KR20210047166A

KR20210047166A - 터미널 접속 차량용 무선충전장치

Info

Publication number: KR20210047166A
Application number: KR1020190130881A
Authority: KR
Inventors: 이기종; 윤덕수
Original assignee: 니덱모빌리티코리아 주식회사
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2021-04-29
Also published as: KR102257929B1

Abstract

본 발명은 차량 내 설치되어 스마트폰 등의 무선 단말기를 올려놓고 무선충전하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선충전장치의 코일을 기판에 보다 손쉽게 접속시키기 위해 터미널과 고정구를 구비함으로써, 구성이 단순화되고 조립이 용이하도록 하는 차량용 무선충전장치에 관한 것이다. 본 발명은 터미널과 이를 고정시키는 고정구를 구비하여, 코일의 연결과 기판에의 접속을 용이하게 하는 효과가 있다. 또한 본 발명은 고정구가 결합부재에 용이하게 체결 및 안착될 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

터미널 접속 차량용 무선충전장치 {Wireless Charging Apparatus for Vehicle}

본 발명은 차량 내 설치되어 스마트폰 등의 무선 단말기를 올려놓고 무선충전하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선충전장치의 코일을 기판에 보다 손쉽게 접속시키기 위해 터미널과 고정구를 구비함으로써, 구성이 단순화되고 조립이 용이하도록 하는 차량용 무선충전장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, 스마트폰, 스마트워치 등의 휴대기기는 동작을 위한 전원을 공급받기 위해 반복적인 충전이 가능한 충전용 배터리를 이용한다. 이러한 충전용 배터리는 시간이 지남에 따라 점차 방전되므로, 별도의 충전장치를 이용하여 배터리를 충전하는데, 최근 무선충전 방식이 대중화되어, 접촉 없이 배터리를 편리하게 충전하고 있다.

무선충전 시스템은 상용 교류전원을 RF 신호로 변환하는 송신기와 전자기유도 현상을 이용하여 무선으로 전력을 전달하는 송수신 코일, 그리고 입력되는 RF 신호를 직류로 변환하여 부하에 요구전력을 전달하는 수신기로 구성되어 있다. 이러한 무선충전 시스템이 차량에 적용되는 경우, 운전자가 차량을 운전하는 도중 배터리에 직접 케이블을 연결하지 않아도 되는 장점이 있어, 차량 내에 무선충전 시스템이 내장된 무선충전장치를 설치하여 간편하게 배터리를 무선으로 충전하고 있다.

이러한 무선충전장치를 도면을 통해 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 차량용 무선충전장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 무선충전장치 내에는 코일결합체(1)를 구비하는데, 복수의 코일(2)은 기판(3) 위에 배치되고, 고정부재(4)를 통해 고정된다. 코일(2)의 단부는 기판(3)의 땜부(5)에 납땜되어 접속되는데, 코일(2)을 하나하나 이격시켜 대상 위치에 지지시킨 후에, 납땜을 하는 조립 과정은 매우 번거롭고 시간이 소요되는 공정이다.

따라서 조립 신뢰도를 높혀 불량을 최소화하고, 조립이 용이하도록 개선해야 할 필요성이 요구되고 있다.

등록특허공보 제10-1727465호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 터미널과 접속구를 통해 코일과 기판 간의 접속 신뢰도를 향상시키고, 내부 구성을 최대한 단순화하여 조립성 및 제작성이 개선된 무선충전장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 구성의 실시예는, 내측에 유도 코일을 수용하고, 유도 코일을 마주보는 상측 위치에 충전 단말기를 올려놓을 수 있도록 하는 본체(100); 회로 기판(310); 상부에 코일(340)이 안착되는 결합부재(320); 상기 회로 기판(310)과 상기 결합부재(320)의 사이에 위치되는 고정구(500); 및 상기 코일(340)의 코일 단부(342)와 접속부(410)를 통해 접속되는 동시에, 상기 고정구(500)에 의해 단자부(420)가 고정되는 터미널(400);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치를 제공한다.

상기 결합부재(320)는 상기 회로 기판(310)이 위치되는 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 결합부(322)를 구비하고, 상기 고정구(500)는 상기 한 쌍의 결합구(322)에 의해 상기 결합부재(320)의 하방 측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 결합부재(320)에는 상하방으로 개방되도록 내입된 도피부(321)가 형성되고, 상기 결합부(322)는 상기 도피부(321)의 양 측에 각각 형성되며, 상기 결합부(322)는 상기 도피부(321)의 측방에서, 상기 결합부재(320)로부터 하방 수직으로 연장되는 수직연장부(322b)와 그 단부로부터 수평하게 연장되는 수평지지부(322a)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정구(500)는: 고정본체(510); 상기 고정본체(510)로부터 일방으로 연장 형성되는 연장부(530); 상기 연장부(530)의 양측에 나란히 연장 형성되는 분기부(550); 및 상기 연장부(530)와 상기 분기부(550)의 사이가 이격되며 형성되는 인입부(540);를 포함하여 구성되고, 상기 고정구(550)가 상기 결합부(322)에 의해 결합될 때, 상기 수직연장부(322b)는 상기 인입부(540) 내로 인입되고, 상기 수평지지부(322a)는 상기 연장부(530) 또는 상기 분기부(550)의 저면의 일부를 감싸게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 인입부(540)의 단부에 위치되는 상기 연장부(530) 또는 상기 분기부(550)에는 상기 인입부(540)의 입구가 확대되도록 모서리부(532)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 결합부재(320)에는 하방을 향해 비스듬하게 연장되는 걸림보(323)가 구비되고, 상기 고정구(500)에는 상방을 향해 돌출되는 걸림부(552)가 구비되어, 상기 고정구(500)가 상기 결합부재(320)의 하방 안착 위치까지 수평 이동되며 인입되면, 상기 걸림보(323)가 상기 걸림부(552)를 걸어 맞물리면서, 상기 고정구(500)가 이탈되지 않도록 지지하는 것을 특징으로 한다.

상기 결합부재(320)에는 하방을 향해 돌출되는 스토퍼(324)가 형성되고, 상기 스토퍼(324)는 상기 고정구(500)의 안착 위치보다 내측에서, 상기 고정구(500)가 더 이상 인입되지 않도록 지지하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정구(500)에 나란히 형성된 홀에는 상기 터미널(400)의 단자부(420)가 결합되어 지지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정구(500)의 고정본체(510)의 하방으로는 이격부(520)가 연장 형성되어, 상기 회로 기판(310)과 상기 고정구(500) 사이의 간격을 정하도록 하여, 상기 터미널(400) 단자부(420)와 상기 회로 기판(310) 사이의 상대적 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 터미널과 이를 고정시키는 고정구를 구비하여, 코일의 연결과 기판에의 접속을 용이하게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 고정구가 결합부재에 용이하게 체결 및 안착될 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 무선충전장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명 무선충전장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명 무선충전장치의 내부를 분해하여 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명 무선충전장치의 내부를 분해하여 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 고정구가 결합부재에 결합되기 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 고정구가 결합부재에 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 고정구와 결합부재의 결합 상태를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 고정구와 결합부재를 다양한 방향에서 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 코일단부와 터미널을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 무선충전장치의 내부를 분해하여 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 무선충전장치를 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 무선충전장치의 외관을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명 무선충전장치의 내부를 분해하여 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 차량용 무선충전장치(1000)는 예를 들면, 차량 실내의 운전석과 조수석 사이에 위치되는 컵홀더나 그 인근 위치에 배치되며, 본체(100)의 커버(120)는 그 상측에 스마트폰 등의 단말기를 올려놓을 수 있도록 받침부(130)를 구비하고, 받침부(130)에는 관통홀(132)이 형성되어 있다.

하우징(110)은 내측에 코일결합체(300)를 수용하며, 그 상측에는 테두리부(121)를 갖는 커버(120)가 결합되고, 커버(120)의 상부와 이격되도록 배치되며 상면에 단말기가 안착되는 받침부(130)를 포함한다. 받침부(130)는 평상시 컵홀더의 하면 역할을 하여 음료가 담긴 음료용기가 안착될 수 있고, 충전시에는 휴대 단말기가 올려진다. 휴대 단말기는 휴대폰, 스마트폰, 스마트워치 등 전원을 공급받아 충전되기 위한 코일과 배터리가 구비된 것을 총칭한다. 코일결합체(300)는 단말기에 전력을 전달하기 위한 핵심 구성이며, 동시에 NFC통신도 가능하도록 하는 것이 일반적이다.

도 4는 본 발명 무선충전장치의 내부를 분해하여 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 무선충전장치의 하우징(110) 내부에는, 하측부터 회로 기판(310), 결합부재(320), 차폐부재(330), 코일(340), NFC부재(350)가 결합된다.

코일(340)의 단부는 터미널(400)을 통해 회로 기판(310)과 접속되는데, 다수의 터미널(400)은 고정구(500)에 의해 지지 및 고정된다.

결합부재(320)는 차폐부재(330)가 안착되고, 그 상측에 코일(340)이 배치되도록 하며, 터미널(400)과도 고정구(500)를 통해 일체화되므로, 코일(340)과 기판(310) 간의 접속 결합을 용이하게 해주는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 고정구가 결합부재에 결합되기 전의 상태를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 코일(340)의 다수의 코일 단부(342)는 일측을 향해 나란히 배치되고, 해당 위치의 상하로는 NFC부재(350)의 도피홀(352)과 결합부재(320)의 도피부(321)가 개방 형성된다. 차폐부재(330)에도 이와 같은 위치에 개방 내입된 도피 구조가 형성되도록 한다.

코일 단부(342)들이 배치되는 위치에 대응되도록, 다수의 터미널(400)이 나란히 결합 배치될 수 있는 고정구(500)가 위치된다. 터미널(400)은 코일 단부(342)와 연결되는 접속부(410)와, 그로부터 수직 하방으로 연장되는 단자부(420)를 구비한다. 단자부(420)는 기판(310)의 접속부(312)에 삽입 접촉되는 동시에, 고정구(500)에 결합 고정된다.

고정구(500)는 좌우로 길게 형성되는 고정본체(510), 이로부터 후방으로 연장되는 연장부(530)를 구비하고, 연장부(530)의 양측으로는 인입부(540)가 내입 형성되며, 분기부(550)가 이격 배치되어 있다.

연장부(530)의 양측 모서리는 라운드 내지는 모따기 형태로 내입되는 모서리부(532)를 형성하여 인입부(540)로의 인입을 용이하게 유도할 수 있도록 한다. 이러한 모서리부(532)는 연장부(530)가 아닌 분기부(550)에도 형성될 수 있을 것이다.

본체부(510)로부터 하방을 향해서는 양단측에 이격부(520)가 연장 형성되어, 고정구(500)가 기판(310)과 일정 간격만큼 이격되도록 하는 기능을 한다. 이격부(520)의 길이는 기판(310) 내까지 삽입되는 단자부(420)의 길이보다는 짧게 된다. 단자부(420)가 회로 기판(310)에 너무 깊이 삽입되거나, 또는 너무 얇게 삽입되는 것을 방지하기 위해, 이격부(520)의 길이는 적절히 선정될 수 있다.

결합부재(320)에는 수평하게 고정구(500)가 슬라이딩되며 안착되도록, L자 형의 마주보는 결합부(322)가 연장 형성되어 있다. 한 쌍의 결합부(322)의 사이로는 고정구(500)의 연장부(530)가 삽입되며, 연장부(530)의 측방과 하방 일부를 결합부(322)가 감싸며 지지하므로, 고정구(500)가 결합부재(320)에 결합된다.

연장부(530)들의 사이로 인입된 고정구(500)가 다시 빠지지 않도록, 결합부재(320)의 연장부(530) 외측으로는 걸림보(323)가 후방을 향해 연장 형성된다. 연장부(530)가 결합부(332)의 사이로 삽입되면, 결합부(322)는 인입부(540)의 내부에 위치되며, 그 외측의 분기부(550)는 걸림보(323)에 의해 단부가 지지된다. 이 때 그 후방으로는 스토퍼(324)가 더 구비되어, 고정구(500)가 과도하게 인입되지 않도록 분기부(550)의 안쪽 단부를 지지한다.

도 6은 본 발명의 고정구가 결합부재에 결합된 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 고정구와 결합부재의 결합 상태를 확대하여 나타내는 도면이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 고정구와 결합부재를 다양한 방향에서 나타내는 도면이다. 도 6 내지 도 9를 참조하면, 고정구(500)가 결합부재(320)에 내입되어 결합된 상태에서, 코일 단부(342)는 터미널(400)의 접속부(410)에 연결될 수 있으며, 고정구(500)와 결합부재(320)에 의해 그 상부에 안착된 코일(340)은 고정된 터미널(500)과 접속되어 일체의 모듈을 형성하게 된다.

고정구(500)의 분기부(550)의 단부에는 상방으로 돌출되는 걸림부(552)가 형성되고, 걸림부(552)가 안쪽으로 슬라이딩되어 들어오면, 걸림보(323)의 단부와 맞물려 상호 지지된다. 이 때 걸림보(323)는 후방을 향해 외팔보 형태로 연장되는데, 약간 하방으로 경사지도록 하여 분기부(550) 방향으로 탄성 가압하며 걸림부(522)를 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

결합부(322)는 L형태로 연장되는데, 수직 방향의 수직연장부(322b)와 그 단부의 수평지지부(322a)를 구비하고, 수평지지부(322a)는 상호 마주보는 안쪽 방향으로 연장된다. 경우에 따라서는 바깥쪽 방향인, 멀어지는 방향으로 연장될 수도 있을 것이다.

고정구(500)에 터미널(400)이 고정되는 동시에, 고정구(500)가 결합부재(320)에 결합되고, 코일 단부(342)가 터미널(400)에 접속되므로, 결합부재(320)에 안착된 코일(340)은 터미널(400)과 접속된 상태로, 결합부재(320)와 일체형의 모듈을 구성하게 된다. 조립시에는 이러한 모듈 형태의 구성을 기판(310)에 결합시키며 터미널(400)의 단자부(420)를 기판(310)의 접속부(312)에 삽입시키기만 하면 간단히 조립이 완료된다.

도 10은 본 발명의 코일단부와 터미널을 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 다수의 터미널(400)의 접속부(410)는 일정 간격이 유지되며 나란히 배치되고, 다수의 코일 단부(342)는 접속부(410)에 내입되며 접속된다. 이 부분의 상하로는 개방되도록 도피홀(352), 도피부(321)가 개방 형성되도록 한다.

기판(310)과 코일 단부(342)가 납땜으로 접속되지 않고, 터미널(400)의 단자부(420)가 삽입되어 접속되도록 하기 위해, 결합부재(320) 및 고정구(500)를 도입하여 상호 결합시킨다.

도 11은 본 발명의 무선충전장치의 내부를 분해하여 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 기판(310)의 상방으로 결합부재(320)와 NFC부재(350)가 배치 및 결합되는데, 결합부재(320)에는 미리 차폐부재(330)와 코일(340)을 안착시키고, 코일 단부(342)를 고정구(500)에 고정된 터미널(400)에 접속시켜 놓는다. 모듈화된 일체형 결합부재(320)는 코일(340)이 안착되어 터미널(400)에 접속된 상태이므로, 기판(310)의 접속부(312)에 터미널(400)의 단자부(420)를 삽입시키는 동작을 통해 용이하게 조립이 완료될 수 있게 된다. 즉, 조립 과정이 단순화되고, 쉬워진다.

즉, 기존에는 기판(310)에 차폐부재(330)를 결합하고, 코일(340)을 결합하며 납땜하고 다시 NFC부재(350)를 결합하여야 했는데, 사전에 코일(340)을 결합부재(320)에 사전 배치시켜 모듈화하며 코일(340)과 터미널(400)을 접속시켜 놓으면, 그 이후에는 터미널(400)을 활용하여 기판(320)에 삽입하며 접속하는 식으로 조립 과정이 쉬워지게 된다.

또한 고정구(500)는 볼트나 핀과 같은 별도의 결합수단 내지는 납땜 과정 없이도 결합부재(320) 측으로 슬라이딩 삽입시키는 것만으로, 결합이 용이하게 완성된다.

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

1000: 차량용 무선충전장치
100: 본체 110: 하우징
120: 커버 121: 테두리부
130: 안착부 132: 관통홀
300: 코일결합체 310: 기판
312: 접속부 320: 결합부재
321: 도피부 322: 결합부
322a: 수평지지부 322b: 수직연장부
323: 걸림보 324: 스토퍼
330: 차폐부재 340: 코일
342: 코일 단부 350: NFC부재
352: 도피홀 400: 터미널
410: 접속부 420: 단자부
500: 고정구 510: 고정본체
520: 이격부 530: 연장부
532: 모서리부 540: 인입부
550: 분기부 552: 걸림부

Claims

내측에 유도 코일을 수용하고, 유도 코일을 마주보는 상측 위치에 충전 단말기를 올려놓을 수 있도록 하는 본체;
회로 기판;
상부에 코일이 안착되는 결합부재;
상기 회로 기판과 상기 결합부재의 사이에 위치되는 고정구; 및
상기 코일의 코일 단부와 접속부를 통해 접속되는 동시에, 상기 고정구에 의해 단자부가 고정되는 터미널;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제1항에 있어서,
상기 결합부재는 상기 회로 기판이 위치되는 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 결합부를 구비하고,
상기 고정구는 상기 한 쌍의 결합구에 의해 상기 결합부재의 하방 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제2항에 있어서,
상기 결합부재에는 상하방으로 개방되도록 내입된 도피부가 형성되고,
상기 결합부는 상기 도피부의 양 측에 각각 형성되며,
상기 결합부는 상기 도피부의 측방에서, 상기 결합부재로부터 하방 수직으로 연장되는 수직연장부와 그 단부로부터 수평하게 연장되는 수평지지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제3항에 있어서,
상기 고정구는:
고정본체;
상기 고정본체로부터 일방으로 연장 형성되는 연장부;
상기 연장부의 양측에 나란히 연장 형성되는 분기부; 및
상기 연장부와 상기 분기부의 사이가 이격되며 형성되는 인입부;를 포함하여 구성되고,
상기 고정구가 상기 결합부에 의해 결합될 때, 상기 수직연장부는 상기 인입부 내로 인입되고, 상기 수평지지부는 상기 연장부 또는 상기 분기부의 저면의 일부를 감싸게 되는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제4항에 있어서,
상기 인입부의 단부에 위치되는 상기 연장부 또는 상기 분기부에는 상기 인입부의 입구가 확대되도록 모서리부가 형성되는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제2항에 있어서,
상기 결합부재에는 하방을 향해 비스듬하게 연장되는 걸림보가 구비되고,
상기 고정구에는 상방을 향해 돌출되는 걸림부가 구비되어,
상기 고정구가 상기 결합부재의 하방 안착 위치까지 수평 이동되며 인입되면, 상기 걸림보가 상기 걸림부를 걸어 맞물리면서, 상기 고정구가 이탈되지 않도록 지지하는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제6항에 있어서,
상기 결합부재에는 하방을 향해 돌출되는 스토퍼가 형성되고,
상기 스토퍼는 상기 고정구의 안착 위치보다 내측에서, 상기 고정구가 더 이상 인입되지 않도록 지지하는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제1항에 있어서,
상기 고정구에 나란히 형성된 홀에는 상기 터미널의 단자부가 결합되어 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.
제1항에 있어서,
상기 고정구의 고정본체의 하방으로는 이격부가 연장 형성되어,
상기 회로 기판과 상기 고정구 사이의 간격을 정하도록 하여, 상기 터미널 단자부와 상기 회로 기판 사이의 상대적 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 터미널 접속 차량용 무선충전장치.