JP6736776B2

JP6736776B2 - アンテナ・セグメント及びマルチ・セグメント・アンテナ

Info

Publication number: JP6736776B2
Application number: JP2019533083A
Authority: JP
Inventors: シュチョトカ，ラファル
Original assignee: テーデーカーエレクトロニクスアーゲー
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2037-11-27
Also published as: US20190334240A1; DE102016125211B4; US11088451B2; WO2018114234A1; JP2020502931A; ES2871538T3; EP3560037A1; EP3560037B1; DE102016125211A1; HUE054263T2

Description

本発明は磁気コアを有するアンテナのためのアンテナ・セグメント及びマルチ・セグメント・アンテナに関する。本発明は、さらに、アンテナ・セグメント及びマルチ・セグメント・アンテナを製造する方法に関する。

現在の技術、特に自動車工学分野では、誘導性組立部品、特にフェライト・アンテナに対する需要が高まっており、フェライト・アンテナは設置上の理由から可能な限り長くかつ細くなければならない。かかるフェライト・アンテナは、特に、車両のためのキー・レス作動および／またはクロージャー・デバイスに関連して用いられ、そして、フェライト・アンテナはドア・グリップに、室内に、又は、バンパーに配置される。

しかしながら、かかるフェライト・アンテナに関して、かかるアンテナを所定の長さよりも長く又は所定の厚さよりも薄く構成することは困難である。これらの制限は、長さの長い非常に小さいフェライト・コアの製造は時間がかかって困難であることと、構成部材の全体の厚さを考慮するときにはコイル担体の厚さを考慮に入れなければならないことから生じる。

本発明の目的は、十分な又は良好なアンテナ効率を有するアンテナ・セグメント及びマルチ・セグメント・アンテナの費用効果的な製造（cost-effective provision）を可能にする方法と同様にアンテナ部及びマルチ・セグメント・アンテナを提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。本発明の有利な実施態様は、下位請求項において与えられる。

本発明は、第１の態様に従って、第１端部区画及び第２端部区画を有するコイル担体を備えるアンテナ・セグメンによって、特徴づけられる。さらに、アンテナ・セグメントは、コイル担体の周りに配置されるワイヤ・コイルと、コイル担体内に配置される磁気コアとを有し、磁気コア及びワイヤ・コイルは、第１端部区画において磁気コア及びコイル担体がワイヤ・コイルを越えて延在し、第２端部区画においてコイル担体及びワイヤ・コイルが磁気コアを越えて延在するように、配置されている。

かかるアンテナ・セグメントを用いることによって、長いアンテナ、特に長い低周波数アンテナの製造と比較して、製造コスト及び労働コスト（manufacturing and labour costs）を低減することができる。極めて洗練された製造工程及び装置を用いること、例えば、同期されたドライバとサポートを有する巻き付け機械は、必要とされない。コイルがコア上に直接巻き付けられているモノリス・フェライト・コアの場合、サイズの割合及びその天然の脆さのために、フェライト・コアは取り扱い及び／又はコイル巻き付け張力の結果として容易に破損し得る。さらに、フェライト・コアへの直接巻き付けは、フェライト・コアの捻りを回避するために、極めて精巧な巻き付け機の使用を必要とする。マルチコア・セグメントとシングル・コイルのソリューション（multi-core segments and single-coil solutions）の場合、コイルへのコア挿入、特にフェライト・コアの挿入は、コイル損傷のリスクによって影響を受ける非常に労働集約的な（labour-intensive）プロセスである。さらに、フェライト・コア・セグメントの長いスライドは、精巧な製造取り付け具又は治具（sophisticated production fixtures or jigs）を必要とする。

さらにまた、アンテナ・セグメントは、長いアンテナを形成するために、確実に互いに接続されることができる。したがって、接続されたアンテナ要素は、別々のアンテナとしてではなく、長いアンテナとして機能する。したがって、充分な又は良好なアンテナ効率を達成することができる。

第１の態様による実施形態において、第１端部区画は第１形状を有し、第２端部区画は第１形状と相補的な（complementary）第２形状を有する。有利には、第１端部区画と第２端部区画との形状は、製造を容易にするだけでなく、コイル担体とワイヤ・コイル・セグメントとの最適な結合を可能にする。

第１の態様によるさらなる実施形態において、磁気コアは、フェライト材料を含むか、フェライト材料から成る。低減されたコアの捩じれのために、磁気歪のないアモルファス・コバルト基合金のような（ＶＩＴＲＯＶＡＣ（登録商標））、例えばコア材料よりもより優れた、アンテナ・セグメントの電磁性能を提供するフェライト材料を使用することを可能にする。

第１の態様によるさらなる実施形態において、アンテナ・セグメントは、少なくとも２つのジョイント・インタフェース要素を有し、少なくとも２つのジョイント・インタフェースは、それぞれ、ワイヤ・コイルの始点及び終点として機能する。少なくとも２つのジョイント・インタフェース要素は、少なくとも２つのアンテナ・セグメントの結合状態において、隣り合うアンテナ・セグメントのワイヤ・コイルの電気的結合を提供するように、配置され、構成されている。

本発明は、少なくとも２つの第１の態様によるアンテナ・セグメントを有する、第２の態様によるマルチ・セグメント・アンテナによって特徴づけられ、接続するアンテナ・セグメント（joining antenna segments）のそれぞれの後続のアンテナ・セグメントの第１端部区画と、それぞれの先行するアンテナ・セグメントの第２端部区画とが機械的に連結するように、少なくとも２つのアンテナ・セグメントは一列に配置され、構成されている。

第１の態様の有利な実施形態は、第２の態様にも有効である。例えば２２ｋＨｚの周波数範囲に適用するために、マルチ・セグメント・アンテナは、低周波アンテナとして構成されることができる。

第２の態様による一実施形態において、アンテナ・セグメントの、それぞれの接続する磁気コアの間に、粘着性の物質が配置されている。有利には、このようにして、磁気コア間のギャップを回避することができ、又は、磁気コア間の可能な限り最小なギャップを確実にすることができる。

第２の態様によるさらなる実施形態において、アンテナ・セグメントの列の端部に配置される最後の（last）アンテナ・セグメントは、最後のアンテナ・セグメントの第２端部区画に配置されるプラグを備える。このようにして、磁気コアは、互いにきつく押圧されることができる。

本発明は、第３の態様に従って、第１の態様によるアンテナ・セグメントを製造する方法によって、特徴づけられる。アンテナ・セグメントを製造するために、第１長さを有する磁気コア及び第２長さを有するコイル担体が提供され、第２長さは第１長さより長い。さらにまた、コイル担体の第２端部区画上でコイル担体が磁気コアを越えて延在するように、磁気コアはコイル担体に挿入されており、ワイヤ・コイルが第２端部区画においてコイル担体の第１端部区画と第２端部区画との間に配置されるように、ワイヤ・コイルはコイル担体に巻き付けられている。この点に関して、第１の態様の有利な実施態様は、第３の態様にも有効である。

本発明は、第４の態様に従って、第２の態様によるマルチ・セグメント・アンテナを製造する方法によって、特徴づけられる。マルチ・セグメント・アンテナを製造するために、第１の態様に従った少なくとも２つのアンテナ・セグメントが提供され、少なくとも２つのアンテナ・セグメントが一列に配置されて、接続されたアンテナ・セグメントの、それぞれの後続のアンテナ・セグメントの第１端部区画と、それぞれの先行するアンテナ・セグメントの第２端部区画とが機械的に連結するように、少なくとも２つのアンテナ・セグメントが結合されている。第１乃至第３の態様の有利な実施態様は、第４の態様にも有効である。

本発明の例示的な実施形態は、概略的図面を用いて、以下において説明される。

アンテナ・セグメントの例示的実施形態を長手方向断面において示す図である。マルチ・セグメント・アンテナの例示的実施形態を長手方向断面において示す図である。マルチ・セグメント・アンテナのさらなる例示的実施形態を長手方向断面において示す図である。マルチ・セグメント・アンテナの例示的実施形態を斜視図において示す図である。

類似の要素、同じ種類の要素及び同様に動作する要素は、図中において同一参照符号を有することができる。

図１は、アンテナ・セグメント１０の例示的な実施態様を長手方向断面において示す図である。

アンテナ・セグメント１０は、第１端部区画１８と第２端部区画２０と有するコイル担体１４を備える。さらに、アンテナ・セグメント１０は、コイル担体１４の周りに配置されるワイヤ・コイル１６と、コイル担体１４内に配置される磁気コア１２とを有する。磁気コア１２及びワイヤ・コイル１６は、コイル担体１４の第１端部区画１８において磁気コア１２及びコイル担体１４がワイヤ・コイル１６を越えて延在し、コイル担体１４の第２端部区画２０においてコイル担体１４及びワイヤ・コイル１６が磁気コア１２を越えて延在するように、配置されている。

したがって、ワイヤ・コイル１６は、磁気コア１２に関して非対称的にシフトされて配置される。コイル担体１４はワイヤ・コイル１６をコアの端部を越えても担持しているので、ワイヤ・コイル１６はコアの端部を越えて延在する。

したがって、第１端部区画１８は、ワイヤ・コイル１６によって覆われていない。第１端部区画１８において、好ましくは、コイル担体１４は磁気コア１２と面一になるように終端する。

磁気コア１２は、複数のコア・セグメントから成ることができる。磁気コア１２は、円形、楕円、または、矩形の断面を有することができる。

特に、第１端部区画１８は第１結合区画を形成し、第２端部区画２０は第２結合区画を形成し、接続するアンテナ・セグメント１０、１０’の結合状態において隣り合うアンテナ・セグメント１０、１０’の、第１端部区画１８と第２端部区画２０との機械的な連結を可能にする。

各アンテナ・セグメントの尾部、即ちワイヤ・コイル１６が磁気コア１２を越えて延在する側と、各アンテナ・セグメントの頭部、即ち磁気コア１２がワイヤ・コイル１６によって覆われていない側と、がそれぞれの結合区画として機能することを意味する。特に、アンテナ・セグメントの頭部は突起を有し、アンテナ・セグメントの尾部はスロットを有し、後続のアンテナ・セグメント１０’の頭部の突起は、先行するアンテナ・セグメント１０の尾部のスロット内に挿入されることができる。

好ましくは、第１端部区画１８の第１長さは、第２端部区画２０の第２長さに等しい。

好ましくは、磁気コア１２はフェライト材料を含む、又は、フェライト材料から成る。コイル担体１４は、例えば、プラスチック材料を含むか、又は、プラスチック材料から成る。

アンテナ・セグメント１０を製造するために、第１長さを有する磁気コア１２及び第２長さを有するコイル担体１４が提供され、第２長さは第１長さより長い。さらにまた、コイル担体１４の第２端部区画２０上でコイル担体１４が磁気コア１２を越えて延在するように、磁気コア１２がコイル担体１４に挿入されている。ワイヤ・コイル１６が第２端部区画２０内で、コイル担体１４の第１端部区画１８と第２端部区画２０との間に配置されるように、ワイヤ・コイル１６がコイル担体１４上に巻き付けられている。

図２は、マルチ・セグメント・アンテナ１００の例示的な実施形態を長手方向断面で示す図である。

マルチ・セグメント・アンテナ１００は、少なくとも２つのアンテナ・セグメント１０、１０’を有する。少なくとも２つのアンテナ・セグメント１０、１０’は、接続するアンテナ・セグメント１０、１０’の、それぞれの後続のアンテナ・セグメント１０’の第１端部区画１８、と、それぞれの先行するアンテナ・セグメント１０の第２端部区画２０とが機械的に連結するように、一列に配置され、構成されている。

接続するアンテナ・セグメント１０、１０の磁気コア１２、１２’は、互いに対面して（face-to-face）配置される。任意に、アンテナ・セグメント１０、１０’のそれぞれの接続する磁気コア１２、１２’の間に、粘着性の物質（an adhesive substance）が配置されている、

先行するアンテナ・セグメント１０の第１端部区画１８は、後続のアンテナ・セグメント１０の第２端部区画２０のワイヤ・コイル１６によって覆われる。

例えば、各アンテナ・セグメント１０、１０’は少なくとも２つのジョイント・インタフェース要素２２を有する。少なくとも２つのジョイント・インタフェース要素２２は、それぞれ、ワイヤ・コイル１６の始点及び終点として機能する。少なくとも２つのジョイント・インタフェース要素２２は、マルチ・セグメント・アンテナ１００の隣り合うアンテナ・セグメント１０、１０’のワイヤ・コイル１６、１６’の電気的結合を提供するように、配置され、構成される。

好ましくは、隣り合うアンテナ・セグメント１０、１０’のそれぞれのジョイント・インタフェース要素２２は、例えば半田付け及び／又は溶接及び／又はクリンピングにより、密着して結合（cohesively coupled）している。このようにして、安定な電気的結合が設けられることができる。

マルチ・セグメント・アンテナ１００を製造するために、少なくとも２つのアンテナ・セグメント１０、１０’は、少なくとも２つのアンテナ・セグメント１０、１０’が一列に配置され、接続するアンテナ・セグメント１０、１０’のそれぞれの後続のアンテナ・セグメント１０’の第１端部区画１８と、それぞれの先行するアンテナ・セグメント１０の第２端部区画２０とが機械的に連結するように、結合される。

特に、後続のアンテナ・セグメント１０’の頭部の突起は、先行するアンテナ・セグメント１０のビブのスロットに挿入される。図３は、マルチ・セグメント・アンテナ１００のさらなる例示的な実施形態を長手方向断面で示す図である。

図２に示されるマルチ・セグメント・アンテナ１００の実施形態と比較して、このマルチ・セグメント・アンテナ１００において、アンテナ・セグメントの列の端部に配置される最後のアンテナ・セグメントは、最後のアンテナ・セグメントの第２端部区画２０に配置されるプラグ２４を備える。

図４は、マルチ・セグメント・アンテナ１００の例示的な実施形態を斜視図で示す。

１０、１０’ アンテナ・セグメント（antenna segment）
１２、１２’ 磁気コア（magnetic core）
１４、１４’ コイル担体（coil carrier）
１６、１６’ ワイヤ・コイル（wire coil）
１８、１８’ 第１端部区画（first end section）
２０、２０’ 第２端部区画（second end section）
２２ジョイント・インタフェース要素（joint interface element）
２４プラグ（plug）

Claims

アンテナ・セグメントであって、
第１端部区画及び第２端部区画を含むコイル担体と、
前記コイル担体の周りに配置されるワイヤ・コイルと、
前記コイル担体内に配置された磁気コアと、
を備え、
前記磁気コア及び前記ワイヤ・コイルは、
前記第１端部区画において、前記磁気コア及び前記コイル担体が前記ワイヤ・コイルを越えて延在し、
第２端部区画において、前記コイル担体及び前記ワイヤ・コイルが前記磁気コアを越えて延在するように、
配置されている、アンテナ・セグメント。
前記第１端部区画が第１形状を有し、前記第２端部区画が第１形状と相補的な第２形状を有する、
請求項１記載のアンテナ・セグメント。
前記磁気コアがフェライト材料を含むか、又は、フェライト材料から成る、
請求項１又は２記載のアンテナ・セグメント。
前記アンテナ・セグメントは少なくとも２つのジョイント・インタフェース要素を含み、
前記少なくとも２つのジョイント・インタフェース要素は、それぞれ、前記ワイヤ・コイルの始点及び終点として機能し、少なくとも２つのアンテナ・セグメントの結合状態において、隣り合うアンテナ・セグメントの前記ワイヤ・コイルの電気的結合を提供するように、配置され、構成されている、
請求項１乃至３いずれか１項記載のアンテナ・セグメント。
少なくとも２つの、請求項１乃至４いずれか１項記載のアンテナ・セグメントを有するマルチ・セグメント・アンテナであって、
少なくとも２つの前記アンテナ・セグメントは、接続するアンテナ・セグメントのそれぞれの後続のアンテナ・セグメントの前記第１端部区画と、それぞれの先行するアンテナ・セグメントの前記第２端部区画とが機械的に連結するように、一列に配置され、構成されている、
マルチ・セグメント・アンテナ。
前記アンテナ・セグメントのそれぞれの接続する磁気コアの間に、粘着性の物質が配置されている、
請求項５記載のマルチ・セグメント・アンテナ。
前記アンテナ・セグメントの列の端部に配置された最後のアンテナ・セグメントは、前記最後のアンテナ・セグメントの前記第２端部区画に配置されたプラグを有している、
請求項５又は６記載のマルチ・セグメント・アンテナ。
請求項１乃至４いずれか１項によるアンテナ・セグメントを製造する方法であって：
第１長さを有する磁気コアを提供するステップと、
第２長さを有するコイル担体を提供するステップであって、前記第２長さは前記第１長さより長い、ステップと、
前記コイル担体の前記第２端部区画で前記コイル担体が前記磁気コアを越えて延在するように、前記磁気コアを前記コイル担体に挿入するステップと、
前記ワイヤ・コイルが前記第２端部区画において、前記コイル担体の前記第１端部区画と前記第２端部区画との間に配置されるように、前記ワイヤ・コイルを前記コイル担体上に巻き付けるステップと、
を含む、方法。
請求項５乃至７いずれか１項によるマルチ・セグメント・アンテナを製造する方法であって：
請求項８に従って少なくとも２つのアンテナ・セグメントを製造するステップと、
前記少なくとも２つのアンテナ・セグメントが一列に配置され、接続するアンテナ・セグメントの、それぞれの後続のアンテナ・セグメントの前記第１端部区画と、それぞれの先行するアンテナ・セグメントの前記第２端部区画とが機械的に連結するように、前記少なくとも２つのアンテナ・セグメントを結合するステップと、
を含む、方法。