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(In Japanese)ベクトルポテンシャル発生装置、ベクトルポテンシャルトランス、シールド透過装置、非接触空間電界発生装置、ヌル回路、およびベクトルポテンシャル発生装置用の構造体 meetings

Patent code P170013990
File No. (S2014-0316-N0)
Posted date Apr 7, 2017
Application number P2015-555056
Patent number P6205572
Date of filing Dec 26, 2014
Date of registration Sep 15, 2017
International application number JP2014084594
International publication number WO2015099147
Date of international filing Dec 26, 2014
Date of international publication Jul 2, 2015
Priority data
  • P2013-273557 (Dec 27, 2013) JP
Inventor
  • (In Japanese)大坊 真洋
  • (In Japanese)大島 修三
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人岩手大学
Title (In Japanese)ベクトルポテンシャル発生装置、ベクトルポテンシャルトランス、シールド透過装置、非接触空間電界発生装置、ヌル回路、およびベクトルポテンシャル発生装置用の構造体 meetings
Abstract (In Japanese)導体が巻回されてなるソレノイドコイルを、基体に沿って、円環状に巻回することにより構成されてなるベクトルポテンシャルコイルと、ベクトルポテンシャルコイルの両端子間に、電気的に接続されてなる電源と、を含む、ベクトルポテンシャル発生装置であって、ベクトルポテンシャルコイルに電流を流すことにより、前記ベクトルポテンシャルコイルの巻回構造により形成された内部空間の中を、実質的に無磁場状態にするとともに、内部空間の中にベクトルポテンシャルを発生させる。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

ベクトルポテンシャルとは、電位のようなスカラー量ではなく、方向性を有したポテンシャルであり、電界や磁界を統一した概念である。
しかしながら、ベクトルポテンシャルが実際に現れるときには、電界や磁界を伴うので、ベクトルポテンシャルは数学上の産物で物理量ではないかという議論が過去になされていた。その決着をつけたのが日立の故外村博士であり、アハラノフ・ボーム効果と呼ばれる理論予想を電子線干渉の実験で見事に実証した。この実験結果により、ベクトルポテンシャルは電子波の位相を変化させることが確認された。電界や磁界ではなく、ベクトルポテンシャルを制御することができれば、新しい電磁気応用の道が開ける。

従来、ベクトルポテンシャルを発生させるためには、装置を、電線をコイル状に巻いた構成とし、磁場は比較的単純な経路としていた。そのため、ベクトルポテンシャルは磁力線を中心に回転した配置となっていた。また、電気的な操作をしようとすると必ず磁場が現れていた(例えば、特許文献1参照)。

また、従来、空間に電界を発生させるためには、電極を対向させて、いわゆるコンデンサーの電極問の電界を使用していた。この場合、金属電極が外界に直接暴露されるので、周囲雰囲気によっては腐食や放電が発生する場合があった。また、コンデンサー構造なので、容量性の負荷インピーダンスとなり、インピーダンスが高くなり、インピーダンスマッチングが難しかった。さらに、電極が露出しているので、高電圧で感電する虞れがあった。
次に、その電界内部に導電性媒体を置いた場合であるが、従来は時間変動磁場を導体に印加すると、円を描くような渦電流となっていた。電流は円を描くため、任意簡所への直線的な電流を誘導させることができない場合があった。

さらに、導電性媒体として導線を用いた従来のトランスの場合は、一次コイルからの磁場が漏洩するため、他の機器に悪影響を及ぼすことがあった。特に、微細パターンを描画する電子ビーム機器や、誤動作が許されない医療機器、移動輸送機などでは厳重な磁気シールドが必要となっていた。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明の一態様は、磁場を発生させることなく、ベクトルポテンシャル場を発生させることが可能な、ベクトルポテンシャル発生装置、ベクトルポテンシャルトランス、シールド透過装置、非接触空間電界発生装置、ヌル回路、およびベクトルポテンシャル発生装置用の構造体、に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
導体が巻回されてなるソレノイドコイルを、少なくとも前記ソレノイドコイルとの接触部が絶縁性を有する基体に沿って、円環状に巻回することにより構成されてなるベクトルポテンシャルコイルと、
前記ソレノイドコイルと直列接続するように配された導体からなり、前記ベクトルポテンシャルコイルに流れる電流と等しい電流を反対方向に戻す、戻り電流用の導体と、
直列接続された状態にある前記ベクトルポテンシャルコイルと前記戻り電流用の導体の両端子間に、電気的に接続されてなる電源と、を含む、ベクトルポテンシャル発生装置であって、
前記ベクトルポテンシャルコイル及び前記戻り電流用の導体に電流を流すことにより、前記ベクトルポテンシャルコイルの巻回構造により形成された内部空間の中を、実質的に無磁場状態にするとともに、前記内部空間の中にベクトルポテンシャルを発生させる、ベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項2】
 
前記戻り電流用の導体は、前記ソレノイドコイルの巻回構造により形成された内部空間を貫通するように、配されている、請求項1に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項3】
 
前記戻り電流用の導体は、前記ソレノイドコイルの巻回構造と同軸で、電流の進行方向に対して該ソレノイドコイルと巻き方向が反対となるように巻回されて配されている、請求項1に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項4】
 
前記ソレノイドコイルの巻回構造は、前記巻回構造の内側に、高透磁率の材料からなる部位を備える、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項5】
 
前記戻り電流用の導体は、前記ソレノイドコイルが円環状に巻回する前記基体に沿って、電流の進行方向に対して巻き方向が同一方向となるように巻回されて配されている、請求項1に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項6】
 
前記基体が、円筒状である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項7】
 
前記基体が、ドーナツ状である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項8】
 
前記基体が、円板状である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項9】
 
前記基体が、球状又は多面体である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項10】
 
請求項6、8、9のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置と、
円筒状、円板状、球状又は多面体の前記基体の内部に配された二次導体と、を備え、
前記二次導体の両端が、それぞれ前記基体の異なる端部から導出されている、ベクトルポテンシャルトランス。

【請求項11】
 
請求項10に記載のベクトルポテンシャルトランスであって
前記ベクトルポテンシャルトランスを構成する二次導体が、その長手方向に亘って、前記基体より小口径である円筒状の金属の内部に配されている、シールド透過装置。

【請求項12】
 
請求項7に記載のべクトルポテンシャル発生装置と、
ドーナツ状の前記基体の内部に、トロイダル方向に平行に配された二次導体と、を備える、ベクトルポテンシャルトランス。

【請求項13】
 
請求項6、8、9のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置を備え、
前記ベクトルポテンシャルコイルに交流電流を流すことにより、前記交流電流の時間微分に比例し、方向がベクトルポテンシャルコイルの軸と平行な電界を発生させる、非接触空間電界発生装置。

【請求項14】
 
請求項6、8、9のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置と、
前記基体の内部に配された二次導体と、を備え、
前記二次導体の入出力端子が、両方とも前記基体の同一側の端部から導出されており、
前記ベクトルポテンシャルコイルに電流を流すことにより、
前記ベクトルポテンシャルコイルに与える信号にも、前記二次導体の引き回しにも依存せず、前記二次導体の両端の電圧がゼロにキャンセルされる、ヌル回路。

【請求項15】
 
請求項1乃至9のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置から、前記基体を除いてなる、ベクトルポテンシャル発生装置。

【請求項16】
 
請求項1乃至9のいずれか一項に記載のベクトルポテンシャル発生装置から、前記基体と前記電源とを除いてなる、ベクトルポテンシャル発生装置用の構造体。

【請求項17】
 
導体が巻回されてなるソレノイドコイルを、少なくとも前記ソレノイドコイルとの接触部が絶縁性を有する基体に沿って、円環状に巻回することにより構成されてなるベクトルポテンシャルコイルと、
前記ベクトルポテンシャルコイルの両端子間に、電気的に接続されてなる電源と、を含む、ベクトルポテンシャル発生装置であって、
前記ソレノイドコイルにより発生するベクトルポテンシャル成分と、前記ベクトルポテンシャルコイルの電流流入端子から電流流出端子に向けて電流が流れることによる前記基体の中心軸と平行に発生するベクトルポテンシャル成分が、加算または減算されるように、
前記ソレノイドコイルの巻方向と、前記基体に沿って円環状に巻回する巻方向を、同一方向、または、逆方向の構造とする、ベクトルポテンシャル発生装置。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2015555056thum.jpg
State of application right Registered
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