[發明專利]旋轉型磁耦合裝置

有效

• 申請號: 201710941593.5
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107919733B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 花房一義;浦野高志
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J50/40;H01F38/14;H01F27/28
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

本發明涉及旋轉型磁耦合裝置。在用于旋轉體的旋轉型磁耦合裝置中，減小電力傳送和信號傳送的相互影響。旋轉型磁耦合裝置(1)具備第一線圈(6)、以與第一線圈(6)磁耦合的方式配置的第二線圈(7)、第三線圈(8)、以與第三線圈(8)磁耦合的方式配置的第四線圈(9)。第一及第二線圈(6、7)的線圈軸沿旋轉體的旋轉軸(Z)方向延伸，第三及第四線圈(8、9)的線圈軸沿與旋轉體的旋轉軸(Z)正交的徑向呈放射狀延伸。

技術領域

本發明涉及旋轉型磁耦合裝置，特別是涉及無線地向旋轉體傳送 電力的裝置。

背景技術

用于向旋轉體的電力傳送的旋轉型電力傳送裝置例如優選用于向 多軸工業用機器人的臂、監控攝像頭、旋轉工作臺上的裝置等供給電 力。目前，旋轉型電力傳送裝置使用接觸式的滑環。滑環是使位于固 定側的刷相對于設置于旋轉的一側的金屬環的滑動面接觸而傳送電力 的部件。

但是，在接觸式中，因為使接觸部分滑動而進行通電，所以接點 部分可能磨損而不能進行電力傳送。因此，非接觸式的無線電力傳送 備受關注。

作為無線電力傳送的方式，有下述方式：在送電線圈中流通電流 而產生磁通，通過該磁通與受電線圈交鏈，使受電線圈產生電壓而傳 送電力。由受電線圈受電的能量被供給到負載，但對負載要求不管其 種類如何，在大部分的情況下，需要穩定的電力、電壓或電流，且以 它們中的任一者成為一定的方式進行控制。為了實現該控制，需要將 受電側的信息作為控制信號向送電側傳送。

作為該控制信號的傳送方法之一，有使用電磁感應的方法。另外， 還已知有使用Wi-Fi(注冊商標)或Bluetooth(注冊商標)等無線通信 的方法、收發紅外光的IR通信等使用光的控制信號的傳遞方法等。

在使用電磁感應的情況下，使由受電側的發送線圈產生的磁通與 送電側的接收線圈交鏈，產生電壓并傳送控制信號，但此時，因為產 生電力傳送所帶來的磁通，所以存在該磁通對信號傳送帶來影響的問 題。

從這樣的背景出發，電磁感應所實現的電力傳送和信號傳送的兼 得成為課題。

例如，在專利文獻1中提出有一種電磁感應方式的信號收發線圈 構造，通過設為電力傳送的線圈產生的磁場的朝向Hp相對于信號傳送 的線圈所受電的磁場的朝向Hs正交的構造，不易受到電力傳送的磁通 的影響。

另外，在專利文獻2中提出有一種電磁感應方式，通過設為電力 傳送的線圈的軸和通信傳送的線圈的軸相互交叉的構造，不易受到電 力傳送的磁通的影響。

再有，在專利文獻3中提出有一種電磁感應方式，通過將電力傳 送用芯的相對面的空隙和信號傳送用芯的相對面的空隙配置于相互在 軸向上錯開的平行的面上，不易受到電力傳送的磁通的影響。

另外，在專利文獻4中記載有一種非接觸型電力供給裝置，具備 設置于旋轉體的受電線圈、與受電線圈相對而設置的供電線圈，通過 伴隨著流經供電線圈的電流的變化的電磁感應作用，非接觸地從供電 線圈向受電線圈供給電力。該裝置中，供電線圈及受電線圈分別形成 長形的環狀，并且在供電線圈及受電線圈中相互相對的導線相對于旋 轉體的旋轉軸位于同側且以包圍旋轉軸的方式配置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011－3947公報

專利文獻2：日本特開2013－169122號公報

專利文獻3：日本特開平11－3828號公報

專利文獻4：日本特開2007－208201號公報

但是，在專利文獻1、2所公開的技術中，在旋轉體中使用的情況 下，當送電側或受電側旋轉而角度變化時，發送信號的線圈的軸和接 收信號的線圈的軸不為平行的狀態，存在不能傳送信號等的課題。