JP3185095B2 - 電力伝達装置 - Google Patents

電力伝達装置

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JP3185095B2
JP3185095B2 JP07937897A JP7937897A JP3185095B2 JP 3185095 B2 JP3185095 B2 JP 3185095B2 JP 07937897 A JP07937897 A JP 07937897A JP 7937897 A JP7937897 A JP 7937897A JP 3185095 B2 JP3185095 B2 JP 3185095B2
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power transmission
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智一 千代
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、接点を用いずに
電力を伝達するための非接触式の動力伝達装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】パワー源としての電気や信号としての電
気を固定部から回転部に伝える場合、従来ではスリップ
リングに代表される接触すべり式の接点やスプリングコ
ンタクトピン等の接触式の接点を持つ接触子が使用され
てきた。
【0003】これらは接触すべりをすることから接点部
の磨耗が著しく、接触抵抗の上昇、摩耗粉の固着等によ
り、発熱、パワー源の容量低下、信号不良を生じる問題
があり、常にメンテナンスが必要であり面倒であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、メンテナンスをしなくても、発熱、パワー源の容量
低下、信号不良が発生しない電力伝達装置を提供するこ
とを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の電力伝達装置
は、磁性体でカバーされ且つ交流電流が流される一次コ
イルN1 を配置し、二次コイルN2 が外挿された軸体2
を前記一次コイルN1内に同軸上に配置し、前記一次コ
イルN1 と二次コイルN2 との間には隙間を設けてある
と共に、二次コイルN2 は一次コイルN1 に対して軸体
2と一体的に挿抜されるものとしてあり、二次コイルN
2 を一次コイルN1 に対して軸体2と一体的に挿抜し
て、一次コイルN1 と二次コイルN2 が非接触で対向し
たときには一次コイルN1 側から二次コイルN2 側へ給
電され、一次コイルN1 が二次コイルN2 と対向してい
ないときには一次コイルN1 側から二次コイルN2 側へ
給電されないようになっている。
【0006】なお、上記電力伝達装置に関し、一次コイ
ルN1 と二次コイルN2 との間の隙間部分に軸受け3を
配置してあることが好ましい。
【0007】この電力伝達装置では、一次コイルN1
交流電流を流すと交番磁束ができ、二次コイルN2 に誘
導起電力が生じる。このような現象は、二次コイルN2
が一次コイルN1 に対して軸体2と一体的に回動せしめ
られている場合も同様に生じる。つまり、軸体2が回動
中でも一次コイルN1 側に流れる電流は非接触で二次コ
イルN2 側に誘導起電力として伝わり、回動する軸体2
に電気(パワー源としての電気や信号としての電気)を
供給することができる。
【0008】また、この装置では、軸体2が二次コイル
2 と共に一次コイルN1 に挿入されているときには一
次コイルN1 側から二次コイルN2 側へ非接触で給電さ
れ、軸体2が二次コイルN2 と共に一次コイルN1 に抜
かれているときには一次コイルN1 側から二次コイルN
2 側への給電は行われない。
【0009】このように、この電力伝達装置では二次コ
イルN2 が一次コイルN1 内に位置するときには非接触
状態で一次コイルN1 側から二次コイルN2 側へ非接触
で給電され、したがって、メンテナンスをしなくても、
発熱、パワー源の容量低下、信号不良が発生しない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態である
電力伝達装置を図面を用いながら詳細に説明する。 〔実施形態1について〕図1は、この発明を施したロボ
ット用スイベルジョイントSJを介して溶接機9をマニ
ュプレータMの出力端に取り付けたものを示している。
なお、マニュプレータMの出力端とスイベルジョイント
SJ相互、スイベルジョイントSJと溶接機9相互は明
確には図示していないがボルトにより一体化されてい
る。
【0011】このスイベルジョイントSJは、図1に示
すように、ロボットに固定棒5を介して固定されている
筒体1と、前記筒体1の内部に同軸上に設けられている
軸体2と、軸体2の両端に形成されたフランジ28,2
9とを具備し、前記フランジ28,29により筒体1を
挟み込むようにして両者を一体化させてある。
【0012】筒体1は、図1に示すように、磁性金属で
構成された円筒状のもので、内周面に小径孔部10と大
径孔部11とを具備させると共に、外周面と内周面とを
連通させるネジ孔12及び流体導入路13を形成してあ
る。前記大径孔部11には、図1に示すように、円筒状
の一次コイルN1 を嵌め込んであり、これの入力端子P
1 を筒体1の外周面に突出させてある。筒体1と一次コ
イルN1 及び入力端子P1 は電気的に絶縁されている。
【0013】軸体2は、図1に示すように、大径部20
と小径部21とから構成されており、前記大・小径部2
0,21には上記流体導入路13と連通接続される周溝
22,22’を形成してあると共に前記周溝22,2
2’からの流体の漏れを防止するためのOリング23,
23’(断面で示してある)を配設してある。また、こ
の軸体2には図1に示すように、軸方向に延び且つ溶接
機9に流体を導くための流体導入路24を設けてあり、
当該流体導入路24は周溝22と連通接続してある。し
たがって、ネジ孔12から投入された流体は、流体導入
路13→周溝22→流体導入路24の経路で溶接機9の
必要部分に導かれる。また、その流体導入路24の一部
は冷却水を流す専用ポートを設けることで小径部21の
周溝22’を経由し、二次コイルN2 を冷却する経路を
持つものとすることができる。
【0014】また、上記小径部21の外周部には図1に
示すように、円筒状のカバー25を外嵌してあり、更
に、前記カバー25の外周部に一次コイルN1 の内径よ
りも小さい外径の二次コイルN2 を外嵌させてあると共
にこの二次コイルN2 の出力端子P2 をフランジ29か
ら突出させてある。二次コイルN2 及び出力端子P2
フランジ29、軸体5からは電気的に絶縁されている。
【0015】そして、このスイベルジョイントSJで
は、図1に示すように、一次コイルN 1 と二次コイルN
2 との間に二つの軸受け3を介在させてあり、これによ
り、固定状態にある筒体1に対して軸体2が円滑に回動
できるようにしてある。
【0016】次に、図2に示した原理図に基づいて、こ
のロボット用スイベルジョイントSJのついて電力の供
給について説明する。
【0017】この溶接装置では、図2に示す如く、一次
コイルN1 に交流電流を流すと交番磁束ができて二次コ
イルN2 に誘導起電力が生じ、二次コイルN2 側に非接
触で電力が供給される。ここで、この装置ではマニュプ
レータMからの回動力によりスイベルジョイントSを介
して溶接機9が回動軸線CLを中心として回動すること
になるが、溶接機の回動時においても一次コイルN1
に流れる電流は非接触で二次コイルN2 側に誘導起電力
として伝わるから二次コイルN2 側に電力(パワー源と
しての電気や信号としての電気)を供給することができ
る。
【0018】そして、この電力を出力端子P2 から取り
出して溶接機9の所定位置に接続すると溶接機を使用す
ることができる。
【0019】なお、この電力伝達装置は非接触で電力や
電気信号を伝達することができる他、トランスとしての
機能も兼ね備えている。以下の実施形態2の場合も同様
である。 〔実施形態2について〕図3は、この発明を施した自動
工具交換用カップラCPを示している。
【0020】この自動工具交換用カップラCPは、図3
に示すように、マニュプレータM側に取り付けられる第
1ユニット6と、工具が取り付けられる第2ユニット7
とから構成されており、前記第1ユニット6に設けたカ
ム60を第2ユニット7に設けた係止孔70の構成壁7
0aに係止させることにより図3の二点鎖線に示す如く
第1・第2ユニット6,7相互を接続するものである。
【0021】第1ユニット6は、図3に示すように、筒
部1aを有する磁性金属製のもので、その内部に一次コ
イルN1 を嵌め込んであると共にこの一次コイルN1
入力端子P1 を筒部1aの外面に突出させてある。な
お、一次コイルN1 、入力端子P1 は筒部1aと電気的
に絶縁されている。
【0022】第2ユニット7は、図3に示すように、筒
部1a内に挿入される円柱状のもので、その外周部に上
記一次コイルN1 の内周径よりも小さな外径の二次コイ
ルN 2 を外嵌してあると共にこの二次コイルN2 の出力
端子P2 をフランジ71下面から突出させてある。二次
コイルN2 、出力端子P2 はフランジ71と電気的に絶
縁されている。
【0023】また、この装置では、第1・第2ユニット
6,7の接続状態では、一次コイルN1 と二次コイルN
2 は図3の二点鎖線に示すように非接触で対向すること
となり、実施形態1の場合と同様の原理で、一次コイル
1 側から二次コイルN2 側へ給電される。なお、第1
・第2ユニット6,7の離反状態では、一次コイルN 1
と二次コイルN2 は図3の実線に示すように対向してお
らず、よって、一次コイルN1 側から二次コイルN2
への給電は行われない。同様にトランスとしての機能を
兼ね備えている。 〔その他の内容について〕上記装置においてトランス部
の変換効率を向上させるため、一次コイルN1 に入る交
流電圧の周波数を高める回路を付加することも可能であ
る。特に、直流電流を介したい場合は、直流を一旦イン
バータ等で高周波の交流成分に変換し、二次コイルN2
から出たところで整流することで可能となる。
【0024】
【発明の効果】課題を解決するための手段の欄の記載の
内容から、メンテナンスをしなくても、発熱、パワー源
の容量低下、信号不良が発生しない電力伝達装置を提供
できることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態である電力伝達装置を施し
たロボット用スイベルジョイントの一部断面図。
【図2】この発明の電力伝達装置の原理を説明するため
の図。
【図3】この発明の実施形態である電力伝達装置を施し
た自動工具交換用カップラの一部断面図。
【符号の説明】
1 一次コイル N2 二次コイル 1 筒体 1a 筒部 2 軸体 3 軸受け

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性体でカバーされ且つ交流電流が流さ
    れる一次コイル(N1 )を配置し、二次コイル(N2
    が外挿された軸体(2)を前記一次コイル(N1 )内に
    同軸上に配置し、前記一次コイル(N1 )と二次コイル
    (N2 )との間には隙間を設けてあると共に、二次コイ
    ル(N2 )は一次コイル(N1 )に対して軸体(2)と
    一体的に挿抜されるものとしてあり、二次コイル
    (N2 )を一次コイル(N1 )に対して軸体(2)と一
    体的に挿抜して、一次コイル(N1 )と二次コイル(N
    2 )が非接触で対向したときには一次コイル(N1 )側
    から二次コイル(N2 )側へ給電され、一次コイル(N
    1 )が二次コイル(N2 )と対向していないときには一
    次コイル(N1 )側から二次コイル(N2 )側へ給電さ
    れないようになっていることを特徴とする電力伝達装
    置。
  2. 【請求項2】 一次コイル(N1 )と二次コイル
    (N2 )との間の隙間部分に軸受け(3)を配置してあ
    ることを特徴とする請求1記載の電力伝達装置。
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