KR102247016B1 - 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 무선전력 수신장치가 거치되도록 구성되는 하우징; 상기 하우징에 내장되는 고정체와, 상기 고정체에 탈착 가능하게 결합되며 벽에 설치된 교류 전력용 콘센트에 접속되게 구성되는 교환체를 구비하는 플러그; 및 상기 하우징에 내장되고, 상기 플러그를 통해 상기 콘센트로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 상기 무선전력 수신장치를 향해 무선전력 신호를 출력하는 전송 유닛을 포함하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치를 제공한다.

Description

이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치{WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS ENABLE TO BE USED TO DIFFERENT TYPES OF CONCENT}
본 발명은 무선으로 전력을 전송하여 전자기기(배터리)를 충전하기 위한 무선전력 전송장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신단말기, PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 휴대용 전자기기에는 재충전 가능한 2차 전지(Secondary Battery)가 배터리로서 장착된다. 배터리를 충전하기 위해서는, 가정용 상용 전원을 이용하여 휴대용 전자기기의 배터리에 전기 에너지를 제공하는 별도의 충전장치가 필요하다.
통상적으로, 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서, 두 접촉 단자를 서로 접속시키는 것에 의해 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다. 그러나, 이와 같이 접촉 단자가 외부에 돌출되면, 미관상 좋지 않고 접촉 단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지기도 한다. 또한, 사용자의 부주의로 배터리에 단락이 발생하거나 습기에 노출되면, 충전에너지가 쉽게 소실될 수 있다.
이러한 접촉식 충전방식의 대안으로서, 충전장치와 배터리 각각의 접촉 단자들이 서로 접촉되지 않는 방식으로 배터리가 충전되도록 전력 전달이 무선으로 이루어지는 무선전력 충전시스템이 제안되고 있다.
무선전력 충전시스템의 일부를 이루는 무선전력 전송장치는, 콘센트에 접속되어야 한다. 이때, 교류 전력의 전압의 차이, 또는 같은 전압이라도 접속 구조에 따라서는, 무선전력 전송장치를 모든 콘센트에 그대로 사용하기 힘든 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 서로 다른 형태의 콘센트에도 대응할 수 있도록 하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 측면과 관련된 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치는, 무선전력 수신장치가 거치되도록 구성되는 하우징; 상기 하우징에 내장되는 고정체와, 상기 고정체에 탈착 가능하게 결합되며 벽에 설치된 교류 전력용 콘센트에 접속되게 구성되는 교환체를 구비하는 플러그; 및 상기 하우징에 내장되고, 상기 플러그를 통해 상기 콘센트로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 상기 무선전력 수신장치를 향해 무선전력 신호를 출력하는 전송 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하우징은, 외부와 연통된 수용홈을 구비하고, 상기 고정체는, 상기 수용홈의 바닥에 설치되고, 상기 교환체는, 상기 수용홈에 끼워져서 상기 고정체와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 교환체를 상기 하우징의 수용홈에 탈착 가능하게 결합시키는 탈착 결합 유닛이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 탈착 결합 유닛은, 상기 수용홈의 중앙을 향해 돌출되도록 상기 하우징의 수용홈을 한정하는 부분에 설치되는 삽입 돌기; 및 상기 교환체의 외주면에 형성되고, 상기 삽입 돌기가 삽입되는 삽입 홀을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 삽입 돌기는, 상기 하우징의 수용홈을 한정하는 부분에 수용되고, 상기 삽입 홀에 수용되는 사이즈를 갖는 볼; 및 상기 하우징의 수용홈을 한정하는 부분에 수용되어, 상기 볼을 탄성적으로 지지하는 탄성체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 삽입 홀은, 상기 교환체의 회전에 대응하여 복수의 각도에서 상기 삽입 돌기를 수용하도록 복수 개로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 교환체는, 상기 콘센트와 전기적으로 접속되는 전극 단자를 포함하고, 상기 고정체는, 상기 전극 단자 및 상기 전송 유닛과 전기적으로 접속되는 매개 단자를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 매개 단자는, 상기 교환체의 회전에 대응하여 복수의 각도에서 상기 전극 단자와 접속되도록 복수 개로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 하우징에 거치되는 무선전력 수신장치의 양 측부를 지지하는 지지 유닛이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 지지 유닛은, 상기 하우징의 양 측부에 설치되고, 서로를 향해 탄성적으로 가까워지도록 구성되는 한 쌍의 지지대를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치에 의하면, 콘센트의 형태가 다른 경우라도 간단한 변경을 통해 대응할 수 있게 된다. 그에 의해, 사용자가 여려 개의 무선전력 전송장치를 구비하지 않아도 되기에, 사용자의 편리성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치(100)의 전송 유닛(130)과 무선전력 수신장치(200) 사이의 무선 충전에 대해 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 무선전력 전송장치(100)의 내부 구조를 무선전력 수신장치(200)와 함께 보인 개념적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(300)를 무선전력 수신장치(200)와 함께 보인 개념적 단면도이다.
도 4는 도 3의 무선전력 전송장치(300)의 플러그(350)에 있어서 교환체(351)가 고정체(356)와 접속되는 구조를 설명하기 위한 요부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(400)를 무선전력 수신장치(200)와 함께 보인 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 무선전력 전송장치(100)의 전송 유닛(130)과 무선전력 수신장치(200) 사이의 무선 충전에 대해 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예와 관련된 무선전력 충전 시스템은, 무선전력 전송장치(100, 도 2)와 무선전력 수신장치(200)를 포함한다. 전자기 유도 방식에 의해, 무선전력 전송장치(100)가 무선전력 신호를 무선전력 수신장치(200)로 전송하면, 이 전력 신호를 수신한 무선전력 수신장치(200)는 상기 무선전력 신호의 전력으로 배터리를 충전하거나, 무선전력 수신장치(200)와 연결된 전자기기에 전원을 공급하게 된다.
이하에서는, 무선전력 전송장치(100), 구체적으로는 전송 유닛(130)과, 무선전력 수신장치(200)의 연관된 구성에 대하여 각각 설명하도록 한다.
전송 유닛(130)은, 전송 코일(131) 및 전송 제어부(135), 그리고 AC/DC 컨버터(141)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 무선전력 전송장치(100)가 차량의 배터리(DC 전류를 저장하는)를 이용하는 경우라면, AC/DC 컨버터(141)는 필요하지 않을 수 있다.
먼저, 전송 코일(131)은 무선전력 신호를 전자기 유도 방식으로 전력 수신장치(200)의 수신 코일(210)에 전송하기 위한 장치로서, 본 실시예에서는 2개의 코일[즉, 제1 전송 코일(132) 및 제2 전송 코일(133)]이 적용될 수 있다.
다음으로, 전송 제어부(135)는, 객체 감지부(136), 중앙제어부(137), 스위칭제어부(138), 구동드라이버(139) 및 직렬 공진형 컨버터(140)를 포함할 수 있다.
객체 감지부(136)는 전송 코일(131)의 부하변화를 감지하고, 해당 부하변화가 무선전력 수신장치(200)에 의한 것인지를 판단할 수 있다(즉 아이디 확인부로서의 기능을 가짐). 나아가, 전송 코일(131)이 제1 전송 코일(132)과 제2 전송 코일(133)로 구성되는 경우에, 객체 감지부(136)는 제1 전송 코일(132) 및 제2 전송 코일(133) 중 어느 전송 코일에 대응하여, 무선전력 수신장치(200)의 수신 코일(210)이 위치하는지를 판단할 수 있다. 또한, 객체 감지부(136)는 무선전력 수신장치(200)로부터 전송된 충전 상태 신호를 필터링하여 처리하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 전송 코일(131)을 통해 전송되는 아이디 호출 신호의 응답신호인 아이디 신호가 수신되면, 이를 필터링 하여 처리하고, 충전 중, 배터리 셀이나 충전 전압에 관한 정보를 포함하는 충전 상태 신호가 수신되면, 이를 필터링하여 처리하는 기능을 한다.
중앙 제어부(137)는 객체 감지부(136)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 전송 코일(131)에서 수신되는 아이디 신호를 분석하여, 전송 코일(131)을 통해 무선전력 신호를 송출하기 위한 전력 신호를 구동 드라이버(139)로 전송하는 역할을 한다. 전송 코일(131)이 제1 전송 코일(132)과 제2 전송 코일(133)로 구성된 경우에, 중앙 제어부(137)은 객체 감지부(136)의 판단결과에 따라 두 개의 전송 코일(132 및 133) 중 수신 코일(210)에 가까운 하나의 전송 코일만 작동하도록 제어할 수 있다. 중앙 제어부(137)는 전송 코일(131)로부터 충전 상태신호가 수신되면, 이에 기초하여 구동 드라이버(139)를 제어하여 무선전력 신호를 변경하는 기능을 한다.
스위칭제어부(138)는 직렬 공진형 컨버터(140)와 제1 전송 코일(132) 및 제2 전송 코일(133)의 사이에 스위치의 스위칭동작을 제어하는 것이다. 본 실시예에서는, 2개의 전송 코일(132 및 133)이 예시되나, 전송 코일(131)이 하나만 사용되는 경우에는 당연히 스위칭제어부(138)가 불필요하게 된다.
구동 드라이버(139)는 중앙 제어부(137)의 제어를 통해 직렬 공진형 컨버터(140)의 동작을 제어하는 것이다.
직렬 공진형 컨버터(140)는 구동 드라이버(139)의 제어에 의해 송출하고자 하는 전력신호를 발생하기 위한 송출 전원을 생성하여 전송 코일(131)로 공급하는 것이다. 다시 말해, 중앙 제어부(137)가 요구되는 전력 값을 갖는 전력 신호의 송출을 위한 전력 제어 신호를 구동 드라이버(139)로 전송하면, 구동 드라이버(139)는 전송된 전력제어신호에 대응하여 직렬 공진형 컨버터(140)의 동작을 제어하고, 직렬 공진형 컨버터(140)는 구동 드라이버(139)의 제어에 의하여 요구되는 전력 값에 대응하는 송출 전력을 전송 코일(131)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선전력 신호가 송출되도록 하는 것이다. 직렬 공진형 컨버터(140)는 구동 드라이버(139)의 제어에 의해 제1 전송 코일(132) 및 제2 전송 코일(133)을 통해 각각 제 1 객체 감지 신호와 제 2 객체 감지 신호를 발생하기 위한 전원을 공급하는 역할을 한다.
AC/DC 컨버터(141)는 220V 또는 110V 의 교류 전원을 소정 전압의 직류 전원으로 변경하는 장치로서, 중앙 제어부(137)의 제어에 의해, 출력 전압 값이 변경된다.
전력신호를 수신하여 전력을 공급받는 무선전력 수신장치(200)는, 상기 송출된 전력 신호에 의해 유도전력을 생성하는 수신 코일(210), 유도된 전력을 정류하는 정류부(220), 정류된 전력으로 충전되는 배터리셀 모듈(230), 그리고, 수신 코일(210), 정류부(220) 및 상기 배터리 셀 모듈을 제어하는 수신 제어부(240)를 포함한다.
수신 코일(210)은 전송 유닛(130)의 전송 코일(131)로부터 전송되는 무선전력 신호를 수신하기 위한 구성요소이다.
정류부(220)는 수신 코일(210)로부터 수신되는 무선전력을 직류 전압으로 정류하며, 충전 개시 전까지는 충전전압으로 충전 상태를 유지하게 된다.
배터리셀 모듈(230)은 수신 제어부(240)의 제어를 받아 정류부(220)에서의 직류 전원을 통해 충전이 되는 충전 대상이 된다. 한편, 배터리셀 모듈(230)에는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로가 포함되어 구성되며, 또한, 배터리셀의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함된다.
수신 제어부(240)는 정류부(220)에서 충전된 전원의 전류를 제어하여 배터리셀 모듈(230)로 적절한 전류가 흐르도록 하는 구성요소이다.
한편, 무선전력 수신장치(200)측으로부터 전송되는 무선전력 수신 신호의 검파를 위하여 3개의 센서가 설치될 수 있다. 3개의 센서는, 구동 드라이버(139)의 직류 전류를 측정하기 위한 직류 전류 센서와, 전송 코일(131)의 교류 전류 및 교류 전압을 측정하기 위한 교류 전류 센서 및 교류 전압 센서를 포함할 수 있다.
즉, 무선전력 수신장치(200)로부터 무선전력 수신 신호(즉, 아이디 신호 및 충전 상태 신호를 포함)가 전송 코일(131)을 통해 수신되게 되면, 이에 따라, 코일(131)에서의 전류 및 전압과 구동 드라이버(139)에서의 전류가 변동되게 되고, 이를 감지하여 무선전력 수신 신호를 수신하게 된다.
본 실시예에서는 3개의 센서를 이용하여 보다 정확한 무선전력 수신 신호의 수신이 가능하게 된다. 즉, 중앙 제어부(137)는, 교류 전류 센서, 직류 전류 센서, 교류 전압 센서로부터의 신호가 모두 에러인 경우에만 에러신호를 발생시키며, 이 중 어느 하나라도 정상 신호인 경우에는, 정상 수신된 신호에 기초하여 동작을 제어하게 된다. 만약, 2 이상의 신호가 정상신호인 경우, 이들의 전력 레벨을 측정하고, 이중 최선의 신호(전력 레벨이 가장 높은 신호)를 선택하고, 그 최선의 신호를 신호처리하여 무선 수신 신호를 획득하고, 이에 따라 무선전력 전송을 제어하게 된다.
이상의 무선전력 전송장치(100) 및 그의 다른 형태의 구체적 구조에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 2는 무선전력 전송장치(100)의 내부 구조를 무선전력 수신장치(200)와 함께 보인 개념적 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 무선전력 전송장치(100)는, 하우징(110)과, 앞서 설명한 전송 유닛(130)과, 플러그(150)를 가지고, 나아가 지지 유닛(170)을 더 가질 수 있다.
하우징(110)은 전송 유닛(130), 그리고 플러그(150)의 일부를 수용하는 구성이다. 하우징(110)은 대체로 밑 부분의 단면적이 윗부분의 단면적 보다 넓은 형상을 가질 수 있다. 그에 의해, 하우징(110)의 설치면(111)에 대해, 거치면(116)은 경사지게 배열될 수 있다. 이때, 거치면(116)에는 무선전력 수신장치(200)가 거치될 수 있다. 설치면(111)에는 외부와 연통되는 수용홈(112)이 형성될 수 있다.
전송 유닛(130)의 전송 코일(131)은 거치면(116)의 하측에 배치된다. 전송 코일(131)은 거치면(116)에 평행하여, 설치면(111)에 대해서는 경사지게 배치될 수 있다. 전송 코일(131)의 배후에는 차폐 부재(134)가 위치하여, 전송 코일(131)에서 발생된 전자기파가 전송 제어부(135)에 영향을 미치는 것을 차단한다. 전송 제어부(135)는 전송 코일(131)과 설치면(111) 사이에 배치될 수 있다. 전송 제어부(135)는 하우징(110) 내에서 전선을 통해 전송 코일(131)에 연결될 수 있다.
플러그(150)는 벽(W)에 설치된 콘센트(C, 이상 도 5 참조)에 결합되어, 콘센트(C)로부터 교류 전력을 공급받기 위한 구성이다. 플러그(150)는 교환체(151)와, 고정체(156)를 가질 수 있다. 이때, 고정체(156)는 수용홈(112)의 바닥에 설치되어 하우징(110) 내에 위치한다. 이에 반해, 교환체(151)는 수용홈(112)에 탈착 가능하게 끼워진다. 그에 의해, 교환체(151)의 일 부분은 수용홈(112) 내에 위치하고 다른 부분은 수용홈(112) 밖으로 노출될 수 있다. 교환체(151)는 전극 단자(352)를 가질 수 있다. 전극 단자(352)는 콘센트(C)의 접속구에 삽입되어 상용 전력과 접속되는 부분이다. 전극 단자(352)는 콘센트(C)에 입력되는 전력에 따라 110V형(도 2)이거나 220V형(도 3의 352 참조)이 될 수 있다. 고정체(156)는 매개 단자(157)를 가질 수 있다. 매개 단자(157)는, 교환체(151)가 수용홈(112)에 끼워진 상태에서, 전극 단자(352)와 접속된다. 매개 단자(157)는 전송 유닛(130), 구체적으로 전송 제어부(135)에 연결될 수 있다.
지지 유닛(170)은 하우징(110)에 설치되어 무선전력 수신장치(200)를 지지하는 구성이다. 지지 유닛(170)은, 받침판(171)과, 절곡판(173)을 포함할 수 있다. 받침판(171)은 무선전력 수신장치(200)의 측면에 대응하도록 배열된다. 절곡판(173)은 받침판(171)에서 절곡되어 연장되고, 무선전력 수신장치(200)의 주면에 대응하도록 배열될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 플러그(150)가 콘센트(C)에 결합 됨에 의해, 무선전력 수신장치(200)가 하우징(110)에 거치된 채로 벽(W)에 붙어서 충전될 수 있다. 그에 의해, 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200) 간에는 무선으로 충전이 이루어지면서도, 콘센트(C)와 무선전력 전송장치(100)는 전선으로 연결되어 복잡해 보이는 문제가 없어진다.
또한, 거치면(116)이 설치면(111)에 대해 경사지게 배열됨에 의해, 거치면(116)에 거치된 무선전력 수신장치(200)도 벽(W)에 대해 경사지게 배열될 수 있다. 그에 의해, 무선전력 수신장치(200)는 중력에 힘에 의해 전송 코일(131)에 보다 근접하게 위치할 수 있다.
나아가, 교환체(151)는 콘센트(C)의 교류 전력의 크기에 따라 다른 것으로 교환될 수 있다. 다시 말해, 110V용의 교환체(151)를 수용홈(112)에서 빼내고, 220V 용의 교환체(도 3의 351)가 수용홈(112)에 끼워질 수 있다. 이때, 전송 제어부(135)는 입력되는 교류 전력의 변화에 대해 프리 볼트 회로(Free Voltage Circuit)으로서 대응하게 된다. 그 결과, 교류 전력의 크기의 변화와 무관하게, 하나의 무선전력 전송장치(100)를 그의 일부만을 변경하여 계속 사용할 수 있게 된다.
다음으로, 다른 형태의 무선전력 전송장치에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(300)를 무선전력 수신장치(200)와 함께 보인 개념적 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 무선전력 전송장치(300)의 전체적인 구성은 앞선 무선전력 전송장치(100)와 대체로 동일하다. 그러나, 무선전력 전송장치(300)는 하우징(310), 플러그(350), 지지 유닛(370), 유선통신 포트(380) 등에서 앞선 무선전력 전송장치(100)와 다소 상이하다.
먼저, 하우징(310)은, 전체적으로 한 번 절곡된 형상을 가진다. 구체적으로, 하우징(310)은 플러그(150)가 설치되는 설치부(311)와, 전송 코일(331) 등의 전송 유닛(330)이 설치되고 무선전력 수신장치(200)가 거치되는 거치부(316)로 구분될 수 있다. 여기서, 거치부(316)는 설치부(311)의 연장 방향에 대해 절곡되어 연장된 것이다. 거치부(316)의 연장 방향은 설치부(311)의 연장 방향과 둔각을 이룰 수 있다.
설치부(311)에는 수용홈(312)이 형성될 수 있다. 수용홈(312)은 설치부(311)의 외면을 통해 외부와 연통되는 구성이다. 거치부(316)는 장착홈(317)을 포함할 수 있다. 장착홈(317)은 설치부(311)의 자유단 측에 형성되며, 무선전력 수신장치(200)가 거치된 면을 통해 외부와 연통될 수 있다.
플러그(350)는 교환체(351)와, 고정체(356)를 가질 수 있다. 이때, 교환체(351)는 220V의 콘센트(C)에 대응하여, 원형 단면을 갖는 막대 형상의 전극 단자(352)를 가질 수 있다.
지지 유닛(370)은, 받침판(371)과, 절곡판(373), 및 탄성체(375)를 구비할 수 있다. 받침판(371)은 무선전력 수신장치(200)의 측면을 지지하도록 배열된다. 절곡판(373)은 받침판(371)에서 절곡되어, 무선전력 수신장치(200)의 주면을 덮도록 배열된다. 탄성체(375)는 장착홈(317)에 위치하여, 장착홈(317)의 바닥과 받침판(371)을 연결한다. 탄성체(375)는 압축 코일 스프링일 수 있다.
유선통신 포트(380)는 하우징(310)의 거치부(316)의 측면을 통해 외부로 노출될 수 있다. 유선통신 포트(380)는 플러그(350)를 통해 입력되는 교류 전원에 바로 연결되는 포트이다. 유선통신 포트(380)는, 예를 들어 유에스비(USB)일 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 하우징(310)이 한 번 절곡된 형태이기에, 사용자는 거치부(316)를 손에 잡고서 설치부(311)를 콘센트(C)를 향해 정렬시킬 수 있다. 이때, 거치부(316)와 벽(W, 도 5 참조)의 각도는 적정한 예각을 이루므로, 사용자가 플러그(350)를 콘센트(C)에 꼽기가 용이하다.
플러그(350)의 교환체(351)는 앞선 실시예와 마찬가지로, 하우징(310)에서 분리되어 다른 것으로 교체될 수 있다.
마지막으로, 유선통신 포트(380)를 구비함에 의해, 무선전력 수신장치(200)를 하우징(310)에 거치하지 않고 책상 위에 올려놓는 경우에 충전을 위한 전선을 유선통신 포트(380)에 꼽을 수 있게 된다.
이러한 교환체(351)가 하우징(310)에 탈착되는 형태에 대해 도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 3의 무선전력 전송장치(300)의 플러그(350)에 있어서 교환체(351)가 고정체(356)와 접속되는 구조를 설명하기 위한 요부의 분해 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 교환체(351)가 수용홈(312)에 끼워진 상태에서 교환체(351)가 수용홈(312)에 안정적으로 결합되게 하는 탈착 결합 유닛이 더 구비될 수 있다.
상기 탈착 결합 유닛은, 삽입 홀(353)과 삽입 돌기(356)를 가질 수 있다. 여기서, 삽입 홀(353)은 삽입 돌기(356)가 삽입되는 사이즈를 갖는다.
삽입 홀(353)은 교환체(351)의 외주 상에 형성될 수 있다. 이때, 삽입 홀(353)은 서로 이격된 복수 개로 구비될 수 있다.
삽입 돌기(356)는 하우징(310)의 수용홈(312)을 한정하는 부분에 설치될 수 있다. 삽입 돌기(356)는 수용홈(312)의 중앙을 향해 돌출되어, 수용홈(312)에 끼워진 교환체(351)의 삽입 홀(353)에 삽입되는 구성이다. 삽입 돌기(356)는 삽입 홀(353)을 향해 탄성적으로 지지된 구성일 수 있다. 이를 위해서는, 삽입 돌기(356)는, 삽입 홀(353)에 삽입되는 사이즈의 볼(358a)과, 그 볼(358a)을 삽입 홀(353)을 향해 탄성적으로 가압하는 탄성체(358b)를 가질 수 있다.
교환체(351)가 수용홈(312)의 축 방향을 중심으로 회전될 수 있도록 하기 위해서, 고정체(356)의 매개 단자(357)는 복수 개로 구비될 수 있다. 구체적으로, 매개 단자(357)는 제1 각도에서 전극 단자(352)에 대응하는 제1 매개 단자(357a)와, 제1 매개 단자(357a)에 대해 비틀어진 각도에 위치하여 제2 각도에서 전극 단자(352)에 대응하는 제2 매개 단자(357b)를 가질 수 있다.
이러한 탈착 결합 유닛의 구성에 의하면, 교환체(351)는 수용홈(312)에 끼워진 후에 안정적으로 결합될 수 있게 된다. 또한, 교환체(351)를 수용홈(312)에서 빼내는 과정에서도, 별도의 조치 필요 없이 일정 수준 이상의 힘으로 교환체(351)를 잡아당기면 된다.
또한, 콘센트(C)에서 접속구의 각도가 상이한 경우에(도 5 참조), 교환체(351)를 회전 방향(R)으로 돌리면 된다. 이때, 전극 단자(352)는 제1 매개 단자(357a)와 제2 매개 단자(357b) 중 대응되는 것과 접속하게 된다. 또한, 삽입 돌기(356) 역시 복수의 삽입 홀(353) 중에서 대응하는 것에 삽입되어, 교환체(351)가 수용홈(312)에서 아무런 제약 없이 빠져나가지는 않게 한다.
다음으로, 또 다른 형태의 무선전력 전송장치(400)에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(400)를 무선전력 수신장치(200)와 함께 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 무선전력 전송장치(400)는 앞선 실시예의 무선전력 전송장치(300)와 대체로 동일하나, 지지 유닛(470)의 구성에서 차이가 있다.
구체적으로, 지지 유닛(470)은 무선전력 수신장치(200)의 하부를 지지하는 것과 더불어, 그의 양 측부 또한 지지하고자 하는 것이다.
그에 의해, 지지 유닛(470)은, 하우징(410)의 양 측부에 설치되는 한 쌍의 지지대(479)를 가질 수 있다. 한 쌍의 지지대(479)는 서로를 향해 가까워지는 방향으로 편향된 것일 수 있다. 이를 위해서는, 예를 들어 하우징(410)의 내부에 스프링을 넣어서 지지대(479)가 탄성적으로 편향되게 할 수 있다. 나아가, 또 다른 지지편(481)은 하우징(410)의 하부가 벽(W)에 대해 지지되게 할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 무선전력 수신장치(200)가 무선전력 전송장치(400)에서 충전되는 중에, 양 측방으로도 흔들림 없이 제자리에 유지될 수 있게 된다.
상기와 같은 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 플러그(150, 350, 450)가 하우징(110,310,410)의 높이 방향에서 중앙부, 상부에 설치된 것을 예시하였으나, 그들이 아닌 하부에 설치될 수도 있는 것이다.
100, 300, 400: 무선전력 전송장치 200: 무선전력 수신장치
110, 310, 410: 하우징 130, 330: 전송 유닛
150, 350, 450: 플러그 170, 370, 470: 지지 유닛

Claims (10)

  1. 무선전력 수신장치가 거치되도록 구성되는 하우징;
    상기 하우징에 내장되는 고정체와, 상기 고정체에 탈착 가능하게 결합되며 콘센트에 접속되게 구성되는 교환체를 구비하는 플러그; 및
    상기 하우징에 내장되고, 상기 무선전력 수신장치를 향해 무선전력 신호를 출력하는 전송 유닛을 포함하고,
    상기 전송 유닛은, 상기 플러그를 통해 상기 콘센트로부터 전력을 공급받는 것인, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은, 외부와 연통된 수용홈을 구비하고,
    상기 고정체는, 상기 수용홈의 바닥에 설치되고,
    상기 교환체는, 상기 수용홈에 끼워져서 상기 고정체와 전기적으로 연결되는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교환체를 상기 하우징의 수용홈에 탈착 가능하게 결합시키는 탈착 결합 유닛을 더 포함하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탈착 결합 유닛은,
    상기 수용홈의 중앙을 향해 돌출되도록 상기 하우징의 수용홈을 한정하는 부분에 설치되는 삽입 돌기; 및
    상기 교환체의 외주면에 형성되고, 상기 삽입 돌기가 삽입되는 삽입 홀을 포함하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 삽입 돌기는,
    상기 하우징의 수용홈을 한정하는 부분에 수용되고, 상기 삽입 홀에 수용되는 사이즈를 갖는 볼; 및
    상기 하우징의 수용홈을 한정하는 부분에 수용되어, 상기 볼을 탄성적으로 지지하는 탄성체를 포함하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 삽입 홀은, 상기 교환체의 회전에 대응하여 복수의 각도에서 상기 삽입 돌기를 수용하도록 복수 개로 구비되는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 교환체는, 상기 콘센트와 전기적으로 접속되는 전극 단자를 포함하고,
    상기 고정체는, 상기 전극 단자 및 상기 전송 유닛과 전기적으로 접속되는 매개 단자를 포함하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 매개 단자는, 상기 교환체의 회전에 대응하여 복수의 각도에서 상기 전극 단자와 접속되도록 복수 개로 구비되는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하우징에 거치되는 무선전력 수신장치의 양 측부를 지지하는 지지 유닛을 더 포함하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 하우징의 양 측부에 설치되고, 서로를 향해 탄성적으로 가까워지도록 구성되는 한 쌍의 지지대를 포함하는, 이종의 콘센트에 사용될 수 있는 무선전력 전송장치.
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