KR101983649B1 - 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰 충전기를 구성함에 있어서,
태양광 전지판(8)을 기반으로 하는 전력생산부(10)를 구성하되,
전력생산부(10)는 출력단자(13)가 결합된 본체부(12)를 구비하고 상기 본체부(12)의 수용부(12a) 내에는 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 항시 힘을 받는 회전체(14)를 회전가능토록 내장되게 구성하며,
상기 회전체(14) 내에는 인쇄회로기판(16)을 결합구성하고 회전체(14) 외주면에는 상기 태양광 전지판(8)이 롤 형태로 감기도록 구성하여 태양광 전지판(8)이 본체부(12)의 수용부(12a) 내에 수납되게 하거나 본체부(12) 외부로 당겨내어 펼쳐지도록 구성하며,
상기 태양광 전지판(8)은 인쇄회로기판(16)과 전기적으로 연결되게 구성하고, 인쇄회로기판(16)은 본체부(12)에 구비되는 출력단자와 전기적으로 연결되게 구성하여 태양광 전지판(8)에 의해 생산되는 전력을 휴대폰으로 실시간 충전이 가능토록 구성한 것이다.

Description

태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기{WIRELESS PHONE CHARGER ON SOLAR BASED}

본 발명은 충전기에 관한 것으로서, 특히 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기에 관한 것이다.

현재 정보통신 기술의 발달로 스마트폰이 많이 보급되고 있다. 그리고 스마트폰의 활용도가 높아지면서 다양한 분야에서 활용되는 고성능 어플리케이션이 개발되고 있는데 이로 인하여 배터리의 사용이 그만큼 늘어나게 되어 배터리의 수명은 짧아지게 된다. 만약 스마트폰의 배터리를 다 소모할 경우 사용자는 스마트폰을 직접 가정용 전기나 차량용 충전기 등에 연결하여 충전하여야 한다.

이를 보완하기 위해 보조배터리를 추가로 구매하여 휴대하고 다니면서 스마트폰에 내장된 배터리의 용량이 부족할 경우 충전된 보조배터리를 스마트폰과 유선으로 연결하여 보조배터리에 충전되어 있는 전력을 스마트폰의 배터리로 충전되도록 하여 사용한다. 하지만 이러한 보조배터리는 휴대의 문제와 보조배터리도 충전이 필요하므로 충전 필요시 가정용 전기나 차량용 충전기 등의 전력원을 찾아 일정시간 충전하여야 하는 번거로움이 있다. 최근에는 무선 전송방법으로 스마트폰의 배터리에 전력을 공급하여 충전이 가능토록 구현이 이루어지고 있다.

한편 최근 환경문제와 에너지 고갈에 대한 우려로 태양전지에 대한 연구의 결과 상용화가 많이 이루어졌다. 태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 태양빛을 전기 에너지로 변환시키는 것으로 빛을 흡수하여 전자와 정공을 생성함으로써 광 에너지를 전기에너지로 변환하는 것이다.

이러한 태양전지를 이용하여 휴대폰을 충전하는 구성에 대한 연구의 결과 여러 가지 장치가 개발되었다. 일 예로서 국내 등록특허 제10-1603953호“태양광충전기가 장착된 휴대폰 케이스”(선행문헌)가 있다.

상기 선행문헌의 내용을 살펴보면 휴대폰 케이스를 구성함에 있어서 태양전지모듈을 포함하는 태양광충전기가 장착될 수 있도록 케이스를 구성하고, 태양전지모듈은 전선을 통하여 휴대폰의 축전기(배터리)에 공급하도록 연결되는 구성이다.

그러나 상기 선행문헌에서 태양전지모듈은 휴대폰 케이스 면적에 비례하여 충전량이 극히 부족하고, 휴대폰 케이스가 항시 외부로 노출되는 점을 감안할 때 먼지나 이물질에 노출되어 발전량에도 영향을 주어 효율이 떨어지게 된다. 또한 충전을 위해서는 항시 태양전지모듈과 휴대폰의 축전지(배터리) 간에는 유선으로 연결되어 있어야 한다.

국내 등록특허 제10-1603953호“태양광충전기가 장착된 휴대폰 케이스”

따라서 본 발명은 태양전지를 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기를 구현하여 충전시 전력원을 찾을 필요가 없고, 별도의 축전지를 탑재하지 않아도 되며 휴대하기에 편리한 태양광을 기반으로 하는 태양광 기반 무선 휴대폰 충전기를 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 휴대의 편의성에 대비하여 볼 때 태양전지의 발전량을 높일 수 있는 태양광 기반 무선 휴대폰 충전기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 휴대폰 충전기를 구성함에 있어서,

태양광 전지판(8)을 기반으로 하는 전력생산부(10)를 구성하되,

전력생산부(10)는 출력단자(13)가 결합된 본체부(12)를 구비하고 상기 본체부(12)의 수용부(12a) 내에는 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 항시 힘을 받는 회전체(14)를 회전가능토록 내장되게 구성하며,

상기 회전체(14) 내에는 인쇄회로기판(16)을 결합구성하고 회전체(14) 외주면에는 상기 태양광 전지판(8)이 롤 형태로 감기도록 구성하여 태양광 전지판(8)이 본체부(12)의 수용부(12a) 내에 수납되게 하거나 본체부(12) 외부로 당겨내어 펼쳐지도록 구성하며,

상기 태양광 전지판(8)은 인쇄회로기판(16)과 전기적으로 연결되게 구성하고, 인쇄회로기판(16)은 본체부(12)에 구비되는 출력단자와 전기적으로 연결되게 구성하여 태양광 전지판(8)에 의해 생산되는 전력을 휴대폰으로 실시간 충전이 가능토록 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 태양광 전지판을 롤형태로 수납 및 펼칠 수 있도록 구현하여 휴대폰 충전시 전력원을 찾을 필요가 없고, 별도의 축전지를 탑재하지 않아도 되는 장점이 있다. 그리고 태양광 전지판을 다 수개로 연결 및 교체 가능토록 구현하여 휴대의 편의성에 대비하여 볼 때 태양전지의 발전량을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기의 사시도,
도 2는 도 1의 분해구성도,
도 3은 전력생산부의 분해구성도,
도 4는 도 1을 모델링한 도면,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기의 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기(2)는 태양광 전지판(8)을 기반으로 하는 전력생산부(10)를 구성한다.

본 발명에서 상기 전력생산부(10)는 특징부를 구성하기 위한 구성 중 하나로서 휴대의 편의성과 발전량의 극대 및 태양전지판(8)을 충격으로부터 보호하기 위한 기능들을 모두 갖는다.

이를 위해 도 3을 참고하면 전력생산부(10)는 태양광 전지판(8)이 내장될 수 있도록 수용부(12a)가 마련되는 본체부(12)를 구성한다.

상기 본체부(12)에는 휴대폰과 연결될 수 있도록 출력단자(13)가 결합되며, 상기 본체부(12)의 수용부(12a) 내에 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 항시 힘을 받는 회전체(14)를 회전가능토록 내장되게 구성한다.

회전체(14)는 태엽을 수단으로 자연적으로 한 방향으로 회전하는 힘이 작용되게 구현할 수 있다.

상기 회전체(14) 내에는 인쇄회로기판(16)이 내장되게 결합구성한다. 그리고 회전체(14) 외주면에는 상기 태양광 전지판(8)이 롤 형태로 감기도록 하되 태양광 전지판(8)과 인쇄회로기판(16)은 전기적으로 연결되게 구성한다.

상기 구성에 의하여 태양광 전지판(8)은 태엽작용으로 자연스럽게 회전체(14) 외주면에 감긴 상태로 본체부(12)의 수용부(12a) 내에 수납된다. 그리고 인위적인 힘으로 태양광 전지판(8)의 손잡이(8a)를 잡고 본체부(12) 외부로 당겨내어 펼칠 수 있게 되어 태양을 향하여 태양광 전지판(8)을 펼쳐놓게 되면 언제든 전기를 생산할 수 있게 된다.

태양광 전지판(8)은 외부로 당겨내어 최대로 펼치게 되면 회전체(14)는 걸림이 이루어지도록 구성하여 태양광 전지판(8)이 다시 본체부(12) 내부로 다시 말려들어 가지 않고 펼쳐진 상태가 유지되게 한다. 그리고 본체부(12)에는 롤백버튼(18)을 구성하여 롤백버튼(18)을 누르면 회전체(14)가 일 방향으로 회전하려는 힘에 의해 회전하게 되며 그에 따라 태양광 전지판(8)이 다시 회전체(14)의 외면에 감겨들어 본체부(12)에 수납되어 보호 및 휴대가 용이하도록 한다.

상기 태양광 전지판(8)과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(16)은 본체부(12)에 구비되는 출력단자(13)와도 전기적으로 연결되게 구성한다.

따라서 태양광 전지판(8)에 의해 생산되는 전력은 출력단자(13)를 통하여 휴대폰으로 실시간 충전이 가능하게 되어, 휴대폰 충전시 전력원을 찾을 필요가 없고 별도의 축전지를 탑재하지 않아도 된다.

특히 태양광 전지판(8)은 본체부(12) 속에 롤형태로 감긴 상태가 되어 휴대하기에 편리하게 되며 언제든 펼쳐 전기의 생산이 가능하게 된다. 따라서 앞서 선행문헌에서 문제점으로 언급되었던 휴대폰 케이스 면적에 태양광 전지모듈을 결합함에 따른 케이스 면적에 한계가 있었던 부분들을 해결하여 충전량을 높일 수 있게 된다.

이에 더하여 본 발명은 휴대의 편의성에 대비하여 볼 때 태양전지의 발전량을 보다더 높일 수 있는 태양광 기반 휴대폰 충전기를 제공한다.

이를 위해 태양광 전지판(8)은 회전체(14)로부터 분리가능토록 구성하여 용량이 다른 태양광 전지판(8)으로 교체 가능토록 하거나 태양광 전지판(8)을 서로 간에 다 수개로 연결 가능토록 구성한다. 이를 통하여 태양광 전지판(8)에 의한 발전량을 증감시킬 수 있게 된다.

한편 본 발명의 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기(2)는 무선충전이 가능토록 도면에 도시된 바와 같이 전력생산부(10)의 본체부(12)에는 휴대폰의 거치가 가능한 무선충전부(20)를 본체부(12)와 전기적으로 결합 및 분리 가능토록 구성한다.

무선충전부(20)는 무선으로 전력을 전송 가능하여야 하는바 현재 자기유도방식, 자기공공방식, 자기장방식이 있으며 일반적으로 많이 사용되는 자기유도방식을 사용하여 구현할 수 있다.

무선충전부(20)는 본체부(21) 내에 충전패드(23)를 롤형태 또는 슬라이딩 또는 형태로 내장될 수 있도록 할 수 있으며 이 경우 도 1과 같이 부피를 줄일 수 있어 휴대성이 좋다. 충전패드(23)를 롤형태로 구현하고자 한다면 앞서 설명한 바와 같은 전력생산부(10)의 구성과 마찬가지로 본체부(21) 내에 회전체(미도시)를 구성하고 상기 회전체의 외면에 충전패드(23)가 감기도록 구성함으로써 본체부(21) 내에 수납되게 하거나 본체부(21) 외부로 당겨내어 펼쳐지도록 구성할 수 있다.

태양광을 기반으로 하는 전력생산부(10)와 무선충전부(20) 간에 결합은 도 2에 도시된 바와 같이 접점커넥터(CN)를 통하여 연결할 수 있다.

본 발명에서는 전력생산부(10)와 무선충전부(20) 간에는 보조배터리(30)를 매개로 하여 결합되게 하여 구성할 수 있다.

이때도 전력생산부(10)와 보조배터리(30) 간에 전기적 연결 및 무선충전부(20)와 보조배터리(30) 간의 전기적 연결은 접점커넥터(CN)를 통하여 연결할 수 있다.

보조배터리(30)는 측면에 출력단자(32a)와 입력단자(32b)를 구성하여 전력생산부(10)에서 생산된 전력이 충전과 충전된 전력을 유선으로 휴대폰 충전이 가능하다.

도 2를 참고하면 전력생산부(10)와 무선충전부(20) 및 보조배터리(30)를 물리적인 결합시 보다 안정적인 결합유지를 위해서 서로 간에 접하는 부분에 마그네틱(MG)을 결합할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 태양광을 기반으로 하는 휴대폰 충전기(2A)의 구성도이다.

태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기(2A)는 전력생산부(10)와 보조배터리(30)의 구성은 일 실시예에 의한 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기(2)의 구성과 거의 동일한 구성을 갖는다. 다만 무선충전부(20A)는 본체부(21) 내에 충전패드(23)를 내장되게 한 것이다.

상기 무선충전부(20A)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6을 참고하면 무선충전부(20A)는 본체부(21)와 베이스판(22)으로 구성하되, 충전패드(23)가 내장되는 본체부(21)의 일측에는 결합홈부(21a)을 형성하고 베이스판(22)의 타측에는 상기 결합홈부(21a)에 대응하는 결합돌부(22b)를 형성하여 좌우로 서로 끼움결합이 이루어지도록 하여 서로 간의 연합에 의하여 전체적인 형상이 납작한 판상형이 되게 구성한다.

상기 본체부(21)의 결합홈부(21a) 외측부분에는 축공(24)을 형성하고, 베이스판(22)의 결합돌부(22a) 내측부분에는 장공(26)을 형성하여 축공(24)과 장공(26)을 서로 일치시킨 후 축나사(25)를 결합한다. 따라서 본체부(21)는 베이스판(22)에 대하여 축나사(25)를 중심으로 하여 선회가능하게 된다.

따라서 도 7a의 (c)와 같이 본체부(21)를 선회시키면 세로방향으로 세워지게 됨과 베이스판(22)의 결합돌부(22b)의 본체부(21)의 전방으로 돌출된 상태가 된다.

이러한 구성에 의하여 휴대폰(HP) 충전시 본체부(21)는 휴대폰(HP)이 세워져 기댈 수 있게 하고, 베이스판(22)의 결합돌부(22a)는 휴대폰(HP)을 받쳐주는 역할을 하여 휴대폰(HP) 충전시는 물론 일반적인 거치도 용이하도록 해준다.

그리고 베이스판(22)의 결합돌부(22b)의 외측 상부에는 거치홈(27)을 형성하게 되면 휴대폰(HP) 거치시 미끄러짐을 방지하게되어 보다 안정적인 거치가 이루어진다.

상기 구성의 작동과정을 도 7a을 참고하면, (a)와 같은 상태를 기준으로 볼 때, (b)와 같이 본체부(21)를 전방으로 당기면 베이스판(22)의 결합돌부(22b)에 형성된 장공(26)의 여유 공간에 의하여 축나사(25)가 장공(26)의 단부에 걸림될 때까지 본체부(21)는 베이스판(22)에 대하여 전방으로 이동된다.

그 다음 (c)와 같이 본체부(21)를 축나사(25) 중심으로 선회시키면 된다.

이때 본체부(21)의 결합홈부(21a) 측벽에는 면취홈(28a)를 형성하고, 베이스판(22)의 결합돌부(22b)에는 상기 면취홈(28a)에 대응하는 대응돌부(28b)를 형성할 수 있다. 이는 (a)상태 즉 면취홈(28a)과 대응돌부(28b)가 서로 결합된 판상형을 취하는 상태에서는 본체부(21)를 베이스판(22)로부터 전방으로 당겨내지 않은 이상 (a)와 같은 판상형의 상태 그래도 견고하게 유지될 수 있도록 한다.

그리고 본체부(21)를 축나사(25) 중심으로 선회시켜 (c)와 같은 상태로 세울 때에는 본체부(21)가 대응돌부(28b)에 걸림이 이루어져 더 이상의 선회를 방지하는 스토퍼 역할을 하여 본체부(21)가 세로 방향으로 세워진 상태가 유지되는바 휴대폰(HP)의 거치시 넘어지지 않도록 한다.

도 7b는 보조배터리(30)가 결합된 상태로도 휴대폰의 무선충전 및 거치가 될 수 있음을 나타내는 도면이다.

상기와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선충전부(20A)는 본체부(21)와 베이스판(22) 간의 결합관계로 인하여 도 5에 도시된 바와 같이 상부에 전력생산부(10)와 보조배터리(30)를 모두 원활하게 결합이 이루어지도록 하며, 전력생산부(10)에서 생산되는 전력을 무선충전부(20A)를 통하여 휴대폰 충전하거나 보조배터리(30)에 충전되게 한 후 보조배터리(30)에 있는 전력을 무선충전부(20A)를 통하여 휴대폰 충전이 가능하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기(2)는 별도의 전력원 및 축전지의 구축 없이 태양광을 기반으로 하는 무선충전이 가능하다. 또한 본체부 내에 태양전지판 내에 롤 형태로 내장되게 휴대하기 편리하고 태양광이 존재하는 곳이라면 어디서나 쉽게 태양전지판을 펼쳐 휴대폰에 충전이 가능하게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)--무선 휴대폰 충전기 (8)--태양광 전지판
(10)--전력생산부 (12)--본체부
(12a)--수용부 (13)--출력단자
(14)--회전체 (16)--인쇄회로기판
(18)--롤백버튼
(20)(20A)--무선충전부 (21)--본체부
(21a)--결합홈부 (22)--베이스판
(22b)--결합돌부 (23)--충전패드
(24)--축공 (25)--축나사
(26)--장공 (27)--거치홈
(28a)--면취홈 (28b)--대응돌부
(30)--보조배터리 (32a)--출력단자
(32b)--입력단자
(CN)--접점커넥터 (MG)-마그네틱(자석)
(HP)--휴대폰

Claims (6)

1. 태양광 전지판(8)을 기반으로 하는 전력생산부(10), 무선충전부(20), 보조배터리(30)를 포함하는 무선 휴대폰 충전기를 구성하되,
   상기 전력생산부(10)는 출력단자(13)가 결합된 본체부(12)를 구비하고 상기 본체부(12)의 수용부(12a) 내에는 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 항시 힘을 받는 회전체(14)를 회전가능토록 내장되게 구성하고 상기 회전체(14)의 내부에는 인쇄회로기판(16)을 결합구성하고 회전체(14) 외주면에는 상기 태양광 전지판(8)이 롤 형태로 감기도록 구성하여 태양광 전지판(8)이 본체부(12)의 수용부(12a) 내에 수납되게 하거나 본체부(12) 외부로 당겨내어 펼쳐지도록 구성하며,
   상기 태양광 전지판(8)은 인쇄회로기판(16)과 전기적으로 연결되게 구성하고, 인쇄회로기판(16)은 본체부(12)에 구비되는 출력단자와 전기적으로 연결되게 구성하여 태양광 전지판(8)에 의해 생산되는 전력을 휴대폰으로 실시간 충전이 가능토록 구성하며,
   상기 무선충전부(20A)는 내부에 충전패드(23)가 내장되는 본체부(21)와 상기 본체부(21)에 결합되는 베이스판(22) 간의 좌우로 결합으로 서로 간의 연합에 의하여 전체적인 형상이 납작한 판상형으로 구성하고 상기 무선충전부(20A)의 상부에 전력생산부(10)와 보조배터리(30)가 모두 원활하게 결합이 이루어지도록 하며,
   본체부(21)와 베이스판(22) 간의 결합되는 부분 즉 본체부(21)의 일측에는 결합홈부(21a)을 형성하고 베이스판(22)의 타측에는 상기 결합홈부(21a)에 대응하는 결합돌부(22b)를 형성하여 서로 끼움결합 되게 하며, 상기 본체부(21)의 결합홈부(21a) 외측부분에는 축공(24)을 형성하고, 베이스판(22)의 결합돌부(22a) 내측부분에는 장공(26)을 형성하여 축공(24)과 장공(26)을 서로 일치시킨 후 축나사(25)를 결합하여 본체부(21)는 베이스판(22)에 대하여 축나사(25)를 중심으로 하여 선회가능하게 구성하여 휴대폰(HP) 충전시 본체부(21)는 휴대폰(HP)이 세워져 기댈 수 있게 하고, 베이스판(22)의 결합돌부(22a)는 휴대폰(HP)을 받쳐주는 역할을 하여 휴대폰(HP) 충전시는 물론 일반적인 거치도 용이하도록 하고,
   상기 본체부(21)의 결합홈부(21a) 측벽에는 면취홈(28a)를 형성하고, 베이스판(22)의 결합돌부(22b)에는 상기 면취홈(28a)에 대응하는 대응돌부(28b)를 형성하여, 면취홈(28a)과 대응돌부(28b)가 서로 결합된 상태에서는 본체부(21)를 베이스판(22)로부터 전방으로 당겨내지 않은 이상 원래의 상태로 견고하게 유지될 수 있도록 하고, 본체부(21)를 축나사(25) 중심으로 선회시킬 시에는 본체부(21)가 대응돌부(28b)에 걸림이 이루어져 더 이상의 선회를 방지하는 스토퍼 역할을 하여 본체부(21)가 세로 방향으로 세워진 상태가 유지되게 하여 휴대폰(HP)의 거치시 넘어짐을 방지하게 함을 특징으로 하는 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기.
   
2. 제1항에 있어서,
   태양광 전지판(8)은 회전체(14)로부터 분리가능토록 구성하여 용량이 다른 태양광 전지판(8)으로 교체 가능토록 하거나 다 수개의 태양광 전지판(8) 간에 연결 가능토록 구성하여 발전량을 증감시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 태양광을 기반으로 하는 무선 휴대폰 충전기.
   
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