专利名称：天线及采用它的电波表、无键输入系统及rfid系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁传感器型的电磁波接收用天线，适合用于接收包括时钟信息的电磁波并对照时刻的电波表、利用电磁波检测所有者的接近并开关汽车或住所的键的灵敏无键输入系统等(以下，称为无键输入系统)、或通过电磁波所载的调谐信号而接受信息的RFID标识系统等(以下，称为RFID系统)。
背景技术：
电波表是接收通过规定频率的传送波传送的时钟信息，基于该时钟信息修正自身的时刻的钟表，以座钟、挂钟、手表等多种方式实用化。
用于电波表等的电波是40～200kHz以下的长波长，一波长为几km的长度。由于要高效率地接收该电波，需要长度超过几百m的天线，所以事实上难在RFID系统等中使用。因此，一般采用具有与天线相同功能的磁芯，接收电波。
在日本，作为时钟信息的传送波，使用40kHz及60kHz的2种电波。即使在海外，也主要使用100kHz以下的频率的电波提供时钟信息。为接收这些频率的电波，主要使用在磁芯卷绕线圈的磁传感器型的天线。
手表，主要由筐体(壳体)、运转部件(驱动部模块)和其附属部件(文字盘、电机、电池等)、非金属(玻璃)盖及金属后盖构成。在手表内内设天线的情况下，以往多设在筐体的外侧。
但是，最近，从小型轻量化的趋势，要求设在筐体内部。图23表示在筐体内内设天线的手表的一例。如图23所示，在筐体95内，配置运转部件92和后盖94以及电池、转动表针的电机等附属部件96，天线1配置在运转部件92和后盖94的间隙间。另外，在图23的主视图上，用实线表示天线1，天线1收纳在由筐体95和运转部件92、附属部件96及后盖94封闭的空间内。因此，实际上，从正面看不见天线1。
如果从外部进入的电磁波通过磁芯，就对线圈诱发电压。如图22的等效电路图所示，该电压通过与线圈8并联连接的电容器C，以规定的频率共振。通过共振，在线圈8产生Q倍的电压，电流流动。通过该共振电流，在线圈8的周围发生磁场，磁通主要从磁芯的两端出入。此处，如果金属位于天线的周围，则通过该共振电流发生的磁通贯通金属，产生涡电流。即，如果金属在天线的附近，共振时的磁场能成为涡电流而失去，成为天线线圈的损失，其结果，Q值降低，导致降低天线灵敏度。
在专利文献1中，公开了在由非晶态金属叠层体构成的磁芯上卷绕线圈而成的小型天线。在专利文献2中，记载了在由铁氧体构成的磁芯上卷绕线圈而成的小型天线。上述小型天线，主要配置在手表的筐体的外侧。如上所述，从不阻碍电磁波的接收的角度考虑，内设专利文献1或2记载的天线的手表的壳体最好由树脂构成。
但是，反过来讲，如果用树脂制造壳体，受设计、结构面的制约。一般，手表的创意性成为推销点，所以在高级感或审美性方面，优选金属制的壳体。因此，高级钟表的筐体，多是金属制的。但是，如果在具有金属制壳体的手表中，搭载专利文献1或2记载的小型天线，金属壳体起到作为对电磁波的屏蔽的作用，因此存在接收灵敏度大幅度降低的问题。
在专利文献3中，记载了在金属壳体和天线的之间设置具有导电性的密封部件的天线。在专利文献3的天线中，在金属壳体的外部，且通过屏蔽部件配置天线，由此谋求维持Q值。但是，由于以密封部件作为必须要件，所以存在大型化和不能避免结构的制约的问题。
在专利文献4中，记载了具有在磁芯上卷绕线圈的主磁路部件、和不在磁芯卷绕线圈的副磁路部件，在沿磁芯的闭合环线的一部分上设置空隙，在共振时，在内部发生的磁通不易向外部泄漏的天线。在专利文献4中记载了以下内容，即，如果采用该天线，在共振时，能够有选择地向副磁路部件感应朝外部的磁通的流动，不易向外部泄漏磁通，能够抑制涡电流损失造成的Q值的降低。
金属阻碍天线接收电波的问题，即使在无键输入系统或RFID系统的领域中也存在。无键输入系统或RFID系统，也具有设在金属制筐体中的或设在金属部件附近的磁传感器型的天线。无键输入系统，能够遥控操作乘用车的键，由具有利用特定的电波进行开关动作的天线的接收装置、和发送电磁波的装置构成。由于持有发送装置即键的人接近或远离接收装置，能够不接触键地进行开关。RFID(Radio Frequency Identification)系统，通过利用特定的电磁波工作的天线，授受存储在终端的信息。例如，如果在公共汽车上安装输入了公共汽车等先行信息等的RFID标识，将输入时刻表信息的RFID标识埋设在车站的显示板等内，就可识别各种交通信息。即使在这些系统中，也与天线的小型化一同，要求天线的高灵敏度化。
专利文献1特开2003-110341号公报专利文献2特开平8-271659号公报专利文献3特开2002-168978号公报专利文献4专利第3512782号公报发明内容因此，本发明的目的是，提供一种配置在金属制的筐体内的磁传感器型的天线，在不增大设置面积·容积的情况下，解决涡电流损失的问题，提供一种高灵敏度的磁传感器型天线，此外提供一种具有该磁传感器型天线的电波手表、无键输入系统及RFID系统。
本发明者针对上述目的，进行了深入研究，结果发现，通过(a)向远离金属制的筐体的方向弯曲天线的磁芯的端部，(b)设置具有比磁芯小的相对磁导率的副磁路部件，(c)在由磁性体构成的壳体内收容磁芯，能够在不需要设置屏蔽的情况下抑制涡电流损失，形成高灵敏度的磁传感器型天线，由此想到本发明。
即本发明的第1磁传感器型天线，是具有磁芯、和卷绕在所述磁芯上的线圈，接收电磁波的天线，其特征是配置在筐体内，所述磁芯的端部向远离所述筐体或所述筐体的金属部的方向弯曲。
优选，所述磁芯的前端部进一步弯曲。优选，所述磁芯的端部分支成多个，所述端部中的至少1个向远离所述筐体或所述筐体的金属部的方向弯曲。此外其余的端部中的至少1个也可以向另一方向弯曲。
优选，所述磁芯的端部是沿所述筐体的内壁的形状。此外，优选，所述磁芯的端部倾斜(相对于卷绕线圈的部分，为20～50°的范围)，更优选，所述磁芯的前端部弯曲，所述前端部与卷绕线圈的部分平行。
本发明的第2磁传感器型天线，是接收电磁波的天线，其特征是具有由磁芯及卷绕在磁芯上的线圈构成的主磁路部件、和安装在所述磁芯上的一对副磁路部件，所述副磁路部件具有比所述磁芯小的相对磁导率。
在优选的实施例中，在所述副磁路部件的一端和所述磁芯的之间具有0.025～3mm的间隙。在优选的另一实施例中，两副磁路部件的前端位于所述磁芯的中腹部，在两副磁路部件的前端间具有0.025～3mm的间隙。
优选，所述副磁路部件的相对磁导率在2以上，低于所述主磁路部件的相对磁导率。优选，副磁路部件的断面积/磁芯的断面积的比，为1/100～1/2。
本发明的磁传感器型天线的又一实施例，具有由所述磁芯及卷绕在磁芯上的线圈构成的主磁路部件、和安装在所述磁芯上的一对副磁路部件，所述副磁路部件由第1副磁路部件、和无空隙地夹持在第1副磁路部件和所述磁芯的之间的第2副磁路部件构成，所述第2副磁路部件具有比所述第1副磁路部件小的相对磁导率。
在所有的磁传感器型天线中，都优选，所述磁芯是捆扎多根金属线的磁芯，或叠层多个薄带的磁芯。在所述磁芯是多个薄带的叠层体的情况下，优选所述副磁路部件设置在所述主磁路部件的叠层断面侧，更优选所述副磁路部件也是由多个薄带构成的叠层体，以形成与所述副磁路部件相同的叠层方向的方式设置。
本发明的第3磁传感器型天线，是具有磁芯、和卷绕在所述磁芯上的线圈，接收电磁波的磁传感器型天线，其特征是具备收容所述磁芯及所述线圈的壳体，所述壳体的相对磁导率在2以上，小于所述磁芯的相对磁导率。
优选，所述磁芯的躯干部收容在所述壳体内，端部从所述壳体露出。优选，所述壳体，由(a)收纳所述磁芯的躯干部的软磁性壳体部、和从所述软磁性壳体部延伸的，收容所述磁芯的端部的壳体端部构成，或由(b)收纳所述磁芯的躯干部的软磁性壳体部、和从所述软磁性壳体部延伸的收容所述磁芯的端部的非磁性壳体部构成。在所有的情况下，都优选所述软磁性壳体的相对磁导率在2以上。
在具有壳体的磁传感器型天线中，优选主磁路部件嵌合在所述壳体上。优选，所述壳体是注射成形的，或是在装入由所述磁芯和卷绕在所述磁芯上的线圈构成的主磁路部件的模框内，充填可硬化的粘合液，然后固化而成的。
在磁传感器型天线设置在金属制筐体内的情况下，优选，所述磁芯的端部向远离所述金属制筐体的方向弯曲。在与所述天线以外的金属制部件一同设在金属制筐体内或非金属制的筐体内的情况下，所述磁芯的端部向远离所述金属制部件的方向弯曲。优选，所述磁芯的前端部与所述金属制筐体内或所述非金属制筐体的底面大致平行。
本发明的电波表，其特征是在金属制筐体内，具有本发明的任何一种的磁传感器型天线。
本发明的无键输入系统，其特征是具有发送器和接收器，在所述发送器和所述接收器的至少一方，内设本发明的任何一种天线。
本发明的RFID系统，其特征是在RFID标识中内设本发明的天线。
本发明的天线的磁芯端部，由于向远离筐体的方向弯曲，所以即使在筐体是金属制的情况下，也不易受筐体的影响。因此，在具有金属制的筐体的内设在电波表中的情况下，也能够得到高灵敏度及高Q值。在优选的方式中，由于具有分支的前端部，前端部在筐体的底面大致平行地扩展，所以从四方广泛地捕捉入射的磁通，灵敏度更高。
此外，除主要的磁路外，通过设置形成副磁路的部件，能得到以下的效果。
由于从副磁路部件流入的磁通也进入主磁路，所以通过主磁路的磁通量增大，得到高的输出电压。在收容主磁路部件的壳体成为副磁路部件的情况下，保护脆性的磁芯免受冲击，同时得到高的输出电压。如果采用不磁遮断主磁路部件的端部的形状的壳体，能够得到损失小的天线。
通过由低磁导率材料构成与副磁路部件的主磁路部件的接触部，经由该低磁导率材料，以通过磁通的方式构成沿副磁路部件和主磁路部件的之间，能够通过边缘效应降低通过面内的磁通，抑制发生涡电流。另外，在此种情况下，由于能够通过低磁导率材料的截面积或与主磁路部件的接触面积，调整微妙的电感(磁路常数调整)，所以能够位置调整主磁路部件和副磁路部件，容易更远地利用空隙进行电感调整，作业性优良。
在优选的方式中，采用由叠层的金属制薄带构成的主磁路部件，沿主磁路部件和副磁路部件的之间流动的磁通，实质上通过主磁路部件的金属制薄带的端面。在此种情况下，由于在主磁路部件的带面发生的涡电流少，所以优选此方式。
通过采用具有以上特性的本发明的天线，不需要增大电波表内的设置面积，能够得到与避开金属制筐体或金属制品，放置天线的电波表同等的灵敏度及Q值。因此，内设本发明的天线的电波表，结构的制约少。此外，由于共振电流造成的磁通的流出少，所以实效的灵敏度高。
如此的天线，除电波表外，还非常适合无键输入系统、RFID系统等。
图1是表示本发明的天线的实施例的简要结构图。
图2是表示本发明的天线的另一实施例的简要结构图。
图3是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图4是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图5是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图6是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图7是表示本发明的天线的另一实施例的立体图。
图8是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图9是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图10是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图11是表示本发明的天线的另一其它实施例的简要结构图。
图12是表示磁通和涡电流的关系的简要结构图。
图13是表示磁通和涡电流的关系的参考用的简要结构图。
图14是表示一例具有可用作副磁路部件的壳体的天线的立体图。
图15是表示一例具有注射成形的壳体的天线的立体图。
图16是表示一例具有封装成形的壳体的天线的立体图。
图17是表示一例本发明的电波手表的主视图和侧视图。
图18是表示另一例本发明的电波手表的主视图和侧视图。
图19是表示一例本发明的无键输入系统用的键本体的主视图和侧视图。
图20是表示一例设在基板的天线的立体图。
图21是在实施例中所用的试验装置的示意图。
图22是本发明的天线的一例等效电路图。
图23是表示内设以往的天线的电波手表的主视图和侧视图。
图24是以往的天线的简要结构图。
具体实施例方式
图1(a)所示的天线10a，由铁氧体构成的棒14a、和卷绕在棒14a的中央部的线圈8构成。棒14a的两端部11a、11a，相对中央部垂直弯曲。线圈8的卷线的断面形状不特别限定，但在制造上最好是圆形，另外在图1(a)所示的天线10a中，两端部11a、11a弯曲，但是本发明的天线并不局限于弯曲两端部，也包括只弯曲一方的天线。
图1(b)所示的天线10b，由薄板14b的叠层体、和卷绕在叠层体的中央部的线圈8构成。薄板14b，是将非晶态(amorphous)等的金属箔(板厚20μm以下)一体冲裁成U字形的板。由一体冲裁的薄板14b的叠层体构成的天线10b，具有优良的机械强度。此外，具有能够利用冲裁形成自由形状的优点。
优选在各薄板14b的之间设置绝缘膜。能够利用绝缘膜，降低发生在薄板14b上的涡电流，抑制损失。作为磁芯，在使用非晶态薄带的情况下，为提高磁特性，需要350～450℃、优选380～430℃的热处理。如果处理温度低于350℃，磁特性不足。如果进行超过450℃的热处理，由于薄带变得过脆，在折弯端部时或筐体落下时，薄带有可能破断。优选在氮气等惰性气体保护气氛中进行热处理。
图1(c)所示的天线10c，除了具有由折弯长方形的两端部11c、11c，形成U字形的薄板14c构成的叠层体以外，与图1(b)所示的天线10b，同样。在折弯磁芯时，通过用壳体夹持磁芯的端部或折弯的部分本身，或在端部的周围涂布硅粘合剂或清漆状的树脂等，能够维持强度。
图1(d)所示的天线10d，是捆扎多根细线14d的在中央部卷绕线圈8而成的天线。优选在各细线14d的表面，设置绝缘膜。图1(e)所示的天线10e，除薄板14e的两端部11e、11e的折弯角度以外，与图1(c)所示的天线10c大致相同。端部11e、11e相对于中央部倾斜(45°左右)折弯。如果端部11e、11e的折弯角度小于90°，由于折弯部的强度比较大，所以也能使用热处理的非晶态材等脆性材质的薄板14e。
图2(a)所示的天线30a，除端部31a、31a的前端部32a、32a向外侧弯曲以外，由于与图1(a)所示的天线10a大致相同，所以以下只说明不同之处。前端部32a、32a，在磁芯的中央部34a并行。由于通过向外侧弯曲前端部32a、32a，能够捕获以各种角度入射的磁通，所以天线30a示出高的灵敏度。
图2(b)所示的天线30b，除薄板的冲裁形状以外，由于与图1(b)所示的天线10b大致相同，所以以下只说明不同之处。薄板整体冲裁成由直线状的中央部34b、与中央部34b垂直的端部31b、31b、在端部31b、31b垂直地与中央部34b平行的前端部32b、32b构成的形状。图2(c)所示的天线30c，除端部31c、31c的前端部32c、32c向外侧弯曲以外，与图1(c)所示的天线10c大致相同。前端部32c、32c大致与端部31c、31c垂直地折弯，与中央部34c平行。图2(d)所示的天线10d，除端部31d、31d的前端部32d、32d向外侧弯曲以外，与图1(e)所示的天线10e大致相同。前端部32d、32d与端部31d、31d大致垂直地弯曲，在中央部34d平行。
图3(a)所示的天线50a，除端部51a、51a是T字形以外，由于与图1(a)所示的天线10a相同，所以以下只说明不同之处。前端部52a、52a，位于相对于磁芯的中央部54a为90°弯曲的位置。图3(b)所示的天线50b，除构成叠层体的多个薄板具有扇形的前端部52b、52b以外，与图1(c)所示的天线10c大致相同。
图3(c)所示的天线50c，除多个前端部52c、52c弯曲的方向放射状折弯以外，与图2(b)所示的天线30b大致相同。图3(d)所示的天线50d，除多个前端部52d、52d向相对于中央部54d为90°弯曲的方向放射状折弯以外，与图1(b)所示的天线10b相同。
如果多个前端部52c、52d被分支，就能够大面积地捕获入射的磁通。分支如果是多支，更能够捕获磁通，但是需要以不引起筐体或筐体内部的金属部造成接收灵敏度降低的方式设计。
在金属制或具有金属部的筐体内设置天线的情况下，使分支的至少1个朝向金属制筐体或脱离筐体的金属部的方向。重要的是，以通过沿着筐体的内壁形状的形状扩展前端部52c、52d，配置在筐体的端部，以能够有效地使用筐体的内部空间的方式设计。
图17是表示内设天线30a～30d的电波手表19的主视图和侧视图。主视图的天线，为了便于理解配置等，用实线表示(下同)。电波手表19，由金属制的筐体91、运转部件92、玻璃制的盖93、金属制的后盖94构成，在运转部件92和后盖94的之间，具有天线30a、30b、30c、30d(任何一种)。天线30a、30b、30c、30d，以从底面立起端部31a、31b、31c、31d的方式配置。尽管中央部被金属制的筐体91围住，但是成为磁通的出入口的端部31a、31b、31c、31d朝向玻璃制的盖93，不妨碍电磁波的入射。此外，由于前端部32a、32b、32c、32d在玻璃制的盖93的附近，向外方弯曲，所以容易入射电磁波。
下面参照附图，说明具有副磁路部件的天线。
图4(a)所示的天线20a，由利用铁氧体构成的磁芯24a、卷绕在磁芯24a上的线圈8、安装在磁芯24a上的L字形的副磁路部件25a、25a构成。副磁路部件25a、25a，以长边与磁芯24a平行，在前端间具有间隙G的方式安装。副磁路部件25a只要是磁性体就可以，但优选例如由锰系铁氧体、镍系铁氧体、钴基非晶态构成。
间隙G，优选0.025～3mm，更优选0.1～2mm。如果间隙G低于0.025mm，副磁路部件25a、25a的磁阻过小，很难收进从外部入射的磁通。如果超过3mm，副磁路部件25a、25a的磁阻过大，很难流动电流，所以不优选。如本实施例，在间隙G是一处的情况下，最优选0.2～2mm，在现实为1mm左右。
在具有副磁路部件25a、25a的天线20a中，入射的磁通的一部分，通过经由副磁路部件25a、25a，进入主要的磁路(磁芯24a)，通过线圈8内的磁通量多具有实效性。优选，副磁路部件25a、25a具有小于磁芯24a的截面积。副磁路部件25a/磁芯24a的截面积比，优选1/10000～2，更优选1/100～1/5。如果截面积的比在此范围，副磁路部件和主磁路即磁芯24a的功能明显，通过线圈8内的磁通量多。
在将天线20a设置在金属制筐体内的情况下，需要使磁芯24a的端部及/或副磁路部件25a、25a的端部朝向远离金属制筐体的方向。在筐体的一部分是金属制的情况下，使磁芯24a的端部及/或副磁路部件25a、25a的端部朝向远离金属部的方向。例如在将天线设置在电波手表内的情况下，优选朝向玻璃制盖的方向。通过使磁芯24a的端部及/或副磁路部件25a、25a的端部朝向磁通流入方向，能够收集磁通，形成高灵敏度的天线。此外，通过在线圈8感应的电压和并联连接的电容器的共振电流形成的磁通，由于主要从磁芯24a的两端出入，因此通过不使端部朝向金属制筐体侧，能够减少贯通金属制筐体的磁通量。其结果，能够减少在金属制筐体发生的涡电流，较高地保持电的Q值，这关系到天线的高灵敏度化。
此处，如果将电波的角频率设为ω，将由天线20a和电容器构成的共振电路的电阻设为R，将线圈8的自电感设为L，Q值按ωL/R定义。此处所述的R是线圈8的直流电阻和交流电阻的总和。在将天线20a装入金属筐体的情况下，天线20a的交流电阻增大。其理由是因为，由于通过线圈8和电容器，磁芯24a共振，所以外加电压的Q倍的共振电压发生在线圈8的两端，从天线20a的两端附近发生磁通。在通过共振现象产生的磁通贯通金属筐体时，发生涡电流损失。从磁芯24a的一端流入的磁通，通过线圈8，从磁芯24a的另一端流出，但是在具有副磁路部件25a、25a的天线20a中，磁通的一部分环流到副磁路部件25a、25a，再次通过线圈8的内侧。因此，实质上发生大的电压。利用共振电流发生的磁通，通过经由副磁路部件25a、25a环流，能够减少从天线20a的两端向外部射出的磁通总量，即使在配置在金属筐体内的情况下，也能够减小贯通金属的磁通，抑制交流电阻的增大。由此，能够将电阻R的增加抑制在最小限，Q值提高，涡电流等造成的损失小。
图4(b)所示的天线20b，除在U字形状的磁芯24b的内侧，设置副磁路部件25b外，由于与图1(a)所示的天线10a相同，所以以下只说明不同之处。在磁芯24b的折弯部设置台阶，在台阶上架设棒状的副磁路部件25b。台阶也具有作为卷线挡块的功能。优选副磁路部件25b由铁氧体等构成。在副磁路部件25b和端部21b、21b的之间，具有间隙G、G。在设置两处的间隙G、G的情况下，优选各间隙G为0.1～1mm，在现实上为0.5mm左右。
图4(c)所示的天线20c，除具有角柱状的磁芯24c外，由于与图4(b)所示的天线20b大致相同，所以以下只说明不同之处。由于副磁路部件25c也是角板或薄板，所以与一对台阶的接触面积大。由角柱状的磁芯24c及副磁路部件25c构成的天线20c，可收纳在筐体内。
图4(d)所示的天线20d，除在U字形状的磁芯24d的内侧，设置带状的副磁路部件25d外，由于与图1(b)所示的天线10b大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件25d，通过PET等树脂制造的夹填部件(例如薄膜)安装在磁芯24d上，覆盖线圈8的一部。因此，在副磁路部件25d和磁芯24d的之间，具有磁间隙G、G。副磁路部件25d，优选与磁芯24d同材质的非晶态箔构成。如此，在说明书中，关于“间隙G”，除物理上存在的间隙外，也包括物理上充填的、为不流动或非常难流动磁而形成磁隔离的状态的间隙(磁的间隙G)。
图4(e)所示的天线20e，除在U字形状的磁芯24d的内侧，设置带状的副磁路部件25e外，由于与图1(c)所示的天线10c大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件25e的一端部沿磁芯24e的一端部21e设置，只在另一端部21e’侧设置间隙G。
图4(f)所示的天线20f，除在端部21f、21f上分别安装一对副磁路部件25f、25f外，由于与图4(e)所示的天线20e大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件25f、25f，以在前端部产生间隙G的方式，贴在端部21f、21f的内面上。
图4(g)所示的天线20g，具有凹部26g，由板状的铁氧体磁芯24g、卷绕在磁芯24g上的线圈8、分别载置在磁芯24g的各端部上的副磁路部件25g、25g构成。在副磁路部件25g、25g的前端间具有间隙G。优选副磁路部件25g、25g由铁氧体构成。
图4(h)所示的天线20h，除在磁芯24h的两端部间夹持夹填部件(未图示)地载置一对副磁路部件25h外，由于与图4(g)所示的天线20g大致相同，所以以下只说明不同之处。由于夹装在副磁路部件25h和磁芯24h的之间的夹填部件是树脂，所以在副磁路部件25h和磁芯24h的之间具有间隙G。间隙G的尺寸，可根据夹填部件的厚度调整。
由于天线20g及天线20h是具有板状的磁芯24g、24h，在其上面，载置板状的副磁路部件25g、25h的结构，所以除容易制造外，也容易相对地配置在狭小的地方。
另外，在用树脂等和磁性体的复合材形成副磁路部件25g、25h的情况下，由于在其材料本身形成与已经具有间隙G时相同的磁特性，所以即使机械的间隙为0mm，也可看作在磁性上具有间隙G。因此，即使不采用夹填部件也能够设置间隙G。
图4(i)所示的天线20i，除在以缓角折弯的磁芯24i的内侧，设置一对副磁路部件25i、25i外，由于与图1(e)所示的天线10e大致相同，所以以下只说明不同之处。在磁芯24i的各端面21i、21i的内面，贴状带状的副磁路部件25i、25i。副磁路部件25i、25i在线圈8上隆起地折弯。在副磁路部件25i、25i的前端间具有间隙G。
图4(j)所示的天线20j，除在具有安装在线圈8上的板状的副磁路部件25j外，由于与图1(d)所示的天线10d大致相同，所以以下只说明不同之处。由于副磁路部件25j安装在线圈8的侧面，所以在磁芯24j和副磁路部件25j的之间，形成大致线圈厚度程度的间隙G。
在具有副磁路部件25的天线20中，入射的磁通不仅通过卷绕线圈8的磁芯21，一部分也经由副磁路部件25返回，在主磁路内环绕。因此，通过将流入的磁通分为主磁路和其它闭磁路，能够高效率迂回，结果能够得到高的输出电压。
图5(a)所示的天线40a，除在大致U字形状的磁芯44a的内侧，单片梁状支持棒状的副磁路部件45a、45a外，由于与图2(a)所示的天线30a大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件45a、45a的后端部，分别垂直地安装在磁芯44a的端部41a、41a的内面。在副磁路部件45a、45a的前端间，具有间隙G。
图5(b)所示的天线40b，除在大致U字形状的磁芯44b的内侧，安装带状的副磁路部件45b、45b外，由于与图2(b)所示的天线30b大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件45b、45b，在线圈8上隆起地折弯，在前端间具有间隙G。
图5(c)所示的天线40c，除在大致U字形状的磁芯44c的内侧，安装板状的副磁路部件45c、45c外，由于与图2(c)所示的天线30c大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件45c、45c的后端侧，粘贴在磁芯44c的端部41c、41c上，前端侧与磁芯44c的中央部大致平行地折弯。在副磁路部件45c、45c的前端间，具有间隙G。
图5(d)所示的天线40d，除具有安装在磁芯44d侧面上的副磁路部件45d、45d外，由于与图2(b)所示的天线30b大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件45d、45d的后端侧，粘贴在磁芯44d的端部41d、41d的侧面上。在副磁路部件45d、45d的前端间，具有间隙G。
图5(e)所示的天线40e，是在磁芯44e的侧面安装一枚副磁路部件45e的天线。副磁路部件45e的前端部，贴合在磁芯44e的前端部41e、41e上，以在副磁路部件45e和磁芯44e的端部41e、41e的之间产生间隙G的方式，折弯副磁路部件45e。
图5(f)所示的天线40f，除端部41f、41f的折弯角度以外，与图5(c)所示的天线40c大致相同。天线40f的端部41f、41f，相对于中央部44f以45°左右的角度折弯。前端部42f、42f大致与中央部44f平行。
图6(a)所示的天线60a，除在端部61a、61a单片梁状安装板状的副磁路部件65a、65a外，由于与图3(a)所示的天线50a大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件65a、65a，以在前端间产生间隙G的方式，在端部61a、61a支持后端。
图6(b)所示的天线60b，除在端部61b、61b的之间安装薄带状的副磁路部件65b、65b外，由于与图3(b)所示的天线50b大致相同，所以以下只说明不同之处。副磁路部件65b、65b，贴附在端部61b、61b的内面，在线圈8上隆起地折弯。在副磁路部件65b、65b的前端间具有间隙G。
图6(c)所示的天线60c，除具有安装在磁芯64c的侧面上的薄板状的副磁路部件65c、65c外，与图3(c)所示的天线50c大致相同。
图6(d)所示的天线60d，除具有安装在磁芯64d的侧面上的薄板状的副磁路部件65c、65c外，与图3(d)所示的天线50d大致相同。
图7(a)的天线70，由薄带叠层体即磁芯74、卷绕在磁芯74上的线圈8、贯通线圈8地在纵向大致一周形成的副磁路部件7构成。副磁路部件7由叠层在磁芯74上的薄带构成，与磁芯74一同贯通线圈8内部。副磁路部件7的前端在线圈8的外侧的中腹边对向，在前端间具有间隙G。间隙G的宽度为0.25～3mm。为确保间隙G固定，在间隙G中充填树脂76。
大量的磁通从磁芯74的一端入射，流向另一端，磁通的一部分进入到副磁路部件7，回归到磁芯74。因此，通过线圈8的磁通的量大，显示高灵敏度。
图7(b)的天线70，除从磁芯74的一端到另一端形成带状的被膜，通过被膜纵向覆盖线圈8的一部分外，与图7(a)所示的例大致相同。被膜为软磁性体，成为副磁路部件7。被膜，优选通过涂布含有磁性粉末的、具有粘性的涂料而成。此外，也可以代替涂布涂料，通过镀膜等设置具有规定相对磁导率的被膜。
图8所示的磁传感器型天线1a，由冠状的磁芯4a、卷绕在其上的线圈8a和连接在磁芯4a的两端上的副磁路部件3a构成。在图8中，为便于说明，省略绕线管等的壳体。卷绕线圈8a的磁芯4a成为主磁路部件5a。副磁路部件3a构成与主磁路部件5a的闭磁路。磁芯4a通过借助绝缘体叠层30～40片薄带而成。优选，薄带由具有100～300000范围的磁导率的软磁性材料构成。作为软磁性材料的具体例，可列举非晶态合金、Fe-Si系磁性合金等软磁性金属、硅钢、坡莫合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等的纳米结晶金属、铁氧体。更优选，磁芯4a的磁导率为50～100000。
优选，线圈8在磁芯4a的中央部卷绕800～1400圈。副磁路部件3a无空隙地安装在磁芯4a上。副磁路部件3a的相对磁导率小于主磁路部件5a，优选在5以上100以下。如果副磁路部件3a的相对磁导率在100以下，通过共振电流发生的磁通的大部分通过主磁路部件5a。因此，线圈的Q值的降低小，可得到高灵敏度。如果相对磁导率高于100，由于磁通多通过副磁路部件3a一方，所以线圈感应电压下降，有灵敏度下降的可能性。如果相对磁导率低于5，由于磁通不太在副磁路部件3a迂回，所以不能充分发挥作为副磁路部件3a的作用。磁通的易流动性，依赖于副磁路部件3a的磁导率或截面积、以及与主磁路部件5a的对向面积。调整副磁路部件3a的磁导率或截面积、以及与主磁路部件5a的对向面积，与在副磁路部件3a上设置空隙，调整空隙相比，更容易，作业性非常好。
图9所示的磁传感器型的天线1b，除副磁路部件由棒状的第1副磁路部件7b、和夹持在第1副磁路部件7b和主磁路部件5b之间的第2副磁路部件3b构成以外，由于与图8所示的例大致相同，所以以下只说明不同之处。在第2副磁路部件3b的两侧不设置空隙，主磁路部件5b、第1副磁路部件7b及第2副磁路部件3b构成闭磁路。主磁路部件5b和第1副磁路部件7b都是叠层体，以叠层方向平行的方式，安装在第2副磁路部件3b上。
如果主磁路部件5b和第1副磁路部件7b的叠层方向平行，能够抑制涡电流的发生。参照图12及图13说明其理由。
例如，如图13所示，如果副磁路部件7与磁芯4的薄带平行地配置，磁通向通过磁芯4的板面的方向流动。因此，在磁芯4的内部产生大的涡电流9，损失增大，Q值减小。对此，如果按图12所示配置，磁通8通过磁芯4的叠层断面，进入副磁路部件7。在此种情况下，由于不需要与构成磁芯4的薄带的表面垂直地入射，所以涡电流的发生少，损失也小。当然，在磁通流入副磁路部件7时，也优选以不通过薄带的叠层表面的方式，设定副磁路部件7的叠层方向。
第1副磁路部件7b，具有与磁芯4b同等，或比磁芯4b小的磁导率。第2副磁路部件3b的磁导率，低于第1副磁路部件7b。如果使第2副磁路部件3b的磁导率低于第1副磁路部件7b，在第1副磁路部件7b的磁导率比较高的情况下，回归到主磁路部件5b的磁通量也多，涡电流损失小。
主磁路部件5b及第1副磁路部件7b除了由薄带构成外，也可以是棒、板、线中的任何一方式。主磁路部件5b、第1副磁路部件7b及第2副磁路部件3b的材质，除金属、铁氧体、非晶态、纳米结晶材料外，也可以是在具有可挠性的高分子材料(树脂材或橡胶材)中分散金属磁性体粉(铁氧体粉、非晶态合金粉除外)，具有电磁波吸收功能的柔软性复合材料。
第1副磁路部件7b及第2副磁路部件3b的结构不特别限定，例如可列举依次热压，在可挠性的高分子材料中分散具有导电性的纤维状的材料的电磁波反射层、在其两面在可挠性的高分子材料中分散金属磁性扁平形状粉的第1电磁波吸收层、在可挠性的高分子材料中分散金属磁性体粒状粉的第2电磁波反射层的结构。此外，也可以单独具有第1电磁波吸收层和第2电磁波反射层。
作为电磁波反射层，例如优选在可挠性的高分子材料中分散碳纤维或金属纤维，成形成片状。作为金属磁性体粉，优选是利用水雾化法，磨碎从Fe-Cu-Nb-Si-B系等的纳米结晶磁性合金制造的粒形状粉而成的扁平形状粉。扁平形状粉，优选平均粒径为0.1～50μm、平均厚度为1～5μm。如果在可挠性的高分子材料中分散该扁平形状粉，将其成形成片状，就形成优选的电磁波反射层。也能够将由羰基铁合金、非晶态合金、Fe-Si系合金、钼坡莫合金、坡莫合金等构成的金属磁性体扁平形状粉，用于电磁波反射层。作为可挠性的高分子材料，优选具有柔软性，比重在1.5以下，具有耐候性的。具体可列举氯丁橡胶、异丁橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氯乙烯树脂、酚醛树脂等。
通过采用如此的柔软性复合材料，即使没有物理上的间隙也无关系，也能感觉在磁性上宛如具有间隙。因此，通过由柔软性复合材料构成第1副磁路部件7b及第2副磁路部件3b，能够在不设置调整麻烦的空隙的情况下，使磁通回归到闭磁路内。
在将主磁路部件5b收容在树脂制壳体内的情况下，优选也将第1副磁路部件7b及第2副磁路部件3b收容在相同的壳体内。也能够在树脂制壳体的空洞部分内注射成形熔融状态的柔软性复合材的原料，一体成形第1副磁路部件7b及第2副磁路部件3b。此外，在将主磁路部件5b及第1副磁路部件7b收容在树脂制壳体内后，如果在这些间隙中流入柔软性复合材的原料，就能够与第2副磁路部件3b一体成形。采用如此的方法，可进行廉价制造。
图10所示的磁传感器型的天线1c，除连接主磁路部件5c和第1副磁路部件7c的第2副磁路部件3c的形状以外，由于与图9所示的例大致相同，所以以下只说明不同之处。第2副磁路部件3c为长方体状，在一面连接主磁路部件5c，在相邻的面上连接第1副磁路部件7c。第1副磁路部件7c的叠层方向，相对于主磁路部件5c的叠层方向为直角。如果第1副磁路部件7c和主磁路部件5c的叠层方向不相同，有容易产生涡电流的倾向，但在该天线1c中，由于磁芯4c的轴线和第1副磁路部件7c的轴线，向主视图的进深方向偏移，所以能够某种程度地抑制涡电流。
图11所示的磁传感器型的天线1d，除在主磁路部件5d和副磁路部件7d的之间设置空隙外，由于与图8所示的磁传感器型的天线1a大致相同，所以以下只说明不同之处。主磁路部件5d和副磁路部件7d，由绕线管(未图示)固定。主磁路部件5d和副磁路部件7d都是叠层体，由于叠层的方向平行，所以不易产生涡电流。
图14(a)所示的天线，由壳体7a、内设在壳体7a内的磁芯4、卷开磁芯4上的线圈8构成。壳体7a由软磁性体构成，由于与磁芯4的端部接触，所以还具有作为副磁路部件的功能。即壳体7a，具有保护脆性的磁芯4的作用，同时也与磁芯4一同形成磁路，具有增加使部分磁通入射，回归到磁芯4，沿线圈8内流动的磁通的量的作用。此外，由于具有壳体7a，不易向外部泄漏从内部放射的磁通。壳体7a/磁芯4的截面积的比，优选在1/1000～1/2，更优选在1/100～1/5。
优选，壳体7a由铁氧体粉末或软磁性金属粉末或软磁性金属鳞片、和树脂或橡胶等可塑性高分子材料的复合材构成。壳体7a具有小于磁芯4的相对磁导率。相对磁导率，优选在5～100，更优选在10～60。如果相对磁导率超过100，难在主磁路部件集中接受磁通。在壳体7a由复合材构成的情况下，通过调节软磁性的粉末和树脂等的混合比，能够设定适当的相对磁导率，并且能够容易调节壳体7a的厚度。此外，由于具有柔软性，所以容易加工。在副磁路部件的组装困难的情况下，只要通过含有软磁性铁氧体粉末等软磁性粉末，在主磁路部件上涂布具有粘性的涂料等，就能够设定壳体7a(副磁路部件)。
在实际的施工上，在小而脆弱的天线上设置副磁路部件是意想不到的困难，但是如果采用如此由软磁性体构成的壳体，只通过磁芯4的端部与壳体接触，就能够容易发挥作为副磁路部件的作用。因此，不需要主磁路部件和副磁路部件的定位，能够得到高灵敏度的天线。如此通过以壳体本身作为副磁路部件，能够易于组装主磁路部件和副磁路部件，并且能够减少部件数量，此外，不另行准备壳体，也能够设在筐体内。
图14(b)所示的天线，除壳体7b的两端部由非磁性体构成外，与图14(a)所示的天线相同。壳体7b，通过一体成形含有软磁性金属的树脂、和不含有软磁性金属的树脂而成。两端部由非磁性体构成的壳体7b，具有不妨碍磁通从外部流入的特性。
图14(c)所示的天线，除磁芯4的两端部不露出外，与图14(a)所示的天线大致相同。壳体7c具有与磁芯4相同的长度，具有在磁芯4的端部及腹部的凹凸上卡合的形状。在露出磁芯4的两端部的情况下，也不妨碍磁通从外部流入。此外，由于磁芯4嵌合在壳体7c内，因此磁芯4不易从壳体7c脱离，容易安装在表等中。
图14(d)所示的天线，除磁芯4的两端部倾斜外，与图14(c)所示的天线大致相同。由磁芯4和线圈8构成的主磁路部件，大致无间隙地嵌入在壳体7d内。在将主磁路部件收纳在壳体7c内后，流入非磁性的树脂，用树脂将主磁路部件埋在壳体内。
图15(e)所示的天线，是一体地夹心铸造磁芯4的周围整体而成的。壳体7e由软磁性体构成。由于壳体7e无间隙地成形在主磁路部件的周围，因此在安装在表等的筐体上后，位置也不容易偏移。因此，性能的偏差小，并且也不易破损。作为壳体7e的一例成形方法，可举例注射成形。
图15(f)所示的天线，为了露出磁芯4的两端面，与壳体7f一体成形。图15(g)所示的天线的壳体7g，由嵌合在主磁路部件的上半部的非磁性部和嵌合在主磁路部件的下半部的软磁性部构成。壳体7g，可通过2色一体注射成形由软磁性金属鳞片和树脂构成的混合材料、和不含软磁性金属鳞片的树脂得到。壳体7h只覆盖主磁路部件的腹部的下半部分。
图15(i)所示的天线，除在壳体i内具有图1(e)所示形状的磁芯4外，与图15(e)所示的天线相同。可利用注射成形，制作具有多种形状的卡合在磁芯4上的壳体。
图16表示一例壳体的成形方法。在模框90内装入含有软磁性材料粉末的可硬化的粘合液7L，在浸渍由磁芯4及线圈8构成的主磁路部件后，进行硬化。该方法，一般称为灌封(potting)。作为硬化的粘合液的例子，举例含有软磁性材料粉末和热硬化性树脂、有机溶剂等的粘合液。可以是热硬化型的粘合液，也可以是挥发硬化型的粘合液。
图18表示一例本发明的电波表。天线实际上从正面是看不见的，为了易于理解天线的配置等，即使在主视图也宛如用实线表示。电波表由金属制(例如不锈钢制)的筐体95、运转部件92和附属部件、玻璃制的后盖93、金属制的(例如不锈钢制)的后盖94、和配置在运转部件92和后盖94的之间的天线1构成。
天线1具有图8(a)所示的基本形状，由卷绕有线圈8的磁芯4和收容磁芯4的壳体7构成。磁芯4通过叠层非晶态薄带而成。壳体7吸收来自外部的冲击，保护磁芯4，同时还具有作为副磁路的功能。因此，不需要另外设置副磁路部件，节省空间。如此的天线1，除容易内设在筐体95内外，也不易干扰运转部件92等其它部件。另外，如果与筐体95的内壁对照地采用弯曲形状的壳体7，易于收容在筐体95内。
天线1，以磁芯4的端部从底面立起，朝向玻璃盖93的一方的方式配置。由此，磁芯端部及前端部朝电磁波的入射方向。另外。只要是容易接受电波的方向，不特别限定端部的朝向或与底面形成的角度。
在表上，转动部件或显示面(文字盘)是必需的，它们占据大部分体积。因此，不得不靠近后盖94地配置天线1。因此，天线1被金属部件围住周围，但是由于磁芯端部不是筐体95的方向，朝向非金属部(玻璃制的盖93等)的一方，所以形成容易从外部接受电磁波的状态。即，通过使对于流入电磁波最重要的磁芯端部，朝向玻璃制的盖93等非金属部侧，能够将由金属构成的筐体95形成的电波屏蔽的影响抑制在最小限。在筐体95的一部分是非金属制的情况下，也可以使端部朝向非金属的一方。
在筐体95是金属制的情况下，从涡电流的发生频率的角度考虑，优选使副磁路部件7远离筐体84。但是，一般在筐体95的内部侧，多受空间上的制约，不一定能够离开筐体84配置副磁路部件7。此外，由于副磁路部件7用于灵敏度调整，所以如果朝筐体95的内部，难进行调整作业。如果用柔软性的复合材形成副磁路部件7，沿周边侧设置，除容易调整副磁路部件7的厚度或面积外，还能够得到有效利用筐体95内的空间的效果。即尽管有涡电流造成的不良影响，但可以说得到胜过其的优点。当然，在无空间等的制约的情况下，也可以离开筐体95地配置副磁路部件7。如果副磁路部件7离开金属制的筐体95，由于从外部进入的电波容易集中在主磁路部件的磁芯上，不容易集中在副磁路部件7上，所以能够期待不易产生涡电流的效果。
另外，立起的磁芯的端部，也可以作为表上文字盘的结构的一部分显示在表面上。例如磁芯端部能够贯通文字盘，出现在显示面。如果如此地设计，由于磁芯端部形成在显示部露出的状态，所以能够更加提高天线的灵敏度。
图19是表示RFID的一种即无键输入系统用的键本体。为了容易理解配置等，在主视图中，例如用实线表示天线1。键本体，由树脂制的筐体84、键开关按钮83、接受用的电路基板81、和天线1构成。对电路基板81，应用金属部件(印刷布线等)天线1的磁芯的端部是，为了从电路基板81的金属部件的方向离开，向键的上面侧弯曲。如图所示，外侧的边具有大致圆弧形状，与筐体84的内面形状一致。此外在两端部间的缺口部嵌入副磁路部件。通过将天线1形成如此的形状，能够有效利用键本体内的空间。
如图20所示，采用长板状的副磁路部件7、和连接副磁路部件7和磁芯14的第2副磁路部件3，在印刷布线基板200上粘接副磁路部件7，在其上面，也可以通过第2副磁路部件3配置磁芯14。如果如此配置，能够使磁芯14的端部远离印刷布线基板200。
(实施例)下面，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1使用由铁氧体构成的，直径1mm、位于两端的弯曲部(端部)的高度7.5mm、弯曲部间的长度16mm的磁芯(日立金属株式会社制的铁氧体(ferrite)圆棒)，在对铁氧体的表面绝缘后，按长12mm的范围，1200圈卷装线径0.07mm的漆包(enamel)铜线，制作图1(a)所示的天线。天线的设置面宽1mm、长16mm。
实施例2
将非晶态金属箔(厚度15μm)，冲裁成宽1mm、两弯曲部高7.5mm、弯曲部间长16mm的U字状，30片叠层该薄板，形成0.45mm厚的叠层体，绝缘叠层体的表面。在叠层体的中央部，按长12mm的范围，1200圈卷装线径0.07mm的漆包铜线，得到图1(b)所示形状的天线。
比较例1除使用由铁氧体构成的，直径1mm、总长16mm、在两端无弯曲部的棒状的磁芯(日立金属株式会社制的铁氧体圆棒)以外，与实施例1相同地，得到天线。
在具有仿照电波手表的金属壳体70的试验装置中，设置实施例1及实施例2以及比较例1的天线，从外部外加14pT的磁场，测定输出电压。图21表示电压测定所用试验装置的形状。金属壳体70厚1mm。
图22是实施例1的天线的等效电路图。L和R相当于天线的磁芯4和线圈8。电容器C并联连接在线圈8上，与线圈8电共振，在电容器的两端发生Q倍的电压。表1表示输出电压测定结果。
表1
实施例3接着，制作具有副磁路部件的天线，测定输出电压和Q值。
在实施例2的天线上设置副磁路部件25d，得到图4(d)所示的天线。作为副磁路部件25d，采用构成磁芯的叠层体的相同的薄带(厚15μm的非晶态金属箔)，间隙G分别设定为1mm。
为了确认副磁路部件25d的效果，对实施例2的天线，测定输出电压和Q值。
实施例4将非晶态金属箔(厚15μm)冲裁成宽1mm、长31mm，30片叠层该薄板，形成厚0.45mm的叠层体，在绝缘叠层体芯的表面后，按长12mm的范围，1200圈卷装线径0.07mm的漆包铜线。各7.5mm折弯叠层体的两端部，在得到的磁芯上放置1片非晶态金属箔，形成天线。另外，在磁芯的端部(折弯部分)和金属箔的两端的之间，具有微小的间隙。
以不收容在金属壳体中的状态，对实施例2～4及比较例1的天线，外加14pT的磁场，测定输出电压及Q值。表2示出测定结果。
表2
通过在磁芯的部分上安装副磁路部件，留住流入磁芯的内部的磁通的一部分，能够得到高Q值及高的输出电压。另外，在具有副磁路部件的天线中，认为，由于向外部流出的磁通少，所以收容在金属筐体内的情况下，也能够得到有利的结果。
实施例5如下所示，制造图4(c)的天线10c。作为磁芯，使用由Mn-Zn系铁氧体(日立金属株式会社制铁氧体MT80)构成的、断面1.5mm见方、弯曲部间的长度16mm、弯曲部高度7.5mm的铁氧体磁芯，在绝缘其表面后，在磁芯的中央部(两弯曲部的之间)，按长12mm的范围，1200圈卷装线径0.07mm的漆包铜线。然后，夹着塑料(PET)制的夹填部件地，在磁芯上安装板厚0.5mm、宽1.5mm的铁氧体(铁氧体MT80)薄板，作为副磁路部件。两侧，夹填部件的厚度都是0.2mm(间隙G＝0.2mm)。该天线的设置面宽1.5mm、长16mm。
实施例6按如下所示，制造图4(d)的天线20d。从由钴基非晶态(日立金属株式会社制铁氧体ACO-5SF)构成的金属箔(厚15μm)，冲裁宽1mm、长31mm的薄带，30片叠层该薄带，形成厚0.45mm的叠层体。在绝缘叠层体磁芯的表面厚，按长12mm的范围，1200圈卷装线径0.07mm的漆包铜线，分别以7.5mm的高度折弯磁芯的两端部。与实施例5同样，夹着塑料(PET)制的夹填部件地，安装非晶态薄板，作为副磁路部件。
比较例2
在宽1.5mm、总长16mm、卷线挡块的立起高度2.5mm的磁芯上，卷绕卷线，除不设置副磁路部件外，与实施例5同样地，得到直线状的天线。
在图21所示的试验装置中，设置实施例5及实施例6以及比较例2的天线，从外部，作为交流磁场的实效值，外加频率40kHz、磁场强度14pT的磁场，测定输出电压。表3示出测定结果。
表3
实施例7～10按以下所示制造图4(g)所示的天线20g。在具有图24所示的结构，由铁氧体构成的磁芯24g上，夹着塑料(PET)制的板地，安装2片铁氧体制部件(板厚0.5mm、宽1.5mm)25g。采用表4所示厚度的塑料(PET)板，组装在铁氧体制部件的前端间具有间隙G的天线。
实施例11～16按以下所示制造图4(h)所示的天线20h。在与实施例7相同的结构的磁芯24h上，夹着塑料(PET)制的板地，设置1片铁氧体制部件(板厚0.5mm、长16mm)25h。采用表4所示厚度的塑料(PET)板，组装在铁氧体制部件的前端间具有间隙G的天线。
参考例2～5除将副磁路部件设定为，不是磁性体，而是铜板(板厚0.25mm、宽10mm、长20mm)以外，与实施例11～16同样地，组装图4(h)所示的天线20h。
以不将天线收容在金属壳体中的状态，作为交流磁场的实效值，外加频率40kHz、磁场强度14pT的磁场，测定输出电压。在Q值的测定中，采用阻抗计，驱动电压为0.05V。表4示出测定结果。
表4
注间隙G，表示塑料(PET)板的厚度。
实施例7～10，示出输出电压、Q值都高于比较例1的值，发现设置具有磁间隙G的副磁路部件的效果。但是，与间隙G为4.0mm的例(实施例10)，与3.0mm的例(实施例9)相比，输出电压和Q值低，此外，认为，如果间隙G低于1.0mm，具有输出电压下降的倾向。
在实施例11～16中，输出电压和Q值都高，认为出现平衡的间隙G为0.5mm。在间隙G小时，有输出电压降低的倾向，但即使是0.25mm的例(实施例12)，也示出高于比较例的值。
参考例2，可看作与设置专利文献3的导电性保护部件的结构类似，但由于输出电压与实施例7～16相比，位数差小，所以不测定。在间隙G为0mm时，认为抑制捕获磁通的作用，输出电压急降。此外，在间隙G为8.0mm时，认为Q值高是因为消除了铜板的影响。
如上所述，通过设置具有磁间隙的副磁路部件，能够在内部保留流入磁芯内部的磁通的一部分，能够得到高的Q值和高的输出电压。此外，间隙G的优选的尺寸，因天线结构的差异而有所不同，大致在0.025～3mm的之间。另外，采用副磁路部件的天线，由于共振电流造成的向外部的流出磁通小，所以认为在将实施例7～10、12～16的天线收容在金属制筐体内的情况下，也能够得到有利的结果。
实施例17按以下所示制造图8所示的天线。作为磁芯，使用由Mn-Zn系铁氧体(日立金属株式会社制铁氧体MT80)构成的、断面1.5mm见方、长度16mm的铁氧体磁芯，在绝缘其表面后，在磁芯的中央部，按长12mm的范围，1200圈卷装线径0.07mm的漆包铜线。然后，在磁芯的端部上，粘接板厚0.5mm、宽1.5mm、磁导率500的铁氧体板，作为副磁路部件3b。
实施例18～22除将第2副磁路部件(柔软性复合材)3b的厚度规定为如表5所示外，在与实施例17相同地，组装天线(实施例18～22)。在图21所示的金属壳体中设置该天线，外加频率40kHz、磁场强度14pT(交流磁场的实效值)的磁场，测定输出电压。表5示出测定结果。
表5
实施例23按以下所示制造图8所示的天线。作为磁芯，使用由Mn-Zn系铁氧体(日立金属株式会社制铁氧体MT80)构成的、断面1.5mm见方、长度16mm的铁氧体磁芯，在绝缘其表面后，在磁芯的中央部，按长12mm的范围，1200圈卷装线径0.07mm的漆包铜线。然后，在磁芯的端部上，粘接由板厚0.25mm、宽1.5mm、磁导率50的柔软性复合材构成的副磁路部件3b，得到天线(实施例23)。
实施例24～27除将副磁路部件(柔软性复合材)3a的厚度规定为如表6所示以外，在与实施例23相同地组装天线，设置在图21所示的金属壳体70中，外加频率40kHz、磁场强度14pT的磁场，测定Q值及电感(输出电压)。为了比较，也一并记入除不具有副磁路部件以外，与实施例23相同的结构及材质的天线(比较例3)的输出电压和Q值。表6示出测定结果。
表6
通过设置副磁路部件，确认提高Q值及灵敏度。Q值及灵敏度依赖于柔软性复合材的厚度。因此，为最大限度地引出副磁路部件的效果，需要将第1及/或第2副磁路部件的厚度规定在优选的范围内。例如在实施例17～22中，Q值及灵敏度都显示高的值的厚度为t＝0.5～1.0mm，在实施例23～27中为t＝1.0～2.0mm。
在主磁路部件及第1副磁路部件为叠层体的情况下，或在采用与上述例不同的材质的情况下，认为通过变化第2副磁路部件的厚度，也能够容易得出高的Q值及灵敏度。此外，也能够通过接触面积进行相同的调节。如此，与设置空隙时所需的精密级的间隙调节相比，更容易通过副磁路部件的厚度或与磁芯的接触面积，调整Q值及灵敏度。
实施例28如图20所示，依次在印刷布线基板200上粘接磁路部件7和一对副磁路部件3，在副磁路部件3上安装磁芯的端部，制作键本体。此时，磁芯的端部形成离开印刷布线基板的朝向。另外，采用由Mn-Zn系铁氧体(日立金属株式会社制铁氧体MT80)构成的磁芯，副磁路部件3使用日立金属株式会社制K-E050(商品名)的吸收屏蔽材(アブソシ一ルド)，副磁路部件7使用日立金属株式会社制K-E025(商品名)的吸收屏蔽材。天线整体的长度为11mm、高度为2.9mm、宽度为3mm。此外，副磁路部件3的厚度规定为0.5mm，副磁路部件7的厚度规定为0.25mm。在印刷布线基板的天线设置面的背面侧，在一面贴装铁板201，频率设定为125kHz，灵敏性测定(输出电压测定)的磁场强度设定为45nT，进行了试验。表7示出输出电压和Q值。为了比较，也一并记入除不具有副磁路部件以外，与实施例28相同的结构及材质的天线(比较例4)的输出电压和Q值。
表7
具有本发明的天线的键本体，显示优良的输出电压和Q值。
权利要求
1.一种天线，是具有磁芯、和卷绕在所述磁芯上的线圈，接收电磁波的磁传感器型天线，其特征是被配置在筐体内，所述磁芯的端部向远离所述筐体或所述筐体的金属部的方向弯曲。
2.如权利要求1所述的天线，其特征是所述磁芯的前端部进一步弯曲。
3.如权利要求1或2所述的天线，其特征是所述磁芯具有多个被分支的端部，所述端部中的至少1个向远离所述筐体或所述筐体的金属部的方向弯曲。
4.如权利要求3所述的天线，其特征是所述多个端部中的至少1个向远离所述筐体或所述筐体的金属部的方向弯曲，其余的端部中的至少1个向另一方向弯曲。
5.如权利要求1～4中任何一项所述的天线，其特征是所述磁芯的端部是沿所述筐体的内壁的形状。
6.如权利要求1～5中任何一项所述的天线，其特征是所述磁芯的端部倾斜。
7.如权利要求1～6中任何一项所述的天线，其特征是所述磁芯的端部倾斜，同时所述磁芯的前端部弯曲，所述中央部和所述前端部平行。
8.一种天线，是接收电磁波的磁传感器型天线，其特征是具有由磁芯及卷绕在磁芯上的线圈构成的主磁路部件、和安装在所述磁芯上的一对副磁路部件，所述副磁路部件由具有比所述磁芯小的相对磁导率的材料构成。
9.如权利要求8所述的天线，其特征是在所述副磁路部件的一端和所述磁芯的之间具有间隙，所述间隙为0.025～3mm。
10.如权利要求8所述的天线，其特征是两副磁路部件的前端位于所述磁芯的中腹部，在两副磁路部件的前端间具有间隙，所述间隙为0.025～3mm。
11.如权利要求9或10所述的天线，其特征是所述副磁路部件的相对磁导率在2以上，低于所述主磁路部件。
12.如权利要求1、2、4～11中任何一项所述的天线，其特征是所述磁芯的端部向远离所述筐体或所述筐体的金属部的方向弯曲。
13.一种天线，是接收电磁波的磁传感器型天线，其特征是具有由磁芯及卷绕在磁芯上的线圈构成的主磁路部件、和安装在所述磁芯上的一对副磁路部件，所述副磁路部件由第1副磁路部件、和无空隙地夹持在第1副磁路部件和所述磁芯的之间的第2副磁路部件构成，所述第2副磁路部件具有比所述第1副磁路部件小的相对磁导率。
14.如权利要求8～13中任何一项所述的天线，其特征是所述副磁路部件是通过在所述主磁路部件上涂布含有软磁性粉末的涂料而形成。
15.如权利要求1～14中任何一项所述的天线，其特征是所述磁芯是捆扎多根金属线的磁芯。
16.如权利要求1～15中任何一项所述的天线，其特征是所述磁芯是多个薄带的叠层体。
17.如权利要求13所述的天线，其特征是所述磁芯及所述第1副磁路部件是软磁性金属薄带的叠层体。
18.如权利要求8～17中任何一项所述的天线，其特征是所述磁芯是由多个薄带构成的叠层体，所述副磁路部件设置在所述主磁路部件的叠层断面侧。
19.如权利要求18所述的天线，其特征是所述磁芯是由多个薄带构成的叠层体，以所述主磁路部件和所述副磁路部件的叠层方向相同的方式排列两部件。
20.一种天线，是具有磁芯、和卷绕在所述磁芯上的线圈，接收电磁波的磁传感器型天线，其特征是具备收容所述磁芯及所述线圈的壳体，所述壳体的相对磁导率在2以上，小于所述磁芯的相对磁导率。
21.如权利要求20所述的天线，其特征是所述磁芯的躯干部收容在所述壳体内，端部从所述壳体露出。
22.如权利要求20或21所述的天线，其特征是所述壳体由收纳所述磁芯的躯干部的软磁性壳体部、和从所述软磁性壳体部延伸的收容所述磁芯的端部的壳体端部构成，所述软磁性壳体的相对磁导率在2以上，且小于所述磁芯的相对磁导率，所述壳体端部的相对磁导率小于所述软磁性壳体的相对磁导率。
23.如权利要求20或21所述的天线，其特征是所述壳体由收纳所述磁芯的躯干部的软磁性壳体部、和从所述软磁性壳体部延伸的收容所述磁芯的端部的非磁性壳体部构成，所述软磁性壳体的相对磁导率在2以上，且小于所述磁芯。
24.如权利要求20～23中任何一项所述的天线，其特征是由所述磁芯和卷绕在所述磁芯上的线圈构成的主磁路部件，嵌合在所述壳体上。
25.如权利要求20～24中任何一项所述的天线，其特征是所述壳体是注射成形的。
26.如权利要求20～24中任何一项所述的天线，其特征是所述壳体，是在装入由所述磁芯和卷绕在所述磁芯上的线圈构成的主磁路部件的模框内，充填可硬化的粘合液，然后固化而成。
27.如权利要求20～26中任何一项所述的天线，其特征是被设置在金属制筐体内，所述磁芯的端部向远离所述金属制筐体的方向弯曲。
28.如权利要求20～26中任何一项所述的天线，其特征是与所述天线以外的金属制部件一同设在金属制筐体内或非金属制的筐体内，所述磁芯的端部向远离所述金属制部件的方向弯曲。
29.如权利要求28或29所述的天线，其特征是所述磁芯的前端部与所述金属制筐体内或所述非金属制筐体的底面大致平行。
30.一种电波表，其特征是在金属制筐体内具有如权利要求1～29中任何一项所述的天线。
31.一种无键输入系统，是具有发送器和接收器的无键输入系统，其特征是在所述发送器和所述接收器的至少一方，内设如权利要求1～30中任何一项所述的天线。
32.一种RFID系统，其特征是在RFID标识中内设如权利要求1～30中任何一项所述的天线。
全文摘要
本发明提供一种配置在金属制的筐体内的磁传感器型的天线，为了在不增大设置面积·容积的情况下，解决涡电流损失的问题，提供一种高灵敏度的磁传感器型天线，通过向远离金属制的筐体的方向弯曲天线的磁芯，或设置具有比磁芯小的相对磁导率的副磁路部件，在由磁性体构成的壳体内收容磁芯，构成磁传感器型的天线、内设该天线的电波表、以及无键输入系统及RFID系统。
文档编号H01Q1/27GK1757136SQ200480005663
公开日2006年4月5日 申请日期2004年11月29日 优先权日2003年11月27日
发明者荒木博和, 三田正裕, 三俣千春 申请人:日立金属株式会社