JP2009135842A - Movable transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相対変位する部材間に設けられて、電磁誘導を用いて電気信号の伝送を行なう可動型伝送装置に関するものである。
The present invention relates to a movable transmission device that is provided between members that are relatively displaced and performs transmission of an electrical signal using electromagnetic induction.
従来から、例えばロボットの関節部分などのような相対変位せしめられる部材間で電力や信号などの電気信号を伝送する手段の一つとして、可動型伝送装置が用いられている。このような可動型伝送装置は、一般的に、透磁性材からなるコア部材の内部にコイル部材を設けたコイルヘッドの一対を所定のギャップを隔てて相対変位可能に対向位置せしめ、これら両コイル部材を電磁結合せしめることによって、電気信号の伝送を行なうようにされている。 Conventionally, a movable transmission device has been used as one of means for transmitting an electric signal such as electric power or a signal between members that can be relatively displaced, such as a joint portion of a robot. In general, such a movable transmission device has a pair of coil heads each provided with a coil member inside a core member made of a magnetically permeable material, facing each other with a predetermined gap therebetween so as to be relatively displaceable. Electric signals are transmitted by electromagnetically coupling the members.
ところで、このような可動型伝送装置を用いて電力と信号の双方を伝送したり、2チャンネル以上の信号を伝送しようとする場合には、伝送しようとする電気信号の数だけコイルヘッドの組を設ける必要があって、スペース効率の悪化を招くという問題があった。 By the way, when transmitting both electric power and signals using such a movable transmission device, or when transmitting signals of two or more channels, a set of coil heads corresponding to the number of electric signals to be transmitted is used. There is a problem in that it is necessary to provide the space efficiency.
このような問題に対処するために、例えば特許文献1には、電力を伝送するコア部材と信号を伝送するコア部材を同一中心軸上に配設した可動型伝送装置が開示されている。しかし、特許文献1に記載の如き可動型伝送装置においては、互いの磁路が干渉してノイズが発生することを避けるために、電力を伝送するコア部材を、信号を伝送するコア部材と軸方向で重なり合わない程度に大きく形成する必要があることから、未だ十分なコンパクト化は実現困難であった。更に、これら電力用のコア部材と信号用のコア部材との位置合わせと共に、これらに対向する他方のコア部材との位置合わせも高精度に行なわなければならず、製造工程の増加を招くものであった。 In order to cope with such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a movable transmission device in which a core member that transmits electric power and a core member that transmits a signal are arranged on the same central axis. However, in the movable transmission device as described in Patent Document 1, in order to avoid the occurrence of noise due to mutual interference of magnetic paths, a core member that transmits power is connected to a core member that transmits a signal and a shaft. It is still difficult to realize a sufficiently compact size because it needs to be formed large enough not to overlap in the direction. Furthermore, the positioning of the power core member and the signal core member and the positioning of the other core member facing each other must be performed with high accuracy, resulting in an increase in the manufacturing process. there were.
一方、特許文献2および特許文献3には、共通のコア部材に電力用のコイル部材と信号用のコイル部材とを設けた可動型伝送装置が開示されている。このようにすれば、電力用と信号用でそれぞれ別個のコア部材を設けることが不要とされることから、更なるコンパクト化を図り得る。しかし、特許文献2や3に記載の如き可動型伝送装置においては、電力用のコイル部材から生ぜしめられる磁束と信号用のコイル部材から生ぜしめられる磁束との干渉に起因するノイズの発生を避けるために、コア部材における電力用のコイル部材と信号用のコイル部材との間にこれらの磁路を区切る溝などのギャップを形成する必要があることから、やはり十分なコンパクト化は実現困難であった。また、ギャップを形成するために特別な加工や特別な成形型が必要とされることから、製造が難しく、製造コストの増加をも招くものであった。 On the other hand, Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a movable transmission device in which a power coil member and a signal coil member are provided on a common core member. In this way, it is not necessary to provide separate core members for power and signals, so that further compactness can be achieved. However, in the movable transmission device as described in Patent Documents 2 and 3, the generation of noise due to interference between the magnetic flux generated from the power coil member and the magnetic flux generated from the signal coil member is avoided. Therefore, since it is necessary to form a gap such as a groove for separating these magnetic paths between the power coil member and the signal coil member in the core member, it is difficult to realize sufficient compactness. It was. In addition, since special processing and a special mold are required to form the gap, the manufacturing is difficult and the manufacturing cost is increased.
ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、複数の電気信号の伝送に際して、磁路の干渉に起因して生じるノイズを抑えつつ、構造の簡易化とコンパクト化を図ることの出来る、新規な構造の可動型伝送装置を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is to suppress noise caused by magnetic path interference during transmission of a plurality of electric signals. Another object of the present invention is to provide a movable transmission device having a novel structure that can be simplified and made compact.
以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention made to solve the above-described problems will be described. In addition, the component employ | adopted in each aspect as described below is employable by arbitrary combinations as much as possible.
すなわち、本発明の第一の態様は、中央壁部の外周側に外壁部が形成されて該中央壁部と該外壁部の間において軸方向一方の端面に開口する溝部が形成された透磁性材からなるコア部材に対して、該溝部に第一のコイル部材が組み付けられると共に、該外壁部の外周面に第二のコイル部材が組み付けられることによってコイルヘッドが構成されている一方、該コイルヘッドの一対が用いられて、かかる一対のコイルヘッドが同一中心軸上で配されていると共に、各該コイルヘッドの該コア部材における該溝部の開口側の軸方向端面が相互に対向位置せしめられており、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第一のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第一の伝送路が構成されていると共に、かかる一対のコイルヘッドにおける各該第二のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第二の伝送路が構成されていることを特徴とする可動型伝送装置にある。 That is, the first aspect of the present invention is a magnetic permeability in which an outer wall portion is formed on the outer peripheral side of the central wall portion, and a groove portion opened on one end surface in the axial direction is formed between the central wall portion and the outer wall portion. While the first coil member is assembled to the groove portion with respect to the core member made of a material, and the second coil member is assembled to the outer peripheral surface of the outer wall portion, a coil head is configured. A pair of heads is used, and the pair of coil heads are arranged on the same central axis, and the axial end surfaces of the opening portions of the groove portions of the core members of the coil heads are positioned to face each other. A pair of the first coil members in the pair of coil heads are coupled in an electromagnetically coupled state, thereby forming a first transmission path for transmitting at least one of electric power and signals. And a pair of the second coil members in the pair of coil heads are coupled in an electromagnetically coupled state to form a second transmission path for transmitting at least one of electric power and signals. The movable transmission device is characterized in that it has the above.
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、共通のコア部材を用いて、第一の伝送路と第二の伝送路が構成されている。これにより、複数の伝送路を有する可動型伝送装置をよりコンパクトに実現することが出来る。それと共に、溝などのギャップを形成することも不要とされていることから、コア部材の外径寸法を小さくすることが出来て、コンパクト化がより有利に実現されると共に、より簡易な構成とすることが出来て、製造効率の向上も図られ得る。 In the movable transmission device structured according to this aspect, the first transmission path and the second transmission path are configured using a common core member. Thereby, the movable transmission device having a plurality of transmission paths can be realized more compactly. At the same time, since it is not necessary to form a gap such as a groove, the outer diameter of the core member can be reduced, and the compactness can be realized more advantageously, and a simpler configuration can be achieved. The manufacturing efficiency can be improved.
さらに、本態様においては、両コイルヘッドを対向位置せしめることによって電力や信号の伝送が可能とされていることから、コネクタなどのような物理的な嵌合が不要とされる。これにより、例えば基板間の電気的な接続に本態様に従う構造とされた可動型伝送装置を用いれば、繰り返しの接続による物理的な損傷のおそれも有利に回避することが出来る。 Furthermore, in this aspect, since both the coil heads are opposed to each other, power and signals can be transmitted, so that physical fitting such as a connector is unnecessary. Thereby, for example, if a movable transmission device having a structure according to the present embodiment is used for electrical connection between substrates, the possibility of physical damage due to repeated connection can be advantageously avoided.
そして、特に本態様においては、第二のコイル部材をコア部材の外周面上に設けることによって、共通のコア部材を用いつつも、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁束と第二のコイル部材から生ぜしめられる磁束との干渉を可及的に回避しつつ、ノイズの発生を抑えた電気信号の伝送を行なうことが可能とされている。即ち、本態様においては、第二のコイル部材がコア部材の外周面上に設けられている、換言すれば、第二のコイル部材の外側にはコア部材が設けられていない。これにより、第二のコイル部材の外側の透磁率がコア部材に比して小さくされており、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁力線の殆どは、コア部材から外部に飛び出すことなく外壁部内を通るようにされる。その結果、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁力線がコア部材の外壁部から外部に飛び出して第二のコイル部材の外側に回り込み、第二のコイル部材から生ぜしめられる磁力線と干渉するようなことが抑えられている。 In particular, in this embodiment, the second coil member is provided on the outer peripheral surface of the core member, so that the magnetic flux generated from the first coil member and the second coil member can be used while using the common core member. Thus, it is possible to transmit an electric signal while suppressing the occurrence of noise while avoiding as much as possible interference with the magnetic flux generated from the magnetic field. That is, in this aspect, the second coil member is provided on the outer peripheral surface of the core member. In other words, the core member is not provided outside the second coil member. As a result, the magnetic permeability on the outside of the second coil member is made smaller than that of the core member, and most of the lines of magnetic force generated from the first coil member do not jump out of the core member to the outside. It is made to pass. As a result, the magnetic field lines generated from the first coil member jump out of the outer wall portion of the core member, wrap around the outside of the second coil member, and interfere with the magnetic field lines generated from the second coil member. Is suppressed.
それと共に、本願発明者は、コイル部材から生ぜしめられる磁力線は磁気抵抗が最小となる最短経路を通ることに着目し、第一のコイル部材から生ぜしめられてコア部材の外壁部を通る磁力線は、外壁部の内側を通り、外壁部の外側は殆ど通らないであろうと予測した。そして、殆ど磁力線が通らないと予想される外壁部の外側を第二のコイル部材の磁路として用いることによって、溝などの特別なギャップを形成すること無しに、共通のコア部材を用いつつも互いの磁束の干渉に起因するノイズの発生を抑えた伝送を可能としたのである。加えて、第二のコイル部材の外側にコア部材が設けられないことから、コア部材の寸法を更に小さくすることが出来て、更なるコンパクト化を図ることも出来る。 At the same time, the inventor of the present application pays attention to the fact that the magnetic field lines generated from the coil member take the shortest path where the magnetic resistance is minimized, and the magnetic field lines generated from the first coil member and passing through the outer wall portion of the core member are It was predicted that it would pass through the inside of the outer wall and hardly pass through the outside of the outer wall. And by using the outside of the outer wall part, which is expected to hardly pass magnetic lines, as the magnetic path of the second coil member, it is possible to use a common core member without forming a special gap such as a groove. This enables transmission while suppressing the generation of noise due to mutual magnetic flux interference. In addition, since the core member is not provided outside the second coil member, the size of the core member can be further reduced, and further downsizing can be achieved.
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る可動型伝送装置において、略環形状の透磁性材に対して前記溝部としての周溝が形成されることによって前記中央壁部としての該周溝の内周壁部と前記外壁部としての該周溝の外周壁部が形成された前記コア部材とされていると共に、前記第一のコイル部材が該内周壁部と該外周壁部の対向面間を該周溝に沿って周方向に延びるように該コア部材に組み付けられている一方、前記第二のコイル部材が該外周壁部の外周面上を周方向に延びるように該コア部材に組み付けられていることを、特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the movable transmission device according to the first aspect, a circumferential groove as the groove portion is formed on the substantially ring-shaped magnetically permeable material as the central wall portion. The core member is formed with an inner peripheral wall portion of the peripheral groove and an outer peripheral wall portion of the peripheral groove as the outer wall portion, and the first coil member is formed between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion. The core member is assembled to the core member so as to extend in the circumferential direction along the circumferential groove between the opposing surfaces, while the core is configured such that the second coil member extends in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the outer peripheral wall portion. It is characterized by being assembled to the member.
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、コア部材が環形状とされていることから、対向位置せしめられたコア部材が周方向に変位せしめられた場合でも、周溝の開口側の軸方向端面の対向状態が維持されることによって、第一および第二のコイル部材間の電磁結合状態を維持することが出来る。これにより、コイルヘッド間の周方向の位置合わせを不要とすることが出来ると共に、対向位置せしめられたコア部材間での周方向の相対変位を許容することも出来る。 In the movable transmission device having the structure according to this aspect, since the core member has an annular shape, even when the opposed core member is displaced in the circumferential direction, the opening side of the circumferential groove is not provided. By maintaining the opposed state of the end faces in the axial direction, the electromagnetic coupling state between the first and second coil members can be maintained. As a result, it is possible to eliminate the need for circumferential alignment between the coil heads, and to allow relative displacement in the circumferential direction between the opposed core members.
なお、第一の伝送路および第二の伝送路は、電力を伝送するものでも良いし、信号を伝送するものでも良い。例えば、第一及び第二の伝送路の両方を電力を伝送する電力用伝送路としたり、第一及び第二の伝送路の両方を信号を伝送する信号用伝送路とする等しても良い。好適には、本発明の第三の態様として、前記第一又は第二の態様に係る可動型伝送装置において、前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされている態様が採用される。 Note that the first transmission path and the second transmission path may transmit power or may transmit signals. For example, both the first and second transmission paths may be power transmission paths that transmit power, or both the first and second transmission paths may be signal transmission paths that transmit signals. . Preferably, as a third aspect of the present invention, in the movable transmission device according to the first or second aspect, the first transmission path is a power transmission path for transmitting power, A mode is adopted in which the second transmission path is a signal transmission path for transmitting a signal.
すなわち、第一のコイル部材は内外両側にコア部材の中央壁部および外壁部が配設されていることから、第一のコイル部材を用いて構成される第一の伝送路は、外側がコア部材の外側に露出せしめられている第二コイル部材を用いて構成される第二の伝送路に比して、安定した伝送を行なうことが出来る。従って、信号に比して大きな誘導起電力が必要とされる電力の伝送路として第一の伝送路を用いることによって、安定した伝送を行なうことが出来る。 In other words, since the first coil member is provided with the central wall portion and the outer wall portion of the core member on both the inner and outer sides, the first transmission path configured using the first coil member has a core on the outer side. Stable transmission can be performed as compared with the second transmission path configured by using the second coil member exposed to the outside of the member. Therefore, stable transmission can be performed by using the first transmission path as a power transmission path that requires a larger induced electromotive force than the signal.
本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドが前記中心軸回りに相対回転可能に配されていることを、特徴とする。本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、互いに相対回転する部材の一方にコイルヘッドの一方を装着し、他方にコイルヘッドのもう一方を装着することによって、互いに相対回転する部材間で電力や信号の伝送を行なうことが出来る。 According to a fourth aspect of the present invention, in the movable transmission device according to any one of the first to third aspects, the pair of coil heads are arranged to be relatively rotatable around the central axis. , Feature. In the movable transmission device structured according to this aspect, one of the coil heads is attached to one of the members that rotate relative to each other, and the other of the coil heads is attached to the other, so that between the members that rotate relative to each other. Electric power and signal transmission can be performed.
本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドを構成する各前記コア部材が、互いに離隔して対向位置せしめられていることを、特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the movable transmission device according to any one of the first to fourth aspects, the core members constituting the pair of coil heads are spaced apart from each other. It is characterized by being.
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、両コア部材が非接触とされた状態で電力や信号の伝送を行なうことが出来る。これにより、両コア部材の相対的な変位に伴う擦れによる磨耗等も回避出来ることから、ロボットの関節部等に好適に用いることが出来る。また、コア部材を互いに非接触とした状態で電力や信号の伝送を行なえることから、例えば基板間の接続に本態様に従う構造とされた可動型伝送装置を用いれば、基板間を互いに接触せしめることなく両基板を電気的に接続することが出来て、接続に際する物理的な損傷のおそれを有利に軽減することが出来る。 In the movable transmission device having the structure according to this aspect, it is possible to transmit power and signals in a state where both core members are not in contact with each other. As a result, wear due to rubbing accompanying relative displacement of both core members can be avoided, and therefore, it can be suitably used for a joint portion of a robot. In addition, since power and signals can be transmitted while the core members are not in contact with each other, for example, if a movable transmission device having a structure according to this embodiment is used for connection between substrates, the substrates can be brought into contact with each other. The two substrates can be electrically connected without any trouble, and the possibility of physical damage during the connection can be advantageously reduced.
本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材にノイズ抑制用コイル部材が設けられたことを、特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the movable transmission device according to any one of the first to fifth aspects, a noise suppressing coil member is provided on the core member in at least one of the pair of coil heads. It is characterized by that.
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、第一の伝送路又は第二の伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力をキャンセルする逆起電力をこれら伝送路に生ぜしめる磁界をノイズ抑制用コイルへの通電によって惹起させることによって、フィルタ回路等のような複雑な構造を用いることなく、簡易な構成をもって第一の伝送路や第二の伝送路に生じるノイズを更に軽減乃至は解消することが出来る。 In the movable transmission device structured according to this aspect, a magnetic field that generates a back electromotive force in the transmission line that cancels the noise electromotive force generated in the first transmission line or the second transmission line is used for noise suppression. By causing the coil to be energized, noise generated in the first transmission path and the second transmission path can be further reduced or eliminated with a simple configuration without using a complicated structure such as a filter circuit. I can do it.
ここにおいて、ノイズ抑制用コイルの配設位置や巻数は、ノイズ抑制の対象となる伝送路が第一および第二の何れであるか、抑制すべきノイズの大きさや周波数等を考慮して適宜に設定されるものである。例えば、ノイズ抑制用コイルを、第一のコイル部材と同様にコア部材における中央壁部と外壁部の対向面間に配設しても良いし、第二のコイル部材と同様にコア部材の外壁部の外周面上に配設しても良い。また、例えばノイズ抑制用コイルの巻数は、第一のコイル部材や第二のコイル部材と同数であっても良いし、それ以上でもそれ以下でも良い。更には、ノイズ抑制用コイルは、必ずしも1周以上巻回される必要も無いのであって、例えば半周だけ巻回せしめる等しても良い。 Here, the arrangement position and the number of turns of the noise suppression coil are appropriately determined in consideration of whether the transmission path targeted for noise suppression is the first or the second, the size and frequency of the noise to be suppressed, etc. Is set. For example, the noise suppressing coil may be disposed between the opposed surfaces of the central wall portion and the outer wall portion of the core member in the same manner as the first coil member, or the outer wall of the core member as in the second coil member. You may arrange | position on the outer peripheral surface of a part. For example, the number of turns of the noise suppression coil may be the same as that of the first coil member or the second coil member, or may be more or less. Furthermore, the noise suppression coil does not necessarily have to be wound more than once, and may be wound only, for example, by a half turn.
本発明の第七の態様は、前記第六の態様に係る可動型伝送装置において、前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされている一方、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記外壁部の外周面上に前記ノイズ抑制用コイル部材が設けられたことを、特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the movable transmission device according to the sixth aspect, the first transmission path is a power transmission path for transmitting power, and the second transmission path is One of the pair of coil heads is a signal transmission path that transmits a signal, and the noise suppression coil member is provided on the outer peripheral surface of the outer wall portion.
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、ノイズ抑制用コイル部材によって、第一のコイル部材から第二の伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力を低減して、信号に混入するノイズを軽減することが出来る。即ち、本態様においては、第二のコイル部材に比して大きな誘導起電力を生じる第一のコイル部材が電力用伝送路として用いられることによって、信号用伝送路を構成する第二のコイル部材にノイズ起電力が生じ易い。そこで、第二のコイル部材に対応するノイズ抑制用コイル部材を設けることによって、ノイズが生じ易い第二のコイル部材におけるノイズの発生を軽減して、より安定した信号の伝送を行うことが可能となる。 In the movable transmission device structured according to this aspect, the noise electromotive force generated from the first coil member to the second transmission path is reduced by the noise suppressing coil member, and noise mixed in the signal is reduced. It can be reduced. In other words, in this aspect, the first coil member that generates a large induced electromotive force as compared with the second coil member is used as the power transmission path, thereby forming the signal transmission path. Noise electromotive force is likely to occur. Therefore, by providing a coil member for noise suppression corresponding to the second coil member, it is possible to reduce the generation of noise in the second coil member that is likely to generate noise and perform more stable signal transmission. Become.
本発明の第八の態様は、前記第七の態様に係る可動型伝送装置において、前記電力用伝送路を通じての電力伝送に伴って前記信号用伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力に対応して、該ノイズ起電力を低減する逆起電力を該信号用伝送路に生ぜしめるだけの磁界を、前記ノイズ抑制用コイル部材への通電によって惹起させるノイズ抑制用給電手段が設けられたことを、特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the movable transmission device according to the seventh aspect, in response to a noise electromotive force generated in the signal transmission path along with power transmission through the power transmission path. The noise suppression power supply means is provided, which causes a magnetic field sufficient to generate a back electromotive force in the signal transmission path to reduce the noise electromotive force by energizing the noise suppression coil member. And
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、信号用伝送路に生ぜしめられるノイズ起電力に対応する逆起電力を信号用伝送路に生ぜしめることによって、信号用伝送路に生じるノイズを有利に軽減することが出来る。ここにおいて、ノイズ抑制用給電手段としては、信号用伝送路に生ぜしめられ得るノイズ起電力を予め測定し、かかる測定値に基づいて所定の電力をノイズ抑制用コイルへ通電するようにしても良いし、或いは、信号用伝送路に生ぜしめられたノイズ起電力に応じて、ノイズ抑制用コイルへの通電量を変化せしめる等しても良い。 In the movable transmission device structured according to this aspect, noise generated in the signal transmission path is generated by generating a back electromotive force corresponding to the noise electromotive force generated in the signal transmission path in the signal transmission path. It can be advantageously reduced. Here, as the noise suppression power supply means, a noise electromotive force that can be generated in the signal transmission path is measured in advance, and predetermined power may be supplied to the noise suppression coil based on the measured value. Alternatively, the energization amount to the noise suppression coil may be changed according to the noise electromotive force generated in the signal transmission path.
本発明の第九の態様は、前記第一乃至第八の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材の外側に電磁遮蔽部材が設けられていることを、特徴とする。本態様によれば、コイルヘッドから生ぜしめられる電磁波が他の電子部品に与える影響を抑えることが出来ると共に、他の電子部品から受けるノイズを軽減することも出来て、電力や信号の送受信をより安定して行うことが出来る。 According to a ninth aspect of the present invention, in the movable transmission device according to any one of the first to eighth aspects, an electromagnetic shielding member is provided outside the core member in at least one of the pair of coil heads. It is characterized by being. According to this aspect, the influence of electromagnetic waves generated from the coil head on other electronic components can be suppressed, and noise received from other electronic components can be reduced, so that transmission and reception of power and signals can be further improved. It can be performed stably.
本発明の第十の態様は、前記第一乃至第九の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコイルヘッドの少なくとも一方において、前記コア部材の外側に低透磁率部材が設けられていることを、特徴とする。本態様によれば、第二のコイル部材が設けられたコア部材の周囲の比透磁率をコア部材よりも十分に低くすることによって、コア部材からの漏れ磁束を抑えて、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁束が第二のコイル部材から生ぜしめられる磁束と干渉するおそれをより有利に抑えることが出来る。ここにおいて、低透磁率部材としては、例えばポリテトラフルオロエチレンやエポキシ樹脂等従来公知の部材が適宜に採用可能である。 According to a tenth aspect of the present invention, in the movable transmission device according to any one of the first to ninth aspects, a low magnetic permeability member is provided outside the core member in at least one of the pair of coil heads. It is characterized by being provided. According to this aspect, the magnetic flux leakage from the core member is suppressed by making the relative permeability around the core member provided with the second coil member sufficiently lower than that of the core member. The possibility that the magnetic flux generated from the interference with the magnetic flux generated from the second coil member can be more advantageously suppressed. Here, as the low magnetic permeability member, for example, a conventionally known member such as polytetrafluoroethylene or epoxy resin can be appropriately employed.
なお、本態様においては、前記第九の態様に係る可動型伝送装置において、前記コア部材と前記電磁遮蔽部材との間に低透磁率部材が介在せしめられている態様が、好適に採用される。このようにすれば、コイルヘッドから発せられる磁束によって電磁遮蔽部材に生ぜしめられる渦電流を抑えることが出来て、渦電流によってコイルヘッドの磁気エネルギーが吸収されるようなことを抑えることが出来る。 In this aspect, in the movable transmission device according to the ninth aspect, an aspect in which a low magnetic permeability member is interposed between the core member and the electromagnetic shielding member is suitably employed. . In this way, the eddy current generated in the electromagnetic shielding member by the magnetic flux generated from the coil head can be suppressed, and the magnetic energy of the coil head can be prevented from being absorbed by the eddy current.
本発明の第十一の態様は、前記第一乃至第十の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、前記一対のコア部材が中心軸上を貫通する貫通孔を有する環形状とされていると共に、これら一対のコア部材の該貫通孔に跨って挿通されて該一対のコア部材に跨って巻装された第三のコイル部材の一対を設けて、該第三のコイル部材の一対が電磁結合の状態で連結されることによって電力及び信号の少なくとも一方の伝送を行なう第三の伝送路が構成されていることを、特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the movable transmission device according to any one of the first to tenth aspects, the pair of core members has an annular shape having a through hole penetrating on a central axis. And a pair of third coil members that are inserted over the through holes of the pair of core members and wound around the pair of core members are provided, and a pair of the third coil members is provided. Are connected in an electromagnetically coupled state to form a third transmission path for transmitting at least one of electric power and signals.
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、コア部材の周方向に延びる磁路を用いて、一対の第三のコイル部材が電磁結合せしめられる。これにより、一対の第三のコイル部材の間で電気信号の伝送を行なうことが可能とされる。即ち、第一のコイル部材および第二のコイル部材によってコア部材に及ぼされるコア部材の軸方向の磁気モーメントに対して、第三のコイル部材によって、コア部材の周方向の磁気モーメントが合成される。そして、第一のコイル部材および第二のコイル部材は合成された磁気モーメントの軸方向成分を用いた相互誘導作用によって電気信号の伝送を行なうことが可能とされると共に、第三のコイル部材は合成された磁気モーメントの周方向成分を用いた相互誘導作用によって電気信号の送受信を行なうことが可能とされる。これにより、共通のコア部材を用いて、第一乃至第三の3つの伝送路を構成することが可能となり、より優れたスペース効率を得ることが出来る。 In the movable transmission device structured according to this aspect, the pair of third coil members are electromagnetically coupled using a magnetic path extending in the circumferential direction of the core member. Thereby, it is possible to transmit an electric signal between the pair of third coil members. That is, the magnetic moment in the circumferential direction of the core member is synthesized by the third coil member with respect to the magnetic moment in the axial direction of the core member exerted on the core member by the first coil member and the second coil member. . The first coil member and the second coil member can transmit electric signals by mutual induction using the axial component of the synthesized magnetic moment, and the third coil member It is possible to transmit and receive electrical signals by mutual induction using the circumferential component of the synthesized magnetic moment. As a result, it is possible to configure the first to third transmission paths using a common core member, and to obtain better space efficiency.
本発明の第十二の態様は、前記第一乃至第十一の何れか一つの態様に係る可動型伝送装置において、コレステリック液晶素子および該コレステリック液晶素子の駆動回路を含んで構成された液晶表示装置に前記一対のコイルヘッドの一方が装着されると共に、該液晶表示装置と独立して別体形成されて、該液晶表示装置の該駆動回路との間で表示制御信号を送受信するコントロール回路および電力を供給する給電回路を含んで構成された表示制御装置に該一対のコイルヘッドの他方が装着されて構成される一方、前記第一の伝送路が電力を伝送する電力用伝送路とされていると共に、前記第二の伝送路が信号を伝送する信号用伝送路とされていることを、特徴とする。 A twelfth aspect of the present invention is a liquid crystal display comprising the cholesteric liquid crystal element and a drive circuit for the cholesteric liquid crystal element in the movable transmission device according to any one of the first to eleventh aspects. A control circuit for mounting one of the pair of coil heads on the device and separately forming the liquid crystal display device and transmitting / receiving a display control signal to / from the drive circuit of the liquid crystal display device; One of the pair of coil heads is mounted on a display control device configured to include a power supply circuit for supplying power, and the first transmission path is a power transmission path for transmitting power. In addition, the second transmission path is a signal transmission path for transmitting a signal.
本態様に従う構造とされた可動型伝送装置においては、コレステリック液晶素子を備えた液晶表示装置に対して、共通のコア部材を用いて電力及び信号の両方を伝送することが可能とされている。これにより、液晶表示装置の更なる小型化を図ることが出来る。また、一対のコイルヘッドを対向位置せしめることによって液晶表示装置と表示制御装置が電気的に接続されることから、コネクタなどの物理的な嵌合による損傷のおそれも軽減されると共に、接続の自由度も向上せしめられて、接続を容易に行なうことが出来る。 In the movable transmission device structured according to this aspect, it is possible to transmit both power and signal to a liquid crystal display device including a cholesteric liquid crystal element using a common core member. As a result, the liquid crystal display device can be further reduced in size. In addition, since the liquid crystal display device and the display control device are electrically connected by causing the pair of coil heads to face each other, the risk of damage due to physical fitting of a connector or the like is reduced and the connection is free. The degree of improvement is also improved and the connection can be made easily.
また、コレステリック液晶は、双安定性によって、電圧を供給せずとも表示内容を維持出来る特性を有する。そこで、第二の伝送路を用いて書き換えに必要な信号を送信する際に、第一の伝送路を用いてコレステリック液晶素子の駆動に必要な電力を併せて供給することによって、液晶表示装置内に電源を内蔵することを不要とすることが出来て、液晶表示器の更なるコンパクト化および省電力化を図ることが出来る。 In addition, cholesteric liquid crystals have characteristics that can maintain display contents without supplying voltage due to bistability. Therefore, when a signal necessary for rewriting is transmitted using the second transmission path, the power necessary for driving the cholesteric liquid crystal element is also supplied using the first transmission path, thereby Therefore, it is possible to eliminate the need for a built-in power supply in the liquid crystal display and to further reduce the size and power consumption of the liquid crystal display.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。 Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図1および図2に、本発明の第一の実施形態に係る可動型伝送装置としての可動型トランス10を示す。可動型トランス10は、コア部材12に第一のコイル部材としての電力用コイル14aおよび第二のコイル部材としての信号用コイル16aが組み付けられて構成されたコイルヘッド18aと、コア部材12に第一のコイル部材としての電力用コイル14bおよび第二のコイル部材としての信号用コイル16bが組み付けられて構成されたコイルヘッド18bとの一対が対向位置せしめられた構造とされている。
First, FIGS. 1 and 2 show a
コイルヘッド18aを構成するコア部材12は、例えばフェライト等の強磁性材から形成された所謂ポット型コアとされており、中心軸上を貫通する貫通孔20を備えた全体として略円環形状とされている。更に、コア部材12には、軸方向(図2中、上下方向)の一方の端面に開口して全周に亘って延びる溝部を構成する周溝としてのリード溝22が形成されることによって、リード溝22の底壁部24と、リード溝22の内側を全周に亘って延びる中央壁部としての内周壁部26と、リード溝22の外側を全周に亘って延びる外壁部としての外周壁部28が形成されている。これにより、本実施形態においては、内周壁部26と外周壁部28の間にリード溝22が形成されており、換言すれば、内周壁部26の径方向両側に、リード溝22を隔てて外周壁部28が配設されている。
The
そして、リード溝22内に銅などによって形成されたリード線が所定回数巻回せしめられることによって、電力用コイル14aが形成されている。これにより、図3に示すように、電力用コイル14aは、内周壁部26と外周壁部28との間をリード溝22に沿ってコア部材12の周方向に延びるようにコア部材12に組み付けられている。なお、本実施形態においては、電力用コイル14aを構成するリード線はコア部材12に直接に巻回せしめられているが、例えば、コア部材12と別途に用意したボビンにリード線を巻回せしめて電力用コイル14aを形成して、かかる電力用コイル14aを備えたボビンをリード溝22内に取り付けることによって、電力用コイル14aをコア部材12に組み付ける等しても良い。
A
また、コア部材12の外周面を構成する外周壁部28の外周面30上には、銅などによって形成されたリード線が所定回数巻回せしめられることによって、信号用コイル16aが形成されている。これにより、図3に示すように、信号用コイル16aは、コア部材12の外周面30上でコア部材12の周方向に延びるようにして組み付けられている。
A
なお、図3は、電力用コイル14aおよび信号用コイル16aの延び出し方向を明らかにするためにモデル的に示したものであり、電力用コイル14aおよび信号用コイル16aの巻数は、要求される伝送特性等を考慮して適宜に設定され得るものである。例えば、電力用コイル14aや信号用コイル16aをコア部材12の半周のみ巻回せしめる等しても良いし、電力用コイル14aをリード溝22内に略隙間の無い程度に幾重にも重ねて巻回する等しても良い。
FIG. 3 shows a model for clarifying the extending direction of the
次に、コイルヘッド18bについて説明する。コイルヘッド18bは、上述のコイルヘッド18aと略同様の構造とされていることから、コイルヘッド18aと略同様の構造とされた部材および部位については、図中に同一の符号を付することにより、その詳細な説明を省略する。
Next, the
コイルヘッド18bは、コア部材12のリード溝22内に、コイルヘッド18aにおける電力用コイル14aと略同様の構造とされた電力用コイル14bが組み付けられていると共に、コア部材12の外周面30上に、コイルヘッド18aにおける信号用コイル16aと略同様の構造とされた信号用コイル16bが組み付けられて構成されている。なお、電力用コイル14bおよび信号用コイル16bの巻数は、要求される伝送特性等を考慮して適宜に設定され得るものであって、何等限定されるものではなく、また、コイルヘッド18aに設けられた電力用コイル14aや信号用コイル16aと同じ巻き数とされても良いし、異ならされても良い。
In the
さらに、コイルヘッド18bのコア部材12の外周面30には、ノイズ抑制用コイルとしてのキャンセルコイル32が組み付けられている。キャンセルコイル32は、信号用コイル16bと略同様に、銅などによって形成されたリード線が所定回数巻回せしめられることによって形成されており、これにより、キャンセルコイル32は、コア部材12の外周面30上でコア部材12の周方向に延びるようにして組み付けられている。ここにおいて、キャンセルコイル32の巻数は、信号用コイル16bに生じ得るノイズ起電力などを考慮して適宜に設定されるものであり、例えば、コア部材12の半周のみ巻回せしめる等しても良いし、コア部材12を複数回に亘って重ねて巻回せしめる等しても良い。
Further, a cancel
このような構造とされたコイルヘッド18a,18bは、例えば一方のコイルヘッド18aが互いに相対回転せしめられる部材33a,33b(図4参照)の一方の部材33aに装着されると共に、他方のコイルヘッド18bが他方の部材33bに装着されて、互いにリード溝22の開口側の端面を所定距離を隔てて向き合わせた状態で、同軸上に配設される。これにより、図1および図2に示すように、両コイルヘッド18a,18bにおける内周壁部26、26の開口側の端面34、34および外周壁部28、28の開口側の端面36,36が互いにコイルヘッド18a,18bの軸方向で所定距離を隔てた非接触状態で対向位置せしめられる。
For example, the coil heads 18a and 18b having such a structure are mounted on one
そして、本実施形態における可動型トランス10は、例えば図4に示すように、コイルヘッド18aにおける電力用コイル14aを形成するリード線が、部材33aに設けられたインバータ38と電気的に接続されると共に、信号用コイル16aを形成するリード線が、部材33aに設けられた通信用回路40と電気的に接続される。一方、コイルヘッド18bにおける電力用コイル14bを形成するリード線が、部材33bに設けられた整流安定化回路42と電気的に接続されると共に、信号用コイル16bを形成するリード線が、部材33bに設けられた通信用回路44と電気的に接続される。更に、コイルヘッド18bに設けられたキャンセルコイル32を形成するリード線が、部材33bに設けられたノイズ除去回路46と電気的に接続される。これにより、コイルヘッド18aとコイルヘッド18bとの間で、電力および信号の伝送が可能とされる。
In the
先ず、コイルヘッド18aからコイルヘッド18bに供給される電力の伝送経路について説明する。コイルヘッド18aの電力用コイル14aが接続されたインバータ38としては、例えば、CVCF型やVVVF型の従来公知のインバータが適宜に採用可能である。そして、部材33aに設けられた図示しない電源回路の直流電圧が、インバータ38によって高周波電圧に変換される。ここにおいて、インバータ38によって変換された高周波電圧の周波数(出力周波数)は、供給する電力や使用環境等によって異なるものであるが、本実施形態においては、100Hz〜500MHz程度の範囲内で適当に設定されている。
First, a transmission path of electric power supplied from the
そして、インバータ38によって変換された高周波電圧が電力用コイル14aに給電されることによって、電力用コイル14aを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束BP(図2参照)が発生する。電力用コイル14aを貫く磁束BPは、コア部材12の内周壁部26、底壁部24、および外周壁部28における内側寄りの部位を通ると共に、互いに対向位置せしめられた内周壁部26の端面34,34、および外周壁部28の端面36,36を出入りして、対向するコイルヘッド18bに設けられた電力用コイル14bと鎖交する。このように、本実施形態においては、コア部材12における内周壁部26の開口側の端面34および外周壁部28の開口側の端面36が送受面とされている。
Then, when the high frequency voltage converted by the
これにより、電力用コイル14a,14bが電磁結合せしめられて、電力用コイル14bには、相互誘導作用による誘導起電力が生じることとなり、電力用コイル14aに供給された高周波電圧が、電力用コイル14bから取り出される。このようにして、電力用コイル14aから電力用コイル14bに電力が非接触の状態で伝送される。そして、電力用コイル14bから取り出された高周波電圧は、整流安定化回路42によって直流電圧に変換された後に、通信用回路44やノイズ除去回路46等に供給されることとなる。このように、本実施形態においては、電力用コイル14a,14bによって第一のコイル部材の一対が構成されており、これら電力用コイル14a,14bによって構成される第一の伝送路が、電力を伝送する電力用伝送路とされている。
As a result, the power coils 14a and 14b are electromagnetically coupled, and an induced electromotive force is generated in the
次に、コイルヘッド18aとコイルヘッド18bとの間で送受信される信号の伝送経路について説明する。先ず、コイルヘッド18aの信号用コイル16aが接続された通信用回路40によって、部材33aに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、高周波電圧に重畳された後に、信号用コイル16aに供給される。なお、信号が重畳される高周波電圧は、通信用回路40によって生成されるようになっており、その周波数は、信号のデータサイズや使用環境等によって異なるものであるが、本実施形態においては、100Hz〜10GHz程度の範囲内で適当に設定されている。
Next, transmission paths for signals transmitted and received between the
そして、信号用コイル16aに高周波電圧が給電されることによって、信号用コイル16aを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束BS(図2参照)が発生する。信号用コイル16aを貫く磁束BSは、コア部材12の外周壁部28における外側寄りの部位およびコア部材12の外部を通ると共に、互いに対向位置せしめられた外周壁部28の端面36,36および外周面30を出入りして、対向するコイルヘッド18bに設けられた信号用コイル16bと鎖交する。
When a high frequency voltage is supplied to the
これにより、信号用コイル16a,16bが電磁結合せしめられて、信号用コイル16bには、相互誘導作用による誘導起電力が生じることとなり、信号用コイル16aに供給された高周波電圧が、信号用コイル16bから取り出される。このようにして、信号用コイル16aから信号用コイル16bに電力が非接触の状態で伝送される。そして、信号用コイル16bから取り出された高周波電圧に重畳されている信号は、通信用回路44によって取り出された後に、部材33bに設けられた図示しない各種の制御回路等に送信される。このように、本実施形態においては、信号用コイル16a,16bによって第二のコイル部材の一対が構成されており、これら信号用コイル16a,16bによって構成される第二の伝送路が、信号を伝送する信号用伝送路とされている。
As a result, the signal coils 16a and 16b are electromagnetically coupled, and an induced electromotive force is generated in the
なお、例えば部材33bから部材33aに信号を送信することも可能である。そのような場合には、前述の如き部材33aから部材33bに信号を送信した場合とは逆に、部材33bに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、通信用回路44で高周波電圧に重畳されて信号用コイル16bから信号用コイル16aにコア部材12,12を介して無接触の状態で伝送された後に、通信用回路40によって高周波電圧から取り出されることとなる。
For example, a signal can be transmitted from the
さらに、特に本実施形態においては、コイルヘッド18bに設けられたキャンセルコイル32が、部材33bに設けられたノイズ抑制用給電手段としてのノイズ除去回路46と電気的に接続されている。ノイズ除去回路46は、周波数および電圧が予め設定された所定の高周波電圧をキャンセルコイル32に供給するものである。ここにおいて、ノイズ除去回路46によって供給される所定の高周波電圧としては、電力用コイル14aによって生ぜしめられる磁束BPに起因して信号用コイル16bに生ぜしめられるノイズ起電力を低減する逆起電力を信号用コイル16bに生ぜしめる磁束BCを、キャンセルコイル32への通電によって惹起し得る高周波電圧が採用される。また、ノイズ起電力を低減する逆起電力としては、ノイズ起電力に対する逆位相で同電圧の高周波電圧乃至はそれに近い高周波電圧が望ましい。なお、キャンセルコイル32へ供給する高周波電圧の周波数及び電圧の好適値は、例えば、信号用コイル16bから取り出される電気信号に混入するノイズ量を測定しつつ、キャンセルコイル32に供給する高周波電圧の周波数および電圧を次第に変化させてノイズ量の増減を測定することによって、好適な値にチューニングすることが出来る。
Further, particularly in the present embodiment, the cancel
これにより、ノイズ除去回路46からキャンセルコイル32に所定の高周波電圧が給電されて、キャンセルコイル32を貫き、出力周波数に応じて変化する磁束BCが発生する。そして、キャンセルコイル32から生ぜしめられた磁束BCが、信号用コイル16bと鎖交することによって、信号用コイル16bには電力用コイル14aから生ぜしめられる磁束BPに起因するノイズ起電力を軽減乃至は解消する誘導起電力が生ぜしめられる。これにより、信号用コイル16bから取り出される信号に混入するノイズを軽減乃至は解消することが可能とされている。
As a result, a predetermined high-frequency voltage is supplied from the
このような構造とされた可動型トランス10においては、コア部材12の外周面30上に信号用コイル16a,16bを設けたことによって、電力用コイル14aから生ぜしめられる磁束BPと、信号用コイル16aから生ぜしめられる磁束BSとの干渉を可及的に軽減することが出来る。即ち、本実施形態においては、信号用コイル16a,16bの外側にコア部材が設けられていないことによって、信号用コイル16a,16bの回りの比透磁率がコア部材12の比透磁率よりも十分に小さくされている。これと磁気抵抗が最小となる最短経路を採る磁力線の特性が協働して、電力用コイル14aから生ぜしめられる磁束BPは、殆どコア部材12における外周壁部28の外側部分を通ることなく外周壁部28の内側部分を通る一方、信号用コイル16aから生ぜしめられる磁束BSは、外周壁部28の外側部分を通ることとなる。これにより、本実施形態における可動型トランス10においては、電力用コイル14aによって形成される磁路と信号用コイル16aによって形成される磁路とを区切る溝等のギャップをコア部材12に形成せずとも、電力を伝送する磁束BPと信号を伝送する磁束BSとの干渉を可及的に軽減して、ノイズの発生を抑えた電力および信号の伝送が可能とされている。その結果、電力と信号の伝送を行う可動型伝送装置の更なるコンパクト化が実現されている。
In the
さらに、本実施形態においては、電力の伝送路を形成する電力用コイル14a,14bがコア部材12のリード溝22内に配設されていることによって、電力用コイル14a,14bの内外両側にコア部材12の内周壁部26および外周壁部28が配設されている。これにより、信号の伝送に比してより大きな磁束が必要とされる電力の伝送路の略全体がコア部材12内に形成されるようになっており、多くの磁束を安定して確保して、電力の伝送を安定して行うことが可能とされている。
Further, in the present embodiment, the power coils 14a and 14b forming the power transmission path are disposed in the
更にまた、本実施形態においては、コイルヘッド18bにキャンセルコイル32が設けられていると共に、ノイズ除去回路46からキャンセルコイル32に供給される高周波電圧によって、電力用コイル14aから生ぜしめられた磁束に起因して信号用コイル16bに生ぜしめられるノイズ起電力を軽減することが出来る。これにより、フィルタ回路などの複雑な構成を用いることなく、簡易な構成をもって信号用コイル16bから取り出される信号に混入するノイズをより有効に低減乃至は解消することが可能とされており、電力と信号を同時に伝送する場合でも、安定した信号の送受信を行うことが可能とされている。
Furthermore, in the present embodiment, the cancel
なお、本実施形態における両コイルヘッド18a,18bを軸方向で互いに接触せしめた状態で電力及び信号の伝送を行うことも勿論可能である。このようにすれば、送受面となる端面34、34および36,36が互いに接触せしめられることから、コア部材12からの漏れ磁束をより有効に抑えることが出来て、より安定した伝送を行うことが可能となる。
Of course, it is also possible to transmit power and signals in a state where the two
次に、図5に、本発明の第二の実施形態に係る可動型伝送装置としての可動型トランス60を示す。なお、以下の説明において、前述の実施形態と実質的に同じ部材については、前述の実施形態と同一の符号を付することによって、詳細な説明を省略する。
Next, FIG. 5 shows a
可動型トランス60は、前述の第一の実施形態と略同様の構造とされたコイルヘッド18a,18bを備えている。そして、特に本実施形態においては、コイルヘッド18a、18bそれぞれのコア部材12において送受面となる端面34,36を除く外周部分の全体が、軸方向一方に開口する略有底円筒形状を有する低透磁率部材としてのギャップ部材62に覆われている。これにより、コア部材12の外周面30上に設けられた信号用コイル16a,16bおよびキャンセルコイル32が、ギャップ部材62に覆われている。ここにおいて、ギャップ部材62としては、比透磁率の小さな従来公知の部材が適宜に採用可能であり、具体的には、ポリテトラフルオロエチレンやエポキシ樹脂などが例示される。より好適には、ギャップ部材62としては、非導電性を有する部材が採用される。本実施形態においては、ギャップ部材62としてポリテトラフルオロエチレンが用いられている。
The
さらに、それぞれのコイルヘッド18a,18bにおいて、ギャップ部材62の外側には、軸方向一方に開口する略有底円筒形状を有する電磁遮蔽部材としてのシールド部材64が設けられている。シールド部材64は、例えばアルミニウムや銅などの非磁性材料から形成されている。そして、ギャップ部材62の外側がシールド部材64で覆われることによって、コア部材12の送受面となる端面34、36を除く外周部分と信号用コイル16a,16bの外周部分およびキャンセルコイル32の外周部分がシールド部材64に覆われるようになっている。
Further, in each of the coil heads 18a and 18b, a
このような構造とされた可動型トランス60によれば、シールド部材64によって電磁遮蔽構造が構成されており、コア部材12から漏れ出す磁力線が、シールド部材64の外部に設けられた電子部品等に影響を与えるおそれや、シールド部材64の外部に設けられた電子部品等からの磁力線が電力用コア14a,14bや信号用コア16a,16bの電磁誘導作用に影響を与えるおそれが軽減されている。
According to the
また、コア部材12の外周面30上に透磁率の低いギャップ部材62が配設されていることによって、電力用コイル14aから生ぜしめられた磁束がコア部材12の外に飛び出すことをより有利に抑えることが出来る。これにより、電力用コイル14aから生ぜしめられる磁束が信号用コイル16aから生ぜしめられる磁束と干渉することをより有効に抑えることが出来て、より安定した伝送を行なうことが出来る。
Further, by providing the
さらに、特に本実施形態においては、コア部材12とシールド部材64との間にギャップ部材62が介在せしめられており、かかるギャップ部材62が非導電性材によって形成されている。これにより、磁力線の影響によってシールド部材64に渦電流が生ぜしめられることも抑えられており、渦電流によって電力用コイル14a、14bや信号用コイル16a,16bの磁気エネルギーが減少せしめられるおそれも軽減されている。
Further, particularly in the present embodiment, a
なお、これらギャップ部材62やシールド部材64は、必ずしも両方のコイルヘッド18a,18bに設けられる必要は無く、コイルヘッド18a,18bの何れか一方にのみ設けても良い。また、ギャップ部材62およびシールド部材64の何れか一方のみを設けることも可能である。また、本実施形態におけるギャップ部材62およびシールド部材64は何れも有底円筒形状とされていたが、底部は必ずしも必要ではなく、これらギャップ部材62およびシールド部材64を、軸方向両側に開口する円筒形状とする等しても良い。
The
次に、図6に、本発明の第三の実施形態に係る可動型伝送装置としての可動型トランス70を示す。可動型トランス70は、前述の第一の実施形態と略同様の構造とされた一対のコイルヘッド18a,18bが軸方向で所定距離を隔てて対向位置せしめられている。そして、特に本実施形態においては、銅などによって形成されたリード線が、同軸上に位置せしめられた両コア部材12,12の貫通孔20,20に跨って挿通されて、両コア部材12,12を跨いで所定回数巻回せしめられることによって、第三のコイル部材としての信号用コイル72a,72bが設けられている。換言すれば、信号用コイル72aおよび72b内に両コイルヘッド18a,18bのコア部材12,12が挿通せしめられている。なお、図6においては、理解を容易とするために、信号用コイル72a,72bの巻数は一周に満たない巻数とされているが、信号用コイル72a,72bの巻数は要求される伝送特性等を考慮して適宜に設定され得るものであり、例えば、幾重にも重ねて複数回巻回する等しても良い。
Next, FIG. 6 shows a
ここにおいて、本実施形態における可動型トランス70は、例えば一方のコイルヘッド18aと一方の信号用コイル72aが互いに相対回動せしめられる部材74a,74b(図7参照)の一方の部材74aに装着されると共に、他方のコイルヘッド18bと他方の信号用コイル72bが他方の部材74bに装着される。これにより、コイルヘッド18aと信号用コイル72a,およびコイルヘッド18bと信号用コイル72bがそれぞれ、コイルヘッド18a,18bの中心軸回りで回動可能とされている。なお、特に本実施形態においては、信号用コイル72a,72bはそれぞれ、コア部材12に対して接触することなく巻装せしめられているが、例えば、一方の信号用コイル72aをこれと一体的に変位せしめられるコイルヘッド18aのコア部材12にのみ固定すると共に、他方の信号用コイル72bをこれと一体的に変位せしめられるコイルヘッド18bのコア部材12にのみ固定する等しても良い。このようにしても、コイルヘッド18aと信号用コイル72aが、コイルヘッド18bと信号用コイル72bに対してコイルヘッド18a,18bの中心軸回りで回動可能とすることが出来る。
Here, the
そして、本実施形態における可動型トランス70は、例えば図7に示すように、前述の第一の実施形態と同様に、コイルヘッド18aにおける電力用コイル14aを形成するリード線および信号用コイル16aを形成するリード線が、それぞれ、部材74aに設けられたインバータ38および通信用回路40と電気的に接続されると共に、コイルヘッド18bにおける電力用コイル14bを形成するリード線および信号用コイル16bを形成するリード線が、それぞれ、部材74bに設けられた整流安定化回路42および通信用回路44と電気的に接続される。更に、部材74aと一体的に変位せしめられる信号用コイル72aを形成するリード線が、部材74aに設けられた通信用回路76と電気的に接続される一方、部材74bと一体的に変位せしめられる信号用コイル72bを形成するリード線が、部材74bに設けられた通信用回路78と電気的に接続されている。なお、これら通信用回路76,78は、前述の第一の実施形態における通信用回路40、44と略同様の構造とされたものである。
Then, as shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. 7, the
そして、前述の第一の実施形態と同様に、電力用コイル14a,14bの間で電力の伝送が行なわれると共に、信号用コイル16a,16bの間で信号の送受信が行なわれる。加えて、特に本実施形態においては、信号用コイル72a,72bの間でも信号の送受信が行なえるようにされている。 As in the first embodiment described above, power is transmitted between the power coils 14a and 14b and signals are transmitted and received between the signal coils 16a and 16b. In addition, particularly in this embodiment, signals can be transmitted and received between the signal coils 72a and 72b.
先ず、信号用コイル72aが接続された通信用回路76によって、部材74aに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、高周波電圧に重畳された後に、信号用コイル72aに供給される。なお、信号が重畳される高周波電圧は、通信用回路76によって生成されるようになっており、その周波数は、信号のデータサイズや使用環境等によって異なるものであるが、本実施形態においては、100Hz〜10GHz程度の範囲内で適当に設定されている。
First, a signal generated by a control circuit (not shown) provided on the
そして、信号用コイル72aに高周波電圧が給電されることによって、信号用コイル72aを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束が発生する。ここにおいて、本実施形態においては、信号用コイル72a内にコア部材12,12が挿通されていることによって、信号用コイル72aを貫く磁束の略全てがコア部材12,12の中を通るようにされている。そして、コア部材12,12によって閉磁路が形成されており、信号用コイル72aに発生した磁束は、コア部材12,12に対して外挿せしめられている信号用コイル72bと鎖交することとなる。その結果、信号用コイル72a,72bが電磁結合せしめられて、信号用コイル72bに、相互誘導作用による誘導起電力が生じることとなり、信号用コイル72aに供給された高周波電圧が、信号用コイル72bから取り出される。
When a high frequency voltage is supplied to the
このようにして、信号用コイル72aから信号用コイル72bに電力が非接触の状態で伝送される。そして、信号用コイル72bから取り出された高周波電圧に重畳されている信号は、通信用回路78によって取り出された後に、部材74bに設けられた図示しない各種の制御回路等に送信される。このように、本実施形態においては、信号用コイル72a,72bによって第三のコイル部材の一対が構成されており、これら信号用コイル72a,72bによって構成される第三の伝送路が、信号を伝送する信号用伝送路とされている。
In this way, power is transmitted in a non-contact state from the
なお、例えば部材74bから部材74aに信号を送信することも可能である。そのような場合には、前述の如き部材74aから部材74bに信号を送信した場合とは逆に、部材74bに設けられた図示しない制御回路等によって生成された信号が、通信用回路78で高周波電圧に重畳されて信号用コイル72bから信号用コイル72aにコア部材12,12を介して無接触の状態で伝送された後に、通信用回路76によって高周波電圧から取り出されることとなる。
For example, a signal can be transmitted from the
このような構造とされた可動型トランス70においては、コア部材12の周方向に延びる磁路を用いて信号用コイル72a,72bが電磁結合せしめられるようになっており、これら信号用コイル72a,72bの間で信号の伝送を行なうことが可能とされている。即ち、コイルの芯がコア部材12の軸方向に延びる電力用コイル14aや信号用コイル16aによってコア部材12に及ぼされる軸方向の磁気モーメントに対して、コイルの芯がコア部材12の周方向に延びる信号用コイル72aによって、コア部材12の周方向の磁気モーメントが合成される。そして、合成された磁気モーメントの周方向成分によって信号用コイル72bに誘導起電力が生ぜしめられることとなり、信号用コイル72aと信号用コイル72bとの間で信号の送受信を行なうことが可能となるのである。これにより、本実施形態においては、第一乃至第三の3つの伝送路を共通のコア部材12を用いて形成することが可能とされており、第一の伝送路による電力の伝送路と、第二及び第三の伝送路による2chの信号の伝送路をコンパクトに形成することが出来る。
In the
なお、本実施形態においては、理解を容易とするために、前述の第一の実施形態におけるキャンセルコイル32を除いた態様を例示したが、かかるキャンセルコイル32を設けることも、勿論可能である。
In the present embodiment, for the sake of easy understanding, the mode excluding the cancel
以下に、前述の第一の実施形態における可動型トランス10を例に、本発明に従う構造とされた可動型伝送装置の適用例を示す。但し、以下に示す適用例はあくまでも例示であって、本発明に従う構造とされた可動型伝送装置の適用例が以下に限定されることを示すものではないことが理解されるべきである。
Hereinafter, application examples of the movable transmission apparatus having the structure according to the present invention will be described by taking the
例えば、本発明に従う構造とされた可動型伝送装置は、図8に示すような駆動装置90に好適に適用される。駆動装置90は、基台92に対して、回転板94が回転可能に組み付けられた構造とされている。基台92には電動モータ96が設けられており、かかる電動モータ96の出力軸98に、回転板94が取り付けられている。これにより、回転板94は、基台92に対して所定距離を隔てた状態で出力軸98回りに無限に回転可能とされている。
For example, a movable transmission device having a structure according to the present invention is preferably applied to a
そして、基台92に、前述の第一の実施形態における可動型トランス10の一方のコイルヘッド18aが設けられると共に、回転板94に、他方のコイルヘッド18bが設けられる。ここにおいて、これら両コイルヘッド18a,18bは、端面34,36を互いに対向位置せしめた状態で同軸上に配設されており、電動モータ96の出力軸98は、これらコイルヘッド18a,18bの貫通孔20、20に挿通されて回転板94に取り付けられている。これにより、両コイルヘッド18a,18bが、中心軸回りで無限に相対回転可能とされている。
The
このようにすれば、互いに非接触とされて無限に相対回転せしめられる基台92と回転板94との間で、電力および信号の伝送を行うことが出来る。そして、本発明に従う構造とされた可動型トランス10を用いることによって、これら基台92と回転板94間の電気信号の伝送経路をよりコンパクトに構成することが可能となる。
In this way, power and signals can be transmitted between the base 92 and the
また、図9に、前述の第一の実施形態における可動型トランス10のコレステリック液晶表示装置100への適用例を示す。コレステリック液晶表示装置100は、互いに独立して別体形成された液晶表示装置としての液晶表示器102と、液晶表示器102に電力を供給すると共に制御信号の送受信を行なうことによって液晶表示器102の作動を制御する表示制御装置としてのコントローラ104とを含んで構成されている。
FIG. 9 shows an application example of the
より詳細には、液晶表示器102の内部には、図10および図11に示す液晶モジュール106が収容されている。液晶モジュール106は、例えばシリコン等から形成された絶縁性を有する基板108の一方の面に、コレステリック液晶素子としての液晶パネル110が設けられる一方、液晶パネル110の反対側の面には、液晶パネル110の作動を制御するための駆動回路112や前述の第一の実施形態における整流安定化回路42および通信用回路44等の各種の電子部品が設けられている。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、表面とは液晶パネル110が設けられた面を言い、裏面および背面とは、液晶パネル110と反対側の面を言うものとする。
More specifically, a
液晶パネル110は、従来公知のコレステリック液晶を用いた液晶パネルであり、コレステリック液晶の特徴である双安定性を利用することによって、電圧が印加されずともその表示内容が維持出来るようにされている。かかる液晶パネル110には、行電極を1行毎に順次走査する走査ドライバ回路114と、表示しようとする画像データに基づいて、走査された行電極上の所望する列に対応する列電極に駆動電圧を印加するデータドライバ回路116が接続されている。これら走査ドライバ回路114およびデータドライバ回路116はフラットケーブル118と電気的に接続されており、かかるフラットケーブル118が基板108を回り込んで、基板108における液晶パネル110の反対側の面に設けられたコネクタ120と接続されることによって、駆動回路112等と電気的に接続されている。
The
そして、基板108における液晶パネル110と同じ面上の隅部(本実施形態においては、図10中、右下隅部)に、前述の第一の実施形態におけるコイルヘッド18bが設けられており、電力用コイル14bを形成するリード線が整流安定化回路42と電気的に接続される一方、信号用コイル16bを形成するリード線が通信用回路44と電気的に接続されている。更に、基板108には、前述のノイズ除去回路46が設けられており、コイルヘッド18bに設けられたキャンセルコイル32を形成するリード線と電気的に接続されている。但し、キャンセルコイル32およびノイズ除去回路46は必ずしも必要ではない。かかるコイルヘッド18bは、液晶モジュール106を収容するケース122の表面に開口せしめられた開口部124を通じて、送受面となる端面34、36が、液晶表示器102の表面に露出せしめられるようになっている。
The
一方、コントローラ104は、入力装置126に送信機128が接続された構造とされている。入力装置126は、数値や文字を入力可能なキーボードやボタン等によって構成された入力部130と、入力内容や各種情報を表示可能な液晶表示板等によって構成された表示部132を備えている。
On the other hand, the
そして、入力装置126には、入力装置126の駆動電力を供給すると共に、液晶表示器102に駆動電力を供給するための給電回路としての電源回路134や、入力部130からの入力情報に基づいて液晶表示器102の作動を制御するコントロール回路としての制御回路136等が内蔵されている。
The
さらに、入力装置126には、接続ケーブル138を介して送信機128が接続されている。送信機128は、略棒形状とされた把持部140を有しており、かかる把持部140の一方の端部から、接続ケーブル138が延び出されている一方、他方の端部には、把持部140の延出方向から略直角に屈曲せしめられて先端部が開口せしめられた開口部142が形成されている。そして、開口部142内に、前述の第一の実施形態におけるコイルヘッド18aが、送受面となる端面34,36を表面に露出せしめた状態で配設されていると共に、電力用コイル14aを形成するリード線がインバータ38と電気的に接続される一方、信号用コイル16aを形成するリード線が通信用回路40と電気的に接続されている。
Further, a
このような構造とされたコレステリック液晶表示装置10は、液晶表示器102の表示内容を更新する場合には、コントローラ104に適当な書換情報を入力した後に、送信機128に設けられたコイルヘッド18aと液晶表示器102に設けられたコイルヘッド18bとを重ね合わせて両コイルヘッド18a,18bの軸方向で対向位置せしめることによって、両コイルヘッド18a,18bの端面34,34および端面36,36を互いに接触乃至は所定距離を隔てた状態で対向位置せしめる。
The cholesteric liquid
そして、コントローラ104の電源回路134から電力用コイル14a,14bを通じて電力が供給されることによって、液晶表示器102の駆動回路112や走査ドライバ回路114、データドライバ回路116等の各電子部品が作動可能な状態とされる。更に、コントローラ104の制御回路136から信号用コイル16a,16bを通じて駆動回路112に制御信号が送信される。また、ノイズ除去回路46からキャンセルコイル32に所定の高周波電圧が供給されることによって、駆動回路112に送信される制御信号に混入するノイズが軽減される。これにより、駆動回路112は、受信した制御信号に基づいて走査ドライバ回路114およびデータドライバ回路116の作動を制御することによって、液晶パネル110に目的とする画像を表示する。そして、本適用例においては、液晶パネル110としてコレステリック液晶が用いられていることから、両コイルヘッド18a,18bを離して、液晶表示器110への電力の供給を停止しても、表示内容が維持される。
Then, when power is supplied from the
なお、例えば液晶パネル110の書き換えが完了したことを通知する制御信号を液晶表示器102からコントローラ104に向けて送信することも勿論可能である。そのような場合には、コントローラ104から液晶表示器102へ制御信号を送信した場合とは逆に、液晶表示器102の駆動回路112によって生成された制御信号が液晶表示器102側の通信用回路44で高周波電圧と重畳されて、信号用コイル16b,16aを介してコントローラ104側の通信用回路40に伝送された後に、通信用回路40によって高周波電圧から取り出されて制御回路136に送信される。
Of course, for example, a control signal for notifying that the rewriting of the
このようにすれば、共通のコア部材12を用いて電力と信号の両方を伝送することによって、液晶表示器102とコントローラ104との電気的な接続部をコンパクトに構成することが出来る。これにより、液晶表示器102の更なる小型化を図ることが出来て、例えば液晶表示器102をスーパーの商品棚に取り付けられる値札等のように比較的小さな部材寸法をもって構成する場合に、特に好適に用いることが出来る。
In this way, by using the
また、両コイルヘッド18a,18bを互いに対向位置せしめるのみで液晶表示器102とコントローラ104との電気的な接続が行なえることから、接続も容易に行なうことが出来る。更に、コネクタなどのような物理的な嵌合が不要とされることから、繰り返しの接続によって接続部分を物理的に損傷せしめるおそれも軽減することが出来る。加えて、両コイルヘッド18a,18bは周方向に相対変位可能とされていることから、接続に際して周方向位置を意識することも不要とされており、より容易に接続することが出来る。
In addition, since the
さらに、特に本適用例における液晶表示装置102は、液晶パネル110としてコレステリック液晶を備えていることから、電力を供給せずとも、表示内容を維持することが可能とされている。そこで、可動型トランス10を用いて制御信号と共に作動に必要な電力を液晶表示器102の外部から併せて供給することによって、液晶表示器102内に電源装置を内蔵せしめるようなことも不要とすることが出来て、液晶表示器102の更なるコンパクト化および省電力化を図ることが出来る。
In addition, since the liquid
以上、本発明の幾つかの実施形態と適用例について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態および適用例における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。 Although some embodiments and application examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention is limited in any way by specific descriptions in the embodiments and application examples. It is not interpreted.
例えば、信号用コイル16a,16bやキャンセルコイル32は、必ずしもコア部材12に接触して巻回せしめられている必要は無く、コア部材12の周りに所定距離を隔てて周方向に延びるように形成する等しても良い。
For example, the signal coils 16a and 16b and the cancel
また、キャンセルコイル32は必ずしもコア部材12の外周面30上にのみ設けられるものではなく、例えばリード溝22内に設ける等しても良い。また、前述のノイズ除去回路46は予め設定した所定の高周波電圧をキャンセルコイル32に供給するようにされていたが、例えば、信号用コイル16bに生ぜしめられるノイズ起電力を検出して、かかる検出結果に応じてキャンセルコイル32に供給する高周波電圧の周波数や電圧を変化せしめる等しても良い。
Further, the cancel
さらに、互いに対向位置せしめられる両コア部材12,12は同様の構造とされて、互いに略等しい内径寸法および外径寸法を有していたが、これらの寸法は必ずしも互いに等しくされている必要は無いのであって、伝送に支障が生じない程度に異ならされていても良い。
Further, the
また、前述の実施形態におけるコア部材は、略円環形状を有する所謂ポット型コアとされていたが、本発明において用いられるコア部材は必ずしもポット型コアに限定されるものではない。例えば図13及び図14に、本発明の更に異なる態様としての可動型トランス150を示す。
In addition, the core member in the above-described embodiment is a so-called pot-type core having a substantially annular shape, but the core member used in the present invention is not necessarily limited to the pot-type core. For example, FIGS. 13 and 14 show a
可動型トランス150は、前述の実施形態と略同様に、コア部材152に第一のコイル部材としての電力用コイル14aおよび第二のコイル部材としての信号用コイル16aが組み付けられて構成されたコイルヘッド154aと、コア部材152に第一のコイル部材としての電力用コイル14bおよび第二のコイル部材としての信号用コイル16b、ノイズ抑制用コイル部材としてのキャンセルコイル32が組み付けられて構成されたコイルヘッド154bが対向位置せしめられた構造とされている。ここにおいて、特に本態様におけるコア部材152は、E字状の断面形状を有する所謂E型コアとされており、その中央部分には、軸方向(図14中、上下方向)の一方に突出する中央壁部としての中央突部156が形成されている一方、かかる中央突部156を挟んだ両側に、溝部としてのリード溝158を隔てて中央突部156と同方向に突出する外壁部としての外側突部160が一体的に形成されている。
The
そして、コア部材152の中央突部156に電力用コイル14a,14bが巻回されることによって、電力用コイル14a,14bがリード溝158内に配設される一方、外側突部160の外面162を含むコア部材152の最外周面上に、信号用コイル16a,16bが巻回されている。また、コイルヘッド154bを構成するコア部材152の最外周面上には、キャンセルコイル32が巻回されている。これにより、コイルヘッド154a,154bが構成されており、これらコイルヘッド154a,154bにおけるリード溝158の開口側の軸方向端面164が、コイルヘッド154a,154bの軸方向で対向位置せしめられている。
The power coils 14 a and 14 b are wound around the
このような構造とされた可動型トランス150においては、前記実施形態と略同様に、電力用コイル14aから生ぜしめられた磁束BPは、コア部材152の外面162からの飛び出しが抑えられて、中央突部156および外側突部160の内側部分を通ると共に、信号用コイル16aから生ぜしめられた磁束BSは、外側突部160の外側部分を通る。これにより、電力用コイル14aから生ぜしめられる磁束BPと信号用コイル16aから生ぜしめられる磁束BSとの干渉が軽減されており、ノイズの混入を抑えた伝送が可能とされる。また、前記実施形態と同様に、キャンセルコイル32から生ぜしめられる磁束が、信号用コイル16bに生ぜしめられるノイズ起電力を軽減するようにされている。このように、本発明において用いられるコア部材は必ずしもポット型コアに限定されるものではなく、従来公知の各種形状のコア部材が適宜に採用可能である。
In the
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更,修正,改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。 In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements and the like are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that all are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
10:可動型トランス、12:コア部材、14a,b:電力用コイル、16a,b:信号用コイル、18a,b:コイルヘッド、20:貫通孔、22:リード溝、24:底壁部、26:内周壁部、28:外周壁部、30:外周面、32:キャンセルコイル、34:端面、36:端面 10: movable transformer, 12: core member, 14a, b: power coil, 16a, b: signal coil, 18a, b: coil head, 20: through hole, 22: lead groove, 24: bottom wall, 26: inner peripheral wall, 28: outer peripheral wall, 30: outer peripheral surface, 32: cancel coil, 34: end surface, 36: end surface
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2007
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