JPS62274902A - 導波管の製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ■９発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、マイクロ波・ミリ波の伝送線路として使われ
る導波管の製造方法に関する。更に詳述すると、本発明
は反射面とそれを支持する母材・管本体とが異なる材料
で形成される導波管の製造方法に関する。

（従来の技術） マイクロ波・ミリ波の伝送にはその波長と同程度の断面
寸法をもつ特殊な伝送線路いわゆる導波管が使用される
。この導波管は、通常全体が銅、アルミニウム等の導電
率の高い金属材料で矩形ないし円形断面の管に構成され
ていて、内部の空間が電波の通路となっている。しかし
、金属材料で導波管全体を形成する場合、加工が困難で
ある上に大重量となりかつ電気的絶縁性に難点があるな
どの不利があることから、反射面を構成する内壁面を除
く部分に比較的軽量な合成樹脂あるいは合成樹脂と各種
繊維との複合材例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
等を使用することが考えられている。

例えば、第４図に示すように、導波管本体１０１を非導
電体例えばプラスチック等で成形する一方、この管本体
１０１の内面を良導電体１０２で被覆することによって
、外部が電気的に絶縁された軽量な導波管が提案されて
いる（特開昭５９−７４−．７０４号）。この導波管は
、プラスチック等で導波管本体１０１を成形した後、そ
の内面に真空蒸着やイオンブレーティング等のいわゆる
ドライプロセスで金属薄膜１０２を形成している。

更に、図示していないが、第４図の導波管本体１０１を
ＦＲＰで成形し強度を増したものもある（特開昭５９−
２２６，５０２号）。この導波管も特開昭５９−７４，
７０４＠のちのと同様にＦＲＰで本体を成形した後に金
属薄膜をドライプロセスで形成している。

また、第５図に示すように、高周波に対して高誘電体と
なる材料２０１の外表面に電波を反射する金属薄膜２０
２を被覆し、電波に対して透明なもので管内を満たした
剛性の高い導波管が提案されている（特開昭５９−４３
，６０５号）。この導波管は、セラミックス材料を通常
のセラミックス成形体の製造方法と同様に粉末化し、該
粉末からグリーンコンパクトを成形し、更に焼結するこ
とによって固体導波部２０１を得、その両端部を除く外
表面に金属薄膜２０２をメタライジングにより形成して
成る。

（発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、従来の導波管及びその製法の場合、プラ
スデック等で管本体を成形した後その内面に反射面（金
属薄膜）をスパッタリングや真空蒸着などで形成してい
るので、寸法精度が金属膜厚に左右され、しかも管内面
に均一に金属薄膜を形成することは難しく膜厚にばらつ
きが生じ易いことから、特性の劣化を招き易い。一般に
、導波管は精密に作られた場合は特性の良いものが得ら
れるが、許容誤差が小さいため寸法精度が悪いと特性は
劣化する。加えて、滑面のプラスチックス製管本体と金
属薄膜とでは密着性が悪く、しかも金属膜が厚くできな
いことから傷に対して弱いものとなる。

また第５図に示ず導波管の場合、本来空間となっていた
管内をセラミックス等の高誘電体２０１で充填している
ため軽量化は望めず、しかも金属薄膜が外面にざらされ
ているため傷付き易くかつ電気的絶縁性が悪くなる等の
難点がある。

そこで、本発明は、軽量で寸法精度が良くかつ反ｑ１面
が厚く強固な導波管を成形可能な製造方法を提供するこ
とを目的とする。

ＴＩ　、発明の構成 （問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明方法は、金型の反射
面に対応する而に金属溶射法により金属皮膜を付着形成
した後に樹脂成形材料を該金型内に供給して金属皮膜と
プラスチック製導波管本体とを一体に加圧成形するよう
にしている。金属皮膜の反射面は導波管内面形状を規制
する金型を基準面として導波管の外面側へ向けて成形さ
れるため、寸法精度が良く、かつ金属層を厚くしても寸
法の狂いの心配もないので厚く強固なものとできる。ま
た、金属溶射によって形成される金属皮膜は複雑に入組
んだ凹凸を形成するため、その周囲に加圧成形されるプ
ラスチックの導波管本体とは機械的に強固に係着し密着
度が良い。

本発明の実施に当っては、好ましくは鏡面加工された表
面を有する加圧成形用金型の反射面に対応する面に、必
要に応じて離型処理を施し、次いで金属溶射法により金
属皮膜を付着形成せしめる。

この際、必要な部分以外に溶射金属が付着するのを防ぐ
ためマスキングすることが望ましい。

　５一 本発明で用いられる加圧成形用金型は、通常一般に樹脂
成形材料を金型内で加圧成形する成形法に使用されるも
ので、望ましい形状に加工されたものを特に制限するこ
となく用いることができる。

また、金型表面の溶射を施すべき反射面に対応する面を
、微細な凹凸を有するように予め加工した金型を用いる
ことも可能でおる。このような微細な凹凸状の加工を施
すと、金属溶射法により金属皮膜を金型に付着形成せし
める工程において金属皮膜と金型との結合力が増大する
ため、高融点の金属を溶射する場合や比較的厚い金属皮
膜を付着せしめる必要がある場合には有効な手段である
。

一方、このような微細な凹凸状の加工を金型表面に施し
た場合は、樹脂成形材料を該金属皮膜と一体に成形した
のち脱型する際に金型と成形品とが離れ難くなりがちで
あるので、凹凸の程度は必要とされる金属皮膜を付着せ
しめるに足る程度でかつ脱型が容易である範囲にしなけ
ればならない。

金型表面の凹凸加工は、ブラスティング、サンディング
、あるいは伯の機械加工手段により行うことができる。

また、金型表面に溶射を行う際には、予め金型温度を３
０〜１８０℃に調整しておくことが望ましい。このよう
に、予め金型温度を上げておくことにより、溶射された
金属が金型表面で冷却され、熱収縮に伴う歪みが溶剣皮
膜内に蓄積するのを軽減することができ、反りや歪みの
少ない導波管を成形することができる。金型温度が３０
℃未満の低温では成形品に反りや歪み等の欠陥を生じる
可能性があり、また、１８０℃を越える高温とした場合
は離型性が悪くなる傾向にあり、成形品の品質や作業性
が低下することもある。

金属皮膜の厚さは２０ミクロン〜１ｍｍ程度の範囲にす
ることが望ましい。金属皮膜の厚さが２０ミクロン未満
の場合は十分に電波を反射する性能を得ることが出来ず
、逆に１ｍｍを越える厚さとしても電波を反射する性能
の向上は少なく、却って作業性が悪くなることから好ま
しくない。

金属溶射材料としては、業界で一般に用いられている金
属材料の中から適宜選択して使用することが可能である
。但し、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム合金、スズ等の
低融点の金属は鏡面の金型表面に対してもよく付着する
が、銅、鉄、ステンレス、アルミニウム等の高融点の金
属は鏡面の金型表面に対しては付着しにくいので、凹凸
状の加工を施した金型表面に対して溶射するのが好適で
あり、使用する金型の表面の状態に適合する金属材料を
選択することが望ましい。このような金属材料は、金属
溶射を行った際に比較的金型に付着し易く、しかも電気
伝導性に富むことから優れた電波を反射する性能を有す
る。

次に、樹脂成形材料を金属溶射後の金型内に供給し該金
型内で樹脂成形材料を加圧成形して、前記金属皮膜と樹
脂成形材料とを一体に成形し、しかる後に金型より脱型
することにより、導波管を製造する。

本発明で使用する樹脂成形材料としては、熱硬化性樹脂
、Ｉｌｉ維強化熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、繊維強化
熱可塑性樹脂、熱硬化性もしくは熱可塑性の発泡性樹脂
等に必要により各種充填剤や重合開始剤もしくは硬化剤
を加えたものを用いることができる。

熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレ
タン樹脂等を用いることができる。

また、これらの熱硬化性樹脂に強化用繊維を加えた繊維
強化熱硬化性樹脂も用いられる。このような強化用繊維
としては、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド樹脂、サ
イザル等のこの分野で一般に用いられるものを使用する
ことができる。

これらの熱硬化性樹脂を使用するに際しては、該樹脂に
重合開始剤もしくは硬化剤等を加えたものに必要に応じ
て通常用いられる充填材、低収縮化剤、内部離型剤、顔
料、紫外線吸収剤、増粘剤等を加えたものが用いられて
いる。

繊維強化熱硬化性樹脂を用いる場合、熱硬化性樹脂と強
化用繊維とは加圧成形用金型内に供給する直前に混合し
てもよいが、予め混合し予備成形した後増粘せしめた成
形材料を用いることもできる。このようなものの例とし
ては、不飽和ボリエステル樹脂とガラス繊維を用いるＳ
ＭＣ（シー１へ・モールディング・］コンパウンド、Ｂ
ＭＣ（バルク・モールディング・コンパウンド）、プリ
ミックス等がある。

熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
等のポリオレフィン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レン、ポリメチルメタクリレート、Ａｓ（アクリロニト
リル−スチレン）樹脂等のビニル系樹脂；ＡＢＳ　（ア
クリロニトリルーブタジエンースチレン）樹脂、ＡＡＳ
　（アクリロニトリル−アクリル酸エステルースチレン
）樹脂等の複合系樹脂；あるいはポリカーボネート樹脂
やポリアミド樹脂等の縮合系樹脂等を用いることができ
る。そして、熱可塑性樹脂の場合においても、前記強化
用繊維や充填材等を併用することができる。

また、樹脂として熱硬化性あるいは熱可塑性の発泡性樹
脂を用いることもできる。このような樹脂としては発泡
ウレタン樹脂、発泡ポリエステル樹脂、発泡ポリエチレ
ン、発泡ポリアクリレ−１〜、発泡ポリスチレン、発泡
フェノール樹脂等をあげることかできる。

これらの樹脂成形材料のなかでも、樹脂として不飽和ポ
リエステル樹脂を使用してなるＳＭＣ又はＢＭＣは成形
性に優れ、また、取り扱いも容易であり、成形品の強度
も高く、比較的短時間に外観の良好な成形品を得ること
ができ、しかも溶躬皮 された金属破膜と強固に接着するため望ましい。

特に成形時の線収縮率が＋０．１〜−０．１％の範囲で
あるＳＭＣ又はＢＭＣを使用すれば、得られる成形品の
反りや歪みを軽減することができ、寸法精度に優れた導
波管を製造することができる。

成形時の線収縮率が＋０．１〜−０．１％の範囲をはず
れる場合は、得られる成形品に反りや歪みが発生し易く
、導波管として必要な寸法精度を損ないがちでおるので
望ましくない。

樹脂成形材料としてＳＭＣやＢＭＣが好ましいのは前記
した通りであるが、ＳＭＣやＢＭＣの場合には金型温度
は１００〜１８０℃の範囲で、１０ｋ（ＩＩ／Ｃｍ２以
上の成形圧力で加圧成形することが望ましい。金型温度
が１００’Ｃ未渦の低温では、ＳＭＣやＢＭＣの流動性
が悪く、前記金属皮膜に存在する空隙部に十分にＳＭＣ
やＢＭＣが浸透しないままに硬化することになり易く、
前記金属皮膜との接着強度を損ないがちである。また、
金型温度が１８０’Ｃを越える場合は前記金属皮膜にＳ
ＭＣやＢＭＣが浸透する前に硬化したりあるいは分解、
発泡等の現象が生じ、前記金属皮膜との接着強度を損な
いがちであるので好ましくない。また、成形時の成形圧
力が１０ｋ（ＩＩ／Ｃｍ２未満の低圧である場合は、Ｓ
ＭＣやＢＭＣを前記金属皮膜に十分に浸透させることが
むずかしく、前記金属皮膜との接着強度を損ないがちで
あり望ましくない。

（実施例） 以下本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図に本発明方法を実施するコーナ部用導波管を製造
するための金型の一実施例を斜視図で示す。この金型は
、導波管２０の内部空間２１を構成する雄型１と、この
雄型１との間で導波管２０を構成するキャビティ３を形
成する雌型２とから成る。

雄型１は、更にブロック本体４に固定されている固定ブ
ロック５とブロック本体４上を水平方向に移動可能な可
動ブロック６とに分割されており、両ブロック５，６を
突き合わせることにより上型の導波管２０の内部空間２
１を構成する。可動ブロック６は水平移動可能にブロッ
ク本体４上に取り付けられている摺動ダイホルダー７に
固定されている。この摺動ダイホルダー７には導波管２
０のフランジ部分２２を構成するための凹部８が形成さ
れ、かつ該凹部８にフランジ部分２２に埋設する金具２
４を支持するためのインサート用ピン９がキャビティ３
内に突出するように適宜間隔で配設されている。また摺
動ダイホルダー７には上型即ち雌型２側のアンギュラ−
ピン１０を導入するための斜めのガイドピン穴１１が設
けられている。更に摺動ダイホルダー７の背面は斜面と
され、上型２の不動を水平運動即ち固定ブロック５側へ
の移動に変換するように設けられている。したがって、
上型の下降に伴って可動ブロック６が固定ブロック５側
へ移動し、型閉時に固定ブロック５と可動ブロック６と
が突合される。尚、雄型ブロック本体４側にはランナー
１２及びゲート１３等が設けられている。また、可動ブ
ロック６側には位置合せ用のピン１８、固定ブロック５
側にはガイドピン穴１９が夫々設けられ、両ブロック５
．６の位置決めを正確に行なうように設けられている。

雌型２は、雄型１を囲繞して雄型１との間でキャビティ
３を画成するもので、図示していない上型ホルダー側に
取り付けられて上下動する。この１！Ｉｔ型２の一部に
は樹脂成形材料を貯溜するボット１４が設けられている
。また上型２には摺動ダイボルダ−７を固定ブロック５
側へ押し付るためのカムブロック１７が設けられている
。尚、雌型２の上方には図示していないがプランジャが
ポット１４内を上下動自在に設けられており、このプラ
ンジャによって樹脂成形材料を型内に供給する。

以上のように構成されたコーナ部用導波管を製造するた
めの金型によると、摺動ダイホルダー７を固定ブロック
５側へ寄せて上型２を下降させると、アンギュラ−ビン
１０が摺動ダイホルダー７のピン穴１１に差しいれられ
るのと同時にカム１７で摺動ダイホルダー７を固定雄型
ブロック５側へ押しつけるので固定ブロック５と可動ブ
ロック６とが合せられ雄型を構成すると共に型締めされ
て雌型との間でキャビティを画成する。

そこでまず、上型２を下降する前にキャビティ３を画成
する雄型１と雌型２の内面に離型剤を塗布する。次いで
雄型１を構成する可動ブロック６と固定ブロック５の反
射面に対応する面及びフランジ２２の突合せ面に良伝導
体の金属例えばＡｌ−Ｃｕ、　Ａ　Ｉ　−Ｚｎ、　Ｚｎ
、　ＡＱ、　Ｓｎ、　Ａ腰Ｃｕ１またはその合金を適宜
厚さ例えば約１００ミクロンの厚さに溶射し、金属薄膜
２３を形成する。金属溶射に際しては、まず可動ブロッ
ク６と固定ブロック５とを離した状態で通常溶射しにく
い夫々の下面ないし裏面側に金属を溶射する。次いで、
固定ブロック５と可動ブロック６とを突合せてから両ブ
ロック５，６の表面に金属溶射を行−１５＝ なう。

次に、上型２を下降させて下型１（雄型１）と型合せし
た後、不飽和ポリエステル樹脂成形材料を金型のボット
１４内に供給してプランジャで加圧成形する。導波管２
０は、成形用型のキャビティ３に沿ってあらかじめ形成
される金属薄膜２３の上に合成樹脂の導波管本体が成形
される形式で形成される。加圧成形後、上型２を上昇す
れば、アンギュラ−ピン１０の作用で摺動ダイホルダー
７は固定ブロック５から離れて最終的には自由となるの
で１門動ダイボルダ−７を水平移動させて開くと、導波
管２０の内部空間２１内には固定ブロック５のみが占位
することとなるので製品・導波管を上方へ持上げること
によって簡単に脱型できる。尚、インサート成形される
金具２４は締付はボルト（図示省略）を構過ざぜるリン
グあるいはねじ込むためのナツトである。

ＩＩＩ、発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明の導波管製造方
法は、金型の反射面に対応する面に金属＝　１６− 溶射法により金属皮膜を付着形成した後、樹脂成形材料
を該金型内に供給して金属皮膜とプラスチック製導波管
本体とを一体に加圧成形するようにしているので、金属
皮膜の反射面は導波管内面形状を規制する金型を基準面
として外側すなわち導波管内側へ向けて成形されるため
、形状精度が良く、かつ寸法の狂いの心配もなく、厚く
強固なものとできる。しかも、導波管の表面はプラスチ
ックによって形成されているので、電気的絶縁性に優れ
軽量である。また、金属溶射によって形成される金属皮
膜は複雑に入組んだ凹凸を形成するため、その周囲に加
圧成形されるプラスチックの導波管本体とは機械的に強
固に係着し密着度が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するためのコーナ一部用金型
の一例を示す斜視図、第２図は同金型の型合せ状態にお
ける断面図、第３図は本発明によって製造されたコーナ
部用導波管の一例を示す縦断面図である。第４図は従来
の導波管の一例を示す縦断面図、第５図は同じ〈従来の
導波管の他の　１７　一 実施例を示す縦断面図である。 １・・・雄型、２・・・雌型、３・・・キャビティ、５
・・・固定ブロック、６・・・可動ブロック、２０・・
・導波管、２１・・・内部空間、２３・・・金属薄膜。 特許出願人　　　　日本触媒化学工業株式会社第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金型の反射面に対応する面に金属溶射法により金属
   皮膜を付着形成した後、樹脂成形材料を該金型内に供給
   して前記金属皮膜と前記樹脂成形材料とを一体に加圧成
   形することを特徴とする導波管の製造方法。