KR101976430B1 - 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치 - Google Patents

자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치에 관한 것으로, 수납케이스(10)에 스마트폰을 지지하고 상승 및 하강이 가능한 지지장치(70)가 구비된다. 따라서 스마트폰 삽입시 바닥과의 충돌에 의한 충격이 방지되고, 수납케이스 개방시 자동으로 스마트폰이 상승하여 사용자가 꺼내기 용이하다.

Description

자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치{STROAGE DEVICE FOR SMARTPHONE WIRELESS CHARGING OF CONSOLE FOR CAR}
본 발명은 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 실내에서 스마트폰을 안전하게 보관 및 무선 충전할 수 있도록 된 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치에 관한 것이다.
차량 운행 중 스마트폰을 충전할 때는 주로 시거잭을 전원으로 이용하여 유선으로 스마트폰과 연결함으로써 충전을 실시하였다. 그런데 최근에는 무선 충전기가 널리 사용되면서 차량내 스마트폰의 충전에도 무선 충전 방식이 이용되는 경우가 늘고 있다.
일반적으로 차량의 스마트폰 무선 충전 장치는 센터페시아 아래쪽 부분에 무선 충전기가 내장된 트레이를 마련하고, 트레이에 스마트폰을 올려 놓으면 무선 충전이 이루어지는 구조로 되어 있었다.
상기 무선 충전 트레이에는 주행 중 스마트폰이 일정 위치를 유지할 수 있도록 스마트폰이 두께 방향으로 삽입되는 직사각형의 거치홈이 형성되어 있고, 또한 트레이의 표면에는 충격 흡수 및 소음 방지 등의 목적으로 패드가 부착되어 있다.
그러나, 상기와 같이 별도의 무선 충전 트레이를 설치하게 되면 트레이가 차량 실내 공간을 추가로 점유하게 되는 단점이 있었다.
또한, 차량 주행 진동에 의해 충전 트레이에 올려 놓은 스마트폰이 트레이 밖으로 떨어지는 등 스마트폰의 거치 안전성이 좋지 못하여, 충전 효율이 저하됨은 물론 낙하 충격으로 인해 스마트폰의 고장이 발생하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1517694호(2015.04.28. 등록)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스마트폰 충전 장치의 설치에 의해 차량 실내 공간의 추가 점유가 발생하지 않고, 충전 보관 상태가 매우 안전하여 충전 효율이 향상됨은 물론 스마트폰의 낙하 우려가 없어 스마트폰의 고장을 방지할 수 있도록 된 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 콘솔의 내부에 설치되어 콘솔에 형성된 개구부를 통해 회동 개폐되고 스마트폰을 삽입하여 수납할 수 있는 수납공간이 형성된 수납케이스와, 상기 콘솔의 내측면에 장착되어 상기 수납케이스를 감싸는 어퍼하우징과 로워하우징, 상기 수납케이스의 내부에 설치된 무선충전장치, 상기 수납케이스와 어퍼하우징 사이에 설치되어 수납케이스를 개폐 작동시키는 개폐장치, 상기 수납케이스에 설치되어 수납공간으로 삽입되는 스마트폰을 중간 높이에서 지지하여 스마트폰이 바닥과 충돌하는 것을 방지하고 수납케이스 재개방시 스마트폰을 상승시켜 수납케이스의 외부로 스마트폰의 상부를 돌출시키는 지지장치 및 상기 무선충전장치, 개폐장치, 지지장치의 작동을 제어하는 전자제어유니트를 포함한다.
상기 수납케이스의 내부에 무선충전장치 설치공간이 형성되고, 그 무선충전장치 설치공간에 상기 무선충전장치가 설치되며, 무선충전장치 설치공간은 상기 수납공간과 연통홀을 통해 연통되고, 상기 무선충전장치의 충전면이 연통홀을 통해 노출되어 상기 수납공간의 일측면을 형성한다.
상기 수납케이스의 후면 양측에 제1마운팅부가 돌출 형성되고, 그 제1마운팅부에 모터설치부가 형성되며, 상기 개폐장치는 상기 모터설치부에 설치되는 개폐용 모터와, 그 개폐용 모터의 출력축에 설치된 피니언기어를 포함하며, 상기 어퍼하우징에 수납케이스의 회동축과 동심인 호형의 피니언이동홀이 형성되고, 그 피니언이동홀의 일측면에 개폐용 모터의 피니언기어와 치합되는 랙기어가 형성된다.
상기 지지장치는 수납공간의 내부에 상하 이동 가능하게 설치된 지지대와, 상기 수납공간의 내측 바닥에 설치된 승강모터를 포함하고, 상기 지지대의 중간에 수직으로 형성된 랙기어에 상기 승강모터의 출력축에 설치된 피니언기어가 치합된다.
상기 지지대의 양측부에 수직벽체인 연결부가 형성되고, 그 연결부는 수납케이스에 고정된 가이드레일의 이동레일에 고정된다.
상기 어퍼하우징의 내측면에 경사가이드가 장착되고, 그 경사가이드의 양측면에는 하단에 비해 상단이 수납케이스 개방 방향으로 경사지게 형성된 경사슬롯이 형성되며, 상기 지지대의 후방에 돌출 형성된 연장단부가 상기 경사가이드의 양측면 사이로 삽입되고, 상기 연장단부의 양측면에 돌출 형성된 각 핀이 상기 양측 경사슬롯에 삽입된다.
상기 수납케이스의 설치홈 상부 일측에 설치된 근접센서 또는 상기 지지대 상면에 설치된 접촉감지센서 중 어느 하나에 의해서 스마트폰 감지신호가 전자제어유니트로 전달되면, 전자제어유니트는 상기 수납공간으로 스마트폰이 삽입되어 상기 지지대에 지지되었음을 인지한다.
상기 전자제어유니트는 지지대에 스마트폰이 지지되지 않은 경우 상기 승강모터를 작동시켜 지지대를 최상 위치로 상승시킨다.
상기 전자제어유니트는 수납케이스가 열린 상태에서 상기 지지대에 스마트폰이 지지되면 상기 승강모터를 작동시켜 지지대를 최하 위치로 하강시킨다.
상기 전자제어유니트는 지지대가 하강한 위치에서 상기 수납케이스가 열리면 상기 승강모터를 작동시켜 지지대를 최상 위치로 상승시킨다.
상기 콘솔의 외측면에 수납케이스 개폐 조작 신호를 전자제어유니트로 전달하는 개폐버튼이 구비된다.
상기 개폐버튼은 내부에 LED소자를 구비하여 상기 무선충전장치에 의한 스마트폰 충전이 진행중일 경우와 스마트폰 충전이 완료된 경우에 서로 다른 색으로 발광된다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 상기 수납케이스가 콘솔의 후면에 회동 방식으로 개폐되도록 설치됨으로써 센터페시아 하부에 무선 충전 트레이 설치 공간을 확보할 필요가 없게 되고, 충전시 별도의 실내 공간을 차지하지 않게 되는 효과가 있다.
또한 스마트폰이 수납케이스 내부의 수납공간으로 삽입되고, 수납케이스가 콘솔의 안쪽으로 회동되어 수납공간의 입구가 닫힌 상태에서 스마트폰의 충전 및 보관 상태가 유지되므로 스마트폰의 충전 위치가 안정적으로 유지되어 스마트폰 충전 효율이 향상된다.
또한 상기 수납케이스의 내부에는 지지장치가 마련되어 스마트폰을 수납케이스의 내부로 삽입할 때 스마트폰이 수납케이스의 바닥으로 바로 떨어져 충격을 받는 것을 방지할 수 있다.
또한 상기 지지장치는 수납케이스가 개방되면 스마트폰을 다시 상승시켜 줌으로써 사용자가 수납케이스로부터 스마트폰을 용이하게 꺼낼 수 있도록 해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트폰 무선 충전 수납장치가 설치되는 콘솔의 사시도.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 스마트폰 무선 충전 수납장치의 설치 상태도로서 콘솔의 바디 중 후방면만을 도시하고, 그에 함께 스마트폰 무선 충전 수납장치를 도시한 것으로,
도 2는 수납케이스가 닫힌 상태의 도면.
도 3은 수납케이스가 열린 상태의 도면.
도 4는 도 2에서 무선 충전 수납장치의 어퍼하우징과 로워하우징 및 수납케이스의 커버를 제거한 상태의 도면.
도 5는 도 4의 배면 사시도.
도 6은 수납케이스의 정면도.
도 7은 수납케이스 내부의 부품 설치 상태로서, 본 발명의 일 구성인 지지장치의 정면도.
도 8은 상기 도 7의 배면도(경사가이드 제거 상태).
도 9는 상기 도 7의 우측면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트폰 무선 충전 수납장치가 설치되는 콘솔의 사시도로서, 차량의 실내 바닥에 설치되는 콘솔(1)의 후방패널(1a)에 스마트폰을 수납하여 무선으로 충전할 수 있는 무선 충전 수납장치(100)가 설치된다(화살표 F는 Front(차량의 전방), 화살표 R은 Rear(차량의 후방) 방향을 표시함).
콘솔(1)의 상부에 구비된 암레스트(2)는 전후 방향으로 슬라이딩 이동 가능하며, 콘솔(1) 내부의 수납 공간을 개폐한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 무선 충전 수납장치(100)는 콘솔(1)의 후방패널(1a) 내부에 설치되어 콘솔(1)의 후방패널(1a)에 형성된 개구부(1b)를 통해 콘솔(1)의 외부 및 내부로 개폐될 수 있다.
상기 무선 충전 수납장치(100)는 상기 콘솔(1)의 내측부에 하단이 회동축(10a)(도 5 참조)을 중심으로 회동 가능하도록 설치되어 상기 개구부(1b)를 통해 개폐되는 수납케이스(10)와, 상기 콘솔(1) 후방패널(1a)의 내측에 장착되어 상기 수납케이스(10)를 감싸는 어퍼하우징(20)과 로워하우징(25), 상기 수납케이스(10)의 내부에 설치된 무선충전장치(30), 상기 수납케이스(10)와 어퍼하우징(20) 사이에 설치되어 수납케이스(10)를 개폐 작동시키는 개폐장치(40) 및 상기 수납케이스(10)에 설치되어 수납케이스(10)로 삽입되는 스마트폰(P)을 중간 높이에서 지지하여 스마트폰(P)의 낙하를 막고 수납케이스(10) 재개방시 스마트폰(P)을 상승시켜 수납케이스(10)의 외부로 스마트폰(P)의 상부를 돌출시키는 지지장치(70)를 포함한다.
상기 수납케이스(10)의 하단 일측 모서리부에 회동축(10a)이 형성되고, 그 회동축(10a)의 단부가 삽입 지지되는 축 지지부(미도시)가 어퍼하우징(20)의 대응 부분에 형성된다.
수납케이스(10)의 내부에는 스마트폰(P)을 수용할 수 있는 수납공간(11)이 형성되고, 그 수납공간(11)의 입구 즉, 삽입홀(11a)은 수납케이스(10)의 상단면에 형성된다. 따라서, 삽입홀(11a)을 통해 스마트폰(P)을 삽입하여 수납케이스(10) 내부의 수납공간(11)에 수납하거나 그로부터 꺼낼 수 있다(도 3, 도 6 참조).
수납케이스(11)의 전면부(콘솔(1)의 후방쪽 면)에는 무선충전장치 설치공간(12)이 형성되고, 그 무선충전장치 설치공간(12)에 상기 무선충전장치(30)가 설치된다. 무선충전장치 설치공간(12)과 상기 수납공간(11)은 상호 연통되어 있어 그 연통홀(13)를 통해 무선충전장치(30)의 충전면이 수납공간(11)의 내부로 노출되도록 되어 있다. 즉, 무선충전장치(30)의 충전면이 수납공간(11)의 일측면을 형성하여 수납공간(11)에 수납된 스마트폰이 무선충전장치(30)의 충전면에 접촉될 수 있도록 되어 있다.
상기 연통홀(13)의 테두리에는 복수의 브라켓(13a)이 형성되어, 그 브라켓(13a)에 무선충전장치(30)가 볼트 등의 체결수단을 매개로 장착된다(도 6 참조).
수납케이스(11)의 전방 최외측 즉, 상기 무선충전장치 설치공간(12)의 외측에는 커버(14)가 설치되어 무선충전장치 설치공간(12)을 외부에 대해 차폐한다. 상기 커버(14)는 수납케이스(11)가 닫혔을 때 콘솔(1)의 후방패널(1a)과 동일한 면을 형성하여 콘솔(1)의 외관을 미려하게 해준다.
수납케이스(10)의 후면 하부 양측에는 대략 직사각형 벽체 형상의 제1마운팅부(15)가 상호 평행하게 후방으로 돌출 형성된다.
상기 제1마운팅부(15)에는 상기 개폐장치(40)가 설치된다. 양측 제1마운팅부(15)에는 개폐용 모터(41)를 삽입하거나 또는 장착할 수 있는 형상의 모터설치부(15a)가 형성되고, 그 모터설치부(15a)에 개폐용 모터(41)가 설치된다.
양측 개폐용 모터(41)는 출력축이 각각 제1마운팅부(15)의 외측 방향(커버(14)를 정면에서 바라보았을 때 양측 방향)으로 돌출되도록 설치되고, 출력축의 단부에는 피니언기어(42)가 설치된다.
도 2, 도 3에서와 같이 상기 어퍼하우징(20)의 양측면에는 상기 피니언기어(42)의 대응 위치에 호형의 피니언이동홀(21)이 형성되고, 그 피니언이동홀(21)의 일측면에 상기 피니언기어(42)와 치합되는 랙기어(21a)가 형성된다.
상기 피니언이동홀(21)은 수납케이스(10)의 회동축(10a)(도 5 참조)과 중심이 동일한 호 형상으로 형성되어 수납케이스(10)가 회동축(10a)을 중심으로 회동할 때 상기 피니언기어(42)가 어퍼하우징(20)에 간섭되지 않고 이동할 수 있는 이동 경로를 형성한다.
따라서 상기 피니언이동홀(21)의 일측면에 랙기어(21a)를 형성하고 그에 피니언기어(42)를 치합시킴으로써 개폐용 모터(41)가 작동하면 피니언기어(42)가 랙기어(21a)를 따라 이동하게 되고, 이에 수납케이스(10)가 콘솔(1)의 후방패널(1a) 외측으로 회동되어 열리거나 반대로 콘솔(1)의 내부로 회동되어 닫히게 된다.
도 5 내지 도 9와 같이, 수납케이스(10)의 내측 하부에는 상기 지지장치(70)가 설치된다. 지지장치(70)는 스마트폰을 수납케이스(10)의 수납공간(11)으로 삽입할 때 스마트폰이 수납공간(11)의 바닥으로 바로 떨어져 충격을 받는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 지지장치(70)의 구성은 다음과 같다. 수납케이스(10)의 수납공간(11) 내부에는 스마트폰(P)을 지지하는 지지대(71)가 구비된다. 상기 지지대(71)는 수평 상태로 설치되고, 중앙에는 수직 하방으로으로 랙기어(71a)가 형성되며, 양측 단부에는 수직 벽체인 연결부(71b)가 형성되어 있다.
상기 수납케이스(10)의 바닥에는 상기 지지대(71)를 승강시키기 위한 승강모터(72)가 설치된다. 승강모터(72)의 출력축에는 피니언기어(72a)가 구비되며, 그 피니언기어(72a)는 상기 지지대(71)의 랙기어(71a)에 치합된다. 상기 승강모터(72)는 이후 설명할 전자제어유니트에 연결되어 작동 제어되는데, 승강모터(72)의 회전 방향에 따라 상기 피니언기어(72a)가 랙기어(71a)를 구동하여 지지대(71)를 상승 및 하강시킬 수 있다.
상기 지지대(71) 양측의 연결부(71b)는 가이드레일(73)을 매개로 수납케이스(10)의 일측부에 연결된다. 상기 가이드레일(73)은 고정레일(73a)과 이동레일(73b)을 포함하는 것으로 고정레일(73a)은 상기 제1마운팅부(15)의 기단부(수납케이스(10)의 배면에 인접한 부분)에 고정되고, 이동레일(73b)은 상기 연결부(71b)의 외측면에 고정된다. 따라서 상기 지지대(71)가 승강모터(72)에 의해 상하 이동할 때 상기 가이드레일(73)에 의해 그 승강 경로가 정확하게 상하 직선 방향으로 안내된다.
한편, 도 5, 도 7, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 수납케이스(10)의 외측 후방에는 수납케이스(10)에 인접하여(양측 제1마운팅부(15)의 사이에 위치됨) 경사가이드(74)가 구비된다. 상기 경사가이드(74)는 후면(차량 전방쪽면)이 상기 어퍼하우징(20)의 내측면에 고정된다(어퍼하우징(20)의 내측면에 형성된 보스에 스크류로 장착됨).
상기 경사가이드(74)의 양 측면에는 하단을 기준으로 상단이 수납케이스(10)의 열림 방향(콘솔(1)의 후방쪽 방향)으로 기울어진 직선형의 경사슬롯(74a)이 형성된다. 그리고 상기 지지대(71)의 중간 후단에 돌출 형성된 연장단부(71c)가 경사가이드(74)의 양측면 사이로 삽입되고, 상기 연장단부(71c)의 양측면에 형성된 핀(71d)이 상기 경사슬롯(74a)에 삽입된다.
따라서 개폐장치(40)에 의해 수납케이스(10)가 개폐되고 상기 지지장치(70)에 의해 지지대(71)가 승강될 때 상기 핀(71d)은 경사슬롯(74a)을 따라 상승 또는 하강하게 된다. 즉 핀(71d)의 상승 및 하강이 경사슬롯(74a)의 범위에서 제한되며, 이에 의해 상기 지지대(71)의 승강 범위가 동일 범위에서 제한된다. 또한 핀(71d)의 전후 이동 범위 역시 경사슬롯(74a)의 상단과 하단의 전후 위치 차이의 범위에서 제한되므로 이에 따라 수납케이스(10)의 회동량 특히 전방 회동량이 일정 범위 내로 제한된다. 즉 수납케이스(10)가 항상 일정한 정도로 개방될 수 있는 것이다.
한편, 도 7, 도 8과 같이, 수납케이스(10)의 수납공간(11) 내부로 스마트폰(P)이 삽입되는 것을 감지하기 위하여 수납케이스(10)의 일측 또는 양측 상부에 근접센서(60)가 설치될 수 있다. 근접센서(60)는 수납케이스(10)의 양측면에 오목하게 상하 방향으로 형성된 설치홈(17)의 내측 상부에 위치된다. 상기 설치홈(17)에는 커버브라켓(18)이 장착되는데 상기 근접센서(60)는 커버브라켓(18)의 내측면에 고정된다.
근접센서(60)는 상부 일측에 감지 대상 물체까지의 거리를 측정할 수 있는 센싱부(61)가 구비되며, 센싱부(61)는 수납공간(11)을 향하도록 설치된다. 센싱부(61)와 마주하는 상기 설치홈(17)의 내측벽에는 센싱홀(17a)이 형성되며, 그 센싱홀(17a)을 통해 센싱부(61)는 수납공간(11)으로 삽입되는 스마트폰(P)을 감지할 수 있다.
한편, 수납공간(11)으로 스마트폰(P)이 삽입된 것을 감지하기 위해 상기 지지대(71)에 직접 접촉감지센서(미도시)를 설치할 수도 있다. 이와 같이 지지대(71)의 상면에 접촉감지센서를 설치하면 스마트폰(P)이 수납공간(71)으로 삽입되어 지지대(71)에 지지된 상태임을 보다 확실하게 감지할 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 5와 같이, 후방패널(1a)의 상부(수납케이스(10)가 개폐되는 개구부(1b)의 상부 중앙 부분)에는 개폐버튼(80)이 설치된다. 사용자는 이 개폐버튼(80)을 누름으로써 수납케이스(10)를 개폐할 수 있다.
상기 개폐버튼(80)은 반투명 재질로 이루어지고 내부에 LED가 구비되어 스마트폰 충전 진행 중일 때와 충전 완료일 때 서로 다른 색으로 발광되도록 되어 있다. 예를 들어 충전 진행 중일때는 적색, 충전이 완료되면 녹색으로 발광되도록 할 수 있다.
도 5와 같이, 상기 후방패널(1a)의 내측면에는 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 커넥터(90)가 구비된다. 커넥터(90)에는 상기 무선충전장치(30), 개폐용 모터(41), 승강모터(72) 및 상기 근접센서(60)(또는 지지대(71)에 설치된 접촉감지센서)와 개폐버튼(80) 등 스마트폰 무선 충전 수납장치의 모든 전기장치들에 필요한 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 전선들이 연결됨은 물론이다(도 5에서는 근접센서(60)와 개폐버튼(80)등에 연결된 일부 전선들만을 도시하였다).
조립 완료 상태에서 상기 커넥터(90)는 상기 로워하우징(25)의 내부에 위치되며, 로워하우징(25)의 하부에 형성된 개구부를 통해 삽입된 '다른 커넥터'와 연결된다. 상기 '다른 커넥터'는 상기 전기장치들에 작동 전류를 공급하는 전원(배터리) 및 제어 신호를 전달하는 전자제어유니트(미도시)에 연결된다. 상기 전자제어유니트는 콘솔(1)의 내부 공간에 설치될 수 있다.
상기 전자제어유니트는 개폐버튼(80) 조작 신호에 따라 개폐장치(40)를 작동시켜 수납케이스(10)를 개폐한다. 전자제어유니트는 수납케이스(10)가 닫혀 있을 때 개폐버튼 조작신호가 입력되면 개폐용 모터(41)를 정방향으로 회전시켜 수납케이스(10)를 개방하고, 수납케이스(10)가 열려 있을 때 개폐버튼 조작신호가 입력되면 개폐용 모터(41)를 역방향으로 회전시켜 수납케이스(10)를 닫는다. 수납케이스(10)의 개폐 상태는 별도의 감지센서를 어퍼하우징(20)에 설치하고 그 감지신호를 전자제어유니트에 전달함으로써 전자제어유니트가 인지하도록 할 수 있다.
또한 상기 전자제어유니트는 상기 근접센서(60)(또는 지지대(71)에 설치된 접촉감지센서)의 감지 신호에 따라 스마트폰(P)이 수납공간(11)에 삽입되어 있는지 아닌지를 인지할 수 있다.
스마트폰(P)이 수납공간(11)에 존재하지 않는 경우 상기 전자제어유니트는 상기 지지장치(70)의 승강모터(72)를 작동시켜 상기 지지대(71)를 항상 최상 높이로 이동시켜 둔다. 이는 지지대(71)를 수납공간(11)의 중간 높이에 위치시켜 스마트폰이 수납공간(11)의 바닥으로 떨어지기 전에 미리 지지해줄 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 지지대(71)를 대기 위치에 위치시켜 두는 것이다.
상기와 같은 대기상태에서 수납공간(11)으로 삽입된 스마트폰이 감지되면, 즉 대기상태의 지지대(71)에 스마트폰이 지지된 것이 감지되면 전자제어유니트는 상기 승강모터(72)를 작동시켜 지지대(71)를 최하 높이로 이동시킨다. 즉, 스마트폰의 상단까지 수납공간(11)의 내부로 완전히 삽입되도록 하여 수납케이스(10)가 닫힐 때 후방패널(1a)의 개구부(1b) 위쪽 테두리 부분에 스마트폰이 걸리는 것을 방지한다. 또한 상기와 같이 지지대(71)가 완전히 하강되어야만 정상적인 충전 위치에 스마트폰이 위치된다.
전자제어유니트는 상기와 같이 수납공간(11)에 스마트폰이 수납되고 이어 수납케이스(10)가 닫히면, 상기 무선충전장치(30)에 전원을 공급하여 스마트폰의 무선 충전을 시작한다. 충전이 시작되면 전술한 바와 같이 개폐버튼(80)이 적색으로 발광되고 이후 충전이 완료되면 개폐버튼(80)이 녹색으로 발광되어 사용자에게 스마트폰 충전이 완료되었음을 알려주도록 되어 있다.
또한 전자제어유니트는 수납케이스(10)가 닫힌 상태에서 상기 개폐버튼(80)이 눌리면 개폐장치(40)의 개폐용 모터(41)를 작동시켜 수납케이스(10)를 콘솔(1)의 외측으로 개방하고, 이어 지지장치(70)의 승강모터(72)를 작동시켜 지지대(71)를 최상 위치로 상승시킴으로써 스마트폰(P)의 상단이 수납케이스(10)의 수납공간(11) 외측으로 돌출되도록 한다. 이에 사용자는 스마트폰을 용이하게 꺼낼 수 있다.
이제, 본 발명에 따른 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치의 작용 효과를 설명한다.
스마트폰을 충전하지 않는 상태에서 상기 수납케이스(10)는 항상 닫힌 상태를 유지한다. 또한 이와 같이 스마트폰이 보관되지 않고 수납공간(11)이 빈 상태에서 상기 지지장치(70)의 지지대(71)는 항상 최상 높이로 상승되어 스마트폰의 삽입을 대기하고 있게 된다.
상기와 같이 지지대(71)는 대기 상태이고 수납케이스(10)는 닫힌 상태에서 사용자가 개폐버튼(80)을 누르면 전자제어유니트가 개폐장치(40)의 개폐용 모터(41)를 정방향으로 작동시킨다.
이에 개폐용 모터(41)의 피니언기어(42)가 어퍼하우징(20)의 랙기어(21a)를 따라 피니언이동홀(21)의 상부로 이동함으로써 수납케이스(10)가 회동축(10a)을 중심으로 콘솔(1)의 후방 외측으로 회동하여 개방된다.
수납케이스(10)가 개방되면 상단의 삽입홀(11a)이 콘솔(1) 외측으로 노출되고, 사용자는 스마트폰(P)을 삽입홀(11a)을 통해 수납공간(11)으로 삽입한다.
수납공간(11)으로 스마트폰을 삽입할 때 사용자는 스마트폰의 상부를 잡고 있는 상태에서 도 3의 상태까지 삽입하게 된다. 이때 최상 위치로 상승되어 있는 지지대(71)가 스마트폰의 하단을 지지하게 된다. 즉, 스마트폰을 수납공간(11)으로 삽입하여 지지대(71)에 지지될 때까지 스마트폰의 자유낙하는 발생하지 않는다. 만약 사용자가 스마트폰을 다소 높은 위치에서 일찍 놓아서 스마트폰에 소량의 자유낙하가 발생한다 하더라도 그 거리가 매우 작기 때문에 그때 발생하는 충격은 스마트폰의 내구성에 영향을 주지 않는다.
상기와 같이 스마트폰이 지지대(71)에 지지되면 수납공간(11)의 입구측 사이드부에 설치된 상기 근접센서(60)나 또는 지지대(71)에 설치된 접촉감지센서가 스마트폰을 감지한다.
상기 센서들로부터 감지신호가 입력되면 전자제어유니트는 지지대(71)에 스마트폰이 지지된 것으로 인지하고, 상기 승강모터(72)를 작동시켜 피니언기어(72a)와 랙기어(71a)의 작용에 의해 지지대(71)를 최하 위치로 하강시킨다. 이로써 스마트폰의 상단이 수납공간(11)의 내부로 완전히 삽입되고 스마트폰은 정확한 충전위치에 위치된다.
이때 근접센서(60)를 이용하는 경우에는 스마트폰이 감지된 순간부터 실제로 지지대(71)에 지지되는 시점까지 시간 차이가 존재하기 때문에 그 시간 차이를 감안하여 전자제어유니트가 근접센서(60)의 스마트폰 감지신호 전달 시점 이후에 설정된 시간 지연(약 0.2~0.5초)을 두고 승강모터(72)를 작동시키도록 할 수도 있다.
이와 같이 스마트폰이 수납공간(11)으로 삽입될 때 한번에 수납공간(11)의 바닥으로 낙하하지 않고 중간에 지지대(71)에 지지된 후 지지대(71)의 하강에 의해 서서히 보관위치로 이동하게 됨으로써 스마트폰이 수납공간(11)의 바닥에 떨어지는 충격으로 내구성이 저하되거나 손상이 발생하는 문제가 해소된다.
상기와 같이 수납공간(11)에 스마트폰을 수납한 후에는 커버(14)를 직접 밀거나 상기 개폐버튼(80)을 조작하여 수납케이스(10)를 닫는다. 개폐버튼(80)이 조작된 경우 전자제어유니트에 의해 상기 개폐용 모터(41)가 역방향으로 작동되어 피니언기어(42)가 역회전됨으로써 수납케이스(10)가 자동으로 닫히게 된다.
상기와 같이 스마트폰이 수납된 상태에서 수납케이스(10)가 닫히면 전자제어유니트는 무선충전장치(30)에 전원을 공급하여 충전을 개시한다.
무선충전장치(30)의 충전면은 상기 연통홀(13)을 통해서 수납공간(11)으로 노출되어 있으므로 수납공간(11)에 수납된 스마트폰은 무선충전장치(30)의 충전면에 직접 접촉할 수 있게 되어 원활한 충전이 이루어지게 된다.
충전 중 상기 개폐버튼(80)은 적색으로 발광되어 사용자가 충전이 진행중임을 인지할 수 있게 되고, 충전이 완료되면 개폐버튼(80)이 녹색으로 전환 발광됨으로써 사용자가 충전 완료 상태임을 인지할 수 있다.
충전이 완료되면 사용자는 개폐버튼(80)을 눌러 수납케이스(10)를 개방하고 스마트폰을 꺼내게 되는데, 이를 가능하게 하기 위해 전자제어유니트는 충전 완료 상태에서 수납케이스(10)가 개방되면 지지장치(70)의 승강모터(72)를 역방향으로 작동시켜 지지대(71)를 다시 상승시켜 최상위치로 원위치시키는 제어를 수행하게 된다. 이와 같이 수납케이스(10)가 열리면 스마트폰이 상승하여 도 3과 같이 수납공간(11)의 외부로 스마트폰의 상부가 돌출되므로 사용자는 스마트폰을 용이하게 꺼낼 수 있게 된다.
상기와 같이 수납공간(11) 내에서 스마트폰을 상승 및 하강시킬 때 지지대(71)의 일부인 상기 핀(71d)이 위치 고정된 경사가이드(74)의 경사슬롯(74a) 내에서 이동하여 그 이동범위가 제한되어 있으므로 지지대(71)가 항상 일정한 위치로 상승 또는 하강할 수 있게 된다.
그리고 개폐장치(40)의 개폐용 모터(41)의 작동량이나, 피니언기어(42)가 이동하는 피니언이동홀(21)의 형성 범위에 의해서도 수납케이스(10)의 개폐 회동량을 설정할 수 있지만, 상기 경사슬롯(74a)의 길이나 경사각을 달리 설정하여 수납케이스(10)의 개폐 회동량을 설정할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 수납케이스(10)는 콘솔(1)의 내부에 설치되어 충전 중일때는 콘솔(1)의 내부에 위치된 상태를 유지하고, 스마트폰을 수납하거나 다시 빼 낼 때만 콘솔(1)의 외부로 개방되므로 본 발명에 따른 스마트폰 무선 충전 수납장치는 차량 실내에서 별도의 공간을 차지하지 않으며, 이에 차량의 실내 공간을 보다 여유 있게 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 스마트폰 무선 충전 장치는 콘솔(1)에 설치되는 것으로, 종래와 같이 다수의 부품들이 설치되는 센터페시아에 무선 충전 트레이를 설치할 필요가 없게 되므로 센터페시아 하측에 무선 충전 트레이 설치 장소를 마련하기 위한 어려움이 해소되는 장점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 콘솔 1a : 후방패널
1b : 개구부 2 : 암레스트
10 : 수납케이스 10a : 회동축
11 : 수납공간 11a : 삽입홀
12 : 무선충전장치 설치공간 13 : 연통홀
13a : 브라켓 14 : 커버
15 : 제1마운팅부 15a : 모터설치부
17 : 설치홈 17a : 센싱홀
18 : 커버브라켓 20 : 어퍼하우징
21 : 피니언이동홀 21a : 랙기어
25 : 로워하우징 30 : 무선충전장치
40 : 개폐장치 41 : 개폐용 모터
42 : 피니언기어 60 : 근접센서
61 : 센싱부 70 : 지지장치
71 : 지지대 71a : 랙기어
71b : 연결부 71c : 연장단부
71d : 핀 72 : 승강모터
73 : 가이드레일 74 : 경사가이드
74a : 경사슬롯 80 : 개폐버튼
90 : 커넥터 100 : 스마트폰 무선 충전 수납장치

Claims (12)

  1. 콘솔의 내부에 설치되어 콘솔에 형성된 개구부를 통해 회동 개폐되고 스마트폰을 삽입하여 수납할 수 있는 수납공간이 형성된 수납케이스와,
    상기 콘솔의 내측면에 장착되어 상기 수납케이스를 감싸는 어퍼하우징과 로워하우징,
    상기 수납케이스의 내부에 설치된 무선충전장치,
    상기 수납케이스와 어퍼하우징 사이에 설치되어 수납케이스를 개폐 작동시키는 개폐장치,
    상기 수납케이스에 설치되어 수납공간으로 삽입되는 스마트폰을 중간 높이에서 지지하여 스마트폰이 바닥과 충돌하는 것을 방지하고 수납케이스 재개방시 스마트폰을 상승시켜 수납케이스의 외부로 스마트폰의 상부를 돌출시키는 지지장치 및
    상기 무선충전장치, 개폐장치, 지지장치의 작동을 제어하는 전자제어유니트를 포함하고,
    상기 지지장치는 수납공간의 내부에 상하 이동 가능하게 설치된 지지대와, 상기 수납공간의 내측 바닥에 설치된 승강모터를 포함하고, 상기 지지대의 중간에 수직으로 형성된 랙기어에 상기 승강모터의 출력축에 설치된 피니언기어가 치합되며,
    상기 어퍼하우징의 내측면에 경사가이드가 장착되고, 그 경사가이드의 양측면에는 하단에 비해 상단이 수납케이스 개방 방향으로 경사지게 형성된 경사슬롯이 형성되며, 상기 지지대의 후방에 돌출 형성된 연장단부가 상기 경사가이드의 양측면 사이로 삽입되고, 상기 연장단부의 양측면에 돌출 형성된 각 핀이 상기 양측 경사슬롯에 삽입된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납케이스의 내부에 무선충전장치 설치공간이 형성되고, 그 무선충전장치 설치공간에 상기 무선충전장치가 설치되며, 무선충전장치 설치공간은 상기 수납공간과 연통홀을 통해 연통되고, 상기 무선충전장치의 충전면이 연통홀을 통해 노출되어 상기 수납공간의 일측면을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납케이스의 후면 양측에 제1마운팅부가 돌출 형성되고, 그 제1마운팅부에 모터설치부가 형성되며,
    상기 개폐장치는 상기 모터설치부에 설치되는 개폐용 모터와, 그 개폐용 모터의 출력축에 설치된 피니언기어를 포함하며,
    상기 어퍼하우징에 수납케이스의 회동축과 동심인 호형의 피니언이동홀이 형성되고, 그 피니언이동홀의 일측면에 개폐용 모터의 피니언기어와 치합되는 랙기어가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지대의 양측부에 수직벽체인 연결부가 형성되고, 그 연결부는 수납케이스에 고정된 가이드레일의 이동레일에 고정된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납케이스의 설치홈 상부 일측에 설치된 근접센서 또는 상기 지지대 상면에 설치된 접촉감지센서 중 어느 하나에 의해서 스마트폰 감지신호가 전자제어유니트로 전달되면, 전자제어유니트는 상기 수납공간으로 스마트폰이 삽입되어 상기 지지대에 지지되었음을 인지하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전자제어유니트는 지지대에 스마트폰이 지지되지 않은 경우 상기 승강모터를 작동시켜 지지대를 최상 위치로 상승시키는 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 전자제어유니트는 수납케이스가 열린 상태에서 상기 지지대에 스마트폰이 지지되면 상기 승강모터를 작동시켜 지지대를 최하 위치로 하강시키는 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 전자제어유니트는 지지대가 하강한 위치에서 상기 수납케이스가 열리면 상기 승강모터를 작동시켜 지지대를 최상 위치로 상승시키는 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 콘솔의 외측면에 수납케이스 개폐 조작 신호를 전자제어유니트로 전달하는 개폐버튼이 구비된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 개폐버튼은 내부에 LED소자를 구비하여 상기 무선충전장치에 의한 스마트폰 충전이 진행중일 경우와 스마트폰 충전이 완료된 경우에 서로 다른 색으로 발광되는 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔의 스마트폰 무선 충전 수납장치.
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