JPH01212416A - 分割コイル型同軸カプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明の分割コイル型同軸カプラは諸種の機械　′装置
における回転軸などの運動機構側に内側コイルを、固定
側に外側コイルを配置して電磁波や電磁誘導作用により
両者の閏で必要とする電力や各種の情報信号（例えば形
状２位置、温度９色彩など）などを伝送させる場合に用
いて有効なものである。

〔従来の技術〕

従来この種の信号や電力の伝送に用いられている同軸カ
プラには、主に円、形ソレノイドコイルが用いられてい
るが、コイルの形状が円筒形であるために既製の機械に
おける回転軸などに取り付ける場合に、その機械を分解
し回転軸を取り出したうえでコイルに貫通させて装着す
るとか、あるいは手作業などにより回転軸の周辺に巻き
枠を組立てたうえでコイルを巻きつけるなど、かなり面
倒な作業が必要であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、同軸カプラにおける内側コイルと外側
コイルとを２回転軸を貫通させることなく容易に構成す
る手段を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の分割コイル型同軸カプラは９回転軸を貫通させ
ることなく回転軸の周囲から装着する分割コイルを備え
たブロックを用い、そのブロックの複数を円筒状に組み
合わせて成る内側コイルに対し、同様の前記ブロックか
ら成る外側コイルを同軸円筒状に組み合わせた。少なく
とも１対で構成された同軸カプラにより、前記コイルの
一方から他方に対して非接触で電力を伝送すると共に情
報信号の授受をも行わせるものである。

そしてこの場合、前記内側コイルと外側コイルとにおい
て、それぞれ円筒状に組み合わせる前記ブロックの個数
が互いに異なるように構成したり。

個々の前記ブロックにおける分割コイルが、直並列の複
数の分岐コイルから構成されること、あるいは前記分割
コイルや分岐コイルを平面状コイルで形成できること、
そしてまた前記分割コイルの近くに非導電性の強磁性体
を配して成るブロックの複数を組み合わせることにより
前記強磁性体が円筒状に構成されることを特徴とするも
のである。

（発明の構成および実施例〕 本発明の分割コイル型同軸カプラは２分割コイルを備え
たブロックと称する構成要素の複数を組み合わせて円筒
状あるいは環状のように構成するものである。

すなわち、ブロックの複数を環状に組み合わせて成る少
なくとも２個のコイルを同軸状に配置し。

その内側コイルと外側コイルとの間で電力または情報信
号の授受を非接触で行わせるものである。

第１１！Ｉは本発明の分割コイル型同軸カプラの基本的
構成を理解し易いように、その全体像を例示したもので
、それぞれ２分割された内側コイルと外側コイルとで構
成されており２分割コイルとしてプリント平面コイルを
適用した場合の外観図である。

同図にみるように９分割コイルｌまたは２を備えた２個
の内側ブロック３と４とを９回転軸５の周囲に円筒状に
組み合わせて内側コイル６を構成している。この場合、
内側ブロック３と４とは分割スリーブ７−と８とによフ
て回転軸５に直接装着されている。また、その外周に分
割コイル９または１０を備えた２個の外側ブロックＩＩ
と１２とを円筒状に組み合わせて外側コイル１３を構成
しており、外周カバー１４と１５とによって保持され固
定される。

なお、斜線で示した１６および１７は、金属製の分割ス
リーブ７．８や外周カバー１４．１５に起因する損失を
低減するために、必要に応じて適用する例えばフェライ
トの如き強磁性体であって。

各ブロックと一体に組み合わされて円筒状に接合され、
あるいは分割コイルの電磁界領域に適宜配置されるもの
である。

第１図に示した分割コイル型同軸カプラ、の主要な構成
部を分解して示すと第２図のようになる。

すなわち内側コイルは、２分割された内側ブロック３と
４および分割スリーブ７と８から構成され、外側コイル
も同様に外側ブロック１１と１２および外周カバー１４
と１６とで構成されている。

なお、第２図に例示した分割コイル１，２．９およびｌ
Ｏは、それぞれが各ブロック内において更に複数の直列
または並列に接続されたコイルで構成されている。

例えば第３図は外側コイル１３の構成に用いる１個の外
側ブロック１１の外観を例示したものである。すなわち
、その内面に２組の分割コイル９が配置されており、そ
の１組は電力伝送用として更に３フの分岐コイル９ａ、
９ｂ、９ｃから成り。

他の１組は情報信号伝送用として３つの分岐コイル９　
ａ　’、　９　ｂ　’、　９　ｃ　’から構成されてい
る。

同様に第４図は、外側ブロック１１より曲率半径の小さ
い内側ブロック３を例示したもので、電力伝送用の分岐
コイルＩａ、ｌｂ、ｌｃと情報信号伝送用の分岐コイル
ｌａ’、ｌｂ’、ｌｃ’とによって構成されたものであ
る。

次に、このような平面コイルを適用した場合の作用効果
について述べる。

例えば第５図は、１個のブロックに備えられた分割コイ
ルの展開図である。そしてこのようなパターンの平面コ
イル１８を半円筒状に曲げて成る分割コイルを備えたブ
ロックを、２個組み合わせることにより円筒状コイルが
形成される。これを回転軸に装着して内側コイルとし、
その外周に同様のパターンの分割コイルを備えるブロッ
クにより固定の外側コイルを構成した。いわゆる１対の
同軸カプラについて考える。

すなわち、いま内側コイルを回転させておき。

一方のコイル（例えば外側コイル）に電流を流して磁界
を発生させ、他方のコイルに鎖交させた場合、このま−
では一般に円周上における発生磁束の分布は非常に不均
一なものになる。

そこで２例えば図のようにコンデンサ１９を接続して同
調回路としたものについて、一方のコイル（例えば外側
コイル）に交番電流を印加し、他方のコイルにおいて電
磁誘導に基づく出力電圧を測定すると、第６図の如き出
力特性が得られるが。

このように回転角θに対応して出力電圧Ｖが大きく変動
するようでは同軸カプラとして実用にはなりにくい。

そこで第７図に示すようにブロック毎に３分割状に巻い
た分岐コイルｌａ、ｌｂ、ｌｃにコンデンサ２０を接続
して同調回路を形成し、その複数を円筒状に組み合わせ
て上述と同様の同軸カプラを構成する。そして、一方に
交番電流を印加し他方の出力電圧を測定した場合は、第
８図に実線で示した如き出力特性となりリップルを減少
させることができる。

さらにこのような分岐コイルを有するブロックの多数を
組み合わせるとか、それぞれ円筒状に組み合わせる内側
コイルと外側コイルとの前記ブロックの個数が互いに異
なるように構成したものにおいては、第８図に点線で示
す如くリップルの少ない良好な出力特性となる。

また同様の作用効果は第９図に示す如く９分岐コイルｌ
ａ、ｌｂ、ｌｃのそれぞれにコンデンサ２１　ａ、　　
２　ｌ　ｂ＋　　２１　ｃを接続し各々を同調回路とし
て使用してもよい。

そして、第７図の如き直列コイルの両端にコンデンサを
接続した同調回路には、第１Ｏ図のように発振回路２２
と電力増幅回路２３から構成される駆動回路を適用して
動作させることができる。

第９図の如く並列コイルの各々にコンデンサを接続して
成る同調回路に対しては、第１１図のように電力増幅回
路２３　ａ、　　２３　ｂ、　　２３　ｃによって、各
コイルをそれぞれ駆動すればよい。

なお２分割コイルあるいは分岐コイルとして。

フレキシブルプリント基板を用いた平面コイルを用いれ
ば２曲率の異なる前記ブロックの構成が比較的容易であ
るばかりでなく９個々のブロックの内部に複数の直並列
コイルを構成する場合にも好都合である。

以上に述べた実施例とその作用効果については。

分割コイルとして図解し易いように主として平面コイル
を例示したが、エナメル銅線などを捲回して成る各種態
様のコイルを備えた種々のブロックを構成しても同様の
作用効果が得られることはいうまでもない。

また使用周波数が低い場合などにおいて完全な平面コイ
ルでは必要とするインダクタンスが得られないときがあ
る。そのような場合には２次元的な平面コイル巻線数を
多くしたり、３次元的に積層して厚みを持たせたコイル
や、フェライトなどのコアを併用したコイルを使用すれ
ばよい。

〔発明の効果゛〕

従来、同軸カプラにより電力や情報信号を伝送する場合
、主に同軸円部状のソレノイドコイルが用いられてきた
。しかしながら、このような円筒状コイルを既製の機械
の回転軸などに貫通させて取り付けるには２機械を分解
して回転軸を取り出す作業が伴うか、または分割した巻
き枠を回転軸に取り付け、その−ちにコイルを手作業云
巻くなどかなり面倒であった。

しかるに２本発明の分割コイル型同軸カプラを適用すれ
ば、既製の機械の回転軸であっても複数個のブロックを
組み合わせるだけで内側コイルや外側コイルを容易に構
成することができるという効用がある。

故に、生産機械等の諸種の機械の運動機構に本発明の装
置を組み込む場合や、その後のメンテナンスを行う場合
などに９機械を分解する必要が全くなくなった。

このように、新規な本発明の分割コイル型同軸カプラな
既設の機器に設置する場合はもとより。

当該同軸カプラに間する機械の故障時などにおいても、
その停止時間を大幅に減少させることができる。そのう
え、この種の機構の扱いに不慣れな人でも容易に適用の
目的を達することができるようになるなど大きな効用が
期待できる。

なお９本発明のような分割コイル型同軸カプラを適用す
る回路系においては、その伝送手段としてＦＭ変調を適
用する場合が多々あり、従ってその伝送周波数は内側コ
イルの回転速度を殆ど無視できる程度であるから９分割
コイルにしたことによる損失は極めて小さいという特徴
がある。

また、取り扱う周波数が高いような場合には。

第１図で説明したように強磁性体の内側コア１６や外側
コア１７を介在させることにより９回転軸５あるいは外
周カバー１４などの導体に起因する損失を低減する効果
をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分割コイル型同軸カプラの組み立て状
態の外観を表わす斜視図であり、第２図はその主要部分
の分解図。第３図は外側コイルの構成に用いる外側ブロ
ックの外観図、そして第４図は内側ブロックの外観図で
ある。第５図は分割コイルのパターン例を示す展開図で
あり、第７図と第９図は更に複数の分岐コイルから成る
分割コイルのパターン例を示す展開図である。また第６
図と第８１！Ｉは同軸カプラの伝送特性を説明するため
の出力電圧を例示したものであり、第１θ図と第１１図
は本発明の分割コイル型同軸カプラの駆動回路図を例示
したものである。 符号１，２，９および１０は分割コイル。 ｌａ、ｌｂおよびｌｃは分岐コイル ３と４は内側ブロック、５は回転軸。 ６は内側コイル、　　　　７と８は分割スリーブ。 １１と１２は外側ブロック、１３は外側コイル。 １４と１５は外周カバー、　　１６は内側コア。 １７は外側コア、　　　　　　　１８は平面コイル。 １９．２０および２１はコンデンサ。 ２２は発振回路、　　　　　　２３は電力増幅回路。 −〇　　　　　　　　　□θ 岑６区　　　　　斗８図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．回転軸を貫通させることなく回転軸の周囲から装着
   する分割コイルを備えたブロックを用い，そのブロック
   の複数を円筒状に組み合わせて成る内側コイルに対し，
   同様の前記ブロックから成る外側コイルを同軸円筒状に
   組み合わせた，少なくとも１対で構成された同軸カプラ
   により，前記コイルの一方から他方に対して非接触で電
   力を伝送すると共に情報信号の授受をも行わせる分割コ
   イル型同軸カプラ
2. ２．前記内側コイルと外側コイルとにおいて，それぞれ
   円筒状に組み合わせる前記ブロックの個数が互いに異な
   るように構成した特許請求の範囲第１項記載の分割コイ
   ル型同軸カプラ
3. ３．前記分割コイルが，個々の前記ブロックにおいて直
   並列の複数の分岐コイルから構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の分割コイル型同軸カ
   プラ
4. ４．前記分割コイルや分岐コイルが平面状コイルで形成
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分
   割コイル型同軸カプラ
5. ５．前記分割コイルの近くに非導電性の強磁性体を配し
   て成るブロックの複数を組み合わせることにより，前記
   強磁性体が円筒状に構成されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の分割コイル型同軸カプラ