JP4999176B2 - Drive device - Google Patents
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Description
本発明は、相対変位せしめられる部材を備えた駆動装置に係り、特に、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伝送装置を備えた駆動装置に関するものである。
The present invention relates to a drive device including a member that can be relatively displaced, and more particularly, to a drive device including a transmission device that transmits an electric signal such as electric power or a signal between members that can be relatively displaced.
所謂スカラロボットの回転関節部等のように、相対変位せしめられる部材を備えた駆動装置においては、相対変位せしめられる部材間で電力や信号等の電気信号を伝送する必要がある。そのような電気信号の伝送手段としては、従来から、部材間をケーブルで接続する方法が採用されていた。しかし、ケーブルで接続する方法では、部材の運動を阻害しない程度にケーブルを撓ませる必要があって、全体として装置の大型化を招いたり、製造時におけるケーブル配線に手間を要するなどの問題があった。 In a drive device including a member that can be relatively displaced, such as a rotary joint portion of a so-called SCARA robot, it is necessary to transmit electric signals such as electric power and signals between the members that are relatively displaced. As a means for transmitting such an electric signal, a method of connecting members with a cable has been conventionally used. However, in the method of connecting with cables, it is necessary to bend the cables to such an extent that the movement of the members is not hindered, leading to an increase in the size of the apparatus as a whole, and troublesome cable wiring at the time of manufacture. It was.
そこで、例えば特許文献1乃至3に記載の如き可動型伝送装置が提案されている。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備えており、これらコイルヘッドが相対変位せしめられる部材にそれぞれ取り付けられて所定のギャップを隔てて対向位置せしめられた構造とされている。そして、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ことが可能とされている。このような可動型伝送装置を用いれば、ケーブル配線に比して装置のコンパクト化が図られると共に、ケーブル配線の手間も不要とされて、製造効率の向上を図ることも出来る。
Therefore, for example, a movable transmission device as described in
ところが、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伝送される電気信号中に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。
However, in the movable transmission device as described in
一方、特許文献2および特許文献3に記載の可動型伝送装置は、電力用のコイル部材と信号用のコイル部材とで共通のコア部材を用いている。このようにすれば、可動型伝送装置、延いてはそれを備える駆動装置の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, the movable transmission devices described in Patent Document 2 and Patent Document 3 use a common core member for the power coil member and the signal coil member. In this way, it is possible to further reduce the size of the movable transmission device, and thus the drive device including the movable transmission device. 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生じるノイズを抑えつつ、更なる構造の簡易化とコンパクト化を図ることの出来る、新規な構造の駆動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 thereof is further simplification of the structure and compactness while suppressing noise generated during transmission of a plurality of electric signals. It is an object of the present invention to provide a drive device having a novel structure that can be realized.
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、第一の部材と第二の部材が回動軸回りに相対回動可能に配設されている一方、中心軸上に貫通孔を有する略円環形状の透磁性材に対して軸方向一方の端面に開口する周溝が形成されることによって該周溝の底壁部と内周壁部と外周壁部を有するコア部材の一対が用いられて、これら一対のコア部材のそれぞれが該第一の部材及び該第二の部材に対して該回動軸と同軸上に装着されることによって、該周溝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、かかる一対のコア部材に該内周壁部を磁路として用いる第一のコイル部材の一対が組み付けられて電磁結合の状態で連結されることによって該第一の部材と該第二の部材との間で電力又は信号の少なくとも一方を伝送する第一の伝送路が構成されていると共に、かかる一対のコア部材に該外周壁部を磁路として用いる第二のコイル部材の一対が組み付けられて電磁結合の状態で連結されることによって該第一の部材と該第二の部材との間で電力又は信号の少なくとも一方を伝送する第二の伝送路が構成されており、更に、前記一対のコア部材の少なくとも一方において、該コア部材の周方向に延びるノイズ抑制用コイル部材が設けられている可動型伝送装置を備えたことを特徴とする駆動装置にある。 That is, the first aspect of the present invention is a substantially annular shape in which the first member and the second member are disposed so as to be capable of relative rotation about the rotation axis, and have a through hole on the central axis. A pair of core members having a bottom wall portion, an inner peripheral wall portion, and an outer peripheral wall portion of the peripheral groove are used by forming a peripheral groove that opens at one end surface in the axial direction with respect to the magnetically permeable material. Each of the pair of core members is mounted on the first member and the second member on the same axis as the rotation shaft, so that the axial end surfaces on the opening side of the circumferential groove are opposed to each other. A pair of first coil members that use the inner peripheral wall portion as a magnetic path is assembled to the pair of core members and connected in an electromagnetically coupled state to the first member and the second member. A first transmission line for transmitting at least one of electric power and signals to and from the members of In addition, a pair of second coil members that use the outer peripheral wall portion as a magnetic path is assembled to the pair of core members and coupled in an electromagnetically coupled state, whereby the first member and the second member A second transmission path configured to transmit at least one of electric power or a signal to and from the member, and further, at least one of the pair of core members, a noise suppressing coil member extending in a circumferential direction of the core member There is provided a drive device characterized by comprising a movable transmission device provided with a
本態様に従う構造とされた駆動装置においては、可動型伝送装置を構成する一対のコア部材を対向位置せしめて、両コア部材に組み付けられた第一および第二のコイル部材をそれぞれ電磁結合せしめることによって、両部材間での電気信号の伝送を行なうことが可能とされている。これにより、ケーブル接続に比して駆動装置の小型化を図ることが出来ると共に、配線などの手間も不要とされることから、製造効率の向上も図られる。更に、ケーブルの如き繰り返しの屈曲に起因する通電不良や破断等のおそれも軽減することが出来て、安定した伝送品質をより長期に亘って確保することが出来る。 In the drive device structured according to this aspect, the pair of core members constituting the movable transmission device are positioned to face each other, and the first and second coil members assembled to both core members are electromagnetically coupled to each other. Therefore, it is possible to transmit an electric signal between both members. As a result, it is possible to reduce the size of the driving device as compared with the cable connection and to eliminate the need for wiring and the like, so that the manufacturing efficiency can be improved. Furthermore, the possibility of poor energization or breakage due to repeated bending such as a cable can be reduced, and stable transmission quality can be ensured for a longer period of time.
そして、特に本態様においては、可動型伝送装置における第一のコイル部材がコア部材の内周壁部を磁路として用いる一方、第二のコイル部材がコア部材の外周壁部を磁路として用いるようにされている。これにより、第一のコイル部材への通電によって生ぜしめられる磁束と第二のコイル部材への通電によって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抑えることが出来る。即ち、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁束の多くはコア部材の内周壁部を通ることから、コア部材の外周壁部を通る磁束は少ない。そこで、第二のコイル部材の磁路としてコア部材の外周壁部を用いることによって、互いの磁束の干渉を抑えることが出来る。従って、共通のコア部材を用いつつも、溝などのギャップを形成することなく第一および第二の伝送路による電気信号の伝送が可能となる。その結果、可動型伝送装置をコンパクトに構成することが出来て、駆動装置の更なるコンパクト化を図ることが出来る。また、本態様に従う構造とされた駆動装置においては、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低減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。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、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は、第一のコイル部材と同様の部位に配設しても良いし、第二のコイル部材と同様の位置に配設しても良い。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。 And especially in this mode, the first coil member in the movable transmission device uses the inner peripheral wall portion of the core member as a magnetic path, while the second coil member uses the outer peripheral wall portion of the core member as a magnetic path. Has been. Thereby, generation | occurrence | production of the noise resulting from interference with the magnetic flux produced by the electricity supply to the 1st coil member and the magnetic flux produced by the electricity supply to the 2nd coil member can be suppressed. That is, since most of the magnetic flux generated from the first coil member passes through the inner peripheral wall portion of the core member, the magnetic flux passing through the outer peripheral wall portion of the core member is small. Therefore, by using the outer peripheral wall portion of the core member as the magnetic path of the second coil member, interference between the magnetic fluxes can be suppressed. Therefore, it is possible to transmit an electric signal through the first and second transmission lines without forming a gap such as a groove while using a common core member. As a result, the movable transmission device can be made compact, and the drive device can be made more compact. Further, in the drive device structured according to this aspect, a magnetic field that generates a back electromotive force in the transmission line that reduces 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. Here, the arrangement position and the number of turns of the noise suppression coil are appropriately set in consideration of the transmission path that is the target of noise suppression, the magnitude and frequency of noise to be suppressed, and the like. For example, the noise suppression coil may be disposed at the same position as the first coil member, or may be disposed at the same position as the second coil member. 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.
なお、本態様において、コア部材の内周壁部を磁路として用いるとは、コイル部材によって生ぜしめられる磁力線の多くが内周壁部を通るものであれば良いのであって、必ずしも内周壁部のみを磁路として用いるものに限定されるものではなく、外周壁部に多少の磁力線が通る場合も含む。また、外周壁部を磁路として用いるも同様であり、内周壁部に多少の磁力線が通っても良い。 In this embodiment, the use of the inner peripheral wall portion of the core member as a magnetic path means that most of the magnetic lines of force generated by the coil member may pass through the inner peripheral wall portion, and only the inner peripheral wall portion is necessarily used. It is not limited to what is used as a magnetic path, but includes the case where some lines of magnetic force pass through the outer peripheral wall. The same applies to the case where the outer peripheral wall portion is used as a magnetic path, and some lines of magnetic force may pass through the inner peripheral wall portion.
また、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、本発明の第二の態様として、前記第一の態様に係る駆動装置において、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。 Further, the first transmission path and the second transmission path may transmit power or may transmit a signal. 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 second aspect of the present invention, in the drive device according to the first aspect, the first transmission path is a power transmission path for transmitting power, and the second transmission A mode is adopted in which the path is a signal transmission path for transmitting a signal.
すなわち、第一のコイル部材はコア部材の内周壁部を磁路として用いることから、第二のコイル部材に比してより多くの磁束を互いに鎖交せしめ易く、比較的大きな誘導起電力を生ぜしめることが出来る。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、より安定した伝送を行なうことが出来る。 That is, since the first coil member uses the inner peripheral wall portion of the core member as a magnetic path, more magnetic flux can be linked to each other than the second coil member, and a relatively large induced electromotive force is generated. You can squeeze. Therefore, more 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.
本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に係る駆動装置において、前記一対のコア部材が、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 third aspect of the present invention, in the drive device according to the first or second aspect, the pair of core members are spaced apart from each other and face each other.
本態様に従う構造とされた駆動装置においては、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することが出来て、より優れた耐久性を得ることが出来る。 In the drive 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 more excellent durability can be obtained.
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駆動装置において、前記一対のコア部材の少なくとも一方において、該コア部材の外周に電磁遮蔽部材が設けられていることを、特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the driving device according to any one of the first to third aspects, an electromagnetic shielding member is provided on an outer periphery of the core member in at least one of the pair of core members. It is characterized by being.
本態様に従う構造とされた駆動装置においては、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、電気信号の伝送をより安定して行うことが出来る。 In the drive device structured 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. Signal transmission can be performed more stably.
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駆動装置において、前記一対のコア部材の少なくとも一方において、該コア部材の外周に低透磁率部材が設けられていることを、特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the driving device according to any one of the first to fourth aspects, in at least one of the pair of core members, a low magnetic permeability member is provided on an outer periphery of the core member. It is characterized by that.
本態様に従う構造とされた駆動装置においては、コア部材の外側の比透磁率を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、伝送効率を更に高めることが出来る。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。 In the drive device having the structure according to this aspect, the leakage magnetic flux from the core member can be suppressed and transmission efficiency can be further increased by sufficiently reducing the relative magnetic permeability outside the core member. 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、前記第四の態様に係る駆動装置において、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 drive device according to the fourth 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駆動装置において、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、該電力用伝送路を通じての電力伝送に伴って該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 a sixth aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to fifth aspects, the first transmission path is a power transmission path for transmitting power, and While the second transmission path is a signal transmission path for transmitting a signal, in response to noise electromotive force generated in the signal transmission path due to power transmission through the power transmission path, The present invention is characterized in that noise suppression power supply means is provided that causes a magnetic field sufficient to generate a back electromotive force in the signal transmission path to reduce noise electromotive force by energizing the noise suppression coil member. .
本態様に従う構造とされた駆動装置においては、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 drive device structured according to this aspect, noise generated in the signal transmission path is advantageously generated by generating in the signal transmission path a counter electromotive force corresponding to the noise electromotive force generated in the signal transmission path. It can be 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.
本発明の第七の態様は、前記第一乃至第六の何れか一つの態様に係る駆動装置において、前記第一のコイル部材を、前記コア部材における前記内周壁部と前記外周壁部の対向面間を前記周溝に沿って周方向に延びるように構成すると共に、前記第二のコイル部材を、該外周壁部の外周面上を周方向に延びるように構成したことを、特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to sixth aspects, the first coil member is disposed between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the core member. The space between the surfaces is configured to extend in the circumferential direction along the circumferential groove, and the second coil member is configured to extend in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the outer peripheral wall. .
本態様に従う構造とされた駆動装置においては、第一および第二のコイル部材を好適に構成することが出来る。即ち、第一のコイル部材が周溝内に配設されることによって、第一のコイル部材の内外両側に内周壁部と外周壁部が配設される。そして、第一のコイル部材によって生ぜしめられる磁束の多くは、磁気抵抗が最小となる最短経路である内周壁部を通る。一方、第二のコイル部材はコア部材の外部に設けられていることから、第二のコイル部材によって生ぜしめられる磁束の多くは、外周壁部を通る。これにより、第一および第二のコイル部材によって生ぜしめられる磁束の干渉を可及的に軽減することが出来て、ノイズの混入を抑えた伝送を行なうことが出来る。また、本態様においては、第二のコイル部材がコア部材の外部に設けられていることから、第二のコイル部材の外側の比透磁率がコア部材に比して小さくされている。これにより、第一のコイル部材から生ぜしめられる磁束がコア部材から飛び出して第二のコイル部材の外側に回りこむおそれも軽減されており、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より軽減することが出来る。 In the drive device having the structure according to this aspect, the first and second coil members can be suitably configured. That is, when the first coil member is disposed in the circumferential groove, the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion are disposed on both the inner and outer sides of the first coil member. Then, most of the magnetic flux generated by the first coil member passes through the inner peripheral wall portion, which is the shortest path that minimizes the magnetic resistance. On the other hand, since the second coil member is provided outside the core member, most of the magnetic flux generated by the second coil member passes through the outer peripheral wall. As a result, the interference of magnetic flux generated by the first and second coil members can be reduced as much as possible, and transmission with reduced noise can be performed. Moreover, in this aspect, since the 2nd coil member is provided in the exterior of the core member, the relative magnetic permeability of the outer side of the 2nd coil member is made small compared with the core member. Thereby, the possibility that the magnetic flux generated from the first coil member jumps out of the core member and circulates outside the second coil member is reduced, and the magnetic flux generated from the first coil member and the second coil member are reduced. Interference with the magnetic flux generated from the coil member can be further reduced.
本発明の第八の態様は、第一の部材と第二の部材が回動軸回りに相対回動可能に配設されている一方、中心軸上に貫通孔を有する略円環形状の透磁性材に対して軸方向一方の端面に開口する周溝が形成されることによって該周溝の底壁部と内周壁部と外周壁部を有するコア部材の一対が用いられて、これら一対のコア部材のそれぞれが該第一の部材及び該第二の部材に対して該回動軸と同軸上に装着されることによって、該周溝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、かかる一対のコア部材に該内周壁部を磁路として用いる第一のコイル部材の一対が組み付けられて電磁結合の状態で連結されることによって該第一の部材と該第二の部材との間で電力又は信号の少なくとも一方を伝送する第一の伝送路が構成されていると共に、かかる一対のコア部材に該外周壁部を磁路として用いる第二のコイル部材の一対が組み付けられて電磁結合の状態で連結されることによって該第一の部材と該第二の部材との間で電力又は信号の少なくとも一方を伝送する第二の伝送路が構成されており、更に、前記第一のコイル部材を、前記コア部材における前記内周壁部と前記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構成すると共に、前記第二のコイル部材を、一対の該コア部材の前記貫通孔に跨って挿通されてこれら一対の該コア部材の該外周壁部に外挿せしめて構成した可動型伝送装置を備えたことを特徴とする駆動装置にある。 According to an eighth aspect of the present invention, the first member and the second member are disposed so as to be capable of relative rotation around the rotation axis, while having a substantially annular shape with a through hole on the central axis. A pair of core members having a bottom wall portion, an inner peripheral wall portion, and an outer peripheral wall portion of the circumferential groove is formed by forming a circumferential groove that opens on one end face in the axial direction with respect to the magnetic material. Each of the core members is mounted coaxially with the rotation shaft with respect to the first member and the second member, so that the axial end surfaces on the opening side of the circumferential groove are positioned opposite to each other. The first member and the second member are assembled by assembling a pair of first coil members using the inner peripheral wall portion as a magnetic path to the pair of core members and connecting them in an electromagnetically coupled state. A first transmission path for transmitting at least one of power or signals to and from In addition, a pair of second coil members using the outer peripheral wall portion as a magnetic path is assembled to the pair of core members and connected in an electromagnetically coupled state, thereby the first member and the second member A second transmission path configured to transmit at least one of electric power or a signal between the first coil member and the opposing surface of the core member between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion. The second coil member is inserted across the through holes of the pair of core members, and the outer peripheral walls of the pair of core members are configured to extend in the circumferential direction along the circumferential groove. in the driving device according to feature further comprising a movable type transmission apparatus configured tighten let outside part.
本態様に従う構造とされた駆動装置においては、第一および第二のコイル部材を好適に構成することが出来る。即ち、第一のコイル部材が周溝内に配設されることによって、第一のコイル部材の内外両側に内周壁部と外周壁部が配設される。そして、第一のコイル部材によって生ぜしめられる磁束の多くは、磁気抵抗が最小となる最短経路である内周壁部を通る。一方、第二のコイル部材は、コア部材の外周壁部に外挿されていることから、第二のコイル部材によって生ぜしめられる磁束の多くは、外周壁部を通る。これにより、第一および第二のコイル部材によって生ぜしめられる磁束の干渉を可及的に軽減することが出来て、ノイズの混入を抑えた伝送を行なうことが出来る。また、本態様においては、第一のコイル部材と第二のコイル部材の芯の延出方向が互いに略直交せしめられていることから、第一および第二のコイル部材の一方から生ぜしめられた磁束が他方のコイル部材と鎖交してノイズ起電力を生ぜしめるようなおそれが軽減されており、このことからも、ノイズを抑えた伝送が可能とされている。 In the drive device having the structure according to this aspect, the first and second coil members can be suitably configured. That is, when the first coil member is disposed in the circumferential groove, the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion are disposed on both the inner and outer sides of the first coil member. Then, most of the magnetic flux generated by the first coil member passes through the inner peripheral wall portion, which is the shortest path that minimizes the magnetic resistance. On the other hand, since the second coil member is extrapolated to the outer peripheral wall portion of the core member, most of the magnetic flux generated by the second coil member passes through the outer peripheral wall portion. As a result, the interference of magnetic flux generated by the first and second coil members can be reduced as much as possible, and transmission with reduced noise can be performed. Moreover, in this aspect, since the extending directions of the cores of the first coil member and the second coil member are substantially orthogonal to each other, the first coil member and the second coil member are generated from one of the first and second coil members. The possibility that the magnetic flux interlinks with the other coil member to generate a noise electromotive force is reduced. This also enables transmission with reduced noise.
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に、本発明の第一の実施形態としての駆動装置10を示す。駆動装置10は、基台12に対して略矩形板形状を有する回転板14が回動軸としての軸16を中心に回転可能に組み付けられると共に、回転板14の両端部に、略矩形板形状を有するアーム部材18,20がそれぞれ、回動軸としての軸22,24を中心に回転可能に組み付けられている。
First, FIG. 1 shows a
これら基台12と回転板14の接続部分および回転板14とアーム部材18,20の接続部分は、何れも略同様の構造とされていることから、以下は基台12と回転板14との接続部分を例に説明する。図2に、基台12と回転板14との接続部分を示す。基台12には電動モータ26が設けられており、基台12から突出せしめられた電動モータ26の駆動軸28に回転板14の中央部分が取り付けられている。これにより、回転板14は電動モータ26の駆動力によって駆動軸28回りで回転可能とされており、電動モータ26の駆動軸28が、回転板14の回転中心となる軸16とされている。
Since the connecting portion between the base 12 and the
そして、かかる駆動軸28に同軸上で外挿せしめられるようにして、可動型伝送装置としての可動型トランス30が配設されている。図3および図4に、可動型トランス30を示す。可動型トランス30は、コア部材32に第一のコイル部材としての電力用コイル34aおよび第二のコイル部材としての信号用コイル36aが組み付けられて構成されたコイルヘッド38aと、コア部材32に第一のコイル部材としての電力用コイル34bおよび第二のコイル部材としての信号用コイル36bが組み付けられて構成されたコイルヘッド38bとの一対が対向位置せしめられた構造とされている。
A
コイルヘッド38aを構成するコア部材32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40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32には、軸方向(図4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周溝としてのリード溝42が形成されることによって、リード溝42の底壁部44と、リード溝42の内側を全周に亘って延びる内周壁部46と、リード溝42の外側を全周に亘って延びる外周壁部48が形成されている。
The
そして、リード溝42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34aが形成されている。これにより、図5に示すように、電力用コイル34aは、内周壁部46と外周壁部48との間をリード溝42に沿ってコア部材32の周方向に延びるようにコア部材32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34aを構成するリード線はコア部材32に直接に巻回せしめられているが、例えば、コア部材32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34aを形成して、かかる電力用コイル34aを備えたボビンをリード溝42内に取り付けることによって、電力用コイル34aをコア部材32に組み付ける等しても良い。
A
また、コア部材32の外周面を構成する外周壁部48の外周面50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36aが形成されている。これにより、図5に示すように、信号用コイル36aは、コア部材32の外周面50上でコア部材32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5は、電力用コイル34aおよび信号用コイル36a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34aおよび信号用コイル36a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34aや信号用コイル36aをコア部材32の半周のみ巻回せしめる等しても良いし、電力用コイル34aをリード溝42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. 5 shows a model in order to clarify the extending direction of the
次に、コイルヘッド38bについて説明する。コイルヘッド38bは、上述のコイルヘッド38aと略同様の構造とされていることから、コイルヘッド38a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38bは、コア部材32のリード溝42内に、コイルヘッド38aにおける電力用コイル34aと略同様の構造とされた電力用コイル34bが組み付けられていると共に、コア部材32の外周面50上に、コイルヘッド38aにおける信号用コイル36aと略同様の構造とされた信号用コイル36bが組み付けられて構成されている。なお、電力用コイル34bおよび信号用コイル36b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38aに設けられた電力用コイル34aや信号用コイル36a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38bのコア部材32の外周面50には、ノイズ抑制用コイルとしてのキャンセルコイル52が組み付けられている。キャンセルコイル52は、信号用コイル36b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52は、コア部材32の外周面50上でコア部材32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52の巻数は、信号用コイル36b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32の半周のみ巻回せしめる等しても良いし、コア部材32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38a,38bは、一方のコイルヘッド38aが基台12に組み付けられる一方、他方のコイルヘッド38bが回転板14に組み付けられる。ここにおいて、基台12に組み付けられたコイルヘッド38aは、貫通孔40に駆動軸28が全周に亘って隙間を隔てて挿通されて、駆動軸28に対して同心軸上で外挿されていると共に、リード溝42の軸方向開口端面を回転板14に向けて基台12に組み付けられている。一方、回転板14に組み付けられたコイルヘッド38b は、貫通孔40に駆動軸28が全周に亘って隙間を隔てて挿通されて、駆動軸28に対して同心軸上で外挿されていると共に、リード溝42の軸方向開口端面を基台12に向けて回転板14に組み付けられている。これにより、コイルヘッド38a,38bが、リード溝42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ており、図4に示すように、両コイルヘッド38a,38bにおける内周壁部46、46の開口側の端面54、54および外周壁部48、48の開口側の端面56,56が互いにコイルヘッド38a,38b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ている。
In the coil heads 38 a and 38 b having such a structure, one
そして、本実施形態における可動型トランス30は、例えば図6に示すように、コイルヘッド38aにおける電力用コイル34aを形成するリード線が、基台12に設けられたインバータ58と電気的に接続されると共に、信号用コイル36aを形成するリード線が、基台12に設けられた通信用回路60と電気的に接続される。一方、コイルヘッド38bにおける電力用コイル34bを形成するリード線が、回転板14に設けられた整流安定化回路62と電気的に接続されると共に、信号用コイル36bを形成するリード線が、回転板14に設けられた通信用回路64と電気的に接続される。更に、コイルヘッド38bに設けられたキャンセルコイル52を形成するリード線が、回転板14に設けられたノイズ除去回路66と電気的に接続される。これにより、コイルヘッド38aとコイルヘッド38b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38aからコイルヘッド38b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38aの電力用コイル34aが接続されたインバータ58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、基台12に設けられた図示しない電源回路等によって供給される直流電圧が、インバータ58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58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 power supplied from the
そして、インバータ58によって変換された高周波電圧が電力用コイル34aに給電されることによって、電力用コイル34aを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束BP(図4参照)が発生する。電力用コイル34aを貫く磁束BPは、コア部材32の内周壁部46、底壁部44、および外周壁部48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46の端面54,54、および外周壁部48の端面56,56を出入りして、対向するコイルヘッド38bに設けられた電力用コイル34bと鎖交する。このように、本実施形態においては、コア部材32における内周壁部46の開口側の端面54および外周壁部48の開口側の端面56が送受面とされている。
The high-frequency voltage converted by the
これにより、電力用コイル34a,34bが電磁結合せしめられて、電力用コイル34b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34aに供給された高周波電圧が、電力用コイル34bから取り出される。このようにして、電力用コイル34aから電力用コイル34b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34bから取り出された高周波電圧は、整流安定化回路62によって直流電圧に変換された後に、通信用回路64やノイズ除去回路66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34a,34b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34a,34b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 34a and 34b are electromagnetically coupled, and an induced electromotive force is generated in the
次に、コイルヘッド38aとコイルヘッド38b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38aの信号用コイル36aが接続された通信用回路60によって、基台12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36a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60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36aに高周波電圧が給電されることによって、信号用コイル36aを貫き、出力周波数に応じて変化する磁束BS(図4参照)が発生する。信号用コイル36aを貫く磁束BSは、コア部材32の外周壁部48における外側寄りの部位およびコア部材32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48の端面56,56および外周面50を出入りして、対向するコイルヘッド38bに設けられた信号用コイル36b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36a,36bが電磁結合せしめられて、信号用コイル36b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36aに供給された高周波電圧が、信号用コイル36bから取り出される。このようにして、信号用コイル36aから信号用コイル36b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36b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64によって取り出された後に、回転板14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36a,36b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36a,36b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 36a and 36b are electromagnetically coupled, and an induced electromotive force is generated in the
さらに、特に本実施形態においては、コイルヘッド38bに設けられたキャンセルコイル52が、回転板14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66と電気的に接続されている。ノイズ除去回路66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52に供給するものである。ここにおいて、ノイズ除去回路66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34a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36b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36bに生ぜしめる磁束BCを、キャンセルコイル52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52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36b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52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66からキャンセルコイル52に所定の高周波電圧が給電されて、キャンセルコイル52を貫き、出力周波数に応じて変化する磁束BC(図4参照)が発生する。そして、キャンセルコイル52から生ぜしめられた磁束BCが、信号用コイル36bと鎖交することによって、信号用コイル36bには電力用コイル34a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36b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 fed from the
なお、例えば回転板14から基台12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、前述の如き基台12から回転板14に信号を送信した場合とは逆に、回転板14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64で高周波電圧に重畳されて信号用コイル36bから信号用コイル36aにコア部材32,32を介して無接触の状態で伝送された後に、通信用回路60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 rotating
そして、本実施形態における駆動装置10は、回転板14とアーム部材18,20の接続部分にも、上述の如き可動型トランス30および電動モータ26が配設されている。回転板14とアーム部材18,20の接続部分は、基台12と回転板14の接続部分と略同様の構造であることから詳細な説明は省略するが、アーム部材18を例に概略を説明すると、電動モータ26が回転板14の端部に配設されており、回転板14から突出せしめられた電動モータ26の駆動軸28がアーム部材18の端部に組み付けられている。そして、駆動軸28に対して同心軸上で外挿された状態で、一方のコイルヘッド38aが回転板14に組み付けられると共に、他方のコイルヘッド38bがアーム部材18に組み付けられており、一対のコイルヘッド38a,38b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。これにより、回転板14に対して、アーム部材18,20がそれぞれ軸22,24回りで回転可能とされると共に、回転板14とアーム部材18,20それぞれの間で電力および信号の伝送が可能とされている。このように、本実施形態においては、基台12と回転板14との間では、基台12が第一の部材とされて、回転板14が第二の部材とされると共に、回転板14とアーム部材18,20との間では、回転板14が第一の部材とされて、アーム部材18,20が第二の部材とされている。
In the
このような構造とされた駆動装置10においては、基台12と回転板14、および回転板14とアーム部材18,20の間に可動型トランス30が設けられていることによって、これら相対的に回転せしめられる各部材間で電力や信号の伝送を行なうことが可能とされている。
In the driving
そこにおいて、特に本実施形態における駆動装置10に備えられた可動型トランス30は、コイルヘッド38a,38bを互いに固定することなく対向位置せしめることで電気信号の伝送が可能とされていることから、基台12と回転板14、および回転板14とアーム部材18,20との間で無限回数の回転が許容される。更に、コイルヘッド38a,38bを非接触とした状態で電気信号の伝送が可能であることから、両コイルヘッド38a,38bの擦れによる磨耗のおそれ等も回避されて、ケーブル接続などのような繰り返しの屈曲等に起因する断線などのおそれも回避することが出来る。
In particular, the
また、ケーブル接続のように各部材の相対変位を許容する撓みを設ける必要もないことから、可動型トランス30をコンパクトに構成することが出来て、延いては駆動装置10のコンパクト化を図ることが出来る。そこにおいて、特に本実施形態における可動型トランス30においては、信号用コイル36a,36b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36a,36bの周りの比透磁率がコア部材32の比透磁率よりも十分に小さくされており、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34aから生ぜしめられる磁束BPは、殆どコア部材32における外周壁部48の外側部分を通ることなく内周壁部46と外周壁部48の内側部分を通る一方、信号用コイル36aから生ぜしめられる磁束BSは、外周壁部48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30においては、電力用コイル34aによって形成される磁路と信号用コイル36a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32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、可動型トランス30をよりコンパクトに構成することが出来て、延いては駆動装置10の更なるコンパクト化が図られるのである。
Further, since it is not necessary to provide a bend that allows relative displacement of each member as in the case of cable connection, 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34a,34bがコア部材32のリード溝42内に配設されていることによって、電力用コイル34a,34bの内外両側にコア部材32の内周壁部46および外周壁部48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32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 34a and 34b 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38bにキャンセルコイル52が設けられていると共に、ノイズ除去回路66からキャンセルコイル52に供給される高周波電圧によって、電力用コイル34aから生ぜしめられた磁束に起因して信号用コイル36b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36b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
次に、図7に、本発明の第二の実施形態としての駆動装置に備えられる可動型伝送装置としての可動型トランス70を示す。なお、以下の説明において、前述の第一の実施形態と実質的に同じ部材および部位については、第一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. 7 shows a
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コイルヘッド38a,38b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38a、38bそれぞれのコア部材32において送受面となる端面54,56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72に覆われている。これにより、コア部材32の外周面50上に設けられた信号用コイル36a,36bおよびキャンセルコイル52が、ギャップ部材72に覆われている。なお、ギャップ部材72の底部の中央部には、貫通孔73が厚さ方向に貫設されており、コア部材32への組み付け状態において、貫通孔73と貫通孔40が連通せしめられている。ここにおいて、ギャップ部材72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72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72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38a,38bにおいて、ギャップ部材72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74が設けられている。シールド部材74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72の外側がシールド部材74で覆われることによって、コア部材32の送受面となる端面54、56を除く外周部分と信号用コイル36a,36bの外周部分およびキャンセルコイル52の外周部分がシールド部材74に覆われるようになっている。なお、シールド部材74の底部の中央部には、貫通孔75が厚さ方向に貫設されており、コア部材32への組み付け状態において、貫通孔75とギャップ部材72の貫通孔73およびコア部材32の貫通孔40が連通せしめられている。
Further, in each of the coil heads 38a and 38b, a
このような構造とされた可動型トランス70は、前述の第一の実施形態における可動型トランス30と同様に、基台12に設けられた電動モータ26の駆動軸28が両コイルヘッド38a,38bの貫通孔40,73,75に挿通されると共に、一方のコイルヘッド38aが基台12に組み付けられる一方、他方のコイルヘッド38bが回転板14に組み付けられることによって軸方向で所定距離を隔てて対向位置せしめられる。
In the
本実施形態における可動型トランス70によれば、シールド部材74によって電磁遮蔽構造が構成されており、コア部材32から漏れ出す磁力線が、シールド部材74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74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イル34a,34bや信号用コイル36a,36b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32の外周面50上に透磁率の低いギャップ部材72が配設されていることによって、電力用コイル34aから生ぜしめられた磁束がコア部材32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34aから生ぜしめられる磁束が信号用コイル36a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32とシールド部材74との間にギャップ部材72が介在せしめられており、かかるギャップ部材72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74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34a、34bや信号用コイル36a,36b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72やシールド部材74は、必ずしも両方のコイルヘッド38a,38bに設けられる必要は無く、コイルヘッド38a,38bの何れか一方にのみ設けても良い。また、ギャップ部材72およびシールド部材74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72およびシールド部材74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72およびシールド部材74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8に、本発明の第三の実施形態としての駆動装置80の基台12と回転板14との接続部分を示す。駆動装置80の基台12と回転板14の接続部分には、可動型伝送装置としての可動型トランス82が配設されている。図9および図10に、可動型トランス82を示す。可動型トランス82は、一対のコア部材32、32に電力用コイル34a,34bが組み付けられた第一の実施形態と略同様の一対のコイルヘッド38a、38bが、基台12および回転板14にそれぞれ組み付けられて対向位置せしめられた構造とされている。
Next, FIG. 8 shows a connection portion between the base 12 and the
そして、本実施形態における可動型トランス82においては、対向位置せしめられたコイルヘッド38a,38bにおけるコア部材32,32の貫通孔40,40に跨って、銅などによって形成されたリード線が挿通されて外周壁部48に外挿状態で所定回数巻回せしめられることによって、第二のコイル部材としての一対の信号用コイル84a,84bが組み付けられている。これにより、一対の信号用コイル84a,84bが、コイルヘッド38a,38bのコア部材32,32によって互いに連結されている。これら信号用コイル84a,84bは、例えば一方の信号用コイル84aが基台12に固定的に取り付けられると共に、他方の信号用コイル84bが回転板14に固定的に取り付けられて、基台12と回転板14の相対回動に伴って、軸16回りで相対的に回動可能とされる。なお、図8乃至図10においては、理解を容易とするために、信号用コイル84a,84b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84a,84b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。
In the
なお、特に本実施形態においては、信号用コイル84a,84bはそれぞれ、コア部材32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84aをこれと一体的に変位せしめられるコイルヘッド38aのコア部材32にのみ固定すると共に、他方の信号用コイル84bをこれと一体的に変位せしめられるコイルヘッド38bのコア部材32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38aと信号用コイル84aを、コイルヘッド38bと信号用コイル84bに対してコイルヘッド38a,38bの中心軸回りで回動可能とすることが出来る。
In particular, in the present embodiment, the signal coils 84a and 84b are wound without contacting the
そして、本実施形態における可動型トランス82は、例えば図11に示すように、前述の第一の実施形態と略同様に、コイルヘッド38aにおける電力用コイル34aを形成するリード線が、基台12に設けられたインバータ58と電気的に接続される一方、コイルヘッド38bにおける電力用コイル34bを形成するリード線が、回転板14に設けられた整流安定化回路62と電気的に接続される。これにより、第一の実施形態における可動型トランス30と同様に、電力用コイル34a,34bを介して、基台12と回転板14との間で電力が伝送される。
As shown in FIG. 11, for example, the
それと共に、本実施形態においては、基台12に固定された信号用コイル84aを形成するリード線が、基台12に設けられた通信用回路60と電気的に接続される一方、回転板14に固定された信号用コイル84bを形成するリード線が、回転板14に設けられた通信用回路64と電気的に接続されている。そして、第一の実施形態と同様に、通信用回路60によって、基台12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84aに供給される。そして、信号用コイル84aに高周波電圧が給電されることによって、信号用コイル84a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84a内にコア部材32,32が挿通されていることによって、信号用コイル84aを貫く磁束の略全てがコア部材32,32の中を通るようにされている。そして、コア部材32,32によって閉磁路が形成されており、信号用コイル84aに発生した磁束は、コア部材32,32の周方向に延びて、コア部材32,32に対して外挿せしめられている信号用コイル84bと鎖交することとなる。その結果、信号用コイル84a,84bが電磁結合せしめられて、信号用コイル84b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84aに供給された高周波電圧が、信号用コイル84bから取り出される。そして、第一の実施形態と同様に、信号用コイル84b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64によって取り出されるようになっている。このように、本実施形態においては、信号用コイル84a,84b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84a,84b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。なお、本実施形態においても、前述の第一の実施形態と略同様にして、回転板14から基台12に信号を送信することも勿論可能である。
At the same time, in the present embodiment, the lead wire forming the
このような構造とされた可動型トランス82においては、第一の実施形態における可動型トランス30と同様に、電力用コイル34aから生ぜしめられた磁束の殆どは、コア部材32の内周壁部46を通って他方の電力用コイル34bと鎖交せしめられる。一方、信号用コイル84aから生ぜしめられた磁束はコア部材32の外周壁部48を通って、信号用コイル84bと鎖交せしめられる。これにより、電力用コイル34aによって形成される磁路と信号用コイル84a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32に形成せずとも、電力を伝送する磁束と信号を伝送する磁束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、可動型トランス82をよりコンパクトに構成することが出来て、延いては駆動装置80の更なるコンパクト化が図られる。
In the
さらに、本実施形態においては、電力用コイル34a,34bの芯の延出方向がコア部材32の軸方向とされる一方、信号用コイル84a,84bの芯の延出方向がコア部材32の周方向とされている。これにより、電力用コイル34aから生ぜしめられた磁束が信号用コイル84bと鎖交して信号用コイル84bにノイズ起電力を生ぜしめたり、信号用コイル84aから生ぜしめられた磁束が電力用コイル34bと鎖交して電力用コイル34bにノイズ起電力を生ずるようなおそれが軽減乃至は回避されている。その結果、両コイル34a,84aから生ぜしめられる磁束の干渉に起因するノイズの混入をより軽減することが出来る。
Further, in the present embodiment, the extending direction of the cores of the power coils 34 a and 34 b is the axial direction of the
次に、図12に、本発明の第四の実施形態としての駆動装置に備えられる可動型伝送装置としての可動型トランス90を示す。可動型トランス90は、前述の第一の実施形態における駆動装置10に設けられた可動型トランス30と、第三の実施形態における駆動装置80に設けられた可動型トランス82を組み合わせた構造とされている。
Next, FIG. 12 shows a
すなわち、可動型トランス90は、第一の実施形態と同様の構造とされた一対のコイルヘッド38a,38bを含んで構成されており、コイルヘッド38aの外周面50上に第一の実施形態と同様に信号用コイル36aが組み付けられる一方、コイルヘッド38bの外周面50上に第一の実施形態と同様に信号用コイル36bとキャンセルコイル52が組み付けられている。それと共に、コイルヘッド38a、38bには、第三の実施形態と同様に信号用コイル84a,84bが貫通孔40,40を跨いで巻装されている。
That is, the
そして、例えば一方のコイルヘッド38aと信号用コイル84aが基台12に固定される一方、他方のコイルヘッド38bと信号用コイル84bが回転板14に固定されて、互いに相対回動せしめられるようになっている。
For example, one
このような構造とされた可動型トランス90は、例えば図13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38aにおける電力用コイル34aを形成するリード線および信号用コイル36aを形成するリード線が、それぞれ、基台12に設けられたインバータ58および通信用回路60と電気的に接続されると共に、コイルヘッド38bにおける電力用コイル34bを形成するリード線および信号用コイル36bを形成するリード線が、それぞれ、回転板14に設けられた整流安定化回路62および通信用回路64と電気的に接続される。また、コイルヘッド38bにおけるキャンセルコイル52を形成するリード線が、回転板14に設けられたノイズ除去回路66と電気的に接続される。更に、本実施形態においては、基台12と一体的に変位せしめられる信号用コイル84aを形成するリード線が、基台12に設けられた通信用回路92と電気的に接続される一方、回転板14と一体的に変位せしめられる信号用コイル84bを形成するリード線が、回転板14に設けられた通信用回路94と電気的に接続されている。なお、これら通信用回路92,94は、前述の第一の実施形態における通信用回路60、64と略同様の構造とされたものである。
For example, as shown in FIG. 13, the
このような可動型トランス90を用いれば、前述の第一の実施形態と同様に、電力用コイル34a,34bの間で電力の伝送が行われると共に、信号用コイル36a,36bの間で信号の送受信が行われる。更に、前述の第三の実施形態と同様に、信号用コイル84a,84bの間でも信号の送受信を行うことが出来る。これにより、本実施形態においては、電力用コイル34a,34b、信号用コイル36a,36b、および信号用コイル84a,84bによって第一乃至第三の3つの伝送路が共通のコア部材32を用いて形成されており、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。その結果、駆動装置の更なる小型化を図ることが出来る。
When such a
次に、図14に、本発明の第五の実施形態としての駆動装置に備えられる可動型伝送装置としての可動型トランス100を示す。可動型トランス100は、前述の第三の実施形態における可動型トランス82(図9参照)に加えて、第二のコイル部材として更にもう一つの信号用コイル102がコイルヘッド38a,38bの貫通孔40、40を跨いで巻装されている。このようにすれば、3つの信号用コイル84a,84b,102の間で、信号の送受信が可能となる。ここにおいて、電気信号を送信するコイルおよび受信するコイルはこれら信号用コイル84a,84b,102の何れでも良い。また、これら信号用コイル84a,84b,102の何れか一つを送信用コイルとして、残りの二つのそれぞれで受信するなどしても良い。このように、本発明における第二のコイル部材の数は特に限定されるものではなく、更に多くの第二のコイル部材を設ける等しても良い。
Next, FIG. 14 shows a
また、図15に、本発明の第六の実施形態としての駆動装置に備えられる可動型伝送装置としての可動型トランス110を示す。可動型トランス110は、前述の第三の実施形態と同様のコイルヘッド38a,38bの組の2組に跨って、第二のコイル部材としての信号用コイル112a,112bが巻装されている。このようにすれば、一方のコイルヘッド38a,38bの間で電力の伝送が行えると共に、もう一方のコイルヘッド38a,38bの間でも電力の伝送を行うことが出来る。本実施形態から明らかなように、第二のコイル部材が巻装されるコイルヘッドの組は必ずしも1組に限定されるものではなく、複数のコイルヘッドの組に跨って巻装されても良い。
FIG. 15 shows a
さらに、図16に、本発明の第七の実施形態としての駆動装置に備えられる可動型伝送装置としての可動型トランス120を示す。可動型トランス120は、前述の第三の実施形態と同様の構造とされたコイルヘッド38a,38bの組を2組備えると共に、これらコイルヘッド38a,38bの組の貫通孔40、40に跨って連結コイル部材としての連結コイル126が挿通されており、これらコイルヘッド38a,38bの組が連結コイル126によって連結されている。そして、一方のコイルヘッド38a,38bの組の貫通孔40、40に、信号用コイル128aが挿通される一方、他方のコイルヘッド38a,38bの組の貫通孔40、40に、信号用コイル128bが挿通されている。これにより、一方の信号用コイル128aと連結コイル126によって、一方の第二のコイル部材の一対が構成されると共に、他方の信号用コイル128bと連結コイル126によって、他方の第二のコイル部材の一対が構成されている。
Further, FIG. 16 shows a
本実施形態によれば、例えば一方の信号用コイル128aから、かかる信号用コイル128aが巻装された一方のコイルヘッド38a,38bを介して連結コイル126に誘導起電力が生ぜしめられる。そして、連結コイル126に生ぜしめられた誘導起電力がもう一方のコイルヘッド38a,38bを介してもう一方の信号用コイル128bに伝送される。このようにすれば、信号用コイル128a,128bの相対変位の自由度をより高めることが出来る。
According to the present embodiment, for example, an induced electromotive force is generated in the
なお、上述の如き連結コイル126をより多数用いる等して、信号用コイル128a,128bの間に、より多数のコイルヘッド38a,38bの組を設けるなどしても良い。また、上述の連結コイル126は環状のコイルとされていたが、例えば図17に示す可動型トランス130のように、連結コイル126を形成するリード線を図示しない電源回路や通信用回路に接続して、連結コイル126から電力や信号を取り出したり、連結コイル126から電力や信号を送信するようにしても良い。
It should be noted that a larger number of sets of coil heads 38a and 38b may be provided between the signal coils 128a and 128b by using a larger number of the connecting
また、図18に、本発明の第八の実施形態としての駆動装置に備えられる可動型トランス140を示す。可動型トランス140は、前述の第三の実施形態と同様の構造とされたコイルヘッド38a,38bの組を2組備えると共に、これらコイルヘッド38a,38bの組の軸方向が互いに直交せしめられている。そして、これらコイルヘッド38a,38bの組が、それぞれの貫通孔40、40に連結コイル142が挿通されることによって互いに連結されていると共に、一方のコイルヘッド38a,38bの組の貫通孔40、40に、信号用コイル144aが挿通される一方、他方のコイルヘッド38a,38bの組の貫通孔40、40に、信号用コイル144bが挿通されている。これにより、一方の信号用コイル144aと連結コイル142によって、一方の第二のコイル部材の一対が構成されると共に、他方の信号用コイル144bと連結コイル142によって、他方の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144a,144bの芯の延出方向が互いに略直交せしめられている。本実施形態によれば、信号用コイル144a,144bの相対変位の自由度を高めることが出来る。そして、本実施形態から明らかなように、コイルヘッドの組が複数設けられる場合において、それらコイルヘッドの組の軸方向は必ずしも等しい方向でなくても良い。
FIG. 18 shows a
以上、本発明の幾つかの実施形態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。 As mentioned above, although several embodiment of this invention has been explained in full detail, these are illustrations to the last, Comprising: This invention is not limited at all by the specific description in this embodiment. .
例えば、互いに対向位置せしめられる両コア部材32,32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。
For example, the
また、例えば前述の第一の実施形態におけるキャンセルコイル52は必ずしも必要ではないが、例えばリード溝42内にキャンセルコイルを設ける等しても良い。また、前述のノイズ除去回路66は予め設定した所定の高周波電圧をキャンセルコイル52に供給するようにされていたが、例えば、信号用コイル36b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52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, for example, the cancel
更にまた、前述の各実施形態におけるコア部材は、何れも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。 Furthermore, the core members in the above-described embodiments are all so-called pot-type cores, but the core members used in the present invention are not necessarily limited to pot-type cores, and are conventionally known various shapes. These core members can be appropriately employed.
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:駆動装置、12:基台、14:回転板、18:アーム部材、20:アーム部材、30:可動型トランス、32:コア部材、34a,b:電力用コイル、36a,b:信号用コイル、38a,b:コイルヘッド、40:貫通孔、42:リード溝、44:底壁部、46:内周壁部、48:外周壁部、50:外周面、52:キャンセルコイル 10: driving device, 12: base, 14: rotating plate, 18: arm member, 20: arm member, 30: movable transformer, 32: core member, 34a, b: power coil, 36a, b: signal Coil, 38a, b: Coil head, 40: Through hole, 42: Lead groove, 44: Bottom wall portion, 46: Inner peripheral wall portion, 48: Outer peripheral wall portion, 50: Outer peripheral surface, 52: Cancel coil
Claims (8)
前記一対のコア部材の少なくとも一方において、該コア部材の周方向に延びるノイズ抑制用コイル部材が設けられている可動型伝送装置を備えたことを特徴とする駆動装置。 While the first member and the second member are disposed so as to be relatively rotatable around the rotation axis, the first member and the second member are arranged in one axial direction with respect to the substantially annular magnetic permeable material having a through hole on the central axis. A pair of core members having a bottom wall portion, an inner peripheral wall portion, and an outer peripheral wall portion of the peripheral groove is used by forming the peripheral groove that opens at the end surface, and each of the pair of core members is the first core member. The axial end surfaces on the opening side of the circumferential groove are positioned opposite to each other by being mounted coaxially with the rotating shaft with respect to the member and the second member, and the pair of core members are A pair of first coil members using the inner peripheral wall portion as a magnetic path are assembled and connected in an electromagnetically coupled state, whereby at least electric power or a signal is transmitted between the first member and the second member. A first transmission path for transmitting one is configured and the pair of cores A pair of second coil members that use the outer peripheral wall portion as a magnetic path is assembled to a material and connected in an electromagnetically coupled state, whereby electric power or a signal is transmitted between the first member and the second member. of which is constituted a second transmission path for transmitting at least one further,
A drive device comprising a movable transmission device in which at least one of the pair of core members is provided with a noise suppressing coil member extending in a circumferential direction of the core member .
前記第一のコイル部材を、前記コア部材における前記内周壁部と前記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構成すると共に、前記第二のコイル部材を、一対の該コア部材の前記貫通孔に跨って挿通されてこれら一対の該コア部材の該外周壁部に外挿せしめて構成した可動型伝送装置を備えたことを特徴とする駆動装置。 While the first member and the second member are disposed so as to be relatively rotatable around the rotation axis, the first member and the second member are arranged in one axial direction with respect to the substantially annular magnetic permeable material having a through hole on the central axis. A pair of core members having a bottom wall portion, an inner peripheral wall portion, and an outer peripheral wall portion of the peripheral groove is used by forming the peripheral groove that opens at the end surface, and each of the pair of core members is the first core member. The axial end surfaces on the opening side of the circumferential groove are positioned opposite to each other by being mounted coaxially with the rotating shaft with respect to the member and the second member, and the pair of core members are A pair of first coil members using the inner peripheral wall portion as a magnetic path are assembled and connected in an electromagnetically coupled state, whereby at least electric power or a signal is transmitted between the first member and the second member. A first transmission path for transmitting one is configured and the pair of cores A pair of second coil members that use the outer peripheral wall portion as a magnetic path is assembled to a material and connected in an electromagnetically coupled state, whereby electric power or a signal is transmitted between the first member and the second member. A second transmission path for transmitting at least one of
The first coil member is configured to extend in the circumferential direction along the circumferential groove between the opposing surfaces of the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the core member, and the second coil member is A drive apparatus comprising a movable transmission device configured to be inserted over the through holes of the pair of core members and to be externally inserted into the outer peripheral wall portions of the pair of core members.
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