KR102261384B1 - 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 무선전력 수신장치가 거치되도록 구성되는 하우징; 상기 하우징에 일부가 내장되고, 벽에 설치된 교류 전력용 콘센트에 결합되게 구성된 플러그; 및 상기 하우징에 내장되고, 상기 플러그로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 상기 무선전력 수신장치를 향해 무선전력 신호를 출력하는 전송 유닛을 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치를 제공한다.
Description
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.
이러한 무선전력 충전시스템은 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있다. 그에 의해, 무선전력 충전시스템의 일부를 이루는 무선전력 전송장치는, 그의 본체는 책상 등에 놓여져도 결국엔 전선을 통해 콘센트와 연결되어야 한다. 무선전력 전송장치의 무선전력 전송에도 불구하고, 상기 전선으로 인해 깔끔한 인상을 줄 수 없게 한다.
본 발명의 목적은, 외부로 드러나는 전선을 배제하여 무선 충전에 걸맞게 깔끔한 외관을 구성할 수 있게 하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 측면과 관련된 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치는, 무선전력 수신장치가 거치되도록 구성되는 하우징; 상기 하우징에 일부가 내장되고, 벽에 설치된 교류 전력용 콘센트에 결합되게 구성된 플러그; 및 상기 하우징에 내장되고, 상기 플러그로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 상기 무선전력 수신장치를 향해 무선전력 신호를 출력하는 전송 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하우징은, 외부와 연통된 수용홈과, 상기 수용홈에 설치되는 회전축을 구비하고, 상기 플러그는, 상기 교류 전력용 콘셉트에 삽입되는 전극 단자와, 상기 전극 단자와 결합되고 상기 회전축에 회전 가능하게 결합되는 몸체를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 하우징은, 상기 플러그가 설치되는 설치부; 및 상기 설치부의 연장 방향에 대해 둔각을 이루며 절곡 연장되는 거치부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 설치부의 폭은 상기 플러그의 회전에도 상기 전극 단자가 외부로 돌출되는 사이즈를 가질 수 있다.
여기서, 상기 하우징은, 상기 무선전력 수신장치가 거치되는 거치면과, 상기 플러그가 설치되는 설치면을 구비하고, 상기 거치면은, 상기 설치면에 대해 경사지게 배열될 수 있다.
여기서, 상기 전송 유닛은, 상기 거치면의 내측에 상기 거치면과 평행하게 배열되고, 상기 무선전력 신호를 출력하는 전송 코일; 상기 전송 코일과 상기 설치면 사이에 위치하고, 상기 전송 코일의 작동을 제어하는 전송 제어부; 및 상기 전송 코일과 상기 전송 제어부 사이에 위치하여, 상기 전송 코일에서 발생한 전자기파가 상기 전송 제어부에 전달되는 것을 차단하는 차폐 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하우징에 설치되어, 상기 무선전력 수신장치를 지지하는 지지 유닛이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 지지 유닛은, 받침판; 및 상기 받침판에서 절곡되어 연장되는 절곡판을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지지 유닛은, 상기 받침판에 연결되어, 상기 절곡판을 상기 하우징을 향해 탄성적으로 잡아당기는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하우징은, 외부와 연통되는 장착홈을 구비하고, 상기 탄성체는, 상기 장착홈에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 하우징을 통해 외부로 노출되며, 상기 직류 전원에 연결되는 유선통신 포트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 콘센트에 대한 상기 하우징의 결합력을 보강하기 위한 보강 유닛을 더 포함하고, 상기 보강 유닛은, 상기 하우징 및 상기 콘센트 중 어느 하나에 설치되는 자석; 및 상기 하우징 및 상기 콘센트 중 다른 하나에 설치되고, 상기 자석에 대응하여 위치하는 금속편을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 플러그는, 상기 하우징에 고정 결합되고, 상기 교류 전력용 콘셉트에 삽입되게 구성되는 전극 단자; 및 상기 하우징에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 교류 전력용 콘센트에 삽입되게 구성되는 접지 단자를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 접지 단자를 탈착 가능하게 수용하는 조립부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접지 단자는, 몸체와, 상기 몸체에서 돌출된 걸림편을 포함하고, 상기 조립부는, 조립홈과, 상기 조립홈의 둘레 방향을 따른 일부의 가장자리 영역을 덮어 상기 조립홈에 삽입된 상기 걸림편이 걸리게 하는 커버를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접지 단자는, 몸체와, 상기 몸체에서 돌출된 걸림편을 포함하고, 상기 조립부는, 조립 레일과, 상기 조립 레일의 가장자리 영역을 덮어 상기 걸림편이 걸리게 되는 커버를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 조립부는, 상기 조립 레일에 설치되어, 상기 걸림편이 상기 조립 레일을 따라 이동될 때 탄성적으로 변형된 후에 복원되어 상기 걸림편의 후퇴를 제한하는 탄성편을 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치에 의하면, 외부로 드러나는 전선을 배제하여 무선 충전에 걸맞게 깔끔한 외관을 구성할 수 있게 한다.
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 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(400)를 콘센트(C)와 함께 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(500)를 콘센트(C')와 함께 보인 사시도이다.
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 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(400)를 콘센트(C)와 함께 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(500)를 콘센트(C')와 함께 보인 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벽에 설치 가능한 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)의 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.
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 4 참조)에 결합되어, 콘센트(C)로부터 교류 전력을 공급받기 위한 구성이다. 플러그(150)는 몸체(151)와, 전극 단자(156)를 가질 수 있다. 이때, 몸체(151)는 하우징(110) 내에 위치하고, 전극 단자(156)는 하우징(110) 밖에 위치할 수 있다. 전극 단자(156)는 몸체(151)를 거쳐서 하우징(110) 내에서 전선을 통해 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 결합됨에 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.
다음으로, 다른 형태의 무선전력 전송장치에 대해 도 3을 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), 지지 유닛(370), 유선통신 포트(380) 등에서 앞선 무선전력 전송장치(100)와 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)과, 회전축(313)이 형성될 수 있다. 수용홈(312)은 설치부(311) 중에서 벽(W)을 바라보는 면[도 4 참조]에 외부와 연통되게 형성된다. 수용홈(312)에는 플러그(350)의 몸체(351)가 수용된다. 회전축(313)은 수용홈(312)에 위치하며, 몸체(351)에 연결된다. 그에 의해, 몸체(351)는 회전축(313)을 중심으로 수용홈(312) 내에서 회전될 수 있다. 이때, 설치부(311)의 폭은 눕혀진 플러그(350)[점선으로 표시]의 전극 단자(356)가 외부로 돌출되게 하는 길이로 결정될 수 있다.
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.
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 4 참조)의 각도는 적정한 예각을 이루므로, 사용자가 플러그(350)를 콘센트(C)에 꼽기가 용이하다.
또한, 플러그(350)는 회전축(313)을 중심으로 회전되므로, 플러그(350)를 접게 되면 무선전력 전송장치(300)의 전체 크기가 줄어들 수 있다. 그에 의해, 무선전력 전송장치(300)의 보관, 배송 등이 용이하게 된다. 나아가, 플러그(350)를 접은 상태에서도 전극 단자(356)가 외부로 돌출됨에 의해, 플러그(350)를 다시 세우는 과정에서도 전극 단자(356)를 손가락으로 밀기가 쉬운 이점이 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.
이상의 무선전력 전송장치(300)와 다른 무선전력 전송장치에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(400)를 콘센트(C)와 함께 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 무선전력 전송장치(400)는 외형적으로 앞서 도 2를 참조하여 설명한 무선전력 전송장치(100)와 유사하다. 다만, 무선전력 전송장치(300)의 유선통신 포트(380)가 추가적으로 예시되어 있다. 또한, 보강 유닛(490)이 추가로 구비된다.
보강 유닛(490)은 콘센트(C)에 대한 하우징(410)의 결합력을 보강하기 위한 구성이다. 다시 말해, 플러그(450)의 전극 단자(456)가 콘센트(C)의 접속홀(H)에 삽입결합될 때, 그 결합을 보다 강화하기 위한 것이다.
보강 유닛(490)은 자석(491)과, 금속편(496)을 구비할 수 있다.
자석(491)은 하우징(410)의 일 면, 구체적으로 플러그(450)가 설치된 면에 위치할 수 있다. 자석(491)은 위 일 면에 노출되게 설치되거나 노출되지 않게 하우징(410)에 내장될 수 도 있다.
금속편(496)은 자석(491)에 대응하도록 콘센트(C)에 설치될 수 있다. 금속편(496)은 판매자에 의해 제공된 양면 테이프와 같은 부착 수단에 의해 콘센트(C)에 간단한 방식으로 부착될 수도 있다.
이상에서는 하우징(410)에 자석(491)이, 콘센트(C)에 금속편(496)이 설치되는 것을 예시하였다. 그러나, 그와 반대로, 하우징(410)에 금속편(496)이, 콘센트(C)에 자석(491)이 설치될 수도 있다.
이러한 구성에 의하면, 하우징(410)과 콘센트(C) 간의 결합은 접속홀(H)과 전극 단자(456) 간의 1차 결합에 더하여, 자석(491)과 금속편(496)의 2차 결합으로 더욱 강화될 수 있다.
그에 의해, 무선전력 전송장치(400) 및 무선전력 수신장치(200)의 무게가 증가되더라도, 무선전력 전송장치(400)가 콘센트(C)에 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다.
다음으로, 또 다른 형태의 무선전력 전송장치에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치(500)를 콘센트(C')와 함께 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 무선전력 전송장치(500)는 앞선 무선전력 전송장치(400)와 대체로 동일하나, 접지 단자(557) 및 그와 관련된 구성을 보강 유닛(490) 대신에 갖는 점이 상이하다. 이는 접속홀(H') 외에 접지홀(H")을 갖는 다른 타입의 콘센트(C')에 대응하기 위함이다.
먼저, 하우징(510) 중에서 플러그(550)의 전극 단자(556)가 설치된 면에는 조립부가 형성된다. 위 조립부는 전극 단자(456)의 일 측에 설치되는 조립홀(521)과, 전극 단자(456)의 타측에 설치되는 조립 레일(523)을 구비할 수 있다. 조립홀(521)과 조립 레일(523)은 둘 중 하나의 종류만 형성되거나, 두 종류 모두 형성될 수 있다. 전자의 경우에 조립홀(251) 또는 조립 레일(523)이 한 쌍으로 구비될 수 있다. 본 도면에서는 후자의 경우를 예시하고 있다.
접지홀(H") 및 위 조립부에 대응하여, 플러그(550)는 전극 단자(556) 외에 접지 단자(557)를 추가로 구비한다. 접지 단자(557)는 전극 단자(556)의 아래, 또는 위에 위치하게 된다. 이때, 전극 단자(556)가 한 쌍으로 이루어지므로, 전극 단자(556)와 접지 단자(557)는 전체로서 삼각형의 세 꼭지점을 이룰 수 있다.
접지 단자(557)는 몸체(557a)와, 걸림편(557b)을 가질 수 있다. 몸체(557a)는 전체적으로 막대 형상을 가진다. 걸림편(557b)은 몸체(557a)의 일 단에 형성되고, 몸체(557a)의 방사 방향으로 돌출된 부분일 수 있다.
접지 단자(557)에 대응하여, 위 조립부는 조립홈(521)으로 구성될 수 있다. 조립홈(521)에는 그의 둘레 방향을 따라 일부의 가장자리 영역을 덮는 커버(521a)가 설치될 수 있다. 그에 의해, 몸체(557a)와 걸림편(557b)은 조립홈(521)에 삽입된 후에 돌려지면, 걸림편(557b)이 커버(521a)에 걸려서 접지 단자(557)가 하우징(510)에서 분리되지 않게 된다.
이상과 달리, 접지 단자(557)와 조립홈(521)은 서로 간에 나사 결합에 의해 탈착 조립되는 관계가 될 수 있다.
나아가, 또 다른 형태의 접지 단자(557')는 몸체(557'a)와, 걸림편(557'b)을 가질 수 있다. 몸체(557'a)는 막대 형상이고, 걸림편(557'b)은 몸체(557'a)의 양측으로 돌출된 형태일 수 있다.
위 접지 단자(557')에 대응하여, 위 조립부는 조립 레일(523)로 형성될 수 있다. 조립 레일(523)은 하우징(510)의 일 단에서 시작되어 전극 단자(556) 근처로 연장 형성된다. 조립 레일(523)은 십자형의 단면을 가져서, 조립 레일(523)의 양측 가장자리를 덮는 커버(523a)가 걸림편(557'b)을 덮게 된다. 그에 의해, 접지 단자(557')는 조립 레일(523)에 수직한 방향으로 분리되지 않게 된다.
또한, 조립 레일(523)에는 탄성편(523)이 설치될 수 있다. 탄성편(523)은 조립 레일(523)의 양측에 설치되어, 서로를 향해 탄성적으로 가압되는 구성이다. 탄성편(523)은, 구체적으로, 조립 레일(523) 내에 일 단이 위치하는 막대와, 그를 조립 레일(523)의 중앙선을 향해 가압하는 스프링을 구비할 수 있다. 그에 의해, 접지 단자(557')는 조립 레일(523)을 따라 진입하는 중에 탄성편(523)을 탄성적으로 변형시키고 지나고, 이후 복원된 탄성편(523)에 의해 후퇴하지 않게 된다.
이러한 구성에 의하면, 무선전력 전송장치(500)를 접속홀(H')에 더하여 접지홀(H")을 구비하는 콘센트(C')에 대해서도 대응할 수 있게 할 수 있다. 또한, 접지홀(H")이 접속홀(H')의 위에 있던 아래에 있던, 접지 단자(557 또는 557')의 위치를 변경하여 대응할 수 있게 된다.
상기와 같은 벽에 설치 가능한 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.
100, 300, 400, 500: 무선전력 전송장치 200: 무선전력 수신장치
110, 310, 410, 510: 하우징 130, 330: 전송 유닛
150, 350, 450, 550: 플러그 156, 356, 456, 556: 전극 단자
557, 557': 접지 단자 170, 370, 470, 570: 지지 유닛
380, 480, 580: 유선통신 포트
110, 310, 410, 510: 하우징 130, 330: 전송 유닛
150, 350, 450, 550: 플러그 156, 356, 456, 556: 전극 단자
557, 557': 접지 단자 170, 370, 470, 570: 지지 유닛
380, 480, 580: 유선통신 포트
Claims (15)
- 무선전력 수신장치가 거치되도록 구성되는 하우징;
상기 하우징에 일부가 내장되고, 벽에 설치된 교류 전력용 콘센트에 결합되게 구성된 플러그; 및
상기 하우징에 내장되고, 상기 플러그로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 상기 무선전력 수신장치를 향해 무선전력 신호를 출력하는 전송 유닛을 포함하고,
상기 하우징은,
외부와 연통된 수용홈을 구비하고,
상기 플러그는,
상기 교류 전력용 콘셉트에 삽입되는 전극 단자와, 상기 전극 단자와 결합되는 몸체를 구비하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 플러그가 설치되는 설치부; 및
상기 설치부의 연장 방향에 대해 둔각을 이루며 절곡 연장되는 거치부를 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제2항에 있어서,
상기 설치부의 폭은 상기 플러그의 회전에도 상기 전극 단자가 외부로 돌출되는 사이즈를 갖는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 무선전력 수신장치가 거치되는 거치면과, 상기 플러그가 설치되는 설치면을 구비하고,
상기 거치면은, 상기 설치면에 대해 경사지게 배열된, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제4항에 있어서,
상기 전송 유닛은,
상기 거치면의 내측에 상기 거치면과 평행하게 배열되고, 상기 무선전력 신호를 출력하는 전송 코일;
상기 전송 코일과 상기 설치면 사이에 위치하고, 상기 전송 코일의 작동을 제어하는 전송 제어부; 및
상기 전송 코일과 상기 전송 제어부 사이에 위치하여, 상기 전송 코일에서 발생한 전자기파가 상기 전송 제어부에 전달되는 것을 차단하는 차폐 부재를 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징에 설치되어, 상기 무선전력 수신장치를 지지하는 지지 유닛을 더 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제6항에 있어서,
상기 지지 유닛은,
받침판; 및
상기 받침판에서 절곡되어 연장되는 절곡판을 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제7항에 있어서,
상기 지지 유닛은,
상기 받침판에 연결되어, 상기 절곡판을 상기 하우징을 향해 탄성적으로 잡아 당기는 탄성체를 더 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제8항에 있어서,
상기 하우징은, 외부와 연통되는 장착홈을 구비하고,
상기 탄성체는, 상기 장착홈에 배치되는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징을 통해 외부로 노출되며, 상기 직류 전력에 연결되는 유선통신 포트를 더 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 콘센트에 대한 상기 하우징의 결합력을 보강하기 위한 보강 유닛을 더 포함하고,
상기 보강 유닛은,
상기 하우징 및 상기 콘센트 중 어느 하나에 설치되는 자석; 및
상기 하우징 및 상기 콘센트 중 다른 하나에 설치되고, 상기 자석에 대응하여 위치하는 금속편을 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 플러그는,
상기 하우징에 고정 결합되고, 상기 교류 전력용 콘셉트에 삽입되게 구성되는 전극 단자; 및
상기 하우징에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 교류 전력용 콘센트에 삽입되게 구성되는 접지 단자를 포함하고,
상기 하우징은, 상기 접지 단자를 탈착 가능하게 수용하는 조립부를 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제12항에 있어서,
상기 접지 단자는, 몸체와, 상기 몸체에서 돌출된 걸림편을 포함하고,
상기 조립부는, 조립홈과, 상기 조립홈의 둘레 방향을 따른 일부의 가장자리 영역을 덮어 상기 조립홈에 삽입된 상기 걸림편이 걸리게 하는 커버를 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제12항에 있어서,
상기 접지 단자는, 몸체와, 상기 몸체에서 돌출된 걸림편을 포함하고,
상기 조립부는, 조립 레일과, 상기 조립 레일의 가장자리 영역을 덮어 상기 걸림편이 걸리게 되는 커버를 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치. - 제14항에 있어서,
상기 조립부는, 상기 조립 레일에 설치되어, 상기 걸림편이 상기 조립 레일을 따라 이동될 때 탄성적으로 변형된 후에 복원되어 상기 걸림편의 후퇴를 제한하는 탄성편을 포함하는, 벽에 설치 가능한 무선전력 전송장치.
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