(57)【要約】本発明の一実施例に係る垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置は、基板、および前記基板上に垂直配置される垂直構造物を含み、前記基板および前記垂直構造物を通して磁気誘導方式で電力を送出する無線電力送信部；および、上下に貫設される結合口を備え、前記結合口を通して前記垂直構造物に積層構造を有するように嵌合され、前記無線電力送信部から誘導された磁力を電場に変えて電力に変換する複数の無線電力受信部を含む。【選択図】図１
2018533901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、および前記基板上に垂直配置される垂直構造物を含み、前記基板および前記垂直構造物を通して磁気誘導方式で電力を送出する無線電力送信部；および
上下に貫設される結合口を備え、前記結合口を通して前記垂直構造物に積層構造を有するように嵌合され、前記無線電力送信部から誘導された磁力を電場に変えて電力に変換する複数の無線電力受信部
を含むことを特徴とする、垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項２】
前記基板は、
電力を供給する電力供給ラインと連結され、周波数発生のために電力の供給を受けるＰＣＢ回路基板であることを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項３】
前記垂直構造物は、
内部に螺旋状に形成され、前記ＰＣＢ回路基板と連結されるコイルを備え、前記コイルによる磁気誘導方式で周波数を発生して電力を送出することを特徴とする、請求項２に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項４】
前記複数の無線電力受信部は、
内部に螺旋状に形成されるコイルを備え、前記コイルを通して前記無線電力送信部から誘導された磁力を電場に変えて電力に変換することを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項５】
前記複数の無線電力受信部は、
上下に互いに離隔して配置される積層構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項６】
前記垂直構造物は、
円形、または三角形および四角形を含む多角形のいずれか一つの断面形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項７】
前記結合口は、
円形、または三角形および四角形を含む多角形のいずれか一つの形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項８】
前記複数の無線電力受信部は、
前記変換された電力を充電することを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項９】
前記無線電力送信部および前記複数の無線電力受信部の少なくとも一つは、
照明として用いられ得るように発光回路を含むことを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【請求項１０】
前記無線電力伝送および充電装置は、
防水製品として使用可能であるように防水処理されて形成されることを特徴とする、請求項１に記載の垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、無線電力伝送技術に関し、さらに詳細には、垂直型電力伝送方式を利用して無線で電力を伝送および充電する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザの携帯が可能な電子機器の選好度が増加しており、このような携帯用電子機器は、ユーザにユビキタス環境を提供するための必須要素となっている。
【０００３】
一方、現在、携帯用電子機器の電源供給は、ほとんど充電器を用いたバッテリー充電方式が用いられている。この場合、携帯用電子機器を充電するために別途の充電器を備えていなければならないという問題点が存在し、そこで、充電器の所持有無と関係なく無線を通して電力を提供することでバッテリーを充電させることができる無線充電技術が持続的に研究されている。
【０００４】
無線充電技術は、大きく、磁気誘導方式、磁気共鳴方式および電磁波方式に区分できる。
【０００５】
磁気誘導方式は、送信部で交番する磁場を発生させ、それを通して受信部で磁場の変化によって電流が誘導されるようにすることでエネルギーを作り出す方式である。
【０００６】
磁気共鳴方式は、送信部で電力を共振する電磁場に変換して送信し、受信部で同一の共振周波数を有する共振コイルを利用して電力を受信する方式である。
【０００７】
最後に、電磁波（ＲＦ）方式は、電力エネルギーを無線伝送に有利なマイクロ波に変換させてエネルギーを伝送する方式である。
【０００８】
この中で近距離無線電力方式として磁気誘導方式が主に用いられているが、送信部で発生した磁気波が受信部にきちんと伝送されない場合が発生し、無線電力伝送効率に劣るようになる問題点がある。
【０００９】
特に、磁気誘導方式と磁気共鳴方式は、いずれも短距離ではじめて使用が可能であり、積層時には効率に劣るという短所がある。これは、送信端と受信端との間の距離が短いほど効率が良いのに対し、距離が離れる場合、効率も低くなり、外部に電磁波が多量放射される問題点がある。
【００１０】
そこで、積層をしても安定に無線電力を供給できる技術の開発が必要な実情である。
【００１１】
関連先行技術としては、韓国登録特許第１０−１３６９１５７号公報（発明の名称：磁気誘導を用いた無線電力伝送装置）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１３６９１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の一実施例は、無線電力送信部の垂直構造物に複数の無線電力受信部を嵌合を通して積層構造に配置することで、無線電力送信部と無線電力受信部との間の間隔を非常に狭く維持しながらも、積層構造が可能で電磁波危険を最小化しながらも、複数の無線電力受信部に電力を同時に効率よく伝送できる垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置を提供する。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、以上において言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一実施例に係る垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置は、基板、および前記基板上に垂直配置される垂直構造物を含み、前記基板および前記垂直構造物を通して磁気誘導方式で電力を送出する無線電力送信部；および、上下に貫設される結合口を備え、前記結合口を通して前記垂直構造物に積層構造を有するように嵌合され、前記無線電力送信部から誘導された磁力を電場に変えて電力に変換する複数の無線電力受信部を含む。
【００１６】
前記基板は、電力を供給する電力供給ラインと連結され、周波数発生のために電力の供給を受けるＰＣＢ回路基板であってよい。
【００１７】
前記垂直構造物は、内部に螺旋状に形成され、前記ＰＣＢ回路基板と連結されるコイルを備え、前記コイルによる磁気誘導方式で周波数を発生して電力を送出することができる。
【００１８】
前記複数の無線電力受信部は、内部に螺旋状に形成されるコイルを備え、前記コイルを通して前記無線電力送信部から誘導された磁力を電場に変えて電力に変換できる。
【００１９】
前記複数の無線電力受信部は、上下に互いに離隔して配置される積層構造を有してよい。
【００２０】
前記垂直構造物は、円形、または三角形および四角形を含む多角形のいずれか一つの断面形状を有してよい。
【００２１】
前記結合口は、円形、または三角形および四角形を含む多角形のいずれか一つの形状を有してよい。
【００２２】
前記複数の無線電力受信部は、前記変換された電力を充電できる。
【００２３】
前記無線電力送信部および前記複数の無線電力受信部の少なくとも一つは、照明として用いられ得るように発光回路を含むことができる。
【００２４】
前記無線電力伝送および充電装置は、防水製品として使用可能であるように防水処理されて形成され得る。
【００２５】
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明および添付図面に含まれている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一実施例によれば、磁気誘導方式を通して無線電力送信部の垂直構造物に組み込まれたコイルに電流を印加して磁場を発生させ、発生した磁場を媒介として無線電力受信部に組み込まれたコイルに誘導起電力を発生させることで無線電力送信部と無線電力受信部との間の伝送効率を増加させることができる。
【００２７】
本発明の一実施例によれば、無線電力送信部の垂直構造物に複数の無線電力受信部が嵌合を通して積層構造に配置されることで、無線電力送信部と無線電力受信部との間の間隔を非常に狭く維持しながらも、積層構造が可能で電磁波危険を最小化しながらも、複数の無線電力受信部に電力を同時に効率よく伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例に係る垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置の結合斜視図である。
【図３】図１および図２の無線電力送信部を詳細に示した図である。
【図４】図１および図２の無線電力受信部を詳細に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の利点および／または特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現され、単に、本実施例は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。明細書全体にわたって、同じ参照符号は同じ構成要素を指す。
【００３０】
以下においては、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施例に係る垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置の分解斜視図であり、図２は、本発明の一実施例に係る垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置の結合斜視図である。
【００３２】
また、図３は、図１および図２の無線電力送信部を詳細に示した図であり、図４は、図１および図２の無線電力受信部を詳細に示した図である。
【００３３】
図１乃至図４に示されたように、本発明の一実施例に係る垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置１００は、無線電力送信部１１０および無線電力受信部１２０を含んで構成される。
【００３４】
前記無線電力送信部１１０は、基板１１４、および前記基板１１４上に垂直配置される垂直構造物１１２を含む。前記無線電力送信部１１０は、前記基板１１４および前記垂直構造物１１２を通して磁気誘導方式で電力を送出する。
【００３５】
ここで、前記基板１１４は、電力を供給する電力供給ライン１１１と連結され、周波数発生のために前記電力供給ライン１１１を通して電力の供給を受けるＰＣＢ回路基板で具現され得る。
【００３６】
即ち、前記ＰＣＢ回路基板で具現される前記基板１１４は、前記電力供給ライン１１１を通して電力の供給を受けて前記垂直構造物１１２に電力を伝達することができる。
【００３７】
前記垂直構造物１１２は、内部に螺旋状に形成され、前記ＰＣＢ回路基板と連結されるコイル１１６を備えることができる。
【００３８】
このとき、前記コイル１１６は、前記垂直構造物１１２の長手方向、即ち、垂直方向に長く形成され得る。これは、後述の前記無線電力受信部１２０が複数個積層される場合にも、全ての無線電力受信部１２０で電力を円滑に受信できるようにするためである。
【００３９】
前記垂直構造物１１２は、図面に示されたように、円形の断面形状を有してよい。
【００４０】
しかし、前記垂直構造物１１２は、これに限定されず、様々な断面形状を有してよい。例えば、前記垂直構造物１１２は、三角形、四角形等のような多角形の断面形状を有してよい。
【００４１】
前記垂直構造物１１２は、前記コイル１１６による磁気誘導方式で周波数を発生して電力を送出することができる。
【００４２】
ここで、前記磁気誘導方式は、隣接した二つのコイルのいずれか一方のコイルに電流を印加させて磁場を発生させ、発生した磁場を媒介に他方のコイルに誘導起電力を発生させる方式である。
【００４３】
即ち、本発明の一実施例においては、前記垂直構造物１１２に組み込まれたコイル１１６に電流を印加して磁場を発生させ、前記コイル１１６で発生した磁場を媒介として前記無線電力受信部１２０に組み込まれたコイル１２１に誘導起電力を発生させることができる。
【００４４】
これによって、本発明の一実施例によれば、前記無線電力送信部１１０と前記無線電力受信部１２０との間の伝送効率を増加させることができる。
【００４５】
以下においては、前記無線電力送信部１１０と磁気誘導方式を通して前記無線電力送信部１１０から送出された電力を受信する無線電力受信部１２０について具体的に説明する。
【００４６】
前記無線電力受信部１２０は、リング（ｒｉｎｇ）状に形成され、複数個の受信部１２２、１２４、１２６からなり得る。
【００４７】
即ち、前記無線電力受信部１２０は、上下に貫設される結合口１２３を備え、前記結合口１２３を通して前記垂直構造物１１２に積層構造を有するように嵌合される。
【００４８】
ここで、前記結合口１２３は、図面に示されたように、円形の形状を有してよい。
【００４９】
しかし、前記結合口１２３は、これに限定されず、様々な形状を有してよい。例えば、前記結合口１２３は、三角形、四角形等のような多角形の形状を有してよい。
【００５０】
前記無線電力受信部１２０は、前記無線電力送信部１１０から誘導された磁力を電場に変えて電力に変換する。このために、前記無線電力受信部１２０は、内部に螺旋状に形成されるコイル１２１を備えることができる。
【００５１】
前記無線電力受信部１２０は、前記コイル１２１を通して前記無線電力送信部１１０から誘導された磁力を電場に変えて電力に変換することができる。
【００５２】
このとき、前記無線電力受信部１２０は、複数個の受信部１２２、１２４、１２６が上下に互いに離隔して配置される積層構造を有することが好ましい。
【００５３】
即ち、前記無線電力受信部１２０は、複数個の受信部１２２、１２４、１２６が積層構造を有することで安定に無線電力を供給することができる。
【００５４】
このように、本発明の一実施例においては、無線電力送信部１１０の垂直構造物１１２に前記無線電力受信部１２０をなす複数個の受信部１２２、１２４、１２６が嵌合を通して積層構造に配置され得る。
【００５５】
これによって、本発明の一実施例によれば、前記無線電力送信部１１０と前記無線電力受信部１２０との間の間隔を非常に狭く維持しながらも、積層構造が可能で複数個の受信部１２２、１２４、１２６に電力を効率よく伝送することができる。
【００５６】
このように、本発明の一実施例によれば、前記無線電力送信部１１０と前記無線電力受信部１２０との間の間隔が最小化されるため、電磁波危険が最小化され得る。
【００５７】
また、本発明の一実施例によれば、積層構造が可能であるため、多数の受信部１２２、１２４、１２６に同時に電力伝送が可能である。これは、無線呼び出しベル等に直ちに使用が可能であるという長所がある。
【００５８】
また、本発明の一実施例によれば、無線で電力を伝送して接触することなく電気エネルギーを利用して製品を駆動することができる。
【００５９】
前記無線電力受信部１２０は、前記変換された電力を充電できる。このために、前記無線電力受信部１２０は、バッテリーを備えることができる。
【００６０】
これによって、前記無線電力受信部１２０は、前記無線電力送信部１１０から電力を受信できない場合にも、前記バッテリーに充電された電力を該当製品に供給して駆動することができる。
【００６１】
一方、前記無線電力伝送および充電装置１００は、図面には示されていないが、防水製品として使用可能であるように防水処理されて形成され得る。
【００６２】
即ち、前記無線電力伝送および充電装置１００を構成する無線電力送信部１１０および無線電力受信部１２０は、構造上、外部露出部分が大きく減るため、防水構造適用が容易であるという長所がある。
【００６３】
従って、前記無線電力伝送および充電装置１００は、店舗用無線呼び出しベルと防水が必要な小型家電製品に適用可能である。
【００６４】
一方で、前記無線電力伝送および充電装置１００は、図面には示されていないが、照明として用いられ得るように発光回路を含むことができる。
【００６５】
即ち、前記無線電力伝送および充電装置１１０を構成する無線電力送信部１１０および無線電力受信部１２０の少なくとも一つは照明として用いられ得るように発光回路を含むことができる。
【００６６】
これまで本発明に係る具体的な実施例について説明したが、本発明の範囲から外れない限り、様々な変形が可能であることはもちろんである。それゆえ、本発明の範囲は、説明された実施例に限定されて定められてはならず、後述の特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等なものにより定められるべきである。
【００６７】
以上のように、本発明は、限定された実施例と図面により説明されたが、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、これは、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から様々な修正および変形が可能である。従って、本発明思想は、下記に記載の特許請求の範囲によってのみ把握されるべきであり、その均等または等価的変形はいずれも本発明思想の範疇に属するといえるだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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