KR20060108416A - 와이어리스 충전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어리스 충전기에 관한 것으로서, 복수의 휴대형 장치들을 유도 결합 방식으로 충전하는 와이어리스 충전기에 있어서: 1차 코일이 형성된 적어도 하나의 충전 소스; 및 각각의 휴대형 장치를 수납할 수 있도록 충전 소스를 중심으로 서로 대향되는 위치에 형성된 충전 공간;을 구비한다.

수납, 서랍, 무선, 충전기

Description

와이어리스 충전기{wireless charger}

도 1은 종래의 패드형 무선 충전기의 평면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어리스 충전기의 분해 사시도.

도 3은 도 2의 결합 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 와이어리스 충전기를 개략적으로 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 와이어리스 충전기를 도시한 사시도.

도 6은 도 5의 단면도.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 와이어리스 충전기를 개략적으로 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...충전기 102...프레임 104...분리부

110...충전 공간 120...충전 소스 130...차폐부재

본 발명은 와이어리스 충전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 유도 현상을 이용하여 복수의 휴대 장치를 동시 또는 개별적으로 수납하여 충전할 수 있는 와이어리스 충전기에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대 폰, 노트 북 등과 같은 장치는 내부에 축전지를 구비하여 사용자가 이동하면서 사용가능하도록 구성되어 있다. 그러나, 이러한 휴대 이동 장치는 축전지의 축전을 위하여 별도의 축전 장치를 구비하며, 축전 장치는 일반 사용 전원과 접속되어 휴대 이동 장치의 축전지에 축전 전류를 제공하는 기능을 행한다. 한편, 축전 장치가 축전 전류를 휴대 이동 장치의 축전지에 제공하기 위해서는 축전 장치를 구성하는 충전 모체와 휴대 이동 장치 내의 축전지는 전기적으로 연결되어야 한다. 충전 모체와 휴대 이동 장치 내의 축전지를 필요에 따라 선택적으로 연결하기 위하여 종래에는 충전 모체와 휴대 이동 장치 내에 각각 별도의 접촉 단자를 구성하였다. 따라서, 휴대 이동 장치 내의 축전지를 충전하고자 할 때에는 휴대 이동 장치의 접촉 단자와 충전 모체의 접촉 단자를 상호 접속시켜야 한다.

그러나, 상술한 바와 같이 휴대 이동 장치와 충전 모체에 접촉 단자를 구성하는 종래의 방법은 접촉 단자가 외부에 돌출됨으로써 미관상 보기 흉하다는 문제점 외에 접촉 단자가 외부의 이 물질에 오염되어 접촉 상태가 불량할 염려가 많으며, 경우에 따라서는 사용자의 부주의로 인한 단락이 발생하여 축전지가 완전 방전될 수 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 휴대 이동 장치의 충전지가 비접촉식으로 충 전 모체와 전기적 결합하여 충전 모체의 에너지를 충전할 수 있는 방식이 개발되었다.

비접촉식 충전 방법은 고주파로 동작하는 변압기의 1차 회로를 충전 모체에 구성하고 2차 회로를 축전지 측 즉, 휴대 이동 장치 내에 구성함으로써 충전 모체의 전류 즉, 에너지를 자기 결합에 의하여 휴대 이동 장치의 축전지에 제공하는 방식이다. 자기 결합을 이용한 비접촉식 충전 방식은 이미 일부 응용 분야(예: 전동 칫솔, 전기 면도기 등)에 널리 이용되고 있다. 그러나 휴대폰, MP3 플레이어, MD 플레이어, 워크맨, 노트북 컴퓨터 등의 휴대 이동 장치에 응용하고자 할 경우에는 휴대 이동 장치 측에 추가되는 부피와 무게가 특별히 작아야 하며 또한 무접점 상태에서 휴대 이동 장치 내 축전지의 충 방전 상태를 파악할 수 있어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 무선 충전 장치(10)는 넓은 면적에서 복수개의 휴대용 기기들(1)을 충전하기 위해서는 전력 손실을 막고, 안전성을 확보할 수 있도록 충전 패드(12)를 섹션화하고, 각각의 섹션들은 해당되는 휴대용 기기(1)에 적합한 회로를 구성하고 그러한 각각의 섹션을 별도로 구동시키는 방식을 취하고 있다. 이러한 무선 충전 장치(10)는 기기의 인식을 위해 서로 다른 인식부(14)를 구비해야 하므로 회로 구성이 복잡해지고, 충전 패드(12)의 디자인의 한계가 존재하는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 간단한 회로 구성으로 복수개의 휴대형 기기들을 충전할 수 있도록 하나의 충전 공간에 하나의 기 기를 넣기만 하면 휴대형 기기를 간단하게 인식할 수 있고, 충전 성능을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 와이어리스 충전기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어리스 충전기는, 복수의 휴대형 장치들을 유도 결합 방식으로 충전하는 와이어리스 충전기에 있어서: 1차 코일이 형성된 적어도 하나의 충전 소스; 및 각각의 휴대형 장치를 수납할 수 있도록 상기 충전 소스를 중심으로 서로 대향되는 위치에 형성된 충전 공간;을 구비한다.

바람직하게, 상기 충전 소스는 계단형 프레임의 분리부에 각각 고정되고; 상기 충전 공간은 상기 분리부 사이에 형성된 공간에 서랍식으로 이동 가능하게 결합된다.

바람직하게, 상기 충전 소스는 계단형 프레임의 분리부에 각각 고정되고; 상기 충전 공간은 상기 분리부 사이에 형성된 공간에 고정되고 일 측면이 개방된 개방부를 구비한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 와이어리스 충전기는 상기 충전 공간에 형성되는 자기력선에 영향을 미치지 않은 범위 내에서 상기 충전 공간의 적어도 한 측면에 설치된 차폐부재를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 차폐부재는 충전 공간의 플레이트에 도포된 형태, 필름상으로 부착된 형태, 또는 차폐제가 고분자 레진과 혼합된 형태, 또는 도색제에 포함된 형태 중 어느 하나이다.

바람직하게, 상기 충전 소스가 서로 평행하게 위치될 수 있도록 상기 프레임은 서로 나란하게 위치되고, 상기 프레임이 수직으로 접하는 부분을 제외한 나머지 충전 공간의 최외각 면에만 차폐부재가 형성되어 소정의 자계를 형성한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 와이어리스 충전기는 복수의 휴대형 장치들을 유도 결합 방식으로 충전하는 와이어리스 충전기에 있어서: 개방단과 폐쇄단이 형성된 속이 빈 통형 프레임; 및 상기 프레임의 내부를 소정 공간으로 구획하고 그 구획된 공간에 각각의 휴대형 장치를 수납할 수 있도록 상기 프레임의 길이 방향으로 설치되며, 1차 코일이 형성된 충전 소스;를 구비한다.

바람직하게, 상기 와이어리스 충전기는 상기 프레임의 외벽에 설치된 차폐부재를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 프레임은 원통 또는 다각형이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어리스 충전기를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 여러 가지 실시예들, 그 장점 및 특징들은 아래의 상세한 설명에서 밝혀질 것이고, 일 부분은 아래의 본 발명의 상세한 설명을 참조하고 도면들을 참조하거나 본 발명의 실행에 의해 당업자들에게 명백해 질 것이다. 본 발명의 장점 및 특징들은 수단, 절차, 및 첨부된 청구항 및 그 균등물에서 특별히 지적된 결합들에 의해 실현 및 달성된다.

이어지는 상세한 설명에서, 본 명세서의 일 부분을 형성하는 첨부된 도면들 에 참조부호가 부여되고, 발명이 실행될 수 있는 특정한 실시예들을 설명하는 방식으로 보여준다. 아래 실시예들은 당업자가 발명을 실행할 수 있을 만큼 충분히 상세히 설명되고, 다른 실시예들이 이용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 구조적인 변화가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 그러므로, 본 상세한 설명은 한정된 의미로 새겨서는 아니 되고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 한정된다. 본 발명의 설명에 있어서, "수직", "수평", "옆", "위", "아래", "상승", "하강" 등은 도면들과 설명의 문맥에 있어서 와이어리스 충전기의 위치에 대한 상대적인 의미로 여겨야 하고, 그 절대적 의미로 해석해서는 안 된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어리스 충전기의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 와이어리스 충전기(100)는 육면체 형상의 다수의 충전 공간(110)이 각각 삽입될 수 있는 공간들이 소정 간격 수직으로 형성된 서랍형 프레임(102)과, 충전 공간(110)을 분리하는 분리부(104)에 각각 설치되고 전원과 연결되어 자기장을 형성하도록 1차 코일이 형성된 패드형 충전 소스(120), 및 충전 공간(110)의 사방을 차폐하는 차폐부재(130)를 구비한다.

상기 프레임(102)은 충전이 요구되는 휴대형 기기의 수와 그 휴대형 기기의 사이즈에 적합한 충전 공간(110)을 형성할 수 있는 규모의 서랍형 골격을 갖는 그 어떤 구조를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 상기 프레임(102)은 충전 소스(110)를 설치할 수 있는 구조 및 충전 공간(110)을 형성하는 서랍이 슬라이딩될 수 있는 내부 구조를 가짐은 물론이다. 이 경우 서랍은 그 내부 구조에 적합한 슬라이딩 구조를 가는 것 또한 당업자에게는 자명하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 충전 공간(110)을 형성하는 서랍은 상단은 개방되고 하단과 사방은 폐쇄된 구조이며, 금속, 유리 및 고분자 소재 등에 의해 제작될 수 있지만, 자계에 미치는 영향 등을 고려하면 고분자 및 유리 소재로 제작되는 것이 가장 효과적이다.

상기 충전 소스(120)는 인가된 전원에 의해 1차 코일(122)이 유도 기전력을 발생시킬 수 있는 모든 코일 구조를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 충전 소스(120)는 1차 코일(122)에 부수되는 다른 많은 전기 회로들을 포함할 수도 있다. 각각의 충전 소스(120)는 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 각 충전 소스(120)는 독립적으로 전자기기를 인식하여 충전할 수도 있음은 물론이다.

상기 차폐부재(130)는 충전에 불필요한 자계를 차폐시키기 위한 것으로서, 서랍의 4면에 통상의 차폐제를 바르거나, 필름상의 차폐 시트를 접착시키거나 차폐제를 고분자 레진과 혼합하여 형성할 수 있으며, 경우에 따라서는 차폐제가 포함된 도색제를 도포하는 것으로 대신할 수도 있다.

상술한 바와 같은 와이어리스 충전기는 도 3의 화살표 방향으로 유도 기전력이 발생하게 된다. 이와 같은 서랍형 와이어리스 충전기는 각각의 충전 공간(110) 내부에서 개별적인 휴대형 기기의 충전이 가능하고, 복수개의 충전을 간단한 회로로 구성할 수 있으며, 하나의 충전 공간에 하나의 기기만 넣음으로써 기기 인식을 쉽게 할 수 있으며, 코일이 존재하는 면을 제외한 4면을 차폐 처리하게 되면 충전 기의 안전성을 확보할 수 있으며, 2개의 1차 코일로부터 자력선을 받을 수 있는 구조에서는 더욱 신속한 충전이 가능해지며, 하나의 코일 패드로 코일 패드의 상,하부에 위치된 휴대형 기기 모두에게 자기력선을 전달할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 와이어리스 충전기를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 2 및 도 3에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 충전기(200)는 도 3의 충전기와 달리, 소위 다중 서랍 형태로서 충전 공간(110)이 상하로만 형성되는 것이 아니라 각각의 충전 공간의 수평 방향으로도 충전 공간이 형성됨으로써 화살표 방향으로 자기력선이 형성되도록 하는 점이 특징이다.

상기 충전기(200)는 수평으로 접하는 충전 공간의 분리부(104)를 제외하고 모든 최외면을 차폐부재(130)를 이용하여 차폐시킨 구조이다. 이렇게 함으로써, 충전기(200)에서 발생되는 자계를 도면의 화살표와 같이 회전됨으로써 더욱 많은 기기들의 충전이 가능하며, 개별적 기기들은 복수개의 코일로부터 자기장을 받을 수 있는 효과가 증대될 수 있다.

도 4에서는 수직 방향으로 2단 및 수평 방향으로 2행의 서랍형 와이어리스 충전기가 도시되어 있지만, 수평 및 수직 방향으로 더 많은 수의 충전 공간용 서랍이 확장 형성될 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 와이어리스 충전기를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 단면도이다. 도 2 및 도 3에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 충전기(300)는 상단은 개방되고 하단은 밀폐된 소정 길이의 통형 프레임(106)이 형성되고, 속이 빈 프레임(106)의 내부에는 코일 패드 형식의 플레이트(108)가 소정 개수 설치되어 소정의 충전 공간(110)을 형성함으로써 도 6의 화살표 방향의 자계를 형성할 수 있는 구조이다. 프레임(106)의 외벽에는 차폐부재(130)에 의해 차폐되는 것이 바람직하다. 또한, 본 충전기(300)는 고정된 골격의 프레임에 서랍식으로 밀고 닫을 수 있는 구조로도 변형 가능함은 물론이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 와이어리스 충전기를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 2 및 도 3에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 와이어리스 충전기(300)는 도 2의 그것과 달리, 휴대형 기기가 수납될 수 있는 충전 공간(310)이 프레임(302)에 고정되고, 프레임의 측면 중 어느 하나에는 충전 공간(310)에 휴대형 기기를 수납할 수 있도록 개방된 개방부(320)가 마련된다. 본 실시예에 따른 와이어리스 충전기(300)는 서랍형과 달리 개방부(320)를 통해 휴대형 기기를 수납할 수 있다. 이 경우 차폐부재(330)는 휴대형 기기로 향하는 자기력선에 영향을 미치지 않도록 개방부(320)를 제외한 면에 마련되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 서랍식 와이어리스 충전기는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 충전기를 수납식으로 구성함으로써 복수개의 휴대형 기기의 충전을 간단한 회로로 가능하게 한다.

둘째, 하나의 충전 공간에 복수개도 가능하나 하나의 기만을 넣음으로써 기기의 인식을 쉽게 할 수 있다.

셋째, 코일로부터 전자기기로 향하는 자기력선을 감소시키지 않은 범위 내에서 차폐 처리함으로써 안정성을 확보할 수 있다.

넷째, 2개의 1차 코일로부터 자력선을 받을 수 있는 구조에서는 더욱 신속한 충전이 가능하다.

다섯째, 하나의 코일 패드 상, 하부에 위치된 도는 기기에게 자기력선을 전달 가능한 구조이므로 충전 효율이 높아진다.

위의 상세한 설명은 설명을 의도하는 것이지, 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다. 많은 다른 실시예들은 위의 상세한 설명을 읽거나 이해하는 당업자에게 명백할 것이다. 상세한 설명의 다른 부분들에서 논의되고 다른 도면들을 참조하여 논의된 실시예들은 본 발명의 부가적인 실시예들을 형성하도록 결합될 수 있음을 주의해야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위를 참조하여 그러한 청구항이 자격을 부여하는 균등물들의 완전한 범위와 함께 결정되어져야 한다.

Claims (9)

1. 복수의 휴대형 장치들을 유도 결합 방식으로 충전하는 와이어리스 충전기에 있어서:

   1차 코일이 형성된 적어도 하나의 충전 소스; 및

   각각의 휴대형 장치를 수납할 수 있도록 상기 충전 소스를 중심으로 서로 대향되는 위치에 형성된 충전 공간;을 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 충전 소스는 계단형 프레임의 분리부에 각각 고정되고;

   상기 충전 공간은 상기 분리부 사이에 형성된 공간에 서랍식으로 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 충전 소스는 계단형 프레임의 분리부에 각각 고정되고;

   상기 충전 공간은 상기 분리부 사이에 형성된 공간에 고정되고 일 측면이 개방된 개방부를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 충전 공간에 형성되는 자기력선에 영향을 미치지 않은 범위 내에서 상기 충전 공간의 적어도 한 측면에 설치된 차폐부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 차폐부재는 충전 공간의 플레이트에 도포된 형태, 필름상으로 부착된 형태, 또는 차폐제가 고분자 레진과 혼합된 형태, 또는 도색제에 포함된 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 충전 소스가 서로 평행하게 위치될 수 있도록 상기 프레임은 서로 나란하게 위치되고,

   상기 프레임이 수직으로 접하는 부분을 제외한 나머지 충전 공간의 최외각 면에만 차폐부재가 형성되어 소정의 자계를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
7. 복수의 휴대형 장치들을 유도 결합 방식으로 충전하는 와이어리스 충전기에 있어서:

   개방단과 폐쇄단이 형성된 속이 빈 통형 프레임; 및

   상기 프레임의 내부를 소정 공간으로 구획하고 그 구획된 공간에 각각의 휴 대형 장치를 수납할 수 있도록 상기 프레임의 길이 방향으로 설치되며, 1차 코일이 형성된 충전 소스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 프레임의 외벽에 설치된 차폐부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 프레임은 원통 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 와이어리스 충전기.

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