KR20170020059A - 휴대단말기용 컵형 무선충전기 - Google Patents

휴대단말기용 컵형 무선충전기 Download PDF

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Abstract

본 개선안은 차량의 컵홀더 내로 삽입되는 하측 부분에 부가기능을 제공하는 부품이 설치됨에 따라 제품 자체의 공간효율성과 활용도가 대폭 증대될 수 있도록 한 휴대단말기용 컵형 무선충전기에 관련된다.
본 개선안은 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부가 형성되며 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체와, 상기 본체의 경사지지부의 배면측에 설치되고 상기 본체의 경사지지부에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛과, 상기 본체 중 차량의 컵홀더 내에 삽입되는 하측 부분에 설치되고 상기 본체 내로 투입되어 상기 경사지지부에 거치된 휴대단말기에 저장된 음원파일을 근거리무선통신을 통해 증폭시켜 출력하는 무선스피커유닛과, 상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛과 상기 무선스피커유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기를 제공한다.

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 거치하우징의 거치면의 후방에만 무선충전에 관련된 부품들이 설치될 뿐, 차량의 컵홀더 내로 삽입되는 하측 부분에는 별다른 부품들이 설치되지 않는 관계로, 제품 자체의 공간효율성이 떨어지는 문제점이 있을 뿐만 아니라 무선충전 이외에는 별다른 부가기능이 제공될 수 없어 활용도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 개선안은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 컵홀더 내로 삽입되는 하측 부분에 부가기능을 제공하는 부품이 설치됨에 따라 제품 자체의 공간효율성과 활용도가 대폭 증대될 수 있도록 한 휴대단말기용 컵형 무선충전기에 관련된다.
본 개선안은 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부가 형성되며 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체와, 상기 본체의 경사지지부의 배면측에 설치되고 상기 본체의 경사지지부에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛과, 상기 본체 중 차량의 컵홀더 내에 삽입되는 하측 부분에 설치되고 상기 본체 내로 투입되어 상기 경사지지부에 거치된 휴대단말기에 저장된 음원파일을 근거리무선통신을 통해 증폭시켜 출력하는 무선스피커유닛과, 상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛과 상기 무선스피커유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기를 제공한다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 휴대단말기용 컵형 무선충전기는 상기 본체의 경사지지부의 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 본체의 하측 부분 둘레에는 상기 무선스피커유닛의 음향 출력을 위한 음향출력용 개구부가 관통 형성된다.
또한 본 개선안은 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부가 형성되며 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체와, 상기 본체의 경사지지부의 배면측에 설치되고 상기 본체의 경사지지부에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛과, 상기 본체 중 차량의 컵홀더 내에 삽입되는 하측 부분에 내장되고 상기 본체의 전원접속포트를 통해 인가되는 전원에 의해 충전되며 상기 무선충전유닛에 선택적으로 전력을 제공하는 2차전지와, 상기 본체 내에 설치되고 상기 무선전력공급유닛과 상기 2차전지의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기를 제공한다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 휴대단말기용 컵형 무선충전기는 상기 본체의 경사지지부의 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 본체의 하측 부분에는 상기 2차전지의 출납을 가능하게 하는 개페커버가 구비된다.
또한 본 개선안은 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부가 형성되며 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체와, 상기 본체의 경사지지부의 배면측에 설치되고 상기 본체의 경사지지부에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛과, 상기 본체 중 차량의 컵홀더 내에 삽입되는 하측 부분에 설치되는 발향유닛과, 상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기를 제공한다.
본 개선안의 바람직한 특징에 따르면, 상기 휴대단말기용 컵형 무선충전기는 상기 본체의 경사지지부의 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 발향유닛은 상기 본체의 하부면에 착탈가능하게 결합되어 상기 본체의 하측부분 내로 삽입되고, 상기 본체의 하측 부분 둘레에는 상기 발향유닛의 향 토출을 위한 발향용 개구부가 관통 형성된다.
본 개선안에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기는 컵홀더 내로 삽입가능한 본체의 하측 부분에 휴대단말기의 무선음향출력을 위한 무선스피커유닛, 무선충전유닛에 부가전원을 공급하는 2차전지 또는 향 발산을 위한 발향유닛이 부가적으로 설치됨에 따라, 종래 제대로 이용되지 못하던 본체의 하측 부분에 대한 공간효율성이 대폭 증대됨과 동시에 휴대단말기의 무선충전기능 이외의 다른 부가기능이 제공됨에 따라 활용도가 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 사시도.
도 3은 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 단면구조도.
도 4는 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 사시도.
도 5는 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 단면구조도.
도 6은 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 사시도.
도 7은 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기의 단면구조도.
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 1에 도시되는 바와 같이, 주로 차량의 컵홀더(3)에 거치되어 내부로 투입된 휴대단말기(1)를 무선충전하는 데 사용되는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 차량의 컵홀더(3)에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기(1)의 지지를 위한 경사지지부(111)가 형성되며 후방에는 전원접속포트(113)가 구비되는 본체(110)와, 본체(110)의 경사지지부(111)의 배면측에 설치되고 본체(110)의 경사지지부(111)에 거치된 휴대단말기(3)의 배터리(미도시)에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛(120)과, 본체(110) 중 차량의 컵홀더(3) 내에 삽입되는 하측 부분에 설치되고 본체 내로 투입되어 경사지지부(111)에 거치된 휴대단말기(1)에 저장된 음원파일을 근거리무선통신을 통해 증폭시켜 출력하는 무선스피커유닛(130)과, 본체(110) 내에 설치되고 무선충전유닛(120)과 무선스피커유닛(130)의 작동을 제어하는 제어유닛(140)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.
휴대단말기(1)가 투입되는 본체(110)의 내측에는 경사지지부(111)가 형성된다. 경사지지부(111)는 전면측에 휴대단말기(1)의 지지를 위한 경사지지면을 형성함과 동시에 배면측에 차후에 설명될 무선충전유닛(120)이 설치되는 설치면을 형성하는 것으로, 둔각으로 절곡된 절곡플레이트의 형상을 가진다.
본체(110)의 후방에는 전원접속포트(113)가 구비된다. 전원접속포트(113)는 차후에 설명될 무선충전유닛(120)과 무선스피커유닛(130) 등의 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.
또한 본체(110)의 전방 상측에는 절취개방부(115)가 형성된다. 절취개방부(115)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 경사지지부(111)의 배면측에는 무선충전유닛(120)이 설치된다. 무선충전유닛(120)은 본체(110)의 경사지지부(111)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(120)은 본체(110)의 경사지지부(111)의 배면측에 설치되는 전력 송신용 코일과 차폐재 등 포함하는데, 이러한 자기유도식 무선충전방식의 무선충전유닛(120)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(120)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) 중 차량의 컵홀더(3) 내에 삽입되는 하측 부분에는 무선스피커유닛(130)이 설치된다. 무선스피커유닛(130)은 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)를 차량의 컵홀더(3)에 삽입하지 않은 상태에서 통상의 휴대단말기용 무선스피커로 사용할 수 있도록 함으로써, 무선충전기능 이외에 무선스피커기능이 부가적으로 구현될 수 있도록 한다.
무선스피커유닛(130)은 본체(110) 내로 투입되어 경사지지부(111)에 거치된 휴대단말기(1)에 저장된 음원파일을 예를 들어 블루투스와 같은 근거리무선통신을 통해 증폭시켜 출력하는 역할을 하는 것으로, 본체(110)의 하측 부분에 통합적으로 설치되는 것만 제외하고는 통상의 휴대단말기용 무선스피커의 구성과 동일하므로, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 상세설명은 생략하기로 한다.
무선스피커유닛(130)의 음향 출력을 위해 본체(110)의 하측 부분 둘레에는 한 음향출력용 개구부(117)가 관통 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 본체(110) 내에는 제어유닛(140)이 설치된다. 제어유닛(140)은 본체(110)의 전원접속포트(113)를 통해 제공되는 전원을 이용하여 전술한 무선충전유닛(120)과 무선스피커유닛(130)의 작동을 제어하는 것으로, 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)의 전체작동을 위한 특정 제어알고리즘에 의해 설계된 인쇄회로기판으로 형성된다.
제어유닛(140)에는 무선충전유닛(120)과 무선스피커유닛(130) 등의 작동여부를 입력하기 위한 각종 선택버튼 또는 선택스위치와, 무선충전유닛(120)과 무선스피커유닛(130) 등의 작동상태의 출력을 위한 LED 램프 또는 액정패널과 같은 표시부재도 포함될 수 있다.
전술한 본체(110)의 경사지지부(111)의 바닥면에는 충전상태표시램프(150)가 설치될 수 있다. 충전상태표시램프(150)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(150)는 특히 사용자가 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 배터리의 충전상태(예를 들어, 충전중 또는 충전완료)를 상부에서 용이하게 인식가능하도록, 경사지지부(111)의 바닥면의 가장자리를 따라 원호 형상의 표시램프로 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)는 차량의 컵홀더(3)에 거치가능한 컵 형상으로 형성됨과 동시에 경사지지부(111)의 배면에 무선충전유닛(120)이 구비됨에 따라 차량의 컵홀더(3)에 거치시킨 상태에서 내부로 휴대단말기(1)를 투입하기만 하면 자동으로 경사지지부(111)에 지지됨과 동시에 무선충전유닛(120)에 의해 무선충전이 이루어진다.
또한 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)는 컵홀더(3) 내로 삽입가능한 본체(110)의 하측 부분에 휴대단말기(1)의 무선음향출력을 위한 무선스피커유닛(130)이 부가적으로 설치됨에 따라, 차량의 컵홀더(3)로부터 분리시킨 상태에서 본체(110) 내로 투입된 휴대단말기(1)에 저장된 음원파일을 예를 들어 블루투스와 같은 근거리무선통신을 통해 증폭시켜 출력시킬 수 있어, 휴대단말기(1)의 무선충전기능 이외에 무선스피커 기능까지 제공될 수 있어 활용도가 대폭 증대된다.
또한 본 개선안의 일 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(100)는 종래 제대로 이용되지 못하던 본체의 하측 부분을 이용하여 무선스피커 기능이 부가적으로 제공됨에 따라 공간효율성이 대폭 증대된다.
또한 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 주로 차량의 컵홀더(3)에 거치되어 내부로 투입된 휴대단말기(1)를 무선충전하는 데 사용되는 것으로, 도 1, 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 차량의 컵홀더(3)에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부(211)가 형성되며 후방에는 전원접속포트(213)가 구비되는 본체(210)와, 본체(210)의 경사지지부(211)의 배면측에 설치되고 본체(210)의 경사지지부(211)에 거치된 휴대단말기(1)의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛(220)과, 본체(210) 중 차량의 컵홀더(3) 내에 삽입되는 하측 부분에 내장되고 본체(210)의 전원접속포트(213)를 통해 인가되는 전원에 의해 충전되며 무선충전유닛(220)에 선택적으로 전력을 제공하는 2차전지(230)와, 본체(210) 내에 설치되고 무선전력공급유닛(220)과 2차전지(230)의 작동을 제어하는 제어유닛(240)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.
휴대단말기(1)가 투입되는 본체(210)의 내측에는 경사지지부(211)가 형성된다. 경사지지부(211)는 전면측에 휴대단말기(1)의 지지를 위한 경사지지면을 형성함과 동시에 배면측에 차후에 설명될 무선충전유닛(220)이 설치되는 설치면을 형성하는 것으로, 둔각으로 절곡된 절곡플레이트의 형상을 가진다.
본체(210)의 후방에는 전원접속포트(213)가 구비된다. 전원접속포트(213)는 차후에 설명될 무선충전유닛(220)의 작동전원과 2차전지(230)의 충전전원 등을 공급하기 위한 전원케이블(미도시)의 일단부가 접속되는 포트이다. 전원케이블의 타단부에는 차량의 시거잭 또는 통상의 전원콘센트에 접속되는 플러그가 구비되거나, 통상의 usb 커넥터가 구비될 수 있다.
또한 본체(210)의 전방 상측에는 절취개방부(215)가 형성된다. 절취개방부(215)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 경사지지부(211)의 배면측에는 무선충전유닛(220)이 설치된다. 무선충전유닛(220)은 본체(210)의 경사지지부(211)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(220)은 본체(210)의 경사지지부(211)의 배면측에 설치되는 전력 송신용 코일과 차폐재 등 포함하는데, 이러한 자기유도식 무선충전방식의 무선충전유닛(220)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(220)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) 중 차량의 컵홀더(3) 내에 삽입되는 하측 부분에는 2차전지(230)가 내장된다. 2차전지(230)는 본체(210)의 전원접속포트(213)를 통해 인가되는 전원에 의해 충전되고 예를 들어 시거잭이나 전원콘센트와 같은 전원공급원으로부터 이탈되어 본체(210)의 전원접속포트(213)를 통해 전원이 공급될 수 없는 상태에서 무선충전유닛(220)에 선택적으로 전력을 제공하는 역할을 하는 것으로, 분리막, 양극재, 음극재, 전해질 등의 4대 핵심 구성부재를 포함한다.
2차전지(230)는 외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화ㆍ환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 전지를 말하는 것으로, 공지된 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지 및 리튬설파전지 중 하나로 형성될 수 있다.
한 번 쓰고 버리는 1차전지(일반 건전지)는 재사용이 불가능하고 전지의 수거나 재활용 등에 드는 비용이 많다는 단점이 있는 반면, 2차전지(230)는 여러 번 충전을 할 수 있다는 장점을 가진다.
본체(210)의 하측 내부에는 2차전지(230)의 충전단자 또는 외부출력단자와 같은 접속단자(217)가 구비된다.
전술한 2차전지(230)의 구성은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 더 이상의 상세설명은 생략하기로 한다.
전술한 본체(210) 내에는 제어유닛(240)이 설치된다. 제어유닛(240)은 본체(210)의 전원접속포트(213)를 통해 제공되는 전원을 이용하여 전술한 무선충전유닛(220)과 2차전지(230)의 작동을 제어하는 것으로, 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)의 전체작동을 위한 특정 제어알고리즘에 의해 설계된 인쇄회로기판으로 형성된다.
제어유닛(240)에는 무선충전유닛(220)과 2차전지(230) 등의 작동여부를 입력하기 위한 각종 선택버튼 또는 선택스위치와, 무선충전유닛(220)과 2차전지 등의 작동상태의 출력을 위한 LED 램프 또는 액정패널과 같은 표시부재도 포함될 수 있다.
전술한 본체(210)의 경사지지부(211)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, 경사지지부(211)의 바닥면의 가장자리를 따라 원호 형상의 표시램프로 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)는 차량의 컵홀더(3)에 거치가능한 컵 형상으로 형성됨과 동시에 경사지지부(211)의 배면에 무선충전유닛(220)이 구비됨에 따라 차량의 컵홀더(3)에 거치시킨 상태에서 내부로 휴대단말기(1)를 투입하기만 하면 자동으로 경사지지부(211)에 지지됨과 동시에 무선충전유닛(120)에 의해 무선충전이 이루어진다.
또한 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)는 컵홀더(3) 내로 삽입가능한 본체(210)의 하측 부분에 무선충전유닛(220)에 보조전원을 제공하는 2차전지(230)가 부가적으로 설치됨에 따라, 예를 들어 시거잭이나 전원콘센트와 같은 전원공급원으로부터 이탈되어 본체(210)의 전원접속포트(213)를 통해 전원이 공급될 수 없는 상태에서 2차전지(230)의 기 충전전원이 무선충전유닛(220)으로 공급될 수 있어 활용도가 대폭 증대된다.
또한 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(200)는 종래 제대로 이용되지 못하던 본체의 하측 부분을 이용하여 2차전지(230)에 의한 보조전원공급기능이 부가적으로 제공됨에 따라 공간효율성이 대폭 증대된다.
또한 본 개선안의 또 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(300)는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 주로 차량의 컵홀더(3)에 거치되어 내부로 투입된 휴대단말기(1)를 무선충전하는 데 사용되는 것으로, 도 1, 도 6 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 차량의 컵홀더(3)에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기(1)의 지지를 위한 경사지지부(311)가 형성되며 후방에는 전원접속포트(313)가 구비되는 본체(310)와, 본체(310)의 경사지지부(311)의 배면측에 설치되고 본체(310)의 경사지지부(311)에 거치된 휴대단말기(1)의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛(320)과, 본체(310) 중 차량의 컵홀더(3) 내에 삽입되는 하측 부분에 설치되는 발향유닛(330)과, 본체(310) 내에 설치되고 무선충전유닛(320)의 작동을 제어하는 제어유닛(340)을 포함한다.
여기서, 본체(310)는 본 개선안의 또 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(300)의 하우징을 형성하는 것으로, 휴대단말기(1)가 내부로 투입되어 수용 가능하고 차량의 컵홀더(3)에 삽입되어 거치가능하도록, 전체적으로 컵과 유사한 형상을 가진다.
휴대단말기(1)가 투입되는 본체(310)의 내측에는 경사지지부(311)가 형성된다. 경사지지부(311)는 전면측에 휴대단말기(1)의 지지를 위한 경사지지면을 형성함과 동시에 배면측에 차후에 설명될 무선충전유닛(320)이 설치되는 설치면을 형성하는 것으로, 둔각으로 절곡된 절곡플레이트의 형상을 가진다.
본체(310)의 후방에는 전원접속포트(313)가 구비된다. 전원접속포트(313)는 차후에 설명될 무선충전유닛(320)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.
또한 본체(310)의 전방 상측에는 절취개방부(315)가 형성된다. 절취개방부(315)는 휴대단말기(1)를 본체(310) 내로 용이하게 투입되도록 할 뿐만 아니라 본체(310) 내로 투입된 휴대단말기(1)를 본체(310) 외부로 용이하게 인출할 수 있도록 하는 것으로, 컵 형상을 가지는 본체(310)의 전방 상측을 예를 들어 하부방향으로 만곡지는 포물선과 같은 다양한 형태로 절취하여 형성 가능하다.
전술한 본체(310)의 경사지지부(311)의 배면측에는 무선충전유닛(320)이 설치된다. 무선충전유닛(320)은 본체(310)의 경사지지부(311)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(320)은 본체(310)의 경사지지부(311)의 배면측에 설치되는 전력 송신용 코일과 차폐재 등 포함하는데, 이러한 자기유도식 무선충전방식의 무선충전유닛(320)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(320)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(310) 중 차량의 컵홀더(3) 내에 삽입되는 하측 부분에는 발향유닛(330)이 설치된다. 발향유닛(330)은 본체(310) 외부로 예를 들어 아로마와 같은 향을 발산함에 따라 청량감을 제공하기 위한 것으로, 본체(310)의 하부면에 나사결합 또는 압입결합 등이 다양한 방법으로 착탈가능하게 결합되어 본체(310)의 하측부분 내로 삽입된다. 또한 발향유닛(330)는 방향부재가 내부에 구비되며 다수의 개방구가 형성된 케이스 형태로 형성될 수 있다. 또한 본체(310)의 하측부분 내로 삽입된 발향유닛(330)의 향이 외부로 용이하게 도출될 수 있도록 본체(310)의 하측 부분 둘레에는 발향용 개구부(317)가 관통 형성된다.
전술한 본체(310) 내에는 제어유닛(340)이 설치된다. 제어유닛(340)은 본체(310)의 전원접속포트(313)를 통해 제공되는 전원을 이용하여 전술한 무선충전유닛(320)의 작동을 제어하는 것으로, 본 개선안의 또 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(300)의 전체작동을 위한 특정 제어알고리즘에 의해 설계된 인쇄회로기판으로 형성된다.
제어유닛(340)에는 무선충전유닛(320)의 작동여부를 입력하기 위한 각종 선택버튼 또는 선택스위치와, 무선충전유닛(320)의 작동상태의 출력을 위한 LED 램프 또는 액정패널과 같은 표시부재도 포함될 수 있다.
전술한 본체(310)의 경사지지부(311)의 바닥면에는 충전상태표시램프(350)가 설치될 수 있다. 충전상태표시램프(350)는 본체(310) 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(350)는 특히 사용자가 본체(310) 내로 투입된 휴대단말기(1)의 배터리의 충전상태(예를 들어, 충전중 또는 충전완료)를 상부에서 용이하게 인식가능하도록, 경사지지부(311)의 바닥면의 가장자리를 따라 원호 형상의 표시램프로 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 개선안의 또 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(300)는 차량의 컵홀더(3)에 거치가능한 컵 형상으로 형성됨과 동시에 경사지지부(311)의 배면에 무선충전유닛(320)이 구비됨에 따라 차량의 컵홀더(3)에 거치시킨 상태에서 내부로 휴대단말기(1)를 투입하기만 하면 자동으로 경사지지부(311)에 지지됨과 동시에 무선충전유닛(320)에 의한 무선충전이 이루어진다.
또한 본 개선안의 또 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(300)는 컵홀더(3) 내로 삽입가능한 본체(310)의 하측 부분에 발향유닛(330)이 부가적으로 설치됨에 따라, 컵홀더(3)로부터의 분리시에 청량감을 제공하는 향이 발산되어 일종의 방향장치로도 활용될 수 있다.
또한 본 개선안의 다른 실시예에 따른 휴대단말기용 컵형 무선충전기(300)는 종래 제대로 이용되지 못하던 본체의 하측 부분을 이용하여 방향기능이 부가적으로 제공됨에 따라 공간효율성이 대폭 증대된다.
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, 300 : 휴대단말기용 컵형 무선충전기
110, 210, 310 : 본체
111, 211, 311 : 경사지지부
113, 213, 313 : 전원접속포트
115, 215, 315 : 절취개방부
117 : 음향출력용 개구부
217 : 작동스위치
317 : 발향용 개구부
120, 220 , 320 : 무선충전유닛
130 : 무선스피커유닛
230 : 2차전지
330 : 발향유닛
140, 240, 340 : 제어유닛
150, 250, 350 : 충전상태표시램프

Claims (12)

  1. 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부가 형성되며 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체;
    상기 본체의 경사지지부의 배면측에 설치되고 상기 본체의 경사지지부에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛;
    상기 본체 중 차량의 컵홀더 내에 삽입되는 하측 부분에 설치되고 상기 본체 내로 투입되어 상기 경사지지부에 거치된 휴대단말기에 저장된 음원파일을 근거리무선통신을 통해 증폭시켜 출력하는 무선스피커유닛; 및
    상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛과 상기 무선스피커유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 경사지지부의 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 본체의 하측 부분 둘레에는 상기 무선스피커유닛의 음향 출력을 위한 음향출력용 개구부가 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  5. 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부가 형성되며 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체;
    상기 본체의 경사지지부의 배면측에 설치되고 상기 본체의 경사지지부에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛;
    상기 본체 중 차량의 컵홀더 내에 삽입되는 하측 부분에 내장되고 상기 본체의 전원접속포트를 통해 인가되는 전원에 의해 충전되며 상기 무선충전유닛에 선택적으로 전력을 제공하는 2차전지; 및
    상기 본체 내에 설치되고 상기 무선전력공급유닛과 상기 2차전지의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 본체의 경사지지부의 바닥면에 설치되고 휴대단말기의 배터리의 충전상태를 색상변화를 통해 표시하는 충전상태표시램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 본체의 전방 상측에는 휴대단말기의 투입과 인출을 용이하게 하는 절취개방부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  8. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 본체의 하측 부분에는 상기 2차전지의 출납을 가능하게 하는 개페커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  9. 차량의 컵홀더에 삽입가능한 컵 형상으로 형성되고 내측에는 휴대단말기의 지지를 위한 경사지지부가 형성되며 후방에는 전원접속포트가 구비되는 본체;
    상기 본체의 경사지지부의 배면측에 설치되고 상기 본체의 경사지지부에 거치된 휴대단말기의 배터리에 무선으로 전력을 공급하여 충전시키는 무선충전유닛;
    상기 본체 중 차량의 컵홀더 내에 삽입되는 하측 부분에 설치되는 발향유닛; 및
    상기 본체 내에 설치되고 상기 무선충전유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 본체의 경사지지부의 바닥면에 설치되고 휴대단말기의 배터리의 충전상태를 색상변화를 통해 표시하는 충전상태표시램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 본체의 전방 상측에는 휴대단말기의 투입과 인출을 용이하게 하는 절취개방부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형 무선충전기.
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 발향유닛은 상기 본체의 하부면에 착탈가능하게 결합되어 상기 본체의 하측부분 내로 삽입되고, 상기 본체의 하측 부분 둘레에는 상기 발향유닛의 향 토출을 위한 발향용 개구부가 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 컵형무선충전기.
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KR102493709B1 (ko) * 2022-10-17 2023-01-30 손요성 충전 기능을 갖는 확성기

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