JP2001007607A - 非可逆回路素子及び通信機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 整合用コンデンサの組み付けが容易で、信頼
性が高い非可逆回路素子及び通信機装置を提供する。 【解決手段】 樹脂製端子ケース５３内に、アース板４
２を備えてなる中心電極組立体５４を収容する。アース
板４２の端部からは、コンデンサ接続部４２ａ，４２
ｂ，４２ｃが延在し、中心電極２１〜２３のポート部Ｐ
１〜Ｐ３と平行になるように立ち上がっている。整合用
コンデンサＣ１〜Ｃ３は、ホット側コンデンサ電極１が
ポート部Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ半田付けされ、コールド
側コンデンサ電極２がアース板４２のコンデンサ接続部
４２ａ，４２ｂ，４２ｃに半田付けされている。整合用
コンデンサＣ１〜Ｃ３は、そのコンデンサ電極の面がフ
ェライト２０の上面に対して６０度以上１２０度以下の
角度となるように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非可逆回路素子、
特に、マイクロ波帯の通信機器で使用されるアイソレー
タやサーキュレータ等の非可逆回路素子及び通信機装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯電話等の移動通信機器に採
用される集中定数型アイソレータは、信号を伝送方向に
のみ通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有して
いる。また、最近の移動通信機器では、その用途からし
て小型、軽量化とともに、低コスト化に対する要求が強
くなっており、これに伴ってアイソレータにおいても小
型、軽量化および低コスト化が要請されている。

【０００３】このような集中定数型アイソレータとして
は、図１０に示すようなものが提案されている。該集中
定数型アイソレータ１１は、左右の側壁１２ａと底壁１
２ｂとを有する磁性体金属からなる下ヨーク１２上に、
樹脂製端子ケース１３を配置するとともに、端子ケース
１３内に中心電極組立体１４を収容し、磁性体金属から
なる上ヨーク１５を装着している。上ヨーク１５の内面
には永久磁石１６が貼着され、この永久磁石１６により
中心電極組立体１４に直流磁界を印加するようになって
いる。

【０００４】中心電極組立体１４は、マイクロ波フェラ
イト２０の上面に３本の中心電極２１〜２３を電気的絶
縁状態で１２０度毎に互いに交差させて配置している。
これら中心電極２１〜２３は、各々の一端側のポート部
Ｐ１〜Ｐ３を直角に折曲するとともに、他端側の各中心
電極２１〜２３共通のシールド部２６をフェライト２０
の下面に当接させている。共通シールド部２６は、フェ
ライト２０の下面を略覆っており、端子ケース１３の窓
１３ａを通して、下ヨーク１２の底壁１２ｂに接続され
る。

【０００５】端子ケース１３には、入出力端子３１，３
２及びアース端子３３，３４がインサートモールドされ
ている。入出力端子３１，３２はそれぞれ、一端がケー
ス１３の外側壁に露出し、他端がケース１３の内側壁に
露出して入出力接続電極部１８ａ，１８ｂを形成してい
る。同様に、アース端子３３，３４はそれぞれ、一端が
ケース１３の外側壁に露出し、残る二つの他端がケース
１３の内側壁に露出してアース接続電極部１７ａ，１７
ｂ及び１７ｃ，１７ｄを形成している。

【０００６】中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３
は、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々のホット側コン
デンサ電極１に接続される。整合用コンデンサＣ１〜Ｃ
３の各々のコールド側コンデンサ電極２は、アース接続
電極部１７ａ，１７ｃ，１７ｄに接続される。終端抵抗
Ｒの一端は整合用コンデンサＣ３のホット側コンデンサ
電極１に接続され、他端はアース接続電極部１７ｂに接
続される。つまり、整合用コンデンサＣ３と終端抵抗Ｒ
とは、中心電極２３のポート部Ｐ３とアースとの間に電
気的に並列に接続される。さらに、中心電極２１，２２
のポート部Ｐ１，Ｐ２のそれぞれが、入出力接続電極部
１８ａ，１８ｂに接続される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のアイ
ソレータ１１は、各整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を縦置
きの状態でポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース接続電極部１７
ａ，１７ｃ，１７ｄとの間に挿入しなければならなかっ
た。しかも、各整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のコンデン
サ電極１，２をポート部Ｐ１〜Ｐ３やアース接続電極部
１７ａ，１７ｃ，１７ｄに半田付けする必要がある。

【０００８】しかしながら、サイズが小さく取り扱いが
煩雑な整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を、ポートＰ１〜Ｐ
３とアース接続電極部１７ａ，１７ｃ，１７ｄとの間に
挿入する作業は手間がかかるという問題があった。ま
た、中心電極２１〜２３はそのポート部Ｐ１〜Ｐ３を予
め直角に折曲しておかなければならないので、ポート部
Ｐ１〜Ｐ３の折曲角度にばらつきがあると、ポート部Ｐ
１〜Ｐ３と整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３との半田付けが
不安定になる心配があった。さらに、このときの半田付
けの際に垂れた半田により、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ
３のホット側コンデンサ電極１とコールド側コンデンサ
電極２とが短絡し、製造の歩留まりも悪いという問題も
あった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、整合用コンデン
サの組み付けが容易で、信頼性が高い非可逆回路素子及
び通信機装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するため、（ａ）永久磁石と、（ｂ）前記永久磁石によ
り直流磁界が印加されるフェライトと、（ｃ）前記フェ
ライトの第１の主面から側面を経て第２の主面に延在す
る複数の中心電極と、（ｄ）前記フェライトの第２の主
面側に配置され、複数の前記中心電極にそれぞれ電気的
に接続されたアース板と、（ｅ）前記アース板と複数の
前記中心電極のポート部との間にそれぞれ電気的に接続
された複数の整合用コンデンサとを備え、（ｆ）前記整
合用コンデンサの少なくとも一つをコンデンサ電極面が
フェライトに対して６０度以上１２０度以下の角度をな
すように配置したこと、を特徴とする。

【００１１】以上の構成により、フェライトに組み付け
られた中心電極とアース板との間に整合用コンデンサを
接続したため、整合用コンデンサは、中心電極、アース
板およびフェライトとともに一つのユニットとして一体
的に取り扱うことができるようになる。従って、整合用
コンデンサの実装が容易になる。

【００１２】さらに、アース板の整合用コンデンサ接続
部分の近傍、並びに、中心電極のポート部の近傍に、半
田流出防止のための絶縁体を設ける。この絶縁体は、整
合用コンデンサの半田付けの際に半田の垂れを規制し、
例えば、整合用コンデンサのホット側コンデンサ電極と
コールド側コンデンサ電極とが短絡するのを防止する。

【００１３】また、本発明に係る通信機装置は、前述の
特徴を有する非可逆回路素子を備えることにより、製造
コストが安価で、信頼性の高いものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る非可逆回路
素子及び通信機装置の実施の形態について添付の図面を
参照して説明する。

【００１５】［第１実施形態、図１〜図６］本発明に係
る非可逆回路素子の一つの実施形態の構成を示す分解斜
視図を図１に示す。該非可逆回路素子４１は、図１０で
説明した集中定数型アイソレータ１１に本発明を適用し
たものである。図１に示すように、集中定数型アイソレ
ータ４１は、下ヨーク１２と、樹脂製端子ケース５３
と、中心電極組立体５４と、永久磁石１６と、上ヨーク
１５を備えている。

【００１６】下ヨーク１２は磁性体金属からなり、左右
の側壁１２ａと底壁１２ｂとを有している。この下ヨー
ク１２上に端子ケース５３を配置すると共に、端子ケー
ス５３内に中心電極組立体５４を収容し、磁性体金属か
らなる上ヨーク１５を装着している。上ヨーク１５の下
面には永久磁石１６が貼着され、この永久磁石１６によ
り中心電極組立体５４に直流磁界を印加するようになっ
ている。下ヨーク１２と中心電極組立体５４と上ヨーク
１５とで磁路を構成している。

【００１７】中心電極組立体５４は、図２および図３に
示すように、マイクロ波フェライト２０の上面（第１の
主面）に３本の中心電極２１〜２３を電気的絶縁状態で
１２０度毎に互いに交差させて配置している。これら中
心電極２１〜２３は、各々の一端側のポート部Ｐ１〜Ｐ
３を直角に折曲するとともに、他端側の各中心電極２１
〜２３共通のシールド部２６をフェライト２０の下面
（第２の主面）に当接させている。共通シールド部２６
は、フェライト２０の下面を略覆っている。

【００１８】アース板４２は、フェライト２０の下面側
に配置され、中心電極２１〜２３の共通シールド部２６
に面接触して（必要があれば、半田や導電性接着剤等を
利用して）電気的に接続されている。アース板４２の端
部からは、コンデンサ接続部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが
延在し、中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３と平
行になるように立ち上がっている。アース板４２は、端
子ケース５３の窓５３ａを通して、下ヨーク１２の底壁
１２ｂに接続され、接地される。

【００１９】整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、ホット側
コンデンサ電極１がポート部Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ半田
付けされ、コールド側コンデンサ電極２がアース板４２
のコンデンサ接続部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに半田付け
されている。このとき、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３
は、そのコンデンサ電極１，２の面がフェライト２０の
上面に対して６０度以上１２０度以下の角度となるよう
に配置される。本第１実施形態の場合は、その角度を９
０度に設定した。整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々
は、誘電体基板３の両面にコンデンサ電極１，２を形成
した単板型コンデンサである。

【００２０】整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の実装は、例
えば図４に示すようにして行うことができる。すなわ
ち、アース板４２には、コンデンサ接続部４２ａ〜４２
ｃを起こすことを想定して、その基部に予め屈曲部４３
を設け、寸法的に余裕をもたせている。このアース板４
２のコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃに半田ペーストを
塗布した後、その上に整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３をコ
ールド側コンデンサ電極２を下にして載置する。

【００２１】さらに、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホ
ット側コンデンサ電極１の上に半田ペーストを塗布した
後、中心電極２１〜２３を装着したフェライト２０を上
から載置する。中心電極２１〜２３の共通シールド部２
６はアース板４２の上面に面接触し、ポート部Ｐ１〜Ｐ
３は整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデンサ
電極１のそれぞれに半田ペーストを介して面接触する。
この状態で半田ペーストを加熱し、整合用コンデンサＣ
１〜Ｃ３を半田付けする。次に、コンデンサ接続部４２
ａ〜４２ｃ及びポート部Ｐ１〜Ｐ３を折曲して、整合用
コンデンサＣ１〜Ｃ３をそのコンデンサ電極１，２の面
がフェライト２０の上面に対して６０度以上１２０度以
下の角度となるように配置する。こうして、中心電極組
立体５４が得られる。

【００２２】端子ケース５３には、入出力端子３１，３
２及びアース端子３３がインサートモールドされてい
る。入出力端子３１，３２はそれぞれ、一端がケース５
３の外側壁に露出し、他端がケース５３の内側壁に露出
して入出力接続電極部１８ａ，１８ｂを形成している。
同様に、アース端子３３は、一端がケース５３の外側壁
に露出し、他端がケース５３の内側壁に露出してアース
接続電極部１７ｂを形成している。

【００２３】図５に示すように、以上の構成からなる端
子ケース５３内に、中心電極組立体５４と終端抵抗Ｒと
が収容される。中心電極２１，２２のポート部Ｐ１，Ｐ
２のそれぞれは、半田付け等の方法により入出力接続電
極部１８ａ，１８ｂに接続される。終端抵抗Ｒの一端は
アース接続電極部１７ｂに接続され、他端は整合用コン
デンサＣ３のホット側コンデンサ電極１に接続される。
図６に、アイソレータ４１の電気等価回路を示す。

【００２４】以上の構成からなるアイソレータ４１は、
中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース板４
２のコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃとの間に、それぞ
れ整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を実装したので、整合用
コンデンサＣ１〜Ｃ３、中心電極２１〜２３、アース板
４２及びフェライト２０を一つのユニットとして取り扱
うことができる。これにより、取り扱いの煩雑なサイズ
の小さい整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を縦置きの状態で
組み付けるという作業がなくなり、アイソレータ４１の
製造が容易になる。

【００２５】また、本第１実施形態は、整合用コンデン
サＣ１〜Ｃ３を、ポート部Ｐ１〜Ｐ３とコンデンサ接続
部４２ａ〜４２ｃに接続した後、ポート部Ｐ１〜Ｐ３や
コンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃを折曲して整合用コン
デンサＣ１〜Ｃ３を縦に起こす。従って、整合用コンデ
ンサを接続する前に予めポート部を折曲しておかなけれ
ばならない従来のアイソレータ１１（図１０参照）と比
較して、ポート部Ｐ１〜Ｐ３と整合用コンデンサＣ１〜
Ｃ３との半田付けが確実になり、接続信頼性が向上す
る。

【００２６】さらに、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各
々のコールド側コンデンサ電極２は、アース板４２を通
して接地されるので、従来の端子ケース１３（図１０参
照）に形成していたアース接続電極部１７ａ，１７ｃ，
１７ｄを省略することができ、端子ケース５３の構造が
簡略になり、低コスト化を図ることができる。

【００２７】［第２実施形態、図７及び図８］本発明に
係る非可逆回路素子のいま一つの実施形態の中心電極組
立体６４を図７及び図８に示す。該中心電極組立体６４
は、第１実施形態のアイソレータ４１の中心電極組立体
５４において、半田流出防止のための絶縁体６５，６６
（図７及び図８において斜線にて表示）を設けたもので
ある。

【００２８】絶縁体６５は、アース板４２のコンデンサ
接続部４２ａ〜４２ｃの整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３が
接続する部分の近傍に設けられている。絶縁体６６は、
中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３の近傍に設け
られている。絶縁体６５，６６によって半田の流出が規
制され、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデ
ンサ電極１とアース板４２とが短絡したり、あるいは、
ホット側コンデンサ電極１とコールド側コンデンサ電極
２とが短絡するのを防止することができる。また、絶縁
体６５，６６によって半田の流出が規制されるので、整
合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の位置精度も向上する。

【００２９】さらに、第２実施形態では、縦置き状態の
整合用コンデンサＣ１，Ｃ２のホット側コンデンサ電極
１と中心電極２１，２２とが短絡するのを防止するた
め、中心電極２１，２２がホット側コンデンサ電極１と
対向する部分に絶縁体６７を設けている。これにより、
より信頼性の高いアイソレータを得ることができる。

【００３０】［第３実施形態、図９］第３実施形態は、
本発明に係る通信機装置として、携帯電話を例にして説
明する。

【００３１】図９は携帯電話１２０のＲＦ部分の電気回
路ブロック図である。図９において、１２２はアンテナ
素子、１２３はデュプレクサ、１３１は送信側アイソレ
ータ、１３２は送信側増幅器、１３３は送信側段間用バ
ンドパスフィルタ、１３４は送信側ミキサ、１３５は受
信側増幅器、１３６は受信側段間用バンドパスフィル
タ、１３７は受信側ミキサ、１３８は電圧制御発振器
（ＶＣＯ）、１３９はローカル用バンドパスフィルタで
ある。

【００３２】ここに、送信側アイソレータ１３１とし
て、前記第１又は第２実施形態の集中定数型アイソレー
タを使用することができる。これらのアイソレータを実
装することにより、安価で信頼性の高い携帯電話を実現
することができる。

【００３３】［他の実施形態］本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種
々の構成とすることができる。例えば、前記第１及び第
２実施形態において、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は全
て縦置き（コンデンサ電極面を水平面に対して垂直に置
くこと）にしているが、必ずしも全ての整合用コンデン
サＣ１〜Ｃ３を縦置きにする必要はなく、二つの整合用
コンデンサＣ１，Ｃ２を縦置きにし、残る一つの整合用
コンデンサＣ３を横置き（コンデンサ電極面を水平面に
対して平行に置くこと）にしてもよい。つまり、整合用
コンデンサの少なくとも一つが、コンデンサ電極面がフ
ェライトに対して６０度以上１２０度以下の角度をなす
ように配置されていればよい。

【００３４】また、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の実装
は、半田付けに代えて導電性接着剤により行うこともで
きる。この整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、積層型コン
デンサであってもよい。また、本発明は、アイソレータ
のほかに、サーキュレータ等の他の高周波部品に採用さ
れる非可逆回路素子にも適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、フェライトに組み付けられた中心電極とアー
ス板との間に整合用コンデンサを接続したので、整合用
コンデンサを、中心電極、アース板およびフェライトと
ともに一つのユニットとして取り扱うことができる。従
って、取り扱いの煩雑なサイズの小さい整合用コンデン
サの実装が容易になり、非可逆回路素子の整合効率が大
幅に向上し、そのコストを大幅に引き下げることができ
る。この結果、通信機装置の低コスト化を図ることがで
きる。

【００３６】また、アース板の整合用コンデンサ接続部
分の近傍、並びに、中心電極のポート部の近傍に、半田
流出防止のための絶縁体を設けることにより、不要な短
絡がなくなり、より信頼性の高い非可逆回路素子や通信
機装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非可逆回路素子の第１実施形態の
分解斜視図。

【図２】図１の非可逆回路素子の中心電極組立体の正面
図。

【図３】図２の中心電極組立体の平面図。

【図４】図２の中心電極組立体への整合用コンデンサ組
み込み説明図。

【図５】図１の非可逆回路素子の内部構造を示す平面
図。

【図６】図１の非可逆回路素子の電気等価回路図。

【図７】本発明に係る非可逆回路素子の第２実施形態の
中心電極組立体の正面図。

【図８】図７に示した中心電極組立体の平面図。

【図９】本発明に係る通信機装置の一実施形態を示すブ
ロック図。

【図１０】従来の非可逆回路素子の分解斜視図。

【符号の説明】

１…ホット側コンデンサ電極 ２…コールド側コンデンサ電極 １２…下ヨーク ５３…樹脂製端子ケース ５４，６４…中心電極組立体 １５…上ヨーク １６…永久磁石 ２０…フェライト ２１〜２３…中心電極 ２６…共通シールド部 ３１，３２…入出力端子 ３３…アース端子 ４１…アイソレータ ４２…アース板 ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…コンデンサ接続部 ６５，６６…絶縁体 Ｐ１〜Ｐ３…ポート部 Ｃ１〜Ｃ３…整合用コンデンサ １２０…携帯電話 １３１…送信側アイソレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 隆 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 森 征克 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 常門 陸宏 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5J013 EA01 FA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石と、 前記永久磁石により直流磁界が印加されるフェライト
   と、 前記フェライトの第１の主面から側面を経て第２の主面
   に延在する複数の中心電極と、 前記フェライトの第２の主面側に配置され、複数の前記
   中心電極にそれぞれ電気的に接続されたアース板と、 前記アース板と複数の前記中心電極のポート部との間に
   それぞれ電気的に接続された複数の整合用コンデンサと
   を備え、 前記整合用コンデンサの少なくとも一つを、コンデンサ
   電極面がフェライトに対して６０度以上１２０度以下の
   角度をなすように配置したこと、 を特徴とする非可逆回路素子。
2. 【請求項２】 前記アース板の整合用コンデンサ接続部
   分の近傍、並びに、前記中心電極のポート部の近傍に、
   半田流出防止のための絶縁体を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の非可逆回路素子。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の非可逆回路
   素子の少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とす
   る通信機装置。