CN102157795B

CN102157795B - 天线线圈及其制造方法

Info

Publication number: CN102157795B
Application number: CN2010105656502A
Authority: CN
Inventors: 村上伸
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: US20110128204A1; JP2011135560A; CN102157795A; US8451184B2; EP2333900B1; EP2333900A3; ES2476267T3; EP2333900A2

Abstract

一种天线线圈，目的在于实现薄型化及考虑了全方位的接收敏感度的提高。天线线圈具有：第一线圈，以第一磁芯的厚度方向为Z轴，以与该Z轴垂直的轴为X轴，具有绕线在第一磁芯的X轴上的X轴线圈、和绕线在第一磁芯的Z轴上的Z轴线圈；第二线圈，具有绕线在两端具备凸缘的第二磁芯上的Y轴线圈；附设在第一磁芯上的四个外部端子，分别与X轴线圈和Z轴线圈的对应的端部连接；附设在第二磁芯上的两个外部端子，分别与Y轴线圈的对应的端部连接，第一线圈和第二线圈以X轴线圈和Y轴线圈和Z轴线圈的卷轴方向相互垂直的方式接近地配置，除了与外部线路连接的该外部端子的一部分，该第一线圈和该第二线圈用外装树脂一体地成形。

Description

天线线圈及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种例如用于汽车的无钥匙进入系统或防盗装置的接收系统的天线线圈及其制造方法。

背景技术

对于在多用于车载等的无钥匙进入系统或防盗装置的接收系统中的天线线圈公知有下述现有技术：，使用多个在杆状的铁氧体磁芯上进行了绕线的天线线圈，配置为各个天线线圈接收各个方向的电波(例如，参照专利文献1)。并且，公开了以小型、接收全方位的电波为目的的、使用三轴磁芯而形成天线线圈的技术(例如，参照专利文献2)。使用三轴磁芯的天线线圈如图8、9所示。

图8是以往的天线线圈的立体图，图9是构成图8的三轴线圈20。该三轴线圈20如下地构成：在由铁氧体材料形成的扁平的柱状三轴磁芯21上，包括：卷绕在Y轴槽22上而将Y方向作为卷轴方向的Y轴线圈25，所述Y轴槽22设置为通过三轴磁芯21的上表面和下表面的中心而将从上表面至下表面的外周分为两部分；卷绕在X轴槽23上而将X方向作为卷轴方向X轴线圈26，所述X轴槽23设置为与Y轴槽22垂直且通过三轴磁芯21的上表面和下表面的中心而将从上表面至下表面的外周分为两部分；以及Z轴线圈27，卷绕在设置于三轴磁芯21的外周的Z轴槽24上，在将三轴磁芯21的厚度方向作为Z方向时将Z方向作为卷轴方向。

如图8所示，在相对置的侧面上设置有四个外部端子29的树脂制箱体28内收纳三轴线圈20。并且，X轴线圈、Y轴线圈、Z轴线圈各自的绕线的端部与既定的外部端子29电气地连接。

在如上所述的三轴线圈20中，为了形成X轴槽23和Y轴槽22而将用于接收Z轴方向的电波的Z轴槽24的两端的凸缘部分割为四部分。即，X轴槽23的宽度和Y轴槽22的宽度使得Z轴线圈27的两端的凸缘部的面积减小。因此，Z轴线圈27的特性比X轴线圈23及Y轴线圈25的特性低。为了改善该问题，使Z轴线圈27的卷数增加，或加厚三轴磁芯21的厚度即可，但天线线圈的形状变大，且影响高度降低化。

并且，以X轴线圈26和Y轴线圈25的卷轴方向垂直的方式设置X轴槽23和Y轴槽22，因此，成为X轴线圈26和Y轴线圈25的凸缘部的面积变小，特性变差。即，X轴槽26的两端的凸缘部被Y轴槽22分割为两部分，且由于Y轴槽22的宽度而面积变小。即，与X轴线圈的凸缘部的面积变小相对应，X轴线圈26的特性变差。同样地，Y轴线圈25的特性也变差。

并且，若在X轴线圈23的绕线的最上部(卷绕结束部)和Y轴线圈22的绕线的最下部(卷绕开始部)各自的绕线接近或接触，则产生电容耦合。电容耦合的电容根据X轴线圈26、Y轴线圈25、Z轴线圈27的结线方法而变化，天线线圈的特性恶化。

专利文献1：日本特开2002-217635号公报

专利文献2：日本特开2003-92509号公报

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出，提供一种天线线圈，其目的在于实现薄型化，且考虑了全方位的接收敏感度的提高。

根据本发明的一个实施例，为了解决上述问题，提供一种天线线圈，具有：

第一线圈，以第一磁芯的厚度方向为Z轴，以与该Z轴垂直的轴为X轴，具有绕线在上述第一磁芯的上述X轴上的X轴线圈、和绕线在上述第一磁芯的上述Z轴上的Z轴线圈；

第二线圈，具有绕线在两端具备凸缘的第二磁芯上的Y轴线圈；

附设在上述第一磁芯上的四个外部端子，分别与上述X轴线圈和上述Z轴线圈的对应的端部连接；以及，

附设在上述第二磁芯上的两个外部端子，分别与上述Y轴线圈的对应的端部连接，

上述第一线圈和上述第二线圈以上述X轴线圈和上述Y轴线圈和上述Z轴线圈的卷轴方向相互垂直的方式接近地配置，

除了与外部线路连接的该外部端子的一部分，该第一线圈和该第二线圈用外装树脂一体地成形。

并且，也可以上述第一线圈的各外部端子具备与上述X轴线圈和上述Z轴线圈的对应的端部连接的连接片，

在该外部端子的一个端部、和除了上述连接片的部分上，设置有树脂成形的基台，

该基台与上述第一磁芯的一个面粘接并固定，

上述第二线圈的各外部端子具备与上述Y轴线圈的对应的端部连接的连接片，

上述第二磁芯的各凸缘与该第二线圈的对应的外部端子的端部粘接并固定。

并且，也可以上述外部端子的非成形部分的端部沿着上述外装树脂的外形而成形加工。

并且，也可以上述第一线圈的磁芯外周和上述第二线圈磁芯外周的距离在0.5mm以上。

并且，根据本发明的其他实施方式，提供了一种天线线圈的制造方法，包含：制造第一线圈的步骤、制造第二线圈的步骤、将该第一线圈和该第二线圈以上述X轴线圈和上述Y轴线圈和上述Z轴线圈的卷轴方向相互垂直的方式接近地配置的步骤、和在该第一线圈和该第二线圈的周围嵌入成形外装树脂以将该第一线圈和该第二线圈一体化的步骤，

所述制造第一线圈的步骤包含：

在连续的框架上冲裁具备连接片的外部端子的步骤；

在该外部端子的相对置的端部的一部分上，借助树脂成形形成基台的步骤；

在该基台上粘接并固定第一磁芯的底面的步骤；

在上述粘接并固定步骤之后，从该框架切断上述外部端子的端部的步骤；

以第一磁芯的厚度方向为Z轴，以与该Z轴垂直的轴为X轴，在该第一磁芯的上述X轴上绕线而形成X轴线圈，在上述第一磁芯的上述Z轴上绕线而形成Z轴线圈的步骤；以及，

将上述X轴线圈和上述Z轴线圈的各端部缠绕并电气连接在相对应的连接片上的步骤；

所述制造第二线圈的步骤包含：

在连续的框架上冲裁具备连接片的外部端子的步骤；

在第二磁芯的两端的凸缘的底面粘接并固定该外部端子的两个对置的端部的步骤；

在该第二磁芯上绕线，形成Y轴线圈的步骤；以及，

将该Y轴线圈的各端部缠绕并电气连接在对应的连接片上的步骤。

发明效果

根据本发明的天线线圈，借助将作为第一线圈的双轴线圈和作为第二线圈的单轴线圈接近地配置，能够充分地利用双轴线圈的特性，通过将第一线圈和第二线圈的外周用外装树脂一体化，能够实现小型化、薄型化，实现考虑全方位的接收敏感度的提高。

附图说明

图1是示出本发明的天线线圈的外观的立体图。

图2是示出图1所示的天线线圈的内部的透视图。

图3是示出作为本发明的天线线圈的第一线圈的立体图。

图4是示出作为本发明的天线线圈的第二线圈的立体图。

图5是示出成为第一线圈中使用的金属端子的框架(a)、设置在框架上的基台(b)、及第一磁芯固定在基台上的俯视图(c)的图。

图6是示出第一线圈和第二线圈的配置图的俯视图。

图7是本发明的天线线圈的第一线圈和以往的三轴线圈形成的天线线圈的特性比较图。

图8是示出以往的天线线圈的外观的概略图。

图9是示出以往的天线线圈的三轴线圈的图。

附图标记说明：

1天线线圈

2外装树脂

3外部端子

3a连接片

3b基台

4第一线圈(双轴线圈)

5第二线圈(单轴线圈)

6双轴磁芯

6a、10a凸缘

6b X轴槽

6c Z轴槽

7 X轴线圈

8 Z轴线圈

9 Y轴线圈

10单轴磁芯

具体实施方式

下面，使用实施例说明本发明的实施方式。

图1是示出本发明的天线线圈的外观的立体图，图2是示出本发明的天线线圈的内部的透视图。

如图1所示，天线线圈1由外装树脂2和六根外部端子3形成。外装树脂2是将例如环氧树脂材料、硅酮树脂材料等耐热性绝缘性树脂材料以薄型形成为大致立方体形状而成的，是具有纵8.6mm、横11.5mm的方形的底面、和2.9mm的高度的大致立方体形状。

天线线圈1在对置的两个侧面上具备各三根、共计六根(相反侧的三根看不见)外部端子3。外部端子3从外装树脂2的侧面引出，是沿着底面成形加工的安装端子。六个外部端子3从外装树脂2的内部的两个线圈延伸出。

图2示出埋设在图1所示的天线线圈的外装树脂2的内部的第一线圈和第二线圈配置的透视图。如图所示，在外装树脂2的内部，具有既定间隔地接近配置有作为第一线圈的双轴线圈4、和作为第二线圈的单轴线圈5。

图3是示出埋设在图2的外装树脂2的内部的作为第一线圈的双轴线圈4的立体图。

双轴线圈4由铁氧体材料构成的扁平的圆筒形的双轴磁芯6形成，形成有设置在双轴磁芯6的厚度方向的外周的Z轴槽6c、及设置为通过双轴磁芯6的上表面和下表面的中心的、将从上表面到下表面的外周分成两份的X轴槽6b。并且，在Z轴槽6c的两端具有凸缘6a、6a，在凸缘的底面具备两组对置地配置的四个外部端子3。

如图3所示，在双轴线圈4上形成有绕线在双轴磁芯6的X轴槽6b上的X轴线圈7、和绕线在Z轴槽6c上的Z轴线圈8。为了防止因相互的绕线而影响磁通量，以相互的卷轴方向垂直的方式形成X轴线圈7和Z轴线圈8。并且，在四个外部端子3上，一体化地设置有用于连接各绕线的端部的连接片3a。各绕线的端部与既定的连接片3a缠绕，并借助例如激光电子束等焊接而电气地连接。

在实施例中，说明了双轴磁芯为扁平的圆筒形，但平面也可以使用四边形、正多边形、椭圆形。并且，X轴、Z轴的卷轴的截面形状也可以是圆形或四边形、多边形。

图4是示出埋设在图2的外装树脂2的内部的作为第二线圈的单轴线圈5的立体图。

如图4所示，单轴线圈5是在杆状的单轴磁芯10上将Y轴线圈绕线而成的，所述单轴磁芯10由在两端设置有截面为四边形状的凸缘10a的铁氧体材料形成。在单轴磁芯10的两端的凸缘10a的底面上具备对置的两个外部端子3。并且，在外部端子3上一体化地设置有连接绕线的端部的连接片3a。单轴线圈5的绕线的端部缠绕于既定的连接片3a，并借助例如激光电子束等焊接而电气地连接。

在实施例中，单轴磁芯的卷轴的截面形状使用了四边形，但也可以是圆形或多边形。

如图2所示，双轴线圈4和单轴线圈5设置既定的间隔，以双轴线圈4的X轴线圈7和Z轴线圈8、与单轴线圈5的Y轴线圈9的三个卷轴方向垂直的方式接近配置。借助外装树脂2将除了各外部端子3的一部分的组合双轴线圈4和单轴线圈5而成的外周一体化地以薄型形成为大致立方体形状。在此，双轴线圈4的X轴线圈的卷轴方向和单轴线圈5的Y轴线圈的卷轴方向垂直地配置。双轴线圈4的X轴线圈和Z轴线圈及单轴线圈的Y轴线圈这三个线圈相互磁通量垂直，因此没有各自的线圈的相互的磁通量的影响。

如上所述，双轴线圈的X轴线圈和Z轴线圈及单轴线圈的Y轴线圈这三个线圈的卷轴方向相互垂直地配置，因此，其他的线圈不受接收方向的磁场的影响。并且，不像使用以往的三轴线圈的天线线圈那样，X轴线圈和Y轴线圈不在相同的磁芯上绕线，因此X轴线圈的卷绕开始部和Y轴线圈的卷绕结束部不会接近或接触。因此，具有不会因电容耦合的产生而特性恶化的优点。

接着，使用图5、图6详细地说明本发明的天线线圈的制造方法。

说明作为第一线圈的双轴线圈的制造方法。

形成双轴线圈4的双轴磁芯6如下地制作：如图5(a)所示，首先，在冲裁由金属构成的薄板而形成的连续的框架15上，一体地形成有包含用于连接绕线的端部的连接片3a的外部端子3。在框架15上设置有两组的相对地配置的四个外部端子3。对于框架15，使用例如由磷青铜材料等形成的0.1～0.2mm的薄板，用冲压机冲裁制作薄板。在框架15上设置有用于容易地定位工件的多个工件定位孔p1、p2。

然后，如图5(b)所示，在框架15上，在两组的对置的四个外部端子3中，用耐热性的绝缘树脂将对置的两个外部端子3的顶端部嵌入成形为既定形状从而形成两个基台3b。基台3b的内部的对置的两个外部端子的端部相互离开。为了在基台3b的嵌入成形时容易地进行与成形模具的定位及固定，使用工件定位孔p1、p2。

并且，如图5(c)所示，使用粘接剂牢固地固定设置在框架15上的两个基台3b、和双轴磁芯6的大致半圆状的两个凸缘6a、6a的底面。并且，将与框架15的基台3b粘接且固定的双轴磁芯6，通过将框架15的外框和工件定位孔p2之间(图中的虚线部c1)切断，将双轴磁芯6从框架15切离。

此外，若在双轴磁芯的凸缘上直接粘接并固定金属的外部端子，则Z轴线圈的Q值减少数个百分点，X线圈的Q值也减少数十个百分点。借助在外部端子上设置绝缘树脂的基台，防止Q值的减少，且具有防止双轴磁芯的凸缘的损坏及提高粘接的强度的效果。

接着，如图3所示，在切离后的双轴磁芯6的X轴槽6b上绕线，将该绕线的端部缠绕在既定的连接片3a上，形成X轴线圈7。并且，在双轴磁芯6的Z轴槽6c上绕线，将该绕线的端部缠绕在既定的连接片3a上，形成Z轴线圈8。各自绕线后，将缠绕了绕线的端部的连接片3a借助例如照射激光电子束，将各连接片3a和缠绕在其上的部分的绕线端部焊接而电气地连接。

接着说明作为第二线圈的单轴线圈的制造方法。粘接并固定单轴磁芯的框架与粘接并固定双轴磁芯的框架内容相同，因此省略了图示，相同部位使用了相同的附图标记。但是，单轴磁芯在金属端子上不设置绝缘树脂的基台，这一点与双轴线圈不同。

如图4所示，形成单轴线圈5的单轴磁芯10由在两端设置了截面为四边形状的凸缘10a的杆状磁芯形成。单轴线圈5的制造方法也和双轴线圈4相同，在预先冲裁由金属形成的薄板而形成的连续的框架15上，一体地形成有包含用于连接绕线的端部的连接片3a的外部端子3，具备对置的两个外部端子3。在框架15上设置有用于容易地定位工件的多个工件定位孔p1、p2(参照图6)。

并且，将相互对置的两个外部端子3的除了连接片3a的顶端部与单轴磁芯10的两端的凸缘部的底面对合并粘接固定。

粘接并固定后，与双轴磁芯6相同地，将框架15的外框和工件定位孔p2之间切断，将单轴磁芯10从框架切离。

在切离后的单轴磁芯10的两端的凸缘之间所夹的轴上进行绕线，将该绕线端部缠绕于既定的连接片3a，与双轴磁芯同样，借助例如照射激光电子束，将各连接片3a和缠绕在其上的部分的绕线端部焊接并电气地连接，形成单轴线圈5。

并且，在实施例中，使用激光焊接说明了绕线端部的连接，但也可以使用锡焊等其他连接方法来连接。

接着，形成使第一线圈和第二线圈组合的天线线圈。

图6是示出第一线圈和第二线圈的配置图的俯视图。

在成型模具上设置有以既定的间隔配置的六个定位销，将设置在双轴线圈4上的四个工件定位孔p2和设置在单轴线圈5上的两个工件定位孔p2插装在定位销处。并且，除了六个外部端子3的包含工件定位孔p2的端部，借助嵌入成形机将外装树脂2以薄型形成为大致立方体形状。此时，通过预先设定设置在双轴线圈4的外部端子3上的四个工件定位孔p2和设置在单轴线圈5的外部端子3上的两个工件定位孔p2的间隔，能够决定双轴线圈4的磁芯外周和单轴线圈5的凸缘外周的距离。该间隔只要外形形状允许，最好大概在0.5mm以上。

若为双轴线圈和单轴线圈快要接触的间隔(不到0.5mm)，则双轴线圈和单轴线圈间的电感耦合变大，各线圈的频率波形产生失真，给通信功能带来障碍。

并且，如图6所示，在嵌入成形后，将外装树脂2的非成形部分的六个金属端子沿工件定位孔p2的附近的虚线c2切断。剩下的外部端子3如图1所示，设置从外装树脂2的侧面的引出面沿着底面侧成形加工并成为外部连接的外部端子3，得到图1的本发明的天线线圈。

这样，本发明的天线线圈的制造方法，通过使用框架，容易地进行双轴磁芯及单轴磁芯和金属端子的固定，通过使用设置在框架上的工件定位孔p2，容易地进行作为双轴线圈的第一线圈和作为单轴线圈的第二线圈的配置，能够可靠地进行外装树脂2的嵌入成形时的固定，能够增加嵌入成形时的位置的精度。

图7示出了比较使用如上所述地作成的双轴线圈和单轴线圈的天线线圈、和使用以往的三轴线圈的天线线圈的特性的结果。双轴磁芯和三轴磁芯的外形尺寸及卷槽、圈数使用相同的值。

在图7中，横轴示出电感值(mH)，纵轴示出灵敏度(mV/μT)的灵敏度数值。在此，以往的三轴线圈的特性为3xy、3z，本发明使用的双轴线圈的特性用2x、2y示出。

如图7所示，读取出与以往的三轴线圈3xy、3z比较，使用本发明的双轴线圈2x、2z时的电感值及灵敏度大。由此，若达到与以往的三轴线圈相同的特性，本发明的天线线圈能够更加小型化或薄型化。

Claims

1.一种天线线圈，具有：

2.如权利要求1所述的天线线圈，其特征在于，

上述第一线圈的各外部端子具备与上述X轴线圈和Z轴线圈的对应的端部连接的连接片，

在该外部端子的一个端部、和除了上述连接片的部分上，设置树脂成形的基台，

该基台与上述第一磁芯的一个面粘接并固定，

3.如权利要求1所述的天线线圈，其特征在于，

上述第一磁芯由铁氧体形成，是扁平的，

上述第一磁芯的平面为圆形、四边形、多边形的任意一个。

4.如权利要求1所述的天线线圈，其特征在于，

上述外部端子的非成形部分的端部沿着上述外装树脂的外形而成形加工。

5.如权利要求1所述的天线线圈，其特征在于，

上述第一线圈的磁芯外周和上述第二线圈的磁芯外周的距离在0.5mm以上。

6.一种天线线圈的制造方法，包含：制造第一线圈的步骤、制造第二线圈的步骤、将该第一线圈和该第二线圈以X轴线圈和Y轴线圈和Z轴线圈的卷轴方向相互垂直的方式接近地配置的步骤、和在该第一线圈和该第二线圈的周围嵌入成形外装树脂以将该第一线圈和该第二线圈一体化的步骤，

所述制造第一线圈的步骤包含：

在连续的框架上冲裁具备连接片的外部端子的步骤；

在该外部端子的对置的端部的一部分上借助树脂成形形成基台的步骤；

在该基台上粘接并固定第一磁芯的底面的步骤；

将上述X轴线圈的各端部缠绕并电气连接在对应的连接片上、将上述Z轴线圈的各端部缠绕并电气连接在对应的连接片上的步骤，

所述制造第二线圈的步骤包含：

在连续的框架上冲裁具备连接片的外部端子的步骤；

在该第二磁芯上绕线，形成Y轴线圈的步骤；以及，

7.如权利要求6所述的天线线圈的制造方法，其特征在于，

还包含：

在上述嵌入成形步骤后，将上述外部端子的非成形部分的端部沿着上述外装树脂的形状成形加工的步骤。