JP2003348837A - 電力・信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数削減が可能で、負荷接続数の自由度
を上げることができる電力・信号伝送装置を提供するこ
と。 【解決手段】 １次巻線が第１のユニット側に配置され
かつ２次巻線が第２のユニット側に配置された出力トラ
ンス１０３を含み、第１のユニット側から出力トランス
１０３を介して第２のユニット側へ通常電力モードまた
は大電力モードの電力の伝送を行い負荷１１２に供給す
るスイッチング電源装置１０１〜１１７と、双方向光通
信回路１０８、第１の通信制御回路１０９及び第２の通
信制御回路１０７を備え信号の伝送を行う通信装置１０
７〜１０９と、大電力モード時に第２の通信制御回路１
０７に供給されるスイッチング電源装置からの直流電源
電圧を遮断する過電圧保護回路１１８と、過電圧保護回
路１１８の遮断動作時に第２の通信制御回路１０７に電
源電圧を供給するバックアップ電源１１９とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力・信号伝送装
置に関し、特に２つのユニット間で非接触の形態で電力
および信号を伝送する電力・信号伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電力伝送装置として、たとえば特
開平８−７２６３５号公報に開示されているものがあ
る。この公報に開示されている技術においては、車両の
コラム側に、エアバックを作動させるための高エネルギ
ー電力信号を発生してホイール側に伝送する第１回路
と、ホイール側の電子装置を作動させるための低エネル
ギー電力信号を発生してホイール側に伝送する第２回路
とを設け、ホイール側に伝送された電力信号の周波数の
違いで、エアバックと電子装置、つまり負荷を切り換え
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の電力伝送装置では、コラム側（１次側）に２種類
の電力信号発生回路を設けるため、部品点数の増加、コ
スト増加という問題がある。また、２種類の負荷の切り
換えしか対応していないので、対応できる負荷の数が少
ないという問題もある。

【０００４】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、部品点数削減が可能で、負荷接続数の自由度を上
げることができる電力・信号伝送装置を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１記載の発明は、第１のユニットと第
２のユニット間で電力および信号を伝送する電力・信号
伝送装置であって、１次巻線が上記第１のユニット側に
配置されかつ２次巻線が上記第２のユニット側に配置さ
れた出力トランスを含み、第１のユニット側に配置され
た直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、上記出
力トランスを介して上記第２のユニット側へ通常電力モ
ードまたは大電力モードの上記交流電力の伝送を行い、
伝送された交流電力を直流電力に変換して上記第２のユ
ニット側に配置された負荷に供給するスイッチング電源
装置と、上記第１のユニット側および上記第２のユニッ
ト側にそれぞれ光通信用の発光部および受光部を有する
双方向光通信回路、上記第１のユニット側に配置され、
上記直流電源からの直流電源電圧で動作する第１の通信
制御回路、および上記第２のユニット側に配置され、上
記第２のユニット側に伝送され直流電力に変換された上
記スイッチング電源装置からの直流電源電圧で動作する
第２の通信制御回路を備え、上記第１の通信制御回路と
上記第２の通信制御回路の間で上記双方向光通信回路を
介して上記信号の伝送を行う通信装置と、大電力モード
時に上記第２の通信制御回路に供給される上記スイッチ
ング電源装置からの直流電源電圧を遮断する過電圧保護
回路と、上記過電圧保護回路の遮断動作時に上記第２の
通信制御回路に電源電圧を供給するバックアップ電源
と、を含むことを特徴とする電力・信号伝送装置に存す
る。

【０００６】請求項１記載の発明によれば、電力・信号
伝送装置は、第１のユニットと第２のユニット間で電力
および信号を伝送する電力・信号伝送装置であって、１
次巻線が第１のユニット側に配置されかつ２次巻線が第
２のユニット側に配置された出力トランスを含み、第１
のユニット側に配置された直流電源からの直流電力を交
流電力に変換し、出力トランスを介して第２のユニット
側へ通常電力モードまたは大電力モードの交流電力の伝
送を行い、伝送された交流電力を直流電力に変換して第
２のユニット側に配置された負荷に供給するスイッチン
グ電源装置と、第１のユニット側および第２のユニット
側にそれぞれ光通信用の発光部および受光部を有する双
方向光通信回路、第１のユニット側に配置され、直流電
源からの直流電源電圧で動作する第１の通信制御回路、
および第２のユニット側に配置され、第２のユニット側
に伝送され直流電力に変換されたスイッチング電源装置
からの直流電源電圧で動作する第２の通信制御回路を備
え、第１の通信制御回路と上記第２の通信制御回路の間
で双方向光通信回路を介して信号の伝送を行う通信装置
と、大電力モード時に上記第２の通信制御回路に供給さ
れるスイッチング電源装置からの直流電源電圧を遮断す
る過電圧保護回路と、過電圧保護回路の遮断動作時に第
２の通信制御回路に電源電圧を供給するバックアップ電
源とを含むので、従来より１次側の部品点数が削減で
き、負荷接続可能数が多くなる。また、過電圧保護回路
により、大電力モード時でも信頼性が高い。

【０００７】上記課題を解決するためになされた請求項
２記載の発明は、前記スイッチング電源装置は、前記通
常電力モードから前記大電力モードに切り換えるための
負荷制御信号を発信する負荷制御信号発信回路と、上記
負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制御される
パルス幅変調回路と、上記パルス幅変調回路からの制御
パルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を含み
上記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記
出力トランスの前記１次巻線に供給する給電回路と、前
記出力トランスの前記２次巻線から供給される交流電力
を直流電力に変換して前記負荷に供給する受電回路と、
上記受電回路と前記負荷の間に接続された負荷制御部と
を含み、前記通信装置は、前記第１の通信制御回路に供
給される上記負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号
を、前記双方向光通信回路および前記第２の通信制御回
路を介して、上記負荷制御部に制御信号として供給し、
上記負荷制御部は、上記制御信号により、前記受電回路
からの上記直流電力を前記大電力モード時のみ前記負荷
に供給するように制御されることを特徴とする請求項１
記載の電力・信号伝送装置に存する。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、スイッチン
グ電源装置は、通常電力モードから大電力モードに切り
換えるための負荷制御信号を発信する負荷制御信号発信
回路と、負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制
御されるパルス幅変調回路と、パルス幅変調回路からの
制御パルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を
含み直流電源からの直流電力を交流電力に変換して出力
トランスの１次巻線に供給する給電回路と、出力トラン
スの２次巻線から供給される交流電力を直流電力に変換
して前記負荷に供給する受電回路と、受電回路と負荷の
間に接続された負荷制御部とを含み、通信装置は、第１
の通信制御回路に供給される負荷制御信号発信回路から
の負荷制御信号を、双方向光通信回路および第２の通信
制御回路を介して、負荷制御部に制御信号として供給
し、負荷制御部は、制御信号により、受電回路からの直
流電力を大電力モード時のみ負荷に供給するように制御
されるので、従来より１次側の部品点数が削減でき、負
荷接続可能数が多くなり、また、負荷制御信号を光通信
で接続するため、安定性が高い。さらに、過電圧保護回
路により、大電力モード時でも信頼性が高い。

【０００９】上記課題を解決するためになされた請求項
３記載の発明は、前記スイッチング電源装置は、前記通
常電力モードから前記大電力モードに切り換えるための
負荷制御信号を発信する負荷制御信号発信回路と、上記
負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制御される
パルス幅変調回路と、上記パルス幅変調回路からの制御
パルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を含み
上記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記
出力トランスの前記１次巻線に供給する給電回路と、前
記出力トランスの前記２次巻線から供給される交流電力
を直流電力に変換して前記負荷に供給する受電回路と、
上記受電回路における前記大電力モード時の交流電力信
号のパルス幅を検出するパルス幅検出回路と、上記受電
回路と前記負荷の間に接続され、上記パルス幅検出回路
からの上記検出信号により、前記受電回路からの上記直
流電力を前記大電力モード時のみ前記負荷に供給するよ
うに制御される負荷制御部とを含むことを特徴とする請
求項１記載の電力・信号伝送装置に存する。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、スイッチン
グ電源装置は、通常電力モードから大電力モードに切り
換えるための負荷制御信号を発信する負荷制御信号発信
回路と、負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制
御されるパルス幅変調回路と、パルス幅変調回路からの
制御パルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を
含み直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記
出力トランスの１次巻線に供給する給電回路と、出力ト
ランスの２次巻線から供給される交流電力を直流電力に
変換して負荷に供給する受電回路と、受電回路における
大電力モード時の交流電力信号のパルス幅を検出するパ
ルス幅検出回路と、受電回路と負荷の間に接続され、パ
ルス幅検出回路からの検出信号により、受電回路からの
直流電力を大電力モード時のみ負荷に供給するように制
御される負荷制御部とを含むので、従来より１次側の部
品点数が削減でき、伝送電力のパルス幅を可変にするこ
とにより、負荷接続数の自由度を上げることができる。
また、過電圧保護回路により、大電力モード時でも信頼
性が高い。

【００１１】上記課題を解決するためになされた請求項
４記載の発明は、前記スイッチング電源装置は、前記通
常電力モードから前記大電力モードに切り換えるための
負荷制御信号を発信する負荷制御信号発信回路と、上記
負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制御される
パルス幅変調回路と、上記パルス幅変調回路からの制御
パルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を含み
上記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記
出力トランスの前記１次巻線に供給する給電回路と、前
記出力トランスの前記２次巻線から供給される交流電力
を直流電力に変換して前記負荷に供給する受電回路と、
上記受電回路における前記大電力モード時の交流電力信
号の電圧レベルを検出する電圧検出回路と、上記受電回
路と前記負荷の間に接続され、上記電圧検出回路からの
上記検出信号により、前記受電回路からの上記直流電力
を前記大電力モード時のみ前記負荷に供給するように制
御される負荷制御部とを含むことを特徴とする請求項１
記載の電力・信号伝送装置に存する。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、スイッチン
グ電源装置は、通常電力モードから大電力モードに切り
換えるための負荷制御信号を発信する負荷制御信号発信
回路と、負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制
御されるパルス幅変調回路と、パルス幅変調回路からの
制御パルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を
含み直流電源からの直流電力を交流電力に変換して出力
トランスの１次巻線に供給する給電回路と、出力トラン
スの２次巻線から供給される交流電力を直流電力に変換
して負荷に供給する受電回路と、受電回路における大電
力モード時の交流電力信号の電圧レベルを検出する電圧
検出回路と、受電回路と負荷の間に接続され、電圧検出
回路からの検出信号により、受電回路からの直流電力を
大電力モード時のみ負荷に供給するように制御される負
荷制御部とを含むので、従来より１次側の部品点数が削
減でき、伝送電力の電圧レベルを可変にすることによ
り、負荷接続数の自由度を上げることができる。また、
過電圧保護回路により、大電力モード時でも信頼性が高
い。

【００１３】上記課題を解決するためになされた請求項
５記載の発明は、前記第１のユニットは車両の車体であ
り、前記第２のユニットはハンドル部であることを特徴
とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力・信
号伝送装置。

【００１４】請求項５記載の発明によれば、第１のユニ
ットは車両の車体であり、第２のユニットはハンドル部
であるので、車両の車体とハンドル部間の電力・信号の
伝送を非接触で行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明による電力・信号
伝送装置の第１の実施形態を示すブロック図である。な
お、ここでは、電力・信号伝送装置が、車両に搭載さ
れ、第１のユニットとしての車両の車体（ボディ）と第
２のユニットとしてのハンドル部との間で、非接触で電
力および信号を伝送するために適用されている場合につ
いて説明する。

【００１６】図１において、電力・信号伝送装置は、第
１のユニット側に設けられた直流電源１０１、給電回路
１０２、第１の通信制御回路としての通信制御回路１０
９、パルス幅変調回路１１１および負荷制御信号発信回
路１１６と、第２のユニット側に設けられた受電回路１
０４、第２の通信制御回路としての通信制御回路１０
７、負荷１１２、負荷制御部１１７、過電圧保護回路１
１８およびバックアップ電源１１９との間で、出力トラ
ンス１０３および双方向光通信回路１０８により非接触
の形態で電力および信号を伝送するように構成される。

【００１７】直流電源１０１は、たとえば車両に搭載さ
れているバッテリである。給電回路１０２は、出力トラ
ンス１０３の１次巻線に接続されたＭＯＳＦＥＴ等のス
イッチング素子（図示しない）を含み、このスイッチン
グ素子をパルス幅変調回路１１１からのパルスでスイッ
チングしてオン、オフ制御し、出力トランス１０３の１
次巻線と２次巻線の電磁誘導で第２のユニット側の受電
回路１０４へ交流電力を伝送する。第１のユニット側か
ら出力トランス１０３を介して第２のユニット側へ伝送
される電力は、スイッチング素子を駆動するパルスの幅
を狭くすると通常電力となり、パルスの幅を広くすると
大電力となるように、パルス幅に応じて制御される。

【００１８】出力トランス１０３は、たとえば、１次巻
線が車体（ボディ）側の固定コラムに配置され、２次巻
線がハンドル部のステアリングシャフトに配置され、両
巻線が相対回転可能になるように構成された回転型トラ
ンスである。

【００１９】受電回路１０４は、給電回路１０２から出
力トランス１０３を介して非接触の形態で伝送された交
流電力を整流手段（図示しない）で直流電力に変換し、
直流電源として、負荷制御部１１７を介して負荷１１２
へ供給すると共に、過電圧保護回路１１８を介して通信
制御回路１０７へ供給する。

【００２０】図２は、双方向光通信回路１０８と、通信
制御回路１０７および１０９の構成例を示すブロック図
である。

【００２１】双方向光通信回路１０８は、第１のユニッ
ト側に配置された発光回路１０８ａ、発光部１０８ｂ、
受光部１０８ｃおよび受光回路１０８ｄと、第２のユニ
ット側に配置された発光回路１０８ｅ、発光部１０８
ｆ、受光部１０８ｇおよび受光回路１０８ｈを含む。

【００２２】通信制御回路１０７は、受電回路１０４か
らの直流電力が直流電源として過電圧保護回路１１８を
介して供給されて動作するマイコン等で構成され、パラ
レル／シリアル変換部１０７ａと、ゲインコントロール
部１０７ｂとを含む。パラレル／シリアル変換部１０７
ａは、第２のユニット側から入力されるパラレル形式の
入力信号をシリアル形式の出力信号に変換して双方向光
通信回路１０８の発光回路１０８ｅに供給すると共に、
双方向光通信回路１０８の受光回路１０８ｈからのシリ
アル形式の出力信号がゲインコントロール部１０７ｂを
介して入力されて、第２のユニット側にパラレル形式の
出力信号として供給する。

【００２３】同様に、通信制御回路１０９は、直流電源
１０１からの直流電源電圧が供給されて動作するマイコ
ン等で構成され、パラレル／シリアル変換部１０９ａ
と、ゲインコントロール部１０９ｂとを含む。パラレル
／シリアル変換部１０９ａは、第１のユニット側から入
力されるパラレル形式の入力信号をシリアル形式の出力
信号に変換して双方向光通信回路１０８の発光回路１０
８ａに供給すると共に、双方向光通信回路１０８の受光
回路１０８ｄからのシリアル形式の出力信号がゲインコ
ントロール部１０９ｂを介して入力されて、第１のユニ
ット側にパラレル形式の出力信号として供給する。

【００２４】負荷１１２は、たとえばエアバックを作動
させるエアバック起爆回路である。

【００２５】上述の構成において、第１のユニット側に
配置されている通信制御回路１０９と第２のユニット側
に配置されている通信制御回路１０７は、双方向光通信
回路１０８を介して種々の信号を非接触で互いに伝送す
ることができる。

【００２６】一方、第１のユニット側に配置されている
給電回路１０２と受電回路１０４は、出力トランス１０
３を介して電力を非接触で伝送することができる。

【００２７】ここで、負荷制御信号発信回路１１６から
の負荷制御信号（たとえば、エアバック信号）がパルス
幅変調回路１１１に入力されていない場合は、パルス幅
変調回路１１１は通常電力モードで動作し、給電回路１
０２のスイッチング素子に供給される制御パルスの幅は
狭くされ、それにより、スイッチング素子のオン期間が
狭くなり、出力トランス１０３を介して第２のユニット
側の受電回路１０４へ通常電力の交流信号が伝送され
る。そして、受電回路１０４で整流された通常電力モー
ド時の直流電力が、負荷制御部１１７および過電圧保護
回路１１８を介して、負荷の１つである通信制御回路１
０７に供給される。

【００２８】一方、負荷制御信号発信回路１１６からの
負荷制御信号（たとえば、エアバック信号）が、パルス
幅変調回路１１１に入力されると、パルス幅変調回路１
１１は通常電力モードから大電力モードに切り換えら
れ、給電回路１０２のスイッチング素子に供給される制
御パルスの幅は広げられ、それにより、出力トランス１
０３を介して第２のユニット側の受電回路１０４へ大電
力の交流信号が伝送される。そして、受電回路１０４で
整流された大電力モード時の直流電力が、負荷制御部１
１７に供給される。

【００２９】これと同時に、通信制御回路１０９は、負
荷制御信号発信回路１１６から供給される負荷制御信号
が入力されると、この負荷制御信号を双方向光通信回路
１０８を介して第２のユニット側の通信制御回路１０７
へ伝送する。通信制御回路１０７は、受信した負荷制御
信号を負荷制御部１１７に供給し、それにより、負荷制
御部１１７内のスイッチ素子（図示しない）がオフから
オンになるように制御される。

【００３０】その結果、受電回路１０４からの大電力モ
ード時の直流電力は、負荷制御部１１７の上述のスイッ
チ素子を介して負荷１１２、すなわちエアバック起爆回
路に供給され、それにより、エアバック起爆回路が起爆
し、エアバックが作動する。

【００３１】なお、上述のように第１のユニット側から
第２のユニット側へ大電力が伝送された時、受電回路１
０４から負荷制御部１１７を介して通信制御回路１０７
に供給される直流電源電圧が異常に上昇した場合は、過
電圧保護回路１１８がこの異常な電圧上昇を検出して、
受電回路１０４から通信制御回路１０７へ供給される直
流電源を遮断する。また、この遮断時には、通常動作時
に充電されているバックアップ電源１１９が代わりの直
流電源として働き、通信制御回路１０７は動作を継続す
ることができる。

【００３２】このように、本発明によれば、従来より１
次側の部品点数が削減でき、負荷接続可能数が多くな
り、また、負荷制御信号を光通信で接続するため、安定
性が高い。さらに、過電圧保護回路により、大電力モー
ド時でも信頼性が高い。

【００３３】次に、図３は、本発明による電力・信号伝
送装置の第２の実施形態を示すブロック図である。な
お、図１に示す第１の実施形態と同一の構成要素は、同
一符号を付して説明する。

【００３４】図３の電力・信号伝送装置は、ほぼ図１と
同じ構成を有するが、負荷制御信号発信回路１１６から
の負荷制御信号は通信制御回路１０９に供給されず、ま
た、パルス幅検出回路１２０を備えていることを特徴と
する。このパルス幅検出回路１２０は、受電回路１０４
に伝送された交流電力信号の大電力モード時のパルス幅
を検出し、その検出信号を負荷制御部１１７のスイッチ
素子をオン制御する制御信号として出力する。

【００３５】図４は、受電回路１０４に伝送された交流
電力信号の通常電力モード時と大電力モード時のパルス
幅を示す波形図である。

【００３６】上述の構成において、第１のユニット側に
配置されている通信制御回路１０９と第２のユニット側
に配置されている通信制御回路１０７は、双方向光通信
回路１０８を介して種々の信号を非接触で互いに伝送す
ることができる。

【００３７】一方、第１のユニット側に配置されている
給電回路１０２と受電回路１０４は、出力トランス１０
３を介して電力を非接触で伝送することができる。

【００３８】ここで、負荷制御信号発信回路１１６から
の負荷制御信号（たとえば、エアバック信号）がパルス
幅変調回路１１１に入力されていない場合は、パルス幅
変調回路１１１は通常電力モードで動作し、給電回路１
０２のスイッチング素子に供給される制御パルスの幅は
狭くされ、それにより、スイッチング素子のオン期間が
狭くなり、出力トランス１０３を介して第２のユニット
側の受電回路１０４へ通常電力の交流信号が伝送され
る。そして、受電回路１０４で整流された通常電力モー
ド時の直流電力が、負荷制御部１１７および過電圧保護
回路１１８を介して、負荷の１つである通信制御回路１
０７に供給される。

【００３９】また、図４に示すように、通常電力モード
時に受電回路１０４に伝送された交流電力信号のパルス
幅は狭いので、パルス幅検出回路１２０から検出信号は
発生せず、負荷制御部１１７のスイッチ素子はオフ状態
を維持する。したがって、受電回路１０４からの通常電
力モード時の直流電力は、負荷制御部１１７の上述のス
イッチ素子を介して負荷１１２、すなわちエアバック起
爆回路に供給されず、エアバックは作動することはな
い。

【００４０】一方、負荷制御信号発信回路１１６からの
負荷制御信号（たとえば、エアバック信号）が、パルス
幅変調回路１１１に入力されると、パルス幅変調回路１
１１は通常電力モードから大電力モードに切り換えら
れ、給電回路１０２のスイッチング素子に供給される制
御パルスの幅は広げられ、それにより、出力トランス１
０３を介して第２のユニット側の受電回路１０４へ大電
力の交流信号が伝送される。そして、受電回路１０４で
整流された大電力モード時の直流電力が、負荷制御部１
１７に供給される。

【００４１】これと同時に、パルス幅検出回路１２０
は、受電回路１０４に伝送された交流電力信号の大電力
モード時のパルス幅（図４参照）を検出し、その検出信
号を負荷制御部１１７のスイッチ素子に供給する。それ
により、スイッチ素子がオフからオンになるように制御
される。

【００４２】その結果、受電回路１０４からの大電力モ
ード時の直流電力は、負荷制御部１１７の上述のスイッ
チ素子を介して負荷１１２、たとえばエアバック起爆回
路に供給され、それにより、エアバック起爆回路が起爆
し、エアバックが作動する。

【００４３】なお、上述のように第１のユニット側から
第２のユニット側へ大電力が伝送された時、受電回路１
０４から負荷制御部１１７を介して通信制御回路１０７
に供給される直流電源電圧が異常に上昇した場合は、過
電圧保護回路１１８がこの異常な電圧上昇を検出して、
受電回路１０４から通信制御回路１０７へ供給される直
流電源を遮断する。また、この遮断時には、通常動作時
に充電されているバックアップ電源１１９が代わりの直
流電源として働き、通信制御回路１０７は動作を継続す
ることができる。

【００４４】このように、本発明によれば、従来より１
次側の部品点数が削減でき、伝送電力のパルス幅を可変
にすることにより、負荷接続数の自由度を上げることが
できる。また、過電圧保護回路により、大電力モード時
でも信頼性が高い。

【００４５】次に、図５は、本発明による電力・信号伝
送装置の第３の実施形態を示すブロック図である。な
お、図３に示す第２の実施形態と同一の構成要素は、同
一符号を付して説明する。

【００４６】図５の電力・信号伝送装置は、ほぼ図３と
同じ構成を有するが、パルス幅検出回路１２０に代えて
電圧検出回路１２１を備えていることを特徴とする。こ
の電圧検出回路１２１は、受電回路１０４に伝送された
交流電力信号の大電力モード時の電圧レベルがしきい値
以上であることを検出し、その検出信号を負荷制御部１
１７のスイッチ素子をオン制御する制御信号として出力
する。

【００４７】図６は、受電回路１０４に伝送された交流
電力信号の通常電力モード時と大電力モード時の電圧レ
ベルを示す波形図である。

【００４８】上述の構成において、第１のユニット側に
配置されている通信制御回路１０９と第２のユニット側
に配置されている通信制御回路１０７は、双方向光通信
回路１０８を介して種々の信号を非接触で互いに伝送す
ることができる。

【００４９】一方、第１のユニット側に配置されている
給電回路１０２と、第２のユニット側に配置されている
受電回路１０４は、出力トランス１０３を介して電力を
非接触で伝送することができる。

【００５０】ここで、負荷制御信号発信回路１１６から
の負荷制御信号（たとえば、エアバック信号）がパルス
幅変調回路１１１に入力されていない場合は、パルス幅
変調回路１１１は通常電力モードで動作し、給電回路１
０２のスイッチング素子に供給される制御パルスの幅は
狭くされ、それにより、スイッチング素子のオン期間が
狭くなり、出力トランス１０３を介して第２のユニット
側の受電回路１０４へ通常電力の交流信号が伝送され
る。そして、受電回路１０４で整流された通常電力モー
ド時の直流電力が、負荷制御部１１７および過電圧保護
回路１１８を介して、負荷の１つである通信制御回路１
０７に供給される。

【００５１】また、図６に示すように、通常電力モード
時に受電回路１０４に伝送された交流電力信号の電圧レ
ベルはしきい値より低いので、電圧検出回路１２１から
検出信号は発生せず、負荷制御部１１７のスイッチ素子
はオフ状態を維持する。したがって、受電回路１０４か
らの通常電力モード時の直流電力は、負荷制御部１１７
の上述のスイッチ素子を介して負荷１１２、すなわちエ
アバック起爆回路に供給されず、エアバックは作動する
ことはない。

【００５２】一方、負荷制御信号発信回路１１６からの
負荷制御信号（たとえば、エアバック信号）が、パルス
幅変調回路１１１に入力されると、パルス幅変調回路１
１１は通常電力モードから大電力モードに切り換えら
れ、給電回路１０２のスイッチング素子に供給される制
御パルスの幅は広げられ、それにより、出力トランス１
０３を介して第２のユニット側の受電回路１０４へ大電
力の交流信号が伝送される。そして、受電回路１０４で
整流された大電力モード時の直流電力が、負荷制御部１
１７に供給される。

【００５３】これと同時に、電圧検出回路１２１は、図
６に示すように受電回路１０４に伝送された交流電力信
号の大電力モード時の電圧がしきい値以上であることを
検出し、その検出信号を負荷制御部１１７のスイッチ素
子に供給する。それにより、スイッチ素子がオフからオ
ンになるように制御される。

【００５４】その結果、受電回路１０４からの大電力モ
ード時の直流電力は、負荷制御部１１７の上述のスイッ
チ素子を介して負荷１１２、たとえばエアバック起爆回
路に供給され、それにより、エアバック起爆回路が起爆
し、エアバックが作動する。

【００５５】なお、上述のように第１のユニット側から
第２のユニット側へ大電力が伝送された時、受電回路１
０４から負荷制御部１１７を介して通信制御回路１０７
に供給される直流電源電圧が異常に上昇した場合は、過
電圧保護回路１１８がこの異常な電圧上昇を検出して、
受電回路１０４から通信制御回路１０７へ供給される直
流電源を遮断する。また、この遮断時には、通常動作時
に充電されているバックアップ電源１１９が代わりの直
流電源として働き、通信制御回路１０７は動作を継続す
ることができる。

【００５６】このように、本発明によれば、従来より１
次側の部品点数が削減でき、伝送電力の電圧レベルを可
変にすることにより、負荷接続数の自由度を上げること
ができる。また、過電圧保護回路により、大電力モード
時でも信頼性が高い。

【００５７】以上の通り、本発明の実施の形態について
説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用
が可能である。

【００５８】たとえば、図５に示す第３の実施形態にお
いて、電圧検出回路１２１に代えて周波数検出回路を備
えても良い。この場合は、周波数検出回路は、受電回路
１０４に伝送された交流電力信号の大電力モード時の周
波数がしきい値以上であることを検出し、その検出信号
で負荷制御部１１７のスイッチ素子をオン制御すること
ができる。

【００５９】また、上述の実施の形態では、第１のユニ
ットとしての車両の車体（ボディ）と第２のユニットと
してのハンドル部との間で、非接触で電力および信号を
伝送するために適用されている場合について説明した
が、本発明は、これに限らず、たとえば車体とスライド
ドア間の非接触電力・信号の伝送等の車両内全般におい
て適用可能であり、さらに車両に限らず他の分野におけ
る非接触電力・信号伝送においても適用可能である。

【００６０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、従来より
１次側の部品点数が削減でき、負荷接続可能数が多くな
る。また、過電圧保護回路により、大電力モード時でも
信頼性が高い。

【００６１】請求項２記載の発明によれば、従来より１
次側の部品点数が削減でき、負荷接続可能数が多くな
り、また、負荷制御信号を光通信で接続するため、安定
性が高い。さらに、過電圧保護回路により、大電力モー
ド時でも信頼性が高い。

【００６２】請求項３記載の発明によれば、従来より１
次側の部品点数が削減でき、伝送電力のパルス幅を可変
にすることにより、負荷接続数の自由度を上げることが
できる。また、過電圧保護回路により、大電力モード時
でも信頼性が高い。

【００６３】請求項４記載の発明によれば、従来より１
次側の部品点数が削減でき、伝送電力の電圧レベルを可
変にすることにより、負荷接続数の自由度を上げること
ができる。また、過電圧保護回路により、大電力モード
時でも信頼性が高い。

【００６４】請求項５記載の発明によれば、車両の車体
とハンドル部間の電力・信号の伝送を非接触で行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電力・信号伝送装置の第１の実施
形態を示すブロック図である。

【図２】図１の電力・信号伝送装置における双方向光通
信回路と通信制御回路の構成例を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明による電力・信号伝送装置の第２の実施
形態を示すブロック図である。

【図４】図３の電力・信号伝送装置における受電回路に
伝送された交流電力信号の通常電力モード時と大電力モ
ード時のパルス幅を示す波形図である。

【図５】本発明による電力・信号伝送装置の第３の実施
形態を示すブロック図である。

【図６】図５の電力・信号伝送装置における受電回路に
伝送された交流電力信号の通常電力モード時と大電力モ
ード時の電圧レベルを示す波形図である。

【符号の説明】

１０１ 直流電源 １０２ 給電回路 １０３ 出力トランス １０４ 受電回路 １０７ 通信制御回路（第２の通信制御回路） １０８ 双方向光通信回路 １０８ｂ，１０８ｆ 発光部 １０８ｃ，１０８ｇ 受光部 １０９ 通信制御回路（第１の通信制御回路） １１１ パルス幅変調回路 １１２ 負荷 １１６ 負荷制御信号発信回路 １１７ 負荷制御部 １１８ 過電圧保護回路 １１９ バックアップ電源 １２０ パルス幅検出回路 １２１ 電圧検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 16/02 ６７５ Ｂ６０Ｒ 16/02 ６７５Ｋ ６７５Ｑ 21/01 21/01 21/32 21/32 Ｈ０２Ｊ 17/00 Ｈ０２Ｊ 17/00 Ｂ (72)発明者 谷川 純也 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 井上 洋光 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 Ｆターム(参考） 3D054 AA02 AA13 BB01 EE55 EE56 FF15 FF16 5H730 AS06 AS23 BB21 FD01 FF19 FG05 XX03 XX12 XX23 XX32 XX42

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のユニットと第２のユニット間で電
   力および信号を伝送する電力・信号伝送装置であって、 １次巻線が上記第１のユニット側に配置されかつ２次巻
   線が上記第２のユニット側に配置された出力トランスを
   含み、第１のユニット側に配置された直流電源からの直
   流電力を交流電力に変換し、上記出力トランスを介して
   上記第２のユニット側へ通常電力モードまたは大電力モ
   ードの上記交流電力の伝送を行い、伝送された交流電力
   を直流電力に変換して上記第２のユニット側に配置され
   た負荷に供給するスイッチング電源装置と、 上記第１のユニット側および上記第２のユニット側にそ
   れぞれ光通信用の発光部および受光部を有する双方向光
   通信回路、上記第１のユニット側に配置され、上記直流
   電源からの直流電源電圧で動作する第１の通信制御回
   路、および上記第２のユニット側に配置され、上記第２
   のユニット側に伝送され直流電力に変換された上記スイ
   ッチング電源装置からの直流電源電圧で動作する第２の
   通信制御回路を備え、上記第１の通信制御回路と上記第
   ２の通信制御回路の間で上記双方向光通信回路を介して
   上記信号の伝送を行う通信装置と、 大電力モード時に上記第２の通信制御回路に供給される
   上記スイッチング電源装置からの直流電源電圧を遮断す
   る過電圧保護回路と、 上記過電圧保護回路の遮断動作時に上記第２の通信制御
   回路に電源電圧を供給するバックアップ電源と、 を含むことを特徴とする電力・信号伝送装置。
2. 【請求項２】 前記スイッチング電源装置は、前記通常
   電力モードから前記大電力モードに切り換えるための負
   荷制御信号を発信する負荷制御信号発信回路と、上記負
   荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制御されるパ
   ルス幅変調回路と、上記パルス幅変調回路からの制御パ
   ルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を含み上
   記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記出
   力トランスの前記１次巻線に供給する給電回路と、前記
   出力トランスの前記２次巻線から供給される交流電力を
   直流電力に変換して前記負荷に供給する受電回路と、上
   記受電回路と前記負荷の間に接続された負荷制御部とを
   含み、 前記通信装置は、前記第１の通信制御回路に供給される
   上記負荷制御信号発信回路からの負荷制御信号を、前記
   双方向光通信回路および前記第２の通信制御回路を介し
   て、上記負荷制御部に制御信号として供給し、 上記負荷制御部は、上記制御信号により、前記受電回路
   からの上記直流電力を前記大電力モード時のみ前記負荷
   に供給するように制御されることを特徴とする請求項１
   記載の電力・信号伝送装置。
3. 【請求項３】 前記スイッチング電源装置は、前記通常
   電力モードから前記大電力モードに切り換えるための負
   荷制御信号を発信する負荷制御信号発信回路と、上記負
   荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制御されるパ
   ルス幅変調回路と、上記パルス幅変調回路からの制御パ
   ルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を含み上
   記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記出
   力トランスの前記１次巻線に供給する給電回路と、前記
   出力トランスの前記２次巻線から供給される交流電力を
   直流電力に変換して前記負荷に供給する受電回路と、上
   記受電回路における前記大電力モード時の交流電力信号
   のパルス幅を検出するパルス幅検出回路と、上記受電回
   路と前記負荷の間に接続され、上記パルス幅検出回路か
   らの上記検出信号により、前記受電回路からの上記直流
   電力を前記大電力モード時のみ前記負荷に供給するよう
   に制御される負荷制御部とを含むことを特徴とする請求
   項１記載の電力・信号伝送装置。
4. 【請求項４】 前記スイッチング電源装置は、前記通常
   電力モードから前記大電力モードに切り換えるための負
   荷制御信号を発信する負荷制御信号発信回路と、上記負
   荷制御信号発信回路からの負荷制御信号で制御されるパ
   ルス幅変調回路と、上記パルス幅変調回路からの制御パ
   ルスでオン、オフ制御されるスイッチング素子を含み上
   記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記出
   力トランスの前記１次巻線に供給する給電回路と、前記
   出力トランスの前記２次巻線から供給される交流電力を
   直流電力に変換して前記負荷に供給する受電回路と、上
   記受電回路における前記大電力モード時の交流電力信号
   の電圧レベルを検出する電圧検出回路と、上記受電回路
   と前記負荷の間に接続され、上記電圧検出回路からの上
   記検出信号により、前記受電回路からの上記直流電力を
   前記大電力モード時のみ前記負荷に供給するように制御
   される負荷制御部とを含むことを特徴とする請求項１記
   載の電力・信号伝送装置。
5. 【請求項５】 前記第１のユニットは車両の車体であ
   り、前記第２のユニットはハンドル部であることを特徴
   とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力・信
   号伝送装置。