JP4762960B2 - ループアンテナ及びループアンテナの製造方法 - Google Patents
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Description
ループアンテナは、その構造によって、FPC等を用いた平面型と巻線型とに大別される。
平面型のループアンテナが用いられる典型例として、交通機関の乗車券等として用いられるICカードがある。
ICカードには、薄く作る必要性や、ある程度の可撓性が必要、といった要求がある。そして、従来、このような要求に応じるべく、例えば、図6に示すICカードが提案されている(特許文献1参照)。
図6に示すICカード100は、樹脂で形成されたフィルム基板110と、フィルム基板110の表面にパターニングされたループアンテナ素子120と、ループアンテナ素子120の各端子が接続された実装部130とを備えている。また、実装部130には、ループアンテナ素子120の信号周波数を同調させるための同調コンデンサと、メモリを有するICチップとが設けられている。
この種の用途には、ループアンテナが、この種の機器に用いられる部品の中では比較的大きな実装面積を要するため、図6にあるような平面的に構成されたループアンテナを使い難い場合がある。ここで、平面的に構成されたループアンテナを立体的に配置すると、指向性が変化してしまうという問題が生じる。
従来、巻線型のループアンテナを備えるICカードとして、例えば、図7に示すものが知られている(特許文献2参照)。
図7に示すICカード200は、表面に配線パターンが形成された配線基板210上に、情報処理を行う半導体チップ230及び電波の送受信を行うループアンテナ素子220が実装されて構成されている。そして、ループアンテナ素子220は、ループアンテナ素子220の接続端子221と配線基板210の接続ランド211とを半田付けすることにより、配線基板210と電気的に接続されている。
本発明は上記した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、設置されたループアンテナ素子のループ長にばらつきが生じることを防止することが可能なループアンテナを提供することにある。
さらに、本発明の請求項3に係るループアンテナの製造方法は、アンテナ素子を構成する電線の一端部を、該一端部側の先端をハウジングに設けられた第一の案内溝の壁面に突き当てた状態で、前記第一の案内溝内に配置されると共に上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである圧接部に圧接接続する工程と、前記電線の他端部を、該他端部側の先端を前記ハウジングに設けられた第二の案内溝の壁面に突き当てた状態で、前記第二の案内溝内に配置されると共に上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである圧接部に圧接接続する工程と、を含むことを特徴とする。
例えば、1本の長さが200mmの電線を3本用いて13.56MHz用のループアンテナを構成した場合、各電線の最大公差は±0.5mmである。この場合、本発明の請求項1に係るループアンテナによれば、各電線の最大公差を±0.5mm以内に抑えることが可能となる。
さらに、本発明の請求項3に係るループアンテナの製造方法では、電線が、電線の各先端を各案内溝の壁面に突き当てた状態で、上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである圧接部に圧接接続される。よって、本発明の請求項3に係るループアンテナの製造方法によれば、ハウジングに設置された各電線のループ長にばらつきが生じることを防止することが可能となる。
本発明に係るループアンテナは、RFID機能を有する携帯電話機に好適なループアンテナとして構成されたものである。
図1は、本発明に係るループアンテナの斜視図である。図2は、図1に示すループアンテナの平面図である。図3は、図1に示すループアンテナに備えられるハウジングを示す斜視図である。
図1及び図2に示すループアンテナ1は、3重のループアンテナの各ループを構成する3本の電線10(10a,10b,10c)と、RFID機能を有する携帯電話機等の筐体(図示せず)の内部に実装されるハウジング20とを備えている。また、ループアンテナ1は、3本の電線10を互いに直列に接続する2つの第一の圧接端子40と、互いに直列に接続された3本の電線10の両端がそれぞれ接続される一対の第二の圧接端子30とを備えている。
ここで、ループアンテナ1では、3本の電線10a,10b,10cを用いて、3重のループアンテナを構成しているが、用いる電線10の数及び構成するループアンテナの巻数は適宜増減することが可能である。
そして、ループアンテナ1では、第二の圧接端子30は、ハウジング20に一対設けられ、一の第二の圧接端子30は、第一の案内溝21cに挿入された電線10cの一端部を電気的に接続された状態で保持している。また、他の第二の圧接端子30は、第二の案内溝22cに挿入された電線10bの一端部を電気的に接続された状態で保持している。
ここで、電線を配線基板に半田付けしてループアンテナを構成した場合、配線基板は立体的に形成することができないため、ループアンテナを筐体に設置するためには、配線基板を筐体に接着するしかなく、ループアンテナを筐体に設置する際の自由度が低くなる。
また、ループアンテナ1によれば、ハウジング20を用いる構成により、隣り合う電線10の間の絶縁を確実に行うことが可能となる。
各電線10をハウジング20に設置する際には、各電線10の一端部側の先端を第一の案内溝21の壁面25に突き当てた状態で、各電線10の一端部を圧接部31,41に圧接接続させる。また、各電線10の他端部側の先端を第二の案内溝22の壁面25に突き当てた状態で、各電線10の他端部を圧接部31,42に圧接接続させる。
この際、各電線10の端部は、先端を各案内溝21,22の壁面25に突き当てた状態で、圧接工具を使用して一度に各圧接部31,41,42に押し込まれる。
このように、ループアンテナ1によれば、所定の位置に配置された各電線10の端部を一度に押し込む作業によって圧接接続が完了するため、ハウジング20に設置された各電線10のループ長にばらつきが生じることを防止することが可能となる。
なお、各圧接部31,41,42に押し込まれる各電線10の端部の絶縁被覆は、予め除去されていても構わない。
さらに、ループアンテナ1によれば、3本の電線10が1本のケーブルとして構成されているため、1本のケーブルを切り出すだけで長さが互いに揃った3本の電線10を準備でき、ループアンテナを製造する際の工数を減らすことが可能となる。また、3本の電線10がばらばらにならず実装時に扱いやすいため、ループアンテナ1の製造時の作業効率を上げることが可能となる。
そして、各電線を半田付けにより配線基板に接続した場合、接続された電線のループ長のばらつきは、半田付けされる電線の各端部あたり±1mm程度生じる。したがって、電線を3本用いてループアンテナを構成する場合、接続された電線のループ長のばらつきは、最大で±6mm程度生じる。
一方、ループアンテナ1によれば、接続された電線10のループ長のばらつきを、各電線の各端部あたり±0.25〜0.3mm以内に抑制することが可能となる。
図4は、図3に示すハウジングの変形例を示す平面図である。図5は、図4に示すハウジングの側面図である。
ループアンテナ1の変形例に係るループアンテナ50は、ループアンテナ1において、第二の圧接端子30の代わりに第二の圧接端子51を備えている。
各第二の圧接端子51は、金属により形成されている。図4及び図5に示すように、各第二の圧接端子51は、各案内溝21,22に圧入され、各案内溝21,22に挿入された電線10が圧接接続される圧接部31と、圧接部31と接続された、U字形状に折り返されたばね部53と、ばね部53と接続された平板形状の接点部(外部端子)54とを備えている。
このように構成されたループアンテナ50は、各接点部54が前記筐体内の回路基板に電気的に接続された状態で、前記筐体内に実装される。
この際、各接点部54と相手回路基板との接続は、各接点部54と相手回路基板の接点とを弾性的に接触させる方法でも、各接点部54と相手回路基板の接点とを半田付けする方法でも構わない。
このように、ループアンテナ50では、各第二の圧接端子51がばね部53を備える構成により、接点部54の変位を吸収することができる。よって、ループアンテナ50によれば、前記筐体内に実装する際の自由度を高めることが可能となる。
10a,10b,10c 電線
20 ハウジング
21a,21b,21c 第一の案内溝
22a,22b,22c 第二の案内溝
25 壁面
26 被覆保持部
27 支持溝
28 支持板
29 ロック部
30 第二の圧接端子
31 圧接部
32 スリット
35 圧接刃
37 接点部(外部端子)
40 第一の圧接端子
41 第一の圧接部
42 第二の圧接部
43 ブリッヂ部
44 圧接刃
45 スリット
50 ループアンテナ
51 第二の圧接端子
53 ばね部
54 接点部
Claims (3)
- アンテナ素子を構成する複数の電線と、
前記電線の数以上設けられた、前記各電線の一端部をそれぞれ案内し、前記各電線の一端部側の先端が突き当たる壁面を有する第一の案内溝と、前記電線の数以上設けられた、前記各電線の他端部をそれぞれ案内し、前記各電線の他端部側の先端が突き当たる壁面を有する第二の案内溝と、を有する絶縁性ハウジングと、
前記第一の案内溝内に設けられた、前記電線の一端部が圧接接続されると共に上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである第一圧接部と、前記第二の案内溝内に設けられた、前記電線の他端部が圧接接続されると共に上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである第二圧接部と、前記第一圧接部と前記第二圧接部とをつなぐブリッヂ部と、を有し、前記複数の電線を互いに直列に接続する第一の圧接端子と、
前記第一の案内溝内及び前記第二の案内溝内にそれぞれ設けられた、互いに直列に接続された複数の電線の両端部がそれぞれ圧接接続されると共に上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである圧接部と、該圧接部に接続された外部端子と、を有する一対の第二の圧接端子と、
を備えることを特徴とする多重のループアンテナ。 - 前記複数の電線が、1本のケーブルとして構成されていることを特徴とする請求項1に記載の多重のループアンテナ。
- アンテナ素子を構成する電線の一端部を、該一端部側の先端をハウジングに設けられた第一の案内溝の壁面に突き当てた状態で、前記第一の案内溝内に配置されると共に上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである圧接部に圧接接続する工程と、
前記電線の他端部を、該他端部側の先端を前記ハウジングに設けられた第二の案内溝の壁面に突き当てた状態で、前記第二の案内溝内に配置されると共に上端の高さが前記壁面の高さとほぼ同じである圧接部に圧接接続する工程と、
を含むことを特徴とするループアンテナの製造方法。
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