JP2018093371A - アンテナ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造されたアンテナ装置の共振周波数分布の中央値と、共振周波数の設計値とのズレを抑制すること。
【解決手段】直列に配置された複数本の棒状コア２０と、導線を巻回して形成されたコイル３０と、コイル３０に電気的に接続されたコンデンサと、を少なくとも備え、複数本の棒状コア２０から選択された第一の棒状コア２０Ａと、複数本の棒状コア２０から選択された第一の棒状コア２０Ａのいずれか一方の端部側に配置された第二の棒状コア２０Ｂとが、離間して配置されると共に、コイル３０の内周側に、第一の棒状コア２０Ａの第二の棒状コア２０Ｂが配置された側の端面２２Ａ、および、第二の棒状コア２０Ｂの第一の棒状コア２０Ａが配置された側の端面２２Ｂ、から選択される少なくとも一方の端面が位置するアンテナ装置およびその製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置およびその製造方法に関するものである。

アンテナ装置には、Ｍｎ−Ｚｎフェライトなどの磁性体材料からなる棒状コアが用いられている。このアンテナ装置の出力を高めるためには、棒状コアの長さは大きい方が有利であるものの、棒状コアに衝撃や曲げ応力が加わった際には棒状コアが破損して折れ易くなるという欠点がある。このような問題を解決すべく、一方向に沿って直列に配置した複数本の棒状コアと、これら複数の棒状コアに巻回した複数のコイルとを備えたアンテナ装置が提案されている（たとえば、特許文献１等）。

特開２００７−４３５８８号公報

また、アンテナ装置は、その使用用途によって要求される共振周波数の公差が異なるが、たとえば、ＬＦ帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の近距離通信システム、特にＰＥＰＳ（パッシブエントリー／パッシブスタート）用の送信用のアンテナ装置では、±２％前後の公差が求められる。この点に関して、特許文献１記載のアンテナ装置では、２つの棒状コアの間に設けられた小型コアを回転させることで共振周波数を調整して公差の範囲内に共振周波数を設定できる。しかしながら、特許文献１記載のアンテナ装置では、共振周波数を調整可能とするために、小型コアのような共振周波数調整機構をさらに搭載する必要がある上に、コイルも複数個用いる必要があるためアンテナ装置の構造および製造プロセスが複雑になる。

一方、共振周波数は、アンテナ装置を構成するコイルの巻回数に応じて値が増減するインダクタンス値と、アンテナ装置を構成するコンデンサの静電容量とにより決定される。これに加えて、アンテナ装置の製造に使用される市販のコンデンサは、個々の個体間で静電容量にばらつき（個体間静電容量ばらつき）を有している。このため、アンテナ装置が、特許文献１に例示されるような共振周波数調整機構を有さない場合、共振周波数を要求される公差範囲内に収まるように、アンテナ装置の製造に使用する個々のコンデンサの静電容量に応じてコイルの巻回数を調整する必要がある。

しかし、アンテナ装置の量産に際して、個々のコンデンサの静電容量に応じてコイルの巻回数を、１Ｔｕｒｎ（コイルを構成する導線の１巻分）未満の値で微調整するのは現実的では無い。このため、共振周波数調整機構を有さないアンテナ装置を製造する場合、製造に使用する同一品種のコンデンサについて所定の静電容量範囲毎に分類してランク分けした上で、各ランクのコンデンサ毎にコイルの巻回数を整数倍単位の値で設定する必要がある。たとえば、個体間静電容量ばらつきが±５％程度の市販のコンデンサを用いて、１本の棒状コアと１つのコイルとを備えたアンテナ装置を製造する場合、コンデンサは静電容量に応じて４〜５ランク程度に分類しておく必要がある。

ここで、アンテナ装置の設計値が、共振周波数：１２５ｋＨｚであり、アンテナ装置に使用するコンデンサの静電容量：３３００ｐＦであれば、インダクタンス値Ｌは４９２μＨである。そして、コンデンサの個体間静電容量ばらつきが±５％の場合において、−５％〜＋５％の範囲を２％幅で分割してコンデンサを５ランクに分類したと仮定する。この際、静電容量が３３００ｐＦ±１％の範囲内であるランクに分類されたコンデンサについては、インダクタンス値Ｌが４９２μＨとなるようにコイルの巻回数が設定できれば、１２５ｋＨｚを中央値とした共振周波数分布を持つアンテナ装置が得られることになる。

しかしながら、上述したように、アンテナ装置の製造に際して、コイルの巻回数は整数倍単位で増減させて調整される。このため、インダクタンス値Ｌは、巻回数がｎ回のときは４８９μＨ、巻回数がｎ＋１回のときは４９６μＨ、巻回数がｎ＋２回のときは５０３μＨ・・・といったように巻回数が整数倍単位で増加するに従い、段階的に変化する（なお、「ｎ」は０を超える数値である）。このため、実際のアンテナ装置の製造に際しては、インダクタンス値Ｌとして理想値である４９２μＨに一番近い４８９μＨを選択することになる。しかし、製造時に選択される実際のインダクタンス値Ｌと理想値とのズレは、製造されたアンテナ装置の共振周波数分布の中央値が、アンテナ装置の共振周波数の設計値に対してズレが生じることを意味する。そして、ズレが大きすぎる場合は、共振周波数を要求される公差範囲内に収めることも困難になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造されたアンテナ装置の共振周波数分布の中央値と、共振周波数の設計値とのズレの抑制が容易なアンテナ装置およびその製造方法を提供することを課題とする。

上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明のアンテナ装置は、直列に配置された複数本の棒状コアと、導線を巻回して形成されたコイルと、コイルに電気的に接続されたコンデンサと、を少なくとも備え、複数本の棒状コアから選択された第一の棒状コアと、複数本の棒状コアから選択され、かつ、第一の棒状コアのいずれか一方の端部側に配置された第二の棒状コアとが、離間して配置されると共に、コイルの内周側に、第一の棒状コアの第二の棒状コアが配置された側の端面、および、第二の棒状コアの第一の棒状コアが配置された側の端面、から選択される少なくとも一方の端面が位置することを特徴とする。

本発明のアンテナ装置の一の実施形態は、コイルの内周側に、第一の棒状コアの第二の棒状コアが配置された側の端面、および、第二の棒状コアの第一の棒状コアが配置された側の端面、が位置することが好ましい。

本発明のアンテナ装置の他の実施形態は、複数本の棒状コアの配列方向において、第一の棒状コアの第二の棒状コアが配置された側の端面と、第二の棒状コアの第一の棒状コアが配置された側の端面との間の領域に対して、コイルが非対称に配置されていることが好ましい。

本発明のアンテナ装置の他の実施形態は、コンデンサの個体間静電容量ばらつきが±１％以上であることが好ましい。

本発明のアンテナ装置の他の実施形態は、複数本の棒状コアの配列方向において、第一の棒状コアの第二の棒状コアが配置された側の端面と、第二の棒状コアの第一の棒状コアが配置された側の端面と距離が、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。

本発明のアンテナ装置の他の実施形態は、コイルを構成する導線の巻回数のバリエーション数が、１種類〜３種類のいずれかであることが好ましい。

本発明のアンテナ装置の他の実施形態は、個々のアンテナ装置間の共振周波数のばらつきが±２％以下であることが好ましい。

第一の本発明のアンテナ装置の製造方法は、アンテナ装置の製造に使用する同一品種のコンデンサを、個々のコンデンサの静電容量に応じて２ランクまたは３ランクに分類するコンデンサ分類工程と、個々のコンデンサのランクに応じて、導線の巻回数を異なる値に設定した上で、導線を巻回してコイルを形成するコイル形成工程と、を少なくとも経て、直列に配置された複数本の棒状コアと、コイルと、コイルに電気的に接続されたコンデンサと、を少なくとも備え、複数本の棒状コアから選択された第一の棒状コアと、複数本の棒状コアから選択され、かつ、第一の棒状コアのいずれか一方の端部側に配置された第二の棒状コアとが、離間して配置されると共に、コイルの内周側に、第一の棒状コアの第二の棒状コアが配置された側の端面、および、第二の棒状コアの第一の棒状コアが配置された側の端面、から選択される少なくとも一方の端面が位置するアンテナ装置を製造することを特徴とする。

第二の本発明のアンテナ装置の製造方法は、アンテナ装置の製造に使用する同一品種のコンデンサの個々のコンデンサの静電容量に関係無く、導線の巻回数を常に一定値に設定した状態で、導線を巻回してコイルを形成するコイル形成工程を、を少なくとも経て、直列に配置された複数本の棒状コアと、コイルと、コイルに電気的に接続されたコンデンサと、を少なくとも備え、複数本の棒状コアから選択された第一の棒状コアと、複数本の棒状コアから選択され、かつ、第一の棒状コアのいずれか一方の端部側に配置された第二の棒状コアとが、離間して配置されると共に、コイルの内周側に、第一の棒状コアの第二の棒状コアが配置された側の端面、および、第二の棒状コアの第一の棒状コアが配置された側の端面、から選択される少なくとも一方の端面が位置するアンテナ装置を製造することを特徴とする。

本発明によれば、製造されたアンテナ装置の共振周波数分布の中央値と、共振周波数の設計値とのズレの抑制が容易なアンテナ装置およびその製造方法を提供することができる。

本実施形態のアンテナ装置の一例を示す模式断面図である。 直列に配置された２本の棒状コアの配列方向に沿って、配列方向の一端側から他端側へとコイルを移動させた場合について示す模式図である。ここで、ここで、図２（Ａ）は、コイルが基準位置（０ｃｍ）から１ｃｍ離れた位置に配置された場合に配置された場合について示す図であり、図２（Ｂ）は、コイルが基準位置（０ｃｍ）から５ｃｍ離れた位置に配置された場合について示す図であり、図２（Ｃ）は、コイルが基準位置（０ｃｍ）から１２ｃｍ離れた位置に配置された場合について示す図である。 図２に示す場合において、コイルの位置に対するインダクタンス値Ｌを測定した結果について示すグラフである。 本実施形態のアンテナ装置の他の例を示す模式断面図である。 本実施形態のアンテナ装置の他の例を示す模式断面図である。 本実施形態のアンテナ装置の他の例を示す模式図である。 本実施形態のアンテナ装置の他の例を示す模式図である。 本実施形態のアンテナ装置の他の例を示す模式図である。 図２（Ｂ）に示すようにコイルの位置を設定した場合におけるギャップ長さＧに対するインダクタンス値の変化を示すグラフである。 本実施形態のアンテナ装置に用いられるボビンの他の例を示す外観斜視図である。

図１は、本実施形態のアンテナ装置の一例を示す模式断面図である。ここで、図１および後述する図２以降において、図中に示すＸ方向およびＹ方向は互いに直交する方向である。また、Ｘ方向は、図１中に示す２本の棒状コア２０の配列方向と平行であると共に、各々の棒状コア２０Ａ（２０）、２０Ｂ（２０）の中心軸Ａ１、Ａ２とも平行である。この点は、図２以降に示される棒状コアについても実質同様である。

図１に示す本実施形態のアンテナ装置１０Ａ（１０）は、その主要部として、直列に配置された複数本（図１に示す例では２本）の棒状コア２０と、導線を巻回して形成されたコイル３０とを有している。また、第一の棒状コア２０Ａと、第一の棒状コア２０Ａの一方の端部側に配置された第二の棒状コア２０Ｂとは、離間して配置されている。また、第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂとは、第一の棒状コア２０Ａの中心軸Ａ１と、第二の棒状コア２０Ｂの中心軸Ａ２とが一致するように配置されている。

さらに、コイル３０の内周側には、第一の棒状コア２０Ａの第二の棒状コア２０Ｂが配置された側の端面２２Ａ、および、第二の棒状コア２０Ｂの第一の棒状コア２０Ａが配置された側の端面２２Ｂ、が位置している。

また、第一の棒状コア２０Ａおよび第二の棒状コア２０Ｂは、有底筒状のボビン４０Ａ（４０）内に収納されている。それゆえ、コイル３０は、ボビン４０Ａの外周面と接して設けられている。さらに、ボビン４０Ａの第一の棒状コア２０Ａが収納された側の端部近傍には、筒状のボビン本体部４２の外周面よりも外側に突出する鍔部４４Ａが設けられており、ボビン４０Ａの第二の棒状コア２０Ｂが収納された側の端部には、底蓋部４４Ｂが設けられる。なお、底蓋部４４Ｂは、ボビン本体部４２の外周面よりも外側にも突出して設けられている。さらに、底蓋部４４Ｂのボビン本体部４２が設けられた側と反対側の面には、筒状の外部端子カバー４６が設けられている。

また、ボビン本体部４２の底蓋部４４Ｂ側の外周壁面の一部には開口部４２Ａが設けられ、この開口部４２Ａに露出している第二の棒状コア２０Ｂに対向する位置には、金属端子５０が配置されている。この金属端子５０は、導線（不図示）によりコイル３０に接続されると共に、一端が、底蓋部４４Ｂを貫通して底蓋部４４Ｂのボビン本体部４２が設けられた側と反対側の面に露出している。そして、金属端子５０の一端は、外部接続端子６０に接続されている。また、金属端子５０には、チップコンデンサなどのコンデンサ（不図示）が接続される。これにより、金属端子５０を介してコイル３０はコンデンサに電気的に接続される。さらに、金属端子５０には、必要に応じてコンデンサ以外のその他の電子素子が適宜接続されていてもよい。

さらに、ボビン４０Ａは、有底筒状のケース７０内に、ボビン４０Ａの底蓋部４４Ｂが設けられた側が、ケース７０の開口部７２側に位置するように収納されている。また、外部端子カバー４６の外周面と、ケース７０の開口部７２近傍の内周面との間には、リング状のキャップ部材８０が設けられている。

なお、棒状コア２０は、磁性材料から構成され、たとえば、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトやそれ以外のアモルファス系磁性体の微粉末を圧縮成形することにより作製された部材などを適宜用いることができる。また、コイル３０等を構成する導線は、銅等の導電性材料からなる芯線と、この芯線の表面を覆う絶縁材料とを有する部材であり、金属端子５０および外部接続端子６０としては銅などの導電性部材からなる部材が適宜利用できる。さらに、ボビン４０、ケース７０およびキャップ部材８０としては樹脂材料からなる部材が用いられる。たとえば、ボビン４０としては、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を用いて射出成形した部材を用いることができ、ケース７０およびキャップ部材８０としては、ＰＰ（ポリプロピレン）を用いて射出成形した部材を用いることができる。

本実施形態のアンテナ装置１０は、図１および後述する図４、５に例示するように、第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂとが離間して配置され、かつ、コイル３０の内周側に第一の棒状コア２０Ａの第二の棒状コア２０Ｂが配置された側の端面２２Ａ、および、第二の棒状コア２０Ｂの第一の棒状コア２０Ａが配置された側の端面２２Ｂから選択される少なくとも一方の端面が位置する。このため、本実施形態のアンテナ装置１０では、共振周波数分布の中央値と、共振周波数の設計値とのズレを抑制することが容易である。以下にこのような効果が得られる理由について説明する。

図２は、直列に配置された２本の棒状コアの配列方向に沿って、配列方向の一端側から他端側へとコイルを移動させた場合について示す模式図であり、図３は、図２に示す場合において、コイルの位置に対するインダクタンス値Ｌを測定した結果について示すグラフである。

図２に示すように、２本の棒状コア１００Ａ、１００Ｂは、各々の中心軸Ｂ１と中心軸Ｂ２とが一致するように直列に２本配置されている。そして、これら２本の棒状コア１００Ａ、１００Ｂの配列方向（Ｘ方向）に沿って、図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、棒状コア１００Ｂ側から棒状コア１００Ａ側へと、コイル１１０を移動させた。ここで、棒状コア１００Ａ、１００Ｂの中心軸Ｂ１、Ｂ２方向の長さは７ｃｍとし、棒状コア１００Ａ、１００Ｂの配列方向と平行な方向におけるコイル１１０の長さは４ｃｍである。また、コイル１１０の位置は、棒状コア１００Ｂの棒状コア１００Ａが配置された側と反対側の端面を基準位置（０ｃｍ）とした場合において、基準位置からコイル１１０の基準位置側の端部までの距離で示した。

ここで、図２（Ａ）は、コイル１１０が基準位置から１ｃｍ離れた位置に配置された場合について示す図であり、図２（Ｂ）は、コイル１１０が基準位置から５ｃｍ離れた位置に配置された場合について示す図であり、図２（Ｃ）は、コイル１１０が基準位置から１２ｃｍ離れた位置に配置された場合について示す図である。また、基準位置から７ｃｍの位置には、第一の棒状コア１００Ａと第二の棒状コア１００Ｂとの接触部Ｘ（ギャップ長さＧ＝０ｍｍ）、あるいは、間隙部Ｘ（ギャップ長さＧ＞０ｍｍ）が形成される。ここで、インダクタンス値Ｌの測定に際しては、棒状コア１００Ａと棒状コア１００Ｂとのギャップ長さＧを、０ｍｍ、０．２ｍｍおよび１．０ｍｍの３水準とし、ギャップ長さＧおよび基準位置からのコイル１１０の位置以外のその他条件については、全て一定条件とした。

また、図３中、横軸はコイル１１０の位置（ｃｍ）であり、縦軸は、インダクタンス値Ｌ（μＨ）である。また、図３中に示す符号（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）で示されるインダクタンス値Ｌは、ぞれぞれ、図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示す位置にコイル１１０が配置された状態に対応している。

図３に示す結果から明らかなように、ギャップ長さＧが０ｍｍを超える場合、インダクタンス値Ｌは、コイル１１０が第二の棒状コア１００Ｂの中心軸Ｂ２方向の中央部に近づくに従い極大値を示した後、間隙部Ｘに近づくに従い低下して、さらにコイル１１０の長さ方向の中央部近傍に間隙部Ｘが位置する際に極小値となる。さらに、インダクタンス値Ｌは、コイル１１０が間隙部Ｘから離れて、第一の棒状コア１００Ａの中心軸Ｂ１方向の中央部に近づくに従い再び極大値を示し、その後、第一の棒状コア１００Ａの端部側（第二の棒状コア１００Ｂが配置された側と反対側の端部）へと近づくに従い、再び低下する。すなわち、インダクタンス値Ｌは、コイル１１０の位置に対してＭ字状の曲線を描くように変化する。また、インダクタンス値Ｌの極大値と極小値との差は、ギャップ長さＧが大きくなる程、顕著になる。

すなわち、ギャップ長さＧが０ｍｍの場合、言い換えれば、２本の棒状コア１００Ａ、１００Ｂを接続して一体化した１本の細長い棒状コアを用いているに等しい場合、コイル１１０の位置に関係無く、インダクタンス値Ｌは大きな値を取りえる。それゆえ、１Ｔｕｒｎ当りのインダクタンス値も大きくなるため、コイル１１０の巻回数を整数倍単位で増減させて、共振周波数を微調整することが困難である。

また、２本の棒状コア１００Ａ、１００Ｂ間のギャップ長さＧが０ｍｍを超える場合であっても、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に例示されるようにコイル１１０が間隙部Ｘ近傍と重複しない位置に配置されていれば、インダクタンス値Ｌは大きな値を取りえる。この場合も、ギャップ長さＧが０ｍｍのときと同様に、１Ｔｕｒｎ当りのインダクタンス値が大きくなるため、コイル１１０の巻回数を整数倍単位で増減させて、共振周波数を微調整することが困難である。

しかしながら、（ｉ）ギャップ長さＧが０ｍｍを超え、かつ、（ｉｉ）図２（Ｂ）に示すようにコイル１１０が、間隙部Ｘ近傍と重複する位置にある場合（言い換えれば、コイル１１０の内周側に、第一の棒状コア１００Ａの第二の棒状コア１００Ｂが配置された側の端部近傍と、第二の棒状コア１００Ｂの第一の棒状コア１００Ａが配置された側の端部近傍とが位置している場合）では、インダクタンス値Ｌは極小値を示す。この場合、１Ｔｕｒｎ当りのインダクタンス値も小さくなるため、コイル１１０の巻回数を整数倍単位で増減させて、共振周波数を微調整することが容易である。

したがって、図１に示す本実施形態のアンテナ装置１０Ａのように、コイル３０の内周側に２つの棒状コア２０Ａ、２０Ｂの端面２２Ａ、２２Ｂが位置するようにコイル３０を配置した場合、コイル３０の巻回数を整数倍単位で増減させることで、共振周波数を微調整できる。それゆえ、実際に製造された本実施形態のアンテナ装置１０の共振周波数分布の中央値と、共振周波数の設計値とのズレを抑制することが容易である。

なお、図２から明らかなように、ギャップ長さＧが０ｍｍを超える場合において、インダクタンス値Ｌが極小値を示すのは、コイル１１０が、間隙部Ｘ近傍に位置するときである。また、アンテナ装置１０の製造に際して、導線を巻回してコイル３０を形成する際に、棒状コア２０Ａ、２０Ｂの配列方向の一方側から他方側へと順次巻回される。これらの点を考慮すると、コイル３０の形成時において、共振周波数を微調整するための調整ゾーンとなる最初の数回あるいは最後の数回の巻回位置（完成したコイル３０の長さ方向のいずれか一方の端部側近傍の位置）は、第一の棒状コア２０Ａの第二の棒状コア２０Ｂが配置された側の端面２２Ａと、第二の棒状コア２０Ｂの第一の棒状コア２０Ａが配置された側の端面２２Ｂとの間に形成される領域Ｓの近傍であることが最も有利であると言える。

それゆえ、共振周波数の微調整がより容易になるという点では、図１に例示したアンテナ装置１０Ａよりも、以下の図４および図５に例示するアンテナ装置１０Ｂ（１０）、１０Ｃ（１０）の方が望ましい。ここで、図４に示すアンテナ装置１０Ｂでは、コイル３０の内周側に、第二の棒状コア２０Ｂの第一の棒状コア２０Ａが配置された側の端面２２Ｂと、第二の棒状コア２０Ｂのうち端面２２Ｂ側近傍寄りの部分とが位置するようにコイル３０が配置されている。そして、この点を除けば、図４に示すアンテナ装置１０Ｂは、図１に示すアンテナ装置１０Ａと実質同様の構成を有している。

また、図５に示すアンテナ装置１０Ｃでは、コイル３０の内周側に、第一の棒状コア２０Ａの第二の棒状コア２０Ｂが配置された側の端面２２Ａ、および、第二の棒状コア２０Ｂの第一の棒状コア２０Ａが配置された側の端面２２Ｂ、が位置している。また、端面２２Ａと端面２２Ｂとの間に形成される領域Ｓの両側近傍の第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂも、コイル３０の内周側に位置しているが、コイル３０は、第二の棒状コア２０Ｂ側に著しく偏って配置されている。そして、これらの点を除けば、図５に示すアンテナ装置１０Ｂは、図１に示すアンテナ装置１０Ａと実質同様の構成を有している。

図１、図４および図５に例示したように、本実施形態のアンテナ装置１０では、コイル３０の内周側に、第一の棒状コア２０Ａの第二の棒状コア２０Ｂが配置された側の端面２２Ａ、および、第二の棒状コア２０Ｂの第一の棒状コア２０Ａが配置された側の端面２２Ｂ、から選択される少なくとも一方の端面が位置していればよい。しかしながら、コイル３０の巻回数の調整によって共振周波数の微調整をより容易とする観点からは、棒状コア２０Ａ，２０Ｂの配列方向において、領域Ｓに対して、図１に例示したようにコイル３０が対称に配置されているよりも、図４および図５に例示したようにコイル３０が非対称に配置されていることが望ましい。領域Ｓに対して、コイル３０を非対称に配置することで、コイル３０を形成する際に、コイル３０の両端部のうち、領域Ｓに相対的により近い側の端部において巻回数を調整することで、共振周波数の微調整がより容易になるためである。

これに加えて、コイル３０のうち、領域Ｓに相対的により遠い側の端部近傍のコイル部分は、棒状コア２０の中央部近傍に位置することになる。そして、棒状コア２０の中央部近傍に位置するコイル部分は、図３に示すグラフから明らかなように、アンテナ装置１０全体のインダクタンス値Ｌの増大にも寄与する。

それゆえ、領域Ｓに対してコイル３０を非対称に配置した図４および図５に例示するアンテナ装置１０Ｂ、１０Ｃは、領域Ｓに対してコイル３０を対称に配置した図１に例示するアンテナ装置１０Ａと比べて、アンテナ装置１０全体としてはより大きなインダクタンス値Ｌを得ることが容易となる一方で、共振周波数の微調整もより容易となる。

また、共振周波数の微調整が容易であることに加えて、さらに＋αの機能あるいは効果を得るために、領域Ｓの近傍に配置されたコイル３０以外のコイルをさらに用いることもできる。この場合、コイル３０は、共振周波数の微調整のみを目的として、コイル３０の巻回数を数Ｔｕｒｎ程度に留めるだけでもよい。このようなアンテナ装置１０としては、たとえば、図６〜図８に示すアンテナ装置１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆが挙げられる。

ここで、図６〜図８においては、アンテナ装置１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆの主要部であるコア２０およびコイル３０、３２、３４以外の部材については記載を省略してある。

図６に示すアンテナ装置１０Ｄでは、図１に示すアンテナ装置１０Ａに対して、第一の棒状コア２０Ａおよび第二の棒状コア２０ＢのＸ方向中央部近傍にそれぞれコイル３２がさらに配置されている。アンテナ装置１０Ｄでは、コイル３０の巻回数は数ターン程度として、共振周波数の微調整を行い、コイル３０よりも巻回数のより多いコイル３２によりアンテナ装置１０Ｄ全体のインダクタンス値Ｌを大きくし、アンテナ装置１０Ｄの出力を向上させている。

図７に示すアンテナ装置１０Ｅでは、図６に示すアンテナ装置１０Ｄに対して、さらに２つの補助コイル３４が設けられている。ここで一方の補助コイル３４は、第一の棒状コア２０Ａのコイル３０が配置された側と反対側の端部近傍に配置され、他方の補助コイル３４は、第二の棒状コア２０Ｂのコイル３０が配置された側と反対側の端部近傍に配置されている。さらに２つの補助コイル３４を設けることで、図７に示すアンテナ装置１０Ｅは、図６に示すアンテナ装置１０Ｄに対して、より大きな出力を得ることができる。

図８に示すアンテナ装置１０Ｆは、図６に示すアンテナ装置１０Ｄの変形例であり、具体的には、直列に配列された３本以上の棒状コア２０を用いた場合のアンテナ装置１０の一例を示したものである。ここで、図８中に示すＸ方向と平行を成す一点鎖線は、各々の棒状コア２０の中心軸と一致する方向である。アンテナ装置１０Ｆでは、Ｘ方向において隣り合う２本の棒状コア２０の間に形成される領域Ｓ近傍にコイル３０が配置されると共に、各々の棒状コア２０のＸ方向中央部近傍にコイル３２が配置される。このため、Ｘ方向に対して、コイル３０とコイル３２とが交互に繰り返して配置されることになる。なお、図８に示すアンテナ装置１０Ｆでは、複数個のコイル３０のうち、少なくともいずれか１つのコイル３０の巻回数を調整することで共振周波数を微調整し、残りのコイル３０の巻回数は全て一定とすることができる。

なお、図６〜図８に示すアンテナ装置１０Ｄ、１０Ｅ，１０Ｆにおいて、コイル３２のＸ方向長さは、棒状コア２０のＸ方向長さの半分以下であることが好適である。

なお、本実施形態のアンテナ装置１０に用いられるコンデンサの個体間静電容量ばらつきは、特に制限されるものではないが、一般的なアンテナ装置に利用されるコンデンサの場合、±１％以上であることが実用上大きな効果を発揮できる。個体間静電容量ばらつきが±１％未満では、コンデンサの入手自体が困難になるか、あるいは、コンデンサのコストが大幅に増大するため、実用性に欠ける場合がある。また、本実施形態のアンテナ装置１０では、アンテナ装置１０の製造に使用するコンデンサを分類する際のランク数を削減する代わりに個体間静電容量ばらつきのより大きい安価なコンデンサを用いることも容易である。この観点では、個体間静電容量ばらつきは、±１０％以上でもよい。しかしながら、個体間静電容量ばらつきが大きすぎる場合はコンデンサを多数のランクに分類した上で、各ランク毎にコイル３０の巻回数を調整しなければならず、製造工程が煩雑化してしまう。このため個体間静電容量ばらつきは±５％以下が好ましい。さらに、ランク分けを単純化するためには、±３％以下であることが更に好ましい。

また、本実施形態のアンテナ装置１０において、第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂとは離間して配置されていればよい、すなわち、ギャップ長さＧは０ｍｍを超えていればよい。しかしながら、ギャップ長さＧは、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍがより好ましい。図９は、図２（Ｂ）に示すようにコイル１１０の位置を設定した場合における、ギャップ長さＧに対するインダクタンス値の変化を示すグラフである。なお、図１、図４および図５に例示した本実施形態のアンテナ装置１０でも、図２（Ｂ）に示す場合と同一または近接した位置にコイル３０配置されていることから、図９に示すギャップ長さＧに対するインダクタンス値の変化の傾向は、本実施形態のアンテナ装置１０でも同様と言える。

ここで、図９に示すグラフから明らかなように、ギャップ長さＧが０．２ｍｍ未満では、アンテナ装置１０全体のインダクタンス値Ｌが大きくなり過ぎるため、コイル３０の１Ｔｕｒｎ当たりのインダクタンス値も大きくなり、結果的に、共振周波数の微調整が困難となる場合がある。また、ギャップ長さＧはアンテナ装置１０の個体間や、同一個体であっても温度変化によりばらつくことは避け難い。それゆえ、ギャップ長さＧが０．２ｍｍ未満では、ギャップ長さＧに起因する１Ｔｕｒｎ当たりのインダクタンス値もばらつき易くなるため、この点でも共振周波数の微調整が困難となる場合がある。一方、ギャップ長さＧが１．０ｍｍを超えると、アンテナ装置１０全体のインダクタンス値Ｌが小さくなり過ぎる場合がある。

本実施形態のアンテナ装置１０では、特許文献１に示される小型コアなどの共振周波数調整機構が不要である。このため、本実施形態のアンテナ装置１０の製造方法は、特許文献１に示される小型コアなどの共振周波数調整機構を組み込む工程を省ける点を除けば特に限定されるものではないが、以下に説明する第一の製造方法または第二の製造方法が好ましい。

すなわち、第一の製造方法では、アンテナ装置１０の製造に使用する同一品種のコンデンサを、個々のコンデンサの静電容量に応じて２ランクまたは３ランクに分類するコンデンサ分類工程と、個々のコンデンサのランクに応じて、導線の巻回数を異なる値に設定した上で、導線を巻回してコイル３０を形成するコイル形成工程と、を少なくとも経ることで、本実施形態のアンテナ装置１０を製造する。これにより、製造されたアンテナ装置１０におけるコイル３０を構成する導線の巻回数のバリエーション数は、２種類または３種類になる。たとえば、コンデンサの個体間静電容量ばらつきが±５％であるコンデンサを、静電容量が−５％以上０％未満のばらつき範囲内に属する第一クラスのコンデンサと、静電容量が０％以上５％以下のばらつき範囲内に属する第二クラスのコンデンサとの２ランクに分類した場合であれば、第一クラスのコンデンサを用いてアンテナ装置１０を製造するときは、目標とする共振周波数の公差内に収まるようにコイル３０の巻回数をＸ回に設定し、第二クラスのコンデンサを用いてアンテナ装置１０を製造するときは、コイル３０の巻回数をＹ回（但し、Ｘ≠Ｙであり、｜Ｘ−Ｙ｜の値は１以上の整数値）に設定すればよい。この場合、第一の製造方法により製造されたアンテナ装置１０では、個々のアンテナ装置のコイル３０の巻回数のバリエーション数は２種類となる。

また、第二の製造方法では、アンテナ装置１０の製造に使用する同一品種のコンデンサの個々のコンデンサの静電容量に関係無く、導線の巻回数を常に一定値に設定した状態で、導線を巻回してコイル３０を形成するコイル形成工程を、を少なくとも経ることで、本実施形態のアンテナ装置１０を製造する。すなわち、第二の製造方法により製造されたアンテナ装置１０では、個々のアンテナ装置のコイル３０の巻回数は全て同一（巻回数のバリエーション数は１種類のみ）である。

よって、アンテナ装置１０の製造に際して、第一の製造方法あるいは第二の製造方法を採用すれば、製造されたアンテナ装置１０のコイル３０を構成する導線の巻回数のバリエーション数が、１種類〜３種類のいずれかとなる。

また、既述したように、本実施形態のアンテナ装置１０では、コイル３０の巻回数を整数倍単位で増減させた際の１Ｔｕｒｎ当たりのインダクタン値が小さいため、共振周波数の微調整が容易である。このため、コンデンサ分類工程においてコンデンサを静電容量に応じて分類する際のランク数を削減して２または３ランクとしたり、あるいは、コンデンサ分類工程自体を省略しても、要求される共振周波数の公差範囲内のアンテナ装置１０を製造することが極めて容易である。すなわち、従来のように、コンデンサ分類工程における分類ランク数を４ランクまたは５ランクとしていた場合と比較して、アンテナ装置１０の製造プロセスを簡略化できる。さらに、第二の製造方法では、コンデンサ分類工程自体が不要になるため、アンテナ装置１０の製造プロセスをさらに簡略化できる。

以上に説明した本実施形態のアンテナ装置１０では、個々のアンテナ装置１０間の共振周波数のばらつきを±２％以下とすることが非常に容易であるため、共振周波数の公差が±２％以下という要求仕様にも対応することができる。但し、要求される共振周波数の公差は、アンテナ装置１０の使用用途等により様々であるため、個々のアンテナ装置１０間の共振周波数のばらつきは±２％を超えるものであってもよい。また、製造に使用するコンデンサの個体間静電容量ばらつきや、要求される共振周波数の公差等に応じて、アンテナ装置１０の製造方法は適宜選択できるが、たとえば、（ａ）要求される共振周波数の公差がより狭い場合、および／または、製造に使用するコンデンサの個体間静電容量ばらつきがより大きい場合は、第一の製造方法がより好適であり、（ｂ）要求される共振周波数の公差がより大きい場合、および／または、製造に使用するコンデンサの個体間静電容量ばらつきがより小さい場合は、第二の製造方法がより好適である。

なお、図１、図４および図５には、２本の棒状コア２０を用いたアンテナ装置１０を例示したが、本実施形態のアンテナ装置１０は、３本以上の棒状コア２０を有していてもよい。この場合、複数本の棒状コア２０から選択され、かつ、複数本の棒状コア２０の配列方向において隣り合う位置にある少なくともいずれか２本の棒状コア２０と、少なくとも１つのコイル３０とが、図１、図４あるいは図５に例示したような配置関係を満たしていればよい。

また、本実施形態のアンテナ装置１０では、第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂとは離間して配置されていればよい、すなわち、ギャップ長さＧは０ｍｍを超えていればよい。ここで、第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂとの間には単なる隙間（すなわち、空気が占有する空間）が形成されていてもよいが、第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂとの間には、接着剤層あるいは板状の樹脂部材などから構成されるスペーサーが配置されていることが好ましい。第一の棒状コア２０Ａと第二の棒状コア２０Ｂとの間に接着剤層あるいはスペーサーを設けることにより、ギャップ長さＧの変動を抑制することができる。このため、特にギャップ長さＧが短い領域（０ｍｍを超え０．４ｍｍ程度、さらに好ましくは０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度）において、インダクタンス値Ｌ、さらには共振周波数のばらつきを抑制することが極めて容易になる。

なお、ボビン４０内に仕切り板を設けることで、この仕切り板をスペーサーとして利用することもできる。図１０は、本実施形態のアンテナ装置１０に用いられるボビンの他の例を示す外観斜視図である。ここで、図１０中、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに直交する方向である。図１０に示すボビン４０Ｂ（４０）は、ボビン本体部４２内を、その長手方向に等間隔で分割するようにボビン本体部４２内に配置される４枚の仕切り板４８を備えている。また、ボビン本体部４２の開口部４２Ａ（図１０中、不図示）が設けられた側と反対側の面の全面は、開口部４２Ｂが設けられている。そして、これらの点を除けば、ボビン４０Ｂは、実質的に図１、図４および図５に示すボビン４０Ａと同様の構造を有する。

図１０に示すボビン４０Ｂを用いる場合、底蓋部４４Ｂと仕切り板４８Ａとの間、仕切り板４８Ａと仕切り板４８Ｂとの間、仕切り板４８Ｂと仕切り板４８Ｃとの間、および、仕切り板４８Ｃと仕切り板４８Ｄとの間に棒状コア２０を配置することで、ボビン４０Ｂ内に合計４本の棒状コア２０を直列に配置することができる。また、コイル３０は、コイル３０の内周側に、４つの仕切り板４８から選択される少なくともいずれかの仕切り板４８と、この仕切り板４８の両側に配置された棒状コア２０の仕切り板４８側の端部近傍とが位置するように配置される。

図１０に例示したような仕切り板４８を備えたボビン４０Ｂでは、ボビン４０Ｂ内に、複数本の棒状コア２０を容易、かつ、安定して保持することができる。また、ボビン本体部４２の一方の面の全面が、ボビン本体部４２を構成する外周壁面を取り除いて形成された開口部４２Ｂとなっている。このため、ボビン本体部４２をより薄型化することができると共に、同一方向から、複数本の棒状コア２０を同時にボビン４０Ｂ内に挿入して配置することができる。これに加えて、樹脂材料と金型とを用いてボビン４０Ｂを成形する際に用いる金型も簡易かつ安価に作製できる。なお、ボビン４０Ｂに巻線する際の遠心力を考慮すると、その開口部４２Ｂを塞ぐ蓋部材や、適切な噛合部材を用いるなど、この分野における常用技術をさらに用いてもよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ ：アンテナ装置
２０ ：棒状コア
２０Ａ ：（第一の）棒状コア
２０Ｂ ：（第二の）棒状コア
３０ ：コイル
３２ ：コイル
３４ ：（補助）コイル
４０、４０Ａ，４０Ｂ ：ボビン
４２ ：ボビン本体部
４２Ａ、４２Ｂ ：開口部
４４Ａ ：鍔部
４４Ｂ ：底蓋部
４６ ：外部端子カバー
４８、４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｄ ：仕切り板
５０ ：金属端子
６０ ：外部接続端子
７０ ：ケース
７２ ：開口部
８０ ：キャップ部材
１００Ａ ：（第一の）棒状コア
１００Ｂ ：（第二の）棒状コア
１１０ ：コイル
２００ ：棒状コア
２０２Ａ ：（第一の）棒状コア
２０２Ｂ ：（第二の）棒状コア
２１０ ：コイル

Claims (9)

1. 直列に配置された複数本の棒状コアと、
   導線を巻回して形成されたコイルと、
   前記コイルに電気的に接続されたコンデンサと、を少なくとも備え、
   前記複数本の棒状コアから選択された第一の棒状コアと、前記複数本の棒状コアから選択され、かつ、前記第一の棒状コアのいずれか一方の端部側に配置された第二の棒状コアとが、離間して配置されると共に、
   前記コイルの内周側に、前記第一の棒状コアの前記第二の棒状コアが配置された側の端面、および、前記第二の棒状コアの前記第一の棒状コアが配置された側の端面、から選択される少なくとも一方の端面が位置することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記コイルの内周側に、前記第一の棒状コアの前記第二の棒状コアが配置された側の端面、および、前記第二の棒状コアの前記第一の棒状コアが配置された側の端面、が位置することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記複数本の棒状コアの配列方向において、前記第一の棒状コアの前記第二の棒状コアが配置された側の端面と、前記第二の棒状コアの前記第一の棒状コアが配置された側の端面との間の領域に対して、前記コイルが非対称に配置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. 前記コンデンサの個体間静電容量ばらつきが±１％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
5. 前記複数本の棒状コアの配列方向において、前記第一の棒状コアの前記第二の棒状コアが配置された側の端面と、前記第二の棒状コアの前記第一の棒状コアが配置された側の端面と距離が、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
6. 前記コイルを構成する導線の巻回数のバリエーション数が、１種類〜３種類のいずれかであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
7. 個々のアンテナ装置間の共振周波数のばらつきが±２％以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
8. アンテナ装置の製造に使用する同一品種のコンデンサを、個々のコンデンサの静電容量に応じて２ランクまたは３ランクに分類するコンデンサ分類工程と、
   前記個々のコンデンサのランクに応じて、導線の巻回数を異なる値に設定した上で、前記導線を巻回してコイルを形成するコイル形成工程と、を少なくとも経て、
   直列に配置された複数本の棒状コアと、前記コイルと、前記コイルに電気的に接続されたコンデンサと、を少なくとも備え、前記複数本の棒状コアから選択された第一の棒状コアと、前記複数本の棒状コアから選択され、かつ、前記第一の棒状コアのいずれか一方の端部側に配置された第二の棒状コアとが、離間して配置されると共に、前記コイルの内周側に、前記第一の棒状コアの前記第二の棒状コアが配置された側の端面、および、前記第二の棒状コアの前記第一の棒状コアが配置された側の端面、から選択される少なくとも一方の端面が位置するアンテナ装置を製造することを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
9. アンテナ装置の製造に使用する同一品種のコンデンサの個々のコンデンサの静電容量に関係無く、導線の巻回数を常に一定値に設定した状態で、前記導線を巻回してコイルを形成するコイル形成工程を、を少なくとも経て、
   直列に配置された複数本の棒状コアと、前記コイルと、前記コイルに電気的に接続されたコンデンサと、を少なくとも備え、前記複数本の棒状コアから選択された第一の棒状コアと、前記複数本の棒状コアから選択され、かつ、前記第一の棒状コアのいずれか一方の端部側に配置された第二の棒状コアとが、離間して配置されると共に、前記コイルの内周側に、前記第一の棒状コアの前記第二の棒状コアが配置された側の端面、および、前記第二の棒状コアの前記第一の棒状コアが配置された側の端面、から選択される少なくとも一方の端面が位置するアンテナ装置を製造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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