CN104604089A - 非接触供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明的非接触供电装置(1)具备：设于固定部(2)的非接触供电用元件(41、42)及高频电源电路(5)、设于可动部(3)的非接触受电用元件(61、62)及对非接触受电用元件(61、62)所接收的高频电力进行转换并对可动部(3)上的电力负载(L)进行供电的受电电路(7)，电力负载(L)选择性地进行电力的消耗及产生，非接触供电装置(1)还具备：再生回送电路，将电力负载(L)产生的再生电力从非接触受电用元件(61、62)经由非接触供电用元件(41、42)而以非接触方式回送至固定部(2)；及蓄电元件(52)，设于固定部(2)并蓄积被回送的再生电力。由此，能够有效利用通过可动部(3)上的电力负载(L)得到的再生电力，并使可动部(3)的重量、大小比现有技术缩减。

Description

非接触供电装置

技术领域

本发明涉及从固定部以非接触方式向可动部上的电力负载进行供电的非接触供电装置，更详细地说，涉及通过电力负载的电力再生进行蓄电的非接触供电装置。

背景技术

作为对安装有多个元件的基板进行生产的基板用作业设备，有焊料印刷机、元件安装机、回流焊机、基板检査机等，将它们通过基板搬运装置进行连接而构筑基板生产线的情况较多。这些基板用作业设备大多数具备在基板的上方移动而进行预定的作业的可动部，作为对可动部进行驱动的一个手段，能够使用线性电动机装置、滚珠丝杠进给机构。线性电动机装置通常具备：沿移动方向交替排列有多个磁体的N极及S极的轨道构件、包括具有铁心及线圈的电枢而构成的可动部。另外，在滚珠丝杠机构中，通过驱动电动机对驱动滚珠丝杠进行旋转驱动。在将线性电动机装置的电枢、滚珠丝杠机构用电动机设置在可动部上的结构中，为了对这些电力负载进行供电，一直以来使用能够变形的供电用线缆。另外，近年来，为了消除由供电用线缆引起的搬运重量的增加、由金属疲劳引起的断线的风险等弊端，提出了采用非接触供电装置的方案。

作为非接触供电装置的方式，一直以来多采用使用了线圈的电磁感应方式，但是最近也开始使用通过相向的电极板构成电容器的静电耦合方式，此外也正在研究磁场共振方式等。在使用这种非接触供电装置对可动部上的线性电动机装置的电枢、滚珠丝杠机构用电动机供电的结构中，在对可动部进行减速时，能够使电枢或电动机产生电动势而进行电力的再生。但是，在现有技术中，没有利用再生电力的适当用途，再生电力作为热损失而被浪费。浪费再生电力的问题不限于基板用作业设备，也存在于利用了非接触供电的各种设备。

作为上述问题的解决对策，在专利文献1及2中公开了利用再生电力的非接触供电装置的技术例。关于专利文献1的自动仓库，记载有：在具备通过非接触供电而驱动的驱动源的物品搬运装置上设有充电电容器。由此，能够将由驱动源产生的再生电力充电于充电电容器，并在通过物品搬运装置需要大量电力时能够利用该充电电力。另外，关于专利文献2的非接触供电装置，记载有：具备以非接触方式向电动机供电的受电电路、蓄积电动机的再生电力的蓄电电路。由此，能够将再生电力向蓄电电路的蓄电池或电容器等进行充电而有效地利用。

专利文献

专利文献1：日本特开2003-63613号公报

专利文献2：日本特开2005-295680号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1及2中，蓄电池、电容器等蓄电元件设置在被非接触供电的可动部侧。因此，可动部变重了蓄电元件的重量的量，可动部上的驱动源需要较大的动力，从而产生必须增加非接触的供电电力的弊端。另外，可动部的空间被占用了蓄电元件的大小的量，所以也会产生妨碍搭载其他构件的弊端。如此，在可动部上设置蓄电元件的技术中，蓄电元件的重量及大小相对于可动部整体而占据较大的比例，成为难以忽视的问题。

本发明鉴于上述背景技术的问题而作出，所要解决的课题在于提供一种能够有效利用通过作为非接触供电对象的可动部上的电力负载而得到的再生电力并抑制了可动部的重量、大小的增加的非接触供电装置。

用于解决课题的方案

解决上述课题的第一技术方案的非接触供电装置的发明具备：设于固定部的非接触供电用元件；将高频电力供给于上述非接触供电用元件的高频电源电路；非接触受电用元件，设于以能够移动的方式装架于上述固定部的可动部，并与上述非接触供电用元件隔有距离地相对而以非接触方式接收高频电力；及受电电路，对上述非接触受电用元件接收到的高频电力进行转换，并对上述可动部上的电力负载进行供电，上述电力负载选择性地进行电力的消耗及产生，上述非接触供电装置还具备：再生回送电路，将上述电力负载产生的再生电力从上述非接触受电用元件经由上述非接触供电用元件而以非接触方式回送至上述固定部；及蓄电元件，设于上述固定部并蓄积被回送的上述再生电力，且在上述电力负载消耗上述电力时比上述高频电源电路优先地向上述非接触供电用元件供给高频电力。

第二技术方案的发明以第一技术方案为基础，其中，上述再生回送电路包括：再生高频电路，与上述受电电路并联地设于上述可动部，将上述电力负载产生的再生电力转换成高频并供给至上述非接触受电用元件；及再生切换开关，设于上述可动部，将上述电力负载连接于上述受电电路及上述再生高频电路中的一方。

第三技术方案的发明以在第二技术方案为基础，其中，上述高频电源电路包括：直流电源，输出直流电力；及电桥电路，由四个开关元件及与各上述开关元件并联连接的续流二极管构成并将上述直流电力转换成上述高频电力，上述蓄电元件是与上述直流电源并联连接的充电电容器，上述再生回送电路包括上述续流二极管，在从上述非接触受电用元件向上述非接触供电用元件回送高频的再生电力时，将上述开关元件设为断路状态，通过由上述四个续流二极管构成的全波整流电路对上述再生电力进行整流并蓄积于上述充电电容器。

第四技术方案的发明以第二技术方案为基础，其中，上述高频电源电路包括：二次电池，输出直流电力；及电桥电路，由四个开关元件及与各上述开关元件并联连接的续流二极管构成并将上述直流电力转换成上述高频电力，上述二次电池兼用为上述蓄电元件，上述再生回送电路包括上述续流二极管，在从上述非接触受电用元件向上述非接触供电用元件回送高频的再生电力时，将上述开关元件设为断路状态，通过由上述四个续流二极管构成的全波整流电路对上述再生电力进行整流并蓄积于上述二次电池。

第五技术方案的发明以在第一至第四技术方案中的任一技术方案为基础，其中，上述非接触供电装置还具备控制电路，上述控制电路选择性地控制上述电力负载中的上述电力的消耗及产生，并与消耗及产生对应地控制上述高频电源电路及上述再生回送电路。

第六技术方案的发明以第一技术方案为基础，其中，上述受电电路及上述再生回送电路共有：电桥电路，设于上述可动部，由四个开关元件及与各上述开关元件并联连接的续流二极管构成，能够将上述非接触受电用元件接收到的高频电力转换成直流电力，并且能够将上述电力负载产生的再生电力转换成高频并供给于上述非接触受电用元件；及受电再生选择开关，切换上述电桥电路与上述电力负载之间的供电方向。

第七技术方案的发明以第一至第六技术方案中的任一技术方案为基础，其中，上述非接触供电用元件及上述非接触受电用元件分别是电极板。

第八技术方案的发明以第一至第七技术方案中的任一技术方案为基础，其中，上述可动部还具备安装头，上述安装头配备于向基板安装元件的元件安装机，并进行元件安装动作，上述电力负载是对上述可动部进行驱动的线性电动机或滚珠丝杠机构用电动机。

发明效果

在第一技术方案的非接触供电装置中，将电力负载产生的再生电力从非接触受电用元件经由非接触供电用元件以非接触方式回送至固定部而蓄积于固定部侧的蓄电元件中，并且比高频电源电路优先地使用蓄电电力。因此，再生电力不会作为热损失被浪费而是被蓄积，能够在进行自然放电以前有效利用。此外，与专利文献1及2例示的现有技术不同，蓄电元件设于固定部侧，因此可动部的重量、大小比现有技术缩减。另外，与不进行电力再生的结构相比，可抑制可动部的重量、大小的增加。

在第二技术方案中，再生回送电路包括与受电电路并联设置的再生高频电路以及再生切换开关。因此，在回送再生电力时，进行使用了高频的非接触供电而能够将再生回送效率提高至与平时的供电效率相同的程度，能够高效地蓄积再生电力。

在第三技术方案中，能够在再生回送电路中利用高频电源电路的续流二极管而对充电电容器进行蓄电。因此，在固定部侧不需要对再生电力进行变换的专用的再生回送电路而能够简化电路结构，能够抑制有效利用再生电力所需的成本的增加量。

在第四技术方案中，能够在再生回送电路中利用高频电源电路的续流二极管而对二次电池进行蓄电。因此，在固定部侧不需要对再生电力进行变换的专用的再生回送电路而能够简化电路结构，而且，蓄电元件被兼用为二次电池，因此能够显著地抑制有效利用再生电力所需的成本的增加量。

在第五技术方案中，控制电路选择性地控制电力负载中的电力的消耗及产生，与消耗及产生对应地控制高频电源电路及再生回送电路。因此，能够根据电力负载的动作状态而高精度地控制电力的移送方向，能够实现电力负载的动作的顺畅化、供电效率及再生回送效率的高效率化。

在第六技术方案中，受电电路及再生回送电路在可动部内共有电桥电路和受电再生选择开关。因此，在固定部侧不需要对再生电力进行变换的专用的再生回送电路而能够简化电路结构，能够抑制有效利用再生电力所需的成本的增加量。

在第七技术方案中，非接触供电用元件及非接触受电用元件分别设为电极板，能够将再生电力以静电耦合方式从可动部回送至固定部。因此，能够将利用串联共振电路等的高效率供电的技术组合应用，能够实现电力再生的高效率化。

在第八技术方案中，可动部还具备配备于元件安装机并进行元件安装动作的安装头。本发明的非接触供电装置能够配备于元件安装机，能够有效利用对可动部进行驱动的线性电动机或滚珠丝杠机构用电动机的再生电力。

附图说明

图1是表示能够适用本发明的第一实施方式的非接触供电装置的元件安装机的整体结构的立体图。

图2是示意性地对第一实施方式的非接触供电装置进行说明、并对供电动作进行说明的电路图。

图3是对在第一实施方式中电力负载产生了再生电力时的回送动作进行说明的图。

图4是示意性地对第二实施方式的非接触供电装置进行说明的电路图。

图5是示意性地对第三实施方式的非接触供电装置进行说明的电路图。

图6是示意性地对第四实施方式的非接触供电装置进行说明的电路图。

图7是示意性地对现有结构的非接触供电装置进行说明的电路图。

具体实施方式

首先，参考图1，对能够适用本发明的非接触供电装置的元件安装机10进行说明。图1是表示能够适用本发明的第一实施方式的非接触供电装置1的元件安装机10的整体结构的立体图。元件安装机10是在基板上安装多个元件的装置，大致左右对称地配置两组结构相同的元件安装单元而构成。在此，以将图1的右前侧的罩拆下的状态的元件安装单元为例进行说明。另外，将图中的从左里侧朝向右前侧的元件安装机10的宽度方向设为X轴方向，将元件安装机10的长度方向设为Y轴方向。

元件安装机10将基板搬运装置110、元件供给装置120、两个元件移载装置130、140等组装于机台190上而构成。基板搬运装置110以沿X轴方向横截元件安装机10的长度方向的中央附近的方式配设。基板搬运装置110具有省略图示的输送机，沿X轴方向搬运基板。而且，基板搬运装置110具有省略图示的夹紧装置，将基板固定及保持于预定的安装作业位置。元件供给装置120设置在元件安装机10的长度方向的前部(图1的左前侧)。元件供给装置120具有多个盒式供料器121，从设置于各供料器121的载带向两个元件移载装置130、140连续地供给元件。

两个元件移载装置130、140是能够沿X轴方向及Y轴方向移动的所谓XY机器人型的装置。两个元件移载装置130、140以彼此相向的方式配设在元件安装机10的长度方向的前侧及后侧。各元件移载装置130、140具有用于Y轴方向的移动的线性电动机装置150。

线性电动机装置150包含：两个元件移载装置130、140共用的轨道构件151及辅助轨道155、两个元件移载装置130、140各自的可动部3。轨道构件151隔着可动部3而平行配置在两侧，并沿着作为移动方向的Y轴方向延伸。在轨道构件151的相向的内侧侧面上，沿着Y轴方向排列设置有多个磁体152。可动部3以能够移动的方式装架在轨道构件151上。

可动部3由可动主体部160、X轴轨道161及安装头170等构成。可动主体部160沿Y轴方向延伸，在其两侧面与轨道构件151的磁体152相向地配设有产生推进力的电枢。X轴轨道161从可动主体部160沿X轴方向延伸。X轴轨道161的一端162与可动主体部160结合，另一端163以能够移动的方式装架于辅助轨道155上，与可动主体部160一体地沿Y轴方向移动。

元件安装头170装架在X轴轨道161上，并沿X轴方向移动。在元件安装头170的下端设有省略图示的吸嘴。吸嘴利用负压而从元件供给装置120吸附选取元件，并向安装作业位置的基板安装。设置在X轴轨道161上的省略图示的滚珠丝杠进给机构具有驱动滚珠丝杠旋转的X轴电动机，沿X轴方向驱动元件安装头170。

此外，元件安装机10还具备用于与操作员交换信息的显示设定装置180及对基板、元件进行拍摄的省略图示的相机等。

在元件安装机10中，线性电动机装置150的电枢及滚珠丝杠进给机构的X轴电动机平时作为消耗电力而使元件安装头170移动的驱动源而发挥作用。另一方面，在元件安装头170减速及停止时，在电枢及X轴电动机中产生电动势，作为产生再生电力的发电机而发挥作用。因此，线性电动机装置150的电枢及滚珠丝杠进给机构的X轴电动机相当于本发明的选择性地进行电力的消耗及产生的电力负载L。

接着，参考图2及图3，对本发明的第一实施方式的非接触供电装置1进行说明。图2是示意性地对第一实施方式的非接触供电装置1进行说明、并对供电动作进行说明的电路图。图2的左侧表示固定部2的各构件，右侧表示可动部3的各构件。另外，通过虚线箭头表示供电路径，通过空心箭头RS表示非接触供电的方向，通过单点划线的箭头表示控制的流程。

非接触供电装置1平时从固定部2对可动部3上的电力负载L进行非接触供电，在电力负载L产生了再生电力时，从可动部3将再生电力回送至固定部2而蓄积于固定部2侧的充电电容器52中。非接触供电装置1在固定部2侧具备：包括供电用电极板41、42、充电电容器52的高频电源电路5等，并在可动部3侧具备受电电路7及再生高频电路8等，受电电路7包括受电用电极板61、62、再生切换开关75。

两个供电用电极板41、42相当于本发明的非接触供电用元件，由金属材料形成为薄板的细长的带状。两个供电用电极板41、42以带状的长边沿可动部3的移动方向延伸的方式水平地设于固定部2，相互隔有距离且平行。供电用电极板41、42的短边的长度可根据应输送的供电电力大小而适当设计。

高频电源电路5配设于固定部2，由直流电源51、充电电容器52、及电桥电路53构成。直流电源51从商用电源生成直流电源电压，从正侧端子5P及负侧端子5N向电桥电路53供电。充电电容器52是大容量的电容器，能够根据需要而并联连接多个电容器使用。充电电容器52具有足够蓄积后述的再生电力的静电电容。充电电容器52的正侧端子52P与直流电源51的正侧端子51P电连接，其负侧端子52P与直流电源51的负侧端子51N电连接。因此，充电电容器52平时由直流电源电压充电。

电桥电路53由四个开关元件541～544及与各开关元件541～544并联连接的续流二极管551～554构成。如图所示，电桥电路53的正侧输入端子56P与直流电源51的正侧端子51P电连接，其负侧输入端子56N与直流电源51的负侧端子51N电连接。

第一开关元件541与第二开关元件542串联连接、第三开关元件543与第四开关元件544的串联连接后，并联地电连接于电桥电路53的正侧输入端子56P与负侧输入端子56N之间。第一开关元件541与第二开关元件542之间的一侧输出端子561与一方的供电用电极板41电连接，第三开关元件543与第四开关元件544之间的另一侧输出端子562与另一方的供电用电极板42电连接。各续流二极管551～554用于抑制在使各开关元件541～544断路的瞬间容易产生的过电压。

各开关元件541～544由设于固定部2的固定部控制电路21进行开闭控制。具体而言，在某时刻，第1及第四开关元件541、544为闭路，第2及第三开关元件542、543为断路。由此，一方的供电用电极板41与正侧端子5P短路，另一方的供电用电极板42与负侧端子5N短路。另外，在接下来的时刻，第一及第四开关元件541、544为断路，第2及第三开关元件542、543为闭路。由此，一方的供电用电极板41与负侧端子5N断路，另一方的供电用电极板42与正侧端子5P断路。高频率地进行这样的开关控制，而向两个供电用电极板41、42之间输送高频电力。

另一方面，两个受电用电极板61、62相当于本发明的非接触受电用元件，通过金属材料形成为薄板的细长的带状。两个受电用电极板61、62设于可动部3，分别隔有距离地与固定部两侧的供电用电极板41、42相向。因此，通过两组相向的电极板(41和61、42和62)构成平行板状的两个电容器，在图2中，如空心箭头RS所示，能够以静电耦合方式进行非接触供电。一方的受电用电极板61与受电电路7的全波整流电路71的一侧输入端子731电连接，另一方的受电用电极板62与另一侧输入端子732电连接。

受电电路7配设于可动部3，由全波整流电路71、再生切换开关75及平滑扼流圈77构成。受电电路7用于对受电用电极板61、62所接收的高频电力进行整流转换并向可动部3上的电力负载L供电。在本第一实施方式中，电力负载L是直流负载，所以高频电力的转换使用全波整流电路71。不限于此，电力负载L可以是交流负载，在这种情况下，取代全波整流电路71而使用例如逆变器电路。

全波整流电路71对四个二极管元件721～724进行电桥连接而构成。详细来说，如图所示，第一二极管元件721与第二二极管元件722串联连接、第三二极管元件723与第四二极管元件724串联连接后，并联地电连接于正侧输出端子74P与负侧输出端子74N之间。第一二极管元件721与第二二极管元件722之间的一侧输入端子731电连接于一方的受电用电极板61，第三二极管元件723与第四二极管元件724之间的另一侧输入端子732电连接于另一方的受电用电极板62。另外，正侧输出端子74P与再生切换开关75的供电侧接点761电连接，负侧输出端子74N与电力负载L的负侧端子LN电连接。

再生切换开关75是对全波整流电路71及再生高频电路8中的一方进行选择切换的开关。再生切换开关75用于使供电侧接点761及再生侧接点762中的一方与共用接点763导通。供电侧接点761与全波整流电路71的正侧输出端子74P电连接，再生侧接点762与再生高频电路8的回送二极管81的阳极82A电连接。另外，共用接点763与平滑扼流圈77的一侧端子781电连接。

设于可动部3的可动部控制电路31对再生切换开关75的切换动作进行控制，在对电力负载L供电时，使供电侧接点761与共用接点763导通。另外，可动部控制电路31在对电力负载L产生的再生电力进行回送时，使再生切换开关75的再生侧接点762与共用接点763导通。

平滑扼流圈77用于使从全波整流电路71输出的直流电力的脉动电流成分平滑化。平滑扼流圈77的一侧端子782与再生切换开关75的共用接点76电连接，另一侧端子782与电力负载的正侧端子LP电连接。平滑扼流圈77是平滑电路的一个简易示例，可以使用周知的其他的平滑电路。

再生高频电路8在可动部3上与全波整流电路71并联设置。再生高频电路8将电力负载L产生的再生电力转换成高频并向非接触受电用元件61、62供电。再生高频电路8由回送用二极管81和回送电桥电路83构成，回送电桥电路83由四个开关元件851～854构成。

回送用二极管81的阳极82A与再生切换开关75的再生侧接点762电连接，阴极82K与回送电桥电路83的正侧输入端子84P电连接。回送用二极管81允许从电力负载L朝向非接触受电用元件61、62的方向(回送方向)的通电，并阻止其相反方向的通电。

回送电桥电路83的正侧输入端子84P与回送用二极管81电连接，负侧输入端子84N与电力负载L的负侧端子LN电连接。如图所示，第一开关元件851与第二开关元件852串联连接、第三开关元件853与第四开关元件854的串联连接后，并联地电连接于正侧输入端子84P与负侧输入端子84N之间。第一开关元件851与第二开关元件852之间的一侧输出端子861电连接于一方的受电用电极板61，第三开关元件853与第四开关元件854之间的另一侧输出端子862电连接于另一方的受电用电极板62。

各开关元件851～854由可动部控制电路31进行开闭控制。回送电桥电路83的具体控制方法与固定部2侧的电桥电路53类似，因此省略说明，但是高频率地进行开关控制，而在两个受电用电极板61、62之间回送高频电力。

固定部2侧的固定部控制电路21及可动部3侧的可动部控制电路31可以由内置微机并通过软件进行动作的计算机控制电路构成。在固定部控制电路21上附属有非接触发送部22，在可动部控制电路31上附属有非接触接收部32。非接触发送部22与非接触接收部32之间的通信方式可以使用光无线方式或电波无线方式。

固定部控制电路21及可动部控制电路31协作，关于通过电力负载L的驱动进行的安装头170的位置控制，固定部控制电路21主动地执行。因此，固定部控制电路21将切换控制向电力负载L的供电和从电力负载L的再生电力回送的切换控制信号Ctl1以非接触方式向可动部控制电路31发送。基于该切换控制信号Ctl1，可动部控制电路31对电力负载L指示动作指令Ctl2。

另外，固定部控制电路21与可动部控制电路31之间未必一定是非接触通信，也可以使用有线通信。另外，也可以采用将电力负载L的动作状况、供电电力及再生电力的大小等信息从可动部控制电路31向固定部控制电路21发送的双向通信。

接着，对如上述那样构成的第一实施方式的非接触供电装置1的动作进行说明。首先，对平时的供电动作进行说明，接着，对电力负载L产生了再生电力时的回送动作进行说明。

在平时的供电动作中，如图2的虚线的箭头F1～F4及空心箭头RS所示，将电力从直流电源51输送至电力负载L。首先，固定部控制电路21通过非接触通信向可动部控制电路31发送向电力负载L供电的切换控制信号Ctl1。可动部控制电路31指示对电力负载L输送电力的动作指令Ctl2。另外，可动部控制电路31使再生切换开关75的供电侧接点761与共用接点763导通，此外，将回送电桥电路83的四个开关元件851～854全部控制成断路状态。

另一方面，固定部控制电路21将电桥电路53动作控制成一般的全桥电路，即对四个开关元件541～544进行开关控制而产生高频电力。另外，此时，以使从直流电源51到电力负载L的整体电路串联共振的方式控制高频电力的频率，从而提高供电效率。供电时的共振频率根据电力负载L的负载状况而变化，所以优选以可变的方式控制频率。

如图2的箭头F1、F4所示，通过以上的控制直流电源51的直流电力由电桥电路53转换成高频电力，并输送至两个供电用电极板41、42。两个供电用电极板41、42与两个受电用电极板61、62如上述那样进行静电耦合，如空心箭头RS所示那样以静电耦合方式进行非接触供电。如箭头F2、F3所示，受电用电极板61、62接收到的高频电力由受电电路7转换成直流电力，并对电力负载L供电。

接着，图3是对在第一实施方式中电力负载L产生了再生电力时的回送动作进行说明的图。在回送动作中，如图3的虚线的箭头F5～F8及空心箭头RR所示，将再生电力从电力负载L回送到充电电容器52。首先，固定部控制电路21将电桥电路53的四个开关元件541～544全部控制成断路状态。此外，固定部控制电路21通过非接触通信向可动部控制电路31发送回送再生电力的切换控制信号Ctl1。

另一方面，可动部控制电路31对电力负载L指示回送再生电力的动作指令Ctl2。另外，可动部控制电路31使再生切换开关75的再生侧接点762与共用接点763导通。此外，可动部控制电路31对回送电桥电路83的四个开关元件851～854进行开关控制而使其作为全桥电路进行动作，从而产生高频电力。另外，此时，以使从电力负载L到充电电容器52的整体电路串联共振的方式可变地控制高频电力的频率，从而提高再生效率。另外，电力再生时的共振频率根据电力负载L的再生实施状况而变化，可以与供电时的共振频率不同。

如图3中的箭头F5、F8所示，通过以上的控制由电力负载L产生的再生电力输入再生高频电路8，并转换成高频电力而回送至两个受电用电极板61、62。此外，如空心箭头RR所示，以静电耦合方式进行非接触的电力回送。供电用电极板61、62所接收的高频的再生电力被输入电桥电路53的一侧输出端子561及另一侧输出端子562。

在此，由于四个开关元件541～544为断路，因此电桥电路53作为由四个续流二极管551～554构成的全波整流电路而发挥作用。因此，回送直流电力向与平时相反的方向输出至电桥电路53的正侧输入端子56P与负侧输入端子56N之间。因为回送直流电力的回送直流电压比直流电源51的直流电源电压高，所以充电电容器52中充有比平时多的电荷。

由此，充电电容器52的正侧端子52P与负侧端子52N之间的充电电压比平时的直流电源电压上升。多于平时的充电量的电荷在接下来对电力负载L供电时，比直流电源51优先被使用。因此，优先被使用的量的电荷有助于电力再生，非接触供电装置1的综合效率相应地提高。

在本第一实施方式中，从电力负载L向充电电容器52回送再生电力的电路范围成为再生回送电路。因此，再生回送电路由受电电路7的平滑扼流圈77及再生切换开关75、再生高频电路8、受电用电极板61、62、供电用电极板41、42以及电桥电路53的四个续流二极管551～554构成。

接着，对于第一实施方式的非接触供电装置1的效果，与现有结构进行比较来说明。图7是示意性地对现有结构的非接触供电装置9进行说明的电路图。现有结构的非接触供电装置9构成为，在固定部2X侧向供电用电极板41、42输送高频电力的高频电源电路5X不具备充电电容器52，另外在可动部3X侧没有再生切换开关75及再生高频电路8，受电电路7X在全波整流电路71中直接连接有平滑扼流圈77。取而代之，在电力负载L的正侧端子LP与负侧端子LN之间电连接有充电电容器52X。

充电电容器52X平时通过非接触供电被进行充电直到充至某充电电压。当电力负载L产生再生电力而产生再生电压，并且再生电压超过充电电压时，如箭头F9、F10所示，电荷从电力负载L向充电电容器52X直接充电。在现有结构及本第一实施方式中，虽然充电电容器52X、52的配设位置不同，但是在再生时，以比平时高的电压对充电电容器52X、52进行充电这一点相同。

对图7与图2进行比较可知，在第一实施方式中，在可动部3侧没有充电电容器52X，取而代之设有再生切换开关75及再生高频电路8。在此，为了有效利用电力负载L的再生电力，现有结构的充电电容器52X构成相当大的容量，相对于可动部3X整体而占据较大的比例的重量及大小。而且，现有结构的充电电容器52X比将再生切换开关75及再生高频电路8相加更重且更大。因此，第一实施方式的非接触供电装置1的可动部3能够比现有结构的非接触供电装置9的可动部3X小型轻量化。

根据第一实施方式的非接触供电装置1，通过再生回送电路将电力负载L所产生的再生电力从受电用电极板61、62经由供电用电极板41、42以非接触方式回送至固定部2而蓄积于固定部2侧的充电电容器52，并比直流电源51优先使用蓄电电力。因此，再生电力不会作为热损失被浪费而是进行蓄电，并能够在自然放电以前有效利用。此外，因为与现有结构的非接触供电装置9不同，将充电电容器52设于固定部2侧，所以可动部3的重量、大小比现有结构的可动部3X缩减。此外，与不进行电力再生的结构相比，能抑制可动部3的重量、大小的增加。

另外，非接触供电用元件及非接触受电用元件分别设为电极板41、42、61、62，能够以静电耦合方式将再生电力从可动部3回送至固定部2，再生回送电路包括与受电电路7并联设置的再生高频电路8以及再生切换开关75。因此，即使在回送再生电力时，也能够利用高频的串联共振电路而将再生回送效率提高至与平时的供电效率相同的程度，能够高效地蓄积再生电力。

此外，能够在再生回送电路中利用高频电源电路5的续流二极管531～534而对充电电容器52进行蓄电。因此，在固定部2侧不需要对再生电力进行变换的专用的再生回送电路，从而能够简化电路结构，能够抑制有效利用再生电力所需的成本的增加量。

此外，固定部控制电路21及可动部控制电路31协作，选择性地控制电力负载L中的电力的消耗及产生，与消耗及产生对应地控制高频电源电路5及再生高频电路8。因此，能够根据电力负载L的动作状态高精度地控制电力的移送方向，从而能够实现电力负载L的动作的顺畅化、供电效率及再生回送效率的高效率化。

接着，参考图4，对于固定部2A侧的高频电源电路5A的结构不同的第二实施方式的非接触供电装置1A，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。图4是示意性地对第二实施方式的非接触供电装置1A进行说明的电路图。在第二实施方式中，固定部2A的高频电源电路5A取代直流电源51及充电电容器52而具有蓄电池51A。蓄电池51A是能够反复进行充电及放电的二次电池，并兼作为蓄电元件。即，蓄电池51A蓄积从可动部3向固定部2A回送的再生电力。

根据第二实施方式的非接触供电装置1A，由于蓄电池51A兼作为蓄电元件，因此能够显著地抑制有效利用再生电力所需的成本的增加量。第二实施方式的其他的部位的结构、动作及上述的以外的效果与第一实施方式相同，因此省略说明。

接着，参考图5，对于在可动部3B侧的受电电路7B内组装有再生高频电路的第三实施方式的非接触供电装置1B，主要对与第一及第二实施方式的不同点进行说明。图5是示意性地对第三实施方式的非接触供电装置1B进行说明的电路图。在第三实施方式中，受电电路7B由电桥电路79、受电再生选择开关75B及平滑扼流圈77构成。

电桥电路79是与固定部2的电桥电路53相同的电路，由四个开关元件及与各开关元件并联连接的续流二极管构成。如图示那样，电桥电路79的一侧输入端子791与一方的受电用电极板61电连接，另一侧输入端子792与另一方的供电用电极板62电连接。另外，电桥电路79的正侧输出端子79P与切换开关75B电连接，负侧输出端子79N与电力负载L的负侧端子LN电连接。电桥电路79的四个开关元件由可动部控制电路31控制，在供电时全部为断路，在再生时进行开关控制。

受电再生选择开关75B是对供电与再生进行选择切换的开关。受电再生选择开关75B使供电侧接点761及再生侧接点762中的一方与共用接点763导通。供电侧接点761与电桥电路79的正侧输出端子79P直接电连接，再生侧接点762经由回送二极管764而与正侧输出端子79P电连接。回送二极管764允许从电力负载L朝向非接触受电用元件61、62的方向(回送方向)的通电，并阻止其相反方向的通电。可动部控制电路31在对电力负载L进行供电时，使受电再生选择开关75B的供电侧接点761与共用接点763导通，在对电力负载L所产生的再生电力进行回送时，使再生侧接点762与共用接点763导通。

在第三实施方式的非接触供电装置1B中，电桥电路79在供电时作为全波整流电路而发挥作用，在再生时作为再生高频电路而发挥作用。因此，第三实施方式的非接触供电装置1B与第一实施方式同样地动作，产生与第一实施方式相同的效果。而且，对图5与图2进行比较可知，在第三实施方式中，在可动部3B侧不需要专用的再生回送电路，从而能够简化电路结构，能够抑制有效利用再生电力所需的成本的增加量。

接着，参考图6，对于非接触供电用元件及非接触受电用元件不同的第四实施方式的非接触供电装置1C，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。图6是示意性地对第四实施方式的非接触供电装置1C进行说明的电路图。在第四实施方式中，使用供电用线圈43作为固定部2C的非接触供电用元件，使用受电用线圈63作为可动部3C的非接触受电用元件。供电用线圈43与受电用线圈63良好地进行电磁耦合，能以电磁感应方式进行非接触供电。其他的部位是与第一实施方式相同的结构，省略说明。

根据第四实施方式的非接触供电装置1C，使用供电用线圈43及受电用线圈63，通过电磁感应方式以非接触方式回送电力负载L所产生的再生电力，能够在固定部2C侧进行蓄电。由此，能够提高电磁感应方式的非接触供电的综合效率。另外，供电用线圈43及受电用线圈63能够与第二及第三实施方式组合使用。

另外，本发明不限于静电耦合方式及电磁耦合方式的非接触供电装置，也能够以磁场共振方式等其他非接触供电方式实施。另外，高频电源电路5、5A、受电电路7、7B、再生高频电路8等的电路结构能够适当变形。此外，本发明也可以进行各种应用或变形。

工业实用性

本发明的非接触供电装置可以用于元件安装机，也可以用于基板检査机等其他基板用作业设备。此外，本发明的非接触供电装置也可以用于在可动部具有除线性电动机装置或滚珠丝杠进给机构以外的能够进行电力再生的电力负载的各种设备。

附图标记说明

1、1A、1B、1C：非接触供电装置

2、2A、2C：固定部 21：固定部控制电路

3、3B、3C：可动部 31：可动部控制电路

41、42：供电用电极板(非接触供电用元件)

43：供电用线圈(非接触供电用元件)

5、5A：高频电源电路 51：直流电源

51A：蓄电池(二次电池) 52：充电电容器(蓄电元件)

53：电桥电路 541～544：开关元件

551～554：续流二极管

61、62：受电用电极板(非接触受电用元件)

63：受电用线圈(非接触受电用元件)

7、7B：受电电路 71：全波整流电路

721～724：二极管元件

75：再生切换开关 75B：受电再生选择开关

764：回送二极管 77：平滑扼流圈 79：电桥电路

8：再生高频电路 81：回送二极管 83：回送电桥电路

851～854：开关元件

9：现有技术的非接触供电装置

10：元件安装机

110：基板搬运装置 120：元件供给装置

130、140：元件移载装置 150：线性电动机装置

160：可动主体部 161：X轴轨道 170：安装头

180：显示设定装置 190：机台

L：电力负载

Claims (8)

1.一种非接触供电装置，具备：

设于固定部的非接触供电用元件；

将高频电力供给于所述非接触供电用元件的高频电源电路；

非接触受电用元件，设于以能够移动的方式装架于所述固定部的可动部，并与所述非接触供电用元件隔有距离地相对而以非接触方式接收高频电力；及

受电电路，对所述非接触受电用元件接收到的高频电力进行转换，并对所述可动部上的电力负载进行供电，

所述电力负载选择性地进行电力的消耗及产生，

所述非接触供电装置还具备：

再生回送电路，将所述电力负载产生的再生电力从所述非接触受电用元件经由所述非接触供电用元件而以非接触方式回送至所述固定部；及

蓄电元件，设于所述固定部并蓄积被回送的所述再生电力，且在所述电力负载消耗所述电力时比所述高频电源电路优先地向所述非接触供电用元件供给高频电力。

2.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其中，

所述再生回送电路包括：

再生高频电路，与所述受电电路并联地设于所述可动部，将所述电力负载产生的再生电力转换成高频并供给至所述非接触受电用元件；及

再生切换开关，设于所述可动部，将所述电力负载连接于所述受电电路及所述再生高频电路中的一方。

3.根据权利要求2所述的非接触供电装置，其中，

所述高频电源电路包括：直流电源，输出直流电力；及电桥电路，由四个开关元件及与各所述开关元件并联连接的续流二极管构成并将所述直流电力转换成所述高频电力，

所述蓄电元件是与所述直流电源并联连接的充电电容器，

所述再生回送电路包括所述续流二极管，在从所述非接触受电用元件向所述非接触供电用元件回送高频的再生电力时，将所述开关元件设为断路状态，通过由所述四个续流二极管构成的全波整流电路对所述再生电力进行整流并蓄积于所述充电电容器。

4.根据权利要求2所述的非接触供电装置，其中，

所述高频电源电路包括：二次电池，输出直流电力；及电桥电路，由四个开关元件及与各所述开关元件并联连接的续流二极管构成并将所述直流电力转换成所述高频电力，

所述二次电池兼用为所述蓄电元件，

所述再生回送电路包括所述续流二极管，在从所述非接触受电用元件向所述非接触供电用元件回送高频的再生电力时，将所述开关元件设为断路状态，通过由所述四个续流二极管构成的全波整流电路对所述再生电力进行整流并蓄积于所述二次电池。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的非接触供电装置，其中，

所述非接触供电装置还具备控制电路，

所述控制电路选择性地控制所述电力负载中的所述电力的消耗及产生，并与消耗及产生对应地控制所述高频电源电路及所述再生回送电路。

6.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其中，

所述受电电路及所述再生回送电路共有：

电桥电路，设于所述可动部，由四个开关元件及与各所述开关元件并联连接的续流二极管构成，能够将所述非接触受电用元件接收到的高频电力转换成直流电力，并且能够将所述电力负载产生的再生电力转换成高频并供给于所述非接触受电用元件；及

受电再生选择开关，切换所述电桥电路与所述电力负载之间的供电方向。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的非接触供电装置，其中，

所述非接触供电用元件及所述非接触受电用元件分别是电极板。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的非接触供电装置，其中，

所述可动部还具备安装头，所述安装头配备于向基板安装元件的元件安装机，并进行元件安装动作，

所述电力负载是对所述可动部进行驱动的线性电动机或滚珠丝杠机构用电动机。