KR20150007709A - 무선 충전기 - Google Patents

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KR20150007709A
KR20150007709A KR1020130082044A KR20130082044A KR20150007709A KR 20150007709 A KR20150007709 A KR 20150007709A KR 1020130082044 A KR1020130082044 A KR 1020130082044A KR 20130082044 A KR20130082044 A KR 20130082044A KR 20150007709 A KR20150007709 A KR 20150007709A
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정락환
이경남
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주식회사 포콘스
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Abstract

본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충전패드를 몸체에 회전가능하게 결합함으로써, 충전패드를 수평한 상태의 제1위치 및 영상 시청이 용이하도록 세워진 상태의 제2위치로 전환할 수 있어 휴대장치의 영상을 시청하면서 무선 충전을 할 수 있으며, 탄성고정편과 고정구로 이루어지는 고정부를 구비함으로써, 사용자가 충전패드를 누르는 간단한 동작을 통해 충전패드를 제1위치에서 제2위치로 전환할 수 있는 무선 충전기에 관한 것이다.

Description

무선 충전기{WIRELESS CHARGER}
본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충전패드를 몸체에 회전가능하게 결합함으로써, 충전패드를 수평한 상태의 제1위치 및 영상 시청이 용이하도록 세워진 상태의 제2위치로 전환할 수 있어 휴대장치의 영상을 시청하면서 무선 충전을 할 수 있으며, 탄성고정편과 고정구로 이루어지는 고정부를 구비함으로써, 사용자가 충전패드를 누르는 간단한 동작을 통해 충전패드를 제1위치에서 제2위치로 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 5는 종래기술에 따른 무 접점 충전 방식을 채용한 배터리와 충전기의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 5를 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 6은 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 충전패드를 몸체에 회전가능하게 결합함으로써, 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 탄성고정편과 고정구로 이루어지는 고정부를 구비함으로써, 사용자가 충전패드를 누르는 간단한 동작을 통해 충전패드를 제1위치에서 제2위치로 전환할 수 있는 무선 충전기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 충전기는 충전식 내장 배터리를 구비하는 휴대장치를 충전하는 것으로서, 탑재부를 갖는 몸체와; 상기 몸체의 일측에 회전가능하게 결합하며, 상기 탑재부 상에 놓이는 제1위치와, 소정 각도로 세워진 제2위치를 갖는 충전패드와; 상기 몸체 및 충전패드에 연결되어 상기 충전패드를 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 이동할 수 있도록 미는 힘을 제공하는 탄성부재; 및 상기 제1위치의 충전패드를 상기 몸체에 고정시키는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기의 고정부는 상기 충전패드에 형성된 고정구와, 상기 몸체에 형성되고 상기 고정구와 걸림결합을 할 수 있는 (후크형상)구조의 탄성고정편으로 이루어지되, 상기 탄성고정편은 상기 고정구에 의해 가압이 되면 탄성 작용에 의해 착탈이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기의 충전패드가 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 전환되는 경우, 상기 탄성부재에 의한 미는 힘을 완충시키는 댐퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기의 댐퍼부는 상기 몸체에 회전가능하게 설치되는 회전기어와, 상기 충전패드에 고정 설치되고 상기 회전기어와 맞물리는 고정기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기의 몸체의 일단부에는 상기 탑재부보다 높은 단차부가 형성되고, 상기 탑재부, 단차부 및 제2위치의 충전패드에 의해 이루어지는 거치홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 무선 충전기에 의하면, 충전패드를 몸체에 회전가능하게 결합함으로써, 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, 탄성고정편과 고정구로 이루어지는 고정부를 구비함으로써, 사용자가 충전패드를 누르는 간단한 동작을 통해 충전패드를 제1위치에서 제2위치로 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 본 발명에 따른 무선 충전기의 사용상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 종래기술에 따른 무 접점 충전 방식을 채용한 배터리와 충전기의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 6은 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, 탄성부(139)와, 고정부(112,137)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 지면 등에 안착되어 충전패드(130)를 지지하는 역할을 하는 것으로서, 탑재부(111)와, 단자부(113,115)와, 배터리팩 충전부(116)와, 단차부(125), 회전기어(118)를 포함하며, 제1몸체(110a)와 제2몸체(110b)가 결합되는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 탑재부(111)는 후술할 제1위치에 있는 상기 충전패드(130)가 안착되는 영역이다. 상기 탑재부(111)의 전단부에는 탄성고정편(112)이 돌출 형성되고, 후단부에는 고정기어 삽입홀(120)과, 한 쌍의 결합돌기(119)가 형성되며 단차부(125)가 형성될 수 있다.
상기 고정기어 삽입홀(120)은 상기 충전패드(130)에 형성되는 고정기어(135)가 삽입되어 상기 회전기어(118)와 맞물리도록 하는 역할을 한다.
상기 한 쌍의 결합돌기(119)는 상기 충전패드(130)에 형성된 한 쌍의 결합홀(133)에 끼워져 상기 충전패드(130)를 상기 몸체(110)에 회전가능하게 결합시키는 역할을 한다.
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(123)이 형성될 수 있다.
그리고 상기 배터리팩 충전부(116)에 수용된 배터리팩(BP)은 배터리팩 충전단자(117)를 통해 충전될 수도 있고, 상기 충전패드(130)를 통하여 무선충전 방식으로 충전될 수도 있다.
상기 단차부(125)는 상기 탑재부(111)의 후단부에서 돌출형성되어 거치홈(126)을 형성하는 역할을 한다.
상기 거치홈(126)은 상기 충전패드(130)가 후술할 제2위치에 있는 경우, 휴대장치(SP)의 하단부를 수용하는 역할을 하는 것으로서, 상기 탑재부(111)와, 상기 탑재부(111)보다 높게 형성되는 단차부(125)와, 충전패드(130)에 의해 이루어질 수 있다.
그리고 거치홈(126)의 일측면에는 걸림턱(127)이 돌출 형성되어 거치된 상기 휴대장치(SP)가 거치홈(126)에서 이탈되지 않도록 고정하게 된다.
상기 충전패드(130)는 상기 몸체(110)에 회전가능하게 결합하고, 무접점 방식으로 휴대장치(SP)의 배터리팩을 충전시키는 역할을 하는 것으로서, 제1코일부(131)와, 결합홀(133)과, 고정기어(135)와, 고정구(137)와 탄성부(139)를 포함할 수 있다.
상기 제1코일부(131)는 한 쌍의 충전패드몸체(130a,130b) 내에 설치되고, 휴대장치의 내장된 충전식 배터리에 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.
한편, 상기 결합홀(133)은 상술한 바와 같이, 상기 몸체(110)의 결합돌기(119)와 회전가능하게 끼움결합을 한다.
상기 고정기어(135)는 상기 충전패드몸체(130a)에 일체로 형성되어, 상기 몸체의 회전기어(118)와 맞물리게 된다.
상기 고정구(137)는 상기 충전패드(130)의 일면에 돌출형성되는 것으로서, 상기 탄성고정편(112)과 함께 고정부를 형성하게 된다. 상기 고정구(137)가 상기 탄성고정편(112)을 가압하면 상기 탄성고정편(112)은 탄성 작용에 의해 상기 고정구(137)와 걸림결합을 하게 되고, 결합된 상태에서 다시 가압하게 되면 탄성 작용에 의해 고정구(137)를 놓아 결합이 해제된다. 다만, 이와 같은 고정 방식은 예시에 불과하므로 언급되지 않은 다양한 방식으로 고정할 수 있다.
상기 탄성부(139)는 상기 몸체(110) 및 충전패드(130)에 연결되어 상기 충전패드(130)를 후술할 제1위치에서 상기 제2위치로 이동할 수 있도록 미는 힘을 제공하는 역할을 하는 것이다.
상기 탄성부(139)는 비틀림 스프링인 것을 예시할 수 있으며, 상기 비틀림 스프링(139)은 일단은 상기 충전패드(130)에 형성된 스프링 안착홈(138)에 결합 고정되고, 타단은 상기 몸체(110)의 스프링 삽입홀(121)에 끼워져 고정된다.
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 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 무선 충전기의 사용상태를 도시하는 사시도이다.
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)는 고정구(137)가 탄성고정편(112)에 걸림결합을 하여 제1위치에 고정된다.
사용자는 상기 제1위치의 충전패드(130)의 상면에 휴대장치를 올려놓는 단순한 동작만으로 손쉽게 배터리 충전을 할 수 있다.
도 3a 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 충전패드(130)는 제2위치에서 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.
본 발명에 따른 무선 충전기(100)는 댐퍼부(118,135)를 더 포함할 수 있다.
상기 댐퍼부(118,135)는 상기 충전패드(130)가 제1위치에서 제2위치로 이동하는 경우 상기 탄성부(139)에 의해 가해지는 힘을 완충시켜 부드럽게 이동할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 댐퍼부는 상기 몸체(110)에 회전가능하게 설치되는 회전기어(118)와, 상기 충전패드(130)에 고정 설치되고 상기 회전기어(118)와 맞물리는 고정기어(135)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 댐퍼부는 상기 탄성부(139)의 힘을 상기 회전기어(118)와 고정기어(135)가 맞물려 회전하는 힘으로 분산시키게 된다.
상기 충전패드(130)가 제2위치로 이동하면, 사용자는 휴대장치(SP)를 거치홈(126)에 거치시킨 상태에서 충전패드(130)의 상면에 접하도록 함으로써 무선 충전이 이루어진다.
이와 같이, 본 발명에 따른 무선 충전기는 제2위치에서 영상을 보면서 동시에 충전을 할 수도 있으며, 수평한 제1위치에서도 충전을 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전기는 사용자가 충전패드를 누르는 간단한 동작을 통해 충전패드를 제1위치에서 제2위치로, 제2위치에서 제1위치로 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
112 : 탄성고정편 113 : 전원입력포트
115 : USB포트 116 : 배터리팩 충전부
117 : 배터리팩 충전단자 118 : 회전기어
119 : 결합돌기 120 : 고정기어 삽입홀
121 : 스프링 삽입홀 125 : 단차부
126 : 거치홈 127 : 걸림턱
130 : 충전패드 131 : 제1코일부
133 : 결합홀 135 : 고정기어
137 : 고정구 138 : 스프링 안착홈
139 : 탄성부(비틀림 스프링)
BP : Battery Pack SP : Smart Phone

Claims (5)

  1. 충전식 내장 배터리를 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 몸체 및 충전패드에 연결되어 상기 충전패드를 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 이동할 수 있도록 미는 힘을 제공하는 탄성부재; 및
    상기 제1위치의 충전패드를 상기 몸체에 고정시키는 고정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 충전패드에 형성된 고정구와, 상기 몸체에 형성되고 상기 고정구와 걸림결합을 할 수 있는 탄성고정편으로 이루어지되,
    상기 탄성고정편은 상기 고정구에 의해 가압이 되면 탄성 작용에 의해 착탈이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전패드가 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 전환되는 경우, 상기 탄성부재에 의한 미는 힘을 완충시키는 댐퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 댐퍼부는 상기 몸체에 회전가능하게 설치되는 회전기어와, 상기 충전패드에 고정 설치되고 상기 회전기어와 맞물리는 고정기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 일단부에는 상기 탑재부보다 높은 단차부가 형성되고,
    상기 탑재부, 단차부 및 제2위치의 충전패드에 의해 이루어지는 거치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.
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