JP2000261213A - 非可逆回路素子及び集中定数型アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性を向上させることができる非可逆回路
素子及び集中定数型アイソレータを提供することを目的
としている。 【解決手段】 コンデンサ９，１０，１１の特性を所定
の範囲に収めたりすることで、ケース１５，１６をかぶ
せた後には後調整を行わなくても良い構成とした。ま
た、それによって、ケース１５，１６に調整用の窓等を
設けなくても良く、構成が簡単になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信に関する
機器などに用いられる非可逆回路素子及び集中定数型ア
イソレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信機器の端末に用いられる非可
逆回路素子として、集中定数型アイソレータが用いられ
ている。アイソレータは、移動体通信機器の送信部にお
いてパワーアンプとアンテナの間に配置され、パワーア
ンプへの不要信号の逆流を防ぐことや、パワーアンプの
負荷側のインピーダンスを安定させる等の目的で用いら
れている。

【０００３】通信機器の小型化に伴い、アイソレータな
どの非可逆回路素子の小型化が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の構
成では、アイソレータを組み上げた時点で、内部に収納
したコンデンサなどをトリミングによって、特性を調整
することが一般的に行われており、非常に生産性が悪か
った。また、アイソレータの小型化にともない、後調整
を行うことが非常に困難であり、これも生産性が悪くな
ると言う問題点があった。

【０００５】本発明は、生産性を向上させることができ
る非可逆回路素子及び集中定数型アイソレータを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ケース内に、
ストリップ線路集合体、フェライト基板、磁石等を収納
した後には、前記各部材の調整を行わない。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、フェライ
ト基板と、前記フェライト基板に近接して設けられたス
トリップ線路集合体と、前記フェライト基板に磁界を印
可する磁石と、前記ストリップ集合体に接続されるコン
デンサと、前記ストリップ線路集合体と接続される端子
ベースと、前記各部材を収納するケースとを備え、前記
各部材を収納した後には前記各部材の特性の調整を行わ
ない事としたことによって、特性調整の工程を省くこと
ができ、生産性を向上させることができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、ケースに内部の部
材を調整する調整用窓を設けない事によって、ケースの
構成を簡単にすることができ、生産性を向上させること
ができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１におい
て、コンデンサにトリミング痕が無いことによって、コ
ンデンサのトリミング工程が不要となり、生産性が向上
する。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、コンデンサの容量のばらつきを目標値の±１．６％
以内としたことによって、コンデンサにトリミングなど
を施す必要はなく、生産性が向上する。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１〜４いず
れか１記載の非可逆回路素子のストリップ線路集合体の
少なくとも一つのストリップ線路に抵抗器を接続した事
によって、集中定数型アイソレータの生産性を向上させ
ることができる。

【００１２】請求項６記載の発明は、フェライト基板
と、前記フェライト基板に近接して設けられたストリッ
プ線路集合体と、前記フェライト基板に磁界を印可する
磁石と、前記ストリップ集合体に接続されるコンデンサ
と、前記ストリップ線路集合体と接続される端子ベース
とをケース内に収納し、その後に前記ケース内部の各部
材の特性などの調整を無調整とすることによって、特性
調整の工程を省くことができ、生産性を向上させること
ができる。

【００１３】図１は本発明の一実施の形態における非可
逆回路素子を示す分解斜視図である。

【００１４】図１において、１はストリップ線路集合体
で、ストリップ線路集合体１は複数のストリップ線路
２，３，４で構成されている。また、ストリップ線路
２，３，４の端部には端子２ａ，３ａ，４ａがそれぞれ
設けられている。

【００１５】５はストリップ線路集合体１を巻き付けた
フェライト基板、６はフェライト基板５に磁界を印可す
る磁石、７はベースで、ベース７には貫通孔８が設けら
れているとともにコンデンサ９，１０，１１それぞれが
実装され、ベース７にはコンデンサ９，１０，１１それ
ぞれの少なくとも一方の電極が電気的に接合されてい
る。

【００１６】コンデンサ９，１０，１１の他方の電極に
は端子２ａ，３ａ，４ａがそれぞれ接合されている。

【００１７】１２は端子ベースで、端子ベース１２には
端子１３，１４が設けられており、この端子１３，１４
にはそれぞれ端子２ａ，３ａがそれぞれ接続される。

【００１８】１５は断面コ字型のケース、１６は片側開
放のケースである。

【００１９】上記構成において、ベース７に抵抗器１７
の一方の電極を接合し、他方の電極に端子４ａを接続さ
せる事によって、集中定数型アイソレータを構成するこ
とができる。

【００２０】上記非可逆回路素子の組立としては、ま
ず、フェライト基板５にストリップ線路集合体１を覆う
ように巻き付け、そのフェライト基板５をベース７の貫
通孔８に挿入すると共に、貫通孔８を介してフェライト
基板５の一面をケース１５に当接させる。また、ベース
７に一方の電極を接合したコンデンサ９，１０，１１を
実装し、コンデンサ９，１０，１１の他方の電極に端子
２ａ，３ａ，４ａをそれぞれ接合する。端子１３，１４
には端子２ａ，３ａを接続し、しかも端子ベース１２は
ケース１５に接合固定される。

【００２１】上記各構成部材と磁石６をケース１５，１
６で囲って、非可逆回路素子が組み立てられる。

【００２２】なお、端子４ａに抵抗器１７を接続する
と、集中定数型アイソレータを構成する。

【００２３】本実施の形態では、コンデンサ９，１０，
１１の構成材料や形状の精度を特定の範囲内に収まるよ
うに構成したり、各部材間の接合材の塗布量などを所定
範囲内にする事によって、後調整が不要な可逆回路素子
を得ることができるので、検査工程が不要になり、生産
性が向上すると共に、従来のようにケースに、調整用の
ための孔をケース１５，１６等に設けなくても良いの
で、部材の構造が簡単になる。特に５ｍｍ（縦）×５ｍ
ｍ（横）×２．０ｍｍ（高さ）以下の非可逆回路素子の
場合に特に有効である。すなわち、小型薄型の非可逆回
路素子では、調整用の窓が小さくなり、非常に後調整が
難しいからである。つまり、コンデンサ９，１０，１１
の電極をトリミングしたりすることは、上記小型化の中
では、非常に困難であり、事実上不可能である。

【００２４】つまり、本実施の形態の特徴としては、ケ
ース１５，１６に調整用の窓が無く、コンデンサ９，１
０，１１のトリミング痕がない事を特徴とすることで、
組立後の無調整の非可逆回路素子を得るこができる。

【００２５】以下、各構成について、詳細に説明する。

【００２６】まず、ストリップ線路集合体１について説
明する。

【００２７】図２に示すように、ストリップ線路集合体
１は、銅，金，銀等の金属材料を所定形状のシート状体
に形成することが好ましく、特に銅或いは銅合金或いは
銅に所定量の添加物を添加したものを用いることが、電
気特性，加工性，コストの各面で非常に有利になる。な
お、本実施の形態では、ストリップ線路集合体１をシー
ト状体として構成したが、線状体でもよい。

【００２８】また、本実施の形態では、ストリップ線路
集合体１を３つのストリップ線路２，３，４で構成した
が、４つ以上のストリップ線路で構成しても良い。

【００２９】更に、本実施の形態では、ストリップ線路
２，３，４を図示していない中央部にて互いに一体に形
成し、略Ｙ字状としたが、ストリップ線路２，３，４は
それぞれ別体で構成しても良い。

【００３０】また、本実施の形態では、ストリップ線路
集合体１をフェライト基板５に巻き付けて配置すること
で、省スペース化を図ることができるが、フェライト基
板５の一方の面に近接させるなどの構成を取ることも可
能である。

【００３１】なお、図示していないが、ストリップ線路
２，３，４それぞれの間には、絶縁シートが設けられて
おり、電気的に絶縁されている。

【００３２】また、具体的には、ストリップ線路集合体
１としては、圧延銅箔（２５μｍ〜６０μｍ）を用いる
ことが好ましく、２５μｍ以下であると、断線などが起
こりやすくなり、生産性等が悪くなり、６０μｍ以上で
あると、薄型に不向きとなる。また、前記圧延銅箔に
銀，金などの導電性金属材料を厚さ１μｍ〜５μｍでメ
ッキすることが好ましく、この様に構成することで、ス
トリップ線路集合体１の表面の導電性を向上させる事が
でき、特性を向上させることができる。

【００３３】次に、フェライト基板５について説明す
る。

【００３４】フェライト基板５は、円板状，方形板状，
楕円板状，多角形板状等の形を取ることができ、特性面
等から判断すると、円板状であることが好ましい。

【００３５】また、フェライト基板５はＦｅ，Ｙ，Ａ
ｌ，Ｇｄなどを含んだ磁性材料であることが好ましい。

【００３６】フェライト基板５に、ストリップ線路集合
体１を巻回する場合には、角部に所定の面取りを施すこ
とが、ストリップ線路集合体１の断線や、フェライト基
板５との擦れによる特性劣化等を抑える事ができる。

【００３７】フェライト基板５の大きさとしては、厚み
として０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ（好ましくは０．３ｍｍ
〜０．６ｍｍ）とすることが、特性面強度面から見て好
ましく、例えば、フェライト基板５を円板状とすると、
直径は１．６ｍｍ〜３．５ｍｍ（好ましくは２．５ｍｍ
〜２．９ｍｍ）とする事が、小型化や特性面から見て好
ましい。

【００３８】また、フェライト基板５の両主面には、研
磨加工などを施す事によって、所定の厚みに形成足り、
特性のばらつきを抑えることができる。

【００３９】次に磁石６について説明する。

【００４０】磁石６は十分にフェライト基板５に磁界を
印可できる程の磁力を有する事が好ましく、特に好まし
い材料としてはＳｒ系フェライトを用いることが好まし
い。

【００４１】更に、磁石６の大きさとしては、フェライ
ト基板５より大きいことが好ましく、更に、磁石６の投
影面積内にフェライト基板５が収納されることが好まし
い。特に好ましいのは、磁石６の中心とフェライト基板
５の中心を一致させるように、配置する事が均一に磁界
をフェライト基板５に印可できるので、最も特性面から
見て好ましい。

【００４２】磁石６の具体的な、形状としては、円板
状，方形板状，楕円板状，多角形板状等の形を取ること
ができ、特に、フェライト基板５が円板状である場合に
は、方形板状とすることが、均一な磁界をフェライト基
板５に加えることができ、しかも位置決めなどが行いや
すいので好ましい。

【００４３】磁石６の厚さとしては、０．３ｍｍ〜０．
９ｍｍとすることが、薄型化や磁界の強さから見て好ま
しい。

【００４４】次に、ベース７について説明する。

【００４５】ベース７は一般的に導電性の良い金属材料
で構成されており、特に好ましくは、銅，銀，鉄等を含
む導電性金属基板が好適に用いられ、更に、導電性金属
基板上に、銀，金等の導電性の良い金属材料をメッキな
どで１μｍ〜５μｍ形成することが電気特性や、他の部
品との接合性の面から見て好ましい。

【００４６】また、ベース７に設けられている貫通孔８
は、フェライト基板５よりもやや大きめに形成すること
が好ましい。しかもフェライト基板５の外形とほぼ相似
した形で形成することが好ましい。

【００４７】次に、コンデンサ９，１０，１１（以下コ
ンデンサ群と略す）について説明する。

【００４８】全て組み上げられた非可逆回路素子を無調
整とするには、このコンデンサの精度が非常に大きく関
係することが判った。

【００４９】従って、詳細にコンデンサ群について説明
する。

【００５０】コンデンサ群は、誘電体基板の両主面に電
極を形成したいわゆる平行平板コンデンサを用いること
が好ましい。

【００５１】コンデンサ群は１ｐＦ〜２２ｐＦの容量を
目標値として、±１．６％以内（好ましくは±０．８％
以内）のばらつきで構成することが好ましい。

【００５２】例えば、コンデンサ群が皆同じ１０ｐＦが
目標値である場合には、コンデンサ群は最小で９．８４
ｐＦで、最大で１０．１６ｐＦの間の容量を有するコン
デンサ群を用いることで、非可逆回路素子を組み上げた
後の後調整が不要となる可能性が非常に高くなる。

【００５３】更に別な見方をすれば、コンデンサ群の容
量のばらつきが最大容量がＣ１最小容量がＣ２とする
と、Ｃｚ＝（Ｃ１＋Ｃ２）÷２で求められるＣｚが仮想
目標値であり、｜Ｃ１−Ｃｚ｜÷Ｃｚ×１００＜１．６
あるいは、｜Ｃ２−Ｃｚ｜÷Ｃｚ×１００＜１．６であ
ればよい（以下この求め方を仮想目標値による式と略
す）。

【００５４】また、非可逆回路素子を集中定数型アイソ
レータとして用いる場合には、コンデンサ９，１０はほ
ぼ同じ容量を得る様に構成し、すなわち、目標値に対し
て±１．６％以内のばらつきにするか、仮想目標値によ
る式で求められるばらつきにする。また、コンデンサ
９，１０の容量をそれぞれＣ９，Ｃ１０とし、抵抗器１
７に並列に接続されるコンデンサ１１の容量をＣ１１と
すると、１ｐＦ＜Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１＜２２ｐＦの関
係を満たすようにコンデンサ９，１０，１１の容量が決
定される。

【００５５】コンデンサ１１の容量も目標値よりも±
１．６％とする事が好ましい。

【００５６】また、コンデンサ群を構成するコンデンサ
の誘電体基板の誘電率は８０以上であることが望まし
く、誘電率を８０以上とすることで、コンデンサを薄く
形成することができ、素子の小型化を行うことができ
る。

【００５７】また、誘電体基板の両面に形成される電極
としては、銅，銀，ニッケルの内少なくとも一つから選
ばれる電極材料で構成される。

【００５８】また、コンデンサ群の外形形状は、好まし
くは方形状することが実装の面や位置決めの点で有利に
なる。また、コンデンサ群の外形形状としては、円形や
楕円形状としてもよい。

【００５９】次に、端子ベース１２について説明する。

【００６０】端子ベース１２の特徴は、従来のようにフ
ェライト基板５を囲うように設けるのではなく、図１に
示すようにバー状のものや、コンデンサ９，１０の一方
に延びるように構成された略Ｌ字状のものや、コンデン
サ９，１０の双方に延びた略コ字状の構成とする点であ
る。この様に構成することで、非可逆回路素子の側方な
どの寸法を短くすることができ、装置の小型化を行うこ
とができる。

【００６１】端子ベース１２は樹脂（エポキシ樹脂，液
晶ポリマー等），セラミック等の非導電材料にインサー
ト成型などを利用して端子１３，１４を設けた構成とな
っている。端子１３，１４は真鍮などの導電性材料で構
成され、この導電性材料の上に銀等の両導体でメッキ処
理を施すことが好ましい。

【００６２】また、端子ベース１２は、接合材などで他
の回路基板上に実装する際に、熱が加えられる可能性が
高いので、好ましくは耐熱性を有する材質で構成するこ
とが好ましい。

【００６３】端子ベース１２は図３，図４，図５に示す
ように、コンデンサ９，１０と端子１３，１４の間に端
子２ａ，３ａを挟むように設けられ、しかも少なくとも
ケース１５に接着材などで接合されたり、図示していな
いが、ケース１５に孔などを空けて更に端子ベース１２
に突起を設け、前記孔に前記突起を挿入して機械的に固
定する。なお、図３，４，５に示すように、ケース１５
に端子ベース１２の位置決めを容易にできるように、突
起１５ａが設けられており、この突起１５ａにはまり合
う凹部１２ａは端子ベース１２に設けられている。な
お、この突起と１５ａと凹部１２ａの関係は逆にしても
良い。すなわち、端子ベース１２に突起を設け、ケース
１５に凹部を設ける構成としても良い。

【００６４】次にケース１５，１６について説明する。

【００６５】ケース１５は導電性を有する金属材料など
で構成することが好ましく、本実施の形態では、圧延鋼
板を用いた。更に電気特性を向上できるように、圧延鋼
板上に銀，銅等の金属材料で構成されるメッキ膜を１〜
５μｍで形成することが好ましい。又、ケース１５には
前述した突起１５ａの他に他端部に突起１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄが設けられており、この突起１５ａ〜１５ｄ
はアース端子として用いても良い。

【００６６】ケース１５にはストリップ線路集合体１の
中心部（図示せず）が少なくとも導電性接合材等によっ
て接合されている。

【００６７】ケース１５は、断面略コ字型に形成されて
いるおり、しかも調整用の窓等は形成されていない。

【００６８】また、ケース１６も同じ様な材料で構成さ
れ、しかも調整用の窓等は設けられていない。

【００６９】ケース１６には少なくとも磁石６が接合材
によって接着されている。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、素子を組み立てた後に、コン
デンサなどの後調整を不要としたので、生産性が向上す
ると共に、ケースなどの調整用窓を設けなくても良いの
で、部品自体の構成が簡単になり、これも生産性が向上
することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における非可逆回路素子
を示す分解斜視図

【図２】本発明の一実施の形態における非可逆回路素子
の内部部品を示す平面図

【図３】本発明の一実施の形態における非可逆回路素子
を示す分解斜視図

【図４】本発明の一実施の形態における非可逆回路素子
を示す分解斜視図

【図５】本発明の一実施の形態における非可逆回路素子
を示す平面図

【符号の説明】

１ ストリップ線路集合体 ２，３，４ ストリップ線路 ５ フェライト基板 ６ 磁石 ７ ベース ８ 貫通孔 ９，１０，１１ コンデンサ １２ 端子ベース １３，１４ 端子 １５，１６ ケース

フロントページの続き (72)発明者 藤村 宗範 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 内 仁志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 椎葉 健吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J013 EA01 FA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェライト基板と、前記フェライト基板に
   近接して設けられたストリップ線路集合体と、前記フェ
   ライト基板に磁界を印可する磁石と、前記ストリップ集
   合体に接続されるコンデンサと、前記ストリップ線路集
   合体と接続される端子ベースと、前記各部材を収納する
   ケースとを備え、前記各部材を収納した後には前記各部
   材の特性の調整を行わない事を特徴とする非可逆回路素
   子。
2. 【請求項２】ケースに内部の部材を調整する調整用窓を
   設けない事を特徴とする請求項１記載の非可逆回路素
   子。
3. 【請求項３】コンデンサにトリミング痕が無いことを特
   徴とする請求項１記載の非可逆回路素子。
4. 【請求項４】コンデンサの容量のばらつきを目標値の±
   １．６％以内としたことを特徴とする請求項１記載の非
   可逆回路素子。
5. 【請求項５】請求項１〜４いずれか１記載の非可逆回路
   素子のストリップ線路集合体の少なくとも一つのストリ
   ップ線路に抵抗器を接続した事を特徴とする集中定数型
   アイソレータ。
6. 【請求項６】フェライト基板と、前記フェライト基板に
   近接して設けられたストリップ線路集合体と、前記フェ
   ライト基板に磁界を印可する磁石と、前記ストリップ集
   合体に接続されるコンデンサと、前記ストリップ線路集
   合体と接続される端子ベースとをケース内に収納し、そ
   の後に前記ケース内部の各部材の特性などの調整を無調
   整とすることを特徴とする非可逆回路素子の組立方法。