JP2002246811A - 非可逆回路素子及び通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気特性が安定し、製造コストが低い非可逆
回路素子及び通信装置を提供する。 【解決手段】 中心電極組立体１３は、フェライト２０
に配置された複数の中心電極２１〜２３を有している。
中心電極２１〜２３の一方の表面には粘着剤６２が形成
され、他方の表面には絶縁被膜６３が形成されている。
この中心電極２１〜２３をフェライト２０に巻き、中心
電極２１〜２３の粘着剤６２によってフェライト２０に
密着させる。中心電極２１〜２３及びアース電極２５
は、金属薄板を打ち抜き加工又はエッチング加工するこ
とによって形成される。金属薄板の材料としては、例え
ば、鉄、銅、アルミニウムのうちの一つを成分に含む材
料からなる母材の表面を、電気抵抗率が５．５μΩ・ｃ
ｍ以下の金属（例えば、金、銀、銅）で被膜したもが使
用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非可逆回路素子及
び通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯電話等の移動用の通信装置
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。

【０００３】この種の集中定数型アイソレータとして、
図８に示す構造のものが知られている。この集中定数型
アイソレータ２００は、磁性体金属からなる上側ケース
２５０と、永久磁石２６０と、中心電極組立体２４０
と、端子ケース２３０と、磁性体金属からなる下側ケー
ス２２０と、抵抗素子Ｒと、整合用コンデンサ素子Ｃ１
１，Ｃ１２，Ｃ１３等からなる。

【０００４】中心電極組立体２４０は、マイクロ波フェ
ライト２７０の上面に中心電極２７１〜２７３を、下面
に粘着剤がついている絶縁シート２７５を介在させて、
互いに交差させて配置している。これらの中心電極２７
１〜２７３は各々の一端側のポート部Ｐ１〜Ｐ３を水平
に導出している。さらに、中心電極２７１〜２７３の他
端側の各中心電極２７１〜２７３の共通のアース電極２
７６を、フェライト２７０の下面に当接させている。ア
ース電極２７６は、フェライト２７０の下面を略覆って
いる。

【０００５】ところで、中心電極組立体２４０は、例え
ば、以下に記載の手順で形成される。図９（Ａ）に示す
ように、アース電極２７６の上にフェライト２７０を載
置する。中心電極２７１〜２７３及びアース電極２７６
は、金属薄板を打ち抜き加工又はエッチング加工するこ
とによって形成されたものである。そして、図９（Ｂ）
に示すように、中心電極２７１をフェライト２７０の上
面に巻き、その上から絶縁シート２７５を貼り付け、中
心電極２７１を固定する。さらに、図９（Ｃ）に示すよ
うに、中心電極２７２、絶縁シート２７５、中心電極２
７３、絶縁シート２７５を順に重ね合わせてフェライト
２７０に巻く。絶縁シート２７５は、中心電極２７１〜
２７３同士の電気的接続を防止するために、各中心電極
２７１〜２７３の間に積層する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の中心電
極組立体２４０は、絶縁シート２７５を使用するため、
部品点数が多く、コストアップになる。また、中心電極
２７１〜２７３とフェライト２７０が直接に貼り付いて
いないので、中心電極２７１〜２７３とフェライト２７
０の密着性が悪く、アイソレータ２００の電気特性が不
安定になりやすいという問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、電気特性が安定
し、製造コストが低い非可逆回路素子及び通信装置を提
供することにある。

【０００８】

【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、本発明に係る非可逆回路素子は、（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）前記フェライトに配置された複
数の中心電極と、（ｄ）前記永久磁石と前記フェライト
と前記中心電極とを収容する金属ケースとを備え、
（ｅ）前記中心電極が、表面に粘着剤が付与されている
金属からなること、を特徴とする。

【０００９】以上の構成により、中心電極をフェライト
に巻いたときに、中心電極の表面に付与された粘着剤に
よってフェライトに直接に貼り付くので、中心電極とフ
ェライトの密着性がよく、フェライトに巻いた中心電極
の配置位置が保持され、非可逆回路素子の電気特性が安
定する。また、中心電極の金属の表面に絶縁処理を施す
ことにより、中心電極をそのまま重ね合わせても各中心
電極同士は絶縁される。

【００１０】また、中心電極の金属として、金属線材を
用いることにより、中心電極の成形コストが低くなる。

【００１１】また、中心電極の金属の母材が少なくとも
鉄、銅及びアルミニウムのうちの一つを成分に含む材料
からなる場合には、母材の表面を電気抵抗率が５．５μ
Ω・ｃｍ以下の金属で被膜していることが好ましい。こ
れにより、中心電極の電気損失が低減する。

【００１２】また、中心電極の金属を圧延銅箔で形成す
ることにより、中心電極の表面に流れる高周波電流の電
気損失が低減する。

【００１３】また、本発明に係る通信装置は、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、低コス
トで高い信頼性が得られる。

【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実施形態の構成を示す分解斜視図
を図１に示す。図２は、中心電極組立体の組み立て手順
を説明する斜視図、図３は、中心電極の構造を説明する
垂直断面図、図４は、図１に示した非可逆回路素子１の
組立完成後の外観斜視図をそれぞれ示す。該非可逆回路
素子１は、集中定数型アイソレータである。

【００１６】図１に示すように、アイソレータ１は、概
略、磁性体金属からなる下側ケース４と、樹脂ケース３
と、中心電極組立体１３と、磁性体金属からなる上側ケ
ース８と、永久磁石９と、抵抗素子Ｒと、整合用コンデ
ンサ素子Ｃ１〜Ｃ３等を備えている。

【００１７】下側ケース４は、左右の側壁４ａと底壁４
ｂを有している。また、上側ケース８は、平面視矩形状
であり、上壁８ａと四つの側壁８ｂを有している。下側
ケース４及び上側ケース８は、例えば、鉄やケイ素鋼等
の高透磁率からなる板材を打ち抜き、曲げ加工した後、
表面に銅や銀をめっきしてなるものである。

【００１８】樹脂ケース３は、底部３ａと四つの側部３
ｂを有している。この底部３ａの中央部には矩形状の窓
部３ｃが形成されており、窓部３ｃの周縁にはそれぞれ
後述する整合用コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ３や抵抗素子Ｒ
がそれぞれ収納される収納部３ｄが形成されている。樹
脂ケース３には、入力端子１４、出力端子１５及びアー
ス端子１６がインサートモールドされている。端子１４
〜１６は、それぞれ一端が樹脂ケース３の外側面に露出
し、他端が樹脂ケース３の底部３ａに露出して入力引出
電極１４ａ、出力引出電極１５ａ及びアース引出電極１
６ａとされている。端子１４〜１６は、それぞれ樹脂ケ
ース３の対向する外側面から外方向へ導出している。

【００１９】整合用コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ３は、誘電
体セラミック基板の上面に位置するホット側端子電極
と、下面に位置するコールド側（アース側）端子電極を
有している。

【００２０】中心電極組立体１３は、矩形状のマイクロ
波フェライト２０の上面に中心電極２１〜２３を略１２
０度ごとに交差するように配置している。これら中心電
極２１〜２３は、各々の一端側のポート部Ｐ１〜Ｐ３を
水平に導出するとともに、他端側の中心電極２１〜２３
の共通のアース電極２５をフェライト２０の下面に当接
させている。アース電極２５は、フェライト２０の下面
を略覆っている。

【００２１】中心電極組立体１３は、例えば、以下に記
載の手順で形成される。図２（Ａ）に示すように、中心
電極組立体１３は、アース電極２５の上にフェライト２
０を載置し、次に、図２（Ｂ）に示すように、中心電極
２１をフェライト２０に巻き付け、さらに、図２（Ｃ）
に示すように、中心電極２２，２３を順にフェライト２
０に巻き付ける。

【００２２】ここで、中心電極２１〜２３及びアース電
極２５は、図３に示すように、金属薄板１２を打ち抜き
加工又はエッチング加工することによって形成されたも
のである。この金属薄板１２の一方の片面（上面）には
粘着剤６２が塗布され、他方の片面（下面）には絶縁被
膜６３が形成されている。従って、中心電極２１〜２３
は、それぞれに塗布された粘着剤６２によって、フェラ
イト２０に直接に貼り付けられる。一方、絶縁被膜６３
は、中心電極２１〜２３同士の電気的接続を防止する。

【００２３】ところで、金属薄板１２の材料としては、
例えば、鉄、銅、アルミニウムのうちの一つを成分に含
む材料からなる母材の表面を、電気抵抗率が５．５μΩ
・ｃｍ以下の金属（例えば、金、銀、銅）で被膜したも
のが使用される。アイソレータ１は数百ＭＨｚ〜数ＧＨ
ｚ程度の周波数帯で使用されるが、高周波電流は数百Ｍ
Ｈｚ〜数ＧＨｚになると金属の表面を流れる。そこで、
母材の表面を電気抵抗率が小さい金属で被膜することに
より、中心電極２１〜２３の表面に流れる高周波電流の
電気損失を低減させ、アイソレータ１の電気特性で最も
重要である挿入損失を小さくするようにした。

【００２４】母材に安価な鉄を使用し、高周波電流の流
れる部分にだけ電気抵抗率の小さい金属を被膜すること
により、安価な中心電極２１〜２３を得ることができ
る。また、アルミニウムを母材に使った場合には、アイ
ソレータ１の軽量化を図ることができる。

【００２５】また、金属薄板１２の材料としては、圧延
銅箔等を使用することが好ましい。圧延金属箔は両面と
も表面粗さが小さく、金属の表面を流れる高周波電流の
電気損失が小さいからである。従って、圧延銅箔を使用
することにより、アイソレータ１の挿入損失を小さくす
ることができる。一方、電解金属箔は、片面の表面粗さ
は小さいが、反対の面の表面粗さは大きく、圧延金属箔
と比較して、高周波電流の電気損失が大きい。

【００２６】また、粘着剤６２として、中心電極２１〜
２３を絶縁することができる自己融着剤等を用いてもよ
い。この場合、自己融着剤のみで、中心電極２１〜２３
同士を絶縁することができ、中心電極２１〜２３の表面
に絶縁被膜６３を設ける必要がなくなり、その分の厚み
を省略することができるので、アイソレータ１の高さを
低背化することができる。

【００２７】また、中心電極２１〜２３の上下面に絶縁
被膜６３を形成した後、この絶縁被膜６３の上にさらに
粘着剤６２を塗布するようにしてもよい。

【００２８】また、中心電極２１〜２３の表面に付与す
る粘着剤は、必要な部分のみだけでもよい。この場合、
中心電極２１〜２３をフェライト２０に巻き付ける際
に、中心電極２１〜２３が不必要に他の部分に貼り付き
にくくなる。特に、ポート部Ｐ１〜Ｐ３を除いた中心電
極２１〜２３に粘着剤を付与することにより、中心電極
２１〜２３をフェライト２０に巻き付ける際の作業性を
向上させることができる。

【００２９】以上の構成部品は、以下のようにして組み
立てられる。下側ケース４上に樹脂ケース３を配置す
る。このとき、窓部３ｃには下側ケース４の底壁４ｂが
露出し、下側ケース４とアース端子１６は電気的に接続
する。樹脂ケース３内に抵抗素子Ｒや整合用コンデンサ
素子Ｃ１〜Ｃ３や中心電極組立体１３等を収容する。

【００３０】中心電極組立体１３は、フェライト２０の
裏面に形成されたアース電極２５が、樹脂ケース３の窓
部３ｃを通して、下側ケース４の底壁４ｂにはんだ付け
等の方法により接続され、接地される。

【００３１】整合用コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ３は、ホッ
ト側コンデンサ電極がポート部Ｐ１〜Ｐ３に電気的に接
続され、コールド側コンデンサ電極が樹脂ケース３の内
側面に露出しているアース端子１６のアース引出電極１
６ａにそれぞれ電気的に接続される。ポート部Ｐ１は入
力引出電極１４ａに接続され、ポート部Ｐ２は出力引出
電極１５ａに接続される。抵抗素子Ｒの一方の端子電極
は、ポート部Ｐ３を介して整合用コンデンサ素子Ｃ３の
ホット側コンデンサ電極に接続され、他方の端子電極は
アース端子１６のアース引出電極１６ａに接続される。
つまり、整合用コンデンサ素子Ｃ３と抵抗素子Ｒとは、
中心電極組立体１３のポート部Ｐ３とアース端子１６と
の間に電気的に並列に接続される（図５参照）。

【００３２】さらに、上側ケース８が装着される。上側
ケース８の上壁８ａと中心電極組立体１３の間には永久
磁石９が配置されており、この永久磁石９により中心電
極組立体１３に直流磁界を印加するようになっている。
下側ケース４と上側ケース８は、接合して金属ケースを
構成しており、ヨークとしても機能している。

【００３３】こうして、図４に示すようなアイソレータ
１が得られる。図５は、アイソレータ１の電気等価回路
図である。

【００３４】以上の構成により、中心電極２１〜２３の
表面には、粘着剤６２が設けられているので、中心電極
２１〜２３とフェライト２０の密着性がよく、フェライ
ト２０に巻いた中心電極２１〜２３の配置位置を保持す
ることができ、アイソレータ１の電気特性を安定にする
ことができる。また、中心電極２１〜２３の表面には、
絶縁被膜６３が設けられているので、中心電極２１〜２
３をそのまま巻き重ね合わせても、各中心電極２１〜２
３同士が絶縁され、絶縁シート２７５（図９参照）が不
要となり、アイソレータ１の製造コストを低くすること
ができる。

【００３５】［第２実施形態、図６］第２実施形態は、
本発明に係る通信装置として、携帯電話を例にして説明
する。

【００３６】図６は携帯電話１２０のＲＦ部分の電気回
路ブロック図である。図６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は送信側段間用帯
域通過フィルタ、１３４は送信側ミキサ、１３５は受信
側増幅器、１３６は受信側段間用帯域通過フィルタ、１
３７は受信側ミキサ、１３８は電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ），１３９はローカル用帯域通過フィルタである。

【００３７】ここに、送信側アイソレータ１３１とし
て、前記第１実施形態のアイソレータ１を使用すること
ができる。このアイソレータ１を実装することにより、
低コストで優れた電気特性を有する携帯電話を実現する
ことができる。

【００３８】［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
々の構成に変更することができる。例えば、前記第１実
施形態ではアイソレータに適用したが、本発明は、勿論
サーキュレータにも適用できるとともに、他の高周波部
品にも適用できる。また、それぞれの中心電極２１〜２
３の交差角は、１１０〜１４０度の範囲であればよい。
さらに、金属ケースは三つ以上に分割されていてもよ
い。また、フェライト２０は直方体形状に限定されるも
のではなく、円板や六角形等の他の形状でもよい。

【００３９】また、中心電極組立体は、図７に示すよう
に、金属線材からなる中心電極４１〜４３をフェライト
２０に巻き付けたものであってもよい。中心電極組立体
４０は、フェライト２０と、絶縁性を有する粘着剤を被
膜した３本の導線（銅線や銀線等）を交差角が約１２０
度になるように交差させてフェライト２０の表面に巻回
してなる中心電極４１〜４３とで構成されている。中心
電極４１〜４３のそれぞれの一端がポート部として水平
に導出するとともに、それぞれの他端が下側ケース４に
はんだ付け等により接続され、接地される。前記第１実
施形態の中心電極２１〜２３は、金属薄板を打ち抜き加
工又はエッチング加工することによって形成する必要が
あるが、金属線材の場合は成形する必要がないので、中
心電極の成形コストを抑えることができる。

【００４０】

【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、表面に粘着剤が付与された金属にて中心電極
を製作しているので、中心電極をフェライトに巻いたと
きに、中心電極の粘着剤によってフェライトに直接に貼
り付くので、中心電極とフェライトの密着性をよくする
ことができ、非可逆回路素子の電気特性を安定にするこ
とができる。また、中心電極に絶縁処理を施すことによ
り、各中心電極同士が絶縁され、この結果、中心電極同
士の電気的接続を防止する絶縁用の部品が不要となり、
非可逆回路素子や通信装置の製造コストを低くすること
ができる。

【００４１】また、中心電極を金属線材で形成すること
により、中心電極の成形が容易になり、この結果、非可
逆回路素子の製造コストを低くすることができる。

【００４２】また、中心電極の母材が少なくとも鉄、銅
及びアルミニウムのうちの一つを成分に含む材料からな
る場合には、母材の表面を電気抵抗率が５．５μΩ・ｃ
ｍ以下の金属で被膜することにより、非可逆回路素子の
電気損失を低減させることができる。

【００４３】また、中心電極を圧延銅箔で形成した場合
には、圧延銅箔の表面が滑らかなので、中心電極の表面
に流れる高周波電流の電気損失を低減することができ、
非可逆回路素子の電気損失を低減させることができる。

【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実施形態を
示す分解斜視図。

【図２】図１に示す中心電極組立体の組み立て手順を説
明する為の斜視図。

【図３】図１に示す中心電極の構造を示す垂直断面図。

【図４】図１に示す非可逆回路素子の組立完成後の外観
斜視図。

【図５】図４に示す非可逆回路素子の電気等価回路図。

【図６】本発明に係る通信装置の一実施形態を示すブロ
ック図。

【図７】本発明に係る非可逆回路素子の別の中心電極組
立体の実施形態を示す斜視図。

【図８】従来の非可逆回路素子を示す分解斜視図。

【図９】図８に示す中心電極組立体の製造手順を説明す
る斜視図。

【符号の説明】

１…アイソレータ（非可逆回路素子） ４…下側ケース（金属ケース） ８…上側ケース（金属ケース） ９…永久磁石 １３，４０…中心電極組立体 ２０…マイクロ波フェライト ２１〜２３，４１〜４３…中心電極 ６２…粘着剤 ６３…絶縁被膜 １２０…携帯電話（通信装置）

Claims (8)

【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、 前記フェライトに配置された複数の中心電極と、 前記永久磁石と前記フェライトと前記中心電極とを収容
   する金属ケースとを備え、 前記中心電極が、表面に粘着剤が付与されている金属か
   らなること、 を特徴とする非可逆回路素子。
2. 【請求項２】 絶縁処理が前記中心電極の金属の表面に
   施されている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】 前記粘着剤が前記中心電極の片面のみに
   付与されている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】 前記絶縁処理が前記中心電極の片面のみ
   に施されていることを特徴とする請求項２記載の非可逆
   回路素子。
5. 【請求項５】 前記中心電極の金属が金属線材であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の非可逆回路素子。
6. 【請求項６】 前記中心電極の金属の母材が少なくとも
   鉄、銅及びアルミニウムのうちの一つを成分に含む材料
   からなり、前記母材の表面を電気抵抗率が５．５μΩ・
   ｃｍ以下の金属で被膜したことを特徴とする請求項１〜
   請求項５のいずれかに記載の非可逆回路素子。
7. 【請求項７】 前記中心電極の金属が圧延銅箔であるこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
   非可逆回路素子。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の
   非可逆回路素子を少なくとも一つ備えたことを特徴とす
   る通信装置。