JP2005175964A - 送信アンテナコイル - Google Patents
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Abstract
【課題】 導線の巻回数を増加させて出力を高めてもインダクタンスが増加することなく、Q値が低く広帯域であって、薄型化を損なうことのない送信アンテナコイルを得る。
【解決手段】 磁性体コア11と、該コア11を収容したボビン12と、該ボビン12の外周部に巻回された導線15とを備えた送信アンテナコイル。導線15は、鍔部14b,14cの間である非巻回部分16aを介して、鍔部14a,14bの間と鍔部14c,14dの間にそれぞれ巻回され(巻回部分15a,15b)、一つのコイルとして形成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 磁性体コア11と、該コア11を収容したボビン12と、該ボビン12の外周部に巻回された導線15とを備えた送信アンテナコイル。導線15は、鍔部14b,14cの間である非巻回部分16aを介して、鍔部14a,14bの間と鍔部14c,14dの間にそれぞれ巻回され(巻回部分15a,15b)、一つのコイルとして形成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、送信アンテナコイル、特に、近距離におけるLF帯の通信システムで使用される送信アンテナコイルに関する。
従来、LF帯(低周波30〜300kHz)の近距離での通信システムで使用される送信アンテナコイルとしては、特許文献1に記載のように、磁性体コアが挿入されたボビンの胴部に形成した複数の鍔部の間に導線を連続的に巻回して複数のコイルを近接状態で形成したものが知られている。
一般に、送信コイルから発生される磁界出力は、以下の式(1)に基づいてコイルのアンペアターン数によって決まる。
アンペアターン数=巻回数×コイル電流 (1)
送信アンテナコイルにおいて、磁界出力を大きくするために、巻回数を増やすとインダクタンスが増加してコイル電流が小さくなり、アンペアターン数がそれほど大きくならないという問題点を生じていた。また、巻回数を増やすとコイルのインダクタンスが上昇してQ値が高くなり、共振帯が狭くなりブロード性が低下するという問題点も生じていた。
そのため、コアの外径を大きくしてコイルの実抵抗値を上げてQ値を抑える対策が採用されていたが、これでは薄型化の要求に対応できず、実際的ではない。
実開平6−13213号公報
そこで、本発明の目的は、導線の巻回数を増加させて出力を高めてもインダクタンスが増加することなく、Q値が低く広帯域であって、薄型化を損なうことのない送信アンテナコイルを提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、磁性体コアと、該磁性体コアを収容したボビンと、該ボビンの外周部に巻回された導線とを備えた送信アンテナコイルにおいて、前記導線は前記ボビンの外周部に非巻回部分を間に介して複数の巻回部分からなる一つのコイルとして形成されていることを特徴とする。
以上の構成からなる本発明において、一つのコイルは非巻回部分を間にして複数の巻回部分から構成されているため、非巻回部分で磁束の漏れ(磁束リーケージ)が多くなり、自己インダクタンスの上昇が抑制される。
従って、従来と同じ巻回数であってもQ値を低くできてブロード性が良好になる。換言すれば、磁界出力を上げるために導線の巻回数を増加させてアンペアターン数を大きく設定しても、インダクタンスの増加やQ値の増加、帯域の狭まりを生じることがない。また、Q値を抑えるためのコアの外径を大きくすることがないので、薄型化の要求を満たしつつ高出力及び広帯域とすることができる。
本発明に係る送信アンテナコイルにおいて、導線は鍔部によって区切られた複数の巻回部分からなる一つのコイルとして形成され、非巻回部分は鍔部の間に設定されていてもよい。この場合、ボビンの外周部には4個以上の鍔部が形成されることがある。なお、巻回部分と非巻回部分は必ずしも鍔部で区切られている必要はない。
以下、本発明に係る送信アンテナコイルの実施例について添付図面を参照して説明する。
(第1実施例、図1〜図5参照)
図1及び図2に本発明に係る第1実施例である送信アンテナコイル10Aを示す。この送信アンテナコイル10Aは、例えば、LF帯の電磁波を利用して、近距離において情報又は電力を伝達するシステムに使用されるものである。
図1及び図2に本発明に係る第1実施例である送信アンテナコイル10Aを示す。この送信アンテナコイル10Aは、例えば、LF帯の電磁波を利用して、近距離において情報又は電力を伝達するシステムに使用されるものである。
送信アンテナコイル10Aは、直方体形状の磁性体コア11と、該コア11が挿入されているボビン12と、該ボビン12の外周部に巻回されている導線15とを備えている。磁性体コア11はMn−Zn系のフェライトなどを素材としている。ボビン12はPBT(ポリブチレンテレフタレート)などを素材としている。なお、磁性体コア11としては、フェライトとは異なるアモルファス系磁性体あるいは磁性体微粉末を圧着したものを用いてもよい。
ボビン12にはその外周部に4個の鍔部14a,14b,14c,14dが形成されている。導線15は、鍔部14b,14cの間である非巻回部分16aを介して、鍔部14a,14bの間と鍔部14c,14dの間にそれぞれ巻回され(巻回部分15a,15b)、一つのコイルとして形成されている。
以上の構成からなる送信アンテナコイル10Aにおいては、図示しない共振コンデンサとでLC共振回路を構成し、導線15に交流電流を流すことで、空間に磁界を発生させる。この送信アンテナコイル10Aにあっては、巻回部分15a,15bの間に非巻回部分16aが存在するため、非巻回部分16aで磁束の漏れ(磁束リーケージ)が多くなり、自己インダクタンスの上昇が緩和され、Q値が低くなる。
図4は、前記送信アンテナコイル10Aにおいて、非巻回部分16aの幅寸法w(図1参照)を0mm、5mm、10mm及び15mmに変化させたときのQ値を示すグラフである。このグラフから明らかなように、非巻回部分16aの幅寸法wが増加するに伴ってQ値が低下している。
また、この種の送信アンテナコイルは、周囲の温度変化などに起因して共振周波数が変化して受信感度が低下する、即ち、ブロード性が低下する。図5は、非巻回部分16aの幅寸法wを0mm、5mm、10mm及び15mmに変化させ、動作周波数に対して共振周波数が2%変化したときの受信感度の低下率を示すグラフである。このグラフから明らかなように、非巻回部分16aの幅寸法wが増加するに伴って受信感度の低下率が小さくなっており、ブロード性が良好である。
即ち、送信アンテナコイル10Aにあっては、従来と同じ巻回数であってもQ値を低くできてブロード性が良好になる。換言すれば、磁界出力を上げるために導線15の巻回数を増加させてアンペアターン数を大きく設定しても、インダクタンスの増加やQ値の増加が抑えられ、帯域の狭まりを生じることがない。また、Q値を抑えるためのコア11の外径を大きくすることがないので、薄型化の要求を満たしつつ高出力及び広帯域とすることができる。
なお、送信アンテナコイル10Aにおいて、非巻回部分16aである鍔部14b,14cの間は樹脂で充填されていてもよい。あるいは、鍔部14b,14cのいずれかを省略して3個の鍔部で構成してもよい。
即ち、複数個の鍔部で巻回部分を区切ることは、各巻回部分の巻回数を任意に設定できること、巻始め位置あるいは巻終わり位置を鍔部で規定できる利点を有している。一方、鍔部を3個で構成することは、一対の鍔部の間に導線を100%巻回するのではなく、一方の鍔部に隣接した部分を非巻回部分として残す。この場合、巻回数などを変化させることで、非巻回部分の幅を変化させることが容易にできる。
また、送信アンテナコイル10Aにあっては、非巻回部分は一つである必要はなく、図3に示すように、ボビン12の外周部に6個の鍔部14a〜14fを形成したものであってもよい。この場合、鍔部14a,14bの間、鍔部14c,14dの間及び鍔部14e,14fの間をそれぞれ巻回部分15a,15b,15cとし、鍔部14b,14c及び鍔部14d,14eの間をそれぞれ非巻回部分16a,16bとする。
(第2実施例、図6及び図7参照)
第2実施例である送信アンテナコイル10Bは、図6及び図7に示すように、前記第1実施例である送信アンテナコイル10Aと基本的には同様の構成を有し、同じ部品、部分には共通の符号を付し、重複した説明は省略する。
第2実施例である送信アンテナコイル10Bは、図6及び図7に示すように、前記第1実施例である送信アンテナコイル10Aと基本的には同様の構成を有し、同じ部品、部分には共通の符号を付し、重複した説明は省略する。
この送信アンテナコイル10Bは、巻回部分15a,15b及び非巻回部分16aにおいて、即ち、鍔部14a,14b,14c,14dの間において、ボビン12の外周部の上下面部分をカットして窓状の開口部13a,13b,13cを形成したものである。開口部13a,13b,13cからはコア11の表面が露出しており、導線15は開口部13a,13c上に巻回されている。
第2実施例である送信アンテナコイル10Bにあっては、開口部13a,13cが形成されているためにコイルの巻線径が小さくなるために実抵抗分が小さくなり、Q値が若干上昇する。しかし、非巻回部分16aの存在によるQ値の低下が大きく作用し、図4及び図5に示した前記第1実施例と同じ傾向の特性を示す。また、開口部13a,13b,13cが形成されている分、薄型化に大きく寄与する。
(他の実施例)
なお、本発明に係る送信アンテナコイルは前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
なお、本発明に係る送信アンテナコイルは前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、コアやボビンの構造、形状の細部は任意である。また、第2実施例において、開口部13a,13b,13cは上下面部分をカットしているが、上面部分又は下面部分のいずれか一方をカットしたものであってもよい。
10A,10B…送信アンテナコイル
11…磁性体コア
12…ボビン
13a〜13c…開口部
14a〜14f…鍔部
15…導線
15a〜15c…巻回部分
16a,16b…非巻回部分
11…磁性体コア
12…ボビン
13a〜13c…開口部
14a〜14f…鍔部
15…導線
15a〜15c…巻回部分
16a,16b…非巻回部分
Claims (3)
- 磁性体コアと、該磁性体コアを収容したボビンと、該ボビンの外周部に巻回された導線とを備えた送信アンテナコイルにおいて、
前記導線は前記ボビンの外周部に非巻回部分を間に介して複数の巻回部分からなる一つのコイルとして形成されていること、
を特徴とする送信アンテナコイル。 - 前記磁性体コアは前記ボビンに挿入され、
前記ボビンの外周部には複数の鍔部が形成され、
前記導線は鍔部によって区切られた複数の巻回部分からなる一つのコイルとして形成され、
前記非巻回部分は鍔部の間に設定されていること、
を特徴とする請求項1に記載の送信アンテナコイル。 - 前記ボビンの外周部には4個以上の鍔部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の送信アンテナコイル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20190133125A (ko) * | 2013-09-17 | 2019-12-02 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 및 그 제조 방법 |
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2003
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CN101356688B (zh) * | 2006-02-08 | 2012-05-09 | 胜美达集团株式会社 | 天线用线圈 |
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KR102265299B1 (ko) | 2013-09-17 | 2021-06-14 | 콘티넨탈 오토모티브 코리아(주) | 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 및 그 제조 방법 |
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