JP6809133B2

JP6809133B2 - Antenna device

Info

Publication number: JP6809133B2
Application number: JP2016209233A
Authority: JP
Inventors: 俊文小町; 友成　寿緒; 寿緒友成; 裕文麻生; 由智佐藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: JP2018074265A

Description

本発明はアンテナ装置に関し、特に、コアにワイヤを巻回してなるアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device in which a wire is wound around a core.

近年、スマートフォン等の携帯無線機器にはＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：電波による個体識別）システムが搭載されており、そのための通信手段としてリーダ・ライタ等と近距離無線通信を行うためのアンテナ装置が搭載されている。 In recent years, mobile wireless devices such as smartphones have been equipped with RFID (Radio Frequency Identification) systems, and antenna devices for short-range wireless communication with readers and writers have been installed as communication means for that purpose. Has been done.

この種のアンテナ装置としては、例えば特許文献１に記載されたアンテナ装置が知られている。特許文献１に記載されたアンテナ装置は、ドラム型コアの巻芯部にワイヤを巻回してなる表面実装型のコイル部品によって構成されている。 As an antenna device of this type, for example, the antenna device described in Patent Document 1 is known. The antenna device described in Patent Document 1 is composed of a surface mount type coil component formed by winding a wire around a winding core portion of a drum type core.

特開２００７−３０６１３７号公報JP-A-2007-306137

しかしながら、特許文献１に記載されたアンテナ装置は、鍔部の軸方向における表面が平坦面であることから磁界の広がりが不十分であり、その結果、通信距離が短いという問題があった。 However, the antenna device described in Patent Document 1 has a problem that the magnetic field spread is insufficient because the surface of the collar portion in the axial direction is a flat surface, and as a result, the communication distance is short.

したがって、本発明は、コアにワイヤを巻回してなるアンテナ装置における磁界の広がりを拡大することによって、通信距離を伸ばすことを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to extend the communication distance by expanding the spread of the magnetic field in the antenna device formed by winding a wire around the core.

本発明によるアンテナ装置は、軸方向に延在する巻芯部を有するコアと、前記巻芯部に巻回されたワイヤとを備え、前記コアは、前記軸方向からみて前記巻芯部と重なる表面の少なくとも一部が曲面であることを特徴とする。 The antenna device according to the present invention includes a core having a winding core portion extending in the axial direction and a wire wound around the winding core portion, and the core overlaps the winding core portion when viewed from the axial direction. It is characterized in that at least a part of the surface is a curved surface.

本発明によれば、巻芯部を軸方向に進む磁束が曲面から放出されるため、従来よりも磁界の広がりが拡大される。これにより、通信距離を伸ばすことが可能となる。 According to the present invention, since the magnetic flux traveling in the axial direction of the winding core portion is emitted from the curved surface, the spread of the magnetic field is expanded as compared with the conventional case. This makes it possible to extend the communication distance.

本発明において、前記コアは、前記巻芯部の前記軸方向における両端に設けられた第１及び第２の鍔部をさらに有し、前記第１及び第２の鍔部の前記軸方向における表面が曲面であることが好ましい。これによれば、表面実装に適した構造を得ることができる。 In the present invention, the core further has first and second flanges provided at both ends of the winding core in the axial direction, and the surface of the first and second collars in the axial direction. Is preferably a curved surface. According to this, a structure suitable for surface mounting can be obtained.

本発明によるアンテナ装置は、前記第１の鍔部の実装面に設けられ、前記ワイヤの一端が接続される第１の端子電極と、前記第２の鍔部の実装面に設けられ、前記ワイヤの他端が接続される第２の端子電極とをさらに備え、前記第１及び第２の鍔部の前記実装面は、いずれも平坦面であることが好ましい。これによれば、プリント基板上におけるアンテナ装置の姿勢を安定させることができる。この場合、前記曲面は、前記実装面から離れるにしたがって法線の前記軸方向に対する角度が増大する部分を有していることが好ましい。これによれば、垂直方向における磁界の広がりを拡大することができる。 The antenna device according to the present invention is provided on the mounting surface of the first flange portion, and is provided on the mounting surface of the first terminal electrode to which one end of the wire is connected and the second flange portion, and the wire. It is preferable that the mounting surface of the first and second flange portions is a flat surface, further comprising a second terminal electrode to which the other end of the wire is connected. According to this, the posture of the antenna device on the printed circuit board can be stabilized. In this case, it is preferable that the curved surface has a portion in which the angle of the normal with respect to the axial direction increases as the distance from the mounting surface increases. According to this, the spread of the magnetic field in the vertical direction can be expanded.

本発明において、前記第１及び第２の鍔部の前記軸方向に垂直な断面は、矩形であることが好ましい。これによれば、磁界の水平方向への不要な広がりを抑えることができる。 In the present invention, the cross section of the first and second collar portions perpendicular to the axial direction is preferably rectangular. According to this, it is possible to suppress an unnecessary spread of the magnetic field in the horizontal direction.

本発明において、前記第１及び第２の鍔部の前記軸方向における表面は、平坦面と前記平坦面に設けられた凹部を有し、前記凹部の表面が曲面であることが好ましい。これによれば、表面実装時において平坦面を容易にチャッキングすることが可能となる。 In the present invention, it is preferable that the surface of the first and second flange portions in the axial direction has a flat surface and recesses provided on the flat surface, and the surface of the recess is a curved surface. According to this, it is possible to easily chuck a flat surface at the time of surface mounting.

本発明において、前記ワイヤは、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるよう、前記巻芯部に巻回されていることが好ましい。これによれば、巻芯部に発生する磁場がより均一となるとともに、ワイヤの直流抵抗を低減することが可能となる。この場合、前記所定のスペースは、前記ワイヤの第１ターンと前記第１の鍔部との距離及び前記ワイヤの最終ターンと前記第２の鍔部との距離の少なくとも一方よりも広いことが好ましい。これによれば、巻芯部の軸方向における長さを有効に活用することが可能となる。 In the present invention, the wire is preferably wound around the core portion so that a predetermined space is formed between adjacent turns. According to this, the magnetic field generated in the winding core portion becomes more uniform, and the DC resistance of the wire can be reduced. In this case, the predetermined space is preferably wider than at least one of the distance between the first turn of the wire and the first flange portion and the distance between the final turn of the wire and the second flange portion. .. According to this, it is possible to effectively utilize the length of the winding core portion in the axial direction.

本発明によれば、アンテナ装置から発せられる磁界が大きく広がることから、通信距離を伸ばすことが可能となる。 According to the present invention, since the magnetic field emitted from the antenna device is greatly expanded, the communication distance can be extended.

図１は、本発明の第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａの外観を示す略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 11A according to the first embodiment of the present invention. 図２は、アンテナ装置１１Ａをｙ方向から見た側面図である。FIG. 2 is a side view of the antenna device 11A as viewed from the y direction. 図３は、アンテナ装置１１Ａをｘ方向から見た側面図である。FIG. 3 is a side view of the antenna device 11A as viewed from the x direction. 図４は、第１の実施形態の改良例によるアンテナ装置１１Ｂの外観を示す略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 11B according to the improved example of the first embodiment. 図５は、本発明の第２の実施形態によるアンテナ装置１２Ａの外観を示す略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 12A according to the second embodiment of the present invention. 図６は、アンテナ装置１２Ａをｙ方向から見た側面図である。FIG. 6 is a side view of the antenna device 12A as viewed from the y direction. 図７は、第２の実施形態の改良例によるアンテナ装置１２Ｂの外観を示す略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 12B according to the improved example of the second embodiment. 図８は、本発明の第３の実施形態によるアンテナ装置１３Ａの外観を示す略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 13A according to the third embodiment of the present invention. 図９は、アンテナ装置１３Ａをｙ方向から見た側面図である。FIG. 9 is a side view of the antenna device 13A as viewed from the y direction. 図１０は、アンテナ装置１３Ａをｘ方向から見た側面図である。FIG. 10 is a side view of the antenna device 13A as viewed from the x direction. 図１１は、第３の実施形態の改良例によるアンテナ装置１３Ｂの外観を示す略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 13B according to the improved example of the third embodiment. 図１２は、本発明の第４の実施形態によるアンテナ装置１４Ａの外観を示す略斜視図である。FIG. 12 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 14A according to the fourth embodiment of the present invention. 図１３は、アンテナ装置１４Ａをｙ方向から見た側面図である。FIG. 13 is a side view of the antenna device 14A as viewed from the y direction. 図１４は、第４の実施形態の改良例によるアンテナ装置１４Ｂの外観を示す略斜視図である。FIG. 14 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 14B according to the improved example of the fourth embodiment. 図１５は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置１５Ａの外観を示す略斜視図である。FIG. 15 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 15A according to the fifth embodiment of the present invention. 図１６は、アンテナ装置１５Ａをｙ方向から見た側面図である。FIG. 16 is a side view of the antenna device 15A as viewed from the y direction. 図１７は、第５の実施形態の改良例によるアンテナ装置１５Ｂの外観を示す略斜視図である。FIG. 17 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 15B according to the improved example of the fifth embodiment. 比較例によるサンプルＣ１の外観を示す略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the appearance of the sample C1 by a comparative example. 比較例によるサンプルＣ２の外観を示す略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the appearance of the sample C2 by a comparative example. 比較例によるサンプルＣ３の外観を示す略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the appearance of the sample C3 by the comparative example. 比較例によるサンプルＣ４の外観を示す略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the appearance of the sample C4 by the comparative example. 参考例によるサンプルＤ１の外観を示す略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the appearance of the sample D1 by a reference example. 参考例によるサンプルＤ２の外観を示す略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the appearance of the sample D2 by a reference example.

以下、添付図面を参照しながら、本発明のいつくかの実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａの外観を示す略斜視図である。また、図２はアンテナ装置１１Ａをｙ方向から見た側面図であり、図３はアンテナ装置１１Ａをｘ方向から見た側面図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 11A according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a side view of the antenna device 11A viewed from the y direction, and FIG. 3 is a side view of the antenna device 11A viewed from the x direction.

図１〜図３に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１１Ａは、コア２０と、コア２０の巻芯部２３に巻回されたワイヤ３０と、ワイヤ３０の一端３１に接続された第１の端子電極４１と、ワイヤ３０の他端３２に接続された第２の端子電極４２とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the antenna device 11A according to the present embodiment is connected to the core 20, the wire 30 wound around the core portion 23 of the core 20, and the first end 31 of the wire 30. The terminal electrode 41 of the above and the second terminal electrode 42 connected to the other end 32 of the wire 30 are provided.

コア２０は、フェライトなど透磁率の高い磁性材料からなり、第１の鍔部２１と、第２の鍔部２２と、これらの間に設けられた巻芯部２３とを有する。巻芯部２３は、軸方向であるｘ方向に延在する棒状体であり、その両端に第１及び第２の鍔部２１及び２２がそれぞれ設けられている。巻芯部２３のｙｚ断面（軸方向に垂直な断面）は略矩形である。 The core 20 is made of a magnetic material having a high magnetic permeability such as ferrite, and has a first flange portion 21, a second flange portion 22, and a winding core portion 23 provided between them. The winding core portion 23 is a rod-shaped body extending in the x direction, which is the axial direction, and first and second flange portions 21 and 22, respectively, are provided at both ends thereof. The yz cross section (cross section perpendicular to the axial direction) of the winding core portion 23 is substantially rectangular.

第１及び第２の鍔部２１，２２は、一部の表面が湾曲した曲面を構成している。具体的に説明すると、第１の鍔部２１は、巻芯部２３に接続される内側面２１ｉと、内側面２１ｉの反対側に位置する外側面２１ｏと、第１の端子電極４１が形成される実装面２１ｂと、互いに反対側に位置する２つの側面２１ｓとを有している。同様に、第２の鍔部２２は、巻芯部２３に接続される内側面２２ｉと、内側面２２ｉの反対側に位置する外側面２２ｏと、第２の端子電極４２が形成される実装面２２ｂと、互いに反対側に位置する２つの側面２２ｓとを有している。 The first and second flange portions 21 and 22 form a curved surface whose surface is partially curved. Specifically, the first flange portion 21 is formed with an inner side surface 21i connected to the winding core portion 23, an outer surface 21o located on the opposite side of the inner side surface 21i, and a first terminal electrode 41. It has a mounting surface 21b and two side surfaces 21s located on opposite sides of each other. Similarly, the second flange portion 22 has an inner side surface 22i connected to the winding core portion 23, an outer surface 22o located on the opposite side of the inner side surface 22i, and a mounting surface on which the second terminal electrode 42 is formed. It has 22b and two side surfaces 22s located on opposite sides of each other.

図１及び図２に示すように、内側面２１ｉ，２２ｉはｙｚ平面を構成し、実装面２１ｂ，２２ｂはｘｙ平面を構成し、側面２１ｓ，２２ｓはｘｚ平面を構成する。このように、実装面２１ｂ，２２ｂが平坦面であることから、アンテナ装置１１Ａを実装した場合に、プリント基板上における姿勢を安定させることができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the inner side surfaces 21i and 22i form an yz plane, the mounting surfaces 21b and 22b form an xy plane, and the side surfaces 21s and 22s form an xz plane. Since the mounting surfaces 21b and 22b are flat surfaces in this way, the posture on the printed circuit board can be stabilized when the antenna device 11A is mounted.

これに対し、外側面２１ｏ，２２ｏは曲面であり、実装面２１ｂ，２２ｂから離れるにしたがって法線の軸方向（ｘ方向）に対する角度が増大する湾曲形状を有している。外側面２１ｏ，２２ｏのｘｚ断面のうち、実装面２１ｂ，２２ｂに最も近い部分の接線はほぼｚ方向であり、実装面２１ｂ，２２ｂから最も遠い部分の接線はほぼｘ方向である。一方、第１及び第２の鍔部２１，２２のｙｚ断面は、ｘ方向におけるいずれの位置においても矩形である。また、第１及び第２の鍔部２１，２２のｘｚ断面は、ｙ方向におけるいずれの位置においても同じ形状である。つまり、側面２１ｓ，２２ｓは湾曲していない。 On the other hand, the outer surfaces 21o and 22o are curved surfaces and have a curved shape in which the angle of the normal with respect to the axial direction (x direction) increases as the distance from the mounting surfaces 21b and 22b increases. Of the xz cross sections of the outer side surfaces 21o and 22o, the tangent line of the portion closest to the mounting surfaces 21b and 22b is in the substantially z direction, and the tangent line of the portion farthest from the mounting surfaces 21b and 22b is in the substantially x direction. On the other hand, the yz cross sections of the first and second flange portions 21 and 22 are rectangular at any position in the x direction. Further, the xz cross sections of the first and second flange portions 21 and 22 have the same shape at any position in the y direction. That is, the side surfaces 21s and 22s are not curved.

本例では、ワイヤ３０が巻芯部２３のｘ方向における略中央部にまとめて巻回されている。これは、ワイヤ３０の必要な巻回数に比べて巻芯部２３のｘ方向における長さが長いためである。巻芯部２３のｘ方向における長さを長く設計しているのは、巻芯部２３のｘ方向における長さが短いと、第１及び第２の鍔部２１，２２からの磁束がｚ方向に大きく広がることなく巻芯部２３の上部近傍で収束してしまい、十分な通信距離が確保できなくなるためである。 In this example, the wires 30 are wound together at a substantially central portion of the winding core portion 23 in the x direction. This is because the length of the winding core portion 23 in the x direction is longer than the required number of windings of the wire 30. The reason why the length of the winding core portion 23 in the x direction is designed to be long is that when the length of the winding core portion 23 in the x direction is short, the magnetic fluxes from the first and second flange portions 21 and 22 are in the z direction. This is because the winding core portion 23 does not spread widely and converges in the vicinity of the upper portion, so that a sufficient communication distance cannot be secured.

但し、ワイヤ３０を巻芯部２３のｘ方向における略中央部にまとめて巻回することは必須でなく、図４に示す改良例によるアンテナ装置１１Ｂのように、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるよう、ワイヤ３０を巻回しても構わない。これによれば、巻芯部２３に発生する磁場がより均一になるとともに、図２において符号φ０で示すような、鍔部をショートカットする磁束がほとんど生じないことから、通信距離を拡大することができる。しかも、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるようワイヤ３０を巻回した方が、所望のインダクタンスを得るために必要なターン数が削減されるため、ワイヤ３０の直流抵抗を低減することも可能となる。 However, it is not essential to wind the wire 30 together at the substantially central portion of the winding core portion 23 in the x direction, and a predetermined space is provided between adjacent turns as in the antenna device 11B according to the improved example shown in FIG. The wire 30 may be wound so that the wire 30 is formed. According to this, the magnetic field generated in the winding core portion 23 becomes more uniform, and the magnetic flux that shortcuts the collar portion as shown by the reference numeral φ0 in FIG. 2 is hardly generated, so that the communication distance can be extended. it can. Moreover, winding the wire 30 so that a predetermined space is formed between adjacent turns reduces the number of turns required to obtain a desired inductance, so that the DC resistance of the wire 30 can be reduced. Is also possible.

図４に示すアンテナ装置１１Ｂは、ワイヤ３０の一端３１側に位置する第１ターンが第１の鍔部２１の近傍に巻回され、且つ、ワイヤ３０の他端３２側に位置する最終ターンが第２の鍔部２２の近傍に巻回されている。これにより、ワイヤ３０の隣接ターン間に形成されるスペースは、ワイヤ３０の第１ターンと第１の鍔部２１との距離及びワイヤ３０の最終ターンと第２の鍔部２２との距離よりも広くなっており、巻芯部２３のｘ方向における長さが有効に活用されている。 In the antenna device 11B shown in FIG. 4, the first turn located on the one end 31 side of the wire 30 is wound in the vicinity of the first flange portion 21, and the final turn located on the other end 32 side of the wire 30 is It is wound in the vicinity of the second flange portion 22. As a result, the space formed between the adjacent turns of the wire 30 is larger than the distance between the first turn of the wire 30 and the first flange portion 21 and the distance between the final turn of the wire 30 and the second flange portion 22. It has become wider, and the length of the winding core portion 23 in the x direction is effectively utilized.

図３に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１１Ａ（１１Ｂ）においては、曲面を構成する外側面２１ｏ，２２ｏが軸方向（ｘ方向）からみて巻芯部２３と重なっている。これにより、第１及び第２の鍔部２１，２２から放出又は吸収される磁束がｚ方向に大きく広がるため、ｚ方向における通信距離を拡大することができる。その理由は次の通りである。つまり、大部分の磁束は、軸方向（ｘ方向）からみて巻芯部２３と重なる表面から放出／吸収されるともに、その放射角度は、当該表面に対して略垂直方向（法線方向）の成分が支配的となる。このため、軸方向（ｘ方向）からみて巻芯部２３と重なる外側面２１ｏ，２２ｏを曲面とすれば、図２において符号φ１で示すように、磁束が様々な角度で放出／吸収されることになり、ｚ方向における磁界の広がりが拡大される。その結果、通信距離を伸ばすことが可能となるのである。 As shown in FIG. 3, in the antenna device 11A (11B) according to the present embodiment, the outer surfaces 21o and 22o forming the curved surface overlap with the winding core portion 23 when viewed from the axial direction (x direction). As a result, the magnetic flux emitted or absorbed from the first and second flange portions 21 and 22 greatly spreads in the z direction, so that the communication distance in the z direction can be increased. The reason is as follows. That is, most of the magnetic flux is emitted / absorbed from the surface overlapping the winding core portion 23 when viewed from the axial direction (x direction), and the radiation angle thereof is substantially perpendicular to the surface (normal direction). Ingredients dominate. Therefore, if the outer surfaces 21o and 22o that overlap the winding core portion 23 when viewed from the axial direction (x direction) are curved surfaces, the magnetic flux is emitted / absorbed at various angles as shown by reference numeral φ1 in FIG. The spread of the magnetic field in the z direction is expanded. As a result, it is possible to extend the communication distance.

このように、本実施形態によるアンテナ装置１１Ａ（１１Ｂ）は、外側面２１ｏ，２２ｏが実装面２１ｂ，２２ｂから離れるにしたがって法線の軸方向（ｘ方向）に対する角度が増大する湾曲形状を有していることから、ｚ方向における磁界の広がりが拡大され、通信距離を伸ばすことが可能となる。 As described above, the antenna device 11A (11B) according to the present embodiment has a curved shape in which the angle of the normal with respect to the axial direction (x direction) increases as the outer surfaces 21o and 22o move away from the mounting surfaces 21b and 22b. Therefore, the spread of the magnetic field in the z direction is expanded, and the communication distance can be extended.

＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態によるアンテナ装置１２Ａの外観を示す略斜視図である。また、図６はアンテナ装置１２Ａをｙ方向から見た側面図である。アンテナ装置１２Ａをｘ方向から見た側面形状は、図３に示した形状と同じである。 <Second embodiment>
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 12A according to the second embodiment of the present invention. Further, FIG. 6 is a side view of the antenna device 12A as viewed from the y direction. The side surface shape of the antenna device 12A as viewed from the x direction is the same as the shape shown in FIG.

本実施形態によるアンテナ装置１２Ａは、第１及び第２の鍔部２１，２２の外側面２１ｏ，２２ｏが全体的に凸型に湾曲したアーチ型形状を有している点において、第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａと相違している。つまり、本実施形態においては、外側面２１ｏ，２２ｏのｘｚ断面が実装面２１ｂ，２２ｂから離れるにしたがって法線の軸方向（ｘ方向）に対する角度が減少する部分と、増大する部分を有している。その他の構成は第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 The antenna device 12A according to the present embodiment has a first embodiment in that the outer surfaces 21o and 22o of the first and second flange portions 21 and 22 have an arch shape that is curved in a convex shape as a whole. It is different from the antenna device 11A depending on the form. That is, in the present embodiment, the xz cross section of the outer surfaces 21o and 22o has a portion where the angle of the normal with respect to the axial direction (x direction) decreases and a portion where the angle increases as the distance from the mounting surfaces 21b and 22b increases. There is. Since the other configurations are the same as those of the antenna device 11A according to the first embodiment, the same elements are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態によるアンテナ装置１２Ａは、図６に示すように、磁界の広がり方が第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａとはやや異なり、実装面２１ｂ，２２ｂ側へも広がる。また、外側面２１ｏ，２２ｏが全体的に凸型形状であることから、第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａよりも、表面実装時におけるチャッキングが容易であるという利点を有する。 As shown in FIG. 6, the antenna device 12A according to the present embodiment has a slightly different magnetic field spread from the antenna device 11A according to the first embodiment, and spreads to the mounting surfaces 21b and 22b. Further, since the outer surfaces 21o and 22o have a convex shape as a whole, there is an advantage that chucking at the time of surface mounting is easier than that of the antenna device 11A according to the first embodiment.

本実施形態においても、図７に示すアンテナ装置１２Ｂのように、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるよう、ワイヤ３０を巻回することが好ましい。 Also in this embodiment, it is preferable to wind the wire 30 so that a predetermined space is formed between adjacent turns as in the antenna device 12B shown in FIG. 7.

＜第３の実施形態＞
図８は、本発明の第３の実施形態によるアンテナ装置１３Ａの外観を示す略斜視図である。また、図９はアンテナ装置１３Ａをｙ方向から見た側面図であり、図１０はアンテナ装置１３Ａをｘ方向から見た側面図である。 <Third embodiment>
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 13A according to the third embodiment of the present invention. Further, FIG. 9 is a side view of the antenna device 13A viewed from the y direction, and FIG. 10 is a side view of the antenna device 13A viewed from the x direction.

本実施形態によるアンテナ装置１３Ａは、第１及び第２の鍔部２１，２２の外側面２１ｏ，２２ｏが平坦面を有し、平坦面に設けられた凹部の表面が曲面である点において、第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａと相違している。図１０に示すように、外側面２１ｏ，２２ｏに設けられた凹部は、軸方向（ｘ方向）からみて巻芯部２３と重なる位置に設けられている。その他の構成は第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 In the antenna device 13A according to the present embodiment, the outer surfaces 21o and 22o of the first and second flange portions 21 and 22 have a flat surface, and the surface of the recess provided on the flat surface is a curved surface. It is different from the antenna device 11A according to the first embodiment. As shown in FIG. 10, the recesses provided on the outer surfaces 21o and 22o are provided at positions overlapping the winding core portion 23 when viewed from the axial direction (x direction). Since the other configurations are the same as those of the antenna device 11A according to the first embodiment, the same elements are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態によるアンテナ装置１３Ａは、図９に示すように、磁界の広がり方が第１の実施形態によるアンテナ装置１１Ａとはやや異なり、実装面２１ｂ，２２ｂ側へも広がる。また、外側面２１ｏ，２２ｏが平坦面を有していることから、第２の実施形態によるアンテナ装置１２Ａよりも、表面実装時におけるチャッキングがよりいっそう容易であるという利点を有する。 As shown in FIG. 9, the antenna device 13A according to the present embodiment has a slightly different magnetic field spread from the antenna device 11A according to the first embodiment, and spreads to the mounting surfaces 21b and 22b. Further, since the outer surfaces 21o and 22o have flat surfaces, there is an advantage that chucking at the time of surface mounting is easier than that of the antenna device 12A according to the second embodiment.

本実施形態においても、図１１に示すアンテナ装置１３Ｂのように、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるよう、ワイヤ３０を巻回することが好ましい。 Also in this embodiment, it is preferable to wind the wire 30 so that a predetermined space is formed between adjacent turns as in the antenna device 13B shown in FIG.

＜第４の実施形態＞
図１２は、本発明の第４の実施形態によるアンテナ装置１４Ａの外観を示す略斜視図である。また、図１３はアンテナ装置１４Ａをｙ方向から見た側面図である。アンテナ装置１４Ａをｘ方向から見た側面形状は、図１０に示した形状と同じである。 <Fourth Embodiment>
FIG. 12 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 14A according to the fourth embodiment of the present invention. Further, FIG. 13 is a side view of the antenna device 14A as viewed from the y direction. The side surface shape of the antenna device 14A as viewed from the x direction is the same as the shape shown in FIG.

本実施形態によるアンテナ装置１４Ａは、第１及び第２の鍔部２１，２２の外側面２１ｏ，２２ｏが平坦面を有し、平坦面に設けられた凸部の表面が曲面である点において、第３の実施形態によるアンテナ装置１３Ａと相違している。その他の構成は第３の実施形態によるアンテナ装置１３Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 In the antenna device 14A according to the present embodiment, the outer surfaces 21o and 22o of the first and second flange portions 21 and 22 have a flat surface, and the surface of the convex portion provided on the flat surface is a curved surface. It is different from the antenna device 13A according to the third embodiment. Since the other configurations are the same as those of the antenna device 13A according to the third embodiment, the same elements are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態によるアンテナ装置１４Ａは、図１３に示すように、磁界の広がり方が第３の実施形態によるアンテナ装置１３Ａとはやや異なる。また、第３の実施形態によるアンテナ装置１３Ａと比べてコア２０の体積が大きいことから、高い機械的強度を確保することが可能となる。 As shown in FIG. 13, the antenna device 14A according to the present embodiment has a slightly different magnetic field spread from the antenna device 13A according to the third embodiment. Further, since the volume of the core 20 is larger than that of the antenna device 13A according to the third embodiment, it is possible to secure high mechanical strength.

本実施形態においても、図１４に示すアンテナ装置１４Ｂのように、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるよう、ワイヤ３０を巻回することが好ましい。 Also in this embodiment, it is preferable to wind the wire 30 so that a predetermined space is formed between adjacent turns as in the antenna device 14B shown in FIG.

＜第５の実施形態＞
図１５は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置１５Ａの外観を示す略斜視図である。また、図１６はアンテナ装置１５Ａをｙ方向から見た側面図である。 <Fifth Embodiment>
FIG. 15 is a schematic perspective view showing the appearance of the antenna device 15A according to the fifth embodiment of the present invention. Further, FIG. 16 is a side view of the antenna device 15A as viewed from the y direction.

本実施形態によるアンテナ装置１５Ａは、コア２０が鍔部を備えず、巻芯部２３の軸方向における端面が湾曲している。本例では、巻芯部２３の軸方向における端面は平坦面を有さず、全体的に凸型に湾曲したアーチ型形状を有している。その他の構成は第２の実施形態によるアンテナ装置１２Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態においても、図１７に示すアンテナ装置１５Ｂのように、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるよう、ワイヤ３０を巻回することが好ましい。 In the antenna device 15A according to the present embodiment, the core 20 does not have a collar portion, and the end face of the winding core portion 23 in the axial direction is curved. In this example, the end face of the winding core portion 23 in the axial direction does not have a flat surface and has an arch-shaped shape that is curved in a convex shape as a whole. Since the other configurations are the same as those of the antenna device 12A according to the second embodiment, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Also in this embodiment, it is preferable to wind the wire 30 so that a predetermined space is formed between adjacent turns as in the antenna device 15B shown in FIG.

本実施形態が例示するように、本発明によるアンテナ装置においてコアが鍔部を備えることは必須でなく、巻芯部の軸方向における端面が曲面を構成していても構わない。 As illustrated by the present embodiment, it is not essential that the core includes a collar portion in the antenna device according to the present invention, and the end face of the winding core portion in the axial direction may form a curved surface.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and these are also the present invention. It goes without saying that it is included in the range.

例えば、上述した各実施形態によるアンテナ装置においては、一対の鍔部の形状が互いに同じであり、巻芯部から見て対称形であるが、本発明がこれに限定されるものではなく、一対の鍔部が非対称であっても構わない。したがって、一方の鍔部については巻芯部と重なる表面が曲面であり、他方の鍔部については巻芯部と重なる表面が平坦面であっても構わない。また、巻芯部と重なる表面の全面が曲面である必要はなく、少なくとも一部が曲面であれば足りる。但し、巻芯部と重なる表面のより多くの部分を曲面とした方が、磁界の広がりを拡大する効果が高められる。 For example, in the antenna device according to each of the above-described embodiments, the shape of the pair of collar portions is the same as each other and is symmetrical when viewed from the winding core portion, but the present invention is not limited to this, and the pair The collar may be asymmetric. Therefore, for one flange portion, the surface overlapping the winding core portion may be a curved surface, and for the other flange portion, the surface overlapping the winding core portion may be a flat surface. Further, it is not necessary that the entire surface overlapping the winding core portion is a curved surface, and it is sufficient if at least a part of the surface is a curved surface. However, the effect of expanding the spread of the magnetic field is enhanced by making a curved surface more portion of the surface that overlaps the winding core portion.

上述したアンテナ装置１１Ａ，１２Ａ，１３Ａとそれぞれ同じ構造を有するサンプルＡ１，Ａ２，Ａ３に対し、高周波電磁界シミュレータを用いて１３．５６ＭＨｚの周波数帯域におけるＳ２１特性を解析した。Ｓ２１特性は電力伝送のロスの大きさを示している。サンプルとカードリーダとの距離は、３０ｍｍを想定した。比較例として、図１８に示す構造を有するサンプルＣ１についても同様の解析を行った。図１８に示すように、サンプルＣ１は、第１及び第２の鍔部２１，２２の外側面２１ｏ，２２ｏが平坦なｙｚ面を構成している。 Samples A1, A2, and A3 having the same structure as the above-mentioned antenna devices 11A, 12A, and 13A were analyzed for S21 characteristics in the frequency band of 13.56 MHz using a high-frequency electromagnetic field simulator. The S21 characteristic indicates the magnitude of power transmission loss. The distance between the sample and the card reader was assumed to be 30 mm. As a comparative example, the same analysis was performed on the sample C1 having the structure shown in FIG. As shown in FIG. 18, in the sample C1, the outer surfaces 21o and 22o of the first and second flange portions 21 and 22 form a flat yz surface.

各サンプルのサイズは、ｘ＝５．０ｍｍ、ｙ＝２．５ｍｍ、ｚ＝１．８ｍｍである。また、ワイヤのターン数はいずれも９ターンである。シミュレーションの結果を表１に示す。 The size of each sample is x = 5.0 mm, y = 2.5 mm, z = 1.8 mm. The number of wire turns is 9 for each. The results of the simulation are shown in Table 1.

表１に示すように、サンプルＡ１〜Ａ３のＳ２１特性は、比較例であるサンプルＣ１のＳ２１特性よりも小さいことが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the S21 characteristics of the samples A1 to A3 were smaller than the S21 characteristics of the sample C1 which was a comparative example.

上述したアンテナ装置１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂとそれぞれ同じ構造を有するサンプルＢ１，Ｂ２，Ｂ３に対し、高周波電磁界シミュレータを用いて１３．５６ＭＨｚの周波数帯域におけるＳ２１特性を解析した。サンプルとカードリーダとの距離は、３０ｍｍを想定した。比較例として、それぞれ図１９〜図２１に示す構造を有するサンプルＣ２〜Ｃ４についても同様の解析を行った。さらに、参考例として、それぞれ図２２及び図２３に示す構造を有するサンプルＤ１，Ｄ２についても同様の解析を行った。 Samples B1, B2, and B3 having the same structure as the above-mentioned antenna devices 11B, 12B, and 13B were analyzed for S21 characteristics in the frequency band of 13.56 MHz using a high-frequency electromagnetic field simulator. The distance between the sample and the card reader was assumed to be 30 mm. As a comparative example, the same analysis was performed on the samples C2 to C4 having the structures shown in FIGS. 19 to 21, respectively. Further, as a reference example, the same analysis was performed on the samples D1 and D2 having the structures shown in FIGS. 22 and 23, respectively.

図１９に示すサンプルＣ２は、第１及び第２の鍔部２１，２２の外側面２１ｏ，２２ｏが平坦なｙｚ面を構成している。図２０に示すサンプルＣ３は、第１及び第２の鍔部２１，２２の外側面２１ｏ，２２ｏが斜めの平坦面である。図２１に示すサンプルＣ４は、第１及び第２の鍔部２１，２２の外側面２１ｏ，２２ｏの上端部及び下端部が面取りされている。図２２に示すサンプルＤ１は、第１及び第２の鍔部２１，２２が球形である。図２３に示すサンプルＤ２は、第１及び第２の鍔部２１，２２が半球形である。 In the sample C2 shown in FIG. 19, the outer surfaces 21o and 22o of the first and second flange portions 21 and 22 form a flat yz surface. In sample C3 shown in FIG. 20, the outer surfaces 21o and 22o of the first and second flange portions 21 and 22 are diagonal flat surfaces. In the sample C4 shown in FIG. 21, the upper ends and lower ends of the outer surfaces 21o and 22o of the first and second flange portions 21 and 22 are chamfered. In sample D1 shown in FIG. 22, the first and second flange portions 21 and 22 are spherical. In sample D2 shown in FIG. 23, the first and second flange portions 21 and 22 are hemispherical.

各サンプルのサイズは、ｘ＝５．０ｍｍ、ｙ＝２．５ｍｍ、ｚ＝１．８ｍｍである。また、ワイヤのターン数はいずれも９ターンである。シミュレーションの結果を表２に示す。 The size of each sample is x = 5.0 mm, y = 2.5 mm, z = 1.8 mm. The number of wire turns is 9 for each. The results of the simulation are shown in Table 2.

表２に示すように、サンプルＢ１〜Ｂ３のＳ２１特性は、比較例であるサンプルＣ２〜Ｃ４及び参考例であるサンプルＤ１，Ｄ２のＳ２１特性よりも小さいことが確認された。また、サンプルＢ１〜Ｂ３のＳ２１特性は、サンプルＡ１〜Ａ３のＳ２１特性よりも小さかった。尚、サンプルＤ１，Ｄ２のＳ２１特性が大きいという結果は、鍔部のｘｚ断面がｙ方向における位置によって変化すると、磁界の水平方向への不要な広がりが発生することを示唆している。 As shown in Table 2, it was confirmed that the S21 characteristics of the samples B1 to B3 were smaller than the S21 characteristics of the samples C2 to C4 as comparative examples and the samples D1 and D2 as reference examples. Further, the S21 characteristics of the samples B1 to B3 were smaller than the S21 characteristics of the samples A1 to A3. The result that the S21 characteristics of the samples D1 and D2 are large suggests that when the xz cross section of the collar portion changes depending on the position in the y direction, an unnecessary spread of the magnetic field in the horizontal direction occurs.

１１Ａ〜１５Ａ，１１Ｂ〜１５Ｂアンテナ装置
２０コア
２１，２２鍔部
２１ｂ，２２ｂ実装面
２１ｉ，２２ｉ内側面
２１ｏ，２２ｏ外側面
２１ｓ，２２ｓ側面
２３巻芯部
３０ワイヤ
３１ワイヤの一端
３２ワイヤの他端
４１，４２端子電極
φ０，φ１磁束 11A to 15A, 11B to 15B Antenna device 20 Cores 21 and 22 Collars 21b, 22b Mounting surfaces 21i, 22i Inner side surfaces 21o, 22o Outer side surfaces 21s, 22s Side surface 23 Winding core 30 Wire 31 One end of wire 32 The other end of wire 41, 42 Terminal electrodes φ0, φ1 Magnetic flux

Claims

軸方向に延在する巻芯部と、前記巻芯部の前記軸方向における両端に設けられた第１及び第２の鍔部を有するコアと、
前記巻芯部に巻回されたワイヤと、
前記第１の鍔部の実装面に設けられ、前記ワイヤの一端が接続される第１の端子電極と、
前記第２の鍔部の実装面に設けられ、前記ワイヤの他端が接続される第２の端子電極と、を備え、
前記第１及び第２の鍔部の前記軸方向における表面は、前記軸方向からみて前記巻芯部と重なる表面の少なくとも一部が曲面であり、
前記第１及び第２の鍔部の前記実装面は、いずれも平坦面であることを特徴とするアンテナ装置。 A core portion extending in the axial direction, and a core having first and second flange portions provided at both ends of the winding core portion in the axial direction .
The wire wound around the core and
A first terminal electrode provided on the mounting surface of the first flange portion and to which one end of the wire is connected,
A second terminal electrode provided on the mounting surface of the second flange portion and to which the other end of the wire is connected is provided.
Said first and second surfaces in the axial direction of the flange portion, Ri least partially curved der of the axial viewed from overlapping with the core portion surface,
An antenna device characterized in that the mounting surfaces of the first and second flange portions are both flat surfaces .

前記曲面は、前記実装面から離れるにしたがって法線の前記軸方向に対する角度が増大する部分を有していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 , wherein the curved surface has a portion in which the angle of the normal line with respect to the axial direction increases as the distance from the mounting surface increases.

前記第１及び第２の鍔部の前記軸方向に垂直な断面は、矩形であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 or 2 , wherein the cross section of the first and second collar portions perpendicular to the axial direction is rectangular.

前記第１及び第２の鍔部の前記軸方向における表面は、平坦面と前記平坦面に設けられた凹部を有し、前記凹部の表面が曲面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 Wherein the first and the surface in the axial direction of the second flange portion has a recess provided in the flat surface and the flat surface, according to claim 1, wherein the surface of the concave portion is a curved surface The antenna device according to any one of the above.

前記ワイヤは、隣接するターン間に所定のスペースが形成されるよう、前記巻芯部に巻回されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the wire is wound around the winding core portion so that a predetermined space is formed between adjacent turns.

前記所定のスペースは、前記ワイヤの第１ターンと前記第１の鍔部との距離及び前記ワイヤの最終ターンと前記第２の鍔部との距離の少なくとも一方よりも広いことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。 A claim characterized in that the predetermined space is wider than at least one of the distance between the first turn of the wire and the first flange portion and the distance between the final turn of the wire and the second flange portion. Item 5. The antenna device according to item 5 .

軸方向に延在する巻芯部と、前記巻芯部の前記軸方向における両端に設けられた第１及び第２の鍔部を有するコアと、
前記巻芯部に巻回されたワイヤと、を備え、
前記第１及び第２の鍔部の前記軸方向における表面は、平坦面と、前記平坦面に設けられ、前記軸方向からみて前記巻芯部と重なる凹部を有し、前記凹部の表面が曲面であることを特徴とするアンテナ装置。 A core portion extending in the axial direction, and a core having first and second flange portions provided at both ends of the winding core portion in the axial direction .
A wire wound around the core portion and
The surface of the first and second flange portions in the axial direction has a flat surface and a recess provided on the flat surface and overlaps with the winding core portion when viewed from the axial direction, and the surface of the recess is a curved surface. antenna apparatus characterized by at.