JP2015228635A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両や住宅等のドアハンドル内に搭載され、ドアの施解錠を遠隔制御で行うアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device that is mounted in a door handle of a vehicle, a house, or the like, and performs locking and unlocking of the door by remote control.
近年、車両や住宅等のドアハンドル内に搭載され、操作者の保有する携帯機との間での通信を介してドアの施解錠等を遠隔制御で行うアンテナ装置が増えている。 In recent years, an antenna device that is mounted in a door handle of a vehicle, a house, or the like and that remotely locks and unlocks the door through communication with a portable device owned by an operator is increasing.
特許文献1には、配線基板の基板面の上に磁性体コアが載せられ、その重なり合って配された配線基板および磁性体コアの外周に絶縁被覆銅線が巻回されて構成されたアンテナ装置が示されている。 Patent Document 1 discloses an antenna device in which a magnetic core is placed on a substrate surface of a wiring board, and an insulating coating copper wire is wound around the wiring board and the outer periphery of the magnetic core that are arranged to overlap each other. It is shown.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
しかしながら、従来のアンテナ装置は、重なり合って配された配線基板および磁性体コアの外周に絶縁被覆銅線を巻回した構成であったため、両者が重なり合う方向の厚み寸法が厚くなるという課題があった。 However, the conventional antenna device has a configuration in which an insulation-coated copper wire is wound around the outer periphery of the wiring board and the magnetic core arranged in an overlapping manner, and thus there is a problem that the thickness dimension in the direction in which the both overlap is increased. .
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、厚み寸法の薄型化が図られたアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an antenna device having a reduced thickness.
上記目的を達成するために本発明によるアンテナ装置は、配線基板に配置され、磁性体コアにコイルが巻回されて構成されるアンテナ部を備え、そのアンテナ部の磁性体コアを配線基板に設けた磁性体挿入部に挿入させて配した構成としたものである。 In order to achieve the above object, an antenna device according to the present invention includes an antenna unit that is disposed on a wiring board and is configured by winding a coil around a magnetic core, and the magnetic core of the antenna unit is provided on the wiring board. The magnetic material is inserted into the magnetic material insertion portion.
これであれば、磁性体コアの厚みの一部を配線基板の厚みで吸収することができ、厚み寸法の薄型化が図られたアンテナ装置を得ることができるという作用を有する。 If this is the case, a part of the thickness of the magnetic core can be absorbed by the thickness of the wiring board, and an antenna device having a reduced thickness can be obtained.
本発明によれば、厚み寸法の薄型化が図られたアンテナ装置が得られるという有利な効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect that an antenna device having a reduced thickness can be obtained.
(実施の形態)
本発明の実施の形態によるアンテナ装置について、以下に図面を用いて説明する。
(Embodiment)
An antenna device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態によるアンテナ装置100の断面図、図2は同外観斜視図、図3は同分解斜視図である。
1 is a sectional view of an
アンテナ装置100は、アンテナ部21と、貫通孔22Aが設けられた配線基板22と、電子回路部23と、スイッチ24と、スペーサ25と、アンロックセンサ26と、ケーブル27とを備えている。
The
アンテナ部21は、磁性体コア31とコイル32とを有している。磁性体コア31は、ソフトフェライト、鉄、或いはパーマロイ等の軟磁性材料を用いて、直方体形状で形成されている。コイル32は、例えば直径0.1mm〜0.7mmのポリウレタン銅線等の被覆金属線からなる。
The
配線基板22は、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板等のリジッド材質からなり、例えばプリント配線を有するものが用いられている。また、その板厚は1.0mm〜1.6mmである。
The
配線基板22の外形は、図3に示すように、細長い矩形状で、短手側の略中央位置に、磁性体コア31を収容可能な矩形状の貫通孔22Aが設けられている。言い換えると、配線基板22は、外枠の一部をなす二つの線状部22Bを有し、線状部22B間の位置が磁性体コア31を挿入して配置する貫通孔22Aとなっている。二つの線状部22Bは、配線基板22の長手方向に沿って伸びる同一幅のものに形成されている。
As shown in FIG. 3, the outer shape of the
線状部22Bの幅寸法は、加工性などを考慮すると1.5mm〜2.0mmが好ましい。例えば、配線基板22の板厚より若干大きい値にすると加工性などに優れる。そして、線状部22Bには、図示は省略するがプリント配線が形成されている。このプリント配線は、電子回路部23とスイッチ24とを接続するために配されており、上述した線状部22Bの幅寸法に設定すれば、プリント配線を有する線状部22Bに容易に加工形成できる。
The width dimension of the linear portion 22B is preferably 1.5 mm to 2.0 mm in consideration of workability and the like. For example, if the value is slightly larger than the thickness of the
そして、配線基板22には、スペーサ25を固定する孔部22Cが二つ設けられている(図3参照)。
The
磁性体コア31は、図1に示すように、貫通孔22Aに挿入されて配されている。コイル32のコイル線は、図2に示すように、二つの線状部22Bそれぞれの外側位置を含めた範囲で巻回されている。つまり、一方の線状部22B、貫通孔22A内の磁性体コア31、他方の線状部22Bの順に並んだ外周にコイル32が巻回されて配されている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、貫通孔22Aは図3に示したように矩形状である。貫通孔22Aの短手寸法は、磁性体コア31の対応する短手側の寸法に対して少し大きめの寸法で設定されておりその寸法差は大きい。一方、短手側の寸法差に対して、貫通孔22Aの長手寸法は、磁性体コア31の対応する長手側の寸法に対して小さい寸法差になるように設定されている。すなわち、磁性体コア31と配線基板22の貫通孔22Aとの寸法差は、コイル32におけるコイル線の周回方向に沿う方向(つまり配線基板22の短手方向側)の寸法差よりも、コイル32におけるコイル線の周回方向に対して直交する方向(つまり配線基板22の長手方向側)の寸法差が小さくなる設定で貫通孔22Aが設けられている。好ましくは、磁性体コア31が長手方向のみ圧入気味に挿入される寸法関係に設定しておくとよい。
Here, the
磁性体コア31の厚さは、配線基板22の厚さよりも厚く、図1に示したように、磁性体コア31は、配線基板22表裏の基板面からそれぞれ突出している。その表裏側への突出量はそれぞれ同等のものとなっている。この構成であれば、磁性体コア31の厚みの一部を配線基板22の厚みで吸収させて構成でき、アンテナ装置100の厚み寸法の薄型化が図れる。
The thickness of the
コイル32は、磁性体コア31の長手方向の中央位置に巻回されている。言い換えると、磁性体コア31の長手方向の両端部にはコイル32は巻かれておらず、磁性体コア31の両端部はコイル32の巻回箇所よりも長手方向に沿って外方にそれぞれ突出している。このように磁性体コア31の中央部のみにコイル32を巻回するものであれば、例えば組み立て時に、設備によって、磁性体コア31の両端部を保持させてコイル32を巻回することなどもできる。また、巻回後にはコイル32で磁性体コア31を保持しうる。
The
また、磁性体コア31を貫通孔22Aに挿入した時点で、貫通孔22Aの長手側で磁性体コア31が圧入状態になるものであれば、配線基板22を保持状態にするのみでコイル32を磁性体コア31の中央部に容易に巻回することができる。磁性体コア31を配線基板22に接着剤などで固定しておいても同様である。
If the
なお、磁性体コア31が、配線基板22表裏の基板面から同等寸法で突出し、かつ、配線基板22として、線状部22Bが同じ幅寸法で、また貫通孔22Aが配線基板22の短手側の中央位置にあると、コイル32の巻回後に、コイル線の張力が磁性体コア31に均一的に加わり、磁性体コア31の不用意な移動が抑えられる。
The
すなわち、上述した設定であると、コイル32のコイル線は、磁性体コア31と線状部22Bとの間では、線状部22B側が狭くなる傾斜状に巻かれる。つまり、当該箇所では、コイル線は、配線基板22の基板面と磁性体コア31の短手方向側の側面に対して、内部が中空の三角柱状の空間部を構成するように巻かれていき、この三角柱状の空間部は、基板面の表裏側同士で同等な対称形状で、かつ磁性体コア31の短手方向側に対しても同等な対称形状に構成されることになるため、コイル線の張力が磁性体コア31に均一的に加わるように構成できる。なお、後述する樹脂90でモールドしない状態で使用する際には、コイル32の傾斜状に巻かれた箇所は空気に接する面積が増加するため、コイル32の放熱作用が高まるという付帯的な効果を得ることもできる。
That is, with the setting described above, the coil wire of the
コイル32のコイル線の端部は、配線基板22に設けられた絡げ用突部22Dに固定されている。絡げ用突部22Dは、配線基板22の短手方向に突出している。そして、図示は省略するが、絡げ用突部22Dにも電子回路部23とコイル線の端部とを接続するプリント配線が形成されている。
The end of the coil wire of the
なお、当該構成では、配線基板22をリジット材質のものを用いているため、二つの線状部22Bの外側位置を含めてコイル32が巻回可能で、また絡げ用突部22Dとしても一体に設けて構成することができる。
In this configuration, since the
配線基板22の長手側における一端位置には電子回路部23が配されている。電子回路部23は、IC(Integrated Circuit)、ダイオード等の半導体部品、抵抗、コンデンサ、コイル等のチップ部品から構成され、それらそれぞれが配線基板22に実装されている。配線基板22の長手側における他端の端部位置には、スイッチ24が装着されている。
An
スイッチ24は押圧操作型の単体スイッチであり、その上からゴムなどからなる操作用部材24Aが配されている。なお、スイッチ24は、線状部22Bに形成されたプリント配線を介して電子回路部23に接続されていることは上述したとおりである。
The
以上に説明したように、配線基板22には長手方向の一端から他端にかけて、電子回路部23、アンテナ部21、スイッチ24が順に配設されている。
As described above, the
配線基板22の裏面にはスペーサ25が装着されている。スペーサ25は、絶縁樹脂等を材料とする薄板である。スペーサ25には円柱状の突起25Aが二つ設けられ、それぞれの突起25Aが配線基板22の対応する孔部22Cに挿入保持されて、スペーサ25は配線基板22の裏面側に一体化されている。
A
なお、スペーサ25については、アンテナ部21の配置箇所に応じた配線基板22との対向面側に逃げ部25B(図1参照)を設けたものを用いている。つまり、配線基板22裏面の基板面から突出している磁性体コア31やその外周に配されたコイル32が逃げ部25Bに収まり、コイル32などに余分な負荷が加わることがないように構成している。
In addition, about the
スペーサ25の裏面側には、アンロックセンサ26が配されている。
An
アンロックセンサ26は、電極51と電極52を備えている。電極51、52の材質は、厚みが例えば0.1mm〜0.4mmで、鋼或いは銅合金等の金属製薄板、または鋼或いは銅合金等にニッケルメッキ、錫メッキ等の金属メッキを施した金属製の薄板からなる。
The
電極51は、外形が方形のリング状の平面で構成され、電極51の内側となる同一平面上に同じく方形のリング状の平面で構成された電極52が配置されている。
The
電子回路部23は、上述したようにスイッチ24に接続されると共に、配線基板22のプリント配線を介してアンロックセンサ26の電極51、52にも接続されている。
The
そして、電子回路部23は、操作者がスイッチ24を押圧操作したことを判別する。また、電子回路部23は、アンロックセンサ26の近傍に手を伸ばした際に、アンロックセンサ26の電極51と電極52の間の静電容量の変化からアンロックセンサ26に対する指等の接近を検出し、それに応じた所定出力をする機能を備えている。
Then, the
なお、アンロックセンサ26の電極51、52は、金属製の薄板を所定形状で打ち抜き、曲げ加工などを施して形成すると簡易に形成できるが、プリント基板にエッチングを行って形成したもの等としてもよい。
The
ケーブル27は、コネクタ部27Aとリード線27Bから構成される。コネクタ部27Aが配線基板22の一端側の端部位置に配され、その状態で、リード線27Bは、電子回路部23とアンテナ部21に配線基板22のプリント配線を介して接続されている。
The
そして、電子回路部23によって、スイッチ24の押圧操作状態の判別、或いはアンロックセンサ26への手等の近接が検出された際には、ケーブル27のリード線27Bを通じてアンテナ装置100の外部の制御装置(図示せず)に所定信号が伝達される。また、ケーブル27のリード線27Bは、制御装置からの信号、例えばアンテナ部21を介して送信する要求信号などを伝達する。
When the
以上のように、アンテナ装置100は構成されている。そして、このアンテナ装置100は、例えば図4に示したように、操作用部材24Aの上面位置を除いて外部を全体的に絶縁性の樹脂90でモールドしたアンテナ装置200に構成されて使用されうる。アンテナ部21の外部が樹脂90でモールドされたものとすると、アンテナ部21と配線基板22との一体化状態が容易に向上できる。このとき、コイル32のコイル線と配線基板22の基板面と磁性体コア31の短手方向側の側面とで構成される三角柱状の空間部は、樹脂90が流れる流路として活用されることとなる。
As described above, the
アンテナ装置200は、図5に示すように、例えば車両のドアハンドルのハンドル台座211に配されて搭載される。
As shown in FIG. 5, the
ドアハンドルは、ハンドル台座211と、ハンドル台座211上を覆うようにハンドル台座211に結合されるハンドルカバー(図示せず)とから構成される。なお、ハンドルカバーとしては、スイッチ24に応じた箇所に操作用ボタンを備えたものが用いられる。
The door handle includes a
そして、ドアハンドルは、ハンドル台座211が車両のドア(図示せず)に対して前方取付け部211Aを支点として、後方取付け部211Bが操作者側に可動するように車両に取り付けられる。このとき、ケーブル27のリード線27Bは、前方取付け部211A側を通じてドア内部に引き込まれた状態にされる。
The
ここで、アンテナ装置200は、樹脂90でモールドされた構成になっているため取り扱い性に優れ組み込みは容易である。そして、アンテナ装置200は、アンテナ部21の磁性体コア31を配線基板22の貫通孔22Aに挿入して配した構成のため、樹脂90でモールドしたとしても厚みが薄く構成でき、ドアハンドル内の占有体積が少なく収まる。このため、ドアハンドルの形状の設定自由度などが増加し、またはドアハンドルの小型化や軽量化などに寄与することが可能である。
Here, since the
次にアンテナ装置200の動作について説明する。
Next, the operation of the
携帯機を所持した操作者が、ドアハンドルの内側つまり車両ドアの外表面とハンドル台座211との間に手を差し入れると、アンロックセンサ26の静電容量の変化を電子回路部23が検出し、車両内部に配置された制御装置にケーブル27を介して所定信号を伝送する。その信号を受けた制御装置は、ケーブル27及びアンテナ部21等を介して、所定の周波数の要求信号を送信する。
When an operator who has a portable device inserts his hand inside the door handle, that is, between the outer surface of the vehicle door and the
携帯機は要求信号を受信すると、応答信号を車両側に送信する。 When the portable device receives the request signal, the portable device transmits a response signal to the vehicle.
車両側の制御装置が受信アンテナ(図示せず)を介して応答信号を受信すると応答信号を確認しドアを解錠する。 When the control device on the vehicle side receives a response signal via a receiving antenna (not shown), the response signal is confirmed and the door is unlocked.
また、携帯機を所持した操作者が車両から離れる時は、ドアハンドルの操作用ボタンを押して、操作用部材24Aを介してスイッチ24への押圧操作を行う。スイッチ24の押圧操作状態が電子回路部23で判別され、それに応じた所定信号が車両内部に配置された制御装置にケーブル27を介して伝送され、制御装置はドアを施錠する。
Further, when the operator carrying the portable device leaves the vehicle, the operator pushes the operation button on the door handle and performs a pressing operation on the
以上に説明したように、当該実施の形態によるアンテナ装置100またはそれをモールドした構成のアンテナ装置200は、アンテナ部21の磁性体コア31を配線基板22の磁性体挿入部に挿入して配する構成にすることで、薄型化が図られたものとすることを主な構成思想とするものである。ここで、アンテナ装置100、200では、磁性体挿入部の一例として貫通孔22Aを用いて示している。
As described above, the
なお、当該実施の形態によるアンテナ装置100、200は、各種の変形例を有する。例えば、電子回路部23は車両内部の制御装置に配置されていてもよい。
Note that the
なお、電子回路部23はアンテナ装置100、200に無くても良く、スイッチ24の押圧操作をアンテナ装置100、200の外部の制御装置で判定しても良い。
The
また、アンロックセンサ26と配線基板22との間のスペーサ25は、必ずしも備えている必要はなく、アンロックセンサ26を配線基板22に接する構成などにしてもよい。
Further, the
また、アンロックセンサ26は、静電容量の変化の検出が可能であれば、様々な形状等のものとしてもよい。例えば、上述したアンロックセンサ26では、二つの電極51、52による構成のものを説明したが、これに限られるものではなく、電極の数は一つの場合も含めていくつでもよい。ただし、複数の電極による構成のものであれば、静電容量の電極毎の変化を検出することができるため、指による接触検出と雨滴等による検出を精度良く切り分けることも可能である。
The
そして、上記にはスイッチ24を配線基板22に直接配した構成で説明したが、図6のアンテナ装置300に示したように、押圧操作型の単体スイッチと操作用部材24Aとを有するスイッチブロック体310を製作し、単体スイッチに繋がった長尺の端子部311を配線基板22に接続させた構成等としてもよい。
In the above description, the
または、スイッチ24の代わりとして、図7のアンテナ装置400に示したように、ロックセンサ410を配線基板22に設けたものとしてもよい。この場合には、手などの近接に伴うロックセンサ410の静電容量の変化を電子回路部23で検出すればよい。ロックセンサ410は、アンロックセンサ26と同様に金属製の薄板から形成すると簡易に形成でき、かつその構成のものであれば配置位置の自由度なども広がりやすくなり好ましいが、材質や形状などは特に限定されることはない。
Alternatively, the
また、図8のアンテナ装置500で示したように、磁性体挿入部を貫通孔22Aではなく、配線基板422に設けた切り欠き422Aとして構成しても良い。このように、磁性体挿入部は磁性体コア31が挿入可能な形状であれば良い。
Further, as shown in the
なお、アンテナ装置500では、切り欠き422Aの開口側にあたる磁性体コア31の側面にもコイル32のコイル線が直接巻かれる状態になるため、アンテナ特性が向上するという作用効果も得られる。
In the
なお、上述したアンテナ装置300、400、500についても、外部を樹脂90でモールドした構成にすると好ましい。
In addition, it is preferable that the
以上に説明したアンテナ装置100、200、300、400、500は、車両用に用いる以外に、ドアハンドルを有するもの全般に適用可能である。例えば、その代表として住宅用のドア施解錠用に用いるとよい。
The
本発明によるアンテナ装置は、厚み寸法の薄型化が図られたものに構成でき、車両や住宅等のドアの施解錠用として有用である。 The antenna device according to the present invention can be configured to have a reduced thickness, and is useful for locking and unlocking doors of vehicles and houses.
21 アンテナ部
22、422 配線基板
22A 貫通孔
22B 線状部
22C 孔部
22D 絡げ用突部
23 電子回路部
24 スイッチ
24A 操作用部材
25 スペーサ
25A 突起
25B 逃げ部
26 アンロックセンサ
27 ケーブル
27A コネクタ部
27B リード線
31 磁性体コア
32 コイル
51、52 電極
90 樹脂
100、200、300、400、500 アンテナ装置
211 ハンドル台座
211A 前方取付け部
211B 後方取付け部
310 スイッチブロック体
311 端子部
410 ロックセンサ
422A 切り欠き
21
Claims (8)
前記アンテナ部の前記磁性体コアが、前記配線基板に設けられた磁性体挿入部に挿入されて配されたアンテナ装置。 A wiring board, an antenna unit arranged on the wiring board and having a coil wound around a magnetic core, and a cable fixed to the wiring board,
An antenna device in which the magnetic core of the antenna section is inserted and disposed in a magnetic body insertion section provided on the wiring board.
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