JP2009044437A - Collective electric wire, coil antenna, and portable radio apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICカードや携帯電話等の携帯型無線機器に使用されるコイルアンテナの改良技術に関するもので、詳しくは、複数本の絶縁電線からなる集合電線、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器に関する。 The present invention relates to an improved technique of a coil antenna used for portable radio equipment such as an IC card and a mobile phone, and more specifically, a collective wire composed of a plurality of insulated wires, and a coil antenna constituted by the collective wires. The present invention also relates to a portable wireless device including the coil antenna.
従来、ICカードや携帯電話等の電子機器には、通信用のアンテナが内蔵されている。内蔵アンテナの一例として、電磁誘導を利用したコイルアンテナがある。このコイルアンテナに関する従来技術として、複数の絶縁電線を撚り合わせ、外被となるジャケット層を被覆した集合電線を基板に結線し、全体を環状となるように形成したコイルアンテナが提案されている(特許文献1参照)。
上記特開2006−191194号公報に提案されたコイルアンテナでは、各絶縁電線の絶縁層と、その外側のジャケット層という2種類の外被が必要となる。このため、結線の際には絶縁層とジャケット層の2種類の外被を剥がさなければならず、結線に手間と時間がかかることになる。 In the coil antenna proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-191194, two types of jackets are required: an insulating layer for each insulated wire and an outer jacket layer. For this reason, when connecting, it is necessary to peel off two types of jackets of the insulating layer and the jacket layer, and it takes time and effort to connect.
また、携帯電話等においては、コイルアンテナの設置スペースに制約があるため、絶縁電線の導体径を細くする必要がある。しかしながら、導体径を細くすると、絶縁電線の導体抵抗が大きくなり、コイルのQ値が下がるため、コイルアンテナとしての特性が低下することになる。 Moreover, in a mobile phone etc., since the installation space of a coil antenna has restrictions, it is necessary to make the conductor diameter of an insulated wire thin. However, if the conductor diameter is reduced, the conductor resistance of the insulated wire is increased and the Q value of the coil is lowered, so that the characteristics as a coil antenna are deteriorated.
さらに、携帯電話等においては、更なる小型化が求められているが、集合電線の外周寸法が大きいと、設置位置の省スペース化が難しいものとなる。 Furthermore, in mobile phones and the like, further downsizing is required. However, if the outer circumference of the collective wire is large, it is difficult to save the installation position.
本発明の目的は、結線時の作業性を向上させることができる集合電線を提供することにある。加えて、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a collective electric wire that can improve workability during connection. In addition, it aims at providing the coil antenna comprised by this assembly electric wire, and the portable radio | wireless apparatus provided with this coil antenna.
本発明の他の目的は、結線時の作業性やアンテナ特性を向上させることができる集合電線を提供することにある。加えて、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a collective electric wire that can improve workability and antenna characteristics during connection. In addition, it aims at providing the coil antenna comprised by this assembly electric wire, and the portable radio | wireless apparatus provided with this coil antenna.
本発明のさらに他の目的は、結線時の作業性を向上させるとともに、省スペース化を図ることができる集合電線を提供することにある。加えて、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器を提供することを目的とする。 Still another object of the present invention is to provide a collective electric wire that can improve workability during connection and can save space. In addition, it aims at providing the coil antenna comprised by this assembly electric wire, and the portable radio | wireless apparatus provided with this coil antenna.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、導体に絶縁層を被覆してなる絶縁電線を複数本集合させ、その外周をジャケット層で被覆した集合電線であって、複数本の前記絶縁電線のうち、1本の絶縁電線は絶縁層で被覆されていないことを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a collective electric wire in which a plurality of insulated electric wires each having a conductor covered with an insulating layer are collected and the outer periphery thereof is covered with a jacket layer. Among the electric wires, one of the insulated wires is not covered with an insulating layer.
請求項2の発明は、請求項1において、絶縁層で被覆されていない前記絶縁電線の導体径は、絶縁層で被覆されている他の絶縁電線の導体径よりも大きいことを要旨とする。 The gist of the invention of claim 2 is that, in claim 1, the conductor diameter of the insulated wire not covered with the insulating layer is larger than the conductor diameter of the other insulated wires covered with the insulating layer.
請求項3の発明は、請求項1において、絶縁層で被覆されていない前記絶縁電線の導体径と、絶縁層で被覆されている他の絶縁電線の導体径とが同じであることを要旨とする。
The gist of the invention of
請求項4の発明は、電磁誘導による通信を目的とした環状のコイルアンテナであって、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の集合電線を用いたことを要旨とする。 The invention of claim 4 is an annular coil antenna for the purpose of communication by electromagnetic induction, and is summarized in that the collective wire according to any one of claims 1 to 3 is used.
請求項5の発明は、請求項4に記載のコイルアンテナを筐体内に搭載したことを特徴とする携帯型無線機器である。 A fifth aspect of the present invention is a portable wireless device characterized in that the coil antenna according to the fourth aspect is mounted in a casing.
本発明によれば、複数(n)本の絶縁電線のうち、1本の絶縁電線には絶縁層が被覆されていないため、結線の際には(n−1)本分の絶縁層と、1つのジャケット層とを剥がせばよく、結線を容易かつ短時間に行うことができるようになり、作業性を向上させることができる。 According to the present invention, since one insulating wire is not covered with an insulating layer among a plurality (n) of insulated wires, (n-1) insulating layers when connecting, It is only necessary to peel off one jacket layer, and the connection can be performed easily and in a short time, so that workability can be improved.
また、絶縁層で被覆されてない絶縁電線の導体径を、他の絶縁電線の導体径よりも大きくすることにより、絶縁電線全体の導体抵抗を小さくすることができる。この結果、コイルのQ値を大きくすることができ、通信距離が延びるなど、コイルアンテナとしての特性を向上させることができる。 Moreover, the conductor resistance of the whole insulated wire can be made small by making the conductor diameter of the insulated wire which is not coat | covered with an insulating layer larger than the conductor diameter of another insulated wire. As a result, the Q value of the coil can be increased, and the characteristics as a coil antenna can be improved, for example, the communication distance can be extended.
また、絶縁層で被覆されてない絶縁電線の導体径と、他の絶縁電線の導体径とを同じとすることにより、集合電線の外寸法を小さくすることができ、設置位置の省スペース化を図ることができる。 Also, by making the conductor diameter of the insulated wires not covered with the insulating layer the same as the conductor diameter of other insulated wires, the outer dimensions of the aggregated wires can be reduced, and the installation position can be saved. Can be planned.
以下、本発明に係わる集合電線、コイルアンテナ、及び携帯型無線機器の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a collective wire, a coil antenna, and a portable wireless device according to the present invention will be described.
図1は、実施形態に係わるコイルアンテナの全体図である。図1に示すように、本実施形態に係わるコイルアンテナ1は、3本の絶縁電線2(2a,2b,2c)を集合させた集合電線3を、回路基板4に結線することにより、全体として環状となるように構成されている。
FIG. 1 is an overall view of a coil antenna according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the coil antenna 1 according to the present embodiment is configured as a whole by connecting a
そして、このようなコイルアンテナ1を、ICカードや携帯電話等の図示しない携帯型無線機器の筐体内に搭載することにより、電磁誘導による通信が可能となる。例えば、ICカードであれば、図示しないカードリーダ/ライタにより、カード内に記憶されているデータの書き換えや保存を行うことができる。また、携帯電話であれば、最寄の基地局との間で無線信号の送受信を行うことにより、相手先携帯電話又はサービス提供会社との間で音声、画像、又は文字情報等のデータ通信を行うことができる。 By mounting such a coil antenna 1 in a casing of a portable wireless device (not shown) such as an IC card or a mobile phone, communication by electromagnetic induction becomes possible. For example, in the case of an IC card, data stored in the card can be rewritten and saved by a card reader / writer (not shown). In addition, if it is a mobile phone, data communication such as voice, image, or text information can be performed with a partner mobile phone or a service provider by transmitting and receiving radio signals to and from the nearest base station. It can be carried out.
図2は、本実施形態に係わる集合電線の断面図であり、図1のA−A線断面に相当する。また、図3は、すべての絶縁電線に絶縁層を被覆した集合電線(従来例)の断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the collective wire according to the present embodiment, and corresponds to a cross section taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a collective wire (conventional example) in which all insulated wires are covered with an insulating layer.
図2に示すように、本実施形態に係わる集合電線3−1は、3本の絶縁電線2a,2b,2cを三角形状に集合させたものである。この3本の絶縁電線2a,2b,2cのうち、絶縁電線2a、2bは、導体5と、導体5の表面に被覆された絶縁層6とから構成されている。また、絶縁電線2cは、導体5のみで構成され、絶縁層6は被覆されていない。そして、絶縁電線2cの導体径は、他の絶縁電線2a,2bの導体径よりも大きな径となるように構成されている。これら絶縁電線2a〜2cは、撚り合わされて集合され、その外周はジャケット層7により被覆されている。これにより、3本の絶縁電線2は一体化され、1本の集合電線3−1として構成されている。
As shown in FIG. 2, the collective electric wire 3-1 according to the present embodiment is an assembly of three insulated
ここで、導体5としては、銅線等が用いられる。絶縁電線2cの導体5は、他の絶縁電線2a,2bの導体5の導体径と同じかそれよりも太く、絶縁電線2a,2bの絶縁電線径と同じかそれよりも細い径である。絶縁層6としては、ポリオレフィン系の樹脂が用いられる。ジャケット層7としては、PTFE、ETFE、FEPのようなフッ素樹脂を使用するのが好ましい。ただし、各部の構成材料は本実施形態の例に限定されるものではなく、同等の特性、性質を備えた他の材料により構成することができる。
Here, a copper wire or the like is used as the
本実施形態に係わる集合電線3−1によれば、3本の絶縁電線2a〜2cのうち、絶縁電線2cには絶縁層6が被覆されていないため、結線の際には絶縁電線2a,2bの絶縁層6と、ジャケット層7とを剥がせばよく、図3に示すように、すべての絶縁電線2a〜2cに絶縁層6を被覆した構成と比べて、結線を容易かつ短時間に行うことができる。
According to the collective wire 3-1 according to the present embodiment, since the insulated
また、絶縁層6で被覆されてない絶縁電線2cの導体径を、他の絶縁電線2a,2bの導体径よりも大きくしたので、絶縁電線全体の導体抵抗を小さくすることができる。この結果、コイルのQ値を大きくすることができ、通信距離が延びるなど、コイルアンテナとしての特性を向上させることができる。
Moreover, since the conductor diameter of the insulated
なお、絶縁層6で被覆されてない絶縁電線2cの導体径を大きくした場合には、結線時における電線の判別が容易になる。すなわち、図1において、3本の絶縁電線2a〜2cの導体径が同じだとした場合、それぞれの電線を見分けるには、3色すべてを別色にするか、或いは3本のうちの1本を別色にする必要がある。しかしながら、本実施形態では、3本のうちの1本(絶縁電線2c)はすぐに見分けることができ、残りの2本は配線時に両端部の導通をチェックして、導通有りの場合は同一線、導通無しの場合は違う線と判別することができる。したがって、電線を色分けする工程が不要となり、コストダウンが可能となる。
In addition, when the conductor diameter of the insulated
次に、本実施形態の構成によりコイルのQ値がどの程度向上するかについて説明する。 Next, how much the Q value of the coil is improved by the configuration of the present embodiment will be described.
例えば、集合電線の最外径を0.75mm、絶縁層及びジャケット層の厚みをそれぞれ0.05mmとした場合、図3に示すように、すべての絶縁電線を絶縁層で被覆した構成では、各絶縁電線の導体径は0.20mmとなる。これに対して、1本の絶縁電線のみを絶縁層で被覆しない構成において、その絶縁電線の導体径は0.30mmとなる(その他の導体径は0.20mm)。このような条件において、導体径0.20mmの絶縁電線の導体抵抗をRとすると、3本とも絶縁電線としたときの集合電線の導体抵抗は、3本の電線の導体抵抗値を合計して、3Rとなる。 For example, when the outermost diameter of the collecting wire is 0.75 mm and the thickness of the insulating layer and the jacket layer is 0.05 mm, respectively, in the configuration in which all the insulating wires are covered with the insulating layer as shown in FIG. The conductor diameter of the insulated wire is 0.20 mm. On the other hand, in a configuration in which only one insulated wire is not covered with the insulating layer, the conductor diameter of the insulated wire is 0.30 mm (other conductor diameter is 0.20 mm). Under such conditions, if the conductor resistance of an insulated wire with a conductor diameter of 0.20 mm is R, the conductor resistance of the aggregate wire when all three wires are insulated wires is the sum of the conductor resistance values of the three wires. 3R.
また、導体の直流抵抗Rを表す式は、R=ρ・l/S(ただし、ρ:導電率、l:長さ、S:断面積)である。このとき、上記のように被覆しない電線の導体径を0.30mmとした場合、導体径0.20mmの絶縁電線の直流抵抗と比較をすると、断面積比に反比例することから、導体径0.30mmの抵抗値は、R×π・0.202 /π・0.302 =0.44Rとなる。したがって、3本の導体のうち1本を絶縁しない集合電線の導体抵抗は、R+R+0.44R=2.44Rとなり、3本すべてを絶縁する集合電線と比較すると、2.44/3=0.81で、導体抵抗は81%に減少する。 The equation representing the DC resistance R of the conductor is R = ρ · l / S (where ρ: conductivity, l: length, S: cross-sectional area). At this time, when the conductor diameter of the uncovered electric wire is 0.30 mm as described above, it is inversely proportional to the cross-sectional area ratio when compared with the DC resistance of the insulated electric wire having a conductor diameter of 0.20 mm. The resistance value of 30 mm is R × π · 0.20 2 /π·0.30 2 = 0.44R. Therefore, the conductor resistance of the collective wire that does not insulate one of the three conductors is R + R + 0.44R = 2.44R, and 2.44 / 3 = 0.81 compared to the collective wire that insulates all three. Thus, the conductor resistance is reduced to 81%.
次に、3本すべてが絶縁層で被覆された絶縁電線におけるコイルのQ値(無負荷)を求める。その式は、Q=ω・L/R(ω:角周波数、L:コイルのインダクタンス、R:コイルの直流抵抗)である。 Next, the Q value (no load) of the coil in the insulated wire in which all three are covered with the insulating layer is obtained. The equation is Q = ω · L / R (ω: angular frequency, L: inductance of coil, R: DC resistance of coil).
このうち、直流抵抗は上述の計算によれば81%に減少する。その一方で、コイルのインダクタンスは表1に示すように、導体径を大きくしてもあまり変わらないことが実験により確認されている。したがって、インダクタンスを一定とすると、コイルのQ値=ω・L/Rのうち、ω、Lは一定値と見なすことができ、Rのみを考慮すればよい。 Of these, the DC resistance is reduced to 81% according to the above calculation. On the other hand, as shown in Table 1, it has been confirmed by experiments that the inductance of the coil does not change much even when the conductor diameter is increased. Therefore, assuming that the inductance is constant, among the Q value of the coil = ω · L / R, ω and L can be regarded as constant values, and only R needs to be considered.
すなわち、(ω・L/R)/(ω・L/R´)=R/R´=1/0.81=1.23であるので、23%程度Q値が上昇する。 That is, since (ω · L / R) / (ω · L / R ′) = R / R ′ = 1 / 0.81 = 1.23, the Q value increases by about 23%.
したがって、例えば導体径0.20mmの絶縁線3本で構成された集合電線で作製したΦ40mmのコイルにおけるQ値は60程度であるので、本実施形態の構成とすることにより、Q値は23%増しの73%程度上昇する。
したがって、例えば導体径0.20mmの絶縁線3本で構成された集合電線で作製したΦ40コイルのQ値は60程度であるので、本実施形態の構成とすることにより、Q値は20%増しの72程度に上昇する。このように、本実施形態の構成によれば、コイルのQ値を大きくすることが可能となり、コイルアンテナとしての特性を向上させるという効果が期待できる。 Therefore, for example, the Q value of a Φ40 coil made of a collective wire made up of three insulated wires having a conductor diameter of 0.20 mm is about 60. By adopting the configuration of this embodiment, the Q value is increased by 20%. It rises to about 72. Thus, according to the configuration of the present embodiment, the Q value of the coil can be increased, and the effect of improving the characteristics as a coil antenna can be expected.
図4は、本実施形態に係わる集合電線の他の構成例を示す断面図である。本実施形態に係わる集合電線3−2では、絶縁層6により被覆されていない絶縁電線2cの導体径と、他の絶縁電線2a,2bの導体径とを同じ径としている。また、これら絶縁電線2a〜2cの外形状に合わせて、ジャケット層7を楕円形状としている。これにより、本実施形態では、集合電線3−2の外周寸法が小さくなり、電線全体としては、図4の構成に比べて断面積が小さくなっている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another configuration example of the collective wire according to the present embodiment. In the collective wire 3-2 according to the present embodiment, the conductor diameter of the
本実施形態に係わる集合電線3−2においても、結線の際には絶縁電線2a,2bの絶縁層6と、ジャケット層7とを剥がせばよいため、結線を容易かつ短時間に行うことができる。とくに、本実施形態では、すべての絶縁電線の導体径を同じとしているため、集合電線3−2の外周寸法を小さくすることができ、設置位置の省スペース化を図ることができる。
Also in the collective wire 3-2 according to the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態に係わる集合電線によれば、3本の絶縁電線2a〜2cのうち、1本の絶縁電線2cには絶縁層が被覆されていないため、結線の際には絶縁電線2a,2bの絶縁層6と、ジャケット層7とを剥がせばよいことになる。このため、結線を容易かつ短時間に行うことができるようになり、作業性を向上させることができる。
As described above, according to the aggregated electric wire according to the present embodiment, one of the three
とくに、絶縁層6で被覆されてない絶縁電線2cの導体径を、絶縁層6で被覆されている他の絶縁電線2a,2bの導体径よりも大きくすることにより、絶縁電線全体の導体抵抗を小さくすることができる。この結果、コイルのQ値を大きくすることができ、通信距離が延びるなど、コイルアンテナとしての特性を向上させることができる。
In particular, by making the conductor diameter of the
また、絶縁層6で被覆されてない絶縁電線2cの導体径と、絶縁層6で被覆されている他の絶縁電線2a,2bの導体径とを同じ径とすることにより、集合電線の外寸法を小さくすることができ、設置位置の省スペース化を図ることができる。
Further, by making the conductor diameter of the
なお、上記実施形態では、3本の絶縁電線2(2a,2b,2c)を集合させた例について説明したが、絶縁電線の数はこの例に限定されるものではない。すなわち、平行線であれば、2本又は4本以上の絶縁電線を備えた構成としてもよい。 In addition, although the said embodiment demonstrated the example which aggregated the three insulated wires 2 (2a, 2b, 2c), the number of insulated wires is not limited to this example. That is, if it is a parallel line, it is good also as a structure provided with the insulated wire of 2 or 4 or more.
1…コイルアンテナ
2…絶縁電線(2a,2b,2c)
3…集合電線(3−1,3−2)
4…回路基板
5…導体
6…絶縁層
7…ジャケット層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil antenna 2 ... Insulated wire (2a, 2b, 2c)
3 ... Assembly wire (3-1, 3-2)
4 ...
Claims (5)
複数本の前記絶縁電線のうち、1本の絶縁電線は絶縁層で被覆されていないことを特徴とする集合電線。 A plurality of insulated wires formed by covering a conductor with an insulating layer are assembled, and the outer periphery of the assembled wires is covered with a jacket layer,
Of the plurality of insulated wires, one insulated wire is not covered with an insulating layer.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の集合電線を用いたことを特徴とするコイルアンテナ。 An annular coil antenna for communication by electromagnetic induction,
A coil antenna using the collective wire according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
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JP2007206978A JP2009044437A (en) | 2007-08-08 | 2007-08-08 | Collective electric wire, coil antenna, and portable radio apparatus |
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
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A02 | Decision of refusal |
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