(57)【要約】コイルアンテナ（１１）は、磁性体コア（１２）およびボビン（１４）に巻回されたコイル（１３）を備え、それら全体をケース（１５）に内装する。磁性体コア（１２）およびボビン（１４）の一端はキャップ（１７）に接続している。磁性体コア（１２）およびボビン（１４）の先端側は、発泡体（２０）で覆い、さらにゲル体（３０）で覆っている。発泡体（２０）は、加工成形されており、磁性体コア（１２）と発泡体（２０）の間に粘着材を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアおよび前記磁性体コアに巻回されたコイルを備えた巻回体と、前記巻回体を内装する一端が開口し他端が閉口した筒状のケースと、このケースの開口部に嵌合するとともに前記巻回体を支持するキャップと、を備え、
前記巻回体と前記ケースとの隙間の少なくとも一部に発泡体を設けたことを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項２】
前記隙間の前記ケースの閉口側に前記発泡体を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項３】
前記隙間の前記ケースの閉口側から開口側に亘って前記発泡体を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項４】
前記発泡体は加工成形されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイルアンテナ。
【請求項５】
前記発泡体と前記巻回体との間に粘着材を備えた請求項４に記載のコイルアンテナ。
【請求項６】
前記発泡体と前記ケースとの間にゲル体を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイルアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＦ帯（長波３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の近距離通信システムなどで使用されるコイルアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＦ帯（長波３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の近距離通信システムにおいて、磁性体コアにコイルを巻回してコイルアンテナを構成し、このコイルアンテナ自体（以下、この構造体を巻回体という。）を、さらにケースに内装したコイルアンテナが用いられる。【０００３】
図１に特許文献１に開示されている送信用のコイルアンテナ１の構成例を示す。コイルアンテナ１は磁性体コア２と、磁性体コア２を収容するボビン４と、ボビン４に導線を巻回してなる主コイル３とを備える。また、磁性体コア２およびボビン４、主コイル３を内装するケース５を備える。また、磁性体コア２およびボビン４、主コイル３とケース５との間にはポッティング材１０が設けられている。【０００４】
ところで磁性体コア２には、強磁性を示す例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライトや、それ以外のアモルファス系磁性体、磁性体微粉末を圧縮成形したものなどが用いられる。これらの磁性体材料は、靭性が極めて低く、脆性破壊しやすい性質を持つ。また、温度や湿度などの影響で靭性がさらに劣化し、小さな荷重が加わるだけでも磁性体コア２が破損することがある。このように磁性体コア２が破損すると共振周波数が変化する事などによって、コイルアンテナ１の放射磁界が不安定なものになる。【０００５】
そこで特許文献１では、真空注型によりケース５内に隙間無くポッティング材１０を設けるとともに、ポッティング材１０に生じる気泡を脱泡している（以下、このような気泡のない構造を脱泡体という。）。これにより磁性体コア２の温度、湿度などによる劣化を防ぎ、また磁性体コア２およびボビン４、主コイル３がケース５に接触することを防いでいる。【０００６】
また、脱泡体１０を柔軟性にとんだゴム材により構成することで、ケースに加わった静的な変形や荷重などを、脱泡体１０の変形により吸収し、脱泡体１０を介して磁性体コア２に静的な変形や荷重などが加わることを防いでいる。
【特許文献１】特開２００１−３５８５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような脱泡体においては、脱泡体がケース内に隙間無く充填されているために、ケースに瞬間的な変形が生じたり荷重が加わった場合に脱泡体が変形（流動）できず、応答性が悪いものであった。そのため瞬間的な変形や荷重が磁性体コアに伝わり、磁性体コアが破損することがあった。【０００８】
また、真空注型により脱泡体をケース内に充填すると、脱泡体の硬化時の変形により、磁性体コアの位置ずれが起こって脱泡体に薄い部分ができたり、磁性体コアに外力が加わった状態で硬化してしまったりして、これらのことが磁性体コアの破損要因となることもあった。【０００９】
そこで、この発明の目的は、磁性体コアの破損を防止して、ＬＦ帯の近距離通信システムのアンテナとして好適に使用できるコイルアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のコイルアンテナは、磁性体コアおよび前記磁性体コアに巻回されたコイルを備えた巻回体と、前記巻回体を内装する一端が開口し他端が閉口した筒状のケースと、このケースの開口部に嵌合するとともに前記巻回体を支持するキャップと、を備え、前記巻回体と前記ケースとの隙間の少なくとも一部に発泡体を設けたことを特徴とする。【００１１】
ここで、本発明の発泡体とは粘弾力性材料の内部に気泡を略均一に発生させた構造のものであり、特に発泡ウレタンや発泡シリコーンなどによるフォームやスポンジである。【００１２】
このような発泡体は内部に気泡が存在するために、上述の脱泡体に比べて、より速やかに変形や荷重を吸収可能である。そのため、巻回体とケースとの隙間に発泡体を設けることによって、巻回体がケースと接触することを防ぎ、静的な変形や荷重を吸収するとともに、瞬間的な荷重や変形であっても速やかに応答して吸収でき、磁性体コアの破損を防止できる。【００１３】
また、発泡体は内部の気泡のため極めて軽量であり、発泡体を用いることで、コイルアンテナ１１全体としての重量を軽くでき、例えば落下衝撃などの衝撃荷重に対する耐衝撃性を高いものにできる。【００１４】
また、この発明のコイルアンテナは、前記隙間の前記ケースの閉口側に前記発泡体を設けたことを特徴とする。【００１５】
これにより、巻回体とケースとの接触を確実に防ぐことができる。【００１６】
また、この発明のコイルアンテナは、前記隙間の前記ケースの閉口側から開口側に亘って前記発泡体を設けたことを特徴とする。【００１７】
これにより、このコイルアンテナに瞬間的に荷重や変形が加わった場合であっても、巻回体とケースとの接触を防ぎながら、衝撃を極めて効率的に吸収して、磁性体コアに衝撃が伝わることを防止できる。【００１８】
また、この発明のコイルアンテナは、前記発泡体を加工成形したものとする。【００１９】
これにより、ケース内での巻回体の先端位置を、注型成形に比べて安定させることができ、発泡体の厚さを略均一にできる。【００２０】
また、この発明のコイルアンテナは、前記発泡体と前記巻回体との間に粘着材を備える。【００２１】
これにより、ケース内での発泡体の位置ずれを確実に防ぐことができる。【００２２】
また、この発明のコイルアンテナは、前記発泡体と前記ケースとの間にゲル体を備える。【００２３】
これにより、より安定した状態で巻回体をケースの中心に保持できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、磁性体コアやコイルからなる巻回体がケースに接触することを防ぐとともに、静的な荷重や変形が発泡体を介して磁性体コアに伝わることを防ぎ、さらに、瞬間的な荷重や変形が磁性体コアに伝わることを防ぐことができる。すなわちコイルアンテナの磁性体コアの破損をほとんどなくすことができ、ＬＦ帯の近距離通信システムに適したコイルアンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のコイルアンテナの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るコイルアンテナの構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係るコイルアンテナの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１１−コイルアンテナ
２，１２−磁性体コア
３，１３−コイル
４，１４−ボビン
５，１５−ケース
１０−ポッティング材（脱泡体）
１６−小型コア
１７−キャップ
１８−外部接続線
１９−コンデンサ
２０−発泡体
２１−ベース部
２２−先端部
２３Ａ，２３Ｂ−脚部
２６−突起部
２７Ａ，２７Ｂ−コイル接続用端子
２８Ａ，２８Ｂ−入出力用端子
２９−開口
３０−ゲル体
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、第１の実施形態に係るコイルアンテナについて図２を参照して説明する。
図２（Ａ）はコイルアンテナ１１の上面図である。また図２（Ｂ）はコイルアンテナ１１の正面図である。なお、この図では図示の都合によりケース１５および発泡体２０の一部を透過したように表示している。【００２８】
コイルアンテナ１１は、強磁性体であるＭｎ−Ｚｎ系のフェライトからなる磁性体コア１２を備えている。磁性体コア１２としては、強磁性体のフェライト以外のアモルファス系磁性体や磁性体微粉末を圧縮成型したものを用いても好適である。この磁性体コア１２は矩形板状（薄肉の柱状）であり、ボビン１４に収容する。磁性体コア１２を収容したボビン１４にはコイル１３を巻回する。ここではボビン１４と磁性体コア１２とコイル１３が本発明の巻回体を構成している。【００２９】
ボビン１４は、磁性体コア１２を保護し、製造時や製品使用時に加わる曲げ荷重や衝撃荷重などにより磁性体コア１２が破損することを抑制するものであり、先端部２２とベース部２１と脚部２３Ａ，２３ＢとをＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）の一体成型により構成したものである。【００３０】
先端部２２とベース部２１とは、磁性体コア１２の長手方向にのびる脚部２３Ａ，２３Ｂにより連結するように構成している。先端部２２は、磁性体コア１２の長手方向に垂直な面（図左右の両面）が長円形状（角を面取りした矩形状）であり、先端部２２は磁性体コア１２を収容するための開口（図示していない。）を備える。その開口から、磁性体コア１２をベース部２１にまで挿入（圧入）することによりボビン１４に磁性体コアを収容している。そのために、その断面形状を磁性体コア１２の断面形状と略等しく構成している。【００３１】
ベース部２１は、先端部２２と同様に、磁性体コア１２の長手方向に垂直な面（図左右の両面）が長円形状（矩形の角を面取りした形状）である。この垂直な一方の面（図右面）には、磁性体コア１２を嵌合する溝（図示していない。）を設けている。この溝は磁性体コア１２を圧入固定するために、その断面形状を磁性体コア１２の断面形状と略等しく構成している。この面（図右面）を磁性体コア１２に接合するように構成する。また、この面（図右面）からは、磁性体コアの長手方向に脚部２３Ａ，２３Ｂを延長するように設けている。【００３２】
またベース部２１には、磁性体コア１２の主面（図正面）に、開口２９を貫通するように設けている。開口２９にはその内部に配線端子を設けており、この配線端子に、コンデンサ１９を接続している。開口２９を設けたことにより、コイルアンテナ１１は全体としての重量が軽く、例えば落下衝撃などの衝撃荷重に対する耐衝撃性が高いものになっている。【００３３】
また、ベース部２１の磁性体コア１２に接する面の対面（図左面）には、入出力用端子２８Ａ，２８Ｂを備えており、該入出力用端子２８Ａ，２８Ｂに外部接続線１８を接続している。また、磁性体コア１２の主面の短手方向に突出するコイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂを備えており、該コイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂにコイル１３を接続している。また、入出力用端子２８Ａ，２８Ｂとコイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂとは開口２９に設けた端子やコンデンサ１９などの素子を介して接続している。【００３４】
なお、このコイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂは、ベース部２１の片側の面に並べて設けるようにしてもよい。また、開口２９は必ずしも必要でなく、その場合、コンデンサ１９が一体に構成されていなくてもよい
また、このベース部２１は有底穴を備え、この有底穴に小型コア１６を収容する。小型コア１６は楕円柱形状であり、磁性体材料からなる。この小型コア１６を磁性体コア１２の鎖交磁束が通過する位置に配置するため、小型コア１６が磁性体コア１２に磁界結合することになる。また、小型コア１６の形状が楕円柱形状であるために、この小型コア１６を回転させると、小型コア１６および磁性体コア１２の間の隙間が変化して結合量が変化する。そのため、小型コア１６の回転により、コイル１３のインダクタンス値の調整ができる。なお、調整後の小型コア１６は接着剤により固定する。【００３５】
脚部２３Ａ，２３Ｂは、磁性体コア１２の主面短手方向に突起する突起部２６を備えている。この突起部２６はコイルを巻回する際に線材を係止するためのものであり、コイルの巻数などによりその位置や数を適宜設計したものである。ここでは突起部２６をコイル１３の端となる位置に設けている。この突起部２６を設けることで、コイル１３を巻回する際の作業性を高めている。【００３６】
以上のベース部２１、先端部２２、脚部２３Ａ、脚部２３Ｂによって囲まれた部分（開口）からは、磁性体コア１２が露出するように構成している。このことにより、コイルアンテナ１１全体が薄板化できる。これにより、コイル１３の実効的な巻線径を小さくし、コイル１３のもつ実抵抗分を小さくしている。また、コイルアンテナ１１全体を軽量にして、例えば落下衝撃などの衝撃荷重に対する耐衝撃性が高いものになっている。【００３７】
なお、磁性体コア１２の形状や、ボビン１４の形状は本実施形態で示す構成に限らない。例えば、脚部２３Ａ，２３Ｂなどを設けず、磁性体コアに直接コイルを巻回してもよい。また、先端部２２をなくしたり、先端部２２を別体にしたりしてもよい。【００３８】
以上のように磁性体コア１２はボビン１４に収容しており、そのボビン１４にはコイル１３を巻回している。コイル１３は、銅（Ｃｕ）からなる皮膜絶縁された線材（導線）からなる。【００３９】
そして、コイル１３に対して直列にコンデンサ１９を接続してＬＣ直列共振回路を構成している。これにより、この共振回路の共振周波数の電源を用いることで、低電圧でも大きなコイル電流を得て、大きな磁界出力が実現できる。このようなコイルアンテナ１１は、ＬＦ帯の近距離通信システムにおける送信コイルアンテナとして適したものとなる。【００４０】
また、このコイルアンテナ１１は、ケース１５とキャップ１７とを備えている。ケース１５およびキャップ１７はそれぞれＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）のプラスチック成形によりなる。ケース１５は一方の端が開口し、他端が閉口した筒状である。【００４１】
ケース１５には、前述のボビン１４と磁性体コア１２とコイル１３とからなる巻回体を内装するが、その作業時には巻回体に発泡体２０を貼り付けておく、そして、発泡体２０を貼付した巻回体をケース１５に挿入する。【００４２】
キャップ１７は、２本の外部接続線１８をとおす貫通孔を備えており、この貫通孔はシール材（図示していない。）により密閉するように構成している。密閉することでコイルアンテナ１１の耐環境性を高めている。また、シール材により外部接続線１８を固定するようにして、キャップ１７でボビン１４および磁性体コア１２を支持している。このキャップ１７を、前述の筒状のケース１５の開口部分に嵌合することで、ケース１５とキャップ１７との内部に、発泡体２０とボビン１４を内装している。
なお、ここでは、キャップ１７をボビン１４と別体に構成しているが、キャップとボビンとを一体に成型していても、当然、本発明は好適に実施できる。【００４３】
発泡体２０は発泡ウレタンフォーム（ここでは「イノアックコーポレーション社製ウレタンフォーム」を用いた。）のシートを切断してなり、その一面に両面粘着シート（図示していない。）を貼付したものである。これにより発泡体２０の厚さが略均一となり、ケース内での巻回体の先端位置（ケース閉口側の端の位置）を、安定させることができる。【００４４】
なお、発明者らは実験により、発泡体２０を圧縮した状態で用いる場合には、その厚みが元の厚みの４０％以上であることが望ましいことを確認した。このことは元厚の４０％以下の場合には発泡体２０内部の気泡が潰れてしまうためであると考察され、発泡体２０内部の気泡が潰れてしまうと瞬間的な荷重や変形に対する吸収性能が著しく悪化するといえる。また、上述の発泡ウレタンフォーム（イノアックコーポレーション社製ウレタンフォーム）以外にも、種々の材質を用いて吸収性能の確認をしたが、発泡体２０の硬さが３００Ｎ以下の場合に良好な吸収性能となることをも確認している。【００４５】
また発泡体２０は、磁性体コア１２、ボビン１４、コイル１３からなる巻回体を略全長に亘って、ケース１５の閉口側から開口側まで覆う。これにより、巻回体がケース１５に接触することを防止できる。また、磁性体コア１２に弾性力や衝撃が伝わることを防止できる。このようにして、磁性体コア１２の破損をほとんどなくすことができる。【００４６】
なお、この発泡体２０の材質としては発泡ウレタンフォームに限らず、発泡シリコーンフォームであってもよい。また、必ずしも加工成形でなくてもよく、発泡ウレタンや発泡シリコーンを注型成形してもよい。【００４７】
また、発泡体２０は必ずしもボビン１４および磁性体コア１２、コイル１３からなる巻回体を略完全に覆うように設けなくてもよく、磁性体コア１２の先端部２２周辺のみに設けてもよい。【００４８】
次に、第２の実施形態について図３を参考にして説明する。図３（Ａ）は本実施形態のコイルアンテナの上面図であり、図３（Ｂ）は本実施形態のコイルアンテナの側面図である。図３においては、前述の実施形態と同様な部材には同じ符号をつけている。また、この図では図示の都合によりケース１５、発泡体２０およびゲル体３０の一部を透過したように表示している。【００４９】
本実施形態のコイルアンテナ１１は、前述のものと同様な構成であるが、発泡体２０の形状や組成が異なっており、また、ゲル体３０を備えている。【００５０】
発泡体２０は発泡ウレタンフォームを加工成形したシート状のものであり（ここでは「イノアックコーポレーション社製ウレタンフォーム」を用いた。）、その片側の表面に両面粘着シート（図示していない。）を貼付している。この粘着シートによりボビン１４及び磁性体コア１２の先端部２２周辺に発泡体２０を貼付している。【００５１】
また、ゲル体３０はシリコーン樹脂からなり（ここでは「ＧＥ東芝シリコーン社製のゲル状シリコーン樹脂」を用いた。）、ゾル状のシリコーン樹脂（硬化前のゲル体３０）を予めケース１５内に注入し、そこに発泡体２０を貼付したボビン１４を挿入し、その後、熱処理（１００℃，１時間）を行って、シリコーン樹脂を硬化させてゲル状にしたものである。【００５２】
このようにゲル体３０により発泡体２０を覆うように構成すると、発泡体だけでは、接触を防ぐために充分な硬度を得られない場合であっても、先端部２２とケース１５との適正な緩衝を得ることができる。【００５３】
また発明者らは実験により、ゲル体３０は、ケース１５の半分以下の長さにわたって覆う程度にすることが望ましいことを確認した。ケース１５内に占めるゲル体３０の体積が大きすぎると、ゲル体３０の衝撃に対する吸収性能が著しく悪化するが、ゲル体３０は、ケース１５の半分以下しか覆わず、さらに発泡体２０を介してボビン１４を覆うために、ゲル体３０の流動性を損なうことがなくなり、ゲル体３０の吸収性能を良好に維持できる。【００５４】
なお、発泡体２０を圧縮した状態で用いる場合には、その厚みが元の厚みの４０％以上であること、発泡体２０の硬さが３００Ｎ以下であること、が望ましいことを確認した。
なお、ゲル体３０の材質としてはシリコーン系樹脂でなくてもよく、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂であってもよい。
なお、発泡体２０として不連続気泡型のものを用いると、気密性や断熱性を高めることもできる。また、発泡体２０として連続気泡型のものを用いると、衝撃に対する非常に優れた衝撃吸収性能を実現できる。
【図１】
2007015344.tif 000002
【図２】
2007015344.tif 000003
【図３】
2007015344.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月8日(2006.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアおよび前記磁性体コアに巻回されたコイルを備えた巻回体と、前記巻回体を内装する一端が開口し他端が閉口した筒状のケースと、このケースの開口部に嵌合するとともに前記巻回体を支持するキャップと、を備え、
前記巻回体と前記ケースとの隙間の少なくとも一部に、加工成形されてなる発泡体を、内部の気泡を潰さずに圧縮した状態で設けたことを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項２】
前記ケースの閉口側に前記発泡体を設け、
前記発泡体を覆うように、前記ケースの閉口側から前記ケースの長手方向の半分以下の長さにわたってゲル体を設けた、
請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項３】
前記発泡体と前記巻回体との間に粘着材を備えた請求項１または２に記載のコイルアンテナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＦ帯（長波３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の近距離通信システムなどで使用されるコイルアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＦ帯（長波３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の近距離通信システムにおいて、磁性体コアにコイルを巻回してコイルアンテナを構成し、このコイルアンテナ自体（以下、この構造体を巻回体という。）を、さらにケースに内装したコイルアンテナが用いられる。
【０００３】
図１に特許文献１に開示されている送信用のコイルアンテナ１の構成例を示す。コイルアンテナ１は磁性体コア２と、磁性体コア２を収容するボビン４と、ボビン４に導線を巻回してなる主コイル３とを備える。また、磁性体コア２およびボビン４、主コイル３を内装するケース５を備える。また、磁性体コア２およびボビン４、主コイル３とケース５との間にはポッティング材１０が設けられている。
【０００４】
ところで磁性体コア２には、強磁性を示す例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライトや、それ以外のアモルファス系磁性体、磁性体微粉末を圧縮成形したものなどが用いられる。これらの磁性体材料は、靭性が極めて低く、脆性破壊しやすい性質を持つ。また、温度や湿度などの影響で靭性がさらに劣化し、小さな荷重が加わるだけでも磁性体コア２が破損することがある。このように磁性体コア２が破損すると共振周波数が変化する事などによって、コイルアンテナ１の放射磁界が不安定なものになる。
【０００５】
そこで特許文献１では、真空注型によりケース５内に隙間無くポッティング材１０を設けるとともに、ポッティング材１０に生じる気泡を脱泡している（以下、このような気泡のない構造を脱泡体という。）。これにより磁性体コア２の温度、湿度などによる劣化を防ぎ、また磁性体コア２およびボビン４、主コイル３がケース５に接触することを防いでいる。
【０００６】
また、脱泡体１０を柔軟性にとんだゴム材により構成することで、ケースに加わった静的な変形や荷重などを、脱泡体１０の変形により吸収し、脱泡体１０を介して磁性体コア２に静的な変形や荷重などが加わることを防いでいる。
【特許文献１】特開２００１−３５８５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような脱泡体においては、脱泡体がケース内に隙間無く充填されているために、ケースに瞬間的な変形が生じたり荷重が加わった場合に脱泡体が変形（流動）できず、応答性が悪いものであった。そのため瞬間的な変形や荷重が磁性体コアに伝わり、磁性体コアが破損することがあった。
【０００８】
また、真空注型により脱泡体をケース内に充填すると、脱泡体の硬化時の変形により、磁性体コアの位置ずれが起こって脱泡体に薄い部分ができたり、磁性体コアに外力が加わった状態で硬化してしまったりして、これらのことが磁性体コアの破損要因となることもあった。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、磁性体コアの破損を防止して、ＬＦ帯の近距離通信システムのアンテナとして好適に使用できるコイルアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のコイルアンテナは、磁性体コアおよび前記磁性体コアに巻回されたコイルを備えた巻回体と、前記巻回体を内装する一端が開口し他端が閉口した筒状のケースと、このケースの開口部に嵌合するとともに前記巻回体を支持するキャップと、を備え、前記巻回体と前記ケースとの隙間の少なくとも一部に、加工成形されてなる発泡体を、内部の気泡を潰さずに圧縮した状態で設けたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、本発明の発泡体とは粘弾力性材料の内部に気泡を略均一に発生させた構造のものであり、特に発泡ウレタンや発泡シリコーンなどによるフォームやスポンジである。
【００１２】
このような発泡体は内部に気泡が存在するために、上述の脱泡体に比べて、より速やかに変形や荷重を吸収可能である。そのため、巻回体とケースとの隙間に発泡体を設けることによって、巻回体がケースと接触することを防ぎ、静的な変形や荷重を吸収するとともに、瞬間的な荷重や変形であっても速やかに応答して吸収でき、磁性体コアの破損を防止できる。さらには、発泡体が加工成形されてなることにより、ケース内での巻回体の先端位置を、注型成形に比べて安定させることができ、発泡体の厚さを略均一にできる。
【００１３】
また、発泡体は内部の気泡のため極めて軽量であり、発泡体を用いることで、コイルアンテナ１１全体としての重量を軽くでき、例えば落下衝撃などの衝撃荷重に対する耐衝撃性を高いものにできる。
【００１４】
また、この発明のコイルアンテナは、前記ケースの閉口側に前記発泡体を設け、前記発泡体を覆うように、前記ケースの閉口側から前記ケースの長手方向の半分以下の長さにわたってゲル体を設けたことを特徴とする。
【００１５】
これにより、巻回体とケースとの接触を確実に防ぐことができる。その上、ゲル体を設けたことにより、より安定した状態で巻回体をケースの中心に保持できる。
【００１６】
また、この発明のコイルアンテナは、前記発泡体と前記巻回体との間に粘着材を備える。
【００１７】
これにより、ケース内での発泡体の位置ずれを確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、磁性体コアやコイルからなる巻回体がケースに接触することを防ぐとともに、静的な荷重や変形が発泡体を介して磁性体コアに伝わることを防ぎ、さらに、瞬間的な荷重や変形が磁性体コアに伝わることを防ぐことができる。すなわちコイルアンテナの磁性体コアの破損をほとんどなくすことができ、ＬＦ帯の近距離通信システムに適したコイルアンテナを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、第１の実施形態に係るコイルアンテナについて図２を参照して説明する。
図２（Ａ）はコイルアンテナ１１の上面図である。また図２（Ｂ）はコイルアンテナ１１の正面図である。なお、この図では図示の都合によりケース１５および発泡体２０の一部を透過したように表示している。
【００２０】
コイルアンテナ１１は、強磁性体であるＭｎ−Ｚｎ系のフェライトからなる磁性体コア１２を備えている。磁性体コア１２としては、強磁性体のフェライト以外のアモルファス系磁性体や磁性体微粉末を圧縮成型したものを用いても好適である。この磁性体コア１２は矩形板状（薄肉の柱状）であり、ボビン１４に収容する。磁性体コア１２を収容したボビン１４にはコイル１３を巻回する。ここではボビン１４と磁性体コア１２とコイル１３が本発明の巻回体を構成している。
【００２１】
ボビン１４は、磁性体コア１２を保護し、製造時や製品使用時に加わる曲げ荷重や衝撃荷重などにより磁性体コア１２が破損することを抑制するものであり、先端部２２とベース部２１と脚部２３Ａ，２３ＢとをＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）の一体成型により構成したものである。
【００２２】
先端部２２とベース部２１とは、磁性体コア１２の長手方向にのびる脚部２３Ａ，２３Ｂにより連結するように構成している。先端部２２は、磁性体コア１２の長手方向に垂直な面（図左右の両面）が長円形状（角を面取りした矩形状）であり、先端部２２は磁性体コア１２を収容するための開口（図示していない。）を備える。その開口から、磁性体コア１２をベース部２１にまで挿入（圧入）することによりボビン１４に磁性体コアを収容している。そのために、その断面形状を磁性体コア１２の断面形状と略等しく構成している。
【００２３】
ベース部２１は、先端部２２と同様に、磁性体コア１２の長手方向に垂直な面（図左右の両面）が長円形状（矩形の角を面取りした形状）である。この垂直な一方の面（図右面）には、磁性体コア１２を嵌合する溝（図示していない。）を設けている。この溝は磁性体コア１２を圧入固定するために、その断面形状を磁性体コア１２の断面形状と略等しく構成している。この面（図右面）を磁性体コア１２に接合するように構成する。また、この面（図右面）からは、磁性体コアの長手方向に脚部２３Ａ，２３Ｂを延長するように設けている。
【００２４】
またベース部２１には、磁性体コア１２の主面（図正面）に、開口２９を貫通するように設けている。開口２９にはその内部に配線端子を設けており、この配線端子に、コンデンサ１９を接続している。開口２９を設けたことにより、コイルアンテナ１１は全体としての重量が軽く、例えば落下衝撃などの衝撃荷重に対する耐衝撃性が高いものになっている。
【００２５】
また、ベース部２１の磁性体コア１２に接する面の対面（図左面）には、入出力用端子２８Ａ，２８Ｂを備えており、該入出力用端子２８Ａ，２８Ｂに外部接続線１８を接続している。また、磁性体コア１２の主面の短手方向に突出するコイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂを備えており、該コイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂにコイル１３を接続している。また、入出力用端子２８Ａ，２８Ｂとコイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂとは開口２９に設けた端子やコンデンサ１９などの素子を介して接続している。
【００２６】
なお、このコイル接続用端子２７Ａ，２７Ｂは、ベース部２１の片側の面に並べて設けるようにしてもよい。また、開口２９は必ずしも必要でなく、その場合、コンデンサ１９が一体に構成されていなくてもよい
また、このベース部２１は有底穴を備え、この有底穴に小型コア１６を収容する。小型コア１６は楕円柱形状であり、磁性体材料からなる。この小型コア１６を磁性体コア１２の鎖交磁束が通過する位置に配置するため、小型コア１６が磁性体コア１２に磁界結合することになる。また、小型コア１６の形状が楕円柱形状であるために、この小型コア１６を回転させると、小型コア１６および磁性体コア１２の間の隙間が変化して結合量が変化する。そのため、小型コア１６の回転により、コイル１３のインダクタンス値の調整ができる。なお、調整後の小型コア１６は接着剤により固定する。
【００２７】
脚部２３Ａ，２３Ｂは、磁性体コア１２の主面短手方向に突起する突起部２６を備えている。この突起部２６はコイルを巻回する際に線材を係止するためのものであり、コイルの巻数などによりその位置や数を適宜設計したものである。ここでは突起部２６をコイル１３の端となる位置に設けている。この突起部２６を設けることで、コイル１３を巻回する際の作業性を高めている。
【００２８】
以上のベース部２１、先端部２２、脚部２３Ａ、脚部２３Ｂによって囲まれた部分（開口）からは、磁性体コア１２が露出するように構成している。このことにより、コイルアンテナ１１全体が薄板化できる。これにより、コイル１３の実効的な巻線径を小さくし、コイル１３のもつ実抵抗分を小さくしている。また、コイルアンテナ１１全体を軽量にして、例えば落下衝撃などの衝撃荷重に対する耐衝撃性が高いものになっている。
【００２９】
なお、磁性体コア１２の形状や、ボビン１４の形状は本実施形態で示す構成に限らない。例えば、脚部２３Ａ，２３Ｂなどを設けず、磁性体コアに直接コイルを巻回してもよい。また、先端部２２をなくしたり、先端部２２を別体にしたりしてもよい。
【００３０】
以上のように磁性体コア１２はボビン１４に収容しており、そのボビン１４にはコイル１３を巻回している。コイル１３は、銅（Ｃｕ）からなる皮膜絶縁された線材（導線）からなる。
【００３１】
そして、コイル１３に対して直列にコンデンサ１９を接続してＬＣ直列共振回路を構成している。これにより、この共振回路の共振周波数の電源を用いることで、低電圧でも大きなコイル電流を得て、大きな磁界出力が実現できる。このようなコイルアンテナ１１は、ＬＦ帯の近距離通信システムにおける送信コイルアンテナとして適したものとなる。
【００３２】
また、このコイルアンテナ１１は、ケース１５とキャップ１７とを備えている。ケース１５およびキャップ１７はそれぞれＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）のプラスチック成形によりなる。ケース１５は一方の端が開口し、他端が閉口した筒状である。
【００３３】
ケース１５には、前述のボビン１４と磁性体コア１２とコイル１３とからなる巻回体を内装するが、その作業時には巻回体に発泡体２０を貼り付けておく、そして、発泡体２０を貼付した巻回体をケース１５に挿入する。
【００３４】
キャップ１７は、２本の外部接続線１８をとおす貫通孔を備えており、この貫通孔はシール材（図示していない。）により密閉するように構成している。密閉することでコイルアンテナ１１の耐環境性を高めている。また、シール材により外部接続線１８を固定するようにして、キャップ１７でボビン１４および磁性体コア１２を支持している。このキャップ１７を、前述の筒状のケース１５の開口部分に嵌合することで、ケース１５とキャップ１７との内部に、発泡体２０とボビン１４を内装している。
なお、ここでは、キャップ１７をボビン１４と別体に構成しているが、キャップとボビンとを一体に成型していても、当然、本発明は好適に実施できる。
【００３５】
発泡体２０は発泡ウレタンフォーム（ここでは「イノアックコーポレーション社製ウレタンフォーム」を用いた。）のシートを切断してなり、その一面に両面粘着シート（図示していない。）を貼付したものである。これにより発泡体２０の厚さが略均一となり、ケース内での巻回体の先端位置（ケース閉口側の端の位置）を、安定させることができる。
【００３６】
なお、発明者らは実験により、発泡体２０を圧縮した状態で用いる場合には、その厚みが元の厚みの４０％以上であることが望ましいことを確認した。このことは元厚の４０％以下の場合には発泡体２０内部の気泡が潰れてしまうためであると考察され、発泡体２０内部の気泡が潰れてしまうと瞬間的な荷重や変形に対する吸収性能が著しく悪化するといえる。また、上述の発泡ウレタンフォーム（イノアックコーポレーション社製ウレタンフォーム）以外にも、種々の材質を用いて吸収性能の確認をしたが、発泡体２０の硬さが３００Ｎ以下の場合に良好な吸収性能となることをも確認している。
【００３７】
また発泡体２０は、磁性体コア１２、ボビン１４、コイル１３からなる巻回体を略全長に亘って、ケース１５の閉口側から開口側まで覆う。これにより、巻回体がケース１５に接触することを防止できる。また、磁性体コア１２に弾性力や衝撃が伝わることを防止できる。このようにして、磁性体コア１２の破損をほとんどなくすことができる。
【００３８】
なお、この発泡体２０の材質としては発泡ウレタンフォームに限らず、発泡シリコーンフォームであってもよい。また、必ずしも加工成形でなくてもよく、発泡ウレタンや発泡シリコーンを注型成形してもよい。
【００３９】
また、発泡体２０は必ずしもボビン１４および磁性体コア１２、コイル１３からなる巻回体を略完全に覆うように設けなくてもよく、磁性体コア１２の先端部２２周辺のみに設けてもよい。
【００４０】
次に、第２の実施形態について図３を参考にして説明する。図３（Ａ）は本実施形態のコイルアンテナの上面図であり、図３（Ｂ）は本実施形態のコイルアンテナの側面図である。図３においては、前述の実施形態と同様な部材には同じ符号をつけている。また、この図では図示の都合によりケース１５、発泡体２０およびゲル体３０の一部を透過したように表示している。
【００４１】
本実施形態のコイルアンテナ１１は、前述のものと同様な構成であるが、発泡体２０の形状や組成が異なっており、また、ゲル体３０を備えている。
【００４２】
発泡体２０は発泡ウレタンフォームを加工成形したシート状のものであり（ここでは「イノアックコーポレーション社製ウレタンフォーム」を用いた。）、その片側の表面に両面粘着シート（図示していない。）を貼付している。この粘着シートによりボビン１４及び磁性体コア１２の先端部２２周辺に発泡体２０を貼付している。
【００４３】
また、ゲル体３０はシリコーン樹脂からなり（ここでは「ＧＥ東芝シリコーン社製のゲル状シリコーン樹脂」を用いた。）、ゾル状のシリコーン樹脂（硬化前のゲル体３０）を予めケース１５内に注入し、そこに発泡体２０を貼付したボビン１４を挿入し、その後、熱処理（１００℃，１時間）を行って、シリコーン樹脂を硬化させてゲル状にしたものである。
【００４４】
このようにゲル体３０により発泡体２０を覆うように構成すると、発泡体だけでは、接触を防ぐために充分な硬度を得られない場合であっても、先端部２２とケース１５との適正な緩衝を得ることができる。
【００４５】
また発明者らは実験により、ゲル体３０は、ケース１５の半分以下の長さにわたって覆う程度にすることが望ましいことを確認した。ケース１５内に占めるゲル体３０の体積が大きすぎると、ゲル体３０の衝撃に対する吸収性能が著しく悪化するが、ゲル体３０は、ケース１５の半分以下しか覆わず、さらに発泡体２０を介してボビン１４を覆うために、ゲル体３０の流動性を損なうことがなくなり、ゲル体３０の吸収性能を良好に維持できる。
【００４６】
なお、発泡体２０を圧縮した状態で用いる場合には、その厚みが元の厚みの４０％以上であること、発泡体２０の硬さが３００Ｎ以下であること、が望ましいことを確認した。
【００４７】
なお、ゲル体３０の材質としてはシリコーン系樹脂でなくてもよく、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂であってもよい。
【００４８】
なお、発泡体２０として不連続気泡型のものを用いると、気密性や断熱性を高めることもできる。また、発泡体２０として連続気泡型のものを用いると、衝撃に対する非常に優れた衝撃吸収性能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来のコイルアンテナの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るコイルアンテナの構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係るコイルアンテナの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１，１１−コイルアンテナ
２，１２−磁性体コア
３，１３−コイル
４，１４−ボビン
５，１５−ケース
１０−ポッティング材（脱泡体）
１６−小型コア
１７−キャップ
１８−外部接続線
１９−コンデンサ
２０−発泡体
２１−ベース部
２２−先端部
２３Ａ，２３Ｂ−脚部
２６−突起部
２７Ａ，２７Ｂ−コイル接続用端子
２８Ａ，２８Ｂ−入出力用端子
２９−開口
３０−ゲル体
【国際調査報告】
2007015344.tif 000005
2007015344.tif 000006
2007015344.tif 000007
2007015344.tif 000008