JP2014072563A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく、アンテナ性能を最大限に得ることができるインサート成形されたアンテナ装置を提供する。
【解決手段】配線パターン５２を備えた絶縁基板５１に載置可能とされ、アンテナ放射素子３と、取付端子６と、アンテナ放射素子３に連続して形成された給電端子４と、を含むアンテナ部材１０を有し、アンテナ部材１０が樹脂８によりインサート成形されているアンテナ装置１００であって、絶縁基板５１に載置された時に絶縁基板５１の面に対して平行となる天面部５と、絶縁基板５１に載置された時に絶縁基板５１の面に対して垂直となる脚部９とを備えていて、アンテナ放射素子３は天面部５に配設され、取付端子６と給電端子４とは脚部９のみに配設されている。
【選択図】図３

Description

本発明はアンテナ装置に係り、特に樹脂でインサート成形されたアンテナ装置に係わる。

従来、携帯機器やカメラ等で無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）用やＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）用として使用するアンテナ装置として、一枚の金属板から成るアンテナ放射素子を基に形成されたアンテナ装置が用いられている。このようなアンテナ装置では、概アンテナ放射素子を支持するための複数の取付端子を有し、概アンテナ放射素子と複数の取付端子とを樹脂で一体化したアンテナ装置が提案されている。

例えば、図５（ａ），（ｂ）に示す特許文献１のアンテナ装置９３５は、アンテナ放射素子９２３と、アンテナ放射素子９２３を支持する複数の取付端子９２７と、を備えている。アンテナ放射素子９２３には、給電端子９２９と接地端子９３１とが形成されていて、アンテナ放射素子９２３と給電端子９２９と接地端子９３１とで逆Ｆ型アンテナを構成している。

また、アンテナ装置９３５を製造する工程には、金属板を打ち抜き、アンテナ放射素子９２３及び取付端子９２７の形状を形成する工程と、アンテナ放射素子９２３及び取付端子９２７を樹脂９３３によりインサート成形する工程とが含まれる。そして、インサート成形され、一体化されたアンテナ装置９３５を金属板から切り離す工程を経て最終工程に移る。

そして、最終工程において、複数の取付端子９２７と給電端子９２９と接地端子９３１とを、図５（ｂ）に示すようにそれぞれ所定の方向に折り曲げて、アンテナ装置９３５が完成する。

特開２００５−１５０９１０号公報

しかしながら、このような従来のアンテナ装置９３５には、以下のような問題があった。即ち、アンテナ装置９３５を一定の大きさの金属板から効率よく製造するため、図５（ａ）に示すように、アンテナ放射素子９２３と複数の取付端子９２７とを、最終的な配置に合わせて同一平面上で構成させている。このため、アンテナ装置９３５のアンテナ放射面には、アンテナ放射素子９２３以外に複数の取付端子９２７も占めることになる。従って、アンテナ放射素子９２３の大きさは、複数の取付端子９２７が存在する分だけ小さくなってしまっていた。そのため、アンテナ装置９３５としては、アンテナ放射素子９２３の大きさが小さくなる分、性能が低下していた。また、逆に性能を低下させないように、アンテナ放射素子９２３を大きくしようとすると、複数の取付端子９２７の分だけアンテナ装置９３５を大型化させざるを得ないという問題があった。携帯機器やカメラ等の筐体内に収納されるアンテナ装置としては、その大きさを極力小さくする必要があるため、アンテナ装置が大型化することを避けることは必須の事項となっている。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、大型化することなく、アンテナ性能を最大限に得ることができるインサート成形されたアンテナ装置を提供することにある。

この課題を解決するために本発明のアンテナ装置は、配線パターンを備えた絶縁基板に載置可能とされ、アンテナ放射素子と、取付端子と、前記アンテナ放射素子に連続して形成された給電端子と、を含むアンテナ部材を有し、前記アンテナ部材が樹脂によりインサート成形されているアンテナ装置であって、前記絶縁基板に載置された時に前記絶縁基板の面に対して平行となる天面部と、前記絶縁基板に載置された時に前記絶縁基板の面に対して垂直となる脚部とを備えていて、前記アンテナ放射素子は前記天面部に配設され、前記取付端子と前記給電端子とは前記脚部のみに配設されているという特徴を有する。

このように構成された本発明のアンテナ装置は、アンテナ放射面である天面部をアンテナ放射素子のみで占めることができるため、大型化することなく、アンテナ性能を最大限に得ることができるアンテナ装置を提供することが可能となる。

また、上記の構成において、前記脚部における樹脂はアンテナ装置本体を支えることが可能な厚さを有していて、前記脚部が前記絶縁基板に載置可能とされているという特徴を有する。

このように構成された本発明のアンテナ装置は、脚部における樹脂によって、アンテナ装置本体を支えることができるので、取付端子や給電端子を薄くしても、絶縁基板にアンテナ装置を安定して載置することができる。

また、上記の構成において、前記給電端子には、給電端子給電端部と給電端子接地端部とが設けられていて、前記アンテナ放射素子と、前記給電端子給電端部と、前記給電端子接地端部と、で逆Ｆ型アンテナを構成していると共に、前記給電端子を前記脚部の側面に沿って設けていて、前記給電端子の少なくともどちらか一方の面を前記樹脂から露出させているという特徴を有する。

このように構成された本発明のアンテナ装置は、逆Ｆ型アンテナを構成するようになされているが、逆Ｆ型アンテナの場合、給電端子の近傍では電界強度が高いので、給電端子を覆う樹脂の誘電体損がアンテナ利得に与える影響が大きい。従って、給電端子の少なくとも一方の面を樹脂から外部に露出させることによって、誘電体損を少なくでき、アンテナ利得をより高くすることができる。

また、上記の構成において、前記アンテナ放射素子のアンテナ放射素子開放端部を、前記樹脂から露出させているという特徴を有する。

このように構成された本発明のアンテナ装置では、電界強度の最も高くなるアンテナ放射素子開放端部を樹脂から外部に露出させることによって、アンテナ放射素子開放端部における誘電体損を少なくすることができる。従って、アンテナ利得をより高くすることが可能となる。

また、上記の構成において、前記天面部の樹脂には、複数の樹脂穴部が設けられていて、前記樹脂穴部から前記アンテナ放射素子の一部を外部に露出させているという特徴を有する。

このように構成された本発明のアンテナ装置では、天面部の樹脂に設けられている複数の樹脂穴部からアンテナ放射素子の一部を外部に露出させているので、アンテナ利得の低下を防ぐことが可能となる。

また、上記の構成において、前記アンテナ放射素子は、ミアンダ形状をしていて、前記ミアンダ形状のアンテナ放射素子屈曲部の近傍に前記樹脂穴部が設けられているという特徴を有する。

このように構成された本発明のアンテナ装置では、アンテナ放射素子のミアンダ形状の屈曲部の近傍で起こりやすいアンテナ利得の低下を、アンテナ放射素子の一部を外部に露出させ、屈曲部の近傍の空間の誘電損失を少なくすることによって、防止することができる。

本発明のアンテナ装置は、絶縁基板に載置された時に絶縁基板の面に対して平行となる天面部と、絶縁基板に載置された時に絶縁基板の面に対して垂直となる脚部とを備えていて、天面部には、アンテナ放射素子が配設され、取付端子と給電端子とは脚部のみに配設されている。

このように構成された本発明のアンテナ装置は、アンテナ放射面である天面部をアンテナ放射素子のみで占めることができるため、大型化することなく、アンテナ性能を最大限に得ることができるインサート成形されたアンテナ装置を提供することができる。

本発明のアンテナ装置に係わるインサート成形前のアンテナ部材の斜視図である。 本発明のアンテナ装置に係わるインサート成形後のアンテナ部材の斜視図である。 本発明のアンテナ装置の斜視図である。 本発明のアンテナ装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ腺に沿って見た時の断面図である。 従来例に係るアンテナ装置を示す図である。

［実施形態］
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明のアンテナ装置は、金属からなるアンテナ部材を基にして製造されるアンテナ装置であって、図１は、本発明のアンテナ装置の製造工程中のアンテナ部材を示しており、折曲げ工程後で、インサート成形前のアンテナ部材の斜視図である。図２は、図１のアンテナ部材に対して、樹脂をインサート成形した後の斜視図であり、図３は、図２のインサート成形されたアンテナ部材に対して、連結桟を切断・除去した後のアンテナ装置の斜視図である。また、図４は、本発明のアンテナ装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ腺に沿って見た時の断面図である。

本発明の実施形態に係る図３に示すアンテナ装置１００は、以下のように組み立てられる。まず、金属板１をアンテナ形状に合わせて打ち抜き、打ち抜かれた金属板１を、図１に示すように折り曲げることによってアンテナ部材１０が形成される。アンテナ部材１０には、アンテナ放射素子３と、取付端子６と、アンテナ放射素子３に連続して形成された給電端子４とを含む。そして、図２に示すように、アンテナ部材１０は、樹脂８によってインサート成形され、第１連結桟２及び第２連結桟７を切断・除去した後に、図３に示すアンテナ装置１００が完成する。

以下、製造工程におけるアンテナ装置１００について、更に詳細に説明する。

製造工程中のアンテナ部材１０には、図１に示すように、金属板１の２箇所ある金属板耳部１ａから２本ずつの第１連結桟２が延伸して形成されている。そして、この金属板耳部１ａに連結された４本の第１連結桟２が、アンテナ放射素子３を両側から支える構造になっている。アンテナ放射素子３は、限られた面積内でアンテナ素子のアンテナ長を稼ぐためにミアンダ形状をしている。また、ミアンダ形状をしたアンテナ放射素子３の一部に給電端子４が連続して形成されている。そして、給電端子４の先端部には、給電点となる給電端子給電端部４ａと接地点となる給電端子接地端部４ｂとが形成されている。給電端子４はアンテナ放射素子３に対し、略垂直方向（−Ｙ方向）に折り曲げられて形成されている。尚、本発明の実施形態に係るアンテナ装置１００では、アンテナ放射素子３、給電端子給電端部４ａ及び給電端子接地端部４ｂとで逆Ｆ型アンテナを構成するようになされている。

アンテナ部材１０には、図１に示すように、アンテナ放射素子３に連結されている第２連結桟７と、第２連結桟７の先端に連結されている取付端子６とが更に形成されている。取付端子６は、図３に示すように、アンテナ装置１００の本体を絶縁基板５１上の配線パターン５２に半田で接続し、固定するための端子である。第２連結桟７は、図１に示すように、アンテナ放射素子３から延伸した先で−Ｙ方向に折り曲げられ、更にその先で−Ｚ方向に、又は＋Ｚ方向に折り曲げられている。尚、取付端子６は、第２連結桟７の先端部が更に＋Ｙ方向に折り曲げられた形で形成されている。

図２に示すように、折曲げ工程を終えたアンテナ部材１０には、アンテナ部材１０のうちのアンテナ放射素子３の全体、及び給電端子４と取付端子６それぞれの一部を樹脂８で覆うインサート成形が行われる。ここで、本発明のアンテナ装置１００では、給電端子４は脚部９の外側の側面に沿って設けられていて、アンテナ放射素子３の側とは反対の側の面を樹脂８から露出させている。尚、給電端子４の露出させる面は、アンテナ放射素子３の側と反対の側に限らず、アンテナ放射素子３の側であっても良い。即ち、給電端子４の少なくともどちらか一方の面を樹脂８から外部に対して露出させていれば良い。

本発明の実施形態に係るアンテナ装置１００は、前述したように逆Ｆ型アンテナを構成しているが、逆Ｆ型アンテナの場合、給電端子４の近辺は、電界強度が高いので、給電端子４を覆う樹脂８の誘電体損がアンテナ利得に与える影響が大きい。従って、給電端子４を樹脂８から外部に露出させることによって、誘電体損を少なくでき、アンテナ利得をより高くすることができる。

樹脂８は、アンテナ放射素子３と給電端子４と取付端子６とを覆うが、アンテナ放射素子３を覆う部分は天面部５を形成し、給電端子４と取付端子６とを覆う部分は脚部９を形成する。

図３に示すように、天面部５は、アンテナ装置１００が絶縁基板５１に載置された時に前記絶縁基板５１の面に対して平行となるように形成されている。また、脚部９は、アンテナ装置１００が絶縁基板５１に載置された時に絶縁基板５１の面に対して垂直となるように形成されている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、アンテナ装置１００の天面部５においては、樹脂８の内側に、アンテナ放射素子３が配設されていて、取付端子６は、アンテナ放射素子３と同一の平面上には存在しない。即ち、取付端子６と給電端子４とは脚部９のみに配設されていて、天面部５には、樹脂８以外にアンテナ放射素子３のみが配設されているだけである。従って、天面部５即ちアンテナ装置１００として許容されるアンテナ放射面の全面を、全てアンテナ放射素子３のみで占めることができる。そのため、アンテナ装置１００の持っているアンテナ性能を最大限に得ることができる。また、アンテナ装置１００の天面部５に取付端子６等の他の構成素子がないため、アンテナ装置１００が大型化することがなく、アンテナ装置１００の小型化に貢献できる。

また、図４（ｂ）に示すように、取付端子６がアンテナ放射素子３からある程度離れた位置に配置されているため、アンテナ放射素子３と取付端子６間で寄生容量が発生することがなく、取付端子６がアンテナ放射素子３のアンテナ性能に影響を与えることがない。

また、図４（ｂ）に示すように、取付端子６は、樹脂８に埋め込まれることによって、初めてアンテナ装置１００に一体化され、取付端子６の取り付け位置が確定する。また、本発明のアンテナ装置１００では、図５で示した従来技術のような、取付端子９２７、給電端子９２９及び接地端子９３１で支える支え方ではなく、樹脂８で形成された脚部９でアンテナ装置１００本体を支える支え方を採用している。取付端子６及び給電端子４を構成している金属板の厚さは、最近では非常に薄くなっているため、図５で示した従来技術のように、取付端子６及び給電端子４だけでアンテナ装置１００本体を安定に支えることは非常に困難になってきている。

図４（ｂ）に示すように、脚部９における樹脂８は、所定の厚さＬ１を有するように形成されていて、所定の厚さＬ１を有した脚部９によって、図３に示すようにアンテナ装置１００を絶縁基板５１に載置可能としている。ここで、所定の厚さＬ１は、アンテナ装置１００本体を支えることのできる厚さに設定されている。そのため、取付端子６や給電端子４を構成している金属板の厚さを薄くしても、安定してアンテナ装置１００本体を支えることができる。また、脚部９は、所定の厚さＬ１を有すると共に、より少ない樹脂８の量でアンテナ装置１００本体を効率よく支えるために、その形状も考慮されて設定されている。

アンテナ装置１００の形状は、天面部５と脚部９とを組み合わせた形状となり、その結果、図４（ｂ）に示すように、断面略Ｕ字型形状となるように形成される。このように、アンテナ装置１００の形状を断面略Ｕ字型形状となるように形成することによって、図３に示すようにアンテナ装置１００の天面部５と絶縁基板５１との間にスペースを設けることができる。そのため、このスペースに電子部品等を実装することができ、絶縁基板５１の部品搭載領域を有効に活用することができる。

また、図３に示すように、アンテナ装置１００が絶縁基板５１に戴置され、給電端子４と取付端子６とは、半田で絶縁基板５１上の配線パターン５２に接続可能とされる。そのため、給電端子４の給電端子給電端部４ａ及び給電端子接地端部４ｂ、と取付端子６の取付端子取付端部６ａとのそれぞれの半田接続部を樹脂８から露出させるようにしている。

図２、図３及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、インサート成形されたアンテナ部材１０には、天面部５の樹脂８の表面からアンテナ放射素子３の表面に亘って複数の樹脂穴部８ａが形成されている。樹脂穴部８ａは、図４（ｂ）に示すように、アンテナ放射素子３の表面に対し、上側（＋Ｙ方向）だけでなく、下側（−Ｙ方向）にも形成されている。樹脂穴部８ａは、アンテナ部材１０を樹脂８で覆うインサート成形を行う際にアンテナ放射素子３を上下から支えるための金型（図示せず）の抜き跡である。インサート成形時にアンテナ放射素子３を上下から支えるための金型は、インサート成形を安定して行うために必須のものであるため、樹脂穴部８ａも、その結果として当然形成されることになる。

従って、樹脂穴部８ａを介してアンテナ放射素子３を外部に露出させることになる。このように、アンテナ放射素子３を樹脂穴部８ａの位置で露出させることによって、誘電損失を少なくすることになるため、アンテナ利得の低下を防止することができる。

アンテナ放射素子３がミアンダ形状をしている場合、ミアンダ形状の屈曲部は、アンテナ性能を幾分か低下させる可能性がある。しかし、図４（ａ）に示すように、ミアンダ形状のアンテナ放射素子３のアンテナ放射素子屈曲部３ｂの近傍に樹脂穴部８ａを設けることによって、屈曲部近傍の空間の誘電損失を少なくすることができ、アンテナ性能の低下を防止することができる。

また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１連結桟残部２ａと、第２連結桟残部７ａとが、第１連結桟２及び第２連結桟７が切断された後も、アンテナ放射素子３の一部として、樹脂８の外部に突出して残っている。第１連結桟残部２ａ及び第２連結桟残部７ａが、アンテナ放射素子３の一部として樹脂８の外部に露出することによって、その部分の誘電損失を少なくすることができ、アンテナ利得を高くすることができる。特に、アンテナ放射素子３の先端部にあるアンテナ放射素子開放端部３ａは、電界強度が最も高い位置にあるため、アンテナ放射素子開放端部３ａを樹脂８から外部に露出させることによって、アンテナ利得をより高くすることに貢献している。

以上説明したように、本実施形態に係るアンテナ装置１００は、絶縁基板５１に載置された時に絶縁基板５１の面に対して平行となる天面部５と、絶縁基板５１に載置された時に絶縁基板５１の面に対して垂直となる脚部９とを備えていて、アンテナ放射素子３が天面部５に配設され、取付端子６と給電端子４とは脚部９のみに配設されている。

このように構成された本発明のアンテナ装置１００は、アンテナ放射面である天面部５をアンテナ放射素子３のみで占めることができるため、大型化することなく、アンテナ性能を最大限に得ることが可能なアンテナ装置１００を提供できる。

１ 金属板
１ａ 金属板耳部
２ 第１連結桟
２ａ 第１連結桟残部
３ アンテナ放射素子
３ａ アンテナ放射素子開放端部
３ｂ アンテナ放射素子屈曲部
４ 給電端子
４ａ 給電端子給電端部
４ｂ 給電端子接地端部
５ 天面部
６ 取付端子
６ａ 取付端子取付端部
６ｂ 取付端子脚部
６ｃ 取付端子先端部
７ 第２連結桟
７ａ 第２連結桟残部
８ 樹脂
８ａ 樹脂穴部
９ 脚部
１０ アンテナ部材
５１ 絶縁基板
５２ 配線パターン
１００ アンテナ装置

Claims (6)

1. 配線パターンを備えた絶縁基板に載置可能とされ、アンテナ放射素子と、取付端子と、前記アンテナ放射素子に連続して形成された給電端子と、を含むアンテナ部材を有し、前記アンテナ部材が樹脂によりインサート成形されているアンテナ装置であって、
   前記絶縁基板に載置された時に前記絶縁基板の面に対して平行となる天面部と、前記絶縁基板に載置された時に前記絶縁基板の面に対して垂直となる脚部とを備えていて、前記アンテナ放射素子は前記天面部に配設され、前記取付端子と前記給電端子とは前記脚部のみに配設されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記脚部における樹脂はアンテナ装置本体を支えることが可能な厚さを有していて、前記脚部が前記絶縁基板に載置可能と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。
3. 前記給電端子には、給電端子給電端部と給電端子接地端部とが設けられていて、前記アンテナ放射素子と、前記給電端子給電端部と、前記給電端子接地端部と、で逆Ｆ型アンテナを構成していると共に、
   前記給電端子を前記脚部の側面に沿って設けていて、前記給電端子の少なくともどちらか一方の面を前記樹脂から露出させていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記アンテナ放射素子のアンテナ放射素子開放端部を、前記樹脂から露出させていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
5. 前記天面部の樹脂には、複数の樹脂穴部が設けられていて、前記樹脂穴部から前記アンテナ放射素子の一部を露出させていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置。
6. 前記アンテナ放射素子は、ミアンダ形状をしていて、前記ミアンダ形状のアンテナ放射素子屈曲部の近傍に前記樹脂穴部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
   

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