JP6347983B2 - Non-contact power transmission device - Google Patents

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Description

本発明は、コイル間の磁気結合を利用して電力の伝送を行う非接触電力伝送装置に関するものである。   The present invention relates to a non-contact power transmission apparatus that transmits power using magnetic coupling between coils.

2つの部材間で電力の伝送を行う装置として、コイル間の磁気結合を利用して電力の伝送を行う非接触電力伝送装置が提案されており、かかる非接触電力伝送装置においては、第1コイルおよび第2コイルが各々、円環状の部材によって保持されている(特許文献1)。また、特許文献1に記載の非接触電力伝送装置では、第1コイルの中心穴と第2コイルの中心穴を利用して光通信を行っている。   As a device that transmits power between two members, a non-contact power transmission device that transmits power using magnetic coupling between coils has been proposed. In such a non-contact power transmission device, the first coil And the 2nd coil is respectively hold | maintained by the annular member (patent document 1). Moreover, in the non-contact electric power transmission apparatus of patent document 1, optical communication is performed using the center hole of a 1st coil, and the center hole of a 2nd coil.

特開2000−92752号公報JP 2000-92752 A

第1コイルと第2コイルとの間で電力の伝送を行う場合、第1コイルと第2コイルとが適正な位置関係になっていることが必要であり、その場合、第1コイルの中心穴と第2コイルの中心穴とを基準に位置合わせを行えばよい。   When power is transmitted between the first coil and the second coil, it is necessary that the first coil and the second coil have an appropriate positional relationship. In this case, the center hole of the first coil And alignment with the center hole of the second coil.

しかしながら、特許文献1に記載の構成では、第1コイルの中心穴と第2コイルの中心穴を利用して光通信を行っているため、上記の位置合わせが困難である。   However, in the configuration described in Patent Document 1, optical communication is performed using the center hole of the first coil and the center hole of the second coil, and thus the above alignment is difficult.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、第1コイルと第2コイルとが相対移動する場合でも、電力の伝送と光通信とを適正に行うことのできる非接触電力伝送装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a non-contact power transmission apparatus capable of appropriately performing power transmission and optical communication even when the first coil and the second coil move relative to each other. There is to do.

上記課題を解決するために、本発明に係る非接触電力伝送装置は、第1貫通穴が回転中心軸線上に形成された第1ホルダと、前記第1ホルダに保持され、前記第1貫通穴を中心に周回している第1コイルと、前記第1ホルダに保持された第1光学素子と、前記第1ホルダに対して前記回転中心軸線方向で対向し、第2貫通穴が前記回転中心軸線上に形成された第2ホルダと、前記第1コイルに対向するように前記第2ホルダに保持され、前記第2貫通穴を中心に周回している第2コイルと、前記第2ホルダに保持され、前記第1貫通穴および前記第2貫通穴を避けた位置で前記第1光学素子と光通信を行う第2光学素子と、前記第1貫通穴および前記第2貫通穴のうちの少なくとも一方で前記第1貫通穴および前記第2貫通穴に対して同心状に配置され、前記第1ホルダと前記第2ホルダとを相対回転可能に連結するラジアル軸受と、を有し、前記回転中心軸線方向からみたとき、前記光通信は、前記第1貫通穴と前記第1コイルとの間、および前記第2貫通穴と前記第2コイルとの間で行われ、前記第1ホルダおよび前記第2ホルダは、前記光通信に用いられる光に対して透過性を有し、前記光通信の際の導光路を構成していることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a non-contact power transmission device according to the present invention includes a first holder having a first through hole formed on a rotation center axis , and the first through hole being held by the first holder. , A first optical element held by the first holder, and the first holder facing the first holder in the direction of the rotation center axis , wherein the second through hole is the center of rotation. A second holder formed on an axis, a second coil held by the second holder so as to face the first coil, and circling around the second through hole; and the second holder A second optical element that is held and is in optical communication with the first optical element at a position avoiding the first through hole and the second through hole; and at least one of the first through hole and the second through hole On the other hand, it is concentric with the first through hole and the second through hole. A radial bearing arranged to connect the first holder and the second holder so as to be relatively rotatable, and when viewed from the direction of the rotation center axis, the optical communication is performed between the first through hole and the first holder. Between the first coil and between the second through hole and the second coil, and the first holder and the second holder are transparent to the light used for the optical communication. A light guide path in the optical communication is configured .

本発明では、第1貫通穴および第2貫通穴を避けた位置で光通信を行うため、第1ホルダの第1貫通穴と第2ホルダの第2貫通穴を基準に第1コイルと第2コイルとを位置合わせすることができる。従って、電力の伝送と光通信とを適正に行うことができる。また、回転中心軸線方向からみたとき、光通信は、第1貫通穴と第1コイルとの間、および第2貫通穴と第2コイルとの間で行われる。このため、光の分散範囲が狭いので、光通信を確実に行うことができる。また、第1貫通穴および第2貫通穴のうちの少なくとも一方で第1貫通穴および第2貫通穴に対して同心状に配置されたラジアル軸受によって、第1ホルダと第2ホルダとが相対回転可能に連結されている。このため、第1コイルと第2コイルの位置関係をラジアル軸受によって適正な状態とすることができるので、第1コイルと第2コイルとの間の電力の伝送効率を高めることができる。また、第1ホルダおよび第2ホルダは、光通信に用いられる光に対して透過性を有し、光通信の際の導光路を構成しているため、第1貫通穴および第2貫通穴を避けた位置で光通信を容易に行うことができる。 In the present invention, since optical communication is performed at a position avoiding the first through hole and the second through hole, the first coil and the second coil are based on the first through hole of the first holder and the second through hole of the second holder. The coil can be aligned. Therefore, power transmission and optical communication can be performed appropriately. Further, when viewed from the rotation center axis direction, optical communication is performed between the first through hole and the first coil, and between the second through hole and the second coil. For this reason, since the dispersion range of light is narrow, optical communication can be performed reliably. Further, the first holder and the second holder are relatively rotated by the radial bearing arranged concentrically with respect to the first through hole and the second through hole in at least one of the first through hole and the second through hole. Connected as possible. For this reason, since the positional relationship between the first coil and the second coil can be brought into an appropriate state by the radial bearing, the power transmission efficiency between the first coil and the second coil can be increased. In addition, the first holder and the second holder are transparent to the light used for optical communication and constitute a light guide path for optical communication. Therefore, the first through hole and the second through hole are provided. Optical communication can be easily performed at a position avoided.

本発明において、前記光通信は、1つの受光素子と複数の発光素子との間で行われることが好ましい。かかる構成によれば、第1貫通穴および第2貫通穴を避けた位置で光通信を行う場合でも、発光素子が発した光が受光素子に確実に届く。   In the present invention, the optical communication is preferably performed between one light receiving element and a plurality of light emitting elements. According to this configuration, even when optical communication is performed at a position avoiding the first through hole and the second through hole, the light emitted from the light emitting element reliably reaches the light receiving element.

本発明において、前記第1ホルダは、前記第2ホルダに向けて突出した第1円筒部を備え、前記第2ホルダは、前記第1ホルダに向けて突出して前記第1円筒部と先端部同士が対向する第2円筒部を備え、前記第1ホルダおよび前記第2ホルダのうち、前記第1円筒部および前記第2円筒部が前記光通信の際の導光路を構成していることが好ましい。かかる構成によれば、第1貫通穴および第2貫通穴を避けた位置で光通信を容易かつ確実に行うことができる。   In the present invention, the first holder includes a first cylindrical portion that protrudes toward the second holder, and the second holder protrudes toward the first holder so that the first cylindrical portion and the tip end portion are in contact with each other. Are provided, and the first cylindrical portion and the second cylindrical portion of the first holder and the second holder constitute a light guide path during the optical communication. . According to such a configuration, optical communication can be easily and reliably performed at a position avoiding the first through hole and the second through hole.

本発明において、前記第1コイルに対して前記第2コイル側とは反対側で前記第1ホルダに保持された第1コアと、前記第2コイルに対して前記第1コイル側とは反対側で前記第2ホルダに保持された第2コアと、を有し、前記第1コアは、前記第1コイルに対して前記第2コイル側とは反対側で重なる底板部と、該底板部の内縁から突出して前記第1コイルの内周部分に径方向内側で重なる内板部と、前記底板部の外縁から突出して前記第1コイルの外周部分に径方向外側で重なる外板部と、を有し、前記第2コアは、前記第2コイルに対して前記第1コイル側とは反対側で重なる底板部と、該底板部の内縁から突出して前記第2コイルの内周部分に径方向内側で重なる内板部と、前記底板部の外縁から突出して前記第2コイルの外周部分に径方向外側で重なる外板部と、を有することが好ましい。かかる構成によれば、第1コイル側と第2コイル側との磁気的な結合を強くすることができる。   In this invention, the 1st core hold | maintained at the said 1st holder on the opposite side to the said 2nd coil side with respect to the said 1st coil, and the opposite side to the said 1st coil side with respect to the said 2nd coil And a second core held by the second holder, wherein the first core overlaps the first coil on a side opposite to the second coil side, and the bottom plate An inner plate that protrudes from the inner edge and overlaps the inner peripheral portion of the first coil on the radially inner side; and an outer plate portion that protrudes from the outer edge of the bottom plate and overlaps the outer peripheral portion of the first coil on the outer radial direction. The second core includes a bottom plate portion that overlaps the second coil on the side opposite to the first coil side, and protrudes from an inner edge of the bottom plate portion in a radial direction toward an inner peripheral portion of the second coil. An inner plate portion that overlaps inside, and an outer peripheral portion of the second coil that protrudes from the outer edge of the bottom plate portion Preferably has an outer plate portion that overlaps radially outward, the. According to such a configuration, the magnetic coupling between the first coil side and the second coil side can be strengthened.

本発明において、前記第1コアおよび前記第2コアでは、前記内板部の厚さが前記外板部の厚さより厚いことが好ましい。かかる構成によれば、周長が短い内板部で磁気飽和が発生することを抑制することができる。   In the present invention, in the first core and the second core, it is preferable that a thickness of the inner plate portion is larger than a thickness of the outer plate portion. According to such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of magnetic saturation in the inner plate portion having a short circumference.

本発明において、前記第1コアおよび前記第2コアは、周方向に複数のコア片が配置された分割コアであり、前記第1コアを構成する前記コア片の間を通って前記第1コイルの端部が前記第1コアに対して前記第1コイルとは反対側に引き出されており、前記第2コアを構成する前記コア片の間を通って前記第2コイルの端部が前記第2コアに対して前記第2コイルとは反対側に引き出されていることが好ましい。かかる構成によれば、コイルの端部を引き回すための余計なスペースを削減することができる。   In the present invention, the first core and the second core are split cores in which a plurality of core pieces are arranged in a circumferential direction, and the first coil passes between the core pieces constituting the first core. The end of the second coil is drawn to the side opposite to the first coil with respect to the first core, and the end of the second coil passes between the core pieces constituting the second core. The two cores are preferably drawn to the opposite side of the second coil. According to this configuration, it is possible to reduce an extra space for routing the end of the coil.

本発明において、前記第1コアおよび前記第2コアは、熱硬化性樹脂によって磁性粉を固めてなることが好ましい。かかる構成によれば、比較的、簡素な設備でコアを製造することができる。   In the present invention, it is preferable that the first core and the second core are formed by solidifying magnetic powder with a thermosetting resin. According to this configuration, the core can be manufactured with relatively simple equipment.

本発明では、第1貫通穴および第2貫通穴を避けた位置で光通信を行うため、第1ホル
ダの第1貫通穴と第2ホルダの第2貫通穴を基準に第1コイルと第2コイルとを位置合わせすることができる。従って、電力の伝送と光通信とを適正に行うことができる。
In the present invention, since optical communication is performed at a position avoiding the first through hole and the second through hole, the first coil and the second coil are based on the first through hole of the first holder and the second through hole of the second holder. The coil can be aligned. Therefore, power transmission and optical communication can be performed appropriately.

本発明を適用した非接触電力伝送装置の斜視図である。It is a perspective view of the non-contact power transmission device to which the present invention is applied. 本発明を適用した非接触電力伝送装置の断面図である。It is sectional drawing of the non-contact electric power transmission apparatus to which this invention is applied. 本発明を適用した非接触電力伝送装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the non-contact electric power transmission apparatus to which this invention is applied. 図1に示す固定ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the fixing unit shown in FIG. 図4に示す第1ホルダの内部の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure inside the 1st holder shown in FIG. 図1に示す可動ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the movable unit shown in FIG. 図6に示す第2ホルダの内部の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure inside the 2nd holder shown in FIG. 本発明を適用した非接触電力伝送装置に用いた光通信用の光学素子の説明図である。It is explanatory drawing of the optical element for optical communications used for the non-contact electric power transmission apparatus to which this invention is applied. 本発明を適用した非接触電力伝送装置に光通信用の光学素子の位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of the optical element for optical communications in the non-contact electric power transmission apparatus to which this invention is applied.

以下、図面を参照して、本発明を適用した非接触電力伝送装置を説明する。なお、以下の説明では、第1ホルダ10と第2ホルダ20とが軸線L周りに相対回転する場合を例示する。また、以下の説明では、軸線L方向において、第1ホルダ10が位置する側を一方側L1とし、第2ホルダ20が位置する側を他方側L2として説明する。   Hereinafter, a non-contact power transmission apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, in the following description, the case where the 1st holder 10 and the 2nd holder 20 rotate around the axis line L is illustrated. In the following description, in the axis L direction, the side on which the first holder 10 is located will be described as one side L1, and the side on which the second holder 20 is located will be described as the other side L2.

(全体構成)
図1は、本発明を適用した非接触電力伝送装置の斜視図であり、図1(a)、(b)は、非接触電力伝送装置を軸線L方向の他方側L2からみた斜視図、および軸線L方向の一方側L1からみた斜視図である。図2は、本発明を適用した非接触電力伝送装置の断面図である。図3は、本発明を適用した非接触電力伝送装置の分解斜視図である。
(overall structure)
FIG. 1 is a perspective view of a non-contact power transmission apparatus to which the present invention is applied, and FIGS. 1A and 1B are perspective views of the non-contact power transmission apparatus as viewed from the other side L2 in the axis L direction; It is the perspective view seen from the one side L1 of the axis line L direction. FIG. 2 is a cross-sectional view of a non-contact power transmission apparatus to which the present invention is applied. FIG. 3 is an exploded perspective view of a non-contact power transmission apparatus to which the present invention is applied.

図1、図2および図3において、非接触電力伝送装置1は、軸線L方向の一方側L1に配置された第1ホルダ10と、軸線L方向の他方側L2に配置された第2ホルダ20とを有している。本形態において、第1ホルダ10側は固定ユニット6として構成され、第2ホルダ20側は、軸線L周りに回転する可動ユニット7として構成されている。また、第1ホルダ10と第2ホルダ20は、第1カラー96、第2カラー97、およびラジアル軸受90(ボールベアリング)を介して相対回転可能に連結されている。より具体的には、第2カラー97は、ラジアル軸受90の外輪91の軸線L方向の他方側L2の端部に被さった状態で第1ホルダ10にねじ971によって固定されている。これに対して、第1カラー96は、ラジアル軸受90の内輪92の軸線L方向の一方側L1の端部に被さった状態で第2ホルダ20にねじ961によって固定されている。このため、ラジアル軸受90によって、固定ユニット6(第1ホルダ10)と可動ユニット7(第2ホルダ20)との軸線L方向の相対位置を規定することができるので、固定ユニット6(第1ホルダ10)と可動ユニット7(第2ホルダ20)との間に適正な間隙を確保することができる。   1, 2 and 3, the non-contact power transmission device 1 includes a first holder 10 disposed on one side L1 in the axis L direction and a second holder 20 disposed on the other side L2 in the axis L direction. And have. In this embodiment, the first holder 10 side is configured as a fixed unit 6, and the second holder 20 side is configured as a movable unit 7 that rotates about the axis L. The first holder 10 and the second holder 20 are connected to each other via a first collar 96, a second collar 97, and a radial bearing 90 (ball bearing) so as to be relatively rotatable. More specifically, the second collar 97 is fixed to the first holder 10 with a screw 971 in a state of covering the end of the outer side 91 of the radial bearing 90 on the other side L2 in the axis L direction. On the other hand, the first collar 96 is fixed to the second holder 20 with a screw 961 in a state of covering the end portion on the one side L1 in the axis L direction of the inner ring 92 of the radial bearing 90. For this reason, since the radial bearing 90 can define the relative position of the fixed unit 6 (first holder 10) and the movable unit 7 (second holder 20) in the direction of the axis L, the fixed unit 6 (first holder 10) 10) and an appropriate gap can be secured between the movable unit 7 (second holder 20).

(固定ユニット6の構成)
図4は、図1に示す固定ユニット6の分解斜視図であり、図4(a)、(b)は、固定ユニット6において第1ホルダ10から第1基板12等を外した状態の分解斜視図、および第1ホルダ10からカバー191を外した状態の分解斜視図である。図5は、図4に示す第1ホルダ10の内部の構成を示す分解斜視図であり、図5(a)、(b)は、第1ホルダ10から第1コイル13等を外した状態の分解斜視図、および第1ホルダ10から第1コア15等も外した状態の分解斜視図である。
(Configuration of fixed unit 6)
4 is an exploded perspective view of the fixed unit 6 shown in FIG. 1. FIGS. 4A and 4B are exploded perspective views of the fixed unit 6 with the first substrate 12 and the like removed from the first holder 10. FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of the first holder 10 with a cover 191 removed. 5 is an exploded perspective view showing an internal configuration of the first holder 10 shown in FIG. 4. FIGS. 5A and 5B show a state in which the first coil 13 and the like are removed from the first holder 10. FIG. 2 is an exploded perspective view and an exploded perspective view of the first holder 10 with the first core 15 and the like removed.

図4に示すように、第1ホルダ10の軸線L方向の一方側L1には第1基板12およびカバーフィルム192がねじ193によって固定されている。第1基板12の中央には穴121が形成されており、第1基板12の軸線L方向の他方側L2に向く第1面12aには、穴121の周りに光通信用の第1光学素子141が設けられている。また、第1基板12の外縁には、軸線L方向の他方側L2に発光面を向けて回転検出用の受光素子143が設けられている。また、第1基板12の軸線L方向の一方側L1に向く第2面12bには、コネクタ149が実装されている。このため、カバーフィルム192には、コネクタ149と重なる位置に開口部192aが形成されており、中央には穴192bが形成されている。   As shown in FIG. 4, the first substrate 12 and the cover film 192 are fixed to the one side L <b> 1 of the first holder 10 in the axis L direction by screws 193. A hole 121 is formed in the center of the first substrate 12, and a first optical element for optical communication around the hole 121 is formed on the first surface 12 a facing the other side L <b> 2 in the axis L direction of the first substrate 12. 141 is provided. A light receiving element 143 for detecting rotation is provided on the outer edge of the first substrate 12 with the light emitting surface facing the other side L2 in the axis L direction. A connector 149 is mounted on the second surface 12b facing the one side L1 in the axis L direction of the first substrate 12. For this reason, the cover film 192 has an opening 192a at a position overlapping the connector 149, and a hole 192b is formed at the center.

本形態において、第1光学素子141は、周方向で離間する位置に配置された3つの発光素子141aと1つの受光素子141bとからなる。ここで、発光素子141aは、発光面を軸線L方向の他方側L2に発光面を向けて第1基板12の第1面12aに実装されている。これに対して、受光素子141bは、第1基板12の第2面12bに実装されているが、受光素子141bの受光面は、第1基板12に形成された穴を介して軸線L方向の他方側L2に露出している。   In this embodiment, the first optical element 141 includes three light emitting elements 141a and one light receiving element 141b that are arranged at positions spaced apart in the circumferential direction. Here, the light emitting element 141a is mounted on the first surface 12a of the first substrate 12 with the light emitting surface facing the other side L2 in the axis L direction. On the other hand, the light receiving element 141b is mounted on the second surface 12b of the first substrate 12, but the light receiving surface of the light receiving element 141b is arranged in the direction of the axis L through the hole formed in the first substrate 12. It is exposed on the other side L2.

図3、図4および図5に示すように、第1ホルダ10の軸線L方向の他方側L2には、第1コア15、第1コイル13、および非磁性の円環状のカバー191が重ねて配置されている。第1ホルダ10は、円形形状の底板部101と、底板部101の外周縁から軸線L方向の他方側L2に屈曲した円筒状の側板部102とを有している。また、底板部101の中央には第1円筒部103が形成されており、第1円筒部103の内側は第1貫通穴104になっている。かかる第1貫通穴104には、ラジアル軸受90(ボールベアリング)が配置されており、ラジアル軸受90は、第1カラー96および第2カラー97を介して、第1ホルダ10と第2ホルダ20とを同心状態で連結する中心部材である。   As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the first core 15, the first coil 13, and the nonmagnetic annular cover 191 are stacked on the other side L <b> 2 of the first holder 10 in the axis L direction. Has been placed. The first holder 10 includes a circular bottom plate portion 101 and a cylindrical side plate portion 102 bent from the outer peripheral edge of the bottom plate portion 101 to the other side L2 in the axis L direction. A first cylindrical portion 103 is formed at the center of the bottom plate portion 101, and a first through hole 104 is formed inside the first cylindrical portion 103. A radial bearing 90 (ball bearing) is disposed in the first through hole 104, and the radial bearing 90 is connected to the first holder 10 and the second holder 20 via the first collar 96 and the second collar 97. Is a central member that connects the two in a concentric state.

また、第1円筒部103においては、内周部分から軸線L方向の一方側L1に向けて延在する筒状端部108(図1(b)参照)が突出しており、筒状端部108は、第1基板12の穴121に嵌っている。側板部102の外面には、固定ユニット6を取り付けるための連結部102cが形成されている。底板部101の軸線L方向の他方側L2の面には、第1円筒部103と側板部102とを繋ぐリブ105が周方向において等角度間隔の4個所に形成されており、リブ105によって周方向で挟まれた領域には位置決め用の突起106が形成されている。また、リブ105の両端には突起107a、107bが形成されている。また、底板部101には、円筒部103の内側に環状段部109が形成されており、かかる環状段部109は、ラジアル軸受90の外輪91が軸線L方向の一方側L1に抜けるのを防止している。   Further, in the first cylindrical portion 103, a cylindrical end portion 108 (see FIG. 1B) extending from the inner peripheral portion toward the one side L1 in the axis L direction protrudes, and the cylindrical end portion 108 is projected. Is fitted in the hole 121 of the first substrate 12. A connecting portion 102 c for attaching the fixing unit 6 is formed on the outer surface of the side plate portion 102. Ribs 105 that connect the first cylindrical portion 103 and the side plate portion 102 are formed at four equiangular intervals in the circumferential direction on the surface of the bottom plate portion 101 on the other side L2 in the axis L direction. A positioning projection 106 is formed in a region sandwiched in the direction. In addition, protrusions 107 a and 107 b are formed on both ends of the rib 105. Further, the bottom plate portion 101 is formed with an annular step portion 109 inside the cylindrical portion 103. The annular step portion 109 prevents the outer ring 91 of the radial bearing 90 from slipping out to the one side L1 in the axis L direction. doing.

第1コイル13は、円環状に巻回された扁平コイルであり、第1円筒部103および第1貫通穴104を中心に周回するように配置されている。第1コイル13に対して、軸線L方向の一方側L1には円環状の第1コア15が配置されている。第1コイル13と第1コア15との間には接着剤層が介在している。   The first coil 13 is a flat coil wound in an annular shape, and is arranged to circulate around the first cylindrical portion 103 and the first through hole 104. An annular first core 15 is arranged on one side L1 in the axis L direction with respect to the first coil 13. An adhesive layer is interposed between the first coil 13 and the first core 15.

第1コア15は、第1コイル13に対して軸線L方向の一方側L1で重なる底板部151と、底板部151の内縁から突出して第1コイル13の内周部分に径方向内側で重なる内板部152と、底板部151の外縁から突出して第1コイル13の外周部分に径方向外側で重なる外板部153とを有している。底板部151には穴151aが形成されており、穴151aには突起106が嵌ることにより第1コア15の位置決めが行われている。   The first core 15 protrudes from the inner edge of the bottom plate portion 151 and overlaps the inner peripheral portion of the first coil 13 on the inner side in the radial direction, with the bottom plate portion 151 overlapping the first coil 13 on one side L1 in the axis L direction. A plate portion 152 and an outer plate portion 153 that protrudes from the outer edge of the bottom plate portion 151 and overlaps the outer peripheral portion of the first coil 13 on the outer side in the radial direction are provided. A hole 151a is formed in the bottom plate portion 151, and the first core 15 is positioned by fitting a projection 106 into the hole 151a.

第1コア15は、周方向に分割された分割コアである。本形態において、第1コア15は、等角度間隔に4分割されており、4つのコア片150が周方向に等角度間隔で配置さ
れている。かかるコア片150は、周方向の両端が突起107a、107bによって位置決めされている。この状態で、第1コイル13の端部130は、コア片150の間を通って、第1コア15に対して第1コイル13とは反対側に配置された第1基板12まで引き出されている。
The first core 15 is a divided core divided in the circumferential direction. In this embodiment, the first core 15 is divided into four at equal angular intervals, and four core pieces 150 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. The core piece 150 is positioned at both ends in the circumferential direction by the protrusions 107a and 107b. In this state, the end portion 130 of the first coil 13 passes between the core pieces 150 and is drawn out to the first substrate 12 disposed on the opposite side of the first coil 15 with respect to the first core 15. Yes.

このように構成した第1コア15において、内板部152の厚さは、外板部153の厚さより厚い。本形態において、第1コア15(コア片150)は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によって磁性粉を固めてなる。   In the first core 15 configured as described above, the thickness of the inner plate portion 152 is thicker than the thickness of the outer plate portion 153. In this embodiment, the first core 15 (core piece 150) is formed by solidifying magnetic powder with a thermosetting resin such as an epoxy resin.

(可動ユニット7の構成)
図6は、図1に示す可動ユニット7の分解斜視図であり、図6(a)、(b)は、可動ユニット7において第2ホルダ20から第2基板22等を外した状態の分解斜視図、および第2ホルダ20からカバー291を外した状態の分解斜視図である。図7は、図6に示す第2ホルダ20の内部の構成を示す分解斜視図であり、図7(a)、(b)は、第2ホルダ20から第2コイル23等を外した状態の分解斜視図、および第2ホルダ20から第2コア25等も外した状態の分解斜視図である。
(Configuration of movable unit 7)
6 is an exploded perspective view of the movable unit 7 shown in FIG. 1. FIGS. 6A and 6B are exploded perspective views of the movable unit 7 with the second substrate 22 and the like removed from the second holder 20. FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the second holder 20 with a cover 291 removed. 7 is an exploded perspective view showing the internal configuration of the second holder 20 shown in FIG. 6. FIGS. 7A and 7B show the state in which the second coil 23 and the like are removed from the second holder 20. FIG. 6 is an exploded perspective view and an exploded perspective view of the second holder 20 with the second core 25 and the like removed.

図6に示すように、第2ホルダ20の軸線L方向の他方側L2には第2基板22およびカバーフィルム292がねじ293によって固定されている。第2基板22の中央には穴221が形成されており、第2基板22の軸線L方向の一方側L1に向く第1面22aには、穴221の周りに光通信用の第2光学素子241が設けられている。また、第2基板22の外縁には、軸線L方向の一方側L1に受光面を向けて回転検出用の発光素子243が設けられている。また、第2基板22の軸線L方向の他方側L2に向く第2面22bには、コネクタ249が実装されている。このため、カバーフィルム292には、コネクタ249と重なる位置に開口部292aが形成されており、中央には穴292bが形成されている。   As shown in FIG. 6, the second substrate 22 and the cover film 292 are fixed to the other side L <b> 2 of the second holder 20 in the axis L direction by screws 293. A hole 221 is formed at the center of the second substrate 22, and a second optical element for optical communication around the hole 221 is formed on the first surface 22 a facing the one side L 1 in the axis L direction of the second substrate 22. 241 is provided. In addition, a light-emitting element 243 for rotation detection is provided on the outer edge of the second substrate 22 with the light-receiving surface facing one side L1 in the axis L direction. A connector 249 is mounted on the second surface 22b facing the other side L2 of the second substrate 22 in the axis L direction. For this reason, an opening 292a is formed in the cover film 292 so as to overlap with the connector 249, and a hole 292b is formed in the center.

本形態において、第2光学素子241は、周方向で離間する位置に配置された3つの発光素子241aと1つの受光素子241bとからなる。ここで、発光素子241aは、発光面を軸線L方向の一方側L1に発光面を向けて第2基板22の第1面22aに実装されている。これに対して、受光素子241bは、第2基板22の第2面22bに実装されているが、受光素子241bの受光面は、第2基板22に形成された穴を介して軸線L方向の一方側L1に露出している。   In the present embodiment, the second optical element 241 includes three light emitting elements 241a and one light receiving element 241b arranged at positions spaced apart in the circumferential direction. Here, the light emitting element 241a is mounted on the first surface 22a of the second substrate 22 with the light emitting surface facing the one side L1 in the axis L direction. On the other hand, the light receiving element 241 b is mounted on the second surface 22 b of the second substrate 22, but the light receiving surface of the light receiving element 241 b extends in the axis L direction through a hole formed in the second substrate 22. It is exposed on one side L1.

図6および図7に示すように、第2ホルダ20の軸線L方向の一方側L1には、第2コア25、第2コイル23、および非磁性の円環状のカバー291が重ねて配置されている。第2ホルダ20は、円形形状の底板部201と、底板部201の外周縁から軸線L方向の一方側L1に屈曲した円筒状の側板部202とを有している。また、底板部201の中央には第2円筒部203が形成されており、第2円筒部203の内側には、円形の第2貫通穴204が形成された筒状胴部209が形成されている。第2貫通穴204は、第2ホルダ20を軸線L方向で貫通しており、軸線L方向の他方側L2の端部は角穴(図1(a)参照)になっている。このため、貫通穴204を利用して回転軸を連結することができる。筒状胴部209は、底板部201から軸線L方向の他方側L2に向けて突出し、第2基板22の穴221に嵌っている。側板部202の外面には、可動ユニット7を取り付けるための連結部202cが形成されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the second core 25, the second coil 23, and the non-magnetic annular cover 291 are arranged on one side L <b> 1 of the second holder 20 in the axis L direction. Yes. The second holder 20 has a circular bottom plate portion 201 and a cylindrical side plate portion 202 bent from the outer peripheral edge of the bottom plate portion 201 to one side L1 in the axis L direction. In addition, a second cylindrical portion 203 is formed at the center of the bottom plate portion 201, and a cylindrical body portion 209 having a circular second through hole 204 is formed inside the second cylindrical portion 203. Yes. The 2nd penetration hole 204 has penetrated the 2nd holder 20 in the direction of an axis L, and the end of the other side L2 of the direction of an axis L is a square hole (refer to Drawing 1 (a)). For this reason, a rotating shaft can be connected using the through hole 204. The cylindrical body portion 209 protrudes from the bottom plate portion 201 toward the other side L2 in the direction of the axis L, and fits into the hole 221 of the second substrate 22. A connecting portion 202 c for attaching the movable unit 7 is formed on the outer surface of the side plate portion 202.

底板部201の軸線L方向の一方側L1の面には、第2円筒部203と側板部202とを繋ぐ連結部205が周方向において等角度間隔の3個所に形成されており、連結部205によって周方向で挟まれた領域には位置決め用の突起206が形成されている。また、底板部201の第2円筒部203付近および側板部202付近には突起207a、207
bが形成されている。また、底板部201では、第2円筒部203と第2貫通穴204との間に環状段部208が形成されており、かかる環状段部208は、図2に示すラジアル軸受90の内輪92に当接して内輪92が軸線L方向の他方側L2に抜けるのを防止している。
On the surface of one side L1 in the axis L direction of the bottom plate portion 201, connecting portions 205 that connect the second cylindrical portion 203 and the side plate portion 202 are formed at three equiangular intervals in the circumferential direction. A positioning projection 206 is formed in a region sandwiched by the circumferential direction. Further, protrusions 207 a and 207 are formed near the second cylindrical portion 203 and the side plate portion 202 of the bottom plate portion 201.
b is formed. Further, in the bottom plate portion 201, an annular step portion 208 is formed between the second cylindrical portion 203 and the second through hole 204, and the annular step portion 208 is formed on the inner ring 92 of the radial bearing 90 shown in FIG. This prevents the inner ring 92 from coming off to the other side L2 in the axis L direction.

第2コイル23は、円環状に巻回された偏平コイルであり、第2円筒部203、筒状胴部209および第2貫通穴204を中心に周回するように配置されている。第2コイル23に対して、軸線L方向の他方側L2には円環状の第2コア25が配置されている。第2コイル23と第2コア25との間には接着剤層が介在している。   The second coil 23 is a flat coil wound in an annular shape, and is arranged to circulate around the second cylindrical portion 203, the cylindrical body portion 209, and the second through hole 204. An annular second core 25 is disposed on the other side L2 in the axis L direction with respect to the second coil 23. An adhesive layer is interposed between the second coil 23 and the second core 25.

第2コア25は、第2コイル23に対して軸線L方向の他方側L2で重なる底板部251と、底板部251の内縁から突出して第2コイル23の内周部分に径方向内側で重なる内板部252と、底板部251の外縁から突出して第2コイル23の外周部分に径方向外側で重なる外板部253とを有している。底板部251には穴251aが形成されており、穴251aに突起206が嵌ることにより第2コア25の位置決めが行われている。   The second core 25 includes a bottom plate portion 251 that overlaps the second coil 23 on the other side L2 in the axis L direction, and an inner portion that protrudes from the inner edge of the bottom plate portion 251 and overlaps the inner peripheral portion of the second coil 23 in the radial direction. A plate portion 252 and an outer plate portion 253 that protrudes from the outer edge of the bottom plate portion 251 and overlaps with the outer peripheral portion of the second coil 23 on the radially outer side. A hole 251a is formed in the bottom plate portion 251, and the positioning of the second core 25 is performed by fitting the projection 206 into the hole 251a.

第2コア25は、周方向に分割された分割コアである。本形態において、第2コア25は、等角度間隔に3分割されており、3つのコア片250が周方向に等角度間隔で配置されている。かかるコア片250は、周方向の両端が突起207a、207bによって位置決めされている。この状態で、第2コイル23の端部230は、コア片250の間を通って、第2コア25に対して第2コイル23とは反対側に配置された第2基板22まで引き出されている。また、本形態では、第1コア15を4分割し、第2コア25を3分割したため、第1コア15のコア片150の隙間と、第2コア25のコア片250の隙間が複数個所で重なることがない。それ故、磁気的な特性の変動を抑えることができる。   The second core 25 is a divided core divided in the circumferential direction. In this embodiment, the second core 25 is divided into three at equal angular intervals, and three core pieces 250 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. The core piece 250 is positioned at both ends in the circumferential direction by the protrusions 207a and 207b. In this state, the end 230 of the second coil 23 passes between the core pieces 250 and is drawn to the second substrate 22 disposed on the opposite side of the second coil 25 from the second coil 23. Yes. In this embodiment, since the first core 15 is divided into four and the second core 25 is divided into three, the gap between the core piece 150 of the first core 15 and the gap between the core pieces 250 of the second core 25 are plural. There is no overlap. Therefore, fluctuations in magnetic characteristics can be suppressed.

このように構成した第2コア25において、内板部252の厚さは、外板部253の厚さより厚い。本形態において、第2コア25(コア片250)は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によって磁性粉を固めてなる。   In the second core 25 configured as above, the thickness of the inner plate portion 252 is thicker than the thickness of the outer plate portion 253. In this embodiment, the second core 25 (core piece 250) is formed by solidifying magnetic powder with a thermosetting resin such as an epoxy resin.

このように構成した可動ユニット7において、第2ホルダ20に保持された第2コイル23および第2コア25は、固定ユニット6において、第1ホルダ10に保持された第1コイル13および第1コア15と軸線L方向で近接した状態で対向する。また、可動ユニット7は、第1ホルダ10の第1貫通穴104に配置されたラジアル軸受90を中心に回転する。従って、第1コイル13に通電すれば、第2コイル23および第2コア25と、第1コイル13および第1コア15との間の磁気的な結合によって、第2コイル23に起電力を誘起させることができる。それ故、固定ユニット6から可動ユニット7に電力を伝送することができる。   In the movable unit 7 configured as described above, the second coil 23 and the second core 25 held by the second holder 20 are the same as the first coil 13 and the first core held by the first holder 10 in the fixed unit 6. 15 and facing in the axial L direction. The movable unit 7 rotates around a radial bearing 90 disposed in the first through hole 104 of the first holder 10. Therefore, if the first coil 13 is energized, an electromotive force is induced in the second coil 23 by magnetic coupling between the second coil 23 and the second core 25 and the first coil 13 and the first core 15. Can be made. Therefore, power can be transmitted from the fixed unit 6 to the movable unit 7.

(光通信のための構成)
図8は、本発明を適用した非接触電力伝送装置1に用いた光通信用の光学素子の説明図であり、図8(a)、(b)は、第1基板12と第2基板22とを軸線L方向の他方側L2からみた斜視図、および第1基板12と第2基板22とを軸線L方向の一方側L1からみた斜視図である。図9は、本発明を適用した非接触電力伝送装置1に光通信用の光学素子の位置を示す説明図であり、図9(a)、(b)は、第2ホルダ20を軸線L方向の他方側L2からみた斜視図、および第1ホルダ10を軸線L方向の一方側L1からみた斜視図である。
(Configuration for optical communication)
FIG. 8 is an explanatory diagram of an optical element for optical communication used in the non-contact power transmission apparatus 1 to which the present invention is applied. FIGS. 8A and 8B show the first substrate 12 and the second substrate 22. 2 is a perspective view of the first substrate 12 and the second substrate 22 as viewed from one side L1 in the axis L direction. FIGS. 9A and 9B are explanatory views showing the positions of optical elements for optical communication in the non-contact power transmission apparatus 1 to which the present invention is applied. FIGS. 9A and 9B show the second holder 20 in the direction of the axis L. They are the perspective view seen from the other side L2, and the perspective view which looked at the 1st holder 10 from the one side L1 of the axis line L direction.

図8に示すように、第1基板12の軸線L方向の他方側L2に向く第1面12aには、軸線L(穴121)から等距離の位置に光通信用の第1光学素子141(発光素子141aおよび受光素子141b)が設けられており、第2基板22の軸線L方向の一方側L1
に向く第1面22aには、軸線L(穴221)から等距離の位置に光通信用の第2光学素子241(発光素子241aおよび受光素子241b)が設けられている。また、第1基板12の軸線L方向の一方側L1に向く第2面12bには各種電子部品144が実装され、第2基板22の軸線L方向の他方側L2に向く第2面22bには各種電子部品244が実装されている。
As shown in FIG. 8, on the first surface 12a facing the other side L2 in the direction of the axis L of the first substrate 12, the first optical element 141 (for optical communication) at a position equidistant from the axis L (hole 121). A light emitting element 141a and a light receiving element 141b), and one side L1 of the second substrate 22 in the axis L direction.
The second optical element 241 (light emitting element 241a and light receiving element 241b) for optical communication is provided at a position equidistant from the axis L (hole 221) on the first surface 22a facing toward. Various electronic components 144 are mounted on the second surface 12b facing the one side L1 in the axis L direction of the first substrate 12, and on the second surface 22b facing the other side L2 of the second substrate 22 in the axis L direction. Various electronic components 244 are mounted.

ここで、軸線Lから第1光学素子141(発光素子141aおよび受光素子141b)までの距離は、軸線Lから第2光学素子241(発光素子241aおよび受光素子241b)までの距離と等しい。このため、可動ユニット7が軸線L周りに回転した際、第2光学素子241(発光素子241aおよび受光素子241b)は、第1光学素子141(発光素子141aおよび受光素子141b)に対して軸線L方向で重なる位置を通過する。   Here, the distance from the axis L to the first optical element 141 (light emitting element 141a and light receiving element 141b) is equal to the distance from the axis L to the second optical element 241 (light emitting element 241a and light receiving element 241b). For this reason, when the movable unit 7 rotates around the axis L, the second optical element 241 (the light emitting element 241a and the light receiving element 241b) has an axis L relative to the first optical element 141 (the light emitting element 141a and the light receiving element 141b). Pass through the overlapping position in the direction.

かかる構成の第1基板12は、図9(b)に示す第1ホルダ10の底板部101に対して軸線L方向の一方側L1で重なる。第1ホルダ10の底板部101において軸線L方向の一方側L1には、発光素子141aと重なる位置に凹部101eが形成され、受光素子141bと重なる位置に凹部101fが形成されている。本形態において、凹部101e、101fは、第1ホルダ10の第1円筒部103と重なる位置に形成されている。   The first substrate 12 having such a configuration overlaps with the bottom plate portion 101 of the first holder 10 shown in FIG. 9B on one side L1 in the axis L direction. On one side L1 in the direction of the axis L in the bottom plate portion 101 of the first holder 10, a recess 101e is formed at a position overlapping the light emitting element 141a, and a recess 101f is formed at a position overlapping the light receiving element 141b. In this embodiment, the recesses 101e and 101f are formed at positions overlapping the first cylindrical portion 103 of the first holder 10.

また、図8に示す第2基板22は、図9(a)に示す第2ホルダ20の底板部201に対して軸線L方向の他方側L2で重なる。第2ホルダ20の底板部201において軸線L方向の他方側L2には、発光素子241aと重なる位置に凹部201eが形成され、受光素子241bと重なる位置に凹部201fが形成されている。本形態において、凹部201e、201fは、第2ホルダ20の第2円筒部203と重なる位置に形成されている。   Further, the second substrate 22 shown in FIG. 8 overlaps the bottom plate portion 201 of the second holder 20 shown in FIG. 9A on the other side L2 in the axis L direction. On the other side L2 in the axis L direction of the bottom plate portion 201 of the second holder 20, a recess 201e is formed at a position overlapping the light emitting element 241a, and a recess 201f is formed at a position overlapping the light receiving element 241b. In this embodiment, the recesses 201e and 201f are formed at positions that overlap the second cylindrical portion 203 of the second holder 20.

ここで、第1ホルダ10では、第1円筒部103が底板部101から第2ホルダ20に向けて突出し、第2ホルダ20では、第2円筒部203が底板部201から第1ホルダ10に向けて突出し、第1円筒部103と第2円筒部203とは先端部同士が軸線L方向で対向している。   Here, in the first holder 10, the first cylindrical portion 103 protrudes from the bottom plate portion 101 toward the second holder 20, and in the second holder 20, the second cylindrical portion 203 extends from the bottom plate portion 201 toward the first holder 10. The first cylindrical portion 103 and the second cylindrical portion 203 are opposed to each other in the axis L direction.

また、第1ホルダ10および第2ホルダ20は、第1円筒部103および第2円筒部203を含めて全体が、発光素子141a、241aが出射する光(光通信に用いる光)に対して透光性を有している。従って、固定ユニット6側の発光素子141aから出射された光は、第1ホルダ10の第1円筒部103、および第2ホルダ20の第2円筒部203を導光路として、可動ユニット7側の受光素子241bに到達する。また、可動ユニット7側の発光素子241aから出射された光は、第2ホルダ20の第2円筒部203、および第1ホルダ10の第1円筒部103を導光路として、固定ユニット6側の受光素子141bに到達する。それ故、固定ユニット6(第1ホルダ10の側)と可動ユニット7(第2ホルダ20の側)との間では、第1ホルダ10および第2ホルダ20を導光路として双方向の光通信を行うことができる。すなわち、本形態によれば、第1ホルダ10の第1貫通穴104、および第2ホルダ20の第2貫通穴204を避けた位置において光通信を行うことができる。   The first holder 10 and the second holder 20 including the first cylindrical portion 103 and the second cylindrical portion 203 as a whole are transparent to the light emitted from the light emitting elements 141a and 241a (light used for optical communication). It has light properties. Therefore, the light emitted from the light emitting element 141a on the fixed unit 6 side is received on the movable unit 7 side using the first cylindrical portion 103 of the first holder 10 and the second cylindrical portion 203 of the second holder 20 as light guide paths. The element 241b is reached. The light emitted from the light emitting element 241a on the movable unit 7 side is received on the fixed unit 6 side by using the second cylindrical portion 203 of the second holder 20 and the first cylindrical portion 103 of the first holder 10 as a light guide path. It reaches the element 141b. Therefore, bidirectional optical communication is performed between the fixed unit 6 (first holder 10 side) and the movable unit 7 (second holder 20 side) using the first holder 10 and the second holder 20 as a light guide path. It can be carried out. That is, according to this embodiment, optical communication can be performed at a position avoiding the first through hole 104 of the first holder 10 and the second through hole 204 of the second holder 20.

なお、本形態において、第1ホルダ10の第1円筒部103はカバー191の穴の内側に位置し、第2ホルダ20の第2円筒部203はカバー291の穴の内側に位置しており、光通信用の光はカバー191、291の内側を通るようになっている。但し、第1ホルダ10の第1円筒部103と第2ホルダ20の第2円筒部203との間にカバー191、291が介在している構成であってもよく、この場合、カバー191、291が発光素子141a、241aが出射する光(光通信に用いる光)に対して透光性を有している構成とする。   In this embodiment, the first cylindrical portion 103 of the first holder 10 is located inside the hole of the cover 191, the second cylindrical portion 203 of the second holder 20 is located inside the hole of the cover 291, The light for optical communication passes through the inside of the covers 191 and 291. However, the cover 191 and 291 may be interposed between the first cylindrical portion 103 of the first holder 10 and the second cylindrical portion 203 of the second holder 20. In this case, the covers 191 and 291 may be used. Has a light-transmitting property with respect to light emitted from the light-emitting elements 141a and 241a (light used for optical communication).

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の非接触電力伝送装置1は、第1貫通穴104が形成された第1ホルダ10と、第2貫通穴204が形成された第2ホルダ20とを有し、第1ホルダ10に保持された第1コイル13および第2ホルダ20に保持された第2コイル23は、第1貫通穴104および第2貫通穴204を中心に周回している。このため、第1貫通穴104と第2貫通穴204とを基準に第1ホルダ10と第2ホルダ20とを位置決めすれば、第1コイル13と第2コイル23との間で電力の伝送を適正に行うことができる。また、第1ホルダ10に保持された光通信用の第1光学素子141と、第2ホルダ20に保持された第2光学素子241とは、第1貫通穴104と第2貫通穴204とを避けた位置で光通信を行う。このため、第1貫通穴104と第2貫通穴204とを基準に第1ホルダ10と第2ホルダ20とを位置決めする場合でも光通信を適正に行うことができる。
(Main effects of this form)
As described above, the non-contact power transmission device 1 of the present embodiment includes the first holder 10 in which the first through hole 104 is formed and the second holder 20 in which the second through hole 204 is formed, The first coil 13 held by the first holder 10 and the second coil 23 held by the second holder 20 circulate around the first through hole 104 and the second through hole 204. For this reason, if the 1st holder 10 and the 2nd holder 20 are positioned on the basis of the 1st penetration hole 104 and the 2nd penetration hole 204, transmission of electric power between the 1st coil 13 and the 2nd coil 23 is carried out. It can be done properly. Further, the first optical element 141 for optical communication held by the first holder 10 and the second optical element 241 held by the second holder 20 include the first through hole 104 and the second through hole 204. Optical communication is performed at the avoided position. For this reason, even when positioning the 1st holder 10 and the 2nd holder 20 on the basis of the 1st through-hole 104 and the 2nd through-hole 204, optical communication can be performed appropriately.

すなわち、本形態では、第1貫通穴104および第2貫通穴204のうち、第1貫通穴104に第1貫通穴104および第2貫通穴204に対して同心状のラジアル軸受90が中心部材として配置されている。このため、第1ホルダ10および第2ホルダ20は、ラジアル軸受90(中心部材)を中心に相対回転する。従って、第1コイル13と第2コイル23の同心性を確保することができるので、第1コイル13と第2コイル23との間での電力の伝送効率を高めることができる。かかる構成を採用した場合には、第1貫通穴104および第2貫通穴204を導光路として利用できなくなるが、本形態では、第1貫通穴104と第2貫通穴204とを避けた位置で光通信を行うため、光通信を適正に行うことができる。また、ラジアル軸受90によって、固定ユニット6(第1ホルダ10)と可動ユニット7(第2ホルダ20)との軸線L方向の相対位置を規定することができるので、固定ユニット6(第1ホルダ10)と可動ユニット7(第2ホルダ20)との間に適正な間隙を確保することができる。それ故、第1コイル13と第2コイル23との間での電力の伝送効率を高めることができる。   That is, in the present embodiment, of the first through hole 104 and the second through hole 204, the radial bearing 90 concentric with the first through hole 104 and the second through hole 204 is used as the central member. Has been placed. For this reason, the 1st holder 10 and the 2nd holder 20 rotate relatively centering on the radial bearing 90 (center member). Therefore, since the concentricity of the first coil 13 and the second coil 23 can be ensured, the power transmission efficiency between the first coil 13 and the second coil 23 can be increased. When such a configuration is adopted, the first through hole 104 and the second through hole 204 cannot be used as the light guide path. However, in this embodiment, the first through hole 104 and the second through hole 204 are avoided. Since optical communication is performed, optical communication can be performed appropriately. Further, since the radial bearing 90 can define the relative position of the fixed unit 6 (first holder 10) and the movable unit 7 (second holder 20) in the direction of the axis L, the fixed unit 6 (first holder 10). ) And the movable unit 7 (second holder 20). Therefore, the power transmission efficiency between the first coil 13 and the second coil 23 can be increased.

また、軸線L方向からみたとき、光通信は、第1貫通穴104と第1コイル13との間、および第2貫通穴204と第2コイル23との間で行われる。このため、光の分散範囲が狭いので、光通信を確実に行うことができる。   Further, when viewed from the direction of the axis L, optical communication is performed between the first through hole 104 and the first coil 13 and between the second through hole 204 and the second coil 23. For this reason, since the dispersion range of light is narrow, optical communication can be performed reliably.

また、第1ホルダ10および第2ホルダ20は、光通信に用いられる光に対して透過性を有しているため、光通信の際の導光路として利用することができる。特に本形態では、第1ホルダ10の第1円筒部103と、第1円筒部103と先端部同士が対向する第2ホルダ20の第2円筒部203とを導光路として利用している。このため、第1貫通穴104と第2貫通穴204とを避けた位置で光通信を行う場合でも、導光路の構成を簡素化することができるとともに、確実な光通信を行うことができる。   Moreover, since the 1st holder 10 and the 2nd holder 20 have transparency with respect to the light used for optical communication, it can be utilized as a light guide path in the case of optical communication. In particular, in this embodiment, the first cylindrical portion 103 of the first holder 10 and the second cylindrical portion 203 of the second holder 20 whose front end faces the first cylindrical portion 103 are used as a light guide path. For this reason, even when optical communication is performed at a position avoiding the first through hole 104 and the second through hole 204, the configuration of the light guide path can be simplified and reliable optical communication can be performed.

また、本形態において、光通信は、1つの受光素子241bと複数の発光素子141aとの間、および1つの受光素子141bと複数の発光素子241aとの間で行われる。その際、複数の発光素子141aは同一の光信号を出力し、複数の発光素子241aは同一の光信号を出力する。このため、第1貫通穴104と第2貫通穴204とを避けた位置で光通信を行う場合でも、発光素子141aが発した光が受光素子241bに確実に届き、発光素子241aが発した光が受光素子141bに確実に届く。   In this embodiment, optical communication is performed between one light receiving element 241b and a plurality of light emitting elements 141a, and between one light receiving element 141b and a plurality of light emitting elements 241a. At that time, the plurality of light emitting elements 141a output the same optical signal, and the plurality of light emitting elements 241a output the same optical signal. For this reason, even when optical communication is performed at a position avoiding the first through hole 104 and the second through hole 204, the light emitted from the light emitting element 141a reliably reaches the light receiving element 241b and the light emitted from the light emitting element 241a. Surely reaches the light receiving element 141b.

また、本形態では、第1コイル13に対して第2コイル23側とは反対側に第1コア15が配置され、2コイル23に対して第1コイル13側とは反対側に第2コア25が配置されている。このため、第1コイル13側と第2コイル23側との磁気的な結合を強くすることができる。しかも、第1コア15および第2コア25では、内板部152、252の厚さが外板部153、253の厚さより厚い。このため、周長が短い内板部152、252で磁気飽和が発生することを抑制することができる。   In this embodiment, the first core 15 is disposed on the opposite side of the first coil 13 from the second coil 23 side, and the second core is disposed on the opposite side of the second coil 23 from the first coil 13 side. 25 is arranged. For this reason, the magnetic coupling between the first coil 13 side and the second coil 23 side can be strengthened. Moreover, in the first core 15 and the second core 25, the thickness of the inner plate portions 152 and 252 is thicker than the thickness of the outer plate portions 153 and 253. For this reason, it can suppress that magnetic saturation generate | occur | produces in the inner-plate parts 152 and 252 with short circumference.

また、第1コア15および第2コア25は分割コアであり、コア片150、250の間は、第1コイル13の端部130および第2コイル23の端部230の引き出しに利用されている。このため、第1コイル13の端部130および第2コイル23の端部230を引き回すための余計なスペースを削減することができる。   The first core 15 and the second core 25 are split cores, and the space between the core pieces 150 and 250 is used for drawing out the end portion 130 of the first coil 13 and the end portion 230 of the second coil 23. . For this reason, an extra space for routing the end portion 130 of the first coil 13 and the end portion 230 of the second coil 23 can be reduced.

また、第1コア15および第2コア25は、熱硬化性樹脂によって磁性粉を固めてなるため、焼結とは違って、高圧で圧縮する設備が不要であるなど、比較的、簡素な設備で製造することができる。   In addition, since the first core 15 and the second core 25 are made of a magnetic powder that is hardened by a thermosetting resin, unlike the sintering, there is no need for a facility for compressing at a high pressure. Can be manufactured.

また、第1ホルダ10の第1円筒部103の径方向内側に環状段部109が形成され、第2ホルダ20の第2円筒部203の径方向内側にも環状段部208が形成されている。このため、ラジアル軸受90の外輪91は、環状段部109によって抜け止めされ、ラジアル軸受90の内輪92は、環状段部208によって抜け止めされている。従って、可動ユニット7(第2ホルダ20)を固定ユニット6(第1ホルダ10)においてラジアル軸受90を介して安定に支持することができる。また、ラジアル軸受90によって、固定ユニット6(第1ホルダ10)と可動ユニット7(第2ホルダ20)との間に適正な間隙を確保することができる。   An annular step 109 is formed on the inner side in the radial direction of the first cylindrical portion 103 of the first holder 10, and an annular step 208 is also formed on the inner side in the radial direction of the second cylindrical portion 203 of the second holder 20. . Therefore, the outer ring 91 of the radial bearing 90 is prevented from coming off by the annular step portion 109, and the inner ring 92 of the radial bearing 90 is kept from coming off by the annular step portion 208. Therefore, the movable unit 7 (second holder 20) can be stably supported via the radial bearing 90 in the fixed unit 6 (first holder 10). Further, the radial bearing 90 can ensure an appropriate gap between the fixed unit 6 (first holder 10) and the movable unit 7 (second holder 20).

また、本形態では、ラジアル軸受90が円環状であるため、第1ホルダ10および第2ホルダ20には大きな荷重が加わらない。それ故、第1ホルダ10および第2ホルダ20を耐荷重性に優れた高価な材料で構成する必要がない。   In this embodiment, since the radial bearing 90 is annular, a large load is not applied to the first holder 10 and the second holder 20. Therefore, it is not necessary to configure the first holder 10 and the second holder 20 with an expensive material having excellent load resistance.

[他の実施の形態]
上記実施の形態では、第1貫通穴104を利用してラジアル軸受90を配置したが、第1貫通穴104および第2貫通穴204の双方を利用してラジアル軸受90を配置してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the radial bearing 90 is arranged using the first through hole 104, but the radial bearing 90 may be arranged using both the first through hole 104 and the second through hole 204.

上記実施の形態では、ラジアル軸受90としてボールベアリングを用いたが、すべり軸受を用いてもよい。   In the above embodiment, a ball bearing is used as the radial bearing 90, but a slide bearing may be used.

上記実施の形態では、第1コア15を4分割し、第2コア25を3分割したが、これ以外の数に分割してもよい。いずれの場合も、第1コア15のコア片150の隙間と、第2コア25のコア片250の隙間が複数個所で重なることがないような数に分割すればよい。   In the above embodiment, the first core 15 is divided into four and the second core 25 is divided into three. However, the first core 15 may be divided into other numbers. In any case, the gap between the core pieces 150 of the first core 15 and the gap between the core pieces 250 of the second core 25 may be divided into a number that does not overlap at a plurality of locations.

上記実施の形態では、第1貫通穴104を利用してラジアル軸受90を配置したが、第1ホルダ10と第2ホルダ20とが軸線Lと直交する方向にスライドする構成の非接触電力伝送装置に本発明を適用してもよい。この場合、ラジアル軸受90を設けないとともに、第1ホルダ10と第2ホルダ20とにおいて対向する面を平行な面とする。   In the above embodiment, the radial bearing 90 is arranged using the first through hole 104. However, the non-contact power transmission apparatus configured so that the first holder 10 and the second holder 20 slide in a direction orthogonal to the axis L. The present invention may be applied to. In this case, the radial bearing 90 is not provided, and the opposed surfaces of the first holder 10 and the second holder 20 are parallel surfaces.

1・・非接触電力伝送装置
6・・固定ユニット
7・・可動ユニット
10・・第1ホルダ
12・・第1基板
13・・第1コイル
15・・第1コア
20・・第2ホルダ
22・・第2基板
23・・第2コイル
25・・第2コア
90・・ラジアル軸受
103・・第1円筒部
104・・第1貫通穴
109・・環状段部
130・・第1コイルの端部
141・・第1光学素子
141a、241a・・発光素子
141b、241b・・受光素子
150、250・・コア片
151、251・・底板部
152、252・・内板部
153、253・・外板部
203・・第2円筒部
204・・第2貫通穴
208・・環状段部
209・・筒状胴部
230・・第2コイルの端部
241・・第2光学素子
Non-contact power transmission device 6 Fixed unit 7 Movable unit 10 First holder 12 First substrate 13 First coil 15 First core 20 Second holder 22 The second substrate 23 The second coil 90 The radial bearing 103 The first cylindrical portion 104 The first through hole 109 The annular step 130 The end of the first coil 141 ··· First optical elements 141a and 241a ··· Light emitting elements 141b and 241b · · Light receiving elements 150 and 250 · · Core pieces 151 and 251 · · Bottom plate portions 152 and 252 · · Inner plate portions 153, 253 ·· Outer plates Part 203 .. second cylindrical part 204 .. second through hole 208 .. annular step part 209 .. cylindrical body part 230 .. second coil end 241 .. second optical element

Claims (7)

第1貫通穴が回転中心軸線上に形成された第1ホルダと、
前記第1ホルダに保持され、前記第1貫通穴を中心に周回している第1コイルと、
前記第1ホルダに保持された第1光学素子と、
前記第1ホルダに対して前記回転中心軸線方向で対向し、第2貫通穴が前記回転中心軸線上に形成された第2ホルダと、
前記第1コイルに対向するように前記第2ホルダに保持され、前記第2貫通穴を中心に周回している第2コイルと、
前記第2ホルダに保持され、前記第1貫通穴および前記第2貫通穴を避けた位置で前記第1光学素子と光通信を行う第2光学素子と、
前記第1貫通穴および前記第2貫通穴のうちの少なくとも一方で前記第1貫通穴および前記第2貫通穴に対して同心状に配置され、前記第1ホルダと前記第2ホルダとを相対回転可能に連結するラジアル軸受と、
を有し、
前記回転中心軸線方向からみたとき、前記光通信は、前記第1貫通穴と前記第1コイルとの間、および前記第2貫通穴と前記第2コイルとの間で行われ、
前記第1ホルダおよび前記第2ホルダは、前記光通信に用いられる光に対して透過性を有し、前記光通信の際の導光路を構成していることを特徴とする非接触電力伝送装置。
A first holder in which a first through hole is formed on a rotation center axis ;
A first coil held by the first holder and circling around the first through hole;
A first optical element held by the first holder;
A second holder which is opposed to the first holder in the direction of the rotation center axis and in which a second through hole is formed on the rotation center axis ;
A second coil held by the second holder so as to face the first coil and circling around the second through hole;
A second optical element that is held by the second holder and performs optical communication with the first optical element at a position avoiding the first through hole and the second through hole;
At least one of the first through hole and the second through hole is disposed concentrically with respect to the first through hole and the second through hole, and the first holder and the second holder are rotated relative to each other. A radial bearing to be coupled,
Have
When viewed from the rotational axis direction, the optical communication is performed between the first through hole and the first coil, and between the second through hole and the second coil.
The non-contact power transmission device, wherein the first holder and the second holder are transparent to light used in the optical communication and constitute a light guide path in the optical communication. .
前記光通信は、1つの受光素子と複数の発光素子との間で行われることを特徴とする請求項1に記載の非接触電力伝送装置。   The contactless power transmission apparatus according to claim 1, wherein the optical communication is performed between one light receiving element and a plurality of light emitting elements. 前記第1ホルダは、前記第2ホルダに向けて突出した第1円筒部を備え、
前記第2ホルダは、前記第1ホルダに向けて突出して前記第1円筒部と先端部同士が対向する第2円筒部を備え、
前記第1ホルダおよび前記第2ホルダのうち、前記第1円筒部および前記第2円筒部が前記光通信の際の導光路を構成していることを特徴とする請求項1または2に記載の非接触電力伝送装置。
The first holder includes a first cylindrical portion protruding toward the second holder,
The second holder includes a second cylindrical portion that protrudes toward the first holder and is opposed to the first cylindrical portion and the tip portion,
The said 1st cylindrical part and the said 2nd cylindrical part comprise the light guide path in the case of the said optical communication among the said 1st holder and the said 2nd holder, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Non-contact power transmission device.
前記第1コイルに対して前記第2コイル側とは反対側で前記第1ホルダに保持された第1コアと、
前記第2コイルに対して前記第1コイル側とは反対側で前記第2ホルダに保持された第2コアと、
を有し、
前記第1コアは、前記第1コイルに対して前記第2コイル側とは反対側で重なる底板部と、該底板部の内縁から突出して前記第1コイルの内周部分に径方向内側で重なる内板部と、前記底板部の外縁から突出して前記第1コイルの外周部分に径方向外側で重なる外板部と、を有し、
前記第2コアは、前記第2コイルに対して前記第1コイル側とは反対側で重なる底板部と、該底板部の内縁から突出して前記第2コイルの内周部分に径方向内側で重なる内板部と、前記底板部の外縁から突出して前記第2コイルの外周部分に径方向外側で重なる外板部と、を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
A first core held by the first holder on the side opposite to the second coil with respect to the first coil;
A second core held by the second holder on the side opposite to the first coil with respect to the second coil;
Have
The first core protrudes from the inner edge of the bottom plate portion and overlaps the inner peripheral portion of the first coil on the inner side in the radial direction, and overlaps with the first coil on the side opposite to the second coil side. An inner plate portion, and an outer plate portion that protrudes from the outer edge of the bottom plate portion and overlaps the outer peripheral portion of the first coil on the radially outer side,
The second core protrudes from the inner edge of the bottom plate and overlaps the inner peripheral portion of the second coil on the inner side in the radial direction, and overlaps with the second coil on the side opposite to the first coil with respect to the second coil. It has an inner-plate part and the outer-plate part which protrudes from the outer edge of the said baseplate part, and overlaps with the outer peripheral part of the said 2nd coil on the outer side of radial direction, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Non-contact power transmission device.
前記第1コアおよび前記第2コアでは、前記内板部の厚さが前記外板部の厚さより厚いことを特徴とする請求項4に記載の非接触電力伝送装置。 The contactless power transmission device according to claim 4, wherein the first core and the second core have a thickness of the inner plate portion larger than a thickness of the outer plate portion . 前記第1コアおよび前記第2コアは、周方向に複数のコア片が配置された分割コアであり、
前記第1コアを構成する前記コア片の間を通って前記第1コイルの端部が前記第1コアに対して前記第1コイルとは反対側に引き出されており、
前記第2コアを構成する前記コア片の間を通って前記第2コイルの端部が前記第2コアに対して前記第2コイルとは反対側に引き出されていることを特徴とする請求項4または5に記載の非接触電力伝送装置。
The first core and the second core are divided cores in which a plurality of core pieces are arranged in a circumferential direction,
The end of the first coil is drawn out to the opposite side of the first coil with respect to the first core through the core pieces constituting the first core,
The end of the second coil passes between the core pieces constituting the second core, and is drawn out to the opposite side of the second coil with respect to the second core. The contactless power transmission device according to 4 or 5 .
前記第1コアおよび前記第2コアは、熱硬化性樹脂によって磁性粉を固めてなることを特徴とする請求項4乃至6の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。 The contactless power transmission device according to any one of claims 4 to 6, wherein the first core and the second core are formed by solidifying magnetic powder with a thermosetting resin .
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