JP2002008457A - 複合信号ケーブルとその取り付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可動部分に接続して使い勝手の良い複合信号ケ
ーブルとその取り付け方法を提供する。 【解決手段】同軸ケーブル２ａ，２ｂ、制御信号線２ｃ
を、コイル状の金属線材で形成した管状の管材２ｄに遊
間自在に収納する。管材２ｄの一方端に、管材２ｄより
も曲げ強度の高い部材で形成した補強部２ｇを設ける。
また管材２ｄを固定する際、移動する相手方の取り付け
面に対して４５°の角度をもって固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高周波信号
の伝送に用いられ、特に可動部分に接続して使用される
複合信号ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では人工衛星を利用した情報通信が
注目されており、なかでも地上側に設置して衛星からの
電波を受信するアンテナに関する研究、開発が盛んであ
る。ある種のアンテナでは複数のアンテナ素子を可動自
在とし、互いに移動する複数の衛星を常時捕捉できるよ
うにしている。

【０００３】ところで、アンテナの運用時には、アンテ
ナ素子に駆動電圧や各種制御信号を与えるために、また
アンテナ素子を介して無線電波を授受するためにも、ツ
イストペアケーブルや同軸ケーブルなどの様々な信号線
をアンテナ素子に繋ぐ必要がある。特に、上記したアン
テナではアンテナ素子の動きを見込んで信号線にある程
度の長さを持たせ、かつフリーに接続する必要がある。

【０００４】しかしながらアンテナ素子への信号線は多
岐に渡り、その本数も多い。従来ではこれらの信号線を
無秩序に接続していたので、信号線が捩じれたり、こす
れたりして信号線の寿命を縮めることがあった。特に信
号線の根元近くではストレスがかかり易く、同軸ケーブ
ルにあってはその特性が変化するばかりか、芯線が切断
される原因ともなる。またアンテナ素子の動きにつれて
一部の信号線がアンテナ素子の移動軌跡上に飛び出し
て、その移動の邪魔をしたり、アンテナ素子面に影を作
ったりすることもあった。

【０００５】このような事態に対し、対処療法的に信号
線同士を締結バンドなどでまとめることはあったが、ア
ンテナ素子が動く際にバンド部分で引っかかることが多
く、却って不都合となることが多かった。

【０００６】さらには、衛星の動きに合わせてアンテナ
素子がランダムに動くうち、信号線同士が絡んでしまう
ことがある。こうなるとアンテナ素子が動けなくなり、
アンテナとしての役目を果たさなくなるので事態はさら
に深刻になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の信号線には、複数本を可動部分に接続して使用する際
に互いに干渉し易く、こすれたり、絡み合ったりしやす
いという不都合があった。

【０００８】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、可動部分に接続して使い勝手の良い複合信
号ケーブルとその取り付け方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、局所的な曲げを抑制する弾性を備えた管材
に、複数の信号線を遊間自在に収納したことを特徴とす
る。

【００１０】また本発明は、前記管材に、前記複数の信
号線を収納してその両端を固定した状態で自重で垂れ下
がるに足る重量を備えたことを特徴とする。

【００１１】また本発明は、前記管材の一部を、この管
材よりも曲げ強度の高い部材で補強したことを特徴とす
る。管材としては、例えば金属線材や樹脂状部材からな
る線状部材をコイル状に形成したスパイラルコイルカバ
ーを使用することができる。このような手段を講じるこ
とで、複数の信号線は管材にカバーされた状態で、懸垂
線を描いて垂れ下がる。これにより複数の信号線が個々
にばらばらな動きをすることを避け、相互の干渉を防止
することが可能となる。管材の内部では信号線同士が遊
間自在であることから、無用なストレスを避け、信号線
の寿命を延ばすことが可能となる。特に同軸ケーブルに
あっては特性を保持するためなるべく直線の状態を保つ
ことが望ましいが、上記手段によりこのような要求を満
たすことが容易にできる。

【００１２】また本発明は、前記複数の信号線の少なく
ともいずれか一つが導体芯材を編組線で覆った同軸ケー
ブルである場合に、この同軸ケーブルの編組線の編み込
み角度を、軸方向に対して９０°よりも大きくしたこと
を特徴とする。このようにすることで、同軸ケーブルの
耐屈曲性を向上させることができる。

【００１３】また本発明は、上記に記載の複合信号ケー
ブルの取り付け方法にあって、上記複合信号ケーブルの
取り付け面と鉛直方向とのなす角度が変化する場合に、
その変化の度合いに応じて上記複合信号ケーブルの前記
取り付け面に対する取り付け角を傾斜させるようにして
いる。

【００１４】このような手段を講じたことにより取り付
け部分にかかる応力を少なくすることができ、これによ
っても信号線にかかるストレスを少なくすることが可能
となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の
形態による複合信号ケーブル２８，２９が使用されるア
ンテナ装置１１を示す断面図である。

【００１６】図１のアンテナ装置１１は、略円形の固定
ベース１２と、第１回転軸Ｙ周りに回転可能に固定ベー
ス１２上に取り付けられた略円形の回転ベース１３と、
第１回転軸Ｙ上に中心がくるように配置された球状レン
ズ１４とを備えている。

【００１７】固定ベース１２は、地面あるいは建物上に
固定される基台１２１に、周面側から中央に向かう数本
のアーム１２２を形成し、各アームの先端にプーリによ
るベアリング１２３を取り付けて構成される。また、基
台１２１には、回転ベース１３を回転駆動するためのモ
ータ１５と、後述の一対の自走給電装置１６、１７の給
電及び位置駆動制御を行う給電駆動制御装置１８が載置
される。モータ１５は回転軸を図中上方に向けて取り付
けられ、その回転軸にはローラ１９が取り付けられる。

【００１８】回転ベース１３は、円筒状の支持体１３１
の底部に上記ベアリング１２３と嵌合し、回転ベース１
３全体を回転自在に支持する突円部１３２が一体形成さ
れ、周面にはモータ１５の回転軸に取り付けられたロー
ラ１９と当接して、ローラ１９の回転により回転ベース
１３全体を回転させるための突円部１３３が一体形成さ
れる。さらに、支持体１３１の側面には、第１回転軸Ｙ
を中心として対向する位置に一対のアーム１３４、１３
５が一体形成される。これらのアーム１３４、１３５
は、支持体１３１から球体レンズ１４の周面に沿って延
設されたＵ字形状であり、先端部は、球体レンズ１４の
中心を通り、第１回転軸とは垂直な第２回転軸Ｘ上に位
置する。

【００１９】上記一対のアーム１３４、１３５の各先端
部には、それぞれ第２回転軸Ｘ上に貫通孔が形成され
る。これらの貫通孔には、ガイドレール２０の両端部に
固定された支持ピン２１、２２が挿通される。ガイドレ
ール２０は、球体レンズ１４の中心から一定の距離とな
るように半円弧状に形成されたもので、上記支持ピン２
１、２２が一対のアーム１３４、１３５の貫通孔に挿通
されることによって第２回転軸Ｘ上で回動自在に軸支さ
れる。

【００２０】上記ガイドレール２０の一方の端部に固定
された支持ピン２１は、アーム１３４の貫通孔に挿通さ
れ、その端部にワッシャリング２３が装着されて抜き出
されないように処理され、他方の端部に固定された支持
ピン２２は、アーム１３５の貫通孔に挿通され、その端
部にプーリ２４が装着される。また、アーム１３５の貫
通孔を形成した下方には、その貫通孔と平行してもう一
つの貫通孔が形成され、この貫通孔に回転軸を挿通させ
た状態で仰角調整用モータ２５が装着される。このモー
タ２５の回転軸先端には、上記プーリ２４より径小のプ
ーリ２６が装着され、プーリ２４、２６間はベルト２７
がかけられる。これにより、モータ２５の回転はプーリ
２６、ベルト２７、プーリ２４を介して支持ピン２２に
減速されて伝達され、ガイドレール２０を第２回転軸Ｘ
回りに回動させる。

【００２１】上記ガイドレール２０には、上記一対の自
走給電装置１６、１７が自走自在に装着される。その自
走機構については種々の方法があるが、ここでは本発明
に直接関係しないので割愛する。

【００２２】各自走給電装置１６、１７はそれぞれ複合
信号ケーブル２８、２９を介して給電駆動制御装置１８
に接続され、当該制御装置１８からの駆動制御信号に応
じてガイドレール２０上を自走し、指定位置で停止す
る。各自走給電装置１６、１７には、ビーム方向が球体
レンズ１４の中心方向に向くようにアンテナ素子３０、
３１が装着され、上記給電駆動制御装置１８からの給電
により、球体レンズ１４の中心点方向に電波を放射し、
その方向からの電波を受信する。

【００２３】以上のような構造物に対し、その周囲全体
は椀型のレドーム３３で覆われ、そのレドーム３３の底
部は基台１２１の周縁部と接合される。このレドーム３
３は、電波透過性を有するとともに熱伝導率の低い材
質、例えば樹脂によって構成される。

【００２４】ここで球体レンズ１４は、球状誘電体レン
ズとも呼ばれ、同心の球面に誘電体が積層されて構成さ
れ、これを通過する略平行な電波を一点に集束させるこ
とができるものである。また一般に、積層される誘電体
の各誘電率は外側にいくほど低くなっている。このよう
に各層の誘電率が異なることになり、透過電波を光学系
レンズと同じように屈折させることができる。各層に
は、例えばポリスチレン（発泡スチロール）等による発
泡材が使用され、その発泡率を変えることで誘電率を変
化させている。

【００２５】その他、給電駆動制御装置１８は、図示し
ないホスト装置に接続され、衛星の位置に関する情報が
入力されるようになっている。

【００２６】ところで、複合信号ケーブル２８、２９は
いずれも図２に示す構成となっている。図２の複合信号
ケーブルは、２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂと、制御信
号線２ｃとを、共通の管材２ｄで覆ったものである。同
軸ケーブル２ａ，２ｂ、制御信号線２ｃには、図２の切
断面に示すように互いにある程度の隙間を持たせ、管材
２ｄの管内で互いに遊間自在とする。

【００２７】管材２ｄは金属線材をコイル状に巻いたも
ので、曲げに対して弾性を持つが硬過ぎず、自在に曲げ
ることができるものとする。ただし、曲がるときには全
体的にスムーズに曲がるようにし、局所的に屈曲するこ
とのないようにする。このような特性を持たせるために
はコイル状部材が適当であろう。

【００２８】また好ましくは、管材２ｄがある程度の重
量を備えるように、その材質を選ぶと良い。これは自走
給電装置１６、１７に吊り下がった状態のときに自重で
垂れ下がるようにするためで、これにより複合信号ケー
ブル２８，２９が暴れることを防止できる。以上のよう
な要求を満たす素材としては、アルミニウム、ステンレ
ス、鉄などがある。なお図２に示した切断面は管材２ｄ
の管内の様子を示すための便宜上のもので、実際に切断
した状態で使用することはない。

【００２９】また、複合信号ケーブル２８，２９の両端
には自走給電装置１６、１７および給電駆動制御装置１
８と接続するためのネジ部２ｅ、２ｆを形成する。これ
と対になるネジ部を、自走給電装置１６、１７および給
電駆動制御装置１８に形成し（図示せず）、互いをねじ
止めすることにより両者を接続する。その際には、まず
同軸コネクタ２ａ、２ｂおよび制御信号線２ｃの両端に
形成されたコネクタ（符号付さず）を自走給電装置１
６、１７および給電駆動制御装置１８に備えたコネクタ
（図示せず）と結合してから、ネジ部２ｅ、２ｆを結合
すれば良い。

【００３０】さらに、複合信号ケーブル２８，２９の一
方端に補強部２ｇを設け、こちら側を自走給電装置１
６、１７に接続するようにする。補強部２ｇの材質は問
わず、例えば樹脂状部材などで複合信号ケーブル２８，
２９自体の曲げ弾性よりも強度の高い部材で形成すれば
良い。端的に言えば、複合信号ケーブル２８，２９より
も曲がりにくい材質で補強部２ｇを形成する。逆に補強
部２ｇが複合信号ケーブル２８，２９よりも曲がり易い
と、この部分に応力が集中するので好ましくない。

【００３１】図３に、補強部２ｇの拡大図を示す。同図
に示すように、補強部２ｇを、例えば樹脂状部材を複合
信号ケーブル２８，２９に螺旋状に巻き付けるように形
成することで上記の要求を満たすことができる。

【００３２】このように補強部２ｇを設けることで、複
合信号ケーブル２８，２９の局所的な屈曲を防止し、同
軸ケーブル２ａ，２ｂ、制御信号線２ｃにかかるストレ
スを少なくして長寿命化を図ることが可能となる。

【００３３】次に、本実施形態では、複合信号ケーブル
と自走給電装置とを以下のように接続する。複合信号ケ
ーブル２９と自走給電装置１７とを例に取ると、本実施
形態では複合信号ケーブル２９を自走給電装置１７に取
り付ける際に、図４に示すように角度を持たせるように
する。すなわち、図５に示すように複合信号ケーブル２
９の取り付け角を、給電装置の取り付け面に対して９０
°ではなく例えば４５°として取り付けるようにする。

【００３４】図６を参照してさらに詳しく説明する。複
合信号ケーブル２９を給電装置の取り付け面に対して４
５°で取り付けたことにより、ガイドレール２０に対し
て自走給電装置１７が最上部に位置するときには、複合
信号ケーブル２９は図６のように、鉛直下方に対して４
５°の角度をもって垂れ下がる（図６（ａ））。

【００３５】同様に、図６において自走給電装置１７が
ガイドレール２０の中央部に位置するときには、複合信
号ケーブル２９は鉛直下方に対して０°の角度で自然に
垂れ下がる。このとき複合信号ケーブル２９の取り付け
部にかかる応力は最小になる（図６（ｂ））。またガイ
ドレール２０に対して自走給電装置１７が最下部に位置
するときにも、複合信号ケーブル２９は鉛直下方に対し
て４５°の角度をもって垂れ下がる（図６（ｃ））。

【００３６】図７を参照して、比較のため複合信号ケー
ブル２９を給電装置の取り付け面に対して９０°で取り
付けた場合を説明する。この場合、ガイドレール２０に
対して自走給電装置１７が最上部に位置するときには、
複合信号ケーブル２９は鉛直下方に対して０°の角度で
自然に垂れ下がる。このとき複合信号ケーブル２９の取
り付け部にかかる応力は最小になる（図７（ａ））。

【００３７】しかしながら、自走給電装置１７がガイド
レールを移動するにつれて複合信号ケーブル２９の曲が
りは大きくなり、応力も増える。自走給電装置１７がガ
イドレール２０の中央部に位置するときに複合信号ケー
ブル２９は鉛直下方に対して４５°の角度をもって垂れ
下がる（図７（ｂ））。

【００３８】さらに、ガイドレール２０に対して自走給
電装置１７が最下部に位置すると、複合信号ケーブル２
９は鉛直下方に対して９０°の角度をもって垂れ下がり
（図７（ｃ）、ここに最大の応力がかかることになる。

【００３９】本実施形態ではこのような事態を避けるた
め、複合信号ケーブル２９を給電装置の取り付け面に対
して４５°で取り付けた。これにより複合信号ケーブル
２９にかかる応力を少なくでき、内部の同軸ケーブル２
ａ，２ｂや制御信号線２ｃにかかるストレスを少なくし
てその寿命を長くすることが可能になる。

【００４０】さらに本実施形態では、別の観点から同軸
ケーブル２ａ，２ｂの耐屈曲寿命を長くするようにす
る。図８および図９を参照してこのことを説明する。図
８は、本実施形態における同軸ケーブル２ａ，２ｂの編
組線の編み方を示す図である。編組線は複数本が互い違
いに編みこまれて（綾織り）同軸ケーブル２ａ，２ｂの
外部導体を形成するが、このときの編み込み角度を軸方
向に対して例えば１２０°とする。すなわち、通常の編
組線の編み込みの角度は、図９のように軸方向に対して
９０°であるが、本実施形態ではこの角度をより大きく
している。

【００４１】このようにすることで、同軸ケーブル２
ａ，２ｂの曲がりに対する余裕を大きくすることがで
き、結果として同軸ケーブル２ａ，２ｂの耐屈曲寿命を
伸ばすことが可能となる。

【００４２】以上のように本実施形態では、同軸ケーブ
ル２ａ，２ｂ、制御信号線２ｃを管状の管材２ｄに遊間
自在に収納するようにしている。また管材２ｄをコイル
状の金属線材で形成している。このことから、例えば締
結バンドのような目立った凸凹を無くして滑りを良くす
ることができ、たとえ２本の複合信号ケーブル２８，２
９が接触したとしてもその干渉の度合いを小さく抑え、
摩擦を少なくして、ひいては自走給電装置１６、１７を
無理なく動かすことが可能となる。

【００４３】また本実施形態では、管材２ｄの端部に補
強部２ｇを形成しているので、複合信号ケーブル２８，
２９の局所的な屈曲を防止し、同軸ケーブル２ａ，２
ｂ、制御信号線２ｃにかかるストレスを少なくして長寿
命化を図ることが可能となる。

【００４４】また本実施形態では、図５に示すように複
合信号ケーブル２８，２９の取り付け角を、自走給電装
置１６，１７の取り付け面に対して４５°とするように
している。このようにしたので、複合信号ケーブル２９
にかかる応力を少なくでき、内部の同軸ケーブル２ａ，
２ｂや制御信号線２ｃにかかるストレスを少なくしてそ
の寿命を長くすることが可能になる。

【００４５】さらに本実施形態では、同軸ケーブル２
ａ，２ｂの編組線の編み方を、軸方向に対して９０°よ
りも大きくしているので、同軸ケーブル２ａ，２ｂの曲
がりに対する余裕を大きくでき、結果として同軸ケーブ
ル２ａ，２ｂの耐屈曲寿命を伸ばすことが可能となる。

【００４６】これらのことから、可動部分に接続して使
い勝手の良い複合信号ケーブルとその取り付け方法を提
供することが可能となる。

【００４７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。例えば補強部２ｇは上記の形態に限る
こと無く、図１０に示すようなものでも良い。この構成
では、管材２ｄの端部に別のコイル状部材を重ねて形成
している。この別のコイル状部材は、図のように部分的
に粗く巻き込んでも良い。このようにしても上記と同様
の強度を達成することが可能である。

【００４８】また管材２ｄはコイル状の線材に限ること
無く、要するに管状で、その外部および内部の滑りが良
く、かつ信号線を収納した状態で自重で垂れ下がれるだ
けの重量を備えたものであれば、その形態および材質は
問わない。

【００４９】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形実施を行うことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、可
動部分に接続して使い勝手の良い複合信号ケーブルとそ
の取り付け方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の構
成を示す断面図。

【図２】 本発明に係わる複合信号ケーブル２８、２９
をその断面とともに示す全体図。

【図３】 図２の補強部２ｇの拡大図。

【図４】 本発明の実施の形態において、複合信号ケー
ブル（２８），２９を給電装置（１６），１７に取り付
けた状態を示す図。

【図５】 複合信号ケーブル（２８），２９を、自走給
電装置（１６），１７の取り付け面に９０°の角度で取
り付けた状態を示す図。

【図６】 本発明の実施の形態において、自走給電装置
（１６），１７がガイドレール２０を移動するときの複
合信号ケーブル（２８），２９の状態を示す図。

【図７】 複合信号ケーブル（２８），２９を自走給電
装置（１６），１７に対して９０°の取り付け角度で取
り付けた場合に、自走給電装置（１６），１７がガイド
レール２０を移動するときの複合信号ケーブル（２
８），２９の状態を示す図。

【図８】 本実施形態における同軸ケーブル２ａ，２ｂ
の編組線の編み方を示す図。

【図９】 通常の同軸ケーブルの編組線の編み方を示す
図。

【図１０】 本発明の別の実施の形態を示す図。

【符号の説明】

１１…アンテナ装置 １２…固定ベース １２１…基台 １２２…アーム １２３…ベアリング １３…回転ベース １３１…支持体 １３２、１３３…突円部 １３４、１３５…アーム １４…球体レンズ １５…モータ １６、１７…自走給電装置 １８…給電駆動制御装置 １９…ローラ ２０…ガイドレール ２１、２２…支持ピン ２３…ワッシャリング ２４、２６…プーリ ２５…仰角調整用モータ ２７…ベルト ２８、２９…複合信号ケーブル ３０、３１…アンテナ素子 ３３…レドーム ２ａ，２ｂ…同軸ケーブル ２ｃ…制御信号線 ２ｄ…管材 ２ｅ，２ｆ…ネジ部 ２ｇ…補強部 ２ｈ…同軸ケーブル２ａ，２ｂの外部導体の編組線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 局所的な曲げを抑制する弾性を備えた管
   材に、複数の信号線を遊間自在に収納したことを特徴と
   する複合信号ケーブル。
2. 【請求項２】 前記管材は、前記複数の信号線を収納し
   てその両端を固定した状態で自重で垂れ下がるに足る重
   量を有することを特徴とする複合信号ケーブル。
3. 【請求項３】 前記管材の一部を、この管材よりも曲げ
   強度の高い部材で補強したことを特徴とする請求項１に
   記載の複合信号ケーブル。
4. 【請求項４】 前記管材は、線状部材をコイル状に形成
   したスパイラルコイルカバーであることを特徴とする請
   求項１に記載の複合信号ケーブル。
5. 【請求項５】 前記複数の信号線の少なくともいずれか
   一つが、導体芯材を編組線で覆った同軸ケーブルである
   場合に、 この同軸ケーブルの編組線の編み込み角度を、軸方向に
   対して９０°よりも大きくしたことを特徴とする請求項
   １に記載の複合信号ケーブル。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の複合信号ケーブルの取
   り付け方法であって、 前記複合信号ケーブルの取り付け面と鉛直方向とのなす
   角度が変化する場合に、その変化の度合いに応じて前記
   複合信号ケーブルの前記取り付け面に対する取り付け角
   を傾斜させることを特徴とする複合信号ケーブルの取り
   付け方法。