(57)【要約】 【課題】  金属筐体や樹脂筐体に金属メッキを施したものを使用してデザイン上の豪華さをだす電波時計において、必要なコイルアンテナ特性や自由に曲げられる機能を有し、低価格の電波時計用コイルアンテナ装置を提供すること。【解決手段】  コイルアンテナ１と金属筐体（金属メッキした樹脂筐体）の送受信間に軟磁性体粉末と有機結合剤の混成物からなる自由に曲げられる機能を有する低価格の磁性体シートで形成した副磁路５を挿入すること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁心と前記磁心に巻回されたコイルを備えたコイルアンテナからなる電波時計用コイルアンテナ装置において、前記コイルアンテナと前記コイルアンテナの近傍に設置された金属筐体または金属メッキ付き樹脂筐体の間に、可とう性を有し、かつ自由に曲げられる軟磁性体粉末と有機結合剤の混成物からなる磁性体シートを前記コイルアンテナの副磁路として配置したことを特徴とする電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項２】
前記軟磁性体粉末は、鉄アルミ珪素合金（センダスト）、鉄ニッケル合金（パーマロイ）、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉末（フェライト）、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の軟磁性材料のいずれかまたはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項３】
前記有機結合剤はポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリルーブタジエン系ゴム、スチレンーブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂或いはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのいずれかまたはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項４】
前記コイルアンテナの磁心はフェライトコアであることを特徴とする請求項１記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項５】
前記コイルアンテナの磁心はアモルファスコアであることを特徴とする請求項１記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項６】
前記コイルアンテナの磁心は、前記軟磁性体粉末と前記有機結合剤の混成物からなる絶縁性軟磁性体であって、前記軟磁性体粉末は、鉄アルミ珪素合金（センダスト）、鉄ニッケル合金（パーマロイ）、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉末（フェライト）、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の軟磁性材料のいずれかまたはそれらの組み合わせからなり、前記有機結合剤はポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリルーブタジエン系ゴム、スチレンーブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂或いはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのいずれかまたはそれらの組み合わせからなる前記磁心を使用したことを特徴と請求項１記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項７】
前記軟磁性体粉末が、偏平状又は針状の粉末の前記磁心を使用したことを特徴とする請求項２記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項８】
前記軟磁性体粉末が、酸化被膜、有機結合剤等により絶縁コーティングされた粉末または、導電性のある粉末である前記磁心を使用したことを特徴とする請求項２または７記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項９】
前記磁心は、絶縁性の軟磁性体層の少なくとも一方の面に誘電体層設け、前記絶縁性の軟磁性体層は、前記軟磁性体粉末と前記有機結合剤を含み、前記誘電体層は誘電体粉末と前記有機結合剤を含む前記磁心を使用したことを特徴とする請求項６記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項１０】
前記磁心は、絶縁性の軟磁性体層を有し、前記絶縁性軟磁性体層は、前記軟磁性体粉末かつ前記誘電体粉末かつ前記有機結合剤を含む前記磁心を使用したことを特徴とする請求項６記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項１１】
可とう性を有することを特徴とする請求項１記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【請求項１２】
前記磁心の形状を、偏平な板状にしたことを特徴とする請求項１記載の電波時計用コイルアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低中波帯の無線信号の送信又は受信用のコイルアンテナ装置に関し、特に、電波時計用コイルアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低中波帯の無線信号の送信又は受信又は送受信する装置、システム、端末など様々なものが使用されている。例えば、ＡＭラジオがその典型的なシステムである。近年では、通信端末の小型化、多用途化が進み、低中波帯の電波を利用した端末も、多様な製品が開発されている。例えば、電磁波によりデーターを送信、受信或いは送受信する電波時計がある。これらの電波時計は、電磁波を送信、受信或いは送受信するアンテナを有し、電磁波によって時刻修正をおこなうものである（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
また、その他の比較的新しいシステムとして、自動車用のイモビライザ、自動車用又は住設用の遠隔キーレスエントリシステム（特許文献３）、ＲＦＩＤシステムがある。
【０００４】
車両用キーレスシステムに低中波領域のコイルアンテナと焼結フェライトのコアを使用したコイルアンテナが、特許文献４に開示されている。焼結フェライトのコアを使用したコイルアンテナは、コア割れ等が発生しないという耐衝撃性、形状の多様化（例えば、自由な形状、アンテナ指向性の多軸化、軽薄短小又は大型化）を市場から強く要求されている。しかしながら、焼結フェライトのコアを使用したコイルアンテナは、耐衝撃、製作性が悪いという問題点があった。
【０００５】
特に、最近の自動車用携帯キーではポケットにキーを入れたままでキーの開閉ができる。常時ポケットに携帯する使用条件には、薄型・軽量化及び落下衝撃に対しての高い耐衝撃性が強く求められる。しかしながら、焼結フェライトのコアを使用したコイルアンテナは、耐衝撃性が不足し、コアの破損が起こりやすく、致命的な故障要因になるという問題点があった。また、焼結フェライトコアは、長い形状や薄板形状にすると、反りやすくなり、平坦度を出すためのプレス・焼結後の機械加工の仕上げに大きさに比例した大きなプレス機が必要になるという生産プロセス上の問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６１３４１８８号公報
【特許文献２】特開平１０−２０６５６１号公報
【特許文献３】米国特許第６６７７８５１号公報
【特許文献４】特開２００３−２４９８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献４の問題点を解決すべく検討がなされている。フェライト等のセラミック材料は、薄型になるとコア割れを起こしやすく、耐衝撃性を確保できないので、アモルファスコアやメタル系コアの積層が試みられている。しかし、材料が高価で、硬度が高く加工が難しい等の問題があり、量産性やコスト高になるという問題点があった。
【０００８】
また、樹脂と複合したプラスチックフェライトなども検討され、ある程度の衝撃性、製作性の改善がなされた。しかしながら、コイルアンテナとしての特性を追求すると、フェライトの充填率向上が必要になり、耐衝撃性の劣化を招くという問題点が発生した。
【０００９】
更に、金属筐体や樹脂筐体に金属メッキを施したものを使用してデザイン上の豪華さをだす電波時計の需要が増加している。ここで使われる金属筐体（金属メッキした樹脂筐体）は、コイルアンテナの近傍に置かれ、コイルアンテナと干渉し、コイルアンテナのインダクタンスを低下させる。その結果、コイルアンテナの同調周波数が変動し、コイルアンテナの特性が劣化する。
【００１０】
また、金属筐体（金属メッキした樹脂筐体）が、コイルアンテナに干渉することで、近傍金属に高周波電流が流れ、アンテナコイルのＱ値特性が劣化し、アンテナ感度の低下を招く。あるいは、コイルアンテナの送受信間に金属筐体（金属メッキした樹脂筐体）を挿入することで、電磁波が遮蔽され、コイルアンテナの送受信強度が低下し、コイルアンテナの特性が劣化した。
【００１１】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、金属筐体や樹脂筐体に金属メッキを施したものを使用してデザイン上の豪華さをだす電波時計において、必要なコイルアンテナ特性や自由に曲げられる機能を有し、低価格の電波時計用コイルアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための第１の発明は、磁心と前記磁心に巻回されたコイルを備えたコイルアンテナからなる電波時計用コイルアンテナ装置において、前記コイルアンテナと前記コイルアンテナの近傍に設置された金属筐体または金属メッキ付き樹脂筐体の間に、可とう性を有し、かつ自由に曲げられる軟磁性体粉末と有機結合剤の混成物からなる磁性体シートを前記コイルアンテナの副磁路として配置した電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００１３】
上記目的を達成するための第２の発明は、前記軟磁性体粉末は、鉄アルミ珪素合金（センダスト）、鉄ニッケル合金（パーマロイ）、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉末（フェライト）、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の軟磁性材料のいずれかまたはそれらの組み合わせからなる電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００１４】
上記目的を達成するための第３の発明は、前記有機結合剤はポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリルーブタジエン系ゴム、スチレンーブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂或いはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのいずれかまたはそれらの組み合わせからなる電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００１５】
上記目的を達成するための第４の発明は、前記コイルアンテナの磁心はフェライトコアである電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００１６】
上記目的を達成するための第５の発明は、前記コイルアンテナの磁心はアモルファスコアである電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００１７】
上記目的を達成するための第６の発明は、前記コイルアンテナの磁心は、前記軟磁性体粉末と前記有機結合剤の混成物からなる絶縁性軟磁性体であって、前記軟磁性体粉末は、鉄アルミ珪素合金（センダスト）、鉄ニッケル合金（パーマロイ）、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉末（フェライト）、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の軟磁性材料のいずれかまたはそれらの組み合わせからなり、前記有機結合剤はポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリルーブタジエン系ゴム、スチレンーブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂或いはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのいずれかまたはそれらの組み合わせからなる前記磁心を使用した電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００１８】
上記目的を達成するための第７の発明は、前記軟磁性体粉末が、偏平状又は針状の粉末の前記磁心を使用した電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００１９】
上記目的を達成するための第８の発明は、前記軟磁性体粉末が、酸化被膜、有機結合剤等により絶縁コーティングされた粉末または、導電性のある粉末である前記磁心を使用した電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００２０】
上記目的を達成するための第９の発明は、前記磁心は、絶縁性の軟磁性体層の少なくとも一方の面に誘電体層設け、前記絶縁性の軟磁性体層は、前記軟磁性体粉末と前記有機結合剤を含み、前記誘電体層は誘電体粉末と前記有機結合剤を含むコアを使用した電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００２１】
上記目的を達成するための第１０の発明は、前記磁心は、絶縁性の軟磁性体層を有し、前記絶縁性軟磁性体層は、前記軟磁性体粉末かつ前記誘電体粉末かつ前記有機結合剤を含むコアを使用した電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００２２】
上記目的を達成するための第１１の発明は、可とう性を有する電波時計用コイルアンテナ装置である。
【００２３】
上記目的を達成するための第１２の発明は、前記磁心の形状を、偏平な板状にした電波時計用コイルアンテナ装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、コイルアンテナと金属筐体（金属メッキした樹脂筐体）の送受信間に軟磁性体粉末と有機結合剤の混成物からなる自由に曲げられる機能を有する低価格の磁性体シートを挿入することで、ヨーク効果によりインダクタンスを安定させる。また、コイルアンテナと金属筐体（金属メッキした樹脂筐体）間の干渉を分離することで、Ｑ値特性の劣化を抑制する。更に、金属筐体（金属メッキした樹脂筐体）の空間インピーダンスに対し、見かけ上のインピーダンスが上がるので、電磁遮蔽効果が抑制され、コイルアンテナからの送受信信号の透過率が向上する。
【００２５】
その結果、金属筐体や樹脂筐体に金属メッキを施してものを使用してデザイン上の豪華さをだす電波時計において、必要なコイルアンテナ特性や自由に曲げられる機能を有し、低価格の電波時計用コイルアンテナ装置の提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を実施するための最良の形態に係る電波時計用コイルアンテナ装置を以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の電波時計用コイルアンテナ装置の外観断面図を示す。図１（ａ）は上面図で、図１（ｂ）は下面図で、図１（ｃ）はＡ−Ａ断面図  （金属ケースがある場合）である。
【００２８】
本発明を実施するための最良の形態に係る電波時計用コイルアンテナ装置は、以下のように作製される。３×２．８×１５．７ｍｍの角板状に積層したアモルファスの磁心３に２４００Ｔのポリウレタン線（線径０．０３ｍｍ）２を巻回してコイルアンテナ１を作製する。次に、時計の金属製のケース４に副磁路５を配置する。
【００２９】
副磁路５は軟磁性体粉末と有機結合剤とからなる可とう性を有する混成物で形成する。本発明の最良の形態では、軟磁性体粉末には鉄シリコンアルミ合金粉末を用いる。軟磁性体粉末は他の粉末であってもよい。例えば、軟磁性体粉末には、カルボニル鉄又はフェライト粉末又は純鉄圧粉であってもよい。また、軟磁性体粉末には、鉄ニッケルコバルト合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、又はモリブデンパーマロイからなる粉末であってもよい。更に、軟磁性体粉末は上述した粉末の組み合わせであってもよい。いずれも、電波時計用コイルアンテナ装置に必要なコイルアンテナ特性を自由に曲げても満足できるように、高周波透磁率が高い材料を選択している。
【００３０】
なお、本発明を実施するための最良の形態では、軟磁性体粉末は扁平状の粉末を用いる。各粉末は５以上のアスペクト比を有し、且つ３５μｍ程度の粒径を有する。軟磁性粉末の条件は、シート状の自由に曲げられ、必要なコイルアンテナ特性を満足させるための条件を実験的に決定したものである。
【００３１】
また、本発明の電波時計用コイルアンテナ装置は、自由に曲げられる機能を付与するために、可とう性の材料を用いている。更に、扁平の板状の形状にして、薄型化しやすい形状にすることで、曲がりやすくしている。
【００３２】
軟磁性体粉末のそれぞれの表面に形成される絶縁体層は非磁性体からなる。具体的には絶縁体層は酸化膜であり、軟磁性体粉末をアーニルすることにより形成される。また、絶縁体層を有機結合剤で形成してもよい。絶縁体層を有機結合剤で形成する場合は、有機結合剤は混成物の有機結合剤と同じであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００３３】
本発明を実施するための最良の形態では、有機結合剤（混成物に含まれるもの）は、塩素化ポリエチレンで、これにチタネート系カップリング剤を添加する。また、チタネート系カップリング剤に代えて、シラン系カップリング剤やアルミネート系カップリング剤を用いてもよいし、カップリング剤を用いなくても良い。例えば、これらの混成物における軟磁性体粉末の配合比率は８０重量％で、有機結合剤及びカップリング剤を合わせた総配合比率は２０重量％である。実用に供するコイルアンテナ特性を持たせ、磁心に可とう性を持たせるためには、混成物における軟磁性体粉末の配合比率は６０重量％以上９５重量％以下であることが好ましく、混成物における有機結合剤の配合比率が５重量％以上４０重量％以下であることが好ましい。カップリング剤を用いる場合カップリング剤の混成物における配合比率は５重量％以下にするのが好ましい。これらの配合比は、電波時計用コイルアンテナ装置に必要な特性から決定される。更に、低価格の材料設計ができる観点から副磁路の材料を選択している。
【００３４】
なお、以上の範囲にある混成物で作製した軟磁性体粉末の磁心をＪＩＳ  Ｋ６２５３に従い、タイプＡデュロメータを用いてゴム硬度を測定した。その結果より、作製した軟磁性体粉末の磁心は、いずれも６０以上のゴム硬度を有することを確認した。
【００３５】
また、ＪＩＳ  Ｋ６２６３に従って測定した引っ張り強度は、いずれも３．８ＭＰａであることを確認した。
【００３６】
このような特性を材料設計の目安にして作製した軟磁性体粉末の磁心をコイルアンテナに搭載し、コイルアンテナ装置を作製し、電波時計に実装し、副磁路の有無による受信感度特性を比較した。具体的には、図１において副磁路５側に時計の金属ケース４があるように配置した場合と副磁路５がない場合のコイルアンテナの受信感度特性を測定した。その結果、副磁路５を配置したコイルアンテナは、副磁路５がない従来のコイルアンテナと比較して、金属ケース４のある時計に実装した条件で、約２ｄＢ受信感度が向上した。
【００３７】
コイルアンテナ１と金属ケース４の送受信間に軟磁性体粉末と有機結合剤の混成物からなる自由に曲げられる機能を有する低価格の磁性体シートで形成した本発明の副磁路５を挿入することで、ヨーク効果によりインダクタンスを安定させた。
【００３８】
また、本発明の副磁路５を挿入することで、コイルアンテナ１と金属ケース４の干渉を分離できる。その結果、Ｑ値特性の劣化が抑制された。
【００３９】
更に、本発明の副磁路５を挿入することで、金属ケース４の空間インピーダンスに対し、見かけ上のインピーダンスを上がった。その結果、電磁遮蔽効果が抑制され、コイルアンテナ１からの送受信信号の透過率が向上した。
【００４０】
本発明のコイルアンテナの磁心は、高周波の透磁率が高いフェライトコア、アモルファスコアの電波時計用コイルアンテナ装置に好適であることを確認した。
【００４１】
本発明の軟磁性体粉末は、酸化被膜、有機結合剤等により絶縁コーティングして使用するか、導電性のある粉末の磁心を使用することで、電磁遮蔽効果をより抑制した電波時計用コイルアンテナ装置を実現した。
【００４２】
なお、粉末の磁心は、絶縁性の軟磁性体層の少なくとも一方の面に誘電体層設け、絶縁性の軟磁性体層は、軟磁性体粉末と有機結合剤を含み、誘電体層は誘電体粉末と有機結合剤を含む磁心を使用することで、同様の効果を奏した。
【００４３】
また、粉末の磁心は、絶縁性の軟磁性体層を有し、絶縁性軟磁性体層は、軟磁性体粉末かつ誘電体粉末かつ有機結合剤を含む磁心を使用することで、同様の効果を奏した。
【００４４】
以上に示したように、本発明により金属筐体や樹脂筐体に金属メッキを施したものを使用してデザイン上の豪華さをだす電波時計において、必要なコイルアンテナ特性や自由に曲げられる機能を有し、低価格の電波時計用コイルアンテナ装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の電波時計用コイルアンテナ装置の外観断面図。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は下面図、図１（ｃ）はＡ−Ａ断面図（金属ケースがある場合)。
【符号の説明】
【００４６】
１    コイルアンテナ
２    ポリウレタン線
３    積層したアモルファスの磁心
４    （時計の）金属ケース
５    副磁路
６    コア
７    ホビン
【図１】
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