KR20170018677A - wireless charging transmission module for car - Google Patents

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Abstract

Provided is a wireless charging transmission module for a vehicle. According to an embodiment of the present invention, the wireless charging transmission module for a vehicle comprises: an antenna unit which is provided with at least one planar coil; a magnetic plate which is arranged on one side of the antenna unit, shields the magnetic field generated from the antenna unit to focus the magnetic field in a desired direction, and is manufactured by injection-molding a material mixed with magnetic powder and heat-resistant resin; and a cover member which prevents vibration and shaking of the planar coil.

Description

차량용 무선충전 송신모듈{wireless charging transmission module for car}Technical Field [0001] The present invention relates to a wireless charging transmission module for car,

본 발명은 차량용 무선충전 송신모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량의 운행시 발생하는 진동 및 하중에 대한 내성을 갖고, 안테나유닛의 위치를 고정하여 자기장의 집속도를 높여 줌으로써 충전효율을 높일 수 있는 차량용 무선충전 송신모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle wireless charging transmission module, more specifically to a hybrid vehicle having a resistance to vibrations and loads generated when a vehicle is traveling and to improve the charging efficiency by fixing the position of the antenna unit and increasing the collection speed of the magnetic field To a vehicle wireless charging transmission module.

최근 들어 외부의 전력으로 배터리를 충전하여 사용하는 전기기기, 예컨대 휴대폰이나 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assis, PMP(Portable Multimedia Player) 및 내비게이션 등과 같은 이동단말기의 사용이 증가하고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, the use of mobile devices such as mobile phones, smart phones, tablet PCs, notebooks, digital broadcasting terminals, PDAs (Personal Digital Assistants), portable multimedia players (PMPs) Is increasing.

이에 따라, 이동단말기의 사용과 관련된 주변 환경이 차량과 같은 동적인 공간까지 확산되고 있는 추세이다.Accordingly, the surrounding environment related to the use of the mobile terminal is spreading to a dynamic space such as a vehicle.

그 일환으로, 차량 내에서도 간편히 단말기의 배터리를 충전할 수 있는 충전기의 사용이 증가하고 있다.As a result, the use of a charger capable of easily charging a battery of a terminal even in a vehicle is increasing.

차량 내 배터리 충전시 충전기와 단말기(또는 배터리)의 전기적 연결방식으로는 차량 전원에 연결된 충전기를 접촉단자 또는 케이블을 통해 단말기에 연결하여 전기에너지를 공급하는 방식이 있다.As a method of electrically connecting a charger and a terminal (or a battery) when charging a battery in a vehicle, a charger connected to a vehicle power source is connected to a terminal through a contact terminal or a cable to supply electric energy.

이 중에서 충전기와 단말기에 접촉단자를 구비하는 단자공급방식에서는 습기에 노출될 경우 충전에너지가 소실되거나, 접촉/분리시 순간방전현상으로 인해 화재 발생의 우려가 있고, 접촉불량에 의해 충전동작이 원활하게 이루어지지 않는 경우도 발생한다.Among these, in the terminal supply system including the contact terminals in the charger and the terminal, there is a fear that the charge energy is lost when the battery is exposed to moisture or a fire is generated due to the instantaneous discharge phenomenon when the battery is contacted / disconnected. It may not be possible to do so.

따라서, 접촉단자를 구성하지 않고 무선 전력 전송방식을 이용하는 무접점 방식의 충전시스템이 제시되고 있다.Therefore, a non-contact type charging system using a wireless power transmission system without constituting a contact terminal is proposed.

상기 무접점 방식의 충전시스템은 차량 전원에서 공급되는 전기에너지를 무선 전송방식으로 공급하는 것으로, 차량 내에 매립되는 무선충전 송신모듈과, 무선충전 송신모듈에서 전기에너지를 전송받는 단말기 측의 무선충전 수신모듈을 포함한다.The contactless charging system supplies electric energy supplied from a vehicle power source in a wireless transmission mode. The charging system includes a wireless charging transmission module embedded in a vehicle, a wireless charging module Module.

이러한 무접점 방식의 일례로서 자기유도방식에 의한 충전방식이 많이 사용되고 있다. 이는 무선충전 송신모듈에 1차 코일(전력전송코일이 됨)을 구비하고 단말기의 무선충전 수신모듈에 2차 코일(유도코일, 전력수신코일이 됨)을 구비하여, 단말기가 충전기에 접근할 경우 1차 코일과 2차 코일 간 유도결합에 의해 단말기가 충전되도록 하는 방식이다.As an example of such a non-contact type charging method using a magnetic induction method is widely used. It has a primary coil (serving as a power transmitting coil) in the wireless charging transmission module and a secondary coil (serving as an induction coil and a power receiving coil) in the wireless charging and receiving module of the terminal. When the terminal approaches the charger And the terminal is charged by inductive coupling between the primary coil and the secondary coil.

이때, 상기 무선충전 송신모듈 및 무선충전 수신모듈 측에는 코일에서 발생되는 자기장을 유도하여 집속도를 높여줌으로써 충전효율을 높이기 위한 차폐시트가 구비되며, 이러한 차폐시트로는 폴리머 시트, 페라이트 시트 또는 퍼멀로이 등이 사용된다. At this time, a shielding sheet for increasing the charging efficiency is provided on the side of the wireless charging transmission module and the wireless charging and receiving module by inducing a magnetic field generated from the coil to increase the collection speed. As the shielding sheet, a polymer sheet, a ferrite sheet, Is used.

이중 페라이트 시트는 포화자속밀도가 퍼멀로이에 비하여 떨어지지만, 재료 자체의 특성상 고저항이므로 고주파영역에서도 와전류에 의한 손실이 작기 때문에 차폐유닛으로 많이 사용되고 있다.Although the double ferrite sheet has a lowered saturation magnetic flux density than permalloy, it has a high resistance due to the characteristics of the material itself, and thus is widely used as a shielding unit because the loss due to eddy current is small even in a high frequency range.

특히, 상기 페라이트 중 Mn-Zn 페라이트는 자기유도방식에 의한 무선충전시 사용되는 100~350kHz의 동작주파수 대역을 포함하는 10kHz ~ 수백 kHz의 주파수 대역에서 우수한 특성을 발휘하므로 자기유도방식에 의한 무선충전의 차폐시트로 많이 사용되고 있다. In particular, the Mn-Zn ferrite in the ferrite exhibits excellent characteristics in a frequency band of 10 kHz to several hundred kHz including an operating frequency band of 100 to 350 kHz used for wireless charging by a magnetic induction method, Is widely used as a shielding sheet.

그러나, 상기 차폐시트(20)가 Mn-Zn 페라이트만으로 구성될 경우 재료 자체의 특성상 취성이 강하여 외부로부터 가해지는 반복적인 진동 및 충격에 의해 쉽게 깨지게 되고, 이에 의해 설정된 특성값(일례로, 투자율 등)이 변경됨에 따라 충전효율이 떨어지는 문제가 있다.However, when the shielding sheet 20 is made of only Mn-Zn ferrite, the brittleness is strong due to the characteristics of the material itself, so that the shielding sheet 20 is easily broken by repetitive vibration and impact applied from the outside. There is a problem that the charging efficiency is lowered.

이에 따라, 전자기 유도 방식을 이용한 무접점 충전 시스템을 차량에 그대로 적용할 경우, 차량의 운행 중 반복적으로 발생되는 진동 및 충격에 의해 차폐시트가 깨지거나 크랙이 발생하게 된다. 이와 같은 경우 차폐시트는 최초 설정된 특성값이 변화되어 충전효율이 떨어지는 문제가 있다. 더불어, 차량 내에 장착된 상기 무선충전 송신모듈을 교체하기 위해서는 교체작업이 번거롭고 많은 교체비용이 소요된다.Accordingly, when the solid state charging system using the electromagnetic induction method is directly applied to the vehicle, the shielding sheet is cracked or cracked due to vibration and impact repeatedly generated during operation of the vehicle. In such a case, the shielding sheet has a problem that the characteristic value initially set is changed and the charging efficiency is lowered. In addition, in order to replace the wireless charging transmission module mounted in the vehicle, replacement work is troublesome and requires a large replacement cost.

한편, 자기유도 방식에 의한 무선충전의 경우 충전시에는 무선충전 수신모듈이 내장된 단말기가 무선충전 송신모듈과의 근접시 무선충전 송신모듈의 1차 코일과 단말기의 2차 코일 간 위치를 정확히 맞춰주어야만 제대로 충전이 이루어진다.Meanwhile, in the case of wireless charging by magnetic induction method, when the terminal including the wireless charging and receiving module is in close proximity to the wireless charging transmission module, the position between the primary coil of the wireless charging transmission module and the secondary coil of the terminal If you give it, it will be charged properly.

이로 인해, 차량의 주행 중 진동 및 흔들림에 의하여 무선충전 송신모듈을 구성하는 1차코일이 흔들려 최초의 위치를 벗어나는 경우 단말기 측의 2차 코일간의 정렬이 벗어나게 되어 충전효율이 급격하게 떨어지는 문제점이 있다.Therefore, when the primary coil constituting the wireless charging transmission module is shaken due to vibration and wobble during traveling of the vehicle, the secondary coil of the terminal side is out of alignment and the charging efficiency is drastically lowered .

KRKR 10-2015-015946510-2015-0159465 AA

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 안테나유닛에서 발생하는 자기장을 유기하기 위한 자성체 플레이트를 내열성수지가 포함된 사출물로 구성함으로써 차량의 주행 중 진동 및 흔들림이 발생하더라도 진동 및 충격에 대한 내성을 높여 자성체 플레이트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 차량용 무선충전 송신모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic plate for inducing a magnetic field generated in an antenna unit and an injection molded article including a heat resistant resin, And it is an object of the present invention to provide a wireless charging transmission module for a vehicle, which can prevent damage to the magnetic plate by increasing immunity to the magnetic field.

또한, 본 발명은 안테나유닛의 흔들림을 방지하여 안테나유닛의 위치가 고정되도록 함으로써 무선충전효율을 높일 수 있는 차량용 무선충전 송신모듈을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a wireless charging transmission module for a vehicle which can prevent the antenna unit from swinging and fix the position of the antenna unit, thereby enhancing wireless charging efficiency.

더욱이, 본 발명은 안테나유닛의 측부가 자성체 플레이트를 통해 감싸지도록 함으로써 자기장의 집속도를 높여 낮은 투자율의 재료를 사용하더라도 높은 투자율의 재료와 동등한 충전효율을 얻을 수 있는 차량용 무선충전 송신모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Further, the present invention provides a wireless charging transmission module for a vehicle in which a side portion of an antenna unit is enclosed through a magnetic plate to increase a magnetic flux collecting speed to obtain a charging efficiency equal to that of a material having a high magnetic permeability even if a material having a low permeability is used There is another purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 하나의 평판형 코일을 구비하는 안테나유닛; 상기 안테나유닛에서 발생되는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시키도록 상기 안테나유닛의 일면에 배치되는 자성체 플레이트; 및 상기 평판형 코일의 진동 및 흔들림을 방지하기 위한 커버부재;를 포함하는 차량용 무선충전 송신모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna unit including at least one plate type coil. A magnetic plate disposed on one surface of the antenna unit so as to shield a magnetic field generated by the antenna unit and focus the same in a desired direction; And a cover member for preventing vibration and shaking of the flat coil.

또한, 상기 자성체 플레이트는, 상기 안테나유닛이 작동하는 100~350kHz 범위의 동작주파수 대역에서 투자율이 20~110이고, Tanㅿ(=μ"/μ')가 0.05이하이며, 포화자속밀도가 0.5T이상일 수 있다.(여기서, μ'은 투자율이고, μ"은 투자손실률임.)The magnetic plate may have a magnetic permeability of 20 to 110, an Tan ㅿ (= 占 / / 占 ') of 0.05 or less and a saturation magnetic flux density of 0.5T (Where μ 'is the permeability and μ' is the investment loss rate).

또한, 상기 자성체 플레이트의 일면에는 상기 평판형 코일의 유동을 방지하고 상기 자기장의 집속도를 높이기 위한 가이드부가 구비될 수 있다.In addition, a guide for preventing the flow of the planar coil and increasing the velocity of the magnetic field may be provided on one surface of the magnetic plate.

또한, 상기 가이드부는 상기 평판형 코일의 외측테두리를 전체적으로 또는 부분적으로 감싸도록 구비되는 제1가이드부와 상기 평판형 코일의 중공부와 대응되는 여역에 배치되는 제2가이드부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 자성체 플레이트는 상기 평판형 코일과 대응되는 영역에 일정깊이 함몰형성되는 수용홈이 구비되고, 상기 제1가이드부는 상기 수용홈을 규정하는 내측 테두리면이고, 상기 제2가이드부는 상기 중공부와 대응되는 영역에 상기 수용홈의 바닥면으로부터 일정높이 돌출되는 융기부로 구비될 수 있다.The guide portion may include a first guide portion that is provided to cover the entire outer edge of the planar coil, and a second guide portion that is disposed in a region corresponding to the hollow portion of the planar coil. At this time, the magnetic plate is provided with a receiving groove formed in a region corresponding to the flat coil, and the first guide portion is an inner rim surface defining the receiving groove, And a protruding portion protruding from the bottom surface of the receiving groove at a predetermined height.

또한, 상기 자성체 플레이트는 자성분말 및 내열성수지를 혼합하여 사출성형될 수 있으며, 상기 자성분말 및 내열성수지는 중량비가 70:30 내지 95:5일 수 있다. 여기서, 상기 자성분말은 Fe-Si-Al계 메탈 폴리머 또는 Fe-Si-Cr계 메탈 폴리머 중 어느 하나일 수 있다.The magnetic plate may be injection molded by mixing a magnetic powder and a heat resistant resin, and the weight ratio of the magnetic powder and the heat resistant resin may be 70:30 to 95: 5. Here, the magnetic powder may be any one of Fe-Si-Al-based metal polymer and Fe-Si-Cr-based metal polymer.

또한, 상기 커버부재는 상기 평판형 코일을 포함하는 자성체 플레이트의 일면을 덮을 수 있도록 에폭시 몰딩을 통하여 형성될 수 있다.Also, the cover member may be formed through epoxy molding so as to cover one surface of the magnetic plate including the planar coil.

또한, 상기 평판형 코일은 3개로 구비되고, 상기 평판형 코일 중 어느 하나의 평판형 코일은 나머지 두 개의 평판형 코일의 상부측에 배치되되 상기 나머지 두 개의 평판형 코일과 각각 일부가 서로 중첩되도록 배치될 수 있다.One of the planar coils is disposed on the upper side of the other two planar coils, and the remaining two planar coils are partially overlapped with each other. .

또한, 상기 커버부재는 강성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 평판형 코일과 대응되는 커버부재의 내면에는 적어도 하나의 돌출부가 돌출형성되어 각각의 평판형 코일이 상기 커버부재의 내면과 밀착될 수 있다.The cover member may be made of a rigid material, and at least one protrusion may protrude from the inner surface of the cover member corresponding to the flat coil so that the flat coil may be in close contact with the inner surface of the cover member .

또한, 상기 커버부재는 강성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 커버부재의 내면과 평판형 코일 사이에는 완충부재가 배치될 수 있다.The cover member may be made of a rigid material, and a buffer member may be disposed between the inner surface of the cover member and the flat coil.

본 발명에 의하면, 안테나유닛에서 발생하는 자기장을 유도하기 위한 자성체 플레이트를 내열성수지가 포함된 사출물로 구성하여 차량의 주행 중 진동 및 흔들림이 발생하더라도 진동 및 충격에 대한 내성을 높여 자성체 플레이트가 파손되는 것을 방지함으로써 충전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, a magnetic plate for inducing a magnetic field generated in an antenna unit is formed of an injection material containing a heat resistant resin, so that even when vibration or shaking occurs during running of the vehicle, resistance to vibration and impact is increased, It is possible to prevent the charging efficiency from being lowered.

또한, 본 발명은 안테나유닛의 흔들림을 방지하여 안테나유닛의 위치가 고정되도록 함으로써 수신코일과 송신코일간의 정렬위치가 변경되는 것을 방지하여 충전효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.Further, according to the present invention, the antenna unit is prevented from wobbling to fix the position of the antenna unit, thereby preventing the alignment position between the reception coil and the transmission coil from being changed, thereby preventing the charging efficiency from being deteriorated.

더욱이, 본 발명은 안테나유닛의 측부가 자성체 플레이트를 통해 감싸지도록 함으로써 자기장의 집속도를 높여 낮은 투자율의 재료를 사용하더라도 높은 투자율의 재료와 동등한 충전효율을 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, the side portion of the antenna unit is enclosed by the magnetic plate, thereby increasing the magnetic flux collecting speed and obtaining a charging efficiency equivalent to that of a material having a high magnetic permeability, even if a material having a low permeability is used.

도 1은 종래의 무선충전 송신모듈을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선충전 송신모듈을 나타낸 개략도,
도 3은 도 2의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선충전 송신모듈에 적용되는 자성체 플레이트를 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 변형예로서, 제1가이드부의 일부가 개방된 형태를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선충전 송신모듈에서 커버부재가 다른 형태로 구비되는 경우를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선충전 송신모듈에서 완충부재가 구비되는 경우를 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 분리도, 그리고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선충전 송신모듈에서 평판형 코일이 2개로 구비되는 경우를 나타낸 개략도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing a conventional wireless charging transmission module,
FIG. 2 is a schematic diagram showing a wireless charging transmission module for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a sectional view of Fig. 2,
4 is a view showing a magnetic plate applied to a wireless charging transmission module for a vehicle according to an embodiment of the present invention,
Fig. 5 is a modification of Fig. 4, in which a part of the first guide portion is opened,
6 is a view illustrating a case where the cover member is provided in a different form in the wireless charging transmission module for a vehicle according to the embodiment of the present invention;
7 is a view showing a case where a buffering member is provided in a wireless charging transmission module for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a view showing the separation of FIG. 7,
FIG. 9 is a schematic view showing a case where two flat type coils are provided in a wireless charging transmission module for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

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, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선충전 송신모듈(100,200,300,400)은 도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이 차량 내에 설치되어 충전하고자 하는 전자기기 측으로 무선 신호를 송출하기 위한 것으로, 안테나유닛(110,210), 자성체 플레이트(120,120') 및 커버부재(140,240,340)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 9, the wireless transmission transmission modules 100, 200, 300, and 400 according to an embodiment of the present invention are for transmitting radio signals to the electronic devices to be charged in the vehicle, Magnetic plates 120 and 120 ', and cover members 140, 240 and 340.

상기 안테나유닛(110,210)은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기 측으로 무선신호를 송출하여 상기 휴대용 전자기기가 필요로 하는 전력을 전달하기 위한 것이다.The antenna units 110 and 210 transmit radio signals to a portable electronic device such as a cellular phone, a PDA, a PMP, a tablet, and a multimedia device to transmit power required by the portable electronic device.

이와 같은 안테나유닛(110,210)은 양 단부측에 한 쌍의 연결단자(112a,112b)를 갖는 소정 길이의 도전성부재가 시계방향 또는 반시계방향으로 복수 회 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 평판형 코일(110a,110b,110c)로 구비되어 상기 자성체 플레이트(120,120')의 일면에 고정되는 형태로 구비된다. 이때, 상기 도전성부재는 구리와 같은 도전성을 갖는 금속재질일 수 있으며, 소정의 선경을 갖는 복수 개의 가닥이 길이방향을 따라 꼬인 형태로 구비될 수도 있다.The antenna units 110 and 210 may be circular, elliptical or rectangular plate-shaped coils each having a pair of connection terminals 112a and 112b at both ends thereof and having a predetermined length of the conductive member wound in a clockwise or counterclockwise direction a plurality of times (110a, 110b, 110c) and fixed to one surface of the magnetic plate 120, 120 '. At this time, the conductive member may be made of a conductive metal such as copper, and may have a plurality of strands having predetermined diameters twisted along the longitudinal direction.

상기 평판형 코일(110a,110b,110c)은 상기 휴대용 전자기기에 내장된 수신코일 측으로 무선 신호를 송출하여 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 통하여 전력을 생산하기 위한 송신코일의 역할을 수행한다. The planar coils 110a, 110b, and 110c transmit a radio signal to the reception coil side built in the portable electronic device and serve as a transmission coil for producing power through an inductive coupling method based on electromagnetic induction.

여기서, 상기 휴대용 전자기기 측에는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)과 대응되는 별도의 수신용 안테나(일례로, 수신 코일(Rx coil))가 구비된다. 이를 통해, 전자기 유도 현상에 의하여 상기 평판형 코일에서 변화하는 자기장의 변화를 통해 수신 코일 측에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되게 된다.Here, on the portable electronic device side, a separate reception antenna (for example, a reception coil (Rx coil)) corresponding to the planar coils 110a, 110b and 110c is provided. Accordingly, electric current is induced to the receiving coil side through the change of the magnetic field changing in the flat coil by the electromagnetic induction phenomenon, so that electric power is transmitted.

즉, 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)은 100~350kHz 범위의 동작주파수를 갖는 무선신호를 상기 수신 코일 측으로 송출함으로써 상기 수신 코일 측에 전류가 유도될 수 있도록 한다. 여기서, 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)은 Qi방식으로 작동하는 송신용 안테나의 역할을 수행할 수도 있고, PMA 방식으로 작동하는 송신용 안테나의 역할을 수행할 수도 있다.That is, the planar coils 110a, 110b, and 110c transmit a radio signal having an operating frequency in the range of 100 to 350kHz to the receiving coil side so that a current can be induced to the receiving coil side. Here, the planar coils 110a, 110b, and 110c may serve as transmission antennas that operate in the Qi mode or as transmission antennas that operate in the PMA mode.

이와 같은 안테나유닛은 하나의 평판형 코일로 구성될 수도 있지만, 복수 개의 평판형 코일(110a,110b,110c)이 상기 자성체 플레이트(120,120')의 일면에 배치될 수 있다. 즉, 도 2, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 3개의 평판형 코일(110a,110b,110c)로 구비되고 세 개의 평판형 코일(110a,110b,110c) 중 어느 하나의 평판형 코일(110c)이 나머지 두 개의 평판형 코일(110a,110b)의 상부측에 배치되되, 나머지 두 개의 평판형 코일(110a,110b)과 각각 일부가 서로 중첩되도록 배치될 수도 있으며, 도 9에 도시된 바와 같이 두 개의 평판형 코일(110a,110b)이 상기 자성체 플레이트(120,120')의 일면에 서로 간격을 두고 이격배치될 수도 있다.The antenna unit may be a single plate type coil, but a plurality of plate type coils 110a, 110b, and 110c may be disposed on one surface of the magnetic plate 120 or 120 '. That is, as shown in FIG. 2, FIG. 6 and FIG. 7, any one of the three planar coils 110a, 110b, and 110c, which are provided by the three planar coils 110a, 110b, 110c may be arranged on the upper side of the remaining two flat plate type coils 110a and 110b and the other two flat plate type coils 110a and 110b may be arranged so that a part thereof overlaps with each other, Two flat plate coils 110a and 110b may be spaced apart from each other on one surface of the magnetic plate 120 or 120 '.

이하에서는, 설명의 편의상 동일 평면상에 배치되는 두 개의 평판형 코일(110a,110b)을 각각 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)로 명명하고, 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)과 일부가 중첩되도록 적층되는 평판형 코일(110c)을 제3코일(110c)로 명명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the two planar coils 110a and 110b disposed on the same plane will be referred to as a first coil 110a and a second coil 110b, respectively, and the first coil 110a and the second coil 110b, The flat coil 110c which is stacked so that a portion thereof overlaps with the two coils 110b will be referred to as a third coil 110c.

그러나 본 발명을 이와 같은 결합 및 배치관계로 한정하는 것은 아니며 제1코일(110a), 제2코일(110b) 및 제3코일(110c)의 상,하 배치관계 및 평판형 코일의 전체개수는 다양하게 변경될 수 있음을 밝혀둔다.However, the present invention is not limited to such an arrangement and arrangement, and the upper and lower arrangement relationship of the first coil 110a, the second coil 110b and the third coil 110c and the total number of the plate- It can be changed.

상기 자성체 플레이트(120,120')는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 안테나유닛(110,210)의 작동시 발생되는 자기장을 유기하여 안테나의 특성을 높여주기 위한 것이다.The magnetic plates 120 and 120 'are made of a plate-shaped member having a predetermined area and are used to enhance the characteristics of the antenna by inducing a magnetic field generated during operation of the antenna units 110 and 210.

즉, 상기 자성체 플레이트(120,120')는 상기 안테나유닛(110,210)이 소정의 주파수 대역에서 무선신호를 송신할 때 발생되는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시킴으로써 소정의 주파수 대역에서 작동하는 안테나의 특성을 높여준다.That is, the magnetic plate 120, 120 'shields the magnetic field generated when the antenna units 110 and 210 transmit a radio signal in a predetermined frequency band and focuses the magnetic field in a desired direction, .

이와 같은 자성체 플레이트(120,120')는 상기 안테나유닛(110,210)에서 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체가 포함되는 것이면 모두 사용될 수 있지만, 차량의 운행 중 진동이나 흔들림 및 충격이 발생하더라도 쉽게 깨지지 않도록 자성분말과 내열성수지가 소정의 비율로 혼합되어 이루어질 수 있다.The magnetic plates 120 and 120 'may be any as long as they include a magnetic body so as to shield the magnetic field generated by the antenna units 110 and 210. However, in order to prevent breakage even when vibration, The powder and the heat-resistant resin may be mixed at a predetermined ratio.

즉, 상기 자성체 플레이트(120,120')는 자성분말 및 내열성수지를 소정의 비율로 혼합한 후 사출성형되는 사출물로 이루어질 수 있다.That is, the magnetic plate 120, 120 'may be formed of an injection molded product after mixing the magnetic powder and the heat resistant resin at a predetermined ratio.

이때, 상기 자성체 플레이트(120,120')는 상기 안테나유닛(110,210)이 작동하는 100~350kHz 범위의 동작주파수 대역에서 투자율이 20~110이고, Tanㅿ(=μ"/μ')가 0.05이하이며, 포화자속밀도가 0.5T 이상인 특성을 가질 수 있다(μ'은 투자율이고, μ"은 투자손실률임).In this case, the magnetic plates 120 and 120 'have a magnetic permeability in a range of 20 to 110 and a tan ㅿ (= μ' '/ μ') of 0.05 or less in an operating frequency band of 100 to 350 kHz in which the antenna units 110 and 210 operate, And a saturation magnetic flux density of 0.5 T or more (where μ 'is the permeability and μ is the investment loss rate).

더불어, 상기 자성체 플레이트(120,120')를 구성하는 자성분말 및 내열성수지의 혼합비율은 중량비가 70:30 내지 95:5일 수 있다.In addition, the mixing ratio of the magnetic powder and the heat resistant resin constituting the magnetic plate 120, 120 'may be 70:30 to 95: 5 by weight.

이는, 상기 자성분말의 중량비가 70이하인 경우 투자율이 작아 무선충전에서 요구되는 적정효율을 만족할 수 없으며, 상기 자성분말의 중량비가 95이상인 경우에는 취성이 강해져 사출에 어려움이 있기 때문이다.This is because when the weight ratio of the magnetic powder is less than 70, the permeability is too small to satisfy the optimum efficiency required for wireless charging, and when the weight ratio of the magnetic powder is more than 95, the brittleness becomes strong and the injection is difficult.

이를 통해, 본 발명에 따른 자성체 플레이트(120,120')는 상기 자성분말을 통하여 자기장을 유기하는 차폐시트의 역할을 수행할 수 있으며, 상기 내열성수지가 갖는 플라스틱의 특성을 통해 진동 및 충격에 매우 강한 특성을 갖게 된다.Accordingly, the magnetic plate 120, 120 'according to the present invention can function as a shielding sheet for inducing a magnetic field through the magnetic powder, and the characteristics of the plastic of the heat resistant resin .

이로 인해, 자기장을 유기하기 위하여 사용되던 종래의 Mn-Zn 페라이트 시트에 비하여 자성체 플레이트(120,120')를 구성하는 재료 자체의 특성이 개선되어 진동과 충격에 강한 특성을 가지므로 차량의 운행 중 진동이나 흔들림 및 충격이 발생하더라도 자성체 플레이트(120,120')가 쉽게 깨지지 않게 되므로 최초의 특성치를 유지할 수 있게 된다.As a result, the characteristics of the materials constituting the magnetic plate 120 and 120 'are improved compared to the conventional Mn-Zn ferrite sheet used for inducing a magnetic field, The magnetic plate 120 or 120 'is not easily broken even if a shake or an impact occurs, so that the original characteristic value can be maintained.

여기서, 상기 자성분말은 Fe-Si-Al계 메탈 폴리머 또는 Fe-Si-Cr계 메탈 폴리머 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 내열성수지는 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐 설파이드, 폴리에스터이미드, 폴리에스터술폰, 폴리술폰, 폴리이더이더케톤, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아세탈 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Here, the magnetic powder may be any one of an Fe-Si-Al-based metal polymer and an Fe-Si-Cr-based metal polymer. The heat resistant resin may be an acrylic resin, a polyolefin resin, a polyamide resin, , A silicone resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyimide, a polyamideimide, a polyphenylsulfide, a polyesterimide, a polyester sulfone, a polysulfone, a polyetheretherketone, a polybenzimidazole, a polyarylate, , Polyacetal, and the like.

한편, 상기 자성체 플레이트(120,120')의 일면에는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)의 유동을 방지하고 상기 안테나유닛(110,210)에서 발생되는 자기장의 집속도를 높이기 위한 가이드부(131,132,133,134)가 구비될 수 있다.Guide portions 131, 132, 133 and 134 for preventing the flow of the planar coils 110a, 110b and 110c and increasing the magnetic field collection speed generated by the antenna units 110 and 210 are formed on one surface of the magnetic plate 120, 120 ' .

이를 통해, 상기 자성체 플레이트(120,120')는 상기 안테나유닛(110,210)이 작동하는 100~350kHz 범위의 동작주파수 대역에서 상기 Mn-Zn 페라이트 시트에 비하여 상대적으로 낮은 투자율, 일례로 20~110의 투자율을 갖더라도 상기 가이드부(131,132,133,134)를 통해 자기장의 집속도를 높여 줌으로써 무선 충전이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.Accordingly, the magnetic plates 120 and 120 'have a relatively low permeability, for example, a permeability of 20 to 110 in the operating frequency band of 100 to 350 kHz in which the antenna units 110 and 210 operate, as compared with the Mn-Zn ferrite sheet It is possible to smoothly perform wireless charging by increasing the collection speed of the magnetic field through the guide portions 131, 132, 133, and 134.

이를 위해, 상기 가이드부는 상기 평판형 코일(110a,110b)의 외측테두리를 전체적으로 또는 부분적으로 감싸는 제1가이드부(131)와 상기 평판형 코일(110a,110b)의 중공부와 대응되는 영역에 배치되는 제2가이드부(132,132')를 포함한다. 더불어, 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)이 3개로 구비되는 경우 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 상부측에 배치되는 제3코일(110c)의 외측테두리 중 일부를 감싸기 위한 제3가이드부(133)와 상기 제3코일(110c)의 중앙부에 배치되는 제4가이드부(134)를 포함할 수 있다.To this end, the guide portion is disposed in a region corresponding to the hollow portion of the planar type coils 110a and 110b, and a first guide portion 131 for covering the outer edges of the planar type coils 110a and 110b in whole or in part. And second guide portions 132 and 132 '. In addition, when three flat-plate coils 110a, 110b, and 110c are provided, a part of the outer edges of the third coil 110c disposed on the upper side of the first coil 110a and the second coil 110b, And a fourth guide part 134 disposed at a central portion of the third coil 110c.

여기서, 상기 가이드부(131,132,133,134)는 상기 자성체 플레이트(120,120')의 일면으로부터 일정높이 돌출되는 융기부의 형태로 구비될 수도 있고, 상기 자성체 플레이트(120,120')의 일면으로부터 일정깊이 함몰형성되는 수용홈의 형태로 구비될 수도 있으며, 융기부와 수용홈이 조합된 형태로 구비될 수도 있다. Here, the guide portions 131, 132, 133, and 134 may be formed as protrusions protruding at a predetermined height from one surface of the magnetic plate 120 or 120 ', or may be formed in a receiving recess formed in a predetermined depth from one surface of the magnetic plate 120 or 120' Or a combination of the protruding portion and the receiving recess may be provided.

또한, 상기 제1가이드부(131)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)의 외측테두리를 전체적으로 감싸도록 구비될 수도 있지만, 도 5에 도시된 바와 같이 일측이 개방된 형태로 구비되어 상기 평판형 코일(110a,110b)의 외측테두리를 부분적으로 감싸도록 구비될 수도 있다.As shown in FIG. 4, the first guide part 131 may be provided to entirely cover the outer edges of the flat type coils 110a, 110b, and 110c. However, as shown in FIG. 5, And may be provided in an open form so as to partially cover the outer edges of the flat type coils 110a and 110b.

이때, 상기 제1가이드부(131) 및 제2가이드부(132)는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)의 두께와 대략 동일한 크기의 높이를 갖도록 구비됨으로써 상기 평판형 코일(110a,110b)의 외측테두리 및 내측테두리를 감쌀 수 있도록 한다.The first guide part 131 and the second guide part 132 are formed to have a height approximately the same as the thickness of the planar type coils 110a, 110b and 110c, so that the planar type coils 110a and 110b So as to cover the outer edge and the inner edge.

즉, 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 외측테두리를 감싸는 제1가이드부(131)는 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 두께와 대략 동일한 크기의 높이를 갖도록 구비되며, 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 내측테두리를 감싸는 제2가이드부(132)는 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 두께와 대략 동일한 크기의 높이를 갖도록 구비된다.That is, the first guide part 131 surrounding the outer edges of the first coil 110a and the second coil 110b may have a substantially same size as that of the first coil 110a and the second coil 110b And the second guide portion 132 surrounding the inner rim of the first coil 110a and the second coil 110b may be formed to have a thickness that is different from the thickness of the first coil 110a and the second coil 110b, And are provided to have approximately the same height.

한편, 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 상부측에 일부가 중첩되도록 상기 제3코일(110c)이 적층되는 경우, 상기 제2가이드부(132)는 상기 제1코일(110a) 및 제3코일(110c)의 두께를 합한 크기 또는 상기 제2코일(110b) 및 제3코일(110c)의 두께를 합한 크기와 대략 동일한 크기의 높이를 갖는 제1부분(132a)과 상기 제3코일(110c)과 대응되는 영역에 상기 제1코일(110a) 또는 제2코일(110b)의 두께와 대략 동일한 크기의 높이를 갖는 제2부분(132b)을 포함한다.Meanwhile, when the third coil 110c is stacked on the upper side of the first coil 110a and the second coil 110b, the second guide part 132 is connected to the first coil A first portion 132a having a height approximately the same as the sum of the thicknesses of the first coil 110a and the third coil 110c or the thicknesses of the second coil 110b and the third coil 110c; And a second portion 132b having a height approximately the same as the thickness of the first coil 110a or the second coil 110b in an area corresponding to the third coil 110c.

더불어, 상기 제3코일(110c)의 중앙부 중 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)과 중첩되지 않는 영역에는 상기 제3코일(110c)의 내측테두리와 접하는 제4가이드부(134)가 배치되며, 상기 제3코일(110c)의 외측테두리와 부분적으로 접하도록 상기 제3가이드부(133)가 배치된다.The fourth coil part 110c may include a fourth guide part 134c which is in contact with an inner edge of the third coil 110c, And the third guide portion 133 is disposed so as to partially contact the outer edge of the third coil 110c.

이를 통해, 상기 제3코일(110c)이 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 일부와 중첩되도록 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 상부에 적층되는 경우, 상기 제3코일(110c) 중 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)과 중첩되지 않고 제1코일 및 제2코일의 중앙부측에 위치하는 영역은 상기 제2부분(132b)을 통하여 하부면이 접하면서 상기 제1부분(132a)을 통하여 외측테두리가 감싸지도록 배치된다.When the third coil 110c is stacked on the first coil 110a and the second coil 110b so as to overlap with the first coil 110a and the second coil 110b, A region of the third coil 110c which is not overlapped with the first coil 110a and the second coil 110b and is located on the center side of the first coil and the second coil is connected to the second portion 132b And is arranged so that the outer edge thereof is wrapped through the first portion 132a while the lower surface is touched.

또한, 상기 제3코일(110c) 중 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)과 중첩되지 않는 중앙부 영역은 상기 제4가이드(134)를 통해 내측테두리 중 일부가 접하게 된다.A portion of the third coil 110c which does not overlap with the first coil 110a and the second coil 110b contacts a part of the inner rim through the fourth guide 134. [

이에 따라, 상기 제3코일(110c)은 외측테두리 중 일부가 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 중앙부에 배치되는 제2가이드부(132) 및 제3가이드부(133)를 통해 부분적으로 감싸지게 되며, 상기 제4가이드부(134)를 통해 내측테두리 중 일부가 감싸지게 된다.The third coil 110c includes a second guide part 132 and a third guide part 133, which are disposed at a central portion of the first coil 110a and the second coil 110b, And a part of the inner rim is enclosed through the fourth guide part 134. [0052] As shown in FIG.

이때, 상기 가이드부(131,132,133,134)는 상기 자성체 플레이트(120,120')와 동일한 재질로 이루어지며, 상기 자성체 플레이트(120,120')와 일체로 형성될 수 있다. Here, the guide units 131, 132, 133, and 134 may be formed of the same material as the magnetic plates 120 and 120 'and may be integrally formed with the magnetic plates 120 and 120'.

이에 따라, 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)은 제1가이드부(131) 및 제2가이드부(132,132')를 통해 외측테두리 및 내측테두리가 접하도록 배치되며, 상기 제3코일(110c)은 상기 제2가이드부(132) 및 제3가이드부(133)를 통해 외측테두리가 감싸지고 상기 제4가이드부(134)를 통해 내측테두리의 일부가 감싸지게 된다.Accordingly, the first coil 110a and the second coil 110b are arranged such that the outer rim and the inner rim of the first coil 110a and the second coil 110b are in contact with each other through the first guide part 131 and the second guide part 132, 132 ' The outer edge of the coil 110c is wrapped around the second guide part 132 and the third guide part 133 and a part of the inner edge of the coil 110c is wrapped around the fourth guide part 134. [

이로 인해, 차량의 주행 중 흔들림이 발생하더라도 상기 제1코일(110a), 제2코일(110b) 및 제3코일(110c)의 위치가 고정됨으로써 각각의 평판형 코일(110a,110b,110c)이 유동되는 것을 방지하고, 각각의 가이드부를 통해 자기장의 집속도를 향상시켜 줌으로써 상기 자성체 플레이트(120,120')가 종래에 사용되던 차폐시트에 비하여 유연성을 확보하여 진동 및 흔들림에 의한 깨짐을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상대적으로 낮은 투자율을 갖는 재질로 이루어지더라도 동등한 충전효율을 얻을 수 있게 된다.The positions of the first coil 110a, the second coil 110b and the third coil 110c are fixed so that the flat coil 110a, 110b, The magnetic material plates 120 and 120 'can be made more flexible than the shielding sheets conventionally used and can be prevented from being broken by vibration and shaking, by preventing the magnetic material plates 120 and 120' from flowing, In addition, even if a material having a relatively low permeability is used, equivalent charging efficiency can be obtained.

일례로, 상기 자성체 플레이트(120)가 메탈 파우더의 일종인 Fe-Si-Al계 메탈 폴리머를 자성분말로 사용하여 투자율이 70인 사출물로 구성되고, 세 개의 평판형 코일(110a,110b,110c)의 외측테두리 및 내측테두리를 감싸는 가이드부(131,132,133,134)를 포함하는 경우 3개의 평판형 코일(110a,110b,110c)에서의 특성과, Mn-Zn 페라이트로 이루어져 투자율이 3000인 차폐시트를 사용하는 경우 3개의 평판형 코일에서의 특성은 하기의 표 1과 같다.For example, the magnetic plate 120 is formed of an injection molded article having a magnetic permeability of 70 using a Fe-Si-Al based metal polymer, which is a kind of metal powder, and three plate-like coils 110a, 110b, 110b and 110c and the shielding sheet made of Mn-Zn ferrite and having a permeability of 3000 are used in the case of including the guide portions 131, 132, 133 and 134 surrounding the outer and inner rims of the plate-shaped coils 110a, 110b and 110c, The characteristics of the three flat plate type coils are shown in Table 1 below.

항목Item Fe-Si-Al계 메탈 폴리머를 포함하는 자성체 플레이트(가이드부 포함)The magnetic plate (including the guide portion) including the Fe-Si-Al system metal polymer, Mn-Zn 페라이트로 이루어진 차폐시트
(평판구조)
A shielding sheet made of Mn-Zn ferrite
(Flat plate structure)
코일위치Coil position 제1코일The first coil 제2코일The second coil 제3코일The third coil 제1코일The first coil 제2코일The second coil 제3코일The third coil 인덕턴스(H)Inductance (H) 1.23E-051.23E-05 1.22E-051.22E-05 1.09E-051.09E-05 1.18E-051.18E-05 1.18E-051.18E-05 1.11E-051.11E-05 Rdc(Ohm)Rdc (Ohm) 0.0490.049 0.0490.049 0.0490.049 0.0490.049 0.0490.049 0.0490.049

위의 표 1에서 확인할 수 있듯이, 두 가지 경우 모두 센터코일인 제3코일의 인덕턴스와 사이드 코일인 제1코일 및 제2코일의 인덕턴스가 Qi규격에서 요구하는 인덕턴스의 조건을 모두 만족함을 확인할 수 있다(Qi 규격의 경우 센터코일의 인덕턴스는 10.35μH ~ 12.65μH, 사이드 코일의 인덕턴스는 11.25μH ~ 13.75μH 범위를 만족해야 함).As shown in Table 1, in both cases, it can be confirmed that the inductance of the third coil, which is the center coil, and the inductance of the first coil and the second coil, which are side coils, satisfy all of the conditions of inductance required by the Qi standard (In the case of the Qi standard, the inductance of the center coil should be in the range of 10.35 μH to 12.65 μH, and the inductance of the side coil should be in the range of 11.25 μH to 13.75 μH).

즉, 본 발명에 따른 자성체 플레이트(120)는 투자율이 3000인 Mn-Zn 페라이트에 비하여 70의 낮은 투자율을 가지면서도 Qi규격에서 요구하는 인덕턴스의 조건을 모두 만족할 뿐만 아니라 상대적으로 더 높은 인덕턴스를 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.That is, the magnetic plate 120 according to the present invention has a magnetic permeability of 70, which is lower than that of the Mn-Zn ferrite having a permeability of 3,000, but satisfies both the inductance requirements required by the Qi standard and a relatively higher inductance .

더불어, 무선충전 수신모듈 측에 구비되는 차폐시트의 투자율이 750이고 무선충전 송신모듈에 구비되는 차폐시트로서 투자율이 3000인 Mn-Zn 페라이트가 사용되는 경우 수신코일과 송신코일들 간의 결합계수 및 무선충전 수신모듈 측에 구비되는 차폐시트의 투자율이 750이고 무선충전 송신모듈에 구비되는 차폐시트로서 Fe-Si-Al계 메탈 폴리머를 자성분말로 사용하여 투자율이 70인 사출물이 사용되는 경우 수신코일과 송신코일들 간의 결합계수는 하기의 표 2와 같다.In addition, in the case where Mn-Zn ferrite having a permeability of 3000 is used as the shielding sheet provided in the wireless charging transmission module and the permeability of the shielding sheet provided in the wireless charging and receiving module is 750, the coupling coefficient between the receiving coil and the transmitting coils, When the magnetic permeability of the shielding sheet provided on the charge receiving module side is 750 and the Fe-Si-Al based metal polymer is used as the magnetic shielding sheet for the wireless charging transmission module and the magnetic permeability is 70, The coupling coefficients between the transmission coils are shown in Table 2 below.

여기서, 상기 자성체 플레이트(120)는 평판형 코일의 외측테두리 및 내측테두리를 감싸는 가이드부(131,132,133,134)를 포함한다.Here, the magnetic plate 120 includes guide portions 131, 132, 133, and 134 that surround the outer and inner rims of the plate-type coil.

항목Item Fe-Si-Al계 메탈 폴리머를 포함하는 자성체 플레이트(가이드부 포함)The magnetic plate (including the guide part) including the Fe-Si-Al system metal polymer, Mn-Zn 페라이트로 이루어진 차폐시트
(평판구조)
A shielding sheet made of Mn-Zn ferrite
(Flat plate structure)
코일위치Coil position 제1코일The first coil 제2코일The second coil 제3코일The third coil 제1코일The first coil 제2코일The second coil 제3코일The third coil 결합계수Coupling coefficient 71.8%71.8% 71.7%71.7% 74.5%74.5% 69.0%69.0% 69.1%69.1% 73.3%73.3%

또한, 무선충전 수신모듈 측에 구비되는 차폐시트의 투자율이 750이고 무선충전 송신모듈에 구비되는 차폐시트로서 투자율이 3000인 Mn-Zn 페라이트가 사용되는 경우 수신코일과 송신코일들 간의 결합계수 및 무선충전 수신모듈 측에 구비되는 차폐시트의 투자율이 750이고 무선충전 송신모듈에 구비되는 차폐시트로서 Fe-Si-Cr계 메탈 폴리머를 자성분말로 사용하여 투자율이 35인 사출물이 사용되는 경우 수신코일과 송신코일들 간의 결합계수는 하기의 표 3과 같다.Further, in the case where Mn-Zn ferrite having a permeability of 3000 is used as the shielding sheet provided in the wireless charging transmission module and the shielding sheet provided on the side of the wireless charging and receiving module is 750, the coupling coefficient between the receiving coil and the transmitting coil, When the magnetic permeability of the shielding sheet provided on the charge receiving module side is 750 and the shielding sheet provided in the wireless charging transmission module uses an Fe-Si-Cr based metal polymer as the magnetic powder and an injection molded article having a permeability of 35 is used, The coupling coefficients between the transmission coils are shown in Table 3 below.

여기서, 상기 자성체 플레이트(120)는 평판형 코일의 외측테두리 및 내측테두리를 감싸는 가이드부(131,132,133,134)를 포함한다.Here, the magnetic plate 120 includes guide portions 131, 132, 133, and 134 that surround the outer and inner rims of the plate-type coil.

항목Item Fe-Si-Cr계 메탈 폴리머를 포함하는 자성체 플레이트(가이드부 포함)A magnetic plate (including a guide part) including an Fe-Si-Cr based metal polymer, Mn-Zn 페라이트로 이루어진 차폐시트
(평판구조)
A shielding sheet made of Mn-Zn ferrite
(Flat plate structure)
코일위치Coil position 제1코일The first coil 제2코일The second coil 제3코일The third coil 제1코일The first coil 제2코일The second coil 제3코일The third coil 결합계수Coupling coefficient 69.4%69.4% 69.3%69.3% 72.7%72.7% 69.0%69.0% 69.1%69.1% 73.3%73.3%

위의 표 2 및 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 자성체 플레이트(120,120')는 투자율이 3000인 Mn-Zn 페라이트에 비하여 70(심지어, 35)의 낮은 투자율을 가지면서도 각각의 코일에서의 결합계수가 투자율이 3000인 Mn-Zn 페라이트에 비하여 동등하거나 오히려 더 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이는 결국 충전효율이 더 높아진다는 것을 의미한다.As can be seen from the above Tables 2 and 3, the magnetic plates 120 and 120 'according to the present invention have a lower magnetic permeability of 70 (or even 35) than that of the Mn-Zn ferrite having a permeability of 3000, It can be seen that the coupling coefficient is equal or rather higher than that of Mn-Zn ferrite having a permeability of 3000. This means that the charging efficiency is higher.

결론적으로, 본 발명에 따른 자성체 플레이트는 종래에 비하여 자성분말 및 내열성수지를 적정비율로 혼합한 사출물로 이루어져 낮은 투자율을 갖더라도 상기 가이드부를 통하여 평판형 코일들의 측부에서의 자기장의 집속도를 추가적으로 높여줌으로써 높은 투자율을 갖는 Mn-Zn 페라이트에 비하여 동등하거나 오히려 우수한 충전효율을 얻을 수 있게 된다.Consequently, the magnetic plate according to the present invention is made of an injection molded article in which a magnetic powder and a heat-resistant resin are mixed at a proper ratio compared to the conventional art, so that even if the magnetic permeability is low, the magnetic field collection speed at the side of the plate type coils is further increased It is possible to obtain an equal or rather superior charging efficiency as compared with the Mn-Zn ferrite having a high permeability.

더불어, 자성체 플레이트가 자성분말 및 내열성수지가 혼합된 사출물로 형성됨으로써 차량의 주행 중 발생되는 진동 및 충격에 대하여 매우 강한 특성을 보임으로써 쉽게 깨지지 않는 장점이 있다.In addition, since the magnetic plate is formed of an injection molded body in which a magnetic powder and a heat resistant resin are mixed together, the magnetic plate has a very strong characteristic against vibrations and shocks generated during running of the vehicle.

한편, 본 발명에 따른 자성체 플레이트(120,120')는 상기 평판형 코일(110a,110b)에 구비되는 한 쌍의 연결단자(112a,112b) 중 평판형 코일(110a,110b)의 중앙부로부터 외측으로 연장되는 연결단자(112b)를 수용하기 위한 안착홈(122)이 구비될 수 있다. The magnetic plates 120 and 120 'according to the present invention extend outward from the central portions of the planar coils 110a and 110b among the pair of connection terminals 112a and 112b provided in the planar coils 110a and 110b. A mounting groove 122 for receiving the connection terminal 112b may be provided.

이러한 안착홈(122)은 상기 평판형 코일(110a,110b)을 구성하는 도전성부재의 선경과 대략 동일한 크기의 높이를 갖도록 구비되어 평판형 코일(110a,110b)과 자성체 플레이트(120,120')의 고정시 상기 평판형 코일(110a,110b)의 중앙부로부터 외측으로 연장되는 연결단자(112b)가 수용됨으로써 상기 평판형 코일(110a,110b)의 하부면이 상기 자성체 플레이트(120,120')와 완전히 면접될 수 있도록 한다.The seating grooves 122 are formed to have a height approximately the same as the diameter of the conductive members constituting the flat type coils 110a and 110b to fix the flat type coils 110a and 110b and the magnetic plate 120 and 120 ' The lower surfaces of the flat type coils 110a and 110b are completely interfaced with the magnetic plate 120 and 120 'by receiving the connection terminals 112b extending outward from the center of the flat type coils 110a and 110b .

상기 커버부재(140,240,340)는 차량의 주행중 자성체 플레이트(120,120')의 일면에 배치되는 평판형 코일(110a,110b,110c)이 유동되거나 흔들리는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 상기 커버부재(140,240,340)는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)과 대응되는 일면이 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)과 면접되도록 함으로써 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)이 자성체 플레이트(120,120')로부터 분리되거나 자성체 플레이트(120,120')의 일면 상에서 평판형 코일(110a,110b,110c)이 흔들리거나 유동되는 것을 방지하게 된다.The cover members 140, 240, and 340 are for preventing the flat type coils 110a, 110b, and 110c disposed on one surface of the magnetic plate 120 or 120 'during running of the vehicle from moving or shaking. That is, the cover members 140, 240, and 340 are formed such that one surface of the cover members 140a, 140b, and 140c corresponding to the planar coils 110a, 110b, and 110c is in contact with the planar coils 110a, 110b, Is separated from the magnetic plate 120 or 120 'or prevents the flat coil 110a, 110b or 110c from shaking or flowing on one surface of the magnetic plate 120 or 120'.

이를 통해, 차량의 주행 중 상기 자성체 플레이트(120,120')의 일면에 배치된 평판형 코일(110a,110b,110c)의 위치가 고정됨으로써 무선 충전을 수행하는 경우 전자기기에 내장된 수신코일과 정렬된 상태를 유지할 수 있게 된다.Accordingly, when wireless charging is performed by fixing the positions of the flat type coils 110a, 110b, and 110c disposed on one surface of the magnetic plate 120 or 120 'during traveling of the vehicle, State can be maintained.

여기서, 상기 커버부재(140,240,340)는 안테나 역할을 수행하는 평판형 코일(110a,110b,110c)의 성능을 저하시키지 않도록 비전도성의 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 커버부재(140,240,340)가 열에 의한 반복적인 수축 및 팽창에 의하여 상기 자성체 플레이트(120,120')로부터 분리되는 것을 방지할 수 있도록 상기 자성체 플레이트(120,120')와 수축 및 팽창이 유사한 재질로 이루어질 수 있다.Here, the cover members 140, 240 and 340 may be made of a non-conductive material so as not to deteriorate the performance of the flat type coils 110a, 110b and 110c serving as antennas, and the cover members 140, May be made of a material similar in shrinkage and expansion to the magnetic plate 120, 120 'so as to prevent separation from the magnetic plate 120, 120' due to shrinkage and expansion.

이를 위해, 상기 커버부재(140)는 도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)을 포함하는 자성체 플레이트(120,120')의 일면을 덮고 차량의 운행시 발생되는 진동을 흡수할 수 있도록 에폭시 몰딩을 통한 몰딩물로 이루어질 수 있다.2 and 9, the cover member 140 covers one surface of the magnetic plate 120, 120 'including the planar coils 110a, 110b, 110c, And a molding through epoxy molding to absorb vibration.

또한, 상기 커버부재(240)는 도 6에 도시된 바와 같이 강성을 갖는 재질, 일례로 플라스틱 재질로 이루어지고, 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)과 대응되는 커버부재(240)의 내면에 적어도 하나의 돌출부(242)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 자성체 플레이트(120,120')의 측부는 상기 커버부재(240)의 테두리로부터 연장되는 연장부(244)를 통하여 감싸질 수 있다.6, the cover member 240 is made of a rigid material, for example, a plastic material, and the inner surface of the cover member 240 corresponding to the planar coils 110a, 110b, and 110c At least one protrusion 242 may be provided. Here, the sides of the magnetic plate 120, 120 'may be surrounded by an extension 244 extending from the rim of the cover member 240.

이때, 상기 돌출부(242)는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)이 3개로 구비되는 경우 상기 제3코일(110c)의 두께와 동일한 크기의 높이를 갖도록 구비된다. 이를 통해, 상기 돌출부(242)의 일면이 상대적으로 커버부재(240)의 외면으로부터 낮은 위치에 배치되는 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 일면과 각각 면접됨으로써 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 유동과 흔들림을 방지하며, 상기 제3코일(110c)은 상기 커버부재(240)의 내면과 직접 면접되도록 함으로써 제3코일(110c) 역시 상기 커버부재(240)의 내면을 통해 유동과 흔들림을 방지하게 된다.In this case, the protruding portion 242 is provided to have the same height as the thickness of the third coil 110c when three flat-type coils 110a, 110b, and 110c are provided. The first coil 110a and the second coil 110b are disposed in a lower position relative to the outer surface of the cover member 240 so that one surface of the protrusion 242 is in contact with one surface of the second coil 110b, 110a and the second coil 110b and the third coil 110c is directly in contact with the inner surface of the cover member 240 so that the third coil 110c is also covered by the cover member 240 To prevent flow and shaking.

더불어, 상기 커버부재(340)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 강성을 갖는 재질, 일례로 플라스틱 재질로 이루어지고, 상기 커버부재(340)와 평판형 코일(110a,110b,110c) 사이에는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)과 일면이 밀착되는 완충부재(150)가 커버부재(340)에 수용되는 형태로 구비될 수도 있다. 여기서, 상기 자성체 플레이트(120,120')의 측부는 상기 커버부재(340)의 테두리로부터 연장되는 연장부(344)를 통하여 감싸질 수 있다. 7 and 8, the cover member 340 is made of a rigid material, for example, a plastic material, and the cover member 340 is disposed between the cover member 340 and the flat plate type coils 110a, 110b, and 110c The cover member 340 may be provided with a cushioning member 150 having one side thereof in close contact with the flat coils 110a, 110b and 110c. Here, the sides of the magnetic plate 120, 120 'may be surrounded by an extension 344 extending from the rim of the cover member 340.

이때, 상기 완충부재(150)는 차량의 주행시 발생되는 진동 및 흔들림을 흡수할 수 있도록 스폰지나 스티로폼 또는 고무재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 상기 완충부재(150)의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 재질이면 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다.At this time, the buffer member 150 may be made of a sponge, a styrofoam, or a rubber material so as to absorb vibrations and vibration generated when the vehicle is traveling. However, the material of the cushioning member 150 is not limited thereto, and any material capable of absorbing impact and vibration can be used.

또한, 상기 완충부재(150)는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)과 대응되는 내면에 적어도 하나의 돌출부(152)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(152)는 상기 평판형 코일(110a,110b,110c)이 3개로 구비되는 경우 상기 제3코일(110c)의 두께와 동일한 크기의 높이를 갖도록 구비된다. The buffer member 150 may include at least one protrusion 152 on the inner surface corresponding to the flat coil 110a, 110b or 110c. Here, the protrusions 152 are provided to have the same height as the thickness of the third coil 110c when the three flat-type coils 110a, 110b, and 110c are provided.

이를 통해, 상기 돌출부(152)의 일면이 상대적으로 커버부재(340)의 외면으로부터 낮은 위치에 배치되는 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 일면과 각각 면접됨으로써 상기 제1코일(110a) 및 제2코일(110b)의 유동과 흔들림을 방지하며, 상기 제3코일(110c)은 상기 완충부재(150)의 일면과 직접 면접되도록 함으로써 제3코일(110c) 역시 상기 완충부재(150)의 일면을 통해 유동과 흔들림을 방지하게 된다.The first coil 110a and the second coil 110b are disposed in a lower position relative to the outer surface of the cover member 340 so that the first coil 110a and the second coil 110b, The third coil 110c is prevented from flowing and shaking the first coil 110a and the second coil 110b and the third coil 110c is also directly contacted with one surface of the buffer member 150, To prevent flow and shaking.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100,200,300,400 : 무선충전 송신모듈 110,210 : 안테나유닛
110a,110b,110c : 평판형 코일 112a,112b : 연결단자
120,120' : 자성체 플레이트 122 : 안착홈
131 : 제1가이드부 132,132' : 제2가이드부
132a : 제1부분 132b : 제2부분
133 : 제3가이드부 134 : 제4가이드부
140,240,340 : 커버부재 242 : 돌출부
244,344 : 연장부 150 : 완충부재
152 : 돌출부
100, 200, 300, 400: wireless charging transmission module 110, 210: antenna unit
110a, 110b, 110c: flat plate type coils 112a, 112b: connection terminals
120, 120 ': magnetic plate 122:
131: first guide part 132, 132 ': second guide part
132a: first part 132b: second part
133: third guide part 134: fourth guide part
140, 240, 340: cover member 242:
244, 344: extension part 150: buffer member
152: protrusion

Claims (12)

적어도 하나의 평판형 코일을 구비하는 안테나유닛;
상기 안테나유닛에서 발생되는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시키도록 상기 안테나유닛의 일면에 배치되는 자성체 플레이트; 및
상기 평판형 코일의 진동 및 흔들림을 방지하기 위한 커버부재;를 포함하는 차량용 무선충전 송신모듈.
An antenna unit comprising at least one plate type coil;
A magnetic plate disposed on one surface of the antenna unit so as to shield a magnetic field generated by the antenna unit and focus the same in a desired direction; And
And a cover member for preventing vibration and shaking of the flat coil.
제 1항에 있어서,
상기 자성체 플레이트는, 상기 안테나유닛이 작동하는 100~350kHz 범위의 동작주파수 대역에서 투자율이 20~110이고, Tanㅿ(=μ"/μ')가 0.05이하이며, 포화자속밀도가 0.5T이상인 차량용 무선충전 송신모듈.
(여기서, μ'은 투자율이고, μ"은 투자손실률임.)
The method according to claim 1,
Wherein the magnetic plate has a magnetic permeability of 20 to 110 in an operating frequency band in the range of 100 to 350 kHz in which the antenna unit is operated, a saturation magnetic flux density of 0.5 T or more, Tan ㅿ (= Wireless charging transmitter module.
(Where μ 'is the permeability and μ' is the investment loss rate).
제 1항에 있어서,
상기 자성체 플레이트의 일면에는 상기 평판형 코일의 유동을 방지하고 상기 자기장의 집속도를 높이기 위한 가이드부가 구비되는 차량용 무선충전 송신모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the magnetic plate has a guide formed on one surface of the magnetic plate to prevent the plate-type coil from flowing and to increase the magnetic field collection speed.
제 3항에 있어서,
상기 가이드부는 상기 평판형 코일의 외측테두리를 전체적으로 또는 부분적으로 감싸도록 구비되는 제1가이드부와 상기 평판형 코일의 중공부와 대응되는 영역에 배치되는 제2가이드부를 포함하는 차량용 무선충전 송신모듈.
The method of claim 3,
Wherein the guide portion includes a first guide portion provided to cover the entire outer edge of the flat coil, and a second guide portion disposed in a region corresponding to the hollow portion of the flat coil.
제 4항에 있어서,
상기 자성체 플레이트는 상기 평판형 코일과 대응되는 영역에 일정깊이 함몰형성되는 수용홈이 구비되고, 상기 제1가이드부는 상기 수용홈을 규정하는 내측 테두리면이고, 상기 제2가이드부는 상기 중공부와 대응되는 영역에 상기 수용홈의 바닥면으로부터 일정높이 돌출되는 융기부로 구비되는 차량용 무선충전 송신모듈.
5. The method of claim 4,
Wherein the magnetic plate is provided with a receiving recess formed in a region corresponding to the flat coil and having a predetermined depth recessed therein, the first guide portion is an inner circumferential surface defining the receiving groove, and the second guide portion corresponds to the hollow portion And a protruding portion protruding from the bottom surface of the receiving groove at a predetermined height.
제 1항에 있어서,
상기 자성체 플레이트는 자성분말 및 내열성수지를 혼합하여 사출성형되는 차량용 무선충전 송신모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the magnetic plate is injection-molded by mixing a magnetic powder and a heat-resistant resin.
제 6항에 있어서,
상기 자성분말 및 내열성수지는 중량비가 70:30 내지 95:5인 차량용 무선충전 송신모듈.
The method according to claim 6,
Wherein the magnetic powder and the heat-resistant resin have a weight ratio of 70:30 to 95: 5.
제 6항에 있어서,
상기 자성분말은 Fe-Si-Al계 메탈 폴리머 또는 Fe-Si-Cr계 메탈 폴리머인 차량용 무선충전 송신모듈.
The method according to claim 6,
Wherein the magnetic powder is an Fe-Si-Al-based metal polymer or an Fe-Si-Cr-based metal polymer.
제 1항에 있어서,
상기 커버부재는 상기 평판형 코일을 포함하는 자성체 플레이트의 일면을 덮을 수 있도록 에폭시 몰딩을 통하여 형성되는 차량용 무선충전 송신모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the cover member is formed through epoxy molding so as to cover one surface of the magnetic plate including the planar coil.
제 1항에 있어서,
상기 평판형 코일은 3개로 구비되고, 상기 평판형 코일 중 어느 하나의 평판형 코일은 나머지 두 개의 평판형 코일의 상부측에 배치되되 상기 나머지 두 개의 평판형 코일과 각각 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 차량용 무선충전 송신모듈.
The method according to claim 1,
One of the flat type coils is disposed on the upper side of the other two flat type coils, and the other two flat type coils are arranged so that a part thereof overlaps with the other two type flat type coils Wireless charging transmission module for vehicle.
제 10항에 있어서,
상기 커버부재는 강성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 평판형 코일과 대응되는 커버부재의 내면에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되어 각각의 평판형 코일이 상기 커버부재의 내면과 밀착되는 차량용 무선충전 송신모듈.
11. The method of claim 10,
Wherein the cover member is made of a rigid material and at least one protrusion is formed on the inner surface of the cover member corresponding to the flat coil so that each flat coil is in close contact with the inner surface of the cover member, .
제 1항에 있어서,
상기 커버부재는 강성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 커버부재의 내면과 평판형 코일 사이에는 완충부재가 배치되는 차량용 무선충전 송신모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the cover member is made of a rigid material, and a buffer member is disposed between the inner surface of the cover member and the flat coil.
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