(57)【要約】【課題】この発明は、構成簡易にして、十分なグランド接続面積を確保し得、且つ、内部絶縁体のとび出し防止を図り得るようにすることにある。【解決手段】信号入出力部を形成する中心導体１０１に対して第１の印刷配線基板１２のグランドパターンに接続される外導体１０２が、内部絶縁体１０３を介在して同心状に配置した結合線路素子１０を、その外導体１０２の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆うカバー部１１１が設けられ、該カバー部１１１の線路に直交する両端に上記内部絶縁体１０３に対設されて該内部絶縁体１０３の線路方向への移動を規制する絶縁体規制部１１２が形成されると共に、線路に略平行な両側部に外部導体１０２に取付けられる板状の取付け部１１３が形成された取付け具１１を用いて第１及び第２の印刷配線基板１２，１３に配するように構成した。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号入出力部を形成する中心導体に対して印刷配線基板のグランドパターンに接続される外導体を、内部絶縁体を介在して同心状に配置した結合線路素子と、
この結合線路素子の外導体の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆うカバー部が設けられ、該カバー部の線路に直交する両端に前記内部絶縁体に対設されて該内部絶縁体の線路方向への移動を規制する絶縁体規制部が形成されると共に、線路に略平行な両側部に外部導体に熱的に結合されて取付けられる板状の取付け部が形成された取付け具と、
を具備することを特徴とする信号結合装置。
【請求項２】
前記結合線路素子は、外導体が前記取付け具のカバー部に半田接続されて該取付け具が被着されて、前記カバー部の被着されない露出部位が前記印刷配線基板の配置孔に収容されて前記外導体が外部導体に熱的に結合されると共に、前記取付け部が、前記印刷配線基板上に載置されて螺子部材を介して前記外部導体に取付けられて熱的に結合されて取付けられることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の信号結合装置。
【請求項３】
前記結合線路素子の中心導体の端部には、内部絶縁体の端面から突出されて、前記印刷配線基板の接続パターンのパターン方向に沿って延出されたリードが設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の信号結合装置。
【請求項４】
前記印刷配線基板は、前記結合線路素子の中心導体の入力側と出力側で異なる基板で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の信号結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばテレビジョン放送システムの送信機用増幅器等に用いられる３ｄＢカプラライン等の信号結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、信号結合装置には、例えば特許文献１に開示されるトリプレート式方向性結合器等の種々の方式のものが知られている。
【０００３】
ところで、このような方式のうちカプラライン方式の信号結合装置は、例えば入出力端を構成する中心導体に対して外導体を、ポリイミド（ＰＴＦＥ）等の絶縁材料で形成される内部絶縁体を介在して同心状に配した結合線路素子を用いて構成される。
【０００４】
この方式の信号結合装置は、その結合線路素子を印刷配線基板に配する場合、印刷配線基板の搭載位置に載置して、その線路方向の両端及び中間部の外導体が印刷配線基板のグランド（ＧＮＤ）パターンに半田接続されて配される。そして、この結合線路素子の３箇所の半田接続部位上には、銅等の金属材料製のバンド部材がそれぞれ装着されて、このバンド部材が、螺子部材を用いて機器シャーシに固定されて熱的に結合させた放熱構造に取付けられる。
【０００５】
また、結合線路素子の内導体は、その両端部が印刷配線基板に設けられた接続パターンに半田接続される。
【特許文献１】特開２００２−２９０１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記信号結合装置では、その駆動に連動して発熱すると、その内部絶縁体が膨張して、その両端が外導体からとび出し、温度低下により収縮する性質を有するために、そのとび出した端部が外導体端部の「バリ」等に引っ掛かり、外導体内に収納されずにとび出したままとなり、その膨張・収縮の繰返しにより、内部絶縁体のとび出し量が徐々に多くなるという問題を有する。これにより、結合特性が低下され、最終的に、内部絶縁体の先端で、中心導体の半田接続部位を損傷するという不都合を有する。
【０００７】
また、結合線路素子の外導体とＧＮＤパターンとの接続面積を、十分に採らないと、中心周波数の低域へのずれが発生するために、その基板設計を含む製作が煩雑であるという問題を有する。
【０００８】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、十分なグランド接続面積を確保し得、且つ、内部絶縁体のとび出し防止を図り得るようにした信号結合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、信号入出力部を形成する中心導体に対して印刷配線基板のグランドパターンに接続される外導体を、内部絶縁体を介在して同心状に配置した結合線路素子と、この結合線路素子の外導体の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆うカバー部が設けられ、該カバー部の線路に直交する両端に前記内部絶縁体に対設されて該内部絶縁体の線路方向への移動を規制する絶縁体規制部が形成されると共に、線路に略平行な両側部に外部導体に熱的に結合されて取付けられる板状の取付け部が形成された取付け具とを備えて信号結合装置を構成した。
【００１０】
上記構成によれば、結合線路素子は、その外導体の取付け具の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆うカバー部に覆われて接続され、その取付け部が印刷配線基板上に載置されて螺子部材を介して外部導体に取付けられると、外導体が外部導体に熱的に結合される。そして、結合線路素子の内部絶縁体は、その外導体との接合部側が取付け具の絶縁体規制部に対設されて、その温度変化に伴う膨張時に、該絶縁体規制部により外導体の端部側へのとび出しが規制される。
【００１１】
これにより、結合線路素子は、外導体のグランドパターンへの接続面積がカバー部に覆われた面積に対応されて十分な面積を確保することが可能となり、しかも、内部絶縁体の外導体の端部からのとび出しが絶縁体規制部により確実に防止される。従って、設計を含む製作の簡略化が図れ、しかも、高精度な結合特性を長期間に亘り実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べたように、この発明によれば、構成簡易にして、十分なグランド接続面積を確保し得、且つ、内部絶縁体のとび出し防止を図り得るようにした信号結合装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態に係る信号結合装置を示すもので、結合線路素子１０には、銅等の金属材料製の取付け具１１が装着され、この取付け具１１を介して、例えば増幅器を構成する第１の印刷配線基板１２上に実装される。
【００１５】
このうち結合線路素子１０は、図２及び図３に示すように一対の入力端、ダミー端及び出力端を構成する中心導体１０１と外導体１０２とが、ポリイミド（ＰＴＦＥ）等の絶縁材料製の内部絶縁体１０３を介して同心状に配置されている。そして、この結合線路素子１０は、その線路方向の略下半分が上記第１の印刷配線基板１２に設けられる素子収容孔１２１（図４参照）に後述するように挿入されて、該第１の印刷配線基板１２上に実装される。
【００１６】
この結合線路素子１０は、その中心導体１０１の両端部にパターン接続用の一対の入力側リード１０１ａ，１０１ｂ、ダミー側リード１０１ｃ及び出力側リード１０１ｄが、上記内部絶縁体１０３の端面から突出されて形成される。
【００１７】
このうち一対の入力側リード１０１ａ，１０１ｂ及びダミー側リード１０１ｃは、上記第１の印刷配線基板１２の一対の入力側接続パターン１２２，１２３及びダミー側接続パターン１２４の各パターン方向に沿わせて延出されて形成される（図１参照）。また、出力側リード１０１ｄは、第２の印刷配線基板１３に設けられた出力側接続パターン１３１のパターン方向に沿わせて延出されて形成される。
【００１８】
これにより、結合線路素子１０のリード１０１ａ〜１０１ｄは、第１及び第２の印刷配線基板１２，１３の入力側接続パターン１０１ａ，１０１ｂ、ダミー側接続パターン１０１ｃ及び出力側接続パターン１３１からはみ出したりして他のパターンに接触したりすることなく、十分な半田接続長を確保することが可能となる。この結果、結合線路素子１０のリード１０１ａ〜１０１ｄは、入力側接続パターン１０１ａ，１０１ｂ、ダミー側接続パターン１０１ｃ及び出力側接続パターン１３１に対してそれぞれ堅牢に半田接続することができる。
【００１９】
他方の取付け具１１は、図４乃至図６に示すように断面略円弧状のカバー部１１１が、上記結合線路素子１０の外導体１０２の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆うように形成される。そして、このカバー部１１１の線路に直交する側の両端には、内フランジ状の絶縁体規制部１１２が、上記内部絶縁体１０３の周縁部を覆うように内径方向に突出させて設けられる。
【００２０】
なお、この絶縁体規制部１１２は、例えば外導体１０２の直径がφ８．３５ｍｍとすると、その先端側の直径をφ７．３５ｍｍに設定することで、内部絶縁体１０３の周縁部を０．５ｍｍ係止して、外導体１０２の端部からのとび出しを阻止することが可能となる（図５及び図６参照）。
【００２１】
また、カバー部１１１の線路に略平行な両側部には、鍔状に突出された取付け部１１３が形成される。このカバー部１１１の取付け部１１３は、第１の印刷配線基板１２上に載置されて、その上から螺子部材１４が螺合されてシャーシ等の外部導体１５に、例えばスペーサ部材１６を挟んで螺着される。これにより、結合線路素子１０は、その外導体１０２が外部導体１５に接続されて熱的に結合された状態で、取付け具１１が螺子部材１４を介して該外部導体１５に支持されて配置される。
【００２２】
上記構成により、取付け具１１は、そのカバー部１１１が、結合線路素子１０の外導体１０２の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆った状態で、結合線路素子１０の外周部に装着される。ここで、取付け具１１は、そのカバー部１１１の両端の絶縁体規制部１１２が、結合線路素子１０の両端部の内部絶縁体１０３の周縁を覆うように対設した状態に装着される。そして、この取付け具１１は、そのカバー部１１１の例えば両端部及び中間部が、結合線路素子１０の外導体１０２と半田接続されて該結合線路素子１０と一体的に組付けられる。
【００２３】
次に、取付け具１１のカバー部１１１に装着された結合線路素子１０は、その外導体１０２が開放されている側を第１の印刷配線基板１２の素子収容孔１２１に収容されて上記スペーサ部材１６を介在して上記外部導体１５上に当接させる。ここで、結合線路素子１０は、その一対の入力側リード１０１ａ，１０１ｂ、ダミー側リード１０１ｃが第１の印刷配線基板１２の入力側接続パターン１２２，１２３、ダミー側接続パターン１２４に対する高さ位置が合致され、その出力側リード１０１ｄが、第２の印刷配線基板１３の出力側接続パターン１３１に対する高さ位置が合致される。
【００２４】
この状態で、取付け具１１は、その取付け部１１３が第１の印刷配線基板１２の素子収容孔１２１の側部に載置され、この取付け部１１３が螺子部材１４により第１の印刷配線基板１２、スペーサ部材１６を介在して外部導体１５に螺着されて固定される。このように取付け具１１は、そのカバー部１１に結合線路素子１０が装着されて、取付け部１１３が外部導体１５に取付け固定されると、カバー部１１内の結合線路素子１０の外導体１０２が外部導体１５に熱的に結合される。
【００２５】
ここで、結合線路素子１０は、その外導体１０２を覆う取付け具１１のカバー部１１１がグランド接続面として機能される。これにより、結合線路素子１０は、第１の印刷配線基板１２の図示しないグランド（ＧＮＤ）パターンに対して十分な接続面積が得られて、その中心周波数が低域にずれたりすること無く、高精度な中心周波数を確保することができる。
【００２６】
そして、上記結合線路素子１０は、その一対の入力側リード１０１ａ，１０１ｂが第１の印刷配線基板１２の入力側接続パターン１２２，１２３にそれぞれ半田接続され、そのダミー側リード１０１ｃがダミー側接続パターン１２４に半田接続される。また、結合線路素子１０の出力側リード１０１ｄは、第２の印刷配線基板１３の出力側接続パターン１３１に接続される。
【００２７】
これにより、結合線路素子１０の入力側リード１０１ａ，１０１ｂ、ダミー側リード１０１ｃ及び出力側リード１０１ｄは、各接続パターン１２２，１２３，１２４、１３１に対してそれぞれ十分な半田接続長が確保されて、堅牢な半田接続が実現される。この結果、例えば結合線路素子１０に対して外力が付与されたような場合においても、その入力側リード１０１ａ，１０１ｂ、ダミー側リード１０１ｃ及び出力側リード１０１ｄと、各接続パターン１２２，１２３，１２４、１３１との半田部位の損傷の防止を図ることが可能となる。
【００２８】
そして、上記結合線路素子１０は、その一対の入力側リード１０１ａ，１０１ｂに信号が供給されて信号結合が行われると、発熱し、その熱量が外導体１０２を通して外部導体１５に熱輸送されて放熱される。この際、内部絶縁体１０３は、高温となると、その材質上、膨張し、放熱されて温度が低下されると、収縮され、この膨張・収縮動作を繰り返すが、取付け具１１の絶縁体規制部１１２で、その膨張に伴う端面方向へのとび出しが規制され、その温度低下による収縮により外導体１０２内における初期状態に復帰される。これにより、結合線路素子１０は、内部絶縁体１０３の特性が長期間に亘り確保されて、所望の結合特性が確保される。
【００２９】
このように、上記信号結合装置は、信号入出力部を形成する中心導体１０１に対して第１の印刷配線基板１２のグランドパターンに接続される外導体１０２が、内部絶縁体１０３を介在して同心状に配置した結合線路素子１０を、その外導体１０２の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆うカバー部１１１が設けられ、該カバー部１１１の線路に直交する両端に上記内部絶縁体１０３に対設されて該内部絶縁体１０３の線路方向への移動を規制する絶縁体規制部１１２が形成されると共に、線路に略平行な両側部に外部導体１０２に取付けられる板状の取付け部１１３が形成された取付け具１１を用いて第１及び第２の印刷配線基板１２，１３に配するように構成した。
【００３０】
これによれば、結合線路素子１０は、その外導体１０２の取付け具１１の周方向の一部を線路方向の全長に亘って覆うカバー部１１１に覆われて接続され、その取付け部１１３が第１の印刷配線基板１２上に載置されて、該取付け部１１３が螺子部材１４を介して外部導体に取付けられると、外導体１０２が外部導体１５に熱的に結合される。同時に、結合線路素子１０の内部絶縁体１０３は、その外導体１０２との接合側の周縁部が取付け具１１の絶縁体規制部１１２に覆われる如く対設されて、その温度変化に伴う膨張時に、該絶縁体規制部１１２により外導体１０２の端部側へのとび出しが規制される。
【００３１】
これにより、結合線路素子１０は、外導体１０２のグランドパターンへの接続面積がカバー部１１１に覆われた面積に対応されて十分な面積を確保することができ、且つ、内部絶縁体１０３の外導体１０２の端部からのとび出しが、絶縁体規制部１１２により確実に防止される。この結果、基板設計を含む製作の簡略化が図れ、しかも、高精度な結合特性を長期間に亘り実現することができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、結合線路素子１０を第１及び第２の印刷配線基板１２，１３を用いて接続構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、単一の印刷配線基板を用いて構成することも可能である。
【００３３】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００３４】
例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の一実施の形態に係る信号結合装置を上面側から見た状態を示した平面図である。
【図２】図１の結合線路素子を取出して示した平面図である。
【図３】図２の結合線路素子の一方端を示した平面図である。
【図４】図１の印刷配線基板を線路方向に断面して示した断面図である。
【図５】図１の一端部において印刷配線基板を線路と直交する方向に断面して示した断面図である。
【図６】図１の他端部において印刷配線基板を線路と直交する方向に断面して示した断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…結合線路素子、１０１…中心導体、１０１ａ，１０１ｂ…入力側リード、１０１ｃ…ダミー側リード、１０１ｄ…出力側リード、１０２…外導体、１０３…内部絶縁体、１１…取付け具、１１１…カバー部、１１２…絶縁体規制部、１１３…取付け部、１２…第１の印刷配線基板、１２１…素子収容孔、１２２，１２３…入力側接続パターン、１２４…ダミー側接続パターン、１３…第２の印刷配線基板、１３１…出力側接続パターン、１４…螺子部材、１５…外部導体、１６…スペーサ部材。
【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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