天线设备及其制造方法与流程

1.本发明涉及通信设备技术领域，特别是涉及一种天线设备及其制造方法。


背景技术：

2.近几年，在汽车等的车辆和房屋等中，智能钥匙系统(smart key system)正在被实用化。此智能钥匙系统，用电磁波接收有关无线id密码等信息，如果此id密码等被对比并通过的话，持有者就可以不使用机械钥匙，而直接对例如车辆和房屋等的门的进行上锁及开锁，启动或者停止发动机。在这样的智能钥匙系统中，采用了用于接收信息的线圈天线的天线设备。
3.在这样的天线设备中，其主要部分具有下述结构：即包含棒状的磁芯，用于收纳棒状磁芯的骨架，以及把导线卷绕在骨架上而形成的线圈。但是，棒状的磁芯由于是由铁氧体等脆弱的脆性材料所构成的，在棒状的磁芯被收纳在骨架内的状态下，由于落下等而被施加冲击时候，其很容易损坏。并且，包含被损坏的棒状磁芯的天线设备中，天线设备的电感会减少，从而导致谐振频率变化，也就不能用目标频率进行通信。


技术实现要素：

4.基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种防止磁芯损坏的天线设备及其制造方法。
5.其技术方案如下：
6.一种天线设备，其特征在于，包括：
7.绕线架，所述绕线架包括基座和绕线轴，所述基座上设有接线口，所述接线口内设有针脚，所述绕线轴呈中空状，所述绕线轴包括沿轴向依次布置的装配部、过渡部及绕线部，所述装配部与所述基座配合；
8.线圈，所述线圈缠绕于所述绕线部外，所述线圈与所述针脚连接；
9.磁芯，所述磁芯部分或全部设于所述绕线轴的中空空间内；
10.外壳，所述外壳上设有安装空间及与所述安装空间连通的安装口，所述磁芯及所述绕线轴均通过所述安装口插入所述安装空间内；及
11.支撑件，所述支撑件与所述绕线架连接或一体成型设置，所述支撑件包括凸出所述绕线轴的外表面的第一接触部及第二接触部，当所述绕线轴伸入所述安装空间时，所述支撑件位于所述安装空间内，所述第一接触部及所述第二接触部分别与所述安装空间内的顶壁及底壁接触或间隙配合。
12.上述天线设备，磁芯部分或全部设于绕线轴的中空空间内，线圈缠绕于绕线架外且线圈与基座上的针脚连接，线圈可通过针脚与外部电路电性连接，磁芯与绕线架通过安装口插入安装空间的方式与外壳装配。理论上，只要绕线架和外壳配合精度足够，安装后绕线轴自然就会处在外壳里面且不和外壳接触，但由于精度控制的误差以及机械等方面的加工精度的限制，实际绕线架插入外壳后由于没有紧密配合好，而又由于磁芯的长度比较长
具有一定的重量且绕线轴和外壳间预留的缝隙非常小，因此很容易造成位于绕线部远离过渡部的一端因为配合差和重力的原因和外壳接触，换言之这种接触是绕线轴和外壳的一个直接的物理接触，会影响整体的防震效果。由于绕线架连接或一体成型有支撑件，支撑件设有凸出绕线轴外表面的第一接触部和第二接触部，当磁芯与绕线架插入安装空间后，第一接触部与安装空间的顶壁接触或间隙配合，第二接触部与安装空间的底壁接触或间隙配合，如此，第一接触部和第二接触部相当于绕线轴的定位机构，可使绕线轴在安装空间内相对外壳处于悬空状态，避免了绕线轴与外壳直接接触，减少了外壳可能因碰撞而对绕线轴产生的直接冲击。可见，第一接触部和第二接触部作为绕线轴远处端和外壳之间的缓冲，可对绕线轴进行保护，使天线设备的防震效果更好，防止天线设备的磁芯因为震动而出现损坏的情况。
13.在其中一个实施例中，所述支撑件包括第一分体、第二分体及第三分体，所述第二分体及所述第三分体分别与所述第一分体的两端连接，所述绕线轴位于所述第二分体及所述第三分体之间，所述第一接触部设于所述第一分体远离所述第二分体及所述第三分体的一侧，所述第二分体和/或所述第三分体远离所述第一分体的端部为所述第二接触部。
14.在其中一个实施例中，所述第二分体及所述第三分体远离所述第一分体的一端弯折形成所述第二接触部。
15.在其中一个实施例中，所述基座包括连接部、插入部及引线框，所述连接部设有所述接线口，所述插入部设有插口，所述绕线轴的一端插入所述插口内，所述引线框以埋设的方式固定在所述连接部内，所述引线框包括伸出在所述接线口内的所述针脚、埋设在所述连接部内的埋设部分、以及伸出所述连接部的绕线端子，其中所述线圈连接于所述绕线端子后经由所述埋设部分和所述针脚电性连接。
16.在其中一个实施例中，所述埋设部分形成有裸露在外的裸露部，所述裸露部用于电性连接电容并与所述线圈形成谐振回路。
17.在其中一个实施例中，所述磁芯与所述绕线轴的底壁之间存在间隙，且该间隙内设有第一减震层。
18.在其中一个实施例中，所述绕线轴的底壁上设有凹槽，所述凹槽内填充有所述第一减震层。
19.在其中一个实施例中，所述绕线轴靠近所述基座的一端的底壁设有流通孔。
20.在其中一个实施例中，所述绕线轴靠近所述基座的一端设有通气开口。
21.在其中一个实施例中，所述绕线轴的底面与所述外壳之间设有第二减震层，所述绕线轴的其他面与所述外壳的内壁之间存在间隙。
22.在其中一个实施例中，所述第一减震层与所述第二减震层为胶水的凝固物。
23.一种如上述任一项所述的天线设备的制造方法，包括以下步骤：
24.将所述支撑件连接或一体成型在所述绕线架上；
25.将所述绕线架由所述安装口插入所述外壳，使所述磁芯及所述绕线轴位于所述外壳的安装空间内；
26.向所述安装口内填充所述胶水，所述胶水从所述绕线轴与所述外壳之间的缝隙向所述绕线轴的底面与所述外壳之间流动并凝固形成所述第二减震层，同时，所述胶水进入所述绕线轴内流向所述绕线轴的底壁与所述磁芯之间的缝隙以及所述凹槽内，凝固以形成
所述第一减震层；
27.在所述安装口处沿由内至外的次序依次灌入第一灌封材料及第二灌封材料，所述第一灌封材料的凝结速度快于第二灌封材料的凝结速度。
28.上述天线设备的制造方法，支撑件连接或一体成型在绕线架上，支撑件包括凸出绕线轴外表面的第一接触部和第二接触部，当绕线轴放置在外壳内时，第一接触部和第二接触部能够分别与外壳的顶壁及底壁接触或间接配合，如此，可使绕线轴悬空，第一接触部与第二接触部作为绕线轴和外壳之间的缓冲，可对绕线轴进行保护，使天线设备的防震效果更好。通过将绕线轴以插入的方式与外壳装配，并在绕线轴的底面与外壳之间填充胶水以形成第二减震层，在绕线轴底壁与磁芯之间以及凹槽内填充胶水以形成第一减震层，如此，既可以使绕线轴与外壳粘接固定，又可以避免绕线轴过多地和外壳直接接触，既可以使磁芯与绕线轴粘接固定，又可以避免磁芯与绕线轴之间产生过多的硬性接触。一方面胶水凝固后可对绕线轴以及磁芯进行减震，对绕线轴以及磁芯进行保护，降低绕线轴及磁芯的震动幅度，另一方面在受到较大外力冲击的时候由于绕线轴只是底面和外壳通过胶水直接接触，同样磁芯也是底面和绕线轴通过胶水直接接触，这样从外壳反弹回来的应力无法直接从其他的面传递给绕线轴以及磁芯，可保护绕线轴并进一步防止绕线轴内的磁芯由于震动导致的损伤，使天线设备即使在存在较大震动等情况下也可正常工作，提高了天线设备工作的稳定性，提升天线设备的使用寿命，同时在安装口处依次灌入第一灌封材料及第二灌封材料，由于第一灌封材料的凝结速度较快，可对绕线轴与外壳的装配进行固定，避免第二灌封材料进入绕线轴所在的空间，确保绕线轴只有底面和外壳通过胶水接触，随后第二灌封材料可填充剩余的空间，使安装完成后的天线设备的密封性和整体性更好。
附图说明
29.图1为本发明实施例一所述的天线设备的结构示意图；
30.图2为图1中天线设备的结构爆炸示意图；
31.图3为图2中圈c处的结构放大示意图；
32.图4为图1中外壳的结构示意图；
33.图5为图1中绕线轴及支撑件的结构示意图；
34.图6为图1中a-a线的剖视图；
35.图7为图6中圈d处的结构放大示意图；
36.图8为图1中b-b线的剖视图；
37.图9为本发明实施例一所述的绕线轴、磁芯、线圈以及支撑件装配后的示意图；
38.图10为本发明实施例一所述的绕线架、线圈、磁芯及支撑件的结构示意图。
39.附图标记说明：
40.100、绕线架；110、基座；111、接线口；112、针脚；113、连接部；114、插入部；114a、插口；115、引线框；115a、埋设部分；115b、绕线端子；115c、裸露部；120、绕线轴；121、中空空间；1211、凹槽；122、装配部；123、过渡部；124、绕线部；125、流通孔；126、通气开口；200、线圈；300、磁芯；400、外壳；401、安装口；402、缺口；500、支撑件；510、第一接触部；520、第二接触部；530、第一分体；540、第二分体；550、第三分体；610、第一减震层；620、第二减震层；710、第一灌封材料；720、第二灌封材料。
具体实施方式
41.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
42.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
43.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
44.本发明中“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
45.如图1至图5所示，天线设备包括绕线架100、线圈200、磁芯300、外壳400及支撑件500。绕线架100包括基座110和绕线轴120。基座110上设有接线口111，接线口111内设有针脚112。绕线轴120呈中空状。绕线轴120包括沿轴向依次布置的装配部122、过渡部123及绕线部124，装配部122与基座110配合。线圈200缠绕于绕线部124外。线圈200与针脚112连接。磁芯300部分或全部设于绕线轴120的中空空间121内。外壳400上设有安装空间及与安装空间连通的安装口401，磁芯300及绕线轴120均通过安装口401插入外壳400安装空间内绕线部124外壳400。支撑件500与绕线架100连接或一体成型设置。支撑件500包括凸出绕线轴120的外表面的第一接触部510及第二接触部520。当绕线轴120伸入安装空间时，支撑件500位于安装空间内。第一接触部510及第二接触部520分别与安装空间的顶壁及底壁接触或间隙配合。
46.上述天线设备，磁芯300部分或全部设于绕线轴120的中空空间121内，线圈200缠绕于绕线架100外且线圈200与基座110上的针脚112连接，线圈200可通过针脚112与外部电路电性连接，磁芯300与绕线架100通过安装口401插入安装空间的方式与外壳400装配。理论上，只要绕线架100和外壳400配合精度足够，安装后绕线轴120自然就会处在外壳400里面且不和外壳400接触，但由于精度控制的误差以及机械等方面的加工精度的限制，实际绕线架100插入外壳400后由于没有紧密配合好，而又由于磁芯300的长度比较长具有一定的重量且绕线轴120和外壳400间预留的缝隙非常小，因此很容易造成位于绕线部124远离过渡部123的一端因为配合差和重力的原因和外壳400接触，换言之这种接触是绕线轴120和外壳400的一个直接的物理接触，会影响整体的防震效果。由于绕线架100连接或一体成型有支撑件500，支撑件500设有凸出绕线轴120外表面的第一接触部510和第二接触部520，当磁芯300与绕线架100插入安装空间后，第一接触部510与安装空间的顶壁接触或间隙配合，第二接触部520与安装空间的底壁接触或间隙配合，如此，第一接触部510和第二接触部520相当于绕线轴120的定位机构，可使绕线轴120在安装空间内相对外壳400处于悬空状态，避免了绕线轴120与外壳400直接接触，减少了外壳400可能因碰撞而对绕线轴120产生的直接冲击。可见，第一接触部510和第二接触部520作为绕线轴120和外壳400之间的缓冲，可对绕线轴120进行保护，使天线设备的防震效果更好，防止天线设备的磁芯因为震动而出现损坏的情况。
47.如图2和图5所示，在本实施例中，支撑件500位于绕线部124远离过渡部123的一
端。
48.可选地，如图5和图9所示，线圈200的两端由绕线轴120的同一端向绕线轴120的另一端绕圈，使线圈200的两端部均可与基座110上的针脚112连接。但在其他实施例中，线圈200也可包括相连接的绕卷部及通过部，绕卷部为铜线由绕线轴120的一端绕卷至绕线轴120的另一端形成，通过部的一端与绕卷部的一端连接，通过部的另一端横跨绕线轴120与绕卷部的另一端位于绕线轴120的同一端。
49.具体地，在本实施例中，如图3和图5所示，支撑件500包括第一分体530、第二分体540及第三分体550。第二分体540及第三分体550分别与第一分体530的两端连接。绕线轴120位于第二分体540及第三分体550之间。第一接触部510设于第一分体530远离第二分体540及第三分体550的一侧。第二分体540/或第三分体550远离第一分体530的端部为第二接触部520。该支撑件500结构简单，且具有较高的支撑稳定性，能支撑绕线轴120使绕线轴120在外壳400的安装空间内处于悬空状态，避免了绕线轴120与外壳400之间具有较大面积的直接接触。此外，当外壳400受到冲击时，第二分体540与第三分体550会发生弹性形变，如此，可减弱外壳400传递至绕线轴120的冲击。
50.需要说明的是，“第二分体540/或第三分体550远离第一分体530的端部为第二接触部520”包括第二分体540远离第一分体530的端部为第二接触部520，或第三分体550远离第一分体530的端部为第二接触部520，或第二分体540和第三分体550远离第一分体530的端部均为第二接触部520三种实施方式。
51.为了提高支撑件500对绕线轴120支撑时的稳定性，具体地，在本实施例中，如图3所示，第二分体540和第三分体550远离第一分体530的端部均为第二接触部520。如此，两个第二接触部520与第一接触部510之间可形成较为稳定的三角形结构。
52.具体地，在本实施例中，第二分体540及第三分体550远离第一分体530的一端弯折形成第二接触部520。
53.在一实施例中，如图2及图10所示，基座110包括连接部113、插入部114及引线框115。连接部113设有接线口111。插入部114设有插口114a。绕线轴120的一端插入插口114a内，引线框115以埋设的方式(例如一体成型的方式)固定在连接部113内。引线框115包括伸出在接线口111内的针脚112、埋设在连接部113内的埋设部分115a、以及伸出连接部113的绕线端子115b。其中线圈200连接于绕线端子115b后经由埋设部分115a和针脚112电性连接。此时基座110与绕线轴120为插接配合，可先将磁芯300装入绕线轴120内，再将绕线轴120插入插口114a内，使装配更简单，有利于提高生产效率。
54.具体地，如图2及10所示，针脚112的一端依次穿设连接部113及插入部114并伸出插入部114，线圈200通过绕卷针脚112伸出插入部114的端部，实现线圈200与针脚112的连接。
55.在其他实施例中，基座110与绕线轴120也可为一体成型结构。
56.可选地，如图10所示，埋设部分115a形成有裸露在外的裸露部115c，裸露部115c用于电性连接电容并与和线圈200形成谐振回路。
57.上述磁芯300及绕线架100可采用如下装配方法，包括如下步骤：
58.将磁芯300装入绕线轴120的中空空间121内；
59.将绕线轴120与基座110装配；
60.在绕线轴120上绕圈线圈200，并将线圈200的端部与针脚112连接。
61.此时先完成绕线轴120与基座110的装配再绕卷线圈200，方便了线圈200与针脚112的连接，且在将磁芯300与绕线轴120装配时不需要考虑对线圈200的保护，操作更简单。
62.可选地，如图1和图2所示，基座110的连接部113位于外壳400外，基座110的插入部114部分插入安装口401内，连接部113与插入部114之间通过配合部连接，且连接部113、配合部及插入部114围成u型结构，外壳400在安装口401的边缘处设有缺口402，配合部与缺口402匹配，则将绕线架100插入安装口401的过程中通过配合部与缺口402的配合，对绕线架100的安装进行引导及定位，保证绕线架100与外壳400相对位置稳定。
63.可选地，如图2所示，插入部114的横截面尺寸大于绕线轴120的横截面尺寸，则在绕线轴120插入插入部114，同时将绕线轴120与插入部114装配的结构插入外壳400内之后，若插入部114与外壳400的内壁为过度或间隙配合时，绕线轴120与外壳400的内壁之间必然是间隙配合。
64.请参阅图2、图6至图8，在上述实施例的基础上，一实施例中，磁芯300与绕线轴120的底壁之间存在间隙，且该间隙内设有第一减震层610。如此，可防止绕线轴120震动时磁芯300与绕线轴120的底壁之间硬接触导致磁芯300受到损伤，起到良好的缓冲作用。
65.进一步地，在实施例中，如图3、图5及图8所示，绕线轴120的底壁上设有凹槽1211。凹槽1211内填充有第一减震层610。如此，可增大第一减震层610的厚度，提高了第一减震层610的减震效果，可对磁芯300进行有效保护，防止磁芯300发生折断等损伤。
66.请参阅图2、图6及图8，在上述实施例的基础上，一实施例中，绕线轴120的底面与外壳400之间设有第二减震层620。绕线轴120的其他面与外壳400的内壁之间存在间隙。绕线轴120的底面与外壳400之间设有第二减震层620，第二减震层620可起到缓冲作用，降低绕线轴120的震动幅度。由于绕线轴120的其他侧面与外壳400的内壁之间存在间隙，使绕线轴120在震动或者不慎跌落时不会与外壳400的内壁产生过多的硬接触，即避免因为外壳400的形变而通过其他的面传递应力给绕线轴120，因此可保护绕线轴120并进一步防止绕线轴120内的磁芯300由于震动或者跌落等外力因素导致的损伤，使天线设备即使在存在震动等情况下也可正常工作，提高了天线设备工作的稳定性，提升天线设备的使用寿命。
67.具体地，在本实施例中，第一减震层610与第二减震层620为胶水的凝固物。如此，使得第一减震层610和第二减震层620具有良好的缓冲作用下，还能提高磁芯300、绕线轴120以及外壳400三者之间安装的牢固性。
68.为了使进入外壳400内的胶水能够进行绕线轴120内以在绕线轴120的底壁与磁芯300之间形成第一减震层610。具体地，在本实施例中，如图6所示，绕线轴120靠近基座110的一端的底壁设有流通孔125。
69.具体地，流通孔125设置在绕线轴120的过渡部123的底壁。
70.为了确保胶水能够在绕线轴120的底壁均匀流动，具体地，在本实施例中，如图5及图6所示，绕线轴120靠近基座110的一端设有通气开口126。
71.具体地，通气开口126设置在绕线轴120的过渡部123的顶壁。
72.可选地，胶水为聚氨酯树脂。聚氨酯树脂性质稳定，粘接性好，同时强度高，可保证绕线轴120与磁芯300以及绕线轴120与外壳400的内壁之间粘接稳定，同时减震效果好。
73.在其他实施例中，胶水也可为聚乙烯胶水或聚丙烯胶水等。
74.上述天线设备可采用如下制造方法，包括以下步骤：
75.将支撑件500连接或一体成型在绕线架100上；
76.将绕线架100由安装口401插入外壳400，使磁芯300及绕线轴120位于外壳400的安装空间内；
77.向安装口401内填充胶水，胶水从绕线轴120与外壳400之间的缝隙向绕线轴120的底面与外壳400之间流动并凝固形成第二减震层620，同时，胶水进入绕线轴120内流向绕线轴120的底壁与磁芯300之间的缝隙以及凹槽1211内，凝固以形成第一减震层610；
78.在安装口401处沿由内至外的次序依次灌入第一灌封材料710及第二灌封材料720，第一灌封材料710的凝结速度快于第二灌封材料720的凝结速度。
79.上述天线设备的制造方法，支撑件500连接或一体成型在绕线架100上，支撑件500包括凸出绕线轴120外表面的第一接触部510和第二接触部520，当绕线轴120放置在外壳400内时，第一接触部510和第二接触部520能够分别与外壳400的顶壁及底壁接触或间接配合，如此，可使绕线轴120悬空，第一接触部510与第二接触部520作为绕线轴120和外壳400之间的缓冲，可对绕线轴120进行保护，使天线设备的防震效果更好。通过将绕线轴120以插入的方式与外壳400装配，并在绕线轴120的底面与外壳400之间填充胶水以形成第二减震层620，在绕线轴120底壁与磁芯300之间以及凹槽1211内填充胶水以形成第一减震层610，如此，既可以使绕线轴120与外壳400粘接固定，又可以避免绕线轴120过多地和外壳400直接接触，既可以使磁芯300与绕线轴120粘接固定，又可以避免磁芯300与绕线轴120之间产生过多的硬性接触。一方面胶水凝固后可对绕线轴120以及磁芯300进行减震，对绕线轴120以及磁芯300进行保护，降低绕线轴120及磁芯300的震动幅度，另一方面在受到较大外力冲击的时候由于绕线轴120只是底面和外壳400通过胶水直接接触，同样磁芯300也是底面和绕线轴120通过胶水直接接触，这样从外壳400反弹回来的应力无法直接从其他的面传递给绕线轴120以及磁芯300，可保护绕线轴120并进一步防止绕线轴120内的磁芯300由于震动导致的损伤，使天线设备即使在存在较大震动等情况下也可正常工作，提高了天线设备工作的稳定性，提升天线设备的使用寿命，同时在安装口401处依次灌入第一灌封材料710及第二灌封材料720，由于第一灌封材料710的凝结速度较快，可对绕线轴120与外壳400的装配进行固定，避免第二灌封材料720进入绕线轴120所在的空间，确保绕线轴120只有底面和外壳400通过胶水接触，随后第二灌封材料720可填充剩余的空间，使安装完成后的天线设备的密封性和整体性更好。
80.具体地，在向外壳400内灌装胶水时，可先使得外壳400具有安装口401的一端被垫高，如此，灌注胶水时有助于胶水在外壳400内流动，并从流通孔125进入绕线轴120内以便胶水能够充分填充在磁芯300与绕线轴120的底壁之间。
81.具体地，第一灌封材料710为单组分硅胶，第二灌封材料720为聚氨酯胶水。此时第一灌封材料710主要作用为快速凝固形成隔离带防止第二灌封材料720进入绕线轴120与外壳400之间的空间以及防止第二灌封材料720进入绕线轴120与磁芯300之间的空间，而第二灌封材料720的渗透性好，可形成细密的绝缘和防潮性能的封装层。
82.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
83.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。