JPH06163319A - 非可逆回路素子用コンデンサ及び非可逆回路素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化の要求に応えるとともに、磁性体内の
電磁エネルギーの洩れを防ぐ電気的シールドを一層向上
させる非可逆回路素子を提供する。 【構成】 誘電体層（１１１、１１２、１１３）のそれ
ぞれは対向する両主面に電極を有し、互いに積層されて
積層体１を構成している。積層体１は表面側および裏面
側に接地用電極を有するとともに、面内に非可逆回路素
子を構成する磁性体を挿入するための孔を有する。この
孔は内周面の全体が導体膜１４で被覆され、導体膜１４
が両接地電極を導通接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非可逆伝送特性を持つ
非可逆回路素子に関し、更に詳しくは、自動車電話、携
帯電話、コードレス電話等の通信システムにおいて、ア
イソレータまたはサーキュレータとして用いられる非可
逆回路素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の非可逆回路素子の従来技術とし
ては、例えば、実開平３ー８４６０４号公報に記載され
たものが知られている。その一般的な構成は、ストリッ
プ導体の両側にフェライトの磁性体を配置し、この磁性
体の外側に、必要がある場合側面にシールド板を置き磁
性体の電気的シールドを図り、そのシールド板をはさん
で磁性体の外側に永久磁石を配置して磁性体に直流磁界
を垂直に印加し、さらに、一方側の永久磁石の外側にセ
ラミックの基板または樹脂の多層板等からなるコンデン
サを設けてある。中心導体は一枚の基板上で互いに１２
０度の角度で交叉するよう配置された３つのストリップ
導体を含んでいる。コンデンサは周波数整合用として各
端子に接続され接地容量または端子間容量をなしてい
る。近年、可逆回路素子は、自動車電話やコードレス電
話用の内部として重要な用途があり、その小型は極めて
重要な事項である。しかし、従来の非可逆回路素子は、
セラミックの基板または樹脂の多層板等からなるコンデ
ンサが、一方側の永久磁石の外側に設けられているの
で、その分、完成品の本体が大きくなっていた。この完
成品の小型化の要請に対して、特開平２ー２６０５１３
号公報に記載された技術は、コンデンサに磁性体を挿入
する大きさの孔を設け、その孔に磁性体を挿入すること
により、完成品の小型化の要請に応えた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の特開平２ー２６
０５１３号公報に記載された非可逆回路素子は、コンデ
ンサに孔を設けて磁性体を挿入したことにより、完成品
の小型化の要請に応えているが、コンデンサの板厚分に
相当する非シールド領域が発生する。このために、上述
の非可逆回路素子は、磁性体内の電磁エネルギーが洩れ
て挿入損出が増加し、この非可逆回路素子を装置に実装
した場合、実装された装置の出力を低下させるという問
題点があった。

【０００４】そこで、本発明の課題は、小型化の要求に
応えるとともに、磁性体内の電磁エネルギの洩れを防ぐ
電気的シールドを一層向上させた非可逆回路素子を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明は、非可逆回路素子に用いられるコンデンサ
であって、複数の誘電体層を含み、前記誘電体層のそれ
ぞれが対向する両主面に電極を有し、互いに積層されて
積層体を構成しており、前記積層体は、表面側および裏
面側に接地用電極を有すると共に、面内に非可逆回路素
子を構成する磁性体を挿入するための孔を有し、前記孔
は内周面の全体が導体膜で被覆され、前記導体膜が前記
両接地用電極を導通接続している。

【０００６】また、ストリップ導体と、コンデンサ、磁
性体と、シールド板と、永久磁石とを含む非可逆回路素
子であって、前記ストリップ導体は、複数であり、前記
コンデンサは、上述に記載した非可逆回路素子用コンデ
ンサであって、孔が前記ストリップ導体に対向するよう
に配置されており、前記磁性体は、前記孔の内に挿入さ
れており、前記シールド板は、前記磁性体の上に配置さ
れ、前記孔の内周面に被覆した導体と導通接続されてお
り、前記永久磁石は、前記磁性体に直流磁界を印加して
いる。

【０００７】

【作用】コンデンサは、複数の誘電体層を含み、互いに
積層されて積層体を構成しており、この積層体が、非可
逆回路素子を構成する磁性体を挿入するための孔を有し
ているので、磁性体を孔に挿入したとき、磁性体および
積層体による厚みが、いずれか一方の厚みによって定ま
り、それぞれの厚みが互いに加算されることがない。例
えば、磁性体が積層体よりも厚い場合は、積層体が磁性
体の厚み内に吸収され、反対に、積層体が磁性体よりも
厚い場合は、磁性体が積層体の厚み内に吸収される。従
って、コンデンサは、非可逆回路素子を小型、かつ、薄
型に構成することができる。しかも磁性体の位置決めが
容易になる。

【０００８】コンデンサは複数の誘電体層を含み、誘電
体層のそれぞれが対向する両主面に電極を有し、互いに
積層されて積層体を構成されているので、孔を設けたこ
とによるコンデンサ形成のための面積減少分を、厚み方
向におけるコンデンサの積層によって補うことができ
る。このため、非可逆回路素子の小型化、薄型化を図り
ながら、必要なコンデンサを形成できる。

【０００９】コンデンサは、孔の内周面全体が導体膜で
被覆されているので、従来問題になっていたコンデンサ
板厚分に相当する非シールド領域が、導体膜によって埋
められ、これによりコンデンサ部分からの磁性体内の電
磁エネルギーの洩れを防ぐ電気的シールドが形成され
る。

【００１０】しかも、導体膜が両接地用電極を導通接続
しているので、浮遊容量を防ぐことができる。

【００１１】積層体は表面側および裏面側に接地用電極
を有し、孔は内周面の全体が導体膜で被覆され、導体膜
が両接地用電極と導通接続し、シールド板は磁性体の上
に配置され、孔の内周面に被覆した導体膜と導通接続さ
れているから、孔の内周面に被覆された導体膜による側
面部からの磁性体内の電磁エネルギーの洩れを防ぐ電気
的シールドに加え、上面側または下面側の電気的シール
ドが施され、ストリップ導体および磁性体を囲む連続す
る電気的シールドが形成される。このため、磁性体内の
電磁エネルギーの洩れを防ぐ電気的シールドが一層向上
する。

【００１２】

【実施例】図１は本発明に係る非可逆回路素子用のコン
デンサの正面図、図２は本発明に係る非可逆回路素子用
のコンデンサの平面図、図３は本発明に係る非可逆回路
素子用のコンデンサの底面図である。図において、１は
積層体、１０は孔、１４は導体膜、１１１は第１誘電体
層、１１２は第２誘電体層、１１３は第３誘電体層、１
２１は第１導体層、１２２は第２導体層、１２３は第３
導体層、１２４は第４導体層である。

【００１３】コンデンサは、３層の誘電体層１１１〜１
１３と４層の導体層１２１〜１２４からなるガラス基材
フッ素樹脂銅張積層板等で構成されていて、誘電体層
（１１２〜１１３）のそれぞれが対向する両主面に電極
を有し（後述する図４および図５参照）、互いに積層さ
れて積層体１を構成している。

【００１４】積層体１は、表面側および裏面側に接地用
電極１６０および１７０を有すると共に、面内に非可逆
回路素子を構成する磁性体を挿入するための孔１０を有
する。孔１０は内周面の全体が導体膜１４で被覆され、
導体膜１４が両接地用電極１６０および１７０と導通接
続している。接地用電極１６０は第１導体層１２１を構
成し、接地用電極１７０は第４導体層を構成している。
導体膜１４は孔１０の内壁面にメッキを施すか、真空蒸
着するか、またはスパッタすることにより形成できる。

【００１５】このように、コンデンサは、３層の誘電体
層（１１１、１１２、１１３）を含み、互いに積層され
て積層体１を構成しており、この積層体１が、非可逆回
路素子を構成する磁性体を挿入するための孔１０を有し
ているので、非可逆回路素子を小型、かつ、薄型に構成
し得るコンデサが得られる。しかも磁性体の位置決めが
容易になる。

【００１６】コンデンサは複数の誘電体層（１１１、１
１２、１１３）を含み、誘電体層（１１１、１１３）の
それぞれが対向する両主面に電極（図２および図３にお
いては、１６０および１７０）を有し、互いに積層され
て積層体１を構成されているので、孔１０を設けたこと
によるコンデンサ形成のための面積減少分を、厚み方向
におけるコンデンサの積層によって補うことができる。
このため、非可逆回路素子の小型化、薄型化を図りなが
ら、必要なコンデンサを形成できる。

【００１７】しかも、導体膜１４が両接地用電極（１６
０、１７０）を導通接続しているので、浮遊容量を防ぐ
ことができる。

【００１８】次に、このコンデンサの積層体１の電極パ
ターンを第１導体層１２１から順に詳細に説明する。

【００１９】図２に示すように、第１誘電体層１１１は
ガラス基材フッ素樹脂等からなる。第１導体層１２１
は、第１誘電体層１１１の表面上に接地用電極１６０を
形成している。１５１〜１５３はメッキ等により形成さ
れた第１誘電体層１１１を貫通する貫通導体である。

【００２０】図４は図１のＡ４ーＡ４線上における断面
図を示している。図において、第２誘電体層１１２はガ
ラス基材フッ素樹脂等からなる。第２導体層１２２は第
２誘電体層１１２の上に３つのコンデンサ電極（１６
１、１６２、１６３）を有している。コンデンサ電極
（１６１、１６２、１６３）は、それぞれ、貫通導体１
５１〜１５３によって第１導体層１２１の表面側に導出
されている（図２参照）。

【００２１】図５は図１のＡ５ーＡ５線上における断面
図を示している。図において、第３誘電体層１１３はガ
ラス基材フッ素樹脂等からなる。第３導体層１２３は第
３誘電体層の上に３つのコンデンサ電極（１６４、１６
５、１６６）を有している。コンデンサ電極１６４は、
コンデンサ電極１６１と第２誘電体層１１２をはさんで
対向し、容量を形成している。コンデンサ電極１６５
は、コンデンサ電極１６２と第２誘電体層１１２をはさ
んで対向し、容量を形成している。コンデンサ電極１６
６は、コンデンサ電極１６３と第２誘電体層１１２をは
さんで対向し、容量を形成している。

【００２２】図３に示すように、第４導体層１２４は、
第３誘電体層１１３の上に接地用端子（６１、６２）の
導通経路としての接地用電極（１７１、１７２）、Ｉ／
Ｏ用端子（６３、６４）の導通経路としてのＩ／Ｏ用電
極（１７３、１７４）を有している。接地用電極（１７
１、１７２）は、ストリップ基板３の接地用電極（３４
５、３４５）に接続している。Ｉ／Ｏ用電極（１７３、
１７４）は、ストリップ基板３の導体（３１、３２）に
接続されている。

【００２３】図６は図１〜図５に示した構造を有するよ
うコンデンサの電気的等価回路を示すために用いられた
展開図である。ａ、ｂ、ｃは貫通導体１５１、１５２お
よび１５３によって形成される端子を示している。端子
ａーｂ間にコンデンサ電極１６１とコンデンサ電極１６
４とによる端子間容量Ｃ１１が形成され、端子ｂーｃ間
にコンデンサ電極１６２とコンデンサ電極１６５による
端子間容量Ｃ１２が形成され、端子ｃーａ間にコンデン
サ電極１６３とコンデンサ電極１６６とによる端子間容
量Ｃ１３が形成される。また、接地用導体１２１、１２
４とコンデンサ電極（１６１、１６６）、（１６２、１
６４）及び（１６３、１６５）との間に接地容量Ｃ０
１、Ｃ０２、Ｃ０３がそれぞれ形成される。

【００２４】図７は図１〜図５に示したコンデンサを用
いたアイソレータの等価回路図を示し、端子ａーｂ間に
端子間容量Ｃ１１を接続し、端子ｂーｃ間に端子間容量
Ｃ１２を接続し、端子ｃーａ間に端子間容量Ｃ１３を接
続するとともに、端子ａ、ｂ、ｃのそれぞれに接地容量
Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ０３をそれぞれ接続した回路が得ら
れる。

【００２５】図８は本発明に係る非可逆回路素子の分解
斜視図、図９は非可逆回路素子の平面図、図１０は図９
のＡ１０ーＡ１０線上における正面断面図、図１１は図
９のＡ１１ーＡ１１線上における正面断面図である。図
において、１はコンデンサ、２は磁性体、３はストリッ
プ支持基板、４は永久磁石、５はシールド板、６はケー
ス、７、８はヨーク、９は抵抗板である。

【００２６】コンデンサ１は、上述した非可逆回路素子
用コンデンサである。

【００２７】磁性流体２は、ＹＩＧ（イットリュウム鉄
ガーネットの略称）などのフェリ磁性体からなり、スト
リップ基板３と対向するように配置されている。

【００２８】ストリップ基板３は、ケース６に配置され
たＩ／Ｏ（ＩｎｐｕｔーＯｕｔｐｕｔ）用端子（６３、
６４）（図９参照）に導通する経路としての貫通導体
（３４３、３４４）（図１２または図１３を参照）と導
通し、また、接地用導体（６１、６２）に導通する経路
としての貫通導体（３４１、３４２）およびシールド板
５の突片（５２、５３）と導通し、容量基板と対向する
ように配置されている。

【００２９】ストリップ基板３は、図１２又は図１３に
示すように、互いに約１２０度の角度で交叉する３つの
ストリップ導体３１〜３３が形成されている。ストリッ
プ導体３１は、基板３４の表面に分割片３１０を、裏面
に分割片３１１を２分割して配置され、分割片３１０と
分割片３１１とを貫通導体（３１ａ、３１ｂ）を用いて
接続されている。同様に、ストリップ導体３２は、基板
３４の表面に分割片３２０を、裏面に分割片３２１を２
分割して配置され、分割片３２０と分割片３２１とを貫
通導体（３２ａ、３２ｂ）を用いて接続されている。ス
トリップ導体３３についても、基板３４の表面に分割片
３３０を、裏面に分割片３３１を２分割して配置され、
分割片３３０と分割片３３１とを貫通導体（３３ａ、３
３ｂ）を用いて導通させてある。これらの貫通導体（３
１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ）およ
び貫通導体（３４１、３４２、３４３、３４４）は、メ
ッキを施して形成できる。さらに、ストリップ基板３
は、表面側にＩ／Ｏ用端子（６３、６４）の導通経路と
してのＩ／Ｏ用電極（３５１、３５２）、裏面側に接地
用端子（６１、６２）の導通経路としての接地用電極
（３４５、３４６）を有している。

【００３０】永久磁石４は、磁性体２に垂直に磁界を印
加するものである。

【００３１】シールド板５は、薄い銅板に銀メッキを施
したものである。下側のシールド板５の周辺部には３つ
の突片５１〜５３が立設されている。

【００３２】ケース６は、絶縁材料、例えば、樹脂で構
成されている。図１４に示すように、ケース６は、スト
リップ基板３を載せる面に接地用端子６１に接続する接
地用電極６１１、接地用端子６２に接続する接地用電極
６１２、Ｉ／Ｏ用端子６３に接続するＩ／Ｏ用電極６１
３およびＩ／Ｏ用端子６４に接続するＩ／Ｏ用電極６１
４を有する。接地用電極（６１１、６１２）は、それぞ
れストリップ基板３の電極（３４５、３４６）と接続さ
れている（図６参照）。Ｉ／Ｏ電極（６１３、６１４）
は、それぞれストリップ基板３の電極（３５１、３５
２）と接続されている（図１３参照）。

【００３３】ヨーク７は、鉄に銀メッキをしたものにフ
ッ素樹脂をコートしたものが使用でき、ヨーク８は薄い
鉄板にニッケルメッキしたものが使用できる。

【００３４】抵抗板９は、抵抗体９ａと、この抵抗体９
ａをはさんだ電極９ｂ、９ｃを有し、ケース６の上面の
一辺側に配置されている。電極９ｂは、ストリップ基板
３上の電極３４６に接続され、電極９ｃは、ストリップ
基板３上の電極３３１に接続される。この抵抗板９は、
抵抗体９ａとして、例えば、アルミナ基板上に酸化ルテ
ニウム（ＲｕＯ）等の抵抗材料を、電極９ｂ、９ｃとし
て銀ーパラジウム（ＡｇＰｄ）等の電極材料を用いて印
刷技術によって形成される。抵抗板９を設けずに、電極
（９ｂ、９ｃ）で終端していたストリップ導体３３１を
新たに設けられた端子６１５に接続することにより、サ
ーキュレータを得ることができる。

【００３５】組み立てに当たっては、ケース６の孔の中
に下側の永久磁石４を挿入し、次に、ケース６の上面の
一辺側に抵抗板９を配置し、続いて、下側の磁性体２を
突片５１、５２、５３の間に配した下側のシールド板５
をケース６の孔に挿入する。次に、ストリップ基板３を
ケース６の上に被せ、このストリップ基板３の上に容量
基板１を載せ、容量基板１の孔１０の中に上側の磁性体
２を挿入して上側のシールド板５を被せる。続いて、上
側の永久磁石４を上側の磁性体２に垂直に磁界を印加す
るように配置して、ヨーク７の止め金７１でヨーク８を
固定する。

【００３６】上述のように、コンデンサ１は、複数の誘
電体層（１１１、１１２、１１３）を含み、互いに積層
されて積層体１を構成しており、この積層体１が、非可
逆回路素子を構成する磁性体２を挿入するための孔１０
を有しているので、磁性体２を孔１０に挿入したとき、
磁性体２および積層体１による厚みが、いずれか一方の
厚みによって定まり、それぞれの厚みが互いに加算され
ることがないので、小型、かつ、薄型の非可逆回路素子
が構成される。しかも、磁性体２の位置決めが容易な非
可逆回路素子が構成される。

【００３７】コンデンサ１は、孔１０の内周面全体が導
体膜１４で被覆されているので、従来問題になっていた
コンデンサ板厚分に相当する非シールド領域が、導体膜
１４によって埋められ、これにより磁性体内の電磁エネ
ルギーの洩れを防ぐ電気的シールドが形成される。

【００３８】積層体１は表面側および裏面側に接地用電
極（１６０、１７０）を有し、孔１０は内周面の全体が
導体膜１４で被覆され、導体膜１４が両接地用電極（１
６０、１７０）と導通接続し、シールド板５を磁性体２
の上に配置し、孔１０の内周面に被覆した導体膜１４と
導通接続させたから、孔１０の内周面に被覆された導体
膜１４による側面部からの磁性体内の電磁エネルギーの
洩れを防ぐ電気的シールドに加え、上面側または下面側
の電気的シールドが施され、ストリップ導体（３１、３
２、３３）および磁性体２を囲む連続する電気的シール
ドが形成される。このため、磁性体内の電磁エネルギの
洩れを防ぐ電気的シールドが一層向上する。

【００３９】

【発明の効果】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）コンデンサは、複数の誘電体層を含み、互いに積
層されて積層体を構成しており、この積層体が、非可逆
回路素子を構成する磁性体を挿入するための孔を有して
いるので、小型、かつ、薄型の非可逆回路素子を提供で
きる。 （ｂ）コンデンサは、誘電体層のそれぞれが対向する両
主面に電極を有し、互いに積層されて積層体を構成して
いるため、孔を設けたことによるコンデンサ形成のため
の面積減少分を、厚み方向におけるコンデンサの積層に
よって補うことができるので、小型化、かつ、薄型化を
図り、必要なコンデンサを提供できる。しかも、導体膜
が両接地用電極を導通接続しているので、浮遊容量を防
ぐことができるコンデンサを提供できる。 （ｃ）コンデンサは、孔の内周面全体が導体膜で被覆さ
れているので、従来問題になっていたコンデンサ板厚分
に相当する非シールド領域が、導体膜によって埋めら
れ、これにより磁性体内の電磁エネルギーの洩れを防止
する電気的シールドが形成される非可逆回路素子を提供
できる。 （ｄ）積層体は表面側および裏面側に接地用電極を有
し、孔は内周面の全体が導体膜で被覆され、導体膜が両
接地用電極と導通接続し、シールド板は磁性体の上に配
置され、孔の内周面に被覆した導体膜と導通接続されて
いるので、孔の内周面に被覆された導体膜による側面部
からの磁性体内の電磁エネルギーの洩れを防ぐ電気的シ
ールドに加え、上面側または下面側の電気的シールドが
施され、ストリップ導体および磁性体を囲む連続する電
気的シールドが形成される。このため、磁性体内の電磁
エネルギの洩れを防ぐ電気的シールドが一層向上する非
可逆回路素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非可逆回路素子用コンデンサの正
面図である。

【図２】本発明に係る非可逆回路素子用コンデンサの平
面図である。

【図３】本発明に係る非可逆回路素子用コンデンサの底
面図である。

【図４】図１のＡ４ーＡ４における断面図である。

【図５】図１のＡ５ーＡ５における断面図である。

【図６】図１〜図５に示された本発明に係る非可逆回路
素子用コンデンサの電気的等価回路を示すために用いら
れた展開図である。

【図７】図１〜図５に示された本発明に係る非可逆回路
素子用コンデンサを用いて実現されたアイソレータの等
価回路図である。

【図８】本発明に係る非可逆回路素子の分解斜視図であ
る。

【図９】本発明に係る非可逆回路素子の平面図である。

【図１０】図９のＡ１０ーＡ１０線上における正面断面
図である。

【図１１】図９のＡ１１ーＡ１１線上における正面断面
図である。

【図１２】本発明に係る非可逆回路素子を構成するスト
リップ基板を表面側から見た平面図である。

【図１３】図１２に示されたストリップ基板を裏面側か
ら見た平面図である。

【図１４】本発明に係る非可逆回路素子を構成するケー
スの平面図である。

【符号の説明】

１ コンデンサまたは積層体 ２ 磁性体 ３ ストリップ基板 ４ 永久磁石 ５ シールド板 ６ ケース ７ ヨーク ８ ヨーク ９ 抵抗板 １０ 孔 １４ 導体膜 ３１、３２、３３ ストリップ導体 １１１ 第１誘電体層 １１２ 第２誘電体層 １１３ 第３誘電体層 １６０、１７０ 接地用電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非可逆回路素子に用いられるコンデンサ
   であって、 複数の誘電体層を含み、前記誘電体層のそれぞれが対向
   する両主面に電極を有し、互いに積層されて積層体を構
   成しており、 前記積層体は、表面側および裏面側に接地用電極を有す
   ると共に、面内に非可逆回路素子を構成する磁性体を挿
   入するための孔を有し、前記孔は内周面の全体が導体膜
   で被覆され、前記導体膜が前記両接地用電極を導通接続
   している非可逆回路素子用コンデンサ。
2. 【請求項２】 ストリップ導体と、コンデンサ、磁性体
   と、シールド板と、永久磁石とを含む非可逆回路素子で
   あって、 前記ストリップ導体は、複数であり、 前記コンデンサは、請求項１に記載の非可逆回路素子用
   コンデンサであって、前記孔が前記ストリップ導体に対
   向するように配置されており、 前記磁性体は、前記孔の内部に挿入されており、 前記シールド板は、前記磁性体の上に配置され、前記孔
   の内周面に被覆した前記導体膜と導通接続されており、 前記永久磁石は、前記磁性体に直流磁界を印加している
   非可逆回路素子。
3. 【請求項３】 前記コンデンサは、前記ストリップ導体
   の端子間に接続される請求項２に記載の非可逆回路素
   子。
4. 【請求項４】 前記コンデンサは、前記ストリップ導体
   の端子と接地との間に接続される請求項２または３に記
   載の非可逆回路素子。