JP2007049526A - Transmission coil antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低中波帯の送受信に使用する送信コイルアンテナ装置に関し、特に１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲内の周波数の無線信号の送受信に際し、送信コイルアンテナ装置近傍に導電性および／または磁性を有する金属物が配置された装置、システム、端末などにおいても無線信号の送信に適した送信コイルアンテナ装置に関する。特に自動車用または住宅用の携帯キー用に情報を送信する送信コイルアンテナ装置またはＲＦ−ＩＤ用の送信コイルアンテナ装置に好適に使用されるものである。 The present invention relates to a transmission coil antenna device used for transmission / reception of a low and medium wave band, and in particular, a metal having conductivity and / or magnetism in the vicinity of a transmission coil antenna device when transmitting / receiving a radio signal having a frequency in a range of 10 kHz to 20 MHz. The present invention relates to a transmission coil antenna apparatus suitable for transmitting a radio signal even in an apparatus, a system, a terminal, or the like where objects are arranged. In particular, it is suitably used for a transmission coil antenna apparatus for transmitting information or a transmission coil antenna apparatus for RF-ID for portable keys for automobiles or houses.
近年、通信端末の小型化、多用途化が進み、低中波帯の電波を利用した端末が、多く見られる。そのとき用いる低中波帯のアンテナとして、たとえば、特許文献１に開示されたような車両用キーレスシステムコイルアンテナがある。この低中波帯のアンテナとしてフェライト材料のコア（焼結フェライト）を使用した、コイルアンテナが普及している。
In recent years, communication terminals have become smaller and more versatile, and there are many terminals that use radio waves in the low and medium wave band. As a low and medium wave band antenna used at that time, for example, there is a vehicle keyless system coil antenna disclosed in
フェライト材料のコア（焼結フェライト）を使用したコイルアンテナは、耐衝撃性（コア割れ等の不具合防止）、形状の多様化（異形状、指向性の多軸化、軽薄短小、大型化）が市場から要求されているが、耐衝撃、製作性が悪いなどの問題が起きている。特に最近の自動車用リモートキー等はポケットにキーを入れたままでキーの開閉が可能で便利である。しかしながら、ドアハンドル、ドアミラー等狭い空間に送信アンテナを組み込む等の自動車用のその特徴性から薄型・軽量化が強く求められる一方、落下衝撃によるコア破損は、致命的な故障となるため耐衝撃性が必要となる。 Coil antennas that use a ferrite material core (sintered ferrite) have impact resistance (preventing defects such as core cracks) and diversified shapes (different shapes, multi-directional directivity, lighter, shorter, smaller, and larger) Although demanded by the market, there are problems such as shock resistance and poor manufacturability. In particular, recent remote keys for automobiles are convenient because they can be opened and closed with the key in the pocket. However, due to its characteristics for automobiles such as door handles, door mirrors, etc. that incorporate a transmitting antenna in a narrow space, there is a strong demand for thinness and weight reduction. On the other hand, core damage due to drop impact is a fatal failure, so it is impact resistant. Is required.
これらの要求を満足するためにはフェライト等のセラミック材では薄型になるとコア割れを起こし、耐衝撃性が確保できず、アモルファスコアの様な、メタル系コアの積層も試みられているが、高価でまた、製作性に於いても、硬度が高く加工が難しいためコストが高くなると言う問題がある。このため樹脂と複合したプラスチックフェライトなども検討されているが、ある程度、衝撃性、製作性については、改善はされるが、アンテナとしての特性を追求すると、フェライトの充填率を上げる必要があり、結局はアンテナ特性を満たすプラスチックフェライト材は焼結フェライトと同じように耐衝撃性が弱くなるという問題が発生している。 In order to meet these requirements, ceramic materials such as ferrite cause core cracks when they are thin, and impact resistance cannot be ensured. Lamination of metal cores such as amorphous cores has also been attempted, but it is expensive. Also, in terms of manufacturability, there is a problem that the cost is high because the hardness is high and the processing is difficult. For this reason, plastic ferrite combined with resin has been studied, but impact and manufacturability are improved to some extent, but pursuing characteristics as an antenna, it is necessary to increase the filling rate of ferrite, Eventually, the plastic ferrite material satisfying the antenna characteristics has a problem that the impact resistance becomes weak like the sintered ferrite.
また、焼結フェライトコアは、長い形状や薄板形状になると、そりを生じプレス・焼結の後に平坦度を出すため機械加工の仕上げを必要とし、大きなプレス機が必要となるが、本発明のアンテナは、大きなプレス機を必要とせず、焼結フェライトでは、現実的には不可能な大きさの送信アンテナを作ることが可能となる。 In addition, when the sintered ferrite core becomes a long shape or a thin plate shape, warping occurs and flatness is required after pressing / sintering, so that machining finish is required and a large pressing machine is required. The antenna does not require a large pressing machine, and it becomes possible to make a transmitting antenna of a size that is practically impossible with sintered ferrite.
またこれら自動車用のドアハンドルやドアミラーでは外観上のデザイン性から金属筐体の使用や樹脂筐体であっても金属めっきを施して豪華さを出すなどの金属体との使用が増えている。これらの金属筐体（金属めっき）は上記送信コイルアンテナの近傍にあって、送信コイルアンテナと干渉し、送信コイルアンテナ装置のインダクタンス値を低下させ、そのことが送信アンテナとしての同調周波数を変動させて送信アンテナ特性を劣化させたり、あるいは金属筐体（金属めっき）が送信コイルアンテナに干渉することで近傍金属に高周波電流が流れコイルのＱ特性が劣化するために送信アンテナ効率が低下したり、あるいは送信コイルアンテナの送受信間に金属筐体（金属めっき）が入ることで電磁シルードとなりアンテナの送受信を抑制したりして送信コイルアンテナの特性を劣化させていた。 In addition, these door handles and door mirrors for automobiles are increasingly used from a metal body, such as a metal casing or a resin casing, which is given a luxurious appearance even if it is a resin casing. These metal casings (metal plating) are in the vicinity of the transmission coil antenna and interfere with the transmission coil antenna to reduce the inductance value of the transmission coil antenna device, which causes the tuning frequency of the transmission antenna to fluctuate. The transmission antenna characteristics are deteriorated, or the metal housing (metal plating) interferes with the transmission coil antenna, so that a high frequency current flows in the nearby metal and the Q characteristic of the coil is deteriorated. Alternatively, when a metal casing (metal plating) is inserted between transmission / reception of the transmission coil antenna, the electromagnetic coil becomes electromagnetic and the transmission / reception of the antenna is suppressed, thereby degrading the characteristics of the transmission coil antenna.
ここで送信アンテナ効率とは送信コイルアンテナから発生する電界の大きさを指し、電界が大きい方が送信アンテナ効率が良好である。ただし、送信アンテナが発生する電界は電波法に定められた電界の大きさ以下とする。送信アンテナ効率の評価は電界そのものでなくともよく、受信ループアンテナの電圧、受信コイルアンテナの電圧等でもよい。さらに受信コイルアンテナや受信ループアンテナと電子回路を組み合わせた任意の受信アンテナシステムで受信可能な距離で評価してもよい。 Here, the transmission antenna efficiency refers to the magnitude of the electric field generated from the transmission coil antenna. The larger the electric field, the better the transmission antenna efficiency. However, the electric field generated by the transmitting antenna is less than the magnitude of the electric field defined in the Radio Law. The evaluation of the transmission antenna efficiency may not be the electric field itself, but may be the voltage of the reception loop antenna, the voltage of the reception coil antenna, or the like. Furthermore, the evaluation may be performed based on a distance that can be received by any receiving antenna system in which a receiving coil antenna or a receiving loop antenna is combined with an electronic circuit.
上記の状況にあって、本発明の課題は、耐衝撃性に優れ、金属筐体または金属めっきされた筐体に設置されたときに、アンテナ効率の低下を抑制できる送信コイルアンテナ装置を提供することにある。 In the above situation, an object of the present invention is to provide a transmission coil antenna device that has excellent impact resistance and can suppress a decrease in antenna efficiency when installed in a metal casing or a metal-plated casing. There is.
そこで、これらの問題を解決するため、軟磁性体粉末と有機結合材としてのエラストマーやプラストマーとからなる磁性体シートを送信コイルアンテナと金属筐体（あるいは金属めっき）間に挿入配置することによりインダクタンス値を安定させ、また送信コイルアンテナと金属筐体（あるいは金属めっき）間の干渉を分離することでＱ特性の劣化を抑え、また金属筐体（あるいは金属めっき）の空間インピーダンスに対する見かけ上のインピーダンスを上げることで電磁シルード効果を抑制してコイルアンテナからの送信信号の透過性を向上させる。さらに、磁性体シートを分割配置することで、金属筐体の開口部に磁束を導き、アンテナ効率の低下を抑制する。 Therefore, in order to solve these problems, a magnetic sheet made of soft magnetic powder and an elastomer or plastomer as an organic binder is inserted and arranged between the transmission coil antenna and the metal casing (or metal plating). By stabilizing the value and separating the interference between the transmission coil antenna and the metal casing (or metal plating), the deterioration of the Q characteristic is suppressed, and the apparent impedance with respect to the spatial impedance of the metal casing (or metal plating) Increases the transmission of the transmission signal from the coil antenna by suppressing the electromagnetic shield effect. Furthermore, by arranging the magnetic sheet in a divided manner, a magnetic flux is guided to the opening of the metal casing, and a decrease in antenna efficiency is suppressed.
すなわち本発明によれば、磁心および該磁心に巻回されたコイルを有するコイルアンテナと、該コイルアンテナの近傍に設置された金属筐体または金属めっき付き樹脂筐体との間に、第１の軟磁性体粉末と第１の有機結合剤の混成物からなり、可とう性を有し曲げ変形できる磁性体シートが、複数に分割され配設されたことを特徴とする送信コイルアンテナ装置が得られる。 That is, according to the present invention, a first antenna is provided between a coil antenna having a magnetic core and a coil wound around the magnetic core, and a metal casing or a resin casing with metal plating installed in the vicinity of the coil antenna. A transmission coil antenna device comprising a soft magnetic material powder and a first organic binder, and a flexible magnetic material sheet that can be bent and deformed is divided and provided. It is done.
前記第１の軟磁性体粉末は、高周波透磁率の大きな、鉄シリコンアルミニウム合金、鉄ニッケル合金、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉末、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄の軟磁性材料のいずれかまたはそれらの組み合わせからなるとよい。 The first soft magnetic powder is composed of an iron silicon aluminum alloy, an iron nickel alloy, an iron cobalt alloy, an iron cobalt silicon alloy, an iron silicon vanadium alloy, an iron cobalt boron alloy, a cobalt-based amorphous alloy, iron, and a high-frequency magnetic permeability. It may be made of any one of a soft amorphous material such as an amorphous alloy, oxide magnetic powder, carbonyl iron, molybdenum permalloy, or pure iron, or a combination thereof.
前記第１の有機結合剤は、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、塩素化ポリエチレン、ニトリルブタジエン系ゴム、スチレンブタジエン系ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂およびそれらの共重合体の内から選ばれる１つを含んでなるとよい。 The first organic binder includes polyester resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl butyral resin, polyurethane resin, cellulose resin, chlorinated polyethylene, nitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, epoxy resin, phenol resin, It is preferable to include one selected from amide resins, imide resins and copolymers thereof.
前記第１の有機結合剤はハロゲン化物または臭素化ポリマーを有する有機難燃剤を含んでなるとよい。 The first organic binder may comprise an organic flame retardant having a halide or brominated polymer.
前記磁心は、第２の軟磁性体粉末および第２の有機結合剤とからなる絶縁性軟磁性体であり、前記第２の軟磁性体粉末は、高周波透磁率の大きな、鉄シリコンアルミニウム合金、鉄ニッケル合金、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉末、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄の軟磁性材料のいずれかまたはそれらの組み合わせからなるとよい。 The magnetic core is an insulating soft magnetic material composed of a second soft magnetic powder and a second organic binder, and the second soft magnetic powder is a high-frequency magnetic permeability iron-silicon aluminum alloy, Iron-nickel alloy, iron-cobalt alloy, iron-cobalt-silicon alloy, iron-silicon vanadium alloy, iron-cobalt boron alloy, cobalt-based amorphous alloy, iron-based amorphous alloy, oxide magnetic powder, carbonyl iron, molybdenum permalloy, pure iron soft magnetic material It is good to consist of either or those combination.
前記第２の有機結合剤は、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、塩素化ポリエチレン、ニトリルブタジエン系ゴム、スチレンブタジエン系ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂およびそれらの共重合体の群から選ばれるいずれか１つを含んでなるとよい。 The second organic binder includes polyester resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl butyral resin, polyurethane resin, cellulose resin, chlorinated polyethylene, nitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, epoxy resin, phenol resin, Any one selected from the group of amide resins, imide resins and copolymers thereof may be included.
前記第２の有機結合剤はハロゲン化物、臭素化ポリマーまたはそれらの組み合わせからなる有機難燃剤を含むとよい。 The second organic binder may include an organic flame retardant composed of a halide, a brominated polymer, or a combination thereof.
前記第１または第２の軟磁性体粉末が、偏平状もしくは針状の粉末またはそれらの混合物であるとよい。 The first or second soft magnetic powder may be a flat or needle-shaped powder or a mixture thereof.
前記第１または第２の軟磁性体粉末が、酸化被膜もしくは第３の有機結合剤により絶縁コーティングされた粉末であるとよい。 The first or second soft magnetic powder may be a powder insulatively coated with an oxide film or a third organic binder.
前記磁心は層状であり、少なくとも一方の面に形成された誘電体層を有する絶縁性軟磁性体層からなり、前記絶縁性磁性体層は第３の軟磁性体粉末と第４の有機結合剤とを含み、前記誘電体層は第１の誘電体粉末と第５の有機結合剤を含むとよい。 The magnetic core is in the form of a layer and comprises an insulating soft magnetic layer having a dielectric layer formed on at least one surface, and the insulating magnetic layer is composed of a third soft magnetic powder and a fourth organic binder. The dielectric layer may include a first dielectric powder and a fifth organic binder.
前記磁心は多層状であり、各層は絶縁性の軟磁性体層からなり、前記各層は第４の軟磁性体粉末、第２の誘電体粉末および第６の有機結合剤を含んでなるとよい。 The magnetic core is a multilayer, and each layer is made of an insulating soft magnetic layer, and each layer may contain a fourth soft magnetic powder, a second dielectric powder, and a sixth organic binder.
また、本発明によれば、全体として可とう性を有する送信コイルアンテナ装置が得られる。 Moreover, according to this invention, the transmission coil antenna apparatus which has flexibility as a whole is obtained.
そして、本発明によれば、前記磁心の形状は角板状である送信コイルアンテナ装置が得られる。 And according to this invention, the shape of the said magnetic core has a square plate shape, and the transmission coil antenna apparatus is obtained.
本発明による送信コイルアンテナ装置ではコイルアンテナの近傍に分割された磁性体シートを配置することで、磁性体シートを介して磁心の一端から出て他端に戻る閉磁路の形成が抑制され、磁心からの磁束が開磁路となって低インピーダンスのシールド材を迂回するように外部に延びるので、金属筐体や金属めっき部を有する低インピーダンスのシールド材がコイルアンテナ近傍に装着されているキーレスシステムや電波時計、その他、電子機器において、送信アンテナ効率の劣化を抑制する送信コイルアンテナ装置を提供することができる。 In the transmission coil antenna device according to the present invention, by arranging the magnetic sheet divided in the vicinity of the coil antenna, the formation of a closed magnetic path that exits from one end of the magnetic core and returns to the other end via the magnetic sheet is suppressed. A keyless system in which a low-impedance shield material with a metal housing or metal plating part is mounted near the coil antenna because the magnetic flux from the heart becomes an open magnetic circuit and extends outside so as to bypass the low-impedance shield material It is possible to provide a transmission coil antenna device that suppresses deterioration of transmission antenna efficiency in electronic devices such as radio clocks and radio timepieces.
本発明の送信コイルアンテナ装置の一実施の形態を示す。３×１２×５０ｍｍの角板状の磁心に１２０Ｔ（ターン）のポリウレタン線を巻回して送信コイルアンテナ装置とする。その磁心は軟磁性体粉末と有機結合材とからなる混成物で可とう性がある。本実施の形態での軟磁性体粉末は鉄シリコンアルミニウム合金（センダスト）粉末である。その軟磁性体粉末は他の粉末であってもよい。たとえば、その軟磁性体粉末はカーボニル鉄、フェライト粉末（酸化物磁性粉末）、または純鉄であってもよい。また、その軟磁性体粉末は鉄ニッケルコバルト合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、またはモリブデンパーマロイからなる粉末であってもよい。さらに軟磁性体粉末は上述した粉末の組み合わせであってもよい。 1 shows an embodiment of a transmission coil antenna device of the present invention. A 120 T (turn) polyurethane wire is wound around a 3 × 12 × 50 mm square plate-shaped magnetic core to form a transmission coil antenna device. The magnetic core is a hybrid composed of soft magnetic powder and an organic binder, and is flexible. The soft magnetic powder in the present embodiment is an iron silicon aluminum alloy (Sendust) powder. The soft magnetic powder may be another powder. For example, the soft magnetic powder may be carbonyl iron, ferrite powder (oxide magnetic powder), or pure iron. The soft magnetic powder may be a powder made of iron-nickel-cobalt alloy, cobalt-based amorphous alloy, iron-based amorphous alloy, or molybdenum permalloy. Further, the soft magnetic powder may be a combination of the aforementioned powders.
本実施の形態での軟磁性体粉末は扁平状の粉末である。各粉末は５以上のアスペクト比を有し、かつ３５μｍの粒径を有する。軟磁性体粉末のそれぞれの表面に形成される絶縁体層は非磁性体からなる。具体的には絶縁体層は酸化膜であり、軟磁性体粉末をアニールすることにより形成される。あるいは絶縁体層を有機結合剤で形成することにしてもよい。その絶縁体層を有機結合剤で形成する場合、当該有機結合剤は磁心の混成物における有機結合剤と同じであってもよいし、異なるものであってもよい。本実施の形態での、混成物に含まれる有機結合剤は塩素化ポリエチレン（エチレン、塩化ビニル、１，２-ジクロロエチレンの共重合体とみなしてもよい）であり、本実施の形態では、そこにチタネート系カップリング剤が添加されている。これに代えて、シラン系カップリング剤やアルミネート系カップリング剤を用いてもよいし、カップリング剤を用いなくてもよい。 The soft magnetic powder in the present embodiment is a flat powder. Each powder has an aspect ratio of 5 or more and a particle size of 35 μm. The insulator layer formed on each surface of the soft magnetic powder is made of a nonmagnetic material. Specifically, the insulator layer is an oxide film and is formed by annealing soft magnetic powder. Or you may decide to form an insulator layer with an organic binder. When the insulator layer is formed of an organic binder, the organic binder may be the same as or different from the organic binder in the magnetic core composite. In this embodiment, the organic binder contained in the hybrid is chlorinated polyethylene (which may be regarded as a copolymer of ethylene, vinyl chloride, and 1,2-dichloroethylene). A titanate-based coupling agent is added. Instead of this, a silane coupling agent or an aluminate coupling agent may be used, or a coupling agent may not be used.
この有機結合剤に換えて、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリルブタジエン系ゴム、スチレンブタジエン系ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂およびそれらの共重合体の１種以上によるエラストマーまたはプラストマーを使用することもできる。 In place of this organic binder, polyester resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl butyral resin, polyurethane resin, cellulose resin, nitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, epoxy resin, phenol resin, amide resin, imide It is also possible to use elastomers or plastomers based on one or more of the base resins and their copolymers.
本実施の形態では、磁心を形成する混成物における軟磁性体粉末の配合比率は８０重量％であり有機結合剤およびカップリング剤の総配合比率は２０重量％である。実用に適するアンテナ特性を得るとともに磁心に可とう性を持たせるためには、混成物における軟磁性体粉末の配合比率は６０重量％以上９５重量％以下であることが好ましく、また混成物における有機結合剤の配合比率が５重量％以上４０重量％以下であることが好ましい。カップリング剤を用いる場合カップリング剤の混成物における配合比率は５重量％以下とする。 In the present embodiment, the blending ratio of the soft magnetic powder in the composite forming the magnetic core is 80% by weight, and the total blending ratio of the organic binder and the coupling agent is 20% by weight. In order to obtain antenna characteristics suitable for practical use and to make the magnetic core flexible, the blending ratio of the soft magnetic powder in the hybrid is preferably 60% by weight to 95% by weight. The blending ratio of the binder is preferably 5% by weight or more and 40% by weight or less. When a coupling agent is used, the blending ratio of the coupling agent in the mixture is 5% by weight or less.
本実施の形態による磁心はＪＩＳ Ｋ６２５３に従い、タイプＡデュロメータを用いて測定した結果、６０以上のゴム硬度を有していた。また、ＪＩＳ Ｋ６２６３に従って測定された引っ張り強さは３．８ＭＰａであった。 The magnetic core according to this embodiment has a rubber hardness of 60 or more as a result of measurement using a type A durometer in accordance with JIS K6253. Further, the tensile strength measured according to JIS K6263 was 3.8 MPa.
このようにして作製したコイルアンテナを車両用キーレスシステムに実装して送信距離を比較した。以下、図１〜図３に基づいて説明する。図１は本実施の形態での送信コイルアンテナ装置を示す模式的な断面図、図２は比較例の送信コイルアンテナ装置を示す模式的な断面図、図３は従来技術による送信コイルアンテナ装置を示す模式的な断面図であり、１は磁心、２は金属製または金属めっきを施したドアハンドル、３は磁性体シート、４はコイル、１０はコイルアンテナである。 The coil antenna thus fabricated was mounted on a vehicle keyless system and the transmission distance was compared. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 1 is a schematic cross-sectional view showing a transmission coil antenna apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a transmission coil antenna apparatus of a comparative example, and FIG. 1 is a magnetic core, 2 is a door handle made of metal or metal plating, 3 is a magnetic sheet, 4 is a coil, and 10 is a coil antenna.
送信コイルアンテナ効率の評価は受信コイルアンテナと電子回路を組み合わせた受信アンテナシステムで受信可能な距離をもって比較データとした。具体的には、自動車のドアハンドル２に、５０×１２×３ｍｍの磁心１を使用したコイルアンテナ１０を実装した。そのコイルアンテナ１０に、１３０ｋＨｚ、１６Ｖｐｐのパルス信号を入力したとき、金属めっきなしの樹脂性ドアハンドルでは送信距離が１３０ｃｍであったが、図３に対応する外側表面に金属めっきを施した樹脂ドアハンドルでは送信距離が９０ｃｍと低下した。
The evaluation of the efficiency of the transmission coil antenna was made by using the distance that can be received by the reception antenna system that combines the reception coil antenna and the electronic circuit as comparison data. Specifically, the
次に図２のように磁性体シート３をコイルアンテナと金属めっき付きドアハンドルの間に挿入する。（この際、磁性体シートは巻線部から少し離して配置する）。その磁性体シートは透磁率６０以上、シートの厚み５０μｍ以上で、本実施の形態で使用したコイルアンテナの磁心と同じ磁性材を使用した。
Next, as shown in FIG. 2, the
この磁性体シート付きコイルアンテナの送信距離は９０ｃｍから１０５ｃｍに改善した。次に図１のように磁性体シート３を中心部分で２分割して配置した。この分割磁性体シート付き送信コイルアンテナ装置の送信距離は１０５ｃｍから１１０ｃｍに改善した。これはコイルアンテナ１０の近傍の磁性体シート３を介して閉磁路を組んでいた磁束が開磁路になり磁束の効率が良くなったことを示唆している。
The transmission distance of this coil antenna with a magnetic sheet was improved from 90 cm to 105 cm. Next, as shown in FIG. 1, the
その様子を図４〜図６に基づいて詳しく説明する。図４は本実施の形態での送信コイルアンテナ装置の磁束の流れを示す模式的な断面図であり、図５は比較例の送信コイルアンテナ装置での磁束の流れを示す模式的な断面図であり、図６は従来技術による送信コイルアンテナ装置での磁束の流れを示す模式的な断面図である。 This will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the flow of magnetic flux in the transmission coil antenna apparatus according to the present embodiment, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the flow of magnetic flux in the transmission coil antenna apparatus of the comparative example. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the flow of magnetic flux in the transmission coil antenna device according to the prior art.
まず、従来技術による図３の配置に対応する磁束２０の流れを示す図６にはドアハンドルの外側面に施された金属めっきにより、これが電磁シールドとなり、透過できる磁束は少ない様子が示されている。比較例の図２の配置に対応する磁束２０の流れを示す図５には磁束の一部はドアハンドル２の外部に伸びているが、コイルアンテナ１０近傍で閉磁路を組む磁束があるため効率が良くない様子が示されている。それに対し本発明の実施の形態に係る図１の配置に対応する図４にはコイルアンテナ１０の磁束２０がドアハンドル２の外部に効率よく延びている様子が示されている。
First, FIG. 6 showing the flow of the
このように分割された磁性体シートを付加したコイルアンテナは送信用のアンテナとして使用するとき、受信用のアンテナとして使用するときと比べて、用いる共振回路の相違に起因して、磁性体シートの分割による効果が大きくなる。 The coil antenna to which the magnetic material sheet thus divided is added is used as a transmitting antenna, compared to when used as a receiving antenna. The effect of division increases.
ところで、使用する有機結合剤にはその難燃性を高めるために、ハロゲン化物、臭素化ポリマーまたはその組み合わせからなる難燃剤を含有させてもよい。 By the way, in order to improve the flame retardancy, the organic binder used may contain a flame retardant comprising a halide, a brominated polymer, or a combination thereof.
またアンテナコイルの磁心を、少なくとも一方の面に形成された誘電体層を有する絶縁性軟磁性体層を用いて層状に形成し、その絶縁性磁性体層は軟磁性体粉末と有機結合剤とを含み、その誘電体層は誘電体粉末と有機結合剤を含むように形成することにより、広い周波数帯で所望の透磁率特性を得ることができる。その誘電体粉末にはチタン酸バリウム系セラミック、チタン酸ジルコン酸系セラミックなどが好適である。 In addition, the magnetic core of the antenna coil is formed into a layer using an insulating soft magnetic layer having a dielectric layer formed on at least one surface, and the insulating magnetic layer is composed of soft magnetic powder, an organic binder, and the like. The dielectric layer is formed so as to include dielectric powder and an organic binder, whereby desired magnetic permeability characteristics can be obtained in a wide frequency band. The dielectric powder is preferably a barium titanate ceramic, a zirconate titanate ceramic, or the like.
またアンテナコイルの磁心を多層状に形成し、各層には絶縁性の軟磁性体層を用い、その各層を軟磁性体粉末、誘電体粉末および有機結合剤を含んで形成してもよく、このように絶縁性が高い軟磁性体層を多層に合わせることで、より高周波の周波数帯で所望の透磁率特性を得ることができる。そのとき用いる誘電体粉末にはチタン酸バリウム系セラミック、チタン酸ジルコン酸系セラミックなどが好適である。 Further, the magnetic core of the antenna coil may be formed in a multi-layer shape, and an insulating soft magnetic layer may be used for each layer, and each layer may be formed including soft magnetic powder, dielectric powder, and an organic binder. Thus, by combining the soft magnetic material layers having high insulation properties in multiple layers, desired magnetic permeability characteristics can be obtained in a higher frequency band. The dielectric powder used at that time is preferably a barium titanate ceramic, a zirconate titanate ceramic, or the like.
以上のように本発明による送信コイルアンテナ装置を使用することで、金属筐体や、金属めっき部を有する低インピーダンスのシールド材がコイルアンテナ近傍に装着されているキーレスシステムや電波時計、電子機器において、送信アンテナ効率の低下を抑制することが実現できる。 As described above, by using the transmission coil antenna device according to the present invention, in a keyless system, a radio timepiece, or an electronic device in which a metal housing or a low impedance shield material having a metal plating portion is mounted in the vicinity of the coil antenna. Thus, it is possible to suppress a decrease in transmission antenna efficiency.
１ 磁心
２ ドアハンドル
３ 磁性体シート
４ コイル
１０ コイルアンテナ
２０ 磁束
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