KR101891600B1 - 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치 및 차량 - Google Patents

차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치 및 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 단말기가 거치되고, 하나 이상의 홀을 포함하는 트레이; 상기 이동 단말기에, 무선 방식 통해 전기 에너지를 제공하는 코일부; 상기 코일부를 구동하는 구동부; 상기 코일부 및 상기 구동부를 수용하고, 내부에 유로부가 형성되는 케이스; 및 상기 홀을 통해, 상기 이동 단말기를 향해 공기를 배출하거나 상기 이동 단말기 주변의 공기를 흡입하는 팬 모듈;을 포함하는, 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에 관한 것이다.

Description

차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치 및 차량{Wireless charger for mobile terminal in vehicle and vehicle}
본 발명은 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에 관한 것이다.
이동 단말기 무선 충전 장치가 시중에서 선보이고 있다. 이러한 무선 충전 장치는, 5W의 전력으로 전기 에너지를 이동 단말기에 제공한다. 이경우, 공급되는 전기 에너지의 80% 내지 90%는 열로 전환된다. 이정도의 열은, 이동 단말기의 동작 및 충전에 영향을 미치지 않기 때문에 별도의 열처리 장치가 요구되지 않는다.
한편, 최근 이동 단말기는, 차량과의 커뮤니케이션을 통해, 다양한 기능을 제공하고 있다.
차량에서 동작되는 이동 단말기는, 다양한 기능을 제공함과 동시에 충전이 이루어져야 하기 때문에, 5W의 전력보다 더 큰 전력으로 충전이 이루어져야 한다. 이경우, 이동 단말기의 기능 또는 이동 단말기의 충전에 영향을 미칠 정도의 열이 발생된다. 따라서, 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치와 관련하여, 무선 충전 과정에서 발생되는 열을 관리하는 기술에 대한 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 무선 충전 과정에서 발생되는 열을 관리할 수 있는 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는, 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치를 포함하는 차량을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치는, 이동 단말기가 거치되고, 하나 이상의 홀을 포함하는 트레이; 상기 이동 단말기에, 무선 방식 통해 전기 에너지를 제공하는 코일부; 상기 코일부를 구동하는 구동부; 상기 코일부 및 상기 구동부를 수용하고, 내부에 유로부가 형성되는 케이스; 및 상기 홀을 통해, 상기 이동 단말기를 향해 공기를 배출하거나 상기 이동 단말기 주변의 공기를 흡입하는 팬 모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치는, 차량에 구비된 안테나를 통해, 이동 통신 신호를 수신하고, 상기 이동 통신 신호를 상기 이동 단말기에 전달하는 커플링 안테나;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 트레이는, 복수의 홀이 형성되는 베이스; 상기 베이스에서 돌출되게 형성되고, 상기 이동 단말기와 접촉되는 접촉부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 베이스는, 제1 면적을 가지고, 상기 복수의 홀은, 상기 베이스의 제1 영역에 형성되고, 상기 제1 영역은, 상기 이동 단말기의 크기보다 작은 제2 면적을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서상기 접촉부는, 마찰 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 유로부는, 제1 방향으로 형성되고, 일단이 상기 팬 모듈이 수용되는 팬 모듈 수용부와 연결되는 제1 유로; 제2 방향으로 형성되고, 일단이 상기 제1 유로의 타단에서 연장되는 제2 유로; 및 제3 방향으로 형성되고, 일단이 상기 제2 유로의 타단에서 연장되고, 타단이, 상기 홀을 통해, 상기 이동 단말기 거치 공간과 연결되는 제3 유로;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치는, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로의 연결 부위에 형성되는 이물질 차단부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치는, 상기 제1 유로 상에 배치되고, 상기 제1 유로와 소정 각도를 가지는 격벽; 및 상기 제1 유로 상에 형성되고, 상기 격벽을 통해 걸러진 이물질을 외부로 배출시키는 이물질 배출구;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 제2 유로는, 상기 일단에서 상기 타단으로 갈수록 단면이 점점 작아질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 베이스는, 지면과 소정 각도를 형성하게 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 팬 모듈은, 상기 트레이보다 위에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 팬 모듈은, 제1 팬; 및 제2 팬;을 포함하고, 상기 유로부는, 상기 제1 팬이 수용되는 제1 팬 수용부와 연결되어, 상기 홀을 통해, 상기 이동 단말기를 향해 공기를 배출하는 제1 유로부; 및 상기 제2 팬이 수용되는 제2 팬 수용부와 연결되어, 상기 코일부 및 상기 구동부를 향해 공기를 배출하는 제2 유로부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 유로부는, 상기 트레이와 상기 코일부 사이에 배치되는 배치되는 제1 유로부; 및 상기 코일부와 상기 구동부 사이에 배치되는 제2 유로부;를 포함하고, 상기 팬 모듈은, 흡입된 이동 단말기 주변의 공기가, 상기 제1 유로부 및 상기 제2 유로부를 거쳐 유동되도록 유도할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 트레이는, 플레이트 형상의 베이스; 및 상기 베이스에서 돌출되게 형성되고, 상기 이동 단말기와 접촉하는 접촉부;를 포함하고, 상기 홀은, 상기 접촉부의 측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 구동부는, 회로 기판; 상기 회로 기판에 실장되고, 주행 상황 정보를 수신하는 인터페이스부; 및 상기 회로 기판에 실장되는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 주행 상황 정보에 기초하여 상기 팬 모듈의 구동을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 인터페이스부는, 주행 속도 정보를 수신하고, 상기 프로세서는, 상기 주행 속도 정보에 기초하여, 상기 팬 모듈의 회전 속도를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 프로세서는, 상기 이동 단말기로부터, 온도 정보를 수신하고, 상기 온도 정보에 기초하여, 상기 팬 모듈의 회전 속도를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 프로세서는, 상기 코일부를 통해, 상기 온도 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치에서, 상기 프로세서는, 상기 이동 단말기의 무선 충전 종료 후에, 기 설정된 시간 동안, 팬 모듈이 구동되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량은, 상기 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 차량에서 이동 단말기가 차량과 연동하여 동작을 수행함과 동시에 무선 충전할 때, 발생되는 열을 처리하여 열에 의해 무선 충전이 방해받지 않게 하는 효과가 있다.
둘째, 물과 같은 이물질이 홀을 통해 이동 단말기용 무선 충전 장치 내부로 들어간 경우에도 무선 충전 장치가 정상적으로 동작되게 하는 효과가 있다.
셋째, 주행 상황 정보에 따라 팬 모듈의 회전 속도를 적절하게 제어함으로써, 팬 구동에 따른 소음이 사용자를 방해하지 않게 하는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 무선 충전 방식을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치가 배치되는 차량의 실내를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 A-A를 절개한 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7 내지 도8b는 본 발명의 실시예에 따른 트레이를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 9a 내지 도 9k는 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 다양한 실시예를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 제어 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 무선 충전 방식을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치(100)(이하, 무선 충전 장치)는, 유도 결합 방식 또는 공진 결합 방식을 이용할 수 있다.
유도 결합 방식(Inductive Coupling) 방식은, 인접한 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 흐르는 전류의 세기를 변화시키면 그 전류에 의해 자기장이 변하고, 이로 인하여 2차 코일(coil)을 지나는 자속이 변하게 되어 2차 코일(coil)측에 유도 기전력이 생기게 되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 두 개 도선을 공간적으로 움직이지 않고도 두 개 코일(coil)을 근접시킨 채 1차 코일(coil)의 전류만 변화시키면 유도 기전력이 생기게 된다. 이 경우, 주파수 특성은 크게 영향을 받지 않으나, 각 코일(coil)을 포함하는 송신 장치(예를 들면, 무선 충전 장치) 및 수신 장치(예를 들면, 이동 단말기) 사이의 배열(Alignment) 및 거리(Distance)에 따라 전력 효율이 영향을 받게 된다.
공진 결합(Resonance Coupling) 방식은, 일정 거리가 떨어진 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 공진 주파수(Resonance Frequncy)를 인가하여 발생한 자기장 변화량 중 일부가 동일한 공진 주파수의 2차 코일(coil)에 인가되어 2차 코일(coil)에서 유도 기전력이 발생되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 송수신 장치가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우, 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 에너지 전달이 없게 된다. 이 경우, 주파수의 선택이 중요한 문제가 될 수 있다. 소정 거리 이상 이격된 공진 주파수간에는 서로간에 에너지 전달이 없으므로, 공진 주파수 선택을 통해 충전 대상 기기를 선택할 수도 있다. 만일, 하나의 공진 주파수에 하나의 기기만이 할당되는 경우, 공진 주파수의 선택은 곧 충전 대상 기기를 선택하는 의미를 가질 수도 있다.
공진 결합 방식은 유도 결합 방식에 비해, 각 코일(coil)을 포함하는 송신 장치 및 수신 장치 사이의 배열(Alignment) 및 거리(Distance)가 상대적으로 전력 효율에 덜 영향을 주는 장점이 있다.
이하에서는 공진 결합 방식을 이용한 무선 충전 장치를 중심으로 설명하나, 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 장치는 유도 결합 방식을 이용할 수도 있음을 명시한다.
먼저, 공진(resonance)(또는 공명)에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 공진(resonance)이란, 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.
같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기 회로에서는 인덕터와 커패시터를 사용하여 공진 회로를 만들 수 있다.
공진 결합 방식을 이용한 무선 충전 장치(100)는 제1 코일부를 포함할 수 있다. 제1 코일부는 제1 커패시턴스(Capacitance) 성분 및 제1 인덕턴스(Inductance) 성분을 포함한다. 제2 코일부는 제2 커패시턴스 성분 및 제2 인덕턴스 성분을 포함한다.
한편, 제1 코일부에서, 인접 코일 사이의 간격, 길이, 회전수에 의해 제1 인덕턴스(Inductance, L)가 결정된다. 또한, 코일사이의 간격과 코일의 면적에 의해 제1 커패시턴스(Capacitance, C)가 결정된다.
제2 코일부에서, 인접 코일 사이의 간격, 길이, 회전수에 의해 제2 인덕턴스(Inductance, L)가 결정된다. 또한, 코일사이의 간격과 코일의 면적에 의해 제2 커패시턴스(Capacitance, C)가 결정된다.
등가 커패시턴스는 제1 커패시턴스 및 제2 커패시턴스를 등가 계산한 값이다. 등가 인덕턴스는 제1 인덕턴스 및 제2 인덕턴스를 등가 계산한 값이다.
무선 충전 장치(100)에서의 공진 주파수는 다음과 같이 등가 커패시턴스값 및 등가 인덕턴스값에 따라 결정된다.
Figure 112017011680615-pat00001
공진 주파수가 상기 수학식과 같이 결정될 때, 무선 중전 장치(100)는 제1 커패시턴스, 제1 인덕턴스, 제2 커패시턴스 또는 제2 인덕턴스를 조절하여, 공진 주파수를 변경할 수 있다.
도 1에서 지시번호 11은 무선 충전 장치(100)의 등가 커패시턴스를 지시한다. 지시번호 12은 무선 충전 장치(100)의 등가 인덕턴스를 지시한다.
무선 충전 장치(100)에 인가되는 전원에 의하여 특정한 진동 주파수를 가진 자기장이 형성된다. 형성된 자기장에 의하여 이동 단말기(20)에서 공진 현상이 일어나는 경우, 이동 단말기(20) 내에서는 공진 현상에 의한 전력이 발생된다.
전술한 바와 같이 복수의 진동체들이 전자기적으로 상호 공진하면, 상기 복수의 진동체들 이외의 주변 물체들에 영상을 받지 않기 때문에 전력 전송 효율을 높일 수 있다. 전자기적으로 상호 공진하는 복수의 진동체들 사이에는 에너지 터널(tunnel)이 발생할 수 있다. 이를 에너지 커플링(coupling) 또는 에너지 꼬리(tail)이라고 하기도 한다.
본 명세서에 개시된 공진 결합 방식은 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 사용할 수 있는데, 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 이용하여 전력을 전송하는 경우, 상기 전자기파의 단일 파장내에 위치하는 영역에는 거의 자기장만이 영향을 미치게 된다. 이를 자기적 결합(magnetic coupling) 또는 자기적 공진(magnetic resonance)라고 할 수 있다. 이러한 자기적 공진은 상기 낮은 주파수를 가지는 전자기파의 단일파장 내에 상기 무선 충전 장치(100)와 이동 단말기(100)가 위치할 때 발생될 수 있다.
한편, 이동 단말기(20)는 무선 충전 장치(100)에서 형성된 자기장에 의하여 공진 현상이 일어날 수 있도록 구성된 수신 코일(22) 및 공진 형성 회로(21)를 포함할 수 있다. 여기서, 공진 형성 회로(21)는 용량성 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 즉, 공진 형성 회로(21)는 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 커패시터부일 수 있다. 이동 단말기(20)의 공진 주파수는 수신 코일(22)의 인덕턴스와 공진 형성 회로(21)의 커패시턴스를 상기 수학식 1에 대입하여 구할 수 있다. 공진 형성 회로(21)의 회로 소자의 구성은 이동 단말기(20)가 상기 자기장에 의하여 공진이 일어날 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 1과 같이 수신 코일(22)과 직렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다.
이하의 설명에서는 무선 충전 장치(100)의 공진 주파수와 이동 단말기(20)의 공진 주파수가 매칭된다는 가정하에 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 예시한 도면이다.
차량(10)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(10)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치를 포함할 수 있다.
차량(10)은 자율 주행 차량일 수 있다.
차량(10)은, 사용자 입력에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
차량(10)은, 이동 단말기(20)와 통신할 수 있다. 이동 단말기(20)는, 차량(10)과 통신하여, 다양한 기능을 수행할 수 있다.
차량(10)은, 무선 충전 장치(100)를 포함할 수 있다.
이동 단말기(20)는, 차량(10)과의 통신을 통해, 다양한 기능을 제공하면서, 동시에 무선 충전을 수행할 수 있다. 이경우, 무선 충전 장치(100) 및 이동 단말기(20)에는 열이 발생된다.
이동 단말기(20)는, 충전시 열이 발생되어, 감지되는 온도가 기 설정 온도 이상인 경우, 안전을 위해, 충전을 중단하게 설계된다.
이와 같이, 무선 충전에 의해 발생되는 열에 의해, 무선 충전이 중단되게 되면, 완충까지 걸리는 시간이 늘어나게 되어 사용자는 불편을 겪게된다. 또한, 충전이 제대로 되지 않으면, 이동 단말기(20)의 기능에 제약이 발생된다.
본원 발명의 실시예에 따른 무선 충전 장치(100)는, 무선 충전에 의해 발생되는 열을 관리하여, 완충까지 충전 시간이 늘어나는 불편함을 없앨 수 있다. 또한, 무선 충전 중에도 이동 단말기(20)의 기능 제공이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 전장(overall length)은 차량(100)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(100)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(100)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(100)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(100)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치가 배치되는 차량의 실내를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 충전 장치(100)는, 차량 내부에 배치될 수 있다.
예를 들면, 무선 충전 장치(100)는, 센타 콘솔의 일 영역, 센타페시아의 일 영역, 글로브 박스의 일 영역 또는 대시 보드의 일 영역에 배치될 수 있다.
예를 들면, 무선 충전 장치(100)는, 리어 시트의 암레스트의 일 영역에 배치될 수 있다.
센타 콘솔, 센타페시아, 글로브 박스, 대시 보드, 암레스트 중 적어도 어느 하나에 포켓이 구비될 수 있다. 무선 충전 장치(100)는, 포켓 내부에 배치될 수 있다.
포켓은, 커버를 포함할 수 있다. 커버는, 자동 또는 수동으로 개폐될 수 있다.
커버의 개폐 여부에 기초하여, 무선 충전 장치(100)는 무선 충전 동작 여부를 결정할 수 있다.
예를 들면, 센싱부(도 10 420)는, 커버의 개폐 여부 및 포켓 내부의 이동 단말기의 존재 유무를 감지할 수 있다. 포켓 내부의 이동 단말기(20)의 존재가 감지된 상태에서, 커버가 닫히는 것이 감지되는 경우, 무선 충전 장치(100)는, 무선 충전 동작을 수행할 수 있다. 포켓 내부의 이동 단말기(20)의 존재가 감지되지 않거나, 커버가 열린 것이 감지되는 경우, 무선 충전 장치(100)는, 무선 충전 동작을 수행하지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 A-A를 절개한 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 무선 충전 장치(100)는, 트레이(110), 플레이트(130), 커플링 안테나(140), 코일부(150), 코일 브라켓(160), 구동부(170), 히트 싱크(180), 팬 모듈(190) 및 케이스(200)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 무선 충전 장치(100)는, 구성 요소 중 일부가 생략되거나 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다.
트레이(110)는, 이동 단말기(20)를 거치할 수 있다.
트레이(110)는, 하나 이상의 홀을 포함할 수 있다.
트레이(110)는, 도 7 내지 도 8b를 참조하여 상세하게 설명한다.
플레이트(130)는, 제1 케이스(210)와 커플링 안테나(140) 사이에 배치될 수 있다.
플레이트(130)는, 제1 케이스(210)를 지지할 수 있다.
실시예에 따라, 플레이트(130)는 생략될 수 있다.
커플링 안테나(140)는, 트레이(110) 하방에 배치될 수 있다.
커플링 안테나(140)는, 코일부(150) 상방에 배치될 수 있다.
커플링 안테나(140)는, 이동 통신 신호를 이동 단말기(20)에 전달할 수 있다. 차량(10)에 구비되는 안테나는, 이동 통신 신호를 수신할 수 있다. 커플링 안테나(140)는, 차량(10)에 구비된 안테나를 통해 수신되는 이동 통신 신호를 수신할 수 있다. 커플링 안테나(140)는, 이동 통신 신호를 이동 단말기(20)에 전달할 수 있다.
커플링 안테나(140)는, 수신된 이동 통신 신호를 증폭하여, 이동 단말기(20)에 전송할 수 있다.
차량(10)이 산악 지대, 터널 또는 지하차도와 같이, 이동 통신 신호의 수신률이 떨어지는 장소를 주행하는 경우, 이동 단말기(20)는, 이동 통신 신호를 수신하지 못할 수 있다. 이경우, 커플링 안테나(140)는, 수신률이 좋은 차량(100) 안테나를 통해, 이동 통신 신호를 수신하여, 이동 단말기(20)에 전달할 수 있다.
커플링 안테나(140)로 의해, 수신률이 떨어지는 장소에서도, 이동 단말기는, 이동 통신 신호를 장애없이 수신할 수 있다. 이동 통신 신호를 장애없이 수신함으로써, 이동 단말기(20)는, 사용자에게 이동 통신 신호에 기초한 다양한 기능(예를 들면, TPEG 내비게이션 기능)을 제공할 수 있다.
커플링 안테나(140)는, NFC(near field communication) 안테나를 포함할 수 있다.
NFC 안테나는, 이동 단말기(20)로부터 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, NFC 안테나는, 이동 단말기(20)로부터, 이동 단말기(20)의 온도 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, NFC 안테나는, 이동 단말기(20)로부터, 무선 충전에 요구되는 전기 에너지 정보를 수신할 수 있다.
실시예에 따라, 커플링 안테나(140)는, 생략될 수 있다.
코일부(150)는, 트레이(110) 하방에 배치될 수 있다. 코일부(150)는, 커플링 안테나(140) 하방에 배치될 수 있다.
코일부(150)는, 구동부(170) 상방에 배치될 수 있다.
코일부(150)는, 구동부(170)에서 제공되는 구동 신호에 따라 동작될 수 있다. 코일부(150)는, 구동부(170)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 코일부(150)는, 구동부(150)에 포함되는 프로세서(도 10의 470)와 전기적으로 연결되어, 프로세서(470)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
코일부(150)는, 이동 단말기(10)에 무선 방식을 통해 전기 에너지를 제공할 수 있다.
예를 들면, 코일부(150)는, 공진 결합 방식에 기초하여, 이동 단말기(10)에 전기 에너지를 제공할 수 있다.
예를 들면, 코일부(150)는, 공진 결합 방식에 기초하여, 이동 단말기(10)에 전기 에너지를 제공할 수 있다.
코일 브라켓(160)은, 코일부(150) 하방에 배치될 수 있다.
코일 브라켓(160)은, 구동부(170) 상방에 배치될 수 있다.
코일 브라켓(160)은, 코일부(150)를 고정할 수 있다. 예를 들면, 코일 브라켓(160)은, 코일부(150)를, 구동부(170)에 나사 결합할 수 있다.
구동부(170)는, 코일부(150) 하방에 배치될 수 있다.
구동부(170)는, 코일부(150)를 구동할 수 있다.
구동부(170)는, 회로 기판 및 프로세서(도 10의 470)를 포함할 수 있다.
회로 기판은, PCB(printed circuit board)를 포함할 수 있다. 회로 기판에는, 인터페이스부(430), 프로세서(470), 메모리(도 10의 440) 및 팬구동부(도 10의 450)등, 복수의 소자가 실장될 수 있다.
프로세서(470)는, 회로 기판에 실장될 수 있다.
프로세서(470)는, 코일부(150)를 제어할 수 있다. 프로세서(470)는, 코일부(150)에 전기적 신호를 제공하여, 이동 단말기(20)에 무선 방식으로 전기 에너지를 제공하도록 코일부(150)를 구동할 수 있다.
프로세서(470)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
히트 싱크(180)는, 구동부(170) 하방에 배치될 수 있다.
히트 싱크(180)는, 메탈 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 히트 싱크(180)는, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
히트 싱크(180)는, 무선 충전 장치(100) 내부의 열을 외부로 배출할 수 있다. 예를 들면, 히트 싱크(180)는, 코일부(150) 또는 구동부(170)에서 생성된 열을 무선 충전 장치(100)의 외부로 배출할 수 있다.
팬 모듈(190)은, 구동부(170) 하방에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 팬 모듈(190)은, 트레이(110) 보다 위에 배치될 수 있다.
팬 모듈(190)은, 유로부(230)에서 공기의 순환을 유도할 수 있다.
팬 모듈(190)은, 트레이(110)에 포함된 홀을 통해, 이동 단말기(20)를 향해 공기를 배출하거나, 이동 단말기(20) 주변의 공기를 흡입할 수 있다.
이와 같이, 이동 단말기(20) 주변의 공기가 유동되면서, 무선 충전 과정에서 발생되는 열을 제거할 수 있다.
팬 모듈(190)은, 하나 이상의 팬을 포함할 수 있다. 팬 모듈(190)은, 팬의 회전을 통해, 공기를 배출하거나 공기를 흡입할 수 있다.
팬 모듈(190)은, 복수의 팬을 포함할 수 있다.
예를 들면, 팬 모듈(190)은, 제1 팬 및 제2 팬을 포함할 수 있다. 이경우, 제1 팬은, 제1 유로부를 통해 공기를 배출하거나 공기를 흡입하고, 제2 팬은, 제2 유로부를 통해 공기를 배출하거나 공기를 흡입할 수 있다. 제1 유로부는, 트레이(110)에 포함되는 홀과 연결될 수 있다. 제2 유로부는, 코일부(150)와 구동부(170) 사이, 커플링 안테나(140)와 코일부(150) 사이 또는 커플링 안테나(140)와 플레이트(130) 사이에 배치될 수 있다.
팬 모듈(190)은, 회전팬(rotating fan), 솔리드 스테이트 팬(solid state fan), 압전팬(piezoelectric fan), 원심팬(blower fan), 축류팬, 사류팬 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 팬의 작동에 의해 발생되는 진동 및 소음을 저감하기 위해, 팬 모듈에 포함되는 팬과 타 부품 접촉부위에 방진 소재를 적용할 수 있다.
케이스(200)는, 무선 충전 장치(100)의 외관을 형성할 수 있다. 케이스(200)는, 내부에 무선 충전 장치(100)의 각 구성 요소를 수용할 수 있는 수용 공간을 형성하여 무선 충전 장치(100)의 각 구성요소를 보호할 수 있다.
케이스(200)는, 코일부(150) 및 구동부(170)를 수용할 수 있다.
케이스(200)는, 탑 케이스(top case)(210), 바텀 케이스(bottom case)(220) 및 유로부(230)를 포함할 수 있다.
케이스(200) 내부에는 유로부(230)가 형성될 수 있다.
유로부(230)는, 팬 모듈(190)이 수용되는 공간과 연결될 수 있다. 유로부(230)의 일측은, 팬 모듈(190)이 수용되는 공간과 연결된다. 팬 모듈(190) 수용되는 공간은, 팬 모듈 수용부로 명명될 수 있다.
유로부(230)는, 트레이(110)에 형성된 홀을 통해, 무선 충전 장치(100)의 외부의 공간과 연결될 수 있다. 유로부(230)의 타측은, 홀을 통해, 외부의 공간과 연결된다. 여기서, 홀을 통해 연결되는 외부 공간은, 이동 단말기(20)가 위치하는 공간일 수 있다. 이동 단말기(20)가 위치하는 공간은, 이동 단말기(20) 거치부로 명명될 수 있다.
유로부(230)는, 제1 유로(231), 제2 유로(232) 및 제3 유로(233)를 포함할 수 있다.
제1 유로(231)는, 제1 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 방향은, 수직 방향(예를 들면, 전고 방향)일 수 있다.
제1 유로(231)는, 일단이 팬 모듈(190)이 수용되는 팬 모듈 수용부와 연결될 수 있다.
제2 유로(232)는, 제2 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 제2 방향은, 수평 방향(예를 들면, 전장 방향 또는 전폭 방향)일 수 있다.
제2 유로(232)는, 제1 유로(231)의 타단에서 연장될 수 있다. 제2 유로(232)의 일단은, 제2 유로(231)의 타단과 연결될 수 있다.
제3 유로(233)는, 제3 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 제3 방향은, 제1 방향과 소정 각도(예를 들면, 0도 내지 50도)를 가지는 방향일 수 있다. 제3 방향은, 제2 방향과 소정 각도(예를 들면, 40도 내지 90도)를 가지는 방향일 수 있다.
제3 유로(233)는, 제2 유로의 타단에서 연장될 수 있다. 제3 유로(233)의 일단은, 제2 유로(232)의 일단과 연결될 수 있다.
제3 유로(233)의 타단은 트레이(110)에 포함된 홀을 통해, 이동 단말기(20)가 거치되는 공간과 연결될 수 있다.
무선 충전 장치(100)는, 이물질 차단부(240)를 더 포함할 수 있다. 이물질 차단부(240)는, 유로부(230)내에 형성될 수 있다.
이물질 차단부(240)는, 트레이(110)에 형성된 홀을 통해 외부에서 유로부(230)로 유입되는 이물질을 차단할 수 있다. 예를 들면, 이물질 차단부(240)는, 홀을 통해, 액체가 유입되는 경우, 액체가 팬 구동부(190)에 도달하지 못하도록 차단할 수 있다.
이물질 차단부(240)는, 제1 유로(231) 및 제2 유로(232)의 연결 부위에 형성될 수 있다. 이물질 차단부(240)는, 격벽 형상으로, 제1 방향(예를 들면, 전고 방향)으로 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 이물질 차단부(240)에 의해, 제2 유로(232)까지 유입된 이물질이, 이물질 차단부(240)에 가로막혀, 제1 유로(231)까지 도달하지 못하게 된다. 이로 인해, 팬 모듈(190)의 고장을 사전에 예방할 수 있다.
한편, 트레이(110)는 탈착 구조로 형성될 수 있다. 트레이(110)를 분리한 후, 이물질 차단부(240)에서 걸러진 이물질을 제거할 수 있다.
한편, 유로부(230)는, 팬 모듈(190)에서 멀어질수록 단면이 점점 작아지게 형성될 수 있다. 이로 인해, 팬구동에 의핸 공기 배출시, 더 빠른 속도의 공기를 배출하여, 열 제거의 성능을 높일 수 있다.
예를 들면, 제1 유로(231)는, 일단에서 타단으로 갈수록 단면이 점점 작아지게 형성될 수 있다.
예를 들면, 제2 유로(232)는, 일단에서 타단으로 갈수록 단면이 점점 작아지게 형성될 수 있다.
예를 들면, 제3 유로(233)는, 일단에서 타단으로 갈수록 단면이 점점 작아지게 형성될 수 있다.
도 7 내지 도8b는 본 발명의 실시예에 따른 트레이를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은, 도 6의 S부분을 확대한 도면이다.
도 7을 참조하면, 트레이(110)는, 유로부(230)의 구조적 강성을 위한 재질로 형성될 수 있다.
트레이(110)는, 베이스(111) 및 접촉부(112)를 포함할 수 있다.
베이스(111)는 플레이트 형상일 수 있다.
베이스(111)에는, 복수의 홀(116)이 형성될 수 있다. 복수의 홀(116) 각각은 소정 면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 복수의 홀(116)은, 이물질 차단과 공기의 유동 저항을 고려하여, 1 제곱미터의 면적을 가질 수 있다.
접촉부(112)는, 베이스(111)에 형성될 수 있다. 접촉부(112)는, 베이스(111)에서 상향 돌출되게 형성될 수 있다. 접촉부(112)는, 이동 단말기(20)와 접촉될 수 있다.
접촉부(112)는, 이동 단말기(20)가 미끄러지지 않고 안정적으로 고정될 수 있도록, 이동 단말기(20)와의 접촉면에 마찰 부재를 포함할 수 있다. 마찰 부재는 고무 재질로 형성될 수 있다.
접촉부(112)는, 복수개의 돌기를 포함할 수 있다.
도 8a는 위에서 본 트레이의 예시도이다.
도 8a를 참조하면, 베이스(111)는, 수평 방향으로, 제1 면적을 가질 수 있다.
베이스(111)에 형성되는 복수의 홀(116)은, 베이스(111)의 제1 영역(115)안에 형성될 수 있다.
제1 영역(115)은, 베이스(111)의 중심에 배치될 수 있다.
제1 영역(115)은, 이동 단말기(20)의 크기보다 작은 제2 면적을 가질 수 있다.
이경우, 이동 단말기(20) 트레이(110) 위에서 어느 영역(20a, 20b)에 위치하든, 이동 단말기(20)는, 제1 영역(115)을 커버할 수 있게된다. 이로 인해, 제1 영역(115)안에 형성되는 복수의 홀(116)을 통해 제공되는 공기가 누설되지 않고, 모두 이동 단말기(20)로 제공될 수 있다.
도 8b는, 홀의 위치를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 8b를 참조하면, 베이스(111)는 플레이트 형상일 수 있다.
접촉부(112)는, 베이스(111)에서 돌출되게 형성되고, 이동 단말기(20)와 접촉할 수 있다.
복수의 홀(116)은, 접촉부(112)의 측면에 형성될 수 있다.
복수의 홀(116)이 접촉부(112)의 측면에 형성됨으로써, 베이스(111)에 형성되는 경우보다 이물질(117)의 유입 가능성이 줄어든다. 특히, 이물질이 액체인 경우, 홀(116)의 위치까지 액체가 도달하지 않으면, 유로부(230) 내로 액체가 유입되지 않는다.
도 9a 내지 도 9k는 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 다양한 실시예를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 9a를 참조하면, 무선 충전 장치(100)는, 격벽(251) 및 이물질 배출구(252)를 더 포함할 수 있다.
격벽(251)은, 유로부(230)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 격벽(251)은, 수직 방향으로 형성된 제1 유로(231) 내부에, 제1 유로(231)와 소정 각도를 가지도록 배치될 수 있다. 제1 유로(231) 내부 측면에 격벽(251)이 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 유로(231) 내부 측면을 타고 흐르는 액체 형태의 이물질은 격벽(251)에 의해 걸러질 수 있다.
이물질 배출구(252)는, 유로부(230) 내부에 형성될 수 있다. 예를 들면, 이물질 배출구(252)는, 수직 방향으로 형성된 제1 유로(231) 내부에 형성될 수 있다. 격벽(251)과 제1 유로(231)가 접하는 부위의 상단에 이물질 배출구(252)가 형성될 수 있다. 이물질 배출구는, 제1 유로(231)와 무선 충전 장치(100)의 외부를 연통할 수 있다.
이물질 배출구(252)는, 격벽(251)을 통해 걸러진 이물질을 무선 충전 장치(100)외부로 배출시킬 수 있다.
한편, 무선 충전 장치(100)는, 이물질 배출 통로(241)를 더 포함할 수 있다.
이물질 배출 통로(241)는, 이물질 차단부(240)의 하단부와 무선 충전 장치(100)의 외부를 연통할 수 있다.
유로부(240)와 이물질 배출 통로(241)를 분리함으로써, 이물질을 효과적으로 제거함과 동시에 이물질로 인한 유로부(240) 내부의 공기 유동이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 팬 모듈(190)은, 제1 유로(231)의 하단 측방에서 팬을 구동할 수 있다.
팬 모듈(190) 수용부는, 제1 유로(231) 하단 측방에 위치할 수 있다. 이경우, 이물질이 직접적으로 팬 모듈(190)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 무선 충전 장치(100)는, 차량 내부에서 지면(GR)을 기준으로 기울어지게 배치될 수 있다.
이경우, 트레이(110)는, 지면(GR)과 소정 각도(900)를 형성하게 배치될 수 있다.
트레이(110) 외에도, 구동부(170), 코일부(150) 및 커플링 안테나(140)는 지면(GR)과 소정 각도(900)를 형성하게 배치될 수 있다.
이와 같은 구조를 통해, 트레이(110)에 구비된 홀을 통한 이물질 유입시에도, 이물질 차단부(240)를 통해, 효율적으로 이물질을 차단할 수 있다.
도 9a에서 설명한 이물질 배출 통로를 더 포함하는 경우, 보다 효율적으로 이물질 배출이 이루어질 수 있다.
도 9c를 참조하면, 팬 모듈(190)은, 트레이(110) 보다 위에 배치될 수 있다. 즉, 팬 모듈(190)은, 트레이(110)보다 더 높은 위치에 배치될 수 있다.
팬 모듈(190)이 트레이(110)보다 더 높은 위치에 배치됨으로써, 이물질은 팬 모듈(190)에 도달하지 못하고 유로부(230)의 하단부에 쌓이게된다.
트레이(110)는, 탈착 가능하게 형성될 수 있다. 트레이(110)가 분리된 상태에서, 유로부(230)에 쌓인 이물질은 용이하게 제거될 수 있다.
도 9d를 참조하면, 무선 충전 장치(100)는, 냉기 공급 장치(910)를 더 포함할 수 있다.
냉기 공급 장치(910)는, 냉기를 생성할 수 있다. 생성된 냉기는, 팬 모듈(190) 또는 별도로 구비된 팬(911)에 의해 유로부(230) 내부로 공급될 수 있다.
냉기 공급 장치(910)는, 냉기 생성을 위해 열전 소자 또는 자기 냉각기를 이용할 수 있다.
도 9e를 참조하면, 무선 충전 장치(100)는, 팬 모듈(190) 대신 차량(10)의 공조 시스템(920)을 이용할 수 있다.
유로부(230)는, 차량(10)의 공조 시스템(920)과 연결될 수 있다. 공조 시스템(920)은, 유로부(230)에서의 공기 순환을 유도할 수 있다.
도 9f를 참조하면, 팬 모듈(190)에 포함된 팬의 회전 방향에 따라, 팬 모듈(190)은, 이동 단말기(20)를 향해 공기를 배출하거나, 이동 단말기(20) 주변의 공기를 흡입할 수 있다.
실시예에 따라, 팬 모듈(190)은, 제1 팬 및 제2 팬을 포함할 수 있다.
프로세서(470)의 제어에 따라, 제1 팬을 구동하는 경우, 이동 단말기(20)를 향해 공기를 배출할 수 있다.
프로세서(470)의 제어에 따라, 제2 팬을 구동하는 경우, 이동 단말기(20) 주변의 공기를 흡입할 수 있다.
도 9g를 참조하면, 구동부(170)는, 송신 코일(150)과 공간상으로 분리되어 배치될 수 있다.
구동부(170)는, 수직 방향으로 배치될 수 있다. 무선 충전을 위한 커플링을 고려할 때 코일부(150)의 자세는 중요하나, 구동부(170)의 자세는 무선 충전에 영향을 미치지 않는다.
무선 충전 장치(100) 전체의 부피를 줄이기 위해, 구동부(170)는, 수평 방향이 아닌, 수직 방향 또는 지면과 소정 각도를 이루는 방향으로 배치될 수 있다.
이경우, 무선 충전 장치(100)의 설계의 자유도가 향상되는 장점이 있다.
도 9h를 참조하면, 유로부(230)는, 제1 유로(231), 제2 유로(232), 제3 유로(233) 및 제4 유로(234)를 포함할 수 있다.
제1 유로(231)는, 제1 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 방향은, 수직 방향(예를 들면, 전고 방향)일 수 있다.
제1 유로(231)는, 일단이 제4 유로(234)와 연결될 수 있다. 제1 유로(231)의 일단은, 제4 유로(234)의 타단과 연결될 수 있다. 제1 유로(231)는, 제4 유로(243)의 타단에서 연장될 수 있다.
제2 유로(232)는, 제2 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 제2 방향은, 수평 방향(예를 들면, 전장 방향 또는 전폭 방향)일 수 있다.
제2 유로(232)는, 제1 유로(231)의 타단에서 연장될 수 있다. 제2 유로(232)의 일단은, 제2 유로(231)의 타단과 연결될 수 있다.
제3 유로(233)는, 제3 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 제3 방향은, 제1 방향과 소정 각도(예를 들면, 0도 내지 50도)를 가지는 방향일 수 있다. 제3 방향은, 제2 방향과 소정 각도(예를 들면, 40도 내지 90도)를 가지는 방향일 수 있다.
제3 유로(233)는, 제2 유로의 타단에서 연장될 수 있다. 제3 유로(233)의 일단은, 제2 유로(232)의 일단과 연결될 수 있다.
제3 유로(233)의 타단은 트레이(110)에 포함된 홀을 통해, 이동 단말기(20)가 거치되는 공간과 연결될 수 있다.
제4 유로(234)는, 제2 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 제2 방향은, 수평 방향(예를 들면, 전장 방향 또는 전폭 방향)일 수 있다.
제4 유로(234)는, 송신 코일(150)과 구동부(170) 사이에 배치될 수 있다.
무선 충전 동작시, 송신 코일(150)과 구동부(170)에서 열이 발생된다. 제4 유로(234)는, 송신 코일(150)과 구동부(170)를 냉각할 수 있다.
제4 유로(234)의 일단은 팬 모듈(190)이 수용되는 팬 모듈 수용부와 연결될 수 있다.
제4 유로(234)의 타단은, 제1 유로(231)와 연결될 수 있다.
유로부(230) 내부에, 별도의 팬(930)을 더 구비할 수 있다. 별도로 구비되는 팬(930)은, 유로부(230)에서의 공기 순환력을 증가시킬 수 있다.
도 9i를 참조하면, 팬 모듈(190)은, 제1 팬(941) 및 제2 팬(942)을 포함할 수 있다.
유로부(230)는, 제1 유로부(951) 및 제2 유로부(952)를 포함할 수 있다.
제1 팬(941)은 제1 유로부(951)와 연결될 수 있다.
제1 유로부(951)는, 제1 팬(941)이 수용되는 제1 팬 수용부와 연결될 수 있다. 제1 유로부(951)는, 트레이(110)에 포함되는 홀을 통해, 이동 단말기(200)를 향해 공기를 배출할 수 있다.
제2 유로부(952)는, 제2 팬(942)이 수용되는 제2 팬 수용부와 연결될 수 있다. 제2 유로부(952)는, 코일부(150) 및 구동부(170)를 향해 공기를 배출할 수 있다.
제2 유로부(952)는, 송신부(150)와 구동부(170) 사이에 배치될 수 있다. 제2 유로부(952)는, 커플링 안테나(140)와 코일부(150) 사이에 배치될 수 있다. 제2 유로부(952)는, 트레이(110)와 커플링 안테나(140) 사이에 배치될 수 있다.
제1 유로부(952)는 제2 팬(942)이 수용되는 제2 팬 수용부와 무선 충전 장치(100) 외부를 연통할 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 단말기(20)로부터 이동 단말기(20)의 온도 정보를 수신할 수 있다.
센싱부(420)는, 코일부(150) 또는 구동부(170) 주변에 배치되어, 온도 정보를 생성할 수 있다.
프로세서(470)는, 센싱부(420)로부터 온도 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 단말기(20)의 온도 정보에 기초하여 제1 팬(941)을 구동할 수 있다.
프로세서(470)는, 코일부(150) 주변 또는 구동부(170) 주변의 온도 정보에 기초하여, 제2 팬(942)을 구동할 수 있다.
프로세서(470)는, 수신되는 온도 정보에 기초하여, 제1 팬(941) 및 제2 팬(942)을 개별적으로 구동할 수 있다.
도 9j를 참조하면, 유로부(190)는, 제1 유로부(961) 및 제2 유로부(962)를 포함할 수 있다.
제1 유로부(961)는, 트레이(110) 하방에 배치될 수 있다. 제1 유로부(961)는, 트레이(110)에 포함된 홀과 연결될 수 있다.
제1 유로부(961)는, 홀을 통해 이동 단말기(20)를 향해 배출되는 공기를 유동시킬 수 있다.
제1 유로부(961)는, 홀을 통해, 흡입되는 이동 단말기(20) 주변의 공기를 유동시킬 수 있다.
제2 유로부(961)는, 순환 유로를 포함할 수 있다. 제2 유로부(961)는, 제1 유로(963) 및 제2 유로(964)를 포함할 수 있다.
제1 유로(963)는, 트레이(110)와 코일부(150) 사이에 배치될 수 있다.
제2 유로(964)는, 코일부(150)와 구동부(170) 사이에 배치될 수 있다.
팬 모듈(190)은, 공기가, 제1 유로(963) 및 제2 유로(964)를 거쳐 유동되도록 유도할 수 있다.
팬 모듈(190)은, 공기가 제1 유로부(961)를 순환하도록 유도할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 이동 단말기(20)에서 발생되는 열과 코일부(150) 및 구동부(170)에서 발생되는 열을 제거할 수 있다.
도 9k를 참조하면, 유로부(230)는, 순환유로를 포함할 수 있다. 유로부(230)는, 제1 유로(971) 및 제2 유로(972)를 포함할 수 있다.
제1 유로(963)는, 트레이(110)와 코일부(150) 사이에 배치될 수 있다.
제2 유로(964)는, 코일부(150)와 구동부(170) 사이에 배치될 수 있다.
팬 모듈(190)은, 이동 단말기(20) 주변의 공기가 홀을 통해 유로부(230)로 흡입되도록 유도할 수 있다.
흡입되는 공기는, 제1 유로(963) 및 제2 유로(964)로 분산되어 팬 모듈(190)을 향해 이동될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 이동 단말기(20)에서 발생되는 열과 코일부(150) 및 구동부(170)에서 발생되는 열을 제거할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시에 따른 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치의 제어 블럭도이다.
구동부(170)는, 회로 기판 및 회로 기판에 실장되는 소자, 회로 및 모듈을 포함할 수 있다.
구체적으로, 구동부(170)는, 회로 기판, 인터페이스부(430), 메모리(440), 팬 구동부(450), 에너지 제공부(460) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 무선 충전 장치(100)는, 전원 공급부(410), 인터페이스부(430), 메모리(440), 팬구동부(450), 에너지 제공부(460) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 무선 충전 장치(100)는, 센싱부(420)를 더 포함할 수 있다.
전원 공급부(410)는, 무선 충전 장치(100)의 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(410)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
전원 공급부(410)는, 무선 방식을 통해, 이동 단말기(20)에 제공될 전기 에너지를 공급할 수 있다.
예를 들면, 전원 공급부(410)는, DC 전원을 에너지 제공부(460)에 공급할 수 있다.
센싱부(420)는, 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다.
온도 센서는, 커플링 안테나(140), 코일부(150) 및 구동부(170) 중 적어도 어느 하나의 주변에 배치될 수 있다.
온도 센서는, 커플링 안테나(140), 코일부(150) 및 구동부(170) 중 적어도 어느 하나에 의해 발생되는 열에 의한 온도를 센싱할 수 있다.
인터페이스부(430)는, 차량(10)에 포함되는 다른 장치와의 정보, 신호 또는 데이터 교환을 수행할 수 있다. 인터페이스부(430)는, 수신된 정보, 신호 또는 데이터를 프로세서(470)에 전송할 수 있다. 인터페이스부(430)는, 프로세서(470)에서 생성되거나 처리된 정보, 신호 또는 데이터를 차량(10)에 포함된 다른 장치에 전송할 수 있다.
인터페이스부(430)는, 회로 기판에 실장될 수 있다.
인터페이스부(430)는, 주행 상황 정보를 수신할 수 있다.
주행 상황 정보는, 차량 외부의 오브젝트에 대한 정보, 내비게이션 정보 및 차량 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
오브젝트에 대한 정보는, 오브젝트의 존재 유무에 대한 정보, 오브젝트의 위치 정보, 차량(100)과 오브젝트와의 거리 정보 및 차량(10)과 오브젝트와의 상대 속도 정보를 포함할 수 있다.
내비게이션 정보는, 맵(map) 정보, 설정된 목적지 정보, 상기 목적지 설정 따른 경로 정보, 경로 상의 다양한 오브젝트에 대한 정보, 차선 정보 및 차량의 현재 위치 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
차량 상태 정보는, 차량 내부에 구비된 각종 센서에서 감지된 데이터를 기초로 생성된 정보일 수 있다.
예를 들면, 차량 상태 정보는, 차량의 자세 정보, 차량의 주행 속도 정보, 차량의 기울기 정보, 차량의 중량 정보, 차량의 방향 정보, 차량의 배터리 정보, 차량의 연료 정보, 차량의 타이어 공기압 정보, 차량의 스티어링 정보, 차량 실내 온도 정보, 차량 실내 습도 정보, 페달 포지션 정보 및 차량 엔진 온도 정보 등을 포함할 수 있다.
인터페이스부(430)는, 주행 속도 정보를 수신할 수 있다.
메모리(440)는, 프로세서(470)와 전기적으로 연결된다. 메모리(440)는, 각 유닛에 대한 기본 데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(440)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(440)는 프로세서(470)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 무선 통신 장치(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
실시예에 따라, 메모리(440)는, 프로세서(470)와 일체형으로 형성되거나, 프로세서(470)의 하위 구성 요소로 구현될 수 있다.
메모리(440)는, 회로 기판에 실장될 수 있다.
팬구동부(450)는, 팬모듈(190)에 포함된 팬을 구동할 수 있다. 팬구동부(450)는, 프로세서(470)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
팬구동부(450)는, 모터 및 모터 제어 회로를 포함할 수 있다.
에너지 제공부(460)는, 프로세서(470)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
에너지 제공부(460)는, 컨버터, 인버터 및 코일부(150)를 포함할 수 있다.
에너지 제공부(460)는, 전원 공급부(490)에서 제공되는 전기 에너지를 무선 충전 방식에 맞게 전환할 수 있다. 이를 위해, 에너지 제공부(460)는, 컨버터 및 인버터를 포함할 수 있다.
컨버터는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터는, 전원 공급부에서 제공되는 DC 전원을, 승압 또는 강압할 수 있다.
인버터는 DC-AC 인버터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 인버터는, 풀 브리지 회로를 포함할 수 있다. DC-AC 인버터는, DC-DC 컨버터에 의해 승압 또는 강압된 DC 전원을 AC 전원으로 전환할 수 있다.
코일부(도 5의 150)는, 인버터에 의해 전환된 AC 전원에 기초하여, 전기 에너지를 이동 단말기(20)로 전달할 수 있다.
이동 단말기(20)는, 전달되는 전기 에너지를 이용해 배터리를 충전할 수 있다. 이동 단말기(20)는, AC 전원을 DC 전원으로 전환하여 배터리를 충전할 수 있다.
에너지 제공부(460)의 컨버터 및 인버터는, 회로 기판에 실장될 수 있다.
프로세서(470)는, 무선 충전 장치(100)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(470)는, 주행 상황 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 주행 상황 정보에 기초하여 팬 모듈의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(10)의 주행 속도 정보에 기초하여, 팬 모듈에 포함된 팬의 회전 속도를 제어할 수 있다. 프로세서(470)는, 팬구동부(450)의 제어를 통해, 팬의 회전 속도를 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(10)의 주행 속도에 비례하여, 팬의 회전 속도를 제어할 수 있다. 차량(10)의 속도값이 작아지는 경우, 프로세서(470)는, 팬의 회전 속도가 점점 느려지게 할 수 있다. 차량(10)의 속도값이 커지는 경우, 프로세서(470)는, 팬의 회전 속도가 점점 빨라지게 할 수 있다.
저속 주행시, 주행에 의한 소음이 발생되지 않기 때문에, 팬 모듈(190)의 구동에 따른 소음이 사용자에게 크게 들릴 수 있다. 이경우, 팬의 회전 속도를 느리게하여, 사용자가 팬 모듈(190) 구동에 따른 소음을 인지하지 못하게 할 수 있다.
고속 주행시, 주행에 의한 소음이 많이 발생되기 때문에, 팬 모듈(190)의 구동에 따른 소음이 사용자에게 들리지 않을 수 있다. 이경우, 팬의 회전 속도를 빠르게 하여, 무선 충전에 의해 발생되는 열을 빠르고 효율적으로 제거할 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 단말기(20)로부터 온도 정보를 수신할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, NFC 안테나를 통해, 이동 단말기(20)로부터 이동 단말기(20)의 온도 정보를 수신할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 코일부(150)를 통해, 이동 단말기(20)로부터 이동 단말기(20)의 온도 정보를 수신할 수 있다.
코일부(150)는, AC 전원을 통해 전기 에너지를 이동 단말기(20)로 전달한다. AC 전원은, 소정의 주파수를 가질 수 있다. 코일부(150)는, AC 전원의 주파수에 기초하여, 이동 단말기(20)와 정보를 교환할 수 있다.
코일부(150)는, AC 전원의 주파수에 기초하여, 이동 단말기(20)로부터 온도 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 단말기(20)의 무선 충전 종료 후에, 기 설정된 시간 동안, 팬 모듈(190)이 구동되도록 제어할 수 있다.
이동 단말기(20)의 무선 충전이 완료된 상태에서도, 무선 충전에 의해 발생된 열은 지속적으로 남아있을 수 있다.
무선 충전 완료 후에도, 기 설정된 시간 동안, 팬 모듈(190)이 구동되도록 하여, 남은 열을 제거할 수 있다.
프로세서(470)는, 회로 기판에 실장될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 차량

Claims (20)

  1. 이동 단말기를 거치하고, 하나 이상의 홀을 포함하는 트레이;
    상기 이동 단말기에, 무선 방식을 통해 전기 에너지를 제공하는 코일부;
    상기 코일부를 구동하는 구동부;
    상기 코일부 및 상기 구동부를 수용하고, 내부에 유로부가 형성되는 케이스; 및
    상기 홀을 통해, 상기 이동 단말기를 향해 공기를 배출하거나 상기 이동 단말기 주변의 공기를 흡입하는 팬 모듈;을 포함하고,
    상기 유로부는,
    제1 방향으로 연장되고, 상기 팬 모듈이 수용되는 팬 모듈 수용부와 연결되는 제1 유로;
    상기 제1 유로에서부터 제2 방향으로 연장되는 제2 유로; 및
    상기 제2 유로에서부터 제3 방향으로 연장되고, 상기 홀을 통해, 상기 이동 단말기 거치 공간과 연결되는 제3 유로;를 포함하고,
    상기 제3 방향은, 상기 제2 방향과 예각을 이루고,
    상기 제2 유로는, 상기 팬 모듈에서 멀어질수록 단면이 점점 작아지는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    차량에 구비된 안테나를 통해, 이동 통신 신호를 수신하고, 상기 이동 통신 신호를 상기 이동 단말기에 전달하는 커플링 안테나;를 더 포함하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 트레이는,
    복수의 홀이 형성되는 베이스;
    상기 베이스에서 돌출되게 형성되고, 상기 이동 단말기와 접촉되는 접촉부;를 포함하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 베이스는, 제1 면적을 가지고,
    상기 복수의 홀은, 상기 베이스의 제1 영역안에 형성되고,
    상기 제1 영역은, 상기 이동 단말기의 크기보다 작은 제2 면적을 가지고,
    상기 제1 영역은, 상기 베이스의 중심에 배치되는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 접촉부는, 마찰 부재를 포함하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 트레이는,
    플레이트 형상의 베이스; 및
    상기 베이스에서 돌출되게 형성되고, 상기 이동 단말기와 접촉하는 접촉부;를 포함하고,
    상기 홀은, 상기 접촉부의 측면에 형성되는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 유로 및 상기 제2 유로의 연결 부위에 형성되는 이물질 차단부;를 더 포함하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 유로 내부에 배치되고, 상기 제1 유로와 소정 각도를 가지는 격벽; 및
    상기 제1 유로 내부에 형성되고, 상기 격벽을 통해 걸러진 이물질을 외부로 배출시키는 이물질 배출구;를 더 포함하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 트레이는,
    지면과 소정 각도를 형성하게 배치되는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 팬 모듈은,
    상기 트레이보다 위에 배치되는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 팬 모듈은,
    제1 팬; 및
    제2 팬;을 포함하고,
    상기 유로부는,
    상기 제1 팬이 수용되는 제1 팬 수용부와 연결되어, 상기 홀을 통해, 상기 이동 단말기를 향해 공기를 배출하는 제1 유로부; 및
    상기 제2 팬이 수용되는 제2 팬 수용부와 연결되어, 상기 코일부 및 상기 구동부를 향해 공기를 배출하는 제2 유로부;를 포함하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 유로부는,
    상기 트레이와 상기 코일부 사이에 배치되는 배치되는 제4 유로; 및
    상기 코일부와 상기 구동부 사이에 배치되는 제5 유로;를 포함하고,
    상기 팬 모듈은,
    공기가, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 거쳐 유동되도록 유도하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    회로 기판;
    상기 회로 기판에 실장되고, 주행 상황 정보를 수신하는 인터페이스부; 및
    상기 회로 기판에 실장되는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 상황 정보에 기초하여 상기 팬 모듈의 구동을 제어하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 인터페이스부는,
    주행 속도 정보를 수신하고,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 속도 정보에 기초하여, 상기 팬 모듈의 회전 속도를 제어하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이동 단말기로부터, 온도 정보를 수신하고,
    상기 온도 정보에 기초하여, 상기 팬 모듈의 회전 속도를 제어하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 코일부를 통해, 상기 온도 정보를 수신하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이동 단말기의 무선 충전 종료 후에,
    기 설정된 시간 동안, 팬 모듈이 구동되도록 제어하는,
    차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치.
  20. 제 1항에 기재된 차량에 구비되는 이동 단말기용 무선 충전 장치를 포함하는 차량.


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