(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、
前記永久磁石により直流磁界が印加される複数の中心電極付きフェライトと、
前記フェライトに配置された１枚の金属製アース板と、
ホット側コンデンサ電極を一方主面に、コールド側コンデンサ電極を他方主面に設け、前記中心電極の先端部にあたるポート部と前記アース板の端部とで挟持した状態で、前記ホット側コンデンサ電極が前記中心電極のポート部に接続され、かつ前記コールド側電極が前記アース板の端部に接続されて固定された複数の整合用コンデンサと、
前記永久磁石、前記フェライト、前記アース板を順次配置するとともに、前記整合用コンデンサを収容する上ヨーク、下ヨークとを備え、
前記整合用コンデンサの少なくとも１つを、コンデンサ電極面が前記フェライトの上面に対して６０度以上１２０度以下の角度をなすように縦に配置し、縦に配置された整合用コンデンサの１つの端面と前記上ヨークとが近接して配置されており、
前記上ヨークの前記縦に配置された整合用コンデンサの前記１つの端面に臨む側の面に、粘着層を有する絶縁テープを貼付し、前記縦に配置された整合用コンデンサの前記１つの端面と前記上ヨークの間に絶縁テープが配置されていること、
を特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
前記絶縁テープが熱変形温度２００℃以上の材料からなることを特徴とする請求項１記載の非可逆回路素子。
【請求項３】
前記絶縁テープがポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂およびフッ素樹脂のいずれか一つからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非可逆回路素子。
【請求項４】
前記絶縁テープの粘着層がシリコン系粘着材およびアクリル系粘着材のいずれか一つからなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項５】
請求項１〜請求項４記載の非可逆回路素子の少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とする通信機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非可逆回路素子、特に、マイクロ波帯の通信機器で使用されるアイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子および通信機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話等の移動通信機器に採用される集中定数型アイソレータは、信号を伝送方向にのみ通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有している。また、最近の移動通信機器では、その用途からして小型、軽量化とともに、低コスト化に対する要求が強くなっており、これに伴ってアイソレータにおいても小型、軽量化および低コスト化が要請されている。
【０００３】
このような集中定数型アイソレータとしては、以下に記載する構造を有したものが提案されている。すなわち、磁性体金属からなる下ヨーク上に、樹脂製端子ケースを配置するとともに、端子ケース内に中心電極組立体と整合用コンデンサ等を収容し、磁性体金属からなる上ヨークを装着している。上ヨークの内面には永久磁石が貼着され、この永久磁石により中心電極組立体に直流磁界を印加するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このアイソレータは、整合用コンデンサと上ヨークが接近しており、整合用コンデンサと上ヨークのショートを防止するため、上ヨークに絶縁材料（例えばエポキシ樹脂）を塗布して絶縁膜を形成することが提案されている。しかしながら、この場合、均一な膜厚でムラなく絶縁材料を塗布することは困難であり、塗布ムラが生じた部分で整合用コンデンサと上ヨークがショートする心配がある。また、塗布作業は煩雑で作業性が悪く、コストアップの一つの要因となる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、整合用コンデンサとヨークのショートを確実に防止することができ、信頼性が高くかつ低コストの非可逆回路素子および通信機装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するために、本発明に係る非可逆回路素子は、永久磁石と、前記永久磁石により直流磁界が印加される複数の中心電極付きフェライトと、前記フェライトに配置された１枚の金属製アース板と、ホット側コンデンサ電極を一方主面に、コールド側コンデンサ電極を他方主面に設け、前記中心電極の先端部にあたるポート部と前記アース板の端部とで挟持した状態で、前記ホット側コンデンサ電極が前記中心電極のポート部に接続され、かつ前記コールド側電極が前記アース板の端部に接続されて固定された複数の整合用コンデンサと、前記永久磁石、前記フェライト、前記アース板を順次配置するとともに、前記整合用コンデンサを収容する上ヨーク、下ヨークとを備え、前記整合用コンデンサの少なくとも１つを、コンデンサ電極面が前記フェライトの上面に対して６０度以上１２０度以下の角度をなすように縦に配置し、縦に配置された整合用コンデンサの１つの端面と前記上ヨークとが近接して配置されており、前記上ヨークの前記縦に配置された整合用コンデンサの前記１つの端面に臨む側の面に、粘着層を有する絶縁テープを貼付し、前記縦に配置された整合用コンデンサの前記１つの端面と前記上ヨークの間に絶縁テープが配置されていること、を特徴とする。
【０００７】
また、絶縁テープは、熱変形温度が２００℃以上の材料からなることが好ましい。具体的には、絶縁テープの材料として、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、あるいは、フッ素樹脂などが使用され、絶縁テープの粘着層の材料として、シリコン系粘着材やアクリル系粘着材などが使用される。
【０００８】
以上の構成により、ヨークと整合用コンデンサのショートが絶縁テープによって防止される。絶縁テープは均一な膜厚を有し、膜厚のムラが生じないため、ヨークと整合用コンデンサのショートが確実に防止される。
【０００９】
また、本発明に係る通信機装置は、前述の特徴を有する非可逆回路素子を備えることにより、製造コストが安価で、信頼性の高いものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る非可逆回路素子および通信機装置の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１実施形態、図１〜図６］
本発明に係る非可逆回路素子の一つの実施形態の構成を示す分解斜視図を図１に示す。該非可逆回路素子４１は集中定数型アイソレータである。図１に示すように、集中定数型アイソレータ４１は、下ヨーク１２と、樹脂製端子ケース５３と、中心電極組立体５４と、永久磁石１６と、上ヨーク１５を備えている。
【００１２】
下ヨーク１２は磁性体金属からなり、左右の側壁１２ａと底壁１２ｂとを有している。この下ヨーク１２上に端子ケース５３を配置すると共に、端子ケース５３内に中心電極組立体５４を収容し、磁性体金属からなる上ヨーク１５を装着している。上ヨーク１５は、手前側および奥側の側壁１５ａと蓋壁１５ｂとを有している。
【００１３】
上ヨーク１５の蓋壁１５ｂの下面には、粘着層を有する絶縁テープ６５（図１において斜線にて表示）が自動機などによって貼付されている。粘着層を含めた絶縁テープ６５の厚さは、製品の高さ寸法が大きくならないように、例えば０．０１〜０．０５ｍｍと薄く設定される。絶縁テープ６５の材料としては、ポリエステル樹脂、あるいは、熱変形温度が２００℃以上の材料（例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂）が使用される。熱変形温度が２００℃以上の材料を使用した場合には、アイソレータ４１を半田付け実装した際に絶縁テープ６５が熱変形しないので好ましい。また、絶縁テープ６５の粘着層の材料としては、シリコン系粘着材やアクリル系粘着材などが使用される。
【００１４】
絶縁テープ６５の表面には永久磁石１６が貼着され、この永久磁石１６により中心電極組立体５４に直流磁界を印加するようになっている。下ヨーク１２と中心電極組立体５４と上ヨーク１５とで磁路を構成している。
【００１５】
中心電極組立体５４は、図２および図３に示すように、マイクロ波フェライト２０の上面（第１の主面であり、一方の磁極面）に３本の中心電極２１〜２３を電気的絶縁状態で略１２０度毎に互いに交差させて配置している。これらの中心電極２１〜２３のうち、中心電極２１，２２は各々の一端側のポート部Ｐ１，Ｐ２を直角に折曲させ、中心電極２３は一端側のポート部Ｐ３を水平に導出させている。さらに、中心電極２１〜２３の他端側の各中心電極２１〜２３の共通のシールド部２６をフェライト２０の下面（第２の主面であり、他方の磁極面）に当接させている。共通シールド部２６は、フェライト２０の下面を略覆っている。
【００１６】
アース板４２は、フェライト２０の下面側に配置され、中心電極２１〜２３の共通シールド部２６に面接触して（必要があれば、半田や導電性接着剤等を利用して）電気的に接続されている。アース板４２の端部からは、コンデンサ接続部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが延在している。コンデンサ接続部４２ａ，４２ｂは中心電極２１，２２のポート部Ｐ１，Ｐ２と平行になるように立ち上がり、コンデンサ接続部４２ｃは中心電極２３のポート部Ｐ３と平行になるように水平に延びている。アース板４２は、端子ケース５３の窓５３ａを通して、下ヨーク１２の底壁１２ｂに接続され、接地される。
【００１７】
整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、ホット側コンデンサ電極１がポート部Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ半田付けされ、コールド側コンデンサ電極２がアース板４２のコンデンサ接続部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに半田付けされている。このとき、整合用コンデンサＣ１，Ｃ２は、そのコンデンサ電極１，２の面がフェライト２０の上面に対して６０度以上１２０度以下の角度となるように配置される。本第１実施形態の場合は、その角度を９０度に設定した。一方、整合用コンデンサＣ３は、そのコンデンサ電極１，２の面がフェライト２０の上面に対して略平行となるように配置される。整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々は、誘電体基板３の両面にコンデンサ電極１，２を形成した単板型コンデンサである。
【００１８】
整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の実装は、例えば次に示すようにして行うことができる。すなわち、アース板４２には、コンデンサ接続部４２ａ，４２ｂを起こすことを想定して、その基部に予め屈曲部を設け、寸法的に余裕をもたせている。このアース板４２のコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃに半田ペーストを塗布した後、その上に整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３をコールド側コンデンサ電極２を下にして載置する。
【００１９】
さらに、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデンサ電極１の上に半田ペーストを塗布した後、中心電極２１〜２３を装着したフェライト２０を上から載置する。中心電極２１〜２３の共通シールド部２６はアース板４２の上面に面接触し、ポート部Ｐ１〜Ｐ３は整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデンサ電極１のそれぞれに半田ペーストを介して面接触する。この状態で半田ペーストを加熱し、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を半田付けする。次に、コンデンサ接続部４２ａ，４２ｂ及びポート部Ｐ１，Ｐ２を折曲して、整合用コンデンサＣ１，Ｃ２をそのコンデンサ電極１，２の面がフェライト２０の上面に対して６０度以上１２０度以下の角度となるように配置する。こうして、中心電極組立体５４が得られる。
【００２０】
端子ケース５３には、入出力端子３１，３２及びアース端子３３，３３がインサートモールドされている。入出力端子３１，３２はそれぞれ、一端がケース５３の外側壁に露出し、他端がケース５３の内側壁に露出して入出力接続電極部１８ａ，１８ｂを形成している。同様に、アース端子３３，３３はそれぞれ、一端がケース５３の外側壁に露出し、他端がケース５３の内底壁に露出してアース接続電極部１７ａ，１７ｂを形成している（図４参照）。
【００２１】
図４および図５に示すように、以上の構成からなる端子ケース５３内に、中心電極組立体５４と終端抵抗Ｒとが収容される。中心電極２１，２２のポート部Ｐ１，Ｐ２のそれぞれは、半田付け等の方法により入出力接続電極部１８ａ，１８ｂに接続される。終端抵抗Ｒの一端はアース接続電極部１７ａに接続され、他端は中心電極２３のポート部Ｐ３に接続される。コンデンサ接続部４２ｃはアース接続電極部１７ｂに接続される。図６に、アイソレータ４１の電気等価回路を示す。
【００２２】
以上の構成からなるアイソレータ４１は、中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース板４２のコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃとの間に、それぞれ整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を実装したので、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３、中心電極２１〜２３、アース板４２及びフェライト２０を一つのユニットとして取り扱うことができ、アイソレータ４１の製造が容易になる。
【００２３】
また、図５に示されているように、上ヨーク１５の整合用コンデンサＣ１，Ｃ２に臨む側の、上ヨーク１５と整合用コンデンサＣ１，Ｃ２が近接する面に絶縁テープ６５を貼付しているので、上ヨーク１５と整合用コンデンサＣ１，Ｃ２の間に絶縁テープ６５が配置され、上ヨーク１５と整合用コンデンサＣ１，Ｃ２のショートが絶縁テープ６５によって防止される。絶縁テープ６５は均一な膜厚を有し、膜厚のムラが生じないので、上ヨーク１５と整合用コンデンサＣ１，Ｃ２のショートを確実に防止することができる。しかも、絶縁テープ６５は上ヨーク１５に粘着層で貼付されているため、絶縁テープ６５の位置ずれも起きず、絶縁テープ６５の位置ずれによる上ヨーク１５と整合用コンデンサＣ１，Ｃ２のショートも防止できる。この結果、アイソレータ４１の信頼性が高まる。
【００２４】
［第２実施形態、図７］
第２実施形態は、本発明に係る通信機装置として、携帯電話を例にして説明する。
【００２５】
図７は携帯電話１２０のＲＦ部分の電気回路ブロック図である。図７において、１２２はアンテナ素子、１２３はデュプレクサ、１３１は送信側アイソレータ、１３２は送信側増幅器、１３３は送信側段間用バンドパスフィルタ、１３４は送信側ミキサ、１３５は受信側増幅器、１３６は受信側段間用バンドパスフィルタ、１３７は受信側ミキサ、１３８は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１３９はローカル用バンドパスフィルタである。
【００２６】
ここに、送信側アイソレータ１３１として、前記第１実施形態の集中定数型アイソレータ４１を使用することができる。このアイソレータ４１を実装することにより、安価で信頼性の高い携帯電話を実現することができる。
【００２７】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の構成とすることができる。例えば、前記第１実施形態において、二つの整合用コンデンサＣ１，Ｃ２を縦置きにし、残る一つの整合用コンデンサＣ３を横置き（コンデンサ電極面を水平面に対して平行に置くこと）にしているが、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を全て縦置き（コンデンサ電極面を水平面に対して垂直に置くこと）にしてもよい。要するに、整合用コンデンサの少なくとも一つが、コンデンサ電極面がフェライトに対して６０度以上１２０度以下の角度をなすように配置されていればよい。
【００２８】
また、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の実装は、半田付けに代えて導電性接着剤により行うこともできる。この整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、積層型コンデンサであってもよい。また、本発明は、アイソレータのほかに、サーキュレータ等の他の高周波部品に採用される非可逆回路素子にも適用することができる。さらに、中心電極は、金属板を打抜き、曲げ加工して形成するものの他に、基板（誘電体基板や磁性体基板や積層基板など）にパターン電極を設けることによっても形成することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ヨークと整合用コンデンサのショートは絶縁テープによって防止される。このとき、絶縁テープは均一な膜厚を有し、膜厚のムラが生じないので、ヨークと整合用コンデンサのショートを確実に防止することができ、信頼性の高い非可逆回路素子や通信機装置を得ることができる。また、絶縁テープは粘着層で簡単に貼付されるので、自動機で絶縁テープをヨークに貼付することができ、作業性が向上し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非可逆回路素子の一実施形態の分解斜視図。
【図２】図１の非可逆回路素子の中心電極組立体の正面図。
【図３】図２の中心電極組立体の平面図。
【図４】図１の非可逆回路素子の内部構造を示す平面図。
【図５】図１の非可逆回路素子の一部断面図。
【図６】図１の非可逆回路素子の電気等価回路図。
【図７】本発明に係る通信機装置の一実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
１２…下ヨーク
１５…上ヨーク
１６…永久磁石
２０…フェライト
２１〜２３…中心電極
２６…共通シールド部
４１…アイソレータ
５３…樹脂製端子ケース
５４…中心電極組立体
６５…絶縁テープ
Ｃ１〜Ｃ３…整合用コンデンサ
１２０…携帯電話
１３１…送信側アイソレータ
【図１】
0003680682.tif 000002
【図２】
0003680682.tif 000003
【図３】
0003680682.tif 000004
【図４】
0003680682.tif 000005
【図５】
0003680682.tif 000006
【図６】
0003680682.tif 000007
【図７】
0003680682.tif 000008