(57)【要約】【課題】  プリント基板上における実装面積を小さくすることが可能なアンテナコイルを提供する。【解決手段】  コア２の周囲にコイル３が巻装されてなり、プリント基板５上に配設されるアンテナコイル１において、前記コイル３の前記プリント基板５側となる下面３ａに非金属磁性粉末からなる磁気シールド層６が設けられていることを特徴とするアンテナコイル１を用いる。コア２のコイル３が巻装された部分７（コイル巻装部）より下方には、コア２をプリント基板５上に支持する足部８が設けられていることが好ましい。【選択図】  図１
2006174256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの周囲にコイルが巻装されてなり、プリント基板上に配設されるアンテナコイルにおいて、
前記コイルの前記プリント基板側となる下面に非金属磁性粉末からなる磁気シールド層が設けられていることを特徴とするアンテナコイル。
【請求項２】
前記磁気シールド層は、自己融着性皮膜を有する非金属磁性粉末の自己融着、または非金属磁性粉末と接着性樹脂からなるコンパウンドによって形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナコイル。
【請求項３】
前記コアの前記コイルが巻装された部分より下方には、前記コアを前記プリント基板上に支持する足部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナコイル。
【請求項４】
前記コイルの上面には樹脂粉体塗装により塗膜が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアンテナコイル。
【請求項５】
前記コイルの端末が接続される端子は、金属めっき層により形成されてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のアンテナコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のキーレスエントリーシステムなどに用いられるアンテナコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用の電子キーシステムとして、電子キーとしてのＩＣカード（携帯側送受信機）にアンテナコイルを設け、車両側のカードリーダ（外部側送受信機）にＩＣカードのアンテナコイルと電磁結合されるアンテナコイルを設け、車両側のカードリーダのアンテナコイルから質問信号を空中を介して送信し、この質問信号をＩＣカードのアンテナコイルが受信すると、そのＩＣカードがアンテナコイルから応答信号として車両固有のＩＤコード信号を送信するようになっており、カードリーダは、ＩＣカードから送信されたＩＤコードを読取り、車両側に予め記憶されているＩＤコードと比較して両者が一致すると、ドアロックやアンロック或いはエンジンの始動などを行うようになっている技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２７４６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種のアンテナコイルをプリント基板上に実装する場合、プリント基板上に形成された配線パターンまたは電子部品等の導体がアンテナコイルの下方に存在している場合、コイルのインダクタンスおよびＱ値が低下し、アンテナ感度が劣化する。このため、配線パターンまたは電子部品等の導体が存在しない空き領域をプリント基板上に設けて、この空き領域上にアンテナコイルを配置するが、この場合にはプリント基板上における実装面積を小さくすることが難しい。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プリント基板上に配設されるアンテナコイルにおいて、プリント基板上における実装面積を小さくすることが可能なアンテナコイルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、コアの周囲にコイルが巻装されてなり、プリント基板上に配設されるアンテナコイルにおいて、前記コイルの前記プリント基板側となる下面に非金属磁性粉末からなる磁気シールド層が設けられていることを特徴とするアンテナコイルを提供する。
本発明のアンテナコイルにおいて、前記磁気シールド層は、自己融着性皮膜を有する非金属磁性粉末の自己融着、または非金属磁性粉末と接着性樹脂からなるコンパウンドによって形成されたものであることが好ましい。
【０００６】
本発明のアンテナコイルは、前記コアの前記コイルが巻装された部分より下方には、前記コアを前記プリント基板上に支持する足部を有することが好ましい。
前記コイルの上面には、樹脂粉体塗装により塗膜が設けられていることが好ましい。
前記コイルの端末が接続される端子は、金属めっき層により形成されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、プリント基板上に形成された配線パターンまたは電子部品等の導体がアンテナコイルの下方に存在している場合であっても、コイルの下面に設けられた非金属磁性粉末からなる磁気シールド層によってコイルのインダクタンスおよびＱ値の低下を抑制することができる。このため、アンテナ感度を確保しつつ、プリント基板上におけるアンテナコイルの実装面積を小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１〜図４は、本発明のアンテナコイルの一形態例を示す図面であり、図１はアンテナコイルの断面図、図２はＸＹコイルユニットの断面図、図３はＸＹコイルユニットの斜視図、図４はコアの斜視図である。
【０００９】
図１に示すように、本形態例のアンテナコイル１は、コア２の周囲にコイル３，３が巻装されてなるＸＹコイルユニット４と、コイル３のプリント基板５側となる下面３ａに設けられた非金属磁性粉末からなる磁気シールド層６と、コア２のコイル３が巻装された部分７（これを以下「コイル巻装部」という場合がある。）より下方に設けられた足部８を備えて構成されている。
さらに、本形態例のアンテナコイル１において、コイル３の上面３ｂには、樹脂粉体塗装により塗膜９が設けられており、コア２の側面２ａには、コイル３の端末３ｃ（図３参照）を接続するための端子１０が設けられている。
【００１０】
図２，図３に示すように、ＸＹコイルユニット４は、コア２と、このコア２のコイル巻装部７に互いに直交する方向に導線が巻回されてなる２個のコイル３，３とを備える。これら２個のコイル３，３は、それぞれＸ軸コイルおよびＹ軸コイルとして機能する。
ここではアンテナコイル１は２個のコイルを具備する例を図示しているが、さらにＸ軸コイルおよびＹ軸コイルと直交する方向に巻回されたＺ軸コイルを付加することもできる。このようにＸ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルとからなる三個のコイルを互いに直交する方向を軸とするように配置した場合、三次元の任意の方向を受信可能な無指向性の３軸アンテナコイルとして機能し、高い受信感度が得られる。
【００１１】
本形態例においてコア２は、図４に示すように中実で平板状（詳しくは矩形状）のコアを採用している。コア２の材質としては、フェライトやアモルファス合金など様々な軟磁性材料を採用可能である。コア２の四隅の上面側（実装時においてプリント基板５側となる面を下面といい、その反対側となる面を上面という。）には凸部２ｂ，２ｂ，…が突設されている。この凸部２ｂ，２ｂ，…により、コイル巻装部７に巻装されたコイル３，３のズレや離脱などを防止することができる。
【００１２】
磁気シールド層６は、プリント基板５上に形成された配線パターンまたは電子部品等の導体（図示せず）がアンテナコイル１の下方に存在している場合であっても、コイルのインダクタンスおよびＱ値の低下を抑制するため、コイル３のプリント基板５側となる下面３ａに設けられる。
なお、プリント基板５としては、単層（片面）のプリント基板にも、多層のプリント基板にも、適用可能である。
【００１３】
磁気シールド層６は、非金属磁性粉末から構成される。非金属磁性粉末としては、例えばＭｇフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等のフェライトが好適である。磁気シールド層６の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば１〜５ｍｍに調整することができる。非金属磁性粉末からなる磁気シールド層６をコイル３の下面３ａに固着する方法としては、下記の（１）、（２）に示す方法が例示できる。
【００１４】
（１）  非金属磁性粉末をシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着性樹脂と混合してなるコンパウンドを用いる方法。
この方法では、接着性樹脂を化学的に硬化させたり、あるいは約２００〜３００℃に加熱して融着させる。本形態例において接着性樹脂は、非金属磁性粉末を結合する機能とともに、得られた磁気シールド層６とコイル３の下面３ａとを接着する機能を果たす。
【００１５】
（２）  自己融着性皮膜を有する樹脂コーティングされた非金属磁性粉末を自己融着させる方法。
自己融着性皮膜を有する磁性粉としては、例えば、加熱により自己融着性を呈する皮膜をフェライト等の磁性粉末の外面に薄く均一に形成したものが用いられる。自己融着性皮膜は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、エナメル、ポリウレタン樹脂など、熱溶融性を有する熱可塑性樹脂を用いることができる。自己融着性皮膜を設けた場合、例えば２００〜２５０℃に加熱することで磁性粉末の粒子同士を自己融着させることができる上、自己融着の際に加圧は不要であり、常圧で実施可能である。本形態例において自己融着性皮膜は、非金属磁性粉末を結合する機能とともに、得られた磁気シールド層６とコイル３の下面３ａとを接着する機能を果たす。
自己融着性皮膜の厚さは、好ましくは１μｍ以下である。これにより磁気シールド層６における磁性粉末の比率が高くなり、より優れた磁気シールド性を得ることができる。磁性粉末粒子径は、好ましくは５０〜２００μｍが望ましい。このような自己融着性皮膜を有する非金属磁性粉末を自己融着することにより、優れた磁気シールド層６を成形することができる。
【００１６】
以上の方法（１）、（２）のように、非金属磁性粉末を結合するための樹脂を配合して磁気シールド層６を形成することにより、磁気シールド層６の形成に掛かる工数やコストを抑制することができる。しかも、コイル３と磁気シールド層６との接着を兼ねて非金属磁性粉末を固着することができる上、コイル３の巻線同士の密着性を増して巻線のほつれ防止にもなる。
磁気シールド層６における非金属磁性粉末と接着性樹脂との配合比や、コイル３の下面３ａに対する磁気シールド層６の填付量はある程度の範囲で加減が可能であり、前記配合比や前記填付量の調整によってコイル３のインダクタンス値を調整することもできる。
ところで、磁気シールド性を得るためには、非金属磁性粉末の代わりに、焼結磁性体を金属磁性体等を用いることも考えられるが、これらの材料によって磁気シールド層を形成した場合、磁気シールド層をコイル下面に固着させる方策が別途必要で、工数やコスト増となる。特に、金属磁性体を用いる場合には、インダクタンス値を低下させてしまい、逆効果となる。
【００１７】
足部８は、コア２のコイル巻装部７をプリント基板５上に支持するため、コア２のコイル巻装部７より下向きに突設される。足部８は、コア２と同じ材料から一体に形成することもできるし、コア２と別体に構成することもできる。足部８をコア２と別体に構成する場合、足部８は不導体（電気絶縁体）から構成する。
足部８を形成する材料としては、例えば、コア２と同様なフェライト等の不導体である磁性体、あるいはプラスチック等が挙げられる。
このように足部８を設けることにより、コイル巻装部７とプリント基板５との距離が足部８の長さだけ確保されるので、プリント基板５上の配線パターンまたは電子部品等の導体（図示せず）からのコイル３の距離（ギャップ）を取って、アンテナ感度の低下を抑制することができる。
【００１８】
コイル３の上面３ｂには、樹脂粉体塗装により塗膜９が設けられている。このように、コイル３の上面３ｂを覆う外装として、樹脂粉体塗装による塗膜９を設けることにより、コイル３を保護することができるとともに、外装の薄型化が実現できる。塗膜９の具体例としては、例えばエポキシ系樹脂からなる粒径５０〜７０μｍ程度の樹脂粉体を用いて、厚さが約０．１〜０．１５ｍｍの塗膜９を形成する。
樹脂粉体塗装においては、有機溶剤や水などの溶媒を用いることなく、１００％固形分の樹脂粉体（固体）を使用して公知の手法により塗装する。すなわち、アンテナコイル１の所定部位に樹脂粉体を付着させた後、加熱して塗膜９の焼き付けを行い、コイル３に密着させる。樹脂粉体塗装による塗膜９を用いることにより、コイル３の巻線の密着性を増し、巻線のほつれ防止となる。また、一般成形用樹脂であるＡＢＳやポリカーボネート等と比較すると、硬くて耐熱温度の高い外装を容易に得ることができる。
【００１９】
コア２の側面２ａには、コイル３の端末３ｃが接続される端子１０が設けられている。端子１０は、金属めっき層により形成されることが好ましい。端子１０をめっきによって形成することにより、端子を小型化、薄型化を実現できる。
めっきは、例えばニッケル（Ｎｉ）を下地として金（Ａｕ）フラッシュによって厚さ５μｍ程度に形成することができる。
【００２０】
このアンテナコイル１を携帯用電子キーのデータ送受信カード用アンテナとして使用する場合、アンテナコイル１は、車両固有のＩＤコード信号等を記憶する記憶部を兼ねる制御部などとともに、ＩＣカード内に埋設して使用される。
また、データ送受信カード用アンテナを用いた車両用の電子キーシステムは、電子キーとしてのＩＣカードにデータ送受信カード用アンテナとして本発明のアンテナコイル１を設け、車両側のカードリーダ（外部側送受信機）にＩＣカードのデータ送受信カード用アンテナと電磁結合されるアンテナコイルを設け、車両とＩＣカードとが所定距離内となった場合に、車両側のカードリーダのアンテナコイルから質問信号を空中伝播信号である電磁誘導信号として送信するように構成されている。
この際、車両側からＩＣカード側へとＩＣカード駆動用の電力も送られ、この質問信号をＩＣカードのデータ送受信カード用アンテナが受信すると、データ送受信カード用アンテナは、ＩＣカードの制御部に記憶されている車両固有のＩＤコード信号を応答信号として空中伝播信号である電磁誘導信号として送信するようになっている。
カードリーダは、ＩＣカードから送信されたＩＤコードを読取り、車両側に予め記憶されているＩＤコードと比較し、両者が一致すると、ドアロックやアンロック或いはエンジンの始動などを行うようになっている。
【００２１】
次に、本形態例のアンテナコイル１の製造方法について説明する。まず、図４に示すように端子１０と足部８を有するコア２を用意し、このコア２に対して直交する二方向にコイル３，３を巻装することにより、図３に示すＸＹコイルユニット４を形成する。
コイル３の端末３ｃは、図３に示すように、コア２の側面２ａに形成された端子１０上に引き出して、半田付け等によりコイル３の端末３ｃと端子１０とを接続する。コイル３の端末３ｃと端子１０の接続に用いる半田は、磁気シールド層６や塗膜９を形成するときの熱処理の温度に耐久可能な耐熱性を有するものを用いる。
【００２２】
次に、コイル３の下面３ａに磁気シールド層６を形成する。磁気シールド層６は、例えばＸＹコイルユニット４を金型に入れ、自己融着性皮膜を有する非金属磁性粉末、または非金属磁性粉末と接着性樹脂からなるコンパウンドを、コイル３の下面３ａと金型との隙間に充填して加熱するなどの方法によって成形することができる。
【００２３】
さらに、図１に示すように、コイル３の上面３ｂを覆うように、樹脂粉体塗装により塗膜９を形成する。アンテナコイル１を外部の回路と接続するため、端子１０は、塗膜９の外側に露出される。
以上の工程によって、本形態例のアンテナコイル１を製造することができる。
【００２４】
以上説明したように、本形態例のアンテナコイル１によれば、プリント基板５上に形成された配線パターンまたは電子部品等の導体がアンテナコイル１の下方に存在している場合であっても、コイル３の下面３ａに設けられた非金属磁性粉末からなる磁気シールド層６によってコイルのインダクタンスおよびＱ値の低下を抑制することができる。このため、アンテナ感度を確保しつつ、プリント基板５上におけるアンテナコイル１の実装面積を小さくすることができる。
【００２５】
本形態例のアンテナコイル１は、コア２のコイル巻装部７より下方に、コア２をプリント基板５上に支持する足部８を有するので、コイル巻装部７とプリント基板５との距離が足部８の長さだけ確保されるので、プリント基板５上の配線パターンまたは電子部品等の導体からのコイル３の距離（ギャップ）を取って、アンテナ感度の低下を抑制することができる。
【００２６】
本形態例のアンテナコイル１は、コイル３の外装として樹脂粉体塗装による塗膜９を有するので、コイル３を保護することができるとともに、外装の薄型化が実現できる。
本形態例のアンテナコイル１は、コイル３の端末３ｃが接続される端子として、金属めっき層により形成されてなる端子１０を有するので、端子を小型化、薄型化が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、車両用のキーレスエントリーシステム（電子キーシステム）などに限定されることなく、ＩＣカードなどに用いられるアンテナコイルに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のアンテナコイルの一形態例を示す断面図である。
【図２】図１のアンテナコイルにおけるＸＹコイルユニットを示す断面図である。
【図３】図１のアンテナコイルにおけるＸＹコイルユニットを示す斜視図である。
【図４】図１のアンテナコイルにおけるコアを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…アンテナコイル、２…コア、３…コイル、３ａ…コイルの下面、３ｂ…コイルの上面、３ｃ…コイルの端末、５…プリント基板、６…磁気シールド層、７…コアのコイル巻装部、８…足部、９…塗膜、１０…端子。
【図１】
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【図２】
2006174256.tif 000004
【図３】
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【図４】
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