(57)【要約】【課題】携帯型トランスポンダにおけるトランスポンダ用コアを生産性が高く、安価に提供する。【解決手段】携帯型のコイルアンテナに用いられるトランスポンダ用コア１１であって、四隅に凹曲面１４を有する平板型コア１２と、上記各凹曲面１４に合致する芯部を有するボビン型コア１３を接合してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四隅に凹曲面を有する平板型コアと、上記各凹曲面に合致する芯部を有するボビン型コアとを接合してなることを特徴とするトランスポンダ用コア。
【請求項２】
上記平板型コアの中心部に溝を形成して巻き線部としたことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダ用コア。
【請求項３】
請求項１または２に記載のトランスポンダ用コアの製造方法であって、粉末加圧にて成形した後、焼成して得られた平板型コアと、粉末加圧にて成形した円柱状成形体に切削加工を施した後、焼成して得られたボビン型コアと、接合してなることを特徴とするトランスポンダ用コアの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のトランスポンダ用コアにおける平板型コアの周囲に２本の巻き線が直交するように巻回し、さらに別の巻き線を各ボビン型コアの芯部に巻回して、それぞれの巻き線がＸ、Ｙ、Ｚの各方向のアンテナとして作用することを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項５】
上記平板型コアの中心部に溝を形成して巻き線部とし、該巻き線部の深さが巻き線厚みより深いことを特徴とする請求項４に記載のコイルアンテナ。
【請求項６】
上記平板型コアの凹曲面の深さは、ボビン型コアの芯径から巻き線厚みを差し引いた寸法より浅いことを特徴とする請求項４または５に記載のコイルアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに直行する３方向のコイルアンテナを使用するトランスポンダ用コアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば自動車において、携帯型トランスポンダを所持した運転者の乗車行動及び降車行動に連動してドアロック機構の解錠及び施錠を選択的且つ自動的に行うというキーレスエントリー機能を備えた送受信システムが実現されている。この場合、上記携帯型トランスポンダは、自動車側に設けられた送受信装置から所定範囲に送信されるサーチ信号を受信したときに、自身に設定されたＩＤコードを返信する構成とされる。
【０００３】
上記のようなコイルアンテナを用いた携帯型トランスポンダにおいては、コイルアンテナに作用する磁界の方向がコイル面と平行になる位置にあるときに、コイル面に鎖交する磁束が減少して誘起電圧レベルが低くなるので、受信距離が短くなるという問題点がある為、無指向性受信機が考えられている。
【０００４】
従来この種のコイルアンテナとして、図４に示すようにコイルアンテナ４０の指向性を改善するために、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の３軸のアンテナを組み合わせて構成されており、コア４１の外周に間隔を開けて配置された第１のコイルアンテナ４２と、当該第１のコイルアンテナ４２の内部空間に配置された前記コア４１に巻回された第２、第３のコイルアンテナ４３、４４が互いに略直行となる向きに配置されて、同相の高周波電流を合成することにより、指向性の平均化を図る構成としていることを要旨としている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記図４のコイルアンテナ４０は、第１のコイルアンテナ４２がコア４１から離間して配置しているので効率が悪くなるため、第１のコイルアンテナ４２は巻き数を増やさなければ所望の特性を得ることができない。従ってコイルアンテナ４０の外形は大きくなってしまうという欠点があった。
【０００６】
そこでこの問題を解決するため、図５（ａ）に示すような一体型のトランスポンダ用コア５１が提案されている。
【０００７】
このトランスポンダ用コア５１はＮｉ−Ｚｎ系フェライト材等で成っており、互いに直行するＸ、Ｙ、Ｚ方向の巻き線部５２がそれぞれ形成されており、図５（ｂ）に示すように巻き線部５２に３方向の巻き線５３を施すことにより一体型コイルアンテナ５４となっている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２５７５２６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示すようなトランスポンダ用コア５１は、形状が大変複雑でＮｉ−Ｚｎ系フェライト材を成形するにはコストが高くなってしまうという課題があった。
【００１０】
このトランスポンダ用コア５１を成形するには、一般的には市販されていない三段分割型のダイセットを使用した粉末プレス機が必要で、Ｚ方向の巻き線部５２Ｚを切削する際には複雑形状あるため、高価な専用設備を必要とする。
また、巻き線部５２のうちＺ方向の巻き線部５２Ｚを成形時から形成する成形方法として射出成形法もあるが、金型が大変高価であり、また、特別なバインダーを使用するために原材料のコストが高くなるという課題があった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型で且つ、生産性が高く、安価なトランスポンダ用コアを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のトランスポンダ用コアは、携帯型のコイルアンテナに用いられるトランスポンダ用コアであって、四隅に凹曲面を有する平板型コアと、上記各凹曲面に合致する芯部を有するボビン型コアを接合してなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のトランスポンダ用コアは、上記平板型コアの中心部に溝を形成して巻き線部としたことを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明のトランスポンダ用コアの製造方法は、上記トランスポンダ用コアの製造方法であって、粉末加圧にて成形した後、焼成して得られた平板型コアと、粉末加圧にて成形した円柱成形体に切削加工を施した後、焼成して得られたボビン型コアを、上記平板型コアに接合してなることを特徴とするものである。
【００１５】
またさらに、本発明のトランスポンダ用コアを用いたコイルアンテナは、上記平板型コアの周囲に２本の巻き線が直交するように巻回し、さらに別の巻き線を各ボビン型コアの芯部に巻回して、それぞれの巻き線がＸ、Ｙ、Ｚの各方向のアンテナとして作用することを特徴とするものである。
【００１６】
さらにまた、本発明のコイルアンテナは、上記平板型コアの巻き線部の深さは、巻き線厚みより深いことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のコイルアンテナは、上記平板型コアの凹曲面の深さは、ボビン型コアの芯径から巻き線厚みを差し引いた寸法より浅いことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１（ａ）は、本発明の接合式のトランスポンダ用コアを示す斜視図であり、同図（ｂ）はその分解斜視図である。本発明のトランスポンダ用コア１１は、四隅に凹曲面１４を有する平板型コア１２と、上記各凹曲面１４に合致する芯部を有するボビン型コア１３を接合して構成されている。
【００２０】
上記平板型コア１２及びボビン型コア１３は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトなどの磁性材料等から成り、特に、使用周波数や表面抵抗値の問題からＮｉ−Ｚｎ系フェライトが好ましく、Ｆｅ２Ｏ３６４％、ＮｉＯ１０％、ＺｎＯ２０％、ＣｕＯ４％の組成（残部は微量添加剤）のＮｉ−Ｚｎ系フェライトを用いることがより好ましい。
【００２１】
また、平板型コア１２及びボビン型コア１３は、焼結後の平板型コア１２にボビン型コア１３を接着剤で接合する方法や、焼成前に接合して同時焼結させる方法などによって接合されている。
【００２２】
このように、１つのトランスポンダ用コア１１を平板型コア１２とボビン型コア１３を組み合わせて作製することによって、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に巻き線部を有するトランスポンダ用コア１１を容易に作製することができる。
【００２３】
上記平板型コア１２は、一般的な粉末プレス機で図１に示すような形状に粉末加圧成形によって成形することが可能で、安価に大量に生産することが可能である。
【００２４】
また、平板型コア１２の中心部には、溝を形成して巻き線部１５とすることが好ましい。図２（ａ）に示すように、このトランスポンダ用コア１１を用いてコイルアンテナを形成する際には、この巻き線部１５に例えばＸ方向となる巻き線２１を行い、その後に図２（ｂ）に示すように巻き線２１に直交するようにＹ方向の巻き線２２を行うことで、段差の無い巻き線が可能となる。
【００２５】
さらに、上記凹曲面１４の深さをボビン型コア１３の芯径からＹ方向の巻き線２２の厚みを差し引いた寸法より僅かに浅くすれば、図２（ｃ）に示すようにコイルアンテナにおけるＺ方向の巻き線２３も段差無く巻くことができる。
【００２６】
上記段差を無くすことで、各巻き線２１、２２、２３のバラツキを防止することができ、トランスポンダ用コア１１の性能を安定させることができる。
【００２７】
またさらに、上記ボビン型コア１３は、粉末プレス機によって粉末加圧成形して円柱形状の成形体を得た後、一般的なドラム加工機で切削して、溝入れ加工することでボビン形状を得ることができる。この場合も簡単な切削加工を施すだけでボビン型コア１３を得ることができるため、安価で大量に生産することが可能である。
【００２８】
上記ボビン型コア１３は、図３に概念図を示すような一般的なドラム加工機で溝入れ加工される。概略円柱形状の母材３１はコントローラー３２の周面上を回転しながら、高速回転しているダイヤホイル３３にて溝入れ加工された後、焼成してボビン型コア１３とされる。このドラム加工機はコントローラー３２の外側で回転するキャリア（不図示）にて、母材３１を連続的にダイヤホイル３３とコントローラー３２の間を通過させて加工するものであり、短時間に大量生産することが可能である。
【００２９】
このような製法によって得られるトランスポンダ用コア１１は、平板型コア１２のみの大きさを変更することで、トランスポンダ用コア１１の大きさを容易に変更することができる。異なった使用環境により望まれるトランスポンダの特性が決まってくるため、種々の大きさのトランスポンダ用コア１１を多数保有することが望ましいが、従来のトランスポンダ用コア５１に用いる金型と比較して本発明の場合には平板型コア１２の金型のみを変更することで、種々の大きさのトランスポンダ用コア１１を得ることができ、様々な要求特性に対応することができ、コスト競争力の高いトランスポンダ用コア１１を得ることができる。
【００３０】
次に、上述のように構成されたコイルアンテナについて説明する。
【００３１】
図２（ａ）に示す巻き線部１５に巻回された巻き線２１によりＸ方向の電波を受信した際に励磁されやすく、図２（ｂ）に示す四隅に配されたボビン型コア１３の鍔間に巻回された巻き線２２ではＹ方向の電波を受信した際に励磁されやすく、また、図２（ｃ）に示す四隅に配されたボビン型コア１３の芯部に巻回された巻き線２３ではＺ方向の電波を受信した際に励磁されやすくなる。なお、各巻き線２１、２２、２３は１本の巻き線をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚの３方向の巻き線として作用するように形成してもよく、また各巻き線２１、２２、２３の終始端は、それぞれ電極端子に接続され、上記３方向の巻き線２１、２２、２３は、それぞれコンデンサーと共にＬＣのアンテナ回路となっている。
【００３２】
また、各々の巻き線２１、２２、２３は相互に、邪魔することなく巻回されているので巻き線バラツキが防止でき、トランスポンダの品質を安定させている。さらに、上記コイルアンテナやコンデンサーなどの回路部品は、樹脂モールドされたり、カバー内に組み込まれて落下などの衝撃で破損しないようにしている。
【００３３】
そのため、このコイルアンテナを使用した携帯型トランスポンダを所持する際には、衣服のポケットや鞄の中でどのような向きになっていても、交信の性能が劣化し難くなり、例えば自動車内に配置された送受信装置と組み合わせて、特定の信号を送受信してトランスポンダを携帯する人物を特定して鍵なしのアクセス制御を行なう場合等に有効に用いることができる。
【００３４】
なお、本発明のトランスポンダ用コア１１及びコイルアンテナは、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００３５】
【実施例】
次いで、本発明の実施例について説明する。
【００３６】
先ず、本発明の図１に示すトランスポンダ用コアを作製するため、磁性材料としてＦｅ２Ｏ３６４％、ＮｉＯ１０％、ＺｎＯ２０％、ＣｕＯ４％の組成（残部は微量添加剤）のＮｉ−Ｚｎ系フェライト材とバインダーを混練後、スプレードライヤーにて原料粉末を作製した。この原料粉末を粉末プレス機によって成形、切削加工及び焼成し、平板型コアとボビン型コアを作製し、接着剤によって接合してトランスポンダ用コアを作製した。
【００３７】
そして、図２（ｃ）に示すようなコイルアンテナを得るため、上記トランスポンダ用コアに巻き線を順次Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に巻回し、コイルアンテナを作製した。
【００３８】
また、比較例として図４に示すコイルアンテナと図５（ｂ）に示す一体型コイルアンテナをそれぞれ上述と同様な材質で作製した。
【００３９】
各コイルアンテナの特性を比較、評価した。
【００４０】
評価結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2004112685.tif 000003
【００４２】
表１から明らかなように、本発明のコイルアンテナは、小型でありながら指向性を犠牲にすることなく、安価に製造することが可能となり、更に、要求特性に見合ったバージョン拡張性も、安価に対応できる。
【００４３】
これに対し、従来のコイルアンテナは、比較例１のコイルアンテナでは構造上小型化することが困難で、製造コストは高くなる。また比較例２のコイルアンテナは、形状が複雑であるために製造コストが高くなり、バージョン対応に対しても高価になる。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のトランスポンダ用コアは、１つのトランスポンダ用コアを平板型コアとボビン型コアを組み合わせて作製することによって、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に巻き線部を有するトランスポンダ用コアを容易に作製することができる。平板型コアは、一般的な粉末プレス機で粉末加圧成形によって成形することが可能で、また、ボビン型コアも円柱形状の成形体に切削加工を施して焼成するだけで得ることができ、安価に大量に生産することが可能である。
【００４５】
また、平板型コアの金型の寸法を変更するだけで、種々の要求に対応したトランスポンダ用コアを得ることができ、指向性が良く、小型化も容易にできるため、携帯性が良く、しかも安価にバージョンを多数保有することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のトランスポンダ用コアの一実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）の分解斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明のトランスポンダ用コアに巻き線を施す様子を示す斜視図であり、（ｃ）は本発明のトランスポンダ用コアを用いたコイルアンテナを示す斜視図である。
【図３】本発明のトランスポンダ用コアにおけるボビン型コアの加工方法を示す斜視図である。
【図４】従来のコイルアンテナの構成を説明する斜視図である。
【図５】（ａ）は従来のトランスポンダ用コアを示す斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）を用いたコイルアンテナを示す斜視図である。
【符号の説明】
１１：トランスポンダ用コア
１２：平板型コア
１３：ボビン型コア
１４：凹曲面
１５：巻き線部
２１、２２、２３：巻き線
３１：母材
３２：コントローラー
３３：ダイヤホイル
４０：コイルアンテナ
４１：コア
４２、４３、４４：コイルアンテナ
５１：トランスポンダ用コア
５２：巻き線部
５３：巻き線
５４：コイルアンテナ
【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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