JPH10134657A - 積層絶縁導体対及び積層絶縁導体対を用いた誘導ケーブル - Google Patents

積層絶縁導体対及び積層絶縁導体対を用いた誘導ケーブル

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JPH10134657A
JPH10134657A JP8290930A JP29093096A JPH10134657A JP H10134657 A JPH10134657 A JP H10134657A JP 8290930 A JP8290930 A JP 8290930A JP 29093096 A JP29093096 A JP 29093096A JP H10134657 A JPH10134657 A JP H10134657A
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Yoshio Tsuchisaki
良雄 土崎
Yasushi Mita
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    • H04B5/28Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium using the near field of leaky cables, e.g. of leaky coaxial cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備コストが安く、製造作業が容易で、電磁
的結合量が高精度で安定して得られるようにした積層絶
縁導体対及び積層絶縁導体対を用いた誘導ケーブルを提
供する。 【解決手段】 表面又は内部に所定形状の線状導体1
1,11′を固定したフィルム状の絶縁体13,13′
を、複数積層して構成した積層絶縁導体対10A。両面
又は内部に所定形状の線状導体11,11′を固定した
フィルム状の絶縁体13,13′で構成した積層絶縁導
体対10B。導体11,11′に近接して、間欠的に電
磁的遮蔽層20を配置した積層絶縁導体対10C。積層
絶縁導体対10A〜10Cを1対以上を一体化して、そ
の外周に外部被覆18を施して構成した誘導ケーブル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層絶縁導体対及
び積層絶縁導体対を用いた誘導ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、鉄道線路または道路を移動する車
両等の移動体と、地上局との間で通信を行うために、線
路または道路に沿って、誘導あるいは漏洩ケーブルと呼
ばれるケーブルを敷設し、この誘導ケーブルから適度に
漏れる電磁界を移動体に設けたアンテナに結合させて、
相互の双方向通信の送受信が行われている。
【0003】また、別の用途として、誘導ケーブルから
漏れる電磁界を連続的では無く間欠的に漏れるようにし
て、その間欠的に漏れる電磁界の位置の距離を正確に予
め計測して値付けしておけば、地上局から発信した信号
に対する移動体からの反応、あるいは移動体から発信
し、誘導ケーブルを通して受信した信号の位相差等によ
り、移動体が存在する位置を地上局から正確に監視、把
握することができる。
【0004】このような目的から、上記のような誘導ケ
ーブルは、移動体位置検出誘導ケーブルとも呼ばれてい
る。
【0005】上記誘導ケーブルは、図8に示すように、
導体1と絶縁2とを有する2本の絶縁電線3,3′を一
方向に撚り合わせてなる絶縁電線対4の絶縁電線3,
3′を、部分的に並列・離隔した電磁界結合部(開口
部)5を、絶縁電線対4の長さ方向に間欠的に設けて形
成している。
【0006】このようにして形成した誘導ケーブル7
は、通常は撚合わせ対型誘導ケーブルと呼ばれている。
【0007】上記誘導ケーブル7は、図9(A)(B)
に示すように、基板8の上に配置した絶縁電線対4によ
って構成された誘導対を、形状保持と外力からの保護の
ための介在物とともに上巻きテープにより押え巻きさ
れ、さらに、この外周に、ケーブルとしての非金属、非
磁性体(電磁界を効率良く漏洩させるため)のポリオレ
フィン、塩化ビニル等の合成樹脂等の外部被覆が施され
て構成されている。
【0008】上記誘導ケーブル7の電磁界結合部5の両
側の絶縁電線3,3′に撚りの有る部分は電磁界非結合
部6であり、この電磁界非結合部6は、絶縁電線3,
3′の撚りの効果により、電磁界の漏洩が電磁界結合部
5と比較して非常に小さくなるという特性を有する。
【0009】したがって、誘導ケーブル7に沿って移動
体のアンテナ9が移動したとき、図10に示すように、
電磁界結合部5にアンテナ9が接近すると、アンテナ結
合出力は大きくなり、電磁界非結合部6にアンテナ9が
接近すると、アンテナ結合出力は小さくなる。
【0010】上記誘導ケーブル7の絶縁電線対4を製造
する設備としては、通常は、絶縁電線3,3′を巻いた
リールを回転供給装置に取り付け、この回転供給装置と
ともに各リールを回転させながら、各リールから繰り出
した絶縁電線3,3′を電線ガイドでガイドし、引出装
置のベルトで挟んで回転を止めながら撚合わせダイスか
ら絶縁電線対4を引き出すことにより、一方向に撚合わ
せた絶縁電線対4に成形して、巻取装置のドラムに巻き
取るようになっている。
【0011】この巻取装置のドラムに巻き取られた絶縁
電線対4は、適当な長さづつドラムから引き出して、絶
縁電線対4の長さ方向に間欠的に、絶縁電線3,3′の
撚りを解いて並行状態とし、これを広げて並行・離隔す
ることにより電磁界結合部5を設けるようにしている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
絶縁電線対4を用いた撚合わせ対型誘導ケーブル7は、
絶縁電線対4を製造するために、2本の絶縁電線3,
3′を撚合わせるから、大型の製造設備が必要であると
共に、アンテナ結合出力に直接影響する絶縁電線3,
3′の撚りピッチの精度を高めるためには、製造設備を
高精度で制御する必要があって、設備及びランニングコ
ストが高くなるという問題がある。
【0013】また、絶縁電線対4の長さ方向に間欠的
に、絶縁電線3,3′の撚りを解いて並行状態とし、こ
れを広げて並行・離隔することにより電磁界結合部5を
設ける作業は、大掛かりな機械や工具を使用しても時間
と労力を要する極めて困難な作業であると共に、電磁界
結合部5の絶縁電線3,3′の並行・離隔の寸法精度を
高めるのが困難で、電磁界結合部5と電磁界非結合部6
との境界部分での絶縁電線3,3′の撚りの構成や配置
等も不均一になって、電磁的結合量を高精度で安定して
得られにくいという問題がある。
【0014】特に、撚合わされた絶縁電線対4の断面は
円形状であって、軸心を中心に回転しやすいから、誘導
ケーブル化する際に外力を受けて軸心を中心に回転し、
撚りピッチが変動しやすい。
【0015】さらにまた、円形断面の絶縁電線3,3′
を用いるために誘導ケーブル7の厚さ(高さ)が厚くな
って、厚みを薄くしたい敷設場所、例えば床面、壁面、
狭隘なケーブル通過部等には敷設できないと共に、誘導
ケーブル7の電磁界非結合部6に対応する部分のみを電
磁的に遮蔽して、電磁界の漏洩を完全に遮蔽することが
できないという問題がある。
【0016】本発明は、上記諸問題を解決するためにな
されたもので、設備コストが安く、製造作業が容易で、
電磁的結合量が高精度で安定して得られるようにした積
層絶縁導体対及び積層絶縁導体対を用いた誘導ケーブル
を提供することを課題とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1は、表面又は内部に所定形状の線
状導体を固定したフィルム状の絶縁体を、複数積層して
構成したことを特徴とする積層絶縁導体対を提供するも
のである。
【0018】請求項1の構成であれば、積層絶縁導体対
は、従来の絶縁電線を撚合わせる絶縁電線対と比べて、
線状導体は撚合わせる必要がないから、大型の製造設備
及びこの製造設備を高精度で制御する制御装置が不要と
なる。
【0019】また、従来の絶縁電線対のように、絶縁電
線の撚りを解いて並行・離隔することにより電磁界結合
部を設けるという困難な作業が不要になると共に、線状
導体は、フィルム状の絶縁体に貼り付ける等して簡単か
つ正確に固定できるから、電磁界結合部の並行・離隔の
寸法精度を高めたり、電磁界結合部と電磁界非結合部の
境界部分を均一にすることも容易に行える。
【0020】さらに、従来の絶縁電線対のように軸心を
中心に回転しないうえ、撚合わせも無いので、撚りピッ
チが変動することに起因する電磁結合量の変動も少な
い。
【0021】請求項2のように、両面又は内部に所定形
状の線状導体を固定したフィルム状の絶縁体で構成した
積層絶縁導体対であれば、1枚の絶縁体の両面に線状導
体をそれぞれ固定したシンプルな寸法精度のより高い積
層対構造とすることができる。
【0022】請求項3のように、導体は複数に分割され
た導体である積層絶縁導体対であれば、導体が単一であ
る場合と比べて、厚みを薄くできたり、曲げ加工がしや
すくなる。
【0023】請求項4のように、対をなす導体の離隔距
離を長さ方向に間欠的に変化させた積層絶縁導体対であ
れば、線状導体に電磁界結合部と電磁界非結合部を簡単
に設けることができる。
【0024】請求項5のように、導体に近接して、間欠
的に電磁的遮蔽層を配置した積層絶縁導体対であれば、
電磁的遮蔽層を、特に電磁界非結合部に配置すると、電
磁界非結合部からの電磁界の漏洩が遮蔽されて、電磁界
結合部と電磁界非結合部のアンテナへの電磁的結合の差
を大きくできるようになる。
【0025】請求項6のように、積層絶縁導体対を1対
以上を一体化して、その外周に外部被覆を施して構成し
た積層絶縁導体対を用いた誘導ケーブルであれば、誘導
ケーブルの厚みを薄くできる。
【0026】請求項7のように、外部被覆に近接して、
間欠的に電磁的遮蔽層を配置した積層絶縁導体対を用い
た誘導ケーブルであれば、導体に近接して配置しなくて
も、電磁界非結合部に対応する部分のみを電磁的に遮蔽
して、電磁界の漏洩を完全に遮蔽できるので、電磁界結
合部、非結合部とアンテナとの電磁的結合の差を大きく
出来るようになる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【0028】図1は、第1実施形態の積層絶縁導体対1
0Aである。
【0029】図1(A)に示すように、実線a及び破線
bで示した線状導体11,11′は、図1(B)(C)
に示すように、断面が長方形の箔状であって、この線状
導体11,11′を薄肉フィルム状の絶縁体13の表面
13aと裏面13bに、所定の波形を描くようにそれぞ
れ配置して固定する。
【0030】具体的には、第2実施形態である図2
(A)を参照すれば、絶縁体13の表面13aには、線
状導体11の電磁界結合部15に対応する部分11aは
波形の周期を長くした台形波状に配置固定すると共に、
電磁界非結合部14に対応する部分11bは波形の周期
を短くした例えば正弦波状に配置固定する。
【0031】同様に、図2(B)を参照すれば、絶縁体
13の裏面13bには、線状導体11′の電磁界結合部
15に対応する部分11a′は波形の周期を長くした台
形波状に配置固定すると共に、電磁界非結合部16に対
応する部分11b′は波形の周期を短くした例えば正弦
波状に配置固定する。
【0032】上記絶縁体13の表面13aと裏面13b
の線状導体11,11′の各部分11a,11b,11
a′,11b′は、中心線cに線対称で位相が反転する
ように設定する。
【0033】上記各線状導体11,11′は、絶縁体1
3の表面13aと裏面13bの内部にインサートモール
ド状に埋設したものであるが、表面13aと裏面13b
に接着剤等で貼り付けたものでも良い。
【0034】なお、線状導体11,11′の各部分11
a,11b,11a′,11b′は、絶縁体13の表面
13aと裏面13bにそれぞれ平面的に配置固定するも
のであり、従来の絶縁電線3,3′を用いた絶縁電線対
4のような撚りが全く加えられていない。
【0035】上記した第1実施形態の積層絶縁導体対1
0Aであれば、フイルム状の絶縁体13の平面に垂直な
方向から見たとすれば、従来の絶縁電線対4を用いた誘
導ケーブルと同様に、部分的に並行・離隔した電磁界結
合部15が絶縁導体対10Aの長さ方向に間欠的に設け
られると共に、隣り合う電磁界結合部15の間に電磁界
非結合部14が設けられることになる。
【0036】なお、電磁界非結合部14の線状導体1
1,11′の部分11b,11b′には、従来の絶縁電
線対4の電磁界非結合部6の絶縁電線3,3′のような
撚りが加えられていないが、この部分11b,11b′
は、波形の周期が短い正弦波状で相互に極めて接近して
重ね合わされていることから、重ね合わせの厚み方向と
直角方向の電磁界漏洩は極めて小さく、従来の電磁界非
結合部6と同様に、電磁界の漏洩が非常に小さくなると
いう特性を有するようになる。
【0037】図2及び図3は、第2実施形態の積層絶縁
導体対10Bである。
【0038】図3(A)に示すように、実線a及び破線
bで示した線状導体11,11′は、図3(B)(C)
に示すように、断面が長方形の箔状であって、この線状
導体11,11′を薄肉フィルム状の絶縁体13の表面
13aと絶縁体13′の表面13aに、所定の波形を描
くようにそれぞれ配置して固定する。
【0039】具体的には、図2(A)に示すように、絶
縁体13の表面13aには、線状導体11の電磁界結合
部15に対応する部分11aは波形の周期を長くした台
形波状に配置固定すると共に、電磁界非結合部14に対
応する部分11bは波形の周期を短くした正弦波状に配
置固定する。
【0040】同様に、図2(B)に示すように、絶縁体
13′の裏面13bには、線状導体11′の電磁界結合
部15に対応する部分11a′は波形の周期を長くした
台形波状に配置固定すると共に、電磁界非結合部14に
対応する部分11b′は波形の周期を短くした正弦波状
に配置固定する。
【0041】上記絶縁体13の表面13aと絶縁体1
3′の裏面13bの線状導体11,11′の各部分11
a,11b,11a′,11b′は、中心線cに線対称
で位相が反転するように設定する。
【0042】上記各線状導体11,11′は、各絶縁体
13,13′の表面13aと裏面13bに接着剤等で貼
り付けている。
【0043】なお、1枚の絶縁体13の表面13aと裏
面13bに各線状導体11,11′を接着剤等で貼り付
けても良い。
【0044】上記各絶縁体13,13′は、絶縁体13
の裏面13bと絶縁体13′の表面13a同士を接着剤
等で貼り付けて一体化している。
【0045】なお、線状導体11,11′の各部分11
a,11b,11a′,11b′は、各絶縁体13,1
3′の表面13aと裏面13bにそれぞれ平面的に配置
固定するものであり、従来の絶縁電線3,3′を用いた
絶縁電線対4のような撚りが全く加えられていない。
【0046】上記した第2実施形態の積層絶縁導体対1
0Bであれば、両絶縁体13,13′を絶縁体13,1
3′に垂直な方向から見たとすれば、従来の絶縁電線対
4を用いた誘導ケーブルと同様に、部分的に並行・離隔
した電磁界結合部15が絶縁導体対10Bの長さ方向に
間欠的に設けられると共に、隣り合う電磁界結合部15
の間に電磁界非結合部14が設けられることになる。
【0047】なお、電磁界非結合部14の線状導体1
1,11′の部分11b,11b′には、従来の絶縁電
線対4の電磁界非結合部6の絶縁電線3,3′のような
撚りが加えられていないが、この部分11b,11b′
は、波形の周期が短い正弦波状で相互に極めて接近して
重ね合わされていることから、従来の電磁界非結合部6
と同様に、電磁界の漏洩が非常に小さくなるという特性
を有するようになる。
【0048】図4及び図5は、第3実施形態の積層絶縁
導体対10Cである。
【0049】基本的には、上記第1、第2実施形態の積
層絶縁導体対10A,10Bを用いて電磁界結合部15
と電磁界非結合部14のアンテナ9との電磁的結合の差
をより大きくできる、つまり電磁界結合部15の結合信
号Sと、電磁界非結合部14の微弱な結合信号(ノイ
ズ)Nとの差を大きくできる構成である。
【0050】即ち、積層絶縁導体対10Cの各電磁界非
結合部14には、その外周を包み込むように、あるい
は、両面に密着させて、導体あるいは磁性体、又はこれ
らの複合体による電磁的遮蔽層20をそれぞれ配置し
て、各電磁界非結合部14から外部への電磁界の漏洩を
更に遮蔽させる。
【0051】上記各電磁的遮蔽層20の外周には、必要
に応じて絶縁又は補強層21を配置しても良い。
【0052】なお、上記各電磁界結合部15には、その
目的からして電磁的遮蔽層20を配置していないが、積
層絶縁導体対を複数積層する場合には、他の積層絶縁導
体対の電磁界結合部15の電磁的遮蔽層20の影響でア
ンテナ9との結合が妨げられないように配置することが
ある。この場合、電磁的遮蔽層20が占有する大きさ
を、影響がでない大きさ、形状に抑える必要がある。
【0053】図6は、上記各積層絶縁導体対10A〜1
0Cを用いてケーブル化した実施形態であり、(A)は
図3(B)に対応する断面図、(B)は図3(C)に対
応する断面図である。なお、2対以上の積層絶縁導体対
を一体化した場合も同様である。
【0054】上記積層絶縁導体対10A〜10Cの両面
に保護層17,17をそれぞれ配置して、その外周に外
部被覆18を施したものである。
【0055】なお、第3実施形態のように、電磁界非結
合部14等に電磁的遮蔽層20を配置しないで、外部被
覆18に電磁的遮蔽層20を配置しても良い。
【0056】上記各実施形態では、線状導体11,1
1′は、長方形断面ないしは正方形断面の箔状であった
が、図7(A)に示すように、線状導体11,11′を
単一の円形断面とすることも可能である。
【0057】このように、線状導体11,11′が単一
の円形断面であれば、長方形断面等の線状導体11,1
1′と比べて、波形状に精度良く曲げ加工しやすいう
え、両端部のコネクタ用端子を接続しやすくなる。
【0058】また、図7(B)に示すように、線状導体
11,11′を複数本に分割した小径円形断面とするこ
とも可能である。
【0059】このように、線状導体11,11′が複数
本の小径円形断面であれば、単一の円形断面の線状導体
11,11′と比べて、無駄なスペースが無くなって厚
みを薄くできると共に、積層絶縁導体対としての曲げ剛
性が小さくなって、精度良く波形状に曲げ加工しやすく
なると共に、使用時の振動等による曲げ疲労破断等に対
する耐久性も向上する。
【0060】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の請求項1の積層絶縁導体対は、線状導体を固定した
フィルム状の絶縁体を複数積層したものであるから、従
来の絶縁電線を撚合わせる絶縁電線対と比べて、線状導
体を撚合わせる必要がなくなるから、大型の製造設備及
びこの製造設備を高精度で制御する制御装置が不要とな
るので、設備及びランニングコストが非常に安くなる。
【0061】また、従来の絶縁電線対のように、電磁界
結合部を設けるために、絶縁電線の撚りを解いて並行・
離隔するという困難な作業が不要になると共に、線状導
体は、フィルム状の絶縁体に貼り付ける等して簡単かつ
正確に固定できるから、電磁界結合部の並行・離隔の寸
法精度を高めることが容易であり、かつ電磁界結合部と
電磁界非結合部の境界部分も均一になって、電磁的結合
量を高精度で安定して得られるようになる。
【0062】さらに、従来の絶縁電線対のように軸心を
中心に回転しないうえ、撚合わせも無いから、撚りピッ
チが変動することに起因する電磁結合量の変動も少な
い。
【0063】請求項1の積層絶縁導体対は、フィルム状
絶縁体を複数枚積層したものであるが、請求項2のよう
に、1枚の絶縁体の両面に線状導体をそれぞれ固定した
積層構造でも同様の効果が得られる。
【0064】また、請求項3の積層絶縁導体対のよう
に、導体を複数に分割すると、導体が単一である場合と
比べて、厚みを薄くできて曲げ加工も容易になる。
【0065】さらに、請求項4の積層絶縁導体対のよう
にすれば、線状導体に電磁界結合部と電磁界非結合部を
簡単に設けることができる。
【0066】請求項5の積層絶縁導体対のように、電磁
的遮蔽層を、特に電磁界非結合部に配置すると、電磁界
非結合部からの電磁界の漏洩が遮蔽されて、電磁界結合
部と電磁界非結合部のアンテナへの電磁的結合の差を大
きくできる。
【0067】一方、請求項6のように、積層絶縁導体対
の外周に外部被覆を施した誘導ケーブルであれば、従来
の絶縁電線対の誘導ケーブルと比べて、誘導ケーブルの
厚みを薄くできて、床面等のように厚みを薄くしたいよ
うな敷設場所にも敷設できるようになる。
【0068】また、請求項7のように、誘導ケーブルの
外部被覆に近接して電磁的遮蔽層を配置すれば、導体に
近接して配置しなくても、電磁界非結合部に対応する部
分のみを電磁的に遮蔽して、電磁界の漏洩を完全に遮蔽
できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の積層絶縁導体対で
あり、(A)は正面図、(B)は(A)のA−A線断面
図、(C)は(A)のB−B線断面図である。
【図2】 第2実施形態の積層絶縁導体対の絶縁体で
あり、(A)は一方の絶縁体の正面図、(B)は他方の
絶縁体の正面図である。
【図3】 第2実施形態の積層絶縁導体対であり、
(A)は正面図、(B)は(A)のC−C線断面図、
(C)は(A)のD−D線断面図である。
【図4】 第3実施形態の積層絶縁導体対の正面図で
ある。
【図5】 第3実施形態の積層絶縁導体対であり、
(A)は断面図、(B)は(A)のE−E線断面図、
(C)は(A)のF−F線断面図である。
【図6】 (A)(B)は誘導ケーブルの第1実施形
態の断面図である。
【図7】 (A)は誘導ケーブルの第2実施形態の断
面図、(B)は第3実施形態の断面図である。
【図8】 従来の誘導絶縁電線対の正面図である。
【図9】 従来の絶縁電線対であり、(A)は正面
図、(B)は断面図である。
【図10】 誘導ケーブルの長さ方向とアンテナ結合出
力の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10A〜10C 積層絶縁導体対 11,11′ 線状導体 13,13′ 絶縁体 13a 表面 13b 裏面 14 電磁界非結合部 15 電磁界結合部 18 外部被覆 20 電磁的遮蔽層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土崎 良雄 大阪市此花区島屋1−1−3 住友電気工 業株式会社内 (72)発明者 三田 恭嗣 大阪市此花区島屋1−1−3 住友電気工 業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面又は内部に所定形状の線状導体を固
    定したフィルム状の絶縁体を、複数積層して構成したこ
    とを特徴とする積層絶縁導体対。
  2. 【請求項2】 両面又は内部に所定形状の線状導体を固
    定したフィルム状の絶縁体で構成したことを特徴とする
    積層絶縁導体対。
  3. 【請求項3】 上記導体は複数に分割された導体である
    請求項1又は請求項2に記載の積層絶縁導体対。
  4. 【請求項4】 対をなす上記導体の離隔距離を長さ方向
    に間欠的に変化させた請求項1から請求項3のいずれか
    に記載の積層絶縁導体対。
  5. 【請求項5】 上記導体に近接して、間欠的に電磁的遮
    蔽層を配置した請求項1から請求項4のいずれかに記載
    の積層絶縁導体対。
  6. 【請求項6】 上記積層絶縁導体対を1対以上を一体化
    して、その外周に外部被覆を施して構成した請求項1か
    ら請求項5のいずれかに記載の積層絶縁導体対を用いた
    誘導ケーブル。
  7. 【請求項7】 上記外部被覆に近接して、間欠的に電磁
    的遮蔽層を配置した請求項6に記載の積層絶縁導体対を
    用いた誘導ケーブル。
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