JP2019186712A - アンテナコイルおよびアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐久性と信頼性を維持しつつ、部材コストや製造コストを抑制できるアンテナコイルを提供する。【解決手段】 金属端子５０ａ、５０ｂとして銅覆鋼線を用いる。金属端子５０ａ、５０ｂを保持するホルダには、Ｚ方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に連続して形成された位置規制溝が形成されている。金属端子５０ａ、５０ｂをホルダの貫通孔に打ち込んで圧入した状態から、一端側をＹ方向に他端側をＸ方向に曲げ加工することで、一端側と他端側をそれぞれ位置規制溝に嵌め込み、絡げ部５０ａ１、５０ｂ１とリード線接続部５０ａ２、５０ｂ２の位置を規制する。【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば車両のドアハンドル内に設置され、ドアの施解錠を遠隔制御で行う通信システムに適用できるアンテナコイルおよびアンテナ装置に関する。

近年の自動車には、ドアの施解錠をキー操作なしで行うキーレスエントリーシステムが装備されている。キーレスエントリーシステムは、近距離におけるＬＦ帯（低周波３０〜３００ｋＨｚ）の通信システムによって車両のドアの施解錠を遠隔制御で行うものであり、車両のユーザが携帯する携帯機と通信を行うために、車両外側のドアハンドル内にアンテナコイルを用いたアンテナ装置が備えられている。

例えば特許文献１には、筒状のケース内にアンテナコイルが配されたアンテナ装置が開示されている。このアンテナ装置では、樹脂製のホルダに固定された磁性体コアにコイルが巻回され、このコイルの両端末はホルダに固定された２つの金属端子の一端に接続され、これらの金属端子の他端に接続された２本のリード線がケースの外部に引き出されている。この金属端子は、Ｌ字形に形成され、コイル端末を絡げる絡げ部が加工形成されるとともに、リード線の被覆に掛けるツメを有する圧着端子からなっている。

特許文献１に記載のアンテナ装置によれば、仮にリード線が引っ張られたとしても、その引張り力が直接コイルに掛かるのを防止でき、コイルの断線を防止して耐久性や信頼性に優れたものとなる。また、金属端子はコイル端末を絡げる絡げ部を有するため、自動機によるコイルの巻回が可能である。

特開２０１６−５２０３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のアンテナ装置で用いる金属端子は、形状が複雑で部材コストが高く、アンテナ装置の製造コストが高くなる問題がある。

そこで、本発明は、自動機によるコイルの巻回が可能で、耐久性と信頼性を維持しつつ、製造コストを低減し得るアンテナコイルおよびアンテナ装置を実現しようとするものである。

以下、上記の課題を解決するために成された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様における各構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用することができる。また、本発明の態様あるいは技術的特徴は以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することのできる発明思想に基づいて認識されるものである。

本発明のアンテナコイルの一実施態様は、
Ｘ方向に細長い磁性体コアと、前記磁性体コアに装着された樹脂製のホルダと、前記磁性体コアに巻回されたコイルと、一端側に前記コイルの端末が電気的に接続された金属端子と、前記金属端子の他端側に電気的に接続されたリード線を有し、
前記ホルダは、前記磁性体コアを保持するコア保持部と、前記金属端子を保持する端子保持部を有し、
前記金属端子は、銅覆鋼線からなり、
前記端子保持部は、Ｚ方向に貫通する貫通孔と、前記貫通孔に連続して形成され前記金属端子の一部が嵌め込まれる位置規制溝を有し、
前記金属端子は、前記貫通孔に圧入された状態で、前記一端側がＹ方向に曲げ加工され前記他端側がＸ方向に曲げ加工され、前記位置規制溝により位置規制されている、
ことを特徴とする。

本発明のアンテナコイルの他の実施態様では、更なる特徴として、
「前記位置規制溝は、前記金属端子の一端側に対応する部分に設けられていること」、
「前記位置規制溝は、前記金属端子の他端側に対応する部分に設けられていること」、
「前記位置規制溝のＺ方向の深さは、該位置規制溝に嵌め込まれる前記金属端子のＺ方向の高さ以上であること」、
「前記銅覆鋼線は丸線であり、前記位置規制溝の底面は半円型に形成されていること」、
「前記銅覆鋼線は角線もしくは平角線であり、前記位置規制溝の底面は角型に形成されていること」、
を含む。

また、本発明のアンテナ装置の一実施態様は、
外装ケース内に上記本発明のアンテナコイルが収容されたアンテナ装置であって、
前記リード線が、前記外装ケースからＸ方向に導出されている、
ことを特徴とする。

本発明によれば、自動機によるコイル端末の絡げ時や余線の切断除去の際、さらにはリード線の接続時に、線材からなる金属端子の絡げ部やリード線接続部が撓んだり位置ずれするのを効果的に抑制でき、耐久性と信頼性を維持しつつ、アンテナ装置の部材コストや製造コストを抑制することができる。

本発明の第１実施形態例に係るホルダを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は斜視図である。 本発明の第１実施形態例に係るホルダに直線状の金属端子を圧入した状態を示す図１（ｄ）中のＡ部拡大斜視図である。 本発明の第１実施形態例に係るホルダに直線状の金属端子を圧入した後、金属端子を曲げ加工した状態を示す図１（ｄ）中のＡ部拡大斜視図である。 本発明の第１実施形態例に係る磁性体コアを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。 図１のホルダに金属端子を取り付けた後、図３の磁性体コアを装着した状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態例に係るアンテナコイルの上面図である。 本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置を説明するための上面図である。 本発明の第２実施形態例に係るホルダを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は斜視図である。 本発明の第２実施形態例に係るホルダに直線状の金属端子を圧入した後、金属端子を曲げ加工した状態を示す図８（ｄ）中のＢ部拡大斜視図である。 本発明の第３実施形態例に係るホルダの上面図である。 本発明の第３実施形態例に係るアンテナコイルの上面図である。

（第１の実施形態例）
本発明の第１の実施形態例に係るアンテナ装置１を、図１から図７を参照して説明する。
本例のアンテナ装置１は、外装ケース１０内にアンテナコイル２０が収容されたものであり、例えばキーレスエントリーシステムを搭載した車両のドアハンドル内に設置され、ドアの施解錠を遠隔制御で行う通信システムの一部として用いることができるものである。

アンテナコイル２０は、主に、磁性体コア３０、ホルダ４０、金属端子５０ａ、５０ｂ、コイル６０およびリード線７０で構成されている。

磁性体コア３０は、Ｘ方向（図４の左右方向）に細長く偏平な略直方体形状を成し、Ｙ方向の幅Ｗ２はＺ方向の高さＨ２よりも大きい。磁性体コア３０の材料としては、所望の磁気特性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば金属磁性体、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等の任意の磁性材料を用いることができる。

ホルダ４０は絶縁性樹脂の一体成形品からなり、磁性体コア３０を保持するコア保持部４１と、金属端子５０ａ、５０ｂを保持する端子保持部４２を備えている。

コア保持部４１は、磁性体コア３０のＸ方向で対向する２面を被覆する第１被覆部４１ａと、磁性体コア３０のＹ方向で対向する２面を被覆する第２被覆部４１ｂを有している。
コア保持部４１のＺ方向は開口しており、第２被覆部４１ｂを若干弾性変形させることで、このＺ方向の開口部分から第１被覆部４１ａと第２被覆部４１ｂで囲まれた内部空間に磁性体コア３０を装着することができる。
コア保持部４１の内部空間のＹ方向の幅Ｗ１は、磁性体コア３０の幅Ｗ２と同一に設定されている。
一方、コア保持部４１の内部空間のＺ方向の高さＨ１は、磁性体コア３０の高さＨ２よりも若干大きく設定されており、コア保持部４１のＺ方向の両端面は磁性体コア３０のＺ方向の両端面より僅かに突き出ている。

第１被覆部４１ａと第２被覆部４１ｂの所定の位置には、コア保持部４１に装着された磁性体コア３０がＺ方向に移動するのを規制する規制突起４１ｄ、４１ｅが設けられている。具体的には、コア保持部４１の下面から内部空間側に僅かに突出する４つの規制突起４１ｄと、コア保持部４１の上面から内部空間側に僅かに突出する２つの規制突起４１ｅが設けられている。
規制突起４１ｄの上面から規制突起４１ｅの下面までのＺ方向の距離は、磁性体コア３０の高さＨ２と同一に設定されている。

第２被覆部４１ｂの外表面には、コイル６０を絡げる絡げ部が３箇所に設けられている。具体的には、一方の第２被覆部４１ｂには端子保持部４２に近接する部分だけに絡げ部４１ｃ１が設けられ、他方の第２被覆部４１ｂには端子保持部４２から遠い部分と端子保持部４２に近接する部分にそれぞれ絡げ部４１ｃ２と絡げ部４１ｃ３が設けられている。これらの絡げ部は、第２被覆部４１ｂの外表面からＹ方向に突出しており、先端がフランジ状に拡大形成されている。

端子保持部４２は、コア保持部４１の一方の第１被覆部４１ａからＸ方向に延長された部分であり、２つの金属端子５０ａ、５０ｂを保持する。
この端子保持部４２には、所定の位置にＺ方向に貫通する２つの貫通孔４２ａ１、４２ａ２と、２つのＸ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２と、２つのＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２が形成されている。

貫通孔４２ａ１、４２ａ２のＸ−Ｙ平面での断面形状は、金属端子５０ａ、５０ｂの断面形状と同じであることが好ましく、本例では円形となっている。
Ｘ位置規制溝４２ｂ１は、貫通孔４２ａ１の上端から連続してＹ方向に延びて形成されている。Ｘ位置規制溝４２ｂ２は、貫通孔４２ａ２の上端から連続してＹ方向に延びて形成されている。
また、Ｙ位置規制溝４２ｃ１は、貫通孔４２ａ１の下端から連続してＸ方向に延びて形成されている。Ｙ位置規制溝４２ｃ２は、貫通孔４２ａ２の下端から連続してＸ方向に延びて形成されている。

Ｘ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２とＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２のＺ方向の深さは、これらに嵌め込まれる金属端子５０ａ、５０ｂのＺ方向の高さ以上であることが好ましく、本例では金属端子５０ａ、５０ｂの直径とほぼ同じに設定されている。
また、Ｘ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２とＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２の底面は、金属端子５０ａ、５０ｂの外周面の沿った形状にするのが好ましく、本例では半円型の円弧状に湾曲した形状になっている。

金属端子５０ａ、５０ｂとしては、銅覆鋼線が用いられる。銅覆鋼線は、鋼線の外周面に銅（もしくは銅と錫）を被覆した線材であり、銅と同じ半田特性を持ちながら銅線よりも強靭性と強度を持たせたものである。

２本の金属端子５０ａ、５０ｂは、図２に示すように、それぞれ端子保持部４２の貫通孔４２ａ１、４２ａ２に打ち込まれて圧入された後、図３に示すように、一端側がＹ方向に他端側がＸ方向に曲げ加工される。
具体的には、２本の金属端子５０ａ、５０ｂは、その一端側が互いにＹ方向逆向きに曲げ加工されてそれぞれＸ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２内に収容され、先端の絡げ部５０ａ１、５０ｂ１が端子保持部４２から外部に導出されている。
また、２本の金属端子５０ａ、５０ｂは、その他端側がＸ方向の同じ向きに曲げ加工されてそれぞれＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２内に収容され、先端のリード線接続部５０ａ２、５０ｂ２が端子保持部４２から外部に導出されている。

コイル６０は、ポリイミド等の耐熱性樹脂を被覆した一本の導線からなり、コア保持部４１に装着された磁性体コア３０の外周に巻回されている。
具体的には、巻き始め側のコイル端末６１ａが絡げ部５０ａ１、４１ｃ１に絡げられた後、コア保持部４１の第２被覆部４１ｂの外周に巻回され、さらに、絡げ部４１ｃ２に絡げられた後、最後に巻き終わり側のコイル端末６１ｂが絡げ部４１ｃ３、５０ｂ１に絡げられている。

コア保持部４１のＺ方向の両端面は磁性体コア３０のＺ方向の両端面より僅かに突き出ているため、第２被覆部４１ｂの外周に巻回されたコイル６０と磁性体コア３０との間にはＺ方向において僅かな隙間が存在する。このため、磁性体コア３０として例えば比抵抗が小さいＭｎ−Ｚｎ系フェライトを用いた場合にも、磁性体コア３０とコイル６０との絶縁を確保することができる。

２本のリード線７０は、中心部の導体７１と、この導体７１を被覆する絶縁被覆体７２で構成されており、先端は導体７１が所定長さだけ剥き出しになっている。
この２本のリード線７０の導体７１は、リード線接続部５０ａ２、５０ｂ２にそれぞれ電気的に接続されている。この導体７１とリード線接続部５０ａ２、５０ｂ２の接続方法は特に限定されるものではないが、半田接続の他、例えば抵抗溶接で行うことも可能である。

このように構成された図６のアンテナコイル２０は、図７に示すように絶縁性樹脂からなる有底の筒状の外装ケース１０内に挿入される。このとき、一方の第１被覆部４１ａと３つの絡げ部４１ｃ１、４１ｃ２、４１ｃ３が外装ケース１０の内壁面に当接してアンテナコイル２０の位置決めがなされ、外装ケース１０内の残余の空間には必要に応じて軟質樹脂からなる充填材が充填される。そして、外装ケース１０の開口端は絶縁性樹脂からなる閉塞部材８０によって閉塞されるとともに、２本のリード線７０が閉塞部材８０に設けられている２つの孔から外部に引き出されてアンテナ装置１が完成する。

以上説明した本例のアンテナ装置１では、金属端子５０ａ、５０ｂとして、銅線よりも強靭性と強度の高い線材である銅覆鋼線を用いている。そして、この金属端子５０ａ、５０ｂをホルダ４０の貫通孔４２ａ１、４２ａ２に打ち込んで圧入した状態から、一端側をＹ方向に他端側をＸ方向に曲げ加工することで、一端側と他端側をそれぞれＸ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２とＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２に嵌め込んで位置を規制している。このため、自動機によるコイル端末の絡げ時や余線の切断除去の際、さらにはリード線７０の接続時に、金属端子５０ａ、５０ｂの絡げ部５０ａ１、５０ｂ１やリード線接続部５０ａ２、５０ｂ２が撓んだり位置ずれするのを効果的に抑制でき、耐久性と信頼性を維持しつつ、アンテナ装置の部材コストや製造コストを抑制することができる。

また、本例のアンテナ装置１では、金属端子５０ａ、５０ｂとして断面が円形の丸線を用い、Ｘ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２とＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２の底面を半円型に形成している。それに加え、Ｘ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２とＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２は、貫通孔４２ａ１、４２ａ２に連続して形成されているため、２方向曲げを施した金属端子５０ａ、５０ｂを安定した状態で位置決めすることができる。

また、本例のアンテナ装置１では、Ｘ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２とＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２のＺ方向の深さは、金属端子５０ａ、５０ｂのＺ方向の高さ以上に設定されている。このため、２方向曲げを施した金属端子５０ａ、５０ｂをホルダ４０の厚み内に納めることができる。
それに加え、ホルダ４０のコア保持部４１は、磁性体コア３０のＸ方向で対向する２面を被覆する第１被覆部４１ａと、磁性体コア３０のＹ方向で対向する２面を被覆する第２被覆部４１ｂを有し、コア保持部４１のＺ方向は開口している。
このため、アンテナコイル２０のＺ方向の高さを抑え、アンテナ装置全体の厚みを抑えることが可能であり、内部空間の狭いドアハンドル内への装着に適したものとなる。

（第２の実施形態例）
本発明の第２の実施形態例に係るアンテナコイル２０を、図８と図９を参照して説明する。図８と図９において図１から図７中と同じ符号を付しているものは同等の構成要素を示しており、重複する説明は省略する。

本実施形態例は、金属端子５０ａ、５０ｂの断面形状とホルダ４０の端子保持部４２の形状だけが第１実施形態例と異なる。

本例の金属端子５０ａ、５０ｂは、断面が角型の角線を用いている。そして、ホルダ４０の端子保持部４２には、Ｘ−Ｙ平面での断面形状が角型の貫通孔４２ａ１、４２ａ２と、底面が角型のＸ位置規制溝４２ｂ１、４２ｂ２とＹ位置規制溝４２ｃ１、４２ｃ２を設けている。

本例においても第１実施形態例と同様の効果を奏する。それに加え、本例のアンテナコイルでは、断面角型の金属端子と、この断面形状に合った角型の貫通孔と位置規制溝を有するホルダを用いているため、２方向曲げを施した金属端子を第１実施形態例よりも更に安定した状態で位置決めすることができる。
なお、断面角型の金属端子を用いる場合、本例のように正方形断面の角線に限らず、任意の長方形断面の平角線を用いることもできる。

（第３の実施形態例）
本発明の第３の実施形態例に係るアンテナコイル２０を、図１０と図１１を参照して説明する。図１０と図１１において図１から図７中と同じ符号を付しているものは同等の構成要素を示しており、重複する説明は省略する。

本実施形態例のアンテナコイルは、主にホルダの構造が第１実施形態例および第２実施形態例と異なる。具体的には、第１実施形態例および第２実施形態例のホルダのコア保持部は磁性体コア全体を収容する形態になっているが、本実施形態例のホルダのコア保持部は磁性体コアの一端部だけを収容する形態となっている。

磁性体コア３０として例えば比抵抗が大きいＮｉ−Ｚｎ系フェライト等を用いる場合には、磁性体コア３０に直にコイル６０を巻線することができる。
このため、本例のホルダ４０は、コイル６０を巻線しない磁性体コア３０のＸ方向の一端部だけを収容する凹形状の収容部４１ｆだけでコア保持部４１を構成している。

本例においても第２実施形態例と同様の効果を奏する。それに加え、本例のアンテナコイルを用いることにより、アンテナ装置の部材コストや製造コストをより一層抑制することができる。

以上、本発明の３つの実施形態例を説明したが、本発明はこれらの実施形態例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態例を適宜に変形等できることは言うまでもない。

例えば、上記の実施形態例ではホルダ４０にＸ位置規制溝とＹ位置規制溝の双方を設けているが、２方向曲げを施した金属端子５０ａ、５０ｂを安定した状態で位置決めすることができれば、Ｘ位置規制溝とＹ位置規制溝の一方だけを設けてもよい。
また、コア保持部４１の形態は、コイルを巻線する際に磁性体コアを保持できる形態であれば特に限定されるものではない。

また、上記の実施形態例ではアンテナ装置を車両のドアハンドルに装着する場合を説明したが、本発明のアンテナ装置は住宅や事務所等のドアにも適用できるものである。

１ アンテナ装置
１０ 外装ケース
２０ アンテナコイル
３０ 磁性体コア
４０ ホルダ
４１ コア保持部
４１ａ 第１被覆部
４１ｂ 第２被覆部
４１ｃ１、４１ｃ２、４１ｃ３ 絡げ部
４１ｄ、４１ｅ 規制突起
４１ｆ 収容部
４２ 端子保持部
４２ａ１、４２ａ２ 貫通孔
４２ｂ１、４２ｂ２ Ｘ位置規制溝
４２ｃ１、４２ｃ２ Ｙ位置規制溝
５０ａ、５０ｂ 金属端子
５０ａ１、５０ｂ１ 絡げ部
５０ａ２、５０ｂ２ リード線接続部
６０ コイル
６１ａ、６１ｂ コイル端末
７０ リード線
７１ 導体
７２ 絶縁被覆体
８０ 閉塞部材

Claims (8)

1. Ｘ方向に細長い磁性体コアと、前記磁性体コアに装着された樹脂製のホルダと、前記磁性体コアに巻回されたコイルと、一端側に前記コイルの端末が電気的に接続された金属端子と、前記金属端子の他端側に電気的に接続されたリード線を有し、
   前記ホルダは、前記磁性体コアを保持するコア保持部と、前記金属端子を保持する端子保持部を有し、
   前記金属端子は、銅覆鋼線からなり、
   前記端子保持部は、Ｚ方向に貫通する貫通孔と、前記貫通孔に連続して形成され前記金属端子の一部が嵌め込まれる位置規制溝を有し、
   前記金属端子は、前記貫通孔に圧入された状態で、前記一端側がＹ方向に曲げ加工され前記他端側がＸ方向に曲げ加工され、前記位置規制溝により位置規制されている、
   アンテナコイル。
2. 請求項１に記載のアンテナコイルにおいて、
   前記位置規制溝は、前記金属端子の一端側に対応する部分に設けられている。
3. 請求項１または請求項２に記載のアンテナコイルにおいて、
   前記位置規制溝は、前記金属端子の他端側に対応する部分に設けられている。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアンテナコイルにおいて、
   前記位置規制溝のＺ方向の深さは、該位置規制溝に嵌め込まれる前記金属端子のＺ方向の高さ以上である。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナコイルにおいて、
   前記銅覆鋼線は丸線であり、
   前記位置規制溝の底面は半円型に形成されている。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナコイルにおいて、
   前記銅覆鋼線は角線もしくは平角線であり、
   前記位置規制溝の底面は角型に形成されている。
7. 外装ケース内に請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアンテナコイルが収容されたアンテナ装置であって、
   前記リード線が、前記外装ケースからＸ方向に導出されている。
8. 請求項７に記載のアンテナ装置において、
   前記外装ケース内の空間に軟質樹脂からなる充填材が充填されている。

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