JP6899229B2 - 非接触送電装置、非接触受電装置、および非接触給電システム - Google Patents
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Description
1)可撓性を有する信号ケーブルや摺動式接続部を用いる有線伝送手段
2)無線通信や光通信などの非接触伝送手段
3)送電素子および受電素子と別に設ける通信コイルなどの信号専用素子(例えば、特許文献1)
しかしながら、1)の手段では、信号ケーブルの繰り返し変形による疲労や摺動式接続部の摩耗のおそれが解消されない。また、2)および3)の手段では、装置構成やシステム構成の複雑化を招くとともに、コストの増加を招いてしまう。
第1実施形態の非接触給電システム1について、図1〜図4を参考にして説明する。まず、非接触給電システム1の適用箇所の一例である部品実装ライン9の構成について説明する。図1は、第1実施形態の非接触給電システム1を適用する部品実装ライン9の構成を示した斜視図である。部品実装ライン9は、複数の対基板作業機が列設されて構成される。すなわち、半田印刷機91、印刷検査機92、第1部品装着機93、第2部品装着機94、第3部品装着機95、図略の基板外観検査機、および図略のリフロー機が記載された順番に列設されている。
非接触送電装置2は、交流電源回路22、送電素子25、電源線26、送電側信号回路31、送電側結合トランス32、および送電側制御回路33などで構成されている。図3は、送電素子25の端子電圧の波形例を示した図である。また、図4は、図3よりも長い時間スパンを用いて、送電側信号回路31が出力する信号電圧の波形例を模式的に示した図である。図4において、パルス電圧Vspの継続時間が誇張して示されている。図3および図4の横軸は時間軸であり、縦軸は電圧瞬時値を表す。
非接触受電装置4は、受電素子41、受電回路42、受電線45、受電側信号回路51、受電側結合トランス52、および受電側制御回路53などで構成されている。図3は、受電素子41の端子電圧の波形例に相当し、図4は、受電側信号回路51で検波された波形に相当する。ただし、受電素子41や受電側結合トランス52などの周波数特性などに依存して、矩形状やパルス状の波形は変歪し得る。
第1実施形態で説明した非接触送電装置2は、非接触での送電が可能な送電素子25と、電圧瞬時値の正負が切り替わる間に非接触での送電を行わない信号用時間帯Tsを有する交流電圧を送電素子25に出力する交流電源回路22と、信号用時間帯Tsに信号電圧(パルス電圧Vspおよび搬送波電圧Vsc)を送電素子25に出力する送信機能を有する送電側信号回路31と、を備える。
次に、第2実施形態の非接触給電システムについて、第1実施形態と異なる点を主にして説明する。第2実施形態では、第2信号Sig2の伝送方向が第1実施形態の逆になる。換言すると、送電側信号回路31は、第2信号Sig2を受信する受信機能を有し、受電側信号回路51は、第2信号Sig2を送信する送信機能を有する。
なお、双方向の信号伝送を行うことも可能である。例えば、信号Sigの4個のビット群のうち前半は給電と同方向の伝送とし、後半は給電と逆方向の伝送にすることができる。また、信号Sigおよび第2信号Sig2は、説明した以外の形式としてもよい。例えば、1個の搬送波電圧Vscの後に、16ビットのビット情報に対応するパルス電圧Vspが続く形式を採用できる。また、パルス電圧Vspは、必ずしも正負一対である必要はない。例えば、送電素子25および受電素子41に一対の電極を用いた静電結合方式の構成では、正のパルス電圧Vspで「1」を表し、負のパルス電圧Vspで「0」を表すことができる。第1および第2実施形態の構成および動作は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
Claims (9)
- 非接触での送電が可能な送電素子と、
電圧瞬時値の正負が切り替わる間に非接触での送電を行わない信号用時間帯を有する交流電圧を前記送電素子に出力する交流電源回路と、
前記信号用時間帯に信号電圧を前記送電素子に出力する送信機能、および、前記信号用時間帯に前記送電素子から信号電圧を受け取る受信機能の少なくとも一機能を有する送電側信号回路と、を備え、
前記信号電圧は、ビット情報を表すパルス電圧を含み、
前記交流電圧は、継続時間が調整される正負の矩形波電圧からなり、
前記パルス電圧の波高値は、前記矩形波電圧の波高値よりも小さい、
非接触送電装置。 - 前記送電素子は、コアを有する送電コイルであり、
前記パルス電圧は、正負一対で一つの前記ビット情報を表す請求項1に記載の非接触送電装置。 - 前記信号電圧は、複数の前記ビット情報をまとめたビット群を区切る区切り情報を表す搬送波電圧であって、前記パルス電圧と異なる波形の搬送波電圧を含む請求項1または2に記載の非接触送電装置。
- 前記送電側信号回路は、前記送電素子と前記交流電源回路とを接続する電源線に電磁結合する送電側結合トランスを含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の非接触送電装置。
- 電圧瞬時値の正負が切り替わる間に非接触での送電を行わない信号用時間帯を有する交流電圧を非接触で受け取り可能な受電素子と、
前記受電素子が受け取った前記交流電圧を変成して負荷に供給する受電回路と、
前記信号用時間帯に信号電圧を前記受電素子に出力する送信機能、および、前記信号用時間帯に前記受電素子から信号電圧を受け取る受信機能の少なくとも一機能を有する受電側信号回路と、を備え、
前記信号電圧は、ビット情報を表すパルス電圧を含み、
前記交流電圧は、継続時間が調整される正負の矩形波電圧からなり、
前記パルス電圧の波高値は、前記矩形波電圧の波高値よりも小さい、
非接触受電装置。 - 前記受電素子は、コアを有する受電コイルであり、
前記パルス電圧は、正負一対で一つの前記ビット情報を表す請求項5に記載の非接触受電装置。 - 前記信号電圧は、複数の前記ビット情報をまとめたビット群を区切る区切り情報を表す搬送波電圧であって、前記パルス電圧と異なる波形の搬送波電圧を含む請求項5または6に記載の非接触受電装置。
- 前記受電側信号回路は、前記受電素子と前記受電回路とを接続する受電線に電磁結合する受電側結合トランスを含む請求項5〜7のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載され、かつ所定の対基板作業を実施する対基板作業機の機台に配置された非接触送電装置と、
請求項5〜8のいずれか一項に記載され、かつ前記対基板作業に使用する交換ユニットを自動で交換する移動式交換部に配置された非接触受電装置と、
を備える非接触給電システム。
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