JPH07307692A - 移動体への信号送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送信線の信号レベル及び結合素子の受信レベ
ルを低下させることなく安定して得ることができるとと
もに、外部放射界を小さくできる。 【構成】 支持部材２６で支持された送信線１６の平行
２線の線状導体１６ａ、１６ｂからガイドレール２５ま
での間隔Ｇを線状導体１６ａ、１６ｂ間の間隔Ｄより充
分に大きく設定し、これにより、送信線１６の不平衡モ
ードによる遠方磁界での結合損失を大きくして、外部放
射界が大きくなないようにし、しかも、結合素子との結
合損失を小さくして、送信線の信号レベル及び結合素子
の受信レベルの低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非接触で無線伝送が可
能な移動体への信号送信装置に係り、特に一対の送信線
を平行に敷設し、この送信線と結合素子とを電磁結合し
て非接触で通信を行うのに好適な移動体への信号送信装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビル内の交通機関であるエレベータは、
ビルの大型化及び高層化に伴い、その昇降距離が長くな
るとともに乗客のエレベータかご内にいる時間も長くな
り、乗客に不安感や焦燥感を与える度合が増してきてい
る。そこで、エレベータかご内にテレビジョン受像機を
設置し、このテレビジョン受像機を利用して館内案内、
各種のニュースなどの情報を流すと乗客に対する不安感
や焦燥感を緩和させることができる。

【０００３】従来、昇降するエレベータかご内の信号受
信設備に対して、制御信号をかご外から送信する信号送
信装置としては、例えば、特開昭６３−２４７２８６号
公報に開示されているように、かごが走行する昇降路に
沿って、スロットを有する漏洩同軸ケーブルを配設し、
かごには漏洩同軸ケーブルと対向する結合装置を設置
し、漏洩同軸ケーブルと結合装置との電波結合によって
漏洩同軸ケーブルから結合装置へ信号を非接触で送信す
るようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の信号送信方式に使用される漏洩同軸ケーブ
ルの外部導体には、結合装置と対向する面に位置してス
リット状のスロットが所定間隔でケーブルの長手方向に
形成されているため、漏洩同軸ケーブルに近接する位置
（ケーブルから３０ｃｍ程度離れた位置）での放射電界
強度は、スロットの中央と正対する位置で最も大きく、
スロットの両端に行くにしたがい減少し、スロットのな
い部分と対向する位置の放射電界強度はほとんどゼロと
なる特性を示している。従って、結合装置が漏洩同軸ケ
ーブルと近接する位置での電界強度分布は漏洩同軸ケー
ブルの長手方向に波状に変化するため、漏洩同軸ケーブ
ルに沿って移動する結合装置の受信レベルも波状に変化
する。このため、この信号送信方式を用い、かご内にテ
レビジョンセットを設置し、かご外からテレビ信号を送
信し、前記結合装置で受信した信号をかご内のテレビジ
ョンセットに伝送し表示しようとしても、位相ずれによ
り表示画像に乱れが生じたり、色ずれが生じたりする問
題がある。

【０００５】また、この種の漏洩同軸ケーブルの放射電
磁界強度は、ケーブルから一定距離（１．５ｍ）以上離
れるとほぼ一定となり、受信レベルも安定化するが、エ
レベータの昇降路のように空スペースのない場所におい
ては、上述の距離を保って漏洩同軸ケーブルと結合装置
とを配置することが困難である。また、仮に上述の距離
が確保でき、かつ電波法で規定された免許を要しない無
線局であったとしても、漏洩同軸ケーブルから放射され
る電波が昇降路内にある他の信号線路に誘導障害などの
影響を与える問題がある。したがって、漏洩同軸ケーブ
ル及び結合装置から他への誘導障害をなくするために
は、漏洩同軸ケーブル及び結合装置を電磁シールドする
必要があり、コスト高になる問題がある。

【０００６】一方、誘導電磁界により密結合無線を可能
にするための無線伝送システムとして、平行２線とルー
プアンテナなどの結合器とを組み合わせたものが知られ
ている。しかし、この無線伝送システムでは、平行２線
は建造物に近接して敷設せれる関係上、平行２線の対地
キャパシタンスにアンバランスが生じ易く、その結果、
平行２線の伝送モードによる電磁界分布が大地の影響を
受けて変形し、結合器に対する磁界強度が低下して受信
レベルも低下するという問題がある。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、送信線の信号レベル及び結合素子の
受信レベルを低下させることなく安定して得ることがで
きるとともに、外部放射界を小さくできる移動体への信
号送信装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、予め決められた経路に沿い該経路から所定
間隔離して配設されると共に互いに所定間隔離して平行
に相対向する一対の送信線と、前記経路に沿い移動する
移動体と、前記移動体に設置され、前記一対の送信線と
磁気的に密結合してその送信線から放射される電波を受
信する結合素子とを備え、前記一対の送信線の相互キャ
パシタンスに対し各送信線の対地キャパシタンスが無視
できる程度に前記両送信線間の間隔Ｄを、その送信線と
グランドに相当する経路間の間隔Ｇより相対的に充分小
さく設定したものである。また、本発明は、前記両送信
線間の間隔Ｄと、前記送信線とそのグランドに相当する
前記経路間の間隔Ｇとの比Ｇ／Ｄを１〜８の範囲に設定
した。

【０００９】

【作用】本発明においては、両送信線間の間隔Ｄを、そ
の送信線とグランドに相当する経路間の間隔Ｇより相対
的に充分小さく設定し、その両者の比Ｇ／Ｄを１〜８の
範囲に設定することにより、送信線の不平衡モードによ
る遠方磁界での結合損失を大きくして、外部放射界が大
きくならないようにし、しかも、結合素子との結合損失
を小さくして、送信線の信号レベル及び結合素子の受信
レベルを低下させることなく大きく取り得るようにす
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の移動体への信号送信装置をエレ
ベータへの映像信号などの伝送に適用した場合の例を示
す全体の概略構成図である。図１において、１０はエレ
ベータの昇降路、１１は昇降路１０の上部に設けた機械
室であり、この機械室１１内に設置した巻上機１２から
昇降路１０内に垂下される主索１３の一端には、昇降路
１０内を昇降するかご１４が連結され、主索１３の他端
には、昇降路１０内を昇降するバランスウェイト１５が
連結されている。

【００１１】図１中、１６は昇降路１０内のかご１４及
びバランスウェイト１５と干渉しない部位に位置してか
ご１４の昇降方向に沿って敷設した平行２線式の送信線
であり、この送信線１６の一端は、送信線１６とのイン
ピーダンス整合をとる整合器１７を介して混合器１８に
接続されている。この混合器１８には、図示しないコン
バータなどを介して受信用のテレビアンテナ１９が接続
され、さらに混合器１８には、高周波信号切替スイッチ
２０を介して複数台のビデオテープ再生装置２１及び複
数台のビデオディスク再生装置２２が接続されている。
また、かご１４上には、送信線１６から３０ｍｍ程度離
れた位置で送信線１６と電磁的に密結合されるループア
ンテナ、ダイポールアンテナなどからなる結合素子２３
が設置され、この結合素子２３には、かご１４内に設置
したテレビジョンセット２４が接続されている。

【００１２】上記送信線１６は、図３に示すように、一
対の線状導体１６ａ、１６ｂを平行に並べたものを樹脂
材でモールドすることにより一体化した断面形状が扁平
楕円状であり、この送信線１６は、図１〜図３に示すよ
うに、昇降路１０内に垂直に配設したかごガイドレール
２５にその長手方向に沿い所定間隔で固定したセラミッ
ク、プラスチック（ＰＶＣ、ＰＥ、ジェラコン）などの
電気絶縁材からなる支持部材２６によりガイドレール２
５と平行に支持されている。また、送信線１６を支持部
材２６によりガイドレール２５に固定した時の各送信線
１６ａ、１６ｂからガイドレール２５までの間隔Ｇは、
線状導体１６ａ、１６ｂの中心線間の間隔Ｄより充分に
大きく設定されている。例えば、線状導体１６ａ、１６
ｂの中心線間の間隔Ｄと、線状導体１６ａ、１６ｂから
ガイドレール２５までの間隔Ｇとの比Ｇ／Ｄは１．５〜
８に設定されている。

【００１３】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について説明する。図１において、管理室等に設置
されたビデオテープ再生装置２１及びビデオディスク再
生装置２２を動作させ、これから出力される高周波信号
の１つを切替スイッチ２０により選択して混合器１８に
出力する。混合器１８に入力された再生装置からの高周
波信号またはテレビアンテナ１９からの高周波信号は整
合機１７を通して送信線１６に送出され、この送信線１
６からは、これに加えられる信号電圧に応じた電界強度
の誘導界電波が放射される。この放射電波は送信線１６
と電磁的に密結合される結合素子２３で受信されると、
その電波はテレビジョンセット２４に伝送され、復調さ
れた後、テレビジョン受像機に表示される。従って、か
ご１４内の乗客は受像機に表示される映像を見ること
で、かご内における不安感や焦燥感を解消できる。

【００１４】一方、上記の送信線１６において、その線
状導体１６ａ、１６ｂに高周波（例えば、１５０ＭＨｚ
〜２００ＭＨｚ）の信号電圧が加えられると、線状導体
１６ａ、１６ｂ間には、その相互キャパシタンスＣ１に
応じた静誘導電圧が発生するとともに、線状導体１６ａ
及び１６ｂとガイドレール２５間にも、それぞれの対地
キャパシタンスＣ２、Ｃ３に応じた静電誘導電圧が発生
する。この場合、各線状導体１６ａ及び１６ｂとガイド
レール２５間の間隔Ｇがほぼ等しければ、各線状導体の
対地キャパシタンスＣ２とＣ３は等しく、これによる両
線状導体とガイドレール間の静電誘導電圧は互いに打ち
消し合うため、送信線１６の伝送モードによる磁界分布
は変形されることがない。これに対し、線状導体１６ａ
及び１６ｂとガイドレール２５間の間隔Ｇがアンバラン
スになった場合には、両者の静電誘導電圧差によって線
状導体とガイドレール間に電流が流れるため、これによ
る電磁界が送信線１６の伝送モードによる磁界分布を変
形させ、結合素子の受信レベルが低下してしまう。

【００１５】そこで本実施例においては、各線状導体１
６ａ、１６ｂからグランド（ガイドレール２５）までの
間隔Ｇと線状導体１６ａ、１６ｂの中心線間の間隔Ｄと
の比Ｇ／Ｄを１．５〜８に設定することにより、各線状
導体１６ａ及び１６ｂとガイドレール２５間の間隔Ｈが
アンバランスになっても信号線１６の磁界分布が大地の
影響を受けることがなくなり、かつ信号線１６の外部放
射電磁界が大きくならないようにすることができる。以
下、その理由について説明する。

【００１６】平行２線の送信線１６が形成する磁界分布
は、Ｇ／Ｄが大きければ、図４の矢印に示すように、送
信線１６の基本的な伝送モード（平衡モード）による磁
界分布を保てる。ところが図５に示すように、Ｇ／Ｄが
小さくなると、送信線１６が形成する磁界分布は大地と
の間に生じるキャパシタンスの影響を受けて、矢印に示
すように変形する。特に、密結合無線においては、送信
線１６の磁界成分にループアンテナのような結合素子２
３を結合させて通信を行うため、信号線の磁界分布の変
形、すなわち磁界強度の低下による受信レベルの低下が
問題となる。

【００１７】次に、送信線１６の遠方への誘導成分につ
いて考えて見る。例えば、図６に示すように、送信線１
６の中心から角度θの方向の距離Ｌ（３ｍ）における点
Ａの条件として「Ｌ／Ｄ＝極めて大」の場合、Ａ点にお
ける送信線１６からの磁界成分はほとんどなくなり、不
平衡モードにより誘起される矢印のごとき磁界成分が支
配的になる。この不平衡モードによる磁界は、平衡モー
ドからのモード変換によって、送信線１６と大地間に対
地キャパシタンスを介して流れる電流で発生する。ま
た、磁界の分布は、Ｇ／Ｄが小さいほど狭くなる性質を
持っているため、図７に示すようにＧ／Ｄが小さくなる
ほどＡ点の電界強度は低くなる。

【００１８】以上のことから、本実施例による送信線の
磁界分布の具体的な様子を図８を参照して説明する。図
８は、送信線１６の近傍及び遠方での結合損失の測定結
果を示すグラフである。なお、この測定時における信号
周波数は１５０ＭＨｚ、波長は２ｍである。図８におい
て、曲線３０は、図４または図５に示す状態で実際の通
信に使用される送信線１６と結合素子２３間の結合損失
（送信線路内の信号レベルと結合素子で受信した受信レ
ベルとの差）の特性であり、Ｈ／波長＝０．００５とし
た。また、曲線３１は、図６または図７に示す状態にお
ける遠方磁界での結合損失（送信線路内の信号レベルと
標準ループアンテナで受信した受信レベルとの差）の特
性であり、Ｌ／Ｄ＝５００とし、さらに磁界が最も強く
なるθ＝０度の点で測定した結果を示す。曲線３０で
は、Ｇ／Ｄが０．５から１にかけて結合損失が急激に小
さくなり、Ｇ／Ｄが１．５付近以上では飽和する傾向に
ある。また、曲線３１では、Ｇ／Ｄが小さいうちは結合
損失が飽和しており、Ｇ／Ｄが８を越す付近から小さく
なる傾向にある。

【００１９】このように曲線３０及び３１において、飽
和傾向を示すＧ／Ｄの範囲が異なる理由は以下のように
説明できる。すなわち、曲線３０の場合は、図５に示す
ような状態、つまりＧ／Ｄが小さい範囲では磁界分布が
グランドの影響を受け、受信する磁界成分がこれに引き
づられて影響を受けるため、結合損失が大きくなる。こ
れに対して、Ｇ／Ｄ＝１〜１．５以上になると、グラン
ドの影響を受けなくなるため飽和する。また、曲線３１
の場合は、Ｇ／Ｄが大きいうちは送信線路とグランド間
の不平衡モードの磁界成分のみを受信しており、Ｇ／Ｄ
が小さくなるにつれて磁界分布が狭くなり結合損失が大
きくなる。そしてＧ／Ｄがある程度小さくなると、送信
線１６の線状導体１６ａ、１６ｂとグランド間の僅かな
アンバランスなどの幾何学的な要因により、不平衡モー
ドによる磁界発生の絶対値が大きくなる傾向が出てくる
ため、これ以上結合損失が大きくならず飽和する。この
飽和現象はもともとの結合損失が大きいため、僅かな磁
界成分の変化によって左右される。

【００２０】以上の理由から明らかなように、Ｇ／Ｄを
１〜８に設定することにより、線状導体１６ａ及び１６
ｂとガイドレール２５間の間隔Ｇがアンバランスになっ
ていても、送信線１６の不平衡モードによる遠方磁界で
の結合損失が大きくなるから、Ｌ＝３ｍにおけるＡ点の
外部放射界が大きくなることがなく、電波法で規定した
「免許を要しない微弱無線局」として取り扱うことがで
きる。しかも、Ｇ／Ｄが１〜１．５以上になると、結合
素子２３との結合損失が小さくなって、大地の影響を受
けることなく飽和するから、送信線１６の信号レベル及
び結合素子２３の受信レベルを低下させることなく大き
く取ることができるとともに、これに加えて結合素子２
３と送信線１６とを接近して密結合させるから、送信線
１６に加えられる信号電力を低く抑えることができ、こ
れにより、送信線１６の漏洩電磁界が大幅に減少し、他
への電波妨害を大幅に低減できる。また、線状導体１６
ａ、１６ｂとガイドレール２５との間を所定の間隔Ｇに
保持する支持部材２３を電気絶縁材で成形しているか
ら、送信線１６の磁界が支持部材２３に作用しても送信
線１６からガイドレール２５に静電誘導電流が流れるこ
とがなく、支持部材による電波の漏洩を防止できる。

【００２１】図９は、本発明の線状導体の他の実施例を
示し説明図である。この他の実施例における線状導体２
７は、絶縁被覆した線状導体２７ａ、２７ｂを所定のピ
ッチで対撚りにし、これをシース２７ｃにより被覆した
ものである。このような対撚りの線状導体２７において
は、上述した平行２線式の送信線１６と同様な作用効果
が得られるほか、対撚りであるため、外来ノイズが侵入
してきても、これらのノイズ成分を互いに打ち消すこと
ができ、外来ノイズに影響されない送信線を提供でき
る。

【００２２】なお、上記実施例では、エレベータかごに
映像信号を伝送する場合について説明したが、本発明は
これに限定されず、モノレール式自動搬送装置やその他
の密結合線状導体を利用して信号伝送を行うシステムの
全てについて適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、両
送信線間の間隔Ｄを、その送信線とグランドに相当する
経路間の間隔Ｇより相対的に充分小さく設定し、その両
者の比Ｇ／Ｄを１〜８の範囲に設定することにより、送
信線の不平衡モードによる遠方磁界での結合損失を大き
くして、外部放射界が大きくならないようにし、免許を
要しない微弱無線局として取り扱い得る。しかも、送信
線の磁界成分は両者の比Ｇ／Ｄが１を越える値になると
大地の影響を受けなくなって結合素子との結合損失を小
さくできるから、送信線の信号レベル及び結合素子の受
信レベルを低下させることなく大きく取ることができる
とともに、送信線に加えられる信号電力を低く抑えるこ
とができる。また、本発明によれば、一対の送信線を対
撚りにすることにより、外来ノイズに影響されない信号
伝送を行うことができる。さらに本発明によれば、送信
線を電気絶縁材からなる支持部材により支持することに
より、送信線の電磁界が支持部材に作用しても支持部材
による電波の漏洩を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動体への信号送信装置をエレベータ
かごへの信号伝送に適用した場合の全体の概略構成図で
ある。

【図２】本実施例における送信線の支持構造を拡大して
示す側面図である。

【図３】図２のＡーＡ線に沿う拡大断面図である。

【図４】本実施例における送信線の対地間隔Ｇが大きい
時の平衡モードによる磁界分布を示す説明図である。

【図５】本実施例における送信線の対地間隔Ｇが小さい
時の平衡モードによる磁界分布を示す説明図である。

【図６】本実施例における送信線の対地間隔Ｇが大きい
時の不平衡モードによる磁界分布を示す説明図である。

【図７】本実施例における送信線の対地間隔Ｇが小さい
時の不平衡モードによる磁界分布を示す説明図である。

【図８】本実施例における送信線の近傍及び遠方での結
合損失の測定結果を示すグラフである。

【図９】本発明の送信線の他の実施例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 昇降路 １４ エレベータかご １６ 送信線 １６ａ、１６ｂ 線状導体 ２３ 結合素子 ２５ ガイドレール（経路） ２６ 支持部材 ２７ 送信線 ２７ａ、２７ｂ 線状導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠山 隆 東京都文京区湯島２−20−６ 株式会社テ ィ・アンド・ティ・エス内 (72)発明者 亘理 達 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め決められた経路に沿い該経路から所定
   間隔離して配設されると共に互いに所定間隔離して平行
   に相対向する一対の送信線と、 前記経路に沿い移動する移動体と、 前記移動体に設置され、前記一対の送信線と磁気的に密
   結合してその送信線から放射される電波を受信する結合
   素子とを備え、 前記一対の送信線の相互キャパシタンスに対し各送信線
   の対地キャパシタンスが無視できる程度に前記両送信線
   間の間隔Ｄを、その送信線とグランドに相当する経路間
   の間隔Ｈより相対的に充分小さく設定したことを特徴と
   する移動体への信号送信装置。
2. 【請求項２】 前記両送信線間の間隔Ｄと、前記送信線
   とそのグランドに相当する前記経路間の間隔Ｇとの比Ｇ
   ／Ｄを１〜８の範囲に設定した請求項１記載の移動体へ
   の信号送信装置。
3. 【請求項３】 前記一対の送信線は、対撚りになってい
   る請求項１記載の移動体への信号送信装置。
4. 【請求項４】 前記一対の送信線は、前記経路に固定し
   た多数の支持部材により支持される請求項１または３記
   載の移動体への信号送信装置。
5. 【請求項５】 前記支持部材は電気絶縁材により成形さ
   れる請求項４記載の移動体への信号送信装置。