KR20150115256A - 휴대용 충전장치 - Google Patents

Abstract

복수개의 면을 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부에 위치하는 배터리; 일단이 상기 하우징이 힌지결합하여 회전운동하며 상기 하우징의 일면과 접하거나 이격되는 회동플레이트; 및 상기 회동플레이트의 내부에 위치하며 상기 배터리로부터 공급되는 전력을 다른 전자장치에 전달하는 전력송신코일을 포함하는 휴대용 충전장치는 다양한 형상의 전자장치를 안착하여 충전할 수 있어 전자장치별로 휴대용 충전장치를 휴대하는 불편함을 줄일 수 있다.

Description

휴대용 충전장치{PORTABLE CHARGER}

본 발명은 다양한 형상의 단말기를 충전할 수 있고, 다양한 방식으로 충전할 수 있는 휴대용 충전장치에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.

이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.

단말기의 기능이 다양해지고 사용빈도가 커짐에 따라 배터리의 소모속도가 빨라 배터리 용량을 확보하는 것이 문제가 된다. 다만 배터리의 크기를 너무 크게하면 단말기의 크기가 커지는 문제 때문에 휴대성이 떨어지고 사용시 불편한 문제가 있다.

최근에는 외부에서도 손쉽게 충전할 수 있도록 휴대용 충전장치의 이용이 늘고 있다. 다만, 휴대용 충전장치는 유선방식으로 주로 이용하기 때문에 단말기와 연결해야하는 불편함이 있고, 특정 단말기 맞춤형으로 제작되어 와치형 단말기나 글래스 타입 단말기와 같은 다양한 형태의 단말기에 적용이 어려운 문제가 있다.

본 발명의 상기 문제를 해결하기 위해 다양한 형태의 단말기에 적용 가능하며 다양한 방식으로 충전 가능한 휴대용 충전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

복수개의 면을 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부에 위치하는 배터리; 일단이 상기 하우징이 힌지결합하여 회전운동하며 상기 하우징의 일면과 접하거나 이격되는 회동플레이트; 및 상기 회동플레이트의 내부에 위치하며 상기 배터리로부터 공급되는 전력을 다른 전자장치에 전달하는 전력송신코일을 포함하는 휴대용 충전장치를 제공한다.

상기 전력송신코일은 전자기유도 방식으로 전력을 전달하는 제1 전력송신코일이고, 상기 하우징의 상기 회동플레이트가 안착되는 면에 위치하는 자기공진 방식으로 전력을 전달하는 제2 전력송신코일을 더 포함할 수 있다.

상기 회동플레이트에 위치하며 다른 전자장치의 충전방식을 감지하여 상기 제1 전력송신코일 또는 상기 제2 전력송신코일을 선택적으로 작동시키는 센싱부를 더 포함할 수 있다.

상기 회동플레이트의 일단에 돌출된 거치부를 더 포함할 수 있다.

상기 회동플레이트의 일단은 상기 하우징의 일면 모서리로부터 이격된 위치에서 힌지결합하고, 상기 일면의 모서리와 상기 힌지결합 사이에 위치하는 거치부를 더 포함할 수 있다.

상기 회동플레이트는, 일면을 커버하는 제1 회동플레이트와, 상기 일면의 반대편에 위치하는 타면을 커버하는 제2 회동플레이트를 포함할 수 있다.

상기 제1 회동플레이트에 실장된 전력송신코일은 전자기유도 방식으로 전력을 전달하고, 상기 제2 회동플레이트에 실장된 전력송신코일은 자기공명 방식으로 전력을 전달할 수 있다.

상기 하우징의 기울기 변화를 감지하는 자이로센서를 더 포함하고, 상부에 위치한 전력송신코일을 활성화시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징의 일면과 타면을 제외한 면이 상면에 위치하는 경우 상기 전력송신코일을 비활성화시키고, 상기 하우징의 일면과 타면을 제외한 면이 상면에 위치고 상기 회동플레이트가 상기 하우징에서 이격된 상태이면 상기 전력송신코일을 활성화시킬 수 있다.

상기 회동플레이트에 실장된 근접센서; 주변에 수신코일을 포함하는지 여부를 감지하는 충전센서; 및 상기 근접센서에서 근접한 물체를 감지하면 상기 충전센서를 활성화시키고, 상기 충전센서에서 수신코일이 존재한다고 감지하면 상기 전력송신코일을 활성화 시키는 제어부를 포함할 수 있다.

주변에 수신코일을 포함하는지 여부를 감지하는 충전센서; 및 상기 다른 전자장치의 충전이 완료되면 상기 충전센서 및 상기 전력송신코일에 전원을 차단할 수 있다.

상기 회동플레이트는 상기 하우징에 힌지결합하는 메인 회동플레이트와, 상기 메인 회동플레이트의 표면에 힌지결합하는 서브플레이트를 포함하고, 상기 전력송신코일은 상기 서브플레이트에 내장할 수 있다.

상기 회동플레이트의 표면에 상기 다른 전자장치가 삽입되는 거치홈이 형성될 수 있다.

상기 회동플레이트 표면은 마찰력이 높은 소재를 포함하거나 요철이 형성될 수 있다.

상기 회동플레이트와 상기 하우징을 연결하는 힌지는 상기 회동플레이트에 결합하는 제1 회전축; 상기 하우징에 결합하는 제2 회전축; 및 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축의 외측을 커버하는 힌지커버를 포함하며, 상기 회동플레이트는 180°회전될 수 있다.

일측은 상기 제1 회전축에 결합하고 타측은 상기 제2 회전축에 결합하는 힌지 플레이트를 더 포함하고, 상기 힌지 플레이트를 통해 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축 간에 회전력이 전달되어 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축이 대칭적으로 회동할 수 있다.

상기 회동플레이트의 회전된 상태를 고정하는 고정부를 더 포함할 수 있다. 상기 회동플레이트가 커버하지 않는 면에 형성되어 다른 전자장치와 연결하는 케이블이 삽입되는 유선충전 포트를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리는 복수개의 단위 배터리로 구성되며, 상기 회동플레이트가 커버하지 않는 면에 형성되어 외부전원을 입력받는 전원공급 포트; 및 상기 전원공급 포트를 통해 입력되는 전원의 전압에 따라 상기 단위 배터리의 연결상태를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 회동플레이트가 커버하지 않는 면에 형성되며 충전상태를 표시하는 인디케이터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 스마트폰, PDF, MP3, 와치타입 단말기, 글래스 타입 단말기 및 휴대용 스피커 등 다양한 형상의 전자장치를 안착하여 충전할 수 있어 전자장치별로 휴대용 충전장치를 휴대하는 불편함을 줄일 수 있다.

또한, 유선 방식뿐만 아니라 무선으로 충전이 가능하며, 무선 방식도 전자기유도방식 및 자기공명방식을 모두 이용할 수 있어 휴대 단말기별로 가능한 충전 방식을 적용하여 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 무선충전 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 충전장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 투시도이다.
도 5는 본 발명의 휴대용 충전장치의 일 실시예의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 휴대용 충전장치의 일 실시예를 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 휴대용 충전장치의 사용상태도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 휴대용 충전장치의 일 실시예의 또 다른 변형예를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 휴대용 충전장치의 다른 실시예를 일 방향에서 본 사시도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 충전장치의 사용 태양을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 휴대용 충전장치의 다른 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
도 15는 도 14의 휴대용 충전장치의 사용태양을 도시한 도면이다.
도 16은 도 14의 휴대용 충전장치의 힌지부를 도시한 단면도이다.
도 17은 도 10의 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
도 18은 도 16의 휴대용 충전장치의 사용 태양을 도시한 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 휴대용 충전장치의 거치 상태에 따른 휴대용 충전장치의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 휴대용 충전장치의 배터리의 일 실시예를 도시한 개념도이다.

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.

도 1은 본 명세서에 개시된 실시예 들에 따른 무선 전력 전송장치 및 전자기기를 개념적으로 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하면, 휴대용 충전기(100)는 상기 전자장치(10)에 필요한 전력을 무선으로 전달하는 장치로서, 전력송신코일(130)을 포함하고 전자장치(10)는 상기 전력송신코일(130)에서 송신한 전원을 받아서 충전하는 전력수신코일(13)을 포함한다. 상기 전자장치로는 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와 태블릿 혹은 멀티미디어 기기, 와치형 단말기, 글래스형 단말기 등과 같은 웨어러블 장치를 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.

무선충전 방식에는 전자기유도방식과 자기공명방식이 있다. 전자기유도방식은 유도전류 원리를 이용하여 충전이 필요한 전자장치(10)를 충전하는 방식으로, 휴대용 충전장치(100)에 실장된 전력송신코일(130)에 흐르는 전류가 전자기장을 형성하고 상기 전자기장 내에 위치하는 전력수신코일(13)은 전자기장에 의해 전류가 흐를 수 있다.

자기공명방식은 특정 주파수에서 큰 진폭으로 진동하는 현상인 공명방식을 이용하여 충전하는 방식으로 동일한 공진주파수를 갖는 전력송신코일(130)과 전력수신코일(13) 사이에 형성되는 강한 자계결합 현상을 이용한다.

전자기유도방식은 효율이 높으나 전력송신코일(130)과 전력수신코일(13)이 인접하게 위치해야하 하며, 이격되거나 비스듬하게 배치되는 경우에는 효율이 크게 떨어진다. 따라서, 전자기유도방식의 충전에서는 전력송신코일(130)과 전력수신코일(13) 사이의 배치가 매우 중요하다.

반면 자기공명방식은 효율이 전자기유도방식에 비해 높지는 않으나, 이격된 거리에서도 충전이 가능하기 때문에 사용에 제한을 받지 않는 장점이 있다. 또한 사용하지 않은 에너지 부분은 전자장으로 재흡수되어 다른 방식과 달리 비방사식으로 주변기기나 인체에 영향을 주지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 구체적인 실시예를 살펴보도록 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대용 충전장치(100)를 도시한 사시도이고, 도 4은 도 1의 투시도로 하우징(110), 회동플레이트(120), 전력송신코일(130), 배터리(115) 및 근거리 무선통신부(180)가 도시되어 있다.

하우징(110)은 배터리(115)가 내부에 위치하며, 육면체 형상을 하고 있다. 본 실시예의 하우징(110)은 상면과 하면이 넓고 측면은 좁은 육면체 형상이나 이에 한정되지 않는다. 하우징(110)의 측면에는 전원을 공급받기 위한 전원공급 포트(165)가 위치할 수 있고, 유선방식으로 충전하기 위한 유선충전 포트(160)가 위치할 수 있다. 또한, 단말기의 충전상태를 표시하기 위한 인디케이터(170)가 위치할 수 있다.

하우징(110)의 일면에 형성된 회동플레이트(120)는 하우징(110)에 회전 가능하게 일단에 위치하는 힌지부(125)에 의해 결합을 한다. 회동플레이트(120)는 회전되어 하우징(110)과 소정각도에서 고정될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 비스듬하게 기울어진 상태로 고정하여 단말기(10)를 거치시킬 수 있다.

스마트폰과 같은 형태의 단말기(10)가 거치될 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 회동플레이트(120)의 힌지부(125)와 인접한 일단에 단말기 거치부(127)를 돌출시켜 충전이 필요한 전자장치(10, 20)가 회동플레이트(120)에 기대어 고정될 수 있다. 마찰력이 높은 소재로 회동플레이트(120) 표면을 구현하면 회동플레이트(120)에 기대어 거치한 전자장치(10, 20)가 미끌어지는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대용 충전장치(100)로서 거치부(117)가 회동플레이트(120)에서 돌출된 형태가 아닌 하우징(110)에 위치한다. 회동플레이트(120)가 하우징(110)의 일면 전체를 커버하지 않고 하우징(110)의 일면 모서리에서 이격된 위치에서 힌지결합하고, 모서리와 힌지부(125) 사이에 요철을 형성하여 거치부(217)를 구성할 수 있다.

본 실시예에서는 하우징(110)의 일면이 모두 회동플레이트(120)에 의해 덮이지 않으므로 도 5에 도시된 바와 같이 인디케이터(170)가 하우징(110)의 일면에 위치할 수 있다.

본 발명의 휴대용 충전장치(100)는 전력송신코일(130, 150)을 포함하여, 무선방식으로 배터리(115)에 충전된 전원을 충전이 필요한 전자장치(10, 20)로 전송할 수 있다. 전력송신코일(130)은 회동플레이트(120)에 위치할 수 있으며, 하우징(110)에 위치하는 배터리(115)로부터 인쇄회로기판(135)을 통해 전원을 공급받아 전류가 흐른다. 전력송신코일(130)은 전자기장을 형성하여 충전이 필요한 전자장치(10, 20)의 전력수신코일(13)로 전력을 전달한다.

전자기유도방식은 충전하는 전자장치(10, 20)와 근접해야하므로, 충전하는 전자장치(10, 20)가 접하면서 거치되는 회동플레이트(120)에 전자기유도방식의 전력송신코일(130)이 위치하는 것이 바람직하다. 반면 자기공명방식은 거리가 이격된 상태에서도 충전이 가능하므로 자기공명방식의 전력송신코일(150)은 회동플레이트(120)가 아닌 하우징(110)의 일면에 형성될 수 있다.

회동플레이트(120)를 회전시켜 도 2와 같이 기울어진 상태로 두고 회동플레이트(120)에 전자장치(10, 20)를 거치시 회동플레이트(120)에 위치하는 전력송신코일(130)을 이용하여 전자기유도방식으로 충전할 수 있을 뿐만 아니라 하우징(110)에 위치하는 전력송신코일(150)을 이용하여 자기공명방식으로 충전할 수 있다.

본 발명의 휴대용 충전장치(100)는 전자기유도방식의 전력송신코일(130)과 자기공명방식의 전력송신코일(150)을 모두 구비하여 선택적으로 두 가지 방식을 모두 이용할 수 있어 상이한 방식으로 충전하는 전자장치의 경우 충전이 가능하며 자기공명방식과 전자기유도방식 모두 이용하여 2이상의 전자장치를 동시에 충전도 가능하다. 또한, 전술한 바와 같이 측면에 유선방식으로 충전하는 유선충전 포트를 이용하면 충전 가능한 전자장치의 개수를 늘릴 수 있다.

근거리무선통신부(180)는 거치된 전자장치(10)에 구비된 표식을 인식하는 장치로서, 그 대표적인 예로 NFC(Near Field Communication)를 들 수 있다. 전자장치(10)에 구비된 표식은 NFC태그로 전자장치(10)의 충전방식에 대한 정보를 가지고 있어, 휴대용 충전장치(100)에 구비된 근거리무선통신부(180)에서 이를 인식하여 전자장치(10)의 충전 방식을 구분할 수 있다.

즉, 근거리무선통신부(180)를 통해 전자장치(10)가 구비하는 전력수신코일(13)이 전자기유도방식으로 충전가능한 전력수신코일(13)인지 자기공명방식으로 충전가능한 전력수신코일(13)인지 여부를 감지하여 상기 제어부에 전달한다. 제어부는 거치된 단말기(10)의 충전방식에 따른 전력송신코일에 전력을 공급함으로써, 전자장치(10)의 충전이 가능하다

도 6은 본 발명의 휴대용 충전기(100)의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 6을 참조하면 전원공급포트(165)를 통해 입력받은 전원이 하우징(110)에 실장된 배터리(115)에 충전되고, 상기 배터리(1150)에 충전된 전원은 외부 전자장치로 전달된다. 무선충전방식은 제1 전력송신코일(130)과 제2 전력송신코일(140)을 구비하여 전자기유도방식과 자기공명방식을 모두 이용할 수 있고, 유선충전포트(160)를 통해 전원을 공급할 수도 있다.

제어부(135, 155)는 근거리무선통신부(180)에서 감지한 표식에 따라 충전방식을 선택하여 제1 전력송신코일(130), 제2 전력송신코일(140) 및 유선충전포트 중 선택하여 배터리(1150)의 전원을 공급하도록 제어할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 휴대용 충전기(100)는 고정부(190)를 더 포함할 수 있다. 휴대용 충전기(100)의 바닥면에 위치하는 자석 또는 흡착판을 ㄱ고정(190)의 예로 들 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 고정부(190)를 통해 편평한 면 이외에 차 내부의 데크와 같이 기울어진 면에도 휴대용 충전기(100)를 고정할 수 있다.

도 8 및 도 9는 회동플레이트(120)의 변형된 실시예로서, 회동플레이트(120)의 일부가 분리되어 회전운동하여 회동플레이트(120)와 소정의 각도를 이루는 상태로 열리는 보조 플레이트(123)를 더 포함하거나, 부분적으로 개구부(124)가 형성된 형태의 회동플레이트(120)가 도시되어 있다.

핸드폰과 같은 납작한 육면체 형상의 단말기(10)도 있으나, 와치타입의 단말기(20)나 글래스타입의 단말기(30)와 같이 전자장치의 형상 및 크기는 다양하다.

글래스타입의 단말기(30)는 ㄷ자 형상으로 꺽어진 형태이고, 와치타입의 단말기(20)는 본체에 연결된 스트랩의 일부는 단단한 소재로 이루어진 타입이 많아 도 1에 도시된 휴대용 충전장치(100)의 회동플레이트(120)와 같이 큰 사이즈의 편평한 면에 거치하기 어려운 문제가 있다.

다양한 형태의 전자장치를 충전할 수 있도록 도 8와 같이 전력송신코일(130)이 위치하는 부분이 분리되어 작은 사이즈의 거치면(123)을 제공한다. 즉, 회동플레이트(120)는 메인 회동플레이트(120)와 상기 메인 회동플레이트(120)에서 회동하여 일단이 이격되며 상기 메인 회동플레이트(120)와 소정각도를 이루는 상태로 벌어지는 보조 회동플레이트(123)로 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 보조 회동플레이트(123) 상면에 크기가 작으면서 굴곡이 있는 와치타입 단말기와 같은 전자장치(10, 20)를 거치하여 충전할 수 있다.

또는 도 9에 도시된 바와 같이 회동플레이트(120)에 개구부가 형성되어 상기 개구부를 통해 전자장치(10, 20)의 일부가 관통하여 회동플레이트(120)의 전력송신코일(130)에 인접하게 상기 전자장치(10, 20)가 안착될 수 있어 다양한 형태의 전자장치(10, 20)를 거치할 수 있다.

도 10은 본 발명의 휴대용 충전장치(200)의 다른 실시예를 일 방향에서 본 사시도이고, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 충전장치(200)의 사용 태양을 도시한 도면으로, 하우징(210), 하우징(210)의 일면에 힌지결합하는 회동플레이트(220)가 도시되어 있으며, 전술한 실시예와 같이 하우징(210)의 내측에 배터리(115)가 내장되고, 회동플레이트(220)에 전력송신코일(130)이 내장되어 있다.

본 실시예의 하우징(210)은 회동플레이트(220)가 위치하는 일면의 너비가 전술한 실시예에 비해 작고, 높이는 전술한 실시예에 비해 높이가 높은 큐브 형상이다. 큐브 형상의 하우징(210)을 포함하는 휴대용 충전장치(200)는 일면의 크기가 작고 높이가 높아, 와치타입의 단말기(20)와 같은 작은 사이즈의 전자장치(10, 20)를 안착하여 충전할 수 있다(도 11 참조).

전력송신코일(230)이 내장된 회동플레이트(220)는 하우징(210)에서 힌지부(225)를 중심으로 회동하여 소정 각도로 경사진 면을 형성할 수 있으며, 도 12와 같이 스마트폰과 같은 큰 사이즈의 단말기(10)를 거치할 수 있다. 상기 전력송신코일(230)은 전자장치가 인접하여 위치하므로 자기공명방식을 이용하여 충전할 수 있다.

한편, 하우징(210)의 일면에 자기공명방식으로 전원을 공급하는 전력송신코일(250)을 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이 자기공명방식은 전력송신코일(250)과 전력수신코일(13)이 반드시 인접해야하는 것이 아니므로 회동플레이트(220)를 회전시켜 형성한 경사면에 전자장치(10)를 거치한 상태에서도 자기공명방식으로 충전할 수 있다.

도 13은 도 10의 변형실시예로서, 회동플레이트(220)가 한 쌍을 구비한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 회동플레이트(220)는 하우징(210)의 일면을 커버하는 제1 회동플레이트(220) 및 상기 일면과 대향하는 면인 타면을 커버하는 제2 회동플레이트(240)를 포함한다. 제1 회동플레이트(220)에는 전자기유도 방식의 전력송신코일(130)을 구비하고, 제2 회동플레이트(240)에는 자기공명 방식의 전력송신코일(130)을 구비할 수 있다.

또한, 한 쌍의 회동플레이트(220)를 90°의 각도로 펼쳐서 넓은 평면을 형성한 후에 휴대폰(10)과 같이 크기가 큰 전자장치(10, 20)를 거치하여 충전할 수 있다.

도 14는 도 10에 도시된 실시예의 다른 변형예를 도시한 도면이고, 도 15는 도 14의 휴대용 충전장치(200)의 사용태양을 도시한 도면이며, 도 16은 도 14의 휴대용 충전장치(200)의 힌지부(245)를 도시한 단면도이다. 도 14 내지 도 16에 도시된 휴대용 충전장치(200)는 회동플레이트(220, 240)와 하우징(210) 사이의 힌지부(225)에 2개의 회전축(2451, 2452)을 갖다.

도 10 내지 도 13에 도시된 휴대용 충전장치(200)의 힌지부(225)는 회전축이 하나만 존재하여 회전각도가 커지면 도중에 회동플레이트(220)의 단부가 하우징(210)에 걸려 더 이상 회전할 수 없는 문제가 있어 도 13과 같이 90°가 회전 한계가 된다.

도 14에 도시된 변형 실시예에 따르면 힌지부(225)의 회전축이 2개 존재하여 도 15에 도면상 바닥에 위치하는 회동플레이트(240)와 같이 180°까지 회전 가능하다. 도 13의 경우 회동플레이트(220)와 하우징(210)의 면에 단차가 형성되나, 2개의 회전축(2451, 2452)을 갖는 힌지부(225)는 하우징(210)과 평면을 형성하며 90°로 펼쳐질 수 있다. 회동플레이트(220)에 결합하는 제1 회전축(2451)과 하우징(210)에 결합하는 제2 회전축(2452)을 포함하고, 제1 회전축(2451)과 제2 회전축(2452)의 외측을 커버하는 힌지커버(2453)를 포함할 수 있다.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이 180° 회전된 상태에서도 하우징(210)과 평면을 이룰 수 있어 안정적으로 안착할 수 있는바, 일면에 위치하는 회동플레이트(220)는 소정각도로 비스듬하게 배치하고 타면에 위치하는 회동플레이트(240)는 180도 회전하여 전자장치(10, 20)의 하단부를 지지한다. 회동플레이트(220)의 표면에 리세스된 홈을 형성하여 거치부(227)로서 활용 가능하다.

한 쌍의 회전축을 갖는 힌지부(225)가 회전시 연동하여 회전하여 안정적으로 회전이 가능하도록 한 쌍의 회전축(2451, 2452) 사이를 연결하는 힌지 플레이트(2454)를 더 포함할 수 있다. 힌지 플레이트(2454)는 한 쌍의 회전축(2451, 2452)을 대칭적으로 회전시켜 회동플레이트(220)가 비대칭적으로 회전하여 하우징(210)에 걸리는 현상을 방지할 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이 힌지커버(2543)에 형성된 공간을 통해 하우징(210)의 배터리(215)와 회동플레이트(220)의 전력전송코일 사이를 연결하는 케이블 또는 플렉서블 인쇄회로기판(257)이 통과할 수 있다.

도 17은 도 10의 실시예의 또 다른 변형예를 도시한 도면이고, 도 18는 도 16의 휴대용 충전장치(200)의 사용 태양을 도시한 도면이다. 도 10의 실시예에 비해 사이즈가 큰 것을 특징으로 하며, 큰 사이즈의 휴대용 충전장치(200)는 크기가 큰 전자장치(10, 20)를 보다 안정적으로 거치할 수 있다. 다만, 높이가 두꺼운 큐브형상의 하우징(210)의 크기를 크게 형성하는 경우 와치타입의 단말기(20)의 거치가 어려운 문제가 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 실시예의 회동플레이트(220)는 하우징(210)에 회전운동하여 이격되도록 결합된 메인 회동플레이트(220)와, 상기 메인 회동플레이트(220)로부터 회전하여 돌출되는 보조 회동플레이트(223)를 더 포함할 수 있으며, 전력송신코일(130)은 보조 회동플레이트(223)에 구비될 수 있다. 도 17와 같이 회전하여 돌출시킬 수 있으며, 도 18와 같이 와치타입의 단말기(20)나 글래스 타입의 단말기(30) 등을 거치할 수 있다.

도 19 및 도 20은 본 발명의 휴대용 충전장치(200)의 거치 상태에 따른 휴대용 충전장치(200)의 제어를 설명하기 위한 도면이다. 일면을 커버하는 제1 회동플레이트(220)와 타면을 커버하는 제2 회동플레이트(240)를 구비한 휴대용 충전장치(200)는 각각의 회동플레이트(220)에 전력송신코일(130)을 구비하여 2가지 무선충전방식을 이용할 수 있다.

설명의 편의를 위해 제1 회동플레이트(220)에 실장된 전력송신코일(130)은 전자기유도 방식이고, 제2 회동플레이트(240)에 실장된 전력송신코일(130)은 자기공명방식인 경우를 기준으로 설명한다.

2가지 무선충전방식을 모두 이용할 수 있기 위해서 큐브형상의 하우징(210)을 놓는 방향에 따라 무선충전방식이 변경될 수 있도록 자이로센서(280)를 더 구비할 수 있다. 자이로센서(280)는 각속도를 감지하는 센서로 휴대용 충전장치(200)의 기울기의 변화를 감지하여 거치 방향을 측정할 수 있다.

도 19과 같이 제1 회동플레이트(220)가 상면에 위치하는 경우(a) 전자기유도방식으로 전원을 공급하고, 제2 회동플레이트(240)가 상면에 위치하는 경우(b) 자기공명방식으로 전원을 공급하도록 배터리(215)와 전력송신코일(130) 간의 연결상태가 변화한다.

도 20과 같이 제1 회동플레이트(220)와 제2 회동플레이트(240)가 바닥면 또는 상면에 위치하지 않고 측면이 바닥면에 위치하는 경우 제1 회동플레이트(220)와 제2 회동플레이트(240)에 전자장치(10, 20)를 거치하기 어려우므로 전력송신코일(230)과 배터리(215) 사이에 흐르는 전류를 차단하여 전원의 낭비를 막을 수 있다.

다만, 도 20의 (b)와 같이 회동플레이트(220)가 회전하여 하우징(210)에서 이격되는 경우 회동플레이트(220)에 기대거나, 90도 이상 회전하는 경우 회동플레이트(220)의 상면에 전자장치(10, 20)를 거치할 수 있으므로 이 경우 배터리(215)로부터 전력송신코일(230)로 전원을 공급할 수 있다. 또는 (c)와 같이 보조 회동플레이트(223)가 메인 회동플레이트(220)로부터 돌출되도록 회전하는 경우 보조 회동플레이트(223)에 전자장치(10, 20)를 거치할 수 있으므로 이 경우에도 전력송신코일(230)에 전원을 인가한다. 이때, 하우징(210)으로부터 이격된 보조 회동플레이트(223)의 전력송신코일(230)만 전원을 인가한다.

도 21 및 도 22는 본 발명의 휴대용 충전장치(100)의 배터리(115)의 일 실시예를 도시한 개념도이다. 본 발명의 배터리(115)는 복수개의 단위 배터리(115a)로 구성될 수 있다. 복수개의 단위 배터리(115a) 사이의 연결상태를 변경하면 전체 배터리(115)에 인가 가능한 전원의 크기가 달라질 수 있다.

4개의 셀로 이루어진 경우 도 21과 같이 각 단위 배터리(115a)을 병렬로 연결하면 5V 전압에 대해 전원인가시 충전이 가능하고, 도 22와 같이 단위 배터리(115a)을 직렬연결하면 12V 전압에 대해 전원인가시 충전이 가능하다.

도 21과 같이 5V 출력명령 신호가 인가되면 스위치 1과 스위치 3은 닫고 스위치 2를 개방하여 단위 배터리(115a)가 병렬연결되도록 전환하고, 12V 출력명령 신호가 인가되면 스위치 1과 스위치 3은 열고 스위치 2를 닫아 단위 배터리(115a)가 직렬로 연결되도록 전환할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따르면, 스마트폰, PDF, MP3, 와치타입 단말기, 글래스 타입 단말기 및 휴대용 스피커 등 다양한 형상의 전자장치를 안착하여 충전할 수 있어 전자장치별로 휴대용 충전장치를 휴대하는 불편함을 줄일 수 있다.

또한, 유선 방식 뿐만 아니라 무선으로 충전이 가능하며, 무선 방식도 전자기유도방식 및 자기공명방식을 모두 이용할 수 있어 휴대 단말기별로 가능한 충전 방식을 적용하여 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

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.

10, 20, 30: 전자장치
100, 200: 휴대용 충전장치
110, 210: 하우징
115, 215: 배터리
117, 127, 227: 거치부
120, 220, 240: 회동플레이트
125, 225, 245: 힌지부
130, 150, 230, 250: 전력송신코일
160, 260: 유선충전 포트
165, 265: 전원공급 포트
170, 270: 인디케이터
180: 근거리무선통신부
280: 자이로센서

Claims (20)

1. 복수개의 면을 갖는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 위치하는 배터리;
   일단이 상기 하우징이 힌지결합하여 회전운동하며 상기 하우징의 일면과 접하거나 이격되는 회동플레이트; 및
   상기 회동플레이트의 내부에 위치하며 상기 배터리로부터 공급되는 전력을 다른 전자장치에 전달하는 전력송신코일을 포함하는 휴대용 충전장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전력송신코일은 전자기유도 방식으로 전력을 전달하는 제1 전력송신코일이고,
   상기 하우징의 상기 회동플레이트가 안착되는 면에 위치하는 자기공진 방식으로 전력을 전달하는 제2 전력송신코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회동플레이트에 위치하며 다른 전자장치의 충전방식을 감지하여 상기 제1 전력송신코일 또는 상기 제2 전력송신코일을 선택적으로 작동시키는 센싱부를 더 포함하는 휴대용 충전장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 회동플레이트의 일단에 돌출된 거치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회동플레이트의 일단은 상기 하우징의 일면 모서리로부터 이격된 위치에서 힌지결합하고,
   상기 일면의 모서리와 상기 힌지결합 사이에 위치하는 거치부를 더 포함하는 휴대용 충전장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 회동플레이트는,
   일면을 커버하는 제1 회동플레이트와,
   상기 일면의 반대편에 위치하는 타면을 커버하는 제2 회동플레이트를 포함하는 휴대용 충전장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 회동플레이트에 실장된 전력송신코일은 전자기유도 방식으로 전력을 전달하고,
   상기 제2 회동플레이트에 실장된 전력송신코일은 자기공명 방식으로 전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하우징의 기울기 변화를 감지하는 자이로센서를 더 포함하고,
   상부에 위치한 전력송신코일을 활성화시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 하우징의 일면과 타면을 제외한 면이 상면에 위치하는 경우 상기 전력송신코일을 비활성화시키고,
   상기 하우징의 일면과 타면을 제외한 면이 상면에 위치고 상기 회동플레이트가 상기 하우징에서 이격된 상태이면 상기 전력송신코일을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트에 실장된 근접센서;
    주변에 수신코일을 포함하는지 여부를 감지하는 충전센서; 및
    상기 근접센서에서 근접한 물체를 감지하면 상기 충전센서를 활성화시키고, 상기 충전센서에서 수신코일이 존재한다고 감지하면 상기 전력송신코일을 활성화 시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
11. 제1항에 있어서,
    주변에 수신코일을 포함하는지 여부를 감지하는 충전센서; 및
    상기 다른 전자장치의 충전이 완료되면 상기 충전센서 및 상기 전력송신코일에 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트는
    상기 하우징에 힌지결합하는 메인 회동플레이트와,
    상기 메인 회동플레이트의 표면에 힌지결합하는 서브플레이트를 포함하고,
    상기 전력송신코일은 상기 서브플레이트에 내장된 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트의 표면에 상기 다른 전자장치가 삽입되는 거치홈이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트 표면은 마찰력이 높은 소재를 포함하거나 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트와 상기 하우징을 연결하는 힌지는
    상기 회동플레이트에 결합하는 제1 회전축;
    상기 하우징에 결합하는 제2 회전축; 및
    상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축의 외측을 커버하는 힌지커버를 포함하며,
    상기 회동플레이트는 180°회전되는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
16. 제15항에 있어서,
    일측은 상기 제1 회전축에 결합하고 타측은 상기 제2 회전축에 결합하는 힌지 플레이트를 더 포함하고,
    상기 힌지 플레이트를 통해 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축 간에 회전력이 전달되어 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축이 대칭적으로 회동하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트의 회전된 상태를 고정하는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
18. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트가 커버하지 않는 면에 형성되어 다른 전자장치와 연결하는 케이블이 삽입되는 유선충전 포트를 더 포함하는 휴대용 충전장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 복수개의 단위 배터리로 구성되며,
    상기 회동플레이트가 커버하지 않는 면에 형성되어 외부전원을 입력받는 전원공급 포트; 및
    상기 전원공급 포트를 통해 입력되는 전원의 전압에 따라 상기 단위 배터리의 연결상태를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전장치.
20. 제1항에 있어서,
    상기 회동플레이트가 커버하지 않는 면에 형성되며 충전상태를 표시하는 인디케이터를 더 포함하는 휴대용 충전장치.

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