(57)【要約】【課題】挿入損失の低減と小型化を同時に実現することが可能な非可逆回路素子を提供する。【解決手段】本発明に係る非可逆回路素子において、磁性組立体２は、磁性体２１と、複数の中心導体３、４、５とを具え、該磁性組立体２を包囲して３つの整合用コンデンサ６′、６１′、６２が配置され、これらの整合用コンデンサ６′、６１′、６２と磁性組立体２は、樹脂フレーム８の内部に収容されている。ここで、整合用コンデンサ６′は、フレーム８上に上下２段に配置された一対のコンデンサ片６４、６５から構成され、両コンデンサ片６４、６５は、対応する中心導体３の端部に対して並列に接続されている。【選択図】　　　図１
2004120704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気シールドされた空間の内部に永久磁石（１３）を配置して磁気回路が形成され、該磁気回路内に磁性組立体（２）が配備され、該磁性組立体（２）は、磁性体（２１）と、該磁性体（２１）に巻き付けられた複数の中心導体（３）（４）（５）とを具え、該磁性組立体（２）を包囲して複数の整合用コンデンサが配置され、該整合用コンデンサに前記中心導体（３）（４）（５）の端部がそれぞれ接続され、該整合用コンデンサと前記磁性組立体（２）は、電気絶縁性を有するフレーム（８）の内部に収容されている非可逆回路素子において、
前記複数の整合用コンデンサの内、１以上のコンデンサは、フレーム（８）上に上下２段に配置された一対のコンデンサ片（６４）（６５）から構成され、両コンデンサ片（６４）（６５）は、対応する中心導体（３）の端部に対して並列に接続されていることを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
フレーム（８）には、その底面に一方のコンデンサ片（６４）が設置されると共に、その底面に突設した支持台（９）（９１）によって、他方のコンデンサ片（６５）が前記一方のコンデンサ片（６４）の上方位置に支持されている請求項１に記載の非可逆回路素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＨＦ、ＵＨＦ、ＳＨＦ等の無線周波数帯域の伝送回路に用いられるアイソレータ、サーキュレータ等の非可逆回路素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機においては、図８に示す如く、送信回路の増幅器ＰＡと送受信アンテナとの間にアイソレータを配備して、アンテナから増幅器ＰＡに戻ってくる反射信号を吸収して増幅器ＰＡを保護し、更には、増幅器ＰＡの負荷インピーダンスを安定させて、アンテナのインピーダンス変動に拘わらず増幅器ＰＡの安定動作を図ることが行なわれている（例えば非特許文献１参照）。
アイソレータは、信号の伝送方向には減衰量が極めて小さく、逆方向には減衰量が極めて大きい特性を有している。
【０００３】
図７に示す如く、アイソレータ（１）は、磁性体金属からなるコ字状の上シールド板（１１）と磁性体金属からなるコ字状の下シールド板（１２）とを組み合わせて、磁気閉回路を形成し、該磁気閉回路内に、永久磁石（１３）、磁性組立体（２）、及び樹脂フレーム（７）を配備して構成されている。
【０００４】
磁性組立体（２）は、フェライトからなる直方体状の磁性体（２１）と、該磁性体（２１）の周囲に巻き付けられた３枚の中心導体（３）（４）（５）とから構成されている。これらの中心電極（３）（４）（５）は、絶縁シート（図示省略）を介して互いに重ねられると共に、磁性体（２１）の上面にて１２０度の角度で交差させて配置され、各中心電極（３）（４）（５）の一端に設けられた端子部（３２）（４２）（５２）が外方へ突出する一方、各中心電極（３）（４）（５）の他端に設けられたアース部（図示省略）が、磁性体（２１）の底面に接続されている。
【０００５】
図６の如く、樹脂フレーム（７）には、磁性組立体（２）が収容されると共に、該磁性組立体（２）を包囲して配置された３つの整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）と１つの終端抵抗（６３）とが収容され、前記中心電極（３）（４）（５）の端子部（３２）（４２）（５２）が該整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）にそれぞれ接続されると共に、１つの中心導体（５）の端子部（５２）は終端抵抗（６３）に接続され、他の２つの中心導体（３）（４）の端子部（３２）（４２）は、樹脂フレーム（７）に配備された一対の外部接続用端子（７１）（７２）にそれぞれ接続されている。
【０００６】
樹脂フレーム（７）には、磁性組立体（２）の収容空間と各整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）の収容空間とを仕切る仕切り壁（７３）（７４）（７５）が形成されており、これによって、組立工程の半田リフローの際に磁性組立体（２）と整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）とが互いに接触することを防止している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−３２６６０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４４０６号公報
【特許文献３】
特開２０００−２５２７０７号公報
【非特許文献１】
雑誌「電子材料」１９９９年４月号第９６頁〜第９８頁
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の受動部品の小型化に伴って、受動部品を表面実装したマイクロ波装置の小型化が急速に進んでおり、この様な状況の下、マイクロ波非相反素子である集中定数型アイソレータの小型化が望まれている。
集中定数型アイソレータの小型化には、整合用コンデンサの容量に寄与する面積（以下、実効面積という）を小さくする必要があるが、そのためには誘電率を上げることが必要であり、その結果、Ｑ値が小さくなる。Ｑ値が小さくなると、コンデンサでの損失が増大し、ひいてはアイソレータの挿入損失が増大することになる。特に携帯電話機等の携帯型電子機器においては、挿入損失は電池の寿命に直接影響を与えるため、挿入損失の低減が不可欠である。
【０００９】
そこで本発明の目的は、挿入損失の低減と小型化を同時に実現することが可能な非可逆回路素子を提供することである。
【００１０】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る非可逆回路素子においては、磁気シールドされた空間の内部に永久磁石（１３）を配置して磁気回路が形成され、該磁気回路内に磁性組立体（２）が配備され、該磁性組立体（２）は、磁性体（２１）と、該磁性体（２１）の表面と裏面に跨って巻き付けられた複数の中心導体（３）（４）（５）とを具え、該磁性組立体（２）を包囲して複数の整合用コンデンサが配置され、該整合用コンデンサに前記中心導体（３）（４）（５）の端部がそれぞれ接続され、該整合用コンデンサと前記磁性組立体（２）は、電気絶縁性を有するフレーム（８）の内部に収容されている。
前記複数の整合用コンデンサの内、１以上のコンデンサは、フレーム（８）上に上下２段に配置された一対のコンデンサ片（６４）（６５）から構成され、両コンデンサ片（６４）（６５）は、対応する中心導体（３）の端部に対して並列に接続されている。
【００１１】
具体的構成において、フレーム（８）には、その底面に一方のコンデンサ片（６４）が設置されると共に、その底面に突設した支持台（９）（９１）によって、他方のコンデンサ片（６５）が前記一方のコンデンサ片（６４）の上方位置に支持されている。
【００１２】
上記本発明の非可逆回路素子においては、上下２段に配置された一対のコンデンサ片（６４）（６５）によって、整合用コンデンサが構成されているので、該整合用コンデンサの実効面積は、両コンデンサ片（６４）（６５）の実効面積の和（従来の約２倍）となって、フレーム（８）に設けられている整合用コンデンサの収容スペースを従来よりも削減したとしても、整合用コンデンサの実効面積は従来よりも増大させることが可能である。従って、誘電率を従来よりも下げたとしても、性能に必要な容量を確保することが可能であり、これによってＱ値が大きくなり、非可逆回路素子の挿入損失を低減させることが可能である。
尚、前記整合用コンデンサを構成する一対のコンデンサ片（６４）（６５）は上下２段に配置されているので、フレーム（８）に確保すべきコンデンサ収容スペースは、１つのコンデンサ片の設置に必要なスペースで済む。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る非可逆回路素子によれば、フレーム上のコンデンサ収容スペースの削減によって小型化を実現すると同時に、誘電率の引き下げによって挿入損失の低減を図ることが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図６及び図７に示すアイソレータに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るアイソレータは、図６及び図７に示す従来のアイソレータを構成する上シールド板（１１）、永久磁石（１３）、磁性組立体（２）、及び下シールド板（１２）についてはこれらと同じ構造を有しているが、図３に示す如く、３つの整合用コンデンサ（６′）（６１′）（６２）の内、第１の整合用コンデンサ（６′）が２枚のコンデンサ片（６４）（６５）から構成されると共に、第２の整合用コンデンサ（６１′）が２枚のコンデンサ片（６６）（６７）から構成されている。
【００１５】
図１に示す如く、磁性組立体（２）は、扁平な直方体状の磁性体（２１）と、該磁性体（２１）の表面と裏面に跨って巻き付けられた３枚の中心導体（３）（４）（５）とから構成されている。これらの中心電極（３）（４）（５）は、絶縁シート（図示省略）を介して互いに重ねられると共に、磁性体（２１）の上面にて帯状部を１２０度の角度で交差させて配置され、各中心電極（３）（４）（５）の一端に設けられた端子部（３２）（４２）（５２）が外方へ突出する一方、各中心電極（３）（４）（５）の他端に設けられたアース部（図示省略）が、磁性体（２１）の底面に接続されている。
【００１６】
磁性組立体（２）を収容すべき樹脂フレーム（８）の底面には、図３〜図５に示す如く、仕切り壁（８３）（８４）（８５）が立設されて、磁性組立体（２）の収容空間Ｓ０が形成されると共に、該収容空間Ｓ０を包囲して、３つの整合用コンデンサ（６′）（６１′）（６２）の収容スペースＳ１、Ｓ２、Ｓ３が形成されると共に、終端抵抗（６３）の収容スペースＳ４が形成されている。
又、樹脂フレーム（８）の端部には、一対の外部接続用端子（８１）（８２）が配備されている。
【００１７】
樹脂フレーム（８）には、第１の整合用コンデンサ（６′）の収容空間Ｓ１の両側に、第２コンデンサ片（６５）の両端部を支持するための一対の支持台（９）（９１）が突設されると共に、仕切り壁（８４）側の支持台（９１）の外側には、アース端子（９３）が突設されている。又、第２の整合用コンデンサ（６１′）の収容空間Ｓ２の両側にも、第２コンデンサ片（６７）の両端部を支持するための支持台（９）（９１）が突設されると共に、仕切り壁（８４）側の支持台（９１）の外側には、アース端子（９３）が突設されている。
【００１８】
樹脂フレーム（８）の収容空間Ｓ０〜Ｓ４のそれぞれに、図１の如く磁性組立体（２）、第１の整合用コンデンサ（６′）、第２の整合用コンデンサ（６１′）、第３の整合用コンデンサ（６２）、並びに終端抵抗（６３）が設置される。
【００１９】
ここで、第１の整合用コンデンサ（６′）を構成する第１コンデンサ片（６４）は、図２に示す如く樹脂フレーム（８）の底面に設置される一方、第２コンデンサ片（６５）は、その両端部を支持台（９）（９１）上に支持されて、第１コンデンサ片（６４）の上方位置に設置される。
第１コンデンサ片（６４）と第２コンデンサ片（６５）とは、互いの対向面どうしが銅箔（６８）によって互いに連結され、該銅箔（６８）の一方の端部は、樹脂フレーム（８）に配備した外部接続用端子（８１）に接続されている。
又、第２コンデンサ片（６５）の一方の端部には、ポリミドフィルム（９５）を介して中心導体（３）が載置され、第２コンデンサ片（６５）の他方の端部は、銅箔（９６）を介して、樹脂フレーム（８）上のアース端子（９３）に接続されている。
【００２０】
同様に、第２の整合用コンデンサ（６１′）を構成する第１コンデンサ片（６６）は、樹脂フレーム（８）の底面に設置される一方、第２コンデンサ片（６７）は、その両端部を支持台（９）（９１）上に支持されて、第１コンデンサ片（６６）の上方位置に設置される。
第１コンデンサ片（６６）と第２コンデンサ片（６７）とは銅箔（６９）によって互いに連結され、該銅箔（６９）の一方の端部は、樹脂フレーム（８）に配備した外部接続用端子（８２）に接続されている。
又、第２コンデンサ片（６７）の一方の端部には、ポリミドフィルム（９５）を介して中心導体（４）が載置され、第２コンデンサ片（６７）の他方の端部は、銅箔（９６）を介して、樹脂フレーム（８）上のアース端子（９３）に接続されている。
【００２１】
そして、１つの中心導体（５）の端子部（５２）は第３の整合用コンデンサ（６２）と終端抵抗（６３）に接続され、他の２つの中心導体（３）（４）の端子部（３２）（４２）は、樹脂フレーム（８）に配備された一対の外部接続用端子（８１）（８２）にそれぞれ接続されている。
【００２２】
上記アイソレータの組立工程においては、先ず、下シールド板が取り付けられた樹脂フレーム（８）の底面に、半田ペーストを介して、整合用コンデンサ（６２）及び終端抵抗（６３）を設置し、更にそれらの表面に半田ペーストを塗布する。次に、樹脂フレーム（８）の底面に設けられている第１コンデンサ片（６４）（６６）の設置部、並びに樹脂フレーム（８）の支持台（９）の表面に半田ペーストを塗布する。そして、第１及び第２の整合用コンデンサ（６′）（６１′）の第１コンデンサ片（６４）（６６）を設置し、更にその表面に半田ペーストを塗布した後、その上に銅箔（６８）（６９）の一端を設置すると共に、他端を支持台（９）上に載置し、その表面に半田ペーストを塗布する。更に、樹脂フレーム（８）の支持台（９１）の表面にも半田ペーストを塗布し、整合用コンデンサ（６′）（６１′）の第２コンデンサ片（６５）（６７）を設置し、その表面に半田ペーストを塗布する。
【００２３】
次に、樹脂フレーム（８）の中央部に、半田ペーストを介して磁性組立体（２）を設置し、該磁性組立体（２）の中心導体（３）（４）の端子部（３２）（４２）を、ポリミドフィルム（９５）を介して第２コンデンサ片（６５）（６７）の表面に設置すると共に、外部接続用端子（８１）（８２）に設置する。又、磁性組立体（２）の中心導体（５）の端子部（５２）を整合用コンデンサ（６２）と終端抵抗（６３）の表面に設置する。
更に、磁性組立体（２）の上に着磁前の永久磁石を載せ、更に上シールド板を被せ、この状態で、半田リフローを施す。最後に、所望の特性（周波数特性、アイソレーション特性、挿入損失等）を得るための着磁を施して、本発明のアイソレータを完成する。
【００２４】
上記本発明のアイソレータにおいては、第１及び第２の整合用コンデンサ（６′）（６１′）がそれぞれ、上下２段に配置された一対のコンデンサ片（６４，６５）（６６，６７）によって構成されているので、該整合用コンデンサの実効面積は、両コンデンサ片の実効面積の和となって、フレーム（８）に設けられている整合用コンデンサの収容スペースＳ１、Ｓ２を従来よりも削減したとしても、整合用コンデンサの実効面積は従来よりも増大させることが可能である。従って、誘電率を従来よりも下げたとしても、性能に必要な容量を確保することが可能であり、これによってＱ値が大きくなり、アイソレータの挿入損失を低減させることが可能である。
【００２５】
例えば、従来のアイソレータにおいてコンデンサの容量が１０．８ｐＦ、実効面積が１．３３ｍｍ２（０．６ｍｍ×２．２２ｍｍ）の場合、本発明のアイソレータにおいては、整合用コンデンサ（６′）の収容スペースの面積は、従来のコンデンサの２分の１、即ち０．６７ｍｍ２（０．３ｍｍ×２．２３ｍｍ）となり、幅が２分の１に縮小される。従って、左右２つの整合用コンデンサ（６′）（６１）では０．６ｍｍの縮小が可能であり、これによってアイソレータの幅が０．６ｍｍだけ小さくなり、アイソレータの小型化が図られる。
【００２６】
又、従来のアイソレータにおいてコンデンサの誘電率が１３０、Ｑ値が２７００の場合、本発明のアイソレータにおいては、コンデンサの実効面積は従来のコンデンサの２分の１で済むため、誘電率を９８に下げたとしても、Ｑ値は１．８５倍の５０００と大きくなる。この結果、コンデンサの損失が約２分の１となり、アイソレータの挿入損失の低減が図られる。
【００２７】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、２枚のコンデンサ片の積み重ね構造は、左右２つの整合用コンデンサ（６′）（６１′）に限らず、残りの整合用コンデンサ（６２）にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアイソレータの主要構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係るアイソレータの主要構成の分解斜視図である。
【図４】樹脂フレームの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】従来のアイソレータの主要構成を示す平面図である。
【図７】従来のアイソレータの分解斜視図である。
【図８】携帯電話機の送受信部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
（２）　磁性組立体
（２１）　磁性体
（３）　中心導体
（４）　中心導体
（５）　中心導体
（６）　整合用コンデンサ
（６１）　整合用コンデンサ
（６２）　整合用コンデンサ
（６３）　終端抵抗
（６４）　第１コンデンサ片
（６５）　第２コンデンサ片
（６６）　第１コンデンサ片
（６７）　第２コンデンサ片
（６８）　銅箔
（６９）　銅箔
（８）　樹脂フレーム
（８１）　外部接続用端子
（８２）　外部接続用端子
（９）　支持台
（９１）　支持台
（９５）　ポリミドフィルム
（９６）　銅箔
【図１】
2004120704.tif 000003
【図２】
2004120704.tif 000004
【図３】
2004120704.tif 000005
【図４】
2004120704.tif 000006
【図５】
2004120704.tif 000007
【図６】
2004120704.tif 000008
【図７】
2004120704.tif 000009
【図８】
2004120704.tif 000010