(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央壁部の外周側に外壁部が形成されて該中央壁部と該外壁部の間において軸方向一方の端面に開口する溝部が形成された透磁性材からなるコア部材に対して、該溝部に第一のコイル部材が組み付けられると共に、該外壁部の外周面に第二のコイル部材が組み付けられることによってコイルヘッドが構成されている一方、該コイルヘッドの一対が用いられて、かかる一対のコイルヘッドが同一中心軸上で配されていると共に、各該コイルヘッドの該コア部材における該溝部の開口側の軸方向端面が相互に対向位置せしめられており、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第一のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第一の伝送路が構成されていると共に、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第二のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第二の伝送路が構成されており、更に、
前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材にノイズ抑制用コイル部材が設けられていることを特徴とする可動型伝送装置。
【請求項２】
前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされている一方、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記外壁部の外周面上に前記ノイズ抑制用コイル部材が設けられた請求項１に記載の可動型伝送装置。
【請求項３】
前記電力用伝送路を通じての電力伝送に伴って前記信号用伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力に対応して、該ノイズ起電力を低減する逆起電力を該信号用伝送路に生ぜしめるだけの磁界を、前記ノイズ抑制用コイル部材への通電によって惹起させるノイズ抑制用給電手段が設けられた請求項２に記載の可動型伝送装置。
【請求項４】
中央壁部の外周側に外壁部が形成されて該中央壁部と該外壁部の間において軸方向一方の端面に開口する溝部が形成された透磁性材からなるコア部材に対して、該溝部に第一のコイル部材が組み付けられると共に、該外壁部の外周面に第二のコイル部材が組み付けられることによってコイルヘッドが構成されている一方、該コイルヘッドの一対が用いられて、かかる一対のコイルヘッドが同一中心軸上で配されていると共に、各該コイルヘッドの該コア部材における該溝部の開口側の軸方向端面が相互に対向位置せしめられており、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第一のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第一の伝送路が構成されていると共に、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第二のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第二の伝送路が構成されており、更に、
前記一対のコア部材が中心軸上を貫通する貫通孔を有する環形状とされていると共に、これら一対のコア部材の該貫通孔に跨って挿通されて該一対のコア部材に跨って巻装された第三のコイル部材の一対を設けて、該第三のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第三の伝送路が構成されている可動型伝送装置。
【請求項５】
略環形状の透磁性材に対して前記溝部としての周溝が形成されることによって前記中央壁部としての該周溝の内周壁部と前記外壁部としての該周溝の外周壁部が形成された前記コア部材とされていると共に、前記第一のコイル部材が該内周壁部と該外周壁部の対向面間を該周溝に沿って周方向に延びるように該コア部材に組み付けられている一方、前記第二のコイル部材が該外周壁部の外周面上を周方向に延びるように該コア部材に組み付けられている請求項１乃至４の何れか一項に記載の可動型伝送装置。
【請求項６】
前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされている請求項１乃至５の何れか一項に記載の可動型伝送装置。
【請求項７】
前記一対のコイルヘッドが前記中心軸回りに相対回転可能に配されている請求項１乃至６の何れか一項に記載の可動型伝送装置。
【請求項８】
前記一対のコイルヘッドを構成する各前記コア部材が、互いに離隔して対向位置せしめられている請求項１乃至７の何れか一項に記載の可動型伝送装置。
【請求項９】
前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材の外側に電磁遮蔽部材が設けられている請求項１乃至８の何れか一項に記載の可動型伝送装置。
【請求項１０】
前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材の外側に低透磁率部材が設けられている請求項１乃至９の何れか一項に記載の記載の可動型伝送装置。
【請求項１１】
コレステリック液晶素子および該コレステリック液晶素子の駆動回路を含んで構成された液晶表示装置に前記一対のコイルヘッドの一方が装着されると共に、該液晶表示装置と独立して別体形成されて、該液晶表示装置の該駆動回路との間で表示制御信号を送受信するコントロール回路および電力を供給する給電回路を含んで構成された表示制御装置に該一対のコイルヘッドの他方が装着されて構成される一方、前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされている請求項１乃至１０の何れか一項に記載の可動型伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対変位する部材間に設けられて、電磁誘導を用いて電気信号の伝送を行なう可動型伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばロボットの関節部分などのような相対変位せしめられる部材間で電力や信号などの電気信号を伝送する手段の一つとして、可動型伝送装置が用いられている。このような可動型伝送装置は、一般的に、透磁性材からなるコア部材の内部にコイル部材を設けたコイルヘッドの一対を所定のギャップを隔てて相対変位可能に対向位置せしめ、これら両コイル部材を電磁結合せしめることによって、電気信号の伝送を行なうようにされている。
【０００３】
ところで、このような可動型伝送装置を用いて電力と信号の双方を伝送したり、２チャンネル以上の信号を伝送しようとする場合には、伝送しようとする電気信号の数だけコイルヘッドの組を設ける必要があって、スペース効率の悪化を招くという問題があった。
【０００４】
このような問題に対処するために、例えば特許文献１には、電力を伝送するコア部材と信号を伝送するコア部材を同一中心軸上に配設した可動型伝送装置が開示されている。しかし、特許文献１に記載の如き可動型伝送装置においては、互いの磁路が干渉してノイズが発生することを避けるために、電力を伝送するコア部材を、信号を伝送するコア部材と軸方向で重なり合わない程度に大きく形成する必要があることから、未だ十分なコンパクト化は実現困難であった。更に、これら電力用のコア部材と信号用のコア部材との位置合わせと共に、これらに対向する他方のコア部材との位置合わせも高精度に行なわなければならず、製造工程の増加を招くものであった。
【０００５】
一方、特許文献２および特許文献３には、共通のコア部材に電力用のコイル部材と信号用のコイル部材とを設けた可動型伝送装置が開示されている。このようにすれば、電力用と信号用でそれぞれ別個のコア部材を設けることが不要とされることから、更なるコンパクト化を図り得る。しかし、特許文献２や３に記載の如き可動型伝送装置においては、電力用のコイル部材から生ぜしめられる磁束と信号用のコイル部材から生ぜしめられる磁束との干渉に起因するノイズの発生を避けるために、コア部材における電力用のコイル部材と信号用のコイル部材との間にこれらの磁路を区切る溝などのギャップを形成する必要があることから、やはり十分なコンパクト化は実現困難であった。また、ギャップを形成するために特別な加工や特別な成形型が必要とされることから、製造が難しく、製造コストの増加をも招くものであった。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２９８１２１号公報
【特許文献２】特開平７−６６０５７号公報
【特許文献３】特開平１１−３５４３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、複数の電気信号の伝送に際して、磁路の干渉に起因して生じるノイズを抑えつつ、構造の簡易化とコンパクト化を図ることの出来る、新規な構造の可動型伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【０００９】
すなわち、本発明の第一の態様は、中央壁部の外周側に外壁部が形成されて該中央壁部と該外壁部の間において軸方向一方の端面に開口する溝部が形成された透磁性材からなるコア部材に対して、該溝部に第一のコイル部材が組み付けられると共に、該外壁部の外周面に第二のコイル部材が組み付けられることによってコイルヘッドが構成されている一方、該コイルヘッドの一対が用いられて、かかる一対のコイルヘッドが同一中心軸上で配されていると共に、各該コイルヘッドの該コア部材における該溝部の開口側の軸方向端面が相互に対向位置せしめられており、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第一のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第一の伝送路が構成されていると共に、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第二のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第二の伝送路が構成されており、更に、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材にノイズ抑制用コイル部材が設けられていることを特徴とする可動型伝送装置にある。
【００１０】
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、共通のコア部材を用いて、第一の伝送路と第二の伝送路が構成されている。これにより、複数の伝送路を有する可動型伝送装置をよりコンパクトに実現することが出来る。それと共に、溝などのギャップを形成することも不要とされていることから、コア部材の外径寸法を小さくすることが出来て、コンパクト化がより有利に実現されると共に、より簡易な構成とすることが出来て、製造効率の向上も図られ得る。
【００１１】
さらに、本態様においては、両コイルヘッドを対向位置せしめることによって電力や信号の伝送が可能とされていることから、コネクタなどのような物理的な嵌合が不要とされる。これにより、例えば基板間の電気的な接続に本態様に従う構造とされた可動型伝送装置を用いれば、繰り返しの接続による物理的な損傷のおそれも有利に回避することが出来る。
【００１２】
そして、特に本態様においては、第二のコイル部材をコア部材の外周面上に設けることによって、共通のコア部材を用いつつも、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁束と第二のコイル部材から生ぜしめられる磁束との干渉を可及的に回避しつつ、ノイズの発生を抑えた電気信号の伝送を行なうことが可能とされている。即ち、本態様においては、第二のコイル部材がコア部材の外周面上に設けられている、換言すれば、第二のコイル部材の外側にはコア部材が設けられていない。これにより、第二のコイル部材の外側の透磁率がコア部材に比して小さくされており、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁力線の殆どは、コア部材から外部に飛び出すことなく外壁部内を通るようにされる。その結果、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁力線がコア部材の外壁部から外部に飛び出して第二のコイル部材の外側に回り込み、第二のコイル部材から生ぜしめられる磁力線と干渉するようなことが抑えられている。
【００１３】
それと共に、本願発明者は、コイル部材から生ぜしめられる磁力線は磁気抵抗が最小となる最短経路を通ることに着目し、第一のコイル部材から生ぜしめられてコア部材の外壁部を通る磁力線は、外壁部の内側を通り、外壁部の外側は殆ど通らないであろうと予測した。そして、殆ど磁力線が通らないと予想される外壁部の外側を第二のコイル部材の磁路として用いることによって、溝などの特別なギャップを形成すること無しに、共通のコア部材を用いつつも互いの磁束の干渉に起因するノイズの発生を抑えた伝送を可能としたのである。加えて、第二のコイル部材の外側にコア部材が設けられないことから、コア部材の寸法を更に小さくすることが出来て、更なるコンパクト化を図ることも出来る。また、本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、第一の伝送路又は第二の伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力をキャンセルする逆起電力をこれら伝送路に生ぜしめる磁界をノイズ抑制用コイルへの通電によって惹起させることによって、フィルタ回路等のような複雑な構造を用いることなく、簡易な構成をもって第一の伝送路や第二の伝送路に生じるノイズを更に軽減乃至は解消することが出来る。ここにおいて、ノイズ抑制用コイルの配設位置や巻数は、ノイズ抑制の対象となる伝送路が第一および第二の何れであるか、抑制すべきノイズの大きさや周波数等を考慮して適宜に設定されるものである。例えば、ノイズ抑制用コイルを、第一のコイル部材と同様にコア部材における中央壁部と外壁部の対向面間に配設しても良いし、第二のコイル部材と同様にコア部材の外壁部の外周面上に配設しても良い。また、例えばノイズ抑制用コイルの巻数は、第一のコイル部材や第二のコイル部材と同数であっても良いし、それ以上でもそれ以下でも良い。更には、ノイズ抑制用コイルは、必ずしも１周以上巻回される必要も無いのであって、例えば半周だけ巻回せしめる等しても良い。
【００１４】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る可動型伝送装置において、略環形状の透磁性材に対して前記溝部としての周溝が形成されることによって前記中央壁部としての該周溝の内周壁部と前記外壁部としての該周溝の外周壁部が形成された前記コア部材とされていると共に、前記第一のコイル部材が該内周壁部と該外周壁部の対向面間を該周溝に沿って周方向に延びるように該コア部材に組み付けられている一方、前記第二のコイル部材が該外周壁部の外周面上を周方向に延びるように該コア部材に組み付けられていることを、特徴とする。
【００１５】
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、コア部材が環形状とされていることから、対向位置せしめられたコア部材が周方向に変位せしめられた場合でも、周溝の開口側の軸方向端面の対向状態が維持されることによって、第一および第二のコイル部材間の電磁結合状態を維持することが出来る。これにより、コイルヘッド間の周方向の位置合わせを不要とすることが出来ると共に、対向位置せしめられたコア部材間での周方向の相対変位を許容することも出来る。
【００１６】
なお、第一の伝送路および第二の伝送路は、電力を伝送するものでも良いし、信号を伝送するものでも良い。例えば、第一及び第二の伝送路の両方を電力を伝送する電力用伝送路としたり、第一及び第二の伝送路の両方を信号を伝送する信号用伝送路とする等しても良い。好適には、本発明の第三の態様として、前記第一又は第二の態様に係る可動型伝送装置において、前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされている態様が採用される。
【００１７】
すなわち、第一のコイル部材は内外両側にコア部材の中央壁部および外壁部が配設されていることから、第一のコイル部材を用いて構成される第一の伝送路は、外側がコア部材の外側に露出せしめられている第二コイル部材を用いて構成される第二の伝送路に比して、安定した伝送を行なうことが出来る。従って、信号に比して大きな誘導起電力が必要とされる電力の伝送路として第一の伝送路を用いることによって、安定した伝送を行なうことが出来る。
【００１８】
本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドが前記中心軸回りに相対回転可能に配されていることを、特徴とする。本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、互いに相対回転する部材の一方にコイルヘッドの一方を装着し、他方にコイルヘッドのもう一方を装着することによって、互いに相対回転する部材間で電力や信号の伝送を行なうことが出来る。
【００１９】
本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドを構成する各前記コア部材が、互いに離隔して対向位置せしめられていることを、特徴とする。
【００２０】
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、両コア部材が非接触とされた状態で電力や信号の伝送を行なうことが出来る。これにより、両コア部材の相対的な変位に伴う擦れによる磨耗等も回避出来ることから、ロボットの関節部等に好適に用いることが出来る。また、コア部材を互いに非接触とした状態で電力や信号の伝送を行なえることから、例えば基板間の接続に本態様に従う構造とされた可動型伝送装置を用いれば、基板間を互いに接触せしめることなく両基板を電気的に接続することが出来て、接続に際する物理的な損傷のおそれを有利に軽減することが出来る。
【００２４】
本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされている一方、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記外壁部の外周面上に前記ノイズ抑制用コイル部材が設けられたことを、特徴とする。
【００２５】
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、ノイズ抑制用コイル部材によって、第一のコイル部材から第二の伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力を低減して、信号に混入するノイズを軽減することが出来る。即ち、本態様においては、第二のコイル部材に比して大きな誘導起電力を生じる第一のコイル部材が電力用伝送路として用いられることによって、信号用伝送路を構成する第二のコイル部材にノイズ起電力が生じ易い。そこで、第二のコイル部材に対応するノイズ抑制用コイル部材を設けることによって、ノイズが生じ易い第二のコイル部材におけるノイズの発生を軽減して、より安定した信号の伝送を行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の第七の態様は、前記第六の態様に係る可動型伝送装置において、前記電力用伝送路を通じての電力伝送に伴って前記信号用伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力に対応して、該ノイズ起電力を低減する逆起電力を該信号用伝送路に生ぜしめるだけの磁界を、前記ノイズ抑制用コイル部材への通電によって惹起させるノイズ抑制用給電手段が設けられたことを、特徴とする。
【００２７】
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、信号用伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力に対応する逆起電力を信号用伝送路に生ぜしめることによって、信号用伝送路に生じるノイズを有利に軽減することが出来る。ここにおいて、ノイズ抑制用給電手段としては、信号用伝送路に生ぜしめられ得るノイズ起電力を予め測定し、かかる測定値に基づいて所定の電力をノイズ抑制用コイルへ通電するようにしても良いし、或いは、信号用伝送路に生ぜしめられたノイズ起電力に応じて、ノイズ抑制用コイルへの通電量を変化せしめる等しても良い。
【００２８】
本発明の第八の態様は、前記第一乃至第七の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材の外側に電磁遮蔽部材が設けられていることを、特徴とする。本態様によれば、コイルヘッドから生ぜしめられる電磁波が他の電子部品に与える影響を抑えることが出来ると共に、他の電子部品から受けるノイズを軽減することも出来て、電力や信号の送受信をより安定して行うことが出来る。
【００２９】
本発明の第九の態様は、前記第一乃至第八の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材の外側に低透磁率部材が設けられていることを、特徴とする。本態様によれば、第二のコイル部材が設けられたコア部材の周囲の比透磁率をコア部材よりも十分に低くすることによって、コア部材からの漏れ磁束を抑えて、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁束が第二のコイル部材から生ぜしめられる磁束と干渉するおそれをより有利に抑えることが出来る。ここにおいて、低透磁率部材としては、例えばポリテトラフルオロエチレンやエポキシ樹脂等従来公知の部材が適宜に採用可能である。
【００３０】
なお、本態様においては、前記第八の態様に係る可動型伝送装置において、前記コア部材と前記電磁遮蔽部材との間に低透磁率部材が介在せしめられている態様が、好適に採用される。このようにすれば、コイルヘッドから発せられる磁束によって電磁遮蔽部材に生ぜしめられる渦電流を抑えることが出来て、渦電流によってコイルヘッドの磁気エネルギーが吸収されるようなことを抑えることが出来る。
【００３１】
本発明の第十の態様は、中央壁部の外周側に外壁部が形成されて該中央壁部と該外壁部の間において軸方向一方の端面に開口する溝部が形成された透磁性材からなるコア部材に対して、該溝部に第一のコイル部材が組み付けられると共に、該外壁部の外周面に第二のコイル部材が組み付けられることによってコイルヘッドが構成されている一方、該コイルヘッドの一対が用いられて、かかる一対のコイルヘッドが同一中心軸上で配されていると共に、各該コイルヘッドの該コア部材における該溝部の開口側の軸方向端面が相互に対向位置せしめられており、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第一のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第一の伝送路が構成されていると共に、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第二のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第二の伝送路が構成されており、更に、前記一対のコア部材が中心軸上を貫通する貫通孔を有する環形状とされていると共に、これら一対のコア部材の該貫通孔に跨って挿通されて該一対のコア部材に跨って巻装された第三のコイル部材の一対を設けて、該第三のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第三の伝送路が構成されていることを特徴とする可動型伝送装置にある。
【００３２】
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、コア部材の周方向に延びる磁路を用いて、一対の第三のコイル部材が電磁結合せしめられる。これにより、一対の第三のコイル部材の間で電気信号の伝送を行なうことが可能とされる。即ち、第一のコイル部材および第二のコイル部材によってコア部材に及ぼされるコア部材の軸方向の磁気モーメントに対して、第三のコイル部材によって、コア部材の周方向の磁気モーメントが合成される。そして、第一のコイル部材および第二のコイル部材は合成された磁気モーメントの軸方向成分を用いた相互誘導作用によって電気信号の伝送を行なうことが可能とされると共に、第三のコイル部材は合成された磁気モーメントの周方向成分を用いた相互誘導作用によって電気信号の送受信を行なうことが可能とされる。これにより、共通のコア部材を用いて、第一乃至第三の３つの伝送路を構成することが可能となり、より優れたスペース効率を得ることが出来る。
【００３３】
本発明の第十一の態様は、前記第一乃至第十の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、コレステリック液晶素子および該コレステリック液晶素子の駆動回路を含んで構成された液晶表示装置に前記一対のコイルヘッドの一方が装着されると共に、該液晶表示装置と独立して別体形成されて、該液晶表示装置の該駆動回路との間で表示制御信号を送受信するコントロール回路および電力を供給する給電回路を含んで構成された表示制御装置に該一対のコイルヘッドの他方が装着されて構成される一方、前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされていることを、特徴とする。
【００３４】
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、コレステリック液晶素子を備えた液晶表示装置に対して、共通のコア部材を用いて電力及び信号の両方を伝送することが可能とされている。これにより、液晶表示装置の更なる小型化を図ることが出来る。また、一対のコイルヘッドを対向位置せしめることによって液晶表示装置と表示制御装置が電気的に接続されることから、コネクタなどの物理的な嵌合による損傷のおそれも軽減されると共に、接続の自由度も向上せしめられて、接続を容易に行なうことが出来る。
【００３５】
また、コレステリック液晶は、双安定性によって、電圧を供給せずとも表示内容を維持出来る特性を有する。そこで、第二の伝送路を用いて書き換えに必要な信号を送信する際に、第一の伝送路を用いてコレステリック液晶素子の駆動に必要な電力を併せて供給することによって、液晶表示装置内に電源を内蔵することを不要とすることが出来て、液晶表示器の更なるコンパクト化および省電力化を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００３７】
先ず、図１および図２に、本発明の第一の実施形態に係る可動型伝送装置としての可動型トランス１０を示す。可動型トランス１０は、コア部材１２に第一のコイル部材としての電力用コイル１４ａおよび第二のコイル部材としての信号用コイル１６ａが組み付けられて構成されたコイルヘッド１８ａと、コア部材１２に第一のコイル部材としての電力用コイル１４ｂおよび第二のコイル部材としての信号用コイル１６ｂが組み付けられて構成されたコイルヘッド１８ｂとの一対が対向位置せしめられた構造とされている。
【００３８】
コイルヘッド１８ａを構成するコア部材１２は、例えばフェライト等の強磁性材から形成された所謂ポット型コアとされており、中心軸上を貫通する貫通孔２０を備えた全体として略円環形状とされている。更に、コア部材１２には、軸方向（図２中、上下方向）の一方の端面に開口して全周に亘って延びる溝部を構成する周溝としてのリード溝２２が形成されることによって、リード溝２２の底壁部２４と、リード溝２２の内側を全周に亘って延びる中央壁部としての内周壁部２６と、リード溝２２の外側を全周に亘って延びる外壁部としての外周壁部２８が形成されている。これにより、本実施形態においては、内周壁部２６と外周壁部２８の間にリード溝２２が形成されており、換言すれば、内周壁部２６の径方向両側に、リード溝２２を隔てて外周壁部２８が配設されている。
【００３９】
そして、リード溝２２内に銅などによって形成されたリード線が所定回数巻回せしめられることによって、電力用コイル１４ａが形成されている。これにより、図３に示すように、電力用コイル１４ａは、内周壁部２６と外周壁部２８との間をリード溝２２に沿ってコア部材１２の周方向に延びるようにコア部材１２に組み付けられている。なお、本実施形態においては、電力用コイル１４ａを構成するリード線はコア部材１２に直接に巻回せしめられているが、例えば、コア部材１２と別途に用意したボビンにリード線を巻回せしめて電力用コイル１４ａを形成して、かかる電力用コイル１４ａを備えたボビンをリード溝２２内に取り付けることによって、電力用コイル１４ａをコア部材１２に組み付ける等しても良い。
【００４０】
また、コア部材１２の外周面を構成する外周壁部２８の外周面３０上には、銅などによって形成されたリード線が所定回数巻回せしめられることによって、信号用コイル１６ａが形成されている。これにより、図３に示すように、信号用コイル１６ａは、コア部材１２の外周面３０上でコア部材１２の周方向に延びるようにして組み付けられている。
【００４１】
なお、図３は、電力用コイル１４ａおよび信号用コイル１６ａの延び出し方向を明らかにするためにモデル的に示したものであり、電力用コイル１４ａおよび信号用コイル１６ａの巻数は、要求される伝送特性等を考慮して適宜に設定され得るものである。例えば、電力用コイル１４ａや信号用コイル１６ａをコア部材１２の半周のみ巻回せしめる等しても良いし、電力用コイル１４ａをリード溝２２内に略隙間の無い程度に幾重にも重ねて巻回する等しても良い。
【００４２】
次に、コイルヘッド１８ｂについて説明する。コイルヘッド１８ｂは、上述のコイルヘッド１８ａと略同様の構造とされていることから、コイルヘッド１８ａと略同様の構造とされた部材および部位については、図中に同一の符号を付することにより、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
コイルヘッド１８ｂは、コア部材１２のリード溝２２内に、コイルヘッド１８ａにおける電力用コイル１４ａと略同様の構造とされた電力用コイル１４ｂが組み付けられていると共に、コア部材１２の外周面３０上に、コイルヘッド１８ａにおける信号用コイル１６ａと略同様の構造とされた信号用コイル１６ｂが組み付けられて構成されている。なお、電力用コイル１４ｂおよび信号用コイル１６ｂの巻数は、要求される伝送特性等を考慮して適宜に設定され得るものであって、何等限定されるものではなく、また、コイルヘッド１８ａに設けられた電力用コイル１４ａや信号用コイル１６ａと同じ巻き数とされても良いし、異ならされても良い。
【００４４】
さらに、コイルヘッド１８ｂのコア部材１２の外周面３０には、ノイズ抑制用コイルとしてのキャンセルコイル３２が組み付けられている。キャンセルコイル３２は、信号用コイル１６ｂと略同様に、銅などによって形成されたリード線が所定回数巻回せしめられることによって形成されており、これにより、キャンセルコイル３２は、コア部材１２の外周面３０上でコア部材１２の周方向に延びるようにして組み付けられている。ここにおいて、キャンセルコイル３２の巻数は、信号用コイル１６ｂに生じ得るノイズ起電力などを考慮して適宜に設定されるものであり、例えば、コア部材１２の半周のみ巻回せしめる等しても良いし、コア部材１２を複数回に亘って重ねて巻回せしめる等しても良い。
【００４５】
このような構造とされたコイルヘッド１８ａ，１８ｂは、例えば一方のコイルヘッド１８ａが互いに相対回転せしめられる部材３３ａ，３３ｂ（図４参照）の一方の部材３３ａに装着されると共に、他方のコイルヘッド１８ｂが他方の部材３３ｂに装着されて、互いにリード溝２２の開口側の端面を所定距離を隔てて向き合わせた状態で、同軸上に配設される。これにより、図１および図２に示すように、両コイルヘッド１８ａ，１８ｂにおける内周壁部２６、２６の開口側の端面３４、３４および外周壁部２８、２８の開口側の端面３６，３６が互いにコイルヘッド１８ａ，１８ｂの軸方向で所定距離を隔てた非接触状態で対向位置せしめられる。
【００４６】
そして、本実施形態における可動型トランス１０は、例えば図４に示すように、コイルヘッド１８ａにおける電力用コイル１４ａを形成するリード線が、部材３３ａに設けられたインバータ３８と電気的に接続されると共に、信号用コイル１６ａを形成するリード線が、部材３３ａに設けられた通信用回路４０と電気的に接続される。一方、コイルヘッド１８ｂにおける電力用コイル１４ｂを形成するリード線が、部材３３ｂに設けられた整流安定化回路４２と電気的に接続されると共に、信号用コイル１６ｂを形成するリード線が、部材３３ｂに設けられた通信用回路４４と電気的に接続される。更に、コイルヘッド１８ｂに設けられたキャンセルコイル３２を形成するリード線が、部材３３ｂに設けられたノイズ除去回路４６と電気的に接続される。これにより、コイルヘッド１８ａとコイルヘッド１８ｂとの間で、電力および信号の伝送が可能とされる。
【００４７】
先ず、コイルヘッド１８ａからコイルヘッド１８ｂに供給される電力の伝送経路について説明する。コイルヘッド１８ａの電力用コイル１４ａが接続されたインバータ３８としては、例えば、ＣＶＣＦ型やＶＶＶＦ型の従来公知のインバータが適宜に採用可能である。そして、部材３３ａに設けられた図示しない電源回路の直流電圧が、インバータ３８によって高周波電圧に変換される。ここにおいて、インバータ３８によって変換された高周波電圧の周波数（出力周波数）は、供給する電力や使用環境等によって異なるものであるが、本実施形態においては、１００Ｈｚ〜５００ＭＨｚ程度の範囲内で適当に設定されている。
【００４８】
そして、インバータ３８によって変換された高周波電圧が電力用コイル１４ａに給電されることによって、電力用コイル１４ａを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束ＢＰ（図２参照）が発生する。電力用コイル１４ａを貫く磁束ＢＰは、コア部材１２の内周壁部２６、底壁部２４、および外周壁部２８における内側寄りの部位を通ると共に、互いに対向位置せしめられた内周壁部２６の端面３４，３４、および外周壁部２８の端面３６，３６を出入りして、対向するコイルヘッド１８ｂに設けられた電力用コイル１４ｂと鎖交する。このように、本実施形態においては、コア部材１２における内周壁部２６の開口側の端面３４および外周壁部２８の開口側の端面３６が送受面とされている。
【００４９】
これにより、電力用コイル１４ａ，１４ｂが電磁結合せしめられて、電力用コイル１４ｂには、相互誘導作用による誘導起電力が生じることとなり、電力用コイル１４ａに供給された高周波電圧が、電力用コイル１４ｂから取り出される。このようにして、電力用コイル１４ａから電力用コイル１４ｂに電力が非接触の状態で伝送される。そして、電力用コイル１４ｂから取り出された高周波電圧は、整流安定化回路４２によって直流電圧に変換された後に、通信用回路４４やノイズ除去回路４６等に供給されることとなる。このように、本実施形態においては、電力用コイル１４ａ，１４ｂによって第一のコイル部材の一対が構成されており、これら電力用コイル１４ａ，１４ｂによって構成される第一の伝送路が、電力を伝送する電力用伝送路とされている。
【００５０】
次に、コイルヘッド１８ａとコイルヘッド１８ｂとの間で送受信される信号の伝送経路について説明する。先ず、コイルヘッド１８ａの信号用コイル１６ａが接続された通信用回路４０によって、部材３３ａに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、高周波電圧に重畳された後に、信号用コイル１６ａに供給される。なお、信号が重畳される高周波電圧は、通信用回路４０によって生成されるようになっており、その周波数は、信号のデータサイズや使用環境等によって異なるものであるが、本実施形態においては、１００Ｈｚ〜１０ＧＨｚ程度の範囲内で適当に設定されている。
【００５１】
そして、信号用コイル１６ａに高周波電圧が給電されることによって、信号用コイル１６ａを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束ＢＳ（図２参照）が発生する。信号用コイル１６ａを貫く磁束ＢＳは、コア部材１２の外周壁部２８における外側寄りの部位およびコア部材１２の外部を通ると共に、互いに対向位置せしめられた外周壁部２８の端面３６，３６および外周面３０を出入りして、対向するコイルヘッド１８ｂに設けられた信号用コイル１６ｂと鎖交する。
【００５２】
これにより、信号用コイル１６ａ，１６ｂが電磁結合せしめられて、信号用コイル１６ｂには、相互誘導作用による誘導起電力が生じることとなり、信号用コイル１６ａに供給された高周波電圧が、信号用コイル１６ｂから取り出される。このようにして、信号用コイル１６ａから信号用コイル１６ｂに電力が非接触の状態で伝送される。そして、信号用コイル１６ｂから取り出された高周波電圧に重畳されている信号は、通信用回路４４によって取り出された後に、部材３３ｂに設けられた図示しない各種の制御回路等に送信される。このように、本実施形態においては、信号用コイル１６ａ，１６ｂによって第二のコイル部材の一対が構成されており、これら信号用コイル１６ａ，１６ｂによって構成される第二の伝送路が、信号を伝送する信号用伝送路とされている。
【００５３】
なお、例えば部材３３ｂから部材３３ａに信号を送信することも可能である。そのような場合には、前述の如き部材３３ａから部材３３ｂに信号を送信した場合とは逆に、部材３３ｂに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、通信用回路４４で高周波電圧に重畳されて信号用コイル１６ｂから信号用コイル１６ａにコア部材１２，１２を介して無接触の状態で伝送された後に、通信用回路４０によって高周波電圧から取り出されることとなる。
【００５４】
さらに、特に本実施形態においては、コイルヘッド１８ｂに設けられたキャンセルコイル３２が、部材３３ｂに設けられたノイズ抑制用給電手段としてのノイズ除去回路４６と電気的に接続されている。ノイズ除去回路４６は、周波数および電圧が予め設定された所定の高周波電圧をキャンセルコイル３２に供給するものである。ここにおいて、ノイズ除去回路４６によって供給される所定の高周波電圧としては、電力用コイル１４ａによって生ぜしめられる磁束ＢＰに起因して信号用コイル１６ｂに生ぜしめられるノイズ起電力を低減する逆起電力を信号用コイル１６ｂに生ぜしめる磁束ＢＣを、キャンセルコイル３２への通電によって惹起し得る高周波電圧が採用される。また、ノイズ起電力を低減する逆起電力としては、ノイズ起電力に対する逆位相で同電圧の高周波電圧乃至はそれに近い高周波電圧が望ましい。なお、キャンセルコイル３２へ供給する高周波電圧の周波数及び電圧の好適値は、例えば、信号用コイル１６ｂから取り出される電気信号に混入するノイズ量を測定しつつ、キャンセルコイル３２に供給する高周波電圧の周波数および電圧を次第に変化させてノイズ量の増減を測定することによって、好適な値にチューニングすることが出来る。
【００５５】
これにより、ノイズ除去回路４６からキャンセルコイル３２に所定の高周波電圧が給電されて、キャンセルコイル３２を貫き、出力周波数に応じて変化する磁束ＢＣが発生する。そして、キャンセルコイル３２から生ぜしめられた磁束ＢＣが、信号用コイル１６ｂと鎖交することによって、信号用コイル１６ｂには電力用コイル１４ａから生ぜしめられる磁束ＢＰに起因するノイズ起電力を軽減乃至は解消する誘導起電力が生ぜしめられる。これにより、信号用コイル１６ｂから取り出される信号に混入するノイズを軽減乃至は解消することが可能とされている。
【００５６】
このような構造とされた可動型トランス１０においては、コア部材１２の外周面３０上に信号用コイル１６ａ，１６ｂを設けたことによって、電力用コイル１４ａから生ぜしめられる磁束ＢＰと、信号用コイル１６ａから生ぜしめられる磁束ＢＳとの干渉を可及的に軽減することが出来る。即ち、本実施形態においては、信号用コイル１６ａ，１６ｂの外側にコア部材が設けられていないことによって、信号用コイル１６ａ，１６ｂの回りの比透磁率がコア部材１２の比透磁率よりも十分に小さくされている。これと磁気抵抗が最小となる最短経路を採る磁力線の特性が協働して、電力用コイル１４ａから生ぜしめられる磁束ＢＰは、殆どコア部材１２における外周壁部２８の外側部分を通ることなく外周壁部２８の内側部分を通る一方、信号用コイル１６ａから生ぜしめられる磁束ＢＳは、外周壁部２８の外側部分を通ることとなる。これにより、本実施形態における可動型トランス１０においては、電力用コイル１４ａによって形成される磁路と信号用コイル１６ａによって形成される磁路とを区切る溝等のギャップをコア部材１２に形成せずとも、電力を伝送する磁束ＢＰと信号を伝送する磁束ＢＳとの干渉を可及的に軽減して、ノイズの発生を抑えた電力および信号の伝送が可能とされている。その結果、電力と信号の伝送を行う可動型伝送装置の更なるコンパクト化が実現されている。
【００５７】
さらに、本実施形態においては、電力の伝送路を形成する電力用コイル１４ａ，１４ｂがコア部材１２のリード溝２２内に配設されていることによって、電力用コイル１４ａ，１４ｂの内外両側にコア部材１２の内周壁部２６および外周壁部２８が配設されている。これにより、信号の伝送に比してより大きな磁束が必要とされる電力の伝送路の略全体がコア部材１２内に形成されるようになっており、多くの磁束を安定して確保して、電力の伝送を安定して行うことが可能とされている。
【００５８】
更にまた、本実施形態においては、コイルヘッド１８ｂにキャンセルコイル３２が設けられていると共に、ノイズ除去回路４６からキャンセルコイル３２に供給される高周波電圧によって、電力用コイル１４ａから生ぜしめられた磁束に起因して信号用コイル１６ｂに生ぜしめられるノイズ起電力を軽減することが出来る。これにより、フィルタ回路などの複雑な構成を用いることなく、簡易な構成をもって信号用コイル１６ｂから取り出される信号に混入するノイズをより有効に低減乃至は解消することが可能とされており、電力と信号を同時に伝送する場合でも、安定した信号の送受信を行うことが可能とされている。
【００５９】
なお、本実施形態における両コイルヘッド１８ａ，１８ｂを軸方向で互いに接触せしめた状態で電力及び信号の伝送を行うことも勿論可能である。このようにすれば、送受面となる端面３４、３４および３６，３６が互いに接触せしめられることから、コア部材１２からの漏れ磁束をより有効に抑えることが出来て、より安定した伝送を行うことが可能となる。
【００６０】
次に、図５に、本発明の第二の実施形態に係る可動型伝送装置としての可動型トランス６０を示す。なお、以下の説明において、前述の実施形態と実質的に同じ部材については、前述の実施形態と同一の符号を付することによって、詳細な説明を省略する。
【００６１】
可動型トランス６０は、前述の第一の実施形態と略同様の構造とされたコイルヘッド１８ａ，１８ｂを備えている。そして、特に本実施形態においては、コイルヘッド１８ａ、１８ｂそれぞれのコア部材１２において送受面となる端面３４，３６を除く外周部分の全体が、軸方向一方に開口する略有底円筒形状を有する低透磁率部材としてのギャップ部材６２に覆われている。これにより、コア部材１２の外周面３０上に設けられた信号用コイル１６ａ，１６ｂおよびキャンセルコイル３２が、ギャップ部材６２に覆われている。ここにおいて、ギャップ部材６２としては、比透磁率の小さな従来公知の部材が適宜に採用可能であり、具体的には、ポリテトラフルオロエチレンやエポキシ樹脂などが例示される。より好適には、ギャップ部材６２としては、非導電性を有する部材が採用される。本実施形態においては、ギャップ部材６２としてポリテトラフルオロエチレンが用いられている。
【００６２】
さらに、それぞれのコイルヘッド１８ａ，１８ｂにおいて、ギャップ部材６２の外側には、軸方向一方に開口する略有底円筒形状を有する電磁遮蔽部材としてのシールド部材６４が設けられている。シールド部材６４は、例えばアルミニウムや銅などの非磁性材料から形成されている。そして、ギャップ部材６２の外側がシールド部材６４で覆われることによって、コア部材１２の送受面となる端面３４、３６を除く外周部分と信号用コイル１６ａ，１６ｂの外周部分およびキャンセルコイル３２の外周部分がシールド部材６４に覆われるようになっている。
【００６３】
このような構造とされた可動型トランス６０によれば、シールド部材６４によって電磁遮蔽構造が構成されており、コア部材１２から漏れ出す磁力線が、シールド部材６４の外部に設けられた電子部品等に影響を与えるおそれや、シールド部材６４の外部に設けられた電子部品等からの磁力線が電力用コア１４ａ，１４ｂや信号用コア１６ａ，１６ｂの電磁誘導作用に影響を与えるおそれが軽減されている。
【００６４】
また、コア部材１２の外周面３０上に透磁率の低いギャップ部材６２が配設されていることによって、電力用コイル１４ａから生ぜしめられた磁束がコア部材１２の外に飛び出すことをより有利に抑えることが出来る。これにより、電力用コイル１４ａから生ぜしめられる磁束が信号用コイル１６ａから生ぜしめられる磁束と干渉することをより有効に抑えることが出来て、より安定した伝送を行なうことが出来る。
【００６５】
さらに、特に本実施形態においては、コア部材１２とシールド部材６４との間にギャップ部材６２が介在せしめられており、かかるギャップ部材６２が非導電性材によって形成されている。これにより、磁力線の影響によってシールド部材６４に渦電流が生ぜしめられることも抑えられており、渦電流によって電力用コイル１４ａ、１４ｂや信号用コイル１６ａ，１６ｂの磁気エネルギーが減少せしめられるおそれも軽減されている。
【００６６】
なお、これらギャップ部材６２やシールド部材６４は、必ずしも両方のコイルヘッド１８ａ，１８ｂに設けられる必要は無く、コイルヘッド１８ａ，１８ｂの何れか一方にのみ設けても良い。また、ギャップ部材６２およびシールド部材６４の何れか一方のみを設けることも可能である。また、本実施形態におけるギャップ部材６２およびシールド部材６４は何れも有底円筒形状とされていたが、底部は必ずしも必要ではなく、これらギャップ部材６２およびシールド部材６４を、軸方向両側に開口する円筒形状とする等しても良い。
【００６７】
次に、図６に、本発明の第三の実施形態に係る可動型伝送装置としての可動型トランス７０を示す。可動型トランス７０は、前述の第一の実施形態と略同様の構造とされた一対のコイルヘッド１８ａ，１８ｂが軸方向で所定距離を隔てて対向位置せしめられている。そして、特に本実施形態においては、銅などによって形成されたリード線が、同軸上に位置せしめられた両コア部材１２，１２の貫通孔２０，２０に跨って挿通されて、両コア部材１２，１２を跨いで所定回数巻回せしめられることによって、第三のコイル部材としての信号用コイル７２ａ，７２ｂが設けられている。換言すれば、信号用コイル７２ａおよび７２ｂ内に両コイルヘッド１８ａ，１８ｂのコア部材１２，１２が挿通せしめられている。なお、図６においては、理解を容易とするために、信号用コイル７２ａ，７２ｂの巻数は一周に満たない巻数とされているが、信号用コイル７２ａ，７２ｂの巻数は要求される伝送特性等を考慮して適宜に設定され得るものであり、例えば、幾重にも重ねて複数回巻回する等しても良い。
【００６８】
ここにおいて、本実施形態における可動型トランス７０は、例えば一方のコイルヘッド１８ａと一方の信号用コイル７２ａが互いに相対回動せしめられる部材７４ａ，７４ｂ（図７参照）の一方の部材７４ａに装着されると共に、他方のコイルヘッド１８ｂと他方の信号用コイル７２ｂが他方の部材７４ｂに装着される。これにより、コイルヘッド１８ａと信号用コイル７２ａ，およびコイルヘッド１８ｂと信号用コイル７２ｂがそれぞれ、コイルヘッド１８ａ，１８ｂの中心軸回りで回動可能とされている。なお、特に本実施形態においては、信号用コイル７２ａ，７２ｂはそれぞれ、コア部材１２に対して接触することなく巻装せしめられているが、例えば、一方の信号用コイル７２ａをこれと一体的に変位せしめられるコイルヘッド１８ａのコア部材１２にのみ固定すると共に、他方の信号用コイル７２ｂをこれと一体的に変位せしめられるコイルヘッド１８ｂのコア部材１２にのみ固定する等しても良い。このようにしても、コイルヘッド１８ａと信号用コイル７２ａが、コイルヘッド１８ｂと信号用コイル７２ｂに対してコイルヘッド１８ａ，１８ｂの中心軸回りで回動可能とすることが出来る。
【００６９】
そして、本実施形態における可動型トランス７０は、例えば図７に示すように、前述の第一の実施形態と同様に、コイルヘッド１８ａにおける電力用コイル１４ａを形成するリード線および信号用コイル１６ａを形成するリード線が、それぞれ、部材７４ａに設けられたインバータ３８および通信用回路４０と電気的に接続されると共に、コイルヘッド１８ｂにおける電力用コイル１４ｂを形成するリード線および信号用コイル１６ｂを形成するリード線が、それぞれ、部材７４ｂに設けられた整流安定化回路４２および通信用回路４４と電気的に接続される。更に、部材７４ａと一体的に変位せしめられる信号用コイル７２ａを形成するリード線が、部材７４ａに設けられた通信用回路７６と電気的に接続される一方、部材７４ｂと一体的に変位せしめられる信号用コイル７２ｂを形成するリード線が、部材７４ｂに設けられた通信用回路７８と電気的に接続されている。なお、これら通信用回路７６，７８は、前述の第一の実施形態における通信用回路４０、４４と略同様の構造とされたものである。
【００７０】
そして、前述の第一の実施形態と同様に、電力用コイル１４ａ，１４ｂの間で電力の伝送が行なわれると共に、信号用コイル１６ａ，１６ｂの間で信号の送受信が行なわれる。加えて、特に本実施形態においては、信号用コイル７２ａ，７２ｂの間でも信号の送受信が行なえるようにされている。
【００７１】
先ず、信号用コイル７２ａが接続された通信用回路７６によって、部材７４ａに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、高周波電圧に重畳された後に、信号用コイル７２ａに供給される。なお、信号が重畳される高周波電圧は、通信用回路７６によって生成されるようになっており、その周波数は、信号のデータサイズや使用環境等によって異なるものであるが、本実施形態においては、１００Ｈｚ〜１０ＧＨｚ程度の範囲内で適当に設定されている。
【００７２】
そして、信号用コイル７２ａに高周波電圧が給電されることによって、信号用コイル７２ａを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束が発生する。ここにおいて、本実施形態においては、信号用コイル７２ａ内にコア部材１２，１２が挿通されていることによって、信号用コイル７２ａを貫く磁束の略全てがコア部材１２，１２の中を通るようにされている。そして、コア部材１２，１２によって閉磁路が形成されており、信号用コイル７２ａに発生した磁束は、コア部材１２，１２に対して外挿せしめられている信号用コイル７２ｂと鎖交することとなる。その結果、信号用コイル７２ａ，７２ｂが電磁結合せしめられて、信号用コイル７２ｂに、相互誘導作用による誘導起電力が生じることとなり、信号用コイル７２ａに供給された高周波電圧が、信号用コイル７２ｂから取り出される。
【００７３】
このようにして、信号用コイル７２ａから信号用コイル７２ｂに電力が非接触の状態で伝送される。そして、信号用コイル７２ｂから取り出された高周波電圧に重畳されている信号は、通信用回路７８によって取り出された後に、部材７４ｂに設けられた図示しない各種の制御回路等に送信される。このように、本実施形態においては、信号用コイル７２ａ，７２ｂによって第三のコイル部材の一対が構成されており、これら信号用コイル７２ａ，７２ｂによって構成される第三の伝送路が、信号を伝送する信号用伝送路とされている。
【００７４】
なお、例えば部材７４ｂから部材７４ａに信号を送信することも可能である。そのような場合には、前述の如き部材７４ａから部材７４ｂに信号を送信した場合とは逆に、部材７４ｂに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、通信用回路７８で高周波電圧に重畳されて信号用コイル７２ｂから信号用コイル７２ａにコア部材１２，１２を介して無接触の状態で伝送された後に、通信用回路７６によって高周波電圧から取り出されることとなる。
【００７５】
このような構造とされた可動型トランス７０においては、コア部材１２の周方向に延びる磁路を用いて信号用コイル７２ａ，７２ｂが電磁結合せしめられるようになっており、これら信号用コイル７２ａ，７２ｂの間で信号の伝送を行なうことが可能とされている。即ち、コイルの芯がコア部材１２の軸方向に延びる電力用コイル１４ａや信号用コイル１６ａによってコア部材１２に及ぼされる軸方向の磁気モーメントに対して、コイルの芯がコア部材１２の周方向に延びる信号用コイル７２ａによって、コア部材１２の周方向の磁気モーメントが合成される。そして、合成された磁気モーメントの周方向成分によって信号用コイル７２ｂに誘導起電力が生ぜしめられることとなり、信号用コイル７２ａと信号用コイル７２ｂとの間で信号の送受信を行なうことが可能となるのである。これにより、本実施形態においては、第一乃至第三の３つの伝送路を共通のコア部材１２を用いて形成することが可能とされており、第一の伝送路による電力の伝送路と、第二及び第三の伝送路による２ｃｈの信号の伝送路をコンパクトに形成することが出来る。
【００７６】
なお、本実施形態においては、理解を容易とするために、前述の第一の実施形態におけるキャンセルコイル３２を除いた態様を例示したが、かかるキャンセルコイル３２を設けることも、勿論可能である。
【００７７】
以下に、前述の第一の実施形態における可動型トランス１０を例に、本発明に従う構造とされた可動型伝送装置の適用例を示す。但し、以下に示す適用例はあくまでも例示であって、本発明に従う構造とされた可動型伝送装置の適用例が以下に限定されることを示すものではないことが理解されるべきである。
【００７８】
例えば、本発明に従う構造とされた可動型伝送装置は、図８に示すような駆動装置９０に好適に適用される。駆動装置９０は、基台９２に対して、回転板９４が回転可能に組み付けられた構造とされている。基台９２には電動モータ９６が設けられており、かかる電動モータ９６の出力軸９８に、回転板９４が取り付けられている。これにより、回転板９４は、基台９２に対して所定距離を隔てた状態で出力軸９８回りに無限に回転可能とされている。
【００７９】
そして、基台９２に、前述の第一の実施形態における可動型トランス１０の一方のコイルヘッド１８ａが設けられると共に、回転板９４に、他方のコイルヘッド１８ｂが設けられる。ここにおいて、これら両コイルヘッド１８ａ，１８ｂは、端面３４，３６を互いに対向位置せしめた状態で同軸上に配設されており、電動モータ９６の出力軸９８は、これらコイルヘッド１８ａ，１８ｂの貫通孔２０、２０に挿通されて回転板９４に取り付けられている。これにより、両コイルヘッド１８ａ，１８ｂが、中心軸回りで無限に相対回転可能とされている。
【００８０】
このようにすれば、互いに非接触とされて無限に相対回転せしめられる基台９２と回転板９４との間で、電力および信号の伝送を行うことが出来る。そして、本発明に従う構造とされた可動型トランス１０を用いることによって、これら基台９２と回転板９４間の電気信号の伝送経路をよりコンパクトに構成することが可能となる。
【００８１】
また、図９に、前述の第一の実施形態における可動型トランス１０のコレステリック液晶表示装置１００への適用例を示す。コレステリック液晶表示装置１００は、互いに独立して別体形成された液晶表示装置としての液晶表示器１０２と、液晶表示器１０２に電力を供給すると共に制御信号の送受信を行なうことによって液晶表示器１０２の作動を制御する表示制御装置としてのコントローラ１０４とを含んで構成されている。
【００８２】
より詳細には、液晶表示器１０２の内部には、図１０および図１１に示す液晶モジュール１０６が収容されている。液晶モジュール１０６は、例えばシリコン等から形成された絶縁性を有する基板１０８の一方の面に、コレステリック液晶素子としての液晶パネル１１０が設けられる一方、液晶パネル１１０の反対側の面には、液晶パネル１１０の作動を制御するための駆動回路１１２や前述の第一の実施形態における整流安定化回路４２および通信用回路４４等の各種の電子部品が設けられている。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、表面とは液晶パネル１１０が設けられた面を言い、裏面および背面とは、液晶パネル１１０と反対側の面を言うものとする。
【００８３】
液晶パネル１１０は、従来公知のコレステリック液晶を用いた液晶パネルであり、コレステリック液晶の特徴である双安定性を利用することによって、電圧が印加されずともその表示内容が維持出来るようにされている。かかる液晶パネル１１０には、行電極を１行毎に順次走査する走査ドライバ回路１１４と、表示しようとする画像データに基づいて、走査された行電極上の所望する列に対応する列電極に駆動電圧を印加するデータドライバ回路１１６が接続されている。これら走査ドライバ回路１１４およびデータドライバ回路１１６はフラットケーブル１１８と電気的に接続されており、かかるフラットケーブル１１８が基板１０８を回り込んで、基板１０８における液晶パネル１１０の反対側の面に設けられたコネクタ１２０と接続されることによって、駆動回路１１２等と電気的に接続されている。
【００８４】
そして、基板１０８における液晶パネル１１０と同じ面上の隅部（本実施形態においては、図１０中、右下隅部）に、前述の第一の実施形態におけるコイルヘッド１８ｂが設けられており、電力用コイル１４ｂを形成するリード線が整流安定化回路４２と電気的に接続される一方、信号用コイル１６ｂを形成するリード線が通信用回路４４と電気的に接続されている。更に、基板１０８には、前述のノイズ除去回路４６が設けられており、コイルヘッド１８ｂに設けられたキャンセルコイル３２を形成するリード線と電気的に接続されている。但し、キャンセルコイル３２およびノイズ除去回路４６は必ずしも必要ではない。かかるコイルヘッド１８ｂは、液晶モジュール１０６を収容するケース１２２の表面に開口せしめられた開口部１２４を通じて、送受面となる端面３４、３６が、液晶表示器１０２の表面に露出せしめられるようになっている。
【００８５】
一方、コントローラ１０４は、入力装置１２６に送信機１２８が接続された構造とされている。入力装置１２６は、数値や文字を入力可能なキーボードやボタン等によって構成された入力部１３０と、入力内容や各種情報を表示可能な液晶表示板等によって構成された表示部１３２を備えている。
【００８６】
そして、入力装置１２６には、入力装置１２６の駆動電力を供給すると共に、液晶表示器１０２に駆動電力を供給するための給電回路としての電源回路１３４や、入力部１３０からの入力情報に基づいて液晶表示器１０２の作動を制御するコントロール回路としての制御回路１３６等が内蔵されている。
【００８７】
さらに、入力装置１２６には、接続ケーブル１３８を介して送信機１２８が接続されている。送信機１２８は、略棒形状とされた把持部１４０を有しており、かかる把持部１４０の一方の端部から、接続ケーブル１３８が延び出されている一方、他方の端部には、把持部１４０の延出方向から略直角に屈曲せしめられて先端部が開口せしめられた開口部１４２が形成されている。そして、開口部１４２内に、前述の第一の実施形態におけるコイルヘッド１８ａが、送受面となる端面３４，３６を表面に露出せしめた状態で配設されていると共に、電力用コイル１４ａを形成するリード線がインバータ３８と電気的に接続される一方、信号用コイル１６ａを形成するリード線が通信用回路４０と電気的に接続されている。
【００８８】
このような構造とされたコレステリック液晶表示装置１００は、液晶表示器１０２の表示内容を更新する場合には、コントローラ１０４に適当な書換情報を入力した後に、送信機１２８に設けられたコイルヘッド１８ａと液晶表示器１０２に設けられたコイルヘッド１８ｂとを重ね合わせて両コイルヘッド１８ａ，１８ｂの軸方向で対向位置せしめることによって、両コイルヘッド１８ａ，１８ｂの端面３４，３４および端面３６，３６を互いに接触乃至は所定距離を隔てた状態で対向位置せしめる。
【００８９】
そして、コントローラ１０４の電源回路１３４から電力用コイル１４ａ，１４ｂを通じて電力が供給されることによって、液晶表示器１０２の駆動回路１１２や走査ドライバ回路１１４、データドライバ回路１１６等の各電子部品が作動可能な状態とされる。更に、コントローラ１０４の制御回路１３６から信号用コイル１６ａ，１６ｂを通じて駆動回路１１２に制御信号が送信される。また、ノイズ除去回路４６からキャンセルコイル３２に所定の高周波電圧が供給されることによって、駆動回路１１２に送信される制御信号に混入するノイズが軽減される。これにより、駆動回路１１２は、受信した制御信号に基づいて走査ドライバ回路１１４およびデータドライバ回路１１６の作動を制御することによって、液晶パネル１１０に目的とする画像を表示する。そして、本適用例においては、液晶パネル１１０としてコレステリック液晶が用いられていることから、両コイルヘッド１８ａ，１８ｂを離して、液晶表示器１１０への電力の供給を停止しても、表示内容が維持される。
【００９０】
なお、例えば液晶パネル１１０の書き換えが完了したことを通知する制御信号を液晶表示器１０２からコントローラ１０４に向けて送信することも勿論可能である。そのような場合には、コントローラ１０４から液晶表示器１０２へ制御信号を送信した場合とは逆に、液晶表示器１０２の駆動回路１１２によって生成された制御信号が液晶表示器１０２側の通信用回路４４で高周波電圧と重畳されて、信号用コイル１６ｂ，１６ａを介してコントローラ１０４側の通信用回路４０に伝送された後に、通信用回路４０によって高周波電圧から取り出されて制御回路１３６に送信される。
【００９１】
このようにすれば、共通のコア部材１２を用いて電力と信号の両方を伝送することによって、液晶表示器１０２とコントローラ１０４との電気的な接続部をコンパクトに構成することが出来る。これにより、液晶表示器１０２の更なる小型化を図ることが出来て、例えば液晶表示器１０２をスーパーの商品棚に取り付けられる値札等のように比較的小さな部材寸法をもって構成する場合に、特に好適に用いることが出来る。
【００９２】
また、両コイルヘッド１８ａ，１８ｂを互いに対向位置せしめるのみで液晶表示器１０２とコントローラ１０４との電気的な接続が行なえることから、接続も容易に行なうことが出来る。更に、コネクタなどのような物理的な嵌合が不要とされることから、繰り返しの接続によって接続部分を物理的に損傷せしめるおそれも軽減することが出来る。加えて、両コイルヘッド１８ａ，１８ｂは周方向に相対変位可能とされていることから、接続に際して周方向位置を意識することも不要とされており、より容易に接続することが出来る。
【００９３】
さらに、特に本適用例における液晶表示装置１０２は、液晶パネル１１０としてコレステリック液晶を備えていることから、電力を供給せずとも、表示内容を維持することが可能とされている。そこで、可動型トランス１０を用いて制御信号と共に作動に必要な電力を液晶表示器１０２の外部から併せて供給することによって、液晶表示器１０２内に電源装置を内蔵せしめるようなことも不要とすることが出来て、液晶表示器１０２の更なるコンパクト化および省電力化を図ることが出来る。
【００９４】
以上、本発明の幾つかの実施形態と適用例について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態および適用例における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００９５】
例えば、信号用コイル１６ａ，１６ｂやキャンセルコイル３２は、必ずしもコア部材１２に接触して巻回せしめられている必要は無く、コア部材１２の周りに所定距離を隔てて周方向に延びるように形成する等しても良い。
【００９６】
また、キャンセルコイル３２は必ずしもコア部材１２の外周面３０上にのみ設けられるものではなく、例えばリード溝２２内に設ける等しても良い。また、前述のノイズ除去回路４６は予め設定した所定の高周波電圧をキャンセルコイル３２に供給するようにされていたが、例えば、信号用コイル１６ｂに生ぜしめられるノイズ起電力を検出して、かかる検出結果に応じてキャンセルコイル３２に供給する高周波電圧の周波数や電圧を変化せしめる等しても良い。
【００９７】
さらに、互いに対向位置せしめられる両コア部材１２，１２は同様の構造とされて、互いに略等しい内径寸法および外径寸法を有していたが、これらの寸法は必ずしも互いに等しくされている必要は無いのであって、伝送に支障が生じない程度に異ならされていても良い。
【００９８】
また、前述の実施形態におけるコア部材は、略円環形状を有する所謂ポット型コアとされていたが、本発明において用いられるコア部材は必ずしもポット型コアに限定されるものではない。例えば図１３及び図１４に、本発明の更に異なる態様としての可動型トランス１５０を示す。
【００９９】
可動型トランス１５０は、前述の実施形態と略同様に、コア部材１５２に第一のコイル部材としての電力用コイル１４ａおよび第二のコイル部材としての信号用コイル１６ａが組み付けられて構成されたコイルヘッド１５４ａと、コア部材１５２に第一のコイル部材としての電力用コイル１４ｂおよび第二のコイル部材としての信号用コイル１６ｂ、ノイズ抑制用コイル部材としてのキャンセルコイル３２が組み付けられて構成されたコイルヘッド１５４ｂが対向位置せしめられた構造とされている。ここにおいて、特に本態様におけるコア部材１５２は、Ｅ字状の断面形状を有する所謂Ｅ型コアとされており、その中央部分には、軸方向（図１４中、上下方向）の一方に突出する中央壁部としての中央突部１５６が形成されている一方、かかる中央突部１５６を挟んだ両側に、溝部としてのリード溝１５８を隔てて中央突部１５６と同方向に突出する外壁部としての外側突部１６０が一体的に形成されている。
【０１００】
そして、コア部材１５２の中央突部１５６に電力用コイル１４ａ，１４ｂが巻回されることによって、電力用コイル１４ａ，１４ｂがリード溝１５８内に配設される一方、外側突部１６０の外面１６２を含むコア部材１５２の最外周面上に、信号用コイル１６ａ，１６ｂが巻回されている。また、コイルヘッド１５４ｂを構成するコア部材１５２の最外周面上には、キャンセルコイル３２が巻回されている。これにより、コイルヘッド１５４ａ，１５４ｂが構成されており、これらコイルヘッド１５４ａ，１５４ｂにおけるリード溝１５８の開口側の軸方向端面１６４が、コイルヘッド１５４ａ，１５４ｂの軸方向で対向位置せしめられている。
【０１０１】
このような構造とされた可動型トランス１５０においては、前記実施形態と略同様に、電力用コイル１４ａから生ぜしめられた磁束ＢＰは、コア部材１５２の外面１６２からの飛び出しが抑えられて、中央突部１５６および外側突部１６０の内側部分を通ると共に、信号用コイル１６ａから生ぜしめられた磁束ＢＳは、外側突部１６０の外側部分を通る。これにより、電力用コイル１４ａから生ぜしめられる磁束ＢＰと信号用コイル１６ａから生ぜしめられる磁束ＢＳとの干渉が軽減されており、ノイズの混入を抑えた伝送が可能とされる。また、前記実施形態と同様に、キャンセルコイル３２から生ぜしめられる磁束が、信号用コイル１６ｂに生ぜしめられるノイズ起電力を軽減するようにされている。このように、本発明において用いられるコア部材は必ずしもポット型コアに限定されるものではなく、従来公知の各種形状のコア部材が適宜に採用可能である。
【０１０２】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施形態としての可動型伝送装置を説明するための説明図。
【図２】同可動型伝送装置を説明するための断面説明図。
【図３】同可動型伝送装置を構成するコイルヘッドの一方を説明するための上面説明図。
【図４】同可動型伝送装置を概略的に説明するブロック図。
【図５】本発明の第二の実施形態としての可動型伝送装置を説明するための断面説明図。
【図６】本発明の第三の実施形態としての可動型伝送装置を説明するための説明図。
【図７】同可動型伝送装置を概略的に説明するブロック図。
【図８】本発明の可動型伝送装置の適用例を説明するための一部断面説明図。
【図９】本発明の可動型伝送装置の異なる適用例を説明するための説明図。
【図１０】同適用例における液晶モジュールの表面を説明するための説明図。
【図１１】同液晶モジュールの裏面を説明するための説明図。
【図１２】図１０に示した適用例を概略的に説明するブロック図。
【図１３】本発明の可動型伝送装置の異なる態様を説明するための説明図。
【図１４】同可動型伝送装置を説明するための断面説明図。
【符号の説明】
【０１０４】
１０：可動型トランス、１２：コア部材、１４ａ，ｂ：電力用コイル、１６ａ，ｂ：信号用コイル、１８ａ，ｂ：コイルヘッド、２０：貫通孔、２２：リード溝、２４：底壁部、２６：内周壁部、２８：外周壁部、３０：外周面、３２：キャンセルコイル、３４：端面、３６：端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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