JP2019533418A - エネルギを非接触式に誘導伝送するデバイスおよびそのデバイスの操作方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのコイル（１０）を有する一次部品（１）から少なくとも１つのコイル（１０’）を有する二次部品（１’）までエネルギを非接触式に誘導伝送するデバイスに関するものであり、少なくとも１つのコイル（１０）と少なくとも１つのコイル（１０’）とはエアギャップ（６）を介して互いに誘導結合可能となっている。当該デバイスは一次部品（１）および二次部品（１’）の各々がエアギャップ（６）を介してデータを送信するためのデータ伝送ユニット（３０、３０’）を備えることを特徴としている。また、本発明は、このようなデバイスを操作するための方法にさらに関するものである。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つのコイルを有する一次部品から少なくとも１つのコイルを有する二次部品までエネルギを非接触式に誘導伝送するデバイスであって、これらのコイルがエアギャップを介して互いに誘導結合可能となっているデバイスに関するものである。また、本発明は、一次部品のコイルから二次部品のコイルまでエネルギを非接触式に誘導伝送するデバイスを操作する方法にさらに関するものである。

機械的に接続または分離される接触要素を介してエネルギを伝送するコネクタと比較して、エネルギを非接触式に伝送するデバイスは複数の嵌合（接触）回数に起因してまたは強い振動に起因して摩耗してしまうという問題は存在しない。加えて、電気的な負荷の下での挿入または引き抜きによる接触浸食も防止される。また、エネルギを非接触式に伝送するデバイスの場合、高電流負荷の下にあるコネクタを分離する際にアークが形成されてしまうという危険性も存在しない。最後に、エネルギを非接触式に伝送することにより一次部品と二次部品との間をガルバニック絶縁することが可能となる。このことはたとえば医学用途などにおいて必要となる場合もある。機械的に複雑なインターロック接触が存在しないため、デバイスをできるだけ滑らかな面を備えた設計とすることが可能となり、このことにより、エネルギを非接触式に伝送するデバイスは清潔面および衛生面に対する必要要件の高い用途、たとえば食品産業分野の用途に適したものとなる。

具体的にいえば、エネルギを非接触式に誘導伝送する技術は、耐磨耗性が高いため、オートメーション分野、たとえばロボットの交換可能ツールにエネルギを伝送する技術として興味深いものとなる。

国際公開第２０１３／０８７６７６号には、一次部品から二次部品までエネルギを非接触式に誘導伝送するデバイスについて開示されており、このデバイスはエネルギを伝送する機械的コネクタ、たとえばロボットの交換可能ツールと交換することができる。一次部品および二次部品の各々は少なくとも１つのコイルを有しており、これらのコイルは一次部品および二次部品と誘導結合することができ、また、これらのコイルの各々はフェライトコアと相互作用するようになっている。フェライトコアはその透磁性に起因して磁束を増加するので、デバイスのサイズが小さくて、伝送領域が狭くても高電力を伝送することができる。

この高磁束により、一次部品および二次部品がその間の距離が最小となる位置に（まだ）配置されておらず、一次部品と二次部品との間にギャップがある場合であっても、エネルギを伝送することが可能となる。また、一次部品と二次部品との間に側面方向のオフセットがある場合、すなわち一次部品のコイルおよび二次部品のコイルが同軸上にない場合であっても、エネルギを伝送することができる。

本発明の目的は、このようなエネルギを非接触式に伝送するデバイスの用途、とくにオートメーション用途の可能性を広げることにある。

上述の目的は、独立クレームに記載の特性を備えるデバイスおよびこのデバイスの操作方法により達成される。従属クレームには、かかるデバイスおよびかかる操作方法の有利な構成およびさらなる変形例が記載されている。

上述のタイプの発明に関連するデバイスは、一次部品および二次部品の各々がエアギャップを介してデータを伝送するためのデータ伝送ユニットを有することを特徴とする。とくに産業環境分野のオートメーションセクターで用いられる場合、たとえばロボットアームの交換可能ツールのための電流供給ならびにデータ接続がしばしば必要とされる。１つの一次部品および１つの二次部品のみからなる単一のデバイスを介してパワーおよびデータを伝送することができれば、装置の構成および保守が簡単なものとなる。

かかるデバイスの有利な構成では、データはエアギャップを介して光学的に伝送されるようになっている。このようにすることにより、どのような状況であってもエネルギの誘導伝送の邪魔をしないデータ伝送チャンネルが選択されるようになっている。

好ましくは、データ伝送ユニットはコイルの中央に同軸上に配置される。コイルの中央の空間は、パワーの伝送のみ用いられるシステムの寸法よりも増大させることなくデータ伝送ユニットを一次部品または二次部品の中に組み入れるために用いることができる。

かかるデバイスのさらに有利な構成では、データ伝送ユニットの各々は少なくとも１つの送信要素と少なくとも１つの受信要素とを有している。好ましくは、送信要素は中央に配置され、複数の受信要素により取り囲まれるようになっている。

かかるデバイスのさらに有利な構成では、データ伝送ユニットの各々は１つの光伝導要素を有している。好ましくは、光伝導要素は、主として円筒形であり、送信要素または受信要素に対面する第一の光入射面もしくは出射面またはエアギャップに対面する第二の光入射面または出射面を有している。第一の光入射面もしくは出射面または第二の光入射面または出射面は平面、凹面または凸面の形状を有している。光伝導要素により、伝送効率が支えられることに加えて、一次部品と二次部品との間に側面方向オフセットおよび／または距離変化が存在する状態であっても伝送が可能となる。それに加えて、コイルの中央に限定設置空間を有している。光伝導要素は、コイルの中央にしっかりと嵌合する直径を有する円筒体であってもよい。したがって、送信要素および受信要素のための大きな設置空間がコイルの外側に入手可能となっている。設計上、第一の光入射および出射面は平面であり、第二の光入射および出射面は凹面であり、このことは側面方向のオフセットを補償するという点においてとくに有利である。

一次部品のコイルからの二次部品のコイルまでエネルギをエアギャップを介して非接触式に誘導伝送するデバイスの操作方法は、一次部品から二次部品までエネルギを誘導伝送している間、データを一次部品および二次部品に組み込まれているデータ伝送ユニットによりエアギャップを介して一次部品と二次部品との間で光学的に伝送することを特徴とする。 好ましくは、上述のデータの伝送が半二重通信方式または全二重通信方式で双方向に行われる。このことにより、上述のエネルギを非接触式に誘導伝送するデバイスに関する利点がもたらされる。

以下、図面および例示的な実施形態を用いて本発明がさらに詳細に説明されている。

エネルギを非接触式に伝送するデバイスを示す断面図である。 図１に記載のデバイスを示すさらなる断面図である。 エネルギを非接触式に伝送するデバイスのデータ伝送ユニットを示す概略側面図である。 図３に記載のデータ伝送ユニットを示す平面図である。 エネルギを非接触式に伝送するデバイスのデータ伝送ユニットの光伝導要素の異なる構成を示す図である。 データ伝送ユニットの他の構成を示す平面図である。 データ伝送ユニットの実施形態の一例を示すブロックダイヤグラムである。

図１は、本出願に従って一次部品１から二次部品１’までエネルギを非接触式に伝送するデバイスを示す概略断面図である。図２には、一次部品１を図１に記載のＡ−Ａ線に沿って切断して得られる断面図が示されている。

以下、一次部品１に割り当てられる要素が、一次要素と呼ばれ、図面においてアポストロフィのない参照番号が付与されている。以下、二次部品１に割り当てられる要素が、二次要素と呼ばれ、アポストロフィのある参照番号が付与されている。こうすることにより、同一またはそれに匹敵する機能を有する一次要素および二次要素に同じ数字を有する参照番号が付与されるようになっている。以下、一次側であるかまたは二次側であるかを明確に言及したくない場合、両側を指すアポストロフィのない参照番号が用いられる。

一次部品１および二次部品１の各々はハウジング２を有している。ハウジング２はコネクタのハウジングの通常の材料、たとえばプラスチック、アルミニウム、ステンレス鋼などから形成することができる。ハウジング２は、半シェル形状であり、ハウジング２の前側が前側パネル３で閉じられるようになっている。前側パネル３とは反対側の後側領域では、接続ライン５用のケーブルエントリ４がハウジング２に設けられている。好ましくは、接続ライン５は、ハイブリッドラインであり、データラインと、伝送されるエネルギを収容するエネルギ供給用の接続ラインとを含んでいる。またはそれに代えて、エネルギとデータとを別々のラインで供給するようにしてもよい。固定されるラインに代えて、コネクタをハウジング２に配置するようにしてもよい。

前側パネル３の真後ろにはコイル１０が配置されている。コイル１０はフェライトコア１１に巻きつけられるか、または、フェライトコア１１の中に挿入されるコイル本体に巻きつけられるようになっている。コイル１０は一芯の導線で巻かれたものであってもよい。しかしながら、表皮効果を削減させるために多芯高周波リッツ線を用いることが好ましい。

例示的な実施形態では、一次側および二次側のフェライトコア１１は、外縁部１２とそれに付随する同心内側ドーム１３とを備える円形カップ状のコアである。このようなコアも（シリンダ対称）Ｅ−コアと呼ぶ。フェライトコア１１内において漂遊磁場が異なることを考慮に入れると、均一な磁束密度を達成するにあたって外縁部１２の断面と内側ドーム１３の断面とがほぼ同じ大きさであることが好ましい。また、さまざまな幾何学形状を有するフェライトコアを用いることも可能である。たとえば、円形のフェライトコア、正方形のフェライトコアまたは長方形のフェライトコアと一緒に、正方形のコアまたは長方形のコアが用いられてもよい。コイル本体のないコイル、たとえば導線同士を接着させたものが用いられてもよい。

フェライトコア１１は、前側パネル３側で開いており、その反対側で外縁部１２と内側ドーム１３とがカップの底部により接続されている。コイル１０は外縁部１２と内側ドーム１３との間の環状の溝の中に挿入されている。コイル１０の外縁および内縁とフェライトコア１１との間に存在するギャップは熱伝導媒体で充填することができる。

動作時、前側パネル３、３’を備えた一次部品１および二次部品１’が、近くに引き寄せられ、向き合わせられて、非接触式にエネルギを誘導伝送するようになっている。図１では、エアギャップ６を形成する距離は伝送距離ｚ_０として示されている。信頼できる伝送距離ｚ_０の長さは、コイル１０またはフェライトコア１１のサイズ、とくに直径に応じて０から数ミリメートルまたは数センチメートルまでの範囲である。一次側のコイル１０の軸芯に沿った方向は、ｚ方向と呼ばれ、ｚ軸として示されている。ｚ方向とｙ方向、すなわちｚ軸とｙ軸とは前側パネル３の面においてｚ軸に対し直角となっている。

動作時、一次側のコイル１０（以下、一次コイル１０と呼ぶ）に交流が印加される。一次コイル１０と共振用コンデンサとにより形成される共振回路は、その周波数が数キロヘルツ（ｋＨｚ）から数百ｋＨｚまでの範囲にあるが、とくに数十ｋＨｚが好ましい。一次コイル１０に印加される交流はインバータにより提供される。たとえば、インバータ内でパルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）を用いて交流電圧を生成することができる。インバータは、監視制御デバイスと共に、一次部品１のハウジング２の中の回路基板２０に配置されている。図１には、回路基板２０上の電子部品２１の例が示されている。上述の共振用コンデンサと一次コイル１０とにより形成される共振回路の共振による振幅増大からインバータを保護するために、共振回路は共振レベルよりもわずかに高いレベル、すなわち共振周波数よりも高い周波数で作動されるようになっている。

エネルギ伝送時、一次コイル１０と二次コイル１０’（以下、二次コイル１０’と呼ぶ）との間の電磁結合は、フェライトコア１１、１１’により非常に効率的なものとなる。二次コイル１０’には、電圧が誘発され、必要ならば整流、電圧変換、電圧安定化がなされた後、接続ケーブル５’で出力電圧に変換され、伝送エネルギが伝送される。二次側の電子部品も回路基板２０’に配置されている。先の場合と同様、個別の電子部品２１’が例として図示されている。有利には、同期整流を用いることができるように二次コイルにはセンタータップを設けることができるようになっている。

一次部品１および二次部品１’の各々において、熱伝導要素、たとえば熱伝導マット１４をフェライトコア１１と回路基板２０との間に配置することができる。一次側および二次側、とくに一次側では、回路基板２０に配置された電子部品２１が伝送経路上の放熱源（ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｌｏｓｓ）となっている。これらの電子部品２１により生じる放熱（ｈｅａｔ ｌｏｓｓ）は、熱伝導マット１４を介してフェライトコア１１に伝達される。このことにより、動作時、回路基板２０が熱結合されていない場合に比べてより高い動作温度にまでフェライトコア１１が加熱されることになる。

フェライトコア１１に適切なフェライト材料が用いられている場合、広範な周波数範囲および磁化範囲にわたってフェライトコア１１における低温度での放熱は高温度での放熱よりも大きくなる。先に記載されているように電子部品のエネルギ放散（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）が熱としてフェライトコア１１に伝達されると、フェライトコア１１の温度が上昇し、再磁化作用により引き起こされるフェライトコア１１のエネルギ放散が低減される。このことは、伝送システムの全体的な効率を向上させることになる。この効果は一次側および二次側の両方で利用することができる。同時に、熱結合により既存のフェライトコア１１、１１’を電子部品２１、２１’用のヒートシンクとして用いることができる。このことにより材料および費用をさらに節約することができる。熱伝導マット１４の代わりに、たとえば、回路基板２０とフェライトコア１１とを熱結合させるために鋳物複合体が用いられてもよい。

例示的な実施形態では、一次部品１と二次部品１’とを結合させる時に一次部品１と二次部品１’とを側面方向に位置調整しうるインターロックガイドまたは位置調整要素を設けるようになっていない。このような要素が設けられていないため、一次部品１および二次部品１’を側面方向に移動させること、すなわちｘ方向および／またはｙ方向に沿って移動させることにより一次部品１および二次部品１’を動作位置にまで引き寄せるまたは互いに引き離すことができる。このことはオートメーション分野において非常に有利であることが分かる。というのは、接続の確立または解除にあたって、一次部品１および二次部品１’を引き寄せるのにさらなる軸方向の移動を必要としないからである。しかしながら他の実施形態では、意図する用途に応じてこのようなインターロックガイドまたは位置調整要素が設けられるようになっていてもよい。

フェライトコア１１、１１’を用いることにより、高磁束密度が可能となり、コイル体積が小さくても効率的なエネルギ伝送が可能となる。この伝送は、一次部品１と二次部品１’とが互いに側面方向に沿って変位することに対して比較的寛容である。このことはたとえばオートメーションセクターにおいて大きな利点となる。というのは、従来の接触式の接続を確立させるための高度な位置調整精度を不必要なものとすることができるからである。

本出願に従って、エネルギを非接触式に伝送するデバイスの一次部品１および二次部品１’はそれぞれデータ伝送ユニット３０、３０’を組み込んでおり、これらのデータ伝送ユニット３０、３０’は一次部品１と二次部品’１の間でデータ（デジタル）を双方向に伝送するようになっている。このことは、エネルギを非接触式に伝送するデバイスがオートメーション用の部品としてたとえばパワーだけでなくデータも伝送することができることを意味する。このようにして、エネルギを非接触式に伝送するデバイスはたとえば複合的かつ非接触式に交換可能なツール用の重要なインターフェースを提供する。

データを優先方向ではなく双方向に伝送することができるようにデータ伝送ユニット３０とデータ伝送ユニット３０’とは同じものであることが好ましい。伝送は、データ伝送ユニット３０、３０’の各々に配置される少なくとも１つの送信要素と少なくとも１つの受信要素とを用いた光学的なものであることが好ましい。例示的な実施形態では、データ伝送ユニット３０、３０’が（ｘ方向およびｙ方向の）中央に配置され、光入射もしくは出射面が好ましくはカバープレート３、３’の面に設けられている。

双方向伝送は、たとえば２つの伝送方向に対して異なる波長の光を用いることにより全二重通信方式で行うことができる。両方の伝送方向に同一の波長を用いる場合であっても、たとえば両方の伝送方向に異なる変調信号を用いることにより全二重通信方式を実行することができる。それに代えて、双方向伝送をたとえば時間スロットが連続して交互に割り当てられる時分割多重通信方式を２つの伝送方向に用いて半二重通信方式で行うことも可能である。

図３は、データ伝送ユニット３０をｚ方向に沿って切断して得られる概略的断面である。図４は、データ伝送ユニット３０をｚ方向に沿って見た平面図である。

データ伝送ユニット３０はキャリアボード３１を有しており、キャリアボード３１の中央には送信要素３２が配置されている。送信要素３２は、複数の受信要素３３、この場合４つの受信要素３３により側面が取り囲まれている。好ましくは、送信要素３２としてレーザーダイオードまたは発光ダイオードを用いることができる。また好ましくは、受信要素３３はフォトダイオードまたはフォトトランジスタである。キャリアボード３１は、上述の要素用の別個の回路基板であってもよいし、または、非接触式エネルギ伝送用の電子部品２１、２１’も配置される上述の回路基板２０、２０’の一部であってもよい。

キャリアボード３１に配置されている電気−光学要素に加えて、送信要素３２を駆動するためのまたは受信要素３３の信号を評価するためのコンポーネントが一次部品１または二次部品１’にさらに設けられている。試験では毎秒２０ＭＢｉｔを超えるデータ伝送速度が既に達成されているので、オートメーション技術分野において一般的に用いられているｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルに従って問題なくデータを伝送することができる。

円筒対称性を有する光伝導要素３４が、その軸がエアギャップ６の方向と一致するように、送信要素または受信要素の前に送信要素３２とともに配置されている。光伝導要素３４は、キャリアボード３１に対面する第一の光入射もしくは出射面３５と、エアギャップ６に対面する第二の光入射もしくは出射面３６とを有している。光伝導要素３４は、用いられる光の波長を通す材料、好ましくはプラスチック材料またはクオーツ材料からなっている。光伝導要素３４の直径は６〜１０ｍｍの範囲であるのが好ましい。この６〜１０ｍｍの範囲の直径は、フェライトコア１１、１１’の内側ドーム１３、１３’の領域で利用可能な設置空間の中に嵌め込むことができるほど十分に小さい。一方、この寸法は、一次部品または二次部品１、１’が最適に位置合わせまたは整列されていない場合であってもデータの伝送を可能とすることができるほど十分に大きい。

記載の実施形態では、第一の光入射および出射面３５が平面であり、第二の光入射および出射面３６が凹面である。このように組み合わせることにより、伝送が、一次部品１と二次部品１’との間の側面方向（すなわち、ｘ方向および／またはｙ方向）のオフセットに対しておよび一次部品１と二次部品１’との間の距離変化（ｚ方向）に対して非常に許容範囲の広いものとなる。具体的にいえば、距離変化が０＜ｚ_０＜５ｍｍであり、側面方向のシフトがｘ方向および／またはｙ方向に−２ｍｍ〜２ｍｍである場合であれば、データ伝送速度が著しく悪化してしまうことはない。また、ｚ軸を中心として一次部品１と二次部品１とが相互に回転する場合および一次部品１と二次部品１との間の傾きが＋／−３°である場合であればデータ伝送速度が著しく悪化してしまうことはない。

図５は、光伝導要素３４の２つの異なる実施可能な構成をそれぞれｚ軸に沿って切断して得られる２つの断面図である。

図５の上側部分は図３および図４に記載の光伝導要素３４を再度示している。

図５の下側部分は、基本構造が同じものの光入射および出射面３５、３６の形状が異なる光伝導要素３４を示している。詳細にいえば、図５の下側部分に記載の光伝導要素３４は凸状の第一の光入射および出射面３５と凹状の第二の光入射および出射面３６を有している。

図４と同様に、図６はデータ伝送ユニット３０の他の実施形態をｚ−方向に沿って見た平面図を示している。図４に記載の例示的な実施形態と同様に送信要素３２が中央に配置されるようになっているものの、図４に記載の例示的な実施形態とは対照的に送信要素３２のまわりには複数の受信要素３３が配置されるのではなくたった１つの受信要素３３が配置されるようになっている。光伝導要素３４の伝送特性に起因して、一次部品１と二次部品１’とが同軸上に正確に配置されず、場合によっては一方が他方に対して斜めに傾いている場合であっても、送信要素３２から僅かに偏心して配置される受信要素３３で十分である。

図７は、データ伝送ユニット３０の機能を説明するブロックダイヤグラムを示している。図３がデータ伝送の光学部分に注目しており、図７がデータ伝送の電子部分に注目している。

データ伝送ユニット３０の電子部品は干渉を最小限に抑制するためにキャリアボード３１において発信機要素３２または受信要素３３にできるだけ近い位置に直接配置されるのが好ましい。

送信要素３２または受信要素３３に信号調整器４０が直接結合されている。受信チャネルに関していえば、信号調整器４０は受信要素３０に接続されるアンプ４１を含んでおり、アンプ４１の出力はフィルタ、とくにハイパスフィルタ４２を介してコンパレータ４３に送られる。コンパレータ４３は、アナログ信号をデジタル化し、デジタル化された信号を伝送し、さらなる調整を行う。

任意選択的に、フィルタ４２の出力部に搬送された信号は、ピーク値検知器４４に伝送され、ここで、たとえばスライディング閲覧ウィンドウ（ｓｌｉｄｉｎｇ ｖｉｅｗｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）方式により信号の高さの一時的ピーク値が求められ、求められたピーク値に応じてアンプ４１のゲインが設定される。このようにして、レベル調整が実現され、受信信号に対するゲインが最適値に調節され、その結果、フィルタ４２の出力部では、受信要素３３で受信された信号の質にほとんど依存しなく、信号の高さが変化しない、容易にデジタル化することができる信号が利用可能となる。

送信チャンネルに関していえば、信号調整器４０は送信要素３２を調整するドライバ４５を含んでいる。

信号調整器４０が信号調整部品４６により先行され、信号調整部品４６はインターフェース部品４７に接続されている。インターフェース部品４７は、データライン５１を介したデータネットワーク５０への接続のために用いられる。

データネットワーク５０、たとえばｆｉｅｌｄｂｕｓを介してデータ伝送ユニット３０に到着するデータはインターフェース部品４７により受信される。信号調整部品４６は適切な２進法のデータフレームを生成する。次いで、このデータフレームは信号調整器４０および送信要素３２を介して出力される。それに対して、受信要素３３から受信される信号はコンパレータ４３で２進信号に変換される。次いで、この２進信号は信号調整部品４６およびインターフェース部品４７を介してデータネットワーク５０へ送られる。

１ 一次部品
１’ 二次部品
２、２’ ハウジング
３、３’ カバープレート
４、４’ ケーブルエントリ
５、５’ 接続ケーブル
６ エアギャップ
１０ 一次コイル
１０’ 一次コイル
１１、１１’ フェライトコア
１２、１２’ 外縁部
１３、１３’ 内側ドーム
１４、１４’ 熱伝導マット
２０、２０’ 回路基板
２１、２１’ 電子部品
３０ データ伝送ユニット
３１ キャリアボード
３２ 送信要素
３３ 受信要素
３４ 光伝導要素
３５ 第一の光入射および出射面
３６ 第二の光入射および出射面
４０ 信号調整器
４１ アンプ
４２ フィルタ
４３ コンパレータ
４４ ピーク値検知器
４５ ドライバ
４６ 信号調整部品
４７ インターフェース部品
５０ データネットワーク
５１ データライン
ｘ、ｙ、ｚ デカルト座標
ｚ_０ 距離

Claims (11)

1. 少なくとも１つのコイル（１０）を有する一次部品（１）から少なくとも１つのコイル（１０’）を有する二次部品（１’）までエネルギを非接触式に誘導伝送するためのデバイスであって、前記少なくとも１つのコイル（１０）および前記少なくとも１つのコイル（１０’）がエアギャップ（６）を介して互いに誘導結合可能である、デバイスにおいて、
   前記一次部品（１）および前記二次部品（１’）の各々が前記エアギャップ（６）を介してデータを伝送するためのデータ伝送ユニット（３０、３０’）を有することを特徴とするデバイス。
2. 前記エアギャップ（６）を介してデータを伝送することが、光学的に行われるように構成されてなる、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記データ伝送ユニット（３０、３０’）が、前記コイル（１０、１０’）の中心に同心円状に配置されてなる、請求項１または２に記載のデバイス。
4. 前記データ伝送ユニット（３０、３０’）が、少なくとも１つの送信要素（３２）と、少なくとも１つの受信要素（３３）と、を有してなる、請求項２または３に記載のデバイス。
5. 送信要素（３２）が、各データ伝送ユニット（３０、３０’）の中央に設けられ、複数の受信要素（３３）により取り囲まれるように構成されてなる、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記データ伝送ユニット（３０、３０’）が、光伝導要素（３４）を有してなる、請求項１乃至５のうちの１項に記載のデバイス。
7. 前記光伝導要素（３４）が、基本的に円筒形であり、前記送信要素（３２）または前記受信要素（３３）に対面する第一の光入射もしくは出射面３５と、前記エアギャップ６に対面する第二の光入射もしくは出射面３６と、を有してなる、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記第一の光入射もしくは出射面３５および／または前記第二の光入射もしくは出射面３６が、平面、凹面または凸面の形状を有してなる、請求項７に記載のデバイス。
9. 前記第一の光入射および出射面３５が平面形状を有し、
   前記第二の光入射および出射面３６が凹面形状を有してなる、請求項８に記載のデバイス。
10. 一次部品（１）のコイル（１０）からの二次部品（１’）のコイル（１０’）までエアギャップ（６）を介してエネルギを非接触式に誘導伝送するためのデバイスの操作方法において、
    前記一次部品（１）から前記二次部品（１’）までエネルギが誘導伝送されている間、前記一次部品（１）および前記二次部品（１’）にそれぞれ組み込まれているデータ伝送ユニット（３０、３０’）により前記一次部品（１）と前記二次部品（１’）との間でデータが前記エアギャップ（６）を介して光学的に伝送されることを特徴とする操作方法。
11. 前記データの光学的伝送が、半二重通信方式または全二重通信方式で双方向に行われる、請求項１０に記載の操作方法。

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