JP5492739B2 - ケーブル装置、漏洩同軸ケーブル用コネクタ、及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、漏洩同軸ケーブル（Leaky Coaxial cable）を氷点下環境で使用するためのケーブル装置に関する。さらに、ケーブル装置に用いる漏洩同軸ケーブル用コネクタ及びケーブル装置を用いた無線通信システムに関する。

ケーブルの長手方向に電波を均一に輻射するものとして、外部導体に使用周波数に応じた一定周期のスロットを設けた漏洩同軸ケーブルが用いられている。この漏洩同軸ケーブルを導入する業種は、鉄鋼業界などであり、環境的に比較的高温環境での導入をメインターゲットとして販売されている。

今後、漏洩同軸ケーブルのターゲットは益々拡大するものと期待され、場合によっては氷点下環境での使用も予想される。しかし、漏洩同軸ケーブルを氷点下環境で使用した場合、ケーブルの外皮が結露・氷結し、通信状態の劣化を招くことが予想される。

特開平５−２８２９２４号公報

本発明の一実施形態は、漏洩同軸ケーブルを氷点下環境で使用した場合にも、外皮の結露や氷結を抑制することができ、漏洩同軸ケーブルの氷点下環境での有効利用を可能にするケーブル装置、漏洩同軸ケーブル用コネクタ、及び無線通信システムを提供する。

実施形態によれば、氷点下環境で使用されるケーブル装置であって、内部導体の周面を囲むように絶縁体を介して外部導体が同軸的に設けられ、且つ外部導体に一定周期のスロットが設けられた漏洩同軸ケーブルと、前記漏洩同軸ケーブルの一端側に接続されたコネクタと、前記コネクタに取り付けられ、該コネクタを介して前記漏洩同軸ケーブルの外部導体を加熱するヒータと、を具備し、前記ヒータは、前記コネクタの前記漏洩同軸ケーブルと反対側の面に取り付けられたリング状部材からなり、前記コネクタが無線通信機器のアンテナ端子又は終端器に接続された状態で、前記アンテナ端子又は前記終端器と前記コネクタとの間に挟まれて前記コネクタに密着されるものであることを特徴とする。

第１の実施形態に係わるケーブル装置の概略構成を示す斜視図。 第１の実施形態に用いた漏洩同軸ケーブルの構成を示す側面図と断面図。 第１の実施形態に用いた漏洩同軸ケーブル用コネクタの構成を示す斜視図。 第１の実施形態に用いたヒータの構造を模式的に示す平面図。 第１の実施形態に係わるケーブル装置の組立の様子を示す斜視図。 第１の実施形態に係わるケーブル装置の使用例を示す模式図。 第２の実施形態に係わるケーブル装置の概略構成を示す斜視図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わるケーブル装置の概略構成を示す斜視図である。

図中の１０は漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸケーブルと略記する）であり、このＬＣＸケーブル１０の一端にＬＣＸケーブル用コネクタ２０が取り付けられている。コネクタ２０のケーブル１０と反対側にはリング状ヒータ３０が取り付けられている。そして、ＬＣＸケーブル１０，コネクタ２０，及びヒータ３０からなるケーブル装置は、コネクタ２０の一端に終端器４０を取り付けることにより、ヒータ３０がコネクタ２０と終端器４０との間に挟まれるようになっている。

ＬＣＸケーブル１０は、図２（ａ）の側面図及び図２（ｂ）の断面図に示すように、内部導体１１，絶縁体１２，外部導体１３，スロット１４，及び外被１５から構成されている。即ち、アルミニウムや銅パイプからなる内部導体１１の周面を囲むようにポリエチレン等の絶縁体１２が形成されている。絶縁体１２の周面を囲むようにアルミニウム等からなる外部導体１３が形成されている。外部導体１３には、使用周波数に応じた一定周期のスロット１４が形成されている。そして、外部導体１３は、ポリエチレン等からなる外被１５により被覆されている。

また、外被１５により外部導体１３とは絶縁された状態で、内部導体１１と平行に支持線１６が設けられている。この支持線１６は、外部導体１３と同様に外被１５により被覆され、ＬＣＸケーブル１０と一体となっている。支持線１６は、例えば亜鉛メッキ綱のより線であり、ＬＣＸケーブル１０よりも強度的に強いものであり、ＬＣＸケーブル１０を支持するものである。ＬＣＸケーブル１０のみでも十分な強度が得られる場合は、支持線１６は不要である。

コネクタ２０は、図３に示すように、Ｎ型コネクタの一種であり、一端側にＬＣＸケーブルが挿入される筒状のハウジング２１と、ハウジング２１の他端側に設けられた筒状の突起部２２と、突起部２２の中心に設けられたピン２４とを有している。

ハウジング２１は、金属材料で形成され、一端側から挿入されたＬＣＸケーブル１０の外部導体１３に接触し、電気的に接続される。突起部２２はハウジング２１よりも小径であり、ハウジング２１と同軸的に設けられ、ハウジング２１と一体に形成されている。突起部２２の外周面の一部にネジ部２３が設けられている。ピン２４は、突起部２２とは絶縁して突起部２２と同軸的に設けられている。そして、ピン２４は、ハウジング２１に挿入されたＬＣＸケーブル１０の内部導体１１に接続されるものとなっている。

なお、ピン２４はＬＣＸケーブル１０の内部導体１１に接続されるものであるが、ピン２４を省略し、内部導体１１そのものをコネクタ２０のピンとして用いることも可能である。

リング状ヒータ３０は、図４に示すように、コネクタ２０の突起部２２に挿通するための穴を有する円板体３１の一部にリード部３２を設けたものである。円板体３１には、円周方向に沿って抵抗体３３が配置され、この抵抗体３３がリード部３２を介して通電加熱されるようになっている。

終端器４０は、内部に終端抵抗を有し、コネクタ２０に接続されるものであり、コネクタ２０の突起部２２のネジ部２３に対応するネジ部を有している。

本実施形態では、図５に示すように、ＬＣＸケーブル１０をコネクタ２０に取り付けた状態で、コネクタ２０の突起部２２にヒータ３０をはめ込む。そして、コネクタ２０に終端器４０をネジの締結により取り付けることにより、前記図１に示す状態となる。このとき、ネジの締結により、ヒータ３０はコネクタ２０と終端器４０との間に挟まれ、コネクタ２０の一端面に密着することになる。

図６は、本実施形態のケーブル装置の使用例を示す模式図であり、無線通信システムを構成している。

ＬＣＸケーブル１０は、大部分が氷点下環境に設置され、両端部は室温環境に設置されている。図中の１００は氷点下環境を生成するための冷凍室であり、ＬＣＸケーブル１０は冷凍室１００を横断するように設置されている。また、ＬＣＸケーブル１０が氷点下環境の大気中に設置され、ケーブル１０の両端部が室温環境の屋内にあってもよい。

ＬＣＸケーブル１０の両端に、前記図３に示すコネクタ２０がそれぞれ接続されている。一方のコネクタ２０は、室温環境に設置された無線通信機器１１０のアンテナ端子１１１に接続されている。他方のコネクタ２０には前記図４に示すヒータ３０が取り付けられ、このヒータ３０を取り付けたコネクタ２０に終端器４０が接続されている。ここで、ヒータ３０は必ずしも終端器側ではなく無線通信機器側のコネクタ２０に取り付けるようにしても良い。

このような構成において、無線通信機器１１０からＬＣＸケーブル１０に高周波信号を出力すると、ＬＣＸケーブル１０のスロット１４から電波が漏洩するため、氷点下環境下での無線通信が可能となる。

このとき、コネクタ２０に取り付けられたヒータ３０を通電加熱する。ヒータ３０はコネクタ２０に密着されているため、ヒータ３０の熱はコネクタ２０に効率良く伝わる。さらに、コネクタ２０はＬＣＸケーブル１０の外部導体１３に接続されているため、コネクタ２０を介して外部導体１３に効率良く熱を伝えることができる。このため、氷点下環境にあるＬＣＸケーブル１０の外皮１５の結露や氷結を未然に防止することができる。

外皮１５の結露や氷結は、通常の同軸ケーブルではさほど問題とならないが、ＬＣＸケーブル１０ではスロット１４から放出された電波の大幅な減衰を招くので、致命的な問題である。本実施形態のように外皮１５の結露や氷結を防止できることは、スロット１４から放出された電波の減衰要因を取り除くことになり、ＬＣＸケーブル１０の氷点下環境下での使用に際して極めて有効である。

なお、ＬＣＸケーブル１０の一端側のコネクタ２０及び終端器４０では金属部分が露出しており、この部分が氷点下環境下にあると、放熱が極めて大きくなる。従って、コネクタ２０及び終端器４０は氷点下環境ではなく通常の常温の環境に設置するのが望ましい。また、ＬＣＸケーブル１０の他端側は無線通信機器１１０のアンテナ端子１１１に接続されており、無線通信機器１１０は氷点下環境下ではなく通常の常温環境に設置されているため、他端側での放熱は問題とならない。従って、ＬＣＸケーブル１０を氷点下環境下で使用しながら、ヒータ３０で加熱された熱の放散は極力少なくすることができる。

このように本実施形態によれば、ＬＣＸケーブル１０のコネクタ２０にヒータ３０を設けたことにより、コネクタ２０を加熱することができ、コネクタ２０からＬＣＸケーブル１０の外部導体１３に熱を伝えることができる。このため、氷点下環境で使用した場合にも、ＬＣＸケーブル１０の外皮１５の結露や氷結を未然に防止することができ、安定した通信状態を維持することが可能となる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係わるケーブル装置の概略構成を示す斜視図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、ヒータの構造にある。即ち、コネクタ２０の端面ではなく、コネクタ２０のハウジング２１の外周面を囲むように筒状のヒータ５０が設けられている。このヒータ５０は、第１の実施形態と同様に、円周方向に沿って抵抗体を有するものであり、通電によって加熱可能となっている。

このような構成においても、ヒータ５０を通電加熱することによりコネクタ２０を加熱することができ、このコネクタ２０を介してＬＣＸケーブル１０の外部導体１３に熱を伝えることができる。従って、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。コネクタの形状は前記図３に何ら限定されるものではなく、ＬＣＸケーブルの一端に接続され、外部機器や終端器と接続可能な構成であればよい。

また、ヒータの構造は、前記図４や図７に限定されるものではなく、コネクタのハウジングや該ハウジングに電気的且つ機械的に接続された突起部等の金属部分を加熱できる構造であればよい。

また、実施形態では、ＬＣＸケーブルの一端側のコネクタから加熱するようにしたが、ケーブルの他端側のコネクタにもヒータを設けることにより、ケーブルの両端側から加熱することも可能である。

本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］内部導体の周面を囲むように絶縁体を介して外部導体が同軸的に設けられ、且つ外部導体に一定周期のスロットが設けられた漏洩同軸ケーブルと、前記漏洩同軸ケーブルの一端側に接続されたコネクタと、前記コネクタに取り付けられ、該コネクタを介して前記漏洩同軸ケーブルの外部導体を加熱するヒータと、を具備したことを特徴とするケーブル装置。
［２］前記ヒータは、通電によって加熱されるものであることを特徴とする［１］記載のケーブル装置。
［３］前記ヒータは、前記コネクタの前記漏洩同軸ケーブルと反対側の面に取り付けられたリング状部材からなり、前記コネクタが無線通信機器のアンテナ端子又は終端器に接続された状態で、前記アンテナ端子又は前記終端器と前記コネクタとの間に挟まれて前記コネクタに密着されるものであることを特徴とする［１］又は［２］に記載のケーブル装置。
［４］前記ヒータは、前記コネクタの外周面に密着固定されたものであることを特徴とする［１］又は［２］に記載のケーブル装置。
［５］漏洩同軸ケーブルの一端側に接続されるコネクタであって、前記漏洩同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続される金属製のハウジング、又は該ハウジングに電気的且つ機械的に接続された金属部分を加熱するヒータを設けたことを特徴とする漏洩同軸ケーブル用コネクタ。
［６］内部導体の周面を囲むように絶縁体を介して外部導体が同軸的に設けられ、且つ外部導体に一定周期のスロットが設けられ、両端部を除く部分が氷点下環境下に設置された漏洩同軸ケーブルと、前記漏洩同軸ケーブルの一端側に接続された第１のコネクタと、前記漏洩同軸ケーブルの他端側に接続された第２のコネクタと、前記第１及び第２のコネクタの少なくとも一方に取り付けられ、該コネクタを介して前記漏洩同軸ケーブルの外部導体を加熱するヒータと、前記第１のコネクタに接続された無線通信機器と、前記第２のコネクタに接続された終端器と、を具備したことを特徴とする無線通信システム。

１０…漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸケーブル）
１１…内部導体
１２…絶縁体
１３…外部導体
１４…スロット
１５…外被
１６…支持線
２０…コネクタ
２１…ハウジング
２２…突起部
２３…ネジ部
２４…ピン
３０，５０…ヒータ
３１…リード部
３２…抵抗体
４０…終端器

Claims (4)

1. 内部導体の周面を囲むように絶縁体を介して外部導体が同軸的に設けられ、且つ外部導体に一定周期のスロットが設けられた漏洩同軸ケーブルと、
   前記漏洩同軸ケーブルの一端側に接続されたコネクタと、
   前記コネクタに取り付けられ、該コネクタを介して前記漏洩同軸ケーブルの外部導体を加熱するヒータと、
   を具備し、
   前記ヒータは、前記コネクタの前記漏洩同軸ケーブルと反対側の面に取り付けられたリング状部材からなり、前記コネクタが無線通信機器のアンテナ端子又は終端器に接続された状態で、前記アンテナ端子又は前記終端器と前記コネクタとの間に挟まれて前記コネクタに密着されるものであることを特徴とするケーブル装置。
2. 前記ヒータは、通電によって加熱されるものであることを特徴とする請求項１記載のケーブル装置。
3. 漏洩同軸ケーブルの一端側に接続されるコネクタであって、
   前記漏洩同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続される金属製のハウジング、又は該ハウジングに電気的且つ機械的に接続された金属部分を加熱するヒータを設け、前記ヒータは、前記コネクタの前記漏洩同軸ケーブルと反対側の面に取り付けられたリング状部材からなり、前記コネクタが無線通信機器のアンテナ端子又は終端器に接続された状態で、前記アンテナ端子又は前記終端器と前記コネクタとの間に挟まれて前記コネクタに密着されるものであることを特徴とする漏洩同軸ケーブル用コネクタ。
4. 内部導体の周面を囲むように絶縁体を介して外部導体が同軸的に設けられ、且つ外部導体に一定周期のスロットが設けられ、両端部を除く部分が氷点下環境下に設置された漏洩同軸ケーブルと、
   前記漏洩同軸ケーブルの一端側に接続された第１のコネクタと、
   前記漏洩同軸ケーブルの他端側に接続された第２のコネクタと、
   前記第１及び第２のコネクタの少なくとも一方に取り付けられ、該コネクタを介して前記漏洩同軸ケーブルの外部導体を加熱するヒータと、
   前記第１のコネクタに接続された無線通信機器と、
   前記第２のコネクタに接続された終端器と、
   を具備し、
   前記ヒータは、該ヒータが取り付けられた前記第１又は第２のコネクタの前記漏洩同軸ケーブルと反対側の面に取り付けられたリング状部材からなり、前記第１又は第２のコネクタが無線通信機器のアンテナ端子又は終端器に接続された状態で、前記アンテナ端子又は前記終端器と前記第１又は第２のコネクタとの間に挟まれて前記第１又は第２のコネクタに密着されるものであることを特徴とする無線通信システム。

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