JPH0136676B2

JPH0136676B2 -

Info

Publication number: JPH0136676B2
Application number: JP57107779A
Authority: JP
Inventors: Norihide Kawanami; Yukinori Myake; Kenji Kawamura; Toshiji Toda
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1989-08-01
Also published as: JPS58225585A; US4509090A; CA1202060A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、同軸伝送路に適用できる同軸型避電
構造に関するものである。

従来、通信回線に一般に使用されている保安器
即ち避雷器は、第１図に示す如き構造となつてい
る。この避雷器は、入力信号端子１と出力信号端
子２とアース端子３とが植設された基板４と、そ
れと嵌合するキヤツプ５とを有し、その基板４と
キヤツプ５とによつて形成される空間内にガス封
入型避雷管６が置かれている。そして、その避雷
管６の一方の電極７は、アース端子３の上端にの
り、その電極７からギヤツプ８だけ離れるように
セラミツク管９によつて保持されている他方の電
極１０上には、信号端子１及び２の上端から延び
る導体バネ１１及び１２が接触して避雷管６を押
えて保持している。そして、このような構成と全
く同一構成のものが更に一組この避雷器内に設け
られており、このような避雷器の等価回路を示す
と第２図の如くなる。なお、ギヤツプ８は、所望
放電開始電圧に対応して大きさが設定されてい
る。

この避雷器を通信回線に使用する場合、その通
信回線の一対の信号線の中に入力信号端子１と出
力信号端子２をそれぞれ接続し、アース端子３を
接地する。そして、正常時、信号は、入力信号端
子１から導体バネ１１、避雷管６の電極１０、導
体バネ１２を介して出力信号端子から出力され
る。もし、通信回線の近くに落雷があると、誘導
雷による高圧サージ電流が通信回線を通つて入力
信号端子１に入る。そして、その高圧サージ電流
は、導体バネ１１を通つて電極１０に到り、ギヤ
ツプ８に隔てられた電極７へ放電され、アース端
子３を通つて大地に逃される。その結果、出力信
号端子３からサージ電流が出力されることはな
く、通信回線に接続された電子機器が保護され
る。

しかし、以上の如き避雷器は、数ＫHzの信号回
線に適したものであり、高周波伝送用の同軸伝送
路に使用できるようにはなされていない。すなわ
ち、第１に、避雷器全体で相当な容量があるため
に、高周波伝送路に使用できない。第２に、同軸
線路に第１図の避雷器を装備する場合、同軸線路
の少くとも中心導体から引出し線を出して信号端
子１及び２に接続しなければならないが、それ
は、接続構造が複雑になることは避けられず、ま
た、同軸線路のインピーダンスを大幅に変えてし
まい且つ反射の原因となる。このような理由によ
り、従来、同軸線路用に使用できる避雷器は存在
しなかつた。

そこで、本発明は、同軸線路用の簡単で小型で
安価な高周波特性のよい避雷構造を提供せんとす
るものである。

そのために、本発明の発明者は、避雷器を同軸
線路の外部に装備するのではなく、同軸線路内に
避雷管を設置することを考えた。しかし、同軸線
路は、分布定数回路であり、その中に或る容量を
持つ避雷管を接続することは、その部分の容量が
変化し、その結果、特性インピーダンスが変化
し、これは反射の原因となり、電圧定圧波比
（VSWR）を悪くする。

今、第３図に示す如き同軸線路を想定し、その
中心導体の外径をa_pそして、外部導体の内径をb_p
とすると、特性インピーダンスZ_pは次のように表
わされる。

但し、Ｌ＝μ／2πlog_eb_p／a_p〔H/m〕Ｃ＝2πε／log_eb_p／a_p〔F/m〕 μ：透磁率 ε：誘電率と表わされる。

そして、或る具体的な50Ωの同軸線路のＬとＣ
をみると、例えば、Ｌ＝0.00135〔μH／ｍ〕Ｃ＝0.52〔pF／ｍ〕であり、このような線路に、いくら少なくとも数
pF程度の避雷管２０を点線で示す如く設定する
と、その部分のＣが増大する。例えば、避雷管２
０がが2.5pFであると、その部分のＣは約3.0pFと
なり、避雷管２０がないときの約く６倍となり、
その結果、その部分のインピーダンスは約20Ωと
なる。

そこで、本発明の発明者は、同軸線路内への避
雷管の設置に伴う静電容量Ｃの付加を補償するた
めに独特の工夫をした。

すなわち、本発明によるならば、同軸伝送路に
所与の特性インピーダンスに見合う外部導体内径
b_p対中心導体外径a_pの比b_p／a_pより、実質的な外部導体内径対中心導体外径の比が大きくなるように
実効断面積が小さくされた中心導体部分と、それ
を囲む外部導体との間に、伝送方向と直角に避雷
管が介装されてなることを特徴とする同軸型避雷
構造が提供される。

以上の如く構成すれば、避雷管の設置に伴う静
電容量の増大が、その部分の中心導体の実効断面
積の減少によるその部分の同軸線路自体のインダ
クタンスの増大と静電容量の多少の減少とによつ
て補償され、特性インピーダンスを同じに保つこ
とができる。そして、中心導体の実効断面積を小
さくするだけであるので、その加工は容易であ
り、そして、そのような中心導体部分と外部導体
との間に避雷管を設置するだけであるので、追加
部品の必要もなく、避雷構造は、簡単で小型で安
価にできる。

本発明の一つの実施例においては、前記実効断
面積が小さくされた中心導体部分は、中心導体に
形成された切欠部である。そして、好ましくは、
その切欠部は、中心導体の中心軸と平行な平らな
底部を有する。このようにすれば、その切欠部の
底部に避雷管が安定してのるので、避雷管を同軸
線路内に安定して設置することができる。更に、
避雷管の電極と中心導体の接触面積と広くとるこ
とができる。また、避雷管をその切欠部の内に落
し込む結果となるので、同軸型避雷構造の半径方
向の大きさを小さくでき、全体として小型化で
き、更に、避雷管の電極が中心導体としても作用
し、避雷管による同軸伝送波の障害を軽減でき
る。

本発明のもう１つの実施例においては、前記実
効断面積が小さくされた中心導体部分は、外径の
小さくされた中心導体部分である。この場合、中
中心導体の加工が更に容易になる。

また、前記実効断面積が小さくされた中心導体
部分を囲む外部導体には、伝送方向に直角に避雷
管挿入孔が形成され、該挿入孔に避雷管が挿入さ
れてその一方の電極が中心導体部分に接触し、そ
して、他方の電極上には導電性バネ金具がのせら
れ、挿入孔に螺入されるネジ蓋により押圧され
て、避雷管の他方の電極が外部導体に接続され
る。このようにすれば、避雷管を簡単に同軸伝送
路内に設定することができる。

以下添付図面を参照して本発明による同軸型避
雷構造の実施例を説明する。

第４図及び第５図は、同軸型コネクタに適用し
た同軸型避雷構造のそれぞれ縦断面図と横断面図
である。このコネクタ式同軸型避雷構造は、相手
コネクタ（不図示）と接続するための同軸接続部
２１を両端に備えており、中心導体２２が軸方向
中心線上を延び、同軸接続部２１の誘電体２３に
よつて両端部分で支持されている。そして、同軸
接続部２１の間に位置する直径ａの中心導体２２
の部分を囲んで、内径ｂの孔の２４を有する外部
導体２５が接続部２１の間にはさまれている。そ
の外部導体２５は、実質的な厚さを有しており、
そして、その上部には、ガス封入型避雷管６の外
径より多少大きな内径の避雷管挿入孔２６が形成
され、その挿入孔２６の上部はネジ部２７が切ら
れている。その挿入孔２６に対応する中心導体２
２の位置には、切欠部２８が形成されている。こ
の切欠部２８の伝送方向長さは、避雷管の外径と
ほぼ等しいか多少大きくなつており、その底は、
中心導体の中心線と平行な平らな面になつてい
る。そして、切欠部２８の深さｌは、避雷管６の
設置による容量の増大を補償するに必要十分なイ
ンダクタンスの増大と静電容量の減少をもたらす
深さであり、実験的に決めることができる。

そして、避雷管６を挿入孔２６を通して切欠部
２８の上に落し、その上にバネ座金２９をのせ
て、ネジ蓋３０をネジ部２７にネジ込む。その結
果、避雷管の下側の電極７は中心導体２２に電気
的に接続され、避雷管の上側の電極１０は外部導
体２５に電気的に接続する。

以上の如く構成される同軸型避雷構造の等価回
路を第６図に示す。ＬとＣの分布定数回路である
同軸線路への避雷管６の設置によるその静電容量
ACの付加を、切欠部２８によつてもたらされる
避雷管設置部分の増大したインダクタンスL₁と
多少減少した静電容量C₁とによつて補償し、イ
ンピーダンスの変化を防止していることがわかろ
う。

第７図のグラフに、切欠部の深さと電圧定圧波
比（VSWR）との関係を示す。このグラフは、
外径８mm、長さ9.5mm、静電容量2.5pFのガス封入
型避雷管を使用して、外径５mmの中心導体に深さ
０mm、1.0mm、2.0mmの切欠を設けて測定した結果
を示すものである。第７図からわかるように、切
欠の深さが大きくなるに従い、VSWRは良くな
つてゆくことがわかろう。

第８図及び第９図は、第４図及び第５図の実施
例の変形例を示すものであり、同一部分に同一参
照番号を付して説明を省略する。

この同軸型避雷構造においては、中心導体２２
ａは、第４図の中心導体２２より細くなつてお
り、また、孔２６ａは、第４図の挿入孔２６より
大きくなつており、そして、第９図に示す如く、
中心導体２２ａの中心線の深さまで延びている。
更に、ネジ蓋３０ａは、避雷管を収容できる内孔
を有した円筒形であり、その下部は、下方に広が
るようにテーパ面３０ｂが形成されている。そし
て、バネ座金の代りにコイルバネ２９ａが使用さ
れている。

以上の如く構成すると、中心導体２２ａの実効
断面積が小さくなり、且つ、避雷管６の周囲で外
部導体として働くものと中心導体２２ａとの距離
が大きくなる。従つて、第８図及び第９図の避雷
構造の等価回路に示す第１０図からわかるよう
に、細い中心導体２２ａによつてもたらされる避
雷管設置部分の増大したインダクタンスL₂と多
少減少した静電容量C₂とによつて避雷管設置に
よる容量ACの付加を補償することができる。

以上、コネクタ型の同軸型避雷構造を説明した
が、同軸線路も同軸回路でも実現できることは当
業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の避雷器の断面図、第２図は、
その等価回路、第３図は、同軸線路の断面図、第
４図は、本発明による同軸型避雷構造の第１実施
例の縦断面図、第５図は、その線―での横断
面図、第６図は、その等価回路、第７図は、第４
図の同軸型避雷構造における切欠部の深さと
VSWRとの関係を示すグラフ、第８図は、第２
実施例の縦断面図、第９図は、その線は―の
横断面図、そして、第１０図は、その等価回路で
ある。１…入力信号端子、２…出力信号端子、３…ア
ース端子、４…円板、５…キヤツプ、６…ガス封
入型避雷管、７…電極、８…ギヤツプ、９…セラ
ミツタ管、１０…電極、１１，１２…導体バネ、
２０…避雷管、２１…同軸接続部、２２，２２ａ
…中心導体、２３…誘電体、２４…孔、２５…外
部導体、２６，２６ａ…避雷管挿入孔、２７…ネ
ジ部、２８…切欠部、２９…バネ座金、２９ａ…
コイルバネ、３０，３０ａ…ネジ蓋、３０ｂ…テ
ーパ面。

Claims

【特許請求の範囲】１同軸伝送路の所与の特性インピーダンスに見
合う外部導体内径b_p対中心導体外径a_pの比b_p／a_pより、実質的な外部導体内径対中心導体外径の比が
大きくなるように実効断面積が小さくされた中心
導体部分と、それを囲む外部導体との間に、伝送
方向と直角に避雷管が介装されてなることを特徴
とする同軸型避雷構造。２前記実効断面積が小さくされた中心導体部分
は、中心導体に形成された切欠部である特許請求
の範囲第１項記載の同軸型避雷構造。３前記実効断面積が小さくされた中心導体部分
は、外径の小さくされた中心導体部分である特許
請求の範囲第１項記載の同軸型避雷構造。４前記実効断面積が小さくされた中心導体部分
を囲む外部導体には、伝送方向に直角に避雷管挿
入孔が形成されており、該挿入孔に避雷管が挿入
されてその一方電極が中心導体部分に接触し、そ
して、他方の電極上には導電性バネ金具がのせら
れ、挿入孔に螺入されるネジ蓋により押圧され
て、避雷管の他方の電極が外部導体に接続されて
いる特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
に記載の同軸型避雷構造。