现有的三轴天线，已知有在1个铁心上缠绕三轴绕组线的天线。对此，在特开2003-92509号公报中示出了组合二轴天线和一轴天线而成的三轴天线。但是，由于上述三轴天线的二轴天线中，一个轴的绕组线与其它轴的绕组线重叠，所以有一定厚度，不适合高度方向的小型化。
对此，作为二轴天线，在上述文献中示出了在十字型铁心上缠绕了绕组线的天线，通过使用它提供适当的三轴天线，能达到上述高度方向的小型化的期望。
专利文献1：特开2003-92509号公报。

本发明所要解决的问题是，使用将绕组线缠绕于十字型铁心上的天线，来实现在正交坐标系XYZ的任何方向上都没有偏斜的灵敏度。
本发明的三轴天线的特征在于，具有：十字型铁心，具有在正交坐标系中的X轴方向上突出的一对X轴臂和在与上述X轴方向正交的Y轴方向上突出的一对Y轴臂；X轴绕组线，缠绕在上述X轴臂上；Y轴绕组线，缠绕在上述Y轴臂上；Z轴绕组线，以包围上述十字型铁心的状态设在上述X轴臂的前端部和上述Y轴臂的前端部的外侧，以覆盖上述十字型铁心中的X轴臂的前端面及Y轴臂的前端面的整个面的状态设置了上述Z轴绕组线，上述X轴绕组线和Y轴绕组线从臂的根部开始向着一个臂的前端部缠绕，从该前端部不缠绕而架到另一个臂的前端部，再从该架线目的地的前端部开始向着上述根部缠绕。
本发明的三轴天线的特征在于，在X轴绕组线、Y轴绕组线和Z轴绕组线的各绕线开始端部和各绕线结束端部连接端子，并且，在X轴绕组线和Y轴绕组线的中央抽头连接端子，具有共计8个端子。
本发明的天线线圈单元的特征在于，具有：十字型铁心，具有在正交坐标系中的X轴方向上突出的一对X轴臂和在与上述X轴方向正交的Y轴方向上突出的一对Y轴臂；X轴绕组线，缠绕在上述X轴臂上；Y轴绕组线，缠绕在上述Y轴臂上；Z轴绕组线，以包围上述十字型铁心的状态设在上述X轴臂的前端部和上述Y轴臂的前端部的外侧；有底壳体，收容上述十字型铁心和上述Z轴绕组线；夹持片，在上述有底壳体中放置了上述十字型铁心的情况下，分别夹持上述X轴臂的前端部和上述Y轴臂的前端部，决定上述X轴臂和上述Y轴臂的Z轴方向位置；以覆盖上述十字型铁心中的X轴臂的前端面和Y轴臂的前端面的整个面的状态，在上述有底壳体中收容了上述Z轴绕组线。
本发明的天线线圈单元的特征在于，在X轴绕组线、Y轴绕组线和Z轴绕组线的各绕线开始端部和各绕线结束端部连接端子，并且，在X轴绕组线和Y轴绕组线的中央抽头连接端子，具有共计8个端子。
本发明的天线线圈单元的特征在于，上述X轴绕组线和Y轴绕组线从臂的根部开始向一个臂的前端部缠绕，从该前端部不缠绕而架向另一个臂的前端部，再从该架线目的地的前端部开始向着上述根部缠绕。在上述夹持片上设有用于捆扎绕组线端部的突片。
本发明的接收装置的特征在于，具有：三轴天线，该三轴天线包括：十字型铁心，具有在正交坐标系中的X轴方向上突出的一对X轴臂和在与上述X轴方向正交的Y轴方向上突出的一对Y轴臂；X轴绕组线，缠绕在上述X轴臂上；Y轴绕组线，缠绕在上述Y轴臂上；Z轴绕组线，以包围上述十字型铁心的状态设在上述X轴臂的前端部和上述Y轴臂的前端部的外侧，并且以覆盖上述十字型铁心中的X轴臂的前端面和Y轴臂的前端面的整个面的状态设置了该Z轴绕组线；第一放大器，连接在与上述X轴绕组线的绕线开始端部和绕线结束端部连接的端子上；第二放大器，连接在与上述Y轴绕组线的绕线开始端部和绕线结束端部连接的端子上；第三放大器，连接在与上述Z轴绕组线的绕线开始端部和绕线结束端部连接的端子上；接收选择电路，将上述第一至第三放大器的某个输出作为接收信号；将与上述X轴绕组线和上述Y轴绕组线的中央抽头连接的端子和与上述Z轴绕组线的绕线开始端部连接的端子接地。
本发明的接收装置的特征在于，在X轴绕组线、Y轴绕组线和Z轴绕组线的各绕线开始端部和各绕线结束端部连接端子，并且，在X轴绕组线和Y轴绕组线的中央抽头连接端子，具有共计8个端子。
本发明的接收装置的特征在于，上述X轴绕组线和Y轴绕组线从臂的根部开始向着一个臂的前端部缠绕，从该前端部不缠绕而架向另一个臂的前端部，再从该架线目的地的前端部开始向着上述根部缠绕。
在本发明的接收装置中，其特征在于，在设有上述第一～第三放大器的电路板上，在X轴绕组线和Y轴绕组线的中央抽头上连接了端子。
发明效果
根据本发明的三轴绕组线、天线线圈单元和接收装置，由于具有缠绕在上述X轴臂上的X轴绕组线、缠绕在上述Y轴臂上的Y轴绕组线和以包围上述十字型铁心的状态设在上述X轴臂的前端部和上述Y轴臂的前端部的外侧的Z轴绕组线，并以覆盖上述十字型铁心中的上述X轴臂的前端面和Y轴臂的前端面的整个面的状态设置上述Z轴绕组线，因此，从与各臂的前端部邻接的Z轴绕组线向各臂的前端进入的磁通量的数量大致相同，能够实现关于XYZ轴绕组线没有偏斜的灵敏度。
根据本发明的三轴绕组线、天线线圈单元和接收装置，由于具有以覆盖上述十字型铁心中的上述X轴臂的前端面和Y轴臂的前端面的整个面的状态设置的Z轴绕组线，X轴绕组线和Y轴绕组线从臂的根部开始向着一个臂的前端部缠绕，从该前端部不缠绕而架向另一个臂前端部，再从该架线目的地的前端部开始向着上述根部缠绕，因此，在一对X轴臂的前端部，此外在一对Y轴臂的前端部，电位相等，对于以包围上述十字型铁心的状态设在上述X轴臂的前端部和上述Y轴臂的前端部的外侧的Z轴绕组线，能够使上述X轴臂的前端部和Y轴臂的前端部中的电场的影响相等，能够实现关于Z轴绕组线没有偏斜的灵敏度。
根据本发明的三轴绕组线、天线线圈单元和接收装置，由于绕组线不重叠，因此能够在高度方向上实现小型化，由于在有底壳体中放置了十字型铁心的情况下，具有分别夹持X轴臂的前端部和Y轴臂的前端部、并决定X轴臂和Y轴臂的Z轴方向位置的夹持片，因此，能够容易且适当地进行十字型铁心、X轴臂和Y轴臂的高度方向的定位，能避免各轴的耦合，能够实现有关XYZ轴绕组线没有偏斜的灵敏度。
附图说明
图1是示出本发明的天线线圈单元的实施例的立体图。
图2是示出在本发明的天线线圈单元中使用的壳体的立体图。
图3是在本发明的天线线圈单元中使用的夹持片的立体图。
图4是本发明的三轴天线没有缠绕绕组线的状态的立体图。
图5是本发明的三轴天线的立体图。
图6是示出本发明的三轴天线的绕线方法的立体图。
图7是本发明的天线线圈单元没有缠绕绕组线的状态的立体图。
图8是示出本发明的天线线圈单元的实施例的正视图。
图9是图8的本发明的天线线圈单元的A-A剖视图。
图10是用于说明本发明的天线线圈单元的高度方向的位置对准的效果的剖视图。
图11是示出本发明的接收装置的第一实施例的电路图。
图12是示出本发明的接收装置的第二实施例的电路图。
图13是示出本发明的接收装置的第三实施例的电路图。
图14是示出在本发明的接收装置中进行了图11所示的CCS结线的情况下的频率特性的图。
图15是示出在本发明的接收装置中进行了与图11不同的FFF结线的情况下的频率特性的图。
图16是示出本发明的三轴天线的绕线方法的立体图。
图17是示出本发明的三轴天线的绕线方法的立体图。
附图标记说明
1壳体
2十字型铁心
4夹持片
11槽
12凸部
13突起
21基部
22a、22b X轴臂
23a、23b Y轴臂
24X轴绕组线
25Y轴绕组线
26Z轴绕组线
81第一放大器
82第二放大器
83第三放大器
84接收选择电路
100天线线圈单元

通过在十字型铁心上缠绕XY轴绕组线，在包围上述十字型铁心的状态下，在上述X轴臂的前端部和Y轴臂的前端部的外侧设置Z轴绕组线，由此实现了XYZ轴绕组线没有偏斜的灵敏度(目的)。以下，参照附图说明本发明的三轴绕组线、天线线圈单元和接收装置的实施例。在各图中，在相同的结构要素上标注相同标记，省略重复说明。
实施例1
图1示出本发明第一实施例的天线线圈单元。壳体1如图2的立体图所示，其一对侧壁被切口，但大致是方筒状的有底壳体，例如由树脂构成。在该壳体1的底部，在大致9等分了底面的4个角的位置形成四分之一扇形的凸部12，在该凸部12之间，按照上述十字型铁心2的十字形状，形成了用于收容缠绕了绕组线的图5所示的十字型铁心2的槽11。如图4所示，十字型铁心2在中央部具有方柱状的基部21，从该基部21向相差90度的4个方向延伸X轴臂22a、22b、Y轴臂23a、23b。此外，如图2所示，在壳体1的底面中央部形成突起13，将该突起13插入到形成于上述十字型铁心2的基部21上的孔中，进行十字型铁心2的定位。十字型铁心2的X轴臂22a、22b、Y轴臂23a、23b的各前端部22aa、22bb、23aa、23bb形成为较宽。这样，由于前端部的面积较宽，因此，产生磁通量，天线的灵敏度提高。
图3示出了夹持该各前端部22aa、22bb、23aa、23bb的夹持片4。夹持片4具有从长部件即接受部41的两端部立起的夹持部42、42，在夹持部42、42的上侧部，向着外侧横方向突出形成有具有制动器功能的突片43、43，该突片43、43在配置到形成于该壳体1的底部上的孔部时不向下方陷入。此外，将线圈的端部捆扎在突片43、43上，将该线圈的端部利用焊锡连接到从外部端子31～38向突片43、43附近延伸的端子上。夹持片4的与各前端部22aa、22bb、23aa、23bb接触的面形成为平坦。
上述夹持片4配置于形成在壳体1底部的凸部12上的凹部中。十字型铁心2被收纳为如图2所示，前端部22aa、22bb、23aa、23bb分别被对应的夹持片4夹持。这样，由于具有分别夹持X轴臂22a、22b的前端部22aa、22bb和Y轴臂23a、23b的前端部23aa、23bb、并决定X轴臂22a、22b和Y轴臂23a、23b的Z轴方向位置(高度方向的位置)的夹持片4，因此，能够容易且适当地进行十字型铁心2、X轴臂22a、22b和Y轴臂23a、23b的高度方向的定位。
如该三轴天线的结构，通过进行高度方向的定位，以均匀覆盖十字型铁心2中的X轴臂22a、22b的前端面和Y轴臂23a、23b的前端面的状态来设置Z轴绕组线(在与前端面对应的部分和其上下方向上均匀地设置Z轴绕组线)，如图10(a)所示，通过与各前端部22aa、22bb、23aa、23bb相对的Z轴绕组线的一部分(与上述前端部相对应的部分)的磁通量的数量，在前端部22aa和前端部22bb大致相等，并且在前端部23aa和前端部23bb大致相等，因此，在Z轴绕组线中不产生电位差。由此，能避免各轴的耦合，能够实现有关XYZ轴绕组线24～26没有偏斜的灵敏度。对此，若不是在均匀地覆盖十字型铁心2的X轴臂22a、22b的前端面和Y轴臂23a、23b的前端面的状态下设置Z轴绕组线的结构(在与前端面相对应的部分和其上下方向上均匀地设置Z轴绕组线的结构)的情况，或者是没有用于决定Z轴方向位置(高度方向的位置)的结构，则如图10(b)所示，Z轴绕组线在十字型铁心2的X轴臂22a、22b的前端面和Y轴臂23a、23b的前端面中的某个面产生偏移，呈现通过各前端面的磁通量的数量不同的状态，在与上述前端面相对的Z轴绕组线的部分产生电位差。
另外，在本实施例中采用了如下的结构。在十字型铁心2中，如图5所示，在X轴臂22a、22b上缠绕了X轴绕组线24，在Y轴臂23a、23b上缠绕了Y轴绕组线25。在此，关于X轴绕组线24和Y轴绕组线25的绕线方法进行说明。将图6(a)所示的S作为缠绕开始端，在X轴绕组线24向箭头所示的方向缠绕。X轴绕组线24的缠绕范围是从X轴臂22a的根部开始缠绕向着一个臂即X轴臂22a的前端部22aa进行缠绕(箭头D1的方向)。
然后，当缠绕到与前端部22aa的边界部分时，如图6(b)的绕组线的箭头所示，从前端部22aa开始通过X轴臂22a的中间点和根部后跨基部21，经由另一个臂即X轴臂22b的根部和中间点，不向X轴臂22b的前端部22bb侧缠绕而是架过之后，再从架线目的地的前端部22bb的边界部分开始缠绕X轴绕组线24。在此，X轴绕组线24的缠绕范围从与X轴臂22b的前端部22bb的边界部分开始缠绕，向着X轴臂22b的根部进行缠绕(箭头D2的方向)。
以后缠绕时，向图6(a)所示的绕线开始端S返回，按照图6(a)、图6(b)的说明进行缠绕。然后，最终在图6(b)的缠绕结束端F结束缠绕。关于Y轴绕组线25的绕线方法，与X轴绕组线24的缠绕的情况完全相同，在将图6的状态向逆时针方向旋转90度的状态下，按照上述图6(a)、图6(b)的顺序进行缠绕。
X轴绕组线24的末端分别被捆扎在与前端部22aa、22bb对应的夹持片4的突片43上，用焊锡，将该线圈的端部连接到从外部端子31～38向突片43附近延伸的端子上。同样地，Y轴绕组线25的末端分别被捆扎在与前端部23aa、23bb对应的夹持片4的突片43上，用焊锡，将该线圈的端部连接到从外部端子31～38向突片43附近延伸的端子上。
如图7所示，Z轴绕组线26大致以四方形框状进行空心缠绕，配置并固定在沿着壳体1的内壁形成为环状的通路上。当然，Z轴绕组线26的绕组线形状不限于上述四方形框状，可以是作为圆框状和椭圆框状等适当的形状。如图7所示配置缠绕了X轴绕组线24和Y轴绕组线25的十字型铁心2。其结果，将Z轴绕组线26设置为大致四方形框状，以包围X轴臂22a、22b的前端部22aa、22bb和Y轴臂23a、23b的前端部23aa、23bb的外侧(图1、图7)。Z轴绕组线被设置为分别覆盖十字型铁心2的X轴臂22a、22b的前端面的整面和Y轴臂23a、23b的前端面的整面的状态。
在壳体1的配置Z轴绕组线26的位置附近，设在壳体1外部的外部端子35、36的端部突出，连接Z轴绕组线26的各末端。另外，在壳体1的底部的配置的十字型铁心2附近，设在外部的外部端子37、38的端部突出，连接X轴绕组线24和Y轴绕组线25的中心抽头。
然后，三轴天线的完成图如图8所示的平面图，图8的A-A剖视图如图9所示。由于按照图6的说明缠绕X轴绕组线24和Y轴绕组线25，因此，在一对X轴臂22a、22b的前端部22aa、22bb侧，且在一对Y轴臂23a、23b的前端部23aa、23bb，绕组线24、25的电位相等，能够使上述X轴绕组线24和Y轴绕组线25的电场对Z轴绕组线26的影响相等，能够实现关于Z轴绕组线26没有偏斜的灵敏度，所述Z轴绕组线26在X轴臂22a、22b的前端部22aa、22bb和Y轴臂23a、23b的前端部23aa、23bb的外侧设置成大致四方形框状。
若使用具有如上构成的三轴天线的天线线圈单元100构成接收装置，则如图11所示。接收装置具有：与端子31及端子32连接的第一放大器81，所述端子31与X轴绕组线24的绕线开始端部XS连接，所述端子32与绕线结束端部XF连接；与端子33及端子34连接的第二放大器82，所述端子33与Y轴绕组线25的绕线开始端部YS连接，所述端子34与绕线结束端部YF连接；与端子35及端子36连接的第三放大器83，所述端子35与Z轴绕组线26的绕线开始端部ZS连接，所述端子36与绕线结束端部ZF连接。
所述接收装置还具有：连接在第一放大器81的2个输入端子之间的电容器C1；连接在第二放大器82的2个输入端子之间的电容器C2；连接在第三放大器83的2个输入端子之间的电容器C3。所述接收装置还具有将第一至第三放大器81～83的某个输出作为接收信号的接收选择电路84。即，接收选择电路84比较放大器81～83的输出电平，选择最大的输出电平的信号后向接收信号的处理电路输出。与X轴绕组线24和Y轴绕组线25的中心抽头XC、YC连接的端子37、38和与Z轴绕组线26的绕线开始端部ZS连接的端子35，在电路板侧共通连接并接地。取XC、YC、ZS的字尾，将该连接表示为CCS。于是，在使与Z轴绕组线26的绕线结束端部ZF连接的端子和中心抽头XC、YC接地的情况下，能够表示为CCF。
对此，在不使用X轴绕组线24与Y轴绕组线25的中心抽头XC、YC，而将端部XS、XF的某一个和端部YS、YF中的某一个与端部ZS、ZF中的某一个连接的情况下，存在能够用SSS、FFF、FFS、FSF、FSS、SFF、SFS、SSF表示的连接。进行该8种接收灵敏度特性与上述CCS的接收灵敏度特性的比较试验的结果，在CSS连接的情况下，得到了峰值高、且关于XYZ轴峰值频率一致的特性，即，在3个轴偏斜少的特性。图14示出CCS连接的情况，图15示出FFF连接的情况。如图15的试验结果所示，可知在FFF连接的情况下由于耦合而中心频率偏移。再有，在各图表中，纵轴是阻抗，1个刻度是50KΩ，横轴是频率，横轴的中心是134.2KHz，横轴的宽是30KHz。再有，关于CCF进行特性试验的结果，得到了与CCS大致同样的特性。
在上述图11的结构中，在三轴天线中具有端子31～38的8个端子的结构，但也可以如图12所示，在三轴天线中，采用共通连接端子37、38和端子35，具有6个端子的结构。另外，如图13所示，用2个绕组线构成X轴绕组线24，并用2个绕组线构成Y轴绕组线25。也可以采用在电路板侧与端子35共通连接端子37A、37B、38A、38B并且接地的结构，所述端子37A、37B、38A、38B与X轴绕组线24和Y轴绕组线25的各中心抽头XC、YC连接。
通过将电容器C1～C3组装在壳体1中，能够实现具有6个端子外部端子的天线线圈单元。此外，也能够实现在壳体1上组装了放大器81～83的天线线圈单元。此外，也能通过将接地的绕组线的末端集中在一个端子上来成为6端子。
图3中的夹持片4，也可以采用与十字型铁心2一体形成而覆盖十字型铁心2的前端部22aa、22bb、23aa、23bb的结构。
图2中示出的壳体1中的扇形凸部12不限于该形状，也可以是大致矩形或者大致圆形。
也可以取代图6中示出的绕组线的X轴绕组线24的绕线方法，如图16、图17所示进行缠绕。即，如图16所示，从十字型铁心2的前端部22aa开始向着X轴臂22a的根部方向缠绕，按对角跨过基部21后，到达另一个臂即X轴臂22b的根部，从上述X轴臂22b的根部向前端部22bb侧缠绕，以使缠绕在X轴臂22a、22b上的绕组线所产生的磁通量的方向一致。另外，也可以如图17所示，从十字型铁心2的前端部22aa开始向着X轴臂22a的根部方向缠绕，向对向侧边跨过基部21后，到达另一个臂即X轴臂22b的根部，从上述X轴臂22b的根部向前端部22bb侧缠绕，以使缠绕在X轴臂22a和X轴臂22b上的绕组线所产生的磁通量互相抵消。此外，也可以进行在从前端部22aa到X轴臂22a的根部之间缠绕多层来进行组合缠绕。当然，从X轴臂22b的根部到前端部22bb之间的绕组线的绕线方法也同样。