JPH06204712A

JPH06204712A - 非可逆回路素子

Info

Publication number: JPH06204712A
Application number: JP36005592A
Authority: JP
Inventors: Akito Watanabe; 明人渡辺; Toshiaki Noguchi; 敏明野口
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ヨークの有する磁気的特性及び電気的特性の
影響を事実上受けることなく、必要な接地特性を確保
し、ヨークを確実にアース電位に保つ。【構成】上、下のヨーク（５、６）を別体とし、ヨー
ク（５、６）とは別に独立してアース端子（８１、８
２）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非可逆伝送特性を持つ
非可逆回路素子に関し、更に詳しくは、自動車電話、携
帯電話、コードレス電話等の通信システムにおいて、ア
イソレータまたはサーキュレータとして用いられる非可
逆回路素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の非可逆回路素子としては、例え
ば、特開平２ー２６０５１３号、実開平２ー２４６０２
号公報等に記載されたものが知られている。これらの公
知文献に記載された、非可逆回路素子は、支持基板、磁
性体、シールド板及び永久磁石を有する非可逆回路素子
本体と、ヨークとを含んでいる。非可逆回路素子本体
は、支持基板上に互いに１２０度の交角で対称的に配置
された３つのストリップ導体の片側または両側に磁性体
を配置し、この磁性体をシールド板で覆い、その外側か
ら永久磁石により直流磁界を加える。ヨークは軟磁性体
からなり、永久磁石の生じる磁界に対する磁路を構成す
ると共に、非可逆回路素子本体を機械的に支えるケース
を固定する固定具として用いられ、更に、アース端子を
兼ねている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の非可逆回路素子は、磁路を構成するヨークが、更に、
アース端子を兼ねているため、小型化及び薄型化の要求
に応えようとして、ヨークを薄くした場合、ヨークの電
気抵抗が増大し、アース端子としての接地特性が悪くな
る。電気抵抗を小さくして接地特性を改善しようとして
材質を変えた場合等には、磁路の磁気特性が悪くなり効
率が低下することがある。

【０００４】そこで、本発明の課題は、ヨークの有する
磁気的特性及び電気的特性の影響を事実上受けることな
く、必要な接地特性を確保し、ヨークを確実にアース電
位に保つことの可能な非可逆回路素子を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明は、上、下のヨークを別体とし、ヨークとは
別に独立してアース端子を設けた。

【０００６】

【作用】上、下のヨークを別体とし、ヨークとは別に独
立してアース端子を設けたから、従来の非可逆回路素子
と異なり、ヨークの有する磁気的特性及び電気的特性の
影響を事実上受けることなく、必要な接地特性を確保
し、ヨークを確実にアース電位に保つことができる。例
えば、小型化及び薄型化の要求に応えようとしてヨーク
を薄くしたために、ヨークの電気抵抗が増大したとして
も、これとは無関係に、アース端子の有する低い電気抵
抗によって、ヨークを確実にアース電位に保つことがで
きる。また、ヨークの有する磁気特性を改善するため電
気抵抗の大きな磁性材料を用いたとしても、それに影響
されることなく、アース端子の有する電気的特性によっ
て、ヨークを確実にアース電位に保つことができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明に係る非可逆回路素子の分解斜
視図、図２は非可逆回路素子の平面図、図３は図２のＡ
３ーＡ３線上における正面断面図、図４は図２のＡ４ー
Ａ４線上における正面断面図である。図において、１は
支持基板、２は磁性体、３はアース導体、４は永久磁
石、５、６はヨーク、７はコンデンサ、８はケース、９
は抵抗板である。

【０００８】支持基板１は、複数のストリップ導体を含
み、アース端子（８１、８２）と導通接続するアース用
電極を有している。図５または図６に示すように、支持
基板１は、３つのストリップ導体（１１、１２、１３）
が互いに１２０度の角度で交叉しており、表面側に入出
力端子（８３、８４）の導通経路としての入出力用電極
（１５１、１５２）、裏面側にアース端子（８１、８
２）の導通経路としてのアース用電極（１４５、１４
６）を有している。ストリップ導体１１は、基板１４の
表面に分割片１１０を、裏面に分割片１１１を２分割し
て配置し、分割片１１０と分割片１１１とを貫通導体
（１１ａ、１１ｂ）を用いて接続されている。同様に、
ストリップ導体１２は、基板１４の表面に分割片１２０
を、裏面に分割片１２１を２分割して配置し、分割片１
２０と分割片１２１とを貫通導体（１２ａ、１２ｂ）を
用いて接続されている。ストリップ導体１３について
も、基板１４の表面に分割片１３０を、裏面に分割片１
３１を２分割して配置され、分割片１３０と分割片１３
１とを貫通導体（１３ａ、１３ｂ）を用いて導通させて
ある。これらの貫通導体（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１
２ｂ、１３ａ、１３ｂ）及び貫通導体（１４１、１４
２、１４３、１４４）は、メッキを施して形成できる。

【０００９】磁性体２は、ＹＩＧ（イットリュウム鉄ガ
ーネット）などのフェリ磁性体からなり、ストリップ導
体（１１、１２、１３）に対向して上下の位置に２個配
置されている。

【００１０】アース導体３は、上側の磁性体２について
は、コンデンサ７の孔１０内周面に被覆された導体膜７
４と、磁性体２の上側に配置されたシールド板３ａとか
らなり、下側の磁性体２については、下側の磁性体２を
電気的にシールドするシールド板３ｂからなる。このよ
うにして、アース導体３は、両磁性体２を覆ように配置
している。両シールド板（３ａ、３ｂ）は、薄い銅板に
銀メッキを施したものである。下側のシールド板３ｂの
周辺部には３つの突片３１〜３３が立設されている。

【００１１】永久磁石４は、表面が導体膜４１で被覆さ
れ、アース導体３としての上側のシールド板の外側と下
側のシールド板の外側とに両方配置され、共にアース導
体３と導通接続され、磁性体２に直流磁界を印加してい
る。永久磁石４は、絶縁体の永久磁石、例えばフェライ
ト磁石を使用できる。導体膜４１は、例えば、導電性が
高い銅等を永久磁石４の表面にメッキすることにより形
成できる。永久磁石４として、フェライト磁石以外の金
属磁石を使用する場合においても、この金属磁石の表面
をメッキして使用することができる。

【００１２】下側のヨーク５及び上側のヨーク６は、永
久磁石４と導通接続されるようにして支持基板１、磁性
体２、アース導体３及び永久磁石４を覆う。ヨーク５
は、例えば、鉄に銀メッキを施したものに永久磁石４と
導通接続される部分を少なくとも除いて、絶縁樹脂をコ
ートしたものが使用される。絶縁樹脂としてはフッ素樹
脂が適している。フッ素樹脂は放熱性がよいから、小型
でハイパワーの非可逆回路素子を実現する手助けとなり
得る。ヨーク６は、薄い鉄板にニッケルメッキ施したも
のが使用される。

【００１３】ヨーク５に付着される絶縁樹脂としてはフ
ッ素樹脂が適している。フッ素樹脂は放熱性がよいか
ら、小型でハイパワーの非可逆回路素子を実現する手助
けとなり得る。ヨーク５は絶縁樹脂コートを施されず、
アース端子としても使用できる。

【００１４】コンデンサ７は、ガラス基材フッ素樹脂銅
張積層板等で構成されていて、３層の誘電体層（７１
１、７１２、７１３）を含み、誘電体層（７１１、７１
２、７１３）のそれぞれが対向する両主面に容量形成用
等の電極を有し、互いに積層されて積層体を構成してい
る。積層体は、表面側及び裏面側にアース用電極（７６
０、７７０）を有するとともに、面内に孔１０を有して
いる。磁性体２は、孔１０内に挿入されている。孔１０
は、内周面の全体が導体膜７４で被覆され、導体膜７４
が両アース用電極（７６０、７７０）と導通接続してい
る。導体膜７４は孔１０の内壁面にメッキを施すか、真
空蒸着するか、またはスパッタすることにより形成でき
る。

【００１５】ケース８は、絶縁材料、例えば、絶縁樹脂
で構成されている。図７及び図８に示すように、ケース
８は、支持基板１を載せる面において、アース端子８１
に接続するアース用電極８１１、アース端子８２に接続
するアース用電極８１２、入出力端子８３に接続する入
出力用電極８１３及び入出力端子８４に接続する入出力
用電極８１４を有する。アース用電極（８１１、８１
２）は、それぞれが支持基板１の電極（１４５、１４
６）にアース導体突片（３２、３３）を介して接続され
ている（図６参照）。

【００１６】抵抗板９は、抵抗体９ａと、抵抗体９ａを
挟んだ電極９ｂ、９ｃを有し、ケース８の上面の一辺側
に配置されている。電極９ｂの一方は、支持基板１上の
アース用電極１４６及びケース８のアース用電極８１１
に接続され、他方は、支持基板１上のアース用電極１４
５及びケース８のアース用電極８１２に接続されてい
る。電極９ｃは、支持基板１上の終端用電極１３１に接
続されている。従って、この抵抗体９は、２つの抵抗体
９Ｃが互いに並列接続されているから、より大きい電流
を流すことが可能な回路素子を得ることができる。抵抗
板９は、抵抗体９ａとして、例えば、アルミナ基板上に
酸化ルテニウム（ＲｕＯ）等の抵抗材料を用いると共
に、電極９ｂ、９ｃとして銀ーパラジウム（ＡｇＰｄ）
等の電極材料を用い、印刷技術によって形成される。

【００１７】抵抗板９を設けずに、電極（９ｂ、９ｃ）
で終端していたストリップ導体３を新たに設けられた端
子８５に電極８１５に介して接続することにより、サー
キュレータを得ることができる。

【００１８】組み立てに当たっては、ヨーク５に下側の
永久磁石４を搭載し、次に、ケース８の上面の一辺側に
抵抗板９を配置し、続いて、下側の磁性体２を突片３
１、３２、３３の間に配した下側のアース導体３をケー
ス８の孔８６に挿入する。次に、支持基板１をケース８
の上に被せ、この支持基板１の上にコンデンサ７を載
せ、コンデンサ７の孔１０の中に上側の磁性体２を挿入
し、その上に上側のアース導体３を被せる。続いて、上
側の永久磁石４を上側の磁性体２に垂直に磁界を印加す
るように配置し、更にその上にヨーク６を被せて、ヨー
ク５の止め金５１とヨーク６の止め金受け部６１と嵌合
させてケース８を固定する。

【００１９】非可逆回路素子は、本実施例においては、
ストリップ導体（１１、１２、１３）を挟んで両面側に
磁性体２及び永久磁石４を配置したものであるが、スト
リップ導体の一面にのみ磁性体及び永久磁石を配置した
ものであってもよいことはいうまでもない。

【００２０】上述のように、上、下のヨーク（５、６）
を別体とし、ヨーク（５、６）とは別に独立してアース
端子（８１、８２）を設けたから、ヨーク（５、６）の
有するヨークの有する磁気的特性及び電気的特性の影響
を事実上受けることなく、アース端子（８１、８２）を
用いて、ヨーク５、６を確実にアース電位に保つことが
できる。例えば、小型化及び薄型化の要求に応えようと
してヨーク５、６を薄くしたために、ヨーク５、６の電
気的抵抗が増大したとしても、これとは無関係に、アー
ス端子８１、８２の有する低い電気抵抗によって、ヨー
ク５、６を確実にアース電位に保つことができる。ま
た、ヨーク５、６の有する磁気特性を改善するため、ヨ
ーク５、６を電気抵抗の大きな磁性材料を用いたとして
も、それに影響されることなく、アース端子８１、８２
の有する電気的特性によって、ヨーク５、６を確実にア
ース電位に保つことができる。

【００２１】しかも、ヨーク（５、６）をグランド電位
に保つことにより、この回路素子を組み込んだ製品内で
発生する相互変調ひずみを減少させることができる。

【００２２】次に、上述したコンデンサ７の各誘電体層
（７１１、７１２、７１３）が有する電極パターンを詳
細に説明する。

【００２３】図９はコンデンサ７の平面図である。図に
おいて、第１誘電体層７１１は、ガラス基材フッ素樹脂
等からなり、表面上にアース用電極７６０を形成してい
る。７５１〜７５３はメッキ等により形成された第１誘
電体層７１１を貫通する貫通導体である。

【００２４】図１０は図３のＡ１０ーＡ１０における断
面図である。図において、第２誘電体層７１２は、ガラ
ス基材フッ素樹脂等からなり、３つのコンデンサ電極
（７６１、７６２、７６３）を有している。コンデンサ
電極（７６１、７６２、７６３）は、それぞれ、貫通導
体７５１〜７５３によって第１誘電体層７１１の表面側
に導出されている（図８及び図９参照）。

【００２５】図１１は図３のＡ１１ーＡ１１における断
面図である。図において、第３誘電体層７１３はガラス
基材フッ素樹脂等からなり、３つのコンデンサ電極（７
６４、７６５、７６６）を有している。コンデンサ電極
７６４は、コンデンサ電極７６１と第２誘電体層７１２
を挟んで対向し、容量を形成している。コンデンサ電極
７６５は、コンデンサ電極７６２と第２誘電体層７１２
を挟んで対向し、容量を形成している。コンデンサ電極
７６６は、コンデンサ電極７６３と第２誘電体層７１２
を挟んで対向し、容量を形成している。

【００２６】図１２はコンデンサ７の底面図である。図
において、底面に形成された電極（７７０）には、アー
ス端子（８１、８２）の導通経路としてのアース用電極
（７７１、７７２）、入出力端子（８３、８４）の導通
経路としての入出力用電極（７７３、７７４）を有して
いる。アース用電極（７７１、７７２）は、支持基板１
のアース用電極（１４５、１４６）に導通している。入
出力用電極（７７３、７７４）は、支持基板１のストリ
ップ導体（１１、１２）の端部に設けられた入出力用電
極（１５１、１５２）に導通されている。

【００２７】図１３は図９〜図１２に示した構造を有す
るようコンデンサ７の電気的等価回路を示すために用い
られた展開図である。ａ、ｂ、ｃは貫通導体７５１、７
５２及び７５３によって形成される端子を示している。
端子ａーｂ間にコンデンサ電極７６１とコンデンサ電極
７６４とによる端子間容量Ｃ１１が形成され、端子ｂー
ｃ間にコンデンサ電極７６２とコンデンサ電極７６５に
よる端子間容量Ｃ１２が形成され、端子ｃーａ間にコン
デンサ電極７６３とコンデンサ電極７６６とによる端子
間容量Ｃ１３が形成される。また、アース用電極（７６
０、７７０）とコンデンサ電極（７６１、７６６）、
（７６２、７６４）及び（７６３、７６５）との間に接
地容量Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ０３がそれぞれ形成される。

【００２８】図１４は図９〜図１２に示したコンデンサ
７を用いたアイソレータの等価回路図を示し、端子ａー
ｂ間に端子間容量Ｃ１１を接続し、端子ｂーｃ間に端子
間容量Ｃ１２を接続し、端子ｃーａ間に端子間容量Ｃ１
３を接続するとともに、端子ａ、ｂ、ｃのそれぞれに接
地容量Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ０３をそれぞれ接続した回路
が得られる。

【００２９】本実施例において、コンデンサ７は、複数
の誘電体層（７１１、７１２、７１３）を含み、互いに
積層されて積層体を構成しており、この積層体が中央に
孔１０を有しており、磁性体２が孔１０内に挿入されて
いるので、非可逆回路素子を小型、かつ薄型に構成し得
る。しかも、磁性体２の位置決めが容易になる。

【００３０】コンデンサ７は、複数の誘電体層（７１
１、７１２、７１３）を含み、誘電体層（７１１、７１
２、７１３）のそれぞれが対向する両主面を有し、互い
に積層されて積層体を構成しているので、孔１０を設け
たことによるコンデンサ形成のための面積減少分を、厚
み方向におけるコンデンサ７の積層によって補うことが
できる。このため、非可逆回路素子の小型化、薄型化が
図れる。

【００３１】コンデンサ７は、孔１０の内周面の全体が
導体膜７４で被覆され、この導体膜７４がアース用電極
（７６０、７７０）と導通接続しているので、浮遊容量
の発生を防ぐことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次の
ような効果を得ることができる。（ａ）上、下のヨークを別体とし、ヨークとは別に独立
してアース端子を設けたから、ヨークの有する磁気的特
性及び電気的特性の影響を事実上受けることなく、必要
な接地特性を確保し、ヨークを確実にアース電位に保ち
得る非可逆回路素子を提供できる。（ｂ）ヨークをグランド電位に保つことにより、この回
路素子を組み込んだ製品内で発生する相互変調ひずみを
減少させることの可能な非可逆回路素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非可逆回路素子の分解斜視図であ
る。

【図２】本発明に係る非可逆回路素子の平面図である。

【図３】図２のＡ３ーＡ３線上における正面断面図であ
る。

【図４】図２のＡ４ーＡ４線上における正面断面図であ
る。

【図５】本発明に係る非可逆回路素子を構成する支持基
板を表面側から見た平面図である。

【図６】図５に示された支持基板を裏面側から見た平面
図である。

【図７】図１に示されたケースの拡大斜視図である。

【図８】図１に示されたケースの平面図である。

【図９】図３に記載されたコンデンサの平面図である。

【図１０】図３のＡ１０ーＡ１０における断面図であ
る。

【図１１】図３のＡ１１ーＡ１１における断面図であ
る。

【図１２】図３に記載されたコンデンサの底面図であ
る。

【図１３】図９〜図１２に示された本発明に係る非可逆
回路素子用コンデンサの電気的等価回路を示すために用
いられた展開図である。

【図１４】図９〜図１２に示された本発明に係る非可逆
回路素子用コンデンサを用いて実現されたアイソレータ
の等価回路図である。

【符号の説明】

１支持基板２磁性体３アース導体４永久磁石５、６ヨーク７コンデンサ８ケース９抵抗板１０孔１１、１２、１３ストリップ導体１４基板４１導体膜７４導体膜８１、８２アース端子８３、８４入出力端子１４５、１４６アース電極７１１第１誘電体層７１２第２誘電体層７１３第３誘電体層７６０、７７０アース用電極８１１、８１２アース用電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上、下のヨークを別体とし、前記ヨーク
とは別に独立してアース端子を設けた非可逆回路素子。
【請求項２】上、下のヨークを前記アース端子に接続
する導通手段が設けられた請求項１に記載の非可逆回路
素子。
【請求項３】前記導通手段の一部が永久磁石の表面に
設けられた導体膜である請求項２に記載の非可逆回路素
子。
【請求項４】前記導通手段の一部が前記永久磁石自体
である請求項２に記載の非可逆回路素子。
【請求項５】前記下のヨークの底面側が絶縁樹脂でコ
ートされている請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項６】支持基板と、磁性体と、アース導体とを
有し、前記支持基板は、複数のストリップ導体を含み、アース
端子と導通接続するアース電極を有しており、前記磁性体は、前記ストリップ導体に対向して配置され
ており、前記アース導体は、前記磁性体を覆うように配置され、
前記支持基板の前記アース電極と導通接続されており、前記永久磁石は、前記アース導体の外側に配置され、前
記アース導体と導通接続され、前記磁性体に直流磁界を
印加しており、前記ヨークは、前記永久磁石と導通接続されるようにし
て前記支持基板、前記磁性体、前記アース導体及び前記
永久磁石を覆う請求項１、２、３、４または５に記載の
非可逆回路素子。
【請求項７】前記アース導体は、前記磁性体の側面部
及び上面部を覆う板で構成されたシールド導体を含む請
求項６に記載の非可逆回路素子。
【請求項８】前記永久磁石の表面を被覆する前記導体
膜は、メッキで形成される請求項１に記載の非可逆回路
素子。
【請求項９】コンデンサを含んでおり、前記コンデンサは、複数の誘電体層を含み、前記誘電体
層のそれぞれが対向する両主面に電極を有し、互いに積
層されて積層体を構成しており、前記積層体は、表面側及び裏面側にアース用電極を有す
るとともに、面内に孔を有しており、前記磁性体は、前記孔内に挿入されている請求項６、７
または８に記載の非可逆回路素子。
【請求項１０】前記孔は、内周面の全体が導体膜で被
覆され、前記導体膜が前記両アース用電極と導通接続し
ている請求項９に記載の非可逆回路素子。