JPH02246743A - 供給電力制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、受電用磁気コイルに磁気結合可能な送電用磁
気コイルと、この送電用磁気コイルの駆動部に電力を供
給する電力供給手段とを備えた供給電力制御システムに
関するものである。

〔従来の技術〕

かかる供給電力制御システムにおいて、従来では、電力
供給手段から送電用磁気コイルの駆動部に供給される電
力量が一定になっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

送電用磁気コイルから受電用磁気コイルへ供給される電
力量は、送電用磁気コイルと受電用磁気コイルとの磁気
結合度合を示す相互インダクタンスに比例している。そ
して、この相互インダクタンスは、送電用磁気コイルと
受電用磁気コイルとの距離の二乗に反比例する関係にあ
リ、更には送電用磁気コイルと受電用磁気コイルとの向
きによっても大きく変化する。したがって、送電用磁気
コイルの駆動部に一定量の電力を供給している場合でも
、送電用磁気コイルと受電用磁気コイルとの距離が近く
なったり或いは適切な状態で向き合うと、受電用磁気コ
イルによって受け取られる電力量が増大し、送電用磁気
コイルと受電用磁気コイルとの距離が遠くなったり或い
は不適切な状態で向き合うと、受電用磁気コイルによっ
て受け取られる電力量が減少することになる。

ところで、例えばコンベアに載って物品を収納したパケ
ットが所定位置に搬送されてくると、所定位置に設置さ
れたリーダにて、パケットに付設されたタグの記憶部か
ら物品の番号を自動的に読み取るように構成した物品照
合システムにおいて、供給電力制御システムを使用した
場合には、搬送中でのタグの向きや移動経絡が分かって
いるので、送電用の磁気コイルと受電用の磁気コイルと
の結合度合も予測することができる。したがって、電力
供給手段から送電用磁気コイルの駆動部に供給する電力
量を適当な値に設定することで、パケットが所定の位置
に到達した際にタグ側の受電用コイルに適当な作動電力
が受け取られるようにすることは一応可能である。

しかしながら、従来の供給電力制御システムでは、ベル
トコンベア上でパケットの位置がずれたりして送電用磁
気コイルと受電用磁気コイルとが異常接近すると、受電
用磁気コイルによって受け取られる電力量が過大となり
、受電用磁気コイルに接続された負荷に高い電圧が加わ
ることがあった。そしてこの負荷が電子素子などの場合
には高い電圧によって破壊されてしまう虞れがあった。

逆に、上記パケットの位置ずれのために送電用磁気コイ
ルと受電用磁気コイルとの結合度合が不足すると、受電
用磁気コイルにて受取る電力量が不足して、負荷を適正
通り作動させることができなくなる虞れがあった。

本発明は、このような実状に着目してなされたもので、
その目的は、送電用磁気コイルと受電用磁気コイルとの
距離や向きが変化しても、受電用磁気コイルに適切な電
力量を供給することが可能な供給電力制御システムを提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る電力供給シス
テムにおいては、 前記受電用磁気コイルが前記送電用磁気コイルから受け
取る電力量を検出する電力量検出手段と、前記電力量検
出手段の情報に基づいて、前記受電用磁気コイルが受け
取る電力量を設定値にすべく前記電力供給手段の供給電
力量を調節する制御手段とを備えた点を第１の特徴構成
としている。

又、第２の特徴構成は、上記第１の特徴構成実施する際
の好ましい形態を特定するものであり、前記電力量検出
手段が、前記送電用磁気コイルに供給される電流値を検
出するように構成され、前記制御手段は、電流値が大な
るほど大なる電圧値になる関係に予め設定された適性状
態に維持されるように、前記検出された電流値に基づい
て前記電力供給手段の供給電圧を調節するように構成さ
れている点に特徴がある。

〔作　用〕

第１の特徴構成では、受電用磁気コイルが送電用磁気コ
イルから受け取る電力量を電力量検出手段が検出し、電
力量検出手段の情報に基づいて制御手段が、前記受電用
磁気コイルが受け取る電力量を設定値にすべく電力供給
手段の供給電力量を調節する。つまり、送電用磁気コイ
ルと受電用磁気・コイルとの距離が適切な状態に向き合
ったりその間の距離が近づくと、磁気結合度合は強まる
が電力供給手段から送電用磁気コイルへ供給される電力
は減少され、また、受電用磁気コイルと送電用磁気コイ
ルとが不適切な状態に向き合ったりその間の距離が遠ざ
かると、磁気結合度合は弱まるが電力供給手段から送電
用磁気コイルへ供給される電力は増大される。そのため
、受電用磁気コイルが受け取る電力量は設定値に維持さ
れるのである。

第２の特徴構成では、受電用磁気コイルが送電用磁気コ
イルから受け取る電力量を、電力量検出手段が送電用磁
気コイルに供給される電流を測定することで検出する。

これは、送電用磁気コイルと受電用磁気コイルとの向き
が変わったりその間の距離が変化すると、磁気結合度合
を示す相互インダクタンスが変化し、延いては、それが
送信用磁気コイルの駆動部の負荷変動となり、電流供給
手段の供給電流が変化することを利用している。

そして制御手段は、実験等によって求められて予め設定
された適性状態に維持させるように、つまり検出された
電流値が大になるほど大なる供給電圧となるように、電
力供給手段の供給電圧を調節する。それによって受電用
磁気コイルが適切な電力量を受け取るようにするのであ
る。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成によれば、送電用磁気コイルと受電用磁
気コイルとの結合度合の変化に拘らず、受電用磁気コイ
ルに適切な電力量が受け取られる状態に維持することが
可能になる。したがって、高い電圧によって受電用磁気
コイルに接続された負荷側が破損されたり、負荷を適正
通り作動させることができなくなる不利を回避できる。

第２の特徴構成によれば、受電用磁気コイルが送電用磁
気コイルから受け取る電力量を、電力を送る側で検出す
るので、電力量検出手段を送電側に設けることができる
。したがって、上記使用例に挙げた物品照合システムの
ように、受電用磁気コイ・ルを備えたタグが多数ある場
合には、タグ側の構造を簡略化してシステム全体を安価
に構成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第′２図に示すように、コンベヤ式のライン（Ｌ）を設
け、このライン（Ｌ）に沿って移動するパケット（ＢＫ
）のそれぞれに、物品の仕様を示す品番を記憶させたタ
グ＜８）を付設しである。また、タグ（Ｂ）に記憶させ
た物品の品番を読み取るためのリーダ（Ａ）をライン（
Ｌ）における作業箇所に設置しである。そしてリーダ（
Ａ）とタグ（Ｉｔ）とで無線通信システムを構成しであ
る。

この無線通１言システムでは、リーダ（１）と接近して
くるタグ（Ｂ）とによって磁気的な結合がなされ、リー
ダ（Ａ）からそのタグ（Ｂ）へ電力を供給するように構
成され、そして供給された電力でタグ（８）が作動して
品番や各種のデータをリーダ（Ａ）へ自動的に返信する
機能を有している。

具体的には第１図に示すように、前記リーダ（Ａ）は、
電圧源（１）、可変レギュレータ（２）、基準抵抗を備
えた電流検出回路（３）、アンテナ駆動回路（４）、送
電用磁気コイル（５）　、Ａ／Ｄコンバータ（６）、コ
ントローラ（７）（制御手段）、Ｄ／Ａコンバータ（８
）、増幅器（９）、送受信回路（１０）、通信用アンテ
ナ（１１）とから成る。一方、タグ（Ｂ）は、受電用磁
気コイル（１２）、電力変換回路（１３）、送受信回路
（１４）、コントローラ（１５）、通信用アンテナ（１
６）から成る。尚、本実施例中では、電圧源（１）と可
変レギュレータ（２）とで、電力供給手段を構成する。

前記リーダ（＾）とタグ（Ｂ）の電磁コイル（５）。

（１２）は、それぞれライン（Ｌ）に対して直角となる
方向に指向性を備えるように巻いである。そしてタグ（
Ｂ）がリーダ（Ａ）に最も接近した際に最も効果的に磁
気結合するようになっている。

次に、この無線通信システムのデータ交換機能について
説明する。

前記リーダ（Ａ）では、電圧源（１）から供給される電
力を、可変レギュレータ（２）によって適当な電圧値の
ものに可変し、更にアンテナ駆動回路（４）によって所
定周波数の交流に変換し、送電用磁気コイル（５）から
磁気エネルギーにして放出する。また、゛送受信回路（
１０）において、コントローラ（７）から周期的に出力
される要求信号を変調し、これを通信用アンテナ（１１
）から微弱電波にして送信している。

前記リーグ（Ａ）にタグ（Ｂ）が接近し、送電用磁気コ
イル（５）と受電用磁気コイル（１２）とが磁気的に結
合されると、受電用磁気コイル（１２）に誘導起電力が
発生する。電力変換回路（１３）では、この起電力を整
流・平滑して直流電力に変換し、送受信回路（１４）や
コントローラ（１５）へ供給する。

これによって送受信回路（１４）とコントローラ（１５
）が作動状態となる。続いて要求信号がタグ（Ｂ）の通
信用アンテナ（１６）によって受信されると、送受信回
路（１４）はこの要求信号を復調して、コントローラ（
１５）へ出力する。コントローラ（１５）では、要求信
号に基づいて記憶されている物品の品番のデータを読み
取り、そのデータを送受信回路（１４）へ出力する。そ
して送受信回路（１４）ではそれらを変調し、微弱電波
にしてアンテナ（１２）から送信する。

前記タグ（Ｂ）から返信されたデータ信号は、リーグ（
Ａ）の通信用アンテナ（１１）によって受信される。リ
ーグ（Ｂ）では、受信したデータ信号を送受信回路（１
０）で復調し、コントローラ（７）へ出力する。

前記無線通信システムには、リーグ（＾）からタグ（Ｂ
）に電力を供給するに際して、アンテナ駆動回路（４）
への供給電力を調節し、以てタグ（Ｂ）に一定の電力量
が受け取られるようにする電力供給システムを組み込ん
である。以下、前記無線通信システムにおける供給電力
制御システムの基本動作について説明する。

前記リーグ（Ａ）側の送電用磁気コイル（５）とタグ（
Ｂ）側の受電用磁気コイル（１２）の距離や向きが変化
すると、双方の磁気コイル（５）　、　（１２）の磁気
結合度合が変化する。これはアンテナ駆動回路（４）の
負荷が変動していることになり、可変レギュレータ（２
）からアンテナ駆動回路（４）へ流れる電流の変化とし
て捉えられる。したがって、アンテナ駆動回路（４）に
加えられる電圧が既知であれば、アンテナ駆動回路（４
）へ流れる電流を測定することでタグ（Ｂ）で受け取ら
れている電力量を間接的に検出することができる。

このように、タグ（Ｂ）で受け取られている電力量を検
出できれば、リーグ（Ａ）から供給する電力を調節し、
受け取られている電力量が設定した値になるべく調節す
ることも可能となる。

前記リーグ（Ａ）では、アンテナ駆動回路（４）へ流れ
る電流を電流検出回路（３）によって電圧に変換して、
この電圧を増幅してＡ／Ｄ変換し、コントローラ（７）
へ出カスる。コントローラ（７）では、可変レギュレー
タ（２）によってアンテナ駆動回路（４）に加えている
現時点の電圧値と、電流検出回路（３）によって検出さ
れた現時点の電流値とのそれぞれを、記憶しているデー
タと比較する。

比較対象となるデータとは、第３図に示すように、ライ
ン（Ｌ）に沿ってバケッｔ−（ＩＩＫ）を移動させ、送
電用磁気コイル（５）と受電用磁気コイル（１２）の磁
気結合度合を変化させることによって、タグ（Ｂ）が受
け取る電力量が設定範囲内に納まるようにするためには
アンテナ駆動回路（４）にどの程度の電圧を加えるべき
か、そしてそのときに流れる電流がどのどの程度になる
かを予め測定しておいたもので、前記リーグ（Ａ）のコ
ントローラ（７）にテーブル化して記憶しである。

前記コントローラ（７）では、データを比較して可変レ
ギュレータ（２）のｙＡ節する。例えば、現時点でアン
テナ駆動回路（４）に加えられている電圧値が■。で、
その時にアンテナ駆動回路（４）に流れる電流値がＩｏ
であり、第３図のテーブル上でａ点にあるとする。ａ点
は電力不足領域に位置するため、コントローラ（７）で
は、タグ（Ｂ）で受け取られている電力量が不足してい
ると判断し゛、適性領域へ移動するまで、可変レギュレ
ータ（２）を操作して加えるべき電圧を徐々に引き上げ
ていく。その結果として適性領域のｂ点へ移動したとす
ると、タグ（Ｂ）で受け取られている電力量が設定範囲
内に納まったと判断し、可変レギュレータ（２）の操作
を停止する。

また、現時点でアンテナ駆動回路（４）に加えられてい
る電圧値が■、で、その時にアンテナ駆動回路（４）に
流れる電流値がＩ、であり、第図のテーブル上で０点に
あるとする。０点は電力過剰領域に位置するため、コン
トローラ（７）では、タグ（Ｂ）で受け取られている電
力量が過剰であると判断し、適性領域へ移動するまで、
可変レギュレータ（２）を操作して加えるべき電圧を徐
々に引き下げていく。その結果として適性領域のｄ点へ
移動したとすると、タグ（Ｂ）で受け取られている電力
量が設定範囲内に納まったと判断し、可変レギュレータ
（２）の操作を停止する。

このようにして供給電力の制御を短時間で何度も繰り返
すことで、接近してきたり遠ざかるタグ（Ｂ）に対して
は適切な電力量を常時供給できるようにしである。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、受電用磁気コイル（１２）が受け
取った電力量を、タグ（Ｂ）側に設けた電力量検出手段
で検出し、検出値を通信アンテナ（１６）からリーグ（
Ａ）へ送信する。そして送らてきた検出値に基づいてコ
ントローラ（７）によって可変レギュレータ（２）を調
節し、受電用磁気コイル（１２）で受け取られる電力量
を設定した値に維持させるようにしてもよい。

また、本発明は物品の照合システムのみならず、他の照
合システムに適用することも可能である。たとえば第４
図に示すように、牛のＩＩを計測する場合において、秤
量器（１７）の近傍にリーグ（Ａ）を設置するとともに
、それぞれの牛の首にタグ（Ｂ）を吊り下げておき、そ
して計測する牛の番号を自動的に読み取って、この牛の
番号と計測結果とを同時に記憶する計測システムを構成
することも可能である。この場合、タグ（Ｂ）の送電用
磁気コイル（５）は、牛の首からの吊り下げられたタグ
（８）が揺れ動くことから、第５図に示すようにタグ（
Ｂ）が上下軸芯方向に回転していずれの方向を向いても
、磁束が鎖交するように上方視においてクロスするよう
に巻くのか好ましい。

更に本１発明は、受電用磁気コイルを備えた物体が送電
用磁気コイルを備えた物体に接近すると、電力の供給を
受けて受電用磁気コイルを備えた物体のランプが点灯し
たり、ブザーが鳴ったり、液晶パネルに文字が表示され
たりするシステムに応用することも可能である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、この記入により本発明は添付図面の
構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る供給電力制御システムの実施例を示
し、第１図は機能ブロック図、第２図はラインにおける
使用状態を示す図、第３図はテーブル化された電圧と電
流の関係を示す図であり、第４図は別実施例における牛
の計量装置を示す図、第５図は別実施例におけるタグの
斜視図である。 （１）　、　（２）　、　（４）・・・・・・電力供給
手段、（３）・・・・・・電力量検出手段、（５）・・
・・・・受電用磁気コイル、（７）・・・・・・制御手
段、（１２）・・・・・・送電用磁気コイル。 第２図 第３図 電ＬＶｏ　　ゞ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受電用磁気コイル（１２）に磁気結合可能な送電用
   磁気コイル（５）と、この送電用磁気コイル（５）の駆
   動部（４）に電力を供給する電力供給手段（１）、（２
   ）とを備えた供給電力制御システムであって、前記受電
   用磁気コイル（１２）が前記送電用磁気コイル（５）か
   ら受け取る電力量を検出する電力量検出手段（３）と、
   前記電力量検出手段（３）の情報に基づいて、前記受け
   取る電力量を設定値にすべく前記電力供給手段（１）、
   （２）の供給電力量を調節する制御手段（７）とを備え
   た供給電力制御システム。 ２、前記電力量検出手段（３）が、前記駆動部（４）に
   供給される電流値を検出するように構成され、前記制御
   手段（７）は、電流値が大なるほど大なる電圧値になる
   関係に予め設定された適性状態に維持させるように、前
   記検出された電流値に基づいて前記電力供給手段（１）
   、（２）の供給電圧を調節するように構成されている請
   求項１記載の供給電力制御システム。