JP2005236366A

JP2005236366A - 非可逆回路素子

Info

Publication number: JP2005236366A
Application number: JP2004039608A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Shimizu; 祐一清水
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2005-09-02
Also published as: CN1661850A; US20050180093A1

Abstract

【課題】横方向に小型化され、組立性が良好で、生産性が良く、安価で、且つ、性能の良好な非可逆回路素子を提供する。
【解決手段】本発明の非可逆回路素子は、複数の絶縁薄板が積層された積層板からなる折り曲げ可能な誘電体５と、この誘電体５の異なる積層位置に形成されて誘電体５と一体化され、上下方向に一部が交叉するように配設された第１，第２，第３の中心導体６，７，８と、誘電体５とヨーク３との間に配置された複数のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３とを備え、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３が誘電体５の基部５ａから折り曲げられた曲げ部５ｂとヨーク３の側板３ｂとの間に配置されたため、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、平板部（厚み方向）が底板３ｂと直立状態となって、従来に比して、横方向に小型のものが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明はアンテナ共用器等に適用されるアイソレータやサーキュレータからなる非可逆回路素子に関する。

図６は従来の非可逆回路素子に係る分解斜視図で、次に、従来の非可逆回路素子の構成を図６に基づいて説明すると、箱形の磁性板（鉄板等）からなる第１のヨーク５１は、箱形をなし、この内部には、円板状の磁石５２が接着剤等によって第１のヨーク５１に取り付けられている。

磁性板（鉄板等）からなる第２のヨーク５３は、底板５３ａと、この底板５３ａの対向する２辺から上方に折り曲げられた２つの側板５３ｂを有し、この第２のヨーク５３は、第１のヨーク５１と結合されて、磁気閉回路が形成される。

合成樹脂の成型品からなる箱形の樹脂ケース５４は、底壁５４ａの中央部に設けられた円形状の貫通孔５４ｂと、この貫通孔５４ｂの周囲に設けられた複数の貫通孔５４ｃを有し、この樹脂ケース５４は、第２のヨーク５３と組み合わされると共に、組み合わされた際、貫通孔５４ｂ、５４ｃから底板５３ａが露出するようになっている。

第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３はそれぞれチップ型のコンデンサで形成され、この第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、樹脂ケース５４の貫通孔５４ｃ内に位置された状態で、下部電極（図示せず）が底板５３ａに半田付けされて取り付けられ、また、チップ型の抵抗器Ｒも、一つの貫通孔５４ｃ内に位置して、一方の電極（図示せず）底板５３ａに半田付けされて取り付けられている。
そして、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３と抵抗器Ｒは、何れも厚み方向が底板５３ａと平行状態で配置されている。

ＹＩＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍｉｒｏｎｇａｒｎｅｔ）等からなる円板状のフェライト部材５５には、金属板からなる第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８が取り付けられ、この第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８のそれぞれは、フェライト部材５５の下面に位置する円板状のアース部材５９から延びた状態で、フェライト部材５５の上面側に折り曲げられ、誘電体（図示せず）を介して、上下方向に一部が交叉して配設されている。

また、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８は、アース部材５９に接続されるアース部５６ａ、５７ａ、５８ａと、それぞれの端部に設けられたポート部５６ｂ、５７ｂ、５８ｂを有している。

そして、フェライト部材５５は、樹脂ケース５４の貫通孔５４ｂ内に位置して取り付けられると共に、アース部材５９が底板５３ａに半田付けされ、また、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８のポート部５６ｂ、５７ｂ、５８ｂのそれぞれは、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の他方の電極（図示せず）に半田付けされると共に、第３の中心導体５８のポート部５８ｂは、抵抗器Ｒの他方の電極部（図示せず）に半田付けされる。

また、第１，第２のヨーク５１，５３を結合して、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８上に磁石５２を配置すると、従来の非可逆回路素子が構成される。（例えば、特許文献１参照）

しかし、従来の非可逆回路素子において、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３と抵抗器Ｒは、何れも平坦部（厚み方向）が底板５３ａと平行状態で配置されているため、横方向に大型になる。
また、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８は、フェライト部材５５を包むように折り曲げられるため、その作業が面倒であると共に、折り曲げ時、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８の位置にバラツキが生じて、性能が悪くなる。

また、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８を組み合わせたフェライト部材５５と、個々の第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３が樹脂ケース５４内に収納されるため、その組込作業が面倒で、生産性が悪く、コスト高になる。
また、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、樹脂ケース５４内に収納した後、狭小なスペースで、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８のそれぞれのポート部５６ｂ、５７ｂ、５８ｂをコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３に半田付けせねばならず、その作業が面倒で、生産性が悪く、コスト高になる。

特開平１０−７９６０７号公報

従来の非可逆回路素子において、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３と抵抗器Ｒは、何れも平板部（厚み方向）が底板５３ａと平行状態で配置されているため、横方向に大型になるという問題がある。
また、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８は、フェライト部材５５を包むように折り曲げられるため、その作業が面倒であると共に、折り曲げ時、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８の位置にバラツキが生じて、性能が悪くなるという問題がある。

また、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８を組み合わせたフェライト部材５５と、個々の第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３が樹脂ケース５４内に収納されるため、その組込作業が面倒で、生産性が悪く、コスト高になるという問題がある。
また、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、樹脂ケース５４内に収納した後、狭小なスペースで、第１，第２，第３の中心導体５６，５７，５８のそれぞれのポート部５６ｂ、５７ｂ、５８ｂをコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３に半田付けせねばならず、その作業が面倒で、生産性が悪く、コスト高になるという問題がある。

そこで、本発明は横方向に小型化され、組立性が良好で、生産性が良く、安価で、且つ、性能の良好な非可逆回路素子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための第１の解決手段として、上板を有する第１のヨークと、前記上板の下面に配設された磁石と、平板状の底板を有し、前記第１のヨークとで磁気閉回路を構成する第２のヨークと、前記底板上に配設された平板状のフェライト部材と、前記磁石と前記フェライト部材との間に配置され、複数の絶縁薄板が積層された積層板からなる折り曲げ可能な誘電体と、この誘電体の異なる積層位置に形成されて前記誘電体と一体化され、上下方向に一部が交叉するように配設された第１，第２，第３の中心導体と、前記誘電体と前記ヨークとの間に配置された複数のコンデンサとを備え、前記第１，第２のヨークの少なくとも一方には、前記上板、或いは前記底板から折り曲げられた側板が設けられ、前記誘電体は、前記フェライト部材上に位置する基部と、前記側板に対向するように前記基部から折り曲げられた曲げ部を有し、前記コンデンサが前記側板と前記曲げ部との間に配置された状態で、前記コンデンサの一方の電極が前記中心導体に接続されると共に、前記コンデンサの他方の電極が前記側板に接続された構成とした。

また、第２の解決手段として、前記誘電体は、前記基部の対向する辺から折り曲げられた一対の前記曲げ部を有し、前記コンデンサがそれぞれの前記曲げ部と前記側板との間に配置された構成とした。
また、第３の解決手段として、前記曲げ部は、前記フェライト部材の側面側に折り曲げられた構成とした。

また、第４の解決手段として、前記中心導体は、前記ヨークに接続されるアース部と、前記コンデンサの一方の前記電極に接続されるポート部を有し、前記側板に対向する前記誘電体の表面には、前記ポート部に接続された導電パターンが設けられ、この導電パターンには、前記コンデンサの一方の前記電極に接続された構成とした。

また、第５の解決手段として、前記コンデンサが前記導電パターンに半田付けされた状態で、前記誘電体を折曲することによって、前記曲げ部が形成されると共に、前記曲げ部に前記コンデンサが設けられた状態で、前記誘電体を前記ヨーク内に収容するようにした構成とした。

また、第６の解決手段として、前記誘電体には、前記導電パターンに導通する端子部が設けられ、この端子部が前記ヨーク外に突出するようにした構成とした。
また、第７の解決手段として、前記誘電体は、前記曲げ部を形成した際、前記基部から直立状態になる舌片を有し、この舌片によって、前記コンデンサを支持するようにした構成とした。

また、第８の解決手段として、前記中心導体は、前記第２のヨークの前記底板に接続されるアース部を有し、前記アース部は、前記誘電体に設けられた貫通孔と、前記フェライト部材に設けられた凹部とに形成された接続導体によって、前記底板に接続された構成とした。

本発明の非可逆回路素子は、上板を有する第１のヨークと、上板の下面に配設された磁石と、平板状の底板を有し、第１のヨークとで磁気閉回路を構成する第２のヨークと、底板上に配設された平板状のフェライト部材と、磁石とフェライト部材との間に配置され、複数の絶縁薄板が積層された積層板からなる折り曲げ可能な誘電体と、この誘電体の異なる積層位置に形成されて誘電体と一体化され、上下方向に一部が交叉するように配設された第１，第２，第３の中心導体と、誘電体とヨークとの間に配置された複数のコンデンサとを備え、第１，第２のヨークの少なくとも一方には、上板、或いは底板から折り曲げられたが設けられ、誘電体は、フェライト部材上に位置する基部と、側板に対向するように基部から折り曲げられた曲げ部を有し、コンデンサが側板と曲げ部との間に配置された状態で、コンデンサの一方の電極が中心導体に接続されると共に、コンデンサの他方の電極が側板に接続された構成とした。
このように、側板と誘電体の曲げ部との間にコンデンサを配置すると、コンデンサは、平板部（厚み方向）が底板と直立状態となって、従来に比して、横方向に小型のものが得られる。
また、中心導体が誘電体に積層されて、中心導体と誘電体が一体化されているため、中心導体が折り曲げられる従来に比して、中心導体の位置のバラツキが少なく、性能の良いものが得られる。

また、誘電体は、基部の対向する辺から折り曲げられた一対の曲げ部を有し、コンデンサがそれぞれの曲げ部と側板との間に配置されたため、コンデンサを分散化できて、小型で、組立性の良好なものが得られる。

また、曲げ部は、フェライト部材の側面側に折り曲げられたため、コンデンサが誘電体の上面側に配置でき、コンデンサの取付作業の良好なものが得られる。

また、中心導体は、ヨークに接続されるアース部と、コンデンサの一方の電極に接続されるポート部を有し、側板に対向する誘電体の表面には、ポート部に接続された導電パターンが設けられ、この導電パターンには、コンデンサの一方の電極に接続されたため、中心導体へのコンデンサの接続の容易なものが得られて、生産性の良好なものが得られる。

また、コンデンサが導電パターンに半田付けされた状態で、誘電体を折曲することによって、曲げ部が形成されると共に、曲げ部にコンデンサが設けられた状態で、誘電体をヨーク内に収容するようにしたため、その組立作業が従来に比して、容易で、生産性が良くなって、安価なものが得られる。

また、誘電体には、導電パターンに導通する端子部が設けられ、この端子部がヨーク外に突出するようにしたため、外部回路への接続の容易なものが得られる。

また、誘電体は、曲げ部を形成した際、基部から直立状態になる舌片を有し、この舌片によって、コンデンサを支持するようにしたため、舌片の形成が容易であると共に、コンデンサの支持の確実なものが得られる。

また、中心導体は、第２のヨークの底板に接続されるアース部を有し、アース部は、誘電体に設けられた貫通孔と、フェライト部材に設けられた凹部とに形成された接続導体によって、底板に接続されたため、アース部の底板側への引出構造が簡単で、組立性の良好なものが得られる。

本発明の非可逆回路素子の図面を説明すると、図１は本発明の非可逆回路素子に係る要部断面図、図２は本発明の非可逆回路素子に係り、第１のヨークと磁石を取り去った状態を示す平面図、図３は本発明の非可逆回路素子に係り、誘電体の展開図、図４は本発明の非可逆回路素子に係り、誘電体にコンデンサを取り付けた状態を示す展開図、図５は本発明の非可逆回路素子に係る誘電体の斜視図である。

次に、本発明の非可逆回路素子をアイソレータに適用した場合の構成を図１〜図５に基づいて説明すると、箱形の磁性板（鉄板等）からなるＵ字状の第１のヨーク１は、四角形状の上板１ａと、この上板１ａの対向する２辺から下方に折り曲げられた２つの側板１ｂとを有する。

長方形状（四角形状）の磁石２は、箱形の第１のヨーク１内に位置した状態で、その上面が上板１ａの内面に接触した状態で、接着剤等の適宜手段によって第１のヨーク１に取り付けられている。

磁性板（鉄板等）からなるＵ字状の第２のヨーク３は、四角形状の底板３ａと、この底板３ａの対向する２辺から上方に折り曲げられた２つの側板３ｂとを有し、第１，第２のヨーク１，３は、側板１ｂ、３ｂ同士が結合して、第１，第２のヨーク１，３とで磁気閉回路が形成されている。

ＹＩＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍｉｒｏｎｇａｒｎｅｔ）等からなる多角形状（六角形状）等の平板状のフェライト部材４は、一つ置きの側面に設けられた３個の凹部４ａを有し、このフェライト部材４の下面は、底板３ａに接触した状態で、適宜手段によって底板３ａに固着されている。

誘電体５は、絶縁フイルム等の複数の絶縁薄板が積層された積層板で構成されて、折り曲げ可能となり、四角形状をなすこの誘電体５の異なる積層位置には、銅等の金属薄板や導電膜等によって構成された第１，第２，第３の中心導体６，７，８が形成され、この第１，第２，第３の中心導体６，７，８は、誘電体５を介して、上下方向に一部が交叉した状態で配設されている。

また、誘電体５は、特に図３〜図５に示すように、平板状の基部５ａと、この基部５ａの対向する２辺から下方に折り曲げられた一対の曲げ部５ｂと、この曲げ部５ｂの近傍で、基部５ａに設けられた複数のコ字状の切り込み部５ｃと、この曲げ部５ｂの位置で、基板５ａから直立状態に起こされた複数の舌片５ｄと、複数の第１，第２の貫通孔５ｅ、５ｆを有する。

また、誘電体５の上面には、第１，第２，第３の導電パターン９ａ、９ｂ、９ｃと、少なくとも第１，第２の導電パターン９ａ、９ｂに接続された複数の端子部１０が設けられている。

そして、第１，第２，第３の中心導体６，７，８のそれぞれの一端部には、アース部６ａ、７ａ、８ａを有し、このアース部６ａ、７ａ、８ａは、第１の貫通孔５ｅ内に露出した状態で設けられている。

また、第１，第２，第３の中心導体６，７，８のそれぞれの一端部には、ポート部６ｂ、７ｂ、８ｂが設けられ、このポート部６ｂ、７ｂ、８ｂは、第２貫通孔５ｆ内に露出している。
そして、第２の貫通孔５ｆには、接続体（スルーホール）１１にが設けられ、ポート部６ｂは第１の導電パターン９ａに、また、ポート部７ｂは第２の導電パターン９ｂに、更に、ポート部８ｂは第３の導電パターン９ｃに接続される。

第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、チップ型のコンデンサで形成されて、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の上面側に位置する一方の電極１３ａは、それぞれ第１，第２，第３の導電パターン９ａ、９ｂ、９ｃに半田付けされて接続、固着されると共に、チップ型の抵抗器Ｒは、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の取付面と反対側の誘電体５に固着されたものとなっている。
また、抵抗器Ｒは、一方の電極部が第３のコンデンサＣ３の一方の電極１３ａ接続され、他方の電極部は、接地されるようになっている。

次に、このような構成を有する誘電体５の製造方法を図３〜図５に基づいて説明すると、図３に示すように、平板状の誘電体５を用意し、しかる後、図４に示すように、第１，第２，第３の導電パターン９ａ、９ｂ、９ｃには、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を半田付けすると共に、抵抗器Ｒを取り付ける。

次に、折り曲げ線Ｓの位置で、誘電体５を折り曲げると、基部５ａと、曲げ部５ｂと、曲げ部５ｂに伴って直立状態となった第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３、及び抵抗器Ｒと、基部５ａから直立状態に起こされ、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を支持する舌片５ｄが形成された状態となる。

従って、誘電体５には、第１，第２，第３の中心導体６，７，８と、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３、及び抵抗器Ｒが一体化された状態となり、この状態で、第１，第２のヨーク１，３内に収容される。
この時、誘電体５の曲げ部５ｂは、側板３ｂと対向し、且つ、フェライト部材４の側面側と対向した状態になると共に、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の他方の電極１３ｂは、側板３ｂに接触し、且つ、側板３ｂに半田付けされ、その結果、第１，第２，第３のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、平板部（厚み方向）が底板３ａと直立状態になる。

また、誘電体５の基部５ａは、フェライト部材４の上面に配置された状態となり、誘電体５の第２の貫通孔５ｆとフェライト部材４の凹部４ａには、接続導体（スルーホール）１２が設けられ、この接続導体１２によって、第１，第２，第３の中心導体６，７，８のアース部６ａ，７ａ、８ａが第２のヨーク３の底板３ａに接地された状態となる。

更に、誘電体５が第１，第２のヨーク１，３に収容された際、端子部１０は、第１，第２のヨーク１，３外に突出するようになり、そして、第１，第２のヨーク１，３によって、磁石２，誘電体５、及びフェライト部材４を挟持した状態で、第１，第２のヨーク１，３を結合して、第１，第２のヨーク１，３とで磁気閉回路が形成され、本発明の非可逆回路素子が構成されている。

なお、上記実施例は、アイソレータに適用されたもので説明したが、抵抗器Ｒを無くしたサーキュレータに適用しても良い。

本発明の非可逆回路素子に係る要部断面図。本発明の非可逆回路素子に係り、第１のヨークと磁石を取り去った状態を示す平面図。本発明の非可逆回路素子に係り、誘電体の展開図。本発明の非可逆回路素子に係り、誘電体にコンデンサを取り付けた状態を示す展開図。本発明の非可逆回路素子に係る誘電体の斜視図。従来の非可逆回路素子に係る分解斜視図。

符号の説明

１：第１のヨーク
１ａ：上板
１ｂ：側板
２：磁石
３：第２のヨーク
３ａ：底板
３ｂ：側板
４：フェライト部材
４ａ：凹部
５：誘電体
５ａ：基部
５ｂ：曲げ部
５ｃ：切り込み部
５ｄ：舌片
５ｅ：第１の貫通孔
５ｆ：第２の貫通孔
６：第１の中心導体
６ａ：アース部
６ｂ：ポート部
７：第２の中心導体
７ａ：アース部
７ｂ：ポート部
８：第３の中心導体
８ａ：アース部
８ｂ：ポート部
９ａ：第１の導電パターン
９ｂ：第２の導電パターン
９ｃ：第３の導電パターン
１０：端子部
１１：接続体
１２：接続導体
Ｃ１：第１のコンデンサ
Ｃ２：第２のコンデンサ
Ｃ３：第３のコンデンサ
１３ａ：電極
１３ｂ：電極
Ｒ：抵抗器
Ｓ：折り曲げ線

Claims

上板を有する第１のヨークと、前記上板の下面に配設された磁石と、平板状の底板を有し、前記第１のヨークとで磁気閉回路を構成する第２のヨークと、前記底板上に配設された平板状のフェライト部材と、前記磁石と前記フェライト部材との間に配置され、複数の絶縁薄板が積層された積層板からなる折り曲げ可能な誘電体と、この誘電体の異なる積層位置に形成されて前記誘電体と一体化され、上下方向に一部が交叉するように配設された第１，第２，第３の中心導体と、前記誘電体と前記ヨークとの間に配置された複数のコンデンサとを備え、前記第１，第２のヨークの少なくとも一方には、前記上板、或いは前記底板から折り曲げられた側板が設けられ、前記誘電体は、前記フェライト部材上に位置する基部と、前記側板に対向するように前記基部から折り曲げられた曲げ部を有し、前記コンデンサが前記側板と前記曲げ部との間に配置された状態で、前記コンデンサの一方の電極が前記中心導体に接続されると共に、前記コンデンサの他方の電極が前記側板に接続されたことを特徴する非可逆回路素子。
前記誘電体は、前記基部の対向する辺から折り曲げられた一対の前記曲げ部を有し、前記コンデンサがそれぞれの前記曲げ部と前記側板との間に配置されたことを特徴する請求項１記載の非可逆回路素子。
前記曲げ部は、前記フェライト部材の側面側に折り曲げられたことを特徴する請求項１、又は２記載の非可逆回路素子。
前記中心導体は、前記ヨークに接続されるアース部と、前記コンデンサの一方の前記電極に接続されるポート部を有し、前記側板に対向する前記誘電体の表面には、前記ポート部に接続された導電パターンが設けられ、この導電パターンには、前記コンデンサの一方の前記電極に接続されたことを特徴する請求項１から３の何れかに記載の非可逆回路素子。
前記コンデンサが前記導電パターンに半田付けされた状態で、前記誘電体を折曲することによって、前記曲げ部が形成されると共に、前記曲げ部に前記コンデンサが設けられた状態で、前記誘電体を前記ヨーク内に収容するようにしたことを特徴する請求項４記載の非可逆回路素子。
前記誘電体には、前記導電パターンに導通する端子部が設けられ、この端子部が前記ヨーク外に突出するようにしたことを特徴する請求項４，又は５記載の非可逆回路素子。
前記誘電体は、前記曲げ部を形成した際、前記基部から直立状態になる舌片を有し、この舌片によって、前記コンデンサを支持するようにしたことを特徴する請求項１から６の何れかに記載の非可逆回路素子。
前記中心導体は、前記第２のヨークの前記底板に接続されるアース部を有し、前記アース部は、前記誘電体に設けられた貫通孔と、前記フェライト部材に設けられた凹部とに形成された接続導体によって、前記底板に接続されたことを特徴する請求項１から７の何れかに記載の非可逆回路素子。