JP2761378B2 - 同軸ケーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同軸ケーブルに関
し、特に、一定の温度環境下に置かれたデバイスへの信
号伝達に用いて好適な同軸ケーブルに関する。同軸ケー
ブルは、円筒状の外部導体とその中央にある中心導体と
からなる同軸心を束ねたケーブルで、平衡形ケーブルに
比べて、その構造上、高周波における伝送損失が少な
い、漏話特性が良い、インピーダンス均等性の確保が容
易であるといった優れた特性を有している。

【０００２】

【従来の技術】図４は同軸ケーブルの一使用例を示す図
である。この使用例では、円筒状の外部導体１とその中
央にある中心導体２、及び、両導体１、２間を絶縁する
誘電体３からなる同軸心を束ねた構造を有する同軸ケー
ブル４の一端を、恒温槽５の内部に設けられた図示を略
したデバイスに接続している。

【０００３】恒温槽５は、周知のとおりその内部の環境
温度を一定に維持するもので、当然ながら四方を取り囲
む槽壁に充分な断熱対策を施してあるが、この使用例で
は、同軸ケーブル４を通して伝えられる熱の影響によっ
て、内部温度が変動しやすい構造になっている。そこ
で、同軸ケーブル４からの熱の伝達を抑えるために、
同軸ケーブル４の径を小さくする、同軸ケーブル４の
全長を長くするといった対策をとっていた。によれ
ば、外部導体１の断面積を減少でき、また、によれ
ば、熱伝達経路長を長くできるから、いずれも熱伝達の
抑制効果を得ることができる。

【０００４】なお、一定の温度環境は、恒温槽の内部だ
けに限らない。例えば、超低温冷却された真空断熱容器
内の環境（超伝導体の動作環境）も相当する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
対策（、）にあっては、熱伝達の抑制効果の点で有
効なものの、径を小さくするほど、また、全長を長くす
るほど、信号減衰量が増大するから、必然的に電気的特
性の劣化を伴うという解決すべき課題があった。そこ
で、本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされた
もので、電気的特性を劣化せずに、充分な熱伝達の抑制
効果を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、円筒状の外
部導体に多数の穴を形成し、かつ、ケーブルの軸方向に
沿って隣り合う穴と穴の間の導体部分を、ケーブルの軸
方向に沿ってジグザクに配置するという技術事項によっ
て達成できる。すなわち、熱の伝達経路は穴と穴の間の
導体部分であるから、この導体部分をケーブルの軸方向
に沿ってジグザクに配置することにより、同伝達経路の
長さをケーブルの実質長よりも長くすることができ、し
かも、穴の存在によって熱の伝達に関わる外部導体の断
面積も少なくすることができる。したがって、径を小さ
くすることなく、また、ケーブル長を長くすることな
く、言い換えれば、電気的特性を劣化せずに、充分な熱
伝達の抑制効果を得ることができる。

【０００７】また、本発明に係る同軸ケーブルにおい
て、信号損失等の電気的特性を考慮しつつ、ケーブル設
計上の制約をなくした構成は、前記多数の穴が、同一形
状を有し、前記ケーブルの軸方向に等間隔で所定の数配
置されるという技術事項によって達成できる。すなわ
ち、前記多数の穴を一つの「穴群」として扱うと、ケー
ブルの電気的特性は穴群の諸元（穴の形状、寸法に係る
形状条件、及び配置間隔、配置数に係る配置条件）によ
り決まるが、その穴群を配置する”位置”の影響をまっ
たく受けない。したがって、電気的特性を考慮すること
なく穴群の位置を自由にレイアウトできるため、ケーブ
ル設計上の制約をなくすことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は本発明に係る同軸ケーブルの一
実施例を示す図である。図１において、１０は円筒状の
外部導体、１１はその中央にある中心導体、１２は両導
体１０、１１間を絶縁する誘電体である。なお、特に限
定しないが、外部導体１０及び中心導体１１の素材は、
電気的導電性を有する例えば銅であり、また、誘電体１
２の素材は、非導電性かつ所定誘電率を有する例えばテ
フロンである。

【０００９】本実施例の同軸ケーブルの構造上の特徴
は、その外部導体１０に多数の矩形状の穴１０ａを形成
している点、ケーブルの軸方向に沿って隣り合う穴１０
ａと穴１０ａの間の導体部分１０ｂをケーブルの軸方向
に沿ってジグザクに配置している点にある。言い換えれ
ば、外部導体１０を多数の穴１０ａで打ち抜くと共に、
ケーブルの軸方向に隣接する穴１０ａの位置を適切にレ
イアウトすることにより、その打ち抜き残余の部分（導
体部分１０ｂ）がケーブルの軸方向に沿って一直線に並
ばないようにした点にポイントがある。

【００１０】このような構造にすると、熱の伝達経路
は、ケーブルの軸方向に沿った導体部分１０ｂを通る線
上となり、図中の破線Ａで示すように、ジグザクを描く
ことになる。したがって、同経路Ａの長さは、明らかに
外部導体１０の実質長Ｌよりも長くなるから、同経路Ａ
の長さを有する同軸ケーブルと同程度若しくはそれ以上
に相当する熱伝達の抑制効果を得ることができる。しか
も、穴１０ａを形成したことによって、熱の伝達に関わ
る外部導体１０の断面積も小さくなるため、この断面積
減少に伴う熱伝達の抑制効果も相乗的に得ることができ
る。

【００１１】図２は本実施例の同軸ケーブルの断面図で
ある。２箇所の穴１０ａの間のハッチング部分は、外部
導体１０の残余部分（すなわち導体部分１０ｂ）であ
る。図（ａ）と図（ｂ）は、ケーブルの軸方向に沿って
隣り合う穴の位置でカットした断面図を表している。こ
の例では、各カット位置における導体部分１０ｂは２個
であり、図（ａ）にあっては、ｘ゜（ｘは０〜３６０゜
の間の任意の角度）とｘ＋１８０゜に導体部分１０ｂが
位置し、図（ｂ）にあっては、ｘ＋９０゜とｘ＋２７０
゜に導体部分１０ｂが位置している。すなわち、ケーブ
ルの軸方向に沿って隣り合う導体部分１０ｂを、９０゜
ずらしているが、これに限らない。９０゜以外であって
もよいし、又は、導体部分１０ｂを１個若しくは３個以
上にしてもよい。要は、導体部分１０ｂがケーブルの軸
方向に沿って一直線に並ばないようにすればよい。

【００１２】また、上記実施例では、矩形状の穴１０ａ
を形成すると共に、その穴１０ａの長辺をケーブルの軸
方向に対して直角にレイアウトしているが、これに限定
されない。図３（ａ）に示すように、穴１０ａ′をケー
ブルの軸方向Ｆに沿って斜めにレイアウトしてもよい
し、図３（ｂ）に示すように、穴１０ａ″の形状を円形
又は楕円形にしてもよい。

【００１３】次に、本発明に係る同軸ケーブルの電気的
特性について詳しく検討する。図４は、電気的特性の検
討対象として用いた同軸ケーブルの他の実施例を示す図
である。本実施例の同軸ケーブルの構造は、基本的には
上述した実施例と同等であるが、外部導体１０に設けら
れた穴１０ａが、外部導体１０の外周方向に３／４（円
周の２７０°分）の長さとケーブルの軸方向に幅ｗを有
するスリット状の形状を有し、このような穴１０ａが、
所定の数（本実施例では９個）、所定の等間隔ｔで配置
され、ケーブルの軸方向に沿って隣り合うスリット状の
穴１０ａの各々の導体部分１０ｂが、ケーブルの中心導
体１１に対して点対象となるように反転形成されている
ことを特徴としている。ここで、基本となる同軸ケーブ
ルは外部導体１０及び中心導体１１の素材は銅であり、
誘電体１２の素材はテフロンであるものとし、同軸ケー
ブルの中心導体１１と外部導体１０の直径比と誘電体１
２の誘電率により決まる特性インピーダンスＺ₀を５０
とする。また、同軸ケーブルの実質長Ｌは５０ｍｍとす
る。

【００１４】このような構造によれば、上述した実施例
同様に、熱の伝達経路は、ケーブルの軸方向に沿った導
体部分１０ｂを通る線上となり、スリット状の穴１０ａ
部分での導体部分１０ｂが１８０°ずつずらして形成さ
れているため、明らかに外部導体１０の実質長Ｌよりも
長くなり、熱伝達の抑制効果に優れた同軸ケーブルを得
ることができる。しかも、スリット状の穴１０ａによっ
て、熱の伝達に関わる外部導体１０の断面積も小さくな
るため、この断面積減少に伴う熱伝達の抑制効果も得る
ことができる。

【００１５】図５は本実施例の同軸ケーブルの断面図で
ある。図（ａ）と図（ｂ）は、ケーブルの軸方向に沿っ
て隣り合う穴の位置でカットした断面図を表しており、
図（ａ）にあっては、ｘ＋９０゜とｘ＋１８０゜との間
に導体部分１０ｂ（ハッチング部分）が位置し、図
（ｂ）にあっては、ｘ＋２７０゜とｘ゜との間に導体部
分１０ｂが位置している。

【００１６】このような構成の同軸ケーブルにおいて、
本願発明者は、以下のような特性が得られることを見い
だした。 １．穴の形状条件（たとえばスリット形状の場合、長さ
及び幅）と、配置間隔及び配置数からなる穴群の配置条
件、加えて同軸ケーブルの特性インピーダンスの各々を
一定とすると、穴群を同軸ケーブルのどの位置に配置し
ても電気的特性が一定となる。 ２．同軸ケーブルの電気的特性は、穴の形状条件、たと
えばスリット形状の場合、幅寸法（あるいは開口面積）
に密接に関連する。

【００１７】このような同軸ケーブルの電気的特性の一
検討結果を図に示して説明する。図６は、図４及び図５
に示した同軸ケーブルにおいて、スリット状の穴１０ａ
の幅（スリット幅）ｗを１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍとした
場合の信号損失を、穴１０ａを設けない本来の同軸ケー
ブルの信号損失と比較したグラフである。穴１０ａを設
けていない本来の同軸ケーブルにおいては信号損失はほ
とんど見られないが、穴１０ａを設けた同軸ケーブルに
おいては、穴１０ａのスリット幅ｗ（あるいは開口面
積）が大きくなるほど信号損失が周波数に依存して大き
く変動することがわかった。

【００１８】すなわち、本発明は、同軸ケーブルの外部
導体１０に穴１０ａを設けることにより、電気的特性の
劣化を抑制しつつ、十分な熱伝達の抑制をはかることを
目的とするものであるが、穴１０ａの形状条件であるス
リット幅ｗを小さく設定すれば、本来の同軸ケーブルと
同様に信号損失を小さく抑制しつつ、かつ熱伝達の抑制
効果を向上させた同軸ケーブルが得られる一方、スリッ
ト幅ｗを大きく設定すれば、信号損失に周波数依存性を
持たせて、あたかもフィルタを挿入したごとく所定の周
波数の信号のみを通過させ、かつ熱伝達の抑制効果をも
向上させた同軸ケーブルを実現することができる。しか
も、穴の形状条件、配置条件及びケーブルの特性インピ
ーダンスが一定であれば、このような穴群をケーブルの
どこに配置しても同等の電気的特性が得られるため、ケ
ーブル設計上の制約をまったく受けることがない。

【００１９】なお、本実施例においては、外部導体１０
の外周の３／４を開口し、穴１０ａ部における導体部分
１０ｂを一箇所としたスリット形状の穴１０ａを設けた
場合の電気的特性について示したが、本発明の同軸ケー
ブルの実施形態はこれに限定されるものではなく、穴の
形状条件、配置条件及びケーブルの特性インピーダンス
等の条件が一定であれば、他の形状の穴であっても所定
の電気的特性を得ることができ、また同様の信号損失の
周波数依存性を示すことはいうまでもない。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、熱伝達の経路となる導
体部分をケーブルの軸方向に沿ってジグザクに配置した
ので、熱伝達の経路長をケーブルの実質長よりも長くす
ることができ、しかも、穴の存在によって熱の伝達に関
わる外部導体の断面積も減少できるから、電気的特性を
劣化せずに、充分な熱伝達の抑制効果を得ることができ
る。

【００２１】また、このような同軸ケーブルの具体的構
成として、穴の形状条件や配置条件を適宜定めることに
より、所望の周波数依存性を得ることができ、しかも、
穴群のケーブル上での位置はケーブルの電気的特性に影
響を及ぼさないため、伝達する信号や接続される回路装
置に応じて、最適な電気的特性を有する同軸ケーブルを
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の同軸ケーブルの外観図である。

【図２】一実施例の同軸ケーブルの断面図である。

【図３】一実施例の同軸ケーブルの他の実施態様を示す
図である。

【図４】他の実施例の同軸ケーブルの外観図である。

【図５】他の実施例の同軸ケーブルの断面図である。

【図６】他の実施例の同軸ケーブルの電気的特性を示す
図である。

【図７】従来の同軸ケーブルとその使用例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０：外部導体 １０ａ：穴 １０ｂ：導体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状の外部導体に多数の穴を形成し、か
   つ、ケーブルの軸方向に沿って隣り合う穴と穴の間の導
   体部分を、ケーブルの軸方向に沿ってジグザクに配置し
   たことを特徴とする同軸ケーブル。
2. 【請求項２】前記請求項１記載の同軸ケーブルにおい
   て、前記多数の穴が、同一形状を有し、前記ケーブルの
   軸方向に等間隔で所定の数配置されていることを特徴と
   する同軸ケーブル。