JPS62247605A - 小型磁気回転装置および該装置の組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一体化した小型磁気回転装置とその装置の組立
方法に関する。本発明の磁気回転装置は周波数がＩＧＨ
ｚから４０ＧＨｚを越える極超短波に対して用いられる
。ここで「一体化」は、この装置がひとつのユニットと
なり、一旦組立られてしまうと破壊する以外には分解し
ようがないことを示している。従って、この装置は、そ
れだけで１個の完全な極超短波基本素子を構成する。

従来の技術 極超短波装置は大きく進歩しつつある。その理由のひと
つとして、このような装置が、電気信号を電波の形態で
大気中あるいは大気圏外を伝搬させる必要のあるあらゆ
る分野（例えば通信、レーダー、衛星）でますます多く
使われるようになっていることがあげられる。また、こ
のような装置が、真空管や金属製導波管よりも使用しや
すい形態をとるために、極超短波源としては現在のとこ
ろ（少なくとも小さいパワーの場合は）半導体チップが
用いられており、導波管としてはマイクロストリップが
使用されている。このため、ハイブリッドにあるいは一
体化して、しかも小型の回路を製作することが可能であ
る。

発明が解決しようとする問題点 しかし、サーキュレータ、ジャイレータ、フェイズシフ
タ等の極超短波用磁気回転素子装置を製作する場合には
導電性のコアと少なくとも１片のフェライトと磁石とを
組合せることになるので、組立の際に各部品の厚さおよ
び位置に関して０．０１ｍｍの高精度が要求される。こ
のため、組立は難しく、コストがかかる。

本発明の磁気回転装置は、単純な方法で、従って素早く
しかも安く簡単に組立ることができるように意図された
ものである。

さらに、本発明は極超短波装置を小型化することを目的
とする。なぜなら小型化することによって組立用ネジ等
の機械的手段をまったく使用せずにすむからである。し
かも、小型化によりハイブリッド回路に組込むことがで
きる。

本発明の別の目的は、極超短波装置の動作中に生ずる熱
膨張を吸収する手段を提供することである。この熱膨張
吸収手段がないと、フェライト部品が破損する。

問題点を解決するための手段 本発明の磁気回転装置は従来と同じ以下の部品を備えて
いる。すなわち、外部接続端子のついた導電コアと、少
なくともひとつのフェライト部品と、吸収ブロックと、
少なくともひとつの磁石と、内部アースとである。この
装置の全体はケースの中に組立られている。この装置に
おいては、正確に位置決めして組立てるべき部品（特に
導電コアとフェライト部品）は、相互固定手段を用いて
２つの内部アース間にはさんで一体化する。はさみ込ま
れるそれぞれの部品は互いに相補的な形をしているので
、正確に位置決めできる。

本発明はまた、磁石位置決め部品も備えている。

この部品は平らでないバネワッシャで、その弾力性によ
り熱膨張を吸収する。

本発明の磁気回転装置を組立てる方法は、単に部品を積
重ねる操作からなる。各部品の外側と内側の形が上記の
ように相補的であるため自動的に部品の正確な位置決め
が可能となる。

また、本発明においては、部品がケース内に積重ねられ
てしまうと最上部の部品をケースに１回溶接するだけで
この磁気回転装置を封じて一体化装置とすることができ
る。

さらに詳しく説明すると、本発明は底板で封じられたケ
ース内にひとつの導電コアと２枚のフェライト板と、ひ
とつの内部アース板とひとつの磁石とを備える一体化し
た小型磁気回転装置に関するもので、導電コアと２枚の
フェライト板は２枚の非磁性材料からなる内部アース板
を用いて正確に位置決めして一体化するものである。内
部アース板の一方は他方の内部アース板に設けられたス
リットに対応する舌状部分を備えているため、導電コア
とフェライト板とをはさみつける２枚の内部アース板を
互いに固定することができる。

実施例 本発明は添付の図面を参照した以下の説明により、より
よく理解できるであろう。

記述を簡単にするために本発明をアイソレータを例にと
って説明する。しかし本発明は任意の磁気回転装置に関
するもので、この例によって範囲が限定されることはな
い。

従来の磁気回転アイソレータの構造を説明しておくと、
本発明の基礎および利点がよく理解できよう。第１図は
従来のアイソレータを分解して示した図である。

このアイソレータは導電コア１を備えている。

この導電コアは金属製で、互いに１２０度をなす３本の
アームを備えた星の形をしている。この導電コアは２枚
のフェライト板２と３の間にはさまれる。導電コア１の
２本のアームは、このアイソレータの外部接続端子であ
る同軸コネクタ４と５に接続されており、第３のアーム
は吸収ブロックを含む同軸コネクタ６に接続されている
。この同軸コネクタ６は抵抗で、一端がグラウンドに接
続される。金属製導電コア１と２枚のフェライト板で構
成されるユニットは２枚のアース板７と９の間にはさま
れる。２枚のアース板７と９は、２個の磁石８と１０が
それぞれ内部に含まれる程度の厚さを有する。さらに、
この厚さだと、アイソレータの保護ケースの役割を果た
すにも十分である。同軸コネクタ４と５および吸収ブロ
ックを含む同軸コネクタ６が２枚のアース板を互いに固
定するのに用いられる。固定には、上記同軸コネクタを
固定するネジを用いる。上記同軸コネクタの底板で覆わ
れていない部分に鋼板１１を接合してケースが完成する
。鋼板１１は、アイソレータをほぼ密封して度が侵入す
るのを防ぐためと、アイソレータの周囲に磁気シールド
を形成するために用いられる。

第１図に示したアイソレータとは異なるアイソレータも
いろいろと知られている。しかし、一般には、いろいろ
な構成部品、特に導電コアとフェライト板がまず最初に
接着層を介して接合される。

ところが、約０．０１ｍ＋ｎの精度で部品を位置決めし
て組立てる必要があるため、接合操作は非常に難しい。

さらに、このアイソレータが作動しているときの熱膨張
をどの部品も打消すことができないことがわかる。なぜ
なら、２枚のアース板７と９の位置を固定する同軸ケー
ブル４．５．６の底板で外寸も内寸も決められているか
らである。さらに、このようなアイソレータの組立操作
にはかなり時間がかかる。これは、まず部品を正確な位
置に接合し、次いで接合されてできた中央部に同軸コネ
クタをネジ止めしていることによる。

上記のさまざまな欠点は本発明の磁気回転アイソレータ
により解決できる。本発明のアイソレークの分解図を第
２図に示す。

本発明のアイソレータを構成する各部品の機能は従来の
アイソレータを構成する部品の機能と同じである。しか
し、部品の外形は組立ておよび正確な位置決めがより簡
単になるように変えである。

本発明のアイソレータは金属製導電コア１２を備えてい
る。このコアは２枚のフェライト板１３と１４にはさま
れる。フェライト板は吸収ブロック１５．１６と誘電体
板１３ａ、１４ａとに接合されて一体化している。誘電
体板１３ａ、１４ａは二等辺三角形の各端部を切り取っ
た形である。切り取り位置のうちの２個所は、本発明の
アイソレータの出力に対応する。出力は金属ストリップ
２５．２６を介して行う。

第３の切り取り位置は極超短波のエネルギを吸収ブロッ
ク１５に導くための星形導電コア１２のアーム２７に対
応する。

上記の３部品、すなわち導電コア１２と２つの小組立品
（フェライト板＋誘電体板＋吸収ブロック）１３＋１３
ａ＋１５と１４＋１４ａ＋１６を銅または黄銅製の２つ
の部品１７と１８を用いて互いに接触させる。この部品
１７と１８が本アイソレータの内部アースを構成する。

第２図は組立前のアイソレータの図である。上記の３部
品の互いの位置を決め一体化するために、導電板１３ａ
は下部内部アース１７の３つの舌状部分２２の間に設置
される。次いで導電コア１２が誘電体板１３ａの上に載
せられ、さらに誘電体板１４ａが舌状部分２２間に設置
される。この上に孔２３が３つある上部内部アース板１
８が載せられる。この孔２３の位置と形は、丁度舌状部
分２２が通ることのできるようなものである。このよう
に部品を積み重ね終わると、あとは舌状部分２２を曲げ
てやるだけで正確に仮位置決めされた組立品ができあが
る。実際、２枚の内部アース１７と１８は誘電体板１３
ａ、１４ａに対応する形の端部が切り取られた三角形で
ある。従って全体を約０．０１ｍｍの精度で製作、調整
できる。

外形が端部の切り取られた三角形と異なる導電コア１２
の位置決めについては組立方法のところで説明する。

本発明のアイソレータはさらに磁石１９を備えている。

この磁石は、このアイソレータのケース２１内に収めら
れるワッシャ２０により所定の位置に設置される。この
ケース２１は組立てが終わると鋼製の底板２１ａでふた
をされる。なお、ケース２１も鋼製である。

ワッシャ２０はバネワッシャであるから、鋼、黄銅ある
いはべＩＪ　ＩＪウムで製造されている。このワッシャ
は磁石１９を中心に保持する手段４３とワッシャに弾力
性を与える手段２４とを備えている。手段４３はワッシ
ャ２０の主平面の一方の側に折り曲げられている。手段
２４はこの主平面の他方の側に折り曲げられた舌の形を
しており、アイソレータが電気溶接により封じられたと
きに熱膨張を補償する、すなわち熱膨張を吸収する働き
をもつ。

金属製導電コア１２は、アイソレータを外部と接続する
ための２本のアーム２５と２６を備えている。

これら２本のアームはマイクロストリップの形になされ
ている。導電コア１２はまた、アイソレータが完成した
際に２つの吸収ブロック１５と１６の間に位置すること
になるアーム２７を備えている。第２図に示したように
、導電コアはフレーム２８から化学的手段により本来の
形に切り出される。続いてこのフレーム２８の位置決め
を行う。このフレームは導電コアをフェライト板の中心
にもってくるのに用いる。

第３図は、本発明のアイソレータの断面図で、第２図に
示した部品を組立てて圧縮した状態を示す図である。第
３図は第２図を上下反転させた図である。つまり、第３
図では底板２１ａの上に装置が載っており、これが通常
使用される向きである。

これに対して第２図はケース２１内に部品を積重ねる状
態、すなわちアイソレータを製造する状態を示す図であ
る。

第４図は、完成したアイソレータの斜視図である。例え
ば第１図に示した従来のアイソレータはだいたい一辺が
３ｃｍ、厚さがｌ、　５ｃｍの大きさであり、同軸ケー
ブルに接続されるのに対し、本発明のアイソレータは一
辺が約（３＋＋ｏｎのほぼ立方体で、ハイブリッド回路
にネジ止めあるいは接合するのに丁度いい大きさの底板
２１ａを備えている。なお本発明のアイソレータは電気
溶接しであるため分解不能となっている。本発明のアイ
ソレータはこのように小さいため、同軸ケーブルを使用
せずにマイクロストリップ２５と２６を外部回路に接続
することが可能である。

第５図は２枚の内部アース板１７と１８の斜視図である
。先に述べたように、２枚の内部アース板は銅や黄銅で
作られており、両方とも端部が切り取られた２等辺三角
形の形状である。しかし、一方の内部アース板、例えば
内部アース板１７は、この内部アース板と同一の板から
切り出された舌状部分２２を備えている。舌状部分は直
角に曲げられている。舌状部分のうちのひとつは他の舌
状部分より長くしてピンセットで取り扱えるようにしで
ある。他方の内部アース板、すなわち内部アース板１８
には、スリットの形状の孔２３が設けである。孔の位置
および大きさは舌状部分２２に対応させである。導電コ
ア１２、フェライト板１３．１４、熱吸収ブロック１５
．１６を２枚の内部アース板１７と１８の間に設置した
後は、内部アース板１８をもっとも長い舌状部分２２に
沿って滑り下ろすだけで部品のサンドイッチを作り、次
に舌状部分２２全部を折り曲げて小型で取り扱いやすい
ユニットを作製することができる。もちろん、内部アー
ス板１７と１８の大きさは、舌状部分の間に積み重ねら
れる誘電体板１３ａと１４ａが領０１ｍｍの誤差で設置
されるよう計算により決める。

全部品の位置決めおよび組立に接着が必要ないことは注
目に値する。

第６図は、導電コア１２が切り抜かれることになるフレ
ーム２８の平面図である。このフレーム２８は、大量生
産され、化学的に切り抜かれることになるが、アーム２
５．２６１．２７を備える導電コア１２のまわりに特殊
な内側の切り抜き形状を有する。この切り抜きは、縁部
２９が本発明のアイソレータのケース２１の外形に対応
している。従って、誘電体板１３ａと１４３はその外縁
部で内部アース板１７と１８に対して位置決必がなされ
るのに対し、導電コア１２のほうはフレームの内縁部で
ケースの外縁部に対して位置決めがなされる。

第７図は、位置決めをすべき部品を仮組立した組立台の
斜視図である。この図により、本発明のアイソレークの
組立方法ならびに導電コア１２の位置決めおよびこの位
置決め操作で金属製フレーム２８が果たす役割をよりよ
く理解できよ。

導電コア１２、フェライト板１３．１４、内部アース板
１７．１８のすべては約０．０１ｍｍの精度で組立てる
必要があるが、これら部品を仮組立するために、外周部
３１がアイソレータのケース２１と同じになっている組
立台３０を用いる。この組立台３０は内部に、組立器具
３３の土台にはまり込む引上げ装置３２を備えている。

第７図には引上げ装置３２が見えるように上昇位置にあ
る状態を示しである。

本発明の磁気回転装置を組立てる方法は、第７図に示す
組立装置上に引上げ装置３２を下降位置にして以下に掲
げる部品を以下の順序で積み重ねるというものである。

−下部内部アース板１７、 −　フェライト板１３と、吸収ブロック１５を備えた誘
電体板１３ａ、 −金属製フレーム２８に支持された導電コア１２、−　
フェライト板１４と、吸収ブロック１６を備えた誘電体
板１４ａ。

−上部内部アース板１８ 端部を切り取られた三角形の部品は組立台３０内に自動
的に積み重ねられる。従って、三角形の部品相互の間で
はそれぞれの外縁部をたよりに位置決めがなされる。こ
れに対して三角形でない導電コア１２は、組立台３０の
外周部３１上でフレーム２８内の切り抜きの縁部２９を
たよりに位置決めされる。

上記の全部品を正しい順番で設置した後は、全体にわず
かに圧力を加え、内部アース板１７と一体化している舌
状部分２２を曲げるだけで小型で均質しかも扱いやすい
ユニットを作製できる。

仮組立されたこの小型で均一なユニットを組立台３０か
ら取り出して、１個の完成部品として本発明の磁気回転
装置の組立操作に用いる。

組立操作は以下の部品をケース２１内に設置することか
らなる。

−熱膨張を補償するワッシャ２０とワッシャ２０の舌状
保持手段４３に保持される磁石１９、−　既にでき上が
っている仮組立された小型ユニット、 −アイソレータ固定用底板２１ａとなる鋼板アイソレー
タを作製する操作の最後は底板２１ａにケース２１を電
気溶接で１回溶接する操作である。

第８図は、この電気溶接操作を示す図である。

電気溶接装置の土台３５は、アイソレータのケース２１
を正しく位置決めして収容するハウジング３６とケース
に対して底板２１ａをやはり正しく位置決めするハウジ
ング３７とを備えている。

ケースと底板を２枚の電極板にはさんで圧力を加える。

２枚の電極の間には電流が流れてケース２１が底板２１
ａに溶接され本発明の磁気回転装置が最終的に封じられ
る。溶接は正確な位置関係にして行うが、そのためには
特に、ケース２１に支持され底板２１ａと咬み合う金属
突出部を用いる。溶接中は熱膨張補償用のワッシャは所
定の寸法に圧縮されているため、ケース内の部品には一
定の圧力が及ぼされる。

電気溶接でケースを封じた後、フレーム２８をマイクロ
ストリップ２５．２６とすれすれのところで切断する。

第８図を見やすくするため、この図にはフレーム２８は
描いてない。

本発明の磁気回転装置は、極超短波装置、特にレーダや
通信システムに使われるものである。

もちろん本発明は上記の実施例のみに限られるものでは
なく、ここに記載した手段と技術的に等価なあらゆる手
段および本発明の精神に沿っており、特許請求の範囲内
で実施される前記手段の組合せを含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の磁気回転装置の分解部品配列斜視図で
あり、 第２図は、本発明の磁気回転装置の分解部品配列斜視図
であり、 第３図は、本発明の磁気回転装置の断面図であり、 第４図は、本発明の磁気回転装置の斜視図であり、 第５図は、２枚の内部アース板の斜視図であり、第６図
は、導電コアが切り出されることになるフレームの平面
図であり、 第７図は、正確に位置決めすべき部品を仮組立するため
の組立台の斜視図であり、 第８図は、本発明の磁気回転装置を封じるのに用いる器
具の斜視図である。 （主な参照番号） ■、１２・・導電コア、 ２、３．１３．１４・・フェライト板、７、９．１７．
１８・・アース板、 ８．１０．１９・・磁石、

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電コアと、フェライト板及び誘電体板からなる
   ２枚の板と、内部アースと、磁石とを、底板により封じ
   られたケース内に備える小型一体化磁気回転装置であっ
   て、上記導電コアと２枚のフェライト板は互いに接合さ
   れて非磁性材料からなる２枚の内部アース板により正確
   に位置決めされ、該内部アース板の一方は他方の内部ア
   ース板に設けたスリットに挿入される舌状部分を備え、
   該舌状部分で上記導電コアと、フェライト板と誘電体板
   からなる板とをはさむことを特徴とする磁気回転装置。
2. （２）フェライト板と誘電体板とからなる上記板は端部
   が切り取られた二等辺三角形の形をしており、その外形
   は上記２枚の内部アース板の外形に対応し、上記舌状部
   分でフェライト板と誘電体板とからなる上記板の正確な
   位置決めを行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の磁気回転装置。
3. （３）上記磁石は、バネワッシャを、用いて上記ケース
   内に位置決めされており、該バネワッシャは、主表面の
   片側に該磁石を保持する直角に曲げられた数個の舌状部
   分と、該主表面の他方の側に上記磁気回転装置の動作中
   の熱膨張を吸収するように斜め方向に延びる舌状部分と
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の磁気回転装置。
4. （４）上記導電コアは、各々マイクロストリップを備え
   る外部接続体を少なくとも２個備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の磁気回転装置。
5. （５）上記導電コアは２個の吸収ブロック間に位置した
   エネルギ吸収アームを備え、各吸収ブロックはフェライ
   ト板のなす平面上にあることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項に記載の磁気回転装置。
6. （６）上記ケースは電気溶接により底板に接合すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気回転装
   置。
7. （７）導電コアと、各々フェライト板及び誘電体板から
   なり、該導電コアを間にはさむ２枚の板と、一方には舌
   状部材を備え、他方には該舌状部分が挿入されるスリッ
   トを有し、該舌状部分を該スリットに挿入することによ
   り、導電コアを間にはさみ込んだ上記２枚の板を正確に
   位置決めしてはさむ２枚の内部アース板と、上記各部材
   を納めるケースと、該ケースを封じる底板とを少なくと
   も備える磁気回転装置の組立方法であって、該磁気回転
   装置のケースと同一の形状及び同一寸法の組立台手段を
   用意し、該組立台手段内に 第１の内部アース板と、 フェライト板と誘電体板とからなる第１の 板と、 導電コアと、 フェライト板と誘電体板とからなる第２の 板と、 第２の内部アース板と、 を積み重ねてユニットを作成し、その際に、第１の内部
   アース板の舌状部分は第２の内部アース板のスリットに
   挿入し、次いで該舌状部分を折り曲げて上記ユニットを
   圧縮し一体化して、磁気回転装置を位置決めして仮組立
   することを特徴とする組立方法。
8. （８）上記導電コアとして、金属製フレームを切り抜い
   たものを使用し、その内縁部を、該ユニットを組立てる
   ための上記組立台手段の外縁と接しさせて、その内縁部
   により上記仮組立ユニットにおいて位置決めすることを
   特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の組立方法。
9. （９）導電コアと、フェライト板及び誘電体板からなり
   、該導電コアを間にはさむ２枚の板と、一方には舌状部
   材を備え、他方には該舌状部分が挿入されるスリットを
   有し、該舌状部分を該スリットに挿入することにより、
   導電コアをはさみ込んだ上記２枚の板を正確に位置決め
   してはさむ２枚の内部アース板と、上記各部材を納める
   ケースと、該ケースを封じる底板とを少なくとも備える
   ユニットをケース内に内蔵する磁気回転装置の組立方法
   であって −ケース内の所定の位置に熱膨張補償用圧力ワッシャを
   、次いで磁石を配置し、 −該磁石上に、各部品の位置決めをして仮組立した上記
   ユニットを配置し、 −上記ケースとその中身を電気溶接装置の第１の電極内
   のハウジング内にセットし、 −上記底板を上記ケースとその中身の上に載せて、上記
   電気溶接装置の第１の電極内の別のハウジング内に配置
   し、 −圧力を加えた状態で第２の電極を用いて電気溶接を行
   い、 −上記電気溶接装置の第１の電極からでき上がった磁気
   回転装置を取りだし、 −外部接続体と導電コアを接続するマイクロストリップ
   を切断して導電コア位置決め用金属製レームを除去する 操作を含むことを特徴とする組立方法。