TW201310468A - 傳送媒體、傳送裝置,及傳送方法 - Google Patents
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Abstract
製作具備比習知的傳送媒體、傳送裝置更佳之訊號、電力的傳送特性之傳送媒體、傳送裝置。本發明之傳送媒體具有:相互隔開且平行配置之第1,第2傳送線;朝向第1,第2傳送線的長邊方向,而針對第1,第2傳送線一邊交替纏繞而一邊捲繞而形成之第3傳送線;朝向第1,第2傳送線之長邊方向,而針對第1,第2傳送線一邊交替纏繞且一邊針對第3傳送線而重疊地捲繞所形成之第4傳送線;朝向第1,第2傳送線的長邊方向,一邊針對該第1,第2傳送線交替纏繞,且在由第1,第2傳送線間所包夾之區域內,一邊形成與第3,第4傳送線交叉之交叉部且一邊進行捲繞形成之第5傳送線;以及朝向第1,第2傳送線之長邊方向,一邊針對該第1,第2傳送線交替纏繞,且在由第1、第2傳送線間所包夾之區域內,一邊形成與第3,第4傳送線交叉的交叉部且一邊針對第5傳送線重疊地捲繞而形成之第6傳送線。由第3,第4傳送線針對第1傳送線的纏繞部(甲),以及由第5,第6傳送線針對第1傳送線的纏繞部(乙)所構成之2個纏繞部,係在第1傳送線的長邊方向上各別交替形成,而由第3,第4傳送線針對第2傳送線之纏繞部(丙)、以及由第5,第6傳送線針對第2傳送線之纏繞部(丁)所構成之2個纏繞部,係在第2傳送線的長邊方向各別交替形成。藉由將第3傳送線及第5傳送線在輸入端側與輸出端側各別進行共同連接而形成第1傳送路徑,且藉由將第4傳送線及第6傳送線在輸入端側與輸出端側各別進行共同連接而形成第2傳送路徑。此外,本發明之傳送裝置係藉由針對磁性體將本發明之傳送媒體進行捲繞來予以製造。
Description
本發明係有關用以傳送訊號與電力之傳送媒體。
一般而言,經由同軸電纜或導線等傳送路徑傳送訊號與電力時,由於起因於傳送路徑所具有之電阻成分與電感成分會使承擔該訊號與電力之電壓衰減、或延遲,故無法避免在接收側產生訊號劣化(訊號強度降低、相位偏移),以及在受電側產生電力損失。以將此種衰減與延遲作成為最低限度,且傳送特性成為最佳之方式來設計傳送路徑,由提高通訊品質與促進能源有效利用之觀點來看為重要課題。
為了解決此課題,本發明人提出一種傳送媒體,其係傳送時之衰減與延遲極小,因此比起習知的傳送媒體,其訊號劣化及電力損失特別小(專利文獻1。以下,將記載在該專利文獻1之發明簡稱為「先前專利發明」。)。
所謂前述提出的方案之傳送媒體,如第11圖所示,係指一種傳送媒體,係以針對相互隔開而實質上為平行配置之第1,第2導線(導線# 1,# 2),一邊使第3導線(導線# 3)朝向第1,第2導線的長邊方向交替纏繞且一邊將之予以捲繞,並且以與該被捲繞之第3導線所形成之形狀對稱的形狀之方式,針對第1,第2導線一邊使第4導線(導線# 4)朝向第1,第2導線的長邊方向交替纏繞且一邊將之予以捲繞而構成傳送媒體,而經由實驗知道,藉由使用此種
傳送媒體使得比起習知的傳送媒體可大幅減低訊號的衰減及延遲。此外,以作為用以理論性地說明此種傳送媒體的特性之模型而言,之前提議過一種模型,其係藉由流動於由導線# 1或# 2之一方,與導線# 3及導線# 4所形成之三角形狀的路徑之渦電流而產生之模型,而該模型係藉著與由該三角形狀的路徑所包圍之面垂直的磁場來感應電動勢,且利用該電動勢使電流流動。
(專利文獻1)日本專利第4335974號說明書(專利文獻2)日本專利第4390852號說明書
本發明人係以得到具備比前述的專利發明之傳送媒體更佳的特性之傳送媒體作為新的課題,而藉著設計以及試製種種構成的傳送媒體來持續研究。結果,成功地製造出比前述傳送媒體的電壓之衰減及延遲更小的傳送媒體。並且,針對磁性體將此次製造之傳送媒體予以捲繞來製造傳送裝置,而使用此傳送裝置使發光二極體(以下,簡稱LED(Light-Emitting Diode))發光時,大幅降低流動於LED之電流值,另一方面發現照度的降低率小。
本發明之傳送媒體具有:相互隔開且平行配置之第1,第2傳送線;朝向第1,第2傳送線的長邊方向,而針對該
第1,第2傳送線一邊交替纏繞而一邊捲繞而形成之第3傳送線;朝向第1,第2傳送線之長邊方向,而針對該第1,第2傳送線一邊交替纏繞且一邊針對第3傳送線而重疊地捲繞所形成之第4傳送線;朝向第1,第2傳送線的長邊方向,一邊針對第1,第2傳送線交替纏繞,且在由第1,第2傳送線間所包夾之區域內,一邊形成與第3,第4傳送線交叉之交叉部且一邊進行捲繞形成之第5傳送線;以及朝向第1,第2傳送線之長邊方向,一邊針對第1,第2傳送線交替纏繞,且在由第1,第2傳送線間所包夾之區域內,一邊形成與第3,第4傳送線交叉的交叉部且一邊針對第5傳送線重疊地捲繞而形成之第6傳送線,而由第3,第4傳送線針對第1傳送線的纏繞部(甲)、以及由第5,第6傳送線針對第1傳送線的纏繞部(乙)所構成之2個纏繞部,係在第1傳送線的長邊方向各別交替形成,而由第3,第4傳送線針對第2傳送線之纏繞部(丙)、以及由第5,第6傳送線針對第2傳送線之纏繞部(丁)所構成之2個纏繞部,係在第2傳送線的長邊方向各別交替形成,而藉由將第3傳送線及第5傳送線在輸入端側與輸出端側各別進行共同連接而形成第1傳送路徑,且藉由將第4傳送線及第6傳送線在輸入端側與輸出端側各別進行共同連接而形成第2傳送路徑。此外,本發明之傳送裝置係透過將本發明之傳送媒體針對磁性體進行捲繞來予以製造。
依據本發明之傳送媒體,比起使用有先前的專利發明之傳送媒體來進行傳送時的衰減及延遲,更可將傳送訊號
與電力時之衰減及延遲予以減低。舉一例而言,如後述之使用實驗資料所作的說明,若使用本發明之一實施形態之傳送媒體,比起使用有利用相同的導電材料所製造之前述的先前專利發明之傳送媒體的傳送,可減低13%之訊號的延遲程度。再者,本發明之傳送媒體係藉由針對磁性體進行捲繞而可使用為傳送裝置。舉一例而言,如後述之使用實驗資料所作的說明,藉由將本發明之傳送裝置導入到施加包含交流電壓成分之電壓而使LED發光的系統,而可一邊抑制流動到LED之電流,亦即可一邊抑制消費電力且一邊維持照度。
此外,在前述記載中,所謂「平行配置」並不一定意味保持第1,第2傳送線遍及各別的整體長度而完全平行之位置關係,而係指實質上平行配置之程度的意思。按照將各傳送線成形為所欲的形狀時、以及將兩條傳送線配置成所欲的位置關係時之製造技術上的極限等,前述第1,第2傳送線之實際的位置關係可改變。此外,於實行在後述之第1實施例中所說明的實驗時,利用本發明之傳送媒體將訊號產生器與示波器予以連接時,僅在兩機器之各連接端子將該傳送媒體予以固定。亦即,於該兩端之外沒特別將前述傳送媒體予以固定,且第1,第2傳送線之平行的位置關係也沒完全予以保時,如後述,即使在此種態樣下來使用時,亦顯示在本發明之傳送媒體中傳送特性比先前之專利發明更提高。在使用有於後述第2實施例中說明之本發明的傳送裝置之實驗中,相同地沒完全保持第1,第2傳送
線之平行的位置關係,而在此種條件下使LED發光時,亦顯示可得到前述效果。
此外,在前述記載中,所謂「針對第3傳送線重疊地捲繞而構成之(第4傳送線)」,並不一定意味保持者第3,第4傳送線遍及各別的整體長度而完全重疊之位置關係,而係指上述傳送線之捲繞的路徑實質上重複著之程度的意思。按照捲繞各傳送線時之製造技術上的極限,以及使用時之傳送媒體的設置條件等,前述第3,第4傳送線之實際的位置關係可改變。以此點而言,在「針對第5傳送線而重疊地捲繞所構成之(第6傳送線)」的記載中也相同。如前述,進行在後述之第1實施例中說明之實驗時,於該兩端之外沒特別將前述傳送媒體予以固定,而在第3,第4傳送線間,以及第5,第6傳送線間亦可能產生局部的扭曲關係等,而在第2實施例中說明之實驗中,針對磁性體將傳送媒體予以捲繞時亦可能產生相同的扭曲關係等,而在此種態樣下使用時,亦顯示在本發明之傳送媒體中傳送特性比先前的專利發明更提高,以及在傳送裝置中可得到前述效果。
再者,本發明的目的係在提供一種方法,係藉由將前述本發明之傳送媒體,或傳送裝置之第1傳送路徑的一端,連接在訊號或電源之一方的端子,且將第1傳送路徑之另一端,連接在接收器之一方的端子,並將第2傳送路徑之一端,連接在訊號或電源之另一方的端子,且將第2傳送路徑之另一端,連接在接收器之另一方的端子,且利
用第1,第2傳送路徑,從訊號或電源朝接收器傳送訊號或電力。舉一例而言,藉由使用LED作為接收器,而從訊號或電源朝LED,透過本發明之傳送裝置來施加包含交流電壓成分之電壓,可使LED發光。
前述方法係使用有本發明之傳送媒體、傳送裝置之訊號,或電力傳送之典型的一態樣。如在後述之實施例中所作的說明,藉由在前述態樣中進行傳送,比起使用有先前專利發明的傳送媒體之傳送可更使衰減及延遲減低。並且,若使用本發明之傳送裝置,比起沒使用本發明之傳送裝置的情況既可抑制消耗電力又能使LED發光。此外,本發明之傳送媒體、傳送裝置之傳送,亦可為使用由金屬線等形成之本發明的傳送媒體(視需要捲繞在磁性體之後)而使電流流動等來進行之電力傳送,或者藉由使用光纖電纜等之任意的通訊線路形成本發明之傳送媒體、傳送裝置後將通訊訊號予以傳送,而可實施本發明之傳送方法。相同地,接收器亦可為LED以外之任意的元件、機器等。
若使用本發明之傳送媒體、傳送裝置,可比以往更能抑制衰減及延遲又可傳送訊號及電力。藉此方式,比起以往可進行高品質的電信通訊與低損耗的電力傳送。尤其是,若使用本發明之傳送裝置使LED發光,可一邊抑制消耗電力且一邊維持照度。
以下使用圖式,說明本發明之傳送媒體、傳送裝置的
構成以及傳送方法。但是,本發明之傳送媒體、傳送裝置之具體的構成以及傳送方法之具體的實施步驟,不受到下述作為實施例所表示之特定的構成、步驟所限定,而該等係在本發明之範圍內可作適當的變更。舉一例而言,在本發明之傳送媒體中形成之纏繞部、交叉部的數目為任意數字,就捲繞傳送媒體之磁性體,可選擇任意的材料、形狀、尺寸。捲繞之次數亦為任意數字,本發明的傳送方法之訊號或電力傳送,亦不限於在第1實施例中所使用之方波電壓訊號,與在第2實施例中經由所使用的包含特定頻率之交流電壓成分的電壓訊號進行之該等的傳送,亦可利用任意的態樣來進行。此外,在這些複數個附圖中,在相同或相當的部分標示有相同符號。
本發明之傳送媒體的構成
第1圖係描繪有本發明的第1實施形態之傳送媒體1的不包含兩端的一部分之平面圖。
傳送媒體1具備有隔著預定的間隔W而平行配置之直線狀的第1,第2傳送線(導線# 1,# 2),以及朝向上述導線# 1,# 2之長邊方向而對該導線# 1,# 2一邊交替纏繞且一邊捲繞之第3至第6傳送線(導線# 3至# 6)。在此,導線# 4係在與捲繞著導線# 3之路徑幾乎相同的路徑上對該導線# 5重疊地捲繞,相同地導線# 6係在與捲繞著導線# 5之路徑幾乎相同的路徑上對該導線# 5重疊地捲繞。此外,捲繞著導線# 3、# 4的路徑所描繪之曲線,與
捲繞著導線# 5,# 6的路徑描繪之曲線,係相對於導線# 1,# 2間之中心線而為幾乎對稱之關係。
在第1圖中,纏繞位置P0至P6係表示透過導線# 3至# 6的其中之一而對導線# 1或# 2形成的纏繞部之於前述導線# 1,# 2之長邊方向的位置。如在第1圖中清楚顯示,就導線# 1來看,導線# 3,# 4之纏繞部(甲)(於導線# 1上,在纏繞位置P0,P2,P4,P6之纏繞部)、以及導線# 5,# 6之纏繞部(乙)(於導線# 1上,在纏繞位置P1,P3,P5之纏繞部)係在長邊方向上交互地,且隔著預定的間隔S而幾乎等間隔地形成。相同地從第1圖清楚知道,就導線# 2來看,導線# 3,# 4之纏繞部(丙)(於導線# 2上,在纏繞位置P1,P3,P5之纏繞部),以及導線# 5,# 6之纏繞部(丁)(於導線# 2上,在纏繞位置P0,P2,P4,P6之纏繞部)在長邊方向上交互地,且隔著預定的間隔S而幾乎等間隔地形成。此外,在第1圖中,交叉位置C1至C6係表示導線# 3,# 4與導線# 5,# 6相互交叉之交叉部的位置。
第2圖係將前述傳送媒體1之全體構成予以簡單化地表示,並且將各傳送線彼此之共同連接的狀態,及使用時之朝傳送媒體1的各端子等之連接的狀態予以表示之概略圖。
在本發明之傳送媒體1中,導線# 1與導線# 2、導線# 3與導線# 5,以及導線# 4與導線# 6係在其兩端側各別共同連接在一處。在典型的使用態樣中,將導線# 1與導線# 2的兩端連接到接地等之任意的基準電位點,另一
方面,導線# 3,# 5作為第1傳送路徑# 11,而導線# 4,# 6作為第2傳送路徑# 22,各別連接在輸出輸入機器之各端子間來承擔電氣訊號之傳送。但是,不須將導線# 1與導線# 2進行共同連接、以及進行過共同連接之導線# 1與導線# 2連接到電位基準點。作為使用態樣之一例,若利用第1傳送路徑# 11將音響用放大器與揚聲器之HOT側端子間予以連接,且利用第2傳送路徑# 22將該各機器之COLD側端子間予以連接,便可將傳送媒體1作為音響用揚聲器電纜予以使用。
此外,以作為導線# 1至# 6之一例而言,其所使用的導線,係利用任意之絕緣膜將由銅、鋁等之任意的導電材料形成的導電性線材予以被覆而形成的導線。但是,若不使各導線接觸來構成傳送媒體1,則不須利用前述絕緣膜來進行被覆。此外,在後述之第1實施例中,係使用傳送媒體1,其係將導線# 1,# 2間之間隔距離W設為約3.5mm,且將由導線# 3至# 6所形成之各纏繞部的位置間隔S設為約5mm而形成,而上述尺寸可按照傳送媒體1的用途等而適當地變更。
此外,在第1圖所示之傳送媒體1中,以藉由將導線# 1至# 6之各條導線牢固地固定而將作為整個傳送媒體之對外力的耐久性予以提高之方式,來選擇各纏繞部以及各交叉部之形成態樣。
具體而言,在形成於交叉位置C1至C6之各交叉部,導線# 3,# 4位於導線# 5,# 6的下方(在本實施形態中,
紙面裏側),另一方面於形成在纏繞位置P0至P6之各纏繞部,位於該下方之導線# 3,# 4係以隨著朝向從交叉部分開之兩方向前進時從導線# 1或導線# 2的上方(在本實施形態中,紙面前面側)繞到下方之方式,而纏繞在導線# 1,# 2。藉此方式,導線# 3,# 4由在交叉部位於本身的上方之導線# 5,# 6,以及在纏繞部其本身從上方纏繞之導線# 1,# 2成為從上方及下方所包夾,而牢固地固定。
相同地,導線# 5,# 6由在交叉部位於本身的下方之導線# 3,# 4,以及在纏繞部其本身從下方纏繞之# 1,# 2,從上方及下方所包夾,而牢固地固定。
此外,導線# 1,# 2亦各別在各纏繞部由導線# 3,# 4,或由導線# 5,# 6從上方及下方所包夾,而牢固地固定。如此,在第1圖所示之傳送媒體1中,纏繞部或交叉部所有的導線# 1至# 6係由本身以外之導線而從上方及下方所包夾,故藉由將各導線牢固地予以固定來提高對外力之耐久性。
但是,在本發明之傳送媒體中,並非必須依如第1圖所示之形成態樣來形成各纏繞部及各交叉部。可藉由依以如第3圖、第4圖所示之態樣為首之任意的態樣形成各纏繞部及各交叉部,來構成本發明之傳送媒體。
本發明之傳送媒體的傳送特性
針對第1圖、第2圖所示之構成的傳送媒體1,進行了其傳送特性之測量實驗。測量實驗係經由整體長度1m之同軸電纜而將從訊號產生器輸出之方波訊號,朝向示波
器的第1頻道(CH1)予以輸入,另一方面經由本發明之整體長度5m的傳送媒體1將之朝第2頻道(CH2)輸入,藉由將在兩頻道中所觀測到的波形予以進行比較。並且,一邊將使用在輸入到CH2之傳送媒體,變更為作為利用習知技術所提供的比較例之種種傳送媒體且一邊進行相同的實驗,而將在各比較例中所測量之傳送特性與在本發明之傳送媒體1中所測量之傳送特性進行比較。
在第5圖,表示前述傳送特性的測量實驗中的訊號產生器10(Hewlett Packard公司製造之8116A),以及示波器20(Tektronix公司製造之TDS420A)之頻道CH1,CH2的連接態樣。但是,在第5圖中沒正確反映各傳送路徑之長度。
訊號產生器10之輸出端子與示波器20之CH1輸入端子,係利用整體長度1m之同軸電纜30(依據JIS規格1.5D-2V。後述之所有的同軸電纜亦相同。)而連接著。訊號產生器10之輸出端子與示波器20之CH2輸入端子,係以使用第5圖已作說明之連接態樣,而藉著本發明之傳送媒體1予以連接。此外,在兩頻道中,連接有50Ω之阻抗整合用(終端用)的電阻。
於製造使用在本測量實驗之傳送媒體1時,以作為導線# 1至# 6而言,皆使用線徑(芯線)0.35mm ψ、線外徑(包含絕緣被覆)0.4mm ψ之銅線。導線# 1,# 2係被切斷為整體長度5m(除了共同連接部之外),且以間隔(在第1圖中為W)約3.5mm而平行配置。此外導線# 3至# 6係以纏繞
位置之間隔(第1圖中,S)成為約5mm之方式,而針對導線# 1,# 2一邊交替纏繞且一邊捲繞後,以用以形成共同連接部之裕度將之切斷(依據單純的幾何學上的計算,導線# 3至# 6之整體長度除了共同連接部之外大約為6.1m。)。
此外,作為比較例所使用之傳送媒體,如下所示。
整體長度1m之同軸電纜
用2條整體長度5m之市場販賣的電纜(依據AWG20規格)所製造之雙絞線
整體長度5m之同軸電纜
第11圖所示的構成之先前專利發明之整體長度5m的傳送媒體
此外,使用在第4比較例的傳送媒體之各導線# 1至# 4的尺寸(包含整體長度)及特性係使用在本發明的傳送媒體1之導線# 1至# 6中,與導線# 1至# 4之尺寸、特性相同。導線# 1,# 2的間隔W,及纏繞位置之間隔S,在本發明之傳送媒體1與第4比較例之傳送媒體中亦相等。再者,使用第4比較例之傳送媒體進行測量實驗時,將導線# 3,# 4之兩端側進行共同連接而形成第1傳送路徑# 11,並將導線# 1,# 2之兩端側進行共同連接而形成第2傳送路徑# 22,且與使用有本發明之傳送媒體1的連接相
同地將上述傳送路徑連接在訊號產生器10之輸出端子與示波器之CH2輸入端子之間後,再觀測方波訊號。
以作為連接在CH2之傳送媒體而言,在第1比較例至第4比較例,及本發明之傳送媒體1中,使用其中之一,從訊號產生器10到示波器20之各頻道,將振幅300mV、負載比50%、1MHz之方波訊號予以輸入來觀測該波形。在使用有各別的傳送媒體之構成中將於各頻道所觀測到的方波訊號之波形圖,顯示於第6圖至第10圖。
第6圖係在CH2中使用第1比較例的同軸電纜時觀測到之於各頻道的波形圖。
圖之橫軸表示時刻,而縱軸表示電壓。此外,為了使與CH1之波形的比較容易進行,CH2之波形係在縱軸之朝下方向設置一定的偏移量予以表示。朝CH1與CH2之輸入係經由相同的同軸電纜來進行,而兩頻道之波形幾乎相同。若以作為CH1之電壓採中間值(CH1之電壓的最高值與最低值之平均值)之時刻,與CH2的電壓採中間值(CH2之電壓的最高值與最低值之平均值)之時刻的差,來定義對CH1之CH2的延遲時間,則計算延遲時間幾乎為零。藉此方式,可知道在兩頻道間由使用在與訊號產生器10連接的傳送媒體以外的要素所引起之相對的訊號延遲幾乎不產生。
第7圖係在CH2中使用第2比較例之雙絞線時觀測到之在各頻道的波形圖。從圖可看出在兩頻道間產生相對性的訊號延遲。此外,兩頻道上觀測到的波形比方形更亂,推估此現象為傳送路徑的阻抗在頻道間沒進行整合所引
起。若使用與第6圖的情況相同的定義,相對於CH1之CH2的延遲時間計算為101ns。
第8圖係在CH2中使用第3比較例之同軸電纜(整體長度5m)時觀測到之在各頻道的波形圖。從圖可看出在兩頻道間產生相對性的訊號延遲。若使用與第6圖之場合相同的定義,相對於CH1之CH2之延遲時間計算為47.6ns。
第9圖係在CH2中使用先前專利發明之第4比較例的傳送媒體時觀測到之在各頻道的波形圖。從圖可看出在兩頻道間產生相對性的訊號延遲。若使用與第6圖之情況相同的定義,相對於CH1之CH2之延遲時間計算為46.8ns。
第10圖係在CH2中使用本發明的傳送媒體1時所觀測到之在各頻道的波形圖。從圖可看出在兩頻道間產生相對性的訊號延遲。若使用與第6圖之情況相同的定義,相對對CH1之CH2之延遲時間計算為40.8ns,而與使用第4比較例之傳送媒體比較時,可知延遲時間短了13%程度。此外,第10圖所示之使用本發明的傳送媒體1時在CH2觀測到之方波訊號之脈衝高度,與第9圖所示之使用第4比較例之傳送媒體時在CH2觀測到之方波訊號的脈衝高度比較高出20mV程度。因此,可知藉由使用本發明之傳送媒體1進行傳送,使得比起使用先前專利發明的傳送媒體之傳送更可減低方波訊號的衰減。並且,由第9圖及第10圖亦可知,相對於使用先前專利發明之第4比較例的傳送媒體時脈衝的上升時間為20ns左右,使用本發明之傳送媒體1時脈衝的上升時間縮短為12ns左右。
如上述,由測量實驗顯示本發明之傳送媒體1具備比各種習知技術之傳送媒體更佳的傳送特性,尤其與先前專利發明之傳送媒體比較更可減低衰減及延遲。
本發明之傳送裝置的構成
第12圖係本發明的一實施形態之傳送裝置2的概略圖。
傳送裝置2係藉由以所需次數(例如3匝數)將本發明之傳送媒體1捲繞在肥粒鐵製等之圓筒狀或圓柱狀之磁性體3的外周面,來予以製造。如上述,使用在構成傳送媒體1之導線# 1至# 6之導線的材料為任意的材料,且各導線間與纏繞部間之間隔等的尺寸,亦不限於在後述之測量實驗中所採用之特定的尺寸而可作適當的變更。各纏繞部、交叉部之具體的形成態樣亦可為以第1圖、第3圖、第4圖所示之態樣為首之任意的態樣。
如第12圖所示在針對磁性體3捲繞的傳送媒體1中,亦與使用第2圖所作的說明之態樣相同,將導線# 1與導線# 2,導線# 3與導線# 5,以及導線# 4與導線# 6,各別在該兩端側進行共同連接。尤其是,利用導線# 3,# 5形成第1傳送路徑# 11,而利用導線# 4,# 6形成第2傳送路徑# 22,以承擔電訊號等的傳送。與使用第2圖所作的說明之態樣相同,並非必須將導線# 1與導線# 2進行共同連接,以及將進行過共同連接的導線# 1,# 2連接到電位基準點。
本發明之傳送裝置的特性
針對第12圖所示之構成的傳送裝置2,進行該特性之測量實驗。測量實驗係藉由利用傳送裝置2將從訊號產生器輸出之包含直流定電壓成分與交流電壓成分之電壓訊號,輸出到白色LED,來將流動於白色LED之電流,及白色LED的照度予以測量來進行。一邊改變直流定電壓成分的大小,一邊相同地測量電流、照度。
在第13圖,表示前述特性之測量實驗中的訊號產生器10(Hewlett Packar公司製造的8116A),以及白色LED40(日亞化學工業公司製造的NCCWO23SE)之連接態樣。但是,在第13圖中沒正確地反映出各傳送路徑之長度。此外,在第13圖中以展開傳送媒體1之狀態予以描繪,而在本測量實驗中傳送媒體1係以於螺旋軸4的方向描繪螺旋之方式,對磁性體3將傳送媒體1予以捲繞。
於將使用於本測量實驗之傳送媒體1予以製造時,以作為導線# 1至# 6而言,皆使用線徑(芯線)0.35mm φ、線外徑(包含絕緣被覆)0.4mm φ之銅線。導線# 1,# 2係以間隔(第1圖中為W)約3.5mm而平行配置。此外導線# 3至# 6係以纏繞位置之間隔(第1圖中為S)成為約5mm之方式,對導線# 1,# 2交替纏繞而捲繞後,而以具有用以形成共同連接部之裕度予以切斷。此外,各纏繞部、交叉部係以第1圖所示之態樣而形成。
藉由將如此製造之傳送媒體1針對磁性體3(Fair-Rite公司製造的# 43。為截面直徑5.1mm ψ、軸方向之長度11mm
的圓柱形狀。此外,如第12圖所示,於圓形截面之中心軸方向遍及整體長度,設置有截面直徑1.4mm之中空部分。)捲繞3匝來製造傳送裝置2。
此外,以如第13圖、第14圖所示之連接態樣將導線# 3,# 5進行共同連接而形成之第1傳送路徑11、以及將導線# 4,# 6進行共同連接而形成之第2傳送路徑# 22,連接到訊號產生器10及白色LED40。再者,所共同連接之導線# 1,# 2的兩端係在磁性體3的中空部分內結合,來進行接地作業(零點)(第12圖)。
在此種條件下,從訊號產生器10將利用直流電壓進行偏壓之振幅50mV、100kHz之正弦波形電壓訊號予以輸出。此時利用電流計(Advantest公司製造之數位萬用電表(digital multimeter)R6551)來測量流動於白色LED40之電流,此外使用受光器(Minolta公司製造之數位照度計T-1)來測量白色LED之照度。此外,照度係利用黑布幕將白色LED40及受光器加以覆蓋後,從照明燈具前端於機械軸方向之1m的位置來予以測量。一邊將直流電壓的大小,改變為1.5V,2.0V,2.5V,3.0V,3.5V,一邊測量電流及照度。並且,作為比較實驗,不使用傳送裝置2,對訊號產生器10直接將白色LED40(第15圖)予以連接,且相同地一邊改變直流電壓的大小且一邊測量電流、照度。將測量結果表示在以下的第1表及第16圖。
在第16圖之圖中,實線係表示使用傳送裝置2時所測量之電流值,一點鏈線係表示沒使用傳送裝置2時所測量之電流值,雙點鏈線係表示使用傳送裝置2時所測量之照度值,而虛線係表示沒使用傳送裝置2時所測量之照度值。藉由導入傳送裝置2,使得電流值降低達0.08A至0.19A(降低率為約13%至約67%),另一方面,照度的降低率止於約4%至約18%,幾乎維持額定的照度。尤其是,施加任一偏電壓並加以測量時,照度的降低率亦比電流的降低率更小。
如上述,由實驗證明,使用本發明之傳送裝置2使LED發光時,流通於LED的電流值大幅度降低,另一方面照度的降低率小。
對本發明之傳送媒體、傳送裝置之理論考察
就本發明之傳送媒體及傳送裝置所進行之前述測量實驗的結果,係無法藉由在專利文獻1中所提議的對先前專利發明的傳送媒體之數理學的理論模型來加以說明。為了將此予以表示,首先,將針對先前專利發明所提議之前
述模型作概略性的說明。
先前專利發明之傳送媒體具有第11圖所示的構造。在輸出輸入端側將導線# 1,# 2進行共同連接而形成第1傳送路徑,相同地在輸出輸入端將導線# 3,# 4進行共同連接而形成第2傳送路徑後,將使反方向之電流流動到第1,第2傳送路徑時流動於各導線之電流的方向,表示在第17圖(A)。此外,第17圖(A)中之記號係各別定義為表示以下的量。
I:由某一節流動到下一節之電流△In:流動於第n節之中央的空間之電流的1/2 Jn:第n節與第(n+1)節的節之間的三角形之渦電流
依據前述模型,如第17圖(A)所示藉由電流流動使得在傳送媒體內產生三角渦旋狀的電流(第17圖(B)中,I1,I2,I3),此電流係依照拜歐撒瓦定律(Biot-Savart Law)產生與三角形的面垂直之變動磁場,且此磁場係藉著依照電磁感應的定律而產生之電動勢,產生沿著傳送媒體之中心線方向之電場。具體而言,在第17圖(B)中,藉由以I1、I2、I3所表示之三角渦旋狀的電流,例如在第17圖(B)中,以兩點鏈線之箭頭符號表示之區間所感應出的電動勢係假設為
作這樣的假設後,並且留意第18圖所示之第(n+2)個與第(n+3)個之二個節之中央的電動勢,且導出
之數學式,且將之予以變形。
[數學式4]
得到如下的數學式。
並且,將在上述模型中產生的現象解釋如下,如第18圖(B)所示,即於電流流動於如第18圖(A)所示的三角渦之一的由導線# 3,# 4所形成之導線部分1、以及電流流動於與該導線部分反方向之由導線# 1或# 2所形成之導線部分2之間產生容量C,且假設為數學式5,
,且將之予以變形。
導出數學式6,
,且利用上述數學式,導出以下所示之「傳送媒體的理論方程式」。
[數學式8]-2.J n+2(t)+(J n+1(t)+J n+3(t))=j.ω.τ(ρ.I(t)+ρ.J n+2(t)+△I n+2(t)+△I n+3(t)+ρ 0.I N (t))(N=0,1,...N-4)………(8)
前述模型係透過使用此理論方程式之計算,得到的結論係在使用有先前專利發明之傳送媒體的傳送中,在特定的條件下幾乎不產生訊號的衰減、延遲。
換言之,前述模型係以
(1)利用流動到傳送媒體的各導線之電流,來形成三角渦旋狀的電流路徑。
(2)在互為反方向的電流流動之導線部分間(亦即,具有正電位的導線部分與具有負電位的導線部分之間)產生電容。
作為前提,針對先前專利發明之傳送媒體的傳送特性進行說明。
但是,在本發明之傳送媒體、傳送裝置中此種前提不成立。此係因在前述第1實施例、第2實施例所示之測量實驗中,導線# 1,# 2不與訊號產生器之輸出端子連接,且電流亦不流動之故。
前述第1實施例、第2實施例所使用之傳送媒體,具有一種構造,係針對如第17圖(B)所示之傳送媒體,將由第17圖(B)中之導線# 3,# 4所形成之交叉線,另配置1組在幾乎相同路徑上而構成之構造,而在測量實驗中,對2組交叉線分別流動反方向之電流,而另一方面未對直線
導線# 1,# 2流動電流。因此,不產生在第17圖(B)中之I1,I2,I3所示之三角渦旋狀的電流,而不可視為在如第18圖(B)所示之具有正電位的導線部分與具有負電位的導線部分之間產生電容。
但是,亦無法斷定本發明之傳送媒體、傳送裝置之作用原理,與前述模型無關係。依據本發明人的實驗,從第1圖所示之傳送媒體1去除直線導線# 1,# 2時,傳送媒體之傳送特性顯著劣化,亦即在本發明之傳送媒體、傳送裝置中,直線導線# 1,# 2不使用為傳送路徑時亦成為不可或缺的要素。
作為一個假設而言,可考慮將前述模型之前述「(2)」之假設修正為(2)’,(2)’係在具有正電位之導線部分與未流動電流的中間電位部分之間、以及在具有負電位之導線部分與未流動電流的中間電位部分之間,各別產生電容。
亦即,可視為在第1實施例、第2實施例之測量實驗中,在具有正電位之導線# 3,# 5、與具有中間電位之導線# 1,# 2之間產生電容而與數學式(5)相同之數學式成立,另一方面在具有負電位之導線# 4,# 6、與具有中間電位的導線# 1,# 2之間亦產生電容而與數學式(5)相同之數學式成立。
此外,關於前述「(1)」的假設,例如亦可視為在第1實施例、第2實施例之測量實驗中一些有效電流,感應電流流動到導線# 1,# 2,故與數學式(1),(2)相同的數學式成立,結果與傳送方程式(7),(8)相同之數學式成立,故在
本發明之傳送媒體、傳送裝置中也可得到良好的特性。
但是,以上為本發明人所作的假設。本發明之傳送媒體、傳送裝置係並不限定依照此種原理而進行運作。
可將本發明之傳送媒體、傳送裝置,作為用以傳送任意的訊號或電力之媒體來使用。舉一例而言,若利用本發明之傳送媒體而將音響用放大器與揚聲器之HOT側端子間、COLD側端子間各別予以連接來建構音響系統,可藉由減低機器間之訊號的衰減及延遲,使得比起以往達到大幅提高音質之效果,且藉由使用本發明之傳送裝置來使LED運作,可一邊抑制電力的消耗且一邊維持照度。
1‧‧‧傳送媒體
2‧‧‧傳送裝置
3‧‧‧磁性體
4‧‧‧螺旋軸
# 1至# 6‧‧‧傳送線
# 11,# 22‧‧‧傳送路徑
10‧‧‧訊號產生器
20‧‧‧示波器
30‧‧‧同軸電纜
40‧‧‧白色LED
C1至C6‧‧‧交叉位置
P0至P6‧‧‧纏繞位置
第1圖係本發明的第1實施形態之傳送媒體的部分平面圖。
第2圖係表示本發明之一實施形態的傳送媒體之簡單化構成,且表示各傳送線彼此的共同連接,及使用時之對各端子等的連接狀態之概略圖。
第3圖係本發明之第2實施形態的傳送媒體之部分平面圖。
第4圖係本發明之第3實施形態的傳送媒體之部分平面圖。
第5圖係表示就本發明的傳送媒體進行之傳送特性的測量實驗中的訊號產生器與示波器的各頻道之連接態樣的概略構成圖。
第6圖係從訊號產生器朝示波器輸入方波訊號時利用示波器觀測到的波形圖。此外,經由整體長度1m之同軸電纜(依據JIS規格1.5D-2V。關於後述之所有的同軸電纜亦相同。)將前述方波訊號輸入到示波器的第1頻道(CH1),在第2頻道(CH2)中亦相同地,經由整體長度1m之同軸電纜將前述方波訊號予以輸入。
第7圖係從從訊號產生器朝示波器輸入方波訊號時利用示波器觀測到的波形圖。此外,經由整體長度1m之同軸電纜將前述方波訊號輸入到示波器之第1頻道(CH1),而在第2頻道(CH2)中,經由由2條整體長度5m之市場販賣的電纜(依據AWG20規格)製造之雙絞線將前述方波訊號予以輸入。
第8圖係從訊號產生器朝示波器輸入方波訊號時利用示波器觀測到的波形圖。此外,經由整體長度1m之同軸電纜將前述方波訊號輸入到示波器之第1頻道(CH1),且在第2頻道(CH2)中,經由整體長度5m之同軸電纜將前述方波訊號予以輸入。
第9圖係從訊號產生器朝示波器輸入方波訊號時利用示波器觀測到的波形圖。此外,經由整體長度1m之同軸電纜將前述方波訊號輸入到示波器之第1頻道(CH1),在第2頻道(CH2)中,經由前述先前專利發明之整體長度5m的傳送媒體將前述方波訊號予以輸入。
第10圖係從訊號產生器朝示波器輸入方波訊號時利用示波器觀測到的波形圖。此外,經由整體長度1m之同軸
電纜將前述方波訊號輸入到示波器之第1頻道(CH1),在第2頻道(CH2)中,經由本發明之整體長度5m的傳送媒體將前述方波訊號予以輸入。
第11圖係先前專利發明之傳送媒體的部分平面圖。
第12圖係藉由針對磁性體將本發明之傳送媒體予以捲繞而製造之傳送裝置的概略圖。
第13圖係表示就本發明的傳送裝置進行之傳送特性的測量實驗中的訊號產生器與白色LED之連接態樣的概略構成圖。
第14圖係表示就本發明之傳送裝置進行之傳送特性的測量實驗中的訊號產生器與白色LED之連接態樣的概略構成圖。
第15圖係表示作為比較實驗而進行之傳送特性的測量實驗中的訊號產生器與白色LED之連接態樣的概略構成圖。
第16圖係從訊號產生器朝白色LED施加包含交流電壓成分之電壓時觀測到之流動於白色LED之電流,以及白色LED的照度之圖。在圖中係分別就將本發明之傳送裝置導入到訊號產生器與白色LED之間的情況,以及沒導入時之情況所測量之對於電流及照度的施加電壓之變化予以描繪。
第17圖(A)及(B)係表示用以從理論上說明先前專利發明之傳送媒體的特性之模型的圖。此圖係對應專利文獻1之第8圖(A),(B)。
第18圖(A)及(B)係表示用以從理論上說明先前專利發明之傳送媒體的特性之模型的圖。此圖係對應專利文獻1之第9圖(A),(B)。
1‧‧‧傳送媒體
# 1至# 6‧‧‧傳送線
C1至C6‧‧‧交叉位置
P0至P6‧‧‧纏繞位置
Claims (4)
- 一種傳送媒體,係具有:相互隔開且平行配置之第1,第2傳送線;朝向前述第1,第2傳送線的長邊方向,而針對該第1,第2傳送線一邊交替纏繞而一邊捲繞而形成之第3傳送線;朝向前述第1,第2傳送線之長邊方向,而針對該第1,第2傳送線一邊交替纏繞且一邊針對前述第3傳送線而重疊地捲繞所形成之第4傳送線;朝向前述第1,第2傳送線的長邊方向,一邊針對該第1,第2傳送線交替纏繞,且在由前述第1,第2傳送線間所包夾之區域內,一邊形成與前述第3,第4傳送線交叉之交叉部且一邊進行捲繞形成之第5傳送線;以及朝向前述第1,第2傳送線之長邊方向,一邊針對該第1,第2傳送線交替纏繞,且在由前述第1,第2傳送線間所包夾之區域內,一邊形成與前述第3,第4傳送線交叉的交叉部且一邊針對前述第5傳送線重疊地捲繞而形成之第6傳送線,而由前述第3,第4傳送線針對前述第1傳送線的纏繞部(甲)、以及前述第5,第6傳送線針對前述第1傳送線的纏繞部(乙)所構成之2個纏繞部,係在前述第1傳送線的長邊方向各別交替形成,而由前述第3,第4傳送線針對前述第2傳送線之 纏繞部(丙)、以及前述第5,第6傳送線針對前述第2傳送線之纏繞部(丁)所構成之2個纏繞部,係在前述第2傳送線的長邊方向各別交替形成,而藉由將前述第3傳送線及前述第5傳送線在輸入端側與輸出端側各別進行共同連接而形成第1傳送路徑,且藉由前述將第4傳送線及前述第6傳送線在輸入端側與輸出端側各別進行共同連接而形成第2傳送路徑。
- 一種傳送裝置,係針對磁性體而將申請專利範圍第1項所述之傳送媒體予以捲繞。
- 一種傳送方法,係藉由將在申請專利範圍第1項所述之傳送媒體,或在申請專利範圍第2項所述之傳送裝置之前述第1傳送路徑的一端連接於訊號或電源之一方的端子,且將該第1傳送路徑的另一端連接於接收器之一方的端子,且將前述第2傳送路徑的一端連接在訊號或電源之另一方的端子,且將該第2傳送路徑之另一端連接於接收器之另一方的端子,且利用前述第1,第2傳送路徑,而從前述訊號或電源朝前述接收器傳送訊號或電力。
- 如申請專利範圍第3項所述之傳送方法,其中,使用發光二極體作為前述接收器,且從前述訊號或電源朝該發光二極體,經由前述傳送裝置施加包含交流電壓成分之電壓而使該發光二極體發光。
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