KR101571839B1 - A Toroidal Structure of a WPT receiving coil to apply rotating spindle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전체가 회전 운동을 하는 중에 회전체에 탑재된 전자기기에 보다 안정적으로 전원을 공급하는 것으로, 회전체에 전원을 공급하기 위한 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 회전체와 이격하여 설치되며, 입력되는 전원으로부터 고주파 전력을 발생시키며 전자기 감응 공명에 의해 무선으로 방출하는 무선 전력 송신 장치; 및 상기 회전체에 탑재되도록 설치되며, 상기 무선 전력 송신 장치로부터 방출되는 상기 전력을 상기 전자기 감응 공명에 의해 수신하여 상기 전자기기에 공급하는 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치; 를 포함하며, 상기 무선 전력 수신 장치는 회전체의 원주방향에 평행한 변과, 회전체의 축방향에 평행한 변을 가지는 직사각형상 혹은 타원 형상으로 감긴 코일을 포함하는 전력 공급 시스템을 제공한다.The present invention provides a power supply system for supplying power to a rotating body more stably to an electronic device mounted on a rotating body while rotating the rotating body, the power supplying system being installed apart from the rotating body A wireless power transmission device that generates high frequency power from an input power source and emits wirelessly by electromagnetic resonance resonance; And at least one wireless power receiving device mounted on the rotating body and receiving the electric power emitted from the wireless power transmission device by the electromagnetic resonance resonance and supplying the received electric power to the electronic device; Wherein the wireless power receiving apparatus includes a coil wound in a rectangular or elliptical shape having sides parallel to the circumferential direction of the rotor and sides parallel to the axial direction of the rotor.

Description

무선 전력 공급 시스템 및 그의 제조 방법{A Toroidal Structure of a WPT receiving coil to apply rotating spindle}[0001] The present invention relates to a wireless power supply system and a method of manufacturing the same,

본 발명은 회전체 적용 무선 전력 공급 시스템 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 회전 운동을 하는 회전체에 탑재되어 입력되는 임무를 수행하는 전자기기에 임무 수행을 위해 필요한 전원을 무선으로 안정적으로 공급하는 것이 가능한 무선 전력 공급 시스템 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless power supply system and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a wireless power supply system for a rotating body, And more particularly, to a wireless power supply system capable of stably supplying power and a method of manufacturing the same.

산업이 발달하면서 인간의 생활에 편리함을 주는 새로운 전자기기들에 대한 연구와 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그 중에서도 몸체가 회전하는 회전체에 탑재되어 필요한 동작을 수행하는 전자기기에 전원을 공급하는 방법에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 회전 특성을 갖는 회전체에 탑재된 전자기기에 전원을 공급하는 것은 고정체의 전자기기에 전원을 공급하는 것과 다른 방법으로 전원을 공급하는 것이 일반적이다.As the industry develops, research and development of new electronic devices that are convenient for human life are actively being carried out. In particular, researches have been actively conducted on a method of supplying power to an electronic device mounted on a rotating body where a body rotates and performing a necessary operation. In order to supply power to an electronic apparatus mounted on a rotating body having a rotation characteristic, power is supplied in a different way from supplying electric power to a fixed electronic apparatus.

도 1은 종래의 회전체에 탑재된 전자기기에 전원을 공급하는 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 회전체(10)에 탑재된 전자기기(5)에 전원을 공급하기 위해 회전체(10)의 둘레에 도전체 링(3)이 설치된다. 이때 전원 공급부(1)에서 공급되는 전원을 도전체 링(3)에 전달하기 위해, 브러쉬(2)가 전도체 링(3)에 접촉된다. 이때 브러쉬(2)와 전도체 링(3)은 슬라이딩 형태로 접촉된다.1 is a diagram showing an example of supplying power to an electronic device mounted on a conventional rotating body. As shown in the figure, a conductor ring 3 is installed around the rotating body 10 to supply power to the electronic apparatus 5 mounted on the rotating body 10. [ At this time, the brush 2 is brought into contact with the conductor ring 3 in order to transmit the power supplied from the power supply unit 1 to the conductor ring 3. At this time, the brush (2) and the conductor ring (3) are brought into sliding contact.

이에 따라 전원 공급부(1)에서 공급되는 전원은 브러쉬(2)를 통해 전도체 링(3)에 공급되고, 전도체 링(3)에 연결된 전원 수신부(4)는 회전체에 탑재되어 전도체 링(3)에 수신된 전원은 전자기기(5)에 공급된다.The power supplied from the power supply unit 1 is supplied to the conductor ring 3 through the brush 2 and the power receiving unit 4 connected to the conductor ring 3 is mounted on the rotating body, Is supplied to the electronic device (5).

이러한 방식으로 회전체(10)에 탑재된 전자기기(5)에 전원을 공급하는 경우, 브러쉬(2)와 전도체 링(3) 간에는 반드시 접촉이 되어 있는 상태여야 한다. 이에 따라, 회전체(10)의 회전에 의해 브러쉬(2)가 마모되어 사용 수명에 한계가 있는 단점이 있다. 또한, 브러쉬(2)가 마모된 상태에서는 브러쉬(2)가 전도체 링(3)에 접촉이 불안정할 우려가 있어, 회전체(10)에 탑재된 전자기기(5)에 전원을 공급하는 것이 불안정한 단점이 있다.When power is supplied to the electronic apparatus 5 mounted on the rotating body 10 in this manner, the brush 2 and the conductor ring 3 must always be in contact with each other. As a result, there is a disadvantage that the brush 2 is worn by the rotation of the rotating body 10, resulting in a limited service life. In addition, when the brush 2 is worn, the contact of the brush 2 with the conductor ring 3 may be unstable, and it may be unstable to supply power to the electronic device 5 mounted on the rotating body 10 There are disadvantages.

다르게, 회전체는 무선 전력 수신 장치를 하나 이상 포함하며, 외부에는 고주파 전력을 발생시키는 무선 전력 송신 장치가 배치되어 무선을 통하여 전력을 전송하는 장치가 특허문헌 1 에 개시되어 있다.Alternatively, the rotating body includes at least one wireless power receiving apparatus, and a wireless power transmitting apparatus for generating high-frequency power is disposed outside, and an apparatus for transmitting power through radio is disclosed in Patent Document 1. [

특허문헌 1 의 장치의 경우, 회전체의 회전에 따라서 무선 전력 수신 장치가 회전됨으로써, 무선 전력 송신 장치에 의해서 전달되는 전력량이 변동되다. 예를 들어 도 3 과 같이 회전체(10)에 3개의 무선 전력 수신 장치(20)가 120도 간격으로 배치되고, 외부에 무선 전력 송신 장치(30)가 60도 간격으로 2개 배치되는 경우에, 30도 간격으로 전력량이 사인파에 따라서 변화하게 된다(도 3 참고). 즉, 무선 전력 송신 장치(30)와 무선 전력 수신 장치(20)가 정렬된 것을 0도라고 할 때, 무선 전력 수신 장치(20)가 30도 회전하면 최저가 되고, 무선 전력 수신 장치가 60 도 회전하면 다시 최고가 되는 것을 반복하게 된다.In the case of the apparatus disclosed in Patent Document 1, the amount of power transmitted by the wireless power transmission apparatus fluctuates as the wireless power receiving apparatus is rotated in accordance with the rotation of the rotating body. For example, as shown in FIG. 3, when three wireless power receiving apparatuses 20 are arranged at intervals of 120 degrees in the rotating body 10 and two wireless power transmitting apparatuses 30 are arranged at intervals of 60 degrees , And the power amount changes at intervals of 30 degrees according to the sine wave (see FIG. 3). That is, when the wireless power transmitting apparatus 30 and the wireless power receiving apparatus 20 are arranged at 0 degree, if the wireless power receiving apparatus 20 rotates 30 degrees, It is repeated again to become the highest.

특허문헌 1 의 경우에 외부에 배치되는 무선 전력 송신 장치(30)의 개수를 늘리는 것도 현실적으로 비용의 문제가 있을 뿐만 아니라, 전력량이 요동침으로 인하여 수전량이 안정적으로 송급되지 않는다는 문제가 있다. In the case of Patent Document 1, increasing the number of the wireless power transmission apparatuses 30 disposed outside is not only costly but also has a problem in that the amount of power can not be reliably delivered due to the vibration.

(특허문헌 1) KR10-2012-0003747 A
(Patent Document 1) KR10-2012-0003747 A

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 접촉 방식으로 회전체에 탑재된 전자기기에 전원을 공급함에 따른 불안정한 전원 공급 혹은 종래의 무선 전력 송신 장치의 불안정한 전원 공급의 단점을 극복할 수 있는 무선 전력 공급 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems and to provide a method and apparatus for overcoming the disadvantages of an unstable power supply or an unstable power supply of a conventional wireless power transmission apparatus by supplying power to an electronic device mounted on a rotating body in a contact manner To provide a wireless power supply system.

본 발명의 다른 목적은 회전체가 회전 운동을 하는 중에 회전체에 탑재된 전자기기에 보다 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 무선 전력 공급 시스템을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a wireless power supply system capable of more stably supplying power to an electronic apparatus mounted on a rotating body while rotating the rotating body.

또한, 본 발명은 환형 구조의 수전 코일을 가지는 회전체를 간편하게 제작하는 무선 전력 공급 시스템의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a wireless power supply system that easily manufactures a rotating body having an annular structure receiving coils.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 무선 전력 공급 시스템을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides the following wireless power supply system.

본 발명은 회전체에 전원을 공급하기 위한 무선 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 회전체와 이격하여 설치되며, 입력되는 전원으로부터 고주파 전력을 발생시키며 전자기 감응 공명에 의해 무선으로 방출하는 무선 전력 송신 장치; 및 상기 회전체에 탑재되도록 설치되며, 상기 무선 전력 송신 장치로부터 방출되는 상기 전력을 상기 전자기 감응 공명에 의해 수신하여 상기 회전체에 배치된 전자기기로 공급하는 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치; 를 포함하며, 상기 무선 전력 송신 장치는 송전 안테나와 상기 송전 안테나를 중심으로 감긴 송전 코일을 포함하며, 상기 송전 안테나와 송전 코일은 상기 회전체의 외측 일부분에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 이격 배치되며 상기 무선 전력 수신 장치는 회전체의 원주방향에 평행한 변과, 회전체의 축방향에 평행한 변을 가지는 직사각형상으로 감긴 환형 구조의 수전 코일과 상기 수전 코일을 둘러싸는 수전 안테나를 포함하고, 상기 수전 코일은 지지대에 의하여 상기 회전체로부터 이격되어 배치되며, 상기 수전 코일과 회전체 사이에는 절연체가 배치되는 무선 전력 공급 시스템을 제공한다. The present invention relates to a wireless power supply system for supplying power to a rotating body, comprising: a wireless power transmission device installed apart from the rotating body and generating high frequency power from an input power source and radiating the wireless power by electromagnetic resonance; And at least one wireless power receiving device mounted on the rotating body, the at least one wireless power receiving device receiving the electric power emitted from the wireless power transmission device by the electromagnetic resonance resonance and supplying the received electric power to the electronic device disposed in the rotating body; Wherein the wireless power transmission apparatus includes a transmission antenna and a transmission coil wound around the transmission antenna, wherein the transmission antenna and the transmission coil are spaced apart from the wireless power reception apparatus at a portion of the outer periphery of the rotation body, Wherein the wireless power receiving apparatus includes a power receiving coil having an annular structure wound in a rectangular shape having sides parallel to the circumferential direction of the rotating body and sides parallel to the axial direction of the rotating body and a power receiving antenna surrounding the power receiving coil, The power reception coil is disposed apart from the rotating body by a support, and an insulator is disposed between the power reception coil and the rotating body.

다르게, 본 발명은 회전체에 전원을 공급하기 위한 무선 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 회전체와 이격하여 설치되며, 입력되는 전원으로부터 고주파 전력을 발생시키며 전자기 감응 공명에 의해 무선으로 방출하는 무선 전력 송신 장치; 및 상기 회전체에 탑재되도록 설치되며, 상기 무선 전력 송신 장치로부터 방출되는 상기 전력을 상기 전자기 감응 공명에 의해 수신하여 상기 회전체에 배치된 전자기기로 공급하는 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치; 를 포함하며, 상기 무선 전력 송신 장치는 송전 안테나와 상기 송전 안테나를 중심으로 감긴 송전 코일을 포함하며, 상기 송전 안테나와 송전 코일은 상기 회전체의 외측 일부분에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 이격 배치되며, 상기 무선 전력 수신 장치는 회전체의 원주방향에 평행한 장축과, 회전체의 축방향에 평행한 단축을 가지는 타원형상으로 감긴 환형 구조의 수전 코일과 상기 수전 코일을 둘러싸는 수전 안테나를 포함하고, 상기 수전 코일은 지지대에 의하여 상기 회전체로부터 이격되어 배치되며, 상기 수전 코일과 회전체 사이에는 절연체가 배치되는 무선 전력 공급 시스템을 제공한다. Alternatively, the present invention provides a radio power supply system for supplying power to a rotating body, the radio power supply system being installed apart from the rotating body, generating radio-frequency power from an input power source and radiating radio- Device; And at least one wireless power receiving device mounted on the rotating body, the at least one wireless power receiving device receiving the electric power emitted from the wireless power transmission device by the electromagnetic resonance resonance and supplying the received electric power to the electronic device disposed in the rotating body; Wherein the wireless power transmission apparatus includes a transmission antenna and a transmission coil wound around the transmission antenna, wherein the transmission antenna and the transmission coil are spaced apart from the wireless power reception apparatus at a portion outside the rotation body, Wherein the wireless power receiving apparatus includes an electric power receiving coil having an annular structure wound in an elliptical shape having a major axis parallel to the circumferential direction of the rotating body and a minor axis parallel to the axial direction of the rotating body and a power receiving antenna surrounding the power receiving coil, The power reception coil is disposed away from the rotating body by a support, and an insulator is disposed between the power reception coil and the rotating body.

본 발명은 상기 수전 코일은 평판 직사각형 또는 타원형 코일을 환형 구조로 벤딩하여 제작될 수 있다. In the present invention, the power reception coil can be manufactured by bending a flat plate rectangular or elliptical coil into an annular structure.

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또, 본 발명에서 상기 수전 코일은 회전체의 길이 방향을 따라서 하나 이상 배치되며, 상기 수전 코일에 대응되는 위치에 상기 송전 코일이 배치될 수 있다. In the present invention, one or more power receiving coils may be disposed along the length direction of the rotating body, and the power transmission coils may be disposed at positions corresponding to the power receiving coils.

더하여, 본 발명은 상기 수전 안테나와 상기 전자기기 사이에 배치되어, 상기 수전 코일로 수전된 전력을 전달하는 고주파 정류기를 포함할 수 있다. In addition, the present invention may include a high frequency rectifier disposed between the power receiving antenna and the electronic device, for transmitting power received by the power receiving coil.

본 발명은 평판형 부착판에 상기 수전 코일을 형성하는 수전 코일 형성 단계; 및 상기 수전 코일이 형성된 부착판을 회전체를 둘러싸게 연결시키는 부착판 연결 단계;를 포함하는 무선 전력 공급 시스템 제작 방법.
The present invention provides a method of manufacturing a power receiving apparatus, comprising: a power receiving coil forming step of forming the power receiving coil on a plate- And an attachment plate connection step of connecting the attachment plate formed with the power reception coil around the rotation body.

본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 접촉 방식으로 회전체에 탑재된 전자기기에 전원을 공급함에 따른 불안정한 전원 공급 혹은 종래의 무선 전력 송신 장치의 불안정한 전원 공급의 단점을 극복할 수 있는 무선 전력 공급 시스템을 제공할 수 있다. The present invention provides a wireless power supply system capable of overcoming the disadvantages of an unstable power supply or a unstable power supply of a conventional wireless power transmission apparatus by supplying power to an electronic device mounted on the rotating body through a contact system .

또, 본 발명은, 회전체가 회전 운동을 하는 중에 회전체에 탑재된 전자기기에 보다 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 무선 전력 공급 시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a wireless power supply system capable of more stably supplying power to an electronic device mounted on a rotating body while rotating the rotating body.

또한, 본 발명은 단일의 송전 코일로도 안정적 전원의 공급이 가능하므로, 송전 코일 설치 및 관련 구조가 간단하여 질 수 있다. Further, since the present invention can supply a stable power source even with a single power transmission coil, the installation of the power transmission coil and the related structure can be simplified.

나아가, 본 발명은 위와 같은 전력 공급 시스템을 간편하게 제작할 수 있는 무선 전력 공급 시스템 제작 방법을 제공할 수 있다.
Furthermore, the present invention can provide a method of manufacturing a wireless power supply system that can easily produce the above power supply system.

도 1 은 종래의 회전체에 전원을 공급하는 방식의 개략도이다.
도 2a 는 종래의 회전체에 무선으로 전원을 공급하는 방식의 개략도이며, 도 2b 는 도 2a 의 무선 전원 공급 방식의 정면도이다.
도 3 은 도 2a 및 도 2b 에 도시된 무선 전원 공급 방식에 따라서, 전원을 공급했을 때, 회전각에 따라서 회전체에서 발생하는 전원을 도시한 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 무선 전원 공급 시스템의 개략 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 무선 전원 공급 시스템의 정면도이다.
도 6 은 본 발명의 전원 공급 시스템의 무선 전력 수신 장치를 펼친 전개도로서, 도 6a 는 도 4 에 도시된 전원 공급 시스템의 무선 전력 수신 장치의 전개도이며, 도 6b 는 도 4 에 도시된 전원 공급 시스템의 무선 전력 수신 장치의 변형예의 전개도이다.
도 7a 및 도 7b 는 전원 공급 시스템의 무선 전력 송신 장치의 평면도이다.
도 8 은 본 발명의 전원 공급 시스템의 제작 순서를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 9 은 도 4 에 도시된 무선 전원 공급 방식에 따라서, 전원을 공급했을 때, 회전각에 따라서 회전체에서 발생하는 전원을 도시한 그래프이다. 1 is a schematic view of a conventional method of supplying power to a rotating body.
FIG. 2A is a schematic diagram of a method of wirelessly supplying power to a conventional rotating body, and FIG. 2B is a front view of a wireless power supply system of FIG. 2A.
FIG. 3 is a graph showing the power generated in the rotating body according to the rotation angle when the power is supplied according to the wireless power supply method shown in FIGs. 2A and 2B.
4 is a schematic perspective view of a wireless power supply system of the present invention.
5 is a front view of the wireless power supply system of the present invention.
FIG. 6A is a developed view of the wireless power receiving apparatus of the power supply system shown in FIG. 4, and FIG. 6B is a schematic view of the power supply system shown in FIG. Fig. 2 is a developed view of a modification of the wireless power receiving device of Fig.
7A and 7B are plan views of a wireless power transmission apparatus of a power supply system.
8 is a flowchart schematically showing a manufacturing procedure of the power supply system of the present invention.
9 is a graph showing power generated in the rotating body according to the rotation angle when the power is supplied according to the wireless power supply method shown in FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서, 무선 전원 공급 시스템의 원리는 특허 문헌 1 과 동일하므로, 기본적 구성에 대한 설명은 생략하도록 하며, 본 발명의 특징적 구성을 위주로 설명하도록 한다.
In the present invention, since the principle of the wireless power supply system is the same as that of Patent Document 1, the description of the basic configuration will be omitted and the characteristic configuration of the present invention will be mainly described.

도 4 에는 본 발명의 무선 전원 공급 시스템의 개략 사시도가 도시되어 있으며, 도 5 에는 본 발명의 무선 전원 공급 시스템의 개략 정면도가 도시되어 있다. FIG. 4 is a schematic perspective view of the wireless power supply system of the present invention, and FIG. 5 is a schematic front view of the wireless power supply system of the present invention.

도 4 및 도 5 에서 보이듯이, 본 발명의 전력 공급 시스템은 일 축을 중심으로 회전하는 회전체(100), 상기 회전체(100)와 이격하여 설치되며 입력되는 전원으로부터 고주파 전력을 발생시키며 전자기 감응 공명에 의해 무선으로 방출하는 무선 전력 송신 장치(140); 및 상기 회전체(100)에 탑재되도록 설치되며, 상기 무선 전력 송신 장치(140)로부터 방출되는 상기 전력을 상기 전자기 감응 공명에 의해 수신하여 상기 전자기기에 공급하는 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치(120); 를 포함한다. As shown in FIGS. 4 and 5, the power supply system of the present invention includes a rotating body 100 rotating around a single axis, a high frequency power generator installed apart from the rotating body 100 to generate high frequency power, A wireless power transmission device (140) that emits wirelessly by resonance; And at least one wireless power receiving device (120) installed on the rotating body (100) for receiving the electric power emitted from the wireless power transmission device (140) by the electromagnetic resonance resonance and supplying the received electric power to the electronic device ); .

회전체(100)는 내부에 전자기기(미도시)가 배치되며 상기 무선 전력 수신 장치(120)에 연결된 고주파 정류기(125)를 포함하며, 상기 무선 전력 수신 장치(120)에 의해서 전달된 고주파 전력이 고주파 정류기(125)를 통과한 후 전자기기(미도시)에 제공된다. The rotating body 100 includes a high frequency rectifier 125 having an electronic device (not shown) disposed therein and connected to the RF power receiving apparatus 120. The RF power receiving apparatus 120 includes a high frequency rectifier 125, Frequency rectifier 125 and then provided to an electronic device (not shown).

회전체(100)는 상기 무선 전력 수신 장치(120)를 연결하는 수전 코일 지지대(110)가 120도 간격으로 배치되어, 회전체(100)의 외면에 무선 전력 수신 장치(120)가 수전 코일 지지대(110)의 높이만큼 거리를 두고 배치되게 된다. 도 4 및 5 에서는 회전체(100)와 무선 전력 수신 장치(120) 사이는 빈공간으로 구성된다. The rotating body 100 includes the power receiving coil 120 and the power receiving coil 120. The power receiving coil 120 is connected to the power receiving coil 120, (110). 4 and 5, the space between the rotating body 100 and the wireless power receiving apparatus 120 is an empty space.

무선 전력 수신 장치(120)는 원통형으로 형성된 부착판(124)에 수전 안테나(121)와 수전 코일(122)이 회전체(100)의 원주방향에 평행한 변과, 회전체(100)의 축방향에 평행한 변을 가지는 직사각형상으로 감겨 있다. 본 발명에서 수전 코일(122)은 회전체(100)의 원주방향 전면을 덮게 되는데, 수전 코일(122) 및 수전 안테나(121)의 구성은 도 6a 및 도 6b 를 참고로 하여 뒤에서 상세하게 설명하도록 한다. The wireless power receiving apparatus 120 includes a mounting plate 124 formed in a cylindrical shape and having a receiving antenna 121 and a power receiving coil 122 disposed on a side parallel to the circumferential direction of the rotating body 100, And is wound in a rectangular shape having sides parallel to the direction. The power reception coil 122 covers the circumferential front face of the rotating body 100. The structure of the power reception coil 122 and the power reception antenna 121 will be described later in detail with reference to FIGS. 6A and 6B do.

한편, 무선 전력 송신 장치(140)는 회전체(100) 및 무선 전력 수신 장치(120)로부터 떨어져 위치하며, 도 4 및 5 에는 도시되지는 않았지만, 종래기술과 같이, 고주파 발생부 및 고주파 증폭부에 연결되어, 공급되는 전원을 고주파 전원으로 변경하여 무선 전력 수신 장치(120)로 전달한다. 4 and 5, the RF power transmitting apparatus 140 is located apart from the rotating body 100 and the RF power receiving apparatus 120. However, the RF power transmitting apparatus 140 may include a high frequency generating unit and a high frequency amplifying unit And converts the supplied power into a high frequency power and transmits it to the wireless power receiving apparatus 120.

본 발명에서 무선 전력 송신 장치(140)는 하나만 구비되어도 되며, 위치가 특정될 필요도 없기 때문에, 회전체(100) 주위에 어느 특정 위치에 배치되더라도 전자기 감응 공명을 통하여 무선 전력 수신 장치(120)로 전력 전달이 가능하다.
In the present invention, since only one wireless power transmission apparatus 140 may be provided and it is not necessary to specify the position, the wireless power receiving apparatus 120 may be provided with electromagnetic induction resonance, It is possible to transmit electric power to

도 6a 및 도 6b 에는 도 4 에 도시된 전원 공급 시스템의 무선 전력 수신 장치의 전개도이며, 도 6b 는 도 4 에 도시된 전원 공급 시스템의 무선 전력 수신 장치의 변형예의 전개도이다.6A and 6B are development views of a wireless power receiving apparatus of the power supply system shown in FIG. 4, and FIG. 6B is an exploded view of a modification of the wireless power receiving apparatus of the power supply system shown in FIG.

도 6a 의 전개도에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 무선 전력 수신 장치(120)는 부착판(124)에 수전 안테나(121) 및 수전 코일(122)이 형성된다. 수전 안테나(121)는 수전 코일(122)을 둘러싸며 회전체(100)의 원주 방향 및 회전체(100)의 축방향을 따라서 형성되는 직사각형으로 형성되며, 수전 코일(122)은 상기 수전 안테나(121)의 내부에서, 회전체(100)의 원주 방향 및 회전체(100)의 축방향을 따라서 형성되는 직사각형으로 감겨 구성된다. As can be seen from the developed view of FIG. 6A, the wireless power receiving apparatus 120 of the present invention has the receiving antenna 124 and the receiving antenna 121 and the receiving coils 122 formed therein. The power receiving antenna 121 is formed in a rectangular shape surrounding the power receiving coil 122 and formed along the circumferential direction of the rotating body 100 and the axial direction of the rotating body 100. The power receiving coil 122 is connected to the power receiving antenna 121 in the circumferential direction of the rotating body 100 and the axial direction of the rotating body 100.

송전 코일(142)에서 전송되는 전력은 수전 코일(122)로 수전되며, 수전 안테나(121)에 의해서 전력이 고주파 정류기(125)로 전달된다. 고주파 정류기(125)는 고주파 전력을 DC 로 변환하여 전자기기(미도시)로 전달하게 된다.
The power transmitted from the power transmission coil 142 is received by the power reception coil 122 and the power is transmitted to the high frequency rectifier 125 by the power reception antenna 121. The high frequency rectifier 125 converts the high frequency power into DC and transmits it to an electronic device (not shown).

이때, 직사각형상으로 형성된다는 것은 모서리부가 직각으로 형성된다는 의미가 아니라, 모서리는 라운드 처리 혹은 오프셋 형상을 가지더라도 본 발명에서는 직사각형상으로 본다.
In this case, forming a rectangular shape does not mean that the corner portion is formed at a right angle, but the corner is rectangular in the present invention even if it has a round process or an offset shape.

본 발명에서, 수전 안테나(121) 및 수전 코일(122)은 회전체(100)의 원주 방향 전면을 덮도록 부착판(124)의 원주 길이에 대응되는 장변을 가진다. 따라서, 수전 안테나(121) 및 수전 코일(122)은 회전체(100)의 원주 전면을 덮을 수 있다. 이렇게 본 발명에서는 수전 코일(122)이 회전체(100)의 원주 전면을 덮고 있기 때문에, 단일 무선 전력 송신 장치(140)만이 배치된다고 하더라도 균일한 전력을 제공할 수 있다.
In the present invention, the power receiving antenna 121 and the power receiving coil 122 have a long side corresponding to the circumferential length of the attachment plate 124 so as to cover the circumferential front face of the rotating body 100. Therefore, the reception antenna 121 and the power reception coil 122 can cover the circumferential front surface of the rotating body 100. [ In the present invention, since the power reception coil 122 covers the circumferential entire surface of the rotating body 100, even if only a single wireless power transmission apparatus 140 is disposed, uniform power can be provided.

한편, 도 6b 의 전개도는 변형예에 대한 것인데, 본 발명의 수전 안테나(121) 및 수전 코일(122)은 직사각형이 아닌 타원형으로 형성될 수도 있다. 타원형의 경우에 부착판(124)의 원주 방향으로 원주 길이에 대응되는 장축(a)와 축방향의 단축(b)을 가지는 타원형으로 수전 안테나(121) 및 수전 코일(122)이 배치될 수 있다. Meanwhile, the developed view of FIG. 6B is for a modified example. The receiving antenna 121 and the receiving coil 122 of the present invention may be formed in an elliptical shape instead of a rectangular shape. The power reception antenna 121 and the power reception coil 122 may be arranged in an elliptical shape having a major axis a and a minor axis b in the axial direction corresponding to the circumferential length of the attachment plate 124 in the case of an elliptical shape .

도 6b 의 전개도의 경우에 부착판(124)이 회전체(100)를 감쌀 때, 타원형 끝부분이 마추치는 부분에 수전 코일(122)이 부족하여 일부 전력이 떨어질 수 있지만, 전반적으로 고른 전력을 전달받을 수 있다.
In the developed view of FIG. 6B, when the mounting plate 124 is wrapped around the rotating body 100, the power reception coil 122 may be short at the portion where the elliptical end portion is struck, so that some power may be dropped. Can be delivered.

도 7a 및 도 7b 에는 전원 공급 시스템의 무선 전력 송신 장치(140)의 평면도가 도시되어 있다. 본 발명의 무선 전력 송신 장치(140)는 도 7a 및 도 7b 에서와 같이 내부에 송전 안테나(141)가 배치되고, 송전 안테나(141)를 중심으로 송전 코일(142)이 감기게 된다. 송전 안테나(141)와 송전 코일(142)는 같은 평면상에 배치되거나 이격하여 배치될 수 있다. 또한 송전 안테나(141)는 도 7a 와 같이 작게 또는 송전 코일(142)와 같거나 조금 크게 제작할 수 있다. 7A and 7B show a top view of the wireless power transmission device 140 of the power supply system. 7A and 7B, a transmission antenna 141 is disposed inside the wireless power transmission apparatus 140 of the present invention, and the transmission coil 142 is wound around the transmission antenna 141. The transmission antenna 141 and the transmission coil 142 may be disposed on the same plane or disposed apart from each other. Also, the transmission antenna 141 can be made as small as shown in Fig. 7A, or can be made as large as the transmission coil 142 or slightly larger.

송전 안테나(141) 및 송전 코일(142)의 형상은 도 7a 와 같이 원형을 가져도 좋으며, 도 7b 와 같이 정사각 혹은 직사각형으로 형성되더라도 무방하다. 송전 코일(142)과 송전 안테나(141)는 서로 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. The shapes of the transmission antenna 141 and the transmission coil 142 may have a circular shape as shown in FIG. 7A, or may be square or rectangular as shown in FIG. 7B. It is preferable that the transmission coil 142 and the transmission antenna 141 are formed in a shape corresponding to each other.

본 발명에서 송전 안테나(141) 및 송전 코일(142)의 구조는 상기 무선 전력 수신 장치(120)가 회전체(100)의 원주 전역을 감싸기 때문에, 상술한 형상 외에 다른 형상으로 구현되더라도 문제가 없다.
The structure of the transmission antenna 141 and the transmission coil 142 of the present invention does not cause a problem even if it is realized in a shape other than the shape described above because the wireless power receiving apparatus 120 covers the entire circumference of the rotating body 100 .

도 8 에는 본 발명의 전원 공급 시스템의 제작 순서의 일례가 개략적으로 도시되어 있다. 도 8 에서 보이듯이, 회전체(100)와 별도로 무선 전력 수신 장치(120)를 제작한다. 무선 전력 수신 장치(120)는 휘어질 수 있는 부착판(124)에 형성된 수전 코일(122; 도 6 참고)을 포함하며, 평평한 부착판(124)에 수전 코일(122) 및 수전 안테나(121)를 형성한 후, 코일(122) 및 수전 안테나(121)가 형성 혹은 부착된 부착판(124)을 원통형으로 감으며, 상기 부착판(124)을 수전 코일 지지대(110)에 연결한다. 그 후에 고주파 정류기(125; 도 5 참고)를 회전체(100)에 부착시키고, 수전 안테나(121)와 SMA 커넥터를 사용하여 전선으로 연결한다. FIG. 8 schematically shows an example of a manufacturing procedure of the power supply system of the present invention. As shown in FIG. 8, a wireless power receiving apparatus 120 is manufactured separately from the rotating body 100. The wireless power receiving apparatus 120 includes a power reception coil 122 (see FIG. 6) formed in a flexible plate 124 and includes a power reception coil 122 and a power reception antenna 121 in a flat mounting plate 124, The attachment plate 124 formed with or attached to the coil 122 and the power reception antenna 121 is wound in a cylindrical shape and the attachment plate 124 is connected to the power reception coil support 110. [ Thereafter, a high frequency rectifier 125 (see FIG. 5) is attached to the rotating body 100, and the electric wire is connected using the receiving antenna 121 and the SMA connector.

도 8 의 실시예에서와 같이, 수전 코일 지지대(110)에 의해서 형성된 무선 전력 수신 장치(120)와 회전체(100) 사이의 공간에는 수지 등의 충전제(101)가 충전될 수도 있다.
8, a filler 101 such as a resin may be filled in a space between the wireless power receiving apparatus 120 formed by the power reception coil supporter 110 and the rotating body 100. [

본 발명에서 송전 코일(142) 및 송전 안테나(141)에서 발송된 고주파 전력은 회전체(100)를 감싸고 있는 수전 코일(122), 수전 안테나(121)가 수전하게 되는데, 회전체(100)가 회전하더라도 수전 코일(122), 수전 안테나(121)가 환형으로 되어 있어서 지속적으로 전력을 수전할 수 있다.
In the present invention, the high frequency power transmitted from the power transmission coil 142 and the transmission antenna 141 is received by the power reception coil 122 and the power reception antenna 121 surrounding the rotating body 100, The power reception coil 122 and the power reception antenna 121 are annular so that power can be continuously supplied.

본 발명에서 사용하고 있는 전자기 감응 공명 방식의 무선 전력 전송은 수십 ㎝ 이격하여 전력을 전달할 수 있으므로, 본 발명과 같은 환형 구조의 수전 코일(122)에서도 수십 ㎝ 이격하여 전력을 수전할 수 있는 장점이 있다. Since the electromagnetic power transmission system using the electromagnetic induction resonance system according to the present invention can transmit electric power with a distance of several tens of centimeters, it is advantageous in that power can be received at a distance of several tens of centimeters even in the receiving coil 122 having the annular structure have.

또한, 환형 구조의 수전 코일(122)을 가지는 본 발명의 송급 전력량이 도 9 에 도시되어 있다. 도 9 에서 확인할 수 있듯이, 회전체(100)가 회전되는 각이 변화하더라도 송급 전력량이 일정하게 유지될 수 있으며, 따라서, 회전체(100) 내부의 전자기기(미도시)에 전력이 안정적으로 공급될 수 있다. In addition, the amount of feed power of the present invention having the power receiving coil 122 of an annular structure is shown in Fig. 9, even if the angle at which the rotating body 100 is rotated is varied, the amount of power to be supplied and received can be kept constant. Therefore, the electric power can be stably supplied to the electronic device (not shown) .

또한, 본 발명에서 환형 구조의 수전 코일(122)과 한 개의 송전 코일(142)이 회전체(100)의 직경에 비하여 매우 작다고 하더라도 여러 개의 송전 코일(142)을 사용할 필요 없이, 하나의 송전 코일(142)을 사용하여 회전체(100)에 환형 구조로 설치된 한 개의 수전 코일(122)로 전력을 지속적으로 전달할 수 있다는 장점이 있다. In the present invention, even if the power receiving coils 122 and the power transmission coils 142 having the annular structure are very small compared to the diameter of the rotating body 100, it is not necessary to use a plurality of power transmission coils 142, The power can be continuously transmitted to one power reception coil 122 installed in an annular structure in the rotating body 100 by using the power receiving unit 142.

즉, 종래와 같이 회전체(100)에 전력을 전달하기 위하여 종래에는 다수의 수전 코일(20; 도 2b 참고) 및 송전 코일(30; 도 2b 참고)을 사용하는 구조보다 쉽고 간단한 구조로 전력을 전달할 수 있는 장점이 있다.
2B) and the transmission coil 30 (see FIG. 2B) in order to transmit electric power to the rotating body 100 as in the related art, There is an advantage to be able to deliver.

100: 회전체 110: 수전 코일 지지체
120: 무선 전력 수신 장치 121: 수전 안테나
122: 수전 코일 124: 부착판
125: 고주파 정류기 140: 무선 전력 송신 장치
141: 송전 안테나 142: 송전 코일100: rotating body 110: faucet coil support
120: Wireless power receiving device 121: Receiving antenna
122: power reception coil 124: attachment plate
125: high frequency rectifier 140: wireless power transmission device
141 transmission antenna 142 transmission coil

Claims (7)

회전체에 전원을 공급하기 위한 무선 전력 공급 시스템에 있어서,
상기 회전체와 이격하여 설치되며, 입력되는 전원으로부터 고주파 전력을 발생시키며 전자기 감응 공명에 의해 무선으로 방출하는 무선 전력 송신 장치; 및
상기 회전체에 탑재되도록 설치되며, 상기 무선 전력 송신 장치로부터 방출되는 상기 전력을 상기 전자기 감응 공명에 의해 수신하여 상기 회전체에 배치된 전자기기로 공급하는 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치; 를 포함하며,
상기 무선 전력 송신 장치는 송전 안테나와 상기 송전 안테나를 중심으로 감긴 송전 코일을 포함하며, 상기 송전 안테나와 송전 코일은 상기 회전체의 외측 일부분에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 이격 배치되며,
상기 무선 전력 수신 장치는 회전체의 원주방향에 평행한 변과, 회전체의 축방향에 평행한 변을 가지는 직사각형상으로 감긴 환형 구조의 수전 코일과 상기 수전 코일을 둘러싸는 수전 안테나를 포함하며,
상기 수전 안테나는 상기 전자기기에 연결되고,
상기 수전 코일은 지지대에 의하여 상기 회전체로부터 이격되어 배치되며,
상기 수전 코일과 회전체 사이에는 절연체가 배치되는 무선 전력 공급 시스템.
A wireless power supply system for supplying power to a rotating body,
A wireless power transmission device installed to be spaced apart from the rotating body and generating high frequency power from an input power source and radiating electromagnetic waves by electromagnetic resonance; And
At least one wireless power receiving device installed on the rotating body and receiving the electric power emitted from the wireless power transmission device by the electromagnetic resonance resonance and supplying the received electric power to an electronic device disposed in the rotating body; / RTI >
Wherein the wireless power transmission apparatus includes a transmission antenna and a transmission coil wound around the transmission antenna, wherein the transmission antenna and the transmission coil are spaced apart from the wireless power reception apparatus at a portion outside the rotation body,
Wherein the wireless power receiving apparatus includes a power receiving coil having an annular structure wound in a rectangular shape having sides parallel to the circumferential direction of the rotating body and sides parallel to the axial direction of the rotating body and a power receiving antenna surrounding the power receiving coil,
Wherein the receiving antenna is connected to the electronic device,
Wherein the power reception coil is disposed apart from the rotating body by a support,
And an insulator is disposed between the power reception coil and the rotating body.
회전체에 전원을 공급하기 위한 무선 전력 공급 시스템에 있어서,
상기 회전체와 이격하여 설치되며, 입력되는 전원으로부터 고주파 전력을 발생시키며 전자기 감응 공명에 의해 무선으로 방출하는 무선 전력 송신 장치; 및
상기 회전체에 탑재되도록 설치되며, 상기 무선 전력 송신 장치로부터 방출되는 상기 전력을 상기 전자기 감응 공명에 의해 수신하여 상기 회전체에 배치된 전자기기로 공급하는 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치; 를 포함하며,
상기 무선 전력 송신 장치는 송전 안테나와 상기 송전 안테나를 중심으로 감긴 송전 코일을 포함하며, 상기 송전 안테나와 송전 코일은 상기 회전체의 외측 일부분에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 이격 배치되며,
상기 무선 전력 수신 장치는 회전체의 원주방향에 평행한 장축과, 회전체의 축방향에 평행한 단축을 가지는 타원형상으로 감긴 환형 구조의 수전 코일과 상기 수전 코일을 둘러싸는 수전 안테나를 포함하며,
상기 수전 안테나는 상기 전자기기에 연결되고,
상기 수전 코일은 지지대에 의하여 상기 회전체로부터 이격되어 배치되며,
상기 수전 코일과 회전체 사이에는 절연체가 배치되는 무선 전력 공급 시스템.
A wireless power supply system for supplying power to a rotating body,
A wireless power transmission device installed to be spaced apart from the rotating body and generating high frequency power from an input power source and radiating electromagnetic waves by electromagnetic resonance; And
At least one wireless power receiving device installed on the rotating body and receiving the electric power emitted from the wireless power transmission device by the electromagnetic resonance resonance and supplying the received electric power to an electronic device disposed in the rotating body; / RTI >
Wherein the wireless power transmission apparatus includes a transmission antenna and a transmission coil wound around the transmission antenna, wherein the transmission antenna and the transmission coil are spaced apart from the wireless power reception apparatus at a portion outside the rotation body,
Wherein the wireless power receiving apparatus includes an electric power receiving coil having an annular structure wound in an elliptical shape having a major axis parallel to the circumferential direction of the rotating body and a minor axis parallel to the axial direction of the rotating body and a receiving antenna surrounding the power receiving coil,
Wherein the receiving antenna is connected to the electronic device,
Wherein the power reception coil is disposed apart from the rotating body by a support,
And an insulator is disposed between the power reception coil and the rotating body.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수전 코일은 평판 직사각형 또는 타원형 코일을 환형 구조로 벤딩하여 제작된 것을 특징으로 하는 무선 전력 공급 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the power reception coil is manufactured by bending a flat rectangular or elliptical coil into an annular structure.
삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수전 코일은 회전체의 길이 방향을 따라서 하나 이상 배치되며, 상기 수전 코일에 대응되는 위치에 상기 송전 코일이 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 공급 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein at least one of the power reception coils is disposed along a longitudinal direction of the rotating body, and the power transmission coils are disposed at positions corresponding to the power reception coils.
삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항의 무선 전력 공급 시스템의 제작 방법으로,
평판형 부착판에 상기 수전 코일을 형성하는 수전 코일 형성 단계; 및
상기 수전 코일이 형성된 부착판을 감아 회전체를 둘러싸게 연결시키는 부착판 연결 단계;를 포함하는 무선 전력 공급 시스템 제작 방법.A method of manufacturing a wireless power supply system according to claim 1 or 2,
Forming a power reception coil on the plate type attachment plate; And
And an attachment plate connecting step of surrounding the rotating body by winding the attachment plate on which the receiver coil is formed.
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