KR20220054926A - 복수의 접점들을 구비하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템 - Google Patents

복수의 접점들을 구비하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템 Download PDF

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KR20220054926A
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Abstract

본 발명은 휴대용 단말기 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 그 시스템은 휴대용 단말기의 배면에 고정되며 자기 유도 방식의 무선 충전을 위해 자기장을 발생시키는 송신 코일이 내장된 단말기 액세서리; 및 단말기 액세서리와 자력을 이용해 결합 가능한 무선 충전 장치;를 포함하며, 단말기 액세서리와 무선 충전 장치에는 각각 제1 접점과 제2 접점이 구비되어 단말기 액세서리와 무선 충전 장치가 결합되는 경우 제1, 2 접점들이 서로 접촉되어 무선 충전 장치로부터 단말기 액세서리에 내장된 송신 코일로 전원이 공급되고, 제1, 2 접점들은 각각 음극 전극과 2 이상의 양극 전극들을 포함한다.

Description

복수의 접점들을 구비하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템{PORTABLE TERMINAL WIRELESS CHARGING SYSTEM HAVING MULTIPLE CONTACT POINTS}
본 발명은 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트폰과 같은 휴대용 단말기에 간편하게 부착하여 사용 가능하며 무선 충전이 가능한 구조를 가지는 무선 충전 시스템에 관한 것이다.
스마트폰을 포함한 전자기기를 운전시 사용하기 편리하도록 다양한 형태의 차량용 거치대가 개발되어 있다.
최근에는 스마트폰의 발달로 인하여 차량용 네비게이션, 블랙박스 등과 같은 다양한 기능이 스마트폰에 통합되어 있어 차량용 거치대의 필요성은 점점 더 증대되고 있다.
일반적으로 차량용 거치대는 일단부 측에 스마트폰을 끼움 결합한 후 반대되는 타단부 측을 차량의 유리, 대시 보드 등에 흡착하여 부착하는 구조이다. 그러나 상기한 차량용 거치대는 그 구조가 복잡하고 고중량으로 인해 차량용 거치대가 부착면에서 쉽게 분리되는 문제가 있었다. 또한, 운전 중 스마트폰을 사용하고자 할 때 스마트폰을 차량용 거치대에서 측면으로 밀어 끼움 결합된 상태를 해제해야 하므로 사용이 번거로운 문제점이 있었다.
따라서 최근에는 스마트폰의 후면에 스마트링을 부착하고 스마트링을 차량의 송풍구에 끼워 거치하는 미니멀 방식이 유행하고 있다.
이러한 스마트링은 차량에 부착이 간편하고 제거가 용이한 장점이 있으나, 차량의 진동에 의해 스마트링이 고정 위치로부터 이탈하기 쉬워 스마트폰을 차량에 안정적으로 고정하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 스마트링은 스마트폰의 후면에 부착된 작은 링 형상이므로 차량에서 스마트폰을 고정할 수 있는 위치가 제한되고 그에 따라 운전자의 시야에 맞는 거리의 위치에 스마트폰을 고정하기 어렵다.
한편, 최근 들어 스마트폰 등과 같은 휴대용 단말기를 무선 충전하는 다양한 방식들 및 장치들이 개발되고 있으나, 스마트폰의 후면에 스마트링이나 케이스 등과 같은 액세서리가 부착된 상태에서는 무선 충전이 되지 않거나 충전 효율이 급격히 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 휴대용 단말기에 간편하게 부착하여 사용 가능하며 충전 효율을 향상시킬 수 있는 휴대용 단말기용 무선 충전 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템은, 휴대용 단말기의 배면에 고정되며, 자기 유도 방식의 무선 충전을 위해 자기장을 발생시키는 송신 코일이 내장된 단말기 액세서리; 및 상기 단말기 액세서리와 자력을 이용해 결합 가능한 무선 충전 장치;를 포함하며, 상기 단말기 액세서리와 상기 무선 충전 장치에는 각각 제1 접점(electric contact)과 제2 접점이 구비되어, 상기 단말기 액세서리와 상기 무선 충전 장치가 결합되는 경우 상기 제1, 2 접점들이 서로 접촉되어 상기 무선 충전 장치로부터 상기 단말기 액세서리에 내장된 송신 코일로 전원이 공급되고, 상기 제1, 2 접점들은 각각 음극 전극과 2 이상의 양극 전극들을 포함한다.
상기 무선 충전 장치는 차량의 송풍구에 상기 무선 충전 장치를 고정시키기 위해, 한 쌍의 결합핀들로 구성된 고정 클립을 구비하는 고정부;를 포함하고, 일측에 상기 고정 클립이 결합되며, 타측은 차량의 송풍구 날개에 결합되는 브라켓;을 더 포함한다.
상기 브라켓은 제1 중심부를 기준으로 양측으로 연장되며, 상하로 절곡된 형상을 가지는 제1 부재; 및 제2 중심부를 기준으로 양측으로 연장되며, 상하로 절곡된 형상을 가지는 제2 부재;를 포함하고, 상기 제1, 2 부재들은 상기 제1, 2 중심부가 서로 결합되어, 상기 결합된 제1, 2 중심부를 중심으로 하여 회전 가능하도록 구성된다.
본 발명은 휴대용 단말기의 배면에 고정되는 액세서리에 송신 코일을 내장시켜 무선 충전 장치와 결합시 접점을 통해 전원이 공급되도록 함으로써, 단말기 액세서리에서 발생되는 자기장을 이용해 휴대용 단말기가 무선 충전되도록 하여, 휴대용 단말기에 스마트링이나 케이스 등과 같은 액세서리가 장착된 상태에서도 효과적으로 무선 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 단말기 액세서리와 무선 충전 장치가 결합되는 접점의 주변에 복수의 가이드들을 형성하여 결합 시 접점의 위치가 용이하게 정렬되도록 하여, 단말기 액세서리에 내장된 송신 코일과 휴대용 단말기의 수신 코일의 위치가 정확하게 정렬되는 경우, 무선 충전 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말기 액세서리와 무선 충전 장치에 각각 구비되는 접점이 음극 전극과 2 이상의 양극 전극들을 포함하도록 구성하여, 접점 간의 접촉 불량에 따른 무선 충전 효율 저하를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 충전 장치를 차량의 송풍구에 결합시킴에 있어 일측에 결합되는 고정 크립의 압력에 의해 타측에 결합되는 송풍구 날개의 고정력을 향상시킬 수 있는 브라켓을 포함시켜, 차량의 진동 등에 의한 접점 간 접촉 불량에 따른 무선 충전 효율 저하를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 자력 결합을 위해 무선 충전 장치에 내장되는 복수의 자석들이 서로 다른 극성 방향으로 배치되도록 하여, 송신 코일로부터 발생하는 자기장에 대한 자력의 영향을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해 무선 충전의 안정성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기 액세서리의 구성을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 7은 무선 충전 장치에 내장되는 복수의 자석들과 양극 전극들의 배치에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 구비되는 브라켓의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치들의 구성을 설명하기 위한 사시도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대 단말기 무선 충전 시스템에 대한 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템의 전체적인 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 무선 충전 시스템은 휴대용 단말기(10), 단말기 액세서리(100) 및 무선 충전 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 휴대용 단말기(10)는 스마트폰, PDA, 태블릿 PC 등의 휴대 가능한 전자기기로서, 무선 충전이 가능한 장치일 수 있다.
예를 들어, 휴대용 단말기(10)는, 자기 유도 방식의 무선 충전을 위한 수신 코일을 내장하여, 송신 코일에서 발생하는 자기장에 의해 수신 코일에서 유도 전류가 만들어져 휴대용 단말기(10)에 내장된 배터리가 충전될 수 있다.
단말기 액세서리(100)는 휴대용 단말기(10)에 고정 또는 부착되는 형태의 구조물로서, 스마트링, 휴대폰 케이스, 브라켓(bracket) 또는 클램프(clamp) 등 다양한 구조물일 수 있다.
예를 들어, 단말기 액세서리(100)는 휴대용 단말기(10)의 배면에 부착되며, 사용자의 손가락이 끼워져 회전 가능하고 바닥면에 거치가 가능하도록 하는 고리(ring)를 구비한 스마트링일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단말기 액세서리(100)에는 자기 유도 방식의 무선 충전을 위해 자기장을 발생시키는 송신 코일(101)이 내장된다.
단말기 액세서리(100)에 내장된 송신 코일(101)에서 발생하는 자기장에 의해, 휴대용 단말기(10)에 내장된 수신 코일(11)에서 전자기 유도가 일어나 유도 전류가 발생하여, 그에 따라 휴대용 단말기(10)의 배터리(미도시)가 무선으로 충전될 수 있다.
한편, 무선 충전 장치(200)는 단말기 액세서리(100)와 분리되어 구성되며, 필요 시(예를 들어, 무선 충전시) 단말기 액세서리(100)와 결합 가능한 구조를 가진다.
무선 충전 장치(200)에는, 단말기 액세서리(100)의 송신 코일(101)에 교류 전원을 공급하기 위한 회로부(201)가 내장될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)에는 각각 제1 접점(electric contact, 131)과 제2 접점(231)이 구비될 수 있다.
단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)가 결합되면, 제1, 2 접점들(131, 231)이 서로 접촉되어 전기적으로 연결되며, 그에 따라 무선 충전 장치(200)의 회로부(201)로부터 단말기 액세서리(100)의 송신 코일(101)로 교류 전원이 공급될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단말기 액세서리와 무선 충전 장치에 각각 구비되는 접점이 음극 전극과 2 이상의 양극 전극들을 포함하도록 구성하여, 접점 간의 접촉 불량에 따른 무선 충전 효율 저하를 감소시킬 수 있다.
제1, 2 접점들(131, 231)은 각각 복수의 전극들을 포함하여 구성되며, 좀 더 구체적으로는 각각 음극 전극과 2 이상의 양극 전극들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템은, 상기한 바와 같은 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)의 조합으로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 충전 패키지로 제공될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 휴대용 단말기(10)의 배면에 고정되는 액세서리(100)에 송신 코일(101)을 내장시켜 무선 충전 장치(200)와 결합시 접점들(131, 231)을 통해 송신 코일(101)로 전원이 공급되도록 함으로써, 단말기 액세서리(100)의 송신 코일(11)에서 발생되는 자기장을 이용해 휴대용 단말기(10)가 무선 충전되도록 하여, 휴대용 단말기(10)에 스마트링이나 케이스 등과 같은 액세서리가 장착된 상태에서도 효과적으로 무선 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)가 자력을 이용해 서로 결합되며, 그에 따라 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)의 결합이 용이하고, 각각에 구비된 제1, 2 접점들(131, 231)의 접촉 상태가 외부 충격 등에 의해 해제되지 않고 안정적으로 유지될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 사시도로 도시한 것으로, 도 2에 도시된 시스템의 구성 중 도 1을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 휴대용 단말기(10)의 배면에는 고리(ring)가 구비된 스마트링 형태의 단말기 액세서리(100)가 부착되어 고정되며, 단말기 액세서리(100)에는 자기 유도 방식의 무선 충전을 위해 자기장을 발생시키는 송신 코일(101)이 내장된다.
한편, 무선 충전 장치(200)는, 일측에는 단말기 액세서리(100)와 자력을 이용해 결합 가능한 구조를 가지고, 타측에는 차량의 송풍부, 평면 및 곡면 등 다양한 구조에 무선 충전 장치(200)를 고정시키기 위한 구조를 가지며, 외부로부터 전원을 공급받기 위한 전원부(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)에는 각각 제1 접점(131)과 제2 접점(231)이 구비되어, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)가 자력을 이용해 결합되는 경우 제1, 2 접점들(131, 231)이 서로 접촉되며, 접촉에 의해 전기적으로 연결된 제1, 2 접점들(131, 231)을 통해 무선 충전 장치(200)로부터 단말기 액세서리(100)에 내장된 송신 코일(101)로 전원이 공급될 수 있다.
한편, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)가 자력을 이용해 결합되기 위해, 단말기 액세서리(100)에는 금속 부재가 구비되며, 무선 충전 장치(200)에는 자성체(예를 들어, 영구 자석)가 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 무선 충전 장치(200)에는 복수의 자석들이 구비되며, 무선 충전 장치(200)에 구비된 복수의 자석들 중 2 이상의 자석들은 서로 다른 극성 방향으로 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이 자력 결합을 위해 무선 충전 장치(200)에 내장되는 복수의 자석들이 서로 다른 극성 방향으로 배치되도록 하여, 단말기 액세서리(100)에 구비된 송신 코일(101)로부터 발생하는 자기장에 대한 자력의 영향을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해 무선 충전의 안정성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3 내지 도 7을 참조하여, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200) 각각의 구성 및 동작에 대한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단말기 액세서리의 구성을 사시도로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 단말기 액세서리(100)는 사용자의 손가락이 끼워지는 고리(ring, 110)와, 일면이 휴대용 단말기(10)의 배면에 접착되며 송신 코일(101)이 내부에 배치되는 하우징(120)을 포함할 수 있다.
한편, 고리(120)는 연결 부재(111)를 이용해 하우징(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 하우징(120)의 타면에는 무선 충전 장치(200)와의 자력 결합을 위해 적어도 일부분에 금속이 구비된 제1 부착부(130)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 고리(120)는 사용자가 손가락을 끼울 수 있도록 링(ring)과 유사한 형상을 가지며 연결 부재(111)의 힌지 구조를 이용해 일정 각도만큼 회전하여 휴대용 단말기(10)의 배면 방향으로 접혀지거나 펼쳐질 수 있다.
또한, 제1 부착부(130)는 무선 충전 장치(200)에 구비된 자석과 부착되기 위해 철(Fe) 등과 같은 금속으로 이루어진 금속판으로 이루어지며, 제1 부착부(130)의 중심 부분에 제1 접점(131)이 형성되어 있을 수 있다.
그에 따라, 제1 부착부(130)에 무선 충전 장치(200)가 자력으로 부착되는 경우, 중심 부분의 제1 접점(131)이 무선 충전 장치(200)의 제2 접점(231)과 전기적으로 연결되어 송신 코일(101)에 전원이 공급될 수 있다.
송신 코일(101)은, 도 4에 도시된 바와 같은 형상으로 제1 접점(131)과 전기적으로 연결되어, 단말기 액세서리(100)의 하우징(120) 내에 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 접점(131)은 중앙에 위치하는 하나의 양극 전극(133)과 음극 전극(132), 중앙에 위치하는 양극 전극(133)을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의(예를 들어, 4개의) 양극 전극들(133)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 복수의 양극 전극들(예를 들어, 총 5개의) 양극 전극들(133)은 서로 병렬 연결되어, 복수의 양극 전극들(133) 중 하나의 양극 전극을 통해서도 송신 코일(101)에 전원이 공급될 수 있다.
한편, 하우징(120)은 플라스틱 등과 같은 합성수지로 이루어져 양면 테이프와 같은 접착부재를 이용해 휴대용 단말기(10)의 배면에 부착되어 고정되며, 사용자에 의해 회전 가능한 정면 하우징과 휴대용 단말기(10)의 배면에 부착되는 후면 하우징으로 구성될 수 있다.
이 경우, 전면 하우징과 함께 회전하는 회전 부재와, 상기 회전 부재를 지지하기 위한 적어도 하나의 플레이트가 단말기 액세서리(100)의 하우징(120) 내에 구비될 수 있다.
한편, 제1 부착부(130)에는, 제1 접점(131) 주변에 무선 충전 장치(200)와의 결합을 용이하게 하기 위한 복수의 돌기들(135)이 형성되어 있을 수 있다.
예를 들어, 단말기 액세서리(100)의 제1 부착부(130)에 4개의 돌기들(135)이 방사형으로 배치되며, 돌기(135)는 중앙에서 외곽 영역으로 갈수록 높이가 낮아지는 경사를 가지도록 형성될 수 있다.
단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)이 자력으로 부착될 때, 제1 부착부(130)에 형성된 돌기(135)가 무선 충전 장치(200)에 형성된 홈(미도시)에 삽입되면서 자연스럽게 제1 접점(131)과 무선 충전 장치(200)의 제2 접점(231)의 위치가 정확하게 일치하게 되어 정렬되며, 결합 후 임의의 회전이나 유동이 방지될 수 있다.
그에 따라, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)가 결합되어 무선 충전이 이루어지는 동안, 제1 접점(131)과 제2 접점(231)의 위치가 어긋나 무선 충전이 이루어지지 않거나 또는 무선 충전 효율이 떨어져 충전 속도가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
방사형으로 배치된 복수의 양극 전극들(133)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 2개의 돌기들(135) 사이에 각각 위치하여, 제2 접점(231)과의 접촉이 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치의 구성을 사시도로 도시한 것으로, 도시된 무선 충전 장치(200)는 결합부(210), 고정부(220), 케이블(250) 및 연결부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 결합부(210)는 단말기 액세서리(100)와 자력으로 결합되는 부분으로서, 중심 부분에 제2 접점(231)이 형성되고 단말기 액세서리(100)와의 결합을 용이하게 하기 위한 복수의 홈들(235)이 제2 접점(231) 주변에 형성된 제2 부착부(230)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 접점(231)은 중앙에 위치하는 하나의 양극 전극(233)과 음극 전극(232), 중앙에 위치하는 양극 전극(233)을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의(예를 들어, 4개의) 양극 전극들(233)을 포함하도록 구성되어, 상기한 바와 같은 제1 접점(131)의 전극 배치와 서로 대응될 수 있다.
이 경우, 복수의 양극 전극들(예를 들어, 총 5개의) 양극 전극들(233)은 서로 병렬 연결되어, 복수의 양극 전극들(233) 중 하나의 양극 전극을 통해서도 제1 접점(131)으로 전원이 전달될 수 있다.
예를 들어, 외부로부터의 진동이나 압력 등에 의해 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200) 사이의 결합이 미세하게 어긋나는 경우에도, 제1 접점(131)과 제2 접점(231)에 각각 구비된 복수의 양극 전극들(133, 233) 중 적어도 한 쌍이 접촉되면 송신 코일(101)로 전원이 공급될 수 있으므로, 접점 간 접촉 불량에 따른 무선 충전 효율 저하 문제가 개선될 수 있다.
한편, 제2 접점(231) 주변에 형성된 복수의 홈들(235)은, 단말기 액세서리(100)와 결합시 단말기 액세서리(100)의 제1 부착부(130)에 형성된 복수의 돌기들(135)이 삽입되도록 구성되어, 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)가 안정적으로 자력 결합되도록 할 수 있다.
케이블(250)은 결합부(210)에 일측이 연결되어 제2 접점(231)과 전기적으로 연결되며, 타측은 단말기 액세서리(100)의 송신 코일(101)로 전달할 전원을 공급하는 외부의 전원(power source)과 연결될 수 있다.
한편, 무선 충전 장치(200)의 결합부(210) 내부에는 단말기 액세서리(100)와의 자력 결합을 위한 자석이 내장될 수 있으며, 결합부(210)에 내장된 자석은 네오디뮴(NdFeB), 사마륨코발트(SmCo), 페라이트(Ferrite) 등으로 구성된 영구 자석일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 결합부(210)의 내부에는 복수의 자석들이 구비되며, 내장된 복수의 자석들은 서로 인접한 2개의 자석들이 서로 다른 극성 방향으로 가지도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 결합부(230)의 내부에 4개의 자석들이 배치되고, 4개의 자석들 중 주변으로 서로 인접한 2개의 자석들은 부착 방향을 향해 서로 다른 극성(N극-S극)을 가지도록 배치되며, 4개의 자석들 중 서로 멀리 떨어진 2개의 자석들은 부착 방향을 향해 동일한 극성(N극-N극, S극-S극)을 가지도록 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 결합부(210)의 내부 구조를 참조하면, 중심 부분에 제2 접점(231)이 형성되고, 제2 접점(231) 주변에 베이스부(237)가 형성되어 베이스부(237) 상에 4개의 자석들이 배치될 수 있다.
예를 들어, 베이스부(237) 상에는 4개의 자석 하우징들(237a, 237b, 237c, 237d)이 형성되어, 자석 하우징들(237a, 237b, 237c, 237d) 내부에 각각 하나의 자석이 위치되어 고정될 수 있다.
도 7을 참조하여 4개의 자석들의 극성 방향에 대한 일실시예를 설명하면, 4개의 자석들(238a, 238b, 238c, 238d) 중 제2 접점(231) 주변으로 서로 인접한 2개의 자석들(238a-238d, 238a-238b, 238b-238c, 238c-238d)는 제2 부착부(230)를 향해 서로 다른 극성을 가지도록 배치될 수 있다.
또한, 4개의 자석들(238a, 238b, 238c, 238d) 중 제2 접점(231)을 사이에 두고 서로 마주보는 2개의 자석들(238a-238c, 238b-238d)는 제2 부착부(230)를 향해 서로 동일한 극성을 가지도록 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 무선 충전 장치(200)에 내장되는 복수의 자석들을 인접한 자석들끼리 서로 다른 극성 방향을 가지도록 배치하여, 무선 충전 장치(200)의 결합부(210)에 인접한 영역에서의 자력의 세기가 증가되며, 그에 따라 작은 크기의 자석들로도 단말기 액세서리(100)와 무선 충전 장치(200)가 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 극성 방향 배치에 따라, 자석들(238a, 238b, 238c, 238d)에 의한 자기장(magnetic field)이, 제2 부착부(230)에 수직한 방향 보다, 제2 부착부(230)에 평행한 방향으로 생성되도록 유도함으로써, 무선 충전 장치(200)에 내장된 자석들의 자기장에 의한 단말기 액세서리(100) 또는 휴대용 단말기(10)로의 영향을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해 무선 충전 장치(200)에 내장된 자석들의 자기장이 송신 코일(101)로부터 발생하는 자기장에 영향을 미치거나 휴대용 단말기(10)의 동작에 영향을 미치는 현상을 개선할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 제2 접점(231)의 방사형으로 배치된 복수의 양극 전극들(233)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 4개의 자석들(238a, 238b, 238c, 238d) 중 서로 인접한 두개의 자석들 사이에 위치하여, 제1 접점(131)의 방사형으로 배치된 복수의 양극 전극들(133)과의 접촉이 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 고정부(220)는 무선 충전 장치(200)를 차량의 송풍구에 고정시키기 위한 구조를 가질 수 있으며, 그를 위해 차량의 송풍구 날개에 끼움 결합될 수 있는 한 쌍의 결합핀들로 구성된 고정 클립(221)을 포함할 수 있다.
고정 클립(221)은 탄성 변형되면서 차량의 송풍구에 압입식으로 끼워져 끼워진 상태가 견고하게 고정될 수 있다.
상기에서는 고정부(220)가 탄성 변형 가능한 고정 클립(221)을 구비하는 것을 예로 들어 본 발명의 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 차량의 송풍구에 탄성 변형에 의해 끼워지고 압입식으로 고정될 수 있는 다양한 형상이 채용될 수 있다.
한편, 무선 충전 장치(200)의 결합부(210)와 고정부(220)는 연결부(260)에 의해 연결되며, 연결부(260)는 회전에 의해 각도 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 무선 충전 장치(200)의 결합부(210)와 고정부(220)는 볼조인트 구조의 연결부(260)를 통해 연결되어, 결합부(210)가 고정부(220)에 대해 회전 가능하도록 할 수 있다.
연결부(260)의 볼조인트 구조는 두 개의 볼을 내부가 빈 구형상의 볼하우징 내에 삽입하여 연결한 것으로 360도 자유로운 회전이 가능하여 휴대용 단말기(10)의 상하 전후 좌우 각도 조절이 용이하도록 할 수 있다.
이 경우, 무선 충전 장치(200)의 결합부(210)와 고정부(220)는 볼조인트 구조과 연결되기 위한 위한 볼(ball)을 각각 구비할 수 있다.
결합부(210)의 볼과 고정부(220)의 볼은 각각 내부가 빈 구형상의 볼하우징 내에 삽입되어, 볼하우징에 대해 각각 회전 가능하며, 그에 따라 결합부(210)가 고정부(220)에 대해 360도 자유로운 회전이 가능할 수 있다.
내부가 빈 구형상의 볼하우징은 두 몸체로 구성하여 내부에 두 개의 볼을 삽입한 후 볼트 및 너트로 고정할 수 있도록 되며, 두 볼이 회전된 상태를 고정하기 위한 볼고정 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 볼고정 수단은 두 개의 볼 사이에 배치되고 양측 경사면을 가지는 상하이동 부재로써 양측 경사면이 두 볼에 밀착되는 방식으로 두 볼이 회전된 상태를 고정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무선 충전 장치(200)를 차량의 송풍구에 결합시킴에 있어 일측에 결합되는 고정 크립의 압력에 의해 타측에 결합되는 송풍구 날개의 고정력을 향상시킬 수 있는 브라켓을 포함시켜, 차량의 진동 등에 의한 접점 간 접촉 불량에 따른 무선 충전 효율 저하를 감소시킬 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 구비되는 브라켓의 구성에 대한 실시예를 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 브라켓(300)은, 제1 중심부(302)를 기준으로 양측으로 연장되며 상하로 절곡된 형상을 가지는 제1 부재(301)와, 제2 중심부(306)를 기준으로 양측으로 연장되며 상하로 절곡된 형상을 가지는 제2 부재(305)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1, 2 부재들(301, 305)은 제1, 2 중심부(302, 306)가 중앙 핀(pin, 309)을 이용해 서로 결합되어, 결합된 제1, 2 중심부(302, 306)를 중심으로 하여 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
일측에 상하로 위치한 제1 부재(301)와 제2 부재(305)를 사이에 두고 무선 충전 장치(200)의 고정 클립(221)이 끼워져 일측에 압력이 가해지며, 타측에 상하로 위치한 제2 부재(305)와 제1 부재(301) 사이에 송풍구 날개에 끼워져, 일측에 가해지는 압력에 의해 무선 충전 장치(200)가 송풍구 날개에 안정적으로 고정될 수 있다.
예를 들어, 먼저 차량의 송풍구 날개를 제1 부재(301)의 타측 연장부(304)와 제2 부재(305)의 타측 연장부(308) 사이에 위치시킨다.
그 후, 제1 부재(301)의 일측 연장부(303)와 제2 부재(305)의 일측 연장부(307)를 오므린 후, 무선 충전 장치(200)의 고정 클립(221)을 외부에 끼워 조이면, 브라켓(300)의 일측에 조이는 압력이 가해지고, 그 압력에 의해 타측에 끼워진 송풍구 날개에 조이는 압력이 전달될 수 있다.
상기에서는 무선 충전 장치(200)가 차량의 송풍구에 고정되는 것을 예로 들어 본 발명의 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 무선 충전 장치(200)는 차량 송풍구 이외에 가정 또는 사무 공간의 평면이나 곡면 등 다양한 환경에 고정 가능한 구조를 가질 수 있다.
도 11의 (a)를 참조하면, 무선 충전 장치(200)의 고정부(220)가 흡착 방식을 이용하여 평면에 고정 가능한 구조를 가져, 사무 공간의 책상 위에 무선 충전 장치(200)가 고정되도록 할 수 있다.
또한, 도 11의 (b)를 참조하면, 무선 충전 장치(200)의 고정부(220)가 유연한 소재로 구성된 복수의 그리퍼(gripper)들을 포함하여, 가정의 다양한 바닥면에 무선 충전 장치(200)가 고정되도록 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도시된 무선 충전 장치는 특정 위치에 고정되지 않고 케이블 형태로 사용 가능한 구조의 무선 충전 장치이다.
도 12를 참조하면, 무선 충전 장치의 결합부(310)에는 제2 접점(331)이 형성되고 자석이 내장되는 등, 상기에서 설명한 바와 같은 무선 충전 장치(200)의 결합부(210)와 동일한 구성을 가질 수 있다.
케이블(350)은, 일측이 결합부(310)에 연결되어 제2 접점(331)과 전기적으로 연결되며, 타측은 전원 단자와 연결될 수 있다.
예를 들어, 전원 단자는, 도 12에 도시된 바와 같이, USB 잭(381)이 구비된 USB 단자(380)일 수 있으며, 케이블(350)은 결합부(310)와 USB 단자(380)를 연결할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말기 액세서리(100)의 송신 코일(101)로 전달되는 교류 전원을 공급하기 위한 회로부(미도시)가 USB 단자(380)에 내장될 수 있다.
USB 단자(380)에 내장되는 회로부는, 회로부는 외부로부터 직류 전원을 공급받기 위한 전원부와, 공급받은 전원을 교류 전원으로 변환시키기 위한 변환부 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전원부는 외부로부터 직류 전원을 공급받기 위한 것으로, 공급 전압을 원하는 레벨로 낮추는 스텝 다운 트랜스포머와 AC 전압을 DC 신호로 변환하기 위한 정류 회로를 포함할 수 있다.
또한, 전원부는 별도 충전기의 케이블과의 연결되어 외부로부터 전원을 공급받기 위한 전원 단자를 구비할 수 있다.
변환부는 전원부로부터 입력되는 직류 전압을 고주파 교류 전력으로 변환시켜 송신 코일로 공급하기 위한 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 단말기 액세서리(100)의 송신 코일(101)로 전달되는 전원을 공급하기 위한 회로부가 무선 충전 장치의 전원 단자에 내장되도록 하여, 단말기 액세서리(100)와 자력으로 결합되는 결합부(310)와 회로부를 분리할 수 있으며, 그로 인해 회로부의 발열 등에 따른 무선 충전 기능 또는 휴대용 단말기(10)의 오동작을 방지할 수 있으며, 그와 함께 무선 충전 장치의 본체에 해당하는 결합부(310)의 크기를 소형화할 수 있다.
한편, 상기와 같이 케이블(350)의 단자 부분에 회로부를 내장시키는 것은, 상기에서 설명한 바와 같은 무선 충전 장치(200)에도 적용 가능하며, 이 경우 결합부(210)와 케이블(250)은 둘 사이의 연결 방향을 제외하고는 도 12에 도시된 무선 충전 장치와 동일한 구성을 가질 수 있다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 휴대용 단말기의 배면에 고정되며, 자기 유도 방식의 무선 충전을 위해 자기장을 발생시키는 송신 코일이 내장된 단말기 액세서리; 및
    상기 단말기 액세서리와 자력을 이용해 결합 가능한 무선 충전 장치;를 포함하며,
    상기 단말기 액세서리와 상기 무선 충전 장치에는 각각 제1 접점(electric contact)과 제2 접점이 구비되어, 상기 단말기 액세서리와 상기 무선 충전 장치가 결합되는 경우 상기 제1, 2 접점들이 서로 접촉되어 상기 무선 충전 장치로부터 상기 단말기 액세서리에 내장된 송신 코일로 전원이 공급되고,
    상기 제1, 2 접점들은 각각 음극 전극과 2 이상의 양극 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2 이상의 양극 전극들은 서로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2 이상의 양극 전극들은 하나의 양극 전극을 중심으로 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 장치에는 서로 다른 극성 방향으로 배치된 2 이상의 자석들이 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단말기 액세서리는
    사용자의 손가락이 끼워지는 고리(ring);
    일면이 상기 휴대용 단말기의 배면에 접착되며, 상기 송신 코일이 내부에 배치되는 하우징; 및
    상기 고리를 하우징에 연결하여 회전 가능하도록 하는 연결 부재;를 포함하고,
    상기 하우징의 타면에는, 상기 무선 충전 장치와의 자력 결합을 위하여 적어도 일부분에 금속이 구비된 제1 부착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무선 충전 장치와의 결합을 용이하게 하기 위한 복수의 돌기들이 상기 제1 부착부에 형성되며,
    상기 복수의 돌기들 중 서로 인접한 2개의 돌기들 사이 공간에 상기 2 이상의 양극 전극들 중 적어도 하나가 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 무선 충전 장치는
    상기 단말기 액세서리와 자력으로 결합되는 결합부; 및
    상기 결합부에 일측이 연결되어, 상기 제2 접점과 전기적으로 연결되는 케이블;을 포함하고,
    상기 결합부는
    상기 단말기 액세서리와의 결합을 용이하게 하기 위한 복수의 홈들이 형성된 제2 부착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결합부의 내부에 4개의 자석들이 배치되며,
    상기 4개의 자석들 중 서로 인접한 2개의 자석들은 상기 제2 부착부를 향해 서로 다른 극성을 가지며,
    상기 4개의 자석들 중 서로 마주보는 2개의 자석들은 상기 제2 부착부를 향해 동일한 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 장치는 차량의 송풍구에 상기 무선 충전 장치를 고정시키기 위해, 한 쌍의 결합핀들로 구성된 고정 클립을 구비하는 고정부;를 포함하고,
    일측에 상기 고정 클립이 결합되며, 타측은 차량의 송풍구 날개에 결합되는 브라켓;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 브라켓은
    제1 중심부를 기준으로 양측으로 연장되며, 상하로 절곡된 형상을 가지는 제1 부재; 및
    제2 중심부를 기준으로 양측으로 연장되며, 상하로 절곡된 형상을 가지는 제2 부재;를 포함하고,
    상기 제1, 2 부재들은 상기 제1, 2 중심부가 서로 결합되어, 상기 결합된 제1, 2 중심부를 중심으로 하여 회전 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 브라켓은
    일측에 상하로 위치한 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 사이에 두고 상기 고정 클립이 끼워져 상기 일측에 압력이 가해지며,
    타측에 상하로 위치한 상기 제2 부재와 상기 제1 부재 사이에 상기 송풍구 날개에 끼워져, 상기 일측에 가해지는 압력에 의해 상기 무선 충전 장치가 상기 송풍구 날개가 고정되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 무선 충전 시스템.
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