JPS6239927A - 非接触式デ−タ交信装置 - 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】 （発明の分野） 本発明は、例えば、自動生産ライン中に設けた固定機に
備えられた発振器からの高周波信号により、工具を有す
る移動機に搭載した通信機に電力を供給するとともに、
その電力により通信機を作動して固定機側に固有のデー
タ信号を送信し、その移動機がどの種の工具を備えてい
るかを判別するといったことなどのために適用されるも
ので、発振回路と送受信用の第１アンテナコイルとを有
する第１交信手段と、前記第１アンテナコイルと電磁誘
導によって結合される第２アンテナコイルを有するとと
もに電源を持たない第２交信手段とから成る非接触式デ
ータ交信装置に関する。

（発明の概要） 本発明は、このような非接触式データ交信装置において
、使用するアンテナコイル数少なく安価に、かつ、アン
テナコイルを収納するケースの材質のいかんにかかわら
ず、最適な周波数を選択使用できるようにしたものであ
る。

（従来技術とその問題点） 従来のこの種の装置では、第１交信装置から第２交信装
置に電力を供給しながら、それと同時に、供給された電
力を作動電源として第２交信装置から第１交信装置にデ
ータ信号を伝送するように構成していた。

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合で
は、相互の干渉を防止するために、電力供給のための周
波数と、データ伝送のための周波数とを異ならせる必要
があった。そのため、第１交信装置側では、第１アンテ
ナコイルとして、電力供給専用の送信アンテナコイルと
、データ信号受信専用の受信アンテナコイルとを備え、
他方、第２交信装置側では、第２アンテナコイルとして
、電力供給専用の受信アンテナコイルと、データ信号送
信専用の送信アンテナコイルとを備えなければならず、
全体として４個のアンテナコイルが必要で高価になる欠
点があった。

また、油や塵あいなどから保護するために、アンテナコ
イルを含めて交信装置全体がケース内に収納されること
が多いが、例えば、ケースが黄銅や銅などの非鉄材料で
構成された場合、その材質によっては、結合効率が特定
周波数でピークになり、電力供給用周波数とデータ伝送
用周波数の両方に、結合効率がピークとなる最適な周波
数を使用することはできず、いずれか一方において結合
効率が低下せざるを得ない欠点があった。

（発明の目的） 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、アンテナコイル数を必要最小限にして安価に、かつ
、アンテナコイルを収納するケースの材質に最適な周波
数を選択して電力供給およびデータ伝送を良好に行なえ
るようにすることを目的とする。

（発明の構成と効果） 本発明の非接触式データ交信装置は、このような目的を
達成するために、第１交信手段に、発振回路から前記第
１アンテナコイルへの送信を設定時間おきに行なわせる
送信時間設定手段を備え、第２交信手段に、第１アンテ
ナコイルとの電磁誘導に伴ない、第２アンテナコイルか
ら出される交流出力を直流に変換する整流回路と、この
整流回路で変換された直流電荷を蓄積するコンデンサと
、コンデンサに蓄積された電荷を作動電源として供給す
る切換手段と、その電源により作動されて前記送信時間
設定手段によって設定された非送信時に相当する時間帯
にデータ信号を前記第２アンテナコイルに送信するデー
タ送信手段とを備えて構成する。

この構成によれば、設定時間おきに、電力供給のための
高周波信号を第１アンテナコイルに供給し、これにより
、第１アンテナコイルに磁界を発生させ、それに伴なう
電磁誘導によって第２アンテナコイルから交流出力を発
生させ、その交流出力を整流回路で直流に変換し、その
直流電荷がデータ信号を送信するに足る量蓄積された段
階で、それを作動電源として、第１交信手段から高周波
信号が送信されていない時にデータ信号を第２アンテナ
コイルから第１アンテナコイルに送信する。

したがって、電力供給とデータ伝送とを互いに異なる時
間帯で行なうから、相互の干渉を生じることなく、同一
周波数の信号によって行なうことができ、第１および第
２アンテナコイルそれぞれを１個づつのアンテナコイル
によって構成でき、アンテナコイル数を従来に比して半
減できて安価になった。

しかも、１種類の周波数を選択して使用できるから、ア
ンテナコイルを収納するケースの材質のいかんにかかわ
らず、結合効率上その材質に最適の周波数を選択でき、
電力供給およびデータ伝送のいずれをも良好に行なえる
ようになった。

（実施例の説明） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第１図は、本発明の実施例に係る非接触式データ
交信装置を構成する第１交信手段としての固定機Ａの回
路ブロック図である。固定機Ａは、無人化工場などにお
ける自動生産ラインの工具移動経路途中の所定箇所にお
いて、その側脇に固定設置されている。第１図において
、１は第１アンテナコイルであり、この第１アンテナコ
イルＩには、電力供給部２と受信部３とが結合回路４を
介して接続されている。

前記電力供給部２には、交番信号を発振する発振回路５
、グー）・回路６および増幅回路７が備えられている。

前記受信部３には、増幅回路８、復調回路９、直並列変
換回路（ＳＰＣ）１０およびＣＰＵ１１が備えられてい
る。

前記ゲート回路６は、ＣＰＵＩ　１からの制御信号によ
り発振回路５からの交番信号を設定時間おきのトーンバ
ースト信号として第１アンテナコイルｌに送信するよう
になっている。このゲート回路６と、これをＣＰＵＩ　
１からの制御信号によって制御する構成をして送信時間
設定手段１２と称する。

第２図は、本発明の実施例に係る非接触式データ交信装
置を構成する第２交信手段としての移動機Ｂの回路ブロ
ック図である。移動機Ｂには、図示しないが、工具が備
えられている。第２図において、１３は、前記第１アン
テナコイル１と電磁誘導によって結合される第２アンテ
ナコイルであり、この第２アンテナコイルＩ３には、電
力受給部Ｉ４と送信部１５とが切替回路１６を介して接
続されるとともに、電力受給部Ｉ４から送信部１５への
電力供給を行なう切換手段としてのスイッチ回路１７と
前記切替回路１６とスイッチ回路１７の切り替え動作を
制御するタイミング回路１８とが備えられている。この
スイッチ回路１７とそのスイッチ回路１７をタイミング
回路Ｉ８によって切換制御する構成をして切換手段と称
する。また、送信部１５と切替回路１６とその切替回路
１６をタイミング回路Ｉ８によって切り替え制御する構
成をしてデータ送信手段と称する。

前記電力受給部Ｉ４には、前記第２アンテナコイル１３
から出される交流出力を直流に変換する整流回路１９と
、その直流電荷を蓄積するコンデンサ２０とが備えられ
ている。

前記送信部１５には、移動機Ｂに固有のコード信号を設
定する設定部２１、並直変換回路（ＰＳＣ）２２、変調
回路２３および増幅回路２４が備えられている。

図示していないが、前記固定機Ａと移動機Ｂとは、いず
れも黄銅や銅などの材質のケースによって覆われ、油や
塵あいなどから保護するようになっている。そして、第
１アンテナコイル１と第２アンテナコイル１３とは、例
えば、約５ｍｍ程度に接近することにより磁気的に結合
される。

第３図は、前記切替回路１６と整流回路１９とスイッチ
回路１７との周辺を詳細に示した回路図であり、この図
において、２５は第２アンテナコイル１３と共振するた
めの共振コンデンサである。

この構成において、切替回路１６が整流回路１９との接
続側に切り替えられるとともにスイッチ、回路１７が開
いている状態で、コンデンサ２０に電荷が蓄積される。

このとき、その蓄積電荷は、基本的には、スイッチ回路
１７が閉じない限り、整流回路１９からの漏洩電流と自
己放電以外は外部に流出しない。

前記コンデンサ２０における充放電は、第４図に示すよ
うな波形図に従って行なわれる。

即ち、充電時間は、Ｖ＝Ｅ−ｅＸＩ）（−ｔ／ＣＲ）に
にす、整流回路１９の出力抵抗Ｒとコンデンサ２０の容
量Ｃとによって決まる。他方、放電時間は、Ｖ　＝　Ｅ
　−Ｅ　−ｅｘｐ（−ｔ／　Ｃｒ）により、送信部１５
の電源負荷抵抗ｒとコンデンサ２０の容量Ｃとによって
決まる。Ｌｌは、タイミング回路１８をスタートさせる
スレッショルドレベルを示し、Ｌ。

は、送信部１５の動作可能電圧を示す。したがって、送
信開始後、その動作可能電圧Ｌ２に降下するまでが、送
信可能時間ｔになる。

次に、この実施例の作用につき第５図のタイムチャート
を用いて説明する。

発振回路５で発生した交番信号がＣＰＵＩＩからの制御
信号ａによりゲート回路６において制御され、結合回路
４から第１アンテナコイル１に断続したトーンバースト
信号すを供給する。第１アンテナコイルｌでは、ｌ−−
ンバースト信号すに応じた磁界を発生し、この磁界によ
り第２アンテナコイル１３が電磁結合され、その電磁誘
導によって第２アンテナコイル１３からＣに示すよ・う
な交流出力を発生ずる。この交流出力Ｃが切替回路１６
を介して整流回路１９で直流に変換され、ｄに示すよう
な整流出力を出す。この整流出力ｄをコンデンサ２０に
供給し、直流電荷をコンデンサ２０に蓄積する。コンデ
ンサ２０の蓄積電荷量が所定のスレッショルドレベルを
越えると、タイミング回路１８において、第１タイマか
らｅに示すようなタイマ出力を出し、その設定時間経過
後に前記切替回路１６とスイッチ回路Ｉ７とを駆動する
とともに、第２タイマからｆに示すようなタイマ出力を
出す。これにより、切替回路１６を送信部１５との接続
側に切り替えるとともに、コンデンサ２０に蓄積された
電荷を作動電源として送信部Ｉ５を駆動し、ｇに示すよ
うなデータ信号が、設定部２１からの設定データｈによ
って変調された状態で第２アンテナコイル１３に送信さ
れ、そして、前記第２タイマによる設定時間経過後に送
信が停止される。この第２タイマににる設定時間は、前
記送信時間設定手段１２によって設定された非送信時に
相当する時間帯に含まれるように設定しである。

固定機Ａでは、前記データ信号を受（′）ると、そのデ
ータ信号を結合回路４を介して増幅回路７に供給し、増
幅回路７で電圧増幅した後、直並列変換回路１０で並列
信号になおし、移動機Ｂ側の設定部２１で設定された設
定データをＣＰＵＩ＋に供給する。

以」二の構成により、順次、固定機Δに対応して近接す
る位置に移動機Ｂを搬送し、それらのなかから所定の工
具を備えた移動機Ｂを判別し、別途膜（′、ｌだホルダ
ーによりその移動機Ｂを保持して所定の加工作業を行な
うことができるのである。

上記実施例では、固定機Ａを第１交信手段、移動機Ｂを
第２交信手段としているが、移動機Ｂを第１交信手段、
固定機Ａを第２交信手段とし、移動機Ｂから固定機Ａに
電力を供給するように構成するものでも良い。

また、例えば、第１交信手段から第２交信手段側に所定
のデータ信号を送信し、第２交信手段側において、その
データ信号を記録していくように構成するなど、本発明
としては、第１交信手段と第２交信手段との間でデータ
信号を送受信するように構成するものでも良い。

前記第１および第２アンテナコイルそれぞれとしては、
図示のようなフェライトコイルに限らず、ループコイル
を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の固定機の回路ブロック図、
第２図は移動機の回路ブロック図、第３図は要部の回路
図、第４図はコンデンサの充放電特性の波形図、第５図
は作用説明のためのタイムチャートである。 Ｉ・・・第１アンテナコイル、５・・発振回路、１２・
・・送信時間設定手段、 １３・・・第２アンテナコイル、 １７・・切換手段としてのスイッチ回路、１９・・整流
回路、２旧コンデンサ Ａ・・第１交信手段としての固定機、 Ｂ・・第２交信手段としての移動機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発振回路と送受信用の第１アンテナコイルとを有
   する第１交信手段と、 前記第１アンテナコイルと電磁誘導によって結合される
   第２アンテナコイルを有するとともに電源を持たない第
   ２交信手段とから成る非接触式データ交信装置において
   、 前記第１交信手段が、 前記発振回路から前記第１アンテナコイルへの送信を設
   定時間おきに行なわせる送信時間設定手段を備え、 前記第２交信手段が、 前記第１アンテナコイルとの電磁誘導に伴ない、前記第
   ２アンテナコイルから出される交流出力を直流に変換す
   る整流回路と、 この整流回路で変換された直流電荷を蓄積するコンデン
   サと、 前記コンデンサに蓄積された電荷を作動電源として供給
   する切換手段と、 前記電源により作動されて前記送信時間設定手段によっ
   て設定された非送信時に相当する時間帯にデータ信号を
   前記第２アンテナコイルに送信するデータ送信手段とを
   備えた非接触式データ交信装置。