JP2011077824A - アンテナ装置、電波受信機器及びアンテナ装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水平方向に重畳して配置された複数のコア用板状部材71aからなるアンテナ構造体7を、合成樹脂製のモジュール部材6に形成したアンテナ収容部62内に収容することにより、合成樹脂製のアンテナカバーを不要とする。さらに、アンテナ構造体7と対向して渦電流損防止用の磁性部材収容部63をモジュール部材6に形成し、この磁性部材収容部63に渦電流損防止用の磁性部材65を収容した。
【選択図】図5
Description
非金属材料で形成され、厚み方向に掘り込まれたアンテナ収容部と複数の電子部品を保持する電子部品保持部とを備えている板状のモジュール部材と、
長尺なコアとこの長尺なコアの中央部に当該コアの長手方向と直交する方向に巻きつけられたコイルとを備え、前記アンテナ収容部内に収容されているアンテナ構造体とを備え、
前記長尺なコアは、磁性材料で形成され、前記板状のモジュール部材の厚み方向と直交する横断方向に重畳して配置された複数のコア用板状部材から形成されていることを特徴としている。
前記長尺なコアは、前記コイルの両端から突出した該長尺なコアの各端部から延びた一対の集磁部材を備えていることを特徴としている。
前記一対の集磁部材は、前記長尺なコアの端部を折り曲げることにより形成されていることを特徴としている。
前記一対の集磁部材を前記板状のモジュール部材の厚み方向に押さえ付ける押さえ部材をさらに備えていることを特徴としている。
前記板状のモジュール部材は、配置部を備え、この配置部に、前記長尺なコアの両端部と磁気的に結合する一対の集磁部材が配置されていることを特徴としている。
前記板状のモジュール部材は、磁性部材収容部を備え、この磁性部材収容部内に、前記コイルの長手方向と実質的に平行となるように渦電流損失防止用の磁性部材が収容されていることを特徴としている。
前記アンテナ収容部は、前記コイルを収容するコイル収容部と、前記モジュール部材の外周面に沿って形成されたコア収容部とを備えており、
前記コイルは、前記コイル収容部内に収容され、他方、前記コアは、前記コア収容部内に収容されていることを特徴としている。
前記板状のモジュール部材は、円柱形状に形成されており、
前記コイル収容部は、前記モジュール部材の割線方向に形成されており、前記コア収容部は、前記モジュール部材の外周面に沿って形成されていることを特徴としている。
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
このアンテナ装置が内部に配置された中空柱状の本体ケースと、
この本体ケースの一端側開口部を閉塞する透明部材と、
前記本体ケースの他端側開口部を閉塞する閉塞部材と、
を備えていることを特徴としている。
非金属材料により形成され、厚み方向に掘り込まれたアンテナ収容部と複数の電子部品を保持する電子部品保持部とを備えている板状のモジュール部材と、複数のコア用板状部材から形成されている長尺な直線状のコアの中央部に当該コアの長手方向と直交する方向にコイルを巻回することにより形成されるアンテナ構造体とを用いて、アンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法であり、
前記板状のモジュール部材の前記電子部品保持部により前記複数の電子部品を保持させる部品保持工程と、
前記アンテナ構造体全体を、前記板状のモジュール部材の前記アンテナ収容部内に収容するアンテナ収容工程と、
を含んでいることを特徴としている。
前記アンテナ収容部は、前記コアを収納する部分が前記板状のモジュール部材の外周面に沿って曲折しており、
前記アンテナ収容工程は、前記長尺な直線状のコアの両端部を折り曲げた状態で、前記アンテナ構造体全体を前記アンテナ収容部に収納するものであることを特徴としている。
そして、このアンテナ収容部は、モジュール部材の厚み方向に掘り込まれて形成されているため、アンテナ構造体をアンテナ収容部内に収容するだけでアンテナ構造体のモジュール部材への組み込みが完了する。このため、モジュール部材の所定位置に配置するという煩わしさがなく、簡易・迅速に組み込み作業を行うことができ、作業時間を短縮することができる。
先ず、図1から図5を参照しつつ、本発明に係るアンテナ装置及び電波受信機器の第1の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、電波受信機器としての電波腕時計にアンテナ装置を搭載する場合を例として説明する。
時計ケース1の内側は上下が開口した中空状になっており、この中空部分が各種部品を収納する収納空間を与える収納部となる。
モジュール部材6の内部には、アンテナ構造体7、および、時計機能を実現するための時計ムーブメント(図示せず)のほかに、電波腕時計100の各部に電力を供給するためのバッテリー(図示せず)、各種回路等が実装された回路基板8を含む各種の電子部品81が電子部品保持部81Aを介して設けられている。
このように、モジュール部材6は、内部に配置されたバッテリー、モータ、回路基板8などの各種の電子部品81をそれぞれ保持するための電子部品保持部81Aを備えているばかりでなく、アンテナ構造体7が装着されて当該アンテナ構造体7を保持するためのアンテナ収容部62を備えている。
回路基板8に実装される回路要素としては、例えば、電波腕時計100の各部を制御するCPU等の制御IC、アンテナ構造体7によって検出された電気信号を増幅・復調して標準電波に含まれる時刻データを取り出す受信回路、発振器を有して現在時刻を計時する計時回路等(いずれも図示せず)がある。
モジュール部材6は、モジュール支持部材61によって電波腕時計100の裏面側から支持され、時計ケース1内に固定されている。なお、モジュール支持部材61は必須の構成要素ではなく、例えば、モジュール支持部材61を設けずに、裏蓋部材5によってモジュール部材6を支持するようにしてもよい。
図1に示すように、文字板9の表面側の周縁部には、時計の1時から12時に対応する12個の時字部材91がほぼ等間隔に設けられている。
なお、コア71を形成する材料は、アモルファス合金に限定されず、薄い板状に形成可能な磁性材料であれば適用可能である。
なお、コア71の両端部の形状は図示例に限定されず、端部の一部分のみに張出部712を備える構成であってもよい。
張出部712の上端面は、アンテナ構造体7をモジュール部材6に配置した際、後述するモジュール部材6の集磁部材配置部66の表面と面一となるようになっている。このため、集磁部材配置部66に集磁部材67を装着した際に、集磁部材67の下側面が張出部712の上端面と接触し、磁気的に結合するようになっている。
本実施形態において、コイル収容部62aは、円柱形状に形成された板状のモジュール部材6の割線方向に形成されており、コア収容部62bは、モジュール部材6の外周面に沿って形成されている。
集磁部材配置部66には、磁性材料で形成された集磁部材67がそれぞれ配置されている。集磁部材67は、モジュール部材6の横断方向と直交する方向(すなわち、電波腕時計100の厚み方向)に重畳して配置された複数の集磁部材用板状部材(以下、単に「板状部材67a」という。)から形成されている。各板状部材67aは、例えばアモルファス合金等の磁性材料により形成されている。各板状部材67aは、積層状態を維持できるように接着剤等により互いに固定されていることが好ましい。
また、集磁部材67を形成する材料は、磁性材料であれば特に限定されない。また、集磁部材67は複数枚の板状部材67aが積層されているものに限定されず、例えば、SUS444等のフェライトステンレス鋼や、純鉄、又はフェライト、パーマロイ等の粉末を混入したステンレスや、アモルファス、フェライト等の磁性材料の粉末を混入した合成樹脂等の材料等により一体形成されたものでもよい。
なお、前述の文字板9によって、この一対の集磁部材67を板状のモジュール部材6の厚み方向に押さえ付けるようになっていてもよい。この場合には、文字板9が集磁部材67を押さえる押さえ部材として機能する。このように文字板9が押さえ部材として機能する場合には、集磁部材6をより確実にコア71の両端部の上端面と磁気的に結合させることができる。
磁性部材65は、この磁性部材収容部63内に、コイル72の長手方向と実質的に平行となるように収容されている。なお、磁性部材装着部63及び磁性部材65の大きさや形状、配置される位置等は図示例に限定されない。
磁性部材65を形成する磁性材料としては、例えば、SUS444等のフェライトステンレス鋼や、純鉄、又はフェライト、パーマロイ等の粉末を混入したステンレスや、アモルファス、フェライト等の磁性材料の粉末を混入した合成樹脂等の材料等が適用可能である。なお、適用可能な磁性材料はここに例示したものに限定されない。
アンテナ装置70を形成する場合には、非金属材料により形成され、アンテナ収容部62と電子部品保持部81Aとを備えている板状のモジュール部材6と、長尺な直線状のコア71にコイル72を巻回することにより形成されるアンテナ構造体7とを用意する。
すなわち、まず、厚み方向に掘り込まれたアンテナ収容部62と複数の電子部品81を保持する電子部品保持部81Aとを備える板状のモジュール部材6を樹脂等の非金属材料により形成する(モジュール部材形成工程)。
また、複数のコア用板状部材71aにより長尺な直線状のコア71を形成し、このコア71の中央部に、コア71の長手方向と直交する方向にコイルを巻回することによりアンテナ構造体7を形成する(アンテナ形成工程)。
そして、モジュール部材形成工程により形成された板状のモジュール部材6の電子部品保持部81Aに複数の電子部品81を実装し、保持させる(部品保持工程)。
さらに、アンテナ形成工程で形成された長尺な直線状のコア71の両端部(すなわち、張出部712)をモジュール部材6の外周面に沿うように折り曲げた状態で(図5(a)参照)、アンテナ構造体7全体を、モジュール部材6のアンテナ収容部62内に収容する(図5(b)参照、アンテナ収容工程)。
これにより、本実施形態におけるアンテナ装置70が完成する。
そして、モジュール部材6をモジュール支持部材61により支持しながら、時計ケース1内に収納し、さらに、裏蓋部材5を時計ケース1の裏面側の開口部に嵌め込んで裏面側の開口部を閉塞することにより電波腕時計100が完成する。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計100は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。
また、板状のモジュール部材6が円柱形状に形成されている場合に、コア収容部62bは、モジュール部材6の外周面に沿って形成されているため、スペースの無駄を省いて効率的にアンテナ構造体7を収容することができ、アンテナ装置70の小型化を実現することができる。
次に、図6から図9を参照しつつ、本発明に係るアンテナ装置及び電波受信機器の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、アンテナ構造体のコアの構成のみが第1の実施形態と異なるため、以下においては、特に第1の実施形態と異なる点について説明する。
図7(b)に示すように、コア221は、モジュール部材21の厚み方向(すなわち、電波腕時計の厚み方向)と直交する横断方向に重畳して配置された複数の板状部材221a(コア用板状部材、図8(a)参照)から形成されている。
図8(b)に示すように、コア221の中央部は、コイル222を巻回する巻線部224となっており、コイル222の両端から突出するコア221の両端部は、巻線部224よりもモジュール部材21の横断方向と直交する方向(すなわち、電波腕時計の厚み方向)における上方に張り出し延出した延出部223となっている。コア221の巻線部224及び延出部223は、アンテナ構造体22の延在方向に沿って直線状となっている。
すなわち、アンテナ構造体22をモジュール部材21のアンテナ収容部211に収容する際には、図8(b)に示すように、延出部223を、アンテナ構造体22の延在方向と直交する折り曲げ線L1に沿ってモジュール部材21の外周面に沿う形状となるように曲折するとともに、折り曲げ線L1とほぼ直交する折り曲げ線L2に沿って、アンテナ構造体22をアンテナ収容部211に収容した際にモジュール部材21の中央部に向かう方向に折り曲げる。これによって、コア221の両端部にそれぞれ集磁部材23が形成される。
本実施形態において、図6に示すように、モジュール部材21の表面には、文字板9が配置されるようになっている。この文字板9によって一対の集磁部材23が板状のモジュール部材21の厚み方向に押さえ付けられるようになっており、文字板9は、集磁部材23を押さえ付ける押さえ部材として機能するようになっている。本実施形態では、集磁部材23はコア221の両端部を折り曲げることにより形成されているが、このように文字板9により押さえつけることにより、集磁部材23の浮き上がりを防止することができる。
図9に示すように、本実施形態におけるモジュール部材21の表面側であって電波腕時計の12時側には、アンテナ構造体22を収容するアンテナ収容部211が設けられている。このアンテナ収容部211は、モジュール部材21の外周面に沿うとともにアンテナ構造体22の形状に沿う形状にモジュール部材21の厚み方向に所定の深さ掘り込まれた凹部形状の溝部である。アンテナ収容部211の中央部はコイル222の部分を収容するコイル収容部211aが形成され、このコイル収容部211aの両側にはそれぞれコイル222から突出したコア221の端部を収容するコア収容部211bが形成されている。
なお、図6に示すように、アンテナ収容部211は、アンテナ構造体22を内部に収容した状態でコア221の端部に形成された集磁部材23の上側面がモジュール部材21の高さとほぼ面一となるような深さとなっている。
アンテナ装置20を形成する場合には、非金属材料により形成され、アンテナ収容部211と電子部品保持部81Aとを備えている板状のモジュール部材21と、長尺な直線状のコア221にコイル222を巻回することにより形成されるアンテナ構造体22とを用意する。
すなわち、まず、厚み方向に掘り込まれたアンテナ収容部211と複数の電子部品81を保持する電子部品保持部81Aとを備える板状のモジュール部材21を樹脂等の非金属材料により形成する(モジュール部材形成工程)。
また、複数のコア用板状部材221aにより長尺な直線状のコア221を形成し、このコア221の中央部に、コア221の長手方向と直交する方向にコイル222を巻回することによりアンテナ構造体22を形成する(アンテナ形成工程)。
そして、モジュール部材形成工程により形成された板状のモジュール部材21の電子部品保持部81Aに複数の電子部品81を実装し、保持させる(部品保持工程)。
さらに、アンテナ形成工程で形成された長尺な直線状のコア221の両端部である延出部223を折り曲げ線L1に沿ってモジュール部材21の外周面に沿うように折り曲げるとともに、折り曲げ線L2に沿ってモジュール部材21の中央部に向かって折り曲げる(図8(b)参照)。これにより、集磁部材23が、アンテナ構造体22のコア221の両端部に一体的に形成される。そして、このように延出部223を折り曲げた状態で、アンテナ構造体22全体をモジュール部材21のアンテナ収容部211内に収容する(図9参照、アンテナ収容工程)。
これにより、本実施形態におけるアンテナ装置20が完成する。
そして、モジュール部材21をモジュール支持部材61により支持しながら、時計ケース1内に収納し、さらに、裏蓋部材5を時計ケース1の裏面側の開口部に嵌め込んで裏面側の開口部を閉塞することにより電波腕時計が完成する。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。
次に、図10及び図11を参照しつつ、本発明に係るアンテナ装置及び電波受信機器の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、アンテナ構造体のコアの構成のみが第1の実施形態及び第2の実施形態と異なるため、以下においては、特に第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる点について説明する。
コア321は、モジュール部材31の厚み方向(すなわち、電波腕時計の厚み方向)と直交する横断方向に重畳して配置された複数の板状部材321a(コア用板状部材、図10(a)参照)から形成されている。
すなわち、アンテナ構造体32をモジュール部材31のアンテナ収容部311に収容する際には、図10(b)に示すように、延出部323を、アンテナ構造体32の延在方向と直交する折り曲げ線L1に沿ってモジュール部材21の外周面に沿う形状となるように曲折するとともに、折り曲げ線L1とほぼ直交する折り曲げ線L2に沿って、アンテナ構造体32をアンテナ収容部311に収容した際にモジュール部材31の中央部に向かう方向に折り曲げる。これによって、コア321の両端部にそれぞれ集磁部材33が形成される。
本実施形態において、図11に示すように、モジュール部材31の表面には、文字板9が配置されるようになっている。この文字板9によって一対の集磁部材33が板状のモジュール部材31の厚み方向に押さえ付けられるようになっており、文字板9は、集磁部材33を押さえ付ける押さえ部材として機能するようになっている。本実施形態では、集磁部材33はコア321の両端部を折り曲げることにより形成されているが、このように文字板9により押さえつけることにより、集磁部材33の浮き上がりを防止することができる。
なお、アンテナ収容部311は、アンテナ構造体32を内部に収容した状態でコア321の端部に形成された集磁部材33の上側面がモジュール部材31の高さとほぼ面一となるような深さとなっている。
アンテナ装置30を形成する場合には、非金属材料により形成され、アンテナ収容部311と電子部品保持部81Aとを備えている板状のモジュール部材31と、長尺な直線状のコア321にコイル322を巻回することにより形成されるアンテナ構造体32とを用意する。
すなわち、まず、厚み方向に掘り込まれたアンテナ収容部311とモータ35等の複数の電子部品を保持する電子部品保持部81Aとを備える板状のモジュール部材31を樹脂等の非金属材料により形成する(モジュール部材形成工程)。
また、複数のコア用板状部材321aにより長尺な直線状のコア321を形成し、このコア321の中央部に、コア321の長手方向と直交する方向にコイル322を巻回することによりアンテナ構造体32を形成する(アンテナ形成工程)。
そして、モジュール部材形成工程により形成された板状のモジュール部材31の電子部品保持部81Aにモータ35等の複数の電子部品を実装し、保持させる(部品保持工程)。
さらに、アンテナ形成工程で形成された長尺な直線状のコア321の両端部である延出部323を折り曲げ線L1に沿ってモジュール部材31の外周面に沿うように折り曲げるとともに、折り曲げ線L2に沿ってモジュール部材31の中央部に向かって折り曲げる(図10(b)参照)。これにより、集磁部材33が、アンテナ構造体32のコア321の両端部に一体的に形成される。そして、このように延出部323を折り曲げた状態で、アンテナ構造体32全体をモジュール部材31のアンテナ収容部311内に収容する(図11参照、アンテナ収容工程)。
これにより、本実施形態におけるアンテナ装置30が完成する。
そして、モジュール部材31をモジュール支持部材により支持しながら、時計ケース内に収納し、さらに、裏蓋部材を時計ケースの裏面側の開口部に嵌め込んで裏面側の開口部を閉塞することにより電波腕時計が完成する。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。
6 モジュール部材
7 アンテナ構造体
8 回路基板
9 文字板
62 アンテナ収容部
63 磁性部材収容部
65 磁性部材
66 集磁部材配置部
67 集磁部材
70 アンテナ装置
71 コア
72 コイル
100 電波腕時計(電波受信機器)
Claims (11)
- 非金属材料で形成され、厚み方向に掘り込まれたアンテナ収容部と複数の電子部品を保持する電子部品保持部とを備えている板状のモジュール部材と、
長尺なコアとこの長尺なコアの中央部に当該コアの長手方向と直交する方向に巻きつけられたコイルとを備え、前記アンテナ収容部内に収容されているアンテナ構造体とを備え、
前記長尺なコアは、磁性材料で形成され、前記板状のモジュール部材の厚み方向と直交する横断方向に重畳して配置された複数のコア用板状部材から形成されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記長尺なコアは、前記コイルの両端から突出した該長尺なコアの各端部から延びた一対の集磁部材を備えていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記一対の集磁部材は、前記長尺なコアの端部を折り曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。
- 前記一対の集磁部材を前記板状のモジュール部材の厚み方向に押さえ付ける押さえ部材をさらに備えていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のアンテナ装置。
- 前記板状のモジュール部材は、配置部を備え、この配置部に、前記長尺なコアの両端部と磁気的に結合する一対の集磁部材が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記板状のモジュール部材は、磁性部材収容部を備え、この磁性部材収容部内に、前記コイルの長手方向と実質的に平行となるように渦電流損失防止用の磁性部材が収容されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ収容部は、前記コイルを収容するコイル収容部と、前記モジュール部材の外周面に沿って形成されたコア収容部とを備えており、
前記コイルは、前記コイル収容部内に収容され、他方、前記コアは、前記コア収容部内に収容されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記板状のモジュール部材は、円柱形状に形成されており、
前記コイル収容部は、前記モジュール部材の割線方向に形成されており、前記コア収容部は、前記モジュール部材の外周面に沿って形成されていることを特徴とする請求項7に記載のアンテナ装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
このアンテナ装置が内部に配置された中空柱状の本体ケースと、
この本体ケースの一端側開口部を閉塞する透明部材と、
前記本体ケースの他端側開口部を閉塞する閉塞部材と、
を備えていることを特徴とする電波受信機器。 - 非金属材料により形成され、厚み方向に掘り込まれたアンテナ収容部と複数の電子部品を保持する電子部品保持部とを備えている板状のモジュール部材と、複数のコア用板状部材から形成されている長尺な直線状のコアの中央部に当該コアの長手方向と直交する方向にコイルを巻回することにより形成されるアンテナ構造体とを用いて、アンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法であり、
前記板状のモジュール部材の前記電子部品保持部により前記複数の電子部品を保持させる部品保持工程と、
前記アンテナ構造体全体を、前記板状のモジュール部材の前記アンテナ収容部内に収容するアンテナ収容工程と、
を含んでいることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。 - 前記アンテナ収容部は、前記コアを収納する部分が前記板状のモジュール部材の外周面に沿って曲折しており、
前記アンテナ収容工程は、前記長尺な直線状のコアの両端部を折り曲げた状態で、前記アンテナ構造体全体を前記アンテナ収容部に収納するものであることを特徴とする請求項10に記載のアンテナ装置の製造方法。
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