JP2009048934A - 集合電線、コイルアンテナ、及び携帯型無線機器 - Google Patents

Abstract

【課題】結線時の作業性やアンテナ特性の向上、さらにはスペースの有効利用を図ることができる集合電線等を提供する。
【解決手段】本発明に係わる集合電線３−１は、導体５に絶縁層６を被覆してなる絶縁電線２を複数本集合させた集合電線であって、絶縁電線２が、隣接する他の絶縁電線２の溶着層７と接する接合点Ｂにおいて互いに融着されている。
【選択図】 図２

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。

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）。
特開２００６−１９１１９４号公報

上記特開２００６−１９１１９４号公報に提案されたコイルアンテナでは、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。また、絶縁電線のほつれを防ぐため、集合電線の構造が撚り線に限定されている。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。また、携帯電話等では、コイルアンテナの設置スペースに制約があり、アンテナ表面にジャケット層があると、絶縁電線の導体径を細くしなければならなくなる。この結果、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。さらに、集合電線の構造が撚り線に限定されると、筐体内の設置部分に適した配列ができないなど、スペースの有効活用が難しいものとなる。

本発明の目的は、結線時の作業性やアンテナ特性の向上、さらにはスペースの有効利用を図ることができる集合電線を提供することにある。また、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発明の目的とする。

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、複数本集合させた集合電線であって、それぞれの前記絶縁電線が、隣接する他の前記絶縁電線の表層と接する部分で互いに連結されていることを要旨とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記絶縁電線は、導体と、当該導体の表面に被覆された絶縁層と、当該絶縁層の表面に被覆された融着層とを備え、隣接する他の絶縁電線の前記融着層と接する部分で互いに融着されていることを要旨とする。

請求項３の発明は、請求項１において、前記絶縁電線は、導体と、当該導体の表面に被覆された絶縁層とを備え、隣接する他の絶縁電線の前記絶縁層と接する部分で互いに接合されていることを要旨とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記絶縁電線は、平行線として集合されていることを要旨とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記絶縁電線の表層に、外被となるジャケット層が設けられていないことを要旨とする。

また、上記目的を達成するため、請求項６に係わる発明は、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５のいずれか一項に記載の集合電線を用いたことを要旨とする。

さらに、上記目的を達成するため、請求項７に係わる発明は、請求項６に記載のコイルアンテナを筐体内に搭載したことを要旨とする携帯型無線機器である。

本発明によれば、それぞれの絶縁電線が、隣接する他の絶縁電線の表層と接する部分で互いに連結されているため、ほつれ防止のためのジャケット層が不要となる。したがって、結線の際には絶縁層のみを剥がせばよく、結線を容易かつ短時間に行うことができる。

また、ジャケット層が被覆された同径の集合電線と比較すると、ジャケット層が不要となる分だけ相対的に導体の径を太くすることができる。これによれば、絶縁電線の導体抵抗が小さくなり、コイルのＱ値を大きくすることができることになり、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。

さらに、集合電線の構造が撚り線に限定されないので、例えば、平行線や三角形状様のように、筐体内の設置部分に適した配列を行うことが可能となり、スペースの有効活用を図ることができる。

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。

図１は、実施形態に係わるコイルアンテナの全体図であり、各実施形態に共通の構成を示している。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。

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。

［実施形態１］
図２は、実施形態１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。本実施形態に示す集合電線３−１は、３本の絶縁電線２を平行線として構成したものである。各絶縁電線２は、導体５と、導体５の表面に被覆された絶縁層６と、絶縁層６の表面に被覆された融着層７とから構成されている。

導体５としては、銅線等が用いられる。絶縁層６としては、ポリオレフィン系の樹脂、例えばポリエチレンが用いられる。融着層７としては、ポリエステル、ブチラール、ポリアミド等、或いはエポキシ、ポリイミド等が用いられる。この融着層７は、絶縁層６の表面に押し出し成形により被覆することができる。なお、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もできる。

本実施形態に係わる集合電線３−１では、各絶縁電線２が、隣接する他の絶縁電線２の融着層７と接する接合点Ｂにおいて互いに融着されている。融着層７同士の融着は、融着層７としてポリエステル、ブチラール、ポリアミド等を用いた場合には、ポリエステルでは酢酸エチル、ブチラールやポリアミドではアルコールを塗布することにより、溶融溶着させることができる。また、エポキシ、ポリイミド等を用いた場合は、加熱炉や通電による発熱を利用することにより加熱融着させることができる。

また図３は、実施形態１に係わる集合電線の他の構成例を示す断面図である。図１では、３本の絶縁電線２を平行線とした列を示したが、図３に示すように、３本の絶縁電線２を三角形状に配置してもよい。本例の集合電線３−２においても、各絶縁電線２は、隣接する他の絶縁電線２の融着層７と接する接合点Ｂにおいて互いに融着されている。

本実施形態に係わる集合電線３−１、３−２によれば、３本の各絶縁電線２が、隣接する他の絶縁電線２の融着層７と接する部分で互いに融着されているため、ほつれ防止のためのジャケット層が不要となる。したがって、結線の際には絶縁層６のみを剥がせばよく、結線を容易かつ短時間に行うことができる。

また、ジャケット層が被覆された同径の集合電線と比較すると、ジャケット層が不要となる分だけ相対的に導体５の径を太くすることができる。これによれば、絶縁電線の導体抵抗が小さくなり、コイルのＱ値を大きくすることができるため、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。

ここで、電線の導体抵抗、及びコイルのＱ値について説明する。図４は、ジャケット層の有無と導体径との関係を示す説明図である。

例えば、集合電線の最外径（ｄ１）を０．７５ｍｍ、絶縁層の厚み（ｔ１）及びジャケット層の厚み（ｔ２）をそれぞれ０．０５ｍｍとした場合、図４（ｂ）に示すように、ジャケット層有りの導体径（ｄ２）が０．２０ｍｍであるとすると、図４（ａ）に示すようなジャケット層無しの導体径（ｄ３）は０．２５ｍｍとなる。

一般に、コイルの直流抵抗値は導体断面積に反比例するため、直流抵抗の抵抗値Ｒ＝ρ・l／Ｓ（ただし、ρ：導電率、ｌ：長さ、Ｓ断面積）となる。上記例における導体断面積の比は、上記式から、ジャケット層有りの断面積はジャケット層無しの断面積の６４％となる。このため、ジャケット層無しの抵抗値はジャケット層有りの抵抗値の６４％に減少する。

図５は、導体径とコイルのＱ値との関係を示す特性図である。先の例で説明すると、導体径が０．２０ｍｍの場合、コイルのＱ値は６０程度となったが、導体径が０．２５ｍｍの場合はコイルのＱ値は６５程度に向上している。

また、本実施形態によれば、集合電線の構造が撚り線に限定されることがなく、図２及び図３に示すような平行線、或いは三角形状様のように、筐体内の設置部分に適した配列を行うことが可能となり、スペースの有効活用を図ることができる。すなわち、導体径が同じであれば、本実施形態の方が設置部分に合わせた配列が可能となるため、先に述べた特開２００６−１９１１９４号公報に提案されたコイルアンテナよりも設置場所の数が増え、より柔軟性のあるレイアウト設計ができることになる。

［実施形態２］
図６は、実施形態２に係わる集合電線の断面図であり、実施形態１と同じく図１のＡ−Ａ線断面に相当する。本実施形態に示す集合電線３−３は、３本の絶縁電線２を平行に並べたものである。各絶縁電線２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。本実施形態においては、各絶縁電線２が、隣接する他の絶縁電線２の絶縁層６と接する接合面Ｂで互いに接合されている。なお、導体５、絶縁層６としては、実施形態１と同じ材料を用いることができる。このようなフィーダ線様の集合電線３−３は、例えば、押し出し成形により作製することができる。

また、実施形態１と同様に、３本の絶縁電線２を三角形状に配置した構成としてもよい（図示を省略）。

本実施形態に係わる集合電線３−３によれば、３本の絶縁電線２が接合点Ｂで互いに接合されているため、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。とくに、本実施形態の構成では、絶縁層６の表面に融着層７を被覆する必要がないため、製造工程を簡略化することができる。

以上説明したように、実施形態１及び２に係わる集合電線によれば、結線を容易かつ短時間に行うことができるため、作業性を向上させることができる。また、コイルのＱ値を大きくすることができるため、この集合電線により構成されたコイルアンテナでは、アンテナとしての特性を向上させることができる。さらには、筐体内の設置部分に適した配列を行うことが可能となるため、このコイルアンテナを用いた携帯無線機器では、スペースの有効活用を図ることができる。

このほかにも、次のような作用効果が考えられる。まず、ジャケット層により複数本の絶縁電線を一括して被覆する工程が不要となるため、コストダウンが可能となる。また、ジャケット層が不要となることから、電線を軽量化することができる。さらに、絶縁電線を撚り線とする工程が不要となるため、設備償却費を削減することができる。

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し、三角形状様とした場合は４本の絶縁電線を組み合わせた構成としてもよい。

実施形態に係わるコイルアンテナの全体図。 実施形態１に係わる集合電線の断面図。 実施形態１に係わる集合電線の他の構成例を示す断面図。 （ａ）、（ｂ）はジャケット層の有無と導体径との関係を示す説明図。 導体径とコイルのＱ値との関係を示す特性図。 実施形態２に係わる集合電線の断面図。

符号の説明

１…コイルアンテナ
２…絶縁電線（２ａ，２ｂ，２ｃ）
３…集合電線（３−１，３−２，３−３）
４…回路基板
５…導体
６…絶縁層
７…融着層

Claims (7)

1. 導体に絶縁層を被覆してなる絶縁電線を、複数本集合させた集合電線であって、
   それぞれの前記絶縁電線が、隣接する他の前記絶縁電線の表層と接する部分で互いに連結されていることを特徴とする集合電線。
2. 前記絶縁電線は、導体と、当該導体の表面に被覆された絶縁層と、当該絶縁層の表面に被覆された融着層とを備え、
   隣接する他の絶縁電線の前記融着層と接する部分で互いに融着されていることを特徴とする請求項１に記載の集合電線。
3. 前記絶縁電線は、導体と、当該導体の表面に被覆された絶縁層とを備え、
   隣接する他の絶縁電線の前記絶縁層で互いに接合されていることを特徴とする請求項１に記載の集合電線。
4. 前記絶縁電線は、平行線として集合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の集合電線。
5. 前記絶縁電線の表層に、外被となるジャケット層が設けられていないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の集合電線。
6. 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５のいずれか一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。
7. 請求項６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。

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