KR20160134434A

KR20160134434A - 차량용 무선 충전 장치

Info

Publication number: KR20160134434A
Application number: KR1020150138726A
Authority: KR
Inventors: 현지호; 조영준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2016-11-23
Also published as: KR101709869B1

Abstract

본 발명은 안정적으로 거치 및 충전할 수 있는 차량용 무선 충전 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 차량용 무선 충전 장치는 회전 가능하도록 차량 내부에 결합되며, 내부에 무선 충전 모듈을 포함하는 외부 커버, 상기 외부 커버의 일면에 이동 가능하도록 결합되며, 상기 무선 충전 모듈로부터 전송되는 전력을 수신하는 전력 수신 기기를 탄성 지지하는 내부 커버, 및 상기 내부 커버와 상기 외부 커버를 탄성적으로 연결하는 적어도 하나의 탄성 결합부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 무선 충전 장치{WIRELESS CHARGING DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 휴대 단말기를 안정적으로 장착할 수 있는 차량용 무선 충전 장치 에 관한 것이다.

일반적으로 대다수의 무선 통신 기기들은 충전을 필요로 하며 이로 인해 최근 등장하는 휴대용 기기들은 각기 다른 형태의 유선 커넥터를 가진다.

휴대 단말기에 사용되는 배터리팩에 전기에너지를 충전시키기 위해서는 상용전원을 공급받아 배터리팩에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리팩의 단자를 통해 전기에너지를 공급하는 단자연결방식과, 단자연결방식으로 유선 충전하는 불편함을 극복하고자 개발된 무선 충전 방식이 있다.

무선 충전 기술은 자기 공명을 이용한 방식과 자기 유도형 방식이 주도적이며 이 중 자기 유도 방식을 적용하여 무접점 무선 충전 기술이 빠르게 보급되고 있다.

한편, 차량에 탑재되는 차량용 무선 충전 장치는 차량 주행시 충격이나 흔들림에 의해 휴대 단말기가 거치대로부터 이탈되는 문제가 발생되고 있다. 따라서, 보다 안정적으로 휴대 단말을 거치하여 무선 충전할 수 있는 장치가 요구되고 있다.

한국공개특허공보 제2010-0133557호

본 발명은 안정적으로 거치 및 충전할 수 있는 차량용 무선 충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 무선 충전 장치는 회전 가능하도록 차량 내부에 결합되며, 내부에 무선 충전 모듈을 포함하는 외부 커버, 상기 외부 커버의 일면에 이동 가능하도록 결합되며, 상기 무선 충전 모듈로부터 전송되는 전력을 수신하는 전력 수신 기기를 탄성 지지하는 내부 커버, 및 상기 내부 커버와 상기 외부 커버를 탄성적으로 연결하는 적어도 하나의 탄성 결합부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 무선 충전 장치는, 수납 공간의 입구를 개폐하는 외부 커버, 상기 외부 커버의 탄성 결합되어 전력 수신 기기가 상기 외부 커버의 일면에 면접촉하도록 상기 전력 수신 기기를 탄성 지지하는 내부 커버, 및 상기 외부 커버 내에 배치되어 상기 전력 수신 기기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 충전 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 컵 홀더 커버에 휴대 단말기를 수납하면서 휴대 단말기의 배터리를 무선 충전시킬 수 있으므로 차량 내 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며, 휴대 단말기를 안전하게 고정 거치시킬 수 있어 충전 효율을 높일 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 무선 충전 장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 1b는 도 1a에 도시된 차량용 무선 충전 장치의 커버가 닫힌 상태를 도시한 사시도.
도 2는 도 1a에 도시된 도시된 차량용 무선 충전 장치의 커버를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 A-A에 따른 단면도.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 커버의 측면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 모듈을 개략적으로 도시한 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

한편, 본 실시예를 설명함에 있어서, 전력 수신 기기는 스마트 폰, 모바일 폰, PDA(Personal Digital Assistants), MP3, 태블릿 PC, PMP(Portable Multimedia Player) 등 휴대가 가능한 다양한 휴대 단말기를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 차량용 무선 충전 장치가 차량의 센터페시아 하부에 위치하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 컵 홀더 장치는 그 이외의 센터 콘솔, 암레스트 등의 다양한 위치에 형성될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 무선 충전 장치를 개략적으로 나타내는 도면으로, 커버가 개방된 상태를 도시한 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 차량용 무선 충전 장치의 커버가 닫힌 상태를 도시한 사시도이다.

또한 도 2는 도 1a에 도시된 도시된 차량용 무선 충전 장치의 커버를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 커버의 정면도이다.

도 1a 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 무선 충전 장치(100)는 수납 유닛(10)의 일부로 구성될 수 있다.

수납 유닛(10)은 차량 내부 구조물에 장착된다. 여기서, 차량 내부 구조물은 차량의 센터페시아, 센터 콘솔, 암레스트 등이 다양한 구조물이 적용될 수 있다.

수납 유닛(10)은 물품을 수납할 수 있는 수납 공간(21)을 포함하며, 예를 들어 본 실시예에 따른 수납 유닛(10)은 컵을 수납하는 컵 홀더 유닛일 수 있다.

본 실시예에 따른 수납 유닛(10)은 수납부(20) 및 커버(30)를 포함하며, 본 실시예에 따른 차량용 무선 충전 장치(100)는 수납 유닛(10)의 커버(30)에 일체로 형성될 수 있다. 따라서 수납 유닛(10)의 커버(30) 자체가 차량용 무선 충전 장치(100)로 이해될 수 있다.

커버(30)는 수납 공간(21)의 입구 부분에서 수납부(20)에 결합된다. 커버(30)는 수납 공간(21)의 입구를 개폐할 수 있도록 수납부(20)에 결합된다. 예를 들어, 커버(30)는 힌지 결합을 통해 회전가능하도록 수납부(20)에 결합될 수 있다. 이 경우, 커버(30)는 힌지(도 2의 34)를 회전축(도 2의 P)으로 하여 회전되며 수납 공간(21)의 입구를 개폐할 수 있다.

커버(30)는 수동 조작을 통해 개폐 가능하도록 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 모터 등의 구동 유닛을 이용하여 자동으로 개폐되도록 구성하는 것도 가능하다.

도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 커버의 측면도로, 도 4a는 휴대 단말기(1)가 삽입되지 않은 상태를 나타내고, 도 4b는 휴대 단말기(1)가 삽입된 상태를 도시하고 있다.

이를 함께 참고하면, 본 실시예에 따른 커버(30)는 외부 커버(31)와 내부 커버(35)를 포함할 수 있다.

외부 커버(31)는 커버(30)가 수납부(20)에 닫히는 경우, 외부로 노출되는 부분을 의미한다. 예를 들어, 상기 외부 커버(31)는 커버(30)의 가장 외측에 배치되는 판일 수 있다.

외부 커버(31)의 일면 가장자리에는 내부 커버(35)측으로 돌출 형성되는 한 쌍의 측부(32)가 형성될 수 있다.

외부 커버(31)의 측부(32)는 외부 커버(31)의 가장자리에서 외부 커버(31)의 회전축(P)에 수직하게 배치된다. 따라서, 휴대 단말기는 외부 커버(31)가 개방된 상태(도 2)에서 상부에 형성되는 입구를 통해 삽입 공간(40)에 삽입된다.

외부 커버(31)는 내부에 무선 충전 모듈(도 5의 60)을 포함할 수 있다. 무선 충전 모듈(60)은 에너지를 무선으로 전송하여 휴대 단말기(1)의 배터리를 충전시킬 수 있다.

무선 충전 모듈(60)은 외부 커버(31)에 매립될 수 있다. 예를 들어 무선 충전 모듈(60)은 외부에서 육안으로 식별할 수 없도록 외부 커버(31)에 완전히 매립될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부분적으로 노출되도록 구성하는 것도 가능하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다. 이를 함께 참조하면 무선 충전 모듈(60)은 적어도 하나의 코일(66)을 포함하는 코일부(65)와, 코일부(65)에 전류를 공급하는 회로부(62)로 형성될 수 있다.

코일부(65)는 회로부(62)의 제어에 따라 자기장을 형성하며 무선 전력을 대기 중으로 방사한다. 이를 위해 코일부(65)는 기판(67) 상에 하나 또는 다수의 코일(66)이 부착될 수 있다. 여기서 코일(66)은 와이어 형태의 코일이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도체 패턴 형태로 기판 상에 형성되거나, 평각선으로 형성된 코일을 이용하는 등 다양한 변형이 가능하다.

회로부(62)는 회로 기판(63) 상에 다수의 전자 소자(61)가 실장되어 형성될 수 있으며, 충전을 제어하는 회로를 포함한다. 따라서 코일부(65)는 회로부(62)의 제어에 따라 전력을 방사하며 휴대 단말기에 전력을 전송한다.

회로부(62)는 연결부(68)에 의해 코일부(65)와 전기적으로 연결된다. 이때, 연결부(68)는 와이어 형태의 도선으로 형성되거나, 연성 기판으로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 무선 충전 모듈(60)은 회로부(62)와 코일부(65)가 각각 얇은 판 형태로 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 상호 적층되어 포개진 상태로 외부 커버(31)에 매립된다. 이때, 무선 충전 모듈(60)은 코일부(65)의 코일(66)이 외부 커버(31)의 내부면 측 즉, 삽입 공간(40) 측에 배치되도록 외부 커버(31)에 매립된다.

따라서, 무선 충전 모듈(60)의 전체적인 면적은 회로부(62)나 코일부(65)의 면적에 대응하며, 두께는 회로부(62)와 코일부(65)의 전체 두께로 형성될 수 있다.

회로부(62)와 코일부(65)를 포개진 상태로 외부 커버(31)에 매립함에 따라, 종래의 컵 홀더 유닛 커버의 면적 확장 없이 무선 충전 모듈(60)을 외부 커버(31) 내에 배치할 수 있다.

한편, 무선 충전 모듈(60)의 두께로 인해, 외부 커버(31)의 두께도 증가될 수 있다. 그러나 이는 코일부(65)를 박막 코일로 형성하는 등 무선 충전 모듈(60)의 두께를 최소화함에 따라 감소될 수 있다.

내부 커버(35)는 외부 커버(31)의 내측에 배치되며, 커버(30)가 수납부(20)에 닫히는 경우, 수납 공간(21) 내에 배치된다.

내부 커버(35)는 후술되는 탄성 결합부(50)를 통해 외부 커버(31)와 결합되어 일체로 형성되며, 내부면이 휴대 단말기와 면접촉하며 휴대 단말기를 탄성 지지한다.

또한 내부 커버(35)는 외부 커버(31)의 측부(32)와 대응되는 가장자리에서 외부 커버(31) 측으로 돌출 형성되는 한 쌍의 측부(36)를 구비할 수 있다. 따라서, 내부 커버(35)의 측부(36)도 외부 커버(31)의 회전축(P)에 수직하게 배치된다.

내부 커버(35)의 측부(36)는 외부 커버(31)의 측부(36) 내측이나 외측에서 외부 커버(31)의 측부(32)와 포개지는 배치될 수 있다.

내부 커버(35)와 외부 커버(31) 사이에는 휴대 단말기(1)가 삽입 배치될 수 있는 삽입 공간(40)이 형성된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 내부 커버(35)와 외부 커버(31)는 서로 밀착 배치되고, 삽입 공간(40)의 입구 부분에서만 서로 이격되도록 배치하는 등 다양한 변형이 가능하다.

내부 커버(35)와 외부 커버(31)는 측부(32, 36)의 돌출 거리에 대응하여 상호 간의 간격이 이격된다. 따라서 내부 커버(35)와 외부 커버(31) 사이의 삽입 공간(40)은 외부 커버(31)의 측부(32) 또는 내부 커버(35)의 측부(36) 크기에 의해 규정될 수 있다.

내부 커버(35)는 삽입 공간(40)의 입구 측에 적어도 하나의 절개 홈(38)이 형성될 수 있다.

절개 홈(38)은 내부 커버(35)를 중심 측으로 절개하는 형태로 형성될 수 있다. 이러한 절개 홈(38)은 삽입 공간(40)에 삽입된 휴대 단말기를 용이하게 꺼내기 위해 구비된다.

절개 홈(38)이 생략된 경우, 휴대 단말기(1)는 몸체 대부분이 삽입 공간(40) 내에 삽입된다. 따라서 이러한 경우, 삽입 공간(40)에 삽입된 휴대 단말기를 꺼내기 어렵다.

그러나, 본 실시예와 같이 절개 홈(38)이 형성된 경우, 절개 홈(38)을 통해 휴대 단말기의 일부가 노출되므로, 이러한 부분을 이용하여 휴대 단말기(1)를 쉽게 꺼낼 수 있다.

또한 사용자가 휴대 단말기(1)를 삽입 공간(40)에 쉽게 삽입하거나 꺼낼 수 있도록, 삽입 공간(40) 폭은 삽입 공간(40)의 입구 부분에서 더 넓게 형성될 수 있다.

이를 위해, 내부 커버(35)는 삽입 공간(40)의 입구 측에서 삽입 공간(40)의 폭을 확장하는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 커버(35)는 삽입 공간(40)의 입구를 형성하는 상단이 외부 커버(31)와 반대 측으로 휘어진 형태로 형성될 수 있다.

탄성 결합부(50)는 내부 커버(35)와 외부 커버(31)를 탄성적으로 연결한다. 따라서 내부 커버(35)와 외부 커버(31)는 최대한 밀착 배치되며, 휴대 단말기가 삽입되는 경우와 같이 외력이 작용하게 되면 내부 커버(35)는 외부 커버(31)로부터 이격될 수 있다. 이 과정에서 탄성 결합부(50)는 탄성 변형되므로, 내부 커버(35)는 외부 커버(31)와 밀착하려는 힘이 지속적으로 작용하게 된다.

따라서 내부 커버(35)와 외부 커버(31) 사이에 배치된 휴대 단말기는 탄성 결합부(50)의 탄성력에 의해 삽입 공간(40) 내에 견고하게 고정 배치될 수 있다.

이러한 탄성 결합부(50)는 스프링이나 고무 부재와 같이 탄성력을 제공할 수 있는 부재라면 다양하게 이용될 수 있다.

예를 들어 탄성 결합부(50)는 코일 스프링이나 판 스프링이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 코일 스프링의 양단을 각각 내부 커버(35)와 외부 커버(31)에 체결하여 탄성 결합부(50)를 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 외부 커버(31)에 판 스프링을 배치하고, 내부 커버(35)에는 판 스프링을 탄성 변형시키는 돌기를 형성하여 내부 커버(35)가 외부 커버(31)로부터 이격되면, 돌기가 판 스프링이 탄성 변형되도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

본 실시예에 따른 탄성 결합부(50)는 한 쌍으로 구성되어 측부(32, 36)와 인접한 위치에 각각 배치된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 보다 높은 탄성력을 제공하거나, 전체적으로 고른 탄성력을 제공하기 위해, 더 많은 수의 탄성 결합부(50)를 여러 곳에 배치할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 따른 커버(30)는 내부 커버(35)와 휴대 단말기 사이에 자성부(33)가 배치될 수 있다. 자성부(33)는 페라이트(ferrite)와 같이 자로가 용이하게 형성될 수 있는 자성체 재질이라면 다양한 재질이 이용될 수 있으며, 얇은 시트 형태로 형성되어 내부 커버(35)의 내부면에 부착될 수 있다.

자성부(33)는 휴대 단말기(1)가 삽입 공간에 삽입될 때, 휴대 단말기(1)와 면접촉하며 자로를 제공하여 자속의 누설을 최소화한다.

또한 도시되어 있지 않지만, 내부 커버(35)의 측부(36)나 외부 커버(31)의 측부(32)에 자성부(미도시)를 부착하거나, 측부(32, 36)를 자성체 재질로 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

이에 더하여, 본 실시예에 따른 무선 충전 장치(100)는 외부 커버(31)나 내부 커버(35)의 내부면에 완충 부재(미도시)가 배치될 수 있다.

완충 부재는 외부 커버(31)나 내부 커버(35)의 내부면에 부착되어 휴대 단말기의 미끄러짐을 방지하고, 휴대 단말기가 외부 커버(31)나 내부 커버(35)에 직접 접촉함에 따라 휴대 단말기에 흠집이 발생하는 것을 방지한다.

따라서 완충 부재는 고무 재질이나 스폰지 재질의 패드나 블록, 띠 형태로 형성되어 부착될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 전술한 자성부(33)의 표면을 고무 재질이나 스폰지 재질로 형성하여 자성부(33)가 완충 부재의 기능을 함께 수행하도록 구성할 수도 있다.

이상과 같이 구성되는 본 실시예에 따른 차량용 무선 충전 장치는, 대부분의 차량에 구비되어 있는 컵 홀더 커버에 휴대 단말기를 수납하면서 휴대 단말기의 배터리를 무선 충전시킬 수 있으므로 차량 내 공간을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한 휴대 단말기가 흔들리지 않도록 안전하게 고정 거치시킬 수 있으므로, 충전 효율을 높일 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 차량용 무선 충전 장치
10: 수납 유닛
20: 수납부
30: 커버
31: 외부 커버
32: 외부 커버 측부
33: 자성부
35: 내부 커버
36: 내부 커버 측부
40: 삽입 공간
50: 탄성 결합부
60: 무선 충전 모듈
62: 회로부
63: 회로 기판
65: 코일부
66: 코일
67: 기판
68: 연결부

Claims

회전 가능하도록 차량 내부에 결합되며, 내부에 무선 충전 모듈을 포함하는 외부 커버;
상기 외부 커버의 일면에 이동 가능하도록 결합되며, 상기 무선 충전 모듈로부터 전송되는 전력을 수신하는 전력 수신 기기를 탄성 지지하는 내부 커버; 및
상기 내부 커버와 상기 외부 커버를 탄성적으로 연결하는 적어도 하나의 탄성 결합부;
를 포함하는 차량용 무선 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 탄성 결합부는,
코일 스프링으로 형성되며 일단이 상기 외부 커버에 체결되고, 타단이 상기 내부 커버에 체결되는 차량용 무선 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 내부 커버는,
상기 전력 수신 기기가 삽입되는 입구 부분에 적어도 하나의 절개 홈이 형성되는 차량용 무선 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 외부 커버는,
상기 외부 커버의 일면 가장자리에서 상기 내부 커버를 향해 돌출 형성되는 한 쌍의 측부를 포함하는 차량용 무선 충전 장치.
제4항에 있어서, 상기 외부 커버의 측부는,
상기 외부 커버의 회전축에 수직하게 배치되는 차량용 무선 충전 장치.
제4항에 있어서, 상기 내부 커버는,
상기 외부 커버를 향해 돌출 형성되는 한 쌍의 측부를 포함하는 차량용 무선 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 내부 커버는,
상기 전력 수신 기기와 면접촉하며 상기 전력 수신 기기를 탄성 지지하는 차량용 무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 커버의 내부면에 부착되는 자성부를 더 포함하는 차량용 무선 충전 장치.
제8항에 있어서, 상기 자성부는,
페라이트 시트로 형성되는 차량용 무선 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 무선 충전 모듈은,
적어도 하나의 코일을 구비하는 코일부; 및
상기 코일부와 전기적으로 연결되어 상기 코일부로 인가되는 전력을 제어하는 회로부;
를 포함하는 차량용 무선 충전 장치.
제10항에 있어서, 상기 코일부와 회로부는,
각각 얇은 판 형태로 형성되며, 서로 포개진 상태로 상기 외부 커버 내에 매립되는 차량용 무선 충전 장치.
수납 공간의 입구를 개폐하는 외부 커버;
상기 외부 커버의 탄성 결합되어 전력 수신 기기가 상기 외부 커버의 일면에 면접촉하도록 상기 전력 수신 기기를 탄성 지지하는 내부 커버; 및
상기 외부 커버 내에 배치되어 상기 전력 수신 기기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 충전 모듈;
을 포함하는 차량용 무선 충전 장치.