JPS63117630A - 可動装置用電源回路 - 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） 本発明は可動装置用電源回路に関し、更に詳細に述べる
と、外部装置との間で信号の送受を行なうために用いら
れる電力の一部又は全部を外部装置から与えられる出力
波のエネルギーから得るようにした可動装置用電源回路
に関するものである。

（従来の技術） 例えばＩＣカード装置の如き可動装置において、外部か
らこの可動装置に与えられる送信エネルギーの一部を電
源として利用するよってし九装置が種々提案されている
（例えば特開昭５８−１５４０８１号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、この種の装置では、外部からの信号を受信す
る機能に加えて外部装置に対して信号を送信する機能を
備えている場合もある。このような場合には、外部装置
に対して与えられるべき自己の送信エネルギーが自己の
受信部を介して電源回路に与えられてしまい送信効率が
低下してしまうという問題点を有している。

この問題点は送受信周波数が接近している場合に著しい
。この不具合を解決するための１つの方法は送信部と受
信部との間隔を充分広くとることである。しかし、この
ような電源方式を採用しなければならないような場合に
は、通常、小型化、携帯化を図ることが要請される小型
の装置、例えばＩＣカード、の場合が殆んどであシ、送
受信部の間隔をあけるという簡単な方法で解決できない
場合が多い。

本発明の目的は、したがって、外部装置からの出力波の
エネルギーの一部を自己の回路の少なくとも一部を作動
させるための直流電力として利用するように構成された
可動装置において、自己の出力波のエネルギーが自己の
装置においで直流電力に変換されてしまうのを有効に防
止することができるようにした、可動装置用電源回路を
提供することにある。

（問題点を解決する九めの手段） 上記目的を達成する念めの本発明の特徴は、外部装置か
らの出力波に応じた信号を取り出すための第１コイルと
、上記外部装置に対して信号を送り出すための第２コイ
ルと、上記第１及び第２コイルに接続された信号処理装
置と、上記第１コイルに誘起される信号に基づいて上記
信号処理装置の作動に必要な電力の少なくとも一部を得
るようにした可動装置用電源回路において、上記第１コ
イルから出力される出力信号を整流するための整流回路
と、該整流回路の出力側に整流出力の取出しを妨げるこ
とがない向きに設けられた少なくとも１つのダイオード
素子と、該ダイオード素子を介して取り出される整流出
力を平滑するための平滑回路とを備えた点にある。

（作　用） 第１コイルからの出力信号の一部は整流回路に印加され
る。整流回路の出力側にはダイオード素子が整流出力の
取出しを妨げることがない向きに設けられているので、
出力信号が印加されたことに応答して整流回路から整流
出力が出力されるに必要な出力信号のレベルは挿入され
たダイオード素子における電圧降下分だけ高くなる。

この結果、整流されるべき信号のレベルによって信号の
弁別を行なうことができ、その弁別レベルはダイオード
素子の種類及び使用個数により適宜に調節することがで
きる。したがって、その弁別レベルを、外部装置からの
出力波により生じる比較的大きなレベルの出力信号には
応答して整流動作が行なわれるが、第２コイルから出力
される出力波によシ生じる比較的小さなレベルの出力信
号によっては整流動作が行なわれないように定めれば、
外部装置からの出力波によってのみ電源供給動作が行な
われ、第２コイルからの出力波に対しては整流回路は高
インピーダンス状態となり、第２コイルからの出力波の
エネルギーが電源回路において消費されるのを有効に防
止することができる。

（実施例） 以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

ｗｃ１図には、本発明による可動装置用電源回路を、デ
ータ伝送装置を構成するＩＣカードに組込んだ場合の一
実施例が示されている。このＩＣカート。

を含むデータ伝送袋＃１は、総体的に符号２で示される
ベルトコンベア装置の図示しない枠体に固着されている
固定側装置３と、ベルトコンベア装置２によって運搬さ
れ作業用口？ット４によって所定の作業が行なわれる被
作業体５に装着されるＩＣカードとして構成されている
可動側装置６とから成っている。

可動側装置６Ｆｉ、ベルトコンベア装置２によって被作
業体５が所定の作業位置に達したとき固定側装置３と比
較的接近し所要の相対位置関係となり、可動個装ｆｔ６
と固定側装置３との間は、本実施例においては、磁気的
に結合され、両者間においてデータの伝送が可能となる
。

可動側装置６と固定側装置３との間のデータ伝送を磁気
的結合によシ非接触状態にて行なうため、第２図に詳細
に示されるように、固定側装置３には、夫々ループアン
テナの形状に作られた送信用コイル７と受信用コイル８
とが同軸に配置されており、送信用コイル７と受信用コ
イル８とは送受信機能を有するコントローラ９に接続さ
れている。

一方、ＩＣカードとして形成された可動側装置６には、
上述した送信用コイル７及び受信用コイル８と磁気的に
結合する結合部材１０と、結合部材１゜に接続されてい
るＩＣ素子として構成されている送受信袋ｅ１１とが収
納されている。

結合部材１０は、第１コイル１２と第２コイル１３とを
含み、第１コイル１２と第２コイル１３とは同軸になる
ように配置されると共に相互に密着状幅に重ね合せられ
て恰も１つの偏平コイル部材の如き形状とされ、第１コ
イル１２及び第２コイル１３に第１及び第２コンデンサ
１４．１５が夫々並列に接続されて成っている。結合部
材１０は、第１コイル１２及び第２コイル１３の各イン
ダクタンス、及び第１コンデンサ１４及び第２コンデン
サ１５の各容量値を適宜に設定することにより、第１コ
イル】２の端子から見たその共振周波数と第２コイル１
３の端子から見たその共振周波数とが等しく、且つその
共振周波数は固定側装置３と可動側装置６との間で行な
われるデータ伝送のための搬送信号の周波数と実質的に
一致するように調整されている。

送信コイル７からの出力波は第２図に示す状、態におい
て結合部材１０の第１コイル１２を介して送受信装置１
１に入力され、一方、送受信袋［１１１からの出力は結
合部材１０の第２コイル１３に供給され、結合部材１０
を介して受信用コイル６から取り出され、コントローラ
９に入力される。固定個装［３の送信用コイル７から送
出される出力波は、可動側装置６に対して送出すべき所
要の情報を含んでおり、出力波のエネルギーの一部は、
可動側装置６内において、可動側装置６の送受信装置１
１内に設けられる回路を作動させる念めに必要な直流電
力に変換される構成となっている。

したがって、可動側装置６には、後述するメモリのバッ
クアップ用電源を除いては、バッテリは内蔵されていな
い。

可動側装置６は、このようにして、固定側装置３から被
作業体５に関する所要のデータを受けとって後述するメ
モリにそのデータをストアし、必要に応じて、固定側装
置３からの信号に応答して各種の識別データ、又はメモ
リにストアされている所要のデータを結合部材１０′ｆ
：介して固定側装置３に送出し、可動個装ｆｔ６と固定
側装置３との間において所望のデータ伝送を非接触状態
にて行なうことができる。

第３図には、第２図に示したデータ伝送装埴１の回路構
成を示す回路図が示されており、以下、第３図を参照し
ながらデータ伝送装置１の回路構成について説明する。

先ず、固定側装置３について述べると、コントローラ９
はデータ送受信ユニット２１を有し、データ送受信ユニ
ット２１からは、所要の送信データによって周波数１１
の搬送波を位相変調して成る送信信号ＴＳｌが出力され
、送信信号Ｔ８１は増幅器２２で増幅された後、送信用
コイル７に供給される。送信用コイル７には、コンデン
サ２３が並列に接続されており、送信用コイル７とコン
デンサ２３とによって並列共振周波数ｆｌの並列共振回
路が構成されており、送信用コイル７からは送信信号Ｔ
Ｓｌに応じた磁気信号である送出波ＴＥ、が送出される
。送出波ＴＥｌは結合部材１０と結合し、第１コイル１
２からは送出波ＴＥ１に応じた受信信号が得られる。

送信用コイル７と比較的接近して配置された受信用コイ
ル８は、後述の如くして結合部材１０から送出される磁
気信号である送出波ＴＥ、を促えてデータ送受信ユニッ
ト２１に送るためのものであり、それと並列に接続され
たコンデンサ２４によって並列共振回路が構成されてい
る。この並列共振回路の共振周波数もまたｆｌに設定さ
れており、受信用コイル８の両端から取り出される受信
信号Ｒ８，は入力抵抗器２５．２６’ｅ介して差動増幅
器２７に入力てれ、ここで増幅された受信信号Ｒ８１は
データ送受信ユニット２１に入力される。

すなわち、固定側装置１３は、データ送受信ユニット２
１から出力される周波数ｆｔの位相変調信号を送信用コ
イル７によって送出汲置として可動側装置６に送り、可
動側装置６から同じく周波数１１の位相変調信号として
送出される送出波ＴＥ、を受信用コイル８によって受取
り、データ送受信ユニット２１に入力する。なお、この
実施例では、両者間におけるデータの送信、受信は夫々
異なったタイムスロットにおりておこなわれるように制
御されており、送受信が同時に行なわれることはない。

次に、可動側装置６の構成について説明すると、すでに
説明し念ように、送信用コイル７からの送出波ＴＥ、に
応じ友信号は結合部材１ｏの第１コイル１２を介して取
り出される構成である。第１コイル１２から取り出され
る受信信号Ｒ８，ｌｊ入力抵抗器３１．３２を介して差
動増幅器３３に入力され、ここで増幅された受信信号Ｒ
８，は復調ユニット３４に入力される。復調ユニット３
４は位相変調信号である受信信号Ｒ８，の復調を行ない
、固定側装置３から送られてきたデータがここで取り出
され、取り出された受信データＲＤは一旦シ７トレジス
タ３５にストアされる。

シフトレジスタ３５内にストアされた受信データＲＤは
、書込読出制御回路３６からの制御信号Ｃ８１によって
、−旦書込読出制御回路３６内に取込まれ、ここでその
内容が解読される。受信データＲＤの内容がバックアッ
プ用バッテリ４１によってバックアップされているメモ
リ３７へのデータの格納を指示するものである場合には
、所要のデータをメモリ３７内の所定のアドレスに格納
することとなる。受信データＲＤの内容が、メモリ３７
に予めストアされているデータの読出しを指令するもの
である場合には、メモリ３７内の所望のデータを読出し
、シフトレジスタ３８に転送してストアする。そして、
そのストアされたデータを送信すべき旨の指令が固定側
装置３から送られてきたときに書込読出制御回路３６か
ら出力される制御信号Ｃ８２によって、シフトレジスタ
３８にストアされていたデータを送信ユニット３９に送
り、ここで、このデータに従って位相変調され念送信信
号ＴＳ鵞を発生させる。

送信信号Ｔ８１は増幅器４０によって増幅され念後、第
２コイル１３に印加され、第２コイル１３から所望のデ
ータを内容とする周波数ｆ１の位相変調信号が送出波Ｔ
Ｅ、として出力される。送出波ＴＥ、は受信用コイル８
で受信され、受信用コイル８から取り出される受信信号
Ｒ８Ｉは送受信ユニｙト２１に入力される。

上述した送受信装置１１内の各回路を作動させるために
必要な直流電力を第１コイル１２から取り出される受信
信号のエネルギーの一部を使用してまかなう九め、第２
コイル１２には本発明による電源回路５０が接続されて
いる。

電源回路５０は、ダイオード５１乃至５４がプリツノ接
続されて底る両波整流回路５５を有し、第１コイル１２
の両端に発生した出力電圧ｖ０が両波整流回路５５の入
力端子ａ−１３間に印加されている。両波整流回路５５
の＋側出力端子Ｃからの出力電圧はダイオード５６を介
してその出力電圧のリップル成分を除去するための第１
平滑回路５７に印加されている。ｉｔ平滑回路５７は、
入力コンデンサ５８、定電圧ダイオード５９、電圧調整
用ＩＣ素子６０及び出力コンデンサ６１から成る公知の
回路であり、これにより＋側出力端子Ｃから取り出され
た出力電圧をアースに対して正のレベルの所望の直流電
圧＋Ｖとして各回路に供給することができる。一方、両
波整流回路５５の一側出力端子ｄからの出力電圧はダイ
オード６２を介してその出力電圧のリップル成分を除去
するための第２平滑回路６３に印加されている。２ｇ２
平滑回路６３もま九、入カコンデン？６４、定電圧ダイ
オード６５、電圧調整用ＩＣ素子６６及び出力コンデン
サ６７から成っており、これにより一側出力端子ｄから
取り出され比出力電圧をアースレベルに対して負のレベ
ルの所望の直流電圧−■として各回路に供給することが
できる。

ここで、ダイオード５６はそのアノードが出力端子Ｃに
接続される向きにして、すなわち、両波整流回路５５か
らの出力の取出しを妨げることがない向きにして、両波
整流回路５５と第１平滑回路５７との間に設けられてい
る。一方、ダイオード６２はそのカソードが出力端子ｄ
に接続される向きにして、すなわち、両波整流回路５５
からの出力の取出しを妨げることがない向きにして、両
波整流回路５５と第２平滑回路６３との間に設けられて
いる。ダイオード５６．６２ｉこのように設けると、出
力電圧ｖ０が電源回路５ｏに印加さレタとき、第１コイ
ル１２から電源回路５（ｌｃ電流を流すために必要な出
力電圧ｖｏの値は、これらのダイオード５６．６２がな
い場合に比べて大きくすることができる。すなわち、電
源回路５゜における各ダイオード１個当りの拡散電圧降
下を０．７ｖとすると、ダイオード５６．６２がない場
合には出力電圧ｖｏのレベルが０．７　（Ｖ）以上の場
合に第１コイル１２から電源回路５０に電流が流れるこ
とになるが、ダイオード５６．６２を挿入すると、出力
電圧ｖｏのレベルが０．７　Ｘ　２　＝１．４（Ｖ）以
上の場合に第１コイル１２から電流回路５０に電流が光
れることになる。

ダイオード５６．６２ｔ−設けることにより、第１コイ
ル１２から電源回路５０に電流を流すために必要な出力
電圧ｖ０の値が、第１コイル１２に密に結合している第
２コイル１３に送信信号ＴＳ２が与えられたときに生じ
る出力電圧Ｖ。の値より大きく、且つ送信用コイル７か
らの出力波によって生じる出力電圧ｖｏの値よりは小さ
くなるように調整しておけば、送受信ユニット１１が送
信状態となって第２コイル１３から受信用コイル８への
送信を行なう場合、第１コイル１２の負荷インピーダン
スを高く保っておける。したがって、第２コイル１３か
らの出力エネルギーが電源回路５゜ニオイて浪費される
のを有効に防止することができ、可動側装置６から固定
側装置３への送信効率を著しく高めるのに役立つもので
ある。上記説明から判るように、ダイオード５６．６２
は夫々１個に限定されず、複数個設けてもよい。さらに
、ダイオード５６．６２の代りに各種トランゾスタの一
部を用いてもよいことは勿論である。

上述した電源回路は、固定側装置３がら送られる送信エ
ネルギーの一部を利用して可動側装置６の電力をまかな
うという本システムにおいては、可動側装置６の送信パ
ワーを充分にとることができない関係上、送償ノ９ワー
の損失を防ぐ上で極めて有効なものである。

なお、電源回路５ｏの各出力コンデンサ６１゜６７の容
量は比較的大きいものが使用されており、したがって、
固定個装ｅ３からの送信が一時的に中断されても、その
間これらのコンデンサ６１゜６７に蓄積されたエネルギ
ーにより可動個装［６を正常に作動させることができる
。

上述の構成によると、可動側装置６の結合部材ｌＯは、
第１及び第２コイル１２．１３を同軸配置し、且つ両者
が密接状態となるように構成し、どちらのコイルからみ
ても所要の周波数ｆＩＶＣ共振するようになっているの
で、第１コイル１２から受信信号を良好に取り出すこと
ができるのは勿論のこと、第２コイル１３に送信・母ワ
ーを与えた場合、第１コイル１２を含む回路が第２コイ
ル１３に与えられる送信パワーを損失せしめることがな
く、高効率で可動側装置６からの送信を行なうことがで
き、送受同一周波数なので各装置の回路構成が簡単で済
む。

さらに、結合部材１０の第１及び第２コイル１２．１３
１に同軸に配置したので、これらのコイルを並置する場
合に比べ取付のための面積が少なくて済み、特にＩＣカ
ードの如き小型化の要求されるものについては実装上有
利となる。また、第１及び第２コイル１２．１３を同軸
に配置すると、可動側装置６と固定側装置３とを結合す
るための位置合せが従来の並置方式に比べて著しく簡単
となり、特に実施例に示される如き生産ライン等におい
ての使用では可動側装置の設置精度が低くてもよいので
使用範囲が広くなるという利点を有している。

上記実施例では、可動側装置と固定側装置との間を磁気
結合する場合について述べたが、両者間の結合は電磁結
合であってもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、外部装置からの出力波のエネルギーの
一部を自己の回路を作動させるための直流電力の一部又
は全部として利用するように構成された可動装置におい
て、出力波のエネルギーの少なくとも一部が供給される
整流回路の出力側にダイオード素子を設けたので、整流
すべき信号のレベルによって信号の弁別を行なうことが
でき、外部装置からの出力波によシ生じる比較的大きな
レベルの出力信号には応答して整流動作を行ない、自己
の装置から出力される出力波により生じる比較的小さな
レベルの出力信号には応答せず整流動作を行なわない構
成とすることができる。したがって、外部装置からの出
力波によってのみ電源供給動作が行なわれ、自己の出力
波に対しては整流回路は高インピーダンス状態となり、
第２コイルからの出力波のエネルギーが電源回路におい
て消費されるのを有効に防止することができる。この結
果、送受信コイル等が充分に間隔をあけて配置されてい
なくても、ま之同−の周波数で送受信を行なう場合でも
可動装置からの信号を極めて高い効率で外部に送出する
ことか可能となる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電源回路を備えたＩＣカード装！
１ｆｌ用いたデータ伝送装置を有する産業用ロボットシ
ステムの概略構成を示す概略斜視図、第２図は第１図の
データ伝送装置を一部断面して示す拡大斜視図、第３図
は第２図に示したデータ伝送装置の回路構成を示す回路
図である。 １・・・データ伝送装置、３・・・固定側装置、６・・
・可動側装置、１０・・・結合部材、１１・・・送受信
装置、１２・・・第１コイル、１３・・・第２コイル、
５０・・・電源回路、５５・・・整流回路、５６．６２
・・・ダイオード、５７・・・第１平滑回路、６３・・
・第２平滑回路、ＴＥｌ、ＴＥ、・・・出力波。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、外部装置からの出力波に応じた信号を取り出すため
   の第１コイルと、前記外部装置に対して信号を送り出す
   ための第２コイルと、前記第１及び第２コイルに接続さ
   れた信号処理装置と、前記第１コイルに誘起される信号
   に基づいて前記信号処理装置の作動に必要な電力の少な
   くとも一部を得るようにした可動装置用電源回路におい
   て、前記第１コイルから出力される出力信号を整流する
   ための整流回路と、該整流回路の出力側に整流出力の取
   出しを妨げることがない向きに設けられた少なくとも１
   つのダイオード素子と、該ダイオード素子を介して取り
   出される整流出力を平滑するための平滑回路とを備えた
   ことを特徴とする可動装置用電源回路。