver to a power suitable for charging and supplying the power to the battery, and the like.

또한 도면상 예시하지는 않았으나 무선전력전송기(100)의 1차 코일(121)은 자석(122) 및 차폐부재(123)와 조합된 유닛 형태로 하우징(110) 내부를 자유로이 이동해야 하므로 무선전력전송기 내 다른 외부 회로와는 플렉시블한 케이블(전력 공급 등을 위한 케이블)에 의해 전기적으로 연결됨이 타당하다.Although not illustrated in the drawing, the primary coil 121 of the wireless power transmitter 100 must move freely within the housing 110 in the form of a unit combined with the magnet 122 and the shielding member 123, It is proper to be electrically connected to another external circuit by a flexible cable (a cable for power supply or the like).

상기 자석(122)은 1차 코일(121)의 상부 중앙에 고정 설치될 수 있고, 하우징(110) 내측면(후술하는 하우징본체 내측면이 됨)에 밀착된 상태에서 하우징(110) 외측(후술하는 하우징본체 상면)으로 올려진 단말기에 부착됨으로써 송신코일유닛(120)과 단말기(도 5 및 도 6에서 도면부호 20임)를 일체화시키게 된다.The magnet 122 may be fixed to the upper center of the primary coil 121 and may be fixed to the outer side of the housing 110 in a state of being in close contact with the inner side surface of the housing 110 (The upper surface of the housing main body), thereby integrating the transmission coil unit 120 with the terminal (20 in Figs. 5 and 6).

즉, 송신코일유닛(120)의 1차 코일(121)에 조립된 자석(122)이 그 자력에 의해 하우징(110)을 사이에 두고 단말기(충전대상기기)에 부착됨으로써 송신코일유닛과 단말기가 하우징에서 일체로 움직일 수 있게 되는 것이다.That is, since the magnet 122 assembled to the primary coil 121 of the transmission coil unit 120 is attached to the terminal (charging target device) with the housing 110 therebetween by its magnetic force, So that it can move integrally in the housing.

상기 차폐부재(123)는 전자파 차폐를 위한 것으로, 페라이트 재질로 제작될 수 있다.The shielding member 123 is for shielding electromagnetic waves and may be made of ferrite material.

한편, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송기에서 정렬 과정을 나타내는 단면도로서, 도 4는 무선전력전송기에 단말기가 올려지기 전 상태를, 도 5는 충전을 위해 단말기가 무선전력전송기에 올려진 상태를, 도 6은 위치고정기구의 조작에 따라 송신코일유닛의 위치가 고정된 상태, 즉 위치고정기구의 록 상태를 나타낸다(도 4 및 도 5에서는 위치고정기구의 록이 해제된 상태임).4 to 6 are cross-sectional views illustrating an alignment process in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a state before a terminal is mounted on a wireless power transmitter, 6 shows a state in which the position of the transmission coil unit is fixed, that is, a lock state of the position fixing mechanism in accordance with the operation of the position fixing mechanism (in Figs. 4 and 5, Is released).

도시된 바와 같이, 본 발명의 무선전력전송기(100)에서 하우징(110)은 송신코일유닛(120)이 수납되는 내부공간을 형성하는 하우징본체(111)와, 상기 하우징본체(111)의 내부에서 승강 이동될 수 있게 하우징본체(111)의 저면 위치에 조립되는 하우징저면부(112)로 구성된다.As shown in the figure, in the wireless power transmitter 100 of the present invention, the housing 110 includes a housing main body 111 forming an inner space in which the transmission coil unit 120 is housed, And a housing bottom portion 112 assembled at a bottom position of the housing main body 111 so as to be lifted and lowered.

이러한 구성을 갖는 하우징(110)에서 그 내부공간, 즉 하우징본체(111)와 하우징저면부(112) 사이의 공간에 송신코일유닛(120)이 위치 이동될 수 있게 수납된다. In the housing 110 having such a configuration, the transmission coil unit 120 is accommodated so as to be positionally movable in its internal space, that is, the space between the housing main body 111 and the housing bottom portion 112.

또한 본 발명의 무선전력전송기(100)는 사용자 조작에 따라 하우징저면부(112)를 통해 1차 코일(121)의 위치, 보다 명확히는 1차 코일(121)이 조합된 송신코일유닛(120)의 위치를 선택적으로 고정/해제시키는 위치고정기구(130)를 포함한다.The wireless power transmitter 100 of the present invention further includes a transmission coil unit 120 in which a primary coil 121 is combined with a position of a primary coil 121 through a housing bottom part 112, And a position fixing mechanism 130 for selectively fixing / releasing the position of the position fixing mechanism 130.

상기 위치고정기구(130)는 하우징(110) 외부에 설치되어 사용자가 회전 조작하게 되는 조작부(131)와, 상기 하우징저면부(112)를 탄력적으로 승강 이동시키기 위한 탄성부재(132)와, 상기 조작부(131)의 회전 조작에 연동하여 일체 회전되면서 하우징저면부(112)를 승강 이동시켜 송신코일유닛(120)의 위치를 고정/해제시키는 누름부(133)를 포함하여 구성된다.The position fixing mechanism 130 includes an operating portion 131 provided outside the housing 110 and adapted to be rotated by a user, an elastic member 132 for elastically lifting and moving the housing bottom portion 112, And a pushing part 133 which moves integrally with the rotation of the operating part 131 to move the housing bottom part 112 up and down to fix / release the position of the transmission coil unit 120. [

상기 탄성부재(132)는 하우징본체(111)와 하우징저면부(112) 사이에 설치되는 것으로서, 예시된 바와 같이 하우징(110) 내부에 복수개로 설치되는 코일스프링이 될 수 있다.The elastic member 132 is installed between the housing main body 111 and the housing bottom portion 112 and may be a coil spring installed in the housing 110 as shown in FIG.

또한 조작부(131)와 누름부(133)는 일체로 형성된 구조, 즉 일측에는 조작부가, 타측에는 누름부가 돌출 형성된 구조로 구비되거나, 조작부와 누름부가 일체로 회전되도록 동일 회전중심상에 결합된 구조로 구비될 수 있다.The operating portion 131 and the pressing portion 133 are integrally formed, that is, the operating portion is provided on one side and the pressing portion is protruded on the other side. Alternatively, the operating portion and the pressing portion may be integrally formed, As shown in FIG.

도 4 내지 도 6의 실시예는 동일 회전중심상에 조작부(131)와 누름부(133)가 일체 회전되도록 결합된 구조를 채용하고 있는 것으로서, 이 경우 누름부(133)는 회전위치에 따라 가장자리면이 하우징저면부(112)를 선택적으로 눌러주거나 누름을 해제할 수 있는 캠 형상으로 구비된다.4 to 6 employ a structure in which the operating portion 131 and the pressing portion 133 are integrally rotated on the same rotation center. In this case, The housing bottom surface portion 112 is provided with a cam shape capable of selectively depressing or releasing the housing bottom surface portion 112.

도 4의 상태는 사용자가 조작부(131)를 조작하기 전 상태로서, 위치고정기구(130)의 록(lock)이 해제된 상태이며, 하우징저면부(112)가 아래로 내려와 있는 상태로 송신코일유닛(120)의 위치가 고정되지 않은 상태이다.4 shows a state before the user operates the operation unit 131. The state where the lock of the position fixing mechanism 130 is released and the state where the housing bottom part 112 is moved downward, The position of the unit 120 is not fixed.

이 상태에서 도 5에 나타낸 바와 같이 무선전력전송기(100)의 도면상 상측으로, 즉 하우징(110) 상측(하우징본체 상면)에 단말기(20)가 올려질 경우 자석(122)이 단말기(20)에 부착되면서 송신코일유닛(120) 전체가 단말기(20)쪽으로 이동하여 고정되게 된다.5, when the terminal 20 is lifted to the upper side in the drawing of the wireless power transmitter 100, that is, on the upper side of the housing 110 (the upper side of the housing main body) The entire transmission coil unit 120 moves toward the terminal 20 and is fixed.

이 경우 송신코일유닛(120)과 단말기(20)가 자석(122)에 의해 일체화된 상태가 되면서 송신코일유닛의 1차 코일(121)과 단말기의 2차 코일이 1:1 매칭되는 상태가 되며, 이때는 단말기를 이동시킴에 따라 송신코일유닛도 함께 이동될 수 있다.In this case, the transmission coil unit 120 and the terminal 20 are integrated by the magnet 122, and the primary coil 121 of the transmission coil unit and the secondary coil of the terminal are in a 1: 1 matched state At this time, the transmitting coil unit can be moved together by moving the terminal.

이어 조작부(131)를 회전시키기 전에는 하우징저면부(112)가 탄성부재(132)의 힘에 의해 하강한 상태로 유지되다가, 코일 간 매칭 후 사용자가 도 6에 나타낸 바와 같이 조작부(131)를 회전시키게 되면, 누름부(133)가 일체로 회전되면서 하우징저면부(112)를 위로 밀어올리게 되고, 이에 하우징저면부(112)가 송신코일유닛(120)의 저면에 압착되면서 송신코일유닛(120)의 위치가 고정된다.Before the operation unit 131 is rotated, the housing bottom face portion 112 is maintained in a state of being lowered by the force of the elastic member 132, and after the matching between the coils, the user rotates the operation unit 131 The housing bottom portion 112 is pressed against the bottom surface of the transmission coil unit 120 so that the transmission coil unit 120 is pressed against the bottom surface of the transmission coil unit 120. As a result, Is fixed.

이 상태에서 단말기(20)의 배터리 충전이 이루어지며, 이후 충전이 완료된 뒤 단말기(20)를 분리하더라도 1차 코일(121)을 포함한 송신코일유닛(120)은 무선전력전송기(100) 내에서 완전히 위치 고정된 상태를 유지하게 된다.The transmission coil unit 120 including the primary coil 121 is fully charged in the wireless power transmitter 100 even if the terminal 20 is disconnected after charging is completed. The position is kept fixed.

이렇게 위치고정기구(130)를 사용하여 송신코일유닛(120)의 위치를 한번 고정해주게 되면, 동일한 단말기(20)를 반복하여 충전할 경우에는 진동이 많은 차량 내 환경에서 위치고정기구(130)의 록을 해제하거나 송신코일유닛(120)의 위치를 새로이 변경할 필요가 없다.When the position of the transmission coil unit 120 is once fixed by using the position fixing mechanism 130, when the same terminal 20 is repeatedly charged, the position of the position fixing mechanism 130 There is no need to release the lock or change the position of the transmission coil unit 120 newly.

반면, 단말기의 종류나 형태 등 사양에 따라 2차 코일의 위치가 상이하므로 전력 전송 및 충전 효율을 높이기 위해서는 사양이 다른 단말기를 각기 충전할 경우마다 도 7에 나타낸 바와 같이 코일 간 위치를 재정렬할 필요가 있다.On the other hand, in order to increase the power transmission and charging efficiency, the positions of the secondary coils are different according to specifications such as the type and shape of the terminal. In order to charge the terminals having different specifications, .

이 경우 단말기(20)의 2차 코일과 일치되도록 초기에 송신코일유닛(120)의 위치를 재정렬해준 뒤 다시 위치고정기구의 조작부를 조작하여 위치를 고정하게 되면(위치고정기구를 록 시킴), 이후 단말기가 바뀌지 않는 한 항상 최적의 효율로 전력 전송 및 충전이 가능해진다.In this case, the position of the transmission coil unit 120 is initially rearranged so as to coincide with the secondary coil of the terminal 20, and then the position is fixed by operating the operating portion of the position fixing mechanism (locking the position fixing mechanism) As long as the terminal does not change, power transmission and charging can always be performed with optimum efficiency.

이후 다시 새로운 사양의 단말기를 충전하고자 할 경우에도 동일한 방식으로 송신코일유닛의 고정을 해제하고 단말기를 올려놓은 상태로 송신코일유닛의 위치를 재정렬한 뒤 고정하여 사용하게 된다. The transmitter coil unit is unlocked in the same manner and the transmitter coil unit is repositioned with the terminal mounted thereon, and then fixed and used.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modified forms are also included within the scope of the present invention.

20 : 단말기(충전대상기기) 100 : 무선전력전송기
110 : 하우징 111 : 하우징본체
112 : 하우징저면부 120 : 송신코일유닛
121 : 1차 코일 122 : 자석
123 : 차폐부재 130 : 위치고정기구
131 : 조작부 132 : 탄성부재
133 : 누름부20: terminal (charging target device) 100: wireless power transmitter
110: housing 111: housing body
112: housing bottom part 120: transmission coil unit
121: Primary coil 122: Magnet
123: shielding member 130: position fixing mechanism
131: operating part 132: elastic member
133:

Claims (4)

충전대상기기의 무접점 충전을 위한 차량용 무선전력전송기에 있어서,
하우징과, 상기 하우징 내에 다양한 방향으로 이동될 수 있게 수납되는 송신코일유닛과, 상기 하우징 내 송신코일유닛의 위치를 사용자 조작에 따라 선택적으로 고정/해제시키는 위치고정기구를 포함하여 구성되고,
상기 송신코일유닛은, 충전대상기기의 2차 코일과의 유도결합에 의해 충전 전력을 공급하는 1차 코일과, 상기 1차 코일에 고정 설치되어 충전시 하우징 외측에 놓여지는 충전대상기기에 부착되어 송신코일유닛을 충전대상기기와 일체화시키는 자석을 포함하며,
상기 하우징은 송신코일유닛이 수납되는 내부공간을 형성하는 하우징본체와, 상기 하우징본체의 저면 위치에 승강 이동 가능하게 조립되는 하우징저면부로 구성되고, 상기 하우징저면부가 상기 위치고정기구에 의해 송신코일유닛을 압착하도록 이동됨으로써 송신코일유닛의 위치가 고정되도록 하며,
상기 위치고정기구,
하우징 외부에 설치되어 사용자가 회전 조작하게 되는 조작부와;
상기 하우징본체와 하우징저면부 사이에 설치되어 하우징저면부가 탄력적으로 승강되도록 하는 탄성부재와;
상기 조작부와 일체 회전되도록 설치되고 회전위치에 따라 하우징저면부를 선택적으로 밀어주어 송신코일유닛에 압착시키는 누름부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 위치 정렬이 가능한 차량용 무선전력전송기.
1. A vehicle wireless power transmitter for non-contact charging of a charging object device,
And a position fixing mechanism for selectively fixing / releasing the position of the transmission coil unit in the housing in accordance with a user's operation, wherein the transmission coil unit includes a housing, a transmission coil unit movably housed in the housing in various directions,
The transmission coil unit includes a primary coil for supplying charging electric power by inductive coupling with a secondary coil of the charging object device and a charging coil for charging the charging object device fixed to the primary coil and placed on the outside of the housing upon charging And a magnet for integrating the transmission coil unit with the charging object device,
Wherein the housing is constituted by a housing main body forming an inner space in which the transmission coil unit is housed and a housing bottom portion which is assembled to move up and down at a bottom position of the housing main body, So that the position of the transmission coil unit is fixed,
The position fixing mechanism,
An operation unit installed outside the housing to be rotated by a user;
An elastic member installed between the housing main body and the bottom surface of the housing to elastically lift and lower the bottom surface of the housing;
A pressing part installed to rotate integrally with the operating part and selectively pushing the bottom part of the housing according to the rotational position to press the pressing part against the transmitting coil unit;
Wherein the position of the coil can be aligned.
청구항 1에 있어서,
상기 송신코일유닛은 1차 코일에 전자파 차폐를 위해 설치되는 차폐부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 위치 정렬이 가능한 차량용 무선전력전송기.
The method according to claim 1,
Wherein the transmission coil unit further comprises a shielding member provided for electromagnetic shielding in the primary coil.
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