JPS63120513A - コンピュータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装置 - 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】 本発明は、電気的及び磁気的な干渉なしに、非磁性かつ
電気的な絶縁材料を介してコンピュータ及びデータ網に
電気エネルギを伝送覆る装置に関する。

この種の装置は、受信端即ち一次端を備えており、この
−次端では例えば主電源から電気エネルギが供給され、
かつ材質を形成している分子の規則的な運動、即ち、非
磁性かつ電気的な絶縁媒体を介して消費端、即ち二次端
に伝送することが可能な音波又は振動に変換され、この
二次端で接続している装置が消費可能な電気エネルギ、
例えば直流への変換が行なわれる。

本発明の目的は、製造及び取り扱いが簡単であり、かつ
受信端と消費端との間の電気的な絶縁が充分あり、電気
的及び磁気的な干渉と結合を生じない装置を提供するこ
とである。

コンピュータ及びデータ網の満足な動作には電気的及び
磁気的な干渉を除去することが必要とされる。コンピュ
ータの場合の干渉は、コンピュータが暴走したり、プロ
グラムを連続して実行することを不可能にするループに
入ってしまったり、障害処理による大きな負荷によりロ
ンピユータの速度をかなり低下させることを意味し得る
。

データ網の場合の干渉は、チェックバックの反復により
転送時間を増加させて通信を困難にしたり、通過を不能
にしたり、誤りのあるデータを伝送しりすることを意味
し得る。

事務所及び工場における自動化が大ぎく進められた結果
、より強力かつ高速のコンピュータが用いられ、またも
つと多聞の、かつ高速のデータ・フローを取り扱う必要
のあるデータ網に接続される。この結果、データ網及び
コンピュータは電気的及び磁気的な干渉に益々敏感なも
のになってきた。

電気的及び磁気的な干渉は種々の形式で導入され（ｑる
。

その−形式は導体接続によるものであり、これによって
干渉源は接地、電源又は信号接続が被子電源と共通接続
となる。

導体接続による干渉は、信号伝送に光スィッチ及び光フ
ァイバを用いることにより導体接続を切り離す処理をし
ていた。アース及び電源の導体接続を残すことによる干
渉は、ろ波によって処理していた。

その他の形式は、干渉源のアース、電源又は信号接続が
被干渉装置のある部分に８酔的に結合される容量結合に
よるもの、又は被干渉装置のある部分に誘導的に結合さ
れる誘導結合よるものである。

容量結合及び誘導結合による干渉は、干渉源及びその導
体接続に対する距離を増加させること、シールドするこ
と、及び光ファイバ、又はツイスト・ベアの信号ケーブ
ルと共に、差動データ伝送（例えば、ＥＩＡ標準Ｒ８４
８５又はＲ８４２２Ａ）を用いることによりにより処理
されていた。

他の形式は放射によるものであり、この場合には干渉源
が被干渉装置に入り込む電磁気的な放射を発する。

放射にＪ：る干渉は、被干渉装置及びその電源線が多分
光ファイバと組合わせて電気的及び磁気的なシールドを
備えることにより処理していた。

電源及びアースの導体接続から発生ずるもの、又はこれ
らを介して接続されるものを除き、全ての干渉に対して
効果的な対策を取ることができるのは、以上から明らか
である。更に急速、かつ更に強力なコンピュータ、及び
更に高速かつ多量のデータ・フローを有するデータ網の
ために、干渉に対して感度が高いときは、電力伝送及び
アースに必要な導体接続が干渉防止において大きな弱点
となるということがいえる。

本発明は、コンピュータ又はデータ網の感度のある部分
に対する全ての導体接続を遮断することにより、干渉の
結合を効果的に防止する電気エネルギの無線伝送装置を
提供するものである。シールド及びガルバニ−電流を絶
縁した信号接続のような公知の干渉防止対策と共に、本
発明を適用することにより、干渉が極端に多い環境にお
いても干渉に対して不感動となるコンピュータ及びデー
タ網を構築することができる。

本発明は、電圧源と電気設備との間を接続さゼることを
意図し、電気設備、主としてコンピュータ及びデータ網
に対して電気エネルギを伝送する電気エネルギ伝送装置
であり、前記電圧源に接続されることを意図し、かつ高
周波の機械的な波動を発生ずることが可能な発電機と、
受信器に前記機械的な波動を伝送可能であると共に、前
記機械的な波動の伝送が可能な非磁性かつ電気的な絶縁
材料を有する伝送部材とを備え、電気設備に接続される
ことを意図する前記受信器が前記機械的な波動を電気的
に変動する電圧に変換することを可能とし、前記発電機
及び前記受信器が前記伝送部材に機械的に接続されてい
る圧電素子をそれぞれ備えているコンピュータ及びデー
タ網の電気エネルギ伝送装置に関プるものである。

本発明は、前記伝送部材がバー又は対応する連続的な部
材の形状を有し、受信器の圧電素子が伝送部材の第１端
に接続される間に、発電機の圧電素子が対向する伝送部
材の他端に接続され、発電機の圧電素子が伝送部材に機
械的な縦波動を発生させることを可能とし、バー状素子
が伝送部材に相対して各圧電素子の反対側に配置され、
前記バー状素子が圧電素子を伝送部材に音響的に整合可
能とすることを特徴とするものである。

以下、電気的かつ磁気的な干渉及び電気的な干渉を同時
に伝送することなく、コンピュータ及びデータ網に電圧
を印加する電カニニットに本発明の電気エネルギ伝送が
達成される本発明の詳細な説明する。本発明は、勿論、
導体接続を発生させることなく、短い距離を介して電気
エネルギを伝送する要求が存在する場合にも適用可能で
ある。

本発明はこのような利用分野に限定されるものではない
。以下、付図を参照して本発明を説明しよう。

本発明の基本的な動作モードは第１図から明らかである
。

発電１１１１０．１１は汎用メインのような外部電源に
接続されることを意図するものであり、高層波の機械的
な波動を発生ずることができる。符号１０は、電気的な
高周波発電機を表わしている。

符号１１は、と、１周波電圧を機械的な波動に変換する
ことができる圧電素子からなる発電機を表わしている。

伝送部材１２は前記機械的な波動を受信器１３に伝送す
るために備えられたものである。

前記伝送部材１２は電気的な波動を受信器１３に伝達す
ることができる非磁性かつ電気的な絶縁材料からなる。

受信器１３は、電機設備に接続することを意図している
ものであり、前記伝送部材１２に機械的に接続されてい
る圧電素子により、前記機械的な波動を変動する電圧に
変換することができる。符号１４は、整流器及び変圧器
からなり、受信器１３の圧電素子を電気設備に接続する
回路を表わしている。

従って、説明した装置により、電気的なエネルギは振動
に変換され、伝送部材を介して発電機から受信器に伝送
され、振動は受信器により電気的なエネルギに変換され
る。振動は、好ましいものとして超音波周波数である。

本発明がどのようにして電気的なエネルギをコンピュー
タ及びデータ網に無線伝送することに適用されるかは、
第２図から明らかである。コンピュータ２０．２２及び
２３は無線伝送された電気的なエネルギを受信する電カ
ニニット２４に接続されている。コンピュータ２０及び
２２は光スイッチを介して接続され、データ・バス２１
により相互に接続される。データ・バス２１は、いくつ
かの絶縁された電流出力を有する本発明の電カニニット
２４により活性にされる。コンピュータ２２及び２３は
信号から見ると、光ファイバを介して接続されている。

コンピュータ２３は光ファイバを介して接続されたセン
サ及び送信器２５を備えている。コンピュータ２２は電
流ループ２７を介してりブコニット２６に接続されてい
る。電流ループ２７に対する接続は光スィッチを介する
ものであり、電流ループ２７は本発明による電力ユニッ
１〜２４により付勢される。コンピュータ２０は差動平
衡電圧給電（例えばＲ，５４２２）により信号線を駆動
する。この信号線には光スィッチを介する受信器２８と
、送信器２９とが接続されており、これらは本発明によ
る電カニニット２４により駆動されている。

第３図は伝送部材にお（ブる機械的な縦波を発生する基
本的な一実施例を示す。３０は前記電気的な高周波弁Ｎ
機を表わし、供給される電気的なエネルギにより駆動さ
れ、例えば４０Ｋｃ／ｓで動作する。高周波発電機３０
は、例えばジルコン酸塩、チタン酸塩のような圧電・セ
ラミックのディスク又はリング（圧電素子）３１に接続
されると共に、その反対側に金属被覆が設けられている
。

高周波発電機３０の電圧が金属被覆に印加されたときは
、圧電素子３１は超音波振動を発生する。

圧電素子３１の厚さは高周波発電ｌｌ３０の周波数で殆
ど共振するように選択されている。発生した超音波効果
は良好な音響特性を有する非磁性かつ電気的な絶縁材料
、例えばガラス、磁器からなるバー３２状の伝送部材に
機械的に接続されており、圧電素子３１はバー３２に接
続されている。バー３２の他端には、圧電素子３１と同
一構造の受信器（圧電素子）３３が接続されている。バ
ー３２を介して伝送される超音波が圧電素子３３に到達
すると、超音波と同一の周波数の電圧が２つの金属被覆
間に発生する。この電圧は、好ましいものとして変圧器
３４により変圧され、整流器ブリッジ５５により整流さ
れる。

従って、この一実施例によれば、高周波発電機３０は圧
電素子３１を備えており、圧電素子３１は前記バー３２
の他端に接続され、かつ受信器をなす圧電素子３３はバ
ー３２の第１端に接続されている。

本発明では、バー３２に対する超音波のスイッチ・オン
及びスイッチ・オフを改良するために、圧電素子３１及
び３３の自由端が、第４図に示すように、音響伝送が良
好なバー３６及び３７により終端されており、バー３６
及び３７は伝送部材に対して音響的に整合するように構
築されている。

バー３６及び３７の長さは、好ましいものとして問題と
する周波数の波長の１／４である。バー３２の音響イン
ピーダンス整合を改善するために、圧電素子３１とバー
３２との間、及び圧電素子３３とバー３２との間に伯の
適当な材料３２１及び３２２の層を配置することもでき
る。

従って第１図と比較すると、高周波発電機３０は発電機
１０に、圧電素子３１は発電機１１に、バー３２は伝送
部材１２に、受信器の圧電素子３３は受信器１３に、変
圧器３４及び整流器ブリッジ３５は整流器及び変圧器１
４に対応している。

以下の説明では、符号３０，３１，３２．３３゜３４及
び３５を第３図に示す素子に対応した異なる素子の実施
例に関連させて用いることにする。

伝送可能な超音波効果は、圧電素子３１及び３３と、バ
ー３２．３６及び３７に対プる継ぎ手との強度により規
制される。第５図に示すように、この強度はボルト３８
及び４０にねじを切り、閉め付けることにより得られる
機械的なプレス１〜レスにより増加させることができる
。

良好な伝送と共に、音響エネルギへ及びその逆の変換を
するためには、圧電素子３１及び３３が高周波発電機３
０の周波数（・大体共振することが重要である。消費端
に出力された電気的効果が変化すると、圧電素子３１及
び３３の共振周波数及び最小感度が変化し、これにより
効率に好ましくない低下をもたらす。第６図はセンサ６
０を示しており、センサ６０は最大効率を得るように、
消費端の電流及び電圧を検知し、これらの検出値を光フ
ァイバ６１を介して高周波発電機３０の周波数を調整す
ることが可能な調整手段６２に伝送することできる。最
大効率は、伝送部材１２を含む機械系がその共振周波数
により振動するときに得られる。第１５図及び第１６図
を参照して説明した実施例を除き、対応する調整装置を
以上及び以下で説明した全ての実施例に適用することが
できる。

本発明による第３図〜第６図の実施例では、圧電セラミ
ックを用いて電気エネルギを音響エネルギに変換し、こ
れを伝送し、再びこれを音響エネルギに変換している。

このような装置は、最適に設計されているならば、少な
くとも１００ワツトまで９０％に達する効率により変換
して伝送することができる。

電カニニット２４の固有の大きさは、説明したものでは
第３図の大ぎさにほぼ対応している。

第７図には本発明の実施例が示されており、金属により
両面を被覆したプラスチック・フィルムを用いて電気エ
ネルギを音９ｘネルギに、かつその逆に変換している。

加熱及び強力な電界により処理した後のプラスチックの
ポリフッ化ビニルデンは、圧電特性を示すことが知られ
ている。圧電プラスチックは音響インピーダンスが低く
、圧電セラミックより高い電界強度に耐える。これは、
しばしば音響インピーダンスが低い電気的な絶縁材料を
採用するに都合が良く、より効率的な伝送を可能にする
ものである。この実施例によれば、例えば４０ＫＨｚ／
ｓの高周波発電機７０は、圧電プラスチック・フィルム
７１上の２つの金属層間に結合され、供給される電気エ
ネルギにより駆動される。このようにして、圧電プラス
チック・フィルム７１は超音波を発生し、バー７２又は
非磁性かつ電気的な絶縁材料の層を介して伝送される。

超音波は金属被覆の圧電プラスチック・フィルム７３に
より受信される。圧電プラスチック・フィルム７３から
の電圧は、消費端で所望の電圧を発生させるために、変
圧器７４により変圧され、整流器ブリッジ７５により整
流される。圧電プラスチック・フィルム７１及び７３の
背後には、以上で説明したバー３６及び３７に対応する
バー又は層７６．７７が配置されており、層７６．７７
は音響インピーダンス及び約１／４波長の音響的な長さ
によりバー７２に対して圧電プラスチック・フィルム７
１．７３を整合するように配置されている。

第７図〜第１０図に示す実施例では、高周波発電１１１
１７０が第１図の発電ｌ１１１ｏのブロックに対応し、
バー７２が伝送部材１２に対応し、変圧器７４及び整流
器ブリッジ７５が整流器及び変圧器１４に対応している
。発電機１１の層７６及び７７には、第１図の受信器１
３もそれぞれ含まれている。

第８図では、バー７２が圧電プラスチック・フイルム７
１と７３との間で変圧するように設計されている。圧電
プラスチック・フィルム７３では、バー即ち層７２の断
面又は音響インピーダンス（音速）が圧電プラスチック
・フィルム７１のものと異なる。バー７２は、断面又は
音響インピーダンス（音速）がバーの各端、即ち圧電プ
ラスチック・フィルム７１及び７３のものと異っている
一つ又はいくつかの中間縦通材区間を有するように設計
されている。このような中間縦通材区間を用いたときは
、断面又は音速により表わされたその実効音響インピー
ダンスは、圧電プラスチック・フィルム７１とその圧電
プラスチック・フィルム７３との間の幾何学的な平均値
となっている。

圧電プラスチック・フィルム７１及び７３の後部には、
音響インピーダンス及び約１／４波長の音響的な長さに
よりフィルムをバー７２に対して整合するよあにしたバ
ー即ち層７６．７７が配置されている。

受信側には、互いに電気的に絶縁されたいくつかの受信
器が第９図に示すような形式で得られる。

−これは、必要とする電圧源と同一数の電気的に絶縁さ
れた区間に圧電プラスチック・フィルム７３を区切るこ
とにより達成される。電圧プラスチック・フィルム７３
の区切りは２つの金属被覆に又はフィルム全体に行なう
ことができる。圧電プラスチック・フィルム７３の背部
には、バー即ち層７７が配置され、音響インピーダンス
及び約１／４波長の音響的な長さにより圧電プラスチッ
ク・フィルム７３をバー７２に対して整合するように配
置されている。しかし、バー７２は、必ずではないが、
好ましいものとして圧電プラスチック・フィルム７３の
区間によって区分される。バー７２は、それぞれ圧電プ
ラスチック・フィルム７３の区間と協動する２以上の突
起を有するように区分したフィルムを配置した受信器に
、その終端が配置されるように設計してもよい。圧電プ
ラスチック・フィルム７３の各区間に対して、変圧器７
４及び整流器ブリッジ７５を個別的に接続している。た
だし、第９図では２つのみの接続を示す。

第１０図では、第９図によっていくつかの絶縁された電
圧源にエネルギ伝送する接続により変圧が可能な実施例
を示している。これは、バー７２を区切ることにより達
成されるものであり、これによって前記突起８０．８１
．８２はかなりの長さが与えられると共に、各突起の端
面は圧電プラスチック・フィルム７３と協動するように
断面の大きさが異なる２以上の縦区間８３，８４：８５
゜８６：８７．８８を有する。各突起に対して音響的な
整合を得るために、圧電プラスチック・フィルム７３に
背後には、以上で説明したような形式でバー即ち層７７
が配置される。他の縦断面は、好ましいものとしてこの
縦断面に伝送される周波数の１／４波長に対応した長さ
で設甜される。

他の実施例によれば、異なる材質、かつ異なる音響と特
性を有する他の縦区間が備えられる。

互いに接近して配置されているが、他の個所に異なる電
圧源を配置覆ることが好ましいとぎは、前記縦区間を異
なる電圧源に対しては異なる長さに設計するのが実際的
である。第１０図において、内部区間１０１の音速は区
間１０２より低い。区間１０３の音速は区間１０２より
速い。内側から見たときに、この音速の増加を段階的な
もの又は徐々に増加するものにすることができる。この
ような断面の音速の多様性は、区間の中心に音響エネル
ギを収束するものであり、より長い伝送距離を可能とす
る。従って、第３図〜第１０図に示す本発明の実施例に
おいて、音響エネルギは非磁性かつ電気的に絶縁する固
体の弾性体を介して伝送される。

本発明の更に他の実施例によれば、音響エネルギは液体
材料からなる伝送部材により伝送される。

この実施例を第１１図に示す。

第１１図には、液体材料１１１を含む管１１０が示され
ている。液体材料１１１は電気的な絶縁体であり、かつ
非磁性体である。好ましい実施例によれば、液体材＄１
１１１は蒸溜水又は電気的な絶縁油である。

管１１０もまた電気的な絶縁体、かつ非磁性体であり、
好ましいくは、ガラス又はプラスチックである。

管１１０の端面は、この発明の実施例による圧電素子３
１．３３を接続しているダイアフラム１１３．１１４を
形成するものである。これに代りよって、圧電素子３１
．３３は管１１０の各端壁をそれぞれ形成するものであ
ってもよい。

従って、発電機は、管１１０の一方の端面に取り付けら
れ、かつ高周波発電機３ｏから給電されるように配置さ
れた圧電素子３１を備えている。

受信器のピエゾ・エレクトリック素子３３は管１１０に
接続されている。

この実施例によれば、超音波は液体材料によりぼぼ又は
完全に伝送される。

受信器に発生した電圧は、変圧器３４により変圧され、
整流器ブリッジ３５により整流される。

以上の実施例においては、超音波の縦波が圧電素子の形
式にある送信器により励振される場合を説明したもので
ある。

電カニニット２４によりエネルギが供給される電気設備
を十分に保護するためには、好ましいものとして、機械
的な波動の伝搬方向と交差した伝送部材を介し、かつ前
記伝送部材が意図する発電機の周波数が供給されるよう
に形成されたノードに配置されいる金属網又は金属ダイ
アフラムのようなシールドが備えられる。通常は、伝送
部材の端部間の中央にノードが配置される。シールドは
、保護しようとする電気設備の周りにファラデイー・ケ
ージを形成するために、電機設備を囲む外側シールドに
接続されることを意図している。

第５図には、このようなシールドがバー３２に鋳込まれ
た金属ダイアフラム又は金属網５１が示されている。

第１１図には、このようなシールドが液体材料１１１及
び管１１０を介して伸延する金属ダイアフラム又は金属
網１１２により示されている。

第１２図〜第１６図はどのようにすれば本発明により電
気エネルギを伝送する装置を干渉のないコンピュータ及
びデータ網用の電カニニットに適用することができるか
を示す。

第１２図において、符号１７２は本発明により電気エネ
ルギが供給される電流源を示すものであり、電流ループ
１７０を介して例えば２０ｍＡの電流を供給する。前記
電流ループ１７０に対して複数の送信器／受信器ユニッ
ト１７１が接続され、光スィッチを介して電流遮断の形
式でディジタル信号を受信し、電流遮断の形式でディジ
タル信号を送出する。全般的に送信器／受信器ユニット
１７１は通常の専門的な方法、例えば一対の２線式回路
により設計される。干渉の観点からは、周囲及びｎいに
電気的に絶縁された送信器／受信器ユニットから電気的
に絶縁された電流ループが１９られる効果がある。

長距離を介してより高速のデータ伝送を可能にするため
に、改良されたデータ伝送が開発された。

このような方法の一つは、２線式回路の差動平衡駆動を
意味し、例えばＥＩＡ　　Ｒ８４２２又はＥＩＡ−Ｒ３
４８５により標準化されている。

第１３図には、どのようにすればこのような２線式回路
を送信器及び受信器から電気的に絶縁することができる
かが示れている。接続された受信器を２線式回路から公
知の方法により絶縁することは可能である。しかし、送
信器は付勢されており、２つの出力を介して一つの信号
及びその相補的な信号を送出しており、従って駆動部分
（最終段）は２線式回路とガルバニ−電流が流れるよう
に接触していなければならない。第１３図には、２線式
回路１８１を駆動する送信器用のドライバ１８０が示さ
れている。ドライバ１８０は本発明による電カニニット
１８２を介してその電気エネルギを受は取っている。ド
ライバ１８０に対する信号は光スィッチ１８３を介して
入力される。一般的に２線式回路１８１は通常の職業的
な方法で、例えば一対の２線式回路により設計される。

干渉の観点からは、周囲と、接続している送信器及び受
信器ユニットとから電気的に絶縁され、差動平衡駆動す
る２線式回路が得られるので都合がよい。

第１４図はどのようにすればデータ・バスに、異なるビ
ット・ラインを周囲及び互いに電気的に絶縁することが
できるかを示している。データ・バス・ライン１９０で
は、各ビット・ライン１９１は電流ループを形成する。

符号１９４及び１９５はコンピュータを表わす。各電流
ループには本発明により供給される電気的なエネルギを
受は取る電流発生器１９２が接続され、例えば２ＱｍＡ
の電流をＮ流ループを介して供給する。第９図及び第１
０図に示すように、電気的なエネルギ源は受信端で共通
であってもよく、消費端で区切ることにより、互いにか
つ周囲から電気的に絶縁され、各ビット・ラインについ
て−としたいくつかのエネルギ源を形成させる。データ
・バスによる通信は、各ビット・ラインに対して、光ス
ィッチを介して電流遮断の形式でディジタル信号を送受
信する送信器／受信器ユニット１９３を接続することに
より行なわれる。

第１５図はどのようにすればコンピュータにおける中央
ユニット２００を電気的及び磁気的な干渉に対して絶縁
することができるかを示す。中央ユニット２００は例え
ばマイ・メタル（ｎ＋ｙ−ｍｅｔａ　ｌ　）により作ら
れた電磁器シールド２０１により囲まれている。電気エ
ネルギは、例えば第４図及び第５図に示すように、！！
１Ｂシールド２０１の穴に伸延しているバー３２を介し
て伝送する方法で供給される。バー３２はノードをシー
ルド２０１の通路に配置づるように励振され、このノー
ドでは金属ダイアフラム又は金属網５１をバー３２に鋳
込み、かつシールド２０１に電気的に接続されるように
励振される。中央ユニット２００と周囲との間での全て
の通信は、シールド２０１の穴を通過する光ファイバ２
０２を介して行なわれる。光ファイバ２０２には、例え
ば送信器／受信器ユニッｌ−２０３又はセンサ２０４を
接続ごとができる。

第１６図はどのようにすれば、例えば一対の２線式回路
又は同軸ケーブルを介する信号接続を互いに電気的に、
かつ周囲から絶縁されている区間２１０及び２１１によ
り例示したいくつかの区間に分割することができかを示
す。区間２１０の終端には、本発明による電カニニット
２１４が駆動している受信器２１２及び送信器２１３が
配置されている。送信器２１５は受信器２１２の信号を
光スイッチ２１８を介して受信し、送信器２１３は受信
器２１６の信号を光スィッチ２１９を介して受信する。

電カニニット２１４及び２１７は、第９図及び第１０図
に示すように、−機端の共通エネルギ源により駆動され
てもよい。

以上、本発明の異なる実施例及び応用を説明した。段ｍ
及び応用の組合わせは多くの他の方法でも可能であり、
習熟するものにとり明らかである。

従って、本発明は以上の説明に限定されるものとみなす
べきではなく、特許請求の範囲において限定した範囲内
で変更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な実施例を示す図、第２図はど
のようにすればコンピュータ及びデータ網が電気エネル
ギを無線により供給することが可能になるかの例を示す
１／、 第３図は縦波を発生する基本的な実施例を示すものであ
り、圧電、例えば圧電セラミックの送信器が伝送をし、
圧電セラミックの検出器が非磁性かつ電気的な絶縁材料
、例えば磁器又はガラスのバーを介して伝送される超音
波を受信する図、第４図はその範囲が伝送した超音波周
波数で波長の１／４に対応する材料により、本発明に備
えられている圧電素子の送信器及び受信器を片側で終端
させて本発明による装置の効率を増加させる実施例を示
す図、 第５図は圧電送信器及び受信器に機械的な予備ストレス
に与えられた本発明による装置がより大きな電気的効果
の伝送を可能とする実施例を示す図、 第６図は消費端における電気的効果の消費測定値が光フ
ァイバを介して受信端に伝送されることにより圧電送信
器における共振周波数の損失及び変化を補償することが
できる実施例を示す図、第７図は圧電プラスチック・フ
ィルムが超音波による電気エネルギの無線伝送のための
送信器と受信器として使われている一実施例を示す図、
第８図は伝送する超音波周波数の１／４波長を有する区
間を備えている圧電素子の送信器と受信器との間の電気
的な絶縁物をどのように電圧伝送に配列可能かを示す図
、 第９図はどのようにしていくつかの電気的な絶縁物を消
費端にの区間に持ってくるかを示す図、第１０図はどの
ようにして１／４波長を有する区間との組み合わせによ
り消費端の区間が互いに絶縁され、かつ選択された電圧
により電圧源を作り出すことが可能かを示す図、 第１１図は電気的に絶縁された液体を介して超音波を伝
送する実施例を示す図、 第１２図は送信器及び受信器を光スィッチを介して接続
し、電流ループを本発明による電カニニットにより駆動
している電流ループ形式にあり、周囲から電気的に絶縁
されているデータ網を示す図、 第１３図は電気的な接触なしに結合され、かつ駆動され
ている差動平衡電圧駆動用の信号ケーブル駆動回路を示
す図、 第１４図は第９図及び第１０図に示されている区分けさ
れた消費端を有する電カニニットにより駆動される電気
的に絶縁されたデータ・バスを示す図、 第１５図はどのようにしてコンピュータが電磁気的なシ
ールドを備え、光ファイバを介して信号接続と送信器と
を接続し、かつ必要な電気的なエネルギの無線伝送によ
り、電気的及び磁気的な干渉に対して完全に抵抗性を持
たせることができるかを示す図、 第１６図は例えば２木の同軸ケーブル間に電気的に絶縁
された遷移リピータを示す図である。 １０．１１．３０・・・・・・発電機、１２・・・・・
・伝送部材、 １３．２８，２１２．２１６・・・・・・受信器、１４
・・・・・・整流器及び変圧器、 ２９．２１３，２１５・・・・・・送信器、３０．７０
・・・・・・高周波発電機、３１．３３・・・・・・圧
電素子、 ３２．３６，３７．７２・・・・・・バー、３４．７４
・・・・・・変圧器、 ３５．７５・・・・・・整流器ブリッジ、５１．１１２
・・・・・・金属ダイアフラム又は金属網、６ｏ・・・
・・・センサ、 ＝　３５− ６２・・・・・・調整手段、 ７１．７３・・・・・・圧電プラスチック・フィルム、
７６．７７・・・・・・層、 ８０．８’ｌ、８２・・・・・・突起、８３．８４，８
５゜ ８６．８７．８８・・・・・・縦区間、１１０・・・・
・・管、 １１１・・・・・・液体材料。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧源と電気設備との間を接続させることを意図
   し、電気設備、主としてコンピュータ及びデータ網に対
   して電気エネルギを伝送する電気エネルギ伝送装置であ
   り、前記電圧源に接続されることを意図し、かつ高周波
   の機械的な波動を発生することが可能な発電機と、受信
   器に前記機械的な波動を伝送可能であると共に、前記機
   械的な波動の伝送が可能な非磁性かつ電気的な絶縁材料
   を有する伝送部材とを備え、電気設備に接続されること
   を意図する前記受信器が前記機械的な波動を電気的に変
   動する電圧に変換することを可能とし、前記発電機及び
   前記受信器が前記伝送部材に機械的に接続されている圧
   電素子をそれぞれ備えているコンピュータ及びデータ網
   の電気エネルギ伝送装置において、前記伝送部材（１２
   ；３２；７２；１１０、１１１）はバー又は対応する連
   続的な部材の形状を有し、受信器（１３、１４；３３〜
   ３５；７３〜７５）の圧電素子（３１；３３；７３）が
   伝送部材の第１端に接続される間に、発電機（１０、１
   １；３０、３１；７０、７１）の圧電素子（３１、７１
   ）が対向する伝送部材の他端に接続され、発電機の圧電
   素子（３１；７１）が伝送部材（１２；３２；７２；１
   １０〜１１１）に機械的な縦波動を発生させることがで
   き、バー状素子（３６；３７；７６、７７）が伝送部材
   に相対して各圧電素子（３１；３３；７１；７３）の反
   対側に配置され、前記バー状素子（３６；３７；７６、
   ７７）が圧電素子を伝送部材に音響的に整合可能である
   ことを特徴とするコンピュータ及びデータ網の電気エネ
   ルギ伝送装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のコンピュータ及びデ
   ータ網の電気エネルギ伝送装置において、前記受信器（
   １３、１４；３３〜３５；７３〜７５）の圧電素子（３
   ３；７３）は変圧器（３４；７４）を介して整流器（３
   ５；７５）に接続されていることを特徴とするコンピュ
   ータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項記載のコンピュ
   ータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装置において、バ
   ー（３２；７２）の形状又は対応する形状の前記伝送部
   材は固体及び弾性材料、好ましいものとしてガラス又は
   磁器から作成されていることを特徴とするコンピュータ
   及びデータ網の電気エネルギ伝送装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項又は第２項記載のコンピュ
   ータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装置において、前
   記伝送部材は非磁性体かつ電気的な絶縁体である液体材
   料（１１１）を含み、非磁性材料かつ電気的な絶縁材料
   の管（１１０）の形状をなし、発電機の圧電素子（３１
   ）は管（１１０）の一端に接続され、かつ前記受信器の
   圧電素子（３３）は管（１１０）の他端に接続されてい
   ることを特徴とするコンピュータ及びデータ網の電気エ
   ネルギ伝送装置。
5. （５）特許請求の範囲第３項記載のコンピュータ及びデ
   ータ網の電気エネルギ伝送装置において、前記発電機の
   圧電素子（３１；７１）は高周波発電機（３０；７０）
   の高周波電圧が供給されるように配置されていることを
   特徴とするコンピュータ及びデータ網の電気エネルギ伝
   送装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項記載のコンピュータ及びデ
   ータ網の電気エネルギ伝送装置において、バー（７２）
   は一端がそのバーの他端における断面と異なる断面を有
   し、バーの終端間に断面がそのバーの終端の断面と異な
   る一つ又はいくつかの中間縦通材区間を配置したことを
   特徴とするコンピュータ及びデータ網の電気エネルギ伝
   送装置。
7. （７）特許請求の範囲第５項記載のコンピュータ及びデ
   ータ網の電気エネルギ伝送装置において、前記受信器（
   ７３；７５）は互いに電気的に絶縁されている２以上の
   受信器に分割され、受信器は互いに電気的に分離されて
   いる２以上の圧電素子（７３）を備え、受信器に位置す
   るその終端のバー（７２）は、互いに電気的に絶縁され
   ている前記圧電素子（７３）のそれぞれと協動する２以
   上の突起（８０〜８２）を備えていることを特徴とする
   コンピュータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装置。
8. （８）特許請求の範囲第７項記載のコンピュータ及びデ
   ータ網の電気エネルギ伝送装置において、１以上の前記
   突起（８０〜８２）は異なる大きさの断面を有する１以
   上の縦断面（３８〜８８）を備えていることを特徴とす
   るコンピュータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装置。
9. （９）特許請求の範囲第６項又は第８項記載のコンピユ
   ータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装置において、異
   なる縦断面（８３〜８８）は異なる音響特性を有する材
   質からなることを特徴とするコンピュータ及びデータ網
   の電気エネルギ伝送装置。
10. （１０）特許請求の範囲第１項から第９項のうちのいず
    れかの項に記載のコンピュータ及びデータ網に対する電
    気エネルギ伝送装置において、前記圧電素子（３１、３
    ３）は圧電素子セラミックのディスク又はリングからな
    り、その反対側の表面のディスク又はリングは金属被覆
    を備えていることを特徴とするコンピュータ及びデータ
    網の電気エネルギ伝送装置。
11. （１１）特許請求の範囲第１項から第９項のうちのいず
    れかの項に記載のコンピュータ及びデータ網の電気エネ
    ルギ伝送装置において、前記圧電素子（７１、７３）は
    圧電プラスチック膜からなり、その反対側の表面は金属
    被覆を備えていることを特徴とするコンピュータ及びデ
    ータ網の電気エネルギ伝送装置。
12. （１２）特許請求の範囲第１項から第１１項のうちのい
    ずれかの項に記載のコンピュータ及びデータ網の電気エ
    ネルギ伝送装置において、前記バー状素子（３６；３７
    ；７６、７７）は良好な音響伝送特性、及び前記バー状
    素子により伝送しようとする周波数の１／４波長に対応
    する長さを有することを特徴とするコンピュータ及びデ
    ータ網の電気エネルギ伝送装置。
13. （１３）特許請求の範囲第１項から第１２項のうちのい
    ずれかの項に記載のコンピュータ及びデータ網の電気エ
    ネルギ伝送装置において、金属網又は金属ダイアフラム
    のような前記シールド（５１；１１２）は機械的な波動
    の伝搬方向と交差する伝送部材（３２；１１０、１１０
    ）を介して配置されると共に、発電機（３０、３１）の
    意図する周波数が供給されるように形成されたノードに
    配置され、前記シールド（５１；１１２）は電気設備の
    周りにフアラデイー・ケージを形成するために、保護す
    べき電気設備を取り囲む外側シールドに接続されるよう
    にしたことを特徴とするコンピュータ及びデータ網の電
    気エネルギ伝送装置。
14. （１４）特許請求の範囲第１項から第１３項のうちのい
    ずれかの項に記載のコンピュータ及びデータ網の電気エ
    ネルギ伝送装置において、受信器には受信端の電流及び
    電圧を検知し、その情報を光ファイバ（６１）を介して
    、発電機の周波数を調整することにより最大効率が受信
    器の電気的な異なる負荷で得られるように配置された調
    整手段（６２）に伝送するように接続されたことを特徴
    とするコンピュータ及びデータ網の電気エネルギ伝送装
    置。