JPS6161689B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁線輪に係り、特にほぼ円形状に形
成され該融合装置等に使用するに好適な電磁線輪
に関する。

一般に、円形状に形成される電磁線輪の構造は
種々考えられ、第１図にその円形状の電磁線輪の
概略構造を示す。

該図の如く、通常、電磁線輪は導体１２が巻始
め端１２ａより巻終り端１２ｂまで導体１２を相
互に重ね合せて所定数巻回してほぼ円形状に形成
されている。そして、第２図に示す如く、この導
体１２は、その周囲に層間絶縁層１４が密着して
設けられ、これが重ね合せて巻回された後、更に
外側から外装絶縁層１６が設けられている。従つ
て、このような電磁線輪は、巻回された導体１２
が層間絶縁層１４を介してお互いに密着して近接
しており、層間絶縁層１４の密着面は相互に接着
され、その周囲を外装絶縁層１６で包囲して構成
されるものである。

ところで、このような構成の電磁線輪に通電す
ると、第１図に示すように外周方向に広がろうと
する電磁力Ｆが働く。通電電流が小さい間は、上
記電磁力Ｆも小さく、通常は上記の外装絶縁層１
６によつて電磁力Ｆに抗して十分に電磁線輪を拘
束することができる。

しかし、大電流の流れる大形電磁線輪ともなる
と、前述の外装絶縁層１６のみでは電磁線輪が広
がろうとする電磁力Ｆを拘束することができなく
なる。このため、電磁力Ｆが外装絶縁層１６に加
わり、外装絶縁層１６が歪んで絶縁破壊を起こす
恐れがある。これを解決するために、電磁線輪を
構成する導体１２同志を絶縁ピンで固定して強度
不足を補うことが考えれる。しかし、この絶縁ピ
ンで導体１２同志を固定する方式でも絶縁ピンに
加わる応力は大きく、やはり電磁力Ｆに耐えるこ
とができない。その上、、電磁線輪間の沿面距離
が小さいので、電気的にクリープする危険が大き
くなつてしまう。

このようなことより、重ね合される導体に凹凸
部を形成すると共に、この凹凸部を係合させ、更
に、凹凸部が係合している層間絶縁層の外周囲を
組合せ絶縁層で覆つて上記電磁力に耐えるように
したものがある。

このような例を第３図に示す。該図の如く、こ
の例では、層間絶縁物１４で包囲されている導体
１２Ａの途中に凸部２０を形成すると共に、この
導体１２Ａに重ね合される導体１２Ｂ（これも層
間絶縁層１４で包囲されている）の凸部２０と相
対向する位置に凹部２２を形成し、これら凹凸部
２０と２２を絶縁キー２４を介して係合させて導
体１２Ａと１２Ｂを固定している。そして、これ
ら導体１２Ａと１２Ｂが係合している凹凸部２
０，２２近傍の層間絶縁層１４の更に外周囲を組
合せ絶縁層２８で包囲し、強固に締結固定して上
記の電磁力Ｆに耐えるようにしている。尚、３２
は導体１２Ａ，１２Ｂ間に介在される詰物であ
る。

しかしながら、このような構成だと、組合せ絶
縁層２８が層間絶縁層１４の表面より膨れて設け
られ、しかも、詰物３２を介在しているため凹凸
部が形成されている電磁線輪の厚みが厚いものと
なつてしまう。

通常、核融合装置においては、小さな占有空間
で強磁場を発生させる必要があるため、電磁線輪
間の空隙は極力小さくすることが肝要となり、空
間が少ないと以下のような問題がある。即ち、核
融合装置には、上記の電磁線輪の周囲に真空容
器、プラズマ観測用ポート、支持架台、及び電磁
線輪を保持するサポート等が設置されており、こ
れらは全てアースポテンシヤルとなつている。従
つて、空間が少ないとこれらが近接して配置され
ることとなり、高電圧（30KV）の誘起されてい
る電磁線輪の絶縁層にはコロナ放電による劣化及
び損傷がおき、このため、大電流用電磁線輪では
電磁力による絶縁層の応力破壊と、コロナ劣化に
よる絶縁層の損傷の両者に注意を払わなければな
らない。従つて、組合せ絶縁層２８が電磁線輪の
周囲に膨れて設けられていると、核融合装置のよ
うな空間に余裕のないものに設置する電磁線輪と
しては不都合な構造となる。かと言つて、組合せ
絶縁層２８を設けないと導体１２Ａ，１２Ｂ同志
を強固に固定することができないためこれを除く
ことはできない。

そこで、組合せ絶縁層が膨れないようにするた
め、第４図に示すような段付き構造にすることが
考えられる。

即ち、第４図に示す構造は、導体１２Ａと１２
Ｂを固定して凹凸部近傍の層間絶縁層１４の厚み
を段付構造にし、他の層間絶縁層１４の厚みより
薄く形成し、この薄く形成された層間絶縁層１４
の表面に組合せ絶縁層２８を設置して組合せ絶縁
層２８の膨らみを防ぎ、実質的に電磁線輪の厚み
を薄く構成している。

しかしながら、このような構成だと組合せ絶縁
層２８の長手方向端部Ａと層間絶縁層１４の段付
部Ｂは密着せず、わずかに空隙が残つてしまう。
従つて、対地間の絶縁厚みはＢ−Ｃ間だけとな
り、この厚みでは絶縁破壊を起こしてしまう。

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、導体同志を強固に固定して
電磁力に十分耐えることができると共に、空間的
制限があつても特に支障なく配置でき、かつ、絶
縁性能に優れた電磁線輪を提供するにある。

本発明は組合せ絶縁層が設置される導体の凹凸
部が係合している付近の層間絶縁層の厚みを、そ
の表面側をテーパー状に形成して段階的に薄くす
ると共に、ここに設置される前記組合せ絶縁層の
層間絶縁層側をテーパー状に形成し、かつ、この
層間絶縁層の周囲に組合せ絶縁層が設置された状
態の厚みが他の層間絶縁層の厚みとほぼ同一とす
ることにより所期の目的を達成するようになした
ものである。

以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。

第５図、及び第６図に本発明の電磁線輪の一実
施例を示す。

該図の如く、電磁線輪を構成する導体１２Ａに
は段落し部１８が形成されると共に、その途中に
は凸部２０が設けられている。一方、これに重ね
合される導体１２Ｂにも同様に段落し部１８が形
成され、かつ、前記凸部２０と相対向する位置に
は凹部２２が設けられている。これらの凸部２
０、及び凹部２２は導体１２Ａ，１２Ｂに機械加
工等を施して形成される。そして、前記凹凸部２
０，２２を絶縁キー等を介して係合させ、導体１
２Ａと１２Ｂは固定される。

第６図はこの状態を示したもので、該図の如
く、導体１２Ａに設けられた凸部２０と、導体１
２Ｂに設けられた凹部２２とが絶縁キー２４を介
して係合されると共に、本実施例ではこれら凸部
２０と凹部２２が係合されている付近の層間絶縁
層１４をテーパー状に形成し、その厚みを段階的
に薄くしている。そして、テーパー状に形成され
段階的に薄くなつている層間絶縁物１４の部分に
絶縁機能を有する組合せ絶縁層２８が設けられて
いるが、この組合せ絶縁層２８の層間絶縁層１４
側も上記と同様にテーパー状に形成し、これら両
者をテーパー面を相対向させ合致させている。し
かも、この層間絶縁層１４の周囲に組合せ絶縁層
２８が設置された状態の厚みが他の層間絶縁層
（テーパー状に形成されてない層間絶縁層）14の
厚みとほぼ同様になつている。更に、この組合せ
絶縁層２８と層間絶縁層１４の表面にはコロナシ
ールド層３０が設けられている。第７図は第６図
の断面を示すが、この図からも導体１２Ａと１２
Ｂに密着する層間絶縁層１４が設けられ、この層
間絶縁層１４の外側にコロナシールド層３０が設
けられていることがわかる。尚、上述した電磁線
輪の層間絶縁層１４は、一般にマイカテープ、フ
イルムテープ、及びガラステープ等のテープ状の
材料を導体１２Ａ，１２Ｂの周囲に巻回して形成
され、大形の電磁線輪においては、前記層間絶縁
層１４は、電磁線輪を構成する導体一巻毎に設け
られるのが普通であり、対地間電圧に耐えられる
ように十分な厚みを有しているものである。

このような本実施例の構成とすることにより、
導体１２Ａ，１２Ｂは凹凸部２０，２２で係合さ
れ、しかも、その近傍の層間絶縁層１４の外周囲
が組合せ絶縁層２８で包囲されているので十分強
固に固定され、大きな電磁力にも十分抗し得る。
このため、電磁線輪に通電することにより作用す
る電磁力による広がりを防止できるので絶縁損傷
が防止され、かつ、電気的にもクリープすること
をなくす効果がある。また、層間絶縁層１４の表
面をテーパー状に形成し、ここに合致する面がテ
ーパー状に形成された組合せ絶縁層２８を配置
し、この両者を組合せた厚みがテーパー状に形成
されていない層間絶縁層１４の厚みとほぼ同様で
あり、組合せ絶縁層２８が膨らむことがなくな
り、電磁線輪設置に無駄な空間を占有することが
ないため、高電圧が誘起されている電磁線輪の絶
縁層のコロナ放電による劣化、及び損傷等の注意
を払うことなく核融合装置等に使用できる効果が
ある。しかも、テーパー状の層間絶縁層１４と組
合せ絶縁層とも密着部は段階的に薄くなつてお
り、十分な密着が図れるので空隙が生じないし絶
縁破壊に至ることはなく、テーパー部のＤ，Ｅ間
距離を電磁線輪の使用電圧によつて適切にとつて
おけば、この部分の絶縁破壊電圧値が上昇し十分
実用に耐え得る（このことは実験により確認し
た）。また、このように構成したものにおいて、
電磁力による機械的特性（曲げ、引張り）の評価
実験においても十分耐え得ることを確認してい
る。更に、例えテーパー状の層間絶縁層１４と組
合せ絶縁層２８との境界面に僅少のボイド、ある
いは剥離があつたとしても、表面にコロナシール
ド層３０が設けられ、しかも、これが両者の境界
部Ｄより層間絶縁層１４まで延長してあることよ
り、電磁線輪の電界分布が緩和されているので、
テーパー状の層間絶縁層１４と組合せ絶縁層２８
との境界面でフラツシユオーバーする電圧が上昇
する。従つて、前述のテーパー部のＤ，Ｅ間距離
を適切に選定することにより十分な信頼性が得ら
れる。

なお、本実施例では２個の導体より構成される
電磁線輪について説明したが、３個以上の導体に
より構成する線輪についても同様の構造で同様の
効果が得られ、また、導体の一部に設けた凸部、
凹部の位置を反対にし、その組合せを反対にして
も同様の効果が得られることは勿論である。

以上説明した本発明の電磁線輪によれば、組合
せ絶縁層が設置される導体の凹凸部が係合してい
る付近の層間絶縁層の厚みを、その表面側をテー
パー状に形成して段階的に薄くすると共に、ここ
に設置される前記組合せ絶縁層の層間絶縁層側を
テーパー状に形成し、かつ、この層間絶縁層の周
囲に組合せ絶縁層が設置された状態の厚みが他の
層間絶縁層の厚みとほぼ同一としたものであるか
ら、導体同志は強固に固定され電磁力に十分耐え
ることができると共に、組合せ絶縁層が膨らむこ
とがないので空間的制限があつても特に支障なく
配置でき、かつ、絶縁破壊を起こすこともないの
で絶縁性能に優れた此種電磁線輪を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な円形状の電磁線輪の概略を示
す斜視図、第２図は第１図の−断面図、第３
図は従来の電磁線輪の詳細構造を示す断面斜視
図、第４図は従来の他の例の詳細構造を示す断面
図、第５図は本発明の円形状の電磁線輪の概略を
示す斜視図、第６図は第５図に示した電磁線輪の
詳細構造を示す断面斜視図、第７図は第６図の
−断面図である。 １２，１２Ａ，１２Ｂ……導体、１４……層間
絶縁層、１８……段落し部、２０……凸部、２２
……凹部、２４……絶縁キー、２８……組合せ絶
縁層、３０……コロナシールド層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導体の途中に凸部が形成され、この導体に重
   ね合される導体の前記凸部と相対向する位置に凹
   部が形成されると共に、これら凹凸部を係合さ
   せ、かつ、層間絶縁層を介在して導体を重ね合せ
   て複数回巻回しほぼ円形状に形成され、前記導体
   の凹凸部が係合している付近の層間絶縁層の外周
   囲に組合せ絶縁層を設けて成る電磁線輪におい
   て、前記組合せ絶縁層が設置される層間絶縁層の
   厚みを、その表面側をテーパー状に形成して段階
   的に薄くすると共に、ここに設置される前記組合
   せ絶縁層の層間絶縁層側をテーパー状に形成し、
   かつ、この層間絶縁層の周囲に組合せ絶縁層が設
   置された状態の厚みが他の層間絶縁層の厚みとほ
   ぼ同一となつていることを特徴とする電磁線輪。 ２ 少くとも前記組合せ絶縁層の表面にコロナシ
   ールド層を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電磁線輪。