JP5061618B2 - アンテナ装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はアンテナ装置の製造方法に関する。

従来、外部から送信された電波の受信感度を高めるために、コアの両端部の受信面積を大きくし、より多くの磁束をコアに導いて、そこに巻かれているコイルにより大きな起電力を生じさせるアンテナ装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開昭５５−９１２３７号公報

しかしながら、上述のようにコアの両端部の受信面積を大きくするものでは、コアが同じ形状のものを使用しているため、受信感度を飛躍的に向上させることは困難であった。
本発明の課題は、部品点数の削減を図りながら受信感度をより一層向上させることである。

請求項１記載の発明は、コイルが巻き付けられるコア及び当該コアを介して連結される
一対の装飾部品を単一の磁性部材から成形する成形工程と、
当該成形工程により成形された前記コア上にコイルを巻き付ける巻き付け工程と、
前記一対の装飾部品に加工を施して装飾部品を成形する加工工程と、
を有することを特徴としている。

請求項２記載の発明に係るアンテナ装置の製造方法は、
コイルが巻き付けられるコア及び当該コアを介して連結される一対の装飾部品を単一の
磁性部材から成形する成形工程と、
当該成形工程により成形された前記コア上にコイルを巻き付ける巻き付け工程と、
前記一対の装飾部品に加工を施して装飾部品を成形する加工工程と、
前記巻き付け工程の後に、前記コアの両端を折り曲げる折り曲げ工程と、
を有することを特徴としている。

本発明によれば、コアと装飾部品とが磁性材料で一体成形されているので、部品点数を削減するとともに、受信感度を向上させることができる。

［第一の実施の形態］
図１は、本発明に係るアンテナ装置を備えた電波腕時計の概略構成を示す正面図である。図２は、図１に示す電波腕時計の構成部品のうち裏蓋を外した状態の裏面側内部を示す裏面図である。図３は、電波腕時計の内部構造を示す縦断面図である。
これら図１〜図３に示すように、電波腕時計１００には、時計計時部１を内部に搭載している、ステンレスやチタン等の金属製の機器ケース２が設けられている。機器ケース２の１２時方向側端部及び６時方向側端部には時計バンド３が取り付けられている。また、機器ケース２の外周部には、時刻合わせの指示などの種々の操作指示がなされる複数の操作ボタン４が設けられている。

機器ケース２の視認側（表側）には、視認側の開口部２１を閉塞するように時計ガラス５が防水パッキンＰを介して装着されている。また、時計ガラス５の配置とは反対側（裏側）には、磁性装飾部品としての文字板６が配置されている。この文字板６は、磁性を有する板材により成形されている。なお、文字板６については後に詳述する。

そして、機器ケース２における時計ガラス５と文字板６との間には、指針軸７に取り付けられた時針や分針等の指針８が設けられていて、これら指針８は文字板６の裏側に設けられた運針機構部９により運針されるようになっている。

また、機器ケース２の裏側には、当該機器ケース２の裏面側の開口部２２を閉塞する裏蓋１１が防水リング１０を介して取り付けられている。

時計計時部１には、機器ケース２の視認側の開口部２１と裏蓋１１との間に配設された上部ハウジング１２と、上部ハウジング１２の裏側に配設された下部ハウジング１３とが備えられている。上部ハウジング１２及び下部ハウジング１３は、モールド成型により成形されていて、各種部品を固定保持するものである。

上部ハウジング１２は、電波を遮断しない所定の合成樹脂から成形されている。
下部ハウジング１３には、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１６が組み込まれている。また、下部ハウジング１３の裏面側には、当該下部ハウジング１３を固定するためのハウジング固定部材１７が被覆されている。

そして、上部ハウジング１２と下部ハウジング１３との間には、回路基板１９が介在している。回路基板１９は、受信した電波により時刻調整を行う受信制御回路（図示省略）や、運針機構部９、アンテナ装置１８等の電波腕時計１００の各部と接続されている。また、上部ハウジング１２と下部ハウジング１３との間における１２時方向部分には、アンテナ装置１８のコア２４（後述）が収納されるアンテナ用スペース２０が成形されている。

以下、アンテナ装置１８について説明する。図４はアンテナ装置１８を構成するアンテナ３０の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の円弧Ｓの拡大図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

アンテナ３０には、図４に示すようにコア２４とコイル２３とが備えられている。コア２４は文字板６と一体形成されている。具体的に説明すると、文字板６には、銅線等のコイル２３が巻き付けられるコア２４と、電波を受信する一対の装飾部品２５とが設けられている。装飾部品２５は、コア２４の両端部から連続し、当該コア２４の幅Ｈ１よりも幅Ｈ２が広くなるように延出している。

コア２４には、巻き付けられたコイル２３により覆われるコイル被覆部２６と、コイル被覆部２６の両端部に連続するように装飾部品２５を連結する連結部２７とが設けられている。なお連結部２７にはコイル２３が被覆されない。
ここで、コア２４のうち、少なくともコイル被覆部２６の表層部には、コイル２３との絶縁性を確保するため、例えば厚さ２０〜３０μｍ程度のフッ素樹脂（非導電性樹脂）がコーティングされている。
また、図４（ｃ）に示すように連結部２７はコイル被覆部２６が一対の装飾部品２５よりも裏側に位置するように略Ｓ字若しくは略逆Ｓ字に折り曲げ成形されている。

一対の装飾部品２５は、コア２４を介してその外周全体で円形を成形している。そして一対の装飾部品２５の間には、スリット２８が成形されている。一対の装飾部品２５におけるスリット２８の略中央部分には、指針軸７を貫通させるための円弧状の切欠２９が形成されている。

そして、文字板６はコア２４と一対の装飾部品２５とが一体となるようにアモルファスから成形されている。

また、コイル２３は、コイル被覆部２６に対して略均一の厚さとなるように巻かれていて、その両端部３１は回路基板１９上のコイル接続部（図示省略）に接続されている。

次に、アンテナ装置１８の製造方法について図５のフローチャートと、図６〜図８を参照し説明する。
まず、図５のステップＳ１では、図６に示すように、周知のプレス機等によって、磁性材料からなる板材５０から文字板６の基となる基礎部材５１を打ち抜き、成形する（成形工程）。この基礎部材５１は、両端部がそれぞれ半円状に成形されていて、これら両端部が一対の装飾部品２５となる。また、一対の装飾部品２５を連結する部分がコア２４となる。図６に示すようにコア２４の幅Ｈ１が装飾部品２５の幅Ｈ２よりも狭く成形されている。

ステップＳ２では、図７に示すように装飾部品２５の隙間が１２時−６時方向に沿うように基礎部材５１の表側に時字５４を形成する。

ステップＳ３では、図８に示すようにコア２４のうち、両端部５５は覆わないようにコイル２３を均一に巻き付けて、基礎部材５１をコアとしたアンテナ３０を作成する（巻き付け工程）。なお、図８（ａ）は巻き付け開始時の状態を表していて、図８（ｂ）は巻き付け完了時の状態を表している。巻き付け工程の完了により、コア２４のうち、コイル２３が巻かれた部分がコイル被覆部２６となり、コイル２３が巻かれていない両端部５５が、コイル被覆部２６の両端部と装飾部品２５とを連結する連結部２７となる。

巻き付け工程後、基礎部材５１のコア２４が装飾部品２５よりも裏面側に位置するようにコア２４の連結部２７を折り曲げる折り曲げ工程を実行する。この折り曲げ工程時においては、プレス機に専用の治具を取り付けて、折り曲げ加工を実行することになる。以下、具体的に折り曲げ工程について説明する。

まず、図９は、プレス機に治具を取り付けた状態を示す説明図であり、（ａ）はプレス前、（ｂ）はプレス後を表している。プレス機６０には、基礎部材５１の連結部２７を上下に挟んで基礎部材５１を保持する第一保持用治具６１と、プレス機６０のプレス動作に連動して、基礎部材５１の装飾部品２５を下方に押圧し、連結部２７を折り曲げる第一押圧用治具６２とが設けられている。

ステップＳ４では、コイル２３が巻かれた基礎部材５１を図９（ａ）に示すように第一保持用治具６１によって保持する。これにより、基礎部材５１の装飾部品２５は第一保持用治具６１の下方に位置することになる。

ステップＳ５では、プレス機６０を稼働させると、図９（ｂ）に示すようにプレス動作に連動して第一押圧用治具６２が下降する。この下降により第一押圧用治具６２は基礎部材５１の装飾部品２５を下方に押圧して、連結部２７を上下方向に折り曲げる。

ステップＳ６では、プレス機６０から第一保持用治具６１と第一押圧用治具６２を取り外して、別の治具に交換する。図１０は、プレス機に別の治具を取り付けた状態を示す説明図である。具体的にはプレス機６０には、プレス動作に連動して、連結部２７の下部を内側に向けて押圧する第二押圧用治具６３と、第二押圧用治具６３により押圧される部分よりも上側が曲げられないように基礎部材５１を保持する第二保持用治具６４とが取り付けられる。第二保持用治具６４は、連結部２７におけるコイル２３に隣接する部分を上下で挟むことで、基礎部材５１を保持している。

ステップＳ７では、基礎部材５１を第二保持用治具６４によって保持する。
ステップＳ８では、プレス機６０を稼働させると、プレス動作に連動して、第二押圧用治具６３が内側にスライドする。このスライドによって第二押圧用治具６３は、図１０に示すように基礎部材５１の連結部２７の下部を内側に向けて押圧して、連結部２７を略Ｓ字状若しくは略逆Ｓ字状に折り曲げる。これにより、折り曲げ加工が完了する。折り曲げ加工後、文字板６の装飾部品２５、つまり一対の装飾部品２５は、その外周全体で円形を形成することになる。
ステップＳ９では、基礎部材５１を治具から取り外す。

ステップＳ１０では、一対の装飾部品２５に所定の加工（例えばスプリングバック処理や、バリ処理、着色処理など）を施して（加工工程）、アンテナ３０のコア２４を備えた文字板６が完成する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
電波が、時計ガラス５側から当該時計ガラス５を透過すると、文字板６の装飾部品２５で受信される。これにより、文字板６のコイル被覆部２６内には磁束が発生して、コイル２３内に誘導起電力が生じる。この誘導起電力はコイル２３から回路基板１９上の受信制御回路に伝達されて、当該誘電起電力に含まれている標準時刻データにしたがって現在時刻が修正される。

ここで、誘導起電力の電圧は、電波受信部の積層枚数や、受信面積の増加に伴って増加する傾向にあるが、積層枚数よりも受信面積の方が増加効率が高い。このため、本実施形態のように、アンテナ装置１８のコア２４と装飾部品２５とを連結し、当該装飾部品２５の面積を増加させれば、積層させる工程や積層するため接着剤などが不要となり、効率的に受信感度を高めることが可能となる。
また、アンテナ３０のコア２４が文字板６から成形されているので、従来よりもコアの投影面積を広範囲に成形することが可能となり、積層しなくとも受信感度を効率的に高めることが可能となる。したがって、部品点数を削減しながらも受信感度を向上させることができる。

そして、文字板６のコア２４が、装飾部品２５よりも電波腕時計１００における裏側に配置されているので、コイル２３が表側に露出することを抑制することができる。

［第２の実施の形態］
図１１は本発明に係る第２の実施の形態のアンテナ製造方法の一工程を示す説明図である。
上述の第１の実施の形態では、文字板６のコア２４が折り曲げ成形された場合を例示して説明したが、第２の実施の形態ではコア２４に折り曲げ加工を施さない場合を例示して説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付して、その説明を省略する。

まず、第２の実施の形態のアンテナ装置１８Ａ（図１４参照）の製造方法について説明する。図１１に示すように、周知のプレス機等によって、磁性材料からなる板材５０から文字板６ａの基となる基礎部材５１ａを打ち抜き、成形する（成形工程）。この基礎部材５１は、両端部がそれぞれアーチ状に成形されていて、これらの両端部が一対の装飾部品２５ａとなる。また、一対の装飾部品２５ａを連結する部分がコア２４ａとなる。基礎部材５１ａは、コア２４ａが曲げられなくとも、装飾部品２５ａの外周が真円に沿うように成形される。

その後、図１２に示すように基礎部材５１ａの表側に時字５４ａを形成する。ここで、本実施形態では、コア２４ａが１２時付近に形成されているので、装飾部品２５の隙間が１２時−６時方向に沿って形成される。この隙間がスリット２８ａとなる。

時字５４ａが形成されると、図１３に示すようにコア２４ａにコイル２３を均一に巻き付けて、基礎部材５１ａをコアとしたアンテナ３０（図１４参照）を作成する（巻き付け工程）。なお、図１３（ａ）は巻き付け開始時の状態を表していて、図１３（ｂ）は巻き付け完了時の状態を表している。
その後、基礎部材５１ａにスプリングバック処理や、バリ処理、着色処理などを施すことでアンテナ装置１８Ａが完成する。

図１４は、アンテナ装置１８Ａを搭載した電波腕時計２００の概略構成を示す正面図であり、図１５は、電波腕時計の裏蓋を外した状態の裏面側内部を示す裏面図である。これら図１４，１６に示すように、第一の実施の形態の電波腕時計１００と比べても文字板６ａのスリット２８の間隔が広くなっているので、アンテナ３０ａ以外にも機器ケース２に内蔵された機構部分３５が外部に露出する独特なデザイン性を実現することが可能となる。

また、図１６に示すように文字板６ａのスリット２８からデジタル表示式の表示部３６や、アナログ表示式の小時計部３７が視認側に露出するように配置することも可能である。この場合、図１７に示すように表示部３６及び小時計部３７は、機器ケース２内で、文字板６ａの裏面側に配置されている。つまり、これら機構部分３５、表示部３６及び小時計部３７などからなる内蔵部品は、スリット２８によって少なくとも一部が外部から視認可能な状態に配置されている。これにより、機構部分３５の露出割合を抑制しながらも、他の計測値も表示することが可能となる。

［第３の実施の形態］
図１８は、本発明に係るアンテナ装置の第３の実施の形態として、リング部材をコアとするアンテナ装置１８Ｂが搭載された電波腕時計３００の概略構成を示す正面図である。図１９は、図１８のリング部材の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

上述の第１及び第２の実施の形態では、磁性装飾部品として電波腕時計１００，２００の文字板６，６ａがアンテナ３０，３０ａのコアをなす場合を例示して説明したが、この第３の実施の形態では、文字板の周囲を囲むリング部材をコアとする場合を例示して説明する。なお、以下の説明において第１の実施の形態と同一の部分においては同一の符号を付してその説明を省略する。

図１８及び図１９に示すように、リング部材７０は、円形の文字板６ｂの周囲を囲み、１２時付近に開口７１を有した正面視略Ｃ字上に成形されている。このリング部材７０は、磁性材料から成形されており、本発明に係る磁性装飾部品である。ここで、リング部材７０の６時付近が、コイル２３が巻き付けられるコア２４ｂであり、コア２４ｂの両端部から延出する部分が装飾部品２５ｂである。図１９（ｂ）に示すようにコア２４ｂは、装飾部品２５ｂよりも裏側に配置されている。また、コイル２３の両端部３１は回路基板１９上のコイル接続部（図示省略）に接続されているので、リング部材７０及びコイル２３によりアンテナ装置１８Ｂのアンテナ３０ｂが機能することになる。

このように、アンテナ装置１８Ｂのコアをリング部材７０とし装飾部品２５ｂの面積を増加させれば、受信部を積層させる工程や積層するため接着剤などが不要となり、効率的に受信感度を高めることが可能となる。

［第４の実施の形態］
図２０は、本発明に係るアンテナ装置の第４の実施の形態として、銘板をコアとするアンテナ装置１８Ｃが搭載された電波腕時計４００の概略構成を示す正面図である。図２１は、図２０の銘板の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の下方から見た図である。

第１及び第２の実施の形態では、磁性装飾部品として電波腕時計１００，２００の文字板６，６ａがアンテナ３０，３０ａのコアをなす場合を例示して説明したが、この第４の実施の形態では、電波腕時計の銘板をコアとする場合を例示して説明する。なお、以下の説明において第１の実施の形態と同一の部分においては同一の符号を付してその説明を省略する。

図２０に示すように、銘板８０は文字板６ｃの中央下部に埋設されている。この銘板８０は、磁性材料から成形されており、本発明に係る磁性装飾部品である。銘板８０は、図２１に示すように、その中央が裏面側に凹むように成形されている。この銘板８０の凹部が、コイル２３が巻き付けられるコア２４ｃであり、コア２４ｃの両端部から延出する部分が装飾部品２５ｃである。装飾部品２５ｃの表面には、種々の名称が成形されている（本実施形態では「ＡＢＣＤＥ」と例示）。また、コイル２３の両端部３１は回路基板１９上のコイル接続部（図示省略）に接続されているので、銘板８０及びコイル２３によりアンテナ装置１８Ｃのアンテナ３０ｃが機能することになる。

このように、アンテナ装置１８Ｃのコアを銘板８０とし装飾部品２５ｃの面積を増加させれば、受信部を積層させる工程や積層するため接着剤などが不要となり、効率的に受信感度を高めることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
例えば上記実施形態では、電子機器として電波腕時計１００，２００，３００，４００を例示して説明したが、通信機能を有する電子機器であれば本発明を適用することは可能である。例えば、図２２に示すように、上記した銘板８０及びコイル２３からなるアンテナ３０ｃをラジオ９１のアンテナ装置や、携帯電話９２のアンテナ装置に適用することが挙げられる。
また、本実施形態では、成形工程でプレス機を用いて打ち抜く場合を例示して説明したが、成形工程はこれに限定されるものではなく、これ以外にもフライス盤等による切削加工や、ハンマーによる曲げ加工により成形工程を実行してもよい。

また、図２３に示すように、予め単一の磁性部材に対して時字の形成（ステップＳ２０）や加工工程（ステップＳ２１）を施すことで加工部を成形し、その後、加工部の外郭に素って打ち抜く成形工程（ステップＳ２２）を実行するようにしてもよい。この場合、成形工程以降は、上記したステップＳ３〜Ｓ９の工程が実行されることになる。

また、本実施形態では、文字板６がアモルファスから成形されている場合を例示して説明したが、文字板６は他の磁性材料から成形されていてもよい。磁性材料としてはアモルファス以外にも例えばフェライト等が挙げられる。
さらに、時字５４，５４ａの形成は刻印、印刷など様々な時字形成を行ってもよい。

本発明に係る第１の実施の形態のアンテナ装置が適用された電波腕時計の要部を示す正面図である。 図１の電波腕時計において、裏蓋を外した状態の裏面側内部を示す裏面図である。 図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。 図１のアンテナ装置を構成しているアンテナの概略構成を示す説明図であり、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）における一点鎖線Ｓ内の拡大斜視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。 図１〜図４に示す第１の実施の形態のアンテナ装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 第１の実施の形態のアンテナ製造方法の工程のうち、成形工程を示す説明図である。 図６の成形工程で成形された基礎部材の表側に時字を形成する工程を示す説明図である。 第１の実施の形態のアンテナ製造方法の工程のうち、巻き付け工程を示す説明図である。 第１の実施の形態のアンテナ製造方法で用いられるプレス機に治具を取り付けた状態を示す説明図であり、（ａ）はプレス前の状態を示し、（ｂ）はプレス後の状態を示している。 図９のプレス機に別のジグを取り付けた状態を示す説明図である。 本発明に係る第２の実施の形態のアンテナ製造方法のうち、成形工程を示す説明図である。 図１１の成形工程で成形された基礎部材の表側に時字を形成する工程を示す説明図である。 第１の実施の形態のアンテナ製造方法の工程のうち、巻き付け工程を示す説明図である。 本発明に係る第２の実施の形態のアンテナ装置が適用された電波腕時計の要部を示す正面図である。 図１４の電波腕時計において、裏蓋を外した状態の裏面側内部を示す裏面図である。 図１４の電波腕時計の変形例を示す正面図である。 図１６の電波腕時計の内部の概略構成を示す側面図である。 本発明に係る第３の実施の形態のアンテナ装置が適用された電波腕時計の要部を示す正面図である。 図１８の電波腕時計に備わるリング部材の概略構成を示す平面図である。 本発明に係る第４の実施の形態のアンテナ装置が適用された電波腕時計の要部を示す正面図である。 図２０の電波腕時計に備わる銘板の概略構成を示す平面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の下方から見た図である。 電波腕時計以外の電子機器に図２１に備わる銘板式のアンテナを設置した例を示す説明図である。 図５のアンテナ装置の製造方法の変形例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 時計計時部
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
１７ ハウジング固定部材
１８ アンテナ装置
１９ 回路基板
２０ アンテナ用スペース
２１ 開口部
２２ 開口部
２３ コイル
２４ コア
２５ 装飾部品
２６ コイル被覆部
２７ 連結部
２８ スリット
３０ アンテナ
５０ 板材
５１ 基礎部材
５５ 両端部
６０ プレス機
６１ 第一保持用治具
６２ 第一押圧用治具
６３ 第二押圧用治具
６４ 第二保持用治具
１００ 電波腕時計（電子機器）

Claims (2)

1. コイルが巻き付けられるコア及び当該コアを介して連結される一対の装飾部品を単一の
   磁性部材から成形する成形工程と、
   当該成形工程により成形された前記コア上にコイルを巻き付ける巻き付け工程と、
   前記一対の装飾部品に加工を施して装飾部品を成形する加工工程と、
   を有することを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
2. コイルが巻き付けられるコア及び当該コアを介して連結される一対の装飾部品を単一の
   磁性部材から成形する成形工程と、
   当該成形工程により成形された前記コア上にコイルを巻き付ける巻き付け工程と、
   前記一対の装飾部品に加工を施して装飾部品を成形する加工工程と、
   前記巻き付け工程の後に、前記コアの両端を折り曲げる折り曲げ工程と、
   を有することを特徴とするアンテナ装置の製造方法。

Images