KR101877164B1

KR101877164B1 - 무선 충전을 위한 중력기반 이동형 코일과 그 장치

Info

Publication number: KR101877164B1
Application number: KR1020170018130A
Authority: KR
Inventors: 유재희
Original assignee: 유재희
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2018-07-10

Abstract

본 발명에 따른 장치는, 내부 공간을 유지하면서 휘어진 형태로 변형될 수 있는 케이스와, 도체가 나선형으로 감겨져 있는 코일과, 상기 내부 공간에서 최저점으로 상기 코일이 자유 이동할 수 있는 상태로 상기 코일을 상기 내부 공간에 장착시킨 가이더를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 가이더는, 케이스 내에 지지되어, 케이스의 변형된 곡률과 동일한 곡률로 변형될 수 있는 트랙봉과, 일단(一端)은 상기 트랙봉을 따라 이동할 수 있는 상태로 상기 트랙봉에 연결되고 타단(他端)은 코일에 연결되는 커넥터를 포함하여 구성되거나, 아니면, 내부 공간의 상면과 하면에 밀착된 채로 슬라이드 가능하도록, 서로 등간격으로 이격되어 상기 내부 공간에 각기 안착된 복수의 캐리어들과, 그 복수의 캐리어들을 서로 연결한 채로 코일이 장착될 수 있는 커넥터를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

무선 충전을 위한 중력기반 이동형 코일과 그 장치 {A gravity-based movable coil for wireless charging and an apparatus of said coil}

본 발명은, 전자기 에너지를 매개로 무선으로 전력을 송신 또는 수신할 수 있게 하는 코일이 장착된 기구 및 그 기구가 장착된 장치에 관한 것이다.

정보 통신이 발달하고 정보를 수신하여 처리하는 전자 기기들도 소형화되면서, 사람들은, 다양한 전자 기기들, 예를 들어 스마트 폰 등을 휴대 또는 착용함으로써 장소나 시간에 구애받지 않고서, 무선 통신을 이용해 원하는 정보를 획득하거나, 원하는 다른 장치나 기기로 또는 상대방으로 필요한 정보를 송신하기도 한다.

또한, 특수한 용도의 전자 기기들, 예를 들어, 애완동물 등의 건강이나 상태의 모니터링 또는 관리 등을 위한 소형의 전자 기기들도, 이들이 착용하는 피복류 등에 내장되어, 이들의 생체 상태를 나타내는 신호를 감지하여 근거리 무선 통신으로써 또는 이동 통신망을 통해 외부의 정보 집중장치로 전송하는 시스템도 널리 운용되고 있다.

그런데, 이와 같이 사람 또는 동물 등에 의해 휴대되거나 부착 또는 착용되는 전자 기기들은 사람 등의 일상 생활에 따라 자유로이 이동되어야 한다. 그래서, 항상 연결 고정된 케이블을 통해 필요한 전력을 공급받을 수는 없고 그 대신 전기 에너지 공급을 위한 배터리가 함께 장착되어 그 배터리로부터 전력을 공급받게 된다.

따라서, 이런 류의 전자 기기들은, 배터리의 용량이 다 소모되기 전에, 다른 배터리로 교체하거나 또는 충전이 가능한 장소로 이동하여 전력 케이블을 그 전자 기기에 연결함으로써 새로이 충전시켜 주어야 한다. 하지만, 배터리의 용량이 소모되기 전에 이를 일일이 확인하여 교체하거나 충전하는 것은 매우 번거로운 일이다.

등록실용신안 제 20-0291326 호 (공고일: 2002년 10월 9일) 공개특허 제 10-2016-0028536 호 (공개일: 2016년 3월 14일) 등록특허 제 10-1250290 호 (공고일: 2013년 4월 3일) 공개특허 제 10-2013-0022830 호 (공개일: 2013년 3월 7일)

본 발명은, 사람 등의 이동과 함께 하는 전자 기기에 대해 일상의 활동 속에서 편리하게 전기 에너지를 무선으로 전달할 수 있게 하는 코일 기구와 그 코일 기구가 구비된 장치를 제공하는데 일 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 무선 방식의 에너지 전달이 일상의 활동 속에서 편리하게 이루어지게 하면서 동시에 그 전달 효율도 도모하는 코일 기구와 그 코일 기구가 구비된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 인체 등에의 착용에 있어서 거부감을 감소시킬 수 있는 구조를 갖는 코일 내장 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 코일에 대한 전기적 연결과 코일의 이동성 확보를 동시에 충족시키는 코일 기구와 그 코일 기구를 내장한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 휴대용 기기에 적합하게 경량의, 고효율 에너지 송신을 최소의 비용으로 달성할 수 있게 하는 코일 기구와 그 코일 기구를 내장한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 명시적으로 서술된 목적에 국한되는 것은 아니며, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 하기의 설명에서 도출될 수 있는 효과를 달성하는 것을 그 목적에 당연히 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른, 무선으로 전기 에너지를 송신 또는 수신하기 위한 일 장치는, 내부 공간을 유지하면서 휘어진 형태로 변형될 수 있는 케이스와, 도체가 나선형으로 감겨져 있는 코일과, 상기 내부 공간에서 가장 낮은 위치 에너지의 지점으로 상기 코일이 자유 이동할 수 있는 상태로 상기 코일을 상기 내부 공간에 장착시킨 가이더를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 제 1실시예에서는, 상기 가이더는, 상기 케이스 내에 지지되어, 상기 케이스의 변형된 곡률과 동일한 곡률로 변형될 수 있는 트랙봉과, 일단(一端)은 상기 트랙봉을 따라 이동할 수 있는 상태로 상기 트랙봉에 연결되고 타단(他端)은 상기 코일에 연결되는 커넥터를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 상기 제 1실시예에서는, 상기 트랙봉은 전도성을 가지고, 상기 트랙봉에는 전도성의 윤활제가 도포되어 있다.

본 발명에 따른 상기 제 1실시예에서는, 상기 트랙봉은 전도성을 가지고, 상기 코일은 복수개이며 그 코일들 중 적어도 한 쌍의 서로 인접된 코일들의 각 나선단(螺線端)은 상기 트랙봉을 통해 전기적으로 상호 연결된다. 그리고, 상기 트랙봉은 서로 평행하게 배치된 한 쌍의 레일들로 구성되고, 서로 연속되어 배열된 3개의 코일들 중, 첫번째와 두번째 코일들의 일 나선단은 상기 한 쌍의 레일들 중 하나를 통해, 그리고 두번째 코일의 타 나선단과 세번째 코일의 일 나선단은 상기 한 쌍의 레일들 중 다른 하나를 통해 전기적으로 상호 연결될 수도 있다.

본 발명에 따른 상기 제 1실시예에서는, 상기 코일은 복수개이고, 각 코일은 개별적으로 대응되는 커넥터에 의해 상기 트랙봉에 연결되어 있으며, 상기 트랙봉 상의 상기 커넥터들 사이에는, 상기 트랙봉을 따라 이동가능하도록 장착되는 스페이서(spacer)를 더 포함하여 구성된다. 이 스페이서는 양 측의 코일들이 서로 접근할 수 있는 거리를 제한한다. 또한, 이 스페이서는 전도성을 가지며, 상기 양 측의 코일들의 각 나선단은 상기 스페이서를 통해 전기적으로 상호 연결될 수도 있다.

본 발명에 따른 상기 제 1실시예에서는, 상기 코일은 복수개이고, 그 복수개의 코일들 중 임의 코일을 기준으로 그 양측에 인접하여 배치된 2개의 코일들은, 코일면과 상기 내부 공간의 상면 또는 하면과의 간격이 서로 다르도록, 상기 복수개의 코일들이 상기 내부 공간에 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 제 1실시예에서는, 상기 코일은 복수개이고, 서로 인접하여 배치된 2개의 코일들은, 코일면들이 서로 동평면을 이룰 수 있도록, 코일면과 상기 내부 공간의 상면 또는 하면까지의 간격을 서로 다르게 하여, 상기 복수개의 코일들이 상기 내부 공간에 장착될 수도 있다.

본 발명에 따른 상기 제 1실시예에서는, 상기 가이더는, 상기 코일이 이동하는 방향과 직교하는 방향으로 상기 트랙봉이 중력에 의해 이동할 수 있는 상태로 상기 트랙봉을 장착시킨 제 2트랙봉을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 제 2실시예에서는, 상기 가이더는, 상기 내부 공간의 상면과 하면에 밀착된 채로 그 상면과 하면에 대해 슬라이드 가능하도록, 서로 등간격으로 이격되어 상기 내부 공간에 각기 안착된 복수의 캐리어(carrier)들과, 상기 복수의 캐리어들을 서로 연결한 채로 상기 코일이 장착될 수 있는 커넥터를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 상기 제 1실시예 또는 상기 제 2실시예에서, 상기 코일은, 상기 커넥터와의 하나 이상의 연결점보다는 낮은 높이에 코일면이 위치하도록 상기 가이더에 의해 장착된다. 이 때, 상기 코일은, 그 무게 중심점이, 상기 하나 이상의 연결점의 중심점의 수직 하방에 놓이도록 장착되는 것이 바람직하다. 이렇게 하기 위해, 상기 코일은 하나의 연결점으로써 상기 커넥터에 연결될 수도 있고, 아니면, 2개의 연결점으로써 상기 커넥터에 연결될 수도 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 케이스의 상면 및 하면은 전도성을 가지며, 그 상면과 하면은 전기적으로 서로 절연된다. 본 실시예에서, 상기 코일의 일단(一端)은 전도체(conductor)를 통해 상기 상면에, 그 코일의 타단(他端)은 다른 전도체를 통해 상기 하면에 전기적으로 연결된다. 만약, 상기 코일이 복수개라면, 그 복수개 코일들 중 한 쪽 끝의 코일은 전도체를 통해 상기 상면에만, 다른 쪽 끝의 코일은 다른 전도체를 통해 상기 하면에만 전기적으로 연결될 수 있다. 다르게는, 그 복수개 코일들에서 서로 연속 배치된 3개의 코일들 중 첫번째 코일의 일단(一端)과 두번째 코일의 일단은 각기 전도체를 통해 상기 상면에만, 상기 두번째 코일의 타단(他端)과 세번째 코일들의 일단은 각기 전도체를 통해 상기 하면에만 전기적으로 연결될 수도 있다. 그리고, 전술한 바의 복수의 캐리어들 중 적어도 하나의 캐리어가 상기 전도체에 해당하는 부분을 포함할 수도 있다. 그리고, 본 실시예에서, 상기 케이스의 상면과 하면에는 전도성 윤활제가 도포되어 있을 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 코일은 복수개이고, 그 복수개의 코일들은 전기적으로 서로 직렬이 되는 방식으로 결선된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 장치는, 상기 코일과 전자기적으로 상호 작용하기 위한 대응 코일을 내장하고 있는, 휘어진 형태로 변형된 상기 케이스의 외면의 곡률과 동일한 곡률의 외면이 되도록 변형될 수 있는 제 2케이스를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 케이스의 서로 대칭되는 양 외면에는, 해당 외면에서 멀어질수록 두께가 얇아지는 형태인, 탄성 재질의 날개부가 각각 구비된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 케이스가 변형될 때 오목해 지는 외면에는 그 외면을 커버하는 탄성 재질의 완충재가 부착된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 코일은, 전자기 에너지로부터 유도 전류를 획득하기 위한 것이거나, 또는 공급되는 전기 에너지로부터 전자기 에너지를 유도하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 코일은 타원형 형태이고, 그 단축(短軸)이 상기 케이스가 휘어질 수 있는 방향으로 정렬되도록 상기 내부 공간에 장착된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 코일은, 상기 케이스가 휘어질 수 있는 방향을 따라 휘어져 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 케이스는, 중력 방향을 따라 외면에 작용하는 힘이 있을 때, 그 힘이 작용하는 부분의 상부가 하부와 서로 밀착될 수 있는 탄성을 갖는다.

전술한 본 발명 또는, 첨부된 도면과 함께 하기에서 상세히 설명되는 본 발명의 적어도 일 실시예는, 중력에 의해 코일이 자유 이동하여 항상 최저점에 위치하게 하므로, 이러한 코일을 하우징하여 곡률을 갖는 일상 생활용품에, 유도 전류를 얻기 위한 2차 코일로서 내장시키게 되면, 그 용품을 부착 또는 착용한 사람, 또는 애완동물 등이, 일상의 활동 속에서, 전자기 에너지를 공급하고 있는, 바닥, 책상 위 등에 놓여진 1차 코일을 상부에서 밀착한 채로 해당 용품이 위치하게 했을 때, 중력에 의해 최저점으로 이동된 코일에 의해 높은 효율성으로 전기 에너지를 무선으로 획득할 수 있게 된다. 그리고, 이렇게 획득된 전기 에너지는 배터리에 충전된 후 그 용품에 구비된 전기 기기 등에 필요한 전력을 공급할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명은, 사람이 특별히 충전하고자 하는 의도에 따른 행동을 하지 않아도, 사람 등에 부착 또는 착용된 전기 기기에 필요한 전력을 자연스럽게 높은 효율로 공급할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 코일 기구를, 전기 에너지를 전자기 에너지로 변환하는 1차 코일로도 구현하게 되면, 예를 들어, 일상용품내에 공간을 확보하여 코일 기구를 그 공간에 실장하게 되면, 그 공간이 완만하게 굽어질 때 그 공간내에서 코일 기구의 1차 코일도 최저점으로 이동하여 위치하게 된다. 즉, 무선 충전의 효율을 높이기 위한 최적 위치가 최저점이 되므로 충전코자 하는 이가 그 최적 위치를 번거롭게 찾아야 하는 필요가 없게 된다. 따라서, 사람이나 애완동물 등의 자유로운 일상 활동 속에서도 무선 충전에서의 편의성과 효율성을 최대로 높일 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 코일 기구를 예시적으로 도시한 것이고,
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따라 단일 트랙봉으로써 구성된 코일 기구를 예시적으로 도시한 것이고,
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 코일 기구의 공간에서의 위치나 위상이 변할 때에 코일이 트랙봉을 따라 최저점으로 이동하는 것을 예시적으로 보여주는 것이고,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라 코일의 무게 중심점을 기준으로 평형이 되도록 코일을 트랙봉과 연결함으로써, 코일이 자유 이동후 안정된 상태에서는 수평을 이루고 있는 것을 보여주는 것이고,
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조를 갖는 케이스에 대한 사시도, 부분 절개된 정면도, 그리고 측단면도를 보여주는 것이고,
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 완충부재가 외장된 케이스의 전체 형태를 보여주는 사시도이고,
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 코일들을 구비한 코일 기구를 예시적으로 도시한 것이고,
도 8a는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 코일에 흐르는 유도 전류( 또는 코일에 의해 유도되는 자속 )가 동일 방향이 되도록 코일들이 가이더에 의해 장착된 것을 예시적으로 보여주는 것이고,
도 8b는, 도 8a와 같이 트랙봉을 전기적 결선으로 사용하는 경우를, 전기적 회로 관점에서 간략하게 도시한 것이고,
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 코일면이 가능한 한 서로 많이 중첩되도록 코일들이 배치된 코일 기구를 예시적으로 보여주는 것이고,
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 자유로이 이동하면서도 코일면이 서로 겹치지 않고 나란히 배치될 수 있도록 복수의 코일들이 가이더에 의해 장착된 코일 기구를 예시적으로 보여주는 것이고,
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 인접하는 코일 간의 간격이 일정 이하가 되지 않도록 제한하는 수단이 가이더에 구비된 코일 기구를 예시적으로 보여주는 것이고,
도 12는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 코일 기구에 구비되는 타원형의 코일에 대한 평면도와, 케이스 내에 장착된 정면도를 보여주는 것이고,
도 13은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라, 코일 기구에 구비되는 휘어진 형태의 코일이 케이스 내에 장착된 것을 예시적으로 보여주는 것이고,
도 14는, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 케이스의 내부 공간내에서 2차원 방향으로의 자유로운 이동이 가능한 채로 코일들이 장착된 코일 기구를, 케이스의 면을 따라 자유로이 이동하는 캐리어의 단면도와 함께 예시적으로 보여주는 도면이고,
도 15는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일의 연결점에 의해 코일이 장착될 수 있게 하는데 유리한 구조를 갖는 이동형 가이더의 커넥터 구조를 예시적으로 보여주는 것이고,
도 16은, 도 15의 실시예에서, 이동형 가이더에 장착된 하나의 코일에 대해, 양 나선단부를 2개의 캐리어를 사용하여, 커넥터를 통해 케이스의 상면과 하면에 각기 전기적 연결되게 하는 경우를 예시적으로 보여주는 도면이고,
도 17은, 본 발명의 실시예들에 따라 트랙봉에 장착된 복수의 코일들에 대해서, 그 양측 단에 각기 위치하는 양 코일의 일 나선단부를 케이스의 상면 또는 하면에 전기적 접촉시키기 위한 캐리어 접촉자가 해당 코일의 중앙에 위치하도록 장착된 것을 예시적으로 보여주는 도면이고,
도 18은, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 케이스의 내부 공간내에서 코일이 2차원 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록, 코일이 장착된 트랙봉이 코일이 이동할 수 있는 방향과 직교하는 방향으로 이동할 수 있는 구조를 갖는 코일 기구를 예시적으로 보여주는 도면이다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 대한 설명의 편의와 보다 쉬운 이해를 위해서, 도면에 예시된 주요 구성요소들에 대해 번호를 각각 할당하거나 부기하는데, 도면과 명세서에서, 동일 구성요소에 대해서는 특별한 사정이 없는 한 모두 동일한 번호를 사용하여 해당 구성요소를 지칭한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 코일 기구(100)를 예시적으로 도시한 것으로서, 상기 코일 기구(100)는, 도체가 동평면상에서 나선형으로 감겨져 있는 코일(10)과, 제한된 공간내에서 상기 코일(10)이 가장 낮은 위치 에너지의 지점, 즉 최저점으로 이동할 수 있도록 상기 코일(10)을 장착시키는 가이더(guider)(20)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 가이더(20)는, 서로 평행하게 배치된 1쌍의 트랙봉(track rod)(21)과, 상기 코일(10)이 슬라이드 가능하도록 코일을 구성하는 도체의 양 단( 이하, '나선단'(螺線端)이라 하고, 그 나선단이 있는 일부 구간을 '나선단부'라 칭한다. )을 상기 트랙봉(21)에 연결시키는 고리 형태의 커넥터(22)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 나선단부가 아니고, 코일의 임의 부분에 클립과 같은 연결용 부재를 고정시킨 뒤 그 연결용 부재의 상단에 상기 커넥터(22)를 연결시킬 수도 있다.

상기 커넥터(22)의 양 단은 후크(hook) 구조를 형성하고 있어서, 일단은 상기 트랙봉(21)에 걸려서 연결될 수 있고 타단에는 코일의 구부러진 나선단부( 또는 별도의 연결용 부재 )의 부분이 걸릴 수 있다. 상기 커넥터(22)는 도시된 바와 같이, 소정의 힘이 가해짐으로써, 결합을 위한 틈이 벌어지면서 상기 트랙봉(21)에 끼워져 걸리게 되는 구조를 가지고 있기 때문에, 분리를 위한 인위적인 힘이 가해지지 않는 한 트랙봉에 결합된 상태를 유지하게 된다. 다르게는, 인위적으로 회전시켜 그 틈을 개방시킨 경우에만, 끼워져 걸린 커넥터의 결합 상태가 해제될 수 있게 하는 공지의 잠금 구조가 그 틈에 구비되어 있을 수도 있다.

그리고, 상기 코일(10)은 그 나선단부가 구부러져 각기 커넥터(22)에 걸리는 방식으로 장착되므로, 양 트랙봉(21)에 각기 걸린 커넥터들(22)의 하단에 걸리는 양 지점(p31,p32) 간을 잇는 가상선(lp30)을 기준축으로 하여 자유로이 회동(swing)할 수 있고, 또한, 상기 커넥터(22)는 코일(10)을 걸고 있는 채로 코일의 하중에 의해 상기 가이더(20)의 트랙봉(21)을 따라 자유로이 이동할 수 있다.

또한, 상기 코일(10)은, 충분한 탄성력을 가지고 있어서, 외력에 의해 어느 정도 휘어지거나 뒤틀리는 경우에도 그 외력이 제거될 때는 원래의 형태로 복원될 수 있다.

도 1에 도시된 실시예는, 1쌍의 커넥터(22)가 코일(10)의 서로 대칭되는 양측 단을 1쌍의 트랙봉(21)에 각각 연결시키는 구조이지만, 본 발명에 따른 다른 실시예들에서는, 코일을 가이더의 트랙봉에 연결시키기 위한 커넥터의 수와 가이더를 구성하는 트랙봉의 수를 당연히 달리하여 코일 기구를 구현할 수도 있다. 예를 들어, 도 2에 예시된 바와 같이, 트랙봉의 수와 커넥터의 수를 단일로 할 수도 있고( 이 경우에는, 커넥터(32)가 코일의 무게 중심점(wc21)의 수직 상부에서 코일과의 연결점을 형성하게 된다. ), 트랙봉의 수와 커넥터의 수를 3개로 할 수도 있다. 또한, 트랙봉의 수와 커넥터의 수를 달리할 수도 있다.

전술한 실시예의 코일 기구에서와 같이, 코일(10)은 커넥터(22)를 통해 상기 트랙봉(21)를 따라 슬라이드 가능하도록 연결되어 있기 때문에, 상기 코일(10)의 자체의 하중에 의해, 항상 트랙봉(21)에서 가장 낮은 위치 에너지의 지점에 위치하게 된다. 즉, 도 3에 예시된 바와 같이, 가이더의 공간적 위상 변화로 트랙봉의 좌우 높낮이가 달라지게 되면(m31,m32), 기존에 위치하던, 가이더에서 가장 낮은 높이에 해당하는 지점(301)에서, 자체 하중에 의해 코일이 트랙봉을 따라 슬라이드하여(m33) 새로운 최저점(302)으로 이동하게 된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 트랙봉에는 윤활제가 충분히 도포되어 커넥터와 트랙봉 사이의 마찰을 제거함으로써 트랙봉을 따른 코일의 슬라이드가 원활히 이루어지게 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시예의 코일 기구에서, 코일이 하나 또는 그 이상의 커넥터와 연결되는, 즉 걸리게 되는 지점( 이하, '연결점'이라 함 )( 또는 연결점들 )은, 그 연결점( 또는 그 연결들을 잇는 가상선(lp30), 또는 그 연결점들의 동평면 상의 중간점 또는 중앙점 )의 수직 하부에 코일의 무게 중심점(wc30)이 있게 되는 지점( 또는 지점들 )이다.

이러한 커넥터를 통한 코일(10)의 가이더에의 장착에 따라, 상기 코일(10)이 트랙봉(21)를 따른 이동 시에 전후로( 여기서, '전후'란 코일이 슬라이드하면서 진행하는 방향에서 보아 그 앞과 뒤를 의미하며, 이하에서도 '전후'에 대해서 동일한 의미로 사용한다. ) 흔들리거나, 또는 도 2의 예에서와 같이 단일 커넥터(32)에 의해 연결되었을 때 전후 뿐만 아니라 좌우로도 흔들리더라도, 연결점, 또는 연결점들(p31,p32) 간을 잇는 가상선(lp30)( 이하, '회동축'이라 한다. )을 기준으로 코일의 무게가 평형을 이루기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이, 코일이 최저점에 이동되어 안정된 상태가 되면 코일이 이루는 면(101)( 이하, '코일면'이라 약칭한다. )은 언제나 중력방향에 대해 수직인 상태, 즉 수평을 유지하게 된다.

물론, 2개의 연결점에 의해 코일이 트랙봉에 연결된 경우에, 그 회동축이 수평면에 대해 기울어져 있다면{ 이러한 경우는, 코일 기구가 내장된 케이스를 부착 또는 착용한 상태에서의 특정 활동( 케이스를 쿠션이 있는 용품에 압착하는 행위 등 )에 의해 트랙봉들 간에 높이 차가 생길 때에 발생될 수 있다. }, 그 회동축 방향으로 코일면도 경사진 상태로 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 2에서와 같이, 코일의 무게 중심점(wc21)이 수직 상부로 연장된 지점과 가이더, 즉 단일 트랙봉 간에 단일의 커넥터(32)가 연결되어( 즉, 단일 연결점으로써 ) 코일을 장착시킨 경우에는, 그 연결점을 기준으로 코일이 전후는 물론 좌우로도 회동하게 되지만, 그 연결점의 수직 하부에 코일의 무게 중심점이 있기 때문에, 이동의 과도기가 지나게 되면, 코일은 그 연결점을 기준으로 평형을 이루면서 코일면은 언제나 수평을 유지하게 된다.

전술한 바와 같은 구조를 갖는 코일 기구(100)는, 코일이 그 하중에 따라 최저 높이의 지점으로 이동할 수 있게 하는 다양한 실시예들 중 하나에 불과하며, 본 발명의 원리와 개념은 다양한 실시예들로써 구현 가능하다. 이러한 다양한 실시예들에 대해서는 제한적으로 이후에 상세히 설명한다. 한편, 전술한 실시예에 의한 코일 기구(100) 뿐만 아니라 이후에 상세히 설명하는 다양한 실시예들에 의한 코일 기구는, 코일의 자유로운 이동을 보장하면서 그 코일 기구를 수용할 수 있는 내부 공간을 갖는 케이스에 장착된다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스(200)를 보여주는 도면으로서 (a)는 사시도이고, (b)는 부분 절개된 정면도이고, (c)는 측단면도이다. 본 실시예에 따른 상기 케이스(200)는, 상기 가이더(20)를 구성하는 완만하게 굽혀진 또는 휘어진 트랙봉(202)의 곡률과 동일 곡률로 휘어진 형상을 가지며, 그 내부 공간(201)에 전술한 바의 상기 코일 기구(100)가 장착된다. 이 때, 상기 트랙봉(202)은, 코일의 자유로운 이동을 방해하지 않는 구조나 형상을 갖는 공지의 결착부재(203) 에 의해 상기 케이스(200)의 내벽에 부착 지지된다.

또한, 상기 케이스(200)는 탄성체의 재질로 구성됨으로써, 외력이 작용하는 경우, 그 내부 공간(201)을 유지하면서 더 휘어지거나 또는 펴질 수가 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 이러한 경우에, 외벽에 작용하는 힘에 의해 내부 공간의 형태가 크게 변형되지 않도록, 케이스의 상면과 하면 간에는, 코일의 이동에 방해되지 않는 위치에 탄성체의 지주가 복수개 형성되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 가이더(20)의 트랙봉(21,202)도 소정의 탄성력을 갖는 재질로 구현되어 있기 때문에, 케이스(200)가 외력에 의해 변형되는 경우, 결착부재(203)를 통해 케이스 내벽에 고착되어 지지되고 있는 트랙봉(21,202)은 변형된 케이스의 곡률과 동일 곡률로 휘어진 상태가 된다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 코일 기구(100)가 장착되는 케이스의 기본 형태가, 도 5에서와 같이 휘어져 있지 않고 편평한 판상 형태이고 그에 따라 트랙봉은 일직선의 기본 형태를 가질 수도 있다. 물론, 이 경우에도, 케이스와 트랙봉은 탄성체의 재질로 구현되어 있어서, 케이스는 인위적인 힘에 의해 휘어질 수 있고, 그렇게 휘어지는 경우 그 내부의 가이더인 트랙봉도 그 케이스의 곡률로 휘어지게 된다.

또한, 이렇게 케이스가 탄성체의 재질로 구성됨으로써, 상측 외면에서 중력방향으로 힘이 가해지게 되면, 그 부분을 중심으로 내부 공간은 어느 정도 압착될 수 있다. 그리고, 이렇게 케이스 외벽이 소정 탄성범위 내에서 압착되면, 이후에 상세히 설명하는, 가이더 또는 내부 공간의 상면과 하면을 코일의 전기적 연결에 사용하는 경우에 있어서, 전기적 접촉에 있어서 유리해 진다.

상기 코일 기구(100)가 내부 공간(201)에 장착되는 상기 케이스(200)는, 곡률을 갖는 또는 그 형태가 변형됨에 따라 곡률을 갖게 되는 특정의 생활용품 등에 실장되거나 또는 그 일부분을 구성할 수도 있다. 이렇게 특정 생활용품에 일체화되면, 사람이나 애완동물 등이 그 특정 용품을 착용할 때, 상기 코일 기구(100)의 케이스(200)는 그 착용되는 부위에 맞게 휘어지면서 그 형태가 변형되고, 가이더(20)를 구성하는 트랙봉(21)도 그 케이스의 곡률에 맞게 휘어진 상태를 유지하게 된다. 그리고, 사람 등의 행동에 의해, 또는 일상 활동에 의해 그 특정 용품의 외부에 가해지는 힘에 의해 그 특정 용품이 공간을 점유하고 있는 형태, 즉 공간에서의 위치나 위상이 변함으로써 케이스내의 트랙봉의 공간 점유 형태도 함께 변하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이, 코일 기구(100)의 코일(10)은 그 휘어진 트랙봉을 따라 항상 최저점으로 이동하여 위치하게 된다.

한편, 전술한 바의 코일(10)은, 자기장으로부터 유도 전류를 생성하는 기능, 즉 2차 코일일 수 있고, 또는 공급되는 전류에 의해 자기장을 유도하는 기능, 즉 1차 코일일 수도 있다. 다시 말하면, 전술한 바의 코일 기구는, 공급되는 전력으로부터 전자기 에너지를 생성하는 1차 코일용 기구로 적용될 수도 있고, 유도된 전자기 에너지로부터 전류를 생성하여 전기 에너지를 만들어내는 2차 코일용 기구로 적용될 수도 있다.

상기 코일(10)이 전기적으로 연결되는 회로부( 2차 코일로 적용하는 경우에는, 유도된 전류로써 내장된 배터리를 충전하기 위한 회로부를, 1차 코일로 적용하는 경우에는 코일에서의 자기장 발생을 위해 필요한 전류를 인가하기 위한 회로부를 지칭한다. )는, 코일(10)의 자유로운 이동을 방해하지 않는 상기 케이스(200)의 내부 공간에 장착되거나, 또는 케이스의 외면에 부착될 수 있다. 상기 회로부에는 충전 또는 전류 인가에 맞는 기 공지된 구성의 회로가 구비되는 바, 이 회로는 본 발명의 개념이나 기술적 사상과는 직접적인 관련이 있는 것이 아니므로 본 명세서에서의 이에 대한 설명은 생략한다.

한편, 상기 코일 기구(100) 내의 코일(10)과 상기 회로부 간의 회로 연결은 실과 같이 변형이 자유로운 가는 와이어(wire)를 통해 이루어질 수 있다. 이러한 와이어는, 코일의 양 나선단과 각기, 공지의 접속구를 통해 결선되어, 상기 케이스(200)에 내장 구비된 또는 외장 구비된 상기 회로부까지 연결된다. 그리고, 이 와이어는 코일의 케이스 내부 공간에서의 최대 이동거리를 보장할 수 있는 길이를 갖고 있어서, 코일의 하중에 의한 자유 이동을 제한하지 않는다.

본 발명에 따른 다른 실시예들에서는, 코일의 상기 회로부까지의 전기적 경로에 대해, 가는 와이어 대신, 코일 기구에 구비되는 다른 수단으로써 일부 또는 전체 경로를 구성할 수도 있다. 이러한 실시예들에 대해서는, 설명의 편의성을 위해서 이후에 적절한 곳에서 설명한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 케이스(200)가, 어떤 종류의 생활용품에 일체화되느냐에 따라 적절한 완충부재로써 하우징될 수 있다. 이와 같이 별도의 완충부재가 케이스에 외장되는 경우에는, 상기 회로부는 그 완충부재내에 매립방식으로 구비될 수도 있다.

도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 완충부재가 외장된 케이스의 전체 형태를 보여주는 사시도로서, 완충부재(210)는, 케이스(200)의 외벽에서 사람이나 애완동물 등에 접촉되는 부분, 예를 들어 그 케이스를 신체 등에 부착 또는 착용하였을 때 오목해 지는 외면을 소정 두께로 커버하는 쿠션판(211)을 가지며, 높은 탄성계수를 갖는 재질로 만들어질 수 있다. 이는, 코일 기구가 내부 장착된 케이스가 신체 등에 부착 또는 착용 됨에 따른 압박감이나 불편함을 감소시키기 위함이다.

또한, 상기 완충부재(210)에는, 케이스(200)의 길이 방향에서 보아, 양 측단(p61,p62)부터 시작하여 그 측단에서 멀어질수록 두께가 가늘어지는 날개부(212)가 상기 쿠션판(211)에서 연장되어 구비된다. 코일 기구를 장착한 케이스(200)를 신체 등에 부착 또는 착용한 채로 임의의 어떤 평면( 바닥, 침대, 책상 등 )을 누르게 될 때, 단차진 측면들에서 집중된 힘이 신체 등에 가해질 수 되는데, 상기 날개부(212)는 그러한 힘을 분산시킴으로써 부착 또는 착용의 편안함을 도모한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 케이스(200)의 내부에 장착되는 코일 기구가 복수의 코일들을 구비할 수도 있다. 도 7은 본 실시예에 따른 코일 기구(300)를 예시적으로 도시한 것으로서, 3개의 코일들이 가이더에 의해 장착된 것을 보여준다.

도 7에 예시된 코일 기구(300)에서의 코일들은, 모두 동일한 길이의 커넥터에 의해 휘어진 트랙봉에 걸려 있기 때문에, 최저 높이에 위치하고 있는 코일(11)의 양쪽에 배치되어 있는 코일들(12,13)은, 가운데 있는 코일(11)의 상부에서 서로의 테두리가 만나면서 아래쪽으로의 이동을 멈추게 된다. 다르게는, 양 쪽 코일들(12,13) 중 어느 하나가 다른 쪽보다 이동 속도가 빨라서, 최저점으로 먼저 이동된 가운데 코일(11)의 코일면에 얹히면서 이동을 멈출 수도 있다.

위와 같은 최종의 상태에서는, 중간 코일(11)의 코일면과 그 양 측 코일들(12,13)의 코일면들이 일부 겹쳐지게 된다. 만약, 상기 코일들(11,12,13)이 유도된 전자기 에너지로부터 전류를 생성하는 2차 코일이라면, 이렇게 코일면들이 겹쳐짐으로써, 특정 영역( 도 7의 예에서, 최저점의 코일(11)이 있는 영역의 직하(直下) 영역 )에서 발생하고 있는 자속에 쇄교하는 권선수가 단일의 코일을 사용할 때보다는 많아지므로, 생성하는 전류의 크기가 증가하게 된다.

물론, 트랙봉의 현재 휘어진 곡률의 크기에 따라서는, 3개의 코일들(11,12,13)이 서로 겹치는 부분없이 서로 간에 테두리가 맞닿은 채로 안정된 상태를 이룰 수도 있다.

도 7의 실시예에서와 같이, 복수의 코일들이 서로 닿을 수 있는 상태로 코일 기구(300)를 구성하는 경우에는, 서로 닿을 수 있는 부분에 대해 전기적 절연을 위한 물질을 도포해 둔다.

그리고, 복수의 코일들 상호 간에는 전기적 직렬 연결이 되도록, 인접하는 양 코일의 나선단 간에 실처럼 변형이 자유로운 가는 와이어로써 연결되고, 복수의 코일들 중 양 끝에 있는 2개의 코일들에 대해서는, 전술하였던 바와 같이 각 코일의 나선단이 상기 회로부의 전기적 양극에 각기 연결된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 가이더를 구성하는 트랙봉과 커넥터가 전도성을 갖는 도체로 구현되거나 또는 전도성 물질로 도포될 수도 있다. 이와 같이, 트랙봉과 커넥터가 전도성을 갖게 되면, 코일( 또는 코일들 )과 상기 회로부 간에 필요한 전기적 경로( 그리고, 도 7에서와 같이 복수의 코일들이 구비된 경우에는 코일들 간의 전기적 경로 )의 전부 또는 일부를 트랙봉과 커넥터가 대신할 수도 있다.

예를 들어, 도 1과 같이 코일이 하나만 구비된 코일 기구(100)의 경우에는, 코일(10)의 양 나선단 중 한 쪽은 1쌍의 트랙봉 중 어느 하나와 커넥터를 통해, 그리고 다른 한 쪽의 나선단은 다른 하나의 트랙봉과 커넥터를 통해 상기 회로부와 연결될 수 있다. 물론, 각 트랙봉과 상기 회로부 사이에는 일반적인 전선을 사용하거나 또는 공지의 방식으로 전기적 연결이 이루어진다.

이와 같이 가이더를 이용한 전기적 결선 방식은, 복수의 코일들이 코일 기구에 구비된 경우, 예를 들어 도 7에서와 같이 3개의 코일들이 구비된 경우에, 양 끝에 위치하는 코일들(12,13)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 이 때, 코일들 간의 전기적 연결은 앞서 설명한 바와 같이, 가는 와이어를 통해 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 가이더가 코일들 간의 전기적 연결에 사용될 수도 있다. 예를 들어, 3개의 코일들에 대해서, 첫번째 코일과 두번째 코일의 나선단 간의 전기적 결선에는 1쌍의 트랙봉 중 하나가, 두번째 코일과 세번째 코일의 나선단 간의 전기적 결선에는 다른 하나의 트랙봉이 사용될 수 있는 것이다. 이와 같이, 코일들이 걸려서 장착되는 트랙봉을 코일 간의 전기적 연결에 이용하기 위해서는, 적어도 트랙봉에 의해 전기적 연결되는 코일들에 대해서, 동일한 자속에 의해 각 코일에서 유도되는 전류의 방향이 일치하도록 배치 방향을 맞추어 코일들을 트랙봉에 장착하여야 한다.

도 8a는 이러한 배치 방향 요건을 만족하도록 코일들이 트랙봉에 장착된 것을 예시적으로 보여주는 것으로서, 각 코일의 내측 나선단부( 코일의 안쪽에서 나선이 끝난 종단부 )(81,83)가 이웃하는 다른 코일의 외측 나선단부(82,84)와 같은 트랙봉에 의해 결선되도록 배치되어 트랙봉에 장착된다. 도 8b는, 도 8a와 같이 1쌍의 트랙봉을 전기적 결선으로 사용하는 경우를, 전기적 회로 관점에서 간략하게 도시한 것이다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예는, 코일의 나선 방향이 서로 반대( 시계방향과 반시계방향 )인 코일들을 교번적으로 배치함으로써, 도 8a의 실시예에서와 달리, 1쌍의 트랙봉 중 하나에는 모두 내측 나선단부가 그리고 다른 하나의 트랙봉에는 외측 나선단부가 커넥터에 의해 연결되게 하여도, 인접하는 양 코일간의 직렬 연결에 트랙봉을 사용할 수 있다. 코일 기구에 장착되는 복수개의 코일들에 대해서 모두 이러한 방식으로 배열되도록 장착하거나, 또는 도 8a에 예시된 방식으로 장착하게 되면, 트랙봉에 의해 나선단이 전기적 연결되는 코일들 외의 나머지 코일들의 나선단 간을 가는 와이어를 이용하여 전기적으로 연결하더라도, 트랙봉 간을 횡단하여 결선하지 않아도 되므로 전기적 연결 형태가 간단하고 단순해 진다.

한편, 트랙봉을 전기적 연결을 위해 사용하는 경우에는, 그 트랙봉에 윤활제를 도포하여 코일의 이동성을 향상시키는 실시예에서, 그 윤활제를 전도성을 갖는 것으로 사용할 수 있다. 이러한 윤활제를 사용하게 되면, 트랙봉 상의 전기적 연결점에서의 저항을 감소시켜 전기 에너지의 손실을 방지할 수 있다.

만약, 전술한 바의 코일 기구내의 복수의 코일들이, 전자기 에너지로부터 전류를 생성하기 위한 2차 코일을 위한 것이라면, 자기장을 생성하는 영역, 즉 1차 코일이 위치하는 영역이 좁게 집중되어 있을 때, 복수의 코일들도 그 영역에 집중되는 것이 전기 에너지를 획득하는데 유리하다. 따라서, 최저점에 위치하게 되는 코일과 그 인접 배치되어 있는 코일들이 중첩하는 영역이 가능한 한 넓은 것이 바람직할 수 있다.

도 9는, 코일면이 가능한 한 서로 많이 중첩되게 하도록 코일들이 장착된 코일 기구의 실시예를 예시적으로 보여준다. 도 9의 실시예에서는, 서로 연속된 3개의 코일들에서, 가운데 코일(92)에 인접하여 배치된 양 코일들(91,93)이 트랙봉까지의 간격(gh₁₁,gh₁₂)이 서로 다르도록 트랙봉에 연결된다. 이는, 트랙봉과 케이스의 상면( 또는 하면 )이 일정한 간격을 유지하는 경우에는, 상기 양 코일들(91,93)의 케이스 상면( 또는 하면 )까지의 간격이 서로 다르도록 트랙봉에 장착되는 것을 의미한다. 그리고, 이와 같이 연결 높이가 달라지게 하는 것은, 도 9에서와 같이, 코일을 트랙봉에 연결시키는 커넥터(94,95)의 길이를 서로 다르게 함으로써 구현하거나, 다르게는 해당 코일의 굽어진 나선단부의 높이를 다르게 함으로써 구현할 수도 있다.

하나의 코일(92)을 사이에 두는 양 코일들(91,93)의 트랙봉( 또는 케이스의 상면/하면 ) 까지의 간격이 다르도록 트랙봉에 장착해 두면, 그 가운데 코일(92)이 최저점에 위치하게 되는 경우, 양 코일들(91,93)도 그 가운데 코일(92)의 상부에서 서로 코일면 영역이 겹칠 수 있게 되므로( 물론, 트랙봉의 휘어진 곡률이 어느 정도 이상되지 않으면 코일면이 서로 겹치지 않을 수도 있다. ), 좁은 곳에 집중된 자속으로부터 더 큰 유도 전류를 생성할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 도 8a 및 도 9의 실시예들과는 다르게, 가이더에 의해 장착된 코일들이 자유로이 이동하면서도 서로 겹치지 않고 나란히 배치되게 할 수도 있다. 도 10은, 이러한 실시예에 따라 복수의 코일들이 장착된 코일 기구를 예시적으로 보여준다.

도 10에 예시된 실시예의 코일 기구에서는, 휘어진 트랙봉( 또는 케이스 )의 주어진 곡률에 대해서, 서로 인접하게 배치된 양 코일들(1001,1002)의 테두리가 서로 맞닿는 거리에 있을 때, 그 코일면들이 거의 동평면을 이루도록 상기 양 코일들(1001,1002)의 트랙봉( 또는 케이스의 상면(1010) 또는 하면(1020) )과의 간격(gh₂₁,gh₂₂)이 서로 다르게 정해져서 트랙봉에 장착된다. 물론, 이러한 간격은, 전술한 바와 같이, 커넥터의 길이나 코일의 나선단부의 구부러진 높이에 의해 결정된다.

상기 양 코일들(1001,1002)의 트랙봉( 또는 케이스의 상면/하면 ) 까지의 간격을 서로 다르게 정할 때, 복수의 코일들의 중앙에 근접한 코일(1002)에 대한 간격(gh₂₂)을 다른 코일(1001)에 대한 간격(gh₂₁)보다 더 짧게 한다. 이는, 코일들이 트랙봉을 따라 최저점으로 이동할 때 코일들 전체의 무게 중심이 되는 중앙의 코일이 최저점에 위치하게 되므로, 중앙에 가까울수록 트랙봉( 또는 케이스의 상면 또는 하면 )과의 간격을 더 짧게 하여야 이웃하는 코일들과 동평면을 이루게 할 수 있기 때문이다.

도 10의 실시예는, 도시된 코일들이 2차 코일을 위한 것이라고 가정하면, 전자기 에너지를 발생시키는 1차 코일이 상대적으로 넓게( 도 10에 예시된 코일의 직경보다 더 넓은 영역에 ) 분포되어 있는 경우에 적용하는 것이 바람직하며, 만약 도시된 코일들이 1차 코일을 위한 것이라고 가정하면, 상대적으로 넓은 영역에 대해서 균등한 자속을 발생시키고자 할 때 적용하는 것이 바람직하다.

물론, 도 10에 예시된 바와 같이 코일들이 장착된 코일 기구의 경우에도, 케이스 또는 트랙봉에 대해 주어진 곡률이 변하게 되면, 인접하는 양 코일(1001,1002)이 서로 겹쳐질 수도 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 코일들 간에 코일면이 일정 정도까지 겹치도록 하거나 또는 케이스나 트랙봉의 곡률에 무관하게 전혀 겹치지 않도록 하기 위해, 트랙봉에서의 코일 간의 간격이 일정 이하가 되지 않도록 제한하는 수단이 가이더에 더 구비될 수 있다. 도 11은, 본 실시예에 따라 구성된 코일 기구(1100)를 예시한 것이다.

상기 코일 기구(1100)에는, 도시된 바와 같이, 스페이서(23)가 각 코일 사이에 위치하도록 트랙봉 상에 끼워져 장착되어 있다. 그리고, 이 스페이서(23)는, 코일들의 이동에 따라 코일들과 함께 자유로이 트랙봉 상을 이동할 수 있는 구조를 갖는다.

상기 스페이서(23)는 트랙봉 상에서 각 코일 사이에 위치하고 있기 때문에, 서로 인접된 양 코일들의 커넥터들(22a,22b)은 스페이서의 길이(L23) 이하로는 근접할 수가 없다. 따라서, 적절한 길이로써 상기 스페이서(23)를 구현함으로써, 코일들 간에 근접되는 거리를 제한할 수 있다. 스페이서의 길이(L23)를 충분히 짧게 하면, 코일들 간에 중첩될 수 있고, 주어진 트랙봉의 휘어진 곡률을 기준으로, 코일면으로, 즉 수평면으로 투영된 길이가 코일의 직경과 동일하게 되는 길이를 스페이서가 갖도록 하면, 그 곡률의 트랙봉 상의 이동 시에, 코일들의 높이 차를 배제했을 때 그 코일면들은 중첩되지 않으면서 서로 연이어지게 된다.

도 11에 예시된 실시예의 코일 기구(1100)는, 각 코일 사이에 대해서 양 트랙봉에 스페이서가 각기 장착된 것이지만, 본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 각 코일 사이에 대해서 양 트랙봉 중 어느 한 쪽에만 구비될 수도 있다. 그리고, 양 트랙봉 중 한 쪽에만 구비하는 실시예에서, 각 코일 사이마다 트랙봉이 번갈아서 선택되어 스페이서가 장착될 수도 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 스페이서를 전도성의 재료로 구현함으로써 코일 간의 전기적 연결에 사용할 수도 있는데, 이러한 실시예에서, 각 코일 사이마다 트랙봉을 번갈아 가며 스페이서를 장착하게 되면( 도 11의 예에서, 스페이서 23b, 23c는 장착되지 않은 경우 ), 그 스페이서들(23a,23d) 각각은 전도성의 양측 커넥터와 접촉하면서 그 커넥터에 의해 연결되어 있는 코일 간에 전기적으로 결선되게 한다. 물론, 이와 같은 스페이서를 통한 코일 간의 전기적 연결을 위해서는, 앞서 설명한 바와 같이, 인접하는 양 코일 간에는, 도 11에 예시된 바와 같이 그 배치 방향이 고려되거나 아니면 장착된 상태에서의 나선 방향이 고려되어 장착되어야 한다.

휘어진 케이스의 내부 공간에서 트랙봉에 걸려 장착된 하나 이상의 코일들이 현재의 위치에서 평형을 이룬 상태에서 코일의 전후단이 케이스의 하면에 닿아 있게 되면, 그 이후의 이동에 방해가 되거나 또는 코일이 트랙봉에서 이탈될 수도 있다. 따라서, 코일면이 수평을 유지할 때 그 전후단이 케이스 하면에 닿지 않도록 케이스의 휘어진 곡률( 또는 케이스의 휘어질 최대 곡률 )을 고려하여 케이스 내부 공간의 높이를 확보하여야 한다. 하지만, 내부 공간의 높이를 크게 하면 할수록 케이스를 인체 등에 부착 또는 착용하는데 있어서 더 불편해질 수 있다.

이러한 이유로, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 도 12에 예시된 바와 같이, 코일을 타원형으로 구성한다. 도 12의 (a)는 본 실시예에 따른 코일에 대한 평면도이고, (b)는 코일이 케이스내에 장착된 것을 보여주는 정면도이다. 본 실시예에서는, 타원형 코일(110)의 단축(ax_S)이 코일이 이동하는 방향(dir_M)으로 정렬되도록 케이스 내에 장착된다.

상기 타원형 코일(110)과 동일한 권선수를 갖고 또한 거의 동일한 쇄교면적( 또는 자속 생성 면적 )을 갖도록 만들어지는 원형의 가상 코일(1201)에 비해, 상기 타원형 코일(110)은, 케이스 내에서 차지하는 진행방향(dir_M)의 길이가 상대적으로 짧아지게 된다( 도 12의 예에서 2xΔL만큼 짧아진다. ). 따라서, 상기 타원형 코일(110)을 장착하게 되면, 가상의 원형 코일(1201)을 장착할 경우와 비교할 때, 코일면과 케이스 하면 간에 서로 동일한 여유 간격을 확보하기 위해 케이스의 하면(1210)이 있어야 하는 위치는, 원형 코일에 대한 하면(1211)의 위치보다 더 높게 할 수 있다. 즉, 케이스의 내부 공간 높이( 즉, 케이스의 두께 )(H_E)를 원형 코일일 때(H_C)에 비해서 더 짧게 할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 타원형의 코일을 사용하는 대신, 휘어진 코일로써 코일 기구를 구성함으로써 케이스의 높이를 줄일 수도 있다. 도 13은 이에 따른 실시예의 코일(120)이 케이스 내에 장착된 것을 개념적으로 보여준다. 본 실시예에 따른 코일(120)은, 코일이 트랙봉을 따라 이동하는 방향(dir_M)에 수직이면서 코일의 무게 중심점을 지나는 코일면 상의 가상의 축을 기준으로 하여, 아래 쪽으로 볼록하도록 휘어진 형태를 갖는다. 그리고, 이 휘어진 곡률은, 케이스의 하면(1301)과 동일한 것이 바람직하다. 그리고, 본 실시예는, 케이스의 휘어짐이 고정돼 있거나, 또는 휘어지더라도 그 변화가 크지 않는 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

지금까지 설명한 본 발명에 따른 실시예들의 코일 기구는, 휘어질 수 있는 트랙봉과 고리 형태의 커넥터로 구성된 가이더로써 코일들을 장착하는 것들이었다. 이들 코일 기구에서는 코일이 트랙봉에 의해 정해지는 1차원 방향으로만 전진 또는 후진하면서 최저점에 위치하게 된다.

본 발명에 따른 다른 실시예들에서는, 코일 기구가 케이스의 내부 공간내에서 2차원 방향으로의 자유로운 이동이 가능한 채로 코일들을 장착할 수 있도록 구성된다. 도 14는 이에 따른 실시예의 코일 기구(400)를, 케이스 상하면 상을 자유로이 이동하는 캐리어(61)의 단면도와 함께 보여주는 도면이다.

본 실시예에 따른 코일 기구(400)는, 평면 또는 곡면을 따라 임의 방향으로 자유로이 이동할 수 있는 가이더(60)와 그 가이더(60)에 장착된 코일(50)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 가이더(60)는, 복수개의, 바람직하게는 3개의 캐리어(carrier)(61)들과 그 캐리어들과 체결되면서 상기 코일(50)의 나선단부가 걸려서 장착될 수 있는 커넥터(62)를 포함하여 구성된다.

도 14에 예시된 바와 같이 코일의 나선단부가 커넥터에 직접 걸리는 방식으로 연결되는 대신, 고리 형태의 보조 연결수단을 사용하여 코일 나선단부를 링 형태의 상기 커넥터(62)에 걸리게 하여 연결할 수도 있다.

코일을 상기 커넥터(62)에 연결함에 있어서는, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 그 커넥터(62)에의 연결점들, 또는 상기 보조 연결수단에의 연결점들은, 그 연결점들을 잇는 가상선( 또는 그 가상선의 중심점 )의 수직 하부에 코일의 무게 중심점이 놓이게 하는 점들이 선정되어 코일의 장착에 사용된다. 이러한 연결 조건이 유지되는 경우에는, 코일의 연결점들이 상기 커넥터(62)가 만든 경로( 도 14의 예에서 링 )를 따라 이동하거나 회전하여도 무방하다. 또한, 이러한 연결 조건을 만족시키면서 코일을 장착시킬 수 있는 구조라면, 도 14에 예시된 링(ring) 형상이 아닌 다른 형상의 커넥터를 얼마든지 채택하여 사용할 수 있다.

상기 캐리어(61)는, 상하로 관통공이 형성되고 내부에는 스프링(614)이 장착되어 있는 바디부(611)와, 중앙에는 수직방향으로 환홈이 형성되어 있고, 둘레를 따라 플랜지가 형성되어 있는 환턱부가 상기 관통공에 삽입되어 상기 스프링(614)를 사이에 두고서 상기 바디부(611)에 서로 대칭되게 장착되어 있는 상부 및 하부 리테이너(612,613)와, 상부 및 하부 리테이너(612,613)의 환홈에 각기 삽입되어 있는 볼(615)을 포함하여 구성된다. 상기 리테이너(612,613)의 환홈은 상기 볼(615)이 삽입된 채로 자유로이 회전할 수 있는 충분한 유격을 가지며, 또한 볼(615)이 홈의 바닥에 닿았을 때 리테이너 위로 소정 정도 돌출되도록 볼의 직경보다는 짧은 높이를 갖는다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 상기 상부 및 하부 리테이너가 볼 대신, 임의의 표면 상을 구르거나 또는 슬라이드할 수 있는 공지의 수단, 예를 들어 브러쉬(brush)를 구비할 수도 있다.

상기 커넥터(62)의 각 암(arm)(62a)의 둥근 고리부(621a)는, 캐리어의 바디부(611)의 외주면을 감싸면서 끼워짐으로써, 암의 수만큼의 캐리어들을 커넥터에 결합시키게 된다. 그리고, 상기 둥근 고리부(621a)는 상기 바디부(611)와 일정 정도의 유격을 가질 수 있는 내경을 가지고, 그 높이는 바디부(611)의 높이보다 충분히 짧도록 구성되어 있어서, 각 암(62a)이 캐리어의 바디부(611)의 외주면을 따라 상하로 슬라이드할 수 있다. 그리고, 상기 바디부(611)의 상하단의 테두리에는 돌출된 환턱인 스토퍼(611a)가 형성되어 있어서, 암(62a)이 상하로 슬라이드하더라도 바디부(611)와의 결합 상태가 해제되지는 않는다.

캐리어들과 상기 커넥터(62)가 체결된 상태에서 커넥터가 캐리어에 대해 상하로 소정 정도 자유로이 움직일 수 있게 하는 이유는, 캐리어들이, 휘어진 케이스의 내부 공간내에 장착되어 자유로이 이동하게 됨으로써 발생할 수 있는 그들 간에 상대적 높이 차에 의해 커넥터에 가해지는 힘을 외주면을 따른 슬라이드를 통해 해소하기 위함이다.

상기 캐리어(61)는, 상부 및 하부 리테이너(612,613)가 상기 바디부(611) 내측으로 어느 정도 밀리면서 상기 스프링(614)를 압축한 채로 케이스의 내부 공간에 장착된다. 따라서, 각 리테이너(612,613)의 볼(615)은 케이스의 상면과 하면을 밀착하면서 그 면 상을 롤링(rolling)하게 된다. 기계적 마찰에 의해 이 롤링이 방해받지 않도록 케이스의 상면과 하면에는 윤활제를 도포하고, 또한, 리테이너의 환홈에도 윤활제를 충분히 채우는 것이 바람직하다.

도 14에 예시된 바와 같은 코일 기구(400)가 케이스내에 장착되고 그 케이스가 외부 힘에 의해 완만하게 굽혀지거가 또는 휘어지게 되면, 또는 이미 완만하게 굽혀져 있거나 또는 휘어져 있는 케이스내에 장착되면, 커넥터(62)에 의해 서로 결합되어 있는 캐리어들, 즉 캐리어 그룹은 중력에 의해, 가이더(60)( 정확하게는 가이더의 무게 중심점 )를, 이동 방향에 제한되지 않고, 그 공간내에서 위치 에너지가 가장 낮은 점, 즉 최저점으로 이동하게 된다. 그리고, 이렇게 이동된 가이더(60)에 장착되어 있는 코일(50)은, 전술한 바와 같이 선택된 연결점에 의한 커넥터(62)와의 연결에 인해, 그 연결점들을 잇는 가상선( 즉, 회동축 )을 기준으로 그 양측이 평형을 이루면서 코일면이 수평을 유지할 수 있게 된다.

만약, 도 14에 예시된 바와 같이, 코일(50)이 2개의 연결점으로 가이더(60)에 장착된 상태에서 가이더(60)가 정지된 위치에서 코일의 회동축이 경사져 있게 되면, 코일면도 그 회동축 방향으로 경사진 상태로 있게 된다.

코일을 장착한 채로 2차원적으로 자유로이 이동하는 가이더를 구비하는 실시예들에서도, 전술한 실시예들과 마찬가지로, 코일과 커넥터를 단일의 연결점으로써 연결하게 되면, 코일은 최저점에서 언제나 수평을 유지할 수가 있다.

그리고, 코일의 이동 경로가 고정되는, 전술한 실시예에서의 트랙봉을 구비한 경로 고정형 가이더에서와 마찬가지로, 2차원적으로 이동이 자유로운 도 14의 자유 이동형 가이더(400)도 케이스의 내부 공간에 코일을 복수개 구비시킬 수 있다. 즉, 이동형 가이더를 복수개 케이스내에 구비함으로써 그 수만큼의 코일들을 케이스내에 장착시킬 수 있다. 이렇게 장착된 코일들도, 케이스 내부공간에서 최저점을 지향하면서 각기 자유로이 이동하게 된다.

도 15는, 단일의 연결점으로써 코일을 장착하는데 유리한 구조를 갖는 커넥터를 예시적으로 보여준다. 본 실시예의 커넥터(63)는, 각 암(631)이 서로 연장되어 중앙에서 만나는 구조이며, 그 중앙에는 코일의 나선단부, 또는 그 나선단부가 연결된 보조 연결수단이 걸릴 수 있는 걸림홈(631a)이 형성되어 있다. 본 실시예의 커넥터(63)에 코일을 장착하는 경우에는, 전술한 실시예에서 설명한 바와 마찬가지로, 코일의 무게 중심점에서 수직 상부로 연장된 연결단( 나선단부 또는 보조 연결수단 )이 상기 걸림홈(631a)에 연결됨으로써 단일의 연결점을 형성하게 된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 자유 이동형 가이더의 코일 기구가 구비되는 케이스의 상면 및 하면에 전도성 물질을 도포하고 상면과 하면 간을 전기적으로 절연시킴으로써, 케이스의 상면 및 하면을, 코일( 또는 코일들 )과 전술한 바의 회로부 간에 필요한 전기적 경로로, 또는 복수의 가이더들에 의해 복수의 코일들이 케이스 내에 구비된 경우에는 그 코일들 간의 전기적 경로로 사용할 수도 있다.

이와 같이, 케이스의 상면과 하면을 코일에 대한 전기적 경로로 사용하기 위해서, 가이더의 일부를 전도성 재질로 구현하거나, 전도성 물질을 표면에 도포하게 되며, 가이더의 커넥터는 도전체로 구성하되, 도 16에 예시된 바와 같이, 절연체(1601)가 삽입되어 각 암(arm)간에는 전기적으로 절연시킨다. 그리고, 케이스 상하면을 어떤 전기적 경로로 사용할 것인가에 따라, 적어도 필요 캐리어에 대하여 바디부를 포함하여 상측( 상부 리테이너와 그 리테이너에 구비된 볼 )이나 하측( 하부 리테이너와 그 리테이너에 구비된 볼 )의 적어도 표면이 전도성을 갖도록 구성한다.

도 16은, 자유 이동형 가이더에 구비된 하나의 코일에 대해, 2개의 캐리어(71,72)를 사용하여 양 나선단부를 커넥터를 통해 케이스의 상면과 하면에 각기 전기적으로 연결시킴으로써, 전술한 바의 회로부까지 전기적 경로를 완성하는 것을 예시적으로 보여준다. 본 실시예에서는, 상면에 볼이 접촉되는 캐리어(71)는 상부 리테이너가 전도체로 구성되고, 하면에 볼이 접촉되는 캐리어(72)는 하부 리테이너가 전도체로 구성됨에 따라, 코일의 양 나선단에 대해 케이스의 상면 및 하면과의 각 전기적 경로(1611,1612)가 형성되는 것이다.

전술한 바와 같은 가이더를 통한 상면 및 하면과의 전기적 접촉 원리는, 코일간의 전기적 연결을 위해서도 적용될 수 있다. 예를 들어, 3개의 자유 이동형 가이더에 의해 3개의 코일들이 케이스 내에 구비된 경우에, 제 1코일과 제 2코일의 나선단부는 상면을 통해, 그리고 제 2코일의 다른 나선단부와 제 3코일의 나선단부는 하면을 통해 전기적으로 연결되게 할 수 있다. 이를 위해, 각 가이더의 캐리어 그룹에서 적절한 캐리어가 선택되어( 제 2코일에 대해서는 상면과 하면의 양 접촉을 위해 2개의 캐리어 선택이 필요하다. ) 그 상측 또는 하측이 전도성을 갖도록 한다. 그리고, 제 1코일과 제 3코일에서 상면 또는 하면과 연결되지 않은 나선단은, 전술하였던 바와 같이 변형이 자유로운 실과 같은 가는 와이어를 통해 케이스에 내장된 또는 외장된 회로부와 전기적으로 연결된다. 이와 같이 연속 배치된 3개의 코일들 간의 전기적 연결을 위해, 전도성의 상면과 하면을 사용하는 실시예에 대한 전기적 회로는, 도 8b에서, 트랙봉을 케이스의 상면과 하면으로 대체한 회로도와 동일하다.

케이스내의 상면과 하면에 밀착하면서 그 면 상을 슬라이드할 수 있는 캐리어 그룹, 바람직하게는 도 14와 같이 서로 연결된 3개의 캐리어들은, 전술한 트랙봉으로써 구성된 경로 고정형 가이더를 사용하여 복수의 코일들을 장착하는 실시예들에서, 코일의 전기적 연결을 위해서 사용할 수도 있다. 이렇게 사용하는 캐리어 그룹을 '접속용 캐리어단'이라 칭한다. 접속용 캐리어단을 사용하는 경우에는, 복수의 코일들 중 양 끝에 각기 위치하는 양 코일의 일 나선단부를 케이스의 상면 또는 하면에 전기적 접촉시키기 위해, 도 17에 예시된 바와 같이, 접속용 캐리어단(80)이, 바람직하게는 코일의 중앙에 위치하도록 장착된다. 코일 중앙에 위치시키기 위해서는, 도 14에 예시한 구조의 캐리어를, 높이를 제외하고는 모든 크기를 축소시키고, 접속용 캐리어단의 전체 직경도 도 14의 실시예의 결합된 캐리어들의 경우보다 충분히 짧게 하는 결합구(80a)를 통해 이들을 결합함으로써 접속용 캐리어단(80)을 구성한다.

그리고, 코일 중앙에 위치하는 접속용 캐리어단(80)이 이동하면서 이동하는 코일과 충돌하거나 코일의 이동을 방해하는 것을 방지하기 위해, 트랙봉과 접속용 캐리어단 사이의 간격이 유지되면서 항상 그 코일의 중앙에 위치하게 하는 장력 조절기가 트랙봉에 구비된다. 이 장력 조절기는, 각 트랙봉을 따라 슬라이드하는 베어링 부재(81)와, 그 베어링 부재와 접속용 캐리어단 간을 일정 장력으로서 연결하는 텐션 와이어(82)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 베어링 부재(81)는, 해당 코일이 트랙봉에 걸려서 장착되게 하는 커넥터(83)와도 연결되어 그 커넥터와 함께 트랙봉 상을 자유로이 이동한다.

상기 접속용 캐리어단(80)은, 트랙봉, 예를 들어 1쌍의 레일로 구성된 트랙봉의 각 레일로부터 상기 텐션 와이어(82)에 의해 서로 반대 방향에서 각기 잡아당겨지므로, 코일의 중앙 위치에서 벗어날 수가 없다. 따라서, 코일의 중력에 따른 이동( 즉, 양 커넥터의 이동 ) 시에 그 코일과 함께 이동하면서 코일의 중앙 위치를 유지하게 된다.

상기 텐션 와이어(82) 중 어느 한 쪽은, 코일의 일 나선단부, 커넥터, 그리고 접속용 캐리어단의 모든 캐리어, 또는 어느 한 캐리어의 상측( 또는 하측 ) 사이의 전기적 경로를 완성함으로써, 코일의 일 나선단부가 케이스의 상면( 또는 하면 )까지 전기적으로 결선되게 한다.

그리고, 복수의 코일들 중에서, 접속용 캐리어단을 통해 케이스의 상면 또는 하면과 일 나선단부가 전기적 연결되는 코일의 타 나선단부, 그리고 나머지 코일들의 양 나선단부에 대한 전기적 결선은, 앞서의 트랙봉 구조를 채택한 코일 기구에 대한 다양한 실시예들의 설명에서 상세히 설명한 바 있으므로, 여기서의 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 케이스의 상면과 하면 상을 롤링할 수 있는 캐리어를 사용하여 가이더를 구성하지 않고, 코일들이 슬라이드할 수 있는 고정 경로를 제공하는 트랙봉으로써 가이더를 구성하여, 케이스의 내부 공간에서 코일이 이차원적으로 자유 이동하게 할 수가 있다. 도 18은, 본 실시예에 따른 가이더를 포함하는 코일 기구(500)를 예시적으로 도시한 것이다.

본 실시예에 따른 가이더는, 커넥터에 의해 코일이 이동가능하도록 연결되는 제 1트랙봉(510)과, 그 제 1트랙봉(510)이 횡방향으로 이동가능하도록 그 양쪽 단이 걸려서 연결되는 제 2트랙봉(520)을 포함하여 구성된다.

도 18에 예시된 바와 같은 구조의 상기 제 1 및 제 2트랙봉(510,520)은, 전술한 실시예들에서의 트랙봉이 갖는 다양한 특성이 적용 가능한 경우에는 그 특성을 그대로 가질 수 있다. 그리고, 상기 제 2트랙봉(520)은, 상기 제 1트랙봉(510) 과는 길이 방향이 서로 직교하도록 케이스 내에 고정 장착되고, 상기 제 1트랙봉(510)이 슬라이드 가능하도록 상기 제 2트랙봉(520)에 연결되는 한 쌍의 연결점들은, 그 연결점들을 잇는 가상선(181)을 기준으로 상기 제 1트랙봉(510)의 양측이 무게의 균형을 이루게 되는 점들이다. 이렇게 상기 제 1트랙봉(510)이 상기 제 2트랙봉(520)에 연결됨에 따라, 상기 제 1트랙봉(510)에 연결되어 있는 코일의 회동축(182)은 코일의 이동 후 안정상태가 되면 수평을 이루게 된다.

상기 코일 기구(500)가 장착된 케이스를 장착한 사람 등의 일상 생활에 따라 그 케이스에 외력이 작용하여 케이스 내부 공간이 형태가 변형되거나 또는 그 케이스의 공간적 위상이 변함에 따라 그 내부 공간에서 최저점의 위치가 2차원적으로 달라지게 되면, 코일은 상기 제 1트랙봉(510)의 길이 방향의 축(dir_X) 상에서 가장 낮은 지점으로 이동하고, 이와 동시에, 상기 제 1트랙봉(510)은 상기 제 2트랙봉(520)의 길이 방향의 축(dir_Y) 상에서 가장 낮은 지점으로 이동하게 된다. 따라서, 종국적으로는, 코일이 중력에 의해 2차원적으로 이동하여 새로운 최저점에 위치하게 된다.

그리고, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 코일이 회동축(182)을 기준으로 그 양측의 무게가 동등하도록 연결점이 선정되어 상기 제 1트랙봉(510)에 장착된 경우라면, 2차원적으로 자유 이동하여 새로이 위치하게 된 최저점에서 코일면은 수평을 유지하게 된다.

본 발명에 따른, 중력에 따라 코일이 자유로이 이동하여 최저점에 위치하게 함으로써 무선 방식으로의 전기 에너지 전달이 효율적으로 이루어질 수 있게 하는 전술한 실시예들에서 상세히 설명된 다양한 방식들은 상호 양립할 수 없는 경우가 아니라면 적절히 결합되어 함께 실시될 수 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

10: 코일 20: 가이더(guider)
21: 트랙봉 22: 커넥터
23: 스페이서(spacer) 32: 커넥터
60: 가이더 61: 캐리어(carrier)
62: 커넥터 62a: 암(arm)
63: 커넥터 80: 접속용 캐리어단
81: 베어링 부재 82: 텐션 와이어(tension wire)
100: 코일 기구 110: 타원형 코일
200: 케이스 201: 내부 공간
210: 완충부재 212: 날개부
300, 400, 500: 코일 기구 510, 520: 트랙봉
611: 바디부 612: 상부 컨테이너
612: 하부 컨테이너 614: 스프링
615: 볼(ball) 621a: 둥근 고리부
631: 암(arm) 1100: 코일 기구

Claims

무선으로 전기 에너지를 송신 또는 수신하기 위한 장치에 있어서,
내부 공간을 유지하면서 휘어진 형태로 변형될 수 있는 케이스와,
도체가 나선형으로 감겨져 있는 코일과,
상기 내부 공간에서 가장 낮은 위치 에너지의 지점으로 상기 코일이 자유 이동할 수 있는 상태로 상기 코일을 상기 내부 공간에 장착시킨 가이더와,
상기 코일과 전자기적으로 상호 작용하기 위한 대응 코일을 내장하고 있는, 휘어진 형태로 변형된 상기 케이스의 외면의 곡률과 동일한 곡률의 외면이 되도록 변형될 수 있는 제 2케이스를 포함하여 구성된 장치.
제 1항에 있어서,
상기 가이더는, 상기 케이스 내에 지지되어, 상기 케이스의 변형된 곡률과 동일한 곡률로 변형될 수 있는 트랙봉과, 일단(一端)은 상기 트랙봉을 따라 이동할 수 있는 상태로 상기 트랙봉에 연결되고 타단(他端)은 상기 코일에 연결되는 커넥터를 포함하여 구성되는 것인 장치.
제 2항에 있어서,
상기 트랙봉은 전도성을 가지고, 상기 트랙봉에는 전도성의 윤활제가 도포되어 있는 것인 장치.
제 2항에 있어서,
상기 트랙봉은 전도성을 가지고, 상기 코일은 복수개이며 그 코일들 중 적어도 한 쌍의 서로 인접된 코일들의 각 나선단(螺線端)은 상기 트랙봉을 통해 전기적으로 상호 연결된 것인 장치.
제 4항에 있어서,
상기 트랙봉은 서로 평행하게 배치된 한 쌍의 레일들로 구성되고, 서로 연속되어 배열된 3개의 코일들 중, 첫번째와 두번째 코일들의 일 나선단은 상기 한 쌍의 레일들 중 하나를 통해, 그리고 두번째 코일의 타 나선단과 세번째 코일의 일 나선단은 상기 한 쌍의 레일들 중 다른 하나를 통해 전기적으로 상호 연결된 것인 장치.
무선으로 전기 에너지를 송신 또는 수신하기 위한 장치에 있어서,
내부 공간을 유지하면서 휘어진 형태로 변형될 수 있는 케이스와,
도체가 나선형으로 감겨져 있는 복수개의 코일과,
상기 내부 공간에서 가장 낮은 위치 에너지의 지점으로 상기 코일들이 자유 이동할 수 있는 상태로 상기 코일들을 상기 내부 공간에 장착시킨 가이더를 포함하여 구성되되,
상기 가이더는, 상기 케이스 내에 지지되어, 상기 케이스의 변형된 곡률과 동일한 곡률로 변형될 수 있는 트랙봉과, 일단(一端)은 상기 트랙봉을 따라 이동할 수 있는 상태로 상기 트랙봉에 연결되고 타단(他端)은 상기 코일들에 각기 연결되는 커넥터들을 포함하여 구성되고,
상기 코일들의 각각은, 개별적으로 대응되는 커넥터에 의해 상기 트랙봉에 연결되어 있으며, 상기 트랙봉 상의 상기 커넥터들 사이에는, 상기 트랙봉을 따라 이동가능하도록 장착되는 스페이서(spacer)를 더 포함하여 구성되며, 상기 스페이서는 양 측의 코일들이 서로 접근할 수 있는 거리를 제한하는 것인 장치.
제 6항에 있어서,
상기 스페이서는 전도성을 가지며, 상기 양 측의 코일들의 각 나선단은 상기 스페이서를 통해 전기적으로 상호 연결되는 것인 장치.
제 2항에 있어서,
상기 코일은 복수개이고, 그 복수개의 코일들 중 임의 코일을 기준으로 그 양측에 인접하여 배치된 2개의 코일들은, 코일면과 상기 내부 공간의 상면 또는 하면과의 간격이 서로 다르도록, 상기 복수개의 코일들이 상기 내부 공간에 장착되어 있는 것인 장치.
제 2항에 있어서,
상기 코일은 복수개이고, 서로 인접하여 배치된 2개의 코일들은, 코일면들이 서로 동평면을 이룰 수 있도록, 코일면과 상기 내부 공간의 상면 또는 하면까지의 간격을 서로 다르게 하여, 상기 복수개의 코일들이 상기 내부 공간에 장착되어 있는 것인 장치.
제 2항에 있어서,
상기 가이더는, 상기 코일이 이동하는 방향과 직교하는 방향으로 상기 트랙봉이 중력에 의해 이동할 수 있는 상태로 상기 트랙봉을 장착시킨 제 2트랙봉을 더 포함하여 구성된 것인 장치.
무선으로 전기 에너지를 송신 또는 수신하기 위한 장치에 있어서,
내부 공간을 유지하면서 휘어진 형태로 변형될 수 있는 케이스와,
도체가 나선형으로 감겨져 있는 코일과,
상기 내부 공간에서 가장 낮은 위치 에너지의 지점으로 상기 코일이 자유 이동할 수 있는 상태로 상기 코일을 상기 내부 공간에 장착시킨 가이더를 포함하여 구성되되,
상기 가이더는, 상기 내부 공간의 상면과 하면에 밀착된 채로 그 상면과 하면에 대해 슬라이드 가능하도록, 서로 등간격으로 이격되어 상기 내부 공간에 각기 안착된 복수의 캐리어(carrier)들과, 상기 복수의 캐리어들을 서로 연결한 채로 상기 코일이 장착될 수 있는 커넥터를 포함하여 구성되는 것인 장치.
제 2항 또는 제 11항에 있어서,
상기 코일은, 상기 커넥터와의 하나 이상의 연결점보다는 낮은 높이에 코일면이 위치하도록 상기 가이더에 의해 장착되어 있는 것인 장치.
제 12항에 있어서,
상기 코일은, 그 무게 중심점이, 상기 하나 이상의 연결점의 중심점의 수직 하방에 놓이도록 장착되어 있는 것인 장치.
제 13항에 있어서,
상기 코일은 하나의 연결점으로써 상기 커넥터에 연결되어 있는 것인 장치.
제 13항에 있어서,
상기 코일은 2개의 연결점으로써 상기 커넥터에 연결되어 있는 것인 장치.
제 1항에 있어서,
상기 케이스의 상면 및 하면은 전도성을 가지며, 그 상면과 하면은 전기적으로 서로 절연되어 있는 것인 장치.
제 16항에 있어서,
상기 코일의 일단(一端)은 전도체(conductor)를 통해 상기 상면에, 그 코일의 타단(他端)은 다른 전도체를 통해 상기 하면에 전기적으로 연결되는 것인 장치.
제 16항에 있어서,
상기 코일은 복수개이고, 그 복수개 코일들 중 한 쪽 끝의 코일은 전도체를 통해 상기 상면에만, 다른 쪽 끝의 코일은 다른 전도체를 통해 상기 하면에만 전기적으로 연결되는 것인 장치.
제 16항에 있어서,
상기 코일은 복수개이고, 그 복수개 코일들에서 서로 연속 배치된 3개의 코일들 중 첫번째 코일의 일단(一端)과 두번째 코일의 일단은 각기 전도체를 통해 상기 상면에만, 상기 두번째 코일의 타단(他端)과 세번째 코일들의 일단은 각기 전도체를 통해 상기 하면에만 전기적으로 연결되는 것인 장치.
제 17항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가이더는, 상기 내부 공간의 상면과 하면에 밀착된 채로 그 상면과 하면에 대해 슬라이드 가능하도록, 서로 등간격으로 이격되어 상기 내부 공간에 각기 안착된 복수의 캐리어들을 포함하여 구성되되, 상기 복수의 캐리어들 중 적어도 하나의 캐리어는 상기 전도체에 해당하는 부분을 포함하는 것인 장치.
제 16항에 있어서,
상기 케이스의 상면과 하면에는 전도성 윤활제가 도포되어 있는 것인 장치.
제 1항에 있어서,
상기 코일은 복수개이고, 그 복수개의 코일들은 전기적으로 서로 직렬이 되는 방식으로 결선되어 있는 것인 장치.
삭제
무선으로 전기 에너지를 송신 또는 수신하기 위한 장치에 있어서,
내부 공간을 유지하면서 휘어진 형태로 변형될 수 있는 케이스와,
도체가 나선형으로 감겨져 있는 코일과,
상기 내부 공간에서 가장 낮은 위치 에너지의 지점으로 상기 코일이 자유 이동할 수 있는 상태로 상기 코일을 상기 내부 공간에 장착시킨 가이더를 포함하여 구성되되,
상기 케이스의 서로 대칭되는 양 외면에는, 해당 외면에서 멀어질수록 두께가 얇아지는 형태인, 탄성 재질의 날개부가 각각 구비된 것인 장치.
무선으로 전기 에너지를 송신 또는 수신하기 위한 장치에 있어서,
내부 공간을 유지하면서 휘어진 형태로 변형될 수 있는 케이스와,
도체가 나선형으로 감겨져 있는 코일과,
상기 내부 공간에서 가장 낮은 위치 에너지의 지점으로 상기 코일이 자유 이동할 수 있는 상태로 상기 코일을 상기 내부 공간에 장착시킨 가이더를 포함하여 구성되되,
상기 케이스가 변형될 때 오목해 지는 외면에는 그 외면을 커버하는 탄성 재질의 완충재가 부착되어 있는 것인 장치.
제 1항에 있어서,
상기 코일은, 전자기 에너지로부터 유도 전류를 획득하기 위한 것이거나, 또는 공급되는 전기 에너지로부터 전자기 에너지를 유도하기 위한 것인 장치.
제 1항에 있어서,
상기 코일은 타원형 형태이고, 그 단축(短軸)이 상기 케이스가 휘어질 수 있는 방향으로 정렬되도록 상기 내부 공간에 장착되어 있는 것인 장치.
제 1항에 있어서,
상기 코일은, 상기 케이스가 휘어질 수 있는 방향을 따라 휘어져 있는 것인 장치.
제 1항에 있어서,
상기 케이스는, 중력 방향을 따라 외면에 작용하는 힘이 있을 때, 그 힘이 작용하는 부분의 상부가 하부와 서로 밀착될 수 있는 탄성을 갖는 것인 장치.