JP2001126550A - 高周波大電流用可撓性導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波大電流を供給するための渡り配線とし
て使用可能な且つ供給対象が移動することを許容する可
撓性を有する導体を提供する。 【解決手段】 絶縁被覆を施した素線を綯って形成した
高周波通電損失の小さいリッツ線５の複数条を編み合わ
せて形成した放熱面積の大きいリッツ線編組４の両端
に、一括して導通がとれるように金属製の端じまい端子
６を取り付けてなる電路アッセンブリ２を、可撓性の且
つ絶縁性のホース１１の両端に金属製のホース継手１２
を取り付けて成るホースアッセンブリ３の中空部内に納
め、両端の端じまい端子６をホース継手１２にろう接し
て、両端のホース継手１２を通電端及び冷却水の通水端
とする高周波大電流用可撓性導体１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波大電流を供
給するための渡り配線として使用するのに好適な可撓性
導体に関し、特に、冷却機能を備えた可撓性導体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高周波誘導加熱を行う際には、誘導子に
対して数百〜数千Ａの高周波大電流を供給する必要があ
り、従来は高周波電流を供給するトランスと誘導子との
間の渡り配線としてブスバーが使用されていた。このブ
スバーは、断面が細長い矩形状の銅板を２枚、絶縁材を
挟んで配置し、その２枚の銅板で電流の往復路を形成し
たものであり、銅板の断面の縦横比を大きくとることで
表面積を大きくして表皮電流の流路断面積と放熱性を確
保し、且つ往復路を近接配置したことで、発生する電界
を互いに打ち消してリアクタンスを小さくし、これによ
って電圧降下を抑え、強制冷却することなく放冷で使用
できるという利点を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブスバ
ーには可撓性がほとんどなく、従って、トランスを定位
置に配置し、誘導子のみを移動させるという使用形態を
とることができなかった。また、２枚の銅板を近接配置
したことによる近接効果により、高周波電流は銅板の断
面を均等には流れず、他の銅板に近接した薄層部分に集
中して流れており、このため、銅板の断面全体が有効に
は利用されておらず、断面積が大きい割には通電損失が
小さくないという問題もあった。一方、可撓性に優れた
導体としては、絶縁被覆を施した素線を多数綯って構成
したリッツ線が知られており、これを高周波電流の渡り
配線に利用することが考えられる。リッツ線では各素線
が他の素線から絶縁されているため、多数の素線をほぼ
均一に電流が流れ、このため断面積相応に通電損失を小
さく抑えて高周波の大電流を流すことができる。しかし
ながら、リッツ線を用いて高周波大電流を流した場合、
リッツ線の断面が円形であるため表面積（放熱面積）が
小さく、このためリッツ線が発熱して高温になってしま
うという問題が生じる。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、高周波大電流を流すのに適し、且つ大電流による
大きな発熱を満足に抑えうる冷却機能を備えた、可撓性
導体を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべくな
された本発明の可撓性導体は、高周波大電流を流すこと
の可能なリッツ線の複数条を編み合わせてリッツ線編組
を形成し、そのリッツ線編組を可撓性の且つ絶縁性のホ
ース内に収納し、そのホースに通水してリッツ線編組を
水冷する構成としたものである。リッツ線編組は、高周
波大電流を流しても大きな損失が生じないように構成で
きると共に優れた可撓性を有しており、更に表面積（放
熱面積）が大きいので、これをホース内に収容して水冷
することで効率良く冷却することができ、従って、本発
明の可撓性導体は、高周波大電流を流すのに適している
と共に優れた可撓性、冷却機能を発揮することができ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の一つの実施形態による可
撓性導体は、絶縁被覆を施した素線を綯って形成した高
周波通電損失の小さいリッツ線の複数条を編み合わせて
形成した放熱面積の大きいリッツ線編組の両端に、一括
して導通がとれるように金属製の端じまい端子を取り付
けてなる電路アッセンブリを、可撓性の且つ絶縁性のホ
ースの両端に金属製のホース継手を取り付けて成るホー
スアッセンブリの中空部内に納め、両端の端じまい端子
を両端のホース継手にろう接して該ホース継手を通電端
とする可撓性の電路を形成すると共に、前記ホースアッ
センブリの内部に残された隙間を以て前記ホース継手を
通水端とする可撓性の冷却水路を構成したものである。
この構成により、両端のホース継手を高周波電流の供給
源及び誘導子にそれぞれ接続した渡り配線として使用す
ると、複数条のリッツ線によって高周波大電流を誘導子
に供給でき、その際のリッツ線における発熱は、一方の
ホース継手から供給され、ホース内を流れて他方のホー
ス継手から排出される冷却水によって効率よく除去する
ことができる。また、この可撓性導体は、可撓性の優れ
たリッツ線編組を可撓性のホース内に収納した構成であ
るので良好な可撓性を備えており、このため、高周波電
流の供給源を動かすことなく、誘導子を必要に応じて移
動させることができる。

【０００７】ここで、前記リッツ線編組に用いるリッツ
線としては、直径が１０ｍｍ以下のものを用いることが
好ましく、この構成により、前記リッツ線編組の放熱面
積を高位に確保できる。

【０００８】また、前記端じまい端子として、その先端
部を前記ホース継手内に容易に納まる寸法に形成し、根
元部の外径を先端部より小さく形成した筒状体を用い、
前記根元部の外周面に、複数のリッツ線から解きほぐし
た素線群を周方向に振り分けてろう接して取り付け、前
記先端部においてホース継手とのろう接を行った構成と
することが好ましい。この構成とすると、リッツ線編組
を構成する素線群の各素線が筒状体の外周面に、概ね至
近距離に位置した状態でろう接されるところとなって、
端じまい端子から各素線への導通を実質的に電気抵抗の
無視できるレベルに確保できる。

【０００９】更に、前記したホースとして、絶縁材繊維
を斜め格子状に編んで筒状化した編組により強化したゴ
ムホース又は樹脂ホースを用いることが好ましい。この
構成のホースでは、このホースをホース継手に差し込ん
だ状態で引っ張ると、筒状化した編組の径が縮小し、自
動的にホース継手を強く締め付けることとなり、不都合
な誘導発熱の防止策を要する締め付け金具を用いなくて
も、ホース継手からの抜け落ちを防止できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例による高周波大電流用
可撓性導体の部分断面概略平面図、図２はその可撓性導
体を分解して示す概略平面図、図３はその可撓性導体の
端部の概略断面図、図４はその可撓性導体の中間部分の
概略断面図である。全体を参照符号１で示す可撓性導体
は、電路アッセンブリ２とそれを収容する中空のホース
アッセンブリ３を有している。

【００１１】電路アッセンブリ２は、複数条のリッツ線
５を編み合わせて形成した放熱面積の大きいリッツ線編
組４の両端に、一括して導通がとれるように金属製の端
じまい端子６を取り付けてなるものである。ここで使用
するリッツ線５は、エナメル等の絶縁被覆を施した素線
を多数本を綯って形成したものであり、多数の素線が互
いに絶縁されていることから各素線を高周波電流が均等
に流れ、高周波通電損失を小さくできる特性を備えてお
り、また、多数の細い素線を縄状に綯った構成のため、
優れた可撓性も備えている。このリッツ線５は、多数の
素線を単に撚り合わせたものでもよいし、複数の素線を
撚り合わせた撚り線の複数条を撚り合わせて縄状に構成
したものでもよいし、更にはこのようにして形成した縄
状の撚り線の複数条を更に撚り合わせて縄状に構成した
もの等でもよい。リッツ線５を構成する素線の本数が多
い場合には、複数の素線を撚り合わせた撚り線の複数条
を更に撚り合わせる構成が、ばらけにくく好ましい。使
用する素線の径としては、通常、可撓性を損なうことが
ないように、０．０３〜１．０ｍｍ程度に設定される。
リッツ線を構成する素線数は１０〜３０００本の広範囲
に選定され、素線数が４０本を越えるような場合には、
複数組に分けてそれぞれを撚り線とし、それを撚り合わ
せる構成とするとか、複数条の撚り線を撚り合わせて形
成した撚り線を更に複数条撚り合わせる構成等とするこ
とが好ましい。

【００１２】リッツ線編組４は、複数条のリッツ線５を
編み合わせて形成したものであり、その形態としては、
紐状（組紐）、帯状、筒状等任意である。複数条のリッ
ツ線５からなる編組４は、同数のリッツ線５を密に撚り
合わせて形成した大径のリッツ線に比べて優れた柔軟性
を備えると共に大きい表面積（放熱面積）を有してお
り、このため、この編組４で構成した可撓性導体１は優
れた可撓性を備え且つその編組４を水冷することで良好
に冷却可能である。ここで、リッツ線編組４を構成する
各リッツ線５の直径及びリッツ線５の条数は、リッツ線
編組４に通すべき高周波電流に応じて通電断面積が確保
されるように定めるものであるが、放熱面積が高位に確
保できる１０ｍｍ以下の直径のリッツ線を用いて、編組
の可撓性が確保しやすい３〜１０本の条数で構成できる
ようなリッツ線直径−条数の組み合わせとすることが望
ましい。

【００１３】リッツ線編組４の端部に配される金属製の
端じまい端子６は、リッツ線編組４に導通が取れるよう
に接続され、且つ後述するホース継手１２に導通を取っ
て固定されると共に冷却水を通過させ得る構成のもので
あれば任意であり、ここでは、中空筒状体が使用されて
いる。この端じまい端子６は、その先端部６ａ（リッツ
線編組４を連結する側とは反対側の端部）を、ホース継
手１２内に容易に納まる寸法の大径部を有する形状と
し、根元部６ｂを外径がその大径部より小さい小径部と
したものであり、この根元部６ｂの先端領域には横孔６
ｃが設けられていて、根元部６ｂの外側にも冷却水流が
行き亘るようになっている。又、根元部６ｂの外周面
に、複数のリッツ線５から解きほぐし且つ絶縁材を除去
した素線群５ａを周方向に振り分け、符号Ａで示す領域
に亘ってろう接し、ろう接部７を形成することにより取
り付けている。この構成により素線群５ａの各素線が根
元部６ｂの外周面に、概ね至近距離に位置した状態でろ
う接されるところとなって、端じまい端子６から各素線
への導通を実質的に電気抵抗の無視できるレベルに確保
できる。なお、必要に応じ、端じまい端子６の根元部６
ｂの外周面に振り分けた素線群５ａを、その外側から適
当な締め付けバンドによって根元部６ｂに締め付けて固
定した状態で端じまい端子６にろう接してろう接部を堅
牢にしてもよい。

【００１４】電路アッセンブリ２を収容する中空のホー
スアッセンブリ３は、ゴムホース又は樹脂ホース等の可
撓性の且つ絶縁性のホース１１の両端に金属製のホース
継手１２を取り付けて成るものである。ここで使用する
ホース継手１２は、端じまい端子６と導通を取ることが
できるものであれば任意であり、公知のホース継手を使
用できる。本実施例では、ホース継手１２として、ホー
ス１１に挿入、固定される継手本体１２ａと、その継手
本体１２ａの先端に保持され、他の継手に接続するため
のユニオンナット１２ｂを備えたものを用いている。前
記した端じまい端子６はこの継手本体１２ａ内に挿入さ
れ、その先端部６ａを継手本体１２ａの内面にろう接
し、ろう接部１３を形成することで、固定されている。
かくして、ホース継手１２は端じまい端子６を介してリ
ッツ線編組４に電気的に導通されることとなり、ホース
継手１２、端じまい端子６及びリッツ線編組４は、ホー
ス継手１２を通電端とする可撓性の電路を形成する。ま
た、一方のホース継手１２から冷却水を供給すると、そ
の冷却水は端じまい端子６を通り抜けてホース１１内に
入り、ホース１１の内部に残された隙間を流れて反対端
のホース継手１２から流出することができ、ホース１１
内を通過する際にリッツ線編組４の広い外表面（放熱
面）に接触して効率良く冷却できる。従って、ホース継
手１２及びホース１１は、ホース継手１２を通水端とす
る可撓性の冷却水路を構成する。

【００１５】ホース１１としては、可撓性と絶縁性を有
するゴムホース、樹脂ホース等が使用可能であるが、な
かでも、絶縁材繊維を斜め格子状に編んで筒状化した編
組１４により強化したホース１１を用いることが好まし
い。この構成のホース１１を用いると、強度が大きいの
みならず、そのホース１１がホース継手１２から抜けに
くいという利点が得られる。すなわち、この強化ホース
１１をホース継手１２に差し込んだ状態で引っ張ると、
筒状化した編組の径が縮小し、自動的にホース継手を強
く締め付けることとなり、締め付け金具を用いなくて
も、ホース継手からの抜け落ちを防止できて締め付け金
具の誘導発熱問題が苦もなく回避される。

【００１６】次に、この構成の可撓性導体１の使用例を
説明する。図５は可撓性導体１の使用例を示す概略平面
図であり、１５は被加熱材である棒材、１６はその棒材
１５を誘導加熱するための環状の誘導子であり、内部に
冷却水を通すことができるよう中空構造に作られてい
る。１６ａ、１６ｂは誘導子１６の接続端であり、この
接続端１６ａ、１６ｂにそれぞれ、可撓性導体１の一端
のホース継手１２が接続されている。１８は誘導子１６
に高周波電流を供給するためのトランス、１８ａ、１８
ｂはトランス１８の接続端であり、高周波電流を供給す
る構成となっている。この接続端１８ａ、１８ｂは、中
空となっていてホース継手１２に接続可能な構成であ
り、且つその先端部分に枝管１８ｃ、１８ｄが設けら
れ、冷却水を供給、排出するようになっている。接続端
１８ａ、１８ｂには可撓性導体１の他端のホース継手１
２が接続され、且つ枝管１８ｃ、１８ｄには冷却水の供
給管、排出管がそれぞれ接続されている。

【００１７】この構成により、トランス１８が可撓性導
体１、１を介して誘導子１６に高周波大電流を供給し、
誘導子１６が棒材１５を加熱する。この加熱動作の間、
枝管１８ｃから供給された冷却水が一方の可撓性導体１
のホース１１内を流れてリッツ線編組４を冷却し、次い
で誘導子１６を流れてその誘導子１６を冷却し、更に他
方の可撓性導体１のホース１１内を流れてリッツ線編組
４を冷却し、その後、枝管１８ｄから排出される。かく
して、可撓性導体１による高周波大電流供給にもかかわ
らず、可撓性導体１内のリッツ線編組４が良好に冷却さ
れ、過熱するということがない。また、誘導子１６を移
動させる必要がある時には、可撓性導体１、１が容易に
変形できるので、トランス１８を移動させることなく誘
導子１６のみを移動させることができる。かくして、誘
導子１６をトランス１８と共に移動させる場合に比べ
て、簡単な機構で且つ容易に誘導子１６のみを移動させ
ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明の可撓性導体は、
高周波大電流を流すのに適したリッツ線の複数条を編み
合わせてリッツ線編組を形成し、そのリッツ線編組を可
撓性のホース内に収容し、そのホースに通水してリッツ
線編組を水冷する構成としたことにより、高周波大電流
を流すことができると共に優れた可撓性、冷却機能を発
揮することができ、誘導子等の高周波大電流を供給する
対象を移動させる必要のある用途に好適に使用できると
いう効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による高周波大電流用可撓性
導体の部分断面概略平面図

【図２】図１に示す可撓性導体を分解して示す概略平面
又は断面図

【図３】図１に示す可撓性導体の端部の概略断面図

【図４】図１に示す可撓性導体の中間部分の概略断面図

【図５】図１に示す可撓性導体の使用例を示す概略平面
図

【符号の説明】

１ 可撓性導体 ２ 電路アッセンブリ ３ ホースアッセンブリ ４ リッツ線編組 ５ リッツ線 ５ａ 素線群 ６ 端じまい端子 ６ａ 先端部 ６ｂ 根元部 ７ ろう接部 １１ ホース １２ ホース継手 １２ａ 継手本体 １２ｂ ユニオンナット １３ ろう接部 １５ 棒材（被加熱材） １６ 誘導子 １８ トランス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁被覆を施した素線を綯って形成した
   高周波通電損失の小さいリッツ線の複数条を編み合わせ
   て形成した放熱面積の大きいリッツ線編組の両端に、一
   括して導通がとれるように金属製の端じまい端子を取り
   付けてなる電路アッセンブリを、可撓性の且つ絶縁性の
   ホースの両端に金属製のホース継手を取り付けて成るホ
   ースアッセンブリの中空部内に納め、両端の端じまい端
   子を両端のホース継手にろう接して該ホース継手を通電
   端とする可撓性の電路を形成すると共に、前記ホースア
   ッセンブリの内部に残された隙間を以て前記ホース継手
   を通水端とする可撓性の冷却水路を構成したことを特徴
   とする高周波大電流用可撓性導体。
2. 【請求項２】 前記リッツ線として直径が１０ｍｍ以下
   のものを用いて、前記リッツ線編組の放熱面積を高位に
   確保した、請求項１記載の高周波大電流用可撓性導体。
3. 【請求項３】 前記端じまい端子として、その先端部を
   前記ホース継手内に容易に納まる寸法に形成し、根元部
   の外径を先端部より小さく形成した筒状体を用い、前記
   根元部の外周面に、複数のリッツ線から解きほぐした素
   線群を周方向に振り分けてろう接して取り付け、前記先
   端部においてホース継手とのろう接を行った、請求項１
   又は２記載の高周波大電流用可撓性導体。
4. 【請求項４】 前記ホースとして、絶縁材繊維を斜め格
   子状に編んで筒状化した編組により強化したゴムホース
   又は樹脂ホースを用いて、ホース継手からの抜け落ちが
   締め付け金具によらずに防止されるようにした、請求項
   １、２又は３に記載の高周波大電流用可撓性導体。