JPH0666571B2 - セラミック誘電体共振器の製造方法 - Google Patents

セラミック誘電体共振器の製造方法

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JPH0666571B2
JPH0666571B2 JP4335328A JP33532892A JPH0666571B2 JP H0666571 B2 JPH0666571 B2 JP H0666571B2 JP 4335328 A JP4335328 A JP 4335328A JP 33532892 A JP33532892 A JP 33532892A JP H0666571 B2 JPH0666571 B2 JP H0666571B2
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die
shape
peripheral edge
dielectric resonator
ceramic dielectric
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JP4335328A
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浩 加藤
信介 矢野
求 戸田
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Nippon Steel and Sumikin Electronics Devices Inc
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Sumitomo Metal Ceramics Inc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/08Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with two or more rams per mould

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波フィルタ
に用いられるセラミック誘電体共振器の製法に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波帯での通信、放送用機器に組
み込んで、特定の周波数を選び出すのに使用するマイク
ロ波フィルタには、その共振素子として、セラミック誘
電体からなる共振器(以下、「共振素子」はこれを示
す)が一般に使われている。
【0003】この共振素子は一般に、筒状(円筒(第7
図イ図示)、角筒)あるいは柱状(円柱、角柱(第7図
ロ図示))の形状を有しており、材質(誘電率)、形
状、寸法の選定により共振周波数を所要レベルに設定
し、また必要に応じ表面に電極材(導電性材料)を被覆
して使用されるものである(以下、電極形成のあるもの
を被覆型、ないものを無被覆型と呼ぶ)。
【0004】このような共振素子は、所定のセラミック
粉末を加圧成形(プレス成形)し、その後この成形品を
焼成して固化させ、最後にプレス時に出たバリをバレル
加工により処理して、つくり出されるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この共振素
子は、セラミック本来の脆さゆえに、上記のような製造
過程、とくに最終仕上げとしてのバレル加工の際、更に
はその後の運搬、組付け等の過程における衝撃により、
その角の部分に第7図イ,ロに示されるようなワレS1
やカケS2 を生じ易い。ワレ、カケの発生は、共振周波
数の狂いをもたらし、製品としての価値を失わせること
になる。
【0006】また、とくに電極形成を施して使用する場
合には、次のような点も問題となる。すなわち、電極形
成は、Agペースト等の導電性塗料(電極材)を浸漬塗
布し、これを焼成して固化させる方法で行うのである
が、この場合、第8図に例示するように角の部分A1,A
2 に電極材2が付きにくく(電極材の付きの良否を、以
下被覆性という)その部分の被覆厚が極端に薄い状態と
なり、これは、共振器のQ値の劣化をもたらし、問題で
ある。
【0007】ところで、上記のような問題は何れも、共
振素子の角部における問題であり、これに対しては、そ
の角部に丸味をつけてやること(以下、「R面取り」と
いう)が有効な対策となり得る。R面は、角部への衝撃
力により発生する応力を分散緩和させ、また角部に電極
形成面を与えてその被覆性を向上させることにもなる。
【0008】ところが、共振素子は前記のようにプレス
成形で基本の形をつくり出す関係上、どうしても切立っ
た角部ができてしまう。すなわち、形の如何に拘らず、
プレス方向両端面の周縁部については、R面形状を、そ
のプレスの段階で付与することは不可能なわけである。
ここに、プレス成形は、筒状,柱状いずれの場合にも、
その軸方向をプレス方向として行われるから、プレス方
向端面周縁部とはつまり、前出第7図に符号Aで示され
る軸方向端面周縁部のことであり、この端面周縁部Aを
R面形状にプレス成形することが、技術的に不可能とい
うわけである。因に、角筒,角柱の場合には、当然周面
側にも角部B(第7図ロ参照)ができるが、この部分に
ついては、プレス金型の形状調整でR面付与が可能であ
り、問題はない。
【0009】問題となる端面周縁部AにR面をつけるに
は、プレス成形−焼結後において、加工を加える以外に
方法がないのであるが、これをバリ取りと同時にバレル
加工で実現しようとすると、所要の、つまりカケ、ワレ
防止に有効なR面(曲率半径0.5〜0.8mm程度)を与え
るのに、例えば20時間というような著しく長い時間を
費やさねばならず、このような非効率的な加工の採用は
実際上不可能である。
【0010】もっとも、プレス成形によって共振素子の
端面周縁部Aに第9図に示すような斜面状の面取りCを
施すことは可能であり、このような面取りを施したもの
は、端面周縁部Aのワレやカケがかなり防止され、電極
材も付着し易くなることが知られている。
【0011】しかしながら、共振素子の端面周縁部Aに
上記のような斜面状の面取りCを施す場合には、第10
図に示すように作用面4′が摺鉢状で、その周縁先端部
4aが鋭角に尖った形状の金型パンチ4を用いなければ
ならず、このような金型パンチ4は、プレス成形時にお
いて、上記作用面4′の尖った先端部4aの摩擦や破損
が激しく耐用性に問題があった。
【0012】また、上記金型パンチの尖った先端部4a
の摩耗が破線で示す如くに進行すると、該先端部4aと
ダイス3(もしくは中子)との隙間Dが大きくなり、そ
こに原料が入り込む結果、第11図に示すように、非常
に肉厚の大きなバリEが生じる。このようなバリEは、
通常のバレル研磨加工等では除去不可能な場合が多く、
その成形性にも問題があった。
【0013】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、プレス成形の工程において、金
型パンチの耐用性や成形性を損なうことなく共振素子の
端面周縁部にワレやカケの防止に有効な面取りが形成で
きる方法の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は金型ダイス3内に充填したセラミック粉末を上下よ
り金型パンチ4,4でプレス成形した後、該成形品を焼
成して製品に仕上げるセラミック誘電体共振器の製造工
程において、前記金型パンチ4,4の作用面4′を、内
側へ凹む摺鉢状で、かつその周縁先端部4aが平坦な形
状となし、成形品のプレス方向両端面の周縁部Aに2つ
の稜部11 ,12 をもつ微小な段差hの階段状の面取り
が形成されるようにしたことを要旨とする。
【0015】共振素子の種類には、先に述べたとおり筒
状と柱状とがあり、また電極形成の有無によって被覆型
と無被覆型とに分けられるが、本発明はこのような各種
の共振素子の製造に適用することができる。そして、本
発明により製造された共振素子の軸方向端面周縁部に
は、階段状の面取りが形成される。すなわち図1に示す
ような筒状で、無被覆型の場合はその軸方向端面1a の
外周縁部A1 に階段状の面取りが形成され、筒状で図2
に示すように全体を電極材2で被覆した被覆型の場合に
は、その軸方向両端面の内・外両方の周縁部A1 ,A2
にそれぞれ階段状の面取りが形成され、また柱状のもの
にあっては図3に示す無被覆型、図4に示す被覆型を問
わず、いずれの場合も軸方向端面の外周縁部A1 に階段
状の面取りが形成されるのである。
【0016】
【作用】プレス成形に使用する金型パンチ4は、図12
に示すように、作用面4′が摺鉢状で、その周縁先端部
4aが平坦な形状のものであるから、通常の斜面状の面
取り成形に使用する金型パンチのように、作用面4′の
周縁先端部4aがプレス成形中に容易に摩耗したり破損
したりすることがなく、また上記周縁先端部4aの摩耗
により肉厚の大きなバリEが生じることもない。したが
って、成形用金型の耐用性、成形性を著るしく向上させ
ることができる。
【0017】
【実施例】図5は、本発明により製造された共振素子の
面取り形状を示している。同図に示すように、この面取
りは、端面(プレス方向端面)1a に鈍角状に傾斜面1
bが連なり、これに段付面1c が接続して、周面(外周
面または内周面)1d につながる階段形状をなし、2つ
の稜部11,2 が、それぞれ端面1a と傾斜面1bとの
間、段付面1c と周面1d との間に、形成されている。
面取りをこのような階段状に形成するのは、プレス成形
の工程で面取りをつくり出すためであり、後述する金型
パンチ4, 4の作用面4′の周縁先端部4aに所要の強
度を付与することによる。
【0018】図示のような階段形状の面取りは2つの稜
部11 ,12 間の段差hが、0.1〜1mm程度に、また端
面1a と傾斜面1b との間の角θが110〜160゜程
度に、更に、段付面1c の幅Bが、0.0 5〜0.5mm程度
となるように形成するのがよい。
【0019】また、2つの稜部11 ,12 には、0.1〜
0.3mm程度のRを付けておくのがよい。この場合、端面
側稜部11 のR面はプレス成形によって、階段形状その
ものの形成と同時につくり出しておけばよく、周面側稜
部12 のR面は、焼成後のバレル加によって、バリ取り
と同時につくり出すのがよい。
【0020】以下、本発明の製造方法を図2に示す筒状
で被覆型の共振素子を例として説明する。
【0021】まず、セラミック粉末のプレス成形を図6
イのようにして行う。すなわち、プレス装置は、所要の
外郭形状に対応する内郭形状を有する金型ダイス3が用
いられ、この内部中央に所要径の中子5がセットされ
る。上下の金型パンチ4,4は、中心に上記中子5を通
す孔を設けた筒状で、その円環状の作用面4′は、内側
へ凹む摺鉢状でかつその内外の周縁先端部4a1 ,4a
2 が平坦に形成されたものが使用される。この作用面
4′の形状は、図5で説明した目標とする階段状の面取
り形状および寸法に基本的に対応させてある。また、作
用面4′の摺鉢状の凹み底面と周面との境目には0.1mm
程度のRがつけてある。
【0022】このような装置を用い、金型ダイス3内部
に所要量のセラミック粉末を充填し、上下の両金型パン
チ4,4でこれに加圧成形を加える。これにより、同図
ロに示すように加圧方向端面の内・外両周縁部A1,2
に、2つの稜部11 ,12 をもつ階段状で、一方の端面
側稜部11 には所要のRがつき、他方の周面側稜部12
には丸味のない(ここにバリS3 が生じるが、このバリ
3 は非常に薄く、バレル加工等で容易に除去できるも
のである)中間的な面取りの付与された成形品がつくら
れる。
【0023】次いで、この成形品を焼成、固化させたの
ち、振動ミルあるいは回転ミルによりバレル加工して、
同図ハに示すように周面側稜部12 の方を、バリS3
りと同時に所要のR面に形成する。このバレル加工は、
その目標Rが0.3mm以下程度であれば、2時間もかけれ
ば十分であり、効率的な作業が可能である。
【0024】内周縁部A2 に面取り形状を付与しない図
1のような共振素子を、プレス成形する場合は、前記図
6イで説明した金型パンチ4,4の 作用面4′を修正
し、摺鉢状凹みの内周側の周壁を削除した形状にすれば
よい。また図3,図4に示す柱状の共振素子を成形する
場合は、中心に中子5を通す孔のない円柱または角柱状
の金型パンチを使用し、その作用面4′を内側へ凹む摺
鉢状で、その周縁先端部4aが平坦な形状にすればよい
ことは、云うまでもない。
【0025】なお、電極材2被覆型の共振素子を製造す
る場合は、上記プレス成形後の成形品を導電性塗料に浸
漬し、塗料の乾燥をまってこれを焼成する。
【0026】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明により製
造される共振素子はその加圧成形の段階で、すでに端面
周縁部に階段状の面取りが形成されるから、その後の製
造工程およびその後の取扱いの段階での衝撃によるワ
レ、カケの発生を効果的に防止することができるのみな
らず、とくに被覆型の場合には、電極形成時に前記端面
周縁部において被覆厚(電極形成厚)が薄くなるのを防
いで均一な被覆を得ることが可能である。しかも同様の
効果を単なるR面取りで達成する場合とくらべると、製
造に要する工数、時間の節減が顕著であり、また、金型
自体も通常の単なる斜面状の面取りを形成するものにく
らべて金型パンチの周縁先端部の摩耗、損傷が少なく、
大きなバリの発生がほとんどない等、その耐用性、成形
性が著しく向上し、非常に効率的な生産が実現できる。
したがって、本発明はこの種共振素子の製造歩留り並び
に信頼性の向上に資するところが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により製造される共振素子の一例を示す
縦断側面図である。
【図2】本発明により製造される共振素子の他の一例を
示す縦断側面図である。
【図3】本発明により製造される共振素子の他の一例を
示す縦断側面図である。
【図4】本発明により製造される共振素子の他の一例を
示す縦断側面図である。
【図5】本発明により形成される階段状面取りの好まし
い例を示す部分拡大説明図である。
【図6】イ〜ハは本発明の製造工程を説明する図であ
る。
【図7】図イ,ロは共振素子におけるカケワレの発生状
況を示す斜視図である。
【図8】被覆型における電極形成の状況を示す縦断面図
である。
【図9】従来の共振素子の面取り形状を説明する斜視図
である。
【図10】従来の共振素子成形用金型パンチを説明する
要部断面図である。
【図11】バリを示す共振素子の要部断面図である。
【図12】本発明に係る共振素子成形用金型パンチを説
明する要部断面図である。
【符号の説明】 11, 端面側稜部 12 周面側稜部 1a 端面 1b 傾斜面 1c 段付平坦面 1d 周面 A1 端面外周線部 A2 外縁部 2 電極材 4 金型パンチ 4′ 作用面 4a 周縁先端部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型ダイス3内に充填したセラミック粉
    末を上下より金型パンチ4,4でプレス成形した後、該
    成形品を焼成して製品に仕上げるセラミック誘電体共振
    器の製造工程において、前記金型パンチ4,4の作用面
    4′を、内側へ凹む摺鉢状で、かつその周縁先端部4a
    が平坦な形状となし、成形品のプレス方向両端面の周縁
    部Aに2つの稜部11 ,12 をもつ微小な段差hの階段
    状の面取りが形成されるようにしたことを特徴とするセ
    ラミック誘電体共振器の製造方法。
JP4335328A 1992-11-19 1992-11-19 セラミック誘電体共振器の製造方法 Expired - Lifetime JPH0666571B2 (ja)

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JP2010075374A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Toppan Printing Co Ltd 針状体デバイスおよび針状体デバイスの製造方法

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