JP2022188240A - Non-contact power supply device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact power supply device in which a change in the load of one load circuit cannot easily affect supply of power necessary to operate other load circuits.
SOLUTION: A non-contact power supply device 1 includes: a power sending unit 2; a plurality of transmitters 3A, 3B, for example, having a pair of conductors for transmitters; a plurality of load circuits 4A, 4B, for example; and a plurality of inductance elements 5A, 5B, for example. The first inductance element 5A is connected to the first transmitter 3A, the first load circuit 4A is connected to a first series body 8A made of the first transmitter 3A and the first inductance element 5A, the second inductance element 5B is connected to the first transmitter 3B, the second load circuit 4B is connected to a second series body 8B made of the second transmitter 3B and the second inductance element 5B. The first transmitter 3A, the first inductance element 5A, the second transmitter 3B, and the second inductance element 5B resonate at the frequency of the power sending unit 2.
SELECTED DRAWING: Figure 14
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本発明は、非接触部分を経由して給電する非接触給電装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a contactless power supply device that supplies power via a contactless portion.

非接触給電装置は、様々な用途に用いることができる。例えば、商用電源に接続された給電用の台と携帯可能な機器との間の非接触部分を経由して、その機器に給電して充電するものに広く用いられている。また、特許文献1及び特願2017-168091などに示すように、関節部分を非接触部分として経由して必要な回路に給電するロボットに用いることができる。特許文献1は、電磁誘導により非接触部分の電力伝送を行うものであり、特願2017-168091は、対向する一対の伝送器用導体により非接触部分の電力伝送を行うものである。 A contactless power supply device can be used for various purposes. For example, it is widely used to supply power to a portable device via a non-contact portion between a power supply base connected to a commercial power source and the device to charge the device. In addition, as shown in Patent Document 1 and Japanese Patent Application No. 2017-168091, it can be used in robots that supply power to necessary circuits via joint portions as non-contact portions. Patent document 1 performs power transmission in a non-contact portion by electromagnetic induction, and Japanese Patent Application No. 2017-168091 performs power transmission in a non-contact portion by a pair of opposing transmitter conductors.

特開平07-100786号公報JP-A-07-100786

しかしながら、非接触給電装置をロボットに用いる場合、関節部分(非接触部分)が複数ありそれらを通って給電される回路(負荷回路)も複数有るのが普通であり、1つの負荷回路の負荷の変動が他の負荷回路に影響して他の負荷回路の動作に必要な電力が十分には供給されなくなることも生じ得ることである。 However, when a non-contact power supply device is used for a robot, it is common to have a plurality of joints (non-contact parts) and a plurality of circuits (load circuits) through which power is supplied. It is also possible that the fluctuations affect other load circuits such that the other load circuits do not receive enough power to operate.

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、非接触部分が複数有り負荷回路が複数有るものにおいて、1つの負荷回路の負荷が変動しても他の負荷回路の動作に必要な電力の供給が影響され難い非接触給電装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a device having a plurality of non-contact portions and a plurality of load circuits, in which even if the load of one load circuit fluctuates, the operation of the other load circuits is prevented. To provide a non-contact power feeding device in which the supply of electric power required for a power supply is hardly affected.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の非接触給電装置は、交流の電力を送る送電器と、対向する一対の伝送器用導体を有し、該一対の伝送用導体の一方側から他方側に向けて前記送電器からの電力の伝送を非接触で行うものであって直列に設けられた複数個の伝送器と、複数個の負荷回路と、複数個のインダクタンス素子と、を備えており、前記複数個の伝送器のうちの第1の伝送器の前記他方側又は前記一方側の伝送用導体には、前記複数個のインダクタンス素子のうちの第1のインダクタンス素子が接続され、該第1の伝送器と該第1のインダクタンス素子からなる第1の直列体の他方側には、前記複数個の負荷回路のうちの第1の負荷回路が接続され、前記複数個の伝送器のうちの第2の伝送器の前記他方側又は前記一方側の伝送用導体には、前記複数個のインダクタンス素子のうちの第2のインダクタンス素子が接続され、該第2の伝送器と該第2のインダクタンス素子からなる第2の直列体の他方側には、前記複数個の負荷回路のうちの第2の負荷回路が接続され、前記第1の伝送器の一対の伝送器用導体と前記第1のインダクタンス素子及び前記第2の伝送器の一対の伝送器用導体と前記第2のインダクタンス素子は、前記送電器の周波数で共振することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a contactless power supply device according to claim 1 has a power transmitter for transmitting AC power and a pair of opposing transmitter conductors, and from one side of the pair of transmission conductors A plurality of transmitters, which transmit power from the power transmitter to the other side in a non-contact manner and are provided in series, a plurality of load circuits, and a plurality of inductance elements. a first inductance element among the plurality of inductance elements is connected to the transmission conductor on the other side or the one side of the first transmitter among the plurality of transmitters, A first load circuit of the plurality of load circuits is connected to the other side of a first series body composed of the first transmitter and the first inductance element, and the plurality of transmitters A second inductance element of the plurality of inductance elements is connected to the transmission conductor on the other side or the one side of the second transmitter of the A second load circuit of the plurality of load circuits is connected to the other side of the second series body composed of two inductance elements, and the pair of transmitter conductors of the first transmitter and the first transmitter conductor are connected to the other side of the second series body. The one inductance element and the pair of transmitter conductors of the second transmitter and the second inductance element resonate at the frequency of the power transmitter.

請求項2に記載の非接触給電装置は、請求項1に記載の非接触給電装置において、前記送電器は、前記第1の直列体の一方側に接続されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a non-contact power supply device according to the first aspect, wherein the power transmitter is connected to one side of the first series body.

請求項3に記載の非接触給電装置は、請求項1又は2に記載の非接触給電装置において、前記一対の伝送器用導体は、平板状であることを特徴とする。 According to claim 3, in the contactless power supply device according to claim 1 or 2, the pair of transmitter conductors is flat.

請求項4に記載の非接触給電装置は、請求項3に記載の非接触給電装置において、前記一対の伝送器用導体は、円板状であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the wireless power supply device of the third aspect, the pair of transmitter conductors are disc-shaped.

請求項5に記載の非接触給電装置は、請求項1又は2に記載の非接触給電装置において、前記一対の伝送器用導体は、同軸に設けられた円筒状であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a contactless power supply device according to the first or second aspect, wherein the pair of transmitter conductors are coaxially cylindrical.

請求項6に記載の非接触給電装置は、請求項1~5のいずれか1項に記載の非接触給電装置において、前記第1の負荷回路及び前記第2の負荷回路はそれぞれ、前記送電器から送られる交流電力の一部が入力される整流回路と、それにより整流されて生成されたDC電圧が入力されるDCDCコンバータと、を含むことを特徴とする。 The contactless power supply device according to claim 6 is the contactless power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first load circuit and the second load circuit each include the power transmitter a rectifier circuit to which a part of the AC power sent from the rectifier is input; and a DCDC converter to which the DC voltage rectified and generated by the rectifier is input.

請求項7に記載の非接触給電装置は、請求項1~6のいずれか1項に記載の非接触給電装置において、該非接触給電装置の前記複数個の伝送器はそれぞれ、関節を構成し互いに隣接する関節構成部材の各々に前記一対の伝送器用導体の各々が固定されていることを特徴とする。 The contactless power supply device according to claim 7 is the contactless power supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of transmitters of the contactless power supply device respectively constitute joints and mutually Each of the pair of transmitter conductors is fixed to each of the adjacent joint components.

請求項8に記載の非接触給電装置は、請求項1~7のいずれか1項に記載の非接触給電装置において、前記第1の直列体は、第1の筐体の中に収容され、前記第2の直列体は、第2の筐体の中に収容されていることを特徴とする。 The contactless power supply device according to claim 8 is the contactless power supply device according to any one of claims 1 to 7, wherein the first series body is accommodated in a first housing, The second series body is housed in a second housing.

請求項9に記載の非接触給電装置は、請求項8に記載の非接触給電装置において、前記第1の直列体の第1のインダクタンス素子と前記第2の直列体の第2のインダクタンス素子は、磁性コアに巻いたトロイダルコイルであることを特徴とする。 The contactless power supply device according to claim 9 is the contactless power supply device according to claim 8, wherein the first inductance element of the first series body and the second inductance element of the second series body are , a toroidal coil wound around a magnetic core.

本発明の非接触給電装置によれば、非接触部分が複数有り負荷回路が複数有るものにおいて、1つの負荷回路の負荷が変動しても他の負荷回路の動作に必要な電力の供給が影響され難いものとなる。 According to the contactless power supply device of the present invention, in a device having a plurality of contactless portions and a plurality of load circuits, even if the load of one load circuit fluctuates, the supply of power necessary for the operation of other load circuits is affected. It will be difficult to do.

本発明の実施形態に係る非接触給電装置を示すものであって、(a)が構成図、(b)が等価回路図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a non-contact electric power supply which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) is a block diagram, (b) is an equivalent circuit diagram. 同上の非接触給電装置の一対の伝送器用導体が円板状の場合を示すものであって、(a)が側面図、(b)が模式的な斜視図である。FIG. 3A is a side view, and FIG. 3B is a schematic perspective view showing a case where a pair of transmitter conductors of the non-contact power feeding device is disk-shaped. 同上の非接触給電装置の図2で示した一対の伝送器用導体の変形例を示す側面図であって、(a)は一対の伝送器用導体と電気配線の接続位置を変えたもの、(b)は一対の伝送器用導体を並列配置したものである。FIG. 11 is a side view showing a modification of the pair of transmitter conductors shown in FIG. ) is a pair of transmitter conductors arranged in parallel. 同上の非接触給電装置の一対の伝送器用導体が円筒状の場合を示すものであって。(a)が模式的な斜視図、(b)が断面図、(c)が(b)を変形した断面図である。This shows a case where a pair of transmitter conductors of the non-contact power feeding device is cylindrical. (a) is a schematic perspective view, (b) is a cross-sectional view, and (c) is a cross-sectional view obtained by modifying (b). 同上の非接触給電装置がロボット内に設けられた一例の関節及びその周辺の概略を示すものであって、(a)が平面図、(b)がその一部の平面視拡大断面図である。Fig. 2 shows an example of a joint in which the same non-contact power feeding device is provided in a robot and an outline of the periphery thereof, in which (a) is a plan view and (b) is an enlarged plan view of a part thereof; . 同上の非接触給電装置がロボット内に設けられた他の例の関節及びその周辺の概略を示すものであって、(a)が平面図、(b)がその一部の平面視拡大断面図である。Fig. 11 shows an outline of another example of a joint and its surroundings in which the same contactless power supply device is provided in a robot, where (a) is a plan view and (b) is an enlarged plan view cross-sectional view of a part thereof; is. 同上の非接触給電装置がロボット内に設けられた更に他の例の関節及びその周辺の概略を示すものであって、(a)が平面図、(b)がその一部の平面視拡大断面図である。Fig. 10 shows an outline of still another example of a joint and its surroundings in which the same contactless power supply device is provided in a robot; It is a diagram. 同上の非接触給電装置の図1を変形したものであって、(a)が構成図、(b)が等価回路図である。FIG. 1 of the same non-contact power feeding device is modified, wherein (a) is a block diagram and (b) is an equivalent circuit diagram. 同上の非接触給電装置の他の例を示すものであって、(a)が構成図、(b)が等価回路図である。Fig. 2 shows another example of the non-contact power feeding device, in which (a) is a block diagram and (b) is an equivalent circuit diagram. 同上の非接触給電装置の図9を変形したものであって、(a)が構成図、(b)が等価回路図である。FIG. 9 of the non-contact power feeding device as above is modified, wherein (a) is a configuration diagram and (b) is an equivalent circuit diagram. 同上の非接触給電装置のシミュレーションにおける周波数特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the frequency characteristic in the simulation of the non-contact electric power supply same as the above. 同上の非接触給電装置のシミュレーションにおける負荷回路相互の影響を示す特性図であって、(a)が第2の負荷回路の負荷を変化させたとき、(b)が第1の負荷回路の負荷を変化させたときのものである。Fig. 3 is a characteristic diagram showing the mutual influence of load circuits in the simulation of the contactless power supply device, wherein (a) changes the load of the second load circuit, and (b) shows the load of the first load circuit; is changed when 同上の非接触給電装置の更に他の例を示すものであって、(a)が構成図、(b)が等価回路図である。Still another example of the non-contact power feeding device is shown, wherein (a) is a block diagram and (b) is an equivalent circuit diagram. 同上の非接触給電装置の図13を変形したものであって、(a)が構成図、(b)が等価回路図である。FIG. 13 of the non-contact power feeding device is modified, in which (a) is a block diagram and (b) is an equivalent circuit diagram. 同上の非接触給電装置の図10に示したものにおいて負荷回路に整流回路とDCDCコンバータが含まれる回路構成のものであって、(a)が構成図、(b)が等価回路図である。FIG. 10 shows the non-contact power feeding device shown in FIG. 10, in which the load circuit includes a rectifier circuit and a DCDC converter, where (a) is a configuration diagram and (b) is an equivalent circuit diagram. 同上の非接触給電装置のDCDCコンバータを示すものであって、(a)が等価回路図、(b)が特性図である。The DCDC converter of the non-contact electric power supply same as the above is shown, (a) is an equivalent circuit diagram, (b) is a characteristic diagram. 同上の非接触給電装置の図15の回路構成を用いて行った実験において負荷回路相互の影響を示す特性図であって、(a)が第2の負荷回路の負荷を変化させたとき、(b)が第1の負荷回路の負荷を変化させたとき、(c)が第3の負荷回路の負荷を変化させたときのものである。FIG. 15 is a characteristic diagram showing the mutual influence of load circuits in an experiment conducted using the circuit configuration of FIG. In b), the load of the first load circuit is changed, and in (c), the load of the third load circuit is changed. 同上の非接触給電装置の第1の直列体(又は第2の直列体)が第1の筐体(又は第2の筐体)の中に収容されたものを示すものであって、(a)が正面視断面図、(b)が(a)におけるA-A線で示す面で切断した断面図、(c)が(a)におけるB-B線で示す面で切断した断面図である。The first series body (or second series body) of the non-contact power supply device as above is housed in the first housing (or second housing), and (a ) is a front view cross-sectional view, (b) is a cross-sectional view cut along the plane indicated by line AA in (a), and (c) is a cross-sectional view cut along the plane indicated by line BB in (a). .

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る非接触給電装置1は、図1(a)に示すように、送電器2と、2個の伝送器(第1及び第2の伝送器)3A、3Bと、2個の負荷回路(第1及び第2の負荷回路)4A、4Bと、2個のインダクタンス素子(第1及び第2のインダクタンス素子)5A、5Bと、を備えている。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, a contactless power supply device 1 according to an embodiment of the present invention includes a power transmitter 2, two transmitters (first and second transmitters) 3A and 3B, and 2 It includes load circuits (first and second load circuits) 4A and 4B and two inductance elements (first and second inductance elements) 5A and 5B.

送電器2は、交流の電力を送るものである。送電器2の周波数fは、限定されるものではないが、例えば、500KHz~50MHzの範囲の一つの周波数にすることができる。 The power transmitter 2 transmits AC power. The frequency f of the power transmitter 2 is not limited, but can be, for example, one frequency in the range of 500 KHz to 50 MHz.

第1の伝送器3Aは、対向する一対の伝送器用導体3Aa、3Abを有しており、それらの間には所定の隙間が設けられており、一対の伝送用導体の一方側3Aaから他方側3Abに向けて送電器2からの電力の伝送を非接触で行う。第2の伝送器3Bも、第1の伝送器3Aの構造と同様であり、対向する一対の伝送器用導体3Ba、3Bbを有しており、それらの間には所定の隙間が設けられており、一対の伝送用導体の一方側3Baから他方側3Bbに向けて送電器2からの電力の伝送を非接触で行う。2個の伝送器3A、3Bは、直列に設けられており、送電器2からの電力は、第1の伝送器3Aを通ってから第2の伝送器3Bへ伝送される。 The first transmitter 3A has a pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab facing each other, and a predetermined gap is provided between them. Electric power is transmitted from the power transmitter 2 toward 3Ab in a non-contact manner. The second transmitter 3B also has the same structure as the first transmitter 3A, and has a pair of opposing transmitter conductors 3Ba and 3Bb with a predetermined gap provided therebetween. , from one side 3Ba of the pair of transmission conductors to the other side 3Bb, the electric power is transmitted from the power transmitter 2 in a non-contact manner. The two transmitters 3A, 3B are provided in series, and power from the power transmitter 2 is transmitted to the second transmitter 3B after passing through the first transmitter 3A.

また、第1の伝送器3Aは、図1(b)に示すように、一対の伝送器用導体3Aa、3Abにおいて容量成分の容量値Cを有し、第2の伝送器3Bは、一対の伝送器用導体3Ba、3Bbにおいて容量成分の容量値Cを有している。 Also, as shown in FIG. 1B, the first transmitter 3A has a capacitance value CA of the capacitance component in a pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab, and the second transmitter 3B has a pair of conductors 3Aa and 3Ab. The transmitter conductors 3Ba and 3Bb have a capacitance value CB of the capacitive component.

伝送器用導体3Aa、3Ab、3Ba、3Bbは、通常、金属製(例えば、銅製など)のものである。第1の伝送器3Aを構成する一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び第2の伝送器3Bを構成する一対の伝送器用導体3Ba、3Bbはそれぞれ、図2(a)、(b)に示すように、同軸に設けられた円板状(例えば、直径が5cm以上、隙間が0.5cm以上)などの平板状とすることができる。 The transmitter conductors 3Aa, 3Ab, 3Ba, 3Bb are usually made of metal (for example, copper). A pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab constituting the first transmitter 3A and a pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb constituting the second transmitter 3B are shown in FIGS. In addition, it can be a flat plate shape such as a disk shape (for example, a diameter of 5 cm or more and a gap of 0.5 cm or more) provided coaxially.

これら一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び一対の伝送器用導体3Ba、3Bbには、電気配線6Aa、6Ab及び6Ba、6Bbが接続される(図2(a)、(b)参照)。電気配線6Aa、6Ab及び6Ba、6Bbは、一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び一対の伝送器用導体3Ba、3Bbの裏面(互いに対向する面の反対面)の中央部近傍に接続してもよいし、図3(a)に示すように、外側面などに接続しても構わない。また、一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び一対の伝送器用導体3Ba、3Bbは、その各々が、図3(b)に示すように、並列配置された複数個のものとすることも可能である。 Electric wires 6Aa, 6Ab and 6Ba, 6Bb are connected to the pair of transmitter conductors 3Aa, 3Ab and the pair of transmitter conductors 3Ba, 3Bb (see FIGS. 2A and 2B). The electric wirings 6Aa, 6Ab and 6Ba, 6Bb may be connected near the central portions of the rear surfaces (opposite surfaces of the mutually facing surfaces) of the pair of transmitter conductors 3Aa, 3Ab and the pair of transmitter conductors 3Ba, 3Bb. , as shown in FIG. Moreover, each of the pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab and the pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb can be arranged in parallel as shown in FIG. 3(b). .

また、一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び一対の伝送器用導体3Ba、3Bbはそれぞれ、図4(a)に示すように、同軸に設けられた円筒状(例えば、直径が5cm以上、隙間が0.5cm以上)とすることができる。この場合も、電気配線6Aa、6Ab及び6Ba、6Bbの接続位置を変えることが可能であり、また、図4(b)、(c)に示すように、一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び一対の伝送器用導体3Ba、3Bbの各々を1個のもの又は並列配置された複数個のものとすることも可能である。なお、図4においては、有底円筒形状のものを示している。 Also, as shown in FIG. 4A, the pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab and the pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb are coaxially provided cylindrical shapes (for example, a diameter of 5 cm or more and a gap of 0). .5 cm or more). In this case also, the connection positions of the electrical wirings 6Aa, 6Ab and 6Ba, 6Bb can be changed, and as shown in FIGS. Each of the transmitter conductors 3Ba, 3Bb may be one or a plurality of conductors arranged in parallel. In addition, in FIG. 4, the thing of bottomed cylinder shape is shown.

ここで、非接触給電装置1が複数個の関節を有するロボット内に設けられている場合は、一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び一対の伝送器用導体3Ba、3Bbは、一方側3Aa(又は3Ba)と他方側3Ab(又は3Bb)が同軸で相対的に回動するので、電気的に不変なように、それらは円板状又は円筒状とするのが好ましい。図5、図6及び図7において、一例として、一対の伝送器用導体3Ba、3Bbの関節及びその周辺の概略を示している。図中Cは、一対の伝送器用導体3Ba、3Bbの中心軸を示している。 Here, when the contactless power supply device 1 is provided in a robot having a plurality of joints, the pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab and the pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb are connected to one side 3Aa (or 3Ba). ) and the other side 3Ab (or 3Bb) are coaxial and rotate relatively, so that they are preferably disk-shaped or cylindrical so as to be electrically invariant. 5, 6 and 7 schematically show joints of a pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb and their surroundings as an example. C in the drawing indicates the central axis of the pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb.

また、非接触給電装置1が複数個の関節を有するロボット内に設けられている場合は、一対の伝送器用導体3Aa、3Abの各々は、関節を構成し互いに隣接する関節構成部材1aの各々に固定される。一対の伝送器用導体3Ba、3Bbについても同様である。なお、図5、図6及び図7で示す構成において、負荷回路4Aは、一方の関節構成部材1aに固定されたステータ7aを駆動制御し、ロータ7bを及びそれに固着された回動部材7cを回動させており、それにより、回動部材7cに固定された他方の関節構成部材1aが回動部材7cの回動とともに回動するようになっている。なお、図7(b)における符号7c’は、回動部材7cの対称位置に有って、他方の関節構成部材1a(図においては上側の関節構成部材1a)に固定され、一方の関節構成部材1a(図においては下側の関節構成部材1a)に対して自由に他方の関節構成部材1aが回動するように、一方の関節構成部材1aに結合する回動部材である。 Further, when the contactless power supply device 1 is provided in a robot having a plurality of joints, each of the pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab is connected to each of the joint-constituting members 1a that constitute joints and are adjacent to each other. Fixed. The same applies to the pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb. In the configurations shown in FIGS. 5, 6 and 7, the load circuit 4A drives and controls the stator 7a fixed to one joint component 1a, and the rotor 7b and the rotating member 7c fixed thereto. As a result, the other joint component 1a fixed to the rotating member 7c rotates together with the rotating member 7c. In addition, reference numeral 7c' in FIG. 7(b) is at a symmetrical position of the rotating member 7c, and is fixed to the other joint component 1a (in the figure, the upper joint component 1a). It is a rotating member coupled to one joint component 1a so that the other joint component 1a can be freely rotated with respect to the member 1a (the lower joint component 1a in the figure).

第1及び第2の負荷回路4A、4Bはそれぞれ、非接触給電装置1の給電の目的の回路であり、送電器2からの電力を消費する回路である。例えば、非接触給電装置1が複数個の関節を有するロボット内に設けられている場合は、2個の負荷回路4A、4Bのうち第1の負荷回路4Aは隣接する関節構成部材の間の角度を変え得る関節駆動制御器とすることができる。また、2個の負荷回路4A、4Bのうち第2の負荷回路4Bは、ロボットの目的の作業のためのアクチュエータ等とすることができる。第1及び第2の負荷回路4A、4Bは、抵抗値R、Rの等価負荷抵抗を有する。 The first and second load circuits 4</b>A and 4</b>B are circuits for power supply of the contactless power supply device 1 and consume power from the power transmitter 2 . For example, when the contactless power supply device 1 is provided in a robot having a plurality of joints, the first load circuit 4A of the two load circuits 4A and 4B is the angle between the adjacent joint components. can be an articulation control that can change the . Also, the second load circuit 4B of the two load circuits 4A and 4B can be an actuator or the like for the intended work of the robot. The first and second load circuits 4A, 4B have equivalent load resistances of resistance values RA , RB.

第1及び第2のインダクタンス素子5A、5Bはそれぞれ、所定のインダクタンス値L、Lを有するものである。第1のインダクタンス素子5Aは、その一方側の端子において第1の伝送器3Aの他方側の伝送用導体3Abに接続されている。また、第1のインダクタンス素子5Aは、図8に示すように、その他方側の端子において第1の伝送器3Aの一方側の伝送用導体3Aaに接続されることも可能である。第1の伝送器3Aと第1のインダクタンス素子5Aは、第1の直列体8Aを構成し、第1の直列体8Aの他方側には、第1の負荷回路4Aが接続されている。第1の直列体8Aの一方側には、送電器2が接続されている。 The first and second inductance elements 5A, 5B have predetermined inductance values LA , LB, respectively. One terminal of the first inductance element 5A is connected to the transmission conductor 3Ab on the other side of the first transmitter 3A. Also, as shown in FIG. 8, the first inductance element 5A can be connected to the transmission conductor 3Aa on one side of the first transmitter 3A at the terminal on the other side. The first transmitter 3A and the first inductance element 5A constitute a first series body 8A, and the other side of the first series body 8A is connected to a first load circuit 4A. The power transmitter 2 is connected to one side of the first series body 8A.

第2のインダクタンス素子5Bは、その一方側の端子において第2の伝送器3Bの他方側の伝送用導体3Bbに接続されている。また、第2のインダクタンス素子5Bは、その他方側の端子において第2の伝送器3Bの一方側の伝送用導体3Baに接続されることも可能である(図8参照)。第2の伝送器3Bと第2のインダクタンス素子5Bは、第2の直列体8Bを構成し、第2の直列体8Bの他方側には、第2の負荷回路4Bが接続されている。 The second inductance element 5B has one terminal connected to the other transmission conductor 3Bb of the second transmitter 3B. Also, the second inductance element 5B can be connected to the transmission conductor 3Ba on one side of the second transmitter 3B at the terminal on the other side (see FIG. 8). The second transmitter 3B and the second inductance element 5B constitute a second series body 8B, and the other side of the second series body 8B is connected to a second load circuit 4B.

非接触給電装置1では、容量値Cの一対の伝送器用導体3Aa、3Abと、インダクタンス値Lの第1のインダクタンス素子5A、及び容量値Cの一対の伝送器用導体3Ba、3Bbと、インダクタンス値Lの第2のインダクタンス素子5Bは、送電器2の周波数fで共振するようにすることができる。より詳細には、容量値Cの一対の伝送器用導体3Aa、3Abと、インダクタンス値Lの第1のインダクタンス素子5Aは直列共振回路を形成する。従って、共振周波数fでは、この直列共振回路のインピーダンスの虚部は0になり、この直列共振回路を通って給電される第1の負荷回路4Aでは抵抗値Rに反比例した電力が消費される。また、容量値Cの一対の伝送器用導体3Ba、3Bbと、インダクタンス値Lの第2のインダクタンス素子5Bは直列共振回路を形成する。従って、共振周波数fでは、この直列共振回路のインピーダンスの虚部は0になり、この直列共振回路を通って給電される第2の負荷回路4Bでは抵抗値Rに反比例した電力が消費される。 In the contactless power supply device 1, a pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab having a capacitance value of CA, a first inductance element 5A having an inductance value of LA, and a pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb having a capacitance value of CB, A second inductance element 5B of inductance value LB may be made to resonate at the frequency f of the transmitter 2 . More specifically, a pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab having a capacitance value CA and a first inductance element 5A having an inductance value LA form a series resonant circuit. Therefore, at the resonant frequency f, the imaginary part of the impedance of this series resonant circuit becomes 0, and the first load circuit 4A fed through this series resonant circuit consumes electric power inversely proportional to the resistance value RA . . A pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb having a capacitance value of CB and a second inductance element 5B having an inductance value of LB form a series resonant circuit. Therefore, at the resonant frequency f, the imaginary part of the impedance of this series resonant circuit becomes 0, and the second load circuit 4B fed through this series resonant circuit consumes power inversely proportional to the resistance value RB. .

また、非接触給電装置1は、図9に示すように、第1の伝送器3A(又は第2の伝送器3B)を通さずに送電器2からの電力を消費する第3の負荷回路4Cを設けることができる。その場合、インダクタンス値Lの第3のインダクタンス素子5Cと容量値Cの容量素子9Cの直列体を設け、この直列体の一端が第1の伝送器3Aの一方側の伝送用導体3Aaに接続され、他端が第3の負荷回路4Cに接続されるようにすることができる。この場合、インダクタンス値Lの第3のインダクタンス素子5Cと容量値Cの容量素子9Cの直列体は、共振周波数fで共振する直列共振回路にする。そうすると、この直列共振回路を通って給電される第3の負荷回路4Cではその抵抗値Rに反比例した電力が消費される。 In addition, as shown in FIG. 9, the contactless power supply device 1 includes a third load circuit 4C that consumes power from the power transmitter 2 without passing through the first transmitter 3A (or the second transmitter 3B). can be provided. In that case, a series body of a third inductance element 5C having an inductance value L C and a capacitive element 9C having a capacitance value C C is provided, and one end of this series body is connected to the transmission conductor 3Aa on one side of the first transmitter 3A. , and the other end can be connected to the third load circuit 4C. In this case, the series body of the third inductance element 5C with the inductance value L C and the capacitive element 9C with the capacitance value C C forms a series resonance circuit that resonates at the resonance frequency f. Then, the third load circuit 4C fed through this series resonant circuit consumes power inversely proportional to its resistance value RC .

なお、送電器2の近傍では、部品の配置や配線などが制約を受けることが少ないのが普通である。例えば、ロボットにおいては、関節を通るのでなければ、通常、制約を余り受けずに必要な部品の配置や配線などを行うことができる。従って、第3の負荷回路4Cには、上記に限らず、様々な方法で給電することが可能である。 It should be noted that in the vicinity of the power transmitter 2, it is common that there are few restrictions on the arrangement of components, wiring, and the like. For example, in a robot, if it does not pass through joints, it is usually possible to arrange and wire the necessary parts without much restriction. Therefore, power can be supplied to the third load circuit 4C by various methods, not limited to the above.

また、第3のインダクタンス素子5Cと容量素子9Cを省略することも可能である。第3のインダクタンス素子5Cと容量素子9Cを省略するのに加えて、図10に示すように、図8で示したのと同様な第1の直列体8Aと第2の直列体8Bの回路構成とすることができる。 It is also possible to omit the third inductance element 5C and the capacitive element 9C. In addition to omitting the third inductance element 5C and the capacitive element 9C, as shown in FIG. 10, the circuit configuration of the first series body 8A and the second series body 8B similar to that shown in FIG. can be

また、第3の負荷回路4Cは、例えば、第1の負荷回路4Aを、第2の伝送器3Bが設けられるロボットの関節において隣接する関節構成部材1a、1aの間の角度を変え得る関節駆動制御器とするならば、第1の伝送器3Aが設けられる関節において隣接する関節構成部材の間の角度を変え得る関節駆動制御器とすることができる。 Also, the third load circuit 4C, for example, replaces the first load circuit 4A with a joint drive capable of changing the angle between the adjacent joint components 1a, 1a at the joint of the robot in which the second transmitter 3B is provided. The controller can be a joint drive controller that can change the angle between adjacent joint components at the joint where the first transmitter 3A is provided.

次に、非接触給電装置1の図9に示した回路で行ったシミュレーションについて述べる。容量値Cは196.2pF、容量値Cは182.0pFとした。これらの値は、直径約25cmの円板状で間隔を約1cmとした一対の伝送器用導体3Aa、3Ab及び一対の伝送器用導体3Ba、3Bbを実際に製作して測定して得たものである。インダクタンス値L、L、Lはそれぞれ、129.1μH、139.2μH、84.4μHとした。容量値Cは300pFとした。抵抗値R、Rは、通常は(変化させない場合は)100Ωとした。抵抗値Rは、50Ωとした。 Next, a simulation performed with the circuit shown in FIG. 9 of the contactless power supply device 1 will be described. The capacitance value CA was 196.2 pF, and the capacitance value CB was 182.0 pF. These values were obtained by actually manufacturing and measuring a pair of transmitter conductors 3Aa and 3Ab and a pair of transmitter conductors 3Ba and 3Bb having a disc shape with a diameter of about 25 cm and an interval of about 1 cm. . The inductance values L A , L B , and L C were set to 129.1 μH, 139.2 μH, and 84.4 μH, respectively. The capacitance value CC was set to 300 pF. The resistance values R A and R B were normally set to 100Ω (when not changed). The resistance value R C was set to 50Ω.

図11に、送電器2の出力端子から見たインピーダンスの実部Zre及び虚部Zimの周波数依存性を示す。図11より、周波数が1MHzで共振することが分かる。 FIG. 11 shows the frequency dependence of the real part Z re and the imaginary part Z im of the impedance viewed from the output terminal of the power transmitter 2 . From FIG. 11, it can be seen that resonance occurs at a frequency of 1 MHz.

図12(a)に、送電器2の交流電力を周波数1MHz、振幅(実効値)30Vとし、第2の負荷回路4Bの抵抗値Rを変化させたとき、すなわち負荷を変化させたときの第1の負荷回路4Aの消費電力Pと第2の負荷回路4Bの消費電力Pを示す。図12(a)より、第2の負荷回路4Bの抵抗値Rを変化させても第1の負荷回路4Aは影響されず、その消費電力Pは一定に保たれていることが分かる。図12(b)に、送電器2の交流電力を周波数1MHz、振幅(実効値)30Vとし、第1の負荷回路4Aの抵抗値Rを変化させたとき、すなわち負荷を変化させたときの第1の負荷回路4Aの消費電力Pと第2の負荷回路4Bの消費電力Pを示す。図12(b)より、第1の負荷回路4Aの抵抗値Rを変化させても第2の負荷回路4Bは影響されず、その消費電力Pは一定に保たれていることが分かる。 FIG. 12(a) shows the results when the AC power of the power transmitter 2 is set at a frequency of 1 MHz and an amplitude (effective value) of 30 V, and the resistance value RB of the second load circuit 4B is changed, that is, when the load is changed. Power consumption PA of the first load circuit 4A and power consumption PB of the second load circuit 4B are shown. It can be seen from FIG. 12(a) that even if the resistance value RB of the second load circuit 4B is changed, the first load circuit 4A is not affected and its power consumption PA is kept constant. FIG. 12(b) shows the results when the AC power of the power transmitter 2 is set at a frequency of 1 MHz and an amplitude (effective value) of 30 V, and the resistance value RA of the first load circuit 4A is changed, that is, when the load is changed. Power consumption PA of the first load circuit 4A and power consumption PB of the second load circuit 4B are shown. It can be seen from FIG. 12(b) that even if the resistance value RA of the first load circuit 4A is changed, the second load circuit 4B is not affected and its power consumption PB is kept constant.

なお、第3の負荷回路4Cについては、他の第1、第2の負荷回路4A、4Bによって影響されないことは、非接触給電装置1の回路構成から明らかである。 It is clear from the circuit configuration of the contactless power supply device 1 that the third load circuit 4C is not affected by the other first and second load circuits 4A and 4B.

このように、非接触給電装置1では、負荷回路が複数有って、1つの負荷回路の負荷が変動しても他の負荷回路の動作に必要な電力の供給が影響され難いものとなる。このことは、非接触給電装置1を、図13及び図14に示すように、2個の第1、第2の伝送器3A、3Bに更に1個又は複数個直列させてそれらと同様の伝送器3D、・・・を設け、それに対応して負荷回路4D、・・・及び第1、第2のインダクタンス素子5A、5Bと同様のインダクタンス素子5D、・・・を更に1個又は複数個設けた構成にしても同様である。 As described above, the contactless power supply device 1 has a plurality of load circuits, and even if the load of one load circuit fluctuates, the supply of power required for the operation of other load circuits is less likely to be affected. As shown in FIGS. 13 and 14, the non-contact power feeding device 1 is connected to the two first and second transmitters 3A and 3B in series with one or a plurality of them for similar transmission. and a load circuit 4D, . . . The same is true for other configurations.

次に、損失抵抗が大きなインダクタンス素子を用いた場合に好適な非接触給電装置1について説明する。図15に示すのは、図10に示した非接触給電装置1において、負荷回路4A、4B、4Cに整流回路4Aa、4Ba、4CaとDCDCコンバータ4Ab、4Bb、4Cbが含まれる回路構成のものである。整流回路4Aa、4Ba、4Caにはそれぞれ、送電器2から送られる交流電力の一部が入力される。また、DCDCコンバータ4Ab、4Bb、4Cbには、整流回路4Aa、4Ba、4Caにより整流されて生成されたDC電圧が入力される。 Next, a non-contact power supply device 1 suitable for use of an inductance element with a large loss resistance will be described. FIG. 15 shows a circuit configuration in which the load circuits 4A, 4B, and 4C in the contactless power supply device 1 shown in FIG. be. A part of the AC power sent from the power transmitter 2 is input to each of the rectifier circuits 4Aa, 4Ba, and 4Ca. DC voltages rectified and generated by rectifier circuits 4Aa, 4Ba, and 4Ca are input to the DCDC converters 4Ab, 4Bb, and 4Cb.

DCDCコンバータ4Ab、4Bb、4Cbは、図16(a)に示すように、その負荷インピーダンスROUTが入力インピーダンスRINに変換される。入力インピーダンスRINは、図16(b)に示すように、負荷インピーダンスROUTが最も大きいところでは、負荷インピーダンスROUTにほぼ等しく、それから負荷インピーダンスROUTが減少すると、負荷インピーダンスROUTよりもはるかに緩やかに減少し、負荷インピーダンスROUTが小さいところでは、負荷インピーダンスROUTが減少すると、負荷インピーダンスROUTと同様な勾配で減少する。こうして、入力インピーダンスRINの変化量は、負荷インピーダンスROUTの全電力範囲において、負荷インピーダンスROUTの変化量の約10分の1になる。 DCDC converters 4Ab, 4Bb, and 4Cb convert their load impedance R OUT to input impedance R IN as shown in FIG. 16(a). The input impedance R IN is approximately equal to the load impedance R OUT where the load impedance R OUT is greatest, as shown in FIG . , and where the load impedance R_OUT is small, it decreases with a slope similar to that of the load impedance R_OUT as the load impedance R_OUT decreases. Thus, the change in input impedance R IN is approximately one tenth the change in load impedance R OUT over the full power range of load impedance R OUT .

従って、インダクタンス素子5A、5Bの損失抵抗が大きくても、それによる電圧降下を極めて小さくすることができる。 Therefore, even if the loss resistance of the inductance elements 5A and 5B is large, the resulting voltage drop can be made extremely small.

図17(a)~(c)に示すのは、図15の回路構成を用いて行った実験結果である。容量値Cは772pFであり、この値は、直径約15cmの円板を並列に2個設け(図3(b)参照)、間隔を約1mmとして誘電体を挟んだ一対の伝送器用導体3Aa、3Abを測定して得たものである。容量値Cは703pFであり、この値は、直径約14cmの円板を並列に2個設け(図3(b)参照)、間隔を約1mmとして誘電体を挟んだ一対の伝送器用導体3Ba、3Bbを測定して得たものである。インダクタンス素子5Aは、そのインダクタンス値Lが32.8μH、損失抵抗が5.5Ωである。インダクタンス素子5Bは、そのインダクタンス値Lが36.0μH、損失抵抗が6.1Ωである。DCDCコンバータ4Ab、4Bb、4Cbは、出力電圧が4Vである。送電器2の交流電力は、周波数1MHz、実効値10Vとした。 17(a) to (c) show the results of experiments performed using the circuit configuration of FIG. The capacitance value C A is 772 pF, and this value is obtained by connecting two discs with a diameter of about 15 cm in parallel (see FIG. 3(b)) and a pair of transmitter conductors 3 Aa with a dielectric sandwiched therebetween with an interval of about 1 mm. , 3Ab. The capacitance value CB is 703 pF, and this value is obtained by arranging two discs with a diameter of about 14 cm in parallel (see FIG. 3( b )) and placing a dielectric between a pair of conductors 3Ba for a transmitter with an interval of about 1 mm. , 3Bb. The inductance element 5A has an inductance value LA of 32.8 μH and a loss resistance of 5.5Ω . The inductance element 5B has an inductance value LB of 36.0 μH and a loss resistance of 6.1Ω . DCDC converters 4Ab, 4Bb, and 4Cb have an output voltage of 4V. The AC power of the power transmitter 2 has a frequency of 1 MHz and an effective value of 10V.

図17(a)は、第2の負荷回路4Bの抵抗値Rを変化させたとき、すなわち負荷を変化させたときの第1の負荷回路4Aの消費電力P、第2の負荷回路4Bの消費電力P、第3の負荷回路4Cの消費電力Pを示している。第1の負荷回路4Aの抵抗値Rは380Ω、第3の負荷回路4Cの抵抗値Rは120Ωとした。図17(a)より、第2の負荷回路4Bの抵抗値Rを変化させても第1の負荷回路4A及び第3の負荷回路4Cは影響されず、その消費電力P及びPは一定に保たれていることが分かる。図17(b)は、第1の負荷回路4Aの抵抗値Rを変化させたとき、すなわち負荷を変化させたときの第1の負荷回路4Aの消費電力P、第2の負荷回路4Bの消費電力P、第3の負荷回路4Cの消費電力Pを示している。第2の負荷回路4Bの抵抗値Rは120Ω、第3の負荷回路4Cの抵抗値Rは380Ωとした。図17(b)より、第1の負荷回路4Aの抵抗値Rを変化させても第2の負荷回路4B及び第3の負荷回路4Cは影響されず、その消費電力P及びPは一定に保たれていることが分かる。図17(c)は、第3の負荷回路4Cの抵抗値Rを変化させたとき、すなわち負荷を変化させたときの第1の負荷回路4Aの消費電力P、第2の負荷回路4Bの消費電力P、第3の負荷回路4Cの消費電力Pを示している。第1の負荷回路4Aの抵抗値Rは120Ω、第32負荷回路4Bの抵抗値Rは380Ωとした。図17(c)より、第3の負荷回路4Cの抵抗値Rを変化させても第1の負荷回路4A及び第2の負荷回路4Bは影響されず、その消費電力P及びPは一定に保たれていることが分かる。なお、図17(a)~(c)の中で、PINで示すのは、消費電力P、P、PC、を、インダクタンス素子5A、5Bの損失抵抗で消費される電力、DCDCコンバータ4Ab、4Bb、4Cbで消費される電力などを合計した全体で消費される電力である。 FIG. 17(a) shows the power consumption P A of the first load circuit 4A and the power consumption P A of the second load circuit 4B when the resistance value R B of the second load circuit 4B is changed, that is, when the load is changed. and the power consumption P C of the third load circuit 4C. The resistance value RA of the first load circuit 4A was set to 380Ω, and the resistance value RC of the third load circuit 4C was set to 120Ω. From FIG. 17(a), even if the resistance value R B of the second load circuit 4B is changed, the first load circuit 4A and the third load circuit 4C are not affected, and the power consumption P A and P C are It can be seen that it is kept constant. FIG. 17B shows the power consumption P A of the first load circuit 4A and the second load circuit 4B when the resistance value R A of the first load circuit 4A is changed, that is, when the load is changed. and the power consumption P C of the third load circuit 4C. The resistance value RB of the second load circuit 4B is set to 120Ω, and the resistance value RC of the third load circuit 4C is set to 380Ω. From FIG. 17(b), even if the resistance value RA of the first load circuit 4A is changed, the second load circuit 4B and the third load circuit 4C are not affected, and their power consumption PB and PC are It can be seen that it is kept constant. FIG. 17(c) shows the power consumption P A of the first load circuit 4A and the power consumption P A of the second load circuit 4B when the resistance value R C of the third load circuit 4C is changed, that is, when the load is changed. and the power consumption P C of the third load circuit 4C. The resistance value RA of the first load circuit 4A was set to 120Ω, and the resistance value RB of the 32nd load circuit 4B was set to 380Ω. From FIG. 17(c), even if the resistance value R C of the third load circuit 4C is changed, the first load circuit 4A and the second load circuit 4B are not affected, and their power consumption P A and P B are It can be seen that it is kept constant. In FIGS. 17A to 17C, P IN indicates the power consumption P A , P B , and P C , the power consumed by the loss resistance of the inductance elements 5A and 5B, DCDC It is the total power consumed by summing the power consumed by converters 4Ab, 4Bb, and 4Cb.

第1の直列体8A(第2の直列体8B)は、図18に示すように、第1の筐体(第2の筐体)10Aの中に収容されるようにするのが好ましい。そうすると、例えば、既存の関節に容易に取り付け可能となる。第1の直列体8A(第2の直列体8B)の端子10Cは、第1の筐体(第2の筐体)10Aに固定されている。また、第1の筐体(第2の筐体)10Aと軸10Bとの間には、軸受10D、10Dが設けられ、軸10Bが第1の直列体8A(第2の直列体8B)のもう1つの端子となることができる。軸10Bには第1の伝送器3A(第2の伝送器3B)の他方側の伝送用導体3Ab(他方側の伝送用導体3Bb)が固定されており、軸10Bに固定されていない一方側の伝送用導体3Aa(一方側の伝送用導体3Ba)に対し同軸で相対的に回動することができる。第1の直列体8A(第2の直列体8B)の第1のインダクタンス素子5A(第2のインダクタンス素子5B)は、磁性コア(フェライトコアなど)に巻いたトロイダルコイルであるのが好ましい。そうすると、第1のインダクタンス素子5A(第2のインダクタンス素子5B)を第1の伝送器3A(第2の伝送器3B)と同様な平板状とすることができ、また、軸10Bを中央に通過させることができ、また、磁束を良好に閉じ込めることができる。 The first series body 8A (second series body 8B) is preferably accommodated in the first housing (second housing) 10A as shown in FIG. Then, for example, it can be easily attached to existing joints. A terminal 10C of the first series body 8A (second series body 8B) is fixed to the first housing (second housing) 10A. Bearings 10D and 10D are provided between the first housing (second housing) 10A and the shaft 10B, and the shaft 10B is connected to the first series body 8A (second series body 8B). It can be another terminal. The other side transmission conductor 3Ab (the other side transmission conductor 3Bb) of the first transmitter 3A (second transmitter 3B) is fixed to the shaft 10B. can be coaxially and relatively rotatable with respect to the transmission conductor 3Aa (the transmission conductor 3Ba on one side). The first inductance element 5A (second inductance element 5B) of the first series body 8A (second series body 8B) is preferably a toroidal coil wound around a magnetic core (ferrite core or the like). Then, the first inductance element 5A (second inductance element 5B) can be formed in a flat plate shape similar to the first transmitter 3A (second transmitter 3B), and the shaft 10B passes through the center. and the magnetic flux can be well confined.

以上、本発明の実施形態に係る非接触給電装置について説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。また、非接触給電装置1は、上述したロボットに用いる他、様々な用途に用いることができる。 Although the contactless power supply device according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be modified within the scope of the claims. design changes are possible. Further, the contactless power supply device 1 can be used for various purposes other than the robot described above.

1 非接触給電回路
1a 関節構成部材
2 送電器
3A、3B、3D 伝送器
3Aa、3Ab、3Ba、3Bb、3Da、3Db 伝送器用導体
4A、4B、4C、4D 負荷回路
4Aa、4Ba、4Ca 整流回路
4Ab、4Bb、4Cb DCDCコンバータ
5A、5B、5C、5D インダクタンス素子
6Aa、6Ab、6Ba、6Bb 電気配線
7a ステータ
7b ロータ
7c 回動部材
8A 第1の直列体
8B 第2の直列体
9C 容量素子
10A 筐体
10B 軸
10C 端子
10D 軸受
1 Contactless Power Supply Circuit 1a Joint Component 2 Power Transmitter 3A, 3B, 3D Transmitter 3Aa, 3Ab, 3Ba, 3Bb, 3Da, 3Db Transmitter Conductor 4A, 4B, 4C, 4D Load Circuit 4Aa, 4Ba, 4Ca Rectifier Circuit 4Ab , 4Bb, 4Cb DCDC converters 5A, 5B, 5C, 5D inductance element 6Aa, 6Ab, 6Ba, 6Bb electrical wiring 7a stator 7b rotor 7c rotating member 8A first series body 8B second series body 9C capacitive element 10A housing 10B Shaft 10C Terminal 10D Bearing

上記目的を達成するために、請求項1に記載の非接触給電装置は、交流の電力を送る送電器と、対向する一対の伝送器用導体を有し、該一対の伝送用導体の一方側から他方側に向けて前記送電器からの電力の伝送を非接触で行うものであって直列に設けられた複数個の伝送器と、複数個の負荷回路と、複数個のインダクタンス素子と、を備えており、前記複数個の伝送器のうちの第1の伝送器の前記他方側又は前記一方側の伝送用導体には、前記複数個のインダクタンス素子のうちの第1のインダクタンス素子が接続され、該第1の伝送器と該第1のインダクタンス素子からなる第1の直列体の他方側の端子には、前記複数個の負荷回路のうちの第1の負荷回路が接続され、前記複数個の伝送器のうちの第2の伝送器の前記他方側又は前記一方側の伝送用導体には、前記複数個のインダクタンス素子のうちの第2のインダクタンス素子が接続され、該第2の伝送器と該第2のインダクタンス素子からなる第2の直列体の一方側の端子には前記第1の直列体の前記他方側の端子が直接接続され、該第2の直列体の他方側の端子には、前記複数個の負荷回路のうちの第2の負荷回路が接続され、前記第1の伝送器の一対の伝送器用導体と前記第1のインダクタンス素子及び前記第2の伝送器の一対の伝送器用導体と前記第2のインダクタンス素子は、前記送電器の周波数で共振することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a contactless power supply device according to claim 1 has a power transmitter for transmitting AC power and a pair of opposing transmitter conductors, and from one side of the pair of transmission conductors A plurality of transmitters, which transmit power from the power transmitter to the other side in a non-contact manner and are provided in series, a plurality of load circuits, and a plurality of inductance elements. a first inductance element among the plurality of inductance elements is connected to the transmission conductor on the other side or the one side of the first transmitter among the plurality of transmitters, A first load circuit of the plurality of load circuits is connected to the other terminal of the first series body composed of the first transmitter and the first inductance element. A second inductance element of the plurality of inductance elements is connected to the transmission conductor on the other side or the one side of the second transmitter of the transmitters, and the second transmitter and the The other terminal of the first series body is directly connected to one terminal of the second series body composed of the second inductance element, and the other terminal of the second series body is connected to , to which a second load circuit of the plurality of load circuits is connected, a pair of transmitter conductors of the first transmitter and a pair of transmitter conductors of the first inductance element and the second transmitter; The conductor and the second inductance element are characterized by resonating at the frequency of the power transmitter.

Claims (9)

交流の電力を送る送電器と、
対向する一対の伝送器用導体を有し、該一対の伝送用導体の一方側から他方側に向けて前記送電器からの電力の伝送を非接触で行うものであって直列に設けられた複数個の伝送器と、
複数個の負荷回路と、
複数個のインダクタンス素子と、
を備えており、
前記複数個の伝送器のうちの第1の伝送器の前記他方側又は前記一方側の伝送用導体には、前記複数個のインダクタンス素子のうちの第1のインダクタンス素子が接続され、該第1の伝送器と該第1のインダクタンス素子からなる第1の直列体の他方側には、前記複数個の負荷回路のうちの第1の負荷回路が接続され、
前記複数個の伝送器のうちの第2の伝送器の前記他方側又は前記一方側の伝送用導体には、前記複数個のインダクタンス素子のうちの第2のインダクタンス素子が接続され、該第2の伝送器と該第2のインダクタンス素子からなる第2の直列体の他方側には、前記複数個の負荷回路のうちの第2の負荷回路が接続され、
前記第1の伝送器の一対の伝送器用導体と前記第1のインダクタンス素子及び前記第2の伝送器の一対の伝送器用導体と前記第2のインダクタンス素子は、前記送電器の周波数で共振することを特徴とする非接触給電装置。
a transmitter for transmitting AC power;
It has a pair of transmitter conductors facing each other, and performs non-contact transmission of electric power from the power transmitter from one side of the pair of transmission conductors to the other side, and is provided in series with a plurality of conductors. a transmitter of
a plurality of load circuits;
a plurality of inductance elements;
and
A first inductance element among the plurality of inductance elements is connected to the transmission conductor on the other side or the one side of the first transmitter among the plurality of transmitters, and the first inductance element among the plurality of inductance elements is connected. A first load circuit of the plurality of load circuits is connected to the other side of the first series body composed of the transmitter and the first inductance element,
A second inductance element among the plurality of inductance elements is connected to the transmission conductor on the other side or the one side of the second transmitter among the plurality of transmitters, A second load circuit of the plurality of load circuits is connected to the other side of a second series body composed of the transmitter and the second inductance element,
A pair of transmitter conductors and the first inductance element of the first transmitter and a pair of transmitter conductors and the second inductance element of the second transmitter may resonate at the frequency of the power transmitter. A contactless power supply device characterized by:
請求項1に記載の非接触給電装置において、
前記送電器は、前記第1の直列体の一方側に接続されていることを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to claim 1,
The contactless power supply device, wherein the power transmitter is connected to one side of the first series body.
請求項1又は2に記載の非接触給電装置において、
前記一対の伝送器用導体は、平板状であることを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to claim 1 or 2,
A non-contact power feeding device, wherein the pair of transmitter conductors is flat.
請求項3に記載の非接触給電装置において、
前記一対の伝送器用導体は、円板状であることを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to claim 3,
A non-contact power feeding device, wherein the pair of transmitter conductors are disk-shaped.
請求項1又は2に記載の非接触給電装置において、
前記一対の伝送器用導体は、同軸に設けられた円筒状であることを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to claim 1 or 2,
A non-contact power feeding device, wherein the pair of transmitter conductors are coaxially cylindrical.
請求項1~5のいずれか1項に記載の非接触給電装置において、
前記第1の負荷回路及び前記第2の負荷回路はそれぞれ、前記送電器から送られる交流電力の一部が入力される整流回路と、それにより整流されて生成されたDC電圧が入力されるDCDCコンバータと、を含むことを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to any one of claims 1 to 5,
The first load circuit and the second load circuit are respectively a rectifier circuit to which part of the AC power sent from the power transmitter is input, and a DCDC to which a DC voltage generated by rectification by the rectifier circuit is input. A contactless power supply device comprising: a converter;
請求項1~6のいずれか1項に記載の非接触給電装置において、
該非接触給電装置の前記複数個の伝送器はそれぞれ、関節を構成し互いに隣接する関節構成部材の各々に前記一対の伝送器用導体の各々が固定されていることを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to any one of claims 1 to 6,
A contactless power supply device according to claim 1, wherein each of said plurality of transmitters of said contactless power supply device comprises a joint and each of said pair of transmitter conductors is fixed to each of adjacent joint forming members.
請求項1~7のいずれか1項に記載の非接触給電装置において、
前記第1の直列体は、第1の筐体の中に収容され、
前記第2の直列体は、第2の筐体の中に収容されていることを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to any one of claims 1 to 7,
The first series body is housed in a first housing,
A contactless power supply device, wherein the second series body is accommodated in a second housing.
請求項8に記載の非接触給電装置において、
前記第1の直列体の第1のインダクタンス素子と前記第2の直列体の第2のインダクタンス素子は、磁性コアに巻いたトロイダルコイルであることを特徴とする非接触給電装置。
In the contactless power supply device according to claim 8,
A contactless power supply device, wherein the first inductance element of the first series body and the second inductance element of the second series body are toroidal coils wound around a magnetic core.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06260815A (en) * 1992-12-16 1994-09-16 Daiichi Denpa Kogyo Kk Coaxial cable coupling device and antenna device
JP2001077733A (en) * 1999-09-03 2001-03-23 Japan Science & Technology Corp Transmitter and receiver for ac power and information signal
JP2007060829A (en) * 2005-08-25 2007-03-08 Matsushita Electric Works Ltd Power supplying system
JP2007526555A (en) * 2004-01-14 2007-09-13 イノビジョン リサーチ アンド テクノロジー パブリック リミテッド カンパニー Variable shape device
WO2014010057A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 富士機械製造株式会社 Contactless electrical power supply device
WO2014196424A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 株式会社村田製作所 Electronic device and wireless power transmission system
JP2017144530A (en) * 2016-02-19 2017-08-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electric device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9358684B1 (en) * 2015-02-18 2016-06-07 Merry Electronics Co., Ltd. Wireless transmission device and robot arm using the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06260815A (en) * 1992-12-16 1994-09-16 Daiichi Denpa Kogyo Kk Coaxial cable coupling device and antenna device
JP2001077733A (en) * 1999-09-03 2001-03-23 Japan Science & Technology Corp Transmitter and receiver for ac power and information signal
JP2007526555A (en) * 2004-01-14 2007-09-13 イノビジョン リサーチ アンド テクノロジー パブリック リミテッド カンパニー Variable shape device
JP2007060829A (en) * 2005-08-25 2007-03-08 Matsushita Electric Works Ltd Power supplying system
WO2014010057A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 富士機械製造株式会社 Contactless electrical power supply device
WO2014196424A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 株式会社村田製作所 Electronic device and wireless power transmission system
JP2017144530A (en) * 2016-02-19 2017-08-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electric device

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