JP2012169771A - 漏洩同軸ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易であって、十分な機械的耐久性を有し、曲げ易く細長く曲がりくねった空間での使用が可能であり、スロットピッチを十分に長くすることができるＬＣＸを提供する。
【解決手段】外部導体４は、金属線からなる編組から構成され、金属線の密度がケーブル長手方向について周期的に変化しており、密度が粗の部分がスロット部１となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、漏洩同軸ケーブルに関し、特に、外部導体に形成するスロット部の構造に関するものである。

漏洩同軸ケーブル（以下、「ＬＣＸ」という。）は、内部導体、絶縁体、外部導体及び外被を備えて構成され、従来より、新幹線沿いに布設されて列車と地上との無線連絡のために使用されたり、あるいは、地下鉄構内や地下街に布設されて地上との消防無線や警察無線の連絡用に使用されている。このようなＬＣＸにおいては、同軸内部の電磁エネルギーを外部に漏洩させるために、外部導体上に周期的なスロット部が設けられている。

すなわち、漏洩同軸ケーブルの外部導体には、ケーブル軸に対して一定周期毎に、一周期当たり複数の長孔状のスロット部が設けられている。各スロット部は、ケーブル軸に対していくらかの角度を持って傾斜されている。なお、各スロット部の周長の半分が使用周波数の半波長と一致したり、その半波長の整数倍となったときには、共振状態となる。この周波数を共振周波数と呼ぶ。

非特許文献１には、打ち抜き加工でスロット部が形成された金属テープにより外部導体を構成したＬＣＸが記載されている。

特許文献１には、中心導体を覆う絶縁体上に絶縁体の周長よりも幅が短い外部導体用の第１の導電性テープを長手方向に隙間が形成されるように縦添えし、その後、第１の導電性テープ上に外部導体用の第２の導電性テープを隣り合うターン間に隙間を形成しながら螺旋巻きして構成したＬＣＸが記載されている。このＬＣＸでは、第１の導電性テープの長手方向の隙間と第２の導電性テープのターン間の隙間とが重畳する部分がスロット部となっている。

また、特許文献２には、外部導体を金属線により構成し、この外部導体にギャップが形成されているＬＣＸが記載されている。

特開平９−１９８９４１号公報 特開２００３−１２３５５５号公報

「ＬＣＸ通信システム（初版1982.8.20）」（コロナ社）第２章

ところで、非特許文献１に記載されたＬＣＸにおいては、打ち抜き加工でスロット部が形成された１枚の金属テープをケーブル長手方向に縦添えしているため、可撓性が悪く、また、屈曲を与えると外部導体がスロット部から亀裂を生ずる虞がある。

特許文献１及び特許文献２に記載されたＬＣＸにおいては、スロットピッチを長くすることが困難である。すなわち、スロットピッチは、螺旋巻きの第２の導電性テープの隣り合うターン間の隙間のピッチに依存するため、スロットピッチを長くするには、螺旋巻きのピッチを長くする必要がある。実用的には、ケーブルに対する螺旋巻きの角度が１０度以下となるような長い螺旋巻きのピッチは製造が困難である。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであり、その目的は、製造が容易であって、かつ、十分な機械的耐久性を有し、曲げ易く細長く曲がりくねった空間での使用が可能であり、そして、スロットピッチを十分に長くすることができるＬＣＸを提供することにある。

本発明に係る漏洩同軸ケーブルは、以下の構成を有するものである。

〔構成１〕
中心導体と中心導体を被覆した絶縁体と絶縁体の外側を覆う外部導体とが同軸構造となされ外部導体に漏洩電磁界形成用の複数のスロット部が形成された漏洩同軸ケーブルであって、外部導体は、金属線からなる編組から構成され、金属線の密度がケーブル長手方向について周期的に変化しており、密度が粗の部分がスロット部となっていることを特徴とするものである。

〔構成２〕
中心導体と中心導体を被覆した絶縁体と絶縁体の外側を覆う外部導体とが同軸構造となされ外部導体に漏洩電磁界形成用の複数のスロット部が形成された漏洩同軸ケーブルであって、外部導体は、複数の金属線を前記絶縁体上に螺旋状に巻き付けて構成され、金属線の密度がケーブル長手方向について周期的に変化しており、密度が粗の部分がスロット部となっていることを特徴とするものである。

構成１を有する本発明に係る漏洩同軸ケーブルにおいては、外部導体は、金属線からなる編組から構成され、金属線の密度がケーブル長手方向について周期的に変化しており、密度が粗の部分がスロット部となっているので、製造が容易であり、十分な機械的耐久性及び可撓性を有し、また、スロットピッチを十分に長くことができる。

構成２を有する本発明に係る漏洩同軸ケーブルにおいては、外部導体は、複数の金属線を前記絶縁体上に螺旋状に巻き付けて構成され、金属線の密度がケーブル長手方向について周期的に変化しており、密度が粗の部分がスロット部となっているので、製造が容易であり、十分な機械的耐久性及び可撓性を有し、また、スロットピッチを十分に長くすることができる。

すなわち、本発明は、製造が容易であって、かつ、十分な機械的耐久性を有し、曲げ易く細長く曲がりくねった空間での使用が可能であり、そして、スロットピッチを十分に長くすることができるＬＣＸを提供することができるものである。

本発明に係るＬＣＸの構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＬＣＸの外部導体の構造を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＬＣＸの外部導体をなす編組の構造を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＬＣＸの外部導体をなす編組の構造を示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明に係るＬＣＸの構成を示す平面図である。

本発明に係るＬＣＸは、図１に示すように、中心導体２と、この中心導体２を被覆した絶縁体３と、この絶縁体３の外側を覆う外部導体４とが同軸構造となされ、外部導体４が外被（シース）５により覆われて構成されている。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＣＸの外部導体の構造を示す平面図である。

外部導体４は、金属線からなる編組から構成されている。編組は、図２に示すように、複数の平行な金属線と、これら金属線に交差する複数の平行な金属線とが編み合わされて構成されたものである。

編組をなす金属線は、絶縁体３の表面上においては、右回りに螺旋状に巻かれたものと、左回りに螺旋状に巻かれたものとが重なった状態となっている。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＣＸの外部導体をなす編組の構造を示す平面図である。

外部導体４は、図２及び図３に示すように、ケーブルの長手方向に周期的なシールド密度（金属線の密度）の粗密が形成されている。シールド密度は、絶縁体３の表面積に対する金属線が覆う面積の比である。

この外部導体４においては、シールド密度が粗い部分は、漏洩電磁界形成用の複数のスロット部１となっている。

シールド密度の粗密を形成するには、編組における金属線の角度を変えればよい。ケーブルの軸線に対する金属線の角度を小さくすると、シールド密度は小さくなり、金属線の角度を大きくすると、シールド密度は大きくなる。

また、編組における面積あたりの金属線の本数を変えることによっても、シールド密度の粗密を形成することができる。金属線の本数を少なくすると、シールド密度は小さくなり、金属線の本数を多くすると、シールド密度は大きくなる。

さらに、編組における金属線の太さを変えることによっても、シールド密度の粗密を形成することができる。金属線の径を小さくすると、シールド密度は小さくなり、金属線の径を大きくすると、シールド密度は大きくなる。

あるいは、これら金属線の角度、面積あたりの金属線の本数及び金属線の太さの違いを組み合わせることにより、シールド密度の粗密を形成することができる。

このように、このＬＣＸにおいては、ケーブルの長手方向に周期的なシールド密度の粗密が形成され、シールド密度が粗い部分がスロット部１となっているので、スロットピッチは、編組そのもののピッチに比べて、幅広いピッチを実現することが可能となっている。

編組そのもののピッチとは、以下のように定義される。すなわち、ケーブルを円筒座標系で表し、長さ方向をｚ、半径をｒ、角度をφとし、ある特定の１本の金属線に着目して、絶縁体３上に螺旋状に巻き付けられた状態を追いかけていくと、ｚは単調増加、ｒは一定の値（絶縁体３の半径）、φは０から２πまでの増加を繰り返す値（２πに達したときに０に戻る）となる。絶縁体３の周りを１回ったとき、すなわち、φが２πとなって０に戻ったときのｚの長さが、編組のピッチである。

なお、図１において、編組のピッチごとの隙間は表記されていないが、実際には、編組のピッチごとに隙間があり、この部分が、編組を単体で外部導体とした場合のスロット部となる。

また、外部導体４が編組により構成されていることにより、可撓性に優れ、繰り返し曲げにも強い構造となっている。

従来、編組によってスロットを形成するＬＣＸを製作すれば、可撓性の良いものは得られていたが、スロットピッチが編組のピッチとなるため、スロットピッチの設計自由度が低かった。編組をなす金属線のケーブル軸線に対する角度を約１０度以下にすることは困難であり、これが事実上の編組ピッチの限界であり、スロットピッチの限界となっていた。例えば、絶縁体３の外径が５ｍｍであれば、スロットピッチは、約９０ｍｍが限界であり、それ以上に長くすることはできなかった。

本発明に係るＬＣＸにおいては、ケーブルの長手方向に周期的なシールド密度の粗密が形成され、シールド密度が粗い部分がスロット部１となっているので、スロットピッチは、編組角度の限界に依存することがなくなり、長いスロットピッチを実現することが可能となっている。

〔第２の実施の形態〕
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るＬＣＸの外部導体をなす編組の構造を示す平面図である。

外部導体４は、図４に示すように、絶縁体３上に複数の金属線を螺旋状に巻き付けて（横巻きにして）構成してもよい。この場合にも、ケーブルの長手方向に周期的なシールド密度（金属線の密度）の粗密が形成されている。この外部導体４において、シールド密度が粗い部分は、漏洩電磁界形成用の複数のスロット部１となっている。

シールド密度の粗密を形成するには、ケーブルの軸線に対する金属線の角度を変えればよい。ケーブルの軸線に対する金属線の角度を小さくすると、シールド密度は小さくなり、金属線の角度を大きくすると、シールド密度は大きくなる。

また、面積あたりの金属線の本数を変えることによっても、シールド密度の粗密を形成することができる。金属線の本数を少なくすると、シールド密度は小さくなり、金属線の本数を多くすると、シールド密度は大きくなる。

さらに、金属線の太さを変えることによっても、シールド密度の粗密を形成することができる。金属線の径を小さくすると、シールド密度は小さくなり、金属線の径を大きくすると、シールド密度は大きくなる。

あるいは、これら金属線の角度、面積あたりの金属線の本数及び金属線の太さの違いを組み合わせることにより、シールド密度の粗密を形成することができる。

このように、このＬＣＸにおいては、ケーブルの長手方向に周期的なシールド密度の粗密が形成され、シールド密度が粗い部分がスロット部１となっているので、スロットピッチは、複数の金属線の巻き付けピッチよりも、幅広いピッチを実現することが可能となっている。

絶縁体３上に螺旋状に巻き付けられた複数の金属線の巻き付けピッチは、以下のように定義される。すなわち、ケーブルを円筒座標系で表し、長さ方向をｚ、半径をｒ、角度をφとし、ある特定の１本の金属線に着目して、絶縁体３上に螺旋状に巻き付けられた状態を追いかけていくと、ｚは単調増加、ｒは一定の値（絶縁体３の半径）、φは０から２πまでの増加を繰り返す値（２πに達したときに０に戻る）となる。絶縁体３の周りを１回ったとき、すなわち、φが２πとなって０に戻ったときのｚの長さが、巻き付けピッチである。巻き付けピッチごとに隙間があり、この部分が、複数の金属線を一様に巻いて外部導体とした場合のスロット部となる。

また、外部導体４が複数の金属線により構成されていることにより、可撓性に優れ、繰り返し曲げにも強い構造となっている。

従来、絶縁体３上に螺旋状に巻き付けた複数の金属線によってスロットを形成するＬＣＸを製作すれば、可撓性の良いものは得られていたが、スロットピッチが金属線の巻き付けピッチとなるため、スロットピッチの設計自由度が低かった。金属線のケーブル軸線に対する角度を約１０度以下にすることは困難であり、これが事実上の編組ピッチの限界であり、スロットピッチの限界となっていた。例えば、絶縁体３の外径が５ｍｍであれば、スロットピッチは、約９０ｍｍが限界であり、それ以上に長くすることはできなかった。

本発明に係るＬＣＸにおいては、ケーブルの長手方向に周期的なシールド密度の粗密が形成され、シールド密度が粗い部分がスロット部１となっているので、スロットピッチは、編組角度の限界に依存することがなくなり、長いスロットピッチを実現することが可能となっている。

本発明に係るＬＣＸの実施例として、以下のＬＣＸを作成した。

編組により外部導体４を構成するＬＣＸとして、以下を作成した。

内部導体２は、外径１．８ｍｍの軟銅線とした。絶縁体３は、外径７．３ｍｍの発泡ポリエチレンとした。外部導体４は、軟銅線編組であり、金属線径が０．１６ｍｍ、６持×２４打で、ピッチ１５ｍｍとピッチ１０５ｍｍとが、編組長２５０ｍｍ毎に繰り返されるものとした。シース５は、厚さ１．０ｍｍ、外径１０．０ｍｍのＰＶＣからなるものとした。

このＬＣＸの外部導体４におけるスロット部１のピッチは、２５０ｍｍとなった。

また、螺旋状の巻き付けた金属線により外部導体４を構成するＬＣＸとして、以下を作成した。

内部導体２は、外径１．８ｍｍの軟銅線とした。絶縁体３は、外径７．３ｍｍの発泡ポリエチレンとした。外部導体４は、複数の軟銅線を絶縁体３上に螺旋状に巻き付けたものであり、線径が０．１６ｍｍの１９２本の金属線を螺旋状に巻き付けた。ピッチ２１ｍｍとピッチ１０５ｍｍとが、巻き付け長２５０ｍｍ毎に繰り返されるものとした。シース５は、厚さ１．０ｍｍ、外径９．７ｍｍのＰＶＣからなるものとした。

このＬＣＸの外部導体４におけるスロット部１のピッチは、２５０ｍｍとなった。

本発明は、漏洩同軸ケーブルに適用され、特に、外部導体に形成するスロット部の構造に適用されるものである。

１ スロット部
２ 中心導体
３ 絶縁体
４ 外部導体
５ 外被（シース）

Claims (2)

1. 中心導体と、この中心導体を被覆した絶縁体と、この絶縁体の外側を覆う外部導体とが同軸構造となされ、前記外部導体に漏洩電磁界形成用の複数のスロット部が形成された漏洩同軸ケーブルであって、
   前記外部導体は、金属線からなる編組から構成され、金属線の密度がケーブル長手方向について周期的に変化しており、密度が粗の部分がスロット部となっている
   ことを特徴とする漏洩同軸ケーブル。
2. 中心導体と、この中心導体を被覆した絶縁体と、この絶縁体の外側を覆う外部導体とが同軸構造となされ、前記外部導体に漏洩電磁界形成用の複数のスロット部が形成された漏洩同軸ケーブルであって、
   前記外部導体は、複数の金属線を前記絶縁体上に螺旋状に巻き付けて構成され、金属線の密度がケーブル長手方向について周期的に変化しており、密度が粗の部分がスロット部となっている
   ことを特徴とする漏洩同軸ケーブル。

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