JP2010252092A - 導波管 - Google Patents

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英之 臼井
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Abstract

【課題】本発明は、樹脂製の管の内面を金属めっき処理してなる導波管に関し、様々な形状に対応可能であるとともに、長手方向の長さや伝送路の径によることなく均一な金属めっき層を形成可能であって、形成された金属めっき層の確認が容易な樹脂製の導波管を提供することを目的とする。
【解決手段】それぞれが樹脂製部材からなる本体110と蓋120とから構成されており、本体110の凹条溝の表面全体と、蓋120の、中空内部空間を画定する内壁を構成する部分との双方に金属めっき層130を有する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、樹脂製の管の内面を金属めっき処理してなる導波管に関する。
従来より、マイクロ波やミリ波などといった電波を伝送する際に用いる導波管として、金属製の管からなる金属導波管や、樹脂製の管の内面を金属めっき処理してなる樹脂導波管が知られている。
導波管による電波の伝送は、シールド線などといった導線による電波の伝送よりも伝送損失が少なく、また、伝送距離に応じて伝送損失が大きくなることがない、さらには、外部からの電気的ノイズの影響を受けない、といった利点を有する。
また、樹脂導波管として、例えば、外皮層としてのポリカーボネート樹脂と、密着層(内層)としてのABS樹脂と、密着層(内層)の内面に金属めっきとを有する樹脂導波管が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−23308号公報
金属導波管は、例えば曲げ加工によって様々な形状の導波管を得ることができるものの、金属製であるために、導波管が組み込まれる装置の軽量化を妨げたり、他の電気部品との接触による短絡のおそれがある。
これに対して、上記特許文献1に提案された樹脂導波管は、樹脂製であるために、導波管が組み込まれる装置の軽量化に寄与するとともに、他の電気部品との接触による短絡のおそれがない。
しかしながら、この特許文献1に提案された樹脂導波管は、一般に型成型によって形成するものであり、型を長手方向に沿って前後に抜くことにより形成するため、樹脂導波管の形状が、型から抜くことのできる直線形状に限定されることとなる。そのため、例えば、送信部および受信部の双方が同じ方向を向いた導波管のように、全体としてUの字型の伝送路を有する必要のある導波管は、特許文献1に提案された技術では形成することができない。
ここで、ミリ波を伝送する際に用いるミリ波導波管は、伝送路の径を小さくする必要がある。このような径の小さなミリ波導波管に特許文献1に提案された技術を適用する場合、樹脂製の管の内面(すなわち伝送路の内壁)に金属めっき処理を施すとき、めっきだまりによる伝送路の詰まりといった問題が発生するおそれがある。
また、特許文献1に提案された樹脂製導波管は、樹脂製の管の内面に金属めっき処理を施すめっき工程で、導波管の長手方向の長さが長いほどめっきムラの発生確率が高まることとなり、長手方向に長い樹脂製導波管においては均一な金属めっき層の形成が困難となる。
さらに、特許文献1に提案された樹脂製導波管において金属めっき層が形成される部分は樹脂製導波管の内面であることから、形成された後の金属めっき層の状態を目視確認できない。そのため、例えばめっき工程でめっきが樹脂に付着しない所謂“めっき欠け”などといった金属めっき層に欠陥が生じても見落としてしまうおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑み、様々な形状に対応可能であるとともに、長手方向の長さや伝送路の径によることなく均一な金属めっき層を形成可能であって、形成された金属めっき層の確認が容易な樹脂製の導波管を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する本発明の導波管は、
長手方向に延びた凹条溝が形成され、この凹条溝の表面全体に亘って金属めっき層を有する、樹脂部材からなる本体と、
上記本体の凹条溝を覆い、この凹条溝を覆うことにより形成された中空内部空間を画定する内壁を構成する部分に金属めっき層を有する、樹脂部材からなる蓋とを備えたことを特徴とする。
本発明の導波管は、それぞれが樹脂製部材からなる本体と蓋とから構成されており、本体の凹条溝の表面全体と、蓋の、中空内部空間を画定する内壁を構成する部分との双方に金属めっき層を有する。そのため、本体および蓋それぞれに金属めっき層を形成するときは、本体と蓋が離れた状態、すなわち金属めっき層を形成すべき領域が露出した状態にすることができる。従って、本発明の導波管によれば、伝送路の径がごく小さな寸法であっても、めっきだまりによる伝送路の詰まりといった問題を回避することができる。また、本発明の導波管によれば、導波管の長手方向の長さが長いほどめっきムラの発生確率が高まるといった問題も回避することができる。さらに、本発明の導波管によれば、目視による金属めっき層の状態確認が容易であるため、“めっき欠け”などといった金属めっき層の欠陥を排除することもできる。その結果、長手方向に直線状に延びた形状の導波管に限らず、例えば長手方向に湾曲しながら延びた形状の導波管など、様々な形状の導波管において、金属めっき層の表面を均一面とすることができる。
ここで、本発明の導波管は、上記樹脂部材が、上記金属めっき層と密着して内層を形成する第1の樹脂と、その金属めっき層と密着することなくその第1の樹脂と密着して外層を形成する第2の樹脂とを、2色成型してなるものであることが好ましい。
このような好ましい形態によれば、本体や蓋の金属めっき層を形成すべき領域に、確実に金属めっき層を形成することができる。
また、本発明の導波管は、上記蓋が、平板形状を有し、上記本体の凹条溝を覆うことにより形成された中空内部空間を画定する内壁を構成する部分を含む面全体に亘って金属めっき層を有するものであることも好ましい形態である。
このような好ましい形態によれば、蓋の製作が容易である。
また、本発明の導波管は、
「上記本体の凹条溝が、その本体の上記長手方向における両端部分を除くこの両端部分の内側に形成されたものであって、
上記蓋が、上記凹条溝の上記長手方向における両端部分を除く、その凹条溝の両端部分よりも内側を覆うものである」
という形態が好ましく、あるいは、本発明の導波管は、
「上記本体の凹条溝が、その本体の上記長手方向における両端部分を除くこの両端部分の内側に形成されたものであって、
上記本体が、上記凹条溝の上記長手方向における両端部分それぞれに、その長手方向と交わる方向にこの本体を貫通する、表面全体に亘って金属めっき層を有する貫通孔を有し、
上記蓋が、上記凹条溝全体を覆うものである」
という形態も好ましい。
これらの好ましい形態によれば、送信部および受信部の双方が同じ方向を向いた、全体としてUの字型の伝送路を有する導波管を得ることができる。
本発明によれば、様々な形状に対応可能であるとともに、長手方向の長さや伝送路の径によることなく均一な金属めっき層を形成可能であって、形成された金属めっき層の確認が容易な樹脂製の導波管が提供される。
本発明の導波管についての第1実施形態がミリ波モジュールに組み合わされた状態を斜め上から見た斜視図である。 図1に示す導波管とミリ波モジュールとが組み合わされる前の状態を斜め上から見た斜視図である。 図1,図2に示す導波管の、本体と蓋とに分解してなる状態を斜め上から見た分解斜視図である。 図3に示す4−4線における縦断面図である。 図3に示す本体の外観を表す図である。 図3に示す蓋の外観を表す図である。 本発明の導波管についての第2実施形態の、本体と蓋とに分解してなる状態を斜め上から見た分解斜視図である。 図7に示す8−8線における縦断面図である。 図7に示す9−9線における縦断面図である。 図7に示す本体の外観を表す図である。 図7に示す蓋の外観を表す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の導波管についての第1実施形態がミリ波モジュール300に組み合わされた状態を斜め上から見た斜視図であり、図2は、図1に示す導波管100とミリ波モジュール300とが組み合わされる前の状態を斜め上から見た斜視図である。
図1,図2に示すように、ミリ波モジュール300は、例えば、図示しない液晶テレビのディスプレイパネルに配備されたものであって、ミリ波アンテナ311を有する送信側モジュール310と、ミリ波アンテナ321を有する受信側モジュール320とから構成されている。そして、導波管100は、送信側モジュール310のミリ波アンテナ311と、受信側モジュール320のミリ波アンテナ321とを結ぶ、60GHzのミリ波通信に用いられるミリ波用導波管である。また、この導波管100は、長手方向である矢印A方向に直線状に延び、断面は矩形形状を有する。
尚、ミリ波モジュール300が配備される対象である液晶テレビのディスプレイパネルは一例であって、その対象は、例えば、パーソナルコンピュータや、ゲーム機や、ビデオレコーダや、デジタルカメラや、アクセスポイントなどであってもよい。
図3は、図1,図2に示す導波管100の、本体110と蓋120とに分解してなる状態を斜め上から見た分解斜視図である。また、図4は、図3に示す4−4線における縦断面図である。尚、図3に示す4−4線における本体110の縦断面図と、図3に示す4−4線における蓋120の縦断面図とは、同じ縦断面図となることから、図4では、双方を代表して一方のみの縦断面図を示している。また、図5は、図3に示す本体110の外観を表す図であり、図6は、図3に示す蓋120の外観を表す図である。図5,図6において、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は左側面図、(d)は右側面図、(e)は底面図である。
図3に示すように、導波管100は、本体110と蓋120とから構成された樹脂製の中空導波管であって樹脂製の管の内面(すなわち伝送路の内壁)に金属めっき層130を有するものである。
図3〜図5に示す本体110は、金属めっき層130と密着して内層111を形成するABS樹脂と、金属めっき層130と密着することなくABS樹脂と密着して外層112を形成するポリカーボネート樹脂とを、2色成型してなるものである。このABS樹脂は、本発明にいう第1の樹脂の一例であり、このポリカーボネート樹脂は、本発明にいう第2の樹脂の一例である。そして、本体110には、本体110の矢印A方向における両端部分110a,110bを除くこの両端部分110a,110bの内側に形成された、矢印A方向に延びた凹条溝113が形成されている。また、本体110は、凹条溝113の表面全体に亘って金属めっき層130を有する。
図3,図4,図6に示す蓋120は、本体110と同様に、金属めっき層130と密着して内層121を形成するABS樹脂と、金属めっき層130と密着することなくABS樹脂と密着して外層122を形成するポリカーボネート樹脂とを、2色成型してなるものである。このABS樹脂は、本発明にいう第1の樹脂の一例であり、このポリカーボネート樹脂は、本発明にいう第2の樹脂の一例である。そして、蓋120は、本体110の凹条溝113の矢印A方向における両端部分113a,113bを除く、本体110の凹条溝113の両端部分113a,113bよりも内側を覆うものであって、この蓋120には、本体110の凹条溝113の幅に等しい幅を有する、矢印A方向に延びた凹条溝123が形成されている。また、蓋120は、本体110の凹条溝113を蓋120で覆って接着することにより形成された中空内部空間(伝送路)を画定する内壁を構成する部分に、すなわち蓋120の凹条溝123の表面全体に亘って、金属めっき層130を有する。
図4に示すように、金属めっき層130は、本実施形態では、耐腐食性を考慮して2層構造とされている。具体的には、この金属めっき層130は、本体110および蓋120それぞれの内層111,121を形成するABS樹脂と密着した銅めっき層131と、この銅めっき層131と密着して積層されたニッケルめっき層132とを有する。また、金属めっき層130と密着する、内層111,121を形成するABS樹脂の表面は、めっきとの密着度を高めるために粗面化されている。
本体110の凹条溝113を蓋120で覆って接着してなるものが導波管100であって、これにより形成された中空内部空間が伝送路となる。そして、本体110の凹条溝113が本体110の両端部分110a,110bの内側に形成されており、蓋120が、その凹条溝113の両端部分113a,113bよりも内側を覆うことによって、この導波管100は、全体としてUの字型の伝送路を有することとなる。この伝送路の断面は矩形形状を有し、導波管100が60GHzのミリ波通信に用いられるミリ波用導波管であることから、この伝送路の断面寸法は、例えば、“0.4mm×0.4mm”とされている。なお、伝送路の断面寸法は、“0.4mm×0.4mm”より大きくてもよいし、また、小さくてもよい。
このように、第1実施形態の導波管100は、本体110と蓋120とから構成されており、伝送路は、本体110および蓋120それぞれの凹条溝113,123によって形成される中空内部空間である。そのため、本体110および蓋120それぞれに金属めっき層130を形成するときは、本体110と蓋120が離れた状態、すなわち金属めっき層130を形成すべき領域が露出した状態にすることができる。従って、第1実施形態の導波管100によれば、断面が矩形形状を有する伝送路の断面寸法がごく小さな“0.4mm×0.4mm”であっても、めっきだまりによる伝送路の詰まりといった問題を回避することができる。また、第1実施形態の導波管100によれば、導波管の長手方向である矢印A方向の長さが長いほどめっきムラの発生確率が高まるといった問題も回避することができる。さらに、第1実施形態の導波管100によれば、目視による金属めっき層130の状態確認が容易であるため、“めっき欠け”などといった金属めっき層の欠陥を排除することもできる。その結果、金属めっき層130の表面を均一面とすることができる。
以上で、本発明の第1実施形態の説明を終了し、本発明の第2実施形態について説明する。
図7は、本発明の導波管についての第2実施形態の、本体210と蓋220とに分解してなる状態を斜め上から見た分解斜視図である。また、図8は、図7に示す8−8線における縦断面図であり、図9は、図7に示す9−9線における縦断面図である。また、図10は、図7に示す本体210の外観を表す図であり、図11は、図7に示す蓋220の外観を表す図である。図10,図11において、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は左側面図、(d)は右側面図、(e)は底面図である。
図7に示すように、導波管200は、本体210と蓋220とから構成された樹脂製の中空導波管であって樹脂製の管の内面(すなわち伝送路の内壁)に金属めっき層230を有するものである。また、この導波管200は、長手方向である矢印B方向に湾曲しながら延び、断面は矩形形状を有する。また、この導波管200は、第1実施形態の導波管100と同様に、60GHzのミリ波通信に用いられるミリ波用導波管である。
図7,図8,図10に示す本体210は、ABS樹脂を成型してなるものである。このABS樹脂は、本発明にいう樹脂部材の一例である。そして、本体210には、本体210の矢印B方向における両端部分210a,210bを除くこの両端部分210a,210bの内側に形成された、矢印B方向に延びた凹条溝211が形成されている。また、本体210は、凹条溝211の表面全体に亘って金属めっき層230を有する。さらに、本体210は、凹条溝211の矢印B方向における両端部分211a,211bそれぞれに、矢印B方向と交わる方向である矢印C方向に本体210を貫通する、表面全体に亘って金属めっき層230を有する貫通孔212を有する。尚、この凹条溝211や貫通孔212は、成型によって形成してもよく、あるいは、例えば切削加工によって形成してもよい。
図7,図9,図11に示す蓋220は、本体210と同様に、ABS樹脂を成型してなるものである。そして、蓋220は、本体210の幅に等しい幅を有する平板形状を有し、本体210の凹条溝211全体を覆うものである。また、蓋220は、本体210の凹条溝211を蓋220で覆って超音波溶着又は熱溶着することにより形成された中空内部空間(伝送路)を画定する内壁を構成する部分を含む面221全体に亘って金属めっき層230を有する。
図8,図9に示すように、金属めっき層230は、本実施形態では、耐腐食性を考慮して3層構造とされている。具体的には、この金属めっき層230は、本体210および蓋220それぞれを形成するABS樹脂と密着した銅めっき層231と、この銅めっき層231と密着して積層されたニッケルめっき層232と、このニッケルめっき層232と密着してさらに積層された金めっき層233とを有する。また、本体210および蓋220それぞれを形成するABS樹脂の表面のうちの、金属めっき層230と密着する領域(以下、この領域をめっき領域と称する)である、本体210の凹条溝211および貫通孔212それぞれの表面、ならびに蓋220の面221は、めっきとの密着度を高めるために粗面化されている。このように、本体210および蓋220それぞれを形成するABS樹脂の表面を選択的に粗面化した上で金属めっき処理してなる金属めっき層230は、粗面化工程およびめっき工程において、そのABS樹脂の表面のうちの上記めっき領域を除く領域をマスクしておくことによって実現される。
本体210の凹条溝211を蓋220で覆って超音波溶着又は熱溶着してなるものが導波管200であって、これにより形成された中空内部空間が伝送路となる。そして、本体210の凹条溝211が本体210の両端部分210a,210bの内側に形成されており、さらに、その凹条溝211の両端部分211a,211bそれぞれに貫通孔212を有し、蓋220が、その凹条溝211全体を覆うことによって、この導波管200は、第1実施形態の導波管100と同様に、全体としてUの字型の伝送路を有することとなる。また、第1実施形態の導波管100と同様に、この伝送路の断面は矩形形状を有し、導波管100が60GHzのミリ波通信に用いられるミリ波用導波管であることから、この伝送路の断面寸法は、例えば、“0.4mm×0.4mm”とされている。なお、伝送路の断面寸法は、“0.4mm×0.4mm”より大きくてもよいし、また、小さくてもよい。
尚、第2実施形態の導波管200は、「本体および蓋のそれぞれが、選択的に金属めっき層を有する1種類の樹脂からなるものであって、その選択的な金属めっき層は、粗面化工程およびめっき工程において上記めっき領域を除く領域をマスクしておくことによって実現する」例を挙げて説明したが、1種類の樹脂からなる導波管における選択的な金属めっき層の実現方法はこれには限られず、例えば、「本体および蓋のそれぞれが、銅が配合された1種類の樹脂からなるものであって、この樹脂の表面の選択した領域に赤外線レーザを照射することによって銅を樹脂から分離させてレーザ照射箇所に露出させ、これを銅めっき槽に入れることにより銅めっき層を選択的に形成する」といったような、選択的な金属めっき層の実現方法であってもよい。
このように、第2実施形態の導波管200は、本体210と蓋220とから構成されており、伝送路は、本体210の凹条溝211を平板形状を有する蓋220で覆うことによって形成される中空内部空間である。そのため、本体210および蓋220それぞれに金属めっき層230を形成するときは、第1実施形態の導波管100と同様に、本体210と蓋220が離れた状態、すなわち金属めっき層230を形成すべき領域が露出した状態にすることができる。従って、第2実施形態の導波管200によれば、第1実施形態の導波管100と同様に、めっきだまりによる伝送路の詰まりといった問題や、導波管の長手方向である矢印B方向の長さが長いほどめっきムラの発生確率が高まるといった問題を回避したり、“めっき欠け”などといった金属めっき層の欠陥を目視確認によって排除することができ、金属めっき層230の表面を均一面とすることができる。
また、第2実施形態の導波管200は、導波管200を構成する本体210および蓋220のうちの、本体210のみに凹条溝211が形成されており、蓋220は平板形状を有するため、本体および蓋の双方に凹条溝が形成された第1実施形態の導波管100よりも製作しやすい。
以上で、本発明の第2実施形態の説明を終了する。
以上説明したように、第1実施形態や第2実施形態の導波管100,200によれば、長手方向の長さや伝送路の径によることなく均一な金属めっき層を形成可能であって、形成された金属めっき層の確認が容易な樹脂製の導波管が提供される。
また、本発明の導波管は、第1実施形態の導波管100のような、長手方向に直線状に延びた形状や、第2実施形態の導波管200のような、長手方向に湾曲しながら延びた形状など、様々な形状に対応可能である。
尚、上述した各実施形態では、本発明の導波管が、60GHzのミリ波通信に用いられるミリ波導波管である例を挙げて説明したが、本発明の導波管は、これらに限られるものではなく、例えば、マイクロ波通信に用いられるミリ波導波管であってもよく、あるいは、ミリ波アンテナであってもよい。
また、上述した各実施形態では、本発明にいう金属めっき層が、2層構造あるいは3層構造とされた例を挙げて説明したが、本発明にいう金属めっき層は、これらに限られるものではなく、耐腐食性等を考慮しない場合は、少なくとも1層の金属めっき層であればよい。
さらに、導波管200の本体210及び蓋220を、それぞれ2色成型して形成してもよい。
また、上述した各実施形態では、本発明の導波管が、矩形形状の断面を有する例を挙げて説明したが、本発明の導波管は、これらに限られるものではなく、例えば円形形状の断面を有するものであってもよい。
また、上述した各実施形態では、本発明にいう本体と蓋とを接着したり超音波溶着したり熱溶着することによって中空内部空間(伝送路)を画定する例を挙げて説明したが、これらに限られるものではなく、例えば嵌め込み等によって中空内部空間(伝送路)を画定してもよい。
また、上述した各実施形態では、本発明にいう本体および蓋のそれぞれが、長手方向に一体のものである例を挙げて説明したが、本発明にいう本体および蓋のそれぞれは、これらに限られるものではなく、長手方向に分割されたものを一体化してなるものであってもよい。
100,200 導波管
110,210 本体
110a,110b,113a,113b,210a,210b,211a,211b 両端部分
111,121 内層
112,122 外層
113,123,211 凹条溝
212 貫通孔
120,220 蓋
221 面
130,230 金属めっき層
131,231 銅めっき層
132,232 ニッケルめっき層
233 金めっき層
300 ミリ波モジュール
310 送信側モジュール
311 ミリ波アンテナ
320 受信側モジュール
321 ミリ波アンテナ

Claims (5)

  1. 長手方向に延びた凹条溝が形成され、該凹条溝の表面全体に亘って金属めっき層を有する、樹脂部材からなる本体と、
    前記本体の凹条溝を覆い、該凹条溝を覆うことにより形成された中空内部空間を画定する内壁を構成する部分に金属めっき層を有する、樹脂部材からなる蓋とを備えたことを特徴とする導波管。
  2. 前記樹脂部材が、前記金属めっき層と密着して内層を形成する第1の樹脂と、該金属めっき層と密着することなく該第1の樹脂と密着して外層を形成する第2の樹脂とを、2色成型してなるものであることを特徴とする請求項1記載の導波管。
  3. 前記蓋が、平板形状を有し、前記本体の凹条溝を覆うことにより形成された中空内部空間を画定する内壁を構成する部分を含む面全体に亘って金属めっき層を有するものであることを特徴とする請求項1または2記載の導波管。
  4. 前記本体の凹条溝が、該本体の前記長手方向における両端部分を除く該両端部分の内側に形成されたものであって、
    前記蓋が、前記凹条溝の前記長手方向における両端部分を除く、該凹条溝の両端部分よりも内側を覆うものであることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項記載の導波管。
  5. 前記本体の凹条溝が、該本体の前記長手方向における両端部分を除く該両端部分の内側に形成されたものであって、
    前記本体が、前記凹条溝の前記長手方向における両端部分それぞれに、該長手方向と交わる方向に該本体を貫通する、表面全体に亘って金属めっき層を有する貫通孔を有し、
    前記蓋が、前記凹条溝全体を覆うものであることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項記載の導波管。
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