JPH09500513A - データ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 互いに相対的に移動可能な送信モジュール（Ｍ₁）と受信モジュール（Ｍ₂）との間でデータを伝送するための装置（１）において、一方のモジュール（Ｍ₁）が、所定の波動インピーダンスを備えている電気線路（Ｌ）として構成され、他方のモジュール（Ｍ₂）が、前記電気線路（Ｌ）に無接触に接続される探針（Ｓ）として構成されている。両モジュール（Ｍ₁，Ｍ₂）は、送信電子系（２）及び受信電子系（３）に接続されている。この構成により、データを二つの方向で交互に伝送させることができ、曲線軌道としての送信モジュールまたは受信モジュールの任意の配置が可能である。このようにしてロスの少ない広帯域の連結がほとんど輻射なしに実現される。

Description

【発明の詳細な説明】 データ伝送装置 本発明は、互いに相対的に移動可能な送信モジュールと受信モジュールとの間 でデータを伝送するための装置に関する。 ドイツ特許公開第４００６７７０号公報により、互いに相対的に移動可能な送 信プラットホームと受信プラットホームとの間でデータを伝送するためのこの種 の通信システムが知られている。この場合、定置の送信プラットホームには送信 アンテナが取り付けられている。送信アンテナの条導体は、円形に配置される二 つの等しい長さ部分を有している。さらに受信プラットホームには受信アンテナ が設けられ、該受信アンテナは、送信アンテナから所定の間隔をもって保持され 、且つ送信アンテナの回りに移動可能である。 このように上記通信システムの場合、送信アンテナから受信アンテナへのデー タ伝送しか行うことができず、よって１方向のみでの伝送しか行えない。また、 送信アンテナが円形に配置されていることにより使用範囲が一層限定されている 。他方、とりわけ不具合なことは、送信アンテナから放射される送信出力のうち わずかな部分 しか受信アンテナに到達しないこと、放射により送信アンテナの回りに妨害放射 が発生し、これにより付近に配置された機械及び器具が不都合な影響を受けるこ とがある点である。 従って本発明の課題は、冒頭で述べた種類のデータ伝送装置において、データ を二つの方向に交互に伝送できるばかりでなく、曲線軌道としての送信または受 信アンテナを任意に配置することもでき、よって極めて多面的な適用が与えられ ているようなデータ伝送装置を提供することである。さらに本発明の課題は、伝 送装置がその構成に関して簡潔であり、よって経済的に製造され、汚染の影響を 受けず、特に送信器と受信器との間の広帯域の、ロスの少ない連結を可能にし、 この連結がほとんど輻射なしに行われるようなデータ伝送装置を提供することで ある。 上記の課題は、本発明によれば、前記伝送装置において、一方のモジュールが 、所定の波動インピーダンスを備えている電気線路として構成され、他方のモジ ュールが、前記電気線路に無接触に接続される探針として構成されていること、 両モジュールが、送信電子系及び受信電子系に接続されていることを特徴とする ものである。 合目的なのは、所定の波動インピーダンスを備えた電気線路が、位置固定して 配置される曲線軌道として構成 され、探針が前記曲線軌道にたいして該曲線軌道の長手方向に移動可能に形成さ れ、両モジュールの接続及び非接続を交換可能に構成することである。 所定の波動インピーダンスを備えた電気線路は、導電性の基板と、絶縁層と、 この絶縁層の上に設けられる電気導体とから構成される条導線路として、または 同軸線路として、または２導線線路として簡単に形成することができる。 条導線路を平らな板体として形成することができ、他方同軸線路として形成さ れ所定の波動インピーダンスを備えた電気線路を探針と静電結合させるため、同 軸線路の外側導体が、長手方向にスリットを形成した管として構成され、この管 の中心部に、電気絶縁性の材料から成り前記管に固定される細条板を介して、有 利には円形の横断面を有するプロフィール体の形状に構成された内側導体が配置 されていてもよい。探針は、互いに機械的に結合され互いに噛み合うように配置 される二つの管部材によって形成され、そのうち内側の管部材は、同軸線路の内 側導体を該内側導体の自由領域において半径方向に間隔をもって取り囲み、外側 の管部材は、外側導体の内面に該外側導体にたいして半径方向に間隔をもって配 置されている。 他の実施例によれば、同軸線路として形成され所定の 波動インピーダンスをもった線路を探針と誘電結合させるため、同軸線路が、長 手方向にスリットを形成した外側導体としての管と、この管にたいして間隔をも って中心部に配置され、有利には円形の横断面をもったプロフィール体として形 成された内側導体から構成され、探針は、二次巻線を有しているリング体変圧器 によって形成され、該リング体変圧器は前記導体を取り囲んでいる。 さらに有利なのは、所定の波動インピーダンスをもった電気線路が、インピー ダンスの適合のため、有利には両端でのインピーダンス適合のため、前記波動イ ンピーダンスの値をもった終端インピーダンスを備えていることである。 合目的なのは、探針が、所定の波動インピーダンスをもった電気線路の導体を それぞれ全体的にまたは部分的に蔽っている平らな、または湾曲した位置調整可 能な連結板として形成されていることである。 さらに、所定の波動インピーダンスをもった複数の、有利には二つの電気線路 と、これらの電気線路に付設される探針とが一つのユニットを形成し、且つそれ ぞれ送信電子系及び受信電子系としてのプッシュプル送信器及びプッシュプル受 信器に接続されている。 他の変形例によれば、条導線路の導体は、同じ長さでほぼ半円形に形成され且 つ互いに対向するように配置さ れる二つの部分から成っている。この場合、探針を形成している連結板は、条導 線路の導体と協働する領域において、導体の前記両部分の間隔よりも長いように 形成され、条導線路の二つまたはいくつかの導体の二つまたはいくつかの部分が 、互いに同心に配置されていてもよい。 他方条導線路は、基板としての閉じた管と、この管の外側面または内側面に設 けられる絶縁層と、この絶縁層上に互いに側方に間隔をもって配置される一つま たは複数の周回する導体とによって形成されていてもよい。 さらに、所定の波動インピーダンスをもった電気線路及び（または）探針は、 互いに向き合っている側において、保護フォイル、被覆部またはこれに類するも のによって蔽われている。 本発明によるデータ伝送装置は、電気エネルギー伝導装置に付設することがで き、電気エネルギー伝導装置とともに一つのユニットを形成していることができ る。 これは例えば次のようにして実現でき、即ち条導線路の基板が中空プロフィー ル体として、有利には走行レールの形状で形成され、この中に電気エネルギーを 伝導させるための連結ループ、巻線またはこれに類するものが配置されているこ とによって実現される。また、中空プロフィール体の互いに対向している二つの 外面上に、それぞれ一つの絶縁層と、この絶縁層の上に配置される一 つまたは複数の電気導体とが設けられ、前記絶縁層及び電気導体と、移動可能な 探針が協働してもよい。 データ伝送装置を本発明にしたがって構成すると、データを二つの方向へ交互 に伝送し、所定の波動インピーダンスをもった電気線路を任意の態様で曲線軌道 として構成することが極めて簡単に可能であり、よって本発明による伝送装置は 非常に多面的に適用することができる。この場合探針は、所定の波動インピーダ ンスをもった電気線路と無接触に連結されている。従って探針は、曲線軌道の領 域において高速で且つ摩耗なしに走行することができる。 このように、本発明による構成により、汚染に影響されず、任意の形状の走行 経路を提供し、送信器と受信器とを広帯域で、ロスを少なくして、且つ輻射なし に連結させる信号伝送装置が提供される。従って本発明による装置はロボット、 工作機械、搬送装置、クレーン装置、運搬機器、巻き上げ機、及び移動運動の間 にデータを伝送するのが好ましいような同種の装置に有利に適用可能である。従 って構成が簡潔で、ほとんど故障もロスもない、とりわけ輻射のない、探針のそ の都度の移動範囲で二つの方向へ交互にデータを伝送する装置が実現される。探 針は軽量なので、高加速度で且つ高速で移動することもできる。 添付の図面には、本発明にしたがって構成されたデータ伝送装置のいくつかの 実施例が図示されている。以下にこれらの実施例を詳細に説明する。 図１は 所定の波動インピーダンスをもった電気線路であって、定置の曲線 軌道として構成され移動可能な探針に付設されている前記電気線路としての条導 線路を備えた装置を示す図、 図２は 図１の装置の変形例を示す図、 図３は 静電結合のために設けられ探針を付設した同軸線路を備えた装置を 示す図、 図４は 誘導結合のために設けられ探針を付設した同軸線路を備えた装置を 示す図、 図５は 円形に形成された曲線軌道を備えた、図１の装置を示す図、 図６は 筒状に形成された曲線軌道を備えた、図１の装置を示す図、 図７は 図１の装置の他の変形例であり、電気エネルギー伝導装置を付設し た変形例を示す図、 である。 図１ないし７に種々の実施例で図示された装置１， １’，１’’，１’’’ ，１^IVは、互いに相対的に移動可能な送信モジュールＭ₁と受信モジュールＭ₂と の間でデー タを交互に伝送するために用いられる。両モジュールのうち一方のモジュールは 、所定の波動インピーダンスをもった電気線路Ｌとして形成されており、これに たいして他方のモジュールは、前記電気線路Ｌと無接触に接続されている探針Ｓ から成っている。両モジュールＭ₁とＭ₂は送受信電子系２または３に接続されて いる。送受信電子系２または３には電送されるデータが供給され、或いは送受信 電子系２または３からデータが取り出される。 図１と図２の実施例では、電気線路Ｌは平坦な曲線軌道の形状の条導線路１１ として形成されている。曲線軌道の形状の条導線路１１は、導電性の基板１２と 、基板１２の上に取り付けられている絶縁層１３と、この絶縁層１３の上に設け られている電気導体１４または１４’から構成されている。探針Ｓは連結板１５ または１５’によって形成されている。図２の構成では、電気導体１４’は一部 湾曲して敷設されており、連結板１５’は特殊な態様で構成されているので、湾 曲部を通過する際に常に静電結合が保証されている。導体１４または１４’は、 インピーダンスの適合のためそれぞれ終端インピーダンス１６を備えている。さ らに、図１に一部を図示したように、条導線路１１は例えばフォイルの形状の保 護被覆部によって蔽われていてもよい。 以上の構成により、導体１４または１４’の全領域にわたり両モジュールＭ₁ とＭ₂の間でデータを二つの方向に伝送させることができ、しかも他の機器に支 障を来すような放射は行われず、電力の大きなロスも発生しない。 図３の装置１’では、所定の波動インピーダンスをもったモジュールＭ₁とし ての線路Ｌと、モジュールＭ₂としての探針Ｓとを静電結合させるため、同軸線 路２１が設けられている。同軸線路２１は、外側導体２２と内側導体２４から成 っている。外側導体２２は長手方向にスリットを形成した管２２’として形成さ れている。管２２’の中心部には、絶縁材料から成る細条板２３を介して、プロ フィール体２４’として構成されている内側導体２４が配置されている。 探針Ｓは、二つの管部材２５と２６から成っている。内側の管部材２５は内側 導体２４をその自由領域において取り囲んでおり、且つ内側導体２４にたいして 半径方向に間隔をもって配置されている。内側の管部材２５と機械的に結合され ている外側の管部材２６は、外側導体２２の自由領域において該外側導体２２に たいして半径方向に間隔をもってこの外側導体２２の内面に配置されている。探 針Ｓの両管部材２５と２６は送信電子系３’に接続され、内側導体２４と外側導 体２２は受信電子系２’に接続されている。 図４は、装置１’’を用いて両モジュールＭ₁とＭ₂をいかにして誘電性結合さ せるかを示したものである。モジュールＭ₁を形成している、所定の波動インピ ーダンスをもった線路Ｌは、この実施例でも同軸線路３１から成っている。モジ ュールＭ₂、従って探針Ｓは、二次巻線３６を備えた変圧器３５によって形成さ れている。変圧器３５は、スリットを形成した管３２’として形成された外側導 体３２の内部に配置されている。中実材から成るプロフィール体３４’から構成 されている内側導体３４は、エアクッション３３を介して外側導体３２から電気 的に切り離されている。変圧器３５用の一次巻線は、内側導体３４と、該内側導 体３４に終端インピーダンスを介して接続されている外側導体３２とによって形 成されている。 変圧器３５として構成された探針Ｓを移動させることにより、曲線軌道を形成 している線路Ｌのどの任意の位置においても、電子系２’または３’に接続され ているモジュールＭ₁とモジュールＭ₂の間でデータを両方向に伝送させることが できる。 図５の実施例によれば、装置１’’’において、条導線路４１の導体４４は、 同じ長さでほぼ半円形に形成され、互いに対向するように配置された二つの部分 ４４’と４４’’から成っている。導電性の基板４２と、同心 に配置される二つの導体４４が設けられている絶縁層４３とは、円板の形状に形 成されている。 従って、探針Ｓを形成している連結板４５は、円形軌道上を周回することがで きる。そして、連結板４５の長さは一つの導体４４の両部分４４’と４４’’の 間隔よりも長いので、分離個所を通過する際にも、所定の波動インピーダンスを 備えた線路Ｌと、波動インピーダンス値をもった抵抗器を介して電子系２，３に 接続されている探針Ｓとの間でデータ伝送が行われるよう保証されている。 図６に図示した装置１^IVの実施例では、条導線路５１は、基板５２としての管 ５２’から成っている。管５２’の外側面には絶縁層５３が取り付けられ、該絶 縁層５３の上には二つの導体５４が取り付けられている。このように、湾曲した 連結板５５として形成された、モジュールＭ₂としての探針Ｓは、データの伝送 のために、モジュールＭ₁を形成している線路Ｌのまわりに巡らされている。 図７の実施例では、データ伝送装置１に、電気エネルギーを伝導させるための 装置７１が付設されている。の装置７１は変圧器７３から成り、その二次巻線７ ４は導線７５を介して同様に移動可能な消費装置７２に接続されている。一次巻 線７６として連結ループが設けられ、 連結ループは、この実施例では中空プロフィール体１８として形成された条導線 路１１の基板１２内に配置されている。 さらに中空プロフィール体１８の、互 いに対向している二つの外面には、それぞれ絶縁層１３が取り付けられ、その上 には導体１４が取り付けられている。絶縁層１３と導体１４とは、探針Ｓとして の移動可能な連結板１５が協働する。このようにして、移動する装置にデータ及 び（または）電気エネルギーを伝導するための図７の構成の非常に多面的な適用 性が与えられている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いに相対的に移動可能な送信モジュールと受信モジュールとの間でデータ を伝送するための装置において、 一方のモジュール（Ｍ₁）が、所定の波動インピーダンスを備えている電 気線路（Ｌ）として構成され、他方のモジュール（Ｍ₂）が、前記電気線路（Ｌ ）に無接触に接続される探針（Ｓ）として構成されていること、 両モジュール（Ｍ₁，Ｍ₂）が、送信電子系（２）及び受信電子系（３）に 接続されていることを特徴とする装置。 ２．所定の波動インピーダンスを備えた電気線路（Ｌ）が、位置固定して配置さ れる曲線軌道として構成され、探針（Ｓ）が前記曲線軌道にたいして該曲線軌道 の長手方向に移動可能に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装 置。 ３．両モジュール（Ｍ₁，Ｍ₂）の接続及び非接続が交換可能であることを特徴と する、請求項１または２に記載の装置。 ４．所定の波動インピーダンスを備えた電気線路（Ｌ）が、導電性の基板（１２ ；４２；５２）と、絶縁層 （１３；４３；５３）と、この絶縁層の上に設けられる電気導体（１４；４４； ５４）とから構成される条導線路（１１；４１；５１）として、または同軸線路 （２１；３１）として、または２導線線路として形成されていることを特徴とす る、請求項１から３までのいずれか１つに記載の装置。 ５．条導線路（１１）が平らな板体として形成されていることを特徴とする、請 求項４に記載の装置。 ６．同軸線路（２１）として形成され所定の波動インピーダンスを備えた電気線 路（Ｌ）を探針（Ｓ）と静電結合させるため、同軸線路（Ｌ）の外側導体（２２ ）が、長手方向にスリットを形成した管（２２’）として構成され、この管（２ ２’）の中心部に、電気絶縁性の材料から成り前記管（２２’）に固定される細 条板（２３）を介して、有利には円形の横断面を有するプロフィール体（２４’ ）の形状に構成された内側導体（２４）が配置されていることを特徴とする、請 求項１から４までのいずれか１つに記載の装置。 ７．探針（Ｓ）が、互いに機械的に結合され互いに噛み合うように配置される二 つの管部材（２５，２６）によって形成され、そのうち内側の管部材（２５）が 、同軸線路（２１）の内側導体（２４）を該内側 導体の自由領域において半径方向に間隔をもって取り囲み、外側の管部材（２６ ）が、外側導体（２２）の内面に該外側導体にたいして半径方向に間隔をもって 配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。 ８．同軸線路（３１）として形成され所定の波動インピーダンスをもった線路（ Ｌ）を探針（Ｓ）と誘電結合させるため、同軸線路（３１）が、長手方向にスリ ットを形成した外側導体（３２）としての管（３２’）と、この管（３２’）に たいして間隔をもって中心部に配置され、有利には円形の横断面をもったプロフ ィール体（３４’）として形成された内側導体（３４）から構成されていること を特徴とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載の装置。 ９．探針（Ｓ）が、二次巻線（３６）を有しているリング体変圧器（３５）によ って形成され、該リング体変圧器（３５）が前記導体（３４）を取り囲んでいる ことを特徴とする、請求項８に記載の装置。 １０．所定の波動インピーダンスをもった電気線路（Ｌ）が、インピーダンスの 適合のため、有利には両端でのインピーダンス適合のため、前記波動インピーダ ンスの値をもった終端インピーダンス（１６）を備えていることを特徴とする、 請求項１から９までの いずれか１つに記載の装置。 １１．探針（Ｓ）が、所定の波動インピーダンスをもった電気線路（Ｌ）の導体 （１４；２４；４４；５４）をそれぞれ全体的にまたは部分的に蔽っている平ら な、または湾曲した位置調整可能な連結板（１５；２５；４５；５５）として形 成されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１つに記載の 装置。 １２．所定の波動インピーダンスをもった複数の、有利には二つの電気線路（Ｌ ）と、これらの電気線路（Ｌ）に付設される探針（Ｓ）とが一つのユニットを形 成し、且つそれぞれ送信電子系及び受信電子系（２，３）としてのプッシュプル 送信器及びプッシュプル受信器に接続されていることを特徴とする、請求項１か ら１１までのいずれか１つに記載の装置。 １３．条導線路（４１）の導体（４４）が、同じ長さでほぼ半円形に形成され且 つ互いに対向するように配置される二つの部分（４４’，４４’’）から成って いることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１つに記載の装置。 １４．探針（Ｓ）を形成している連結板（４５）が、条導線路（４１）の導体（ ４４）と協働する領域において、導体（４４）の前記両部分（４４’，４４’’ ）の間隔よりも長いように形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載 の装置。 １５．条導線路（４１）の二つまたはいくつかの導体（４４）の二つまたはいく つかの部分が、互いに同心に配置されていることを特徴とする、請求項１３また は１４に記載の装置。 １６．条導線路（５１）が、基板（５２）としての閉じた管（５２’）と、この 管の外側面または内側面に設けられる絶縁層（５３）と、この絶縁層上に互いに 側方に間隔をもって配置される一つまたは複数の周回する導体（５４）とによっ て形成されていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１つに記 載の装置。 １７．所定の波動インピーダンスをもった電気線路（Ｌ）及び（または）探針（ Ｓ）が、互いに向き合っている側において、保護フォイル（１７）、被覆部また はこれに類するものによって蔽われていることを特徴とする、請求項１から１６ までのいずれか１つに記載の装置。 １８．データを伝送するための装置（１）が、電気エネルギー伝導装置（７１） に付設されており、且つ電気エネルギー伝導装置（７１）とともに一つのユニッ トを形成していることを特徴とする、請求項１か ら１７までのいずれか１つに記載の装置。 １９．条導線路（１１）の基板（１２’）が中空プロフィール体（１８）として 、有利には走行レールの形状で形成され、この中に電気エネルギーを伝導させる ための連結ループ（７６）、巻線またはこれに類するものが配置されていること を特徴とする、請求項１８に記載の装置。 ２０．中空プロフィール体（１８）の互いに対向している二つの外面上に、それ ぞれ一つの絶縁層（１３）と、この絶縁層の上に配置される一つまたは複数の電 気導体（１４）とが設けられ、前記絶縁層（１３）及び電気導体（１４）と、移 動可能な探針（Ｓ）が協働することを特徴とする、請求項１８または１９に記載 の装置。