WO2017183933A1 - 3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템 - Google Patents

3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템 Download PDF

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WO2017183933A1
WO2017183933A1 PCT/KR2017/004262 KR2017004262W WO2017183933A1 WO 2017183933 A1 WO2017183933 A1 WO 2017183933A1 KR 2017004262 W KR2017004262 W KR 2017004262W WO 2017183933 A1 WO2017183933 A1 WO 2017183933A1
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WO
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antenna module
wire guide
magnetic core
coil
axis
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PCT/KR2017/004262
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우봉식
김철한
주현태
Original Assignee
주식회사 아모그린텍
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/24—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/30—Detection related to theft or to other events relevant to anti-theft systems
    • B60R25/34—Detection related to theft or to other events relevant to anti-theft systems of conditions of vehicle components, e.g. of windows, door locks or gear selectors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B77/00—Vehicle locks characterised by special functions or purposes
    • E05B77/14—Specially controlled locking actions in case of open doors or in case of doors moved from an open to a closed position, e.g. lock-out prevention or self-cancelling
    • E05B77/18—Keyless locking with self-cancellation, e.g. resulting in an unlocking action when the door is being closed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material

Definitions

  • the present invention relates to a three-axis antenna module and a keyless entry system including the same.
  • a three-axis antenna module and a keyless including the same can be applied to a keyless entry system for wirelessly manipulating locking or opening a door of a vehicle. It relates to the entry system.
  • the keyless entry system is a system for releasing the door lock without the operation of a separate key or a remote controller. When the driver holds the key, the key is automatically unlocked while the key and the electronic authentication device inside the vehicle are authenticated.
  • Modern keyless entry systems first introduced in the 1980s, use circuit boards, coded RFID technology chips, batteries, and small antennas. Dual batteries and a small antenna send signals to vehicles a few feet away.
  • the antenna module used in the keyless entry system is generally implemented in a form in which a coil is wound around a rod-shaped ferrite core, and a plurality of antenna modules are mounted at predetermined positions. Accordingly, when the receiving antenna of the smart key is composed of a single antenna coil, the communication distance (distance to receive data from the vehicle side) becomes extremely short or worst depending on the direction of the magnetic field generated by the transmitting antenna of the vehicle. In this case, there was a problem that communication did not work.
  • the reception antenna embedded in the smart key has the best reception sensitivity when the axial direction of the antenna coil and the magnetic field generated by the transmission antenna of the vehicle are parallel, and the reception sensitivity is deteriorated when they are orthogonal to each other. Therefore, it is necessary to configure the omnidirectional characteristics so that the signal transmitted from the vehicle can be stably received by the receiving antenna of the smart key at all times regardless of the position of the antenna of the vehicle.
  • the receiving antenna is configured through a plurality of antenna coils
  • the installation space of the receiving antenna can be increased. Therefore, when the plurality of antenna coils are approached and arranged in a confined space such as a smart key, communication performance can be reduced by mutual interference between these antenna coils. There is a problem that can be degraded.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a three-axis antenna module and a keyless entry system including the same, which are capable of reception in all directions and can realize a thin structure. .
  • the three coils are arranged around each of the X axis, Y axis and Z axis orthogonal to each other, made of a material having a magnetic material, the first winding around the X axis A magnetic core supporting one coil and a second coil wound around the Y axis; And a plurality of wire guides provided on the side of the magnetic core to support the third coil wound around the Z axis.
  • the wire guide may be formed with a coupling groove which is formed in a predetermined depth inward, the coupling groove may be disposed so that a portion of the magnetic core in contact with the inner surface of the coupling groove.
  • the wire guide may be coupled in a horizontal direction with respect to the magnetic core having at least one wire binding port for connecting any one of both ends of the coil.
  • the coupler may be provided in a pair spaced apart at a predetermined interval along the height direction of the wire guide, the insertion groove is drawn along the height direction from the upper surface and the lower surface of the magnetic core, respectively. It may be provided in a pair formed.
  • the above-described three-axis antenna module may be embedded in a smart key or embedded in a portable terminal, embedded in a wearable device such as a smart watch, and embedded in a receiver constituting a keyless entry system. You can also implement a keyless entry system.
  • the wire guide can serve as a guide for guiding the winding position of the coil, and also serves as an electrical connection to the outside and a terminal for energizing the coil.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a three-axis antenna module according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view illustrating a state in which a plurality of coils are removed from FIG. 1;
  • FIG. 4 is a view illustrating a state in which a plurality of wire guides are forcibly separated from a magnetic core in FIG. 2;
  • FIG. 5 is a view illustrating a cutaway of a plurality of wire guides in order to show a coupling relationship between a wire guide and a magnetic core in FIG. 2;
  • 6A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2;
  • FIG. 6B is a sectional view along the B-B direction in FIG. 2;
  • 6C is a cross-sectional view taken along the C-C direction of FIG. 2;
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a three-axis antenna module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which a plurality of coils are removed from FIG. 7;
  • FIG. 10 is a view illustrating a state in which a plurality of wire guides are forcibly separated from a magnetic core in FIG. 7;
  • FIG. 11 is a view in which some of the plurality of wire guides are longitudinally cut in order to show a coupling relationship between the wire guide and the magnetic core in FIG. 7;
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion of a plurality of wire guides laterally cut in order to show a coupling relationship between a wire guide and a magnetic core in FIG. 7;
  • FIG. 13A is a sectional view along a-a direction of FIG. 7
  • FIG. 13B is a sectional view along the b-b direction of FIG. 7
  • FIG. 13C is a sectional view along the c-c direction of FIG. 7;
  • FIG. 14 is a flowchart schematically illustrating a process of integrating a magnetic core and a wire guide through insert molding in a three-axis antenna module according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing a triaxial antenna module according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a view illustrating a state in which a plurality of coils are removed from FIG. 15;
  • FIG. 18 is a view illustrating a state in which a wire guide and a magnetic core are separated from each other in FIG. 16;
  • FIG. 19A is a sectional view taken along the direction D-D in FIG. 16, and FIG. 19B is a sectional view taken along the direction E-E in FIG.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing a three-axis antenna module according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a view illustrating a state in which a plurality of coils are removed from FIG. 20;
  • FIG. 23 is a view illustrating a state in which a wire guide and a magnetic core are separated from each other in FIG. 21;
  • FIG. 24 is an enlarged view of a coupling hole of an insertion groove and a wire guide of a magnetic core applied to a three-axis antenna module according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a view illustrating a state before coupling and a state after coupling between the insertion groove of the magnetic body core and the wire guide applied to the 3-axis antenna module according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a sectional view taken along the line F-F in FIG. 21, and
  • FIG. 27 is an exemplary diagram of a keyless entry system using a triaxial antenna module according to the present invention.
  • the three-axis antenna module 100, 200, 300, 400 is a plurality of coils (111, 112, 113), magnetic cores (120, 220, 320, 420) and a plurality of wire guides as shown in Figure 1, 7, 7, 15 and 20 130,230,330,430).
  • the plurality of coils 111, 112, and 113 are for performing wireless communication by generating a radio signal having a predetermined frequency band when the power is applied, and the first coil 111, the second coil 112, and the third coil 113. It may include, and the three coils may be arranged to be orthogonal to each other by being wound around the X-axis, Y-axis and Z-axis orthogonal to each other.
  • the first coil 111 may be wound a plurality of times around an X axis
  • the second coil 112 may be wound a plurality of times around a Y axis
  • the third coil 113 may be Z. It may be wound around a shaft a plurality of times.
  • the plurality of coils 111, 112, and 113 may be enameled wires having enamel insulation formed outside of copper wires having a predetermined wire diameter.
  • the material of the coil is not limited thereto, and it is understood that all materials can be used as long as the conductive material is covered with an insulating layer.
  • the magnetic cores 120, 220, 320, and 420 may be disposed inside the three coils 111, 112, and 113 disposed orthogonally to each other to support a part or the whole of the three coils 111, 112, and 113 to maintain the three coils in the orthogonal state.
  • the magnetic cores 120, 220, 320, and 420 may include a main body 121 on which the first coil 111 is wound and a plurality of protrusions 122 on which the second coil 112 is wound.
  • the plurality of protrusions 122 may have a predetermined length in a direction parallel to the Y-axis direction and may be integrally formed on the upper and lower surfaces of the main body 121, respectively.
  • the plurality of protrusions 122 may be spaced apart at intervals along the X-axis direction on the edge of the main body 121. Accordingly, the first coil 111 is wound around the X axis a plurality of times along the surface of the main body 121, and the second coil 112 is centered around the Y axis to surround the plurality of protrusions 122 at the same time. When winding a plurality of times, the first coil 111 and the second coil 112 may be arranged to be perpendicular to each other.
  • the plurality of protrusions 122 may be formed on only one surface of the upper and lower surfaces of the main body 121, or may be formed to be symmetrical to each other on the upper and lower surfaces of the main body 121.
  • the protrusion 122 may have the same thickness as the total thickness of the first coil 111 whose protruding thickness t2 is wound on the main body 121 (FIGS. 6A, 13A, 19A and FIG. 26).
  • the magnetic cores 120, 220, 320, and 420 may include the receiving spaces 121a and 121b defined by at least one of the upper and lower surfaces of the body 121 and the side surfaces of the protrusions 122. The thickness of the first coil 111 wound on the 121 may be accommodated.
  • the protrusion thickness t2 of the protrusion 122 is not limited thereto, and the protrusion thickness t2 of the protrusion 122 protruding from the upper and lower surfaces of the main body 121 may be the main body 121. Note that it may have a thickness relatively thicker than the total thickness of the first coil (111) wound on).
  • the total thickness of the first coil 111 may be the wire diameter of the first coil 111, the winding so that the first coil 111 overlaps a plurality of layers along the surface of the main body 121. If so, it may be the total thickness of the wound coil.
  • the magnetic cores 120, 220, 320, and 420 may be sintered ferrites such as Mn-Zn, Ni-Zn, and Ni-Cu-Zn, but are not limited thereto. Dust cores may also be used and magnetic to form an inductor core. Note that any material having a can be used.
  • the magnetic core (120, 220, 320, 420) may be a soft magnetic alloy having an amorphous or nanocrystalline structure.
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330 and 430 support the third coil 113 wound around the Z axis so that the third coil 113 is perpendicular to the first coil 111 and the second coil 112, respectively. It may be kept in a deployed state.
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330, 430 may be spaced apart at predetermined intervals along the edge of the magnetic core (120, 220, 320, 420).
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 may be disposed at four corners of the magnetic cores 120, 220, 320, and 420 when the magnetic cores 120, 220, 320, and 420 are provided in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the third coil 113 is wound to simultaneously surround the plurality of wire guides 130 and 230 about the Z axis, the first coil 111 and the second coil 112 wound on the magnetic cores 120, 220, 320, and 420.
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 may be formed of an insulator.
  • the plurality of wire guides 130, 330, and 430 may be provided with an accommodating part for accommodating part or the entire thickness of the third coil 113 at a side contacting the third coil 113.
  • the plurality of wire guides 130, 330, and 430 may be formed with a coil arrangement groove 132 for receiving a thickness of the third coil 113 in an area in contact with the third coil 113.
  • the depth d of the coil arrangement groove 132 may have the same size as the entire thickness of the third coil 113 (see FIGS. 6A, 19A and 22). Accordingly, the entire thickness of the third coil 113 is accommodated by the coil arrangement groove 132 so that the third coil 113 may not protrude outward.
  • the depth d of the coil arrangement groove 132 is not limited thereto, and it may be found that the coil arrangement groove 132 may have a thickness relatively thicker than the total thickness of the third coil 113.
  • the plurality of wire guides 230 may have a side surface on which the third coil 113 is disposed. That is, the plurality of wire guides 230 have a partial area 232b of the entire area of the side where the third coil 113 is disposed and the remaining area 232b except for the partial area 232a. It may be formed as a stepped surface having a height difference (h) with respect to the 232a, the remaining area 232b may be formed to protrude outward with respect to the partial area (232a).
  • the height difference h of the stepped surface may have the same size as the entire thickness of the third coil 113 (see FIGS. 13A to 13C). Accordingly, when the first coil 111 is wound to be in direct contact with the partial area 232a, the thickness of the third coil 113 is accommodated through a space formed by the stepped surface, thereby allowing the third coil 113 to be disposed. ) May not protrude outward.
  • the side of the wire guide 230, the side in which the third coil 113 is disposed is formed as a step surface having a predetermined height difference h, so that the partial area 232a is horizontal along the Z-axis direction.
  • the height difference h of the stepped surface is not limited to the same size as the entire thickness of the third coil 113, and may have a thickness relatively thicker than the entire thickness of the third coil 113.
  • the total thickness of the third coil 113 may be a wire diameter of the third coil 113, or the total thickness of the coil wound when the third coil 113 is wound to overlap a plurality of layers. Can be.
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330, 430 is the sum of the protrusion thickness (t2) of the protrusion 122 formed on at least one of the upper surface and the lower surface of the body 121 and the thickness (t1) of the body 121.
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 may be formed to have the same thickness as the entire thickness, but the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 may have a thickness t2 and a main body of the protrusion 122 formed on at least one of the upper and lower surfaces of the main body 121.
  • the thickness t1 of 121 may be formed to have a thickness t3 that is relatively thicker than the total thickness t1 + 2t2 (see FIGS. 6A, 13A, 19, and 26).
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 may have a top surface and a bottom surface formed on one surface of the protrusion 122 formed on the top surface of the body 121 and a protrusion 122 formed on the bottom surface of the body 121. It may be arranged to protrude a certain height in each of the Z-axis direction from one surface of.
  • the protruding thickness t31 of the wire guide 130 protruding from one surface of the protruding portion 122 may have the same thickness as the entire thickness of the second coil 112 wound around the protruding portion 122.
  • the wire guides 130, 230, 330 and 430 are formed on one surface of the pair of protrusions 122 formed on the upper surface of the main body 121 and the protruding surfaces of the wire guides 130, 230, 330 and 430 and the lower surface of the main body 121.
  • Receiving spaces 122a and 122b defined by one surface of the pair of protrusions 122 and the protrusions of the wire guides 130, 230330, and 430 are respectively formed to be wound to surround the plurality of protrusions 122.
  • the thickness of the second coil 112 may be accommodated.
  • the total thickness t3 of the wire guides 130, 230, 330, and 430 is not limited thereto, and the total thickness t3 of the wire guides 130, 230, 330, and 430 may protrude from one surface of the protrusion 122, respectively.
  • the protrusion thickness t31 may have a thickness relatively thicker than the total thickness of the second coil 112 wound to surround the plurality of protrusions 122.
  • the total thickness of the second coil 112 may be a wire diameter of the second coil 112, so that the second coil 112 overlaps a plurality of layers to surround the plurality of protrusions 122. When winding, it may be the total thickness of the wound coil.
  • the plurality of wire guides (130,230,330,430) is at least one terminal 142 for electrical connection to the outside and at least one wire for connecting the end of any one of the plurality of coils (111,112,113)
  • a binding hole 144 may be included, and the terminal 142 and the wire binding hole 144 may be electrically connected to each other.
  • the terminal 142 may be formed on the bottom surface of the wire guides 130, 230, 330, and 430, and the wire binding holes 144 may be formed on the side surfaces of the wire guides 130, 230, 330, and 430, respectively.
  • Two terminals 142 and two wire binding holes 144 may be formed at the 130, 230, 330, and 430, respectively, and the two terminals 142 and the two wire binding holes 144 may be matched one-to-one and electrically connected to each other.
  • the wire binding holes 144 and the terminals 142 matched with each other may be made of each member and connected to each other, but may be formed of one conductive member 140 having a predetermined area and length (FIG. 6C). 13C, 17 and 22). Accordingly, when both ends of the plurality of coils 111, 112 and 113 are individually connected to the plurality of wire binding holes 144, both ends of the coils 111, 112 and 113 may be electrically connected to the respective terminals 142.
  • any one of both ends of the first coil 111 may include first wire guides 130a, 230a, 330a, and 430a of the plurality of wire guides.
  • any one of both ends of the second coil 112 may be connected to the second wire binding hole (144b) formed in the first wire guides (130a, 230a, 330a, 430a) and the other end is the first end.
  • the wire guides 130a, 230a, 330a, and 430a may be connected to a seventh wire binding hole 144g formed in the fourth wire guides 130d, 230d, 330d, and 430d spaced apart from each other in the X-axis direction.
  • any one of both ends of the third coil 113 may be spaced apart from the first wire guides 130a, 230a, 330a, and 430a along the Y-axis direction, and the second wire guides 130b, 230b, 330b, and 430b.
  • the third wire binding hole 144c and the sixth wire binding hole 144f which are not connected to both ends of the coil may serve as a ground, and the other one connected to the end of the coil when coupled with the circuit board. It may be in the form of being electrically connected to the wire binding sphere of each.
  • the positions of the wire binding holes 144 connected to both ends of the plurality of coils 111, 112, and 113, respectively, are not limited thereto, and may be variously changed according to design conditions.
  • any one of the plurality of wire guides may be formed with at least one mark portion 134 for indicating a reference position.
  • the reference position may be a position of the terminal 142a directly connected to the first wire binding port 144a among the plurality of terminals.
  • the mark portion 134 is provided in the form of a receiving space having a predetermined depth on the upper surface of the first wire guide 130a, the terminal 142a is formed to be connected to the first wire binding hole (144a). Can be.
  • the mark unit 134 is not limited thereto, and the mark unit 134 may be used as long as it can be easily identified by the operator, such as a leader line, a color, and a figure.
  • the mark portion 134 is not shown in the embodiment of FIGS. 7 to 14 in the drawings, it is understood that the same may be applied to the embodiment of FIGS. 7 to 14.
  • the above-described three-axis antenna module (100, 200, 300, 400) is connected to both ends of the coil (111, 112, 113) to the plurality of wire binding sphere 144, respectively, and the terminal 142 is matched with each wire binding sphere 144 Can be electrically connected. Accordingly, after the circuit board (not shown) is disposed on the lower surface side of the three-axis antenna module 100, 200, 300, and 400, the terminals 142 formed on the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 are electrically connected to the circuit board.
  • the circuit board and the plurality of coils 111, 112, and 113 are electrically connected to each other through a terminal 142 and a wire binding hole 144 electrically connected to each other, and power provided from the outside is supplied to the respective coils 111, 112, and 113 through the circuit board. Can be supplied.
  • the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 applied to the three-axis antenna module 100, 200, 300, and 400 according to the present invention serve to support the third coil 113 wound around the Z axis, and are made of an insulator and exposed to the outside.
  • the overall configuration is simple, and the first coil 111, the second coil 112, and the third coil ( By accommodating the total thickness of 113), it is possible to reduce the size as much as the thickness corresponding to each coil, it is possible to implement a thinner.
  • a connection terminal (not shown) corresponding to the plurality of terminals 142 may be formed on one surface of the circuit board.
  • the plurality of terminals 142 and wire binding holes 144 may be provided in all of the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430, or may be selectively provided only in a part of the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430, respectively.
  • the number of terminals 142 and wire binding holes 144 formed in the wire guides 130, 230, 330, and 430 may have the same number or different numbers.
  • the total number of the terminals 142 and the wire binding holes 144 formed in the plurality of wire guides 130, 230, 330, and 430 may be six or more so that both ends of the three coils 111, 112, and 113 disposed orthogonally to each other may be individually connected. If it is, it is enough.
  • the conductive member 140 may be integrated with the wire guides 130, 230, 330, and 430 through insert molding.
  • the conductive member 140 may be in a state in which the remaining portions except for the terminal 142 and the wire binding hole 144 are embedded in the wire guides 130, 230, 330, and 430. Accordingly, one end of the conductive member 140 may be exposed on the bottom surface of the wire guides 130, 230, 330, and 430 to serve as a terminal 142, and the other end of the conductive member 140 may be exposed to the side of the wire guides 130, 230, 330 and 430. It may serve as the wire binding port 144.
  • the wire binding port 144 may protrude outward from the side of the wire guides 130, 230, 330, 430 by a predetermined length so that the ends of the coils (111, 112, 113) can be easily connected.
  • the conductive member 140 may be insulated from the wire guides 130, 230, 330, and 430 made of an insulator except for the terminal 142 and the wire binding hole 144.
  • the wire guide 230 according to the present invention through the support pin 20 in the process of integrating the conductive member 140 and the wire guide 230 through the insert molding, as shown in FIG. 140 can be prevented from moving.
  • the support pin 20 is fixed to a position such that the terminal 142 portion of the conductive member 140 is located on the bottom surface of the wire guide 230 during insert molding, so that the terminal 142 after insert molding is completed. Is to be exposed to the outside from the bottom of the wire guide 230 without being buried in the inside of the wire guide 230.
  • the wire guide 230 may be disposed along the height direction of the wire guide 230 from the position corresponding to the terminal 142. Placement hole 239 may be formed through.
  • arrangement hole 239 is illustrated as being formed in the embodiment of FIGS. 7 to 14, but is not limited thereto.
  • the arrangement hole 239 may be equally applied to other embodiments, and the wire guide and the magnetic core are integrated through insert molding. Note that any method can be applied.
  • a plurality of wire guides 130 and 230 may be integrally formed with the magnetic cores 120 and 220.
  • the plurality of wire guides 130 and 230 may be integrated with the magnetic cores 120 and 220 through insert molding. That is, the plurality of wire guides 130 and 230 are combined with a predetermined area by the magnetic cores 120 and 220 in the process of forming the respective wire guides 130 and 230 to be integrated with a part of the magnetic cores 120 and 220 through insert molding.
  • Grooves 136 and 236 may be recessed inwardly. Accordingly, some of the magnetic cores 120 and 220 may be integrated into the coupling grooves 136 and 236 in contact with inner surfaces of the coupling grooves 136 and 236 (see FIGS. 4 and 10).
  • some of the magnetic cores 120 and 200 in contact with the inner surfaces of the coupling grooves 136 and 236 may be corners of the magnetic cores 120 and 220.
  • the three-axis antenna module (100,200) according to the present invention is a restraining means for preventing the magnetic core (120,220) and the plurality of wire guides (130,230) integrated through the insert molding from being separated from the magnetic core (120,220) This can be formed.
  • a plurality of insertion grooves 123 may be formed in at least one surface of the upper and lower surfaces of the magnetic core 120 to be deeply inserted into the inner surface from the exposed surface (see FIG. 4). That is, the plurality of insertion grooves 123 may be each formed in a predetermined depth inward to have a predetermined area from the upper surface and the lower surface of the main body 121, respectively on both end sides of the protrusion 122 Can be formed.
  • the resin constituting the wire guide 130 is inserted into the insertion groove 123.
  • the resin filled in the insertion groove 123 is cured so that the wire guide 130 extends along the Z axis direction from the inner surface of the coupling groove 136 at a position corresponding to the insertion groove 123.
  • a ridge 138 may be formed.
  • the ridge 138 has a Z-axis direction from the upper inner surface and the lower inner surface of the coupling groove 126. By extending along, it may be formed in a pair spaced apart at a predetermined interval along the Z-axis direction (see Fig. 6c).
  • the plurality of wire guides 130 are integrated with the magnetic core 120 in a form in which the ridges 138 are inserted into the insertion grooves 123, and the wire guides 130 are the ridges 138. Is prevented from being separated from the magnetic core 120 by being constrained by a portion of the edge defining the insertion groove 123.
  • At least one filling hole 224 may be formed in the magnetic core 220 along the Z-axis direction (see FIGS. 10 and 14). That is, the filling hole 224 may be formed on the edge side of the magnetic core 220, respectively.
  • each wire guide 230 is formed at four corners of the magnetic core 220 through insert molding. It may be hardened after being filled in, the wire guide 230 may be formed on the coupling groove 236 side connecting portion 237 for interconnecting the inner surface facing each other along the Z-axis direction. As a result, each wire guide 230 may be prevented from being separated from the magnetic core 220 by being constrained by the connection part 237.
  • a plurality of wire guides 330 and 430 may be coupled in a horizontal direction (parallel to the XY plane) with respect to the magnetic cores 320 and 420.
  • 320 and 420 may be combined in a completely fixed form or may be detachably coupled.
  • the plurality of wire guides 330 may be formed in the coupling groove 136 having a predetermined area on one side inlet, the portion of the magnetic core 320 is inserted into the coupling groove 136. Form (see FIGS. 16-19).
  • a part of the magnetic core 320 inserted into the coupling groove 136 may be a corner side of the magnetic core 320.
  • the magnetic core 320 may be formed in the corner side protrusion 323 corresponding to the coupling groove 136.
  • the main body 121 is integrally formed with the main body 121 to have a relatively longer length than the protruding portion 122, and the protruding portion 122 is formed to be disposed in the middle of the main body 121 length.
  • a predetermined space defined by the side surface of the protrusion 122 and the main body 121 may be formed at both end sides of the protrusion 122, and the protrusion pieces 323 are disposed in the predetermined space, respectively.
  • the protrusion piece 323 may be provided in the form of a plate having a predetermined area and thickness so as to be parallel to the plane defined by the X-axis and Y-axis. Accordingly, the wire guide 330 is moved in a horizontal direction (direction parallel to the XY plane) with respect to the magnetic core 320 so that the protruding piece 323 is formed in the wire guide 330. When inserted into the side wire guide 330 can be easily coupled to the magnetic core (320).
  • the protruding piece 323 may be formed to have a thickness t4 that is relatively thinner than the maximum thickness t1 of the main body 121. Accordingly, the upper and lower surfaces of the protruding piece 323 may form a stepped surface with the upper and lower surfaces of the main body 121. For this reason, the protruding piece 323 does not cover the upper and lower surfaces of the main body 121 by limiting the insertion depth of the wire guide 330 when the wire guide 330 is coupled to the wire guide 330. To prevent it.
  • the winding area of the first coil 111 wound around the main body 121 or the winding area of the second coil 112 wound around the protrusion 122 may be prevented from being reduced from the original design area. have.
  • an adhesive member (not shown) is disposed on the contact surfaces of the protrusion pieces 323 and the coupling groove 136 that are coupled to each other, and thus, are coupled to the magnetic core 320 through the protrusion pieces 323 and the coupling groove 136.
  • the wire guide 330 can be prevented from being separated from the magnetic core 320. That is, when the protruding piece 323 is inserted into the coupling groove 136, the wire guide 330 is vertically up and down of the magnetic core 320 perpendicular to the fastening direction by the protruding piece 323 (Z axis).
  • the plurality of wire guides 430 is provided with at least one coupler 432 having a predetermined length along the height direction (Z-axis direction) of the wire guide 430 and protruding outward.
  • Insertion grooves 423a and 423b are formed on one side of the magnetic core 420 along a height direction (Z-axis direction) from one surface thereof, such that the coupling hole 432 is inserted into the insertion grooves 423a and 423b. (See FIGS. 21-26).
  • the insertion grooves 423a and 423b may be formed at the edge side of the magnetic core 420.
  • the coupler 432 may be provided as one, it may be provided as a pair spaced apart at a predetermined interval along the height direction (Z-axis direction) of the wire guide 430.
  • the insertion grooves 423a and 423b are also provided in pairs which are respectively formed along the height direction (Z-axis direction) from the upper and lower surfaces of the magnetic core 420 so that the pair of coupling holes is provided. 432 may be inserted into the horizontal direction (direction parallel to the XY plane) to the pair of insertion grooves 423a and 423b, respectively.
  • the engaging piece 424 having a predetermined area and thickness may be formed between the pair of insertion grooves 423a and 423b disposed up and down along the height direction (Z-axis direction) of the magnetic core 420.
  • one end side of the pair of coupling holes 432 is an upper portion of the locking piece 424. It may be disposed to be in contact with the face and the bottom face respectively.
  • the pair of coupling holes 432 respectively inserted into the pair of insertion grooves 423a and 423b have one end portion in contact with the upper and lower surfaces of the locking piece 424, respectively. Flow in the direction perpendicular to the upper and lower surfaces of the (Z-axis direction) may be blocked at the source.
  • the position of the coupling hole 432 inserted into the insertion grooves 423a and 423b is fixed to move the wire guide 430 in the up and down directions (Z-axis direction).
  • the wire guide 430 may be maintained in a coupled position.
  • the coupler 432 may be externally inserted into the insertion grooves 423a and 423b in a direction parallel to a horizontal direction (a direction parallel to the XY plane) of the magnetic core 420. It can be provided to enable the elastic deformation.
  • the insertion grooves 423a and 423b may have a cross-sectional shape including a first arc portion 423c exceeding an area of a semicircle and may be formed to open at one side thereof, and the coupling sphere 432 may be a semicircle. It may be provided as a pair of elastic pieces (432a, 432b) having a cross-sectional shape including a second arc portion 432c less than the area. In this case, the pair of elastic pieces 432a and 432b may be spaced apart from each other at predetermined intervals such that other surfaces except for the second circular arc part 432c face each other.
  • the pair of elastic pieces may be inserted into the insertion grooves 423a and 423b through the open portions of the insertion grooves 423a and 423b. Subsequently, when the external force applied to the pair of elastic pieces 432a and 432b is removed, the pair of elastic pieces 432a and 432b return to their original positions, so that the first arc portions 423a and 423b of the insertion grooves 423a and 423b are removed.
  • the pair of elastic pieces 432a and 432b may be prevented from being separated out of the insertion grooves 423a and 423b by being restrained by a portion exceeding a semicircle of 423c (see FIG. 25).
  • each wire guide 430 is detachably coupled to the magnetic core 420 so that the wire guide 430 may be easily removed when the wire guide 430 needs to be replaced.
  • the first arc portion 423c and the second arc portion 432c may be formed to have the same radius to each other. Accordingly, when the pair of elastic pieces 432a and 432b are inserted into the insertion grooves 423a and 423b, the outer surface and the first surface of the first arc portion 423c included in the elastic pieces 432a and 432b. The inner surfaces of the insertion grooves 423a and 423b corresponding to the two arc portions 432c are in contact with each other to increase the restraining force due to the frictional force.
  • the three-axis antenna module (100, 200, 300, 400) according to the present invention may be provided with a separate protective member (not shown) for preventing the plurality of coils (111, 112, 113) to be exposed to the outside on at least one surface.
  • a protection member may be provided in the form of a protective film having flexibility, or may be made of a material having rigidity.
  • the protection member may be provided in the form of covering only one surface, for example, only the upper surface of the three-axis antenna module (100,200,300,400), that is, other than the terminal 142 formed on the lower surface of the wire guide (130,230), that is , It may be provided in a form covering both the upper surface and the side, it may be a molding to cover all the outer surface through the insulating resin.
  • the three-axis antenna module 100, 200, 300, 400 according to the present invention described above may be applied to a keyless entry system including a low frequency transmitter and a low frequency receiver.
  • the three-axis antenna module (100, 200, 300, 400) may be installed in a key fob (KEY FOB) embedded in a wearable device such as a smart key 10, a portable terminal such as a smart phone or a smart watch that the user carries.
  • KEY FOB key fob
  • a wearable device such as a smart key 10
  • a portable terminal such as a smart phone or a smart watch that the user carries.
  • the KEY FOB may be provided with a low frequency (LF) receiver including the above-described three-axis antenna module (100, 200, 300, 400), a 3D active immobilizer and a microcontroller.
  • LF low frequency
  • the key fob mounted on the smart key 10 and the control unit mounted on the vehicle communicate with each other using a predetermined frequency band so that at least one lock of the door or steering of the vehicle wirelessly ( lock or unlock can be controlled.
  • the above-described three-axis antenna module (100, 200, 300, 400) is a keyless start that allows the driver to operate the vehicle by starting, operating and stopping the engine in the electronic authentication state without the insertion or manipulation of a separate mechanical key Note that it can also be applied to systems.
  • the above-described three-axis antenna module 100, 200, 300, 400 may be implemented as a low frequency transmitter constituting a keyless entry system.
  • the above-described three-axis antenna module (100,200,300,400,300,400) may be built in a mobile terminal such as a smart phone to be driven in the form of interworking with an app, or may be embedded in a wearable device such as a smart watch, VR device, AR device and Note that the same wireless communication can be applied to all known electronic devices.

Abstract

3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 3축 안테나 모듈은 세 개의 코일이 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 각각 권선 배치되는 것으로서, 자성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 X축을 중심으로 권선되는 제1코일과 상기 Y축을 중심으로 권선되는 제2코일을 각각 지지하는 자성체코어; 및 상기 Z축을 중심으로 권선되는 제3코일을 지지할 수 있도록 상기 자성체코어의 측부에 구비되는 복수 개의 와이어가이드;를 포함한다.

Description

3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템
본 발명은 3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템에 관한 것으로, 자동차의 도어를 잠그거나 여는 것을 무선으로 조작하는 키리스 엔트리 시스템 등에 적용할 수 있는 3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템에 관한 것이다.
키리스 엔트리 시스템은 별도의 키의 조작이나 리모컨의 조작 없이 도어 로크를 해제하는 시스템으로, 운전자가 키를 소지하면, 키와 자동차 내부의 전자인증장치가 인증되면서 자동으로 도어의 로크가 해제된다. 1980년대에 처음 선보인 현대적인 키리스 엔트리 시스템은 서킷 보드, 코드화된 RFID 기술 칩, 배터리, 그리고 소형 안테나를 사용한다. 이중 배터리와 소형 안테나가 몇 피트 떨어져 있는 차량으로 신호를 보내는 역할을 한다.
이러한 키리스 엔트리 시스템에 사용되는 안테나 모듈은 일반적으로 봉형 페라이트 코어에 코일이 감긴 형태로 구성되어 소정의 위치에 복수 개가 장착되는 형태로 구현된다. 이에 따라, 스마트키의 수신 안테나가 단일의 안테나 코일로 구성될 경우, 차량의 송신 안테나에서 발생하는 자계의 방향에 따라 통신 거리(차량 측에서의 데이터를 수신할 수 있는 거리)가 극단적으로 짧아지거나 최악의 경우에서는 통신이 되지 않는 문제가 있었다.
즉, 스마트키에 내장된 수신 안테나는 안테나 코일의 축방향과 차량의 송신 안테나가 발생시키는 자계의 방향이 평행일 때 가장 수신 감도가 좋고 서로 직교하는 경우에는 수신 감도가 나빠지는 문제가 있다. 따라서, 차량의 안테나와의 위치에 관계없이 항상 차량에서 송출된 신호를 스마트키의 수신 안테나에서 안정된 상태로 수신할 수 있도록 무지향성 특성을 얻을 수 있도록 구성할 필요가 있다.
그러나 복수의 안테나 코일을 통하여 수신 안테나를 구성한 경우 수신 안테나의 설치공간이 커질 수 있으므로 스마트키와 같이 한정된 좁은 공간에 복수의 안테나 코일을 접근시켜 배치하면, 이들 안테나 코일 간의 상호 간섭에 의해 통신 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 전방향에 대한 수신 이 가능하면서도 구조가 단순하고 박형화를 구현할 수 있는 3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 세 개의 코일이 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 각각 권선 배치되는 것으로서, 자성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 X축을 중심으로 권선되는 제1코일과 상기 Y축을 중심으로 권선되는 제2코일을 각각 지지하는 자성체코어; 및 상기 Z축을 중심으로 권선되는 제3코일을 지지할 수 있도록 상기 자성체코어의 측부에 구비되는 복수 개의 와이어가이드;를 포함하는 3축 안테나 모듈을 제공한다.
또한, 상기 와이어가이드는 내측으로 일정깊이 인입형성되는 결합홈이 형성될 수 있고, 상기 결합홈에 상기 자성체코어의 일부가 상기 결합홈의 내면과 접하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 와이어가이드는 상기 코일의 양단부 중 어느 하나를 연결하기 위한 적어도 하나의 와이어결속구를 갖추어 상기 자성체코어에 대하여 수평한 방향으로 결합될 수 있다.
일례로, 상기 결합구는 상기 와이어가이드의 높이방향을 따라 소정의 간격을 두고 이격배치되는 한 쌍으로 구비될 수 있고, 상기 삽입홈은 상기 자성체코어의 상부면과 하부면으로부터 높이방향을 따라 각각 인입형성되는 한 쌍으로 구비될 수 있다.
한편, 상술한 3축 안테나 모듈은 스마트키에 내장되거나 휴대단말기에 내장될 수 있고, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스에 내장될 수 있으며, 키리스 엔트리 시스템(keyless entry system)을 구성하는 수신기에 내장되어 키리스 엔트리 시스템을 구현할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 와이어가이드가 코일의 권선위치를 안내하는 가이드 역할과 더불어 외부와의 전기적인 연결 및 코일을 통전시키는 단자 역할을 동시에 수행함으로써 구조가 단순하고 박형화를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 3축 안테나 모듈을 나타낸 개략도,
도 2는 도 1에서 복수 개의 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 저면을 나타낸 도면,
도 4는 도 2에서 복수 개의 와이어가이드를 자성체코어에서 강제로 분리한 상태를 나타낸 도면,
도 5는 도 2에서 와이어가이드와 자성체코어의 결합관계를 나타내기 위하여 복수 개의 와이어가이드 중 일부를 절개한 도면,
도 6a는 도 2의 A-A방향의 단면도,
도 6b는 도 2의 B-B방향 단면도,
도 6c는 도 2의 C-C방향 단면도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 3축 안테나 모듈을 나타낸 개략도,
도 8은 도 7에서 복수 개의 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 9는 도 7의 저면을 나타낸 도면,
도 10은 도 7에서 복수 개의 와이어가이드를 자성체코어에서 강제로 분리한 상태를 나타낸 도면,
도 11은 도 7에서 와이어가이드와 자성체코어의 결합관계를 나타내기 위하여 복수 개의 와이어가이드 중 일부를 종방향으로 절개한 도면,
도 12는 도 7에서 와이어가이드와 자성체코어의 결합관계를 나타내기 위하여 복수 개의 와이어가이드 중 일부를 횡방향으로 절개한 도면,
도 13a는 도 7의 a-a 방향 단면도이고, 도 13b는 도 7의 b-b 방향 단면도이며, 도 13c는 도 7의 c-c 방향 단면도,
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 3축 안테나 모듈에서 자성체코어와 와이어가이드를 인서트몰딩을 통해 일체화하는 과정을 개략적으로 나타낸 순서도,
도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 3축 안테나 모듈을 나타낸 개략도,
도 16는 도 15에서 복수 개의 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 17은 도 16의 저면을 나타낸 도면,
도 18는 도 16에서 와이어가이드와 자성체코어가 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 19a는 도 16에서 D-D방향 단면도이고, 도 19b는 도 16에서 E-E방향 단면도,
도 20은 본 발명의 제4실시예에 따른 3축 안테나 모듈을 나타낸 개략도,
도 21은 도 20에서 복수 개의 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 22은 도 21의 저면을 나타낸 도면,
도 23는 도 21에서 와이어가이드와 자성체코어가 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 24은 본 발명의 제4실시예에 따른 3축 안테나 모듈에 적용되는 자성체코어의 삽입홈과 와이어가이드의 결합구를 확대한 도면,
도 25은 본 발명의 제4실시예에 따른 3축 안테나 모듈에 적용되는 자성체코어의 삽입홈과 와이어가이드의 결합구의 결합전 상태와 결합 후 상태를 나타낸 도면,
도 26는 도 21의 F-F방향 단면도, 그리고,
도 27은 본 발명에 따른 3축 안테나 모듈을 이용한 키리스 엔트리 시스템의 예시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)은 도 1, 도 7, 도 15 및 도 20에 도시된 바와 같이 복수 개의 코일(111,112,113), 자성체코어(120,220,320,420) 및 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)를 포함한다.
상기 복수 개의 코일(111,112,113)은 전원인가시 소정의 주파수 대역을 갖는 무선신호를 발생시켜 무선통신을 수행하기 위한 것으로, 제1코일(111), 제2코일(112) 및 제3코일(113)을 포함할 수 있으며, 3개의 코일이 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 각각 권선됨으로써 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
일례로, 상기 제1코일(111)은 X축을 중심으로 복수 회 권선될 수 있고, 상기 제2코일(112)은 Y축을 중심으로 복수 회 권선될 수 있으며, 상기 제3코일(113)은 Z축을 중심으로 복수 회 권선될 수 있다. 이에 따라, 3개의 코일(111,112,113)이 서로 직교하도록 배치됨으로써 3축 안테나 모듈의 방향에 관계없이 항상 안정된 상태로 외부에서 송출된 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 코일(111,112,113)은 소정의 선경을 갖는 구리선의 외부에 에나멜 절연이 이루어진 에나멜선이 사용될 수 있다. 그러나, 상기 코일의 재료를 이에 한정하는 것은 아니며 도전성 소재가 절연층에 의해 피복된 형태라면 모두 사용이 가능함을 밝혀둔다.
상기 자성체코어(120,220,320,420)는 서로 직교하게 배치되는 3개의 코일(111,112,113)의 내측에 배치되어 상기 3개의 코일(111,112,113) 중 일부 또는 전체를 지지함으로써 3개의 코일이 직교된 상태를 유지할 수 있다.
이를 위해, 상기 자성체코어(120,220,320,420)는 상기 제1코일(111)이 권선되는 본체(121)와, 상기 제2코일(112)이 권선되는 복수 개의 돌출부(122)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수 개의 돌출부(122)는 Y축 방향과 평행한 방향으로 소정의 길이를 갖추어 상기 본체(121)의 상부면과 하부면에 각각 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 돌출부(122)는 상기 본체(121)의 테두리측에 X축 방향을 따라 간격을 두고 이격배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 본체(121)의 표면을 따라 X축을 중심으로 제1코일(111)을 복수 회 권선하고, 상기 복수 개의 돌출부(122)를 동시에 둘러싸도록 Y축을 중심으로 제2코일(112)을 복수 회 권선하게 되면 상기 제1코일(111) 및 제2코일(112)은 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 돌출부(122)는 상기 본체(121)의 상부면과 하부면 중 어느 일면에만 형성될 수도 있고 상기 본체(121)의 상부면과 하부면에 서로 대칭되도록 각각 형성될 수도 있다.
이때, 상기 돌출부(122)는 그 돌출두께(t2)가 상기 본체(121)에 권선되는 제1코일(111)의 전체두께와 동일한 두께를 가질 수 있다(도 6a, 도 13a, 도 19a 및 도 26 참조). 이에 따라, 상기 자성체코어(120,220,320,420)는 상기 본체(121)의 상부면과 하부면 중 적어도 어느 하나의 일면과 돌출부(122)의 측면에 의해 규정되는 수용공간(121a,121b)이 형성됨으로써 상기 본체(121)에 권선되는 제1코일(111)의 두께를 수용할 수 있다.
그러나, 상기 돌출부(122)의 돌출두께(t2)를 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 본체(121)의 상부면과 하부면으로부터 각각 돌출되는 돌출부(122)의 돌출두께(t2)는 상기 본체(121)에 권선되는 제1코일(111)의 전체두께보다 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.
여기서, 상기 제1코일(111)의 전체두께는 상기 제1코일(111)의 선경일 수도 있고, 상기 제1코일(111)이 상기 본체(121)의 표면을 따라 복수 개의 층으로 중첩되도록 권선되는 경우 권선된 코일의 전체두께일 수 있다.
한편, 상기 자성체코어(120,220,320,420)는 Mn-Zn, Ni-Zn, Ni-Cu-Zn와 같은 소결 페라이트가 사용될 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니며, 더스트 코어가 사용될 수도 있으며 인덕터 코어를 형성할 수 있도록 자성을 갖는 재질이면 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다. 더불어, 상기 자성체코어(120,220,320,420)는 비정질 또는 나노 결정 구조를 갖는 연자성 합금이 사용될 수도 있다.
상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 Z축을 중심으로 권선되는 제3코일(113)을 지지함으로써 상기 제3코일(113)이 상기 제1코일(111) 및 제2코일(112)과 각각 수직하게 배치된 상태로 유지될 수 있다.
이를 위해, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 상기 자성체코어(120,220,320,420)의 테두리를 따라 소정의 간격을 두고 이격배치될 수 있다. 일례로, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 상기 자성체코어(120,220,320,420)가 대략 직육면체 형상으로 구비되는 경우 상기 자성체코어(120,220,320,420)의 네 모서리 측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3코일(113)이 Z축을 중심으로 복수 개의 와이어가이드(130,230)를 동시에 둘러싸도록 권선되면, 상기 자성체코어(120,220,320,420)에 권선된 제1코일(111) 및 제2코일(112)과 각각 직교하도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 절연체로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,330,430)는 상기 제3코일(113)과 접촉되는 측부에 상기 제3코일(113)의 일부 또는 전체두께를 수용하기 위한 수용부가 마련될 수 있다.
일례로, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,330,430)는 상기 제3코일(113)과 접촉되는 영역에 상기 제3코일(113)의 두께를 수용하기 위한 코일배치홈(132)이 내측으로 인입형성될 수 있다. 여기서, 상기 코일배치홈(132)의 깊이(d)는 상기 제3코일(113)의 전체두께와 동일한 크기를 가질 수 있다(도 6a, 도 19a 및 도 22 참조). 이에 따라, 상기 제3코일(113)의 전체두께가 상기 코일배치홈(132)에 의해 수용됨으로써 상기 제3코일(113)이 외측으로 돌출되지 않을 수 있다. 그러나, 상기 코일배치홈(132)의 깊이(d)를 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제3코일(113)의 전체두께보다 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.
다른 예로써, 상기 복수 개의 와이어가이드(230)는 상기 제3코일(113)이 배치되는 측면이 단차면으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 와이어가이드(230)는 상기 제3코일(113)이 배치되는 측면의 전체면적 중 일부면적(232a)과 상기 일부면적(232a)을 제외한 나머지 면적(232b)이 상기 일부면적(232a)에 대하여 높이차(h)를 갖는 단차면으로 형성될 수 있으며, 상기 나머지 면적(232b)이 상기 일부면적(232a)에 대하여 외측으로 돌출되는 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 경우 상기 단차면의 높이차(h)는 상기 제3코일(113)의 전체두께와 동일한 크기를 가질 수 있다(도 13a 내지 도 13c 참조). 이에 따라, 상기 제1코일(111)이 상기 일부면적(232a)에 직접 접촉되도록 권선되면 상기 제3코일(113)의 두께가 단차면에 의해 형성되는 공간을 통해 수용됨으로써 상기 제3코일(113)이 외측으로 돌출되지 않을 수 있다. 더하여, 상기 와이어가이드(230)의 측면 중 상기 제3코일(113)이 배치되는 측면이 소정의 높이차(h)를 갖는 단차면으로 형성되어 Z축 방향을 따라 상기 일부면적(232a)이 수평면을 구성함으로써 와이어가이드(230)와 자성체코어(220)를 인서트 몰딩을 통해 일체화한 후 금형으로부터 분리하는 과정에서 용이하게 분리할 수 있어 작업생산성을 높일 수 있다.
여기서, 상기 단차면의 높이차(h)를 상기 제3코일(113)의 전체두께와 동일한 크기로 한정하는 것은 아니며, 상기 제3코일(113)의 전체두께보다 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수도 있음을 밝혀둔다. 더불어, 상기 제3코일(113)의 전체두께는 상기 제3코일(113)의 선경일 수도 있고, 상기 제3코일(113)이 복수 개의 층으로 중첩되도록 권선되는 경우 권선된 코일의 전체두께일 수 있다.
한편, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 상기 본체(121)의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 형성되는 돌출부(122)의 돌출두께(t2)와 본체(121)의 두께(t1)를 합한 전체두께와 동일한 두께를 갖도록 형성될 수도 있지만, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 상기 본체(121)의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 형성되는 돌출부(122)의 두께(t2)와 본체(121)의 두께(t1)를 합한 전체두께(t1+2t2)보다 상대적으로 두꺼운 두께(t3)를 갖도록 형성될 수 있다(도 6a, 도 13a, 도 19 및 도 26 참조). 더불어, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 상부면 및 하부면이 상기 본체(121)의 상부면에 형성되는 돌출부(122)의 일면과 상기 본체(121)의 하부면에 형성되는 돌출부(122)의 일면으로부터 각각 Z축 방향으로 일정높이 돌출되도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 돌출부(122)의 일면으로부터 각각 돌출되는 상기 와이어가이드(130)의 돌출두께(t31)는 상기 돌출부(122)에 권선되는 제2코일(112)의 전체두께와 동일한 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 와이어가이드(130,230,330,430)는 상기 본체(121)의 상부면에 형성되는 한 쌍의 돌출부(122)의 일면 및 와이어가이드(130,230,330,430)의 돌출면, 상기 본체(121)의 하부면에 형성되는 한 쌍의 돌출부(122)의 일면 및 와이어가이드(130,230330,430)의 돌출면에 의해 규정되는 수용공간(122a,122b)이 각각 형성됨으로써 상기 복수 개의 돌출부(122)를 둘러싸도록 권선되는 제2코일(112)의 두께를 수용할 수 있다.
그러나, 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 전체두께(t3)를 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 전체두께(t3)는 상기 돌출부(122)의 일면으로부터 각각 돌출되는 와이어가이드(130,230,330,430)의 돌출두께(t31)가 상기 복수 개의 돌출부(122)를 둘러싸도록 권선되는 제2코일(112)의 전체두께보다 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.
여기서, 상기 제2코일(112)의 전체두께는 상기 제2코일(112)의 선경일 수도 있고, 상기 제2코일(112)이 상기 복수 개의 돌출부(122)를 감싸도록 복수 개의 층으로 중첩되도록 권선되는 경우 권선된 코일의 전체두께일 수 있다.
한편, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 외부와의 전기적인 연결을 위한 적어도 하나의 단자(142)와, 상기 복수 개의 코일(111,112,113) 중 어느 하나의 코일의 단부를 연결하기 위한 적어도 하나의 와이어결속구(144)를 포함할 수 있으며, 상기 단자(142)와 와이어결속구(144)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
일례로, 상기 단자(142)는 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 저면에 형성될 수 있고, 상기 와이어결속구(144)는 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 측면에 각각 형성될 수 있으며, 각각의 와이어가이드(130,230,330,430)에 두 개의 단자(142)와 두 개의 와이어결속구(144)가 각각 형성되고 두 개의 단자(142) 및 두 개의 와이어결속구(144)가 일대일로 매칭되어 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 와이어결속구(144) 및 서로 매칭되는 단자(142)는 각각의 부재로 이루어져 서로 연결될 수도 있지만, 소정의 면적과 길이를 갖는 하나의 도전성부재(140)로 형성될 수 있다(도 6c, 도 13c, 도 17 및 도 22 참조). 이에 따라, 상기 복수 개의 코일(111,112,113)의 양단부를 복수 개의 와이어결속구(144)에 개별적으로 연결하면, 상기 코일(111,112,113)의 양단부는 각각의 단자(142)와 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
일례로, 도 1, 도 7, 도 15 및 도 20에 도시된 바와 같이 상기 제1코일(111)의 양단부 중 어느 하나는 상기 복수 개의 와이어가이드 중 제1와이어가이드(130a,230a,330a,430a)에 형성되는 제1와이어결속구(144a)에 연결될 수 있고 타단부는 상기 제1와이어가이드(130a,230a,330a,430a)와 대각방향에 배치되는 제3와이어가이드(130c,230c,330c,430c)에 형성되는 제5와이어결속구(144e)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2코일(112)의 양단부 중 어느 하나는 상기 제1와이어가이드(130a,230a,330a,430a)에 형성되는 제2와이어결속구(144b)에 연결될 수 있고 타단부는 상기 제1와이어가이드(130a,230a,330a,430a)와 X축 방향을 따라 이격배치되는 제4와이어가이드(130d,230d,330d,430d)에 형성되는 제7와이어결속구(144g)에 연결될 수 있다. 더불어, 상기 제3코일(113)의 양단부 중 어느 하나는 상기 제1와이어가이드(130a,230a,330a,430a)와 Y축 방향을 따라 이격배치되는 제2와이어가이드(130b,230b,330b,430b)에 형성되는 제4와이어결속구(144d)에 연결될 수 있고 타단부는 상기 제4와이어가이드(130d,230d,330d,430d)에 형성되는 제8와이어결속구(144h)에 연결될 수 있다.
여기서, 상기 코일의 양단부와 연결되지 않는 제3와이어결속구(144c) 및 제6와이어결속구(144f)는 그라운드의 역할을 수행할 수도 있고, 회로기판과의 결합시 코일의 단부와 연결된 다른 하나의 와이어결속구와 각각 전기적으로 연결되는 형태일 수도 있다. 그러나, 상기 복수 개의 코일(111,112,113)의 양단부와 각각 연결되는 와이어결속구(144)의 위치를 이에 한정하는 것은 아니며, 설계조건에 따라 다양하게 변경될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,330,430) 중 어느 하나는 기준위치를 표시하기 위한 적어도 하나의 마크부(134)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 기준위치는 복수 개의 단자 중 제1와이어결속구(144a)와 직접 연결되는 단자(142a)의 위치일 수 있다.
일례로, 상기 마크부(134)는 상기 제1와이어결속구(144a)와 연결되는 단자(142a)가 형성되는 제1와이어가이드(130a)의 상면에 소정의 깊이를 갖는 수용공간의 형태로 구비될 수 있다. 그러나, 상기 마크부(134)를 이에 한정하는 것은 아니며 지시선, 색상, 도형 등과 같이 작업자가 육안으로 용이하게 식별할 수 있는 형태라면 모두 사용 가능함을 밝혀둔다. 더불어, 도면에는 상기 마크부(134)가 도 7 내지 도 14의 실시형태에에서는 형성되지 않은 것으로 도시되었지만, 도 7 내지 도 14의 실시형태에도 동일하게 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
상술한 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)은 복수 개의 와이어결속구(144) 측에 코일(111,112,113)의 양단부 측이 각각 개별적으로 연결되고 각각의 와이어결속구(144)가 서로 매칭된 단자(142)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상술한 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)의 하부면 측에 회로기판(미도시)을 배치한 후 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)에 각각 형성된 단자(142)가 회로기판에 전기적으로 연결되도록 실장되면, 상기 회로기판과 복수 개의 코일(111,112,113)이 서로 전기적으로 연결된 단자(142) 및 와이어결속구(144)를 통해 통전되어 외부로부터 제공되는 전원이 회로기판을 통해 각각의 코일(111,112,113) 측으로 공급될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)에 적용되는 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)는 Z축을 중심으로 권선되는 제3코일(113)을 지지하는 역할과 더불어, 절연체로 이루어져 외부로 노출되고 서로 전기적으로 연결된 단자(142) 및 와이어결속구(144)를 제외한 나머지 부분을 절연함으로써 상기 단자(142) 및 와이어결속구(144)를 통해 복수 개의 코일(111,112,113)을 외부와 전기적으로 연결하기 위한 접속단자의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
이로 인해, 상기 복수 개의 코일(111,112,113)과 회로기판을 통전시키기 위한 별도의 구조가 불필요하므로 전체적인 구성이 단순하고, 서로 직교하는 제1코일(111), 제2코일(112) 및 제3코일(113)의 전체두께를 수용하여 각각의 코일에 두께에 해당하는 만큼의 크기를 줄일 수 있게 되므로 박형화를 구현할 수 있다.
여기서, 상기 회로기판의 일면에는 상기 복수 개의 단자(142)와 대응되는 접속단자(미도시)가 형성될 수 있다. 더불어, 상기 복수 개의 단자(142) 및 와이어결속구(144)는 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)에 모두 구비될 수도 있고, 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430) 중 일부에만 선택적으로 구비될 수도 있으며, 각각의 와이어가이드(130,230,330,430)에 형성되는 단자(142) 및 와이어결속구(144)의 개수는 동일한 개수를 가질 수도 있고 서로 다른 개수를 가질 수도 있음을 밝혀둔다. 다만, 복수 개의 와이어가이드(130,230,330,430)에 형성되는 단자(142) 및 와이어결속구(144)의 총 개수는 서로 직교하게 배치되는 3개의 코일(111,112,113)의 양단부가 각각 개별적으로 연결될 수 있도록 6개 이상이면 족함을 밝혀둔다.
한편, 상기 도전성부재(140)는 인서트 몰딩을 통해 상기 와이어가이드(130,230,330,430)와 일체화될 수 있다.
일례로, 상기 도전성부재(140)는 상기 단자(142) 및 와이어결속구(144)를 제외한 나머지 부분이 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 내부에 매립된 상태일 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성부재(140)는 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 저면에 일단부측이 노출되어 단자(142)의 역할을 수행할 수 있고 타단부 측이 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 측면에 노출되어 상기 와이어결속구(144)의 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 와이어결속구(144)는 코일(111,112,113)의 단부를 용이하게 연결할 수 있도록 상기 와이어가이드(130,230,330,430)의 측면으로부터 일정길이 외측으로 돌출될 수 있다.
이에 따라, 상기 도전성부재(140)는 통전을 위한 단자(142) 및 와이어결속구(144)를 제외한 나머지 부분이 절연체로 이루어진 와이어가이드(130,230,330,430)에 매립되어 표면이 절연될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 와이어가이드(230)는 도 14에 도시된 바와 같이 인서트 몰딩을 통해 상기 도전성부재(140)와 와이어가이드(230)를 일체화하는 과정에서 지지핀(20)을 통하여 상기 도전성부재(140)가 움직이는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 지지핀(20)은 인서트 몰딩시 상기 도전성부재(140) 중 단자(142) 부분이 상기 와이어가이드(230)의 저면에 위치하도록 위치를 고정하여 줌으로써 인서트 몰딩 완료 후 상기 단자(142)가 와이어가이드(230)의 내부에 묻히지 않고 와이어가이드(230)의 저면에서 외부로 노출될 수 있도록 한다.
이에 따라, 인서트 몰딩을 완료한 후 상기 지지핀(20)을 제거하게 되면 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 단자(142)와 대응되는 위치로부터 상기 와이어가이드(230)의 높이방향을 따라 배치공(239)이 관통형성될 수 있다.
도면에는 상기 배치공(239)이 도 7 내지 도 14의 실시 형태에 형성되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 실시형태에도 동일하게 적용될 수 있으며, 와이어가이드와 자성체코어를 인서트 몰딩을 통해 일체화하는 방식이라면 모두 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 본 발명에 따른 3축 안테나 모듈(100,200)은 복수 개의 와이어가이드(130,230)가 상기 자성체코어(120,220)와 일체로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230)는 인서트 몰딩을 통해 상기 자성체코어(120,220)와 일체화될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 와이어가이드(130,230)는 인서트 몰딩을 통해 자성체코어(120,220)의 일부와 일체화되도록 각각의 와이어가이드(130,230)를 형성하는 과정에서 자성체코어(120,220)에 의해 소정의 면적을 갖는 결합홈(136,236)이 내측으로 인입형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 결합홈(136,236)에 자성체코어(120,220)의 일부가 상기 결합홈(136,236)의 내면과 접하는 형태로 일체화될 수 있다(도 4 및 도 10 참조). 여기서, 상기 결합홈(136,236)의 내면과 접하는 자성체코어(120,200)의 일부는 자성체코어(120,220)의 모서리 측일 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 3축 안테나 모듈(100,200)은 상기 자성체코어(120,220)와 인서트 몰딩을 통해 일체화된 복수 개의 와이어가이드(130,230)가 상기 자성체코어(120,220)로부터 분리되는 것을 방지하기 위한 구속수단이 형성될 수 있다.
일례로, 상기 자성체코어(120)의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에는 노출면으로부터 내측으로 일정깊이 인입형성되는 복수 개의 삽입홈(123)이 형성될 수 있다(도 4 참조). 즉, 상기 복수 개의 삽입홈(123)은 상기 본체(121)의 상부면과 하부면으로부터 소정의 면적을 갖도록 내측으로 일정깊이 각각 인입형성될 수 있으며, 상기 돌출부(122)의 양 단부측에 각각 형성될 수 있다.
이에 따라, 인서트 몰딩을 통해 상기 자성체코어(120)의 네 모서리측에 각각의 와이어가이드(130)를 일체로 형성하는 과정에서 상기 와이어가이드(130)를 구성하는 수지물이 상기 삽입홈(123) 측에 충진될 수 있다. 이로 인해, 상기 삽입홈(123)에 충진된 수지물이 경화됨으로써 상기 와이어가이드(130)는 상기 삽입홈(123)과 대응되는 위치에 결합홈(136)의 내면으로부터 Z축 방향을 따라 연장되는 융기부(138)가 형성될 수 있다. 더불어, 상기 삽입홈(123)이 본체(121)의 상부면과 하부면에 각각 형성되는 경우 상기 융기부(138)는 상기 결합홈(126)의 상부측 내면과 하부측 내면으로부터 Z축 방향을 따라 연장됨으로써 Z축 방향을 따라 소정의 간격을 두고 이격배치되는 한 쌍으로 형성될 수 있다(도 6c 참조).
이에 따라, 상기 융기부(138)가 삽입홈(123)에 삽입된 형태로 복수 개의 와이어가이드(130)가 자성체코어(120)와 일체화되고, 상기 와이어가이드(130)는 상기 융기부(138)가 삽입홈(123)을 규정하는 테두리의 일부에 의해 구속됨으로써 자성체코어(120)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
다른 예로써, 상기 자성체코어(220)는 Z축 방향을 따라 적어도 하나의 충진공(224)이 관통형성될 수 있다(도 10 및 도 14 참조). 즉, 상기 충진공(224)은 상기 자성체코어(220)의 모서리 측에 각각 형성될 수 있다.
이에 따라, 인서트 몰딩을 통해 상기 자성체코어(220)의 네 모서리측에 각각의 와이어가이드(230)를 일체로 형성하는 과정에서 상기 와이어가이드(230)를 구성하는 수지물이 상기 충진공(224)에 충진된 후 경화될 수 있으며, 상기 와이어가이드(230)는 상기 결합홈(236) 측에 Z축 방향을 따라 서로 마주하는 내면을 상호 연결하는 연결부(237)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 각각의 와이어가이드(230)는 상기 연결부(237)에 의해 구속됨으로써 자성체코어(220)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 저주파 안테나 모듈(300,400)은 복수 개의 와이어가이드(330,430)가 상기 자성체코어(320,420)에 대하여 수평한 방향(XY 평면과 평행한 방향)으로 결합될 수 있으며, 상기 자성체코어(320,420)에 대하여 완전히 고정된 형태로 결합될 수도 있고 분리가능하게 결합될 수도 있다.
일례로써, 상기 복수 개의 와이어가이드(330)는 일측에 소정의 면적을 갖는 결합홈(136)이 내측으로 인입형성될 수 있으며, 상기 결합홈(136)에 자성체코어(320)의 일부가 삽입되는 형태일 수 있다(도 16 내지 도 19 참조).
여기서, 상기 결합홈(136)에 삽입되는 자성체코어(320)의 일부는 자성체코어(320)의 모서리 측일 수 있다.
이를 위해, 상기 자성체코어(320)는 모서리 측에 상기 결합홈(136)과 대응되는 돌출편(323)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 본체(121)는 상기 돌출부(122)보다 상대적으로 긴 길이를 갖도록 상기 본체(121)에 일체로 형성되고, 상기 돌출부(122)가 상기 본체(121)의 길이 중간에 배치되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부(122)의 양단부 측에 돌출부(122)의 측면과 본체(121)에 의해 규정되는 소정의 공간이 형성될 수 있으며, 상기 소정의 공간에 상기 돌출편(323)이 각각 배치될 수 있다.
이때, 상기 돌출편(323)은 X축과 Y축에 의해 규정되는 평면과 평행하도록 소정의 면적과 두께를 갖는 판상의 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 와이어가이드(330)를 자성체코어(320)에 대하여 수평한 방향(XY 평면과 평행한 방향)으로 이동시켜 상기 돌출편(323)이 와이어가이드(330)에 형성된 결합홈(136) 측으로 삽입되면 와이어가이드(330)는 자성체코어(320)에 간편하게 결합될 수 있다.
이때, 상기 돌출편(323)은 상기 본체(121)의 최대두께(t1)보다 상대적으로 얇은 두께(t4)를 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출편(323)의 상부면 및 하부면은 상기 본체(121)의 상부면 및 하부면과 단차면을 형성할 수 있다. 이로 인해, 상기 돌출편(323)은 상기 와이어가이드(330)와의 결합시 와이어가이드(330)의 삽입 깊이를 제한함으로써 와이어가이드(330)가 본체(121)의 상부면과 하부면을 덮는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 본체(121)에 권선되는 제1코일(111)의 권선면적 또는 돌출부(122)를 둘러싸도록 권선되는 제2코일(112)의 권선면적이 최초의 설계면적보다 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상호 결합되는 돌출편(323) 및 결합홈(136)의 접촉면 상에는 접착부재(미도시)가 배치됨으로써 상기 돌출편(323) 및 결합홈(136)을 매개로 자성체코어(320)에 결합된 와이어가이드(330)가 자성체코어(320)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 결합홈(136)에 돌출편(323)이 삽입되는 경우 상기 와이어가이드(330)는 돌출편(323)에 의해 체결방향과 수직한 자성체코어(320)의 상,하 방향(Z축 방향)으로의 유동은 방지되나 체결방향과 평행한 수평방향(XY평면과 평행한 방향)에 대해서는 유동이 발생되어 상기 결합홈(136)과 돌출편(323)의 결합상태가 해제될 수 있다. 본 실시예에서는 돌출편(323) 및 결합홈(136)의 접촉면 상에 접착부재(미도시)를 배치함으로써 상기 결합홈(136)과 돌출편(323)의 결합상태가 해제되는 것을 방지할 수 있다.
다른 예로써, 상기 복수 개의 와이어가이드(430)는 와이어가이드(430)의 높이방향(Z축 방향)을 따라 소정의 길이를 갖추고 외측으로 돌출형성되는 적어도 하나의 결합구(432)가 구비되고, 상기 자성체코어(420) 측에는 일면으로부터 높이방향(Z축 방향)을 따라 인입형성되는 삽입홈(423a,423b)이 형성됨으로써 상기 삽입홈(423a,423b)에 결합구(432)가 삽입되는 형태일 수 있다(도 21 내지 도 26 참조).
여기서, 상기 삽입홈(423a,423b)은 상기 자성체코어(420)의 모서리 측에 형성될 수 있다.
이때, 상기 결합구(432)는 하나로 구비될 수도 있지만, 상기 와이어가이드(430)의 높이방향(Z축 방향)을 따라 소정의 간격을 두고 이격배치되는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 삽입홈(423a,423b) 역시 상기 자성체코어(420)의 상부면과 하부면으로부터 높이방향(Z축 방향)을 따라 각각 인입형성되는 한 쌍으로 구비됨으로써 상기 한 쌍의 결합구(432)가 한 쌍의 삽입홈(423a,423b) 측에 수평한 방향(XY 평면과 평행한 방향)으로 진입하여 각각 삽입될 수 있다.
여기서, 상기 자성체코어(420)의 높이 방향(Z축 방향)을 따라 상,하로 배치되는 한 쌍의 삽입홈(423a,423b) 사이에는 소정의 면적 및 두께를 갖는 걸림편(424)이 형성될 수 있으며, 상기 한 쌍의 삽입홈(423a,423b)에 한 쌍의 결합구(432)가 각각 삽입되는 경우 상기 한 쌍의 결합구(432)의 일단부 측이 상기 걸림편(424)의 상부면 및 하부면과 각각 접하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 한 쌍의 삽입홈(423a,423b)에 각각 삽입된 한 쌍의 결합구(432)는 일단부측이 각각 걸림편(424)의 상부면과 하부면에 접함으로써 상기 걸림편(424)의 상,하부면과 수직한 방향(Z축 방향)으로 유동되는 것이 원천적으로 차단될 수 있다.
이로 인해, 별도의 접착부재를 사용하지 않더라도 상기 삽입홈(423a,423b)에 삽입된 결합구(432)의 위치가 고정되어 와이어가이드(430)의 상,하 방향(Z축 방향)으로의 이동이 제한됨으로써 본 발명에 따른 3축 안테나 모듈(400)이 작업과정이나 운반과정 중에 뒤집히거나 흔들림이 발생하더라도 상기 와이어가이드(430)가 정해진 위치에 결합된 상태로 유지될 수 있다.
이때, 본 실시예에서 상기 결합구(432)는 자성체코어(420)의 수평방향(XY 평면과 평행한 방향)과 평행한 방향으로 상기 삽입홈(423a,423b)에 원활하게 삽입될 수 있도록 외력에 의해 탄성적인 변형이 가능하도록 구비될 수 있다.
구체적인 일례로써, 상기 삽입홈(423a,423b)은 반원의 면적을 초과하는 제1원호부(423c)를 포함하는 단면형상을 갖추어 일측이 개방되도록 형성될 수 있으며, 상기 결합구(432)는 반원면적 미만의 제2원호부(432c)를 포함하는 단면형상을 갖는 한 쌍의 탄성편(432a,432b)으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 탄성편(432a,432b)은 상기 제2원호부(432c)를 제외한 다른 면이 서로 마주하도록 소정의 간격을 두고 이격배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 한 쌍의 탄성편(432a,432b)의 단부를 상기 삽입홈(423a,423b) 측에 밀어넣게 되면 접촉에 의해 상기 탄성편 측으로 외력이 가해짐으로써 서로 마주하는 한 쌍의 탄성편(432a,432b) 사이의 간격이 좁아질 수 있다.
이로 인해, 상기 한 쌍의 탄성편은 상기 삽입홈(423a,423b)의 개방된 부분을 통하여 상기 삽입홈(423a,423b)의 내부로 삽입될 수 있다. 이후, 상기 한 쌍의 탄성편(432a,432b)에 가해진 외력을 제거되면 상기 한 쌍의 탄성편(432a,432b)이 원위치로 복귀함에 따라 상기 삽입홈(423a,423b)의 제1원호부(423c) 중 반원을 초과하는 부분에 의하여 구속됨으로써 상기 한 쌍의 탄성편(432a,432b)이 상기 삽입홈(423a,423b)의 외측으로 이탈되는 것이 방지될 수 있다(도 25 참조).
반대로, 상기 삽입홈(423a,423b)에 삽입된 한 쌍의 탄성편(432a,432b)을 분리하고자 하는 경우 상기 한 쌍의 탄성편(432a,432b)을 잡아당기게 되면 상기 삽입홈의 개구부 측과의 접촉에 의해 외력이 발생하여 서로 마주하는 한 쌍의 탄성편(432a,432b) 사이의 간격이 좁아짐으로써 상기 삽입홈(423a,423b)의 개방된 부분을 통하여 상기 삽입홈(423a,423b)으로부터 한 쌍의 탄성편(432a,432b)을 용이하게 이탈시킬 수 있다(도 25 참조).
이로 인해, 각각의 와이어가이드(430)가 상기 자성체코어(420)에 착탈가능하게 결합됨으로써 와이어가이드(430)의 교체가 필요한 경우 간편하게 분리할 수 있다.
여기서, 상기 제1원호부(423c) 및 제2원호부(432c)는 서로 동일한 반지름을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 한 쌍의 탄성편(432a,432b)이 상기 삽입홈(423a,423b)에 삽입되는 경우 상기 탄성편(432a,432b)에 포함되는 제1원호부(423c)의 외면과 상기 제2원호부(432c)에 해당하는 삽입홈(423a,423b)의 내면이 서로 접촉됨으로써 마찰력에 의한 구속력을 증가시킬 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)은 적어도 일면에 상기 복수 개의 코일(111,112,113)이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 별도의 보호부재(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한, 보호부재는 가요성을 갖는 보호필름의 형태로 구비될 수도 있고, 강성을 갖는 소재로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 보호부재는 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)의 일면, 일례로 상부면만을 덮는 형태로 구비될 수도 있고, 상기 와이어가이드(130,230)의 하부면에 형성된 단자(142)를 제외한 나머지 부분, 즉, 상부면과 측면을 모두 덮는 형태로 구비될 수도 있으며, 절연성 수지를 통해 외부면을 모두 덮는 몰딩물일 수도 있다.
상술한 본 발명에 따른 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)은 저주파 송신기와 저주파 수신기를 포함하는 키리스 엔트리 시스템에 적용될 수 있다.
일례로, 상기 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)은 사용자가 휴대하는 스마트키(10), 스마트폰과 같은 휴대단말기 또는 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스에 내장된 키 포브(KEY FOB)에 설치될 수 있다.
여기서, 상기 키포브(KEY FOB)에는 상술한 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)을 포함하는 저주파(LF) 수신기, 3D 액티브 이모빌라이저(immobilizer) 및 마이크로콘트롤러가 구비될 수 있다.
이에 따라, 스마트 키(10)에 탑재된 키 포브(KEY FOB)와 차량에 탑재된 제어부는 소정의 주파수 대역을 이용한 통신이 이루어짐으로써 무선으로 차량의 도어 또는 스티어링(steering) 중 적어도 하나의 로크(lock) 또는 언로크(unlock)가 제어될 수 있다.
더불어, 상술한 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)은 운전자가 별도의 기계적인 키의 삽입이나 조작 없이, 전자 인증되어 있는 상태에서 엔진의 시동, 작동 및 정지를 수행하여 자동차를 운행할 수 있는 키리스 스타트 시스템에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다. 또한, 상술한 3축 안테나 모듈(100,200,300,400)은 키리스 엔트리 시스템을 구성하는 저주파 송신기로 구현될 수도 있음을 밝혀둔다.
더하여, 상술한 3축 안테나 모듈(100,200,300,400,300,400)은 스마트폰과 같은 휴대단말기에 내장되어 앱과 연동되는 형태로 구동될 수도 있고, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스에 내장될 수도 있으며, VR기기, AR 기기와 같은 무선 통신이 수반되는 공지의 전자기기에 모두 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 세 개의 코일이 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 각각 권선 배치되는 3축 안테나 모듈에 있어서,
    자성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 X축을 중심으로 권선되는 제1코일과 상기 Y축을 중심으로 권선되는 제2코일을 각각 지지하는 자성체코어; 및
    상기 Z축을 중심으로 권선되는 제3코일을 지지할 수 있도록 상기 자성체코어의 측부에 구비되는 복수 개의 와이어가이드;를 포함하는 3축 안테나 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 와이어가이드는 외부와의 전기적인 연결을 위한 적어도 하나의 단자와 상기 코일의 양단부 중 어느 하나를 연결하기 위한 적어도 하나의 와이어결속구를 포함하는 3축 안테나 모듈.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 단자 및 와이어결속구는 하나의 도전성부재로 이루어져 인서트 몰딩을 통해 상기 와이어가이드와 일체화되고,
    상기 도전성부재는 상기 와이어가이드의 저면에 노출되는 부분이 상기 단자의 역할을 수행하고 상기 와이어가이드의 측면에 노출되는 부분이 와이어결속구의 역할을 수행하는 3축 안테나 모듈.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 와이어가이드는 인서트 몰딩시 상기 단자와 대응되는 위치에 높이방향을 따라 관통형성되는 적어도 하나의 배치공이 형성되는 3축 안테나 모듈.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 와이어가이드는 상기 제3코일과 접촉되는 측면에 상기 제3코일의 두께를 수용하기 위한 코일배치홈이 인입형성되는 3축 안테나 모듈.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 와이어가이드는 상기 제3코일과 접촉되는 측면이 단차면으로 형성되는 3축 안테나 모듈.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 자성체코어는 상기 제1코일을 지지하는 본체와, 상기 본체의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 일정높이 돌출형성되어 상기 제2코일을 지지하는 복수 개의 돌출부를 포함하는 3축 안테나 모듈.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 와이어가이드는 일면이 Z축 방향을 따라 상기 돌출부의 일면으로부터 일정높이 돌출되는 3축 안테나 모듈.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 와이어가이드는 내측으로 일정깊이 인입형성되는 결합홈이 형성되고, 상기 결합홈에 상기 자성체코어의 일부가 삽입되는 3축 안테나 모듈.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 자성체코어는 상부면 및 하부면 중 적어도 일면으로부터 Z축 방향으로 일정깊이 인입형성되는 복수 개의 삽입홈이 형성되고,
    상기 와이어가이드는 상기 삽입홈과 대응되는 위치에 상기 결합홈의 내면으로부터 Z축 방향을 따라 연장형성되는 적어도 하나의 융기부를 포함하며,
    상기 와이어가이드는 상기 융기부가 상기 삽입홈에 배치되어 상기 자성체코어로부터 분리되는 것을 방지하는 3축 안테나 모듈.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 융기부는 상기 Z축 방향을 따라 소정의 간격을 두고 이격배치되는 한 쌍으로 구비되고, 한 쌍의 융기부는 상기 자성체코어의 상부면과 하부면에 각각 형성되는 한 쌍의 삽입홈에 각각 배치되는 3축 안테나 모듈.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 자성체코어는 상기 결합홈과 대응되는 영역에 높이방향을 따라 적어도 하나의 충진공이 관통형성되고, 상기 충진공은 상기 와이어가이드와 자성체코어의 인서트 몰딩시 상기 와이어가이드를 구성하는 수지물이 충진되는 3축 안테나 모듈.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 와이어가이드는 상기 코일의 양단부 중 어느 하나를 연결하기 위한 적어도 하나의 와이어결속구를 갖추어 상기 자성체코어에 대하여 수평한 방향으로 결합되는 3축 안테나 모듈.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 와이어가이드는 상기 자성체코어의 일부를 수용하기 위한 결합홈이 내측으로 인입형성되고, 상기 와이어가이드는 상기 결합홈을 매개로 상기 자성체코어에 결합되는 3축 안테나 모듈.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 결합홈과 자성체코어의 접촉면 상에는 접착부재가 구비되어 상기 와이어가이드가 자성체코어로부터 분리되는 것을 방지하는 3축 안테나 모듈.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 와이어가이드는 높이방향을 따라 소정의 길이를 갖추고 외측으로 돌출형성되는 적어도 하나의 결합구를 포함하고, 상기 결합구는 상기 자성체코어의 일면으로부터 높이방향을 따라 인입형성되는 삽입홈에 삽입되는 3축 안테나 모듈.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 결합구는 외력에 의해 탄성적인 변형이 가능하도록 구비되는 3축 안테나 모듈.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 삽입홈은 반원의 면적을 초과하는 제1원호부를 포함하는 단면형상을 갖추어 일측이 개방되도록 형성되고, 상기 결합구는 반원 면적 미만의 제2원호부를 포함하는 단면형상을 갖추어 일면이 서로 마주하도록 이격배치되는 한 쌍의 탄성편으로 구비되는 3축 안테나 모듈.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 복수 개의 와이어가이드는 절연체로 이루어지는 3축 안테나 모듈.
  20. 수신기; 및 송신기;를 포함하는 키리스 엔트리 시스템(keyless entry system)으로서, 청구항 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 3축 안테나 모듈이 상기 수신기에 내장되는 키리스 엔트리 시스템.
PCT/KR2017/004262 2016-04-21 2017-04-21 3축 안테나 모듈 및 이를 포함하는 키리스 엔트리 시스템 WO2017183933A1 (ko)

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