JPH02504100A - 電気的伝送ユニット - 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】 電気的伝送ユニット この発明は、漂遊放射を避ける電気エネルギの無接点伝送のための方法および装 置に関する。

エネルギの無接点または非接触伝送は、時間依存電気的関数を表わし、伝送効率 問題から離れて、電気エネルギの周囲領域への所望でない放出の問題に至る。も したとえば公式公認の許可が無接点電気的伝送のだめの装置によって放出される 漂遊エネルギの量に依存すれば、これは関連となる。

一般的に無接点伝送は送信機と受信機との間の伝送としてみなされ得る。送信機 は周囲領域または環境内に伝送されるべきエルネギ（信号）を放出し、かつ受信 機はこのエネルギの相対的割合を取り上げる。もしたとえばそのような送信機が 「妨害」周波数を伴なう多すぎるエネルギを伝送すれば、漂遊放射が生じる。

この発明の問題は、それによって無接点エネルギ伝送の場合に漂遊放射が放出さ れない方法および装置を提供することである。この発明のさらなる目的は、すぐ に使用できるゼネレータを提供することであり、それはそれの付近の受信機が高 い効率で伝送されたエネルギを取り上げることが確実とされるときにエネルギを 伝送するのみである。この発明の別の目的は、受信機がゼネレータと相互作用し ているかどうかを送信器から確立し得ることである。

この問題は、独立クレームの特徴部分において規定され発明によって解決される 。

この発明は図面に関連してこの後より詳細に説明され、図において、 第１図　　この発明の１つの使用を図式的に示す。

第２図　　電気的に受動のメモ（Ｍｅｍｏ）（移動に対するＭ）および電気的に 能動のゼネレータ（静止に対するＳ）を伴なう第１図に従う使用を図式的に示し 、それらは破線の箱で示される結合器Ｃによって相互交換関係に一時的に接続さ れる。

この発明は以下の基本的者えに基づく。送信器は、それがオフに切換えられると き、すなわち動作状態にないとき、またはもしいかなるランダムな処置の結果と してでも、それが送信器を離れる前に照射されたエネルギをそれがすべて受は戻 せば、エネルギを伝送しないのみである。第１（；述べられた処置は使用におい て送信機をオンに切換えることのみによって、すなわち受信機が照射されたエネ ルギを取り上げ得るような態様にそれを位置づけることによって可能であろうが 、第２の処置はより興味深く、なぜならば送信機は絶えず動作状態にありかつい つでも用いられ得るからである。放出されたエネルギの送信機内に戻っての完全 な反射によって第２の処置が実現される。

こうして、求められるものは、導波管（アンテナ）としておよび反射器として働 くことができる回路またはゼネレータであり、また同様に、特定の条件下におい てのみ送信機またはゼネレータによって放出されたエネルギをそれが取り上げる ような態様で移動受信機として働き得るさらなる回路である。エネルギおよび／ または情報伝送または転送の場合において、ゼネレータと受信機との間に最適の 効率が存在しなければならない。

もし進行波が媒体内のインタフェースを打てば、電磁波は、特性インピーダンス または整合の関数として、伝送システム内の反射点であり、波は妨害されない形 で通過させられるかまたは部分的にないし全体的に反射されるかのいずれかであ る。そのような反射は誤整合の特性インピーダンスの場合において起こる。反射 を避けるために、理想的な整合または終端をもたらすために一般的にあらゆる努 力がなされるけれども、ここでの目的は逆であり、すなわち、波が完全に反射さ れるように大変貧しい整合を達成することである。そのような整合は定在波を発 生し得て、そこにおいて自由空間内への波の伝播はない。さらに、使用の場合に おいて、誤整合ネットワークは等しく完全な伝送を可能にしなければならず、そ れゆえそれは反射器としてのみではなく、かつまた完全な導波管として働き得る （アンテナとして自由空間内に電磁波を伝える場合において）。

自由空間内への転送、すなわち伝送が受信機の一部上でのタッピングプロセスま たは結合によってこの発明に従うて引き起こされる。受信機の存在がゼネレータ 上のネットワークを反射から伝送に切換える。特性インピーダンスの不均一さは 電磁波がデタッチされるべき空間によってもたらされるが、それはもし受信機が ゼネレータから特定の距離になければ妨げられかつその結果として所望の相互作 用が起こり得る。

もしゼネレータの出力ネットワークが、共振回路（ＲＬＣ）である場合、それは 好ましくは誘導または容量結合での並列共振回路であり、それはたとえば強磁性 でないインダクタンスコイルしてあり、それはまたは任意には強磁性体によって 結合の程度に関して適合されており、またはアンテナ部分としての圧電共振器で あり、ＬおよびＣの正しい寸法法めの場合において、前記ターミネーションは反 射器として働く。運転のゼネレータは全反射ネットワーク上で定在波を発生する 。そのようなネットワークはまたタンク回路の名の下に周知であり、なぜならば それはエネルギを「ストア」してかつそれを使用のために利用可能に維持するこ とができるからである。このプロセスは一定的走行、ロードされないゼネレータ シャフト（アイドリング／非ロードゼネレータ）としてみなされ得て、それはい つでもタッピングされ得る。こうして、潜在的（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）ストアよ りもむしろそれはダイナミック状態にある。

伝送されたおよび反射された波を重ねることによる定在波の場合において一定の エネルギ変換がある。定在波の場合における電界および磁界の最大は４分の１周 期だ１ブ時間分離されかつ４分の１波長だけ空間分離される。２つのフィールド のエネルギはそれの平均値について調波的に角周波数２Ｗで振動し、それは一方 ではまったく電気的でありかつ他方ではまったく磁気的である。こうして、損失 はネットワークのオーム成分に基づくのみであり、それはいつもゼネレータエネ ルギ源によって償われる。

もし、ゼネレータの出力ネットワークによって形成されるそれに同一または類似 して設計された共振回路がゼネレータに結合されれば、そのときゼネレータネッ トワーク反射が伝送に切換えられ、かつ定在波が自然に進行波になる。

この伝送の効率は高く、約８０％またはそれよりも高い。

こうして、受信機もまた伝送エネルギをとる同じ寸法の並列共振回路を有する。

もしゼネレータおよび受信機が互いに関して近くされれば、伝送が起こり、しか しもしそれらが分離されれば止まる。

エネルギから離れて、基本周波数を変調することよって情報がまた伝送され得る 。第１図はこの発明の使用を図式的に示し、そこにおいて動作エネルギは、同時 にデータ相互変換を実行するために、データ処理中央位置から移動装置へ伝送さ れる。データ処理中央位置はすべての移動装置のための動作エネルギを有し、か つこの発明の結合器が伝送中央位置が漂遊放射を放出しないような態様で無接点 エネルギおよびデータ伝送を確実にし、それは定められたリミットを越える放射 を意味することが理解される。

第２図は電気的に受動メモ（移動に対するＭ）および電気的に能動のゼネレータ （静止に対するＳ）を図式的に示し、それらは破線の箱によって表わされる結合 器Ｃによって相互交換関係に一時的に接続される。いくつかのメモＭ、ないしＭ ｎおよびいくつかのゼネレータＳｌないしＳ。

があり、これらの手段の各々は常磁性または強磁性でないインダクタンスコイル およびコンデンサによって形成される共振回路（この場合並列）を有する。すべ ての共振回路は同じ周波数範囲で動作する。それらの感応ゾーンの予め定められ た間隔（たとえば５ｍｍ）より下で、２つの共振回路が結合器Ｃを形成し、それ によって動作エネルギおよびデータが伝送される。感応ゾーンはたとえばコイル 開口の表面である。たとえば１ないし２ｃｍの平面プリントコイルの使用が好ま しく、それは電磁界に対して透過的な材料からなるケージングの下方に直接位置 づけられる。もし２つの装置の感応ゾーンが互いの上に置かれれば、１つの共振 回路に各場合に属する２つのコイルが幾何学的に結合して電気的に能動の結合器 を形成する。分離の後に、電気的に能動のゼネレータが伝送を直ちに止め、反射 が起こり、定在波が進行波の代わりに形成しかつ伝送が消え、漂遊放射が放出さ れずかつ電磁波がデタッチされ得ない。共振回路のさらなるアプローチが「対称 」を戻し、全反射がインタフェースにおける光と非常に同じ方法で妨害され（こ れはたとえばガラスプレートで起こる）かつその結果とじて透過的にされる。ゼ ネレータのタンク回路は、適合および共振パートナ−共振回路手段を介してメモ のデジタル動作回路にそれのエネルギを供給し、かつ相互交換が再開し得る。

この無接点結合手段は全反射を得るだめのインタフェースを有するゼネレータの ためのいかなる端子ネットワークででも動作され得て、前記インタフェースは高 い効率での計画された伝送があり得るような態様で妨害可能である。

伝送されたエネルギを取り上げる受信機に対する入力ネットワークが端子ネット ワークの全反射インタフェースを可逆的に透過的にする入力ネットワークで動作 され得る。端子および入力ネットワークの両方が各場合において並列共振回路（ タンク回路）によって構成されることが勧められ、それはともに結合ネットワー クを形成する。幾何学的構成は簡単である。コイルは好ましくは平面プリントコ イルであり、それは安価な態様で自動的ｌ：生産され得る。コンデンサは商業的 に入手可能であり、かつ同じプリント上に位置づけられ得る。システムに参加す る各装置部分は端子または入力ネットワークを結果として受取り、それはこの実 施例に従えば、同じ構成を有し、かつそれは端子／入力ネットワーク対として一 時的に結合されるとき、無接点エネルギ伝送のための結合ネットワークを形成す る。これは、ゼネレータによって放出される漂遊放射がないという上記で述べら れた利点と共に得られる。

定在および進行波の計画されたフォーメーションからもたらされるこの利点はま た移動ステーションの検出のためにも用いられ得る。ゼネレータの動作の間に、 定在または進行波のいずれが存在するかがパワー測定によって確立され得る。定 在波の場合には、伝送はなく、一方進行波の場合には結合ネットワークが形成さ れる。この検出能力は全体の動作において、たとえば装置リターンチェックのた めに、適切に用いられ得る。

総会 宝際調査報告 国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．漂遊放射を避ける電気エネルギの無接点伝送のための方法であって、 ゼネレータのための各端子ネットワークが全反射を得るためのインタフェースま たは反射点を有するような態様での結合手段を有する伝送システムの構造を含み 、かつそれによって前記インタフェースは、計画された高い効率の伝送があり得 てかつ受信機に対する伝送されたエネルギ吸収入力ネットワークが端子ネットワ ークの全反射インタフェースを可逆的に透過的にするような態様で伝送システム 内で妨害され得ることを特徴とする、方法。
2. ２．定在波がゼネレータ端子ネットワークにおいて発生されることを特徴とする 、請求項１に記載の方法。
3. ３．伝送システムの結合領域内への受信機の入力ネットワークとの導入が定在波 を進行波に変換することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. ４．ゼネレータ出力ネットワークと受信機入力ネットワークとの間の結合が誘導 性であることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の方法。
5. ５．ゼネレータ出力ネットワークと受信機入力ネットワークとの間の結合が容量 性であることを特徴とする、請求項１ないし３のうちの１つに記載の方法。
6. ６．端子ネットワークが並列共振回路（タンク回路）であり、かつ入力ネットワ ークもまた並列共振回路であり、かつそれらが結合されて無接点エネルギ伝送の ための結合ネットワークを形成することを特徴とする、請求項１ないし５のうち の１つに記載の方法。
7. ７．漂遊電圧を発生することのない電気エネルギの無接点伝送のための装置であ って、ゼネレータの端子ネットワークが共振回路でありかつ受信機の入力ネット ワークが共振回路であることを特徴とする、装置。
8. ８．共振回路（１つまたは複数）のコイル（１つまたは複数）の結合の程度が強 磁性手段によって影響されることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. ９．コイルが好ましくは平面プリントコイルである、請求項７または８のうちの １つに記載の装置。
10. １０．コンデンサが同じプリント上に置かれることを特徴とする、請求項９に記 載の装置。
11. １１．圧電共振器が容量性結合のために用いられることを特徴とする、請求項７ または８のうちの１つに記載の装置。
12. １２．無接点データ収集のための複数個の装置を有するシステムであって、電気 的に能動のおよび電気的に受動の装置を含み、 システム内に参加する各装置部分が全反射特性を有する端子ネットワーク、また は端子ネットワークの全反射特性を一時的におよび可逆的に除去する、および伝 送をもたらす能力を伴う入力ネットワークを有することを特徴とする、システム 。
13. １３．端子ネットワークおよび入力ネットワークは同じ構成を有しまたは実質上 同一でありかつともに結合ネットワークを形成することを特徴とする、請求項１ ２に記載のシステム。
14. １４．ゼネレータが、定在または進行波のいずれが存在するかを確立することが できるようにする手段を有することを特徴とする、請求項１２または１３のうち の１つに記載のシステム。