JP2666339B2 - 非可逆回路素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高周波部品に採用される非可逆回路素子、
例えばアイソレータ，サーキュレータに関し、特にフェ
ライト組立体の全面に均一な直流磁界を集中して印加さ
せることにより、高周波特性を安定させ、理想的な特性
を得られるようにした構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、マイクロ波機器等に採用される集中定数型のア
イソレータとして、第３図及び第４図に示す構造のもの
がある。このアイソレータ30は、磁性体製金属ケース31
内の底壁31a上に、銅製のアース板32を介してコンデン
サ電極膜36が形成されたアルミナ電極基板33を配設し、
該電極基板33の中央孔33a内に、電気的絶縁状態で、か
つ交叉状に配置された中心導体37を一対のフェライト34
a,34aで挟持してなるフェライト組立体34を配置すると
ともに、上記ケース31の天井壁31b内（あるいは天井壁
及び底壁の両方）に永久磁石35を接着して構成されてい
る。なお、上記電極基板33に設けられた１つのコンデン
サ電極膜36には抵抗膜Ｒの一方側が接続され、該抵抗膜
Ｒの他方側はスルーホール電極TEを介して上記基板33の
下面に設けられた全面アース電極EEに接続されている。

上記アイソレータ30では、上記ケース31を永久磁石35
の磁気回路ヨークとして利用するとともに、上記フェラ
イト組立体34に直流磁界を印加するようにしており、こ
れによりアイソレータとしての機能を果たしている。こ
の場合、高周波特性の安定化をはかるためには、上記各
フェライト34aの全面に平行磁界を均一にかつ集中して
印加するのが望ましい。

しかし、上記永久磁石35から出る直流磁界（第３図に
↓印で示す）は、一般的に平行磁場を形成しにくく、ヨ
ーク内で四方に向かって拡散する傾向があることから、
この拡散によってフェライト34aに磁界が垂直，かつ均
一に印加されずに高周波特性が不安定になるという問題
がある。しかも、近年においては部品の小型化に伴って
永久磁石35とケース31の各側壁31cとの間隔が狭くなっ
てきていることから、上記磁界は側壁31cに向き易くな
り、ますます均一に印加されにくくなっている。

そこで、上記磁界の拡散を防止して高周波特性を安定
させるために、従来、永久磁石35の、フェライト34aと
の対向面に鉄板40を貼り付け、この鉄板40を整磁板とし
て磁界を整えるようにしたり、上記磁石35や鉄板40の一
部を削り取るなどして、磁界の分布がフェライト34aに
集中できるように調整するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来における磁界の拡散防止方法
では、以下の問題点がある。

永久磁石35に鉄板40を付加する場合は、両者を接着
剤により貼付けるという手間のかかる作業工程が増える
とともに、上記鉄板40を採用する分だけ部品点数が増え
ることからコストアップになる。

また、上記鉄板40を貼り付けるとフェライトに印加
される磁界が弱まることから、それだけ磁気エネルギー
を有効に利用できず、その結果上記永久磁石35の形状を
大きくして磁力を大きくするなどの処理が必要となる。

さらに、上記鉄板40や永久磁石35の一部を削り取っ
て磁界の分布を調整する場合は、部品が小さいこともあ
って切削加工が困難となり、また調整作業に手間がかか
ることから、作業性が低い。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、手間のかかる調整，接着作業を省略でき、部品
点数を増やすことなく、しかも磁気エネルギーを有効的
に利用することにより永久磁石の大型化を回避でき、か
つフェライトに均一で集中した磁界を印加できる非可逆
回路素子を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本件発明者らは、上記従来の問題点を解決しながらフ
ェライトに均一に集中した磁界を印加できる方法を検討
したところ、ケースの永久磁石と対向する部分を該永久
磁石に近づけることにより、フェライトに磁束を集中で
きることに着目した。ここでケースの底壁上に永久磁石
を配置している場合に、単に天井壁と底壁とを全面にわ
たって近づけることにより、上記永久磁石に天井壁を近
接させた場合は、磁界の均一、集中化はそれほど向上で
きないことが判明した。これは、天井壁を全面にわたっ
て近接させた場合は、天井壁の、フェライトと直接対向
する部分の周辺部分も永久磁石に近づくことから、この
周辺部分が上記磁界を拡散させていると考えられる。そ
こで、上記ケースのフェライトと対向する部分のみを永
久磁石に近接させ、かつ上記周辺部分は永久磁石に近づ
かないようにすれば、磁界を均一にかつ集中的に印加で
きることに想到し、本発明を成したものである。

本発明は、磁気回路ケース内にフェライト組立体を収
容し、該ケース内に配設された永久磁石により上記フェ
ライト組立体に直流磁界を印加するように構成された非
可逆回路素子において、上記フェライト組立体を挟んで
永久磁石と対向するケース壁を磁性樹脂で形成し、該ケ
ース壁の上記フェライトとの対向部分のみを、他の部分
より内方に厚肉とすることにより永久磁石に近接するよ
う内方に突出させたことを特徴としている。

ここで、本発明において、ケース壁とは、永久磁石を
底壁上面に配置した場合は天井壁をいい、天井壁下面に
配置した場合は底壁をいう。またケース壁のフェライト
との対向部分のみとは、上記天井壁，又は底壁にフェラ
イトを投影した部分をいう。しかし、この投影した部分
は、フェライト面積と必ずしも同じ面積である必要はな
く、要は目的を達成できる範囲の許容幅があることはい
うまでもない。なお、上記ケース壁の対向部分を突出さ
せるには、例えば上記対向部分に対応する形状の磁性体
鉄板を採用することも考えられるが、この場合は鉄板を
上記ケースの内壁に貼着する作業が必要になることか
ら、上記従来の永久磁石に鉄板を貼着する場合と同様の
貼着作業が必要となり、コスト低減の効果が得られな
い。

〔作用〕

本発明に係る非可逆回路素子によれば、ケース壁を磁
性樹脂製にするとともに、フェライトとの対向部分のみ
を他の部分より内方に厚肉にして永久磁石側に突出させ
たので、この突出させたことにより永久磁石からの磁束
を鉛直方向に集中させ、四方への分散を抑制して平行磁
場を形成することができるとともに、厚肉としたことに
より磁束の漏れを回避でき、これによりフェライトの全
面に均一で集中した磁界を印加でき、その結果高周波特
性を安定させることができる。またこの場合、ケース壁
のフェライト対向部分の周辺部分は上記永久磁石から離
れているから、この周辺部分による磁界の拡散の問題が
生じることもない。

また、上記突出部は、ケース壁と一体成形されている
からこれの製造にあたっては、予め樹脂内に強磁性体粉
末等を混在させてなる磁性樹脂を射出成形することによ
り実現でき、従来のような部品点数を増やすことなく、
しかも手間のかかる接着作業や磁石等を削って調整する
作業を不要にでき、コストを削減できる。

さらにまた、本発明では、鉄板を貼着する場合のよう
な磁界が弱まる問題はなく、磁気エネルギーを有効に利
用でき、その結果磁石の形状が大型化することもない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例による非可逆回
路素子を説明するための図であり、本実施例ではアイソ
レータに適用した場合を例にとって説明する。

図において、１は集中定数型のアイソレータである。
このアイソレータ１は、磁性体製の金属ケース本体２内
の底壁2a上に円板状の永久磁石６を接着し、該磁石６の
上部に銅製のアースブロック３を配設するとともに、該
アースブロック３の中央孔3a内にフェライト組立体４を
挿入し、さらに該フェライト組立体４の上部にアルミナ
電極基板５を配設して構成されている。

上記フェライト組立体４は、中心導体７のシールド部
7a上に下部フェライト8aを載置し、これの上面に３本の
外部導出端部7bを図示しない絶縁シートを介して互いに
120度の角度をなして交叉状に折り曲げて配設するとと
もに、これに上部フェライト8bを載置して構成されてい
る。

また、上記上部フェライト8bの上面は上記アルミナ電
極基板５の下面に形成されたアース電極膜10に当接して
おり、さらに上記各外部導出端部7bは、それぞれ上記ア
ルミナ電極基板５の上面に形成されたコンデンサ電極膜
9a,9b,9cに接続されている。さらにまた、上記中心導体
７のシールド部7aは上記アースブロック３の各アース片
3bに半田付けされており、これにより、上記シールド部
7aはアースブロック３を介してケース本体２に導通され
アース電位となっている。なお、上記コンデンサ電極膜
9cに接続された膜抵抗11はスルーホール電極12により上
記電極基板５のアース電極膜10に接続されており、他の
２つのコンデンサ電極膜9a,9bはそれぞれ図示しない入
力，出力端子によりケース本体２の外方に導出されるよ
うになっている。

そして、上記ケース本体２の上部には、天井壁として
の磁性樹脂からなる蓋部13が配設されており、該蓋部13
の中央部にはケース本体２内に突出した凸部13aが一体
形成されている。この凸部13aは、上記上部フェライト8
bの上面と対向する部分を円形状に突出してなり、これ
は強磁性体粉末を混在させてなる磁性樹脂を射出成形す
ることにより蓋部13と一体形成して構成されている。こ
れにより、蓋部13の上記フェライト組立体４と対向する
部分のみが内方に突出していることになる。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例のアイソレータ１は、VHF,UHF及びマイクロ
波帯の高周波部品として採用され、信号の逆流を防止す
る機能を有している。

そして、本実施例のアイソレータ１によれば、磁性樹
脂製の蓋部13のフェライト組立体４と対向する部分のみ
を他の部分より内方に厚肉にして、該フェライト組立体
４、ひいては永久磁石６に近接するように凸部13aを一
体形成したので、この凸部13aにより永久磁石６からの
磁束を鉛直方向に集中させることができるとともに、厚
肉にしたことにより磁束の漏れを回避でき、その結果上
記フェライト組立体４に均一な直流磁界を印加できるか
ら、高周波特性を安定させることができ、理想的な特性
が得られる。ここで、上記蓋部13の凸部13a以外の周辺
部は永久磁石６に近接していないから、磁界がこの周辺
部によって拡散されることもない。

また、上記凸部13aは、蓋部13を射出成形する際に蓋
部13と同時に一体形成したので、製造が非常に容易であ
り、従来の鉄板を貼着する場合のような接着作業，ある
いは永久磁石等の一部を切削して調整する場合のような
困難な作業を不要にでき、コストを低減できる。

さらに、上記鉄板を貼着することなく高周波特性を安
定化できるから、永久磁石６の磁気エネルギーを効率よ
く活用でき、その結果永久磁石の大型化を回避できる。

なお、上記実施例では、永久磁石６をケース本体２の
底壁2a上に接着して、天井壁である蓋部13に凸部13aを
一体形成して、これによりフェライト組立体４ひいては
永久磁石６に近接させるようにしたが、本発明は勿論上
記蓋部に永久磁石を貼着し、底壁を磁性樹脂製にすると
ともに、該底壁のフェライト組立体部分に凸部を一体形
成してもよく、この場合でも上記実施例と同様の効果が
得られる。

また、上記実施例では、アイソレータに適用した場合
を例にとって説明したが、サーキュレータにも勿論適用
できるとともに、他の高周波部品に採用される非可逆回
路素子にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る非可逆回路素子によれば、
フェライト組立体を挟んで永久磁石と対向するケース壁
を磁性樹脂製とし、これのフェライトとの対向部のみ
を、他の部分より内方に厚肉とすることにより内方に突
出させたので、この突出させたことにより磁束を集中で
きるとともに、厚肉にしたことにより磁束の洩れを回避
でき、その結果フェライトに均一でかつ集中した磁界を
印加でき、高周波特性を安定できる効果があるととも
に、部品点数を増やすことなく、かつ手間のかかる調
整，接着作業を省略でき、しかも磁気エネルギーを有効
的に利用することにより、永久磁石の形状を大型化を回
避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例によるアイソレー
タを説明するための図であり、第１図はその分解斜視
図、第２図はその断面側面図、第３図及び第４図はそれ
ぞれ従来のアイソレータを示す断面側面図，分解斜視図
である。 図において、１はアイソレータ（非可逆回路素子）、２
はケース本体（磁気回路ケース）、４はフェライト組立
体、６は永久磁石、７は中心導体、8a,8bはフェライ
ト、13は蓋部（ケース壁）、13aは凸部（ケース壁のフ
ェライトの対向部分）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出嶌 弘基 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 徳寺 博 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 実開 昭58−138403（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−155408（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心導体を一対のフェライトで挟持してな
   るフェライト組立体を、磁気回路ケース内に収容し、該
   ケース内に配置された永久磁石により上記フェライト組
   立体に直流磁界を印加するように構成された非可逆回路
   素子において、上記ケースの、上記フェライト組立体を
   挟んで永久磁石と対向するケース壁を磁性樹脂で形成
   し、該ケース壁の上記フェライトとの対向部分のみを、
   他の部分より内方に厚肉とすることにより上記永久磁石
   に近接するように内方に突出させたことを特徴とする非
   可逆回路素子。