(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触インターフェース（ＮＣＩ）を介して信号を伝送する伝送システム（９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０）であって、
上記伝送システムが、非接触インターフェース（ＮＣＩ）を介して第一の回路（ＦＣ）を第二の回路（ＳＣ）に誘導的に結合する変圧器（Ｔ１）を有し、
第二の回路（ＳＣ）が第一の送信機回路（ＴＲＳ２）を備え、該第一の送信機回路（ＴＲＳ２）が、第一の抵抗（Ｒ２）を介して変圧器（Ｔ１）の第一の巻線（Ｐ２）へ第一のデジタル入力信号（ＴＸ２）を供給するように構成した第一のデジタル送信機（ＴＲＡＮ２）を有し、それにより上記第一の巻線（Ｐ２）に一つ以上の電圧パルス（Ｗ２）を形成するようにし、前記一つ以上の電圧パルス（W２）が、前記第一のデジタル入力信号（ＴＸ２）が正の輪郭をもつか負の輪郭をもつかに基いて正又は負の形態をとり、
また、第一の回路（ＦＣ）が、第一の巻線（Ｐ２）における一つ以上の電圧パルス（Ｗ２）によって誘導された一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）を上記変圧器（Ｔ１）の第二の巻線（Ｐ１）から受信し、そして上記一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）に基いて上記第一のデジタル入力信号（ＴＸ２）を反映した第一のデジタル出力信号（ＲＸ１）を発生するように構成した第一の比較器（ＣＯＭＰ１）を備えた第一の受信機回路（ＲＥ１）を有し、
上記伝送システムが、双方向伝送システム（１３０；１４０）であり、
第一の回路（ＦＣ）が第二の送信機回路（ＴＲＳ１）を備え、該第二の送信機回路（ＴＲＳ１）が、第二の抵抗（Ｒ１）を介して変圧器（Ｔ１）の第二の巻線（Ｐ１）へ第二のデジタル入力信号（ＴＸ１）を供給するように構成した第二のデジタル送信機（ＴＲＡＮ１）を備え、それにより第二の巻線（Ｐ１）に一つ以上の電圧パルスを形成するようにし、前記一つ以上の電圧パルスが、前記第二のデジタル入力信号（TX1）が正の輪郭をもつか負の輪郭をもつかに基いて上記一つ以上の電圧パルスが正又は負の形態をとり、
また、第二の回路（ＳＣ）が、第二の巻線（Ｐ１）における上記一つ以上の電圧パルスによって誘導された一つ以上の誘導電圧パルスを上記変圧器（Ｔ１）の第一の巻線（Ｐ２）から受信し、そして上記一つ以上の誘導電圧パルスに基いて上記第二のデジタル入力信号（ＴＸ１）を反映した第二のデジタル出力信号（ＲＸ２）を発生するように構成した第二の比較器（ＣＯＭＰ２）を備えた第二の受信機回路（ＲＥ２）を有する伝送システムにおいて、
第一のデジタル送信機（ＴＲＡＮ２）及び／又は第二のデジタル送信機（ＴＲＡＮ１）が三状態論理装置から成り、信号を伝送しない時には、第一のデジタル送信機及び／又は第二のデジタル送信機を高インピーダンス状態にし、また第一のデジタル送信機及び／又は第二のデジタル送信機が、デジタル信号を伝送する時には、高インピーダンス状態を止める伝送可能入力（ＴＸ２ＥＮ、ＴＸ１ＥＮ）を備え、
該伝送システムが、さらに、前記非接触インターフェースを介して電力を伝送するように構成され、
第一の回路（ＦＣ）が、第一の回路（ＦＣ）から第二の回路（ＳＣ）への電力の伝送中に変圧器の一次巻線（Ｐ１）への電圧をオンオフする第一のスイッチ（ＳＷ）を備えた電力駆動回路（ＰＷＲＤ）を有し、
上記電力駆動回路（ＰＷＲＤ）がさらに、上記スイッチのオフ時に、第一の回路の第一のスイッチ（ＳＷ）及び第二のデジタル送信機（ＴＲＡＮ１）の少なくとも一方を電圧スパイクから保護するスナッバー回路を備え、
電力駆動回路（ＰＷＲＤ）が、第二の回路（ＳＣ）から第一の回路（ＦＣ）へのデジタル信号の伝送中はスナッバー回路を停止させ、また、第一の回路（ＦＣ）から第二の回路（ＳＣ）への電力の伝送中はスナッバー回路を作動させる第二のスイッチを備えていること
を特徴とする伝送システム。
【請求項２】
第一の比較器（ＣＯＭＰ１）が、正の形態をもつ一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）に対してと、負の形態をもつ一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）に対してと、別個のスイッチングポイントを導入するように一体化ヒステリシスをもつこと
を特徴とする請求項１記載の伝送システム。
【請求項３】
第一のデジタル送信機（ＴＲＡＮ２）及び第二のデジタル送信機（ＴＲＡＮ１）の少なくとも一方が、論理バッファを備えていること
を特徴する請求項１記載の伝送システム。
【請求項４】
上記伝送システム（１２０；１４０）が、第一の回路（ＦＣ）から第二の回路（ＳＣ）への電力の伝送と、少なくとも第二の回路（ＳＣ）から第一の回路（ＦＣ）へのデジタル信号の伝送とを交互に行うように構成されること
を特徴する請求項１記載の伝送システム。
【請求項５】
上記伝送システム（１２０；１４０）が、タイムスロット方式に基いてデジタル信号の伝送と電力の伝送とを交互に行うように構成されること
を特徴する請求項４記載の伝送システム。
【請求項６】
上記伝送システム（１２０；１４０）が、非接触インターフェースを介して電力の伝送中に伝送した一つ以上の電力パルスの特性に基いて、電力の伝送からデジタル信号の伝送への切換え又はデジタル信号の伝送から電力の伝送への切換えをトリガーするように構成されること
を特徴する請求項５記載の伝送システム。
【請求項７】
スナッバー回路が、
少なくとも一つの抵抗と少なくとも一つのコンデンサとから成るＲＣ回路、及び
遷移電圧抑制ダイオードのようなダイオードの少なくとも一方を備えていること
を特徴する請求項１記載の伝送システム。
【請求項８】
非接触インターフェース（ＮＣＩ）が回転非接触インターフェースであり、変圧器（Ｔ１）が回転変圧器であること
を特徴する請求項１〜７のいずれか一項記載の伝送システム。
【請求項９】
第二の回路（ＳＣ）が、第一の回路（ＦＣ）に対して回転する回転装置（５、３２）に組込まれ、また上記第二の回路（ＳＣ）が、回転装置（５、３２）の少なくとも一つの電気的構成要素（６、３０）と第一の回路（ＦＣ）との間で信号を伝達するため、回転装置（５、３２）の少なくとも一つの電気的構成要素（６、３０）に結合されること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の伝送システム。
【請求項１０】
少なくとも一つの電気的構成要素（６、３０）が、回転装置（５、３２）のトルクを測定するトルクセンサーを備えていること
を特徴とする請求項９記載の伝送システム。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の伝送システム（１００、１１０、１２０、１３０、１４０）を有すること
を特徴とする動力工具（２０、４０）。
【請求項１２】
動力工具の固定構成要素（２３、２７、２９）が伝送システムの第一の回路（ＦＣ）を有し、動力工具の回転構成要素（３２）が伝送システムの第二の回路（ＳＣ）を有し、固定構成要素（２３、２７、２９）と回転構成要素（３２）との間で信号を伝送できるようにしたこと
を特徴とする請求項１１記載の動力工具（２０、４０）。
【請求項１３】
変圧器（Ｔ１）によって非接触インターフェース（ＮＣＩ）を介して互いに誘導結合した第一の回路（ＦＣ）と第二の回路（ＳＣ）との間で信号を無線伝送する方法において、
上記第二の回路（ＳＣ）の第一のデジタル送信機（ＴＲＡＮ２）によって、第一の抵抗（Ｒ２）を介して変圧器の第一の巻線（Ｐ２）へ第一のデジタル入力信号（ＴＸ２）を供給して、第一のデジタル入力信号（ＴＸ２）が正の輪郭をもつか負の輪郭をもつかに基いて正又は負の形態の一つ以上の電圧パルス（Ｗ２）を第一の巻線（Ｐ２）に形成するようにするステップと、
上記第一の回路（ＦＣ）の第一の比較器（ＣＯＭＰ１）において、第一の巻線（Ｐ２）における一つ以上の電圧パルス（Ｗ２）によって誘導した一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）を上記変圧器（Ｔ１）の第二の巻線（Ｐ１）から受信するステップと、
上記一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）に基いて上記第一のデジタル入力信号（ＴＸ２）を反映した第一のデジタル出力信号（ＲＸ１）を発生するステップと
を含み、
第一の回路（ＦＣ）と第二の回路（ＳＣ）との間で信号を双方向伝送する方法であり、さらに、
上記第一の回路（ＦＣ）の第二のデジタル送信機（ＴＲＡＮ１）によって、第二の抵抗（Ｒ１）を介して変圧器（Ｔ１）の第二の巻線（Ｐ１）へ第二のデジタル入力信号（ＴＸ１）を供給して、第二のデジタル入力信号（ＴＸ１）が正の輪郭をもつか負の輪郭をもつかに基いて正又は負の形態の一つ以上の電圧パルスを第二の巻線（Ｐ１）に形成するようにするステップと、
上記第二の回路（ＳＣ）の第二の比較器（ＣＯＭＰ２）において、第二の巻線（Ｐ１）における一つ以上の電圧パルスによって誘導した一つ以上の誘導電圧パルスを上記変圧器（Ｔ１）の第一の巻線（Ｐ２）から受信するステップと、
上記一つ以上の誘導電圧パルスに基いて上記第二のデジタル入力信号（ＴＸ１）を反映した第二のデジタル出力信号（ＲＸ２）を発生するステップと、
デジタル信号を伝送していない時に、第二の回路（ＳＣ）及び／又は第一の回路（ＦＣ）の送信機回路（ＴＲＳ２、ＴＲＳ１）を高インピーダンス状態に設定するステップとを含み、
該信号を無線伝送する方法が、さらに、
上記非接触インターフェースを介して第一の回路（FC）に設けられた電力駆動回路（ＰＷＲＤ）から第二の回路（SC)に電力を伝送するステップと、
前記電力駆動回路（ＰＷＲＤ）に設けられた第一のスイッチ（ＳＷ）により、前記第一の回路（ＦＣ）が、第一の回路（ＦＣ）から第二の回路（ＳＣ）への電力の伝送中に変圧器の一次巻線（Ｐ１）への電圧をオンオフするステップと、
上記スイッチのオフ時に、第一の回路の第一のスイッチ（ＳＷ）及び第二のデジタル送信機（ＴＲＡＮ１）の少なくとも一方を電圧スパイクから保護ために電力駆動回路（ＰＷＲＤ）に設けられたスナッバー回路を停止させ、また、第一の回路（ＦＣ）から第二の回路（ＳＣ）への電力の伝送中に、前記スナッバー回路を作動させるステップと
を有すること
を特徴とする方法。
【請求項１４】
さらに、上記第一の比較器（ＣＯＭＰ１）にヒステリシスを加えて、正の形態の一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）と負の形態の一つ以上の誘導電圧パルス（Ｗ３）とに対する別個の切換えポイントを導入するようにするステップを含むこと
を特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
さらに、第一の回路（ＦＣ）から第二の回路（ＳＣ）への電力の伝送と、少なくとも第二の回路（ＳＣ）から第一の回路（ＦＣ）へのデジタル信号の伝送とを交互に行うステップを含むこと
を特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
動力工具の回転装置（３２）のセンサー（３０）から動力工具の固定制御ユニット（２２）へのデジタル信号の伝送、
動力工具（２０；４０）の固定制御ユニット（２２）から動力工具（２０；４０）の回転装置（３２）のセンサー（３０）へのデジタル信号の伝送、及び
動力工具（２０；４０）の固定エネルギー源（２１）から動力工具（２０；４０）の回転装置（３２）のセンサー（３０）への電力の伝送
の少なくとも一つのために用いられること
を特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触インターフェースを通しての信号の伝送装置及び非接触インターフェースを通しての信号の伝送方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、特に、変圧器を用いた非接触インターフェースを通しての信号の伝送装置及び動力工具と組み合わせた変圧器を用いた非接触インターフェースを通しての信号の伝送方法に関する。
【０００３】
本願において、非接触インターフェースは、通信が少なるとも幾つかの無部分において無線で行われるインターフェースを意味する。
【背景技術】
【０００４】
種々の伝送装置は今日、データの無線通信用の種々の異なるシステムを通して用いられている。
【０００５】
例えば変圧器を用いた無線データ伝送法は普通、変調やコード化を伴っている。コード化及び／又は変調は通常、データの伝送を可能にするため及び／又は伝送したデータを検出するため及び／又はデータによる変圧器コアの飽和を阻止するためすなわち変圧器に過剰の電圧が印加されるのを阻止するために導入される。通常、変圧器の飽和を防ぐためには平衡型コードが用いられる。かかるコードの一例は、各クロックサイクルの後常にゼロに戻るマンチェスタコードである。マンチェスタコードは、長い年月をかけてゼロの平均電圧値を有する。イーサネット変圧器は通常マンチェスタコーディングを用いている。
【０００６】
無線通信が関心を持たれている一つの領域は、遠隔測定法すなわち測定データ及び／又はそれに関連した他の信号の通信の領域内である。
【０００７】
非接触インターフェースを伴う典型的な応用は、通信をワイヤでは達成し得ない回転装置を伴うシステムである。しかし回転装置を伴うシステムでは、しばしば、例えば回転装置で経験したトルク、回転装置の温度、回転装置の機械的摩耗／応力及び／又は回転装置の角速度のような回転装置と関連した一つ以上の特性を測定する必要性がある。これらの測定した特性は、例えば、下記の目的すなわち回転装置に回転を付与するために用いた手段の制御／管理、回転装置が制御基準値を追従することを保証しかつ回転装置に関連した許容値を越えないことを保証するために回転装置の一つ以上の特性の管理の一つ以上のために用いることができる。
【０００８】
幾つかの応用では、非接触センサー、すなわち回転装置のような測定対象物から離れて位置したセンサーは、回転装置の特性を測定するために用いることができる。しかし、幾つかの応用では、非接触センサーは、精度が限定されているため適当ではない。非接触センサーが適当ではない応用の場合には、代わりに測定対象物と接触する接触センサーを用いる必要がある。
【０００９】
一つ以上の接触センサーを用いて測定を行うことは回転装置と共に一つ以上の接触センサーを回転させることを意味し、このために一つ以上のセンサーにワイヤを取付ける困難さがあるので、一つ以上の接触センサーを用いて回転装置の一つ以上の特性を測定する公知のシステムは、通常、一つ以上の接触センサーからデータを回収するために無線遠隔測定装置に頼っている。
【００１０】
スリップリング装置は、回転トルクセンサーのような回転センサーから受信電子装置へ無線接続を行う公知の装置の一例である。スリップリング装置は、センサーと共に回転する多数の導電性リングと、上記導電性リングと接触し、受信電子装置へ測定データを伝送できるようにする多数のブラシとから成っている。
【００１１】
回転装置からの測定データを伝送する別の公知の提案は、周波数変調信号を伝送するＦＭ送信機のようなＲＦ（無線周波数）送信機の使用であり、上記ＲＦ送信機は、受信電子装置へデータを無線伝送するため回転センサーに結合される。
【００１２】
回転センサーからの測定データを伝送する別の公知の提案は、回転変圧器の使用である。回転変圧器は、互いに回転する二つの部品間で電気信号を結合するのに用いた特殊化した変圧器である。回転変圧器は、回転センサーへ電力を伝送するように結合される。外部機器は励振変圧器を介してひずみ計ブリッジに励振電圧を供給する。センサーひずみ計ブリッジは、回転センサーから測定信号を受信するように第二の回転変圧器コイルを駆動する。
【００１３】
トルクセンサーのような回転センサーから測定データを無線伝送するなお別の公知の提案は、ＩＲトルクセンサーの使用である。上記の回転変圧器提案と同様に、ＩＲトルクセンサーは、回転変圧器カップリングを介して電力を引く。ＩＲトルクセンサーは、ＩＲトルクセンサーからの測定データが赤外光線を介して受信電子装置の据置受信ダイオードへ伝送される点において、上記の回転変圧器提案と異なっている。
【００１４】
しかし、先行技術による無線信号伝送を行う遠隔測定システムを含む伝送装置は、下記の一つ以上の欠点を伴う傾向にある。複雑な回路及び／又はサイズの大きな回路形態、高電力消費、保守の困難さ、構成するのに高コスト、信号伝送の帯域幅の制限、伝送能力の限定、及び耐久性の低さ。
【００１５】
従って、無線信号伝送技術の改善を提案する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の一つの目的は、高データ転送速度で無線双方向通信できる、非接触インターフェースを介して信号を伝送する伝送装置及び関連方法を提供することにある。
【００１７】
さらに、本発明の一つの目的は、非接触インターフェースを介して信号と電力との両方を伝送できる、非接触インターフェースを介して信号を伝送する伝送装置及び方法を提供することにある。
【００１８】
さらに、本発明の一つの目的は、非接触インターフェースのいずれの側にも大きなスペースを必要としない、非接触インターフェースを介して信号を伝送する小型の伝送装置を提供することにある。
【００１９】
さらに、本発明の付加的な目的は、先行技術による公知の技術より複雑でなくしかも低コストである伝送装置及び関連方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
これら目的の一つ以上は、請求項１に記載の本発明によれば、非接触インターフェースを介して第一の回路を第二の回路に誘導的に結合する変圧器を有する、非接触インターフェースを介して信号を伝送する伝送システムによって達成される。第二の回路は、第一の抵抗を介して変圧器の一次巻線に第一のデジタル入力信号を供給するように構成した第一のデジタル変圧器を備えた第一の変圧器回路で構成され、それにより一次巻線に一つ以上の電圧パルスが形成される。一つ以上の電圧パルスは、第一のデジタル入力信号が正の輪郭線をもつか負の輪郭線をもつかに基いて、正又は負の形態となる。第一の回路は、一次巻線における一つ以上の電圧パルスによって誘導された変圧器の二次巻線からの一つ以上の誘導電圧パルスを受けそして一つ以上の誘導電圧パルスに基いて第一のデジタル入力信号を表す第一のデジタル出力信号を発生するように構成した第一の比較器を備えた第一の受信機回路で構成される。
【００２１】
これによって、それぞれ送信機及び受信機に組合わさったコーダー／デコーダー及び／又は変調器／復調器を用いることなしに実行できる非接触インターフェースを介してデジタル信号を単一方向伝送できる伝送システムが達成される。
【００２２】
これは、抵抗を介して変圧器の一次巻線へ伝送すべきデジタル信号を設けることによって達成される。第一のデジタル送信機から抵抗を介して一次巻線デジタル信号を供給する際に、デジタル信号はインダクタンスによって一次巻線を通して正及び負のパルスに変換される。正のパルスは、第一のデジタル信号の立上り輪郭線が第一のデジタル送信機によって形成される際に形成され、すなわち初期電流がインダクターにおいてゼロである際に変圧器の巻線上の電圧が直ちに上昇し、そして電流がインダクターにおいて減少するにつれて電圧が降下することによって第一のデジタル送信機の出力に現れる。短いタイム間隔の後、電流は直列抵抗によって制限され、巻線上の電圧は再びゼロに近くになる。代わりに電圧降下は直列抵抗を通して生じる。第一のデジタル送信機で発生された第一のデジタル信号の降下輪郭線は同様に、巻線上に負の電圧パルスを生じさせる。従って、本発明の伝送システムは、コード化及び／又は変調技術を適用せずに無線で伝送を行うことができる。さらに、上記パルスを形成するのに非常に少ない構成要素で行うことができる。
【００２３】
伝送システムにおいてコード化／変調構成要素の必要性をなくすことによって、回路の複雑さ、回路のサイズ、データ転送速度、電力消費、並びに伝送システムの構成及び設計に伴うコストに関して利点が得られる。
【００２４】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、正の形態をもつ一つ以上の誘導電圧パルスと負の形態をもつ一つ以上の誘導電圧パルスとに対して別個の切換え点を導入するように統合ヒステリシスを第一の比較器が有することを特徴としている。
【００２５】
これによって、僅かな数の構成要素を用いて受信機回路を実現できる伝送システムが達成される。ヒステリシスは通常、雑音を伴った入力電圧に対して比較器を不感にするために比較器に加えられる。
【００２６】
しかし、加えたヒステリシスのレベルを適切に修正することによって、単一比較器で、正の形態をもつ電圧パルス及び負の形態をもつ電圧パルスが二つの切換え点を導入することによって比較器の入力端子に現れる際に、論理的“１”か又は論理的“０”すなわち比較器の出力状態が変わる電圧レベルに出力状態を変化させることができる。このことにより、受信機回路が単一の能動構成要素すなわち加えたヒステリシスをもつ単一の比較器を用いて構成できるので、回路の複雑さ、回路サイズ、電力消費、及び伝動システムを構成することに伴うコストに関して利点が得られる。
【００２７】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、上記伝送システムが双方向伝送システムであり、第一の回路が第二の抵抗を介して変圧器の二次巻線へ第二のデジタル入力信号を供給するように構成した第二のデジタル送信機を備えた第二の送信機回路を有することを特徴としている。一つ以上の電圧パルスは、上記他方のデジタル入力信号が正又は負の輪郭線を有する場合に基いて正又は負の形態となる。この任意選択事項において、第二の回路はさらに、二次巻線における上記一つ以上の電圧パルスで誘導された上記変圧器の一次巻線からの一つ以上の誘導電圧パルスを受信し、そして上記一つ以上の誘導電圧パルスに基いて上記第二のデジタル入力信号に対応した第二のデジタル出力信号を発生するように構成した第二の比較器を備えた第二の受信機回路を有する。
【００２８】
これにより、高データ速度で信号を双方向伝送できる伝送システムが実現される。
【００２９】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、第一のデジタル送信機及び第二のデジタル送信機の少なくとも一方が論理バッファから成ることを特徴としている。
【００３０】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、
第一のデジタル送信機及び／又は第二のデジタル送信機が、信号を伝送していない時には高インピーダンス状態となることができる三状態論理回路を第一のデジタル送信機及び／又は第二のデジタル送信機が備え、またデジタル信号を伝送している時には高インピーダンス状態とならい伝送動作可能入力を第一のデジタル送信機及び／又は第二のデジタル送信機が備えていること
を特徴としている。
【００３１】
双方向伝送の使用がデジタル信号の伝送を妨げない伝送システムが実現される。一つ以上のデジタル送信機を高インピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）にできることによって、高インピーダンス状態に設定した一つ以上のデジタル送信機の影響は、回路の休止から除去され得、すなわち第一の回路及び第二の回路の各々の送信機回路及び受信機回路は、受信している信号及び送信している信号に関連した動作に悪影響することなしに、単一入力ノードを共用できる。さらに、電力消費は、高インピーダンス状態に設定した時にデジタル送信機で消費される電力がほとんどないので、低減される。
【００３２】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、上記非接触インターフェースを介して電力を伝送するために設けられることを特徴としている。
【００３３】
これによって、第一の又は第二の回路の一方が専用の電源に関係なく動作できる、すなわち第一の又は第二の回路の一方が他方の回路へ電力を供給できる伝送システムが実現される。このことは、第一の又は第二の回路の一方が例えば一方の回路が他方の回路に対して回転するためにケーブルによる給電が適当でない位置に、又はバッテリーのような交替可能な電源がサイズや取外し操作を必要とするために適当でない際に第一の又は第二の回路の一方が装着される応用のために有利である。
【００３４】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、第一の回路から第二の回路への電力の伝送と、少なくとも第二の回路から第一の回路へのデジタル信号の伝送とを交互に行うように構成されることを特徴としている。
【００３５】
これによって、複雑な回路を用いることなしに及び／又はデジタル信号の伝送のための帯域幅を制限することなしに実現できるデジタル信号の半二重双方向伝送のようなデジタル信号の少なくとも単一方向無線伝送と無線電力伝送との両方のできる伝送システムが実現される。これは、電力伝送とデジタル信号の伝送とを交互に行うことによって達成される。このことは、回路サイズ、回路の複雑さ、データ速度に関して有利である。このことはさらに伝送システムに関するコストの点でも有利である。
【００３６】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、上記伝送システムがタイムスロット方式に基いてデジタル信号の伝送と電力の伝送とを交互に行うように構成されることを特徴としている。
【００３７】
これにより、無線電力伝送と、デジタル信号の半二重双方向伝送のようなデジタル信号の無線電力伝送との両方のできる伝送システムが実現され、タイムスロット方式による交番は制御でき、従って予測でき、修正でき、そして信頼できる。
【００３８】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、上記伝送システムが非接触インターフェースを介して電力の伝送中に伝送した一つ以上の電力パルスの特性に基いて電力の伝送からデジタル信号の伝送への又はデジタル信号の伝送から電力の伝送への切換えをトリガーするように構成されることを特徴としている。
【００３９】
これにより、デジタル信号の少なくとも単一方向伝送と電力伝送との交番すなわちデジタル信号の半二重双方向伝送と電力伝送との交番が、第一の回路と第二の回路との間で伝送されることになる制御コマンドの形式で専用のデジタル信号に関係なくしかも電力伝送と送受信動作との交番を調整するためにクロック同期化を備えた第一及び第二の両方の回路に関係なく可能である伝送システムが達成される。
【００４０】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、第一の回路が、第一の回路から第二の回路へ電力を伝送している間に、変圧器の一次巻線に対して電圧のオンオフを切り替える第一のスイッチを備えた電力駆動回路から成り、上記電力駆動回路がさらに、上記スイッチが遮断される際に、第二のデジタル伝送装置及び第一の回路の第一のスイッチの少なくとも一方を電圧スパイクから保護するスナッパー（停止）回路を備えていることを特徴としている。
【００４１】
これにより、高品質のトランジスタと比較して電圧スパイクに対する許容範囲の少ない低品質の構成要素を用いてデジタル伝送装置を構成でき、それにより伝送回路をコスト上有利な仕方で構成できる伝送システムが実現できる。スイッチを電圧スパイクから保護することは別として、スナッパー（停止）回路は、電力伝送の一つ以上の電力パルスの過渡的振舞いを低減するので、電力伝送の効率を高めしかもタイムスロット方式の構築を促進させる共鳴を導入する。
【００４２】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、電力駆動回路が、第二の回路から第一の回路へのデジタル信号の伝送中、スナッパー（停止）回路を止め、また第一の回路から第二の回路への電力の伝送中、スナッパー（停止）回路を作動させる第二のスイッチを備えていることを特徴としている。
【００４３】
これにより、デジタル信号の伝送を妨げないようにスナッパー（停止）回路を設けた伝送システムが実現される。デジタル信号の伝送中スナッパー（停止）回路を非作動状態にすることによって、スナッパー（停止）回路は、高インピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）となり、それによりスナッパー（停止）回路の影響は信号の送受信に関連した動作に悪影響するのを避けるように回路の残りの部分から除去され或いは少なくとも軽減される。
【００４４】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、スナッパー（停止）回路が、少なくとも一つの抵抗及び少なくとも一つのコンデンサーを備えたＲＣ回路と、過渡電圧抑制ダイオードのようなダイオードとの少なくとも一つを有することを特徴とする。
【００４５】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、非接触インターフェースが回転非接触インターフェースであり、変圧器が回転変圧器であることを特徴としている。
【００４６】
これにより、インターフェースが回転する非接触インターフェースを介してデジタル信号の伝送及び／又は電力の伝送を行うことのできる伝送システムが実現される。
【００４７】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、第二の回路が、第一の回路に対して回転する回転装置に一体化され、そして上記第二の回路が、少なくとも一つの電気的構成要素と第一の回路との間の信号伝送用の回転装置の少なくとも一つの電気的構成要素に結合される。
【００４８】
これにより、回転装置に取付けられかつ回転装置と共に回転する接触センサーのような少なくとも一つの電気的構成要素に給電及び／又は作動する手段を提供するように作動できる伝送システムが提供される。伝送システムはまた、測定データ、エラーメッセージ並びに装置ＩＤのようなデータを少なくとも電気的構成要素から第一の回路へ伝送するための手段を提供することができ、第一の回路から上記データは引き出して処理されて、回転装置及び回転装置に結合され回転装置を回転させるように構成した装置のような他の装置を制御／管理するようにできる。さらに、第一の回路からのデータの伝送は、少なくとも一つの構成要素の動作を制御できるように少なくとも電気的構成要素へ伝送できる。
【００４９】
伝送システムは、一つの任意選択事項においてさらに、少なくとも一つの電気的構成要素が回転装置のトルクを測定するトルクセンサーから成ることを特徴としている。
【００５０】
これにより、回転装置のトルクの測定を行う無線遠隔測定システムとして構成できる伝送システムが提供される。
【００５１】
これらの一つ以上の目的は、また、上述の伝送システムを備えた動力工具によって達成される。
【００５２】
これにより、内部電源及び／又は外部電源による有線給電に頼らずに及び／又は信号伝送のための有線伝送に頼らずに動作する電気的構成要素を収容できる動力工具が提供される。
【００５３】
動力工具は、一つの任意選択事項においてさらに、動力工具の固定構成要素と回転構成要素との間で信号の伝送ができるように、動力工具の固定構成要素が伝送システムの第一の回路から成り、また動力工具の回転構成要素が伝送システムの第二の回路から成る。
【００５４】
これにより、動作中に、固定構成要素と固定構成要素に対して回転する回転構成要素との間で電力及び／又は信号を無線で伝送できる動力工具が提供される。これにより、動力工具は、電気的構成要素に取付けた有線接続に頼らずに取付けた一つ又は複数の回転構成要素を測定及び／又は制御するために用いた電気的構成要素のような電気的構成要素を特徴とし得る。このことは、上記電気的構成要素を収容しかつ上記電気的構成要素に取付けた有線接続のために利用できる動力工具の空間が限定される応用及び／又は上記電気的構成要素が動力工具の回転部分に取付けられる応用のために有利である。
【００５５】
これらの一つ以上の目的は、また、変圧器によって非接触インターフェースを介して互いに誘導結合された第一の回路と第二の回路との間で信号を無線伝送する方法によって達成される。かかる方法は、上記第二の回路の第一のデジタル送信機によって第一の抵抗を介して変圧器の一次巻線に第一のデジタル入力信号を供給して第一の巻線における一つ以上の電圧パルスを形成するステップを含み、第一のデジタル入力信号が正の輪郭線をもつか負の輪郭線をもつかに基いて、上記一つ以上の電圧パルスは正又は負の形態となる。本方法の別のステップは、上記第一の回路の第一の比較器において、第一の巻線における一つ以上の電圧パルスによって誘導された、上記変圧器の二次巻線からの一つ以上の誘導電圧パルスを受信することから成る。本方法のさらに別のステップは、一つ以上の誘導電圧パルスに基いて上記第一のデジタル入力信号に対応した第一のデジタル出力信号を発生することから成る。
【００５６】
本方法は、一つの任意選択事項においてさらに、動力工具の回転装置から動力工具の固定制御ユニットへのデジタルセンサー信号の伝送、動力工具の固定制御ユニットから動力工具の回転装置のセンサーへのデジタル信号の伝送、及び動力工具の固定エネルギー源から動力工具の回転装置のセンサーへの電力の伝送の少なくとも一つに対して本方法が用いられることを特徴としている。
【００５７】
従属請求項には、本システムに関して説明したものに相当する任意選択的特徴が記載されている。
【００５８】
以下添付図面を参照してそれらに本発明の解釈を限定することなしに、本発明を実施形態において詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態による伝送装置を備えた回転装置を概略的に示す図。
【図２】本発明の実施形態に従って本発明が適用され得る部品を内部に備えた動力工具を概略的に示す図。
【図３】本発明の実施形態に従って本発明が適用され得る部品を内部に備えた動力工具を概略的に示す図。
【図４】本発明の実施形態による伝送回路を概略的に示すブロック線図。
【図５】本発明の実施形態による伝送回路において出力した波形を概略的に示す波形図。
【図６】本発明の実施形態による伝送回路を概略的に示すブロック線図。
【図７】本発明の実施形態による伝送回路を概略的に示すブロック線図。
【図８】本発明の実施形態による伝送回路を概略的に示すブロック線図。
【図９】本発明の実施形態による伝送回路を概略的に示すブロック線図。
【図１０】本発明の実施形態による非接触インターフェースを介して信号を伝送する方法のフロー線図。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図１を参照すると、非接触インターフェースを通して信号を無線伝送する本発明の実施形態による伝送システム９０が示されている。この伝送システム９０は第一の回路ＦＣ及び第二の回路ＳＣを備えている。第二の回路ＳＣは回転装置５に取付ける又は回転装置５と一体化するように構成され、回転装置５は第一の回路ＦＣに対して回転するように構成されている。回転装置５は軸線Ａのまわりの円形通路内で回転するようにされ得る。上記第二の回路ＳＣは、非接触インターフェースＮＣＩを通して第一の回路ＦＣへ信号を伝送し及び／又は第一の回路ＦＣから信号を受信するように設けられている。伝送システム９０は、第一の回路ＦＣに結合した制御システム（図示していない）と第二の回路ＳＣに結合した少なくとも一つの電気的構成要素６との間で信号を伝送する手段を設けるように構成され得る。少なくとも一つの電気的構成要素６は、回転装置５に装着され又は組込まれ得、或いは第二の回路ＳＣに組込まれ得る。少なくとも一つの電気的構成要素６情報を記憶及び／又は発生するように構成され得る。少なくとも一つの電気的構成要素６は電機構成要素であり得る。少なくとも一つの電気的構成要素６は少なくとも一つのセンサーを有し得る。少なくとも一つの電気的構成要素６は少なくとも一つの識別構成要素を有し得る。少なくとも一つのセンサーは接触センサーすなわち測定の行われることになる回転装置５のような対象物と接触するセンサーであり得る。少なくとも一つのセンサーは、温度センサー、機械的摩耗／応力センサー、トルクセンサー、角速度センサー、姿勢センサーの少なくとも一つを有し得る。少なくとも一つの電気的構成要素６は、少なくとも一つの記憶装置（図示していない）及び／又は少なくとも一つの制御回路（図示していない）のような構成要素を有し得る。少なくとも一つの制御回路は、少なくとも一つの電気的構成要素６の動作を制御し得る。少なくとも一つの記憶装置は、少なくとも一つの電気的構成要素６に関連した動作及び／又は識別に関する情報を記憶するように構成され得る。少なくとも一つの記憶装置は、データを定常的に及び／又は一時的に記憶するように構成され得る。少なくとも一つの電気的構成要素６に関連した動作及び／又は識別に関する情報は、例えば少なくとも一つの電気的構成要素６によって発生した情報、装置ＩＤ、少なくとも一つの電気的構成要素６に関連したエラーメッセージ及び／又は少なくとも一つの電気的構成要素６に関連した制御コマンドに関連し得る。少なくとも一つの電気的構成要素６が、少なくとも一つの記憶装置を備えた少なくとも一つのセンサーと少なくとも一つの制御回路とを有する場合には、少なくとも一つの記憶装置に記憶された情報は、以下の情報、すなわち測定データ、処理測定データ、センサー装置ＩＤ、校正データ、少なくとも一つのセンサーに関連したエラーメッセージ、及び少なくとも一つのセンサーに関連した制御コマンドうちの少なくとも一つ以上に関係し得る。
【００６１】
第二の回路ＳＣから非接触インターフェースＮＣＩを介して第一の回路ＦＣへデジタル信号の伝送を行うことによって、第一と第二の回路の間の信号伝送配線の必要性は除去される。このことは、少なくとも一つの電気的構成要素６が第二の回路と少なくとも一つの電気的構成要素６との間の信号伝送配線を設ける必要なしに、第二の回路への信号の伝送及び／又は第二の回路からの信号の伝送を行うことができるようになることを意味している。
【００６２】
以下の例は、動力工具の回転軸におけるトルクを測定するために動力工具において伝送システムが用いられる場合に関する。しかし、種々の異なる応用が可能であり、また伝送システム及び以下に説明する方法が、回転装置と固定装置との間の回転非接触インターフェース（これに限定するものではないが）を含む非接触インターフェースを介して無線でデータのような信号及び／又は電力を伝送することになるあらゆる応用において用いられ得ることは認識されるべきできる。
【００６３】
図２を参照すると、本発明が適用され得る形式の動力工具が示され、記載される。この動力工具は、ナット、ボルト、ねじのようなねじ山を備えた回転可能な締付け要素の締付けに用いた携帯型の角度付きナットランナー２０である。携帯型の角度付きナットランナー２０は、工具本体２３と、駆動軸３２と、電動機２６とを有し、電動機２６は、回転子２８及び固定子２７を備え、回転子２８は、締付け要素（図示していない）を締付けるためにナットランナー２０の一端部における工具部片３１を回転させる駆動軸３２に結合される。電動機２６は同期型永久磁石モータのような永久磁石モータであり得る。駆動軸３２には、少なくとも一つのギヤボックス２９及びナットランナー２０の動作中トルクを測定するトルクセンサーのような少なくとも一つのセンサー３０が結合される。ナットランー２０には、ナットランナー２０の動作を制御する制御ユニット２２が組込まれている。制御ユニット２２はさらに、電動機２６の動作を制御するための電動機２６に対する制御値のような制御値をナットランナー２０の電気的構成要素に伝送するために、組込まれたバッテリー２１の形態の電源及び電動機２６に接続される。角度を付けて設けた駆動軸３２によって工具部片３１を回転させるために、ナットランナー２０は、ベーベルギヤ（図示していない）から成る少なくとも付加的なギヤ又はギヤボックスのような少なくとも付加的なギヤ又は付加的なギヤボックスを有している。少なくとも一つのセンサー３０は、例えば駆動軸３２に結合したようなナットランナーの回転部品に結合される。このことは、駆動軸３２が回転している時に、少なくとも一つのセンサーが駆動軸３２と共に回転することを意味している。ナットランナー２０はさらに、例えば図１、図４及び図６〜図９を参照して例示した複数の伝送システムのうちの一つのような非接触インターフェースを通して信号を無線伝送するために第一の回路ＦＣ及び第二の回路ＳＣを備えた伝送システムを有する。さらに詳しくは、少なくとも一つのセンサー３０は、少なくとも一つのセンサーと第一の回路ＦＣとの間で信号の伝送ができるように、図２に示すような第二の回路ＳＣに組込まれ或いは結合される。第二の回路ＳＣは、例えば駆動軸３２に結合したようなナットランナー２０の回転部品に結合される。このことは、駆動軸３２が回転している時に、少なくとも一つのセンサー３０が駆動軸３２と共に回転することを意味している。第一の回路ＦＣは、例えばナットランナー２０の以下の固定部品又は部分、すなわち工具本体２３、少なくとも一つのギヤボックス２９のハウジング、及び固定子２７の少なくとも一つ以上に結合したもののようなナットランナー２０の固定部品に結合される。駆動軸３２は、第一の回路１０を通る貫通孔における少なくとも一つのギヤボックスからのび得る。第一の回路１０はさらに、制御ユニット２２と第一の回路１０との間で信号の伝送を行うために、制御ユニット２２に結合される。第二の回路ＳＣが駆動軸３２に結合されると、第二の回路ＳＣは、駆動軸３２から半径方向外方へのびることによって駆動軸の一部分を実質的に包囲するように形成され得る。非接触インターフェースは、第一の回路ＦＣの側部分の少なくとも部品と第二の回路ＳＣの側部分の少なくとも部品との間の隙間に形成され得、上記側部部分は互いに対向している。
【００６４】
図３を参照すると、本発明の適用され得る形式の別の動力工具が示され、記載される。図３の動力工具は、図２を参照して説明したナットランナー２０に共通のほとんどの構成要素及び特徴をもつ携帯型のナットランナー４０である。従って、共通の構成要素及び特徴に対して同じ参照番号を用い、以下の説明ではそれらの説明は省略する。図３を参照して説明するナットランナー４０と図２を参照して説明したナットランナー２０との主な違いは、工具本体２３及び駆動軸３２の形態が異なっていることにある。
【００６５】
動力工具２０、４０の形態は図２及び図３を参照すると動力工具を比較すると異なっていることが認められることになる。動力工具２０、４０は例えば空気圧式動力工具である。動力工具は固定式である。動力工具２０、４０はスクリュードライバーや動力レンチなどであることができる。動力工具２０、４０は、動力工具２０、４０の動作のための関連したディスプレイパラメーターのような付加的な校正要素を有し得る。動力工具２０、４０は、組み込みバッテリーを用いる代わりに、電力供給部のような外部電源を用いるように構成され得る。少なくとも一つのセンサー３０は、少なくとも一つの記憶装置（図示していない）及び／又は少なくとも一つの制御回路（図示していない）のような付加的な構成要素を備え得る。少なくとも一つの制御回路は、少なくとも一つのセンサーの動作を制御し得、また少なくとも一つの記憶装置は、少なくとも一つのセンサーに関連した識別及び／又は動作に関する情報を記憶するように構成され得る。少なくとも一つのセンサーに関連した識別及び／又は動作に関する情報は、例えば測定データ、処理した測定データ、センサー装置ＩＤ、校正データ、エラーメッセージ及び／又は制御コマンドに関するものであり得る。動力工具２０、４０は、動力工具の分野において知られた付加的な構成要素及び／又は特徴を有し得る。少なくとも一つのセンサー３０、第一の通信装置９及び第二の通信装置１０は、図２及び図３を参照して説明したものと比較して装着の仕方が異なっている。少なくとも一つのセンサー３０、第一の回路ＦＣ、及び第二の回路ＳＣは好ましくは、ナットランナー２０、４０の工具部片３１に近い前方部分に取付けられる。この前方部分は、ナットランナーの形式に依存して、工具部片３１と工具部片３１とベーベルギヤすなわち少なくとも一つのギヤボックス２９との間にのびる駆動軸３２の部分に沿って画定した前方部分から成っている。少なくとも一つのセンサー３０、第一の回路ＦＣ、及び第二の回路ＳＣはまた、電動機２６の回転子２８と少なくとも一つのギヤボックス２９との間にのびるナットランナー２０、４０の部分に沿って取付けることができる。さらに第一の回路ＦＣは、図２及び図３を参照して例示したそれぞれのナットランナー２０、４０の制御ユニット２２によって一部又は全体として形成され得る。少なくとも一つのセンサー３０及び第二の回路ＳＣはまた、工具本体２３に相対している工具部片３１の側部分において工具部片３１に装着又は組込することができる。少なくとも一つのセンサー３０及び第二の回路ＳＣが工具部片３１に装着され又は組込まれる場合には、第一の回路は、工具部片３１に相対した工具本体の部分に装着され又は組込まれ得る。少なくとも一つのセンサー３０及び第二の回路ＳＣはまた、駆動軸３２の端部分に装着又は組込むことができる。上記駆動軸３２の端部分は例えば、少なくとも一つのギヤボックス２９、ベーベルギヤを備えた少なくとも付加的なギヤ又はギヤボックスの少なくとも一つと相対した端部分であり得る。
【００６６】
図４を参照すると、本発明の一実施形態による伝送システム１００の伝送回路が示されている。図５には、図４の伝送システム１００の伝送回路に入力して発生した、タイムＴを通しての波形が示されている。
【００６７】
伝送システム１００の伝送回路は第一の回路ＦＣ及び第二の回路ＳＣから成っている。第二の回路ＳＣは、変圧器Ｔ１において正負の電圧パルスを形成するように構成されており、上記電圧パルスは、第二の回路ＳＣに供給されたデジタル入力信号の立上り輪郭線及び７立下り輪郭線に対応している。第一の回路ＦＣは、変圧器Ｔ１において形成された正負の電圧パルスを用いてデジタル出力信号を形成するように構成され、上記デジタル出力信号は、デジタル入力信号の再形成したバージョンに対応している。このことは、第二の回路ＳＣが、変圧器Ｔ１によって設けられた誘導結合を用いて無線で非接触インターフェースＮＣＩを通して第一の回路ＦＣへデジタル信号を伝送できることを意味している。
【００６８】
さらに詳しく説明すると、伝送システム１００の第一の回路ＦＣは変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に結合され、また伝送システム１００の第二の回路ＳＣは上記変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に結合される。変圧器Ｔ１は、非接触インターフェースＮＣＩを通して第一の回路と第二の回路との間で信号を伝送する手段を提供するように構成されている。さらに、第一の回路は第一の入出力インターフェースＩＯ１に接続され、また第二の回路は第二の入出力インターフェースＩＯ２に接続されている。第一の入出力インターフェースＩＯ１を通して第一の波形Ｗ１に相応したデジタル信号のようなデジタル入力信号を第一の回路ＦＣに入力すると、上記第一の回路ＦＣは、直列抵抗（図示していない）を介して変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１にデジタル入力信号を供給するようにされる。直列抵抗を介して一次巻線Ｐ１にデジタル入力信号を供給することによって、一次巻線Ｐ１に一つ以上の電圧パルスが形成される。一次巻線Ｐ１に形成された一つ以上の電圧パルスは例えば図５を参照して波形Ｗ２で示す一つ以上の電圧パルスに対応している。変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に印加した上記デジタル入力信号の立上り輪郭線は上記一次巻線Ｐ１に正の電圧パルスを発生する。変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に印加した上記デジタル入力信号の立下り輪郭線は上記一次巻線Ｐ１に負の電圧パルスを発生する。
【００６９】
一次巻線Ｐ１にデジタル入力信号を印加することにより誘導された一次巻線Ｐ１における一つ以上の電圧パルスは、磁気誘導結合のため変圧器の二次巻線Ｐ２に一つ以上の電圧パルスを発生する。二次巻線Ｐ２における上記一つ以上の電圧パルスは一次巻線Ｐ１における一つ以上の電圧パルスと類似している。誘導によって一次巻線Ｐ１に発生した一つ以上の電圧パルスは、例えば、図５に波形Ｗ３で示す一つ以上の電圧パルスに対応し得る。二次巻線Ｐ２における上記一つ以上の電圧パルスは、一次巻線Ｐ１における一つ以上の電圧パルスと比較して、振幅、ＤＣレベル及び起こり得る雑音の添加に関して僅かに異なり得る。二次巻線Ｐ２に誘起された一つ以上の電圧パルスの振幅は、変圧器Ｔ１の巻回比及び一次巻線と二次巻線との間の結合に部分的に依存している。第二の回路ＳＣは、二次巻線Ｐ２における電圧パルスを図５に示す波形Ｗ４をもつデジタル出力信号のようなデジタル出力信号に変換するように構成され、かかるデジタル出力信号は、第二の入出力インターフェースＩ０２を介して第二の回路から出力される。第二の回路ＳＣは、二次巻線Ｐ２に誘起された一つ以上の電圧パルスが正である時にはデジタル出力信号を第一の方向に設定することまた二次巻線Ｐ２に誘起された一つ以上の電圧パルスが負である時にはデジタル出力信号を第一の方向と異なる第二の方向に設定することによってデジタル出力信号を発生するように構成される。第二の回路ＳＣはさらに、以前の電圧パルスに比較して反対方向の電圧パルスが二次巻線Ｐ２に誘起されるまで、最後に設定した方向に対応する方向においてデジタル出力信号を安定して保持することによって、デジタル出力信号を発生するように構成される。このことは、上記の第二の回路ＳＣによって発生したデジタル出力信号が第一の回路で入力されたデジタル入力回路に実質的に対応していることを意味している。従って、第一の回路及び第二の回路は、非接触インターフェースＮＣＩを通してデジタル信号の伝送を行うことができ、すなわち第一の回路及び第二の回路は、デジタル信号の無線伝送を行うことができる。
【００７０】
伝送システム並びに関連した第一及び第二の回路は、図４を参照して上記で説明したものと比較して異なって構成し得ることが認識されるべきである。伝送方向は反転され得、すなわち第二の回路ＳＣは上記と同様にして第一の回路ＦＣへデジタル信号へ伝送するように構成され得る。伝送方向はさらに、例えば半二重伝送のようなデジタル信号の半二重伝送用の手段を構成するように変えられ得る。変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に誘起した一つ以上の電圧パルスは、妥当であれば、変圧器Ｔ１の巻線の方向を変えることによって反転され得る。変圧器の巻線の方向を変えることによって、デジタル出力信号すなわち第二の回路ＳＣから出力されるデジタル信号は、デジタル入力信号に比較して反転され得る。変圧器Ｔ１は回転変圧器であり得る。これは、第二の回路ＳＣが第一の回路ＦＣに対して回転する回転装置に組み込まれる場合、例えば二次巻線Ｐ２と共に第二の回路ＳＣが図１に示す伝送システムの回転装置５に設けられすなわち組込まれる場合、或いは変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２と共に第二の回路が図２及び図３に示す動力工具２０、４０の駆動軸３２のような回転部品に組込まれて設けられる場合に適している。このことは、回転装置に伝送配線を取付ける必要がなくまた最少数の回路構成要素を用いて無線伝送を行い、サイズ、電力消費及び複雑さを最少化するので、有利である。
【００７１】
図６を参照すると、本発明の実施形態による伝送システム１１０の伝送回路が示されている。
【００７２】
図６の伝送システム１１０は、図４を参照して説明した伝送システム１００に共通の多数の構成要素及び特徴を備えている。従って、共通の構成要素及び特徴については同じ参照番号を用い、以下ではかかる説明は省略する。この実施形態において、伝送システム１１０の第一の回路ＦＣは、図６に点線で囲った第一の受信機回路ＲＥ１を有している。伝送システム１１０の第二の回路ＳＣは、図６に別の点線で囲った第一の送信機回路ＴＲＳ２を有している。このことは、伝送システム１１０が第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへのデジカル信号の伝送を行うように構成されることを意味している。
【００７３】
第一の送信機回路ＴＲＳ２は第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２を有し、第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２は、第一のデジタル送信機の出力端子から第一の直列抵抗Ｒ２を介して変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２の第一の極へ結合されている。第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２は好ましくは、第一の論理バッファ、すなわち偶数の直列結合インバーターで形成した構成要素を備えている。代わりに、第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２は、第一の送信機回路ＴＲＳ２に結合したマイクロコントローラの出力を備え得る。二次巻線Ｐ２の第二の極は、応用に応じて、図６に示すように第二の回路で発生した供給電圧に或いは第二の回路に設けた接地ＧＮＤ２に接続され得る。上記第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２の入力端子は、第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２の入力端子に接続したバッファすなわち入出力インターフェースを通して発生したデジタル入力信号のような第一のデジタル入力信号ＴＸ２を受信するように構成される。第一のデジタル入力信号ＴＸ２は図５に示すように波形Ｗ１のデジタル信号であり得る。第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２は、第一の直列抵抗Ｒ２を通して変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２へ第一のデジタル入力信号ＴＸ２を供給するように設けられる。第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２は、変圧器Ｔ１の二次巻線に一つ以上の電圧パルスを発生するように第一の直列抵抗Ｒ２を介して第一のデジタル入力信号ＴＸ２を発生するように設けられる。さらに詳しくは、第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２から出力される波形は、第一のデジタル入力信号ＴＸ２の波形Ｗ１に実質的に対応している。第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２から出力される波形は、第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２の構成に応じて、第一のデジタル入力信号ＴＸ２の波形Ｗ１に比較して振幅が増幅され得る。一つ以上の電圧パルスは、デジタルデータが直列抵抗Ｒ２を介して加えられる際に、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２において整形される。
【００７４】
第一のデジタル入力信号ＴＸ２の低い又は高い遷移すなわち立上り輪郭線を受信することに応じて、第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２は、二次巻線Ｐ２に正のパルスを発生するように、第一の直列抵抗Ｒ２を介して変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２へ第一のデジタル入力信号ＴＸ２を供給するようにされる。
【００７５】
第一のデジタル入力信号ＴＸ２の高い又は低い遷移すなわち立下り輪郭線を受信することに応じて、第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２は、二次巻線Ｐ２に負のパルスを発生するように、第一の直列抵抗Ｒ２を介して変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２へ第一のデジタル入力信号ＴＸ２を供給するようにされる。このことは、接地又は供給電圧に関して正又は負の電圧パルスが、第一のデジタル入力信号ＴＸ２の輪郭線に応じて変圧器の二次巻線Ｐ２に発生されることを意味している。二次巻線Ｐ２に発生される一つ以上の電圧パルスは、例えば、図５を参照して波形Ｗ２で説明した一つ以上の電圧パルスに対応し得る。これらの正及び負の電圧パルスは、上述のように、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に誘起される。一次巻線Ｐ１に誘起される一つ以上の電圧パルスは、例えば図５を参照して波形Ｗ３で説明した一つ以上の電圧パルスに対応し得る。さらに詳しくは、一つ以上のパルスは、第一の直列抵抗Ｒ２後の波形がすなわち二次巻線Ｐ２を通る波形がインダクタンスのために正及び負のパルスに変換されることによって整形される。第一のデジタル送信機ＴＲＳ２の出力に、立上り輪郭線が現れると、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２上の電圧は、二次巻線Ｐ２によって形成されたインダクターにおいて初期電流がゼロであるので、直ちに上昇し、そしてインダクターにおいて電流が増大するに従って降下する。短いタイム間隔の後、第一の直列抵抗Ｒ２によって電流は制限され、二次巻線Ｐ２における電圧はゼロに近づく。代わりに第一の直列抵抗Ｒ２を通して電圧降下が起きる。立下り輪郭線は、同様に二次巻線Ｐ２を通して負の電圧パルスを生じさせる。
【００７６】
二次巻線Ｐ２のインダクタンスと共に一つ以上の電圧パルスを整形することを伴うことから離れて、第一の直列抵抗Ｒ２はまた第一の送信機回路ＴＲＳ２を短絡から保護する。
【００７７】
第一の受信機回路ＲＥ１は、第一の比較器ＣＯＭＰ１を備え、第一の比較器ＣＯＭＰ１は、第一の比較器ＣＯＭＰ１の非反転入力を介して変圧器の一次巻線Ｐ１の第一の極（図示していない）に接続される。一次巻線の第二の極は、応用に応じて、第一の回路で構成した接地又は図６に示すように第一の回路で発生した供給電圧ＶＣＣ１に接続され得る。第一の比較器の反転入力は第一の基準電圧ＲＥＦ１に接続されている。第一の基準電圧ＲＥＦ１は、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に負か又は正のパルスが現れる毎に、基準電圧を交差するように選択される。
【００７８】
第一の比較器ＣＯＭＰ１は、第一のデジタル入力信号ＴＸ２を反映した第一のデジタル出力信号ＲＸ１を発生するように設けられている。第一の比較器ＣＯＭＰ１は、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に誘起した一つ以上の電圧パルスの正の形態お詫び負の形態を利用することに基いて、第一のデジタル出力信号ＲＸ１を発生するように設けられる。第一の比較器ＣＯＭＰ１は、正又は負の電圧パルスが非反転入力に加えられる度ごとに論理値“１”か又は論理値“０”を出力することに基いて、第一のデジタル出力信号ＲＸ２を発生するようにされる。第一の比較器ＣＯＭＰ１はさらに、前の電圧パルスと反対の方向の電圧パルスが非反転入力に加えられる時に論理値“１”か又は論理値“０”を論理値“０”又は論理値“１”に現在の出力状態を切り替えることに基いて第一のデジタル出力信号ＲＸ２を発生するようにされる。第一の比較器ＣＯＭＰ１はさらに、前の電圧パルスと反対の方向の電圧パルスが非反転入力に加えられるまで、現在の出力状態すなわち論理値“１”か又は論理値“０”を保持することに基いて第一のデジタル出力信号ＲＸ２を発生するようにされる。このことは、一次巻線Ｐ１に発生した一つ以上の電圧パルスが第一の比較器ＣＯＭＰ１の非反転に有力に加えられる時に、上記第一の比較器ＣＯＭＰ１が第一のデジタル入力信号ＴＸ２に対応した第一のデジタル出力信号ＲＸ２を発生できる。
【００７９】
第一の比較器ＣＯＭＰ１は雑音に対する抗体を設けるように組込まれたヒステリシスを有する。第一の比較器ＣＯＭＰ１の組込まれたヒステリシス、変圧器及び関連した供給電圧は、一次巻線Ｐ１における負及び正のパルスの振幅が、出力信号の適切な遷移すなわち第一の比較器ＣＯＭＰ１から出力したデジタル出力信号ＲＸ１を保証するために、組込まれたヒステリシス電圧の振幅より大きくなるように設けられる。ヒステリシスの組込まれてない比較器では通常、非反転入力と反転入力との間の電圧がゼロ電圧のような適当に固定した電圧を交差する際に出力状態が変化する。雑音に感応しないようにすることとは別に、比較器ＣＯＭＰ１にヒステリシスを組込むことによって第一の比較器ＣＯＭＰ１はまた、二つの別個の電圧レベルを備え、これらの二つの別個の電圧レベル間で比較器の出力状態が変化又は切り替わる。さらに詳しくは、加えられたヒステリシスは、二つの別個の電圧レベルをもたらし、これら二つの別個の電圧レベルは交差したした時に、結果として第一の比較器ＣＯＭＰ１の出力状態を変化させることになる。二つの別個の電圧レベルの第一の電圧レベルは、電圧を上昇させるために割り当てられ、また二つの別個の電圧レベルの第二の電圧レベルは、電圧を降下させるために割り当てられる。このことは、第一の比較器ＣＯＭＰ１がヒステリシス電圧を適当に選択することによって、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に正のパルスが現れる時及び変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に負のパルスが現れる時に出力を変えるようにできることを意味している。このことは、第一の受信回路ＲＥ１が単一の第一の比較器ＣＯＭＰ１の形態の単一の能動構成要素を用いて実現できることを意味している。
【００８０】
第二の回路ＳＣから非接触インターフェースＮＣＩを介して第一の回路ＦＣへデジタル信号の伝送を行うことによって、第一の回路と第二の回路との間の信号伝送配線の必要性は除去される。このことは、第二の回路ＳＣが第一の回路ＦＣに対して回転する回転装置に組込まれる場合、例えば第二の回路ＳＣが二次巻線Ｐ２と共に図１に示す伝送システムの回転装置５に設けられる又は組込まれる場合、或いは第二の回路ＳＣが変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２と共に図２及び図３に示す動力工具２０、４０の駆動軸３２のような伝送システムの回転装置５に設けられる又は組込まれる場合、回転装置に伝送配線を取付ける必要がなく、また最少数の回路構成要素を用いて無線伝送を行い、それでサイズ、電力消費及び複雑さを最小化できるので、特に有利である。非接触インターフェースは、また、例えば一側すなわち第一の回路又は第二の回路が高電圧にある場合に安全のために電気絶縁が要求される際に、用いることができる。
【００８１】
伝送システム１１０及び関連した第一及び第二の回路は図６を参照して説明してきたものと比較して異なって構成されることが認識されるべきである。第一の回路ＦＣは例えば、第一の受信機回路を有する代わりに第一の送信機回路を有するように構成され得、第二の回路ＳＣは第一の送信機回路ＴＲＳ２を有する代わりに第一の受信機回路ＲＥ１を有するように構成され得る。これにより、第一の回路ＦＣが第二の回路ＳＣへデジタル信号の伝送を行うことができるように伝送方向は反転されることになる。第一の回路及び／又は第二の回路はさらにそれぞれ受信／送信すべきデジタル入力及び／又は出力信号を取扱う汎用非同期式送受信機構（ＵＡＲＴ）を備え得る。
【００８２】
図７を参照すると、本発明の実施形態による伝送システム１２０の伝送回路が示されている。
【００８３】
図７の伝送システム１２０は、図６を参照して説明してきた伝送システム１１０と共通の多数の構成要素及び特徴を備えている。従って、共通の構成要素及び特徴については同じ参照番号を使用し、以下の説明ではかかる説明は省略する。
【００８４】
伝送システム１２０は、伝送システム１２０が非接触インターフェースＮＣＩを通して電力を伝送する回路を有する点において、図６を参照して説明してきた伝送システム１１０と異なっている。電力伝送用の回路はフライバックコンバータートポロジーに基いている。
【００８５】
伝送システム１２０の第一の回路ＦＣは、図７に点線で囲んだ電力駆動回路ＰＷＲＤを有している。電力駆動回路ＰＷＲＤは、非接触インターフェースＮＣＩを通して第二の回路ＳＣへ電力を伝送するように設けられている。伝送システム１２０の第二の回路ＳＣは、図７に点線で囲んだ電力受信機回路ＰＷＲＲを有している。電力受信機回路ＰＷＲＲは、第二の回路ＳＣに対する供給電圧ＶＩＮとして及び／又は第二の回路ＳＣに接続したその他の回路／構成要素に対する供給電圧として続いて用いるために第一の回路の電力駆動回路から受けた電力を蓄電するように構成される。
【００８６】
さらに詳しくは、電力駆動回路ＰＷＲＤは、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１の第一の極を接地ＧＮＤ１に接続するスイッチＳＷを有している。このスイッチは、例えばオープンドレーンＭＯＳＦＥＴ（モス電界効果トランジスタ）スイッチのようなＭＯＳＦＥＴ（モス電界効果トランジスタ）スイッチであり得る。スイッチＳＷは、付勢時に、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に線形的に増大する電流を生じるように構成される。スイッチＳＷが消勢されると、変圧器Ｔ１の誘導特性のために、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に電流が流れ続ける。
【００８７】
電力受信機回路ＰＷＲＲは、電力蓄電要素において変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に誘起した電力を蓄えるように構成した整流器ＲＥＣＴを有する。整流器ＲＥＣＴは、第一の送信機回路ＴＲＳ２からの伝送中、変圧器を介して伝送すべき信号を含む第二の回路ＳＣのその他の構成要素に対する悪影響を避けるように高インピーダンスであるように構成される。整流器ＲＥＣＴは、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２の第一の極に接続される。電力蓄電要素は、整流器ＲＥＣＴ及び接地ＧＮＤ３に接続したコンデンサＣ１であり得る。電力受信機回路はさらに、第二の回路ＳＣに関連した安定した供給電圧ＶＩＮの形態の安定した出力を発生するように電圧調整器（図示していない）を有し得る。電圧調整器は、低ドロップアウト（ＬＤＯ）調整器のようなリニアー電圧調整器であり得る。
【００８８】
スイッチＳＷは、信号源（図示していない）によってスイッチＳＷに供給される制御信号を用いて直接制御され得る。信号源は例えば、第一の回路ＦＣに接続される第一の制御ユニット（図示していない）によって構成され得る。第一の制御ユニットは、スイッチへの入力信号として方形波形を発生するＰＷＭ（パルス幅変調）のような、出力をスイッチに接続した信号源を備えたマイクロコントローラであり得る。マイクロコントローラは、例えば図２及び図３に示す動力工具の実施形態の制御ユニット２２の一部を構成し得る。信号源がＰＷＭ源の場合、スイッチＳＷに供給される信号のパルス幅は一定に保たれ得る。任意選択ではあるが、信号源がＰＷＭ源である場合には、スイッチＳＷに供給される信号のパルス幅は、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に誘起した電圧が予定の許容範囲内にある限り、一定に保たれ得、そして上記電圧が高すぎるか低すぎるすなわち許容範囲外である場合には変えられ得る。上記許容範囲外にある電圧の検出は、第二の回路ＳＣに接続したマイクロコントローラのような第二の回路ＳＣに接続した第二の制御ユニット（図示していない）によって行われ得る。上記許容範囲外にある電圧の検出時に、第二の回路ＳＣに接続した第二の制御ユニットは、第一の受信機回路ＲＥ１を介して第一の回路の第一の制御ユニットへの第一の送信機回路ＴＲＳ２を用いてデジタル信号を伝送するように構成され得る。二次巻線Ｐ２に誘起した電圧レベルが許容範囲外にあることについての情報を受信すると、スイッチＳＷを制御する第一の制御ユニットは、スイッチＳＷに供給される信号のパルス幅を相応して変更し得る。
【００８９】
この実施形態では、第一の直列抵抗Ｒ２は、電力伝送中に生じる高電圧に対して第一のデジタル送信機ＴＲＳ２の出力を保護する働きをする。
【００９０】
第一の回路ＦＣから非接触インターフェースＮＣＩを介して第二の回路ＳＣへ電力を伝送することによって、第二の回路に給電するための別個の電源の必要性は除去される。このことは、第二の回路ＳＣが第一の回路ＦＣに対して回転する回転装置に組込まれる場合、例えば第二の回路ＳＣが二次巻線Ｐ２と共に図１に示す伝送システム９０の回転装置５に設けられる又は組込まれる場合、或いは第二の回路ＳＣが変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２と共に図２及び図３に示す動力工具２０、４０の駆動軸３２のような回転装置に設けられる又は組込まれる場合、回転装置に内部電力源を設ける必要がなく、それでサイズ及び複雑さを最小化できるので、特に有利である。
【００９１】
伝送システム１２０は図７を参照して説明してきた伝送システム１２０と異なって構成され得ることが認識されるべきである。スイッチＳＷは、変圧器Ｔ１の第二の極を供給電圧ＶＣＣ１に接続する代わりに接地した高側スイッチとして構成することができる。整流器ＲＥＣＴは、応用に応じて電圧を異なって整流し得る。極性は、ＮＭＯＳトランジスタトンの性能が一般的にＰＭＯＳトランジスタの性能より良いので、電力駆動回路ＰＷＲＤのスイッチＳＷが低側ドライバーとして構成されるように選択され得る。第一のデジタル送信機ＴＲＳ２及び第一の比較器ＣＯＭＰ１の入力端子は、上記の変更に従うように異なって接続され得る。
【００９２】
さらに、図７を参照すると、伝送システム１２０は、第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへ電力を供給することと第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへデジタル信号を伝送することとを交互に替えるように構成される。デジタル信号の伝送と電力の伝送とを交互に替えるために、伝送システム１２０はタイム・スロット方式で実施するように構成される。この実施形態では、タイム・スロット方式は、第一の回路ＦＣを主コントローラとして設定し、そして第二の回路ＳＣを従コントローラとして設定することにより実施され得る。タイム・スロット方式は、第一の回路に接続した第一の制御ユニット及び第二の回路に接続した第二の制御ユニットを用いて作動され得る。第一の制御ユニット及び第二の制御ユニットは各々、少なくともプロセッサ及び少なくとも一つの記憶装置又はマイクロプロセッサのような構成要素によって実施され得る。第一の制御ユニットは、図２及び図３に示す動力工具の実施形態の制御ユニット２２の一部を構成し得る。タイムを多数の連続したタイム・スロットに分割することによって、第一及び第二の回路の制御ユニットはそれぞれ電力の伝送とデジタル信号の伝送とを制御された仕方で交互に替えることができる。多数の連続したタイム・スロットの各タイム・スロットは、電力伝送に用いられる少なくとも第一の部分及びデジタル信号の伝送に用いられる少なくとも第二の部分を備え得る。上記多数の連続したタイム・スロットの各タイム・スロットは、１マイクロ秒から１０００マイクロ秒、例えば１２５マイクロ秒の間隔の一定の持続タイムを有し得る。電力伝送とデジタル信号伝送とを交互に切り替える時を伝送システム１２０で検出するために、伝送システム１２０は、電力伝送中に現れる電力パルスの一つ以上の特性に基いて、電力伝送からデジタル信号伝送への切換え又はその逆の切換えをトリガーするように構成され得る。電力の伝送からデジタル信号の伝送への切換えは例えば、上記の制御信号をスイッチＳＷへ供給することで生じた変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における電流又は電圧パルスの第一の予定数の増加を検出する第二の制御ユニットによって多数の連続したタイム・スロットの各タイム・スロット中にトリガーされ得る。さらに、第一の制御ユニットは、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ１において第一の予定数の電流の増加が得られた後に、電力伝送が止まるように上記多数の連続したタイム・スロットの各タイム・スロット中に、スイッチＳＷに供給された制御信号を適用するようにされる。このことは、多数の連続したタイム・スロットの各タイム・スロットの少なくとも一つの第一の部分中に、第一の制御ユニットが電力駆動回路ＰＷＲＤに電力を伝送させることを意味している。多数の連続したタイム・スロットの各タイム・スロットの少なくとも一つの第二の部分中に、第一の制御ユニットは、電力駆動回路ＰＷＲＤに電力の伝送を止めさせる。上記予定数の電流の増加の検出に応じて、第二の制御ユニットは、現在のタイム・スロットの残りの部分の間にすなわち連続したタイム・スロットの各タイム・スロットの各タイムの少なくとも第二の部分の間に第一の送信機回路ＴＲＳ２にデジタル信号ＴＸ２の伝送を開始させるようにされる。
【００９３】
第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２は三値状態論理回路を備え得、この三値状態論理回路により、第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２は図８を参照して詳しく説明するように高インピーダンス状態を仮定できる。省略時として第一のデジタル送信機回路は高インピーダンス状態に設定される。第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２がデジタル信号の伝送を行うように構成される場合、第一の制御回路は、第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２の伝送可能入力ＴＸ２ＥＮを作動状態に設定し得、それにより高インピーダンス状態が消えてデジタル信号を伝送することができる。第一のデジタル送信機回路がデジタル信号の伝送を終了した後、第二の制御ユニットは第一のデジタル送信機回路を高インピーダンス状態に設定し得る。第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２の伝送可能入力ＴＸ２ＥＮを制御することに関する動作は、上記のタイム・スロット方式を用いて案内され得る。第一のデジタル送信機回路ＴＲＳ２に三値状態論理回路を設けることは、第一のデジタル送信機回路が電力の伝送中に不必要な電力の消費を避けるように電力の伝送中に、すなわちデジタル信号の伝送されていない時に高インピーダンス状態に設定できるので、有利である。
【００９４】
図８を参照すると、本発明の実施形態による伝送システム１３０の伝送回路が示されている。
【００９５】
図８の伝送システム１３０は、図６を参照して説明した伝送システム１１０と共通の多数の構成要素及び特徴を有している。従って、共通の構成要素及び特徴については同じ参照番号が用いられ、以下の説明ではかかる説明は省略する。
【００９６】
伝送システム１３０は、第一の回路ＦＣと第二の回路ＳＣとの間のデジタル信号の双方向半二重伝送用の回路を有する点において、図６を参照して説明した伝送システム１１０と異なっている。
【００９７】
第一の受信機回路ＲＥ１に加えて、伝送システム１３０の第一の回路は、図８に点線で囲んだ第二の送信機回路ＴＲＳ１を備えている。第二の送信機回路ＴＲＳ１は第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１を備え、第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１はその出力端子から第二の直列抵抗Ｒ１を介して変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１の第一の極に接続される。第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１は好ましくは第二の論理バッファすなわち偶数の直列接続インバータから成る構成要素である。代わりに、第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１は、第二の送信機回路ＴＲＳ１に接続したマイクロコントローラの出力、例えば図２及び図３に示す動力工具の実施形態の制御ユニット２２の少なくとも部分で形成したマイクロコントローラであり得る。上記第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１の入力端子は、第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１の入力端子に接続されたバッファすなわち入出力インターフェースによって供給されたデジタル入力信号のような第二のデジタル入力信号ＴＸ１を受信するように設けられる。第一の回路ＦＣに関連した第二の送信機回路ＴＲＳ１の動作は、例えば図６を参照して説明したように、第二の回路ＳＣに関連した第一の送信機回路ＴＲＳ２によって行われる動作と同様にして行われる。このことは、第二のデジタル入力信号ＴＸ１の低から高への遷移すなわち立上り輪郭線を受けることに応じて、第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１は、第二の直列抵抗Ｒ１を介して変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１へ第二のデジタル入力信号ＴＸ１を供給して一次巻線Ｐ１に正のパルスを発生するようにされることを意味している。第二のデジタル入力信号ＴＸ１の高から低への遷移すなわち立下り輪郭線を受けることに応じて、第二のデジタル送信機回路ＴＲＳ１は、第二の直列抵抗Ｒ１を介して変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１へ第二のデジタル入力信号ＴＸ１を供給して一次巻線Ｐ１に負のパルスを発生するようにされる。このことは、第二のデジタル入力信号ＴＸ１の輪郭線に応じて、第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１は、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に、接地又は供給電圧に対して正及び負の電圧パルスが第二のデジタル入力信号ＴＸ１の輪郭線に対応して発生されることを意味している。
【００９８】
巻線のインダクタンスと共に一つ以上の電圧パルスを整形する際に伴うこととは別に、第二の直列抵抗Ｒ１はまた、過剰な電流から第二の送信機回路ＴＲＳ１を保護する働きをする。
【００９９】
第一の送信機回路ＴＲＳ２に加えて、伝送システム１３０の第二の回路は、図８に点線で囲んだ第二の受信機回路ＲＥ２を有する。
【０１００】
第二の受信機回路ＲＥ２は第二の比較器ＣＯＭＰ２を有し、第二の比較器ＣＯＭＰ２は、第二の比較器ＣＯＭＰ２の非反転入力を介して変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２の第一の極（図示していない）に接続される。一次巻線の第二の極は、応用に依存して、第一の回路を介して接地され得或いは第二の回路による供給電圧に接続され得る。第二の比較器の反転入力は第二の基準電圧ＲＥＦ２に接続される。第二の基準電圧ＲＥＦ２は、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に負のパルスか又は正のパルスが現れる度毎に基準電圧が交差されるように選択される。
【０１０１】
第二の比較器ＣＯＭＰ２は、第二のデジタル入力信号ＴＸ１に対応する第二のデジタル出力信号ＲＸ２を発生するようにされる。第二の比較器ＣＯＭＰ２は、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に誘起された一つ以上の電圧パルスの正の形態及び負の形態を用いることに基いて、第二のデジタル出力信号ＲＸ２を発生するようにされる。第二の比較器ＣＯＭＰ２は、図６を参照して説明した第一の比較器ＣＯＭＰ１と同じ仕方で動作するようにされる。このことは、二次巻線Ｐ２に発生した一つ以上の電圧パルスが第二の比較器ＣＯＭＰ２の非反転入力に加えられると、第二の比較器ＣＯＭＰ２は、デジタル入力信号ＴＸ１に対応したデジタル出力信号ＲＸ２を発生することができる。
【０１０２】
第二の比較器ＣＯＭＰ２は、雑音を無効にしかつ交差時に第二の比較器ＣＯＭＰ２の出力状態を変化させることになる二つの別個の電圧レベルをもたらすように組込んだヒステリシスを有する。これにより、第二の比較器は、図６を参照して説明してきたヒステリシスを付け加えた第一の比較器ＣＯＭＰ１と同様にして動作できる。このことは、第二の受信機回路ＲＥ２が単一の第二の比較器ＣＯＭＰ２の形態の単一能動構成要素を用いて実現できることを意味している。
【０１０３】
第二の回路ＳＣと組合わさった第二の受信機回路ＲＥ２の動作は、図６を参照して上記で説明してきたように第一の回路ＦＣに関連した第一の受信機回路ＲＥ１で行われる動作と同様な仕方で行われる。
【０１０４】
第一の回路ＦＣに第二の送信機回路ＴＲＳ１を設けまた第二の回路ＳＣに第二の受信機回路ＲＥ２を設けたことにより、伝送システム１３０は、第一の回路ＦＣと第二の回路ＳＣとの間でデジタル信号の双方向半二重双方向伝送を行うことができる。
【０１０５】
この実施形態では、第二の回路ＳＣの第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２は三値状態論理素子から成る。第一の回路ＦＣの第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１も三値状態論理素子から成る。このことは、論理値“１”又は論理値“０”を設けることは別として、第一及び第二の送信機の出力も高インピーダンス状態となるように設定できる。第一及び／又は第二のデジタル送信機回路ＴＲＳ２、ＴＲＳ１は、信号の伝送を行っていない時には高インピーダンス状態に設定される。第一及び第二のデジタル送信機は各々、作動時に高インピーダンス状態でないようにされる伝送可能入力ＴＸ２ＥＮ、ＴＸ１ＥＮを有する。このことは、伝送可能信号を伝送可能入力に供給する際に、関連したデジタル送信機の高インピーダンス状態が止むことを意味している。デジタル送信機が高インピーダンス状態に設定されると、デジタル送信機から出力は供給されない。第一又は第二の一方のデジタル送信機を高インピーダンス状態に設定することにより、高インピーダンス状態に設定したデジタル送信機が他方のデジタル送信機から伝送された信号を含む他方のデジタル送信機の動作に悪影響を及ぼすことを防ぐ。
【０１０６】
第一の回路ＦＣの第二のトランジスタＴＲＡＮ１の三値状態可能入力は、図７を参照して説明してきた第一の制御ユニットのようなコントローラによって作動され得る。第一の制御ユニットは例えば、図２及び図３に示す動力工具の実施形態の制御ユニットの一部を形成し得る。第二の回路ＳＣの第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２の三値状態可能入力は、図７を参照して説明してきた第二の制御ユニットのようなコントローラによって作動され得る。
【０１０７】
さらに図８を参照すると、伝送システム１３０は、第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへのデジタル信号の伝送と、第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへのデジタル信号の伝送とを交互に替えるように構成される。第一の回路及び第二の回路に接続した第一の制御ユニット及び第二の制御ユニットは、第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへのデジタル信号の伝送と、第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへのデジタル信号の伝送とを交互に替えることに関する動作を制御するように構成され得る。
【０１０８】
それぞれのデジタル送信機の伝送可能入力を制御すること、及び第一の回路から第二の回路へのデジタル信号の伝送と、第二の回路から第一の回路へのデジタル信号の伝送とを交互に替えることに関して第一及び第二の制御ユニットの動作は、タイム・スロット方式を用いて案内され得る。この実施形態では、タイム・スロット方式は、それぞれの受信機及び送信機ユニットを用いて第一及び第二の回路間で伝送されることになるトリガー信号を含み得る。トリガー信号は、正しい時点すなわち継続してそれぞれの送信機回路がデジタル信号を伝送するようにされる時を指示するようにされる。伝送すべきデジタル信号の形式を指示するように種々の形式のトリガー信号も用いられ得る。種々の形式のトリガー信号は、例えば、制御コマンドすなわち測定データが伝送されることになることを指示し得る。
【０１０９】
例として、第一の送信機回路ＴＲＡＮ２は、デジタル信号ＴＸ２を第一の回路ＦＣの第一の受信機回路ＲＥ１へ伝送し得、その間に第一の送信機回路ＴＲＳ２の伝送可能入力ＴＸ２ＥＮは作動状態にあり、第一の回路ＦＣの第二のデジタル送信機回路ＴＲＳ１の伝送可能入力ＴＸ１ＥＮは消勢される。第一のデジタル信号ＴＸ２の伝送の完了後、第一のデジタル送信機回路は、第一のトリガー信号を第一の回路ＦＣの第一の受信機回路ＲＥ１へ伝送する。第一のトリガー信号ＴＸ２の伝送の完了後、第二の制御ユニットは、第一の送信機回路ＴＲＳ２の伝送可能入力ＴＸ２ＥＮを消勢状態に設定する。
【０１１０】
第一のトリガー信号の受信時に、第一の制御ユニットは、第二の送信機回路ＴＲＳ１の第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１の伝送可能入力ＴＸＩＥＮを作動状態に設定し、第二の送信機回路ＴＲＳ１の第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１第二のデジタル信号ＴＸ１を伝送し得ることに、続いて、第二のトリガー信号が第二の回路ＳＣの第二の受信機回路ＲＥ２へ伝送する。第二のトリガー信号の伝送の完了後、第一の制御ユニットは、第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１の伝送可能入力ＴＸ１ＥＮを消勢状態に設定する。第二のトリガー信号の受信時に、第二の制御ユニットは、第一の送信機回路ＴＲＳ２の第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２の送信可能入力ＴＸ２ＥＮを作動状態に設定し、第一の送信機回路ＴＲＳ２が第一のデジタル信号ＴＸ２を伝送できることに続いて、第一のトリガー信号を第二の回路ＳＣの第二の受信機回路ＲＥ２へ伝送する。このプロセスは、多数の連続したタイム・スロットを形成するように繰り返され得、各タイム・スロットにおいて、第一及び第二の送信機回路の一方がデジタル信号を伝送するようにされる。連続したタイム・スロットの数は図７を参照して説明したような持続タイムを有するように構成され得る。
【０１１１】
第二の回路ＳＣから非接触インターフェースＮＣＩを介して第二の回路ＳＣへデジタル信号の双方向伝送を交互に行うことによって、第一及び第二の回路間の信号伝送配線の必要性は除去される。さらに、デジタル信号の半二重双方向伝送を行うために回路を組合わせた複数の変圧器の必要性はない。このことは、第二の回路ＳＣが第一の回路ＦＣに対して回転する回転装置と組合わされる場合、例えば第二の回路ＳＣが二次巻線Ｐ２と共に図１に示す伝送システム９０の回転装置５に設けられ或いは回転装置５に組込まれる場合、或いは第二の回路ＳＣが変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２と共に図２及び図３に示す動力工具２０、４０の駆動軸３２のような回転構成要素に設けられ或いは回転構成要素に組込まれる場合に特に有利である。すなわち、回転装置に伝送配線を取付ける必要がなく、最少数の回路構成要素を無線高データ速度伝送を行うことができ、それてサイズ、電力消費及び複雑さを最小化できるからである。
【０１１２】
図９を参照すると、本発明の実施形態による伝送システム１４０の伝送回路が示されている。
【０１１３】
図９の伝送システム１４０は、図６、図７及び図８を参照して説明してきた伝送システム１１０、１２０、１３０と共通の多数の構成要素及び特徴を備えている。従って、共通する構成要素及び特徴については同じ参照番号を使用し、以下の記載ではかかる説明は省略している。
【０１１４】
伝送システム１４０は、図８を参照して説明してきたデジタル信号の双方向通信用の回路と、図７を参照して説明してきた電力伝送用の回路との両方を備えている点において、図６、図７及び図８を参照して説明してきた伝送システム１１０、１２０、１３０と相違している。
【０１１５】
電力伝送と交互にデジタル信号の半二重伝送を行うために、第二の回路ＳＣの第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２及び第一の回路ＦＣの第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１は好ましくは各々三状態論理回路を有する。第一及び／又は第二のデジタル送信機回路ＴＲＳ２、ＴＲＳ１は、信号の伝送を行わない時には、高インピーダンス状態に設定される。第一及び第二のデジタル送信機回路は各々、作動時に高インピーダンス状態を止めるように構成される伝送可能入力ＴＸ２ＥＮ、ＴＸ１ＥＮを有する。それぞれの伝送可能入力の動作は図８を参照して説明してきたものと同様にして行われ得るが、それぞれの伝送可能入力のトリガーリングが以下に記載するように異なったタイム体系で管理される点において異なっている。
【０１１６】
伝送システム１４０は、第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへ電力を供給することと、第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへデジタル信号を伝送することと、第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへデジタル信号を伝送することとの間で交互に切り替えるように構成される。デジタル信号の伝送と電力の伝送とを交番するために、伝送システム１４０は、タイム・スロット方式で実行するように構成される。この実施形態では、タイム・スロット方式は、図７を参照して説明してきたタイム・スロット方式と同様に動作され得るが、主な相違点は、図９を参照する実施形態によるタイム・スロット方式が、電力伝送から、第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへのデジタル信号の伝送か又は第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへのデジタル信号の伝送への切換えをトリガーするようにされている点にある。電力の伝送から、第一又は第二の回路からのデジタル信号の伝送への切換えを制御するために、変圧器の二次巻線における第一の予定の数の電流又は電圧パルスの増加に加えて、変圧器の二次巻線における第二の予定の数の電流又は電圧パルスの増加を電力駆動回路に伝送させる第一の制御ユニットが設けられ得る。第二の予定の数の電流又は電圧パルスの増加は第一の予定の数の電流又は電圧パルスの増加と異なっている。第一の制御ユニットは、電力駆動回路によって、連続したタイム・スロットの数の各タイム・スロットの少なくとも一つの第一の部分中に、第一の予定の数の電流又は電圧パルスの増加か又は第二の予定の数の電流又は電圧パルスの増加を伝送させるように構成され得る。従って、連続したタイム・スロットの数の各タイム・スロット中に、電流又は電圧パルスの伝送した増加数は、デジタル信号を伝送できるか又はデジタル信号の伝送を期待できるのが第一又は第二の回路のどちらであるかを表している。
【０１１７】
例として、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における第一の予定の数の電流又は電圧パルスの増加は、第二の回路ＳＣの第一の送信機回路ＴＲＳ２がデジタル信号を伝送できるが、第二の送信機回路ＴＲＳ１がデジタル信号を伝送できず、それにより第一の送信機回路ＴＲＳ２の第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２の第二の送信可能入力ＴＸ２ＥＮは作動され、第二の送信機回路ＴＲＳ１の第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１の送信可能入力ＴＸ１ＥＮは消勢され、それにより電力伝送は休止される。
【０１１８】
変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における第二の予定の数の電流又は電圧パルスの増加は、第一の回路ＦＣの第二の送信機回路ＴＲＳ１がデジタル信号を伝送できるが、第一の送信機回路ＴＲＳ２がデジタル信号を伝送できず、それにより第二の送信機回路ＴＲＳ１の第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１の送信可能入力ＴＸ２ＥＮは作動され、第一の送信機回路ＴＲＳ２の第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２の送信可能入力ＴＸ２ＥＮは消勢され、それにより電力伝送は休止される。
【０１１９】
変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における電力駆動回路で生じた第一、第二及び／又は一つ以上の付加的な予定数の電圧パルスに関する特性は、第二の回路ＳＣに上記電圧パルスを計数させるように、第二の比較器ＣＯＭＰ２で受信され得る。パルスは例えば、第二の回路ＳＣに接続した第二の制御ユニットで計数され得る。これにより、第二の回路ＳＣは、第二の回路がデジタル信号の伝送を行うようにされる際に又はデジタル信号の伝送を受信するようにされる際を検知することができる。第一の回路ＦＣの第一の制御回路は、電力の伝送を行なわせ、それにより電力駆動回路ＰＷＲＤのスイッチＳＷを制御することによって、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２において電力駆動回路ＰＷＲＤで生じた第一、第二及び／又は一つ以上の付加的な予定数の電圧パルスに関する特性を制御するように構成される。このことは、第一の回路がマスターとして作用することを意味している。
【０１２０】
このことは、電力駆動回路ＰＷＲＤのスイッチＳＷに加えられた制御信号を適用して、第二又は第一の回路からデジタル信号が伝送されることになる場合又は電力が伝送されることになる場合に第一の回路の第一の制御ユニットが制御できることを意味している。第一の制御ユニットは例えば、各タイム・スロットにおいて第一又は第二の予定の数の電流の増加をもたらすように、連続したタイム・スロットの数の異なるタイム・スロットに対して異なってスイッチＳＷに制御信号を供給するようにされ得る。この結果、制御ユニットがタイム・スロットの少なくとも第一の部分中に第一又は第二の予定の数の電流の増加を行う場合に依存して、電力は各タイム・スロットの少なくとも一つの第一の部分中に伝送されることになり、またデジタル信号は各タイム・スロットの少なくとも一つの第一の部分中に第一又は第二の回路によって伝送されることになる。
【０１２１】
伝送されることになるデジタル信号の形式を表示するために種々の形式のトリガー信号も用意され得る。種々の形式のトリガー信号は例えば、制御コマンド又は測定データが伝送されることになることを表し得る。変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における一つ以上の付加的な予定数の電流又は電圧パルスを増加させるように設けられる変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における第一又は第二の予定数の電流又は電圧パルスを増加することに加えて、第一の制御ユニットによって種々の形式のトリガー信号は提供され得る。変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における一つ以上の付加的な予定数の電流又は電圧パルスの増加は、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における第一又は第二の予定数の電流又は電圧パルスの増加と異なっている。
【０１２２】
さらに、電力駆動回路ＰＷＲＤは好ましくは、電力駆動回路ＰＷＲＤのスイッチＳＷが切られ、第一の回路の第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１及び／又は電力駆動回路ＰＷＲＤのスイッチＳＷを潜在的に損傷させる電圧スパイクに繋がり得る時に、第二の送信機回路ＴＲＳ１の第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１を保護するために、スナッバー（緩衝装置）回路（図示していない）を備えている。上記第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ１及び／又は上記スイッチＳＷを保護することは別として、スナッバー回路は、さらに、スイッチＳＷを用いて変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に対して電力のオン及びオフを切り換えることに関して共振を導入、かかる共振は電力伝送の効率をさらに増大する。上記スナッバー回路は、ＲＣ回路すなわち少なくとも一つの抵抗と少なくとも一つのコンデンサとを含み、コンデンサに直列に抵抗を接続して構成したような回路を用いて構成され得る。代わりに、上記スナッバー回路は、遷移電圧抑制ダイオードのようなダイオードを用いて構成され得る。スナッバー回路はさらに、データ伝送中にはスナッバー回路を非作動状態にし、電力伝送中にはスナッバー回路を作動状態にする手段を構成する非作動／作動スイッチ（図示していない）を備え得る。スナッバー回路に組み合わせて非作動／作動スイッチを導入することは、第一の回路における低インピーダンスの導入がスナッパー回路をしてデータ伝送中に第一の回路の動作にマイナスに影響し得るためにデータ伝送中にスナッバー回路を作動させることでデータ伝送において問題を生じ得るので有益である。上記非作動／作動スイッチは、図７を参照して説明した第一の制御ユニットのような制御装置を用いて制御され得、第一の制御ユニットは、第一の回路と組合わさったプロセッサ又はマイクロコントローラであり、かかるプロセッサ又はマイクロコントローラは例えば図２及び図３に示す動力工具の実施形態の制御ユニット２２の一部であり得る。さらに図９を参照すると、非作動／作動スイッチの制御は上記のタイム体系に従って行われ得る。
【０１２３】
第二の回路ＳＣから非接触インターフェースＮＣ１を介して第一の回路ＦＣへの及び第一の回路ＦＣから非接触インターフェースＮＣ１を介して第二の回路ＳＣへのデジタル信号の交互の双方向伝送並びらに第一の回路ＦＣから非接触インターフェースＮＣ１を介して第二の回路ＳＣへの電力の伝送を行うことにより、第一及び第二の回路間の伝送のための信号伝送配線並びに第二の回路に対して専用の電力供給の必要性はなくなる。さらに、電力伝送と交互にデジタル信号の半二重双方向伝送を行うための回路を組合わせた複数の変圧器は必要でない。このことは、第二の回路ＳＣが第一の回路ＦＣに対して回転する回転装置に組み込まれる場合、例えば第二の回路ＳＣが二次巻線Ｐ２と共に、図１に例示する伝送システムの回転装置５に取付けられる又は一体に組込まれる場合、或いは第二の回路ＳＣが変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２と共に、図２及び図３に例示する動力工具２０、４０の駆動軸３２のような回転構成要素に取付けられる又は一体に組込まれる場合に特に有利である。というのは、回転装置に取付けられたデジタル信号及び電力の伝送用の伝送配線が必要でなく、また最少数の回路構成要素を用いて無線高データ速度伝送を行い、サイズ、電力消費及び複雑さを最少化するからである。
【０１２４】
図１０を参照すると、図５〜図９の一つ以上を参照して伝送システム９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０の第二の回路ＳＣから非接触インターフェースＮＣ１を介して本発明の実施形態による伝送システムの第一の回路ＦＣへ信号の伝送を行う方法の流れ線図が例示されている。
【０１２５】
第一の方法ステップＳ２００では、第一のデジタル入力信号ＴＸ２は、第一の直列抵抗Ｒ２を介して変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に供給され、正又は負の形態の一つ以上の電圧パルスを形成する。さらに詳しくは、第一のデジタル入力信号ＴＸ２は、第二の回路ＳＣの第一のデジタル送信機ＴＲＡＮ２によって第一の直列抵抗Ｒ２を介して変圧器の二次巻線Ｐ２に供給され、それにより、一つ以上の電圧パルスＷ２は、第一のデジタル入力信号が正の輪郭線をもつか負の輪郭線をもつかによって正又は負の形態となる。
【０１２６】
方法ステップＳ２１０では、一つ以上の誘導電圧パルスＷ３が受信される。さらに詳しくは、一つ以上の誘導電圧パルスＷ３は変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１から第一の回路ＦＣの第一の比較器ＣＯＭＰ１で受信される。変圧器の一次巻線Ｐ１における一つ以上の誘導電圧パルスＷ３は、変圧器Ｔ１の誘導特性によって変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における一つ以上の電圧パルスによって誘導される。方法ステップＳ２１０の後、後続の方法ステップＳ２２０が行われる。
【０１２７】
方法ステップＳ２２０において、第一のデジタル出力信号ＲＸ１が発生される。さらに詳しくは、第一のデジタル出力信号ＲＸ１は、一つ以上の誘導電圧パルスＷ３に基いて第一のデジタル入力信号Ｗ１を反射することで発生される。第一の比較器ＣＯＭＰ１は、一つ以上の誘導電圧パルスの負又は正の形態の利用に基いて第一のデジタル入力信号を反射した第一のデジタル出力信号を発生する。方法ステップＳ２２０の後、方法は、終了され得るか又は第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへのデジタル信号の伝送の新しいラウンドを形成するためにステップＳ２００から繰り返され得る。
【０１２８】
付加的な方法ステップＳ２３０（図示していない）が行われ得る。この付加的な方法ステップＳ２３０では、第一の比較器ＣＯＭＰ１にヒステリシスが加えられる。さらに詳しくは、このヒステリシスは、正の形態をもつ一つ以上の電圧パルス及び負の形態をもつ一つ以上の電圧パルスに対して第一の比較器ＣＯＭＰ１の別個のスイッチングポイントを導入するように第一の比較器ＣＯＭＰ１に加えられる。
【０１２９】
なお付加的な方法ステップＳ２４０（図示していない）が行われ得る。この付加的な方法ステップＳ２４０では、第二のデジタル入力信号ＴＸ１は第二の直列抵抗Ｒ１を介して変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１に供給され、正又は負の形態の一つ以上の電圧パルスを形成する。さらに詳しくは、第二のデジタル入力信号ＴＸ１は、第一の回路ＦＣの第二の送信機ＴＲＡＮ１によって第二の直列抵抗Ｒ１を介して変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２に供給され、それにより第二のデジタル入力信号の輪郭が正であるか又は負であるかに基いて、一つ以上の電圧パルスは正又は負となる。方法ステップＳ２４０の後、後続の方法ステップＳ２５０（図示していない）が行われる。
【０１３０】
方法ステップＳ２５０では、一つ以上の誘導電圧パルスが受信される。さらに詳しくは、一つ以上の誘導電圧パルスは、変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２から第二の回路ＳＣの第二の比較器ＣＯＭＰ２によって受信される。変圧器Ｔ１の二次巻線Ｐ２における一つ以上の誘導電圧パルスは、変圧器Ｔ１の誘導特性によって変圧器Ｔ１の一次巻線Ｐ１における一つ以上の電圧パルスで誘導される。方法ステップＳ２５０の後、後続の方法ステップＳ２６０（図示していない）が行われる。
【０１３１】
方法ステップＳ２６０では、第二のデジタル出力信号ＲＸ２が発生される。さらに詳しくは、一つ以上の誘導電圧パルスに基いて、第二のデジタル入力信号ＴＸ１を反映した第一のデジタル出力信号が発生される。第二の比較器ＣＯＭＰ２は、一つ以上の誘導電圧パルスの負又は正の形態を取ることに基いて、第二のデジタル入力信号を反映した第二のデジタル出力信号を発生する。方法ステップＳ２６０の後、方法は、終了され得るか又は第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへのデジタル信号の新しい伝送ラウンドを行うために方法ステップＳ２４０から繰り返され得る。
【０１３２】
さらに付加的な方法ステップＳ２７０（図示していない）が行われ得る。方法ステップＳ２７０では、第二の回路ＳＣ及び／又は第一の回路ＦＣの送信機回路ＴＲＳ２、ＴＲＳ１は、高インピーダンス状態に設定される。さらに詳しくは、第二の回路ＳＣ及び／又は第一の回路ＦＣの送信機回路ＴＲＳ２、ＴＲＳ１は、デジタル信号を伝送しない時には高インピーダンス状態に設定される。第二の回路ＳＣ及び／又は第一の回路ＦＣの送信機回路ＴＲＳ２、ＴＲＳ１は、それぞれの送信機回路ＴＲＳ２、ＴＲＳ１の第一及び第二のデジタル送信機ＴＲＡＮ２、ＴＲＡＮ１と組合わさった三状態論理回路を用いて高インピーダンス状態に設定され得る。デジタル送信機ＴＲＡＮ２、ＴＲＡＮ１の少なくとも一方が高インピーダンス状態に設定された後、少なくとも一方のデジタル送信機ＴＲＡＮ２、ＴＲＡＮ１の伝送可能入力ＴＸ２ＥＮ、ＴＸ１ＥＮは作動状態に設定され得、それにより高インピーダンス状態が止まり、少なくとも一方のデジタル送信機からデジタル信号を送信できるようにする。
【０１３３】
さらに付加的な方法ステップＳ２８０（図示していない）が行われ得る。方法ステップＳ２８０では、非接触インターフェースＮＣＩを介して電力が伝送される。方法ステップ２８０は、上記非接触インターフェースＮＣＩを介して電力を安定供給するようにするために、周期的に繰り返えされるように繰り返され得る。
【０１３４】
さらに付加的な方法ステップＳ２９０（図示していない）が行われ得る。方法ステップＳ２９０では、第一の回路ＦＣから第二の回路ＳＣへの電力の伝送と、少なくとも第二の回路ＳＣから第一の回路ＦＣへのデジタル信号の伝送とを交互に行われる。
【０１３５】
上記の方法及び関連した方法ステップは、図２及び図３を参照して説明してきた動力工具２０、４０のような動力工具と共に用いられ得る。これには、多数の付加的な方法ステップの少なくとも一つを行うことを伴う。上記多数の付加的に方法ステップは、方法ステップＳ３００（図示していない）、方法ステップＳ３１０（図示していない）及び方法ステップＳ３２０（図示していない）から成っている。
【０１３６】
方法ステップＳ３００においては、デジタル信号は、動力工具の回転装置から動力工具の固定制御ユニット２２へ伝送される。さらに詳しくはデジタルセンサー信号、回転駆動軸３２、動力工具の工具部片３１又は回転子２８に結合した少なくとも一つのセンサー３０からのエラーメッセージ及び／又は装置のようなデジタル信号は、動力工具２０、４０の固定制御ユニット２２に伝送される。例えば、デジタルセンサー信号は、制御ユニット２２に伝送されて、デジタルセンサー信号を処理しそして処理したデジタルセンサー信号を用いて動力工具２０、４０を制御／モニターできるようにしている。少なくとも一つのセンサー３０は少なくとも一つのトルクセンサーであり得る。方法ステップＳ３００の後、後続の方法ステップＳ３１０（図示していない）が行われる。
【０１３７】
方法ステップＳ３１０においては、動力工具２０、４０の固定制御ユニット２２からの制御信号は、動力工具２０、４０の回転装置に伝送される。さらに詳しくは、動力工具２０、４０の固定制御ユニット２２からのデジタル制御信号のような制御信号は、動力工具の回転駆動軸３２、工具部片３１又は回転子２８のような回転装置に結合した少なくとも一つのセンサー２９に伝送され、少なくとも一つのセンサー及び関連した回路並びに／若しくはコントローラの動作を制御できるようにしている。
【０１３８】
方法ステップＳ３２０においては、動力工具２０、４０の固定電力源２１から動力工具２０、４０の回転装置のセンサー３０に電力が伝送される。さらに詳しくは、回転装置の電子構成要素は、少なくとも一つのセンサー３０及び関連したコントローラ並びに／若しくは動力工具２０、４０の回転子２８、工具部片３１又は駆動軸３２のような回転装置に結合した回路であり得、少なくとも一つのセンサー２９及び関連したコントローラ並びに／又は回路に電力供給できるようにしている。
【０１３９】
本発明は、１ビット／秒から少なくとも１５Ｍビット／秒までの例えば１０Ｍビット／秒のようにデータ転送速度でのデジタル信号の伝送をサポートする。ビット速度は、直列抵抗Ｒ１、Ｒ２に関連した時定数及び巻線Ｐ１、Ｐ２のインダクタンスに依存する。
【０１４０】
特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなしに、多くの変更及び変形が当業者には明らかである。本発明の原理及び実施形態を最も良く説明するために実施例を選択し説明し、それによりその他の当業者には、意図した特定の使用に適した種々の変更で種々の例について本発明を理解することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
９０      伝送システム
ＦＣ      第一の回路
ＳＣ      第二の回路
５        回転装置
ＮＣＩ    非接触インターフェース
６        電気的構成要素
２０      携帯型の角度付きナットランナー
２３      工具本体
３２      駆動軸
２６      電動機
２８      電動機
２７      固定子
３１      工具部片
２１      組込まれたバッテリー
３０      センサー
２９      ギヤボックス
１０      第一の回路
４０      携帯型のナットランナー
２２      制御ユニット
１００    伝送システム
Ｔ１      変圧器
Ｐ１      一次巻線
Ｐ２      二次巻線
ＩＯ１    第一の入出力インターフェース
ＩＯ２    第二の入出力インターフェース
Ｗ１      第一の波形
Ｗ２      波形
Ｗ３      波形
１１０    伝送システム
ＲＥ１    第一の受信機回路
ＴＲＳ２  第一の送信機回路
ＴＲＡＮ２第一のデジタル送信機
Ｒ２      第一の直列抵抗
ＧＮＤ２  接地
ＴＸ２    第一のデジタル入力信号
ＣＯＭＰ１第一の比較器
ＲＸ１    第一のデジタル出力信号
ＲＸ２    第一のデジタル出力信号
１２０    伝送システム
ＰＷＲＤ  電力駆動回路
ＰＷＲＲ  電力受信機回路
ＳＷ      スイッチ
ＲＥＣＴ  整流器
ＴＸ２ＥＮ伝送可能入力
１３０    伝送システム
ＴＲＳ１  第二の送信機回路
ＴＲＡＮ１第二のデジタル送信機
Ｒ１      第二の直列抵抗
ＲＥ２    第二の受信機回路
ＣＯＭＰ２第二の比較器
ＴＸ１    第二のデジタル入力信号
ＲＸ２    第二のデジタル出力信号
ＴＲＡＮ２第一のデジタル送信機
ＴＸ１ＥＮ伝送可能入力
１４０    伝送システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006278526.tif 000008
【図８】
0006278526.tif 000009
【図９】
0006278526.tif 000010
【図１０】
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