JPH05267922A

JPH05267922A - 車載用アンテナ

Info

Publication number: JPH05267922A
Application number: JP4063812A
Authority: JP
Inventors: Koji Okuda; 孝司奥田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Material Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronics Engineering Corp
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】地上での十分な受信レベルを確保した上で、
小型化が可能な車載用アンテナを提供する。【構成】アモルファス磁性合金薄帯２の積層物によっ
て棒鉄心１を構成する。アモルファス磁性合金薄帯２の
積層物は、樹脂の含浸硬化等による固定手段によって、
車載用棒鉄心としての剛性が与えられている。このアン
テナ用棒鉄心に信号送信用コイル７を巻回し、車載用ア
ンテナ８が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用のアンテナに関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動列車停止（以下、ＡＴＳと記す）や
自動列車制御（以下、ＡＴＣと記す）等の車両情報伝達
装置は、車上発信器からの信号を車上に設けられたアン
テナを介して、地上の所要位置に設けられたループアン
テナに送信し、列車の速度制御や停止制御を行うもので
ある。

【０００３】このような車両情報伝達装置では、信号系
として 10kHz〜 20kHz程度の搬送周波数が使用されてい
る。また、それらに用いられる車上アンテナとしては、
一般的に厚さ 0.3mm〜0.35mm程度のけい素鋼板の積層物
からなる鉄心が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなけい素鋼板の積層物からなる鉄心を用いた車上
アンテナにおいては、けい素鋼板自体の高周波特性が劣
ることから、地上での十分な受信レベルが得難いという
問題があった。すなわち、けい素鋼板を用いた車上アン
テナでは、高周波域で鉄損が大きくなると共に、高周波
域で十分な実効透磁率が得られないため、信号の減衰が
大きく、地上での受信レベルが低下してしまい、誤動作
を招く可能性があった。

【０００５】そこで、地上での受信レベルを十分に得る
ために、現状では車上アンテナを大型化する等の方策が
なされているが、大型化したアンテナは列車搭載用とし
て適するものではない。このようなことから、高周波信
号の減衰を押さえることによって、小型化することが可
能な車載用アンテナが強く求められている。

【０００６】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、地上で十分な受信レベルを確保した
上で、小型化が可能な車載用アンテナを提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の車載
用アンテナは、アモルファス磁性合金薄帯の積層物と、
この積層物を固定する手段とを有するアンテナ用鉄心
と、前記アンテナ用鉄心に巻回された信号送信用コイル
とを具備することを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の車載用アンテナにおいては、高周波特
性に優れたアモルファス磁性合金薄帯の積層物を、アン
テナ用鉄心として使用しているため、 10kHz〜 20kHz程
度の搬送周波数によって車上信号を送信する際において
も、信号の減衰を極めて小さくすることができる。した
がって、地上での十分な受信レベルを維持した上で、車
載用アンテナの小型化が可能となる。また、アンテナ用
鉄心となるアモルファス磁性合金薄帯の積層物は、固定
手段によって層間が固定されているため、車両からの振
動等が付加されても、車載用として十分な剛性を維持す
ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の車載用アンテナの実施例につ
いて、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実
施例の車載用アンテナの構成を示す図である。同図にお
いて、１はアンテナ用棒鉄心である。このアンテナ用棒
鉄心１は、図２に示すように、高透磁率磁性材料として
のアモルファス磁性合金薄帯２の積層物から主としてな
るものである。

【００１０】上記アンテナ用棒鉄心１に用いられるアモ
ルファス磁性合金としては、Fe基、Co基のいずれの合金
でもかまわないが、例えば一般式：（ M_1-a M′_a）_100-x X_x ………(1) （式中、 MはFeおよびCoから選ばれた少なくとも 1種の
元素を、 M′はTi、V 、Cr、Mn、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、
TaおよびW から選ばれた少なくとも 1種の元素を、 Xは
B 、Si、C および Pから選ばれた少なくとも 1種の元素
を示し、 aおよびxはそれぞれ 0≦ a≦0.15、 10at%≦
x≦35at% を満足する数である）で表される組成を有す
るものが例示される。

【００１１】(1)式で表される合金組成において、M 元
素および M′元素はいずれも磁気特性の改善および合金
の熱安定性の改善に有効な元素である。また、 X元素は
合金の非晶質化に必須な元素であるが、その含有量が 1
0at%未満の場合、あるいは35at% を超えている場合は、
合金を非晶質化することが困難となる。 Xで表される元
素のうち、SiがB よりも多く含有されていることが合金
の熱安定性と保磁力の点から好ましい。

【００１２】上記したアモルファス磁性合金薄帯は、溶
湯急冷法によって容易に製造することができる。また、
使用するアモルファス磁性合金薄帯の厚さは、15μm 〜
35μm 程度とすることが好ましい。このようなCo基もし
くはFe基のアモルファス磁性合金薄帯は、高周波域にお
いても高透磁率、低鉄損が得られる。

【００１３】この実施例におけるアンテナ用棒鉄心１
は、上述したようなアモルファス磁性合金薄帯２を積層
し、この積層物の層間を固定することによって構成され
たものである。この積層物の固定手段としては、例えば
図３に示すように、アモルファス磁性合金薄帯２の層間
に樹脂３、例えばエポキシ樹脂を含浸し、この樹脂３を
硬化させることで、積層物全体を固定する方法、いわゆ
る樹脂含浸法を採用することができる。この樹脂含浸法
によれば、積層物の固定のみならず、層間絶縁も行うこ
とができるため、アモルファス磁性合金薄帯２の積層物
の剛性向上と共に、磁気特性の向上にも寄与する。

【００１４】このような樹脂含浸法を適用したアンテナ
用棒鉄心１は、例えば以下のようにして製造される。ま
ず、上述したような組成を有する合金溶湯を急冷し、ア
モルファス状の長尺な薄帯を得る。次いで、図４に示す
ように、所定形状の芯材、４すなわち所要の棒鉄心の長
さ以上の直線部４ａを有する芯材４に、上記アモルファ
ス合金薄帯２を巻回する。薄帯巻回部の肉厚あるいは重
量が所定の値になった時点で薄帯２の巻回操作を停止
し、巻き戻りが起こらないような処置、例えばレーザ溶
接等を施す。このような巻回操作によれば、低コストで
かつ安定してアモルファス合金薄帯２の積層を行うこと
ができる。なお、上記アモルファス合金薄帯２から所定
寸法の回廊状片を打ち抜き成形し、この回廊状片を所定
の寸法となるように積層し、積層体を作製することも可
能であるが、積層による場合には、以下に記す樹脂含浸
工程における形状維持等に注意を要する。

【００１５】次いで、上記アモルファス合金薄帯２の巻
回体５（もしくは積層体）に、アモルファス合金薄帯２
の結晶化温度以下の温度で熱処理を施し、所望の磁気特
性を付与する。この熱処理は、必ずしも必要とするもの
ではないが、磁気特性の点から行うことが好ましい。

【００１６】次に、熱処理を施した巻回体５から芯材４
を抜き取った後、巻回体５に樹脂含浸を施して、巻回体
５の層間を固定する。この後、樹脂含浸した巻回体５を
所要形状に切断し、目的とする棒鉄心を得る。

【００１７】ここで、巻回体５の切断時においては、図
５に示すように、アモルファス合金薄帯２の湾曲部２ａ
の影響が及ばないように切断位置を設定し、アモルファ
ス合金薄帯２の直線部２ｂのみで、棒鉄心を構成するこ
とが好ましい。すなわち、アモルファス合金薄帯２の湾
曲部２ａおよびその近傍部は、応力の印加状態となって
いるため、機械的強度が直線部２ｂに比べて低下してい
る。したがって、振動等が加わった際に、欠けや割れ等
が発生する可能性が高い。これに対して、アモルファス
合金薄帯２の直線部２ｂのみによれば、剛性や機械的強
度に優れた棒鉄心が得られる。

【００１８】この実施例においては、上述したような方
法により製造したアンテナ用棒鉄心１に、車上発信器６
に接続された信号送信用コイル７を巻回することによっ
て車載用アンテナ８が構成されている。そして、この車
載用アンテナ８から地上の所要位置に設置される地上ル
ープアンテナ９に信号を伝送することによって、ＡＴＳ
やＡＴＣが構成される。

【００１９】なお、上記実施例においては、アモルファ
ス合金薄帯２の積層物の固定方法として樹脂含浸法につ
いて説明したが、本発明における積層物の固定手段はこ
れに限られるものではなく、例えば以下に記すような固
定手段を採用することも可能である。

【００２０】例えば図６に示すように、アモルファス合
金薄帯の積層物１０の両外層上に、けい素鋼板等の補強
材１１を積層し、これら補強材１１と共にアモルファス
合金薄帯の積層物１０を固定バンド１２で固定すること
によっても、棒鉄心としての剛性が得られる。また、図
７に示すように、アモルファス合金薄帯の積層物１０を
熱収縮チューブ１３で覆うことによっても、棒鉄心とし
ての剛性が得られる。次に、本発明の車載用アンテナの
具体例とその評価結果について説明する。

【００２１】まず、Fe₇₈ B₁₃Si₉で組成が表され、幅50
mm×厚さ25μm のアモルファス磁性合金薄帯を用意し、
これを図４に示したように、有効直線部４ａの長さが 4
50mm以上の芯材４に巻回した後、巻回端部をレーザ溶接
によって固定した。

【００２２】次いで、上記アモルファス合金薄帯２の巻
回体５に、 390〜 420℃× 0.5〜 2時間程度の条件で熱
処理を施し、巻回体５から芯材４を抜き取った後、巻回
体５にエポキシ系樹脂を含浸硬化させて、巻回体５の層
間を固定すると共に、鉄心としての剛性を高めた。

【００２３】この後、図５に示したように、アモルファ
ス合金薄帯２の直線部２ｂのみで棒鉄心が構成され、か
つ長さが 400mmとなるように巻回体５を切断して、 400
mm×50mm×35mmの棒鉄心を得た。

【００２４】また、本発明との比較として、厚さ0.35mm
の無方向性けい素鋼板を用いて、上記実施例と同一形状
の棒鉄心を作製した。

【００２５】このようにして得た実施例および比較例の
棒鉄心をそれぞれ用いて、図１に示した車載用アンテナ
８を構成し、車載用アンテナ８からの出力は同一とし
て、地上での受信レベルを比較した。その結果、比較例
によるけい素鋼板を用いた車載用アンテナでは、受信レ
ベル-21.2dBVという値しか得られなかったのに対し、実
施例によるアモルファス合金薄帯を用いた車載用アンテ
ナでは、-14.2dBVと良好な結果が得られ、送信能力の改
善が認められた。また、上記実施例によるアモルファス
合金薄帯を用いた棒鉄心の剛性を曲げ強度や固有振動数
等により調べたところ、車載用アンテナとして十分な剛
性を有することを確認した。

【００２６】上述した評価結果からも明らかなように、
本発明による車載用アンテナは、高周波域での損失（鉄
損）が少なく、かつ透磁率にも優れるアモルファス合金
薄帯の積層物からなる棒鉄心を用いているため、小型で
かつ地上での受信レベルに優れたものとなる。また、棒
鉄心の剛性は、樹脂含浸等の固定手段によって十分に高
められているため、列車搭載時における振動の付加等に
よっても、損傷等を招くこともない。よって、誤動作の
ない安定した車載用アンテナを提供することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
周波域での損失が少なく、かつ透磁率にも優れるアモル
ファス合金薄帯の積層物からなる棒鉄心を用いており、
また車載用としての剛性を固定手段によって得ているた
め、地上での十分な受信レベルを確保した上で、小型で
かつ安定性に優れた車載用アンテナを提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の車載用アンテナの構成例を
示す図である。

【図２】本発明の一実施例の車載用アンテナの棒鉄心の
構成を示す斜視図である。

【図３】図２に示す棒鉄心の一部を拡大して示す断面図
である。

【図４】図２に示す棒鉄心の製造方法の一例における一
工程を説明するための斜視図である。

【図５】図２に示す棒鉄心の製造方法の一例における他
の工程を説明するための図である。

【図６】本発明の車載用アンテナにおける棒鉄心の固定
手段を示す斜視図である。

【図７】本発明の車載用アンテナにおける棒鉄心のさら
に他の固定手段を示す斜視図である。

【符号の説明】

１……アンテナ用棒鉄心２……アモルファス磁性合金薄帯３……積層物固定用樹脂６……車上発信器７……信号送信用コイル８……車載用アンテナ９……地上ループアンテナ１１…補強材１２…固定バンド１３…熱収縮チューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アモルファス磁性合金薄帯の積層物と、
この積層物を固定する手段とを有するアンテナ用鉄心
と、前記アンテナ用鉄心に巻回された信号送信用コイルとを
具備することを特徴とする車載用アンテナ。