JP2003152426A - アンテナコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状コア体に巻線を施したアンテナコイルに
於いて、アンテナ性能を向上させて小型化を実現する。 【解決手段】 棒状コア体１に巻線２を施したアンテナ
コイルに於いて、コア体を、巻線軸芯部１１の両端に巻
線軸芯部より径大とした鍔部１２を設けた形状にしてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電波時計等のアンテナ
に使用される中長波用のアンテナコイルに関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】電波時計
等の中長波を受信する機器のアンテナとして、アンテナ
コイルが採用されている。アンテナコイルは、数センチ
の棒状コア（フェライトが一般的）に所定の巻線を施し
たものが採用されている。

【０００３】ところで各種機器は小型化が要望される
が、機器の小型化は部品自体の小型化につながり、アン
テナ部品の小型化は、部品自体のアンテナ性能向上によ
って、実現される。

【０００４】そこで本発明は、コア形状を変更すること
でアンテナ性能が高められることを見出し、新規なアン
テナコイルを提案したものである。

【０００５】

【課題を解決する手段】本発明に係るアンテナコイル
は、棒状コア体に巻線を施したアンテナコイルに於い
て、コア体を、巻線軸芯部の両端に巻線軸芯部より径大
とした鍔部を設けた形状にしてなることを特徴とするも
のである。

【０００６】コイル巻線として同一巻線形態（同一長並
びに同一軸芯部断面形状に同数巻きを施す）を採用した
場合に、鍔部を設けることによってインダクタンス値が
増加する。即ち同一抵抗値でインダクタンス値が大きく
なるので、当然共振尖鋭度Ｑが大きくなり、共振電圧も
大きくなってアンテナ性能が向上する。

【０００７】従って共振電圧を従前と一致させるとすれ
ば、コイルの大きさを小さくしてインダクタンス値を小
さくしても充分な性能を得ることができる。

【０００８】

【実験例】次に本発明を実証するために行った実験例に
ついて説明する。図１（イ）は、対比基準とする従前構
造のアンテナコイルで、棒状コア体０１に巻線０２を巻
装したものである。この棒状コア体０１は、全長２０ｍ
ｍの２×２ｍｍの四角柱の焼成フェライトであって、線
経ψ０．０８ｍｍのエナメル細線（巻線）０２をコア体
０１の１６ｍｍの範囲に７６０巻してなるものである
（試作品Ａ）。

【０００９】図１（ロ）は本発明の実施品を示している
もので、基本的に棒状コア体１に巻線２を巻装してなる
もので、棒状コア体１の形状のみが、前記試作品と異な
る。即ち棒状コア体１が、巻線軸芯部１１と、巻線軸芯
部１１の両端に巻線軸芯部１１より径大とした鍔部１２
とで構成されているものである。

【００１０】具体的には、本発明実証のための試作品
は、コア体１の全長（２０ｍｍ）並びに巻線範囲（１６
ｍｍ）を基準試作品Ａと一致させ、単に鍔部１２の有無
のみ相違するようにようにしたものであり、更に鍔部１
２の形状が相違する二種類を試作した。試作品Ｂは、鍔
部１２が長さ方向（鍔部幅：αｍｍ）で２ｍｍ、周方向
（鍔部張り出し：βｍｍ）で１ｍｍの四角形状としたも
のであり、試作品Ｃは、長さ方向（鍔部幅：αｍｍ）で
２ｍｍ、周方向（鍔部張り出し：βｍｍ）で２ｍｍの四
角形状の鍔部１２を備えさせたものである。

【００１１】実証試験は、前記の試作品ＡＢＣを使用
し、ＬＣＲ計等の測定計器を使用して試作品のリアクタ
ンス値、抵抗値、Ｑ値を測定し、またアンテナの受信電
圧は、ループアンテナに４０ｋＨｚ，１０Ｖｐ−ｐのＳ
ＩＮ波を供給し、ループアンテナの中心より５０ｃｍ離
れた地点で、試作品アンテナを共振させた際の電圧実効
値を測定した。

【００１２】測定結果は、図３に示したとおりで、従前
構造の試作品Ａと、鍔部１２を備えた本発明の実施品で
ある試作品ＢＣを対比すると、鍔部１２を備えること
で、リアクタンス値並びに共振尖鋭度（損失係数の逆
数）Ｑの増加、受信電圧の増加が認められ、コア体にお
ける鍔部の具備は、アンテナ性能を向上させることが裏
付けられた。

【００１３】更にコア体の形状、鍔部の大きさなどによ
るアンテナ性能向上について検討するために、コイルの
インダクタンス値を求めることができる電磁界解析ソフ
ト「ＪＭＡＧ（商品名）」を使用してシミュレーション
を行った。

【００１４】コイルのインダクタンス値Ｌは、「Ｌ＝Ｋ
（長岡計数）×μ（透磁率）×Ｎ２（巻数の２乗）×Ｓ
（コイル断面積）÷ｄ（コイル長）」で求められる。前
記の透磁率は、反磁界によって磁性材料の持つ透磁率と
はならず、磁性材料の透磁率及びその形状から決定され
る値（見かけ透磁率）となる。

【００１５】そこで前記シミュレーションにおいて、同
一コイル形状（断面積、巻数、長さ）の空芯コイルと、
所定のコアを備えた想定コイルのインダクタンス値の対
比で、同一抵抗値のコイルにおける共振尖鋭度（共振時
の受信電圧の大きさ）の増減が確認できる。即ちアンテ
ナ性能の向上は、コア体の見かけ透磁率を求めることで
確認できる。

【００１６】想定コイルは、フェライトの製造上の精度
並びに強度上の点から、鍔部の現実的な大きさの限界と
認められる０．３ｍｍを下限設定とした。角柱形状のコ
ア体において、鍔部を備えない従来構造品のシミュレー
ションデータと、鍔部を備えた本発明の実施品のシミュ
レーションを対比した結果を、図４に示した。

【００１７】下限設定とした長さ方向（α）が２ｍｍ
で、周方向（β）を０．３ｍｍ張り出させた想定ａにお
いては、鍔無しの従前品に対してリアクタンス値の１３
％増の結果となり、また長さ方向（α）が０．３ｍｍ
で、周方向（β）を２ｍｍ張り出させた薄い鍔部を想定
した想定ｄにおいても、鍔無しの従前品に対してリアク
タンス値の１０％増の結果となった。尚想定ｄ，ｅは、
巻線長が相違するので、巻線長を１９．４ｍｍとした空
芯コイル（Ｌ＝０．１９ｍＨ）と、巻線長１．８ｍｍと
した空芯コイル（Ｌ＝０．２６ｍＨ）を基準として算出
した。

【００１８】更にコア体の形状を円柱形状としたシミュ
レーション結果は図５に示した。この結果は、コア体の
断面形状に関わりなく、鍔部を備えることでインダクタ
ンス値の増加が図られることを示している。

【００１９】従って現実の製造に際して僅かでもコア体
に鍔部を設けることで、リアクタンス値の増加が認めら
れることになる。特に鍔部が大きければその効果が大き
いことが確認できるが、鍔部の大きさを大きくすること
によって、巻線範囲が狭くなって所定の巻数を確保し難
くなる場合もあり、また巻数確保のためにコイル線径を
細くすると抵抗値が増加し、Ｑ値の低下をもたらすの
で、アンテナ組み込み箇所（空間）の形状に対応して鍔
部の大きさを決定すれば良い。

【００２０】

【発明の効果】以上のとおり本発明は、コア体の両端に
巻線軸芯部より径大とした鍔部を設けたアンテナコイル
で、鍔部の形成によって見かけ透磁率を増加させること
ができ、アンテナ性能を向上させるもので、アンテナ部
品の小型化の要望に対応できたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実験例の説明図で（イ）は従前例、
（ロ）は本発明の実施品。

【図２】同実験例の試作品形状データ表。

【図３】同実測データ表。

【図４】同シミュレーション結果表（四角柱状コア）

【図５】同シミュレーション結果表（円柱状コア）

【符号の説明】

１ コア体 １１ 巻線軸芯部 １２ 鍔部 ２ 巻線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状コア体に巻線を施したアンテナコイ
   ルに於いて、コア体を、巻線軸芯部の両端に巻線軸芯部
   より径大とした鍔部を設けた形状にしてなることを特徴
   とするアンテナコイル。
2. 【請求項２】 コア体が磁性材料である請求項１記載の
   アンテナコイル。
3. 【請求項３】 鍔部の寸法が、巻線軸芯部の外周より
   ０．３ｍｍ以上周方向で突出し、軸方向で０．３ｍｍ以
   上の厚さを備えてなる請求項２記載のアンテナコイル。