KR101748835B1 - 무선충전장치 - Google Patents

Abstract

설치대상에 편리하고 깔끔하게 설치되며, 협소한 설치공간 내에서도 효과적인 방열이 가능한 구조의 무선충전장치가 제공된다. 무선충전장치는, 설치대상에 고정되는 고정받침, 일단부가 고정받침으로부터 돌출되어 설치대상에 형성된 설치공에 삽입되며 고정받침으로부터 돌출된 길이가 조절되는 이동몸체, 이동몸체의 일단부에 삽입되어 무선으로 전력을 공급하는 무선충전모듈, 및 무선충전모듈과 고정받침 사이에서 냉각공기를 순환시켜 무선충전모듈을 냉각시키는 냉각팬을 포함한다.

Description

무선충전장치 {Wireless charging apparatus}

본 발명은 휴대전화 등의 전자기기를 무선 충전하는 무선충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 책상 등 설치대상에 편리하고 깔끔하게 설치되며, 협소한 설치공간 내에서도 효과적인 방열이 가능한 구조의 무선충전장치에 관한 것이다.

포터블(portable) 또는 모바일(mobile) 기기의 사용이 급속히 확대되고 있다. 처리프로세서의 비약적인 성능향상과 소형화, 각종 부품들의 소형화, 보다 컴팩트하고 효율적인 시스템 아키텍처의 구현 등에 발맞추어 여러 가지 기능이 집약된 휴대 가능한 소형 전자제품들이 다양하게 개발 및 시판되고 있다.

이러한 휴대용 소형 전자제품들은 모두 배터리를 내장하고 있으며 배터리의 용량에 따라 사용시간이 결정된다. 근래 개발된 제품들의 경우 고화질 디스플레이 등이 채용되어 상대적으로 전력소모가 많고 배터리 용량도 증가하였으나, 배터리의 크기나 용량에는 한계가 있으므로 반복적인 충전은 불가피하다.

이에 따라, 보다 편리하게 배터리를 충전할 수 있는 무선충전기술이 연구 개발되고 있다. 현재 무선충전기술은 구현방식에 일부 차이가 있으나 대개 코일을 이용한 전자기 유도방식으로 대상기기에 전력을 공급하도록 되어 있다. 이러한 무선충전기술을 이용하면 접속케이블 없이도 편리하게 충전이 가능하고, 불필요한 전력케이블의 사용을 줄일 수 있어 공간 활용도가 증가하며 이에 따른 심미적 효과까지도 얻을 수 있다.

또한, 무선충전기술로 구현된 무선충전장치는 충전대상과 인접한 위치에서 무선으로 전력 전송이 가능하므로, 장치의 형상, 설치형태 등을 종전과는 다른 형태로 다양하게 변화시켜 적용할 수 있는 가능성도 가지고 있다. 그러나, 아직 기술 개발의 초기단계에 있어 이러한 다양한 가능성이 적절히 발현된 제품은 제작되지 못하고 있는바 이에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.

예를 들어, 모바일 기기나 태블릿 PC 등이 상용화되어, 일상적으로 사용하는 가구 등에도 무선충전장치를 적용하려는 시도가 이루어지고 있고, 책상이나 테이블 등에 놓이는 일반적인 충전기와는 달리 가구에 삽입되는 등의 방식으로 무선충전장치를 적용하는 경우에는 목재가구의 발열로 인한 화재 등의 위험성도 클 수 있다. 따라서 이러한 위험에도 적절히 대비할 수 있는 보다 안전하고 효율적인 구조의 무선충전장치 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1285084호, (2013.07.17)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 책상 등 설치대상에 편리하고 깔끔하게 설치되며, 협소한 설치공간 내에서도 효과적인 방열이 가능한 구조의 무선충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 무선충전장치는, 설치대상에 고정되는 고정받침; 일단부가 상기 고정받침으로부터 돌출되어 상기 설치대상에 형성된 설치공에 삽입되며, 상기 고정받침으로부터 돌출된 길이가 조절되는 이동몸체; 상기 이동몸체의 일단부에 삽입되어 무선으로 전력을 공급하는 무선충전모듈; 및 상기 무선충전모듈과 상기 고정받침 사이에서 냉각공기를 순환시켜 상기 무선충전모듈을 냉각시키는 냉각팬을 포함한다.

상기 이동몸체의 일단부에 상기 이동몸체의 외측으로 확장되어 상기 설치공에 밀착되고 내부에는 상기 무선충전모듈이 수용되는 챔버가 형성된 확장부, 및 상기 이동몸체의 상기 확장부가 아닌 적어도 일부가 상기 설치공으로부터 이격되어 상기 이동몸체의 외주부와 상기 설치공 사이에 상기 냉각공기가 유동 가능하게 형성되는 외부순환로를 더 포함할 수 있다.

상기 확장부를 상기 이동몸체와 상기 설치공 사이의 공간을 향해 관통하여 상기 챔버와 상기 외부순환로를 서로 연통시키는 제1개구, 상기 이동몸체 내부에 형성되고 내측에 상기 냉각팬을 수용하는 내부순환로, 및 상기 챔버를 관통하여 상기 챔버와 상기 내부순환로를 연통시키는 유동홀을 더 포함할 수 있다.

상기 유동홀은 상기 챔버의 중앙부에 방사상으로 확장되는 복수 개의 원호 형상으로 형성되고, 상기 제1개구는 상기 유동홀의 외측에 방사상으로 배열되며, 상기 챔버 내부에 상기 유동홀과 상기 제1개구 사이에 배치되어 상기 냉각공기의 흐름을 가이드하는 적어도 하나의 흐름가이드부재를 더 포함할 수 있다.

상기 고정받침은 상기 설치공과 중첩되는 중앙판, 및 상기 중앙판 외측으로 확장되어 상기 설치공을 밀폐하는 확장판을 포함하고, 상기 확장판에 상기 이동몸체와 상기 설치공 사이로 관통된 제2개구가 형성되고, 상기 중앙판에 외부와 연통되는 제3개구가 관통될 수 있다.

상기 챔버 내측의 상기 무선충전모듈을 향하는 면에 배치되는 온도센서, 및 상기 챔버로부터 돌출되어 상기 온도센서를 고정하며 상기 온도센서의 적어도 일부를 차폐하여 상기 온도센서 주위의 상기 냉각공기를 차단하는 홀더부를 더 포함할 수 있다.

상기 고정받침은 상기 중앙판으로부터 상기 이동몸체와 평행하게 연장되어 상기 이동몸체와 슬라이딩 가능하게 결합되는 연장부를 포함하고, 상기 연장부와 상기 이동몸체 중 어느 하나에는 고정돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 고정돌기가 이동하는 가이드홈이 형성되어, 상기 고정돌기가 상기 가이드홈을 따라 이동하면 상기 이동몸체가 상기 고정받침으로부터 돌출되는 길이가 조절될 수 있다.

상기 가이드홈은 상기 고정돌기가 이동하는 경로 중에 상기 고정돌기가 삽입되어 상기 이동몸체의 이동을 제한하는 적어도 하나의 고정홈을 포함할 수 있다.

상기 챔버를 관통하여 상기 챔버와 상기 내부순환로를 연통시키되, 상기 유동홀과 이격되며 상기 유동홀 보다 넓게 확장되어 상기 이동몸체를 통과하는 전기배선의 적어도 일부를 내측에 수용하는 확장유동홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 책상 등 설치대상에 무선충전장치를 매우 편리하고 깔끔하게 설치할 수 있다. 특히, 설치대상의 규격이나 형상이 다른 경우라 하더라도 본 발명의 무선충전장치를 설치대상에 대응하여 매우 용이하게 변형시켜 다양한 설치대상에 효과적으로 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 무선충전장치는 협소한 설치공간 내에서도 용이하게 방열할 수 있는 구조를 갖추고 있어, 컴팩트한 설치를 위해 설치공간이 축소된 경우라 하더라도 과열의 문제 없이 원활한 작동이 가능하고, 과열로 인한 화재 등에도 효과적으로 대비할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선충전장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 무선충전장치의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 무선충전장치가 설치대상에 설치된 모습을 도시한 개념도이다.
도 4는 도 1의 무선충전장치의 이동몸체 돌출길이 조절과정을 도시한 작동도이다.
도 5는 도 1의 무선충전장치가 다른 설치대상에 설치된 모습을 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 무선충전장치의 냉각공기 순환과정을 도시한 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 무선충전장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선충전장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 무선충전장치의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 무선충전장치가 설치대상에 설치된 모습을 도시한 개념도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선충전장치(1)는 설치대상(도 3의 C참조)에 고정되는 고정받침(10), 일단부가 고정받침(10)으로부터 돌출되어 설치대상(C)에 형성된 설치공(도 3의 D참조)에 삽입되며, 고정받침(10)으로부터 돌출된 길이가 조절되는 이동몸체(20), 이동몸체(20)의 일단부에 삽입되어 무선으로 전력을 공급하는 무선충전모듈(도 2의 211참조), 및 무선충전모듈(211)과 고정받침(10) 사이에서 냉각공기(도 2의 A참조)를 순환시켜 무선충전모듈(211)을 냉각시키는 냉각팬(도 2의 231참조)을 포함한다. 이동몸체(20)는 고정받침(10)과 슬라이딩이 가능하게 결합되어 돌출된 길이가 조절될 수 있고 이를 이용하여 다양한 규격이나 형상의 설치대상(C)에 본 무선충전장치(1)를 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 본 무선충전장치(1)는 협소한 설치공간 안에서도 매우 용이하게 방열이 가능한 효과적인 공기순환구조를 갖는다. 공기순환구조는 고정받침(10)과 이동몸체(20)의 내부 및 외부를 모두 활용하며 무선충전장치(1)가 삽입되는 설치공(D)의 내측 공간까지도 활용하여 매우 효율적으로 구성된다. 따라서, 장시간 사용 또는 반복 사용에 의한 무선충전모듈(211)의 과열문제를 효과적으로 해소하여 사용자의 요구에 부응할 수 있고, 과열에 의한 화재 등 사고에도 효과적 대비할 수 있다. 이하, 이러한 특징을 갖는 무선충전장치(1)에 대해 각 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

고정받침(10)은 설치대상(도 3의 C참조)에 고정된다. 고정받침(10)은 이동몸체(20)와 결합하여 이동몸체(20)를 지지하며 이동몸체(20)를 포함하는 무선충전장치(1) 전체의 설치위치를 결정한다. 도 1에 도시된 바와 같이 고정받침(10)의 일 측에는 이동몸체(20)가 결합되고 고정받침(10)의 타 측은 외측으로 확장된다. 고정받침(10)의 확장된 부분은 설치대상(C)과 접촉하여 지지력을 확보한다. 고정받침(10)은 예를 들어, 나사결합 등의 방식으로 설치대상(C)에 고정될 수 있으며, 고정받침(10)에는 나사결합이 용이하도록 하나 이상의 결합공(13)이 형성될 수 있다.

고정받침(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 중앙판(11) 및 중앙판(11) 외측으로 확장되어 설치공(도 3의 D참조)을 밀폐하는 확장판(12)을 포함한다. 중앙판(11)은 설치공(D)과 중첩되며(도 3 및 도 6참조) 외부와 연통되는 제3개구(111)가 관통 형성된다. 확장판(12)은 중앙판(11) 외측으로 확장되어 설치공(D)을 밀폐하되, 이동몸체(20)와 설치공(D) 사이로 관통된(도 6참조) 제2개구(121)를 포함한다. 냉각공기(A)는 제2개구(121)로 유입되고 공기 순환구조를 경유하여 고정받침(10)의 제3개구(111)로 최종 배출될 수 있다. 무선충전장치(1)의 공기 순환구조 및 공기 순환과정에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

고정받침(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 중앙판(11) 으로부터 이동몸체(20)와 평행하게 연장되어 이동몸체(20)와 슬라이딩 가능하게 결합되는 연장부(110)를 포함한다. 연장부(110)는 이동몸체(20)의 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 이동몸체(20)와 용이하게 결합된다. 도시된 바와 같이 원통 형상의 이동몸체(20)에 대응하여 원통 형상의 연장부(110)가 이동몸체(20)와 평행하게 형성될 수 있다. 그러나, 이동몸체(20)의 형상이나 연장부(110)의 형상을 이와 같이 한정하여 이해할 필요는 없으며 서로 슬라이딩이 가능하게 결합될 수 있는 한도 내에서 각각의 형상은 적절히 변경될 수 있다.

이동몸체(20)는 일단부가 고정받침(10)으로부터 돌출되어 설치대상(C)에 형성된 설치공(D)에 삽입된다(도 3 참조). 설치공(D)에 삽입되는 이동몸체(20)의 일단부에는 무선충전모듈(211)이 내장되어 설치대상(C)의 설치공(D) 내측으로부터 설치대상(C) 외측으로 무선으로 전력이 전송된다. 즉, 본 발명의 무선충전장치(1)는 휴대 전자기기 등의 배터리에 무선으로 원활한 전력공급이 가능한 동시에 설치대상(C) 내측에 갈무리되어 깔끔한 외관을 구현한다. 사용자는 설치대상(C)의 외형을 보존하여 심미성을 향상시킬 수 있고 설치대상(C) 주위에서 무선으로 전력을 공급받아 휴대 전자기기 등을 매우 편리하게 사용할 수 있다.

특히, 이동몸체(20)는 고정받침(10)으로부터 돌출된 길이가 조절되므로 다양한 규격 및 형상의 설치대상(C)에 본 무선충전장치(1)를 매우 편리하게 적용할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 고정받침(10)에 형성된 연장부(110)와 이동몸체(20) 중 어느 하나에는 고정돌기(110a)가 형성되고, 다른 하나에는 고정돌기(110a)가 이동하는 가이드홈(24)이 형성되어 고정돌기(110a)가 가이드홈(24)을 따라 이동하면 이동몸체(20)가 고정받침(10)으로부터 돌출된 길이가 조절되도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 연장부(110)에 고정돌기(110a)가 형성되고 이동몸체(20)에 가이드홈(24)이 형성된 예를 기준으로 설명하나 가이드홈(24)과 고정돌기(110a)의 위치는 상호 교환될 수도 있다.

가이드홈(24)은 이동몸체(20)의 외주부에 만입되어 형성될 수 있고, 고정돌기(110a)는 연장부(110)로부터 이동몸체(20)를 향하는 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 원통형상으로 형성된 이동몸체(20)와 연장부(110)는 길이방향(도 3의 수직방향)으로 슬라이딩 이동이 가능할 뿐만 아니라 길이방향과 평행한 가상의 회전축을 중심으로 상대적인 회전도 가능하다. 따라서, 고정돌기(110a)와 가이드홈(24)의 위치를 상호 변화시켜 이동몸체(20)의 돌출된 길이를 용이하게 조절할 수 있다. 가이드홈(24)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 고정돌기(110a)가 이동하는 경로 중에 고정돌기(110a)가 삽입되어 이동몸체(20) 전체의 이동을 제한하는 고정홈(24a)을 적어도 하나 포함할 수 있다. 이동몸체(20)의 돌출길이 조절방법에 대해서도 후술하여 보다 상세히 설명한다.

무선충전모듈(211)은 이동몸체(20)의 설치공(도 3의 D참조)에 삽입되는 일단부에 내장된다. 도 2에 도시된 바와 같이 이동몸체(20)의 상기 일단부에는 이동몸체(20) 외측으로 확장되어 설치공(D)에 밀착되는 확장부(21)가 형성되고, 확장부(21)의 내부에는 무선충전모듈(211)이 수용되는 챔버(22)가 형성된다. 챔버(22)는 확장부(21) 상방에 결합되는 커버(26)에 의해 밀폐된다. 커버(26)를 분리하여 챔버(22) 내부에 무선충전모듈(211)을 매우 용이하게 설치할 수 있고 필요한 경우 무선충전모듈(211)을 교체하거나 수리할 수도 있다.

무선충전모듈(211)은 전자기 유도 방식으로 무선 전력 전송이 가능하도록 형성될 수 있다. 무선충전모듈(211)은 다수의 코일이 내장된 코일부(211a)를 포함할 수 있고, 챔버(22) 내측에 나사결합 방식 등으로 고정될 수 있다. 챔버(22)는 무선충전모듈(211) 주위로 냉각공기(A)가 원활히 순환할 수 있도록 충분히 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 챔버(22) 내측에는 무선충전모듈(211) 외에도 온도센서(225)가 설치되어 무선충전모듈(211)의 과열상태를 용이하게 감지하도록 구성할 수 있다.

이동몸체(20)의 확장부(21)가 아닌 적어도 일부는 도 3에 도시된 바와 같이 설치공(D)으로부터 이격된다. 따라서, 이동몸체(20)의 외주부와 설치공(D) 사이의 이격된 공간에 냉각공기(A)가 유동 가능한 외부순환로(25)가 형성된다. 특히, 외부순환로(25)는 이동몸체(20)및 고정받침(10)을 통과하는 내부 공기순환구조와 연결되어 설치공(D) 내부의 한정된 공간에서도 매우 효율적인 방열구조를 형성한다. 외부순환로(25)는 예를 들어, 이동몸체(20)의 둘레를 감싸는 고리 형태의 유동경로를 형성할 수 있다.

한편, 이동몸체(20) 내부에는 외부순환로(25)와 연결되는 내부 공기순환구조가 형성된다. 내부 공기순환구조는 무선충전모듈(211)이 삽입된 챔버(22)와 외부순환로(25)를 서로 연통시키는 제1개구(222), 이동몸체(20) 내부에 형성되고 냉각팬(231)을 수용하는 내부순환로(도 6의 23참조), 챔버(22)를 관통하여 챔버(22)와 내부순환로(23)를 연통시키는 유동홀(221)을 포함한다. 이동몸체(20) 내부의 내부순환로(23)는 고정받침(10)의 제3개구(111)와 연통된다. 냉각공기(A)는 예를 들어, 외부순환로(25)를 따라 유입되어 챔버(22)에 도달하고, 유동홀(221)과 내부순환로(23)를 차례로 통과하여 제3개구(111)를 통해 배출될 수 있다.

즉, 무선충전장치(1)는 설치대상(C)의 설치공(D)과 같은 협소한 공간 안에서도 내부순환로(23) 및 외부순환로(25)를 이용하여 장치 내 외부를 순환하는 냉각공기(A)의 흐름을 용이하게 조성할 수 있다. 이를 통해 매우 효율적인 방열이 가능하여 무선충전모듈(211)의 과열문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 제1개구(222)는 확장부(21)가 이동몸체(20)와 설치공(D) 사이의 공간을 향해 관통되어 형성되고(도 6참조), 내부순환로(23)는 이동몸체(20) 내부의 빈 공간을 이용하여 형성된다. 유동홀(221)은 챔버(22)를 관통하여 챔버(22)와 내부순환로(23)를 서로 연통시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이 유동홀(221)은 챔버(22)의 중앙부에 방사상으로 확장되는 복수 개의 원호 형상으로 형성될 수 있고, 제1개구(222)는 유동홀(221)의 외측에 방사상으로 배열될 수 있다. 챔버(22) 내부에는 적어도 일부가 유동홀(221)과 제1개구(222)사이에 배치되는 흐름가이드부재(226)를 설치하여 냉각공기(A)의 흐름을 보다 용이하게 가이드할 수 있다. 구체적인 공기 순환과정에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

무선충전장치(1)는 전술한 온도센서(225)가 측정한 온도 측정값을 활용하여 무선충전모듈(211)의 과열 여부를 판단하고 냉각팬(231)이 구동되거나 구동되지 않도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어프로세서를 설치하고 상기 제어프로세서에 제어시퀀스를 입력하여 원하는 방식으로 냉각팬(231)을 구동시킬 수 있다. 특히, 온도센서(225)의 온도 측정값이 특정 임계값(예를 들어, 섭씨 50도 정도가 될 수 있으나 필요에 따라 달라질 수 있다)에 도달하는 때 무선충전모듈(211)로 공급되는 전원은 차단하고, 냉각팬(231)에 구동전원을 인가하여 냉각팬(231)이 동작하도록 제어시퀀스를 설정할 수 있다. 이 때, 온도센서(225)가 무선충전모듈(211)의 온도를 보다 정확히 측정할 수 있도록 하기 위해 온도센서(225)의 적어도 일부는 차폐하여 온도센서(225)와 냉각공기(A)와의 접촉면적을 감소시키는 것이 가능하다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(22) 내측의 무선충전모듈(211)을 향하는 면에 온도센서(225)를 배치하고, 온도센서(225)의 적어도 일부를 차폐하는 홀더부(224)로 온도센서(225)를 고정하는 동시에 주위의 냉각공기(A)는 차단할 수 있다.

홀더부(224)는 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 결합돌기(224a) 및 온도센서(225)와 밀착되는 차단벽(224b)을 포함하는 형태로 구성할 수 있다. 홀더부(224)는 챔버(22)로부터 돌출되는 결합돌기(224a)를 이용해 온도센서(225)를 고정하고 차단벽(224b)으로 온도센서(225)의 적어도 일부를 차폐하여 온도센서(225) 주위의 냉각공기(A)를 차단할 수 있다. 온도센서(225)에는 고리부(225a)를 형성하여 홀더부(224)의 결합돌기(224a)와 견고히 결합되도록 형성할 수 있다.

냉각팬(231)은 무선충전모듈(211)과 고정받침(10) 사이에서 동작하여 냉각공기(A)를 순환시킨다. 냉각팬(231)은 전술한 바와 같이 이동몸체(20)의 내부순환로(23)에 수용되며 동작전원이 입력되면 회전날개(231a)를 회전시켜 냉각공기(A)를 순환시킨다. 특히 전술한 바와 같이, 온도센서(225)의 온도측정값에 대응하여 무선충전모듈(211)이 과열되지 않은 경우에는 동작을 멈추고, 무선충전모듈(211)이 과열된 경우에는 그에 대응하여 동작하도록 제어할 수 있다. 무선충전모듈(211), 온도센서(225), 냉각팬(231) 등에 전원을 입력하거나 데이터 신호를 송수신하기 위한 배선(B)은 고정받침(10)에 고정되는 전원연결부(30)에 연결되고 고정받침(10) 일 측에 형성된 전원선연결구(14) 등을 통해서 외부로 연장될 수 있다.

이와 같이, 무선충전장치(1)는 장치 내 외부를 순환하는 공기 순환구조를 이용하여 설치공(D)과 같은 협소한 공간 내부에서도 매우 용이하게 방열할 수 있다. 또한, 이동몸체(20)의 돌출길이를 조정할 수 있어 다양한 규격이나 형상의 여러 가지 설치대상(C)에 용이하게 적용이 가능하다. 이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 무선충전장치(1)의 이동몸체(20) 돌출길이 조절과정 및 공기순환 과정 각각에 대해서 보다 상세히 설명한다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 돌출길이 조절과정을 보다 상세히 설명한다.

도 4는 도 1의 무선충전장치의 이동몸체 돌출길이 조절과정을 도시한 작동도이고, 도 5는 도 1의 무선충전장치가 다른 설치대상에 설치된 모습을 도시한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 이동몸체(20)는 고정돌기(110a)가 가이드홈(24)을 따라 이동함으로써 돌출되는 길이가 조절된다. 가이드홈(24)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 이동몸체(20)의 외주부에 형성될 수 있으며 이동몸체(20)의 길이방향을 따라 연장된 부분과 길이방향과 수직하게 연장된 고정홈(24a)을 포함할 수 있다. 고정돌기(110a)는 고정받침(10)의 연장부(110)에 형성되어 가이드홈(24)에 삽입되며 가이드홈(24)을 따라서 이동한다. 고정돌기(110a)가 가이드홈(24)의 고정홈(24a)에 삽입되면 이동몸체(20)의 슬라이딩이 저지되고 이동이 제한된다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 원통형상으로 형성된 이동몸체(20)를 회전시켜 고정홈(24a)으로부터 고정돌기(110a)를 빼낼 수 있다. 이동몸체(20)가 회전하면 연장부(110)와 이동몸체(20)의 상대적인 위치가 변경되고 고정돌기(110a)는 가이드홈(24)에 삽입된 상태를 유지하면서 고정홈(24a)으로부터 배출된다. 따라서, 고정돌기(110a)는 가이드홈(24)의 이동몸체(20) 길이방향을 따라 연장된 부분(도면 상의 수직방향으로 연장된 부분)을 따라서 자유롭게 이동할 수 있다. 이동몸체(20)를 회전시키거나 고정받침(10)을 그 반대방향으로 회전시키는 어느 경우에도 이동몸체(20)와 연장부(110) 사이의 상대적인 회전이 발생하므로 고정돌기(110a)를 고정홈(24a)으로부터 빼낼 수 있다.

이와 같이 고정돌기(110a)가 고정홈(24a)으로부터 배출된 후 이동몸체(20)를 상승시켜 고정받침(10)으로부터 돌출된 길이를 조절할 수 있다. 이 때 고정돌기(110a)는 가이드홈(24)의 이동몸체(20) 길이방향으로 연장된 부분을 따라서 이동하며, 고정돌기(110a)는 연장부(110)에 고정되어 있으므로 이동몸체(20)의 상승 방향과는 반대 방향으로 이동한다. 이후 이동몸체(20)를 회전시켜 고정돌기(110a)를 또 다른 고정홈(24a)에 삽입하면 이동몸체(20)를 상승된 위치에서 고정할 수 있다. 이러한 과정을 역으로 진행하면 이동몸체(20)의 돌출된 길이를 원래 대로 바꿀 수도 있다.

이동몸체(20)는 이와 같은 방식으로 고정받침(10)으로부터 돌출된 길이가 매우 용이하게 조절된다. 이동몸체(20)는 고정돌기(110a)가 고정홈(24a)에 삽입되는 때 고정되므로, 고정홈(24a)의 배열상태나 개수 등을 변경시켜 이동몸체(20)의 돌출된 길이를 보다 다양하게 바꾸어 고정할 수 있다. 이와 같이 이동몸체(20)의 돌출된 길이를 다양하게 변경하고, 도 5에 도시된 바와 같이 두께가 다른 설치대상(C') 등에 무선충전장치(1)를 용이하게 설치할 수 있다. 무선충전장치(1)는 설치대상(C')의 규격, 두께, 형상 등과 그에 대응하는 설치공(D')의 깊이에 따라서 이동몸체(20)의 돌출된 길이를 적절히 변화시켜 적용할 수 있다. 무선충전장치(1)가 설치되는 설치대상(C')은 평판형 책상 등이 될 수 있으나, 필요한 경우 다른 형태의 가구나 구조물에도 무선충전장치(1)를 얼마든지 설치할 수 있다. 무선충전장치(1)는 설치공(D')이 형성되어있는 여러 가지 다양한 설치대상(C')에 이동몸체(20)의 길이를 조절하는 방식으로 매우 용이하게 적용할 수 있다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 공기순환 과정을 보다 상세히 설명한다.

도 6 및 도 7은 도 1의 무선충전장치의 냉각공기 순환과정을 도시한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 도 6 및 도 7의 단면도에서 내부 배선은 삭제된 상태로 도시하였다.

한편, 무선충전장치(1)는 장치 내 외부를 포함하는 공기 순환구조를 이용하여 매우 효율적으로 냉각공기(A)를 순환시킨다. 도 6에 도시된 바와 같이 공기 순환구조는 고정받침(10)의 중앙판(11)에 형성된 제3개구(111), 중앙판(11)에서 연장된 연장부(110)에 결합된 이동몸체(20) 내부의 내부순환로(23), 내부순환로(23)와 이동몸체(20) 일단부의 챔버(22)를 연통시키는 유동홀(221), 챔버(22) 외부로 관통된 제1개구(222), 제1개구(222)와 연통되며 설치공(D)과 이동몸체(20) 사이의 공간으로 이루어진 외부순환로(25), 외부순환로(25)와 연통되고 고정받침(10)의 확장판(12)을 관통하는 제2개구(121)를 포함한다. 내부순환로(23)는 이동몸체(20)의 확장부(21)가 아닌 부분이 설치공(D)으로부터 이격되어 유체유동이 가능하게 형성되는 공간으로 도시된 바와 같이 연장부(110)가 이동몸체(20) 외측에 밀착되어 있는 경우에는 연장부(110)와 설치공(D) 사이의 공간이 될 수도 있다. 또한, 이동몸체(20)의 확장부(21)는 도시된 바와 같이 커버(26)가 결합되어 있는 경우 커버(26)를 통해 설치공(D)에 밀착될 수 있다.

냉각팬(231)은 전술한 바와 같이 내부순환로(23)에 수용되며 동작전원이 입력되면 동작한다. 특히, 온도센서(225)의 측정온도에 따라 무선충전모듈(211)이 과열되었다고 판단되는 경우 전술한 제어 시퀀스 등에 의해 무선충전모듈(211)의 공급전원은 차단되고, 냉각팬(231)에 동작전원이 입력된다. 이에 따라 냉각팬(231)의 회전날개(231a)가 회전하고 냉각공기(A)가 유동한다. 냉각공기(A)는 챔버(22)로부터 냉각팬(231)을 경유하여 내부순환로(23)를 따라 유동할 수 있다.

냉각팬(231)이 지속적으로 회전하면, 도 7에 도시된 바와 같이 냉각공기(A)는 내부순환로(23)와 제3개구(111)를 차례로 통과하여 외부로 배출된다. 동시에, 그에 대응하여 제2개구(121), 외부순환로(25), 및 제1개구(222)를 차례로 통과하여 챔버(22) 내측에 새로운 냉각공기(A)가 유입된다. 냉각공기(A)의 진행방향은 전술한 흐름가이드부재(도 2의 226참조)에 의해 가이드 되며 이로 인해 제1개구(222)가 위치한 챔버(22) 외측으로부터 챔버(22)의 중심부를 향해 냉각공기(A)가 유동된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 챔버(22)외측으로부터 중심부를 향해 방사상으로 유동하는 냉각공기(A)의 흐름이 형성된다. 이러한 냉각공기(A)의 흐름은 무선충전모듈(211)과 지속적으로 접촉하여 무선충전모듈(211)의 온도를 낮추고 과열상태를 신속히 해소한다.

이와 같이 챔버(22) 내부를 유동하는 냉각공기(A)의 흐름은 도시된 바와 같이 판 형상으로 형성되는 무선충전모듈(211)과 보다 넓은 면을 통해 접촉할 수 있다. 즉, 무선충전모듈(211)의 코일부(211a)가 중앙으로부터 외측으로 확장되는 평판 형상의 고리 형태로 형성됨으로써(도 2참조) 챔버(22)의 외측으로부터 내측으로 방사상으로 유동하는 냉각공기(A)와의 접촉률이 상승하고 냉각 성능이 향상될 수 있다. 한편, 냉각공기(A)의 일부는 유동홀(221)과 이격되고 유동홀(221) 보다 넓게 확장된 확장유동홀(223)로 이동하여 내부순환로(23)로로부터 챔버(22)로 재순환된 후 배출될 수 있다. 확장유동홀(223)은 챔버(22)를 관통하여 챔버(22)와 내부순환로(23)를 연통시키되 유동홀(221) 보다 넓어 이동몸체(20)를 통과하는 전기 배선(도 2의 B참조)의 적어도 일부를 내측에 수용할 수 있다. 따라서, 확장유동홀(223)을 통과하는 냉각공기(A)의 흐름에 의해 밀집된 배선(도 2의 B참조)도 함께 냉각시킬 수 있다.

냉각공기(A)는 무선충전모듈(211)과 접촉하여 열교환 하므로 무선충전모듈(211)과 접촉한 냉각공기(A)를 신속히 순환시키거나 배출하지 못하는 경우 방열효과는 감소할 수 있다. 본원 발명의 무선충전장치(1)는 도 7에 도시된 바와 같이 유동홀(221), 내부순환로(23), 제3개구(111)로 이루어진 일직선 상의 내부 공기순환구조를 통해서 무선충전모듈(211)과 접촉한 냉각공기(A)를 매우 신속하게 배출한다. 이와 동시에, 제1개구(222), 외부순환로(25), 및 제2개구(121)로 이루어진 외부 공기순환구조를 통해서는 새로운 냉각공기(A)를 역시 신속하게 유입한다. 전술한 바와 같이, 제1개구(222)가 챔버(22)에 방사상으로 배열되고, 이와 연통된 외부순환로(25)가 이동몸체(20) 둘레 전체를 감싸는 유동공간을 형성하고, 확장판(12)을 관통하는 제2개구(121)는 고정받침(10) 둘레에 외부순환로(25)와 대응하는 위치에 배열되어 있어(도 2 참조) 냉각공기(A)를 매우 용이하게 유입하고 챔버(22)로 공급할 수 있다.

이와 같이, 냉각팬(231)이 구동되면 무선충전장치(1) 내부와 외부를 따라 형성된 공기 순환구조에 의해 연속적으로 순환하는 냉각공기(A)의 흐름이 매우 용이하게 조성된다. 특히, 냉각공기(A)는 장치 내부를 통과하는 내부순환로(23) 뿐만 아니라 설치공(D)과 이동몸체(20) 사이의 외부순환로(25)를 통과하여 신속하게 순환되고, 배출되며, 새로 유입된다. 필요에 따라, 이동몸체(20)의 확장부(21) 너비를 증가시켜 외부순환로(25)를 보다 넓게 확보할 수도 있고, 그에 대응하여 고정받침(10)의 확장판(12) 너비를 증가시키거나 도시된 바와 같이 확장판(12)을 굴절시켜 그 내측에 유동공간을 충분히 확보할 수도 있다. 이와 같이 장치 내 외부를 아우르는 공기 순환구조를 활용하여 설치공(D)과 같은 협소한 설치공간에서도 장치를 매우 빠르게 냉각시키고 무선충전모듈(211)의 과열 문제를 효과적으로 해소할 수 있다. 또한, 이를 통해 과열에 의한 화재 등 불의의 사고에도 효과적으로 대비할 수 있으며, 특히, 무선충전장치(1)를 목재 가구 등 가연성 소재로 이루어진 구조물에 설치하는 경우에 과열에 의한 사고 등을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 냉각공기(A)의 순환방향을 설명하였지만, 필요에 따라 냉각팬(231)이 반대방향으로 회전하는 경우에는 공기순환방향은 내부순환로(23)에서 외부순환로(25)를 향하는 방향으로 역으로 형성될 수도 있다. 즉, 본 발명은 내부순환로(23)와 외부순환로(25)를 포함하는 냉각공기(A) 순환구조로 협소한 공간에서도 효과적인 방열이 가능한 한도 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 단순히 본 실시예에서와 같은 형태로 한정하여 이해할 필요는 없으며, 단순히 공기순환방향이 역으로 형성되는 경우라 하여 본 발명의 기술사상에서 배제될 것은 아니다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 무선충전장치 10: 고정받침
11: 중앙판 12: 확장판
13: 결합공 14: 전원선연결구
20: 이동몸체 21: 확장부
21a: 커버 22: 챔버
23: 내부순환로 24: 가이드홈
24a: 고정홈 25: 외부순환로
26: 커버 30: 전원연결부
111: 제3개구 110: 연장부
110a: 고정돌기 121: 제2개구
211: 무선충전모듈 211a: 코일부
221: 유동홀 222: 제1개구
223: 확장유동홀 224: 홀더부
224a: 결합돌기 224b: 차단벽
225: 온도센서 225a: 고리부
226: 흐름가이드부재 231: 냉각팬
231a: 회전날개
A: 냉각공기 B: 배선
C, C': 설치대상 D, D': 설치공

Claims (9)

1. 설치대상에 고정되는 고정받침;
   일단부가 상기 고정받침으로부터 돌출되어 상기 설치대상에 형성된 설치공에 삽입되며, 상기 고정받침으로부터 돌출된 길이가 조절되는 이동몸체;
   상기 이동몸체의 일단부에 삽입되어 무선으로 전력을 공급하는 무선충전모듈;
   상기 무선충전모듈과 상기 고정받침 사이에서 냉각공기를 순환시켜 상기 무선충전모듈을 냉각시키는 냉각팬;
   상기 이동몸체의 일단부에 상기 이동몸체의 외측으로 확장되어 상기 설치공에 밀착되고 내부에는 상기 무선충전모듈이 수용되는 챔버가 형성된 확장부; 및
   상기 이동몸체의 상기 확장부가 아닌 적어도 일부가 상기 설치공으로부터 이격되어 상기 이동몸체의 외주부와 상기 설치공 사이에 상기 냉각공기가 유동 가능하게 형성되는 외부순환로를 포함하는 무선충전장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 확장부를 상기 이동몸체와 상기 설치공 사이의 공간을 향해 관통하여 상기 챔버와 상기 외부순환로를 서로 연통시키는 제1개구,
   상기 이동몸체 내부에 형성되고 내측에 상기 냉각팬을 수용하는 내부순환로, 및
   상기 챔버를 관통하여 상기 챔버와 상기 내부순환로를 연통시키는 유동홀을 더 포함하는 무선충전장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 유동홀은 상기 챔버의 중앙부에 방사상으로 확장되는 복수 개의 원호 형상으로 형성되고,
   상기 제1개구는 상기 유동홀의 외측에 방사상으로 배열되며,
   상기 챔버 내부에 상기 유동홀과 상기 제1개구 사이에 배치되어 상기 냉각공기의 흐름을 가이드하는 적어도 하나의 흐름가이드부재를 더 포함하는 무선충전장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 고정받침은 상기 설치공과 중첩되는 중앙판, 및
   상기 중앙판 외측으로 확장되어 상기 설치공을 밀폐하는 확장판을 포함하고,
   상기 확장판에 상기 이동몸체와 상기 설치공 사이로 관통된 제2개구가 형성되고, 상기 중앙판에 외부와 연통되는 제3개구가 관통되는 무선충전장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 챔버 내측의 상기 무선충전모듈을 향하는 면에 배치되는 온도센서, 및
   상기 챔버로부터 돌출되어 상기 온도센서를 고정하며 상기 온도센서의 적어도 일부를 차폐하여 상기 온도센서 주위의 상기 냉각공기를 차단하는 홀더부를 더 포함하는 무선충전장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 고정받침은 상기 중앙판으로부터 상기 이동몸체와 평행하게 연장되어 상기 이동몸체와 슬라이딩 가능하게 결합되는 연장부를 포함하고,
   상기 연장부와 상기 이동몸체 중 어느 하나에는 고정돌기가 형성되고,
   다른 하나에는 상기 고정돌기가 이동하는 가이드홈이 형성되어,
   상기 고정돌기가 상기 가이드홈을 따라 이동하면 상기 이동몸체가 상기 고정받침으로부터 돌출되는 길이가 조절되는 무선충전장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 가이드홈은 상기 고정돌기가 이동하는 경로 중에 상기 고정돌기가 삽입되어 상기 이동몸체의 이동을 제한하는 적어도 하나의 고정홈을 포함하는 무선충전장치.
9. 제3항에 있어서,
   상기 챔버를 관통하여 상기 챔버와 상기 내부순환로를 연통시키되,
   상기 유동홀과 이격되며 상기 유동홀 보다 넓게 확장되어 상기 이동몸체를 통과하는 전기배선의 적어도 일부를 내측에 수용하는 확장유동홀을 더 포함하는 무선충전장치.

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