(57)【要約】【課題】小型で感度などの諸特性が優れた電波時計用アンテナを提供すること。【解決手段】柱状の磁性コアの長さ方向における中間部に両端部よりも断面積が小さい部分を設け、該中間部に巻線を施す、または、全長に亘る中空部を有するパイプ型の磁性コアに巻線を施して電波時計用アンテナを得る。このような構成の電波時計用アンテナは、磁束の流れを効率的にしたり、反磁界係数を調整したりすることができ、小型で感度に優れる。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の磁性コアの、長さ方向における中間部に、両端部よりも断面積が小さい部分が設けられ、該中間部に巻線が施されていることを特徴とする、電波時計用アンテナ。
【請求項２】
長さ方向全体に亘る中空部を有するパイプ状の磁性コアに、巻線が施されていることを特徴とする、電波時計用アンテナ。
【請求項３】
前記磁性コアの透磁率（μ）は、１０００以上であり、比抵抗（ρ）は、１×１０６Ω・ｃｍ以上であり、比透磁率の温度による変化率は、０〜６５℃の範囲で、３０％以下であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電波時計用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻情報を含む所定の電波を受信し、その情報に基づいて、自動的に時刻を修正する機能を有する電波時計に用いられる、アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
時計は言うまでもなく、正確な時刻を表示し、生活の便に寄与するものである。従って、形態や設置場所に拘わらず、正確な時刻を表示することが求められる。このため、時間を計測する方式は、改良が重ねられ、今日に至っている。
【０００３】
現在、最も正確な時計は、セシウム原子時計である。一般に原子や分子は、特定周波数の電磁波を吸収・放出する性質があるが、セシウムは、９１９２６３１７７０Ｈｚの電磁波を吸収する。水晶振動子を用いてこれと同じ周波数の電磁波を発生させて、セシウム原子にあてると、セシウム原子はこれを吸収するが、その振動数がずれると、セシウム原子は電磁波を吸収しなくなる。
【０００４】
従って、この現象を水晶振動子にフィードバックすることで、正確な時間の計測が可能となり、３０〜１５０万年に１秒だけずれるという精度が得られる。現在、国内においては、郵政省の管轄で、セシウム原子時計を用いた標準時刻の情報を含む電波が、全国土に届くように発信されている。
【０００５】
電波時計は、前記の計測法による時刻情報を含む電波を、内蔵するアンテナで受信し、自動的に時刻のずれを修正する機能を具備している。このため、常時正確な時刻を表示することが可能で、近年急速に普及しつつある。
【０００６】
時計の形態は、据置型から腕時計に至るまで、様々であり、前記技術を適用するには、時計に内蔵される標準電波受信用アンテナの小型化が大きな課題となる。一般にアンテナは、それを構成する磁性コアの材質や構造が同一の場合、小型化に伴い出力電圧が低下し、受信距離が短縮する。そして、従来の電波時計用アンテナの一つとして、下記の技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３３７１８１号公報
【０００８】
前記特許文献１には、軟磁性体粉末と高分子材料を含む複合磁性体からなる磁性コアに巻線を施し、巻線を施す磁性材の耐衝撃性と絶縁性を向上する技術が開示されている。図５は、前記特許文献１に開示されている、代表的なアンテナの構造を示す図で、図５（ａ）は、斜視図、図５（ｂ）は断面図である。図５において、５１は前記複合磁性体からなる磁性コア、５２は、巻線、５３は、巻線の端末を接続するためのピン端子である。
【０００９】
このような構造のアンテナでは、前記のように小型化に伴い、磁性コアの断面積や長さが減少するため、アンテナの誘起電圧が低下し、弱電界下では、感度も低下するという問題がある。
【００１０】
また、磁性コアサイズの減少は、巻線を施し得るスペースの減少に繋がり、インダクタンスを十分なレベルまで上げることが困難となる。また、その状態で巻線が可能であるとしても、相当なターン数が必要となるため、巻線の直流抵抗が増加することによる損失が増加し、アンテナのＱが低下する結果となる。
【００１１】
一方で、主に腕時計のような小型の時計では、磁性コアの材料として、強度の観点からアモルファス合金が採用されるケースがある。しかしながら、アモルファス合金の場合、積層されたコアであっても、フェライトに比較して、渦電流、反磁界による損失が大きく、感度もフェライトに劣る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の技術的な課題は、前記の問題を解決し、十分な機械的強度を有しながら、小型で十分な受信レベルを確保し得る、電波時計用アンテナを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の問題点に対処するため、電波時計用アンテナにおける、磁性コアの構造や巻線の構成を検討した結果、なされたものである。
【００１４】
即ち、本発明は、柱状の磁性コアの、長さ方向における中間部に、両端部よりも断面積が小さい部分が設けられ、該中間部に巻線が施されていることを特徴とする、電波時計用アンテナである。
【００１５】
また、本発明は、長さ方向全体に亘る中空部を有するパイプ状の磁性コアに、巻線が施されていることを特徴とする、電波時計用アンテナである。
【００１６】
また、本発明は、前記磁性コアの透磁率（μ）が、１０００以上であり、比抵抗（ρ）が、１×１０６Ω・ｃｍ以上であり、比透磁率の温度による変化率が、０〜６５℃の範囲で、３０％以下であることを特徴とする、前記の電波時計用アンテナである。
【００１７】
本発明においては、磁性コアの長さ方向における中間部に、両端部よりも断面積が小さい部分を設けることで、断面積の大きい両端の部分が鍔部に相当するドラム形状となる。このような構造とすることで、本発明の磁性コアは、前記特許文献１に開示されている磁性コアとは、構造が異なることになる。しかも、非磁性の高分子材料を含まないので、巻線部に対し効率的に磁束を集中し得る磁気回路の構成が可能となる。
【００１８】
本発明のアンテナのような構造を有する、バーアンテナにおいては、巻線部の中で、磁性コアの表面に最も近い部分、即ち、巻線の第１層の特性に対する寄与が大きい。そして、磁性コアに前記の構造を付与することで、少ないターン数で、より大きなインダクタンスを発現することが可能となり、Ｑも高くなる。そして、これに伴い、弱電界におけるアンテナとしての特性も向上する。
【００１９】
また、磁性コアを全長に亘って中空部を有するパイプ状とすることで、電波を受信する際に発生する、反磁界の影響を低減することが可能となる。磁性コアの形状を円柱とした場合、反磁界は、磁性コアの直径：ｄと、磁性コアの長さ：ｌから導かれる、反磁界係数：ｄ／ｌで表される。
【００２０】
従って、ｄ／ｌが小さいほど、反磁界の影響が減少する。このことから、磁性コアをパイプ状とすることで、有効に働く断面積が小さくなり、従来構造に比較すると、反磁界の影響が低減できる。そして、結果的に、磁性コアの長さ：ｌ、即ち、アンテナ長を増加したのと等価の状態にすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、具体的な例を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態の一例で、ドラム型の磁性コアを用いた電波時計用アンテナの断面図である。図１において、１１は、磁性コア、１２は、巻線を示す。
【００２３】
また、図２は、図１における磁性コアの例を示す斜視図で、図２（ａ）は断面が円、図２（ｂ）は断面が正方形の場合を示す。図１及び図２に示したように、本発明には、柱状で、長さ方向の中間部に、両端部よりも断面積が小さい部分を設けた磁性コアを用いる。
【００２４】
そして、ここに示した磁性コア１１の材質は、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライトであり、μが１２６０、抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍ、温度による透磁率変化が０〜６５℃の範囲で、１８％のものを用いた。また、磁性コアの長さは、１８ｍｍであり、巻線は整列密巻とした。
【００２５】
また、図３は、本発明の実施の形態の一例で、パイプ型の磁性コアを用いた電波時計用アンテナの斜視図である。図３において、３１は、磁性コア、３２は、巻線を示す。この磁性コア３１の材質は、前記ドラム型の磁性コアの場合と同じである。また、この磁性コアの長さは１８ｍｍであり、中空部の断面積を、反磁界係数から算出される長さが、実際の２倍となるように設定した。
【００２６】
また、図４は、本発明に用いるパイプ型の磁性コアの例を示す斜視図で、図４（ａ）は円筒形状、図４（ｂ）は、角筒形状の磁性コアの例である。
【００２７】
表１は、これら２種の電波時計用アンテナの諸特性を、同一材質で柱状の磁性コアに、巻線を施した場合と比較した結果をまとめて示したものである。
【００２８】
【表１】
2004128865.tif 000002
【００２９】
表１から明らかなように、ドラム型、パイプ型、いずれの形状の磁性コアを用いた場合でも、従来の柱状のコアを用いた場合に比較して向上が認められ、本発明が効果を発現していることが分かる。また、前記実施の形態では、磁性コアとしてＮｉ−Ｚｎ系フェライトを用いた例についてのみ説明したが、他の磁性材料に対して、本発明を適用した場合も同様の効果が得られることが確認できた。
【００３０】
特に、磁性コアの透磁率が１０００以上、比抵抗が１×１０６Ω・ｃｍ以上、比透磁率の温度による変化率が０〜６５℃の範囲で、３０％以下である磁性材料を用いた場合に良好な結果が得られた。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、巻線を施す磁性コアの形状を、ドラム型、またはパイプ型とすることで、磁束の流れを効率的にしたり、反磁界係数を調整したりすることができ、小型で感度の優れた電波時計用アンテナを提供することが可能となる。これによって、電波時計の小型化に寄与でき、その普及に資するところは大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドラム型の磁性コアを用いた本発明の電波時計用アンテナの断面図。
【図２】磁性コアの例を示す斜視図。図２（ａ）は断面が円の場合を示す図。図２（ｂ）は断面が正方形の場合を示す図。
【図３】パイプ型の磁性コアを用いた本発明の電波時計用アンテナの斜視図。
【図４】パイプ型の磁性コアの例を示す斜視図。図４（ａ）は円筒形状の例を示す図。図４（ｂ）は、角筒形状の例を示す図。
【図５】特許文献に開示されている、代表的なアンテナの構造を示す図。図５（ａ）は、斜視図。図５（ｂ）は断面図。
【符号の説明】
１１，３１，５１　　磁性コア
１２，３２，５２　　巻線
５３　　ピン端子
【図１】
2004128865.tif 000003
【図２】
2004128865.tif 000004
【図３】
2004128865.tif 000005
【図４】
2004128865.tif 000006
【図５】
2004128865.tif 000007