(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源により発生したマイクロ波を、導波管を介して負荷に供給する際のインピーダンス整合を行うマイクロ波整合器において、
前記導波管の所定箇所に配設された分岐導波管と、
前記分岐導波管の内部を移動し、該分岐導波管内を伝搬するマイクロ波を反射する短絡板と、
回転駆動軸を有する駆動部と、
前記駆動部の回転運動を直線往復運動に変換して、前記短絡板を前記分岐導波管の管軸方向に直線往復運動させる往復リール機構部と、
を備えることを特徴とするマイクロ波整合器。
【請求項２】
高周波電源により発生したマイクロ波を、導波管を介して負荷に供給する際のインピーダンス整合を行うマイクロ波整合器において、
前記導波管の所定箇所に配設された分岐導波管と、
前記分岐導波管の内部を移動し、該分岐導波管内を伝搬するマイクロ波を反射する短絡板と、
回転駆動軸を有する駆動部と、
前記回転駆動軸に備えられた巻軸と、
一端が前記短絡板に接続され、他端が前記巻軸に接続された帯板と、を備え、
前記回転駆動軸の回転駆動に伴う前記巻軸の回転に連動して、前記帯板が前記巻軸に巻き取られること及び前記帯板が前記巻軸から送り出されることにより、前記短絡板が前記分岐導波管の管軸方向に直線往復運動するように構成されていることを特徴とするマイクロ波整合器。
【請求項３】
高周波電源により発生したマイクロ波を、導波管を介して負荷に供給する際のインピーダンス整合を行うマイクロ波整合器において、
前記導波管の所定箇所に配設された複数の分岐導波管と、
前記各分岐導波管の内部を移動し、該分岐導波管内を伝搬するマイクロ波を反射する短絡板と、
回転駆動軸を有する駆動部と、
前記回転駆動軸に備えられた複数の巻軸と、
一端が前記短絡板に接続され、他端が前記巻軸に接続された帯板と、を備え、
前記回転駆動軸の回転駆動に伴う前記各巻軸の回転に連動して、前記各帯板が前記各巻軸に巻き取られること及び前記各帯板が前記各巻軸から送り出されることにより、前記各短絡板が前記各分岐導波管の管軸方向に直線往復運動するように構成されていることを特徴とするマイクロ波整合器。
【請求項４】
請求項３記載のマイクロ波整合器において、
前記各巻軸の軸径が異なることを特徴とするマイクロ波整合器。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロ波整合器において、
前記分岐導波管内の前記帯板は、短尺方向の断面形状が円弧形状となっていることを特徴とするマイクロ波整合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波電源システムにおけるマイクロ波整合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波整合器は、マイクロ波電源システムを構成する装置のひとつである。マイクロ波電源システムは、半導体の製造工程におけるエッチング装置やアッシング装置、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置などに、安定なマイクロ波プラズマを発生させる目的で利用される。
従来のマイクロ波整合器の機構は、特開平１０−２３３６０６号公報に開示されているマイクロ波自動整合器のように、モータが駆動し、モータの回転軸に直結した送りネジの回転に伴って、短絡板であるショートプランジャを移動させるという構成となっており、ショートプランジャの位置によってインピーダンスを可変させることによりマイクロ波の整合を行う。このような従来のマイクロ波整合器の構造を図５に示す。
【０００３】
図５は、ひとつのモータでひとつのショートプランジャを駆動させる、従来のモータ駆動ネジ方式のマイクロ波整合器の構造を簡素化した模式図である。図５に示すように、所定の位置に固定されたモータ１は、当該モータ１の回転軸に直結されたネジ１２を回転駆動させる。ショートプランジャ４はネジ１２の回転に伴って分岐導波管５ａ内の中を移動する。そのネジ１２の長さをＬ、ネジピッチをＺ、分岐導波管５ａの長さをＨ、モータ駆動によるネジの回転角度をθ〔ｒａｄ〕とすると、ショートプランジャ４の位置は関数Ｇ（θ）で与えられるものとする。図６（ａ）に示すように、Ｇ（θ）の最小値はＧ（θ）＝Ｌ−Ｔであり、ショートプランジャ４の下面にネジ端１２ａが接したときに得られる。また、図６（ｂ）に示すように、Ｇ（θ）の最大値はＧ（θ）＝Ｌであり、ネジ端１２ａがショートプランジャ４の上面に接したときに得られる。従って、θの回転角度範囲は以下の（１）式で表せる。
０≦θ≦（２π）×Ｔ／Ｚ・・・・・（１）
関数Ｇ（θ）はネジ１２が一周する毎にネジピッチＺだけ変化するので、以下の（２）式で求められる。
Ｇ（θ）＝（Ｚ×θ）／（２π）・・・・・（２）
（２）式からショートプランジャ４は、モータ１の回転角度θに比例した直線運動をすることがわかる。（１）、（２）式からＧ（θ）の可変範囲は以下の（３）式で表せる。
Ｌ−Ｔ≦Ｇ（θ）≦Ｌ・・・・・（３）
０≦Ｇ（θ）≦Ｔ・・・・・（３’）
【０００４】
また、特開２００１−２５１１０７号公報に開示されているマイクロ波用のインピーダンス整合器は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ふたつのショートプランジャＳ１、Ｓ２を差動的に動作させる機構を有しており、図８に差動的に動作させるマイクロ波整合器の構造の例を示す。
図８（ａ）に示されるように、モータ１に取り付けられたプーリＰ０が回転すると、図８（ｂ）に示されるように、ベルト９を介してショートプランジャＳ１、Ｓ２の駆動用プーリＰ１，Ｐ２が回転駆動する。このプーリＰ０の回転に伴って、プーリＰ１，Ｐ２に直結されたネジ１２が回転する。このとき、ショートプランジャＳ１に連結するネジを右ネジとすれば、ショートプランジャＳ２には左ネジを連結する。このネジの回転駆動によって、ショートプランジャＳ１、Ｓ２は差動的に直線移動できる。即ち、ショートプランジャの一方が下方向へ移動すると、他方が上方向へ移動する。
ショートプランジャＳ１の位置を表す関数Ｇ１（θ）は、（２）式で得られるとすると、ショートプランジャＳ２の位置を表す関数Ｇ２（θ）はネジが逆ネジの関係であることを考慮すれば、以下の（２’）式で表せる。
Ｇ２（θ）＝Ｌ−（Ｚ×θ）／（２π）・・・・・（２’）
【０００５】
ところで、任意時間ｔのとき、差動動作するショートプランジャＳ１、Ｓ２の駆動距離Ｌ１（ｔ）、Ｌ２（ｔ）は、作動動作の比率を１対ｋとすると、以下の（４）式で表せる。
Ｌ２（ｔ）＝−ｋ×Ｌ１（ｔ）・・・・・（４）
ただし、図７に示すように、ショートプランジャＳ１、Ｓ２の基準位置は、伝送線路の導波管５内壁からプランジャ下面までの距離λ／２とする。ショートプランジャＳ１、Ｓ２が基準位置にあるとき、駆動距離Ｌ１（ｔ）、Ｌ２（ｔ）は、
Ｌ１（ｔ）＝Ｌ２（ｔ）＝０・・・・・（５）
となる。また、（４）式を満足させるためには、以下の（６）式のようにプーリに直径比を持たせる方法がある。
Ｄ１＝ｋ×Ｄ２・・・・・（６）
ところで、（２）式と（２’）式は時間ｔについての関数Ｇ（ｔ）で表すと、θ＝ωｔより、
Ｇ１（ｔ）＝（Ｚ×ωｔ）／（２π）・・・・・（７）
Ｇ２（ｔ）＝Ｌ−（Ｚ×ωｔ）／（２π）・・・・・（７’）
と、変換できる。ショートプランジャＳ１、Ｓ２の位置を表す関数Ｇ１（ｔ）、Ｇ２（ｔ）は、プーリの直径についてＤ０＝Ｄ２とすると、（６）式によって以下の（８）、（９）で表せる。
0003708915.tif 000002
となる。
【０００６】
次に、（８）、（９）式を時間ｔについて微分すれば、速度関数Ｖ１（ｔ）、Ｖ２（ｔ）が得られる。
Ｖ１（ｔ）＝ｋ×Ｚ×ω／（２π）・・・・・（１０）
Ｖ２（ｔ）＝−（Ｚ×ω）／（２π）・・・・・（１１）
よって、（１０）、（１１）式から、以下の（１２）式が成り立つ。
Ｖ１（ｔ）＝−ｋ×Ｖ２（ｔ）・・・・・（１２）
この（１２）式より、プーリの直径比は、ショートプランジャの速度比となることがわかる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ１の回転軸に直結されたネジ１２の回転に伴うショートプランジャ４の駆動では、モータ１の回転軸が３６０度（２π）回転してもショートプランジャ４はネジ１２のネジピッチの距離Ｚしか移動できない。また、モータ１のモータ軸１ａの回転に連動するプーリＰ０の回転に伴うショートプランジャＳ１、Ｓ２の駆動についても同様である。このような機構では、インピーダンスの整合、マイクロ波整合に時間がかかってしまって、不安定なプラズマ状態になってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、マイクロ波整合器において、インピーダンスの整合、マイクロ波整合の時間を短縮して、安定したマイクロ波を供給するマイクロ波整合器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
高周波電源により発生したマイクロ波を、導波管（例えば、図１の導波管５）を介して負荷に供給する際のインピーダンス整合を行うマイクロ波整合器（例えば、図１のマイクロ波整合器１００）において、
前記導波管の所定箇所に配設された分岐導波管（例えば、図１の分岐導波管５ａ）と、
前記分岐導波管の内部を移動し、該分岐導波管内を伝搬するマイクロ波を反射する短絡板（例えば、図１のショートプランジャ４）と、
回転駆動軸（例えば、図１のモータ軸１ａ）を有する駆動部（例えば、図１のモータ１）と、
前記駆動部の回転運動を直線往復運動に変換して、前記短絡板を前記分岐導波管の管軸方向に直線往復運動させる往復リール機構部（例えば、図１の巻軸２、帯板３等）と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、駆動部の回転駆動軸の回転運動が、往復リール機構部により直線往復運動に変換され、短絡板が分岐導波管の管軸方向に直線往復運動するので、従来のネジによる直線往復運動に比べて短絡板を分岐導波管内で迅速に任意の位置に移動させることができる。
よって、短絡板は、分岐導波管内を伝搬するマイクロ波をその任意の位置において、容易にかつ迅速にインピーダンス整合を行い、マイクロ波整合を行うことができることとなって、安定したマイクロ波を供給することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、高周波電源により発生したマイクロ波を、導波管（例えば、図１の導波管５）を介して負荷に供給する際のインピーダンス整合を行うマイクロ波整合器（例えば、図１のマイクロ波整合器１００）において、
前記導波管の所定箇所に配設された分岐導波管（例えば、図１の分岐導波管５ａ）と、
前記分岐導波管の内部を移動し、該分岐導波管内を伝搬するマイクロ波を反射する短絡板（例えば、図１のショートプランジャ４）と、
回転駆動軸（例えば、図１のモータ軸１ａ）を有する駆動部（例えば、図１のモータ１）と、
前記回転駆動軸に備えられた巻軸（例えば、図１の巻軸２）と、
一端が前記短絡板に接続され、他端が前記巻軸に接続された帯板（例えば、図１の帯板３）と、を備え、
前記回転駆動軸の回転駆動に伴う前記巻軸の回転に連動して、前記帯板が前記巻軸に巻き取られること及び前記帯板が前記巻軸から送り出されることにより、前記短絡板が前記分岐導波管の管軸方向に直線往復運動するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、駆動部の回転駆動軸の回転運動が、巻軸と帯板を介し直線運動に変換され、短絡板が分岐導波管の管軸方向に直線運動するので、従来のネジによる直線往復運動に比べて短絡板を分岐導波管内で迅速に任意の位置に移動させることができる。
よって、短絡板は、分岐導波管内を伝搬するマイクロ波をその任意の位置において、容易にかつ迅速にインピーダンス整合を行い、マイクロ波整合を行うことができることとなって、安定したマイクロ波を供給することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、高周波電源により発生したマイクロ波を、導波管（例えば、図４の導波管５）を介して負荷に供給する際のインピーダンス整合を行うマイクロ波整合器（例えば、図４のマイクロ波整合器２００）において、
前記導波管の所定箇所に配設された複数の分岐導波管（例えば、図４の分岐導波管５ａ）と、
前記各分岐導波管の内部を移動し、該分岐導波管内を伝搬するマイクロ波を反射する短絡板（例えば、図４のショートプランジャ４０，４４）と、
回転駆動軸（例えば、図４のモータ軸１ａ）を有する駆動部（例えば、図４のモータ１）と、
前記回転駆動軸に備えられた複数の巻軸（例えば、図４の巻軸２０，２２）と、
一端が前記短絡板に接続され、他端が前記巻軸に接続された帯板（例えば、図４の帯板３０，３３）と、を備え、
前記回転駆動軸の回転駆動に伴う前記各巻軸の回転に連動して、前記各帯板が前記各巻軸に巻き取られること及び前記各帯板が前記各巻軸から送り出されることにより、前記各短絡板が前記各分岐導波管の管軸方向に直線往復運動するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、駆動部の回転駆動が、回転駆動軸を介して巻軸に伝達され、巻軸の回転運動が帯板を介し直線運動に変換されて、短絡板が分岐導波管の管軸方向に直線運動するので、従来のねじによる直線往復運動に比べて短絡板を分岐導波管内で迅速に任意の位置に移動させることができる。
よって、短絡板は、分岐導波管内を伝搬するマイクロ波をその任意の位置において、容易にかつ迅速にインピーダンス整合を行い、マイクロ波整合を行うことができることとなって、安定したマイクロ波を供給することができる。
特に、ひとつの駆動部に対し、複数の巻軸、帯板、短絡板を備えることにより、同時に複数の分岐導波管において、インピーダンス整合を行うことができるので、より迅速にマイクロ波整合を行うことができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のマイクロ波整合器において、
前記各巻軸の軸径が異なることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、各巻軸の軸径を異ならせることにより、各巻軸の軸径に対応した短絡板の移動範囲を設定することができ、駆動部の回転駆動軸の同一の動作条件でも各巻軸に対応した短絡板の移動速度を異ならせることができる。
よって、各短絡板を差動動作させることができ、特に、速度比をもった差動動作とすることができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロ波整合器において、
前記分岐導波管内の前記帯板は、短尺方向の断面形状が円弧形状となっていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、分岐導波管内における帯板の短尺方向の断面形状が円弧形状であるので、帯板の長尺方向の応力に対する強度が高く、帯板が座屈しにくい。よって、帯板は短絡板を支持するとともに、短絡板を安定して移動させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部を示す模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
図１に示すように、マイクロ波整合器１００のショートプランジャ駆動部５０は、駆動部としてのモータ１と、モータ１に接続された巻軸としてのドラム２と、そのドラム２に一端が接続された帯板３と、その帯板３の他端が接続された短絡板であるショートプランジャ４等を備えており、ショートプランジャ４は導波管５の分岐導波管５ａ内を管軸方向に直線往復運動するように構成されている。
【００２０】
モータ１は所定の位置に固定されており、そのモータ１の回転駆動軸としてのモータ軸１ａには、ドラムケース２ａに収容された円筒形のドラム２が固定されている。
ドラム２は、モータ軸１ａを軸中心として正逆回転する。
帯板３は、薄く細長い板状の部材であり、例えば、金属や樹脂により構成されている。帯板３の一端３ａはドラム２に接続され、帯板３はドラム２の円筒側面に巻き付け自在に備えられており、帯板３は、ドラム２に巻き取られたり、ドラム２から送り出されたりする。
また、帯板３は、ドラムケース２ａに形成されている板穴２ｂと、分岐導波管５ａの側端部に固定されているガイド栓６に形成されているガイド穴６ａとを貫通し、分岐導波管５ａ内において帯板３の他端３ｂがショートプランジャ４と接続されている。
【００２１】
また、ドラムケース２ａ内の板穴２ｂ近傍には、ドラム２から送り出された帯板３における短尺方向の断面形状を円弧形状にしならせ変形させる、変形機構部７が備えられている。
図１（ｃ）に示すように、この変形機構部７が、帯板３の短尺方向の断面形状を円弧形状に変形することによって、後述するように、帯板３における長尺方向の応力に対する強度を増大させることができる。
【００２２】
次に、マイクロ波整合器１００のショートプランジャ駆動部５０の動作について説明する。
まず、モータ１が駆動してモータ軸１ａが回転駆動すると、そのモータ軸１ａに固定されたドラム２は、モータ軸１ａの駆動に連動し、回転する。
すると、そのドラム２に接続された帯板３は、ドラム２の回転動作により、ドラム２の側面周囲に巻き取られたり、側面周囲から送り出されたりする。帯板３がドラム２に巻き取られたり、ドラム２から送り出されたりすることにより、帯板３の他端３ｂが分岐導波管５ａの管軸方向に沿った移動をするので、帯板３の他端３ｂに接続されたショートプランジャ４が、分岐導波管５ａ内を管軸方向に直線往復運動する。
【００２３】
具体的には、図１に示すように、ショートプランジャ駆動部５０の初期状態において、ドラム２に接続された帯板３の一端３ａが、モータ１のモータ軸１ａと図中水平方向、同じ高さにあるとする。
この図１（ｂ）の状態から、モータ１の駆動に伴って、ドラム２が図中反時計回りにθ〔ｒａｄ〕回転動作すると、ドラム２に接続された帯板３の一端３ａは、ドラム２の側面の外周に沿って図中反時計回りにθ〔ｒａｄ〕移動するとともに、帯板３はドラム２の側面外周に巻き取られ、図２に示される状態となる。そして、ドラム２の側面外周に巻き取られた帯板３の長さ分、帯板３の他端３ｂに接続されたショートプランジャ４が、分岐導波管５ａ内を管軸方向上方に直線移動する。
【００２４】
同様に、図２（ｂ）の状態から、モータ１の駆動に伴って、ドラム２が図中時計回りにθ〔ｒａｄ〕回転動作すると、ドラム２に接続された帯板３の一端３ａは、ドラム２の側面外周に沿って図中時計回りにθ〔ｒａｄ〕移動するとともに、ドラム２の側面外周に巻き取られた帯板３が送り出され、帯板３が送り出された長さ分、帯板３の他端３ｂに接続されたショートプランジャ４が、分岐導波管５ａ内を管軸方向下方に直線移動する。
このように、モータ１の回転駆動に伴い、ドラム２が回転動作し帯板３を円筒側面に巻き取ったり、帯板３を送り出したりすることに伴い、ショートプランジャ４が分岐導波管５ａ内を管軸方向に直線往復運動する。
【００２５】
次に、本第１の実施の形態のおけるショートプランジャ４の位置を表す関数について説明する。
図１、図２に示すように、モータ軸１ａ中心から導波管５内面側端部までの距離をＨ、帯板３を巻き取る円筒形のドラム２の半径の長さをＲ、モータ１の回転角をθ〔ｒａｄ〕とし、また、帯板３の厚みと、導波管５の厚みは無視できるものとする。
ここで、帯板３がドラム２に巻き取られていない状態（図１）のモータ１の回転角をθ＝０とし、その際のショートプランジャ４の位置を基準位置とする。そして、その基準位置であるθ＝０の時の導波管５内面からショートプランジャ４の下面の距離をＤとすると、導波管５内面からショートプランジャ４の下面までの距離を表す関数Ｙ（θ）は、
Ｙ（θ）＝Ｄ＋Ｒ×θ・・・・・（１３）
となる。
【００２６】
以上のように、本第１の実施の形態におけるマイクロ波整合器１００のショートプランジャ駆動部５０において、ショートプランジャ４はモータ１の回転軸１ａの回転角θ〔ｒａｄ〕に比例した直線運動をすることがわかる。
例えば、回転軸１ａの回転角θの可変範囲が０≦θ≦２π、つまり、回転軸１ａが１回転する場合において、ショートプランジャ４の移動範囲は０≦θ≦２πＲと、ドラム２の側面の周長（円筒形のドラム２における回転軸１ａと垂直方向の断面形状である円形の円周の長さ）に相当する２πＲの移動範囲を有する。
一方、従来のモータ駆動ネジ方式のマイクロ波整合器では、モータ１の回転角θの可変範囲０≦θ≦（２π）×Ｔ／Ｚ（１式）に対し、ショートプランジャ４の移動範囲は０≦Ｇ（θ）≦Ｔ（３’式）と、ショートプランジャ４の長さに相当するＴが移動範囲である。これは、モータ１の回転角θの可変範囲が０≦θ≦２π、つまりモータ１の１回転に伴いショートプランジャ４は、ネジピッチの距離Ｚの移動をするということである。
【００２７】
このように、従来のモータ駆動ネジ方式のマイクロ波整合器では、モータ１の１回転に伴いショートプランジャ４は、ネジピッチＺに相当する距離の移動を行うのみであったが、本第１の実施の形態におけるマイクロ波整合器１００においては、モータ１の１回転に伴いショートプランジャ４は、ドラム２の側面の周長の長さに相当する２πＲの移動を行う。しかも、ショートプランジャ４の移動範囲を無限大とするのであれば、モータの回転角θの可変範囲を０≦θ≦∞とすることにより対応できる。
【００２８】
具体的に、ショートプランジャ４を８０ｍｍ移動させる場合のマイクロ波整合器の寸法例を表１に示し、ショートプランジャ４の移動速度について、従来と本発明との比較を行う。
【表１】
0003708915.tif 000003
従来方式においては、ショートプランジャ４の全ストロークに要するモータ１の回転数は４０回転である。これに対し、本発明方式においては約０．３回転で全ストロークを行うので、モータ回転速度が同じ条件で、ショートプランジャ４の移動速度比は約１３３倍、つまり約１３３倍移動速度が高速化したといえる。
【００２９】
次に、帯板３の短尺方向の断面形状に関する帯板３の強度について説明する。本発明のマイクロ波整合器１００におけるショートプランジャ駆動部５０は、帯板３のような細長く、薄い板状の部材を、ドラム２の側面周囲に巻き付けたり、ドラム２の側面周囲から送り出したりすることにより、その板状部材に接続されたショートプランジャ４を移動、駆動する。そのため、その板状部材がドラム２の側面周囲に好適に巻き取られるように、板状部材はその厚みが薄く形成されている。このような、細長く、薄い板状の部材は長尺方向に押圧される作用力に対して弱い傾向があるので、そのような作用力がこのような板状部材に加わった場合には、板状部材は座屈しやすい。特に、その板状部材の短尺方向の断面形状が直線状である場合は、板状部材はより撓みやすく、折れ曲がりやすいので、より座屈しやすい。
このような板状部材の短尺方向の断面形状を曲線状などに変形することにより、板状部材は撓みにくくなり、強度が増す。
【００３０】
そこで、本発明のマイクロ波整合器１００においては、帯板３の短尺方向の断面形状を変形させる変形機構部７を設け、変形機構部７が帯板３の短尺方向の断面形状を円弧形状にしならせ変形させることにより、帯板３が長尺方向に押圧されることに対する強度を増大し、帯板３が座屈しにくくすることとした。特に、この帯板３の短尺方向の断面形状を円弧形状としたことにより、この帯板３の板面を折り曲げるように作用する力は、帯板３の円弧形状によって、ほぼ均等に分散されたり、相殺されることとなるので、好適に強度を増大させることができる。
【００３１】
このように、帯板３は変形機構部７によって、帯板３の短尺方向の断面形状を円弧形状にしならせ変形されることにより、帯板３は長尺方向に押圧されることに対する強度を増大し、帯板３が座屈しにくくされている。
よって、図３（ａ）に示すように、図１（ｂ）とは上下逆転した状態でマイクロ波整合器１００を使用する際であっても、帯板３はショートプランジャ４を支えることができるので、前述のように、ショートプランジャ駆動部５０は、帯板３を、ドラム２の側面周囲に巻き取ったり、ドラム２の側面周囲から送り出したりすることにより、その帯板３に接続されたショートプランジャ４を移動、駆動することができる。
これに対し、図３（ｂ）に示すマイクロ波整合器１０１のように、帯板３’の短尺方向の断面形状を変形させる変形機構部７が設けられておらず、帯板３’の短尺方向の断面形状が直線状である場合は、帯板３’は撓みやすく、座屈しやすいので、ショートプランジャ４を支えることができず、有効に機能させることができない。
【００３２】
〔第２の実施の形態〕
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部を示す模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
図４に示すように、マイクロ波整合器２００のショートプランジャ駆動部５５は、モータ１と、モータ１に接続された、軸径の異なる巻軸としてのドラム２０，２２と、その各ドラム（ドラム２０、ドラム２２）に一端が接続された帯板３０，３３と、その各帯板（帯板３０、帯板３３）の他端が接続されたショートプランジャ４０，４４等を備えており、ショートプランジャ４０，４４は導波管５の各分岐導波管５ａ内を管軸方向に直線往復運動するように構成されている。
【００３３】
モータ１は所定の位置に固定されており、そのモータ１のモータ軸１ａには、ドラムケース２ｃに収容された円筒形のドラム２０，２２が固定されている。
ドラム２０，２２は、モータ軸１ａを軸中心として回転する。
帯板３０、３３は、薄く細長い板状の部材であり、例えば、金属や樹脂により構成されている。帯板３０，３３の各一端３０ａ，３３ａは、それぞれドラム２０，２２に接続され、各帯板３０，３３はそれぞれドラム２０，２２の円筒側面に巻き付け自在に備えられており、各帯板（帯板３０、帯板３３）は各ドラム（ドラム２０、ドラム２２）に巻き取られたり、各ドラムから送り出されたりする。
また、帯板３０，３３は、ドラムケース２ｃに形成されている板穴２０ｂ，２２ｂと、各分岐導波管５ａの側端部に固定されているガイド栓６０，６６に形成されているガイド穴６０ａ，６６ａとをそれぞれ貫通し、各分岐導波管５ａ内において帯板３０，３３の他端３０ｂ，３３ｂがそれぞれショートプランジャ４０，４４とに接続されている。
【００３４】
また、ドラムケース２ｃ内の板穴２０ｂ，２２ｂの近傍には、ドラム２０，２２から送り出された帯板３０，３３における短尺方向の断面形状を円弧形状にしならせ変形させる、変形機構部７が備えられている。
【００３５】
次に、マイクロ波整合器２００のショートプランジャ駆動部５５の動作について説明する。
まず、モータ１が駆動してモータ軸１ａが回転駆動すると、そのモータ軸１ａに固定されたドラム２０，２２は、モータ軸１ａの駆動に連動し、回転する。
すると、ドラム２０，２２にそれぞれ接続された帯板３０，３３は、各ドラムの回転動作により、各ドラムの側面周囲に巻き取られたり、各ドラムの側面周囲から送り出されたりする。
ここで、ドラム２０，２２にそれぞれ接続された帯板３０，３３が、各ドラムに巻き付けられる向きが反対向きであるので、各ドラムにおいて各帯板はそれぞれ反対の動作をする。つまり、一方の帯板が巻き取られる際に、もう一方の帯板は送り出される。
よって、モータ軸１ａの回転駆動により、帯板３０，３３がそれぞれ各ドラムに巻き取られたり、各ドラムから送り出されることにより、帯板３０，３３の他端３０ｂ、３３ｂが分岐導波管５ａの管軸方向に沿って、それぞれ反対方向に直線移動をするので、各帯板の他端３０ｂ，３３ｂに接続されたショートプランジャ４０，４４が、分岐導波管５ａ内を管軸方向にそれぞれ反対方向に直線往復運動する。つまり、一方のショートプランジャが上方へ移動する際に、もう一方のショートプランジャは下方へ移動する。
【００３６】
次に、本第２の実施の形態のおけるショートプランジャ４０，４４の位置を表す関数について説明する。
図４に示すマイクロ波整合器２００のショートプランジャ駆動部５５において、従来の技術として示した（１２）式のように、差動動作するショートプランジャ４０，４４に速度比を持たせるには、対となるドラム２０，２２の半径（軸径）に長さ比を持たせればよいので、図４のショートプランジャ４０，４４に速度比を持たせる例について説明する。
速度比１対ｋとするためには、ショートプランジャ４０駆動用のドラム２０の半径の長さをＲ、ショートプランジャ４４駆動用のドラム２２の半径の長さをｋ×Ｒとする。
また、ショートプランジャが全ストローク（全移動範囲）の半分の位置にあるときのモータ１の回転角θ＝０、ショートプランジャ４０の全ストローク長をλ／４とすると、回転角θの範囲は、−λ／８Ｒ≦θ≦λ／８Ｒと定義できる。
ここで、図１、図７に示すように、ショートプランジャの基準位置（Ｄ）を導波管５面からλ／２にとると、ショートプランジャ４０の位置を表す関数Ｙ１（θ）は、（１３）式より、
Ｙ１（θ）＝λ／２＋Ｒ×θ・・・・・（１４）
となる。一方、ショートプランジャ４４の位置を表す関数Ｙ２（θ）は、各ショートプランジャの移動方向が常に１８０度逆方向であることを考慮することで、以下の（１５）式を得る。
Ｙ２（θ）＝λ／２−（ｋ×Ｒ）×θ・・・・・（１５）
また、（１４）、（１５）式は時間ｔについての関数Ｙ１（ｔ）、Ｙ２（ｔ）で表すと、θ＝ωｔより、
Ｙ１（ｔ）＝λ／２＋Ｒ×ωｔ・・・・・（１６）
Ｙ２（ｔ）＝λ／２−（ｋ×Ｒ）×ωｔ・・・・・（１７）
となる。
【００３７】
ここで、（１６）、（１７）式を時間ｔについて微分すれば速度関数Ｖ１（ｔ）、Ｖ２（ｔ）が得られる。
Ｖ１（ｔ）＝Ｒ×ω・・・・・（１８）
Ｖ２（ｔ）＝−（ｋ×Ｒ）×ω・・・・・（１９）
よって、（１８）、（１９）式から以下の（２０）式が成り立つ。
Ｖ２（ｔ）＝−ｋ×Ｖ１（ｔ）・・・・・（２０）
（２０）式は、従来のモータ駆動ネジ方式で導いた（１２）式の速度関数式と一致する。よって、ドラム２０，２２の長さ比はショートプランジャ４０，４４の速度比となることがわかる。
また、（２０）式は、任意の時間ｔとの積をとれば（４）式を満足するので、本実施の形態における動作は、従来の差動動作型のマイクロ波整合器ショートプランジャ駆動部と同様の動作であることがわかる。
【００３８】
このように、本第２の実施の形態におけるマイクロ波整合器２００のショートプランジャ駆動部５５において、モータ１の駆動を、回転軸１ａ、ドラム２０，２２を介し帯板３０，３３に伝達し、各帯板に接続されたショートプランジャ４０，４４を１８０度逆向きに差動動作させることによっても、従来の差動動作型のマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部と同様の動作を行うことができる。特に、差動動作するショートプランジャの速度比の設定は、従来はプーリの直径比、本発明においてはドラムの半径の長さ比により行うことができ、互換性がある。
ただし、第１の実施の形態と同様に、本発明における往復リール機構を有するショートプランジャ駆動部の方が、ショートプランジャの移動速度が速いので、モータ駆動ネジ方式のものより優れた効果を有している。
【００３９】
なお、以上の実施の形態においては、駆動部であるモータ１による回転駆動を直線運動に変換する際、巻軸としてのドラムと、帯板とによる往復リール機構としたが、本発明はこれに限定されず、回転運動を直線運動に変換する往復リール機構であれば、どのような形態でもよい。
また、複数のドラムの半径の長さ比ｋは任意であり、ショートプランジャの速度比に応じて決定されればよい。
また、本発明のショートプランジャ駆動方式は、Ｅチューナ、Ｈチューナ等、どのような導波管に搭載してもよい。
また、帯板３は、変形機構部７により、短尺方向の断面形状を円弧形状に変形されるのでなく、元々断面形状が円弧形状等に形成され、座屈しにくく構成されていてもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、駆動部の回転駆動軸の回転運動が、往復リール機構部により直線往復運動に変換され、短絡板が分岐導波管の管軸方向に直線往復運動するので、従来のネジによる直線往復運動に比べて短絡板を分岐導波管内で迅速に任意の位置に移動させることができる。
よって、短絡板は、分岐導波管内を伝搬するマイクロ波をその任意の位置において、容易にかつ迅速にインピーダンス整合を行い、マイクロ波整合を行うことができることとなって、安定したマイクロ波を供給することができる。
【００４１】
請求項２記載の発明によれば、駆動部の回転駆動軸の回転運動が、巻軸と帯板を介し直線運動に変換され、短絡板が分岐導波管の管軸方向に直線運動するので、従来のネジによる直線往復運動に比べて短絡板を分岐導波管内で迅速に任意の位置に移動させることができる。
よって、短絡板は、分岐導波管内を伝搬するマイクロ波をその任意の位置において、容易にかつ迅速にインピーダンス整合を行い、マイクロ波整合を行うことができることとなって、安定したマイクロ波を供給することができる。
【００４２】
請求項３記載の発明によれば、駆動部の回転駆動が、回転駆動軸を介して巻軸に伝達され、巻軸の回転運動が帯板を介し直線運動に変換されて、短絡板が分岐導波管の管軸方向に直線運動するので、従来のねじによる直線往復運動に比べて短絡板を分岐導波管内で迅速に任意の位置に移動させることができる。
よって、短絡板は、分岐導波管内を伝搬するマイクロ波をその任意の位置において、容易にかつ迅速にインピーダンス整合を行い、マイクロ波整合を行うことができることとなって、安定したマイクロ波を供給することができる。
特に、ひとつの駆動部に対し、複数の巻軸、帯板、短絡板を備えることにより、同時に複数の分岐導波管において、インピーダンス整合を行うことができるので、より迅速にマイクロ波整合を行うことができる。
【００４３】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、各巻軸の軸径を異ならせることにより、各巻軸の軸径に対応した短絡板の移動範囲を設定することができ、駆動部の回転駆動軸の同一の動作条件でも各巻軸に対応した短絡板の移動速度を異ならせることができる。
よって、各短絡板を差動動作させることができ、特に、速度比をもった差動動作とすることができる。
【００４４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、分岐導波管内における帯板の短尺方向の断面形状が円弧形状であるので、帯板の長尺方向の応力に対する強度が高く、帯板が座屈しにくい。よって、帯板は短絡板を支持するとともに、短絡板を安定して移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施の形態におけるマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部を示す模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。（ｃ）は、ｃ−ｃ線における帯板の断面図である。
【図２】本発明にかかる第１の実施の形態におけるマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部を示す模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】マイクロ波整合器の帯板の断面形状に関する座屈強度差を示す説明図であり、（ａ）は高強度の帯板を有するマイクロ波整合器、（ｂ）は座屈してしまう帯板を有するマイクロ波整合器である。（ｄ）、（ｅ）は、それぞれｄ−ｄ線、ｅ−ｅ線における帯板の断面図である。
【図４】本発明にかかる第2の実施の形態におけるマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部を示す模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】従来のマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部を示す模式図である。
【図６】従来のマイクロ波整合器のショートプランジャ駆動部の駆動範囲を示す模式図であり、（ａ）は最上位置、（ｂ）は最下位置である。
【図７】従来のマイクロ波整合器における差動動作を示す模式図である。
【図８】従来のマイクロ波整合器における差動動作を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）はモータを図示しない上面図である。
【符号の説明】
１    モータ（駆動部）
１ａ  モータ軸（回転駆動軸）
２    ドラム（巻軸）
２０，２２  ドラム（巻軸）
３    帯板
３０、３３  帯板
４    ショートプランジャ（短絡板）
４０，４４  ショートプランジャ（短絡板）
５    導波管
５ａ  分岐導波管
７    変形機構部
５０，５５      ショートプランジャ駆動部
１００，２００  マイクロ波整合器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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