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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-04
(45)【発行日】2022-02-15
(54)【発明の名称】無線充電送信モジュール
(51)【国際特許分類】
H02J 50/10 20160101AFI20220207BHJP
H01F 27/28 20060101ALI20220207BHJP
H01F 38/14 20060101ALI20220207BHJP
【ＦＩ】
H02J50/10
H01F27/28 176
H01F38/14
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2017245520
(22)【出願日】2017-12-21
(65)【公開番号】P2018102124
(43)【公開日】2018-06-28
【審査請求日】2020-12-21
(31)【優先権主張番号】10-2016-0175415
(32)【優先日】2016-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2017-0087103
(32)【優先日】2017-07-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】591251636
【氏名又は名称】現代自動車株式会社
【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(73)【特許権者】
【識別番号】500518050
【氏名又は名称】起亞株式会社
【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(73)【特許権者】
【識別番号】516131681
【氏名又は名称】アモテック シーオー，エルティーディー
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082991
【氏名又は名称】佐藤 泰和
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100127465
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 幸裕
(74)【代理人】
【識別番号】100124372
【弁理士】
【氏名又は名称】山ノ井 傑
(72)【発明者】
【氏名】クォン、ギョンチュン
(72)【発明者】
【氏名】シン、ヒ、チョル
(72)【発明者】
【氏名】ファン、スン、ジェ
(72)【発明者】
【氏名】キム、ジョン、ウン
【審査官】下林 義明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１５５３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２０７３６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２３５８６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０１４４３０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ５０／００ － ５０／９０
Ｈ０１Ｆ ３８／１４
Ｈ０１Ｆ ２７／２８
Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２
Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６
Ｈ０１Ｍ １０／４２ － １０／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のコイルユニット；前記複数のコイルユニットの一側に配置される磁場遮蔽シート；
前記磁場遮蔽シートの一側に付着する放熱プレート；および
前記複数のコイルユニットを収容する放熱ブラケットを含み、
前記放熱プレートは、前記放熱ブラケットの一側面を覆っている前記磁場遮蔽シートの露出面および外側の終端を覆うように配置される、無線充電送信モジュール。
【請求項2】
前記放熱ブラケットはグラファイトを含む、請求項１に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項3】
前記磁場遮蔽シートは、Ｎｉ－Ｚｎフェライトシートで形成され、前記放熱プレートは金属材質で形成される、請求項１に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項4】
前記放熱プレートは、アルミニウム材質で形成される、請求項３に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項5】
前記磁場遮蔽シートの厚さ（Ａ）と前記放熱プレートの厚さ（Ｂ）は、「０＜Ａ／Ｂ＜１」の関係式を満足する、請求項４に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項6】
前記複数のコイルユニットは、前記放熱ブラケットの一側に配置される第１コイルユニットと、前記放熱ブラケットの他側に並んで配置される一対の第２コイルユニットを含み、前記第１コイルユニットは、前記一対の第２コイルユニットと重なる、請求項１に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項7】
前記放熱ブラケットは、第１面に設けられて前記第１コイルユニットを収容する第１載置溝と、前記第１面と反対側の第２面に並んで設けられて前記一対の第２コイルユニットを収容する一対の第２載置溝を含み、前記第１載置溝と前記一対の第２載置溝はその一部の面積が重なって重複領域を形成し、
前記磁場遮蔽シートは、前記放熱ブラケットの前記第２面を覆うように配置される、請求項６に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項8】
前記重複領域のうち少なくとも一部の領域は、前記放熱ブラケットを貫通するように形成されて前記一部の領域を通じて前記第１載置溝と前記一対の第２載置溝が連通する、請求項７に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項9】
前記第１載置溝は前記第１コイルユニットの厚さと同じ深さを有し、前記一対の第２載置溝は前記一対の第２コイルユニットの厚さと同じ深さを有する、請求項７に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項10】
前記第１載置溝から突出して前記第１コイルユニットの内側を支持する第１支持部と、前記一対の第２載置溝から突出して前記一対の第２コイルユニットの内側を支持する一対の第２支持部をさらに含む、請求項７に記載の無線充電送信モジュール。
【請求項11】
前記第１支持部は前記第１載置溝の深さと同じ高さを有し、前記一対の第２支持部は前記一対の第２載置溝の深さと同じ高さを有する、請求項１０に記載の無線充電送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は無線充電送信モジュールに関し、より詳細には、軽く、かつコイルユニットで発生した熱を効率的に放熱できる無線充電送信モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
最近、車両内で簡便に携帯用端末のバッテリーを充電できる無線充電送信モジュールの使用が次第に増加している。
【0003】
車両内無線充電の場合、コンソールボックスのような広い空間で携帯電話を充電しなければならないため、携帯電話の位置が移動したときにも充電を持続するために充電可能な面積が広いＷＰＣ規格の３個のコイルユニットを備えた無線充電送信モジュールが使われている。
【0004】
このような無線充電送信モジュールは、コイルユニットで発生する磁場を吸収するように設けられた磁場吸収素材を含む。
【0005】
従来の自動車産業では、磁場吸収素材で低透磁率センダスト（ＳＥＮＤＵＳＴ）素材を射出してコイルユニットを載置する方法を使うか、高透磁率の薄膜フェライトの上にコイルユニットを付着する方法を使っていた。
【0006】
しかし、センダスト素材の場合、透磁率が低いため効率性が劣る問題があり、薄膜フェライトの場合、薄膜フェライトの脆性によって壊れやすいためコイルユニットを載置させることが難しいという問題があった。
【0007】
また、無線充電送信モジュールが高速無線充電を遂行するようにするためには、無線充電送信モジュールに高電力を供給しなければならないが、無線充電送信モジュールに高電力が供給される場合、コイルユニットにおいては適正の水準より多くの熱が発生する。したがって、コイルユニットで発生する熱によって無線充電送信モジュールに高電力を使うことが困難であり、そのため、無線充電速度を向上させることに制約がある。
【0008】
このため、高透磁率の磁気吸収材上にコイルユニットを安定して載置できるとともに、放熱性が良好であるため高速充電時にも発熱を最小化し、製造ばらつきを最小化できる素材および構造技術が必要であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の一側面は、コイルユニットの熱を効率的に放熱できる無線充電送信モジュールを提供することである。
【0010】
本発明の他の側面は、十分な磁場の遮蔽効果および放熱性能を有しつつ、軽量化が可能な無線充電送信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一側面に係る無線充電送信モジュールは、複数のコイルユニットと、前記複数のコイルユニットの一側に配置される磁場遮蔽シートおよび前記磁場遮蔽シートの一側に付着する放熱プレートを含む。
【0012】
また、前記複数のコイルユニットを収容する放熱ブラケットを含み、前記放熱ブラケットはグラファイトを含む。
【0013】
また、前記磁場遮蔽シートは、Ｎｉ－Ｚｎフェライトシートで形成され、前記放熱プレートは金属材質で形成される。
【0014】
また、前記放熱プレートはアルミニウム材質で形成される。
【0015】
また、前記磁場遮蔽シートの厚さ（Ａ）と前記放熱プレートの厚さ（Ｂ）は、「０＜Ａ／Ｂ＜１」の関係式を満足させる。
【0016】
また、前記磁場遮蔽シートは、０．５ｍｍ以下に形成される。
【0017】
また、前記磁場遮蔽シートは前記放熱ブラケットの一側面を覆っている前記磁場遮蔽シートの露出面を覆うように配置される。
【0018】
また、前記放熱プレートは前記放熱ブラケットの一側面を覆っている前記磁場遮蔽シートの露出面および外側終端を覆うように配置される。
【0019】
また、前記複数のコイルユニットは、前記放熱ブラケットの一側に配置される第１コイルユニットと、前記放熱ブラケットの他側に並んで配置される一対の第２コイルユニットを含み、前記第１コイルユニットは前記一対の第２コイルユニットと重なる。
【0020】
また、前記放熱ブラケットは、第１面に設けられて前記第１コイルユニットを収容する第１載置溝と、前記第１面と反対側である第２面に並んで設けられて前記一対の第２コイルユニットを収容する一対の第２載置溝を含み、前記第１載置溝と前記一対の第２載置溝はその一部の面積が重なって重複領域を形成し、前記磁場遮蔽シートは前記放熱ブラケットの前記第２面を覆うように配置される。
【0021】
また、前記重複領域の少なくとも一部の領域は、前記放熱ブラケットを貫通するように形成されて前記一部の領域を通じて前記第１載置溝と前記一対の第２載置溝が連通される。
【0022】
また、前記第１載置溝は前記第１コイルユニットの厚さと同じ深さを有し、前記一対の第２載置溝は前記一対の第２コイルユニットの厚さと同じ深さを有する。
【0023】
また、前記第１載置溝から突出して前記第１コイルユニットの内側を支持する第１支持部と、前記一対の第２載置溝から突出して前記一対の第２コイルユニットの内側を支持する一対の第２支持部をさらに含む。
【0024】
また、前記第１支持部は前記第１載置溝の深さと同じ高さを有し、前記一対の第２支持部は前記一対の第２載置溝の深さと同じ高さを有する。
【発明の効果】
【0025】
上述した通り、本発明の一側面に係る無線充電送信モジュールは放熱ブラケットと放熱プレートを通じてコイルで発生した熱をより効率的に拡散および放熱することができる。
【0026】
また、本発明の他の一側面に係る無線充電送信モジュールは磁場遮蔽部材として Ｎｉ－Ｚｎフェライトシートを使うため、十分な磁場者平衡化を維持しつつ、軽量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の第１実施例に係る無線充電送信モジュールの斜視図。
【図5】本発明の第１実施例に係る無線充電送信モジュールの複数個のコイルユニットの積層された状態を示した平面図。
【図6】本発明の第１実施例に係る無線充電送信モジュールにおいて、載置溝を形成した例を示した平面図。
【図7】本発明の第２実施例に係る放熱ブラケットの断面斜視図。
【図8】本発明の第１実施例に係る無線充電送信モジュールの概略図。
【図9】本発明の第３実施例に係る無線充電送信モジュールの断面斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0028】
明細書の全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を指し示す。本明細書が実施例のすべての要素を説明しているのではなく、本発明が属する技術分野における一般の内容または実施例間に重複する内容は省略する。明細書で使われる「部、モジュール」という用語は、ソフトウェアまたはハードウェアで具現され得、実施例によって複数の「部、モジュール」が一つの構成要素で具現されるか、一つの「部、モジュール」が複数の構成要素を含むことも可能である。
【0029】
また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【0030】
第１、第２等の用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために使われるものであって、構成要素が前述された用語によって制限されるものではない。
【0031】
単数の表現は文脈上明白に例外がない限り、複数の表現を含む。
【0032】
以下、添付された図面を参照して本発明の作用原理および実施例について説明する。
【0033】
図１は本発明の第１実施例に係る無線充電送信モジュールの一面を図示した図面であり、図２は図１の無線充電送信モジュールをＡＡ’方向に切断した断面を図示した図面であり、図３は図１の無線充電送信モジュールを一面の方向から見た分解斜視図であり、図４は図１の無線充電送信モジュールを他面の方向から見た分解斜視図である。
【0034】
【0035】
開示された発明に係る無線充電送信モジュール１００は充電が必要な電子機器側に無線電力を送出するためのものである。ここで電子機器は、携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、タブレット、マルチメディア機器などのような携帯用電子機器であり得る。また、無線充電送信モジュール１００は車両内に備え付けられるか設置され得る。
【0036】
コイルユニット１１１、１１２は、無線電力を送出して電子機器が必要とする電力を伝達する役割を遂行する。コイルユニット１１１、１１２は電子機器に内蔵された受信コイル側に無線電力を送出する送信コイルの役割を遂行し、この場合、電磁気誘導現象に基づいた誘導結合方式が適用され得る。コイルユニット１１１、１１２は多様に構成され得、一例として平板型コイルで設けられ得る。
【0037】
電子機器側にはコイルユニット１１１、１１２と対応する別途の受信用アンテナ（一例として、受信コイルユニット（Ｒｘ ｃｏｉｌ））が備えられる。受信用アンテナにはコイルユニット１１１、１１２で変化する磁場の変化を通して電流が誘導され、これによって電力が伝えられる。
【0038】
コイルユニット１１１、１１２はＱｉ方式で作動することができ、ＰＭＡ方式で作動することができ、Ｑｉ方式とＰＭＡ方式が混ざった形態で作動することができる。
【0039】
コイルユニット１１１、１１２は、両端部側に一対の連結端子を有する所定の長さの導電性部材が時計回り方向または反時計回り方向に複数回巻かれる円形、楕円形または四角形状の平板状に備えられ得る。ここで、導電性部材は銅のような導電性を有する金属材質であり得、所定の線径を有する複数個の筋が長さ方向に沿ってよれた形態で備えられてもよい。
【0040】
コイルユニット１１１、１１２は複数個で備えられ得、複数のコイルユニット１１１、１１２は少なくとも一部が互いに重なるように積層され得る。図５は複数個のコイルユニット１１１、１１２が互いに重なるように積層された様子の一例を図示した図面であって、ＷＰＣ Ａ１３標準コイルが一例として図示されている。
【0041】
図５に図示した通り、コイルユニット１１１、１１２は３個で備えられ得、３個のコイルユニット１１１、１１２のうちいずれか一つのコイルユニット１１１が残りの二つのコイルユニット１１２の上部側に配置されるものの、残りの二つのコイルユニット１１２とそれぞれ一部が互いに重なる（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）ように配置され得る。
【0042】
以下では、説明の便宜上、前記のいずれか一つのコイルユニット１１１を第１コイルユニット１１１と呼称し、同一面上に配置される残りの二つのコイルユニット１１２を一対の第２コイルユニット１１２と呼称する。しかし、本発明のコイルの配置形態を図５に図示されたような結合および配置関係に限定するのではなく、第１コイルユニット１１１および第２コイルユニット１１２の上下の配置関係およびコイルユニットの全体の個数は多様に変更され得ることを明白にしておく。
【0043】
放熱ブラケット１２０は複数個のコイルユニット１１１、１１２の位置を固定するためのものである。すなわち、複数個のコイルユニット１１１、１１２の一部が互いに重なるように積層配置される場合、コイルユニット１１１、１１２の間に重なった領域が目的とする位置および面積に重なるようにする。
【0044】
図３および図４を参照すると、放熱ブラケット１２０は互いに反対面である第１面１２０ａと第２面１２０ｂを有して所定の面積を有する板状の部材からなり、第１面１２０ａと第２面１２０ｂには少なくとも一つの載置溝１２１、１２２が所定の深さに陥没するように形成され得る。
【0045】
本実施例において、複数個の載置溝１２１、１２２は、複数個のコイルユニット１１１、１１２のうち上部に配置される第１コイルユニット１１１を収容するための第１載置溝１２１と同一面上に配置される二つの第２コイルユニット１１２をそれぞれ収容するための二つの第２載置溝１２２を含む。
【0046】
図６は複数個の載置溝１２１、１２２の形成例を図示した図面である。
【0047】
図６を参照すると、第１載置溝１２１および第２載置溝１２２は互いに反対面にそれぞれ形成される。すなわち、第１載置溝１２１は放熱ブラケット１２０の第１面１２０ａに形成され、第２載置溝１２２は放熱ブラケット１２０の第２面１２０ｂに形成される。
【0048】
また、第１載置溝１２１および第２載置溝１２２は少なくとも一部の面積が互いに重なる重複領域Ｓ１、Ｓ２を形成するように、第１面１２０ａと第２面１２０ｂにそれぞれ形成される。
【0049】
これにより、作業者が第１載置溝１２１に第１コイルユニット１１１を挿入し、第２載置溝１２２に第２コイルユニット１１２をそれぞれ挿入すると、前述した重複領域Ｓ１、Ｓ２のうち一部の領域Ｓ１１、Ｓ２２と対応する位置で第１コイルユニット１１１は第２コイルユニット１１２とそれぞれ重なるように配置される。
【0050】
このとき、重複領域Ｓ１、Ｓ２のうち一部の領域Ｓ１１、Ｓ２２は放熱ブラケット１２０を貫くように形成される。したがって、重複領域Ｓ１、Ｓ２のうち一部の領域Ｓ１１、Ｓ２２は、第１載置溝１２１と第２載置溝１２２を互いに連通させて第１載置溝１２１に配置される第１コイルユニット１１１の一部が第２載置溝１２２に配置される第２コイルユニット１１２の一部と互いに接触され得るようにする。
【0051】
このため、第１載置溝１２１および第２載置溝１２２を形成する過程において、互いに重なる重複領域を要求される規定に合うように位置と面積を形成すると、特に整列作業を遂行する必要なく簡便にコイルユニット１１１、１１２間の整列を完了することができる。
【0052】
また、放熱ブラケット１２０は、第１載置溝１２１および第２載置溝１２２の中央部にコイルユニット１１１、１１２の中央の空き空間と対応するように突出した支持部１２３、１２４を含むことができる。
【0053】
支持部１２３、１２４は、第１載置溝１２１の中央部に第１載置溝１２１の底面から所定高さ突出する第１支持部１２３と、第２載置溝１２２の中央部に第２載置溝１２２の底面から所定高さ突出する第２支持部１２４を含むことができる。
【0054】
ここで、第１支持部１２３および第２支持部１２４はそれぞれの載置溝１２１、１２２の深さと同じ高さを有するように形成され得る。
【0055】
このような支持部１２３、１２４は、それぞれのコイルユニット１１１、１１２の挿入時にコイルユニット１１１、１１２の中央部の空き空間に位置してコイルユニット１１１、１１２の内側と接触され得る。これを通じて、それぞれの載置溝１２１、１２２に挿入されたコイルユニット１１１、１１２は、内側が支持部１２３、１２４によってそれぞれ支持され、外側が載置溝１２１、１２２の内壁によって支持され得る。これによって、無線充電送信モジュール１００の揺れ、一例として、車両の走行中に発生可能な揺れが発生しても第１コイルユニット１１１および第２コイルユニット１１２の位置がそれぞれの載置溝１２１、１２２によって固定されて、それぞれのコイルユニット１１１、１１２が流動することを防止することができる。
【0056】
このとき、支持部１２３、１２４はコイルユニット１１１、１１２の中央部の空き空間と対応する形状および面積を有するように備えられ得る。これにより、支持部１２３、１２４のうち一部の面積は第１載置溝１２１および第２載置溝１２２が互いに重なる重複領域に配置され、残りの面積は第１載置溝１２１および第２載置溝１２２が互いに重ならない領域に配置される。
【0057】
これによって、第１載置溝１２１に形成された第１支持部１２３のうち重複領域Ｓ１、Ｓ２に配置される一部の面積は第２載置溝１２２に配置されるコイルユニット１１２の一部と直接接触して第２載置溝１２２に配置されるコイルユニット１１２の一部を支持し、第２載置溝１２２に形成された第２支持部１２４のうち重複領域Ｓ１、Ｓ２に配置される一部の面積は第１載置溝１２１に配置されるコイルユニット１１１の一部と直接接触して第１載置溝１２１に配置されるコイルユニット１１１の一部を支持することができる。
【0058】
一方、放熱ブラケット１２０は後述するように、放熱特性を有する素材で設けられて放熱機能が付加されるが、この場合、それぞれのコイルユニット１１１、１１２は一面のうち重複領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を除いた残りの部分がすべて放熱ブラケット１２０側に接することができるようになるので、放熱ブラケット１２０との接触面積を最大限確保してコイルユニット１１１、１１２で発生する熱が放熱ブラケット１２０を通じて速やかに拡散するようにすることができる。ここで、放熱ブラケット１２０の放熱機能は関連する部分で後述する。
【0059】
一方、第１載置溝１２１および第２載置溝１２２はコイルユニット１１１、１１２の厚さと同じ深さを有するように形成され得、放熱ブラケット１２０の厚さは互いに積層された二つのコイルユニット１１１、１１２の厚さを合わせた厚さと同じ厚さを有することができる。すなわち、放熱ブラケット１２０の厚さは第１コイルユニット１１１の厚さと第２コイルユニット１１２の厚さを合わせた厚さと同じ厚さであり得る。
【0060】
これにより、本発明に係る無線充電送信モジュール１００はコイルユニット１１１、１１２の位置を整列するための放熱ブラケット１２０を使用しても厚さが増加することなく、かつ複数個のコイルユニット１１１、１１２を簡便に整列するようにすることができる。
【0061】
また、放熱ブラケット１２０に形成された載置溝１２１、１２２にコイルユニット１１１、１１２が収容された後、コイルユニット１１１、１１２の一面を含んだ放熱ブラケット１２０の一面が水平面をなすようになるので、磁場遮蔽シート１３０との接触面積を広げることができる。これにより、磁場遮蔽シート１３０が放熱ブラケット１２０により支持され得るので、磁場遮蔽シート１３０が柔軟性を有するか脆性の強い材質からなるシート形態で製作されても適用が可能となる。
【0062】
一方、放熱ブラケット１２０の少なくとも一面には、それぞれのコイルユニット１１１、１１２に備えられる一対の連結端子１１１ａ、１１２ａを収容するためのガイド溝１２５が形成され得る。このようなガイド溝１２５は、第１載置溝１２１および第２載置溝１２２のうち少なくとも一つと連通するように形成されることによって、該当載置溝１２１、１２２にそれぞれ収容されたコイルユニット１１１、１１２の連結端子１１１ａ、１１２ａが適切に配置され得るようにする。一例として、ガイド溝１２５は放熱ブラケット１２０の第２面１２０ｂにすべて形成され得るが、ガイド溝１２５が形成される面が第２面１２０ｂに限定されるものではない。
【0063】
このようなガイド溝１２５は、コイルユニット１１１、１１２を構成する導電性部材の線径と略同じ大きさの高さを有するように備えられて放熱ブラケット１２０の一面に磁場遮蔽シート１３０が配置される場合、第１コイルユニット１１１および第２コイルユニット１１２の一面が磁場遮蔽シート１３０の一面に完全に面接され得るようにする。
【0064】
一方、開示された発明に係る無線充電送信モジュール１００に適用される放熱ブラケット１２０は、コイルユニット１１１、１１２の配置を容易にし位置を固定する役割とともにコイルユニット１１１、１１２の作動時にコイルユニット１１１、１１２で発生する熱を速やかに拡散させて発熱問題を解消できるように放熱機能を有する素材で設けられ得る。
【0065】
図７は本発明の第２実施例に係る放熱ブラケット１２０を図示した図面である。
【0066】
本実施例に係る放熱ブラケット１２０はその外面に放熱性を有するコーティング層１２６が形成される。
【0067】
ここで、放熱ブラケット１２０はそれ自体が放熱性を有するプラスチック材質で形成されてもよく、放熱性を有するプラスチック材質からなる放熱ブラケット１２０の外面に放熱性を有するコーティング層１２６が形成されてもよい。
【0068】
放熱性を有するコーティング層１２６は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）およびグラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）混合組成物からなるコーティング組成物などによって形成され得る。
【0069】
ただし、コーティング層１２６の種類はこれに限定されず、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂にはカーボン系フィラーのような熱伝導性フィラー、グラフェン、炭素ナノチューブおよびボロンナイトライドなどのような物質が含まれてもよい。
【0070】
また、放熱性を有するプラスチックとしては、ベース樹脂にグラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）を添加した素材が使われ得る。ここで、ベース樹脂は、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ＡＢＳ（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂、ＰＡ６樹脂、ＰＡ６６樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂およびＰＢＴ樹脂を含む群から選択された少なくとも一つを含むことができ、実施例によってベース樹脂にはグラファイトだけでなく、ドーパミンコーティングされたニッケル（Ｎｉ）が一緒に添加され得る。
【0071】
本実施例において、放熱ブラケット１２０はベース樹脂にグラファイトを添加した素材で形成される。
【0072】
しかし、放熱のためのコーティング層１２６および／または放熱プラスチックの材質はこれに限定されず、放熱のために使われる公知のコーティング材および放熱プラスチックがすべて使われ得ることを明らかにしておく。
【0073】
一方、放熱ブラケット１２０は他の部材との結合のための少なくとも一つの締結孔が貫通形成され得る。このような締結孔はボルト部材のような締結合体が結合されるか通過することができる。
【0074】
放熱ブラケット１２０がプラスチック材質からなる場合、締結部材による他の部品との結合時に放熱ブラケット１２０が破損することを防止することができるように、放熱ブラケット１２０には所定の面積を有する金属部材が部分的に内蔵され、締結孔が金属部材と対応する位置に形成されることによって、締結力および耐久性を高めることもできる。ここで、金属部材はインサートモールディングを通じて放熱ブラケット１２０と一体化することができるが、金属部材と放熱ブラケット１２０の結合方式はこれに限定されるものではない。
【0075】
磁場遮蔽シート１３０は、コイルユニット１１１、１１２の一面に配置されてコイルユニット１１１、１１２に誘起する無線電力信号によって発生する磁場を遮蔽すると共に所要の方向に集束させる役割を遂行する。
【0076】
磁場遮蔽シート１３０は所定の面積を有する板状の部材からなり、放熱ブラケット１２０の第２面１２０ｂを覆うように配置される。磁場遮蔽シート１３０は磁場を遮蔽すると共に所要の方向に集束させることができるように磁性を有する材質からなる。
【0077】
磁場遮蔽シート１３０は磁場を遮蔽できる材質であるセンダスト（Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ）粉末にポリマーを含ませたセンダストシート、Ｍｎ－Ｚｎフェライトシート、またはＮｉ－Ｚｎフェライトシートなどを含む。
【0078】
センダストシートは、本実施例の無線充電送信モジュール１００に適用されて十分な磁場遮蔽効果を得るためには、厚さが２．３ｍｍ以上に形成されなければならないので、薄膜化が難しく、無線充電送信モジュール１００の体積および重さが増加する。
【0079】
また、Ｍｎ－Ｚｎフェライトシートの場合には、センダストシートと対比して浅い厚さで形成され得るものの、素材自体の重さ減少効果が大きくない。
【0080】
したがって、本実施例において磁場遮蔽シート１３０としては、Ｎｉ－Ｚｎフェライトシートが使われる。
【0081】
Ｎｉ－ＺｎフェライトシートはＭｎ－Ｚｎフェライトシートに比べて薄くて軽い材質であるため、同じコイルユニット１１１、１１２を基準として実験した結果、Ｎｉ－Ｚｎフェライトシートは１．６ｍｍの厚さで２．３ｍｍ厚さのセンダストシートと類似の遮蔽効果を得ることができる。また、このような厚さでＮｉ－Ｚｎフェライトシートを形成する場合、センダストシートで形成される場合と比べて略３２％の重さ減少効果を得ることができる。
【0082】
また、Ｎｉ－Ｚｎフェライトシートには可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を確保するために、焼結後に微細なかけらに粉砕するプレート工程が遂行される。したがって、磁場遮蔽シート１３０としてＮｉ－Ｚｎフェライトシートを使う場合、外部の衝撃が伝えられてもこれによる磁場遮蔽シート１３０の損傷およびそれによる磁気特性の変更を予防することができる。
【0083】
放熱ブラケット１２０の一側面を覆う磁場遮蔽シート１３０は、放熱ブラケットの一側面に対応する一面とその反対側に外部に露出している露出面を含み、磁場遮蔽シート１３０の露出面には熱の拡散を助ける放熱プレート１４０が配置される。放熱プレート１４０はその一面が磁場遮蔽シート１３０の露出面を覆うように配置される。
【0084】
したがって、コイルユニット１１１、１１２で発生した熱は放熱プレート１４０を通じてよりはやく拡散および放熱され得る。
【0085】
放熱プレート１４０は、磁場遮蔽シート１３０と対応するように所定の面積を有する板状の部材で形成されて磁場遮蔽シート１３０の外面を覆うように配置される。放熱プレート１４０は高い熱伝導率を有する金属材質で形成される。放熱プレート１４０は、一例としてアルミニウムであり得るが、これに限定されず、ステンレススチール、銅などのように熱伝導度が良好な金属材質であればどのような材質も可能である。
【0086】
磁場遮蔽シート１３０と放熱プレート１４０は互いに一定の関係式を有するように形成され得る。一例として、磁場遮蔽シート１３０の厚さよりも放熱プレート１４０の厚さをより厚く形成できるが、磁場遮蔽シート１３０の厚さをＡ、放熱プレート１４０の厚さをＢとするとき、下記の関係式を満足することができる。
【0087】
［関係式１］
０＜Ａ／Ｂ＜１
０＜Ａ／Ｂ＜１
【0088】
本実施例において、磁場遮蔽シート１３０は０．１ｍｍの厚さを有し、放熱プレート１４０は１ｍｍの厚さを有することができる。すなわち、磁場遮蔽シート１３０の厚さよりも放熱プレート１４０の厚さはより厚く形成され得、好ましくは放熱プレート１４０の厚さは磁場遮蔽シート１３０の厚さと比較して２倍以上であり得る。しかし、これに限定されず、必要に応じて磁場遮蔽シート１３０と放熱プレート１４０の厚さは前記の［関係式１］を充足する範囲内で調節可能である。
【0089】
図８には無線充電送信モジュール１００の概略図を図示した。
【0090】
無線充電送信モジュール１００は、前述したコイルユニット１１１、１１２、放熱ブラケット（図示されず）、磁場遮蔽シート１３０および放熱プレート１４０と共に無線充電送信モジュールの駆動を制御する印刷回路基板１５０と、無線充電送信モジュール１００の外観を形成し、前述した無線充電送信モジュール１００の構成を収容するカバー１６を含むことができる。
【0091】
このように、印刷回路基板１５０を有する無線充電送信モジュール１００の場合、印刷回路基板１５０が動作する過程で印刷回路基板１５０にはＥＭＩ（電磁波干渉、Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が発生せざるを得なくなるが、放熱プレート１４０は上述した通り、金属であるアルミニウム材質で形成されているだけでなく、磁場遮蔽シート１３０と印刷回路基板１５０の間に配置されるので、放熱プレート１４０が印刷回路基板１５０で発生したＥＭＩが磁場遮蔽シート１３０側に伝えられることを防ぐ。すなわち、金属材質である放熱プレート１４０はＥＭＩを遮断する役割も遂行する。
【0092】
したがって、コイルユニット１１１、１１２で発生した磁場が印刷回路基板１５０で発生するＥＭＩによって妨害されることが防止され、それにより、ＥＭＩによるコイルユニット１１１、１１２のインダクタンスの減少および抵抗の増加が防止される。
【0093】
本実施例において、放熱プレート１４０は放熱ブラケット１２０の一側面を覆っている磁場遮蔽シート１３０の露出面を覆うように形成されるか、これに限定されるものではない。
【0094】
図９には本発明の第３実施例に係る無線充電送信モジュール１００が開示されている。
【0095】
本発明の第３実施例に係る放熱プレート１４０’は磁場遮蔽シート１３０’の外面だけでなく、磁場遮蔽シート１３０’の外側の終端を覆うように配置されて、磁場遮蔽シート１３０’の外側の終端を通じて伝えられた熱もよりはやく拡散させることができるようになっている。
【0096】
また、実施例によって磁場遮蔽シート１３０は、フレーク処理されて複数の微細なかけらに分離され得、Ｎｉ－Ｚｎフェライトの代わりに非晶質金属を利用した薄板磁性シート材質で形成される場合には、多層構造で形成されてもよい。
【0097】
以上、一実施例に係る放熱ブラケット１２０およびこれを含む無線充電送信モジュール１００の構造について詳察した。
【0098】
前述した放熱ブラケットおよびこれを含む無線充電送信モジュール１００によると次のような効果を期待することができる。
【0099】
まず、コイルユニット１１１、１１２と放熱ブラケット１２０が隣り合って配置されるようにすることによって、コイルユニット１１１、１１２で発生した熱を効果的に除去するようにすることができる。また、無線充電送信モジュール１００に放熱機能を有する放熱ブラケット１２０を適用することによって、コイルユニット１１１、１１２の動作時に発生する発熱の問題を改善することができる。
【0100】
それだけでなく、放熱ブラケット１２０の一面と他面に載置溝１２１、１２２を形成して複数個のコイルユニット１１１、１１２を認証規格に合うように簡便に配置するようにすることができる。これによって組立生産性を高めることができ、コイルユニット１１１、１１２の位置が載置溝１２１、１２２を通じて固定されるようにすることによって、受信コイルと送信コイル間の整列位置が変更されることを防止して一定した充電効率を達成することができる。
【0101】
以下、無線充電部品の効率および放熱性を評価するために開示された発明に係る放熱ブラケット１２０を使ってコイルアッセイ試片を製作し、これを無線充電器の部品に適用して充電効率を測定する実験を遂行した。
【0102】
後述するように［実施例１］、［実施例２］、［比較例１］および［比較例２］の試片を製作してこれを無線充電器の部品に適用して充電効率を測定した。
【0103】
［実施例１］
Ｎｉ－Ｚｎフェライトフィルムと開示された発明に係る放熱ブラケットが適用されたコイルアッセイ試片を無線充電器の部品に適用した場合である。
Ｎｉ－Ｚｎフェライトフィルムと開示された発明に係る放熱ブラケットが適用されたコイルアッセイ試片を無線充電器の部品に適用した場合である。
【0104】
［実施例２］
［実施例１］の放熱ブラケットの表面にコーティング層を形成した場合である。
［実施例１］の放熱ブラケットの表面にコーティング層を形成した場合である。
【0105】
［比較例１］
センダスト素材を射出してコイルを固定下コイルアッセイ試片を無線充電器の部品に適用した場合である。
センダスト素材を射出してコイルを固定下コイルアッセイ試片を無線充電器の部品に適用した場合である。
【0106】
［比較例２］
Ｎｉ－Ｚｎフェライトフィルムにコイルを付着したコイルアッセイ試片を無線充電器の部品に適用した場合である。
Ｎｉ－Ｚｎフェライトフィルムにコイルを付着したコイルアッセイ試片を無線充電器の部品に適用した場合である。
【0107】
［実施例１］、［実施例２］、［比較例１］および［比較例２］の試片を適用した無線充電送信モジュール１００の無線充電効率および発熱性を評価した結果を下記の［表１］に表わした。
【0108】
【表1】
【0109】
実験結果、［実施例１］および［実施例２］の場合、［比較例１］および［比較例２］の場合と比較して充電効率のばらつきが少なく、発熱温度も低いことを確認することができた。
【0110】
以上、添付図面を参照して開示された実施例を説明した。本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく開示された実施例と異なる形態で本発明を実施できることが理解できるであろう。開示された実施例は例示的なものであり、限定的なものと解釈されてはならない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
