CN104662773A - 静电耦合式非接触供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明的静电耦合式非接触供电装置具备：设于固定部的供电用电极及高频电源电路、设于可动部的受电用电极及受电电路，供电用电极由多个分割电极构成，上述多个分割电极在可动部的移动方向上排列设置并且由高频电源电路分别进行供电，该静电耦合式非接触供电装置还具备：多个开闭器，分别连接于高频电源电路与各分割电极之间，并能够相互独立地进行开闭操作；电流检测电路，分别检测各所述分割电极中流动的分割电流；及开闭器控制部，基于随着可动部的移动而变化的各分割电流的大小及增减状况中的至少一方，以仅将多个开闭器中的一部分开闭器关闭的方式进行控制。由此，在使用电极进行的非接触供电中，与以往相比能够提高供电效率。

Description

静电耦合式非接触供电装置

技术领域

本发明涉及从固定部以非接触方式对可动部上的电气负载进行供电的非接触供电装置，更详细地说，涉及将电极隔有间隔地相对配置的静电耦合式非接触供电装置。

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上方移动而进行预定作业的可动部，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。线性电动机装置通常具备：沿移动方向交替排列设置有多个磁体的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。为了对以线性电动机装置为首的可动部上的电气负载进行供电，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隔有间隔地相对的电极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。非接触供电装置的用途不限于基板用作业设备，在其他行业的工业用设备、家电产品等广泛领域不断扩展。专利文献1及专利文献2公开了电磁感应方式的非接触供电装置的技术例。

专利文献1的移动体用绝缘式供电装置记载有，具备：排列设置在地面上的多个一次侧线圈；搭载于移动体的二次侧线圈；配置在各一次侧线圈与三相交流电源之间的多个开关；及对一次侧线圈的磁极与二次侧线圈的磁极的重叠状态进行检测的重叠传感器。而且，当重叠传感器检测到两磁极的重叠时，将开关闭合而对一次侧线圈通电，当检测到两磁极分离时，将开关断开。由此，一次侧线圈仅在与二次侧线圈相对时被通电，抑制了向空间扩散的漏磁通的产生而能够进行高效率的运转。

专利文献2的移动体用绝缘式供电装置具备：与能够调整输出电压的交流电源装置串联连接的多联的一次侧线圈；搭载于移动体的二次侧线圈；测定各一次侧线圈的端子间的电压的电压计；使各一次侧线圈的端子间短路的多个接触器；及控制各接触器的开闭的控制器。而且，控制器根据端子间的电压的信号来判定二次侧线圈接近的特定一次侧线圈，使其他一次侧线圈的接触器短路，仅向特定一次侧线圈通电。由此，不使用特别的检测装置即可检测出与二次侧线圈相对的一次侧线圈，而不对不与二次侧线圈相对的一次侧线圈供给电力，从而能够减少不必要的电力消耗。

另外，在专利文献2中记载有，优选在对二次侧线圈的接近进行监控的期间，将交流电源装置的输出电压抑制得较低，在使二次侧线圈产生电磁感应时，则提高输出电压。由此，通过在输出电压较低的期间对接触器进行开闭，能够抑制电火花而防止老化。

专利文献

专利文献1：日本特开2009-284695号公报

专利文献2：日本特开2009-284696号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1及专利文献2的装置在通过仅对特定的一次侧线圈进行通电而能够提高供电效率这一点上是优选的，但对象仅限于电磁感应式非接触供电装置，无法用于静电耦合式非接触供电装置。

此外，在专利文献1中，需要采用对二次侧线圈即移动体的位置进行检测的重叠传感器(位置检测传感器)，因此成本相应地增加。关于这一点，在专利文献2中，取代重叠传感器而使用电压计，由此能够抑制成本的增加。但是，在专利文献2中，由于通电的一次侧线圈的串联个数变化，因此需要调整交流电源装置的输出电压，而且为了抑制电火花也需要调整输出电压。因此，交流电源装置的输出电压控制较难并且烦杂，供电效率往往会下降，交流电源装置的成本也增加。

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，在使用了电极的非接触供电中，能够提供一种与以往相比提高了供电效率的静电耦合式非接触供电装置。

用于解决课题的方案

解决上述课题的第一技术方案的静电耦合式非接触供电装置具备：设于固定部的供电用电极；将高频电力供给于上述供电用电极的高频电源电路；受电用电极，设于以能够移动的方式装架于上述固定部的可动部，并与上述供电用电极隔有间隔地相对而以非接触方式接收高频电力；及受电电路，对上述受电用电极接收到的高频电力进行转换并对上述可动部上的电气负载供电，上述供电用电极由多个分割电极构成，上述多个分割电极在上述可动部的移动方向上排列设置并且由上述高频电源电路分别进行供电，上述静电耦合式非接触供电装置还具备：多个开闭器，分别连接于上述高频电源电路与各上述分割电极之间，并能够相互独立地进行开闭操作；电流检测电路，分别检测各上述分割电极中流动的分割电流；及开闭器控制部，基于随着上述可动部的移动而变化的各上述分割电流的大小及增减状况中的至少一方，以仅将上述多个开闭器中的一部分开闭器关闭的方式进行控制。

第二技术方案以第一技术方案为基础，其中，上述开闭器控制部基于上述分割电流进行流动的多个分割电极中的上述分割电流的增减状况来判断上述可动部的行进方向，将与上述分割电流进行流动的多个分割电极及配设在上述可动部的行进方向上的分割电极对应的特定开闭器关闭，将除上述特定开闭器以外的开闭器打开。

第三技术方案以第二技术方案为基础，其中，各上述分割电极的在上述可动部的移动方向上的长度比上述受电用电极的长度短，且相互间的分离距离小，上述开闭器控制部基于上述分割电流进行流动的两个以上分割电极中的上述分割电流的增减状况来判断上述可动部的行进方向，并将与上述分割电流进行流动的两个以上分割电极及配设在上述可动部的行进方向上的一个分割电极对应的共三个以上特定开闭器关闭。

第四技术方案以第一技术方案为基础，其中，上述开闭器控制部将与上述分割电流增大的分割电极及其两侧的分割电极对应的特定开闭器关闭，并将除上述特定开闭器以外的开闭器打开。

第五技术方案以第四技术方案为基础，其中，各上述分割电极的在上述可动部的移动方向上的长度比上述受电用电极的长度短，且相互间的分离距离小，上述开闭器控制部将与上述分割电流增大的一个以上分割电极及其两侧的各一个分割电极对应的共三个以上特定开闭器关闭。

第六技术方案以第三或第五技术方案为基础，其中，各上述分割电极的在上述可动部的移动方向上的长度处于超过上述受电用电极的长度的0.5倍且不到上述受电用电极的长度的1倍的范围，上述开闭器控制部将共三个特定开闭器关闭。

第七技术方案以第一至第六技术方案中任一方案为基础，其中，在装置起动时、及在装置工作过程中要关闭的开闭器不明时的至少一种情况下，上述开闭器控制部暂时将全部开闭器关闭，上述电流检测电路对全部分割电极中流动的分割电流分别进行检测，然后上述开闭器控制部决定要关闭的开闭器。

发明效果

在第一技术方案的非接触供电装置中，将供电用电极分割成多个分割电极而沿可动部的移动方向排列设置且分别进行供电，因此仅向与可动部的受电用电极相对的分割电极通分割电流，就能得到充分的供电性能。而且，能够根据分割电流的大小及增减状况中的至少一方判别与受电用电极相对的分割电极及下一个相对的分割电极。因此，若以仅关闭多个开闭器中的一部分开闭器而施加高频电源电路的输出电压的方式进行控制，则不会对远离受电用电极的分割电极施加输出电压。由此，能够抑制来自分割电极的电场泄漏引起的电力损失，与以往相比能够提高供电效率。

另外，不需要对可动部及受电用电极的当前位置进行检测的独立的位置检测传感器，因此与专利文献1中具备重叠传感器的结构相比，能够抑制成本的增加。此外，多个分割电极与高频电源电路并联连接而分别被施加输出电压，而且，由隔有间隔地相对的电极构成的电容器与线圈不同，所以不用担心产生电火花，因此高频电源电路的输出电压可以大致恒定。因此，与专利文献2的交流电源装置相比，输出电压控制变得容易，高频电源电路的成本降低。

在第二技术方案中，基于多个分割电极的分割电流的增减状况来判定可动部的行进方向，决定要施加输出电压的分割电极。因此，能够可靠地对与受电用电极相对的分割电极及下一个相对的预定的分割电极施加电压，而不对其他的远离受电用电极的分割电极施加电压，与以往相比能够提高供电效率。

在第三技术方案中，使各分割电极比受电用电极短，因此受电用电极始终与两个以上的分割电极相对，容易基于分割电流的增减状况来判定可动部的行进方向。另外，除了当前流有分割电流的分割电极之外，只要对处于可动部的行进方向上的一个分割电极施加电压即可，因此能够减少要施加电压的分割电极数，能够进一步提高供电效率。

在第四技术方案中，对分割电流增大的分割电极及其两侧的分割电极施加输出电压。因此，能够可靠地对与受电用电极相对的分割电极及下一个相对的预定分割电极施加电压，而不对其他的远离受电用电极的分割电极施加电压，与以往相比能够提高供电效率。

在第五技术方案中，使各分割电极比受电用电极短，所以受电用电极始终与两个以上的分割电极相对，分割电流与相对的电极面积的大小大致成正比地变化。因此，除了分割电流增大的分割电极之外，只要对其两侧的各一个分割电极施加电压即可。因此，能够减少要施加电压的分割电极数，能够进一步提高供电效率。

在第六技术方案中，由于分割电极的长度处于超过受电用电极的长度的0.5倍、而不到受电用电极的长度的1倍的范围，因此受电用电极与两个或三个分割电极相对，可通过对三个分割电极施加电压而得到充分的供电性能。由此，能够使要施加电压的分割电极为最少的三个，能够进一步提高供电效率。

在第七技术方案中，在装置起动时，即使可动部的位置不明，也可以通过将全部开闭器暂时关闭而对全部分割电极中流动的分割电流分别进行检测，来判别出可动部的位置。因此，能够适当地实施以后的供电控制。另外，当在装置工作过程中因某些原因而关闭的开闭器不明时，通过进行与装置起动时相同的操作及判别，能够适当地实施以后的供电控制。

附图说明

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

图2是概念性地对一般的静电耦合式非接触供电装置进行说明的结构图。

图3是示意性地表示本发明的第一实施方式的静电耦合式非接触供电装置的整体结构的单线连接图。

图4是对第一实施方式的静电耦合式非接触供电装置的动作及作用进行说明的图。

图5是接着图4对动作及作用进行说明的图。

图6是接着图5对动作及作用进行说明的图。

图7是示意性地表示第三实施方式的静电耦合式非接触供电装置的结构的一部分的图。

具体实施方式

首先，参考图1，对能够适用本发明的元件安装机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静电耦合式非接触供电装置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)及后部(在图中看不见)。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以彼此相对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包括：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各自的线性可动部153。轨道构件151相当于本发明的固定部2的一部分，并沿着作为线性可动部153的移动方向的Y轴方向延伸。轨道构件151由配置于线性可动部153的下侧的底面15A及配置于线性可动部153的两侧的侧面15B构成，成为向上方开口的槽形。在轨道构件151的相向的侧面15B的内侧，沿着Y轴方向排列设置有多个磁体152。

线性可动部153以能够移动的方式装架于轨道构件151上。线性可动部153相当于本发明的可动部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装架于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。为了使元件安装头170动作而装备于线性可动部153(可动部3)的多个电气安装件相当于本发明的电气负载。另外，线性电动机装置150的电枢也包含于电气负载。

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。

接着，参考图2，对一般的静电耦合式非接触供电装置1Z进行说明。图2是概念性地对一般的静电耦合式非接触供电装置1Z进行说明的结构图。图2的左右方向是可动部3的移动方向，并且是固定部2侧的轨道构件151的延伸方向。另外，在图2中，省略了轨道构件151的前侧的侧面。如图所示，在轨道构件151配设有两个供电用电极4X、4Y。两个供电用电极4X、4Y是彼此对称的形状，使用金属板等形成为截面L字形。两个供电用电极4X、4Y的L字形的一边以与轨道构件151的底面15A相接触的方式配置。两个供电用电极4X、4Y的L字形的另一边以与轨道构件151的侧面15B的磁体152平行的方式配置。另外，两个供电用电极4X、4Y在轨道构件151的大致全长(图2的左右方向的全长)上配设。

高频电源电路5配设在固定部2侧。高频电源电路5例如将100kHz～MHz频带的高频电力供给于两个供电用电极4X、4Y之间。高频电源电路5的输出电压及输出频率可调整，作为输出电压波形，例如有正弦波、矩形波等。

另外，如图2所示，在可动部3上设有两个受电用电极6X、6Y。两个受电用电极6X、6Y是彼此对称的形状，使用金属板等形成为截面L字形。两个受电用电极6X、6Y在可动部3的大致全长LZ上配设，但比供电用电极4X、4Y短很多。两个受电用电极6X、6Y分别与固定部2侧的供电用电极4X、4Y隔有间隔地相对且平行配置。由此，在供电用电极4X、4Y与受电用电极6X、6Y之间分别构成电容器，进行静电耦合式的非接触供电。

另外，在可动部3上搭载有省略图示的受电电路及电气负载。两个受电用电极6X、6Y与受电电路的输入侧电连接，受电电路的输出侧与电气负载电连接。受电电路对受电用电极6X、6Y接收到的高频电力进行转换，并供给于电气负载。受电电路根据电气负载的动作电压规格来形成电路结构，例如，可以使用全波整流电路、逆变器电路等。

另外，通常，为了提高供电容量及供电效率而使用串联共振电路。即，为了以高频电源电路5的输出频率产生串联共振，在高频电源电路5内或受电电路内插入连接有共振用电感器。作为共振用电感器，一般使用线圈。共振用电感器与由供电用电极4X、4Y及受电用电极6X、6Y构成的电容器串联连接。共振用电感器的电感值被规定为，使得串联共振电路的输出频率的阻抗的虚数部为零。此外，高频电源电路5的输出频率也可以与共振频率一致地可变调整。

如上所述，在一般的静电耦合式非接触供电装置1Z中，两个受电用电极6X、6Y比供电用电极4X、4Y短很多。因此，供电用电极4X、4Y的电极表面积中的与受电用电极6X、6Y相对的范围被限定。而且，如图2中的单点划线所示，从供电用电极4X、4Y的表面中的不与受电用电极6X、6Y相对的范围AZ白白地辐射电场，而产生电力损失。因此，在本发明中，将供电用电极4X、4Y分割成多个分割电极，并仅对其中一部分施加电压。

图3是示意性地表示本发明的第一实施方式的静电耦合式非接触供电装置1的整体结构的单线连接图。在图3中，往复移动的电气导体由一条线表示，两个为一组的电极等也仅示出一个。另外，图3的左右方向是可动部3的移动方向。静电耦合式非接触供电装置1是以静电耦合式对可动部3上的电气负载69进行非接触供电的装置。静电耦合式非接触供电装置1构成为，在固定部2侧具备：由多个分割电极41～46构成的供电用电极4、高频电源电路5、多个开闭器71～76、电流检测电路8及开闭器控制部9；在可动部3侧具备：受电用电极6及受电电路65。

固定部2侧的供电用电极4由多个分割电极41～46构成，这多个分割电极41～46沿可动部3的移动方向排列设置并且由高频电源电路5分别进行供电。关于各分割电极41～46，图2所示的供电用电极4X、4Y大致被进行6等分而形成有6组。另外，分割的组数不限于6组。各分割电极41～46配置为在能够确保彼此的电绝缘性的范围内使彼此之间的分开距离尽量减小。在图3中，为了方便，将供电用电极4的左端侧称为第一分割电极41，以下按顺序标注编号，而将图中的右端侧称为第六分割电极46。

多个开闭器71～76分别连接于高频电源电路5与各分割电极41～46之间，并能够相互独立地进行开闭操作。因此，开闭器71～76的个数与分割电极41～46的组数一致，为了方便，称为第一～第六开闭器71～76。通过将开闭器71～76关闭，对各分割电极41～46施加高频电源电路5的输出电压。此时，若受电用电极6与各分割电极41～46相对，则流有分割电流I1～I6而进行非接触供电；若并不相对，则白白地辐射电场，发生泄漏而产生电力损失。开闭器71～76可以使用电磁接触器等。

电流检测电路8分别检测第一～第六分割电极41～46中各自流动的第一～第六分割电流I1～I6。电流检测电路8可以由省略图示的电流检测部及电流读取部构成。电流检测部分别设置在高频电源电路5与各开闭器71～76之间，输出与分割电流I1～I6的大小对应的检测信号。作为电流检测部，例如有变流器、分流电阻、霍尔元件等。电流读取部将电流检测部输出的检测信号转换成电流信息而传送至开闭器控制部9。

基于随着可动部3的移动而变化的各分割电流I1～I6的大小及增减状况，开闭器控制部9以仅关闭多个开闭器71～76中的一部分开闭器的方式进行控制。开闭器控制部9例如可以使用对继电器电路进行电子控制化的定序器(程控控制器)。开闭器控制部9的详细作用在后文中与动作及作用一起详细叙述。

可动部3侧的受电用电极6可形成与图2所示的受电用电极6X、6Y相同的形状。在此，将各分割电极41～46的移动方向的长度L1设定为处于超过受电用电极6的长度LZ的0.5倍、而不到受电用电极6的长度LZ的1倍的范围。在图3中例示了各分割电极41～46的长度L1是受电用电极6的长度LZ的约0.7倍的情况。但是，本发明不限于该范围，各分割电极41～46的长度L1也可以不到受电用电极6的长度LZ的0.5倍、或超过受电用电极6的长度LZ的1倍。

受电电路65的输入侧与受电用电极6电连接，输出侧与电气负载69电连接。受电电路65对受电用电极6接收到的高频电力进行转换，并供给于电气负载69。受电电路65根据电气负载69的动作电压规格来形成电路结构，例如，可以由全波整流电路、逆变器电路等构成。

接着，对如上述那样构成的第一实施方式的静电耦合式非接触供电装置1的动作及作用进行说明。图4是对第一实施方式的静电耦合式非接触供电装置1的动作及作用进行说明的图。另外，图5是接着图4对动作及作用进行说明的图，图6是接着图5对动作及作用进行说明的图。

在装置1起动时，开闭器控制部9暂时关闭全部开闭器71～76。在此，假定可动部3的当前位置及行进方向如图4所示。即，假定当前位置为，可动部3的受电用电极6的表面中的大半部分与第二分割电极42相对，剩下的一部分与第三分割电极43相对。另外，如箭头F1所示，假定可动部3向右方行进。

在图4中，由分割电极41～46和受电用电极6构成的各电容器的静电电容与相对的电极面积的大小大致成正比。因此，由第二分割电极42和受电用电极6构成的电容器的静电电容C2较大，由第三分割电极43和受电用电极6构成的电容器的静电电容C3比静电电容C2小。另外，在其他的第一、第四～第六分割电极41、44～46中，几乎不产生静电电容。此外，各分割电流I1～I6的大小大致与静电电容的大小成正比。因此，由电流检测电路8检测出的第二分割电流I2大，第三分割电流I3小，其他的第一、第四～第六分割电流I1、I4、I5、I6大致为零。由此，开闭器控制部9能够判别出可动部3及受电用电极6的位置。

当可动部3略微向右方F1行进时，受电用电极6的与第二分割电极42相对的表面积减少，受电用电极6的与第三分割电极43相对的表面积增加。由此，第二分割电流I2减少，第三分割电流I2增加。由此，开闭器控制部9能够判定可动部3向右方F1行进。在判定之后，开闭器控制部9立即维持与流有分割电流的第二、第三分割电极42、43及配设于其行进方向上的第四分割电极对应的共三个第二～第四开闭器72～74的关闭状态，并将其他的第一、第五、第六开闭器71、75、76打开。

可动部3进一步向右方F1行进，如图5所示，在可动部3的右端到达第四分割电极44以后，受电用电极6与第二～第四分割电极42、43、44这三者相对。此时，第二分割电流I2减少，第三分割电流I3维持最大值，第四分割电流I4从零开始增加。

可动部3从图5进一步向右方F1行进，如图6所示，可动部3的左端离开第二分割电极42以后，受电用电极6与第三、第四分割电极43、44这两者相对。此时，第二分割电流I2为零，第三分割电流I2从最大值开始减少，第四分割电流I4增加。因此，开闭器控制部9能够判定可动部3向右方F1行进，将与第二分割电极42对应的开闭器72打开，并将与第五分割电极45对应的开闭器75关闭。

当可动部3从图6进一步向右方F1行进，而可动部3的左端离开第三分割电极43时，第三分割电流I3减少为零。因此，开闭器控制部9将与第三分割电极43对应的开闭器73打开，并将与第六分割电极46对应的开闭器76关闭。

另外，当行进方向变更时，分割电流I1～I6的增减状况发生变化。例如，在图5所示的可动部3的当前位置，当行进方向从右方F1反转为左方F2时，第二分割电流I2从减少转为增加，第四分割电流I4从增加转为减少。因此，开闭器控制部9能够无误地判定可动部3向左方F2行进。开闭器控制部9通过对可动部3的行进方向进行判定，并始终关闭三个相邻的开闭器，打开剩下的三个开闭器，能够适当地实施供电控制。

另外，在装置1的工作过程中，即使由于例如分割电流I1～I6的漏测等原因而要关闭的开闭器71～76不明时，开闭器控制部9也能暂时关闭全部开闭器，并进行与装置2起动时相同的操作及判别。

根据第一实施方式的静电耦合式非接触供电装置1，将供电用电极4分割成6个分割电极41～46而沿可动部3的移动方向排列设置且分别进行供电。另外，分割电极41～46的长度处于超过受电用电极6的长度的0.5倍、而不到受电用电极6的长度的1倍的范围，因此通过使受电用电极6与两个或三个分割电极相对，并对三个分割电极施加电压，能够得到充分的供电性能。

而且，开闭器控制部9基于多个分割电极41～46中的分割电流I1～I6的增减状况来判定可动部3的行进方向，并决定要施加电压的分割电极41～46。因此，能够可靠地对与受电用电极6相对的分割电极及下一个相对的预定的分割电极施加电压，而不对其他的远离受电用电极6的分割电极施加电压。由此，能够抑制来自分割电极41～46的电场泄漏引起的电力损失，与以往相比能够进一步提高供电效率。具体来说，被施加电压的分割电极41～46的个数是总数6个中的一半、也就是三个，因此电场泄漏引起的电力损失约是以往的一半以下。

另外，不需要对可动部3及受电用电极6的当前位置进行检测的独立的位置检测传感器，因此能够抑制成本的增加。此外，6个分割电极41～46与高频电源电路5并联连接而分别被施加输出电压，且在由电极41～46、6构成的电容器中，与线圈不同，不用担心产生电火花，因此高频电源电路5的输出电压可以大致恒定。因此，输出电压控制变得容易，高频电源电路5的成本降低。

此外，装置1起动时，若可动部3的位置不明，通过暂时关闭全部开闭器71～76并分别检测全部分割电极41～46中流动的分割电流I1～I6，对可动部3的位置进行判别。因此，能够适当地实施以后的供电控制。而且，在装置1的工作过程中，即使在例如由于分割电流I1～I6的漏测等原因而要关闭的开闭器71～76不明时，也能够通过进行与装置1起动时相同的操作及判别，来适当地实施以后的供电控制。

接着，对第二实施方式的静电耦合式非接触供电装置进行说明。在第二实施方式中，装置的整体结构与第一实施方式相同，仅开闭器控制部9的供电控制方法不同。即，第二实施方式的开闭器控制部9关闭与分割电流变大的分割电极及其两侧的分割电极对应的特定开闭器关闭，并打开除特定开闭器以外的其他开闭器。

如图4～图6所示，当满足分割电极41～46的长度处于超过受电用电极6的长度的0.5倍、而不到受电用电极6的长度的1倍的范围的条件时，受电用电极6始终与两个或三个分割电极相对。因此，如图5所示，在受电用电极6与三个第二～第四分割电极42～44相对的情况下，以分割电流I3达到最大值的第三分割电极43为中央，只要向包括处于中央的上述第三分割电极43及其两侧的第二、第四分割电极42、44在内的共三个分割电极施加电压即可。

另外，如图4及图6所示，在受电用电极6与两个分割电极相对的情况下，以流有较大分割电流的一侧的分割电极为中央，向包括处于中央的上述分割电极及其两侧的两个分割电极在内的共三个分割电极施加电压。而且，在可动部3行进而使两个分割电极的分割电流的大小关系反转时，对开闭器71～76进行开闭操作，以被施加电压的三个分割电极中始终是中央的分割电流最大的方式进行控制即可。

在第二实施方式中，即使不能判定可动部3的行进方向，仅通过与分割电流的大小进行比较，也能够适当地实施供电控制。由于第二实施方式的效果与第一实施方式相同，因此省略说明。

接着，对第三实施方式的静电耦合式非接触供电装置1A进行说明。图7是示意性地表示第三实施方式的静电耦合式非接触供电装置1A的结构的一部分的图。在第三实施方式中，固定部2A侧的供电用电极4A由第一实施方式的一半长度L2(＝L1/2)的分割电极4H构成，排列设置有第一实施方式的2倍组数的12组。另外，对应于分割电极4H的个数而设置有12个开闭器7H。固定部2A侧的其他部分的结构与第一实施方式相同，高频电源电路、电流检测电路及开闭器控制部省略图示。另一方面，可动部3的受电用电极6、受电电路65及电气负载69与第一实施方式相同。

在第三实施方式中，分割电极4H的长度L2为受电用电极6LZ的长度的约0.35倍。即，受电用电极6的长度LZ比三个分割电极4H的长度L2的长度值稍小，受电用电极6始终与3个或4个分割电极4H隔有间隔地相对。因此，当与第一实施方式相同地判定可动部3的行进方向而进行供电控制时，关闭共4个开闭器7H，只要对4个分割电极4H施加电压就能够维持充分的供电性能。

因此，被施加电压的分割电极H的个数为总数十二个中的(1/3)的四个，电场泄漏产生的电力损失约为以往的(1/3)以下。其供电效率提高的效果比第一实施方式更加显著。若这样对分割电极4H进行细分，则供电效率相应地进一步提高，相应地需要多个开闭器7H，电流检测电路变得复杂。

另外，电流检测电路8及开闭器控制部9的内部结构可以采用除了第一实施方式中所说明的结构以外的其他各种结构。而且，开闭器控制部9的开闭器71～76、7H的开闭控制方法可适当变形。例如，可以根据分割电流的时间变化率来运算可动部3的行进速度，推定可动部3达到下一分割电极的时机，在该时机进行控制而将开闭器从打开状态关闭。此外，本发明也可以进行各种变形或应用。

工业上的实用性

本发明的静电耦合式非接触供电装置不限于以元件安装机为首的基板用作业设备，在具有可动部并需要非接触供电的其他行业的工业用设备中也能够广泛利用。此外，也能够用于对行驶中的电车进行非接触供电而不使用导电弓架等的用途、对行驶中的电动机动车从路面进行非接触供电的用途等。

附图标记说明

1、1A、1Z：静电耦合式非接触供电装置

2：固定部 3：可动部

4、4X、4Y：供电用电极

41～46：第一～第六分割电极 4H：分割电极

5：高频电源电路

6、6X、6Y：受电用电极

65：受电电路 69：电气负载

71～76：第一～第六开闭器 7H：开闭器

8：电流检测电路

9：开闭器控制部

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

151：轨道构件 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

Claims (7)

1.一种静电耦合式非接触供电装置，具备：

设于固定部的供电用电极；

将高频电力供给于所述供电用电极的高频电源电路；

受电用电极，设于以能够移动的方式装架于所述固定部的可动部，并与所述供电用电极隔有间隔地相对而以非接触方式接收高频电力；及

受电电路，对所述受电用电极接收到的高频电力进行转换并对所述可动部上的电气负载供电，

所述供电用电极由多个分割电极构成，所述多个分割电极在所述可动部的移动方向上排列设置并且由所述高频电源电路分别进行供电，

所述静电耦合式非接触供电装置还具备：

多个开闭器，分别连接于所述高频电源电路与各所述分割电极之间，并能够相互独立地进行开闭操作；

电流检测电路，分别检测各所述分割电极中流动的分割电流；及

开闭器控制部，基于随着所述可动部的移动而变化的各所述分割电流的大小及增减状况中的至少一方，以仅将所述多个开闭器中的一部分开闭器关闭的方式进行控制。

2.根据权利要求1所述的静电耦合式非接触供电装置，其中，

所述开闭器控制部基于所述分割电流进行流动的多个分割电极中的所述分割电流的增减状况来判断所述可动部的行进方向，将与所述分割电流进行流动的多个分割电极及配设在所述可动部的行进方向上的分割电极对应的特定开闭器关闭，将除所述特定开闭器以外的开闭器打开。

3.根据权利要求2所述的静电耦合式非接触供电装置，其中，

各所述分割电极的在所述可动部的移动方向上的长度比所述受电用电极的长度短，且相互间的分离距离小，

所述开闭器控制部基于所述分割电流进行流动的两个以上分割电极中的所述分割电流的增减状况来判断所述可动部的行进方向，并将与所述分割电流进行流动的两个以上分割电极及配设在所述可动部的行进方向上的一个分割电极对应的共三个以上特定开闭器关闭。

4.根据权利要求1所述的静电耦合式非接触供电装置，其中，

所述开闭器控制部将与所述分割电流增大的分割电极及其两侧的分割电极对应的特定开闭器关闭，并将除所述特定开闭器以外的开闭器打开。

5.根据权利要求4所述的静电耦合式非接触供电装置，其中，

各所述分割电极的在所述可动部的移动方向上的长度比所述受电用电极的长度短，且相互间的分离距离小，

所述开闭器控制部将与所述分割电流增大的一个以上分割电极及其两侧的各一个分割电极对应的共三个以上特定开闭器关闭。

6.根据权利要求3或5所述的静电耦合式非接触供电装置，其中，

各所述分割电极的在所述可动部的移动方向上的长度处于超过所述受电用电极的长度的0.5倍且不到所述受电用电极的长度的1倍的范围，

所述开闭器控制部将共三个特定开闭器关闭。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的静电耦合式非接触供电装置，其中，

在装置起动时、及在装置工作过程中要关闭的开闭器不明时的至少一种情况下，所述开闭器控制部暂时将全部开闭器关闭，所述电流检测电路对全部分割电极中流动的分割电流分别进行检测，然后所述开闭器控制部决定要关闭的开闭器。