JP2016052035A - アンテナ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの断線防止とコアの割れ防止をするアンテナ装置を提供する。
【解決手段】本例のアンテナ装置１は、一端に開口を有し他端に閉口を有する筒状のケース１０と、コイル２３を巻回されたコア２１と、ケース１０内の閉口側に配されたコア２１に固定されてケース１０内の閉口側と開口側を仕切るホルダ３０と、コイルの端末２４と接続されると共にケース１０の内の開口側でホルダ３０に固定された端子４０と、を有するアンテナ２０と、ケース１０の開口を閉塞している蓋５０と、を備えている。そして、ホルダ３０とケース１０には、ホルダ３０をケース１０内の所定位置に固定する係止部３５が設けられている。
またホルダ３０には、ケース１０内の閉口側と開口側を連通している第１経路部３４が形成されている。またホルダ３０により仕切られた閉口側のケース１０内から第１経路部３４に亘って、第１充填材６０がフル充填されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、自動車に搭載されるキーレスエントリシステムに好適なアンテナ装置及びその製造方法に関する。

アンテナ装置として、例えば特許文献１には、薄型棒状の強磁性体で作られた単一のコア部と、コア部に絶縁状態で巻かれる巻線導体を保持しコア部を包んだボビンと、コア部及びボビンを収納したケースと、コア部及びボビンをケース内に封止したポッティング材（充填材）とを備えたものが記載されている。

この特許文献１では、充填材をケース内に充填する際に、ボビンとコアとの空間に気泡が残りやすく、バーアンテナが経年使用されることによって、繰り返し熱負荷が加わると、残った気泡が膨張・収縮を繰り返すことでコイルに応力がかかり、コイルが断線する場合がある。

この問題を解決するために、例えば特許文献２では、ケースに収納される内部アンテナ（アンテナ部）より大きく形成される第１の収納部と、充填材が充填されると共にアンテナ部の端部のみが保持された第２の収納部を有するアンテナ装置が開示されている。該アンテナ装置では、コイル外周に充填材がないため、繰り返し熱負荷が加わった際に、コイルに応力が加わらずコイルの断線を低減できる可能性がある。

特開２００１−３５８５２２号公報 特開２０１３−３４２５４号公報

しかしながら、特許文献２のような構成では、コアの一端のみが充填材を介して保持されているがコア全体が保持されていないため、運転時の振動により、コアが割れて送受信特性が低下してしまう恐れがある。

そこで本発明は、従来技術が抱える上記課題を解決し得るアンテナ装置を提供しようとするものである。

以下、上記の課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用することができる。
本発明は、アンテナ装置であって、
一端に開口を有し他端に閉口を有する筒状のケースと、
前記ケース内の閉口側に配されてコイルが巻回されたコアと、前記コアに固定されて前記ケース内の閉口側と開口側を仕切るホルダと、前記コイルの端末と接続されると共に前記ケース内の開口側で前記ホルダに固定された端子と、前記端子に接続されて前記ケースの外部に引き出されたリード線と、を有するアンテナと、
前記ケースの開口に装着された蓋と、を備え、
前記ホルダと前記ケースには、前記ホルダを前記ケース内の所定位置に固定する係止部が設けられ、
前記ホルダには、前記ケース内の閉口側と開口側を連通している第１経路部が形成されており、
前記ケース内の閉口側の第１空間から前記第１経路部に亘って、第１充填材がフル充填されている、
ことを特徴としているものである。

また、本発明のアンテナ装置では、更なる好ましい特徴として、
「前記コイルの端末は、前記第１経路部を通して前記端子に接続されている」、
「前記第１経路部は、前記ケースの閉口側から開口側に沿って直線状に形成されている」、
「前記蓋には、前記ケース内と前記ケース外を連通している第２経路部が形成されており、
前記ケース内の開口側の第２空間から前記第２経路部に亘って、第２充填材がフル充填されている」、
を含んでいるものである。

また、本発明は、アンテナ装置の製造方法であって、
前記ケースを用意する工程と、
前記アンテナを用意する工程と、
前記ケース内に前記第１充填材を所定量充填する工程と、
前記アンテナを前記ケース内に挿入し、前記第１充填材を前記第１経路部を介して前記ケース内の閉口側から開口側に溢れさせるとともに、前記係止部により前記ホルダを前記ケース内の所定位置に固定させる工程と、を有する、
ことを特徴とするものである。

また、本発明のアンテナ装置の製造方法では、更なる好ましい特徴として、
「前記ケースを用意する工程と、
前記アンテナ用意する工程と、
前記ケース内に前記第１充填材を所定量充填する工程と、
前記アンテナを前記ケース内に挿入し、前記第１充填材を前記第１経路部を介して前記ケース内の閉口側から開口側に溢れさせるとともに、前記係止部により前記ホルダを前記ケース内の所定位置に固定させる工程と、
前記ホルダにより仕切られた前記ケース内の開口側の第２空間に前記第２充填材を所定量充填する工程と、
前記蓋を前記ケースの開口に装着し、前記第２充填材を前記第２経路部を介して前記ケース内から前記ケース外に溢れさせる工程」、
を含んでいるものである。

本発明のアンテナ装置では、ケース内の閉口側の空間から第１経路部に亘って、第１充填材がフル充填されているため、繰り返し熱負荷が加わった際に、コイルに応力が加わらずコイルの断線を防止すると共に、コア全体が第１充填材で保持されるため運転中の振動によるコアの割れを防止できる。

本発明の第１の実施形態例に係るアンテナ装置の分解説明図である。 本発明の第１の実施形態例に係る完成したアンテナ装置の断面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１の実施形態例）
本例によるアンテナ装置を図１ないし図３に基づいて説明する。
以下において説明するアンテナ装置は、自動車のドアハンドル内部に配置されており、キーレスエントリシステムに適用して自動車のドアの施解錠を遠隔制御するものである。

図１に示すように、アンテナ装置１は、ケース１０と、アンテナ２０と、蓋５０を有している。

ケース１０は、硬質の絶縁樹脂製で一端に開口を有し他端に閉口を有する方形筒状に形成されている。このケース内には、後述のアンテナ２０が配置されている。

アンテナ２０は、コア２１と、コイル２３と、ホルダ３０と、端子４０と、リード線４３とを備えている。

コア２１は、磁性材料で直方体状に形成され、コア２１の外側には絶縁テープ２２が巻回されている。
コイル２３は、コア２１の外側に絶縁テープ２２を介して巻回されている。

ホルダ３０は、コア２１をケース１０内で所定位置に固定するものであり、有底筒状部３１と、有底筒状部３１の外底面３２に設けられると共に有底筒状部の側壁３３外周より外形の小さい直方体部３８を有し、難燃性である硬質の絶縁樹脂で一体成形されている。

ホルダ３０の有底筒状部３１内にはコイル２３を巻回されたコア２１の一端が挿入されてコア２１がホルダ３０の有底筒状部３１内に接着固定されている。そして有底筒状部３１の側壁３３外形はケース１０の内形とほぼ同じに形成されており、ホルダ３０がケース１０内に挿入されると、ホルダ３０はケース１０内の閉口側と開口側を仕切るように配されて、コイル２３を巻回されたコア２１は、ケース１０内の閉口側に配される。

このホルダ３０には、ケース１０内の閉口側と開口側を連通している第１経路部３４が形成されている。この第１経路部３４は、有底筒状部３１の側壁３３外周にケース１０の閉口側から開口側に沿って直線状に形成された溝となっている。

そして、ケース１０内の閉口側の第１空間から第１経路部３４に亘って、第１充填材６０がフル充填されている。具体的には、ホルダ３０により仕切られたコア２１とケース１０との第１空間から第１経路部３４に亘って、第１充填材６０がフル充填されている。別の言い方をすれば、第１空間はホルダ３０とケース１０の内底面との空間であり、第１空間と第１経路部３４には第１充填材６０がフル充填されている。本発明のフル充填とは、充填材が充填される空間に気泡が残っていない状態をいう。
第１充填材６０は、室温硬化型であるシリコーン系のポッティング材を使用しており、コイルの断線防止やコアの割れや破損、温度や湿度等による劣化を防止している。
なお、図１おいて、第１経路部３４はホルダ３０の側壁３３外周の一面にのみ図示されているが不図示の他面にも同様に形成されている。

また、ホルダ３０とケース１０には、ホルダ３０をケース１０内の所定位置に固定する係止部３５が設けられている。具体的には、係止部３５は、有底筒状部３１の側壁３３外側に設けられた突部３６と、突部３６と嵌合されると共にケース１０の内側に設けられた凹部３７を有する。この係止部３５によりホルダ３０がケース１０内の所定位置に固定されると、コア２１に巻回されたコイル２３は、ケース１０内側と接触することなく配され、コア２１とコイル２３の外周全周と、ケース１０との第１空間には、第１充填材６０がフル充填される。

端子４０は、Ｌ字型に形成された導電性の金属端子であってケース１０内の開口側でホルダ３０に固定されている。端子の一端４１にはコイルの端末２４が半田接続され、端子の他端４２にはコイル２３への信号を送受信するリード線４３が半田接続されている。
そして、端子の一端４１に接続されるコイルの端末２４が第１経路部３４に配されている。すなわち、端子の一端４１に接続されるコイルの端末２４がホルダ３０の側壁３３外周の溝内に配されている。

蓋５０は、ケース１０の開口端に装着されてケース１０内を閉塞しているものであり、有底筒状部５１と有底筒状部５１の外底面に設けられた鍔部５２を有し、硬質の絶縁樹脂で一体成形されている。有底筒状部５１の側壁外形はケース１０の内形とほぼ同じに形成されている。

この蓋５０には、ケース１０内とケース１０外を連通している第２経路部５３が設けられている。具体的には、蓋５０に形成された貫通孔５４には、この貫通孔５４径より外径の小さいリード線４３が挿通されており、貫通孔５４とリード線４３の間にケース１０内とケース１０外を連通している第２経路部５３が設けられている。

そして、ケース１０内の開口側の第２空間から第２経路部５３に亘って、第２充填材７０がフル充填されている。具体的には、ホルダ３０により仕切られた端子４０とケース１０内との第２空間から第２経路部５３に亘って、第２充填材７０がフル充填されている。別の言い方をすれば、第２空間はホルダ３０と蓋５０との空間であり、第２空間と第２経路部５３には第２充填材７０がフル充填されている。第２充填材７０は、第１充填材６０と同じものを用いている。

次に、図１を用いて本実施形態のアンテナ装置１の製造方法について説明する。

第１工程としてケース１０を用意する。

次に、アンテナ２０を用意する第２工程を説明する。具体的に、絶縁テープ２２を巻き付けたコア２１単体に端子４０を固定したホルダ３０を装着して接着固定する。そして、不図示の自動巻線機を使い、線材を一方の端子４０の一端４１に巻き付けて半田付けして、線材を一方の第１経路部３４に挿通して、コア２１の外周にコイル２３が巻回される。その後、線材を他方の第１経路部３４に挿通して、他方の端子４０の一端４１に巻き付け半田付けする。その後、リード線４３の一端が端子の他端４２に半田付けされる。そしてアンテナ２０が形成される。

次に、ケース１０内に第１充填材６０を所定量充填する第３工程を説明する。具体的に、第１充填材６０の所定量は、係止部３５によりホルダ３０がケース１０内の所定位置で固定された際にホルダ３０により仕切られたコア２１とケース１０との第１空間と第１経路部３４に充填可能な量より多い量となっている。そして、不図示のディスペンサにより第１充填材６０がケース１０内の閉口側に所定量充填される。

次に、アンテナ２０をケース１０内に挿入し、第１充填材６０を第１経路部３４を介してケース１０内の閉口側から開口側に溢れさせるとともに、係止部３５によりホルダ３０をケース１０内の所定位置に固定させる第４工程を説明する。

具体的には、アンテナ２０がケース１０内に挿入されると、ケース１０内の閉口側に充填された第１充填材６０は第１経路部３４を介してケース１０内の閉口側から開口側に溢れながら、係止部３５によりホルダ３０がケース１０内の所定位置に固定される。すると、コア２１に巻回されたコイル２３はケース１０の閉口側でケース１０内側と接触することなく配されて、リード線４３の他端がケース１０の外部に引き出されて配される。
そして、第１充填材６０はケース１０内の閉口側から開口側に溢れ出て逆戻りせず、ホルダ３０により仕切られたコア２１とケース１０との第１空間と第１経路部３４には第１充填材がフル充填される。するとコイル２３とコア２１の外周全周には第１充填材６０が充填されてコア２１とコイル２３は第１充填材６０を介してケース１０に保持される。
また、コイルの端末は、第１経路部を通して端子に接続されているため、アンテナをケース内に挿入する際に、コイルの端末はケースの開口端に当接せずにすみコイルの端末の断線を防止できる。

次に、ホルダ３０により仕切られたケース１０内の開口側の第２空間に第２充填材７０を所定量充填する第５工程を説明する。具体的に、第２充填材７０の所定量は、蓋５０がケース１０の開口端に固定された際にホルダ３０により仕切られた端子４２とケース１０との第２空間と第２経路部５３に充填可能な量より多い量となっている。そして不図示のディスペンサにより第２充填材７０がケース１０内の開口側に所定量充填される。

次に、蓋５０をケース１０の開口に装着し、第２充填材７０を第２経路部５３を介してケース１０内からケース１０外に溢れさせる第６工程を説明する。具体的には、蓋５０の貫通孔５４にリード線４３が挿通された後、蓋５０の有底筒状部５１がケース１０の開口に挿入されると、ケース１０の開口側に充填された第２充填材７０は第２経路部５３を介してケース１０内からケース１０外に溢れ出ながら、蓋５０の鍔部５２がケース１０の開口端に当接して蓋５０がケース１０の開口に装着される。すると、第２充填材７０はケース１０内からケース１０外に溢れ出て逆戻りせず、ホルダ３０により仕切られた端子４０とケース１０との第２空間と第２経路部５３には第２充填材７０がフル充填される。
また、第２経路部５３には、端子４０に接続されるリード線４３が配されており、第２経路部５３に第２充填材７０がフル充填されるため、端子に対するリード線の引っ張り強度を高めることができる。

このように本例のアンテナ装置１は、一端に開口を有し他端に閉口を有する筒状のケース１０と、コイル２３を巻回されたコア２１と、ケース１０内の閉口側に配されたコア２１に固定されてケース１０内の閉口側と開口側を仕切るホルダ３０と、コイルの端末２４と接続されると共にケース１０内の開口側でホルダ３０に固定された端子４０と、端子４０に接続されてケース１０の外部に引き出されたリード線４３と、を有するアンテナ２０と、ケース１０の開口を閉塞している蓋５０と、を備えている。
そして、ホルダ３０とケース１０には、ホルダ３０をケース１０内の所定位置に固定する係止部３５が設けられている。
またホルダ３０には、ケース１０内の閉口側と開口側を連通している第１経路部３４が形成されている。
またホルダ３０により仕切られた閉口側のケース１０内から第１経路部３４に亘って、第１充填材６０がフル充填されている。

よって、本例のアンテナ装置では、繰り返し熱負荷が加わった際に、コイルに応力が加わらずコイルの断線を防止すると共に、コア全体が第１充填材で保持されるため運転中の振動によるコアの割れを防止できる。また、コア全体が第１充填材で保持されて封止されているため、コアに巻回されたコイルの防水性が得られる。

また、コイルの端末は、第１経路部を通して端子に接続されているため、コイルの端末を充填材で保持できコイル端末の断線防止ができる。

また、第１経路部は、ケースの閉口側から開口側に沿って直線状に形成されているため、コイル端末は、端子に接続する際に最短距離で配置でき部材コストを低減できると共に、第１充填材が第１経路部内を流れやすくなる。

また、蓋５０には、ケース１０内とケース１０外を連通している第２経路部５３が形成されており、ホルダ３０により仕切られた開口側のケース１０内から第２経路部５３に亘って、第２充填材７０がフル充填されている。
よって、繰り返し熱負荷が加わった際にコイル端末の断線を防止すると共にリード線の固着ができる。さらに、ケース内全体に亘って第１充填材と第２充填材がフル充填されて封止されているためアンテナ装置として高い防水性が得られる。

（第２の実施形態例）
本発明の第２の実施形態例に係るアンテナ装置を説明する。

第１の実施形態例の第１経路部は、有底筒状部３１の側壁３３外周にケース１０の閉口側から開口側に沿って形成された直線状の溝であるが、本例の第１経路部は、有底筒状部の側壁３３にケース１０の開口側から閉口側に沿った直線状の貫通孔（不図示）に形成されたものである。本例の場合、コイルの端末２４が該貫通孔に配されており、ホルダ３０により仕切られた開口側のケース１０内から該貫通孔に亘って、第１充填材６０がフル充填されている。
これにより、第１の実施形態例の効果を有すると共に、コア２１に固定されたホルダ３０をケース１０に挿入する際に、コイルの端末はケースの開口端に確実に当接せずにすみ、コイルの端末の断線をより低減できる。

（第３の実施形態例）
本発明の第３の実施形態例に係るアンテナ装置を説明する。

上述の第６工程では、蓋５０をケース１０の開口に装着し、第２充填材７０を第２経路部５３を介してケース１０内からケース１０外に溢れさせているが、ケース１０内が蓋５０により封止されていれば、これに限らない。例えば、ホルダ３０により仕切られた開口側のケース１０内と第２経路部に第２充填材７０がフル充填されずに、第２経路部５３にのみ第２充填材が充填されたものでもよい。

この例のアンテナ装置１の製造方法について説明する。上述の第５工程後に、蓋５０の貫通孔５４にリード線４３が挿通されて、蓋５０の鍔部５２がケース１０の開口端に当接して蓋５０がケース１０に装着された状態で、第２充填材７０が該第２経路部のみに充填される。
すると、本例では、ホルダ３０により仕切られた開口側のケース１０内（第２空間内）に第２充填材をフル充填することなくケース内が封止されるため、充填材の使用量を低減しつつアンテナ装置として防水性が得られる。

１ アンテナ装置
１０ ケース
２０ アンテナ
２１ コア
２２ 絶縁テープ
２３ コイル
２４ コイルの端末
３０ ホルダ
３１ ホルダの有底筒状部
３２ ホルダの有底筒状部の外底面
３３ ホルダの有底筒状部の側壁
３４ 第１経路部
３５ 係止部
３６ 突部
３７ 凹部
３８ ホルダの直方体部
４０ 端子
４１ 端子の一端
４２ 端子の他端
４３ リード線
５０ 蓋
５１ 蓋の有底筒状部
５２ 蓋の鍔部
５３ 第２経路部
５４ 貫通孔
６０ 第１充填材
７０ 第２充填材

Claims (6)

1. 一端に開口を有し他端に閉口を有する筒状のケースと、
   前記ケース内の閉口側に配されてコイルが巻回されたコアと、前記コアに固定されて前記ケース内の閉口側と開口側を仕切るホルダと、前記コイルの端末と接続されると共に前記ケース内の開口側で前記ホルダに固定された端子と、前記端子に接続されて前記ケースの外部に引き出されたリード線と、を有するアンテナと、
   前記ケースの開口に装着された蓋と、を備え、
   前記ホルダと前記ケースには、前記ホルダを前記ケース内の所定位置に固定する係止部が設けられ、
   前記ホルダには、前記ケース内の閉口側と開口側を連通している第１経路部が形成されており、
   前記ケース内の閉口側の第１空間から前記第１経路部に亘って、第１充填材がフル充填されている、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記コイルの端末は、前記第１経路部を通して前記端子に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１経路部は、前記ケースの閉口側から開口側に沿って直線状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記蓋には、前記ケース内と前記ケース外を連通している第２経路部が形成されており、
   前記ケース内の開口側の第２空間から前記第２経路部に亘って、第２充填材がフル充填されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアンテナ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法であって、
   前記ケースを用意する工程と、
   前記アンテナを用意する工程と、
   前記ケース内に前記第１充填材を所定量充填する工程と、
   前記アンテナを前記ケース内に挿入し、前記第１充填材を前記第１経路部を介して前記ケース内の閉口側から開口側に溢れさせるとともに、前記係止部により前記ホルダを前記ケース内の所定位置に固定させる工程、を有する、
   ことを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
6. 請求項４に記載のアンテナ装置の製造方法であって、
   前記ケースを用意する工程と、
   前記アンテナ用意する工程と、
   前記ケース内に前記第１充填材を所定量充填する工程と、
   前記アンテナを前記ケース内に挿入し、前記第１充填材を前記第１経路部を介して前記ケース内の閉口側から開口側に溢れさせるとともに、前記係止部により前記ホルダを前記ケース内の所定位置に固定させる工程と、
   前記ホルダにより仕切られた前記ケース内の開口側の第２空間に前記第２充填材を所定量充填する工程と、
   前記蓋を前記ケースの開口に装着し、前記第２充填材を前記第２経路部を介して前記ケース内から前記ケース外に溢れさせる工程、を有する、
   ことを特徴とするアンテナ装置の製造方法。

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