(57)【要約】      （修正有）【課題】先行技術の欠点を克服する装置を提供する。【解決手段】接合面を各々有する一対の内部導電体セグメントを有するインラインコンデンサ。誘電体スペーサが接合面間に配備され、接合面が各々この面上に形成された対応フォールドを有する。【選択図】図１ｂ
2008199002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インラインコンデンサであって、
各内部導電体セグメントが接合面を有する一対の内部導電体セグメントと、
接合面間に配置された誘電体スペーサと、
を備え、
各接合面が接合面上に形成された対応するフォールドを有するインラインコンデンサ。
【請求項２】
接合面が内部導電体セグメントと同軸である、請求項１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項３】
フォールドが接合面間で横方向インターロックを生成する、請求項１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項４】
フォールドが同心円である、請求項３に記載のインラインコンデンサ。
【請求項５】
フォールドが接合面間に回転インターロックを生成する、請求項１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項６】
フォールドが放射状である、請求項５に記載のインラインコンデンサ。
【請求項７】
フォールドが同心多角形である、請求項５に記載のインラインコンデンサ。
【請求項８】
誘電体スペーサがセラミック材料である、請求項１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項９】
誘電体スペーサは接合面の各々に対応するフォールドと、誘電体スペーサの厚みにほぼ等しい接合面間の空隙を有する、請求項１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項１０】
フォールドが接合面の中心の回りで同心をなす、請求項１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項１１】
誘電体スペーサが等しい深さのある対応フォールドを有しており、誘電体スペーサの前面と背面の各々が一対のほぼ平面な面と一致しており、一方がフォールドの山を通るほぼ平面な面であり、また他方がフォールドの谷を通るほぼ平面な面であって、ほぼ平面な両面が互いに平行である、請求項１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項１２】
誘電体スペーサが対応するフォールドを有し、これによって誘電体スペーサがほぼ円錐部分を有する、請求項１１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項１３】
内部導電体セグメントが周囲ハウジングの円筒状穴内で同軸をなす絶縁体によって各々支持されている、請求項１１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項１４】
内部導電体セグメントの一つとハウジング間で結合されたインダクタをさらに含む、請求項１１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項１５】
ハウジングの第１端と第２端の各々に同軸接続インターフェースをさらに含む、請求項９に記載のインラインコンデンサ。
【請求項１６】
インラインコンデンサを製造する方法であって、
各内部導電体セグメントが接合面を有する一対の内部導電体セグメントを形成するステップと、
接合面間に誘電体スペーサを配置するステップと、
を備え、
各接合面が接合面上に形成された対応するフォールドを有する方法。
【請求項１７】
誘電体スペーサをセラミック材料から形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
円筒状ハウジングを形成するステップと一対の内部導電体セグメントと誘電体スペーサをハウジング内に挿入するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
サージ素子を内部導電体セグメントの一つとハウジング間で結合するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ハウジングが二つの部分を有し、二つの部分が一端で互いにスエージングを介して一緒に結合される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
インラインコンデンサであって、
各内部導電体セグメントが接合面を有する一対の内部導電体セグメントと、
接合面間に配置されたセラミック誘電体スペーサと、
を備え、
各接合面が接合面上に形成された対応するフォールドを有し、
内部導電体セグメントおよび誘電体スペーサが、第１端と第２端で同軸結合インターフェースを有するハウジングによって同軸状に取り囲まれるインラインコンデンサ。
【請求項２２】
内部導電体セグメントの一つとハウジング間で結合されたサージ素子をさらに含む、請求項２１に記載のインラインコンデンサ。
【請求項２３】
フォールドが接合面間に横方向移動インターロックを形成する、請求項２１に記載のインラインコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してインラインコンデンサに関する。特に、本発明はコンパクトな同軸インラインコンデンサアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アンテナタワーを備えたトランシーバ機器と相互接続される同軸伝送線路のような電気ケーブルにはサージ抑制機器が設けられていて、例えば静電気放電および、または落雷衝撃に起因する電流サージを分散するための大地への電気経路を提供する。
【０００３】
インラインサージ抑制アセンブリは同軸ケーブルの内部導電体と外部導電体間の誘導コイルまたはスタブのような周波数選択短絡素子と組み合わされるのが一般的である。線路機器への低周波数および、または直流の通過を阻止するために、物理的なブレーキがインラインコンデンサの形態で挿入される。コンデンサ両端の高周波容量結合が、システムの所望作動周波数のみを通過させるように構成されている。
【０００４】
先行技術のインラインコンデンサアセンブリは、遮蔽筐体の空洞内にハンダ付けされるか接着取り付けによって取り付けられたセラミックディスクまたはＳＭＤセラミックチップのような従来の電子部品パッケージが利用されている。得られるアセンブリは制限された動力定格を有し、脆弱で、製造費用が高く、また、相当なインピーダンス不連続性を関連同軸線に導入する。特に、中心導電体にこの位置を維持することに依存している接着性ＳＭＤコンデンサは、装置を通過するＲＦパワーによって発生される高い作動温度のために軟化し変形される。いずれの位置変化も設計された容量に永久的に悪い影響を与える。
【０００５】
別の先行技術によるインラインコンデンサの解決策はコンデンサを二つの接合プラナーまたは円筒状ピン間の誘電体スペーサを内部導電体のソケット接合端部に挿入することによって所望の値のインラインに形成することである。これらの解決策から得られる容量はスペーサ材料の誘電率、空隙距離および接合面の表面積によって決定される。得られるモジュールはパワー処理能力、インピーダンス不連続性および寸法間の兼ね合いとなる。さらに、これらの解決策は内部導電体接合面の一致を維持するために相当な支持構造体を必要とする。
【０００６】
例えば、セルラー音声およびデータ通信アプリケーションのための単一同軸ケーブルによって搬送される多数の異なる同時周波数帯域の増加は、同軸サージ保護および、または直流バイアスアセンブリの主要素としてコンパクトで安価な高出力容量インラインコンデンサの要求を作り出した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電気ケーブル、コネクターおよび関連アクセサリ業界内の競争は、新材料および製造効率、被縮小設置条件および簡略化／専用部材総数の削減に起因する性能の改善と費用削減に焦点が当てられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明の目的は先行技術の欠点を克服する装置を提供することにある。
【０００９】
本出願の一部に組み込まれ、これを構成し、本発明の実施例を示す添付図面は上述した本発明の概略説明および次に示す実施例の詳細な説明と総合して本発明の原理を明らかにする働きをする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
インラインコンデンサアセンブリの例示的実施例を図１ａ〜６ｂに実証の目的で示しており、インラインコンデンサアセンブリは、ハウジング５および３の第１端と第２端で標準化雄結合インターフェースと雌結合インターフェース１を介してインライン結合するためのサージ抑制装置として示される。当業者はインラインコンデンサアセンブリが、広範な異なる目的のために同軸ケーブル直接結合インターフェースを含むいずれの所望の標準化または独占結合インターフェースを備えたＤＣブロック、ＤＣバイアス、帯域幅および、またはインターフェアレンスフィルター等のような付加要素および、または代用要素を代わりに容易に形成することができることを認識する。
【００１１】
内部導電体は誘電体スペーサ１１によって分離された接合端部を伴う二つの内部導電体セグメント７内に設けられる。本発明者はインラインコンデンサの容量値およびパワー処理容量を改善することは接合端部９の表面積を増大させることによって実現され得ることを認識している。従来装置の表面積を増大させるためには（それに関してコンデンサは働く）、周囲のアセンブリの全長および、または直径の増加が必要とされる。ところが、本発明では、接合面１５にフォールド１３を形成することによって、結果として得られるアセンブリの全長および、または直径の増加分なしに、表面積を増大できる。すなわち、本発明では、波形表面形状が、結果として得られるアセンブリの全体のサイズを、必要とされる対応する増加なしに、ないしは、最小限増大させるのみで、従来技術に比べて、表面積（それによるコンデンサ効果）を多大に増大する。
【００１２】
接合面１５のフォールド１３は突起部（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎｓ）、波形部（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎｓ）、ステップ部（ｓｔｅｐｓ）および、またはひだ部（ｒｉｄｇｅｓ）として形成することができる。例えば、図１ａ〜ｃで示したように、波形部の形状をなすフォールド１３は同心円で形成することができ、これらの波形部は共通の深さの山（ｐｅａｋｓ）と谷（ｖａｌｌｅｙｓ）を有し、誘電体スペーサ１１の波形部の山は前面１７と背面１９は互いに平行をなすほぼ平面な面で各々一致している。すなわち、誘電体スペーサが等しい深さのある対応フォールドを有しており、誘電体スペーサの前面と背面の各々が一対のほぼ平面な面と一致しており、一方がフォールドの山（ｐｅａｋ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を通る平面な面であり、また他方がフォールドの谷（ｖａｌｌｅｙ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を通るほぼ平面な面であって、ほぼ平面な両面が互いに平行である。接合面１５も同軸に、および、または内部導電体セグメント７の長軸に関して直角に形成されている。
【００１３】
接合面１５の直径、フォールド１３の数および各フォールド１３の深さは所望表面積に達するように各々調整できる。例えば、図１ａ〜ｃは複数の同心円波形を示しているが、図２ａ〜ｂは単一同心波形と波形深さの周縁リップを示している。先行技術によるプラナーインラインコンデンサと比較すると、接合面１５のフォールド１３によって可能となる接合面１５の被縮小外径は、等価表面積に対して、小径に形成されるべき周辺外方導電体および、またはハウジング２１を例えば相互接続同軸ケーブルの直径に等しいかまたはこれに接近させるように小さく形成し、アセンブリへのインピーダンス不連続性の導入を最少にすることができる。さらに、接合面１５の外周縁およびこれによって誘電体スペーサ１１は円形に形成して円形内部導電体に関してインピーダンス不連続性の発生を低減することができる。
【００１４】
接合面１５のフォールド１３もプラナー接合面に相当な改善が施されており、接合面１５のフォールド１３が内部導電体接合面間の横方向移動インターロックを提供して、内部導電体と筐体外部導電体またはハウジング２１間の絶縁体２３のような支持構造の必要寸法を低減している。
【００１５】
回転インターロック機能も図３ａ〜ｂに示すように例えば多角形等のような回転キーとして一つ以上のフォールド１３を形成することによってフォールド内に組み込むことができる。六角形状として示しているが、いずれの数の辺も適用できる。図４ａ〜ｂに示したように回転インターロックの別の形態では、フォールド１３は放射状に形成される。当業者は回転インターロックは突起部、リッジ、フォールドまたは、接合面１５間の回転を阻止する他の表面特徴として形成できることが理解できる。
【００１６】
図４ａ〜ｂもほぼ円錐状部分のある接合面１５を示している。図５ａ〜ｂはほぼ円錐状部分のある接合面１５の別の形態を示しており、接合面の同心フォールドが図１ａ〜図３ｂに示すような平面間ではなく段階として形成される。ほぼ円錐状接合面が接合面１５間の横方向移動インターロックを増加させる。
【００１７】
接合面の別の例を図６ａ〜ｂによって示す。ここでは接合面１５は、深さの変化する同心フォールド１３を有する。当業者はフォールド１３が異なる表面積範囲とインターロッキング特性を提供するように形成できることを理解する。同心フォールド接合面１５の形状は従来の金属加工（ｍｅｔａｌ  ｍａｃｈｉｎｇ）機器および、またはターニング機器によって容易に製造できるが、他の非同心および非ラジアル接合面フォールド形状も例えば突出部、グリッドまたは蜂の巣状パターンのように適用できる。これらの形状に対して、金属注入モールディングおよび、またはチキソトロピー金属モールディングのような従来の単一軸金属加工方法に代わるものは費用効果的に適用できる。
【００１８】
先行技術による円筒状および、または平行版状接合面インラインコンデンサは一般的に誘電体スペーサ１１の物質としてマイラーまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなプラスチックまたはポリマーが適用される。これらの物質は本発明のインラインコンデンサに適用して費用を最少化できるが、発明者は、誘電体スペーサ１１がセラミック誘電体材料以外で形成されておればパワー容量の相当な増大が達成できることを認識できる。セラミック誘電体の熱特性がパワー処理を改善し、より高い最高動作温度を許容する。セラミック誘電体スペーサ１１の別の有利な特性は、セラミック材料が圧縮および、または熱変形に対する抵抗性があることである。これによって、接合面間の所望の空隙、誘電体スペーサ１１の被選択厚みがより高い精密レベルに維持できる。さらに、セラミック材料は所与の厚みに対してより高い電圧破壊（ｈｉｇｈｅｒ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）を有し、従って、コンデンサの通弧破壊（ａｒｃ  ｔｈｒｕ  ｆａｉｌｕｒｅ）に対する電位（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低減する。
【００１９】
本発明のセラミック誘電体スペーサ１１は、誘電体スペーサをモールディングおよび、または機械加工することによって形成して被選択接合面と接合させることができる。
【００２０】
図１ａ〜６ｂに示したように、インラインコンデンサアセンブリの共通使用はサージ素子２７の付加物を介してのサージ抑制装置としてであり、ここではインダクタとして、すなわち、１／４波長短縮スタブとしても知られている所望作動周波数に対して特定波長を有するインダクタとして示される。サージ素子２７は内部導電体セグメント７の一つと外部導電体またはハウジング２１、すなわち、筐体側壁または他の接地接続部間に接続される。インダクタは十分な長さおよび、またはインダクタンス特性を備えたインダクタの適用を可能にする多ループを有するように示されるが、筐体ハウジング２１の総直径に対応させてあまりにも大きくする必要はない。あるいは、サージ素子２７はリニアスタブの形状にあるインダクタ、プラナーまたは螺旋渦巻状、渦巻変形またはループの形態のようないくつかの周知の形状に形成することができる。他の別のサージ素子２７はバリスタおよび、またはガス放電管を含む。インダクタの設計上の考察および製造方法は当技術分野において周知であり、またそれ自体ここでさらに詳しく述べない。
【００２１】
インラインコンデンサアセンブリの筐体ハウジング２１は永久スエージ形成相互接合部３１を備えた二つの接合部２９として示される。さらに、ハウジング２１の接合部２９は、接合部２９の相補的ねじ部のような代わりの接合手段またはさらに、単一内部一体型円筒状外部導電体要素として形成することができる。
【００２２】
肩部３３は各接合部２９の内径に形成され、内部導電体セグメント７をハウジング２１と同軸に保持する絶縁体２３に着座できる。肩部３３はまた最初に内部導電体セグメント７の各々を接合面１５に正しい空間をもたせて配置し所望の接合面１５に空隙を達成し、接合部２９が互いに接合するときに、誘電体スペーサ１１のいずれか側上に接合面１５の固定嵌めを達成するために使用される。
【００２３】
当業者は本発明によるインラインコンデンサが先行技術を相当改善し、この改善は潜在的に高められたパワー処理能力、増大された容量、横方向および、または回転方向内部導電体インターロッキング、インピーダンス不連続性の低減、アセンブリ全体の材料必要量の削減、アセンブリ全重量の低減およびアセンブリ全体の寸法の縮小を含む改善を示すことを理解する。
【００２４】
これまでの説明において、比率、整数、要素またはモジュールに関する言及は既知のものと同等であり、従ってこのような同等なものを個別に説明されるようにここでは組み込まれる。
【００２５】
本発明はこの実施例の説明によって図示し、また実施例は相当詳細に説明されているが、本出願人はこれに制限することを意図せず、すなわち、いずれにしても添付の特許請求項の範囲をこの詳細な説明に限定するものではない。付加的な利点および修正は当業者にとって容易に理解される。従って、本発明はより広範な態様の特定する詳細な説明、例示的な装置、方法および図示し説明した図示実施例に限定されない。従って、逸脱は出願人の全体的発明概念の精神または範囲から逸脱することのないような詳細な説明からなされる。さらに、改良および、または修正例は添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の範囲または精神から逸脱しないことを理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１ａ】等しい深さにある同心円フォールドを伴う接合端部を実証する本発明の例示的実施例の部分断面等角図である。
【図１ｂ】９０度で切欠いた内部導電体、誘電体スペーサおよび絶縁体の部分を伴う図１ａの別の部分断面等角図である。
【図１ｃ】図１ａの内部導電体接合端部および誘電体スペーサの分解等角図である。
【図２ａ】同心円フォールドを伴う接合端部を実証する９０度で切欠いた内部導電体、誘電体スペーサおよび絶縁体の部分を伴う本発明の例示的実施例の部分断面等角図である。
【図２ｂ】図２ａの内部導電体接合端部および誘電体スペーサの分解等角図である。
【図３ａ】同心多角形フォールドを伴う接合端部を実証する９０度で切欠いた内部導電体、誘電体スペーサおよび絶縁体の部分を伴う本発明の例示的実施例の部分断面等角図である。
【図３ｂ】図３ａの内部導電体接合端部および誘電体スペーサの分解等角図である。
【図４ａ】ラジアルフォールドおよび円錐外観を伴う接合端部を実証する９０度で切欠いた内部導電体、誘電体スペーサおよび絶縁体の部分を伴う本発明の例示的実施例の部分断面等角図である。
【図４ｂ】図４ａの内部導電体接合端部および誘電体スペーサの分解等角図である。
【図５ａ】段階形状および円錐外観をなす同心円フォールドを伴う接合端部を実証する９０度で切欠いた内部導電体、誘電体スペーサおよび絶縁体の部分を伴う本発明の例示的実施例の部分断面等角図である。
【図５ｂ】図５ａの内部導電体接合端部および誘電体スペーサの分解等角図である。
【図６ａ】不等深さの同心円フォールドを伴う接合端部を実証する９０度で切欠いた内部導電体、誘電体スペーサおよび絶縁体の部分を伴う本発明の例示的実施例の部分断面等角図である。
【図６ｂ】図６ａの内部導電体接合端部および誘電体スペーサの分解等角図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  接続インターフェース
３  第２端
５  第１端
７  内部導電体セグメント
９  接合端部
１１  誘電体スペーサ
１３  フォールド
１５  接合面
１７  前面
１９  背面
２１  ハウジング
２３  絶縁体
２７  サージ素子
２９  接合部
３１  スウージ形成相互接続部
３３  肩部
【図１ａ】
2008199002.tif 000003
【図１ｂ】
2008199002.tif 000004
【図１ｃ】
2008199002.tif 000005
【図２ａ】
2008199002.tif 000006
【図２ｂ】
2008199002.tif 000007
【図３ａ】
2008199002.tif 000008
【図３ｂ】
2008199002.tif 000009
【図４ａ】
2008199002.tif 000010
【図４ｂ】
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【図５ａ】
2008199002.tif 000012
【図５ｂ】
2008199002.tif 000013
【図６ａ】
2008199002.tif 000014
【図６ｂ】
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