非接触供电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及W非接触的方式对可动部上的电气负载供电的非接触供电装置，更详 细而言，设及对应于可动部上的多个电气负载的动作电压互不相同的结构的非接触供电装 置。
【背景技术】
[0002] 作为对安装有多个元件的基板进行生产的基板用作业设备，有焊料印刷机、元件 安装机、回流焊机、基板检査机等，将它们通过基板搬运装置进行连接而构筑基板生产线的 情况较多。该些基板用作业设备大多数具备在基板上方移动而进行预定作业的可动部，作 为对可动部进行驱动的一个手段，能够使用线性电动机装置。线性电动机装置通常具备：沿 移动方向交替排列设置有多个磁体的N极及S极的轨道构件、包括具有铁屯、及线圈的电枢 而构成的可动部。为了对可动部上的电气负载供电，一直W来使用能够变形的供电用线缆。 另外，近年来，为了消除由供电用线缆引起的搬运重量的增加、由金属疲劳引起的断线的风 险等弊端，提出了采用非接触供电装置的方案。
[0003] 作为非接触供电装置的方式，一直W来多采用使用了线圈的电磁感应方式，但是 最近也开始使用通过隔有间隔地相对的电极板构成电容器的静电禪合方式，此外也正在研 究磁场共振方式等。非接触供电装置的用途不限于基板用作业设备，在其他行业的工业用 设备、家电产品等广泛领域不断扩展，也研究了利用于电气铁路、电动汽车。在专利文献1 中公开了该种非接触供电装置的一例。
[0004] 专利文献1记载有，电力供给系统通过静电禪合方式（电场禪合方式）进行非接 触供电。该电力供给系统在固定体上设有两个送电电极、交流电源、第一电容器及第一线 圈，且在可动体上设有两个受电电极而成。而且，交流电源供给包含基波的整数倍频率的谐 波的电力，通过第一电容器及第一线圈对于谐波而产生并联共振。由此能够W超过了构成 交流电源的功率晶体管的动作频率极限的高频率进行电力供给。即，即便是由于受结构上 的限制等而导致由送电电极和受电电极构成的禪合电容器的静电电容减小、并联共振频率 变大的结构，也能够进行非接触供电。
[0005] 返回基板用作业设备，搭载于可动部的电气负载有如下的装置。例如，在元件安装 机的作为可动部的安装头上搭载有：使吸附选取元件的吸嘴产生负压的气累、使吸嘴转动 及升降的驱动电动机、对基板或元件进行拍摄的相机及它们的控制部等。另外，在基板检査 机的作为可动部的检査头上搭载有；对基板上的配线图案、元件的安装状态进行拍摄的相 机及其数据传送部、控制部等。此外，线性电动机装置的电枢也是电气负载的一种。该多个 电气负载的动作电压未必一致，在互不相同的情况下，通过可动部上的受电电路生成各自 的动作电压而进行供电。
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 ;日本特开2010-213554号公报
【发明内容】
[000引发明要解决的课题
[0009] 然而，在可动部上的多个电气负载的动作电压互不相同的情况下，在一般的非接 触供电技术中，在可动部上搭载多输出类型的电压转换变压器。电压转换变压器将所供给 的高频电力输入一次绕组，从应数互不相同的多个二次绕组得到电压值不同的多个高频二 次电力。而且，采用如下结构；分别通过不同的受电电路生成多个高频二次电力而生成各自 的动作电压，并对各电气负载进行供电。
[0010] 但是，一般的非接触供电技术所使用的电压转换变压器大且重，因此可动部大型 化且重型化而不是优选。尤其是在基板用作业设备中，可动部的重型大型化会直接导致驱 动可动部的线性电动机装置的动作速度的下降、驱动电力的增加，因此应绝对避免使用电 压转换变压器。
[0011] 另一方面，在专利文献1中，在能够W比基波的基本频率高的整数倍频率进行电 力供给该一点上是优选的，但是未使用基波的电力。因此，在基本频率时，即使为非共振状 态也会产生很多电力损失，供电效率会下降。基于得到较高供电效率的观点，可W想到必须 使用基本频率的电力。
[0012] 本发明鉴于上述【背景技术】的问题点而作出，所要解决的课题在于提供一种非接触 供电装置，即使可动部上的多个电气负载的动作电压互不相同也能进行非接触供电，不会 导致可动部重型大型化，且能得到较高的供电效率。
[0013] 用于解决课题的方案
[0014] 解决上述课题的第一技术方案的非接触供电装置具有；设于固定部的供电用元 件；将高频电力供给于上述供电用元件的高频电源部；受电用元件，设于能够移动地架装 于上述固定部的可动部上，并与上述供电用元件隔有间隔地相对而W非接触方式接收高频 电力；受电转换部，对上述受电用元件接收到的高频电力进行转换并对上述可动部上的电 气负载组供电；及共振用元件，与上述供电用元件及上述受电用元件串联连接而形成串联 共振电路，其中，上述电气负载组包含动作电压互不相同的多个电气负载，上述高频电源部 输出高频电压，上述高频电压包含：基本频率的基波电压及上述基本频率的整数倍的整数 倍频率的谐波电压，上述供电用元件、上述受电用元件及上述共振用元件与多个动作电压 对应地设有多个而形成各动作电压的串联共振电路，上述各动作电压的串联共振电路的共 振频率中，一个为上述基本频率，其余为上述整数倍频率，且互不相同。
[0015] 第二技术方案W第一技术方案为基础，其中，上述动作电压越大，对应形成的串联 共振电路的共振频率越小。
[0016] 第=技术方案W第一或第二技术方案为基础，其中，上述供电用元件是供电用电 极，上述受电用元件是受电用电极，上述共振用元件是共振用电感器。
[0017] 第四技术方案W第一至第=技术方案中的任一技术方案为基础，其中，上述受电 转换部与多个上述动作电压对应地设有多个，与特定的电气负载的直流动作电压对应地设 置的至少一个受电转换部包含：将上述受电用元件接收到的高频电力转换成直流转换电压 的全波整流电路、将上述直流转换电压调整成上述直流动作电压的DC-DC转换器。
[001引第五技术方案W第一至第四技术方案中的任一技术方案为基础，其中，上述高频 电源部包含直流电源和由四个开关元件构成的电桥电路，上述高频电源部输出上述基本频 率的矩形波电压。
[0019] 发明效果
[0020] 在第一技术方案的非接触供电装置中，高频电源部输出包含基波电压及谐波电压 的高频电压，对应多个动作电压中的每一个动作电压而分别形成串联共振电路，它们的共 振频率中，一个是基本频率，其余是整数倍频率，且互不相同。因此，即使可动部上的多个电 气负载的动作电压互不相同，也能W互不相同的共振频率进行非接触供电。另外，与一般的 非接触供电技术不同，在可动部上未搭载电压转换变压器，因此可动部不会重型大型化。此 夕F，除了基波电压之外，还将谐波电压使用于非接触供电，因此与仅使用基波电压的现有技 术的装置、仅使用谐波电压的专利文献1的装置相比，能得到较高的供电效率。
[002U在第二技术方案中，电气负载的动作电压越大，则对应形成的串联共振电路的共 振频率越小。一般，在输出包含基波电压及谐波电压的高频电压的高频电源部中，基本频率 的基波电压的振幅最大，谐波电压的振幅随着整数倍数的增加而减少。因此，当将基本频率 作为共振频率而对动作电压最大的电气负载进行供电时，在可动部能得到与基波电压对应 的较大的受电电压。另外，当对应于动作电压为第二个W后的电气负载，将适当增加了整数 倍数的整数倍频率作为共振频率而进行供电时，在可动部能得到随着整数倍数的增加而减 小的受电电压。即，电气负载的动作电压的大小关系与通过非接触供电得到的受电电压的 大小关系相匹配。由此，受电转换部的电压调整变得容易，能够确保较高的供电效率，也能 够有助于装置的成本低廉化。假设若上述两个大小关系不相匹配，则受电转换部的电压调 整范围扩大而转换效率下降，供电效率也下降，装置的成本增加。
[0022] 在第S技术方案中，供电用元件为供电用电极，受电用元件为受电用电极，共振用 元件为共振用电感器。目P，通过采用静电禪合方式并对于多个电气负载的各动作电压而分 别形成串联共振电路，由此能够W互不相同的共振频率进行非接触供电。另外，静电禪合方 式所使用的电极与电磁感应方式所使用的重型大型化的线圈相比，能够轻量化，因此能够 有助于可动部的轻量化、装置的成本低廉化。
[0023] 在第四技术方案中，与特定的电气负载的直流动作电压对应地设置的至少一个受 电转换部包含全波整流电路和DC-DC转换器。由此，无论受电转换部接收的高频电力的特 性如何，都能够通过DC-DC转换器对直流电压进行调整，能够可靠地进行预定的直流动作 电压下的供电。
[0024] 在第五技术方案中，高频电源部包含直流电源和由四个开关元件构成的电桥电 路，并输出基本频率的矩形波电压。矩形波电压是包含基本频率的基波电压及整数倍频率 的谐波电压的典型的电压波形，使上述各技术方案的效果变得显著。而且，由于可通过简易 的电路构成高频电源部，因此能够有助于装置的成本低廉化。
【附图说明】
[0025] 图1是表示能够适用本发明的非接触供电装置的元件安装机的整体结构的立体 图。
[0026] 图2是对实施方式的非接触供电装置示意性地进行说明的结构图。
[0027] 图3是对高频电源部输出的矩形波电压进行说明的波形图。
[002引图4是表示第一受电转换部的结构例的电路图。
[0029] 图5是表示第二受电转换部的结构例的电路图。
[0030] 图6是表示实施方式的供电电路，即大电压串联共振电路及小电