JP4133609B2

JP4133609B2 - Antenna coil

Info

Publication number: JP4133609B2
Application number: JP2003171189A
Authority: JP
Inventors: 穂積上田; 竜実西野
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: JP2004032754A

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、例えば，自動車のドアの施錠および開錠を無線操作により開閉するためのキーレスエントリーシステムや防犯装置の受信機などに用いる小型のアンテナコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のキーレスエントリーシステムや防犯装置の受信機などに用いているアンテナコイルは、棒状のフェライトコアの長軸に沿って巻線を施したバーアンテナコイルが多用されていた。
【０００３】
即ち、上述のような構造のバーアンテナコイルは、フェライトコアの長軸と平行な方向から入射する電波に対して受信感度は最大になり、フェライトコアの長軸方向と垂直な方向から入射する電波に対しては受信感度が最小となる指向性を有しており、該バーアンテナコイルの設置方向によっては極端に受信感度が低下する。このため、該バーアンテナコイルは、単独で用いることは少なく、通常は複数のバーアンテナコイルを受信装置の回路基板のＸ軸およびＹ軸に沿わせて配置することによってアンテナコイル全体としての受信感度を向上させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように複数のバーアンテナコイルを受信装置の回路基板のＸ軸およびＹ軸に沿わせて配置すると、前記回路基板におけるアンテナコイル部分の占有面積が大きくなるため、アンテナコイルを設置する機器自体を大きくしなければならないので機器の小型化に逆行する。また、個々のバーアンテナコイルが互いに干渉して期待する受信感度が得られない場合もある。
【０００５】
本発明は上記のような従来のアンテナコイルが備えている問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、小型軽量化を図ることのできるアンテナコイルを提供することである。また、他の目的は、干渉が少なく良好な受信感度を得ることのできるアンテナコイルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアンテナコイルは、偏平な略直方体状をなしているフェライトコアから構成される基部に対し、前記基部のＸ軸方向が軸となるように第１のコイルを巻回すると共に、前記基部のＹ軸方向が軸となるように第２のコイルを巻回して構成した第１のアンテナコイル部と、前記第１のアンテナコイル部を収容する凹部が中央に形成され、この凹部に前記第１のアンテナコイル部を収容した状態において、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直交するΖ軸方向が軸となるように第３のコイルが巻回された溝部と、この溝部を挟むように一周する二条の鍔部とを有し、前記第１のアンテナコイル部とは別体である絶縁性の巻枠とを具備しており、前記巻枠の二条の鍔部には、前記第１、第２及び第３のコイルの巻き始めと巻き終わり端を接続する電極が設けられ、該電極は前記鍔部における前記凹部の開口面に平行な面と、この平行な面に隣接する外側を向く面とに配置されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明する。図１は本発明のアンテナコイルの第１の実施態様を示す斜視図、図２は前記アンテナコイルの平面図、図３は前記アンテナコイルに用いるフェライトコアの形状の一例を示す斜視図、図４は本発明のアンテナコイルの第２の実施熊様を示す斜視図、図５は図４の平面図、図６は図４、図５に用いたフェライトコアの形状を示す斜視図、図７は本発明のアンテナコイルの第３の実施態様を示す斜視図、図８は図７の実施態様の分解斜視図である。なお、各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸はそれぞれ直交座標系の軸である。
【０００８】
図１乃至図３において、１は小型のアンテナコイルを示し、角型板状の巻線部３と前記巻線部３の四隅から突出して形成され、巻線のストッパーと電極の取り付け部とを兼ねた突出部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとを一体に形成したフェライトコア２と、巻軸がフェライトコア２のＸ軸と平行になるように巻線部３の対向する二辺に巻線した第１のコイル５および巻軸が該フェライトコア２のＹ軸と平行になるように巻線部３の他の対向する二辺に巻線した第２のコイル６とで構成されている。換言すれば、第１のコイル５の巻軸と第２のコイル６の巻軸は水平面上で直交していることになる。また、第１のコイル５及び第２のコイル６の各巻き始め端及び各巻き終わり端は、それぞれフェライトコア２の突出部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに取り付けられる金属端子板または半田によって形成された電極部７を介して電子機器の図示しない回路基板に接続されるようにしてある。
【０００９】
図４、図５に示す第２の実施態様は、フェライトコア２の形状を十文字状に形成した場合の例を示し、巻線部３のＸ軸方向に延びる部位３−１には第１のコイル５が巻線され、その巻き始め端および巻き終り端は、それぞれ突出部４ｅ、４ｇに形成された電極部７に接続されている。また、巻線部３のＹ軸方向に延びる部位３−２には、第２のコイル６が巻線され、その巻き始め端および巻き終り端は、それぞれ突出部４ｆ、４ｈに形成された電極部７に接続されている。
【００１０】
図７、図８は前記２つの実施態様とは異なる第３の実施態様を示し、８は絶縁性の樹脂等で形成した巻枠で、中央部には孔または凹部９が形成してあり、壁部１０の上下の四周には平行に張り出した鍔部１１ａと１１ｂが形成されている。１２は巻枠８の壁部１０の外周に、巻軸がΖ軸と平行になるように巻線された第３のコイルである。そして、巻枠８の孔または凹部９の中には、図１で示す実施態様と同様な第１アンテナコイル部１３が水平に配置されている。即ち、第１アンテナコイル部１３は、角型板状の巻線部と巻線のストッパーとなる突出部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとを一体に形成したフェライトコア２と、巻軸がＸ軸と平行になるようにフェライトコア２の巻線部の対向する二辺に巻線した第１のコイル５と、巻軸がＹ軸と平行になるように前記巻線部の他の対向する二辺に巻線した第２のコイル６とで構成されている。また、第１アンテナコイル部１３の第１のコイル５および第２のコイル６の各巻き始め端及び巻き終り端と、第２アンテナコイルを形成する第３のコイル１２の巻き始め端及び巻き終り端は、それぞれ巻枠８の鍔部１１ａ、１１ｂの対向する辺に配設した電極７に接続されている。したがって、第２アンテナコイル部を形成する第３のコイル１２は巻枠８の壁部１０を介して第１アンテナコイル部１３を取り囲むように配置され、かつ、巻き軸が前記第１のコイル５と第２のコイル６に対して直交するように配置されたことになる。
【００１１】
図１、図２で示す第１の実施形態および図４、図５で示す第２の実施形態において、第１のコイル５と第２のコイル６のそれぞれに誘起される電界強度がほぼ等しくなるように各コイルの巻線数を調整してあり、また、第１のコイル５と第２のコイル６がそれぞれ独立した同調回路を形成し、各同調回路が高周波増幅回路に接続されて該高周波増幅回路が各同調回路の出力信号の強い方を選択的に増幅する場合、アンテナコイル１のＸ軸方向から入射する電波に対しては第１のコイル５に誘起される電界強度または磁界強度が強くなるため、第１のコイル５側同調回路の同調信号が高周波増幅回路で増幅される。また、アンテナコイル１のＹ軸方向から入射する電波に対してはコイル６に誘起される電界強度または磁界強度が強くなるため、第２のコイル６側の同調回路の同調信号が高周波増幅回路で増幅されることになる。このように、図１、図２および図４、図５で示す２つの実施形態では、アンテナコイル１のＸ軸とＹ軸が形成する面と水平な方向の電波に対して受信感度を良好にすることができる。
【００１２】
また、図７、図８で示す第３の実施形態においては、前記と同様に、第１アンテナコイル部１３を形成する第１のコイル５と第２のコイル６および第２アンテナコイル部を形成する第３のコイル１２のそれぞれに誘起される電界強度あるいは磁界強度がほぼ等しくなるように、各コイルの巻線数を調整してあり、また、第１のコイル５、第２のコイル６、第３のコイル１２がそれぞれ独立した同調回路を形成し、各同調回路が高周波増幅回路に接続されて該高周波増幅回路が各同調回路の出力信号の強い方を選択的に増幅する場合、該高周波増幅回路は、Ｘ軸方向から入射する電波に対しては第１のコイル５が形成する同調回路の出力信号を選択的に増幅し、Ｙ軸方向から入射する電波に対しては第２のコイル６が形成する同調回路の出力信号を選択的に増幅し、また、Ζ軸方向から入射する電波に対しては第３のコイル１２が形成する同調回路の出力信号を選択的に増幅する。斯して本実施形態では、アンテナコイル１はＸ軸とＹ軸が形成する面と水平な方向に加えて前記水平面に対して直交するΖ軸方向から入射する電波に対しても受信感度を良好にする。
【００１３】
図９乃至図１１に第４の実施形態に係るアンテナコイルを示す。このアンテナコイルにおいては、偏平な柱状をなしている基部２０に、第１のコイル５、第２のコイル６、第３のコイル１２を巻回した構成となっている。第１のコイル５は基部のＸ軸方向が軸となるように巻回され、第２のコイル６は基部のＹ軸方向が軸となるように巻回され、第３のコイル１２は基部のＺ軸方向が軸となるように巻回されている。基部２０はフェライトにより構成されている。
【００１４】
基部２０は偏平な略直方体状をなし、直方体をなす基部２０の８角に耳状部材２１が設けられている。上記耳状部材２１の平面形状は、４分の１の円による扇状に形成されている。基部２０の表面には、基部２０を偏平な状態に設置したときのＸ軸方向に最も深い第２の溝部２２が形成され、この第２の溝部２２に第２のコイル６が巻回される。耳状部材２１の第２の側部２１ｂは第２の溝部２２の側壁となる向きに配置されている。
【００１５】
基部２０の表面には、基部２０を偏平な状態に設置したときのＹ軸方向に第１の溝部２３が形成され、この第１の溝部２３に第１のコイル５が巻回される。耳状部材２１の第１の側部２１ａは第１の溝部２３の側壁となる向きに配置されている。平面部が相互に対向するように配置された２つの耳状部材２１の基部は、第３の溝部２４となっており、耳状部材２１の平面により挟まれた部分２１ｃが、第３のコイル１２が巻回される第３の溝部２４の側壁となる向き配置されている。
【００１６】
以上のように構成されている基部２０に対して、第２のコイル６が巻回され、次にその上であって直交する方向に第１のコイル５が巻回され、第３のコイル１２が周面に沿うように巻回される。この状態のアンテナコイルは、図１１に示されるように樹脂製のケース３０にセットされる。
【００１７】
ケース３０は、偏平な概ね四角柱を偏平に置いて、例えば上面から円盤状の穴部を穿設した形状を有する。上記穴部は図１０に示すアンテナコイルを設置可能な大きさである。また、偏平な四角柱における対向する側面の２対において、側面中央部が切り欠かれている。偏平な四角柱における四隅には、ケース３０の裏面にて板状に設けられた端子３１ａ〜３１ｄの一端側が突出されるように埋設されており、他端側はケース３０の側面に貼着されている。
【００１８】
第１のコイル５、第２のコイル６及び第３のコイル１２が巻回された基部２０を上記ケース３０の穴部に配置した状態（図１１では、コイルが巻回されていないが、実際には巻回されている）において、露出している４つの耳状部材２１には樹脂製の蓋３２が貼着される。蓋３２は平面形状が耳状部材２１とほぼ同一であって、偏平板状の端子３３が設けられている。
【００１９】
所定の１個の端子３３に対して、第１のコイル５、第２のコイル６及び第３のコイル１２における末端部のいずれか１をそれぞれ絡げて巻き付け、残りの３個の端子３３に対してそれぞれ、第１のコイル５の残りの末端部、第２のコイル６の残りの末端部及び第３のコイル１２における残りの末端部を１対１に対応付けて絡げて巻き付け、コイルの末端と各端子３２及び対応する端子３１ａ〜３１ｄの突出部を半田付けして電気的な接続を得る。図１１におけるケース３０の目視できない裏面が回路基板に半田付け実装され、目視できる面が上面とされる。
【００２０】
図１２、図１３には、本発明に係る第３、第４の実施形態に係るアンテナコイルを用いて構成した受信回路の構成例が示されている。以降の説明において、サフィックス（添字）の「Ｓ」をコイルの巻始め側末端、サフィックスの「Ｆ」をコイルの巻終り側末端とする。まず、図１２の構成例について説明を行う。第２のコイル６の巻終り側末端ＸF と第１のコイル５の巻始め側末端ＹS と第３のコイル１２の巻始め側末端ＺS とを共通端子ＣＯＭに接続し、第２のコイル６の巻始め側末端ＸS と第１のコイル５の巻終り側末端ＹF と第３のコイル１２の巻終り側末端ＺF のそれぞれを個別の端子に接続する。共通端子ＣＯＭは接地されている。
【００２１】
アンプ４１ａ〜４１ｃが設けられ、アンプ４１ａ〜４１ｃの入力端の一方が接地されている。アンプ４１ａにおける非接地側入力端が第２のコイル６の巻始め側末端ＸS と接続される。アンプ４１ｂにおける非接地側入力端が第１のコイル５の巻終り側末端ＹF と接続されている。アンプ４１ｃにおける非接地側入力端が第３のコイル１２の巻終り側末端ＺF と接続される。
【００２２】
アンプ４１ａ〜４１ｃの各接地側入力端と各非接地側入力端との間にそれぞれコンデンサＣが接続されている。アンプ４１ａ〜４１ｃの各出力端は、無線装置等の受信選択手段４２に接続されている。受信選択手段４２は、アンプ４１ａ〜４１ｃの各出力端から出力される信号の内の最も大きな信号を選択する。
【００２３】
第４の実施形態においても、各コイルの巻線数を調整してあり、また、第１のコイル５、第２のコイル６、第３のコイル１２がそれぞれ独立した同調回路を形成し、各同調回路が高周波増幅回路（アンプ４１ａ〜４１ｃ）に接続されて該高周波増幅回路が各同調回路の出力信号の強い方を増幅し選択的する。上記高周波増幅回路は、Ｘ軸方向から入射する電波に対しては第１のコイル５が形成する同調回路の出力信号を増幅選択し、Ｙ軸方向から入射する電波に対しては第２のコイル６が形成する同調回路の出力信号を増幅選択し、また、Ζ軸方向から入射する電波に対しては第３のコイル１２が形成する同調回路の出力信号を増幅選択する。斯して、この第４の実施形態においても、アンテナコイルはＸ軸、Ｙ軸、Ζ軸方向から入射する電波に対しても受信感度を良好にすることができる。
【００２４】
次に、図１３の構成例について説明を行う。図１２に構成例において、コンデンサＣがアンプ４１ａ〜４１ｃの各接地側入力端と各非接地側入力端との間にそれぞれ接続されているのであるが、図１３の構成例では、コンデンサＣが第２のコイル６に並列に接続され、コンデンサＣが第１のコイル５に並列に接続され、コンデンサＣが第３のコイル１２に並列に接続されている。
【００２５】
アンプ４１ａ〜４１ｃの一方の各入力端が共通接続されて接地されており、第２のコイル６の巻終り側末端ＸF と第１のコイル５の巻始め側末端ＹS と第３のコイル１２の巻始め側末端ＺS とが共通端子ＣＯＭに接続され、これが上記アンプ４１ａ〜４１ｃの共通接続端子に接続される。この構成によっても、図１２の構成と同様にアンテナコイルはＸ軸、Ｙ軸、Ζ軸方向から入射する電波に対して選択的に受信感度を良好にすることができる。
【００２６】
上記図１２、図１３において示したように、アンテナコイル側において各コイルの末端を共通端子ＣＯＭに接続する。この場合、上記図１２、図１３における例では、第２のコイル６の巻終り側末端ＸF と第１のコイル５の巻始め側末端ＹS と第３のコイル１２の巻始め側末端ＺS とを共通端子ＣＯＭに接続した。共通端子に接続し得る末端としては、第２のコイル６においては末端ＸF 末端ＸS 、第１のコイル５においては末端ＹF と末端ＹS 、第３のコイル１２においては末端ＺF と末端ＺS がある。図１２、図１３に示したように、末端ＸF と末端ＹS と末端ＺS を選択した例についてサフィックをもってＦＳＳと表記すると、いずれの末端を３つ組み合わせるかの組合は、２3 ＝８通りである。
【００２７】
上記の８通りについてサフィックスをもって記述すると、ＳＳＳ、ＦＦＦ、ＦＦＳ、ＦＳＦ、ＦＳＳ、ＳＦＦ、ＳＦＳ、ＳＳＦである。この８通りの内のいずれが好適な受信感度特性となるかの試験を周波数特性を測定することにより行ったところ、図１２、図１３に示したように、末端ＸF と末端ＹS と末端ＺS を選択した例であるＦＳＳが最も好適であった。
【００２８】
つまり、左側にＸ軸方向から入射する電波に対する周波数特性を示し、中央にＹ軸方向から入射する電波に対する周波数特性を示し、右側にΖ軸方向から入射する電波に対する周波数特性を示すと、ＦＳＳの場合には図１４に示すように、グラフのピーク部分である共振周波数におけるインピーダンス値が最も高く安定しており、また、いずれの軸方向に対してもほぼ同様な周波数特性を有し受信感度が良好となることがわかる。なお、各チャートにおいて、縦軸はインピーダンスであり、１目盛りが５０ＫΩであり、横軸は周波数であり、横軸の中心が１３４．２ＫＨｚ、横軸の幅が３０ＫＨｚである。なお、各コイルの巻数は４００ターン、基部２の直径は９ミリメートル、最も薄い部分の厚みは０．９ミリメートル、耳状部材２１を含む最も厚い部分の厚みは２．８ミリメートル、コンデンサＣの容量は２００ｐＦとした。
【００２９】
上記に対して、例えば、ＦＦＳの場合には図１５に示すように、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向に対して共振周波数及びインピーダンス値のばらつきがあり、しかも、Ｘ軸方向とＺ軸方向に対しては、他のコイルと干渉することによって生じるピーク部分の潰れなどの不適切な特性がみられる。ＦＳＳを除く、ＦＦＳ以外の共通接続の例でもＦＦＳとほぼ同様であり、３軸方向に揃った特性が得難いことや不適切な周波数特性がみられた。
【００３０】
以上の説明では、基部２０に対して耳状部材２１を設けた例を示したが、基本的には図１６に示されるボビン５０を用いることができる。つまり、このボビン５０は、偏平な柱状をなしている基部５１と、基部５１のＸ軸方向が軸となるように第１のコイルを巻回するために設けられた第１の溝５２と、基部５１のＺ軸方向が軸となるように第３のコイルを巻回するために設けられた第２の溝５３とを有する。基部５１のＹ軸方向に向かって長尺状に延びる４本の棒状部材５４が、基部５１の４辺に沿って設けられている。この棒状部材５４を横切るように第２のコイルが巻回される。つまり巻軸方向がＹ軸となるように第２のコイルが巻回される。この図１６においては、第１、第２及び第３のコイルは図示していないものである。係る構成のアンテナコイルによっても第４の実施形態に係るアンテナコイルと同様の効果を得ることができる。更に、上記各実施態様におけるフェライトコア２は、例えば樹脂製のコアに変更しても良く、また、基部２０、５１についても材質はフェライトに限らず樹脂等を用いることが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るアンテナコイルによれば、１つのコアや基部のＸ軸Ｙ軸方向に、或いはＸ軸Ｙ軸及びＺ軸方向に、コイルを巻回しているので、複数のバーアンテナコイルを集合してアンテナコイルとする場合と比べて小型にできるとともに、直交する３方向から入射する電波に対する受信感度が良好もものを選択できるため、アンテナコイルの設置位置に拘らず受信感度を好適にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナコイルの第１の実施態様を示す斜視図。
【図２】本発明のアンテナコイルの第１の実施態様の平面図。
【図３】本発明の第１の実施態様に係るアンテナコイルに用いるフェライトコアの形状の一例を示す斜視図。
【図４】本発明のアンテナコイルの第２の実施態様を示す斜視図。
【図５】本発明のアンテナコイルの第２の実施態様の平面図。
【図６】本発明のアンテナコイルの第２の実施態様に用いるフェライトコアの形状の一例を示す斜視図。
【図７】本発明のアンテナコイルの第３の実施態様の斜視図。
【図８】本発明のアンテナコイルの第３の実施態様の斜視図。
【図９】第４の実施形態に係るアンテナコイルの基部を示す斜視図。
【図１０】第４の実施形態に係るアンテナコイルにおけるコイルが巻回された基部を示す斜視図。
【図１１】第４の実施形態に係るアンテナコイルにおけるコイルが巻回された基部がケースにセットされた状態を示す斜視図。
【図１２】第４の実施形態に係るアンテナコイルを用いて構成した受信回路の構成図。
【図１３】第４の実施形態に係るアンテナコイルを用いて構成した受信回路の構成図。
【図１４】第４の実施形態に係るアンテナコイルにおいて、各コイルにおける所定の１つの末端を共通接続したときに、最も良好となる接続を行ったときの周波数特性を示す図。
【図１５】第４の実施形態に係るアンテナコイルにおいて、各コイルにおける所定の１つの末端を共通接続したときに、最も良好となる接続以外の接続を行ったときの周波数特性を示す図。
【図１６】第５の実施形態に係るアンテナコイルの基部を示す斜視図。
【符号の説明】
１アンテナコイル
２フェライトコア
３巻線部
４ａ〜４ｈ突出部
５第１のコイル
６第２のコイル
７電極部
８巻枠
９孔（または凹部）
１０壁部
１１ａ、１１ｂ鍔部
１２第３のコイル
１３第１アンテナコイル部
２０基部
２１耳状部材
２２第２の溝部
２３第１の溝部
２４第３の溝部
３０ケース
３１ａ〜３１ｄ端子
３２蓋
３３端子
４１ａ〜４１ｃアンプ
４２受信手段
５０ボビン
５１基部
５２第１の溝部
５３第２の溝部
５４棒状部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small antenna coil used for, for example, a keyless entry system for opening and closing a door of an automobile by radio operation or a receiver of a security device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a bar antenna coil that is wound along the long axis of a rod-shaped ferrite core has been frequently used as an antenna coil used in this type of keyless entry system or a receiver of a security device.
[0003]
That is, the bar antenna coil having the above-described structure has the highest reception sensitivity with respect to the radio wave incident from the direction parallel to the long axis of the ferrite core, and the radio wave incident from the direction perpendicular to the long axis direction of the ferrite core. However, depending on the installation direction of the bar antenna coil, the reception sensitivity is extremely lowered. For this reason, the bar antenna coil is rarely used alone, and normally, a plurality of bar antenna coils are arranged along the X axis and the Y axis of the circuit board of the receiving apparatus, thereby receiving sensitivity as a whole of the antenna coil. To improve.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a plurality of bar antenna coils are arranged along the X-axis and Y-axis of the circuit board of the receiving device in this way, the area occupied by the antenna coil portion on the circuit board increases, and thus the device for installing the antenna coil Since it must be enlarged, it goes against the downsizing of equipment. In some cases, the individual bar antenna coils interfere with each other and the expected reception sensitivity cannot be obtained.
[0005]
The present invention has been made to solve the problems of the conventional antenna coil as described above, and an object of the present invention is to provide an antenna coil that can be reduced in size and weight. Another object of the present invention is to provide an antenna coil that can obtain good reception sensitivity with less interference.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the antenna coil according to the present invention, the first coil is wound around the base portion formed of a ferrite core having a flat and substantially rectangular parallelepiped shape so that the X-axis direction of the base portion is the axis, A first antenna coil portion configured by winding a second coil so that the Y-axis direction of the base is an axis, and a concave portion for accommodating the first antenna coil portion are formed in the center, In a state in which the first antenna coil portion is accommodated, a groove portion around which the third coil is wound so that the axial direction perpendicular to the X axis and the Y axis is an axis, and one round so as to sandwich this groove portion And an insulating winding frame that is a separate body from the first antenna coil unit, and the two strips of the winding frame include the first, electrodes for connecting the winding start and winding end of the second and third coil Provided, the electrode is characterized in that it is arranged on a surface facing a plane parallel to the opening surface of the recess in the flange portion, the outer adjacent to the parallel surface.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using examples. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an antenna coil of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the antenna coil, FIG. 3 is a perspective view showing an example of the shape of a ferrite core used in the antenna coil, and FIG. Is a perspective view showing a second embodiment of the bear of the antenna coil of the present invention, FIG. 5 is a plan view of FIG. 4, FIG. 6 is a perspective view showing the shape of the ferrite core used in FIGS. FIG. 8 is an exploded perspective view of the third embodiment of the antenna coil of the present invention, and FIG. 8 is an exploded perspective view of the embodiment of FIG. In each figure, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the following description, the X axis, the Y axis, and the Z axis are axes of an orthogonal coordinate system.
[0008]
1 to 3, reference numeral 1 denotes a small antenna coil, which is formed of a rectangular plate-like winding portion 3 and protruding from the four corners of the winding portion 3, and includes a winding stopper and an electrode mounting portion. The ferrite core 2 integrally formed with the projecting portions 4a, 4b, 4c, and 4d, which are also used, and the winding core 3 are wound around two opposing sides so that the winding axis is parallel to the X axis of the ferrite core 2. The first coil 5 and the second coil 6 are wound around the other two opposite sides of the winding portion 3 so that the winding axis is parallel to the Y axis of the ferrite core 2. In other words, the winding axis of the first coil 5 and the winding axis of the second coil 6 are orthogonal on the horizontal plane. In addition, each winding start end and each winding end end of the first coil 5 and the second coil 6 are formed by a metal terminal plate or solder attached to the protruding portions 4a, 4b, 4c, and 4d of the ferrite core 2, respectively. In addition, it is configured to be connected to a circuit board (not shown) of the electronic device through the electrode part 7.
[0009]
The second embodiment shown in FIG. 4 and FIG. 5 shows an example in which the shape of the ferrite core 2 is formed in a cross shape, and a first part 3-1 extends in the X-axis direction of the winding portion 3. The coil 5 is wound, and the winding start end and the winding end end are connected to electrode portions 7 formed on the protruding portions 4e and 4g, respectively. The second coil 6 is wound around the portion 3-2 extending in the Y-axis direction of the winding portion 3, and the winding start end and winding end end are electrodes formed on the protruding portions 4f and 4h, respectively. Connected to the unit 7.
[0010]
7 and 8 show a third embodiment different from the above two embodiments, 8 is a winding frame formed of an insulating resin or the like, and a hole or a recess 9 is formed in the center, On the upper and lower four circumferences of the wall portion 10, flange portions 11a and 11b projecting in parallel are formed. A third coil 12 is wound around the outer periphery of the wall 10 of the winding frame 8 so that the winding axis is parallel to the saddle axis. And the 1st antenna coil part 13 similar to the embodiment shown in FIG. 1 is arrange | positioned horizontally in the hole or recessed part 9 of the winding frame 8. FIG. That is, the first antenna coil portion 13 includes a ferrite core 2 integrally formed with a rectangular plate-like winding portion and projecting portions 4a, 4b, 4c, and 4d serving as winding stoppers, and a winding axis is an X axis. The first coil 5 wound on the two opposite sides of the winding portion of the ferrite core 2 so as to be parallel to the winding portion, and the other two opposite winding portions of the winding portion so that the winding axis is parallel to the Y axis. It comprises a second coil 6 wound around the side. In addition, the winding start end and winding end of each of the first coil 5 and the second coil 6 of the first antenna coil section 13, and the winding start end and winding end of the third coil 12 forming the second antenna coil. The ends are connected to electrodes 7 disposed on opposite sides of the flanges 11a and 11b of the winding frame 8, respectively. Therefore, the third coil 12 forming the second antenna coil portion is disposed so as to surround the first antenna coil portion 13 via the wall portion 10 of the winding frame 8, and the winding axis is the first coil 5. And the second coil 6 are arranged so as to be orthogonal to each other.
[0011]
In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the electric field strengths induced in the first coil 5 and the second coil 6 are substantially equal. In addition, the number of windings of each coil is adjusted, and the first coil 5 and the second coil 6 form independent tuning circuits, and each tuning circuit is connected to a high-frequency amplifier circuit, and the high frequency When the amplifier circuit selectively amplifies the stronger one of the output signals of each tuning circuit, the electric field strength or magnetic field strength induced in the first coil 5 with respect to radio waves incident from the X-axis direction of the antenna coil 1 is increased. Therefore, the tuning signal of the first coil 5 side tuning circuit is amplified by the high frequency amplifier circuit. In addition, since the electric field strength or magnetic field strength induced in the coil 6 increases with respect to radio waves incident from the Y-axis direction of the antenna coil 1, the tuning signal of the tuning circuit on the second coil 6 side is a high-frequency amplifier circuit. It will be amplified. As described above, in the two embodiments shown in FIGS. 1, 2, 4 and 5, the reception sensitivity is improved with respect to radio waves in a direction parallel to the surface formed by the X axis and the Y axis of the antenna coil 1. can do.
[0012]
In the third embodiment shown in FIG. 7 and FIG. 8, the first coil 5, the second coil 6 and the second antenna coil part forming the first antenna coil part 13 are formed in the same manner as described above. The number of windings of each coil is adjusted so that the electric field strength or magnetic field strength induced in each of the third coils 12 is substantially equal, and the first coil 5, the second coil 6, When the third coils 12 form independent tuning circuits, and each tuning circuit is connected to a high frequency amplifier circuit, and the high frequency amplifier circuit selectively amplifies the stronger output signal of each tuning circuit, the high frequency The amplifier circuit selectively amplifies the output signal of the tuning circuit formed by the first coil 5 for radio waves incident from the X-axis direction, and the second coil for radio waves incident from the Y-axis direction. Output signal of tuning circuit formed by 6 The selectively amplified, also for waves incident from Ζ axial selectively amplifies the output signal of the tuning circuit in which the third coil 12 is formed. Therefore, in this embodiment, the antenna coil 1 has good reception sensitivity for radio waves incident from the axis direction perpendicular to the horizontal plane in addition to the horizontal direction of the plane formed by the X axis and the Y axis. To.
[0013]
9 to 11 show an antenna coil according to the fourth embodiment. This antenna coil has a configuration in which a first coil 5, a second coil 6, and a third coil 12 are wound around a base 20 having a flat columnar shape. The first coil 5 is wound so that the X-axis direction of the base is the axis, the second coil 6 is wound so that the Y-axis direction of the base is the axis, and the third coil 12 is the base It is wound so that the Z-axis direction becomes the axis. The base 20 is made of ferrite.
[0014]
The base 20 has a flat and substantially rectangular parallelepiped shape, and ear-shaped members 21 are provided at the eight corners of the base 20 that forms a rectangular parallelepiped. The planar shape of the ear-shaped member 21 is formed in a fan shape with a quarter circle. A second groove 22 that is deepest in the X-axis direction when the base 20 is installed in a flat state is formed on the surface of the base 20, and the second coil 6 is wound around the second groove 22. . The second side portion 21 b of the ear-shaped member 21 is arranged in the direction that becomes the side wall of the second groove portion 22.
[0015]
A first groove portion 23 is formed on the surface of the base portion 20 in the Y-axis direction when the base portion 20 is installed in a flat state, and the first coil 5 is wound around the first groove portion 23. The first side portion 21 a of the ear-shaped member 21 is arranged in the direction that becomes the side wall of the first groove portion 23. The base portions of the two ear-shaped members 21 arranged so that the plane portions face each other are the third groove portions 24, and the portion 21c sandwiched between the planes of the ear-shaped members 21 is the third coil. 12 is arranged in a direction to be a side wall of the third groove portion 24 around which the wire 12 is wound.
[0016]
The second coil 6 is wound around the base 20 configured as described above, and then the first coil 5 is wound in a direction perpendicular to the second coil 6. Is wound along the circumferential surface. The antenna coil in this state is set in a resin case 30 as shown in FIG.
[0017]
The case 30 has a shape in which a flat, generally quadrangular prism is placed flat and a disk-shaped hole is formed from the upper surface, for example. The hole is sized so that the antenna coil shown in FIG. 10 can be installed. Further, in the two pairs of opposing side surfaces in the flat quadrangular prism, the center portions of the side surfaces are notched. At the four corners of the flat quadrangular prism, one end side of the terminals 31 a to 31 d provided in a plate shape on the back surface of the case 30 is embedded so that the other end side is stuck to the side surface of the case 30. ing.
[0018]
A state in which the base 20 around which the first coil 5, the second coil 6, and the third coil 12 are wound is disposed in the hole of the case 30 (in FIG. 11, the coil is not wound, but actually The resin lid 32 is adhered to the exposed four ear-shaped members 21. The lid 32 has a planar shape substantially the same as that of the ear-shaped member 21 and is provided with a flat plate-like terminal 33.
[0019]
Any one of the end portions of the first coil 5, the second coil 6, and the third coil 12 is wound around the predetermined one terminal 33 and wound around the remaining three terminals 33. On the other hand, the remaining end portion of the first coil 5, the remaining end portion of the second coil 6, and the remaining end portion of the third coil 12 are wound in association with each other in a one-to-one correspondence. The ends of the terminals and the protruding portions of the terminals 32 and the corresponding terminals 31a to 31d are soldered to obtain an electrical connection. The invisible back surface of the case 30 in FIG. 11 is soldered and mounted on the circuit board, and the visible surface is the top surface.
[0020]
FIG. 12 and FIG. 13 show configuration examples of a receiving circuit configured using antenna coils according to the third and fourth embodiments of the present invention. In the following description, the suffix “S” is the coil winding start end, and the suffix “F” is the coil winding end terminal. First, the configuration example of FIG. 12 will be described. The winding end XF of the second coil 6, the winding start end YS of the first coil 5, and the winding start end ZS of the third coil 12 are connected to the common terminal COM. The winding start terminal XS, the winding end terminal YF of the first coil 5 and the winding end terminal ZF of the third coil 12 are connected to individual terminals. The common terminal COM is grounded.
[0021]
Amplifiers 41a to 41c are provided, and one of the input ends of the amplifiers 41a to 41c is grounded. The non-ground side input end of the amplifier 41a is connected to the winding start end XS of the second coil 6. The non-grounded input end of the amplifier 41b is connected to the winding end terminal YF of the first coil 5. The non-grounded input end of the amplifier 41c is connected to the winding end ZF of the third coil 12.
[0022]
Capacitors C are respectively connected between the ground side input terminals and the non-ground side input terminals of the amplifiers 41a to 41c. The output terminals of the amplifiers 41a to 41c are connected to reception selection means 42 such as a wireless device. The reception selection means 42 selects the largest signal among the signals output from the output terminals of the amplifiers 41a to 41c.
[0023]
Also in the fourth embodiment, the number of windings of each coil is adjusted, and the first coil 5, the second coil 6, and the third coil 12 form independent tuning circuits, respectively. The tuning circuit is connected to a high frequency amplifier circuit (amplifiers 41a to 41c), and the high frequency amplifier circuit amplifies and selects the stronger output signal of each tuning circuit. The high frequency amplifier circuit amplifies and selects the output signal of the tuning circuit formed by the first coil 5 for radio waves incident from the X-axis direction, and the second coil for radio waves incident from the Y-axis direction. The output signal of the tuning circuit formed by 6 is selected by amplification, and the output signal of the tuning circuit formed by the third coil 12 is selected by amplification for radio waves incident from the axial direction. Therefore, also in the fourth embodiment, the antenna coil can improve the reception sensitivity with respect to radio waves incident from the X-axis, Y-axis, and saddle axis directions.
[0024]
Next, the configuration example of FIG. 13 will be described. In the configuration example shown in FIG. 12, the capacitor C is connected between each ground side input terminal and each non-ground side input terminal of each of the amplifiers 41a to 41c. In the configuration example shown in FIG. The capacitor C is connected in parallel to the second coil 6, the capacitor C is connected in parallel to the first coil 5, and the capacitor C is connected in parallel to the third coil 12.
[0025]
Each input terminal of one of the amplifiers 41a to 41c is commonly connected and grounded, and the winding end terminal XF of the second coil 6, the winding start terminal YS of the first coil 5, and the third coil 12 are connected. The winding start end Zs is connected to a common terminal COM, which is connected to the common connection terminals of the amplifiers 41a to 41c. Also with this configuration, the antenna coil can selectively improve the reception sensitivity with respect to radio waves incident from the X-axis, Y-axis, and saddle-axis directions, as in the configuration of FIG.
[0026]
As shown in FIGS. 12 and 13, the end of each coil is connected to the common terminal COM on the antenna coil side. In this case, in the example in FIGS. 12 and 13, the winding end XF of the second coil 6, the winding start end YS of the first coil 5, and the winding start end ZS of the third coil 12 are Connected to the common terminal COM. Terminals that can be connected to the common terminal include terminal XF terminal XS in the second coil 6, terminal YF and terminal YS in the first coil 5, and terminal ZF and terminal ZS in the third coil 12. As shown in FIG. 12 and FIG. 13, when the terminal XF, the terminal YS, and the terminal ZS are selected, the suffix is expressed as FSS, and there are 2 @ 3 = 8 combinations of three of the terminals.
[0027]
If the above eight patterns are described with a suffix, they are SSS, FFF, FFS, FSF, FSS, SFF, SFS, and SSF. A test of which of these 8 types has a suitable reception sensitivity characteristic was performed by measuring the frequency characteristic. As shown in FIGS. 12 and 13, the terminal XF, the terminal YS, and the terminal ZS were determined. The selected example, FSS, was most suitable.
[0028]
In other words, the frequency characteristics for radio waves incident from the X-axis direction are shown on the left side, the frequency characteristics for radio waves incident from the Y-axis direction are shown in the center, and the frequency characteristics for radio waves incident from the X-axis direction are shown on the right side. In this case, as shown in FIG. 14, the impedance value at the resonance frequency, which is the peak portion of the graph, is the highest and stable, and has almost the same frequency characteristics in any axial direction and the reception sensitivity is high. It turns out that it becomes favorable. In each chart, the vertical axis is impedance, one scale is 50 KΩ, the horizontal axis is frequency, the center of the horizontal axis is 134.2 KHz, and the width of the horizontal axis is 30 KHz. The number of turns of each coil is 400 turns, the diameter of the base 2 is 9 mm, the thickness of the thinnest part is 0.9 mm, the thickness of the thickest part including the ear-shaped member 21 is 2.8 mm, and the capacitance of the capacitor C Was 200 pF.
[0029]
On the other hand, for example, in the case of FFS, as shown in FIG. 15, there are variations in the resonance frequency and impedance value with respect to the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. In the axial direction, inappropriate characteristics such as collapse of peak portions caused by interference with other coils are observed. Except for FSS, examples of common connections other than FFS were almost the same as FFS, and it was difficult to obtain characteristics aligned in three axes, and inappropriate frequency characteristics were observed.
[0030]
In the above description, the example in which the ear-shaped member 21 is provided on the base 20 has been shown, but basically, the bobbin 50 shown in FIG. 16 can be used. That is, the bobbin 50 includes a base 51 having a flat column shape, a first groove 52 provided for winding the first coil so that the X-axis direction of the base 51 is an axis, And a second groove 53 provided for winding the third coil so that the Z-axis direction of the base 51 is the axis. Four rod-shaped members 54 extending in a long shape toward the Y-axis direction of the base 51 are provided along the four sides of the base 51. A second coil is wound so as to cross the rod-shaped member 54. That is, the second coil is wound such that the winding axis direction is the Y axis. In FIG. 16, the first, second and third coils are not shown. The effect similar to the antenna coil which concerns on 4th Embodiment can be acquired also by the antenna coil of the structure which concerns. Furthermore, the ferrite core 2 in each of the above embodiments may be changed to, for example, a resin core, and the material of the base portions 20 and 51 is not limited to ferrite, and a resin or the like can be used.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the antenna coil of the present invention, since the coil is wound in the X-axis Y-axis direction of one core or base, or in the X-axis Y-axis and Z-axis directions, a plurality of bars Compared to the case where antenna coils are assembled into an antenna coil, the antenna coil can be reduced in size, and the one with good reception sensitivity for radio waves incident from three orthogonal directions can be selected. It is possible to make it suitable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an antenna coil of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the first embodiment of the antenna coil of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the shape of a ferrite core used in the antenna coil according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a second embodiment of the antenna coil of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a second embodiment of the antenna coil of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of the shape of a ferrite core used in the second embodiment of the antenna coil of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a third embodiment of the antenna coil of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a third embodiment of the antenna coil of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a base portion of an antenna coil according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing a base around which a coil in an antenna coil according to a fourth embodiment is wound.
FIG. 11 is a perspective view showing a state where a base around which a coil in an antenna coil according to a fourth embodiment is wound is set in a case.
FIG. 12 is a configuration diagram of a receiving circuit configured using an antenna coil according to a fourth embodiment.
FIG. 13 is a configuration diagram of a receiving circuit configured using an antenna coil according to a fourth embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing frequency characteristics when the best connection is made when a predetermined one end of each coil is commonly connected in the antenna coil according to the fourth embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing frequency characteristics when connections other than the best connection are made when a predetermined one end of each coil is commonly connected in the antenna coil according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is a perspective view showing a base portion of an antenna coil according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna coil 2 Ferrite core 3 Winding part 4a-4h Protrusion part 5 1st coil 6 2nd coil 7 Electrode part 8 Winding frame 9 Hole (or recessed part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wall part 11a, 11b Eaves part 12 3rd coil 13 1st antenna coil part 20 Base part 21 Ear-shaped member 22 2nd groove part 23 1st groove part 24 3rd groove part 30 Case 31a-31d Terminal 32 Cover 33 Terminal 41a to 41c Amplifier 42 Receiving means 50 Bobbin 51 Base 52 First groove 53 Second groove 54 Bar-shaped member

Claims

A first coil is wound around a base portion formed of a ferrite core having a flat and substantially rectangular parallelepiped shape so that the X-axis direction of the base portion is an axis, and the Y-axis direction of the base portion is an axis. A first antenna coil portion configured by winding a second coil to be
A concave portion for accommodating the first antenna coil portion is formed in the center, and in a state where the first antenna coil portion is accommodated in the concave portion, the axial direction perpendicular to the X axis and the Y axis is an axis. Insulating winding frame having a groove around which the third coil is wound and two ribs that wrap around the groove so as to be separate from the first antenna coil It has
An electrode connecting the winding start and winding end of the first, second and third coils is provided on the two ribs of the winding frame, and the electrode is provided on the opening surface of the recess in the hook. An antenna coil, wherein the antenna coil is arranged on a parallel surface and a surface facing the outside adjacent to the parallel surface .