JPH07154113A - 同軸型誘電体共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗浄等の作業性や生産性に優れ、高品質で過
激なヒートサイクル下でも基体にクラックやクレーズを
生じず共振周波数の劣化を生じさせない耐久性に優れた
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、外周面が円
形または多角形状で内周面が円形または多角形状に形成
された中空状の基体１と、基体１の外周面を被覆する外
部導体３と、外部導体３と連設し基体１の一端面を被覆
する短絡導体４と、短絡導体４と連設し基体１の内周面
を被覆する内部導体２と、基体１の開放端より内部導体
２の内周孔５に挿着される中心導体６とを備えた同軸型
誘電体共振器であって、導電性の金属線を加工した中心
導体６の内周孔５への挿入部７が波型でかつストッパ８
が形成されてなる構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は携帯無線機等に用いられ
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６は従来の同軸型誘電体共振器の中心導体
を外した状態を示す斜視図であり、図７は従来の同軸型
誘電体共振器の中心導体を挿着した状態の断面図であ
る。

【０００４】１１は中空状に形成された基体、１２は基
体１１の内周面を被覆する内部導体、１３は基体１１の
外周面を被覆し内部導体１２と略同軸状に形成された外
部導体、１４は基体１１の一端面を被覆し内部導体１２
と外部導体１３を接続する短絡導体、１５は内部導体１
２の内周孔、２１は短絡導体１４の被覆端面とは反対の
面の開放端面から内部導体１２の内周孔１５に挿入され
て電気的に接続される中心導体、２２は結合基板との接
続用の端子、２３は内部導体１２の内周孔よりも大きい
径に形成され中心導体２１を内部導体１２内に挿入する
際に挿入のしすぎを防止するストッパ、２４は内部導体
１２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、以下その組み立て工程を説明する。

【０００６】中心導体２１の直径が内部導体１２の内周
孔１５の直径と略等しく、かつ、内部導体接続部２４の
長さが基体１１の長さに対して十分短く、この中心導体
２１の端部のストッパ２３が内部導体１２の内周孔１５
より大きいために、中心導体２１の装着固定が簡単に行
えるようになっている。

【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２４は内部導体１２との良
好な導通を図るためかつ、端子２２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２４の径
は基体１１の内周孔１５の径とほぼ同じ径にて形成され
ており、かつ、ストッパ２３が基体１１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中心導体２１
と内部導体１２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２４と内部導体１２の接触面積が広いので温度変
化により中心導体２１が熱膨張し基体１１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、作業性、生産性に優れ、高品質で過激なヒートサイ
クル下でも基体にクラックやクレーズを生じず共振周波
数の劣化を生じさせない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、中心導体を基体の短絡導体を設けた端面と反対側の
端面に当接するストッパと、内部導体と接触する波型の
挿入部より構成した。

【００１０】

【作用】この構成によって、中心導体を基体に挿着する
ときは中心導体の挿入部が波型なので容易に弾性変形し
て基体の内周部に挿入することができ、ストッパで挿入
のしすぎを防止することもできる。また、挿入後はその
復元力により中心導体を基体の内部導体に強固に固定す
ることができる。中心導体と内周孔との間の間隙部から
半田付け等で固着させることができ、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。更に間隙部が形成されているので洗浄作業も容易
でかつ短時間に洗浄を終えることができる。ヒートサイ
クルにより中心導体が熱膨張しても波型の挿入部により
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
形が生じるのを防止できる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例における同軸
型誘電体共振器の斜視図であり、図２は本発明の第１の
実施例における同軸型誘電体共振器の断面図、図３は本
発明の第１の実施例における同軸型誘電体共振器の中心
導体の斜視図である。

【００１３】１は外周面の断面が四角形状で内周面の断
面が円形状に形成された中空状の基体で、基体１は誘電
体材料によって構成される。２は基体１の内周面に被覆
された内部導体、３は基体１の外周面に被覆された外部
導体、４は基体１の一方の端面に形成され、内部導体２
と外部導体３を電気的に接続する短絡導体、５は基体１
の内周孔、６は導電性の金属線で構成された中心導体
で、中心導体６は内周孔５に開放端面１ａ側から挿入さ
れている。また、中心導体６は内周孔５に挿入される波
型の挿入部７と、開放端面１ａに当接して挿入量を規定
するストッパ８と、外部の回路との接続用の端子９より
構成されている。

【００１４】以上のように構成された本発明の第１の実
施例における同軸型誘電体共振器について、以下その組
み立て工程を説明する。

【００１５】中心導体６を基体１の内周孔５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、中心導体６の弾性復元力により基体１の内部導体２
に固定され電気的に接続される。更に、固定されている
ときの強度は、中心導体６の形状寸法を調整することに
より容易に調整することができる。なお、ストッパ８に
より中心導体６の挿入のしすぎを防止することができ
る。

【００１６】そしてこの固定した状態にて半田や導電性
接着剤等によって中心導体６と内部導体２とをより強固
に固着することもできる。

【００１７】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１８】図４（ａ）は本発明の第２の実施例におけ
る同軸型誘電体共振器の断面図であり、図４（ｂ）は本
発明の第２の実施例における同軸型誘電体共振器の平面
図である。

【００１９】第１の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５ａ，５ｂが
形成され、中心導体６をその小径部の内周孔５ｂに固着
できるようにした点である。

【００２０】なお、中心導体６を内部導体２の内周孔５
ｂ面に接続するか、内周孔５ａ面に接続するかは、同軸
型誘電体共振器の外形寸法、特に大径端から段差部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
般的に内周孔５ｂ面に接続し、長いときは内周孔５ａ面
に接続するようにしてもよい。このようにすることによ
り各種の同軸型誘電体共振器を製造する際の部品点数を
減らすことができる。

【００２１】なお、内部導体２、外部導体３、短絡導体
４の基体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
理された中心導体を挿入し、半田溶融温度まで加熱し、
内部導体２と中心導体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。本実施例によれ
ば内部導体２と中心導体６の挿入部７の接触面が狭いた
め内部導体２に与える応力等は極めて小さくすることが
できる。

【００２２】また、内部導体２の内面に中心導体６が弾
力をもって接触しているので、ヒートサイクルによる中
心導体の熱的応力を中心導体６が吸収できる。更に、内
部導体２の内面に対して間隙部を有しているので放熱を
容易に行うことができる。

【００２３】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中心導体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中心導体６の膨張によ
る内部導体２への応力は中心導体６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。

【００２４】更に中心導体６は市販の導電性の金属線を
必要な長さに切断し治具等で容易に加工できるため、従
来必要であった金型が不要となり原価を低く押さえるこ
とができる。

【００２５】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（実施例１）のものと、図６
に示す従来品を各々５個ずつ準備した。

【００２６】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。その結果を
図５の本発明の第１の実施例における同軸型誘電体共振
器と従来の同軸型誘電体共振器との性能比較試験図に示
した。図５の（ａ）は本発明の第１の実施例における同
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５の（ｂ）は従来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。な
お、図中横軸はヒートサイクルの回数、縦軸の△ｆは共
振周波数の変化を示している。

【００２７】図５の（ａ）からわかるように、（実施例
１）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±０．２ＭＨｚ程度しか共振周波数が変化していな
い。これに対して、図５の（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
＋５ＭＨｚ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。

【００２８】この結果、本実施例は従来品に比べ共振周
波数の安定性が数十倍以上勝りその結果として耐久性が
著しく優れていることがわかる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、中心導体が導電
性の金属線でかつその挿入部が波型でまたストッパが形
成されているので、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ると
同時にストッパにより挿入のしすぎを防止することがで
きる。更に弾性復元力により中心導体は基体の内部に強
固に固定されるとともに中心導体と内部導体との半田付
け等の接着作業も簡単に行え、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、中心導体の加工は金型を用いず、
治具等で容易に行うことができる。更に半田付け作業後
洗浄液に浸漬すると、洗浄液は内部導体の中まで容易に
侵入するのでフラックスを完全に取り除くことができ
る。また、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の実施例における同軸型誘電体共
振器の斜視図

【図２】本発明の第１の実施例における同軸型誘電体共
振器の断面図

【図３】本発明の第１の実施例における同軸型誘電体共
振器の中心導体の斜視図

【図４】（ａ）は本発明の第２の実施例における同軸型
誘電体共振器の断面図 （ｂ）は本発明の第２の実施例における同軸型誘電体共
振器の平面図

【図５】（ａ）は本発明の第１の実施例における同軸型
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）は従来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６】従来の同軸型誘電体共振器の中心導体を外した
状態を示す斜視図

【図７】従来の同軸型誘電体共振器の中心導体を挿着し
た状態の断面図

【符号の説明】

１，１１ 基体 ２，１２ 内部導体 ３，１３ 外部導体 ４，１４ 短絡導体 ５，１５ 内周孔 ５ａ 内周孔 ５ｂ 内周孔 ６ 中心導体 ７ 挿入部 ８ ストッパ ９ 端子 １０ 段差部 ２１ 中心導体 ２２ 端子 ２３ ストッパ ２４ 内部導体接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 武司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 野間 浩一 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体材料で構成された筒型の基体と、前
   記基体の外周面に設けられた外部導体と、前記基体の内
   周面に設けられた内部導体と、前記基体の一方の端面に
   設けられ、前記外部導体と前記内部導体を短絡する短絡
   導体と、前記基体の短絡導体を設けた端面と反対側の端
   面から前記基体の内周孔に挿入された中心導体とを備
   え、前記中心導体は、前記基体の短絡導体を設けた端面
   と反対側の端面に当接するストッパと、前記内部導体と
   接触する波型の挿入部より構成されている事を特徴とす
   る同軸型誘電体共振器。
2. 【請求項２】金属線に加工を施してストッパと挿入部を
   一体形成した中心導体を用いた事を特徴とする請求項１
   記載の同軸型誘電体共振器。
3. 【請求項３】内周部に段差部を設ける事によって大径の
   内周孔と小径の内周孔を形成し、前記小径の内周孔を断
   面円型または楕円型形状とし、前記小径の内周孔に中心
   導体を挿入した事を特徴とする請求項１記載の同軸型誘
   電体共振器。
4. 【請求項４】内部導体が複層からなり基体側から銅層，
   半田層が順に形成され、しかも中心導体の表面に半田層
   を設けた事を特徴とする請求項１記載の同軸型誘電体共
   振器。