JP2004125606A

JP2004125606A - 電波時計用アンテナ

Info

Publication number: JP2004125606A
Application number: JP2002289996A
Authority: JP
Inventors: Makoto Okudera; 奥寺　良
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】小型で感度などの諸特性が優れた電波時計用アンテナを提供すること。
【解決手段】柱状の磁性コア１１の両端部に、磁性材からなるチップ１２を、ボビン１３に嵌合させた状態で接合し、チップ１２の間に、巻線１５を施して電波時計用アンテナを得る。ボビン１３のチップ１２を嵌合する側には、バネ機能を有する突起１４を設けて、チップ１２の接合を確実にすることも可能である。このような構成とすることにより、磁束を巻線の部分に効率的に導くことができ、アンテナとしての特性を向上できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻情報を含む所定の電波を受信し、その情報に基づいて、自動的に時刻を修正する機能を有する電波時計に用いられる、アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
時計は言うまでもなく、正確な時刻を表示し、生活の便に寄与するものである。従って、形態や設置場所に拘わらず、正確な時刻を表示することが求められる。このため、時間を計測する方式は、改良が重ねられ、今日に至っている。
【０００３】
現在、最も正確な時計は、セシウム原子時計である。一般に原子や分子は、特定周波数の電磁波を吸収・放出する性質があるが、セシウムは、９１９２６３１７７０Ｈｚの電磁波を吸収する。水晶振動子を用いてこれと同じ周波数の電磁波を発生させて、セシウム原子にあてると、セシウム原子はこれを吸収するが、その振動数がずれると、セシウム原子は電磁波を吸収しなくなる。
【０００４】
従って、この現象を水晶振動子にフィードバックすることで、正確な時間の計測が可能となり、３０〜１５０万年に１秒だけずれるという精度が得られる。現在、国内においては、郵政省の管轄で、セシウム原子時計を用いた標準時刻の情報を含む電波が、全国土に届くように発信されている。
【０００５】
電波時計は、前記の計測法による時刻情報を含む電波を、内蔵するアンテナで受信し、自動的に時刻のずれを修正する機能を具備している。このため、常時正確な時刻を表示することが可能で、近年急速に普及しつつある。
【０００６】
時計の形態は、据置型から腕時計に至るまで、様々であり、前記技術を適用するには、時計に内蔵される標準電波受信用アンテナの小型化が大きな課題となる。一般にアンテナは、それを構成する磁性コアの材質や構造が同一の場合、小型化に伴い出力電圧が低下し、受信距離が短縮する。そして、従来の電波時計用アンテナの一つとして、下記の技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３３７１８１号公報
【０００８】
前記特許文献１には、軟磁性体粉末と高分子材料を含む複合磁性体からなる磁性コアに巻線を施し、巻線を施す磁性材の耐衝撃性と絶縁性を向上する技術が開示されている。図５は、前記特許文献１に開示されている、代表的なアンテナの構造を示す図で、図５（ａ）は、斜視図、図５（ｂ）は断面図である。図５において、５１は前記複合磁性体からなる磁性コア、５２は、巻線、５３は、巻線の端末を接続するためのピン端子である。
【０００９】
このような構造のアンテナでは、前記のように小型化に伴い、磁性コアの断面積や長さが減少するため、アンテナの誘起電圧が低下し、弱電界下では、感度も低下するという問題がある。
【００１０】
また、磁性コアサイズの減少は、巻線を施し得るスペースの減少に繋がり、インダクタンスを十分なレベルまで上げることが困難となる。また、その状態で巻線が可能であるとしても、相当なターン数が必要となるため、巻線の直流抵抗が増加することによる損失が増加し、アンテナのＱが低下する結果となる。
【００１１】
一方で、主に腕時計のような小型の時計では、磁性コアの材料として、強度の観点からアモルファス合金が採用されるケースがある。しかしながら、アモルファス合金の場合、積層されたコアであっても、フェライトに比較して、渦電流、反磁界による損失が大きく、感度もフェライトに劣る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の技術的な課題は、前記の問題を解決し、十分な機械的強度を有しながら、小型で十分な受信レベルを確保し得る、電波時計用アンテナを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の問題点に対処するため、電波時計用アンテナにおける、磁性コアや巻線の構成を検討した結果、なされたものである。
【００１４】
即ち、本発明は、磁性コアにボビンが嵌合され、該ボビンに巻線が施された電波時計用アンテナにおいて、前記磁性コアに磁性材料からなるチップが取り付けられていることを特徴とする電波時計用アンテナである。
【００１５】
また、本発明は、前記磁性コアが磁性金属箔を積層してなることを特徴とする、前記の電波時計用アンテナである。
【００１６】
また、本発明は、前記チップの取り付け位置が、前記コアの両端部であり、前記ボビンが、前記コアと前記チップの両方を覆う状態で嵌合し、前記巻線が、前記ボビンの前記チップ間の部分に施されていることを特徴とする、前記の電波時計用アンテナである。
【００１７】
また、本発明は、前記チップが、前記ボビンに嵌合することで、前記磁性コアに機械的に接合されていることを特徴とする、前記の電波時計用アンテナである。
【００１８】
本発明においては、磁性コアの両端に磁性材からなるチップを接合することで、チップの部分が鍔部に相当するドラム形状となる。このような構造とすることで、本発明の磁性コアは、前記特許文献１に開示されている磁性コアとは、構造が異なることになる。しかも非磁性の高分子材料を含まないので、巻線部に対し効率的に磁束を集中し得る磁気回路の構成が可能となる。
【００１９】
なお、磁性コアとチップは、同一の材質で構成してもよいが、別材質で構成してもよく、必要な特性に応じて、使い分けることができる。
【００２０】
本発明のアンテナのような構造を有する、バーアンテナにおいては、巻線部の中で、磁性コアの表面に最も近い部分、即ち、巻線の第１層の特性に対する寄与が大きい。そして、前記チップを接合しない状態に比較して少ないターン数で、より大きなインダクタンスを発現することが可能となり、Ｑも高くなる。そして、これに伴い、弱電界におけるアンテナとしての特性も向上する。
【００２１】
また、本発明の電波時計用アンテナにおいては、磁性コアとチップを密着させる必要があるが、接着剤を使用すると、接着剤がギャップとして作用し、磁気的な損失に繋がるので、機械的な嵌合で密着させる必要がある。本発明においては、ボビンに磁性コアを挿通してから、チップを挿入、埋設するので、コアを取り付けた時点で密着させることができる。この際、ボビンとチップの嵌め合いは、締まり嵌めとしておくのが好ましい。
【００２２】
なお、ボビンを構成する材質として、高分子材料を用いることで、アンテナ全体としての耐衝撃性を向上することができるとともに、磁性コアと巻線の絶縁を確保することも可能となる。その場合、ボビンを、所要の形状に適当な成形方法で、予め成形しておいてもよいし、磁性コアにチップを密着させた状態で、成形金型に挿入し、一体化成形してもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、具体的な例を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電波時計用アンテナの断面図である。図１において、１１は、磁性コア、１２は、チップ、１３は、ボビン、１４は、チップ１２を磁性コア１１に密着させるためのバネ機能を有する突起、１５は、巻線である。また、図２は、図１において、破線で描いた円の部分、即ち、突起の部分を拡大した図である。
【００２５】
図２に示した構造とすることで、突起にバネとしての機能を付与することができる。但し、突起の構造は、これ以外でもバネとしての機能を具備するものであればよいことは、勿論である。
【００２６】
また、図３は、磁性コアにチップを接合した状態を示す斜視図である。図３において、１１は、磁性コア、１２は、チップを示す。そして、ここでは、磁性コア１１は、アモルファス合金薄帯を切断して積層して構成した。チップ１２には、高透磁率を有するＮｉ−Ｚｎ系の焼結フェライト材を用いた。また、ボビン１３は、ナイロン６６で構成した。なお、この電波時計用アンテナの長さは、１８ｍｍである。
【００２７】
このような構成とすることで、アンテナとしての特性は、チップを用いない通常の棒状の磁性コアを用いた場合に比較して、Ｑにおいては、１０向上し、感度においては、５ｄＢ向上するという結果が得られた。
【００２８】
また、図４は、前記と別の、本発明の一実施の形態における、磁性コアとチップの構成例を示す斜視図である。図４において、４１は、磁性コア、４２は、チップを示す。
【００２９】
このような構造の磁性コアとチップを用いる場合、磁性コアは軟磁性金属材料を切削加工して構成してもよいし、高透磁率フェライト焼結体でもよいし、軟磁性金属材料の薄帯を渦巻状に巻き付けて円筒または円柱状としてもよい。また、チップについても、軟磁性金属材料の切削加工品、フェライト系の材料などを用いることができる。
【００３０】
このような構成の磁性コアとチップを、ボビンに嵌合し、巻線を施すことで電波時計用のアンテナを得ることができる。そして、チップを接合することでアンテナとしての特性を向上できることが確認できた。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、巻線を施す磁性コアの両端に、磁性材料からなるチップを接合することで、優れた特性を有する電波時計用アンテナを提供することができる。これによって、電波時計の小型化に寄与でき、その普及に資するところは大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電波時計用アンテナの断面図。
【図２】突起の部分を拡大した図。
【図３】磁性コアにチップを接合した状態を示す斜視図。
【図４】本発明の一実施の形態における磁性コアとチップの構成例を示す斜視図。
【図５】特許文献に開示されている代表的なアンテナの構造を示す図。図５（ａ）は、斜視図。図５（ｂ）は断面図。
【符号の説明】
１１，４１，５１　　磁性コア
１２，４２　　チップ
１３　　ボビン
１４　　突起
１５，５２　　巻線
５３　　ピン端子

Claims

柱状の磁性コアと、該磁性コアの両端部に配置された磁性材料からなるチップの両方を覆う状態でボビンが嵌合され、前記ボビンの前記チップの間に巻線が施されていることを特徴とする電波時計用アンテナ。
前記磁性コアは、磁性金属箔を積層してなることを特徴とする、請求項１に記載の電波時計用アンテナ。
前記チップは、前記ボビンに嵌合することで、前記磁性コアに機械的に接合されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電波時計用アンテナ。