JP2007053578A - アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末の外観や性能を損なうことなく、小型で携帯端末に内蔵することができるアンテナを提供することを目的とする。
【解決手段】所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３と、フェライト部３に巻かれたコイル部２を有し、コイル部２の巻き始め、巻き終わりの両端部には、電気信号を出し入れするための端子部５が別途設けられ、フェライト部３とコイル部２が、空洞の直方体の一面が取り除かれた絶縁物の中へ格納され、一面が取り除かれた空洞の直方体の内部に、フェライト部３とコイル部２が格納された状態で、絶縁性の樹脂で覆われている構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信やトランスミッターなどの無線通信を行う電子機器等に好適に用いられるアンテナ、特にＦＭ周波数帯用のアンテナに関するものである。

近年、携帯端末において、通話を行うためのホイップアンテナや内蔵アンテナを設け、各アンテナに加えて他の電子機器との間でデータの無線通信を行うためにアンテナを搭載するものが増えてきている。

また、ノートブックパソコンなどの携帯型モバイル電子機器においても、無線ＬＡＮなどを用いて静止画・動画といったデータ通信を無線で行うものが増えてきており、その電子機器内にアンテナを搭載するものも増えてきている。

更に、最近では携帯端末の多機能化が進められており、ブルーツゥース機能やＧＰＳ機能を搭載したものやＦＭ放送を受信できる携帯端末も増えてきている。

携帯端末の多機能化の中でも、ＦＭラジオ受信機能を搭載した携帯端末は年々増加しており、国内だけではなく欧州や米州においても需要が拡大している。

現在の携帯端末において、ＦＭ放送の受信をおこなう方法としては、通常は携帯端末に収納されているロッド型アンテナを、使用時に引き伸ばして使用する方法が採られてきたが、近年では、イヤホンコードを携帯端末に差し込み、イヤホンコードを受信アンテナとして用いてＦＭ放送を受信する方法が増えてきている。一例として（特許文献１）に開示されている。

ここで、図４は従来の技術におけるアンテナの構成図であり、イヤホンコードがＦＭ受信アンテナとして使われている。図４において、１００はイヤホン、１０１はイヤホンコード、１０２は受信端末である。イヤホンコード１０１によりＦＭ信号が受信され、受信端末１０２においてアンテナ同調回路の周波数をＦＭラジオの周波数に合わせて受信をおこなっている。
特開平９−３１２８９４号公報

しかしながら、利用者が、携帯端末でイヤホンコードを使ってＦＭ放送を受信する場合、携帯端末の他に、常にイヤホンコードを持ちあるかなければならないといった煩わしさがある。

更に、イヤホンコードは外部アンテナであることから、イヤホンコードと携帯端末を接続させるコネクターを携帯端末に設けなければならず、小型・薄型化が進む携帯端末においてコネクターの占める面積を確保するのが困難になってきているといった問題がある。

本発明は、これらの問題に鑑み、携帯端末の外観や性能を損なうことなく、小型で携帯端末に内蔵することができるアンテナを提供することを目的とする。

本発明は、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部と、フェライト部に巻かれたコイル部を有し、コイル部の巻き始め、巻き終わりの両端部には、電気信号を出し入れするための端子部が別途設けられ、フェライト部とコイル部が、空洞の直方体の一面が取り除かれた絶縁物の中へ格納され、一面が取り除かれた空洞の直方体の内部に、フェライト部とコイル部が格納された状態で、絶縁性の樹脂で覆われている構成とした。

本発明のアンテナによれば、受信感度が良く、耐環境性に優れた、面実装タイプの小型のアンテナを実現することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部と、フェライト部に巻かれたコイル部を有し、コイル部の巻き始め、巻き終わりの両端部には、電気信号を出し入れするための端子部が別途設けられ、フェライト部とコイル部が、空洞の直方体の一面が取り除かれた絶縁物の中へ格納され、一面が取り除かれた空洞の直方体の内部に、フェライト部とコイル部が格納された状態で、絶縁性の樹脂で覆われていることを特徴とするＦＭ周波数帯用アンテナであって、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部によりアンテナの小型化とＦＭ放送受信において損失の少ない受信ができＦＭアンテを携帯端末に内蔵させることが可能となる。

本発明の請求項２に記載の発明は、フェライト部の表面が絶縁性物でコーティングされていることを特徴とする請求項１記載のアンテナであって、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部に直接コイルを巻くことができ生産性を向上させることができるとともに、耐環境性を確保することができるようになる。

本発明の請求項３に記載の発明は、端子部が、フェライト部に形成されたコイル部と直交する面よりも小さく構成されることを特徴とする請求項１，２の内いずれか１項に記載のアンテナであって、電気信号を出し入れするための端子部が、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部に形成されたコイル部と直交する面よりも小さく構成されることでフェライト部を通過する磁束の通過を妨げることなく良好なＦＭ受信をすることが可能となる。

本発明の請求項４に記載の発明は、フェライト部の形状が直方体であり、その角にアールが設けられたことを特徴とする請求項１〜３の内いずれか１項に記載のアンテナであって、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部の形状が直方体でありその角に面取り部を設けることにより巻き線時の所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部への機械的ダメージを軽減でき、かつコイル部が面取り部にそって巻かれるためコイル部への巻き線によるダメージも軽減できる。また所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部をあらかじめコイル状に巻かれたコイル部へ挿入してアンテナを形成する場合において挿入時の引っ掛かりをなくすことができ歩留まりを向上することができる。

本発明の請求項５に記載の発明は、フェライト部の形状が円柱状であることを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のアンテナであって、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部の形状を円柱状にすることによりコイル部２の形成時の製造工法が簡易化され製造コストを低減することができる。

本発明の請求項６に記載の発明は、少なくとも一部が未焼成のフェライト部と、フェライト部に巻かれたコイル部とを備えるアンテナ部を有し、アンテナ部を絶縁性材料で被覆或いは絶縁性材料に格納したことを特徴とするアンテナである。

本発明の請求項７に記載の発明は、アンテナ部を絶縁性材料で構成されたケースに格納し、ケースの開口部を樹脂で封止したことを特徴とする請求項６に記載のアンテナである。

（実施の形態１）
以下、図面を用いて本発明の実施の形態１について説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるＦＭ周波数帯用アンテナの組立状態を示す説明図であり、図２は本発明の実施の形態１におけるＦＭ周波数帯用アンテナを示す斜視図である。

図１、図２において、１はアンテナ部、２はコイル部であり、２ａは端部である。また、３はフェライト部、４はカバー部、５は端子部、６は樹脂部である。なお、１０はアンテナを示す。

図１に示すように、アンテナ部１はフェライト部３にコイル部２が巻き付けられた構成となっており、アンテナ部１はカバー部４に挿入配置され、コイル部２の両端の端部２ａは、カバー部４の端子部５と接続される。そして、図２に示すように、アンテナ部１が配置されたカバー部の空隙に樹脂が充填されて樹脂部６が形成された構成となっている。フェライト部３は、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたものである。カバー部４は絶縁性の材料を用いることができる。

次に、図１、図２を用いてアンテナ１０を構成する各部の詳細について説明する。

まず、アンテナ部１のコイル部２について説明する。

コイル部２は、図１に示されているように金属線を巻いた巻線により構成されており、巻線は、隙間を設けて巻かれるか、密着して巻かれている。巻線の巻き方や巻数によってコイル部２のインダクタンスを調整することができる。コイル部２のインダクタンスは、コイルの巻数の２乗に比例し、コイルの面積に比例し、コイルの長さに反比例する。

コイル部２を構成する巻線としては、銅、銅合金、銀、銀合金、金、金合金、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金等の少なくとも１つで構成することが好ましく、それらの中でも特に、コスト面、強度面、扱い易さなどを考慮すると、銅あるいは銅合金で構成することが好ましい。

コイル部２に、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３を挿入することで、コイル部２へ誘起される電圧は、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３のもつ透磁率倍される。これによりＦＭ放送受信時に感度の良い受信をすることができる。またＦＭ放送受信の場合は、ＦＭの放送周波数帯である７４ＭＨｚから１０８ＭＨｚでの透磁率の損失分であるμ“が小さいことが必要とされる。

次に、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３について説明する。

所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３は、金属磁性材料に比べ高周波領域まで一定の透磁率と低い磁気損失を保持できる。しかしながら、ＦＭ周波数帯である１００ＭＨｚ帯域では、磁気緩和、磁気共鳴現象により急激に透磁率が低下し、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３の磁気損失は、限界周波数付近で急増してしまう。

したがって、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３は、高周波領域で使用する場合に発生する渦電流損失を小さくするために電気絶縁性に優れたものが良く、さらにインピーダンスを高くするためには比透磁率の大きいものが望ましく、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、または、Ｍｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトが適当である。柔軟性をもったフェライト部材は、液状の溶剤に前記フェライト系磁性体の粉体を混ぜ合わせ固めることで、アンテナ部１のコア材とする。

液状の溶剤としては、ブチラール等の樹脂とフタール酸系の可塑剤と酢酸ブチル等の溶剤とを溶解させたビークルや、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系等の熱可塑性樹脂やエポキシ系、アミド系等の熱硬化樹脂等あるいは、それらの共重合体が用いられる。

このようにして作成された所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３は、乾式成形により成型され焼成されたコア材と比較すると透磁率の損失分であるμ“がＦＭ周波数帯の上限周波数である１００ＭＨｚ近傍まで０に近い値を示す。

また所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３は、コイル部２を直接巻くことが困難な場合は、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３の中へ挿入してもよい。

このとき所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３の角を図３に示すように予め面取り部７または、アールを設けて成型することによりコイル部２への挿入を容易にすることができ歩留まりの良い製造をすることができるようになる。なお、図３は本発明の実施の形態１におけるＦＭ周波数帯用アンテナのアンテナ部の他の例を示す斜視図である。

また、予め、面取り部７または、アールを設けることでコイル部２との干渉による所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３へのダメージを軽減する効果もある。

このため、この所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３をアンテナ部１のコア材として利用することでＦＭ放送の受信レベルを向上させることができる。

次に絶縁性の材料で形成されたカバー部４およびカバーへ充填される樹脂部６について説明する。

所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３は、焼成体でないため、そのままの使用では、耐環境性に対して弱いという欠点を有している。このため耐環境性を確保するためにコイル部２の形成された所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３を絶縁性の材料で形成されたカバー部４の中へ挿入し、絶縁性の樹脂を充填する構造とすることで耐環境性を確保することができるようになる。このとき樹脂部６に使用する樹脂は、絶縁性の確保できる樹脂であればなんでもよく、本形態では、エポキシ系の樹脂を使用した。なお、アンテナ部１を絶縁体で構成されるケース部４に格納し、その開口部に樹脂部６を形成する構成に限定されるものではなく、アンテナ部１を絶縁体で被覆してもよい。その際、コイル部２の端部２ａを絶縁体被覆から露出させれば、外部接続端子として機能を持たせることができる。

また所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３は、焼結していないため表面がポーラスな構造を有している。このため所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３の表面をシリコーン系等の樹脂であらかじめコーティングすることでも同じように耐環境性を有したＦＭアンテナコア材とすることができる。

この場合は、コーティングすることで所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３の強度が上がるため直接コイル部２を巻き線することが可能となる。

また所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３がコーティングされ耐環境性が向上するため、絶縁性の材料で形成されたカバー部４を用いずに、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３上に印刷、スパッタ、めっき等で電極を直接形成してもよく、また金属キャップらの金属端子を圧入して端子としＦＭ受信用アンテナとすることもできる。

次に端子部５について説明する。端子部５は、ＦＭ放送を受信した際にコイル部２へ誘起される電圧によって生じる電流を取り出すために必要な端子であり、電気信号を損失なく伝達できる金属であれば何でもよく本実施の形態では、りん青銅を使用した。

また、ここで使用する端子部５の形状は、ケース内部に保持されている所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３のコイルと直交する面すべてを覆わないように設計するようにする必要がる。

所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３のコイル部２と直交する面を端子部５ですべて覆ってしまうと磁束が所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３を通りにくくなり、ＦＭ受信レベルの劣化を招いてしまう。本実施の形態では、所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部３のコイル部２と直交する面の１／２以下になるように端子部５を設計した。

また端子部５とコイル部２の端部２ａとの接続は、半田または溶接等により接続される。

本発明の構成により、ＦＭアンテナを携帯端末に内蔵するのに最適な、受信感度が良く、耐環境性に優れた、面実装タイプの小型のＦＭアンテナを実現できることから、携帯端末にＦＭアンテナを内蔵することが可能となり、携帯端末の利用者がＦＭ放送を受信する際、イヤホンコードを携帯端末に接続する必要がなくなり、いつでもすぐにＦＭ放送を聞くことが可能となる。

また、携帯端末にイヤホンアンテナと接続するコネクターが必要でないことから小型・薄型化の携帯端末を実現することが可能となる。

更に、コネクターがなくなることで外見上もすっきりする上に、ＦＭアンテナの自動実装ができるようになることで製造工程も容易となり携帯端末の低コスト化につながり、また、携帯端末のコネクターによる静電気等による故障が減り、携帯端末の信頼性が向上する。

そして、ＦＭアンテナを携帯端末に内蔵するのに最適な受信感度が良く、耐環境性に優れた、面実装タイプの小型のＦＭアンテナを実現することができる。

本発明は、受信感度が良く、耐環境性に優れた、面実装タイプの小型のアンテナを実現することが求められる、移動体通信やトランスミッターなどの無線通信を行う電子機器等に好適に用いられるアンテナ、特にＦＭ周波数帯用のアンテナに有用なものである。

本発明の実施の形態１におけるＦＭ周波数帯用アンテナの組立状態を示す説明図 本発明の実施の形態１におけるＦＭ周波数帯用アンテナを示す斜視図 本発明の実施の形態１におけるＦＭ周波数帯用アンテナのアンテナ部の他の例を示す斜視図 従来の技術におけるアンテナの構成図

符号の説明

１ アンテナ部
２ コイル部
３ フェライト部
４ カバー部
５ 端子部
６ 樹脂部
７ 面取り部
１０ アンテナ
１００ イヤホン
１０１ イヤホンコード
１０２ 受信端末

Claims (7)

1. 所定の形状に湿式成型後、乾燥させたフェライト部と、前記フェライト部に巻かれたコイル部を有し、コイル部の巻き始め、巻き終わりの両端部には、電気信号を出し入れするための端子部が別途設けられ、前記フェライト部とコイル部が、空洞の直方体の一面が取り除かれた絶縁物の中へ格納され、前記一面が取り除かれた空洞の直方体の内部に、前記フェライト部とコイル部が格納された状態で、絶縁性の樹脂で覆われていることを特徴とするアンテナ。
2. 前記フェライト部の表面が絶縁性物でコーティングされていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
3. 前記端子部が、前記フェライト部に形成されたコイル部と直交する面よりも小さく構成されることを特徴とする請求項１，２の内いずれか１項に記載のアンテナ。
4. 前記フェライト部の形状が直方体であり、その角にアールが設けられたことを特徴とする請求項１〜３の内いずれか１項に記載のアンテナ。
5. 前記フェライト部の形状が円柱状であることを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のアンテナ。
6. 少なくとも一部が未焼成のフェライト部と、前記フェライト部に巻かれたコイル部とを備えるアンテナ部を有し、前記アンテナ部を絶縁性材料で被覆或いは絶縁性材料に格納したことを特徴とするアンテナ。
7. 前記アンテナ部を絶縁性材料で構成されたケースに格納し、前記ケースの開口部を樹脂で封止したことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ。

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