JP2555308B2 - 電気導線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核融合装置のように高周波電流を高密度に
通電する必要がある装置に用いる電気導線に関し、特に
共振効果を利用して効率良く高周波電流の通電を可能と
した電気導線に関する。

〔従来の技術〕 高周波電流は、導線に流れる場合、表皮効果により導
線の表面に電流が集中し、中心部では電流をほとんど通
さない。このため、実質的に抵抗が増大することにな
り、導線の有している大きなインダクタンスのために、
所望の高周波電力を通電するには、高い電源電圧を必要
とする。これに対し、表皮効果をまぬがれる手段とし
て、薄い導板を積層する構成が考えられるが、積層薄導
板に高周波電流を通電すると、電磁相互作用により抵抗
が増大し、上記と同様に好ましくない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記の如く従来にあっては、導線の中心部
が通電に全く寄与していないことにより、実質的に抵抗
の増大を招いていることになり、引いては、効率の悪い
高周波通電となっている。

そこで、本発明は、共振効果を利用して効率良く高周
波電流の通電を可能とした電気導線を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、
次ぎのような手段を講じたことを特徴としている。即
ち、細導線にコンデンサを直列に接続した要素を複数個
束ねて電気導線を構成したことを特徴としている。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより、要素夫々に共振
効果により均一に交流電流を通電するようにし、実質的
にこの電気導線の中心部も通電に寄与せしめ、効率良く
高周波電流を通電可能としている。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成図であ
り、第２図は第１図の電気的な等価回路図である。

第１図において、１（1a,1b,1c,1d,1e）は夫々1mmφ
の細導線であり、この細導線１夫々にはコンデンサ２
（2a,2b,2c,2d,2e）を直列に接続して要素３（3a,3b,3
c,3d,3e）を形成し、これらは直径0.4（ｍ）のリング状
に束ねられ、各要素３の導出端部に高周波電源４が接続
さて本実施例の電気導線が構成されている。

第２図において、高周波電源４の電圧をV,電流をｉと
すると、各要素3a,3b,3c,3d,3eには、電流i1,i2,i3,i4,
i5が流れる。ここで、各要素３間の距離をｌとし、その
抵抗をＲ＝0.01（Ω），インダクタンスをＬ＝10
⁸（Ｆ），コンデンサ２をＣ＝10⁶（Ｈ）とすると、相互
コンダクタンスＭは以下のようになる。M21＝Ｌ×0.9
（Ｈ） M31＝Ｌ×0.8（Ｈ） M41＝Ｌ×0.7（Ｈ） M51＝Ｌ×0.6（Ｈ） M32＝M21 （Ｈ） M42＝M31 （Ｈ） また、本実施例の電気導線の電流−電圧の方程式は、 Ａ＝ｊωＬ＋1/jωＣであって、 コンデンサＣが無い場合は、 Ａ＝ｊωＬ＋Ｒであるとすると、第３図に示すマトリッ
クス図となる。

また、第４図は、コンデンサＣが無い場合における相
互コンダクタンスＭの影響による電流分布を示したもの
で、第５図はコンデンサＣが有る場合における相互コン
ダクタンスＭの影響による電流分布を示したものであ
り、両図より分るように、コンデンサＣが有る場合つま
り本実施例によれば、電流は均一化されることになる。
第６図はL,R,Cは上記と同じであってωは0.573×10⁷で
あり、電圧ｖが10（Ｖ）である場合の各要素３（Ｌ−Ｒ
−Ｃ回路）の各共振点の位相を示すもので、電流の電圧
に対するベクトル図である。

以上詳述したように本実施例によれば、各要素３には
コンデンサ２（Ｃ）が介挿されていることにより、高周
波電流は電気導線の実質的中心部にも流れるようにな
り、電気導線の断面を有効に通電部として用いることが
でき、よって電源電圧を増大することなしに効率の良い
通電が可能となる。

また、本実施例によれば、従来の比較して同一容量を
小径の電気導線で通電でき、コンパクトとなり有利であ
る。

第７図は上記実施例により高周波コイルを構成した
図、第８図は第７図におけるコンデンサの構成図であ
り、第１図と同一部分には同一符号を付している。

第７図の高周波コイルはｎ本の要素３を束ねて構成さ
れ、各要素３には均等に15ケ所に渡ってコンデンサ２が
形成されている。ここで、4a,4bは夫々電源４の電流供
給ラインである。上記におけるコンデンサ２は第８図に
示すように、細導線１の端部を凸部１−１と凹部１−２
とに形成し、これらを絶縁部Inを介して嵌合した構成と
している。

上記構成では、第１図の構成を利用していることから
小形コイルにして高周波高磁場が容易に実現できる。ま
た、コンデンサ２の容量Ｃを15ケ所に分割していること
から、電源４の電圧をかなり小さいものとすることがで
きる。

この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、細導線にコンデンサを
直列に接続した要素を複数個束ねて電気導線を構成した
ものである。

従って本発明によれば、要素夫々に共振効果により均
一に交流電流を通電するようにし、実質的にこの電気導
線の中心部も通電に寄与せしめることができ、効率良く
高周波電流を通電可能とした電気導線を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例の電気的な等価回路図、第３図乃至第６図は夫々同
実施例の作用を説明するための図、第７図及び第８図は
同実施例の応用例を示す図である。 １……細導線、２……コンデンサ、３……要素。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁材被服電気導線とコンデンサを直列結
   合した回路要素又は絶縁材被服電気導線とコンデンサを
   直列結合した閉じた回路要素を複数個高密度に束ねた高
   周波コイルで、前者に電気接続により後者に電磁誘導に
   より高周波起電力を与え一次共振モード等を励起したと
   き各々の要素の電流の大きさがほぼ等しく又位相が同じ
   で揃っている事を利用し電流抵抗を少なくしたもの。