JPH05304405A - 同軸型誘電体共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、洗浄等の作業性を向上させ、生産
性に優れ、高品質で過激なヒートサイクル下でも共振器
にクラックやクレーズを生ぜず共振周波数の劣化を生じ
させず耐久性に優れた低原価で量産性に適した同軸型誘
電体共振器の提供を目的とする。 【構成】 本発明の同軸型誘電体共振器は、中空状の誘
電体１と、誘電体１の外周面を被覆する外部導体３１
と、外部導体３１と連設し誘電体１の一端面を被覆する
短絡導体４と、短絡導体４と連設し誘電体１の内周面を
被覆する内部導体２と、誘電体１の開放端より内部導体
２の内周孔５１に装着されるターミナル６と、を備えた
同軸型誘電体共振器であって、ターミナル６が金属製の
板状物で形成され、及び／又はターミナル６の内周孔５
１の挿入部７に略円形，楕円形等の中抜き加工部８が形
成された構成からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波帯で用いられる同
軸型誘電体共振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、同軸型誘電体共振器は各種通信機
器・測定機器等の電子機器に広く利用されている。この
同軸型誘電体共振器として特開昭５９−１４４２０３号
公報が知られている。

【０００３】以下に従来の同軸型誘電体共振器について
説明する。図５は従来の同軸型誘電体共振器のターミナ
ルを外した状態を示す斜視図であり、図６はターミナル
を挿着した状態の同軸型誘電体共振器の断面図である。

【０００４】１は中空状に形成された誘電体、２は誘電
体１の内周面を被覆する内部導体、３は誘電体１の外周
面を被覆し内部導体２と略同軸状に形成された外部導
体、４は誘電体１の１端面を被覆し内部導体２と外部導
体３を接続する短絡導体、５は内部導体２の内周孔、１
５は短絡導体４の被覆端面とは反対の端面の内部導体２
の内周孔５に挿入されて電気的に接続するターミナル、
１６は外部接続用の端子、１７は内部導体２の内周孔５
よりも大きい径に形成されターミナル１５を内部導体２
内に挿入する際に挿入しすぎを防止するストッパ、１８
は内部導体２と導電性接着剤や半田等によって固着され
電気的に接続する内部導体接続部である。

【０００５】以上のように構成された従来の同軸型誘電
体共振器について、以下その動作を説明する。

【０００６】ターミナル１５の直径が内部導体２の内周
孔５の直径と略等しく、かつ内部導体接続部１８の長さ
が誘電体１の長さに対して十分短く、このターミナル１
５の端部のストッパ１７が内部導体２の内周孔５より大
きいために、ターミナル１５の挿着固定が行えるので共
振周波数の変化にともなう誘電体の長さの変化や帯域濾
波器とした場合挿入固定の長さを容易に調整できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、内部導体接続部は内部導体との良好な導通
を図るため且つ端子が同軸型誘電体共振器のほぼ中央に
位置するように内部導体接続部の径は内部導体の内周孔
の径とほぼ同じ径にて形成されており、かつ、ストッパ
が誘電体の開放端面に蓋をした状態なので、導電性接着
剤等によるターミナルと内部導体との接続作業が大変面
倒で作業性に欠け生産性を落とすという問題点があっ
た。また、内部導体接続部と内部導体の接触面積が広い
ので温度変化によりターミナルが熱膨張し誘電体にクラ
ックやクレーズを発生させるという問題点があった。ま
た、このような同軸型誘電体共振器は温度差の大きいヒ
ートサイクルを加えると、共振周波数が変化し信頼性に
欠けるという問題点を有していた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、洗浄等の作業性を向上させ、生産性に優れ、高品質
で過激なヒートサイクル下でも誘電体共振器にクラック
やクレーズを生ぜず共振周波数の劣化を生じさせず耐久
性に優れた低原価で量産性に適した同軸型誘電体共振器
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１の同軸型誘電体共振器は、中空状の
誘電体と、前記誘電体の外周面を被覆する外部導体と、
前記外部導体と連設し前記誘電体の一端面を被覆する短
絡導体と、前記短絡導体と連設し前記誘電体の内周面を
被覆する内部導体と、前記誘電体の開放端より前記内部
導体の内周孔に挿着されるターミナルと、を備えた同軸
型誘電体共振器であって、前記ターミナルが金属製等の
板状物で形成され、及び／又は前記ターミナルの前記内
周孔への挿入部に略円形，楕円形等の中抜き加工部が形
成された構成を有している。

【００１０】請求項２の同軸型誘電体共振器は、請求項
１において、前記中抜き加工部の一部が切欠かれた構成
を有している。

【００１１】請求項３の同軸型誘電体共振器は、請求項
１又は２のいずれかにおいて、前記内部導体が複層から
なり誘電体側が銅層、その表面に半田層が形成され、か
つ、前記ターミナルの少なくとも前記挿入部の前記内周
孔当接面の表面に半田層が形成された構成を有してい
る。

【００１２】

【作用】この構成によって、ターミナルを誘電体に挿着
するときはターミナルが金属製なので容易に弾性変形し
て誘電体の内周孔に挿入することができる。また、挿入
後はその復元力によりターミナルは誘電体の内部導体に
強固に固定される。ターミナルは板状体なので内部導体
との間隙部から容易に半田付け等で固着させることもで
きる。また、その間隙部から筒の内部に導電性接着剤を
容易に充填することもできる。

【００１３】ヒートサイクルによりターミナルが熱膨張
しても中抜き加工部により応力を緩和することができる
ので内部導体等に物理的変形を生じさせ誘電体にクレー
ズ等を発生させることを防止できる。

【００１４】

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明の第１実施例の同軸型誘電体
共振器の斜視図であり、図２はその断面図である。

【００１６】１は誘電体、２は内部導体、４は短絡導体
であり、これらは従来例と略同様なものなので同一の番
号を付し説明を省略する。

【００１７】３１は円形，楕円形，多角形等の用途に応
じて形成される誘電体１の外表面を被覆する外部導体、
５１は円形，楕円形，多角形等の用途に応じて形成され
る誘電体１の内周表面を被覆する内部導体２の内周孔、
６は燐青銅，ベリリュウム銅又はベリリュウム鋼等の導
電性合金等の金属板からなるターミナル、７はターミナ
ル６の内周孔５の挿入部、８は挿入部７の中央部に円形
や楕円形又は略多角形等の形状に打抜き加工された中抜
き加工部である。

【００１８】ターミナル６の挿入部７の形状は円形，楕
円形，卵形等の形状で内部導体２の内周孔５に挿入し易
いように外側部が流線状に形成されているものであれば
よい。中抜き加工部８は撓み易く弾性に富む形状であれ
ば丸形，楕円形又は卵形等の形状であればよい。

【００１９】挿入部７の弾性復元力は、挿入部７の外側
形状と中抜き加工部８の楕円等の曲率や離心率等により
調整される。従って、ターミナル６の形状寸法を適切に
選ぶことにより、内周孔５１の様々な形状や大きさに適
用することができる。

【００２０】以上のように構成された第１実施例の本実
施例の同軸型誘電体共振器について、以下その動作を説
明する。

【００２１】ターミナル６を誘電体１の内周孔５１に治
具等を用いて弾性変形させながら挿入しその治具を取り
外すと、その弾性復元力により誘電体１の内部導体に固
定され、電気的に接続される。更に、固定されている時
の強度は、上記のようにターミナル６の形状寸法を調整
することにより、容易に調節することができる。

【００２２】そしてこの状態にて半田、導電性接着剤に
よってターミナル６と内部導体２とをより強固に固定す
ることもできる。

【００２３】（実施例２）以下本発明の第２実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００２４】図３は本発明の第２実施例の同軸型誘電体
共振器の断面図である。第２実施例の同軸型誘電体共振
器は、中抜き加工部８の底部に切欠部９が形成されてい
る点で第１実施例のものと異なる。

【００２５】切欠部９を形成することにより、ターミナ
ル６と内部導体２の固定強度を決める弾性復元力の大き
さを、よりきめ細かく調整することができる。例えば、
共振器の小型化に伴って内部導体２の径も今後ますます
小さくなっていくことが予想されるが、この時、ターミ
ナル６もまた小型化して行かなくてはならない。このよ
うに、ターミナル６の形状寸法が小さくなってくると、
第一の実施例における楕円形状のターミナルが中抜き加
工部８の寸法をある一定の大きさ以下に小さくすること
は難しくなり、弾性復元力を適切な値に設定することが
できなくなってしまう恐れがある。そこで、中抜き楕円
形状の一部を切り欠くことにより、ターミナル６の弾性
変形が小さな外力に対しても容易に発生するようにし、
小型化した共振器に対しても所望の弾性復元力が得られ
るようにしたものである。

【００２６】なお、内部導体２、外部導体３１の誘電体
１に近い第１層を銅、第２層を半田で処理された同軸型
誘電体共振器とし、これに表面が半田メッキ処理された
ターミナルを挿入し、次いで誘電体共振器を半田溶融温
度まで加熱し、内部導体２とターミナル６が半田の合金
層により電気的、機械的に接合された構造としてもよ
い。本発明によれば内部導体２とターミナル６の挿入部
７の接触面が狭いため内部導体２に与える影響は極めて
小さくすることができる。

【００２７】また、内部導体２の内面にターミナル６が
弾力をもって接触しているので、ヒートサイクルの影響
をターミナル６が吸収できる。更に、内部導体２の内面
に対して空間を有しているので放熱を容易に行うことが
できる。

【００２８】更にターミナル６を挿入した後、内部導体
２とターミナル６との電気的接続をもターミナル６が平
板なので極めて容易に行うことができる。

【００２９】（実施例３，４）以下本発明の第３，第４
実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００３０】図４（ａ）は第３実施例、図４（ｂ）は第
４実施例の同軸型誘電体共振器の断面図である。

【００３１】第１実施例と異なるのは内部導体２に段差
部１０を形成し大径部と小径部の内周孔が形成され、タ
ーミナルをその内周孔のいずれにでも固着できるように
した点である。

【００３２】ターミナル６は内部導体２の大径端の内周
孔５１ａ内に挿入されている。この時、ターミナル６を
内部導体２の大径内周孔５１ａ面に接続するか、小径内
周孔５１ｂ面に接続するかは、誘電体共振器の外径寸
法、特に大径端から段差１０までの長さによって異なる
が、この長さが短いときは一般的に大径内周孔５１ａ面
に接続し、長いときは小径内周孔５１ｂ面に接続するよ
うにしてもよい。

【００３３】以上のように構成されているので、同軸型
誘電体共振器の大小にかかわらずターミナル６を最適の
状態で内部導体２に電気的に接続できる。また、温度差
の大きいヒートサイクルを受けてもターミナル６の膨張
による内部導体２への応力はターミナル６の中抜き加工
部８の撓み等により吸収されるので内部導体２を変形さ
せることもなく耐久性を著しく高めることができる。

【００３４】次に、ヒートサイクルの影響について確認
試験を行った。試料として第１実施例のものと、市販の
図５に示す従来品を各々５個ずつ準備した。

【００３５】試験方法は、各同軸型誘電体共振器を−４
０℃の環境に３０分間放置し、その後＋８５℃に温度を
上昇させ、３０分間放置して１サイクルとし、これを繰
り返し行い、共振周波数の変化を測定した。その結果図
７（ａ）（ｂ）に示した。図７（ａ）は第１実施例の同
軸型誘電体共振器の共振周波数のヒートサイクル依存性
を示す図、図７（ｂ）は従来例の同軸型誘電体共振器の
共振周波数のヒートサイクル依存性を示す図である。
尚、図中横軸はヒートサイクルの回数、縦軸のΔｆは共
振周波数の変化を示している。

【００３６】図７（ａ）からわかるように、第１実施例
の試料は最も周波数の変化が大きいサンプルにあっても
±０．１ＭＨｚ程度しか共振周波数が変化していない。
これに対して、図７（ｂ）から明らかなように従来品は
最も周波数の変化の大きいサンプルにあっては＋４ＭＨ
ｚ近く共振周波数が変化し、最も周波数の変化の小さい
サンプルでも＋２．６ＭＨｚの共振周波数の変化が認め
られた。

【００３７】この結果、本実施例のものは従来品に比し
共振周波数の安定性は数十倍以上有し、その分耐久性が
優れていることがわかる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明は、ターミナルが平
板状でかつその挿入部が楕円又は円形等に中抜き加工さ
れているので、内部導体内への装着も挿入部を弾性変形
させることにより極めて容易に行うことができ、かつそ
の復元力によりターミナルは誘電体の内部に強固に固定
されるとともにターミナルと内部導体との半田付け等の
接着も簡単に行え、或いは導電性接着剤を容易に充填す
ることができ作業性、生産性を著しく高めることができ
る。また、半田付け作業後洗浄液に浸漬すると、洗浄液
は内部導体の中まで侵入するので簡単にフラックスを完
全に取り除くことができる。更にヒートサイクルに対し
ても共振周波数の変化がほとんどない高品質で耐久性に
優れ、かつ、低原価で量産性に適した同軸型誘電体共振
器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の同軸型誘電体共振器の斜
視図

【図２】本発明の第１実施例の同軸型誘電体共振器の断
面図

【図３】本発明の第２実施例の同軸型誘電体共振器の断
面図

【図４】（ａ）本発明の第３実施例の同軸型誘電体共振
器の断面図 （ｂ）本発明の第４実施例の同軸型誘電体共振器の断面
図

【図５】従来の同軸型誘電体共振器のターミナルを外し
た状態を示す斜視図

【図６】ターミナルを挿着した状態の同軸型誘電体共振
器の断面図

【図７】（ａ）第１実施例の同軸型誘電体共振器の共振
周波数のヒートサイクル依存性を示す図 （ｂ）従来例の同軸型誘電体共振器の共振周波数のヒー
トサイクル依存性を示す図

【符号の説明】

１ 誘電体 ２ 内部導体 ３，３１ 外部導体 ４ 短絡導体 ５，５１ 内部導体の円周孔 ５１ａ 大径内周孔 ５１ｂ 小径内周孔 ６ ターミナル ７ 挿入部 ８ 中抜き加工部 ９ 切欠部 １０ 段差部 １５ ターミナル １６ 端子 １７ ストッパ １８ 内部導体接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多木 宏光 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空状の誘電体と、前記誘電体の外周面を
   被覆する外部導体と、前記外部導体と連設し前記誘電体
   の一端面を被覆する短絡導体と、前記短絡導体と連設し
   前記誘電体の内周面を被覆する内部導体と、前記誘電体
   の開放端より前記内部導体の内周孔に挿着されるターミ
   ナルと、を備えた同軸型誘電体共振器であって、前記タ
   ーミナルが金属製板状物で形成され、及び／又は前記タ
   ーミナルの前記内周孔への挿入部に略円形，楕円形等の
   中抜き加工部が形成されていることを特徴とする同軸型
   誘電体共振器。
2. 【請求項２】前記中抜き加工部の一部が切欠かれている
   ことを特徴とする請求項１に記載の同軸型誘電体共振
   器。
3. 【請求項３】前記内部導体が複層からなり誘電体側が銅
   層、その表面に半田層が形成され、かつ、前記ターミナ
   ルの少なくとも前記挿入部の前記内周孔当接面の表面に
   半田層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至
   ３の内いずれか１に記載の同軸型誘電体共振器。