(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線経路上に複数並置され独立に直線駆動されるテーブル側と高周波磁性でできた矩形コアが取り付けられた固定側との間でパワー伝送及び情報伝送を電磁誘導によって行なう直動型無接触伝送装置において、
前記矩形コアの外周を取り巻くように巻かれた情報伝送一次巻線と、
前記矩形コア上に、前記情報伝送一次巻線の巻線軸方向と直交する方向に巻かれた電力伝送一次巻線と、
前記矩形コアの一辺に前記テーブルに固定された状態で配置され、前記矩形コアとの間で磁気回路を構成する、高周波磁性でできた複数のコの字状コアと、
前記コの字状コア上に巻かれた情報伝送二次巻線と、
前記電力伝送一次巻線、前記情報伝送一次巻線、および前記情報伝送二次巻線の周りで、前記コの字状コアおよび前記矩形コアを周回するように、かつ前記情報伝送二次巻線の巻線軸方向と直交する方向に巻かれた電力伝送二次巻線とを有することを特徴とする直動型無接触伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線駆動されるテーブル側と固定側との間で無接触でパワー伝送及び情報伝送する直動型無接触伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、直線軌道上に並置した複数のテーブルのすべてを軌道に沿って、それぞれ動かすための直動型力伝達装置として、２の従来例を挙げて説明する。本発明の無接触伝送装置はこれらの直動型力伝達装置に適用されるものである。
図３は可動巻線移動子のリニアモータによる直動型無接触伝送装置の構成を示す図である。これはリニアモータの原理を応用するもので、直線状磁石から成る直線固定子Ｓに沿って複数の可動巻線移動子Ｍc1、Ｍc2、・・・ＭcNを移動可能に配置させ、テーブルＴが各移動子Ｍc に固定されているものである。各移動子Ｍc の可動巻線に駆動電流を供給することによって、それぞれの移動子及びテーブルを単独で直線駆動するものである。
【０００３】
図４は、直線固定ボールネジＢSに電動機と連動した回転ナット移動子Ｒn1、Ｒn2、・・・ＲnNを螺合して配置させた直線移動機構を示す。、各移動子に搭載の電動機に駆動電流を供給することによって（後述する図６参照）、それぞれの移動子を回転させることなく固定ボールネジＢSに沿って単独で直線駆動するように構成されている。
【０００４】
これらの場合、個々の移動子（ＭcあるいはＲn）の駆動に必要なエネルギを供給するための電力伝送ケーブルや配線数を極力減らす、あるいは全く無くし、小型化することが望まれる。
次に、直動型力伝達装置において、ケーブルや配線数を極力減らした従来の無接触型電力伝送装置について説明する。
【０００５】
図５は無接触型電力伝送装置の構成を示す図で、この技術は、テーブル移動軌道Ｌに並行に、しかも移動軌道全体をカバーできるように、高周波磁性でできた矩形コアＣpを配置し、同コア全体に均一に一次巻線Ｗp1を施すものである。
一方、テーブル（あるいは移動子）と一体になって直線方向に移動する可動二次巻線Ｗp21、Ｗp22・・・Ｗp2Nを複数個（テーブル個数分）備え、これをコアＣp内に挿通する。
【０００６】
そして、矩形コアＣpに巻いた一次巻線Ｗp1には直流成分を極力抑えた高周波電流（正弦波あるいは矩形状）を流すことによって、個々の可動二次巻線Ｗp2の両端に高周波電磁誘導により高周波電圧を生じさせることができる。
これによって、従来の様なケーブル配線およびその保護のためのケーブルベア、ダクト装置を使わない個々のテーブルへの無接触電力伝送を行なうことができる。
【０００７】
図６はデバイステーブルの駆動系への電力変換供給機構を示す図である。同図に示すように、個々のテーブルＴ1、Ｔ2、・・・ＴNには、それぞれに、可動二次巻線Ｗp2Nに誘導される電圧を
１）リニアモータの場合（図３）は、可動巻線移動子Ｍcを励磁するための電流に変換するため、また
２）回転ナット移動子Ｒnを駆動する場合（図４）は、これを連動する電動機（サーボモータＳｖN）に供給する電流に変換するため
電力変換装置（ドライバＤ1、Ｄ2、・・・ＤN）を搭載している。
【０００８】
さらに、従来の直動型無接触伝送装置においては、無接触電力伝送の外に、ケーブルや配線を用いることなく、電力変換装置をコントローラにて発生する位置制御指令、速度制御指令あるいは加速度制御指令に応じて駆動させるために、制御信号等のための無接触情報伝送機構が、同じように図示してないが別途設けらる場合がある。
【０００９】
しかしながら、これらの直動型無接触伝送装置においては、巻線数や配線数が多くなり、さらに、パワー伝送のための高周波電磁界をつくる直導体と情報伝送のための直導体とが並行配置されているため、直導体周りに発生する電磁界が互いに大きく干渉し合うことのないように隔てることで装置の幅をより大きくせざるを得なかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、直動型無接触伝送装置において、パワー伝送のための高周波電磁界をつくる直導体と情報伝送のための直導体とが、互いに磁気的な干渉がないように巻線配置するとともに、それによって装置全体の幅が小さくできるものを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、直線経路上に複数並置され独立に直線駆動されるテーブル側と高周波磁性でできた矩形コアが取り付けられた固定側との間でパワー伝送及び情報伝送を電磁誘導によって行なう直動型無接触伝送装置において、
前記矩形コアの外周を取り巻くように巻かれた情報伝送一次巻線と、
前記矩形コア上に、前記情報伝送一次巻線の巻線軸方向と直交する方向に巻かれた電力伝送一次巻線と、
前記矩形コアの一辺に前記テーブルに固定された状態で配置され、前記矩形コアとの間で磁気回路を構成する、高周波磁性でできた複数のコの字状コアと、
前記コの字状コア上に巻かれた情報伝送二次巻線と、
前記電力伝送一次巻線、前記情報伝送一次巻線、および前記情報伝送二次巻線の周りで、前記コの字状コアおよび前記矩形コアを周回するように、かつ前記情報伝送二次巻線の巻線軸方向と直交する方向に巻かれた電力伝送二次巻線とを有するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の直動型無接触伝送装置の構成を示す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）である。
同図に示すように、高周波磁性矩形コアＣp上には、同矩形コアの外周を取り巻くように情報伝送一次巻線Ｗcが大きく巻かれるとともに、その巻線軸方向と直交する方向に電力伝送一次巻線Ｗpが小さく巻かれている。情報伝送一次巻線Ｗcは高周波変調器ＨMに接続され、コントローラＣoとの間で双方向での情報信号が通信される。また、電力伝送一次巻線Ｗpは図示してない電源に接続されて電力供給を受ける。
【００１３】
電力伝送一次巻線Ｗp、情報伝送一次巻線Ｗcが巻かれた矩形コアＣpの一辺には、巻線Ｗp、Ｗcに接触することなく移動する「コの字」状の高周波磁性コアＣc1、Ｃc2、・・・ＣcNが複数個（テーブル個数分）、移動方向に並べて備えられる。この各コ字状コアＣc上にはそれぞれに、情報伝送二次巻線Ｗc2 が巻かれとともに、その巻線軸方向と直交する方向に電力伝送二次巻線Ｗp2が３巻線Ｗp、Ｗc及びＷc2 の周りに巻かれている。
【００１４】
また、それぞれのコ字状磁性コアＣc1、Ｃc2、・・・ＣcNにはテーブル（図示してない）が一体に固定されている。
本実施例の作用について説明すると、情報伝送一次巻線Ｗcと情報伝送二次巻線Ｗc2、および矩形コアＣpと「コの字」状コアＣcで形成される磁気回路を経て、固定部と移動テーブル間に高周波電磁誘導による双方向高速情報伝送路が形成される。また、電力伝送についても、電力伝送一次巻線Ｗpと電力伝送二次巻線Ｗp2との間で電磁誘導による電力の授受が行なわれる。
【００１５】
電力伝送および情報伝送を同時に行なっている場合でも、電力伝送と情報伝送の巻線の方向を直交させて伝送装置を構成することにより相互の電磁界も直交するので互いの磁界干渉もなしに２つの巻線相互を接近させることができ、それによって固定側およびテーブル側の双方を小型化でき、装置全体としても小型化が可能となる。また、ノイズの発生や磁束の漏れによる影響をお互いに受け合わない様な安定な無接触伝送装置が得られる。
【００１６】
この場合の情報伝送一次巻線Ｗcおよび情報伝送二次巻線Ｗc2に供給する高周波電流も電力伝送の場合と同様に正負符号対象の電流である。
次に、これまで説明した無接触伝送装置の応用例について説明する。図２はデバイステーブル上のセンサ情報の無接触伝送の構成を示す図である。
同図に示すように、無接触電力伝送により移動テーブルＴ上に設けたセンサＳ、例えば、加速度検出センサＳa、近接センサＳp、着座確認センサＳf、重量計測センサＳw等への駆動パワを供給し、また、上述の無接触高速情報伝送により、これらセンサからの計測データを固定部にあるコントローラにデジタルフィードバックケーブルを一切使うことなく伝送することができる。これによって、
１）テーブル上の状態監視機能の強化充実
例えば、単一直線経路上に動く複数テーブルの相互距離監視、衝突防止
カートリッジ重量変化によるテーブル重量変化のリアルタイム監視
カートリッジの着座確認による安全確認
２）直線位置決め時、振動防止のためのサーボ閉ループ制御化
が可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、パワー伝送巻線高周波電磁界と高速情報伝送巻線による高周波電磁界がお互いに干渉しないようにパワー伝送巻線と情報伝送巻線とを直交配置させることによって、装置全体を小型化することができる。また、ノイズの発生や磁束の漏れによる影響をお互いに受けない安定な無接触伝送装置を得ることができる。
【００１８】
本発明は、特に、テーブルが多数になり、かつ移動部の横幅に限界がある場合、パワ配線もさることながら、センサ類の配線数が膨大になり、ケーブルベアやダクトの配置問題に加えて、断線問題の発生が致命的になるのに対して、有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）本発明の直動型無接触伝送装置の構成を示す正面図、側面図
【図２】デバイステーブル上のセンサ情報の無接触伝送の構成を示す図
【図３】可動巻線移動子のリニアモータによる直動型無接触伝送装置の構成を示す図
【図４】回転ナット型ボールネジによる直動型無接触伝送装置の構成を示す図
【図５】直動型無接触電力伝送装置の構成を示す図
【図６】デバイステーブルの駆動系への電力変換供給機構を示す図
【符号の説明】
Ｃc   コの字状の高周波磁性コア
Ｃp   高周波磁性矩形コア
Ｄ    電力変換装置（ドライバ）
ＨM   高周波変調器
Ｌ    テーブル移動軌道
Ｍc   可動巻線移動子
Ｒn   回転ナット移動子
Ｔ    テーブル
Ｗc   情報伝送一次巻線
Ｗc2  情報伝送二次巻線
Ｗp   電力伝送一次巻線
Ｗp2  電力伝送二次巻線（可動二次巻線）
【図１】
0003838286.tif 000002
【図２】
0003838286.tif 000003
【図３】
0003838286.tif 000004
【図４】
0003838286.tif 000005
【図５】
0003838286.tif 000006
【図６】
0003838286.tif 000007