(57)【要約】 【課題】面（Ｚ軸）方向の感度を向上させた薄型３軸低周波アンテナを提供する。【解決手段】  本発明のアンテナは、磁気コア１０と前記磁気コア１０を包囲する互いに直交して巻回される導電性ワイヤのＸ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）と、Ｚ軸に直交し磁気コア１０の４個の角部突起１１の平坦な面に取り付けられる第１軟磁気シート２１とを有する。前記Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）は、前記磁気コア１０と第１軟磁気シート２１との間に閉じ込められ、前記第１軟磁気シート２１は、Ｚ巻線（ＤＺ）用に制限エッジ２０を提供するようにＺ巻線（ＤＺ）をカバーする大きさである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話用の超小型３軸低周波アンテナにおいて、
＊磁気コア（１０）と、
前記磁気コア（１０）は、軟磁性非電解質導電性材料製であり、周囲に２個の直交する巻線用チャネル（１２）を規定する４個の角部突起（１１）を有し、
＊Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）と、
前記Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）は、前記磁気コア（１０）を包囲する互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の周囲に互いに直交して巻回される導電性ワイヤであり、前記Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）は、前記２個の巻線用チャネル（１２）内に配置され、前記Ｚ巻線（ＤＺ）は前記４個の角部突起（１１）の周囲に配置され、電磁界が前記Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）にかかると、電位が各ワイヤ端部に生成され、前記Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）は、それぞれ接続端子（３０）に接続されるワイヤ出口端とワイヤ入口端とを有し、
＊第１軟磁気シート（２１）と、
前記第１軟磁気シート（２１）は、前記Ｚ軸に直交し前記４個の角部突起（１１）の平坦な面に取り付けられ、前記平坦な面は、前記Ｚ軸に直交し、前記第１軟磁気シート（２１）に面する側で前記巻線用チャネル（１２）より突出し、前記Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）は、前記巻線用チャネル（１２）内に巻回され、前記第１軟磁気シート（２１）により部分的にカバーされ、前記Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）は、前記磁気コア（１０）と第１軟磁気シート（２１）との間に閉じ込められ、前記第１軟磁気シート（２１）は、Ｚ巻線（ＤＺ）用に制限エッジ（２０）を提供するようなＺ巻線（ＤＺ）をカバーする大きさであり、
を有する
ことを特徴とする携帯電話用の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項２】
前記４個の角部突起（１１）は、それぞれ、前記Ｚ軸に直交する延長タブ（１３）を有し、前記制限エッジ（２０）と共に、前記Ｚ巻線（ＤＺ）を収納するＺ巻線（ＤＺ）用チャネルを規定する
ことを特徴とする請求項１記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項３】
前記延長タブ（１３）と制限エッジ（２０）の少なくとも一方は、前記Ｚ巻線（ＤＺ）の外周を超えて伸びている
ことを特徴とする請求項２記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項４】
第２軟磁気シート（２２）を更に有し、
前記第２軟磁気シート（２２）は、前記Ｚ軸に直交し、前記第１軟磁気シート（２１）の反対側で前記４個の角部突起（１１）に取り付けられ、前記磁気コア（１０）は前記第１軟磁気シート（２１）と第２軟磁気シート（２２）との間に閉じ込められ、前記制限エッジ（２０）と共に前記Ｚ巻線（ＤＺ）を収納するＺ巻線（ＤＺ）用チャネルを形成する
ことを特徴とする請求項１記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項５】
前記第１軟磁気シート（２１）と第２軟磁気シート（２２）の少なくとも一方は、前記Ｚ巻線（ＤＺ）の外周を超えて伸びる
ことを特徴とする請求項４記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項６】
前記アンテナのＺ軸方向の厚さは１．６５ｍｍ以下、或いは前記第１軟磁気シート（２１）の厚さは０．１ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１−５のいずれか１項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項７】
前記アンテナのＸ−Ｙ面の面積は１９６平方ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１−６のいずれか１項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項８】
前記磁気コア（１０）は、高密度フェライト・コア、ニッケル・亜鉛合金の高密度フェライト・コア、マグネシウム・亜鉛合金の高密度フェライト・コアのいずれかである
ことを特徴とする請求項１−７のいずれか１項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項９】
前記第１軟磁気シート（２１）は、テープ・キャスト・フェライト・シートである
ことを特徴とする請求項１−８のいずれか１項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項１０】
前記接続端子（３０）は前記延長タブ（１３）に取り付けられ、前記各延長タブ（１３）は、前記Ｚ巻線（ＤＺ）用チャネルの反対面に、前記接続端子（３０）が取り付けられる端末収納端部（１４）を有する
ことを特徴とする請求項２又は３項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項１１】
前記接続端子（３０）は、前記第１軟磁気シート（２１）に取り付けられ、前記各第１軟磁気シート（２１）は、前記Ｚ巻線（ＤＺ）用チャネルの反対面に、前記接続端子（３０）が取り付けられる端末収納端部（１４）を有する
ことを特徴とする請求項４又は５項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項１２】
前記端末収納端部（１４）は全部で８個あり、その内２個の端末収納端部（１４）が各角部突起（１１）に対応し、前記端末収納端部（１４）は２個の直交する直交壁（１５）と１個の離間壁（１６）を有し、前記２個の直交壁（１５）と１個の離間壁（１６）で前記２個の端末収納端部（１４）を形成し、前記２個の端末収納端部（１４）に前記接続端子（３０）の矢印形状先端部分が収まる
ことを特徴とする請求項１０又は１１項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項１３】
前記磁気コア（１０）は、一部が階段形状であり、前記階段形状の一部の高さは０．１ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１−１２のいずれか１項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項１４】
前記第１軟磁気シート（２１）はその中央部分に開口を有する
ことを特徴とする請求項１−１３のいずれか１項記載の超小型３軸低周波アンテナ。
【請求項１５】
キーレス・システムを動作させる請求項１−１４の内のいずれか１項記載の超小型３軸低周波アンテナを有する携帯電話。
【請求項１６】
前記超小型３軸低周波アンテナの操作を制御するユーザー・インターフェースを提供する携帯電話のアプリケーションソフトを具備する
ことを特徴とする請求項１５記載の携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話器用の超小型３軸低周波アンテナとこのアンテナを具備する携帯電話に関する。
【背景技術】
【０００２】
「超小型アンテナ」とは、極薄２ｍｍ以下特に１．６５ｍｍ以下の厚さ／薄さで携帯電話に組み込める程のアンテナを意味する。３軸方向のアンテナは、あらゆる方向からの信号受信、あらゆる方向への信号送信のいずれか又は両方が同時に可能である。この種のアンテナは、磁気コアとこの磁気コアの周囲に直交して巻回される巻線を有する。
【０００３】
「低周波」とは、３０ｋＨｚ−３００ｋＨｚの範囲の無線周波数を意味する。
【０００４】
本発明は、特に携帯電話に組み込み可能な程の小型のアンテナであり、携帯電話に要求される要件例えば曲げ強度を満たすアンテナである。
【０００５】
本発明のアンテナは、他の携帯装置例えばタブレット、カード・キーに搭載可能で、その厚さは、関連する設計パラメータと素子の組み込みの制限を満たす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
三軸アンテナの多くは公知である。アンテナの高さ／厚さを減らす問題には多くの文献が直面している。これら文献は、キー・ホブのＰＣＢに搭載される３Ｄアンテナを具備するＲＦＩＤキーレス・エントリー・システムに向けた解決方法／手段を提示している。更にカード・タイプのキー・ホブの３Ｄ検知の解決方法／手段までも提示している。しかし、高感度、超小型、携帯電話に組み込むに必要な大きさ、柔軟性の要件を満たすスマート・フォン向けのモノリシック（単一のコア）の解決方法／手段はまだ無い。
【特許文献１】ＵＳ２００５／０８３２４２Ａ１
【特許文献２】ＵＳ２０１３／０３３４０８Ａ１（日本特許５６６０１３２）
【特許文献３】ＪＰ４００７３３２
【特許文献４】ＵＳ２０１７／３２０４６５Ａ１
【特許文献５】ＵＳ２０１７／２９１５７９Ａ１
【特許文献６】ＵＳ２０１７／２８２８５８Ａ１
【特許文献７】ＪＰ２０１７／１２３５４７Ａ１
【特許文献８】ＥＰ２９１１２４４Ａ１
【特許文献９】ＷＯ２０１３／ＥＰ０３８８８
【特許文献１０】ＷＯ２０１７／０７６９５９
【特許文献１１】ＥＳ２４６０３６８
【０００７】
特許文献１は薄型の三軸アンテナを開示する。この文献では、３つの直交するチャネルが周囲に形成される磁気コアを開示している。この文献においては、磁気コアは、外周のＺ巻線（ＤＺ）用の巻回チャネルを形成する外周リスセス（窪み）を有する形状をしている。このリセスは、超小型磁気コアにモールドすることでは形成できない。その理由は、この磁気コアの製造には、少なくとも４個の独立した可動部分を有する複雑な構造のモールドを必要とし、この大きさの磁気コアは、モールドから取り出すときに、壊れることがある。このリスセスは機械加工では形成できない、磁気コアはその加工中に破損することがあるからである。
【０００８】
特許文献２は、特許文献１のアンテナに類似する平坦な三軸アンテナを開示する。
【０００９】
特許文献２において、磁気コアは２つの独立したコア部材を接続することにより得られる。その内の１つのコア部材は平坦で薄く、２つのコア部材をボビンで固着し、Ｚ軸コイル用チャネルの大部分を提供する。
【００１０】
この解決方法においては、コイル即ち巻線は、多層構造の磁気コアの周囲に巻回され、磁気コアの２つのコア部材は、Ｚ巻線（ＤＺ）がＸ巻線（ＤＸ）又はＹ巻線（ＤＹ）とオーバーラップする領域で、それを包囲するＸ巻線（ＤＸ）用とＹ巻線（ＤＹ）用のッチを必要とする。このッチは、磁気コアがＺ巻線（ＤＺ）を包囲するのを妨げ、Ｚ巻線（ＤＺ）に面する磁気コアの表面を減らし、Ｚ巻線（ＤＺ）の感度を制限してしまう。
【００１１】
特許文献１において、磁気コアの各独立した平坦な磁気部材は、各コーナーに片持ち梁領域を有し、磁気コアの一方の部材の片持ち梁領域と他方の部材の片持ち梁領域は離間しており、その間にＺ巻線（ＤＺ）用チャネルを形成する。磁気コアの両方の部材は、互いに接着され、Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ）により包囲され、前記片持ち梁領域の間の距離（Ｚ軸方向）は、Ｚ軸方向ではＸ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ）の高さより小さく、その結果Ｚ軸方向には限られた高さのＺ巻線（ＤＺ）しか形成できず、Ｚ巻線（ＤＺ）の感度を低下させてしまう。
【００１２】
特許文献３は、一体型の小型のアンテナを開示する。しかしこれはモノリシック（単一のコア）ではなく、低周波用でもない。ここに示された解決方法／手段は、２次元方向には小型だが、他の方向では大型である。
【００１３】
これまで沢山のキーレス・エントリ・システムとそれ用の小型アンテナが、特許文献４−７示されて開示されており、キーレス・エントリ・システムのキーホブ用の三軸モノリシック・アンテナは、特許文献８−１１に開示されている。
【００１４】
三軸モノリシック・アンテナの他の解決方法／手段は、ＴＤＫ，Ｅｐｃｏｓ，Ｓｕｍｉｄａ，Ｔｏｋｏ，Ｎｅｏｓｉｄの各社により開示されている。
【００１５】
これらのいずれも、スマート・フォン（高さは１．６５ｍｍ以下、投影面積は１４ｘ１４ｍｍ以下、所定の曲げテストに耐えられ、最低感度がＺ軸で５０ｍＶ／Ａｍｖ以上）に組み込める小型の三軸アンテナを開示していない。
【００１６】
この極めて厳しい機械的制約によりＺ軸方向は限られた感度しか持ち得ない。Ｚ軸方向感度を最大にする為、平坦な低周波ＬＦアンテナの可能性は、エア・コイル又は平坦なコアレス・コイルであるが、これの投影面積は極めて広い。全体的に利用可能な面積が限られている時は、Ｚ軸方向の磁気誘導は、空気中では最小の電圧も誘導できず、比較的高い有効な磁気透磁率（magnetic permiability）が必要となる。
【００１７】
カード型のキーレス・エントリのキー・ホブの市場においては、小型の（薄い／平坦な）形状による解決方法／手段がある。その多くは、個別の平坦な素子即ち通常２つの同一のＸ軸用とＹ軸用の平坦アンテナと、平坦なコアレス・コアかフェライト・ドラム・コア製の平坦なＺ軸コイルのいずれかを使用している。これらのいずれの解決方法／手段も、スマート・フォンに組み込むには適していない。日立金属株式会社（特許文献２）が記載しているような、平坦なナノ−クリスタライン・コア（nano-crystalline core）又はアモルファス・コア（amorphous core）を使用しても、全体的な表面積の目標には達しない。
【００１８】
他の文献（Ｚ巻線（ＤＺ）がモノリシックな磁気コアの周囲に巻回されるが、磁気コアの周囲の溝にＺ巻線（ＤＺ）を有さない構成を開示した文献）も公知であるが、このような解決方法／手段は、Ｚ巻線（ＤＺ）の良好な感度（５０ｍＶ／ＡｍＶを超える）を提供できない。
【００１９】
上記した文献及びその他の文献のいずれも、Ｚ巻線（ＤＺ）の良好な感度を提供できる超小型のアンテナを提供する解決方法／手段を開示していない。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第一の態様は、携帯電話器に組み込める超小型３軸低周波アンテナに関連する。
【００２１】
携帯電話器に３軸低周波アンテナを組み込むには、性能を維持しながら他の次元の寸法を増やすこと無くアンテナの厚さを減らす必要がある。さらにアンテナの曲げ耐性も改善しなけらばならない。
【００２２】
本発明の超小型３軸低周波アンテナは、磁気コアと３本の巻線（Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ））とを含む。前記磁気コアは、軟磁性非電解質導電性材料製であり、その周囲に２個の直交する巻線用チャネルを規定する４個の角部突起を有する。Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）は、前記磁気コアを包囲する互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の周囲に互いに直交して巻回される導電性ワイヤであり、前記Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）は、前記２個の巻線用チャネル内に配置され、前記Ｚ巻線（ＤＺ）は前記４個の角部突起の周囲に配置され、電磁界が前記Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）にかかると、電位が各ワイヤ端部に生成される。前記Ｘ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ），Ｚ巻線（ＤＺ）は、それぞれ接続端子に接続されるワイヤ出口端とワイヤ入口端とを有する。
【００２３】
当業者には明らかなように、前記構成は、電流がＸ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）、Ｚ巻線（ＤＺ）に流れると、電磁界が発生し、その電磁界ベクトルは各巻線と同軸である。
【００２４】
上記の特徴により、本発明の３軸アンテナは、３０ｋＨｚ−３００ｋＨｚの低周波範囲の信号で最適化される。
【００２５】
前記４の角部突起の各々は、チャネル制限エッジを有する。このチャネル制限エッジは、対向する角部突起の他のチャネル制限エッジに離間して面している。この２つの向かいあったチャネル制限エッジは、その間に１つの巻線用チャネルを規定し、この巻線用チャネル上にＸ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ）が巻回される。その結果、自動的に正確な巻回が可能となり、巻回が偶々ほどけるのを阻止できる。
【００２６】
Ｚ巻線（ＤＺ）は、巻回チャネルを形成する取り外し可能な制限エッジを用いて、自動的に巻回される。
【００２７】
本発明の小型の三軸低周波アンテナは、更に公知ではない以下の特徴を有する。
【００２８】
本発明のアンテナは第１軟磁気シートを更に有する。前記第１軟磁気シートは、前記Ｚ軸に直交し前記４個の角部突起の平坦な面に取り付けられ、前記平坦な面は、Ｚ軸に直交し、前記第１軟磁気シートに面する側で前記巻線用チャネル（１２）より突出する。前記Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）は、前記巻線用チャネル内に巻回され、前記第１軟磁気シートにより部分的にカバーされ、前記Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）は、前記磁気コアと第１軟磁気シートとの間に閉じ込められ、前記第１軟磁気シートは、Ｚ巻線（ＤＺ）用に制限エッジを提供するようなＺ巻線（ＤＺ）をカバーする大きさである。
【００２９】
前記巻線用チャネルは、部分的に磁気コアと第１軟磁性シートとの間に閉じ込められ、巻線トンネルとなる。
【００３０】
前記第１軟磁性シートは、Ｘ軸とＹ軸方向において磁気コアより大きく、片持ち梁領域を形成し、露出表面を増やし、Ｚ巻線（ＤＺ）を少なくとも部分的に好ましくは完全に覆い、制限エッジを形成し、Ｚ巻線（ＤＺ）により生成される磁界に直交する大きな表面を提供し、Ｚ軸方向の感度を上げる。好ましい実施例により又本明細書に記載された構成により、５０ｍＶ／ＡｍＶ以上の感度のＺ巻線（ＤＺ）を提供する。
【００３１】
Ｚ巻線（ＤＺ）の感度は、第１軟磁性シートの厚さに依存せず、その露出した表面積に異存する。その為、第１軟磁性シートは、出来るだけ薄くし、アンテナの全厚を減らすことができる。好ましくは、第１軟磁性シートの厚さは０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以下が好ましい。
【００３２】
選択的事項として、第１軟磁性シートは、その中心領域に穴を有するドーナッツ状をした形状（縁取り形状）を有する。この穴の形状、大きさ、位置を感度に順応／適合させることにより、アンテナのＸ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）、Ｚ巻線（ＤＺ）の品質係数とインダクタンスを制御、調整、最適化することができる。
【００３３】
磁気コアは、携帯電話（その厚さは１．６５ｍｍ以下）に組み込めるほど十分小さくなければならない。磁気コアの側面にＺ巻線（ＤＺ）用チャネルの窪みは、磁気コアを破損したり弱体化することなく、機械加工では形成できない。
【００３４】
Ｚ巻線（ＤＺ）用チャネルの窪みを有する磁気コアを注入プロセスで製造することも実現困難である。注入プロセスは、複雑な形状を形成するために４個の部分モールドを含む複雑なモールド工程を必要とする。それは磁気コアが小型故に極めて実現困難である。
【００３５】
このような限界を打ち破るには、類似の構成の磁気コアと第１軟磁性シートを組み合わせ、Ｚ巻線（ＤＺ）用チャネルの窪みに代わる制限エッジを形成して、磁気コアの厚さを更に減らすことである。本発明の更なる利点は、磁気コアと第１軟磁性シートを接着剤で接着した組み合わせは、曲げに対し良好な挙動を示すことである。その理由は、両方の要素の薄さににより、それぞれ独立した曲げが可能となり相対的なずれが起こり、全体的なストレスを減らすことができるからである。
【００３６】
本発明の他の実施例によれば、磁気コアの４個の角部突起の各々は、前記Ｚ軸に直交する延長タブを有し、前記制限エッジと共に、前記Ｚ巻線（ＤＺ）を収納するＺ巻線（ＤＺ）用チャネルを規定し、Ｚ巻線の磁気性能を向上させる。
【００３７】
この延長タブは磁気コアと共に容易に作り出すことができる。例えば、わずか２個の部分モールド部品のモールド内に、一回のモールド・プロセスで作り出すことができる。
【００３８】
この実施例によれば、前記延長タブと第１軟磁性シートの制限エッジの少なくとも一方は、Ｚ軸方向で前記Ｚ巻線（ＤＺ）の外周を超えて伸び、露出表面を増やし、Ｚ軸の磁気コアの磁界を増加させ、Ｚ巻線の感度を向上させる。
【００３９】
本発明の他の実施例によれば、本発明のアンテナは、第２軟磁気シートを更に有する。前記第２軟磁気シートは、前記Ｚ軸に直交し、前記第１軟磁気シートの反対側（即ち、磁気コアの反対側）で前記磁気コアの４個の角部突起に取り付けられる。
【００４０】
磁気コアは、第１軟磁性シートと第２軟磁性シートとの間に閉じ込められる。この第２軟磁性シートは、第１軟磁性シートの制限エッジとともにＺ巻線（ＤＺ）を収納するＺ巻線（ＤＺ）用チャネルを形成する。
【００４１】
この構成は、Ｚ軸方向に薄くでき、製造も容易である。
【００４２】
本発明の他の実施例によれば、前記第１軟磁気シートと第２軟磁気シートの少なくとも一方は、前記Ｚ巻線（ＤＺ）の外周を超えて伸び、露出表面を増やし、前記磁気コアのＺ軸方向の磁界を増やす。
【００４３】
本発明の他の実施例によれば、Ｚ巻線（ＤＺ）の横方向断面は、Ｚ軸に一致する面で切られたものであるが、Ｚ軸方向ではＸ軸方向又はＹ軸方向の厚さより薄い。この特徴により、Ｚ巻線（ＤＺ）の性能を低下させること無く、Ｚ巻線（ＤＺ）の厚さを減らすことができる。
【００４４】
前記アンテナのＺ軸方向の厚さは、１．６５ｍｍ（通常の携帯電話に含まれる構成部品の最大厚さ）以下である。
【００４５】
前記アンテナのＸ−Ｙ面の面積は１９６平方ｍｍ以下である。実施例ではこれは、１４ｍｍｘ１４ｍｍである。
【００４６】
前記第１軟磁気シートはテープ・キャスト・フェライト・シートである。前記第２軟磁気シートもテープ・キャスト・フェライト・シートでもよい。前記磁気コアは、高密度注入のフェライト・コア、ニッケル・亜鉛合金の注入フェライト・コア、マグネシウム・亜鉛合金の注入フェライト・コアのいずれかである。
【００４７】
高密度のフェライト・コアをモールド内に注入することができ、これにより、角部突起と巻線用チャネルの正確な形状が得られ、選択的事項として、延長タブも正確に形成できる。好ましい実施例として、前記磁気コアは、ニッケル・亜鉛合金又はマグネシウム・亜鉛合金のいずれかで形成できる。その結果、最適な曲げ耐性と磁気透磁率を有する非電解−導電性の磁気コアを提供できる。
【００４８】
テープ・キャスト・フェライト・シート（tape cast ferrite sheet）製の第１軟磁気シートは、良好な曲げ耐性と透磁率が得られ、同時に薄い部品の製造が容易となる。
【００４９】
前記接続端子はタブに接続される。このタブは、Ｚ巻線（ＤＺ）用のチャネルの反対側に、リード・フレームの平面部から伸びる２つの並列端子を収納する構成を有する。
【００５０】
前記接続端子は前記延長タブに取り付けられる。前記各延長タブは、前記Ｚ巻線（ＤＺ）用チャネルの反対面に、リード・フレームの平面部から伸びる２つの並列端子を収納する端末収納端部を有する。
【００５１】
他の構成として、前記接続端子は、前記第１軟磁気シートに取り付けられる。前記各第１軟磁気シートは、前記Ｚ巻線（ＤＺ）用チャネルの反対面に、前記接続端子が取り付けられる端末収納端部を有する。
【００５２】
前記接続端子が取り付けられる要素がなんであれ、前記端末収納端部は全部で８個あり、その内２個の端末収納端部が各角部突起に対応し、前記端末収納端部は２個の直交する直交壁と１個の離間壁を有し、前記２個の直交壁と１個の離間壁で前記２個の端末収納端部を形成し、前記２個の端末収納端部に前記接続端子の矢印形状先端部分が嵌まる。前記直交する壁と離間する壁は、好ましい実施例においては、Ｚ軸方向に０．１ｍｍの厚さを有し、そこに収納される接続端子も、Ｚ軸方向に０．１ｍｍの厚さを有する。
【００５３】
かくして、端末収納構造が磁気コアに含まれる場合は、角部突起と一致する場所で前記端末収納構造は、延長タブの外側にある。端末収納構造が第１軟磁性シートに含まれる場合は、前記端末収納構造は、角部突起に取り付けられる第１軟磁性シートの反対側にある。
【００５４】
他の構成として、前記端末収納構造は、磁気コア又は第１軟磁性シートのワイヤ保持突起部に隣接している。Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）、Ｚ巻線（ＤＺ）のワイヤ構成物の各端部はその周りに巻回されている。
【００５５】
前記端末収納構造に保持された接続端子は、ワイヤ保持突起部の周囲に巻回されたワイヤの端部に接続され、それらの間の電気的接続を形成する。両者は熱圧縮法又はレーザー溶接法で結合される。
【００５６】
アンテナは、エポキシ材料のような絶縁性材料製のオーバー・モールドを含む。接続端子の一部はこの絶縁性材料では覆われない。
【００５７】
前記接続端子は、この絶縁性材料に当てて曲げることができ、アンテナのオーバー・モールドされたケーシング上に重ねられた接続端子となる。
【００５８】
本発明の一実施例によれば、磁気コアの少なくとも一部は階段状の構造で形成され、その階段状の構造はその高さが０．１ｍｍ以下である。磁気コアは、高解像度／高精細の製法で生成され、０．１ｍｍ以下の階段状の構造が成形される。
【００５９】
本発明の超小型３軸低周波アンテナの製造プロセスを以下に記す。
【００６０】
第１ステップにおいて、角部突起を含む磁気コアをモールド注入プロセスを用いて形成する。使用される材料は、高密度のフェライト材料、ニッケル・亜鉛合金の高密度フェライト・コア、マグネシウム・亜鉛合金の高密度フェライトである。
【００６１】
第２ステップにおいて、薄い第１軟磁性シートをフェライト材料を用いたテープ・キャスト方法で形成する。
【００６２】
第３ステップにおいて、２本の独立した導電性ワイヤを磁気コアの周囲で、２つの角部突起の間の巻線用チャネル内に巻回し、Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）を形成する。第３の導電性ワイヤを磁気コアの４個の角部突起周囲で巻回し、Ｚ巻線（ＤＺ）を形成する。
【００６３】
第４ステップにおいて、第１軟磁性シートを磁気コアに例えば接着剤で取り付け、同時にこの第１軟磁性シートを４つの角部突起に接触させる。
【００６４】
第５ステップにおいて、前記接着構成物を接続端子を有するリード・フレームに一体化する。
【００６５】
第６ステップにおいて、Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）、Ｚ巻線（ＤＺ）を構成する導電性ワイヤ構成物の端部を接続端子に溶接する。
【００６６】
第７ステップにおいて、アンテナを絶縁性材料でオーバー・モールドし、接続端子をリード・フレームから切り離す。
【００６７】
上記したことから明らかなように、第４ステップは、第３ステップの前に或いは一部同時に実行することもできる。或いは第２ステップは、第１ステップの前に或いは同時に実行することも出来る。これらはでき上がったアンテナに影響することなく実行できる。
【００６８】
本発明の一実施例によれば、第１ステップで生成された磁気コアは上記の延長タブを有する。好ましくは、延長タブは端末収納構造を含むよう製造される。この場合、第５ステップの接着構造物は、リード・フレームの接続端子を前記端末収納構造の収納構造内に挿入することにより、製造することもできる。
【００６９】
選択的事項として、延長タブは、ワイヤ保持延長部を含むよう生成される。導電性ワイヤの端部は、第３ステップの間、ワイヤ保持延長部の周囲に巻回される。
【００７０】
他の実施例においては、第２ステップの間でも第２軟磁性シートが生成され、第４ステップの間、第１軟磁性シートと第２軟磁性シートは、角部突起の両面で磁気コアに取り付けられ、Ｚ巻線（ＤＺ）用のチャネルを構成する。好ましくは、前記第１軟磁性シートは、端末収納構造を有するよう生成される。この場合、第５ステップの前記接着構造物は、端末収納構造の収納構造内に接続端子を挿入することにより、生成される。
【００７１】
選択的事項として、第１軟磁性シートは、ワイヤ保持延長部を有するよう、生成することもできる。そこに導電性ワイヤの端部を第３ステップの後巻回する。
本発明は，本発明の第２の態様によれば、上記した超小型３軸低周波アンテナを具備する携帯電話である。
【００７２】
本発明の携帯電話は、本発明の超小型３軸低周波アンテナの操作を制御するユーザー・インターフェースを提供する携帯電話のアプリケーションソフトを具備する。
【００７３】
本発明のアンテナは、受信用アンテナとして構成された時は、パッシブ要素であり、このようなアンテナを組み込んだ携帯電話は、電磁信号をこのアンテナを介していつでもエネルギーを消費せずに受信できる。このアンテナを介した電磁信号の送受信は、携帯電話が電話とインターネットの受信領域外にある時に、行われる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施例による超小型３軸低周波アンテナの展開図。同図において、４個の延長タブを有する磁気コアとリード・フレームが示されている。
【図２】図１の磁気コアの拡大斜視図。
【図３】図２の磁気コアの裏面を表す図。
【図４】図１の磁気コアの組立てた状態の斜視図。同図において、磁気コアの周り巻回されたＸ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ）、Ｚ巻線（ＤＺ）と、離れて配置された第１軟磁気シートとを示す。
【図５】図４の磁気コアに第１軟磁気シートを取り付けた状態の斜視図。
【図６】本発明の他の実施例のアンテナの展開図。磁気コアは延長タブを有さず、磁気コアの両面に第１軟磁気シートと第２軟磁気シートが離れて配置されている。
【図７】絶縁性オーバー・モールドとこの絶縁性オーバー・モールドから飛び出した接続端子とを有する本発明の完成状態のアンテナの斜視図。
【図８】キーレス・システムを操作するために本発明のアンテナの動作を制御するよう構成されたユーザ・インターフェースを提供する携帯電話アプリケーション・ソフトウエアを組み込んだ本発明の携帯電話の正面図。
【図９】本発明の一実施例による磁気コアと磁気コアから離間した場所にある第１軟磁気シートの断面図。
【図１０】図９の磁気コアの周囲にＸ巻線（ＤＸ），Ｙ巻線（ＤＹ）が巻回された状態を示す断面図。
【図１１】図１０の磁気コアの周囲にＺ巻線（ＤＺ）が巻回され、第１軟磁気シートが貼り付けられた状態の磁気コアの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
図１−５に本発明の第１実施例の携帯電話に組み込まれる超小型３軸低周波アンテナを示す。この超小型３軸低周波アンテナは、磁気コア１０を有する。この磁気コア１０は、射出成形プロセスに形成された軟磁性非電解導電性材料（soft-magnetic non-electro condutive material）製、好ましくはニッケル−亜鉛合金又はマグネシウム−亜鉛合金製である。 
【００７６】
磁気コア１０は、一般的に６つの主面を有する多角形をしており、この各主面が、３本の直交する軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）を規定し、Ｚ軸が最大の主面に直交する。
【００７７】
磁気コア１０は、その角に４個の角部突起１１を有する。各角部突起１１は、磁気コア１０の主面からＸ軸方向とＹ軸方向に伸び、対向するＺ軸方向両方向に突出する。
【００７８】
各角部突起１１は、磁気コア１０の主面に対し階段状の構造（巻線チャネル制限エッジに対応する）をなし、この巻線チャネル制限エッジは、対向する各角部突起１１の別の巻線チャネル制限エッジに向かい合い、その間で磁気コア１０の周囲に巻線用チャネル１２を形成する。
【００７９】
好ましくは巻線用チャネル制限エッジは、巻線用チャネル１２をその交差部分上に様々なレベルで形成する。
【００８０】
この実施例においては、磁気コア１０は、Ｚ軸に直交する方向に角部突起１１から突出する延長タブ１３を有する。この延長タブ１３は、Ｚ巻線（ＤＺ）を制限する制限エッジを形成する。
【００８１】
延長タブ１３は，Ｚ巻線（ＤＺ）に対向する面に、端末収納端部１４を有する、この端末収納端部１４に接続端子３０が取り付けられる。端末収納端部１４は８個あり、その内２個は、各延長タブ１３に相当／対応する。延長タブ１３は、２つの直交壁１５と離間壁１６を有し、この離間壁１６が、２つの端末収納端部１４を形成し、そこに接続端子３０の矢印端構造が収まる。
【００８２】
更に、各延長タブ１３は突出した２個のワイヤ保持突起部１７を有する。一方はＸ軸方向に、他方はＹ軸方向に伸びる。各ワイヤ保持突起部１７は、別の１つの端末収納端部１４に隣接する。
【００８３】
３本の独立した導電性ワイヤが磁気コア１０の周囲に巻回される。一本目はＸ軸の周囲の巻線用チャネル内に巻回されＸ巻線（ＤＸ）を規定し、二本目はＹ軸の周囲の巻線用チャネル内に巻回されＹ巻線（ＤＹ）を規定し、三本目は、Ｚ軸の周囲の角部突起１１の周囲に巻回され、Ｚ巻線（ＤＺ）を規定する。
【００８４】
好ましくは、Ｚ巻線（ＤＺ）は、自己接着性の導電性コイル又はそれと等価な方法／手段を用いて巻回され、安定したＺ巻線（ＤＺ）を生成する。
【００８５】
Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）、Ｚ巻線（ＤＺ）の各々の各導電性ワイヤは、異なる１つのワイヤ保持突起部１７の周囲に巻回される。
【００８６】
平坦で薄い第１軟磁気シート２１が、フェライト材料を用いてテープ・キャスト・プロセスで生成される。第１軟磁気シート２１は、接着剤でＺ軸に直交する位置で磁気コア１０に取り付けられる。第１軟磁気シート２１は４個の角部突起１１に接触する。第１軟磁気シート２１のＸ軸方向とＹ軸方向の大きさは、制限エッジ２０でＺ巻線（ＤＺ）をカバーできる程度である。
【００８７】
第１軟磁気シート２１の周囲の領域は、制限エッジ２０に隣接し、Ｚ巻線（ＤＺ）に面し、Ｚ巻線（ＤＺ）の感度を向上させる。
【００８８】
延長タブ１３は、制限エッジ２０に面し、その間にＺ巻線（ＤＺ）の巻線用チャネル１２を形成する。
【００８９】
図１０に示すように、Ｘ巻線（ＤＸ）とＹ巻線（ＤＹ）は、第１軟磁気シート２１を磁気コア１０に接着する前に、磁気コア１０の周囲に巻回され、後で第１軟磁気シート２１とＺ巻線（ＤＺ）の巻回との接着を行う。
【００９０】
図１１に示すように、第１軟磁気シート２１が角部突起１１の上部に接着されると、巻線用チャネル１２（そこにＸ巻線（ＤＸ）とＹ巻線（ＤＹ）が巻回される）は、に第１軟磁気シート２１にカバーされるトンネルの一部なる。Ｘ巻線（ＤＸ）とＹ巻線（ＤＹ）が磁気コア１０と第１軟磁気シート２１との間に閉じ込められる。この構成が、Ｚ軸方向のＺ巻線（ＤＺ）の最大高さを与える。
【００９１】
リード・フレーム４０（図１）は、ダイ−カット・フレーム（die-cut frame）であり、８個の接続端子３０を有する中央部が中空の領域を形成する。この接続端子３０は、リード・フレーム４０の周囲のフレームから中央の中空方向に伸びる。
【００９２】
Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）、Ｚ巻線（ＤＺ）が巻回された磁気コア１０が、第１軟磁気シート２１を有する。それは、リード・フレーム４０に一体に形成された接続端子３０に取り付けられる。これは、前記接着組立体をリード・フレームの中央領域に配置し、各コネクタ端子端部を延長タブ１３の端末収納端部１４の１つに挿入することにより行われる。
【００９３】
各コネクタ端部を端末収納端部１４に挿入することにより、接続端子３０と１つのワイヤ保持突起部１７の周囲に巻回された異なるワイヤ端部との電気的接触ができる。その後、その間で溶接がレーザー・ビームを用いて行われる。
【００９４】
その後、かくして得られた要素をエポキシ・レジンで上からモールドし（over-molded）、絶縁性ケーシング５０を形成する。この絶縁性ケーシング５０は、磁気コア１０、第１軟磁気シート２１と３個の直交する巻線（Ｘ巻線（ＤＸ）、Ｙ巻線（ＤＹ）。Ｚ巻線（ＤＺ））をカバーする。ただし接続端子３０の一部はカバーしない。
【００９５】
接続端子３０をリード・フレーム４０から切り離すことにより、本発明のアンテナの製造が終わり、図７に示すアンテナが得られる。
【００９６】
図６に本発明の第２実施例を示す。第２実施例が第１実施例と異なる点は、磁気コア１０は延長タブ１３を有せず、端末収納端部１４とワイヤ保持突起部１７が第１軟磁気シート２１内に組み込まれ、材料を堆積することにより或いは３Ｄプリンタで材料を堆積することにより、一体に形成されている。
【００９７】
更なる第１実施例との差異は、第２軟磁気シート２２が、第１軟磁気シート２１の反対側で磁気コア１０に付加されている点である。その間に磁気コア１０を有し、Ｚ巻線（ＤＺ）用チャネルを制限する。
【００９８】
図８は、キーレス・システム（この実施例においては車のドアとトランクの開閉）を動作させる本発明の超小型３軸低周波アンテナを組み込んだ携帯電話６０を示す。この携帯電話６０は、更に前記超小型３軸低周波アンテナの操作を制御するユーザー・インターフェースを提供する携帯電話のアプリケーションソフトを有する。
【００９９】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。「少なくとも１つ或いは複数」、「と／又は」は、それらの内の１つに限定されない。例えば「Ａ，Ｂ，Ｃの内の少なくとも１つ」は「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」単独のみならず「Ａ，Ｂ或いはＢ，Ｃ更には又Ａ，Ｂ，Ｃ」のように複数のものを含んでもよい。「Ａ，Ｂ，Ｃの内の少なくとも１つ」は、Ａ，Ｂ，Ｃ単独のみならずＡ，Ｂの組合せＡ，Ｂ，Ｃの組合せでもよい。「Ａ，Ｂと／又はＣ」は、Ａ，Ｂ，Ｃ単独のみならず、Ａ，Ｂの２つ、或いはＡ，Ｂ，Ｃの全部を含んでもよい。本明細書において「Ａを含む」「Ａを有する」は、Ａ以外のものを含んでもよい。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【０１００】
１０：磁気コア
１１：角部突起
１２：巻線用チャネル
１３：延長タブ 
１４：端末収納端部
１５：直交壁
１６：離間壁
１７：ワイヤ保持突起部
２０：制限エッジ
２１：第１軟磁気シート
２２：第２軟磁気シート
３０：接続端子
４０：リード・フレーム
５０：絶縁性オーバー・モールド
６０：携帯電話 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2021505035.tif 000009
【図８】
2021505035.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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