JP2002533918A - 無コネクタ型インターフェースを介してエネルギを転送する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コネクタのないインターフェースを介してエネルギを転送する装置が開示されている。装置は一次転送装置（１５０）と二次転送装置（１００）とを備える。一次転送装置（１５０）は、一組の巻線（３０４）を有する一次パワートランス（３２０）と、一組の巻線（３１０）を有する一次データトランス（３３０）とを備える。二次転送装置（１００）は、一組の巻線（１０６）を有する二次パワートランス（２０２）と、一組の巻線（１１２）を有する二次データトランス（２０４）とを備える。二次転送装置（１００）は、一次パワートランス（３２０）の巻線（３０４）が二次パワートランス（２０２）の巻線（１０６）とほぼ同心配置となり、かつ、一次データトランス（３３０）の巻線（３１０）が二次データトランス（２０４）の巻線（１１２）とほぼ同心配置となるように、一次転送装置（１５０）に近接して配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は一般にエネルギ転送装置に関し、さらに詳しくは、無コネクタ型イン
ターフェース装置を介してエネルギを転送する装置と方法とに関する。

【０００２】

【発明の背景】

データとパワーとを外部ソースから転送するのにパワー及びデータ用インター
フェースが幾つかの装置において広く使われている。このようなインターフェー
スは、相当の期間にわたって保管され、使用に当たっては迅速に作動する必要の
ある装置と一緒に使うのが特に望ましい。このような装置としては、戦闘作戦で
利用するミサイルが挙げられる。

【０００３】 データ用インターフェースは、展開に先立ってミサイルの全地球位置把握シス
テム(ＧＰＳ)の暗号キーの如くのデータをダウンロードするのに利用できる。ミ
サイルを速やかに発射するためには、データを迅速にダウンロードする必要があ
る。また、各ミサイルは発射前にＧＰＳキーで初期化して、電子防御線を突破す
るためにキーをスクランブルするようになっている。ダウンロードしたキーデー
タは、ミサイルを目標へと案内する際に衛星から受信するＧＰＳ信号を解読する
のに使われる。

【０００４】 ミサイルに搭載の電子回路は、ミサイルの配備に先立って直ちに発電起動され
る化学バッテリに接続するようになっているものもある。このバッテリからはＧ
ＰＳ回路やその他の機器類にパワーが供給される。バッテリを発電起動するに当
たっては、化学薬品が混合または組み合わされてパワーが生ずるようになってい
る。発電起動しない限り、バッテリは使用時が来るまで休眠状態になっている。
従って、バッテリやミサイル電子回路の貯蔵寿命を長くすることができるのであ
る。

【０００５】 前述の如くのバッテリを発電起動させると共に、データをミサイルの如くの二
次装置にダウンロードさせるのに、インターフェースが使われている。電気接続
子や機械的な接続子を利用するコネクタ類は、軍事作戦に関連する苛酷な環境で
は信頼性がない。換言すれば、塵埃や油圧装置の流体、塩分、湿気、更にその他
の汚染物などにより、前述のコネクタ類の機能動作が左右されることがある。ま
た、電気機械式コネクタでは、互いに接続すべき二部品間を正確に調芯する必要
がある。

【０００６】 斯かるコネクタを使わないで済むように、スリップリングを組み込んだものも
ある。しかし、スリップリングは腐食しやすいことから、前述の如くの苛酷な環
境においては信頼性に問題がある。磁気コアを用いない誘導接続システムを利用
したものもあるが、磁気コアを使っていないことから、大量のパワーを転送する
ことができず、また、データ転送レートも１ＫＨｚまでに限られている。

【０００７】 無コネクタ型インターフェースとして、空心トランスを利用したものがある。
しかし、空心トランスでのデータ及びパワーの転送レートは、ミサイル展開の如
くの高速運用で望まれている転送レートよりも低い。また、パワーとデータとが
必要十分は量だけインターフェースを流れることはできない。従って、この空心
トランスを利用しても、苛酷な環境での信頼性に問題があったり、腐食しやすい
し、高速運用に必要なデータとパワーの転送能を得ることはできない。

【０００８】

【発明の要約】

以上のことから、苛酷な環境での状況に左右されることなく、無コネクタ型イ
ンターフェースを介してエネルギを高転送レートにて転送する方法が望まれてい
るのは明らかである。本発明は、従来のエネルギ転送における諸問題点をほぼ解
消、または、減少しうる、エネルギを無コネクタ型インターフェースを介して転
送する装置と方法とを提供するものである。

【０００９】 ここにパワーとデータとを転送する装置を開示する。この装置は、一組の巻線
を有する一次パワートランスと、一組の巻線を有する一次データトランスからな
る一次転送装置を備えている。また、この装置には、一組の巻線を有する二次パ
ワートランスと、一組の巻線を有する二次データトランスからなる二次転送装置
をも備えている。二次転送装置は、二次パワートランスにおける巻線が一次デー
タトランスにおける巻線とほぼ同心となり、二次データトランスにおける巻線が
一次データトランスにおける巻線とほぼ同心となるように、一次転送装置に近接
して配置されている。

【００１０】 本発明の好ましい実施の形態にあっては、本発明によるパワーとデータの転送
の方法は、第１ないし第４ステップからなる。第１ステップは、二次転送装置を
一次転送装置に受承させるステップである。次の第２ステップは、一組の巻線と
一次転送装置に磁気コアを備える一次パワートランスから、一組の巻線と二次転
送装置に磁気コアを備える二次パワートランスへとパワーをロードするステップ
である。この時、二次パワートランスの巻線は一次パワートランスの巻線に対し
てほぼ同心位置に位置決めされる。

【００１１】 第３ステップは、一次転送装置における磁気コアに一組の巻線を有する一次デ
ータトランスから、二次転送装置における磁気コアに一組の巻線を有する二次デ
ータトランスへとデータをロードするステップである。この時、二次データトラ
ンスの巻線は一次データトランスの巻線に対してほぼ同心位置に位置決めされる
。そして第４ステップは、パワーとデータとが転送された後に二次転送装置を一
次転送装置から外すステップである。

【００１２】 本発明には、無コネクタ型インターフェースを介してエネルギを転送する装置
と方法とが提供されているところに利点がある。別の利点としては、物理的な接
続子を利用しないでパワーとデータとを転送しているところにある。更に、苛酷
な環境条件下でもエネルギを転送できる利点も得られる。その上、パワーとデー
タとは高速にて受信できるようになっているところにも利点がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】

本発明の実施の形態とその利点は、図１乃至図８を詳細に参照することにより
最もよく理解できる。これらの図面では、同一部材については同一番号を付して
いる。図１乃至図８は、本発明の実施の形態に基づき、コネクタのないインター
フェースを介してエネルギを転送する装置及び方法を示している。

【００１４】 図１は、コネクタのないインターフェースを介してエネルギを転送するための
一次装置１５０と二次転送装置１００の組立図を示している。本発明では、一次
転送装置１５０はパワーとデータを二次転送装置１００に転送する。パワーとデ
ータの転送動作中に、二次転送装置１００は一次転送装置１５０に挿入されたり
、その内部に配置される。

【００１５】 二次転送装置１００は基部１０２を備えている。基部１０２はアルミニウム製
となっているが、他の実施の形態では、基部１０２は他の金属でもよい。二次転
送装置１００はまた、磁気コア材料１０４と巻線１０６を備えている。巻線１０
６は磁気コア材料１０４上に直接巻き付けられている。二次転送装置１００は、
磁気コア材料１１４と巻線１１２をさらに備えている。巻線１１２はコア材料１
１４上に直接巻き付けられている。巻線１０６，１１２は銅線でできているが、
他の実施の形態では、巻線１０６，１１２は他の導電材料でもよい。磁気コア材
料１０４，１１４は粉末状の鉄あるいは鋼でできている。他の実施の形態では、
磁気コア材料１０４，１１４は、トランスに使用される他の材料でもよい。磁気
コア材料１０４と磁気コア材料１１４との間にはスペーサ１１０が配設されてい
る。スペーサ１１０はアルミニウムでできているが、他の実施の形態では、スペ
ーサ１１０は非磁性金属製である。さらに、他の実施の形態では、スペーサ１１
０は取り除かれている。

【００１６】 図１に示されるように、二次転送装置１００は一次転送装置１５０の内部に配
置されている。図２乃至図４は二次転送装置１００と一次転送装置１５０の個々
の部材を詳細に図示している。図２は本発明にかかる二次転送装置１００の分解
図を示している。上述したように、二次転送装置１００は、基部１０２、磁気コ
ア材料１０４，１１４、巻線１０６，１１２、及び、スペーサ１１０を備えてい
る。これらの部材は、ねじ２２０により基部１０２に取り付けられている。二次
パワートランス２０２は二次転送装置１００の補助部品である。二次パワートラ
ンス２０２は、磁気コア材料１０４と巻線１０６を備えている。巻線１１２は磁
気コア材料１１４に直接巻き付けられている。二次データトランス２０４は二次
転送装置１００の補助部品である。二次データトランス２０４は、磁気コア材料
１１４と巻線１１２を備えている。巻線１１２は磁気コア材料１１４に直接巻き
付けられている。

【００１７】 図３は本発明にかかる一次転送装置１５０の分解図を示している。上述したよ
うに、一次転送装置１５０はハウジング１５２と保持具１５４を備えている。一
次転送装置はさらに、巻線３０４，３１０、磁気コア材料３０６，３１２、及び
、スペーサ３０８を備えている。保持具１５４をハウジング１５２に取り付ける
ためにねじ３１６が挿入されている。一次パワートランス３２０は一次転送装置
１５０の補助部品であり、巻線３０４と磁気コア材料３０６を備えている。一次
データトランス３３０も一次転送装置１５０の補助部品であり、巻線３１０と磁
気コア材料３１２を備えている。一次パワートランス３２０は、スペーサ３０８
により一次データトランス３３０から分離してもよい。他の実施の形態では、ス
ペーサ３０８は取り外されている。スペーサ３０８はアルミニウム製である。さ
らに、巻線３０４，３１０は銅線である。他の実施の形態では、巻線３０４，３
１０は他の導電材料であってもよい。磁気コア材料３０６，３１２は粉末状の鉄
あるいは鋼でできている。他の実施の形態では、磁気コア材料３０６，３１２は
、トランスに使用される他の材料でもよい。

【００１８】 巻線３１０は磁気コア材料３１２内に配設される。巻線は磁気コア材料３１２
の溝内に配置される。さらに、巻線３０４は一次パワートランス３２０の磁気コ
ア材料３０６の溝内に配置される。

【００１９】 一次転送装置１５０の部品のすべては、ハウジング１５２に囲繞されている。
図１を参照すると、二次転送装置１００は、一次パワートランス３２０と一次デ
ータトランス３３０を収容している一次転送装置１５０に挿入されている。

【００２０】 個々の部品はハウジング１５２内で組み立てられて、一次転送装置１５０を形
成している。図４は一次転送装置１５０の組み立て後の側面図である。保持具１
５４は、ねじ３１６によりハウジング１５２に取り付けられている。ハウジング
１５２は、一次パワートランス３２０、スペーサ３０８及び一次データトランス
３３０を囲繞している。巻線３０４は、溝に収容されて磁気コア材料３０６に囲
繞されている。巻線３１０は、溝に収容されて磁気コア材料３１２に囲繞されて
いる。

【００２１】 エネルギを転送するために、二次転送装置１００は一次転送装置１５０内に配
置される。配置されると、一次転送装置１５０は励起され、二次転送装置１００
を励起する。図５は、二次パワートランス２０２に配列された一次パワートラン
ス３２０と、二次データトランス２０４に配列された一次データトランス３３０
の側面図である。配列されると、パワーやデータのようなエネルギは、機械的な
接続がなくても一次転送装置１５０から二次転送装置１００に転送される。他の
実施の形態では、パワーあるいはデータのみ転送される。一次パワートランス３
２０と一次データトランス３３０は、二次パワートランス２０２と二次データト
ランス２０４とそれぞれ同心状に配置されている。特に、一次転送装置１５０の
巻線３０４と巻線３１０は、二次転送装置１００の巻線１０６と巻線１１２とそ
れぞれ同心状に配置されている。巻線１０６，１１２は低電圧巻線であり、巻線
３０４，３１０は高電圧巻線である。一次転送装置１５０内の二次転送装置１０
０の配列は重要ではない。二次転送装置１００は、巻線が同心状に配列されてい
れば、一次転送装置１５０内のどの位置に配置されてもよい。二次転送装置１０
０は一次転送装置１５０に対し回転するが、エネルギ転送操作への影響は無視で
きる。

【００２２】 例えば、一次転送装置１５０は、二次転送装置１００を収容したミサイルの円
錐部に配置されるヒューズ取付装置に設けられる。ミサイルは、エネルギ転送プ
ロセスをだめにすることなく、ヒューズ取付装置内で回転する。

【００２３】 エネルギ転送操作の開始時、一次転送装置１５０は二次転送装置１００の上に
配置される。次に、一次転送装置１５０が励起されることで、二次転送装置１０
０が励起され、一次転送装置１５０からパワーとデータを受け取る。パワーは一
次パワートランス３２０から二次パワートランス２０２に転送される。さらに、
データは一次データトランス３３０から二次データトランス２０４に転送される
。データはまた、二次データトランス２０４から一次データトランス３３０に転
送するようにしてもよい。パワーとデータが一次転送装置１５０から二次転送装
置１００に転送されると、一次転送装置１５０は除去される。別の二次転送装置
１００が一次転送装置１５０に配設され、上記プロセスは繰り返される。このよ
うにして、一次転送装置１５０は複数の二次転送装置１００にエネルギを転送す
る。

【００２４】 本発明によれば、巻線３０４が巻線１０６と略同心状に配置された状態で、一
次パワートランス３２０は二次パワートランス２０２にパワーを転送する。一次
パワートランス３２０は、交流の電位差あるいは電圧により励起される。一次パ
ワートランス３２０と二次パワートランス２０２を電磁結合すると、電圧が二次
パワートランス２０２に誘発される。この電圧も交流であるが、ＤＣ電圧に変換
することもできる。したがって、機械的な接続がなくても、パワーは一次パワー
トランス３２０から二次パワートランス２０２に転送される。さらに、ノーズコ
ーン５１０に取り付けられた電子回路あるいはバッテリは、機械的接続に必要な
時間を費やすことなく、ＤＣパワーを素早く受け取ることができる。

【００２５】 本発明によれば、巻線３１０が巻線１１２と略同心状に配置された状態で、デ
ータは一次データトランス３３０から二次データトランス２０４に転送される。
パワーを転送する原理と同じトランスの原理をデータを転送するために適用する
ことができる。ミサイル発射前の初期設定操作中に、データは一次データトラン
ス３３０から二次データトランス２０４に転送してもよい。データはミサイルの
電子回路により読み取られるコードであってもよい。二次データトランス２０４
に転送されたコードは、ミサイルのＧＰＳ用暗号キーをローディングする際に使
用される。コードは、ＧＰＳ回路を初期化するためのコードとして使用してもよ
い。コードは、高電圧及び低電圧レベルで一次データトランス３３０に電圧を印
加することにより二次転送装置１００にロードされる。二次データトランス２０
４に転送される特定の電圧パターンを確立するために、矩形波を正極及び負極に
より修正してもよい。高電圧及び低電圧レベルのあるパターンを印加することに
より、二次データトランス２０４が一次データトランス３３０における異なる電
圧レベルに反応しながらコードは生成される。コードパターンを形成する際に使
用される高電圧及び低電圧レベルを発生させるために、正極及び負極は作り出さ
れる。例えば、高電圧レベルは「１」を示し、低電圧レベルは「０」を示す。他
の実施の形態では、異なる電圧レベルは異なる値を示す。コードを転送するため
にコネクタを使用しないことで、コードは二次転送装置１００に、続いてミサイ
ルに素早くロードされる。

【００２６】 ノーズコーン５１０上の回路はこれらの信号を解読して、ＧＰＳ回路を励起す
る。さらに、ノーズコーン５１０内のＧＰＳ回路は、同様な高電圧及び低電圧レ
ベルを使用して信号を発生し、二次データトランス２０４から一次データトラン
ス３３０に転送されるパターンを作り出す。あるいは、ノーズコーン５１０の他
の回路が、一次データトランス３３０に戻る信号を発生するようにしてもよい。
このようにして、一次転送装置１５０に接続されたシステムは、二次データトラ
ンス３３０から受け取った信号に対し完全なチェックを行う。この完全な信号は
、ＧＰＳ回路が正しく機能し、符号化されたキーが受け取られたことを示してい
る。不適正な信号パターンは、二次転送装置１００へのデータ転送に際し、故障
が発生したことを示す。

【００２７】 取付部材５０８により二次転送装置１００は基部１０２に確実に取り付けられ
る。先端部５０４は取付部材５０８に接続される。取付部材５０８は基部１０２
に取り付けられる。さらに、ケーシング５０２は二次転送装置１００を囲繞し、
二次転送装置１００を保護している。

【００２８】 二次転送装置１００は通常ミサイル上に配置され、発射前に一次転送装置１５
０からエネルギを受け取る。二次転送装置１００はミサイルのノーズコーンに配
置される。他の実施の形態においては、二次転送装置１００は、一次転送装置１
５０内の何処かに配置されている。図６はノーズコーン５１０と二次転送装置１
００の部分分解図を示している。基部１０２により二次転送装置１００はノーズ
コーン５１０に取り付けられる。ケーシング５０２と先端部５０４は二次転送装
置１００の周囲に配置され、腐食や外部に対する露出から二次転送装置１００を
保護している。ケーシング５０２は、大きな影響を与えることなくエネルギを一
次転送装置１５０から転送することができる材料でできている。ノーズコーン５
１０は、二次パワートランス２０２がパワーを受け取ると起動するバッテリ５１
４を収容している。バッテリ５１４はある期間休止した後起動される化学バッテ
リである。さらに、ノーズコーン５１０は、二次データトランス２０４が受け取
った信号電圧パターンを、ノーズコーン５１０内でＧＰＳ装置が使用するＤＣ信
号に変換する回路を収容している。

【００２９】 図７及び図８は、本発明に基づいて使用されるパワー及びデータ転送回路の概
略図である。他の実施の形態には、図７及び図８とは異なるパラメータや値が含
まれている場合もある。図７は本発明にかかるパワー転送回路の概略図を示して
いる。一次パワートランス３２０は、端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３により初期化ステー
ション回路６１０に接続されている。端子Ｐ２は巻線３０４の中間タップを表し
ている。一次パワートランス３２０はＰ１−Ｐ２とＰ２−Ｐ３に対し１：１の巻
数比を持っている。したがって、両脚線は同数だけ巻き付けられている。入力電
圧は２５Ｖｄｃで、中間タップに印加されている。巻線３０４からのリードはプ
ッシュプル形態でアースに切り換えられる。各脚線の中間タップまでのＤＣ抵抗
は６５ミリΩである。

【００３０】 一次パワートランス３２０の巻線３０４は、３片からなるアルミニウム軸上に
形成され、二つの別々の層に巻き上げられる。他の実施の形態では、巻線３０４
は当該分野で公知の方法で形成される。第１の層あるいは脚線は、軸の大径端よ
り時計方向に巻き上げられる。第２の層あるいは脚線は、反時計方向に巻き上げ
られる。巻線は容器の所定の位置に収容され、軸から取り除かれる。端子Ｐ２と
して図示された中間タップは、小径端で線を接続することにより形成される。巻
線の各脚線の中間タップまでの巻き数は１０であり、端から端までの巻き数は２
０である。巻線３０４の両端は一次パワートランス３２０の２つのリードあるい
は端子Ｐ１，Ｐ３として機能する。これらのリードは、巻線３０４の外側に折り
曲げられ、磁気コア材料３０６内の溝に収容されている。磁気コア材料３０６内
に取り付けられるとき、リードには磁気コア材料３０６の出口でスリーブが取り
付けられ、ワイヤの絶縁材の磨耗を防止している。

【００３１】 二次パワートランス２０２は電子回路６００に接続されている。回路６００は
、二次パワートランス２０２が受け取ったＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する。さら
に、回路６００は、二次パワートランス２０２がパワーを受け取ると、バッテリ
５１４を起動する。巻線１０６のリードは、端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３により回路６
００に接続されている。Ｓ２は巻線１０６の中間タップを示しており、アースさ
れている。二次パワートランス２０２の巻線１０６は、Ｓ１−Ｓ２とＳ２−Ｓ３
に対し１：１の巻数比を持っている。各脚線の中間タップまでのＤＣ抵抗は２１
ミリΩである。このように、巻線１０６は二つの脚線を有し、各脚線の巻き数は
６である。一次パワートランス３２０の場合、Ｐ１−Ｐ２とＳ１−Ｓ２の巻数比
は１０：６であり、Ｐ１−Ｐ３とＳ１−Ｓ３の巻数比も１０：６であってもよい
。二次パワートランス２０２は１２Ｖｄｃの出力電圧を持ち、中間タップはアー
スされている。各脚線は、回路６００内でショットキー整流器を介してフィルタ
コンデンサに接続されている。

【００３２】 二次パワートランス２０２の巻線１０６は、磁気コア材料１０４上に形成され
ている。他の実施の形態では、巻線１０６は当該分野で公知の方法で形成される
。第１の層あるいは脚線は、磁気コア材料１０４の大径端より反時計方向に巻き
上げられる。第２の層あるいは脚線は、時計方向に巻き上げられる。巻き上げの
前に、各脚線は、磁気コア材料１０４内の溝に収容される。磁気コア材料１０４
の大径端より最初に延びる線は互いに連結されて、端子Ｓ２で示されるように中
間タップを形成する。線は交互にコアを包み込み、中間タップリードを囲繞する
溝を線でカバーする。巻線１０６はまた、巻線の加工端である二つのリードを有
する。二つのリードは、端子Ｓ２，Ｓ３で示された出口リードを有し、これらは
磁気コア材料１０４の出口でスリーブが取り付けられ、ワイヤの絶縁材の磨耗を
防止している。

【００３３】 磁気ワイヤ絶縁材のような材料を電気絶縁材に使用することができる。これら
の材料は１５５℃で定格化されている。

【００３４】 さらに、一次パワートランス３２０と二次パワートランス２０２は、２０ＫＨ
ｚ、１Ｖｒｍｓで次のような抵抗とインダクタンス特性を持っている。一次パワ
ートランス３２０は端子Ｐ１−Ｐ３間に１０５μＨの一次インダクタンスを持つ
。一次パワートランス３２０はまた、二次端子Ｓ１−Ｓ３をショートさせると、
ノードＰ１−Ｐ３間に２５μＨの一次漏れインダクタンスを持つ。さらに、一次
パワートランス３２０は、二次端子Ｓ１−Ｓ３をショートさせると、端子Ｐ１−
Ｐ３間に０．６Ωの一次ＡＣ抵抗を持つ。

【００３５】 二次パワートランス２０２は端子Ｓ１−Ｓ３間に３５μＨのインダクタンスを
持つ。二次パワートランス２０２はまた、一次端子Ｐ１−Ｐ３をショートさせる
と、端子Ｓ１−Ｓ３間に９μＨの漏れインダクタンスを持つ。さらに、二次パワ
ートランス２０２は、一次端子Ｐ１−Ｐ３をショートさせると、端子Ｓ１−Ｓ３
間に０．２２ΩのＡＣ抵抗を持つ。あるいは、一次パワートランス３２０及び二
次パワートランス２０２は、エネルギ転送操作中に転送されるべきパワー量に応
じて要求される可変インダクタンス及び抵抗特性を持つ。

【００３６】 図７の転送回路はパワーを転送するが、データ用転送回路は異なるパラメータ
を必要とする。図８は本発明にかかるデータ転送回路の概略図を示している。一
次データトランス３３０は端子Ｐ４，Ｐ５により電子回路７２０に接続されてい
る。回路７２０は一次データトランス３３０に電圧と信号を印加する。端子Ｐ４
，Ｐ５は巻線３１０からのリードである。回路７２０は矩形波関数としての電圧
を入力し、二次データトランス２０４に転送されるべき特定のパターンあるいは
コードを発生させる。巻線３１０は二次データトランス２０４の巻線１１２に対
し、Ｐ４−Ｐ５とＳ４−Ｓ５に１：１の巻数比特性を持つ。したがって、巻線３
１０、１１２は同じ巻き数である。

【００３７】 一次データトランス３３０は、磁気コア材料３１２に挿入される巻線３１０を
持つ。巻線３１０は、大径端と小径端を有する３片からなるアルミニウム軸上に
形成される。他の実施の形態では、巻線３１０は当該分野で公知の方法で形成さ
れる。巻線３１０の第１の層は巻き数が２５で、軸の大径端より時計方向に巻き
上げられる。巻線３１０は軸の小径端より巻き戻され、第２の層を巻き付ける。
第２の層も軸の大径端より時計方向に２５の巻き数で巻き付けられる。巻線３１
０は容器の所定の位置に収容され、軸から取り除かれる。巻線３１０の小径端の
リードは、磁気コア材料３１２の外側に折り曲げられる。このリードすなわち端
子Ｐ４は、磁気コア材料３１２内の溝に収容される。別のリードすなわち端子Ｐ
５は巻線３１０の大径端より延びている。取り付けに際し、リードあるいは端子
Ｐ４，Ｐ５には磁気コア材料３１２の出口でスリーブが取り付けられ、ワイヤの
絶縁材の磨耗を防止している。

【００３８】 撚り合せシールド対が、一次データトランス３３０を回路７２０に接続するた
めのデータケーブルとして使用される。シールド対用シールドは、外周部がシャ
ーシで終端している。シールドは、一次パワートランス３２０から露出し、装置
の次のレベルでシャーシに連結されたシールドドレンワイヤを持つ。ワイヤ絶縁
材のような電気絶縁材として使用される材料は１５５℃で定格化される。一次デ
ータトランス３３０の入力電圧は、２５０ＫＨｚから５００ＫＨｚで、５ボルト
ピークあるいは１０ボルトのピークピーク矩形波である。

【００３９】 一次データトランス３３０上の巻線３１０は、２５０ＫＨｚ、１Ｖｒｍｓで次
のようなインダクタンス及び抵抗特性を持っている。一次データトランス３３０
は端子Ｐ４−Ｐ５間に２６０μＨのインダクタンスと、二次端子Ｓ４−Ｓ５をシ
ョートさせると、端子Ｐ４−Ｐ５間に１２５μＨの漏れインダクタンスを持つ。
一次データトランス３３０は、二次端子Ｓ４−Ｓ５をショートさせると、端子Ｐ
４−Ｐ５間に１５ΩのＡＣ抵抗を持つ。さらに、巻線３１０のＤＣ抵抗は３．４
Ωである。一次データトランス３３０は、二次端子Ｓ４，Ｓ５が開放していると
、３ＭＨｚ、１Ｖｒｍｓで端子Ｐ１−Ｐ２間に２０ｎＦのキャパシタンスを持つ
。

【００４０】 図８を参照すると、二次データトランス２０４は磁気コア材料１１４と巻線１
１２を持っている。巻線１１２は２層を持ち、各層の巻き数は２５である。巻線
１１２は、磁気コア材料１１４の大径端より始まって時計方向に磁気コア材料１
１４に直接巻き付けられている。他の実施の形態では、巻線１１２は当該分野で
公知の方法で形成してもよい。巻き付ける前に、ワイヤあるいはリードは、磁気
コア材料１１４の溝に収容される。リードはまず磁気コア材料１１４の大径端か
ら延び、端子Ｓ４となる。第１の層あるいは脚線は、磁気コア材料１１４の小径
端より時計方向に２５の巻き数で巻き上げられる。巻き付けられるにつれて、ワ
イヤは溝とリードをカバーするようになる。ワイヤはそれから磁気コア材料１１
４の小径端に向かって巻き戻され、第２の層を巻き付ける。第２の層も時計方向
に２５の巻き数で巻き付けられる。磁気コア材料１１４に巻き付けられると、一
次リードの隣に加工されたリードが配置され、端子Ｓ５となる。磁気コア材料１
１４の出口でリードにスリーブが取り付けられ、ワイヤの絶縁材の磨耗を防止し
ている。

【００４１】 次に、撚り合せ対が二次パワートランス２０２のチャネルに配設され、データ
ケーブルとして使用される。データケーブルはシールドのある撚り合せシールド
対である。撚り合せシールド対は二次データトランス２０４を回路７００に接続
する。シールドは両端外周部でシャーシに終端するようにしてもよい。シールド
ドレンワイヤをシールドに連結してもよい。

【００４２】 ワイヤ絶縁材のような材料を電気絶縁材に使用することができる。これらの材
料は１５５℃で定格化されている。

【００４３】 二次データトランス２０４は、巻線１１２の端子Ｓ４，Ｓ５によりミサイル上
の回路７００に接続されている。二次データトランス２０４は、巻線１１２が２
．６ΩのＤＣ抵抗を持っていることを除けば、一次データトランス３３０と同様
なインダクタンス及び抵抗特性を持っている。さらに、二次データトランス２０
４は、一次端子Ｐ１，Ｐ２が開放していると、６ＭＨｚ、１Ｖｒｍｓで端子Ｓ４
−Ｓ５間に３０ｎＦのキャパシタンスを持つ。

【００４４】 上記特性により、一次転送装置１５０は、物理的接続を利用することなく、１
００ワットまでのパワーと１ＭＨｚまでのデータを二次転送装置１００に転送す
る。さらに、一次転送装置１５０が二次転送装置１００に対し回転したり、その
逆の場合であっても、これらの特性は影響を受けることがない。この回転はパワ
ー転送に続いて発生する可能性がある。さらに、これらの特性は、エネルギ転送
操作の前あるいはその最中に発生する可能性がある湿気、腐食あるいは表面の汚
染により影響を受けることがない。

【００４５】 このように、本発明は、上述したような利点を有する、コネクタのないインタ
ーフェースを介してエネルギを転送する装置及び方法を提供している。本発明を
詳述してきたが、様々な変更や置換や変形例が可能なことは理解できるところで
ある。例えば、エネルギ転送操作をミサイル発射の初期設定として記載したが、
本発明は機械的な接続がなくパワーやデータを転送する必要がある他の装置にも
適用できる。他の例も当業者には容易に理解できるところであり、添付の請求項
に記載の本発明の精神及び範囲に逸脱することなく、実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一次転送装置と二次転送装置とを組み合わせた斜視図である。

【図２】 二次転送装置の分解斜視図である。

【図３】 一次転送装置の分解斜視図である。

【図４】 一次転送装置の側断面図である。

【図５】 二次パワートランスと整合した状態での一次パワートランスと一
次データトランスの側断面図である。

【図６】 二次転送装置を組み込んだノーズコーンの部分分解斜視図である
。

【図７】 パワー転送回路の概略図である。

【図８】 データ転送回路の概略図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１月２日（２００１．１．２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワーとデータとを転送する装置であって、 巻線を一組有する少なくとも一つのトランスを備えた一次転送装置と、 巻線を一組有する少なくとも一つのトランスを備えた二次転送装置とからなり
   、 該二次転送装置が、前記一次トランスにおける巻線が前記二次トランスにおけ
   る巻線とほぼ同心配置となるように、前記一次転送装置に近接して配置されてな
   る転送装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のものであって、前記一次トランスが、パワ
   ートランスとデータトランスとからなる転送装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のものであって、前記一次転送装置にスペー
   サを設け、このスペーサをパワートランスとデータトランスとの間に介在させて
   なる転送装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のものであって、前記一次転送装置が磁気コ
   アを備えており、前記一次転送装置の巻線がこの磁気コアに配置されてなる転送
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のものであって、前記二次トランスが、パワ
   ートランスとデータトランスとからなる転送装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のものであって、前記二次転送装置にスペー
   サを設け、このスペーサを二次パワートランスの巻線と二次データトランスの巻
   線との間に介在させてなる転送装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のものであって、前記二次転送装置が磁気コ
   アを備えており、前記二次転送装置の巻線がこの磁気コアに配置されてなる転送
   装置。
8. 【請求項８】 請求項１に記載のものであって、前記一次転送装置はハウジ
   ングに収納されていることよりなる転送装置。
9. 【請求項９】 請求項１に記載のものであって、前記二次転送装置は基部に
   支持されていることよりなる転送装置。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載のものであって、一次転送装置の巻線と二
    次転送装置の巻線とは何れも銅線であることよりなる転送装置。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載のものであって、前記二次転送装置にバッ
    テリを接続したことよりなる転送装置。
12. 【請求項１２】 一組の巻線を有する一次パワートランスと一組の巻線を有
    する一次データトランスとを有する一次転送装置からデータとパワーを送受する
    装置であって、 磁気コアと、パワーが一次転送装置から装置へと転送されるときに一次パワー
    トランスの巻線とほぼ同心的に位置決めされる一組の巻線とからなるパワートラ
    ンスと、 磁気コアと、データが一次転送装置から装置へと転送されるときに一次データ
    トランスの巻線とほぼ同心的に位置決めされる一組の巻線とからなるデータトラ
    ンスとからなる装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のものであって、パワートランスの磁気
    コアとデータトランスの磁気コアとは何れも鉄粉からなる装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２に記載のものであって、パワートランスの磁気
    コアとデータトランスの磁気コアとは何れも鋼の粉末からなる装置。
15. 【請求項１５】 請求項１２に記載のものであって、パワートランスの磁気
    コアとデータトランスの磁気コアとは何れも銅からなる装置。
16. 【請求項１６】 請求項１２に記載のものであって、データトランスの巻線
    が銅からなる装置。
17. 【請求項１７】 請求項１２に記載のものであって、パワートランスとデー
    タトランスとの間にアルミニウム製スペーサを介在させたことよりなる装置。
18. 【請求項１８】 請求項１２に記載のものであって、パワートランスとデー
    タトランスとは基部に支持されていることよりなる装置。
19. 【請求項１９】 パワーとデータとを転送する方法であって、 二次転送装置を一次転送装置に受承させるステップと、 一組の巻線と一次転送装置に磁気コアを備える一次パワートランスから、一組
    の巻線と二次転送装置に磁気コアを備える二次パワートランスへと、該二次パワ
    ートランスの巻線が一次パワートランスの巻線に対してほぼ同心的に位置決めさ
    れた状態でパワーをロードするステップと、 一次転送装置における磁気コアに一組の巻線を有する一次データトランスから
    、二次転送装置における磁気コアに一組の巻線を有する二次データトランスへと
    、該二次データトランスの巻線は一次データトランスの巻線に対してほぼ同心的
    に位置決めされた状態でデータをロードするステップと、 パワーとデータとが転送された後に二次転送装置を一次転送装置から外すステ
    ップとからなる転送方法。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の方法であって、二次転送装置に接続し
    た電子装置を作動させるステップを更に備えてなる転送方法。
21. 【請求項２１】 請求項１９に記載の方法であって、二次転送装置に接続し
    たバッテリを作動させるステップを更に備えてなる転送方法。