JP3683220B2 - 非可逆回路素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性体を用いて信号の伝送に方向性を与える非可逆回路素子に係り、具体的には、移動体通信機器に用いられアイソレータやサーキュレータと呼ばれる非可逆回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マイクロ波帯、ＵＨＦ帯で使用される携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器の端末機には、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子が用いられている。これらアイソレータやサーキュレータは、端末機内のアンプの破損を防止する目的で使用され、信号の伝送方向の挿入損失は小さく、かつ逆方向への逆方向損失は大きくなるような機能を持たせたものである。
【０００３】
従来のアイソレータ６０は、図１８に示すように、下部ヨーク６１及び上部ヨーク６２が接合されて閉磁気回路を構成した磁性ヨーク内に、樹脂製ケース６３、コンデンサ６４、チップ抵抗６５、中心導体組立体６６、及び磁石６７が順次収納されて構成されている。
【０００４】
中心導体組立体６６は、四角形状のフェライト板６６ａ上に３本の中心導体６６ｂを互いに絶縁状態で交叉させて配されてなる。詳しくは、各中心導体６６ｂは、図１９の展開図に示すように、共通電極部６６ｃから延設され、図１８に示すように、共通電極部６６ｃ上にフェライト板６６ａが配され、しかる後、各中心導体６６ｂをフェライト板６６ａの側面を介して折り曲げることにより、中心導体組立体６６が構成される。
【０００５】
樹脂製ケース６３には、コンデンサ６４、チップ抵抗６５及び中心導体組立体６６が各々収納される位置決め用貫通孔６３ａが形成されている。そして、この貫通孔６３ａ内にコンデンサ６４、チップ抵抗６５及び中心導体組立体６６がそれぞれ収納され、下部ヨーク６１上に載置される。ここで、下部ヨーク６１の内底面は接地面となされており、コンデンサ６４、チップ抵抗６５及び中心導体組立体６６の各底面が接地される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来のアイソレータ６０では、中心導体６６ｂの折曲部６６ｂ１とコンデンサ６４との接触を防ぐため、樹脂製ケース６３の仕切り板６３ｂにより中心導体６６ｂとコンデンサ６４との間にクリアランスを持たせている。
ところが、この中心導体６６ｂとコンデンサ６４との間のクリアランス分が、下部ヨーク６１上の実装スペースを無駄に利用することになり、アイソレータ６０の小型化に限界を与えていた。
【０００７】
また、中心導体６６ｂ自体は約０．０５ｍｍの厚さがあるため、中心導体組立体６６の小型化、更にはアイソレータ６０の小型化に制約を与えるものであった。
特に、近年、移動体通信機器の更なる小型化が求められる中、アイソレータ６０自体のサイズを、例えば４×４ｍｍ角以下に設計することが急務となる傾向にあり、上述したような中心導体６６ｂとコンデンサ６４との間のクリアランスや、中心導体６６ｂ自体の厚さが、アイソレータ６０の更なる小型化を阻止する要因となりつつある。
【０００８】
また、従来よりアイソレータとして、樹脂製ケースを介さずに下部ヨーク上に直接コンデンサや中心導体組立体を実装した構成のものも提案されているが、製造工程中において、フェライト板に中心導体が浮いた状態で巻回されてしまったり、コンデンサや中心導体組立体が位置ズレして配されることがあり、中心導体の折曲部がコンデンサと接触して、中心導体組立体やコンデンサがショートしてしまう虞があった。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、コンデンサや中心導体組立体のショートを防止しつつ、更なる小型化を実現可能とした非可逆回路素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、長方形状のフェライト板と、このフェライト板の下面に配置されたアース部から延設された３つの中心導体と、一方の電極部が前記中心導体のポートに電気的に接続され、他方の電極部が接地された複数のコンデンサとを備え、前記フェライト板は、４つの角部のそれぞれが切り落とされた切欠き面を有し、前記中心導体は、前記フェライト板を包むように前記フェライト板の側面を介して折り曲げられて、前記フェライト板の上面で互いに電気的に絶縁された状態にて交叉して配置されると共に、前記中心導体の内の２つは、前記フェライト板の一方の長辺側面側の角部に設けられた２つの前記切欠き面のそれぞれで折り曲げられた折曲部が前記切欠き面に位置した状態で、前記フェライト板の対角線上を横断するように配置され、前記中心導体の残りのもう１つは、前記フェライト板の他方の長辺側面で折り曲げられた折曲部が他方の前記長辺側面に位置した状態で、前記フェライト板の短辺を横切って一方の前記長辺側面側から突出して延び、前記コンデンサのそれぞれは、前記フェライト板の一方、及び他方の前記長辺側面に当接して配置された構成とした。
かかる構成の本発明の非可逆回路素子によれば、切欠き面に位置する中心導体の折曲部がコンデンサと接触してショートする事態を防ぎつつ、コンデンサをフェライト板に近接配置できるので、効果的に小型化を図ることができる。
【００１１】
また、第２の解決手段として、前記フェライト板の他方の前記長辺側面には、前記中心導体の前記折曲部を収納する溝部が設けられた構成とした。
これにより、中心導体の折曲部が溝部内に収納されるので、中心導体の折曲部を確実にコンデンサとの接触から防ぐことができる。
【００１２】
また、第３の解決手段として、前記中心導体の内の一つに接続されるチップ抵抗を有し、このチップ抵抗が前記切欠き面に対向した位置に配置された構成とした。
これにより、非可逆回路素子をアイソレータに適用した場合において、チップ抵抗に対向する中心導体の折曲部がチップ抵抗と接触するのを防ぐことができる。
【００１３】
また、第４の解決手段として、前記切欠き面には、前記中心導体の前記折曲部を収納する溝部が設けられた構成とした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る非可逆回路素子として、アイソレータに適用した場合を例にとり、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るアイソレータ１を示す分解斜視図である。
【００２０】
本実施形態に係るアイソレータ１は、信号の伝送方向の挿入損失が小さく、かつ反射波の逆方向損失を大きくする機能を有し、具体的には、マイクロ波帯、ＵＨＦ帯で使用される携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器の端末機においてパワーアンプとアンテナ間に配され、パワーアンプへの不用信号の逆流を防いでパワーアンプの破損を防止するものである。
【００２１】
アイソレータ１は、図１に示すように、上部ヨーク２と下部ヨーク３とが接合されて閉磁気回路を構成した磁性ヨーク内に、３本の中心導体４を平面視角形状のフェライト板５上に互いに絶縁状態で交叉させて配した中心導体組立体６と、中心導体組立体６の周囲に配されたコンデンサ７ａ，７ｂ及び終端抵抗としてのチップ抵抗８と、フェライト板５に直流磁界を印加する磁石９と、磁石９を保持しコンデンサ７ａ，７ｂ及び中心導体組立体６上に配されるスペーサ１０とがそれぞれ収納されて構成されている。
【００２２】
下部ヨーク３は、軟鉄などの強磁性を有する金属板からなり、図１に示すように、底板３ａの対向する２辺側に側壁３ｂが各々折り曲げ形成されている。そして、底板３ａの側壁３ｂが設けられていない他の２辺側には、一対のアース端子３ｃが各々一体形成されている。なお、下部ヨーク３の表裏面にはＡｇメッキ等の導電層が被膜形成されていると好ましい。
【００２３】
図２は、中心導体組立体６を拡大して示す拡大斜視図であり、図３は、フェライト板５を示す平面図、図４は、中心導体４を展開して示す展開平面図である。
【００２４】
フェライト板５は、図２及び図３に示すように、平面視横長型の角形状であり、互いに対向する一対の長辺側面５ａと、互いに対向する短辺側面５ｂとを有する。そして、角形状の各角部が切り落されて切欠き面５ｃとなされ、長辺側面５ａと短辺側面５ｂとを結んでいる。
この切欠き面５ｃには、図２に示すように、中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２が当接するので、これら中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２をコンデンサ７ａとの接触から確実に防ぐことが可能となる。
【００２５】
ここで、切欠き面５ｃは、図３に示すように、長辺側面５ａと成す角度θが１０°〜３０°であると好ましい。切欠き面ｃの傾斜角θをこの範囲とすることにより、切欠き面５ｃが中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２を確実に受けることができ、中心導体４ｃ，４ｄの浮きを防ぎつつ中心導体４ｃ，４ｄの正確な位置決めが可能となる。
【００２６】
更に、フェライト板５には、長辺側面５ａの中央部にこの側面５ａを縦断する溝部５ｄが形成され、図２に示すように、この溝部５ｄ内に中心導体４ｂの折曲部４ｂ２が収納される。
この溝部５ｄ内には、図２に示すように、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２が収納されるので、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２をコンデンサ７ａとの接触から確実に防ぐことができる。
【００２７】
ここで、溝部５ｄは、図２に示すように、中心導体４ｂの幅ｗよりも大きい幅Ｗを有し、且つ中心導体４ｂの厚さｄよりも大きい深さＤの溝が形成されてなる。 これにより、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２を確実に溝部５ｄ内に配し、且つ中心導体４ｂの折曲部４ｂ２を確実にフェライト板５の側壁５ａよりも内側に位置させることができ、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２とコンデンサ７ａとの接触をより効果的且つ確実に防ぐことができる。
【００２８】
具体的には、上記の溝部５ｄの幅Ｗが中心導体４ｂの幅ｗよりも０．１ｍｍ以上大きいことがより好ましい。
これにより、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２の全面が溝部５ｄの内壁に当接せずに浮いた状態となってしまう事態を回避することができ、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２の全面を溝部５ｄの内壁に浮くことなく確実に当接させて、溝部５ｄ内に配することが可能となり、その結果、低挿入損失化を図ることができる。
特に、本実施形態のように、各中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄにスリット４ｂ１，４ｂ２，４ｂ３が形成され分割されたものでは、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの硬度が弱いため、溝部５ｄの幅Ｗが中心導体４ｂの幅ｗよりも０．１ｍｍ未満程度しか大きくない場合には、中心導体４ｂが浮いた状態となり易く、結果的に挿入損失の増大につながり得る。よって、溝部５ｄの幅Ｗが中心導体４ｂの幅ｗよりも０．１ｍｍ以上大きいことにより、スリット４ｂ１が形成された中心導体４ｂを、浮きを防いで確実に溝部５ｄ内に配することができ、結果的には挿入損失の低減化も図ることが可能である。
【００２９】
なお、このフェライト板５としては、例えば、ＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）系の磁性体などを用いることができる。また、ＹＩＧのＹの一部をＧｄ，Ｃａ，Ｖ等で、Ｆｅの一部をＡｌやＧａ等で置換したものも用いることができる。また、本実施形態では、フェライト板５を用いたが、フェライト板に限らず、磁石９からの直流磁界に対して非可逆回路素子としての機能を果たす材料であれば何れの磁性体材料から構成されても良い。
【００３０】
また、本実施形態のように、フェライト板５として角形状のものを用いることにより、フェライト板５に巻かれる中心導体４の長さを極力長く取ることができるため、中心導体４のインダクタンスを大きくすることができ、低周波化に適用可能となる。また、角形状のフェライト板５は、円形状のフェライト板よりも載置時のデッドスペースを減らすことができるため、より小型化にも対応可能となる。
【００３１】
中心導体４は、銅、金、銀等の金属材料からなるシート状板材を、図４の展開図に示すような形状に、プレス加工機にて打ち抜くか、あるいはエッチング等の手段により形成される。具体的には、中心導体４は、角形状のフェライト板５と略同一な形状となされた共通電極４ａと、共通電極４ａの長辺及び傾斜辺から各々延出された第１の中心導体４ｂ、第２の中心導体４ｃ及び第３の中心導体４ｄとからなる。これら中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄには、各中央に長手方向に沿ってスリット４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１が形成され、それぞれが対に分割されている。
【００３２】
このような中心導体４及びフェライト板５からなる中心導体組立体６は、中心導体４の共通電極４ａが下部ヨーク３の内底板３ａ上に配され、その共通電極４ａ上にフェライト板５が配され、しかる後、中心導体４の中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄをフェライト板５の側壁を介して各々折り曲げることにより、図１及び図２に示すような中心導体組立体６が構成される。
【００３３】
詳しくは、第１の中心導体４ｂは、図２に示すように、その折曲部４ｂ２がフェライト板５の溝部５ｄ内に収納された状態で、溝部５ｄの内壁を介して直角に折り曲げられ、フェライト板５の表面上でＶ字状に配される。これにｙろい、中心導体４ｂは、フェライト板５の表面において重なる部分の実質的線路長がながくなり、インダクタンスを大きくして小型化、低周波化に適応可能となる。
第２及び第３の中心導体４ｃ，４ｄは、フェライト板５の切欠き面５ｃに当接した状態で該切欠き面５ｃを介してフェライト板５上に折り曲げることにより、図２に示すように、フェライト板５の表面上にて平面視１２０°の傾斜角度で交叉されて重ねられる。
このとき、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの各導体間には、後述の図６に示す絶縁シートＺが介在され、各中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄが個々に電気的に絶縁された状態で重ねられる。
【００３４】
このような中心導体４からなる中心導体組立体６は、フェライト板５を短辺５ｂ方向に縦断する中心導体４ｂがＶ字状となされることにより、中心導体４ｂの実質的線路長を長く取ることができ、フェライト板５の対角線上を横断する長い中心導体４ｃ，４ｄと長さを極力揃えることができ、インダクタンスを大きくして低周波化にさらには小型化に適応可能となる。また、この中心導体組立体６では、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの３本が１箇所で重ならないようになされることにより、厚みを減らすことができ低背化可能となる。
【００３５】
図５は、下部ヨーク３上に中心導体組立体６、コンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８を載置した状態の平面図である。図６は、図１中のアイソレータ１を、図５中の直線ｍ方向に沿って切断した断面図である。
コンデンサ７ａ，７ｂは、例えば単板型コンデンサである。コンデンサ７ａは、図５に示すように、一主面上に端子電極部７ａ１，７ａ２が設けられ、これら端子電極部７ａ１，７ａ２の反対側に設けられた図示しない接地電極を介して、下部ヨーク３の内底板３ａ上に半田付けされて接地される。また、各端子電極部７ａ１，７ａ２上には、入力端子１１ａ及び出力端子１１ｂが接続され、これら入力端子１１ａ及び出力端子１１ｂに中心導体４ｃ，４ｄの先端に位置するポートがそれぞれ接続される。
コンデンサ７ｂは、コンデンサ７ａに並行して配され、両面に図示しない電極が形成されてなり、ホットエンド側電極に中心導体４ｂの先端に位置するポートが接続される。そして、コンデンサ７ｂは、コンデンサ７ａと同様に、コールドエンド側電極である図示しない接地電極を介して、下部ヨーク３の内底板３ａ上に半田付けされる。
【００３６】
特に、これらコンデンサ７ａ，７ｂは、図５に示すように、それぞれが中心導体組立体６の各長辺側面５ａに当接して配されている。
このように構成されることにより、コンデンサ７ａ，７ｂを中心導体組立体６に近接配置できるので、非常に有効に実装スペースを利用することができ、効果的に小型化を図ることができる。
【００３７】
以上述べたように、アイソレータ１では、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２がフェライト板５の溝部５ｄ内に収納され、且つ中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２がフェライト板５の切欠き面５ｃに当接した状態で、コンデンサ７ａ，７ｂをフェライト板５の長辺側面５ａに当接させて配するので、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの折曲部４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２がコンデンサ７ａ，７ｂと接触して中心導体組立体６及びコンデンサ７ａ，７ｂがショートする事態を防止しつつ、コンデンサ７ａ，７ｂを中心導体組立体６に近接配置できる。しかも、中心導体４ｂがフェライト板５の側壁の内側に位置することになるので、中心導体４ｂの厚さを無視することができる。よって、このような本発明のアイソレータ１によれば、小型化を効果的に図ることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、コンデンサ７ａ，７ｂの両方が共にフェライト板５の側壁に当接するが、本発明はこれに限らず、コンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８の少なくとも何れかがフェライト板５の側壁に当接するだけでも、アイソレータ１の小型化の効果はある。但し、本実施形態のように、コンデンサ７ａ，７ｂの全てがフェライト板５の側壁に当接している方がより小型化に有利である。
【００３９】
また、本実施形態では、コンデンサ７ａ，７ｂが当接するフェライト板５の側壁において、溝部５ｄや切欠き面５ｃが形成され、これら溝部５ｄや切欠き面５ｃに中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの折曲部４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２が当接することにより、コンデンサ７ａ，７ｂと中心導体４との接触を防ぎつつ、アイソレータ１の小型化を図っているが、本発明はこの構成に限らない。
具体的には、コンデンサがフェライト板５に当接する領域内に中心導体の折曲部が当接しないような配置のアイソレータの場合においても、中心導体の折曲部に対応してフェライト板の側壁に溝部や切欠き面を形成し、これら溝部や切欠き面に中心導体の折曲部を当接させることにより、中心導体の折曲部がフェライト板の側壁よりも内側に位置することになるので、アイソレータの小型化に寄与することが可能である。
なお、本発明は、コンデンサ、抵抗及び中心導体組立体の構成及びそれらの配置によって、溝部５ｄや切欠き面５ｃの形状、数及び配置を適切に設計すれば良い。
【００４０】
チップ抵抗８は、図５に示すように、コンデンサ７ｂと並んで配され、コンデンサ７ａ，７ｂと共に中心導体組立体６を挟んだ状態で下部ヨーク３の内底板３ａ上に半田付けされて接地される。そして、チップ抵抗８の上面に中心導体４ｂの先端のポートが接続される。
このとき、チップ抵抗８は、図５に示すように、切欠き面５ｃと対向して配される。これにより、チップ抵抗８に対向する中心導体４ｄの折曲部４ｄ２がチップ抵抗８と接触するのを防ぐことができる。
【００４１】
なお、本実施形態では非可逆回路素子としてアイソレータ１を例に挙げるが、本発明の非可逆回路素子としてサーキュレータに適用する場合には、チップ抵抗８を用いずに新たに別の入出力端子を設ければ良い。
また、本実施形態では、チップ抵抗８と中心導体組立体６との間に若干の隙間があるが、フェライト板５の側壁において、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの折曲部４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２と接触しない領域にチップ抵抗８を当接させて配することもできる。このような構成とすることにより、コンデンサ７ａ，７ｂだけでなくチップ抵抗８も中心導体組立体６に近接させて配することができ、より効果的にアイソレータ１の小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
スペーサ１０は、図１に示すように、上部ヨーク２側に磁石９を収納する円形の収納凹部１０ａと、収納凹部１０ａの内底面に設けられた貫通孔１０ｂとが形成され、収納凹部１０ａに収納された磁石９からの直流磁界が貫通孔１０ｂを通って中心導体組立体６のフェライト板５に作用するようになされている。なお、磁石９は、四角形状やその他の角形状でも良く、その際には磁石９の形状に合わせて収納凹部１０を設ける。
スペーサ１０の四隅には、脚部１０ｃが設けられ、これら脚部１０ｃを介してスペーサ１０がコンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８上に載置される。
このようにスペーサ１０が載置されることにより、スペーサ１０がコンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８を押付けることになるので、コンデンサ７ａ上の端子電極部７ａ１，７ａ２及びチップ抵抗８と中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄとが強固に接触可能となり、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの浮きを防止することができる。
【００４３】
このスペーサ１０は、耐熱温度２００℃以上の樹脂材料からなる。具体的には、ポリイミドや液晶ポリマーやポリフェニレンサルファイド等の高耐熱の熱可塑性エンジニアリングプラスチックが挙げられる。このような材料を用いることにより、コンデンサ７ａ，７ｂ等をクリーム半田を介して下部ヨーク３上に載置し更にスペーサ１０をコンデンサ７ａ，７ｂ上に載せてリフロー工程内へ搬入する際に、リフロー工程での加熱に十分耐え得るものとすることができる。
【００４４】
上部ヨーク２は、図１に示すように、下部ヨーク３と同様な材料を用いて、上板から両側壁が折り曲げ形成されている。そして、上部ヨーク２は、下部ヨーク３に半田等により取り付けられることにより、閉磁気回路をなす磁性ヨークを構成する。
【００４５】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体の他の実施例について説明する。図７は、中心導体組立体１６を拡大して示す拡大斜視図であり、図８は、フェライト板１５を示す平面図である。なお、中心導体組立体１６以外の部品、すなわちヨーク２，３、コンデンサ７ａ，７ｂ、チップ抵抗８、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成及び配置と同様なため、それらの説明は省略する。
【００４６】
中心導体組立体１６は、図８に示すような平面視横長型の略四角形状のフェライト板１５上に、図４の展開図に示すような中心導体４を、フェライト板１５の側壁を介して折り曲げて配することにより形成される。特に、このフェライト板１５の側壁には、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２に対応する箇所に、溝部１５ｄが形成されるとともに、中心導体４ｃ，４ｄの各折曲部４ｃ２，４ｄ２に対応する箇所に、角部を切り落としてなる切欠き面１５ｃ及び該切欠き面１５ｃ内に折曲部４ｃ２，４ｄ２を収納可能とする溝部１５ｅが形成されている。
このように、中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２が当接する切欠き面１５ｃに更に溝部１５ｅを形成することにより、より確実に中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２をコンデンサ７ａとの接触から防ぐことができる。また同時に、コンデンサ７ａ，７ｂをフェライト板５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００４７】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体の更なる他の実施例について説明する。図９は、中心導体組立体２６を拡大して示す拡大斜視図であり、図１０は、フェライト板２５を示す平面図であり、図１１は、中心導体２４を示す平面図である。なお、ヨーク２，３、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成と同様なため、それらの説明は省略する。
また、コンデンサ及びチップ抵抗は、それらの構成及び配置を図示しないが、３方向に延びる中心導体２４の先端のポートと適切に接続するように配される。但し、少なくともコンデンサは、フェライト板２５の側壁に当接するものとする。
【００４８】
中心導体組立体２６は、図１０に示すような平面視正方形状のフェライト板２５上に、図１１の展開図に示すような中心導体２４を、フェライト板２５の側壁を介して折り曲げて、図９に示すように、各中心導体２４を交叉させて配されてなる。詳しくは、３本の中心導体２４が対応するフェライト板２５の３側面を介して折り曲げられ、各々１２０°で交叉している。ここで、フェライト板２５の３側面には、３本の中心導体２４の各折曲部２４ｂに対応する箇所に、該折曲部２４ｂを収納可能な溝部２５ｄがそれぞれ形成されている。
このように、３本の中心導体２４が均等な長さに容易に揃えられた、等方性に優れた正方形状の中心導体組立体２６においても、上述の実施形態と同様に、フフェライト板２５に溝部２５ｄを形成し該溝部２５ｄに中心導体２４の折曲部２４ｂを収納することにより、中心導体２４の折曲部２４ｂをコンデンサとの接触から防止することができる。また同時に、コンデンサをフェライト板２５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００４９】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体の更なる他の実施例について説明する。図１２は、中心導体組立体３６を拡大して示す拡大斜視図であり、図１３は、フェライト板３５を示す平面図であり、図１４は、中心導体３４を示す平面図である。なお、ヨーク２，３、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成と同様なため、それらの説明は省略する。
また、コンデンサ及びチップ抵抗は、それらの構成及び配置を図示しないが、３方向に延びる中心導体２４の先端のポートと適切に接続するように配される。但し、少なくともコンデンサは、フェライト板３５の側壁に当接するものとする。
【００５０】
中心導体組立体３６は、図１３に示すような平面視正方形状のフェライト板３５上に、図１４の展開図に示すような中心導体３４を、フェライト板３５の側壁を介して折り曲げて、図１２に示すように、各中心導体３４を交叉させて配されてなる。
詳しくは、中心導体３４がフェライト板３５の対向する２側面を介して折り曲げられて交叉する。ここで、フェライト板３５の相対向する２側面のうちの一方の側面には、３本の中心導体３４のうちの２本の中心導体３４の各折曲部３４ｂに対応する箇所に該折曲部３４ｂを収納可能な溝部３５ｄが各々形成され、他方の側面には、残り１本の中心導体３４の折曲部３４ｂに対応する箇所に該折曲部３４ｂを収納可能な溝部３５ｄが形成されている。
このような構成とすることにより、中心導体３４の折曲部３４ｂをコンデンサとの接触から防止しつつ、フェライト板３５を幅方向、即ち図中Ｗ’方向に効果的に小型化することができる。また同時に、コンデンサをフェライト板３５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００５１】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体４６の他の実施例について説明する。図１５は、中心導体組立体４６を拡大して示す拡大斜視図であり、図１６は、中心導体４４を示す平面図である。なお、中心導体組立体４６以外の部品、すなわちヨーク２，３、コンデンサ７ａ，７ｂ、チップ抵抗８、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成及び配置と同様なため、それらの説明は省略する。
【００５２】
中心導体組立体４６は、図３に示すような平面視角形状のフェライト板５上に、図１６の展開図に示すような中心導体４４を、フェライト板５の側壁を介して折り曲げて、図１５に示すように、各中心導体４４を交叉させて配されてなる。詳しくは、３本の中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄのうちの中心導体４４ｂがスリットにより長手方向中央に向かって間隔が広がるように分割された分割導体４４ｂ１，４４ｂ２で構成されていているものでも良い。
ここで、これら分割導体４４ｂ１，４４ｂ２は、互いに非並行、もしくは図１６に示すように相対向する辺が平行となされて折り曲げられた形状をなす。そして、中心導体４４ｂは、折曲部４４ｂ３がフェライト板５の溝部５ｄ内に収納され、この溝部５ｄの内壁を介してフェライト板５上に折り曲げられる。
【００５３】
また、中心導体４４ｃ，４４ｄは、折曲部４４ｃ３，４４ｄ３が対応するフェライト板５の切欠き面５ｃに当接し、これら切欠き面５ｃを介してフェライト板５上に折り曲げられる。こうして折り曲げられた３本の中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは、図１５に示すように、フェライト板５上にてパンタグラフ状に配される。
【００５４】
上記のような中心導体４４からなる中心導体組立体４６は、中心導体４４ｂの実質的線路長を長く取ることができ、インダクタンスを大きくして小型化、低周波化に適応可能となる。また、この中心導体組立体４６では、中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄの３本が１箇所で重ならないようになされることにより、厚みを減らして低背化可能となる。
このように、３本の中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄをパンタグラフ状に配した中心導体組立体４６においても、中心導体４４ｂの折曲部４４ｂ３をフェライト板５の溝部５ｄ内に収納させると共に、中心導体４４ｃ，４４ｄの折曲部４４ｃ３，４４ｄ３をフェライト板５の切欠き面５ｃに当接させることにより、中心導体４４ｃ，４４ｄの折曲部４４ｃ３，４４ｄ３をコンデンサ７ａ，７ｂとの接触から防ぐことができる。また同時に、コンデンサ７ａ，７ｂをフェライト板３５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００５５】
つぎに、以上のように構成されるアイソレータ１の動作の概略を説明する。図１７は、アイソレータ１の電気等価回路図である。
アイソレータ１は、磁石９により中心導体組立体６のフェライト板５にバイアス磁界が印加され、図１７に示すように、ポートＰ１から入力された信号をポートＰ２側へ伝送する。一方、ポートＰ２側からの信号を、ポートＰ３側に配された終端抵抗としてのチップ抵抗８により減衰させて吸収し、ポートＰ１側へ向かう成分を極端に減衰させる。
そして、このような動作機能を有するアイソレータ１は、図示しない移動体通信機器の端末機において図示しないパワーアンプとアンテナ間に配され、パワーアンプへの不要信号の逆流を防いでパワーアンプの破損を防止する。なお、チップていこう８を削除すれば、サーキュレータとして機能することとなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明に係る非可逆回路素子では、コンデンサが磁性体基板の側壁に当接して配され、少なくとも該コンデンサが当接する側壁において、中心導体の折曲部に対面する領域に、該中心導体の折曲部がコンデンサと接触するのを防ぐための切欠きが設けられていることを特徴とする。
よって、かかる構成の本発明の非可逆回路素子によれば、中心導体の折曲部がコンデンサと接触してショートする事態を防ぎつつ、コンデンサを中心導体組立体に近接配置できるので、効果的に小型化を図ることができる。
【００５７】
また、このとき、上記の切欠きが、磁性体基板の側壁を縦断して中心導体を収納可能とする溝部により構成され、この溝部内に中心導体を収納した状態で該中心導体を磁性体基板上に折り曲げるようにすると良い。
これにより、本発明によれば、中心導体の折曲部が溝部内に収納されるので、中心導体の折曲部を確実にコンデンサとの接触から防ぐことが可能となる。しかも、中心導体が磁性体基板の側壁より内側に位置することになるので、中心導体の厚さを無視することができ、中心導体組立体の小型化、つまりは非可逆回路素子の更なる小型化が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るアイソレータを示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体を拡大して示す拡大斜視図である。
【図３】本実施形態に係るアイソレータにおけるフェライト板を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体を展開して示す展開平面図である。
【図５】本実施形態に係るアイソレータにおいて、下部ヨーク上に中心導体組立体、コンデンサ及びチップ抵抗を載置した状態の平面図である。
【図６】図１中に示すアイソレータを、図５中の直線ｍ方向に沿って切断した断面図である。
【図７】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の他の実施例を示す斜視図である。
【図８】図７中に示す中心導体組立体におけるフェライト板を示す平面図である。
【図９】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の更なる他の実施例を示す斜視図である。
【図１０】図９中に示す中心導体組立体におけるフェライト板を示す平面図である。
【図１１】図９中に示す中心導体組立体における中心導体を示す平面図である。
【図１２】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の更なる他の実施例を示す斜視図である。
【図１３】図１２中に示す中心導体組立体におけるフェライト板を示す平面図である。
【図１４】図１２中に示す中心導体組立体における中心導体を示す平面図である。
【図１５】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の更なる他の実施例を示す斜視図である。
【図１６】図１２中に示す中心導体組立体における中心導体を示す平面図である。
【図１７】本実施形態に係るアイソレータの電気等価回路図である。
【図１８】従来のアイソレータを示す分解斜視図である。
【図１９】従来のアイソレータにおける中心導体を展開して示す展開図である。
【符号の説明】
１ アイソレータ
２ 上部ヨーク
３ 下部ヨーク
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，２４，３４，４４ 中心導体
５，１５，２５，３５ フェライト板
５ａ 長辺側面
５ｂ 短辺側面
５ｃ 切欠き面
５ｄ，１５ｄ，１５ｅ，２５ｄ，３５ｄ 溝部
６，１６，２６，３６，４６ 中心導体組立体
７ａ，７ｂ コンデンサ
８ チップ抵抗
９ 磁石
１０ スペーサ
１１ａ 入力端子
１１ｂ 出力端子
６０ アイソレータ
６３ 樹脂製ケース
６６ 中心導体組立体
６７ 磁石
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性体を用いて信号の伝送に方向性を与える非可逆回路素子に係り、具体的には、移動体通信機器に用いられアイソレータやサーキュレータと呼ばれる非可逆回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マイクロ波帯、ＵＨＦ帯で使用される携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器の端末機には、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子が用いられている。これらアイソレータやサーキュレータは、端末機内のアンプの破損を防止する目的で使用され、信号の伝送方向の挿入損失は小さく、かつ逆方向への逆方向損失は大きくなるような機能を持たせたものである。
【０００３】
従来のアイソレータ６０は、図１８に示すように、下部ヨーク６１及び上部ヨーク６２が接合されて閉磁気回路を構成した磁性ヨーク内に、樹脂製ケース６３、コンデンサ６４、チップ抵抗６５、中心導体組立体６６、及び磁石６７が順次収納されて構成されている。
【０００４】
中心導体組立体６６は、四角形状のフェライト板６６ａ上に３本の中心導体６６ｂを互いに絶縁状態で交叉させて配されてなる。詳しくは、各中心導体６６ｂは、図１９の展開図に示すように、共通電極部６６ｃから延設され、図１８に示すように、共通電極部６６ｃ上にフェライト板６６ａが配され、しかる後、各中心導体６６ｂをフェライト板６６ａの側面を介して折り曲げることにより、中心導体組立体６６が構成される。
【０００５】
樹脂製ケース６３には、コンデンサ６４、チップ抵抗６５及び中心導体組立体６６が各々収納される位置決め用貫通孔６３ａが形成されている。そして、この貫通孔６３ａ内にコンデンサ６４、チップ抵抗６５及び中心導体組立体６６がそれぞれ収納され、下部ヨーク６１上に載置される。ここで、下部ヨーク６１の内底面は接地面となされており、コンデンサ６４、チップ抵抗６５及び中心導体組立体６６の各底面が接地される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来のアイソレータ６０では、中心導体６６ｂの折曲部６６ｂ１とコンデンサ６４との接触を防ぐため、樹脂製ケース６３の仕切り板６３ｂにより中心導体６６ｂとコンデンサ６４との間にクリアランスを持たせている。
ところが、この中心導体６６ｂとコンデンサ６４との間のクリアランス分が、下部ヨーク６１上の実装スペースを無駄に利用することになり、アイソレータ６０の小型化に限界を与えていた。
【０００７】
また、中心導体６６ｂ自体は約０．０５ｍｍの厚さがあるため、中心導体組立体６６の小型化、更にはアイソレータ６０の小型化に制約を与えるものであった。
特に、近年、移動体通信機器の更なる小型化が求められる中、アイソレータ６０自体のサイズを、例えば４×４ｍｍ角以下に設計することが急務となる傾向にあり、上述したような中心導体６６ｂとコンデンサ６４との間のクリアランスや、中心導体６６ｂ自体の厚さが、アイソレータ６０の更なる小型化を阻止する要因となりつつある。
【０００８】
また、従来よりアイソレータとして、樹脂製ケースを介さずに下部ヨーク上に直接コンデンサや中心導体組立体を実装した構成のものも提案されているが、製造工程中において、フェライト板に中心導体が浮いた状態で巻回されてしまったり、コンデンサや中心導体組立体が位置ズレして配されることがあり、中心導体の折曲部がコンデンサと接触して、中心導体組立体やコンデンサがショートしてしまう虞があった。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、コンデンサや中心導体組立体のショートを防止しつつ、更なる小型化を実現可能とした非可逆回路素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、長方形状のフェライト板と、このフェライト板の下面に配置されたアース部から延設された３つの中心導体と、一方の電極部が前記中心導体のポートに電気的に接続され、他方の電極部が接地された複数のコンデンサとを備え、前記フェライト板は、４つの角部のそれぞれが切り落とされた切欠き面を有し、前記中心導体は、前記フェライト板を包むように前記フェライト板の側面を介して折り曲げられて、前記フェライト板の上面で互いに電気的に絶縁された状態にて交叉して配置されると共に、前記中心導体の内の２つは、前記フェライト板の一方の長辺側面側の角部に設けられた２つの前記切欠き面のそれぞれで折り曲げられた折曲部が前記切欠き面に位置した状態で、前記フェライト板の対角線上を横断するように配置され、前記中心導体の残りのもう１つは、前記フェライト板の他方の長辺側面で折り曲げられた折曲部が他方の前記長辺側面に位置した状態で、前記フェライト板の短辺を横切って一方の前記長辺側面側から突出して延び、前記コンデンサのそれぞれは、前記フェライト板の一方、及び他方の前記長辺側面に当接して配置された構成とした。
かかる構成の本発明の非可逆回路素子によれば、切欠き面に位置する中心導体の折曲部がコンデンサと接触してショートする事態を防ぎつつ、コンデンサをフェライト板に近接配置できるので、効果的に小型化を図ることができる。
【００１１】
また、第２の解決手段として、前記フェライト板の他方の前記長辺側面には、前記中心導体の前記折曲部を収納する溝部が設けられた構成とした。
これにより、中心導体の折曲部が溝部内に収納されるので、中心導体の折曲部を確実にコンデンサとの接触から防ぐことができる。
【００１２】
また、第３の解決手段として、前記中心導体の内の一つに接続されるチップ抵抗を有し、このチップ抵抗が前記切欠き面に対向した位置に配置された構成とした。
これにより、非可逆回路素子をアイソレータに適用した場合において、チップ抵抗に対向する中心導体の折曲部がチップ抵抗と接触するのを防ぐことができる。
【００１３】
また、第４の解決手段として、前記切欠き面には、前記中心導体の前記折曲部を収納する溝部が設けられた構成とした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る非可逆回路素子として、アイソレータに適用した場合を例にとり、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るアイソレータ１を示す分解斜視図である。
【００２０】
本実施形態に係るアイソレータ１は、信号の伝送方向の挿入損失が小さく、かつ反射波の逆方向損失を大きくする機能を有し、具体的には、マイクロ波帯、ＵＨＦ帯で使用される携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器の端末機においてパワーアンプとアンテナ間に配され、パワーアンプへの不用信号の逆流を防いでパワーアンプの破損を防止するものである。
【００２１】
アイソレータ１は、図１に示すように、上部ヨーク２と下部ヨーク３とが接合されて閉磁気回路を構成した磁性ヨーク内に、３本の中心導体４を平面視角形状のフェライト板５上に互いに絶縁状態で交叉させて配した中心導体組立体６と、中心導体組立体６の周囲に配されたコンデンサ７ａ，７ｂ及び終端抵抗としてのチップ抵抗８と、フェライト板５に直流磁界を印加する磁石９と、磁石９を保持しコンデンサ７ａ，７ｂ及び中心導体組立体６上に配されるスペーサ１０とがそれぞれ収納されて構成されている。
【００２２】
下部ヨーク３は、軟鉄などの強磁性を有する金属板からなり、図１に示すように、底板３ａの対向する２辺側に側壁３ｂが各々折り曲げ形成されている。そして、底板３ａの側壁３ｂが設けられていない他の２辺側には、一対のアース端子３ｃが各々一体形成されている。なお、下部ヨーク３の表裏面にはＡｇメッキ等の導電層が被膜形成されていると好ましい。
【００２３】
図２は、中心導体組立体６を拡大して示す拡大斜視図であり、図３は、フェライト板５を示す平面図、図４は、中心導体４を展開して示す展開平面図である。
【００２４】
フェライト板５は、図２及び図３に示すように、平面視横長型の角形状であり、互いに対向する一対の長辺側面５ａと、互いに対向する短辺側面５ｂとを有する。そして、角形状の各角部が切り落されて切欠き面５ｃとなされ、長辺側面５ａと短辺側面５ｂとを結んでいる。
この切欠き面５ｃには、図２に示すように、中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２が当接するので、これら中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２をコンデンサ７ａとの接触から確実に防ぐことが可能となる。
【００２５】
ここで、切欠き面５ｃは、図３に示すように、長辺側面５ａと成す角度θが１０°〜３０°であると好ましい。切欠き面ｃの傾斜角θをこの範囲とすることにより、切欠き面５ｃが中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２を確実に受けることができ、中心導体４ｃ，４ｄの浮きを防ぎつつ中心導体４ｃ，４ｄの正確な位置決めが可能となる。
【００２６】
更に、フェライト板５には、長辺側面５ａの中央部にこの側面５ａを縦断する溝部５ｄが形成され、図２に示すように、この溝部５ｄ内に中心導体４ｂの折曲部４ｂ２が収納される。
この溝部５ｄ内には、図２に示すように、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２が収納されるので、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２をコンデンサ７ａとの接触から確実に防ぐことができる。
【００２７】
ここで、溝部５ｄは、図２に示すように、中心導体４ｂの幅ｗよりも大きい幅Ｗを有し、且つ中心導体４ｂの厚さｄよりも大きい深さＤの溝が形成されてなる。 これにより、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２を確実に溝部５ｄ内に配し、且つ中心導体４ｂの折曲部４ｂ２を確実にフェライト板５の側壁５ａよりも内側に位置させることができ、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２とコンデンサ７ａとの接触をより効果的且つ確実に防ぐことができる。
【００２８】
具体的には、上記の溝部５ｄの幅Ｗが中心導体４ｂの幅ｗよりも０．１ｍｍ以上大きいことがより好ましい。
これにより、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２の全面が溝部５ｄの内壁に当接せずに浮いた状態となってしまう事態を回避することができ、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２の全面を溝部５ｄの内壁に浮くことなく確実に当接させて、溝部５ｄ内に配することが可能となり、その結果、低挿入損失化を図ることができる。
特に、本実施形態のように、各中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄにスリット４ｂ１，４ｂ２，４ｂ３が形成され分割されたものでは、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの硬度が弱いため、溝部５ｄの幅Ｗが中心導体４ｂの幅ｗよりも０．１ｍｍ未満程度しか大きくない場合には、中心導体４ｂが浮いた状態となり易く、結果的に挿入損失の増大につながり得る。よって、溝部５ｄの幅Ｗが中心導体４ｂの幅ｗよりも０．１ｍｍ以上大きいことにより、スリット４ｂ１が形成された中心導体４ｂを、浮きを防いで確実に溝部５ｄ内に配することができ、結果的には挿入損失の低減化も図ることが可能である。
【００２９】
なお、このフェライト板５としては、例えば、ＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）系の磁性体などを用いることができる。また、ＹＩＧのＹの一部をＧｄ，Ｃａ，Ｖ等で、Ｆｅの一部をＡｌやＧａ等で置換したものも用いることができる。また、本実施形態では、フェライト板５を用いたが、フェライト板に限らず、磁石９からの直流磁界に対して非可逆回路素子としての機能を果たす材料であれば何れの磁性体材料から構成されても良い。
【００３０】
また、本実施形態のように、フェライト板５として角形状のものを用いることにより、フェライト板５に巻かれる中心導体４の長さを極力長く取ることができるため、中心導体４のインダクタンスを大きくすることができ、低周波化に適用可能となる。また、角形状のフェライト板５は、円形状のフェライト板よりも載置時のデッドスペースを減らすことができるため、より小型化にも対応可能となる。
【００３１】
中心導体４は、銅、金、銀等の金属材料からなるシート状板材を、図４の展開図に示すような形状に、プレス加工機にて打ち抜くか、あるいはエッチング等の手段により形成される。具体的には、中心導体４は、角形状のフェライト板５と略同一な形状となされた共通電極４ａと、共通電極４ａの長辺及び傾斜辺から各々延出された第１の中心導体４ｂ、第２の中心導体４ｃ及び第３の中心導体４ｄとからなる。これら中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄには、各中央に長手方向に沿ってスリット４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１が形成され、それぞれが対に分割されている。
【００３２】
このような中心導体４及びフェライト板５からなる中心導体組立体６は、中心導体４の共通電極４ａが下部ヨーク３の内底板３ａ上に配され、その共通電極４ａ上にフェライト板５が配され、しかる後、中心導体４の中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄをフェライト板５の側壁を介して各々折り曲げることにより、図１及び図２に示すような中心導体組立体６が構成される。
【００３３】
詳しくは、第１の中心導体４ｂは、図２に示すように、その折曲部４ｂ２がフェライト板５の溝部５ｄ内に収納された状態で、溝部５ｄの内壁を介して直角に折り曲げられ、フェライト板５の表面上でＶ字状に配される。これにｙろい、中心導体４ｂは、フェライト板５の表面において重なる部分の実質的線路長がながくなり、インダクタンスを大きくして小型化、低周波化に適応可能となる。
第２及び第３の中心導体４ｃ，４ｄは、フェライト板５の切欠き面５ｃに当接した状態で該切欠き面５ｃを介してフェライト板５上に折り曲げることにより、図２に示すように、フェライト板５の表面上にて平面視１２０°の傾斜角度で交叉されて重ねられる。
このとき、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの各導体間には、後述の図６に示す絶縁シートＺが介在され、各中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄが個々に電気的に絶縁された状態で重ねられる。
【００３４】
このような中心導体４からなる中心導体組立体６は、フェライト板５を短辺５ｂ方向に縦断する中心導体４ｂがＶ字状となされることにより、中心導体４ｂの実質的線路長を長く取ることができ、フェライト板５の対角線上を横断する長い中心導体４ｃ，４ｄと長さを極力揃えることができ、インダクタンスを大きくして低周波化にさらには小型化に適応可能となる。また、この中心導体組立体６では、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの３本が１箇所で重ならないようになされることにより、厚みを減らすことができ低背化可能となる。
【００３５】
図５は、下部ヨーク３上に中心導体組立体６、コンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８を載置した状態の平面図である。図６は、図１中のアイソレータ１を、図５中の直線ｍ方向に沿って切断した断面図である。
コンデンサ７ａ，７ｂは、例えば単板型コンデンサである。コンデンサ７ａは、図５に示すように、一主面上に端子電極部７ａ１，７ａ２が設けられ、これら端子電極部７ａ１，７ａ２の反対側に設けられた図示しない接地電極を介して、下部ヨーク３の内底板３ａ上に半田付けされて接地される。また、各端子電極部７ａ１，７ａ２上には、入力端子１１ａ及び出力端子１１ｂが接続され、これら入力端子１１ａ及び出力端子１１ｂに中心導体４ｃ，４ｄの先端に位置するポートがそれぞれ接続される。
コンデンサ７ｂは、コンデンサ７ａに並行して配され、両面に図示しない電極が形成されてなり、ホットエンド側電極に中心導体４ｂの先端に位置するポートが接続される。そして、コンデンサ７ｂは、コンデンサ７ａと同様に、コールドエンド側電極である図示しない接地電極を介して、下部ヨーク３の内底板３ａ上に半田付けされる。
【００３６】
特に、これらコンデンサ７ａ，７ｂは、図５に示すように、それぞれが中心導体組立体６の各長辺側面５ａに当接して配されている。
このように構成されることにより、コンデンサ７ａ，７ｂを中心導体組立体６に近接配置できるので、非常に有効に実装スペースを利用することができ、効果的に小型化を図ることができる。
【００３７】
以上述べたように、アイソレータ１では、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２がフェライト板５の溝部５ｄ内に収納され、且つ中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２がフェライト板５の切欠き面５ｃに当接した状態で、コンデンサ７ａ，７ｂをフェライト板５の長辺側面５ａに当接させて配するので、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの折曲部４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２がコンデンサ７ａ，７ｂと接触して中心導体組立体６及びコンデンサ７ａ，７ｂがショートする事態を防止しつつ、コンデンサ７ａ，７ｂを中心導体組立体６に近接配置できる。しかも、中心導体４ｂがフェライト板５の側壁の内側に位置することになるので、中心導体４ｂの厚さを無視することができる。よって、このような本発明のアイソレータ１によれば、小型化を効果的に図ることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、コンデンサ７ａ，７ｂの両方が共にフェライト板５の側壁に当接するが、本発明はこれに限らず、コンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８の少なくとも何れかがフェライト板５の側壁に当接するだけでも、アイソレータ１の小型化の効果はある。但し、本実施形態のように、コンデンサ７ａ，７ｂの全てがフェライト板５の側壁に当接している方がより小型化に有利である。
【００３９】
また、本実施形態では、コンデンサ７ａ，７ｂが当接するフェライト板５の側壁において、溝部５ｄや切欠き面５ｃが形成され、これら溝部５ｄや切欠き面５ｃに中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの折曲部４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２が当接することにより、コンデンサ７ａ，７ｂと中心導体４との接触を防ぎつつ、アイソレータ１の小型化を図っているが、本発明はこの構成に限らない。
具体的には、コンデンサがフェライト板５に当接する領域内に中心導体の折曲部が当接しないような配置のアイソレータの場合においても、中心導体の折曲部に対応してフェライト板の側壁に溝部や切欠き面を形成し、これら溝部や切欠き面に中心導体の折曲部を当接させることにより、中心導体の折曲部がフェライト板の側壁よりも内側に位置することになるので、アイソレータの小型化に寄与することが可能である。
なお、本発明は、コンデンサ、抵抗及び中心導体組立体の構成及びそれらの配置によって、溝部５ｄや切欠き面５ｃの形状、数及び配置を適切に設計すれば良い。
【００４０】
チップ抵抗８は、図５に示すように、コンデンサ７ｂと並んで配され、コンデンサ７ａ，７ｂと共に中心導体組立体６を挟んだ状態で下部ヨーク３の内底板３ａ上に半田付けされて接地される。そして、チップ抵抗８の上面に中心導体４ｂの先端のポートが接続される。
このとき、チップ抵抗８は、図５に示すように、切欠き面５ｃと対向して配される。これにより、チップ抵抗８に対向する中心導体４ｄの折曲部４ｄ２がチップ抵抗８と接触するのを防ぐことができる。
【００４１】
なお、本実施形態では非可逆回路素子としてアイソレータ１を例に挙げるが、本発明の非可逆回路素子としてサーキュレータに適用する場合には、チップ抵抗８を用いずに新たに別の入出力端子を設ければ良い。
また、本実施形態では、チップ抵抗８と中心導体組立体６との間に若干の隙間があるが、フェライト板５の側壁において、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの折曲部４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２と接触しない領域にチップ抵抗８を当接させて配することもできる。このような構成とすることにより、コンデンサ７ａ，７ｂだけでなくチップ抵抗８も中心導体組立体６に近接させて配することができ、より効果的にアイソレータ１の小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
スペーサ１０は、図１に示すように、上部ヨーク２側に磁石９を収納する円形の収納凹部１０ａと、収納凹部１０ａの内底面に設けられた貫通孔１０ｂとが形成され、収納凹部１０ａに収納された磁石９からの直流磁界が貫通孔１０ｂを通って中心導体組立体６のフェライト板５に作用するようになされている。なお、磁石９は、四角形状やその他の角形状でも良く、その際には磁石９の形状に合わせて収納凹部１０を設ける。
スペーサ１０の四隅には、脚部１０ｃが設けられ、これら脚部１０ｃを介してスペーサ１０がコンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８上に載置される。
このようにスペーサ１０が載置されることにより、スペーサ１０がコンデンサ７ａ，７ｂ及びチップ抵抗８を押付けることになるので、コンデンサ７ａ上の端子電極部７ａ１，７ａ２及びチップ抵抗８と中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄとが強固に接触可能となり、中心導体４ｂ，４ｃ，４ｄの浮きを防止することができる。
【００４３】
このスペーサ１０は、耐熱温度２００℃以上の樹脂材料からなる。具体的には、ポリイミドや液晶ポリマーやポリフェニレンサルファイド等の高耐熱の熱可塑性エンジニアリングプラスチックが挙げられる。このような材料を用いることにより、コンデンサ７ａ，７ｂ等をクリーム半田を介して下部ヨーク３上に載置し更にスペーサ１０をコンデンサ７ａ，７ｂ上に載せてリフロー工程内へ搬入する際に、リフロー工程での加熱に十分耐え得るものとすることができる。
【００４４】
上部ヨーク２は、図１に示すように、下部ヨーク３と同様な材料を用いて、上板から両側壁が折り曲げ形成されている。そして、上部ヨーク２は、下部ヨーク３に半田等により取り付けられることにより、閉磁気回路をなす磁性ヨークを構成する。
【００４５】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体の他の実施例について説明する。図７は、中心導体組立体１６を拡大して示す拡大斜視図であり、図８は、フェライト板１５を示す平面図である。なお、中心導体組立体１６以外の部品、すなわちヨーク２，３、コンデンサ７ａ，７ｂ、チップ抵抗８、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成及び配置と同様なため、それらの説明は省略する。
【００４６】
中心導体組立体１６は、図８に示すような平面視横長型の略四角形状のフェライト板１５上に、図４の展開図に示すような中心導体４を、フェライト板１５の側壁を介して折り曲げて配することにより形成される。特に、このフェライト板１５の側壁には、中心導体４ｂの折曲部４ｂ２に対応する箇所に、溝部１５ｄが形成されるとともに、中心導体４ｃ，４ｄの各折曲部４ｃ２，４ｄ２に対応する箇所に、角部を切り落としてなる切欠き面１５ｃ及び該切欠き面１５ｃ内に折曲部４ｃ２，４ｄ２を収納可能とする溝部１５ｅが形成されている。
このように、中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２が当接する切欠き面１５ｃに更に溝部１５ｅを形成することにより、より確実に中心導体４ｃ，４ｄの折曲部４ｃ２，４ｄ２をコンデンサ７ａとの接触から防ぐことができる。また同時に、コンデンサ７ａ，７ｂをフェライト板５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００４７】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体の更なる他の実施例について説明する。図９は、中心導体組立体２６を拡大して示す拡大斜視図であり、図１０は、フェライト板２５を示す平面図であり、図１１は、中心導体２４を示す平面図である。なお、ヨーク２，３、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成と同様なため、それらの説明は省略する。
また、コンデンサ及びチップ抵抗は、それらの構成及び配置を図示しないが、３方向に延びる中心導体２４の先端のポートと適切に接続するように配される。但し、少なくともコンデンサは、フェライト板２５の側壁に当接するものとする。
【００４８】
中心導体組立体２６は、図１０に示すような平面視正方形状のフェライト板２５上に、図１１の展開図に示すような中心導体２４を、フェライト板２５の側壁を介して折り曲げて、図９に示すように、各中心導体２４を交叉させて配されてなる。詳しくは、３本の中心導体２４が対応するフェライト板２５の３側面を介して折り曲げられ、各々１２０°で交叉している。ここで、フェライト板２５の３側面には、３本の中心導体２４の各折曲部２４ｂに対応する箇所に、該折曲部２４ｂを収納可能な溝部２５ｄがそれぞれ形成されている。
このように、３本の中心導体２４が均等な長さに容易に揃えられた、等方性に優れた正方形状の中心導体組立体２６においても、上述の実施形態と同様に、フフェライト板２５に溝部２５ｄを形成し該溝部２５ｄに中心導体２４の折曲部２４ｂを収納することにより、中心導体２４の折曲部２４ｂをコンデンサとの接触から防止することができる。また同時に、コンデンサをフェライト板２５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００４９】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体の更なる他の実施例について説明する。図１２は、中心導体組立体３６を拡大して示す拡大斜視図であり、図１３は、フェライト板３５を示す平面図であり、図１４は、中心導体３４を示す平面図である。なお、ヨーク２，３、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成と同様なため、それらの説明は省略する。
また、コンデンサ及びチップ抵抗は、それらの構成及び配置を図示しないが、３方向に延びる中心導体２４の先端のポートと適切に接続するように配される。但し、少なくともコンデンサは、フェライト板３５の側壁に当接するものとする。
【００５０】
中心導体組立体３６は、図１３に示すような平面視正方形状のフェライト板３５上に、図１４の展開図に示すような中心導体３４を、フェライト板３５の側壁を介して折り曲げて、図１２に示すように、各中心導体３４を交叉させて配されてなる。
詳しくは、中心導体３４がフェライト板３５の対向する２側面を介して折り曲げられて交叉する。ここで、フェライト板３５の相対向する２側面のうちの一方の側面には、３本の中心導体３４のうちの２本の中心導体３４の各折曲部３４ｂに対応する箇所に該折曲部３４ｂを収納可能な溝部３５ｄが各々形成され、他方の側面には、残り１本の中心導体３４の折曲部３４ｂに対応する箇所に該折曲部３４ｂを収納可能な溝部３５ｄが形成されている。
このような構成とすることにより、中心導体３４の折曲部３４ｂをコンデンサとの接触から防止しつつ、フェライト板３５を幅方向、即ち図中Ｗ’方向に効果的に小型化することができる。また同時に、コンデンサをフェライト板３５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００５１】
つぎに、本実施形態のアイソレータ１における中心導体組立体４６の他の実施例について説明する。図１５は、中心導体組立体４６を拡大して示す拡大斜視図であり、図１６は、中心導体４４を示す平面図である。なお、中心導体組立体４６以外の部品、すなわちヨーク２，３、コンデンサ７ａ，７ｂ、チップ抵抗８、磁石９及びスペーサ１０は上述の構成及び配置と同様なため、それらの説明は省略する。
【００５２】
中心導体組立体４６は、図３に示すような平面視角形状のフェライト板５上に、図１６の展開図に示すような中心導体４４を、フェライト板５の側壁を介して折り曲げて、図１５に示すように、各中心導体４４を交叉させて配されてなる。詳しくは、３本の中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄのうちの中心導体４４ｂがスリットにより長手方向中央に向かって間隔が広がるように分割された分割導体４４ｂ１，４４ｂ２で構成されていているものでも良い。
ここで、これら分割導体４４ｂ１，４４ｂ２は、互いに非並行、もしくは図１６に示すように相対向する辺が平行となされて折り曲げられた形状をなす。そして、中心導体４４ｂは、折曲部４４ｂ３がフェライト板５の溝部５ｄ内に収納され、この溝部５ｄの内壁を介してフェライト板５上に折り曲げられる。
【００５３】
また、中心導体４４ｃ，４４ｄは、折曲部４４ｃ３，４４ｄ３が対応するフェライト板５の切欠き面５ｃに当接し、これら切欠き面５ｃを介してフェライト板５上に折り曲げられる。こうして折り曲げられた３本の中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは、図１５に示すように、フェライト板５上にてパンタグラフ状に配される。
【００５４】
上記のような中心導体４４からなる中心導体組立体４６は、中心導体４４ｂの実質的線路長を長く取ることができ、インダクタンスを大きくして小型化、低周波化に適応可能となる。また、この中心導体組立体４６では、中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄの３本が１箇所で重ならないようになされることにより、厚みを減らして低背化可能となる。
このように、３本の中心導体４４ｂ，４４ｃ，４４ｄをパンタグラフ状に配した中心導体組立体４６においても、中心導体４４ｂの折曲部４４ｂ３をフェライト板５の溝部５ｄ内に収納させると共に、中心導体４４ｃ，４４ｄの折曲部４４ｃ３，４４ｄ３をフェライト板５の切欠き面５ｃに当接させることにより、中心導体４４ｃ，４４ｄの折曲部４４ｃ３，４４ｄ３をコンデンサ７ａ，７ｂとの接触から防ぐことができる。また同時に、コンデンサ７ａ，７ｂをフェライト板３５の側壁に当接させることにより、アイソレータ１の小型化も図ることが可能となる。
【００５５】
つぎに、以上のように構成されるアイソレータ１の動作の概略を説明する。図１７は、アイソレータ１の電気等価回路図である。
アイソレータ１は、磁石９により中心導体組立体６のフェライト板５にバイアス磁界が印加され、図１７に示すように、ポートＰ１から入力された信号をポートＰ２側へ伝送する。一方、ポートＰ２側からの信号を、ポートＰ３側に配された終端抵抗としてのチップ抵抗８により減衰させて吸収し、ポートＰ１側へ向かう成分を極端に減衰させる。
そして、このような動作機能を有するアイソレータ１は、図示しない移動体通信機器の端末機において図示しないパワーアンプとアンテナ間に配され、パワーアンプへの不要信号の逆流を防いでパワーアンプの破損を防止する。なお、チップていこう８を削除すれば、サーキュレータとして機能することとなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明に係る非可逆回路素子では、コンデンサが磁性体基板の側壁に当接して配され、少なくとも該コンデンサが当接する側壁において、中心導体の折曲部に対面する領域に、該中心導体の折曲部がコンデンサと接触するのを防ぐための切欠きが設けられていることを特徴とする。
よって、かかる構成の本発明の非可逆回路素子によれば、中心導体の折曲部がコンデンサと接触してショートする事態を防ぎつつ、コンデンサを中心導体組立体に近接配置できるので、効果的に小型化を図ることができる。
【００５７】
また、このとき、上記の切欠きが、磁性体基板の側壁を縦断して中心導体を収納可能とする溝部により構成され、この溝部内に中心導体を収納した状態で該中心導体を磁性体基板上に折り曲げるようにすると良い。
これにより、本発明によれば、中心導体の折曲部が溝部内に収納されるので、中心導体の折曲部を確実にコンデンサとの接触から防ぐことが可能となる。しかも、中心導体が磁性体基板の側壁より内側に位置することになるので、中心導体の厚さを無視することができ、中心導体組立体の小型化、つまりは非可逆回路素子の更なる小型化が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るアイソレータを示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体を拡大して示す拡大斜視図である。
【図３】本実施形態に係るアイソレータにおけるフェライト板を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体を展開して示す展開平面図である。
【図５】本実施形態に係るアイソレータにおいて、下部ヨーク上に中心導体組立体、コンデンサ及びチップ抵抗を載置した状態の平面図である。
【図６】図１中に示すアイソレータを、図５中の直線ｍ方向に沿って切断した断面図である。
【図７】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の他の実施例を示す斜視図である。
【図８】図７中に示す中心導体組立体におけるフェライト板を示す平面図である。
【図９】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の更なる他の実施例を示す斜視図である。
【図１０】図９中に示す中心導体組立体におけるフェライト板を示す平面図である。
【図１１】図９中に示す中心導体組立体における中心導体を示す平面図である。
【図１２】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の更なる他の実施例を示す斜視図である。
【図１３】図１２中に示す中心導体組立体におけるフェライト板を示す平面図である。
【図１４】図１２中に示す中心導体組立体における中心導体を示す平面図である。
【図１５】本実施形態に係るアイソレータにおける中心導体組立体の更なる他の実施例を示す斜視図である。
【図１６】図１２中に示す中心導体組立体における中心導体を示す平面図である。
【図１７】本実施形態に係るアイソレータの電気等価回路図である。
【図１８】従来のアイソレータを示す分解斜視図である。
【図１９】従来のアイソレータにおける中心導体を展開して示す展開図である。
【符号の説明】
１ アイソレータ
２ 上部ヨーク
３ 下部ヨーク
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，２４，３４，４４ 中心導体
５，１５，２５，３５ フェライト板
５ａ 長辺側面
５ｂ 短辺側面
５ｃ 切欠き面
５ｄ，１５ｄ，１５ｅ，２５ｄ，３５ｄ 溝部
６，１６，２６，３６，４６ 中心導体組立体
７ａ，７ｂ コンデンサ
８ チップ抵抗
９ 磁石
１０ スペーサ
１１ａ 入力端子
１１ｂ 出力端子
６０ アイソレータ
６３ 樹脂製ケース
６６ 中心導体組立体
６７ 磁石
Claims (4)
- 長方形状のフェライト板と、このフェライト板の下面に配置されたアース部から延設された３つの中心導体と、一方の電極部が前記中心導体のポートに電気的に接続され、他方の電極部が接地された複数のコンデンサとを備え、前記フェライト板は、４つの角部のそれぞれが切り落とされた切欠き面を有し、前記中心導体は、前記フェライト板を包むように前記フェライト板の側面を介して折り曲げられて、前記フェライト板の上面で互いに電気的に絶縁された状態にて交叉して配置されると共に、前記中心導体の内の２つは、前記フェライト板の一方の長辺側面側の角部に設けられた２つの前記切欠き面のそれぞれで折り曲げられた折曲部が前記切欠き面に位置した状態で、前記フェライト板の対角線上を横断するように配置され、前記中心導体の残りのもう１つは、前記フェライト板の他方の長辺側面で折り曲げられた折曲部が他方の前記長辺側面に位置した状態で、前記フェライト板の短辺を横切って一方の前記長辺側面側から突出して延び、前記コンデンサのそれぞれは、前記フェライト板の一方、及び他方の前記長辺側面に当接して配置されたことを特徴とする非可逆回路素子。
- 前記フェライト板の他方の前記長辺側面には、前記中心導体の前記折曲部を収納する溝部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の非可逆回路素子。
- 前記中心導体の内の一つに接続されるチップ抵抗を有し、このチップ抵抗が前記切欠き面に対向した位置に配置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。
- 前記切欠き面には、前記中心導体の前記折曲部を収納する溝部が設けら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。
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