JP2002158515A

JP2002158515A - 導波管とその製造方法

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Publication number: JP2002158515A
Application number: JP2000350464A
Authority: JP
Inventors: Hideki Asao; 英喜浅尾; Yoshihiro Inoue; 能宏井上
Original assignee: INOTEKKU KK; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: INOTEKKU KK; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な形状で且つ高い寸法精度を有しなが
ら、安価に量産可能な導波管を製造する。【解決手段】低融点材料からなる所定形状の成形体(1
1)の周囲に少なくとも内面が導電性材料からなる被覆層
(９)を形成する。次いで上記成形体(11)を加熱溶融して
除去することにより、上記被覆層(９)の内方に所定形状
の空洞からなる導波路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマイクロ波
帯やその他の周波数帯の通信機器に用いられる、濾波器
や分波器用の導波管に関し、さらに詳しくは、複雑な形
状で且つ高い寸法精度を有しながら、安価に量産可能な
導波管とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロ波帯等の通信機器に用い
られる導波管分波器としては、例えば図６に示すよう
に、複数の濾波器(51・52)を共通導波管(53)に接続し、
各濾波器(51・52)はそれぞれ断面矩形状の空洞からなる
導波路(54)の中間部に複数対のアイリス(55)を備えたも
のが知られている。上記各アイリス(55)は、各対におけ
る間隙(56)や各対同士の設置間隔(57)を所定の寸法に設
定して、ハンダ付け等により接合されており、これによ
り、共通導波管(53)に入力された電磁波のうち所定の周
波数の電磁波のみが共振されて各濾波器(51・52)から取
り出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の導波管(50)
は、アイリス間の間隙や固定位置に誤差があると濾波や
分波される電磁波の周波数が偏位する虞れがある。この
ため、上記アイリス(55)のハンダ付け等による接合は高
い加工精度が要求され、例えばマイクロ波にあっては数
十μｍ単位の寸法精度が必要とされる。また、各アイリ
ス(55)をハンダ付け等により接合する構造上、接合箇所
から電磁波が漏れる虞れもある。このため上記導波管の
製作は極めて煩雑であり、加工に時間とコストがかかる
うえ、製品の歩留まりも低いという問題があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解消し、複雑な形状
で且つ高い寸法精度を有しながら、安価に量産可能な導
波管とその製造方法を提供することを技術的課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、例えば本発明の実施の形態を示す図１から
図５に基づいて説明すると、次のように構成したもので
ある。即ち、本発明１は導波管に関し、低融点材料から
なる所定形状の成形体(11)の周囲に少なくとも内面が導
電性材料からなる被覆層(９)を形成したのち、上記成形
体(11)を加熱溶融して除去することにより、上記被覆層
(９)の内方に上記所定形状の空洞からなる導波路(８)を
形成したことを特徴とする。

【０００６】本発明２は導波管の製造方法に関し、低融
点材料で形成した成形体(11)の周囲に少なくとも内面が
導電性材料からなる被覆層(９)を形成し、次いで上記成
形体(11)を加熱溶融して除去することにより、残存する
上記被覆層(９)の内側に導波路(８)を形成することを特
徴とする。

【０００７】

【作用】上記成形体の外面には、導波管の内面の複雑な
形状が形成してあり、この成形体の周囲に被覆層を形成
したのちこの成形体を加熱溶融して除去することによ
り、被覆層の内側に成形体の外面形状と同じ形状の空洞
が形成される。この空洞は少なくとも内面が導電性材料
からなり、しかも一体に形成されて溶接部などの接合箇
所がないことから、優れた導波路となる。上記成形体
は、上記導波路の複雑な形状を外面に形成すればよいこ
とから、容易に高い寸法精度で形成されるうえ、射出成
形や鋳造成形、機械加工等により安価に量産される。

【０００８】上記被覆層は、銅や銀、金などの導電性に
優れた金属でのメッキや、これらの金属を含む塗料での
塗装等により形成される。なお、内面に導電材料からな
る層が形成された後は、その上に形成される層は必ずし
も導電性に優れた材料を用いて形成する必要はなく、セ
ラミックス等を含む塗料での塗装等でもよい。

【０００９】また、上記被覆層のみでは十分な機械的強
度が得られない場合は、その外側に補強層を形成しても
よい。この場合、この補強層は金属材料を含む塗料等を
用いてもよいが、この補強層にまでは導電性が要求され
ない場合はセラミックスなど他の材料を用いることがで
きる。なお、この補強層は、上記成形体を除去したの
ち、上記被覆層の外面に形成してもよく、或いは、上記
被覆層の外面に補強層を形成したのち、上記成形体を加
熱溶融して除去してもよい。

【００１０】上記導波管は、内部に導波路を形成したも
のであればよく、従って、その周囲にアルミ合金等を鋳
込んでブロック状に形成したものであってもよい。この
場合、鋳造時に被覆層が変形することを防止するため、
上記成形体の除去はこの鋳造後に行うのが好ましい。な
お、上記成形体の融点は、通常、上記金属材料の融点よ
りも低いことから、上記鋳造時に被覆層内の成形体が溶
けて液化する虞れがある。そこで、この成形体が液化し
ても被覆層の外部へ流出せぬように、上記被覆層は成形
体の周囲全体を被覆し、成形体の周囲を密封しておくの
が好ましい。成形体が液化しても被覆層を内部から支持
できるからである。この場合、鋳造後に成形体を除去す
るには、上記鋳造後に被覆層の一部を除去して成形体を
露出させたのち、加熱溶融して除去される。

【００１１】上記成形体は低融点材料で形成されておれ
ばよく、例えば低融点金属等で構成することも可能であ
るが、量産の容易さを考慮すると射出成形可能な合成樹
脂で形成するのが好ましい。特に、上記成形体を導電性
合成樹脂で形成した場合には、加熱溶融による除去の際
に成形体の一部が被覆層の内側に僅かに残存しても導波
性能を阻害する虞れがない。従って、成形体を完全には
除去する必要がないので除去作業が容易となり、好まし
い。これらの導電性合成樹脂としては、導電性高分子を
用いてもよいが、ＡＢＳ樹脂やポリアミド樹脂などの合
成樹脂に炭素繊維やグラファイト、カーボン粉末、金属
粉末などの導電性材料を混合し分散したものを用いても
よい。特に炭素繊維やグラファイトを用いた場合には、
合成樹脂の寸法安定性が優れているので、射出成形等に
より寸法精度の高い成形体を得ることができ、一層好ま
しい。

【００１２】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明する。図１から図４は本発明を導波管分波器に適
用した第１施形態を示し、図１は導波管分波器の一部を
破断した斜視図、図２は周囲の被覆層を一部破断した成
形体の斜視図、図３は上記成形体を鋳造金型内に配置し
た状態を示す断面図、図４は鋳造金型から取り出した上
記鋳造品の一部破断平面図である。

【００１３】図１に示すように、この導波管分波器(１)
は２つの濾波器(２・３)が共通導波管(４)に接続されて
おり、各濾波器(２・３)の内面には一対のアイリス(５
・５)間に所定の間隙(６)を形成しながら、複数対のア
イリス(５…)を所定の間隔(７)を設けてそれぞれ導波路
(８)の周壁から一体に突設してある。上記各濾波器(２
・３)や共通導波管(４)の導波路(８)は、周壁が銅や
金、銀などの導電性に優れたメッキ層とその外側の塗布
層とからなる被覆層(９)で形成されており、この被覆層
(９)の外側に、アルミ合金材料(10)を鋳込んでブロック
状に形成してある。

【００１４】次に、上記導波管分波器(１)の製造方法に
ついて説明する。最初に、図２に示すように上記導波路
(８)と同じ形状の成形体(11)を形成し、この成形体(11)
の周囲に上記導電性に優れたメッキ層(12)を形成する。
そして、このメッキ層(12)の外側に、銅粉等を含む導電
性塗料を塗装して塗布層(13)を形成し、この塗布層(13)
と上記メッキ層(12)とで前記被覆層(９)を構成する。な
お、この被覆層(９)は上記成形体(11)の周囲を完全に覆
う状態に形成されている。

【００１５】上記成形体(11)は、その外面形状がそのま
ま上記導波路(８)の形状となることから、例えば数μｍ
単位の高い寸法精度で成形しておく必要があり、射出成
形時の収縮率が少ない樹脂を用いるのが好ましい。通
常、融点が１５０〜２５０℃の低融点の導電性合成樹脂
材料、例えばＡＢＳ樹脂やポリアミド樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂等に、炭素繊維やグラファイト等の導電性粉
末材料を混合した合成樹脂材料で射出成形することによ
り得られる。なお、上記導電性粉末材料は、上記合成樹
脂材料の比抵抗を１０⁷Ω・ｃｍ以下とするために添加
されるが、添加量を多くし過ぎると成形性が低下する。
このため、上記導電性粉末材料の添加量は３〜３０重量
％程度とするのが好ましい。

【００１６】上記メッキ層(12)と塗布層(13)とからなる
被覆層(９)は、機械的強度を得るため１０μｍ以上の厚
さに形成するのが好ましい。但し、上記メッキ層(12)
は、厚くし過ぎると成形体(11)から剥離し易く、所定形
状に保持し難くなることから、３０μｍ程度以下に形成
するのが好ましい。なお、本発明の上記被覆層(９)は、
メッキ層(12)と塗布層(13)のいずれか一方のみで形成し
てもよく、また、メッキ層(12)と塗布層(13)との少なく
ともいずれか一方を複数回繰り返して形成してもよい。

【００１７】次に、上記被覆層(９)で覆われた成形体(1
1)は、図３に示すように、鋳造金型(14)内の中間部に配
置され、成形体(11)の端部(15)を鋳造金型(14)の肉壁内
に突入させた状態でキャビティ(16)内に配置される。そ
して、上記キャビティ(16)内にアルミ合金材料の溶湯が
注入され、このアルミ合金材料と上記被覆層(９)とが一
体に形成される。このとき、上記成形体(11)は融点が低
いため、溶湯の高温で液化するが、成形体(11)が被覆層
(９)で完全に覆われているため外部へ流出することがな
い。このため、上記被覆層(９)はこの成形体(11)に常時
支持されており、鋳造中に上記溶湯の注入力等を受けて
も変形する虞れがない。

【００１８】上記鋳造工程を終えると、図４に示すよう
に、上記鋳造金型(14)から鋳造品(17)が取り出される。
そして、アルミ合金材料(10)から突出している成形体(1
1)の端部(15)が切断されたのち、加熱により成形体(11)
が溶融され、上記切断端面から流し出される。このと
き、成形体(11)の融点よりも高温の熱風を吹き込むこと
により、成形体(11)を溶融させながら風圧で容易に取り
出すことができる。上記成形体(11)の取出しにより、被
覆層(９)の内方に成形体(11)の外面形状を型取りした空
洞からなる導波路(８)が形成され、図１に示す導波管分
波器(１)となる。なお、成形体(11)の除去の際に、成形
体(11)を構成する合成樹脂の一部が導波路(８)の内面に
残存する場合が考えられるが、その残存量は例えば厚さ
が数μｍ以下と微量であり、しかもこの残存物は導電性
があるため、導波性能に悪影響を及ぼす虞れがない。

【００１９】上記導波路(８)の周壁は、銅等のメッキ層
(12)で構成されることから、導電性に優れているうえ、
表面が平滑で組織が緻密であり、しかも上記メッキ層(1
2)の内面には成形体(11)の形状が正確に型取りされるの
で、導波路(８)の寸法精度を高くすることができる。一
方、上記被覆層(９)の周囲に鋳込まれるアルミ合金材料
(10)は、この鋳造により被覆層(９)と良好に一体化して
いるうえ、導波路(８)に直接面することが無いので、鋳
造時にピンホール等を生成しても導波管分波器(１)の導
波性能に悪影響を及ぼす虞れがない。

【００２０】上記実施形態では、被覆層の周囲にアルミ
合金材料を鋳込む場合について説明したが、本発明の導
波管は上記被覆層が機械的強度等を備えている場合に
は、その周囲に金属材料を鋳込むことは必ずしも必要な
く、被覆層の内方の成形体を溶融除去して被覆層のみで
導波管を構成してもよい。しかしながら、被覆層のみで
は機械的強度が不足する場合には、図５に示す第２実施
形態のように、被覆層(９)の周囲に補強層(18)を形成し
たものであってもよい。さらにこの補強層(18)の周囲
に、上記第１実施形態と同様、金属材料を鋳込むことも
可能である。なお、この補強層(18)は成形体を溶融除去
する際に熱変形しない程度の耐熱性があればよく、金属
材料のほか、セラミックス、耐熱性樹脂等を用いること
ができる。

【００２１】上記各実施形態では、本発明を導波管分波
器に適用した場合について説明したが、本発明は内部に
空洞を備えた導波管であれば分波器以外にも適用するこ
とができる。また、本発明の導波管の製造に用いる、成
形体や被覆層、鋳造用金属等の材料は、上記実施形態の
ものに限定されないことは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され作用する
ことから、次の効果を奏する。

【００２３】(１)導波管内の導波路は、成形体の外面に
被覆層を形成して成形体を溶融除去するだけで形成で
き、前記従来技術のようにアイリスを溶接するなど導波
管の内面を直接加工する必要がないことから、複雑な形
状であっても高い寸法精度に形成することができる。

【００２４】(２)上記複雑な形状は成形体の外面に形成
すればよいことから、射出成形や鋳造成形、機械加工等
により容易に製作でき、しかもこの成形体にメッキや塗
装等により上記被覆層を形成するだけでよいことから、
寸法精度の高い導波管を安価に量産することができる。

【００２５】(３)上記被覆層の内面が導電性材料からな
り、しかも各アイリス等が一体に形成されることから、
前記従来技術のような電磁波の漏れる虞れのある接合箇
所を少なく或いは無くすことができ、濾波性能や分波性
能などの導波性能を良好にすることができる。

【００２６】(４)上記被覆層の外面に補強層を形成した
場合には、機械的強度が高まるので上記成形体を除去す
る際に被覆層の変形等を防止できるうえ、上記補強層は
導波路に面しないことから導電材料で形成する必要がな
く、セラミック材料や合成樹脂材料など容易に形成で
き、安価に実施することができる。

【００２７】(５)上記被覆層の周囲に金属材料を鋳込ん
だ場合には、上記成形体を除去する際に被覆層の変形等
を防止できるうえ、全体がブロック状に形成されるの
で、導波管と他の機器との接続など、取り扱いを容易に
することができる。

【００２８】(６)上記成形体を合成樹脂で形成した場合
には、この成形体を射出成形等により高い寸法精度で容
易に量産でき、安価に実施することができる。

【００２９】(７)上記成形体を導電性合成樹脂で形成し
た場合には、成形体の除去の際に被覆層の内面に成形体
の一部が僅かに残っても、この残存部に導電性があるの
で導波性能を阻害する虞れがないことから、成形体の除
去作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示し、導波管分波器の一部
破断斜視図である。

【図２】被覆層を一部破断した成形体の斜視図である。

【図３】成形体を鋳造金型内に配置した状態を示す断面
図である。

【図４】鋳造金型から取り出した鋳造品の一部破断平面
図である。

【図５】本発明の第２実施形態を示す、導波管分波器の
一部破断平面図である。

【図６】従来技術を示す、導波管分波器の一部破断斜視
図である。

【符号の説明】

１…導波管(導波管分波器)、８…導波路、９…被覆層、 10…金属材料(アルミ合金材料)、 11…成形体、 18…補強層。

フロントページの続き (72)発明者井上能宏兵庫県川辺郡猪名川町紫合字神子ケ谷11− １株式会社イノテック内Ｆターム(参考） 5J006 JA01 JB02 LA25 NA09 ND01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低融点材料からなる所定形状の成形体(1
1)の周囲に少なくとも内面が導電性材料からなる被覆層
(９)を形成したのち、上記成形体(11)を加熱溶融して除
去することにより、上記被覆層(９)の内方に上記所定形
状の空洞からなる導波路(８)を形成したことを特徴とす
る、導波管。
【請求項２】上記被覆層(９)の外面に補強層(18)を形
成した、請求項１に記載の導波管。
【請求項３】上記被覆層(９)の周囲に金属材料(10)を
鋳込んでブロック状に形成した、請求項１に記載の導波
管。
【請求項４】低融点材料で形成した成形体(11)の周囲
に少なくとも内面が導電性材料からなる被覆層(９)を形
成し、次いで上記成形体(11)を加熱溶融して除去するこ
とにより、残存する上記被覆層(９)の内側に導波路(８)
を形成することを特徴とする、導波管の製造方法。
【請求項５】上記成形体(11)を除去したのち、上記被
覆層(９)の外面に補強層(18)を形成する、請求項４に記
載の導波管の製造方法。
【請求項６】上記被覆層(９)の外面に補強層(18)を形
成したのち、上記成形体(11)を加熱溶融して除去する、
請求項４に記載の導波管の製造方法。
【請求項７】上記被覆層(９)の周囲に金属材料(10)を
鋳込んだのち、上記成形体(11)を溶融除去する、請求項
４に記載の導波管の製造方法。
【請求項８】上記成形体(11)を合成樹脂で形成した、
請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の導波管の
製造方法。
【請求項９】上記成形体(11)を導電性合成樹脂で形成
した、請求項８に記載の導波管の製造方法。