JP2019047448A - アンテナ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 耐久性と信頼性を維持しつつ、部材数を削減できるアンテナ装置を提供する。【解決手段】 筒状のケース2内にアンテナコイル3は、磁性体コア10に装着された樹脂製のホルダ20を有する。このホルダ20は、磁性体コア10を保持するコア保持部21と、リード線40を保持するリード線保持部22を有する。リード線保持部22は、リード線40の末端部近傍をX方向に保持する第1保持部22aと、リード線40の末端部をY方向に保持する第2保持部22bを有し、第2保持部22bから導出されたリード線40の導体41にコイル端末31a、31bが接続されている。【選択図】 図2

Description

本発明は、例えば車両のドアハンドルの内部空間に設置され、ドアの施解錠を遠隔制御で行う通信システムなどに適用することができるアンテナ装置に関する。
近年、自動車には、ドアの施解錠をキー操作なしで行うキーレスエントリーシステムが装備されることが多い。キーレスエントリーシステムは、近距離におけるLF帯(低周波30〜300kHz)の通信システムによって車両のドアの施解錠を遠隔制御で行うものであり、車両のユーザが携帯する携帯機と通信を行うために、車両外側のドアハンドル内にアンテナ装置が装備されている。
例えば特許文献1には、筒状のケース内にアンテナが配されたアンテナ装置が開示されている。このアンテナ装置では、ホルダに固定された磁性体コアにコイルが巻回され、このコイルの両端末はホルダに固定された2つの金属端子の一端に接続され、これらの金属端子の他端に接続された2本のリード線がケースの外部に引き出されている。
特許文献1に記載のアンテナ装置によれば、仮にリード線が引っ張られたとしても、その引張り力が直接コイルに掛かるのを防止でき、コイルの断線を防止して耐久性や信頼性に優れたものとなる。
特開2016−52035号公報
しかしながら、特許文献1に記載のアンテナ装置では、2つの金属端子に対してコイルの両端末と2本のリード線をそれぞれ電気的に接続する必要があり、部材コストや製造コストが高くなる問題がある。
そこで、本発明は、耐久性と信頼性を維持しつつ、従来技術が抱える上記の問題点を解消し得るアンテナ装置を実現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成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ける各構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用することができる。また、本発明の態様あるいは技術的特徴は以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することのできる発明思想に基づいて認識されるものである。
本発明の一実施態様は、
筒状のケース内にアンテナコイルが収容されたアンテナ装置であって、
前記アンテナコイルは、X方向に細長い略直方体形状の磁性体コアと、前記磁性体コアに装着された樹脂製のホルダと、前記磁性体コアの外周に巻回されたコイルと、前記コイルの両端末に電気的に接続され、前記ケースの外部に導出された2本のリード線を有し、
前記ホルダは、前記磁性体コアを保持するコア保持部と、前記リード線を保持するリード線保持部を有し、
前記リード線は、導体と、前記導体を被覆する絶縁被覆体を有し、
前記リード線保持部は、前記リード線の末端部近傍をX方向に保持する第1保持部と、前記リード線の末端部をY方向に保持する第2保持部を有し、
前記第2保持部から導出された前記導体に前記コイルの端末が直接接続されていること、
を特徴とする。
本発明の他の実施態様では、更なる特徴として、
「前記第2保持部は貫通孔を有し、前記貫通孔の内径は前記導体の外径より大きく且つ前記絶縁被覆体の外径より小さく、前記導体は前記貫通孔から導出され、前記絶縁被覆体の先端面は前記貫通孔の手前で位置決めされていること」、
「前記第2保持部は、前記導体を導出する導出溝と、前記導出溝に隣接する段差部を有し、前記絶縁被覆体の先端は、前記段差部で位置決めされていること」、
「2本の前記リード線を保持する2つの前記第2保持部は、X方向で異なる位置に設けられていること」、
「前記コア保持部は、X方向で対向する前記磁性体コアの2面を被覆する第1被覆部と、Y方向で対向する前記コア磁性体の2面を被覆する第2被覆部を有し、前記コア保持部のZ方向は開口していること」、
「前記第2被覆部の外表面に前記コイルの端末を絡げる絡げ部が設けられていること」、
「前記第1被覆部と前記第2被覆部は、前記磁性体コアがZ方向に移動するのを規制する規制突起を有すること」、
「前記コア保持部は前記磁性体コアのX方向の一端を収容する収容部を有し、前記収容部の外表面に前記コイルの端末を絡げる絡げ部が設けられていること」、
を含む。
本発明のアンテナ装置によれば、ホルダのリード線保持部に互いに略直交して設けられた第1保持部と第2保持部によってリード線を確実に保持することができ、仮にリード線が引っ張られたとしてもその引張り力がコイルに掛かるのを効果的に防止することができる。それに加え、第2保持部から導出されたリード線の導体にコイルの両端末が直接接続されるため、従来技術における2つの金属端子を省略することができる。よって、耐久性と信頼性を維持しつつ、アンテナ装置の部材コストや製造コストを抑制することができる。
本発明の第1実施形態例に係るホルダを示し、(a)は上面図、(b)は底面図、(c)は側面図である。 図1のホルダの斜視図であり、(a)は全体斜視図、(b)は(a)中のA部拡大斜視図である。 本発明の第1実施形態例に係る磁性体コアを示し、(a)は上面図、(b)は側面図である。 図1のホルダに図3の磁性体コアを装着した状態を示す側面図である。 本発明の第1実施形態例に係るアンテナコイルの上面図である。 本発明の第1実施形態例に係るアンテナ装置を説明するための上面図である。 本発明の第2実施形態例に係るホルダを示し、(a)は上面図、(b)は底面図、(c)は側面図である。 図7のホルダの斜視図であり、(a)は全体斜視図、(b)は(a)中のB部拡大斜視図である。 本発明の第2実施形態例に係るアンテナコイルの上面図である。 本発明の第3実施形態例に係るホルダを示し、(a)は上面図、(b)は底面図、(c)は側面図である。 図10のホルダの斜視図であり、(a)は全体斜視図、(b)は(a)中のC部拡大斜視図である。 本発明の第3実施形態例に係るアンテナコイルの上面図である。
(第1の実施形態例)
本発明の第1の実施形態例に係るアンテナ装置1を、図1から図6を参照して説明する。
本例のアンテナ装置1は、ケース2内にアンテナコイル3が収容されたものであり、例えばキーレスエントリーシステムを搭載した車両のドアハンドルの内部に設置され、ドアの施解錠を遠隔制御で行う通信システムの一部として用いることができるものである。
本例のアンテナコイル3は、主に、磁性体コア10、ホルダ20、コイル30およびリード線40で構成されており、従来技術のアンテナ装置における金属端子を用いていない。
磁性体コア10は、X方向(図3の左右方向)に細長く偏平な略直方体形状を成し、Y方向の幅W2はZ方向の高さH2よりも大きい。磁性体コア10の材料としては、所望の磁気特性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば金属磁性体、Ni−Zn系フェライト、Mn−Zn系フェライト等の任意の磁性材料を用いることができる。
ホルダ20は絶縁性樹脂の一体成形品からなり、磁性体コア10を保持するコア保持部21と、リード線40を保持するリード線保持部22を備えている。
コア保持部21は、X方向で対向する磁性体コア10の2面を被覆する第1被覆部21aと、Y方向で対向する磁性体コア10の2面を被覆する第2被覆部21bを有している。
コア保持部21のZ方向は開口しており、第2被覆部21bを若干弾性変形させることで、この開口部分から第1被覆部21aと第2被覆部21bで囲まれた内部空間に磁性体コア10を装着することができる。
コア保持部21の内部空間のY方向の幅W1は、磁性体コア10の幅W2と同一に設定されている。
一方、コア保持部21の内部空間のZ方向の高さH1は、磁性体コア10の高さH2よりも若干大きく設定されており、コア保持部21のZ方向の両端面は磁性体コア10のZ方向の両端面より僅かに突き出ている。
第1被覆部21aと第2被覆部21bの所定の位置には、コア保持部21に装着された磁性体コア10がZ方向に移動するのを規制する規制突起21d、21eが設けられている。具体的には、コア保持部21の下面から内部空間側に僅かに突出する4つの規制突起21dと、コア保持部21の上面から内部空間側に僅かに突出する2つの規制突起21eが設けられている。
規制突起21dの上面から規制突起21eの下面までのZ方向の距離は、磁性体コア10の高さH2と同一に設定されている。
第2被覆部21bの外表面には、コイル30を絡げる絡げ部が3箇所に設けられている。具体的には、一方の第2被覆部21bにはリード線保持部22に近接する部分だけに絡げ部21c1が設けられ、他方の第2被覆部21bにはリード線保持部22から遠い部分とリード線保持部22に近接する部分にそれぞれ絡げ部21c2と絡げ部21c3が設けられている。これらの絡げ部は、第2被覆部21bの外表面からY方向に突出しており、先端がフランジ状に拡大形成されている。
リード線保持部22は、コア保持部21の一方の第1被覆部21aからX方向に延長された部分である。
リード線保持部22には、2本のリード線40の末端部近傍をX方向に保持する2つの第1保持部22aと、2本のリード線40の末端部をY方向に保持する2つの第2保持部22bを有している。
第1保持部22aは矩形状の溝になっており、この溝のY方向の幅はリード線40の外径(すなわち絶縁被覆体42の外径)よりも僅かに小さく設定されている。また、この溝のZ方向の深さはリード線40の外径よりも僅かに大きく設定されている。
2つの第1保持部22aはY方向で異なる位置に設けられ、2つの第1保持部22aの間には、第1隔壁22c1と第2隔壁22c2が設けられている。この第1隔壁22c1と第2隔壁22c2の間の溝は、リード線40を保持させる際に活用することができる。
2つの第2保持部22bはX方向で異なる位置に設けられている。
第2保持部22bは、端部に貫通孔22b1が設けられ、他の部分は第1保持部22aと同様の矩形状の溝になっている。
貫通孔22b1の内径は、リード線40の導体41の外径より若干大きく、且つ、リード線40の外径より小さく設定されており、貫通孔22b1と矩形状の溝の境界には前壁22b2が形成されている
第1保持部22aと第2保持部22bが交差する内周側は、円弧状に湾曲した矩形状の溝になっている。
コイル30は、ポリイミド等の耐熱性樹脂を被覆した一本の導線からなり、コア保持部21に装着された磁性体コア10の外周に巻回されている。
具体的には、巻き始め側のコイル端末31aが絡げ部21c1に絡げられた後、コア保持部21の第2被覆部21bの外周に巻回され、さらに、絡げ部21c2に絡げられた後、最後に巻き終わり側のコイル端末31bが絡げ部21c3に絡げられている。
コア保持部21のZ方向の両端面は磁性体コア10のZ方向の両端面より僅かに突き出ているため、第2被覆部21bの外周に巻回されたコイル30と磁性体コア10との間にはZ方向において僅かな隙間が存在する。このため、磁性体コア10として例えば比抵抗が小さいMn−Zn系フェライトを用いた場合にも、磁性体コア10とコイル30との絶縁を確保することができる。
2本のリード線40は、中心部の導体41と、この導体41を被覆する絶縁被覆体42で構成されており、先端は導体41が所定長さだけ剥き出しになっている。
リード線40の末端部は第2保持部22bに押し込まれ、リード線40の末端部近傍は第1保持部22aに押し込まれることによって、2本のリード線40はリード線保持部22に保持される。具体的には、リード線40の絶縁被覆体42が若干圧縮された状態で第1保持部22aと第2保持部22bの溝に保持される。
また、2本のリード線40の先端部の導体41は、それぞれ2つの第2保持部22bの貫通孔22b1を通してリード線保持部22のY方向外方に引き出され、2本のリード線40の絶縁被覆体の先端面42aは、貫通孔22b1の前壁22b2に突き当てられて位置決めされている。
2つの貫通孔22b1から引き出された2本のリード線40の導体41には、コイル端末31a、31bがそれぞれ電気的に直接接続されている。この導体とコイル端末の接続方法は特に限定されるものではないが、半田接続の他、例えばYAGレーザ溶接で行うことも可能である。
このように構成された図5のアンテナコイル3は、図6に示すように絶縁性樹脂からなる有底の筒状のケース2内に挿入される。このとき、一方の第1被覆部21aと3つの絡げ部21c1、21c2、21c3がケース2の内壁面に当接してアンテナコイル3の位置決めがなされ、ケース2内の残余の空間には必要に応じて軟質樹脂からなる充填材が充填される。そして、ケース2の開口端は絶縁性樹脂からなる閉塞部材50によって閉塞されるとともに、2本のリード線40が閉塞部材50に設けられている2つの孔から外部に引き出されてアンテナ装置1が完成する。
以上説明した本例のアンテナ装置1では、ホルダ20のリード線保持部22に互いに略直交して設けられた第1保持部22aと第2保持部22bによってリード線40の末端部を圧縮状態で保持するようにしている。このため、仮にリード線40の延出方向(X方向)からリード線40が引っ張られたとしても、その引張り力がコイル30と導体41との接続部に掛かるのを効果的に防止することができる。また、第2保持部22bから導出された導体41にコイル30の端末が直接接続されるため、従来技術における2つの金属端子を省略することができる。よって、耐久性と信頼性を維持しつつ、アンテナ装置の部材コストや製造コストを抑制することができる。
また、本例のアンテナ装置1では、第2保持部22bに設けられている貫通孔22b1の内径は、リード線40の導体41の外径より大きく絶縁被覆体42の外径より小さく設定されている。そして、導体41は貫通孔22b1を通して外部に導出され、絶縁被覆体42の先端面42aは貫通孔22b1の手前の前壁22b2に突き当てられて位置決めされている。このため、コイル端末と接続される導体41の導出量(導出させる長さ)を適切に管理することができ、コイル端末との接続を容易に且つ均一に行うことができ、より高品質なアンテナ装置を再現性良く製造することができる。
また、本例のアンテナ装置1では、2本のリード線40を保持する2つの第2保持部22bは、X方向で異なる位置に設けられている。このため、2本のリード線40をそれぞれ容易に第2保持部22bの貫通孔22b1に通すことができ、アンテナ装置の製造が容易になる。
また、本例のアンテナ装置1では、ホルダ20のコア保持部21は、X方向で対向する磁性体コア10の2面を被覆する第1被覆部21aと、Y方向で対向するコア磁性体10の2面を被覆する第2被覆部21bを有し、コア保持部21のZ方向は開口している。このため、アンテナコイル3のZ方向の高さを抑え、アンテナ装置全体の厚みを抑えることが可能であり、内部空間の狭いドアハンドル内への装着に適したものとなる。
(第2の実施形態例)
本発明の第2の実施形態例を、図7から図9を参照して説明する。
図7から図9において図1から図6中と同じ符号を付しているものは同等の構成要素を示しており、重複する説明は省略する。
本実施形態例は、ホルダ20のリード線保持部22の構造だけが第1実施形態例と異なる。
具体的には、第1実施形態例のリード線保持部22は、貫通孔22b1にリード線の導体41だけを通す構造になっているが、本実施形態例のリード線保持部22は、貫通孔22b1にリード線全体(導体41と絶縁被覆体42)を通す構造になっている。
本例のリード線保持部22には、第1実施形態例と同様に、2本のリード線40の末端部近傍をX方向に保持する2つの第1保持部22aと、2本のリード線40の末端部をY方向に保持する2つの第2保持部22bを有している。
第1保持部22aは矩形状の溝になっており、この溝のY方向の幅はリード線40の外径よりも僅かに小さく設定されている。また、この溝のZ方向の深さはリード線40の外径よりも僅かに大きく設定されている
第2保持部22bは、第1保持部22aに隣接して設けられた貫通孔22b1と、貫通孔22b1の先に設けられた案内溝22b3と、案内溝22b3の先に設けられて側方に開放された導出溝22b4を有する。
貫通孔22b1の内径と案内溝22b3のX方向の幅は、リード線40の外径(すなわち絶縁被覆体42の外径)と同程度であり、導出溝22b4のX方向の幅はリード線40の導体41の外径と同程度である。したがって、案内溝22b3と導出溝22b4との間に段差部22b5が形成されている。
第1保持部22aと第2保持部22bが交差する内周側と外周側は、円弧状に湾曲しており、この湾曲した部分に貫通孔22b1が設けられている。
リード線40の末端部は第2保持部22bの貫通孔22b1と案内溝22b3に押し込まれ、リード線40の末端部近傍は第1保持部22aに押し込まれることによって、2本のリード線40はリード線保持部22に保持される。
また、貫通孔22b1を通して案内溝22b3に引き出された2本のリード線40の絶縁被覆体の先端面42aは、段差部22b5に突き当てられて位置決めされている。そして、2本のリード線40の先端部の導体41は、それぞれ2つの導出溝22b4を通してリード線保持部22のY方向外方に引き出されている。
本例においても第1実施形態例と同様の効果を奏する。それに加え、本例のアンテナ装置では、リード線保持部22は貫通孔22b1にリード線全体を通す構造になっているため、リード線40に掛かる引張り力がコイル30と導体41との接続部に掛かるのをより一層効果的に防止することができ、より耐久性と信頼性の高いアンテナ装置を製造することができる。
(第3の実施形態例)
本発明の第3の実施形態例を、図10から図12を参照して説明する。
図10から図12において図1から図6中と同じ符号を付しているものは同等の構成要素を示しており、重複する説明は省略する。
本実施形態例は、ホルダ20のリード線保持部22の構造だけが第1実施形態例および第2実施形態例と異なる。
具体的には、第1実施形態例および第2実施形態例のリード線保持部22は貫通孔22b1を有するが、本実施形態例のリード線保持部22は溝だけを有する。
本例のリード線保持部22には、第1実施形態例と同様に、2本のリード線40の末端部近傍をX方向に保持する2つの第1保持部22aと、2本のリード線40の末端部をY方向に保持する2つの第2保持部22bを有している。
第1保持部22aは矩形状の溝になっており、この溝のY方向の幅はリード線40の外径よりも僅かに小さく設定されている。また、この溝のZ方向の深さはリード線40の外径よりも僅かに大きく設定されている
第2保持部22bは、第1保持部22aに隣接して設けられた案内溝22b3と、案内溝22b3の先に設けられて側方に開放された導出溝22b4を有する。
案内溝22b3のX方向の幅は、リード線40の外径よりも僅かに小さく、導出溝22b4のX方向の幅はリード線40の導体41の外径と同程度である。したがって、案内溝22b3と導出溝22b4の間に段差部22b5が形成されている。
第1保持部22aと第2保持部22bが交差する内周側は、円弧状に湾曲している。
リード線40の末端部は第2保持部22bに押し込まれ、リード線40の末端部近傍は第1保持部22aに押し込まれることによって、2本のリード線40はリード線保持部22に保持される。
また、2本のリード線40の絶縁被覆体の先端面42aは、段差部22b5に突き当てられて位置決めされている。そして、2本のリード線40の先端部の導体41は、それぞれ2つの導出溝22b4を通してリード線保持部22のY方向外方に引き出されている。
本例においても第1実施形態例と同様の効果を奏する。それに加え、本例のアンテナ装置では、リード線保持部22は上方が開放された溝だけを有するため、ホルダ20の成形が容易である。
以上、本発明の3つの実施形態例を説明したが、本発明はこれらの実施形態例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態例を適宜に変形等できることは言うまでもない。
具体的には、コア保持部21の形態はコイルを巻線する際に磁性体コアを保持できる形態であれば特に限定されるものではない。また、磁性体コアとして例えば比抵抗が大きいNi−Zn系フェライト等を用いる場合には、磁性体コアに直にコイルを巻線することができるため、コイルを巻線しない磁性体コアのX方向の一端部だけを収容する凹形状の収容部だけでコア保持部21を構成し、この収容部の外表面にコイルを絡げる絡げ部を設けてもよい。
また、リード線保持部22の第1保持部22aと第2保持部22bの溝は、リード線を確実に保持できる形態であれば、断面が矩形状のものに限らず、例えばU字状や台形状であってもよい。
また、上記の実施形態例ではアンテナ装置を車両のドアハンドルに装着する場合を説明したが、本発明のアンテナ装置は住宅や事務所等のドアにも適用できるものである。
1 アンテナ装置
2 ケース
3 アンテナコイル
10 磁性体コア
20 ホルダ
21 コア保持部
21a 第1被覆部
21b 第2被覆部
21c1、21c2、21c3 絡げ部
21d、21e 規制突起
21f 収容部
22 リード線保持部
22a 第1保持部
22b 第2保持部
22b1 貫通孔
22b2 貫通孔の前壁
22b3 案内溝
22b4 導出溝
22b5 段差部
22c1 第1隔壁
22c2 第2隔壁
30 コイル
31a、31b コイル端末
40 リード線
41 導体
42 絶縁被覆体
42a 絶縁被覆体の先端面
50 閉塞部材

Claims (8)

  1. 筒状のケース内にアンテナコイルが収容されたアンテナ装置であって、
    前記アンテナコイルは、X方向に細長い略直方体形状の磁性体コアと、前記磁性体コアに装着された樹脂製のホルダと、前記磁性体コアの外周に巻回されたコイルと、前記コイルの両端末に電気的に接続され、前記ケースの外部に導出された2本のリード線を有し、
    前記ホルダは、前記磁性体コアを保持するコア保持部と、前記リード線を保持するリード線保持部を有し、
    前記リード線は、導体と、前記導体を被覆する絶縁被覆体を有し、
    前記リード線保持部は、前記リード線の末端部近傍をX方向に保持する第1保持部と、前記リード線の末端部をY方向に保持する第2保持部を有し、
    前記第2保持部から導出された前記導体に前記コイルの端末が直接接続されている、
    ことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 前記第2保持部は、貫通孔を有し、
    前記貫通孔の内径は、前記導体の外径より大きく、前記絶縁被覆体の外径より小さく、
    前記導体は、前記貫通孔から導出され、
    前記絶縁被覆体の先端面は、前記貫通孔の手前で位置決めされている、
    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2保持部は、前記導体を導出する導出溝と、前記導出溝に隣接する段差部を有し、
    前記絶縁被覆体の先端は、前記段差部で位置決めされている、
    ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
  4. 2本の前記リード線を保持する2つの前記第2保持部は、X方向で異なる位置に設けられている、
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  5. 前記コア保持部は、X方向で対向する前記磁性体コアの2面を被覆する第1被覆部と、Y方向で対向する前記コア磁性体の2面を被覆する第2被覆部を有し、
    前記コア保持部のZ方向は開口している、
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  6. 前記第2被覆部の外表面に前記コイルの端末を絡げる絡げ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。
  7. 前記第1被覆部と前記第2被覆部は、前記磁性体コアがZ方向に移動するのを規制する規制突起を有する、
    ことを特徴とする請求項5に記載のアンテナ装置。
  8. 前記コア保持部は、前記磁性体コアのX方向の一端を収容する収容部を有し、
    前記収容部の外表面に、前記コイルの端末を絡げる絡げ部が設けられている、
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
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