JP4186818B2 - 送信アンテナコイル - Google Patents

Description

本発明は送信アンテナコイルに関する。

従来よりこの種のアンテナコイルとして、特許文献１に記載されたものが知られている。図６に示すように、このアンテナコイル５１は、フェライトなどの強磁性体円柱状コア５２に巻線５３を巻いて所要のインダクタンス値を得るようにしたものである。そして、アンテナコイル５１のインダクタンス値の調整は、巻線５３の巻回数を変えることで行われていた。

しかしながら、従来のアンテナコイル５１では、巻線５３の引出し方向の関係から、１巻ごとにしか巻回数を増減することができず、インダクタンス値の微調整ができなかった。このため、このアンテナコイル５１をＬＦ帯（低周波３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の通信システムの送信アンテナコイルとして使用した場合、送信アンテナコイルの駆動用周波数にアンテナコイル５１の共振周波数を合わせることができず、良品率が低いという問題があった。
実開平６−３１２０６号公報

そこで、本発明の目的は、小スペースかつ簡素な構成でインダクタンス値を微調整することができる送信アンテナコイルを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る送信アンテナコイルは、直方体形状をなす磁性体コアと、該磁性体コアを収容したボビンと、該ボビンの胴部に巻回された巻線とを備えた送信アンテナコイルにおいて、磁性体コアの短辺の近傍に、平面視で縦横の寸法が異なる磁性片を、平面視中央部を軸として、前記巻線によって構成されるコイルの軸方向と前記磁性片の長手方向との関係が平行方向から垂直方向または垂直方向から平行方向に回転自在な状態で配置したこと、を特徴とする。磁性片は板状でもよいし、棒状でもよい。

磁性体コアと磁性片はそれぞれ、巻線にて形成されたコイルによって発生した磁束の磁路となる。そして、長尺状の磁性片を回転させることにより、磁性片の長手方向が、巻線にて形成されたコイルの軸方向と平行になるように回転したときには、磁性片と磁性体コアの実効的な合計長が長くなる。従って、送信アンテナコイルのインダクタンス値が大きくなる方向に微調整される。一方、磁性片の長手方向が、コイルの軸方向と垂直になるように回転したときには、磁性片と磁性体コアの実効的な合計長が短くなる。従って、送信アンテナコイルのインダクタンス値が小さくなる方向に微調整される。

また、磁性片をボビンに設けられた磁性片収納部に収納することにより、小スペースかつ簡素な機構で長尺状の磁性片を回転させることができる。

さらに、磁性片収納部はボビンに設けられた磁性片収納穴であり、該磁性片収納穴は、ボビンに設けられた磁性体コア収納部に隣接して形成され、該隣接部分には磁性片収納穴の開口部が設けられ、該開口部を通じて磁性片収納穴と磁性体コア収納部とが連通し、磁性体コア収納部に収納された磁性体コアが開口部から露出していること、を特徴とする。以上の構成により、磁性片収納穴に収納されている磁性片は、その長手方向をコイルの軸方向と略平行にしたときにコイルの磁芯をなす磁性体コアに最も近接するため、送信アンテナコイルのインダクタンス値の微調整の変化量がより一層大きくなる。

本発明によれば、平面視で縦横の寸法が異なる磁性片を回転させることにより、磁性片と磁性体コアの実効的な合計長を長くしたり、短くしたりするので、送信アンテナコイルのインダクタンス値を微調整できる。また、磁性片をボビンに設けられた磁性片収納部に収納することにより、小スペースかつ簡素な機構で長尺状の磁性片を回転させることができる。

以下に、本発明に係る送信アンテナコイルの実施例について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る送信アンテナコイルの一例を示す平面図であり、図２はその垂直断面図である。この送信アンテナコイルは、例えばＬＦ帯の電磁波を利用して、近距離において情報または電力を伝達するシステムに使用されるものである。

送信アンテナコイル１は、磁性体コア２と、該磁性体コア２を収容したボビン３と、該ボビン３の胴部に巻回された巻線６と、磁性片１１，１２とを備えている。磁性体コア２や磁性片１１，１２は例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕ系のフェライトなどでできている。

ボビン３は板状であり、内部に磁性体コア収納部２１が形成されている。磁性体コア収納部２１の左側端部に形成された開口部２１ａから板状磁性体コア２が挿入される。ボビン３の右側には、円形の磁性片収納穴２３と長円形の磁性片収納穴２４が形成されている。磁性片収納穴２３は磁性体コア収納部２１に隣接して形成され、その接している側の内壁面に開口部２３ａが形成され磁性片収納穴２３と磁性体コア収納部２１は連通している。

さらに、磁性片収納穴２３は、開口部２３ａが形成されている側とは反対側の内壁面に開口部２３ｂが形成されている。そして、磁性片収納穴２３に隣接して設けられている磁性片収納穴２４と開口部２３ｂを通して連通している。ボビン３はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂でできている。

磁性片１１，１２は板状であり、平面視で長円形状をしている。磁性片１１は、その中央部を軸に回転自在な状態で磁性片収納穴２３に収納されている。このとき、磁性片１１はボビン３に圧入されるのではなく、回転トルク（摩擦力）を生じる状態で収納される。そして、磁性片１１の上面に設けた溝１１ａに、ドライバなどの先端部を差し込んでドライバを回動させることにより、磁性片１１を回転させてインダクタンス値を微調整する。磁性片１１の長手方向が巻線６によって構成されるコイルの軸方向と平行になったとき、両端部が開口部２３ａ，２３ｂに露出している磁性体コア２の端面や磁性片１２の側面に接触し、磁性体コア２と磁性片１１，１２がシリーズに繋がる。

磁性片１２は磁性片収納穴２４に接着剤などで固定された状態で収納されている。磁性片１２の長手方向は、巻線６が形成するコイルの軸方向と平行である。

次に、以上の構成からなる送信アンテナコイル１の動作原理を図３を参照して説明する。

磁性体コア２の右側の短辺に近接して配置されている磁性片１１を、図３に示すように、その長手方向が巻線６によって構成されるコイルの軸方向と垂直になるように回転させたときには、コイルと磁性片１１との間の距離が大きくなる。従って、コイルの軸方向における磁性片１１，１２と磁性体コア２の実効的な合計長が短くなり、送信アンテナコイル１のインダクタンス値が小さくなる方向に微調整される。

一方、磁性片１１を、その長手方向が巻線６によって構成されるコイルの軸方向と平行になるように回転させたとき（図１参照）には、磁性片１１，１２と磁性体コア２はシリーズに繋がり、コイルの軸方向における磁性片１１，１２と磁性体コア２の実効的な合計長が長くなる。従って、送信アンテナコイル１のインダクタンス値が大きくなる方向に微調整される。

図４のグラフは、こうして磁性片１１の方向（角度）を変更させたときのインダクタンスの変化率を示すものである（実線３１参照）。このように、磁性片１１を回転させて、磁性片１１，１２と磁性体コア２の実効的な合計長を長くしたり、短くしたりすることにより、インダクタンス値を変化させることができる。この結果、送信アンテナコイル駆動用周波数に送信アンテナコイル１の共振周波数を容易に合わせることができる。

磁性片１１を回転させてインダクタンス値を微調整させた後、接着剤などで磁性片１１の位置が固定され、製品とされる。このように、コイルのインダクタンス値の微調整を簡素な構成かつ小スペースで行うことができ、しかも、良品率を改善して生産性を向上させることができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、磁性片１２は必ずしも必要なものではなく、省略しても同様の作用効果を奏することができる。図４の実線３２は磁性片１２を配置しなかった場合のインダクタンスの変化率を示すグラフである。

また、磁性片１１の長手方向が巻線６によって構成されるコイルの軸方向と平行になったとき、磁性片１１は必ずしも磁性体コア２や磁性片１２に接触しなくてもよい。ただし、磁性片１１が磁性体コア２や磁性片１２に直接接触したときの方が、磁気抵抗が少なくなり、最も効果が大きい。

また、磁性片は長円以外に楕円状や矩形状であってもよい。すなわち、縦横の寸法が異なる形状であれば、その形状は問わない。

また、図５に示すように、棒状の磁性体コア４２を備えた送信アンテナコイル１Ａであってもよい。

本発明に係る送信アンテナコイルの一実施例を示す平面図。 図１に示した送信アンテナコイルの垂直断面図。 原理を説明するための概略平面図。 磁性片の角度とインダクタンスの変化率との関係を示すグラフ。 変形例を示す平面図。 従来例を示す斜視図。

符号の説明

１，１Ａ…送信アンテナコイル
２，４２…磁性体コア
３…ボビン
６…巻線
１１，１２…磁性片
２３，２４…磁性片収納穴
２３ａ，２３ｂ…開口部

Claims (4)

1. 直方体形状をなす磁性体コアと、該磁性体コアを収容したボビンと、該ボビンの胴部に巻回された巻線とを備えた送信アンテナコイルにおいて、
   前記磁性体コアの短辺の近傍に、平面視で縦横の寸法が異なる磁性片を、平面視中央部を軸として、前記巻線によって構成されるコイルの軸方向と前記磁性片の長手方向との関係が平行方向から垂直方向または垂直方向から平行方向に回転自在な状態で配置したこと、
   を特徴とする送信アンテナコイル。
2. 前記磁性片が板状であることを特徴とする請求項１に記載の送信アンテナコイル。
3. 前記磁性片が前記ボビンに設けられた磁性片収納部に収納されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信アンテナコイル。
4. 前記磁性片収納部は前記ボビンに設けられた磁性片収納穴であり、
   前記磁性片収納穴は、前記ボビンに設けられた磁性体コア収納部に隣接して形成され、該隣接部分には前記磁性片収納穴の開口部が設けられ、該開口部を通じて前記磁性片収納穴と前記磁性体コア収納部とが連通し、前記磁性体コア収納部に収納された前記磁性体コアが前記開口部から露出していること、
   を特徴とする請求項３に記載の送信アンテナコイル

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