非接触充電機能を持つ故障診断装置の開発・研究

点击翻译按钮获取中文摘要

小型精密旋盤の切削工具の摩耗を原因とする不良品の生産が問題になっている.平成14年度,切削工具の摩耗を自動で検出し警告する小型の摩耗診断装置の設計・試作・評価を行った.本年度は,この装置に非接触(開磁路)で電力供給する方法について検討した.磨耗診断装置に搭載する二次電池(25mAh,3V)に1時間で充電することを目標としている.一次コイル材質と巻き数,二次コイル材質と巻き数,伝送周波数を変化させた場合の伝送効率と入出力電圧の関係を解析し,入力電圧が小さく(3V未満),かつ,高効率得られる条件を見積もり,その条件で実測を行った.トランスには,φ30mm×厚さ5mmの空心型コイル(一次用)とφ30mm×厚さ2mmの空心型コイル(二次用)を用いる方式(Type A),直径30mm×厚さ5mmの空心コイル(一次用)とφ5mm×厚さ2.7mmのフェライトコアに巻いたコイル(二次用)を用いる方式(Type B),直径30mm×厚さ5mmの空心コイル(一次用)と直径12mm×厚さ1mmの空心コイル(二次用)を用いる方式(Type C)を提案した.コイル間の間隔を5mm離した状態における伝送効率の測定実験において,いずれのTypeも1MHz(実測で可能な最大周波数)で最大効率が得られ,TypeAで81%以上,TypeBで17%,Type Cでは35%以上を得ることができた(入力電圧:0.6〜1V).バイトに二次コイルを接触させた場合においては,伝送効率は,TypeAで44%以上,TypeBとTypeCで5%程度であった.TypeAは,バイト取り付け時も二次電池を急速充電するための十分な能力を有することを確認し,小型磨耗診断装置等の小型装置への非接触電力伝送が可能であることを確認した.