JP2009296107A - 受信アンテナコイル - Google Patents

Abstract

【課題】受信特性の向上と小型化とを両立することのできる受信アンテナコイルを提供する。
【解決手段】受信アンテナコイル１０は、Ｘ軸巻芯部３０またはＹ軸巻芯部４０の少なくとも一方が複数条に形成されており、Ｚ軸受信用コイル５２に取り囲まれたＸＹ面内領域における巻芯部（Ｘ軸巻芯部３０，Ｙ軸巻芯部４０）の占有率を高めつつ、巻芯部の長さを長く確保することができる。さらに、Ｘ軸巻芯部３０とＹ軸巻芯部４０とが同一面内に設けられていることにより、コア２０の高さが抑制され、受信アンテナコイル１０全体の寸法を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向にそれぞれコイルが巻回された受信アンテナコイルに関する。

受信アンテナコイルの一例として、自動車や家屋におけるキーレスエントリシステムの開錠および施錠用のリモートコントローラーにこれを搭載したものが知られている。自動車や家屋側の制御ユニットとコントローラーとの間における情報のやり取りをより確実なものにするために、近年、受信アンテナコイルの受信特性の向上が要求されている。一方、使用者への携帯性の向上を図るべく、受信アンテナコイルの小型化への要求もまた強まっている。

この種の技術に関しては、例えば下記特許文献１、２に記載のものが知られている。特許文献１の図１や図１０には、Ｘ軸受信用コイルとＹ軸受信用コイルとを互いに重ねて巻回したアンテナコイルが記載されている。
また、特許文献１の図４や特許文献２の図１には、十字型のコアに対してそれぞれ受信用コイルを巻回したアンテナコイルが記載されている。
特開２００３−９２５０９号公報 国際公開第２００７／１１６７９７号パンフレット

しかし、コイルを交差方向に重ねて巻回すると、巻回時のテンションがコイルワイヤ同士の間に集中的に負荷されて、コイル表面の絶縁皮膜を損傷するおそれがある。コイルワイヤの芯線が露出するとコイルの短絡が生じてアンテナ特性が低下するため問題となる。また、Ｘ，Ｙ軸の受信用コイルが相互に重なっているため、アンテナコイルのＺ軸方向の高さ、すなわち厚み寸法を小さくすることが困難であった。

十字型コアの場合、十字の交差部にはコイルを巻回することが困難であることから、十分な巻回数を確保することが困難となる。また、Ｘ，Ｙ軸受信用コイルを取り囲んで配置されるＺ軸受信用コイルの内部領域において十字型コアの体積を大きく確保することが困難であることから、Ｘ，Ｙ軸受信用コイルの受信特性を十分に高めることが困難であるという問題がある。十字型コアは、一方の方向の巻回数を増大すべく巻芯部を長くすると、他の方向の巻芯部の幅を減じる必要があり、巻回長さとコア体積とがトレードオフの関係にあるからである。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、受信特性の向上と小型化とを両立することのできる受信アンテナコイルを提供するものである。

本発明によれば、Ｘ軸方向に伸びるＸ軸巻芯部、および前記Ｘ軸方向に交差するＹ軸方向に伸びるＹ軸巻芯部を含むコアと、
前記Ｘ軸巻芯部に巻回されたＸ軸受信用コイル、および前記Ｙ軸巻芯部に巻回されたＹ軸受信用コイルと、
前記Ｘ軸巻芯部および前記Ｙ軸巻芯部を取り囲むように、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に対してともに交差するＺ軸方向に巻回されたＺ軸受信用コイルと、を備える受信アンテナコイルであって、
ともに磁性材料からなる前記Ｘ軸巻芯部と前記Ｙ軸巻芯部とが同一面内に設けられ、かつ、前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部の少なくとも一方が複数条に形成されていることを特徴とする受信アンテナコイルが提供される。

また本発明の受信アンテナコイルにおいては、より具体的な実施の態様として、前記コアが、前記Ｘ軸巻芯部を含むＸ軸コアと、前記Ｙ軸巻芯部を含むＹ軸コアとを組み合わせてなるとともに、
前記Ｘ軸コアまたは前記Ｙ軸コアの少なくとも一方が、前記Ｘ軸コアと前記Ｙ軸コアとを互いに嵌め合わせるための嵌合部を備えてもよい。

また本発明の受信アンテナコイルにおいては、より具体的な実施の態様として、前記嵌合部が樹脂材料からなり、前記Ｘ軸巻芯部および前記Ｙ軸巻芯部がフェライト材料からなるとともに、
前記嵌合部を備える前記Ｘ軸コアまたは前記Ｙ軸コアが、該嵌合部と、該嵌合部に装着された前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部と、を組み合わせてもよい。

なお、上記発明において、Ｘ軸巻芯部とＹ軸巻芯部が同一面内にあるとは、これらの巻芯部が厚み方向すなわちＺ軸方向に互いに重なりを有することを意味し、巻芯部の中心線同士がＺ軸方向に厳密に一致していることを要するものではない。
また、上記発明においてＸ軸巻芯部またはＹ軸巻芯部が複数条に形成されているとは、Ｘ軸方向を巻軸方向とするＸ軸巻芯部がＹ軸方向の複数箇所に設けられている状態、またはＹ軸方向を巻軸方向とするＹ軸巻芯部がＸ軸方向の複数箇所に設けられている状態をいう。

なお、上記巻芯部、受信用コイルおよびコアをはじめとする本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。

本発明の受信アンテナコイルによれば、Ｚ軸受信用コイルに囲まれた限られた領域の内部において、Ｘ軸巻芯部またはＹ軸巻芯部を複数条に形成することにより、巻芯部の長さとコアの体積とがバランスして大きく確保されて受信特性が向上する。また、Ｘ軸巻芯部とＹ軸巻芯部とにそれぞれコイルが巻回されるため、Ｘ軸受信用コイルとＹ軸受信用コイルとを重ね合わせて巻回することがなく、コイルの薄型化が可能であるとともに、コイルの損傷の問題が生じない。これにより、受信アンテナコイルにおける受信特性の向上と小型化とが両立される。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる受信アンテナコイル１０の一例を示す斜視図である。

はじめに、本実施形態の受信アンテナコイル１０の概要について説明する。
本実施形態の受信アンテナコイル１０は、Ｘ軸方向に伸びるＸ軸巻芯部３０、およびＸ軸方向に交差するＹ軸方向に伸びるＹ軸巻芯部４０を有するコア２０と、Ｘ軸巻芯部３０に巻回されたＸ軸受信用コイル３２、およびＹ軸巻芯部４０に巻回されたＹ軸受信用コイル４２と、Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０を取り囲むように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対してともに交差するＺ軸方向に巻回されたＺ軸受信用コイル５２と、を含む。
また、ともに磁性材料からなるＸ軸巻芯部３０とＹ軸巻芯部４０とは同一面内に設けられ、Ｘ軸巻芯部３０またはＹ軸巻芯部４０の少なくとも一方は複数条に形成されている。

次に、本実施形態の受信アンテナコイル１０について詳細に説明する。
受信アンテナコイル１０は、Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０がそれぞれ二条ずつ設けられたコア２０と、Ｚ軸巻芯部５０が一条設けられたＺ軸コア５４とを組み合わせてなる。すなわち、本実施形態においては、Ｘ軸巻芯部３０（Ｘ軸巻芯部３０ａ，３０ｂ）とＹ軸巻芯部４０（Ｙ軸巻芯部４０ａ，４０ｂ）がともに複数条（二条）に形成されている。

図２は、コア２０およびＺ軸コア５４の斜視図である。
コア２０は、ＸＹ面内において矩形状、すなわちロ字状をなしている。矩形状のコア２０の各辺にあたるＸ軸巻芯部３０とＹ軸巻芯部４０はそれぞれ棒状をなしている。コア２０の四つのコーナーには、Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０に対する鍔部としてのブロック部２２が形成されている。ブロック部２２における周長はＸ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０の周長よりも長く、巻回されたＸ軸受信用コイル３２やＹ軸受信用コイル４２の緩みを防止している。

コア２０は磁性材料からなる。本実施形態の場合、高い透磁率と入手性から、コア２０はフェライトからなる。なお、後記実施形態で詳述のように、コア２０は複数の材料により分割構成してもよい。かかる場合、少なくともＸ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０については磁性材料で作製することが好ましい。
一方、Ｚ軸受信用コイル５２を巻回するＺ軸コア５４は、非磁性体である樹脂材料からなる。Ｚ軸コア５４は、その内部にコア２０を取り囲んで収容するため、換言するとＺ軸受信用コイル５２は磁性材料（コア２０）の周囲に巻回されることとなる。よって、Ｚ軸コア５４を非磁性体により作製しても、Ｚ軸受信用コイル５２の高い受信特性を得ることができる。

本実施形態のコア２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に各二条ずつ、合計四条に形成されたＸ軸巻芯部３０とＹ軸巻芯部４０が互いに同一の断面積と長さに形成されている。したがって、コア２０の平面視（ＸＹ面内）形状は正方形である。そして、Ｘ軸受信用コイル３２とＹ軸受信用コイル４２の巻回数は同等である。これにより、受信アンテナコイル１０の受信特性はＸＹ面内において等方である。

Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０の横断面、すなわち巻軸方向に対して垂直に切った断面の形状は、面取りされた長方形である。長方形断面の長辺はＸＹ平面内にあり、短辺がＺ軸方向を向いている。これにより、ＸＹ面内におけるコア２０の占有率を大きくしつつ、コア２０の厚み寸法（Ｚ軸方向の高さ）を抑制している。

二条ずつ設けられたＸ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０の一条分の長さは、その横断面の各辺よりも長い。
また、コア２０を内部に収容するＺ軸コア５４は矩形管状をなし、Ｚ軸巻芯部５０の巻軸長さはコア２０の厚み寸法と同等である。したがって、Ｚ軸受信用コイル５２の巻回面積は、Ｘ軸受信用コイル３２やＹ軸受信用コイル４２よりも、巻回面積が大きく巻回長さが短い。これにより、受信アンテナコイル１０の厚み寸法を抑制しつつ、Ｚ軸方向の受信感度がＸ軸方向やＹ軸方向と同等となるよう調整されている。なお、Ｚ軸コア５４の形状として、Ｚ軸方向上側および下側に鍔部を形成してもよい。これによって、Ｚ軸受信用コイル５４を容易に巻回することが可能となる。

コア２０には、二条ずつ設けられたＸ軸巻芯部３０ａ，３０ｂとＹ軸巻芯部４０ａ，４０ｂに対して、Ｘ軸受信用コイル３２（Ｘ軸受信用コイル３２ａ，３２ｂ）とＹ軸受信用コイル４２（Ｙ軸受信用コイル４２ａ，４２ｂ）がそれぞれ巻回されている。Ｘ軸受信用コイル３２ａ，３２ｂは互いに電気的に接続され、Ｙ軸受信用コイル４２ａ，４２ｂは互いに電気的に接続されている。
すなわち、本実施形態の受信アンテナコイル１０においては、すべての複数条のＸ軸巻芯部３０またはＹ軸巻芯部４０に対して、それぞれＸ軸受信用コイル３２またはＹ軸受信用コイル４２が巻回されている。そして、複数条に巻回されたＸ軸受信用コイル３２同士またはＹ軸受信用コイル４２同士は、外部磁界によって励起される電流（誘導電流Ｉ）が互いに加算される向きに接続されている。
受信用コイル（Ｘ軸受信用コイル３２，Ｙ軸受信用コイル４２）同士の接続態様に関しては、図３，４を用いて具体的に説明する。

図３は、受信用コイル同士の接続態様の一例を示すコア２０のＸＹ平面模式図である。かかるコア２０では、Ｘ軸方向とＹ軸方向についてそれぞれ、平行する二条の受信用コイルの巻回方向を共通とし、一方の始端と他方の終端とが接続されている。ここで、各軸方向の受信用コイル（Ｘ軸受信用コイル３２およびＹ軸受信用コイル４２）のうち、座標値の小さい側の巻端を、便宜上、当該受信用コイルの始端と呼称している。そして、座標値の大きい側の巻端を、当該受信用コイルの終端と呼称する。
なお、Ｚ軸コア５４およびＺ軸受信用コイル５２は図示を省略している。

具体的には、Ｘ軸受信用コイル３２ａと３２ｂの巻回方向を共通（例えば時計回り螺旋巻回）とし、Ｘ軸受信用コイル３２ａの巻回の終端Ｆ１と、Ｘ軸受信用コイル３２ｂの巻回の始端Ｓ２とがワイヤＷｘにより電気的に接続されている。
なお、ワイヤＷｘによって終端Ｆ１と始端Ｓ２とを直接に結線する上記態様に代えてＸ軸受信用コイル３２ａの終端Ｆ１を一の外部端子（図示せず）に絡げて接続し、一方、Ｘ軸受信用コイル３２ｂの始端Ｓ２を他の外部端子（図示せず）にそれぞれ絡げて接続し、これらの外部端子同士を電気的に接続してもよい。

Ｙ軸受信用コイル４２ａ，４２ｂに関しても同様である。これらは巻回方向が共通（例えば時計回り螺旋巻回）であり、Ｙ軸受信用コイル４２ａの始端Ｓ３と、Ｙ軸受信用コイル４２ｂの終端Ｆ４とがワイヤＷｙにより電気的に接続されている。

外部磁界の磁束Φの向きを、簡単のため＋Ｙ方向とする。かかる磁界中にコア２０が入ると、Ｙ軸受信用コイル４２には誘導電流が流れる。外部磁界の勾配の変動スケールは受信アンテナコイル１０よりも十分に大きく、コア２０の複数条の巻芯部（Ｙ軸巻芯部４０ａ，４０ｂ）には共通の磁束Φが作用する。このため、Ｙ軸巻芯部４０ａ，４０ｂには、−Ｙ方向の誘導磁場Φiと、これに対応する誘導電流Ｉが発生する。そして、巻回方向が共通するＹ軸受信用コイル４２ａ，４２ｂを流れる誘導電流Ｉの向きは、図３に矢印で示すように共通となる。
したがって、Ｙ軸受信用コイル４２ａの始端Ｓ３とＹ軸受信用コイル４２ｂの終端Ｆ４とを接続することにより、各巻芯部で生じた誘導電流Ｉが互いに加算される。かかる誘導電流Ｉの電流値、またはその電圧値を受信信号として出力することにより、受信アンテナコイル１０は磁束Φの変化を捉えることができる。
なお、上記の結線態様に代えて、Ｙ軸受信用コイル４２ａの終端Ｆ３と、Ｙ軸受信用コイル４２ｂの始端Ｓ４とを接続してもよい。また、外部磁界の磁束ΦがＸ方向の成分を有する場合についても同様であり、巻回方向が共通するＸ軸受信用コイル３２ａと３２ｂには同一方向に流れる誘導電流が生じる。このため、一方の始端と他方の終端とを接続することにより、外部磁界によって励起される電流（誘導電流Ｉ）が互いに加算される。

図４は、受信用コイル同士の接続態様の他の例を示すコア２０のＸＹ平面模式図である。かかるコア２０では、Ｘ軸方向とＹ軸方向についてそれぞれ、平行する二条の受信用コイルの巻回方向を反対とし、始端同士または終端同士が接続されている。具体的には、Ｙ軸受信用コイル４２ａの巻回方向を時計回りの螺旋巻回とし、Ｙ軸受信用コイル４２ｂの巻回方向を反時計回りの螺旋巻回とする。そして、Ｙ軸受信用コイル４２ａの始端Ｓ３とＹ軸受信用コイル４２ｂの始端Ｓ４とがワイヤＷｙで接続されている。
同様に、平行するＸ軸受信用コイル３２ａの巻回方向を反時計回りの螺旋巻回とし、Ｘ軸受信用コイル３２ｂの巻回方向を時計回りの螺旋巻回とする。そして、Ｘ軸受信用コイル３２ａの終端Ｆ１とＸ軸受信用コイル３２ｂの終端Ｆ２とがワイヤＷｘで接続されている。

かかる受信アンテナコイル１０を、同図に示すように＋Ｙ方向の磁束Φ中に置いた場合、Ｙ軸受信用コイル４２ａ，４２ｂに誘起される誘導磁場Φiは−Ｙ方向で共通であるため、誘導電流Ｉの流れる螺旋方向も図示のようにＹ軸方向に関して反時計回りで共通となる。したがって、巻回方向が反対であるＹ軸受信用コイル４２ａ，４２ｂにおいて、誘導電流Ｉの巻軸方向への進行方向は互いに反対である。
よって、巻回方向を反対として平行配置された二条の受信用コイルの始端同士または終端同士を接続することで、外部磁界によって励起される誘導電流Ｉが互いに加算される。

上記本実施形態の受信アンテナコイル１０の作用効果について説明する。
本実施形態の受信アンテナコイル１０は、Ｘ軸受信用コイル３２が巻回されたＸ軸巻芯部３０およびＹ軸受信用コイル４２が巻回されたＹ軸巻芯部４０を取り囲むようにＺ軸受信用コイル５２が巻回されている。これにより、Ｘ，ＹおよびＺの三軸方向について外部磁界の変化を受信することができる。また、コア２０全体を囲む大きな巻回面積にてＺ軸受信用コイル５２が構成されるため、Ｚ軸受信用コイル５２の巻回長さを短く抑えてもＸＹＺの三軸方向の受信感度を同等に得ることができ、全体に薄型の受信アンテナコイル１０が構成される。特に本実施形態の受信アンテナコイル１０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸が直交三軸方向に対応しており、等方性の無指向性の受信アンテナが提供される。

また、受信アンテナコイル１０は、磁性材料からなるＸ軸巻芯部３０またはＹ軸巻芯部４０の少なくとも一方が複数条に形成されている。かかる構成により、Ｚ軸受信用コイル５２に取り囲まれたＸＹ面内領域における巻芯部（Ｘ軸巻芯部３０，Ｙ軸巻芯部４０）の占有率を高めつつ、巻芯部の長さを長く確保することができる。さらに、Ｘ軸巻芯部３０とＹ軸巻芯部４０とが同一面内に設けられていることにより、コア２０の高さが抑制され、受信アンテナコイル１０全体の寸法を抑えることができる。
外部磁界の磁束Φの変動を受信する受信アンテナコイル１０にあっては、磁束Φが通過する巻芯部の体積の大小が受信特性の良否に大きな影響を与える。特に、磁束Φ方向に対して垂直に切った巻芯部の横断面積をある程度大きく確保しつつ、磁束Φ方向に伸びる巻芯部の長さを十分に大きくとることにより、当該磁束Φに対する受信用コイル（Ｘ軸受信用コイル３２，Ｙ軸受信用コイル４２）の受信感度が高められることが本発明者の検討により明らかとなっている。

そして、巻芯部がＸ，Ｙ方向に各一条のみ設けられた十字型コアの場合、一方の巻芯部の長さを大きくすることは、他方の巻芯部の断面積を小さくすることを意味する。このため、従来の十字型コアでは、Ｚ軸巻芯部に囲まれた限られた領域内でＸ，Ｙ方向の巻芯部の横断面積と長さとをともに十分に得ることはできない。一方、本実施形態のようにコア２０に複数条の巻芯部を設けることにより、巻芯部の横断面積を従来と同等以上に確保しつつ、巻芯部の合計長さを十分に大きくすることができる。すなわち、一定の矩形領域に包含される十字型コアの太さを種々に変化させていずれの十字型コアを形成した場合に比べても、コアの厚み寸法およびワイヤの巻回ピッチを同等とした場合、本実施形態のように複数条の巻芯部を有するコア２０の方が、受信感度がより良好となる。

また複数条に形成された巻芯部（本実施形態の場合、Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０）に対して、それぞれ受信用コイル（Ｘ軸受信用コイル３２およびＹ軸受信用コイル４２）が巻回されている。そして、複数条に巻回された受信用コイルは、同一方向のコイル同士が互いに接続されて、外部磁界によって励起される電流（誘導電流Ｉ）が互いに加算される。これにより、磁性材料からなる巻芯部に流入する外部磁界の磁束Φのすべてがいずれかの受信用コイルで捉えられるため、受信アンテナコイル１０の高い受信特性を得ることができる。

また本実施形態では、コア２０がＸＹ面内において矩形状をなしている。これにより、ＸＹ面内における受信感度の等方化が容易である。また、Ｚ軸受信用コイル５２とコア２０との位置関係がコア２０の四方で共通化されるため、Ｚ軸受信用コイル５２の安定した巻回が可能である。
なお、外部磁界の変化を受信用コイルで検知して電流信号または電圧信号に変換する受信アンテナは、送信アンテナと異なり磁束Φの透過性が高いため、コア２０として本実施形態のようにループコアを用いることができる。受信用コイルで誘起される磁束Φがコア２０内を±Ｘ，Ｙ方向に周回しても受信特性に悪影響を受けることはない。

また本実施形態の受信アンテナコイル１０は、Ｚ軸受信用コイル５２を巻回するための非磁性材料からなるＺ軸コア５４を更に備えている。これにより、Ｘ軸受信用コイル３２やＹ軸受信用コイル４２に対してＺ軸受信用コイル５２が直接に重ね合わされることがなく、巻回時のテンションによってコイルが損傷を受けることがない。また、コア２０に対するＸ軸受信用コイル３２およびＹ軸受信用コイル４２の巻回と、Ｚ軸コア５４へのＺ軸受信用コイル５２の巻回とを個別におこなうことが可能であり、受信アンテナコイル１０の作製が容易となる。
なお、Ｚ軸コア５４を非磁性材料で構成することにより、Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０への磁束Φの流入が妨げられることがない。

なお、本実施形態の受信アンテナコイル１０に関しては、Ｚ軸コア５４を省き、Ｚ軸受信用コイル５２を空芯コイルとして形成してもよい。この場合、Ｘ軸受信用コイル３２およびＹ軸受信用コイル４２が巻回されたコア２０の外周に対して、空芯コイルとして予め作製されたＺ軸受信用コイル５２を装着することで受信アンテナコイル１０を得ることができる。

＜第二実施形態＞
図５は、本実施形態にかかる受信アンテナコイル１０におけるコア２０の一例を示す斜視図である。
本実施形態のコア２０は、ＸＹ面内においてＨ字状をなしている。具体的には、Ｘ軸方向に延在するＸ軸巻芯部３０（Ｘ軸巻芯部３０ａ，３０ｂ）が平行して複数条（二条）に形成され、その長手方向の中間部同士が、Ｙ軸方向に延在する一条のＹ軸巻芯部４０によって接続されている。

Ｘ軸巻芯部３０ａは、ブロック部２２ａで隔てられた二箇所の巻芯部（Ｘ軸巻芯部３０ａ１，３０ａ２）を備えている。Ｘ軸巻芯部３０ａ１，３０ａ２は、同軸上に離間して設けられている。Ｘ軸巻芯部３０ｂについても同様であり、ブロック部２２ｂを挟んで二箇所の巻芯部（Ｘ軸巻芯部３０ｂ１，３０ｂ２）が、同軸上に離間して設けられている。
Ｙ軸巻芯部４０は、ブロック部２２ａとブロック部２２ｂとの間に設けられている。

ブロック部２２（ブロック部２２ａ，２２ｂ）のＸ，Ｙ軸方向の周長は、Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０の周長よりもそれぞれ長く形成されており、巻回されるワイヤの緩みを防止する鍔部として機能する。

二条のＸ軸巻芯部３０の延在方向の両端には、それぞれＸ軸巻芯部３０よりも周長の長い端部ブロック部２４が形成されており、Ｘ軸巻芯部３０の両端側におけるワイヤの緩みが防止される。

一条に形成されたＹ軸巻芯部４０の横断面積は、二条に形成された各Ｘ軸巻芯部３０の横断面積よりも大きい。これにより、Ｘ軸巻芯部３０（Ｘ軸巻芯部３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２）に巻回されるＸ軸受信用コイル３２の巻回数と、Ｙ軸巻芯部４０に巻回されるＹ軸受信用コイル４２の巻回数とを調整することにより、受信アンテナコイル１０におけるＸ方向とＹ方向の受信感度を同等に調整することができる。

コア２０の外周には、第一実施形態と同様に矩形管状のＺ軸コア５４が組み合わされ、Ｚ軸受信用コイル５２が巻回される。Ｚ軸受信用コイル５２の巻回数を調整することで、受信アンテナコイル１０の受信感度を三軸方向に等方化することができる。

図６は、本実施形態のＸ軸巻芯部３０に巻回されるＸ軸受信用コイル３２の巻回態様の第一例を示すＸＹ平面模式図である。Ｙ軸受信用コイル４２は図示を省略している。
Ｘ軸巻芯部３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２は、いずれもＸ軸方向に延在し、それぞれにＸ軸受信用コイル３２（Ｘ軸受信用コイル３２ａ１，３２ａ２，３２ｂ１，３２ｂ２）が巻回されている。そして、外部磁界の磁束Φが図示のように＋Ｘ方向に各巻芯部を通過すると誘導磁場Φiが励起され、各Ｘ軸巻芯部３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２を流れる誘導電流Ｉの螺旋方向は図示のように共通となる。

ここで、Ｘ軸受信用コイル３２ａ１，３２ａ２，３２ｂ１，３２ｂ２は、巻回方向がいずれも共通である。したがって、誘導電流Ｉが巻軸方向に流れる向きは共通となる。具体的には、本実施形態の場合、いずれのＸ軸受信用コイル３２に対しても、＋Ｘ方向に誘導電流Ｉが流れる。
そして本実施形態では、Ｘ軸受信用コイル３２ｂ１の終端Ｆ３とＸ軸受信用コイル３２ｂ２の始端Ｓ４、Ｘ軸受信用コイル３２ｂ２の終端Ｆ４とＸ軸受信用コイル３２ａ１の始端Ｓ１、Ｘ軸受信用コイル３２ａ１の終端Ｆ１とＸ軸受信用コイル３２ａ２の始端Ｓ２が、それぞれワイヤＷｘで電気的に接続されている。
このように、Ｘ軸受信用コイルの始端と終端とを互いに接続することにより、各Ｘ軸受信用コイルで励起された誘導電流Ｉは、互いに加算されて受信アンテナコイル１０より出力される。

図７は、本実施形態のコア２０に巻回されるＸ軸受信用コイル３２の巻回態様の第二例を示すＸＹ平面模式図である。
本例では、平行する二条のＸ軸受信用コイル３２ａ，３２ｂの巻回方向を反対とし、始端同士または終端同士を接続している点で上記第一例と相違する。具体的には、Ｘ軸受信用コイル３２ｂ（Ｘ軸受信用コイル３２ｂ１，３２ｂ２）の巻回方向を時計回りとし、Ｘ軸受信用コイル３２ａ（Ｘ軸受信用コイル３２ａ１，３２ａ２）の巻回方向を反時計回りとしている。
そして、Ｘ軸受信用コイル３２ｂ１の始端Ｓ３とＸ軸受信用コイル３２ａ１の始端Ｓ１とをワイヤＷｘで電気的に接続することにより、Ｘ軸受信用コイル３２ａと３２ｂでそれぞれ励起される誘導電流Ｉが加算されて出力される。

なお、同一の条に対して共通の巻回方向に巻回されたＸ軸受信用コイル同士については、互いの始端と終端とが接続されている。具体的には、Ｘ軸受信用コイル３２ｂ１の終端Ｆ３とＸ軸受信用コイル３２ｂ２の始端Ｓ４、Ｘ軸受信用コイル３２ａ１の終端Ｆ１とＸ軸受信用コイル３２ａ２の始端Ｓ２が、それぞれワイヤＷｘで電気的に接続されている。

図８は、本実施形態のコア２０に巻回されるＸ軸受信用コイル３２の巻回態様の第三例を示すＸＹ平面模式図である。
本例のＸ軸受信用コイル３２ａ１，３２ａ２は、平行する二条に形成されたＸ軸巻芯部３０ａ，３０ｂにまたがって巻回されている。具体的には、Ｘ軸受信用コイル３２ａ１はＸ軸巻芯部３０ａ１および３０ｂ１に対して巻回され、Ｘ軸受信用コイル３２ａ２はＸ軸巻芯部３０ａ２および３０ｂ２に対して巻回されている。
Ｘ軸巻芯部３０ａ１と３０ａ２とは巻回方向が共通である。

そして、Ｘ軸受信用コイル３２ａ１の終端Ｆ１と、Ｘ軸受信用コイル３２ａ２の始端Ｓ２とは、ワイヤＷｘによって電気的に接続されている。したがって、図示のように外部磁界の磁束Φが＋Ｘ方向に印加された場合、Ｘ軸巻芯部３０ａ１と３０ａ２とでそれぞれ誘起される誘導電流Ｉは互いに加算される。

このように、本実施形態の受信アンテナコイル１０においては、複数条に設けられたＸ軸巻芯部３０に対して個別にＸ軸受信用コイル３２が巻回されている場合のみならず、複数条のＸ軸巻芯部３０にまたがってＸ軸受信用コイル３２が巻回されていてもよい。

本実施形態のコア２０はＸＹ面内においてＨ字状をなし、ループを備えていない。これにより、第一実施形態の受信アンテナコイル１０と比較して、コア２０の各巻芯部に対するＸ軸受信用コイル３２やＹ軸受信用コイル４２の巻回が容易である。
すなわち、第一実施形態のようにコア２０を一体のループコアとして構成した場合、巻芯部にコイルを巻回するには、ミシンのようにヘッドが往復するトロイダルコア専用の巻線装置を要する。これに対し、本実施形態のように巻芯部にループのないコア２０の場合、チャッキングしたコア２０をＸ軸またはＹ軸まわりに回転させながら、当該軸方向にスライドさせることで、各巻芯部に対して容易にコイルを巻回することができる。

＜第三実施形態＞
図９は、本実施形態のコア２０の一例を示す斜視図である。
本実施形態のコア２０は、Ｘ軸巻芯部３０を含むＸ軸コア３４と、Ｙ軸巻芯部４０を含むＹ軸コア４４とを組み合わせてなる。そして、Ｘ軸コア３４またはＹ軸コア４４の少なくとも一方が、Ｘ軸コア３４とＹ軸コア４４とを互いに嵌め合わせるための嵌合部６２を備えている点で第一実施形態と相違する。

本実施形態のコア２０は、複数本のＸ軸コア３４またはＹ軸コア４４を組み合わせてなる。そしてＸ軸コア３４およびＹ軸コア４４は、Ｘ軸巻芯部３０またはＹ軸巻芯部４０をそれぞれ一条ずつ備えている。

より具体的に、本実施形態のコア２０は、同一寸法の分割コア６０（分割コア６０ａ，６０ｂ）を、Ｘ軸方向・Ｙ軸方向ともに二本ずつ、合計四本組み合わせることによりＸＹ平面視が矩形状に構成されている。すなわち、Ｘ軸方向に延在する二本の平行する分割コア６０ａがそれぞれＸ軸コア３４として設けられ、Ｙ軸方向に延在する二本の平行する分割コア６０ｂがＹ軸コア４４として設けられている。

図１０は、かかる分割コア６０の斜視図である。
分割コア６０は、全体をフェライトなどの磁性材料によって一体に作製してもよく、または嵌合部６２と巻芯部６４とを異なる材料により分割して作製してもよい。

本実施形態の場合、嵌合部６２は非磁性材料である樹脂材料からなり、例えば射出成型によって得ることができる。
また、Ｘ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０はフェライト材料などの磁性材料からなり、棒状に焼成した後、必要に応じて削り加工を施して得ることができる。
そして、分割コア６０（Ｘ軸コア３４、Ｙ軸コア４４）は、嵌合部６２と、これに装着された巻芯部６４（Ｘ軸巻芯部３０、Ｙ軸巻芯部４０）を組み合わせてなる。

嵌合部６２は、巻芯部６４の両端に設けられている。嵌合部６２は、巻芯部６４よりも周長の長い鍔部６２１と、分割コア６０の両先端に位置する先端ブロック部６２３とを備えている。嵌合部６２は、９０度回転した状態で隣接する他の分割コア６０の嵌合部６２と互いに組み合わされて、四本の分割コア６０を一体に組み合わせるための連結部材である。

嵌合部６２は、鍔部６２１と先端ブロック部６２３との間に、隣接する分割コア６０の嵌合部６２を嵌め合いに装着するための溝部６２５を備えている。鍔部６２１は、巻芯部６４に巻回されるワイヤの緩み止めの機能を有する。

図１１は、嵌合部６２と巻芯部６４とを分離した状態を示す斜視図である。棒状の巻芯部６４は巻軸方向の先端に細径の挿入部６４１を備えている。挿入部６４１は、巻芯部６４の両端に設けられている。
嵌合部６２の鍔部６２１には、挿入部６４１を挿入するための凹溝６２７が設けられている。凹溝６２７は挿入部６４１と嵌め合いに形成されている。これにより、巻芯部６４の両端の挿入部６４１に対して、両先端側から嵌合部６２を装着することができる。

本実施形態のコア２０は、それぞれに巻芯部を有するＸ軸コア３４とＹ軸コア４４とを組み合わせてなり、Ｘ軸コア３４またはＹ軸コア４４の少なくとも一方（本実施形態の場合、両方）が、Ｘ軸コア３４とＹ軸コア４４とを互いに嵌め合わせるための嵌合部６２を備えている。これにより、ＸＹ平面視が矩形状のコア２０を、ワイヤの巻回の容易なＩ字状の分割コア６０（Ｘ軸コア３４およびＹ軸コア４４）同士の組み合わせによって得ることができる。したがって、Ｘ軸巻芯部３０にＸ軸受信用コイル３２を巻回したＸ軸コア３４と、Ｙ軸巻芯部４０にＹ軸受信用コイル４２を巻回したＹ軸コア４４とをあらかじめ個別に作製しておき、これらを互いに組み合わせることで、上記第一実施形態の効果を奏する受信アンテナコイル１０を容易に構成される。
なお、送信アンテナと異なり、本実施形態にかかる受信アンテナに関しては、コア２０をＸ軸コア３４とＹ軸コア４４との分割構成とすることによりアンテナ特性が低下することはない。上述のように、受信アンテナコイル１０によって検知する外部磁界の磁束Φはコア２０を良好に透過するため、Ｘ軸コア３４とＹ軸コア４４との組み合わせ界面によってＸ軸受信用コイル３２やＹ軸受信用コイル４２の受信感度が低下することはないからである。

また、本実施形態のＸ軸コア３４およびＹ軸コア４４は、樹脂材料からなる嵌合部６２に対し、フェライト材料からなるＸ軸巻芯部３０およびＹ軸巻芯部４０をそれぞれ装着してなる。これにより、フェライト材料の高い透磁率による良好な受信特性と、樹脂材料の低い脆性による分割コア同士の良好な嵌め合わせとが両立して実現される。また、樹脂材料の良好な加工性により、例えば射出成形によって嵌合部６２の複雑な嵌め合い形状を容易に実現することができる。
なお、外部磁界の磁束Φは、コア２０が磁性材料であるか非磁性材料であるかを問わずこれを透過するため、嵌合部６２を非磁性材料である樹脂材料で作製しても受信アンテナコイル１０の受信特性が損なわれることがない。

また、本実施形態のコア２０は、複数本のＸ軸コア３４またはＹ軸コア４４を組み合わせてなり、Ｘ軸コア３４およびＹ軸コア４４が、Ｘ軸巻芯部３０またはＹ軸巻芯部４０をそれぞれ一条ずつ備えている。すなわち、Ｘ軸コア３４およびＹ軸コア４４は、条ごとに分割構成されている。これにより、Ｘ軸コア３４とＹ軸コア４４に対してワイヤを予め一条ずつ巻回し、かかるＸ軸コア３４とＹ軸コア４４を嵌合部６２で嵌め合わせてコア２０を得ることができるため、複数条の巻芯部を備えるコア２０に対してもコイルを容易に巻回することができる。

上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
（１）ともに磁性材料からなり互いに交差するＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ伸びるＸ軸巻芯部およびＹ軸巻芯部を含むコアと、
前記Ｘ軸巻芯部に巻回されたＸ軸受信用コイル、および前記Ｙ軸巻芯部に巻回されたＹ軸受信用コイルと、
前記Ｘ軸巻芯部および前記Ｙ軸巻芯部を取り囲むように、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に対してともに交差するＺ軸方向に巻回されたＺ軸受信用コイルと、を備える受信アンテナコイルであって、
前記Ｘ軸巻芯部と前記Ｙ軸巻芯部とが同一面内に設けられるとともに、
前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部の少なくとも一方が複数条に形成されていることを特徴とする受信アンテナコイル。
（２）前記コアが、前記Ｘ軸巻芯部を含むＸ軸コアと、前記Ｙ軸巻芯部を含むＹ軸コアとを組み合わせてなるとともに、
前記Ｘ軸コアまたは前記Ｙ軸コアの少なくとも一方が、前記Ｘ軸コアと前記Ｙ軸コアとを互いに嵌め合わせるための嵌合部を備える上記記載の受信アンテナコイル。
（３）前記嵌合部が樹脂材料からなり、前記Ｘ軸巻芯部および前記Ｙ軸巻芯部がフェライト材料からなるとともに、
前記嵌合部を備える前記Ｘ軸コアまたは前記Ｙ軸コアが、該嵌合部と、該嵌合部に装着された前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部と、を組み合わせてなる上記記載の受信アンテナコイル。
（４）すべての前記複数条の前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部に対して、それぞれ前記Ｘ軸受信用コイルまたは前記Ｙ軸受信用コイルが巻回されているとともに、
前記複数条に巻回された前記Ｘ軸受信用コイル同士または前記Ｙ軸受信用コイル同士が、外部磁界によって励起される電流が互いに加算される向きに接続されていることを特徴とする上記記載の受信アンテナコイル。
（５）前記コアが、複数本の前記Ｘ軸コアまたは前記Ｙ軸コアを組み合わせてなり、前記Ｘ軸コアおよび前記Ｙ軸コアが、前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部をそれぞれ一条ずつ備えることを特徴とする上記記載の受信アンテナコイル。
（６）前記コアが、ＸＹ面内において矩形状またはＨ字状をなす上記記載の受信アンテナコイル。
（７）前記Ｚ軸受信用コイルを巻回するための非磁性材料からなるＺ軸コアを更に備える上記記載の受信アンテナコイル。

本発明の第一の実施形態にかかる受信アンテナコイルの一例を示す斜視図である。 コアおよびＺ軸コアの斜視図である。 受信用コイル同士の接続態様の一例を示すコアのＸＹ平面模式図である。 受信用コイル同士の接続態様の他の例を示すコアのＸＹ平面模式図である。 第二の実施形態にかかるコアの一例を示す斜視図である。 本実施形態のＸ軸受信用コイルの巻回態様の第一例を示すＸＹ平面模式図である。 本実施形態のＸ軸受信用コイルの巻回態様の第二例を示すＸＹ平面模式図である。 本実施形態のＸ軸受信用コイルの巻回態様の第三例を示すＸＹ平面模式図である。 第三の実施形態にかかるコアの一例を示す斜視図である。 分割コアの斜視図である。 嵌合部と巻芯部とを分離した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 受信アンテナコイル
２０ コア
２２ ブロック部
２４ 端部ブロック部
３０ Ｘ軸巻芯部
３２ Ｘ軸受信用コイル
３４ Ｘ軸コア
４０ Ｙ軸巻芯部
４２ Ｙ軸受信用コイル
４４ Ｙ軸コア
５０ Ｚ軸巻芯部
５２ Ｚ軸受信用コイル
５４ Ｚ軸コア
６０ 分割コア
６２ 嵌合部
６２１ 鍔部
６２３ 先端ブロック部
６２５ 溝部
６２７ 凹溝
６４ 巻芯部
６４１ 挿入部

Claims (3)

1. Ｘ軸方向に伸びるＸ軸巻芯部、および前記Ｘ軸方向に交差するＹ軸方向に伸びるＹ軸巻芯部を含むコアと、
   前記Ｘ軸巻芯部に巻回されたＸ軸受信用コイル、および前記Ｙ軸巻芯部に巻回されたＹ軸受信用コイルと、
   前記Ｘ軸巻芯部および前記Ｙ軸巻芯部を取り囲むように、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に対してともに交差するＺ軸方向に巻回されたＺ軸受信用コイルと、を備える受信アンテナコイルであって、
   ともに磁性材料からなる前記Ｘ軸巻芯部と前記Ｙ軸巻芯部とが同一面内に設けられ、かつ、前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部の少なくとも一方が複数条に形成されていることを特徴とする受信アンテナコイル。
2. 前記コアが、前記Ｘ軸巻芯部を含むＸ軸コアと、前記Ｙ軸巻芯部を含むＹ軸コアとを組み合わせてなるとともに、
   前記Ｘ軸コアまたは前記Ｙ軸コアの少なくとも一方が、前記Ｘ軸コアと前記Ｙ軸コアとを互いに嵌め合わせるための嵌合部を備える請求項１に記載の受信アンテナコイル。
3. 前記嵌合部が樹脂材料からなり、前記Ｘ軸巻芯部および前記Ｙ軸巻芯部がフェライト材料からなるとともに、
   前記嵌合部を備える前記Ｘ軸コアまたは前記Ｙ軸コアが、該嵌合部と、該嵌合部に装着された前記Ｘ軸巻芯部または前記Ｙ軸巻芯部と、を組み合わせてなる請求項２に記載の受信アンテナコイル。

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