JP2006311021A - アンテナコイル装置およびそれが実装された電子回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 実装面積を小さく、干渉による共振特性の悪化を低減する。
【解決手段】 第１の巻線１４が巻回された第１のコア１１と、第２の巻線１５が巻回された第２のコア１２と、前記第１の巻線１４につながる第３の巻線１８であって、前記第２のコア１２に巻回されると共に前記第１の巻線１４とは逆巻された第３の巻線１８と、前記第２の巻線１５につながる第４の巻線１９であって、前記第１のコア１１に巻回されると共に前記第２の巻線１５とは逆巻された第４の巻線１９とを備え、前記第１のコア１１と前記第２のコア１２との間の角度を回路基板の隅の角度に合わせて構成した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、キーレスエントリーやトランスポンダなどに用いられる二次元アンテナであるアンテナコイル装置およびそれが実装された電子回路装置に関するものである。

従来、キーレスエントリーシステムに用いられているこの種のアンテナコイル装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載のアンテナコイル装置は、アンテナ素子１０１とアンテナ素子１０２を図７に示すようにＴ字状に配置したものである。
特開２００３−１５２４４３号公報

しかしながら、上記アンテナコイル装置は、回路基板に実装することを考えると、回路基板が四角状であるとして、図７における破線の領域が実装領域となり、この領域以外に他の電子回路を配置する必要があり、電子回路装置全体が大型化する問題がある。

上記に対し、二つのアンテナ素子をＬ字状に配置すると、四角状の回路基板においては隣接する２辺に沿った部分に配置可能となり、実装面積を小さくすることができる。

しかしながら、上記二つのアンテナ素子をＬ字状に配置した構成にあっては、上記特許文献１に記載されているように、二つのアンテナ素子を近接して配置すると、一方のアンテナ素子のコアを通過する磁束が他方のアンテナ素子のコアを通過する状態を呈し、二つのアンテナ素子間において磁束の相互干渉が生じることになる。

上記磁束の相互干渉により、アンテナ素子のコイルと、これに並列接続されたコンデンサにより構成される共振回路の共振特性が図８に示すように中央部分において低くなり、特性の悪化が生じる。

本発明が解決しようとする課題は、二次元アンテナにおいて実装面積を小さくしようとすると干渉による共振特性の悪化が生じ、また、干渉による共振特性の悪化を無くすと実装面積が大きくなることである。

本発明に係るアンテナコイル装置は、第１の巻線が巻回された第１のコアと、第２の巻線が巻回された第２のコアと、前記第１の巻線につながる第３の巻線であって、前記第２のコアに巻回されると共に前記第１の巻線とは逆巻された第３の巻線と、前記第２の巻線につながる第４の巻線であって、前記第１のコアに巻回されると共に前記第２の巻線とは逆巻された第４の巻線とを備え、前記第１のコアにおける一端部と前記第２のコアにおける一端部との間に設けられた基部において前記両一端部が近接または結合していることを特徴とする。

本発明に係るアンテナコイル装置では、前記第２の巻線および第４の巻線は、前記基部近傍に巻回されていることを特徴とする。

本発明に係るアンテナコイル装置では、前記第３の巻線の終端と前記第４の巻線の終端を１本の共通端子に絡げたことを特徴とする。

本発明に係るアンテナコイル装置では、当該アンテナコイル装置は、回路基板における隅に配置され、前記基部を介して、前記第１のコアと前記第２のコアがなす角度は、前記回路基板における隅の角度に対応していることを特徴としている。

本発明に係るアンテナコイル装置は、前記第１のコアと前記第２のコアが前記基部を介して略Ｌ字状に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る電子回路装置は、第１の巻線が巻回された第１のコアと、第２の巻線が巻回された第２のコアと、前記第１の巻線につながる第３の巻線であって、前記第２のコアに巻回されると共に前記第１の巻線とは逆巻された第３の巻線と、前記第２の巻線につながる第４の巻線であって、前記第１のコアに巻回されると共に前記第２の巻線とは逆巻された第４の巻線とを備え、前記第１のコアにおける一端部と前記第２のコアにおける一端部との間に設けられた基部において前記両一端部が近接または結合しているアンテナコイル装置と、当該アンテナコイル装置が実装される回路基板とを有し、当該アンテナコイル装置は、前記回路基板における隅に配置され、前記アンテナコイル装置における、前記第１のコアと前記第２のコアがなす角度は、前記回路基板における隅の角度に対応していることを特徴とする。

本発明によれば、第２のコアに巻回された第１の巻線につながる第３の巻線を、上記第１の巻線とは逆巻きに上記第２のコアに巻回し、第１のコアから第２のコアへ漏れた磁束を打ち消すように作用させ、また、第１のコアに巻回された第２の巻線につながる第４の巻線を、上記第２の巻線とは逆巻きに上記第１のコアに巻回して、第２のコアから第１のコアへ漏れた磁束を打ち消すように作用させて、磁束の相互干渉を緩和して干渉による共振特性の悪化を無くすることができる。

また、本発明によれば、アンテナコイル装置は、回路基板における隅に配置され、前記基部を介して、前記第１のコアと前記第２のコアがなす角度は、Ｌ字状等に、回路基板における隅の角度に対応しているので、回路基板の僅かな面積を占有することで実装が可能となる。

本発明では、二つのコアに巻回されたコイルにより生じる磁束の相互干渉を、他方のコアに逆巻きしたコイルにより打ち消すようにして、共振特性を向上させるという目的を達成したものである。また、本発明では、第１のコアと第２のコアがなす角度を、Ｌ字状等に、回路基板における隅の角度に対応させることで、回路基板の僅かな面積を占有させ、実装面積を少なくするという目的を達成したものである。

以下添付図面を参照して、本発明に係るアンテナコイル装置およびそれが実装された電子回路装置を説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１には、本発明の第１の実施例に係るアンテナコイル装置１０を回路基板５０に実装した電子回路装置の平面図が示されている。

アンテナコイル装置１０においては、フェライトにより構成される第１のコア１１と第２のコア１２とが基部１３において結合され、全体としてＬ字状の形状をなしている。第１のコア１１および第２のコア１２は、細長い角柱或いは円柱状のフェライトであって基部１３と反対側に基部１３と同形状の端部１６、１７を有している。基部１３と端部１６、１７は、例えば直方体状をなしている。

第１のコア１１と第２のコア１２と基部１３とは、一体に形成されても良く、また別体のものを接着等により結合しても良い。第１のコア１１には、第１の巻線１４が巻回されており、第２のコア１２には、第２の巻線１５が巻回されている。

第２のコア１２における基部１３の近傍には、第１の巻線１４につながる第３の巻線１８が巻回されている。第３の巻線１８は、第１の巻線１４と１本の巻線により構成されるもので、第１の巻線１４とは逆巻き(回転方向が逆に巻回)されている。また、第１のコア１１における基部１３の近傍には、第１の巻線１４につながる第４の巻線１９が巻回されている。第４の巻線１９は、第１の巻線１４と１本の巻線により構成されるもので、第１の巻線１４とは逆巻き(回転方向が逆に巻回)されている。

図２に第１の巻線１４、第１の巻線１４、第３の巻線１８、第４の巻線１９の巻き方向と接続関係並びにコンデンサＣ１Ｃ２と共に構成する共振回路の回路図を示す。この回路図によって、第３の巻線１８が第１の巻線１４とは逆巻き(回転方向が逆に巻回)されており、また、第４の巻線１９が第１の巻線１４とは逆巻き(回転方向が逆に巻回)されていることが分かる。

図1に示されているように、端部１６には端子２１が設けられており、端部１７には端子２２が設けられており、基部１３には端子２３、２４が設けられている。第１の巻線１４は、その一端部が端子２１に絡げられ、第１のコア１１に巻回され、この巻数に対応して第２のコア１２へ磁束が漏れ出す量に応じた巻数が第３の巻線１８として、第２のコア１２における基部１３の近傍に逆巻きされ、第１の巻線１４とつながる第３の巻線１８の終端が端子２３に絡げられる。

一方、第２の巻線１５は、その一端部が端子２２に絡げられ、第２のコア１２に巻回され、この巻数に対応して第１のコア１１へ磁束が漏れ出す量に応じた巻数が第４の巻線として、第１のコア１１における基部１３の近傍に逆巻きされ、第２の巻線１５とつながる第４の巻線１９の終端が端子２４に絡げられる。なお、端子２３、２４を１つの共通端子として、第３の巻線１８の終端と第４の巻線１９の終端をこの共通端子に絡げるようにしても良く、係る構成によって部品点数を削減することができる。

Ｌ字状のアンテナコイル装置１０にあっては、四角形状の回路基板５０における隅部５１に基部１３が配置され、隅部５１から延びる２辺に沿うように第１のコア１１、第２のコア１２が配置されている。基部１３を介して、第１のコア１１と第２のコア１２がなす角度は、回路基板５０における隅部５１の角度に対応しており、ここでは略９０度をなしている。勿論、この略９０度は、一例に過ぎず、アンテナコイル装置１０の回路基板５０等のカードにおける角の形状に応じて９０度以外の角度をなすようにすることもできる。

以上の通りにアンテナコイル装置１０が構成され、回路基板５０に配置されることから、回路基板５０にアンテナコイル装置１０が実装されないエリアが生じ、このエリアに、信号送信装置を構成する回路部品を実装することができ、或いは信号受信装置を構成する回路部品を実装することができる。

更に、キーレスエントリーシステムのキー装置としての電子回路装置を、上記図１の如くに回路基板５０にアンテナコイル装置１０を実装して構成する場合には、回路基板５０にアンテナコイル装置１０が実装されていないエリアに、回路部品とキー操作用のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を実装することができ、高効率な部品実装を実現することができる。

そして、上記アンテナコイル装置１０においては、第１の巻線１４により生じて第２のコア１２へ漏れる磁束が、第３の巻線１８により生じる磁束により打ち消される。また、第２の巻線１５により生じて第１のコア１１へ漏れる磁束が、第４の巻線１９により生じる磁束により打ち消される。このため、当該アンテナコイル装置１０を用いて構成した図２の如くの共振回路における共振特性は、図３に示される通り、共振の山が１つとなり、共振特性の低下を防止することができる。

図４に、上記第１の実施例と同一構成要素には同一符号をそれぞれ付した、概ね菱形の回路基板５０Ａに対して、アンテナコイル装置１０Ａが実装された電子回路装置の変形例に係る平面図を示す。基部１３を介して、第１のコア１１と第２のコア１２がなす角度は、回路基板５０Ａにおける隅部５１Ａの角度に対応している。

この変形例においても、第２のコア１２における基部１３の近傍には、第１の巻線１４につながる第３の巻線１８が巻回される。また、第３の巻線１８は、第１の巻線１４と１本の巻線により構成されるもので、第１の巻線１４とは逆巻きされている。更に、第１のコア１１における基部１３の近傍には、第１の巻線１４につながる第４の巻線１９が巻回される。この第４の巻線１９は、第１の巻線１４と１本の巻線により構成されるもので、第１の巻線１４とは逆巻きされている。

端部１６に設けられた端子２１、端部１７に設けられた端子２２、基部１３に設けられた端子２３、２４に対し、各巻線のいずれを絡げるか、各コアに対する各巻線の巻回状態等は第１の実施例と同様である。

この変形例にあっても、アンテナコイル装置１０Ａが回路基板５０Ａの隅および辺に沿って実装されることから、回路基板５０Ａにアンテナコイル装置１０Ａが実装されないエリアが生じ、このエリアに、各種回路部品等を実装可能であり、高効率な部品実装を実現することができる。

また、第１の巻線１４による第２のコア１２への漏れ磁束、第２の巻線１１による第１のコア１１への漏れ磁束は、それぞれ、第３の巻線１８により生じる磁束、第４の巻線１９により生じる磁束、により打ち消される。このため、当該アンテナコイル装置１０Ａを用いて構成した共振回路における共振特性についても、図３に示され如くなり、共振特性の低下を防止することができる。

図５には、第２の実施例に係るアンテナコイル装置を構成するためのアンテナコイル３０における平面図が示されている。棒状のフェライトより構成されるコア３１の両端部に塊部３２、３３を有し、コア３１に順巻の順巻線部３４と、この順巻線部３４とは逆巻きに巻線を施した逆巻線部３５を備える。

例えば、塊部３２には端子３６が設けられ、塊部３３には端子３７〜３９が設けられている。端子３６には順巻線部３４の巻線の一端が絡げられ、端子３７に対して順巻線部３４の巻線の他端が絡げられる。また、端子３８には逆巻線部３５の巻線の一端が絡げられ、端子３９に対し逆巻線部３５の巻線の他端が絡げられる。

上記図５に示されるアンテナコイル３０であって２本の対を選択したとき、一方のアンテナコイルにおける順巻線部３４による磁束を他方のアンテナコイルにおける逆巻線部３５による磁束が打ち消すように巻線がそれぞれ巻回されたアンテナコイル３０を、２本用意し、該２本が回路基板上で回路基板における隣接する２辺に沿うように、且つ、例えば、塊部３３、３３を近接させて図６に示すように配置する。ここに、塊部３３、３３を近接させるとは、従来例において説明した如く、それぞれに単一の巻線が施されたアンテナ素子であるアンテナコイルを配置したときに磁束の相互干渉が生じる距離に置くことを指している。

図６においては、縦方向に配置したアンテナコイルにおける構成に付す符号にＶを付加し、また、横方向に配置したアンテナコイルにおける構成に付す符号にＨを付加して示している。塊部３３Ｈ、３３Ｖは図１の実施例における基部１３に相当し、この基部（塊部３３Ｈ、３３Ｖ）を介して、第１のコア１１に対応するアンテナコイル３０Ｈと、第２のコア１２に対応するアンテナコイル３０Ｖとがなす角度は、回路基板５０Ｂにおける隅部５１Ｂの角度に対応した角度をなしており、ここでは概ね９０度となっている。

端子３７Ｈと端子３８Ｖとを接続し、端子３７Ｖと端子３８Ｈとを接続する。これによって、順巻線部３４Ｈの巻線と逆巻線部３５Ｖの巻線がつながり、順巻線部３４Ｖの巻線と逆巻線部３５Ｈの巻線がつながる。従って、順巻線部３４Ｈの巻線が第１の巻線１４に相当し、逆巻線部３５Ｖの巻線が第３の巻線１８に相当し、順巻線部３４Ｖの巻線が第２の巻線１５に相当し、逆巻線部３５Ｈが第４の巻線１９に相当することになる。

この実施例によっても、回路基板５０Ｂにアンテナコイル３０Ｈ、３０Ｖにより構成されるアンテナコイル装置が実装されないエリアが生じ、このエリアに、各種回路部品等を実装可能であり、高効率な部品実装を実現することができる。また、他方のアンテナコイルへ漏れた磁束が逆巻線部３５によりそれぞれ打ち消されて、該図６に示されるアンテナコイル装置を用いて構成した共振回路における共振特性についても、図３に示され如くなり、共振特性の低下を防止することができる。

なお、上記の例では、基部１３や端部１６、１７、塊部３２、３３など、コアの端部が大きく構成されているが、特に大きく構成しなくとも良い。また、回路基板の形状は、用いられる装置に応じて様々となるものである。

本発明の第１の実施例に係るアンテナコイル装置を回路基板に実装した電子回路装置の平面図。 本発明の第１の実施例に係るアンテナコイル装置を用いて構成した共振回路の回路図。 本発明の実施例に係るアンテナコイル装置を用いて構成した共振回路の共振特性を示す図。 本発明の第１の実施例についての変形例に係るアンテナコイル装置を回路基板に実装した電子回路装置の平面図。 本発明の第２の実施例に係るアンテナコイル装置を構成するためのコイルを示す平面図。 本発明の第２の実施例に係るアンテナコイル装置を回路基板に実装した電子回路装置の平面図。 従来のアンテナコイル装置の構成を示す平面図。 Ｌ字状にアンテナ素子を配置した従来のアンテナコイル装置を用いて構成した共振回路の共振特性を示す図。

符号の説明

１０ アンテナコイル装置
１１ 第1のコア
１２ 第２のコア
１３ 基部
１４ 第1の巻線
１５ 第２の巻線
１６、１７ 端部
１８ 第３の巻線
１９ 第４の巻線
２１〜２４ 端子
３０ アンテナコイル
３１ コア
３４ 順巻線部
３５ 逆巻線部
３６〜３８ 端子

Claims (6)

1. 第１の巻線が巻回された第１のコアと、
   第２の巻線が巻回された第２のコアと、
   前記第１の巻線につながる第３の巻線であって、前記第２のコアに巻回されると共に前記第１の巻線とは逆巻された第３の巻線と、
   前記第２の巻線につながる第４の巻線であって、前記第１のコアに巻回されると共に前記第２の巻線とは逆巻された第４の巻線とを備え、
   前記第１のコアにおける一端部と前記第２のコアにおける一端部との間に設けられた基部において前記両一端部が近接または結合していることを特徴とするアンテナコイル装置。
2. 前記第２の巻線および第４の巻線は、前記基部近傍に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナコイル装置。
3. 前記第３の巻線の終端と前記第４の巻線の終端を１本の共通端子に絡げたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナコイル装置。
4. 当該アンテナコイル装置は、回路基板における隅に配置され、
   前記基部を介して、前記第１のコアと前記第２のコアがなす角度は、前記回路基板における隅の角度に対応していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナコイル装置。
5. 前記第１のコアと前記第２のコアが前記基部を介して略Ｌ字状に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナコイル装置。
6. 第１の巻線が巻回された第１のコアと、第２の巻線が巻回された第２のコアと、前記第１の巻線につながる第３の巻線であって、前記第２のコアに巻回されると共に前記第１の巻線とは逆巻された第３の巻線と、前記第２の巻線につながる第４の巻線であって、前記第１のコアに巻回されると共に前記第２の巻線とは逆巻された第４の巻線とを備え、前記第１のコアにおける一端部と前記第２のコアにおける一端部との間に設けられた基部において前記両一端部が近接または結合しているアンテナコイル装置と、
   当該アンテナコイル装置が実装される回路基板とを有し、
   当該アンテナコイル装置は、前記回路基板における隅に配置され、
   前記アンテナコイル装置における、前記第１のコアと前記第２のコアがなす角度は、前記回路基板における隅の角度に対応していることを特徴とする電子回路装置。

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