KR20150139548A

KR20150139548A - 수전 장치

Info

Publication number: KR20150139548A
Application number: KR1020157030742A
Authority: KR
Inventors: 다케조 하타나카; 히사시 츠다
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2015-12-11
Also published as: EP2985880A4; WO2014162781A1; TW201503528A; EP2985880A1; US20160064944A1; JP2014204452A; SG11201508100RA; CN105103407A; TWI578658B

Abstract

본 발명은, 간이한 구성에 의해 전송 효율을 증감시킨다. 급전 모듈(21)과의 사이에서 공진하는 공진 현상에 의해 전력이 공급되는 수전 공진 코일(111)과, 수전 공진 코일(111)로부터 전력을 수취하는 수전 코일(112)과, 공진 시의 자계 결합을 증감하도록 수전 공진 코일(111)에 대하여 직경 방향으로 적어도 일부가 중복 배치된 자성 부재(17)를 갖는다.

Description

수전 장치{POWER-RECEIVING DEVICE}

본 발명은, 비접촉으로 전력을 수전하는 수전 장치에 관한 것이다.

최근, 노트북형 PC, 태블릿형 PC, 디지털 카메라, 휴대 전화 등 사람이 휴대하면서 사용할 수 있는 전자 기기가 급속하게 보급되고 있다. 그리고, 이들 전자 기기의 대부분에는 충전지가 탑재되어 있고, 정기적인 충전이 필요하다. 이 전자 기기의 충전지에 대한 충전 작업을 간이하게 하기 위해서, 급전 장치와 전자 기기에 탑재된 수전 장치의 사이에서 무선에 의한 전력 전송을 이용한 급전 기술(자계를 변화시켜서 전력 전송을 행하는 무선 전력 전송 기술)에 의해, 충전지를 충전하는 기기가 점점 증가하고 있다.

예를 들어, 무선 전력 전송 기술로서는, 코일 사이의 전자기 유도를 이용하여 전력 전송을 행하는 기술이나(예를 들어, 특허문헌 1 참조), 급전 장치 및 수전 장치가 구비하는 공진기(코일) 사이의 공진 현상을 이용하여 자장을 결합시킴으로써 전력 전송을 행하는 기술을 들 수 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

이러한 무선 전력 전송 기술에서는, 무선에 의한 전송을 할 때, 유선에 의한 전력 전송에 비하여 큰 전송 손실이 발생해 버리기 때문에, 이 전송 손실을 저감시켜, 전송 효율(급전 장치가 송전하는 전력에 대한, 수전 장치가 수전하는 전력의 비율)을 향상시키는 것이 큰 과제가 되고 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해, 예를 들어 특허문헌 2에는, 송전 공진 코일과 수전 공진 코일 사이의 거리가 변동된 경우에서도, 송전 공진 코일의 공진 주파수 및 수전 공진 코일의 공진 주파수를 변경함으로써, 송전 공진 코일과 수전 공진 코일 사이의 결합 강도를 차례로 변경하여 공명 상태를 유지해서, 송전 장치로부터 수전 장치로의 전력의 전송 효율을 높일 수 있는 무선 전력 전송 장치가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 송전 코일과 수전 코일의 결합 강도를 변화시킴으로써, 장치 전체의 전송 효율을 높일 수 있는 무선 전력 장치가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 급전 코일과 수전 코일의 사이에 급전 공진 코일과 수전 공진 코일을 설치하고, 비접촉으로 전력을 공급할 때, 급전 공진 코일과 수전 공진 코일 사이의 거리 c를 검출하고, 이 거리 c에 따라서 급전 효율이 최대가 되도록 급전 코일과 급전 공진 코일의 거리 a 및, 수전 코일과 수전 공진 코일의 거리 b를 가변 조정하는 급전 시스템이 개시되어 있다.

일본 특허 제4624768호 공보 일본 특허 공개 제2010-239769호 공보 일본 특허 공개 제2010-239777호 공보 일본 특허 공개 제2010-124522호 공보

분명, 상기에 개시된 기술에 의해 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 개시 기술에서는, 공진 주파수를 변경하는 제어 장치나, 2개의 공진기 사이의 결합 강도를 변화시키는 제어 장치나, 급전 코일과 급전 공진 코일 사이의 거리 및 수전 코일과 수전 공진 코일 사이의 거리를 조정하는 제어 장치가 필요해져, 구성이 복잡해지는 데다가 비용이 증대되어 버린다.

그래서, 본 발명의 목적은, 종래와 같이 공진 주파수를 변경하는 제어 장치나, 2개의 공진기 사이의 결합 강도를 변화시키는 제어 장치나, 급전 코일과 급전 공진 코일 사이의 거리 및 수전 코일과 수전 공진 코일 사이의 거리를 조정하는 제어 장치를 사용하지 않고, 보다 간이한 구성에 의해 전송 효율을 증감시킬 수 있는 수전 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은, 수전 장치이며, 급전 모듈과의 사이에서 공진하는 공진 현상에 의해 전력이 공급되는 수전 공진 코일과, 상기 수전 공진 코일로부터 전력을 수취하는 수전 코일과, 상기 공진 시의 자계 결합을 증감하도록 상기 수전 공진 코일에 대하여 직경 방향으로 적어도 일부가 중복 배치된 자성 부재를 갖는다.

상기 구성에 의하면, 자성 부재가 공진 시에 있어서의 수전 공진 코일과 급전 모듈 사이의 자계 결합을 증감하기 때문에, 급전 모듈과 수전 공진 코일 사이의 거리를 변경함으로써 자계 결합을 증감하는 경우보다도 자계 결합의 설정을 용이하게 행할 수 있다. 이 결과, 급전 모듈을 구비한 급전 장치 및 수전 장치의 사이즈나 형상에 제약을 받고, 이들 사이즈나 형상의 구조적 사양의 변경을 할 수 없는 경우처럼, 급전 모듈과 수전 공진 코일의 거리를 변경할 수 없는 경우에 있어서도, 자성 부재에 의해 자계 결합을 증감시킴으로써, 수전 장치에 요구되는 급전 시의 전송 효율의 사양을 용이하게 충족시킬 수 있고, 나아가서는 단시간에 충전을 가능하게 하거나, 급속 충전에 의한 과열 등을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서의 상기 자성 부재는, 상기 수전 공진 코일의 내주측에 배치되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 공진 시에 있어서의 수전 공진 코일과 급전 모듈 사이의 자계 결합을 높일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수전 공진 코일은, 상기 급전 모듈의 코일 직경과 동일한 코일 직경을 가지고, 상기 급전 모듈에 대향 배치되어 있고,

상기 자성 부재는, 상기 수전 공진 코일의 내주면을 따른 원통 형상으로 형성되고, 상기 수전 공진 코일의 상기 급전 모듈측의 한쪽 단부 위치가 상기 급전 모듈의 한쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 수전 공진 코일의 내주면을 따라서 배치된 원통 형상의 자성 부재에 의해 공진 시에 있어서의 수전 공진 코일과 급전 모듈 사이의 자계 결합을 한층 높일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수전 공진 코일은, 상기 급전 모듈의 코일 직경과 동일한 코일 직경을 가지며, 상기 급전 모듈에 대향 배치되어 있고,

상기 수전 코일은, 상기 수전 공진 코일의 코일 축에 대하여 일치하는 코일 축을 갖도록, 상기 급전 모듈측과는 반대측에 배치되어 있고,

상기 자성 부재는,

상기 수전 공진 코일 및 상기 수전 코일의 내주면을 따른 원통 형상으로 형성되고,

상기 수전 공진 코일의 상기 급전 모듈측의 한쪽 단부 위치가 상기 수전 공진 코일의 한쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치되고,

상기 급전 모듈측과는 반대측의 다른 쪽 단부 위치가 상기 수전 코일의 다른 쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치된 내측 원통부와,

상기 원통부의 다른 쪽 단부에 설치되고, 상기 수전 코일의 다른 쪽 단부면에 대향하도록 형성된 원반부를 가져도 된다.

상기 구성에 의하면, 수전 공진 코일의 내주면을 따라서 배치된 원통 형상의 내측 원통부 및 수전 코일에 대향 배치된 원반부와의 자성 부재에 의해 공진 시에 있어서의 수전 공진 코일과 급전 모듈 사이의 자계 결합을 한층 높일 수 있다.

본 발명에 있어서의 상기 수전 공진 코일은, 상기 급전 모듈에 공급하는 전력의 구동 주파수에 대한 전송 특성의 값이, 공진 주파수보다도 낮은 구동 주파수 대역 및 상기 공진 주파수보다도 높은 구동 주파수 대역에 각각 피크를 갖는 상기 공진 현상에 의해 전력이 공급되어도 된다.

상기 구성에 의하면, 낮은 구동 주파수 대역의 피크 주파수에 있어서 급전 모듈에 흐르는 전류의 방향과 수전 공진 코일에 흐르는 전류의 방향을 동일하게 한 동상의 전류가 흐르도록 설정한 경우와, 전류의 방향을 반대로 한 역상으로 설정한 경우에 있어, 자계 공간이 출현하는 위치를 바꿀 수 있기 때문에, 부품의 배치 자유도를 높일 수 있다.

본 발명에 있어서의 수전 장치는, 또한, 다른 부위보다도 작은 자계 강도가 되도록 상기 공진 현상에 의해 형성된 자계 공간에 배치된 전자 부품을 가져도 된다.

상기 구성에 의하면, 공진 현상에 의해 전력이 공급되는 수전 공진 코일을 수전 장치가 구비함으로써, 급전 시에 있어서 수전 공진 코일의 내측 위치나 근방 위치에 자계가 작은 공간 부분을 출현시키고, 이 공간 부분을 전자 부품의 배치 장소로서 유효하게 이용하고 있다. 이에 의해, 전자 부품의 배치 장소의 확보가 어려운 휴대 기기 등의 각종 기기에 있어서도, 전자 부품의 배치 장소를 용이하게 확보하고, 나아가서는 기기의 소형화를 실현하는 것을 가능하게 하는 수전 장치로써 적용할 수 있다.

간이한 구성에 의해 전송 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수전 장치를 구비한 급전 시스템의 개략 설명도이다.
도 2는 결합 계수를 측정하는 설명도이다.
도 3은 자성 부재와 결합 계수의 관계를 도시하는 설명도이다.

이하에 실시 형태에 따른 수전 장치를 설명한다(수전 장치(1): 개요).

도 1에 도시하는 바와 같이, 수전 장치(1)는 공진 시의 자계 결합을 증감하도록 수전 모듈(11)에 배치된 자성 부재(17)를 갖고 있다. 이에 의해, 수전 장치(1)는, 자성 부재(17)가 공진 시에 있어서의 수전 모듈(11)과 급전 모듈(21) 사이의 자계 결합을 증감함으로써, 수전 장치(1) 및 급전 장치(2)의 사이즈나 형상의 구조적 사양의 변경을 할 수 없는 경우와 같이, 급전 모듈(21)과 수전 모듈(11) 사이의 거리를 변경할 수 없는 경우에 있어서도, 수전 장치(1)에 요구되는 급전 시의 전송 효율의 사양을 용이하게 충족시킬 수 있고, 나아가서는 단시간에 충전을 가능하게 하거나, 급속 충전에 의한 과열 등을 방지할 수 있다.

또한, 수전 장치(1)는 공진 현상을 이용한 급전 시에 있어서 수전 모듈(11)의 내측 위치나 근방 위치에 자계가 작은 자계 공간을 출현시키고, 이 자계 공간을 전자 부품(13)의 배치 장소로 한 구성을 갖고 있다. 이에 의해, 수전 장치(1)는, 자계 공간에 배치된 전자 부품(13)에 있어서의 자계에 기인하는 와전류의 발생이 억제됨으로써 오동작이나 소정 온도 이상의 발열이 방지되는 결과, 소형화가 가능하게 되어 있다.

구체적으로 설명하면, 수전 장치(1)는 급전 모듈(21) 사이에서 공진하는 공진 현상에 의해 전력이 공급되는 수전 공진 코일(111)과, 수전 공진 코일(111)로부터 전력을 수취하는 수전 코일(112)과, 공진 시의 자계 결합을 높이도록 수전 공진 코일(111)에 대하여 직경 방향으로 적어도 일부가 중복 배치된 자성 부재(17)를 갖고 있다. 또한, 수전 장치(1)는, 다른 부위보다도 작은 자계 강도가 되도록 공진 현상에 의해 형성된 자계 공간에 배치된 전자 부품(13)을 갖고 있다.

여기서, 급전 모듈(21)은, 수전 모듈(11)에 대하여 공진 현상에 의해 전력을 공급하도록, 수전 공진 코일(111)과의 사이에서 공진하는 급전 공진 코일(211)과, 급전 공진 코일(211)에 전력을 공급하는 급전 코일(212)을 구비하고 있다. 수전 모듈(11)에 있어서의 수전 공진 코일(111) 및 수전 코일(112)과, 급전 모듈(21)에 있어서의 수전 공진 코일(111) 및 수전 코일(112)은, 스파이럴형이나 솔레노이드형, 루프형의 코일(절연 피막을 구비한 동선재 등)을 사용할 수 있다. 공진 현상이란, 2개 이상의 코일이 공진 주파수에 있어서 동조하는 것을 말한다.

수전 장치(1)는, 전력의 공급에 의해 작동하는 모든 종류의 기기가 해당한다. 즉, 예를 들어 휴대 기기나 거치형 기기, 자동차 등의 차량 기기가 수전 장치(1)가 된다. 휴대 기기는, 핸드 헬드 기기 및 웨어러블 기기(인체 장착 기기)의 어느 기기도 포함한다.

구체적으로는, 휴대 기기는, 포터블 컴퓨터(랩탑, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC 등)나, 카메라, 음향 기기·AV 기기(휴대 음악 플레이어, IC 리코더, 휴대용 DVD 플레이어 등), 계산기(포켓 컴퓨터, 전자 계산기), 게임기, 컴퓨터 주변 기기(휴대 프린터, 휴대 스캐너, 휴대 모뎀 등), 전용 정보 기기(전자 사전, 전자 수첩, 전자 서적, 포터블 데이터 터미널 등), 휴대 통신 단말기, 음성 통신 단말기(휴대 전화, PHS, 위성 전화, 제3자 무선, 아마추어 무선, 특정 소전력 무선·퍼스널 무선·시민 라디오 등), 데이터 통신 단말기(휴대 전화·PHS(피쳐폰·스마트폰), 포켓 벨 등), 방송 수신기(텔레비전·라디오), 휴대 라디오, 휴대용 TV, 원세그, 기타 기기(손목 시계, 회중 시계), 보청기, 핸드 헬드 GPS, 방범 버저, 회중 전등·펜라이트, 전지 팩, 인공 내이 시스템의 체외 장치(사운드 프로세서, 오디오 프로세서) 등을 예시할 수 있다.

(수전 장치(1): 자성 부재(17))

자성 부재(17)는 자성 재료에 의해 형성되어 있다. 예를 들어, 자성 재료로서는, 순Fe, Fe-Si나 Fe-Al-Si(센더스트), Fe-Ni(퍼멀로이), 소프트 페라이트, Fe기 아몰퍼스, Co기 아몰퍼스, Fe-Co(퍼멘듈) 등의 연자성 재료가 예시된다.

또한, 자성 부재(17)는, 상기 자성 재료의 자성 분말이 분산된 수지에 의해 형성되어 있어도 된다. 수지는, 열경화성 수지여도 열가소성 수지여도 된다. 예를 들어, 열경화성 수지라면, 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 비닐에스테르 수지, 시아노에스테르 수지, 말레이미드 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 또한, 열가소성 수지라면, 아크릴계 수지, 아세트산 비닐계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등을 들 수 있다.

자성 부재(17)는 적어도 수전 공진 코일(111)의 내주측에 배치되어 있다. 수전 공진 코일(111)의 내주측에 배치된 자성 부재(17)는, 공진 시에 있어서의 수전 공진 코일(111)과 급전 모듈(21)(급전 공진 코일(211)) 사이의 자계 결합을 높이도록(증대시키도록) 작용한다.

또한, 수전 공진 코일(111)이 급전 모듈(21)의 코일 직경과 동일한 코일 직경을 갖고, 급전 모듈(21)에 대향 배치되어 있는 경우에 있어서, 자계 결합을 높이는 경우에는, 하기와 같이 자성 부재(17)가 배치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 자성 부재(17)는, 수전 공진 코일(111)의 내주면을 따른 원통 형상으로 형성되고, 수전 공진 코일(111)의 급전 모듈(21)측의 한쪽 단부 위치가 수전 모듈(11)의 한쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 수전 공진 코일(111)의 내주면을 따라서 배치된 원통 형상의 자성 부재(17)에 의해 공진 시에 있어서의 수전 공진 코일(111)과 급전 모듈(21) 사이의 자계 결합을 높일 수 있음과 함께, 자계 공간을 수전 공진 코일(111)의 내측 위치까지 확대할 수 있다.

또한, 수전 공진 코일(111)이 급전 모듈(21)의 코일 직경과 동일한 코일 직경을 가지며, 급전 모듈(21)에 대향 배치되고, 또한, 수전 코일(112)이 수전 공진 코일(111)의 코일 축에 대하여 일치하는 코일 축을 갖도록, 급전 모듈(21)측과는 반대측에 배치되어 있는 경우에 있어서, 자계 결합을 높이는 경우에는, 하기와 같이 자성 부재(17)가 배치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 자성 부재(17)는, 수전 공진 코일(111) 및 수전 코일(112)의 내주면을 따른 원통 형상으로 형성되고, 수전 공진 코일(111)의 급전 모듈(21)측의 한쪽 단부 위치가 수전 공진 코일(111)의 한쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치되며, 급전 모듈(21)측과는 반대측의 다른 쪽 단부 위치가 수전 코일(112)의 다른 쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치된 원통부와, 원통부의 다른 쪽 단부에 설치되고, 수전 코일(112)의 다른 쪽 단부면에 대향하도록 형성된 원반부를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 수전 공진 코일(111)의 내주면을 따라서 배치된 원통 형상의 원통부 및 수전 코일(112)에 대향 배치된 원반부 사이의 자성 부재(17)에 의해, 공진 시에 있어서의 수전 공진 코일(111)과 급전 모듈(21)(급전 공진 코일(211)) 사이의 자계 결합을 한층 높일 수 있음과 함께, 자계 공간을 수전 공진 코일의 내측 위치까지 확대할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 자성 부재(17)가 원통 형상으로 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 점 형상이나 막대 형상이어도 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 공진 시의 자계 결합을 높이도록 자성 부재(17)를 배치하고 있지만, 자성 부재(17)의 배치에 의해 공진 시의 자계 결합을 저하시키도록 자성 부재(17)를 배치해도 된다.

구체적으로 설명하면, 자성 부재(17)는 수전 공진 코일(111) 및 수전 코일(112)의 외주면에 따른 원통 형상으로 형성되고, 수전 공진 코일(111)의 급전 모듈(21)측의 한쪽 단부 위치가 수전 공진 코일(111)의 한쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치되며, 급전 모듈(21)측과는 반대측의 다른 쪽 단부 위치가 수전 코일(112)의 다른 쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치된 외측 원통부를 가져도 된다. 이 경우에는, 자계 결합의 정도(결합 계수)를 감소시키는 것이 가능해진다.

이와 같이, 수전 장치(1)는, 자성 부재(17)의 배치나 형상, 사이즈 등의 자성 부재 조건을 조정함으로써 자계 결합의 정도(결합 계수)가 임의의 값으로 변경 가능하게 되어도 된다. 이에 의해, 수전 장치(1)는, 급전 모듈(21) 및 수전 모듈(11) 사이의 거리를 일정하게 유지하면서, 자성 부재(17)의 자성 부재 조건을 조정함으로써 자계 결합의 정도를 용이하게 임의의 값으로 변경할 수 있다. 그 결과, 급전 장치(2) 및 수전 장치(1)의 사이즈나 형상에 제약을 받아, 이것들의 사이즈나 형상의 구조적 사양의 변경을 할 수 없는 경우와 같이, 충전 장치(2)(급전 공진 코일(211))와 수전 장치(1)(수전 공진 코일(111))의 거리를 변경할 수 없는 경우에 있어서도, 자성 부재(17)에 의해 자계 결합을 증감시킴으로써 수전 장치(1)에 요구되는 급전 시의 전송 효율의 사양을 용이하게 충족시킬 수 있고, 나아가서는 단시간에 충전을 가능하게 하거나, 급속 충전에 의한 과열 등을 방지하는 것이 가능해진다.

(수전 장치(1): 전자 부품(13) 등)

상기 수전 장치(1)는, 전자 회로를 갖는 하나 이상의 전자 부품(13)과, 작동 전력을 공급하는 전지(14)를 갖고 있다. 또한, 수전 장치(1)는, 스피커나 발광 부품, 표시기 등의 출력부(15)와, 마이크나 스위치 등의 입력부(16)를 갖고 있다. 구체적으로는, 수전 장치(1)는 AC/DC 변환부(131)나 충전부(132), 제어부(133) 등의 전자 부품(13)을 갖고 있다. 이들 전자 부품(13)의 적어도 일부는, 다른 부위보다도 작은 자계 강도가 되도록 공진 현상에 의해 형성된 자계 공간에 배치되어 있다.

AC/DC 변환부(131)는, 수전 모듈(11)에 급전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 기능을 갖고 있다. 충전부(132)는, 전지(14)에 대하여 충전하는 기능을 갖고 있다. 제어부(133)는, 출력부(15) 및 입력부(16)에 접속되어 있고, 출력부(15)에 대하여 제어 신호를 출력하는 기능과, 입력부(16)로부터의 입력 신호를 수신하는 기능과, 수전 장치(1)의 사용 목적에 따른 각종 정보나 데이터를 처리하는 기능을 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 설명의 편의상, 전자 부품(13)과는 별도로, 전지(14)나 출력부(15), 입력부(16)를 기재하고 있지만, 전자 부품(13)이 전지(14)나 출력부(15), 입력부(16)를 포함하는 것이어도 된다. 즉, 전지(14)나 출력부(15), 입력부(16)가 자계 공간에 배치되어 있어도 된다.

충전부(132)에 의해 충전되는 전지(14)는, 충전 가능한 이차 전지를 포함하고 있다. 전지(14)로서는, 연축 전지나 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 중합체 이차 전지, 니켈·수소 축전지, 니켈·카드뮴 축전지, 니켈·철 축전지, 니켈 아연 축전지, 산화은·아연 축전지 등을 예시할 수 있다. 또한, 전지(14)는 이차 전지가 아닌 캐패시터여도 된다.

(급전 장치(2))

상기와 같이 구성된 수전 장치(1)는, 급전 장치(2)로 급전 시스템(3)을 구성하고 있다. 급전 장치(2)는, 수전 장치(1)의 수전 모듈(11)에 대하여 공진 현상에 의해 전력을 공급하는 급전 모듈(21)을 구비하고 있다. 급전 모듈(21)은, 급전 공진 코일(211) 및 급전 코일(212)을 구비하고 있다. 급전 장치(2)는, 급전 모듈(21)에 교류 전력을 공급하는 전원부(22)와, 전원부(22)를 제어하는 제어부(23)를 갖고 있다.

(자계 공간)

이어서, 주로 수전 장치(1)에 있어서 전자 부품(13)의 배치 장소가 되는 『자계 공간』에 대하여 상세하게 설명한다.

수전 장치(1)는 『자계 공간』을 원하는 위치에 형성하도록 구성되어 있다. 자계 공간의 원하는 위치에 대한 형성은, 급전 장치(2)와의 위치 관계나 급전 상태, 내부 구성 등의 급전 조건을 설정함으로써 실현할 수 있다. 또한, 자계 공간의 원하는 위치에 대한 형성은, 급전 모듈(21)의 급전 공진 코일(211)과 수전 모듈(11)의 수전 공진 코일(111)의 결합 계수를 증감 가능한 자성 부재 조건을 설정함으로써 실현할 수 있다.

예를 들어, 수전 장치(1)는, 급전 장치(2)의 급전 모듈(21)에 있어서의 급전 공진 코일(211)로부터 수전 모듈(11)에 있어서의 수전 공진 코일(111)에 공진 현상에 의해 전력을 공급할 때, 급전 모듈(21)에 있어서의 급전 공진 코일(211)과 수전 모듈(11)에 있어서의 수전 공진 코일(111) 사이의 원하는 위치에, 이 원하는 위치 이외의 자계 강도보다도 작은 자계 강도를 갖는 자계 공간을 형성하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 수전 모듈(11)의 급전 장치(2)측의 근방 위치에 자계 공간을 출현시킬 수 있다.

『자계 공간』의 형성 방법을 상세하게 설명하면, 급전 장치(2)의 급전 모듈(21)에 있어서의 급전 공진 코일(211)로부터 수전 장치(1)의 수전 모듈(11)에 있어서의 수전 공진 코일(111)에 대하여 공진 현상에 의해 전력을 공급할 때, 급전 모듈(21)에 있어서의 급전 공진 코일(211)에 흐르는 전류의 방향과 수전 모듈(11)에 있어서의 수전 공진 코일(111)에 흐르는 전류의 방향이, 역방향이 되도록, 급전 모듈(21)에 있어서의 급전 공진 코일(211)에 공급하는 전력의 주파수를 설정하는 방법이 예시된다.

상기 형성 방법에 의하면, 공진 현상을 이용한 전력 전송을 행할 때, 급전 모듈(21)에 있어서의 급전 공진 코일(211)과 수전 모듈(11)에 있어서의 수전 공진 코일(111)을 근접 배치함으로써, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111)의 결합의 강도를 나타내는 결합 계수가 높아진다. 이렇게 결합 계수가 높은 상태에서, 전송 특성(급전 코일(212)로부터 수전 코일(112)에 전력을 송전할 때의 송전 효율의 지표가 되는 값, 또는, 급전 모듈(21)로부터 수전 모듈(11)에 전력을 송전할 때의 송전 효율의 지표가 되는 값)을 계측하면, 그 측정 파형은 저주파측과 고주파측으로 피크가 분리된다. 그리고, 이 고주파측의 피크 부근의 주파수로, 급전 공진 코일(211)에 공급하는 전력의 주파수를 설정함으로써, 급전 공진 코일(211)에 흐르는 전류의 방향과 수전 공진 코일(111)에 흐르는 전류의 방향이 역방향이 되고, 급전 공진 코일(211)의 내주측에 발생하는 자계와 수전 공진 코일(111)의 내주측에 발생하는 자계가 서로 상쇄됨으로써, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 내주측에, 자계에 의한 영향이 저감되어, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 내주측 이외의 자계 강도보다도 작은 자계 강도를 갖는 자계 공간을 형성할 수 있다.

또한, 『자계 공간』의 다른 형성 방법으로서, 급전 공진 코일(211)로부터 수전 공진 코일(111)에 대하여 공진 현상에 의해 전력을 공급할 때, 급전 공진 코일(211)에 흐르는 전류의 방향과 수전 공진 코일(111)에 흐르는 전류의 방향이, 동일한 방향이 되도록, 급전 공진 코일(211)에 공급하는 전력의 주파수를 설정하는 방법이 예시된다.

상기 형성 방법에 의하면, 공진 현상을 이용한 전력 전송을 행할 때, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111)을 근접 배치함으로써, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111)의 결합의 강도를 나타내는 결합 계수가 높아진다. 이렇게 결합 계수가 높은 상태에서 전송 특성을 계측하면, 그 측정 파형은 저주파측과 고주파측으로 피크가 분리된다. 그리고, 이 저주파측의 피크 부근의 주파수에, 급전 공진 코일(211)에 공급하는 전력의 주파수를 설정함으로써, 급전 공진 코일(211)에 흐르는 전류의 방향과 수전 공진 코일(111)에 흐르는 전류의 방향이 동일한 방향이 되고, 급전 공진 코일(211)의 외주측에 발생하는 자계와 수전 공진 코일(111)의 외주측에 발생하는 자계가 서로 상쇄됨으로써, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 외주측에, 자계에 의한 영향이 저감되어, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 외주측 이외의 자계 강도보다도 작은 자계 강도를 갖는 자계 공간을 형성할 수 있다.

또한, 『자계 공간』은, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)에 관한 조정 파라미터를 변화시키고, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 사이에 발생하는 자계 결합의 강도에 기초하여 크기가 설정되어도 된다. 예를 들어, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 사이에 발생하는 자계 결합을 상대적으로 약화시킴으로써 자계 공간의 크기를 확대할 수 있다. 한편, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 사이에 발생하는 자계 결합을 상대적으로 강화함으로써 자계 공간의 크기를 작게 할 수 있다. 이에 의해, 수전 장치(1)의 사이즈에 최적인 자계 공간을 형성할 수 있다.

또한, 급전 공진 코일(211)의 배치 관계 및, 수전 공진 코일(111)의 배치 관계를 조정 파라미터로 하고, 이 조정 파라미터를 변화시켜, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도를 변경함으로써, 자계 공간의 크기를 변경해도 된다.

또한, 『자계 공간』은, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 형상을 조정 파라미터로 하고, 이들의 코일의 형상을 원하는 형상으로 변화시켜, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 사이 및 주변에 발생하는 자계 결합의 강도를 변경함으로써, 형상이 원하는 형상으로 설정되어도 된다. 이 경우에는, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)을 원하는 형상으로 함으로써, 자계 강도가 상대적으로 약한 자계 공간을 코일의 형상을 따른 원하는 형상으로 형성할 수 있다.

또한, 『자계 공간』은, 급전 공진 코일(211)과 급전 코일(212) 사이의 제1 거리 및, 수전 코일(112)과 수전 공진 코일(111) 사이의 제2 거리 중 적어도 하나를 조정 파라미터로 하고, 이 조정 파라미터에 기초하여 크기가 설정되어도 된다. 예를 들어, 급전 공진 코일(211)과 급전 코일(212) 사이의 제1 거리 및, 수전 코일(112)과 수전 공진 코일(111) 사이의 제2 거리를 상대적으로 짧게 함으로써, 자계 결합을 상대적으로 약화시켜서 자계 공간의 크기를 확대할 수 있다. 한편, 급전 공진 코일(211)과 급전 코일(212) 사이의 제1 거리 및, 수전 코일(112)과 수전 공진 코일(111) 사이의 제2 거리를 상대적으로 길게 함으로써, 자계 결합을 상대적으로 강하게 하여 자계 공간의 크기를 작게 할 수 있다.

또한, 『자계 공간』은, 수전 공진 코일에 있어서, 급전 모듈(21)에 공급하는 전력의 구동 주파수에 대한 전송 특성의 값이, 공진 주파수보다도 낮은 구동 주파수 대역 및 공진 주파수보다도 높은 구동 주파수 대역에 각각 피크를 갖는 공진 현상에 의해 전력이 공급됨으로써 형성되어도 된다. 이 경우에는, 낮은 구동 주파수 대역의 피크 주파수에 있어서 급전 모듈(21)의 급전 공진 코일(211)에 흐르는 전류의 방향과 수전 공진 코일(111)에 흐르는 전류의 방향을 동일하게 한 동상의 전류가 흐르도록 설정한 경우와, 전류의 방향을 반대로 한 역상으로 설정한 경우에 있어, 자계 공간이 출현하는 위치를 바꿀 수 있다.

또한, 『자계 공간』은, 수전 공진 코일(111) 및 급전 공진 코일(211)의 대향면을 제외한 적어도 일부의 면을 덮도록 자성 부재(17)를 배치하고, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111) 사이에서 자계를 변화시켜서 전력 전송을 행함으로써, 원하는 위치에 당해 원하는 위치 이외의 자계 강도보다도 작은 자계 강도를 갖는 자계 공간을 형성해도 된다.

자성 부재(17)는, 수전 공진 코일(111)의 내주면을 덮도록 배치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 수전 공진 코일(111)의 내주측에서 발생하는 자계를 차단하고, 수전 공진 코일(111)의 내주측에 비교적 작은 자계 강도를 갖는 자계 공간을 형성할 수 있다.

또한, 자성 부재(17)는, 급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)의 대향면과는 반대측의 면을 덮도록 배치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 수전 공진 코일(111)의 대향면과는 반대측의 면 부근에서 발생하는 자계를 차단하고, 수전 공진 코일(111)의 대향면과는 반대측의 면 부근에 비교적 작은 자계 강도를 갖는 자계 공간을 형성할 수 있다.

이와 같이, 수전 장치(1)는, 상술한 자계 공간의 형성 방법 중 하나 이상의 조합에 기초하여, 수전 모듈(11)의 내측이나 근방의 원하는 위치에 자계 강도가 작은 자계 공간을 의도적으로 형성하는 것이 가능하게 되어 있음과 함께, 자계 공간의 크기나 형상을 설정하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 수전 장치(1)는, 수전 모듈(11)의 설치 형태 및 자성 부재 조건 중 적어도 한쪽의 조작에 의해 원하는 자계 공간을 형성하는 것이 가능하게 되어 있다.

(결합 계수의 조사)

이어서, 상기에서 설명한 수전 장치(1)에 있어서, 각종 자성 부재(17)를 사용한 경우에 있어서의 급전 모듈(21)의 급전 공진 코일(211)과 수전 모듈(11)의 수전 공진 코일(111)의 사이에 있어서의 결합 계수 k₂₃을 조사하였다.

(결합 계수 측정 시스템)

우선, 도 2에 도시하는 바와 같이, 급전 코일(212)에 교류 전원 대신 네트워크 애널라이저(31)(아질렌트·테크놀로지 가부시키가이샤 제조)의 출력 단자를 접속한다. 또한, 수전 코일(112)에 전력 수급부 대신 네트워크 애널라이저(31)의 입력 단자를 접속한다.

네트워크 애널라이저(31)는, 임의의 주파수로 교류 전력을 출력 단자로부터 급전 코일(212)에 출력 가능하게 하고 있다. 또한, 네트워크 애널라이저(31)는, 수전 코일(112)로부터 입력 단자에 입력된 전력을 측정 가능하게 하고 있다. 또한, 네트워크 애널라이저(31)는, 삽입 손실 『S21』이나 결합 계수, 송전 효율을 측정 가능하게 하고 있다.

급전 코일(212)은, 네트워크 애널라이저(31)로부터 얻어진 전력을 전자기 유도에 의해 급전 공진 코일(211)에 공급하는 역할을 한다. 급전 코일(212)은 선 직경 0.4㎜φ의 동선재(절연 피막을 구비함)를 1회 감아서, 11㎜φ의 코일 직경으로 설정되어 있다. 급전 공진 코일(211)은 선 직경 0.4㎜φ의 동선재(절연 피막을 구비함)를 사용하여, 11㎜φ의 코일 직경 및 10㎜의 코일 길이로 설정되어 있다. 또한, 급전 공진 코일(211)은 자성 부재 두께 450㎛가 내주측에 배치되고, 자기 인덕턴스 L은 10.9μH 및 저항값은 1.8Ω이다.

수전 코일(112)은, 급전 공진 코일(211)로부터 수전 공진 코일(111)에 자계에너지로서 송전된 전력을 전자기 유도에 의해 네트워크 애널라이저(31)의 입력 단자에 출력하는 역할을 한다. 수전 코일(112)은, 선 직경 0.4㎜φ의 동선재(절연 피막을 구비함)를 1회 감아서, 11㎜φ의 코일 직경으로 설정되어 있다. 수전 공진 코일(111)은 선 직경 0.2㎜φ의 동선재(절연 피막을 구비함)를 사용하여, 11㎜φ의 코일 직경 및 1.4㎜의 코일 길이로 각각 설정되어 있다.

급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)은, 각각 LC 공진 회로이며, 자계 공명 상태를 창출하는 역할을 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, LC 공진 회로의 콘덴서 성분에 대해서는 소자에 의해 실현하고 있지만, 코일의 양단을 개방하고, 부유 용량에 따라 실현해도 된다. 이 LC 공진 회로에서는, 인덕턴스를 L, 콘덴서 용량을 C라고 하면, (식 1)에 의해 정해지는 f가 공진 주파수가 된다.

f=1/(2π√(LC))…(식 1)

급전 공진 코일(211) 및 수전 공진 코일(111)은, (식 1)에 의해 정해지는 공진 주파수 f를 동일하게 할 필요가 있기 때문에, 공진 주파수를 1㎒라고 하고 있다.

상기한 바와 같이 급전 공진 코일(211)의 공진 주파수와 수전 공진 코일(111)의 공진 주파수를 동일 값으로 한 경우, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111)의 사이에 자계 공명 상태를 창출할 수 있다. 급전 공진 코일(211)이 공진된 상태에서 자계 공명 상태가 창출되면, 급전 공진 코일(211)로부터 수전 공진 코일(111)로 전력을 자계 에너지로서 송전할 수 있다.

(결합 계수 측정 방법)

이어서, 상기와 같이 구성된 결합 계수 측정 시스템의 네트워크 애널라이저(31)를 사용하여, 자성 부재(17)의 유무나 배치를 변경하고, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111) 사이의 결합 계수 k₂₃을 각각 측정한다. 여기서, 결합 계수 k₂₃이란, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111)의 결합 강도를 나타내는 지표이다.

우선, 상기 결합 계수 k₂₃을 측정하는 데 있어서, 삽입 손실 『S21』을 측정한다. 횡축을 출력 단자로부터 출력되는 주파수로 하고, 종축을 삽입 손실 『S21』로 하여 측정한다.

또한, 급전 코일(212)과 급전 공진 코일(211)의 결합이 강하면, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111) 사이의 결합 상태에 영향을 끼쳐 버려서 정확한 측정을 할 수 없기 때문에, 급전 코일(212)과 급전 공진 코일(211) 사이의 급전측 거리는, 급전 공진 코일(211)이 충분히 여진할 수 있고, 급전 공진 코일(211)의 자계를 생성시키며, 또한, 급전 코일(212)과 급전 공진 코일(211)이 가능한 한 결합하지 않는 거리로 유지할 필요가 있다. 또한, 마찬가지의 이유에서 수전 공진 코일(111)과 수전 코일(112) 사이의 수전측 거리도, 수전 공진 코일(111)이 충분히 여진할 수 있고, 수전 공진 코일(111)의 자계를 생성시키며, 또한, 수전 공진 코일(111)과 수전 코일(112)이 가능한 한 결합되지 않는 거리로 유지할 필요가 있다.

여기서, 삽입 손실 『S21』이란, 출력 단자로부터 신호를 입력했을 때의 입력 단자를 통과하는 신호를 나타내고 있고, 데시벨 표시되며, 수치가 클수록 송전 효율이 높은 것을 나타낸다. 또한, 송전 효율이란, 출력 단자로부터 급전 공진 코일(211)에 공급되는 전력에 대한 입력 단자에 출력되는 전력의 비율을 말한다. 즉, 삽입 손실 『S21』이 높을수록, 송전 효율이 높아지는 것을 의미한다.

이렇게 측정된 삽입 손실 『S21』의 측정 파형은 저주파측과 고주파측으로 피크가 분리된다. 분리된 피크 중, 고주파측의 주파수를 f_H, 저주파측의 주파수를 f_L로서 나타낸다. 그러면, 결합 계수 k₂₃은, (식 2)에 의해 구해진다.

k₂₃=(f_H ²-f_L ²)/(f_H ²+f_L ²)…(식 2)

(결합 계수 측정 결과)

상기 결합 계수 측정 시스템에 있어서, 다양한 형태(배치나 형상)의 자성 부재(17)를 사용하여 결합 계수 k₂₃을 측정한 결과를 나타낸다.

도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 수전 공진 코일(111)뿐이고 자성 부재(17)가 존재하지 않는 경우에는, 결합 계수 k₂₃이 0.17이었다. 또한, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 수전 공진 코일(111)의 내주측에 내측 원통부(171)가 배치된 자성 부재(17)의 경우에는, 결합 계수 k₂₃이 0.18이었다. 도 3의 (c)에 도시하는 바와 같이, 수전 공진 코일(111)의 외주측에 외측 원통부(172)가 배치된 자성 부재(17)의 경우에는, 결합 계수 k₂₃이 0.11이었다.

도 3의 (d)에 도시하는 바와 같이, 수전 공진 코일(111)의 내주측 및 외주측에 내측 원통부(171) 및 외측 원통부(172)가 각각 배치된 자성 부재(17)의 경우에는, 결합 계수 k₂₃이 0.11이었다. 도 3의 (e)에 도시하는 바와 같이, 수전 공진 코일(111)의 내주측 및 외주측에 내측 원통부(171) 및 외측 원통부(172)가 각각 배치되고, 또한, 내측 원통부(171) 및 외측 원통부(172)의 다른 쪽 단부에 원반부(173)가 배치된 자성 부재(17)의 경우에는, 결합 계수 k₂₃이 0.12였다. 도 3의 (f)에 도시하는 바와 같이, 수전 공진 코일(111)의 내주측에 내측 원통부(171)가 배치되고, 또한, 내측 원통부(171)의 다른 쪽 단부에 원반부(173)가 배치된 자성 부재(17)의 경우에는, 결합 계수 k₂₃이 0.19였다.

상기 측정 결과로부터, 급전 공진 코일(211)과 수전 공진 코일(111)의 거리를 변경하지 않아도, 자성 부재(17)의 형태에 의해 결합 계수 k₂₃을 증감 가능한 것이 판명되었다. 구체적으로 설명하면, 내측 원통부(171) 및 원반부(173)는 결합 계수 k₂₃의 증대에 기여하는 한편, 외측 원통부(172)는 결합 계수 k₂₃의 감소에 기여하는 것이 판명되었다. 이에 의해, 내측 원통부(171)와 외측 원통부(172)의 하나 이상을 조합하고, 또한 원반부(173)를 조합함으로써, 결합 계수 k₂₃을 증감할 수 있음이 판명되었다.

이상의 상세한 설명에서는, 본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있도록, 특징적 부분을 중심으로 설명했지만, 본 발명은, 이상의 상세한 설명에 기재하는 실시 형태·실시예에 한정되지 않고, 기타 실시 형태·실시예에도 적용할 수 있으며, 그 적용 범위는 가능한 한 넓게 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 사용한 용어 및 어법은, 본 발명을 적확하게 설명하기 위하여 사용한 것이며, 본 발명의 해석을 제한하기 위하여 사용한 것이 아니다. 또한, 당업자라면, 본 명세서에 기재된 발명의 개념으로부터, 본 발명의 개념에 포함되는 다른 구성, 시스템, 방법 등을 추고하는 것이 용이하다고 생각된다. 따라서, 청구범위의 기재는, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 균등의 구성을 포함하는 것이라고 간주되어야 한다. 또한, 본 발명의 목적 및 본 발명의 효과를 충분히 이해하기 위해서, 이미 개시되어 있는 문헌 등을 충분히 참작할 것이 요망된다.

1: 수전 장치
2: 급전 장치
3: 급전 시스템
11: 수전 모듈
111: 수전 공진 코일
112: 수전 코일
21: 급전 모듈
211: 급전 공진 코일
212: 급전 코일
17: 자성 부재
171: 내측 원통부
172: 외측 원통부
173: 원반부

Claims

급전 모듈과의 사이에서 공진하는 공진 현상에 의해 전력이 공급되는 수전 공진 코일과,
상기 수전 공진 코일로부터 전력을 수취하는 수전 코일과,
상기 공진 시의 자계 결합을 증감하도록 상기 수전 공진 코일에 대하여 직경 방향으로 적어도 일부가 중복 배치된 자성 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 수전 장치.
제1항에 있어서,
상기 자성 부재는, 상기 수전 공진 코일의 내주측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 수전 장치.
제2항에 있어서,
상기 수전 공진 코일은, 상기 급전 모듈의 코일 직경과 동일한 코일 직경을 가지며, 상기 급전 모듈에 대향 배치되어 있고,
상기 자성 부재는, 상기 수전 공진 코일의 내주면을 따른 원통 형상으로 형성되고, 상기 수전 공진 코일의 상기 급전 모듈측의 한쪽 단부 위치가 상기 급전 모듈의 한쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치되어 있는 것을 특징으로 하는 수전 장치.
제2항에 있어서,
상기 수전 공진 코일은, 상기 급전 모듈의 코일 직경과 동일한 코일 직경을 가지며, 상기 급전 모듈에 대향 배치되어 있고,
상기 수전 코일은, 상기 수전 공진 코일의 코일 축에 대하여 일치하는 코일 축을 갖도록, 상기 급전 모듈측과는 반대측에 배치되어 있고,
상기 자성 부재는,
상기 수전 공진 코일 및 상기 수전 코일의 내주면을 따른 원통 형상으로 형성되고,
상기 수전 공진 코일의 상기 급전 모듈측의 한쪽 단부 위치가 상기 수전 공진 코일의 한쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치되고,
상기 급전 모듈측과는 반대측의 다른 쪽 단부 위치가 상기 수전 코일의 다른 쪽 단부 위치에 코일 축 방향에 있어서 일치된 내측 원통부와,
상기 원통부의 다른 쪽 단부에 설치되고, 상기 수전 코일의 다른 쪽 단부면에 대향하도록 형성된 원반부를 갖는 것을 특징으로 하는 수전 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수전 공진 코일은,
상기 급전 모듈에 공급하는 전력의 구동 주파수에 대한 전송 특성의 값이, 공진 주파수보다도 낮은 구동 주파수 대역 및 상기 공진 주파수보다도 높은 구동 주파수 대역에 각각 피크를 갖는 상기 공진 현상에 의해 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 수전 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 다른 부위보다도 작은 자계 강도가 되도록 상기 공진 현상에 의해 형성된 자계 공간에 배치된 전자 부품을 갖는 것을 특징으로 하는 수전 장치.