WO2013140462A1 - 磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きmiケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
MIケーブルは、金属シースの中にマグネシア、シリカ、アルミナ等の無機絶縁材粉末を介在させて導線を収容したのもので、移送中、保管中および使用中に外気中の湿分が絶縁材粉末へ侵入して絶縁低下が生じることがないよう、その端部には端末スリーブが設けられ、MIケーブル内部を外気から遮断している。
上記のセラミック製端子5とスリーブ管4および端子管6との銀ロウ付けは、セラミックと銀ロウの接着性が悪いため、セラミックの接着する表面をメタライズ処理した後、金属メッキを施し、これと金属を銀ロウ付けして接着性を高めるのが通常である(例えば特許文献1)。
これらを避けるために、MIケーブルのシースおよび端末スリーブのスリーブ管、端子管を磁性体(磁場中で磁気を帯びる材料)の金属とすると、外部磁場の内部への侵入はなく、かつ、MIケーブルの導体の電流が作る磁場の外部へ漏れもなくなるが、磁性体の存在によってMIケーブル周辺の磁場が乱されるという問題が生じる。
本発明の第1の実施態様は、金属のシースの中に無機絶縁材粉末を介在させて導線を収容したMIケーブルとその端末に端末スリーブが設けられた端末スリーブ付きMIケーブルにおいて、MIケーブルは、シース材質を非磁性のステンレス鋼とし、収容される導線が1対または複数対の各対が2重螺旋状に形成されたものであって、端末スリーブは、チタン製のスリーブ管、セラミック製端子およびチタン製の端子管とを備え、MIケーブルの端末部がスリーブ管の中間部まで挿入され、スリーブ管のMIケーブルが挿入されている側と反対側の開口部は、セラミック製端子により栓をされ、セラミック製端子にはMIケーブルの導線数と同数の貫通孔が設けられ、該各貫通孔には端子管が差し込まれ、各導線の末端は各端子管を通って端末スリーブの外部に出ており、スリーブ管の内面とMIケーブルのシースの外面、セラミック製端子の外面とスリーブ管の内面、セラミック製端子の貫通孔と端子管の外面、および端子管の内面と導線の外面は、それぞれ銀ロウ付けにより全周が接着され、セラミック製端子とスリーブ管、およびセラミック製端子と端子管との銀ロウ付けは、セラミック製端子の表面をチタンによりメタライズ処理してニッケル-リンメッキを施した後に行うものである。
このように、使用材質は全て非磁性体であるので、磁性体が存在することによる外部磁場の乱れが生じない。
非磁性材料としての信頼度を許容できれば、非磁性のステンレス鋼としてSUS304を使用してもよく、さらには、ステンレス鋼以外の非磁性金属を使用してもよい。このことは第2乃至第4の実施態様でも同じである。
本発明の第2の実施態様は、金属のシースの中に無機絶縁材粉末を介在させて導線を収容したMIケーブルとその端末に端末スリーブが設けられた端末スリーブ付きMIケーブルにおいて、MIケーブルは、シース材質を非磁性のステンレス鋼とし、収容される導線が1対または複数対の各対が2重螺旋状に形成されたもので、該MIケーブルの端末部は、材質がシースと同じ非磁性のステンレス鋼の溶接スリーブ管に、該MIケーブの終端と該溶接スリーブ管の終端が同じ位置になるように挿入されていて、端末スリーブは、チタン製のスリーブ管、セラミック製端子およびチタン製の端子管とを備え、MIケーブルが挿入された溶接スリーブ管の端末部は、スリーブ管の中間部まで挿入され、溶接スリーブ管は、スリーブ管に挿入された状態においてスリーブ管の先端が該溶接スリーブ管上に位置する長さを有し、スリーブ管のシースが挿入されている側と反対側の開口部は、セラミック製端子により栓をされ、セラミック製端子にはMIケーブルの導線数と同数の貫通孔が設けられ、該各貫通孔には端子管が差し込まれ、各導線の末端は各端子管を通って端末スリーブの外部に出ており、スリーブ管の内面と溶接スリーブ管の外面、セラミック製端子の外面とスリーブ管の内面、セラミック製端子の貫通孔と端子管の外面、および端子管の内面と導線の外面は、それぞれ銀ロウ付けにより全周が接着されるとともに、MIケーブルのシースの終端部断面と溶接スリーブ管の終端部断面とは全周溶接され、セラミック製端子とスリーブ管、およびセラミック製端子と端子管との銀ロウ付けは、セラミック製端子の表面をチタンによりメタライズ処理してニッケル-リンメッキを施した後に行うものである。
なお、シースの終端部断面と溶接スリーブ管の終端部断面の溶接部は、スリーブ管内側に位置し、シースが薄く、かつ溶接時の熱で脆くなったとしても外部から力が掛かることはないので損傷する心配はない。
本発明の第3の実施態様は、金属のシースの中に無機絶縁材粉末を介在させて導線を収容したMIケーブルとその端末に端末スリーブが設けられた端末スリーブ付きMIケーブルにおいて、MIケーブルは、シース材質を非磁性のステンレス鋼とし、収容される導線は1対または複数対の各対が2重螺旋状に形成されたもので、該MIケーブルの端末部は、材質がシースと同じ非磁性のステンレス鋼の溶接スリーブ管にシースの終端と溶接スリーブ管の終端が同じ位置になるように挿入されていて、端末スリーブは、中間部を境にして一方側の材質をシース及び溶接スリーブ管と同じ非磁性のステンレス鋼とし、他方側の材質をチタンとするスリーブ管、セラミック製端子およびチタン製の端子管とを備え、MIケーブルが挿入された溶接スリーブ管の端末部は、スリーブ管の材質が非磁性のステンレス鋼である側からスリーブ管の中間部まで挿入され、溶接スリーブ管は、スリーブ管に挿入された状態においてスリーブ管の先端が該溶接スリーブ管上に位置する長さを有し、スリーブ管のシースが挿入されている側と反対側の開口部は、セラミック製端子により栓をされ、セラミック製端子にはMIケーブルの導線数と同数の貫通孔が設けられ、該各貫通孔には端子管が差し込まれ、各導線の末端は各端子管を通って端末スリーブの外部に出ており、スリーブ管の非磁性のステンレス鋼を材質とする部分とチタンを材質とする部分、セラミック製端子の外面とスリーブ管のチタンを材質とする部分の内面、セラミック製端子の貫通孔と端子管の外面、および端子管の内面と導線の外面は、それぞれ銀ロウ付けにより全周が接着されるとともに、MIケーブルのシースの終端部断面と溶接スリーブ管の終端部断面、およびスリーブ管の非磁性のステンレス鋼を材質とする部分の先端と溶接スリーブ管とは全周溶接され、セラミック製端子とスリーブ管、およびセラミック製端子と端子管との銀ロウ付けは、セラミック製端子の表面をチタンによりメタライズ処理してニッケル-リンメッキを施した後に行うものである。
製作工程において、端末スリーブの銀ロウ付けによる接着は、セラミック製端子と端子管、およびスリーブ管とセラミック製端子の銀ロウ付けがまず行われる。これが初めに行われるのは、セラミックと金属の銀ロウ付けにおいては均一なセラミックの加熱のために真空容器内での加熱が必要で、MIケーブルが付属した状態では、加熱装置を持つ大規模な真空容器を要し、経済面で現実的でないためである。これらの銀ロウ付けにはフラックスは通常使用されず、フラックスを使用したとしても、銀ロウ付け部へは銀ロウ付け後も外部から接近できるので、フラックスの残滓を除去することができる。
しかし、次に第1の実施態様においてシースとスリーブ管を銀ロウ付けした後、また、第2の実施態様において溶接スリーブ管とスリーブ管を銀ロウ付けした後は、スリーブ管の他端にはセラミック製端子が既に銀ロウ付けされていてその内部は外部から接近できないため、スリーブ管内に残ったフラックスの残滓は除去することができず、この残渣によって前述の絶縁低下が生じることがある。
本発明の第4の実施態様は、本発明の第1乃至第3の実施態様のいずれかの態様に加え、セラミック製端子の貫通孔に差し込まれている端子管の外側に露出した側の端部が差し込まれ、導線と同じ非磁性体の材質で作られたキャップ管をさらに備え、各導線は、各端子管および各キャップ管を通って端末スリーブの外部に出ており、端子管の外面とキャップ管の内面は、銀ロウ付けにより全周が接着されるとともに、キャップ管の端子管が差し込まれている側とは逆側の端部で、導線とキャップ管が全周溶接されているものである。
チタンを材質とする端子管と導線との溶接は、異種金属の溶接となるために困難であるが、本実施態様のように導線と同じ材質のキャップ管を追加することにより導線とキャップ管との溶接が可能になり、端子管と導線の銀ロウ付けが不要となってフラックスの残滓による絶縁低下の恐れがなくなる。
本発明の第1の実施形態の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルについて図面を参照しながら説明する。ここで、図1は本発明の第1の実施形態の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルの外観図であり、図2はその断面図である。図2において、導線7は外面図で示している。なお、図1および図2では、MIケーブルの一方の端部のみを表わしているが、他方の端部も同様であるので、図面は省略する。
図7(a)に、2対の導線7の各対が2重螺旋状に形成されたケースのMIケーブルの断面図を示す。導線7のみ外面図で示している。図7(b)は(a)の右端部の縦断面図で、導線7Aと7C、及び導線7Bと7Dがそれぞれ1対の導線で、各対は2重螺旋状になっている。
スリーブ管4の内面とシース3の外面、および端子管6の内面と導線7の外面の銀ロウ付けは、金属間の接着であるので接着性が良く、メタライズ処理やメッキを行わなくても接着は強固である。
次に、本発明の第2の実施形態の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルについて図面を参照しながら説明する。ここで、図3は本発明の第2の実施形態の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルの外観図であり、図4はその断面図である。図4において、導線7は外面図で示している。なお、図3および図4では、MIケーブルの一方の端部のみを表わしているが、他方の端部も同様であるので、図面は省略する。
また、スリーブ管4と溶接スリーブ管10、セラミック製端子5とスリーブ管4、端子管6とセラミック製端子5、および端子管6と導線7の全周が銀ロウ付で接着されるとともに、溶接スリーブ管10とシース3との全周が溶接されているので、MIケーブル1内部が外気と遮断されていて、外気からの湿分の侵入による絶縁抵抗の低下が生じないのも第1の実施形態と同様で、セラミック製端子5と金属の接着が強固であること、および高温でもそれが維持できることも、第1の実施形態と同様である。
次に、本発明の第3の実施形態の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルについて図面を参照しながら説明する。ここで、図5は本発明の第3の実施形態の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルの外観図であり、図6はその断面図である。図6において、導線7は外面図で示している。なお、図5および図6では、MIケーブルの一方の端部のみを表わしているが、他方の端部も同様であるので、図面は省略する。
そして、溶接スリーブ管10は、スリーブ管4に挿入された状態において、スリーブ管4aの先端が溶接スリーブ管10上に位置する長さを有しており、スリーブ管4aの先端と溶接スリーブ管10の接合は、第2の実施形態のように銀ロウ付けでなく、図6に示される溶接部16での全周溶接によっている。
導線7は、端子管6およびキャップ管12を通って外部に出ており、キャップ管12のセラミック製端子5と逆側の先端の溶接部13において、導線7とキャップ管12は全周共付け溶接されている。端子管6と導線7は銀ロウ付けされていない。その他については第2の実施形態と同様である。
次に、上述した第1乃至第3の実施形態における磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルの敷設形態について説明する。ここで、MIケーブル1は、シース3と導線7がMIケーブル内無機絶縁材粉末8で絶縁されているため、その敷設において外部の導電体との接触が伝送する信号や動力電気に影響することはなく、かつ、MIケーブル1は可撓性があるため、敷設が高い自由度で容易にできる特長を持っている。
本発明の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブルを用いないで、磁場を乱さず、また磁場の影響を受けないように配慮をした配線を行う手段としては、図8に示すように、短尺の絶縁碍子17に導線7を挿入して数珠状にし、これを2重螺旋状に捻った形状としたものによる配線が考えられるが、導線7には一般に形状を維持するだけの剛性がなく、そのため、短い区間の配線は可能であっても、長尺の配線は支持部材が顕著に増加するため、実現性に乏しい。
端末スリーブ2を、容器の貫通導入端子の近くに設置し、また、計器や電力供給先の設備の導線接続部近くに設置し、端末スリーブ2と容器の貫通導入端子との間の短い配線、および、端末スリーブ2と計器や電力供給先の設備との間の短い配線を、図8に示すものとすることにより、配線経路全体において、磁場を乱さず、また磁場の影響を受けない配慮をした配線とすることが可能である。
2 端末スリーブ
3 シース
4 スリーブ管
4a スリーブ管のSUS316ステンレス鋼部
4b スリーブ管のチタン部
4c スリーブ管のSUS316ステンレス鋼部とチタン部との銀ロウ接合部
5 セラミック製端子
5a セラミック製端子貫通孔
6 端子管
7 導線
8 MIケーブル内無機絶縁材粉末
9 スリーブ管内無機絶縁材粉末
10 溶接スリーブ管
11 シースと溶接スリーブ管との溶接部
12 キャップ管
13 キャップ管と導線との溶接部
14 シースとスリーブ管との溶接部
15 端子管と導線との溶接部
16 スリーブ管のSUS316ステンレス鋼部と溶接スリーブ管との溶接部
17 絶縁碍子
Claims (4)
- 金属のシースの中に無機絶縁材粉末を介在させて導線を収容したMIケーブルとその端末に端末スリーブが設けられた端末スリーブ付きMIケーブルにおいて、
MIケーブルは、シース材質を非磁性のステンレス鋼とし、収容される導線が1対または複数対の各対が2重螺旋状に形成されたものであって、
端末スリーブは、チタン製のスリーブ管、セラミック製端子およびチタン製の端子管とを備え、
前記MIケーブルの端末部が前記スリーブ管の中間部まで挿入され、
前記スリーブ管の前記MIケーブルが挿入されている側と反対側の開口部は、前記セラミック製端子により栓をされ、
前記セラミック製端子には前記MIケーブルの導線数と同数の貫通孔が設けられ、該各貫通孔には前記端子管が差し込まれ、
前記の各導線の末端は前記の各端子管を通って前記端末スリーブの外部に出ており、
前記スリーブ管の内面と前記MIケーブルのシースの外面、前記セラミック製端子の外面と前記スリーブ管の内面、前記セラミック製端子の貫通孔と前記端子管の外面、および前記端子管の内面と前記導線の外面は、それぞれ銀ロウ付けにより全周が接着され、
前記セラミック製端子と前記スリーブ管および前記セラミック製端子と前記端子管との銀ロウ付けは、前記セラミック製端子の表面をチタンによりメタライズ処理してニッケル-リンメッキを施した後に行うことを特徴とする磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブル。 - 金属のシースの中に無機絶縁材粉末を介在させて導線を収容したMIケーブルとその端末に端末スリーブが設けられた端末スリーブ付きMIケーブルにおいて、
MIケーブルは、シース材質を非磁性のステンレス鋼とし、収容される導線が1対または複数対の各対が2重螺旋状に形成されたもので、該MIケーブルの端末部は、材質が前記シースと同じ非磁性のステンレス鋼の溶接スリーブ管に、該MIケーブの終端と該溶接スリーブ管の終端が同じ位置になるように挿入されていて、
端末スリーブは、チタン製のスリーブ管、セラミック製端子およびチタン製の端子管とを備え、
前記MIケーブルが挿入された溶接スリーブ管の端末部は、前記スリーブ管の中間部まで挿入され、前記溶接スリーブ管は、前記スリーブ管に挿入された状態において前記スリーブ管の先端が該溶接スリーブ管上に位置する長さを有し、
前記スリーブ管の前記シースが挿入されている側と反対側の開口部は、前記セラミック製端子により栓をされ、
前記セラミック製端子には前記MIケーブルの導線数と同数の貫通孔が設けられ、該各貫通孔には前記端子管が差し込まれ、
前記の各導線の末端は前記の各端子管を通って前記端末スリーブの外部に出ており、
前記スリーブ管の内面と前記溶接スリーブ管の外面、前記セラミック製端子の外面と前記スリーブ管の内面、前記セラミック製端子の貫通孔と前記端子管の外面、および前記端子管の内面と前記導線の外面は、それぞれ銀ロウ付けにより全周が接着されるとともに、前記MIケーブルのシースの終端部断面と前記溶接スリーブ管の終端部断面とは全周溶接され、
前記セラミック製端子と前記スリーブ管、および前記セラミック製端子と前記端子管との銀ロウ付けは、前記セラミック製端子の表面をチタンによりメタライズ処理してニッケル-リンメッキを施した後に行う磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブル。 - 金属のシースの中に無機絶縁材粉末を介在させて導線を収容したMIケーブルとその端末に端末スリーブが設けられた端末スリーブ付きMIケーブルにおいて、
MIケーブルは、シース材質を非磁性のステンレス鋼とし、収容される導線が1対または複数対の各対が2重螺旋状に形成されたもので、該MIケーブルの端末部は、材質が前記シースと同じ非磁性のステンレス鋼の溶接スリーブ管に、該MIケーブルの終端と該溶接スリーブ管の終端が同じ位置になるように挿入されていて、
端末スリーブは、中間部を境にして一方側の材質を前記シースおよび前記溶接スリーブ管と同じ非磁性のステンレス鋼とし、他方側の材質をチタンとするスリーブ管、セラミック製端子およびチタン製の端子管とを備え、
前記MIケーブルが挿入された溶接スリーブ管の端末部は、前記スリーブ管の材質が非磁性のステンレス鋼である側から該スリーブ管の中間部まで挿入され、前記溶接スリーブ管は、前記スリーブ管に挿入された状態において前記スリーブ管の先端が該溶接スリーブ管上に位置する長さを有し、
前記スリーブ管の前記シースが挿入されている側と反対側の開口部は、前記セラミック製端子により栓をされ、
前記セラミック製端子には前記MIケーブルの導線数と同数の貫通孔が設けられ、該各貫通孔には前記端子管が差し込まれ、
前記の各導線の末端は前記の各端子管を通って前記端末スリーブの外部に出ており、
前記スリーブ管の非磁性のステンレス鋼を材質とする部分とチタンを材質とする部分、前記セラミック製端子の外面と前記スリーブ管の内面、前記セラミック製端子の貫通孔と前記端子管の外面、および前記端子管の内面と前記導線の外面は、それぞれ銀ロウ付けにより全周が接着されるとともに、前記MIケーブルのシースの終端部断面と溶接スリーブ管の終端部断面、および前記スリーブ管の非磁性のステンレス鋼を材質とする部分の先端と前記溶接スリーブ管とは全周溶接され、
前記セラミック製端子と前記スリーブ管、および前記セラミック製端子と前記端子管との銀ロウ付けは、前記セラミック製端子の表面をチタンによりメタライズ処理してニッケル-リンメッキを施した後に行う磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブル。 - 前記セラミック製端子の貫通孔に差し込まれている前記端子管の外側に露出した側の端部が差し込まれ、前記導線と同じ非磁性体の材質で作られたキャップ管をさらに備え、
前記各導線は、前記各端子管および前記各キャップ管を通って前記端末スリーブの外部に出ており、
前記端子管の外面と前記キャップ管の内面は、銀ロウ付けにより全周が接着されるとともに、前記キャップ管の前記端子管が差し込まれている側とは逆側の端部で、前記導線と前記キャップ管が全周溶接されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の磁場を乱さず磁場の影響を受けない端末スリーブ付きMIケーブル。
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