(57)【要約】【課題】本発明は軽量のフィルタ装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明は、この課題を解決するために、入力コネクタ１２が接続された中空状の筐体１３と、この筐体１３の内に設けられた共振素子１４とを備え、筐体１３には下方に開口１３ａを有した枠体１３ｂと、開口１３ａに装着される蓋１５と、枠体１３ｂ内を複数の中空部５に仕切る仕切り１３ｃとを備え、開口１３ａの先端全周において筐体１３と蓋１５とがはんだ１６によって接続され、仕切り１３ｃには両面銅張り基板を用い、仕切り１３ｃの下方側は蓋１５と接続されるとともに、仕切り１３ｃの上方側は枠体１３ｂとはんだ１６で接続されたフィルタ装置であり、これにより、仕切り１３ｃにプリント基板を用い、これを蓋１５へはんだ１６によって接続するので、軽量なフィルタ装置を実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子と、このアンテナ端子が接続された中空状の筐体と、この筐体の内に設けられた共振素子とを含み、前記筐体には下方に開口を有した枠体と、この枠体の開口に装着される蓋と、前記枠体内を複数のキャビティに仕切る仕切りとを備え、前記開口の先端全周において少なくとも前記筐体の内壁面側と前記蓋とははんだによって接続されたフィルタ装置において、前記仕切りには樹脂基材と、この樹脂基材上に形成された導体膜とを有し、前記導体膜は前記仕切りにおいて少なくとも前記キャビティの内壁面に形成され、前記仕切りの下方側では前記導体膜と前記蓋とが接続されるとともに、前記仕切りの上方側では前記導体膜と前記枠体とが前記はんだで接続されたフィルタ装置。
【請求項２】
仕切りの下方側では導体膜と蓋とがはんだで接続された請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
仕切りは複数枚の板状の仕切りで形成されるとともに、前記板状の仕切りを交差するように組み合わせて形成され、前記仕切り同士の交差部は導電性部材で接続された請求項２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
仕切りには少なくとも両面に銅箔が形成されたプリント基板を用いた請求項３に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
枠体は、天板と、この天板に立設された側板とを有し、前記天板と側板とは板状とした請求項４に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記側板と前記天板とは一体に形成された請求項５に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
枠体は金属製であるとともに、前記枠体の開口先端にかしめ部を形成し、前記枠体は前記かしめ部をかしめて蓋へ固定され、筐体の開口面において仕切りの下端は前記側板先端より突出した請求項６に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
枠体は金属製であるとともに、仕切りの線膨張係数は枠体の線膨張係数より大きくし、筐体の開口面において側板の先端は仕切り下端より突出した請求項６に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
蓋は樹脂基材であるとともに、その表面に導体製の膜が形成され、前記蓋と仕切りとは一体に形成された請求項１に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用などの基地局に用いられるフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のフィルタ装置について図面を用いて説明する。図２（ａ）は、従来のフィルタ装置の断面図であり、図２（ｂ）は同、蓋を開けた状態の筐体の上面図である。図２においてフィルタ装置１は、携帯電話などのような双方向通信の基地局内に設けられるものであり、アンテナ（図示せず）から入力された信号が供給されるコネクタ２と金属製の筐体３と、出力端子４とを有する。
【０００３】
筐体３は亜鉛ダイカストによって作成され、この中に４つの円形状の中空部５が加工されている。このそれぞれの中空部５の中央には、共振用の突起５ａが一体に形成されている。ここで、隣り合う中空部５同士を結合させることが必要であり、隣り合う中空部５の間には結合窓６が形成される。
【０００４】
金属製の蓋７は筐体３の上方に装着され、ネジによって筐体３へ固定される。そのため筐体３には、蓋７固定用のネジを取り付けるネジ孔が必要であり、筐体３にはこのネジ孔を設けるだけの肉厚を有した肉厚部が必要となる。なおこの蓋７において、突起５ａおよび結合窓６に対応する位置には周波数調整用のネジ８がネジ止めされている。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−９９４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の携帯電話の急激な普及や新しい通信方式の導入、あるいは通信サービス地域の拡大などに対応するためには、基地局設備の増設が必要となる。しかし、基地局設備の増設には、新たな土地の取得や増床などの必要が生じる。しかし、特に都会の地域では地価も高く、基地局のための土地の取得や増床など通信事業者の投資が大きくなるという課題を有していた。そこで、この既設基地局の増床の不要や新設における土地の取得費用の削減のために、フィルタ装置１をアンテナ鉄塔の頂上に設置する要求もある。そこでこのような場合に、フィルタ装置１を鉄塔上に設置する場合の作業性の面から、フィルタ装置１の重量を軽量化する要求が高くなってきている。
【０００８】
しかしながら、従来のフィルタ装置１の筐体３は亜鉛ダイカスト製であり、かつ筐体３には蓋７をネジ止めのために肉厚部を形成する必要がある。さらに蓋７も金属製であるので、筐体３の重量が非常に重くなるという課題を有していた。
【０００９】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、軽量なフィルタ装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、枠体内を複数のキャビティに仕切る仕切りを有したフィルタ装置において、前記仕切りには樹脂基材上に形成された導体膜を有し、この導体膜は前記仕切りにおいて少なくとも前記キャビティの内壁面に形成され、前記仕切りの下方側では前記導体膜と前記蓋とが接続されるとともに、前記仕切りの上方側では前記導体膜と前記枠体とが前記はんだで接続されたものである。これにより所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、アンテナ端子と、このアンテナ端子が接続された中空状の筐体と、この筐体の内に設けられた共振素子とを含み、前記筐体には下方に開口を有した枠体と、この枠体の開口に装着される蓋と、前記枠体内を複数のキャビティに仕切る仕切りとを備え、前記開口部の先端全周において少なくとも前記筐体の内壁面側と前記蓋とははんだによって接続されたフィルタ装置において、前記仕切りには樹脂基材と、この樹脂基材上に形成された導体膜とを有し、前記導体膜は前記仕切りにおいて少なくとも前記キャビティの内壁面に形成され、前記仕切りの下方側では前記導体膜と前記蓋とが接続されるとともに、前記仕切りの上方側では前記導体膜と前記枠体とが前記はんだで接続されたものである。これにより、仕切りは樹脂基材上に導体膜が形成されたものであり、この仕切りと枠体とがはんだによって接続されるので、軽量なフィルタ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】(ａ)本実施の形態におけるフィルタ装置の断面図、（ｂ）同、筐体の下面図
【図２】（ａ）従来のフィルタ装置の断面図、（ｂ）同、蓋を開けた状態の筐体の上面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態におけるフィルタ装置１１について、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１（ａ）は、本実施の形態におけるフィルタ装置の断面図であり、図１（ｂ）は、同、筐体の下面図である。なお図１（ａ）、図１（ｂ）において、図２と同じものには同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。図１（ａ）において、フィルタ装置１１は、入力コネクタ１２と、この入力コネクタ１２が固定される金属製の筐体１３と、この筐体１３内に設けられる共振素子１４と、筐体１３に固定された出力端子で構成される。
【００１５】
入力コネクタ１２（アンテナ端子の一例として用いた）はアンテナ（図示なし）に接続され、アンテナで受信した受信信号が入力される。入力コネクタ１２は筐体１３の一方の側面にネジなどによって固定される。本実施の形態では受信用フィルタを用いて説明したが、これは送信用フィルタや送受信用フィルタでもかまわない。ここで、フィルタ装置１１はいわゆるエアーキャビティ型のフィルタであり、本実施の形態では約３ＧＨｚの周波数を通過帯域としたものである。本実施の形態では図１（ｂ）に示すように４段（４つ）のキャビティ（中空部５）を有し、それぞれの中空部５同士は結合窓６によって高周波的に結合されたフィルタである。
【００１６】
筐体１３は、枠体１３ｂと仕切り１３ｃと蓋１５とを含んでいる。枠体１３ｂは、金属製であり、筐体１３の外側を構成するものである。ここで枠体１３ｂは天板と、この天板の周囲に立設された側板とより構成され、一方の面（図中下面側）に開口１３ａを有している。
【００１７】
仕切り１３ｃは、枠体１３ｂ内を複数のキャビティへ区切るように配置されるものである。本実施の形態系において仕切り１３ｃはガラスエポキシ樹脂基材の両面に銅箔（導体膜の一例として用いた）が形成されたものであり、いわゆる両面銅張り基板である。本実施の形態において仕切り１３ｃは、枠体１３ｂを４つのキャビティへ区切るように枠体１３ｂ内に配置され、枠体１３ｂの中央部に２枚の仕切り１３ｃが交差するように組み合わされている。そしてこれにより、キャビティの内壁面には、両面銅張り基板の銅箔が形成されることとなる。
【００１８】
蓋１５は樹脂製であり、開口１３ａを塞ぐように装着され、筐体１３は中空の直方体形状をなすこととなる。このとき、蓋１５の上面には導体部１５ａが形成され、枠体１３ｂの開口１３ａ側の端部と導体部１５ａとがはんだ１６により接続される。このとき少なくとも、枠体１３ｂの開口１３ａ端部の内壁面と導体部１５ａとの間がはんだ１６で接続されていることが重要である。このように開口１３ａ端部において、はんだ１６の欠落部分が生じるとフィルタ装置１１の通過損失が大きくなるためである。また、導体部１５ａは開口１３ａよりも大きくし、開口１３ａが導体部１５ａで完全に覆われるようにする。なお、本実施の形態では、蓋１５には片面の銅張り基板を用いているので、非常に低価格なフィルタ装置１１を実現できる。
【００１９】
そしてこのように構成された筐体１３において、仕切り１３ｃの銅箔の上端部ははんだ１６によって枠体１３ｂと接続され、仕切り１３ｃの銅箔の下端部ははんだ１６によって蓋１５の導体部１５ａと接続されている。ただし、枠体１３ｂの中央部で仕切り１３ｃ同士が交差する箇所では、それぞれの仕切り１３ｃの銅箔同士がはんだ１６で接続される。また、仕切り１３ｃと側板とがＴ字状に交差する箇所では、仕切り１３ｃと側板とがはんだ１６によって接続されることによって筐体１３が完成する。
【００２０】
なお仕切り１３ｃ同士が交差する箇所では、仕切り１３ｃ同士を組み合わすための切欠きが形成され、この切欠き同士が嵌めあわされて、十字状の仕切り１３ｃが構成される。このとき、切欠きの側面には導体などを形成しておくと良い。これにより仕切り１３ｃ同士が交差する箇所においても、隙間無くしっかりとはんだつけできるので、信号ロスの小さなフィルタ装置１１を実現できる。
【００２１】
そしてこのようにして形成された筐体１３の４つのキャビティ内のそれぞれには、金属製の共振素子１４が配置される。ここで共振素子１４にははんだつけ可能な材料のパイプを用いる。本実施の形態では銅のパイプを切断したものを用いている。これは、共振素子１４を樹脂で形成し、金属めっきを施した方が軽量化が可能となるが、樹脂上の金属膜は熱などに弱く、ふくれや剥離などが生じやすく、信頼性面で長期に安定した表面を維持し難い。特に共振素子１４の表面（特に上端部）では電位が集中するため、この部分でのめっきなどが剥がれると、信号の通過損失が非常に大きくなる。そこで、この共振素子１４に関しては銅パイプを切断したものを用いるので、表面状態が安定し、信頼性の良好なフィルタ装置１１を実現できる。なお本実施の形態では共振素子１４は蓋１５の導体部１５ａ上にはんだ１６によって接続されているが、これは枠体１３ｂや仕切り１３ｃに接続しても構わない。
【００２２】
以上のように仕切り１３ｃは板状であり、樹脂基材上に銅箔が形成された両面銅張り基板を用い、はんだ１６によって枠体１３ｂや蓋１５あるいは交差する仕切り１３ｃと接続しているので、仕切り１３ｃにはネジなどを止めるための肉厚部も不要である。したがって仕切り１３ｃは薄い板厚の板状材料で構成できるので、非常に軽量なフィルタ装置１１を実現できる。さらに、仕切り１３ｃには樹脂基材の両面に銅箔が形成された両面銅張り基板を用いているので、非常に軽量である。したがって、さらに軽量なフィルタ装置１１を実現できる。
【００２３】
また、枠体１３ｂの開口部１３ａは樹脂製の蓋１５の上面に形成された導体部１５ａが開口１３ａを塞ぐ構成とすることによって、導体部１５ａがキャビティの内壁の役割を果たし、フィルタ装置１１が構成される。さらに、蓋１５ははんだ１６によって枠体１３ｂへ接続されるので、枠体１３ｂにもネジなどを止めるための肉厚部も不要であり、枠体１３ｂは薄い板厚の鋼板などによって形成することもできる。従って、フィルタ装置１１のさらなる軽量化が可能となる。
【００２４】
ここでアンテナに飛来した雷（あるいは誘導雷）などのエネルギーによって、フィルタ装置１１が破壊することを防止するため、少なくとも枠体１３ｂには金属製の材料を用いる。これによって雷は枠体１３ｂを経由し、枠体１３ｂへ固定された金属製のグランド端子（図示せず）からグランドへと流れる。つまり入力コネクタ１２が固定される枠体１３ｂを金属とし、この枠体１３ｂをグランドへ接地することによって、確実に雷のエネルギーをアースへ落とすことができる。
【００２５】
さらに枠体１３ｂには、銅などの導電性の良好な金属を用いる。ところが、枠体１３ｂに銅板などを用いた場合、材料の価格が高価でありフィルタ装置１１が高価となる。そこで、本実施の形態では鋼板の表裏面にあらかじめ導電性の良好な金属めっきが施された表面処理鋼板を用い、これをプレス加工することで枠体１３ｂを形成している。このように枠体１３ｂは板状であり、あらかじめ表面処理が施された鋼板によって形成されているので、軽量であるとともに非常に低価格なフィルタ装置１１を実現できる。なお本実施の形態では冷間圧延鋼板の両面に銅めっきされた表面処理鋼板を用いているので、抵抗値が小さく雷をアースへ逃がしやすいとともに、受信信号のロスも小さくできる。
【００２６】
なお本実施の形態における側板は、天板の周囲から４方に折り曲げられることによって、天板と一体に形成されている。したがって、別途天板と側板とをはんだ１６などで接合する必要がなく、低価格なフィルタ装置１１を実現できる。さらに、はんだ１６による接合が不要であるので、併せて軽量化も実現できる。
【００２７】
一方仕切り１３ｃは雷による破壊などが生じ難く、金属製の材料でなくてもかまわない。ただし、各キャビティの内壁面は共振素子１４との間で容量（キャパシタンス）成分を持たせるために、導体でなければならない。したがって仕切り１３ｃには、少なくとも表裏面全体に金属膜が形成された樹脂を用いる。ただしこの金属膜にははんだつけが可能な金属を選定する。なお仕切り１３ｃに用いる金属膜には銅を用いると、キャビティ内壁の表面抵抗が小さくでき、受信信号のロスを小さくできる。さらに、仕切り１３ｃにはプリント基板を用いているので、非常に低価格なフィルタ装置１１を実現できる。さらに、仕切り１３ｃの両面全面には銅箔が形成されるので、エッチングなどによって部分的に銅箔を除去する必要もなく、単に両面銅張り基板などを切断するだけで良い。従って、さらに低価格なフィルタ装置１１を実現できる。
【００２８】
仕切り１３ｃには両面銅張り基板に限らず、多層基板を用いても良いが、いずれの場合においても、仕切り１３ｃの結合窓６側端部近傍では、表裏の銅箔間を接続しておくことが望ましい。これによって、仕切り１３ｃの表裏の電位を均等にできるので、通過特性の良好なフィルタ装置１１を実現できる。
【００２９】
なお、仕切り１３ｃは樹脂成形し、その上に導体めっきを施したものを用いても良い。この場合、仕切り１３ｃの全面に導体が形成されるので、枠体１３ｂ、蓋１５の導体部１５ａとのはんだつけ性が良好である。また樹脂であるので、軽量である。あるいは、蓋１５と仕切り１３ｃとを一体に成形したものを用いても良い。この場合、樹脂であるので軽量であることに加え、蓋１５と仕切り１３ｃとをはんだ１６で接続する必要がない。したがって、低価格であるとともに、さらに軽量化が可能となる。
【００３０】
また、蓋１５には両面基板や多層基板を用いても良い。そしてこの場合、蓋１５の下面もグランドとして用いることにより、高周波信号の漏洩などが発生しにくいフィルタ装置１１を実現できる。そしてさらには、この場合に上下面をスルーホールなどで接続するとさらに、しっかりとシールドできる。
【００３１】
ここで、本実施の形態では仕切り１３ｃが樹脂基材であるので、はんだ１６が付かない。従って、仕切り１３ｃと蓋１５との間をはんだ１６によって隙間無く接続するためには、仕切り１３ｃと蓋１５との間を密着させておくことが重要である。そこで、仕切り１３ｃを蓋１５へ圧接させるために、仕切り１３ｃの開口１３ａ側先端が、側板の先端より突出するようにしておく。さらに枠体１３ｂの開口１３ａ側先端に、側板から延在して形成されたかしめ部１８を形成し、このかしめ部１８を蓋１５へかしめることによって、仕切り１３ｃを蓋１５へ圧接するわけである。本実施の形態において蓋１５には、かしめ部１８に対応する位置に孔（図示せず）を設けておく。そしてかしめ部１８を蓋１５に設けた孔へ挿入し、図１中に示したように、枠体１３ｂの外方方向へとかしめ固定する。これにより仕切り１３ｃに対して樹脂基材を用いても、仕切り１３ｃと蓋１５との間を確実にはんだ１６によって接続できる。従って枠体１３ｂと蓋１５との間の隙間などが生じ難くなるので、通過損失の小さなフィルタ装置１１を実現できる。
【００３２】
ただし上記圧接による構成の場合、周波数が低く枠体１３ｂが非常に大型である場合には、仕切り１３ｃの突出によって蓋１５にそりなどが生じる場合もある。そこで、他の方法として、はんだ１６付けする前の状態においては、枠体１３ｂの側板先端が仕切り１３ｃ板の先端よりも突出する（仕切り１３ｃの開口１３ａ側先端と蓋１５との間に隙間を有する）ようにしておいても良い。この場合、枠体１３ｂに比べて仕切り１３ｃの線膨張係数が大きな基材を選定することが重要である。これにより、枠体１３ｂや仕切り１３ｃ、蓋１５をはんだ１６によって接続する工程（いわゆるロウ付け工程）において、仕切り１３ｃの方が枠体１３ｂよりも大きく伸びることとなり、仕切り１３ｃの開口１３ａ側先端と蓋１５との間の隙間を小さくすること（あるいはなくすこと）ができる。従って、仕切り１３ｃと蓋１５との間を隙間なくはんだつけできるので、通過損失の小さなフィルタ装置１１を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明にかかるフィルタ装置は、フィルタを軽量化できるという効果を有し、特に塔上に設置するような基地局等に用いると有用である。
【符号の説明】
【００３４】
５  中空部
１１  フィルタ装置
１２  入力コネクタ
１３  筐体
１３ａ  開口
１３ｂ  枠体
１３ｃ  仕切り
１４  共振素子
１５  蓋
１６  はんだ
【図１】
2011041111.tif 000003
【図２】
2011041111.tif 000004