JPS62209809A - 高周波コイル - 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、粒子加速装置あるいは核融合装置などに用い
られる高周波コイルに関する。

〔従来の技術〕

一般にこの種の高周波コイルは、小形で高性能であるこ
とが要求される。周知の如く高周波は、導線に強い表皮
効果を生じさせる。そこで高周波コイルの巻線用導線と
しては、通常は細径ないし薄膜状の導線を用い、表皮効
果による影響をなくし、コイルが大形化しないようにし
ている。ところが細径ないしＩＩＩＩ状の導線を用いた
ものでは、強い磁場を発生させるべく導線の巻数を多く
すると、線間容量が増大して高周波電流の短絡現象が生
じる。その結果、導線自体にＩｌ流が流れなくなり、効
率低下を来たす。またｉｌｌ径な導線あるいはＷＩＩＩ
状の導線を並列的に重ね合せたものでは、相互Ｎ磁誘導
作用によりコイルの外側部分にしか電流が流れないこと
になる。このような欠点を除去したものとして、多数本
の細線を撚り合せたリンツ線を巻線用導線として用いた
高周波コイルがある。この高周波コイルによれば、表皮
効果の影響がないのは勿論、線間容量の増大による高周
波電流の短Ｍ現象も少なく、相互電磁誘導作用による弊
害も軽減される。しかし、この高周波コイルにも次のよ
うな問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） すなわち、リンツ線を巻線用の導線とした高周波コイル
では、通流させる電流値が大きくなると、非常に大きな
電圧が発生することになり、耐電圧が問題となる。しか
も多数本の４１ｍを撚り合せた導線を用いる必要がある
ので、コスト高になり実用上、支障を来たすことになる
。

そこで本発明は、表皮効果の影響がないのは勿論、線間
容燈壜大による高周波電流の短絡現象や相互電磁銹導作
用による弊害がなく、しかも共振鋭度Ｑが大きく、強い
磁場を容易に発生させ得る上、耐電圧の問題もなく、低
コストで製作可能な高周波コイルを提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、巻線用導線として同
軸構造を有するコンデンサ形高周波導線を用い、これを
中空巻芯の外周に対して多層に巻回してコイルを構成す
るようにする。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより、共振周波数におい
て導線のインピーダンスが小さな抵抗弁のみとなり、高
周波に対する電圧降下がほとんどなく、巻数の増加に伴
って磁場の強さが比例的に増大し得るものとなる上、構
成が極めて簡単なものとなる。

〔実施例〕

第１図（ａ）は本発明の一実施例の構成を示す断面図で
あり、同図（ｂ）は右半面のみを示す正面図である。

第１図（ａ）（ｂ）に示すように、高周波コイル１０は
、中空巻芯１１の外周に同軸構造を有するコンデンサ形
高周波導線１２を多層に巻回することにより構成されて
いる。中空巻芯１１の中空部内には、磁場計測用の１巻
コイルからなる磁場センサ１３が装着されている。

第２図は前記コンデンサ形高周波導線１２の断面図であ
る。第２図に示すように、この導線１２は、内部導体２
１と外部導体２２とを、中間に誘電物２３を介して同軸
的に設け、その外側に絶縁液ｌＩ２４を施したものとな
っている。

第３図は前記した構成の高周波コイル１０に高周波電力
を加える回路を示す図である。第３図に示すように、高
周波信号３１は三極真空管３２により増幅されて高周波
電力となり、高周波コイル１０の一端側のコンデンサ形
高周波導線１２における内部導体２１に供給されるもの
となっている。

高周波コイル１０の他端側のコンデンサ形高周波導線１
２における外部導体２２は直流電源３３の正極に接続さ
れている。直流ＩＲ源３３の負極側は接地されている。

なお高周波コイル１０の他端側のコンデンサ形高周波導
Ｉ！１２における内部導体２１はオープン状態に保たれ
ている。

このように構成された本実施例の高周波コイル１０にお
いては、所定周波数の高周波信号３１が与えられると、
その共振周波数ｆ、において導線１２のインピーダンス
２が抵抗Ｒのみとなる。このため高周波成分に対する電
圧降下はＯになる。

したがって導！１１２には抵抗Ｒによる非常に小さな電
圧降下のみが生じる。したがって強い磁場が容易に得ら
れる上、耐電圧の問題もない。また導線１２の外部導体
２２どうしは同一極性の電位を与えられているので、導
線相互間に電荷が蓄積されるおそれがないのは勿論、導
線相互間に短絡電流が流れることはなく、Ｎ流は大部分
が導線１２を流れる。かくして効率が非常によいものと
なる。

「実験例」 高周波コイル１０の導線１２として直径５ｍの同軸ケー
ブルを使用し、印加電圧・・・０　、０７　ＶＰ−、。

周波数・・・０．２２０１ＭＨｒの条件の下で、巻数を
漸次増加しながら磁場センサ１３の端子電圧をプロット
したところ、第４図に実線Ａで示すような特性曲線が得
られた。すなわち、導線１２の巻数が増加するのに伴い
、磁場センサ１３の端子電圧は比例的に増大していく。

この特性曲線Ａから、本実施例における高周波コイル１
ｏによれば、磁場を効率よく形成し得ることが確認でき
た。なお巻数３０ターンにおけるコイル電圧とコイル電
流との位相差ψは０．１°、インピーダンス２は３．０
Ω、抵抗Ｒは３Ωであった。

なお、第４図の破ＪｉｌＢは、比較のため通常のビニー
ル被覆導線を用いたコイルについて同様の実験を行なっ
た結果を示している。図示のように、ビニール被覆導線
を用いたものでは、巻数が６〜７タ一ン程度までは、あ
る程度磁場センサ１３の端子電圧は増大するが、それ以
上巻数を増加しても、磁場センサ１３の端子電圧はあま
り増大しなかった。

なお本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、巻線用導線として同軸構造を有するコ
ンデンサ形高周波導線を用い、これを中空巻芯の外周に
対して多層に巻回してコイルを構成するようにしたので
、共振周波数において導線のインピーダンスが小さな抵
抗弁のみとなり、高周波に対する電圧降下がほとんどな
く、巻数の増加に伴って磁場の強さが比例的に増大し得
るものとなる上、構成が橿めて簡単なものとなる。かく
して、表皮効果の影響がないのは勿論、線間容ｉ増大に
よる高周波電流の短絡現象や相互型Ｉａ誘導作用による
弊害がなく、しかも共振鋭度Ｑが大きく、強い磁場を容
易に発生させ得る上、耐電圧の問題もなく、低コストで
製作可能な高周波コイルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）〜第４図は本発明の一実施例を示す
図で、第１図（ａ）は高周波コイルの断面図、第１図（
ｂ）は高周波コイルの右半面のみを示した正面図、第２
図はコンデンサ形導線の断面図、第３図は高周波コイル
へ高周波電力を供給する回路を示す図、第４図は高周波
コイルの性能実験の結果を示す特性図である。 １０・・・高周波コイル、１１・・・中空巻芯、１２・
・・コンデンサ形高周波導線、１３・・・磁場センサ、
２１・・・内部導体、２２・・・外部導体、２３・・・
誘電物、２４・・・絶縁被覆、３１・・・高周波信号、
３２・・・三極真空管、３３・・・直流’Ｉ源、Ａ・・
・コンデンサ形高周波導線の特性曲線、Ｂ・・・ビニー
ル被覆導線の特性曲線。 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第１図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　同軸構造を有するコンデンサ形高周波導線を、中空巻
   芯の外周に対して多層に巻回してなることを特徴とする
   高周波コイル。