JP2007124458A - コイルアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 内部部品を樹脂封止する場合に、高感度のコイルアンテナ、ハーネスの引き抜き強度と電気接続部分の絶縁を確保し、かつ狭い空間に入れるために、小さく薄く形成されたコイルアンテナを提供すること。
【解決手段】 磁芯２と磁芯２に巻線３を巻回したコイルからなるインダクタ１と、インダクタ１に電力を供給するための絶縁被覆を有するハーネス４とで構成されるコイルアンテナにおいて、インダクタ１、および、インダクタ１とハーネス４との電気的接続部分との、外周全体を第１の樹脂７で、または、インダクタ１とハーネス４との電気的接続部分を、第２の樹脂８で置換し、一体に被覆されていることを可能とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、低中波周波数帯域における無線信号の送信、および受信に用いられるコイルアンテナに関し、特に１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの周波数範囲内の無線信号の送信、および受信に適合したコイルアンテナに関するものである。特に自動車用又は住宅用の携帯キーまたは電波時計に使用されるものである。

近年、通信端末の小型化、多用途化が進み、低中波周波数帯の電波を利用した端末が、多く見られる。特許文献１に開示されているように、車両用又は住宅用キーレスシステムのためのコイルアンテナなどがあり、低中波周波数帯域のコイルアンテナとしてフェライト材料のコア（焼結フェライト）を使用した、コイルアンテナが多く普及している。コイルアンテナは、通常インダクタとコンデンサからなり、共振現象を利用して信号を送信又は受信するタイプが最も普及しているが、インダクタのみのタイプも利用されている。

コイルアンテナは様々な場所で使用されており、特に狭い空間でかつ風雨にさらされる場所でも使用されている。このような場合、電気接続点が風雨にさらされ劣化しないこと、または漏電しないことが要求されるため、特許文献２に開示されているように、一例として、外部導出用のリード線の被覆部分の一部からコイルアンテナ全体をケース等に収納し、蓋をする対策がなされている。

特開２００３−２４９８１６号公報 国際公開ＷＯ２００３／０３６７６１号公報

しかしながら、特許文献２に記載されている構成では、ケースそのものの破損、機密性の不足、外部導出用のリード線の引き抜き強度等に問題があり、耐環境性や耐衝撃性などを考慮すれば、コイルアンテナ特性を著しく低下させる点で問題があった。

そこで、耐環境性、耐衝撃性等を考慮して、アンテナや回路部品などの内部部品全体をエポキシ樹脂などからなる封止樹脂で覆う試みもなされている。しかしながら、封止樹脂の種類によっては、この封止樹脂に伴う磁芯用磁性材料の破損や、磁気特性の劣化、特に、内部部品を封止する際、内部部品に外部応力が掛かり、磁芯が歪む、変形するなどして、所定の感度を得られないという問題点が生じ、その樹脂の選択に関して、十分考慮しなければならなかった。

本発明は、内部部品を樹脂封止する場合に、封止樹脂の熱収縮や硬化収縮によって掛かる応力からアンテナを保護し、特にアンテナ磁芯に加わる力を軽減して、高感度のコイルアンテナ、および、ハーネスの引き抜き強度と電気接続部分の絶縁を確保し、かつ狭い空間に入れるために、小さく薄く形成されたコイルアンテナを提供することにある。

本発明は、前記課題の解決のため、磁芯と磁芯に巻線を巻回したコイルからなるインダクタと、インダクタに電力を供給するための絶縁被覆を有するハーネスとで構成されるコイルアンテナにおいて、インダクタ、および、インダクタとハーネスとの電気的接続部分を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とするコイルアンテナである。

さらに、インダクタとハーネスとの電気的接続部分を、第２の樹脂で置換し、インダクタ、および、第２の樹脂を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とするコイルアンテナである。

また、磁芯と磁芯に巻線を巻回したコイルからなるインダクタと、コンデンサと、インダクタとコンデンサを電気的に接続するための基板と、基板を介して、インダクタとコンデンサに電力を供給するための絶縁被覆を有するハーネスとで構成されたコイルアンテナにおいて、インダクタ、コンデンサ、基板、および、基板とハーネスとの電気的接続部分を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とするコイルアンテナである。

さらに、基板とハーネスとの電気的接続部分を、第２の樹脂で置換し、インダクタ、コンデンサ、基板、および、第２の樹脂を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とするコイルアンテナである。

第１の樹脂に熱可塑性樹脂を用いたことを、第２の樹脂に熱硬化性樹脂を用いたことを特徴とするコイルアンテナでもある。特に、この第１の樹脂は、成型性の高い熱可塑性の樹脂であり、モールドする事により、コイルアンテナを小さく薄く形成することが可能となる。また、この第２の樹脂は、密着性、気密性に優れた熱硬化性の樹脂であり、内部部品への外部応力の軽減、磁芯の変形防止等により、アンテナ部品の高感度化が可能となる。さらに、密着性に優れた第２の樹脂とコイルアンテナ全体を成型性の高い第１の樹脂で覆うことで引き抜き強度と密着性，密封性をさらに向上させることが可能となる。

従って、本発明によれば、成型性の高い熱可塑性の樹脂を、あるいは、密着性、気密性に優れた熱硬化性の樹脂を複合して用いることにより、ハーネスの引き抜き強度が高く、電気接続部分の絶縁を確保し、密着性、気密性に優れたコイルアンテナを提供することが可能となるため、狭い空間に対応できる、小さく薄く形成されたコイルアンテナを構成することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係わる、インダクタのみを一種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図である。本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。フェライト等の磁性体からなる磁芯２を巻線３で巻回し、インダクタ１を形成する。インダクタ１と先端の被覆を剥いたハーネス４を、かしめや半田付け等で電気的に接続する。成型性の高い第１の樹脂７である共重合ポリエステル等の熱可塑性樹脂で型を用いてインダクタ１全体と電気的接続部分を覆う。

図２は本発明の実施の形態に係わる、インダクタのみを二種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図である。本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。フェライト等の磁性体からなる磁芯２を巻線３で巻回し、インダクタ１を形成する。インダクタ１と先端の被覆を剥いたハーネス４を、かしめや半田付け等で電気的に接続する。インダクタ１とハーネス４の電気接続部分を除いて、成型性の高い第１の樹脂である共重合ポリエステル等の熱可塑性樹脂で型を用いてインダクタ１全体を覆う。インダクタ１とハーネス４の電気接続部分に、ハーネス４の被覆材（塩化ビニル等）と接着性の高く、密着性、気密性が良い第２の樹脂８であるウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を流し込み、硬化させる。密封性のみが重要視され、ハーネス４の引き抜き強度が重要視されない場合はシリコーングリスでもよい。第１の樹脂９で型を用いて第２の樹脂８を覆う。

図３は本発明の実施の形態に係わる、インダクタとコンデンサを一種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図である。本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。フェライト等の磁性からなる磁芯２を巻線３で巻回し、インダクタ１を形成する。インダクタ１とコンデンサ５を実装した基板６と先端の被覆を剥いたハーネス４を、かしめや半田付け等で電気的に接続する。成型性の高い第１の樹脂７である共重合ポリエステル等の熱可塑性樹脂で型を用いてインダクタ１全体とコンデンサ５と基板６と電気的接続部分全体を覆う。

図４は本発明の実施の形態に係わる、インダクタとコンデンサを二種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図である。本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。フェライト等の磁性からなる磁芯２を巻線３で巻回し、インダクタ１を形成する。インダクタ１とコンデンサ５を実装した基板６と先端の被覆を剥いたハーネス４を、かしめや半田付け等で電気的に接続する。基板６とハーネス４の電気接続部分を除いて、成型性の高い第１の樹脂７である共重合ポリエステル等の熱可塑性樹脂で型を用いてインダクタ１全体と基板６の一部を覆う。基板６とハーネス４の電気接続部分に、ハーネス４の被覆材（塩化ビニル等）と接着性の高く、密着性、気密性が良い第２の樹脂８であるウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を流し込み、硬化させる。密封性のみが重要視され、ハーネスの引き抜き強度が重要視されない場合はシリコーングリスでもよい。第１の樹脂９で型を用いて第２の樹脂８を覆う。

第１の樹脂７，９である熱可塑性樹脂は、具体的には共重合ポリエステルの他、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂など要求特性や用途によって適宜選択される。しかしながら、これらに限定されるものではないことは勿論である。

第２の樹脂８である熱硬化性樹脂は、具体的にはウレタン樹脂の他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂など要求特性や用途によって適宜選択される。しかしながら、これらに限定されるものではないことは勿論である。

次に、具体的な実施例を挙げ、本発明のコイルアンテナについて、さらに詳しく説明する。

表１に、第１の樹脂７，９である熱可塑性樹脂には、共重合ポリエステル、第２の樹脂８である熱硬化性樹脂には、ウレタン樹脂を用いた時の、ハーネスの被覆材と樹脂材との接着強度について、本発明のコイルアンテナＮｏ．１〜４と比較例としてケースに収納した場合のコイルアンテナＮｏ．５〜６の引き抜き強度の値を示した。

表１に示すように、直径１．５ｍｍの塩化ビニル被覆ハーネスのとき、第１の樹脂７，９の熱可塑性樹脂である共重合ポリエステルのみでのコイルアンテナのハーネス引き抜き強度は５．０ｋｇｆであった。さらに、第２の樹脂８の熱硬化性樹脂であるウレタン樹脂を用い、２種類の樹脂で覆った場合のコイルアンテナのハーネス引き抜き強度は７．０ｋｇｆに向上した。また、比較例のケースに収納した場合に比べ、樹脂を用いた本発明のコイルアンテナのハーネス引き抜き強度は、２．５〜３．５倍に、大幅な特性値の改善が見られたことがわかる。

また、第２の樹脂８を型を用いて成型する場合、長時間要するが、本発明のコイルアンテナにおいては、型での成型時間に含まないため、量産の為に、大量の型の数に生産タクトが左右される必要もなく、型を使用しないで硬化させることにより、一度に大量の生産が可能となる。

以上のようにして、ハーネスの引き抜き強度と電気接続部分の絶縁を確保し、かつ小型，薄型のコイルアンテナが実現できる。

本発明のコイルアンテナは、１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの無線信号を送信、受信可能な無線送信および受信に適用可能である。また、遠隔キーレスエントリシステムにおいて、ユーザにより携帯されている受信アンテナシステムに送信するユーザ識別信号を送信するためのアンテナとして用いることもできる。特に、その遠隔キーレスエントリシステムが自動車に採用された場合、本発明のコイルアンテナを自動車の一部に搭載することとしても良い。更に具体的には、自動車のドアハンドル部に設けることとしても良い。

本発明の実施の形態に係わる、インダクタのみを一種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図。 本発明の実施の形態に係わる、インダクタのみを二種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図。 本発明の実施の形態に係わる、インダクタとコンデンサを一種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図。 本発明の実施の形態に係わる、インダクタとコンデンサを二種類の樹脂で覆う、コイルアンテナを説明するために示した構成図。

符号の説明

１ インダクタ
２ 磁芯
３ 巻線
４ ハーネス
５ コンデンサ
６ 基板
７，９ 第１の樹脂
８ 第２の樹脂

Claims (6)

1. 磁芯と前記磁芯に巻線を巻回したコイルからなるインダクタと、前記インダクタに電力を供給するための絶縁被覆を有するハーネスとで構成されるコイルアンテナにおいて、前記インダクタ、および、前記インダクタと前記ハーネスとの電気的接続部分を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とするコイルアンテナ。
2. 前記インダクタと前記ハーネスとの電気的接続部分を、第２の樹脂で置換し、前記インダクタ、および、前記第２の樹脂を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルアンテナ。
3. 磁芯と前記磁芯に巻線を巻回したコイルからなるインダクタと、コンデンサと、前記インダクタと前記コンデンサを電気的に接続するための基板と、前記基板を介して、前記インダクタと前記コンデンサに電力を供給するための絶縁被覆を有するハーネスとで構成されたコイルアンテナにおいて、前記インダクタ、前記コンデンサ、前記基板、および、前記基板と前記ハーネスとの電気的接続部分を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とするコイルアンテナ。
4. 前記基板と前記ハーネスとの電気的接続部分を、第２の樹脂で置換し、前記インダクタ、前記コンデンサ、前記基板、および、前記第２の樹脂を含む、外周全体を第１の樹脂で、一体に被覆されていることを特徴とする請求項３に記載のコイルアンテナ。
5. 前記第１の樹脂に熱可塑性樹脂を用いたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のコイルアンテナ。
6. 前記第２の樹脂に熱硬化性樹脂を用いたことを特徴とする請求項２または請求項４に記載のコイルアンテナ。

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