(57)【要約】【課題】      電波を受信するアンテナは、従来は導電性があり電磁誘導作用を示す銅線などの金属で作り、アースも金属が用いられているが、有限資源の金属の代替として、導電性のある炭素繊維（ＣＦ）のアンテナとアースで電波を受信すると、電波受信性能がよいので、ＣＦに電磁誘導機能が存在する事を探る。【解決手段】  図２の電波受信回路に於て、アンテナ接続端子１−ＡにＣＦをアンテナとして接続し、アース接続端子２−ＥにＣＦをアースとして接続して、バリコン４−ＶＣで特定周波数の電波に同調させると、負荷接続端子７−ａと８−ｂに生ずる起電力と端子電流は、金属アンテナと金属アースを用いるよりも大きい。この結果から、ＣＦには金属より優れた電磁誘導機能がある事を確認できる。【選択図】図２
2009021968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未知であった炭素繊維（以下、ＣＦと略記）の電磁誘導機能を確認した本発明により、ＣＦの電磁誘導機能が金属より優れている事を利用して、ＣＦで作られるアンテナ（以下、ＣＦアンテナと呼称）。
【請求項２】
ＣＦの導電性を利用してアースに用いると、金属のアースより性能が優る事を確認した本発明により、ＣＦで作るアース（以下、ＣＦアースと呼称）。
【請求項３】
ＣＦの電磁誘導作用を利用して、ＣＦで作るコイル（以下、ＣＦコイルと呼称）。
【請求項４】
［請求項１］［請求項２］によって、アンテナ接続端子にＣＦアンテナを接続し、アース接続端子にＣＦアースを接続して電波を受信するゲルマラジオ（鉱石ラジオ）、又はそのキット。
【請求項５】
［請求項１］［請求項２］［請求項３］によって、アンテナ・コイル・アースからなる空中線回路に、ＣＦアンテナ・ＣＦコイル・ＣＦアースを用いて作る電波受信装置。
【請求項６】
未知であったＣＦの電磁誘導機能を確認した本発明によって、ＣＦの電磁誘導作用を利用して作られる製品、又は装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＣＦアンテナとＣＦアースをコイルに接続したゲルマラジオが感度良く聴取出来る事から、従来、ＣＦにその存在が知られていない電磁誘導作用の性質がある事を突止め、ＣＦアンテナとＣＦアースを接続してゲルマラジオが電波を受信して得られる電力は、金属アンテナと金属アースを接続してゲルマラジオが電波を受信して得られる電力より大きい事を見出したので、このＣＦの性質を利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  電波を受信する空中線回路（アンテナ・コイル・アース）に於て、アンテナとアースには従来より金属が使われており、特開２００３−１１１３１２の「電波電源システム」に於ける電波受信にも、従来からの金属アンテナが使われている。
又、アースは近くにある金属で大きい程よい（日刊工業新聞社発行：伊藤健一著「アースの話」）と言われるが、重くては持ち運び困難である。
このように、電波受信の空中線回路では金属使用が恒常となっており、これが電波受信性能の向上を阻んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  池の水をビンで汲み取るのに、ビンの口が小さくては水を汲み取りにくい。電波受信でも、受信の入り口である空中線回路の性能が、受信効率を左右する事は論を持たない。
そこで、電気伝導性と電磁波シールド性は知られているが、電磁誘導機能については未知であるＣＦをアンテナに、電気伝導性のよいＣＦをアースに用いて、空中線回路の性能を探ってみる事が、本発明が解決しようとする課題であると考えた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  課題を解決するための手段については、特願２００４−０４３６２２に於て開示済であるが、以下［０００５］［０００６］に再度記載する。
図１は、電波受信の基本回路であるゲルマラジオ（科学教材社のＲＡ−１Ｇ）の回路図である。
ゲルマラジオの原理は周知であるので省略する。
このアンテナ接続端子１−Ａ又はアース接続端子２−Ｅに各種の検体を接続して、負荷接続端子７−ａ、８−ｂに生ずる起電力と端子電流を測定する事で、課題を解決する手段を探った。
なお、ゲルマラジオは便宜上１１３４ｋＨｚ（東京の文化放送）に同調しておく。【０００５】        （アース材の選定）
アンテナ接続端子１−Ａを家庭用１００Ｖの電源コンセントに接続し、アース接続端子２−Ｅには各種の検体を接続して、負荷接続端子７−ａ、８−ｂに生ずる起電力と端子電流を測定した。
測定は１２時から１２時３０分の間に、東京都葛飾区金町の２階建家屋１階で行ない、（１）以外の検体の長さは便宜上２００ｃｍとし、（１）と同じコンクリート床面上に横たえた。
測定結果は次の通りである（数値は代表値で、決定値ではない）。
アース材の検体                    起電力（Ｖ）      電流（ｍＡ）
（１）小型印刷機（約４５０ｋｇ）          １．３５          ０．０４８
（２）２．６ｍｍφ鉄線（約４５ｇ）        ０．６０          ０．０２４
（３）２．６ｍｍφ銅線（約５０ｇ）        ０．６０          ０．０２４
（４）ＰＡＮ系ＣＦ１０束（約１６ｇ）      １．３５          ０．０４７
（５）ピッチ系ＣＦ１０束（約１８ｇ）      １．３３          ０．０４５
この結果、（４）は（１）と同程度の負荷出力をする事が観察される。
但し、ＰＡＮ系ＣＦは東邦テナックス社のＨＴＡ−１２Ｋ  Ｅ３０（三菱レイヨン社のＴＲ５０Ｓ  １５Ｌに相当）を、ピッチ系ＣＦは三菱化学産資社のＫ６３７６Ｕを用いた（以下、同）。【０００６】        （アンテナ材の選定）
［０００５］の結果から、ＰＡＮ系又はピッチ系を問わずＣＦは金属よりアース性能が優れている事が示されたので、アース接続端子２−Ｅには長さ２００ｃｍのＰＡＮ系ＣＦ１０束を接続し、アンテナ接続端子１−Ａには銅線又はＰＡＮ系ＣＦの各種検体をアンテナとして接続し、負荷接続端子７−ａ、８−ｂに生ずる起電力と端子電流を測定した。
なお、ピッチ系ＣＦは折れ易いので用いない。
測定は１２時から１２時３０分間に、東京都葛飾区東金町の江戸川河岸で行なった。
検体の長さは便宜上３６０ｃｍで垂直型アンテナ（図４−１３）とし、アースは江戸川護岸のコンクリートブロック面上に横たえた。
測定結果は次の通りである（数値は代表値で、決定値ではない）。
アンテナ材の検体                  起電力（Ｖ）      電流（ｍＡ）
（１）０．５ｍｍφ銅線（約６．６ｇ）      ０．５２          ０．０６
（２）ＰＡＮ系ＣＦ１束（約３．０ｇ）      ０．９２          ０．０９
（３）ＰＡＮ系ＣＦ２束（約６．０ｇ）      １．２５          ０．１２
（４）ＰＡＮ系ＣＦ１０束（約３０．０ｇ）  １．９４          ０．２１
（１）と（３）を比べてみると、（３）は（１）の約５倍の電力を得られる事が観察される。【０００７】  ［０００５］と［０００６］の結果を観察すると、空中線回路の性能はＣＦをアンテナとアースに用いると向上するので、この発電方法を「電波ＣＦ発電」と呼称し、電波ＣＦ発電が課題を解決するための手段である事を示した。
［０００６］の結果は、ＣＦに電磁誘導機能がある事を示している。即ち、電波を受信したＣＦアンテナ内に誘導起電力が生じ誘導電流が流れて、ＣＦアンテナは金属アンテナと同じ電磁誘導作用を起した事が分かる。
ＣＦの電磁誘導機能については、特願２００６−１９７４３２に於て、次の現象によって示した。
ＣＦで作ったコイル内に棒磁石を出し入れすると、コイルに誘導起電力が生ずる。あるいは、ＣＦ又は炭素が磁束を切るように動くと、ＣＦ又は炭素に誘導起電力が生ずる。【０００８】          （アンテナの型状別受信効果）
図２の空中線回路で、アンテナの型状別負荷出力を試行した。
試行は１２時から１２時３０分の間に、東京都葛飾区東金町の江戸川河岸で行なった。
図２回路は便宜上１１３４ｋＨｚ（東京の文化放送）に同調しておく。
アンテナの型状は図４の様な垂直型、Ｔ字型、逆Ｌ字型とする。地上からの高さは共通で、材質はＰＡＮ系ＣＦを用い、アンテナ接続端子１−Ａに接続した。
アースは長さ２００ｃｍのＰＡＮ系ＣＦ２０束を、江戸川護岸のコンクリートブロック面上に横たえ、アース接続端子２−Ｅに接続した。
測定結果は次の通りである（数値は代表値であって、決定値ではない）。
アンテナの型状                    起電力（Ｖ）      電流（ｍＡ）
（１）垂直型（ＰＡＮ系ＣＦ１０束）        ３．３２          ０．３０
（２）Ｔ字型（ＰＡＮ系ＣＦ１０束）        ４．３２          ０．３０
（３）逆Ｌ字型（ＰＡＮ系ＣＦ１０束）      ７．５２          ０．３２
この測定値を参考にして、用途によってアンテナ型状を選択する。【０００９】          （図２の回路から４−ＶＣを外した図３回路の負荷出力）
様々な周波数の電波から特定の電波を受信するために、図１、図２の回路では４−ＶＣを接続して同調回路を形成している。
アンテナには様々な周波数の電波による誘導電流が生じている。そこで、これらの合成電流による出力を４−ＶＣを外した図３の回路で計測した。
試行は１１時から１１時３０分の間に、東京都葛飾区東金町の江戸川河岸で行なった。
アンテナの型状は図４−１４のＴ字型で、材質はＰＡＮ系ＣＦ１０束を用いた。
アースは長さ２００ｃｍのＰＡＮ系ＣＦ２０束を、江戸川護岸のコンクリートブロック面上に横たえ、アース接続端子２−Ｅに接続した。
測定値は次の通りである（数値は代表値で、決定値ではない）。
起電力（Ｖ）：５．６０      電流（ｍＡ）：０．２０
この結果と［０００８］の（２）と比べると、同調回路が形成されている図２の回路では、ＶＣを外した図３の回路より起電力は小さいが、生ずる電流が多い事が観察される。【００１０】          （ＣＦアンテナ・ＣＦアースと金属アンテナ・金属アースによる負荷出力）
［０００９］の試行と同日同場所で、図３の回路に下記のＣＦアンテナとＣＦアースを接続した負荷出力と、同じく金属アンテナと金属アースを接続した負荷出力を測定した。
ＣＦアンテナ：ＰＡＮ系ＣＦ１０束（長さ３６０ｃｍ）
ＣＦアース：ＰＡＮ系ＣＦ２０束（長さ２００ｃｍ）
金属アンテナ：０．５ｍｍφ銅線（長さ３６０ｃｍ）
金属アース：２．６ｍｍφ銅線（長さ２００ｃｍ）
測定値は次の通りである（但し、アンテナの型状は図４−１３の垂直型とし、数値は代表値で決定値ではない）。
（１）ＣＦアンテナ・ＣＦアース：起電力（Ｖ）３．２５  電流（ｍＡ）０．１５
（２）金属アンテナ・金属アース：起電力（Ｖ）１．５４  電流（ｍＡ）０．０７
この結果からも、ＣＦのアンテナとアースは、金属のアンテナとアースより受信性能がよい事が観察される。
【発明の効果】
【００１１】  アースにＣＦを用いた場合、［０００５］によって長さ２００ｃｍのＰＡＮ系ＣＦ１０朿（約１６ｇ）は、約４５０ｋｇの金属塊（小型印刷機）とほぼ同等のアース性能がある事が示され、従来からアースは近くにある大きな金属塊と言われている説は否定された。
又、アンテナにＣＦを用いると、長さが３６０ｃｍの０．５ｍｍφ銅線（約６．６ｇ）より、長さが３６０ｃｍのＰＡＮ系ＣＦ１束（約３．０ｇ）が、優れた電波受信性能を示す事が［０００６］によって観察された。
この様なＣＦが電波受信現象を示すのは、ＣＦの電磁誘導作用によるもので、ＣＦの電磁誘導機能は金属の電磁誘導機能より優れている事が確かめられた。
従って、金属の代替として、金属より優れた受信性能のＣＦをアースとアンテナ又はコイルに使用する事で、次の様な本発明の効果がある。
（１）ＣＦの電磁誘導作用を利用して、電波を受発信するシステムの性能を高める事が      できる。
（２）ラジアルアースの敷設面積を縮小できる。
（３）大きな電力を使って発信されている電波を効果的に受信して発電する事で、電気      エネルギーの有効利用に役立つ。
（４）昼夜天候の別なく広範囲に飛び交う電波による電波ＣＦ発電と、太陽光発電、風      力発電、熱発電等との併用で、相互に短所を補う発電装置を作る事ができる。
（５）電波ＣＦ発電のために特定周波数の電波を発信する電波発信事業を創設できる。
（６）電波ＣＦ発電によって、小電力照明灯を容易に点す事が可能になり、無灯火地域      の解消に役立つ。
（７）避電装置にＣＦを備えて、避電性能を高める事が考えられる。
（８）化学的にも安定しているＣＦの用途が広がり、銅又は他の金属の消費を節約でき      る。
なお、ＣＦにはナノカーボンが存在する（日本実業出版社発行：武末高裕著「ナノカーボン革命」）ので、ＣＦの製造方法によってナノカーボンの含有量に変化があっても、これにより本発明は限定されない。
又、ＣＦが樹脂又は導電性接着剤又はナノカーボン又は金属によって加工されたものであっても、これにより本発明は限定されない。
更に、［請求項５］の電波受信装置（電波ＣＦ発電装置）が、複数個で並列又は直列にして用いられていても、これは本発明の範囲に入る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  多岐に亘る用途が考えられる本発明の電波ＣＦ発電は、実施するための形態を特定できないので、実施例によってその一端を示す。
【実施例１】
【００１３】  図１で、ゲルマラジオのアンテナ接続端子１−Ａに家庭用１００Ｖの電源コンセントを接続し、アース接続端子２−Ｅにアース（長さ２００ｃｍのＰＡＮ系ＣＦ１０束）を接続する。
場所は東京都葛飾区金町四丁目の２階建家屋の１階で、アースはコンクリート床面上に横たえる。
クリスタルイヤホンを負荷接続端子７−ａ、８−ｂに接続して任意の周波数、例えば文化放送（１１３４ｋＨｚ）に同調させると、７−ａ、８−ｂに生ずる起電力は１．３８Ｖで端子電流は０．０４８ｍＡを示し、ラジオ放送は感度良く聴取できた。
【実施例２】
【００１４】  ［０００９］の試行と同時間帯に、太陽光発電モジュール（動作特性１．０Ｖ・４００ｍＡ）の出力を計測し、次の値を得た。
起電力（Ｖ）：１．０５    電流（ｍＡ）：３１８．０
［０００６］［０００８］［０００９］で観察される様に、電波ＣＦ発電は起電力は太陽光発電より大きいが、生ずる電流は小さい。
そこで上記太陽光発電モジュールと、［０００９］の電波ＣＦ発電装置を直列に接続して、次の値を得た。
起電力（Ｖ）：６．９０    電流（ｍＡ）：１０．４５
この様に、互いに短所を補う事によって大きな電力が得られる。
電波ＣＦ発電は昼夜を通して２４時間作動が可能であるので、太陽光発電と風力発電又は熱発電に連結して、大きな効果を挙げる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  ゲルマラジオ（鉱石ラジオ）の回路図
【図２】  図１回路に、電解コンデンサを並列に接続した回路図
【図３】  図２の回路から４−ＶＣを外した回路図
【図４】  アンテナの型状を表わす図
【符号の説明】
【００１６】  １  アンテナ接続端子Ａ
２  アース接続端子Ｅ
３  コイルＬ（ＳＭ２４６７）
４  バリコンＶＣ
５  検波器Ｄ（ゲルマニウムダイオード１Ｎ６０）
６  抵抗器Ｒ（１ＭΩ）
７  イヤホン接続端子ａ
８  イヤホン接続端子ｂ
９  電解コンデンサＣ１（３３μＦ／１６Ｖ）
１０  負荷接続＋端子ｃ
１１  負荷接続−端子ｄ
１２  電解コンデンサＣ２（４７μＦ／５０Ｖ）
１３  垂直型アンテナ（長さ３６０ｃｍ）
１４  Ｔ字型アンテナ（垂直の長さ３６０ｃｍ、水平の長さ７０ｃｍ）
１５  逆Ｌ型アンテナ（垂直の長さ３６０ｃｍ、水平の長さ７０ｃｍ）
【図１】
2009021968.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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