KR20170020058A - 휴대단말기용 컵형 무선충전기 - Google Patents

휴대단말기용 컵형 무선충전기 Download PDF

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Abstract

본 개선안은 내부로 투입된 휴대단말기가 거치되는 경사지지대가 휴대단말기의 치수에 따라 상단부를 회동축으로 하여 전후방향으로 회동되어 유지됨에 따라 다양한 치수를 가지는 휴대단말기를 무선충전시킬 수 있어 범용성과 사용편의성이 대폭 증대될 수 있도록 한 휴대단말기용 컵형 무선충전기에 관한 것이다.
본 개선안에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기는, 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체와, 상기 본체의 내측 상단에 상단부가 회동가능하게 결합되고 상기 본체 내로 투입된 휴대단말기의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 상기 휴대단말기의 배면과 하단을 지지하는 경사지지대와, 상기 본체의 후방벽체와 상기 경사지지대의 하단 사이에 개재되어 상기 경사지지대의 하단을 전방으로 탄성편향시키는 탄성부재와, 상기 경사지지대의 배면에 설치되고 상기 경사지지대에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛과, 상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함한다.

Description

휴대단말기용 컵형 무선충전기{CUP SHAPED WIRELESS CHARGING APPARATUS FOR MOBILE DEVICE}
본 개선안은 주로 차량의 컵홀더에 거치되어 내부로 투입된 휴대단말기를 무선충전하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 휴대단말기에는 재충전 가능한 2차 전지(Secondary Battery)가 배터리로서 장착된다. 배터리를 충전하기 위해서는, 가정용 상용 전원을 이용하여 휴대용 전자기기의 배터리에 전기 에너지를 제공하는 별도의 충전장치가 필요하다.
통상적으로, 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접폭단자가 구성되어, 두 접촉단자를 서로 접속시키는 것에 의해 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다. 그러나 이와 같이 접촉 단자가 외부에 돌출될 경우에는 미관상 좋지 않을 뿐만아니라 접촉단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지기도 한다. 또한, 사용자의 부주의로 배터리에 단락이 발생하거나 습기에 노출되면, 충전 에너지가 쉽게 소실될 수 있다.
이러한 접촉식 충전방식의 대안으로서, 충전장치와 배터리 각각의 접촉 단자들이 서로 접촉되지 않는 방식으로 배터리가 충전되도록 무선으로 전력 전달이 이루어지는 무선충전방식이 제안되고 있다.
무선충전방식은 크게 전력 송신부 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 수신부 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되는 방식을 이용하여 충전하는 자기공진식 무선충전방식과, 전력 송신부 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 전력 수신부 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 자기유도식 무선충전방식으로 크게 구별된다.
현재 가장 많이 사용되는 무선충전방식인 자기유도식 무선충전방식은 구리선을 감아 만든 전력 송신용 코일에 전류를 흘려보내 전력 송신용 코일 주변에 강한 자력을 만들어 내고, 반대편에 전력 수신용 코일을 근접시키면 자력이 전력 수신용 코일로 전달되어 이를 다시 전력으로 변환하여 배터리를 충전하는 방식이다. 이 경우 무선충전패드 내에 전력 송신용 코일이 설치되고, 무선충전기능이 내장된 스마트폰이나 배터리커버 내측에 전력 수신용 코일이 설치된다.
자기유도식 무선충전방식은 자기공진식 무선충전방식에 비해 강한 전자파를 발생시키지 않아 안전한 반면에, 전력 송신용 코일과 전력 수신용 코일간의 거리가 짧은 근거리 충전방식으로 양 코일이 1cm 이내로 거의 맞닿을 정도로 가까이 근접해야 충전이 가능하다.
이에 비해 자기공명식 무선충전방식은 공진 주파수를 이용해 일치하는 주파수에 자기를 전달하기 때문에 양 코일이 근접해 있지 않더라도 충전이 가능한 장점이 있으나, 전력손실이 많아 효율이 떨어지는 단점이 있으며, 전자파가 많이 발생되어 인체에 해가 될 수 있다는 논란이 해소되지 않고 있다.
현재의 무선충전기술은 3가지 표준, 즉 WPC(Wireless Power Consortium), PMA(Power Matter Aliance) 및 A4WP(Aliance for Wireless Power)가 대표적인데, 이 표준들은 서로 호환되지 않는다. WPC와 PMA는 자기유도식 무충전방식을 주로 사용하고, A4WP는 자기공명식 무선충전방식을 주로 사용한다.
특히 PMA는 배터리 전문기업인 듀라셀의 파워매트가 WPC 표준이 가지는 단점을 보완하여 만든 기술로, 전력 송신용 코일과 전력 수신용 코일이 정확하게 겹쳐지지 않으면 충전되지 않는 자기유도방식의 문제를 해결하기 위해 양 코일 부분에 자석을 내장하여 가까이 대기만 해도 정확한 충전위치로 기기들을 자동으로 이동시켜주는 특징을 가진다. 최근에는 PMA와 A4WP이 합쳐지면서 양쪽의 기술을 통합하는 정도까지 이르고 있지만, 현재까지는 대부분의 무선충전 휴대단말기와 무선충전기는 WPC의 Qi 표준을 사용하고 있다.
전술한 자기유도식 무선충전방식이 적용된 무선충전기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에 위치되어 사용될 수 있으나 차량 내에서 사용될 수도 있다. 무선충전기가 차량 내에서 사용되는 경우, 엔진의 떨림 또는 노면 요철 등으로 인한 주행 중의 진동으로 인해 휴대단말기에 전력이 안정적으로 공급되기 어려운 문제점이 있다.
또한, 차량의 대쉬보드에 접착되는 거치대 형식의 충전시스템의 경우에도, 대쉬보드의 바닥면에 지지됨에 따라 차량의 진동을 차단하기 어려워 무선전력 충전시스템을 응용하기에 적합하지 않다. 아울러, 대쉬보드에 고정되는 방식의 충전시스템은 대쉬보드에 접착재의 흔적을 남길 뿐만 아니라, 차량의 전원잭과 연결되는 전선이 센터페시아를 가로질러 배치되므로 차량 내부의 미관을 해칠 수 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 방안으로, 대한민국 특허등록 제10-1461101호(2014.11.13. 공고)에는 차량의 컵홀더에 삽입되도록 구성되는 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 중심축과 경사지게 형성되고 무선전력 수신장치가 거치되는 거치면과 상기 거치면에서 절곡 연장되는 받침면을 갖는 거치 하우징과, 상기 거치 하우징에 설치되고 상기 무선전력 수신장치를 가압하여 상기 거치면을 향해 압착되도록 하는 압착 부재를 포함하고, 상기 베이스 유닛에 연결되는 거치 유닛; 및 상기 거치 유닛에 내장되고, 상기 차량의 배터리로부터 전력을 공급받아 상기 무선전력 수신장치를 향해 무선전력 신호를 출력하는 전송 유닛을 포함하는, 휴대단말기용 컵형 무선충전기가 개시된다.
그러나 전술한 바와 같은 종래의 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 경우에는 거치 하우징이 내부에서 유동 불가능하게 고정됨에 따라 특정 치수를 가지는 휴대단말기만 내부로 삽입하여 무선충전할 수 있을 뿐, 더 큰 폭의 치수를 가지는 휴대단말기는 내부로 삽입될 수 없어 무선충전이 불가능함에 따라, 특정 휴대단말기만 전용으로 무선충전가능한 문제점이 있었다.
본 개선안은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 내부로 투입된 휴대단말기가 거치되는 경사지지대가 휴대단말기의 치수에 따라 상단부를 회동축으로 하여 전후방향으로 회동되어 유지됨에 따라 다양한 치수를 가지는 휴대단말기를 무선충전시킬 수 있어 범용성과 사용편의성이 대폭 증대될 수 있도록 한 휴대단말기용 컵형 무선충전기에 관련된다.
본 개선안은 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체와, 상기 본체의 내측 상단에 상단부가 회동가능하게 결합되고 상기 본체 내로 투입된 휴대단말기의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 상기 휴대단말기의 배면과 하단을 지지하는 경사지지대와, 상기 본체의 후방벽체와 상기 경사지지대의 하단 사이에 개재되어 상기 경사지지대의 하단을 전방으로 탄성편향시키는 탄성부재와, 상기 경사지지대의 배면에 설치되고 상기 경사지지대에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛과, 상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기를 제공한다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 휴대단말기용 컵형 무선충전기는 상기 경사지지대의 바닥면에 설치되고 휴대단말기의 배터리의 충전상태를 색상변화를 통해 표시하는 충전상태표시램프를 더 포함한다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 본체의 전방 상측에는 휴대단말기의 투입과 인출을 용이하게 하는 절취개방부가 형성된다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 탄성부재는 코일스프링이다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 무선충전유닛은 전력 송신용 코일을 포함하는 자기유도식 무선충전방식으로 형성된다.
또한 본 개선안은 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체와, 상기 본체의 내측 상단에 상단부가 회동가능하게 결합되고 상기 본체 내로 투입된 휴대단말기의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 상기 휴대단말기의 배면과 하단을 지지하는 경사지지대와, 상기 본체의 내부 하측에 배열되고 상기 경사지지대의 하단이 전후방향으로 위치조절 가능하게 결합되는 위치조절부재와, 상기 경사지지대의 배면에 설치되고 상기 경사지지대에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛와, 상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기를 제공한다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 경사지지대의 바닥면에 설치되고 휴대단말기의 배터리의 충전상태를 색상변화를 통해 표시하는 충전상태표시램프를 더 포함한다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 본체의 전방 상측에는 휴대단말기의 투입과 인출을 용이하게 하는 절취개방부가 형성된다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 경사지지대의 하단에는 위치조절용 판형돌기가 돌출형성되고, 상기 위치조절유닛은, 상기 본체의 내부 중 상기 경사지지대의 하부에 위치되고 상부면에는 상기 휴대단말기의 투입에 의한 상기 경사지지대의 회동에 따라 상기 위치조절용 판형돌기가 다단으로 위치조절 가능하게 결합되는 다단요철부가 구비되는 다단위치조절식 만곡베이스로 형성된다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 무선충전유닛은 전력 송신용 코일을 포함하는 자기유도식 무선충전방식으로 형성된다.
본 개선안에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기는, 본체 내로 투입된 휴대단말기가 거치되는 경사지지대가 휴대단말기의 치수, 특히 폭에 따라 상단부를 회동축으로 하여 전후방향으로 회동되어 유지됨에 따라, 다양한 치수를 가지는 휴대단말기를 무선충전시킬 수 있어 범용성과 사용편의성이 대폭 증대될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 개선안의 실시예들에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 사용상태도.
도 2는 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 분해사시도.
도 3 및 도 4는 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 작동도.
도 5는 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 분해사시도.
도 6 및 도 7는 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 작동도.
이하에는, 첨부도면을 참조하여 본 개선안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하되, 이는 본 개선안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개선안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 개선안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 컵홀더(3)에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 후방에는 전원접속포트(111)가 구비되는 본체(110)와, 본체(110)의 내측 상단에 상단부가 회동가능하게 결합되고 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 휴대단말기(1)의 배면과 하단을 지지하는 경사지지대(120)와, 본체(110)의 후방벽체와 경사지지대(120)의 하단 사이에 개재되어 경사지지대(120)의 하단을 전방으로 탄성편향시키는 탄성부재(130)와, 경사지지대(120)의 배면에 설치되고 경사지지대(120)에 거치된 휴대단말기(1)의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛(140)과, 본체(110) 내에 설치되고 무선충전유닛(140)의 작동을 제어하는 제어유닛(150)을 포함한다.
여기서, 본체(110)는 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)의 하우징을 형성하는 것으로, 휴대단말기(1)가 내부로 투입되어 수용 가능하고 차량의 컵홀더(3)에 삽입되어 거치가능하도록, 전체적으로 컵과 유사한 형상을 가진다.
본체(110)의 후방에는 전원접속포트(111)가 구비된다. 전원접속포트(111)는 차후에 설명될 무선충전유닛(140)의 작동전원을 공급하기 위한 전원케이블(미도시)의 일단부가 접속되는 포트이다. 전원케이블의 타단부에는 차량의 시거잭 또는 통상의 전원콘센트에 접속되는 플러그가 구비되거나, 통상의 usb 커넥터가 구비될 수 있다. 전원접속포트(111)는 본체(110)의 후방이 아니라 본체(110)의 다른 측면에 설치될 수도 있다.
또한 본체(110)의 전방 상측에는 절취개방부(113)가 형성된다. 절취개방부(113)는 휴대단말기(1)를 본체(110) 내로 용이하게 투입되도록 할 뿐만 아니라 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)를 본체(110) 외부로 용이하게 인출할 수 있도록 하는 것으로, 컵 형상을 가지는 본체(110)의 전방 상측을 예를 들어 하부방향으로 만곡지는 포물선과 같은 다양한 형태로 절취하여 형성 가능하다.
전술한 본체(110)의 내측 상단에는 경사지지대(120)의 상단부가 회동가능하게 결합된다.
경사지지대(120)는 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 휴대단말기(1)의 배면과 하단을 지지하는 역할을 함과 동시에 배면측에 차후에 설명될 무선충전유닛(140)이 설치되는 설치면을 형성하는 것으로, 전체적으로 둔각으로 절곡된 절곡플레이트의 형상을 가진다.
경사지지대(120)의 상단부는 본체(110)의 내측 상단에 회동가능하게 힌지결합되고 경사지지대(120)의 하단부는 차후에 설명될 탄성부재(130)에 의해 전방으로 탄성편향됨에 따라, 경사지지대(120)는 상단부를 회동축으로 하여 전방으로 회동되도록 탄성편향된다.
전술한 본체(110)의 후방벽체와 전술한 경사지지대(120)의 하단 사이에는 탄성부재(130)가 설치된다.
탄성부재(130)는 본체(110)의 후방벽체와 경사지지대(120)의 하단 사이에 개재되어 경사지지대(120)의 하단을 전방으로 탄성편향시키는 역할을 하는 것으로, 통상의 코일스프링으로 형성된다.
탄성부재(130)의 위치고정을 용이하게 하게 위하여, 본체(110)의 후방벽체에는 코일스프링의 후방단부 내로 삽입되는 제 1 스프링고정돌기(115)가 전방을 향해 돌출형성되고 경사지지대(120)의 배면 하단에는 코일스프링의 전방단부 내로 삽입되는 제 2 스프링고정돌기(121)가 후방을 향해 돌출형성된다.
전술한 탄성부재(130)는 본체(110)의 후방벽체와 경사지지대(120)의 하단 사이에 1개만 설치될 수도 있고, 다수개가 이격되어 설치될 수도 있다.
본체(110)의 경사지지대(120)의 배면측에는 무선충전유닛(140)이 설치된다. 무선충전유닛(140)은 본체(110)의 경사지지대(120)에 거치된 휴대단말기(3)의 배터리(미도시)에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 역할을 하는 것으로, 구리선을 감아 만든 전력 송신용 코일에 전류를 흘려보내 전력 송신용 코일 주변에 강한 자기장을 발생시키고 이러한 전력 송신용 코일에 전력 수신용 코일을 근접시키면 자기장이 전력 수신용 코일에 전달됨과 동시에 전자기유도 원리에 의해 전기가 발생됨에 따라 충전이 이루어지는 자기유도식 무선충전방식으로 형성되는 것이 바람직하다.
자기유도식 무선충전방식으로 형성되는 무선충전유닛(140)은 본체(110)의 경사지지대(120)의 배면측에 설치되는 전력 송신용 코일과 차폐재 등 포함하는데, 이러한 자기유도식 무선충전방식의 무선충전유닛(140)의 구성은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 상세설명은 생략하기로 한다. 또한 이 경우에 무선충전기능이 내장된 휴대단말기(1) 또는 배터리커버 내측에는 전력 송신용 코일에 대응가능한 전력 수신용 코일이 설치된다.
무선충전유닛(140)은 실시예에 따라 전력 송신부 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 수신부 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되는 방식을 이용하여 충전하는 자기공진식 무선충전방식을 비롯한 다른 무선충전방식으로 형성될 수도 있다.
전술한 본체(110) 내에는 제어유닛(150)이 설치된다. 제어유닛(150)은 본체(110)의 전원접속포트(111)를 통해 제공되는 전원을 이용하여 전술한 무선충전유닛(140)의 작동을 제어하는 것으로, 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)의 전체작동을 위한 특정 제어알고리즘에 의해 설계된 인쇄회로기판으로 형성된다.
제어유닛(150)에는 무선충전유닛(140)의 작동여부를 입력하기 위한 각종 선택버튼 또는 선택스위치와, 무선충전유닛(140)의 작동상태의 출력을 위한 LED 램프 또는 액정패널과 같은 표시부재도 포함될 수 있다.
전술한 경사지지대(120)의 바닥면에는 충전상태표시램프(160)가 설치될 수 있다. 충전상태표시램프(160)는 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 배터리의 충전상태(예를 들어, 충전중 또는 충전완료)를 색상변화를 통해 표시하는 것으로, 입력신호에 따라 색상변화가 가능한 LED, 또는 발광램프 등으로 형성된다.
충전상태표시램프(160)는 특히 사용자가 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 배터리의 충전상태(예를 들어, 충전중 또는 충전완료)를 상부에서 용이하게 인식가능하도록, 경사지지대(120)의 전방 하단 가장자리를 따라 원호 형상의 표시램프로 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다:
도 3에 도시되는 바와 같이 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)의 본체(110) 내로 비교적 좁은 폭을 가지는 휴대단말기(1)가 무선충전을 위해 투입될 경우에, 탄성부재(130)에 의해 하단이 전방으로 회동되도록 탄성편향되는 경사지지대(120)가 거의 후방으로 회동되지 않은 상태로 휴대단말기(1)의 투입 및 거치가 가능하다.
도 4에 도시되는 바와 같이 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)의 본체(110) 내로 비교적 넓은 폭을 가지는 휴대단말기(1)가 무선충전을 위해 투입될 경우에는, 탄성부재(130)에 의해 하단이 전방으로 회동되도록 탄성편향되는 경사지지대(120)가 휴대단말기(1)의 투입이 진행되는 것에 상응하게 후방으로 회동되면서 휴대단말기(1)를 수용하기 위한 폭이 증대된다. 이 때 경사지지대(120)의 경사각도 그에 상응하게 증대된다.
따라서 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)는, 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)를 경사지게 지지하는 경사지지대(120)가 휴대단말기(1)의 치수, 특히 폭에 따라 상단부를 회동축으로 하여 전후방향으로 회동되어 유지됨에 따라, 다양한 치수를 가지는 휴대단말기를 무선충전시킬 수 있어 범용성과 사용편의성이 대폭 증대될 수 있다.
본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)는, 도 1, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 차량의 컵홀더(3)에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 후방에는 전원접속포트(211)가 구비되는 본체(210)와, 본체(210)의 내측 상단에 상단부가 회동가능하게 결합되고 본체(210) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 휴대단말기(1)의 배면과 하단을 지지하는 경사지지대(220)와, 본체(210)의 내부 하측에 배열되고 경사지지대(220)의 하단이 전후방향으로 위치조절 가능하게 결합되는 위치조절부재(230)와, 경사지지대(220)의 배면에 설치되고 경사지지대(220)에 거치된 휴대단말기(1)의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛(240)과, 본체(210) 내에 설치되고 무선충전유닛(240)의 작동을 제어하는 제어유닛(250)을 포함한다.
여기서, 본체(210)는 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)의 하우징을 형성하는 것으로, 휴대단말기(1)가 내부로 투입되어 수용 가능하고 차량의 컵홀더(3)에 삽입되어 거치가능하도록, 전체적으로 컵과 유사한 형상을 가진다.
본체(210)의 후방에는 전원접속포트(211)가 구비된다. 전원접속포트(211)는 차후에 설명될 무선충전유닛(240)의 작동전원을 공급하기 위한 전원케이블(미도시)의 일단부가 접속되는 포트이다. 전원케이블의 타단부에는 차량의 시거잭 또는 통상의 전원콘센트에 접속되는 플러그가 구비되거나, 통상의 usb 커넥터가 구비될 수 있다. 전원접속포트(211)는 본체(210)의 후방이 아니라 본체(210)의 다른 측면에 설치될 수도 있다.
또한 본체(210)의 전방 상측에는 절취개방부(213)가 형성된다. 절취개방부(213)는 휴대단말기(1)를 본체(210) 내로 용이하게 투입되도록 할 뿐만 아니라 본체(210) 내로 투입된 휴대단말기(1)를 본체(210) 외부로 용이하게 인출할 수 있도록 하는 것으로, 컵 형상을 가지는 본체(210)의 전방 상측을 예를 들어 하부방향으로 만곡지는 포물선과 같은 다양한 형태로 절취하여 형성 가능하다.
전술한 본체(210)의 내측 상단에는 경사지지대(220)의 상단부가 회동가능하게 결합된다.
경사지지대(220)는 본체(210) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 휴대단말기(1)의 배면과 하단을 지지하는 역할을 함과 동시에 배면측에 차후에 설명될 무선충전유닛(240)이 설치되는 설치면을 형성하는 것으로, 전체적으로 둔각으로 절곡된 절곡플레이트의 형상을 가진다.
경사지지대(220)의 상단부는 본체(210)의 내측 상단에 회동가능하게 힌지결합되고 경사지지대(220)의 하단부는 차후에 설명될 위치조절부재(130)에 의해 위지이동 및 고정됨에 따라, 경사지지대(120)는 상단부를 회동축으로 하여 전후방으로 회동 가능하고 회동위치의 유지 또한 가능하다.
경사지지대(220)가 차후에 설명될 위치조절부재(230)와 연계될 수 있도록 경사지지대(220)의 하단, 특히 둔각으로 절곡되는 부분에는 위치조절용 판형돌기(221)가 돌출형성된다.
전술한 본체(210)의 내부 하측에는 위치조절부재(230)가 배열된다.
위치조절부재(230)는 경사지지대(220)의 하단이 전후방향으로 회동위치 조절 가능하게 결합되는 부분으로, 도 6 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 본체(210)의 내부 중 경사지지대(220)의 하부에 위치되고 상부면에는 휴대단말기(1)의 투입에 의한 경사지지대(220)의 회동에 따라 경사지지대(220)의 위치조절용 판형돌기(221)가 다단으로 위치조절 가능하게 결합되는 다단요철부(233)가 구비되는 다단위치조절식 만곡베이스(231)로 형성되는 것이 바람직하다.
이 때 다단위치조절식 만곡베이스(231)의 곡률반경은 회동축으로 작용하는 경사지지대(220)의 상단으로부터 경사지지대(220)의 위치조절용 판형돌기(221)의 하단에 이르는 거리로 형성된다.
본체(210)의 경사지지대(220)의 배면측에는 무선충전유닛(240)이 설치된다. 무선충전유닛(240)은 본체(210)의 경사지지대(220)에 거치된 휴대단말기(3)의 배터리(미도시)에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 역할을 하는 것으로, 구리선을 감아 만든 전력 송신용 코일에 전류를 흘려보내 전력 송신용 코일 주변에 강한 자기장을 발생시키고 이러한 전력 송신용 코일에 전력 수신용 코일을 근접시키면 자기장이 전력 수신용 코일에 전달됨과 동시에 전자기유도 원리에 의해 전기가 발생됨에 따라 충전이 이루어지는 자기유도식 무선충전방식으로 형성되는 것이 바람직하다.
자기유도식 무선충전방식으로 형성되는 무선충전유닛(240)은 본체(210)의 경사지지대(220)의 배면측에 설치되는 전력 송신용 코일과 차폐재 등 포함하는데, 이러한 자기유도식 무선충전방식의 무선충전유닛(240)의 구성은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 상세설명은 생략하기로 한다. 또한 이 경우에 무선충전기능이 내장된 휴대단말기(1) 또는 배터리커버 내측에는 전력 송신용 코일에 대응가능한 전력 수신용 코일이 설치된다.
무선충전유닛(240)은 실시예에 따라 전력 송신부 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 수신부 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되는 방식을 이용하여 충전하는 자기공진식 무선충전방식을 비롯한 다른 무선충전방식으로 형성될 수도 있다.
전술한 본체(210) 내에는 제어유닛(250)이 설치된다. 제어유닛(250)은 본체(210)의 전원접속포트(211)를 통해 제공되는 전원을 이용하여 전술한 무선충전유닛(240)의 작동을 제어하는 것으로, 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)의 전체작동을 위한 특정 제어알고리즘에 의해 설계된 인쇄회로기판으로 형성된다.
제어유닛(250)에는 무선충전유닛(240)의 작동여부를 입력하기 위한 각종 선택버튼 또는 선택스위치와, 무선충전유닛(240)의 작동상태의 출력을 위한 LED 램프 또는 액정패널과 같은 표시부재도 포함될 수 있다.
전술한 경사지지대(220)의 바닥면에는 충전상태표시램프(250)가 설치될 수 있다. 충전상태표시램프(250)는 본체(210) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 배터리의 충전상태(예를 들어, 충전중 또는 충전완료)를 색상변화를 통해 표시하는 것으로, 입력신호에 따라 색상변화가 가능한 LED, 또는 발광램프 등으로 형성된다.
충전상태표시램프(250)는 특히 사용자가 본체(210) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 배터리의 충전상태(예를 들어, 충전중 또는 충전완료)를 상부에서 용이하게 인식가능하도록, 경사지지대(220)의 전방 하단 가장자리를 따라 원호 형상의 표시램프로 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)의 작동을 설명하면 다음과 같다:
도 6에 도시되는 바와 같이 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)의 본체(110) 내로 비교적 좁은 폭을 가지는 휴대단말기(1)가 무선충전을 위해 투입될 경우에, 경사지지대(220)의 위치조절용 판형돌기(221)가 다단위치조절식 만곡베이스(231)의 다단요철부(233) 중 전방에 위치되는 다단요철에 위치고정됨에 따라 경사지지대(320)가 거의 후방으로 회동되지 않은 상태로 휴대단말기(1)의 투입 및 거치가 가능하다.
도 7에 도시되는 바와 같이 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)의 본체(210) 내로 비교적 넓은 폭을 가지는 휴대단말기(1)가 무선충전을 위해 투입될 경우에는, 경사지지대(120)가 휴대단말기(1)의 투입이 진행되는 것에 상응하게 후방으로 회동되면서 경사지지대(220)의 위치조절용 판형돌기(221)가 다단위치조절식 만곡베이스(231)의 다단요철부(233) 중 후방에 위치되는 다단요철에 위치고정됨에 따라 휴대단말기(1)를 수용하기 위한 폭이 증대된다. 이 때 경사지지대(220)의 경사각도는 후방으로의 회동에 상응하게 증대된다.
따라서 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)는, 본체(210) 내로 투입된 휴대단말기(1)를 경사지게 지지하는 경사지지대(220)가 휴대단말기(1)의 치수, 특히 폭에 따라 상단부를 회동축으로 하여 전후방향으로 회동되어 유지됨에 따라, 다양한 치수를 가지는 휴대단말기를 무선충전시킬 수 있어 범용성과 사용편의성이 대폭 증대될 수 있다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 개선안이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 개선안의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 휴대단말기
3 : 컵홀더
100, 200 : 휴대단말기용 컵형 무선충전기
110, 210 : 본체
111, 211 : 전원접속포트
113, 213 : 절취개방부
115 : 제 1 스프링고정돌기
120, 220 : 경사지지대
121 : 제 2 스프링고정돌기
221 : 위치조절용 판형돌기
130 : 탄성부재
230 : 위치조절부재
231 : 다단위치조절식 만곡베이스
233 : 다단요철부
140, 240 : 무선충전유닛
150, 250 : 제어유닛
160, 260 : 충전상태표시램프

Claims (10)

  1. 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체;
    상기 본체의 내측 상단에 상단부가 회동가능하게 결합되고 상기 본체 내로 투입된 휴대단말기의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 상기 휴대단말기의 배면을 지지하는 경사지지대;
    상기 본체의 후방벽체와 상기 경사지지대의 하단 사이에 개재되어 상기 경사지지대의 하단을 전방으로 탄성편향시키는 탄성부재;
    상기 경사지지대의 배면에 설치되고 상기 경사지지대에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛; 및
    상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 경사지지대의 바닥면에 설치되고 휴대단말기의 배터리의 충전상태를 색상변화를 통해 표시하는 충전상태표시램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 본체의 전방 상측에는 휴대단말기의 투입과 인출을 용이하게 하는 절취개방부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 탄성부재는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 무선충전유닛은 전력 송신용 코일을 포함하는 자기유도식 무선충전방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  6. 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체;
    상기 본체의 내측 상단에 상단부가 회동가능하게 결합되고 상기 본체 내로 투입된 휴대단말기의 치수에 따라 전후방향으로 회동되어 유지되면서 상기 휴대단말기의 배면과 하단을 지지하는 경사지지대;
    상기 본체의 내부 하측에 배열되고 상기 경사지지대의 하단이 전후방향으로 위치조절 가능하게 결합되는 위치조절유닛;
    상기 경사지지대의 배면에 설치되고 상기 경사지지대에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛; 및
    상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 경사지지대의 바닥면에 설치되고 휴대단말기의 배터리의 충전상태를 색상변화를 통해 표시하는 충전상태표시램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 본체의 전방 상측에는 휴대단말기의 투입과 인출을 용이하게 하는 절취개방부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 경사지지대의 하단에는 위치조절용 판형돌기가 돌출형성되고,
    상기 위치조절유닛은, 상기 본체의 내부 중 상기 경사지지대의 하부에 위치되고 상부면에는 상기 휴대단말기의 투입에 의한 상기 경사지지대의 회동에 따라 상기 위치조절용 판형돌기가 다단으로 위치조절 가능하게 결합되는 다단요철부가 구비되는 다단위치조절식 만곡베이스로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  10. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 무선충전유닛은 전력 송신용 코일을 포함하는 자기유도식 무선충전방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
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