JPS63108615A - 捩り変動制御制限曲げ半径伝送ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 ′この発明は可撓性マイクロ波同軸ケーブルに関し、機
械的保護手段を施し、可撓性を維持したまま、初期の電
気特性の維持を図るものである。

多くの現用の無線周波数の適用において、信−帰路減衰
、信号路位相長、信号路帰還損失の安定性に関しては批
判的である。信号路によく見受けられる構成要素で、信
号路の不安定性に対する大きな要因として良く知られる
ものは、可撓性の電磁気的横波波（以後ＴＥＭ波と称す
）伝送線路であり、これはしばしば使用中の屈曲に帰因
するものである。この屈曲はたいていの場合、伝送線路
に回転力を与え、線路の一端が、線路の他端側から回転
変位を加えられ、それによって伝送線路の捩れを生ずる
。更に、これらの伝送線路はしばしば使用中に応力を受
けることがあり、それによって、時々偶発的な破損を被
ってしまう。

ＴＥＭ波伝送線路は、同軸構造のものである。

この線路は、同心円状に誘電物質によって取り囲まれた
中心導体と、一つあるいはそれ以上の筒状外部導体と、
絶縁外部ジャケットとからなる。この線路は、嵌合する
対応コネクタを介して機器と接続可能であるように、二
個の同軸コネクタで端末処理されている。

線路の同軸構造と、線路の両端に取り付けられる同軸コ
ネクタによる物理的制約との組み合わせによって、屈曲
につれて線路が曲げられる時、線路の物理的線路長は変
化せざるを得ない。殊に、筒状外部導体の線路長は、曲
げの外側では増加し、曲げの内側では減少する。これは
、ケーブル外径と等しい各線路の曲げ半径の差と、コネ
クタの制約によるもので、筒状外部導体は曲げの外側で
は引張り力が加わり、曲げの内側では圧縮力が加わる。

程度は小さいが、誘電体と中心導体も同様に捩られる。

これらの線路長の変化は、曲げ半径かくの場合、誘電体
物質にも同様に損傷を与えてしまう。

線路に加わえられるトルク力は、外部導体を捩り、実際
上線路の物理的長さを変える。もし、捩りが十分に強力
であれば、外部導体の中心導体に対する直径の関係は変
わり、および／または、中心導体、誘電体、筒状外部導
体の同心関係は妨げられる。もし、押しつぶし力が線路
に加わると、同心性はなくなるだろう。

一般的に言って、わずかな線路長の変化、同心性の変位
、直径関係の変化、ないしは、ＴＥＭ伝送線路のどんな
一つの要素のみだれも、位相長・減衰量・帰還損失など
の電気特性を変えてしまう。

い。これらの場合、電気特性の変化は大抵わずかである
。更に、そのような微小な変化も気にするシステムは、
通常、そのような変化の結果は調整により打ち消される
ように設計され、線路は位置を固定されたままなので、
正味の変化は零である。

しかしながら、使用中に屈曲を受けるＴ　Ｅ　Ｍ伝送線
路は、全く異なる問題を有する。これらの線路は、はぼ
無敗の曲げ半径・曲げ平面、複合曲げ平面などの曲げと
捩り加重が加わるので、電気性能の変化は動的であり、
大部分は見通しがつけられない。計測器については、特
にこの点はｄ刻な問題である。この機器は、ＴＥＭ伝送
線路が固定された状態にある時は零指示に設定される。

測定器の動作中に、試験を行なう物品に接続するために
ケーブルが曲げられると、電気性能の動的変化か起こり
、指示は零から移動し、測定結果に予測出来ない誤差が
発生する。この状態は、通常、伝送線路不安定誤差と呼
ばれる。

不安定の程度は、曲げ半径の減少及び捩り加重の増加に
伴って増加することは、技術上良く知られている。伝送
線路の有効寿命は、同様に曲げ半径の減少及び捩り加重
の増加に伴って減少することもまた良く知られている。

事実、捩りによって生ずる曲げ半径及び／又は角変位は
、あらゆる種類のマイクロ波同軸伝送線路の電気特性の
永久劣化や恐らくは破損をもたらす。もちろん押しつぶ
しは、その性質上致命的である。

これらの考察によって、通常は、許容出来る曲げ半径、
捩り加重、押しつぶし力を規定して、適用例が要求する
屈曲によって、伝送線路の不安定性を制限し、それによ
って使用寿命を延長させていた。しかしながら、実際的
にはそのような仕様は実施不能であった。上記の仕様の
厳格な尊守は、むしろ例外的である。というのは、たと
え意識的な努力によってそれらの仕様を尊守しようとし
ても、たった一つの誤ち（おそらく気付かれさえしない
）によって、その安定性が要求より可成減少。

する程度まで伝送線路を物理的に変えてしまい、伝送線
路の有効寿命を短縮するか終了させてしまうからである
。これは、多くの伝送線路の内部的物理特性の結果であ
り、そのため伝送線路は仕様よりも小さな半径で容易に
曲げられ、望ましくな止することは出来ない。この問題
を解決しようとする試みはなされたが、これまでの所、
いずれのケーブルも弾性があったり、或いは、曲げるこ
とはできるが柔軟性はなく、比較的容易に破壊されるも
のであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、伝送線路が経験できる物理的操作の許容限
度を制限するための外部機械手段を用いて、この状況を
解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、マイクロ波同軸伝送線路の用いられる属性
及び仕様要求によって支配される最小曲げ半径の値を制
限すること、過度に捩られることのないようにマイクロ
波同軸伝送線路に加わる捩り加重を最小にすること、伝
送線路に耐押しつぶし力を付与することにより達成され
る。

即ち、この発明によれば、 （ａ）マイクロ波伝送同軸ケーブルと、（ｂ）前記マイ
クロ波伝送同軸ケーブルを取り囲んでなり、自己保持エ
ツジとその連結部間の溝を持った、可撓性があり耐押し
つぶし性があるらせん状に巻回された金属鎧装シースと
、（Ｃ）鎧装シースの連結部間の溝内にらせん状に巻か
れ、ケーブルの曲げの調整の際に前記鎧装と協同できる
直径に選択された針金と、（ｄ）鎧装と針金を取り囲む
高抗張力の編組層と、 （ｅ）前記編組層を取り囲む絶縁ジャケットと、（ｆ）
絶縁ジャケットの各端部に取りつけられる変形防止おお
いと、 （ｇ）マイクロ波伝送ケーブルを前記変形防止おおいに
固定すると共に、このマイクロ波伝送ケーブルを伝送受
信機器に接続するために、このケーブルの両端を固定す
るためのコネクタ端部、 とを備える捩り変動制御制限曲げ半径伝送ケーブルを構
成する。

〔作用〕

鎧装シースはらせん状に巻かれているので、可撓性があ
り、耐押しつぶし性を具有する。この鎧装シースの自己
保持エツジ間に形成される溝内に設けられる針金の太さ
寸法は、鎧装シースを曲げる際の最小曲げ半径を規定す
る。

両端部の変形防止おおいと、鎧装シースと、コネクタ端
部とは一体的に固定され、コネクタ間にマイクロ波伝送
同軸ケーブルが電気的に接続されその結果として、堅実
な電気的安定性とより長い使用可能寿命が付与された。

更に、この発明によれば、最小限の制限された半径より
大きい任意の半径で曲げる時に、高度の柔軟性を保有す
る。

〔実施例〕

この発明によるＴＥＭケーブルは、添付の図面に基づい
て説明される。

第１図は、各種構成要素の関連を示す切除図であり、耐
押しっぷし鎧装シースｌは、好ましくは鎧装シースの寸
法は、所定の内径と外径が得られ、相互抱留しているら
せん状の連結壁が相互に干渉しあって、自己制限最小曲
げ半径が得られるよツに、各部の寸法が選ばれる。鎧装
シースの最小曲げ半径は、シース１と導体２との組み合
わせ使用の際の最終的な所定の最小曲げ半径よりら幾分
小さく選ばれる。

針金２は硬質金属線、通常はステンレス鋼で、にらせん
状に巻かれる。針金２は、丸あるいは方形の横断面を持
っていてもよい。更に、針金２は、外部の溝内だけでな
く、内部の溝内にもらせん状に巻いて設けることができ
る。針金２の外径は、鎧装シースＩの溝幅と、最終的な
所望曲げ半径に基づいて選択せられる。針金２が所定の
位置にあり、鎧装シースｌが所望の曲げ半径まで曲げら
れの配列を固定する。この配列は、過度の力を加えない
限り、所定以上に曲げられることはない。

丸型線、平型線、あるいは高抗張力繊維より成る編組層
３は、鎧装シースｌと針金２を取り囲む。

単層の編組層に加わえて、丸型線、平型線、あるいは高
抗張力の繊維またはこれらの組み合わせより成る複数の
編組を使用してもよい。この編組層３は、この発明の基
本的捩り制限特性を提供し、これらの特性は伝送線路の
属性と実施に際しての要求から決定されるものである。

そして、これらの捩り制限特性は、材料選択（例えば、
導体や繊維のタイプとサイズ）、編組構成（例えば、特
数と打数）、遮蔽率と編組角度、そしである範囲までは
、絶縁ジャケット４の設計、材質、製造方法などにより
変えることが出来る。編組素材はステンレス鋼、綱、ベ
リリウム鋼、胴外被鋼線のようなってもよい。

絶縁ジャケット４は、この発明のケーブルの捩りを押さ
える特性と相対的柔軟性に影響を及ぼす。

ジャケット材料は、通常、熱可塑性プラスチックまたは
弾性体であって、所定の用途に必要であると考えられる
特性が得られる最終的効果がもたらされるように選択で
きる。ジャケットは、熱収縮チューブ、押出し被覆、編
組、テープの一層巻きまたは編組３の上に組み合わせて
構成してもよいし、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポ
リウレタン、シリコン、弗素樹脂、重合体、ポリエステ
ルまたは、それらの組み合わせであってもよい。ジャケ
ットの密着強度・肉厚の調整などの製造方法も、設計変
更事項である。

変形防止おおい５は、ケーブルの可撓部分からの捩り力
を、ケーブルが接続されたコネクタに伝達する手段を形
成する。おおい５は、好ましくは金属製であるが、充実
質成形プラスチックであっても良く、捩り加重が働いた
時に、すべるのを防ぐように、機械的手段、接着、ある
いは他の適切な手段により、実施例符号１．２．３．４
により示されるケーブルの可撓部分に強固に固定されて
いる。

コネクタ端末６は、伝送線路のコネクタを取り付ける手
段を形成し、変形防止おおい５に発生すは、捩り加重に
よるすべりを防ぐように、機械的手段、接着、あるいは
他の適切な手段により、変形防止おおい５に強固に固定
されている。

伝送線路のコネクタ本体７は、コネクタ端部６に取り付
けられている。当業技術の中で一般的に禎ニわで１）六
νｌγ？々ノブの１＋々々九油田十六ことも可能である
。コネクタ本体７は、捩り加重による回転する動きを防
ぐことができる機械的手段、接着、あるいは他の適切な
手段によって、コネクタ端部６に強固に固定されている
。

マイクロ波同軸伝送線路８は、両端をコネクタ７に標準
的な方法で取り付けられている。屈曲時または捩り力を
加えられた時に、過度な加重が加わるのを防ぐために、
マイクロ波同軸伝送線路８は、全長にわたってコネクタ
以外では機器に接続されていない。

装シースＩと、シースの外側の溝に巻回された円形断面
の針金２と、ステンレス鋼で構成された編組３とを持つ
。編組３を取り囲むジャケット４は、シリコンゴムであ
ってもよいし、米国特許３，９５３゜５６６　、３，９
６２，１５３　、４，０９６，２２Ｌ、および４，１３
７．３９（１等に開示されている多孔質延伸ポリテトラ
フルオロエチレンテープ層をポリエステル編組より成る
防止おおい５とコネクタ端部６はアルミニウムであり、
コネクタ本体７は通常ステンレス舖かメッキした真鍮よ
り成る。

実際的には、使用伝送線路の妥当性は、最大曲げ半径と
使用可能な最小捩りとによって評価される。これらの基
準は、伝送線路の最大安定性と屈−曲寿命とを意味する
ことになる。選定された伝送線路は、この半径まで曲げ
られた時と、この角度まで捩られた時、充分機能するこ
とを前提として、より小さい半径の曲がりを防ぎ、器具
の捩りを設定された角度まで許容しながら、より大きな
半径ですばらしい柔軟性を得られるように、この発明の
構成器具を設計出来る。

〔発明の効果〕

この発明によって得られる保護機能によれば、制限装置
としてのケーブルの自己保持半径によって、全四方向も
９０度の曲げを数十万回繰り返す試験項目に対して、位
相、減衰、またはマイクロ波周波数領域での試験項目の
帰還損失安定特性に著しい悪影響を及ぼすことなく耐え
ることが可能である。この装置は、２６．５ＧＩＩｚも
の高周波で実用可能であることが実証され、そして、更
に高い周波数で実用可能であるものと信じられている。

この発明の範囲あるいは技術思想から逸脱しない範囲で
、この発明を構成するケーブルを製造するための材料や
製造方法につき、当業者が様々な修正や変形をなしても
同様な効果が得られることは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による伝送ケーブルの部分的ｌ　：鎧
装シース、　　　２　：針金、３　：編組層、　　　　
　４　：絶縁ジャケット、５　；変形防止おおい、６　
：コネクタ端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）マイクロ波伝送同軸ケーブルと、（ｂ）前記
   マイクロ波伝送同軸ケーブルを取り囲んでなり、自己保
   持エッジとその連結部間の溝を持った、可撓性があり耐
   押しつぶし性があるらせん状に巻回された金属鎧装シー
   スと、（ｃ）鎧装シースの連結部間の溝内にらせん状に
   巻かれ、ケーブルの曲げの調整の際に前記鎧装と協同で
   きる直径に選択された針金と、 （ｄ）鎧装と針金を取り囲む高抗張力の編組層と、 （ｅ）前記編組層を取り囲む絶縁ジャケットと、（ｆ）
   絶縁ジャケットの各端部に取りつけられる変形防止おお
   いと、 （ｇ）マイクロ波伝送ケーブルを前記変形防止おおいに
   固定すると共に、このマイクロ波伝送ケーブルを伝送受
   信機器に接続するために、このケーブルの両端を固定す
   るためのコネクタ端部、 とを備える捩り変動制御制限曲げ半径伝送ケーブル。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の伝送ケーブルにおい
   て、金属鎧装と針金がステンレス鋼、編組層がステンレ
   ス鋼、絶縁ジャケットが炭素入り多孔質延伸ポリテトラ
   フルオロエチレンテープより成る第一層及びその外層の
   ポリエステル紐より成る第二層、変形防止おおいがアル
   ミニウム、コネクタ端末がアルミニウム、コネクタが真
   鍮またはステンレス鋼より成るグループにより各々構成
   されることを特徴とする捩り変動制御制限曲げ半径伝送
   ケーブル。