JP2007501595A - 二次元変位装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、一次コイル（４，３４）を有する第１の部分（３，３３）と、一次コイル（４，３４）に対して可動であり、且つ、駆動回路に電気的に接続されている二次コイル（１０，４０）を有する第２の部分（９，３９）を設けた変位装置（１，３１）に関する。コイルのうち一のコイル（４，３４）は、運動方向に延在する伸長したコイルであり、一方、他のコイル（１０，４０）は、一のコイルに対して前記運動方向に可動である。

Description

本発明は、一次コイルを有する第１の部分及び該第１の部分に対して可動である第２の部分を設け、該第２の部分が、前記一次コイルに対して可動であり、且つ、電動要素に電気的に接続されている二次コイルを設けている、ところの変位装置に関する。

このような変位装置は、米国特許ＵＳ−Ａ−５．７１２．５５２に開示されている。この既知の変位装置は、固定された第１の部分及び該第１の部分に対して回転可能な第２の部分を有する。第１の部分及び第２の部分は、両方とも、向かい合った環状コイルを設けられており、エネルギー伝達が、コイルを用いて、第１の部分に接続されている固定された一次コイルから第２の部分に接続されている回転可能な二次コイルへと発生する。二次コイルで発生した電気エネルギーは、その後、導電体によって第２の部分に配置されているモーター、検出器、センサなどへ伝達される。

一次コイルと二次コイルとの間の高周波電磁誘導を用いて電気エネルギーを伝達することにより、固定された第１の部分と回転可能な第２の部分との間では導線が不要となる。この利点は、導線の摩耗が発生しないことである。その上、前記導線は、第１の部分に対する第２の部分の移動を妨げうる。また、前記導線は、変位装置内の空間を狭め、結果として、他の目的のために使用され得ない。

既知の変位装置の欠点は、第１の部分に対する第２の部分の回転移動に限定される点である。
米国特許ＵＳ−Ａ−５．７１２．５５２

本発明は、平行移動が可能な変位装置を提供することを目的とする。

上記目的は、コイルのうち少なくとも一のコイルは、運動方向に延在する伸長したコイルであり、他のコイルは、前記一のコイルに対して前記運動方向に可動である本発明の変位装置によって達成される。

運動方向に延在する伸長したコイルが、他のコイルが一のコイルに対して運動方向に移動することを可能とする一方で、移動の間のエネルギー伝達は確保される。

本発明の変位装置の望ましい実施例は、前記一次コイルが、前記伸長したコイルであり、前記二次コイルが、前記一次コイルの内側に配置されていることを特徴とする。

望ましくは固定された第１の部分に接続されている一次コイルを、伸長したコイルとして用意することにより、及び可動である第２の部分に接続されている二次コイルを一次コイルの内側に配置することにより、二次コイルは、可動である第２の部分の重さが悪影響を及ぼさないように、比較的小さくできる。

本発明の変位装置の更なる実施例は、コアが、前記運動方向に対して横方向に前記コイルを貫通することを特徴とする。

運動方向に対して横方向に延在する伸長したコアは、二つのコイルの間の良好なエネルギー伝達を確実にし、一方、更に、二次コイルは、伸長したコアを用いて第２の部分と容易に接続されうる。

本発明の変位装置のまた更なる実施例は、前記コアが、三本の平行な脚と、該脚の先端を接続する二つのブリッジ部分とを設けていることを特徴とする。

このようなコアは、例えばフェライトから作られても良く、二つのコイルの間の最適なエネルギー伝達を確実にする。

本発明の変位装置のより更なる実施例は、前記二次コイルが、前記運動方向に対して横に延びた少なくとも一つの方向で、前記一次コイルに対して更に遠くまで可動であることを特徴とする。

このように、第２の部分は、運動方向で及び運動方向に対して横に延びた方向で第１の部分に対して可動であるので、第１の部分と第２の部分との間の電気エネルギーの伝達は、単一の一次コイル及び単一の二次コイルしか必要としない。

本発明を、図面を参照して更に説明する。

図中の対応する部分は、同じ参照番号によって示される。

図１は、本発明の変位装置１を示す。変位装置１は、フレーム２を有する第１の固定部分３を設けられている。フレーム２は、伸長した一次コイル４を支持する。一次コイル４は、二つの平行要素５、６と、伸長した要素５、６の両端の間に渡された要素７、８とによって概略的に示されている。相互に接続された要素５〜８は、導線から作られた多数の巻線を概略的に示す。要素５、６に対して相対的に短い要素７、８は、フレーム２の一部によって夫々支持されている。変位装置１は、第１の部分３に対して移動可能である第２の部分９を更に有する。第２の部分９は、要素５、６、７、８によって限定された環状の二次コイル１０を設けられている。脚１１は、二次コイル１０を貫通し、その両端部は、脚１１に対して横に広がっているブリッジ部分１２、１３に接続されており、それによって、ブリッジ部分は、脚１１に平行に通された脚１４、１５によって要素５、６の両側で相互に接続されている。脚１１、１４、１５及びブリッジ部分１２、１３は、フェライトから作られ、コイル４、１０と共にコアを形成する。

脚１４は、第２の部分９のフレーム１６と剛性に接続されている。フレーム１６は、例えば、第２の部分９が矢印Ｙによって示されている運動方向に及びその反対方向に第１の部分３に対して動かされることを可能とするモーター（図示せず。）のコイル１７、１８、１９のような多数の電動要素を更に設けられている。電動要素１７、１８、１９に電流を供給するために、図２に表されている電気回路が使用されうる。図２において、入力される交流電圧２２は、およそ１００から２００ｋＨｚの高周波直流電圧を発生させる整流器及びフィルタ２３を介してＨ型ブリッジ２４に供給される。システム内の磁束損失の影響を低減するために、システムは、フィルタ２５によって共振状態となる。第１のコイル４は、電気エネルギーを第２のコイル１０へ伝達する。その後、第２のコイル１０へ伝達された比較的高い周波数を有する電圧は、変換器２６によって、電動要素に適した適切な直流電圧２７に変換される。このように、電気エネルギーは、第１の部分３と、第１の部分３に対して可動である第２の部分９との間の如何なる機械的接触も用いずに、比較的簡単な方法で第１の部分３から第２の部分９へと伝達される。一次コイル４の要素７、８の間の距離は、第２の部分９が矢印Ｙによって示されている方向に第１の部分３に対して動かされうる距離を決定する。

図３は、本発明の変位装置３１の第２の実施例を示す。変位装置３１において、第１の部分３３は、フレーム３２と、フレーム３２によって支持されているコイル３４とを有する。コイル３４は、コイル４と同じく、二つの伸長した要素３５、３６と、伸長した要素３５、３６を接続する二つの要素３７、３８とを有する。第１の部分３３に対して可動である第２の部分３９は、二次コイル４０及び脚４１を有する。脚４１は、ブリッジ部分４２、４３によって脚４４、４５と接続されている。コイル４０は、矢印Ｘで示され、脚４１と平行に伸びた方向のコイル４０の大きさは、要素３５、３６の幅Ｂよりもおよそ数倍大きい点で、コイル１０とは異なる。一次コイル３４によって二次コイル４０へと伝達された電気エネルギーの結果として、その後、第２の部分３９は、第１の部分３３と相対的に、矢印Ｙによって示されている運動方向に、及び運動方向に対して横方向に延び、矢印Ｘによって示されている方向に、第１の部分３３に対して動かされうる。

明らかに、必要条件は、モーターが、一次コイル３４を用いて二次コイル４０へと伝達される電気エネルギーによって駆動されることである。一次コイル３４は、矢印Ｙ及び矢印Ｘによって示されている方向及びその反対方向での変位を可能にする。コイル３４と４０との間の矢印Ｚによって示されている方向の距離が数メートルしかない場合には、適切なアクチュエータを用いて、矢印Ｚによって示されている方向で及びその反対方向でこの距離に亘って第２の部分３９を動かすことも可能である。

三本の平行な脚１１、４１、１４、４４、１５、４５と、これらの脚を接続するブリッジ部分１２、４２、１３、４３の代わりに、一つのブリッジ部分１２、４２、１３、４３を削除して、コイル４０を貫通するその中央の脚と共にＥ型構造を形成すること、又は異なる形のコアを使用することも可能である。これは、変位装置の製造を容易にするが、装置は、より効率的でなくなり、且つ、機構的により安定でなくなる。

コアは、また、削除されうる。

第２の部分９、３９は、また、第２の部分に結合された部分を作動させる制御電子機器を有しても良い。

本発明の変位装置の第１の実施例の透視図を示す。 図１に示した変位装置の回路図の概略図を示す。 本発明の変位装置の第２の実施例の透視図を示す。

Claims (6)

1. 一次コイルを有する第１の部分及び該第１の部分に対して可動である第２の部分を設け、該第２の部分は、前記一次コイルに対して可動であり、且つ、電動要素に電気的に接続されている二次コイルを設けている、ところの変位装置であって、
   前記コイルのうち少なくとも一のコイルは、運動方向に延在する伸長したコイルであり、
   他のコイルは、前記一のコイルに対して前記運動方向に可動であることを特徴とする変位装置。
2. 前記一次コイルは、前記伸長したコイルであり、
   前記二次コイルは、前記一次コイルの内側に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の変位装置。
3. コアは、前記運動方向に対して横方向に前記コイルを貫通することを特徴とする、請求項１又は２記載の変位装置。
4. 前記コアは、三つの平行な脚と、該脚の先端を接続する二つのブリッジ部分とを設けていることを特徴とする、請求項３記載の変位装置。
5. 中央の脚は、前記二つのコイルを貫通し、一方、隣り合った脚及び前記ブリッジ部分は、前記二つのコイルの周りに配置されていることを特徴とする、請求項４記載の変位装置。
6. 前記二次コイルは、前記運動方向に対して横に延びた少なくとも一つの方向で、前記一次コイルに対して更に遠くまで可動であることを特徴とする、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の変位装置。

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