(57)【要約】【課題】  従来技術の非効率性を克服する装置を提供すること。【解決手段】  インライン・サージ・サプレッサはボデーを有し、ボデーは２つの端の間に口径を有し、少なくとも１つのチャネルがボデーの中で口径を取り巻いて置かれている。内部導体は口径の中に置かれる。短絡要素は複数のセグメントを有し、前記複数のセグメントは、内部導体からチャネルと口径との間の延長溝を通って共通又は別個のチャネルの中へ延びる。セグメントは、各々のセグメントの遠位端の近くでチャネルへ結合される。【選択図】  図２
2007110716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インライン・サージ・サプレッサ装置であって、
口径を有し、相互に結合するように構成された第１の部分及び第２の部分から形成されたボデーと、
第１及び第２の部分の少なくとも１つが少なくとも１つの溝を有し、前記第１の部分及び第２の部分が相互に結合されたとき、前記少なくとも１つの溝が少なくとも１つの閉鎖チャネルを形成することと、
前記口径の中の内部導体と前記ボデーとの間で延びる短絡要素であって、前記内部導体から前記ボデーの中の対応する複数の延長溝を通って前記チャネルへ延びる複数の延長セグメントを有する短絡要素と、
各々の延長セグメントから前記チャネルに沿って延び、遠位端を有する屈曲セグメントであって、前記遠位端が前記ボデーへ電気的に接続されるコンタクトを有する屈曲セグメントと、
を備える装置。
【請求項２】
２つの延長セグメントが存在する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記２つの延長セグメントの各々から延びる前記屈曲セグメントが単一のチャネルの中に配列される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記延長セグメントが、単一のチャネルの中で相互から隔離されて相互にオーバラップする、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記２つの延長セグメントの各々から延びる前記屈曲セグメントの各々が、別個のチャネルの中に配列される、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記別個のチャネルが相互にオーバラップする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記延長セグメントが、相互から等距離で前記内部導体から径方向に突き出る、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記屈曲セグメントが、前記コンタクトを除いて電気的に絶縁される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記屈曲セグメントが内側又は外側へバイアスされることによって、前記屈曲セグメントが前記チャネルの中へ挿入されたとき、前記コンタクトが前記チャネルと電気的に接触するようにバイアスされる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記内部導体が誘電体によって分離されたブレークを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
インライン・サージ・サプレッサであって、
口径を有するボデーと、
前記ボデーの中にあって口径を取り巻くチャネルと、
口径の中に置かれた内部導体と、
前記内部導体から、前記チャネルと前記口径との間の延長溝を通って、前記チャネルの中へ延びる複数のセグメントを有する短絡要素と、
前記セグメントの各々が遠位端の近くで前記チャネルへ結合されることと、
を備える装置。
【請求項１２】
前記内部導体が、誘電体によって分離されたブレークを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記チャネルの中の前記セグメントの長さが、所望の周波数帯の中でリターンロスを最小にするように選択される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ボデーが、相互に結合するように構成された２つの部分から形成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記２つの部分が、ガスケットによって外界から密封されるねじ山を介して相互に結合する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記チャネルの中の前記セグメントが、前記遠位端を除いて前記チャネルから電気的に絶縁される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
インライン・サージ・サプレッサであって、
２つの端の間で延びる口径を有するボデーと、
口径の中で同軸に配置された内部導体と、
前記内部導体から、前記ボデー内の対応する複数の延長溝を通って、前記口径の周りのチャネルへ延びる複数のセグメントを有する短絡要素と、
前記口径が前記２つの端の間でほぼ一定の直径を有することと、
を備える装置。
【請求項１８】
前記短絡要素が、前記チャネルに沿って延びる屈曲セグメントを有し、各々の屈曲セグメントの遠位端が、前記チャネルと電気的に接触するコンタクトを有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記短絡要素が２つの延長セグメントを有し、前記２つの延長セグメントが前記内部導体から前記チャネルへ径方向へ延び、前記延長セグメントが共通軸を有するように形成された、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記チャネルの中の前記セグメントが、前記セグメントの遠位端を除いて前記チャネルから電気的に絶縁される、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
この出願は、２００５年１０月７日に提出された「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏａｘｉａｌ  Ｓｕｒｇｅ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ」と題する米国実用特許出願第１１／１６３，１８４号の利益を主張している。
【０００２】
本発明は、一般的に、同軸ケーブル及び伝送線のサージ保護に関する。更に具体的には、本発明は、同軸ケーブル又は伝送線とインラインで使用され、或る範囲の異なった周波数帯のために構成可能で、高電流容量を有するコンパクトなサージ・プロテクタに関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連技術の説明）
電気ケーブル、例えば、アンテナ塔の同軸伝送線は、サージ抑圧機器を備えてグラウンドへの電気通路を提供し、例えば、静電放電及び／又は雷撃から生じる電流サージを発散する。
【０００４】
従来技術の同軸抑圧機器は、典型的には、内部導体と外部導体との間に周波数選択短絡要素を組み込んだ。短絡要素は、周波数帯の中心周波数の約四分の一の長さであり、四分の一波長スタブとして知られる。したがって、動作帯域の中の周波数は、四分の一波長スタブから同相で反射して内部導体へ戻るように内部導体に沿って通過し、外部導体又はグラウンド接続へ発散されない。動作帯域の外側の周波数、例えば、雷撃からの低周波数サージは、反射しないでグラウンドへ結合され、下流側のコンポーネント及び機器への電気損傷が防止される。
【０００５】
所望される周波数帯に依存して、四分の一波長スタブの寸法を有する短絡要素は、数インチの必要寸法を有し、かなりの支持エンクロージャを必要とする。支持エンクロージャ及びサージ・サプレッサ・ボデーへの必要インタフェースを、サージ・サプレッサ・ボデーの単一の長手方向軸に沿って機械加工することができない場合、追加の製造コストが生じる。例えば、特許文献１で説明される従来技術の四分の一波長スタブ・サージ・サプレッサは、サージ・サプレッサ・ボデーの単一の長手方向軸に沿って大きく機械加工することができ、エンクロージャの中で短絡要素を渦巻きにすることによって必要なエンクロージャサイズを縮小する。しかし、短絡要素は、所望のサージ電流負荷を搬送するための十分な断面積を必要とするので、必要なエンクロージャは依然として比較的に大きく、必然的に外部導体の直径へかなりの変化を導入する。なぜなら、エンクロージャはサージ・サプレッサのボデーに沿って通されるからである。外部導体の直径変化は、挿入損を増加するインピーダンスの不連続性を導入する。
【０００６】
短絡要素の渦巻き態様は、短絡要素のインダクタンスを増加するインダクタ構造である。インダクタ構造の高周波磁界効果は、ストレート又は最小渦巻き四分の一波長スタブと比較して、短絡要素の全長の縮小を可能にする影響を周波数選択短絡要素のインピーダンスに与える。或る範囲の異なった渦巻きインダクタ短絡要素構成を機械加工又は曲げ加工によって精密に製造し、或る範囲の異なった周波数帯の各々のために最適化されたサージ・サプレッサを供給することは、サージ・サプレッサの結果のファミリへ著しい製造コスト及びリードタイムを付加する。
【特許文献１】本願と同じくＡｎｄｒｅｗ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって所有され、参照して全体を本明細書に組み込まれる、１９９９年１１月９日に発行されたＴｅｌｌａｓらの「Ｓｕｒｇｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ」と題する米国特許第５，９８２，６０２号。
【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、及び関連アクセサリ産業における競争は、製造効率の増大、設置要件の低減、及び単純化／離散的部品の全体数の縮小から生じるコスト削減に注意を集中してきた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、従来技術の非効率性を克服する装置を提供することである。
【０００９】
本明細書に組み込まれ、その一部分を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例証し、上記の本発明の概略的説明、及び下記の実施形態の詳細な説明と一緒になって、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１０】
発明者らは、改善された電流容量及び低減されたリターンロス特性を有するインライン・サージ・サプレッサを開発した。従来技術の単一渦巻きインダクタ短絡要素は、内部導体へ結合された２つのインダクタ・セグメント・ペアを有する短絡要素によって置換される。閉鎖ボデー（外部導体）のチャネルの中で、屈曲セグメントをイニシエートする前に、延長セグメントに沿って内部導体から離れるように短絡要素を延長することによって、外部導体の直径変化及び短絡要素と内部導体との間の寄生キャパシタンスは最小にされる。本発明に従ったインライン・サージ・サプレッサは、更に、顕著な製造効率を有する。なぜなら、短絡要素は打ち抜き加工されてよく、サージ・サプレッサ・ボデーのコンポーネントは、ボデーの単一長手方向軸に沿って旋回することによって製造されるように構成されてよいからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の例示的実施形態は、図１〜図４を参照して説明される。図１で示されるように、本発明に従ったサージ・サプレッサ１は、同軸ケーブルとインラインで使用され、各々の端に所望のケーブル又は同軸コネクタ・インタフェース３を有する。図２及び図３で示されるように、中空の中央口径７を有するサージ・サプレッサ・ボデー５は、相互に結合するように構成された相補的な第１及び第２の部分９及び１１から形成される。第１及び第２の部分９及び１１の結合は、例えば、Ｏリングのようなガスケット１５によって外界から密封されたねじ山１３を介して行われてよい。例えば、第１及び第２の部分９及び１１の１つに形成された溝１７は、第１及び第２の部分９及び１１が相互に結合されたとき閉鎖チャネル１９を形成する。
【００１２】
内部導体２１は、ボデー５の各々の端の間で絶縁体２３によって支持されて中空中央口径７の中で同軸に延びる。例えば、誘電体２７によって分離された内部導体２１の中のブレーク２５は、直接電流アイソレータとして適用されてよい。ブレーク２５における内部導体２１の各々の端の表面積及び適用される誘電体２７の厚さ及び誘電値は、所望される周波数帯の上の所望されるインピーダンス、例えば、５０オーム及び許容挿入損に適合する。
【００１３】
短絡要素２９は、電流サージの発生が予期されるブレーク２５の側で、ボデー５（外部導体）と内部導体２１との間に結合される。短絡要素２９のセグメントは、内部導体２１からボデー５へ向かって延び、少なくとも２つの延長セグメント３１は、好ましくは、内部導体２１の周りで相互から等距離に整列する。複数の延長セグメント３１が適用されるので、各々の延長セグメント３１の所望の電流レベルに必要な断面積は、通常の単一渦巻き短絡要素構成の少なくとも半分である。延長セグメント３１は、チャネル１９と口径７との間に形成された対応する延長溝３３を介して内部導体２１からチャネル１９内へ延びる。
【００１４】
延長セグメント３１は、チャネル１９へ入ると屈曲セグメント３５となり、チャネル１９の側壁から離れるか絶縁されてチャネル１９に沿って延びる。図４で示されるように、例えば、チャネル１９内で締まりばめの寸法を有するコンタクト３７が、各々の屈曲セグメント３１の遠位端で形成され、短絡要素をボデー５へ結合し、それによって外部導体へ結合する。必要な製造精度を低減するため、少なくとも屈曲セグメント３５が、コンタクト３７を除いて絶縁材料でコーティングされてよい。
【００１５】
例示的実施形態は、環状チャネル１９、及びチャネル１９内で結合する弧として形成された屈曲セグメント３５を示すが、チャネル１９が内部導体から任意の距離のところで（必要に応じて、サージ・サプレッサ・ボデー５の直径は対応して増加する）、及び所望の曲率を有するように、例えば、各々の延長溝３３から増加又は減少する半径を有するように形成されてよいことを、当業者は理解するであろう。同様に、チャネル１９は、各々の屈曲セグメント３１について１つの、ボデー５の中で相互にオーバラップする幾つかの別個のチャネル１９として形成されてよい。屈曲セグメント３１は、チャネル１９の側壁から等距離ではない構成でチャネル１９内に嵌め込まれてよい。例えば、屈曲セグメント３１は、増加又は減少する半径を有するように形成され、チャネル１９内に置かれたとき、コンタクト３７が、チャネル１９の外側又は内側の側壁に対して安全な電気接続でスプリング・バイアスされる。
【００１６】
各々の延長及び屈曲セグメント３１及び３５のペアの長さ、従って関連インダクタンスは、延長セグメント３１がチャネル１９へ入ったときにコンタクト３７で終端する最小の長さと、チャネル１９内で次の延長セグメント３１への少し短い距離に配置されたコンタクト３７を有する最大の長さとの間で、屈曲セグメント３５の長さを変えることによって調整可能である。複数の別個のオーバラップするチャネル１９が適用される場合、又は屈曲セグメント３５の２つの部分が相互に接触することなく配置される十分な幅のチャネルが適用される場合、最大屈曲セグメントの長さは更に伸ばされてよい。これらの範囲の中で、短絡要素は所望の周波数帯にわたって最小リターンロスを得るように同調されてよい。
【００１７】
屈曲セグメント３５の各々は、好ましくは、他の屈曲セグメントに関して対称であり、リターンロスを最小にする。なぜなら、それぞれの延長及び屈曲セグメント３１及び３５のペアによって形成されるインダクタの各々は、他のインダクタと並列の等価対称インダクタであるからである。本発明は延長及び屈曲セグメント３１及び３５の２つのペアを有する例示的実施形態で説明されたが、本発明の範囲の中で、所望に応じて３つ、４つ、又は５つ以上のペアが短絡要素へ適用されてよいことを理解すべきである。延長及び屈曲セグメント３１及び３５のペアの数を大きくすると、選択されたセグメント断面積の電流容量が大きくなる利点が得られる。
【００１８】
延長及び屈曲セグメント３１及び３５の各々のペアによって生成されるインダクタンスは、それぞれの屈曲セグメント３５に集中し、屈曲セグメント３５はチャネル１９内に閉鎖されるので、短絡要素の他の屈曲部分の間及び／又は従来技術の単一渦巻きインダクタ短絡要素サージ・サプレッサの内部導体に存在する寄生キャパシタンスは低減される。更に、電流搬送容量は、並列延長及び屈曲セグメント３１及び３５のペアの使用によって増加され、短絡要素を格納するために必要なボデー５の全体的サイズ要件を最小にする。更に、ボデー５の中で内部導体２１からチャネル１９を隔離することによって、ボデー５の長さに沿った外部導体の直径の変化を著しく低減することができ、それによって全体的にサージ・サプレッサ１の挿入損が低減される。
【００１９】
当業者は、本発明が、更に、インライン同軸サージ・サプレッサについて製造効率の顕著な改善を表すことを理解するであろう。本発明に従った容易に交換可能なサージ抑圧インサート２９は、従来の単一渦巻きサージ抑圧要素と比較して、増加したセグメント分離を有し、広範囲の異なった周波数帯について費用効果的打ち抜き加工プロセスによって或る範囲の異なった寸法の短絡要素の精密製造を可能にする。大多数のボデー特徴は環状であるから、単一の長手方向軸に沿った旋回は、大多数の必要なボデー製造作業を効率的に実行する。更に、特定の周波数帯に対する本発明のサージ・サプレッサは、オンデマンド引き渡しのために最小のリードタイムで迅速にアセンブルされ、事前にアセンブルされた周波数帯特定サージ・サプレッサの大きな在庫を不必要にする。更に、サージ・サプレッサが損傷するか、所望の動作周波数帯が変化した場合、現場で短絡要素２９を交換することができる。
【００２０】
上記の説明中に、公知の同等物を有する比率、整数、コンポーネント、又はモジュールが参照されている場合、そのような同等物は本明細書において個別に記載されたかのごとく組み込まれる。
【００２１】
本発明は、その実施形態の説明によって例証され、実施形態はかなり詳細に説明されたが、添付された特許請求の範囲を、そのような詳細へ制限又は限定することは、出願人の意図ではない。追加の利点及び修正は、当業者によって容易に想定されるであろう。したがって、本発明は、その広い態様において、具体的な詳細、代表的装置、方法、及び図示及び説明された例へ限定されない。したがって、出願人の概略的な発明の概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、そのような詳細からの逸脱が行われてよい。更に、下記のクレイムによって定義された本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、改善及び／又は修正が行われてよいことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の例示的実施形態の外部の概略側面図である。
【図２】図２は図１のＡＡ線に沿って切り取った概略側面図である。
【図３】図３は図１のＢＢ線に沿って切り取った概略端面図である。
【図４】図４は図２及び図３における短絡要素の概略端面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  サージ・サプレッサ
３  インタフェース
５  ボデー
７  口径
９  第１の部分
１１  第２の部分
１３  ねじ山
１５  ガスケット
１７  溝
１９  チャネル
２１  内部導体
２３  絶縁体
２５  ブレーク
２７  誘電体
２９  短絡要素
３１  延長セグメント
３３  延長溝
３５  屈曲セグメント
３７  コンタクト
【図１】
2007110716.tif 000003
【図２】
2007110716.tif 000004
【図３】
2007110716.tif 000005
【図４】
2007110716.tif 000006