JP2001508585A - 配電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 第１の実質的に平らな導体（１）と、又、第２の実質的に平らな導体（２）とから成り、上記２つの導体は実質的に平行に載置され、絶縁体（３）によって離されており、少なくとも上記導体のうち１つ（２）は高い比透磁率を有する材料からなる更なる要素（４）と関連して設けられている、高周波交流電流を分配する配電線。高い比透磁率を有する第２の要素（５）は、もう１つの導体（１）と関連するよう設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 配電線 本発明は、電力配電線に関するもので、より詳しくは、高周波交流電力供 給を分配するの適した、電力配電線に関するものである。 特定の地域内で相互に離れた場所にある多くの装置には、単一の高周波交 流電源から電力を供給するのが望ましいと考えられてきた。そのようなシステム によれば、１つの電源から多くの装置に電力を供給できるので、コスト低減にな るし、電力が供給される特定の装置から、上記電源そのものを離れて設置するこ とができる等の様々な利点がある。これにより、使用場所ごとにかさばる電源を 設置する必要がなくなる。 更なる利点は、異なる結合変圧器を、上記配電線と電力を供給する様々な 装置との間に使用することにより、１つの電源から、異なる電圧および／または 電流の要求事項を有する多くの装置に動力を供給できることである。 １００ｖ迄で、またはたとえ１ｋｖの電圧までであっても、２０ｋＨｚか ら２ＭＨｚの間の周波数で動作する、比較的低電圧の交流電圧配電システムにお いて、主な問題点となるのは、上記システムにおける比較的高レベルの電流の結 果として生じる‘Ｈ’界即ち磁界に起因する電波干渉である。 回路内の正弦波交流電流によって生じる、磁束の合計値は、その閉回路に よって形成される面積に依存すると理解されている。閉回路が大きければ大きい 程、その合計磁束は大きくなる。 異なるタイプの配電線を使用して、高周波電力を分配することが提案され てきた。 一般的な絶縁被覆物によって互いが平行にかつ近接して保たれている、２ 本１組のワイヤを使用することが提案されてきた。これによれば、上記２本のワ イヤの間の閉回路で規定される領域を最小限にとどめることができ、従って、上 記磁束を最小限にとどめることができる。これは安価な手段であり、磁束も中程 度であるのだが、ワイヤ近傍での磁界が非常に高い。１組のより合わせワイヤは 、２つの別々の絶縁されたワイヤが、一方のワイヤを他方のワイヤの周りにねん 回することによって、互いに隣り合わせになっており、これも又非常に安価で、 しかも、効果的に‘回転’磁界が遠方において相殺するので、遠方での磁界が小 さいという利点をも有する。しかしながら、ワイヤ近傍での磁界が非常に高い。 より高価な先行技術の配電線としては、遮蔽されたワイヤ等があり、例え ば、磁気箔遮蔽ラッピングを備えるか、同軸ケーブルを備えた、より合わされた １組のワイヤ等である。これらの方法は、より高価だが、電気的接続を確立する のが難しい。 本発明は、改良された配電線の提供を目的とする。 本発明によれば、第１の実質的に平らな導体と、第２の実質的に平らな導 体とから成り、上記２つの導体は実質的に平行に載置され、絶縁体によって離さ れており、少なくとも上記導体のうち１つは高い比透磁率を有する材料からなる 要素と関連して設けられている高周波交流を分配する配電線を提供する。 好ましくは、高い比透磁率を有する第２の要素が、もう一方の導体と関連 して設けられている。 本発明の一態様において、上記高い比透磁率を有する要素が、上記導体と 直接接続している。 または、絶縁体が、高い比透磁率を有する要素と、その要素と関連して設 けられている導体との間に位置する。 好ましくは、高い比透磁率を有する要素が、その要素と関連して設けられ ている平らな導体より横方向に幅が広いものである。 便利なことに、各導体が、銅または銅合金からなる。 有利なことに、上記高い比透磁率を有する要素が、非晶質または極小結晶 金属からなる。 好ましくは、上記高い比透磁率を有する要素を形成する金属が鋼またはコ バルト／鋼合金からなる。 便利なことに、上記高い比透磁率を有する要素が１０⁵のオーダーの高い 比透磁率を有する。 好ましくは、高い比透磁率を有する材料からなる要素が箔である。 便利なことに、上記第１導体が、コアと、上記コアの両面に、コアと平行 して伸びる複数の部分からなる。 上記配電線には、外側の絶縁スリーブが備えられている。 上記配電線には、上記２つの導体に対して、それぞれ電気的に接続する２ つの腕を有するクリップが関連して設けられている。 本発明は、また、冷却された回転ドラムの周りに銅テープを巡らせ、上記 銅テープ上に、上記ドラムと接触して冷却された時に高い比透磁率を有する箔を 形成する材料を吹き付けることからなる、配電線に利用する部品の製造方法に関 する。 本発明をより分かり易くし、更にその特徴を理解されるように、本発明は 、下記図面を例として参照して、詳述される。 図１は、本発明による配電線の図であり、明瞭化のために、一部切り取り 図となっており、 図２は、本発明の第２の態様の、図１に相当する図であり、 図３は、本発明の第３の態様の、図１に相当する図であり、 図４は、図１の態様の部品を作るのに利用されるドラムの図であり、そし て、 図５は、上記ドラムを使用して作られた部品の図である。 添付図面の内、まず図１を参照する。これは、配電線の一例の図であり、 例えば、１００ｖまで、または、１ｋｖまでもの電圧（一般的には８４ｖの電圧 ）で、動作周波数２0ｋＨｚ〜２ＭＨｚの送電に適しており、好ましくは２０〜 ２００ｋＨｚ周波数域であり、最も好ましくは６０ｋＨｚの周波数である。上記 配電線は、２本の主導体１、２からなる。上記導体の各々は、実質的に平ら、例 えば、方形の断面で、相対する平行で平らな２面を有する。上記導体は、銅、若 しくは、銅合金からなり、流れる電流によって、厚さ０．０２５〜０．２５ｍｍ で、幅は３０ｍｍ迄のものである。 ２つの導体は、絶縁材シート３で隔てられている。上記絶縁材は、例えば 、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の適当なプラス チックであればよい。上記絶縁材シート３の厚さは上記導体１及び２に印加され る電圧によるが、一般的には、０．１ｍｍのオーダーである。 図１で表される態様では、上記絶縁材シート３は上記導体１及び２よりも 幅が広い。高い比透磁率を有する材料からなる箔４は、上記導体２と関連して設 けられている。一般的には、上記箔の比透磁率は、１０⁵のオーダーである。上 記箔４は、上記絶縁材層３と反対側の上記導電材２の面に固定されている。上記 箔４の幅は、上記導電材２の幅より広いので、上記箔の一部は、上記導電材２の 横幅より突出している。 上記箔４は、鋼またはコバルト／鋼合金のような、非晶質または極小結晶 金属からなる。そのような金属は、高抵抗率を有する。 一般的には、この種の高い比透磁率を有する箔は、例えば、秒速、摂氏１ ０⁶度等の非常に急激な温度変化のもとで、溶融金属を急冷することにより作ら れる。上記溶融金属は、冷却された急速回転ドラムに吹き付けられる。上記金属 は、上記ドラム上で冷却し、帯状の形状で、上記ドラムからはがされる。 高い比透磁率を有する上記箔４は、磁界の低磁気抵抗通路となることが分 かっており、図１に図示されたような配電線が使用されると、上記箔が配置され た配電線の一面で、高周波障害の原因となる磁束は１００分の１（高い比透磁率 を有する箔を用いない同等の配電線に比べて）となり、上記配電線の他面で、磁 束は１０分の１となる。 従って、図１の配電線を使用すると、充分な利点がある。上記配電線を例 えば自動車に使用する場合、上記箔４を備えた配電線は、プラスチック、アルミ ニウムや軟鋼からなる要素を有する自動車の本体近傍に位置される。軟鋼のよう な材質は、非常に‘損失率’が高く、配電線の高い比透磁率を有する上記箔が実 際に導体１、２と、自動車の軟鋼からなる部品との間に位置するように配備され れば、渦電流による損失は最小限に押さえられる。 図１の態様は、上記箔４に対応する第２の箔を備えることにより変形例と することが可能であり、上記第２の箔は、導体１の露呈面に固定される。 図２は、上記導体１、２が上述の通りで、絶縁層３が上記導体１、２の幅 と等しい、第２の態様を表している。この態様では、高い比透磁率を有する上記 箔４は、導体２と接触して配置されているが、その幅は、上記導体２の幅と等し くなっている。高い比透磁率を有する材質からなる第２の箔５は、上記箔４と同 様の材料で同様に構成され、上記導体１に接して設けられている。 上記導体１、２に隣接する高い比透磁率を有する箔を配備することにより 、上記配電線の両面で電波障害信号を発生する磁束を約１，０００分の１に減少 することができる。図２の態様では、上記箔は上記導体の幅と等しい。これによ り、配電線は扱い易くなり、必要な場合、絶縁被覆物を取り付けるのが容易とな る。しかし、上記箔４と５が上記導体１、２より幅が広くないので、上記箔４、 ５によって提供されるシールド効果は、上記箔４、５が上記導体１、２の幅より 広い場合に得られる効果程大きくない。 図３は、本発明の更に別の態様を表している。本発明のこの態様では、前 記銅の導体１には、上記配電線の軸方向に伸びる、中心のコア領域１０が備えら れており、その両側に間隔をおいた２つの領域１１、１２が、上記コア領域１０ と平行して伸びている。同様に、前記銅の導体３は中心コア領域１３とその両端 の間隔をおいた２つの領域１４、１５からなる。上記導体１と２は、絶縁層３に よって離隔されている。上記導体１は、薄い絶縁層１６によって、高い比透磁率 を有する箔５から離れている。同様に、上記導体２は薄い絶縁層１７によって上 記箔４から離れている。上記各導体１と２の様々な部品間の隙間には、アクリル 接着剤のような接着剤が充填される。 上述の構成全体が、プラスチック等の適当な絶縁材の外被１８によって被 覆される。 図３の態様では、高い比透磁率を有する材質からなる箔の層が、導電性の層と離 隔して置かれており、両者はそれぞれの絶縁材の薄い層を介して関連するよう備 えられている。 図３の態様では、各導電性層は、中心コアと、上記コアから間隔を置いて 、平行に伸びるその他複数の部品とからなると解される。この種の配置によって 、他の配置方法では、比較的大きく平らな導電性コアの端に起こる、渦電流を減 少させることが分かっている。上記導電性材料の様々な部品間に接着剤を用いる ことによって、図３に表された配電線をなす積層を形成する様々な層が、互いに 相対的に予め決められた位置を保つことを確実にするのに役立つ。 上述のタイプの配電線は、非常に低いインダクタンス、低抵抗と高キャパ シタンスを提供することが分かっている。上記配電線によって提供される上記キ ャパシタンスは、例えば、共振回路の一部として、上記配電線を通る供給電力と して利用される発電機の回路に組み込まれてもよい。 導体１と２の間の絶縁シート３には、キャパシタンスが高品質で、即ち、 電力損失が低い、適切な絶縁材を使用するのが好ましい。上述のポリエステル材 は良好な特性を提供し、中低温での使用に適している。ポリフェニレンは、より 良好な特性を提供するが、低温での使用にしか適さない。ポリエチレンスルフィ ドは、良好な特性を提供し、中高温での使用に適している。 図４は、例えば、図１の態様の一部をなす部品を作る方法を示している。 図４を参照する。適切な材質、例えば銅からなるドラム２０が備えられており、 それは速く回転される。上記ドラムの内部を冷却する手段が備えられている。こ の態様では、溝２１が上記ドラムの外周につけれている。上記溝２１と同じ横断 面の銅テープ２２が配備され、上記溝に供給される。 噴霧器２３が、溶融鋼または鋼／コバルト合金の溶融材を、回転するドラ ムの外周に吹き付け得るように配備されている。上記ドラムの表面が冷却されて いるため、上記スプレーされた溶融材は急速に冷え、そして、上記テープ２２が 上記ドラムからはがれる際、図５に図示される高い比透磁率を有する材質からな る箔２４を伴って一緒にはがれる。上記箔は、上記銅テープより幅が広い。 図５は、上記銅テープ２２と上記箔２４の断面図である。その組み合わせ は、図１の態様の導体２と箔４として使用され得る。 図６は、図２の上記配電線の使用を表している。クリップ２５には、間隔 をおいた２つのブレード２６、２７が備えられており、上記配電線の相対する面 に、はめられる。高い比透磁率を有する箔４と５は、非晶質で従って高抵抗であ るが、にもかかわらず、上記クリップ２５の上記ブレード２６、２７は、上記箔 ４と５のかなりの部分と係合しているため、クリップの腕は適正な電力取り出し 口となる。上記クリップの腕は、例えば、適正な変圧器や、電力の供給先に上記 変圧器から伸びているリード２９を収容するハウジング２８に接続している。 上述の配電線が、一方の導体に印可される電圧がアースを基準として、他方 の導体に印可される電圧と等しくかつ反対極性になるように使用されれば、換言 すれば、電圧が常に反対極性のＤＣ電圧か、または、アース電位に関して逆位相 となる交流電圧であるならば、そのシステムが生じる電界は極めて小さいと考え られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［請求項１］ 第１の実質的に平らな導体と、第２の実質的に平らな導体と からなり、上記２つの導体は実質的に平行に載置され、絶縁体によって離されて おり、少なくとも上記導体のうち１つは高い比透磁率を有する材料からなる要素 と関連して設けられている高周波交流を分配する配電線。 ［請求項２］ 高い比透磁率を有する第２の要素が、もう一方の導体と関連 して設けられている請求項１記載の配電線。 ［請求項３］ 上記高い比透磁率を有する要素が、上記導体と直接接続して いる請求項１または２記載の配電線。 ［請求項４］ 絶縁体が、高い比透磁率を有する要素と、その要素と関連し て設けられている導体との間に位置する請求項１または２記載の配電線。 ［請求項５］ 高い比透磁率を有する要素が、その要素と関連して設けられ ている平らな導体より横方向に幅が広いものである請求項１〜４のいずれか一項 に記載の配電線。 ［請求項６］ 各導体が、銅または銅合金からなる請求項１〜５のいずれか 一項に記載の配電線。 ［請求項７］ 上記高い比透磁率を有する要素が、非晶質または極小結晶金 属からなる請求項１〜７のいずれか一項に記載の配電線。 ［請求項８］ 上記高い比透磁率を有する要素を形成する金属が鋼またはコ バルト/鋼合金からなる請求項７記載の配電線。 ［請求項９］ 上記高い比透磁率を有する要素が１０⁵のオーダーの高い比 透磁率を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の配電線。 ［請求項１０］ 高い比透磁率を有する材料からなる要素が箔である請求項 １〜９のいずれか一項に記載の配電線。 ［請求項１１］ 上記第１導体が、コアと、上記コアの両面に、コアと平行 して伸びる複数の部分からなる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の配電線。 ［請求項１２］ 外側の絶縁スリーブが備えられている請求項１〜１１のい ずれか一項に記載の配電線。 ［請求項１３］ 上記２つの導体に対して、それぞれ電気的に接続する２つ の腕を有するクリップが関連して設けられている請求項１〜１２のいずれか一項 に記載の配電線。 ［請求項１４］ 冷却された回転ドラムの周りに銅テープを巡らせ、上記銅 テープ上に、上記ドラムと接触して冷却された時に高い比透磁率を有する箔を形 成する材料を吹き付けることからなる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の 配電線に利用する部品の製造方法。