JPH0666566B2 - 誘電体共振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば自動車電話、パーソナル無線、コード
レス電話等の通信機器等に使用することができる誘電体
共振器に関する。

［従来の技術］ 通信機器等に使用するための1/4波長の分布定数型誘電
体共振器を構成する磁器誘電体の貫通孔に、棒状リード
端子とこれと取り囲む円筒状樹脂誘電体とから成るユニ
ットを挿入し、リード端子と貫通孔の壁面の内導体（内
周電極）との間に入力結合容量を得ることは、例えば実
開昭58−54102号公報に開示されている。この構造によ
れば単純な構成で結合容量を得ることができる。

しかし、目標とする静電容量を基準にして−2.5％〜＋
2.5％程度の許容誤差を超えるものが容易に生じ、製造
歩留りが約70％と悪く、コストアップの要因となった。
なお、静電容量のバラツキは次の（１）〜（４）の累積
によって生じるものと考えられる。

（１） 円筒状樹脂誘電体の直径、肉厚、長さのバラツ
キによるもの。

（２） 磁器誘電体の共振用貫通孔の径のバラツキによ
るもの。

（３） 共振用貫通孔の内導体膜の膜厚のバラツキに起
因するもの。

（４） 共振用貫通孔に対する円筒状樹脂誘電体の密着
性のバラツキによるもの。

上述のような問題を解決するために、本件出願人は特願
昭62−158425号及び特願昭63−6253号で個別コンデンサ
を結合コンデンサとして使用する構造を提案した。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来は貫通孔の内導体膜にコンデンサ電極を
接続する際に、特別な接続部品を使用したので、組立て
を容易に達成することが困難であった。また、コンデン
サのリード線を加工して内導体膜に半田付けすることも
提案されているが、所望形状にリード線を加工すること
に困難を伴った。

そこで、本発明の目的は、組立てが容易であり且つコス
トの低減が可能な誘電体共振器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための発明は、少なくとも１個の共
振用貫通孔を有する誘電体ブロックと、前記貫通孔の壁
面に設けられた内導体膜と、前記誘電体ブロックの外周
面に設けられた外導体膜と、第１及び第２の端子を有
し、前記第１の端子の少なくとも一部は前記共振用貫通
孔の外に配置され、前記第２の端子は前記共振用貫通孔
に挿入されて前記内導体膜に接続されている結合用コン
デンサとを備えている誘電体共振器において、前記貫通
孔に対して余裕を有して挿入することができる外形寸法
を有し、且つ貫通孔又は切欠部を有する金属板が前記貫
通孔内に配置され、前記コンデンサの前記第２の端子と
前記金属板との間及び前記金属板と前記内導体膜との間
が半田で接続されている誘電体共振器に係わるものであ
る。

［作用］ 上記発明における金属板は、第２の端子と内導体膜との
橋渡しの作用を有すると共に、半田の不要な流れを阻止
する作用を有する。従って、第２の端子と内導体膜との
間隔が比較的大きい場合であっても両者が確実に接続さ
れる。また、金属板の寸法に対する制限が少ないので、
金属板のコストを従来の接続部品に比べて大幅に下げる
ことができる。

［第１の実施例］ 次に、第１図〜第５図を参照して本発明の第１の実施例
に係わる1/4波長分布定数型誘電体共振器を説明する。

この誘電体フィルタは、チタン酸バリウム系磁器から成
る円柱状誘電体ブロック１を備えている。誘電体ブロッ
ク１には、この一方の端面２から他方の端面３に至る１
個の共振用貫通孔４が設けられている。共振用貫通孔４
の壁面には内導体膜５が設けられ、外周面６即ち側面に
は外導体膜７が設けられ、他方の端面３には内導体膜５
と外導体膜７とを接続するように端面導体膜８が設けら
れている。内導体膜５、外導体膜７及び端面導体膜８は
銀ペーストを塗布して焼付けたものから成る。なお、一
方の端面２は開放端面になっている。

共振用貫通孔４内に配置された結合コンデンサ９は、第
３図に示すように円筒コンデンサ用磁器誘電体10と、こ
の誘電体10の内周面及び一端面及び外周面の一部に設け
られた第１の電極11と、外周面に設けられた第２の電極
12と、第１の電極11に結合された第１の金属キャップ13
と、第２の電極12に結合された第２の金属キャップ14
と、第１及び第２の金属キャップ13、14にそれぞれ接続
された第１及び第２のリード線15、16とから成り、第１
の金属キャップ13と第１のリード線15が第１の端子とし
て機能し、第２の金属キャップ14と第２のリード線16が
第２の端子として機能するように構成されている。な
お、この実施例ではコンデンサ９を貫通孔４に安定的に
装着するために、合成樹脂から成る絶縁被覆体17が設け
られている。以下、コンデンサ９と絶縁被覆体17との組
み合せをコンデンサ組立体18と呼ぶことにする。

コンデンサ９は安価な汎用のアキシャルリード型円筒磁
器コンデンサであるので、所望容量のものを極めて容易
に入手することができる。また、例え所望容量のコンデ
ンサが入手できなくても、第１及び／又は第２の電極1
1、12を部分的に研磨することにより容量調整を行うこ
とができる。

被覆体17は鍔部19及びここからの突出部20を有する。突
出部20は円筒状に形成され、共振用貫通孔４に嵌入され
ている。鍔部19は誘電体ブロック１の一端面２に接して
突出部20の挿入深さを決定している。

この誘電体共振器を製作する時には、内導体膜５と外導
体膜７と端面導体膜８とを有する誘電体ブロック１を用
意すると共に、第３図に示すコンデンサ組立体18を用意
する。

次に、貫通孔４内に第２のリード線16側が挿入されるよ
うにコンデンサ組立体18の一部を挿入する。即ち、突出
部20を貫通孔４に嵌入する。これにより、貫通孔４の一
方の入口は閉塞される。

なお、この時、第１のリード線15が下側となり、第２の
リード線16が上側となるように組立体18を配置し、第２
のリード線16を第４図に示すドーナツ状金属板21aに挿
入し、この状態で誘電体ブロック１の貫通孔４に組立体
18の一部を挿入する。金属板21の外形寸法は貫通孔４に
対して余裕を有しているので、金属板21は極めて容易に
挿入される。

次に、共振用貫通孔４にクリーム半田（ペースト状半
田）を注入し、恒温槽で加熱する。これにより、クリー
ム半田が溶融し、金属板21と金属キャップ14及びリード
線16との間、及び金属板21と内導体膜５との間に半田が
浸入し、半田22と金属板21とによって金属キャップ14及
びリード線16から成る第２の端子と内導体膜５とが電気
的及び機械的に結合される。

第１図の誘電体共振器を回路基板に装着する時には、外
導体膜７をグランドに接続し、リード線15を信号伝送路
に接続する。従って、この誘電体共振器を第５図に示す
コンデンサC1とインダクタンスL1と結合コンデンサCaと
から成る等価回路で示すことができる。

［第２の実施例］ 次に、第６図〜第９図を参照して本発明の第２の実施例
に係わる誘電体フィルタを説明する。但し、第６図〜第
９図において、第１図〜第５図と実質的に同一の部分に
は同一の符号を付してその説明を省略する。この誘電体
フィルタは２つの誘電体共振器を合させたものである。
従って、誘電体ブロック１の一方の端面２から他方の端
面３に至る２個の共振用貫通孔４が設けられ、これ等の
間に１つの結合用貫通孔23が設けられている。各共振用
貫通孔４の壁面には内導体膜５がそれぞれ設けられ、一
対の端面２、３間の外周面６即ち４側面には外導体膜７
が設けられ、他方の端面３には内導体膜５と外導体膜７
とを接続するように端面導体膜８が設けられている。内
導体膜５、外導体膜７及び端面導体膜８は銀ペーストを
塗布して焼付けたものから成る。なお、一方の端面２は
開放端面になっている。

２個の共振用貫通孔４には、結合コンデンサ９がそれぞ
れ挿入されている。結合コンデンサ９の構成は第１図〜
第３図と同一であり、下側の金属キャップ14及びリード
線16とから成る第２の端子と内導体膜５との間に第１図
と同様に金属板21が配置され、半田22で相互間の接続が
達成されている。

一対のコンデンサ９は絶縁被覆体17aによって相互に連
結されている。絶縁被覆体17aには更に金属製シールド
部材24が一体化されている。

この誘電体フィルタを製作する時には、第８図に示す各
導体膜５、７、８を有する誘電体ブロック１を用意する
と共に、一対のコンデンサ９とシールド部材24を合成樹
脂製絶縁被覆体17aで一体化した組立体25を用意し、２
個のコンデンサ９を２個の共振用貫通孔４に同時に挿入
し、第１の実施例と同様に金属板21と半田22によって内
導体膜５に対する電気的接続を達成する。

なお、シールド部材24は結合孔23の上部を覆う部分24a
と一対の側壁を覆う部分24b、24cとを有し、全体として
断面コ字状に形成されている。

完成した誘電体フィルタを電気回路に接続する時には、
一対のリード線15の一方を入力リード端子とし、他方を
出力リード端子とし、シールド部材24をグランドに接続
する。

第９図は誘電体フィルタの等価回路を示す。コンデンサ
C1とインダクタンスL1とから成る第１の共振回路は一対
の貫通孔４の内の一方の内導体膜５と接地される外導体
膜７と端面導体膜８とに基づいて形成され、コンデンサ
C2とインダクタンスL2とから成る第２の共振回路は一対
の貫通孔４の内の他方の内導体膜５と接地される外導体
膜７と端面導体膜８とに基づいて形成され、２つの共振
回路は誘電性インピーダンスZ1によって結合されてい
る。なお、入力結合容量Caは一対のコンデンサ９の一方
に対応し、出力合容量Cbは一対のコンデンサ９の他方に
対応している。

本実施例においても、第１の実施例と全く同一の作用効
果を得ることができる。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

（１） クリーム半田の代りに半田粒子又は半田片を共
振用貫通孔４に投入し、これを溶融して半田付けしても
よい。また、金属板21に予めクリーム半田を塗布して貫
通孔４内に挿入してもよい。

（２）また、組立体18を貫通孔４に装着した後に、金属
板21を貫通孔４に挿入してもよい。

（３） 第10図に示す如く金属板21に貫通孔21aに至る
切り込み状の切欠部21bを設け、半田22と金属キャップ1
4との接触面積を増大させてもよい。

（４） コンデンサ９は第11図に示すように円柱状誘電
体10aに一対の電極11a、12aを設け、端子部材として金
属キャップ13、14とリード線15、16を設けたものであっ
てもよい。またコンデンサ９は、第３図の円筒状誘電体
10の内周面に第１の電極11を設けずに外周面のみに第１
の電極11を設けたものであってもよい。

（５） 被覆体17を省くことができる。これによって内
導体膜５と金属キャップ14との間に大幅な間隙が生じる
場合には、被覆体17に相当する着脱自在な治具を共振用
貫通孔４に挿入するか又は共振用貫通孔４の開放端面２
側の入口を閉塞して半田を投入すればよい。内導体膜５
と金属キャップ14との間隙が狭い場合には治具を使用し
なくとも半田22が所望箇所に留まる。

（６） コンデンサ９の下側にリード線16を必要に応じ
て除去してもよい。

（７） 誘電体ブロック１に３個以上の共振用貫通孔４
を設ける場合にも適用可能でる。この場合には入力段と
出力段の共振用貫通孔４にコンデンサ９を装着する。

（８） 端面導体膜８を省いて1/2波長の分布定数型誘
電体共振器を構成する場合にも適用可能である。

［発明の効果］ 上述から明らかなように、本発明によれば、低コストな
金属板を使用してコンデンサの端を内導体膜に接続する
ので、誘電体共振器のコストの低減を図ることができ
る。また、共振用貫通孔に対して自由度の大きい金属板
を使用するので、共振用貫通孔に対するコンデンサ端子
の接続を容易に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わる誘電体共振器を
第２図のＩ−Ｉ線で示す断面図、 第２図は第１図の誘電体共振器の平面図、 第３図は第１図のコンデンサを示す拡大断面図、 第４図は第１図の金属板を示す斜視図、 第５図は第１図の誘電体共振器の等価回路図、 第６図は本発明の第２の実施例の誘電体フィルタを第７
図のVI−VI線で示す断面図、 第７図は第６図の誘電体フィルタの平面図、 第８図は第６図の各導体膜を備えた誘電体ブロックを示
す斜視図、 第９図は第６図の誘電体フィルタの等価回路図、 第10図は変形例の金属板を示す断面図、 第11図は変形例のコンデンサを示す断面図である。 １……誘電体ブロック、４……共振用貫通孔、５……内
導体膜、７……外導体膜、９……コンデンサ、13、14…
…金属キャップ、15、16……リード線、21……金属板、
22……半田。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１個の共振用貫通孔を有する誘
   電体ブロックと、 前記貫通孔の壁面に設けられた内導体膜と、 前記誘電体ブロックの外周面に設けられた外導体膜と、 第１及び第２の端子を有し、前記第１の端子の少なくと
   も一部は前記共振用貫通孔の外に配置され、前記第２の
   端子は前記共振用貫通孔に挿入されて前記内導体膜に接
   続されている結合用コンデンサと を備えている誘電体共振器において、 前記貫通孔に対して余裕を有して挿入することができる
   外形寸法を有し、且つ貫通孔又は切欠部を有する金属板
   が前記貫通孔内に配置され、前記コンデンサの前記第２
   の端子と前記金属板との間及び前記金属板と前記内導体
   膜との間が半田で接続されていることを特徴とする誘電
   体共振器。