JPH10293826A - Power and information non-contact transmitting device provided with link head - Google Patents

Power and information non-contact transmitting device provided with link head

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JPH10293826A
JPH10293826A JP10069058A JP6905898A JPH10293826A JP H10293826 A JPH10293826 A JP H10293826A JP 10069058 A JP10069058 A JP 10069058A JP 6905898 A JP6905898 A JP 6905898A JP H10293826 A JPH10293826 A JP H10293826A
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JP
Japan
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head
power
transmission
heads
module
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Application number
JP10069058A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyoshi Nakano
野 勝 吉 中
Akira Matsushita
下 昭 松
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Asahi Denshi Co Ltd
Original Assignee
Asahi Denshi Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP023955U priority patent/JPH0714734U/en
Application filed by Asahi Denshi Co Ltd filed Critical Asahi Denshi Co Ltd
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Priority to JP10076862A priority patent/JPH10322251A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continue the transmitting action of a non-contact transmitting device even when a mobile part of a machine device varies its relative position relation to a fixed part by applying the combinations of plural power receiving heads which are linked with each other. SOLUTION: A power transmitting head 1 placed at a fixed part of a machine device consists of a coil 6-1 and a capacitor 5-1, i.e., the primary elements. Meanwhile, a power receiving head 2 placed at a mobile part of the machine device primarily consists of a coil 6-2 and a capacitor 5-2. A head 10 of such a constitution and its equivalent heads 11, 12, etc., are linearly aligned at each prescribed space. When each of heads 10 to 12, etc., of the head 2 of the mobile part has the linear reciprocating movements with large strokes, one of these heads is always set opposite to the head 1 of the fixed part. As a result, a prescribed transmitting action is continued.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号また
はアナログ信号を電磁波を用いて非接触で伝送する装置
に係り、とくに、固定体と移動体とを有する装置、たと
えば交通関係機器や車両、工作機械、ロボット装置、通
信搬送装置、その他諸種の自動機械などにおいて、移動
体に移動側モジュールを、装置本体に固定側モジュール
を装着し、移動側から伝送したいデジタル信号やデジタ
ル化されたデータ信号あるいはアナログ信号(例えば形
状、位置、歪、圧力、音、温度、色彩など)の情報信号
を固定側に非接触で伝送させるものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for transmitting a digital signal or an analog signal in a non-contact manner using electromagnetic waves, and more particularly to a device having a fixed body and a mobile body, for example, a traffic equipment, a vehicle, and a machine. In machines, robotic devices, communication and transport devices, and various other automatic machines, the mobile side module is mounted on the moving body, the fixed side module is mounted on the device body, and digital signals or digitized data signals that you want to transmit from the mobile side or The present invention relates to a device for transmitting an information signal of an analog signal (for example, shape, position, distortion, pressure, sound, temperature, color, etc.) to a fixed side in a non-contact manner.

【0002】本発明は、固定体と移動体とを有する電子
機器の、固定体側と移動体側とが互いに電磁波を媒体と
してデジタル信号やアナログ信号の情報を非接触で送受
信するとともに、移動体側に非接触で電力を供給する信
号伝送装置に関する。
[0002] The present invention relates to an electronic apparatus having a fixed body and a moving body, in which the fixed body and the moving body mutually transmit and receive digital signal and analog signal information using electromagnetic waves as a medium without contacting each other. The present invention relates to a signal transmission device that supplies power by contact.

【0003】[0003]

【従来の技術および発明が解決すべき課題】この種の電
磁波により非接触で伝送を行う信号伝送装置において、
従来は電力や情報信号の伝送を直接司る送信ヘッドと受
信ヘッドとの対向部分の断面形状として、円形や正方形
のものが一般に使用されている。このため、移動側モジ
ュールの消費電力を一定とした場合、主に電力伝送に係
る磁気コア入りコイルや空心コイルの性能によってヘッ
ドからの伝送可能な距離が決定される。
2. Description of the Related Art In a signal transmission apparatus for transmitting a contactless radio wave of this kind,
Conventionally, a circular or square cross section has been generally used as a cross-sectional shape of an opposing portion of a transmission head and a reception head which directly control transmission of power and information signals. For this reason, when the power consumption of the moving-side module is constant, the distance that can be transmitted from the head is determined mainly by the performance of the coil with a magnetic core and the air-core coil related to power transmission.

【0004】したがって、このような非接触伝送では、
双方のヘッドが指定された特定の位置関係で対向した場
合にのみ最大効率が得られ、その位置よりも少しでもず
れた場合には電力の伝送効率を極端に低下することにな
る。
[0004] Therefore, in such non-contact transmission,
The maximum efficiency is obtained only when both heads face each other in the specified specific positional relationship, and if they deviate even slightly from that position, the power transmission efficiency is extremely reduced.

【0005】とくに移動部と固定部とが、直線状や曲線
状に大きく近接、離間するような機構のものにおいて
は、双方のヘッドが対向しない状態があるので、連続し
た電力やデータの伝送ができない。よって、あらかじめ
指定された特定の対向位置でのみ伝送を行い、他の位置
ではブラインド状態とならざるを得ないのが現状であ
る。
[0005] In particular, in a mechanism in which the moving part and the fixed part are largely close to or separated from each other in a straight line or a curved line, there is a state where both heads do not face each other. Can not. Therefore, at present, transmission is performed only at a specific opposing position specified in advance, and the other position must be blind.

【0006】しかし、情報信号のみの授受に関しては、
伝送電力は微小でよいので移動部と固定部とのアンテナ
により常時連続して送受信を行わせようとする、特開昭
60-21640号公報の情報伝送装置がみられる。
However, regarding the exchange of information signals only,
Since the transmission power can be very small, the antenna of the moving part and the fixed part always tries to transmit and receive continuously continuously.
There is an information transmission device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-21640.

【0007】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、電力と情報信号とを電磁波により非接触で伝送する
移動側モジュールと固定側モジュールとの間で、両者の
相対的な位置関係がある程度大幅に変動するような場合
でも動作電力を保有し、情報信号の伝送作用を継続的に
行わせる伝送装置を提供することを目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above points, and a relative positional relationship between a mobile-side module and a fixed-side module for transmitting electric power and an information signal in a non-contact manner by electromagnetic waves. It is an object of the present invention to provide a transmission device which retains the operating power even when the signal fluctuates to some extent and allows the information signal to be continuously transmitted.

【0008】電子機器の固定側と移動側との情報信号の
授受を電磁波により非接触で行う場合、移動側の電子回
路を動作する電力の供給に導線や摺動接点等で接続する
方式が適用されている。
When information signals are transmitted and received between a fixed side and a movable side of an electronic device in a non-contact manner by electromagnetic waves, a system in which a power supply for operating an electronic circuit on the movable side is connected by a lead wire or a sliding contact is applied. Have been.

【0009】また、移動側に対し電磁結合方式で電力を
供給する方法もあるが、一対の電磁コイルによる対向ヘ
ッド間における非接触伝送では、伝送可能な移動距離が
限定されている。
There is also a method of supplying electric power to the moving side by an electromagnetic coupling method. However, in non-contact transmission between the opposing heads by a pair of electromagnetic coils, a transferable transmission distance is limited.

【0010】双方のヘッドが指定された特定の位置関係
で対向した場合にのみ電力の最大伝送効率が得られ、そ
の位置より少しでもずれた場合には、伝送効率が極端に
低下することになる。
The maximum power transmission efficiency can be obtained only when both heads face each other in a specified specific positional relationship, and if they deviate even slightly from that position, the transmission efficiency will be extremely reduced. .

【0011】とくに、移動側と固定側との離間が大きく
なるような機構のものにおいては、双方の電力伝送用ヘ
ッド間が対向しない状態を生じたり、正常な電磁結合が
行われないときがあり、移動側に対する給電に支障を生
じ情報信号の連続した伝送作用ができない場合がある。
In particular, in the case of a mechanism in which the distance between the moving side and the fixed side is large, a state where the two power transmission heads do not face each other may occur, or normal electromagnetic coupling may not be performed. In some cases, the power supply to the mobile side is hindered, and continuous transmission of the information signal cannot be performed.

【0012】移動側と固定側とが距離を隔てて行われる
情報信号のみの授受に関しては、アンテナにより連続的
に送受信を行わせようとする特開昭60−21640号
公報記載の情報伝送装置がある。
With respect to the transmission and reception of only information signals performed between the mobile side and the fixed side at a distance, an information transmission apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-21640, which attempts to continuously transmit and receive information signals using an antenna, has been proposed. is there.

【0013】本発明の目的は、移動側モジュールと固定
側モジュールの何れか一方から他方に電磁波により電力
や情報信号を非接触で伝送するように信号伝送装置を構
成し、それを装着する機械装置の移動体が、固定体に対
しその相対的な位置関係をある程度大幅に変動するよう
な場合においても、伝送作用を継続できる非接触伝送装
置を提供することにある。
[0013] It is an object of the present invention to provide a signal transmission device configured to transmit electric power and information signals from one of a mobile module and a fixed module to the other by electromagnetic waves in a non-contact manner, and to install a mechanical device. It is an object of the present invention to provide a non-contact transmission device capable of continuing the transmission operation even when the moving body changes its relative positional relationship with the fixed body to some extent.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の連係ヘッドを備
えた電力および情報の非接触伝送装置は、移動側モジュ
ールの動作に必要な電力を近距離を隔てて対向する固定
側モジュールから伝送させる機能と、前記双方のモジュ
ール間における情報信号を授受する機能とを、前記モジ
ュールのそれぞれに備えた送信ヘッドと受信ヘッドとが
互いに対向した時点で、電磁波を媒体として動作させる
信号伝送装置であり、電力用の受信ヘッドを互いに連係
した複数のヘッドの組合わせにより構成すると共に、当
該ヘッドの近傍にそれぞれ情報信号用の送信ヘッドを装
着して構成したことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A non-contact power and information transmission apparatus provided with an interlocking head according to the present invention transmits power required for operation of a mobile module from a fixed module opposed thereto at a short distance. A function and a function of transmitting and receiving an information signal between the two modules, a signal transmission device that operates using an electromagnetic wave as a medium when a transmission head and a reception head provided in each of the modules face each other, The power receiving head is constituted by a combination of a plurality of heads linked to each other, and the information signal transmitting heads are respectively mounted near the heads.

【0015】そして、複数の連係ヘッドを所定の間隔で
線状や面状に配列させて電力用の受信ヘッドが構成され
たことも特徴である。また、電力および情報信号の授受
を司る連係ヘッドを含む対向ヘッドのそれぞれが、コイ
ルとコンデンサを主要素として構成されたものである。
そのうえ、さらに電力用の受信ヘッドはコイルとコンデ
ンサを主要素として構成し、情報信号の授受を司る送信
ヘッドと受信ヘッドはローディングコイルを有する短縮
型アンテナを主要素として構成できることも特徴であ
る。
Also, a characteristic feature is that a plurality of linking heads are linearly or planarly arranged at predetermined intervals to constitute a power receiving head. Also, each of the opposing heads including the coordinating head that controls transmission and reception of power and information signals is configured with a coil and a capacitor as main elements.
In addition, the power receiving head further comprises a coil and a capacitor as main elements, and the transmitting head and the receiving head for transmitting and receiving information signals can be formed as a shortened antenna having a loading coil as a main element.

【0016】さらに、電力用の受信ヘッドを互いに連係
した複数のヘッドの出力側に、それぞれ直列に整流器を
挿入することにより、電力を受信しているヘッド以外の
ヘッドへ電流が廻り込むことを防止すると共に、各出力
を合成するように構成した非接触伝送装置である。
Further, by inserting rectifiers in series at the output sides of a plurality of heads in which power receiving heads are linked to each other, it is possible to prevent current from flowing to heads other than the head receiving power. And a non-contact transmission device configured to combine respective outputs.

【0017】殊に、モジュール間の間隔を近距離に制限
することにより、電力伝送に係る必要電力と、受信系の
入力電力との比を低減することによって、電力伝送用の
送信系と信号伝送用の受信系とを同時に動作させると共
に、取扱いの簡易化および小形化を図って同一モジュー
ルまたは同一ヘッドに実装するようにしたものである。
In particular, by limiting the interval between the modules to a short distance, the ratio between the required power for power transmission and the input power of the receiving system is reduced, so that the transmission system for power transmission and the signal transmission are reduced. And at the same time, they are mounted on the same module or the same head in order to simplify and miniaturize the handling.

【0018】本発明の非接触伝送装置は、移動側モジュ
ールの動作に必要な電力を固定側モジュールから電磁波
によって非接触で供給する仕組みになっている。そし
て、固定側モジュールは商用電源その他の電源によって
動作させる。また、本発明の非接触伝送装置の信号伝送
系は、両モジュール間における単方向あるいは双方向伝
送の何れの方式にも適用できるものである。
The non-contact transmission device of the present invention has a mechanism in which electric power required for operation of the mobile module is supplied from the fixed module by electromagnetic waves in a non-contact manner. Then, the fixed-side module is operated by a commercial power supply or another power supply. Further, the signal transmission system of the non-contact transmission device of the present invention can be applied to either one-way or two-way transmission between both modules.

【0019】しかし、ここで移動側モジュールの電源を
非接触で伝送するための電力送信系から信号関係の受信
系への誘導妨害は大きな問題である。すなわち、移動側
モジュールの動作電源を賄う程度の電力を固定側モジュ
ールから非接触で伝送するためには、数ワット以上の出
力が必要である。
However, the induction disturbance from the power transmission system to the signal-related reception system for wirelessly transmitting the power of the mobile module is a serious problem. That is, an output of several watts or more is required in order to transmit electric power enough to supply the operating power of the mobile module from the fixed module in a non-contact manner.

【0020】他方、受信系の必要な受信電力はマイクロ
ワットのオーダであるから、相互間の電力比は10,000倍
〜100,000倍以上にもなり、本発明のように両者を同一
モジュール内または近傍に組込んだ場合は、受信系に対
する電力伝送系からの誘導が障害になる。
On the other hand, since the required receiving power of the receiving system is on the order of microwatts, the power ratio between them becomes as much as 10,000 to 100,000 or more, and as in the present invention, both are located in or near the same module. If incorporated, guidance from the power transmission system to the reception system becomes an obstacle.

【0021】しかし、当該電力比はモジュール相互間の
距離に比例するから、相互間の距離が小さい場合は送信
電力は小さくて済み、また受信感度も低くてよいので当
該電力比が小さくなり受信系への誘導が小さくなる。
However, since the power ratio is proportional to the distance between the modules, if the distance between the modules is small, the transmission power may be small, and the receiving sensitivity may be low. The induction to the small.

【0022】本発明では、モジュール間の距離を必要最
低限(例えば5〜10mm程度)に抑えることにより、この
問題を解決し実用化が可能になった。
In the present invention, this problem has been solved and practical use has been made possible by suppressing the distance between modules to the minimum necessary (for example, about 5 to 10 mm).

【0023】本発明は上記目的達成のため、移動側モジ
ュールと固定側モジュールとをそなえ、それら両モジュ
ールに備えた送信ヘッドと受信ヘッドとが間隙を隔てて
互いに対向した時点で、前記移動側モジュールの動作に
必要な電力を前記固定側モジュールから電磁波を媒体と
して非接触伝送を行なうと共に、前記両モジュール相互
間において情報信号を非接触で授受する機能を有する信
号伝送装置において、前記移動側モジュールの動作に必
要な電力は、それぞれ電磁コイルを用いて構成された移
動側モジュールの電力受信ヘッドと前記固定側モジュー
ルに属する電力送信ヘッドとが、互いに近接対向した電
磁結合期間に電力搬送波を非接触で伝送し、整流平滑し
て得られるように構成したことを特徴とする電力および
情報の非接触伝送装置、を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a moving-side module and a fixed-side module, and the transmitting-side module and the receiving-side head provided on both of the modules face each other with a gap therebetween when the moving-side module is mounted. A non-contact transmission of power required for the operation from the fixed-side module using an electromagnetic wave as a medium, and a signal transmission device having a function of transmitting and receiving information signals between the two modules in a non-contact manner. The power required for the operation is such that the power receiving head of the mobile module and the power transmitting head belonging to the fixed module each formed using an electromagnetic coil contact the power carrier in a non-contact manner during an electromagnetic coupling period in which the power receiving head is in close proximity to each other. Contactless transmission of power and information, characterized in that it is transmitted and rectified and smoothed. It is intended to provide location, a.

【0024】すなわち、本発明に係る情報および電力の
非接触伝送装置は、移動側モジュールと固定側モジュー
ルとをそなえ、双方のモジュール間の情報信号の授受は
電磁波を媒体として送受信用のアンテナを介して互いに
非接触で行われる。
That is, the non-contact information and power transmission apparatus according to the present invention includes a mobile module and a fixed module, and the transmission and reception of information signals between both modules is performed via an antenna for transmission and reception using electromagnetic waves as a medium. Are performed without contact with each other.

【0025】移送側モジュールは、信号用搬送波を外部
からの入力信号に応じて変調した変調信号波を送信する
機能を有する。また、商用電源で動作する固定側モジュ
ールは受信した当該変調信号波を復調し、情報信号とし
て外部装置に出力する処理機能を備えた信号伝送装置で
ある。
The transfer-side module has a function of transmitting a modulated signal wave obtained by modulating a signal carrier in accordance with an external input signal. The fixed-side module that operates on the commercial power supply is a signal transmission device having a processing function of demodulating the received modulated signal wave and outputting the demodulated signal wave to an external device as an information signal.

【0026】そして、移動側モジュールの動作に必要な
電力は、電磁コイルを用いてそれぞれ構成された移動側
モジュールの電力受信ヘッドと固定側モジュールに属す
る電力送信ヘッドとが互いに近接対向した電磁結合期間
に、電力搬送波を非接触で伝送し、整流平滑して得られ
るように構成したことを特徴とする。
The power required for the operation of the mobile module is determined by the electromagnetic coupling period in which the power receiving head of the mobile module and the power transmitting head belonging to the fixed module, each of which is constituted by using an electromagnetic coil, are in close proximity to each other. In addition, the power carrier is transmitted in a non-contact manner and rectified and smoothed so as to be obtained.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に説明する本発明の実施形態
は、説明の簡単化のために、電力は固定側モジュールか
ら移動側モジュールに伝送し、情報信号は移動側モジュ
ールから固定側モジュールに伝送する、単方向伝送の場
合について述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the embodiments of the present invention described below, power is transmitted from a fixed module to a mobile module and information signals are transmitted from the mobile module to the fixed module for simplification of description. The case of unidirectional transmission for transmission will be described.

【0028】図1における固定側モジュールAの主な機
能は、移動側モジュールBの動作に必要な電力を電力送
信ヘッド1から電力用搬送波f1を媒体として伝送する
こと、および移動側モジュールBから伝送してきたFM
(周波数変調)信号波を信号受信ヘッド4によって受信し
たのち復調し、信号出力Doとして外部に出力すること
である。
The main functions of the fixed-side module A in FIG. 1 are to transmit the power required for the operation of the mobile-side module B from the power transmission head 1 using the power carrier f1 as a medium, and to transmit from the mobile-side module B FM that has been
(Frequency modulation) A signal wave is received by the signal receiving head 4, demodulated, and output to the outside as a signal output Do.

【0029】他方、移動側モジュールBの主な機能は、
固定側モジュールAから電力用搬送波f1により伝送さ
れてくる電力を電力受信ヘッド2によって受信し、整流
平滑ののち各部の動作電源として供給すること、および
入力信号Diで信号用搬送波f2を周波数変調してFM変
調波とした後、信号送信ヘッド3により固定側モジュー
ルAに向けて伝播させることである。
On the other hand, the main functions of the mobile module B are as follows.
The power transmitted by the power carrier f1 from the fixed-side module A is received by the power receiving head 2, and after rectification and smoothing, the power is supplied as the operating power of each unit. The frequency of the signal carrier f2 is modulated by the input signal Di. And then propagate the signal toward the fixed module A by the signal transmission head 3.

【0030】電力送信ヘッド1と電力受信ヘッド2、な
らびに信号送信ヘッド3と信号受信ヘッド4の各対向ヘ
ッドは、色々な方式のものを用い得るが、基本的には図
2に示すようなコンデンサ5を並列接続したコイル6を
用いることが多い。
The opposing heads of the power transmitting head 1 and the power receiving head 2 and the signal transmitting head 3 and the signal receiving head 4 can use various types of heads. Basically, as shown in FIG. In many cases, a coil 6 in which coils 5 are connected in parallel is used.

【0031】本発明における対向ヘッドの基本的構成
は、例えば電力伝送の場合には、図3に示すように磁気
コア7-1,7-2にそれぞれコイル6-1,6-2を巻き、こ
れにコンデンサ5-1,5-2を並列接続して同調をとった
もので、一方を電力送信ヘッド1とし、他方を電力受信
ヘッド2として対向させて用いる。
The basic configuration of the opposing head in the present invention is as follows. For example, in the case of power transmission, coils 6-1 and 6-2 are wound around magnetic cores 7-1 and 7-2, respectively, as shown in FIG. The capacitors 5-1 and 5-2 are connected in parallel and tuned. One of them is used as a power transmitting head 1 and the other is used as a power receiving head 2 so as to face each other.

【0032】また情報信号用の対向ヘッドについては、
伝送周波数を高く選べばコイルのような閉鎖状のもので
はなく、一般のアンテナのような開放状のものを適用す
ることができる。しかしながら、両モジュールの伝送距
離が前記の如く比較的短い場合には利得が問題になるこ
とはなく、したがって通常用いられる 1/4 波長の整数
倍の長さのアンテナを使用する必要はない。そこで、電
力と情報信号との伝送を同時に司る2対の対向ヘッドの
基本的構成として、図4に示したように情報信号の伝送
用のアンテナを短くするためのローディングコイル8を
付加したアンテナ9-3,9-4を用いた対向ヘッドを用い
る。
As for the opposing head for information signals,
If the transmission frequency is selected to be high, an open type such as a general antenna can be applied instead of a closed type such as a coil. However, when the transmission distance between the two modules is relatively short as described above, the gain is not a problem, and therefore, it is not necessary to use an antenna having a length that is an integral multiple of the normally used quarter wavelength. Therefore, as a basic configuration of two pairs of opposing heads that simultaneously transmit power and an information signal, an antenna 9 to which a loading coil 8 for shortening an antenna for transmitting an information signal is added as shown in FIG. -3, 9-4 are used.

【0033】すなわち、固定側モジュールAには、電力
送信ヘッド1のコイル6-1の近傍に信号受信ヘッド4の
アンテナ9-4を装備する。同様に移動側モジュールBに
は、電力受信ヘッド2のコイル6-2の近傍に信号送信ヘ
ッド3のアンテナ9-3が装備されて2対の対向ヘッドが
構成される。このような場合、図4に例示したように電
力送信ヘッド1の形状が電力受信ヘッド2に比較して小
さくても、その伝送の目的を充分に達するように設計す
るのが普通である。また、磁気コア7の外形や断面形状
は、必ずしも例示したような直方体状に限定されるもの
ではない。
That is, the fixed module A is equipped with an antenna 9-4 of the signal receiving head 4 near the coil 6-1 of the power transmitting head 1. Similarly, the moving-side module B is equipped with the antenna 9-3 of the signal transmission head 3 near the coil 6-2 of the power reception head 2 to constitute two pairs of opposing heads. In such a case, as shown in FIG. 4, even if the shape of the power transmission head 1 is smaller than that of the power reception head 2, it is usual that the power transmission head 1 is designed to sufficiently achieve the purpose of transmission. Further, the outer shape and cross-sectional shape of the magnetic core 7 are not necessarily limited to the rectangular parallelepiped shape as illustrated.

【0034】本発明の非接触伝送装置では、図5に例示
したように、例えば機械装置の固定部に装備された電力
送信ヘッド1は、それぞれ1個のコイル6-1とコンデン
サ5-1を主要素として構成されている。そして、移動部
に装備される電力受信ヘッド2は、それぞれコイル6-2
とコンデンサ5-2を主要素として構成されたヘッド1
0、およびこれと同等のヘッド11,12などの複数個
が所定の間隔ごとに直線状に配列されて構成されてい
る。
In the non-contact transmission device of the present invention, as shown in FIG. 5, for example, the power transmission head 1 mounted on a fixed portion of a mechanical device includes one coil 6-1 and one capacitor 5-1. It is configured as the main element. Each of the power receiving heads 2 mounted on the moving unit has a coil 6-2.
1 composed mainly of a capacitor and a capacitor 5-2
A plurality of zeros and equivalent heads 11 and 12 are linearly arranged at predetermined intervals.

【0035】そして、移動部に装着された電力受信ヘッ
ド2の各ヘッド10ないし12などが大きなストローク
で直線状に往復移動をする時、そのヘッドの何れかが必
ず固定部の電力送信ヘッド1と対向するようになってい
る。したがって、所定の伝送作用が連続的に継続される
ことになる。
When each of the heads 10 to 12 of the power receiving head 2 mounted on the moving part reciprocates linearly with a large stroke, any one of the heads is always connected to the power transmitting head 1 of the fixed part. They are opposed to each other. Therefore, the predetermined transmission operation is continuously performed.

【0036】また、図6においてコイル6-1とコンデン
サ5-1で構成した電力送信ヘッド1から伝送される高周
波出力は、コイル6-2,6-3,6-4などにそれぞれ対応
するコンデンサ5-2,5-3,5-4などから成る複数のヘ
ッドが連係して構成された電力受信ヘッド2によって受
信される。この受信電力が、移動側モジュールの動作回
路などの電源として使用される。
In FIG. 6, the high-frequency output transmitted from the power transmission head 1 composed of the coil 6-1 and the capacitor 5-1 is supplied to the capacitors corresponding to the coils 6-2, 6-3, 6-4, etc. A plurality of heads including 5-2, 5-3, 5-4, etc. are received by the power receiving head 2 configured in cooperation. This received power is used as a power source for the operation circuit of the mobile module.

【0037】ところが電力の伝送は、原理的には複数の
電力受信ヘッド2の中において電力送信ヘッド1に対向
しているもののみしか行われない。この場合、総てのヘ
ッドが常に電力用搬送波f1に共振していれば良いが
(並列同調の場合には、当該周波数におけるインピーダ
ンスが無限大になる)、実際にはヘッドが対向した場合
には両ヘッド間の相互インダクタンスの影響で共振周波
数が外れてくる。このため、電力の伝送効率を良くする
ためには、実際に伝送に関与しているヘッド、すなわち
電力送信ヘッド1と対向しているヘッドを電力用搬送波
f1に共振するように設定する必要がある。
However, in principle, power transmission is performed only in a plurality of power receiving heads 2 which are opposed to the power transmitting head 1 among a plurality of power receiving heads 2. In this case, it is sufficient that all the heads always resonate with the power carrier f1 (in the case of parallel tuning, the impedance at the frequency becomes infinite). The resonance frequency deviates due to the mutual inductance between the two heads. Therefore, in order to improve the power transmission efficiency, it is necessary to set a head that is actually involved in transmission, that is, a head facing the power transmission head 1 so as to resonate with the power carrier f1. .

【0038】したがって、電力送信ヘッド1に対向して
いないヘッドの共振周波数は電力用搬送波f1からずれ
ていることになり、当該周波数におけるインピーダンス
は低くなる。また、伝送に係わっているヘッドの共振に
も影響を及ぼす。このような場合に、図6の如く複数の
連係ヘッドに整流器13を接続し、誘起した高周波を整
流して直流化した後に合成するように構成することによ
って、前述した悪影響を軽減できると共に、各受信ヘッ
ドの共振に関係ないコイルの抵抗分によって受信した電
力がショートされる、所謂電流の廻り込み現象を防止す
るという効果をもたらすことができる。
Therefore, the resonance frequency of the head not facing the power transmission head 1 is shifted from the power carrier f1, and the impedance at the frequency is reduced. It also affects the resonance of the head involved in transmission. In such a case, by connecting the rectifier 13 to a plurality of linking heads as shown in FIG. 6 and rectifying the induced high-frequency waves to convert them into direct current and then combining them, the above-mentioned adverse effects can be reduced and The effect of preventing a so-called current sneak phenomenon in which the received power is short-circuited by the resistance of the coil which is not related to the resonance of the receiving head can be brought about.

【0039】以上の実施形態においては、複数のヘッド
を所定の間隔で直線状に配列し、電気的にはそれらを並
列接続にしたものを説明した。しかしながら、本発明の
装置は、複数のヘッドが曲線状に配列されていても、ま
た平面状あるいは立体的に配列された場合にも、これら
の中の少なくとも1個と他方のヘッドとが対向するよう
に設定してあれば、その作用効果は前述と全く同様であ
る。そして、電気的には各ヘッドを直列接続にすること
もできるし、あるいはマトリクス状に接続する場合もあ
り得る。
In the above embodiment, a plurality of heads are arranged linearly at predetermined intervals, and electrically connected in parallel. However, even when a plurality of heads are arranged in a curved line, or in a plane or three-dimensional arrangement, at least one of these heads faces the other head. With such settings, the operation and effect are exactly the same as described above. The heads may be electrically connected in series, or may be connected in a matrix.

【0040】また、上記実施形態では電力伝送用の対向
ヘッドの構成を主に説明したが、情報信号伝送用の対向
ヘッドについては前記電力伝送用のコイルや磁気コアと
一緒に信号伝送用のコイルを巻いて構成できる。そし
て、電力伝送と信号伝送に係わる周波数の選定や信号受
信系の感度・選択度を向上させるなどの処置を併用する
ことによって信号対雑音比を稼ぐことができる。
In the above embodiment, the configuration of the opposing head for power transmission has been mainly described. However, the opposing head for information signal transmission is not limited to the coil for signal transmission together with the coil for power transmission and the magnetic core. Can be wound. The signal-to-noise ratio can be increased by using measures such as selecting frequencies related to power transmission and signal transmission and improving the sensitivity and selectivity of the signal receiving system.

【0041】先にも述べたように、情報信号伝送用の対
向ヘッドとしてアンテナを適用する場合、前述のように
複数のヘッドを組合せた電力受信ヘッドにおいては、そ
のアンテナを電力伝送に係るコイルと一緒にコアに巻き
付けるなどして一体化するとか、あるいは電力伝送用の
各ヘッドの近傍に設置するとか、電力伝送用の各ヘッド
にまたがって作用するアンテナを配備する。しかるに、
情報信号伝送系にアンテナを用いる程度の周波数の電磁
波を用いる場合には、広範囲をカバーできるので、1対
または数対程度のアンテナで多数の受信ヘッドをカバー
するように構成してもよい。
As described above, when an antenna is applied as an opposing head for transmitting information signals, in a power receiving head in which a plurality of heads are combined as described above, the antenna is connected to a coil for power transmission. For example, the antenna may be integrated by winding it around a core, or installed near each power transmission head, or provided with an antenna that works across each power transmission head. However,
When an electromagnetic wave having a frequency enough to use an antenna is used for an information signal transmission system, a wide range can be covered. Therefore, a large number of receiving heads may be covered with one or several pairs of antennas.

【0042】図7の構成例は、ヘッドごとに設けた信号
送信アンテナ14およびローディングコイル8に対し、
移動側モジュールBの信号用搬送波f2用の出力端子に
接続されている分岐器15から、同軸ケーブル16を用
いてそれぞれ給電処理を行う実施形態である。さらに図
8の方式は、信号送信アンテナ14の部分を図の如くフ
ォールデッドダイポール(Folded dipole)形式のもの
としたものである。
The configuration example shown in FIG. 7 is different from the signal transmission antenna 14 and the loading coil 8 provided for each head.
In this embodiment, a power supply process is performed using a coaxial cable 16 from a branching unit 15 connected to an output terminal for a signal carrier f2 of a mobile module B. Further, in the system shown in FIG. 8, the signal transmitting antenna 14 is of a folded dipole type as shown in the figure.

【0043】また、電力送信側の効果を良くし不要な高
周波の放射を少なくする目的から、複数個の電力送信ヘ
ッドに平均に電力を供給せず、例えば電力受信ヘッドに
LEDなどの光源を装着し、複数個の電力送信ヘッドの
それぞれにはフォトトランジスタなどの受光素子を設置
しておき、その出力を電力マルチプレクサに印加するこ
とによって複数個の電力送信ヘッドの内から電力用の受
信ヘッドと対向しているものを検出し、当該ヘッドのみ
に電力を供給するように構成することも従来からの技術
の適用によって可能である。
For the purpose of improving the effect on the power transmission side and reducing unnecessary high-frequency radiation, power is not supplied to a plurality of power transmission heads on average, and for example, a light source such as an LED is mounted on the power reception head. A light receiving element such as a phototransistor is installed in each of the plurality of power transmission heads, and the output thereof is applied to a power multiplexer, thereby opposing the power reception head from the plurality of power transmission heads. It is also possible to detect what is being done and supply power only to the head by applying a conventional technique.

【0044】上記実施形態において、電力送信ヘッド1
と電力受信ヘッド2との関係は大局的に可逆性が成立す
るので、それらの関係が逆であっても良いことはいうま
でもない。また2つのモジュールのうち、Aを固定側、
Bを移動側として説明したが、双方とも固定側または移
動側とする場合もあり得る。このほか、上記実施形態で
は変調方式にFM変調方式を用いたが、本発明において
は通常の無線通信に用いられる各種の変調方式が殆ど適
用できることは自明である。
In the above embodiment, the power transmission head 1
Since the relationship between the power receiving head 2 and the power receiving head 2 is globally reversible, it goes without saying that the relationship may be reversed. Also, of the two modules, A is the fixed side,
Although B has been described as the moving side, both may be the fixed side or the moving side. In addition, although the FM modulation method is used as the modulation method in the above embodiment, it is obvious that various modulation methods used for ordinary wireless communication can be almost applied in the present invention.

【0045】以下に説明する本発明の実施形態は、説明
の簡単化のため、電力は固定側モジュールから移動側モ
ジュールに伝送し、情報信号は移動側モジュールから固
定側モジュールに伝送する、いわゆる単方向伝送の場合
について説明する。
In the embodiment of the present invention described below, for the sake of simplicity, the power is transmitted from the fixed module to the mobile module, and the information signal is transmitted from the mobile module to the fixed module. The case of directional transmission will be described.

【0046】図9において、商用電源Eに接続された固
定側モジュールAの主な機能は、移動側モジュールBの
動作に必要な電力を電力送信ヘッド1から電力用搬送波
f1を媒体として伝送すること、および移動側モジュー
ルBから伝送されてきたFM(周波数変調)信号波を信
号受信アンテナ4によって受信したのち復調し、信号出
力D0として外部に出力することである。
In FIG. 9, the main function of the fixed-side module A connected to the commercial power supply E is to transmit the power required for the operation of the mobile-side module B from the power transmission head 1 using the power carrier f1 as a medium. And demodulation after receiving the FM (frequency modulation) signal wave transmitted from the mobile side module B by the signal receiving antenna 4 and outputting the demodulated signal to the outside as a signal output D0.

【0047】他方、移動側モジュールBの主な機能は、
固定側モジュールAから電力用搬送波f1により伝送さ
れてくる電力を電力受信ヘッド2によって受信し、整流
平滑ののち回路各部の動作電源として供給すること、お
よび入力信号Diで信号用搬送波f2を周波数変調して
FM信号波とした後、送信アンテナ3から固定側モジュ
ールAに向けて伝播させることである。
On the other hand, the main functions of the mobile module B are:
The power transmitted by the power carrier f1 from the fixed-side module A is received by the power receiving head 2, and after rectification and smoothing, the power is supplied as the operating power of each part of the circuit. The signal carrier f2 is frequency-modulated by the input signal Di. After that, the FM signal wave is propagated from the transmitting antenna 3 toward the fixed-side module A.

【0048】そして、移動側モジュールBから送信した
情報信号は、固定側モジュールAを経由して他の外部処
理装置に伝送される。
The information signal transmitted from the mobile module B is transmitted to another external processing device via the fixed module A.

【0049】電力送信ヘッド1と電力受信ヘッド2、送
信アンテナ3と受信アンテナ4の各対向ヘッドは、種々
の方式のものを用いうるが、原理的には図10に示すよ
うなコンデンサ5とコイル6とを並列接続した同調回路
を用いることが多い。
As the opposing heads of the power transmitting head 1 and the power receiving head 2 and the transmitting antenna 3 and the receiving antenna 4, various types can be used. In principle, a capacitor 5 and a coil as shown in FIG. 6 is often used in parallel.

【0050】本発明における対向ヘッドの基本的構成
は、例えば電力伝送の場合には図11に示すように、磁
気コア7-1,7-2にそれぞれ6-1,6-2を巻き、これに
コンデンサ5-1,5-2を並列接続して同調を取るように
したものである。
The basic configuration of the opposed head according to the present invention is as follows. For example, in the case of power transmission, as shown in FIG. 11, 6-1 and 6-2 are wound around magnetic cores 7-1 and 7-2, respectively. In addition, capacitors 5-1 and 5-2 are connected in parallel to achieve tuning.

【0051】そして、一方を電力送信ヘッド2の電磁コ
イルに作用させるもので、両者が近接したときに電磁結
合を生じ、非接触で給電される仕組みになっている。
One of them acts on the electromagnetic coil of the power transmission head 2, and when both come close to each other, electromagnetic coupling occurs and power is supplied in a non-contact manner.

【0052】情報信号用については、伝送周波数を高く
選べばコイルのような閉鎖状のものでなく、一般に電波
アンテナのような開放状のものが適用される。
For the information signal, if the transmission frequency is selected to be high, an open type such as a radio wave antenna is generally applied instead of a closed type such as a coil.

【0053】なお、固定側モジュールAに属している電
力送信ヘッド1だけを接続線を延長して配置すれば、そ
の位置まで移動側モジュールBと共に電力受信ヘッド2
を離して設置することができる。
If only the power transmission head 1 belonging to the fixed-side module A is arranged with the connection line extended, the power reception head 2 and the movable-side module B are moved to that position.
Can be set apart.

【0054】また図12は、商用電源で動作させる固定
側モジュールAを、電力用搬送波f1を供給する回路機
能の部分だけを分割した分割モジュールA1と、その他
を固定側モジュールA0で示したものである。これに電
力送信ヘッド1を接続した構成は、図9と同様の作用効
果を有する非接触伝送装置に他ならない。
FIG. 12 shows a fixed module A operated by a commercial power source, a divided module A1 obtained by dividing only a circuit function part for supplying a power carrier f1, and a fixed module A0 for the other. is there. The configuration in which the power transmission head 1 is connected to this is nothing but a non-contact transmission device having the same operation and effect as FIG.

【0055】したがって、図示しないが、分割モジュー
ルA1と電力送信ヘッド1とを固定側モジュールA0と
は別の場所に分離して設置し、これを商用電源で動作さ
せることもできる。
Therefore, although not shown, the division module A1 and the power transmission head 1 can be installed separately from the fixed-side module A0, and can be operated by a commercial power supply.

【0056】このような分離手段により、複数の分割モ
ジュールを随所に配置することもできるから、アンテナ
4を備えた一式の固定側モジュールA0に対し、移動側
モジュールの数を増加することもできる。
With such a separating means, a plurality of divided modules can be arranged everywhere, so that the number of movable modules can be increased compared to a set of fixed modules A0 provided with the antenna 4.

【0057】[変形例]上記実施形態において、電力送
信ヘッド1と電力受信ヘッド2との関係は、大局的に可
逆性が成立するのでそれらの関係が逆であってもよいこ
とはいうまでもない。また、2つのモジュールのうち、
Aを固定側、Bを移動側として説明したが、双方とも固
定側または移動側とする場合もあり得る。
[Modification] In the above embodiment, since the relationship between the power transmitting head 1 and the power receiving head 2 is reversible globally, it goes without saying that the relationship may be reversed. Absent. Also, of the two modules,
Although A has been described as the fixed side and B as the moving side, both may be the fixed side or the moving side.

【0058】この他、上記実施形態ではFM変調方式を
用いたが、本発明においては通常の無線通信に用いられ
る各種の変調方式が殆ど適用可能であることは自明であ
ろう。
In addition, although the FM modulation method is used in the above embodiment, it is obvious that various modulation methods used for ordinary wireless communication can be applied in the present invention.

【0059】図5は、固定側モジュールA0に属する複
数の分割モジュールA1とA2とのそれぞれに備えた電力
送信用の分割ヘッド1−1,1−2に対し、それらに対
向する電力受信ヘッド2−1,2−2をそなえた複数の
移動側モジュールB1,B2をそなえたものである。そし
て、移動側モジュールB1またはB2のアンテナ3−1ま
たは3−2と固定側モジュールA0のアンテナ4との間
において情報信号の授受を行うように構成された実施形
態を示したものである。
FIG. 5 shows the power receiving heads 2 opposed to the power transmitting division heads 1-1 and 1-2 provided in each of the plurality of division modules A1 and A2 belonging to the fixed-side module A0. -1 and 2-2 are provided with a plurality of moving side modules B1 and B2. In this embodiment, an information signal is exchanged between the antenna 3-1 or 3-2 of the mobile module B1 or B2 and the antenna 4 of the fixed module A0.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、機構上の移動部と固定
部との相対移動距離が可成り大きい場合においても、連
続した電力およびデータの伝送を同時に行うことが可能
である。殊に、複数個のヘッドを適宜組合せて連係させ
ることにより、必要とする伝送領域において大きな余裕
度を取ることができる。
According to the present invention, continuous power and data transmission can be performed simultaneously even when the relative moving distance between the moving part and the fixed part on the mechanism is considerably large. In particular, by appropriately combining and linking a plurality of heads, a large margin can be obtained in a required transmission area.

【0061】また、アンテナを含むヘッドの構成は、そ
の設置や増設に際しての無調整化およびメンテナンスの
容易化が可能となり、信頼性も向上するという効果があ
る。そして、このような特徴は本発明の商品化に際し、
量産性や在庫管理の面からも極めて有利である。
In addition, the configuration of the head including the antenna has an effect that it is possible to eliminate the need for adjustment and maintenance when installing or expanding the head, and to improve the reliability. And such a feature, when commercializing the present invention,
This is extremely advantageous in terms of mass productivity and inventory management.

【0062】なお、この種の装置に適用される磁気コア
のうち、特に情報信号の伝送には高価な高周波用フェラ
イト・コアが使用されるが、本発明においてはアンテナ
によって代替することによりコアや巻線作業が不必要に
なるので、システム全体の価格の低減に大きく寄与する
ことができる。
Of the magnetic cores applied to this type of device, an expensive high-frequency ferrite core is used for transmitting information signals, but in the present invention, the core or the core is replaced by an antenna. Since the winding operation is unnecessary, it can greatly contribute to the reduction in the price of the entire system.

【0063】本発明によれば、移動部と固定部との相対
的位置や移動距離がかなり大きな場合においても、移動
側モジュールの近傍に固定側の分割モジュールA1を含
む電力送信ヘッド1を配置しておくことにより、移動部
の電力消耗の懸念なく所定の情報伝送を連続して行うこ
とが可能となる。また、同様に構成された複数の分割モ
ジュールを随所に配置すれば、複数の移動側モジュール
を設置できるという従来ない効果が得られる。
According to the present invention, even when the relative position and the moving distance between the moving part and the fixed part are considerably large, the power transmission head 1 including the fixed-side divided module A1 is arranged near the moving-side module. By doing so, it is possible to continuously perform predetermined information transmission without concern about power consumption of the moving unit. In addition, if a plurality of similarly configured divided modules are arranged everywhere, there is an unprecedented effect that a plurality of moving-side modules can be installed.

【0064】そして、移送側モジュールに非接触で給電
され整流平滑された電力を蓄電機器に貯蔵する手段を利
用すれば、移動部と固定部との両モジュール間の情報伝
送はアンテナの動作領域にわたって適用できるという効
果を持つことはいうまでもない。
If means for storing the rectified and smoothed power supplied to the transfer-side module in a non-contact manner and storing it in the power storage device is used, information transmission between both the mobile unit and the fixed unit is performed over the operation area of the antenna. Needless to say, it can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る非接触伝送装置の基本的構成例を
示すブロック線図。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration example of a contactless transmission device according to the present invention.

【図2】本発明の一実施形態における送信または受信ヘ
ッドの回路例を示す配線図。
FIG. 2 is a wiring diagram showing a circuit example of a transmission or reception head in one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態における対向ヘッドの基本
的構成図。
FIG. 3 is a basic configuration diagram of a facing head according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態における対向ヘッドの基本
的構成図。
FIG. 4 is a basic configuration diagram of an opposing head according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態における対向ヘッドの構成
図。
FIG. 5 is a configuration diagram of an opposing head according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態における対向ヘッドの電気
回路図。
FIG. 6 is an electric circuit diagram of the opposing head according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施形態における複数のヘッドの
構成を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a plurality of heads according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施形態における複数のヘッドの
構成を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a plurality of heads according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明に係る非接触伝送装置の基本的構成例を
示すブロック線図。
FIG. 9 is a block diagram showing a basic configuration example of a non-contact transmission device according to the present invention.

【図10】本発明の一実施形態における送信または受信
ヘッドの回路例を示す配線図。
FIG. 10 is a wiring diagram showing a circuit example of a transmission or reception head in one embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態における対向ヘッドの基
本的構成図。
FIG. 11 is a basic configuration diagram of a facing head according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施形態における非接触伝送装置
の基本的構成図。
FIG. 12 is a basic configuration diagram of a contactless transmission device according to an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施形態における構成を示すブロ
ック線図。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 固定側モジュール B 移動側モジュール 1 電力送信ヘッド 2 電力受信ヘッド 3 信号送信ヘッド 4 信号受信ヘッド 5 コンデンサ 6 コイル 7 磁気コア 8 ローディングコイル 9-3 信号送信アンテナ 9-4 信号受信アンテナ 10,11,12 ヘッド 13 整流器 14 信号送信アンテナ 15 分岐器 16 同軸ケーブル Reference Signs List A Fixed-side module B Moving-side module 1 Power transmission head 2 Power reception head 3 Signal transmission head 4 Signal reception head 5 Capacitor 6 Coil 7 Magnetic core 8 Loading coil 9-3 Signal transmission antenna 9-4 Signal reception antenna 10, 11, 12 head 13 rectifier 14 signal transmitting antenna 15 branching device 16 coaxial cable

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年3月25日[Submission date] March 25, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 連係ヘッドを備えた電力および情報
の非接触伝送装置
Patent application title: Non-contact power and information transmission device with an interlocking head

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号また
はアナログ信号を電磁波を用いて非接触で伝送する装置
に係り、とくに、固定体と移動体とを有する装置、たと
えば交通関係機器や車両、工作機械、ロボット装置、通
信搬送装置、その他諸種の自動機械などにおいて、移動
体に移動側モジュールを、装置本体に固定側モジュール
を装着し、移動側から伝送したいデジタル信号やデジタ
ル化されたデータ信号あるいはアナログ信号(例えば形
状、位置、歪、圧力、音、温度、色彩など)の情報信号
を固定側に非接触で伝送させるものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for transmitting a digital signal or an analog signal in a non-contact manner using electromagnetic waves, and more particularly to a device having a fixed body and a mobile body, for example, a traffic equipment, a vehicle, and a machine. In machines, robotic devices, communication and transport devices, and various other automatic machines, the mobile side module is mounted on the moving body, the fixed side module is mounted on the device body, and digital signals or digitized data signals that you want to transmit from the mobile side or The present invention relates to a device for transmitting an information signal of an analog signal (for example, shape, position, distortion, pressure, sound, temperature, color, etc.) to a fixed side in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の電磁波により非接触で伝送を行
う信号伝送装置において、従来は電力や情報信号の伝送
を直接司る送信ヘッドと受信ヘッドとの対向部分の断面
形状として、円形や正方形のものが一般に使用されてい
る。このため、移動側モジュールの消費電力を一定とし
た場合、主に電力伝送に係る磁気コア入りコイルや空心
コイルの性能によってヘッドからの伝送可能な距離が決
定される。
2. Description of the Related Art In a signal transmission device for transmitting a contactless signal by electromagnetic waves of this kind, a cross section of a cross section of a transmission head and a reception head which directly controls transmission of electric power and information signals has conventionally been circular or square. Things are commonly used. For this reason, when the power consumption of the moving-side module is constant, the distance that can be transmitted from the head is determined mainly by the performance of the coil with a magnetic core and the air-core coil related to power transmission.

【0003】[0003]

【発明が解決すべき課題】したがって、このような非接
触伝送では、双方のヘッドが指定された特定の位置関係
で対向した場合にのみ最大効率が得られ、その位置より
も少しでもずれた場合には電力の伝送効率を極端に低下
することになる。
Therefore, in such a non-contact transmission, the maximum efficiency is obtained only when both heads face each other in a specified specific positional relationship, and when the heads are slightly deviated from that position. In this case, the power transmission efficiency is extremely reduced.

【0004】とくに移動部と固定部とが、直線状や曲線
状に大きく近接、離間するような機構のものにおいて
は、双方のヘッドが対向しない状態があるので、連続し
た電力やデータの伝送ができない。よって、あらかじめ
指定された特定の対向位置でのみ伝送を行い、他の位置
ではブラインド状態とならざるを得ないのが現状であ
る。
[0004] In particular, in a mechanism in which the moving part and the fixed part are close to or separated from each other in a straight line or a curved line, since there is a state where both heads do not face each other, continuous power and data transmission can be performed. Can not. Therefore, at present, transmission is performed only at a specific opposing position specified in advance, and the other position must be blind.

【0005】しかし、情報信号のみの授受に関しては、
伝送電力は微小でよいので移動部と固定部とのアンテナ
により常時連続して送受信を行わせようとする、特開昭
60−21640号公報の情報伝送装置がみられる。
However, regarding the transmission and reception of only information signals,
Since the transmission power may be very small, there is an information transmission apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-21640, in which transmission and reception are always performed continuously by an antenna of a moving part and a fixed part.

【0006】本発明の目的は、移動側モジュールと固定
側モジュールの何れか一方から他方に電磁波により電力
や情報信号を非接触で伝送するように信号伝送装置を構
成し、それを装着する機械装置の移動体が、固定体に対
しその相対的な位置関係をある程度大幅に変動するよう
な場合においても、伝送作用を継続できる非接触伝送装
置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a signal transmission device configured to transmit electric power and information signals from one of a mobile module and a fixed module to the other by electromagnetic waves in a non-contact manner, and to provide a mechanical device for mounting the signal transmission device. It is an object of the present invention to provide a non-contact transmission device capable of continuing the transmission operation even when the moving body changes its relative positional relationship with the fixed body to some extent.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の連係ヘッドを備
えた電力および情報の非接触伝送装置は、移動側モジュ
ールの動作に必要な電力を近距離を隔てて対向する固定
側モジュールから伝送させる機能と、前記双方のモジュ
ール間における情報信号を授受する機能とを、前記モジ
ュールのそれぞれに備えた送信ヘッドと受信ヘッドとが
互いに対向した時点で、電磁波を媒体として動作させる
信号伝送装置であり、電力用の受信ヘッドを互いに連係
した複数のヘッドの組合わせにより構成すると共に、当
該ヘッドの近傍にそれぞれ情報信号用の送信ヘッドを装
着して構成したことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A non-contact power and information transmission apparatus provided with an interlocking head according to the present invention transmits power required for operation of a mobile module from a fixed module opposed thereto at a short distance. A function and a function of transmitting and receiving an information signal between the two modules, a signal transmission device that operates using an electromagnetic wave as a medium when a transmission head and a reception head provided in each of the modules face each other, The power receiving head is constituted by a combination of a plurality of heads linked to each other, and the information signal transmitting heads are respectively mounted near the heads.

【0008】そして、複数の連係ヘッドを所定の間隔で
線状や面状に配列させて電力用の受信ヘッドが構成され
たことも特徴である。また、電力および情報信号の授受
を司る連係ヘッドを含む対向ヘッドのそれぞれが、コイ
ルとコンデンサを主要素として構成されたものである。
そのうえ、さらに電力用の受信ヘッドはコイルとコンデ
ンサを主要素として構成し、情報信号の授受を司る送信
ヘッドと受信ヘッドはローディングコイルを有する短縮
型アンテナを主要素として構成できることも特徴であ
る。
[0008] Another characteristic is that a plurality of linking heads are linearly or planarly arranged at predetermined intervals to form a power receiving head. Also, each of the opposing heads including the coordinating head that controls transmission and reception of power and information signals is configured with a coil and a capacitor as main elements.
In addition, the power receiving head further comprises a coil and a capacitor as main elements, and the transmitting head and the receiving head for transmitting and receiving information signals can be formed as a shortened antenna having a loading coil as a main element.

【0009】さらに、電力用の受信ヘッドを互いに連係
した複数のヘッドの出力側に、それぞれ直列に整流器を
挿入することにより、電力を受信しているヘッド以外の
ヘッドへ電流が廻り込むことを防止すると共に、各出力
を合成するように構成した非接触伝送装置である。
Further, by inserting rectifiers in series at the output sides of a plurality of heads for which power receiving heads are linked to each other, it is possible to prevent current from flowing to heads other than the head receiving power. And a non-contact transmission device configured to combine respective outputs.

【0010】殊に、モジュール間の間隔を近距離に制限
することにより、電力伝送に係る必要電力と、受信系の
入力電力との比を低減することによって、電力伝送用の
送信系と信号伝送用の受信系とを同時に動作させると共
に、取扱いの簡易化および小形化を図って同一モジュー
ルまたは同一ヘッドに実装するようにしたものである。
In particular, by limiting the interval between modules to a short distance to reduce the ratio of the required power for power transmission to the input power of the receiving system, the transmission system for power transmission and the signal transmission are reduced. And at the same time, they are mounted on the same module or the same head in order to simplify and miniaturize the handling.

【0011】本発明の非接触伝送装置は、移動側モジュ
ールの動作に必要な電力を固定側モジュールから電磁波
によって非接触で供給する仕組みになっている。そし
て、固定側モジュールは商用電源その他の電源によって
動作させる。また、本発明の非接触伝送装置の信号伝送
系は、両モジュール間における単方向あるいは双方向伝
送の何れの方式にも適用できるものである。
The non-contact transmission device of the present invention has a structure in which electric power required for operation of the mobile module is supplied from the fixed module in a non-contact manner by electromagnetic waves. Then, the fixed-side module is operated by a commercial power supply or another power supply. Further, the signal transmission system of the non-contact transmission device of the present invention can be applied to either one-way or two-way transmission between both modules.

【0012】しかし、ここで移動側モジュールの電源を
非接触で伝送するための電力送信系から信号関係の受信
系への誘導妨害は大きな問題である。すなわち、移動側
モジュールの動作電源を賄う程度の電力を固定側モジュ
ールから非接触で伝送するためには、数ワット以上の出
力が必要である。
However, the induction disturbance from the power transmission system for transmitting the power of the mobile-side module in a non-contact manner to the signal-related reception system is a serious problem. That is, an output of several watts or more is required in order to transmit electric power enough to supply the operating power of the mobile module from the fixed module in a non-contact manner.

【0013】他方、受信系の必要な受信電力はマイクロ
ワットのオーダであるから、相互間の電力比は10,0
00倍〜100,000倍以上にもなり、本発明のよう
に両者を同一モジュール内または近傍に組込んだ場合
は、受信系に対する電力伝送系からの誘導が障害にな
る。
On the other hand, since the required receiving power of the receiving system is on the order of microwatts, the power ratio between them is 10,0.
In the case where both are incorporated in or near the same module as in the present invention, induction from the power transmission system to the reception system becomes an obstacle.

【0014】しかし、当該電力比はモジュール相互間の
距離に比例するから、相互間の距離が小さい場合は送信
電力は小さくて済み、また受信感度も低くてよいので当
該電力比が小さくなり受信系への誘導が小さくなる。本
発明では、モジュール間の距離を必要最低限(例えば5
〜10mm程度)に抑えることにより、この問題を解決
し実用化が可能になった。
However, since the power ratio is proportional to the distance between the modules, when the distance between the modules is small, the transmission power may be small, and the receiving sensitivity may be low. The induction to the small. In the present invention, the distance between modules is set to the minimum necessary (for example, 5
This problem has been solved, and practical use has become possible.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に説明する本発明の実施例
は、説明の簡単化のために、電力は固定側モジュールか
ら移動側モジュールに伝送し、情報信号は移動側モジュ
ールから固定側モジュールに伝送する、単方向伝送の場
合について述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the embodiments of the present invention described below, power is transmitted from a fixed module to a mobile module, and information signals are transmitted from the mobile module to the fixed module for simplification of description. The case of unidirectional transmission for transmission will be described.

【0016】図1における固定側モジュールAの主な機
能は、移動側モジュールBの動作に必要な電力を電力送
信ヘッド1から電力用搬送波f1を媒体として伝送する
こと、および移動側モジュールBから伝送してきたFM
(周波数変調)信号波を信号受信ヘッド4によって受信
したのち復調し、信号出力Dとして外部に出力するこ
とである。
The main functions of the fixed-side module A in FIG. 1 are to transmit the power required for the operation of the mobile-side module B from the power transmission head 1 using the power carrier f1 as a medium, and to transmit from the mobile-side module B FM that has been
Demodulated after receiving the (frequency modulation) signal wave by the signal reception head 4, and output as a signal output D 0 to the outside.

【0017】他方、移動側モジュールBの主な機能は、
固定側モジュールAから電力用搬送波f1により伝送さ
れてくる電力を電力受信ヘッド2によって受信し、整流
平滑ののち各部の動作電源として供給すること、および
入力信号Diで信号用搬送波f2を周波数変調してFM
変調波とした後、信号送信ヘッド3により固定側モジュ
ールAに向けて伝播させることである。
On the other hand, the main functions of the mobile module B are as follows.
The power transmitted by the power carrier f1 from the fixed-side module A is received by the power receiving head 2, and after rectification and smoothing, the power is supplied as the operating power of each unit. The frequency of the signal carrier f2 is modulated by the input signal Di. FM
After the modulated wave, the signal is transmitted by the signal transmission head 3 toward the fixed-side module A.

【0018】電力送信ヘッド1と電力受信ヘッド2、な
らびに信号送信ヘッド3と信号受信ヘッド4の各対向ヘ
ッドは、色々な方式のものを用い得るが、基本的には図
2に示すようなコンデンサ5を並列接続したコイル6を
用いることが多い。
The opposing heads of the power transmitting head 1 and the power receiving head 2 and the opposing heads of the signal transmitting head 3 and the signal receiving head 4 can use various types, but basically, a capacitor as shown in FIG. In many cases, a coil 6 in which coils 5 are connected in parallel is used.

【0019】本発明における対向ヘッドの基本的構成
は、例えば電力伝送の場合には、図3に示すように磁気
コア7−1,7−2にそれぞれコイル6−1,6−2を
巻き、これにコンデンサ5−1,5−2を並列接続して
同調をとったもので、一方を電力送信ヘッド1とし、他
方を電力受信ヘッド2として対向させて用いる。
The basic configuration of the opposed head according to the present invention is as follows. For example, in the case of power transmission, coils 6-1 and 6-2 are wound around magnetic cores 7-1 and 7-2, respectively, as shown in FIG. Capacitors 5-1 and 5-2 are connected in parallel with each other to perform tuning, and one of them is used as a power transmission head 1 and the other is used as a power reception head 2 so as to face each other.

【0020】また情報信号用の対向ヘッドについては、
伝送周波数を高く選べばコイルのような閉鎖状のもので
はなく、一般のアンテナのような開放状のものを適用す
ることができる。しかしながら、両モジュールの伝送距
離が前記の如く比較的短い場合には利得が問題になるこ
とはなく、したがって通常用いられる1/4波長の整数
倍の長さのアンテナを使用する必要はない。そこで、電
力と情報信号との伝送を同時に司る2対の対向ヘッドの
基本的構成として、図4に示したように情報信号の伝送
用のアンテナを短くするためのローディングコイル8を
付加したアンテナ9−3,9−4を用いた対向ヘッドを
用いる。
Regarding the opposing head for information signals,
If the transmission frequency is selected to be high, an open type such as a general antenna can be applied instead of a closed type such as a coil. However, when the transmission distance between the two modules is relatively short as described above, the gain does not matter, and therefore it is not necessary to use an antenna having a length that is an integral multiple of the normally used quarter wavelength. Therefore, as a basic configuration of two pairs of opposing heads that simultaneously transmit power and an information signal, an antenna 9 to which a loading coil 8 for shortening an antenna for transmitting an information signal is added as shown in FIG. A facing head using -3, 9-4 is used.

【0021】すなわち、固定側モジュールAには、電力
送信ヘッド1のコイル6−1の近傍に信号受信ヘッド4
のアンテナ9−4を装備する。同様に移動側モジュール
Bには、電力受信ヘッド2のコイル6−2の近傍に信号
送信ヘッド3のアンテナ9−3が装備されて2対の対向
ヘッドが構成される。このような場合、図4に例示した
ように電力送信ヘッド1の形状が電力受信ヘッド2に比
較して小さくても、その伝送の目的を充分に達するよう
に設計するのが普通である。また、磁気コア7の外形や
断面形状は、必ずしも例示したような直方体状に限定さ
れるものではない。
That is, the fixed side module A includes the signal receiving head 4 near the coil 6-1 of the power transmitting head 1.
Antenna 9-4. Similarly, the moving-side module B is equipped with the antenna 9-3 of the signal transmitting head 3 near the coil 6-2 of the power receiving head 2 to constitute two pairs of opposing heads. In such a case, as shown in FIG. 4, even if the shape of the power transmission head 1 is smaller than that of the power reception head 2, it is usual that the power transmission head 1 is designed to sufficiently achieve the purpose of transmission. Further, the outer shape and cross-sectional shape of the magnetic core 7 are not necessarily limited to the rectangular parallelepiped shape as illustrated.

【0022】本発明の非接触伝送装置では、図5に例示
したように、例えば機械装置の固定部に装備された電力
送信ヘッド1は、それぞれ1個のコイル6−1とコンデ
ンサ5−1を主要素として構成されている。そして、移
動部に装備される電力受信ヘッド2は、それぞれコイル
6−2とコンデンサ5−2を主要素として構成されたヘ
ッド10、およびこれと同等のヘッド11,12などの
複数個が所定の間隔ごとに直線状に配列されて構成され
ている。
In the non-contact transmission device of the present invention, as shown in FIG. 5, for example, the power transmission head 1 mounted on a fixed portion of a mechanical device includes one coil 6-1 and one capacitor 5-1. It is configured as the main element. The power receiving head 2 mounted on the moving unit includes a plurality of heads 10 each having a coil 6-2 and a capacitor 5-2 as main elements, and a plurality of heads 11 and 12 equivalent thereto. They are arranged linearly at intervals.

【0023】そして、移動部に装着された電力受信ヘッ
ド2の各ヘッド10ないし12などが大きなストローク
で直線状に往復移動をする時、そのヘッドの何れかが必
ず固定部の電力送信ヘッド1と対向するようになってい
る。したがって、所定の伝送作用が連続的に継続される
ことになる。
When each of the heads 10 to 12 of the power receiving head 2 mounted on the moving part reciprocates linearly with a large stroke, one of the heads is always connected to the power transmitting head 1 of the fixed part. They are opposed to each other. Therefore, the predetermined transmission operation is continuously performed.

【0024】また、図6においてコイル6−1とコンデ
ンサ5−1で構成した電力送信ヘッド1から伝送される
高周波出力は、コイル6−2,6−3,6−4などにそ
れぞれ対応するコンデンサ5−2,5−3,5−4など
から成る複数のヘッドが連係して構成された電力受信ヘ
ッド2によって受信される。この受信電力が、移動側モ
ジュールの動作回路などの電源として使用される。
In FIG. 6, the high-frequency output transmitted from the power transmitting head 1 composed of the coil 6-1 and the capacitor 5-1 is supplied to the capacitors corresponding to the coils 6-2, 6-3, 6-4, etc. A plurality of heads composed of 5-2, 5-3, 5-4, etc. are received by the power receiving head 2 configured in cooperation. This received power is used as a power source for the operation circuit of the mobile module.

【0025】ところが電力の伝送は、原理的には複数の
電力受信ヘッド2の中において電力送信ヘッド1に対向
しているもののみしか行われない。この場合、総てのヘ
ッドが常に電力用搬送波f1に共振していれば良いが
(並列同調の場合には、当該周波数におけるインピーダ
ンスが無限大になる)、実際にはヘッドが対向した場合
には両ヘッド間の相互インダクタンスの影響で共振周波
数が外れてくる。このため、電力の伝送効率を良くする
ためには、実際に伝送に関与しているヘッド、すなわち
電力送信ヘッド1と対向しているヘッドを電力用搬送波
f1に共振するように設定する必要がある。
However, in principle, power is transmitted only to the plurality of power receiving heads 2 which are opposed to the power transmitting head 1 among a plurality of power receiving heads 2. In this case, it is sufficient that all the heads always resonate with the power carrier f1 (in the case of parallel tuning, the impedance at the frequency becomes infinite). The resonance frequency deviates due to the mutual inductance between the two heads. For this reason, in order to improve the power transmission efficiency, it is necessary to set a head that is actually involved in transmission, that is, a head facing the power transmission head 1 so as to resonate with the power carrier f1. .

【0026】したがって、電力送信ヘッド1に対向して
いないヘッドの共振周波数は電力用搬送波f1からずれ
ていることになり、当該周波数におけるインピーダンス
は低くなる。また、伝送に係わっているヘッドの共振に
も影響を及ぼす。このような場合に、図6の如く複数の
連係ヘッドに整流器13を接続し、誘起した高周波を整
流して直流化した後に合成するように構成することによ
って、前述した悪影響を軽減できると共に、各受信ヘッ
ドの共振に関係ないコイルの抵抗分によって受信した電
力がショートされる、所謂電流の廻り込み現象を防止す
るという効果をもたらすことができる。
Therefore, the resonance frequency of the head not facing the power transmission head 1 is shifted from the power carrier f1, and the impedance at the frequency is reduced. It also affects the resonance of the head involved in transmission. In such a case, by connecting the rectifier 13 to a plurality of linking heads as shown in FIG. 6 and rectifying the induced high-frequency waves to convert them into direct current and then combining them, the above-mentioned adverse effects can be reduced and The effect of preventing a so-called current sneak phenomenon in which the received power is short-circuited by the resistance of the coil which is not related to the resonance of the receiving head can be brought about.

【0027】以上の実施例においては、複数のヘッドを
所定の間隔で直線状に配列し、電気的にはそれらを並列
接続にしたものを説明した。しかしながら、本発明の装
置は、複数のヘッドが曲線状に配列されていても、また
平面状あるいは立体的に配列された場合にも、これらの
中の少なくとも1個と他方のヘッドとが対向するように
設定してあれば、その作用効果は前述と全く同様であ
る。そして、電気的には各ヘッドを直列接続にすること
もできるし、あるいはマトリクス状に接続する場合もあ
り得る。
In the above embodiment, a plurality of heads are arranged linearly at a predetermined interval, and electrically connected in parallel. However, even when a plurality of heads are arranged in a curved line, or in a plane or three-dimensional arrangement, at least one of these heads faces the other head. With such settings, the operation and effect are exactly the same as described above. The heads may be electrically connected in series, or may be connected in a matrix.

【0028】また、上記実施例では電力伝送用の対向ヘ
ッドの構成を主に説明したが、情報信号伝送用の対向ヘ
ッドについては前記電力伝送用のコイルや磁気コアと一
緒に信号伝送用のコイルを巻いて構成できる。そして、
電力伝送と信号伝送に係わる周波数の選定や信号受信系
の感度・選択度を向上させるなどの処置を併用すること
によって信号対雑音比を稼ぐことができる。
In the above embodiment, the configuration of the opposing head for power transmission has been mainly described. However, the opposing head for information signal transmission is not limited to the coil for signal transmission together with the power transmission coil and the magnetic core. Can be wound. And
The signal-to-noise ratio can be increased by using measures such as selection of frequencies related to power transmission and signal transmission and improvement in sensitivity and selectivity of the signal receiving system.

【0029】先にも述べたように、情報信号伝送用の対
向ヘッドとしてアンテナを適用する場合、前述のように
複数のヘッドを組合せた電力受信ヘッドにおいては、そ
のアンテナを電力伝送に係るコイルと一緒にコアに巻き
付けるなどして一体化するとか、あるいは電力伝送用の
各ヘッドの近傍に設置するとか、電力伝送用の各ヘッド
にまたがって作用するアンテナを配備する。しかるに、
情報信号伝送系にアンテナを用いる程度の周波数の電磁
波を用いる場合には、広範囲をカバーできるので、1対
または数対程度のアンテナで多数の受信ヘッドをカバー
するように構成してもよい。
As described above, when an antenna is used as an opposing head for transmitting information signals, in an electric power receiving head in which a plurality of heads are combined as described above, the antenna is connected to a coil for electric power transmission. For example, the antenna may be integrated by winding it around a core, or installed near each power transmission head, or provided with an antenna that works across each power transmission head. However,
When an electromagnetic wave having a frequency enough to use an antenna is used for the information signal transmission system, a wide range can be covered. Therefore, a large number of receiving heads may be covered with one or several pairs of antennas.

【0030】図7の構成例は、ヘッドごとに設けた信号
送信アンテナ14およびローディングコイル8に対し、
移動側モジュールBの信号用搬送波f2用の出力端子に
接続されている分岐器15から、同軸ケーブル16を用
いてそれぞれ給電処理を行う実施例である。さらに図8
の方式は、信号送信アンテナ14の部分を図の如くフォ
ールデッドダイポール(Folded dipole)
形式のものとしたものである。
FIG. 7 shows a configuration example in which a signal transmission antenna 14 and a loading coil 8 provided for each head are provided.
This is an embodiment in which power supply processing is performed using a coaxial cable 16 from the branching unit 15 connected to the output terminal for the signal carrier f2 of the mobile module B. Further FIG.
In this method, a portion of the signal transmitting antenna 14 is folded as shown in the figure.
It is something of the form.

【0031】また、電力送信側の効果を良くし不要な高
周波の放射を少なくする目的から、複数個の電力送信ヘ
ッドに平均に電力を供給せず、例えば電力受信ヘッドに
LEDなどの光源を装着し、複数個の電力送信ヘッドの
それぞれにはフォトトランジスタなどの受光素子を設置
しておき、その出力を電力マルチプレクサに印加するこ
とによって複数個の電力送信ヘッドの内から電力用の受
信ヘッドと対向しているものを検出し、当該ヘッドのみ
に電力を供給するように構成することも従来からの技術
の適用によって可能である。
For the purpose of improving the effect on the power transmission side and reducing unnecessary high-frequency radiation, power is not supplied to a plurality of power transmission heads on average, and for example, a light source such as an LED is mounted on the power reception head. A light receiving element such as a phototransistor is installed in each of the plurality of power transmission heads, and the output thereof is applied to a power multiplexer, thereby opposing the power reception head from the plurality of power transmission heads. It is also possible to detect what is being done and supply power only to the head by applying a conventional technique.

【0032】上記実施例において、電力送信ヘッド1と
電力受信ヘッド2との関係は大局的に可逆性が成立する
ので、それらの関係が逆であっても良いことはいうまで
もない。また2つのモジュールのうち、Aを固定側、B
を移動側として説明したが、双方とも固定側または移動
側とする場合もあり得る。このほか、上記実施例では変
調方式にFM変調方式を用いたが、本発明においては通
常の無線通信に用いられる各種の変調方式が殆ど適用で
きることは自明である。
In the above embodiment, since the relationship between the power transmitting head 1 and the power receiving head 2 is globally reversible, it goes without saying that the relationship may be reversed. Of the two modules, A is the fixed side, B is
Has been described as the movable side, but both may be the fixed side or the movable side. In addition, although the FM modulation method is used as the modulation method in the above embodiment, it is obvious that various modulation methods used for ordinary wireless communication can be almost applied in the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、機構上の移動部と固定
部との相対移動距離が可成り大きい場合においても、連
続した電力およびデータの伝送を同時に行うことが可能
である。殊に、複数個のヘッドを適宜組合せて連係させ
ることにより、必要とする伝送領域において大きな余裕
度を取ることができる。
According to the present invention, continuous power and data transmission can be performed simultaneously even when the relative moving distance between the moving part and the fixed part on the mechanism is considerably large. In particular, by appropriately combining and linking a plurality of heads, a large margin can be obtained in a required transmission area.

【0034】また、アンテナを含むヘッドの構成は、そ
の設置や増設に際しての無調整化およびメンテナンスの
容易化が可能となり、信頼性も向上するという効果があ
る。そして、このような特徴は本発明の商品化に際し、
量産性や在庫管理の面からも極めて有利である。
In addition, the configuration of the head including the antenna has an effect that adjustment and simplicity of maintenance can be performed at the time of installation and extension, and reliability is improved. And such a feature, when commercializing the present invention,
This is extremely advantageous in terms of mass productivity and inventory management.

【0035】なお、この種の装置に適用される磁気コア
のうち、特に情報信号の伝送には高価な高周波用フェラ
イト・コアが使用されるが、本発明においてはアンテナ
によって代替することによりコアや巻線作業が不必要に
なるので、システム全体の価格の低減に大きく寄与する
ことができる。
Among the magnetic cores applied to this type of device, an expensive high-frequency ferrite core is used particularly for transmitting information signals, but in the present invention, the core or the core is replaced by an antenna. Since the winding operation is unnecessary, it can greatly contribute to the reduction in the price of the entire system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る非接触伝送装置の基本的構成例を
示すブロック線図。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration example of a contactless transmission device according to the present invention.

【図2】本発明の一実施例における送信または受信ヘッ
ドの回路例を示す配線図。
FIG. 2 is a wiring diagram showing a circuit example of a transmission or reception head in one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例における対向ヘッドの基本的
構成図。
FIG. 3 is a basic configuration diagram of a facing head according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例における対向ヘッドの基本的
構成図。
FIG. 4 is a basic configuration diagram of a facing head according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における対向ヘッドの構成
図。
FIG. 5 is a configuration diagram of an opposing head in one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例における対向ヘッドの電気回
路図。
FIG. 6 is an electric circuit diagram of a facing head according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例における複数のヘッドの構
成を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a plurality of heads according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例における複数のヘッドの構
成を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a plurality of heads according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 A 固定側モジュール B 移動側モジュール 1 電力送信ヘッド 2 電力受信ヘッド 3 信号送信ヘッド 4 信号受信ヘッド 5 コンデンサ 6 コイル 7 磁気コア 8 ローディングコイル 9−3 信号送信アンテナ 9−4 信号受信アンテナ 10,11,12 ヘッド 13 整流器 14 信号送信アンテナ 15 分岐器 16 同軸ケーブル[Description of Signs] A Fixed-side module B Moving-side module 1 Power transmission head 2 Power reception head 3 Signal transmission head 4 Signal reception head 5 Capacitor 6 Coil 7 Magnetic core 8 Loading coil 9-3 Signal transmission antenna 9-4 Signal reception Antennas 10, 11, 12 Head 13 Rectifier 14 Signal transmission antenna 15 Branching device 16 Coaxial cable

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図 1】 [Fig. 1]

【図 2】 FIG. 2

【図 3】 [Fig. 3]

【図 4】 [Fig. 4]

【図 5】 [Fig. 5]

【図 6】 [Fig. 6]

【図 7】 [Fig. 7]

【図 8】 [Fig. 8]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】移動側モジュールと固定側モジュールとを
そなえ、それら両モジュールに備えた送信ヘッドと受信
ヘッドとが間隙を隔てて互いに対向した時点で、前記移
動側モジュールの動作に必要な電力を前記固定側モジュ
ールから電磁波を媒体として非接触伝送を行なうと共
に、前記両モジュール相互間において情報信号を非接触
で授受する機能を有する信号伝送装置において、 前記両モジュールの少なくとも一方における電力用ヘッ
ドは、複数のヘッドを互いに連係させた組み合わせヘッ
ドで構成されたことを特徴とする連係ヘッドを備えた電
力および情報の非接触伝送装置。
A mobile module and a fixed module are provided, and when a transmission head and a reception head provided in both modules face each other with a gap therebetween, power required for operation of the mobile module is supplied. In the signal transmission device having a function of non-contact transmission and reception of information signals between the two modules while performing non-contact transmission using electromagnetic waves as a medium from the fixed-side module, the power head in at least one of the two modules, A non-contact power and information transmission device including a linking head, comprising a combination head in which a plurality of heads are linked to each other.
【請求項2】請求項1記載の連係ヘッドを備えた電力お
よび情報の非接触伝送装置において、 前記電力用ヘッドの出力側に、 それぞれ直列に整流器が挿入され電力を受信している電
力用ヘッド以外の連係ヘッドへの電流の回り込みを防止
するとともに、前記連係ヘッドの出力を合成するように
構成した連係ヘッドを備えた電力および情報の非接触伝
送装置。
2. A power and information non-contact transmission device provided with an interlocking head according to claim 1, wherein a rectifier is inserted in series at an output side of the power head, and power is received. A non-contact transmission device for electric power and information, comprising: a linking head configured to prevent current from flowing to a linking head other than the linking head and to combine outputs of the linking head.
【請求項3】移動側モジュールと固定側モジュールとを
そなえ、それら両モジュールに備えた送信ヘッドと受信
ヘッドとが間隙を隔てて互いに対向した時点で、前記移
動側モジュールの動作に必要な電力を前記固定側モジュ
ールから電磁波を媒体として非接触伝送を行なうと共
に、前記両モジュール相互間において情報信号を非接触
で授受する機能を有する信号伝送装置において、 前記移動側モジュールの動作に必要な電力は、それぞれ
電磁コイルを用いて構成された移動側モジュールの電力
受信ヘッドと前記固定側モジュールに属する電力送信ヘ
ッドとが、互いに近接対向した電磁結合期間に電力搬送
波を非接触で伝送し、整流平滑して得られるように構成
したことを特徴とする電力および情報の非接触伝送装
置。
3. A mobile side module and a fixed side module are provided, and when a transmission head and a reception head provided in both modules face each other with a gap therebetween, power required for operation of the mobile side module is provided. In the signal transmission device having a function of non-contact transmission and reception of information signals between the two modules while performing non-contact transmission using electromagnetic waves as a medium from the fixed-side module, the power required for the operation of the mobile-side module is The power receiving head of the moving-side module and the power transmitting head belonging to the fixed-side module, each of which is configured using an electromagnetic coil, transmit the power carrier in a non-contact manner during the electromagnetic coupling period close to each other, and perform rectification and smoothing. A non-contact transmission device for electric power and information, characterized in that it is configured to be obtained.
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