KR20150007708A - 무선 충전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 충전이 이루어지는 충전패드가 수평한 상태의 제1위치 및 영상 시청이 용이하도록 세워진 상태의 제2위치로 전환이 가능하여 휴대장치의 영상을 시청하면서 무선 충전을 할 수 있으며, 이동가능한 이동조작부를 설치함으로써, 사용자는 손잡이를 잡아당기거나 미는 간단한 동작으로 충전패드의 위치를 전환할 수 있는 무선 충전기에 관한 것이다.

Description

무선 충전기{WIRELESS CHARGER}
본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 충전이 이루어지는 충전패드가 수평한 상태의 제1위치 및 영상 시청이 용이하도록 세워진 상태의 제2위치로 전환이 가능하여 휴대장치의 영상을 시청하면서 무선 충전을 할 수 있으며, 이동가능한 이동조작부를 설치함으로써, 사용자는 손잡이를 잡아당기거나 미는 간단한 동작으로 충전패드의 위치를 전환할 수 있는 무선 충전기에 관한 것이다.
휴대폰, PDA, 노트북 등과 같은 개인 휴대장치는 충전이 가능한 배터리를 통해 전원을 공급받는다. 상기 휴대장치의 사용자는 배터리의 전압이 소정 레벨 이하로 떨어지면, 충전기를 이용하여 배터리를 충전한 후 다시 사용한다.
이러한 휴대장치의 배터리는 충전기에 마련된 충전 단자에 전기적으로 연결될 수 있도록 외부로 노출된 접속 단자를 구비한다. 배터리의 충전시에는 충전기의 충전 단자와 배터리의 접속 단자가 서로 접속되어 전기적으로 연결된 상태가 유지된다.
그런데, 상기 충전 단자와 접속 단자는 상호 간의 접속을 위해 외부로 노출되어 있어 이물질에 의해 쉽게 오염이 되고, 충전 단자와 접속 단자가 접속되는 과정에서 양 단자의 마찰로 마모가 발생 되고, 대기 중의 수분에 의해 충전 단자와 접속 단자가 부식됨으로써 충전 단자와 접속 단자의 접속이 불량해진다는 문제가 있다. 그리고 배터리의 사용 과정에서 접속 단자의 미세한 틈을 통해 배터리 내부로 수분이 침투되면, 내부 회로의 단락에 의해 배터리가 완전히 방전되는 치명적 문제가 야기된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 휴대장치의 배터리가 전자기유도 현상에 의해 무 접점 방식으로 충전기와 결합 된 상태에서 배터리를 충전할 수 있는 무 접점 충전 기술이 제안되었다.
도 4는 종래기술에 따른 무 접점 충전 방식을 채용한 배터리와 충전기의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 4를 참조하면, 충전기(10)는 전원 공급부(20)로부터 전원을 공급받아 고주파 교류전류를 출력하는 고주파 전력 발생부(30)와, 상기 고주파 전력 발생부(30)로부터 고주파 교류전류를 제공받아 자기장(M)을 형성하는 1차측코일(40)을 구비한다. 그리고, 배터리(50)는 전기에너지가 충전되는 배터리 셀(60), 1차측 코일(40)에서 발생 된 자기장(M)의 쇄교에 따라 고주파 교류전류가 유도되는 2차측 코일(70), 2차측 코일(70)에서 유도된 고주파 교류전류를 직류전류로 변환하는 정류부(80) 및 정류부(80)에서 정류된 직류전류를 배터리 셀(60)에 인가하는 정전압/정전류 공급부(90)를 구비한다.
여기서, 상기 정전압/정전류 공급부(90)는 배터리 충전 장치에 널리 사용되는 공지의 회로 소자이다. 상기 정전압/정전류 공급부(90)는 충전 초기에는 배터리 셀(60)에 전류를 일정하게 공급하다가 배터리 셀(60)의 충전 전압이 서서히 증가하여 특정 기준 값을 넘어서면 전류의 공급을 줄여나가는 대신 전압을 일정하게 유지시켜 주는 기능을 수행한다.
한편, 도 5는 종래 무선 충전기의 구조를 도시하는 사시도로서, 이를 참조하면 대한민국 공개특허 제10-2011-0034773호에는 2차 코일을 포함하는 충전식 내장 배터리를 구비하는 휴대 장치를 충전하는 유도성 결합 방식을 이용한 무선 충전기가 개시되어 있다.
다만, 상기 공개특허에 개시된 무선 충전기는 1차코일을 휴대장치의 위치에 맞추어 충전 효율을 높이는 장점이 있으나, 수평면(터치패드)에서만 충전이 이루어지고 각도 조절을 할 수 없기 때문에 충전 중 휴대장치를 사용하거나 영상을 시청하는 것이 불편하다는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 충전이 이루어지는 충전패드를 수평한 상태의 제1위치 및 영상 시청이 용이하도록 세워진 상태의 제2위치로 전환할 수 있어 휴대장치의 영상을 시청하면서 무선 충전을 할 수 있는 무선 충전기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 전후로 이동가능한 이동조작부를 설치함으로써, 사용자는 손잡이를 잡아당기거나 미는 간단한 동작으로 충전패드의 위치를 전환할 수 있는 무선 충전기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 충전기는 충전식 내장 배터리팩을 구비하는 휴대장치를 충전하는 것으로서, 탑재부를 갖는 몸체와; 상기 몸체의 일측에 회전가능하게 결합하며, 상기 탑재부 상에 놓이는 제1위치와, 소정 각도로 세워진 제2위치를 갖는 충전패드와; 상기 몸체에 전후로 이동 가능하게 결합하며, 상기 몸체에 인입된 상태의 제3위치와, 상기 몸체에서 인출된 상태의 제4위치를 갖는 이동조작부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기의 이동조작부는 상기 제4위치에서 외부로 노출되어 상기 휴대장치를 거치하는 거치홈과; 상기 몸체의 외측에 위치하는 손잡이부와; 상기 손잡이부에서 연장 형성되고 상기 몸체에 이동 가능하게 결합하는 이동부;를 포함하며, 상기 거치홈의 바닥면은 상기 손잡이부의 상면 및 탑재부보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기의 거치홈의 바닥면에는 랙(rack)이 형성되고, 상기 몸체에는 일측에 회전가능하게 설치되어 상기 랙에 맞물리는 피니언(pinion)이 형성되며, 상기 충전패드에는 일측에 고정 설치되어 상기 피니언에 맞물리는 고정기어가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기의 제1위치 및 제2위치의 충전패드에서 상기 휴대장치의 충전이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 무선 충전기에 의하면, 무선 충전이 이루어지는 충전패드를 수평한 상태의 제1위치 및 영상 시청이 용이하도록 세워진 상태의 제2위치로 전환할 수 있어 휴대장치의 영상을 시청하면서 무선 충전을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 무선 충전기에 의하면, 전후로 이동가능한 이동조작부를 설치함으로써, 사용자는 손잡이를 잡아당기거나 미는 간단한 동작으로 충전패드의 위치를 전환할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 충전기의 일실시예를 도시하는 분해 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 충전기의 충전패드가 제1위치에 놓인 상태를 도시하는 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A 단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 무선 충전기의 충전패드가 제2위치에 놓인 상태를 도시하는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 B-B 단면도이다.
도 4는 종래기술에 따른 무 접점 충전 방식을 채용한 배터리와 충전기의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 5는 종래 무선 충전기의 구조를 도시하는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들 및 후술 되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어 지는 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 충전기의 일실시예를 도시하는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 충전기는 크게 몸체(110)와, 충전패드(130)와, 이동조작부(150)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 지면 등에 안착되어 충전패드(130)를 지지하는 역할을 하는 것으로서, 탑재부(111)와, 단자부()와, 배터리팩 충전부(116)와, 피니언(118)을 포함할 수 있다.
상기 탑재부(111)는 후술할 제1위치에 있는 상기 충전패드(130)가 안착되는 영역이다.
상기 단자부(113,115)는 몸체(110)의 전단부에 형성되어 외부의 전원을 입력받을 수 있는 전원단자(미도시)가 삽입되는 전원입력포트(113)와, 몸체(110)의 일측에 형성되어 USB가 삽입되는 USB포트(115)를 포함할 수 있다.
상기 배터리팩 충전부(116)는 배터리팩(BP)을 수용하고 충전하는 역할을 하는 것이며, 상기 배터리팩 충전부(116) 일측에는 상기 배터리팩(BP)을 손쉽게 꺼낼 수 있도록 홈(117)이 형성될 수 있다.
그리고 상기 배터리팩 충전부(116)에 수용된 배터리팩(BP)은 상기 충전패드(130)를 통하여 충전되는 무선충전 방식 또는 충전단자(미도시)를 통해 충전되는 방식으로 충전될 수 있다.
상기 피니언(118)(pinion)은 상기 몸체(110)의 후단부에 회전가능하도록 설치되는 것으로서, 일측에는 상기 이동조작부(150)에 형성된 랙(157)과 맞물리고, 타측에는 상기 충전패드(130)의 고정기어(135)와 맞물린다.
그리고 상기 몸체(110)의 후단부에는 한 쌍의 회전결합부(119)가 형성되어, 상기 충전패드(130)의 회전결합부(133)와 회전가능하게 결합한다.
상기 충전패드(130)는 상기 몸체(110)에 회전가능하게 결합하고, 무접점 방식으로 휴대장치의 배터리팩을 충전시키는 역할을 하는 것으로서, 제1코일부(131)와, 회전결합부(133)와, 고정기어(135)를 포함할 수 있다.
상기 제1코일부(131)는 한 쌍의 충전패드몸체(130a,130b) 내에 설치되고, 휴대장치에 내장된 충전식 배터리팩(BP)에 형성된 제2코일부와의 무접점 방식(유도성 결합방식)으로 충전이 이루어지도록 한다.
즉, 상기 제1코일부(131)는 외부 전원을 공급받아 고주파 교류전류를 출력하면, 이를 이용하여 자기장을 형성하게 되며, 제2코일부에서는 제1코일부에서 형성된 자기장의 쇄교에 따라 고주파 교류전류가 유도되는 방식으로 충전이 이루어진다. 다만, 이러한 무접점 방식의 충전기술은 이미 공지된 사항에 해당하므로 더 자세한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 상기 회전결합부(133)는 상기 몸체의 회전결합부(119)와 회전가능하게 결합하고 지지하는 역할을 한다.
상기 고정기어(135)는 상기 충전패드몸체(130b)에 일체로 형성되어, 상기 피니언(118)과 맞물리게 된다.
상기 이동조작부(150)는 상기 몸체(110)에 이동가능하게 결합하여 상기 충전패드(130)의 승강을 조작하는 역할을 하는 것으로서, 크게 손잡이부(151)와, 거치홈(153)과, 이동부(155)와, 랙(157)을 포함할 수 있다.
상기 손잡이부(151)는 사용자가 잡고 조작하기 용이하도록 상기 몸체(110)의 외측에 위치한다.
상기 이동부(155)는 상기 손잡이부(151)와 일체로 형성되고, 상기 몸체(110)의 개방된 후단부에 삽입되어 전후로 이동가능하게 결합한다.
상기 거치홈(153)은 휴대장치의 하단부를 수용하여 상기 휴대장치(SP)를 거치시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 손잡이부(151)의 상면 및 탑재부(111)보다 낮게 형성된다.
그리고 거치홈(153)의 일측면에는 걸림턱(154)이 돌출 형성되어 거치된 상기 휴대장치(SP)가 거치홈(153)에서 이탈되지 않도록 고정하게 된다.
상기 거치홈(153)의 바닥면에는 랙(157)(rack)이 형성되어 상기 피니언(118)과 맞물리게 된다. 그리고 상기 랙(157)은 상기 이동부(155)에서 외측으로 더 연장형성되어 상기 몸체(110)에 삽입된다.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 충전기의 충전패드가 제1위치에 놓인 상태를 도시하는 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A 단면도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 무선 충전기의 충전패드가 제2위치에 놓인 상태를 도시하는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 B-B 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 충전패드(130)는 제1위치에서 충전이 이루어질 수 있다.
상기 제1위치는 상기 충전패드(130)가 상기 몸체(110)에 수평하게 안착된 상태를 의미한다.
상기 충전패드(130)가 제1위치에 있는 경우, 상기 이동조작부(150)는 제3위치에 놓인다. 상기 제3위치는 상기 이동부(155) 및 랙(157)이 상기 몸체(110)에 인입되어 상기 손잡이부(151)와 몸체(110)가 밀접하게 접하고, 이동부(155)의 상부에는 상기 충전패드(130)의 후단부가 위치하여 거치홈(153)이 형성되지 않는 상태를 의미한다.
사용자는 상기 제1위치의 충전패드(130)의 상면에 휴대장치를 올려놓는 단순한 동작만으로 손쉽게 휴대장치의 배터리를 충전할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 충전패드(130)는 제1위치는 물론, 제2위치에서도 충전이 이루어질 수 있다.
상기 제2위치는 상기 충전패드(130)가 소정 각도로 세워진 상태를 의미한다. 상기 충전패드(130)가 세워지는 각도는 특별한 제한은 없으며, 사용자가 편안하게 휴대장치에서 디스플레이되는 영상을 시청할 수 있는 각도, 예를 들어 50~80°로 이루어질 수 있다. 그리고 도시되지 않았으나, 사용자가 상기 충전패드의 세워지는 각도를 조절할 수 있도록 구성할 수도 있다.
상기 충전패드(130)가 제2위치에 있는 경우, 상기 이동조작부(150)는 제4위치에 놓인다. 상기 제4위치는 상기 이동부(155) 및 랙(157)이 상기 몸체(110)에서 인출된 상태를 의미한다. 이때, 상기 이동부(155)는 상기 몸체에서 완전히 빠지지 않고 일부는 몸체(110)에 삽입되어 있고, 상기 랙(157)은 상기 피니언(118)에 맞물려 있게 된다.
사용자는 제1위치의 충전패드(130)를 제2위치로 변경하기 위해 손잡이부(151)를 잡아당겨 제3위치의 이동조작부(150)를 제4위치로 이동시키게 된다. 상기 손잡이부(151)를 잡아당겨 상기 이동부(155)의 랙(157)이 후방으로 이동하면, 상기 랙(157)에 맞물린 피니언(118)이 시계방향으로 회전하게 되고, 상기 충전패드(130)의 고정기어(135)는 반시계방향으로 회전하면서 충전패드(130)가 세워지게 된다.
상기 이동조작부(150)가 제4위치에 있게 되면, 상기 손잡이부(151)와, 이동부(155)의 단차에 의해 거치홈(153)이 형성된다. 구체적으로, 상기 거치홈(153)은 이동부(155)의 상면과, 손잡이부(151)의 일측면과, 충전패드(130)의 상면을 경계로 형성된다.
상기 휴대장치는 상기 하단부가 상기 거치홈에 끼워지고 충전패드의 상면에 놓인 상태에서 충전이 이루어지게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 무선 충전기는 충전패드를 제2위치에 놓고 영상을 보면서 동시에 충전을 할 수도 있으며, 수평한 제2위치에서 충전을 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기는 전후로 이동가능한 이동조작부를 설치함으로써, 사용자는 손잡이를 잡아당기거나 미는 간단한 동작으로 충전패드의 위치를 전환할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부한 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 몸체 111 : 탑재부
113 : 전원입력포트 115 : USB포트
116 : 배터리팩 충전부 117 : 홈
118 : 피니언 119 : 회전결합부
130 : 충전패드 131 : 제1코일부
133 : 회전결합부 135 : 고정기어
150 : 이동조작부 151 : 손잡이부
153 : 거치홈 154 : 걸림턱
155 : 이동부 157 : 랙
BP : Battery Pack SP : Smart Phone

Claims (4)

  1. 충전식 내장 배터리팩을 구비하는 휴대장치를 충전하는 무선 충전기에 있어서,
    탑재부를 갖는 몸체와;
    상기 몸체의 일측에 회전가능하게 결합하며, 상기 탑재부 상에 놓이는 제1위치와, 소정 각도로 세워진 제2위치를 갖는 충전패드와;
    상기 몸체에 전후로 이동 가능하게 결합하며, 상기 몸체에 인입된 상태의 제3위치와, 상기 몸체에서 인출된 상태의 제4위치를 갖는 이동조작부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동조작부는 상기 제4위치에서 외부로 노출되어 상기 휴대장치를 거치하는 거치홈과; 상기 몸체의 외측에 위치하는 손잡이부와; 상기 손잡이부에서 연장 형성되고 상기 몸체에 이동 가능하게 결합하는 이동부;를 포함하며,
    상기 거치홈의 바닥면은 상기 손잡이부의 상면 및 탑재부보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거치홈의 바닥면에는 랙(rack)이 형성되고,
    상기 몸체에는 일측에 회전가능하게 설치되어 상기 랙에 맞물리는 피니언(pinion)이 형성되며,
    상기 충전패드에는 일측에 고정 설치되어 상기 피니언에 맞물리는 고정기어가 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1위치 및 제2위치의 충전패드에서 각각 상기 휴대장치의 무선 충전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
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