JP4097084B2

JP4097084B2 - 非可逆回路素子

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Inventors: 和之青木
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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、例えば携帯電話等のごとき移動体無線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ケース内に、軟磁性基体と中心電極等で構成された磁気回転子や永久磁石等の磁性部品及び整合用コンデンサさらには終端抵抗器等の電気部品を収容して構成される。

軟磁性基体には中心電極が組み合わされ、永久磁石から直流磁界が印加される。中心電極は、複数本の中心導体を含み、一端が軟磁性基体の一面上に配置され、グランド部として金属ケースにアースされる。軟磁性基体の他面には、中心導体が互いに所定の角度をもって交差するように絶縁して配置される。中心導体の先端は、整合用コンデンサや終端抵抗器等の電気部品と接続されるとともに、金属ケースの外部に導出されて外部端子とされる。

ところで、この種の非可逆回路素子は、その市場性から限りなく小型化が要求されており、現状の大きさは、一辺が４ｍｍ以下にまとめられるようになってきている。これに対処するため、非可逆回路素子を構成する磁気回転子や永久磁石の小型、薄型化が進展し、これらの部品が金属ケース内に高密度実装されるようになってきている。また、昨今のこの種の非可逆回路素子の動作周波数帯域は、ＧＨｚ帯に達している。このような高密度実装された非可逆回路素子を高周波信号で動作させると金属ケースに高周波電流が発生するという問題がある。

すなわち、上述した非可逆回路素子において、磁気回転子及び永久磁石の周囲にはケースを構成する磁性金属材料が密着して配置されている。このため、磁気回転子を構成する中心導体に高周波信号が供給されると、中心導体のもつインダクタンス成分及びケースのもつインダクタンス成分によって、ケースに高周波電流が誘起される。この高周波電流は、ジュール損として消耗される。また、ケースを周回する高周波電流は、中心導体を流れる信号を打ち消すように働くため、磁気回転子の高周波磁界を弱め、非可逆回路素子の電気的特性を悪化させる。

このような問題に対処するため、例えば特許文献１では、金属ケースにフェライトと中心電極の周りを流れる周回電流（高周波電流）を遮断するためのギャップを設ける技術を開示しているが、更なる特性の向上が望まれている。
特開２００１−１７７３０８号公報

本発明の課題は、挿入損失及び入出力V.S.W.R.帯域幅等の面において電気的特性が向上した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、磁気回転子と、永久磁石と、ケースとを含む。前記磁気回転子は、軟磁性基体と、複数の中心導体とを含み、前記ケースの内部に設けられている。前記永久磁石は、前記ケースの内部に設けられており、前記磁気回転子に重ねて配置され、前記磁気回転子に直流磁界を印加する。前記ケースは、磁性金属材料を含み、前記永久磁石と結合してヨークを構成しており、前記ヨークの磁路と交叉する方向に連結部が形成され、前記連結部を介して磁路方向に結合している。前記連結部は、直流電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流に対して低インピーダンスとなる静電容量要素を含む。

上述した非可逆回路素子において、磁気回転子及び永久磁石は、ケースの内部に設けられている。ケースは、磁性金属材料を含み、永久磁石と結合してヨークを構成しているから、磁気回転子と、永久磁石との回りには、ヨークの磁路方向に周回回路が形成される。

永久磁石は、磁気回転子に重ねて配置され、磁気回転子は、複数の中心導体と、軟磁性基体とを含む。このため、複数の中心導体に高周波信号が供給されると、中心導体のもつインダクタンス成分及びケースのもつインダクタンス成分によって、ケースに高周波電流が誘起される。

ケースは、ヨークの磁路と交叉する方向に連結部が形成され、連結部を介して磁路方向に結合している。連結部は、直流電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流に対して相対的に低インピーダンスとなる静電容量要素を含む。本発明におけるこのケースの構成であると、入出力V.S.W.R.が改善され、挿入損失が低減し、動作周波数帯域幅が拡大することが確認された。

すなわち、本発明におけるケースの構成では、ヨークの磁路方向に形成される周回回路に対して、ケースのもつインダクタンス成分と直列に静電容量要素を挿入することで、共振回路が構成され、この共振回路によって電気的特性が改善すると推測される。

本発明におけるケースの構成は、従来一般に用いられていた上下ケースをはんだ付けにより連結し、直流電流に対しても、高周波電流に対しても低インピーダンスとなる連結部を備えるものや、特許文献１に示されたように、金属ケースにフェライトと中心電極の周りを流れる周回電流（高周波電流）を遮断するためのギャップを設けたものとは異なっている。

本発明のケースにおける連結部に用いる静電容量要素は、積層コンデンサ、単板コンデンサあるいは低温同時焼成セラミック技術を用いて形成したコンデンサ等のコンデンサ素子や、誘電体シートあるいは絶縁塗層を連結部に介挿することでも構成できる。
コンデンサ素子を用いれば、種々の容量値のものを選択できるので設計が容易となる。誘電体シートや絶縁塗層を用いる場合は、ケースの磁性金属材料面を対向電極とすれば、対向する面の面積を変えることにより容量値の設定が行える。また、接着剤や接着、粘着シートを併用することで連結部の固定も合わせて行える。

このように、本発明によれば、挿入損失及び入出力V.S.W.R.帯域幅等の面において電気的特性が向上した非可逆回路素子を得ることができる。

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例を示す斜視図、図２は図１に図示した非可逆回路素子の分解斜視図、図３は、図１、図２に図示した非可逆回路素子における下側ケースの分解斜視図、図４は、図１〜図３に図示した非可逆回路素子の模式的断面図である。図示する非可逆回路素子は、アイソレータを構成した例を示しており、図５はその等価回路図である。

図示する非可逆回路素子は、磁気回転子２と、永久磁石８と、ケース９とを含み、更に複数の整合コンデンサＣ１〜Ｃ３と、終端抵抗器R.と、連結用コンデンサＣ９と、押圧部材７とを含んで構成される。

ケース９は、上側ケース９１と、下側ケース９２とを含み、磁性金属材料を含んで構成される。下側ケース９２は、導電性を有する磁性金属材料と、電気絶縁性樹脂材料とを含み、上部が開口した四角形の箱形に形成される。下側ケース９２は、図３に図示したように、略四角形状の磁性金属板の相対向する２辺をプレス等により折り曲げて、底板９２０から立ち上がった立ち上がり辺９２１、９２２を有する断面コ字状に形成し、これを電気絶縁性樹脂材料とともに樹脂モールド成形技術等を用いて一体成形することにより構成する。また、下側ケース９２は、あらかじめ枠状に成形した電気絶縁性樹脂材料部分と磁性金属材料部分とを組み合わせて一体化することによっても構成できる。

下側ケース９２の磁性金属材料部分は底板９２０と、相対向する立ち上がり辺９２１、９２２に金属露出部を有する。底板９２０はグランドＧとされ、相対向する立ち上がり辺９２１、９２２は、上側ケース９１との連結部９０１、９０２を構成する。電気絶縁性樹脂材料部分は、橋絡片９２５、９２６と、入出力電極配置用の高段部９５と、終端抵抗器配置用の高段部９８と、入出力外部端子９７とを含む。橋絡片９２５、９２６は、電気絶縁性樹脂材料部分の相対向する２辺を連結する。一方の橋絡片９２５には、コンデンサ配置用の凹部９２７が形成されている。凹部９２７には、連結用コンデンサＣ９が配置される。

入出力電極配置用の高段部９５は、磁気回転子２を構成する軟磁性基体４の厚みと略同一の高さに設定され、その上面に入出力電極９６が配置される。入出力電極９６は、下側ケース９２の外面側の電気絶縁性樹脂材料部分に引き出されて入出力外部端子９７となる。終端抵抗器配置用の高段部９８は、終端抵抗器R.が配置されたとき、終端抵抗器R.の上面が軟磁性基体４の厚みと略同一の高さとなるように設定され、その上面にグランドＧが引き出されている。

整合コンデンサＣ１〜Ｃ３はそれぞれ直方体状に形成され、軟磁性基体４の厚さ寸法と略同じ厚さ寸法を有し、厚さ方向の両端面にそれぞれ外部電極Ｃ１１〜Ｃ３２を有する。整合コンデンサＣ１〜Ｃ３は、それぞれその厚さ方向が軟磁性基体４の厚さ方向に沿うように下側ケース９２の側壁に沿って配置され、それぞれ一方の外部電極Ｃ１１〜Ｃ３１がグランドＧにはんだ付けＳによって接続されている。

終端抵抗器R.は、抵抗体の両側に外部電極R１、R２が形成された汎用のチップ抵抗器で構成できる。終端抵抗器R.は、終端抵抗器配置用の高段部９８に配置され、一方の電極R１が高段部９８の上面に引き出されたグランドＧにはんだ付けＳによって接続されている。

磁気回転子２は、中心電極３と、軟磁性基体４と、粘着性の絶縁シート６とを含み、下側ケース９２に収容される。軟磁性基体４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る。軟磁性基体４は、１辺が２ｍｍ程度の四角形状で、厚さ０．１〜０．５ｍｍ程度の平板状に形成される。

中心電極３は、グランド部３０と、第１〜第３の中心導体３１〜３３とを含み、例えば、厚さ３０μｍ程度の銅板を打ち抜いた導体板で構成される。

グランド部３０は、軟磁性基体４の板面と同様の１辺が２ｍｍ程度の略四角形状であって、軟磁性基体４の下面と対向して配置される。

第１〜第３の中心導体３１〜３３は、軟磁性基体４の面上で互いに所定の角度、たとえば１２０度の角度で交差するように、グランド部３０の縁辺から引き出されている。引き出された中心導体３１〜３３は、軟磁性基体４の上面上に絶縁シート６を介して順次折り曲げられ、互いに絶縁されて所定の角度で交差する。最上部の第３の中心導体３３上にも、絶縁シート６が重ねられる。第１〜第３の中心導体３１〜３３の先端は、軟磁性基体４の上面の側端から突出して形成され、整合コンデンサＣ１〜Ｃ３、終端抵抗器R.及び入出力電極９６等に対する接続用端子部３１１〜３３１となる。

磁気回転子２は、下側ケース９２の中央部に配置され、グランド部３０がグランドＧにはんだ付けＳによって接続されている。第１、第２の中心導体３１、３２の接続用端子部３１１、３２１は、整合コンデンサＣ１、Ｃ２の他方の外部電極Ｃ１２、Ｃ２２にはんだ付けＳによって接続されるとともに、入出力電極９６にはんだ付けＳによって接続される。第３の中心導体３３の接続用端子部３３１は、整合コンデンサＣ３の他方の外部電極Ｃ３２にはんだ付けＳによって接続されるとともに、終端抵抗器R.の他方の外部電極R２にはんだ付けＳによって接続される。

押圧部材７はエンジニアリングプラスチック等の絶縁材料からなり、空洞部７０と、枠部７１と、押圧片７２とを有する。空洞部７０は枠部７１で囲まれて形成され、永久磁石８が配置される。押圧片７２は、枠部７１から突き出て形成され、永久磁石８を受けるとともに、下側ケース９２内に収容され、第１〜第３の中心導体３１〜３３の端子部３１１〜３３１を介して、整合コンデンサＣ１〜Ｃ３及び終端抵抗器R.を押圧し、位置決めする。

永久磁石８は、空洞部７０に収容できる平板状に形成され、磁気回転子２に重ねて配置されて磁気回転子２に直流磁界を印加する。

上側ケース９１は、略四角形の磁性金属板の相対向する２辺がプレス等により折り曲げ成形されて、天板９１０から立ち下がった立ち下がり辺９１１、９１２を有する断面コ字状に構成される。相対向する立ち下がり辺９１１、９１２は、下側ケース９２との連結部９０１、９０２を構成する。上側ケース９１は永久磁石８に重なり、下側ケース９２の開口を閉塞するように下側ケース９２と組み合わされる。上側ケース９１及び下側ケース９２は、永久磁石８と磁気的に結合してヨークを構成する。連結部９０１、９０２は、ヨークの磁路と交叉する方向に形成され、ヨークをその磁路方向に結合する。

連結部９０１、９０２は、直流電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流に対して低インピーダンスとなる静電容量要素を含む。本実施例では、一方の連結部９０１は、絶縁シート９０３と連結用コンデンサＣ９とを含む。絶縁シート９０３は、立ち上がり辺９２１と、立ち下がり辺９１１との重なり部分に配置され、互いを直流的に絶縁する。連結用コンデンサＣ９は、コンデンサ配置用の凹部９２７に配置され、下側ケース９２の底板９２０と、上側ケース９１の立ち下がり辺９１１の先端との間にはんだ付けＳにより接続され、下側ケース９２と、上側ケース９１とを高周波電流に対して低インピーダンスとなるように結合する。他方の連結部９０２は、立ち上がり辺９２２と、立ち下がり辺９１２との重なり部分がはんだ付けＳによって接続され、下側ケース９２と、上側ケース９１とを電気的にも磁気的にも結合する。

上述のように構成された非可逆回路素子の電気的等価回路は、図５に示したように表せる。図において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ第１〜第３の中心導体３１〜３３の持つインダクタンス成分を示し、Ｌ９、Ｃ９は、それぞれケース９の持つインダクタンス成分、静電容量要素成分を示している。静電容量要素成分は、主として一方の連結部９０１に含まれるコンデンサＣ９よって形成される。

このように構成された非可逆回路素子において、磁気回転子２及び永久磁石８は、ケース９の内部に設けられている。ケース９は、磁性金属材料を含み、永久磁石８と結合してヨークを構成しているから、磁気回転子２と、永久磁石８との回りには、ヨークの磁路方向に周回回路が形成される。永久磁石８は、磁気回転子２に重ねて配置され、磁気回転子２は、複数の中心導体３１〜３２と、軟磁性基体４とを含む。このため、複数の中心導体３１〜３２に高周波信号が供給されると、複数の中心導体３１〜３３のもつインダクタンス成分Ｌ１〜Ｌ３及びケース９のもつインダクタンス成分Ｌ９とによって、ケース９に高周波電流が誘起される。

ケース９は、ヨークの磁路と交叉する方向において上側ケース９１と下側ケース９２とを結合する連結部９０１、９０２を有する。一方の連結部９０１は、絶縁シート９０３と連結用コンデンサＣ９とを含む。絶縁シート９０３は、立ち上がり辺９２１と、立ち下がり辺９１１との重なり部分に配置され、互いを直流的に絶縁する。連結用コンデンサＣ９は、下側ケース９２の底板９２０と、上側ケース９１の立ち下がり辺９１１の先端との間に接続され、下側ケース９２と、上側ケース９１とを高周波電流に対して低インピーダンスとなるように結合する。したがって、ケース９には、ケース９の持つインダクタンス成分Ｌ９に対して連結用コンデンサＣ９の静電容量要素成分が付加され、共振回路が構成される。本発明の非可逆回路素子は、この共振回路によって電気的特性が改善すると推測される。

図６〜図９は、本発明の非可逆回路素子と、従来構造の非可逆回路素子との電気的特性を比較して示したグラフである。従来構造の非可逆回路素子は、下側ケース９２と上側ケース９１とをはんだ付けＳにより結合している。

図において、実線は本発明の非可逆回路素子の特性を示し、破線は従来構造の非可逆回路素子の特性を示している。図６、図７は、それぞれ各周波数における入力V.S.W.R.と挿入損失とを示すグラフであって、本実施例の非可逆回路素子は、連結用コンデンサＣ９として、６ｐＦの低温同時焼成セラミックコンデンサを用いたときの特性を示している。本実施例の非可逆回路素子は、入力V.S.W.R.が改善され、挿入損失が低減し、動作周波数帯域幅が拡大していることがわかる。このように、本発明によれば、挿入損失及び入出力V.S.W.R.帯域幅等の面において電気的特性が向上した非可逆回路素子を得ることができる。

連結部は、他方の連結部を一方の連結部に合わせて同様の構成としても良い。また、ケースが円形の場合や、全体が磁性金属材料で構成されている場合は、磁路と交叉する方向で周回する環状の連結部としても良く、磁路と交叉する方向であれば、天板９１０、底板９２０あるいは立ち上がり、立ち下がり辺９２１、９１１の中間部等いずれの個所でも形成でき、連結部の個数も特に限定されない。また、連結部にコンデンサ素子を含む場合は、必ずしも重なり部分を設ける必要は無い。

コンデンサの静電容量要素値は、非可逆回路素子の形状、大きさ及び動作周波数帯域や要求特性によって異なり、これらに合わせて決定される。

絶縁部材はシート状以外の形状であってもよく、非導電性の接着剤等も用いることができる。また、絶縁部材を用いずエアギャップで直流的に絶縁してもよい。絶縁シートは、少なくとも片面に粘着もしくは接着層を含ませることができる。粘着もしくは接着層を含ませれば、連結部の少なくとも一方に絶縁シートを固着でき、絶縁シートの位置ずれや脱落を防ぐことができる。更に、非導電性接着剤を併用すれば、連結部の結合強度を高めることもできる。
図８、図９は、本実施例における入力V.S.W.R.と挿入損失とを示すグラフであって、実線は本実施例の非可逆回路素子において、連結用コンデンサＣ９として、２．７ｐＦの低温同時焼成セラミックコンデンサを用いたときの特性を、点線は連結用コンデンサＣ９を付加しなかった場合の特性を示している。連結用コンデンサＣ９の静電容量要素を付加することにより、入力V.S.W.R.が改善され、挿入損失が低減し、動作周波数帯域幅が拡大していることがわかる。

図１０は本発明に係る非可逆回路素子の別の一実施例を示す模式的断面図である。図示する非可逆回路素子は、アイソレータを構成した例を示しており、図１１はその回路図である。

図示する非可逆回路素子は、磁気回転子２が誘電体シート２０を介して、下側ケース９２のグランドＧに配置されている。その他の部分は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の構成であり、重複説明を省略する。

図示する非可逆回路素子は、磁気回転子２が誘電体シート２０を介して、下側ケース９２のグランドＧに配置されている。従って、その電気的等価回路は図１１に図示したように表せる。図において、Ｃ２０は、誘電体シート２０による静電容量要素成分を示している。

本実施例の非可逆回路素子は、磁気回転子２とグランドＧとの間に誘電体シート２０による静電容量要素成分を有しているので、動作周波数及び印加磁界を同時に下げることができる。動作周波数が下がればより小型の磁気回転子２を使用することが可能となり、印加磁界が下がればより小型の永久磁石８を使用することが可能となるので、非可逆回路素子が小型化できる。

本実施例の非可逆回路素子は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の連結部９０１を有する。連結部９０１は、直流電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流に対して低インピーダンスとなる静電容量要素を含むから、本実施例においても、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様に、挿入損失及び入出力V.S.W.R.帯域幅等の面において電気的特性が向上した非可逆回路素子を得ることができる。

図１２は本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。図示する非可逆回路素子において、下側ケース９２の立ち上がり辺９２１は、中段部９２５が形成された段付き形状に形成されている。連結用コンデンサＣ９は、低温同時焼成セラミックコンデンサで構成され、中段部９２５上に配置されて、中段部９２５のグランドＧ面と立ち下がり辺９１１の先端にはんだ付けＳにより接続され、上側ケース９１と下側ケース９２とを結合する。その他の部分は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の構成であり、重複説明を省略する。

本実施例の非可逆回路素子は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の連結部９０１を有する。連結部９０１は、直流電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流に対して低インピーダンスとなる静電容量要素を含むから、本実施例においても、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様に、挿入損失及び入出力V.S.W.R.帯域幅等の面において電気的特性が向上した非可逆回路素子を得ることができる。また、本実施例の非可逆回路素子は、図１０、図１１に図示した非可逆回路素子と同様に、磁気回転子２を誘電体シート２０を介して、下側ケース９２のグランドＧに配置することもできる。この場合、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様に、非可逆回路素子が小型化できる。

図１３は本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。図示する非可逆回路素子は、導電性の高段部９８を含んでいる。連結用コンデンサＣ９は、導電性の高段部９８上に配置される。その他の部分は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の構成であり、重複説明を省略する。

導電性の高段部９８は、下側ケース９２の底板９２０の立ち上がり辺９２１近傍に配置されている。連結用コンデンサＣ９は、積層チップコンデンサで構成され、導電性の高段部９８を介してグランドＧと立ち下がり辺９１１との先端にはんだ付けＳにより接続され、上側ケース９１と下側ケース９２とを結合する。

図１４は本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図、図１５はその平面図である。

図示する非可逆回路素子は、電気絶縁性樹脂材料でなるコンデンサ配置用高段部９９を含んでいる。連結用コンデンサＣ９は、単板コンデンサで構成され、コンデンサ配置用高段部９９上に配置される。その他の部分は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の構成であり、重複説明を省略する。

コンデンサ配置用高段部９９は、下側ケース９２の電気絶縁性樹脂材料部分と一体化されて、下側ケース９２の底板９２０の立ち上がり辺９２１近傍に形成されている。
連結用コンデンサＣ９は、単板コンデンサで構成される。単板コンデンサはその対向する板面に外部電極が形成されているので、連結用コンデンサＣ９は、立ち上がり辺９２１と立ち下がり辺９１１に挟持されて、コンデンサ配置用高段部９９上に配置される。このため、一方の連結部９０１は、広幅部と狭幅部とを含んでいる。

連結用コンデンサＣ９は、一方の連結部９０１の広幅部に配置される。連結用コンデンサＣ９の外部電極は、立ち上がり辺９２１の板面と立ち下がり辺９１１の板面とにそれぞれはんだ付けＳにより接続され、上側ケース９１と下側ケース９２とを結合する。一方の連結部９０１の狭幅部には、絶縁シート９０３が配置され、上側ケース９１と下側ケース９２とを絶縁する。なお、一方の連結部９０１の狭幅部は、絶縁シート９０３を用いず非導電性接着剤を用いて接着することもできる。また、一方の連結部９０１の全体を広幅部で構成し、絶縁シート９０３を用いず、エアギャップで上側ケース９１と下側ケース９２とを絶縁してもよい。

図１６は本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。図示する非可逆回路素子において、一方の連結部９０１は、連結用コンデンサ素子を含んでいない。一方の連結部９０１の静電容量要素は、誘電体シート９０５により形成する。その他の部分は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の構成であり、重複説明を省略する。

図示する非可逆回路素子において、上側ケース９１の立ち下がり辺９１１と、下側ケース９２の立ち上がり辺９２１とは、重なり部分を含んでいる。重なり部分は、誘電体シート９０５を介して結合している。

一方の連結部９０１の静電容量要素は、誘電体シート９０５を介して重なる対向面間に形成される。従って、重なり部分の対向面積を設定することにより、静電容量要素値を調整できる。

誘電体シート９０５は、立ち上がり辺９２１の全体に設けることができる。誘電体シート９０５を立ち上がり辺９２１の全体に設ければ、誘電体シート９０５の位置決めが容易となり、誘電体シート９０５の脱落を防ぐことができる。また、誘電体シート９０５は、少なくとも片面に粘着もしくは接着層を含ませることができる。粘着もしくは接着層を含ませれば、立ち下がり辺９１１及び立ち上がり辺９２１の少なくとも一方に誘電体シート９０５を固着でき、誘電体シート９０５の位置ずれや脱落を防ぐことができる。更に、非導電性接着剤を併用すれば、連結部９０１の結合強度を高めることもできる。

誘電体シート９０５は、誘電正接の小さいテフロン（登録商標）やポリイミド等のシートが適している。また、ポリイミドシートは入手性の面ですぐれており、厚さ１２．５μｍ程度のポリイミドシートは、粘着もしくは接着層を含ませても２７．５μｍ程度であり、薄層のシートが得られるので特に適している。

本実施例の非可逆回路素子は、連結用コンデンサ素子を含んでいないので構成が簡略化できる。

本実施例の非可逆回路素子は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の連結部９０１を有する。連結部９０１は、直流電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流に対して低インピーダンスとなる静電容量要素を含むから、本実施例においても、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様に、挿入損失及び入出力V.S.W.R.帯域幅等の面において電気的特性が向上した非可逆回路素子を得ることができる。また、本実施例の非可逆回路素子は、図１０、図１１に図示した非可逆回路素子と同様に、磁気回転子２を、誘電体シート２０を介して、下側ケース９２のグランドＧに配置することもできる。この場合、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様に、非可逆回路素子が小型化できる。

図１７は本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。図示する非可逆回路素子において、一方の連結部９０１は、連結用コンデンサ素子を含んでいない。一方の連結部９０１の静電容量要素は、絶縁塗層９０６により形成する。その他の部分は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様の構成であり、重複説明を省略する。

図示する非可逆回路素子において、上側ケース９１の立ち下がり辺９１１と、下側ケース９２の立ち上がり辺９２１とは、重なり部分を含んでおり、立ち下がり辺９１１及び立ち上がり辺９２１の少なくとも一方に絶縁塗層９０６が施されている。

一方の連結部９０１の静電容量要素は、絶縁塗層９０６を介して重なる対向面間に形成される。従って、重なり部分の対向面積を設定することにより、静電容量要素値を調整できる。

絶縁塗層９０６は、予め立ち上がり辺９２１に塗布やＣＶＤのような気相法等の方法で形成された、誘電体特性の優れた樹脂が用いられる。

図１８は本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図、図１９は図１８に図示した非可逆回路素子におけるケース９の開放状態の斜視図である。

図示する非可逆回路素子において、ケース９は、上側ケース９１と下側ケース９２とに分割されていない。ケース９以外の構成は、図１〜図４に図示した非可逆回路素子と同様であり、重複説明を省略する。

ケース９は、下側ケース９２部分と上側ケース９１に相当する蓋部分とを含んでいる。下側ケース９２部分及び上側ケース９１に相当する蓋部分は、連続しており、帯状の磁性金属板を４箇所折り曲げて形成される。折り曲げ部分は、帯状の磁性金属板の幅方向に形成され、直角に折り曲げられる。両端の折り曲げ部分は、立ち下がり辺９１１と、立ち上がり辺９２１とを構成し、一方の連結部９０１を構成する。

立ち下がり辺９１１には、連結用コンデンサＣ９と絶縁シート９０３とが配置される。連結用コンデンサＣ９及び絶縁シート９０３は、少なくとも一方を立ち上がり辺９２１に配置してもよい。絶縁シート９０３は、立ち上がり辺９２１の高さ方向の全面を覆う大きさであってもよく、また、粘着層や接着層を含んでいてもよい。

連結用コンデンサＣ９は、低温同時焼成セラミック基板を用いて薄板状に形成され、対抗する板面に外部電極が形成される。連結用コンデンサＣ９は、その外部電極が、立ち上がり辺９２１と立ち下がり辺９１１の対向する板面に、それぞれ、はんだ付けＳによって両者を結合する。本実施例において、連結用コンデンサＣ９は、単板コンデンサを用いても好適である。

一方の連結部９０１は、天板９１０部分に構成することもできる。一方の連結部９０１を天板９１０部分に構成するには、４箇所の折り曲げ部分の位置をずらし、両端の折り曲げ部分が互いに重なるように、天板９１０部分に形成すればよい。本実施例のケース９は、連結部９０１の静電容量要素として、コンデンサ素子を用いず、誘電体シートで構成する場合にも用いることができる。

以上、好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、その基本的技術思想および教示に基づき、種々の変形例を想到できることは自明である。

本発明に係る非可逆回路素子の一実施例を示す斜視図である。図１に図示した非可逆回路素子の分解斜視図である。図１、図２に図示した非可逆回路素子における下側ケースの分解斜視図である。図１〜図３に図示した非可逆回路素子の模式的断面図である。アイソレータの回路図である。本発明の非可逆回路素子と、従来構造の非可逆回路素子との電気的特性を比較して示したグラフである。本発明の非可逆回路素子と、従来構造の非可逆回路素子との電気的特性を比較して示したグラフである。本発明の非可逆回路素子と、従来構造の非可逆回路素子との電気的特性を比較して示したグラフである。本発明の非可逆回路素子と、従来構造の非可逆回路素子との電気的特性を比較して示したグラフである。本発明に係る非可逆回路素子の別の一実施例を示す模式的断面図である。アイソレータの回路図である。本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す平面図である。本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。本発明に係る非可逆回路素子の更に別の一実施例を示す模式的断面図である。図１８に図示した非可逆回路素子におけるケース９の開放状態の斜視図である。

符号の説明

２磁気回転子
３１〜３３中心導体
４軟磁性基体
８永久磁石
９ケース
９０１連結部
Ｃ９コンデンサ

Claims

磁気回転子と、永久磁石と、ケースとを含む非可逆回路素子であって、
前記磁気回転子は、軟磁性基体と、複数の中心導体とを含み、前記ケースの内部に設けられており、
前記永久磁石は、前記ケースの内部に設けられており、前記磁気回転子に重ねて配置され、前記磁気回転子に直流磁界を印加し、
前記ケースは、磁性金属材料を含み、前記永久磁石と結合してヨークを構成しており、前記ヨークの磁路と交叉する方向に連結部が形成され、前記連結部を介して磁路方向に結合しており、
前記連結部は、直流電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流に対して低インピーダンスとなる静電容量要素を含み、
前記静電容量要素は、前記中心導体に供給される高周波信号により前記ヨークの磁路方向に形成される周回回路において、前記ケースのもつインダクタンス成分と直列に入り、入出力V.S.W.R.帯域幅を拡大し、挿入損失を低減させる共振回路を構成する、
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、
前記ケースは、上側ケースと、下側ケースとを含み、
前記連結部は、前記上側ケースと、前記下側ケースとの結合部に形成されている、
非可逆回路素子。
請求項２に記載された非可逆回路素子であって、
前記上側ケースは、磁性金属板でなる天板と、前記天板から立ち下がった立ち下がり辺とを含み、
前記下側ケースは、磁性金属板でなる底板と、底板から立ち上がった立ち上がり辺とを含み、
前記連結部は、前記立ち下がり辺と、前記立ち上がり辺との結合部に形成されている、
非可逆回路素子。
請求項１乃至３のいずれかに記載された非可逆回路素子であって、
前記連結部は、前記磁性金属材料の重なり部分を含んで形成されている、
非可逆回路素子。
請求項１乃至４のいずれかに記載された非可逆回路素子であって、前記静電容量要素は、積層コンデンサを含む、非可逆回路素子。
請求項１乃至４のいずれかに記載された非可逆回路素子であって、前記静電容量要素は、単板コンデンサを含む、非可逆回路素子。
請求項１乃至４のいずれかに記載された非可逆回路素子であって、前記静電容量要素は、低温同時焼成セラミック基板を含む、非可逆回路素子。
請求項１乃至７のいずれかに記載された非可逆回路素子であって、前記連結部は、非導電性接着剤を含んで結合している、非可逆回路素子。
請求項４に記載された非可逆回路素子であって、
前記重なり部分は、誘電体シートを介して結合しており、
前記静電容量要素は、前記誘電体シートを介して重なる対向面間に形成されている、
非可逆回路素子。
請求項９に記載された非可逆回路素子であって、前記誘電体シートは、少なくとも片面に粘着もしくは接着層を含み、前記対向面の少なくとも一方に固着している、非可逆回路素子。
請求項４に記載された非可逆回路素子であって、
前記重なり部分は、少なくとも一方の面に絶縁塗層が形成され、前記絶縁塗層を介して結合しており、
前記静電容量要素は、前記絶縁塗層を介して重なる対向面間に形成されている、
非可逆回路素子。