JP4940997B2 - アンテナ装置、アンテナ装置の製造方法及び電子機器 - Google Patents
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コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
このアンテナ構造体が装着されるアンテナ装着部と接続電極とを備える回路基板とを備え、
前記アンテナ装着部は、前記回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状に形成されており、かつ、前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面に形成されており、さらに、前記アンテナ構造体における巻線部と前記接続電極とが電気的に接続されていることを特徴としている。
コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
このアンテナ構造体が装着されるアンテナ装着部と接続電極とを備える回路基板と、
前記アンテナ構造体における巻線部と前記接続電極とが電気的に接続する接続部とを備え、
前記アンテナ装着部は、前記回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状に形成されており、かつ、前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面に形成されていることを特徴としている。
コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
このアンテナ構造体を収納するアンテナケースと、
このアンテナケースが装着されるアンテナ装着部と接続電極とを備えている回路基板とを備え、
前記アンテナ装着部は、前記回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状に形成されており、かつ、前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面に形成されており、さらに、前記アンテナケースが前記アンテナ装着部に装着されている状態で前記接続電極と前記巻線部とが電気的に接続されていることを特徴としている。
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置が設けられた機器本体と、
を備えていることを特徴としている。
回路基板に、当該回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状のアンテナ装着部を形成し、かつ、当該アンテナ装着部の側面に接続電極を形成する装着部形成工程と、
この装着部形成工程により形成された前記アンテナ装着部に、コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体を装着するアンテナ装着工程と、
このアンテナ装着工程により前記アンテナ装着部に装着された前記アンテナ構造体の巻線部と前記接続電極とを電気的に接続する接続工程と、
を備えていることを特徴としている。
コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体をアンテナケースに収納するケース収納工程と、
回路基板に、当該回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状のアンテナ装着部を形成し、かつ、当該アンテナ装着部の側面に接続電極を形成する装着部形成工程と、
この装着部形成工程により形成された前記アンテナ装着部に、前記ケース収納工程により前記アンテナ構造体が収納された前記アンテナケースを装着するアンテナ装着工程と、
このアンテナ装着工程により前記アンテナ装着部に装着された前記アンテナ構造体の巻線部と前記接続電極とを電気的に接続する接続工程と、
を備えていることを特徴としている。
先ず、図1から図13を参照しつつ、本発明に係るアンテナ装置及びアンテナ装置を備えた電子機器の第1の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、電子機器としての電波腕時計にアンテナ装置を搭載する場合を例として説明する。
また、図3に示すように、回路基板12には、アンテナ構造体11と接続される接続電極33a,33bが形成されており、受信回路部31は、図5に示すように、33a,33bと接続されている。アンテナ構造体11が33a,33bと電気的に接続されることによりアンテナ構造体11によって受信された電波が33a,33bを介して受信回路部31に送られるようになっている。
保持部材19は、クッション性を有する接着剤等であり、回路基板12のアンテナ装着部32(図3参照)からのアンテナ構造体11の脱落や、機器ケース2内でのがたつきを防止するとともに、アンテナ構造体11の表面が上部ハウジング13及び下部ハウジング14と直接接触して破損するのを防止したり、外部からの衝撃を緩和する緩衝部材としても機能する。
また、本実施形態において上部ハウジング13は、電波を遮断しない所定の合成樹脂から形成されているものとしたが、上部ハウジング13及び下部ハウジング14を形成する材料は特に限定されず、合成樹脂以外の材料で形成されていてもよい。
また、本実施形態では、下部ハウジング14の裏蓋9に対向する面に、電波腕時計100の各部に電力を供給するためのバッテリー17が組み込まれている構成を例としたが、バッテリー17の配置はここに例示したものに限定されない。
図4は、アンテナ装置40の平面図であり、図5は、図4のアンテナ装置40の斜視図である。また、図6は、アンテナケース装着部32の拡大図であり、図7は、図4のVII−VII断面図、図8は、図4のVIII−VIII断面図である。また、図9は、図4のアンテナ装着部32からアンテナ構造体11を外した状態を示す斜視図である。
コア41は、フェライト等の比透磁率が高い磁性材料から形成されている。
なお、コア41を形成する材料は、フェライトに限定されず、アモルファス合金等、アンテナのコア41として十分に機能する性質を備えるものであれば、適用可能である。
これに対して、本実施形態においては、コア41にコイル42を巻回する際、巻線部43を形成する範囲をコア41の延在方向における複数のブロックに分け、各ブロックごとに必要回数(必要な層数)コイル42を巻回する手法によって巻線部43を形成する。
すなわち、コイル42をコア41の一端側の1ブロック目から巻き始めて、当該ブロックにおいて必要回数(必要な層数)巻き終わったら、次にこれに隣接する2ブロック目について同様にコイル42を必要回数(必要な層数)巻回する。このようにして、順次各ブロックごとに必要回数(必要な層数)コイル42を巻回することにより巻線部43が形成される。
アンテナ装着部32は、アンテナ構造体11よりもわずかに大きく形成されており、アンテナ装着部32は、アンテナ構造体11を回路基板12の上又は下方向から嵌挿することにより、アンテナ構造体11を装着するようになっている。このようにアンテナ装着部32をアンテナ構造体11よりもわずかに大きく形成し、アンテナ構造体11を装着した際、アンテナ装着部32の側面321とアンテナ構造体11との間に僅かにすき間ができるように構成することにより、アンテナ構造体11の巻線部43の表面がアンテナ装着部32の側面321に当たって損傷するのを防ぐことができる。
具体的には、図10(a)に示すように、コア41の一方側端部にコイル42の端部を巻きつけ、順次コイル42をコア41に巻回する。図11(a)は、図10(a)の矢視A方向からコア41及びこれに巻回されたコイル42を見た図である。本実施形態では、コイル42を巻回する際、巻線部43を形成する範囲をコア41の延在方向における複数のブロックに分け、各ブロックごとに必要回数(必要な層数)コイル42を巻回する手法によって巻線部43を形成する。
これにより、図10(c)に示すように、コア41の所定の範囲全体に巻線部43が形成される。図11(b)は、巻線部43が形成されたアンテナ構造体11を図10(c)の矢視B方向から見た図であり、コイル42がコア41にほぼ均一に必要回数(必要な層数)巻回されている。
具体的には、回路基板12に、打ち抜き等の手法によりアンテナ装着部32を形成するとともに、アンテナ装着部32の側面321に沿うように接続電極33a,33bを形成する(図9参照)。
そして、形成されたアンテナ装着部32に、コア41と巻線部43とを備えるアンテナ構造体11を上方向又は下方向から嵌挿し、装着する(図4及び図5参照)。アンテナ装着部32にアンテナ構造体11を装着する工程をアンテナ装着工程と称する。
なお、コイル42の被覆部材42bは、巻線部43の一番表面に巻回され、はんだ部34と直接接触している1層目のコイル42だけでなく、はんだ部34と直接には接触していない2層目以降のコイル42の被覆部材42bも何層分かは溶融するが、はんだ部34との接触部分から離れるに従って伝わる熱が低くなるため、巻線部43の内部に近い層では被覆部材42bの溶融は生じない。
また、接続電極33a,33bの設けられる位置は特に限定されないが、巻線部43を構成するコイル42を無駄なく活用するためには、接続電極33a,33bは、できるだけ巻線部43の端部に接続されるような位置に設けることが好ましい。
また、図9に示すように、アンテナ装着部32は回路基板12の一部を切り欠いた切り欠き形状としてもよく、このような形状とした場合には、アンテナ装置40、ひいてはこれを搭載した電子機器の軽量化を図ることができるとともに、電子機器内のスペースを有効利用することができ、電子機器の小型化を実現することができる。
すなわち、例えば、図14及び図15に示すように、アンテナ装着部32の側面321のうち、装着されるアンテナ構造体11の一方の側面に対峙する面に、2つの接続電極45a,45bを一定の間隔をおいて並列して設ける。このとき、接続電極45a,45bの間隔は、アンテナ構造体11の巻線部43の両端部近傍に接触可能な間隔とする。なお、巻線部43のコイル42を無駄なく利用するために、接続電極45a,45bは、できる限り巻線部43の端部近くに配置することが好ましい。
接続電極45a,45bをこのような位置に配置した場合にも、アンテナ構造体11をアンテナ装着部32に装着するだけで接続電極45a,45bを容易にアンテナ構造体11の巻線部43の両端部近傍と接続させることができる。
この場合には、接続電極46a,46bを巻線部43の側面と接続させる場合と比べてより巻線部43の端部に近い部分に接続電極46a,46bを接続させることができる。このため、巻線部43のコイル42を無駄なく利用することができる。
この場合には、アンテナ構造体11をアンテナ装着部32に装着することにより、コイル42の巻線部43の中間から回路を引き出すタップ構造を有するアンテナ装置40を容易に形成することができる。このようなタップ構造を有する回路とすることにより、例えば、接続電極33a及び33fを使うと巻線部43(コイル)のインダクタンスLがL1となり、接続電極33b及び33eを使うと巻線部43(コイル)のインダクタンスLがL2、接続電極33c及び33dを使うと巻線部43(コイル)のインダクタンスLがL3となるというように、タップのどの部分を使うかによって巻線部43(コイル)のインダクタンスLが変化する。これにより、一つの巻線部43(コイル)で様々なインダクタンスを得ることができ、例えば接続電極47a,47b,47c,47d,47e,47fに接続される回路の設定によって、様々な周波数の電波を受信することができるアンテナ装置40を容易な手法で形成することができる。
なお、巻線部43に複数の接続電極47a,47b,47c,47d,47e,47fを接続させてこのようなタップ構造の有する回路とする場合には、コア41にコイル42を巻回して巻線部43を形成する際、巻き線を施す範囲をそれぞれの接続電極47a,47b,47c,47d,47e,47fに対応してブロック分けし、各ブロックごとにコイルを巻回する。
例えば、コイル42の被覆部材42bを別工程で除去した後に、導電性の接着剤を用いて接続電極33a,33bと接着したり、アンテナ装着部32に装着することにより接続電極33a,33bと圧着させたり、超音波溶着のように所定のエネルギーを加えることで接続電極33a,33bと接続する手法等を用いてもよい。
なお、導電性の接着剤を用いてコイル42と接続電極33a,33bとを接着する場合には、巻線部43と接続電極33a,33bとは直接接触しているわけではないが、このように導電性の接着剤を接続部として、この接続部を介して巻線部43と接続電極33a,33bとが電気的に接続されるものでもよい。
次に、図20から図24を参照しつつ、本発明に係るアンテナ装置及びアンテナ装置を備える電子機器の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態において電子機器は電波腕時計であるが、電子機器がこれに限定されないことは第1の実施形態と同様である。
なお、以下においては、特に第1の実施形態と異なる点について説明する。
図20は、アンテナ装置50を回路基板52の回路パターン等が実装される側から見た平面図であり、図21は、図20のアンテナ装置50の斜視図である。
図24(a)は、図22(b)の矢視X方向から見たコア53の端部の拡大図であり、図24(b)は、図22(b)の矢視Y方向から見たコア53の端部の拡大図である。
なお、コイル端部係止部56はコイル54の端部を係止可能な構成となっていればよく、その形状や設けられる位置等はここに例示したものに限定されない。
具体的には、図22(a)に示すように、コア53の一方側端部のコイル端部係止部56にコイル54の端部を挟み込んで係止し、順次コイル54をコア53に巻回する(図10(b)参照)。図23(a)は、図22(a)の矢視C方向からコア53及びこれに巻回されたコイル54を見た図である。本実施形態では、コイル54をコア53に巻回する手法については特に限定されず、例えば、通常巻線部を形成する際に行われるように、コア53の一端側から他端側に向かって順次コイル54を巻いていき、一層目を巻き終わると、その上に2層目を巻回していくという工程を繰り返すことにより形成される。なお、第1の実施形態で示したように、コア53の巻線部55を形成する範囲をコア53の延在方向における複数のブロックに分け、各ブロックごとに必要回数(必要な層数)コイル54を巻回する手法によって巻線部55を形成してもよい。
具体的には、回路基板52に、打ち抜き等の手法によりアンテナ装着部57を形成するとともに、アンテナ装着部57の側面に沿うように接続電極58a,58bを形成する(図20及び図21参照)。
そして、形成されたアンテナ装着部57に、コア53と巻線部55とを備えるアンテナ構造体51を装着する(図20及び図21参照)。アンテナ装着部57にアンテナ構造体51を装着する工程をアンテナ装着工程と称する。
これにより、コイル54の端部がコア53の端面とアンテナ装着部57の対向面との間に挟み込まれる。なお、本実施形態では、コイル54の端部を上方向からコイル端部係止部56に挟み込むようになっているので、アンテナ構造体51を装着する際は、コイル54の端部がコイル端部係止部56から外れないように、かつ、接続電極58a,58bと接触するようにアンテナ構造体51を下方向からアンテナ装着部57に嵌挿する。
また、コイル54の端部をコイル端部係止部56に挟み込んで係止するので、アンテナ構造体51をアンテナ装着部57に装着する際にコイル54が外れるのを防止することができ、アンテナ構造体51をアンテナ装着部57に嵌挿するだけで容易にアンテナ構造体51と回路基板52とを一体化し、電気的接続を行うことができる。
さらに、巻線部55と回路基板52側の接続電極58a,58bとを1本のコイル54で接続させることができるので、巻線部55(コイル)のインダクタンスLを良好にできる。
さらに、この構成では、アンテナ装着部57とコア53の両端部53a,53bとの嵌合状態を、アンテナ構造体51をアンテナ装着部57に仮止めできる程度(自然にアンテナ構造体51が抜け落ちない程度)に調節しておくとよい。
次に、図27から29を参照しつつ、本発明に係るアンテナ装置及びアンテナ装置を備える電子機器の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態において電子機器は電波腕時計であるが、電子機器がこれに限定されないことは第1の実施形態及び第2の実施形態と同様である。
以下においては、特に第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる点について説明する。
図27は、本実施形態におけるアンテナ装置70を示した斜視図であり、図28は、図27の要部を拡大した断面図である。
アンテナ装着部74の側面には、内部に向かって突出し、アンテナケース73の側面とアンテナ装着部74の側面との間に所定の間隙を保ちつつアンテナケース73を支持する複数の支持突起75(図29(a)参照)が形成されている。
下ケース81の両側面であって、前記ケース側接続端子83a,83bが設けられている位置の近傍には、それぞれほぼ半月形状の下側切り欠き部84が設けられている。
コイル引出孔86から引き出されたコイル78の端部は、ケース側接続端子83a,83bに、図示しないはんだ等により接続されている。
具体的には、回路基板72に、打ち抜き等の手法によりアンテナ装着部74を形成するとともに、アンテナ装着部74の側面に沿うように接続電極76a,76bを形成する(図31参照)。
そして、このアンテナ装着部74に、アンテナ構造体71を収納したアンテナケース73を装着する(図29(a)参照;アンテナ装着工程)。アンテナ装着部74にアンテナケース73を装着する工程をアンテナ装着工程と称する。
これにより、アンテナケース73のケース側接続端子83a,83bと回路基板72の接続電極76a,76bとが接触し、電気的に接続される(接続工程)。
また、アンテナケース73を回路基板72のアンテナ装着部74に装着するだけでアンテナ構造体71が所定位置に位置決めされるとともに、アンテナ構造体71と回路基板72とを容易かつ確実に結線させることができるので、アンテナ装置40の組み立てを容易、かつ確実に行うことができ、作業効率が向上し、アンテナ装置40の生産性を向上させることができる。
さらに、巻線部79とケース側接続端子83a,83bとを1本のコイル78と接続させ、これを回路基板72側の接続電極76a,76bと結線させることができるので、巻線部79(コイル)のインダクタンスLを良好にできる。
なお、本実施形態においては、アンテナ装着部74にアンテナケース73を装着することにより、アンテナケース73のケース側接続端子83a,83bと回路基板72の接続電極76a,76bとの電気的接続は完了するため、第1の実施形態等のようにケース側接続端子83a,83bと回路基板72の接続電極76a,76bとを溶着する必要はないが、アンテナケース73がアンテナ装着部74から外れて脱落することがないように、ケース側接続端子83a,83bと接続電極76a,76bとをはんだや接着剤等により固定してもよい。
2 機器ケース
3 時計バンド
4 操作ボタン
5 時計ガラス
6 文字板
7 指針軸
8 指針
11 アンテナ構造体
12 回路基板
15 アンテナ収納スペース
19 保持部材
32 アンテナ装着部
33a,33b 接続電極
34 はんだ部
36 治具
37 加熱用こて
40 アンテナ装置
41 コア
42 コイル
42a 導線
42b 被覆部材
43 巻線部
100 電波腕時計(電子機器)
Claims (10)
- コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
このアンテナ構造体が装着されるアンテナ装着部と接続電極とを備える回路基板とを備え、
前記アンテナ装着部は、前記回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状に形成されており、かつ、前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面に形成されており、さらに、前記アンテナ構造体における巻線部と前記接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 - コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
このアンテナ構造体が装着されるアンテナ装着部と接続電極とを備える回路基板と、
前記アンテナ構造体における巻線部と前記接続電極とが電気的に接続する接続部とを備え、
前記アンテナ装着部は、前記回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状に形成されており、かつ、前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。 - コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
このアンテナ構造体を収納するアンテナケースと、
このアンテナケースが装着されるアンテナ装着部と接続電極とを備えている回路基板とを備え、
前記アンテナ装着部は、前記回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状に形成されており、かつ、前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面に形成されており、さらに、前記アンテナケースが前記アンテナ装着部に装着されている状態で前記接続電極と前記巻線部とが電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面に、一定の間隔をおいて並列して複数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のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記接続電極は、前記アンテナ装着部の側面のうち、前記アンテナ構造体を収納した際、前記コアの延在方向の両端部と対峙する位置にそれぞれ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のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記コアに、前記コイルの端部を係止するコイル端部係止部を形成したことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記接続電極と前記巻線部とは、溶着又は接着により電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置が設けられた機器本体と、
を備えていることを特徴とする電子機器。 - 回路基板に、当該回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状のアンテナ装着部を形成し、かつ、当該アンテナ装着部の側面に接続電極を形成する装着部形成工程と、
この装着部形成工程により形成された前記アンテナ装着部に、コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体を装着するアンテナ装着工程と、
このアンテナ装着工程により前記アンテナ装着部に装着された前記アンテナ構造体の巻線部と前記接続電極とを電気的に接続する接続工程と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。 - コアとこのコアにコイルを巻回して構成された巻線部とを備えるアンテナ構造体をアンテナケースに収納するケース収納工程と、
回路基板に、当該回路基板の厚み方向に貫通した貫通孔形状及び前記回路基板の一部を切り欠いた切り欠き形状のうちの一方の形状のアンテナ装着部を形成し、かつ、当該アンテナ装着部の側面に接続電極を形成する装着部形成工程と、
この装着部形成工程により形成された前記アンテナ装着部に、前記ケース収納工程により前記アンテナ構造体が収納された前記アンテナケースを装着するアンテナ装着工程と、
このアンテナ装着工程により前記アンテナ装着部に装着された前記アンテナ構造体の巻線部と前記接続電極とを電気的に接続する接続工程と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
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