JP2008084868A - 主同軸ケーブルに結合された少なくとも１個の同軸ケーブルジャンパアセンブリとから成る同軸ケーブルシステム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 堅牢で、容易に製造できる同軸ケーブルジャンパアセンブリを提供する。
【解決手段】 同軸ケーブルジャンパアセンブリ２０は内部導線２６と、この内部導線を包囲する誘電層３０と、アルミニウム管３３、及びそれに接する錫層３４とから成り、誘電層３０を包囲する外部導線３２とを有するジャンパ同軸ケーブル２５を具える。更に、この同軸ケーブルジャンパアセンブリ２０は少なくとも１個のコネクタ４０と、このコネクタと外部導線の錫層の隣接部とを互いに結合する少なくとも１個のはんだ接合部４７、５５とを具える。また、同軸ケーブルジャンパアセンブリの製造方法は外部導線のアルミニウム管上に錫層を形成する工程と、この錫層に少なくとも１個のコネクタをはんだ付けする工程とから成る。
【選択図】図４

Description

本発明は通信の分野の同軸ケーブルジャンパアセンブリ、同軸ケーブルシステム、及び同軸ケーブルジャンパアセンブリの製造方法に関するものである。

同軸ケーブルは高周波電気信号を搬送するために広く使用されている。同軸ケーブルは比較的広いバンド幅に使用され、信号損失が少なく、機械的に堅牢であり、比較的安価である。通常、同軸ケーブルは細長い内部導線と、管状外部導線と、これ等内部導線、及び外部導線を分離する誘電体とを有する。誘電体としては例えばプラスティック発泡材料がある。外部導線を包囲するため、外部絶縁ジャケットを加えることもある。

セルラー方式、即ち無線基地局における電子機器を近くのアンテナタワーの頂部に取り付けられたアンテナに接続するのに、同軸ケーブルは特に有利に使用される。例えば、機器シェルタ内に設置された送信機、及び受信機はアンテナタワーに支持されるアンテナに同軸ケーブルを介して接続される。代表的な設備には、機器シェルタとアンテナタワーの頂部との間に延びる比較的直径が大きい主同軸ケーブルがあり、これにより信号損失を少なくしている。例えば、本発明の譲受人である米国ノースカロライナ州ヒッコリのCommscope Inc.はこのような用途のために、CellReach(商標名）と称する同軸ケーブルを提供している。

主同軸ケーブルの各端部を一層小さい直径の比較的短い同軸ケーブルジャンパアセンブリに結合している。この同軸ケーブルジャンパアセンブリは両端にコネクタを取り付けた或る長さの同軸ケーブルを有する。ジャンパケーブルアセンブリのケーブルは通常、主同軸ケーブルより直径が小さく、従って断面が小さいので、可撓性が一層大きくなるため、例えば機器シェルタや、アンテナタワーの頂部に配設するのが容易である。通常、コネクタはジャンパ同軸ケーブルの両端に連結されて、同軸ケーブルジャンパアセンブリを形成している。

同軸ケーブルは通常、連続的に製造され、押出し機を経る処理路に沿って、内部導線、即ち内部ワイヤを前進させ、この押出し機によって、内部導線の周りに絶縁発泡体を押し出す。押出し機の下流に一連の冷却タンクを設け、絶縁発泡体を冷却し、凝固させる。外部導線は金属テープとして加え、絶縁発泡体の周りに管状に形成する。外部導線を加えた後、プラスチックの絶縁ジャケットを押し出して加える。

ジャンパケーブルアセンブリのためのコネクタはケーブル製造プラント、及び／又は現場で、同軸ケーブルの両端に設置することができる。コネクタは２種類のものが入手でき、一つは機械的コネクタで、ジャンパ同軸ケーブルの端部に機械的に設置する形態を有し、他の一つははんだ形コネクタであり、はんだ付けにより結合できる形態を有する。機械的コネクタは比較的複雑で、多くの部片を有するので、比較的高価である。はんだ形コネクタは部片が少ないので安価である。例えばBufanda 等に与えられた米国特許第5802710 号は、同軸ケーブルの環状に波形の外部導線の周りに巻き付けたはんだを使用するはんだ形コネクタを開示している。コネクタ本体をはんだ上に設置して、加熱し、コネクタをケーブルの端部にはんだ付けするものである。

しかし、コネクタ、及び／又は同軸ケーブルに使用される全ての材料が必ずしもはんだ付けに適しているとは限らない。アルミニウムは非常に望ましい材料で、ジャンパ同軸ケーブルの外部導線に使用されることが多い。しかし、アルミニウムははんだになじまないため、アルミニウムの外部導線を有するジャンパ同軸ケーブルに組み合わせて、一層高価な機械的コネクタが通常、使用されてきた。

従って、本発明の目的はアルミニウムの外部導線と、少なくとも１個のはんだ形コネクタとを有し、堅牢で、容易に製造することができる同軸ケーブルジャンパアセンブリを得るにある。

この目的を達成するため、本発明ジャンパアセンブリは外部導線を有するジャンパ同軸ケーブルを具え、外部導線は錫層を表面に有するアルミニウムから成り、この錫層に少なくとも１個のコネクタをはんだ付けする。

また特に、本発明では、ジャンパ同軸ケーブルは比較的長さが短く、内部導線と、この内部導線を包囲する誘電層と、この誘電層を包囲する外部導線と、この外部導線を包囲する外部ジャケットとを有する。錫層は例えば錫鉛合金のような錫合金でもよい。錫層を用いることによって、アルミニウム導線の使用が可能になり、しかも、外部導線にはんだ形コネクタをはんだ付けするのを容易にするので有利である。

本発明同軸ケーブルシステムは主同軸ケーブルと、錫めっきされた外部導線を有して主同軸ケーブルの一端、又は両端に連結された同軸ケーブルジャンパアセンブリとを具える。主同軸ケーブルの直径はジャンパアセンブリの同軸ケーブルの直径より大きく、これにより信号減衰を減少させている。ジャンパアセンブリのケーブルが小さいので一層可撓性が大きく、形状保持性があるため、多くの配設に必要になる鋭い湾曲部にも適応することができる。

本発明同軸ケーブルジャンパアセンブリの製造方法は内部導線と、外部導線と、これ等の導線の間の誘電層とを具えるジャンパ同軸ケーブルのアルミニウム外部導線上に錫層を形成する工程と、ジャンパ同軸ケーブルのそれぞれの端部の少なくとも１端に隣接して少なくとも１個のコネクタを上記の錫層にはんだ付けする工程とを有する。この錫層は例えば上記のように、錫鉛合金のような錫合金でよい。外部導線は連続する非編成の管形状のものでよく、錫層はめっきによって形成してもよい。

外部導線は連続する非編成の管形状でよく、錫層を外部導線の全長に沿って、例えばアルミ層の半径方向外面上に、連続的に延在させる。ジャンパ同軸ケーブルの製造中、この錫層はめっきによって、容易に形成することができる。

ジャンパケーブルアセンブリはジャンパ同軸ケーブルの両端の第１端、及び第２端に第１コネクタ、及び第２コネクタを有する。このジャンパ同軸ケーブルは少なくとも１個の湾曲部を有する形状に形成された時、形状を保持する特性を有する。この形状を保持する性質は送信機、又は受信機のように、ラックに取り付けられた電子機器にジャンパアセンブリを配設する時、特に有利である。

内部導線は銅層を表面に有するアルミニウムロッドを有する。コネクタは更に、内部導線に連結されたコネクタ接点を有している。誘電層は例えばプラスチック発泡体のようなプラスチックでもよい。更に、ジャンパ同軸ケーブルの直径は約3.2mm 〜50.8mm(1/8〜２インチ）の範囲である。

本発明の好適な実施例を示す添付図面を参照して、本発明を一層、詳細に説明する。本発明はこのような実施例に限定されないが、これ等の実施例は当業者が本発明を実施するために十分に、完全に開示されている。同一部分には同一の符号を付して説明する。

最初に、図１において、本発明同軸ケーブルシステムをセルラー方式の、即ち無線基地局１０に使用する場合につき説明する。図示のように、この基地局１０は機器ラック１２を有する機器シェルタ１１を有し、このラックに複数個の送信機１３、及び受信機１４を取り付ける。図示のように、ケーブルトレー１５は機器シェルタ１１の外に、モノポールタワー１６まで延びる。当業者には知られているように、モノポールタワー１６はその上端に複数個のセルラー方式アンテナ１７を取り付けている。

当業者には明らかなように、この同軸ケーブルシステムはタワー１６の頂部のアンテナ１７と、シェルタ１１内にあって、タワーの底部に設置されている送信機１３、及び受信機１４との間を接続する。図示の同軸ケーブルシステムは、一層大きな主同軸ケーブル２１に接続された複数個の同軸ケーブルジャンパアセンブリ２０を有し、タワー１６の上端から、機器シェルタ１１内に延びている。主ケーブル２１は例えば、「セルリーチ（CellReach)モデル1873ケーブル」（商標名）であり、25.4mm〜15.9mm（１〜5/8 インチ）の比較的大きな直径を有し、約２７ｍ〜９０ｍ（９０〜３００フィート）延びているのが普通である。

図示の実施例では、ジャンパアセンブリ２０を上部位置、及び下部位置の両方で使用し、主同軸ケーブル２１をモノポールタワー１６内に延在させる。もちろん、他の実施例では、唯１個のジャンパアセンブリを使用してもよい。通常、ジャンパアセンブリの融通性によって、上部位置、及び下部位置の両方で、有利に使用することができる。

図２、及び図３をも参照し、ジャンパケーブルアセンブリ２０の特定の要旨を説明する。この同軸ケーブルジャンパアセンブリ２０は、通常、約０．９ｍ〜１．８ｍ（３〜６フィート）の長さを有する。図示のように、このジャンパアセンブリ２０はジャンパ同軸ケーブル２５を有し、このケーブル２５は表面に銅クラッド２８を有するアルミニウムワイヤ２７によって設けた内部導線２６を有する。本発明では、内部導線の他の形態も試みることができる。

内部導線２６は発泡誘電層３０により包囲されている。この誘電層３０は外部導線３２によって包囲されている。図示のように、錫層３４を表面に有するアルミニウム管３３によって、外部導線３２を設けている。錫層３４は、はんだ付けに非常に有利な表面を提供する。ここに言う「錫層」とは、純粋の、またはほぼ純粋の錫層、及び例えば、錫鉛合金のような錫合金をも意味する。特に、約１０％の鉛を含有する錫鉛合金を使用してもよい。言い換えれば、アルミニウム製の外部導線がはんだに対して不利であることは、外部導線３２のアルミニウム管３３上に錫層３４を設けることによって解消することができる。当業者には明らかなように、アルミニウムは良好な導電性、形状保持性質、耐久性、比較的低い降伏強度、及び比較的低いコストのような多数の望ましい他の性質を有する。外部導線３２の外側には、ジャケット、即ち外部保護プラスチック層３６を図示のように設ける。

図示の同軸ケーブルジャンパアセンブリ２０も図２に明示するように、両端にはんだ形コネクタ４０を有する。他の実施例では唯１個のはんだ形コネクタ４０を設けることができることはもちろんである。言い換えれば、ここに使用する「同軸ケーブルジャンパアセンブリ」の語は１個、又は２個のコネクタを有する実施例をも包含する。例えば、ジャンパアセンブリのピグテールの変形は工場に設置される唯１個のはんだ形コネクタを含む。現場で機械的コネクタも、その時に設置することができ、従って、当業者に知られているように、ジャンパ同軸ケーブル２５の長さは正確に測定され切断することができる。

使用者の便利のために、２個のはんだ形コネクタ４０を有するジャンパアセンブリ２０を多数の標準長さで、提供することが考えられる。従って、これ等の実施例では、２個のはんだ形コネクタ４０を安価に入手でき、効率よく利用することができる。

簡単に上に述べたように、ジャンパ同軸ケーブル２５の材料、及び構造により、図１、及び図２からも明らかなように、ケーブルに形状保持性質を有利に付与することができる。言い換えれば、比較的鋭利な湾曲部を手で形成することもでき、しかも、これ等の湾曲部は釈放してもその形状を保持する。この有利な性質により、設置する者にとって、ジャンパアセンブリ２０の設定が著しく容易になる。

付加的に図４〜図６を参照し、はんだ形コネクタ４０を更に詳細に説明すると共に、はんだ形コネクタ４０をジャンパ同軸ケーブル２５にはんだで結合することを説明する。図示のコネクタ４０は第１管状体４１を有し、この中に、ジャンパ同軸ケーブル２５の外部導線３２を収容する。図示のように、緊密なプレス嵌合により、第２管状体４２を第１管状体４１に連結する。回転可能なナット４３（図５、及び図６参照）を第２管状体４２に支持する。

誘電スペーサディスク（図示せず）によって、第２管状体部４２内に導電接点４５を支持する。図面に示すように、はんだ接合部４７によって内部導線２６に導電接点４５をはんだ付けする。第２管状体４２内の一線の開口５０を通じて、このはんだ接合部４７に接近することができる。

図示の実施例に明らかなように、外部導線３２の錫層３４と第１コネクタ本体、即ち第１管状体４１との間に、はんだ接合部５５を設ける。良好な電気的な接続を生ずると共に、ケーブル端とコネクタとの間に強力な機械的連結を生ぜしめるのがこのはんだ接合部５５である。図示の実施例の第１管状体４１の壁に横方向に形成された溝孔５６を通じて、このはんだ接合部５５を見ることができ、このはんだ接合部５５に接近することができる。

このはんだ接合部５５は外部導線３２と、第１管状体４１の隣接する内部との間に、はんだを最初に位置決めすることにより、即ちはんだを前もって形成することによって容易に形成することができる。当業者には明らかなように、次に熱を加えることによって、はんだを流動させ、冷却すれば連結を完了する。

図７の線図的に示す製造システム８０、及び図８のフローチャート５８をも参照し、代表的な製造操作を一層、詳細に説明する。開始（ブロック６０）の後、内部導線２６を供給リール８１から、押出し機８２の方に供給する。ブロック６４において、当業者には明らかなように、誘電層３０を押出し機８２によって押し出す。この押出し工程で熱を発生するため、内部導線、及び誘電層を一連の冷却タンク（図示せず）に通す。

図面に示すように、供給リール８３から一連の形成ローラ８４を経て、平坦アルミニウム素材のコイルを供給し、このアルミニウム素材を管の形状にする。ローラ８４の下流に、線図的に示した溶着ステーション８５において、このアルミニウムの管を連続的に突き合わせ溶着させ、アルミニウム管３３を形成する（ブロック６６）。その後、ブロック６８において、めっきステーション８７で、アルミニウム管３３に錫めっきを行う。図示のめっきステーション８７は当業者には明らかなように、一連の化学めっき処理浴８８を有する。例えば、或る実施例では、めっきタンクの他に、清浄タンク、及び水洗タンクを設けてもよい。また、本発明では、他の形態を試みてもよい。当業者には明らかなように、めっき浴は良く知られた電解めっき化学に基づいており、これ以上の説明は省略する。

次に、図面に示すように、この半ば完成したケーブルを最終押出し機９０に通す。ブロック７０において、この押出し機９０は外部ジャケット３６を押し出す。次に、このジャンパ同軸ケーブル２５を取り上げて、次の組立工程に使用するため、供給リール９１に保管する。また、特に図７の下部に示すように、供給リール９１からのジャンパ同軸ケーブル２５をブロック７２において、切断ステーション、即ちテーブル９３で或る長さに切断する。ブロック７４では、切断ステーション９３の下流で、はんだが配置されているコネクタ４０をジャンパ同軸ケーブル２５の準備された端部に組み立てた後、線図的に示した誘導加熱器９５によって熱を加える。従って、当業者には明らかなように、外部導線３２と、コネクタ４０の隣接部との間に予め位置しているはんだは融解し、流動して、これ等の隣接部を互いに接合する。

当業者には明らかなように、このはんだは通常の錫鉛合金であるか、又はその他の低融点材料から成る。これも当業者には明らかであるが、フラックスを使用して、この表面を付加的に整えてもよい。しかし、他の実施例では、当業者には明らかであるが、コネクタの隣接部と、外部導線との間に、溶融はんだを射出することによって、はんだ作業を行ってもよい。

２個のコネクタ４０が望ましい場合には、コネクタの組立てと、加熱操作とを繰り返せばよいことはもちろんである。誘導加熱器９５の下流で最終的な検査を行い、次に、ブロック７６において、輸送のため、容器９６内に、このジャンパケーブルアセンブリ２０を梱包する。ブロック７８で作業を停止する。

上述したように、或る実施例では、アルミニウム管に錫をめっきするのが好ましい。しかし、本発明の他の実施例では、外部導線を形成するため設けた平坦素材に既に錫めっきを施していてもよい。更に、上述の説明、及び関連する図面に開示した技術に基づいて、当業者であれば本発明を変更し、その他の実施例を実施することができる。従って、本発明は上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において種々の変更を加えることができる。

本発明による同軸ケーブルジャンパアセンブリを有する同軸ケーブルシステムを示すセルラー方式の無線基地局の線図である。 図１に示す同軸ケーブルの一部の側面図である。 図２の３−３線に沿う同軸ケーブルの著しく拡大した線図的横断面図である。 図２の４−４線に沿う同軸ケーブルの著しく拡大した線図的縦断面図である。 図１に示す同軸ケーブルのジャンパアセンブリに使用するはんだ形コネクタの斜視図である。 図１に示す同軸ケーブルのジャンパアセンブリに使用するはんだ形コネクタの上方から見た平面図である。 本発明による同軸ケーブルジャンパアセンブリを製造する装置の線図的ブロック線図である。 本発明同軸ケーブルジャンパアセンブリを製造する方法のフローチャートである。

符号の説明

１０ 無線基地局
１１ 機器シェルタ
１２ 機器ラック
１３ 送信機
１４ 受信機
１５ ケーブルトレー
１６ モノポールタワー
１７ セルラー方式アンテナ
２０ 同軸ケーブルジャンパアセンブリ
２１ 主同軸ケーブル
２５ ジャンパ同軸ケーブル
２６ 内部導線
２７ アルミニウムワイヤ
２８ 銅クラッド
３０ 発泡誘電層
３２ 外部導線
３３ アルミニウム管
３４ 錫層
３６ 外部保護プラスチック層
４０ はんだ形コネクタ
４１ 第１管状体、第１コネクタ本体
４２ 第２管状体
４５ 導電接点
４７、５５ はんだ接合部
８１、８３、９１ 供給リール
８２、９０ 押出し機
８４ 形成ローラ
８５ 溶着ステーション
８７ めっきステーション
８８ 化学めっき処理浴
９３ 切断ステーション、テーブル
９５ 誘導加熱器

Claims (27)

1. 主同軸ケーブルと、前記主同軸ケーブルに結合された少なくとも１個の同軸ケーブルジャンパアセンブリとから成る同軸ケーブルシステムであって、
   前記少なくとも１個の同軸ケーブルジャンパアセンブリは
   前記主同軸ケーブルの直径より小さい直径を有し、前記主同軸ケーブルより短い長さを有し、前記ジャンパ同軸ケーブルは内部導線と、前記内部導線を包囲する誘電層と、前記誘電層を包囲する外部導線とを具え、
   前記ジャンパ同軸ケーブルの前記外部導線はアルミニウム層と、それに接する錫層とを具え、
   前記同軸ケーブルシステムは更に、
   少なくとも１個のコネクタと、
   前記少なくとも１個のコネクタと、前記ジャンパ同軸ケーブルの前部外部導線の前記錫層の隣接部とを相互に結合する少なくとも１個のはんだ接合部とを具えることを特徴とする同軸ケーブルシステム。
2. 前記錫層が錫合金から成る請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
3. 前記錫合金が錫鉛合金から成る請求項２に記載の同軸ケーブルシステム。
4. 前記ジャンパ同軸ケーブルが前記外部導線を包囲する絶縁ジャケットを更に具える請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
5. 前記ジャンパ同軸ケーブルの前記外部導線が連続する非編成の管形状を有する請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
6. 前記錫層は前記ジャンパ同軸ケーブルの前記外部導線の全長に沿って連続して延在している請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
7. 前記錫層は前記ジャンパ同軸ケーブルの前記アルミニウム層の半径方向外面上にある請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
8. 前記少なくとも１個のコネクタは第１コネクタ、及び第２コネクタから成る請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
9. 少なくとも１個の湾曲部を有する形状に形成された時、形状を保持する特性を前記ジャンパ同軸ケーブルが有している請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
10. 前記ジャンパ同軸ケーブルの前記内部導線は銅層を表面に有するアルミニウムロッドから成る請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
11. 前記少なくとも１個のコネクタは前記ジャンパ同軸ケーブルの前記内部導線に結合されたコネクタ接点を更に具える請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
12. 前記ジャンパ同軸ケーブルの前記誘電層がプラスチックから成る請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
13. 前記ジャンパ同軸ケーブルは約 3.2mm〜50.8mm(1/8〜２インチ))の範囲の直径を有する請求項１に記載の同軸ケーブルシステム。
14. 内部導線と、アルミニウム外部導線と、これ等内部導線、及び外部導線の間の誘電層とを具えるジャンパ同軸ケーブルの前記アルミニウム外部導線上に錫層を形成する工程と、
    前記ジャンパ同軸ケーブルのそれぞれの端部の少なくとも一方の端部に隣接する前記錫層に少なくとも１個のコネクタをはんだ付けする工程とを具えることを特徴とする同軸ケーブルジャンパアセンブリの製造方法。
15. 前記錫層を形成する工程において、錫合金層を形成する請求項１４に記載の方法。
16. 前記錫合金層を形成する工程において、錫鉛合金層を形成する請求項１５に記載の方法。
17. 前記外部導線が連続する非編成の管形状を有する請求項１４に記載の方法。
18. 前記錫層を形成する工程において、錫層をめっきする請求項１４に記載の方法。
19. 前記錫層をめっきする工程において、前記外部導線の全長に沿って連続的に延在するよう錫層をめっきする請求項１８に記載の方法。
20. 前記めっきをめっき浴内で行う請求項１８に記載の方法。
21. 前記錫層のめっきに当たり、前記アルミニウム層の半径方向外面上に錫層をめっきする請求項１８に記載の方法。
22. はんだ付けをする前に、前記ジャンパ同軸ケーブルを希望する長さに切断する工程を更に具える請求項１４に記載の方法。
23. 前記外部導線を包囲するジャケットを形成する工程と、はんだ付けをする前に、前記ジャケットの一部を剥離する工程とを更に有する請求項１４に記載の方法。
24. はんだ付けの工程には、前記少なくとも一個のコネクタと、前記外部導線との間にはんだ物体を位置決めし、次に、前記はんだ物体を加熱して流動させ、前記少なくとも１個のコネクタと前記外部導線とを接合する工程を有する請求項１４に記載の方法。
25. 誘導加熱によって、前記加熱を実施する請求項２４に記載の方法。
26. 前記はんだ付けの工程には、前記少なくとも１個のコネクタと、前記外部導線との間に溶融はんだを射出し、前記少なくとも１個のコネクタと前記外部導線との間を相互に接合する工程を有する請求項１４に記載の方法。
27. 前記少なくとも１個のコネクタをはんだ付けするに当たり、前記ジャンパ同軸ケーブルのそれぞれ第１端、及び第２端に、第１コネクタ、及び第２コネクタをはんだ付けする請求項１４に記載の方法。

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