CN101047280B

CN101047280B - 天线线圈

Info

Publication number: CN101047280B
Application number: CN2007101041390A
Authority: CN
Inventors: 上田穂积; 西野龙实; 北原高秀
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: US7755558B2; EP1489683A1; US20060152427A1; CN101047280A; CN1623251A; EP1489683A4; US20080036672A1; WO2003075403A1

Abstract

本发明通过小型化减小占有面积，同时防止由于天线线圈的设置位置不同导致的接收灵敏度下降。在铁淦氧磁心(2)的线圈架部(3)，卷绕第一线圈(5)和第二线圈(6)，以使各自的卷轴垂直，同时，在第一线圈(5)和第二线圈(6)的外圆周部卷绕第三线圈(12)，以具有与第一线圈(5)和第二线圈(6)的卷轴垂直的卷轴。

Description

天线线圈

本申请是申请日为2002年8月2日、申请号为02828478.X、发明名称为“天线线圈”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及小型天线线圈，该小型天线线圈用于例如通过无线操作进行汽车门的上锁和开锁的无键进入(keyless entry)***或防盗装置的接收机等中。

背景技术

以往，此种用于无键操作***或防盗装置的接收机等的天线线圈大多采用沿着棒形的铁淦氧磁心的长轴进行绕线的棒形天线线圈。

也就是说，上述结构的棒形天线线圈，具有对于从与铁淦氧磁心的长轴平行的方向入射的电波，接收灵敏度最大，对于从与铁淦氧磁心的长轴方向垂直的方向入射的电波，接收灵敏度最小的方向性，根据该棒形天线线圈的设置方向不同，接受灵敏度非常低。因此，该棒形天线线圈很少单独使用，通常是通过使多个棒形天线线圈沿着接收装置的电路板的X轴及Y轴进行配置，来提高天线线圈整体的接收灵敏度。

然而，象这样沿着接收装置的电路板的X轴和Y轴配置多个棒形天线线圈时，由于前述电路板中天线线圈部分的占有面积变大，所以必须加大设置天线线圈的设备本身，因而与设备的小型化相佐。另外，由于各个棒形天线线圈相互干涉，有时无法获得期待的接收灵敏度。

发明内容

本发明是为解决上述现有的天线线圈存在的问题点而提出的，其目的是提供可以实现小型化轻量化的天线线圈。另一目的是提供干涉少可以获得良好的接收灵敏度的天线线圈。

为了解决上述课题，本发明的天线线圈，其特征在于，在磁心的线圈架部，以使各自的卷轴垂直的方式，卷绕第一线圈和第二线圈，。

上述的天线线圈，配置将前述第一线圈和第二线圈包围，并且以将卷轴与前述二个线圈垂直的方式进行卷绕的第三线圈。

上述的天线线圈，其特征在于，前述第三线圈被卷绕在具有绝缘性的线圈架上。

前述各线圈调整匝数，以使被各自的线圈感应的电场强度或磁场强度大致均等。

本发明的另一种天线线圈，具有：

形成扁平柱状的底部；

将前述底部的X轴方向作为轴进行卷绕的第一线圈；

将前述底部的Y轴方向作为轴进行卷绕的第二线圈；

将前述底部的Z轴方向作为轴进行卷绕的第三线圈，

其特征在于，卷绕前述第一、第二以及第三线圈的各卷绕路径，其至少一部分做成沟槽。

前述底部形成扁平的大致长方体状，

在前述长方体的底部8个角设置耳状部件，

将前述耳状部件的第一侧部配置在作为卷绕前述第一线圈的第一沟槽部的侧壁的方向上，

将前述耳状部件的第二侧部配置在作为卷绕前述第二线圈的第二沟槽部的侧壁的方向上，

将由前述耳状部件的平面夹持的部分配置在作为卷绕前述第三线圈的第三沟槽部的侧壁的方向。

前述耳状部件的平面形状形成由四分之一圆构成的扇形。

使前述各线圈的末端部的任一个分别与公共端子连接，使剩余的三个末端部与不同的端子连接，具备4个端子。

将前述第一线圈的终绕侧末端部、前述第二线圈的始绕侧末端部以及前述第三线圈的始绕侧末端部与前述公共端子连接。

附图说明

图1是表示本发明的天线线圈的第一实施例的轴测图。

图2是前述天线线圈的平面图。

图3是表示用于前述天线线圈的铁淦氧磁心的形状的一个例子的轴测图。

图4是表示本发明的天线线圈的第二实施例的轴测图。

图5是图4的平面图。

图6是表示用于图4、图5的铁淦氧磁心的形状的轴测图。

图7是表示本发明的天线线圈的第三实施例的轴测图。

图8是图7的实施例的分解轴测图。

图9是表示第四实施例的天线线圈的底部的轴测图。

图10是表示第四实施例的天线线圈中的线圈进行卷绕的底部的轴测图。

图11是表示将第四实施例的天线线圈中的线圈进行卷绕的底部设置到壳体中的状态的轴测图。

图12是采用第四实施例的天线线圈构成的接收电路的结构图。

图13是采用第四实施例的天线线圈构成的接收电路的结构图。

图14是表示第四实施例的天线线圈中，将各线圈中规定的一个末端进行公共连接时，进行最好连接时的频率特性的图。

图15是表示第四实施例的天线线圈中，将各线圈中规定的一个末端进行公共连接时，进行最好连接以外的连接时的频率特性的图。

图16是表示第五实施例的天线线圈的底部的轴测图。

具体实施方式

下面，通过实施例来介绍本发明的实施方式。图1~图3中，1表示小型天线线圈，由铁淦氧磁心2、第一线圈5和第二线圈6构成，所述铁淦氧磁心2是将角型板状的绕线部3和从前述绕线部3的四角突出、兼用作绕线固定部和电极安装部的突出部4a、4b、4c、4d一体形成；所述第一线圈5在绕线部3的对置的二个边绕线，使卷轴与铁淦氧磁心2的X轴平行，所述第二线圈6在卷线部3的另一对置的二边绕线，使卷轴与铁淦氧磁心2的Y轴平行。换言之，第一线圈5的卷轴与第二线圈6的卷轴在水平面上垂直。另外，第一线圈5和第二线圈6的各始绕端和各终绕端分别通过安装在铁淦氧磁心2的突出部4a、4b、4c、4d的金属端子板或通过焊锡形成的电极部7，与电子设备的未图示的电路板连接。

图4、图5所示的第二实施例表示铁淦氧磁心2的形状为十字状时的例子，将第一线圈5卷绕在于绕线部3的X轴方向上延伸的部位3-1，其始绕端和终绕端分别与形成于突出部4e、4g的电极部7连接，将第二线圈6卷绕在于绕线部3的Y轴方向上延伸的部位3-2，其始绕端和终绕端分别与形成于突出部4f、4h的电极部7连接。

图7、图8表示与前述二个实施例不同的第三实施例，8是采用绝缘性的树脂等形成的线圈架，在中央部形成孔或凹陷部9，在壁部10的上下的四周形成的平行外伸的凸缘11a、11b。12是在线圈架8的壁部10的外圆周上进行绕线、使卷轴与Z轴平行的第三线圈。并且，在线圈架8的孔或凹陷部9中，水平地配置与图1所示的实施例相同的第一天线线圈部13。也就是第一天线线圈部13由铁淦氧磁心2、第一线圈5和第二线圈6构成，所述铁淦氧磁心2是将角型板状的绕线部和作为绕线固定部的突出部4a、4b、4c、4d一体形成，所述第一线圈5在铁淦氧磁心2的绕线部的对置的二个边绕线，使卷轴与X轴平行，所述第二线圈6在前述卷线部的另一对置的二边绕线，使卷轴与Y轴平行。第一天线线圈部13的第一线圈5以及第二线圈6的各始绕端和终绕端，与形成第二天线线圈的第三线圈12的始绕端及终绕端，分别与配置在线圈架8的凸缘部11a、11b对置的边的电极7连接。从而将形成第二天线线圈部的第三线圈12配置成通过线圈架8的壁部10将第一天线线圈部13围住，并且卷轴与第一线圈5和第二线圈6垂直。

在图1、图2所示的第一实施例以及图4，图5所示的第二实施例中，调整各线圈的匝数，以使与第一线圈5和第二线圈6分别感应的电场强度大致相等，而且第一线圈5和第二线圈6分别形成独立的调谐电路，当各调谐电路与高频放大电路连接，并且该高频放大电路有选择地将各调谐电路中输出信号较强的进行放大时，对于从天线线圈1的X轴方向入射的电波，由于与第一线圈5感应的电场强度或磁场强度增强，所以，在高频放大电路中，将第一线圈5侧调谐电路的调谐信号放大。对于从天线线圈1的Y轴方向入射的电波，由于与第二线圈6感应的电场强度或磁场强度增强，所以，在高频放大电路中，将第二线圈6侧调谐电路的调谐信号放大。这样，如图1、图2以及图4、图5所示的二个实施例，对于天线线圈1的X轴和Y轴形成的面与水平方向的电波，接收灵敏度良好。

图7、图8所示的第三实施例，与前述一样，调整各线圈的匝数，以使分别与形成第一天线线圈13的第一线圈5和第二线圈6以及形成第二线圈部的第三线圈12分别感应的电场强度或磁场强度大致相等，并且，第一线圈5、第二线圈6和第三线圈12分别形成独立的调谐电路，当各调谐电路与高频放大电路连接，并且该高频放大电路有选择地将各调谐电路中输出信号较强的信号进行放大时，该高频放大电路对于从X轴方向入射的电波，有选择地将第一线圈5形成的调谐电路的输出信号进行放大，对于从Y轴方向入射的电波，有选择地将第二线圈6形成的调谐电路的输出信号进行放大，对于从Z轴方向入射的电波，有选择地将第三线圈12形成的调谐电路的输出信号进行放大。这样，本实施例中，天线线圈1不但在X轴和Y轴形成的面和水平方向，而且在从与前述水平面垂直的Z轴方向入射的电波，接收灵敏度也良好。

图9～图11表示第四实施例的天线线圈。该天线线圈在成扁平的柱状的底部20上卷绕第一线圈5、第二线圈6和第三线圈12。将底部的X轴方向作为轴卷绕第一线圈5，将底部的Y轴方向作为轴卷绕第二线圈6，将底部的Z轴方向作为轴卷绕第三线圈。底部20由铁淦氧构成。

底部20形成扁平的大致长方形，在形成长方体的底部20的八个角设置耳状部件21。上述耳状部件21的平面形状形成由四分之一圆形成的扇形。在底部20的表面，在将底部20设置成扁平状态时的X轴方向形成最深的第二沟槽部22，将第二线圈6在该第二沟槽部22上进行卷绕。将耳状部件21的第二侧部21b配置在成为第二沟槽部22的侧壁的方向。

在底部20的表面，在将底部20设置成扁平状态时的Y轴方向形成第一沟槽部23，将第一线圈5在该第一沟槽部23上进行卷绕。将耳状部件21的第一侧部21a配置在成为第一沟槽部23的侧壁的方向。平面部相互对置地进行配置的二个耳状部件21的底部变成第三沟槽部24，被耳状部件21的平面夹住的部分21c配置在卷绕了第三线圈12的第三沟槽部24的侧部的方向。

相对以上结构的底部20，将第二线圈6进行卷绕，接着在其上面，在垂直的方向上将第一线圈5进行卷绕，沿着圆周面将第三线圈12进行卷绕。如图11所示，将此状态的天线线圈设置在树脂制的壳体30中。

壳体30将扁平的大致正方体置于扁平，具有例如从上面穿设圆盘状的孔部的形状。上述孔部为可以设置如图10所示的天线线圈的大小。在扁平的正方体中对置的二对侧面，将侧面中央部进行切口。在扁平的正方体的四角，在壳体30的里面，将板状的端子31a～31d的一端侧突出地进行埋设，将另一端侧贴紧壳体30的侧面。

在将卷绕了第一线圈5、第二线圈6和第三线圈12的底部20配置在上述壳体30的孔部的状态(图11中，线圈没有进行卷绕，实际上进行卷绕)下，将树脂制的盖32贴紧露出的四个耳状部件21，盖32其平面形状与耳状部件大致相同，设置扁平板状的端子33。

将第一线圈5、第二线圈6和第三线圈12的末端部的任一个分别捆卷在规定的一个端子33上，分别将第一线圈5剩余的末端部、第二线圈6剩余的末端部以及第三线圈12中剩余的末端部一对一地对应，捆卷在剩余的三个端子33，通过焊锡将线圈的末端和各端子32以及对应的端子31a~31d的突出部进行电气连接。图11中壳30的无法目视到的里面，通过焊锡实际安装在电路板上，能够目视到的面作为上面。

图12、图13中，表示采用本发明第三、第四实施例的天线线圈构成接收回路的结构例。在下面的说明中，将下标的「S」作为线圈的始绕侧末端，将下标的「F」作为线圈的终绕侧末端。首先，介绍图12的结构例。将第二线圈6的终绕侧末端XF和第一线圈5的始绕侧末端YS与第三线圈12的始绕侧末端ZS连接到公共端子COM，第二线圈6的始绕侧末端XS和第一线圈5的终绕侧末端YF与第三线圈12的终绕侧末端ZF分别连接到单个的端子。将公共端子COM接地。

设置放大器41a～41c，将放大器41a～41c的输入端的一侧接地。将放大器41a的非接地侧输入端与第二线圈6的始绕侧末端XS连接。将放大器41b的非接地侧输入端与第一线圈5的终绕侧末端YF连接。将放大器41b的非接地侧输入端与第三线圈12的终绕侧末端ZF连接。

在放大器41a～41c的各接地侧输入端和各非接地侧输入端之间，分别连接电容器C。放大器41a～41c的各输出端与无线装置等的接收选择机构42连接。接收选择机构42，选择从放大器41a～41c的各输出端输出的信号中最大的信号。

在第四实施例中，也调整了各线圈的卷绕数，并且第一线圈5、第二线圈6和第三线圈12分别形成独立的调谐电路，将各调谐电路与高频放大电路(放大器41a～41c)连接，从而高频放大电路放大选择各调谐电路的输出信号中较强的信号。上述高频放大电路对于从X轴方向入射的电波，放大选择第一线圈5形成的调谐电路的输出信号，对于从Y轴方向入射的电波，放大选择第二线圈6形成的调谐电路的输出信号，另外，对于从Z轴方向入射的电波，放大选择第三线圈12形成的调谐电路的输出信号。这样，在该第四实施例中，天线线圈对于从X轴、Y轴和Z轴方向入射的电波都能获得较好的接收灵敏度。

接着，对于图13的结构例进行说明。对于图12的结构例中，将电容器C分别连接在放大器41a～41c的各接地侧输入端和各非接地侧输入端之间，但是在图13的结构例中，将电容器C与第二线圈6并联连接，将电容器C与第一线圈5并联连接，将电容器C和第三线圈12并联连接。

将放大器41a～41c的一侧的各输入端共同连接并接地，将第二线圈6的终绕侧末端XF和第一线圈5的始绕侧末端YS以及第三线圈12的始绕侧末端ZS与公共端子COM连接，将其与上述放大器41a～41c的公共连接端子连接。通过此结构，与图12的结构一样，天线线圈对于X轴、Y轴和Z轴方向入射的电波，接受灵敏度能够有选择地转好。

如上述图12、图13所示，在天线线圈侧，将各线圈的末端与公共端子COM连接。此种情况下，在上述图12、图13的实施例中，将第二线圈6的终绕侧末端XF和第一线圈5的始绕侧末端YS以及第三线圈12的始绕侧末端ZS与公共端子COM连接。作为与公共端子连接得到的末端，在第二线圈6中有末端XF和末端XS，在第一线圈5中有末端YF和末端YS，在第三线圈12中，有末端ZF和末端ZS。如图12、图13所示，对于选择了末端XF、末端YS和末端ZS的实施例，下标表记为FSS，将任一末端组合3个的组合为23＝8组。

对于上述8组，用下标进行记述为SSS、FFF、FFS、FSF、FSS、SFF、SFS、SSF。通过测量频率特性，进行试验测量该8组中哪一个有较好的接收灵敏度特性时，如图12、图13所示，选择了末端XF和末端YS和末端ZS的实施例的FSS最好。

也就是，左侧表示从X轴方向入射的电波的频率特性，中央表示从Y轴方向入射的电波的频率特性，右侧表示从Z轴方向入射的电波的频率特性，可以看出，在FSS的情况下，如图14所示，图中峰值部分即谐振频率中阻抗值最高并且稳定，另外，任一轴方向都有大致相同的频率特性，接收灵敏度良好。并且，在各图中，纵轴是阻抗，1个刻度是50KΩ，横轴是频率，横轴的中心是134.2KHz，横轴的宽是30KHz。各线圈的匝数是400匝，底部2的直径是9毫米，最薄的部分的厚度是0.9毫米，包括耳状部件21的最厚的部分的厚度是2.8毫米，电容器C的容量是200PF。

对于上述，例如在FFS的情况下，如图15所示，X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的谐振频率及阻抗值不稳定，而且，X轴方向和Z轴方向具有因与其它的线圈产生干涉导致峰值部分消弱等不良特性。除FSSZ之外，即使是FFS以外的共同连接的实施例，也与FFS大致一样，具有在三个轴向很难获得一致的特性或者不适宜的频率特性等。

在以上的介绍中，表示了在底部20设置耳状部件21的实施例，但基本上可以采用图16所示的线圈骨架50。也就是，该线圈骨架50设有：形成扁平柱状的底部51；将底部51的X轴方向作为轴，用以卷绕第一线圈而设置的第一沟槽52；将底部51的Z轴方向作为轴，用以卷绕第三线圈而设置的第二沟槽53。对着底部51的Y轴方向，将延伸成长尺寸状的4根棒形部件54沿着底部51的4个边设置。以横穿该棒形部件54的方式卷绕第二线圈。也就是将卷轴方向作为Y轴，将第二线圈进行卷绕。该图16中，第一、第二以及第三线圈未图示。此结构的天线线圈也可获得与第四实施例的天线线圈相同的效果。另外，上述各实施例中的铁淦氧磁心2也可变更为例如树脂制的磁心，另外，关于底部20、51，材质也不限于铁淦氧，可以采用树脂材料等。

如上所述，本发明的天线线圈，将线圈在一个磁心或底部的X轴Y轴方向或X轴Y轴以及Z轴方向上进行卷绕，因此，与将几个棒形天线线圈集合的天线线圈相比，可以实现小型化，同时，可以选择对从垂直的三个方向入射的电波的接收灵敏度较好的，因此，不拘泥于天线线圈的设置位置，能够提高接收灵敏度。另外，将三个线圈的末端的任一项一起连接，可以提高接收灵敏度。

Claims

1.一种天线线圈，其特征在于，

具有由铁淦氧形成、并形成为扁平的大致长方体状的底部，在该底部的8个角的、将该底部设置为扁平状态时的表面侧4个角和背面侧4个角上、在表面侧和背面侧设置有相对的耳状部件，

在将上述底部设置为扁平状态时，将从该底部的背面侧朝向表面侧的轴设为Z轴，将与上述表面侧的相对的2组的2边中、1组的2边平行的轴设为X轴，将与另1组的2边平行的轴设为Y轴，在定义了由XYZ轴构成的正交坐标系时，具有：

第一沟槽部，形成在上述耳状部件的与上述Y轴平行的第一侧部；

第二沟槽部，形成在上述耳状部件的与上述X轴平行的第二侧部；

第三沟槽部，形成在上述底部的角部表面侧和背面侧的相对的一对耳状部件所挟持的部分，

在最深的上述第二沟槽部卷绕第二线圈，在处于该第二线圈上的上述第一沟槽部卷绕第一线圈，在上述第三沟槽部卷绕第三线圈，在将上述底部设置为扁平状态时该第三线圈沿着该底部的周面，上述第一线圈、上述第二线圈和上述第三线圈相对于相互正交的轴卷绕，

在上述天线线圈中具备4个端子，用于使上述第一线圈的终绕侧末端部、上述第二线圈的始绕侧末端部以及上述第三线圈的始绕侧末端部分别与公共端子连接，并使上述第一线圈的始绕侧末端部、上述第二线圈的终绕侧末端部以及上述第三线圈的终绕侧末端部分别与不同的端子连接。