KR102371776B1 - Antenna core for wireless power transmission/receive, Module comprising the same and Electronic device comprising the same - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
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- H02J7/025—
Abstract
무선전력 송수신용 안테나 코어가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송수신용 안테나 코어는 안테나 코어의 가요성 향상 및 와전류 발생 감소를 위하여 파쇄시킨 자성체 파편들 및 상기 파편들 중 일부 인접하는 파편 간에 형성된 이격공간의 적어도 일부에 배치되어 와전류 발생을 감소키는 절연체를 포함하는 자성층이 다층으로 적층되어 형성된 자성블록이 다층으로 적층되어 형성된다. 이에 의하면, 무선전력 송수신용 안테나 코어는 높은 포화자속밀도(B)값을 가지며, 와전류에 의한 자기손실이 방지되고, 코어로스도 현저히 적으며, 목적하는 공진주파수 대역에서 우수한 투자율을 가짐에 따라서 무선전력 전송효율 및 전송거리를 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 소형화되도록 구현됨에도 불구하고 매우 우수한 무선전력 전송효율 및 증가된 전송거리를 가질 수 있다. 나아가, 안테나 코어의 가요성이 현저히 향상됨에 따라서 외부의 물리적 충격에도 안테나 코어가 더 이상 미세조각화 되거나 크랙이 발생하지 않아 초기 설계된 안테나 코어의 물성을 지속적으로 발현시킬 수 있다. 더불어 TV 등 가전기기, 의료기기, 산업용 기기 등 전자기기에 대해 전원공급선을 생략시켜 구현함에도 전자기기를 우수한 성능으로 구동시킬 수 있고, 이를 통해 전자기기의 이용/설치 공간 제약, 전원공급선으로 인한 인테리어적 미감훼손의 문제가 해결된 전자기기를 구현할 수 있다.An antenna core for transmitting and receiving wireless power is provided. The antenna core for wireless power transmission/reception according to an embodiment of the present invention is disposed in at least a part of the separation space formed between the fragments of magnetic material crushed and some of the fragments adjacent to the fragments in order to improve the flexibility of the antenna core and reduce the generation of eddy currents. It is formed by stacking a magnetic block formed by stacking a magnetic layer containing an insulator to reduce the occurrence of eddy currents in multiple layers. According to this, the antenna core for wireless power transmission and reception has a high saturation magnetic flux density (B) value, prevents magnetic loss due to eddy currents, has significantly less core loss, and has excellent magnetic permeability in the desired resonant frequency band. Power transmission efficiency and transmission distance can be significantly improved. In addition, in spite of being implemented to be miniaturized, it is possible to have very excellent wireless power transmission efficiency and an increased transmission distance. Furthermore, as the flexibility of the antenna core is remarkably improved, the antenna core is no longer micro-fragmented or cracked even by an external physical impact, so that the properties of the initially designed antenna core can be continuously expressed. In addition, even when the power supply line is omitted for electronic devices such as TVs, medical devices, and industrial devices, it is possible to drive electronic devices with excellent performance. It is possible to implement an electronic device in which the problem of damage to the enemy's aesthetics has been solved.
Description
본 발명은 안테나 코어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선전력 송수신용 안테나 코어, 이를 포함하는 모듈 및 전자기기에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna core, and more particularly, to an antenna core for wireless power transmission/reception, a module including the same, and an electronic device.
핸드폰, PDA(개인휴대단말기), 아이패드, 노트북컴퓨터 또는 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 전자장치들의 무선충전기술이 새롭게 부각되고 있다. 새로운 타입의 무선충전(WLC) 기술은 휴대용 전자장치가 전력선을 사용할 필요 없이 직접 휴대용 전자장치에 전력을 전송하여 전지를 충전시킬 수 있도록 하는 기술로 최근 이 기술을 채택하는 휴대용 전자장치가 늘고 있는 추세에 있다. Wireless charging technology for portable electronic devices such as cell phones, personal digital assistants (PDAs), iPads, notebook computers, or tablet PCs is newly emerging. A new type of wireless charging (WLC) technology is a technology that enables a portable electronic device to charge a battery by transmitting power directly to the portable electronic device without using a power line. is in
또한, 이와 같은 추세에 더불어 최근에는 TV, 청소기 등의 가전제품이 전력공급선 없이도 구동될 수 있는 와이어리스 가전제품이 주목을 받고 있다. 상기 와이어리스 가전제품은 전력공급선이 없어서 특정 위치에 가전제품이 설치되더라도 깔끔한 외관을 연출함에 따라 인테리어적으로 미감을 향상시킬 수 있다. 또한, 가전제품의 전력공급선 길이를 감안하여 콘센트에 인접하게 가전제품을 설치해야 하는 설치 위치 선정에 있어서도 자유로울 수 있다. 더불어 전력공급선의 길이에서 자유로워짐에 따라 청소기와 같은 이동식 가전제품의 경우 이동거리의 제약이 없어져 활용성이 매우 향상될 수 있는 장점이 있다.In addition, in addition to this trend, recently, wireless home appliances, such as TVs and vacuum cleaners, which can be driven without a power supply line, are attracting attention. Since the wireless home appliance does not have a power supply line, even if the home appliance is installed in a specific location, it is possible to improve the aesthetics of the interior by directing a neat appearance. In addition, in consideration of the length of the power supply line of the home appliance, it may be free to select an installation location where the home appliance should be installed adjacent to the outlet. In addition, as the length of the power supply line becomes free, in the case of mobile home appliances such as vacuum cleaners, there is no restriction on the moving distance, which has the advantage that usability can be greatly improved.
이와 같은 무선전력 전송을 가능케 하는 무선전력전송의 방법은 자기 공진을 통한 것으로써, 송신코일 및 수신코일 간에 소정의 주파수 대역에서 공진이 발생하도록 자기장을 발생시켜 무선전력을 전송하는 방법이며, 두 코일 간에 얼마만큼의 큰 자기장을 발생시킬 수 있는지가 전력전송거리에 직접적으로 영향을 미친다. 두 코일간에 큰 자기장을 발생시킬 수 있도록 하기 위한 일방법으로 코일 내부에 자성체 코어를 구비시킨 안테나를 통해 자기장을 발생시키며, 상기 자성체 코어는 코일내부의 자기저항을 감소시켜 자속밀도를 증가시키는 역할을 수행한다. The method of wireless power transmission that enables such wireless power transmission is through magnetic resonance, and is a method of transmitting wireless power by generating a magnetic field so that resonance occurs in a predetermined frequency band between the transmitting coil and the receiving coil, and the two coils. How large a magnetic field can be generated in the liver directly affects the power transmission distance. As a method for generating a large magnetic field between the two coils, a magnetic field is generated through an antenna having a magnetic core inside the coil, and the magnetic core reduces the magnetic resistance inside the coil to increase the magnetic flux density. carry out
그러나 코일 내부에 코어로 구비되는 자성체는 취성이 강함에 따라서 외부충격에 의해 쉽게 크랙이 발생하거나 깨질 수 있는데, 미세 조각으로 분리된 자성체는 조각화되기 전의 자성체 보다 투자율 등 자기적 특성이 현저히 저하됨에 따라서 최초에 설계한 코어의 초도물성을 지속, 유지시키지 못하여 제품의 제조공정, 제품의 사용중 물리적 충격에 의한 전력전송 성능저하 또는 성능자체가 전혀 발현되지 않는 심각한 문제점을 야기시킬 수 있다.However, as the magnetic material provided as a core inside the coil is brittle, it may easily crack or break due to an external impact. The magnetic material separated into fine pieces has significantly lower magnetic properties such as magnetic permeability than the magnetic material before fragmentation. Failure to sustain or maintain the initial physical properties of the initially designed core may cause serious problems in the manufacturing process of the product, power transmission performance degradation due to physical impact during product use, or the performance itself is not expressed at all.
이에 따라 소형화되도록 구현되어도 목적하는 수준으로 전력전송 효율을 발현하고, 전력전송 거리를 증가시킬 수 있는 동시에 물리적 외력에도 안테나 코어의 크랙이나 미세조각화가 방지되어 최초 설계한 물성치를 지속적으로 발현시킬 수 있는 무선전력 송수신용 안테나 코어의 개발이 시급한 실정이다. Accordingly, even if it is implemented to be miniaturized, the power transmission efficiency can be expressed at a desired level and the power transmission distance can be increased, and at the same time, cracks or micro-fragments of the antenna core are prevented even by physical external forces, so that the initially designed properties can be continuously expressed. There is an urgent need to develop an antenna core for transmitting and receiving wireless power.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 소형화되도록 구현되어도 목적하는 수준으로 전력전송 효율을 발현하고, 전력전송 거리를 증가시킬 수 있는 동시에 물리적 외력에도 안테나 코어의 크랙이나 미세조각화가 방지되어 최초 설계한 물성치를 지속적으로 발현시킬 수 있는 무선전력 송수신용 안테나 코어를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised in consideration of the above points, and even when implemented to be miniaturized, it can express power transmission efficiency to a desired level, increase the power transmission distance, and at the same time prevent cracking or micro-fragmentation of the antenna core even under physical external force. It aims to provide an antenna core for wireless power transmission and reception that can continuously express the initially designed physical properties.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 안테나 코어를 통해 자기 공진을 위한 소정의 주파수에 맞도록 설계된 안테나 특성을 더욱 향상시켜 무선전력 전송효율 및 전력전송거리를 현저히 증가시킬 수 있는 안테나모듈을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides an antenna module capable of significantly increasing wireless power transmission efficiency and power transmission distance by further improving the characteristics of an antenna designed to match a predetermined frequency for magnetic resonance through the antenna core according to the present invention. There is a purpose.
더불어, 본 발명은 본 발명에 따른 안테나모듈을 통해 전자기기로 우수한 효율로 전력을 전송시킬 수 있는 무선전력 송수신 모듈 및 이를 포함하여 전력공급선 없이도 구동가능하고, 이를 통해 인테리어적 미감 증대, 설치 및 이용상 공간의 제약에서 자유로운 전자 기기를 제공하는데 다른 목적이 있다. In addition, the present invention is a wireless power transmission/reception module capable of transmitting power with excellent efficiency to an electronic device through the antenna module according to the present invention, and including the same, can be driven without a power supply line, thereby increasing interior aesthetics, installation and use Another object is to provide an electronic device free from space constraints.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 안테나 코어의 가요성 향상 및 와전류 발생 감소를 위하여 파쇄시킨 자성체 파편들 및 상기 파편들 중 일부 인접하는 파편 간에 형성된 이격공간의 적어도 일부에 배치되어 와전류 발생을 감소키는 절연체를 포함하는 자성층이 다층으로 적층되어 형성된 자성블록이 다층으로 적층된 무선전력 송수신용 안테나 코어를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is disposed in at least a part of the separation space formed between the fragments of magnetic material crushed and some of the fragments adjacent to the fragments to improve the flexibility of the antenna core and reduce the generation of eddy currents to reduce the occurrence of eddy currents. The key provides an antenna core for wireless power transmission and reception in which magnetic blocks formed by stacking magnetic layers including insulators are stacked in multiple layers.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 자성블록은 안테나 코어에 3 ~ 20개 구비될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, 3 to 20 magnetic blocks may be provided in the antenna core.
또한, 다층으로 적층된 자성블록들 중 어느 일자성블록은 타자성블록과 상이한 길이를 가지도록 구비될 수 있다.In addition, any one of the magnetic blocks stacked in multiple layers may be provided to have a length different from that of the other magnetic block.
또한, 다층으로 적층된 자성블록들 중 인접하여 적층된 어느 일자성블록은 타자성블록과 안테나 코어의 두께방향으로 단차를 형성하도록 적층될 수 있다. In addition, among the magnetic blocks stacked in multiple layers, any one-line blocks stacked adjacently may be stacked to form a step in the thickness direction of the magnetic block and the antenna core.
또한, 다층으로 적층된 자성블록들 각각은 상이한 길이를 갖도록 구비되어 안테나 코어의 두께방향으로 계단형의 단차를 형성하도록 적층될 수 있다.In addition, each of the magnetic blocks stacked in multiple layers may be provided to have different lengths and stacked to form a step-like step difference in the thickness direction of the antenna core.
또한, 다층으로 적층된 자성블록들 중 적어도 하나의 자성블록은 길이방향 일끝단부가 자속의 방향을 소정의 각도로 집속시키기 위하여 안테나 코어의 두께방향으로 절곡될 수 있다.In addition, one end of at least one of the magnetic blocks stacked in multiple layers may be bent in the thickness direction of the antenna core in order to focus the direction of magnetic flux at a predetermined angle.
또한, 상기 일끝단부는 안테나 코어의 두께방향으로 40 ~ 50°의 절곡각도를 가지도록 절곡될 수 있다. In addition, the one end may be bent to have a bending angle of 40 to 50° in the thickness direction of the antenna core.
또한, 상기 안테나 코어는 적층된 자성블록의 상부면 및 하부면 중 적어도 일면에 배치되는 보호부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the antenna core may further include a protection member disposed on at least one of the upper and lower surfaces of the stacked magnetic blocks.
또한, 상기 절연체는 인접하는 자성체 파편 간 이격공간 전부에 배치될 수 있다.In addition, the insulator may be disposed in all of the spaced apart spaces between adjacent magnetic fragments.
또한, 상기 자성체는 Fe계 자성체일 수 있고, 상기 Fe계 자성체는 Fe계 비정질 합금 또는 Fe계 나노결정립 합금일 수 있으며, 상기 Fe계 비정질 합금 또는 Fe계 나노결정립 합금은 철(Fe), 규소(Si) 및 붕소(B)를 포함하는 3원소계 합금 또는 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 구리(Cu) 및 니오븀(Nb)을 포함하는 5원소계 합금일 수 있다.In addition, the magnetic material may be a Fe-based magnetic material, the Fe-based magnetic material may be a Fe-based amorphous alloy or Fe-based nanocrystalline grain alloy, the Fe-based amorphous alloy or Fe-based nanocrystalline grain alloy is iron (Fe), silicon ( It may be a three-element alloy including Si) and boron (B) or a five-element alloy including iron (Fe), silicon (Si), boron (B), copper (Cu), and niobium (Nb).
또한, 인접한 자성블록 사이에는 자성블록 간을 접착시키고 와전류를 감소시키기 위한 절연층이 개재될 수 있다.In addition, an insulating layer for bonding the magnetic blocks and reducing eddy currents may be interposed between the adjacent magnetic blocks.
또한, 상기 자성체 파편의 입경은 1㎛ ~ 5㎜일 수 있고, 파편의 형상은 비정형일 수 있다.In addition, the particle diameter of the magnetic fragment may be 1㎛ ~ 5mm, the shape of the fragment may be irregular.
또한, 상기 자성층은 단일 자성층의 평균두께가 15 ~ 50㎛일 수 있고, 상기 자성블록은 단일 자성블록의 평균두께가 1 ~ 100㎜일 수 있다.In addition, the magnetic layer may have an average thickness of a single magnetic layer of 15 to 50 μm, and the magnetic block may have an average thickness of a single magnetic block of 1 to 100 mm.
한편, 본 발명은 본 발명에 따른 안테나 코어 및 상기 안테나 코어에 권취된 코일을 포함하는 안테나모듈을 제공한다.Meanwhile, the present invention provides an antenna module including an antenna core according to the present invention and a coil wound around the antenna core.
또한, 상기 안테나 코어와 상기 코일 사이에 이격공간을 두기 위하여 상기 안테나 코어와 상기 코일 사이에 비자성 스페이서를 더 포함할 수 있다.In addition, a non-magnetic spacer may be further included between the antenna core and the coil in order to provide a space between the antenna core and the coil.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 안테나모듈을 포함하는 무선전력 송수신모듈을 제공한다.In addition, the present invention provides a wireless power transmission/reception module including the antenna module according to the present invention.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 무선전력 송수신 모듈을 수신용 모듈로 포함하는 전자기기를 제공한다.In addition, the present invention provides an electronic device including the wireless power transmitting and receiving module according to the present invention as a receiving module.
본 발명에 의하면, 무선전력 송수신용 안테나 코어는 높은 포화자속밀도(B)값을 가지며, 와전류에 의한 자기손실이 방지되고, 코어로스도 현저히 적으며, 목적하는 공진주파수 대역에서 우수한 투자율을 가짐에 따라서 무선전력 전송효율 및 전송거리를 현저히 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the antenna core for wireless power transmission and reception has a high saturation magnetic flux density (B) value, prevents magnetic loss due to eddy currents, has significantly less core loss, and has excellent magnetic permeability in a desired resonant frequency band. Accordingly, it is possible to significantly improve the wireless power transmission efficiency and transmission distance.
또한, 소형화되도록 구현됨에도 불구하고 매우 우수한 무선전력 전송효율 및 증가된 전송거리를 가질 수 있도록 함에 따라 경박단소형화 되는 최근의 전자기기 개발 추세에 매우 적합하다.In addition, in spite of being implemented to be miniaturized, it is very suitable for the recent trend of developing electronic devices that are light, thin, short and miniaturized as it allows to have very excellent wireless power transmission efficiency and increased transmission distance.
나아가, 안테나 코어의 가요성이 현저히 향상됨에 따라서 외부의 물리적 충격에도 안테나 코어가 더 이상 미세조각화 되거나 크랙이 발생하지 않아 초기 설계된 안테나 코어의 물성을 지속적으로 발현시킬 수 있다.Furthermore, as the flexibility of the antenna core is remarkably improved, the antenna core is no longer micro-fragmented or cracked even by an external physical impact, so that the properties of the initially designed antenna core can be continuously expressed.
더불어, TV 등 가전기기, 의료기기, 산업용 기기 등 전원공급선이 요구되는 전자기기에 대하여 본 발명에 따른 안테나 코어가 구비된 무선전력전송모듈을 구비하는 전자기기는 전원공급선을 생략시켜 무선으로 전자기기를 우수한 성능으로 구동시킬 수 있고, 이를 통해 전자기기의 이용공간 제약, 전원공급선으로 인한 인테리어적 미감훼손, 설치구역 제한의 문제가 해결된 전자기기를 구현할 수 있다.In addition, for electronic devices that require a power supply line, such as TVs, home appliances, medical devices, and industrial devices, an electronic device having a wireless power transmission module equipped with an antenna core according to the present invention omits a power supply line to wirelessly can be driven with excellent performance, and through this, it is possible to implement an electronic device that solves the problems of space restrictions of electronic devices, damage to interior aesthetics due to power supply lines, and restrictions on installation areas.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 코어를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 코어에 포함되는 일자성블록의 부분단면확대도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 포함되는 일자성블록 중 일자성층의 부분단면확대도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일자성블록 제조에 이용되는 파쇄장치를 통한 제조공정 모식도로, 도 4a는 롤러에 구비된 요철을 통해 파쇄시키는 파쇄장치를 이용한 제조공정을 나타내는 도면이고, 도 4b 지지판에 구비된 금속볼을 통해 파쇄시키는 파쇄장치를 이용한 제조공정을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 코어를 나타낸 단면도로써, 도 5a는 자성블록이 계단형으로 적층된 안테나 코어를 나타내는 도면이고, 도 5b는 자성블록의 양끝단부가 안테나 두께방향으로 절곡된 안테나 코어를 나타낸 도면, 그리고
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나모듈을 나타낸 사시도로써, 도 6a는 안테나 코어의 외부면에 코일이 권취된 안테나모듈을 나타내고, 도 6b는 안테나 코어와 코어 사이에 스페이서가 개재된 안테나모듈을 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view showing an antenna core according to an embodiment of the present invention;
2 is an enlarged partial cross-sectional view of a straight block included in an antenna core according to an embodiment of the present invention;
3 is a partial cross-sectional enlarged view of a straight-line layer among the straight-line blocks included in an embodiment of the present invention;
4 is a schematic view of a manufacturing process through a crushing device used for manufacturing a straight block according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4a is a view showing a manufacturing process using a crushing device for crushing through irregularities provided on rollers, Figure 4b is a view showing a manufacturing process using a crushing device for crushing through a metal ball provided on the support plate,
5 is a cross-sectional view showing an antenna core according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a view showing an antenna core in which magnetic blocks are stacked in a step shape, and FIG. 5B is a view showing both ends of the magnetic block are bent in the antenna thickness direction. A drawing showing the antenna core, and
6 is a perspective view showing an antenna module according to an embodiment of the present invention. FIG. 6A is an antenna module in which a coil is wound on an outer surface of an antenna core, and FIG. 6B is an antenna with a spacer interposed between the antenna core and the core. A diagram showing the module.
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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are added to the same or similar elements throughout the specification.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송수신용 안테나 코어는 도 1에 도시된 바와 같이, 자성블록(100, 200, 300, 400, 500)이 다층으로 적층되어 형성되고, 인접한 자성블록 사이에는 자성블록 간을 접착시키고 와전류를 감소시키기 위한 절연층(900)이 개재될 수 있으며, 적층된 자성블록(100, 200, 300, 400, 500)의 상부면 및 하부면 중 적어도 일면에는 보호부재(미도시)가 배치될 수 있다. As shown in FIG. 1, the antenna core for wireless power transmission and reception according to an embodiment of the present invention is formed by stacking
상기 자성블록(100, 200, 300, 400, 500)은 안테나 코어에 3 ~ 20개로 구비되어 적층될 수 있는데, 일예로 10개의 자성블록이 구비될 수 있다. The
일자성블록의 형상은 종횡비를 갖는 막대형일 수 있는데, 이는 후술하는 코일 내부공간에 발생하는 자기저항을 감소시켜 자속밀도를 증가시키기 위하여 코일 내부공간에 안테나 코어가 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 일자성블록의 길이는 10 ~ 5000㎜일 수 있으며, 폭은 10 ~ 100㎜일 수 있고, 폭은 일예로 50㎜일 수 있다. 또한, 두께는 1 ~ 100㎜일 수 있다. 다만, 일자성블록의 크기는 이에 제한되는 것은 아니며 목적에 따라 변경하여 실시할 수 있다. 또한 안테나 코어에 구비되는 자성블록들 각각의 두께, 길이 및/또는 폭은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The shape of the straight block may be a bar shape having an aspect ratio, which is to reduce the magnetic resistance generated in the inner space of the coil, which will be described later, so that the antenna core can be easily inserted into the inner space of the coil to increase the magnetic flux density. . The straight block may have a length of 10 to 5000 mm, a width of 10 to 100 mm, and a width of 50 mm, for example. Also, the thickness may be 1 to 100 mm. However, the size of the straight block is not limited thereto and may be changed according to the purpose. In addition, the thickness, length, and/or width of each of the magnetic blocks provided in the antenna core may be the same or different from each other.
도 2에 도시된 것과 같이, 자성블록(100)은 복수개의 자성층(110, 120, 130, 140, 150)이 적층되어 형성된다. 또한, 상기 자성층(110)은 도 3에 도시된 것과 같이, 자성체 파편들(111) 및 일부 인접하는 상기 자성체 파편(111a, 111b)간 이격공간(S)의 적어도 일부(S1, S3)에 배치된 절연체(112)를 포함한다 As shown in FIG. 2 , the
구체적으로, 상기 자성층(110)은 안테나 코어의 가요성 향상 및 와전류 발생 감소를 위하여 파쇄시킨 자성체 파편들(111)로 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이 자성층(110)은 파편화된 자성체 파편(111a, 111b, 111c, 111d)들로 형성되는데, 이는 하나의 단일한 형체일 때, 예를 들어 리본시트일 때에 비해 비저항을 현저히 증가시켜 와전류 발생을 억제 시키는 효과가 있다. 자성체의 종류에 따라서 비저항 값이 상이한데, 페라이트와 같이 비저항이 현저히 큰 자성체는 와전류에 따른 자기손실의 염려가 현저히 적다. 이에 반하여 본 발명에 따른 일 실시예에 포함되는 자성체인 Fe계 비정질 합금이나 Fe계 나노결정립 합금은 비저항이 현저히 작아서 와전류에 의한 자기손실이 매우 큼에 따라서 리본시트 형상일 경우 목적하는 수준의 물성을 발현하기 어렵다. 그러나 리본시트를 파쇄할 경우 파편화된 자성체 파편들은 파편간에 이격공간의 존재 등으로 비저항이 현저히 증가하며, 이로 인해서 와전류에 의한 자기손실을 현저히 감소시킬 수 있어서 파편화되어 발생할 수 있는 투자율의 감소에 따른 전력전송성능 저하가 보상될 수 있다.Specifically, the
한편, 파편화된 파편들(111)로 형성되는 자성층(110)은 우수한 가요성을 가진다. 이는 자성체, 예를 들어 Fe계 비정질 합금의 리본시트는 탄성계수가 현저히 작고, 취성이 강해 리본시트에 충격이 가해지거나 구부려질 때 쉽게 파편화될 수 있다. 즉, 초기설계 물성(Ex. 투자율) 치를 만족하도록 Fe계 비정질 합금의 리본시트를 제조해도 이들을 적층시켜 자성블록으로 제조 후 다수개의 자성블록을 다시 적층시켜 안테나 코어로 제조한 한 경우에도 안테나 코어에 물리적 외력이 가해져 자성체 리본시트가 미세 조각들로 파편화될 경우 초기 설정된 자기적 물성보다 물성값이 현저히 감소되는 문제점이 있다. 만일 더 이상 초기설계 물성치를 만족하지 않는 안테나 코어를 코일과 조합시킬 경우 목적하는 수준으로 무선전력 전송효율, 전력전송거리를 확보하지 못할 수 있다. 특히, 최근의 전자기기는 경량화, 슬림화되도록 구현되고 있음에 따라서 안테나 코어 역시 박형화, 소형화되도록 요구되는데, 매우 얇은 두께의 소형화된 리본시트의 경우 더욱 더 쉽게 깨질 수 있어서 이와 같은 문제점은 더욱 심각해진다. Meanwhile, the
그러나 본 발명의 일실시예에 포함되는 자성층(110)은 자성체 리본시트가 처음부터 파쇄되어 파편상태로 구비됨에 따라서 자성층의 가요성이 현저히 향상되어 안테나 코어의 단면두께가 박형화 되더라도 외력에 의해 자성체 파편에 더 이상 크랙이 발생할 수 있는 우려가 원천적으로 봉쇄될 수 있다. 또한, 자성체가 파편화된 상태로 자성층을 형성하고, 이들로 안테나 코어를 구현시키되, 파편화된 상태의 자성체를 포함하는 안테나 코어가 처음부터 자기공진방식의 무선전력전송에서 우수한 특성을 발현할 수 있을 정도로 초기 물성치가 설정되고, 초기에 설정된 물성치가 안테나 코어를 통해 안테나 모듈, 무선전력모듈, 이들을 장착하는 완성품의 제조단계, 더 나아가 완성품의 사용단계에서도 지속적으로 유지될 수 있음에 따라서 통상의 비파편화된 자성체가 구비되는 안테나 코어에서 발생하는 의도하지 않은 크랙, 파편화로 인한 물성저하 및 이로 인한 전력신호 송수신 성능의 현저한 저하 우려를 원천적으로 제거할 수 있다. However, in the
상기 자성체는 통상적으로 자기공진에 의한 전력 송수신을 위해 코일 내부에 구비되는 코어로 사용되는 자성체의 경우 제한없이 사용될 수 있으나 바람직하게는 Fe계 자성체일 수 있으며, 상기 Fe계 자성체는 Fe계 비정질 합금 또는 Fe계 나노결정립 합금일 수 있으며, 비람직하게는 철(Fe), 규소(Si) 및 붕소(B)를 포함하는 3원소계 합금 및 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 구리(Cu) 및 니오븀(Nb)을 포함하는 5원소계 합금일 수 있다. The magnetic material may be used without limitation in the case of a magnetic material used as a core provided inside the coil for power transmission and reception by magnetic resonance, but preferably may be an Fe-based magnetic material, and the Fe-based magnetic material is an Fe-based amorphous alloy or It may be a Fe-based nanocrystalline alloy, preferably a ternary alloy containing iron (Fe), silicon (Si) and boron (B) and iron (Fe), silicon (Si), boron (B), It may be a five-element alloy including copper (Cu) and niobium (Nb).
만일 안테나 코어로 페라이트 소재의 자성체를 사용할 경우 페라이트는 포화자속밀도(B)가 Fe계 자성체, 예를 들어 Fe계 비정질 합금이나 Fe계 나노결정립 합금에 비해 낮음에 따라서 동일한 전력전송 거리를 확보하기 위해서는 더 많은 양의 페라이트가 코어로 구비되어야 하므로 안테나 코어를 소형화시키기에 Fe계 자성체 보다 적합하지 않을 수 있다. 또한, 만일 페라이트를 대형화시킨 코어를 사용한다고 하더라도 페라이트 코어의 크기를 대형화하는 것은 페라이트 코어의 제조방법 상 한계가 있어서 대형 코어를 제조하기 위해서는 소형 페라이트 코어를 물리적으로 결합시켜 대형코어를 제조해야 하는데, 물리적 결합으로 인한 코어로스가 현저히 증가해 목적하는 수준으로 전력전송효율을 달성하기 어려운 문제가 있다. 나아가, 무선전력 전송을 위하여 1MHz 이하의 주파수, 일예로 100 ~ 300kHz의 주파수대역을 공진주파수로 사용하려 할 때 페라이트는 상기 주파수 대역에서 투자율이 낮아 목적하는 수준으로 전력전송을 할 수 없는 문제점이 있음에 따라서 Fe계 자성체가 구비됨이 보다 바람직하다.If a magnetic material of ferrite material is used as the antenna core, the saturation magnetic flux density (B) of ferrite is lower than that of a Fe-based magnetic material, for example, an Fe-based amorphous alloy or a Fe-based nanocrystalline alloy. In order to secure the same power transmission distance, Since a larger amount of ferrite must be provided as a core, it may be less suitable than an Fe-based magnetic material for miniaturizing the antenna core. In addition, even if an enlarged ferrite core is used, increasing the size of the ferrite core is limited in the manufacturing method of the ferrite core. There is a problem in that it is difficult to achieve a desired level of power transmission efficiency due to a significant increase in core loss due to physical coupling. Furthermore, when trying to use a frequency band of 1 MHz or less, for example, a frequency band of 100 to 300 kHz as a resonant frequency for wireless power transmission, ferrite has a low magnetic permeability in the frequency band, so power transmission cannot be performed at a desired level. Accordingly, it is more preferable that the Fe-based magnetic material is provided.
상기 3원소계 합금은 철(Fe) 이외에 규소(Si) 및 붕소(B)를 포함하는 3원소 합금일 수 있고, 3원소 합금의 기본 조성에 다른 특성, 예를 들어 내부식성의 향상을 위해 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni) 등의 원소를 더 부가할 수 있다. 상기 Fe계 비정질 합금이 Fe-Si-B계 3원소 합금일 경우 바람직하게는 Fe가 70 ~ 90at%, Si와 B가 10 ~ 30at%를 차지하는 합금일 수 있다. 상기 Fe의 함량이 증가할 경우 합금의 포화자속밀도가 높아질 수 있으나 반대로 결정질의 합금이 제조될 수 있다. 상기 Si 및 B의 함량은 합금의 결정화 온도를 상승시켜 합금을 보다 용이하게 비정질화 시킬 수 있다. 상기 Si 및 B의 함량은 구체적으로 Si의 경우 10 ~ 27at%, B는 3 ~ 12at%로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 목적하는 물성의 정도에 따라 변경하여 실시할 수 있다.The ternary alloy may be a ternary alloy including silicon (Si) and boron (B) in addition to iron (Fe), and properties other than the basic composition of the ternary alloy, for example, chromium to improve corrosion resistance Elements such as (Cr), cobalt (Co), and nickel (Ni) may be further added. When the Fe-based amorphous alloy is a Fe-Si-B-based three-element alloy, it may be an alloy in which Fe preferably accounts for 70 to 90 at%, and Si and B account for 10 to 30 at%. When the content of Fe is increased, the saturation magnetic flux density of the alloy may be increased, but on the contrary, a crystalline alloy may be manufactured. The content of Si and B may increase the crystallization temperature of the alloy to make the alloy more easily amorphous. The content of Si and B may be specifically included in the range of 10 to 27 at% for Si and 3 to 12 at% for B, but is not limited thereto and may be changed according to the degree of desired physical properties.
또한, 상기 5원소계 합금은 철(Fe), 구리(Cu) 및 니오븀(Nb)을 포함하고, 규소(Si) 및 붕소(B)를 더 포함하는 5원소 합금일 수 있다. 상기 구리는 합금의 Fe계 비정질 합금의 내식성을 향상시키고, 결정이 생성되더라도 결정의 크기가 커지는 것을 방지하는 동시에 투자율 등의 자기적 특성을 개선할 수 있게 한다. In addition, the five-element alloy may be a five-element alloy including iron (Fe), copper (Cu), and niobium (Nb), and further including silicon (Si) and boron (B). The copper improves the corrosion resistance of the Fe-based amorphous alloy of the alloy, prevents the size of the crystal from increasing even when a crystal is formed, and at the same time improves magnetic properties such as magnetic permeability.
상기 구리는 합금내 0.01 ~ 10at%로 포함되는 것이 바람직하며, 만일 0.01at%미만으로 포함될 경우 구리로 인해 수득되는 효과의 발현이 미미할 수 있고, 만일 10at%를 초과할 경우 비정질의 합금이 생성되기 어려울 수 있는 문제점이 있다. The copper is preferably included in the alloy in an amount of 0.01 to 10 at%, and if it is included in less than 0.01 at%, the expression of the effect obtained due to copper may be insignificant, and if it exceeds 10 at%, an amorphous alloy is produced. There are problems that can be difficult.
또한, 상기 니오븀(Nb)은 투자율 등의 자기적 특성을 개선시킬 수 있으며, 합금내 0.01 ~ 10at%로 포함되는 것이 바람직하고, 만일 0.01at%미만으로 포함될 경우 니오븀으로 인해 수득되는 효과의 발현이 미미할 수 있고, 만일 10at%를 초과할 경우 비정질의 합금이 생성되기 어려울 수 있는 문제점이 있다.In addition, the niobium (Nb) can improve magnetic properties such as magnetic permeability, and is preferably included in the alloy in an amount of 0.01 to 10 at%, and if it is included in less than 0.01 at%, the expression of the effect obtained due to niobium is reduced. It may be insignificant, and if it exceeds 10at%, there is a problem that it may be difficult to produce an amorphous alloy.
상기 Fe계 비정질 합금이 Si 및 B를 더 포함하는 5원소 합금인 경우 바람직하게는 Si와 B가 10 ~ 30at% 합금 내에 포함될 수 있고, 잔량으로 Fe가 포함될 수 있다. 상기 Fe의 함량이 증가할 경우 합금의 포화자속밀도가 높아질 수 있으나 반대로 결정질의 합금이 제조될 수 있다. 상기 Si 및 B의 함량은 합금의 결정화 온도를 상승시켜 합금을 보다 용이하게 비정질화시킬 수 있다. 상기 Si 및 B의 함량은 구체적으로 Si의 경우 10 ~ 27at%, B는 3 ~ 12at%로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 목적하는 물성의 정도에 따라 변경하여 실시할 수 있다.When the Fe-based amorphous alloy is a five-element alloy further comprising Si and B, preferably Si and B may be included in 10 to 30 at% of the alloy, and Fe may be included in the remaining amount. When the content of Fe is increased, the saturation magnetic flux density of the alloy may be increased, but on the contrary, a crystalline alloy may be manufactured. The content of Si and B may increase the crystallization temperature of the alloy to more easily amorphize the alloy. The content of Si and B may be specifically included in the range of 10 to 27 at% for Si and 3 to 12 at% for B, but is not limited thereto and may be changed according to the degree of desired physical properties.
상기 자성체 파편, 일예로 Fe계 비정질 합금 파편은 Fe계 비정질 합금 리본을 파쇄시켜 제조될 수 있는데, 이때 상기 Fe계 비정질 합금 두께는 15 ~ 35㎛일 수 있고, 이 보다 두께를 증가시켜 리본을 제조하는 것은 합금의 비정질화를 어렵게 할 수 있다. The magnetic fragment, for example, the Fe-based amorphous alloy fragment may be manufactured by crushing the Fe-based amorphous alloy ribbon, in this case, the Fe-based amorphous alloy thickness may be 15 ~ 35㎛, by increasing the thickness than this to prepare a ribbon This can make it difficult to amorphize the alloy.
또한, 상기 Fe계 비정질 리본은 투자율 등의 자기적 특성을 향상시키기 위해 열처리과정을 더 거친 것일 수 있는데, 열처리된 Fe계 비정질 리본은 취성이 강해짐에 따라 비정질 리본이 저장, 운반 공정 투입 과정에서 깨질 수 있고, 이를 방지하기 위하여 비정질 리본의 두께는 15 ~ 35㎛의 두께를 가지는 것이 좋다. In addition, the Fe-based amorphous ribbon may have been further subjected to a heat treatment process to improve magnetic properties such as magnetic permeability. In order to prevent this, the thickness of the amorphous ribbon is preferably 15 ~ 35㎛.
또한, 안테나 코어에 구비되는 자성체는 투자율이 높을수록 무선전력신호의 송수신에 유리하나, 일률적으로 자성체의 투자율과 안테나 특성의 관계가 단순한 비례관계로 볼 수는 없음에 따라서 투자율이 너무 높아도 목적하는 수준의 안테나 특성을 달성할 수 없을 수 있다. 더 구체적으로 높은 투자율을 보유한 자성체를 구비하는 안테나 코어는 코일과 조합시 코일의 인덕턴스 특성을 향상시키는 동시에 인덕턴스 특성의 향상폭 보다 코일의 비저항 특성의 증가폭을 더욱 크게 증가시킬 수 있다. 이 경우 오히려 투자율이 낮은 자성체를 구비하는 안테나 코어와 동일한 코일 조합되었을 때와 대비하여 오히려 코일의 특성이 낮아지거나 코일 특성의 향상 정도가 미미할 수 있다. 따라서, 안테나 코어와 코일이 조합되었을 때 코일의 인덕턴스를 향상시키고 비저항의 증가를 최소화할 수 있을 정도의 적정한 투자율을 보유하는 자성체, 일예로 Fe계 비정질 합금이 자성층에 구비됨이 바람직하고, 파편화된 상태로 형성된 자성층의 투자율이 100 ~ 900이 될 수 있도록 하는 합금 바람직할 수 있다. 다만, 상술한 Fe계 비정질 합금이나 Fe계 나노결정립 합금의 구체적 조성비, 목적하는 투자율 정도에 따라 리본을 열처리 하는 온도 및 시간이 상이해질 수 있음에 따라서 본 발명은 자성체 리본시트에 대한 열처리 공정에서의 온도와 시간을 특별히 한정하지 않는다. In addition, the higher the magnetic permeability of the antenna core, the more advantageous it is for the transmission and reception of wireless power signals. may not be able to achieve the antenna characteristics of More specifically, when an antenna core including a magnetic material having high magnetic permeability is combined with a coil, it is possible to improve the inductance characteristic of the coil and increase the increase in the specific resistance characteristic of the coil more significantly than the improvement in the inductance characteristic. In this case, compared to the case of combining the same coil with the antenna core having a magnetic material having a low magnetic permeability, the characteristics of the coil may be lowered or the degree of improvement of the characteristics of the coil may be insignificant. Therefore, when the antenna core and the coil are combined, it is preferable that the magnetic layer be provided with a magnetic material, for example an Fe-based amorphous alloy, having an appropriate magnetic permeability to improve the inductance of the coil and minimize the increase in specific resistance, An alloy such that the magnetic permeability of the magnetic layer formed in the state can be 100 to 900 may be preferable. However, according to the specific composition ratio of the above-described Fe-based amorphous alloy or Fe-based nanocrystalline grain alloy, and the temperature and time for heat treatment of the ribbon may be different depending on the desired degree of magnetic permeability, the present invention provides a method in the heat treatment process for a magnetic ribbon sheet. The temperature and time are not particularly limited.
상술한 자성체 리본은 파쇄되어 파편화될 수 있는데, 이때 단일 파편의 형상은 비정형일 수 있다. 또한, 자성체 파편의 일모서리가 곡선 또는 일면이 곡면이 되도록 파쇄되는 경우 이러한 형상을 구비하는 파편을 포함하는 자성층은 가요성이 증가하고, 외력이 안테나 코어에 가해져도 의도하지 않은 파편들의 추가적 미세조각화를 방지할 수 있는 이점이 있다. The above-described magnetic ribbon may be crushed and fragmented, and in this case, the shape of the single fragment may be irregular. In addition, when one edge of the magnetic fragment is crushed to be curved or one surface is curved, the flexibility of the magnetic layer including the fragment having such a shape increases, and even if an external force is applied to the antenna core, additional fine fragmentation of fragments is not intended. There are advantages to avoiding
상기 파쇄된 자성체 파편의 입경은 1㎛ ~ 5㎜일 수 있고, 바람직하게는 1 ~ 1000㎛일 수 있다. 상기 파편의 입경은 파편들에 대해 광학현미경을 통해 측정한 입경으로, 파편 표면의 한 점에서 다른 점 사이의 거리 중 최장거리를 의미한다. The particle size of the crushed magnetic fragments may be in a range of 1 μm to 5 mm, preferably in a range of 1 μm to 1000 μm. The particle diameter of the fragment is a particle diameter measured through an optical microscope for the fragments, and means the longest distance between one point on the surface of the fragment and another point.
다음으로, 상술한 자성체 파편들(111) 중 일부 인접하는 파편(111a/111b, 111b/111d)간 이격 공간의 적어도 일부에 배치되는 절연체(112)에 대해 설명한다.Next, the
상기 절연체(112)는 인접하는 자성체 파편들(111)이 자성층(110) 내부에서 이동하지 못하도록 고정시키고 지지하며, 수분이 침투하여 자성체가 산화되는 것을 방지하고, 안테나 코어에 외력이 가해지거나 구부려질 때 파편들(111)의 추가적 부서짐, 미세조각화 되는 것을 방지하는 완충재 역할을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 사용되는 자성체의 종류로 Fe계 자성체, 구체적으로 Fe계 비정질 합금이나 Fe계 나노결정립 합금이 사용될 경우 와전류에 따른 자기손실이 문제될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 상기 절연체(112)는 자성체 파편들(111)을 부분적 또는 전체적으로 절연시켜 발생되는 와전류를 더욱 최소화시켜 자기손실 및 발열을 방지할 수 있다.The
상기 절연체(112)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 Fe계 비정질 합금 파편(111a)과 제2 Fe계 비정질 합금 파편(111b)간 이격공간(S1, S2, S3) 중 일부의 이격공간(S1, S3)에는 절연체(112a1, 112a2)가 배치되나, 일부 이격공간(S2)에는 절연체가 배치되지 않은 상태의 빈 공간으로 남아있을 수 있고, 이를 통해 Fe계 비정질 합금 파편을 부분적 절연시킬 수 있다. 한편, 다른 일예로 절연체는 인접하는 파편간 이격공간에 모두 배치되어 자성체 파편 전부를 절연시킬 수 있다.As shown in FIG. 3, the
상기 절연체(112)의 재질은 통상적으로 절연체로써 알려진 물질일 수 있으며, 자성체 파편을 고정시킨다는 측면에서 접착성을 구비한 물질이 바람직할 수 있고, 이와 같은 물성을 발현하는 재질의 경우 제한없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써 상기 절연체(112)는 절연체 형성 조성물이 경화되어 형성되거나 열에 의해 용융 후 냉각되어 형성되거나 상온에서 가압을 통해 접착력을 발현하는 조성물일 수도 있다. 경화되어 절연체를 형성하는 조성물에 대한 일예로써, 상기 절연체 형성 조성물은 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 경화제를 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연체 형성 조성물은 경화 촉진제, 용매를 더 포함할 수 있다. The material of the
구체적으로 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌 수지(AN), 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 페녹시 수지, 폴리우레탄계 수지, 나이트릴부타디엔 수지 등을 1 종 이상 포함할 수 있다. 바람직하게는 가요성을 더욱 향상시키고 자성체 파편이 추가적인 미세파편화 되는 것을 방지시키기 위한 완충작용을 높이기 위해 고무계 화합물일 수 있고, 일예로 상기 고무계 화합물은 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 단량체가 공중합된 터폴리머일 수 있다. Specifically, the thermoplastic resin is polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), acrylonitrile-styrene resin (AN), acrylic resin, methacrylic resin, polyamide, It may include one or more types of polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), phenoxy resin, polyurethane-based resin, nitrile butadiene resin, and the like. Preferably, it may be a rubber-based compound to further improve flexibility and increase the buffering action to prevent the magnetic fragments from being further micro-fragmented. For example, the rubber-based compound may be a terpolymer copolymerized with ethylene, propylene and diene monomers. there is.
또한, 상기 열경화성 수지는 페놀계수지(PE), 우레아계 수지(UF), 멜라민계 수지(MF), 불포화 폴리에스테르계 수지(UP) 및 에폭시 수지 등을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 에폭시 수지의 경우 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 취소화 비스페놀 A형, 수소첨가 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프타렌형, 플로렌형, 페놀 노볼락형, 크레졸 노보락형, 트리스하이드록실페닐메탄형, 테트라페닐메탄형 등의 다관능 에폭시 수지 등을 단독 또는 병용해서 사용할 수 있다.In addition, the thermosetting resin may include at least one of a phenol-based resin (PE), a urea-based resin (UF), a melamine-based resin (MF), an unsaturated polyester-based resin (UP), and an epoxy resin. In the case of the above epoxy resin, bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol S type, cancelled bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol AF type, biphenyl type, naphthaene type, fluorene type, phenol novolak type, cresol Polyfunctional epoxy resins, such as a novolak type, a trishydroxyl phenylmethane type, and a tetraphenylmethane type, can be used individually or in combination.
상기 열경화성 수지를 열가소성 수지와 혼합하여 사용하는 경우 열경화성 수지의 함량은 열가소성 수지 100 중량부에 대해 5 ~ 95 중량부 혼합할 수 있다.When the thermosetting resin is mixed with the thermoplastic resin, the content of the thermosetting resin may be 5 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
또한, 상기 경화제는 공지의 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수가 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 아민 화합물, 페놀 수지, 산무수물, 이미다졸 화합물, 폴리아민 화합물, 히드라지드 화합물, 디시안디아미드 화합물 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 경화제는 바람직하게는 방향족 아민 화합물 경화제 또는 페놀 수지 경화제로부터 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지는데, 방향족 아민 화합물 경화제 또는 페놀 수지 경화제는 상온에서 장기간 보관하여도 접착 특성 변화가 적은 장점을 가진다. 방향족 아민 화합물 경화제로는m-자일렌디아민, m-페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐셜폰, 디아미노디에칠디페닐메탄, 디아미노디페닐에테르, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 2,2‘-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]셜폰, 4,4’-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 등이 있으며 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다. 또한, 페놀 수지 경화제로는 페놀노볼락수지, 크레졸노볼락수지, 비스페놀A 노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 폴리-p-비닐페놀 t-부틸페놀노볼락수지, 나프톨노볼락수지 등이 있으며, 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다. 경화제의 함량은 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나 이상의 수지 100 중량부 당 20 ~ 60 중량부인 것이 바람직한데, 경화제의 함량이 10 중량부 미만일 경우에는 열경화성 수지에 대한 경화 효과가 부족하여 내열성 저하가 초래되며 반면에 60 중량부를 초과하면, 열경화성 수지와의 반응성이 높아지게 되어 자기장 차폐유닛의 취급성, 장기보관성 등의 물성 특성을 저하시킬 수 있다.In addition, the curing agent can be used without particular limitation as long as it is a known material, and non-limiting examples thereof include an amine compound, a phenol resin, an acid anhydride, an imidazole compound, a polyamine compound, a hydrazide compound, a dicyandiamide compound, and the like. Or 2 or more types may be mixed and used. The curing agent is preferably made of one or more materials selected from an aromatic amine compound curing agent or a phenol resin curing agent. Aromatic amine compound curing agents include m-xylenediamine, m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiethyldiphenylmethane, diaminodiphenylether, 1,3-bis(4 -Aminophenoxy)benzene, 2,2'-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 4,4'-bis(4 -aminophenoxy)biphenyl, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, etc., and these may be used alone or in combination. In addition, the phenol resin curing agent includes phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, phenol aralkyl resin, poly-p-vinylphenol t-butylphenol novolak resin, naphthol novolak resin, etc. These can be used individually or in combination. The content of the curing agent is preferably 20 to 60 parts by weight per 100 parts by weight of at least one of the thermoplastic resin and the thermosetting resin. On the other hand, if it exceeds 60 parts by weight, the reactivity with the thermosetting resin may be increased, and thus physical properties such as handleability and long-term storage of the magnetic field shielding unit may be deteriorated.
또한, 상기 경화 촉진제는 선택되는 열경화성 수지 및 경화제의 구체적인 종류에 의해 결정될 수 있음에 따라 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않으며, 이에 대한 비제한적 예로 아민계, 이미다졸계, 인계, 붕소계, 인-붕소계 등의 경화촉진제가 있고, 이들을 단독 또는 병용해서 사용할 수 있다. 경화 촉진제의 함량은 열가소성 수지 및 열가소성 수지 중 적어도 하나 이상의 수지 100 중량부 당 약 0.1~10 중량부, 바람직하게는 0.5~5 중량부가 바람직하다.In addition, the curing accelerator is not particularly limited in the present invention as it may be determined by the specific type of the selected thermosetting resin and curing agent, and non-limiting examples thereof include amine-based, imidazole-based, phosphorus-based, boron-based, phosphorus-based curing accelerator. - There exist hardening accelerators, such as a boron type, and these can be used individually or in combination. The content of the curing accelerator is preferably about 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of at least one of the thermoplastic resin and the thermoplastic resin.
또한, 상술한 절연체 조성물을 통해 형성된 절연체(112)는 후술하는 접착층(171, 172, 173, 174) 일부가 자성체 파편 간의 이격된 공간에 침투하여 형성된 것일 수 있음에 따라 절연체와 접착층(171, 172, 173, 174)의 조성은 서로 동일할 수 있다.In addition, the
상술한 다수의 자성체 파편들(111) 및 절연체(112)를 포함하는 자성층(110)의 두께는 상술한 자성체 파편의 유래가 되는 리본의 두께일 수 있으며, 파편의 이격공간을 비롯하여 일부 파편의 상부나 하부를 덮는 절연체의 두께를 고려하여 자성층(110)의 두께는 15 ~ 50㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The thickness of the
또한, 상술한 자성층(110)은 일자성블록 내 100 ~ 10000개 구비될 수 있으나 일자성층의 두께 및 목적하는 자성블록의 두께에 따라 변경될 수 있어서 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the aforementioned
또한, 상술한 자성층(110, 120, 130, 140, 150) 사이에는 접착층(171, 172, 173, 174)이 개재되어 자성층 간을 접착시킬 수 있다. 상기 접착층(171, 172, 173, 174)은 자성층 간을 접착, 고정시킬 수 있을 정도의 접착력을 발현시키는 물질일 수 있고, 바람직하게는 와전류를 감소시키기 위하여 절연성을 갖는 물질일 수 있으며, 상술한 절연체 형성조성물을 접착층 형성조성물로 사용하여 자성층간을 접착시킬 수 있다. 이때 접착층과 절연체는 동일하거나 상이한 재질일 수 있으나 상용성 향상을 통한 층간 접착력을 증가시키기 위해 동일한 물질이 사용될 수 있다.In addition, the
상술한 본 발명의 일실시예에 포함되는 자성블록은 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The magnetic block included in the embodiment of the present invention described above may be manufactured by a manufacturing method described below, but is not limited thereto.
먼저, 열처리된 자성체 리본시트를 준비하는 단계(a)를 수행할 수 있다. 상기 자성체가 Fe계 비정질 합금인 경우로 가정하여 제조방법을 설명하면, Fe계 비정질 합금 리본은 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)과 같은 공지된 방법을 통해 제조될 수 있다. 제조된 Fe계 비정질 합금 리본은 시트상으로 컷팅 후 투자율의 조절을 위해 열처리공정을 거칠 수 있다. 이때 열처리 온도는 목적하는 비정질 합금의 투자율의 정도에 따라 달리 선택될 수 있는데, 목적하는 공진주파수 범위에서 우수한 물성을 발현하기 위하여 대기분위기 또는 질소분위기하에서 300 ~ 600℃ 의 온도, 보다 바람직하게는 400 ~ 500℃로 열처리될 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 440 ~ 480℃의 온도로 30 분 ~ 2시간 동안 열처리 처리될 수 있다. 만일 열처리 온도가 300℃ 미만일 경우 목적하는 투자율 수준에 비해 투자율이 너무 낮거나 너무 높을 수 있고, 취성이 약해 파쇄시켜 파편화시키기 어려울 수 있고, 열처리 시간이 연장될 수 있다. 또한 열처리 온도가 600℃를 초과하는 경우 투자율이 현저히 낮아지는 문제점이 있다.First, a step (a) of preparing a heat-treated magnetic ribbon sheet may be performed. If the manufacturing method is described on the assumption that the magnetic material is an Fe-based amorphous alloy, the Fe-based amorphous alloy ribbon may be manufactured through a known method such as rapid solidification (RSP) by melt spinning. The prepared Fe-based amorphous alloy ribbon may be subjected to a heat treatment process to control the magnetic permeability after cutting into a sheet shape. At this time, the heat treatment temperature may be selected differently depending on the degree of magnetic permeability of the desired amorphous alloy. In order to express excellent properties in the desired resonance frequency range, a temperature of 300 to 600° C. under an atmospheric or nitrogen atmosphere, more preferably 400 It may be heat-treated at ~ 500 ℃, more preferably at a temperature of 440 ~ 480 ℃ may be heat-treated for 30 minutes ~ 2 hours. If the heat treatment temperature is less than 300 ° C., the magnetic permeability may be too low or too high compared to the desired magnetic permeability level, it may be difficult to fracture by crushing due to weak brittleness, and the heat treatment time may be extended. In addition, when the heat treatment temperature exceeds 600 ℃, there is a problem that the magnetic permeability is significantly lowered.
다음으로, Fe계 비정질 합금 리본을 목적하는 두께의 자성블록이 되도록 다수개 적층시키는 단계(b)를 수행한다. 이때, 적층되는 리본 사이사이에 접착층 형성 조성물을 개재시켜 적층시킬 수 있고, 적층 후 상기 접착층 형성조성물을 고화시켜 리본적층체를 제조할 수 있다. 상기 고화의 구체적 방법은 접착층 형성조성물의 구체적 조성에 따라 건조, 냉각, 경화 등의 방법을 통해 수행할 수 있으며, 구체적 조성에 따른 통상적인 고화방법을 채택하여 실시할 수 있어서 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Next, a step (b) of stacking a plurality of Fe-based amorphous alloy ribbons to a magnetic block having a desired thickness is performed. In this case, the adhesive layer-forming composition may be interposed between the stacked ribbons to be laminated, and the adhesive layer-forming composition may be solidified after lamination to prepare a ribbon laminate. The specific method of solidification can be carried out through methods such as drying, cooling, and curing according to the specific composition of the adhesive layer-forming composition, and can be carried out by adopting a conventional solidification method according to the specific composition, so in the present invention, the specific A description is omitted.
이후, 리본 적층체를 파쇄시켜 자성블록을 제조하는 단계(c)를 수행할 수 있다. 먼저, 상기 (c) 단계에 대한 일실시예는 Fe계 비정질 합금의 리본적층체의 양면에 보호부재를 배치시킨 후 상기 적층체를 파쇄장치를 통과시켜 상기 Fe계 비정질 합금 리본시트를 비정형의 파편으로 조각낼 수 있다. 이후 적층체에 압력을 가하여 상기 Fe계 비정질 합금 파편간의 이격공간에 리본시트 사이에 개재된 접착층을 침투시켜 파편을 고정, 지지시키는 동시에 파편들을 서로 절연시켜 와전류 발생을 현저히 감소시키고 수분의 침투를 막아 비정질 합금이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 상기 적층체에 압력을 가하는 방법은 파쇄장치에서 파쇄와 함께 적층체에 압력을 가하는 방식으로 수행되거나 적층체를 파쇄시킨 후 접착층의 침투정도를 더욱 높이기 위해 별도의 가압공정을 더 수행할 수도 있다.Thereafter, the step (c) of manufacturing the magnetic block by crushing the ribbon laminate may be performed. First, in one embodiment for the step (c), a protective member is placed on both sides of the ribbon laminate of the Fe-based amorphous alloy, and then the laminate is passed through a crusher to break the Fe-based amorphous alloy ribbon sheet into amorphous fragments. can be sliced into Thereafter, by applying pressure to the laminate, the adhesive layer interposed between the ribbon sheets penetrates the space between the Fe-based amorphous alloy fragments to fix and support the fragments, and at the same time insulate the fragments from each other to significantly reduce the occurrence of eddy currents and prevent the penetration of moisture. It is possible to prevent the amorphous alloy from being oxidized. The method of applying pressure to the laminate is performed by applying pressure to the laminate together with crushing in a crushing device, or after crushing the laminate, a separate pressing process may be further performed to further increase the penetration of the adhesive layer.
구체적으로 도 4a에 도시된 것과 같이, 요철(11a, 12a)이 있는 복수개의 제1 롤러(11, 12)와 상기 제1 롤러(11, 12)와 각각 대응되는 제2 롤러(21, 22)를 구비하는 파쇄장치에 적층체(100a)를 통과시켜 적층체(100a)를 파쇄 및 가압시킨 뒤 제3 롤러(13) 및 상기 제3 롤러(13)에 대응되는 제4 롤러(23)를 통해 적층체(100b)를 더 가압시켜 자성블록(100)을 제조할 수 있다. Specifically, as shown in Figure 4a, a plurality of first rollers (11, 12) having irregularities (11a, 12a) and the second rollers (21, 22) corresponding to the first rollers (11, 12), respectively After passing the laminate 100a through a crushing device having The
또한, 도 4b에 도시된 것과 같이 일표면에 복수개의 금속볼(31)이 장착된 지지판(30) 및 상기 지지판(30)의 상부에 위치하고, 피파쇄물을 이동시키기 위한 롤러(41, 42)를 구비하는 파쇄장치에 Fe계 비정질 합금 리본 적층체(100a)를 투입시켜 상기 금속볼(31)을 통해 압력을 가해 리본시트를 파쇄시킬 수 있다. 상기 금속볼(31)의 형상은 구형일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 삼각형, 다각형, 타원 등일 수 있고, 단일의 제1 롤러에 구비되는 볼의 형상은 한가지 형상으로 구성되거나 여러 형상이 혼합되어 구성될 수도 있다. In addition, as shown in Fig. 4b, a
또한, 도 4a 또는 도 4b와 같은 파쇄장치를 통과시키기 전에 리본 적층체의 양면에 배치시키는 보호부재는 별도의 접착층이 구비되지 않은 종이와 같은 임시보호부재이거나 PET와 같은 기재필름의 일면에 점착층이 구비된 이형보호부재일 수 있고, 파쇄장치를 통과한 후 상기 임시보호부재 또는 이형보호부재는 제거될 수 있다. 또는, 상기 보호부재는 기재필름의 일면에 접착층이 형성된 보호부재일 수 있고, 파쇄장치를 통과 후에도 제거되지 않을 수 있으며, 파쇄장치를 통과할 가해지는 압력으로 상기 접착층과 맞닿는 면의 자성층에 존재하는 이격공간에 상기 접착층이 침투되어 파편들의 지지력을 높이고 파편들을 추가로 절연시킬 수도 있다.In addition, the protective member disposed on both sides of the ribbon laminate before passing through the crushing device as in FIG. 4A or FIG. 4B is a temporary protective member such as paper without a separate adhesive layer, or an adhesive layer on one surface of a base film such as PET It may be a release protection member provided with this, and after passing through the crushing device, the temporary protection member or the release protection member may be removed. Alternatively, the protective member may be a protective member in which an adhesive layer is formed on one surface of the base film, and may not be removed even after passing through the crushing device. The adhesive layer may penetrate into the existing separation space to increase the support force of the fragments and further insulate the fragments.
상술한 방법을 통해 제조되는 자성블록들을 복수개로 적층시켜 안테나 코어를 제조하는데, 이때 도 1과 같은 안테나 코어의 상부면 또는 하부면에는 안테나 코어를 보호하기 위한 보호부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 보호부재는 기재필름 및 접착층을 포함하며, 상기 접착층을 통해 기재필름이 안테나 코어의 상부 및/또는 하부에 접착될 수 있다. An antenna core is manufactured by stacking a plurality of magnetic blocks manufactured through the above-described method, in which case a protective member (not shown) for protecting the antenna core may be further included on the upper or lower surface of the antenna core as shown in FIG. 1 . can The protective member may include a base film and an adhesive layer, and the base film may be adhered to the upper and/or lower portions of the antenna core through the adhesive layer.
상기 보호부재의 기재필름은 통상적으로 안테나 코어에 구비되는 보호필름일 수 있고, 안테나 코어에 가해지는 열 등을 견딜 수 있을 만큼의 내열성 및 외부에서 가해지는 물리적, 화학적 자극에 대해 자성블록(100, 200, 300, 400, 500)을 보호할 수 있을 정도의 기계적 강도, 내화학성이 담보되는 재질의 필름의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 가교 폴리프로필렌, 나일론, 폴리우레탄계 수지, 아세테이트, 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드아마이드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌설파이드(PPS). 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE) 등이 있으며, 이들을 단독 또는 병용할 수 있다. The base film of the protective member may be a protective film typically provided on the antenna core, and the
또한, 상기 기재필름은 1 ~ 100㎛, 바람직하게는 10 ~ 30㎛의 두께를 가지는 것을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the base film may use a thickness of 1 to 100 μm, preferably 10 to 30 μm, but is not limited thereto.
또한, 상기 접착층은 통상의 접착층인 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 상술한 절연체 형성조성물일 수 있고, 이를 통해 와전류 발생을 최소화시킬 수 있으며, 자성블록에 구비되는 절연체(112)와 상용성 증가로 더욱 향상된 접착력을 발현할 수 있다. 이에 따라 자성블록에 구비되는 절연체(112)의 조성과 상기 보호부재의 접착층 조성은 동일할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 상이한 조성을 가져도 무방하다. 상기 접착층 3 ~ 50㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 목적에 따라 변경하여 실시될 수 있다. In addition, the adhesive layer may be used without limitation in the case of a conventional adhesive layer, but may preferably be the above-described insulator forming composition, thereby minimizing eddy current generation, and compatibility with the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 코어는 도 1과 다르게, 안테나 코어에 구비되는 자성블록들 중 어느 일자성블록은 타자성블록과 상이한 길이를 가질 수 있다. 또한, 인접하여 적층된 어느 일자성블록은 타자성블록과 안테나 코어의 두께방향으로 단차를 형성하도록 적층될 수 있다. 이를 도 5a를 참조하여 설명하면, 다수개의 자성블록들은 상이한 길이를 갖도록 구비되어 안테나 코어(1001)의 두께방향으로 계단형의 단차를 형성하도록 적층될 수 있다. 이때, 각각의 자성블록들의 길이는 적층되었을 때 인접하는 자성블록간에 일정한 길이차이를 갖도록 길이구배를 가질 수 있고, 일예로, 최하부 자성블록에서 최상부 자성블록까지 각각의 자성블록 길이는 900㎜, 750㎜, 600㎜, 450㎜, 300㎜일 수 있고, 각각의 자성블록의 폭은 50㎜일 수 있고, 각각의 자성블록 두께는 6㎜일 수 있다. 도 5a와 같이 계단형으로 자성블록을 적층시킨 안테나 코어는 도 1과 같은 안테나 코어에 비해 자속밀도가 적지만, 후술하는 안테나 코어에 권취된 코일에 더 많은 전류를 인가시킬 수 있게 함으로써, 도 1과 같은 안테나 코어에 비해 전력전송의 양을 현저히 증가시킬 수 있는 이점이 있다.Meanwhile, in the antenna core according to an embodiment of the present invention, unlike FIG. 1 , any one of the magnetic blocks included in the antenna core may have a different length from that of the other magnetic block. In addition, any linear blocks stacked adjacent to each other may be stacked to form a step in the thickness direction of the magnetic block and the antenna core. Referring to FIG. 5A , a plurality of magnetic blocks may be provided to have different lengths and stacked to form a stepped step in the thickness direction of the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 코어는 자성블록들 중 적어도 하나의 자성블록이 길이방향 일끝단부가 자속의 방향을 소정의 각도로 집속시키기 위하여 안테나 코어의 두께방향으로 절곡된 형태를 가질 수 있고, 도 5b에 도시된 것과 같이 구비되는 모든 자성블록의 양끝단부가 안테나 코어(1002)의 두께방향으로 절곡될 수 있다. 이때, 무선전력 송신용 안테나모듈에 발생하는 자속의 방향을 조절하여 무선전력 수신용 안테나 모듈에 구비되는 코일로 자속 집속효과를 극대화 시키기 위하여 무선전력 송신용 안테나 모듈에서 발생하는 자속의 방향을 40 ~ 50°, 일예로 45°가 되도록 하기 위하여 자성블록의 끝단부가 절곡되는 절곡각도(θ)는 40 ~ 50°, 일예로 45°가 되도록 절곡되는 것이 바람직하다.In addition, in the antenna core according to an embodiment of the present invention, at least one magnetic block among the magnetic blocks has a longitudinal end bent in the thickness direction of the antenna core to focus the direction of magnetic flux at a predetermined angle. Also, both ends of all magnetic blocks provided may be bent in the thickness direction of the
이상으로 상술한 안테나 코어(1000, 1001, 1002)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이 상기 안테나 코어(1000, 1001, 1002)에 코일(2000, 2001)을 권취시켜 안테나 모듈로 구현될 수 있다. 상기 안테나 모듈은 무선전력 송신용 모듈이거나 무선전력 수신용 모듈일 수 있다. The above-described
상기 코일(2000, 2001)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이 안테나 코어의 길이방향을 기준으로 안테나 코어의 중앙부에 권취될 수 있다. 즉, 목적하는 권취된 코일길이 보다 안테나 코어의 길이를 더 길게하여 안테나모듈을 구현함을 통하여 코일의 결속인자를 높여서 자기저항을 낮출 수 있다. 또한, 안테나 코어의 길이가 길어질수록 장거리 전력전송에 보다 유리할 수 있다. 상기 코일(2000, 2001)은 자기공진을 통한 무선전력전송에 사용되는 안테나 코일의 재질인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 코일(2000, 2001)의 직경, 길이는 목적하는 전력송수신 양에 따라 달리 변경하여 실시될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.The
한편, 코일(2001)과 안테나 코어(1002) 간 기생전기용량(Cf)이 생성되는데 상기 기생전기용량(Cf)은 공진조건에 영향을 미칠 수 있다. 즉 직렬 공진주파수와 병렬 공진주파수는 상기 기생전기용량에 의해 영향을 받고, 직렬 공진조건을 위해서는 상기 직렬 공진주파수와 병렬 공진주파수가 충분히 달라야 하는데 이를 위해서는 상기 기생전기용량(Cf)이 최소화되어야 한다. 상기 기생전기용량을 최소화 시키기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈은 도 6b와 같이 코일(2001)과 안테나 코어(1002) 사이에 아크릴 스페이서와 같은 비자성 스페이서(3000)를 삽입할 수 있고, 코일과 안테나 코어 사이에 충분한 이격공간을 확보함을 통해 기생전기용량을 최소화시킬 수 있다. 또한, 권취된 코일의 권취거리를 충분히 확보할 경우 도선에 의한 기생전기용량(Cw)을 최소화시킬 수 있다.Meanwhile, a parasitic capacitance C f is generated between the
이상으로 상술한 안테나 모듈은 무선전력모듈로 구현될 수 있고, 상기 무선전력 모듈은 송신용 모듈 또는 수신용 모듈일 수 있으며, 통상적으로 자기공진을 통한 무선전력 송수신을 위한 모듈에 구비되는 기타 구성을 더 포함할 수 있다. The above-described antenna module may be implemented as a wireless power module, and the wireless power module may be a module for transmission or a module for reception, and other components typically provided in a module for wireless power transmission/reception through magnetic resonance. may include more.
또한, 구현된 무선전력모듈은 수신용 모듈로써 전자기기에 구비될 수 있고, 이를 통해 전자기기는 전원공급선 없이도 무선으로 구동될 수 있다. 상기 전자기기는 TV, 냉장고, 청소기, 컴퓨터 등의 가전기기에서부터 전원공급선을 필요로 하는 의료용 기기, 산업용 기기 등을 모두 포함한다.In addition, the implemented wireless power module may be provided in the electronic device as a receiving module, through which the electronic device may be driven wirelessly without a power supply line. The electronic devices include everything from home appliances such as TVs, refrigerators, vacuum cleaners, and computers to medical devices and industrial devices requiring a power supply line.
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.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , changes, deletions, additions, etc. may easily suggest other embodiments, but this will also fall within the scope of the present invention.
100, 200, 300, 400, 500: 자성블록
110, 120, 130, 140, 150: 자성층
111: 자성체 파편들 112: 절연체
171, 172, 173, 174: 접착층 900: 절연층
1000, 1001, 1002: 안테나 코어
2000, 2001: 코일 3000: 비자성 스페이서100, 200, 300, 400, 500: magnetic block
110, 120, 130, 140, 150: magnetic layer
111: magnetic fragments 112: insulator
171, 172, 173, 174: adhesive layer 900: insulating layer
1000, 1001, 1002: antenna core
2000, 2001: coil 3000: non-magnetic spacer
Claims (21)
상기 안테나 코어는 3 ~ 12개의 자성블록을 구비하는 무선전력 송수신용 안테나 코어.The method of claim 1,
The antenna core is an antenna core for transmitting and receiving wireless power having 3 to 12 magnetic blocks.
다층으로 적층된 자성블록들은 자성블록 각각이 상이한 길이를 갖도록 구비되어 안테나 코어의 두께방향으로 계단형의 단차를 형성하도록 적층된 무선전력 송수신용 안테나 코어.The method of claim 1,
The magnetic blocks stacked in multiple layers are provided so that each magnetic block has a different length, and the antenna core for wireless power transmission and reception is stacked to form a stepped step in the thickness direction of the antenna core.
상기 일끝단부는 안테나 코어의 두께방향으로 40 ~ 50°의 절곡각도를 가지도록 절곡된 무선전력 송수신용 안테나 코어.The method of claim 1,
The antenna core for transmitting and receiving wireless power is bent so that the one end has a bending angle of 40 to 50° in the thickness direction of the antenna core.
다층으로 적층된 자성블록의 적어도 일면에 배치되는 보호부재를 더 포함하는 무선전력 송수신용 안테나 코어.The method of claim 1, wherein the antenna core is
Antenna core for wireless power transmission and reception further comprising a protection member disposed on at least one surface of the multi-layered magnetic block.
상기 자성체는 Fe계 비정질 합금 또는 Fe계 나노결정립 합금인 무선전력 송수신용 안테나 코어.The method of claim 1,
The magnetic material is an Fe-based amorphous alloy or an Fe-based nanocrystalline alloy core for wireless power transmission and reception.
다층으로 적층된 자성블록 중 인접한 자성블록 사이에는 자성블록 간을 접착시키고 와전류를 감소시키기 위한 절연층이 더 개재된 무선전력 송수신용 안테나 코어.The method of claim 1,
Antenna core for wireless power transmission and reception with an insulating layer interposed between adjacent magnetic blocks among the multi-layered magnetic blocks to bond the magnetic blocks to each other and to reduce eddy currents.
상기 자성체 파편의 입경은 1㎛ ~ 5㎜인 무선전력 송수신용 안테나 코어. The method of claim 1,
The particle size of the magnetic fragment is 1㎛ ~ 5㎜ of the antenna core for transmitting and receiving wireless power.
상기 자성층은 단일 자성층의 평균두께가 15 ~ 50㎛이며, 상기 자성블록은 단일 자성블록의 평균두께가 1 ~ 10㎜인 무선전력 송수신용 안테나 코어.The method of claim 1,
In the magnetic layer, an average thickness of a single magnetic layer is 15 to 50 μm, and the magnetic block is an antenna core for wireless power transmission and reception having an average thickness of a single magnetic block of 1 to 10 mm.
상기 안테나 코어에 권취된 코일;을 포함하는 안테나모듈.An antenna core according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 10; and
Antenna module comprising a; coil wound around the antenna core.
상기 안테나 코어와 상기 코일 사이에 이격공간을 두기 위하여 상기 안테나 코어와 상기 코일 사이에 비자성 스페이서를 더 포함하는 안테나모듈.12. The method of claim 11,
The antenna module further comprising a non-magnetic spacer between the antenna core and the coil to provide a separation space between the antenna core and the coil.
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