JP2011114853A - アンテナ装置、携帯端末、及びアンテナ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工性や耐環境性に優れ、小型で低損失なアンテナ特性を低コストで実現するアンテナ装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るアンテナ装置は、柱状誘電体部材と、前記柱状誘電体部材の外周に線状導体を螺旋状に巻き付けて構成するヘリカルアンテナ素子と、前記柱状誘電体部材の軸中心に沿って設けられる空洞部に挿入された柱状の磁性体と、を備え、前記柱状の磁性体は、磁性金属粒子を酸化物被膜層で被覆したコアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体である、ことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アンテナ装置、携帯端末、及びアンテナ装置の製造方法に係り、特に、小型の携帯機器に内蔵可能なアンテナ装置、このアンテナ装置を具備する携帯端末、及びこのアンテナ装置の製造方法に関する。

近時、携帯電話機等の携帯端末には、携帯電話回線用のアンテナの他、ＧＰＳ受信用のアンテナ、無線ＬＡＮ用のアンテナ、地上波デジタル放送受信用のアンテナ等、各種のアンテナが設けられている。

これらのアンテナのうち、地上波デジタル放送受信用のアンテナを除く他のアンテナは、筐体の内部に完全に収納しているものが多い。しかしながら、地上波デジタル放送受信用のアンテナに関しては、その使用周波数が他のアンテナの使用周波数に比べると比較的低いため、携帯端末の筐体に収納すると所望の性能が得られにくい。クラムシェル型筐体（２つの筐体が中央のヒンジで開閉可能なタイプの筐体）では、アンテナをヒンジの近傍に配置することによって２つの筐体をアンテナの一部として機能させる効果が発生し、ある程度の性能を得ることができる。また２つの筐体が閉じている状態では放送波を受信する必要がほとんどない。しかしながら、クラムシェル型筐体以外の筐体、例えば、スライド型筐体（上筐体が下筐体に対してスライドして開くタイプの筐体）では、２つの筐体が閉じている状態でも視聴できることが要求され、筐体をアンテナの一部として機能させる効果は得られにくい。

このため、地上波デジタル放送を受信する携帯端末の多くは、今日でも筐体の外部に延出するロッドアンテナを使用している。

ロッドアンテナは、使用時にアンテナを伸ばす必要があるため操作性が悪いだけでなく、折れやすい。また、デザイン性の観点からも好ましいものではない。

そこで、地上波デジタル放送用の周波数帯でも筐体内部に完全に収容することができるアンテナの小型化技術の検討が従来から進められている。

例えば、特許文献１は、基材に線状導体を巻き付けたヘリカル型アンテナにおいて、基材を磁性体ブロックと誘電体ブロックとに分けた構成とし、磁性体ブロックをヘリカル型アンテナの給電端側に配置し、誘電体ブロックを開放端側に配置することによってアンテナサイズの小型化を図る技術を開示している。

フェライトやアモルファス合金等の従来の磁性体は、一般に、周波数が高くなるにつれて透磁率実部μ’が低くなる一方、透磁率虚部μ’’が高くなるという性質をもつ。このため、これらの従来の磁性体を１０ＭＨｚ以上の周波数のアンテナの基材に使用すると、損失が大きくなるという問題があった。

他方、特許文献２は、１０ＭＨｚ以上の高周波帯（例えば、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、及びそれ以上の周波数帯）においても高い透磁率実部μ’と低い透磁率虚部μ’’を維持することが可能なコアシェル型磁性粒子に関する技術を開示している。特許文献２が開示するコアシェル型磁性粒子は、例えば、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の平均粒径を有する磁性金属粒子（コア）を、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さの酸化物被膜層（シェル）で被覆したものである。このコアシェル型磁性粒子と樹脂（例えば、ポリエステル系樹脂等）を適宜の溶剤で混合し、成形、乾燥することによって、所望の高周波帯で高い透磁率（高い透磁率実部μ’と低い透磁率虚部μ’’）と絶縁性を有する磁性体（以下、コアシェル型磁性体と呼ぶ）を得ることができる。

特開２００５−３０３９８８号公報 特開２００８−２５８６０１号公報

地上波デジタル放送の周波数帯（ＵＨＦ帯）は、携帯電話機等の携帯端末で使用する周波数の中では低い方の周波数に属するため、地上波デジタル放送用のアンテナの性能を確保しつつ小型化する技術は、従来から重要な課題であった。

前述したコアシェル型磁性体は、ＵＨＦ帯においても高い透磁率（高い透磁率実部μ’と低い透磁率虚部μ’’）を示すため、小型でかつ低損失な地上波デジタル放送受信用アンテナの基材として非常に有望である。

しかしながら、コアシェル型磁性粒子は、磁性金属粒子を誘電体（酸化物被膜層）で被覆した構造であるため、コアシェル型磁性粒子を成形したコアシェル型磁性体は、誘電体損失をもつ。また、コアシェル型磁性体は比較的強度が低い他、耐水性もそれ程高くなく、比較的酸化しやすいため、加工性に課題がある。また、現時点では、従来のアンテナ基材に比べるとコアシェル型磁性体の価格は高い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加工性や耐環境性に優れ、小型で低損失なアンテナ特性を低コストで実現するアンテナ装置、携帯端末、及びアンテナ装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るアンテナ装置は、柱状誘電体部材と、前記柱状誘電体部材の外周に線状導体を螺旋状に巻き付けて構成するヘリカルアンテナ素子と、前記柱状誘電体部材の軸中心に沿って設けられる空洞部に挿入された柱状の磁性体と、を備え、前記柱状の磁性体は、磁性金属粒子を酸化物被膜層で被覆したコアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体である、ことを特徴とする。

また、本発明に係る携帯端末は、薄型箱形状の筐体と、前記筐体に内蔵され、前記筐体を構成する側板の１つに沿って配設されるアンテナ装置と、を備え、前記アンテナ装置は、柱状誘電体部材と、前記柱状誘電体部材の外周に線状導体を螺旋状に巻き付けて構成するヘリカルアンテナ素子と、前記柱状誘電体部材の軸中心に沿って設けられる空洞部に挿入された柱状の磁性体と、を備え、前記柱状の磁性体は、磁性金属粒子を酸化物被膜層で被覆したコアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体である、ことを特徴とする。

また、本発明に係るアンテナ装置の製造方法は、磁性金属粒子を酸化物被膜層で被覆したコアシェル型磁性粒子と、樹脂と、溶媒とを混合し、プレス成形後、真空乾燥させて柱状の磁性体を生成し、樹脂を射出成形し、軸中心に空洞部を有する柱状誘電体部材を生成し、前記柱状誘電体部材の外周に線状導体が螺旋状に巻き付けられたヘリカルアンテナ素子を生成し、外周に前記ヘリカルアンテナ素子が生成された前記柱状誘電体部材の前記空洞部に、前記柱状の磁性体を挿入する、ステップを備えたことを特徴とする。

本発明に係るアンテナ装置、携帯端末、及びアンテナ装置の製造方法によれば、加工性や耐環境性に優れ、小型で低損失なアンテナ特性を低コストで実現することができる。

第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す第１の図。 第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す第２の図。 第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す第３の図。 アンテナ装置を実装した携帯端末の一例を示す第１の図。 アンテナ装置を実装した携帯端末の一例を示す第２の図。 第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図。 第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図。 第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図。 第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図。 第６の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図。 第７の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図。 第７の実施形態に係るアンテナ装置を携帯端末に実装した例を示す図。 円柱形状のアンテナ装置の構成例を示す図。 アンテナ装置の製造方法の一例を示すフローチャート。 誘電体部材の射出成形方法の一例を説明する図。

本発明に係るアンテナ装置、携帯端末、及びアンテナ装置の製造方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

（１）アンテナ装置（第１の実施形態）
図１（ｂ）は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１の外観を模式的に示す斜視図である。アンテナ装置１は、柱状誘電体部材１０、ヘリカルアンテナ素子２０、及び柱状磁性体３０を備えて構成されている。図１（ａ）は、柱状のアンテナ装置１の短手方向の断面図であり、図１（ｃ）は長手方向の断面図である。

アンテナ装置１は、携帯電話機等の小型の携帯端末５０（図４、図５参照）に収納される小型のヘリカル型アンテナである。アンテナ装置１は、例えば、地上波デジタル放送の受信用アンテナとして使用される。

日本の地上波デジタル放送の周波数帯は４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚであり、最も低い周波数の４７０ＭＨｚの場合、半波長は３２ｃｍであり、１／４波長でも１６ｃｍである。これに対して、携帯電話機等の携帯端末５０は、長手方向で１０ｃｍ程度、短手方向で５ｃｍ程度といった寸法である。従って、地上波デジタル放送用のアンテナを携帯端末５０に収納するためには、波長短縮率の大きなアンテナが必要となる。

ヘリカル型アンテナの場合、ヘリカルアンテナ素子の内側に透磁率の高い磁性体を設けることによって大きな波長短縮率を得ることが可能である。

第１の実施形態に係るアンテナ装置１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、柱状（本例では角柱状）の誘電体部材１０の軸中心に沿って空洞部１１を設け、この空洞部１１に、図２（ｃ）に示す柱状の磁性体３０を挿入して構成している（図３参照）。

誘電体部材１０の外周には、線状導体を螺旋状に巻き付けて構成されるヘリカルアンテナ素子２０が設けられている。ヘリカルアンテナ素子２０の一端が給電端２１であり、他端が開放端２２となっている。

ヘリカルアンテナ素子２０は、誘電体部材１０の外周にメッキ処理を施してメッキ層を形成し、その後、導体領域をマスキングして不要なメッキ層をエッチング処理によって除去することによって形成している。

メッキ層は、例えば図２（ｂ）に示すように３層のメッキ層であり、最下層が銅（Ｃｕ）メッキ層、中間層がニッケル（Ｎｉ）メッキ層、最上層が金（Ａｕ）メッキ層となっている。

なお、導線を誘電体部材１０に実際に巻きつけることによってヘリカルアンテナ素子２０を作成してもよいが、導線のピッチが等間隔にならなかったり、導線を巻き付けた後に導線の位置ずれや剥がれ等が生じたりする場合がある。この点、メッキ処理とエッチング処理によって形成したヘリカルアンテナ素子２０は、ピッチ間隔が正確であり、製造後の導線の位置ずれや剥がれも生じない。

第１の実施形態に係るアンテナ装置１の特徴について以下に説明する。

第１の特徴は、磁性体３０が、磁性金属粒子を酸化物被覆層で被覆したコアシェル型磁性粒子を主たる成分として点である。このコアシェル型磁性粒子を樹脂及び溶剤で混合し、成形固化することによって柱状の磁性体３０を生成する。

コアシェル型磁性粒子は、特許文献２等に開示されているものであり、コアとなる磁性金属粒子は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉからなる群から選択される少なくとも１つを含む磁性金属と、非磁性金属と、カーボン及び窒素から選択される少なくとも１つの元素とを含有する粒子である。また、酸化物被膜層は、磁性金属粒子の表面を被覆する層であり、磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物もしくは複合酸化物から形成される層である。

コアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体３０は、ＵＨＦ帯、或はそれ以上の高い周波数帯においても高い透磁率（高い透磁率実部μ’と低い透磁率虚部μ’’）を示すため、地上波デジタル放送受信用のヘリカルアンテナの基材として磁性体３０を用いると、大きな波長短縮率が得られ、さらに誘電体損失の影響は見えにくくなり、携帯電話機等の小型の携帯端末５０に内蔵可能なアンテナ装置１を実現することができる。

アンテナ装置１の第２の特徴は、誘電体部材１０の軸方向の領域を、給電端側の領域と開放端側の領域の２つの領域に分けた場合、開放端側の領域には磁性体を挿入せず、給電端側の領域にのみ磁性体３０を挿入していることである。具体的には、誘電体部材１０の軸方向の領域を略２等分し、給電端側の領域にのみ誘電体部材１０の中心に空洞部１１を形成し、空洞部１１の長さとほぼ同じ長さの柱状磁性体３０を空洞部１１に挿入している。

一般にヘリカル型アンテナでは、ヘリカルアンテナ素子２０を流れる電流によって、ヘリカル型アンテナの中心軸に最も強い磁界が発生する。また、ヘリカルアンテナ素子２０上の軸方向の電流分布は、給電端が最も大きく、開放端に向かって減少し、開放端ではほぼゼロになる。ヘリカルアンテナ素子２０の中心軸方向の磁界分布も電流分布と相似となる。

磁界が発生する領域に磁性体３０を配置すると、一般にアンテナの波長短縮率は大きくなるが、磁界の小さな領域に磁性体３０を配置しても、波長短縮率の増大に寄与する効果は少ない。逆に、磁界の大きな領域に磁性体３０を配置すると大きな波長短縮率が得られる。

他方、磁性体３０の材料であるコアシェル型磁性粒子は、他の一般的な磁性体に比べると現時点では量産効果が得られていない等の理由から高コストである。そこで、本実施形態に係るアンテナ装置１では、磁性体３０の長さをアンテナ装置１全体の長さの約半分程度とし、磁性体３０を磁界の強い給電端側の領域に配置することにより、コストパーフォーマンスを高めている。

アンテナ装置１の第３の特徴は、ヘリカルアンテナ素子２０を磁性体３０の表面に直接形成する（或は巻き付ける）のではなく、ヘリカルアンテナ素子２０と磁性体３０の表面の間にスペーサ１２を設けている点である。実際には、別途のスペーサ材料を追加するわけではなく、誘電体部材１０に設けた空洞部１１の外周部がスペーサ１２として機能することになる。

前述したように、磁性体３０の主成分はコアシェル型磁性粒子であり、コアシェル型磁性粒子は磁性金属粒子を誘電体（酸化物被膜層）で被覆した構造である。このため、磁性体３０は、酸化物被覆層による誘電体損失をもつ。この誘電体損失は、磁性体３０とヘリカルアンテナ素子２０の線状導体との距離が大きいほど小さくなる。本実施形態に係るアンテナ装置１では、線状導体と磁性体３０との間にスペーサ１２を介在させているため、線状導体を磁性体３０との間にスペーサ１２の厚み分の距離を確保することができ、線状導体を磁性体３０に直接巻き付ける形態のアンテナに比べて誘電体損失を低くすることができる。

また、コアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体３０は高い透磁率を示すものの、強度的には必ずしも強くない。本実施形態に係るアンテナ装置１は、磁性体３０を外部に露出させるのでなく、磁性体３０とヘリカルアンテナ素子２０との間にスペーサ１２を設けている。このスペーサ１２によって、磁性体３０の強度を補完している。

また、前述したように、ヘリカルアンテナ素子２０によって発生する磁界はヘリカルアンテナ素子２０の軸中心近傍が強く、線状導体近傍の磁界はむしろ小さい。従って、磁性体３０の太さをヘリカルアンテナ素子２０の径よりも細くしたとしても、磁性体３０を軸中心に配置さえすれば波長短縮率に寄与する効果はそれ程劣化しない。逆に、磁性体３０を細くすることによって使用するコアシェル型磁性粒子の量が減るため、コストパーフォーマンスをさらに高めることができる。

アンテナ装置１の寸法、形状は特に限定するものではないが、例えば、誘電体部材１０は、短手方法の断面が１辺約３ｍｍの正方形、長手方向の軸長が約４０ｍｍの角柱である。また、磁性体３０は、短手方法の断面が１辺約２ｍｍの正方形、長手方向の軸長が約２０ｍｍの角柱である。ヘリカルアンテナ素子２０は、巻き数が例えば、１２〜１４ターンであり、導体の幅が約１．５ｍｍ、導体と導体との間隙幅が約１．２ｍｍである。

（２）携帯端末の実施形態
図４は、アンテナ装置１を携帯端末５０の一例としての携帯電話機に実装する例を示す図である。図４に示すように、携帯端末５０は、上筐体５１を下筐体５２に対して長手方向（図４のＸ方向）にスライドさせて開閉するタイプである。

図４（ａ）は、アンテナ装置１を下筐体５２の長手側の右側板に沿って配置した例を示している。図４（ｂ）は、アンテナ装置１を下筐体５２の短手側の下側板に沿って配置した例を示している。また、図４（ｃ）は、アンテナ装置１を上筐体５１の短手側の上側板に沿って配置した例を示している。

図５は、上筐体５１ａを下筐体５２ａに対して短手方向（図５のＹ方向）にスライドさせて開閉するタイプの携帯端末５０ａにアンテナ装置１を実装する例を示す図である。

図４と同様に、図５（ａ）は、アンテナ装置１を下筐体５２ａの長手側の右側板に沿って配置した例、図５（ｂ）は、アンテナ装置１を下筐体５２ａの短手側の下側板に沿って配置した例、図５（ｃ）は、アンテナ装置１を上筐体５１の短手側の上側板に沿って配置した例を夫々示している。

図４や図５に示すスライド型筐体の携帯端末５０、５０ａでは、地上波デジタル放送受信用のアンテナとしてロッドアンテナを使用するのが従来から一般的であった。これに対して、本実施形態に係るアンテナ装置１では、透磁率の高い磁性体３０をヘリカルアンテナ素子２０の中心に配設することによって大きな波長短縮率が達成され、この結果、地上波デジタル放送受信用のアンテナ装置１を、携帯電話機等の小型の携帯端末５０、５０ａ等の筐体の内部に収納することが可能となる。

なお、ここまでは、アンテナ装置１を地上波デジタル放送の周波数帯をカバーするアンテナとして説明してきたが、本実施形態に係るアンテナ装置１は、この周波数帯に限定されるものではない。

例えば、地上波デジタル放送の周波数帯（４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚ）よりもさらに低いＶＨＦ帯（例えば、１００ＭＨｚから２００ＭＨｚ）での使用が計画されている次世代携帯端末用マルチメディア放送（ＩＳＤＢ−ＴｍｍやＭｅｄｉａＦＬＯ等）用のアンテナとしても、ロッドアンテナを使用することなく本実施形態に係る内蔵型のアンテナ装置１を使用することができる。

（３）アンテナ装置（その他の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１ａの一例を示す図である。第２の実施形態に係るアンテナ装置１ａでは、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、磁性体３０が長手の軸方向に少なくとも２以上に分割されている。

前述したように、コアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体３０の強度はそれ程高くなく、成形固化した磁性体３０を単体で乱雑に取り扱うと折れやすい。そこで、コアシェル型磁性粒子を成形固化するときに、予め軸方向の長さを短くした短ブロックとして形成し、この短ブロックを誘電体部材１０の空洞部１１の軸方向に複数に挿入するようにする。短ブロックの形状が立方体に近いほど、乱雑に取り扱っても折れにくくなる。

夫々の短ブロックを接着剤等で接合する必要はなく、各短ブロックが互いに接近にして配置されていれば、ヘリカルアンテナ素子２０の磁界に与える効果は、１本の連続した磁性体３０の効果と大差ない。

磁性体３０を予め決められた長さの短ブロックとして生成しておけば、同じ形状の短ブロックの数を調整するだけで、異なった長さの磁性体３０を簡単に得ることができ、部品共通化の観点からのコストメリットもある。

また、短ブロックを曲線状や曲面状に配置することによって任意の形状の磁性体３０を得ることが可能であり、曲線状や曲面状のアンテナ装置１を実現することもできる。

図７は、第３の実施形態に係るアンテナ装置１ｂの一例を示す図である。第３の実施形態に係るアンテナ装置１ｂでは、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、磁性体３０の外周に樹脂コーティング３１が設けられている。

コアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体３０は、従来の磁性体に比べると酸化し易く、また、耐水性が低いという弱点がある。そこで、第３の実施形態に係るアンテナ装置１ｂでは、磁性体３０の外周をエポキシ樹脂等でコーティングすることによって、磁性体３０の酸化を防止すると共に、耐水性を高めている。

また、磁性体３０の外周と誘電体部材１の空洞部１１の内周の間に樹脂コーティング３１の層を設けることにより、磁性体３０の強度を高める効果も得られる。

樹脂コーティング３１は、例えば、溶融したエポキシ樹脂を磁性体３０の外周に付着させ、この磁性体３０を空洞部１１に挿入した後にエポキシ樹脂を熱硬化させて形成することができる。

図８は、第４の実施形態に係るアンテナ装置１ｃの一例を示す図である。第４の実施形態に係るアンテナ装置１ｃでは、図８（ｃ）に示すように、誘電体部材１０の中心を長手方向に貫通する空洞部を設け、このうち、磁性体３０が挿入される空洞部１１の径を、磁性体３０が挿入されない空洞部１４の径よりも大きく形成する。誘電体部材１０を射出成形する場合、誘電体部材１０の内部を貫通する孔（空洞部１１と空洞部１４）を設けることにより、射出成形装置からの誘電体部材１０の取り出しが容易となる。

また、空洞部１１と空洞部１４の径に段差を設けることにより、磁性体３０の位置決めが容易になる。さらに、第３の実施形態のように、磁性体３０の外周と誘電体部材１の空洞部１１の内周の間に樹脂コーティング３１の層を設ける場合、樹脂の乾燥を促進する効果が得られる。

図９は、第５の実施形態に係るアンテナ装置１ｄの一例を示す図である。第５の実施形態に係るアンテナ装置１ｄでは、図９（ｃ）に示すように、第４の実施形態における空洞部１４に、樹脂、例えばエポキシ樹脂を充填している。磁性体３０の外周と誘電体部材１の空洞部１１の内周の間に樹脂コーティング３１の層を設ける場合、乾燥前のコーティング用樹脂が空洞部１４に漏れこみ、漏れこんだ樹脂の量に依存してアンテナ装置１毎にアンテナ特性が微妙に異なってくる可能性がある。第５の実施形態に係るアンテナ装置１ｄでは、空洞部１４に予め樹脂が充填されているため、コーティング用樹脂が空洞部１４に漏れこまず、個体間でのアンテナ特性のバラツキがなく、均一な性能のアンテナ装置１が得られる。

図１０は、第６の実施形態に係るアンテナ装置１ｅの一例を示す図である。第６の実施形態に係るアンテナ装置１ｅでは、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、ヘリカルアンテナ素子２０の線状導体の夫々の間に、誘電体部材１０の径方向（短手方向）に貫通する貫通孔１３が設けられている。貫通孔１３によって、線状導体の間の誘電体の量が低減され、隣接する線状導体の間の容量性結合を減少させることができる。また、線状導体をメッキ処理とエッチング処理で形成するとき、メッキ液が誘電体部材１０の全体に均一にゆきわたり、銅層の厚みの均一化が可能となる。さらに、第３の実施形態のように、磁性体３０の外周をエポキシ樹脂等でコーティングする場合、貫通孔１３があることによって、エポキシ樹脂の乾燥時間が短縮される。

図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）は、第７の実施形態に係るアンテナ装置１ｆの一例を示す図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、アンテナ装置１ｆとの比較のため、第１の実施形態に係るアンテナ装置１を再掲したものである。第７の実施形態に係るアンテナ装置１ｆでは、誘電体部材１０の給電側に突起１５を設け、ヘリカルアンテナ素子２０の給電端２１を誘電体部材１０の側面から突起１５の上面に沿って延出させ、突起１５の上面に給電片２３を形成している。給電片２３は、誘電体部材１０の長手方向の軸と直交する方向（図１１（ｄ）における上下方向）における誘電体部材１０の上端と下端の中間の位置に設けられる。即ち、給電片２３は、誘電体部材１０の高さをｄとするとき、誘電体部材１０の上端から高さＤ（Ｄ＜ｄ）の位置に設けられる。

図１２は、誘電体部材１０の上端と下端の中間の位置に設けられる給電片２３の作用効果について説明する図である。図１２（ｂ）は、携帯端末５０の筐体（例えば下筐体５２）に第１の実施形態に係るアンテナ装置１が収納されたときの状態を模式的に示す断面図であり、図１２（ｃ）は、第７の実施形態に係るアンテナ装置１ｆが同じく下筐体５２に収納されたときの状態を示す図である。

アンテナ装置１、１ｆは、いずれも図１２（ａ）に示すような給電用板バネ１００によって、基板と電気的に接続される。給電用板バネ１００の一端は、携帯端末の基板１１０に半田付けされ、他端は湾曲部１０２を有している。第１の実施形態に係るアンテナ装置１では、誘電体部材１０の上面にある給電端２１を湾曲部１０２が押し付け、基板１１０とアンテナ装置１との電気的接続を確保している。

他方、第７の実施形態に係るアンテナ装置１ｆでは、突起１５の上面にある給電片２３を湾曲部１０２が押し付け、給電片２３によって基板１１０とアンテナ装置１ｆとの電気的接続を確保している。

図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）から明らかなように、第７の実施形態に係るアンテナ装置１ｆを用いた場合、誘電体部材１０の上面と給電片２３の上面との位置の差Ｄだけ、基板１１０を低く配置することができ、結果的に筐体５２の高さをＤだけ薄くすることが可能となる。つまり、アンテナ装置１ｆを用いることで、携帯端末５０を薄型化することができる。

なお、接触抵抗を低く維持するため、給電片２３（或は給電端２１）の表面と湾曲部１０２の表面を金メッキ処理しておくことが好ましい。

ここまでは、アンテナ装置１〜１ｆの形状を断面正方形の角柱として説明してきたが、円柱のアンテナ装置１ｇとして構成することもできる。

図１３（ｂ）、図１３（ｃ）は円柱のアンテナ装置１ｇの一例を示す図である。円柱のアンテナ装置１ｇの場合、図１３（ａ）に示したように、長い円筒の表面に線状導体を螺旋状に巻き付けた円筒部材Ｇを作成し、その後、円筒部材Ｇを所望の長さに切り出して、給電側の領域に円柱の磁性体３０ｇを挿入して、アンテナ装置１ｇを作成するようにしてもよい。この方法では、１回の線状導体の巻き付け工程で作成した円筒部材Ｇから複数のアンテナ装置１ｇを切り出すことができるため、加工コストを下げることができる。

（４）アンテナ装置の製造方法
図１４は、アンテナ装置１の製造工程の一例を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１で、コアシェル型磁性粒子を生成する。コアシェル型磁性粒子は、特許文献２等に開示される公知技術を利用して生成することができる。

ステップＳＴ２で、コアシェル型磁性粒子と樹脂と溶剤を混合し、ステップＳＴ３でこの混合物をプレス成形、真空乾燥し、柱状の磁性体３０を生成する。

さらに、柱状の磁性体３０に溶融させたエポキシ樹脂を真空含浸する（ステップＳＴ４）。真空含浸により、磁性体３０の内部や表面の微細な隙間にもエポキシ樹脂を含浸させることができる。

他方、ステップＳＴ５では、誘電体としての樹脂を射出成形し、中心に空洞部を有する誘電体部材１０を生成する。

後工程で高温乾燥させるため、樹脂としては、例えば耐熱性の高いＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer：液晶ポリマー）が好適である。ＬＣＰは、流動性が良好であり、薄肉（例えば０．４ｍｍ）の成形品を射出成形することができるものの、図１５（ａ）に示すように、誘電体部材１０の金型の２方向から注入したときに生じるウェルド部（継ぎ目）の強度が低いという弱点がある。そこで、図１５（ｂ）に示すように、最薄部の厚みを０．６ｍｍ程度とやや厚くし、金型の１方向からＬＣＰを注入するとこでウェルド（継ぎ目）を無くし、誘電体部材１０の強度を高めるようにしても良い。また、最薄部の厚みは０．４ｍｍとそのままで、一方向から真空引きを行なうことにより、金型の１方向からＬＣＰを注入することも可能である。

ステップＳＴ６では、誘電体部材１０の表面にメッキ処理を施し、銅層、ニッケル層、及び金層を下から順に形成する。その後導体部分をマスキングして不要部分の金属層をエッチング処理によって除去し、誘電体部材１０の外周にヘリカルアンテナ素子２０を形成する。

ステップＳＴ７では、溶融したエポキシ樹脂を真空含浸した磁性体３０を、誘電体部材１０の空洞部１１に挿入する。その後、磁性体３０が挿入された誘電体部材１０を高温乾燥させ、エポキシ樹脂を熱硬化させる（ステップＳＴ８）。熱硬化処理により、磁性体３０の外周にエポキシ樹脂のコーティング層が形成され、磁性体３０の強度や耐環境性を高めることができる。

以上説明してきたように、上記各実施形態に係るアンテナ装置、携帯端末、及びアンテナ装置の製造方法によれば、加工性や耐環境性に優れ、小型で低損失なアンテナ特性を低コストで実現することができる。

なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

１〜１ｇ アンテナ装置
１０ 誘電体部材
１１ 空洞部
２０ ヘリカルアンテナ素子
２１ 給電端
２２ 開放端
２３ 給電片
３０ 磁性体
５０、５０ａ 携帯端末
５１、５１ａ 上筐体
５２、５２ａ 下筐体
１００ 給電用板バネ
１０２ 湾曲部
１１０ 基板

Claims (16)

1. 柱状誘電体部材と、
   前記柱状誘電体部材の外周に線状導体を螺旋状に巻き付けて構成するヘリカルアンテナ素子と、
   前記柱状誘電体部材の軸中心に沿って設けられる空洞部に挿入された柱状の磁性体と、
   を備え、
   前記柱状の磁性体は、磁性金属粒子を酸化物被膜層で被覆したコアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体である、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記柱状誘電体部材の長手方向の領域を、前記ヘリカルアンテナ素子の給電端側の領域と開放端側の領域の２つの領域に分けた場合、前記柱状の磁性体は前記給電端側の領域に挿入され、前記開放端側の領域には挿入されない、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記給電端側の領域における前記空洞部の径は、前記開放端側の領域における前記空洞部の径よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記柱状誘電体部材は、樹脂を１方向から射出成形して生成する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記開放端側の領域における前記空洞部には、樹脂が充填される、
   ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
6. 前記柱状の磁性体は、前記柱状誘電体部材の長手方向に、少なくとも２以上に分割されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記柱状の磁性体の外周には、樹脂コーティングが施されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
8. 前記ヘリカルアンテナ素子の給電端から延出し、外部の給電用板バネと接触通電可能な給電片、をさらに備え、
   前記給電片は、前記柱状誘電体部材の軸と直交する方向における前記柱状誘電体部材の上端と下端の中間の位置に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
9. 前記柱状誘電体部材には、螺旋状に巻き付けられた前記線状導体の夫々の間を前記柱状誘電体部材の径方向に貫通する貫通孔が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
10. 薄型箱形状の筐体と、
    前記筐体に内蔵され、前記筐体を構成する側板の１つに沿って配設されるアンテナ装置と、
    を備え、
    前記アンテナ装置は、
    柱状誘電体部材と、
    前記柱状誘電体部材の外周に線状導体を螺旋状に巻き付けて構成するヘリカルアンテナ素子と、
    前記柱状誘電体部材の軸中心に沿って設けられる空洞部に挿入された柱状の磁性体と、
    を備え、
    前記柱状の磁性体は、磁性金属粒子を酸化物被膜層で被覆したコアシェル型磁性粒子を成形固化した磁性体である、
    ことを特徴とする携帯端末。
11. 前記アンテナ装置は、
    前記ヘリカルアンテナ素子の給電端から延出し、外部の給電用板バネと接触通電可能な給電片、をさらに備え、
    前記給電片は、前記柱状誘電体部材の軸と直交する方向における前記柱状誘電体部材の上端と下端の中間の位置に設けられる、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の携帯端末。
12. 前記筐体は、
    基板と、
    一端が前記基板に半田付けされ、他端に湾曲部を有する板バネと、
    をさらに内蔵し、
    前記筐体は、前記給電片を前記板バネの湾曲部に押し付けて接触させるように前記アンテナ素子を収納する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の携帯端末。
13. 磁性金属粒子を酸化物被膜層で被覆したコアシェル型磁性粒子と、樹脂と、溶媒とを混合し、プレス成形後、真空乾燥させて柱状の磁性体を生成し、
    樹脂を射出成形し、軸中心に空洞部を有する柱状誘電体部材を生成し、
    前記柱状誘電体部材の外周に線状導体が螺旋状に巻き付けられたヘリカルアンテナ素子を生成し、
    外周に前記ヘリカルアンテナ素子が生成された前記柱状誘電体部材の前記空洞部に、前記柱状の磁性体を挿入する、
    ステップを備えたことを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
14. 前記ヘリカルアンテナ素子を生成するステップでは、
    メッキ処理及びエッチング処理によって前記螺旋状の線状導体を前記柱状誘電体部材の外周に形成する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ装置の製造方法。
15. 前記柱状の磁性体の外周に溶融したエポキシ樹脂を付着させ、
    前記柱状の磁性体が前記空洞部に挿入された状態で前記エポキシ樹脂を熱硬化させ、前記磁性体の外周を前記エポキシ樹脂でコーティングする、
    ステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ装置の製造方法。
16. 前記エポキシ樹脂を付着させるステップは、
    前記柱状の磁性体に前記エポキシ樹脂を真空含浸させるステップを含む、
    ことを特徴とする請求項１５に記載のアンテナ装置の製造方法。

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