JP2022137901A

JP2022137901A - 高周波用給電線

Info

Publication number: JP2022137901A
Application number: JP2021037618A
Authority: JP
Inventors: 弘石川; Hiroshi Ishikawa
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-09-22

Abstract

【課題】端末加工を容易に行える高周波用給電線を提供する。【解決手段】給電用の複数の導体と、絶縁体からなる長尺状の部材であって、複数の導体のそれぞれを互いに離隔させた状態で収容する複数の溝部が外周に設けられた絶縁介在物と、絶縁介在物の外周を囲うように構成されたシースと、を備え、複数の導体は、それぞれの外周が絶縁被覆されていない状態で溝部内に収容されている、高周波用給電線が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、高周波用給電線に関する。

従来から、複数の導電線と、絶縁物と、を有し、中心に位置する一の導電線の周囲に他の導電線を配置する高周波用給電線が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８－０５３１４３号公報

特許文献１に記載の高周波用給電線では、端末加工の際に、複数の導電線の１本１本について導電線の周囲を覆う被覆を除去する処理を行う必要があり、端末加工が煩雑であった。
そこで、本発明は、端末加工を容易に行える高周波用給電線を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、
給電用の複数の導体と、
絶縁体からなる長尺状の部材であって、前記複数の導体のそれぞれを互いに離隔させた状態で収容する複数の溝部が外周に設けられた絶縁介在物と、
前記絶縁介在物の外周を囲うように構成されたシースと、を備え、
前記複数の導体は、それぞれの外周が絶縁被覆されていない状態で前記溝部内に収容されている、
高周波用給電線が提供される。

本発明では、端末加工を容易に行える高周波用給電線を提供することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる高周波用給電線１０を長手方向に垂直な方向に沿った面で切断することで得られる断面を模式的に示す図であって、導体１が、単一の金属線により構成されている場合を示す図である。図２は、本発明の一実施形態にかかる高周波用給電線１０を長手方向に垂直な方向に沿った面で切断することで得られる断面を模式的に示す図であって、導体１が、複数の撚り線により構成されている場合を示す図である。

＜本発明の一実施形態＞
（１）高周波用給電線１０の構成例
本発明の一実施形態にかかる線状部材としての高周波用給電線１０の構成例について説明する。図１、図２に示すように、本実施形態にかかる高周波用給電線１０は、給電用の複数の導体１と、絶縁介在物２と、シース３と、を備えている。

より具体的には、高周波用給電線１０は、絶縁介在物２に設けられた複数の溝部２ａ内に、導体１を１本ずつ収容し、絶縁介在物２の外周をシース３で囲うように構成されている。

絶縁介在物２は、長尺状の絶縁部材であり、高周波用給電線１０の長手方向に沿うように設けられている。

絶縁介在物２の外周（外周面）には、高周波用給電線１０の長手方向に垂直な断面視において、略凹形状の溝部２ａが、複数隣接して形成されている。溝部２ａは、導体１を収容する部位であり、複数の導体１を１本ずつ収容するように構成されている。具体的には、溝部２ａは、隣接する溝部２ａ間を離隔させる隔壁２ｂを有し、高周波用給電線１０における周方向の寸法（隣接する隔壁２ｂ間の寸法）の少なくとも一部が導体１の直径よりも小さく構成されている。本実施形態では、溝部２ａは、周方向の寸法（隣接する隔壁２ｂ間の寸法）が高周波用給電線１０における径方向の中心に向かって小さくなるテーパ状となるように構成されている。なお、溝部２ａは、隔壁２ｂの一部に突起を形成することで、周方向の寸法（隣接する隔壁２ｂ間の寸法）の少なくとも一部が導体１の直径よりも小さく構成されてもよい。溝部２ａは、導体１の直径よりも小さい隔壁２ｂと隔壁２ｂとの間に圧入された導体１を挟んで保持するように構成されている。導体１は、隔壁２ｂにより保持されることで、配置が崩れにくくなるので、相対的な配置の変化、および表皮効果と近接効果によっておきる電気抵抗の変動を小さくすることができる。隔壁２ｂの高さ（溝部２ａの深さ）は、導体１の直径よりも大きく構成されていることが好ましい。複数の溝部２ａは、それぞれ、高周波用給電線１０の長手方向に沿って延在している。このように、絶縁介在物２は、複数の導体のそれぞれを互いに離隔させた状態で同方向となるように収容可能に構成されている。

溝部２ａの数は、特に限定されるものではなく、収容する導体１の数に応じて形成されることが好ましい。例えば、８本の導体１を収容する場合には、８個の溝部２ａが形成されることが好ましい。

溝部２ａは、複数の導体１を、それぞれ、高周波用給電線１０の長手方向に垂直な断面のうち外周側の位置に配置するように構成されている。本実施形態では、溝部２ａは、複数の導体１を、それぞれ、シース３の近傍であって、この断面の外周方向に沿って所定の間隔で互いに離隔した位置に配置するように構成されている。ここで、「外周側の位置」とは、高周波用給電線１０の長手方向に垂直な断面のうち、高周波用給電線１０の半分の直径よりも外側の位置のことである。ここで、「所定の間隔」とは、例えば、均等な間隔のことをいう。

絶縁介在物２の外周を構成し、隔壁２ｂの末端である外周端２ｃは、シース３の内壁３ａに到達するように構成されている。ここで、「シース３の内壁３ａに到達する」とは、外周端２ｃとシース３とが接触している場合だけでなく、わずかに離れている場合、例えば、隔壁２ｂの高さ（溝部２ａの深さ）の１０％程度の大きさを保って離れている場合も含む。また、「外周端２ｃとシース３とが接触している」とは、外周端２ｃとシース３とが、接着されている場合と、接着されていない場合のいずれの場合も含む。外周端２ｃとシース３とが接着されている場合には、溝部２ａに収容されている導体１の配置が崩れにくくなるので、導体１の相対的な配置の変化、および表皮効果と近接効果によっておきる電気抵抗の変動を小さくすることができる。外周端２ｃとシース３とが接着されていない（非接着）の場合には、高周波用給電線１０の耐屈曲性を向上させることができ、また、高周波用給電線１０の端末部分から導体１を露出させる端末処理をする際に、容易にシース３を除去することできる。

なお、外周端２ｃとシース３との接着方法は、特に限定されないが、例えば、熱融着や、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤等の熱硬化性樹脂により接着させることが好ましい。

絶縁介在物２には、絶縁介在物２の中心軸に沿って延びる中空部２ｄが形成されている。中空部２ｄは、例えば、円筒状に形成されており、中空部２ｄ内には、導体１が配置されないことが好ましい。中空部２ｄ内は空洞なので、例えば、信号伝送用の信号線４を配置することにより、中空部２ｄ内を有効活用することができる。ここで、信号線４とは、導体に限定されず、光ファイバ等を含むものであり、配置される信号線４の数は、単数もしくは複数本のいずれでもよい。図１、図２では、単一の信号線４が配置された場合を例示している。なお、本実施形態では、絶縁介在物２の中心軸は、高周波用給電線１０の中心軸と一致することが好ましい。中空部２ｄ内には、熱検知用電線が配置されていてもよい。熱検知用電線は、例えば、第１導線が第１絶縁被膜により被覆された第１被覆電線と第２導線が第２絶縁被膜により被覆された第２被覆電線とを備える。熱検知用電線は、高周波用給電線１０内が高温化した際に第１絶縁被膜及び第２絶縁被膜が溶融し、第１導線と第２導線とが接触して導通することで、高周波用給電線１０内の高温化を検知するものである。

絶縁介在物２は、例えば、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、発泡ＰＥ、発泡ＰＰ等の誘電率が低い絶縁樹脂により構成されている。なお、絶縁介在物２は、例えば、公知の押出成形により形成することができる。

複数の導体１は、それぞれ、溝部２ａ内に収容され、高周波用給電線１０の長手方向に沿って延在している。導体１の断面形状は、略円形となっている。複数の導体１は、それぞれ、同じ径を有していることが好ましい。

導体１は、単一の金属線、もしくは、複数（例えば７本）の金属素線を撚り合わせた撚り線により構成されている。単一の金属線の場合は、製造が容易であるため製造コストを抑えられるという利点がある。撚り線の場合は、単一の金属線よりも屈曲が容易であるため敷設しやすいという利点がある。本発明は、その用途に応じて、単線または撚り線のいずれにも適用することができる。図１では、単一の金属線を用いた場合を例示し、図２では、撚り線を用いた場合を例示している。

複数の導体１は、それぞれの外周が絶縁体によって絶縁被覆されていない状態、いわゆる裸導体（裸素線）の状態で溝部２ａ内に収容されている。

複数の導体１は、それぞれ、高周波用給電線１０の長手方向に垂直な断面のうち外周側の位置に配置されている。本実施形態では、複数の導体１は、それぞれ、シース３の近傍であって、この断面の外周方向に沿って所定の間隔で互いに離隔した位置に配置されている。

給電用である導体１の大きさは、特に限定されないが、その半径は、使用周波数帯における表皮厚さより小さいことが好ましい。

導体１は、例えば、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ合金、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金により構成されている。複数の導体１は、それぞれ、同じ材料により構成されていることが好ましい。

シース３は、絶縁介在物２の外周を囲うように構成され、高周波用給電線１０の長手方向に沿って延在している。

溝部２ａ内に収容された導体１と、シース３の内壁と、の間には、空隙５が形成されていることが好ましい。空隙５が形成されていることにより、端末処理をする際に、容易にシース３を除去することできる。

シース３は、例えば、上述したＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＥ、ＰＰのほかＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体）により構成されている。

（２）本実施形態の効果
本実施形態によれば、以下に述べる一つ又は複数の効果を奏する。

（ａ）導体１を複数備えて導体全体の表面積を増加させ、これらの導体１をそれぞれ収容する溝部２ａを、絶縁介在物２の外周に設けることにより、使用する導体の総量を増加させることなく、表皮効果による電気抵抗の増加を低減することが可能となる。さらに、外周が絶縁体によって被覆されない状態の導体１が溝部２ａ内に収容されていることにより、シース３を剥くだけで、導体１を露出させることができる。このように、端末加工をする際に、複数の導体１の１本１本について絶縁体を除去する処理を行う必要がないので、端末加工を容易に行うことが可能となる。
以上により、高周波用給電線１０は、表皮効果による電流抵抗の増加を低減できるとともに、端末加工を容易に行うことが可能となる。

（ｂ）複数の導体１が、それぞれ、高周波用給電線１０の長手方向に垂直な断面のうち外周側の位置に配置されることにより、使用する導体の総量を増加させることなく、表皮効果と近接効果による電気抵抗の増加をさらに低減することが可能となる。また、複数の導体１が、それぞれ、シース３の近傍であって、この断面の外周方向に沿って所定の間隔で互いに離隔した位置に配置されることにより、表皮効果と近接効果による電気抵抗の増加をさらに低減することが可能となる。

（ｃ）絶縁介在物２が、絶縁介在物２の中心軸に沿って延びる中空部２ｄを有することにより、高周波用給電線１０の耐屈曲性、放熱性の向上と、軽量化を実現することが可能となる。

（ｄ）中空部２ｄ内に、導体１が配置されていないことにより、高周波用給電線１０の製造コストを下げることができ、軽量化を実現することが可能となる。

（ｅ）導体１の半径が、使用周波数帯における表皮厚さより小さいことにより、高周波信号の伝送効率を向上させることが可能となる。

＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
給電用の複数の導体と、
絶縁体からなる長尺状の部材であって、前記複数の導体のそれぞれを互いに離隔させた状態で収容する複数の溝部が外周に設けられた絶縁介在物と、
前記絶縁介在物の外周を囲うように構成されたシースと、を備え、
前記複数の導体は、それぞれの外周が絶縁被覆されていない状態で前記溝部内に収容されている、
高周波用給電線が提供される。

（付記２）
付記１に記載の高周波用給電線であって、
前記絶縁介在物は、前記複数の導体を、前記高周波用給電線の長手方向に垂直な断面のうち外周側の位置に配置するように構成されている。

（付記３）
付記１または２に記載の高周波用給電線であって、好ましくは、
前記絶縁介在物は、前記複数の導体を、前記高周波用給電線の長手方向に垂直な断面のうち前記シースの近傍であって、前記断面の外周方向に沿って所定の間隔で互いに離隔した位置に配置するように構成されている。

（付記４）
付記１～３のいずれかに記載の高周波用給電線であって、
前記絶縁介在物は、前記絶縁介在物の中心軸に沿って延びる中空部を有する。

（付記５）
付記４に記載の高周波用給電線であって、
前記中空部内には、前記導体が配置されていない。

（付記６）
付記４または５に記載の高周波用給電線であって、
前記中空部内には、前記導体とは異なる信号伝送用の信号線が配置されている。

（付記７）
付記１～６のいずれかに記載の高周波用給電線であって、
前記絶縁介在物の外周を構成し、隣接する前記溝部間を離隔させる隔壁の外周端が、前記シースの内壁に到達している。

（付記８）
付記７に記載の高周波用給電線であって、
前記隔壁の外周端と、前記シースの内壁と、が接着されている。

（付記９）
付記７に記載の高周波用給電線であって、
前記隔壁の外周端と、前記シースの内壁と、が非接着となっている。

（付記１０）
付記１～９のいずれかに記載の高周波用給電線であって、
前記溝部内に収容された前記導体と、前記シースの内壁と、の間には、空隙が存在する。

（付記１１）
付記１～１０のいずれかに記載の高周波用給電線であって、
前記導体の半径が、使用周波数帯における表皮厚さより小さい。

１０高周波用給電線
１導体
２絶縁介在物
２ａ溝部
３シース

Claims

給電用の複数の導体と、
絶縁体からなる長尺状の部材であって、前記複数の導体のそれぞれを互いに離隔させた状態で収容する複数の溝部が外周に設けられた絶縁介在物と、
前記絶縁介在物の外周を囲うように構成されたシースと、を備え、
前記複数の導体は、それぞれの外周が絶縁被覆されていない状態で前記溝部内に収容されている、
高周波用給電線。
前記絶縁介在物は、前記複数の導体を、前記高周波用給電線の長手方向に垂直な断面のうち外周側の位置に配置するように構成されている、
請求項１に記載の高周波用給電線。
前記絶縁介在物は、前記絶縁介在物の中心軸に沿って延びる中空部を有する、
請求項１または２に記載の高周波用給電線。
前記中空部内には、前記導体が配置されていない、
請求項３に記載の高周波用給電線。
前記中空部内には、前記導体とは異なる信号伝送用の信号線が配置されている、
請求項３または４に記載の高周波用給電線。
前記絶縁介在物の外周を構成し、隣接する前記溝部間を離隔させる隔壁の外周端が、前記シースの内壁に到達している、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波用給電線。
前記隔壁の外周端と、前記シースの内壁と、が接着されている、
請求項６に記載の高周波用給電線。
前記隔壁の外周端と、前記シースの内壁と、が非接着となっている、
請求項６に記載の高周波用給電線。
前記溝部内に収容された前記導体と、前記シースの内壁と、の間には、空隙が存在する、
請求項１～８のいずれか１項に記載の高周波用給電線。
前記導体の半径が、使用周波数帯における表皮厚さより小さい、
請求項１～９のいずれか１項に記載の高周波用給電線。