(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石を収納した第１のヨークと、この第１のヨークに結合されて、前記第１のヨークとで磁気閉回路を形成する第２のヨークと、この第２のヨークの底板上に載置されたフェライト部材と、このフェライト部材の上面に載置された積層基板と、この積層基板の上下方向の異なる位置に配設され、上下方向において一部が互いに交叉する第１，第２，第３の中心導体とを備え、前記フェライト部材は、下面に設けられ、前記第２のヨークの前記底板に接触する下面電極部と、この下面電極部に接続された状態で、側面に設けられた側面電極部と、この側面電極部に接続された状態で、上面に設けられた電極部を有し、前記中心導体の一端側が入出力端となすと共に、前記中心導体の他端側が接地端となし、前記入出力端と前記接地端は、前記積層基板の下面にそれぞれ導出され、前記積層基板が前記フェライト部材の上面に載置された際、前記積層基板の外周部が前記フェライト部材の上面から外方に突出し、この突出した前記積層基板の外周部の下面には、前記入出力端の導出部が位置すると共に、前記積層基板の下面に位置する前記接地端の導出部は、前記フェライト部材の上面に設けられた前記電極部に接触して接地され、また、前記フェライト部材の外周近傍に位置した状態で前記第２のヨークに収容され、前記第２のヨークの前記底板と前記フェライト部材の上面から外方に突出した前記積層基板の突出部との間に配置された複数のチップ型のコンデンサを有し、このコンデンサの一方の電極は、前記底板に接続されて接地されると共に、前記コンデンサの他方の電極は、入出力端子を介して、前記入出力端の前記導出部に接続され、前記コンデンサの他方の電極と前記入出力端の前記導出部との間に挟まれた前記入出力端子が前記第２のヨーク外に突出したことを特徴とする非可逆回路素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波帯の高周波部品として使用されるサーキュレータやアイソレータ等の非可逆回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非可逆回路素子の構成を図４に基づいて説明すると、円板状をなしたフェライト板５１を有している。
積層基板５２は、複数枚の絶縁層が積層されて構成され、その中央部には、凹部５２ａが設けられている。
【０００３】
銅等の導電板からなる第１，第２，第３の５３，５４，５５は、１２０度の間隔を置いて配置され、これ等の第１，第２，第３の中心導体５３，５４，５５は、積層基板５２の上下方向の異なる位置に配設されて、互いに電気的に絶縁された状態となると共に、第１，第２，第３の中心導体５３，５４，５５は、上下方向において一部が互いに交叉するように配置されている。
【０００４】
また、第１，第２，第３の中心導体５３，５４，５５のそれぞれの一端側は、積層基板５２に設けられたスルーホール（図示せず）に充填された接続導体５６ａ、５６ｂ、５６ｃによって、積層基板５２の一面（上面）５２ｂに導出されて入出力端５３ａ、５４ａ、５５ａとなっている。
【０００５】
更に、第１，第２，第３の中心導体５３，５４，５５のそれぞれの他端側は、積層基板５２に設けられたスルーホール（図示せず）に充填された接続導体５７ａ、５７ｂ、５７ｃによって、積層基板５２の一面（上面）５２ｂに導出されて接地端５３ｂ、５４ｂ、５５ｂとなっている。
【０００６】
そして、積層基板５２の凹部５１ａ内には、フェライト部材５１が配置された状態で、第１，第２，第３の中心導体５３，５４，５５の交叉する箇所の近傍に配置された磁石（図示せず）によって直流磁界がフェライト部材５１に印加されるようになっていて、入出力端５３ｂ、５４ｂ、５５ｂから入力、及び出力を行うようになっている。
【０００７】
また、ここでは図示しないが、ヨークによって、フェライト部材５１、積層基板５２、及び磁石（図示せず）が覆われて、非可逆回路素子が構成され、このような非可逆回路素子は、回路基板上に搭載されると共に、この回路基板上に搭載されたコンデンサが配線パターンによって第１，第２，第３の中心導体５３，５４，５５の入出力端５３ａ、５４ａ、５５ａに接続された構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非可逆回路素子の積層基板５２には、フェライト部材５１の径方向から突出する位置に接地端５３ｂ、５４ｂ、５５ｂ用の接続導体５７ａ、５７ｂ、５７ｃを設けるため、積層基板５２が径方向に大きくなるという問題がある。
また、コンデンサが回路基板上に搭載されるため、スペースファクタが悪く、大型になるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は積層基板を小型にできると共に、小型でコンパクトな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、磁石を収納した第１のヨークと、この第１のヨークに結合されて、前記第１のヨークとで磁気閉回路を形成する第２のヨークと、この第２のヨークの底板上に載置されたフェライト部材と、このフェライト部材の上面に載置された積層基板と、この積層基板の上下方向の異なる位置に配設され、上下方向において一部が互いに交叉する第１，第２，第３の中心導体とを備え、前記フェライト部材は、下面に設けられ、前記第２のヨークの前記底板に接触する下面電極部と、この下面電極部に接続された状態で、側面に設けられた側面電極部と、この側面電極部に接続された状態で、上面に設けられた電極部を有し、前記中心導体の一端側が入出力端となすと共に、前記中心導体の他端側が接地端となし、前記入出力端と前記接地端は、前記積層基板の下面にそれぞれ導出され、前記積層基板が前記フェライト部材の上面に載置された際、前記積層基板の外周部が前記フェライト部材の上面から外方に突出し、この突出した前記積層基板の外周部の下面には、前記入出力端の導出部が位置すると共に、前記積層基板の下面に位置する前記接地端の導出部は、前記フェライト部材の上面に設けられた前記電極部に接触して接地され、また、前記フェライト部材の外周近傍に位置した状態で前記第２のヨークに収容され、前記第２のヨークの前記底板と前記フェライト部材の上面から外方に突出した前記積層基板の突出部との間に配置された複数のチップ型のコンデンサを有し、このコンデンサの一方の電極は、前記底板に接続されて接地されると共に、前記コンデンサの他方の電極は、入出力端子を介して、前記入出力端の前記導出部に接続され、前記コンデンサの他方の電極と前記入出力端の前記導出部との間に挟まれた前記入出力端子が前記第２のヨーク外に突出した構成とした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の非可逆回路素子の図面を説明すると、図１は本発明の非可逆回路素子の要部断面図、図２は本発明の非可逆回路素子の要部の分解斜視図、図３は本発明の非可逆回路素子に係り、サーキュレータの回路図である。
【００１６】
次に、本発明の非可逆回路素子の構成を図１、図２に基づいて説明すると、円板状をなしたフェライト部材１を有している。
そして、このフェライト部材１の上面１ａには、複数個の電極部２ａ、２ｂ、２ｃが設けられると共に、側面１ｂには、電極部２ａ、２ｂ、２ｃと導通した側面電極部３ａが設けられ、また、下面１ｃには、側面電極部３ａと導通した下面電極部３ｂが設けられている。
【００１７】
そして、これ等の電極部２ａ、２ｂ、２ｃと側面電極部３ａ、及び下面電極部３ｂは、コバルト、ニッケル、及び錫の半田付け可能な合金等で構成されると共に、メッキによって形成されている。
なお、電極部２ａ、２ｂ、２ｃは複数個で形成したが、これ等の電極部は、１個のリング状のもので構成しても良い。
【００１８】
円板状をなした積層基板４は、複数枚の絶縁層５ａ、５ｂが積層されて構成されている。
銅等の導電板からなる二股状、或いは二条のそれぞれ第１，第２，第３の６，７，８は、１２０度の間隔を置いて配置され、これ等の第１，第２，第３の中心導体６，７，８は、積層基板４の上下方向の異なる位置に配設されて、互いに電気的に絶縁された状態となっている。
【００１９】
即ち、第１の中心導体６は、下部に位置する絶縁層５ａの下面に配設され、また、第２の中心導体７は、絶縁層５ａの上面に配設されて、上部に位置する絶縁層５ｂによって挟まれ、更に、第３の中心導体８は、絶縁層５ｂの上面に配設されて、第１，第２，第３の中心導体６，７，８が絶縁層５ａ、５ｂによって互いに絶縁された状態となっている。
【００２０】
そして、第１，第２，第３の中心導体６，７，８は、上下方向において一部が互いに交叉するように配置されている。
なお、積層基板４は、２枚の絶縁層５ａ、５ｂによって形成されたもので説明したが、３枚の絶縁層を使用し、それぞれの絶縁層の一面に中心導体を形成して、３枚の絶縁層を積層しても良い。
【００２１】
また、積層基板４の下面４ｃには、導電材からなる導電体９ａ、９ｂ、９ｃが設けられると共に、この導電体９ａ、９ｂ、９ｃは、積層基板４の側面４ｂに跨って形成されている。
【００２２】
そして、第１の中心導体６の一端側は、直接、導電体９ａに接続されると共に、第２，第３の中心導体７，８のそれぞれの一端側は、積層基板４に設けられたスルーホール（図示せず）に充填された接続導体１０ｂ、１０ｃによって、導電体９ｂ、９ｃに接続されている。
その結果、導電体９ａ、９ｂ、９ｃは、第１，第２，第３の中心導体６，７，８の一端側で、入出力端６ａ、７ａ、８ａとなっている。
【００２３】
更に、第２，第３の中心導体７，８のそれぞれの他端側は、積層基板４に設けられたスルーホール（図示せず）に充填された接続導体１１ｂ、１１ｃによって、積層基板４の下面４ｃに導出されていると共に、第１の中心導体６の他端側は、下面４ｃに露出した状態にあって、積層基板４の下面に位置する第１、第２，第３の中心導体６，７，８の他端側は、接地端６ｂ、７ｂ、８ｂとなっている。
【００２４】
そして、フェライト部材１の上面１ａには、積層基板４の下面４ｃが載置されて、電極部２ａ、２ｂ、２ｃ上には、それぞれの接地端６ｂ、７ｂ、８ｂが位置した状態となって、電極部２ａ、２ｂ、２ｃと接地端６ｂ、７ｂ、８ｂとが半田付けにより接続されている。
【００２５】
チップ型のコンデンサ１５，１６，１７は、それぞれ絶縁材からなる誘電体１８と、この誘電体１８の上、下面に設けられた電極１９とで構成されている。
また、このコンデンサ１５，１６，１７の上面に位置する電極１９には、入出力端子１２，１３，１４がそれぞれ接続されている。
そして、コンデンサ１５，１６，１７は、積層基板４の下面４ｃ側に配置されて、一方の電極１９が第１，第２，第３の中心導体６，７，８の入出力端６ａ、７ａ、８ａに接続されている。
【００２６】
磁性材からなるコップ状の第１のヨーク２０内には、円板状の磁石２１が収容され、この第１のヨーク２０は、磁石２１を第３の中心導体８上に配置した状態で、積層基板４上に配設されている。
磁性材からなるコップ状の第２のヨーク２２は、側部に設けられた複数個のスリット２２ａを有し、この第２のヨーク２２は、フェライト部材１，積層基板４，及びコンデンサ１５，１６，１７を収容した状態で、第１のヨーク２０に結合されている。
【００２７】
そして、第１，第２のヨーク２０，２２で磁気閉回路が形成されると共に、フェライト部材１に設けられた下面電極部３ｂが第２のヨーク２２に接続されて接地されて、その結果、第１，第２，第３の中心導体６，７，８の接地端６ｂ、７ｂ、８ｂが接地状態となり、また、コンデンサ１５，１６，１７の他方の電極１９が第２のヨーク２２に接続されて接地された状態となる。
この時、入出力端子１２，１３，１４は、それぞれスリット２２ａから外方に突出した状態となる。
【００２８】
そして、このような構成を有する非可逆回路素子が形成されると共に、図３は非可逆回路素子の一つであるサーキュレータの回路図を示し、第１，第２，第３の中心導体６，７，８のそれぞれは、一端側に入出力端６ａ、７ａ、８ａが設けられると共に、他端側に接地端６ｂ、７ｂ、８ｂが設けられて、この接地端６ｂ、７ｂ、８ｂは、下面電極部３ｂが第２のヨーク２２に接続されて接地された構成となっている。
【００２９】
また、それぞれの入出力端６ａ、７ａ、８ａには、入出力端子１２，１３，１４が接続されると共に、第１，第２，第３の中心導体６，７，８と入出力端子１２，１３，１４との間に接地されたコンデンサ１５，１６，１７が接続され、また、交叉した箇所の近傍に配置された磁石２１によって直流磁界がフェライト板１に印加されるようになっていて、入出力端子１２，１３，１４から入力、及び出力を行うようになっている。
【００３０】
なお、上記実施例では、積層基板が円板状のもので説明したが、多角形状のものでも良く、また、積層基板は、フェライト部材の径よりもかなり大きなもので説明したが、積層基板は、フェライト部材の径と同等、或いは僅かに大きなものを使用しても良い。
また、中心導体は、二条のもので説明したが、一つの帯状のものを使用しても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の非可逆回路素子は、フェライト部材と、積層基板の上下方向の異なる位置に配設され、上下方向において一部が互いに交叉する第１，第２，第３の中心導体とを備え、第１，第２，第３の中心導体の一端側は、それぞれ入出力端となすと共に、他端側のそれぞれは、積層基板の一面側に導出された接地端となし、積層基板の一面側に配置された前記フェライト部材には、電極部が設けられ、この電極部には、それぞれの接地端が接続されたため、中心導体の接地端をフェライト部材の大きさ内に位置させることができ、従って、積層基板を小型にできて、小型の非可逆回路素子を提供できる。
【００３２】
また、電極部は、積層基板と対向するフェライト部材の一面に設けられたため、接地端の電極部への接続が容易となって、生産性の良いものが得られる。
【００３３】
また、フェライト部材の側面には、電極部と導通する側面電極部が設けられたため、電極部が側面電極部を介して第２のヨークに容易に接続でき、その作業が容易である。
【００３４】
また、フェライト部材の他面には、側面電極部に導通した下面電極部が設けられたため、下面電極部の第２のヨークへの接続が確実で、接地端の接地を確実に行うことができる。
【００３５】
また、積層基板の一面側には、それぞれの入出力端が設けられたため、入出力端を同一面に集中できて、配線作業の良好なものが得られる。
【００３６】
また、それぞれの入出力端は、積層基板の側面に跨って設けられたため、この側面側で配線を行うことができて、積層基板の上面から配線部が突出すること無く、薄型のものが得られる。
【００３７】
また、チップ型のコンデンサを有し、このコンデンサが積層基板の一面側に配設されて、コンデンサの一方の電極が入出力端に接続されたため、コンデンサの配線が容易であるばかりか、小型で、コンパクトなものが得られる。
【００３８】
また、磁石を収容した第１のヨークと、少なくともフェライト部材、及びコンデンサを収容した第２のヨークとを備え、第１のヨークは、磁石が中心導体上に配置された状態で、第２のヨークに結合されて、第１，第２のヨークで磁気閉回路を形成し、フェライト部材に設けられた電極部が第２のヨークに接続されて接地されると共に、コンデンサの他方の電極が第２のヨークに接続されて接地されたため、コンデンサの配置がコンパクトになり、従来に比して、小型で、コンパクトな非可逆回路素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非可逆回路素子の要部断面図。
【図２】本発明の非可逆回路素子の要部の分解斜視図。
【図３】本発明の非可逆回路素子に係り、サーキュレータの回路図。
【図４】従来の非可逆回路素子を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１  フェライト部材
１ａ  上面
１ｂ  側面
１ｃ  下面
２ａ  電極部
２ｂ  電極部
２ｃ  電極部
３ａ  側面電極部
３ｂ  下面電極部
４  積層基板
４ｂ  側面
４ｃ  下面
５ａ  絶縁層
５ｂ  絶縁層
６  第１の中心導体
６ａ  入出力端
６ｂ  接地端
７  第２の中心導体
７ａ  入出力端
７ｂ  接地端
８  第３の中心導体
８ａ  入出力端
８ｂ  接地端
９ａ  導電体
９ｂ  導電体
９ｃ  導電体
１０ｂ  接続導体
１０ｃ  接続導体
１１ｂ  接続導体
１１ｃ  接続導体
１２  入出力端子
１３  入出力端子
１４  入出力端子
１５  コンデンサ
１６  コンデンサ
１７  コンデンサ
１８  誘電体
１９  電極
２０  第１のヨーク
２１  磁石
２２  第２のヨーク
２２ａ  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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