JP4819595B2 - アンテナの製造方法及び通信機 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナエレメントを包み込んでインサート成型を行うアンテナの製
造方法及び通信機に関する。

携帯型電話機などの携帯型通信機に搭載されるアンテナとしては、ホイップ式のアンテナが主流であったが、ホイップ式アンテナは落下時に壊れやすいなどの問題もあり、最近では、筐体内に内蔵されるアンテナが用いられるようになってきている。
一方、最近の携帯型電話機は、筐体の小型化はもとより多機能化が図られており、機能拡大による部品点数の増大により、筐体内にアンテナを内蔵するスペースを確保することが困難になってきている。そのため、筐体に外付けするタイプのアンテナが再度注目されている。新たな外付けタイプのアンテナに要求される仕様は、ホイップ式のアンテナよりも対衝撃性に優れ、且つデザイン性をも考慮したアンテナである。

特許文献１には、このような外付けタイプのアンテナとして、中央部（２２）の両端下方にそれぞれ無線機の機器本体に取り付けるための脚部（２３，２４）を有した略コの字状のコア部（２１）と、金属板製のアンテナエレメント（３１）と、そのアンテナエレメント（３１）外周を含めて外方を覆うカバー（４１）とから構成されたアンテナが記載されており、また、その製造方法として、アンテナエレメント（３１）の一端部のみがコア部（２１）の一方の脚部（２３）に固定されるように、アンテナエレメント（３１）の一端部をコア部（２１）の一方の脚部（２３）側にインサートしてそのコア部をインサート成型し、更に、アンテナエレメント（３１）をコア部（２１）に沿って折り曲げた後、アンテナエレメント（３１）とコア部（２１）とが互いに密着した状態でカバー（４１）にインサートされるように、アンテナエレメント（３１）の一端部が固定されている脚部（２３）側から樹脂を注入してそのカバーをインサート成型することが記載されている。
特開２００５−２５２９２８号公報

特許文献１に記載された技術は、カバー（４１）を構成する樹脂の注入をアンテナエレメント（３１）の一端部が固定されている脚部（２３）側から行い、樹脂圧によってアンテナエレメント（３１）をコア部（２１）に密着させる構成であるので、インサートするアンテナエレメントが１つである場合のアンテナ製造方法としては有効であるが、インサートするアンテナエレメントが複数である場合には、何れかのアンテナエレメントが樹脂圧によって移動あるいは変形してしまい、複数のアンテナエレメントを正確な位置にインサートすることができない、という不都合がある。

そこで、本発明は、複数のアンテナエレメントを正確な位置にインサートすることを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数のアンテナエレメントの一端部を部分的に重ねるとともに、前記複数のアンテナエレメントの一端部の重なった部分に絶縁シートを挟みこむよう配置し、前記複数のアンテナエレメントを支持部材の表面に敷設して仮固定し、前記複数のアンテナエレメント及び前記支持部材を溶融樹脂で包み込むようインサート成型を行うことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記支持部材に前記複数のアンテナエレメントを所定の配置関係で敷設するための溝を形成しておき、前記複数のアンテナエレメントを前記溝に敷設した後その上から押さえ部材を前記溝に嵌め込んで、前記複数のアンテナエレメントを仮固定することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記溶融樹脂が硬化後も弾力を有する樹脂であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記複数のアンテナエレメントは、第１の周波数の電波を送受する帯状の第１アンテナエレメントと、第２の周波数の電波を送受する帯状の第２アンテナエレメントと、を含み、前記第１アンテナエレメントと前記第２アンテナエレメントとはエレメントの長さが異なることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、前記複数のアンテナエレメントのうち少なくとも１つのアンテナエレメントは、他端部が前記溶融樹脂から露出した状態でインサート成型されることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、支持部材と、一端部同士が部分的に重ねられ、前記支持部材の表面に敷設して仮固定され、前記支持部材とともに溶融樹脂で包み込むようインサート成型が行われた複数のアンテナエレメントと、前記複数のアンテナエレメントの一端部の重なった部分に挟まれる絶縁シートと、を備えることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、前記支持部材には、前記複数のアンテナエレメントを所定の配置関係で敷設するための溝が形成されていることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、前記複数のアンテナエレメントを前記溝に敷設した後その上からを前記溝に嵌め込んで前記複数のアンテナエレメントを仮固定する押さえ部材を更に備え、前記押さえ部材は、前記複数のアンテナエレメントとともにインサート成型されることを特徴とする。
請求項９に係る発明は、前記溶融樹脂は硬化後も弾力を有する樹脂であることを特徴とする。

本発明によれば、複数のアンテナエレメントを所定の配置関係で支持部材の表面に仮固定した状態で、アンテナエレメント及び支持部材を溶融樹脂で包み込むようインサート成型を行うので、アンテナエレメントが溶融樹脂に押されて動いたり、揺れ動いたりすることがない。そのため、アンテナエレメントの位置を設計どおりの位置に固定することができ、アンテナの特性に製造誤差が生じにくくなる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、携帯型電話機１０の背面側を示した斜視図である。
この携帯型電話機１０においては、上筐体１１がヒンジ１３によって下筐体１２に連結され、上筐体１１がヒンジ１３の軸を中心にして下筐体１２に対して回動可能となっている。下筐体１２に対して上筐体１１が閉じた状態では、上筐体１１の前面が下筐体１２の前面に対面し、下筐体１２に対して上筐体１１が開いた状態では、上筐体１１の前面及び下筐体１２の前面のどちらも正面を向いている。

下筐体１２の上筐体１１側端部には、アンテナ１が取り付けられ、このアンテナ１はヒンジ１３の裏側に配置されている。図２は、下筐体１２から取り外したアンテナ１を示した斜視図であり、図３は、アンテナ１を構成要素に分解した状態の斜視図である。

図２、図３に示すように、アンテナ１は、支持部材２と、支持部材２の表面に敷設された帯状の第１アンテナエレメント３と、第１アンテナエレメント３の一部に積み重ねられた帯状の絶縁シート４と、絶縁シート４に一部積み重ねられて支持部材２に敷設された帯状の第２アンテナエレメント５と、第２アンテナエレメント５、絶縁シート４及び第１アンテナエレメント３に積み重ねられ、これらの上から第２アンテナエレメント５、絶縁シート４及び第１アンテナエレメント３を支持部材２に押さえる押さえ部材６と、押さえ部材６、第２アンテナエレメント５、絶縁シート４、第１アンテナエレメント３及び支持部材２を包み込んだ外装樹脂７と、を備える。

支持部材２は樹脂等のような絶縁材からなる。支持部材２には、横長の開口２１が前面から背面に貫通するよう形成されている。支持部材２の背面には、開口２１を囲繞するように支持部材２の縁に沿って溝２２が形成されている。溝２２の一端２３は支持部材２の下の縁まで至り、溝２２の他端２４は支持部材２を包み込む外装樹脂７の下の縁を少し越えた辺りとなっている。そして、溝２２の他端２４から外装樹脂７の下の縁に沿って少し中央に寄った位置には、第１アンテナエレメント３を位置決めするための突起２５が形成されている。また、溝２２の中間部であってその側壁には、アンテナエレメント３，５や絶縁シート４を位置決めするための凹部２６，２７，２８が形成され、溝２２は凹部２６，２７，２８において幅広になっている。

第１アンテナエレメント３は金属材料からなり、平面視してＵ字状に形成されている。第１アンテナエレメント３は、開口２１の左側を囲うように溝２２に入れられている。溝２２内においては、溝２２の底に第１アンテナエレメント３が敷設されている。また、第１アンテナエレメント３の一端部に貫通孔３１が形成され、その貫通孔３１に突起２５が挿入されている。また、第１アンテナエレメント３の両縁であって溝２２の凹部２７に対応する箇所には、扇状の突起３２が形成され、突起３２が凹部２７に嵌入されている。

絶縁シート４は樹脂等のような絶縁材からなる。この絶縁シート４は溝２２の中間部に入れられ、貫通孔３１とは反対側の第１アンテナエレメント３の端部から第１アンテナエレメント３の中間部にかけてその上に重ねられている。絶縁シート４の両縁であって溝２２の凹部２６に対応する箇所には扇状の突起４１が形成され、凹部２７に対応する箇所には扇状の突起４２が形成され、突起４１が凹部２６に嵌入され、突起４２が凹部２７に嵌入されている。

第２アンテナエレメント５は金属材料からなり、平面視してＬ字状に形成されている。この第２アンテナエレメント５は、溝２２の端部２３から溝２２の中間部にかけて支持部材２の縁に沿うように溝２２に入れられている。また、第２アンテナエレメント５の一端部が溝２２の端部２３を通って支持部材２の縁よりも外に延出し、その一端部には貫通孔５１が形成されている。第２アンテナエレメント５の他端部側の部分が絶縁シート４の上に重ねられている。第２アンテナエレメント５の両縁であって溝２２の凹部２８に対応する箇所には、扇状の突起５２が形成され、突起５２が凹部２８に嵌入されている。

絶縁シート４が第１アンテナエレメント３と第２アンテナエレメント５の間に挟まれた状態となっているので、キャパシタが構成されている。第１アンテナエレメント３は他の導電材や電気素子等に接続されていないので、第１アンテナエレメント３が電気的にフローティング状態となっている。また、アンテナ１が下筐体１２に取り付けられた状態では、第２アンテナエレメント５の一端部が下筐体１２内の回路に接続される。

本実施の形態におけるアンテナ１は、第１アンテナエレメント３が第１の周波数に対応し、第２アンテナエレメント５が第２の周波数に対応する2周波に対応したアンテナであり、第１アンテナエレメント３と第２アンテナエレメント５では、エレメントの長さが異なる。例えば、第１アンテナエレメント３は周波数２ＧＨｚの電波を強く送受できるような長さに設定され、第２アンテナエレメント５は周波数８００ＭＨｚの電波を強く送受できるような長さに設定されている。具体的には、第１アンテナエレメント３は、周波数２ＧＨｚの電波の１／２波長（又はその整数倍）に相当する長さであり、第２アンテナエレメント５は、周波数８００ＭＨｚの電波の１／４波長（又はその整数倍）に相当する長さである。

押さえ部材６は第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５の上から溝２２に嵌め込まれており、押さえ部材６によって第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５が溝２２の底に押さえられている。なお、溝２２に嵌め込まれていない状態では押さえ部材６の幅が溝２２の幅と同じか又は僅かに広く、押さえ部材６が溝２２から抜けにくいことが好ましい。

外装樹脂７は、押さえ部材６、第２アンテナエレメント５、絶縁シート４、第１アンテナエレメント３及び支持部材２を包み込むようにして支持部材２に成型されたものである。第１アンテナエレメント３、第２アンテナエレメント５及び支持部材２は外装樹脂７に完全にインサートされているのではなく、貫通孔３１が形成された第１アンテナエレメント３の端部、貫通孔５１が形成された第２アンテナエレメント５の端部、支持部材２の下側縁部近傍が露出している。

次に、アンテナ１の製造方法について説明する。
まず、第１アンテナエレメント３の突起３２を凹部２７に合わせ、第１アンテナエレメント３を支持部材２の溝２２に入れ、溝２２の底に第１アンテナエレメント３を敷設し、貫通孔３１に突起２５を挿入し、支持部材２に対して第１アンテナエレメント３の位置決めを行う（図４参照）。

次に、可撓性の絶縁シート４の突起４１を凹部２６に合わせ、突起４２を凹部２７に合わせ、絶縁シート４を溝２２に入れる。ここで、第１アンテナエレメント３の一部（貫通孔３１の端部とは反対側の端部から中間部にかけて）に絶縁シート４を重ね、支持部材２に対して絶縁シート４の位置決めを行う（図５参照）。

次に、第２アンテナエレメント５の突起５２を凹部２８に合わせ、第２アンテナエレメント５を溝２２に入れて溝２２の底に敷設し、第２アンテナエレメント５の他端部側の部分を絶縁シート４上に重ね、支持部材２に対して第２アンテナエレメント５の位置決めを行う（図６参照）。

次に、押さえ部材６を溝２２に嵌め込み、押さえ部材６によって第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５を支持部材２に仮固定する（図７参照）。押さえ部材６が溝２２に嵌め込まれているので、第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５が動きにくくなっている。

次に、押さえ部材６、第２アンテナエレメント５、絶縁シート４、第１アンテナエレメント３及び支持部材２をインサート材として外装樹脂７のインサート成型を行う。つまり、押さえ部材６、第２アンテナエレメント５、絶縁シート４及び第１アンテナエレメント３を仮固定した支持部材２を金型にセッティングし、その金型内に溶融樹脂を注入して、注入した溶融樹脂で押さえ部材６、第２アンテナエレメント５、絶縁シート４、第１アンテナエレメント３及び支持部材２を包み込む。第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５が支持部材２に敷設された状態で押さえ部材６によって仮固定されているので、注入時に溶融樹脂が流動しても、第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５が溶融樹脂に押されて動いたり、揺れ動いたりすることがない。そのため、第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５の位置を設計どおりの位置に固定することができるとともに、第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５を設計どおりの形状で包み込むことができる。

その後、注入した溶融樹脂が外装樹脂７として固化したら、その一体品（アンテナ１）を金型から取り出し、アンテナ１が完成する。なお、本実施の形態のアンテナ１は、図１に示したように、下筐体１２の上筐体１１側端部に取り付けられる構成であるので、溶融樹脂は硬化後も弾力を有する樹脂（例えば、ゴム系樹脂）である。

以上のように、第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５の位置を設計どおりの位置・形状で固定することができるので、アンテナ１の特性に製造誤差が生じにくくなる。
また、第１アンテナエレメント３と第２アンテナエレメント５の間に絶縁シート４を挟んだので、第１アンテナエレメント３と第２アンテナエレメント５の間隔を一定に保つことができる。そのため、第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５によるキャパシタの電気的特性を安定させることができ、また絶縁シート４の誘電率によって第１アンテナエレメント３、絶縁シート４及び第２アンテナエレメント５の重なり部分を小型化することができる。

アンテナ１の下筐体１２への取付構造は図８及び図９に示すようになっている。図８に示すように、支持部材２の前面には、左右のガイド片２９が形成されている。一方、下筐体１２の上筐体１１側端部には、左右のガイド溝１５が形成されている。そして、ガイド片２９をガイド溝１５に差し込み、ネジ８１で支持部材２の平板部を下筐体１２にネジ止めすることで、アンテナ１が下筐体１２に取り付けられる（図９参照）。また、図９に示すように、下筐体１２の上筐体１１側端部には、第２アンテナエレメント５を下筐体１２内の回路に接続するための貫通孔１６も形成されており、第２アンテナエレメント５の貫通孔５１を貫通孔１６に合わせ、ネジ９１をワッシャ９２、貫通孔５１、貫通孔１６、Oリング９３に順に通して、ネジ９１をアンテナターミナル９４に螺合させるようになっている。アンテナターミナル９４は図示しない接点バネ等を介して下筐体１２内の回路に接続される。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態では、第１アンテナエレメント３と第２アンテナエレメント５とを所定の配置関係で支持部材２に仮固定するために、支持部材２に溝２２を形成し、その溝２２内に第１アンテナエレメント３と第２アンテナエレメント５とを敷設し、その上から押さえ部材６を溝２２に嵌め込むことにより仮固定するようにしたが、溝に代えて、支持部材２の表面のアンテナエレメントを配置すべき位置に沿う所要位置（例えば、アンテナエレメントの端部に対応する位置と中間部や屈曲部などに対応する位置）に突起部を設け、各アンテナエレメントを敷設した後に前記突起部の先端部を溶融させてアンテナを支持部材２に固定するなどの他の固定方法を用いても良い。

また、上記実施形態では、第１アンテナエレメント３及び第２アンテナエレメント５を敷設するにあたって、互いの一端部が絶縁シート４を介して重なるように敷設したが、第１アンテナエレメント３と第２アンテナエレメント５とを互いの一端部が所定距離離間するように配置して、絶縁シート４を設けない構成にしても良い。

また、上記実施形態では、第１アンテナエレメント３は第２アンテナエレメント５を介して給電される構成であったが、第１アンテナエレメント３に直接給電する構成にしても良い。なお、この場合、第１アンテナエレメント３は、給電端となる貫通孔３１が形成されている端部側を第２アンテナエレメント５と同様に支持部材２の下の縁よりも外に延出する構成にし、且つ、第１アンテナエレメント３の電気長を第１の周波数の電波の１／４波長又はその整数倍に相当する長さにする必要がある。

更に、上記実施形態では、第１アンテナエレメント３は第１の周波数の電波を送受信するためのアンテナエレメントであったが、第２アンテナエレメントの通信帯域を拡大するためのアンテナエレメントであっても良い。

また、上記実施形態では、外装樹脂７の成型方法として注型成型によるインサート成型方法を例に挙げたが、圧縮成型によるインサート成型方法であっても良いし、射出成型によるインサート成型方法であっても良いし、ブロー成型によるインサート成型方法であっても良い。

携帯型電話機を示した斜視図である。 アンテナを示した斜視図である。 アンテナを分解した状態で示した分解斜視図である。 アンテナの製造方法における一工程を示した図である。 図４の次の工程を示した図である。 図５の次の工程を示した図である。 図６の次の工程を示した図である。 下筐体からアンテナを取り外した状態の斜視図である。 （ａ）は下筐体を一部破断して下筐体及びアンテナを示した状態の分解斜視図であり、（ｂ）は下筐体を一部破断して下筐体及びアンテナを示した状態の斜視図である。

符号の説明

１ アンテナ
２ 支持部材
３ 第１アンテナエレメント
４ 絶縁シート
５ 第２アンテナエレメント
６ 押さえ部材
７ 外装樹脂
２２ 溝

Claims (9)

1. 複数のアンテナエレメントの一端部を部分的に重ねるとともに、前記複数のアンテナエレメントの一端部の重なった部分に絶縁シートを挟みこむよう配置し、
   前記複数のアンテナエレメントを支持部材の表面に敷設して仮固定し、
   前記複数のアンテナエレメント及び前記支持部材を溶融樹脂で包み込むようインサート成型を行うことを特徴とするアンテナの製造方法。
2. 前記支持部材に前記複数のアンテナエレメントを所定の配置関係で敷設するための溝を形成しておき、前記複数のアンテナエレメントを前記溝に敷設した後その上から押さえ部材を前記溝に嵌め込んで、前記複数のアンテナエレメントを仮固定することを特徴とする請求項１に記載のアンテナの製造方法。
3. 前記溶融樹脂は硬化後も弾力を有する樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナの製造方法。
4. 前記複数のアンテナエレメントは、第１の周波数の電波を送受する帯状の第１アンテナエレメントと、第２の周波数の電波を送受する帯状の第２アンテナエレメントと、を含み、
   前記第１アンテナエレメントと前記第２アンテナエレメントとはエレメントの長さが異なることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナの製造方法。
5. 前記複数のアンテナエレメントのうち少なくとも１つのアンテナエレメントは、他端部が前記溶融樹脂から露出した状態でインサート成型されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のアンテナの製造方法。
6. 支持部材と、
   一端部同士が部分的に重ねられ、前記支持部材の表面に敷設して仮固定され、前記支持部材とともに溶融樹脂で包み込むようインサート成型が行われた複数のアンテナエレメントと、
   前記複数のアンテナエレメントの一端部の重なった部分に挟まれる絶縁シートと、
   を備えることを特徴とする通信機。
7. 前記支持部材には、前記複数のアンテナエレメントを所定の配置関係で敷設するための溝が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の通信機。
8. 前記複数のアンテナエレメントを前記溝に敷設した後その上からを前記溝に嵌め込んで前記複数のアンテナエレメントを仮固定する押さえ部材を更に備え、
   前記押さえ部材は、前記複数のアンテナエレメントとともにインサート成型されることを特徴とする請求項７に記載の通信機。
9. 前記溶融樹脂は硬化後も弾力を有する樹脂であることを特徴とする請求項６から８の何れか一項に記載の通信機。

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