KR200349991Y1 - 휴대용 다중 전원 태양전지를 이용한 충전 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 휴대폰, PDA, MD, CD 플레이어, MP3, 노트북, 디지털 카메라, 캠코더 등 개인휴대용 전자제품의 전원이 고갈되었거나 축전지를 사용할 수 없는 경우 주간에 태양전지를 이용하여 축전지를 충전하거나 비상전원으로 이용할 수 있는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전기에 관한 것이다.

본 고안에 따른 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치는 다수의 태양전지가 직·병렬로 정렬되어 몰딩된 하나 이상의 태양전지판; 상기 태양전지판을 지지하고 휴대용 전자제품과 복합화하는 케이스; 상기 케이스 배면에 구비되어 전선을 감을 수 있도록 하고, 충전하고자 하는 전자제품에 따라 극성을 변화시키는 홈통; 및 상기 케이스 배면에 구비되어 상기 홈통을 덮고, 충전시 상기 케이스를 세울 수 있도록 지지하는 덮개를 포함하여 구성됨에 그 기술적 특징이 있다.

Description

휴대용 다중 전원 태양전지를 이용한 충전 장치{Device for recharging using portable multi-voltage solar cell}

본 고안은 휴대용 다중 전원 태양전지 충전기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 휴대폰, PDA, MD, CD 플레이어, MP3, 노트북, 디지털 카메라, 캠코더 등 개인휴대용 전자제품의 전원이 고갈되었거나 축전지를 사용할 수 없는 경우 주간에 태양전지를 이용하여 축전지를 충전하거나 비상전원으로 이용할 수 있는 휴대용 다중 전원 태양전지를 이용한 충전 장치에 관한 것이다.

현대 생활에서 필수품 또는 기호품으로 정착되어 가는 이동통신용 휴대전화,MP3, MD, 노트북 PC, 휴대용 라디오, 디지털 카메라, 무전기, 캠코더 등의 전원으로 사용되는 축전지 또는 건전지는 일정시간이 지나면 재충전하거나 건전지를 교체해야 하는 문제점이 있다. 상기와 같은 이차 축전지를 충전하기 위해서는 반드시 상용전원이나 보조전원을 이용하여야 한다. 그러나 상용전원에서 이격되어 있거나 충전기를 소지하지 않은 경우에는 재충전이 불가능한 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 휴대용 태양전지 충전기를 보면, 태양전지를 휴대용 전자제품인 휴대폰용 축전지의 뒷면에 직접 부착시키는 기술이 제시된 바 있으며, 그 예는 Zurlo 등의 미합중국 등록특허 US5,898,932(도 1) 및 대한민국 공개특허 제2003-0053988호(도 2) 등에서 볼 수 있다. 그러나, 상기와 같은 휴대폰용 태양전지 모듈은 그 사용범위에 있어 휴대폰에 한정되어 타 개인휴대용 전자제품과의 호환이 불가능한 문제점이 있다.

상기 종래기술의 또 다른 문제점은 충전시 안정적으로 지지하는 수단을 구비하지 못함에 따라 태양전지판과 태양의 각도를 법선방향에 가깝게 위치시키기에 어려움이 따르고, 야외에서 이동하면서 충전을 실시할 경우, 다른 물건에 지지할 수 있는 수단을 구비하지 못함에 따른 불편함이 수반된다.

또한, 충전하고자 하는 전자제품의 극성이 각 전자제품마다 다르게 설정되어 있으므로 보다 편리한 충전을 실시하기 위해선 각 전자제품에 따라 극성을 자유롭게 변화시킬 수 있는 수단이 구비되어야 하는 바, 상기 종래기술에서는 이와 같은 수단을 구비하지 못한다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용기기에 따른 접속단자의 교체를 용이하게 함으로써, 충전효율을 높이고, 개인휴대용 전자제품에 부착하여 병용 또는 복합기능을 갖도록 하며, 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 주문생산이 가능한 휴대용 다중 전원 태양전지를 이용한 충전 장치를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

또한, 충전시 태양전지판과 태양의 각도를 법선방향에 가깝게 위치시키도록 하고, 야외에서 이동하면서 충전을 실시할 경우 다른 물건에 지지할 수 있는 수단을 구비하며, 충전하고자 하는 전자제품에 따라 극성(+, -)을 자유롭게 변화시킬 수 있도록 하고, 보관시 부피를 줄일 수 있도록 하는 태양전지를 이용한 휴대용 충전기를 제공함에 본 고안의 또 다른 목적이 있다.

도 1 내지 도 4는 종래기술에 따른 태양전지 충전장치.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 충전장치를 나타낸 사시도.

도 6은 본 고안에 따른 태양전지의 극성 연결관계를 나타낸 개략도.

도 7은 본 고안에 따른 휴대용 충전장치의 배면도.

도 8은 본 고안에 따른 휴대용 충전장치의 배면사시도.

도 9 및 도 10은 본 고안에 따른 휴대용 충전장치의 측면도.

도 11은 본 고안에 따른 휴대용 충전장치의 저면도.

도 12는 본 고안에 따른 휴대용 충전장치의 배면도.

도 13은 홈통이 회전함에 따라 극성이 바뀌는 것을 나타낸 휴대용 충전장치의 배면도.

도 14는 홈통에 전선을 감아 보관하는 상태를 나타낸 휴대용 충전장치의 배면도.

도 15 내지 도 17은 본 고안의 실시예에 따른 슬립형 구조의 연결부.

도 18 및 도 19는 본 고안에 따른 태양전지 충전장치와 휴대용 전자제품을일체화시킨 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 태양전지판 1': 단위모듈

2 : 태양전지 3 : 홈통

4 : 지지대 5 : 덮개

6 : 덮개연결부 7 : 스토퍼

8 : 고정부 9 : 전선

10 : 연결부 11 : 수나사

12 : 암나사 13 : 제2연결부

본 고안의 상기 목적은 다수의 태양전지가 직·병렬로 정렬되어 몰딩된 하나 이상의 태양전지판; 상기 태양전지판을 지지하고 휴대용 전자제품과 복합화하는 케이스; 상기 케이스 배면에 구비되어 전선을 감을 수 있도록 하고, 충전하고자 하는 전자제품에 따라 극성을 변화시키는 홈통; 및 상기 케이스 배면에 구비되어 상기 홈통을 덮고, 충전시 상기 케이스를 세울 수 있도록 지지하는 덮개를 포함하여 구성되는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치에 의해 달성된다.

본 고안에 따른 휴대용 다중 전원 태양전지 충전기는 여러 가지 형태의 접속단자를 갖는 휴대용 전자제품에 적용하기 쉽도록 홈통의 접속방식을 시계방향(또는 반시계방향)으로 90도 회전하여 접속시킴으로써 접속단자의 극성을 (+, -)에서 (-, +)로 교체할 수 있도록 하였으며, 또한 다양한 모양의 접속단자에 대응할 수 있도록 나사식 접속연결법을 채택한다.

본 고안에 따른 휴대용 다중 전원 태양전지 충전기는 태양전지 충전기와 부하측인 전자제품을 연결하는 연결선과 연결단자인 커넥터(connector)를 충전기에 감기도록 부착시켜 부피를 최소화함으로써 사용하기에 간편하도록 한다. 상기 연결선과 연결단자를 보호하는 덮게 형태의 케이스는 지지대와 집게를 병용할 수 있도록 함으로써 정지상태에서는 태양전지를 펼친 상태로 지지대로 사용하고 이동 중에는 집게로 활용하여 옷 또는 모자 및 가방에 안정되게 부착될 수 있도록 한다.

본 고안에 따른 휴대용 다중 전원 태양전지 충전기는 기존의 여러 가지 형태의 태양전지 충전기가 휴대하기에 불편하거나 또는 아름답지 못하여 휴대품으로서의 상용화에 실패하였음에 착안하여, 이러한 단점을 디자인 측면에서 보완한다. 태양전지 충전기의 디자인을 개선하기 위하여 케이스의 색상을 다양화함으로써 사용자가 기호에 따라서 선택할 수 있도록 한다. 특히 충전기 케이스의 색상과 태양전지의 색상을 일치시켜서 조화롭고 아름다움을 연출함으로써 사용자가 휴대하고자 하는 욕구를 충족시킨다.

본 고안에 따른 휴대용 다중 전원 태양전지 충전기는 기존제품이 태양전지 충전기로서 한 가지 기능만을 갖춤으로써 휴대품으로서의 필요성에서 비추어 기능성이 부족한 면이 있음에 착안하여, 충전기의 기능을 다양화할 수 있도록 한다. 특히 2조의 양면을 펼친 형태의 디자인으로 1조는 태양전지 충전기, 다른 1조는 전자수첩, 전자오락기, MP3, 마이크로 디스크 플레이어, 소형 녹음기 등의 전자제품에 부착시켜 태양전지 충전기는 부착된 휴대용 전자제품에 전력을 공급할 수 있도록 상호 공조적인 복합 기능을 갖는다. 반면에 지갑 또는 다양한 여성용 휴대용 화장품 케이스에 부착하는 형태는 서로 별개의 독립적인 복합 기능을 갖도록 한다. 이와 같이 충전기의 기능을 다양화함으로써 사용자가 휴대할 수 있도록 복합적인 기능을 부가한다.

본 고안의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 태양전지를 이용한 휴대용 충전기를 나타낸 사시도이다. 도 5에서는 충전을 위해서 충전기를 펼친 형태에 관해 도시하고 있으며, 양쪽으로 다수의 태양전지(2)를 갖는 태양전지판(1)을 각각 구비한 것을 볼 수 있다. 본 고안의 휴대용 충전기는 접어서 보관할 때 케이스가 열려 태양전지판(1)을 손상시키는 것을 방지하기 위해 케이스가 열리지 않도록 견고함을 주는 수단으로, 상기 태양전지판(1) 둘레의 케이스 내부에 자석 등을 구비한다.

도 6은 본 고안의 실시예에 따른 태양전지판(1)의 구성을 나타내는 개략도로서, 정렬된 각 태양전지(2)의 극성 연결관계가 구체적으로 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 태양전지판(1)은 2개의 단위모듈(1')로 구성되는데, 각 단위모듈(1')은 상호 직렬로 연결되어 구성된다. 그리고 각 단위모듈(1')의 양극과 음극은 전원선택부의 접점에 연결되어 있다. 즉, 충분한 전력을 발생하도록 하기 위해 하나의 태양전지판(1)은 직렬로 구성됨이 바람직하다. 여러개의 단위모듈(1')로 나뉘어 상호 병렬로 연결될 수도 있는 바, 이는 충분한 전력을 발생하지 못하여 감압회로만으로는 부족하여 승압회로도 추가해야 하기 때문에 충전 장치의 부피가 커지는 단점이 있다.

태양전지(2)는 주간에 일사량이 있는 경우에 직접 태양에너지를 직류 전기에너지로 변환시키는 반도체 발전소자로서 대부분 실리콘 태양전지를 사용하게 된다. 그리고 태양전지(2) 1개당 대략 0.4 내지 0.5V의 기전력이 생성되고 발생전류는 일사량의 세기와 태양전지(2)의 면적에 비례하여 증가하게 된다. 그리고 태양전지판(1)은 상기와 같은 태양전지(2)를 수개씩 직·병렬로 연결하여 필요한 만큼의 전력을 얻게 된다. 본 고안에서는 상용전원이나 보조전원을 이용할 수 없는 경우에 태양전지(2)를 이용한 충전기를 이차전지에 연결하여 충전할 수 있도록 하며, 휴대용 전자제품의 사용전압에 따라서 1.2V, 2.4V, 3.6V, 4.8V, …, 12V, 24V, … 등을 다양하게 얻을 수 있도록 설계되었다.

그리고 휴대를 용이하게 하기 위하여 태양전지(2)를 연결한 후에 파손되지 않도록 팩키지 또는 모듈화하는 과정에서 유리를 사용하지 않고 내열성 폴리머인 EVA 열접착성 수지를 사용하여 몰딩함으로써 외부의 물리적 충격에도 파손되지 않도록 하였으며, 가볍고 부피가 작은 특성도 부여한다.

도 5에 나타낸 표시부인 LED 또는 버저(buzzer)는 태양의 일사량이 충분하여 충전기로부터 부하측에 전력공급이 가능한 경우에는 계속적으로 발광하거나 발음하고 충전이 진행되면 LED의 경우에는 점멸 형태로 바뀌고 버저는 소음된다. 그리고 충전이 완료되면 LED는 지속적으로 발광하고 버저는 발음한다.

도 7은 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 충전기의 배면도를 나타낸 것으로, 중앙 부위에 덮개(5)가 형성된 것을 볼 수 있다. 상기 덮개(5)는 본 고안의 휴대용 충전기를 세워서 충전할 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 즉, 충전시 태양전지판(1)과 태양의 각도를 법선방향에 가깝게 위치시키도록 하는 것이다.

도 8은 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 충전기의 배면사시도를 나타낸 것으로, 상기 덮개(5)를 펼쳐 지지하여 충전하는 상태를 나타낸 것이다.

도 9는 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 충전기의 측면도를 나타낸 것이다. 상기 덮개(5)의 일단부에는 스토퍼(7)가 위치하는 것을 볼 수 있다. 도 10a는 상기 도 9에 도시된 측면도에서 상기 덮개(5)를 펼친 것을 나타낸 것이다. 상기 스토퍼(7)는 덮개연결부(6)의 탄력과 함께 상기 덮개(5)를 지지하는 역할을 한다. 상기 스토퍼(7)는 야외에서 이동하면서 충전을 실시할 경우 다른 물건에 부착 및 지지할 수 있는 수단으로 활용된다. 즉, 도 10b에 도시된 바와 같이 덮개(5)를 벌려 스토퍼(7)가 벌어진 틈으로 가방, 옷 등의 외부 물체에 물려 고정시켜 충전할 수 있는 것이다.

도 11은 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 충전기의 저면도이다. 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이 저면의 일측에 고정부(8)를 구비하여 태양전지판(1)을 펼쳤을 때 펼쳐진 상태를 고정시킨다. 특히, 야외에서 이동하면서 충전을 실시할 경우 이동할 때 발생하는 흔들림에 의한 불편함을 해소시킨다. 상기 고정부(8)는 저면부뿐만 아니라 평면부에 구비하여도 무방하다.

도 12는 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 충전기의 배면도를 나타낸 상기 도 7에서 덮개(5)를 펼친 모습을 나타낸 것이다. 상기 덮개(5)를 펼쳐 나타난 것으로, 홈통(3)을 볼 수 있다. 상기 홈통(3)의 역할은 휴대용 충전기에 연결된 전선(9)을 감을 수 있도록 하는 것과, 충전하고자 하는 전자제품에 따라 극성을 자유롭게 변화시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 충전하고자 하는 전자제품에 따라 극성을 자유롭게 변화시킬 수 있도록 하는 기능을 보면, 도 13에 도시된 바와 같이, 홈통(3)을 90도 회전시켜 극성을 바꿀 수 있도록 한다. 즉, 홈통(3)과 맞닿는 배면부 케이스 내부에는 90도 간격으로 형성된 두개의 동판을 형성하여 홈통(3)을 90도 회전시켰을 때 극성이 바뀔 수 있도록 한다. 이와 같은 극성변환 방식은 기존의 전자 제품의 접속단자의 극성 방향이 제조회사에 따라서 서로 다르기 때문에 이를 보완하여 범용으로 활용할 수 있도록 하는 것이다.

도 14는 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 충전기의 덮개(5)를 펼친 도 12에서 전선(9)을 감아 보관하는 상태를 나타낸 것이다. 홈통(3)에 전선(9)을 감고 전자제품과 전원을 연결하는 연결부(10)을 끼움부(14)에 꽂아 보관하는 것을 볼 수 있다. 상기 연결부(10)은 일반적인 연결부을 사용하게 되면 상기 끼움부(14)의 높이가 그만큼 높아짐으로 인해 전체적인 장치의 부피가 커지게 되는 단점을 갖는다. 따라서, 본 고안에서는 도 15에서 볼 수 있는 바와 같이, 가급적 작은 부피를 차지하도록 연결부(10)의 구조를 슬립형으로 한다.

또한, 상기 연결부(10)은 충전하고자 하는 전자제품과의 연결을 편리하게 하기 위해 나사식 연결구조를 갖는다. 즉, 도 16에서 볼 수 있는 바와 같이, 휴대용 충전기에 연결된 전선(9)의 일측에 가운데 홈이 파인 수나사(11)식의 형태를 구비하고, 충전할 전자제품에 알맞는 형태의 제2연결부(13)을 구비하는 것이다. 상기 제2연결부(13)의 일단부에는 상기 수나사(11)식의 형태와 결합하는 구조로 된 가운데 돌출전극을 갖는 암나사(12)식의 형태를 취하고, 도 17에서 볼 수 있는 바와 같이, 타단부에는 충전할 전자제품에 알맞는 형태를 취하는 것이다.

도 18은 본 고안의 실시예에 따른 충전기와 서로 다른 기능을 갖는 제품을 일체화시켜 기능을 다양화 또는 복합화하여 나타낸 것이다. 즉 전기적인 전원을 공유하는 경우에는 충전기는 전력을 공급하고 휴대용 소형 전자제품은 전력을 소모하는 상호보완적인 제품을 제작할 수 있다. 즉, 전자수첩, 전자 게임기, MD, MP3, Digital Camera, 라디오, 휴대폰, PDA, 소형녹음기, 노트북 PC 등을 충전기와 일체화시켜서 제품의 기능을 다양화할 수 있다.

도 19는 본 고안의 실시예에 따른 충전기와 휴대용 전자제품의 일체화를 보다 다양하게 한 것으로, 1단 접기식, 1단접기 1단 펼치기식, 2단접기 1단 펼치기식, 1단접기 2단 펼치기식 등으로 다양한 형태로 휴대용 케이스를 제작함으로써 제품의 일체화를 달성할 수 있다.

본 고안은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서, 본 고안의 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치는 다양한 전자제품에 적용이 가능하고 전자제품 제조회사와 제품에 따른 극성과 접속단자 모양 차이를 사용자가 손쉽게 변환하여 사용기기에 따른 접속단자의 교체가 용이하고, 충전 상태를 나타내는 표시부로 LED 또는 부저를 사용하여 충전상태를 쉽게 파악할 수 있으며, 연결선과 연결단자 및 지지대를 충전기에 부착시켜서 정지상태 충전시에는 지지대를 이용하고 이동중 충전시에는 집게 형태의 부착기를 이용함으로써 사용하기에 간편하다. 사용자의 기호에 따라 알루미늄, 플라스틱 등 다양한 케이스를 사용할 수 있으며, 태양전지의 색상을 다양한 색채로 선택하여 케이스와 조화를 이룸으로써 디자인을 다양하고 수려하게 할 수 있다. 기존 휴대용 전자제품에 부착하여 병용 또는 복합 기능을 갖추며, 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 주문생산이 가능하다.

또한, 덮개를 구비하여 충전시 태양전지판과 태양의 각도를 법선방향에 가깝게 위치시키도록 하고, 덮개의 일측과 연결된 스토퍼를 구비하여 야외에서 이동하면서 충전을 실시할 경우 다른 물건에 지지할 수 있도록 하며, 홈통을 회전하여 충전하고자 하는 전자제품에 따라 극성을 자유롭게 변화시킬 수 있도록 하고, 연결부을 슬립형 구조로 형성하여 보관시 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims (11)

1. 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치에 있어서,

   다수의 태양전지가 직·병렬로 정렬되어 몰딩된 하나 이상의 태양전지판;

   상기 태양전지판을 지지하고 휴대용 전자제품과 복합화하는 케이스;

   상기 케이스 배면에 구비되어 전선을 감을 수 있도록 하고, 충전하고자 하는 전자제품에 따라 극성을 변화시키는 홈통; 및

   상기 케이스 배면에 구비되어 상기 홈통을 덮고, 충전시 상기 케이스를 세울 수 있도록 지지하는 덮개

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 태양전지는 내열성 폴리머인 EVA 열접착성 수지를 사용하여 몰딩함을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이스는 소형 전자제품을 복합화할 수 있도록 1단 접기식, 1단접기 1단 펼치기식, 2단접기 1단 펼치기식 및 1단접기 2단 펼치기식 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 태양전지판 둘레의 케이스 내부 일측에는 자석으로 이루어진 개폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈통은 원판을 포함하고 조립식으로 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈통에 감기는 전선의 연결부을 꽂아 보관하는 끼움부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 휴대용 충전 장치에 연결된 전선의 일단부에는 중앙부에 홈이 파인 수나사식 형태의 연결부를 형성함을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 수나사식 형태의 연결부는 중앙부에 돌출전극을 갖는 암나사식의 또 다른 연결부와 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 또 다른 연결부의 타단부에는 충전할 전자제품에 적용되는 형태의 연결부을 구비함을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 홈통의 90도 회전시 극성을 변화시킬 수 있도록 상기 홈통과 맞닿는 배면부 케이스 내부에는 90도 간격으로 형성된 동판을 구비함을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 덮개의 일단부에 다른 물건에 지지 및 부착할 수 있도록 하는 스토퍼가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 다중 전원 태양전지 충전 장치.