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Title:
ANTENNA DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/069275
Kind Code:
A1
Abstract:
An antenna device is provided with a bar-like magnetic body section (13) for resonance, and a directional magnetic body section (14). In the magnetic body section for resonance, a coil section (12) is formed by winding a conductor (11) connected to a power feed section. The directional magnetic section is arranged to protrude from the magnetic body section (13) in a direction different the winding direction of the conductor (11). Thus, strong directivity is obtained even to the direction in which the directional magnetic body section (14) is protruded.

Inventors:
YUKIMOTO SHINSUKE (JP)
YOKOSHIMA TAKAO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/003441
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 21, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI CABLE IND LTD (JP)
MITSUBISHI MATERIALS CORP (JP)
YUKIMOTO SHINSUKE (JP)
YOKOSHIMA TAKAO (JP)
International Classes:
H01Q7/08; H01Q1/24
Domestic Patent References:
WO2006134913A12006-12-21
Attorney, Agent or Firm:
TAKAOKA, Ryoichi (3-21-13-2409 Nishi-Ikebukur, Toshima-ku Tokyo 21, JP)
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Claims:
給電部に接続される導体が巻回されてコイル部が形成された共振用磁性体部と、 前記導体が巻き進められる方向と異なる方向に前記共振用磁性体部から突出して配された指向性磁性体部と、を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
請求項1に記載のアンテナ装置において、 前記共振用磁性体部と前記指向性磁性体部とがそれぞれ別体で構成され、互いに接触していることを特徴とするアンテナ装置。
請求項1に記載のアンテナ装置において、 前記共振用磁性体部と前記指向性磁性体部とが、それぞれ異なる磁性体材料で形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
請求項1に記載のアンテナ装置において、 前記指向性磁性体部が、前記導体が巻き進められる方向に対して垂直に突出していることを特徴とするアンテナ装置。
請求項1に記載のアンテナ装置において、 前記指向性磁性体部が、前記共振用磁性体部の端部に配されていることを特徴とするアンテナ装置。
Description:
アンテナ装置

本発明は、自動車のキーレスオペレーション システム等の無線通信技術に好適なアンテナ 装置に関する。
 本願は、2007年11月30日に出願された特願2007- 311718号に対し優先権を主張し、その内容をこ こに援用する。

近年、自動車のキーレスオペレーションシ ステム等の無線通信を目的として、棒状のフ ェライト等の磁性体に銅線等を巻回してコイ ル部としたコイルアンテナが検討されている 。例えば、特許文献1には、図9に示すように アンテナ用コアとなる棒状磁性体1と、該棒 状磁性体1に巻き線されたコイル2と、を備え コイルアンテナが提案されている。 

特開2005-317674号公報

しかしながら、上記従来の技術において、 以下の課題が残されている。 すなわち、特 文献1に記載のコイルアンテナでは、図10に すように、コイル2が形成された棒状磁性体 1の延在方向に磁界強度の強い分布を有して り、この方向に強い指向性を有している。 のため、棒状磁性体1の延在方向とは異なる の方向に対して高い指向性を得ることが困 であるという不都合があった。また、図11 示すように、棒状磁性体1をさらに延ばした 合、図12に示すように、延在方向にのみ強 が改善された磁界強度の分布となる。この め、延在方向以外の所望の方向における強 を改善するには、棒状磁性体1全体の大きさ 厚みを大きくする必要があり、全体の小型 や薄型化が難しいという問題がある。 

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも ので、コイルが巻回された磁性体の延在方向 と異なる所望の方向においても高い指向性を 得ることができ、小型化や薄型化も可能なア ンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下 の構成を採用した。すなわち、本発明のアン テナ装置は、給電部に接続される導体が巻回 されてコイル部が形成された共振用磁性体部 と、前記導体が巻き進められる方向と異なる 方向に前記共振用磁性体部から突出して配さ れた指向性磁性体部と、を備えていることを 特徴とする。 

このアンテナ装置では、導体が巻き進めら れる方向と異なる方向に共振用磁性体部から 突出して配された指向性磁性体部を備えてい るので、指向性磁性体部が突出した方向に対 しても強い指向性を得ることができる。した がって、共振用磁性体部の設置方向が制限さ れても、指向性を高めたい所望の方向に指向 性磁性体部を突出状態に配することで、所望 の方向の磁界強度を改善することができる。 また、所望の方向に指向性磁性体部を突出さ せて配するだけでよいため、全体を大きくし たり、厚くする必要が無く、小型化や薄型化 を図ることが可能である。 

また、本発明のアンテナ装置は、前記共振 用磁性体部と前記指向性磁性体部とがそれぞ れ別体で構成され、互いに接触していること を特徴とする。すなわち、指向性磁性体部を 設けることで、全体形状が複雑になり、一体 型の磁性体を成形するには生産性の改善が必 要になるのに対し、本発明のアンテナ装置で は、別体の共振用磁性体部と指向性磁性体部 とを接触状態で設置するので、各磁性体部を それぞれ単純な形状とすることができ、容易 に形状変更ができると共に、安価で生産性に 優れている。 

さらに、本発明のアンテナ装置は、前記共 振用磁性体部と前記指向性磁性体部とが、そ れぞれ異なる磁性体材料で形成されているこ とを特徴とする。すなわち、このアンテナ装 置では、共振用磁性体部と指向性磁性体部と を、特性面やコスト面を考慮して、それぞれ 異なる磁性体材料で形成することで、低コス ト化やより優れたアンテナ特性を得ることが できる。 

また、本発明のアンテナ装置は、前記指向 性磁性体部が、前記導体が巻き進められる方 向に対して垂直に突出していることを特徴と する。すなわち、このアンテナ装置では、指 向性磁性体部が、導体が巻き進められる方向 に対して垂直に突出しているので、共振用磁 性体部に巻回された導体の軸線方向に対して 直交する方向に対する指向性を高めることが できる。 

また、本発明のアンテナ装置は、前記指向 性磁性体部が、前記共振用磁性体部の端部に 配されていることを特徴とする。すなわち、 このアンテナ装置では、共振用磁性体部の端 部に指向性磁性体部が配されているので、共 振用磁性体部において導体が巻き進められる 方向の磁界強度を抑制して指向性磁性体部の 突出方向への磁界強度を向上させることがで き、より所望の方向に対する指向性を高める ことができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。  なわち、本発明のアンテナ装置によれば、 振用磁性体部に導体が巻き進められる方向 異なる方向に共振用磁性体部から突出して された指向性磁性体部を備えているので、 向性磁性体部が突出した方向に対しても強 指向性を得ることができると共に、小型化 薄型化を図ることが可能である。したがっ 、設置位置等が制限され小型化や薄型化が 望される自動車等に搭載される無線通信シ テム、特にキーレスオペレーションシステ に使用されるアンテナ装置等に好適である

本発明に係るアンテナ装置の第1実施形 態を示す斜視図である。 第1実施形態のアンテナ装置による磁界 分布を示す図である。 本発明に係るアンテナ装置の第2実施形 態を示す斜視図である。 第2実施形態のアンテナ装置による磁界 分布を示す図である。 本発明に係るアンテナ装置の第3実施形 態を示す斜視図である。 第3実施形態のアンテナ装置による磁界 分布を示す図である。 本発明に係るアンテナ装置の第4実施形 態を示す斜視図である。 第4実施形態のアンテナ装置による磁界 分布を示す図である。 本発明に係るアンテナ装置の従来例を す斜視図である。 従来例のアンテナ装置による磁界分布 を示す図である。 本発明に係るアンテナ装置の従来例( り長くしたもの)を示す斜視図である。 図11における従来例のアンテナ装置に る磁界分布を示す図である。

符号の説明

11…導体、12…コイル部、13…共振用磁性体 部、14,34…指向性磁性体部、C…コンデンサ

以下、本発明に係るアンテナ装置の第1実 形態を、図1及び図2を参照しながら説明する 。 本実施形態におけるアンテナ装置は、例 ば自動車等に搭載される無線通信システム 特にキーレスオペレーションシステムに使 される受信、送信又は送受信用のアンテナ 置とされるものであって、図1に示すように 、給電部(図示略)に接続される導体11が巻回 れてコイル部12が形成された棒状の共振用磁 性体部13と、導体11が巻き進められる方向(巻 状態の導体11の軸線方向)と異なる方向に共 用磁性体部13から突出して配された一対の 向性磁性体部14と、導体11に直列に接続され コンデンサCと、を備えている。 

なお、上記キーレスオペレーションシステ ムとは、キーレスオペレーションキーと呼ば れる無線通信機能を有するキーを運転者等が 携帯しているだけで、無線作動範囲まで自動 車に近づいた際に、キーと自動車本体側に設 置された受信アンテナ装置との間でIDコード 照合を無線通信で行うことで、自動車のド 及びテールゲート等の施錠・解錠操作(いわ ゆるキーレスエントリーシステム)、エンジ の始動操作などが可能になるシステムであ 。 上記共振用磁性体部13と上記指向性磁性 部14とは、それぞれ直方形状の別体で構成 れ、互いに接触して配されている。なお、 振用磁性体部13と指向性磁性体部14とは、例 ば、互いの接触面を除く表面部分に接着剤 つけて固定される。また、共振用磁性体部1 3と指向性磁性体部14との接触面に接着剤をつ けて固定する場合には、導電性接着剤が使用 される。 上記一対の指向性磁性体部14は、 振用磁性体部13の両端部にそれぞれ配され、 共振用磁性体部13の延在方向(共振用磁性体部 13において導体11が巻き進められる方向)に対 て垂直に同方向に突出して設けられている すなわち、このアンテナ装置は、共振用磁 体部13と指向性磁性体部14とにより全体がコ 字形状となっている。 

上記共振用磁性体部13と上記指向性磁性体 14とは、所望の周波数帯に使用される高周 透磁率の大きい磁性体材料で形成されてい 。例えば、使用される磁性体材料としては 鉄アルミ珪素合金、熱ニッケル合金(パーマ イ)、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン 合金、鉄シリコンバナジウム合金、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( ェライト)、カーボニル鉄、モリブデンパー ロイ、純鉄圧粉の軟磁性材料等が挙げられ 。 

なお、共振用磁性体部13と指向性磁性体部1 4とに使用される磁性体材料は、同一の種類 ものでも構わないが、本実施形態では、共 用磁性体部13と指向性磁性体部14とが、それ れ異なる磁性体材料で形成されている。例 ば、コイル部12が形成される共振用磁性体 13には、μ値(透磁率)の高い磁性体材料を用 、指向性磁性体部14には、比較的安価なμ値 低い磁性体材料を用いる。 上記導体11は、 一般に使用されている銅線、めっき線、真鍮 等の線材又は銅箔やフレキシブル基板等で構 成される導体パターン等が用いられる。なお 、導体11の太さ、幅、厚さ等を変更すること より、アンテナ特性を調整することができ 。 

上記コンデンサCは、例えばセラミックス ンデンサ、積層コンデンサ、フィルムコン ンサ、マイカコンデンサ等の一般に使用さ ているものが採用される。このコンデンサC 種類、諸特性(Q値等)を変更することにより アンテナ特性を調整することができる。な 、コンデンサCは、導体11に並列に接続して 構わない。 

このアンテナ装置では、導体11の一方の端 11aが給電部の一方に接続され、この導体11 コンデンサCを経由して共振用磁性体部13に かれてコイル部12を構成し、さらに他方の端 部11aが給電部の他方に接続される。このとき 、磁性体全体としては、2つの指向性磁性体 14を含む形状となり、導体11で巻かれた部分 、この磁性体全体の透磁率により共振周波 が発生する。この共振周波数とコンデンサ の直列共振若しくは並列共振によって最終 な所望の周波数を得ることができる。 

次に、本実施形態のアンテナ装置による磁 界分布を、図2に示す。この図からわかるよ に、本実施形態のアンテナ装置では、図9に す従来の単なる棒状のコイルアンテナに比 て、指向性磁性体部14が突出している方向 の磁界強度が相対的に増大していることが かる。すなわち、本実施形態では、指向性 性体部14が、共振用磁性体部13の延在方向に して垂直に突出しているので、共振用磁性 部13に直交する方向に対する指向性を高め ことができる。 

このように本実施形態のアンテナ装置では 、導体11が巻き進められる方向と異なる方向 共振用磁性体部13から突出して配された指 性磁性体部14を備えているので、指向性磁性 体部14が突出した方向に対しても強い指向性 得ることができる。したがって、共振用磁 体部13の設置方向が制限されても、指向性 高めたい所望の方向に指向性磁性体部14を突 出状態に配することで、所望の方向の磁界強 度を改善することができる。また、所望の方 向に指向性磁性体部14を突出させて配するだ でよいため、全体を大きくしたり、厚くす 必要が無く、小型化や薄型化を図ることが 能である。 

特に、共振用磁性体部13の端部に指向性磁 体部14が配されているので、共振用磁性体 13の延在方向における磁界強度を抑制して指 向性磁性体部14の突出方向への磁界強度を向 させることができ、より所望の方向に対す 指向性を高めることができる。 また、別 の共振用磁性体部13と指向性磁性体部14とを 触状態で設置するので、各磁性体部をそれ れ単純な形状とすることができ、容易に形 変更ができると共に、安価で生産性に優れ いる。 さらに、共振用磁性体部13と指向性 磁性体部14とを、特性面やコスト面を考慮し 、それぞれ異なる磁性体材料で形成すれば 低コスト化やより優れたアンテナ特性を得 ことができる。 

次に、本発明に係るアンテナ装置の第2~第4 実施形態について、図3~図8を参照して以下に 説明する。なお、以下の各実施形態の説明に おいて、上記実施形態において説明した同一 の構成要素には同一の符号を付し、その説明 は省略する。 

第2実施形態と第1実施形態との異なる点は 第1実施形態では、共振用磁性体部13の両端 それぞれ指向性磁性体部14を設けているの 対し、第2実施形態のアンテナ装置では、図3 に示すように、共振用磁性体部13の先端(導体 11の端部11aに対して反対側の端部)にのみ指向 性磁性体部14を配置して全体をL字形状として いる点である。この第2実施形態のアンテナ 置における磁界分布を図4に示す。この第2実 施形態でも、指向性磁性体部14の突出方向、 に共振用磁性体部13の先端側において指向 が向上していることがわかる。 

第3実施形態と第2実施形態との異なる点は 第2実施形態では、共振用磁性体部13の先端 配した指向性磁性体部14が第1実施形態のア テナ装置と同じ長さだけ突出しているのに し、第3実施形態のアンテナ装置では、図5 示すように、第2実施形態の指向性磁性体部1 4の2倍の長さで突出した指向性磁性体部34を している点である。この第3実施形態のアン ナ装置における磁界分布を図6に示す。この 第3実施形態では、指向性磁性体部34の突出方 向における指向性がさらに向上していること がわかる。 

第4実施形態と第1実施形態との異なる点は 第1実施形態では、共振用磁性体部13の両端 配した一対の指向性磁性体部14が同一方向 突出して全体がコ字状になっているのに対 、第4実施形態のアンテナ装置では、図7に示 すように、共振用磁性体部13の両端に配した 対の指向性磁性体部14が互いに反対方向に 出して全体として略Z字形状となっている点 ある。この第4実施形態のアンテナ装置にお ける磁界分布を図8に示す。この第4実施形態 は、共振用磁性体部13の各端部において、 れぞれ指向性磁性体部14の突出方向における 指向性が向上していることがわかる。 

なお、本発明は上記各実施形態に限定され るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない 範囲において種々の変更を加えることができ る。 

例えば、上記各実施形態では、上述したよ うに共振用磁性体部13と指向性磁性体部14と 別体に作製して組み合わすことが好ましい 、互いに同一の磁性体材料で一体成形して 構わない。 また、上記各実施形態では、上 述したように指向性磁性体部14を共振用磁性 部13の端部に配することが好ましいが、指 性磁性体部14を共振用磁性体部13の中間部分 から突出させて設けても構わない。 

また、上記各実施形態では、導体11による イル部12を共振用磁性体部13に設けているが 、指向性磁性体部14にも導体11を巻回してコ ル部を形成しても構わない。 また、上記第 1実施形態及び第4実施形態では、一対の指向 磁性体部14を同一平面内で突出させている 、互いにねじれの関係となる方向に突出さ ても構わない。 

また、上記導体としては、巻回可能でコイ ル部を形成できるものであれば特に形態は限 定されない。なお、巻回のしやすさの点で、 横断面形状が円形、楕円形、方状形(長方形 正方形)、トラック状の形(丸線の一方向を圧 延した形状)が好ましい。また、導体の外周 絶縁層を設けても構わない。 

共振用磁性体部の形状としては、特に限定 されないが、安定したコイル形成ができる点 で、柱状、棒状、板状などが適用される。ま た、指向性磁性体部の形状としても、例えば 柱状、棒状、板状などが適用される。これら 柱状、棒状の横断面形状としては、特に限定 されないが、多角形(正方形、長方形、三角 等)、円形、楕円形等が挙げられる。 なお これら共振用磁性体部及び指向性磁性体部 形状は、生産性の点や互いの安定した接触 様を得る点で横断面形状が正方形、長方形 ある柱状又は棒状のものが好ましい。




 
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