KR102434841B1

KR102434841B1 - 무선충전시스템

Info

Publication number: KR102434841B1
Application number: KR1020200111926A
Authority: KR
Inventors: 이정호; 김성환; 현창환
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2022-08-23
Also published as: KR20220030119A

Abstract

본 발명은 무선충전시스템에 관한 것으로서, 무선으로 충전되는 어플리케이터를 무선 충전시키는 충전기모듈을 포함하며, 상기 충전기모듈은, 테두리를 둘러싸며 외측으로 돌출되는 (+)전선과 (-)전선이 구비되는 다수의 충전기로 이루어지고, 상기 다수의 충전기 중에서 적어도 하나의 충전기는 외부의 전원공급부와 연결되도록 구성되는 메인 충전기이고, 나머지 충전기는 상기 메인 충전기의 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 직접 또는 간접 접촉되어 전기적 연결이 이루어지는 서브 충전기인 것을 포함한다.

Description

무선충전시스템{Wireless Charging System}

본 발명은 무선충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원입력단자가 구비된 메인 충전기와 전원입력단자가 없는 서브 충전기 각각의 테두리를 둘러싸도록 마련된 (+)전선 및 (-)전선의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지도록 하고, 메인 충전기 및 서브 충전기에 무선충전식 어플리케이터를 눕힌 상태로 고정 및 충전할 수 있도록 하는 무선충전시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 전동칫솔, 전동화장도구 등 충전식 소형 어플리케이터는 배터리와 연결된 충전용 전원입력단자가 외부에 노출되어 있고, 여기에 충전기 케이블의 전원출력단자를 접속시켜 충전기로부터 배터리로 전력을 공급받는다.

이와 같이 전원입력단자가 외부에 노출되면, 먼지나 수분 등의 외부 이물질이 어플리케이터 내부로 유입되는 통로가 되어 어플리케이터의 내구성을 떨어뜨리고, 전원입력단자 자체도 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지는 문제점이 있다.

이러한 단자 접촉에 의한 유선충전방식의 문제점을 해결하기 위하여 어플리케이터에 무선으로 전력을 충전하는 무선충전기술이 제안되었다.

무선충전기술(wireless charging technology)은 충전기의 전원케이블을 어플리케이터에 직접 연결하지 않고 무선으로 전력을 공급하여 배터리를 충전하는 기술이다.

현재 상용화 단계에 있는 무선충전기술로는 전자기유도방식과 자기공명방식의 기술이 알려져 있다. 전자기유도방식은 충전기 내부의 송전코일로 전력을 공급하고, 그와 수mm 이내의 근거리에 있는 무선충전식 어플리케이터 내부의 수전코일에서 전력을 수신하여 배터리를 충전하는 방식이다. 자기공명방식은 자기장의 공진 현상을 이용한 것으로 비교적 원거리에 있는 무선충전식 어플리케이터를 충전할 수 있으나, 충전 중에 발생되는 전자기파의 인체 유해성에 관한 논란이 있다.

전자기유도방식의 경우 충전 효율이 유선충전방식 대비 90% 수준이고, 전자기파의 인체 유해성으로부터 비교적 안전하여 무선충전식 어플리케이터에 널리 적용되고 있다.

무선충전식 어플리케이터로서의 전동칫솔은, 후단부가 무선충전기에 거치되어 무선충전기와 일대일 방식으로 충전이 이루어지는데, 다인 가족이 여러 대의 전동칫솔을 사용할 경우, 다수의 무선충전기용 전원케이블이 얽혀 정리가 어려운 단점이 있을 뿐만 아니라, 주로 욕실이나 화장대 등 협소한 공간 또는 상하로 좁은 공간에서 충전이 이루어져 전동칫솔을 세우기 어려운 등의 공간적 제약이 따르고, 세워서 충전하므로 약간의 접촉으로도 낙하되어 손상되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전원입력단자가 구비된 메인 충전기와 전원입력단자가 없는 서브 충전기 각각의 테두리를 둘러싸도록 마련된 (+)전선 및 (-)전선의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지도록 하여, 충전기모듈의 구성을 단순화할 수 있도록 하는 무선충전시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 메인 충전기 및 서브 충전기에 무선충전식 어플리케이터를 눕힌 상태로 고정 및 충전할 수 있도록 하여, 무선충전식 어플리케이터를 세워서 충전하는 것과 대비 안정적으로 충전할 수 있도록 하는 무선충전시스템을 제공하기 위한 관한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 메인 충전기 및 서브 충전기 각각의 테두리에 마련된 (+)전선 및 (-)전선의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지므로, 단자 접속을 통한 제한된 전원연결방식과 달리 전선 접촉을 통한 자유로운 전원연결방식을 구현할 수 있도록 하는 무선충전시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 무선충전시스템은, 무선으로 충전되는 어플리케이터를 무선 충전시키는 충전기모듈을 포함하며, 상기 충전기모듈은, 테두리를 둘러싸며 외측으로 돌출되는 (+)전선과 (-)전선이 구비되는 다수의 충전기로 이루어지고, 상기 다수의 충전기 중에서 적어도 하나의 충전기는 외부의 전원공급부와 연결되도록 구성되는 메인 충전기이고, 나머지 충전기는 상기 메인 충전기의 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 직접 또는 간접 접촉되어 전기적 연결이 이루어지는 서브 충전기인 것을 포함한다.

구체적으로, 상기 다수의 충전기는, 다각형의 박스 형태로 구성되는 케이스; 상기 케이스의 상면에 마련되며, 상기 어플리케이터를 눕힌 상태로 안착 고정시키는 안착부; 상기 케이스에 내장 설치되며, 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 연결되어 상기 어플리케이터로 전력을 송출하는 송전코일; 및 상기 송전코일의 일측에 제1S극이 배치되고, 상기 송전코일의 타측에 제1N극이 배치되고, 상기 어플리케이터를 상기 안착부에 고정시키는 제1자석부를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 메인 충전기는, 상기 케이스의 일측면에 설치되며, 상기 전원공급부에 접속되고, 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 연결되는 전원입력단자가 구비되고, 상기 서브 충전기는, 상기 전원입력단자가 생략될 수 있다.

구체적으로, 상기 다수의 충전기는, 상기 케이스의 형상 및 크기가 동일하거나 다를 수 있다.

구체적으로, 상기 다수의 충전기는, 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 의한 전선 접촉을 통해 자유로운 전원연결방식으로 배치되며, 상기 메인 충전기에 1차로 접촉 배치되는 적어도 하나 이상의 서브 충전기는, 상기 메인 충전기로부터 전원을 직접 공급받고, 1차로 접촉 배치된 상기 적어도 하나 이상의 서브 충전기 각각에 연속하여 2차로 접촉 배치되는 적어도 하나 이상의 다른 서브 충전기는, 1차로 접촉된 상기 적어도 하나 이상의 서브 충전기로부터 간접적으로 전원을 공급받아 상기 어플리케이터를 무선 충전시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 어플리케이터는, 칫솔모가 식모된 헤드부와, 상기 헤드부와 결합되며 손잡이 역할을 하는 막대 형상의 본체부와, 상기 본체부에 내장된 전동모터와, 상기 전동모터에 충전된 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 무선충전식 전동칫솔로서, 상기 무선충전식 전동칫솔은, 상기 본체부의 중간 부분에 내장 설치되고, 상기 송전코일로부터 송출된 전력에 의해 유도전류를 발생시켜 상기 배터리를 충전시키는 수전코일; 및 상기 송전코일의 일측에 배치된 상기 제1S극에 대향되도록 상기 수전코일의 일측에 제2N극이 배치되고, 상기 송전코일의 타측에 배치된 상기 제1N극에 대향되도록 상기 수전코일의 타측에 제2S극이 배치되고, 상기 본체부가 상기 안착부에 고정되도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1자석부와 상기 제2자석부는, 상기 송전코일의 중심과 상기 수전코일의 중심이 정렬되도록 유도할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1자석부가 마련된 상기 다수의 충전기가 자력에 의해 고정되도록 철판으로 이루어지며, 벽면에 부착할 수 있도록 일면에 부착부재가 마련되는 부착판을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 (+)전선과 상기 (-)전선은, 상기 케이스의 측면 테두리를 따라 반원 형태로 마련되는 2줄의 홈에 끼움 결합될 수 있다.

구체적으로, 상기 메인충전기는, 전원입력단자와 전원출력단자가 끼움 결합하는 방식으로 충전되거나, 상기 전원입력단자와 상기 전원출력단자가 자석으로 결합되는 자석충전 방식으로 충전될 수 있다.

본 발명에 따른 무선충전시스템은, 전원입력단자가 구비된 메인 충전기와 전원입력단자가 없는 서브 충전기 각각의 테두리를 둘러싸도록 마련된 (+)전선 및 (-)전선의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지도록 구성함으로써, 충전기모듈의 구성을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 메인 충전기에만 전원케이블을 연결하면 되므로 전원케이블의 정리가 용이할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무선충전시스템은, 메인 충전기 및 서브 충전기에 무선충전식 어플리케이터를 눕힌 상태로 고정 및 충전할 수 있도록 구성함으로써, 무선충전식 어플리케이터를 세워서 충전하는 것과 대비 안정적으로 충전할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무선충전시스템은, 별도의 부착판을 마련하거나 또는 메인 충전기 및 서브 충전기 각각의 배면에 부착부재를 설치함으로써, 바닥뿐만 아니라 벽면에도 메인 충전기를 중심으로 다수의 서브 충전기를 배치할 수 있어, 다수의 무선충전 어플리케이터의 보관을 용이하게 하면서 공간 활용성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무선충전시스템은, 메인 충전기 및 서브 충전기 각각의 테두리에 마련된 (+)전선 및 (-)전선의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지도록 구성함으로써, 단자 접속을 통한 제한된 전원연결방식과 달리 전선 접촉을 통한 자유로운 전원연결방식을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전선 접촉을 통한 자유로운 전원연결방식으로 인하여 충전기의 형상에 상관 없이 상호 호환성 있게 전기적 접속을 이룰 수 있어, 메인 충전기 및 다수의 서브 충전기 각각의 형상을 다양한 다각형으로 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전시스템의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전시스템의 충전기모듈 및 무선충전식 어플리케이터의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (a)는 도 1의 메인 충전기의 사시도이고, (b)는 도 1의 서브 충전기의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 전선을 케이스에 마련되는 홈에 결합하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전시스템의 사용 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전시스템의 충전기모듈 및 무선충전식 어플리케이터의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4의 (a)는 도 1의 메인 충전기의 사시도이고, (b)는 도 1의 서브 충전기의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 전선을 케이스에 마련되는 홈에 결합하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전시스템(1)은, 충전기모듈(2), 어플리케이터(3), 부착판(4), 전원공급부(5)를 포함한다.

충전기모듈(2)은, 어플리케이터(3)를 안착시켜 보관할 수 있으며, 어플리케이터(3)를 전자기유도방식으로 무선 충전시킬 수 있다. 충전기모듈(2)은, 메인 충전기(21)와 메인 충전기(21)에 인접하여 다양하게 배치되는 적어도 하나 이상의 서브 충전기(21a)를 포함할 수 있다.

메인 충전기(21)는, 외부의 전원공급부(5)로부터 전원을 공급받아 어플리케이터(3)를 무선 충전시킬 수 있으며, 케이스(211), 안착부(212), 전원입력단자(213), 전선부(214), 송전코일(215), 제1자석부(216)를 포함할 수 있다.

케이스(211)는, 다각형의 박스 형태로 구성될 수 있다. 케이스(211)의 상면에는 어플리케이터(3)가 고정 안착되는 안착부(212)가 마련될 수 있고, 일측면에는 전원입력단자(213)가 설치되는 개구(도면부호 미도시)가 마련될 수 있고, 다각형 측면 테두리에는 전선부(214)의 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)이 노출 설치되는 2줄의 홈(2143)이 마련될 수 있고, 내부에는 송전코일(215) 및 제1자석부(216)를 수용할 수 있는 공간이 마련될 수 있다.

또한, 케이스(211)는, 바닥뿐만 아니라 벽면에도 부착되도록 구성될 수 있는데, 벽면에 부착하기 위한 부착판(4)을 이용하거나, 부착판(4)이 없더라도 벽면에 부착할 수 있도록 배면에 별도의 부착부재(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.

이러한 케이스(211)는, 도면에 도시된 바와 같이 팔각형으로 이루어질 수 있으나, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고 전체 형상이 사각형으로부터 팔각형에 이르기까지 다양한 다각형으로 제작될 수 있음은 물론이다.

본 실시예의 메인 충전기(21)는, 전원입력단자(213)와 전원출력단자(52)가 끼움 결합하는 방식으로 충전되거나, 전원입력단자(213)와 전원출력단자(52)가 자석으로 결합되는 자석충전 방식으로 충전될 수 있다.

안착부(212)는, 케이스(211)의 상면에 홈 형태로 형성될 수 있다. 안착부(212)는, 어플리케이터(3)를 길이 방향으로 눕힌 상태로 고정 안착시킬 수 있으며, 이에 따라 어플리케이터(3)의 중간 부분 형상에 대응되는 형태를 가지며, 케이스(211)의 일측으로부터 타측까지 횡단되는 홈 형태일 수 있다.

이러한 안착부(212)의 하부에는 어플리케이터(3)를 무선 충전시키기 위한 송전코일(215)과, 어플리케이터(3)를 고정시키기 위한 제1자석부(216)가 배치될 수 있다.

전원입력단자(213)는, 케이스(211)의 일측면에 마련되는 개구 부분에 설치될 수 있다.

전원입력단자(213)는, 전원공급부(5)의 전원출력단자(52)와 접속될 수 있으며, 전원출력단자(52)로부터 출력되는 전력을 전선부(214)의 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)을 통해 송전코일(215)에 전달할 수 있다.

전원입력단자(213)는, 전원출력단자(52)와 끼움 결합하는 USB단자이거나, 전원출력단자(52)와 자석으로 결합하는 자석식 USB단자일 수 있다.

전선부(214)는, 일단이 전원입력단자(213)에 연결되고, 타단이 송전코일(215)에 연결되는 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)으로 이루어질 수 있다.

전선부(214)의 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142) 각각은, 도 5에 도시된 바와 같이, 전원입력단자(213)에 연결된 상태에서 케이스(211)의 측면 테두리를 따라 마련된 2줄의 홈(2143)에 각각 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 전선(2141, 2142)의 두께는 0.3mm 내지 0.5mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 이러한 전선(2141, 2142)이 설치되는 홈(2143)은, 반원 형태일 수 있고, 홈(2143)의 직경이 전선(2141, 2142)의 두께보다 약간 작게 형성될 수 있다. 이는 전선(2141, 2142)이 홈(2143)에 끼워졌을 때 이탈되지 않도록 하면서 케이스(211)의 측면으로부터 약각 돌출되게 되어 이웃하는 충전기(21, 21a)에 마련된 전선(2141, 2142)과의 접촉을 용이하게 할 수 있게 하기 위함이다.

케이스(211)의 테두리를 둘러싸도록 설치되는 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)은 일정 간격 이격되어 평행선을 이루며, 케이스(211)의 측면에서 외측으로 돌출된 형태를 이룬다. 이로써, 메인 충전기(21)에 서브 충전기(21a)를 인접하여 배치할 때, 메인 충전기(21)의 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)이 서브 충전기(21a)에 동일하게 마련되는 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)에 전기적으로 연결되어, 메인 충전기(21)의 전력을 서브 충전기(21a)에 전달할 수 있게 한다.

송전코일(215)은, 케이스(211)의 테두리를 둘러싸도록 설치되는 전선부(214)의 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)에 연결될 수 있다.

송전코일(215)은, 케이스(211)에 내장 설치되되, 안착부(212)의 중간부에 배치되어 전자기유도방식으로 케이스(211) 상면에 소정 주파수의 자기장을 발생시킬 수 있다. 송전코일(215)에서 송출된 전력에 의해 어플리케이터(3)의 수전코일(323)에서는 유도전류를 발생시킬 수 있다.

송전코일(215)은, 어플리케이터(3)를 안착부(212)에 안착할 때, 어플리케이터(3)에 내장된 수전코일(323)과 대향될 수 있다.

제1자석부(216)는, 케이스(211)에 내장 설치되어 어플리케이터(3)를 고정시킬 수 있다.

제1자석부(216)는, 송전코일(215)의 일측에 제1S극(2161)이 배치되고, 송전코일(215)의 타측에 제1N극(2162)이 배치되도록 설치될 수 있다.

제1자석부(216)는, 어플리케이터(3)를 안착부(212)에 안착할 때, 어플리케이터(3)에 내장된 제2자석부(324)와 대향될 수 있다. 이때, 제1자석부(216)의 제1S극(2161)은 제2자석부(324)의 제2N극(3241)에 대향되고, 제1자석부(216)의 제1N극(2162)은 제2자석부(324)의 제2S극(3242)에 대향되도록 배치되어 어플리케이터(3)를 자력에 의해 고정할 수 있다.

이와 같이, 케이스(211)에 내장되는 제1자석부(216)의 제1S극(2161)과 제1N극(2162)은 송전코일(215)을 사이에 두고 일정 간격 이격되도록 배치되고, 어플리케이터(3)에 내장되는 제2자석부(324)의 제2S극(3242)과 제2N극(3241) 역시 수전코일(323)을 사이에 두고 일정 간격 이격되도록 배치되되, 제1자석부(216)와 제2자석부(324)의 극성이 반대되도록 배치함으로써, 반대 극성은 끌어당기고 동일 극성은 밀어내는 자석의 특성으로 인해 케이스(211)에 내장되는 송전코일(215)의 중심과 어플리케이터(3)에 내장되는 수전코일(323)의 중심이 자력에 의한 자동 정렬될 수 있다.

상기한 제1자석부(216)는, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a)에 어플리케이터(3)를 고정하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a)를 철판으로 이루어진 부착판(4)에 부착시켜 벽면 등 경사진 공간에 배치시킬 수 있도록 하는 역할도 수행할 수 있게 한다.

서브 충전기(21a)는, 상기한 메인 충전기(21)와 비교하여 전원입력단자(213)가 생략되는 것에 구성적으로 차이가 있을 뿐, 전원입력단자(213)를 제외한 케이스(211), 안착부(212), 전선부(214), 송전코일(215), 제1자석부(216)의 구성은 동일 또는 유사하여 중복 설명을 회피하기 위해 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

이러한 서브 충전기(21a)는, 메인 충전기(21)에 인접하여 다양하게 배치될 수 있으며, 서브 충전기(21a)의 (+)전선(2141) 및 (-)전선(2142)과 메인 충전기(21)의 (+)전선 및 (-)전선의 접촉으로 메인 충전기(21)로부터 전원을 공급받아 어플리케이터(3)를 무선 충전시킬 수 있다.

메인 충전기(21)에 1차로 접촉 배치되는 적어도 하나 이상의 서브 충전기(21a)는, 상기한 바와 같이, 메인 충전기(21)로부터 전원을 직접 공급받지만, 1차로 접촉 배치된 적어도 하나 이상의 서브 충전기(21a) 각각에 연속하여 2차로 접촉 배치되는 적어도 하나 이상의 다른 서브 충전기(21a)는 1차로 접촉된 적어도 하나 이상의 서브 충전기(21a)로부터 간접적으로 전원을 공급받아 어플리케이터(3)를 무선 충전시킬 수 있다.

이를 통해 본 실시예는, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a) 각각의 테두리에 마련된 (+)전선(2141) 및 (-)전선(2142)의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지도록 구성함으로써, 단자 접속을 통한 제한된 전원연결방식과 달리 전선 접촉을 통한 자유로운 전원연결방식을 구현할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예는 전선 접촉을 통한 자유로운 전원연결방식으로 인하여, 충전기의 형상에 상관 없이 상호 호환성 있게 전기적 접속을 이룰 수 있어, 메인 충전기(21) 및 다수의 서브 충전기(21a) 각각의 형상을 다양한 다각형으로 제작할 수 있다.

어플리케이터(3)는, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a)의 안착부(212)에 눕힌 상태로 고정 안착되어 무선충전방식으로 충전될 수 있다.

이하에서는, 어플리케이터(3)가 무선충전식 전동칫솔일 경우를 설명하지만, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고 무선충전식 전동화장도구 등 다양한 어플리케이션을 포함할 수 있음은 물론이다.

어플리케이터(3)는, 무선충전식 전동칫솔일 수 있으며, 헤드부(31), 본체부(32), 전동모터(321), 배터리(322), 수전코일(323), 제2자석부(324)를 포함할 수 있다.

헤드부(31)는, 칫솔모(311)가 식모된다. 헤드부(31)는 본체부(32)의 헤드 결합부에 끼워져서, 헤드 결합부로부터 전달되는 진동이 칫솔모를 통해 치아에 전달되도록 할 수 있다.

본체부(32)는, 헤드부(31)와 결합될 수 있으며, 사용자가 양치시 손잡이 역할을 할 수 있다.

본체부(32)는, 사용자가 편안하게 잡을 수 있도록 막대 형상일 수 있으며, 내부에 전동모터(321), 배터리(322), 수전코일(323), 제2자석부(324)가 내장 설치될 수 있다. 본체부(32)에는 온/오프 스위치 및 각종 조작 버튼이 구비될 수 있음은 물론이다.

본체부(32)는, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a)의 안착부(212)에 눕혀진 상태로 안착 고정되어 보관되고, 충전될 수 있다.

전동모터(321)는, 본체부(32)에 내장 설치될 수 있다. 전동모터(321)는, 헤드부(31)와 인접된 위치의 본체부(32)에 배치되고, 배터리(322)에 의해 전력을 공급받아 구동될 수 있다.

이러한 전동모터(321)는, 진동을 발생시켜 헤드부(31)에 진동을 전달할 수 있는 진동장치를 포함할 수 있으며, 진동장치는 공지된 장치일 수 있으므로 본 실시예에서는 그에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

배터리(322)는, 본체부(32)에 내장 설치될 수 있다. 배터리(322)는, 수전코일(323)과 연결되어 수전코일(323)로부터 전달되는 전력을 충전하고, 충전된 전력을 전동모터(321)에 공급할 수 있다.

수전코일(323)은, 본체부(32)에 내장 설치될 수 있다. 수전코일(323)은, 어플리케이터(3)가 안착부(212)에 눕혀진 상태에서 중심을 잡을 수 있도록 본체부(32)의 중간 부분에 배치될 수 있다.

수전코일(323)은, 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)에 내장된 송전코일(215)로부터 송출된 전력에 의해 유도전류를 발생시켜 배터리(322)를 충전시킬 수 있다.

수전코일(323)은, 어플리케이터(3)를 안착부(212)에 안착할 때, 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)에 내장된 송전코일(215)과 대향될 수 있다.

제2자석부(324)는, 본체부(32)에 내장 설치될 수 있다. 제2자석부(324)는, 수전코일(323)의 일측에 제2N극(3241)이 배치되고, 수전코일(323)의 타측에 제2S극(3242)이 배치되도록 설치될 수 있다.

제2자석부(324)는, 어플리케이터(3)가 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)의 안착부(212)에 안착될 때, 케이스(211)에 내장된 제1자석부(216)와 대향될 수 있다. 이때, 제2자석부(324)의 제2S극(3242)은 제1자석부(216)의 제1N극(2162)에 대향되고, 제2자석부(324)의 제2N극(3241)은 제1자석부(216)의 제1S극(2161)에 대향되도록 배치되어 어플리케이터(3)의 본체부(3)가 자력에 의해 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)에 고정될 수 있다.

즉, 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)에서는 제1S극(2161), 송전코일(215), 제1N극(2162)의 순서로 배열되고, 어플리케이터(3)에서는 제2N극(3241), 수전코일(323), 제2S극(3242)의 순서로 배열된 상태에서, 어플리케이터(3)가 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)의 안착부(212)에 안착되므로, 어플리케이터(3)가 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)에 고정될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 제1자석부(216)와 제2자석부(324)의 극성이 반대되도록 배치됨으로써, 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)에 내장되는 송전코일(215)의 중심과 어플리케이터(3)에 내장되는 수전코일(323)의 중심이 자력에 의한 자동 정렬을 이룰 수 있다.

즉, 제1자석부(216)와 제2자석부(324)는, 송전코일(215)과 수전코일(323)이 정렬되도록 유도하는 역할을 한다.

상기한 제2자석부(324)는, 어플리케이터(3)에 내장 설치하지 않고 자석클립 또는 자석테이프 등을 어플리케이터(3)의 외부에 설치할 수 있다. 이때, 어플리케이터(3)에는 수전코일(323)이 내장 설치되어 있음은 물론이고, 자석클립 또는 자석테이프 등은 상기한 제2자석부(324)의 제2N극(3241) 및 제2S극(3242)의 배치와 같이 수전코일(323)을 사이에 두고 N극과 S극이 일정 간격 이격 배치됨은 물론이다.

부착판(4)은, 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)를 벽면 등 경사진 부분에 배치할 수 있도록 한다.

부착판(4)은, 철판으로 이루어져 제1자석부(216)가 마련된 메인 충전기(21) 또는 서브 충전기(21a)가 자력에 의해 고정될 수 있도록 한다.

이러한 부착판(4)은, 벽면에 부착할 수 있도록 일면에 부착부재(도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 부착부재는 양면접착테이프 등일 수 있다.

전원공급부(5)는, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a)에 전원을 공급할 수 있다.

전원공급부(5)는, 외부 전원과 연결하는 전원케이블(51)과, 전원케이블(51)의 단부에 마련되며, 메인 충전기(21)의 전원입력단자(213)에 연결되는 전원출력단자(52)로 이루어질 수 있다.

전원출력단자(52)는, 전원입력단자(213)와 끼움 결합하는 USB단자이거나, 전원입력단자(213)와 자석으로 결합하는 자석식 USB단자일 수 있다.

상기와 같이 전원공급부(5)는, 전원입력단자(213)가 마련된 메인 충전기(21)에는 전원을 직접 공급할 수 있고, 서브 충전기(21a)에는 메인 충전기(21)의 케이스(211) 테두리를 둘러싸도록 설치되는 (+)전선(2141)과 (-)전선(2142)에 의해 전원을 간접 공급할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 실시에에 따른 무선충전시스템(1)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 부착판(4)에 메인 충전기(21) 및 다수의 서브 충전기(21a)를 부착해 둔 상태에서, 충전을 필요로 하는 어플리케이트(3)가 3개일 경우, 다수의 서브 충전기(21a) 중 2개의 서브 충전기(21a)가 메인 충전기(21)에 접촉되도록 배치하고, 어플리케이트(3)의 충전에 사용되지 않는 나머지 서브 충전기(21a)는 어플리케이트(3)를 부착한 상태 또는 부착하지 않은 상태에서 메인 충전기(21)와 접촉되지 않도록 떨어져 배치하며, 메인 충전기(21) 및 이에 접촉된 2개의 서브 충전기(21a) 각각에 어플리케이트(3)를 부착한 상태에서, 전원공급부(5)의 전원출력단자(52)를 메인 충전기(21)의 전원입력단자(213)에 연결함으로써, 메인 충전기(21) 및 이에 접촉된 2개의 서브 충전기(21a)에 부착된 어플리케이트(3)가 동시에 충전될 수 있다.

어플리케이트(3)의 충전이 완료된 상태에서는, 전원공급부(5)의 전원출력단자(52)를 메인 충전기(21)의 전원입력단자(213)로부터 분리하고, 충전 완료된 어플리케이트(3)는 전원이 분리된 메인 충전기(21) 및/또는 서브 충전기(21a)에 부착한 상태로 보관할 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 실시예는, 전원입력단자(213)가 구비된 메인 충전기(21)와 전원입력단자(213)가 없는 서브 충전기(21a) 각각의 테두리를 둘러싸도록 마련된 (+)전선(2141) 및 (-)전선(2142)의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지도록 구성함으로써, 충전기모듈(2)의 구성을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 메인 충전기(21)에만 전원케이블(51)을 연결하면 되므로 전원케이블(51)의 정리가 용이할 수 있다.

또한, 본 실시예는, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a)에 무선충전식 어플리케이터(3)를 눕힌 상태로 고정 및 충전할 수 있도록 구성함으로써, 무선충전식 어플리케이터(3)를 세워서 충전하는 것과 대비 안정적으로 충전할 수 있다.

또한, 본 실시예는, 별도의 부착판(4)을 마련하거나 또는 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a) 각각의 배면에 부착부재를 설치함으로써, 바닥뿐만 아니라 벽면에도 메인 충전기(21)를 중심으로 다수의 서브 충전기(21a)를 배치할 수 있어, 다수의 무선충전 어플리케이터(3)의 보관을 용이하게 하면서 공간 활용성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 실시예는, 메인 충전기(21) 및 서브 충전기(21a) 각각의 테두리에 마련된 (+)전선(2141) 및 (-)전선(2142)의 접촉을 통해 전기적 연결이 이루어지도록 구성함으로써, 단자 접속을 통한 제한된 전원연결방식과 달리 전선 접촉을 통한 자유로운 전원연결방식을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전선(2141, 2142) 접촉을 통한 자유로운 전원연결방식으로 인하여 충전기(21, 21a)의 형상에 상관 없이 상호 호환성 있게 전기적 접속을 이룰 수 있어, 메인 충전기(21) 및 다수의 서브 충전기(21a) 각각의 형상을 다양한 다각형으로 제작할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 무선충전시스템 2: 충전기모듈
21: 메인 충전기 21a: 서브 충전기
211: 케이스 212: 안착부
213: 전원입력단자 214: 전선부
2141: (+)전선 2142: (-)전선
2143: 홈 215: 송전코일
216: 제1자석부 2161: 제1S극
2162: 제1N극 3: 어플리케이터
31: 헤드부 311: 칫솔모
32: 본체부 321: 전동모터
322: 배터리 323: 수전코일
324: 제2자석부 3241: 제2N극
3242: 제2S극 4: 부착판
5: 전원공급부 51: 전원케이블
52: 전원출력단자

Claims

무선으로 충전되는 어플리케이터를 무선 충전시키는 충전기모듈을 포함하며,
상기 충전기모듈은,
테두리를 둘러싸며 외측으로 돌출되는 (+)전선과 (-)전선이 구비되는 다수의 충전기로 이루어지고,
상기 다수의 충전기 중에서 적어도 하나의 충전기는 외부의 전원공급부와 연결되도록 구성되는 메인 충전기이고, 나머지 충전기는 상기 메인 충전기의 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 직접 또는 간접 접촉되어 전기적 연결이 이루어지는 서브 충전기이고,
상기 (+)전선과 상기 (-)전선은,
상기 다수의 충전기 각각의 측면 테두리를 따라 마련되는 2줄의 홈에 구비되는 것을 포함하는 무선충전시스템.
제1항에 있어서, 상기 다수의 충전기는,
다각형의 박스 형태로 구성되는 케이스;
상기 케이스의 상면에 마련되며, 상기 어플리케이터를 눕힌 상태로 안착 고정시키는 안착부;
상기 케이스에 내장 설치되며, 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 연결되어 상기 어플리케이터로 전력을 송출하는 송전코일; 및
상기 송전코일의 일측에 제1S극이 배치되고, 상기 송전코일의 타측에 제1N극이 배치되고, 상기 어플리케이터를 상기 안착부에 고정시키는 제1자석부를 포함하는 무선충전시스템.
제2항에 있어서,
상기 메인 충전기는,
상기 케이스의 일측면에 설치되며, 상기 전원공급부에 접속되고, 상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 연결되는 전원입력단자가 구비되고,
상기 서브 충전기는,
상기 전원입력단자가 생략되는 무선충전시스템.
제2항에 있어서, 상기 다수의 충전기는,
상기 케이스의 형상 및 크기가 동일하거나 다른 무선충전시스템.
제2항에 있어서, 상기 다수의 충전기는,
상기 (+)전선과 상기 (-)전선에 의한 전선 접촉을 통해 자유로운 전원연결방식으로 배치되며,
상기 메인 충전기에 1차로 접촉 배치되는 적어도 하나 이상의 서브 충전기는, 상기 메인 충전기로부터 전원을 직접 공급받고,
1차로 접촉 배치된 상기 적어도 하나 이상의 서브 충전기 각각에 연속하여 2차로 접촉 배치되는 적어도 하나 이상의 다른 서브 충전기는, 1차로 접촉된 상기 적어도 하나 이상의 서브 충전기로부터 간접적으로 전원을 공급받아 상기 어플리케이터를 무선 충전시키는 포함하는 무선충전시스템.
제2항에 있어서, 상기 어플리케이터는,
칫솔모가 식모된 헤드부와, 상기 헤드부와 결합되며 손잡이 역할을 하는 막대 형상의 본체부와, 상기 본체부에 내장된 전동모터와, 상기 전동모터에 충전된 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 무선충전식 전동칫솔로서,
상기 무선충전식 전동칫솔은,
상기 본체부의 중간 부분에 내장 설치되고, 상기 송전코일로부터 송출된 전력에 의해 유도전류를 발생시켜 상기 배터리를 충전시키는 수전코일; 및
상기 송전코일의 일측에 배치된 상기 제1S극에 대향되도록 상기 수전코일의 일측에 제2N극이 배치되고, 상기 송전코일의 타측에 배치된 상기 제1N극에 대향되도록 상기 수전코일의 타측에 제2S극이 배치되고, 상기 본체부가 상기 안착부에 고정되도록 하는 제2자석부를 더 포함하는 무선충전시스템.
제6항에 있어서, 상기 제1자석부와 상기 제2자석부는,
상기 송전코일의 중심과 상기 수전코일의 중심이 정렬되도록 유도하는 무선충전시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1자석부가 마련된 상기 다수의 충전기가 자력에 의해 고정되도록 철판으로 이루어지며, 벽면에 부착할 수 있도록 일면에 부착부재가 마련되는 부착판을 더 포함하는 무선충전시스템.
제2항에 있어서, 상기 홈은,
상기 케이스의 측면 테두리를 따라 반원 형태로 마련되며, 상기 (+)전선과 상기 (-)전선이 끼움 결합되는 무선충전시스템.
제1항에 있어서, 상기 메인 충전기는,
전원입력단자와 전원출력단자가 끼움 결합하는 방식으로 충전되거나, 상기 전원입력단자와 상기 전원출력단자가 자석으로 결합되는 자석충전 방식으로 충전되는 무선충전시스템.