JP2005223728A - 非可逆回路素子 - Google Patents

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Isao Ishigaki
功 石垣
Hitoshi Onishi
人司 大西
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Abstract

【課題】 生産性が良く、安価であると共に、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、誘電体6の下面に位置するコンデンサC1,C2,C3が第2のヨーク3の底板3aに設けた凸部3c上に載置されて接続されるため、コンデンサC1,C2,C3がフェライト部材11の厚みより薄く形成された状態であっても、組み込みされた際、複数のコンデンサC1,C2,C3の下面を凸部3cに近接させることができて、コンデンサC1,C2,C3の凸部3cへの半田付作業が良好で、生産性が良く、安価なものが得られ、また、複数のコンデンサc1,c2,c3を誘電体6の下面に固着できるため、複数のコンデンサc1,c2,c3を凸部3c上に同時に載置、半田付けできて、生産性が良く、安価なものが得られる。
【選択図】 図1

Description

本発明は携帯電話機等の移動体通信機の送信部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14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14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がその磁力によって第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。
YIG(Yttrium iron garnet)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は、フェライト部材55が樹脂ケース54の貫通孔54b内に、また、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3が樹脂ケース54の貫通孔54c内に位置するようになっているため、樹脂ケース54の貫通孔54c内に第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3を取り付けた後に、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。
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。
特開平10−79607号公報
従来の非可逆回路素子は、フェライト部材55が樹脂ケース54の貫通孔54b内に、また、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3が樹脂ケース54の貫通孔54c内に位置するようになっているため、樹脂ケース54の貫通孔54c内に第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3を取り付けた後に、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。
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。
そこで、本発明は生産性が良く、安価であると共に、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で、前記フェライト部材上に配設された平板状の誘電体と、この誘電体を介して、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、前記誘電体と前記底板との間に配設された複数のコンデンサとを備え、前記中心導体は、前記第2の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電極に接続されるポート部を有し、前記底板には、前記フェライト部材の載置箇所を除く位置に設けられた複数の凸部を有すると共に、前記凸部上には、前記コンデンサの他方の電極が接続された構成とした。
また、第2の解決手段として、前記コンデンサはチップ型のコンデンサで形成されると共に、前記凸部は、前記コンデンサの前記電極を接続するための平坦な頂部を有した構成とした。
また、第3の解決手段として、前記誘電体は、複数の絶縁薄板が積層された積層板で形成されると共に、前記第1,第2,第3の中心導体のそれぞれが前記誘電体の異なる積層位置に形成され、前記誘電体の下面には、前記フェライト部材が接着されると共に、前記誘電体の下面には、コンデンサが前記中心導体の前記ポート部に接続された状態で固着された構成とした。
また、第4の解決手段として、前記中心導体の前記アース部は、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側に引き出され、前記接続導体が半田付によって前記底板に接続された構成とした。
また、第5の解決手段として、前記第2のヨークには樹脂ケースが組み合わされ、前記樹脂ケースには、前記中心導体の前記ポート部が接続される端子が設けられた構成とした。
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で、フェライト部材上に配設された平板状の誘電体と、この誘電体を介して、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、誘電体と底板との間に配設された複数のコンデンサとを備え、中心導体は、第2の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、底板には、フェライト部材の載置箇所を除く位置に設けられた複数の凸部を有すると共に、凸部上には、コンデンサの他方の電極が接続された構成とした。
このように、誘電体の下面に位置するコンデンサが凸部上に載置されるようにすると、コンデンサがフェライト部材の厚みより薄く形成されているため、組み込みされた際、複数のコンデンサの下面を凸部に近接させることができて、コンデンサの凸部への半田付作業が良好で、生産性が良く、安価なものが得られる。
また、複数のコンデンサを誘電体の下面に固着できるため、複数のコンデンサを凸部上に同時に載置できると共に、凸部に同時に半田付けできて、生産性が良く、安価なものが得られる。
また、コンデンサはチップ型のコンデンサで形成されると共に、凸部は、コンデンサの電極を接続するための平坦な頂部を有したため、凸部へのコンデンサの載置状態が安定すると共に、凸部へのコンデンサの接続の確実なものが得られる。
また、誘電体は、複数の絶縁薄板が積層された積層板で形成されると共に、第1,第2,第3の中心導体のそれぞれが誘電体の異なる積層位置に形成され、誘電体の下面には、フェライト部材が接着されると共に、誘電体の下面には、コンデンサが中心導体のポート部に接続された状態で固着されたため、誘電体とフェライト部材、及びコンデンサが同時に第2のヨークに組み込みできて、生産性が良く、安価なものが得られる。
また、中心導体は折曲する必要が無く、このため、中心導体の位置か一定して、性能の良好なものが得られる。
また、中心導体のアース部は、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側に引き出され、接続導体が半田付によって底板に接続されたため、アース部の接地が簡単となって、生産性が良く、安価なものが得られる。
また、第2のヨークには樹脂ケースが組み合わされ、樹脂ケースには、中心導体のポート部が接続される端子が設けられたため、ポート部と端子の接続が簡単で、生産性が良く、安価なものが得られる。
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り、コンデンサの接続構造を示す要部断面図、図2は本発明の非可逆回路素子に係り、第1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、中心導体のアース部の接続構造を示す要部断面図である。
また、図4は本発明の非可逆回路素子の分解斜視図、図5は本発明の非可逆回路素子に係る第2のヨークの平面図、図6は本発明の非可逆回路素子に係る誘電体の平面図、図7は本発明の非可逆回路素子に係る誘電体の下面図、図8は本発明の非可逆回路素子の製造方法を示す大判誘電体の要部の平面図である。
また、図9は本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、大判誘電体にコンデンサと抵抗器を取り付けた状態を示す要部の平面図、図10は本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、大判誘電体にフェライト部材を取り付けた状態を示す要部の平面図である。
また、図11は本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、第2のヨークにクリーム半田を設けた状態を示す断面図、図12は本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、ケース内に半製品体を取り付けた状態を示す断面図、図13は本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、ケース内に第1のヨークと磁石を取り付けた状態を示す断面図である。
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8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1は、正方形(四角形状)の上板1aと、この上板1aの4辺から下方に折り曲げられた側板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、底板3aに設けられた円錐台状の複数の凸部3cを有し、この凸部3cの頂部は、平坦状に形成されている。
合成樹脂の成型品からなる樹脂ケース4は、一対の側板3b間に設けられた側板4aが設けられて、第2のヨーク3に結合され、この樹脂ケース4と第21のヨーク3とで箱形のケースKが構成されると共に、この樹脂ケース4の側板4aには、金属板が埋設されて、複数の端子5が設けられている。
誘電体6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、四角形状のなすこの誘電体6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7,8,9が形成され、この第1,第2,第3の中心導体7,8,9は、誘電体6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6は、三角形の角部に位置するように設けられた3個の第1貫通孔6aと、2個の第1貫通孔6a間に設けられた第2貫通孔6bと、互いに対向する側縁部に設けられた複数の切り欠き部6cを有する。
そして、第1,第2,第3の中心導体7,8,9のそれぞれの一端部には、アース部7a、8a、9aを有し、このアース部7a、8a、9aは、第1貫通孔6a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7,8,9のそれぞれの一端部には、ポート部7b、8b、9bが設けられ、このポート部7b、8bは、切り欠き部6c内に露出し、また、ポート部9bは、第2貫通孔6b内に露出している。
そして、誘電体6の下面には、ポート部7b、8b、9bの一部を構成する導電体7c、8c、9cが設けられ、この導電体7c、8c、9cは、切り欠き部6cと第2貫通孔6bの位置に設けられた接続体(スルーホール)10によって接続されている。
更に、導電体9cの近傍には、もう一つの導電体9dが設けられている。
YIG(Yttrium iron garnet)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11は、一つ置きの側面に設けられた3個の凹部11aを有し、このフェライト部材11の上面は、誘電体6の下面中央部に接着剤等によって接着され、フェライト部材11が接着された際、3個の凹部11aのそれぞれは、第1貫通孔6aに合致した状態となり、第1貫通孔6aと凹部11a内に設けられた接続導体(スルーホール)12によって、アース部7b、8b、9bがフェライト部材11の下端部に引き出された状態となる。
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、それぞれ導電体7c、8c、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の一方の電極部14aは、導電体9cに半田付けされて接続、固着され、且つ、抵抗器Rの他方の電極部14bは、導電体9dに半田付けされて接続、固着されている。
なお、ここでは図示しないが、第3のコンデンサC3の他方の電極13bと抵抗器Rの他方の電極部14bとは互いに接続された状態となっている。
そして、第1,第2,第3の中心導体7,8,9を含む誘電体6とフェライト部材11と少なくとも第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3とが一体化された半製品体Hが構成され、この半製品体Hは、ケースK内に収容されて、ケースKに組み込まれる。
また、半製品体Hの組み込みは、先ず、接続導体12に対向する底板3a上と、凸部3cの頂部上にクリーム半田等の半田部材15が設けられ、接続導体12が底板3aに半田部材15によって接続されて、第1,第2,第3の中心導体7,8,9のアース部7a、8a、9aが接地されると共に、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3の下面の電極13bが凸部3cの頂部に半田部材15によって接続されて接地される。
このように、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3の下面の電極13bが凸部3cの頂部に配置されるようにすると、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3がフェライト部材11の厚みより薄く形成されているため、半製品体Hの状態でケースK内に組み込みされた際、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3の下面を凸部3cに近接させることができる。
更に、第1,第2の中心導体7,8のポート部7b、8bは、端子5に半田付けされると共に、第3の中心導体9側の抵抗器Rに接続された導電体9dは、接地用の端子5に半田付けされるようになっている。
そして、第1,第2のヨーク1,3によって、磁石2,誘電体6、及びフェライト部材11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
次に、本発明の非可逆回路素子の製造方法を図8〜図13に基づいて説明すると、先ず、図8に示すように、複数の絶縁薄板が積層された積層板からなり、複数の非可逆回路素子を形成するための複数の誘電体6が繋がった大判誘電体16には、それぞれの誘電体6の異なる積層位置に設けられた第1,第2,第3の中心導体7,8,9(図示せず)と、それぞれの誘電体6に対応して設けられた第1,第2貫通孔6a、6bと、互いに隣り合う誘電体6間に跨って設けられた複数の孔16aと、大判誘電体16の一面側で、それぞれの誘電体6に設けられたポート部7b、8b、9bの一部を構成する導電体7c、8c、9cと、導電体9dを設ける。
次に、図9に示すように、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3,及び抵抗器Rを導電体7c、8c、9c、9dに半田付けして、大判誘電体16に固着する固着工程を行う。
しかる後、第1貫通孔6aにピン治具(図示せず)を挿入した後、それぞれの誘電体6に対応したフェライト部材11の凹部11aがピン治具に位置合わせされた状態で、フェライト部材11が大判誘電体16の一面側に接着する接着工程を行う。
この時、接着剤は、フェライト部材11に一面に設けるか、又は/及び大判誘電体16の一面側に設けて置く。
なお、この実施例では、フェライト部材11の接着工程をコンデンサの固着工程工程の後に行うようしたが、フェライト部材11の接着工程をコンデンサの固着工程の前に行うようにしても良い。
次に、ここでは図示しないが、第1貫通孔6aとフェライト部材11の凹部11b内には、接続導体12を設けて、第1,第2,第3の中心導体7,8,9のアース部7a、8a、9aをフェライト部材11の端部まで引き出すと共に、孔16a内と第2貫通孔6bに接続体10を設けて、第1,第2,第3の中心導体7,8,9のそれぞれに導電体7c、8c、9cを接続する。
次に、隣り合う誘電体6間の位置で大判誘電体16が切断され、個々の誘電体6を形成する切断工程を行って、第1,第2,第3の中心導体7,8,9を含む誘電体6とフェライト部材11と第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3とが一体化された半製品体Hが形成される。
この時、孔16aの位置で切断されるため、誘電体6の側縁部には、切り欠き部6cが形成された状態となる。
次に、図11に示すように、クリーム半田等からなる半田部材15がケースKの第2のヨーク3の底板3a上と凸部3cの頂部に設けられた後、図12に示すように、半製品体HをケースK内に収容して、半田部材15上には、接続導体12と第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3を載置すると共に、第1,第2,第3の中心導体7,8,9のポート部7b、8bと端子5との間、及び導電体9dと端子5との間に半田クリーム17を設ける。
しかる後、この状態で、リフロー炉内に搬送して、接続導体12と底板3a間、第1,第2,第3のコンデンサC1,C2,C3と凸部3c間、及びポート部7b、8b、9bと端子5間を半田付けした後、図13に示すように、磁石2を取り付けた第1のヨーク1をケースKに組み合わせると、本発明の非可逆回路素子の製造が完了する。
また、半製品体Hと第2のヨーク3との間の半田付と、半製品体Hと端子5との間の半田付は、別工程で行っても良い。
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り、コンデンサの接続構造を示す要部断面図。 本発明の非可逆回路素子に係り、第1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、中心導体のアース部の接続構造を示す要部断面図。 本発明の非可逆回路素子の分解斜視図。 本発明の非可逆回路素子に係る第2のヨークの平面図。 本発明の非可逆回路素子に係る誘電体の平面図。 本発明の非可逆回路素子に係る誘電体の下面図。 本発明の非可逆回路素子の製造方法を示す大判誘電体の要部の平面図。 本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、大判誘電体にコンデンサと抵抗器を取り付けた状態を示す要部の平面図。 本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、大判誘電体にフェライト部材を取り付けた状態を示す要部の平面図。 本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、第2のヨークにクリーム半田を設けた状態を示す断面図。 本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、ケース内に半製品体を取り付けた状態を示す断面図。 本発明の非可逆回路素子の製造方法に係り、ケース内に第1のヨークと磁石を取り付けた状態を示す断面図。 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
3c:凸部
4:樹脂ケース
4a:側板
K:ケース
5:端子
6:誘電体
6a:第1貫通孔
6b:第2貫通孔
6c:切り欠き部
7:第1の中心導体
7a:アース部
7b:ポート部
7c:導電体
8:第2の中心導体
8a:アース部
8b:ポート部
8c:導電体
9:第3の中心導体
9a:アース部
9b:ポート部
9c:導電体
9d:導電体
10:接続体
11:フェライト部材
11a:凹部
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
14a:電極部
14b電極部
H:半製品体
15:半田部材
16:大判誘電体
16a:孔
17:クリーム半田

Claims (5)

  1. 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で、前記フェライト部材上に配設された平板状の誘電体と、この誘電体を介して、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、前記誘電体と前記底板との間に配設された複数のコンデンサとを備え、前記中心導体は、前記第2の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電極に接続されるポート部を有し、前記底板には、前記フェライト部材の載置箇所を除く位置に設けられた複数の凸部を有すると共に、前記凸部上には、前記コンデンサの他方の電極が接続されたことを特徴とする非可逆回路素子。
  2. 前記コンデンサはチップ型のコンデンサで形成されると共に、前記凸部は、前記コンデンサの前記電極を接続するための平坦な頂部を有したことを特徴とする請求項1記載の非可逆回路素子。
  3. 前記誘電体は、複数の絶縁薄板が積層された積層板で形成されると共に、前記第1,第2,第3の中心導体のそれぞれが前記誘電体の異なる積層位置に形成され、前記誘電体の下面には、前記フェライト部材が接着されると共に、前記誘電体の下面には、コンデンサが前記中心導体の前記ポート部に接続された状態で固着されたことを特徴とする請求項1,又は2記載の非可逆回路素子。
  4. 前記中心導体の前記アース部は、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側に引き出され、前記接続導体が半田付によって前記底板に接続されたことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の非可逆回路素子。
  5. 前記第2のヨークには樹脂ケースが組み合わされ、前記樹脂ケースには、前記中心導体の前記ポート部が接続される端子が設けられたことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の非可逆回路素子。
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