JPH10322251A - 電力および情報の非接触伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報信号と電力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。 【解決手段】 移動側モジュールＢと固定側モジュール
Ａとをそなえ、それら両モジュールに備えた送信ヘッド
１，３と受信ヘッド２，４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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】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】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る非接触伝送装置は、
大略的には移動側モジュールと固定側モジュールとによ
り構成され、これら両モジュール間の情報信号の授受は
電磁波を媒体とし送受信アンテナを介して行われる。

【００１３】この場合、移動側モジュールの動作に必要
な電力は、商用電源で動作させる固定側モジュールから
電磁波により非接触で供給される仕組みになっている。
そして、本発明の非接触伝送装置で扱う情報信号は、両
モジュール間における単方向あるいは双方向の伝送の何
れの方式にも適用されるものである。

【００１４】［実施例］以下に説明する本発明の実施例
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。

【００１５】図１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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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２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。

【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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】また図４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１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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】［変形例］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。

【００２７】この他、上記実施例では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。

【００２８】第５図は、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
例を示したものである。

【００２９】

【発明の効果】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。

【００３０】そして、移動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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【図４】本発明の一実施例における非接触伝送装置の基
本的構成図。

【図５】本発明の一実施形態における構成を示すブロッ
ク線図。

【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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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。