JP3581839B2 - 小型アンテナの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナエレメントが誘電体成形体内に埋め込まれた形の小型アンテナを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ミアンダ状アンテナパターンの先端（給電部と反対側の端部）に導体幅の広い容量装荷部を設けると、アンテナを小型化できることが知られている。この種の小型アンテナは、ミアンダ状アンテナパターンと容量装荷部とからなるアンテナエレメントに誘電体を積層して、アンテナエレメントが変形しないようにすることが、特性を安定させ、取扱い性を向上させる上で好ましい。
【０００３】
ミアンダ状アンテナパターンと容量装荷部とからなるアンテナエレメントに、誘電体を積層した小型アンテナは、アンテナエレメントを金型のキャビティ内にセットして、誘電体材料を射出成形することにより製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにして製造した小型アンテナは、ミアンダ状アンテナパターンの変形により特性のバラツキが発生しやすい。これは、射出成形の場合、注入口付近で誘電体材料の流れの勢いが強いこと、ミアンダ状アンテナパターンが強度的に弱いことによるものと考えられる。
【０００５】
本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、アンテナエレメントの変形が発生し難く、特性のバラツキが少ない小型アンテナの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、線状アンテナパターンの先端に容量装荷部を有するアンテナエレメントを、その両側のフレーム部分を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメントに重ねて誘電体成形体を成形した小型アンテナを製造する方法において、射出成形の際に、アンテナエレメントの中心から見て容量装荷部よりも外側から金型のキャビティ内に誘電体材料を注入することを特徴とするものである。
【０００７】
この製造方法においては、誘電体材料の注入を、容量装荷部の先端縁とアンテナエレメント保持用フレームとをつなぐ連結部を避けて行うことが望ましい。
具体的には、誘電体材料の注入を、容量装荷部の先端縁とアンテナエレメント保持用フレームとをつなぐ連結部と重ならない位置から行うことが好ましい。
【０００８】
このようにすると、注入口付近の勢いのある誘電体材料の流れを面積の大きい（したがって機械的強度の大きい）容量装荷部で整流するような状態となるので、アンテナエレメントの変形が発生しにくくなる。またゲート部の誘電体材料が容量装荷部とフレームとをつなぐ連結部に被さることがないため、成形後のゲート部突起の切断が容易になる。
【０００９】
また本発明において、誘電体材料の注入は、容量装荷部の先端縁側のキャビティの角部から行うこともできる。
【００１０】
このようにすると、アンテナエレメントの変形が発生しにくくなり、成形後のゲート部突起の切断が容易になるだけでなく、ゲート部突起を切断した後のバリが誘電体成形体の端面に出っ張ることがないため、誘電体成形体の寸法精度を高めることができる。
【００１１】
また本発明は、一端側が線幅の狭いミアンダパターン、他端側が線幅の広いミアンダパターンで構成されたアンテナエレメントを、その両側のフレーム部分を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメントに重ねて誘電体成形体を成形した小型アンテナを製造する場合に適用しても同様な効果が得られる。この場合は、射出成形の際に、線幅の広いミアンダパターンの側から金型のキャビティ内に誘電体材料を注入すればよい。
【００１２】
また本発明は、一端側がピッチの密なミアンダパターン、他端側がピッチの粗なミアンダパターンで構成されたアンテナエレメントを、その両側のフレーム部分を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメントに重ねて誘電体成形体を成形した小型アンテナを製造する場合に適用しても同様な効果が得られる。この場合は、射出成形の際に、ピッチの粗なミアンダパターンの側から金型のキャビティ内に誘電体材料を注入すればよい。
【００１３】
また本発明は、一端側が線幅が狭くピッチの密なミアンダパターン、他端側が線幅が広くピッチの粗なミアンダパターンで構成されたアンテナエレメントを、その両側のフレーム部分を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメントに重ねて誘電体成形体を成形した小型アンテナを製造する場合に適用しても同様な効果が得られる。この場合は、射出成形の際に、線幅が広くピッチの粗なミアンダパターンの側から金型キャビティ内に誘電体材料を注入すればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
〔実施形態１〕 図１〜図３は本発明の一実施形態を示す。この実施形態では先ず、薄い金属板例えば銅板の打抜き加工又はエッチング加工により図１のような導体パターン１０を形成する。この導体パターン１０は、四角形のフレーム１２内にアンテナエレメント１４（二点鎖線で囲んだ部分）を保持したものである。アンテナエレメント１４は、ミアンダパターン１６の先端に三角形状に広がった容量装荷部１８を設けたものである。
【００１６】
アンテナエレメント１４の両側にはサイドフレーム２０が設けられ、ミアンダパターン１６の両側のＵターン部は連結部２２Ａを介してサイドフレーム２０に連結され、かつ容量装荷部１８の両側も連結部２２Ｂを介してサイドフレーム２０に連結されている。これによってアンテナエレメント１４は、ミアンダパターン１６のピッチと容量装荷部１８の位置が変化しないように保持されている。
【００１７】
またミアンダパターン１６の基端部（給電部）は連結部２２Ｃを介してフレーム１２に連結され、容量装荷部１８の先端縁中央部は連結部２２Ｄを介してフレーム１２に連結されている。これによってアンテナエレメント１４はフレーム１２内の所定の位置に保持されている。フレーム１２の四隅には位置決め用の穴２４が形成されている。なおサイドフレーム２０は外側のフレーム１２と一体に形成されていてもよい。
【００１８】
図１のような導体パターン１０を製造した後、この導体パターン１０を金型にセットし、誘電体材料の射出成形を行う。ここで用いる金型は、二点鎖線の枠内がキャビティとなっており、上型と下型でサイドフレーム２０及び連結部２２Ａ〜２２Ｄを挟み付けるような構造である。キャビティは上型と下型に両方に形成されている。誘電体材料を注入するゲート部は容量装荷部１８の先端縁１８ａの中央部とフレーム１２とをつなぐ連結部２２Ｄの両側に設けられている。
【００１９】
このような金型で誘電体材料を射出成形すると、図２に示すように、アンテナエレメント１４の上面側と下面側に誘電体が積層された状態、すなわちアンテナエレメント１４が誘電体成形体２６の中に埋め込まれた状態となる。なお２８は射出成形後に残るゲート部突起である。射出成形の際には、ゲート部付近の勢いのある誘電体材料の流れが面積の大きい容量装荷部１８で整流されるような状態となるので、ミアンダパターン１６の変形が発生しにくくなる。またゲート部突起２８が連結部２２Ｄに被さることがないため、成形後のゲート部突起２８の切断を容易に行える。
【００２０】
このあと、ゲート部突起２８を切断し、連結部２２Ａ、２２Ｂを誘電体成形体２６の壁面に沿って切断すると共に、連結部２２Ｃ、２２Ｄを適当な長さ残して切断すると、図３に示すような小型アンテナ３０を得ることができる。この小型アンテナ３０は、ミアンダパターン１６の先端に容量装荷部１８を有するアンテナエレメント１４が誘電体成形体２６内に埋め込まれた形となる。なお誘電体成形体２６の外に突出する連結部２２Ｃは給電端子、連結部２２Ｄはアンテナ固定用の端子となる。
【００２１】
〔実施形態２〕 図４は本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、金型のキャビティ内に誘電体材料を注入するゲート部を、容量装荷部１８の先端縁１８ａ側のキャビティの角部に設けて、射出成形を行ったものである。したがってゲート部突起２８は誘電体成形体２６の角部に形成される。それ以外は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付してある。
【００２２】
実施形態１のようにゲート部突起２８が誘電体成形体２６の端面２６ａに形成されると、ゲート部突起２８を切断したときに、ゲート部跡が出っ張った状態で残ることがあり、誘電体成形体２６の長さ寸法にバラツキが発生することがあるが、この実施形態のように、誘電体成形体２６の角部にゲート部突起２８が形成されるようにすると、例えばゲート部突起２８を斜め線ａに沿って切断できる。このように切断すれば、誘電体成形体２６の角部が少し欠けた状態になるだけで、誘電体成形体２６の長さと幅の寸法は一定にそろえることができる。
【００２３】
〔実施形態３〕 図５は本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、金型のキャビティ内に誘電体材料を注入するゲート部を、容量装荷部１８の先端縁１８ａより先のキャビティの側面に設けて、射出成形を行ったものである。したがってゲート部突起２８は誘電体成形体２６の側面に形成される。それ以外は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付してある。
【００２４】
〔実施形態４〕 図６は本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、導体パターン１０に、容量装荷部１８の先端縁とフレーム１２をつなぐ連結部２２Ｄを２本設け、金型のゲート部をこの２本の連結部２２Ｄの間に設けて射出成形を行ったものである。したがってゲート部突起２８は誘電体成形体２６の端面中央部に１本形成される。それ以外は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付してある。
【００２５】
〔実施形態５〕 図７は本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、導体パターン１０に、容量装荷部１８の先端縁とフレーム１２をつなぐ連結部２２Ｄを２本設け、金型のゲート部をこの２本の連結部２２Ｄの間と両側に設けて射出成形を行ったものである。したがってゲート部突起２８は誘電体成形体２６の端面に３本形成される。それ以外は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付してある。
【００２６】
〔実施形態６〕 図８は本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、容量装荷部１８が細長い帯状に形成されているものである。それ以外は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。このように、容量装荷部１８の形が変わっても実施形態１と同様にして小型アンテナを製造することができる。
この実施形態の場合も、実施形態２と同じように誘電体成形体２６の角部に相当する位置にゲート部を設けるようにしてもよい。
【００２７】
〔実施形態７〕 図９は本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、アンテナエレメント１４がピッチの密なミアンダパターン１６Ａとピッチの粗なミアンダパターン１６Ｂとで構成され、ピッチの粗なミアンダパターン１６Ｂの端部とフレーム１２とを連結する連結部２２Ｄの両側から誘電体材料を注入して、誘電体成形体２６を形成したものである。それ以外は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
この実施形態の場合、ミアンダパターン１６Ａと１６Ｂは線幅が同じであるので、誘電体材料の流れによる変形のし易さは同じであるが、ピッチの粗いミアンダパターン１６Ｂの方が同じ変形量でもアンテナ特性に与える影響が少ないので、ピッチの粗いミアンダパターン１６Ｂの方から誘電体材料を注入することにより、特性のバラツキの小さい小型アンテナを製造することができる。
この実施形態の場合も、実施形態２と同じように誘電体成形体２６の角部に相当する位置にゲート部を設けるようにしてもよい。
【００２９】
〔実施形態８〕 図１０は本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、アンテナエレメント１４が線幅の狭いミアンダパターン１６Ｃと線幅の広いミアンダパターン１６Ｄとで構成され、線幅の広いミアンダパターン１６Ｄの端部とフレーム１２とを連結する連結部２２Ｄの両側から誘電体材料を注入して、誘電体成形体２６を形成したものである。それ以外は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
ミアンダパターン１６Ｃと１６Ｄの線幅が異なる場合、線幅の広い方が誘電体材料の流れに対する変形抵抗が大きいので、この実施形態では、線幅の広いミアンダパターン１６Ｄの方から誘電体材料を注入することにより、ミアンダパターン１６Ｃ、１６Ｄの変形を少なくし、小型アンテナの特性のバラツキを小さくしたものである。なおこの実施形態では、線幅の広いミアンダパターン１６Ｄの方が線幅の狭いミアンダパターン１６Ｃよりピッチも大きくなっているので、より特性のバラツキを小さくすることができる。
この実施形態の場合も、実施形態２と同じように誘電体成形体２６の角部に相当する位置にゲート部を設けるようにしてもよい。
【００３１】
〔実施形態９〕 図１１は本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、アンテナエレメント１４のパターンは実施形態８と同じとし、線幅の広いミアンダパターン１６Ｄの端部側の側面から誘電体材料を注入して、誘電体成形体２６を形成したものである。したがってゲート部突起２８は誘電体成形体２６の側面に形成される。それ以外は実施形態８と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
なお上記の実施形態では、アンテナエレメントの上下面に誘電体が積層された小型アンテナを製造する場合を示したが、誘電体はアンテナエレメントの一方の面にのみ積層されていてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ミアンダパターンのような線状アンテナパターンを有するアンテナエレメントに誘電体成形体が積層された小型アンテナを製造する場合に、線状アンテナパターンの変形を少なくすることができるので、特性の安定した小型アンテナを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で用いた導体パターンを示す平面図。
【図２】図１の導体パターンに射出成形により誘電体成形体を形成した段階を示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態により製造された小型アンテナを示す平面図。
【図４】本発明の他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【図５】本発明のさらに他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【図８】本発明のさらに他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【図９】本発明のさらに他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態を、図２と同じ段階で示す平面図。
【符号の説明】
１０：導体パターン
１２：フレーム
１４：アンテナエレメント
１６、１６Ａ〜１６Ｄ：ミアンダパターン
１８：容量装荷部
２０：サイドフレーム
２２Ａ〜２２Ｄ：連結部
２４：位置決め穴
２６：誘電体成形体
２８：ゲート部突起
３０：小型アンテナ

Claims (6)

1. 線状アンテナパターン（１６）の先端に容量装荷部（１８）を有するアンテナエレメント（１４）を、その両側のフレーム部分（２０）を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメント（１４）に重ねて誘電体成形体（２６）を成形した小型アンテナを製造する方法において、
   射出成形の際に、アンテナエレメント（１４）の中心から見て容量装荷部（１８）よりも外側から金型のキャビティ内に誘電体材料を注入することを特徴とする小型アンテナの製造方法。
2. 誘電体材料の注入を、容量装荷部（１８）の先端縁とアンテナエレメント保持用フレーム（１２）とをつなぐ連結部（２２Ｄ）と重ならない位置から行うことを特徴とする請求項１記載の小型アンテナの製造方法。
3. 誘電体材料の注入を、容量装荷部（１８）の先端縁側のキャビティの角部から行うことを特徴とする請求項１記載の小型アンテナの製造方法。
4. 一端側が線幅の狭いミアンダパターン（１６Ｃ）、他端側が線幅の広いミアンダパターン（１６Ｄ）で構成されたアンテナエレメント（１４）を、その両側のフレーム部分（２０）を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメント（１４）に重ねて誘電体成形体（２６）を成形した小型アンテナを製造する方法において、
   射出成形の際に、線幅の広いミアンダパターン（１６Ｄ）の側から金型のキャビティ内に誘電体材料を注入することを特徴とする小型アンテナの製造方法。
5. 一端側がピッチの密なミアンダパターン（１６Ａ）、他端側がピッチの粗なミアンダパターン（１６Ｂ）で構成されたアンテナエレメント（１４）を、その両側のフレーム部分（２０）を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメント（１４）に重ねて誘電体成形体（２６）を成形した小型アンテナを製造する方法において、
   射出成形の際に、ピッチの粗なミアンダパターン（１６Ｂ）の側から金型のキャビティ内に誘電体材料を注入することを特徴とする小型アンテナの製造方法。
6. 一端側が線幅が狭くピッチの密なミアンダパターン（１６Ｃ）、他端側が線幅が広くピッチの粗なミアンダパターン（１６Ｄ）で構成されたアンテナエレメント（１４）を、その両側のフレーム部分（２０）を金型で挟み付けるようにして、金型のキャビティ内にセットし、誘電体材料を射出成形することにより、前記アンテナエレメント（１４）に重ねて誘電体成形体（２６）を成形した小型アンテナを製造する方法において、
   射出成形の際に、線幅が広くピッチの粗なミアンダパターン（１６Ｄ）の側から金型キャビティ内に誘電体材料を注入することを特徴とする小型アンテナの製造方法。

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