JPH11329106A

JPH11329106A - 同軸ケーブル

Info

Publication number: JPH11329106A
Application number: JP10138629A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kubota; 浩久保田
Original assignee: IDOTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: IDOTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-11-30
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: JP2949105B1

Abstract

(57)【要約】【課題】誘電体と外部導体の形状を工夫して、誘電体
と外部導体の線膨張係数の差による温度変化時の悪影響
をなくし、電気的に優れた同軸ケーブルを提供する。【解決手段】円形断面の導体からなる内部導体１１
と、内部導体１１を取り囲んで支持するチューブ状の誘
電体１２と、誘電体１２の外周部に所定の膜厚で形成さ
れた被膜チューブ状の外部導体１３と、を具備する同軸
ケーブルであって、外部導体１３に、その長さ方向に延
びる切欠き１３ａを設けた。

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、外部導体を薄膜化した被膜同軸ケーブルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、映像信号等の伝送に帯域幅や信
頼性に優れた同軸ケーブルが多用され、また、高周波信
号を伝送する場合、外部導体を薄い膜状にした被膜同軸
ケーブルが使用されている。例えば移動体通信系の基地
局においては、アンテナで受けた微弱電波をバンドパス
フィルタを通して低雑音増幅器で増幅するが、そのフィ
ルタとして高温超伝導体を用いた高性能フィルタ（以
下、ＨＴＳフィルタという）に置き換える技術が開発さ
れ、そのＨＴＳフィルタを低温真空容器内に設置すると
ともに、挿入損失が低く、熱流入を少なくすることので
きるインターフェースとして被膜同軸ケーブルが使用さ
れている。

【０００３】従来のこの種の同軸ケーブルとしては、例
えば図５に示すようなものがある。この図５において、
１は、同軸ケーブルで、円形断面の導体線からなる内部
導体２と、内部導体２を取り囲んで支持するチューブ状
の誘電体３と、この誘電体３の外周に所定膜厚で形成さ
れた被膜チューブ状の外部導体４とを有している。な
お、この同軸ケーブル１における、内部導体２は、線膨
張係数が例えば１．２１×１０^-5／Ｋの銀メッキ銅線
で、誘電体３は、線膨張係数が８．６×１０^-5／ＫのＰ
ＴＦＥ（ポリ・テトラ・フルオロエチレン）からなり、
外部導体４は、線膨張係数が１．４２×^-5／Ｋの銅から
なっている。なお、ここでの線膨張係数は上記同軸ケー
ブルの仕様温度範囲（常温〜７７Ｋ程度）における平均
の値である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
同軸ケーブル１にあっては、特に、誘電体３と外部導体
４の線膨張係数が大きく異なるにもかかわらず、外部導
体４が誘電体３の外周面を覆っていることから、低温真
空容器内に設置すると、誘電体３が大きく収縮して外部
導体４の弾性限界を越える過大な応力（降伏応力）が生
じてしまい、外部導体４が誘電体３から剥離したりし、
同軸ケーブルの電気的特性が低下するという問題があっ
た。

【０００５】そこで、本発明は、上述のような過大な応
力が発生しないように外部導体の形状を工夫して、外部
導体が誘電体から剥離するのを防止し、電気的特性に優
れた同軸ケーブルを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、上記目的達成のため、円形断面の導体からなる内部
導体と、前記内部導体を取り囲んで支持するチューブ状
の誘電体と、前記誘電体の外周部に所定の膜厚で形成さ
れた被膜チューブ状の外部導体と、を具備する同軸ケー
ブルであって、前記外部導体に、その長さ方向に延びる
切欠きを設けたことを特徴とする。

【０００７】このような構成によれば、低温環境に軸ケ
ーブルを設置しても、外部導体と誘電体の接合を維持し
つつ誘電体の径収縮を十分に許容することができる。し
たがって、外部導体の剥離や過大な応力の発生を防止
し、電気的特性に優れた同軸ケーブルを提供することが
できる。また、請求項２に記載の発明は、上記の構成に
加え、前記切欠きを複数設け、外部導体の円周方向にお
ける切欠きの間隔が等しくなっていることを特徴とす
る。

【０００８】このような構成によれば、誘電体と外部導
体の接合面を複数分割することがで、誘電体と外部導体
の収縮差による歪みを分散させることにより、その歪み
による応力をより有効に抑えることができる。さらに、
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明
の構成に加え、前記切欠きの内方に、前記誘電体がその
外周面から所定の深さの溝を有することを特徴とする。

【０００９】このような構成によれば、誘電体を外部導
体との接合面を維持するよう適宜歪ませ、外部導体にお
ける過大な応力の発生や剥離を防止することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。図１〜４は本発明に係る
同軸ケーブルの一実施形態を示す図である。図４におい
て、１０は、高周波信号伝送用の被膜同軸ケーブルで、
この同軸ケーブル１０の両端部のうち少なくとも一端に
は、コネクタ２０が装着されており、他端は、所定の電
子デバイス、例えば図４に示すような超伝導デバイスに
接続されるようになっている。なお、同図において、２
１は高温超伝導体を用いたバンドパスフィルタ、２２は
真空断熱容器、２５は真空断熱容器２２内に位置するそ
の冷却部２３（コールドヘッド）を所定の低温（例えば
７７Ｋ）に冷凍する小型冷凍機である。

【００１１】図１において、同軸ケーブル１０は、円形
断面の導体線からなる内部導体１１と、内部導体１１を
取り囲んで支持するチューブ状（管状）の絶縁体として
の誘電体１２と、この誘電体１２の外周に図３に示す所
定膜厚ｈ1（例えば０．０５mm）の薄膜化されたチュー
ブ状の外部導体１３と、を有している。内部導体１１
は、所定の外径（例えば０．０８〜１．６２８mm）銀メ
ッキ銅覆鋼線で、その心線が所要の機械的強度を有して
いる。この内部導体１１の所定の温度範囲（常温から冷
却部２３の冷凍温度までの温度範囲）における平均値の
線膨張係数は、１．２１×１０^-5／Ｋである。内部導体
１１は、これに限定されず、銀メッキ銅線、銀メッキベ
リリウム銅線、錫メッキ銅覆鋼線、銀メッキ銅覆チタニ
ウム線等であってもよい。

【００１２】誘電体１２は、例えば前記平均の線膨張係
数が８．６×１０^-5／ＫのＰＴＦＥ（ポリ・テトラ・フ
ルオロエチレン）からなり、所定の外径（例えば０．２
６〜５．３１mm）に成形されている。この誘電体１２の
材料（絶縁材料）は、これに限定されず、ＰＥ（ポリエ
チレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン-ヘキサフ
ルオロピエン）、ＰＦＡ（テトラ・フルオロエチレン-
パーフルオロアルキルビニルエーテル）等であってもよ
い。

【００１３】外部導体１３は、例えば前記平均の線膨張
係数が１．４２×１０^ー5／Ｋの銅（Ｃｕ）らなってい
る。この外部導体１３の材料は、これに限定されず、金
（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル銅（Ｃｕ−
Ｎｉ）、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）等であっ
てもよい。外部導体１３は、図１、２に示すように、そ
の長さ方向に延びる複数の切欠き１３ａを有している。
これら切欠き１３ａは真空断熱容器２２内に位置する外
部導体１３にのみ、即ち、使用環境温度が小型冷凍機２
５による冷凍温度まで低下する範囲の同軸ケーブル１０
に形成されており、真空断熱容器２２外の同軸ケーブル
には形成されていない。この切欠き１３ａの数は、少な
くとも１つで、より多数であってもよい。また、切欠き
１３ａの幅ｈ2（図３に示す）は、誘電体の収縮を吸収
するのに必要な間隔を形成し得る最小の値、例えば０．
０１〜０．０５mmが好ましい。また、切欠き１３ａは、
図２に示すように、外部導体１３の円周方向における間
隔Ｘ（図２に示す）が等しくなるように設けられてい
る。なお、切欠き１３ａは、同軸ケーブル１０の軸線と
完全に平行である必要がなく、螺旋状に緩く捻れた形状
であってもよい。また、複数の切欠き１３ａが同軸ケー
ブル１０の長さ方向の一部に形成される場合も考えられ
る。また、多数のスリット状の切欠き１３ａを形成する
ことができるが、その場合、切欠き１３ａによって除去
される部分は、同軸ケーブル外周のうち最大２０％以下
に抑えるのがよい。

【００１４】１２ａは、図２に示すように、切欠き１３
ａの内方に形成された誘電体１２の溝である。この溝１
２ａは、誘電体１２の外周面から所定の深さを有してい
る。また、溝１２ａは、切欠き１３ａと円周方向の同一
の位置に設けられている。また、溝１２ａは、切欠き１
３ａと同一の幅ｈ2（図３に示す）を有している。さら
に、溝１２ａは、切欠き１３ａに連続した凹部を形成
し、切欠き１３ａ内に溝底面を有している。

【００１５】このような構成によれば、低温環境に軸ケ
ーブル１０を設置しても、外部導体１３と誘電体１２の
接合を維持しつつ誘電体１２の径収縮を十分に許容する
ことができる。したがって、外部導体１３の剥離や過大
な応力の発生を防止し、電気的特性に優れた同軸ケーブ
ル１０を提供することができる。また、切欠き１３ａ
を、図２に示すように、外部導体１３の円周方向におけ
る切欠き１３ａの間隔Ｘが等しくなるように設けたた
め、誘電体１２と外部導体１３の接合面を複数分割する
ことで、誘電体１２と外部導体１３の収縮差による歪み
を分散させることにより、その歪みによる応力をより有
効に抑えることができる。

【００１６】さらに、溝１２ａを設けたことにより、誘
電体１２を外部導体１３との接合面を維持するよう適宜
歪ませ、外部導体１３における過大な応力の発生や剥離
を防止することができる。

【００１７】

【実施例】内部導体１１の外径寸法が１．０５mm、誘電
体１２の外径寸法が２．９８mm、外部導体１３の膜厚ｈ
1（図３に示す）が０．００５mm、の同軸ケーブルを準
備し、切欠き１３ａの数と溝１２ａの深さを変えた実施
例１〜４を作製し、これらについて、低温時に外部導体
１３に生じるvon Mises応力（kg／mm²）とそれに対応す
る相当塑性歪みのデータを求め、下記に示す。この表に
おいて、ＶＭは、von Mises応力（kg／mm²）を示し、Ｅ
ＰＳは、相当塑性歪みを示す。また、表中におけるθ
は、図２に示すように、隣合う切欠き１３ａの同軸ケー
ブル１０の中心点Ｏにおける角度であり、切欠き１３ａ
の個数に反比例する。比較例は、切欠き１３ａを有して
いない同軸ケーブル（従来の同軸ケーブル１）であり、
実施例１はθ＝６０°で、切欠き１３ａを等間隔に６本
有する同軸ケーブル、実施例２はθ＝３０°で切欠き１
３ａを等間隔に１２本有するもの、実施例３はθ＝１５
°で切欠き１３ａを等間隔に２４本、実施例４はθ＝１
０°で切欠き１３ａを３６本有するものである。また、
この表において、Ｆ（mm）は、誘電体１２を切り込んだ
溝１２ａの深さｈ3（図３に示す）を示している。

【００１８】この表から明らかなように、切欠きを有し
ていない比較例の同軸ケーブルで、von Mises応力が１
９．２６kg／mm²で、相当塑性歪みが、０．０１５４１
となるとき、誘電体１２の溝１２ａの深さを０とした場
合の実施例１〜４では、von Mises応力、相当塑性歪み
共に比較例より小さい値となっている。また、各実施例
で溝１２ａの深さを０．０１〜０．０５mmへと深くする
のに従って、von Mises応力および相当塑性歪みが共に
小さくなっている。

【００１９】したがって、誘電体１２の収縮によって外
部導体１３に過大な応力が生じるのを防止することがで
きる。実施例１〜４について、低温時の電気的特性を調
べたところ、いずれも良好であった。（以下余白）

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、低温環境
に軸ケーブルを設置しても、外部導体と誘電体の接合を
維持しつつ誘電体の径収縮を十分に許容することができ
る。したがって、外部導体の剥離や過大な応力の発生を
防止し、電気的特性に優れた同軸ケーブルを提供するこ
とができる。

【００２１】また、請求項２に記載の発明によれば、誘
電体と外部導体の接合面を複数分割することで、誘電体
と外部導体の収縮差による歪みを分散させることによ
り、その歪みによる応力をより有効に抑えることができ
る。さらに、請求項３に記載の発明によれば、誘電体を
外部導体との接合面を維持するよう適宜歪ませ、外部導
体における過大な応力の発生や剥離を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る同軸ケーブルの一実施形態の概略
構成を示す斜視図である。

【図２】図１の同軸ケーブルの横断面図である。

【図３】図１の同軸ケーブルの切欠きの近傍を示す断面
図である。

【図４】本実施形態の同軸ケーブルを用いた超伝導デバ
イスの概略構成図である。

【図５】従来の同軸ケーブルの概略構成を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０同軸ケーブル１１内部導体１２誘電体１２ａ溝１３外部導体１３ａ切欠き

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、上記目的達成のため、円形断面の導体からなる内部
導体と、前記内部導体を取り囲んで支持するチューブ状
の誘電体と、前記誘電体の外周部に所定の膜厚で形成さ
れた被膜チューブ状の外部導体と、を具備する同軸ケー
ブルであって、前記外部導体の長さ方向に延びるととも
に前記外部導体の円周方向に等間隔に離間し、前記誘電
体と外部導体の接合面を微小間隔を隔てて複数に分割す
る複数の切欠きを設けたことを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】このような構成によれば、誘電体と外部導
体の接合面が周方向に微小間隔で離間するよう複数に分
割されることから、低温環境に同軸ケーブルを設置して
も、前記接合面における誘電体と外部導体の収縮差によ
る歪みを分散させて、外部導体と誘電体の良好な接合状
態を維持しつつ誘電体の径収縮を十分に許容することが
できる。したがって、外部導体の剥離や過大な応力の発
生を防止し、電気的特性に優れた同軸ケーブルを提供す
ることができる。また、その歪みによる応力をより有効
に抑えることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、前記誘電
体が、前記外部導体の円周方向で前記切欠きと同一の位
置に、前記切欠きと同一の幅を有し前記誘電体と外部導
体の接合面を複数に分割する複数の溝を有するものであ
り、このような構成によれば、誘電体と外部導体との接
合面を維持するよう誘電体側を適宜歪ませて、外部導体
における過大な応力の発生や剥離をより有効に防止する
ことが可能になる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明は、上記請
求項１又は２に記載の同軸ケーブルと、該同軸ケーブル
を収納する真空断熱容器と、該真空断熱容器内に設置さ
れ前記同軸ケーブルを介して該真空断熱容器の外部に接
続可能な超伝導フィルタと、前記真空断熱容器内に位置
する冷却部を有し該冷却部により前記超伝導フィルタを
冷却する小型冷凍機と、を備えたことを特徴とするもの
であり、かかる構成により、低温で動作する超伝導フィ
ルタに接続される被膜同軸ケーブルであっても、その誘
電体と外部導体の収縮差に基づく両者の歪みを有効に分
散させて不要な応力の発生を抑え、同軸ケーブルの所要
の高周波伝送特性を良好に発揮させることができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】このような構成によれば、低温環境に同軸
ケーブル１０を設置しても、外部導体１３と誘電体１２
の接合を維持しつつ誘電体１２の径収縮を十分に許容す
ることができる。したがって、外部導体１３の剥離や過
大な応力の発生を防止し、電気的特性に優れた同軸ケー
ブル１０を提供することができる。また、切欠き１３ａ
を、図２に示すように、外部導体１３の円周方向におけ
る切欠き１３ａの間隔Ｘが等しくなるように設けたた
め、誘電体１２と外部導体１３の接合面を複数分割する
ことで、誘電体１２と外部導体１３の収縮差による歪み
を分散させることにより、その歪みによる応力をより有
効に抑えることができる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、誘電体と
外部導体の接合面を周方向に微小間隔で離間するよう複
数分割しているので、誘電体と外部導体の収縮差による
歪みを分散させ、その歪みによる応力をより有効に抑え
ることができる。その結果、低温環境に同軸ケーブルを
設置しても、外部導体と誘電体の接合を良好に維持しつ
つ誘電体の径収縮を十分に許容することができる。した
がって、外部導体の剥離や過大な応力の発生を防止し、
電気的特性に優れた同軸ケーブルを提供することができ
る。また、請求項２に記載の発明によれば、誘電体を、
外部導体との接合面を維持するよう適宜歪ませ、外部導
体における過大な応力の発生や剥離をより有効に防止す
ることができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
低温環境で動作する超伝導フィルタに接続される被膜同
軸ケーブルであっても、その誘電体と外部導体の収縮差
に基づく両者の歪みを有効に分散させ、不要な応力の発
生を抑えて、同軸ケーブルの所要の高周波伝送特性を良
好に発揮させることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円形断面の導体からなる内部導体と、前記内部導体を取り囲んで支持するチューブ状の誘電体
と、前記誘電体の外周部に所定の膜厚で形成された被膜チュ
ーブ状の外部導体と、を具備する同軸ケーブルであって、前記外部導体に、その長さ方向に延びる切欠きを設けた
ことを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】前記切欠きを複数設け、外部導体の円周方
向における切欠きの間隔が等しくなっていることを特徴
とする請求項１に記載の同軸ケーブル。
【請求項３】前記切欠きの内方に、前記誘電体がその外
周面から所定の深さの溝を有することを特徴とする請求
項１又は２に記載の同軸ケーブル。