JPH0425644B2 - - Google Patents
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- JPH0425644B2 JPH0425644B2 JP57153881A JP15388182A JPH0425644B2 JP H0425644 B2 JPH0425644 B2 JP H0425644B2 JP 57153881 A JP57153881 A JP 57153881A JP 15388182 A JP15388182 A JP 15388182A JP H0425644 B2 JPH0425644 B2 JP H0425644B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- wires
- shaft member
- coil
- twisted
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- Insulated Conductors (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Description
〔発明の利用分野〕
この発明は、高周波電流を流すようになしたリ
ツツ線及びコイルに関する。 〔従来技術〕 一般に、導体に高周波電流を流す場合、高周波
電流が導体の表面層に局限されて内部に入らない
現象がある。これは表皮効果と呼ばれている。高
周波電流が導線の表面だけを流れるために実効抵
抗が増す効果は、線の半径が表皮深さδの程度以
上の時に甚だしくなる。これを避けるため、リボ
ン状の導線を用いたり、細い線を絶縁して撚り合
わせ、断面に一様に電流が分布するようになすこ
とが行なわれている。後者はリツツ線（litz
wire）と呼ばれている。 一方、高周波電流を流すコイルを使用する装置
として、磁気バブルメモリがある。即ち、磁気バ
ブルメモリにおいては、バブルドメインを転送す
るために回転磁界発生回路が備えられ、その回転
磁界発生回路の一構成要素としてコイルが使用さ
れている。この回転磁界は、良く知られているよ
うに、複数個のコイル例えば２つのコイルを、そ
れらが作る磁界が直交するように配置し、それぞ
れのコイルに位相差がπ／２だけずれている電流
を流すことにより、得られる。通常このコイル駆
動周波数としては、50〜100KHzのものが実用化
されている。 上述した磁気バブルメモリにおいては、大容量
化による記憶データの高速書込み、高速読み出し
のために、コイル駆動周波数はより高いものが要
求されつつあり、上記表皮効果に関する問題点は
十分に対策されなければならない。 さて、従来のリツツ線は、仕上り外径を円形に
なすという製造上の理由から、第１図ａ及び同図
ａのＡ−Ａ断面図である第１図ｂに示すように、
７本の素線１ａ〜１ｇを用い、１本の素線１ａの
周囲に６本の素線１ｂ〜１ｇを撚り合わせて（同
心撚り）製造されている。つまり、中心に配置さ
れた１本の素線１ａはほぼ直線状に延び、周囲の
６本の素線１ｂ〜１ｇは、上記中心に配置された
１本の素線１ａを囲繞するようにらせん状に撚ら
れて、円形に近い外周２を持つ。なお、素線１ｂ
〜１ｇの断面図を第１図ｃに示す。各素線は自己
接着性マグネツトワイヤであり、具体的には、銅
導体３の外周にポリウレタン絶縁層４を設け、さ
らにその外周に熱可塑性樹脂接着層５を被覆した
構造をもつ。 ところでリツツ線における表皮効果を考察した
場合、各素線の表皮効果は、当該素線の自己電流
以外に、近接して配置された素線に流れる電流に
よる磁界の影響に基づくものがある。その結果、
上述した従来のリツツ線においては、周囲の６本
の素線１ｂ〜１ｇは互いに同一の条件を持つの
で、電流密度はほぼ同一である。しかし、中心に
配置された１本の素線１ａは、表皮効果の影響を
最も多く受け、電流密度は周囲の６本の素線より
も小さくなる。即ち、７本の素線全体において
は、その構造配置が不平等であることから、電流
密度分布が異なり、損失抵抗の増加という欠点が
あつた。 従つて、上記した従来の同心撚りのリツツ線
は、電流密度が付均一であることから、表皮効果
の問題点を完全に解決したとは言い難い。 さて本発明者らは、このような現状に鑑みて、
リツツ線の高速化に対応して電流密度分布の均一
化を考慮し、表皮効果にともなう損失抵抗の低減
を図つたリツツ線及びコイルを特願昭56−119051
号にて提案した。 かかる先願発明は、表皮効果にともなう損失抵
抗の低減を図るため、３本撚りからなる構造を基
本単位として、この基本単位リツツ線を更にＮ回
（Ｎ≧２なる整数）３本撚りを繰返して構成し、
３のＮ乗本の素線を撚つたことを特徴とするもの
である。 〔発明の目的〕 本発明は上記先願発明の応用例を提案するもの
であり、従つてその目的は、上記先願と同様に、
リツツ線、コイルに流す電流の高周波化、更には
磁気バブルメモリの高速化に対応して、電流密度
分布の均一化を図り、表皮効果による損失抵抗の
低減を図つたリツツ線及びコイルを提供すること
にあり、更に本発明によれば、電流密度分布の均
一化を図ることによつて生じたリツツ線又はコイ
ルの残余のスペースに、リツツ線又はコイルの温
度検出又は磁界検出等の制御信号線を含ませるこ
とにより、リツツ線又はコイルの制御を行なうよ
うになしたリツツ線及びコイルを提供することが
できる。 〔発明の概要〕 本発明は、絶縁された複数本の素線が撚られて
形成されるリツツ線において、絶縁された軸部材
が中心に配置され、該軸部材の周囲にｍ本（ｍ≧
３なる整数）の素線が撚られて基本単位リツツ線
が形成され、該基本単位リツツ線が３本用いられ
て更に撚られ、この３本撚りがＮ回（Ｎは２以上
の整数）繰返して形成されたことを特徴とする高
周波用リツツ線にある。そしてこれらのリツツ線
を用いて、コイルを製造するものである。 〔発明の実施例〕 本発明の実施例を説明する前に、上記先願発明
の実施例について簡単に説明する。 第２図ａ、第８図ａ及び第９図ａが上記先願発
明の実施例であり、第２図ａは３本の素線６ａ，
６ｂ，６ｃを撚つたリツツ線であり、仕上り線の
外周が番号７で示されている。３本の素線６ａ，
６ｂ，６ｃは均等に撚られるため、構造的に対称
となつている。 第８図ａは第２図ａに示した基本単位リツツ線
を３本用いて撚つた実施例を示し、また第９図ａ
は第８図ａに示したリツツ線を更に３本用いて撚
つた実施例を示している。 即ち、上記先願発明では、３本撚りを繰り返す
ことにより、各素線の構造条件を均一化し、リツ
ツ線全体の電流密度分布を素線のレベルで均一化
するものである。 さて、本発明の実施例を以下詳細に説明する。 本発明は上記先願発明と特に異なる点は、リツ
ツ線を構成するに際して、中心に軸部材を配置し
て、これにほぼ外接するように素線を撚れば、素
線は互いに同一の構造条件を持つことに着目し、
３本以上の素線でリツツ線を構成した点にある。 第２図ｂ〜ｆは、本発明の基本単位リツツ線の
６つの実施例を示す断面図である。本発明のリツ
ツ線の最も重要な点は、上述したように、リツツ
線を構成するｍ本（ｍ≧４なる整数）の素線が、
構造的に同一条件を持つように軸部材を中心にし
て対称位置に配置されて撚られ、各素線の電流密
度分布を均一化した点にある。 第２図ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｆは、それぞれ４
本の素線８ａ〜８ｄ、５本の素線１１ａ〜１１
ｅ、６本の素線１４ａ〜１４ｆ、７本の素線１７
ａ〜１７ｇ及び13本の素線２０ａ〜２０ｍを撚つ
たリツツ線であり、仕上り線の外周は、それぞれ
番号１０，１３，１６，１９及び２２で示されて
いる。これらのリツツ線は、その周辺にハイボン
接着層を施こし、かつ可撓性を持つ軸部材９，１
２，１５，１８及び２１を中心にして撚ることに
より形成される。従つて第２図ｂ〜ｆに示すよう
に、断面図で見た場合、各素線は軸部材９，１
２，１５，１８及び２１に対して放射状に配置さ
れて構造的に同一条件を持ち、かつこの軸部材
９，１２，１５，１８及び２１に接着される。 なおこの軸部材は、上述のように各素線を撚る
際の軸心を構成するものであり、その径は、その
周囲の素線の数及び径によつて定められ、軸部材
の外周に各素線が外接することによつて、リツツ
線の形くずれを防止する機能をも持つている。材
質は絶縁性を有するものを使用するが、中心部に
導体を持つ絶縁電線を用いれば、その導体を、後
述するように制御信号線として用いることができ
る。 さてここで、導体内に表皮効果に伴う電流密度
分布が起きたときの損失を計算して、電流密度分
布と高周波抵抗の関係を明らかにする。 今、第３図に示す導体１００に、第４図に示す
ように電流密度分布Ｊ（γ）を持つ電流が流れた
場合を考える。導体１００の半径をａ、流さを
ｌ、導電率をσ、抵抗率をρ、透磁率をμとする
と、電流密度分布Ｊ（γ）及び表皮深さδは、そ
れぞれ次式で与えられることが知られている。 ω：角周波数 ここで導体に流れる全電流をＩとすると、 Ｉ＝∫a/02πγJ（γ）dγ (3) となり、最大電流密度Jnaxは、 となる。 従つて、第３図に示す導体１００に電流Ｉが流
れた場合の損失Ｐ（＝Ｒ（γ，θ）・i2（γ，θ）・
ｌ）は、 と求まる。 一方、第３図の導体１００に均一な電流密度を
もつ電流Ｉが流れた場合の損失P0は、 P0＝R0I2＝Ｐ・ｌ／πa2・I2 (6) 従つて、損失比Ｐ／P0は、式(5)、式(6)から ｔ＝ａ／δ (7) とおくと、 Ｐ（ｔ）／P0＝t2（2t−１＋e-2t）／８（ｔ−
１＋e-t）2(8) ここで、高周波抵抗比Ｒ／R0を考えると Ｒ／R0＝RI2／R0I2＝Ｐ（ｔ）／P0 (9) から、 Ｒ（ｔ）／R0＝t2（2t−１＋e-2t）／８（ｔ−
１＋e-t）2(10) が得られる。 式(10)において、ｔ＝０の場合、つまり式(7)、式
(2)からω→０の場合を計算すると、 Ｒ（０）＝ lim ｔ→０Ｒ（ｔ）＝R0 （11） が成立していることが確認できる。式(10)から ｔ≫１ （12） のとき、 Ｒ（ｔ）／R0≒ｔ／４ （13） 以上から、式(10)の特性を第５図に示す。この第
５図から、導体１００の半径ａが表皮深さδを越
えるに従つて、高周波抵抗が増加することが判
る。 また、電流密度分布の程度を示すため、Jnax／
Jnioの関係を考える。式(1)、(7)から次式の関係が
得られ、これを第６図に示す。 Jnax／Jnio＝et （14） 表皮効果を伴わない均一な電流密度分布をもつ
場合は、式（14）においてｔ＝０であることか
ら、Jnax＝Jnioが成立することが確認できる。 以上のように、第５図及び第６図から、電流密
度分布Jnax／Jnioが大きくなると、これに比例し
て高周波抵抗Ｒ（ｔ）が増加する。 従つて、導体に均一な電流密度（Jnax／Jnio＝
１）をもつ電流Ｉを流すことにより、導体の高周
波抵抗を最小（R0）にすることができる。例え
ば第６図において、或るt1（ω1，a1）に対して、
単線をリツツ線にすることにより、理想的には、
電流密度分布Jnax／Jnioを“１”にすることがで
き、その結果、高周波抵抗Ｒを最小値R0にする
ことができる。 しかしながら、これはリツツ線における各素線
に、均一な電流が流れることを前提としたもので
あり、第１図ｂに示したようなリツツ線の場合
は、均一な電流が流れないこと前述の通りであ
る。即ち、第１図ｂに示したリツツ線のＢ−Ｂ方
向の電流密度分布は、第７図に示すようなもので
あり、素線レベルでの電流密度分布の均一化が図
られていない。 これに対して本発明の第２図ｂ〜ｆに示したリ
ツツ線は、各素線が構造的に同一条件を持つよう
に対称的に配置されているため、素線レベルで電
流密度が均一化されており、高周波抵抗Ｒは、最
小値R0となすことができるものである。 さて、第８図ｂ〜ｄは第２図に示した基本単位
リツツ線をｎ本（ｎ≧３なる整数）用いて撚つた
実施例を示している。第８図ｂは第８図ａに示し
た先願発明のリツツ線の中心部に軸部材３１を含
んだものを示し、番号３２で示した外周を持つ。
更に、第８図ｃは、第２図ｃに示した基本単位リ
ツツ線を３本用いて撚つたものである。 更に、第９図ｂ〜ｄは、第８図に示したリツツ
線をＰ本（Ｐ≧３なる整数）用いて撚つた実施例
を示している。第９図ｂは第９図ａに示した先願
発明のリツツ線の中心部に軸部材４０を含んだも
のを示している。更に第９図ｃは、第８図ｃに示
したリツツ線を３本用いて撚つたものであり、こ
の例においては中心部に軸部材４２を含んでい
る。なお第９図に示した実施例においては仕上り
外周線は特に図示していないが、円形であること
は明らかであろう。 なお、第２図ｂ〜ｆに示したリツツ線の考え方
を用い、同じ素線を用いたリツツ線を用いれば、
多くの組合せ例が考えられることは明らかであろ
う。 即ち、本発明によれば、リツツ線における各素
線の構造的配置は、上記のような撚り構造をとる
ことにより等しくなり、その結果、各素線に及ぼ
す近接した素線による表皮効果の影響が等しくな
り、各素線に流れる電流も等しくなる。従つて、
各素線で構成されるリツツ線全体の電流密度分布
は、素線のレベルで均一化され、近接した素線に
よる表皮効果の影響を受けず、自己電流による表
皮効果の影響だけを受けることになる。従つて本
発明では、リツツ線を構成する素線の表皮効果を
考慮するだけでよく、従来のリツツ線に比べて損
失抵抗の増加を大幅に抑えることができるもので
ある。 以上のようなリツツ線を用いて製造したコイル
５０の一実施例を第１０図に示す。また第１１図
はリツツ線を２層巻きにして製造したコイル５１
の要部断面斜視図であり、矢印は巻き方向を示し
ている。 なお第２図、第８図及び第９図に示したリツツ
線における軸部材９，１２，１５，１８，２１，
３１，３３，４０，４１及び４２の応用例につい
て述べる。 一般に磁気バブルメモリ等に使用されるコイル
においては、特に安全性の点から、コイルの温度
或いは磁界を検出し、得られた検出信号により機
器を制御することが望まれる。この場合本発明に
おいては、上記軸部材はコイルの中枢部を通過し
ていることから、上記検出に有効に使用すること
ができる。即ち、軸部材として、例えば第２図ｅ
に示すように中心部に導体１８ａを持ち周縁部に
絶縁層及びハイボン接着層１８ｂを有するものを
使用すれば、上記導体１８ａを制御信号線として
使用することができる。 例えば温度検出について述べる。導体の抵抗が
温度によつて微動することは周知である。従つて
上記制御信号線に所定時間毎に電流を流し、温度
の変化による抵抗変化分を例えば電圧変化分とし
て検出するようにすれば、コイルの温度を確実に
検出することができる。この温度検出の利用例と
して、コイルの温度が所定の温度に達した時に、
メモリの動作を停止せしめるようになすことがあ
る。 〔発明の効果〕 次に本発明の効果について、特性図を用いて説
明する。 第１２図は、本発明のリツツ線と特性を比較す
るために取り上げた従来のリツツ線の断面図であ
り、実効断面積Ｓをもつ素線１oを９本撚つたも
ので、仕上り線の外周２ｎをもつ。 第１３図は、従来のリツツ線と本発明によるリ
ツツ線の特性比較のためのリツツ線の利用例であ
り、コイル５２の正面図を示す。 第１４図は、本発明の効果を従来技術と比較す
るためコイルに対する損失抵抗の周波数特性を示
したものである。 第１４図中に示した各曲線の基本的な条件を第
１表に示す。
ツツ線及びコイルに関する。 〔従来技術〕 一般に、導体に高周波電流を流す場合、高周波
電流が導体の表面層に局限されて内部に入らない
現象がある。これは表皮効果と呼ばれている。高
周波電流が導線の表面だけを流れるために実効抵
抗が増す効果は、線の半径が表皮深さδの程度以
上の時に甚だしくなる。これを避けるため、リボ
ン状の導線を用いたり、細い線を絶縁して撚り合
わせ、断面に一様に電流が分布するようになすこ
とが行なわれている。後者はリツツ線（litz
wire）と呼ばれている。 一方、高周波電流を流すコイルを使用する装置
として、磁気バブルメモリがある。即ち、磁気バ
ブルメモリにおいては、バブルドメインを転送す
るために回転磁界発生回路が備えられ、その回転
磁界発生回路の一構成要素としてコイルが使用さ
れている。この回転磁界は、良く知られているよ
うに、複数個のコイル例えば２つのコイルを、そ
れらが作る磁界が直交するように配置し、それぞ
れのコイルに位相差がπ／２だけずれている電流
を流すことにより、得られる。通常このコイル駆
動周波数としては、50〜100KHzのものが実用化
されている。 上述した磁気バブルメモリにおいては、大容量
化による記憶データの高速書込み、高速読み出し
のために、コイル駆動周波数はより高いものが要
求されつつあり、上記表皮効果に関する問題点は
十分に対策されなければならない。 さて、従来のリツツ線は、仕上り外径を円形に
なすという製造上の理由から、第１図ａ及び同図
ａのＡ−Ａ断面図である第１図ｂに示すように、
７本の素線１ａ〜１ｇを用い、１本の素線１ａの
周囲に６本の素線１ｂ〜１ｇを撚り合わせて（同
心撚り）製造されている。つまり、中心に配置さ
れた１本の素線１ａはほぼ直線状に延び、周囲の
６本の素線１ｂ〜１ｇは、上記中心に配置された
１本の素線１ａを囲繞するようにらせん状に撚ら
れて、円形に近い外周２を持つ。なお、素線１ｂ
〜１ｇの断面図を第１図ｃに示す。各素線は自己
接着性マグネツトワイヤであり、具体的には、銅
導体３の外周にポリウレタン絶縁層４を設け、さ
らにその外周に熱可塑性樹脂接着層５を被覆した
構造をもつ。 ところでリツツ線における表皮効果を考察した
場合、各素線の表皮効果は、当該素線の自己電流
以外に、近接して配置された素線に流れる電流に
よる磁界の影響に基づくものがある。その結果、
上述した従来のリツツ線においては、周囲の６本
の素線１ｂ〜１ｇは互いに同一の条件を持つの
で、電流密度はほぼ同一である。しかし、中心に
配置された１本の素線１ａは、表皮効果の影響を
最も多く受け、電流密度は周囲の６本の素線より
も小さくなる。即ち、７本の素線全体において
は、その構造配置が不平等であることから、電流
密度分布が異なり、損失抵抗の増加という欠点が
あつた。 従つて、上記した従来の同心撚りのリツツ線
は、電流密度が付均一であることから、表皮効果
の問題点を完全に解決したとは言い難い。 さて本発明者らは、このような現状に鑑みて、
リツツ線の高速化に対応して電流密度分布の均一
化を考慮し、表皮効果にともなう損失抵抗の低減
を図つたリツツ線及びコイルを特願昭56−119051
号にて提案した。 かかる先願発明は、表皮効果にともなう損失抵
抗の低減を図るため、３本撚りからなる構造を基
本単位として、この基本単位リツツ線を更にＮ回
（Ｎ≧２なる整数）３本撚りを繰返して構成し、
３のＮ乗本の素線を撚つたことを特徴とするもの
である。 〔発明の目的〕 本発明は上記先願発明の応用例を提案するもの
であり、従つてその目的は、上記先願と同様に、
リツツ線、コイルに流す電流の高周波化、更には
磁気バブルメモリの高速化に対応して、電流密度
分布の均一化を図り、表皮効果による損失抵抗の
低減を図つたリツツ線及びコイルを提供すること
にあり、更に本発明によれば、電流密度分布の均
一化を図ることによつて生じたリツツ線又はコイ
ルの残余のスペースに、リツツ線又はコイルの温
度検出又は磁界検出等の制御信号線を含ませるこ
とにより、リツツ線又はコイルの制御を行なうよ
うになしたリツツ線及びコイルを提供することが
できる。 〔発明の概要〕 本発明は、絶縁された複数本の素線が撚られて
形成されるリツツ線において、絶縁された軸部材
が中心に配置され、該軸部材の周囲にｍ本（ｍ≧
３なる整数）の素線が撚られて基本単位リツツ線
が形成され、該基本単位リツツ線が３本用いられ
て更に撚られ、この３本撚りがＮ回（Ｎは２以上
の整数）繰返して形成されたことを特徴とする高
周波用リツツ線にある。そしてこれらのリツツ線
を用いて、コイルを製造するものである。 〔発明の実施例〕 本発明の実施例を説明する前に、上記先願発明
の実施例について簡単に説明する。 第２図ａ、第８図ａ及び第９図ａが上記先願発
明の実施例であり、第２図ａは３本の素線６ａ，
６ｂ，６ｃを撚つたリツツ線であり、仕上り線の
外周が番号７で示されている。３本の素線６ａ，
６ｂ，６ｃは均等に撚られるため、構造的に対称
となつている。 第８図ａは第２図ａに示した基本単位リツツ線
を３本用いて撚つた実施例を示し、また第９図ａ
は第８図ａに示したリツツ線を更に３本用いて撚
つた実施例を示している。 即ち、上記先願発明では、３本撚りを繰り返す
ことにより、各素線の構造条件を均一化し、リツ
ツ線全体の電流密度分布を素線のレベルで均一化
するものである。 さて、本発明の実施例を以下詳細に説明する。 本発明は上記先願発明と特に異なる点は、リツ
ツ線を構成するに際して、中心に軸部材を配置し
て、これにほぼ外接するように素線を撚れば、素
線は互いに同一の構造条件を持つことに着目し、
３本以上の素線でリツツ線を構成した点にある。 第２図ｂ〜ｆは、本発明の基本単位リツツ線の
６つの実施例を示す断面図である。本発明のリツ
ツ線の最も重要な点は、上述したように、リツツ
線を構成するｍ本（ｍ≧４なる整数）の素線が、
構造的に同一条件を持つように軸部材を中心にし
て対称位置に配置されて撚られ、各素線の電流密
度分布を均一化した点にある。 第２図ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｆは、それぞれ４
本の素線８ａ〜８ｄ、５本の素線１１ａ〜１１
ｅ、６本の素線１４ａ〜１４ｆ、７本の素線１７
ａ〜１７ｇ及び13本の素線２０ａ〜２０ｍを撚つ
たリツツ線であり、仕上り線の外周は、それぞれ
番号１０，１３，１６，１９及び２２で示されて
いる。これらのリツツ線は、その周辺にハイボン
接着層を施こし、かつ可撓性を持つ軸部材９，１
２，１５，１８及び２１を中心にして撚ることに
より形成される。従つて第２図ｂ〜ｆに示すよう
に、断面図で見た場合、各素線は軸部材９，１
２，１５，１８及び２１に対して放射状に配置さ
れて構造的に同一条件を持ち、かつこの軸部材
９，１２，１５，１８及び２１に接着される。 なおこの軸部材は、上述のように各素線を撚る
際の軸心を構成するものであり、その径は、その
周囲の素線の数及び径によつて定められ、軸部材
の外周に各素線が外接することによつて、リツツ
線の形くずれを防止する機能をも持つている。材
質は絶縁性を有するものを使用するが、中心部に
導体を持つ絶縁電線を用いれば、その導体を、後
述するように制御信号線として用いることができ
る。 さてここで、導体内に表皮効果に伴う電流密度
分布が起きたときの損失を計算して、電流密度分
布と高周波抵抗の関係を明らかにする。 今、第３図に示す導体１００に、第４図に示す
ように電流密度分布Ｊ（γ）を持つ電流が流れた
場合を考える。導体１００の半径をａ、流さを
ｌ、導電率をσ、抵抗率をρ、透磁率をμとする
と、電流密度分布Ｊ（γ）及び表皮深さδは、そ
れぞれ次式で与えられることが知られている。 ω：角周波数 ここで導体に流れる全電流をＩとすると、 Ｉ＝∫a/02πγJ（γ）dγ (3) となり、最大電流密度Jnaxは、 となる。 従つて、第３図に示す導体１００に電流Ｉが流
れた場合の損失Ｐ（＝Ｒ（γ，θ）・i2（γ，θ）・
ｌ）は、 と求まる。 一方、第３図の導体１００に均一な電流密度を
もつ電流Ｉが流れた場合の損失P0は、 P0＝R0I2＝Ｐ・ｌ／πa2・I2 (6) 従つて、損失比Ｐ／P0は、式(5)、式(6)から ｔ＝ａ／δ (7) とおくと、 Ｐ（ｔ）／P0＝t2（2t−１＋e-2t）／８（ｔ−
１＋e-t）2(8) ここで、高周波抵抗比Ｒ／R0を考えると Ｒ／R0＝RI2／R0I2＝Ｐ（ｔ）／P0 (9) から、 Ｒ（ｔ）／R0＝t2（2t−１＋e-2t）／８（ｔ−
１＋e-t）2(10) が得られる。 式(10)において、ｔ＝０の場合、つまり式(7)、式
(2)からω→０の場合を計算すると、 Ｒ（０）＝ lim ｔ→０Ｒ（ｔ）＝R0 （11） が成立していることが確認できる。式(10)から ｔ≫１ （12） のとき、 Ｒ（ｔ）／R0≒ｔ／４ （13） 以上から、式(10)の特性を第５図に示す。この第
５図から、導体１００の半径ａが表皮深さδを越
えるに従つて、高周波抵抗が増加することが判
る。 また、電流密度分布の程度を示すため、Jnax／
Jnioの関係を考える。式(1)、(7)から次式の関係が
得られ、これを第６図に示す。 Jnax／Jnio＝et （14） 表皮効果を伴わない均一な電流密度分布をもつ
場合は、式（14）においてｔ＝０であることか
ら、Jnax＝Jnioが成立することが確認できる。 以上のように、第５図及び第６図から、電流密
度分布Jnax／Jnioが大きくなると、これに比例し
て高周波抵抗Ｒ（ｔ）が増加する。 従つて、導体に均一な電流密度（Jnax／Jnio＝
１）をもつ電流Ｉを流すことにより、導体の高周
波抵抗を最小（R0）にすることができる。例え
ば第６図において、或るt1（ω1，a1）に対して、
単線をリツツ線にすることにより、理想的には、
電流密度分布Jnax／Jnioを“１”にすることがで
き、その結果、高周波抵抗Ｒを最小値R0にする
ことができる。 しかしながら、これはリツツ線における各素線
に、均一な電流が流れることを前提としたもので
あり、第１図ｂに示したようなリツツ線の場合
は、均一な電流が流れないこと前述の通りであ
る。即ち、第１図ｂに示したリツツ線のＢ−Ｂ方
向の電流密度分布は、第７図に示すようなもので
あり、素線レベルでの電流密度分布の均一化が図
られていない。 これに対して本発明の第２図ｂ〜ｆに示したリ
ツツ線は、各素線が構造的に同一条件を持つよう
に対称的に配置されているため、素線レベルで電
流密度が均一化されており、高周波抵抗Ｒは、最
小値R0となすことができるものである。 さて、第８図ｂ〜ｄは第２図に示した基本単位
リツツ線をｎ本（ｎ≧３なる整数）用いて撚つた
実施例を示している。第８図ｂは第８図ａに示し
た先願発明のリツツ線の中心部に軸部材３１を含
んだものを示し、番号３２で示した外周を持つ。
更に、第８図ｃは、第２図ｃに示した基本単位リ
ツツ線を３本用いて撚つたものである。 更に、第９図ｂ〜ｄは、第８図に示したリツツ
線をＰ本（Ｐ≧３なる整数）用いて撚つた実施例
を示している。第９図ｂは第９図ａに示した先願
発明のリツツ線の中心部に軸部材４０を含んだも
のを示している。更に第９図ｃは、第８図ｃに示
したリツツ線を３本用いて撚つたものであり、こ
の例においては中心部に軸部材４２を含んでい
る。なお第９図に示した実施例においては仕上り
外周線は特に図示していないが、円形であること
は明らかであろう。 なお、第２図ｂ〜ｆに示したリツツ線の考え方
を用い、同じ素線を用いたリツツ線を用いれば、
多くの組合せ例が考えられることは明らかであろ
う。 即ち、本発明によれば、リツツ線における各素
線の構造的配置は、上記のような撚り構造をとる
ことにより等しくなり、その結果、各素線に及ぼ
す近接した素線による表皮効果の影響が等しくな
り、各素線に流れる電流も等しくなる。従つて、
各素線で構成されるリツツ線全体の電流密度分布
は、素線のレベルで均一化され、近接した素線に
よる表皮効果の影響を受けず、自己電流による表
皮効果の影響だけを受けることになる。従つて本
発明では、リツツ線を構成する素線の表皮効果を
考慮するだけでよく、従来のリツツ線に比べて損
失抵抗の増加を大幅に抑えることができるもので
ある。 以上のようなリツツ線を用いて製造したコイル
５０の一実施例を第１０図に示す。また第１１図
はリツツ線を２層巻きにして製造したコイル５１
の要部断面斜視図であり、矢印は巻き方向を示し
ている。 なお第２図、第８図及び第９図に示したリツツ
線における軸部材９，１２，１５，１８，２１，
３１，３３，４０，４１及び４２の応用例につい
て述べる。 一般に磁気バブルメモリ等に使用されるコイル
においては、特に安全性の点から、コイルの温度
或いは磁界を検出し、得られた検出信号により機
器を制御することが望まれる。この場合本発明に
おいては、上記軸部材はコイルの中枢部を通過し
ていることから、上記検出に有効に使用すること
ができる。即ち、軸部材として、例えば第２図ｅ
に示すように中心部に導体１８ａを持ち周縁部に
絶縁層及びハイボン接着層１８ｂを有するものを
使用すれば、上記導体１８ａを制御信号線として
使用することができる。 例えば温度検出について述べる。導体の抵抗が
温度によつて微動することは周知である。従つて
上記制御信号線に所定時間毎に電流を流し、温度
の変化による抵抗変化分を例えば電圧変化分とし
て検出するようにすれば、コイルの温度を確実に
検出することができる。この温度検出の利用例と
して、コイルの温度が所定の温度に達した時に、
メモリの動作を停止せしめるようになすことがあ
る。 〔発明の効果〕 次に本発明の効果について、特性図を用いて説
明する。 第１２図は、本発明のリツツ線と特性を比較す
るために取り上げた従来のリツツ線の断面図であ
り、実効断面積Ｓをもつ素線１oを９本撚つたも
ので、仕上り線の外周２ｎをもつ。 第１３図は、従来のリツツ線と本発明によるリ
ツツ線の特性比較のためのリツツ線の利用例であ
り、コイル５２の正面図を示す。 第１４図は、本発明の効果を従来技術と比較す
るためコイルに対する損失抵抗の周波数特性を示
したものである。 第１４図中に示した各曲線の基本的な条件を第
１表に示す。
【表】
第１４図における曲線６２は、本発明によるリ
ツツ線の場合であり、第８図Ａに示した断面構造
をもつリツツ線を用いて製造した第１３図に示す
コイルの周波数特性である。また、曲線６１は従
来のリツツ線の場合であり、第１２図に示した断
面構造をもつ仕上り線を用いて製造した第１３図
に示すコイルの周波数特性である。なお曲線６０
は、線径３ａ、断面積９Ｓを持つ単線にて形成し
たコイルの周波数特性である。 第１４図から明らかなように、本発明によるリ
ツツ線６２の方が従来のリツツ線６１に比べて周
波数に対する損失抵抗比Ｒ／R0（Ｒ：高周波抵
抗、R0：直流抵抗）の立上りが遅く、即ち、素
線の線径と表皮深さが同程度になり損失抵抗が急
激に増す立上り周波数が、本発明では大きくなる
ように改善されており、本発明の効果が顕著に表
われている。 以上詳しく説明したように、本発明により、リ
ツツ線を構成する各素線の構造的配置を均一化す
ることができ、一本線あるいはコイルの表皮効果
にともなう損失抵抗の増加を大幅に抑えることが
できる。これにより、磁気バブルメモリなどの高
速駆動コイルが低損失で駆動できるようになり、
その工業的価値はきわめて大なるものがある。
ツツ線の場合であり、第８図Ａに示した断面構造
をもつリツツ線を用いて製造した第１３図に示す
コイルの周波数特性である。また、曲線６１は従
来のリツツ線の場合であり、第１２図に示した断
面構造をもつ仕上り線を用いて製造した第１３図
に示すコイルの周波数特性である。なお曲線６０
は、線径３ａ、断面積９Ｓを持つ単線にて形成し
たコイルの周波数特性である。 第１４図から明らかなように、本発明によるリ
ツツ線６２の方が従来のリツツ線６１に比べて周
波数に対する損失抵抗比Ｒ／R0（Ｒ：高周波抵
抗、R0：直流抵抗）の立上りが遅く、即ち、素
線の線径と表皮深さが同程度になり損失抵抗が急
激に増す立上り周波数が、本発明では大きくなる
ように改善されており、本発明の効果が顕著に表
われている。 以上詳しく説明したように、本発明により、リ
ツツ線を構成する各素線の構造的配置を均一化す
ることができ、一本線あるいはコイルの表皮効果
にともなう損失抵抗の増加を大幅に抑えることが
できる。これにより、磁気バブルメモリなどの高
速駆動コイルが低損失で駆動できるようになり、
その工業的価値はきわめて大なるものがある。
第１図は従来のリツツ線に関する図面であり、
第１図ａは外観斜視図、第１図ｂは第１図ａのＡ
−Ａ線断面図、第１図ｃは第１図ｂのリツツ線を
構成する素線の断面図である。第２図ａは本発明
者らによる先願発明のリツツ線の断面図である。
第２図ｂ〜ｆは本発明の基本単位リツツ線の５つ
の実施例を示す断面図である。第３図は単線の斜
視図、第４図は単線の電流密度分布図、第５図は
高周波抵抗Ｒ（ｔ）の特性図、第６図は電流密度
分布Jnax／Jnioの特性図、第７図はリツツ線の電
流密度分布図である。第８図ａは本発明者らによ
る先願発明のリツツ線の断面図である。第８図ｂ
〜ｃは、第２図に示した基本単位リツツ線を更に
撚つて形成された本発明によるリツツ線の３つの
実施例を示す断面図である。第９図ａは本発明者
らによる先願発明のリツツ線の断面図である。第
９図ｂ〜ｃは第８図に示したリツツ線を更に撚つ
た形成されたリツツ線の３つの実施例を示す断面
図である。第１０図は本発明によるリツツ線を用
いて製造されたコイルの斜視図、第１１図は２層
巻コイルの一部断面斜視図である。第１２図は本
発明と特性を比較するための従来のリツツ線の断
面図、第１３図はコイル形状を示す外観図、第１
４図は損失抵抗比Ｒ／R0の周波数特性図である。 ８ａ〜８ｄ，１１ａ〜１１ｅ，１４ａ〜１４
ｆ，１７ａ〜１７ｇ，２０ａ〜２０ｍ……素線、
９，１２，１５，１８，２１……軸部材、１８ａ
……導体、１８ｂ……絶縁層及び接着層、３１，
３３，４０，４１，４２……軸部材、５０，５１
……コイル。
第１図ａは外観斜視図、第１図ｂは第１図ａのＡ
−Ａ線断面図、第１図ｃは第１図ｂのリツツ線を
構成する素線の断面図である。第２図ａは本発明
者らによる先願発明のリツツ線の断面図である。
第２図ｂ〜ｆは本発明の基本単位リツツ線の５つ
の実施例を示す断面図である。第３図は単線の斜
視図、第４図は単線の電流密度分布図、第５図は
高周波抵抗Ｒ（ｔ）の特性図、第６図は電流密度
分布Jnax／Jnioの特性図、第７図はリツツ線の電
流密度分布図である。第８図ａは本発明者らによ
る先願発明のリツツ線の断面図である。第８図ｂ
〜ｃは、第２図に示した基本単位リツツ線を更に
撚つて形成された本発明によるリツツ線の３つの
実施例を示す断面図である。第９図ａは本発明者
らによる先願発明のリツツ線の断面図である。第
９図ｂ〜ｃは第８図に示したリツツ線を更に撚つ
た形成されたリツツ線の３つの実施例を示す断面
図である。第１０図は本発明によるリツツ線を用
いて製造されたコイルの斜視図、第１１図は２層
巻コイルの一部断面斜視図である。第１２図は本
発明と特性を比較するための従来のリツツ線の断
面図、第１３図はコイル形状を示す外観図、第１
４図は損失抵抗比Ｒ／R0の周波数特性図である。 ８ａ〜８ｄ，１１ａ〜１１ｅ，１４ａ〜１４
ｆ，１７ａ〜１７ｇ，２０ａ〜２０ｍ……素線、
９，１２，１５，１８，２１……軸部材、１８ａ
……導体、１８ｂ……絶縁層及び接着層、３１，
３３，４０，４１，４２……軸部材、５０，５１
……コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁された複数本の素線が撚られて形成され
るリツツ線において、絶縁された軸部材が中心に
配置され、該軸部材の周囲にｍ本（ｍ≧３なる整
数）の素線が撚られて基本単位リツツ線が形成さ
れ、該基本単位リツツ線が３本用いられて更に撚
られ、この３本撚りがＮ回（Ｎは２以上の整数）
繰返して形成されたことを特徴とする高周波用リ
ツツ線。 ２ 上記軸部材は、周囲に絶縁層が形成されると
ともに、中心部に制御信号線用導体が形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の高周波用リツツ線。 ３ 上記軸部材の絶縁層の最外周部に、接着層が
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の高周波用リツツ線。 ４ 上記軸部材の制御信号用導体を、温度検出用
として用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の高周波用リツツ線。 ５ 絶縁された複数本の素線が撚られて形成され
るリツツ線を用いたコイルにおいて、絶縁された
軸部材が中心に配置され、該軸部材の周囲にｍ本
（ｍ≧３なる整数）の素線が撚られて基本単位リ
ツツ線が形成され、該基本単位リツツ線が３本用
いられて更に撚られ、この３本撚りがＮ回（Ｎは
２以上の整数）繰返して形成された高周波用リツ
ツ線を用いて製造されたコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57153881A JPS5944713A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 高周波用リツツ線及びこれを用いて製造されたコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57153881A JPS5944713A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 高周波用リツツ線及びこれを用いて製造されたコイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944713A JPS5944713A (ja) | 1984-03-13 |
| JPH0425644B2 true JPH0425644B2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=15572144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57153881A Granted JPS5944713A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 高周波用リツツ線及びこれを用いて製造されたコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944713A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5041399B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2012-10-03 | Ｌｔｋテクノロジーズ株式会社 | 絶縁電線、絶縁電線複合線及びシールド電線 |
| JP5159269B2 (ja) * | 2007-11-22 | 2013-03-06 | 東京特殊電線株式会社 | 複合電線およびコイル |
| JP6012967B2 (ja) * | 2012-01-19 | 2016-10-25 | 株式会社Ｋａｎｚａｃｃ | 電線およびコイル |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6031127Y2 (ja) * | 1977-02-22 | 1985-09-18 | 日立電線株式会社 | 多相多線式線路用ケ−ブル |
-
1982
- 1982-09-06 JP JP57153881A patent/JPS5944713A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5944713A (ja) | 1984-03-13 |
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