絕緣線對及使用該線對的導引電纜的制作方法

專利名稱：絕緣線對及使用該線對的導引電纜的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種絕緣線對以及一種使用該線對的導引電纜。
通常，為了實現在可移動物體，如沿鐵軌或公路移動的運輸工具，與地面站之間的通信，要沿鐵軌或公路鋪設所謂導引或泄漏電纜，并且通過使由該導引電纜以適當程度泄漏的電磁場與移動體上所帶有的天線進行耦合，就可以實現雙向通信，以便相互傳遞和接收信息。
至于另外的場合，可以使電磁場不連續而間斷地由導引電纜泄漏，并且電磁場泄漏位置與地面站之間的距離可精確地加以測量和測定。然后，基于移動體對地面站所傳遞信號或由移動體所傳遞并通過導引電纜由地面站所接收信號的相位差的反應，可以精確地檢測和捕捉移動體與地面站的位置。
由于上述應用，所以也將導引電纜稱作移動體位置檢測導引電纜。
上述導引電纜具有如圖8所示構成，使得兩根由導體1和絕緣層2組成的絕緣導線3，3′按一個方向扭絞，從而形成絕緣線對4，并且電磁場耦合部分(打開部分)5沿絕緣線對4的長度以一定間隔形成，其中絕緣導線3，3′相互平行間隔。
由此形成的導引電纜7通常稱作扭絞線對型導引電纜。
如圖9(A)和9(B)所示，導引電纜7如此構成，使得由設置在基板8上的絕緣線對4所形成的導引線對可用帶與插入元件綁在一起，用以保持導引線對的形狀，并且保護導引線對免受外力，綁帶導引線對進一步可由外護層繞包，其外護層是由非金屬和非磁性(以便使電磁場有效泄漏)合成樹脂如聚烯烴或氯乙烯制成。
在電磁場耦合部分5的相對側上的導引電纜7的部分是電磁場非耦合部分6，其中絕緣導線3，3′是扭絞的，并且其中由于絕緣導線3，3′的扭絞效應使電磁場非耦合部分6與電磁場耦合部分5相比具有極小量的電磁場泄漏特性。
因此，如

圖10所示，當移動體的天線9沿導引電纜7移動時，天線的耦合輸出會在天線9靠近電磁場耦合部分5時變大，同時會在天線5靠近電磁場非耦合部分6時變小。
通常用以制造導引電纜7絕緣線對4的裝置如下。繞有絕緣導線3，3′的線軸安裝在旋轉饋送裝置上，由各線軸引出的絕緣導線3，3′通過導線導管導引到扭絞模具上同時轉動旋轉饋送裝置和各線軸。絕緣線對4通過被保持在牽引裝置的帶之間而由扭絞模具中拉出，同時停止轉動。以這種方式，就可以形成按一個方向扭絞的絕緣線對4，并且可以通過收線裝置的軸收起。
由收線裝置的軸所收起的絕緣線對4可以由該軸上拉出適當長度，并且將絕緣導線3，3′沿絕緣線對4的長度以一定間隔不扭絞，并且將其平行設置。通過平行加寬絕緣導線3，3′非扭絞部分相互之間的距離，就可以獲得電磁場耦合部分5。
然而，由于要將兩根絕緣導線3，3′加以扭絞以便制造絕緣線對4，所以使用絕緣線對4的常用扭絞線對型導引電纜7需要大的制造設備。還有，為了改善直接影響天線耦合輸出的絕緣導線3，3′扭絞間隔的精度，制造設備需要極高的精度控制。因此，存在設備大和運轉費用高的問題。
盡管使用了大規模的機械設備，仍然使通過沿絕緣線對4的長度以一定間隔不扭絞絕緣導線3，3′，將不扭絞部分平行設置，并且加大不扭絞部分相互之間平行的距離而得到的電磁場耦合部分5的操作成為很困難的操作，其仍需要大量的時間和人力。要在電磁場耦合部分5上精確地放置相互平行的絕緣導線3，3′也是困難的，絕緣導線3，3′會不均勻地扭絞并安置在電磁場耦合部分5和電磁場非耦合部分6之間的交界部分上。結果，將無法獲得高精確及穩定的電磁耦合。
特別是，由于扭絞絕緣線對4具有圓形截面并很可能會繞其軸轉動，很可能會使扭絞間隔在受到外力的情況下由于絕緣線對4繞其軸轉動而發生變化，同時絕緣導線4會被裝配成導引電纜。
再有，由于使用了具有圓形截面的絕緣導線3，3′，所以導引電纜7會具有較大厚度(高度)。因此，這種導引電纜7將不能放置在需要象地板表面、墻壁表面或窄電纜通道部分那么薄或細的位置上，并且只通過電磁屏蔽對應于導引電纜7的電磁非耦合部分6的部分來完全消除電磁場的泄漏是不可能的。
本發明正是基于上述問題作出的，其目的就是提供一種絕緣線對，其能夠用便宜的設備很容易地制造，并且用它可以獲得高精度及穩定的電磁耦合，以及使用該絕緣線對的導引電纜。
一種絕緣線對，其中絕緣線對成層狀，并且包括至少一薄膜狀絕緣體，其具有可固定到其表面或其內側上的具有特定形狀的一根或多根線狀導體。使用一個或多個絕緣線對的導引電纜，其中該電纜可以整體地或單一地制成，并且其最好是由外護層繞包。
按照本發明，提供一種絕緣線對，其中絕緣線對為層狀的，并且其由至少一薄膜形絕緣體組成，其具有一個或多個固定于其表面或其內側或嵌于其中的特定形狀的線狀導體。
按照本發明的另一方面，提供一種層狀絕緣線對，其特征在于，它包括許多相互疊置的薄膜形絕緣體，其每個絕緣體具有固定于其前面或其內側上的特定形狀的線狀導體。
采用上述結構，不會象現有技術的絕緣線對那樣使絕緣導線扭絞，線狀導體在層狀絕緣線對中不需要扭絞，由此免除了對于大規模制造設備以及對于高精度控制制造設備的控制設備的需要。
還有，不同于現有技術的絕緣線對那樣，不需要為提供電磁場耦合部分而將絕緣導線部分不扭絞并將不扭絞部分相互平行間隔的困難操作。再有，由于線狀導體可以很容易地精確地通過如粘接到薄膜形絕緣體上而加以固定，所以可以將線狀導體極為精確地相互平行地放置在電磁場耦合部分上，并且電磁場耦合部分與電磁場非耦合部分之間的邊界部分可以很容易地均勻制成。由此，可以獲得高精度穩定的電磁耦合。
再有，由于層狀絕緣線對既不繞其軸轉動，也不象現有技術的絕緣線對那樣需要扭絞，所以由扭絞節距的變化所引起的電磁耦合度的變化會較小。
上述層狀絕緣線對的設置使得許多薄膜狀絕緣體可以相互疊置，與層狀結構一樣可以獲得相同的效果，其中可將線狀導體固定到一絕緣體的相對表面上。
按照本發明的再一方面，要提供一種層狀絕緣線對，其包括薄膜狀絕緣體，其具有可固定到其前表面或其內側上的特定形狀的線狀導體。
因此，層狀絕緣線對具有簡單而精確尺寸的結構，其中形狀導體可固定到一絕緣體的相對側上。
最好是，每個導體包括許多分割或分離的導體，其最好是設置在矩形或圓形整個或外部截面上因此，其與單個大導體相比可以較細且容易彎曲。
進一步最好是，導線對的間隙沿縱向以一定間隔變化。因此，可以在線狀導體上很容易地形成電磁場耦合部分和電磁場非耦合部分。
更好是，將電磁屏蔽層與層狀絕緣線對中的導體緊密相接地以一定間隔地設置。因此，當將它們特別地安置在電磁場非耦合部分上時，可防止其電磁場的泄漏，使電磁場耦合部分和天線之間電磁耦合度與電磁場非耦合部分和天線之間的電磁耦合度之間的差異變大。
按照再一個優選實施例，線狀導體可這樣設置，使得其第一部分沿具有長周期的基本為四邊形的波路來安置，并且其第二部分沿與具有短周期的正弦波的正弦通路來安置。
最好是，線狀導體具有基本的圓形或矩形截面。
按照本發明，進一步提供一種使用按照本發明的一根或多根層狀絕緣線對所形成的導引電纜，其可整體地或成單元地形成，或其形成單一體并且最好由外護套繞包。因此，其與使用現有技術絕緣線對的導引電纜相比可以較細。因此，可以將這種導引電纜鋪設在地板表面或類似位置上，其中厚度要求減小。
按照優選實施例，線狀導體的第一部分對應于電磁場耦合部分，并且其中其第二部分對應于電磁場非耦合部分。
最好是，電磁屏蔽層以間隔地最好是與導引電纜中的外護層緊密相接地設置。因此，即使它們不與導線緊密相接地設置，也可以將對應于電磁不耦合部分的導線部分進行電磁屏蔽，用以完全防止電磁場的泄漏。因此，可以使電磁場耦合部分和天線之間的電磁耦合度與電磁場非耦合部分和天線之間的電磁耦合度之間的差異較大。換句話說，可以將對應于電磁非耦合部分的線狀導體部分進行電磁屏蔽，用以完全防止電磁場的泄漏。
本發明的這些和其它的目的、特征和優點將通過閱讀下列詳細的描述以及附圖而會更加清楚，其中圖1(A)-1(C)表示按照本發明第一實施例的層狀絕緣導線對，其中圖1(A)是正視圖，圖1(B)是沿1(A)的A-A所截的截面圖，和圖1(C)是沿1(A)的B-B所截的截面圖；圖2(A)和2(B)表示按照本發明的第二實施例的層狀絕緣導線對的兩根導體，其中2(A)是一根導體的正視圖，和圖2(B)是另一根導體的正視圖；圖3(A)-3(C)表示按照本發明第二實施例的層狀絕緣導線對，其中圖3(A)正視圖，圖3(B)是沿圖3(A)的C-C所截的截面圖，和圖3(C)是沿圖3(A)的D-D所截的截面圖；圖4是按照本發明第三實施例的層狀絕緣導線對的正視圖；圖5(A)-5(C)表示按照本發明第三實施例的層狀絕緣導線對，其中圖5(A)是截面圖，圖5(B)是沿圖5(A)的E-E所截的截面圖，和圖5(C)是沿圖5(A)的F-F所截的截面圖；圖6(A)和6(B)是截面圖，其表示導引電纜的第一實施例；圖7(A)是截面圖，其表示導引電纜的第二實施例，和圖7(B)是截面圖，其表示導引電纜的第三實施例；圖8是現有技術的絕緣導線對的正視圖；圖9(A)和9(B)是表示現有技術的絕緣導線對的正視圖和截面圖；圖10是曲線圖，其表示沿導引電纜縱向的天線耦合輸出。
下面參照附圖詳細地描述本發明的各實施例。
圖1(A)-1(C)是表示按照本發明的第一實施例的層狀絕緣導線對10A。
如圖1(A)所示，由實線和虛線b所示的線狀導體11，11′均為具有如圖1(B)和1(C)所示矩形截面的葉片。這些線狀導體11，11′可以采用特定的正弦方式分別固定地安置在絕緣體13的前面13a和后面13b上，如以薄膜的形式。
特別是，參照表示第二實施例的圖2(A)，對應于電磁場耦合部分15的線狀導體11的部分11a最好是沿具有長周期的基本為不規則四邊形波路固定地安置在絕緣體13的前面13a上，由此，對應于電磁場耦合部分14的線狀導體11的部分11b最好沿類似于具有短周期的正弦波形的正弦通路固定安置在前面13a上。
同樣地，參照圖2(B)，將對應于電磁場耦合部分15的線狀導體11′的部分11a′沿具有長周期的四邊形波路固定地安置在絕緣體13的后表面13b上，由此，使對應于電磁場非耦合部分14的線狀導體11′的部分11b′沿類以于具有短周期的正弦波的波路固定地安置在后面13b上。
線狀導體11，11′的的各部分11a，11b，11a′，11b′則安置在絕緣體13的前后表面13a，13b上，使得其相位相對于中心線c相互對稱地倒相。
通過將線狀導體11，11′插入模具中而嵌在絕緣體13的前后表面13a，13b中。然而，它們還可以通過粘接而粘在前后表面13a，13b上。
線狀導體11，11′的平面部分11a，11b，11a′，11b′可以固定到絕緣體13的前后表面13a，13b上，并且其完全不會象使用絕緣線3，3′的現有技術的絕緣線對4那樣扭絞。
在按照本發明第一實施例的層狀絕緣對10A中，當以垂直于薄膜形絕緣體13的平面的方向來看時，與使用絕緣線對4的現有技術導引電纜一樣，導體平行間隔的電磁場耦合部分15會沿絕緣導線對10A的長度以一定間隔提供，并且電磁場非耦合部分14則設置在相鄰的電磁場耦合部分15之間。
線狀導體11，11′的部分11b，11b′不象現有技術的絕緣線對4的電磁非耦合部分6中的絕緣導線3，3′那樣，其在電磁場非耦合部分14中是不扭絞的。然而，沿類似于具有短周期的正弦波的正弦通路所設置的部分11b，11b′相互靠近地疊置。因此，電磁場會在垂直于疊置部分11b，11b′厚度方向的方向上具有少量的泄漏。類以于現有技術的電磁非耦合部分6，電磁非耦合部分14具有極少量的電磁場泄漏特性。
圖2和3表示按照第二實施例的層狀絕緣線對10B。
在圖3(A)中用實線a和虛線b表示的線狀導體11，11′為具有矩形截面的葉片，如圖3(B)和3(C)所示。這些線狀導體11，11′采用特定的正弦方式分別以薄膜的形式固定地設置在絕緣體13的和絕緣體13′的前面13a和后面13b上。
特別是，如圖2(A)所示，對應于電磁場耦合部分15的線狀導體11的部分11a沿具有長周期的不規則四邊形波路固定地安置在絕緣體13的前面13a上，由此使對應于電磁場非耦合部分14的線狀導體11的部分11b沿類似于具有短周期的正弦波的正弦通路固定地安置在前面13a上。
同樣地，如圖2(B)所示，對應于電磁場耦合部分15的線狀導體11′的部分11a′沿具有長周期的四邊形波路固定地設置在絕緣體13′的后面13b上，由此使對應于電磁場非耦合部分14的線狀導體11′的部分11b′沿類似于具有短周期的正弦波的正弦通路固定地設置在后面13b上，線狀導體11，11′的各部分11a，11b，11a′，11b′設置在絕緣體13的前面13a和絕緣體13′的后面13b上使得其相位相對于中心線c相互對稱地倒相。
各線狀導體11，11′可通過粘接或類似的方法固定或粘接到各絕緣體13，13′的前面和后面13a，13b上。
線狀導體11，11′可通過粘接或類以的方法固定或粘接到一絕緣體13的前面和后面13a和13b上。
絕緣體13，13′可通過粘接或類似的方法粘接絕緣體13的后面13b和絕緣體13′的前面13a而相互粘接起來，以便形成單個絕緣體。
線狀導體11，11′的平面部分11a，11b，11a′和11b′可固定到絕緣體13的前面13a和后面13b上，并且其完全不會象使用絕緣導線3，3′的現有技術絕緣線對4那樣而是不扭絞的。
在按照第二實施例的層狀絕緣導線對10B中，當以垂直于絕緣體13，13′的方向來看它時，與使用絕緣線對4的現有技術的導引電纜一樣，電磁場耦合部分15，其中導體為平行間隔的，沿絕緣線對10B的長度以一定間隔地配置，并且電磁非耦合部分14則設置在相鄰電磁耦合部分15之間。
線狀導體11，11′的部分11b，11b′不象現有技術絕緣線對4的電磁非耦合部分6中的絕緣導線3，3′那樣，其在電磁場非耦合部分14中是不扭絞的。然而，沿類似于具有短周期的正弦波的正弦通路所設置的部分11，11b′相互靠近地疊置。因此，類以于現有技術的電磁非耦合部分6一樣，電磁場非耦合部分14具有極小量的電磁場泄漏特性。
圖4和5表示按照第三實施例的層狀絕緣線對10C。
層狀絕緣線對10C基本是這樣構成的，使得電磁場耦合部分15和天線9之間的電磁耦合程度與電磁場非耦合部分14和天線9之間的電磁耦合程度之間的差異變得較大，如，按照第一和第二實施例使用層狀絕緣線對10A，10B，可以使電磁場耦合部分15的耦合信號S與電磁場非耦合部分14的微小耦合信號(噪聲)N之間的差異較大。
特別是，可以將由導電或磁性材料或這些材料的復合材料制成的電磁屏蔽層20這樣設置，使得其可環繞在層狀線對10C的電磁場非耦合部分14上，或與電磁場非耦合部分14的相對面密封相接。采用這種方式，可以進一步防止電磁場由各電磁場非耦合部分14向外泄漏。
如果有必要，可將絕緣或加強層21設置或固定到各電磁屏蔽層20的外表面上。
雖然各電磁場耦合部分15由于其目的不帶有電磁屏蔽層20，但是在多個層狀絕緣導體層相互疊放的情況下，層20可以以一定方式提供，使得一層絕緣線對的電磁場耦合部分15與天線9的耦合不受到另一層絕緣線對的層20的干擾。在這種情況下，層20需要具有一定的尺寸和結構，使其不會引起上述干擾。
圖6(A)和6(B)是截面圖，其對應于圖3(A)和3(B)，其表示使用各層狀絕緣線對10A-10C所構成的電纜的實施例。應當注意的是，在兩個或多個層狀絕緣線對構成單一體的情況下，可以采用類似的結構。
保護層17可設置在層狀絕緣線對10A-10C的相對表面上，并且用外護層18繞在該組件上。
電磁屏蔽層20可以設置在外護層18上，以代替設置在電磁非耦合部分14上，并且就象在第三實施例中的一樣。
雖然在上述各實施例中線狀導體11，11′均為具有矩形或方形截面的片，但是它們還可以為具有單一圓形截面的導體，如圖7(A)所示。
如果線狀導體11，11′中的每個導體均為單一圓形截面的話，便可以很容易地將其以正弦方式精確地彎曲，并且可以很容易地將連接器端子與其相對的端部連接。
進一步地如圖7(B)所示，線狀導體11，11′的每個導體可以由具有小圓形截面的多個導體組成。
如果線狀導體11，11′的每個均由具有小圓形截面的多個導體組成的話，那么其厚度可以通過消除不必要的空間而減小，并且作為層狀絕緣線對的線狀導體11，11′抗彎曲的剛性會變小，結果便可以將形狀導體11，11′以正弦方式很容易地精確地彎曲。抗彎線狀導體11，11′在使用過程中由振動所引起的疲勞破裂也可以得到改善。
參考標號一覽表10A-10C 層狀絕緣線對11，11′ 線狀導體13，13′ 絕緣體13a 前表面13b 后表面14電磁場非耦合部分15電磁場耦合部分18外護層20電磁屏蔽層
權利要求
1.一種絕緣線對(10A，10B，10C)，其中絕緣線對成層狀，并且包括至少一薄膜狀絕緣體(13，21)，其具有可固定到其表面(13a)或其內例上的具有特定形狀的一根或多根線狀導體(11，11′)。
2.按照權利要求1的絕緣線對，其包括疊置放置的許多薄膜狀絕緣體(13，21)，每個絕緣體(13，21)具有可固定到其表面(13a)或其內側上的具有特定形狀的線狀導體(11，11′)。
3.按照上述權利要求中的一個或多個絕緣線對，其中每個導體(11，11′)包括許多分離導體，其最好是以矩形或圓形的整體截面來設置。
4.按照上述權利要求中的一個或多個絕緣線對，其中導線(11，11′)對的間隙將沿縱向在一定間隔(14，15)下改變。
5.按照上述權利要求中的一個或多個絕緣線對，其中電磁屏蔽層(20)是在一定間隔(14)下設置的，最好是與導體(11，11′)緊密相接。
6.按照上述權利要求中的一個或多個絕緣線對，其中線狀導體(11，11′)這樣設置，使得其第一部分(11a，11a′)沿具有最好是長周期的基本為四邊形的波路來設置，并且其第二部分(11b，11b′)沿類似于具有最好是短周期的正弦波的正弦通路設置。
7.按照上述權利要求中的一個或多個絕緣線對，其中線狀導體(11，11′)具有基本為圓形或矩形的截面。
8.使用按照上述權利要求中的一個或多個絕緣線對的導引電纜，其中該電纜可以整體地或單一地制成，并且其最好是由外護層(18)繞包。
9.按照權利要求8和權利要求6的導引電纜，其中線狀導體(11，11′)的第一部分(11a， 11a′)對應于電磁場耦合部分(15)，其中其第二部分(11b，11b′)對應于電磁場非耦合部分(14)。
10.按照權利要求8和9的導引電纜，其中電磁屏蔽層(20)以一定間隔(14)設置，其最好是與外護層(18)緊密相接。
全文摘要
一種層狀絕緣線對,可以廉價和容易地制造,且可獲得高精度穩定的電磁耦合,以及使用該層狀絕緣線對的導引電纜。層狀絕緣線對包括許多疊置放置的薄膜狀絕緣體,并且其每個絕緣體具有固定于其前表面或其內側上的具有特定形狀的線狀導體。層狀絕緣線對包括薄膜狀絕緣體,其具有固定于其前表面或其內側上的具有特定形狀的線狀導體。層狀絕緣線對包括電磁屏蔽層,其可以以一定間隔與導體緊密相接地設置。導引電纜包括一根或多根層狀絕緣線對,其可以制成單一體,并可以由外護層繞包。
文檔編號H01B7/08GK1182272SQ9712282
公開日1998年5月20日 申請日期1997年10月31日 優先權日1996年10月31日
發明者田村吉弘, 笹川柾男, 土崎良雄, 三田恭嗣 申請人:住友電裝株式會社