KR20180072385A - 웨어러블 기기의 충전 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자기기를 충전하는 분야와 관련되고, 특히 웨어러블 기기를 충전하는 장치와 관련된다. 일 실시예에 따르면 웨어러블 기기의 충전장치는, 웨어러블 기기에 배치되고, 전력을 수신하여 웨어러블 기기에 공급하는 전력 수신부, 제1 마그네트 및 자성 부재를 포함하고, 제1 마그네트가 자력에 의해 전력 수신부에 부착된 상태에서 자성 부재를 통해 전력 수신부와 전기적으로 연결되는 접속부, 및 접속부에 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치를 포함할 수 있다.
Description
전자기기를 충전하는 분야와 관련되고, 특히 웨어러블 기기를 충전하는 장치와 관련된다.
단말기(terminal)는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대형 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.
최근에는 단순히 휴대하는 단말기에서 벗어나 사용자의 신체에 착용하여 사용할 수 있는 형태의 웨어러블 기기(wearable device)가 등장하였다.
웨어러블 기기는 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 다양한 기능들을 수행하는 멀티미디어 기기의 형태로 구현되고 있다. 하지만, 웨어러블 기기가 다양한 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기의 형태로 구현됨에 따라 웨어러블 기기의 배터리 소모량도 점차 증가하게 되었다.
웨어러블 기기에 내장된 전자 기기들을 작동시키기 위한 전력원(power source)으로 배터리(battery)를 사용하는 것이 일반적이다. 배터리는 통상 어댑터를 구비한 충전기에서 일정한 시간 동안 충전시켜야만 웨어러블 기기에 안정적인 동작전력을 공급할 수 있다. 따라서, 웨어러블 기기의 지속적인 사용을 위해서는 배터리의 주기적인 충전 및 교체가 필요하다. 이에 따라 사용자는 일정 시간 웨어러블 기기를 사용한 후 웨어러블 기기를 충전기에 연결하여 웨어러블 기기의 배터리를 충전할 필요가 있게 되었다. 하지만, 사용자는 웨어러블 기기 충전을 위하여 웨어러블 기기를 신체에서 분리해야 하는 불편함이 있었다. 이에 따라 사용자가 웨어러블 기기를 신체에서 분리하지 않고 계속 사용할 수 있는 방법이 연구되었다.
웨어러블 기기의 충전 장치를 제안한다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 기기의 충전장치는 웨어러블 기기에 배치되고, 전력을 수신하여 웨어러블 기기에 공급하는 전력 수신부, 제1 마그네트 및 자성 부재를 포함하고, 상기 제1 마그네트가 자력에 의해 상기 전력 수신부에 부착된 상태에서 자성 부재를 통해 전력 수신부와 전기적으로 연결되는 접속부, 및 접속부에 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함할 수 있다.
제1 마그네트는 플러스 전극에 통전되도록 배치되고, 자성 부재는 마이너스 전극에 통전되도록 배치될 수 있다.
전력 공급부는 비자성체로 형성된 플러스 전극 및 마이너스 전극을 포함할 수 있다.
제1 마그네트는 플러스 전극과 이격되도록 배치되고, 자성 부재는 마이너스 전극에 고정될 수 있다.
웨어러블 기기의 충전 장치는 플러스 전극 및 마이너스 전극을 함께 고정하는 이동 부재, 및 이동 부재에 탄성력을 가하여 플러스 전극을 제1 마그네트와 이격된 상태로 유지시키는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
전력 수신부는 제1 마그네트와 반대 극으로 배치되어 제1 마그네트와 인력을 발생시키는 제2 마그네트를 포함할 수 있다.
전력 수신부는 자성 부재를 자력으로 부착시키는 제3 마그네트를 포함할 수 있다.
제1 마그네트 및 자성 부재는 복수 개로 각각 구비되어 접속부의 둘레를 따라 교대로 배치될 수 있다.
제1 마그네트 및 자성 부재 사이는 절연될 수 있다.
웨어러블 기기는 손목형, 헤드폰형, 안경형, 목걸이형 중 어느 하나일 수 있다.
웨어러블 기기의 충전장치는 전력 공급원과 전력 공급부를 전기적으로 연결하고, 가요성(flexible) 또는 신축성(stretchable)을 갖는 전력 공급 케이블을 포함할 수 있다.
전력 공급 케이블은 키보드 또는 마우스에 전기적으로 연결될 수 있다.
전력 공급 케이블은 키보드 또는 마우스와 일체형인 손목 받침대를 통해 키보드 또는 마우스에 전기적으로 연결될 수 있다.
전력 수신부는 웨어러블 기기에 내장된 전력 수신 케이블을 통하여 웨어러블 기기와 전기적으로 연결될 수 있다.
다른 실시예에 따르면 웨어러블 기기의 충전장치는, 제1 마그네트 및 자성체인 자성 부재를 포함하는 접속부, 접속부에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 전력 공급부로부터 공급되는 전력을 접속부에 대해 차단하는 전력 차단부를 포함할 수 있다.
제1 마그네트는 플러스 전극에 통전되도록 배치되고, 자성 부재는 마이너스 전극에 통전되도록 배치될 수 있다.
전력 공급부는 비자성체로 형성된 플러스 전극 및 마이너스 전극을 포함할 수 있다.
제1 마그네트는 플러스 전극과 이격되도록 배치되고, 자성 부재는 마이너스 전극에 고정될 수 있다.
전력 차단부는, 플러스 전극 및 마이너스 전극을 함께 고정하는 이동 부재, 및 이동 부재에 탄성력을 가하여 플러스 전극을 제1 마그네트와 이격된 상태로 유지시키는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
제1 마그네트 및 자성 부재는 복수 개로 각각 구비되어 접속부의 둘레를 따라 교대로 배치될 수 있다.
제1 마그네트 및 자성 부재 사이는 절연될 수 있다.
웨어러블 기기의 충전장치는 전력 공급원과 전력 공급부를 전기적으로 연결하고, 가요성(flexible) 또는 신축성(stretchable)을 갖는 전력 공급 케이블을 더 포함할 수 있다.
영구 자석을 이용하여 웨어러블 기기의 충전장치를 웨어러블 기기에 연결시킴으로써 웨어러블 기기를 충전시킬 수 있다.
또한, 사용자는 웨어러블 기기를 신체에 착용한 상태에서 웨어러블 기기의 충전장치를 이용하여 웨어러블 기기를 충전시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 수신부 및 접속부의 단면의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 전력 수신부 및 접속부의 단면의 구조를 도시한 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 손목형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 손목형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 헤드폰형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 목걸이형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전력 수신 케이블을 도시한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 수신부 및 접속부의 단면의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 전력 수신부 및 접속부의 단면의 구조를 도시한 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 손목형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 손목형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 헤드폰형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 목걸이형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전력 수신 케이블을 도시한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(100)는 전력 수신부(110), 접속부(120), 및 전력 공급부(130)를 포함한다. 도 1은 웨어러블 기기의 예시로서 손목형 웨어러블 기기(예: 스마트 워치)를 도시하고 있으나, 이는 도 1에 웨어러블 기기의 충전장치(100)의 일 실시예를 도시하기 위하여 손목형 웨어러블 기기를 임의로 선택한 것에 불과하고, 웨어러블 기기는 손목형(예: 스마트 워치), 헤드폰형(예: 블루투스 헤드셋), 안경형(예: 스마트 안경), 목걸이형(예: 블루투스 이어폰)일 수 있다.
전력 수신부(110)는 웨어러블 기기에 배치된다. 전력 수신부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 손목형 웨어러블 기기의 시계줄의 단면에 배치될 수 있으며, 일 예로, 손목형 웨어러블 기기의 시계줄의 일측면에 배치될 수도 있다. 다른 예로, 전력 수신부(110)는 손목형 웨어러블 기기의 몸체부의 일측면에 배치되거나, 다른 형태의 웨어러블 기기의 몸체부의 일측면에 배치될 수 있다. 도 1에서는 전력 수신부(110)의 단면이 원형인 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위하여 임의로 선택한 것에 불과하고, 전력 수신부(110)의 단면은 원형, 삼각형, 사각형, 또는 기타 다른 형상일 수 있다. 일 예로, 전력 수신부(110)와 접속부(120)의 접속 또는 결합이 용이하게 하기 위하여, 전력 수신부(110)의 단면의 모양, 크기, 구성 등이 접속부(120)의 것과 동일하거나 유사하게 제작될 수 있다.
한편, 전력 수신부(110)는 접속부(120)와 용이하게 접속하기 위하여, 웨어러블 기기의 내측 방향으로 들어간 홈의 형상으로 제작될 수 있다. 일 예로, 전력 수신부(110)와 접속부(120)가 접속된 상태에서 쉽게 분리되지 않도록, 전력 수신부(110)의 둘레를 따라 웨어러블 기기의 외측 방향으로 돌출된 고정 부재를 더 포함하거나, 접속부(120)와 접속부(120)에 전력을 공급하는 전력 공급부(130)를 서로 고정시키는 결합 부재를 더 포함할 수 있다.
접속부(120)가 전력 수신부(110)에 접속되면, 전력 수신부(110)는 접속부(120) 및 전력 공급부(130)와 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전력 수신부(110)는 접속부(120) 및 전력 공급부(130)로부터 수신한 전력을 웨어러블 기기에 공급할 수 있다.
접속부(120)는 제1 마그네트(121) 및 자성 부재(122)를 포함한다. 여기서, 제1 마그네트(121)는 자성을 지닌 영구 자석(예: MK강, 알루니코(알루미늄, 니켈, 코발트, 구리의 합금), 신KS강, 큐니페(구리, 니켈, 철의 합금) 등)을 포함할 수 있고, 자성 부재(122)는 자석이 일정 거리만큼 인접하면 두 물체 사이에 인력(예: 자기력)이 발생하는 자성체(예: 철(Fe))를 포함할 수 있다.
접속부(120)는 제1 마그네트(121) 및 자성 부재(122)를 포함한다. 제1 마그네트(121)의 자력에 의해 접속부(120)가 전력 수신부(110)에 접속 또는 부착되면, 접속부(120)는 전력 공급부(130)와 물리적 및/또는 전기적으로 연결된 제1 마그네트(121) 및 자성 부재(122)를 통하여 전력 수신부(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 마그네트(121) 및 자성 부재(122)는 전류가 흐르는 도체의 성질을 가질 수 있고, 특히 제1 마그네트(121)의 경우 자성체와 도체의 성질을 모두 가질 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(200)는 전력 수신부(210), 접속부(220), 전력 공급부(230), 이동 부재(240), 및 탄성체(250)를 포함한다.
도 2에서 N이라고 표시된 부재는 전력 수신부(210)와 접속부(220)가 접속되는 방향으로 N극의 특성을 나타내도록 배치된 영구 자석일 수 있다. 이와 같이 다른 도면에서, N이라고 표시된 부재는 전력 수신부(210)와 접속부(220)가 접속되는 방향으로 N극의 특성을 나타내도록 배치된 영구 자석일 수 있고, S이라고 표시된 부재는 전력 수신부(210)와 접속부(220)가 접속되는 방향으로 S극의 특성을 나타내도록 배치된 영구 자석일 수 있다. 또한, 이하 설명에서, N극 자석은 전력 수신부(210)와 접속부(220)가 접속되는 방향으로 N극의 특성을 나타내도록 배치된 영구 자석이고, S극 자석은 전력 수신부(210)와 접속부(220)가 접속되는 방향으로 S극의 특성을 나타내도록 배치된 영구 자석일 수 있다.
도 2를 참조하면, 전력 수신부(210)는 제2 마그네트(211) 및 제3 마그네트(212)를 포함하고, 접속부(220)는 제1 마그네트(221) 및 자성 부재(222)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 마그네트(211)는 제1 마그네트(221)와 반대 극으로 배치되어 제1 마그네트(221)와 인력을 발생시키는 자성체이고, 제3 마그네트(212)는 자성 부재(222)를 자력으로 부착시키는 자성체일 수 있다.
전력 공급부(230)는 플러스 전극(231) 및 마이너스 전극(232)을 포함할 수 있다. 여기서, 플러스 전극(231)은 플러스(+) 전류를 공급하고, 마이너스 전극(232)은 마이너스(-) 전류를 공급할 수 있다. 또한, 플러스 전극(231) 및 마이너스 전극(232)은 전력 공급원에 연결됨으로써, 접속부(220)에 전력을 공급하고, 접속부(220)를 통하여 전력 수신부(210)에 전력을 공급할 수 있다.
제1 마그네트(221)는 플러스 전극(231)에 통전되도록 배치되고, 자성 부재(222)는 마이너스 전극(232)에 통전되도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 마그네트(221)는 N극 자석 또는 S극 자석일 수 있고, 도 2에서 N극 자석을 도시하고 있는 것은 일 예시를 도시한 것에 불과하고, 이에 한정되지 않는다. 여기서 제1 마그네트(221)는 플러스 전극(231)에 통전되도록 배치되고, 자성 부재(222)는 마이너스 전극(232)에 통전되도록 배치되는 것은, 도 2의 아래에 도시된 바와 같이, 접속부(220)가 전력 수신부(210)에 접속되는 경우, 전력 수신부(210)의 플러스 전극 및 마이너스 전극이 각각 전력 공급부(230)의 플러스 전극(231) 및 마이너스 전극(232)에 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 도 2에 도시된 것과는 달리, 제1 마그네트(221)가 마이너스 전극(232)에 통전되도록 배치되고, 자성 부재(222)가 플러스 전극(231)에 통전되도록 배치될 수 있다.
전력 공급부(230)는 비자성체로 형성된 플러스 전극(231) 및 마이너스(232) 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 비자성체는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Sn)과 같이 자계에 영향을 받지 않아 자화가 되지 않는 물질일 수 있다. 또한, 비자성체로 형성된 플러스 전극(231) 및 마이너스(232) 전극을 배치하는 것은, 전력 수신부(210)의 제2 마그네트(211) 및/또는 제3 마그네트(212)가 아닌 임의의 자성체에 의해 발생하는 인력(예: 자기력)에 의해 전력 공급부(230)와 임의의 자성체 사이에 전기 합선이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
제1 마그네트(221)는 플러스 전극(231)과 이격되도록 배치되고, 자성 부재(222)는 마이너스 전극(232)에 부착 또는 고정될 수 있다. 플러스 전극(231)이 제1 마그네트(221)와 이격되어 있기 때문에, 자성 부재(222)와 제3 마그네트(212)가 서로 근접하여 둘 사이에 인력이 발생하여 전력 수신부(210), 접속부(220), 전력 공급부(230)가 물리적 및/또는 전기적으로 연결되기 전에는, 전력 공급부(230)에 공급되는 전력(전류)이 누설되는 것을 막을 수 있다.
한편, 웨어러블 기기의 충전장치(200)는 플러스 전극(231) 및 마이너스 전극(232)을 함께 고정하는 이동 부재(240)를 포함하고, 이동 부재(240)에 탄성력을 가하여 플러스 전극(231)을 제1 마그네트(221)와 이격된 상태로 유지시키는 탄성체(250)를 더 포함한다. 여기서, 이동 부재(240)는 자성 부재(220)와 제3 마그네트(212)가 서로 근접하여 둘 사이에 인력이 발생하여 자성 부재(220) 및 자성 부재(222)에 부착 또는 고정되어 있는 마이너스 전극(232)가 전력 수신부(210) 쪽으로 이동할 때 자성체로부터 인력을 받지 않는 플러스 전극(231)도 함께 전력 수신부(210) 쪽으로 이동시킬 수 있을 정도의 강도를 갖는 부재(부속품)일 수 있다.
한편, 탄성체(250)는 코일 스프링, 판 스프링 등으로 형성될 수 있다. 탄성체(250)는 이동 부재(240)에 탄성력을 가하기 위하여 이동 부재(240)에 고정되고, 플러스 전극(231)을 제1 마그네트(221)와 이격된 상태로 유지시키기 위하여 반대 측면에도 고정될 수 있다. 또한, 도 2는 하나의 탄성체(250)만이 이동 부재(240)에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이동 부재(240)에는 복수 개의 탄성체(250)가 연결될 수 있다.
이동 부재(240)는, 플러스 전극(231) 및 마이너스 전극(232)를 함께 고정하고, 플러스 전극(231)을 제1 마그네트(221)와 이격되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성체(350)에 연결되므로, 제3 마그네트(212)와 자성 부재(222) 사이에 인력이 가해지기 전까지는 전력 수신부(210)와 접속부(220) 사이의 물리적 및/또는 전기적 연결은 차단될 수 있다.
일 예로, 도 2의 아래 부분에 도시된 바와 같이, 전력 수신부(210)가 접속부(220)에 근접한다면, 제2 마그네트(211)와 제1 마그네트(221) 사이에 인력이 발생하고, 제3 마그네트(212)와 자성 부재(222)에 사이에 인력이 발생하여, 전력 수신부(210)와 접속부(220)는 용이하게 연결될 수 있다. 이와 같이, 사용자는 전력 수신부(210)와 접속부(220)를 근접시키는 것만으로 웨어러블 기기의 충전장치(200)를 웨어러블 기기에 물리적 및/또는 전기적으로 연결하여 웨어러블 기기를 충전할 수 있으므로, 사용자의 편의성을 증진시킬 수 있다.
다른 예로, 전력 수신부(210)가 아닌 외부 금속이 접속부(220)에 근접하는 경우, 외부 금속과 제1 마그네트(221) 사이에는 인력이 발생할 수 있으나, 외부 금속과 자성 부재(222) 사이에서는 자기력 등의 인력이 발생하지 않으므로, 전력 공급부(230)가 외부 금속이 물리적 및/또는 전기적으로 연결됨으로써 발생할 수 있는 전기 합선 또는 누설 전류의 발생을 방지할 수 있다.
또 다른 예로, 전력 수신부(210)가 아닌 외부 N극 자석이 접속부(220)에 근접하는 경우, 외부 N극 자석과 N극을 띄고 있는 제1 마그네트(221) 사이에는 척력(밀어내는 힘)이 발생하게 된다. 따라서, 외부 N극 자석과 자성 부재(222) 사이에 발생한 인력에 의해 해당 N극 자석과 자성 부재(222)가 물리적 및/또는 전기적으로 연결된다 하여도, 외부 N극 자석과 제1 마그네트(221) 사이에 발생한 척력에 의해 외부 N극 자석과 접속부(220) 사이의 물리적 및/또는 전기적 연결이 완전히 또는 일부 차단되므로, 전력 수신부(210)가 아닌 외부 N극 자석에 의해 발생할 수 있는 전기 합선 또는 누설 전류의 발생을 방지할 수 있다.
이와 같이, 웨어러블 기기의 충전장치(200)는 제1 마그네트(221) 및 자성 부재(222)를 포함하는 접속부(220), 비자성체로 형성된 플러스 전극(231) 및 마이너스 전극(232)을 포함하는 전력 공급부(230), 이동 부재(240), 및 탄성체를 포함하는 전력 차단부(250)를 구비함으로써, 전력 수신부(210)가 아닌 다른 외부 물체 등에 의해 발생할 수 있는 전기 합선 또는 누설 전류의 발생을 방지할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 수신부 및 접속부의 단면의 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전력 수신부(310)의 제2 마그네트(311) 및 제3 마그네트(312)는 복수 개로 각각 구비되어 전력 수신부(310)의 둘레를 따라 교대로 배치될 수 있다. 또한, 접속부(320)의 제1 마그네트(321) 및 자성 부재(322)는 복수 개로 각각 구비되어 접속부(320)의 둘레를 따라 교대로 배치될 수 있다. 한편, 도 3에서는 제2 마그네트(311) 및 제3 마그네트(312) 가 각각 3개씩 구비되고, 제1 마그네트(321) 및 자성 부재(322)가 각각 3개씩 구비되는 구조를 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하고, 제2 마그네트(311), 제3 마그네트(312), 제1 마그네트(321), 및 자성 부재(322)의 개수는 이에 한정되지 아니한다.
접속부(320)는 제1 마그네트(321) 및 자성 부재(322) 사이가 절연되도록 PVC, HDPE, 에폭시 수지 등의 절연체(323)를 더 포함할 수 있다. 즉, 제1 마그네트(321) 및 자성 부재(322) 사이는 절연될 수 있다. 또한, 절연체는 전력 수신부의 외면의 형성됨으로써, 보호 피복과 같이 공기 중의 수분 및 외부 충격에 대하여 전극을 보호하는 보호할 수 있다. 한편, 전력 수신부(310)는 제2 마그네트(311) 및 제3 마그네트(312) 사이가 절연되도록 절연체(313)를 더 포함할 수 있다.
또한 접속부(320)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전력 수신부(310)의 단면 구조와 대응되는 구조을 가질 수 있으나, 이는 일 예시에 불과할 뿐, 접속부(320)의 단면의 구조는 전력 수신부(310)의 단면의 구조와 모양 및/또는 크기가 상이하게 형성될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 전력 수신부 및 접속부의 단면의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 전력 수신부 및/또는 접속부의 단면의 구조는 도 3에 도시된 등방형 구조에 한정되지 아니하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다양한 형태 중 어느 하나일 수 있다.
전력 수신부는 첫 번째 구조(410)와 같이, 전력 수신부의 플러스 전극이 복수의 영구 자석 중 일부에만 통전되도록 배치되고, 전력 수신부의 마이너스 전극이 다른 극성을 갖는 복수의 영구 자석 중 일부에만 통전되도록 배치될 수 있다. 이와 마찬가지로, 접속부는 플러스 전극이 복수의 제1 마그네트 중 일부에만 통전되도록 배치되고, 마이너스 전극이 복수의 자성 부재 중 일부에만 통전되도록 배치될 수 있다.
또한, 전력 수신부는 두 번째 구조(420)와 같이, 전력 수신부의 플러스 전극과 플러스 전극에 통전되는 영구 자석이 전력 수신부의 단면의 일부 면적만 차지하도록 구비되고, 전력 수신부의 마이너스 전극과 마이너스 전극에 통전되는 영구 자석이 전력 수신부의 단면의 다른 일부 면적만 차지하도록 구비될 수 있다. 이와 마찬가지로, 접속부는 플러스 전극과 플러스 전극에 통전되는 제1 마그네트가 접속부의 단면의 일부 면적만 차지하도록 구비되고, 마이너스 전극과 마이너스 전극에 통전되는 자성 부재가 접속부의 단면의 다른 일부 면적만 차지하도록 구비될 수 있다.
또한, 전력 수신부 및/또는 접속부의 단면은 세 번째 구조(430) 및 네 번째 구조(440)와 같은 구조일 수 있다. 세 번째 구조(430) 및 네 번째 구조(440)의 경우, 전술한 첫 번째 구조(410) 및 두 번째 구조(420)에 비하여 전력 수신부 및 접속부의 단면의 크기를 줄일 수 있으므로, 소형화된 웨어러블 기기에서 활용될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 손목형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
웨어러블 기기의 충전장치(502)는 도 5에 도시된 첫 번째 실시예(510), 두 번째 실시예(520), 및 세 번째 실시예(530)와 같이 손목형 웨어러블 기기(501)에 전력을 공급하는 충전장치일 수 있다.
웨어러블 기기의 충전 장치(502)는 전력 공급원과 전기적으로 연결된 전력 공급 케이블을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 전력 공급 케이블은 가요성(flexible) 또는 신축성(stretchable)을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 전력 공급 케이블은 피복이 구부러질 수 있는 고무와 같은 재질로 형성될 수 있으며, 전화선과 같이 신축이 가능한 구조이거나 신축이 가능한 재질로 형성될 수 있다.
도 5의 첫 번째 실시예(510)를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(502)는 키보드에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 사용자는 키보드를 사용하면서 키보드에 연결된 웨어러블 기기의 충전장치(502)에 손목형 웨어러블 기기(501)를 연결함으로써, 키보드를 사용하면서 동시에 손목형 웨어러블 기기(501)를 충전할 수 있다. 한편, 웨어러블 기기의 충전장치(502)에 전력을 공급하기 위하여, 키보드에는 전원 공급원과 연결된 전원 케이블이 구비될 수 있다.
도 5의 두 번째 실시예(520)를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(502)는 손목 받침대에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5의 세 번째 실시예(530)를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(502)는 키보드와 일체형으로 구성된 손목 받침대에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 사용자는 웨어러블 기기의 충전장치(502)를 이용하여 웨어러블 기기(501)를 신체에 착용한 상태에서 웨어러블 기기(501)의 배터리를 충전할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 손목형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치는 도 6에 도시된 첫 번째 실시예(610), 두 번째 실시예(620), 세 번째 실시예(630), 네 번째 실시예(640)와 같이 손목형 웨어러블 기기(601)에 전력을 공급하기 위한 충전장치(602)일 수 있다.
도 6의 첫 번째 실시예(610)를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(602)는 마우스에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 사용자는 마우스를 사용하면서 마우스에 연결된 웨어러블 기기의 충전장치(602)에 손목형 웨어러블 기기(601)를 연결함으로써, 마우스를 사용하면서 동시에 손목형 웨어러블 기기(601)의 충전을 할 수 있다. 한편, 웨어러블 기기의 충전장치(602)에 전력을 공급하기 위하여, 마우스에는 전원 공급원과 연결된 전원 케이블이 구비될 수 있다.
도 6의 두 번째 실시예(620)를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(602)는 손목 받침대에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6의 세 번째 실시예(630)를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(602)는 마우스패드와 일체형으로 구성된 손목 받침대에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6의 네 번째 도면(640)를 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(602)는 마우스와 일체형으로 구성된 손목 받침대에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 헤드폰형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 헤드폰형 웨어러블 기기의 충전장치(720)는 의자의 목 받침 부분(730)에 설치될 수 있으며, 사용자는 의자의 목 받침 부분(730)에 설치되어 있는 헤드폰형 웨어러블 기기의 충전장치(720)를 헤드폰형 웨어러블 기기(710)에 접속시킴으로써 웨어러블 기기(710)를 충전할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 목걸이형 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 목걸이형 웨어러블 기기의 충전장치(820)는 의자의 등받이 부분(830)에 설치될 수 있으며, 사용자는 의자의 등받이 부분(830)에 설치되어 있는 목걸이형 웨어러블 기기의 충전장치(820)를 목걸이형 웨어러블 기기(810)에 접속시킴으로써 웨어러블 기기(810)를 충전할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 전력 수신 케이블을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 도 1의 경우와는 달리, 전력 수신부(910)가 웨어러블 기기의 몸체부에 구비될 수 있다.
전력 수신부(910)는 웨어러블 기기에 내장된 전력 수신 케이블(920)을 통하여 웨어러블 기기와 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 전력 수신 케이블(920)은 가요성(flexible) 또는 신축성(stretchable)을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 일예로, 전력 수신 케이블(920)은 피복이 구부러질 수 있는 고무와 같은 재질로 형성될 수 있으며, 전화선과 같이 신축이 가능한 구조이거나 신축이 가능한 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 도 9에 도시된 바와 같이 전력 수신 케이블(920)을 연장시킴으로써 전력 수신부(910)와 충전장치의 연결을 용이하게 할 수 있다.
도 10은 다른 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 웨어러블 기기의 충전장치(1000)는 접속부(1010), 전력 공급부(1020), 및 전력 차단부(1030)를 포함한다. 접속부(1010) 및 전력 공급부(1020)는 도 1을 참조하여 설명하였으므로, 이하 자세한 설명은 생략한다.
접속부(1010)는 제1 마그네트(1011) 및 자성체인 자성 부재(1012)를 포함한다. 여기서, 제1 마그네트(1011)는 자성을 지닌 영구 자석(예: MK강, 알루니코(알루미늄, 니켈, 코발트, 구리의 합금), 신KS강, 큐니페(구리, 니켈, 철의 합금) 등)을 포함할 수 있고, 자성 부재(1012)는 자석이 일정 거리만큼 인접하면 두 물체 사이에 인력이 발생하는 자성체(예: 철(Fe))를 포함할 수 있다.
전력 공급부(1020)는 접속부(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 전력을 공급할 수 있고, 전력 차단부(1030)는 전력 공급부(1020)로부터 공급되는 전력을 접속부(1010)에 대해 차단할 수 있다. 예컨대, 전력 차단부(1030)는 플러스 전극(1021)에 연결된 제1 스프링(1031)과 마이너스 전극(1022)에 연결된 제2 스프링(1032)을 포함할 수 있다.
제1 마그네트(1011)는 플러스 전극(1021)에 통전되도록 배치되고, 자성 부재(1012)는 마이너스 전극(1022)에 통전되도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 마그네트(1011)는 N극 자석 또는 S극 자석일 수 있고, 도 10에서 N극 자석을 도시하고 있는 것은 일 예시를 도시한 것에 불과하므로, 이에 한정되어 해석되지 말아야 할 것이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 웨어러블 기기의 충전장치를 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 전력 공급부(1120)는 비자성체로 형성된 플러스 전극 및 마이너스 전극(1122)을 포함한다. 여기서, 비자성체는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Sn)과 같이 자계에 영향을 받지 않아 자화가 되지 않는 물질일 수 있다.
또한, 제1 마그네트(1111)는 플러스 전극(1121)과 이격되도록 배치되고, 자성 부재(1112)는 마이너스 전극(1122)에 고정된다.
전력 차단부(1140)는, 플러스 전극(1121) 및 마이너스 전극(1122)을 함께 고정하는 이동 부재, 및 이동 부재에 탄성력을 가하여 플러스 전극(1121)을 제1 마그네트(1111)와 이격된 상태로 유지시키는 탄성체(1141)를 포함할 수 있다.
제1 마그네트(1111) 및 자성 부재(1112)는 복수 개로 각각 구비되어 접속부(1110)의 둘레를 따라 교대로 배치될 수 있다.
제1 마그네트(1111) 및 자성 부재(1112) 사이는 절연되도록 절연체(PVC, HDPE, 에폭시 수지 등)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 마그네트(1111) 및 자성 부재(1112) 사이는 절연될 수 있다. 또한, 절연체는 전력 수신부의 외면의 형성됨으로써, 보호 피복과 같이 공기 중의 수분 및 외부 충격에 대하여 전극을 보호하는 보호할 수 있다.
웨어러블 기기의 충전장치(1100)는 전원공급원과 전력 공급부(1120)를 물리적 및/또는 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 웨어러블 기기의 충전장치(1100)는 가요성(flexible) 또는 신축성(stretchable)을 갖는 전력 공급 케이블을 더 포함할 수 있다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200: 웨어러블 기기의 충전장치
110, 210: 전력 수신부
120, 220: 접속부
121, 221: 제1 마그네트
122, 222: 자성 부재
130, 230: 전력 공급부
231: 플러스 전극 232: 마이너스 전극
240: 이동 부재 250: 탄성체
310: 전력 수신부 311: 제2 마그네트
312: 제3 마그네트 320: 접속부
321: 제1 마그네트 322: 자성 부재
501, 601: 손목형 웨어러블 기기
502, 602: 웨어러블 기기의 충전장치
710: 헤드폰형 웨어러블 기기
720: 웨어러블 기기의 충전장치
730: 의자의 목 받침 부분
810: 목걸이형 웨어러블 기기
820: 웨어러블 기기의 충전장치
830: 의자의 등받이 부분
910: 전력 수신부 920: 목걸이형 웨어러블 기기의 충전장치
1000, 1100: 웨어러블 기기의 충전장치
1010, 1110: 접속부 1011, 1111: 제1 마그네트
1012, 1112: 자성 부재 1020, 1120: 전력 공급부
1021, 1121: 플러스 전극 1022, 1122: 마이너스 전극
1030, 1140: 전력 차단부
1031: 제1 스프링 1032: 제2 스프링
1130: 이동 부재 1140: 전력 차단부
1141: 탄성체
110, 210: 전력 수신부
120, 220: 접속부
121, 221: 제1 마그네트
122, 222: 자성 부재
130, 230: 전력 공급부
231: 플러스 전극 232: 마이너스 전극
240: 이동 부재 250: 탄성체
310: 전력 수신부 311: 제2 마그네트
312: 제3 마그네트 320: 접속부
321: 제1 마그네트 322: 자성 부재
501, 601: 손목형 웨어러블 기기
502, 602: 웨어러블 기기의 충전장치
710: 헤드폰형 웨어러블 기기
720: 웨어러블 기기의 충전장치
730: 의자의 목 받침 부분
810: 목걸이형 웨어러블 기기
820: 웨어러블 기기의 충전장치
830: 의자의 등받이 부분
910: 전력 수신부 920: 목걸이형 웨어러블 기기의 충전장치
1000, 1100: 웨어러블 기기의 충전장치
1010, 1110: 접속부 1011, 1111: 제1 마그네트
1012, 1112: 자성 부재 1020, 1120: 전력 공급부
1021, 1121: 플러스 전극 1022, 1122: 마이너스 전극
1030, 1140: 전력 차단부
1031: 제1 스프링 1032: 제2 스프링
1130: 이동 부재 1140: 전력 차단부
1141: 탄성체
Claims (20)
- 웨어러블 기기에 배치되고, 전력을 수신하여 웨어러블 기기에 공급하는 전력 수신부;
제1 마그네트 및 자성 부재를 포함하고, 상기 제1 마그네트가 자력에 의해 상기 전력 수신부에 부착된 상태에서 상기 자성 부재를 통해 상기 전력 수신부와 전기적으로 연결되는 접속부; 및
상기 접속부에 전력을 공급하는 전력 공급부;
를 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 마그네트는 플러스 전극에 통전되도록 배치되고,
상기 자성 부재는 마이너스 전극에 통전되도록 배치된 웨어러블 기기의 충전장치. - 제2항에 있어서,
상기 전력 공급부는 비자성체로 형성된 플러스 전극 및 마이너스 전극을 포함하고,
상기 제1 마그네트는 상기 플러스 전극과 이격되도록 배치되고,
상기 자성 부재는 상기 마이너스 전극에 고정된 웨어러블 기기의 충전장치. - 제3항에 있어서,
상기 플러스 전극 및 마이너스 전극을 함께 고정하는 이동 부재; 및
상기 이동 부재에 탄성력을 가하여 상기 플러스 전극을 상기 제1 마그네트와 이격된 상태로 유지시키는 탄성체; 를 더 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 전력 수신부는 상기 제1 마그네트와 반대 극으로 배치되어 상기 제1 마그네트와 인력을 발생시키는 제2 마그네트를 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 전력 수신부는 상기 자성 부재를 자력으로 부착시키는 제3 마그네트를 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 마그네트 및 자성 부재는 복수 개로 각각 구비되어 상기 접속부의 둘레를 따라 교대로 배치되는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 마그네트 및 자성 부재 사이는 절연되는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 웨어러블 기기는 손목형, 헤드폰형, 안경형, 목걸이형 중 어느 하나인 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
전력 공급원과 상기 전력 공급부를 전기적으로 연결하고, 가요성(flexible) 또는 신축성(stretchable)을 갖는 전력 공급 케이블; 을 더 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제10항에 있어서,
상기 전력 공급 케이블은 키보드 또는 마우스에 전기적으로 연결되는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제10항에 있어서,
상기 전력 공급 케이블은 키보드 또는 마우스와 일체형인 손목 받침대를 통해 키보드 또는 마우스에 전기적으로 연결되는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 전력 수신부는 웨어러블 기기에 내장된 전력 수신 케이블을 통하여 웨어러블 기기와 전기적으로 연결되는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제1 마그네트 및 자성체인 자성 부재를 포함하는 접속부;
상기 접속부에 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
상기 전력 공급부로부터 공급되는 전력을 상기 접속부에 대해 차단하는 전력 차단부;
를 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제14항에 있어서,
상기 제1 마그네트는 플러스 전극에 통전되도록 배치되고,
상기 자성 부재는 마이너스 전극에 통전되도록 배치된 웨어러블 기기의 충전장치. - 제15항에 있어서,
상기 전력 공급부는 비자성체로 형성된 플러스 전극 및 마이너스 전극을 포함하고,
상기 제1 마그네트는 상기 플러스 전극과 이격되도록 배치되고,
상기 자성 부재는 상기 마이너스 전극에 고정된 웨어러블 기기의 충전장치. - 제15항에 있어서,
상기 전력 차단부는,
상기 플러스 전극 및 마이너스 전극을 함께 고정하는 이동 부재; 및
상기 이동 부재에 탄성력을 가하여 상기 플러스 전극을 상기 제1 마그네트와 이격된 상태로 유지시키는 탄성체; 를 더 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제14항에 있어서,
상기 제1 마그네트 및 자성 부재는 복수 개로 각각 구비되어 상기 접속부의 둘레를 따라 교대로 배치되는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제14항에 있어서,
상기 제1 마그네트 및 자성 부재 사이는 절연되는 웨어러블 기기의 충전장치. - 제14항에 있어서,
전력 공급원과 상기 전력 공급부를 전기적으로 연결하고, 가요성(flexible) 또는 신축성(stretchable)을 갖는 전력 공급 케이블; 을 더 포함하는 웨어러블 기기의 충전장치.
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