(57)【要約】    【課題】入力部と出力部との中心導体間の距離を小さくして、入力部と出力部とのインダクタンスの差を小さくし、特性向上を図るとともに、磁気回転子の薄型化を図った非可逆回路素子を提供する。    【解決手段】中心電極３は、グランド部３０から延出した複数の中心導体３１〜３３を含む。軟磁性基体４は、グランド部３０上に、他方の主面４２を対向して配置される。複数の中心導体３１〜３３は、軟磁性基体４の一方の主面４１上に順次折り曲げられて交差する。第１の絶縁シート６１は、接着粘着性を持たず、互いに隣接する中心導体３１〜３３間の交差部に配置されて、中心導体３１〜３３のそれぞれを互いに電気絶縁する。第２の絶縁シート６２は、接着粘着性を有し、第１の絶縁シート６１よりも大きく形成され、最上部の中心導体３３の上に重ねられて、複数の中心導体３１〜３３を一体的に固定する。【選択図】    図３
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【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、中心電極と、複数の絶縁シートとを含み、
前記軟磁性基体は、一方の主面と、他方の主面とを含み、板状に形成され、
前記中心電極は、導体板で構成され、グランド部と、グランド部から引き出された複数の中心導体とを含み、
前記グランド部は、前記軟磁性基体の他方の主面に対向して配置され、
前記複数の中心導体は、前記軟磁性基体の一方の主面上に順次折り曲げられて交差し、
前記絶縁シートは、第１の絶縁シートと、第２の絶縁シートとを含み、
前記第１の絶縁シートは、接着粘着性を持たず、互いに隣接する前記中心導体間の交差部に配置されて、前記中心導体のそれぞれを互いに電気絶縁し、
前記第２の絶縁シートは、接着粘着性を有し、前記第１の絶縁シートよりも大きく形成され、最上部の中心導体の上に重ねられて、前記複数の中心導体を一体的に固定する
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、前記第１の絶縁シートは、前記第２の絶縁シートよりも厚みが薄い非可逆回路素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載された非可逆回路素子であって、前記第２の絶縁シートは、熱溶着性絶縁シートである非可逆回路素子。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載された非可逆回路素子であって、前記第１の絶縁シートは、前記一方の主面より小さく形成され、
前記第２の絶縁シートは、前記一方の主面に固着する
非可逆回路素子。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れかに記載された非可逆回路素子であって、前記第１の絶縁シートは、前記一方の主面とほぼ同じ大きさに形成され、
前記第２の絶縁シートは、前記複数の中心導体の前記一方の主面から突出した部分に固着する
非可逆回路素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子に関する。
【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、例えば携帯電話等の移動体無線機器等に使用されている。この種の非可逆回路素子は、ヨークとして機能する磁性金属容器内に、軟磁性基体と中心電極等で構成された磁気回転子や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電気部品を収容して構成される。
【０００３】
軟磁性基体には中心電極が巻きつけられ、永久磁石から直流磁界が印加される。中心電極は、複数本の中心導体を含み、一端が軟磁性基体の一面上に配置され、グランド部として金属容器にアースされ、中心導体が、軟磁性基体の他面上で互いに所定の角度をもって交差するように配置され、先端が、電気部品に接続される。中心導体の交差部分は、粘着性絶縁シートによって互いに絶縁される。このような非可逆回路素子は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
ところで、この種の非可逆回路素子は、その市場性から限りなく小型化が要求されている。これに対処するため、主として軟磁性基体の薄型化が進展し、現状の大きさは、一辺が４ｍｍ以下にまとめられるようになってきている。
【０００５】
ところが、軟磁性基体の薄型化による非可逆回路素子の小型化が進むと、軟磁性基体に対する中心導体のそれぞれの相対的関係を、等価的に維持することが困難になる。
【０００６】
粘着性絶縁シートは、中心導体間に配置される。このため、軟磁性基体からそれぞれの中心導体までの距離が互いに異なり、軟磁性基体に対するそれぞれの中心導体の相対的関係が崩れることとなる。軟磁性基体に対する中心導体の相対関係の崩れは、軟磁性基体の厚みが充分であれば問題は無いが、軟磁性基体の厚みが薄くなるにしたがい、軟磁性基体からそれぞれの中心導体までの距離の差が、特性に及ぼす影響が相対的に大きくなり、非可逆回路素子の特性を劣化させる。特に、非可逆回路素子の入力部を構成する中心導体と、出力部を構成する中心導体との間において、軟磁性基体に対する距離の差が大きくなると、入力部と出力部とのインダクタンス成分の差が大きくなり特性を悪化させる。
【０００７】
例えば、従来、中心導体には、その厚み寸法が３０μｍ〜５０μｍ程度の導体板が用いられ、粘着性絶縁シートには、３７．５μｍ程度のものが用いられる。粘着性絶縁シートは、絶縁基材シートの片面に粘着材層を形成したもので、絶縁基材シートの厚み寸法が１２．５μｍ程度、粘着材層の厚み寸法が２５μｍ程度のものが用いられる。
【０００８】
上記構成において、一般には、軟磁性基体に最も近い中心導体が入力端子に連なる入力部を構成し、その次の中心導体が出力端子に連なる出力部を構成する。そうすると、軟磁性基体に対する関係では、入力部を構成する中心導体の距離は、ほぼ密着状態であるのに対し、出力部を構成する中心導体との距離は、絶縁シートの厚み分（３７．５μｍ）となる。
【０００９】
このため、入力部を構成する中心導体と、出力部を構成する中心導体との間において、軟磁性基体に対する距離の差が大きくなって、入力部と出力部とのインダクタンス成分の差が増大し、特性を悪化させてしまうのである。
【００１０】
絶縁基材シート及び粘着材層の厚みを減少させれば、距離の差は縮小できるようにも思えるが、絶縁基材シートの厚みが、１２．５μｍ程度未満になると、電気絶縁性の面で問題が生じ、粘着材層の厚みが２５μｍ程度未満になると、十分な接着力を確保することが困難になるという問題があるので、単純に、絶縁基材シート及び粘着材層の厚みを減少させるという手段をとることができない。
【特許文献１】実用新案登録第２６０６５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、入力部と出力部との中心導体間の距離を小さくして、入力部と出力部とのインダクタンスの差を小さくし、特性向上を図った非可逆回路素子を提供することである。
【００１２】
本発明のもう一つの課題は、中心導体間の距離を小さくして、磁気回転子の薄型化を図った非可逆回路素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、磁気回転子を含み、前記磁気回転子は、軟磁性基体と、中心電極と、複数の絶縁シートとを含む。前記軟磁性基体は、一方の主面と、他方の主面とを含み、板状に形成されている。前記中心電極は、導体板で構成され、グランド部と、グランド部から引き出された複数の中心導体とを含む。前記グランド部は、前記軟磁性基体の他方の主面に対向して配置される。前記複数の中心導体は、前記軟磁性基体の一方の主面上に順次折り曲げられて交差する。前記絶縁シートは、第１の絶縁シートと、第２の絶縁シートとを含む。前記第１の絶縁シートは、接着粘着性を持たず、互いに隣接する前記中心導体間の交差部に配置されて、前記中心導体のそれぞれを互いに電気絶縁する。前記第２の絶縁シートは、接着粘着性を有し、前記第１の絶縁シートよりも大きく形成され、最上部の中心導体の上に重ねられて、前記複数の中心導体を一体的に固定する。
【発明の効果】
【００１４】
上述した非可逆回路素子において、軟磁性基体は一方の主面と、他方の主面とを含み、板状に形成される。中心電極は、導体板で構成され、グランド部と、グランド部から引き出された複数の中心導体とを含む。グランド部は、軟磁性基体の他方の主面に対向して配置され、複数の中心導体は、軟磁性基体の一方の主面上に順次折り曲げられて交差する。これにより、非可逆回路素子として必要な軟磁性基体と、中心電極との組み合わせ構造が実現される。
【００１５】
絶縁シートは、第１の絶縁シートと、第２の絶縁シートとを含む。第１の絶縁シートは、接着粘着性を持たず、互いに隣接する中心導体間の交差部に配置されて、中心導体のそれぞれを互いに電気絶縁する。第２の絶縁シートは、接着粘着性を有し、第１の絶縁シートよりも大きく形成され、最上部の中心導体の上に重ねられ、それぞれの中心導体を一体的に固定するから、それぞれの中心導体間に配置される絶縁シートは、接着粘着性を持たない厚みの薄い絶縁シートであっても、複数の中心導体の全体を、交差部分で電気絶縁しながら、軟磁性基体の上に、確実に接着固定することができる。
【００１６】
このように、複数の中心導体において、それぞれの中心導体に隣接して交差する中心導体は、厚みの薄い第１の絶縁シートを介して積層されるから、それぞれの中心導体間の距離を小さくできる。
【００１７】
それぞれの中心導体間の距離が小さくなると、軟磁性基体に対するそれぞれの中心導体との距離の差が小さくなるので、電気的諸特性の優れた非可逆回路素子を提供できる。軟磁性基体に最も近い中心導体及びこれに隣接する中心導体をそれぞれ入力部、出力部の中心導体として用いれば、入力部と出力部のインダクタンス成分の差が小さくなり、特性のよい非可逆回路素子を実現できる。
【００１８】
また、接着粘着性を有する厚みの厚い第２の絶縁シートは、最上部の中心導体の上に用いるだけでよいので、それぞれの中心導体間の距離を小さくして、磁気回転子の薄型化を図った非可逆回路素子を実現できる。
【００１９】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添付図面は、単なる例示に過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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である。図示する非可逆回路素子は、ケースと、電気部品と、磁性部品と、押圧部材とを含み、アイソレータを構成する。ケースは、ケース部材１と、カバー部材９とを含む。ケース部材１は、導電性を有する磁性金属材料と、電気絶縁性樹脂材料とを含み、上部が開口した箱形に形成され、チップコンデンサＣ１〜Ｃ３や抵抗Ｒ等の電気部品、磁気回転子２や永久磁石７等の磁性部品、及び押圧部材８を収容する。
【００２１】
カバー部材９は導電性を有する磁性金属材料で構成され、永久磁石７に重なり、ケース部材１の開口を閉塞するようにケース部材１と組み合わされ、磁気的に結合してヨークを構成する。
【００２２】
押圧部材８はエンジニアリングプラスチック等の絶縁材料からなり、空洞部８０及び枠部８１を有する。空洞部８０内には、永久磁石７が配置され、枠部８１でチップコンデンサＣ１〜Ｃ３や抵抗Ｒ等の電気部品、磁気回転子２や永久磁石７等の磁性部品の位置決めを行う。永久磁石７は磁気回転子２と対向し、磁気回転子２に直流磁界を印加する。
【００２３】
図２はアイソレータの回路図である。アイソレータは、図２に示すごとく、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３とチップ抵抗器Ｒとを含んでいる。第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３とチップ抵抗器Ｒの一端は、磁気回転子２に電気的に導通している。第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３及びチップ抵抗器Ｒの他端は、アースされている。第１の端子１５が入力端子を構成し、第２の端子１７が出力端子を構成する。図２に示すアイソレータ回路において、チップ抵抗器Ｒを削除し、第３の端子を形成すれば、サーキュレータが構成できる。
【００２４】
図３は、図１に図示した非可逆回路素子に用いる磁気回転子２の組み立て状態を示す斜視図、図４は中心電極３の平面図、図５は組み立て後の磁気回転子２を模式的に示す断面図、図６はその平面図である。
【００２５】
磁気回転子２は、中心電極３と、軟磁性基体４と、第１、第２の絶縁シート６１、６２とを含む。中心電極３は、図４に図示したように、グランド部３０と、グランド部３０から分岐した第１〜第３の中心導体３１〜３３とを含み、例えば、厚さ３０〜５０μｍ程度の銅版を打ち抜いた導体板で構成される。
【００２６】
グランド部３０は、１辺が数ｍｍの略四角形状であって、その３辺から第１〜第３の中心導体３１〜３３が分岐されている。第１〜第３の中心導体３１〜３３は、軟磁性基体４の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グランド部３０の縁辺から引き出されている。第１〜第３の中心導体３１〜３３の先端は、電気部品との接続用端子３１１〜３３１となる。
【００２７】
軟磁性基体４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。軟磁性基体４は、図３〜図６に図示したように、グランド部３０と同様の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。
【００２８】
軟磁性基体４は、中心電極３のグランド部３０上に、他方の主面４２を対向して配置される。
【００２９】
中心電極３の第１〜第３の中心導体３１〜３３は、軟磁性基体４の一方の主面４１上に順次折り曲げられて、第１の絶縁シート６１を介して互いに所定の角度で交差する。最上部の第３の中心導体３３上には、第２の絶縁シート６２が重ねられる。より具体的には、軟磁性基体４の一方の主面４１上に折り曲げられた第１の中心導体３１の上に、第１の絶縁シート６１が重ねられる。この第１の絶縁シート６１の上には、第２の中心導体３２が第１の中心導体３１と所定の角度で交差するように折り曲げられる。第２の中心導体３２の上には、別の第１の絶縁シート６１が重ねられ、更にその上に、第３の中心導体３３が第１、第２の中心導体３１、３２と所定の角度で交差するように折り曲げられる。最上部の第３の中心導体３３の上には、第２の絶縁シート６２が重ねられる。
【００３０】
ここで、第１の絶縁シート６１と、第２の絶縁シート６２との相違について説明する。
【００３１】
第１の絶縁シート６１は、接着粘着層を全く形成せず、絶縁性フィルム基材６５の単独層として構成される。その大きさは、第１〜第３の中心導体３１〜３３を互いに電気的に絶縁できるように、その交差部分を覆う大きさであればよく、その形状を問わない。
【００３２】
第２の絶縁シート６２は、絶縁性フィルム基材６５の片面に、充分な接着粘着性を有する接着粘着層６６を形成したものであり、第１の絶縁シート６１より大きく形成される。
【００３３】
絶縁性フィルム基材６５は、高周波領域で使用して損失の少ない電気絶縁性材料であればよく、ポリイミドやテフロン（登録商標）フィルム等が好適である。接着粘着層６６は、粘着力で接着する粘着材や常温で固化する接着剤あるいは熱溶着性接着剤等の何れをも用いることができる。熱溶着性接着剤であれば、接着粘着層６６の厚さを薄くできるので、素子の薄型化の面で適している。例えば、シリコーン系またはアクリル系の接着粘着材の場合、充分な接着粘着性を得るには接着粘着層６６の厚さは２５μｍ程度必要であるが、エポキシ系の熱溶着性接着剤を用いれば、１５μｍ程度で充分な接着性が得られる。
【００３４】
本実施例において、第１の絶縁シート６１は、軟磁性基体４の一方の主面より小さい四角形状に形成され、第２の絶縁シート６２は、第１の絶縁シート６１より大きく、軟磁性基体４の一方の主面と同じか、わずかに小さい四角形状に形成されている。第１の絶縁シート６１は、接着粘着層を全く形成せず、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムを単独で用いている。第２の絶縁シート６２は、絶縁性フィルム基材６５として、第１の絶縁シート６１と同一の、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムを用い、接着粘着層６６として、厚さ１５μｍのエポキシ系の熱溶着性接着層を形成し、全体の厚みを２７．５μｍに構成している。
【００３５】
したがって、第１の絶縁シート６１と、第２の絶縁シート６２との厚みの差は、第１の絶縁シート６１が、第２の絶縁シート６２より、１５μｍ薄くなる。このように、第１の絶縁シート６１と、第２の絶縁シート６２との厚みの差は、接着粘着層６６の厚みに等しく、一般的な、シリコーン系またはアクリル系の接着粘着材を用いる場合は、２５μｍ程度の厚みの差が生じる。
【００３６】
本実施例の非可逆回路素子において、第１の絶縁シート６１は、接着粘着性を持たず、互いに隣接する第１の中心導体３１と第２の中心導体３２との間及び第２の中心導体３２と第３の中心導体３３との間の交差部に配置されて、第１〜第３の中心導体３１〜３３のそれぞれを互いに絶縁する。
【００３７】
第２の絶縁シート６２は、第１の絶縁シート６１よりも大きく形成され、接着粘着性を有し、最上部の第３の中心導体３３の上に重ねられ、第１〜第３の中心導体３１〜３３に固着するとともに、軟磁性基体４の一方の主面４１に固着し、第１〜第３の中心導体３１〜３３を一体的に固定する。このため、第１〜第３の中心導体３１〜３３間に配置される第１の絶縁シート６１は、接着粘着性を持たない厚みの薄い絶縁シートであっても、第２の絶縁シート６２の接着粘着性により、第１〜第３の中心導体３１〜３３を、交差部分で電気絶縁しながら、軟磁性基体４の上に、確実に接着固定することができる。
【００３８】
上述した本実施例の非可逆回路素子において、互いに隣接して交差する第１〜第３の中心導体３１〜３３は、厚みの薄い第１の絶縁シート６１を介して積層されるから、それぞれの中心導体３１〜３３間の距離を小さくできる。
【００３９】
それぞれの中心導体３１〜３３間の距離が小さくなると、軟磁性基体４に対するそれぞれの中心導体３１〜３３との距離の差が小さくなるので、電気的諸特性の優れた非可逆回路素子を提供できる。軟磁性基体４に最も近い第１の中心導体３１及びこれに隣接する第２の中心導体３２をそれぞれ入力部、出力部の中心導体として用いれば、入力部と出力部のインダクタンス成分の差が小さくなり、特性のよい非可逆回路素子を実現できる。
【００４０】
また、接着粘着性を有する厚みの厚い第２の絶縁シート６２は、最上部の第３の中心導体３３の上に用いるだけでよいので、それぞれの中心導体３１〜３３間の距離を小さくして、磁気回転子２の薄型化を図った非可逆回路素子を実現できる。
【００４１】
図７は、本発明に係る非可逆回路素子の別の実施例に用いる磁気回転子を模式的に示す断面図、図８はその平面図である。
【００４２】
図において、図１乃至図６と同一の参照符号は同一の機能を備えた構成部分を示している。
【００４３】
図示された磁気回転子２は、図１乃至図６に図示された磁気回転子２と異なり、軟磁性基体４が円板状に形成されている。これに伴い、図には表れていないが、中心電極３のグランド部３０も変形している。グランド部３０の形状は、軟磁性基体４と同じ円形に形成してもよいが、必ずしも同一である必要は無く、種々の形状をとり得る。
【００４４】
第１の絶縁シート６１は、図１乃至図６に図示された第１の絶縁シート６１と同様接着粘着層を持たず、絶縁性フィルム基材６５の単独層で構成されるが、軟磁性基体４の一方の主面４１と同じ大きさに形成されている。
【００４５】
これに伴い、第２の絶縁シート６２は、軟磁性基体４の一方の主面４１より大きく形成されている。第２の絶縁シート６２が、絶縁性フィルム基材６５の片面に、充分な接着粘着性を有する接着粘着層６６を備えている点は、図１乃至図６に図示された第２の絶縁シート６２と同様である。
【００４６】
第１〜第２の中心導体３１〜３３は、図１乃至図６に図示した実施例と同様、軟磁性基体４の一方の主面４１上に順次折り曲げられて、第１の絶縁シート６１を介して互いに所定の角度で交差する。最上部の第３の中心導体３３上には、第２の絶縁シート６２が重ねられる。このため、第２の絶縁シート６２は、第１〜第２の中心導体３１〜３３の端子３１１〜３３１や立ちあがり部分角部３１２〜３３２等に固着し、磁気回転子２を一体的に固定する。
【００４７】
その他の構成部分は、図１乃至図６に図示した実施例と同様である。
【００４８】
本実施例においても、互いに隣接して交差する第１〜第３の中心導体３１〜３３は、厚みの薄い第１の絶縁シート６１を介して積層されるから、それぞれの中心導体３１〜３３間の距離を小さくできる。
【００４９】
それぞれの中心導体３１〜３３間の距離が小さくなると、軟磁性基体４に対するそれぞれの中心導体３１〜３３の距離の差が小さくなるので、電気的諸特性の優れた非可逆回路素子を提供できる。軟磁性基体４に最も近い第１の中心導体３１及びこれに隣接する第２の中心導体３２をそれぞれ入力部、出力部の中心導体として用いれば、入力部と出力部とのインダクタンス成分の差が小さくなり、特性のよい非可逆回路素子を実現できる。
【００５０】
また、接着粘着性を有する厚みの厚い第２の絶縁シート６２は、最上部の第３の中心導体３３の上に用いるだけでよいので、それぞれの中心導体間３１〜３３の距離を小さくして、磁気回転子２の薄型化を図った非可逆回路素子を実現できる。
【００５１】
本発明の非可逆回路素子の説明に当たり、軟磁性基体４及び中心導体３１〜３３のグランド部３０が円形や四角形のものを例示したが、長円形や四角形以外のその他の多角形でもよい。
【００５２】
以上、好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、その基本的技術思想および教示に基づき、種々の変形例を想到できることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】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である。
【図２】アイソレータの回路図である。
【図３】図１に示した非可逆回路素子に用いる磁気回転子の組み立て状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示した非可逆回路素子に用いる中心電極３の平面図である。
【図５】図１に示した非可逆回路素子に用いる組み立て後の磁気回転子を模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示した磁気回転子の平面図である。
【図７】本発明に係る非可逆回路素子の別の実施例に用いる磁気回転子を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示した磁気回転子の平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１              ケース部材
２              磁気回転子
３              中心電極
３０            グランド部
３１〜３３      中心導体
４              軟磁性基体
４１            一方の主面
４２            他方の主面
６１            第１の絶縁シート
６２            第２の絶縁シート
【図１】
2005051497.tif 000003
【図２】
2005051497.tif 000004
【図３】
2005051497.tif 000005
【図４】
2005051497.tif 000006
【図５】
2005051497.tif 000007
【図６】
2005051497.tif 000008
【図７】
2005051497.tif 000009
【図８】
2005051497.tif 000010