JP6058003B2 - 静電結合方式非接触給電装置 - Google Patents
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Description
請求項5に係る発明では、可動部は、基板に所定の作業を行う基板用作業機器に装備されている。本発明の静電結合方式非接触給電装置は、基板用作業機器に装備されて、高い給電効率を維持することができる。これにより、非接触給電装置は小形軽量でコスト低廉となり、基板用作業機器の装置コストの低減に資することができる。
C1=C2=C3=C4=εS/D………(1)
ただし、電極間の対向面積S、基準電極間距離D、電極間の誘電率ε(空気の誘電率)である。また図5で、等価な第12コンデンサCds12の静電容量C12、および第34コンデンサCds34の静電容量C34はそれぞれ、2つのコンデンサの並列接続であることから、次式(2)で求められる。
C12=C1+C2=C34=C3+C4=2C1=2εS/D………(2)
Cgood=C12/2=εS/D………(3)
fgood=1/{2π(Lc・Cgood)0.5}………(4)
ただし、高周波電源回路5の内部のコイル55、56のインダクタンスLcである。
C1=C3=εS/(D+L)………(5)
C2=C4=εS/(D−L)………(6)
式(5)では、右辺の分母が増加して第1コンデンサCds1の静電容量C1が減少し、式(6)では、右辺の分母が減少して第2コンデンサCds2の静電容量C2が増加する。つまり、第1および第2コンデンサCds1、Cds2の静電容量C1、C2が互いに補い合うように変化し、等価な第12コンデンサCds12の静電容量C12の変化が抑制されている。同様に、第3コンデンサCds3の静電容量C3が減少し、第4コンデンサCds4の静電容量C4が増加して、互いに補い合うように変化し、等価な第34コンデンサCds34の静電容量C34の変動が抑制されている。
C12=C34=C1+C2=2εSD/(D2−L2)………(7)
また、このときの給電回路全体の静電容量Cbad、および給電回路の共振周波数fbadは、次式(8)および(9)で求められる。
Cbad=C12/2=εSD/(D2−L2)………(8)
fbad=1/{2π(Lc・Cbad)0.5}………(9)
式(8)で、L=0のときに静電容量Cbadは最小となり、式(3)の静電容量Cgoodに一致する。
CP=CQ=εS/D………(10)
また、このときの給電回路全体の静電容量Cg2は、次式(11)で求められる。
Cg2=CP/2=εS/2D………(11)
CP=εS/(D+L)………(12)
CQ=εS/(D−L)………(13)
さらに、このときの給電回路全体の静電容量Cb2を、次式(14)で求めると、式(11)の静電容量Cg2に一致する。
Cb2=(CP・CQ)/(CP+CQ)=εS/2D………(13)
つまり、第3実施形態では、リニア可動部3Bが中央位置から左右に偏移しても、2つのコンデンサCdsP、CdsQが補い合うように変化して、給電回路全体の静電容量Cb2が変化しない。
2、2A、2B、2C:軌道部材(固定部)
21、21A、21B、21C:底壁部材
22、22A、22B、22C:側壁部材
23、23A、23B、23C:側壁部材
3、3A、3B、3C:リニア可動部(可動部)
41:左一側給電用電極板 42:右一側給電用電極板
43:左他側給電用電極板 44:右他側給電用電極板
45:一側給電用電極板 46:他側給電用電極板
4P:一側給電用電極板 4Q:他側給電用電極板
5:高周波電源回路 55、56:コイル
61:左一側受電用電極板 62:右一側受電用電極板
63:左他側受電用電極板 64:右他側受電用電極板
65:上一側受電用電極板 66:下一側受電用電極板
67:上他側受電用電極板 68:下他側受電用電極板
6P:一側受電用電極板 6Q:他側受電用電極板
7:受電回路
8:電気負荷
9:従来構成の静電結合方式非接触給電装置
10:部品実装機
110:基板搬送装置 120:部品供給装置
130、140:部品移載装置 150:リニアモータ装置
160:可動本体部 161:X軸レール
170:実装ヘッド 180:表示設定装置 190:機台
d1〜d4、dP、dQ:電極間距離 L:偏移量
Cds1〜Cds4:第1〜第4コンデンサ
Cds12、Cds34:等価な第12および第34コンデンサ
Cds1A〜Cds14:第1〜第4コンデンサ
CdsP:第1コンデンサ CdsQ:第2コンデンサ
Lc:インダクタンス
Claims (5)
- 固定部に設けられた複数の給電用電極板と、
前記複数の給電用電極板の間に高周波電力を給電する高周波電源回路と、
前記固定部に移動可能に装架された可動部に設けられ、前記複数の給電用電極板にそれぞれ離隔対向して非接触で高周波電力を受け取る複数の受電用電極板と、
前記複数の受電用電極板が受け取った高周波電力を変換して前記可動部上の電気負荷に給電する受電回路とを備えた静電結合方式非接触給電装置であって、
前記固定部は、前記可動部の移動方向に平行に延在する2つの側壁部材を有し、
前記可動部は、前記固定部の2つの側壁部材の間で前記側壁部材の内側面に離隔して移動し、
前記固定部の2つの側壁部材の内側面に移動方向に延在するように設けられ前記高周波電源回路の一側端子に電気接続された2枚の一側給電用電極板と、前記可動部の両方の側面に設けられ前記受電回路の一側端子に電気接続された2枚の一側受電用電極板とにより2個の一側コンデンサが構成され、
前記固定部の2つの側壁部材の内側面に移動方向に延在するように設けられ前記高周波電源回路の他側端子に電気接続された2枚の他側給電用電極板と、前記可動部の両方の側面に設けられ前記受電回路の他側端子に電気接続された2枚の他側受電用電極板とにより2個の他側コンデンサが構成され、
前記固定部の2つの側壁部材に対する前記可動部の相対離隔位置が変化したときに、2個の一側コンデンサの静電容量が一方で増加し他方で減少して補い合い、かつ、2個の他側コンデンサの静電容量が一方で増加し他方で減少して補い合う静電結合方式非接触給電装置。 - 固定部に設けられた複数の給電用電極板と、
前記複数の給電用電極板の間に高周波電力を給電する高周波電源回路と、
前記固定部に移動可能に装架された可動部に設けられ、前記複数の給電用電極板にそれぞれ離隔対向して非接触で高周波電力を受け取る複数の受電用電極板と、
前記複数の受電用電極板が受け取った高周波電力を変換して前記可動部上の電気負荷に給電する受電回路とを備えた静電結合方式非接触給電装置であって、
前記固定部は、前記可動部の移動方向に延在する底壁部材を有し、
前記可動部は、前記固定部の底壁部材の上方で前記底壁部材の上面に離隔して移動し、
前記固定部の底壁部材の上面と前記可動部の底面との間に移動方向に延在するように設けられ前記高周波電源回路の一側端子に電気接続された一側給電用電極板と、前記一側給電用電極板を挟んで上下に配設され前記受電回路の一側端子に電気接続された2枚の一側受電用電極板とにより2個の一側コンデンサが構成され、
前記固定部の底壁部材の上面と前記可動部の底面との間に移動方向に延在するように設けられ前記高周波電源回路の他側端子に電気接続された他側給電用電極板と、前記他側給電用電極板を挟んで上下に配設され前記受電回路の他側端子に電気接続された2枚の他側受電用電極板とにより2個の他側コンデンサが構成され、
前記固定部の前記底壁部材に対する前記可動部の相対上下位置が変化したときに、2個の一側コンデンサの静電容量が一方で増加し他方で減少して補い合い、かつ、2個の他側コンデンサの静電容量が一方で増加し他方で減少して補い合う静電結合方式非接触給電装置。 - 固定部に設けられた複数の給電用電極板と、
前記複数の給電用電極板の間に高周波電力を給電する高周波電源回路と、
前記固定部に移動可能に装架された可動部に設けられ、前記複数の給電用電極板にそれぞれ離隔対向して非接触で高周波電力を受け取る複数の受電用電極板と、
前記複数の受電用電極板が受け取った高周波電力を変換して前記可動部上の電気負荷に給電する受電回路とを備えた静電結合方式非接触給電装置であって、
前記固定部は、前記可動部の移動方向に平行に延在する2つの側壁部材を有し、
前記可動部は、前記固定部の2つの側壁部材の間で前記側壁部材の内側面に離隔して移動し、
前記固定部の2つの側壁部材の内側面に移動方向に延在するように設けられた2枚の給電用電極板と、前記可動部の両方の側面に設けられた2枚の受電用電極板とにより2個のコンデンサが構成され、
前記固定部の2つの側壁部材に対する前記可動部の相対離隔位置が変化したときに、2個のコンデンサの静電容量が一方で増加し、他方で減少して補い合う静電結合方式非接触給電装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項において、
前記高周波電源回路は、前記高周波電力の出力周波数を可変に調整して共振回路を用いた非接触給電を行い、
複数のコンデンサの静電容量が互いに補い合うことで前記共振回路の共振周波数の変動が小さく抑制される静電結合方式非接触給電装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項において、前記可動部は、基板に所定の作業を行う基板用作業機器に装備されている静電結合方式非接触給電装置。
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