JP2003299979A - 破砕装置用電極および破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充分な耐久性を備える破砕装置用電極および
破砕装置を提供する。 【解決手段】 誘電体を介して対向するように配置され
た複数本の線状導電体１２、１３を撚り合わせた撚り線
からなる破砕装置用電極４であって、複数の線状導電体
１２、１３のうちの少なくとも１本の線状導電体１３を
構成する材料は、複数の線状導電体１２、１３のうちの
上記１本の線状導電体以外の他の線状導電体１２を構成
する材料より高強度な材料である。このようにすれば、
破砕装置用電極４の衝撃に対する耐久性を向上させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、破砕装置用電極
および破砕装置に関し、より特定的には、充分な耐久性
を有する破砕装置用電極および破砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】岩石などを破砕する破砕装置として、発
明者はたとえば図１２に示したような構造の破砕装置を
提案している。図１２は、本発明に関連する破砕装置を
説明するための模式図である。図１３は、図１２に示し
た破砕装置の電極の先端部を示す模式図である。図１２
および図１３に従って、本発明に関連する破砕装置を説
明する。

【０００３】図１２および図１３に示すように、本発明
に関連する破砕装置は、破砕装置用電極である電極１０
１とパルスパワー源１０６と電源１０９とを備える。パ
ルスパワー源１０６はコンデンサ１０８、スイッチ１０
７などを含む回路からなる。パルスパワー源１０６には
電源１０９が接続されている。パルスパワー源１０６の
回路は接地されている。パルスパワー源１０６に接続さ
れた電極１０１を構成する一方ケーブル１０３、他方ケ
ーブル１０４、ケーブル部分１０５ａ〜１０５ｃは、銅
などの導電体を絶縁体で被覆した単芯絶縁電線を用いて
構成される。絶縁体としてはたとえば絶縁性の樹脂など
の誘電体を用いる。また、導電体としては銅を用いる。

【０００４】電極１０１は、ある方向に延在する一方ケ
ーブル１０３と、一方ケーブル１０３が延びる方向と同
じ方向に延在する他方ケーブル１０４およびケーブル部
分１０５ａ〜１０５ｃと、この一方ケーブル１０３と他
方ケーブル１０４およびケーブル部分１０５ａ〜１０５
ｃとを固定するための固定部材１１２ａ〜１１２ｈとを
備える。固定部材１１２ａ〜１１２ｈを構成する材料と
しては、たとえばガラスなどの繊維を用いた強化繊維テ
ープなどを用いることができる。

【０００５】図１２および図１３からもわかるように、
一方ケーブル１０３の端部では、一方ケーブル１０３の
延びる方向と同じ方向に延びるようにケーブル部分１０
５ａが配置されている。一方ケーブル１０３の端部とケ
ーブル部分１０５ａの端部との間にはギャップ１１７ａ
が形成される。また、ケーブル部分１０５ａ〜１０５ｃ
は、それぞれ互いにギャップ１１７ｂ、１１７ｃを介し
て対向するように配置されている。また、ケーブル部分
１０５ｃは、他方ケーブル１０４とギャップ１１７ｄを
介して対向するように配置されている。

【０００６】電極１０１は、図１に示すように岩石など
の破砕対象物１０２に形成された下孔１１０の内部に挿
入される。下孔１１０の内部には電解液としての水１１
１が配置されている。

【０００７】そして、パルスパワー源１０６のスイッチ
７が閉じられたときに、コンデンサ１０８に蓄えられた
電荷が電極１に導入されると、一方ケーブル１０３の端
部とケーブル部分１０５ａとの間に位置するギャップ１
１７ａにおいて第１の放電が発生し、アーク１１８ａ
（図１３参照）が形成される。また、ケーブル部分１０
５ａとケーブル部分１０５ｂとの間に位置するギャップ
１１７ｂにおいて第２の放電が発生し、アーク１１８ｂ
が形成される。また、同様にケーブル部分１０５ｂとケ
ーブル部分１０５ｃとの間に位置するギャップ１１７ｃ
においても放電が発生し、アーク１１８ｃが形成され
る。さらに、ケーブル部分１０５ｃと他方ケーブル１０
４との間に位置するギャップ１１７ｄにおいて放電が発
生し、アーク１１８ｄが形成される。このようにアーク
１１８ａ〜１１８ｄが形成された領域では、電解液とし
ての水１１１が放電エネルギーによってプラズマ化する
ことにより、圧力波が発生する。この圧力波により、電
極１０１の周囲の破砕対象物１０２を破壊することがで
きる。

【０００８】また、発明者は、図１２および図１３に示
した破砕装置の電極１０１の構造として、図１４に示す
ような構造も提案している。図１４は、本発明に関連す
る破砕装置用電極の変形例を示す斜視模式図である。

【０００９】図１４に示した破砕装置用電極としての電
極１０１は、図１２および図１３に示した破砕装置に装
着されるものであるが、図１２および図１３に示した電
極１０１とは異なる構造となっている。すなわち、図１
４に示した破砕装置の電極１０１は、一方ケーブル１０
３と、他方ケーブル１０４およびケーブル部分１０５ａ
〜１０５ｄとが互いに撚り合わされた形状となってい
る。そして、一方ケーブル１０３と他方ケーブル１０４
およびケーブル部分１０５ａ〜１０５ｄとは、固定部材
１１２ａ〜１１２ｍにより互いにその配置が固定されて
いる。

【００１０】図１４に示した電極１０１に電流を供給し
た場合、一方ケーブル１０３の端部とケーブル部分１０
５ａの端部との間のギャップ１１７ａにおいて放電が発
生し、アークが形成される。また、ケーブル部分１０５
ａ〜１０５ｄおよび他方ケーブル１０４の間に形成され
るギャップ１１７ｂ〜１１７ｅにおいても、放電が発生
することによりアークが形成される。この結果、図１２
および図１３に示した破砕装置と同様に、破砕対象物１
０２（図１２参照）を破壊できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した図１
２〜図１４に示した破砕装置では、以下のような問題が
あった。すなわち、図１２〜図１４に示した破砕装置に
おいて岩石などの破砕を行なう場合、電極１０１は放電
に伴って発生する圧力波により強い衝撃を受ける。この
衝撃により、電極１０１を構成する一方ケーブル１０３
や他方ケーブル１０４などが引きちぎれる場合があっ
た。これは、電極１０１の一方ケーブルを構成する銅な
どの導電体の引張り強度が不充分である、あるいは固定
部材１１２ａ〜１１２ｍの強度が不充分であるといった
理由により、上記衝撃に起因する応力に電極１０１が耐
えられないためであると考えられる。このように電極１
０１が破損すると、連続して破砕作業を実施することが
できないため、破砕作業の効率が低下する。また、破損
した電極１０１を新しい電極に交換する必要もある。こ
のため、破砕作業のランニングコストが増大することに
なっていた。

【００１２】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、この発明の目的は、充分な
耐久性を備える破砕装置用電極および破砕装置を提供す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の１の局面に従
った破砕装置用電極は、誘電体を介して対向するように
配置された複数本の線状導電体を撚り合わせた撚り線か
らなる破砕装置用電極であって、複数の線状導電体のう
ちの少なくとも１つの線状導電体を構成する材料は、複
数の線状導電体のうちの上記１つの線状導電体以外の他
の線状導電体を構成する材料より高強度な材料である。

【００１４】このようにすれば、破砕装置用電極（以
下、電極ともいう）を構成する線状導電体の材料として
高強度な材料を用いるので、電極の衝撃に対する耐久性
を向上させることができる。

【００１５】また、破砕装置用電極に電流を供給する
と、電極の先端部において、複数の線状導電体の端面の
間で放電を発生させることができる。この放電により、
電極の周囲に配置された電解液などをプラズマ化でき
る。このような電解液のプラズマ化に伴って発生する圧
力波により、電極の周囲の破砕対象物を破砕することが
できる。

【００１６】また、電極を構成する線状導電体のうちの
一部は、高強度な材料により形成する一方、他の線状導
電体については強度が相対的に低い材料であっても電気
抵抗が充分低い材料を適用すれば、電極全体での電気抵
抗を低減することができる。このため、圧力波による衝
撃に対する充分な耐久性を有するとともに、大電流を供
給することが可能な電極を実現できる。

【００１７】上記１の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、高強度な材料により構成される線状導電体は、撚
り線の延在する方向に対してほぼ垂直方向での撚り線の
断面においてほぼ中央部に位置していてもよい。また、
上記高強度な材料により構成される線状導電体の周囲に
配置された他の線状導電体は、上記高強度な材料より電
気抵抗の低い材料により構成されていてもよい。

【００１８】この場合、破砕装置用電極の中央部に高強
度な材料からなる線状導電体を配置するので、破砕装置
用電極の強度を確実に向上させることができる。

【００１９】また、破砕装置用電極の外周側に比較的電
気抵抗の低い材料からなる他の線状導電体を配置するの
で、破砕装置用電極に高周波電流を供給する場合、破砕
装置用電極における電気抵抗を効果的に低減できる。

【００２０】上記１の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、複数の線状導電体のうちの少なくとも１つは、第
１の導電体と、第１の導電体とは間隙を隔てて配置され
た第２の導電体とを含んでいてもよい。

【００２１】この場合、破砕装置用電極に電流を供給し
た際に、第１の導電体と第２の導電体との間の間隙にお
いても放電を発生させることができる。つまり、放電が
起きる個所の数を増加させることができる。このため、
電極の放電抵抗を増大させることができる。ここで、電
極での放電により消費されるエネルギー（破砕に利用さ
れるエネルギー）は、電極に供給される電流値の２乗×
放電抵抗に比例する。つまり、電極での放電抵抗を増大
させることで、破砕に利用されるエネルギーを大きくす
ることができる。

【００２２】上記１の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、第１の導電体と第２の導電体とのうちの少なくと
もいずれか一方の上記間隙に面する表面上には、貴金属
を含む層が形成されていてもよい。

【００２３】この場合、間隙に面する第１または第２の
導電体における放電時の破砕力を増大させることができ
る。

【００２４】この発明の別の局面に従った破砕装置用電
極は、導電体からなる複数の素線を含む複数のストラン
ドを、誘電体を介して対向するように配置した上で撚り
合わせた撚り線からなる破砕装置用電極であって、複数
の素線のうちの少なくとも１本の素線を構成する材料
は、複数の素線のうちの上記１本の素線以外の他の素線
を構成する材料より高強度な材料である。

【００２５】このようにすれば、破砕装置用電極（電
極）を構成する素線の一部の材料として高強度な材料を
用いるので、電極の衝撃に対する耐久性を向上させるこ
とができる。

【００２６】また、電極に電流を供給すると、電極の先
端部において、複数のストランドの端面の間で放電を発
生させることができる。この放電により、電極の周囲に
配置された電解液などをプラズマ化できる。このような
電解液のプラズマ化に伴って発生する圧力波により、電
極の周囲の破砕対象物を破砕することができる。そし
て、本発明による破砕装置用電極は、高強度な材料によ
り構成された素線を用いることで、上述のような圧力波
による衝撃に対する充分な耐久性を有する。

【００２７】また、電極を構成する素線のうちの一部に
ついて、高強度な材料により形成する一方、他の素線に
ついては強度が相対的に低い材料であっても電気抵抗が
充分低い材料を適用すれば、電極全体での電気抵抗を低
減することができる。このように、圧力波による衝撃に
対する充分な耐久性を有するとともに、大電流を供給す
ることが可能な電極を実現できる。

【００２８】上記別の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、複数の素線は、上記高強度な材料で構成される複
数の高強度素線を含んでいてもよく、高強度素線はスト
ランドの内部において分散配置されていてもよい。

【００２９】ここで、高強度素線と他の素線との材料の
違いにより、高強度素線と他の素線とで電気抵抗が異な
る場合（たとえば、高強度素線の電気抵抗が他の素線の
電気抵抗より高い場合）を考える。この場合、相対的に
電気抵抗の高い高強度素線に所定の電流を流す際、高強
度素線がジュール熱により高温となることがある。しか
し、上述のようにストランド内で高強度素線を分散配置
しておけば、高強度素線の熱を周囲の他の素線により十
分除去することができる。したがって、ストランドの温
度が高強度素線からのジュール熱により高温になること
を抑制できる。

【００３０】また、上記別の局面に従った破砕装置用電
極において、高強度素線が分散配置されるストランド
は、破砕装置用電極を構成するストランドのうちの一部
でもよいし、全てのストランドであってもよい。

【００３１】上記別の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、撚り線の延在する方向に対してほぼ垂直方向にお
ける撚り線の断面において、ほぼ中央部に位置するスト
ランドを構成する素線は、高強度な材料により構成され
ていてもよい。また、上記高強度な材料により構成され
る素線からなるストランドの周囲に配置された他のスト
ランドを構成する素線は、上記高強度な材料より電気抵
抗の低い材料により構成されていてもよい。

【００３２】この場合、破砕装置用電極の中央部に高強
度な材料からなる素線により構成されるストランド（高
強度ストランド）を配置するので、破砕装置用電極の強
度を確実に向上させることができる。

【００３３】また、破砕装置用電極の外周側に比較的電
気抵抗の低い材料からなる他の素線からなるストランド
（低抵抗ストランド）を配置するので、破砕装置用電極
に高周波電流を供給する場合、破砕装置用電極における
電気抵抗を効果的に低減できる。

【００３４】上記別の局面に従った破砕装置用電極で
は、ストランドの延在方向に対してほぼ垂直な断面にお
いてほぼ中央部に位置する素線が高強度な材料により構
成されていてもよい。また、破砕装置用電極を構成する
複数のストランドのうち、一部のストランドのみについ
てこのように中央部に高強度な材料からなる素線が配置
されていてもよいし、全てのストランドについて中央部
に高強度な材料からなる素線を配置してもよい。

【００３５】この場合、高強度な材料からなる素線を含
むストランドの強度を確実に向上させることができる。

【００３６】上記別の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、複数のストランドのうちの少なくとも１つは、第
１の部分と、第１の部分とはストランドの延在方向にお
いて間隙を隔てて配置された第２の部分とを含んでいて
もよい。

【００３７】この場合、破砕装置用電極に電流を供給し
た際に、第１の部分と第２の部分との間の間隙において
も放電を発生させることができる。つまり、放電が起き
る個所の数を増加させることができる。このため、電極
の放電抵抗を増大させることができる。したがって、破
砕に利用されるエネルギーを大きくすることができる。

【００３８】上記別の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、第１の部分と第２の部分とのうちの少なくともい
ずれか一方の上記間隙に面する表面上には、貴金属を含
む層が形成されていてもよい。

【００３９】この場合、間隙に面する第１または第２の
部分における放電時の損耗を低減できる。

【００４０】上記別の局面に従った破砕装置用電極にお
いて、破砕装置用電極の先端部に位置する複数のストラ
ンドのうちの少なくとも１本の端部の表面上には、貴金
属を含む層が形成されていてもよい。

【００４１】この場合、破砕装置用電極の先端部側での
ストランドの端部間で放電が発生する際、破砕力を増大
させることができる。

【００４２】上記１の局面または別の局面に従った破砕
装置用電極において、上記貴金属を含む層は、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジ
ウム（Ｐｄ）、およびこれらの合金からなる群から選択
される少なくとも１つを含むことが好ましい。また、上
記貴金属を含む層として、銀を含む層を用いることがよ
り好ましい。

【００４３】この発明の他の局面に従った破砕装置は、
上記１の局面または別の局面に従った破砕装置用電極を
備える。

【００４４】このようにすれば、耐久性に優れた破砕装
置を容易に得ることができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一ま
たは相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は
繰返さない。

【００４６】（実施の形態１）図１は、本発明による電
極およびその電極を用いた破砕装置の実施の形態１を説
明するための模式図である。図２は、図１に示した電極
の先端部を示す斜視模式図である。図３は、図２の線分
ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。図４は、図
１に示した電極を構成する中心電極線の長手方向におけ
る断面模式図である。図１〜図４を参照して、本発明に
よる電極および破砕装置の実施の形態１を説明する。

【００４７】図１に示すように、本発明による破砕装置
は、破砕装置用電極である電極１とパルスパワー源６と
電源９とを備える。パルスパワー源６はコンデンサ８、
スイッチ７などを含む回路からなる。パルスパワー源６
には電源９が接続されている。パルスパワー源６の回路
は図示していないが接地されている。パルスパワー源６
と電極１とはケーブル５により接続されている。電極１
はケーブル５との接続部であるコネクタ部３と、コネク
タ部３に接続されたワイヤ電極部４とからなる。

【００４８】ワイヤ電極部４は、図２に示すように、あ
る方向に延在する中心電極線１３のまわりに６本の外周
電極線１２が撚り合わせられたいわゆるワイヤロープと
同様の構造を備える。図３および図４に示すように、中
心電極線１３はある方向に延在する鋼製の線状導電体と
しての導電体１５と、この導電体１５の周囲を被覆する
ように（外周面上に）配置された誘電体としての絶縁被
覆膜１４とからなる。また、この中心電極線１３の周囲
に撚り合わせられた６本の外周電極線１２は、それぞれ
銅を含む線状導電体としての導電体１６と、この導電体
１６の周囲を被覆した誘電体としての絶縁被覆膜１４と
からなる。導電体１６としては、銅を用いてもよいが銅
合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金な
どを用いてもよい。絶縁被覆膜１４としては、プラスチ
ック、ゴム、ビニール、絶縁性の樹脂などの誘電体を用
いることができる。

【００４９】ワイヤ電極部４の先端部においては、中心
電極線１３および外周電極線１２の端面において導電体
１５、１６がそれぞれ露出した状態になっている。ま
た、外周電極線１２のそれぞれにおいては、その途中が
部分的に除去されることにより間隙としてのギャップ１
７が形成されている。図１〜図３に示したワイヤ電極部
４においては、各外周電極線１２に１箇所づつギャップ
１７が形成されている。つまり、外周電極線１２の各導
電体１６（図２参照）は、ワイヤ電極部４の先端側に位
置する第１の導電体としての先端側導電体部分２４（図
２参照）と、第２の導電体としての後端側導電体部分２
５（図２参照）とを含む。このギャップ１７において
も、外周電極線１２の端面に導電体１６が露出した状態
になっている。

【００５０】なお、図３に示すように、電極１の延在す
る方向に対してほぼ垂直方向におけるワイヤ電極部４の
断面において、ほぼ中央に位置する中心電極線１３は、
図４に示すようにほぼ直線状であってもよいが、屈曲部
を有していてもよい。

【００５１】次に、図１〜図４に示した電極１を用いた
破砕装置の動作を簡単に説明する。図１に示すように、
電極１は岩石などの破砕対象物２に形成された下孔１０
の内部に挿入される。下孔１０の内部には電解液として
の水１１が配置されている。

【００５２】パルスパワー源６のコンデンサ８に、予め
電源９から電荷を蓄積しておく。そして、図１に示した
ような状態でパルスパワー源６のスイッチ７が閉じられ
ると、コンデンサ８に蓄えられていた電荷が電極１に導
入される。すると、ワイヤ電極部４の先端部において、
中心電極線１３（図２参照）の端面に露出する導電体１
５と外周電極線１２（図２参照）の端面に露出する導電
体１６（図２参照）との間に形成されるギャップ２３に
おいて放電が発生する。この結果、ギャップ２３にアー
クが形成される。また、外周電極線１２の途中に形成さ
れたギャップ１７においても、それぞれ放電が発生す
る。この結果、ギャップ１７のそれぞれにおいてアーク
が形成される。

【００５３】このように、電極１の先端部において、複
数の放電を同時に発生させることができるので、効率よ
く破砕対象物２（図１参照）を破砕することができる。
つまり、ワイヤ電極部４に形成された複数のギャップ２
３、１７において放電を発生させることができるので、
放電が起きる箇所の数を増やすことができる。この結
果、電極１の放電抵抗を増加させることができるので、
破砕に利用されるエネルギーを従来より大きくすること
ができる。

【００５４】また、中心電極線１３の導電体１５（図２
参照）として鋼を用いているので、ワイヤ電極部４につ
いて、すべての導電体が銅などで構成されていた従来の
電極よりもその強度を高めることができる。つまり、ワ
イヤ電極部４の衝撃に対する耐久性を向上させることが
できる。また、図３に示すように、ワイヤ電極部４の中
心部に鋼製の導電体１５を含む中心電極線１３を配置し
ているので、ワイヤ電極部４の耐久性を確実に向上させ
ることができる。

【００５５】また、中心電極線１３のみについて導電体
１５を高強度な材料としての鋼により形成するととも
に、外周電極線１２の導電体１６は相対的に電気抵抗の
低い銅により形成しているので、ワイヤ電極部４の全体
の電気抵抗は、中心電極線１３および外周電極線１２の
すべての導電体１５、１６を鋼製とした場合よりも十分
小さくなる。この結果、高強度でありかつ十分な低さの
電気抵抗値を示す電極１を実現することができる。つま
り、圧力波による衝撃に対する充分な耐久性を有すると
ともに、大電流を供給することが可能な電極１を実現で
きる。

【００５６】また、上述のようにワイヤ電極部４の外周
側に比較的電気抵抗の低い材料である銅からなる他の線
状導電体としての外周電極線１２を配置するので、電極
１（図１参照）にたとえば高周波電流を供給する場合、
電極１における電気抵抗を効果的に低減できる。

【００５７】なお、導電体１５を構成する高強度な材料
とは、具体的には導電体１６を構成する銅などの導電体
より引張り強度の大きな材料を言う。また,導電体１５
を構成する材料としては、導電体１６を構成する銅など
の導電体より引っ張り強度が大きな導電体であれば、鋼
以外の材料を用いてもよい。

【００５８】図５は、本発明による電極の実施の形態１
の変形例を示す断面模式図である。図５は図３に対応す
る。図５を参照して、本発明による電極の実施の形態１
の変形例を説明する。

【００５９】図５に示すように、電極１（図１参照）の
変形例におけるワイヤ電極部４では、外周電極線１２の
うちの３本について鋼製の導電体１５を用いている。そ
して、中心電極線１３および外周電極線１２のうちの他
の３本については、銅製の導電体１６を用いている。こ
のように、電極１を構成する中心電極線１３または外周
電極線１２のうちの一部について鋼製の導電体１５を用
いることにより、図１〜図４に示した電極と同様に十分
な強度を有するとともに比較的低抵抗な電極を実現する
ことができる。

【００６０】なお、中心電極線１３および外周電極線１
２のうち、いずれについて鋼製の導電体１５を用いるか
は、図５に示したような構成に限られず他の構成を採用
してもよい。

【００６１】また、本発明の実施の形態１における電極
１（図１参照）のワイヤ電極部４では、図２に示すよう
に外周電極線１２の途中にギャップ１７を形成している
が、外周電極線１２にギャップ１７を形成せず、ワイヤ
電極部４の先端部におけるギャップ２３（図２参照）の
みで放電を発生させてもよい。

【００６２】また、ギャップ１７は、外周電極線１２の
それぞれにおいて１つ以上形成してもよいし、外周電極
線１２のうちの一部の外周電極線のみに形成してもよ
い。

【００６３】（実施の形態２）図６は、本発明による電
極の実施の形態２を示す部分斜視模式図である。図６は
図２に対応する。図６を参照して、本発明による電極の
実施の形態２を説明する。

【００６４】図６に示すように、本発明による電極の実
施の形態２を構成するワイヤ電極部４は、基本的には本
発明による電極の実施の形態１におけるワイヤ電極部４
（図２参照）と同様の構造を備えるが、ギャップ１７、
２３に対向する領域である中心電極線１３および外周電
極線１２の端部の構造が異なる。すなわち、ワイヤ電極
部４の先端部においては、中心電極線１３の端部に図７
に示すように銀からなるキャップ部材１８が鋼製の導電
体１５に接続して配置されている。

【００６５】図７は、図６に示したワイヤ電極部４を構
成する中心電極線の、長手方向における断面模式図であ
る。図７からもわかるように、中心電極線１３は、鋼か
らなる導電体１５と、この導電体１５の先端部に接続さ
れた貴金属を含む層としてのキャップ部材１８と、導電
体１５およびキャップ部材１８の側面を被覆する絶縁被
覆膜１４とからなる。

【００６６】また、ワイヤ電極部４を構成する外周電極
線１２については、図６に示すように、中心電極線１３
と同様にその先端部には端面を被覆するように銀からな
るキャップ部材１８が配置されている。ワイヤ電極部４
の先端部での外周電極線１２の長手方向における断面の
構造は、図７に示した中心電極線１３の断面構造とほぼ
同様である。つまり、外周電極線１２においては、その
先端部において銅からなる導電体１６（図示せず）に接
続された貴金属を含む層としてのキャップ部材１８が配
置されている。なお、キャップ部材１８は、銀をろう付
けすることにより形成してもよい。あるいは、銀からな
るキャップ部材１８を導電体１５、１６の端面に圧着、
あるいは溶接するといった手法により、中心電極線１３
および外周電極線１２を形成してもよい。

【００６７】また、ワイヤ電極部４に形成されたギャッ
プ１７においては、外周電極線１２の端面に銀をろう付
けしたろう付け部１９が形成されている。すなわち、図
８に示すようにギャップ１７において対向する外周電極
線１２の端面には、貴金属を含む層としてのろう付け部
１９が形成され、このろう付け部１９は銅からなる導電
体１６と電気的に接続された状態となっている。ここ
で、図８は、図６に示したワイヤ電極部における外周電
極線の途中に形成されたギャップ近傍での、外周電極線
の延在方向に沿った方向における断面模式図である。

【００６８】このように、放電が発生するギャップ１
７、２３に面して導電体１５、１６を被覆するように銀
からなるキャップ部材１８あるいは銀をろう付けしたろ
う付け部１９を形成することにより、放電による外周電
極線１２および中心電極線１３の損耗を抑制することが
できる。

【００６９】なお、ギャップ１７、２３に面した領域に
銀を配置する方法としては、上述のようなキャップ部材
１８を配置する、あるいはろう付け部１９を形成すると
いった方法以外の方法を用いてもよい。たとえば、導電
体１５、１６の端面に銀を蒸着するといった手法を用い
てもよい。

【００７０】また、キャップ部材１８およびろう付け部
１９を構成する材料としては、銀以外に金、白金、イリ
ジウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、およびこ
れらの合金を用いてもよい。

【００７１】また、電極１の先端部に配置されたキャッ
プ部材１８は、ギャップ２３に面する中心電極線１３の
端面上および外周電極線１２の端面上の少なくともいず
れか一方に配置されていればよい。また、同様に、ろう
付け部１９は、ギャップ１７に面する外周電極線１２の
２つの端面のうちの少なくともいずれか一方に形成して
もよい。

【００７２】また、本発明の実施の形態１および２にお
いて、ワイヤ電極部４を構成する外周電極線１２の数
は、図示したように６本に限らず、１本以上であれば任
意の本数とすることができる。また、中心電極線１３
（図２参照）を配置せず、複数本の外周電極線１２のみ
を撚り合わせることによりワイヤ電極部４を構成しても
よい。

【００７３】（実施の形態３）図９は、本発明による電
極の実施の形態３を示す断面模式図である。図９は図３
に対応する。図９を参照して、本発明による電極の実施
の形態３を説明する。

【００７４】本発明による電極の実施の形態３は、基本
的に本発明による電極の実施の形態１と同様の構造を備
えるが、図１〜図３に示した中心電極線１３（図３参
照）および外周電極線１２（図３参照）が絶縁被覆撚り
線２２ａ〜２２ｇにより構成されている。すなわち、図
９に示した電極のワイヤ電極部４は、１本の絶縁被覆撚
り線２２ａのまわりに６本の絶縁被覆撚り線２２ｂ〜２
２ｇを撚り合わせた撚り線により構成されている。

【００７５】なお、外周電極線に対応する絶縁被覆撚り
線２２ｂ〜２２ｇにおいては、図１〜図３に示した電極
と同様にその経路途中に間隙としてのギャップ１７（図
２参照）が形成されている。つまり、外周電極線に対応
する絶縁被覆撚り線２２ｂ〜２２ｇは、図２に示した電
極と同様に,ワイヤ電極部４の先端側に位置する第１の
部分と、この第１の部分とは絶縁被覆撚り線２２ｂ〜２
２ｇの延在方向においてギャップ１７（図２参照）を隔
てて配置された第２の部分とをそれぞれ含む。このた
め、本発明の実施の形態１と同様に、放電の起きる個所
の数を増加させることができる。

【００７６】絶縁被覆撚り線２２ａ〜２２ｇは、それぞ
れ同様の構造を備えている。すなわち、絶縁被覆撚り線
２２ａ〜２２ｇは、複数の鋼からなる素線２０と銅から
なる素線２１とが撚り合わせられたストランドと、その
ストランド（撚り合わせられた素線２０、２１の束）の
表面に配置された誘電体としての絶縁被覆膜１４とから
なる。絶縁被覆撚り線２２ａ〜２２ｇの断面では、図９
に示すように銅製の素線２１の束の中に高強度な材料と
しての鋼からなる高強度素線としての素線２０がほぼ均
一に分散配置された状態となっている。

【００７７】このようにすれば、ワイヤ電極部４を構成
する素線２０、２１のうちの一部を高強度な材料である
鋼からなる素線２０としているので、本発明の実施の形
態１による電極１（図１参照）と同様に、圧力波による
衝撃に対する十分な耐久性を有するとともに、大電流を
供給することが可能なワイヤ電極部４を実現できる。

【００７８】また、絶縁被覆撚り線２２ａ〜２２ｇにお
いて、高強度素線としての鋼製の素線２０を分散配置し
ているので、この鋼製の素線２０がジュール熱が発生し
ても、その熱を周囲の銅製の素線２１により容易に除去
できる。

【００７９】なお、ワイヤ電極部４を構成する絶縁被覆
撚り線２２ａ〜２２ｇのうち、一部の絶縁被覆撚り線に
ついてのみ鋼製の素線２０が銅製の素線２１中に分散配
置された構造としてもよい。なお、この場合、鋼製の素
線２０が分散配置されない絶縁被覆撚り線は、銅からな
る素線２１のみの束を絶縁被覆膜１４で被覆したもので
もよい。

【００８０】（実施の形態４）図１０は、本発明による
電極の実施の形態４を示す断面模式図である。図１０は
図９に対応する。図１０を参照して、本発明による電極
の実施の形態４を説明する。

【００８１】図１０に示すように、本発明による電極の
実施の形態４は基本的には本発明による電極の実施の形
態３と同様の構造を備えるが、絶縁被覆撚り線２２ａ〜
２２ｇにおける鋼製の素線２０と銅製の素線２１との分
布が異なっている。すなわち、図１０に示した電極にお
いては、中心電極線に対応する（電極の延在する方向に
対してほぼ垂直方向における電極の断面において、ほぼ
中央に位置する）絶縁被覆撚り線２２ａを構成する素線
が、すべて高強度な材料としての鋼からなる素線２０で
ある。一方、外周電極線に対応する絶縁被覆撚り線２２
ｂ〜２２ｇについては、その内部に配置された素線はす
べて銅製の素線２１となっている。

【００８２】このようにすれば、本発明の実施の形態３
による電極により得られる効果に加えて、破砕装置用電
極を構成するワイヤ電極部４の中心部に高強度な材料で
ある鋼からなる素線２０により構成される絶縁被覆撚り
線２２ａを配置するので、ワイヤ電極部４の強度を確実
に向上させることができる。

【００８３】また、ワイヤ電極部４の外周側に比較的電
気抵抗の低い材料である銅製の素線２１（他の素線）か
らなる絶縁被覆撚り線２２ｂ〜２２ｇを配置するので、
ワイヤ電極部４に高周波電流を供給する場合、ワイヤ電
極部４における電気抵抗を効果的に低減できる。

【００８４】（実施の形態５）図１１は、本発明による
電極の実施の形態５を示す断面模式図である。図１１は
図９に対応する。図１１を参照して、本発明による電極
の実施の形態５を説明する。

【００８５】図１１に示すように、本発明による電極の
実施の形態５は基本的には本発明による電極の実施の形
態３と同様の構造を備えるが、絶縁被覆撚り線２２ａ〜
２２ｇの内部に配置された鋼製の素線２０と銅製の素線
２１との配置が異なる。すなわち、図１１に示した電極
では、すべての絶縁被覆撚り線２２ａ〜２２ｇにおい
て、その中心部に鋼製の素線２０がまとまって配置され
る（絶縁被覆撚り線２２ａ〜２２ｇの延在方向に対して
ほぼ垂直方向な断面においてほぼ中央部に位置する素線
が鋼製の素線２０である）。そして、この鋼製の素線２
０の周囲を囲むように複数の銅製の素線２１が配置され
ている。

【００８６】このようにしても、本発明による電極の実
施の形態３と同様の効果を得ることができるとともに、
個々の絶縁被覆撚り線２２ａ〜２２ｇの強度を確実に向
上させることができる。

【００８７】なお、上記実施の形態３〜実施の形態５に
おいては、本発明の実施の形態２に示した電極のよう
に、ギャップ２３（図６参照）に面する絶縁被覆撚り線
２２ａ〜２２ｇの端面上に、貴金属を含む層としての銀
からなるキャップ部材１８（図６参照）を配置してもよ
い。また、ギャップ１７（図６参照）に面する絶縁被覆
撚り線２２ｂ〜２２ｇの端面上に、貴金属を含む層とし
ての銀をろう付けしたろう付け部１９（図６参照）を形
成してもよい。この場合、電極での放電による破砕力を
増大させることができる。

【００８８】また、ギャップ１７、２３に面する絶縁被
覆撚り線２２ａ〜２２ｇの端面のうちのいずれか一方の
みに、キャップ部材１８またはろう付け部１９（図６参
照）を形成してもよい。また、ギャップ１７は、外周電
極線に対応する絶縁被覆撚り線２２ｂ〜２２ｇのうちの
一部のみに形成してもよいし、絶縁被覆撚り線２２ｂ〜
２２ｇのそれぞれについて複数個所形成してもよい。ま
た、貴金属を含む層として、キャップ部材１８やろう付
け部１９ではなく、他の手法により絶縁被覆撚り線２２
ａ〜２２ｇの端面上に貴金属としての銀を配置してもよ
い。たとえば、絶縁被覆撚り線２２ａ〜２２ｇの端面に
銀を蒸着するといった手法を用いてもよい。また、絶縁
被覆撚り線２２ａ〜２２ｇの端面上に配置するキャップ
部材１８およびろう付け部１９を構成する材料として
は、本発明の実施の形態２と同様に上述した銀に加え
て、金、白金、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、パ
ラジウム、およびこれらの合金を用いてもよい。

【００８９】また、上述した実施の形態１〜実施の形態
５においては、鋼以外の導電体１６（図３参照）または
素線２１（図９参照）を構成する材料として銅を用いた
場合を示したが、銅に代えてアルミニウムや銀により導
電体１６あるいは素線２１を構成してもよい。

【００９０】また、ワイヤ電極部４（図２参照）におけ
るギャップ１７の配置や数は、破砕対象物の硬度や破砕
位置などの諸状況に対応して適宜変更することができ
る。

【００９１】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。

【００９２】

【発明の効果】このように、本発明によれば、撚り線か
らなる破砕装置用電極を構成する材料の一部として鋼な
どの高強度な材料を用いることで、破砕装置用電極の耐
久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電極およびその電極を用いた破
砕装置の実施の形態１を説明するための模式図である。

【図２】 図１に示した電極の先端部を示す斜視模式図
である。

【図３】 図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式
図である。

【図４】 図１に示した電極を構成する中心電極線の長
手方向における断面模式図である。

【図５】 本発明による電極の実施の形態１の変形例を
示す断面模式図である。

【図６】 本発明による電極の実施の形態２を示す部分
斜視模式図である。

【図７】 図６に示したワイヤ電極部を構成する中心電
極線の、長手方向における断面模式図である。

【図８】 図６に示したワイヤ電極部における外周電極
線の途中に形成されたギャップ近傍での、外周電極線の
延在方向に沿った方向における断面模式図である。

【図９】 本発明による電極の実施の形態３を示す断面
模式図である。

【図１０】 本発明による電極の実施の形態４を示す断
面模式図である。

【図１１】 本発明による電極の実施の形態５を示す断
面模式図である。

【図１２】 本発明に関連する破砕装置を説明するため
の模式図である。

【図１３】 図１２に示した破砕装置の電極の先端部を
示す模式図である。

【図１４】 本発明に関連する破砕装置用電極の変形例
を示す斜視模式図である。

【符号の説明】

１ 電極、２ 破砕対象物、３ コネクタ部、４ ワイ
ヤ電極部、５ ケーブル、６ パルスパワー源、７ ス
イッチ、８ コンデンサ、９ 電源、１０ 下孔、１１
水、１２ 外周電極線、１３ 中心電極線、１４ 絶
縁被覆膜、１５，１６ 導電体、１７ ギャップ、１８
キャップ部材、１９ ろう付け部、２０，２１ 素
線、２２ａ〜２２ｇ 絶縁被覆撚り線、２３ ギャッ
プ、２４ 先端側導電体部分、２５ 後端側導電体部
分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 徹 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 鎌倉 敏博 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 Ｆターム(参考） 2D065 EA26 4D067 CG01 GA02

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体を介して対向するように配置され
   た複数本の線状導電体を撚り合わせた撚り線からなる破
   砕装置用電極であって、 前記複数の線状導電体のうちの少なくとも１つの線状導
   電体を構成する材料は、前記複数の線状導電体のうちの
   前記１つの線状導電体以外の他の線状導電体を構成する
   材料より高強度な材料である、破砕装置用電極。
2. 【請求項２】 前記高強度な材料により構成される線状
   導電体は、前記撚り線の延在する方向に対してほぼ垂直
   方向における前記撚り線の断面においてほぼ中央部に位
   置する、請求項１に記載の破砕装置用電極。
3. 【請求項３】 前記複数の線状導電体のうちの少なくと
   も１つは、 第１の導電体と、 前記第１の導電体とは間隙を隔てて配置された第２の導
   電体とを含む、請求項１または２に記載の破砕装置用電
   極。
4. 【請求項４】 前記第１の導電体と前記第２の導電体と
   のうちの少なくともいずれか一方の前記間隙に面する表
   面上には、貴金属を含む層が形成されている、請求項３
   に記載の破砕装置用電極。
5. 【請求項５】 導電体からなる複数の素線を含む複数の
   ストランドを、誘電体を介して対向するように配置した
   上で撚り合わせた撚り線からなる破砕装置用電極であっ
   て、 前記複数の素線のうちの少なくとも１本の素線を構成す
   る材料は、前記複数の素線のうちの前記１本の素線以外
   の他の素線を構成する材料より高強度な材料である、破
   砕装置用電極。
6. 【請求項６】 前記複数の素線は、前記高強度な材料で
   構成される複数の高強度素線を含み、 前記高強度素線は、前記ストランドの内部において分散
   配置されている、請求項５に記載の破砕装置用電極。
7. 【請求項７】 前記撚り線の延在する方向に対してほぼ
   垂直方向における前記撚り線の断面において、ほぼ中央
   部に位置する前記ストランドを構成する素線は、前記高
   強度な材料により構成されている、請求項５に記載の破
   砕装置用電極。
8. 【請求項８】 前記ストランドの延在方向に対してほぼ
   垂直な断面においてほぼ中央部に位置する素線は、前記
   高強度な材料により構成されている、請求項５に記載の
   破砕装置用電極。
9. 【請求項９】 前記複数のストランドのうちの少なくと
   も１つは、 第１の部分と、 前記第１の部分とは前記ストランドの延在方向において
   間隙を隔てて配置された第２の部分とを含む、請求項５
   〜８のいずれか１項に記載の破砕装置用電極。
10. 【請求項１０】 前記第１の部分と前記第２の部分との
    うちの少なくともいずれか一方の前記間隙に面する表面
    上には貴金属を含む層が形成されている、請求項９に記
    載の破砕装置用電極。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項に記載
    の破砕装置用電極を備える破砕装置。