JP4631388B2

JP4631388B2 - アンテナ装置及びこれを用いた通信システム

Info

Publication number: JP4631388B2
Application number: JP2004305478A
Authority: JP
Inventors: 正廣大原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: JP2006121278A

Description

本発明は、車両のドアの施解錠等を遠隔制御で行うアンテナ装置及びこれを用いた通信システムに関するものである。

近年、車両に搭載されたアンテナ装置を介して、車両のドアの施解錠を遠隔制御で行う通信システムを塔載した車両が増えている。

このような従来のアンテナ装置について、図６を用いて説明する。

図６は従来のアンテナ装置の断面図であり、同図において、１はアンテナで、フェライト等の磁性体２と、これを覆う誘電樹脂製の中空のボビン３、及びこのボビン３外周に巻回された線状導体のコイル４から構成されている。

そして、５は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板で、この配線基板５上にアンテナ１が載置されると共に、コイル４両端が半田付け等によって配線パターンに接続されている。

また、配線基板５上にはチップコンデンサ６が実装され、このチップコンデンサ６とコイル４が、配線パターンによって接続されて直列共振回路が形成されると共に、この直列共振回路の両端の配線パターンがコネクタ７へ接続されている。

さらに、配線基板５のコネクタ７を除く全面に、防水用にシリコン等の封止剤（図示せず）が塗布されてアンテナ１やチップコンデンサ６を覆い、この配線基板５が絶縁樹脂製のケース８内に収納され、ケース８下面をカバー９が覆って、アンテナ装置が構成されている。

なお、このように構成されたアンテナ装置は、チップコンデンサ６の容量値やコイル４のインダクタンス等のばらつきにより、共振周波数のばらつきが生じ易いものである。

このため、このアンテナ装置は、直列共振回路を作製後、共振周波数を測定し、この共振周波数が所定の範囲から外れた場合には、アンテナ１を取り外し、再度、コイル４を巻回した後この両端部を接続したり、チップコンデンサ６を交換したりする作業を繰り返して、所定の共振周波数に調整されている。

そして、この後、配線基板５のコネクタ７を除く全面に、封止剤を塗布し、この配線基板５をケース８内に収納し、ケース８下面をカバー９で覆って、アンテナ装置が作製されている。

そして、このように作製されたアンテナ装置は、直列共振回路の両端の配線パターンが、コネクタ７を介して車両内の内部通信手段としての電子回路（図示せず）に電気的に接続されると共に、アンテナ装置が車両のドアやミラーに装着される。

以上の構成において、外部通信手段としての携帯カードを所持した運転者が車両に接近、或いは外部通信手段としての携帯機から電波が送信されると、これをアンテナ装置が受信して、電子回路が固有の認証コードの照合を行い、ドアの施解錠が行われるように構成されている。

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。
特開２００１−３５８５２２号公報

しかしながら、上記従来のアンテナ装置においては、このアンテナ装置の作製時に、共振周波数が所定の範囲から外れた場合には、再度、コイル４を巻回したり、チップコンデンサ６を交換したりする作業が必要であり、共振周波数の調整に時間を要すると共に、共振周波数の微調整も困難という課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、共振周波数の調整を短時間、かつ微細に行えるアンテナ装置及びこれを用いた通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、磁性体にコイルが巻回されたアンテナと、上記コイルの一端が接続された金属板製の第一の導電片と、一端に上記コイルの他端が接続された金属板製の第二の導電片と、この第二の導電片の他端に一端が接続されたコンデンサと、このコンデンサの他端が接続された金属板製の第三の導電片と、上記第一及び第二、第三の導電片をインサート成形により覆う絶縁樹脂製のケースからなるアンテナ装置であって、このアンテナ装置の共振周波数を所定の範囲に調整可能なように、上記第一及び第二の導電片の所定箇所に上記コイルと並列に接続できる第二のコイルの電極部を設けると共に、上記第二及び第三の導電片の所定箇所に上記コンデンサと並列に接続できる第二のコンデンサの電極部を設けるようにしたアンテナ装置を構成したものであり、このアンテナ装置の共振周波数が所定の範囲より高い方に外れた場合には、コンデンサと並列に接続できる電極部間に第二のコンデンサを、低い方に外れた場合にはコイルと並列に接続できる電極部間に第二のコイルを実装するだけで、共振周波数を微細に調整できるため、共振周波数の調整を短時間、かつ微細に行えるアンテナ装置を得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、ケースに凹部を設けると共に、この凹部に電極部を集約したものであり、凹部に実装されたコンデンサ等の部品の破損を防止し易くできると共に、これらの部品の配置空間を少なくできるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載のアンテナ装置を車両に装着すると共に、これを介して車両内の内部通信手段が外部通信手段との間で通信を行うようにして通信システムを構成したものであり、共振周波数の調整を短時間、かつ微細に行えるアンテナ装置を用いた通信システムを実現できるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、共振周波数の調整を短時間、かつ微細に行えるアンテナ装置及びこれ用いた通信システムを得ることができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。

なお、背景の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の要部斜視図、図２は同断面図であり、同図において、１１はアンテナで、フェライト等の磁性体１２と、この外周に巻回され、ポリイミド等の耐熱性樹脂を被覆した銅線等のコイル１４から構成されている。

また、１６〜２０は板状で銅合金等の複数の導電片、２５は液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂製のケースで、アンテナ１１や導電片１６〜２０は、このケース２５内にインサート成形されて覆われている。

そして、これら導電片１６〜２０のうち、左右一対に形成された導電片１６と１７には、上方へ折曲された保持部１６Ａと１７Ａが設けられ、この保持部１６Ａと１７Ａによってアンテナ１１の両端が保持されている。

また、第一の導電片としての導電片１８の一端には、アンテナ１１のコイル１４の一端が高温半田やかしめによって固着接続され、他端にはケース２５の筒部２５Ｂ内に突出する、接続部１８Ｂが設けられると共に、凹部２５Ａ底面に露出する電極部１８Ａが形成されている。

そして、この導電片１８の後下方には、第二の導電片としての導電片１９と第三の導電片としての導電片２０が配設され、導電片１９の一端にはコイル１４の他端が、コイル１４の一端と同様にして固着接続されると共に、凹部２５Ａ底面に露出する電極部１９Ａ及び１９Ｃ，１９Ｄが形成されている。

また、導電片２０の一端には、同じく凹部２５Ａ底面に露出する電極部２０Ａ及び２０Ｄが形成されると共に、他端にはケース２５の筒部２５Ｂ内に突出する、接続部２０Ｂが設けられている。

そして、電極部１９Ａ上にはチップコンデンサ６の右端が、また、電極部２０Ａ上にはチップコンデンサ６の左端がクリーム半田等によって実装されて接続されている。

また、凹部２５Ａ底面には、このチップコンデンサ６と並列に接続できる第二のコンデンサとしてのチップコンデンサ６Ａ実装用の電極部２０Ｄと電極部１９Ｄ、及びコイル１４と並列に接続できる第二のコイルとしてのチップコイル１４Ａ実装用の電極部１９Ｃと電極部１８Ａが露出して形成されている。

つまり、図５の回路図に示すように、コイル１４の一端と導電片１８が、コイル１４の他端とチップコンデンサ６を導電片１９が各々接続し、直列共振回路が形成されると共に、場合によっては、チップコンデンサ６とチップコンデンサ６Ａにより、また、コイル１４とチップコイル１４Ａにより並列回路が形成されて、アンテナ装置が構成されている。

なお、これらチップコンデンサ６や６Ａ等が実装された導電片１８〜２０には、錫等のメッキが施されている。

次に、このように構成されたアンテナ装置の製造方法について、図３及び図４を用いて説明する。

先ず、図３（ａ）に示すように、左半分程に錫メッキ等が施された帯状で銅合金等のフープ部材２２に、桟部２２Ａや２２Ｂ，２２Ｃに端部が連結された複数の導電片１６〜２０を、打抜き及び曲げ加工によって形成する。

そして、図３（ｂ）に示すように、左右一対に形成された導電片１６と１７の保持部１６Ａと１７Ａに、アンテナ１１の両端を保持し固定すると共に、アンテナ１１のコイル１４の両端を、導電片１８と１９の一端に巻き付け、高温半田やかしめによって固着接続する。

この後、図４（ｃ）に示すように、アンテナ１１や導電片１６〜２０を覆うように、凹部２５Ａや筒部２５Ｂが設けられた、耐熱性樹脂製のケース２５をフープ部材２２にインサート成形する。

次に、ケース２５外周から突出した導電片１６〜２０の端部を、桟部２２Ａや２２Ｂ、２２Ｃから切断してフープ部材２２から切り離した後、図４（ｄ）に示すように、ケース２５の凹部２５Ａ底面に露出した、電極部１９Ａと電極部２０Ａ上にチップコンデンサ６を、クリーム半田を温風吹付けやレーザ照射等によってスポットリフローして実装し接続する。

この後、共振周波数を測定し、この共振周波数が所定の範囲より高い方に外れた場合には、チップコンデンサ６と並列に接続できる電極部１９Ｄと２０Ｄ間にチップコンデンサ６Ａを、低い方に外れた場合にはコイル１４と並列に接続できる電極部１８Ａと１９Ｃ間にチップコイル１４Ａを半田付けによって実装し接続する。

なお、以上のようにチップコンデンサ６Ａやチップコイル１４Ａを実装し接続するだけで共振周波数を微細に調整できるため、共振周波数が所定の範囲から外れた場合に、再度、コイルを巻回したり、コンデンサを交換したりする作業が必要な背景技術の項で説明した場合に比べて、共振周波数の調整を短時間、かつ微細に行える。

この後、最後に、ケース２５の凹部２５Ａ内にシリコン等の封止剤（図示せず）を充填し、チップコンデンサ６等を覆って、アンテナ装置が完成する。

そして、このように作製されたアンテナ装置は、ケース２５の筒部２５Ｂ内に突出した接続部１８Ｂと２０Ｂが、車両内の電子回路（図示せず）に電気的に接続されると共に、ケース２５が車両のドアやミラーに装着される。

また、これらのアンテナ装置及び電子回路と、運転者が通常携帯し、これらと通信を行う外部通信手段としての車両に固有の携帯カード（図示せず）が組み合わされて、通信システムが構成されている。

以上の構成において、電子回路から携帯カードへ認証コードを送信要求する信号を定期的に出力し、アンテナ装置がこの信号を所定の共振周波数の電磁波に変換して送信する。

そして、携帯カードがこの電磁波を受信すると、携帯カードが認証コードの信号を電磁波に変換して送信し、アンテナ装置がこの電磁波を受信して認証コードの信号に変換し、電子回路がこの認証コードの照合を行い、ドアの施解錠が行われるように構成されている。

このように本実施の形態によれば、金属板製の導電片１８及び１９の所定箇所に、磁性体１２に巻回されたコイル１４と並列に接続できるチップコイル１４Ａの電極部１８Ａ，１９Ｃを設けると共に、導電片１９及び２０の所定箇所にこのコイル１４に接続されたコンデンサ６と並列に接続できるチップコンデンサ６Ａの電極部１９Ｄ，２０Ｄを設けるようにしてアンテナ装置を構成することによって、このアンテナ装置の共振周波数が所定の範囲より高い方に外れた場合には、電極部１９Ｄ，２０Ｄ間にチップコンデンサ６Ａを、低い方に外れた場合には電極部１８Ａ，１９Ｃ間にチップコイル１４Ａを実装するだけで、共振周波数を微細に調整できるため、共振周波数の調整を短時間、かつ微細に行えるアンテナ装置及びこれを用いた通信システムを得ることができるものである。

また、ケース２５に凹部２５Ａを設けると共に、この凹部２５Ａに電極部１８Ａ，１９Ａ，１９Ｃ，１９Ｄ，２０Ａ，２０Ｄを集約することによって、凹部２５Ａに実装されたコンデンサ６等の部品の破損を防止し易くできると共に、これらの部品の配置空間を少なくできる。

そして、アンテナ１１のコイル１４両端と導電片１８，１９との固着接続を高温半田やかしめで行うことによって、耐熱性樹脂製のケース２５によるインサート成形が可能になると共に、チップコンデンサ６の実装を温風吹付けやレーザ照射等で行うことによって、リフロー時のケース２５の熱による変形も防止することができる。

なお、以上の説明では、アンテナ１１や導電片１６〜２０を覆うように、耐熱性樹脂製のケース２５をフープ部材２２にインサート成形するものとして説明したが、これに代えて、アンテナ１１を除く導電片１６〜２０だけを覆うように、耐熱性樹脂製のケースをフープ部材にインサート成形するものとしても、本発明の実施は可能である。

また、車両に固有の携帯カードとアンテナ装置の両方が送受信を行う双方向の通信システムとして説明したが、これに代えて、例えば車両のドアの鍵穴に挿入してドアの施解錠を行う車両に固有の鍵と送信部が一体となったキーの送信釦を車両の運転者が押圧して、このキーの送信部から固有の認証コードの電磁波を送信し、アンテナ装置がこれを受信して、車両のドアの施解錠を行う単方向の通信システムとしても良い。

以上のように本発明によれば、共振周波数の調整を短時間、かつ微細に行えるアンテナ装置及びその製造方法を実現できるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の要部斜視図同断面図同要部斜視図同要部斜視図同回路図従来のアンテナ装置の断面図

符号の説明

６，６Ａチップコンデンサ
１１アンテナ
１２磁性体
１４コイル
１４Ａチップコイル
１６〜２０導電片
１６Ａ，１７Ａ保持部
１８Ａ，１９Ａ，１９Ｃ，１９Ｄ，２０Ａ，２０Ｄ電極部
１８Ｂ，２０Ｂ接続部
２２フープ部材
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ桟部
２５ケース
２５Ａ凹部
２５Ｂ筒部

Claims

磁性体にコイルが巻回されたアンテナと、上記コイルの一端が接続された金属板製の第一の導電片と、一端に上記コイルの他端が接続された金属板製の第二の導電片と、この第二の導電片の他端に一端が接続されたコンデンサと、このコンデンサの他端が接続された金属板製の第三の導電片と、上記第一及び第二、第三の導電片をインサート成形により覆う絶縁樹脂製のケースからなるアンテナ装置であって、このアンテナ装置の共振周波数を所定の範囲に調整可能なように、上記第一及び第二の導電片の所定箇所に上記コイルと並列に接続できる第二のコイルの電極部を設けると共に、上記第二及び第三の導電片の所定箇所に上記コンデンサと並列に接続できる第二のコンデンサの電極部を設けたアンテナ装置。
ケースに凹部を設けると共に、この凹部に電極部を集約した請求項１記載のアンテナ装置。
請求項１記載のアンテナ装置を車両に装着すると共に、これを介して車両内の内部通信手段が外部通信手段との間で通信を行う通信システム。