JP3897178B2

JP3897178B2 - 非可逆回路素子

Info

Publication number: JP3897178B2
Application number: JP2004285069A
Authority: JP
Inventors: 悦紹渡辺
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: US20060226925A1; JP2006101214A; US7382209B2

Description

本発明は、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子に関する。

アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子は、例えば、携帯電話や無線機等の移動体通信機器や、その基地局で使用される通信機器等に用いられている。

この種の非可逆回路素子は、ヨークとして機能する磁性金属製保持具の内部に、永久磁石、磁極板、及び、磁気回転子を含む組立体を収容して構成される。

ところで、近年、この種の非可逆回路素子では、移動体通信機器における形状の小型化、及び、軽量化の要求に対応すべく、低背化が重要な技術的課題となっている。

また、この種の非可逆素子では、リワーク等により端子基板に応力、再加熱等が加わった際の信頼性に不安が生じるため、製品の再利用が懸念される問題、及び、歩留まり損が生じてしまう問題が生じている。これらの問題を解決するためには、非可逆回路素子が、機械的な固着強度の高い構造を備えていることが重要である。

更に、コストダウンの観点からは、部品点数が少ないこと、組み立て歩留まりが高いこと、組み立て工数が少なくて済むこと、及び、組み立てコストが安価であることが重要となる。

加えて、非可逆回路素子は、他の付加回路を何らかの方法で増設させる必要が生じた場合に、容易にレイアウトを変更しうる構造を備えることが好ましい。特に、接栓構造を有するバリエーションを展開する場合に、製造コストの増加を回避しうることが重要である。

この種の非可逆回路素子について、従来より多様な構成が提案されている。具体的な代表例としては、特許文献１乃至４を挙げることができる。

しかし、特許文献１乃至４では、上述した問題点を充分に解決しているとは言えない。
特開２００３−１２４７１１号公報特開平１０−２９４６０６号公報特許第３３９９０９９号公報 U.S.P.6,337,607B1号明細書

本発明の課題は、電子部品の低背化を達成しうる非可逆回路素子を提供することである。

本発明のもう一つの課題は、機械的な固着強度の高い非可逆回路素子を提供することである。

本発明の更にもう一つの課題は、部品点数が少なく、組み立て歩留まりが高く、組み立て工数が少なくて済み、及び、組み立てコストが安価である非可逆回路素子を提供することである。

本発明の更にもう一つの課題は、接栓バリエーションを容易に展開することができる非可逆回路素子を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る非可逆回路素子は、磁気回転子を有する組立体と、保持具と、支持体とを含む。組立体は、保持具の内部に収納されている。支持体は、少なくとも一面に開口する保持具挿入用孔を有している。保持具は、保持具の底部外面が、保持具挿入用孔の内部に挿入されている。

上述したように、支持体は、少なくとも一面に開口する保持具挿入用孔を有しており、保持具は、保持具の底部外面が、保持具挿入用孔の内部に挿入されている。この構成によれば、機械的な固着強度の高い非可逆回路素子を実現することできる。

また、保持具の底部の位置が、保持具挿入用孔の内部に挿入された深さ分だけ低くなるから、低背化に寄与することができる。しかも、保持具の内部空間の容積を縮小せずに、低背化できる。

さらに、保持具を保持具挿入用孔の内部に挿入する構造であるので、挿入形態として、嵌合構造等、周知の技術を適用できる。このため、部品点数が少なく、組み立て歩留まりが高く、組み立て工数が少なくて済み、しかも、組み立てコストの安価な非可逆回路素子を提供することができる。

更に、支持体について、保持具挿入用孔の外側に広がる部分を利用して、端子や、モニター回路や、アイソレータ用終端抵抗器等を付加するとともに、表面実装のための端子構造や、接栓バリエーションの展開をも実行することができる。

上述した保持具と、支持体との嵌合構造において、組立体は、保持具の内部に収納されているから、保持具の底部外面の位置は、保持具挿入用孔の内部に挿入された深さ分だけ低くなっている。従って、本発明に係る非可逆回路素子によると、保持具の内部空間の容積を縮小せずに、低背化できるから、組立体を保持具の内部に収納した場合でも、低背化を維持できる。

本発明に係る好ましい態様において、保持具は結合突片を含み、保持具挿入用孔は孔縁に凹段部を有している。結合突片は、凹段部に凹凸嵌合される。この構成によれば、保持具と、支持体との機械的な固着強度のより高い非可逆回路素子を提供することできる。

別の好ましい態様として、保持具挿入用孔は、支持体の一面から他面に貫通している構成をとることもできる。この場合は、最大で支持体の厚み分まで、非可逆回路素子の低背化を実現することができる。

さらに別の好ましい態様として、保持具の底部外面と、支持体の他面とは、略同一面の部分を有している構成によると、非可逆回路素子の底面を平坦化することができる。従って、本発明に係る非可逆回路素子は、面出しが容易であって、移動体通信機器を構成する他の電子部品や、プリントパターン等に対して、安定して面実装することができる。

以上述べたように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
（ａ）電子部品の低背化を達成しうる非可逆回路素子を提供することができる。
（ｂ）機械的固着強度の高い非可逆回路素子を提供することができる。
（ｃ）部品点数が少なく、組み立て歩留まりが高く、組み立て工数が少なくて済み、及び、組み立てコストが安価である非可逆回路素子を提供することができる。
（ｄ）接栓バリエーションを容易に展開することができる非可逆回路素子を提供することができる。

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添付図面は、単なる例示に過ぎない。

図１は本発明に係る非可逆回路素子の一実施形態を示す斜視図、図２は図１の２−２線に沿って切断した端面図、図３は図１及び図２に示した非可逆回路素子の分解構造を示す斜視図である。図１乃至図３に示す実施例は、サーキュレータを構成した例を示している。

図１乃至図３を参照すると、本発明に係る非可逆回路素子は、磁気回転子組立体１０と、保持具３０と、支持体４０とを含む。磁気回転子組立体１０は、永久磁石１１と、シールド１２と、上磁極板１３と、磁気回転子１００と、下磁極板１７とを有しており、それぞれが上述した順序で積み重ねられている。

次に、磁気回転子組立体１０の各構成部材について説明する。まず、シールド１２は、厚さ０．１〜０．２ｍｍ程度の銅板を打ち抜いた導体板で構成されており、接地電極の強化、及び、安定化のために用いられる。図１乃至図３に示すシールド１２は、基体部１２０の直径が数十ｍｍの円板形状であって、永久磁石１１の下面と略同様の大きさの寸法に設定されており、且、外周縁に沿って複数の凸片１２１が備えられている。

永久磁石１１は、シールド１２の基体部１２０の面内に載置されるとともに、凸片１２１により保持されている。なお、永久磁石１１が、導電性のある磁性材料、例えば金属磁石でなる場合には、磁気回転子組立体１０においてシールド１２を省略することもできる。

上磁極板１３は、厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度の鉄板を打ち抜いた導体板で構成されており、直径数十ｍｍの円板状に形成されている。下磁極板１７は、厚さ０．３〜１．０ｍｍ程度の鉄板を打ち抜いた導体板で構成されており、直径が数十ｍｍの円板状に形成されている。上磁極板１３と、下磁極板１７とは、直流磁界の均一化、及び、安定化のために用いられる。

磁気回転子１００は、上フェライト１４と、中心導体１５と、下フェライト１６とを含み、それぞれが上述した順序で積み重ねられている。

さらに、上フェライト１４は、イットリウム／鉄／ガーネット（ＹＩＧ）等の軟磁性材料が好適であって、直径が数十ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度の円板状に形成される。下フェライト１６は、イットリウム／鉄／ガーネット（ＹＩＧ）等の軟磁性材料が好適であって、直径が数十ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度の円板状に形成される。

中心導体１５は、好ましくは、厚さが０．３〜１．０ｍｍ程度の銅板を加工した導体板あって、基体部１５０と、基体部１５０の外周に突設さた第１〜第３の端子１５１〜１５３を有する。基体部１５０は、直径が数十ｍｍの円形状に成形されており、上フェライト１４、及び、下フェライト１６の板面と略同程度の大きさを持つ。

第１〜第３の端子１５１〜１５３は、基体部１５０から突出するとともに、それぞれが下フェライト１６の上面縁付近で折り曲げられている。中心導体１５は、上フェライト１４と、下フェライト１６とにより挟持されている。

保持具３０は、高さ寸法が数ｍｍ程度の有底の略円筒形状体であって、好ましくは鉄等の磁性金属材料で構成されている。図１乃至図３を参照すると、保持具３０は、底部内面３１と、底部外面３２と、第１〜第３の側壁部３３１〜３３３と、蓋部３５とを含む。

第１〜第３の側壁部３３１〜３３３は、それぞれが底部内面３１の内周縁３１０から立ち上がり、互いに第１〜第３の間隔ｄ１〜ｄ３を隔てて設けられている。第１〜第３の間隔ｄ１〜ｄ３には、底部内面３１と同一平面側に開口縁が備えられている。

さらに、第１の側壁部３３１の幅方向の両端には、高さ方向に沿って条状に延びる第１の凹溝３４１が備えられており、且、高さ方向の先端部に凸形状の抜け止めが備えられている。同様に、第２の側壁部３３２の幅方向の両端には、高さ方向に沿って条状に延びる第２の凹溝３４２が備えられており、且、高さ方向の先端部に凸形状の抜け止めが備えられている。第３の側壁部３３３の幅方向の両端には、高さ方向に沿って条状に延びる第３の凹溝３４３が備えられており、且、高さ方向の先端部に凸形状の抜け止めが備えられている。

磁気回転子組立体１０は、保持具３０の内部に収納される。より詳細に説明すると、保持具３０は、底部内面３１と、第１〜第３の側壁部３３１〜３３３とにより区画された内部空間３００を有する。保持具３０は、内部空間３００に磁気回転子組立体１０が収納されるとともに、内部空間３００の上端が蓋部３５により閉塞される。

保持具３０は、第１〜第３の結合突片３１１〜３１３を含む。第１の結合突片３１１は、第１の間隔ｄ１において、底部内面３１の内周縁３１０から径方向に突出して備えられている。同様に、第２の結合突片３１２は、第２の間隔ｄ２において、内周縁３１０から径方向に突出して備えられており、第３の結合突片３１３は、第３の間隔ｄ３において、底部内面３１の内周縁３１０から径方向に突出して備えられている。磁気回転子組立体１０は、第１〜第３の側壁部３３１〜３３３により位置決めされる。

蓋部３５は、鉄などの磁性材料からなる円板状体であって、外周縁上に第１〜第３の結合溝３５１〜３５３が供えられている。蓋部３５は、ヨークとして用いられる。図示実施形態に係る蓋部３５は、はめ込む前は、全体が凹形状となっており、保持具３０に組みつけられたとき、内部空間３００に備えられた磁気回転子組立体１０に荷重を印加する。より詳細に説明すると、蓋部３５は、第１〜第３の結合溝３５１〜３５３の幅方向の両端が、第１〜第３の凹溝３４３のそれぞれに凹凸結合されている。この凹凸結合構造において、第１〜第３の結合溝３５１〜３５３の幅方向の両端が、第１〜第３の凹溝３４１〜３４３が結合されたとき、蓋部３５には、撓みが戻ろうとする反力が生じることにより、磁気回転子組立体１０に対して保持具３０の底部内面３１の方向に荷重が印加される。

支持体４０は、基体部４１と、貫通孔４３と、保持具挿入用孔４４と、第１〜第３のグランド電極４５１〜４５３とを含んで構成される。

基体部４１は、好ましくは絶縁樹脂材料により構成されている。図示では、略正方形形状の平板状体であって、厚さ１．０〜２．０ｍｍ程度に構成される。貫通孔４３は、直径が数十ｍｍの円形孔形状を有し、基体部の一面（表面）４１１から他面（裏面）４１２に貫通している。

第１〜第３のグランド電極４５１〜４５３は、基体部４１の一面４１１及び他面４１２において、第１〜第３の側壁部３３１〜３３３の周辺に備えられている。

支持体４０は、少なくとも一面４１１に開口する保持具挿入用孔４４を有している。図示する保持具挿入用孔４４は、支持体４０の一面４１１から他面４１２に貫通している。更に保持具挿入用孔４４は、基体部の他面４１２側の内周縁４４０に第１〜第３の凹段部４４１〜４４３を有する。

保持具挿入用孔４４には、保持具３０が挿入されている。この点について、図４乃至図６を参照して、より詳細に説明する。図４は、保持具３０と、支持体４０との組み合わせ構造を示す斜視図、図５は組み合わせの完了状態を示す斜視図、図６は図５の６−６線に沿った断面図である。図４乃至図６において、先に示された図面に表れた構成部分に相当する部分には、同一の参照符号を付してある。

図４を参照すると、保持具３０は、支持体４０の他面４１２において、第１〜第３の側壁部３３１〜３３３の先端部から、矢印Ｍ０で示す方向に保持具挿入用孔４４に案内され、且、第１の結合突片３１１が、矢印Ｍ１で示す方向に案内されて第１の凹段部４４１に凹凸嵌合されるとともに、第３の結合突片３１３が、矢印Ｍ３で示す方向に案内されて第３の凹段部４４３に凹凸嵌合される。図面からは必ずしも明らかではないが、第２の結合突片３１２も、同様に第２の凹段部４４２に凹凸嵌合される。

図５及び図６を参照すると、保持具３０は、第１〜第３の結合突片３１１〜３１３が、支持体４０の他面４１２において、保持具挿入用孔４４の内周縁４４０に備えられた第１〜第３の凹段部４４１〜４４３にそれぞれ凹凸嵌合されており、保持具３０の底部外面３２は、支持体４０の一面４１１より下になっている。より詳細に説明すると、保持具３０の底部外面３２は、支持体４０の一面４１１より下になっており、支持体４０の他面４１２と同一平面を構成している。但し、底部外面３２は、他面４１２より上になっていてもよい。なお、本発明の一実施形態において、支持体４０の一面４１１より下とは、一面４１１から他面４１２の方向をいう。同様に、他面４１２より上とは、他面４１２の側から一面４１１の側への方向を言う。

図５に示すように保持具３０が保持具挿入用孔４４に挿入された後、内部空間３００に磁気回転子組立体１０が収納される。磁気回転子組立体１０と、保持具３０と、支持体４０との結合関係について、再び図２を参照して説明する。

図２に示すように、保持具３０の内部に磁気回転子組立体１０を収納した場合、第１〜第３の間隔ｄ１〜ｄ３から、磁気回転子組立体１０を構成する各部材の円周の一部が内部空間３００の外部に突出することとなる。従って、支持体４０は、磁気回転子組立体１０において第１〜第３の間隔ｄ１〜ｄ３から突出する下フェライト１６と、第１〜第３の凹段部４４１〜４４３に凹凸嵌合されている第１〜第３の結合突片３３１〜３３３により挟持されることとなる。このような挟持構造において、上述したように下フェライト１６を含む磁気回転子組立体１０には、蓋部３５により加重が印加されているから、非可逆回路素子は、優れた機械的固着強度を実現することができる。

また、保持具３０は、第１〜第３の結合突片３１１〜３１３が、第１〜第３の間隔ｄ１〜ｄ３において、底部内面３１の内周縁３１０から径方向に突出して備えられている。保持具挿入用孔４４は、内周縁４４０に第１〜第３の凹段部４４１〜４４３を有する。第１〜第３の結合突片３１１〜３１３のそれぞれは、第１〜第３の凹段部４４１〜４４３それぞれに凹凸嵌合されている。この構成によれば、保持具３０と、支持体４０との嵌合構造について、機械的な固着強度が高い非可逆回路素子を提供することができる。

支持体４０は、少なくとも一面４１１に開口する保持具挿入用孔４４を有しており、保持具３０は、底部外面３２が、この保持具挿入用孔４４の内部に挿入されている。この構成によれば、機械的な固着強度の高い非可逆回路素子を実現することができる。

また、保持具３０を保持具挿入用孔４４の内部に挿入する構造であるので、挿入形態として、嵌合構造等を採用できる。このため、部品点数が少なく、組み立て歩留まりが高く、組み立て工数が少なくて済み、及び、組み立てコストが安価である非可逆回路素子を提供することができる。

さらに、保持具３０は、底部外面３２の位置が、保持具挿入用孔４４の深さ分だけ低くなるから、低背化に寄与することができる。しかも、保持具３０の内部空間３００の容積を縮小せずに、低背化できる。

上述した保持具３０と、支持体４０との嵌合構造において、保持具３０は、有底の内部空間３００を有しており、磁気回転子組立体１０は、この内部空間３０の内部に収納されている。この場合、保持具３０の底部外面３２の位置が、保持具挿入用孔４４の深さ分だけ低くなっており、しかも、保持具３０の内部空間３００の容積を縮小せずに、低背化できるから、非可逆回路素子を、内部空間３００の内部に収納した場合でも、低背化を維持できる。

保持具３０は第１〜第３の結合突片３１１〜３１３を含み、保持具挿入用孔４４は孔縁に第１〜第３の凹段部４４１〜４４３を有している。第１〜第３の結合突片３１１〜３１３は、第１〜第３の凹段部４４１〜４４３に凹凸嵌合される。この構成によれば、保持具３０と、支持体４０との機械的な固着強度のより高い非可逆回路素子を提供することできる。

また、保持具挿入用孔４４が、支持体４０の一面４１１から他面４１２に貫通している構成によると、支持体４４の厚み寸法ｄ４分だけ、非可逆回路素子の低背化を実現することができる。

支持体４０は、保持具挿入用孔４４の外側に広がる一面４１１及び他面４１２を利用して、端子や、モニター回路や、アイソレータ用終端抵抗器等を付加することができるとともに、表面実装のための端子構造や、接栓バリエーションの展開を実現することができる。

図示実施例において、保持具３０の底部外面３２は、支持体４０の他面４１２と、略同一の構成面を有している。この構成によると、非可逆回路素子の底面を、全体にわたって平坦化することができる。従って、面出しが容易であり、移動体通信機器を構成するプリントパターン等に対して、安定して面実装することができる。但し、保持具３０の外部底面３２は、必ずしも支持体４０の他面４１２と、同一面を構成しなくともよく、支持体４０の一面４１１より下になっている構造であればよい。

なお、図１乃至図６を参照して説明した本発明の利点は、集中定数型の構成においても同様に奏することができる。

図７は、本発明のもう一つの実施形態に係る非可逆回路素子を示す斜視図、図８は本発明のさらにもう一つの実施形態に係る非可逆回路素子を示す斜視図、図９は図８に示した非可逆回路素子の一部を拡大して示す斜視図である。図７乃至図９において、先に示された図面に表れた構成部分に相当する部分に、同一の参照符号を付してある。

図７に示す非可逆回路素子では、端子１５１〜１５３が、支持体４０の外部に突出するように設けられている。この構造によれば、端子１５１〜１５３に対して外部接続導体、例えば、支持体の４つの貫通孔を使用して回路シャシーにネジ固定し、マイクロストリップライン線路などを接続することができる。

図8に図示された非可逆回路素子は、図9に拡大して示すように、端子１５１〜１５３の端部が、一旦、支持体４０の他面４１２に導出された後、側端面に沿って一面４１１に導かれている。この構造は、面実装に適した構造である。

図１０及び図１１は、本発明のさらにもう一つの実施形態に係る非可逆回路素子を示す端面図である。図１０及び図１１において、先に示された図面に表れた構成部分に相当する部分に、同一の参照符号を付してある。

図１０に示した非可逆回路素子は、底部外面３２が他面４１２から突出し、底部外面３２と他面４１２とが略同一面の構成面を形成しない実施形態を示している。この構成によると、非可逆回路素子は、さらなる低背化を実現することができる。

さらに、図１１に示した非可逆回路素子は、底部外面３２と、他面４１２とが、略同一面の構成面を形成しない実施形態であって、支持体４０が、組立体１０を構成する２つの部材により挟持されている実施形態を示している。この構成によると、非可逆回路素子は、さらなる低背化を実現することができるとともに、部品点数が少なく、組み立て歩留まりが高く、組み立て工数が少なくて済み、及び、組み立てコストが安価である非可逆回路素子を提供することができる。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。

本発明の一実施形態に係る非可逆回路素子の斜視図である。図１の２−２線に沿って切断した端面図である。図１及び図２に示した非可逆回路素子の分解構造を示す斜視図である。図３に示した分解構造の一部について組み合わせ構造を示す斜視図である。図４の組み合わせについて、組み合わせ完了状態を示す斜視図である。図５の６−６線に沿った断面図である。本発明のもう一つの実施形態に係る非可逆回路素子を示す斜視図である。本発明のさらにもう一つの実施形態に係る非可逆回路素子を示す斜視図である。図8に示した非可逆回路素子の一部を拡大して示す斜視図である。本発明のさらにもう一つの実施形態に係る非可逆回路素子を示す端面図である。本発明のさらにもう一つの実施形態に係る非可逆回路素子を示す端面図である。

符号の説明

１０磁気回転子
３０保持具
３００内部空間
３１底部内周面
３１１〜３１３第１〜第３の結合突片
３２底部外面
４０支持体
４１１一面
４１２他面
４４保持具挿入用孔
４４１〜４４３第１〜第３の凹段部

Claims

磁気回転子を有する組立体と、保持具と、支持体とを含む非可逆回路素子であって、
前記組立体は、前記保持具の内部に収納されており、
前記支持体は、少なくとも一面に開口する保持具挿入用孔を有しており、
前記保持具は、底部面と、結合突片を含んでおり、
前記結合突片は、前記底部面の外周底縁に備えられており、
前記保持具挿入用孔は、内周孔縁に凹段部を有しており、
前記保持具は、前記保持具の底部外面が、前記保持具挿入用孔の内部に挿入されており、前記結合突片が、前記凹段部に凹凸嵌合されて前記支持体に結合されている、
非可逆回路素子。
請求項１に記載された非可逆回路素子であって、
前記保持具の底部外面は、前記支持体の前記一面より下になっている、
非可逆回路素子。
請求項１又は２に記載された非可逆回路素子であって、
前記保持具の底部外面と、前記支持体の他面とは、略同一面の構成面を有している、
非可逆回路素子。
請求項１又は２に記載された非可逆回路素子であって、
前記保持具の底部外面は、前記支持体の前記他面より上になっている、
非可逆回路素子。
請求項１乃至４の何れかに記載された非可逆回路素子であって、
前記保持具挿入用孔は、前記支持体の一面から他面に貫通している
非可逆回路素子。
請求項１乃至５の何れかに記載された非可逆回路素子であって、
前記凹段部は、前記支持体の他面側に備えられており、
前記保持具は、前記他面側から前記保持具挿入用孔の内部に案内されている、
非可逆回路素子。
請求項６に記載された非可逆回路素子であって、
前記支持体は、前記組立体を構成する部材と、前記結合突片とにより挟持されている、
非可逆回路素子。