JPS62100908A - コンデンサ形高周波用導線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高周波の大電流を流すだめの導線に係り、特に
コンデンサを利用した高周波用導線に関する。

〔従来の技術〕

核融合装置１粒子加速器、ＭＩＤ　（マグネチック・ハ
イドロ・ダナミック）発電装置等の高温電離ガスの加速
または輸送用のダクトコイルや、誘導加熱コイル等は、
高周波の大電流を流すことが可能な導線を用いて構成さ
れる。このような高周波用導線として、従来より導体平
板を積層して（１Ｍ成されたものが使用されている。

また、本出願人は先に導線の途中にコンデンサを挿入し
たものを多数並列接続して構成した共振式の高周波用導
線について提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、導体平板を積層した高周波用導線は電磁
相互作用のため抵抗が大きくなり、損失が増大するとい
う問題がある。

一方、共振式高周波用導線においては、流れる電流が大
きくなると、コンデンサの両端電圧１　／　ｊωＣまた
はｊω（Ｌ＋ΣＭｉｊ）Ｉ（Ｉは電流、Ｃは各導線に挿
入されるコンデンサの容量、Ｌは各導線のインダクタン
ス、ωｉｊは導線間の相互インダクタンス）が大きくな
り、その耐電圧が問題となる。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされた
ちので、抵抗が小さく低損失であり、しから耐電圧の大
きい高周波用導線を提供することを［１的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、各一端が共通接続さ
れた第１の櫛歯状導線群と、同じく各一端が共通接続さ
れた第２の櫛歯状導線群とを互いの間に誘電体スペーサ
を介して噛合わせてコンデンサを形成し、前記第１の櫛
歯状導線群の共通接続点と第２の櫛歯状導線群の共通接
続点を給電端とすることを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係るコンデンサ形高周波用導線においては、給
電端間に高周波電流を流した場合、噛合っている第１お
よび第２の櫛歯状導線群を構成するそれぞれの導線の全
ての部分に均一、且つ同位ＩＩの電流が流れる。すなわ
ち、導線の長さ方向はぼ全体にわたってコンデンサが形
成され、電極面積の大きいコンデンサが実現されるため
、コンデンサを高周波電流が流れるときの電流密度が非
常に小さくなり、それだけコンデンサに加わる電圧が低
下する。従って、耐電圧が向上する。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例に係るコンデンサ形高周波用
導線の結線図であり、第１の櫛歯状導線群１と第２の櫛
歯状導線群２とを互いの間に誘電体スペーサ３を介して
噛合わせている。第１および第２の櫛歯状導線群１，２
の各一端は共通接続され、その共通接続点が給電端４，
５となっている。なお、櫛歯状導線群１．２を構成する
導線は線状であってもよいし、細長い板状であってもよ
い。誘電体スペーサ３は誘電率は低くてもよいが、誘電
損失の小さい材質であることが望ましく、その点で空気
や真空が特に適している。

このように構成された高周波用導線は、第１およびの櫛
歯状導線群１００間に静電容量が生じてコンデンサが形
成され、その等価回路は第２図に示すようになる。第２
図において、Ｃは隣接する導線間の静電容量、Ｌは導線
のインダクタンス、Ｒは抵抗であり、いずれも分布定数
である。

第１および第２の櫛歯状導線群１，２を構成する導線は
、以下に説明するように全ての部分において電流分布が
均一で、しかも位相がＩ鏑っている。

第１図に示したコンデンサ形高周波用導線は、第３図に
示すような近接して平行に配列された２本の導線Ａ、Ｂ
を基本構成要素としている。以下、この導線Ａ、Ｂの絹
を基本導線という。この基本導線に交流電圧を印加した
場合、導線Ａ、Ｂを流れる電流の向きは同一となる。こ
のときの導線Ａ、Ｂの各々の電流分布および両導線Ａ、
Ｂ間を流れる電流の電流密度分布を調べるため、第３図
の回路を等低的に表わす第４図に示す回路網を作り、以
下のキルヒホッフ方程式によりコンピュータ解析した。

解析結果を第５図および第６図に示す。

■　　　　　　−−１ Ｏ ＮＮＮＮＮ　　　　ｌ　　　　　　　　　　　　　Ｎ第
５図において横軸は第４図における電流Ｉ４＋Ｉ８，１
７．Ｉ６．Ｉｓがそれぞれ流れる位置を、縦軸はそれら
の電流の実部Ｒｅ（１１１，虚部ｌｌ１１　（工ｉ）を
それぞれ示している。また、第６図において横軸は第４
図における電流Ｉ４および１１１＋１３および１１０．
１２およびＩ９゜１１およびＩ５が流れる位置を、縦軸
はそれらの電流の実部Ｒｃ　ｌｌ１）、虚部１ａｌｌｉ
）をそれぞれ示している。これら第５図および第６図は
いずれも共振点付近の電流のみを示しているが、第７図
に示すように周波数が変わっても導線Ａ。

８間を流れる高周波電流密度ＩＡＢ／ノは導線」二にお
いて一様となることが明らかとなった。

以りから、第１図に示したコンデンサ形高周波用導線に
おいては、第１および第２の）ａ歯状導線群１，２を構
成する導線の全ての部分において電流分布か均一で、し
かも位を口が揃うことがわかる。

また、実際には第１および第２の櫛歯状導線群１゜２の
導線間、つまり各基本導線間に相互インダクタンスＭｌ
ｊが作用するが、この相互インダクタンスＭｊｊの影響
は基本導線の導線Ａ、Ｂ間に存在する静電容量によって
打消されるため、各基本導線を流れる電流も均一となる
。このように第１図に示した本発明に係るコンデンサ形
高周波用導線は、導線各部に高周波電流を均一に流すこ
とができるので、高周波の大電流を低損失で流すことが
でき、またコンデンサの電極面積が大きいため、耐電圧
も高いという利点がある。

本発明の具体的な応用例について説明する。第８図は本
発明に係るコンデンサ形高周波用導線を用いて構成した
高周波コイル１０を示したもので、第８図のａ部および
ｂ部を拡大して第９図（ａ）（ｂ）に示すように、第１
および第２の櫛歯状導線ｒＪ１．２と誘電体スペーサ３
からなるコンデンサ形高周波用導線をリング状に形成し
、その両端を高周波電力が印加される給電端４，５とし
ている。第１０図はこの高周波コイル模式的に示した図
であり、第１１図はその等価回路である。なお、この高
周波コイルは印加される高周波電力に共振するように構
成して、供給電力最小でより大きい電流を流すようにす
ることもできる。また、この高周波コイルはｔ亥融合装
置等で使用される超高磁場発生コイルに好適である。

第１２図はより高い周波数で使用するのに適した高周波
コイルを模式的に示したものである。この高周波コイル
では第１および第２の櫛歯状導線群１．２の各々が数個
所で分断されているため、その等価回路は第１３図に示
すように第１１図の０１に相当する静電容量、Ｌ、に相
当するインダクタンス、およびＲ２に相当する抵抗分が
分散した形となる。この高周波コイルにおいても共振形
とすることにより、さらに大電流を流すことができる。

〔発明の効果〕

本発明に係るコンデンサ形高周波用導線は電極面積の大
きいコンデンサが形成されるため、高周波の大電流を少
ない損失で流すことができ、また耐電圧が高いという利
点があり、高周波の超高磁場を発生するための高周波コ
イル用導線等として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るコンデンサ形高周波用
導線の概略構成を示す結線図、第２図はその等価回路図
、第３図は本発明に係るコンデンサ形高周波用導線の基
本構成要素としての基本導線を示す図、第４図はその等
価回路図、第５図および第６図は第４図の各部における
電流分布を実部および虚部に分けて示す図、第７図は第
３図の基本導線における２本の導線上の高周波電流分布
および該２本の導線間を流れる高周波電流の電流密度分
布を示す図、第８図は本発明に係るコンデンサ形高周波
用導線を用いた高周波コイルを示す図、第９図（ａ）（
ｂ）は第８図の要部を拡大して示す図、第１０図は第８
図の高周波コイルを模式的に示す図、第１１図はその等
価回路図、第１２図は本発明に係るコンデンサ形高周波
用導線を用いた高周波コイルの他の例を模式的に示す図
、第１３図はその等価回路図である。 １・・・第１の櫛歯状導線Ｊ：Ｔ、２・・・第２の櫛歯
状導線群、３・・・誘電体スペーサ、４．５・・給電端
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　各一端が共通接続された第１の櫛歯状導線群と、同じ
   く各一端が共通接続された第２の櫛歯状導線群とを互い
   の間に誘電体スペーサを介して噛合わせてコンデンサを
   形成し、前記第１の櫛歯状導線群の共通接続点と第２の
   櫛歯状導線群の共通接続点を給電端とすることを特徴と
   するコンデンサ形高周波用導線。