KR102175378B1 - 대면적형 복합 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈 - Google Patents

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Abstract

대면적형 복합 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트는 전체폭, 전체길이 및 지름 중 적어도 어느 하나가 100mm 이상인 대면적형 자기장 차폐시트로서, 소정의 면적을 갖는 복수 개의 페라이트 블럭체가 서로 인접하도록 배치된 메인차폐층; 및 소정의 면적을 갖는 적어도 하나의 자성시트로 이루어지고, 접착층을 매개로 상기 메인차폐층의 일면에 적층되는 보조차폐층;을 포함하고, 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체 사이의 경계영역은 상기 자성시트의 내측 영역에 위치하도록 배치되어 상기 두 개의 페라이트 블럭체 사이의 틈새로 누설되는 자기장이 상기 자성시트에 의해 차단되며, 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체 사이에 형성된 틈새는 적어도 일부가 상기 페라이트 블럭체의 두께방향인 보조차폐층의 두께방향과 평행하지 않도록 형성된다.

Description

대면적형 복합 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈{Wide area type composite magnetic field Shielding sheet and wireless power transfer module including the same}
본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대면적형 복합 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈에 관한 것이다.
석유를 사용하는 자동차에서 배출되는 배기가스는 환경오염의 주요 원인으로 대두되고 있다. 이에 따라, 자동차의 배기가스를 감소시키기 위한 노력이 시도되고 있으며, 배출가스를 줄일 수 있는 자동차의 연구 및 개발이 진행되고 있다.
이와 같은 상황에서 천연가스, 에탄올 등의 대체에너지와 전기에너지를 사용하는 전기자동차 개발이 대표적인 차세대 자동차 기술로 부상하고 있으나, 현재 개발중인 전기자동차는 주행거리, 무게, 가격, 충전 소요시간, 인프라 구축 등에 한계를 가지고 있다.
즉, 전기자동차는 구동 전원을 제공하는 배터리의 용량이 제한적이므로 장거리를 주행하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서는 배터리의 효율을 향상시키거나 배터리의 용량을 증가시킬 필요가 있다.
그러나 배터리의 효율 향상은 배터리로 사용할 수 있는 재료의 한계 때문에 혁신적인 기술의 발전 없이는 거의 불가능한 상태이며, 배터리의 용량을 증가시키기 위해서는 배터리의 무게나 부피가 증가될 수밖에 없는 한계가 있다.
이에 따라, 현재 개발중인 전기자동차의 한계를 극복하고, 궁극적으로 주행 중에 배터리의 충전이 가능한 무선충전 전기자동차 시스템에 대한 기술개발이 시도되고 있다.
이와 같은 무선충전 방식은 외부로부터 공급되는 전력을 무선으로 송출 또는 수신하는 코일과, 코일에서 발생되는 자기장을 차폐하기 위하여 상기 코일의 일면에 배치되는 차폐시트를 포함한다.
이때, 상기 차폐시트는 통상적으로 페라이트 재질로 이루어진 자성시트가 사용된다. 그러나, 전기자동차를 충전하기 위하여 사용되는 차량용 무선전력 송신모듈은 모바일용 무선전력 송신모듈에 비해 취급하는 전력 및 전송거리가 크므로 사용되는 차폐시트도 큰 사이즈를 갖는다. 이에 따라, 차폐시트 역시 100mm×100mm 이상의 대면적으로 구성된다.
통상적으로 차량용 무선전력 송신 및 수신장치에 사용되는 차폐시트는 페라이트 재질이 사용된다. 이와 같은 페라이트 재질의 차폐시트는 소성 가공을 통하여 형성되기 때문에 100mm×100mm 이상의 대면적으로 구성하는 경우 소성 과정에서 뒤틀림이나 변형이 발생하므로 사이즈를 크게 하는데 한계가 있다.
이에 따라, 종래의 차량용 차폐시트는 일반적으로 100mm×100mm 이하의 크기를 갖는 페라이트 블럭체가 서로 인접하게 배치되는 형태로 구성된다. 이때, 페라이트 블럭체는 계면을 연마한 후 페라이트 블럭체 간의 간격이 일정하게 유지된다.
이로 인해, 복수 개의 페라이트 블럭체를 서로 인접하게 배치하는 경우 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체 사이에는 틈새가 발생할 수밖에 없다. 또한, 서로 마주하는 면 사이에 돌출형성되는 미세한 돌기들로 인하여 국소 부위에 자기장이 집중됨으로써 핫스팟(hot spot)과 같은 문제가 발생하였다.
KR 10-2017-0143167 A
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 전체폭과 전체길이 또는 지름이 100mm 이상인 대면적의 사이즈에서도 원활하게 작동할 수 있는 대면적형 복합 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 전체폭, 전체길이 및 지름 중 적어도 어느 하나가 100mm 이상인 대면적형 자기장 차폐시트로서, 소정의 면적을 갖는 복수 개의 페라이트 블럭체가 서로 인접하도록 배치된 메인차폐층; 및 소정의 면적을 갖는 적어도 하나의 자성시트로 이루어지고, 접착층을 매개로 상기 메인차폐층의 일면에 적층되는 보조차폐층;을 포함하고, 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체 사이의 경계영역은 상기 자성시트의 내측 영역에 위치하도록 배치되어 상기 두 개의 페라이트 블럭체 사이의 틈새로 누설되는 자기장이 상기 자성시트에 의해 차단되며, 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체 사이에 형성된 틈새는 적어도 일부가 상기 페라이트 블럭체의 두께방향인 보조차폐층의 두께방향과 평행하지 않도록 형성되는 대면적형 복합 자기장 차폐시트를 제공한다.
또한, 상기 자성시트는 비정질 리본시트일 수 있고, 상기 페라이트 블럭체는 Mn-Zn 페라이트로 이루어질 수 있으며, 상기 자성시트는 페라이트 블럭체보다 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 보조차폐층은 상기 메인차폐층의 상면 및 하면에 각각 배치될 수 있고, 상기 보조차폐층 및 메인차폐층은 적층방향을 따라 교대로 적층될 수 있으며, 상기 메인차폐층은 두 개의 보조차폐층 사이에 위치하도록 배치될 수 있다.
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또한, 상기 대면적형 복합 자기장 차폐시트는 방열성을 개선하기 위하여 상기 보조차폐층의 일면에 배치되는 판상의 방열플레이트를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 대면적형 복합 자기장 차폐시트; 및 상기 대면적형 복합 자기장 차폐시트의 일면에 배치되는 적어도 하나의 무선전력 전송용 안테나;를 포함하는 무선전력 전송모듈을 제공한다.
본 발명에 의하면, 차폐시트가 서로 인접하도록 배치된 복수 개의 페라이트 블럭체를 포함하고 전체폭과 전체길이 또는 지름이 100mm 이상인 대면적의 사이즈로 구현되더라도 페라이트 블럭체 사이의 틈새를 통해 자기장이 누설되는 문제를 개선할 수 있다. 이를 통해, 자기장 누설에 의한 효율 저하나 발열과 같은 제반문제를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 도 1의 A-A 방향 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트에서 보조차폐층을 구성하기 위한 자성시트의 일형태를 나타낸 도면,
도 5는 도 3에서 메인차폐층의 상면에 보조차폐층이 배치된 형태를 나타낸 단면도,
도 6은 도 5에서 보조차폐층의 상면에 또 다른 메인차폐층이 배치된 형태를 나타낸 단면도,
도 7은 도 6에서 또 다른 메인차폐층의 상면에 보조차폐층이 배치된 형태를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트를 나타낸 분리도,
도 9는 도 8의 결합단면도,
도 10은 도 9에서 메인차폐층의 상면에 보조차폐층이 배치된 형태를 나타낸 단면도, 그리고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트가 적용된 무선전력 전송모듈을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 전체폭과 전체길이 또는 지름이 100mm 이상을 갖는 대면적으로 구현될 수 있다. 일례로, 상기 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 전체폭과 전체길이가 각각 100mm 이상일 수 있으며, 400mm×400mm의 크기로 구현될 수 있다.
그러나 상기 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)의 크기를 이에 한정하는 것은 아니며, 100mm×100mm 이상의 크기 또는 지름이 100mm 이상이라면 설계조건에 따라 다양한 크기로 변경될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 100mm×100mm 이상의 크기로 구현되더라도 생산단가의 증가를 최소화하면서도 우수한 차폐성능을 구현할 수 있도록 적어도 두 개의 차폐층을 포함할 수 있으며, 상기 두 개의 차폐층은 서로 적층될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 자기장을 차폐하기 위한 메인차폐층(110)과 상기 메인차폐층(110)을 보완하기 위한 보조차폐층(120)을 포함할 수 있으며, 상기 메인차폐층(110)과 보조차폐층(120)은 서로 적층될 수 있다.
구체적으로, 상기 메인차폐층(110)은 소정의 면적을 갖는 복수 개의 페라이트 블럭체(112)로 구성될 수 있으며, 복수 개의 페라이트 블럭체(112)는 일측이 서로 인접하도록 배치될 수 있다.
본 발명에서, 상기 페라이트 블럭체(112)는 페라이트 분말을 가압한 후 소성공정을 통해 소결된 형태일 수 있다. 이때, 상기 페라이트 블럭체(112)는 Ni-Zn 페라이트 또는 Mn-Zn 페라이트로 이루어질 수 있으나 100~350kHz의 주파수 대역에서 상대적으로 우수한 성능을 발휘할 수 있도록 Mn-Zn 페라이트로 이루어질 수 있다.
이와 같은 페라이트 블럭체(112)는 상술한 바와 같이 일측이 서로 인접하도록 배치됨으로써 자기장을 차폐하는 주차폐층인 메인차폐층(110)을 구성할 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 페라이트 블럭체(112)는 m×n(m,n은 자연수)의 행렬구조로 배열될 수 있으며, 서로 동일한 크기를 가질 수도 있고 서로 다른 크기를 가질 수도 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 상기 메인차폐층(110)의 적어도 일면에 보조차폐층(120)이 배치될 수 있으며, 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체(112) 사이의 경계영역(L)은 상기 보조차폐층(120)의 내부영역에 위치하도록 배치될 수 있다.
이를 위해, 상기 보조차폐층(120)은 소정의 면적을 갖는 판상의 자성시트(122)일 수 있으며, 상기 페라이트 블럭체(112)보다 상대적으로 더 큰 크기 또는 더 넓은 면적을 갖도록 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 자성시트(122)는 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체(112,212)를 합한 면적과 동일하거나 더 큰 면적을 가질 수 있으며, 상기 메인차폐층(110,210)의 전체면적과 동일한 면적이거나 상기 메인차폐층(110)의 전체면적의 1/2의 면적을 가질 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 메인차폐층(110)을 구성하는 복수 개의 페라이트 블럭체(112)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 보조차폐층(120)의 일면에 배치되는 접착층(140)을 매개로 부착됨으로써 위치가 고정될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 상기 메인차폐층(110)을 통해 자기장을 차폐하는 과정에서 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 블럭체(112) 사이에 형성된 틈새로 자기장이 누설되더라도 누설되는 자기장이 상기 보조차폐층(120)을 통해 차단될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 페라이트 블럭체(112) 사이의 틈새로 누설된 자기장이 보조차폐층(120)을 통해 차단됨으로써 자기장의 누설량을 줄여 차폐성능을 높일 수 있다.
또한, 상기 메인차폐층(110)을 구성하는 복수 개의 페라이트 블럭체(112)는 표면이 평탄하지 않고 표면으로부터 돌출된 미세한 돌기를 포함한 상태에서 다른 페라이트 블럭체(112)와 인접하도록 배치되더라도 서로 인접한 두 개의 페라이트 블럭체(112) 사이의 틈새로 누설된 자기장이 상기 보조차폐층(120)으로 유도됨으로써 상기 돌기 측으로 자기장이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 페라이트 블럭체(112) 사이의 틈새로 누설된 자기장이 보조차폐층(120)으로 유도되어 상기 돌기 측에 집중되는 것을 차단됨으로써 자기장 집중에 의한 핫 스팟(hot spot)과 같은 발열문제를 개선할 수 있다.
한편, 상기 보조차폐층(120)을 구성하는 자성시트(122)는 상술한 바와 같이 상기 메인차폐층(110)으로부터 누설되는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체일 수 있으며, 폴리머에 자성체를 분산시킨 컴포지트 소재, 페라이트, 비정질 리본시트 등과 같이 자기장을 차폐할 수 있는 재질이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
이때, 상기 자성시트(122)는 상기 메인차폐층(110)을 구성하는 페라이트 블럭체(112) 두께의 1/2 이하의 두께일 수 있다. 즉, 상기 자성시트(122)는 매우 얇은 두께를 가지면서도 높은 투자율을 구현할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
그러나, 상기 자성시트(122)의 두께를 이에 한정하는 것은 아니며 상기 자성시트(122)의 두께가 상기 페라이트 블럭체(112) 보다 상대적으로 매우 얇다는 의미로 해석함이 타당함을 밝혀둔다.
구체적인 일례로써, 상기 자성시트(122)는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트일 수 있으며, 상기 리본시트는 플레이크 처리를 통해 다수 개의 미세조각으로 분리형성될 수 있다. 또한, 상기 자성시트(122)는 복수 개의 리본시트가 접착층을 매개로 다층으로 적층된 다층시트일 수 있다. 이와 같은 경우 상기 자성시트(122)는 상면과 하면에 상기 미세조각들이 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 접착층(122b)을 매개로 부착되는 보호필름(122c)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 자성시트(122)는 도 4에 도시된 바와 같이 리본시트(122a)가 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성될 수 있으며, 각각의 미세조각들은 비정형으로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 상기 자성시트(122)는 전체적인 저항을 높여 와전류의 발생을 억제함으로써 와전류에 의한 손실을 줄일 수 있다.
더불어, 상기 자성시트(122)는 플레이크 처리되어 다수 개의 미세조각으로 분리된 복수 개의 리본시트(122a)가 다층으로 적층된 다층시트일 수 있다. 이때, 각각의 리본시트(122a) 사이에는 비전도성 성분을 포함하는 접착층(122b)이 배치될 수 있다. 이러한 접착층(122b)은 서로 적층되는 각각의 리본시트(122a) 측으로 일부 또는 전부가 스며들어 상기 리본시트(122a)를 구성하는 미세 조각들 사이로 이동함으로써 서로 이웃하는 미세 조각들을 절연하는 역할을 수행할 수도 있다. 여기서, 상기 접착층은 접착제로 구비될 수도 있으며 필름 형태의 기재의 일면 또는 양면에 접착제가 도포된 형태로 구비될 수도 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 상기 보조차폐층(120)을 매우 얇은 두께로 구성할 수 있어 상기 보조차폐층(120)을 구성하는 자성시트(122)의 사용량을 최소화할 수 있음으로써 우수한 차폐성능을 구현하면서도 생산원가의 증가를 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 상술한 바와 같이 상기 메인차폐층(110)의 일면에 보조차폐층(120)이 적층된 형태로 구성될 수도 있으나, 도 5 내지 도 8에 도시된 다양한 방식이 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 상술한 보조차폐층(120)이 상기 메인차폐층(110)의 상면과 하면에 각각 배치될 수 있다.
이와 같은 경우, 무선전력 전송용 안테나(10)에서 송출되거나 수신된 자기장은 상기 메인차폐층(110)과 보조차폐층(120)으로 분산되므로 전체 자기장 중 일부의 자기장이 보조차폐층(120)을 통해 차단될 수 있다.
이에 따라, 상기 메인차폐층(110)에서 차단이 필요한 자기장의 양이 줄어들 수 있으며, 상기 메인차폐층(110)에서 차단되지 않고 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체(112) 사이의 틈새로 누설되는 자기장의 누설량을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전술한 실시예와 비교할 때 자기장의 누설량을 더욱 줄일 수 있음으로써 전체적인 차폐성능을 높일 수 있다.
다른 예로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 메인차폐층(110)과 보조차폐층(120)이 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 보조차폐층(120) 및 메인차폐층(110)이 적층방향을 따라 순차적으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 보조차폐층(120)은 도 7에 도시된 바와 같이 복수 개의 메인차폐층(110) 중 최상층에 배치되는 메인차폐층(110)의 상면에도 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 메인차폐층(110)은 두 개의 보조차폐층(120) 사이에 각각 위치하도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 메인차폐층(110)을 구성하는 복수 개의 페라이트 블럭체(112)는 도 3 및 도 5에 도시된 페라이트 블럭체(112) 보다 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있으며, 복수 개의 메인차폐층(110)의 전체두께는 도 3 및 도 5에 도시된 메인차폐층(110)의 두께와 동일한 두께일 수 있다.
이에 따라, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에서 각각의 메인차폐층(110)을 구성하는 페라이트 블럭체(112)의 두께는 도 3 및 도 5에 도시된 메인차폐층(110)을 구성하는 페라이트 블럭체(112)의 두께보다 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 이로 인해, 각각의 메인차폐층(110)을 구성하기 위한 페라이트 블럭체(112)의 사이즈를 줄일 수 있으므로 소성과정에서 일어날 수 있는 뒤틀림과 같은 제조상의 결함을 줄일 수 있다. 더불어, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예의 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100)는 도 3 및 도 5에 도시된 실시예와 비교할 때 동등 수준의 두께를 유지하면서도 보조차폐층(120)의 층수를 증가시킬 수 있음으로써 전체적인 차폐성능을 더욱 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(200)는 상기 메인차폐층(210)을 구성하는 페라이트 블럭체(212)의 형상을 통해 자기장의 누설량을 더욱 줄일 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(200)는 상기 메인차폐층(210)을 구성하는 복수 개의 페라이트 블럭체(212)가 직육면체를 제외한 형상일 수 있으며, 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체(212)는 서로 형합되는 부분을 가질 수 있다.
일례로, 상기 페라이트 블럭체(212)는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 직육면체 형상의 몸체(212a)와 상기 몸체(212a)로부터 연장되는 적어도 하나의 돌출부(212b)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 돌출부(212b)는 상기 몸체(212a)의 두께 방향과 평행하지 않는 방향으로 연장될 수 있으며, 서로 이웃하게 배치되는 다른 페라이트 블럭체(212)의 몸체(212a)로부터 연장된 다른 돌출부(212b)와 서로 형합되는 위치 및 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 돌출부(212b)는 상기 몸체(212a)의 측면으로부터 길이방향 또는 폭방향과 평행한 방향으로 연장될 수 있으며, 상기 돌출부(212b)가 상기 몸체(212a)의 양 측면으로부터 각각 연장되는 경우 두 개의 돌출부(212b)는 서로 반대방향으로 연장될 수 있다.
이에 따라, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체(212) 사이에 형성된 틈새는 적어도 일부가 상기 보조차폐층(120)의 두께 방향과 평행하지 않는 부분을 포함할 수 있다.
이로 인해, 상기 틈새로 자기장이 누설되더라도 누설경로가 일직선이 아닌 굴곡진 경로로 형성됨으로써 자기장의 누설량을 줄여 전체적인 차폐성능을 높일 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 보조차폐층(120)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 메인차폐층(210)의 일면에만 형성될 수도 있고, 상기 메인차폐층(210)의 양면에 모두 형성될 수도 있다.
그러나, 상기 돌출부(212b)의 위치 및 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 돌출부(212b)를 통해 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체(212) 사이에 형성된 틈새가 굴곡진 경로를 형성하는 방식이라면 다양한 형상을 가질 수 있으며, 서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체(212)가 상기 돌출부(212b)를 통해 서로 연결될 수 있다면 적절한 위치에 형성될 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만 도 8 내지 도 10에 도시된 대면적형 복합 자기장 차폐시트(200)는 도 6 및 도 7에 도시된 방식이 적용될 수도 있다. 더불어, 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예의 경우 페라이트 블럭체(212)의 형상을 제외한 다른 기술적 내용들은 전술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100,200)는 방열성을 갖는 판상의 방열플레이트(130)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 방열플레이트(130)는 상기 보조차폐층(120)의 일면에 배치될 수 있으며, 상기 보조차폐층(120)을 지지함과 아울러 상기 보조차폐층(120)을 통해 전달된 열을 분산시키고 외부로 방출할 수 있다. 이를 통해, 자기장의 차폐시 발생될 수 있는 열을 외부로 방출하여 열적 문제를 개선함으로써 열에 기인한 성능저하를 개선할 수 있다.
이를 위해, 상기 방열플레이트(130)는 열전도성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 방열플레이트(130)는 구리나 알루미늄과 같은 판상의 금속판일 수도 있고, 그라파이트를 포함하는 판상의 부재일 수도 있으며, 방열성을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다. 더불어, 상기 방열플레이트(130)는 위에 열거한 것에 한정하지 않고 열전도도가 200W/m·K 이상인 재질이라면 제한없이 사용될 수 있다. 더하여, 상기 방열플레이트(130)는 방열성능을 높이기 위하여 외면에 방열코팅층(미도시)이 형성될 수도 있다.
한편, 상술한 대면적용 복합 자기장 차폐시트(100,200)는 전기자동차의 배터리를 충전하기 위한 무선전력 전송모듈(1)로 구현될 수 있다.
일례로, 상기 무선전력 전송모듈(1)은 도 11에 도시된 바와 같이 소정 주파수 대역의 자기장을 이용하여 전력을 수신하거나 송출하기 위한 적어도 하나의 무선전력 전송용 안테나(10)와, 상기 무선전력 전송용 안테나(10)로부터 발생된 자기장을 차폐하기 위한 차폐시트를 포함할 수 있으며, 상기 차폐시트는 상술한 대면적용 복합 자기장 차폐시트(100,200)일 수 있다.
이때, 상기 무선전력 전송모듈(1)은 상기 무선전력 전송용 안테나(10)가 외부로 무선전력을 송출하는 경우 무선전력 송신모듈로 구현될 수 있고 상기 무선전력 전송용 안테나(10)가 무선전력을 수신하는 경우 무선전력 수신모듈로 구현될 수도 있다.
더불어, 상술한 대면적형 복합 자기장 차폐시트(100,200)가 전기자동차의 배터리를 충전하기 위한 무선전력 전송모듈(1)에 적용되는 것을 일례로 예시하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 가전제품이나 생활용품 등 100mm×100mm 이상의 대면적에서 자기장을 차폐하기 위한 것이라면 제품이나 용도에 제한없이 모두 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100, 200 : 대면적형 복합 자기장 차폐시트
110,210 : 메인차폐층 112,212 : 페라이트 블럭체
212a : 몸체 212b : 돌출부
120 : 보조차폐층 122 : 자성시트
130 : 방열플레이트 140 : 접착층

Claims (14)

  1. 전체폭, 전체길이 및 지름 중 적어도 어느 하나가 100mm 이상인 대면적형 자기장 차폐시트로서,
    소정의 면적을 갖는 복수 개의 페라이트 블럭체가 서로 인접하도록 배치된 메인차폐층; 및
    소정의 면적을 갖는 적어도 하나의 자성시트로 이루어지고, 접착층을 매개로 상기 메인차폐층의 일면에 적층되는 보조차폐층;을 포함하고,
    서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체 사이의 경계영역은 상기 자성시트의 내측 영역에 위치하도록 배치되어 상기 두 개의 페라이트 블럭체 사이의 틈새로 누설되는 자기장이 상기 자성시트에 의해 차단되며,
    서로 이웃하게 배치되는 두 개의 페라이트 블럭체 사이에 형성된 틈새는 적어도 일부가 상기 페라이트 블럭체의 두께방향인 보조차폐층의 두께방향과 평행하지 않도록 형성되는 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자성시트는 비정질 리본시트이고, 상기 페라이트 블럭체는 Mn-Zn 페라이트로 이루어진 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 페라이트 블럭체는 상기 보조차폐층의 일면에 m×n의 행렬구조로 배열되는 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
    (여기서, m,n은 자연수임)
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보조차폐층은 한 쌍으로 구비되어 상기 메인차폐층의 상면 및 하면에 각각 배치되는 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 보조차폐층 및 메인차폐층은 각각 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 보조차폐층 및 메인차폐층은 적층방향을 따라 교대로 적층되는 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 보조차폐층 및 메인차폐층은 각각 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 메인차폐층은 두 개의 보조차폐층 사이에 각각 위치하도록 배치되는 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 대면적형 복합 자기장 차폐시트는 상기 보조차폐층의 일면에 배치되는 판상의 방열플레이트를 포함하는 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 방열플레이트는 금속재질로 이루어진 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 방열플레이트는 방열 플라스틱인 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 방열플레이트는 외면에 방열성능을 높이기 위한 방열코팅층이 형성되는 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 보조차폐층의 두께는 상기 메인차폐층의 전체두께에 대하여 1/2 이하의 두께인 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 자성시트는 플레이크 처리되어 복수 개의 조각으로 분리형성된 것인 대면적형 복합 자기장 차폐시트.
  14. 제1항 내지 제6항, 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 대면적형 복합 자기장 차폐시트; 및
    상기 대면적형 복합 자기장 차폐시트의 일면에 배치되는 적어도 하나의 무선전력 전송용 안테나;를 포함하는 무선전력 전송모듈.
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