JPS63184185A - 磁気誘導結合装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、書込・続出ユニットからメモリモジュールに
非接触にて動作電源を供給すると共に両者間でデータ伝
送を行なうようにした磁気誘導結合装置に関する。

（従来技術） 本願発明者等にあっては、非接触結合により書込・続出
ユニットから不揮発性メモリを内蔵したメモリモジュー
ルに動作電源を供給でると共に、よ込読出のためのデー
タ伝送を同じく非接触結合で行なうため、例えば第６図
の示すよう磁気３Ｗ結合装置を提案している（特願昭６
１−１４０８０７号）。

第６図において、１は書込・読出ユニット、２はＥＥＰ
ＲＯＭ等の不揮発性メモリ（図示せず）を内蔵したメモ
リモジュールであり、書込・続出制御ユニット１には、
電源及び回込読出情報（命令、アドレス等）をメモリモ
ジュール２に送信だめの磁気誘導結合装置３と、記憶モ
ジュール２のメモリから読出されたデータを受信するた
めの磁気誘導結合装置４が設けられ、またメモリモジュ
ール２には書込・読出ユニット１からの電源及び書込続
出情報を受信するための磁気誘導結合装置５と、メモリ
から読出したデータを書込・続出ユニット１に送信する
ための磁気誘導結合装置６が設けられる。

磁気誘導結合装置３〜６のそれぞれは、断面Ｅ字型の円
筒形状をもった磁気コア７．８，９，１０のコア中心に
磁気誘導コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３゜Ｃ４を巻き回してい
る。また、電源送受信用の磁気誘導結合装置３，５は、
データ送受信用の磁気誘導結合装置６，４に比べ、大型
の磁気コア７゜９を使用しており、メモリモジュール２
に対し動作電力を供給プるに必要な磁気エネルギを誘導
できるようにしている。

書込・続出ユニット１におりる磁気誘導結合装置３の磁
気誘導コイルＣ１には、−例として、マルチプレクサ１
１で選択した正弦波発振器１２゜１３の周波数信号が供
給されており、発］辰周波数ｆ１をデータビット「１」
に、また発振周波数ｆ２をデータビット「Ｏ」に対応さ
せることで、書込又は読出のデータビットに対応したマ
ルチプレクサ１１の制御でビットデータを周波数変調し
てメモリモジュール２に送信することができる。

メモリモジュール２の磁気誘導結合装置５は、書込・読
出ユニット１の磁気誘導結合装置３との磁気誘導結合に
より磁気誘導コイルＣ３に誘起された周波数変調信号を
整流回路１４で整流してメモリモジュール２の動作電源
を作り出し、同時に復調回路１５で周波数変調信号が復
調され、書込又は続出制御のためのシリアルビットデー
タを出力するようになる。

一方、メモリモジュール２内の不揮発性メモリから読出
されたデータはマルチプレクサ１６の制り■信号となり
、マルチプレフナ１６で正弦波発振器１７からの周波数
ｆ３の発振信号をデータピッ１〜「１」で選択すると共
にデータビットｒＯＪで周波数置を選択し、磁気誘導結
合装置６の磁気誘導コイルＣ４に供給し、このため書込
・読出ユニット１の磁気誘導結合装置４の磁気誘導コイ
ルＣ３に周波数変調信号が誘起され、復調回路１８で受
信した周波数変調信号を復調してシリアルピッ１〜デー
タを出力する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の磁気誘導、結合装置に
あっては、書込・続出ユニットからメモリモジュールへ
の電源供給と上り信号を送信する磁気誘導結合装置と、
メモリモジュールからの下り信号を受信するための磁気
誘導結合装置との２組の磁気誘導結合装置が必要であり
、２組の磁気誘導結合装置を各ユニットを相対させるケ
ース表面に相互誘導を起こさないように離して配置する
ため、各ユニットケースが大きくなり、特にメモリモジ
ュールにあっては、データを持たせようとする適宜の装
置、例えばマシニングセンタの自動工具交換に用いられ
るオートツールヂエンジｒ（ＡＴＣ＞にセットしている
工具ホルダ等に組込まれることから、このような組込み
を可能にするためメモリモジュールの小型化が要求され
ているが、２組の磁気優等結合装置を設けた場合には、
小型化には限界があった。

そこで、例えば第７図に示すように、２組の磁気誘導結
合装置を一体化し、１つの磁気コア１９゜２０に磁気誘
導コイルＣ１とＣ２、及びＣ３とＣ４を巻き回りことも
考えられる。しかし、このような一体化＠迄にあっては
、磁気誘導コイルＣ１とＣ２が完全に結合し、また磁気
誘導コイルＣ３とＣ４も同様でおる。

この結果、磁気誘導コイルＣ１による送信電圧は磁気誘
導コイルＣ２に巻線比に応じた電圧を発生してしまい、
磁気誘導コイルＣ２の信号を抽出するフィルタの性能を
良くしても、誘起電圧を除去できず、また送信エネルギ
も大きく減衰する。

また磁気誘導コイルＣ１による磁気誘導で磁気誘導コイ
ルＣ３に発生した電圧はメモリモジュール２の電源とし
て使用するが、磁気誘導コイルＣ４に発生した電圧は書
込・続出ユニット１へのデータ送信のために吸収しな（
）ればならない。

更に、データ送信用の磁気誘導コイルＣ４から見ると、
電源送受信用の磁気誘導コイルＣ１及びＣ３には入力イ
ンピーダンスが極めて小さい負荷が接続されるため、こ
の負荷に磁気誘導コイルＣ４で送信した磁気誘導エネル
ギの大部分が吸収されてしまい、送信信号を受信すべき
磁気誘導コイルＣ２には信号がほとんど誘起されないと
いう問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、２組の磁気誘導コイルを１つの磁気コアに巻き回
して一体化しても、コイル間での相互誘導による干渉を
起こすことなく近接配置される他のユニット磁気誘導装
置との間においてのみ磁気誘導結合に−より電源及びデ
ータ用の周波数変調信号を非接触で送受信できる小型化
された磁気誘導結合装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、磁気コアに
円形、だ円形又は矩形となる２条のコイル溝を同軸状に
形成し、各コイル溝のそれぞれに２組の磁気誘導コイル
を巻き回すにうにしたちのである。

（作用） このような本発明の構成を有する磁気誘導結合装置にあ
っては、訳述・読出ユニットからメモリモジュールに電
源及び上り信号を送信するための磁気誘導コイルと、メ
モリモジュールのメモリから読出された下り信号を受信
舊るための磁気誘導コイルを同じ磁気コアに一体化する
ことができ、μを気誘導結合装置が各ユニットにおいて
１つて済むことから、各ユニットの大幅な小型化とコス
ト低減を計ることができる。

また、２絹の磁気誘導コイルは、同軸状態に形成された
磁気コアのコイル溝に巻き回されていることから、内側
に位置する磁気誘導コイルと外側に位置する磁気誘導コ
イルによる磁気回路が磁気コア内に独立に形成され、一
体化した磁気誘導コイルの間で相互誘導は無視できる程
度に小さく、所定ギャップを介して対向配置した他のユ
ニットの磁気誘導結合装置の対応するコイルとの間での
み効率良く磁気誘導結合による信号の送受信を行なうこ
とができる。

（実施例） 第１図は本発明の磁気誘導結合装置の一実施例を示した
説明図である。

第１図に於いて、３０は磁気コアであり、適宜の磁性材
料で作られており、磁気コア３０は円形となる平面形状
を持ち、円形表面の一方に開口した２条のコイル溝３２
．３４を同軸状に形成している。このため磁気コア３０
のコイル溝３２，３４の開口面には、内側から３６．３
８．４０で示す３つの磁極面が形成される。

磁気コア３０の内側に形成したコイル溝３２には、例え
ば書込・続出ユニットを例に取ると、記憶モジュールか
らの送信信号を受信するための磁気コイルＣ２が巻き回
され、外側のコイル溝３４にはメモリモジュールに電源
及び上り信号を送信するための磁気誘導コイルＣ１が巻
き回される。

更にコイル溝３２と３４を仕切る２つの円筒状のコア部
には切欠溝４２が形成され、この切欠溝を通して磁気誘
導コイルＣ１，Ｃ２のリード線を外部に引出すようにし
ている。

第２図は本発明の磁気誘導結合装置が用いられる書込・
読取装置の送受信アダプタ、若しくはメモリモジュール
のケースに対する第１図の実施例に示した本発明の磁気
誘導結合装置の組込み状態を示した説明図であり、ケー
ス４４の表面４６の所定位置に、第１図に示す磁気誘導
結合装置４８が２組の磁気誘導コイルを巻き回したコイ
ル溝の開口側を外側に向けた状態で埋込み設置されてい
る。尚、磁気誘導結合装置４８の磁極面は、図示のよう
にケース４４の表面４６に露出してもよいが、油やゴミ
の付着を防ぐために磁極面の表面をプラスチック等の非
磁性材料で覆うようにしてもよい。

第３図は書込・続出ユニットに設ける本発明の磁気誘導
結合装置４８Ａと、メモリモジュールに設（プる本発明
の磁気誘導結合装置４８Ｂの配置状態を示したもので、
磁気誘導結合装置４８Ａ、４８Ｂは数ｍｍ以下となるギ
ャップ１を介して対向配置される。

磁気誘導結合装置４８Ａの外側に巻き回した磁気誘導コ
イルＣ１は、記憶モジュールに対し電源及び上り信号を
送信し、この磁気誘導コイルＣ１による磁気誘導で磁気
誘導装置４８Ｂの外側に巻き回している磁気誘導コイル
Ｃ３に信号が誘起される。

一方、磁気誘導結合装置４８Ｂの内側に巻き回した磁気
誘導コイルＣ４はメモリモジュールから読出された読出
データを書込・読出ユニットに送信する下り信号の送信
用であり、磁気誘導コイルＣ４に対する下り信号の供給
で磁気誘導結合装置４８Ａの内側に巻き回した磁気誘導
コイルＣ２に下り信号が誘起される。

第３ａ図は、第３図に示す磁気誘導結合装置４８へと４
８Ｂの配置状態で磁気コア３０内を通って形成される磁
気回路を示した説明図である。

第３ａ図に於いて、実線で示す磁気回路は、磁気誘導結
合装置４８Ａの外側に配置した磁気誘導コイルＣ１によ
る磁気回路であり、この実線で示す磁気回路から明らか
なように、コア中心の磁極面３６を通る磁気回路は上下
で逆向きとなる。一方、磁気誘導結合装置４８Ｂの磁気
誘導コイルＣ４に信号を供給したときの磁気回路は破線
で示すようになる。

ここで中心に位置する磁極面３６の磁極面積を＄１、そ
の外側に位置する磁極面３８の磁極面積を＄２とすると
、磁気回路の強さは磁極面積に依存することから、５１
＝８２とすることによりＣ２の内側と外側を通る磁束は
同−但となり、実線で示す磁気誘導コイルＣ１による磁
気回路の中央の磁極面３６の磁気は相殺されて零となり
、外側に位置する磁気誘導コイルＣ１による磁気回路が
みかけ上磁極面３６には存在しないことから、磁気誘導
コイルＣ１に信号を供給しても、内側に位置する磁気誘
導コイルＣ２及びＣ４には信号がほとんど誘起されない
。

一方、内側の磁気誘導コイルＣ４に信号を供給した場合
には、外側に位置する磁気誘導コイルＣ１及びＣ３にも
僅かに信号が誘起されるが、中央の磁気誘導コイルＣ４
による誘導磁界はもともと小さいため、外側の磁気誘導
コイルＣ１，Ｃ３に誘起される信号は問題とならない。

この結果、外側に位置する磁気誘導コイルＣ１から０３
に対し電源及び上り信号を送信するための磁気誘導結合
と、内側に位置する磁気誘導コイルＣ４から０２に下り
信号を送信するための磁気誘導を独立に行うことができ
る。

第４図は本発明に用いられる磁気コアの他の実施例を平
面的に示した説明図であり、この実施例にあっては、楕
円平面形状を持つ磁気コア３０を使用したことを特徴と
し、第１図の実施例と同様楕円形状となる２条のコイル
溝３２と３４を同軸上に形成している。

又、第５図は本発明の磁気結合装置で用いる磁気コア３
０の他の実施例を平面的に示した説明図であり、この実
施例におっては、矩形平面形状を持った磁気コア３０を
使用したことを特徴とし、同様に矩形状のコイル溝３２
．３４を同軸上に形成している。

尚、上記の実施例にあっては、第３図に示すように、中
心部のコイル溝３２を外側のコイル＠３４に対し浅くし
ているが、これは内側と外側のコイル間のセパレーショ
ンを良好にするためであるが、原理的には中心部と外側
のコイル溝は同じ深さであってもよい。

（発明の効果〉 以上説明してきたように本発明によれば、磁気コアに円
形、楕円形、又は矩形となる２条のコイル溝を同軸状に
形成し、各コイル溝のそれぞれに２組の磁気誘導コイル
を巻き回すようにしたため、２組の磁気誘導結合装置を
一体化でき、コイル毎に磁気コアを設けていた従来装置
に比べ、大幅に小型化でき、コスト的にも、安価にする
ことができる。

更に磁気コアに同軸状に形成されたコイル溝に２組の磁
気誘導コイルを巻き回しているため、磁極面が位置する
所定方向に対してのみ独立した磁気誘導結合特性を得る
ことができ、磁気コアの同軸状のコイル溝に巻き回した
磁気誘導コイルの相Ｈ誘導による送受信信号の干渉を特
に考慮することなく、２つのユニット間で電源及び上り
下り信号の送受信を非接触で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は第
１図の実施例のケース組込み状態を示した説明図、第３
図は一対の磁気誘導結合装置の送受信時の配置状態を示
した断面説明図、第３ａ図は第３図の配置状態で生ずる
磁気回路の説明図、第４，５図は本発明の他の実施例を
示した平面説明図、第６図は本願発明者が既に提案して
いる磁気誘導結合装置を備えた書込・続出ユニットとメ
モリモジュールの説明図、第７図は従来考えられた一体
化＠迄を示した説明図である。 に書込・続出ユニット ２：メモリモジュール ３０：磁気コア ３２．３４：コイル溝 ３６．３８，４０：磁極面 ４２：切欠 ４４：ケース

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　分離配置される２のつユニットのそれぞれに少なくと
   も電源供給用の磁気誘導コイルとデータ伝送用の一対の
   磁気誘導コイルを設け、各磁気誘導コイルの磁気誘導結
   合により非接触で一方のユニットから他方のユニットに
   電源を供給すると共に両ユニット間でデータ伝送を行な
   うための磁気誘導結合装置に於いて、 前記各ユニットに設ける一対の磁気誘導コイルを、円形
   、だ円形又は矩形となる２条のコイル溝を同軸状に形成
   した磁気コアの各コイル溝に巻き回したことを特徴とす
   る磁気誘導結合装置。