JP3757203B2

JP3757203B2 - Small receiving antenna

Info

Publication number: JP3757203B2
Application number: JP2002341573A
Authority: JP
Inventors: 忠小谷; 文子赤野; 隆幸石本
Original assignee: 日立フェライト電子株式会社
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP2004179803A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長波帯標準電波を受信する時計用小型アンテナ、データを搬送する電波を受信する小型アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、時計産業において注目されているものとして、電波時計があります。この電波時計は、独立行政法人通信総合研究所が運営管理する福島県おおたかどや山の標準電波送信所および佐賀県／福岡県のはがね山の標準電波送信所から発信される長波帯標準電波（以下標準電波という）を使用した自動時間修正機能付の時計のことである。標準電波は日本標準時のデータが重畳する長波帯であり、おおたかどや山からは４０ｋＨｚ、はがね山からは６０ｋＨｚが発信され、それぞれの標準電波を時計に内蔵するアンテナが受信し、信号内の日本標準時のデータにより時計の時刻を正確な時刻に修正する。
【０００３】
電波時計は、腕時計のウォッチと置き時計，壁掛け時計のクロックに分けることができる。クロック用の電波受信アンテナ２３は、図４に示すような安価なフェライトからなる棒状磁芯２１にコイル２２が巻回する構造である。一方、ウォッチ用の電波受信アンテナは、限られたスペースへの収納が必要であり、小型，薄型、そして必要な受信感度が要求されている。
【０００４】
従来のウォッチ用電波受信アンテナは、図４に示した棒状フェライトを磁芯としたものが一般的であったが、ウォッチ内におけるアンテナの占有体積を低減させるため、棒状以外の形状も使用されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
また、フェライトに変わる受信アンテナ用磁芯材料としてアモルファスがある。アモルファスはフェライトに比べ、軟磁気特性に優れ、変形に対する柔軟性を有し、小型，薄型化を可能とした電波受信アンテナである。（例えば、特許文献２参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１０２８３２号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平７−２７８７６３号公報（第２頁、第５頁−８頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
フェライト磁芯からなる電波受信アンテナは衝撃に弱く、前記電波受信アンテナを内蔵したウォッチを落下させると、フェライト磁芯に割れ、亀裂等が発生し、電波時計としての機能を阻害していた。一方、アモルファス磁芯を使用した電波受信アンテナは、衝撃には強いが、フェライトに比べて電波の受信感度を左右するＱ特性が低く、電波受信アンテナの小型化を困難にし、結果的に電波ウォッチを肥大化させていた。
【０００８】
本発明は、アモルファス磁芯のＱ特性を向上させ、電波アンテナの小型化を可能し、小型の電波ウォッチの提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アモルファス薄帯を打ち抜き或いは切断により作製されたアモルファス片を積層してなる積層磁芯を用いたアンテナにおいて、積層磁芯の中央にコイルが巻回し、該コイルの巻回軸方向の積層磁芯両端の積層を分割するスペーサが挿入し、前記積層磁芯中央の積層方向を固定されたコイル巻回部の積層厚より、積層磁芯両端部が積層方向外方に突出する小型受信アンテナである。
【００１０】
また本発明は、アモルファス薄帯を打ち抜き或いは切断により作製されたアモルファス片を積層してなる積層磁芯を用いたアンテナにおいて、積層方向を固定されたコイル巻回部の磁芯断面積に比べ、積層磁芯両端部の磁芯断面積を大きくした上記説明の小型受信アンテナである。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
図を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す受信アンテナの断面図である。絶縁樹脂からなり中空孔を有するボビン１３と、前記中空孔に収まる短冊状のアモルファス片１１からなる積層磁芯と、ボビン１３のフランジ１３ａ間に巻回するコイル１２とからなる電波受信アンテナである。積層磁芯の両端には、積層するアモルファス片１１を分割するスペーサ１４によって、積層磁芯両端部において積層するアモルファス片１１がボビン１３の中空孔により固定されたコイル巻回部の積層部に比べて下方に突出した形を成す。
【００１３】
アモルファス片１１を積層してなる積層磁芯は、スペーサ１４を設けることにより、図１に示す積層磁芯の両端がボビン１３の中空孔の形状に従って、下方へ突出する形状を維持することができるものであって、スペーサ１４は磁芯材質であるアモルファスの軟磁気特性に影響を与えない非磁性材料であり、その形状は特に指定しないが、図１に示すような略くさび形状であれば、積層するアモルファス片１１に急激な変形を与えることはない。また図１では、積層磁芯の両端が下方のみへ突出しているが、積層磁芯の両端はボビン１３の中空孔の形状を変えて、上下方向に突出させても良い。更に、スペーサ１４による積層磁芯両端の突出は大きなほど良く、スペーサ１４による積層磁芯両端の積層を分割する空間角度θは３０度以上が好ましく、空間角度θが４５度以上であればより好ましい。
【００１４】
図１のアモルファス片１１からなる積層磁芯は、該積層磁芯の磁束の集束性を向上させるものである。積層磁芯の両端において積層を分割するスペーサ１４を設けたことにより、前記積層磁芯の両端が外方に突出し、磁束の集束性を向上することができる。すなわち、受信しようとする電波に対しても集束性を向上させたことを意味し、アンテナとしての受信性能を向上させることができる。
【００１５】
図２は本発明の第２の実施形態を示すものであり、略Ｈ形のアモルファス片１５を積層してなる電波受信アンテナ用の積層磁芯１６である。コイルの巻回軸となる積層磁芯１６の直状部１７の断面積に対し、積層磁芯１６の両端部１８の断面積は大きく、また、積層磁芯１６の両端部１８の積層を分割する非磁性からなるスペーサ１９により、積層磁芯１６の両端部１８が上下に突出した形状を成し、積層磁芯１６の直状部１７に比べて両端部１８が左右および上下方向に突出して、受信しようとする電波の受信性能を向上させる形状となっている。図示していなが、コイル巻回部である直状部１７は、積層方向を固定しており、スペーサ１９による変形を発生させない構造としている。
【００１６】
以下に本発明の実施例を示す。
（実施例１）Ｃｏ基アモルファス薄帯より、３ｍｍ×２１ｍｍのアモルファス片１１を作製し、Ｃｏ基アモルファスの軟磁気特性が得られる熱処理、磁場中熱処理を施し、図１に示すボビン１３の中空孔に３０枚積層して積層厚が０．８ｍｍの積層磁芯とした。その後、ボビン１３のフランジ１３ａ間に０．１３φのＵＥＷ線を６６０タ−ン巻回してコイル１２を構成した。最後に、積層磁芯両端に最大厚０．５ｍｍのクサビ状の耐熱樹脂製スペーサ１４で、積層磁芯の両端部を３５度の空間角度θで二分割し、図１の示すように下方側への突出を設けた。比較として、スペーサ１４を使用せず積層磁芯の両端がまっすぐなものを従来例として本発明の実施例１と特性比較をおこなった。比較する特性は、インダクタンスおよびＱ特性とし、測定周波数は４０ｋＨｚと６０ｋＨｚとした。
【００１７】
【表１】

【００１８】
積層磁芯の両端部のスペーサ１４により、本発明は従来例に比べ電波の受信感度の指数となるＱ特性が高く、しかも、インダクタンス値の劣化がなく、電波受信アンテナとして優れ、電波受信アンテナの小型化を可能とするものである。
【００１９】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【００２２】
（実施例２）Ｃｏ基アモルファス薄帯より、図２に示す略Ｈ形の中央のコイル巻回部である直状部１７が１．４ｍｍ×１５ｍｍ、両端部１８はそれぞれ２．２ｍｍ×４．５ｍｍのアモルファス片１５を作製し、Ｃｏ基アモルファスの軟磁気特性が得られる熱処理、磁場中熱処理を施し、前記略Ｈ形のアモルファス片１５を４０枚積層して積層厚１．１ｍｍの積層磁芯１６とした。積層磁芯１６の直状部１７に０．１φ−１１９５ターンのコイルを設けた。この時の４０ｋＨｚにおけるインダクタンスは２０ｍＨであった。本発明の実施例２は図２に示すくさび状で最大厚０．５ｍｍのスペーサ１９を前記積層磁芯１６の両端部１８の積層を２分割するよう挿入したもの（スペーサ有）とし、従来技術である積層磁芯１６の両端部１８にスペーサ１９を設けないもの（スペーサ無）とのＱ特性の比較を図３に示す。
【００２３】
図３に示すとおり、本発明であるスペーサ有の積層磁芯１６の両端部１８にスペーサ１９を設けたものは、スペーサ１９を使用しない従来技術であるスペーサ無のものに対して、明らかにＱ特性が優れており、小型の電波受信アンテナの提供を可能とするものである。
【００２４】
以上記載のとおり、本発明は標準電波を受信する電波ウォッチに内蔵する電波受信アンテナの小型化を可能としたものであるが、本発明は前記時計に限定するものでなく、例えば車、各種モバイル機器、認証カード等へ内蔵し、所定の電波を受信する小型の受信アンテナに使用できるものである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、金属系軟磁性材であるアモルファス片の積層体からなる受信アンテナ用磁芯の特性を向上させることができ、受信アンテナの小型化、電波受信感度の向上がはかれ、電波ウォッチ等の商品の小型化、受信性能アップを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小型受信アンテナの第１の実施形態を示すアンテナの断面図
【図２】本発明の小型受信アンテナに第２の実施形態を係るアモルファス片からなる積層磁芯の斜視図
【図３】本発明の小型受信アンテナのＱ特性図
【図４】従来のフェライト受信アンテナの斜視図
【符号の説明】
１１アモルファス片
１２コイル
１３ボビン
１３ａフランジ
１４スペーサ
θ スペース１４による積層磁芯両端の空間角度 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small-sized antenna for a watch that receives a long-wave standard wave and a small antenna that receives a radio wave that carries data.
[0002]
[Prior art]
In recent years, radio clocks have attracted attention in the watch industry. This radio-controlled timepiece is a long-wave standard radio wave transmitted from the standard radio transmitting station in Otakadoya and Mt. Fukushima and the standard radio transmitting station in Mt. It is a watch with an automatic time correction function that uses (hereinafter referred to as a standard radio wave). The standard radio wave is a long wave band in which the data of Japan Standard Time is superimposed. 40 kHz is transmitted from Otakado and Mt., and 60 kHz is transmitted from Mt. Hagane. Each standard radio wave is received by the antenna built in the watch, The time of the clock is corrected to the correct time based on Japan Standard Time data.
[0003]
Radio clocks can be divided into watch watches, table clocks, and wall clocks. Radio receiving antenna 23 of the clock has a structure in which the coil 22 is wound around the rod-shaped magnetic core 21 made of inexpensive ferrite, as shown in FIG. On the other hand, a radio wave receiving antenna for a watch needs to be stored in a limited space, and is required to have a small size, a thin shape, and a necessary reception sensitivity.
[0004]
Conventional wristwatch radio receiving antenna, but those with core rod-shaped ferrite shown in FIG. 4 were common, for make reduce the occupied volume of the antenna in the watch, the shape other than a bar-like be used Yes. (For example, see Patent Document 1)
[0005]
In addition, there is amorphous as a magnetic core material for a receiving antenna that is replaced by ferrite. Amorphous compared to ferrite, excellent soft magnetic properties, having a flexibility for deformation, compact and radio receiving antenna which enables thinner. (For example, see Patent Document 2)
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laying-Open No. 2001-102832 (second page, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-7-278763 (page 2, pages 5-8)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
A radio wave receiving antenna made of a ferrite magnetic core is vulnerable to impacts, and when a watch incorporating the radio wave receiving antenna is dropped , the ferrite magnetic core is cracked, cracked, etc., thereby hindering the function as a radio timepiece. On the other hand, a radio wave reception antenna using an amorphous magnetic core is strong against impact, but has a lower Q characteristic that affects radio wave reception sensitivity than ferrite, making it difficult to reduce the size of the radio wave reception antenna. Was enlarged.
[0008]
The present invention improves the Q characteristic of the amorphous magnetic core, and enables the miniaturization of the radio wave antenna, it is an object to provide a compact radio watch.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an antenna using a laminated magnetic core formed by laminating amorphous pieces produced by punching or cutting an amorphous ribbon, and a coil is wound around the center of the laminated magnetic core , and the winding axis direction of the coil is A small receiver that inserts spacers that divide the laminations at both ends of the laminated magnetic core, and that both ends of the laminated magnetic core protrude outward in the lamination direction from the lamination thickness of the coil winding part in which the lamination direction at the center of the laminated magnetic core is fixed It is an antenna.
[0010]
Further, the present invention is an antenna using a laminated magnetic core formed by laminating amorphous pieces produced by punching or cutting an amorphous ribbon, and compared with the magnetic core cross-sectional area of the coil winding portion in which the lamination direction is fixed , the core cross-sectional area of the laminated magnetic core end portions are small receiving antenna size Kushida described above.
[0011]
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a receiving antenna showing a first embodiment of the present invention . A bobbin 13 having a hollow bore of an insulating resin, a laminated magnetic core consisting of strip-like amorphous piece 11 that fits into the hollow hole is the radio receiving antenna consisting of the coil 12 which is wound between the flanges 13a of the bobbin 13 . At both ends of the laminated magnetic core by spacer 14 to divide the amorphous piece 11 to be stacked, as compared to the laminated portion of the coil winding portion which is fixed by the hollow hole of the

amorphous strip

11 is the bobbin 13 to be stacked in the laminated magnetic core end portions forming a shape projecting downward Te.
[0013]
The laminated magnetic core formed by laminating the amorphous pieces 11 can maintain a shape in which both ends of the laminated magnetic core shown in FIG. 1 protrude downward according to the shape of the hollow hole of the bobbin 13 by providing the spacers 14. The spacer 14 is a non-magnetic material that does not affect the soft magnetic properties of the amorphous amorphous magnetic core material. The shape of the spacer 14 is not particularly specified, but if it is a substantially wedge shape as shown in FIG. The amorphous pieces 11 to be laminated are not suddenly deformed. In FIG. 1, both ends of the laminated magnetic core protrude downward only, but both ends of the laminated magnetic core may protrude in the vertical direction by changing the shape of the hollow hole of the bobbin 13 . Furthermore, a large extent the projection of the laminated magnetic core ends by spacers 14 may, the spatial angle θ for dividing a stack of laminated magnetic core ends by spacer 14 is preferably at least 30 degrees, preferably more if space angle θ is 45 degrees or more .
[0014]
The laminated magnetic core made of the amorphous piece 11 in FIG. 1 improves the focusing property of the magnetic flux of the laminated magnetic core . By providing the spacers 14 that divide the lamination at both ends of the laminated magnetic core, both ends of the laminated magnetic core protrude outward, and the convergence of the magnetic flux can be improved. That is, it means that the convergence is improved even for the radio wave to be received , and the reception performance as an antenna can be improved .
[0015]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, which is a laminated magnetic core 16 for a radio wave receiving antenna in which substantially H-shaped amorphous pieces 15 are laminated . To the cross-sectional area of the straight portion 17 of the laminated magnetic core 16 serving as a winding axis of the coil, the cross-sectional area of both end portions 18 of the laminated magnetic core 16 is large, divide the stack of both end portions 18 of the laminated core 16 The non-magnetic spacer 19 forms a shape in which both end portions 18 of the laminated magnetic core 16 protrude vertically, and both end portions 18 protrude in the left and right and up and down directions compared to the straight portion 17 of the laminated magnetic core 16. Thus, it has a shape that improves the reception performance of radio waves to be received. Although not shown, the straight portion 17 which is a coil winding portion has a structure in which the stacking direction is fixed and deformation due to the spacer 19 is not generated.
[0016]
Examples of the present invention are shown below.
(Example 1) A 3 mm x 21 mm amorphous piece 11 is prepared from a Co-based amorphous ribbon, subjected to heat treatment and magnetic field heat treatment to obtain soft magnetic properties of the Co-based amorphous, and the hollow holes of the bobbin 13 shown in FIG. 30 layers were laminated to form a laminated magnetic core having a laminated thickness of 0.8 mm . Thereafter, the coil 12 was formed by winding 660 turns of 0.13φ UEW wire between the flanges 13 a of the bobbin 13 . Finally, in wedge-shaped heat-resistant resin-made spacer 14 of maximum thickness 0.5mm to multilayer magnetic core ends, both ends of the laminated magnetic core divided into two parts at 35 ° spatial angle theta, the lower side as shown by FIG. 1 Protrusions were provided. As a comparison, a characteristic comparison was made with Example 1 of the present invention using a conventional example in which the spacers 14 were not used and both ends of the laminated magnetic core were straight . The characteristics to be compared were inductance and Q characteristics, and the measurement frequencies were 40 kHz and 60 kHz.
[0017]
[Table 1]

[0018]
The spacers 14 at both ends of the laminated magnetic core, the present invention has a high Q characteristic as the index of the reception sensitivity of radio waves compared with the conventional example, moreover, there is no deterioration of the inductance value, excellent as radio receiving antenna, the radio receiving antenna It is possible to reduce the size.
[0019]
[0020]
[Table 2]
[0021]
[0022]
(Example 2) From the Co-based amorphous ribbon, the straight portion 17 which is a substantially H-shaped central coil winding portion shown in FIG. 2 is 1.4 mm × 15 mm, and both end portions 18 are 2.2 mm × 4. A 5 mm amorphous piece 15 is manufactured, heat treatment for obtaining a soft magnetic property of a Co-based amorphous material, and heat treatment in a magnetic field are performed, and 40 of the substantially H-shaped amorphous pieces 15 are laminated to obtain a laminated magnetic core having a laminated thickness of 1.1 mm. It was set to 16. A coil of 0.1φ - 1195 turns was provided on the straight portion 17 of the laminated magnetic core 16 . Inductance definitive to 40kHz at this time was 20mH. In the second embodiment of the present invention, a wedge-shaped spacer 19 having a maximum thickness of 0.5 mm shown in FIG. 2 is inserted (the spacer is provided) so as to divide the lamination of both end portions 18 of the laminated magnetic core 16 into two parts. FIG. 3 shows a comparison of Q characteristics with those in which the spacers 19 are not provided at both end portions 18 of the laminated magnetic core 16 (no spacers) .
[0023]
As shown in FIG. 3, the structure in which the spacers 19 are provided at both ends 18 of the laminated magnetic core 16 with spacers according to the present invention is clearly different from the conventional one without spacers 19 without spacers. characteristic is excellent, and makes it possible to provide a small radio receiving antenna.
[0024]
As described above, the present invention has made it possible to miniaturize the radio receiving antenna incorporated in the radio watch receives the standard radio, the present invention is not limited to the clock, for example a car, various mobile It can be used as a small receiving antenna that is built into a device, an authentication card, etc. and receives a predetermined radio wave.
[0025]
【The invention's effect】
The present invention can improve the characteristics of the receiving antenna magnetic core made of a stack of amorphous strip is a metal soft magnetic material, size of the receiving antenna, to improve the radio wave reception sensitivity Hakare, radio watch, etc. The product can be downsized and reception performance can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an antenna showing a first embodiment of a small receiving antenna of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a laminated magnetic core made of amorphous pieces according to a second embodiment of the small receiving antenna of the present invention. FIG. 3 is a Q characteristic diagram of a small receiving antenna of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of a conventional ferrite receiving antenna.
11 Amorphous piece 12 Coil 13 Bobbin

13a Flange

14 Space angle at both ends of laminated magnetic core by spacer θ space 14

Claims

In the antenna using a layered magnetic core with amorphous ribbon formed by laminating amorphous pieces made by stamping or cutting, turning coil winding in the center of the laminated core, the laminated magnetic core both ends of the winding axis direction of the coil A spacer for dividing the laminated portion is inserted, and both end portions of the laminated magnetic core protrude outward in the lamination direction from the laminated thickness of the coil winding portion in which the lamination direction at the center of the laminated magnetic core is fixed. Small receiving antenna.

In an antenna using a laminated magnetic core formed by laminating amorphous pieces produced by punching or cutting an amorphous ribbon, both ends of the laminated magnetic core are compared with the magnetic core cross-sectional area of the coil winding portion in which the lamination direction is fixed small receiving antenna according to claim 1, wherein the core cross-sectional area of, wherein the size.