旋转型磁耦合装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及旋转型磁耦合装置。在用于旋转体的旋转型磁耦合装置中，减小电力传送和信号传送的相互影响。旋转型磁耦合装置(1)具备第一线圈(6)、以与第一线圈(6)磁耦合的方式配置的第二线圈(7)、第三线圈(8)、以与第三线圈(8)磁耦合的方式配置的第四线圈(9)。第一及第二线圈(6、7)的线圈轴沿旋转体的旋转轴(Z)方向延伸，第三及第四线圈(8、9)的线圈轴沿与旋转体的旋转轴(Z)正交的径向呈放射状延伸。

Rotating magnetic coupling device

The invention relates to a rotating magnetic coupling device. In a rotating magnetic coupling device used in a rotating body, the interaction of power transmission and signal transmission is reduced. The rotating magnetic coupling device (1) has the first coil (6), the second coil (7) and the third coil (8) configured in the way of magnetic coupling with the first coil (6), and the fourth coil (9) arranged in the way of magnetic coupling with the third coil (8). The coil shaft of the first and two coils (6, 7) extends along the rotation axis (Z) of the rotating body, and the coil shaft of the third and four coils (8, 9) radiates along the radial direction perpendicular to the rotation axis (Z) of the rotating body.

【技术实现步骤摘要】
旋转型磁耦合装置
本专利技术涉及旋转型磁耦合装置，特别是涉及无线地向旋转体传送电力的装置。
技术介绍
用于向旋转体的电力传送的旋转型电力传送装置例如优选用于向多轴工业用机器人的臂、监控摄像头、旋转工作台上的装置等供给电力。目前，旋转型电力传送装置使用接触式的滑环。滑环是使位于固定侧的刷相对于设置于旋转的一侧的金属环的滑动面接触而传送电力的部件。但是，在接触式中，因为使接触部分滑动而进行通电，所以接点部分可能磨损而不能进行电力传送。因此，非接触式的无线电力传送备受关注。作为无线电力传送的方式，有下述方式：在送电线圈中流通电流而产生磁通，通过该磁通与受电线圈交链，使受电线圈产生电压而传送电力。由受电线圈受电的能量被供给到负载，但对负载要求不管其种类如何，在大部分的情况下，需要稳定的电力、电压或电流，且以它们中的任一者成为一定的方式进行控制。为了实现该控制，需要将受电侧的信息作为控制信号向送电侧传送。作为该控制信号的传送方法之一，有使用电磁感应的方法。另外，还已知有使用Wi-Fi(注册商标)或Bluetooth(注册商标)等无线通信的方法、收发红外光的IR通信等使用光的控制信号的传递方法等。在使用电磁感应的情况下，使由受电侧的发送线圈产生的磁通与送电侧的接收线圈交链，产生电压并传送控制信号，但此时，因为产生电力传送所带来的磁通，所以存在该磁通对信号传送带来影响的问题。从这样的背景出发，电磁感应所实现的电力传送和信号传送的兼得成为课题。例如，在专利文献1中提出有一种电磁感应方式的信号收发线圈构造，通过设为电力传送的线圈产生的磁场的朝向Hp相对于信号传送的线圈所受电的磁场的朝向Hs正交的构造，不易受到电力传送的磁通的影响。另外，在专利文献2中提出有一种电磁感应方式，通过设为电力传送的线圈的轴和通信传送的线圈的轴相互交叉的构造，不易受到电力传送的磁通的影响。再有，在专利文献3中提出有一种电磁感应方式，通过将电力传送用芯的相对面的空隙和信号传送用芯的相对面的空隙配置于相互在轴向上错开的平行的面上，不易受到电力传送的磁通的影响。另外，在专利文献4中记载有一种非接触型电力供給装置，具备设置于旋转体的受电线圈、与受电线圈相对而设置的供电线圈，通过伴随着流经供电线圈的电流的变化的电磁感应作用，非接触地从供电线圈向受电线圈供给电力。该装置中，供电线圈及受电线圈分别形成长形的环状，并且在供电线圈及受电线圈中相互相对的导线相对于旋转体的旋转轴位于同侧且以包围旋转轴的方式配置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011－3947公报专利文献2：日本特开2013－169122号公报专利文献3：日本特开平11－3828号公报专利文献4：日本特开2007－208201号公报但是，在专利文献1、2所公开的技术中，在旋转体中使用的情况下，当送电侧或受电侧旋转而角度变化时，发送信号的线圈的轴和接收信号的线圈的轴不为平行的状态，存在不能传送信号等的课题。另一方面，在专利文献3所公开的技术中，因为由进行电力传送的线圈产生的磁通的方向和由进行信号传送的线圈产生的磁通的方向相同，所以存在电力传送的磁通的影响依然残存等的课题。再有，在专利文献4所公开的技术中，因为在连结供电线圈及受电线圈的各自的上侧导线和下侧导线的导线部分彼此之间存在间隙，所以存在供电线圈相对于受电线圈的旋转方向的位置发生变化，并且与受电线圈交链的磁通的量发生变化，不能获得稳定的输出特性等的课题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而创建的，其目的在于，在用于旋转体的旋转型磁耦合装置中，减小电力传送和信号传送的相互影响。另外，本专利技术的目的在于，在用于旋转体的旋转型磁耦合装置中，即使线圈彼此的位置关系根据旋转体的旋转量而发生变化，也能够获得稳定的输出特性。为了解决上述课题，本专利技术的旋转型磁耦合装置，其特征在于，是用于旋转体的旋转型磁耦合装置，具备：第一线圈、以与所述第一线圈磁耦合的方式配置的第二线圈、第三线圈、以与所述第三线圈磁耦合的方式配置的第四线圈，所述第一及第二线圈的线圈轴沿所述旋转体的旋转轴方向延伸，所述第三及第四线圈的线圈轴沿与所述旋转体的旋转轴正交的径向呈放射状延伸。根据本专利技术，即使旋转体旋转，也能够在第一线圈和第二线圈之间进行电力或信号的传送，并且能够在第三线圈和第四线圈之间进行电力或信号的传送。此外，因为第一线圈及第二线圈的线圈轴沿旋转轴方向延伸，第三及第四线圈的线圈轴沿与旋转轴正交的径向呈放射状延伸，因此，能够使与第三及第四线圈交链的磁通的朝向和与第一及第二线圈交链的磁通的朝向正交。因此，在用于旋转体的旋转型磁耦合装置中，能够减小第一及第二线圈间的电力或信号的传送和第三及第四线圈间的电力或信号的传送的相互影响。本专利技术中，优选所述第一及第二线圈以各自的开口部在所述旋转轴方向上重叠的方式呈同轴状卷绕，所述第三及第四线圈中以各自的开口部在所述径向上重叠的方式使所述开口部在周向上包围旋转轴。根据该结构，能够使第一线圈及第二线圈的线圈轴沿旋转轴方向延伸，能够使第三及第四线圈的线圈轴沿与旋转轴正交的径向呈放射状延伸。因此，能够使与第三及第四线圈交链的磁通的朝向和与第一及第二线圈交链的磁通的朝向正交。本专利技术中，优选所述第一及第二线圈传送电力或信号的任一方，所述第三及第四线圈传送电力或信号的任意另一方。根据该结构，能够实现将电力系统的变压器和信号系统的变压器组合而成的旋转型磁耦合装置。本专利技术中，优选所述第一及第二线圈被配置于比所述第三及第四线圈更靠近所述径向的外侧的位置。该情况下，优选所述第一及第二线圈传送电力，所述第三及第四线圈传送信号。根据该结构，与第一及第二线圈配置于比第三及第四线圈更靠近旋转体的径向的内侧的位置的情况相比，能够增大第一及第二线圈的开口尺寸，能够获得更强的磁耦合。另外，根据该结构，能够提高第一及第二线圈的电感。优选本专利技术的旋转型磁耦合装置还具备第一磁性体，其配置于所述第一及第二线圈和所述第三及第四线圈之间。根据该结构，因为第一及第二线圈和第三及第四线圈之间磁遮断，所以能够进一步减小第一及第二线圈间的电力或信号的传送和第三及第四线圈间的电力或信号的传送的相互影响。优选本专利技术的旋转型磁耦合装置还具备第二磁性体，其配置于比所述第一～第四线圈更靠近所述径向的内侧的位置。根据该结构，能够确保第三及第四线圈产生的磁通或第一及第二线圈产生的磁通的磁路。因此，能够降低电力传送或信号传送的损失。本专利技术中，优选所述第二磁性体以包围作为所述旋转轴配置的金属制的旋转转轴的周围的方式配置于所述旋转转轴和所述第一～第四线圈之间。根据该结构，即使在第一～第四线圈的附近配置金属制的旋转转轴，也能够降低第一～第四线圈产生的磁通与金属制的旋转转轴交链所致的涡电流损失。优选本专利技术的旋转型磁耦合装置还具备第三磁性体，其以包围所述第一～第四线圈的周围的方式配置于比所述第一～第四线圈更靠近所述径向的外侧的位置。根据该结构，能够确保第一及第二线圈产生的磁通或第三及第四线圈产生的磁通的磁路。因此，即使在第一～第四线圈的附近配置金属部件，也能够降低第一～第四线圈产生的磁通与金属部件交链所致的涡电流损失。优选本专利技术的旋转型磁耦合装置还具备第四磁性体，其覆盖所述第一～第四线圈的所述旋转轴方向的两侧。根据该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转型磁耦合装置，其特征在于，是用于旋转体的旋转型磁耦合装置，具备：第一线圈；以与所述第一线圈磁耦合的方式配置的第二线圈；第三线圈；及以与所述第三线圈磁耦合的方式配置的第四线圈，所述第一及第二线圈的线圈轴沿所述旋转体的旋转轴方向延伸，所述第三及第四线圈的线圈轴沿与所述旋转体的旋转轴正交的径向呈放射状延伸。

【技术特征摘要】
2016.10.11 JP 2016-2003341.一种旋转型磁耦合装置，其特征在于，是用于旋转体的旋转型磁耦合装置，具备：第一线圈；以与所述第一线圈磁耦合的方式配置的第二线圈；第三线圈；及以与所述第三线圈磁耦合的方式配置的第四线圈，所述第一及第二线圈的线圈轴沿所述旋转体的旋转轴方向延伸，所述第三及第四线圈的线圈轴沿与所述旋转体的旋转轴正交的径向呈放射状延伸。2.根据权利要求1所述的旋转型磁耦合装置，其特征在于，所述第一及第二线圈以各自的开口部在所述旋转轴方向上重叠的方式呈同轴状卷绕，所述第三及第四线圈中以各自的开口部在所述径向上重叠的方式使所述开口部在周向上包围旋转轴。3.根据权利要求1或2所述的旋转型磁耦合装置，其特征在于，所述第一及第二线圈传送电力或信号的任一方，所述第三及第四线圈传送电力或信号的任意另一方。4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转型磁耦合装置，其特征在于，所述第一及第二线圈被配置于比所述第三及第四线圈更靠近所述径向的外侧的位置。5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转型磁耦合装置，其特征在于，还具备：第一磁性体，配置于所述第一及第二线圈和所述第三及第四线圈之间。6.根据权利要求1～5中任一项所述的旋转型磁耦合装置，其特征在于，还具备：第二磁性体，配置于比所述第一～第四线圈更靠近所述径向的内侧的位置。7.根据权利要求6所述的旋转型磁耦合装置，其特征在于，所述第二磁性体以包围作为所述旋转轴配置的金属制的旋转转轴的周围的方式配置于所述旋转转轴和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：花房一义，浦野高志，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP