(57)【要約】【課題】中心導体が小幅化、微細化された場合でも、中心導体が破断される危険のない非可逆回路素子、及び、それを用いた通信装置を提供すること。【解決手段】磁気回転子２１は、軟磁性基体２１０と、第１〜第３の中心導体２１１〜２１３とを有する。第１〜第３の中心導体２１１〜２１３のそれぞれは、互いに独立する金属板材で構成され、軟磁性基体２１０の一面上で、互いに交差して配置されている。部品搭載基板１は、導電性基体１０と、絶縁膜１１とを有する。絶縁膜１１は、導電性基体１０の少なくとも一面に、導電性基体１０の表面を露出させるグランド電極１１０〜１１６を有し、グランド電極１１０〜１１６を除き、導電性基体１０の全面を覆っている。磁気回転子２１及び回路部品２２１〜２２４は、部品搭載基板１の一面上に搭載されている。【選択図】図１
2008061071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回転子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、中心導体とを含んでおり、
前記中心導体は、複数本であって、それぞれは、互いに独立する金属板材で構成され、前記軟磁性基体の一面上で、互いに交差して配置されている、
非可逆回路素子。
【請求項２】
請求項１に記載された非可逆回路素子であって、更に、永久磁石と、回路部品とを含んでおり、
前記永久磁石は、前記磁気回転子に直流磁界を印加するものであり、
前記回路部品は、前記磁気回転子の前記中心導体に接合されている、
非可逆回路素子。
【請求項３】
請求項２に記載された非可逆回路素子であって、更に、部品搭載基板を含んでおり、
前記部品搭載基板は、磁性基体と、その表面を被覆する絶縁膜とを含んでおり、前記絶縁膜は、前記磁性基体の少なくとも一面に、前記磁性基体の表面を露出させる窓部を有しており、
前記回路部品は、前記窓部を通して、前記磁性基体に接合されている、
非可逆回路素子。
【請求項４】
請求項３に記載された非可逆回路素子であって、更に、カバー部材を含み、前記カバー部材は、磁性体でなり、前記部品搭載基板とともに、前記永久磁石の生じる磁界に対するヨークを構成する、非可逆回路素子。
【請求項５】
アンテナと、送信回路と、受信回路と、非可逆回路素子とを含む通信装置であって、
前記非可逆回路素子は、請求項１乃至４の何れかに記載されたものであり、
前記送信回路又は受信回路の少なくとも一方に組み合わされている、
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非可逆回路素子及び通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子は、特許文献１に開示されているように、ヨーク及びアース部材として機能する磁性金属容器内に、必要な機能部品を内蔵させるようになっている。機能部品の主なものは、軟磁性基体と中心導体等で構成された磁気回転子、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等の回路部品である。これらの回路部品は、通常、中心導体の一端がはんだ付けされた電極とは反対側に、グランド電極を有しており、このグランド電極は、磁性金属容器の底面に、はんだ付けによって固定される。
【０００３】
磁気回転子を構成する中心導体は、グランド電極となる共通部分から、異なる方向に、複数本の中心導体片を分岐させた一体構造となっている。軟磁性基体に対する中心導体の取り付けに当たっては、グランド電極となる共通部分を、軟磁性基体の底面に重ね、この状態で、中心導体片のそれぞれを、軟磁性基体の側面下縁の部分で折り曲げるとともに、側面に沿って立ち上げ、更に、側面上縁で、軟磁性基体の上面に重なるように折り曲げる。
【０００４】
しかし、上述した従来の磁気回転子は、形状が小さくなるにつれて、軟磁性基体に対する中心導体の折り曲げ操作が難しくなるうえ、何よりも、中心導体の小幅化、微細化により、中心導体が折り曲げ部分で破断してしまうという致命的な欠陥を生じ易くなる。
【特許文献１】特開２００２−１４１７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、中心導体が小幅化、微細化された場合でも、中心導体が破断される危険のない非可逆回路素子、及び、それを用いた通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、磁気回転子を含む。前記磁気回転子は、軟磁性基体と、中心導体とを含んでおり、前記中心導体は、複数本であって、それぞれは、互いに独立する金属板材で構成され、前記軟磁性基体の一面上で、互いに交差して配置されている。
【０００７】
上述したように、本発明に係る非可逆回路素子では、磁気回転子を構成する複数の中心導体のそれぞれは、互いに独立する金属板材で構成され、前記軟磁性基体の一面上で、互いに交差して配置されているから、従来と異なって、軟磁性基体の上で折り曲げ操作をする必要がない。単に、軟磁性基体の一面上で、互いに交差するように配置するだけでよい。このため、中心導体が、小幅化、微細化された場合でも、曲げに伴う中心導体破断などの危険のない非可逆回路素子を得ることができる。
【０００８】
本発明に係る非可逆回路素子は、平板状の部品搭載基板を含むことができる。この部品搭載基板は、磁性基体と、その表面を被覆する絶縁膜とを含む。前記絶縁膜は、前記磁性基体の少なくとも一面に、前記磁性基体の表面を露出させる窓部を有しており、前記回路部品は、前記窓部を通して、前記磁性基体に接合される。
【０００９】
部品搭載基板を構成する磁性基体は、金属材料によって構成され得るから、そのまま、放熱部材として利用することができるし、アース基板としても利用することができる。
【００１０】
また、絶縁膜は、窓部を除き、導電性基体の全面を覆っているから、活電部を、必要な領域に限って最小限度の大きさに限定し、電気的安定性を確保することができる。
【００１１】
上記の特徴点以外は、従来から知られた構造を採用することができる。まず、本発明に係る非可逆回路素子においても、永久磁石と、回路部品とを含む。前記永久磁石は、前記磁気回転子に直流磁界を印加する。前記回路部品は、前記磁気回転子の前記中心導体に接合される。
【００１２】
また、本発明に係る非可逆回路素子も、従来と同様に、カバー部材を含む。前記カバー部材は、磁性体でなり、前記部品搭載基板とともに、前記永久磁石の生じる磁界に対するヨークを構成する。
【００１３】
更に、本発明は、上述した非可逆回路素子を備えた通信装置、例えば携帯電話のような移動体無線機器等についても開示する。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように、本発明によれば、中心導体が小幅化、微細化された場合でも、中心導体が破断される危険のない非可逆回路素子及びそれを用いた通信装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明に係る非可逆回路素子の一実施例を示す分解斜視図、図２は内部構造配置を示す斜視図、図３は完成状態を示す斜視図である。図２、図３は、図１との対比において、見る方向が１８０度異なっている。図示された非可逆回路素子は、とり得る２つのタイプ、即ち、アイソレータ又はサーキュレータのうちのアイソレータを例示し、部品搭載基板１と、機能部品２と、カバー部材３とを含む。
【００１７】
機能部品２は、磁気回転子２１と、永久磁石２３と、回路部品２２１〜２２４とを含む。このような機能部品の組み合わせは、この種の非可逆回路素子ではよく知られている。本発明の特徴点は、磁気回転子２１の構成にある。
【００１８】
本発明において、磁気回転子２１は、軟磁性基体２１０に、第１〜第３の中心導体２１１〜２１３を配置したものである。軟磁性基体２１０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。一例であるが、軟磁性基体２１０は、１辺が数ｍｍの四角形状で、厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度の平板状に形成される。
【００１９】
第１〜第３の中心導体２１１〜２１３のそれぞれは、例えば厚さ１０〜５０μｍ程度の銅箔を打ち抜いた互いに独立する導体板で構成され、軟磁性基体２１０の一面上で互いに所定の角度で交差するように、適切な角度をもって組み合わされている。第１〜第３の中心導体２１１〜２１３は、交差部分において、互いに電気絶縁されている。電気絶縁は、絶縁塗料を塗布して形成した絶縁膜や、絶縁フィルムなどを重なり部分に介在させることによって実現することができる。
第１〜第３の中心導体２１１〜２１３の両端は、回路部品２２１〜２２４と接続される端子部２０１〜２０６となる。
【００２０】
上述したように、本発明に係る非可逆回路素子では、磁気回転子２１を構成する第１〜第３の中心導体２１１〜２１３のそれぞれは、互いに独立する金属板材で構成され、前記軟磁性基体２１０の一面上で、互いに交差して配置されているから、従来と異なって、軟磁性基体２１０の上で折り曲げ操作をする必要がない。単に、軟磁性基体２１０の一面上で、互いに交差するように配置するだけでよい。このため、第１〜第３の中心導体２１１〜２１３が、小幅化、微細化された場合でも、曲げに伴う中心導体破断などの危険のない非可逆回路素子を得ることができる。
【００２１】
機能部品２を構成する永久磁石２３は、磁気回転子２１に直流磁界を印加する。永久磁石２３は、フェライト磁石などを用いて、軟磁性基体２１０よりも少し大きい四角形状に形成されており、第１〜第３の中心導体２１１〜２１３に向き合うようにして、軟磁性基体２１０の一面側に配置されている。軟磁性基体２１０が円板状となった場合は、永久磁石２３も円板状になる。
【００２２】
部品搭載基板１は、平板状の導電性磁性基体１０で構成されている。具体的には、Ｆｅなどを主成分とする導電性磁性体が用いられる。導電性基体１０は、その周辺など、適当な位置に、凹部１００を有している。凹部１００は、周辺を切り欠いたものであってもよいし、貫通孔、又は、非貫通孔として、導電性基体１０の面内に形成されたものであってもよい。その個数、大きさ、形成位置などは任意でよい。
【００２３】
図示実施例において、凹部１００は、図４、図５に拡大して示すように、導電性基体１０の周辺に沿って、間隔を隔てて複数設けられている。凹部１００のそれぞれは、入り口部の幅Ｗ１が狭く、奥行方向に向うにつれて幅が拡大する。即ち、拡大された底面の幅Ｗ２が、入り口部の幅Ｗ１よりも大きい。
【００２４】
絶縁膜１１は、電着膜でなり、導電性基体１０の少なくとも一面に、導電性基体１０の表面を露出させたグランド電極１１０〜１１６を有し、グランド電極１１０〜１１６を除く他、凹部１００の内壁面を含む導電性基体１０の全面を覆っている。電着膜形成手段の代表例は、静電塗装である。グランド電極１１０〜１１６の数、大きさ、形状等は、搭載される機能部品の数、大きさ、形状などにしたがうもので、図示に限定されない。
【００２５】
更に、部品搭載基板１には、入出力端子１１７、１１８が設けられている。実施例に示す入出力端子１１７、１１８は、部品搭載基板１の相対する両辺に設けられた凹部１００の内部に、金属ボールを埋め込んだ構造となっている。
【００２６】
入出力端子１１７、１１８は、外部との接続に用いられるものであるが、導電性基体１０の面内に形成された凹部１００の内部に埋め込まれているので、充分に大きな機械的強度を確保できる。しかも、入出力端子１１７、１１８を、導電性基体１０の面内に形成された凹部１００の内部に埋め込む（押し込む）だけでよいので、厚み増大を招くことがないし、製造も容易である。
【００２７】
また、入出力端子１１７、１１８は、凹部１００の内部に埋め込まれた状態で、凹部１００の内壁面に付着された絶縁膜１１によって、導電性基体１０から電気的に絶縁されているから、凹部１００の内部への埋め込みと同時に、入出力端子１１７、１１８に対する電気絶縁処理が完了する。
【００２８】
入出力端子１１７、１１８の埋め込まれる凹部１００のそれぞれは、図４、図５に図示したように、入り口部の幅Ｗ１が狭く、奥行方向にむかうにつれて幅が拡大するから、凹部１００の内部に入出力端子１１７、１１８を確実に保持することができる。
【００２９】
回路部品は、コンデンサ２１１〜２２３及び抵抗器２２４を含み、これらは支持基板１の上に搭載され、はんだ付けされる。具体的には、コンデンサ２２１は、一面に、２つの端子電極２４１、２４２を有し、反対側の面に、互いに独立する端子電極２４３ａ、２４３ｂを有する。端子電極２４１には第１の中心導体２１１の端子部２０１がはんだ付けによって接続され、端子電極２４２には第２の中心導体２１２の端子部２０４が、はんだ付けによって接続される。又、端子電極２４３ａは、支持基板１の窓部１１１にはんだ付けされ、端子電極２３４ｂは入出力端子１１７にはんだ付けされる。
【００３０】
コンデンサ２２２は、一面に端子電極２４４を有し、反対側の他面に端子電極２４５を有する。端子電極２４４には、第３の中心導体２１３の端子部２０６がはんだ付けされ、反対側の端子電極２４５は支持基板１のグランド電極１１２にはんだ付けされる。
【００３１】
コンデンサ２２３は、一面に、２つの端子電極２４６、２４７を有し、反対側の面に、互いに独立する端子電極２４８ａ、２４８ｂを有する。端子電極２４６には第２の中心導体２１２の端子部２０３がはんだ付けによって接続され、端子電極２４７には第１の中心導体２１１の端子部２０２が、はんだ付けによって接続される。又、端子電極２４８ａは、支持基板１のグランド電極１１３にはんだ付けされ、端子電極２４８ｂは入出力端子１１８にはんだ付けされる。
【００３２】
図６は、コンデンサ２２１、２２３の一例を示す一部拡大断面図である。図６は、直接には、コンデンサ２２１の構造及び取付構造を示し、コンデンサ２２３については、その対応する部分を括弧書きして示してある。もっとも、図６はコンデンサ２２１、２２３の例示にすぎず、これに限定されるものではない。
【００３３】
図６を参照すると、コンデンサ２２１は、セラミック基体の内部に対となる複数の内部電極４１、４２を有しており、内部電極４１、４２の互いに反対側の端部が、スルーホール導体４３、４４に接続されている。スルーホール導体４３は、一端が端子電極２４１に接続され、他端が端子電極２４３ａに接続されている。端子電極２４３ａは、はんだ付５１により、支持基板１の導電性基体１０に接続されている。また、端子電極２４３ｂは、はんだ付５２により入出力端子１１７に接続されている。
【００３４】
抵抗器２２４は、相対向する両端に端子電極２４９、２５０を有しており、コンデンサ２２２の側部に配置される。端子電極２４９には、第３の中心導体２１３の端子部２０６がはんだ付けされ、端子電極２５０は支持基板１のグランド電極１１３にはんだ付けされる。第３の中心導体２１３の端子部２０５は、支持基板１の一面上に接着などの手段によって固定された金属ブロック１１９にはんだ付けされる。金属ブロック１１９は、グランド電極１１０にはんだ付される。
【００３５】
更に、本発明に係る非可逆回路素子も、従来と同様に、カバー部材３を含む。カバー部材３は、Ｆｅなどを主成分とする磁性体でなり、支持基板１とともに、永久磁石２３の生じる磁界のためのヨークを構成する。図示のカバー部材３は、相対向する両側辺に、天面３１から連続して折り曲げられた側面板３２、３３を有している。側面板３３の端縁は、支持基板１の側辺に設けられた窓部１１５、１１６を通して、支持基体１に結合される。
【００３６】
図７は、図１〜図６に示したアイソレータの回路図である。図１〜図６とともに図７を参照すると、第２の中心導体２１２は、端部２０４が入出力端子１１７に接続されており、端部２０４とアースとの間にキャパシタンスＣ１１が生じている。キャパシタンスＣ１１は、コンデンサ２２１の端子電極（２４２、２４３ｂ）と端子電極（２４２、２４３ａ）との間において、内部電極４１、４２によって取得され、端子電極２４３ａによって支持基板１の導電性基体１０に接地される。
【００３７】
次に、第１の中心導体２１１は、端部２０２が入出力端子１１８に接続されており、端部２０２とアースとの間にキャパシタンスＣ３１が生じている。キャパシタンスＣ３１は、コンデンサ２２３の端子電極（２４７、２４８ｂ）と、端子電極（２４７、２４８ａ）との間において、内部電極４１、４２によって取得され、端子電極２４８ａによって支持基板１の導電性基体１０に接地される。
【００３８】
更に、第３の中心導体２１３は、端部２０６がコンデンサ２２２の端子電極２４４と抵抗器２２４の端子電極２４９に接続されている。第３の中心導体２１３の端部２０６とアースとの間にキャパシタンスＣ２１が生じている。キャパシタンスＣ２１は、コンデンサ２２２の端子電極２４４とその対向電極とで取得され、端子電極２４５によって外部に取り出される。また、キャパシタンスＣ２１に対して並列に、抵抗器２２４による抵抗Ｒが接続されている。更に、第３の中心導体２１３の端部２０５は、金属ブロック１1９に接続されている。
【００３９】
部品搭載基板１は、平板状であり、機能部品２は部品搭載基板１の一面上に搭載されているから、いわゆる平面実装構造となり、従来の磁性金属容器を用いる場合と異なって、構造が簡単化され、コストが安価になる。
【００４０】
しかも、機能部品２を、部品搭載基板１の一面上に搭載するので、部品搭載基板１の一面上における機能部品２の位置決めを高精度で実行できる。仮に搭載時に機能部品２に位置ずれを生じたとしても、それを確認し、修正できる。したがって、安定した特性のものを、高歩留まりで製造できる。
【００４１】
また、機能部品２を搭載する部品搭載基板１が、平板状であるから、従来の磁性金属容器と比較して、小型及び薄型になる。また、部品搭載基板１は、磁性板であるから、ヨークとしての機能を満たすことができる。
【００４２】
更に、部品搭載基板１の少なくとも一面が絶縁膜によって覆われており、絶縁膜の面内に絶縁膜の存在しないグランド電極１１０〜１１６が設けられている構造によれば、グランド電極１１０〜１１６を通して、回路部品２２１〜２２４のグランド電極、及び、中心導体のグランド電極等を、部品搭載基板１の一面上に、直接にはんだ付けできる。グランド電極１１０〜１１６以外の部分は、絶縁膜１１によって覆われるものとする。こうすることにより、部品搭載基板１に不必要に活電部が生じるのを回避することができる。
【００４３】
本発明に係る非可逆回路素子は、通信装置の構成要素して用いられる。図８は本発明に係る非可逆回路素子を用いた通信装置であり、携帯電話のような移動体無線機器の構成を示している。図示された通信装置は、アンテナ７１と、送信回路７５と、受信回路７４と、非可逆回路素子７３とを含む。参照符号７２はデュプレクサである。送信回路７５及び受信回路７４は、アンテナ７１を共用して送受信を行う。
【００４４】
非可逆回路素子７３は、本発明に係るものであって、デュプレクサ７２から送信回路７５に到る回路内に組み込まれている。非可逆回路素子７３は受信回路７４に到る回路に組み込んでもよい。送信回路７５、受信回路７４、非可逆回路素子７３及びデュプレクサ７２の働きは周知であるので、特に説明は要しない。
【００４５】
ただ、非可逆回路素子７３は、本発明に係る非可逆回路素子であるから、先に述べた作用効果が、通信装置の上でも得られることは明らかである。
【００４６】
以上、好ましい実施の形態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、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る非可逆回路素子の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した非可逆回路素子の内部構造配置を示す斜視図であって、図１との対比において、見る方向が１８０度異ならせた図である。
【図３】図１、図２に示した非可逆回路素子の完成状態を示す斜視図である。
【図４】図１〜図３に示した非可逆回路素子に用いられる部品搭載基板の一部拡大断面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図１〜図３に示した非可逆回路素子を構成するコンデンサ部分の拡大断面図である。
【図７】図１〜図３に示した非可逆回路素子の回路図である。
【図８】本発明に係る非可逆回路素子を用いた通信装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１              部品搭載基板
２              機能部品
１０              導電性基体
１１              絶縁膜
２１              磁気回転子
２１０              軟磁性基体
２１１〜２１３      中心導体
【図１】
2008061071.tif 000003
【図２】
2008061071.tif 000004
【図３】
2008061071.tif 000005
【図４】
2008061071.tif 000006
【図５】
2008061071.tif 000007
【図６】
2008061071.tif 000008
【図７】
2008061071.tif 000009
【図８】
2008061071.tif 000010