特許 6584600 改善された品質係数を有する三軸アンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6584600

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】改善された品質係数を有する三軸アンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/06 20060101AFI20190919BHJP

   H01Q 1/40 20060101ALI20190919BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H01Q7/06

   H01Q1/40

   H01Q21/24

【請求項の数】13

【外国語出願】

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-133937(P2018-133937)

(22)【出願日】2018年7月17日

(65)【公開番号】特開2019-22216(P2019-22216A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2018年7月17日

(31)【優先権主張番号】17382468.1

(32)【優先日】2017年7月18日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】516044978

【氏名又は名称】プレモ・エセ・ア

【氏名又は名称原語表記】ＰＲＥＭＯ，Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】特許業務法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】セルジオ・コボス・レイエス

(72)【発明者】

【氏名】アントニオ・ロハス・クエバス

(72)【発明者】

【氏名】フランシスコ・エセキエル・ナバロ・ペレス

【審査官】 新田 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１０６７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６６７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１５５６２９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ７／０６

Ｈ０１Ｑ １／４０

Ｈ０１Ｑ ２１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対して直角であるＸ軸（Ｘ）、Ｙ軸（Ｙ）、及びＺ軸（Ｚ）を画定する角柱状の構成を有する磁気コア（１０）であって、前記角柱状の構成が、前記Ｘ軸（Ｘ）、Ｙ軸（Ｙ）及びＺ軸（Ｚ）の各々に対して垂直な２つの主面を有する四角柱の構成であり、前記角柱状の構成が、前記磁気コア（１０）の各角部において前記Ｚ軸（Ｚ）方向上に突出する突出部（１１）を含み、前記突出部（１１）が、前記磁気コア（１０）を取り囲むＸ軸巻線チャネル（１２Ｘ）及びＹ軸巻線チャネル（１２Ｙ）の境界を定める、磁気コア（１０）と、
前記Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）内部の前記磁気コア（１０）を包囲する、前記Ｘ軸（Ｘ）の周囲に巻かれたＸ軸コイル（２０Ｘ）であって、２つの別個かつ隣接したＸ軸部分コイル（２１Ｘ）を備える、Ｘ軸コイル（２０Ｘ）と、
前記Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）内部の前記磁気コア（１０）を包囲する、前記Ｙ軸（Ｙ）の周囲に巻かれたＹ軸コイル（２０Ｙ）であって、２つの別個かつ隣接したＹ軸部分コイル（２１Ｙ）を備える、Ｙ軸コイル（２０Ｙ）と、
前記磁気コア（１０）を包囲する、前記Ｚ軸（Ｚ）に巻かれたＺ軸コイル（２０Ｚ）と、を備え、
前記Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）が、前記Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）がより低い高さで画定された前記Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）によって遮られる、２つの対向する交差領域上の前記Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）と交差する、改善された品質係数を備える三軸アンテナであって、
前記突出部（１１）が、前記Ｘ軸コイル（２０Ｘ）及び前記Ｙ軸コイル（２０Ｙ）と干渉することなく、その周りに巻かれた前記Ｚ軸コイル（２０Ｚ）を有する外周を画定する前記Ｘ軸（Ｘ）及び前記Ｙ軸（Ｙ）方向にさらに突出し、
前記磁気コア（１０）が、
前記Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）から突出し、前記Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）を２つのＸ軸部分的巻線チャネル（１３Ｘ）に分割する、少なくとも１つのＸ軸隔壁（１４Ｘ）であって、前記２つの別個かつ隣接したＸ軸部分コイル（２１Ｘ）が収容され、前記Ｘ軸突出壁が、前記Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）と干渉しない、Ｘ軸隔壁と、
前記Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）から突出し、前記Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）を２つのＹ軸部分的巻線チャネル（１３Ｙ）に分割する、少なくとも１つのＹ軸隔壁（１４Ｙ）であって、前記２つの別個かつ隣接したＹ軸部分コイル（２１Ｙ）が収容される、Ｙ軸隔壁と、
前記磁気コア（１０）の前記外周に含まれ、前記Ｘ軸（Ｘ）及び／または前記Ｙ軸（Ｙ）方向に突出し、２つの部分の鋳型から容易に形成可能ではない、成形不能な形状寸法を有する磁気コアを提供する、Ｚ軸壁（１４Ｚ）と、
を含むことを特徴とする三軸アンテナ。

【請求項2】

前記Ｘ軸隔壁（１４Ｘ）が、前記Ｙ軸（Ｙ）方向に、及び／または前記Ｚ軸（Ｚ）方向に突出している、請求項１に記載の三軸アンテナ。

【請求項3】

前記Ｙ軸隔壁（１４Ｙ）が、前記Ｘ軸（Ｘ）方向に、及び／または前記Ｚ軸（Ｚ）方向に突出している、請求項１または２に記載の三軸アンテナ。

【請求項4】

前記Ｘ軸隔壁（１４Ｘ）が、前記磁気コア（１０）の４つの隣接する面の周囲に延びる、連続的な壁である、請求項１〜３のいずれかに記載の三軸アンテナ。

【請求項5】

前記Ｙ軸隔壁（１４Ｙ）が、２つの独立した対称的な壁であり、各々が、前記角柱状コア（１０）の３つの隣接する面の周囲に連続的に延び、前記Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）によって間隔を置かれた前記２つの独立した対称的な壁である、請求項１〜４のいずれかに記載の三軸アンテナ。

【請求項6】

前記Ｘ軸隔壁（１４Ｘ）及び／または前記Ｙ軸隔壁（１４Ｙ）が、前記突出部（１１）から等距離である、請求項１〜５のいずれかに記載の三軸アンテナ。

【請求項7】

前記Ｚ軸壁（１４Ｚ）が、前記Ｚ軸巻線チャネル（１２Ｚ）をともに画定する２つの対称的なＺ軸部分的巻線チャネル（１３Ｚ）を画定する前記外周の中央に位置し、前記Ｚ軸（Ｚ）の周囲に巻かれた前記Ｚ軸コイル（２０Ｚ）が、各々が異なる１つのＺ軸部分的巻線チャネル（１３Ｚ）に巻かれた、２つの別個かつ隣接したＺ軸部分コイル（２１Ｚ）を備える、請求項１に記載の三軸アンテナ。

【請求項8】

前記Ｚ軸壁（１４Ｚ）が、前記外周の非中心位置から突出し、前記Ｚ軸コイル（２０Ｚ）が、前記Ｚ軸コイル（２０Ｚ）のための１つの巻き付け限界を画定する前記Ｚ軸壁（１４Ｚ）の一方の側で前記Ｚ軸（Ｚ）の周囲に巻かれる、請求項１に記載の三軸アンテナ。

【請求項9】

Ｚ軸補助壁（１５Ｚ）が、前記外周の非中心位置に突出し、前記Ｚ軸補助壁（１５Ｚ）が、それらの間にＺ軸巻線チャネル（１２Ｚ）を画定する前記Ｚ軸壁（１４Ｚ）に対して対称的であり、前記Ｚ軸コイル（２０Ｚ）が、前記Ｚ軸巻線チャネル（１２Ｚ）に収容される、請求項８に記載の三軸アンテナ。

【請求項10】

前記磁気コア（１０）が、強磁性体材料、ＰＢＭ（ポリマー結合軟磁性材料）、加圧焼成された金属粉の中から選択された材料で作られる、請求項１〜９のいずれかに記載の三軸アンテナ。

【請求項11】

前記Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸コイル（２０Ｘ、２０Ｙ、２０Ｚ）と前記磁気コア（１０）との間に、電気絶縁材料がある、請求項１〜１０のいずれかに記載の三軸アンテナ。

【請求項12】

前記電気絶縁材料が、化学気相蒸着ポリマーである、請求項１１に記載の三軸アンテナ。

【請求項13】

前記三軸アンテナは、絶縁材料のオーバーモールドカバーを含み、前記絶縁材料の内部に金属接続端子（３０）が埋め込まれ、各金属接続端子（３０）が、１つの部分的コイル（２１Ｘ、２１Ｙ、２１Ｚ）で構成された１つのワイヤの一端に接続され、前記オーバーモールドカバーは、前記アンテナを回路に電気的に接続するために前記金属接続端子（３０）の部分を露出させる、請求項１〜１２のいずれかに記載の三軸アンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に巻かれた３つの直交するコイルによって取り囲まれた磁気コアを含む三軸アンテナに向けられ、これは、任意の方向に／方向から信号を放出及び受信し、低周波数で送信または受信アンテナとして動作するように適合される。

【0002】

提案されたアンテナは、総等価寄生容量（層間及び巻き間）の低減によって得られるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のＱ値（品質係数）の増大による高いゲインを有することを特徴とする。

【0003】

品質係数は、制振プロセスによってサイクルごとに放散されたエネルギに関して、アンテナに保有されたエネルギ（振動共振器）間に存在する比率を判定する無次元パラメータである。高品質係数のアンテナは、低品質係数アンテナよりも低いエネルギ／サイクルを放散する。

【背景技術】

【0004】

ＵＳ５９６６６４１（ＰＬＡＮＴＲＯＮＩＣＳ）の図１０ａ及び１０ｂには、透磁性コア１００２と第１及び第２の巻線１００４及び１００６とを含む二軸磁気誘導性空中線の上面及び側面平面図がそれぞれ示される。コア１００２は、ボックス形状であり、フェライトで形成される。第１の巻線１００４は、第１の平面においてコア１００２の表面上に配設される。第２の巻線１００６は、第１の平面に対して垂直な第２の平面に配設される。巻線１００４及び１００６は、相互インダクタンスを最小限にするように方向づけられる。巻線１００４及び１００６の物理的構造は、無効化するためのさらなる機械的な取り付けまたは調整に対するあらゆる要求を打ち消す、この最小化を提供する。したがって、ほとんどの用途では、そのような構造は、自己無効化として記載されている。コア１００２の寸法は、巻線１００４及び１００６が、略同一のインダクタンス及びキャパシタンスを有するように選択される。

【0005】

ＵＳ６４０７６７７（ＶＡＬＥＯ）は、磁気結合による低周波通信のための装置を開示し、車両内に位置するエミッタと、識別部材内に置かれたレシーバとを備え、エミッタまたはレシーバのうちの一方が、ループアンテナを含み、エミッタまたはレシーバのうちの他方が、３つの垂直軸の周囲に巻かれ、三面体を画定し、全方向磁界を作り出す３つの関連付けられたコイルを含み、３つの関連付けられたコイルは、互いに対して６０度または１２０度位相がずれた、同様の周波数の電流が供給される。ここで、関連付けられたコイルは、平行六面体の共通の磁気コアの６つの面の周囲に互いに巻き付けられる。

【0006】

ＥＳ２２００６５２（ＰＲＥＤＡＮ）は、矩形形状の一体構造磁気コアを有する三次元ハイブリッドアンテナを開示し、３つの互いに直交する巻線が、アンテナが低周波の電磁場に曝されると巻線の各々において信号を受信するように配置されている。さらに、磁気コアは、プラスチックベースに接着接合され、上記プラスチックベースには、その底側に、コアと外部システムとを包囲するように配置された巻線間の相互接続のための端子が設けられている。

【0007】

ＷＯ２０１４０７２０７５（ＰＲＥＭＯ）は、磁気コアと、３つの互いに直交する軸の周囲に巻き付けられた３つの巻線２１、２２及び２３とを有する三次元アンテナを開示しており、上記巻線の各々が、上記コア１０を包囲し、磁気コア上の巻線と、巻線コアと支持プレートとして機能するＰＣＢとの間のそれらの接続部の配置に関連する。

【0008】

当技術分野において周知のように、固定数の曲線Ｎを有する所与のインダクタンスについては、所与の区間長さ及び電気抵抗を有する巻線が巻き付けられている、固定動作周波数及び周知の透磁性材料の、所与の形状のコアは、放散される総容量が低いほど、Ｑの値が大きくなる。

【0009】

高周波のコイルでは、それらが動作周波数に近接した周波数で自動共振に入らないことが必要である。これを解決するために、通常の実施では、動作周波数を上回る大きさ程度の共振周波数を有するコイルが設計されてきた。このことから、誘導性及び容量性インピーダンスの値は、自動共振周波数に対して、大きさにおいて等しく、角度において反対であるように計算される。ラジオ及びテレビジョンシステムにおける高い動作周波数で、中波コイル及びＲＦ同調ポットの動作を可能にするために、１９５０〜１９７０年代には、共振周波数が最大となるようにＱ値を増大させ、分布容量を減らすために、分割することによって巻線がコイル巻きされるマルチセクションコイル巻き型を用いることが一般的なやり方であった。

【0010】

この技法の一例は、ＥＰ２３６０７０４Ｂ１（ＳＵＭＩＤＡ）に見いだすことができ、これは、分布容量を低減させ、共振周波数及びＱ値を増大させるために、十字型のコアと、分岐ごとに少なくとも３つの直列の巻線とを有するアンテナコイルに関する。

【0011】

文献ＵＳ９６４７３４０Ｂ２（ＴＯＫＯ）は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を画定する磁気コアを有する三軸アンテナを記載しており、上記アンテナは、Ｘ軸の周囲に巻かれたＸ軸コイルと、Ｙ軸の周囲に巻かれたＹ軸コイルと、Ｚ軸の周囲に巻かれたＺ軸コイルとを含む。本文献によれば、各コイルは、２つの平行かつ対称的な部分コイルを含む。

【0012】

本文献に記載された磁気コアは、４つの角部に、Ｘ軸コイルを包含するため、及びＹ軸コイルを包含するための２つの直交する巻線チャネルを画定する４つの突出部を有するが、磁気コアの外周には、Ｚ軸コイルを包含する巻線チャネルが欠落している

【0013】

磁気コアは、Ｚ軸対称部分コイルを包含するための２つの平行した巻線チャネルを画定する支持構造の内部に挿入される。また、上記支持構造は、Ｘ軸コイルと磁気コアとの間に部分的に介在し、またＹ軸コイルと磁気コアとの間にも介在し、上記支持構造は、対称的な部分コイルから間隔を置かれた隔壁を含む。

【0014】

上記支持構造は、コイルを磁気コアから間隔を置いて配置するが、コイル長さの増大を引き起こし、アンテナの品質係数を低減させる寄生容量を生じさせる。

【0015】

本発明は、当業者に、３つの直交するコイルが直接まかれ、上記コイルのうちの少なくとも２つが、それ自体のコアの隔壁によって分離される特別なコアに基づくＱ値の増大によって、高いゲインを有する三軸アンテナを得るための代替の解決策を提供することを考慮してなされている。また、提案された解決策は、小型化及び省空間を提供する。

【発明の概要】

【0016】

本発明は、任意の方向に／方向から信号を放出及び受信するための三軸アンテナに関し、該アンテナは、改善された品質係数を有する。

【0017】

品質係数は、制振プロセスによってサイクルごとに放散されたエネルギに関して、インダクタアンテナとしての振動共振器に蓄えられたエネルギ間に存在する比率を決定する。

【0018】

本発明の目的は、先に周知のより低い品質係数のアンテナよりもサイクルごとのエネルギ放散が少ない、高い品質係数のアンテナを得ることである。

【0019】

提案された本発明は、技術水準によって知られるように、
互いに対して直角であるＸ軸（Ｘ）、Ｙ軸（Ｙ）、及びＺ軸（Ｚ）を画定する角柱状の構成を有する磁気コア（１０）であって、角柱状の構成が、Ｘ軸（Ｘ）、Ｙ軸（Ｙ）及びＺ軸（Ｚ）の各々に対して垂直な２つの主面を有する四角柱の構成であり、角柱状の構成が、磁気コア（１０）の各角部においてＺ軸（Ｚ）方向上に突出する突出部（１１）を含み、突出部（１１）が、磁気コア（１０）を取り囲むＸ軸巻線チャネル（１２Ｘ）及びＹ軸巻線チャネル（１２Ｙ）の境界を定める、磁気コア（１０）と、
Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）内部の磁気コア（１０）を包囲する、Ｘ軸（Ｘ）の周囲に巻かれたＸ軸コイル（２０Ｘ）であって、２つの別個かつ隣接したＸ軸部分コイル（２１Ｘ）を備える、Ｘ軸コイル（２０Ｘ）と、
Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）内部の磁気コア（１０）を包囲する、Ｙ軸（Ｙ）の周囲に巻かれたＹ軸コイル（２０Ｙ）であって、２つの別個かつ隣接したＹ軸部分コイル（２１Ｙ）を備える、Ｙ軸コイル（２０Ｙ）と、
磁気コア（１０）を包囲する、Ｚ軸（Ｚ）に巻かれたＺ軸コイル（２０Ｚ）と、を備え、
Ｘ軸巻線チャネル（１２Ｘ）が、Ｙ軸巻線チャネル（１２Ｙ）がより低い高さで画定されたＸ軸巻線チャネル（１２Ｘ）によって遮られる、２つの対向する交差領域上のＹ軸巻線チャネル（１２Ｙ）と交差する。

【0020】

上記突出部は、Ｚ軸方向に、好ましくは磁気コアの両方の対向する側で突出し、互いに対して間隔を置かれ、それらの間に互いに向かい合う突出部の側面間に限定された空間を画定する。上記空間は、磁気コアの周囲にコイルを巻き付けることができ、上記突出部によってその位置に保持されることができる巻線チャネルである。

【0021】

Ｘ軸及びＹ軸巻線チャネルの両方が交差すると、Ｘ軸巻線チャネルは、Ｙ軸巻線チャネルより低い高さにあり、彫ることによって上記Ｙ軸巻線チャネルを遮り、Ｘ軸コイルは、上記交差領域内に置かれてＸ軸コイルに重複された、Ｙ軸巻線チャネル内に収容されたＹ軸コイルと干渉することなく、収容されることができる。そして、互いに向かい合う突出部の側面間に包含されたＹ軸巻線チャネルの一部は、Ｘ軸巻線チャネルとは異なる高さにあり、Ｘ軸巻線チャネルを包含している凹み領域によってＹ軸巻線チャネルを遮る。

【0022】

この特徴は、Ｘ軸コイルの第１の巻線、そしてひいてはＹ軸コイルの巻線が、Ｘ軸コイルを干渉することなく通過することを可能にする。

【0023】

開示された技術水準とは異なり、本発明は、以下の特徴を提案する。

【0024】

突出部が、Ｘ軸コイル及びＹ軸コイルと干渉することなく、その周りに巻かれたＺ軸コイル（２０Ｚ）を有する外周を画定するＸ軸及びＹ軸方向にさらに突出し、
前記磁気コアが、Ｘ軸巻線チャネルから突出し、Ｘ軸巻線チャネルを２つのＸ軸部分的巻線チャネルに分割する、少なくとも１つのＸ軸隔壁であって、２つの別個かつ隣接したＸ軸部分コイルが収容され、Ｘ軸突出壁が、Ｙ軸巻線チャネルと干渉しない、Ｘ軸隔壁を含み、
前記磁気コアが、Ｙ軸巻線チャネルから突出し、Ｙ軸巻線チャネルを２つのＹ軸部分的巻線チャネルに分割する、少なくとも１つのＹ軸隔壁であって、２つの別個かつ隣接したＹ軸部分コイル（２１Ｙ）が収容される、Ｙ軸隔壁を含む。

【0025】

磁気コアの外周を画定するＸ軸及びＹ軸方向への突出部の突出によって、磁気コアの外周面に階段状構成が設けられ、外面は、磁気コアの中心からより離れた面であり、他の周面は、上記Ｘ軸巻線チャネル及びＹ軸巻線チャネルの突出部間に位置する中心からあまり離れていない。

【0026】

磁気コアの主面が、Ｘ軸コイル及びＹ軸コイルが互いに交差し、Ｚ軸に対して垂直であり、周面が、上記主面を包囲する面であることが理解されよう。

【0027】

磁気コアの上記外面の周囲に巻かれたＺ軸コイルは、突出部間に収容されたＸ軸コイル及びＹ軸コイルと干渉しない。

【0028】

磁気コアの形状寸法は、３つのＸ軸コイル、Ｙ軸コイル及びＺ軸コイルの巻線は、あらゆる付加的な構造的支持体を必要とすることなく、磁気コアの表面と直接接触することを可能にする。磁気コア上にコイルを巻くことによって、コイルの各巻き付けの長さ、及び上記コイルからなるワイヤの全長を低減させる。これが、アンテナの品質係数を増大させる。

【0029】

上述のように、各Ｘ軸コイルは、２つの別個かつ隣接したＸ軸部分コイルを備える。磁気コアは、Ｘ軸巻線チャネル内に収容され、磁気コアから突出するＸ軸隔壁を含む。上記Ｘ軸隔は、互いに平行な２つのＸ軸部分的巻線チャネルを画定し、磁気コア上の２つの分割されたＸ軸部分コイルの、容易に精密かつ自動的な巻き付けを可能にする。

【0030】

対応する隔壁が、Ｙ軸巻線チャネルに存在し、互いに平行である２つの平行なＹ軸部分的巻線チャネルを画定する。

【0031】

各部分的コイルは、各自それぞれの磁界を発生させる。各コイル上に２つの平行な部分コイルを含むことによって平行な磁界が発生し、これは上記磁界の放散を防止し、エネルギ放散を低減させ、ひいてはアンテナの品質係数を増大させる。

【0032】

磁気コアのすぐ上に上記隔壁を含むことによって、コイルの長さを増大させる隔壁を支持するための非磁気支持構造体の使用が回避され、ひいてはアンテナの品質係数を低減させる（例えば、ＵＳ９６４７３４０Ｂ２で用いられる支持構造体を参照）。

【0033】

隔壁は、１つの隔壁であることもでき、好ましくは多重の同一平面上の隔壁であることもできる。

【0034】

本発明の一実施形態によれば、Ｘ軸隔壁は、Ｙ軸方向に、及び／またはＺ軸方向に突出している。Ｙ軸隔壁もまた、Ｘ軸（Ｘ）方向に、及び／またはＺ軸（Ｚ）方向に突出していることができる。

【0035】

Ｘ軸隔壁は、磁気コアの４つの隣接する面の周囲に延びる、連続的な壁である。Ｘ軸巻線チャネルがＹ軸巻線チャネルと、及び／またはＺ軸巻線チャネルと交差する交差領域において、上記Ｘ軸隔壁の高さは、Ｘ軸巻線チャネルと他の巻線チャネルとの間の境界をつける階段状構成と等しいかまたはそれよりも低い。これによって、Ｘ軸隔壁がＹ軸コイルまたはＺ軸コイルと干渉することを防止する。

【0036】

一実施形態によれば、Ｙ軸隔壁は、２つの独立した対称的な壁であり、各々が、角柱状コアの３つの隣接する面の周囲に連続的に延び、Ｘ軸巻線チャネルによって間隔を置かれた２つの独立した対称的な壁である。Ｙ軸巻線チャネルがＺ軸巻線チャネルと交差する交差領域において、上記Ｙ軸隔壁の高さは、Ｙ軸巻線チャネルとＺ軸巻線チャネルとの間の境界をつける階段状構成と等しいかまたはそれよりも低く、Ｙ軸隔壁がＺ軸コイルと干渉することを防止する。

【0037】

好ましくは、Ｘ軸隔壁及び／またはＹ軸隔壁は、突出部から等距離であり、対応する巻線チャネル上に中心が置かれる。これによって、部分コイルが等しくかつ対称に位置し、発生した磁界もまた対称であり、品質係数が増大することが明らかになる。

【0038】

また、磁気コアの上記外周は、Ｘ軸及び／またはＹ軸方向に突出しているＺ軸壁を含むことがさらに提案される。この解決策は、磁性材料を注入された鋳型によって生産可能な磁気コアの作成を可能にし、上記磁気コアは、２つの部分の鋳型からは容易に成形されることができない形状寸法を有する。この特徴は、磁気コアの容易で安価、高速かつ精密な製造を可能にする。

【0039】

上記Ｚ軸壁は、２つの対称的なＺ軸部分的巻線チャネルを画定する外周の中央に位置することができ、上記部分的チャネルは、Ｚ軸巻線チャネルをともに画定する。本実施形態では、Ｚ軸の周囲に巻かれたＺ軸コイルは、各々が異なる１つのＺ軸部分的巻線チャネルに巻かれた、２つの別個かつ隣接したＺ軸部分コイルを備える。

【0040】

代替的に、Ｚ軸壁は、外周の非中心位置に突出することができ、Ｚ軸コイルは、上記Ｚ軸コイルのための１つの巻線限界を画定するＺ軸壁の一方の側のＺ軸の周囲に巻かれる。

【0041】

付加的な実施形態によれば、Ｚ軸補助壁は、外周の非中心位置に突出し、上記Ｚ軸補助壁は、それらの間にＺ軸巻線チャネルを画定するＺ軸壁に対して対称的であり、Ｚ軸コイルは、上記Ｚ軸巻線チャネルに収容される。この解決策は、Ｚ軸コイルがその位置から動くことを防止するが、磁気コアの生産がより複雑かつ高価になり、ゆえに上記形状は、２つの部分の鋳型から得られることはできず、Ｚ軸巻線チャネルを作り出すためにより複雑な鋳造を必要とするか、または磁気コアに対するフライス作業を必要とする。

【0042】

代替の実施形態では、磁気コアは、非中心位置に位置する複数のＺ軸壁を含み、部分的Ｚコイルのための多重Ｚ軸巻線チャネルを作り出すことができる。

【0043】

好ましくは、上記磁気コアは、強磁性体材料、ＰＢＭ（ポリマー結合軟磁性材料）、加圧焼成された金属粉から選択された材料で作られる。

【0044】

角柱状の構成は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各々に対して垂直な２つの主面を有する四角柱の構成であることができる。

【0045】

Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸コイルと磁気コアとの間に、電気絶縁材料の被覆があり、上昇した誘導電流（渦電流）の循環を防止し、磁気コアの導電度に起因するコイルインダクタと並列に等価抵抗を発生させ、アンテナの品質係数を増大させることがさらに提案される。

【0046】

上記電気絶縁材料は、好ましくは化学気相蒸着ポリマーであり、磁気コアを被覆する超薄絶縁を作り出す。上記超薄絶縁材料は、コイルの各ターンの長さの増大を引き起こさない。

【0047】

三軸アンテナは、絶縁材料でオーバーモールドされ、金属接続端子が内部に埋め込まれ、各金属接続端子は、１つのコイルで構成された１つのワイヤの一端に接続され、各金属接続端子は、三軸アンテナカバーの外側からアクセス可能な、絶縁材料によって被覆されていない部分を有する。上記オーバーモールドは、コイルがその精密な位置から移動することを防止し、品質係数を低減させる不正操作またはアクシデントを防止し、金属接続端子は、三軸アンテナの回路への容易かつ安全な接続を可能にし、上記端子の端部で実装面パッドとして機能する。

【0048】

本発明の他の特徴は、以下の一実施形態の詳細な説明からわかる。

【0049】

前述及び他の利点及び特徴は、例証的かつ非限定的に取られるべき添付の図面を参照した、以下の実施形態の詳細な説明からより十分に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】本発明の第１の実施形態による磁気コアの斜視図である。

【図2】周囲に巻かれたＸ軸コイル、Ｙ軸コイル及びＺ軸コイルを有し、金属接続端子をさらに含む、図１に示されたものと同じ磁気コアの斜視図である。

【図3】本発明の第２の実施形態による磁気コアの斜視図である。

【図4】周囲に巻かれたＸ軸コイル、Ｙ軸コイル及びＺ軸コイルを有する、図３に示されたものと同じ磁気コアの斜視図である。

【図5】第３の実施形態による磁気コアの平面図である。

【図6】図５に示された磁気コアの側面図である。

【図7】Ｚ軸巻線チャネルを横切る、図５に示された磁気コアの横断断面である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

前述及び他の利点及び特徴は、例証的かつ非限定的であるとして取られるべきである添付の図面を参照した実施形態の以下の詳細な説明から、さらに完全に理解されよう。

【0052】

提案された三軸アンテナの第１の実施形態によれば、磁気コア１０は、加圧焼成された金属粉から得られる。上記磁気コア１０は、その形状寸法のため、２つの部分の鋳型で作成され、これによって、２つの鋳型から鋳造物を容易に抜き出すことを可能にする。代替の実施形態では、コアのための別の材料、好ましくは強磁性体材料、ＰＢＭ（ポリマー結合軟磁性材料）を用いることができる。磁気コア１０の形状は、図１に示されており、互いに対して直角であるＸ軸Ｘ、Ｙ軸Ｙ及びＺ軸Ｚを画定し、４つの角部を備える、Ｚ軸に対して垂直である２つの主面を有する角柱状の構成である。

【0053】

各角部において、突起１１は、上記磁気コア１０から突出し、上記４つの突出部１１は、磁気コア１０の両方の主面上に突出し、上記突出部１１は、磁気コア１０の外周を画定する角柱状の構成の半径方向外側に延びる。

【0054】

磁気コア１０の各主面上には、４つの突出部１１の間に、２つの垂直な巻線チャネル１２Ｘ及び１２Ｙが作り出される。Ｘ軸巻線チャネル１２Ｘは、両方の主面を横切る。Ｘ軸巻線チャネル１２Ｘによって占拠されない２つの隣接する突出部１１間で画定された空間は、Ｘ軸巻線チャネル１２Ｘを有する階段状構成を作り出す上昇面を含む。上記上昇面は、Ｘ軸巻線チャネル１２Ｘに関して異なる高さにあるＹ軸巻線チャネル１２Ｙを画定する。

【0055】

磁気コア１０の周囲面は、磁気コア１０の主面を接続する面であり、その周囲に位置し、磁気コア１０の外周を含む。

【0056】

先に述べたように、突出部１１は、半径方向（Ｘ軸Ｘ方向及びＹ軸Ｙ方向）に突出する。半径方向に突出する突出部１１間は、Ｘ軸巻線チャネル１２Ｘの一部と、Ｙ軸巻線チャネル１２Ｙの一部とで画定され、上記部分は、磁気コア１０の周囲面上に画定されている。

【0057】

Ｘ軸巻線チャネル１２Ｘは、その中央に、本実施形態では磁気コア１０を包囲する環状の連続的な壁であるＸ軸隔壁１４Ｘを含む。

【0058】

上記Ｘ軸隔壁１４Ｘは、磁気コア１０の突起であり、一方の側で２つのＸ軸部分的巻線チャネル１３Ｘを画定する。

【0059】

また、Ｙ軸巻線チャネル１２Ｙは、その中央にＹ軸隔壁１４Ｙを含み、これらは、本実施形態では、各々が磁気コア１０の３つの面を覆う２つの独立した同一平面上の壁であり、上記Ｙ軸隔壁１４Ｙは、磁気コア１０の突起であり、２つのＹ軸部分的巻線チャネル１３Ｙを各側面に１つ画定している。

【0060】

磁気コア１０の外周は、突出部１１の外面によって画定され、磁気コア１０から突出するＺ軸壁１４Ｚをさらに含み、Ｚ軸壁１４Ｚは、本実施形態では、各々の突起１１上に１つ、その側面の中心に置かれて、２つのＺ軸部分的巻線チャネル１３Ｚを画定している、４つの同一平面上の壁を含む。

【0061】

図２では、どのようにして、各Ｘ軸部分的巻線チャネル１３Ｘ上において、Ｘ軸部分的コイル２１Ｘが巻かれ、２つのＸ軸部分コイル２１Ｘがともに、磁気コア１０を包囲するＸ軸コイル２０Ｘを作成するかが示されている。

【0062】

また、各Ｙ軸部分的巻線チャネル１３Ｙでは、Ｙ軸部分的コイル２１Ｙが巻かれ、２つのＹ軸部分コイル２１Ｙがともに、磁気コア１０を包囲するＹ軸コイル２０Ｙを作成している。

【0063】

最後に、各Ｚ軸部分的巻線チャネル１３Ｚにおいて、Ｚ軸部分的コイル２１Ｚが巻かれ、２つのＺ軸部分コイル２１Ｚがともに、磁気コア１０を包囲するＺ軸コイル２０Ｚを作成している。

【0064】

そして、金属接続端子３０は、三軸アンテナの周囲に配設され、各金属接続端子３０は、部分的コイル２１Ｘ、２１Ｙ、２１Ｚからなるワイヤの一方の端に接続されている。

【0065】

図２に示されるように、各金属接続端子３０は、突出部１１の各々において、例えば接着剤によって磁気コア１０に取り付けられ、面実装パッドとして機能する面実装接続のための部分を提供する。

【0066】

加えて、その後オーバーモールドカバーは、三軸アンテナの周囲に作成され、すべての金属接続端子３０のパーツは、回路のために作成されたアンテナの電気接続部に対して露出されて残される。このオーバーモールドカバーは、図中には示されていない。

【0067】

図３に示された代替の実施形態によれば、Ｘ軸隔壁１４Ｘは、不連続的で非環状であることができる。

【0068】

Ｚ軸隔壁１４Ｚは、本実施形態では、外周の非中心位置に位置し、Ｚ軸巻線チャネル１２Ｚをその一方の側のみに画定し、図４に示されるように、単一のＺ軸コイル２０Ｚが巻かれている。

【0069】

図５、６及び７に示された付加的な代替では、Ｘ軸隔壁１４Ｘは、Ｙ軸Ｙ方向のみに突出され、Ｙ軸隔壁１４Ｙは、Ｘ軸Ｘ方向のみに突出され、両方ともが、磁気コア１０の周囲面から突出し、磁気コア１０の主面からは突出していない。

【0070】

本実施形態では、Ｚ軸壁１４Ｚは、突出部１１の外周から非中心位置において突出し、Ｚ軸補助壁１５Ｚもまた、Ｚ軸Ｚに対して垂直な磁気コア１０の中央平面に関して先に言及されたＺ軸壁１４Ｚから対称的な非中心位置における外周から突出する。

【0071】

Ｚ軸壁１４ＺとＺ軸補助壁１５Ｚとの間には、Ｚ軸巻線チャネル１２Ｚが画定され、この場合、単一のＺ軸コイル２０Ｚが巻かれている。

【0072】

この最後の実施形態に記載された磁気コア１０の形状は、２つの部分の鋳型で作成されることができないが、これは、互いに面している２つの壁間に包含されたＺ軸巻線チャネル１２Ｚの形状に起因し、また直角方向で互いに面する面間に包含された他の巻線チャネル１２Ｘ及び１２Ｙにも起因する。

【0073】

このケースでは、磁気コア１０は、例えば鋳型に金属粉を押し込むことによって作成されることができ、これによって、Ｚ軸巻線チャネル１２Ｚが欠如している磁気コア１０の大まかな形状を作り出す。そして、磁気コア１０が抜き出され、Ｚ軸巻線チャネル１２Ｚは、焼成プロセスの前後に、磁気コア１０に圧延され、これによって、磁気コア１０を形成している金属粉を固形化する。代替で、高圧射出成形プロセス及びそれに続く焼成を用いることができる。

【0074】

先の実施形態のいずれかにおいて、上記磁気コア１０は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸コイル２０Ｘ、２０Ｙ及び２０Ｚを巻く前に、絶縁材料で被覆されることができる。好ましくは、上記絶縁材料は、超薄絶縁層を作成する化学気相蒸着ポリマーである。

【0075】

本発明の一実施形態のさまざまな部分を、他の実施形態における部分と自由に組み合わせることができるが、上記組み合わせは明確には記載されていないが、そのような組み合わせにおいて支障がないという前提であることが理解されよう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】