JP2005308649A - Coil antenna - Google Patents
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Description
本発明は、コイルアンテナに関し、特に、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正する電波時計に使用されるコイルアンテナに関する。 The present invention relates to a coil antenna, and more particularly to a coil antenna used in a radio timepiece that receives a predetermined radio wave including time information and corrects the time.
日本の場合、福島の周波数60kHzと佐賀の周波数40kHzという2つの局から電波が出力されており、電波時計(RCC)は、この電波を受信して時刻を合わせている。もちろん、電波時計内にもクオーツは入っているが、局から発信されている電波は原子時計に合わせているので、非常に正確であり、日本国標準時間を示している。局から発信される信号には時間だけでなく日付の情報もエンコードされている。したがって、電波時計は、電池さえ入れておけば、時刻合わせが一切不要である。 In Japan, radio waves are output from two stations, a frequency of 60 kHz in Fukushima and a frequency of 40 kHz in Saga, and a radio clock (RCC) receives the radio waves and adjusts the time. Of course, quartz is also included in the radio clock, but the radio wave transmitted from the station is aligned with the atomic clock, so it is very accurate and indicates Japan standard time. The signal transmitted from the station encodes not only time but also date information. Therefore, the radio timepiece does not require any time adjustment as long as the battery is inserted.
電波時計に搭載されるアンテナとしては、主にフェライトで形成されたバーコアに巻線が施されたバーアンテナが使用されている。 As an antenna mounted on a radio timepiece, a bar antenna in which a winding is applied to a bar core formed mainly of ferrite is used.
このようなバーアンテナはその長さが長いので、電波時計は、主に、壁掛け時計や目覚まし時計などの、比較的大きな時計に適用されていた。しかしながら、近年、腕時計をも電波時計として構成することが検討されている。また、時刻表示機能が設けられている家電製品や車にも電波時計を搭載しようということが検討されている。 Since such a bar antenna has a long length, the radio clock is mainly applied to relatively large clocks such as wall clocks and alarm clocks. However, in recent years, it has been studied to configure a wristwatch as a radio timepiece. In addition, it has been studied to mount a radio clock on home appliances and cars that have a time display function.
これに伴い、アンテナの収納スペースが小さくなってきており、電波時計に内蔵されるアンテナの小型化が必要となってきている。さらに最近では、電波時計であっても、従来の時計と遜色ないデザイン性が要求されている。 As a result, the space for storing antennas has become smaller, and it has become necessary to reduce the size of antennas built into radio timepieces. Furthermore, recently, even a radio timepiece is required to have a design that is inferior to a conventional timepiece.
詳述すると、電波時計が発売された初期のときには、電波時計だからアンテナが必要であり、アンテナの必要感度特性を得るためにはアンテナ長が必要であるから、電波時計はある程度の大きさが必要だと思われていた。同様に、アンテナの感度を確保するために、電波時計は透明性のよい非金属の例えばプラスチックケースを使用することが認められていた。しかしながら、最近では、電波時計であってもデザイン性が最重要課題とされている。すなわち、小型・薄型形状であるのは勿論のこと、フルメタルケースで高級感のあるデザイン性が要求されている。 In detail, in the early days of the release of radio timepieces, the radio timepiece requires an antenna, and the antenna length is required to obtain the required sensitivity characteristics of the antenna. It was thought. Similarly, in order to secure the sensitivity of the antenna, it has been recognized that the radio timepiece uses a non-metal, for example, a plastic case with good transparency. However, recently, design is the most important issue even for radio timepieces. That is, not only the small and thin shape but also the full metal case is required to have a high-class design.
しかしながら、従来のバーアンテナでは、バーコアの断面積、長さが小さくなるに従ってバーアンテナの誘起電圧が小さくなる。その結果、従来のバーアンテナでは、弱電界下において感度が低下するという問題がある。 However, in the conventional bar antenna, the induced voltage of the bar antenna decreases as the cross-sectional area and length of the bar core decrease. As a result, the conventional bar antenna has a problem that the sensitivity is lowered under a weak electric field.
また、従来のバーアンテナでは、コアサイズが小さくなることで、巻線部(コイル部)のスペースを十分に確保することができない。その為、従来のバーアンテナでは、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、仮にその状態で巻線が可能であったとしても相当な巻回数が必要となる。その為、従来のバーアンテナでは、巻線(コイル)の直流抵抗が増大することに起因して損失が生じ、その結果として、アンテナの共振の鋭さを表すQの値が低下してしまう。 Moreover, in the conventional bar antenna, the space | interval of a coil | winding part (coil part) cannot fully be ensured because core size becomes small. Therefore, it is difficult to increase the inductance to a sufficient level with the conventional bar antenna. Moreover, even if winding is possible in this state, a considerable number of turns is required. For this reason, in the conventional bar antenna, a loss occurs due to an increase in the DC resistance of the winding (coil), and as a result, the value of Q representing the sharpness of resonance of the antenna decreases.
また、フルメタルケースでは、必要な時刻情報の電波がシールドされたり、フルメタルケースとコイルアンテナとが電磁干渉して、アンテナ特性を低下させるなどの問題がある。 In addition, the full metal case has problems such as shielding radio waves of necessary time information, and electromagnetic interference between the full metal case and the coil antenna, thereby deteriorating antenna characteristics.
本発明は、このような問題に対処するためになされたものである。 The present invention has been made to address such problems.
すなわち、本発明の目的は、十分な受信レベルを確保しつつ、小型な電波時計用アンテナを提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide a small radio timepiece antenna while ensuring a sufficient reception level.
本発明の他の目的は、高強度で高品質な電波時計用アンテナを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an antenna for a radio timepiece having high strength and high quality.
本発明の第1の態様によれば、電波時計に内蔵されるコイルアンテナであって、少なくとも一面に絶縁性樹脂が塗布された複数の磁性フィルムを積層してなるドラム型コアと、該ドラム型コアが挿入される絶縁性ボビンと、該絶縁性ボビン上に巻回されたコイルとを有するコイルアンテナが得られる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a coil antenna built in a radio-controlled timepiece, wherein the drum core is formed by laminating a plurality of magnetic films coated with an insulating resin on at least one surface, and the drum mold A coil antenna having an insulating bobbin into which the core is inserted and a coil wound on the insulating bobbin is obtained.
本発明の第2の態様によれば、電波時計に内蔵されるコイルアンテナであって、少なくとも一面に絶縁性樹脂が塗布された複数の磁性フィルムを積層してなるドラム型コアと、該ドラム型コアに巻回された絶縁テープと、該絶縁テープ上に巻回されたコイルとを有するコイルアンテナが得られる。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a coil antenna built in a radio-controlled timepiece, wherein a drum-type core formed by laminating a plurality of magnetic films coated with an insulating resin on at least one surface, and the drum-type A coil antenna having an insulating tape wound around a core and a coil wound on the insulating tape is obtained.
上記本発明の第1又は第2の態様によるコイルアンテナにおいて、前記複数の磁性フィルムの各々は、たとえば、軟磁性金属薄帯からドラム形状に抜いて形成されてよい。また前記絶縁性ボビンは少なくとも一方面を開口した構造をしていることが好ましい。 In the coil antenna according to the first or second aspect of the present invention, each of the plurality of magnetic films may be formed by, for example, extracting a soft magnetic metal ribbon into a drum shape. The insulating bobbin preferably has a structure having at least one surface opened.
また、本発明の第3の態様によれば、上記コイルアンテナを内蔵した電波時計であって、前記コイルアンテナの少なくとも一方面に近接して配置された軟磁性体シートを備えたことを特徴とする電波時計が得られる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a radio timepiece incorporating the coil antenna, comprising a soft magnetic sheet disposed close to at least one surface of the coil antenna. To get a radio clock.
上記本発明の第3の態様による電波時計において、前記軟磁性体シートは、絶縁性軟磁性体層からなることが望ましい。また、前記絶縁性軟磁性体層は、たとえば、軟磁性体粉末、誘電体粉末、及び有機結合剤にて形成されて良い。前記軟磁性体シートの少なくとも一方面には、金属ケースが近接して配置されても良いし、プリント基板が近接して配置されても良いし、電子部品が近接して配置されても良いし、ケーブル又はフレキシブルプリント基板が近接して配置されても良い。 In the radio timepiece according to the third aspect of the present invention, it is preferable that the soft magnetic sheet is made of an insulating soft magnetic layer. The insulating soft magnetic layer may be formed of, for example, soft magnetic powder, dielectric powder, and an organic binder. On at least one surface of the soft magnetic sheet, a metal case may be disposed in proximity, a printed circuit board may be disposed in proximity, or an electronic component may be disposed in proximity. A cable or a flexible printed circuit board may be arranged in close proximity.
本発明によれば、コアとして、複数の磁性フィルムと複数の絶縁性樹脂とを交互に重ねることにより形成されたドラム型コアを用いているので、従来のコイルアンテナよりも良好な特性が得られる。また、薄型・小型でメタルケースの影響の少ない、コイルアンテナを提供することが可能となる。 According to the present invention, since a drum-type core formed by alternately stacking a plurality of magnetic films and a plurality of insulating resins is used as the core, a better characteristic than the conventional coil antenna can be obtained. . In addition, it is possible to provide a coil antenna that is thin, small, and less affected by the metal case.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、本発明の第1の実施の形態に係るコイルアンテナを示す。図示のコイルアンテナは、ドラム型コア1と、ボビン2と、コイル3と、フレキシブル基板4とを有する。
FIG. 1 shows a coil antenna according to a first embodiment of the present invention. The illustrated coil antenna includes a drum core 1, a
ドラム型コア1は、次のようにして製造される。先ず、軟磁性金属薄帯からプレス打ち抜きやエッチングによりドラム形状に抜いた磁性フィルムを作る。ここで、軟磁性金属薄帯は、例えば、パーマロイ薄帯、FeSi薄帯、アモルファス薄帯、ナノ結晶薄帯の中から選択される。この磁性フィルムを多数個フープ状に形成する。このフープ状に形成された磁性フィルムの片面または両面に絶縁性樹脂を塗布する。絶縁性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂である。この絶縁性樹脂が塗布された磁性フィルムを例えば20〜50枚積層する。そして、この積層した磁性フィルムを樹脂の硬化温度でキュアする。これにより、ドラム型コア1が製造される。 The drum core 1 is manufactured as follows. First, a magnetic film is made by punching or etching a soft magnetic metal ribbon into a drum shape. Here, the soft magnetic metal ribbon is selected from, for example, permalloy ribbon, FeSi ribbon, amorphous ribbon, and nanocrystal ribbon. A large number of magnetic films are formed in a hoop shape. An insulating resin is applied to one or both sides of the magnetic film formed in the hoop shape. The insulating resin is, for example, an epoxy resin. For example, 20 to 50 magnetic films coated with this insulating resin are laminated. Then, the laminated magnetic film is cured at the curing temperature of the resin. Thereby, the drum core 1 is manufactured.
ドラム型コア1は、例えば全長20mm、巻線部のコア幅は0.5mm、積層したコアの厚みは0.5mmである。 The drum core 1 has, for example, a total length of 20 mm, a core width of the winding portion of 0.5 mm, and a laminated core thickness of 0.5 mm.
このドラム型コア1を、絶縁処理を施したボビン2に装着する。すなわち、ボビン2は絶縁性である。それから、このボビン2上に、例えば、0.04mm線径の銅線を3000回巻線してコイル3を形成することにより、コイルアンテナを得る。本実施の形態では、このコイルアンテナの端子には、例えば、フレキシブル基板4が用いられる。
The drum core 1 is attached to a
このようにして得られた本発明のコイルアンテナは、従来の同等形状の棒コイルアンテナに比べ、約1dB以上大きなアンテナゲインが得られた。 The coil antenna of the present invention thus obtained has an antenna gain of about 1 dB or more larger than that of a conventional bar coil antenna having the same shape.
図2はコイルアンテナのQ特性とアンテナゲインの関係を示すグラフである。図2において、横軸はQの値を示し、縦軸はアンテナゲイン(dB)を示す。アンテナゲインは10cm法にて測定した。図2から、本発明によるコイルアンテナは、Q特性及びアンテナゲインとも、従来のコイルアンテナより優れていることが分かる。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the Q characteristic of the coil antenna and the antenna gain. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the value of Q, and the vertical axis indicates the antenna gain (dB). The antenna gain was measured by the 10 cm method. FIG. 2 shows that the coil antenna according to the present invention is superior to the conventional coil antenna in terms of both Q characteristics and antenna gain.
また、図2は、本発明の軟磁性体シートを装着したコイルアンテナと、それを装着しないコイルアンテナの特性とを比較して示してある。軟磁性体シートを装着することで、それを装着しない場合と比較して、0.5dB以上のアンテナゲインが向上することが分かる。 FIG. 2 shows a comparison between the characteristics of a coil antenna equipped with the soft magnetic sheet of the present invention and a coil antenna not equipped with the same. It can be seen that by attaching the soft magnetic sheet, the antenna gain of 0.5 dB or more is improved as compared with the case where it is not attached.
図3は、本発明の第2の実施の形態に係るコイルアンテナを示す断面図である。図示のコイルアンテナは、ドラム型コア7と、開口部11を持つ絶縁性ボビン8と、コイル9と、端子10とを有する。
FIG. 3 is a sectional view showing a coil antenna according to the second embodiment of the present invention. The illustrated coil antenna includes a drum core 7, an
このような構成のコイルアンテナは、次のようにして製造される。開口部11を持つ絶縁性ボビン8にドラム型コア7を開口部11から装着する。次に、絶縁性ボビン8にコイル9を巻線する。そして、コイル9に端子10を接続する。これにより、コイルアンテナを製造する。開口部11は蓋をせず、ドラム型コア7を露出したままでも良い。
The coil antenna having such a configuration is manufactured as follows. The drum core 7 is attached to the insulating
このような構成のコイルアンテナは、開口部11を持つので、部材を節約できる。また、蓋を閉じるための組立て作業も少なくできるので、経済的である。さらに、蓋の板厚分を削減できるので、薄型のコイルアンテナを提供できる。
Since the coil antenna having such a configuration has the
図4、図5は、本発明に係るコイルアンテナを応用した電波時計を示す図である。図示の電波時計は、軟磁性体シート14をメタルケース6とアンテナコイル13との間に装着したものである。その場合の効果は、図2に示したとおり、0.5dB以上アンテナゲインが向上した。
4 and 5 are views showing a radio timepiece to which the coil antenna according to the present invention is applied. In the illustrated radio timepiece, a soft
本例では、軟磁性体シート14をメタルケース6とコイルアンテナ13との間に装着しているが、軟磁性体シート14をプリント基板とコイルアンテナとの間に装着しても良いし、軟磁性体シート14を電子部品とコイルアンテナとの間に装着しても良いし、軟磁性体シート14をケーブル又はフレキシブルプリント基板とコイルアンテナとの間に装着しても良い。
In this example, the soft
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上述した実施の形態では、絶縁性ボビンにドラム型コアを挿入しているが、その代わりに、ドラム型コアに絶縁テープを巻回しても良い。この場合は、絶縁テープ上にコイルが巻回される。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the drum core is inserted into the insulating bobbin. Instead, an insulating tape may be wound around the drum core. In this case, a coil is wound on the insulating tape.
1 ドラム型コア
2 ボビン
3 コイル
4 フレキシブル基板
6 メタルケース
7 ドラム型コア
8 ボビン
9 コイル
10 端子
11 開口部
13 コイルアンテナ
14 軟磁性体シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
少なくとも一面に絶縁性樹脂が塗布された複数の磁性フィルムを積層してなるドラム型コアと、該ドラム型コアが挿入される絶縁性ボビンと、該絶縁性ボビン上に巻回されたコイルとを有するコイルアンテナ。 A coil antenna built in a radio clock,
A drum core formed by laminating a plurality of magnetic films coated with an insulating resin on at least one surface; an insulating bobbin into which the drum core is inserted; and a coil wound on the insulating bobbin. Having coil antenna.
少なくとも一面に絶縁性樹脂が塗布された複数の磁性フィルムを積層してなるドラム型コアと、該ドラム型コアに巻回された絶縁テープと、該絶縁テープ上に巻回されたコイルとを有するコイルアンテナ。 A coil antenna built in a radio clock,
A drum-type core formed by laminating a plurality of magnetic films coated with an insulating resin on at least one surface; an insulating tape wound around the drum-type core; and a coil wound around the insulating tape. Coil antenna.
The radio timepiece according to any one of claims 5 to 7, wherein a cable or a flexible printed circuit board is disposed close to at least one surface of the soft magnetic material sheet.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008020326A (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Seiko Epson Corp | Electronic timepiece |
JP2013093921A (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Toyota Central R&D Labs Inc | Reactor for two-phase converter and two-phase converter |
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2004
- 2004-04-23 JP JP2004128732A patent/JP2005308649A/en active Pending
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