(57)【要約】      （修正有）【課題】結線時の作業性を向上させることができる集合電線等を提供する。【解決手段】集合電線３−１は、導体５に絶縁層６を被覆してなる絶縁電線２ａ〜２ｃを集合させた集合電線であり、このうち絶縁電線２ｃが、導体５のみで構成され、絶縁層６で被覆されていない。また、絶縁層で被覆されていない絶縁電線の導体径は、絶縁層で被覆されている他の絶縁電線の導体径よりも大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体に絶縁層を被覆してなる絶縁電線を複数本集合させ、その外周をジャケット層で被覆した集合電線であって、
複数本の前記絶縁電線のうち、１本の絶縁電線は絶縁層で被覆されていないことを特徴とする集合電線。
【請求項２】
絶縁層で被覆されていない前記絶縁電線の導体径は、絶縁層で被覆されている他の絶縁電線の導体径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の集合電線。
【請求項３】
絶縁層で被覆されていない前記絶縁電線の導体径と、絶縁層で被覆されている他の絶縁電線の導体径とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の集合電線。
【請求項４】
電磁誘導による通信を目的とした環状のコイルアンテナであって、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の集合電線を用いたことを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項５】
請求項４に記載のコイルアンテナを筐体内に搭載したことを特徴とする携帯型無線機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣカードや携帯電話等の携帯型無線機器に使用されるコイルアンテナの改良技術に関するもので、詳しくは、複数本の絶縁電線からなる集合電線、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣカードや携帯電話等の電子機器には、通信用のアンテナが内蔵されている。内蔵アンテナの一例として、電磁誘導を利用したコイルアンテナがある。このコイルアンテナに関する従来技術として、複数の絶縁電線を撚り合わせ、外被となるジャケット層を被覆した集合電線を基板に結線し、全体を環状となるように形成したコイルアンテナが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１９１１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特開２００６−１９１１９４号公報に提案されたコイルアンテナでは、各絶縁電線の絶縁層と、その外側のジャケット層という２種類の外被が必要となる。このため、結線の際には絶縁層とジャケット層の２種類の外被を剥がさなければならず、結線に手間と時間がかかることになる。
【０００４】
また、携帯電話等においては、コイルアンテナの設置スペースに制約があるため、絶縁電線の導体径を細くする必要がある。しかしながら、導体径を細くすると、絶縁電線の導体抵抗が大きくなり、コイルのＱ値が下がるため、コイルアンテナとしての特性が低下することになる。
【０００５】
さらに、携帯電話等においては、更なる小型化が求められているが、集合電線の外周寸法が大きいと、設置位置の省スペース化が難しいものとなる。
【０００６】
本発明の目的は、結線時の作業性を向上させることができる集合電線を提供することにある。加えて、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の他の目的は、結線時の作業性やアンテナ特性を向上させることができる集合電線を提供することにある。加えて、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、結線時の作業性を向上させるとともに、省スペース化を図ることができる集合電線を提供することにある。加えて、この集合電線により構成されるコイルアンテナ、及びこのコイルアンテナを備えた携帯型無線機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、導体に絶縁層を被覆してなる絶縁電線を複数本集合させ、その外周をジャケット層で被覆した集合電線であって、複数本の前記絶縁電線のうち、１本の絶縁電線は絶縁層で被覆されていないことを要旨とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、絶縁層で被覆されていない前記絶縁電線の導体径は、絶縁層で被覆されている他の絶縁電線の導体径よりも大きいことを要旨とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１において、絶縁層で被覆されていない前記絶縁電線の導体径と、絶縁層で被覆されている他の絶縁電線の導体径とが同じであることを要旨とする。
【００１２】
請求項４の発明は、電磁誘導による通信を目的とした環状のコイルアンテナであって、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の集合電線を用いたことを要旨とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４に記載のコイルアンテナを筐体内に搭載したことを特徴とする携帯型無線機器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数（ｎ）本の絶縁電線のうち、１本の絶縁電線には絶縁層が被覆されていないため、結線の際には（ｎ−１）本分の絶縁層と、１つのジャケット層とを剥がせばよく、結線を容易かつ短時間に行うことができるようになり、作業性を向上させることができる。
【００１５】
また、絶縁層で被覆されてない絶縁電線の導体径を、他の絶縁電線の導体径よりも大きくすることにより、絶縁電線全体の導体抵抗を小さくすることができる。この結果、コイルのＱ値を大きくすることができ、通信距離が延びるなど、コイルアンテナとしての特性を向上させることができる。
【００１６】
また、絶縁層で被覆されてない絶縁電線の導体径と、他の絶縁電線の導体径とを同じとすることにより、集合電線の外寸法を小さくすることができ、設置位置の省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係わる集合電線、コイルアンテナ、及び携帯型無線機器の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、実施形態に係わるコイルアンテナの全体図である。図１に示すように、本実施形態に係わるコイルアンテナ１は、３本の絶縁電線２（２ａ，２ｂ，２ｃ）を集合させた集合電線３を、回路基板４に結線することにより、全体として環状となるように構成されている。
【００１９】
そして、このようなコイルアンテナ１を、ＩＣカードや携帯電話等の図示しない携帯型無線機器の筐体内に搭載することにより、電磁誘導による通信が可能となる。例えば、ＩＣカードであれば、図示しないカードリーダ／ライタにより、カード内に記憶されているデータの書き換えや保存を行うことができる。また、携帯電話であれば、最寄の基地局との間で無線信号の送受信を行うことにより、相手先携帯電話又はサービス提供会社との間で音声、画像、又は文字情報等のデータ通信を行うことができる。
【００２０】
図２は、本実施形態に係わる集合電線の断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面に相当する。また、図３は、すべての絶縁電線に絶縁層を被覆した集合電線（従来例）の断面図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態に係わる集合電線３−１は、３本の絶縁電線２ａ，２ｂ，２ｃを三角形状に集合させたものである。この３本の絶縁電線２ａ，２ｂ，２ｃのうち、絶縁電線２ａ、２ｂは、導体５と、導体５の表面に被覆された絶縁層６とから構成されている。また、絶縁電線２ｃは、導体５のみで構成され、絶縁層６は被覆されていない。そして、絶縁電線２ｃの導体径は、他の絶縁電線２ａ，２ｂの導体径よりも大きな径となるように構成されている。これら絶縁電線２ａ〜２ｃは、撚り合わされて集合され、その外周はジャケット層７により被覆されている。これにより、３本の絶縁電線２は一体化され、１本の集合電線３−１として構成されている。
【００２２】
ここで、導体５としては、銅線等が用いられる。絶縁電線２ｃの導体５は、他の絶縁電線２ａ，２ｂの導体５の導体径と同じかそれよりも太く、絶縁電線２ａ，２ｂの絶縁電線径と同じかそれよりも細い径である。絶縁層６としては、ポリオレフィン系の樹脂が用いられる。ジャケット層７としては、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰのようなフッ素樹脂を使用するのが好ましい。ただし、各部の構成材料は本実施形態の例に限定されるものではなく、同等の特性、性質を備えた他の材料により構成することができる。
【００２３】
本実施形態に係わる集合電線３−１によれば、３本の絶縁電線２ａ〜２ｃのうち、絶縁電線２ｃには絶縁層６が被覆されていないため、結線の際には絶縁電線２ａ，２ｂの絶縁層６と、ジャケット層７とを剥がせばよく、図３に示すように、すべての絶縁電線２ａ〜２ｃに絶縁層６を被覆した構成と比べて、結線を容易かつ短時間に行うことができる。
【００２４】
また、絶縁層６で被覆されてない絶縁電線２ｃの導体径を、他の絶縁電線２ａ，２ｂの導体径よりも大きくしたので、絶縁電線全体の導体抵抗を小さくすることができる。この結果、コイルのＱ値を大きくすることができ、通信距離が延びるなど、コイルアンテナとしての特性を向上させることができる。
【００２５】
なお、絶縁層６で被覆されてない絶縁電線２ｃの導体径を大きくした場合には、結線時における電線の判別が容易になる。すなわち、図１において、３本の絶縁電線２ａ〜２ｃの導体径が同じだとした場合、それぞれの電線を見分けるには、３色すべてを別色にするか、或いは３本のうちの１本を別色にする必要がある。しかしながら、本実施形態では、３本のうちの１本（絶縁電線２ｃ）はすぐに見分けることができ、残りの２本は配線時に両端部の導通をチェックして、導通有りの場合は同一線、導通無しの場合は違う線と判別することができる。したがって、電線を色分けする工程が不要となり、コストダウンが可能となる。
【００２６】
次に、本実施形態の構成によりコイルのＱ値がどの程度向上するかについて説明する。
【００２７】
例えば、集合電線の最外径を０．７５ｍｍ、絶縁層及びジャケット層の厚みをそれぞれ０．０５ｍｍとした場合、図３に示すように、すべての絶縁電線を絶縁層で被覆した構成では、各絶縁電線の導体径は０．２０ｍｍとなる。これに対して、１本の絶縁電線のみを絶縁層で被覆しない構成において、その絶縁電線の導体径は０．３０ｍｍとなる（その他の導体径は０．２０ｍｍ）。このような条件において、導体径０．２０ｍｍの絶縁電線の導体抵抗をＲとすると、３本とも絶縁電線としたときの集合電線の導体抵抗は、３本の電線の導体抵抗値を合計して、３Ｒとなる。
【００２８】
また、導体の直流抵抗Ｒを表す式は、Ｒ＝ρ・l／Ｓ（ただし、ρ：導電率、ｌ：長さ、Ｓ：断面積）である。このとき、上記のように被覆しない電線の導体径を０．３０ｍｍとした場合、導体径０．２０ｍｍの絶縁電線の直流抵抗と比較をすると、断面積比に反比例することから、導体径０．３０ｍｍの抵抗値は、Ｒ×π・０．２０2 ／π・０．３０2 ＝０．４４Ｒとなる。したがって、３本の導体のうち１本を絶縁しない集合電線の導体抵抗は、Ｒ＋Ｒ＋０．４４Ｒ＝２．４４Ｒとなり、３本すべてを絶縁する集合電線と比較すると、２．４４／３＝０．８１で、導体抵抗は８１％に減少する。
【００２９】
次に、３本すべてが絶縁層で被覆された絶縁電線におけるコイルのＱ値（無負荷）を求める。その式は、Ｑ＝ω・Ｌ／Ｒ（ω：角周波数、Ｌ：コイルのインダクタンス、Ｒ：コイルの直流抵抗）である。
【００３０】
このうち、直流抵抗は上述の計算によれば８１％に減少する。その一方で、コイルのインダクタンスは表１に示すように、導体径を大きくしてもあまり変わらないことが実験により確認されている。したがって、インダクタンスを一定とすると、コイルのＱ値＝ω・Ｌ／Ｒのうち、ω、Ｌは一定値と見なすことができ、Ｒのみを考慮すればよい。
【００３１】
すなわち、（ω・Ｌ／Ｒ）／（ω・Ｌ／Ｒ´）＝Ｒ／Ｒ´＝１／０．８１＝１．２３であるので、２３％程度Ｑ値が上昇する。
【００３２】
したがって、例えば導体径０．２０ｍｍの絶縁線３本で構成された集合電線で作製したΦ４０ｍｍのコイルにおけるＱ値は６０程度であるので、本実施形態の構成とすることにより、Ｑ値は２３％増しの７３％程度上昇する。
【表１】
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【００３３】
したがって、例えば導体径０．２０ｍｍの絶縁線３本で構成された集合電線で作製したΦ４０コイルのＱ値は６０程度であるので、本実施形態の構成とすることにより、Ｑ値は２０％増しの７２程度に上昇する。このように、本実施形態の構成によれば、コイルのＱ値を大きくすることが可能となり、コイルアンテナとしての特性を向上させるという効果が期待できる。
【００３４】
図４は、本実施形態に係わる集合電線の他の構成例を示す断面図である。本実施形態に係わる集合電線３−２では、絶縁層６により被覆されていない絶縁電線２ｃの導体径と、他の絶縁電線２ａ，２ｂの導体径とを同じ径としている。また、これら絶縁電線２ａ〜２ｃの外形状に合わせて、ジャケット層７を楕円形状としている。これにより、本実施形態では、集合電線３−２の外周寸法が小さくなり、電線全体としては、図４の構成に比べて断面積が小さくなっている。
【００３５】
本実施形態に係わる集合電線３−２においても、結線の際には絶縁電線２ａ，２ｂの絶縁層６と、ジャケット層７とを剥がせばよいため、結線を容易かつ短時間に行うことができる。とくに、本実施形態では、すべての絶縁電線の導体径を同じとしているため、集合電線３−２の外周寸法を小さくすることができ、設置位置の省スペース化を図ることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係わる集合電線によれば、３本の絶縁電線２ａ〜２ｃのうち、１本の絶縁電線２ｃには絶縁層が被覆されていないため、結線の際には絶縁電線２ａ，２ｂの絶縁層６と、ジャケット層７とを剥がせばよいことになる。このため、結線を容易かつ短時間に行うことができるようになり、作業性を向上させることができる。
【００３７】
とくに、絶縁層６で被覆されてない絶縁電線２ｃの導体径を、絶縁層６で被覆されている他の絶縁電線２ａ，２ｂの導体径よりも大きくすることにより、絶縁電線全体の導体抵抗を小さくすることができる。この結果、コイルのＱ値を大きくすることができ、通信距離が延びるなど、コイルアンテナとしての特性を向上させることができる。
【００３８】
また、絶縁層６で被覆されてない絶縁電線２ｃの導体径と、絶縁層６で被覆されている他の絶縁電線２ａ，２ｂの導体径とを同じ径とすることにより、集合電線の外寸法を小さくすることができ、設置位置の省スペース化を図ることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、３本の絶縁電線２（２ａ，２ｂ，２ｃ）を集合させた例について説明したが、絶縁電線の数はこの例に限定されるものではない。すなわち、平行線であれば、２本又は４本以上の絶縁電線を備えた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係わるコイルアンテナの全体図。
【図２】実施形態に係わる集合電線の断面図。
【図３】すべての絶縁電線に絶縁層を被覆した集合電線の断面図。
【図４】実施形態に係わる集合電線の他の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１…コイルアンテナ
２…絶縁電線（２ａ，２ｂ，２ｃ）
３…集合電線（３−１，３−２）
４…回路基板
５…導体
６…絶縁層
７…ジャケット層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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