JPH01501195A - 誘導結合された電力系統 - 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】 誘導結合された電力系統 本発明は、誘導結合された電力系統もしくは装置に関し、そして該電力系統もし くは装置に使用するための送電回線、ピックアップ及び二次調整器回路に関する ものである。

発明の背景 クオ（Ｋｕｏ）米国特許４．４２Ｂ、０７８は、航空機の乗客娯楽のための誘導 結合された電力及び信号システムを示している。−次回繰送電線は、航空機キャ ビンもしくは機内全体を通して大きいループで延びる。各座席群は、送電線に誘 導的に結合されるピックアップ・ループを有する。

システムは、誘導結合を通して航空機の座席にある受信回路に、電力及び可聴プ ログラムのような情報信号を与え、これにより座席群の間隔配置を電気回路を再 接続もしくは再配線することなく変更するのを可能とする。クオ（Ｋｕｏ）のシ ステムは、能率的ではなくかつ大きいループの送電線が高レベルの磁界を発生し て他の航空機システムに混信を生じ得る。

発明の概要 ここに開示された電力系統もしくは装置は、磁界を最小にする新規な送電回路； 及び受信器回路への電力の能率的な結合を供給するピックアップ組立体を用いる 。

特に１本発明の１つの特徴は、電源と接続されかつ受信器を含んでいる区域を通 して延びる、２つの導体を含んだ二重の一次送電回線であって、各ループは、一 方の電源端子と接続される第１のセグメントと、他方の電源端子と接続される第 ２のセグメントを有し、２つのループの第１のセグメントは、互いに隣接して該 区域を通して延び、ループの第２のセグメントは、隣接した第１のセグメントの いずれかの側を１つづつ該区域を通して延びるということである。導体ループの 第２のセグメントは、導体ループの２つの隣接した第１のセグメントのいずれか の側に１つづ６密接して位置付けられ、そして導体ループのすべてのセグメント は、実質的に同一平面にある。小さいループ精成は、漂遊磁界を最小にする。

本発明のもう１つの特徴は、二次ピックアップ組立体が２つの脚を有するＵ形状 のコアを含み、該コア上に二次回路コイルを有し、該Ｕ形状コアの脚は、伝送回 線及び二次回路間の信号の誘導結合のために２つの導体ループの第１のセグメン トを囲むことである。ピックアップのコアの脚の端部は、送電回線の導体ループ のセグメントを超えて延び、そして導体ループの第１のセグメントに隣接したコ ア素子が二次ピックアップのコア脚の端部間に位置付けられ、２つのエアーギャ ップを有した磁気回路を形成する。

本発明のさらなる特徴は、中央に導体ループの第１のセグメントを、外側に導体 ループの第２のセグメントを分ける２つのみぞを有したトラック状のカバーを送 電回線が有するということである。Ｕ形状のピックアップの脚は該みぞ内に受け られる。

また本発明のもう１つの特徴は、送電回線に対する複数の負荷の電力回路の各々 が分路調整器を含んでおり、それによって負荷の各々のインピーダンスが調整さ れ、かつ電力が負荷間で配分されるということである。

本発明のさらなる特徴及び長所は、以下の詳紀及び図面から容易に明瞭となるで あろう。

第１区は、航空機キャビン内に取付けられた電力系統もしくは装置を示す概略図 ； 第２図は、２つの二次ピックアップ組立体を有する電力伝送回線を示す概略図； 第３区は、二次ピックアップ組立体を有する伝送回線の部分を示す透視図； 第４図は、伝送回線及び二次ピックアップの拡大透視断面図： 第５図は座席群、座席トラック、送電回線及びピックアップ組立体の拡大平面図 ； 第６図は、伝送線及びピックアップ間のインピーダンスの補償を示す概略図；そ して 第７図は分路インピーダンス調整器を有する二次回路の概略図である。

本発明は、旅客航空機に組込まれるものとして示され、かつ説明されるであろう 、この環境において、本系統は特に有用である。しかしながら、多くの特徴は、 例えば事務所におけるような他の電力配分系統に讃いても用いられ得る。

航空機キャビンもしくは機内１５の横断面の平面図が第１図に示されている。２ つの座席区分１６．１７は、通路１８によって分けられている。電源２０は、座 席区分１６．１７にそれぞれ奉仕する２つの送電回線２１．２２と接続される。

各区分において、座席は列で配列きれる。各区分における各列は、１つの座席群 であって、ここでは３つの座席で示されている０代表的な商業上の航空機におい ては、座席群は、座席トラック（第１図には図示せず）に装着され、かつ間隔を もった所望の座席配置のために航空機の縦方向に沿って位置付けられ得る。

電気供給、可聴信号、照明制御、等のために座席が電気プラグ接続器を有してい る場合には、座席が動かされるときに該電気接続器をかみ合わしたり取外したり しなければならず、座席配置の選択が制限される。クオ（Ｋｕｏ）やここで開示 する接続器のない電気系統の場合には、どのような座席間隔配置も用いられ得、 そして接続器をかみ合わしたり取外したりすることは、除去される。

クオの特許で論じられているように、可聴信号は、系統のｔｍもしくはヘッドエ ンドと各座席における回線（詳細に図示せず）との間で伝送され得る。さらに１ 乗客に対する可聴及びビデオ娯楽や座席照明制御、構内通信、もしくは座席の乗 客から電源ユニットに関連した中央ステーションまでの同様のものを提供するよ う、ビデオ及びデータ信号が伝送され得る。

電源２０は、２８キロヘルツの交流電力を提供し、そして２つの端子２５．２６ を有している。電源は、第１０の送電回線の１つと共に第２図に示されている。

各送電回線は、２つの導体ループ３８．２９を持った二重の一次回路を有する。

各導体ループは、第１のセグメント２８ａ、２９ａを有しており、双方のセグメ ントは、電源の一方の端子２６に接続されている。ループ２８．２９は、他方の 電源端子２５と接続される第２のセグメント２８ｂ、２９ｂを有している。第１ のループ・セグメント２８ａ、２９ａは、互いに隣接した電力系統によって供給 される区域を通して延びる。第２のループ・セグメント２８ｂ、２９ｂは、隣接 した第１のセグメントから間隔を置かれると共に隣接した第１のセグメントのい ずれかの側の１つの区域を通して延びる。４つの回線ループ・セグメント２８ａ 、２９ａ、２８ｂ、２９ｂは、実質的に同一平面上にあるのが好ましい。

２８キロヘルツの周波数は、基本波及びその主高周波が、航空機を操縦もしくは 操作する際に用いられる他の信号に混信するのを最小にするよう選択されている 。

ここでは−列に３つの座席として示されている各座席群に対して代表的には１つ の受信器が設けられる。各受信器は、２つの二次ピックアップ組立体３１を含ん でおり、第２図にはその２つが図形的に示されている。

該二次ピックアップ組立体は、フェライト製であって良いＵ−形状コア３３を有 している。該Ｕ形状コア３３は、−次導体（第１のループセグメント２８ａ、２ ９ａ＞を囲む脚３４．３５、及び複数ターンの二次コイル３７が巻かれる中央部 分３６を有している。第１のセグメント導体２８ａ、２９ａにはフェライト・バ ー４０が物理的に関連されており、該フェライト・バー４０は、コア脚３４．３ ５の端部間に位置付けられて磁気回路を完成している。フェライトは、もろい物 質（ａ　ｂｒｉｔｔｌｇｍａｔｅｒｉａｌ）であり、導体、セグメント２８ａの 長さを延びるバー４０（点線で示す）は、１７２インチ（ｏｎｅ−ｈａｌｆｉｎ ｃｈ　）程度の長さを有する短い部分（５ｈｏｒｔ　５ｅｅｔｉｏｎｓ　）から 作られるのが好ましい。

脚３４．３５及びバー４０間の２つのエアーギャップ４１．４２は、バーに対す る二次コイルの相対位置にかかわらず一定の合計寸法を有する。送電回線及び二 次ピックアップ組立体は、単一ターンの２つの一次導体を形成する導体ループ２ ８．２９、及び二次の複数ターンの巻！１３７を有する変圧器を形成する。レシ ーバすなわち受信器に対する電源回路のさらなる詳細について以下に説明する。

小さい区域回路を提供する２つの導体ループ２８．２９は漂遊磁界を制限する傾 向がある。このことはさらに、座席の電気系統と航空機の操縦もしくは操作との 間の混信の危険性を減じる。

送電口１！２１及びピックアップ組立体３１の好ましい物理的な実施例が第３図 及び第４図に詳細に示されている。送電回線セグメント２８ａ、２９ａ、２８ｂ 及び２９ｂは、矩形断面リッツ導体であるのが好ましい、送電回線導体及びフェ ライト・バー４０は、カバー４５及びベース４６を有する絶縁物質のトラック状 ハウジング４４を有する。カバー４５は、上方に延びかつ下方に開いたポケット ５０．５１及び５２で区画される２つのみぞ４８．４９を有する。ベース４６は 、縦に延びるリブ５５．５６及び５７を有し、それらリブはそれぞれボケ・ント ５０．５１及び５２内に延びる。カバー及びベースは、プラスチック物質でモー ルドもしくは造型されるか、または押出し加工され得る。第１の導体ループ・セ グメント２８ａ、２８ｂは、フェライト・バー４０の上で中央ポケット５１内に 一緒に置かれる。第２の導体ループ・セグメント２９ｂ、２８ｂは、第１の導体 セグメント２９ａ、２８ａと実質的に同一平面上でそれぞれボケッ）５０．５２ に置かれる。ベース・リブ５５．５６及び５７は、導体及びフェライトを適所に 保持する。

ピックアップ組立体３１はまた、Ｕ形状部分５９及び補強カバー（ｒｉｂｂｅｄ 　ｃｏｖｅｒ）　６０を有する非導電性ハウジング５８を有する。ハウジング部 分５９は、Ｕ形状のフェライト・コア３３を受ける。カバー６０は、二次コイル ３７が巻かれるボビンをハウジング脚６５．６６と一緒に限定する、縦方向に延 びる側リブ６３．６４を有する。

ここに開示された航空機システムに対して、トラック・ハウジング４４は、０． ７５０”程度の高さ及び２．５”程度の幅を有し得る。各みその幅は、０，５” である、ピックアップ組立体の脚は、０．３７５”の幅を有し、該ピックアップ 組立体の高さは１．６２５”である、プラスチック・ハウジングの厚さは、０． ０６２”であり、トラック及びピックアップの全体の高さは、１．７５”である 、導体ループのセグメントの閉空間は、漂遊磁界の範囲を最小にする。

第５図に最も良く見られるように、２つの座席装着トラック６８．６９は、キャ ビンもしくは客室の床で航空機の縦方向に延びそして座席群７１の脚７０を受け る。

電力ドラック４４もまたキャビンもしくは客室の床に配置され、座席装着トラッ ク６８と平行の延びる。ピックアップ組立体３１は、トラックみぞ４８．４９内 に延びる脚６５．６６でもって座席群に物理的に装着される。

該座席間隔配置を変更するために座席を航空機の縦方向に移動するとき、ピック アップはトラック内を滑動もしくは摺動する。

ピックアップ組立体脚６５．６６及びトラックみぞ４８．４９の公称幅における ０、１２５″の差は、座席群が移動されるときのトラック及びピックアップ間の 拘束を避けるための充分な許容差を与える。プラスチック・トラック及びピック アップ・カバー４４．５８の寸法及び厚さにおける差は、Ｕ形状のコア３３及び フェライト・バー４０の磁気回路における０、２５０”の有効すきまを与える。

座席装着トラック６８．６９は、座席群間にカバーを有し、それは第５図には示 されていない、送電トラック４４は、好ましくは、ピックアップユニット間に導 電性キャップ（図示せず）を有し、該導電性キャップは、他の対象を排斥しかつ 電磁放射線及び混信を減じる。

第６図は、送電システムのための簡略化された等価回路である０回路２１は電源 端子２５．２６と接続される。

誘導子７４は導体ループのインダクタンスを表わし、ループ長の関数である。コ ンデンサ７５は電源２０内にあり、導体ループのりアクタンスを補償する。その 値もまたループ長の関数である。変圧器７６は、−次導体ループ２８．２９及び ピックアップ組立体の二次コイル３７閏の導電性結合を表わす、誘導子７８は、 負荷から見た電源インピーダンスを表す、ピックアップの負荷電力回路内のコン デンサ７９は、伝送ループ・リアクタンスと並列に電源インピーダンス、誘導子 ７８を補償する。

第７図には、座席群電力回路の部分が分路調整器を有して示されており、該分路 調整器は、送電回線と接続されるいくつかの負荷間で電力が適切に分配されるよ うに、電力回路のインピーダンスを設定する。導体ルー１２８．２９は、ピック アップ組立体の変圧器７６の一次を形成する。２次巻線３７は、補償コンデンン サ７９を介して、ダイオード８０．８１．８２．８３のブリッジ回路と接続され る。ダイオード・ブリッジの端子８６．８７は、変圧器の二次３７を横切って接 続され、そしてＤＣ分路調整器回路は、ブリッジ端子８８．８９を横切って接続 される。分路調整器回路は、コンデンサ９１及びツェナーダイオード９２の並列 結合を含んでいる。コンデンサ９２にかかる電圧がツェナーダイオード９２の降 伏電圧を超えたとき、該ダイオードは、ブリッジ端子８８．８９にかかるＤＣ電 圧、及びブリッジ端子８６．８７にかかるＡＣ電圧の調整を行う、調整されたＡ Ｃすなわち交流は、座席群７１の３つの座席と関連したＡＣ回路のための一次巻 １ｉ９５．９６及び９７と接続される。もしＤＣすなわち直流電力が必要とされ るならば、それは端子８８．８９から配分される０代表的なシステムにおいて、 負荷の各々に対するツェナーダイオード９２は、同じ電圧特性を有するであろう 、このように、各負荷に対する電力回路のインピーダンスは、同じであり、電力 は系統もしくはシステムの負荷間に等しく配分されるであろう。

もし電圧のより正確な調整が望ましいならば、ツエナ−ダイオードを閉ループ・ フィードバック回路と置換えることができる。出力電圧が監視され、それに応じ て分路インピーダンスが変更される。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６３年　６月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２つの端子を有する電源から複数の受信器ユニットの各々への交流電力の誘 導結合のためのシステムにおいて、 前記電力に接続されかつ前記受信器ユニットを収容する区域を通して延びる２つ の導体ループを備えた送電回線であって、 各導体ループは、 前記電源の一方の端子に接続される第１のセグメントと、 前記電源の他方の端子に接続される第２のセグメントと、 を備え、前記２つの導体ループの前記第１のセグメントは、互いに隣接して前記 区域を通して延び、そして前記２つの導体ループの前記第２のセグメントは、前 記隣接した第１のセグメントのいずれかの側に１つで前記区域を通して延びるよ うにした送電回線。 ２）前記セグメントは実質的に同一平面上にある請求の範囲第１項記載の送電回 線。 ３）前記導体ループの第２のセグメントの各々は導体ループの２つの隣接した第 １のセグメントから間隔を置かれている請求の範囲第２項記載の送電回線。 ４）前記導体ループのセグメントの各々は、断面形状において概して矩形である 請求の範囲第１項記載の送電回線。 ５）２８ＫＨｚ程度の周波数で動作し、前記導体ループはリッツ線である請求の 範囲第１項記載の送電回線。 ６）前記導体ループのセグメントの離間した位置を維持する導体ループ用絶縁ハ ウジングを有した請求の範囲第３項記載の送電回線。 ７）前記ハウジングは、平行に縦方向に延び、同一平面上に間隔を置かれた３つ の導体ポケットを有し、中央のポケット内に２つのループの前記第１のセグメン ト及び外側のポケットの各々内にループの前記第２のセグメントの１つを有した 請求の範囲第６項記載の送電回線。 ８）前記ハウジングは、縦方向に延びる３つのリブを有するベースを含み、前記 リブは、導体ループのセグメントを位置付けるように前記ポケット内に延びる請 求の範囲第７項記載の送電回線。 ９）受信器ユニットとしての二次ピックアップ組立体と結合して、請求の範囲第 １項記載の送電回線を備えた誘導結合装置であって、 前記二次ピックアップ組立体は、 ２つの脚を有するＵ形状コアと； 前記コア上の二次回路コイルと、 を含み、前記Ｕ形状コアの脚が伝送回線及び二次回路間の信号を待合するために ２つの導体ループの第１のセグメントを囲んでいる誘導結合装置。 １０）受信器ユニットとしての二次ピックアップ組立体と共に請求の範囲第３項 記載の送電回線を備えた誘導結合装置であって、 前記二次ピックアップ組立体は、 ２つの脚を有するＵ−形状コアと、 前記コア上の二次回路コイルと、 を含み、前記Ｕ−形状コアの脚が２つの導体ループの隣接した第１のセグメント を囲むと共に、前記第１のセグメント及び前記第２のセグメント間にあるように した誘導結合装置。 １１）中央ポケット及び他方のポケットの各々間に１つづつの２つのみぞを前記 カバーが有する請求の範囲第７項記載の送電回線と、受信器としての二次ピック アップ組立体ユニットとを備えた誘導結合装置であって、前記二次ピックアップ 組立体ユニットが、２つの脚を有するＵ−形状コアと、 前記コア上の二次回路コイルと、 を含み、前記Ｕ−形状コアの脚が前記みぞ内に延びかつ前記２つの導体ループの 第１のセグメントを囲む誘導結合装置。 １２）送電回線の導体ループのセグメントを超えて延びる端部をピックアップ・ コアの脚が有し、そして二次ピックアップ・コアの脚の該端部間で導体ループの 第１のセグメントに隣接してコア素子を含んでいる請求の範囲第９項記載の誘導 結合装置。 １３）送電回線の導体ループのセグメントの断面寸法よりもピックアップ・コア の脚が長く、そして送電回線の導体ループのセグメントに隣接して、二次ピック アップ・コアの脚間にコア素子を含んでいる請求の範囲第１１項記載の誘導結合 装置。 １４）一次回路導体を有する誘導結合装置において、２つの脚を有するＵ−形状 コアと、 前記コア上の二次回路コイルと、 を備え、前記Ｕ−形状コアの脚が一次及び二次回路間の信号を結合するよう前記 一次回路導体を囲んでいる二次ピックアップ組立体。 １５）前記Ｕ−形状コアが前記２つの脚間に中央部分を有し、そして前記コイル が前記中央部分の回りに延びる請求の範囲第１４項記載の二次ピックアップ組立 体。 １６）前記コア上に絶縁カバーを有し、該絶縁カバーの外側に前記二次回路コイ ルを有した請求の範囲第１４項記載の二次ピックアップ組立体。 １７）一次送電回線を有して、電源から電力回路を有した複数の負荷の各々に交 流電力を結合するためのシステムにおいて、 前記一次送電回線に結合される二次回路と、負荷の各々のインピーダンスが調整 され、かつ電力が負荷間で配分されるように前記二次回路に接続される分路調整 器と、 を含んだ負荷電力回路。 １８）前記分路調整器が、 前記二次回路を横切って接続される、２つの対向する端子を有するダイオード・ ブリッジと、該ダイオード・ブリッジの他の２つの端子を横切って接続される電 圧調整素子と、 を含む請求の範囲第１７項記載の負荷電力回路。 １９）前記電圧調整素子はツェナーダイオードである請求の範囲第１８項記載の 負荷電力回路。 ２０）前記対向するブリッジ端子を横切って接続されるコンデンサを有し、該コ ンデンサと並列に前記電圧調整素子が接続されるようにした請求の範囲第１８項 記載の負荷電力回路。