JP5803574B2 - アンテナ構造体、電波受信機器及びアンテナ構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ構造体、電波受信機器及びアンテナ構造体の製造方法に関するものである。

従来、時刻情報を含む標準電波を受信するアンテナを備え、受信された時刻情報に基づいて自動的に現在時刻を修正する電波時計等の電波受信機器が知られている。そして、例えば電波時計において標準電波を受信するアンテナとしては、受信感度のよい磁性材料であるアモルファス金属やフェライト等からなるコアにコイルが巻回されてなるアンテナ構造体を備えるものが多く用いられている。

腕時計型の電波時計等の電波受信機器の場合、高級感を演出したり、デザイン性や耐久性を向上させる等の観点からアンテナ構造体を収納するケースや、当該ケースの蓋部材等に金属製の部材が使用されることがある。このように電波受信機器に金属部材が用いられている場合に、これらの金属部材に近接してアンテナ構造体が配置されると、いわゆる渦電流の発生による損失が生じ、これに起因してアンテナ構造体による標準電波の受信感度が劣化してしまう。
しかし、特に女性用の腕時計型の電波時計の場合等、できるだけ装置を小型化・薄型化するために小型のアンテナを小型のケース内に収納すべき要請もある。このような場合には、金属部材とアンテナ構造体とを離して配置しようとするとデザイン上の制約が大きくなってしまうため、金属部材とアンテナ構造体との間に十分な距離を確保することが困難であるとの問題がある。

この点、金属部材とアンテナ構造体との間に十分な距離を確保できない場合でも受信感度の劣化を抑えるための構成として、磁性体からなる磁心（コア）にコイルを巻回した主磁路部材を有し、電磁波の磁界成分を主磁路部材で受信する磁気センサ型のアンテナにおいて、主磁路部材とは別に磁心（コア）の一部にギャップ付の副磁路部材を設ける構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このように副磁路部材を設けた場合には、外部から磁束がコイルに入った際に共振により生じる磁束が外部に漏れにくくなるため、アンテナ構造体の近傍に金属部材が配置されても渦電流の発生による損失に起因するアンテナ構造体の受信感度の劣化を抑えることが期待できる。

特開２００６−８１１４０号公報

しかしながら、特許文献１に示されているように、副磁路を設けることによりアンテナ構造体の受信感度を向上させようとした場合、ケース等に実装した際の実装条件により受信感度の最適点が変化するため、受信感度の良好な状態に設定することが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、簡易に生産可能であり、近傍に金属部材が配置されても良好な受信感度を実現することのできるアンテナ構造体、電波受信機器及びアンテナ構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明のアンテナ構造体は、
磁性材料により長尺の板状に形成されたコアと、 前記コアの中央部は長手方向に延在する直状部を備え、前記コアの両端部は前記直状部の両端部に張り出した一対の張出し部を備え、
前記コアの中央部に導線を巻回することにより形成されたコイルと、
磁性材料を含む材料で形成され、前記コアの張出し部を被覆する第１の被覆部材と、
磁性材料を含む材料で形成され、前記コイルが形成されている前記コアの直状部を被覆する第２の被覆部材と、を備え、
前記コアは、前記第１の被覆部材により被覆されている張出し部よりも前記第２の被覆部材により被覆されている直状部が細くなるように形成されており、
前記第１の被覆部材と前記第２の被覆部材との間に間隙を設けたことを特徴としている。

この発明によれば、アンテナ構造体に入った電波が外部に漏れにくくなるとともに、共振回路によって発生した磁束も、第２の被覆部材によって被覆されているコイルの周りを周回して、アンテナ構造体の外に漏れにくい構成となっている。このため、近傍に金属部材が配置されても良好な受信感度を実現することができるとの効果を奏する。
また、コアにコイルを形成した後に第１の被覆部材と第２の被覆部材とを形成するため、簡易に生産することが可能である。

本発明に係る電波受信機器の一例である電波腕時計の概略構成を示す正面図である。 第１の実施形態におけるアンテナ構造体をアンテナ用ケースに組み込んだ状態を示す平面図である。 第１の実施形態におけるアンテナ構造体の平面図である。 図３における矢視IVから見たアンテナ構造体の側面図である。 第１の実施形態におけるアンテナ構造体の製造工程を示す図であり、（Ａ）は、板状部材形成工程を示し、（Ｂ）は、コイル形成工程を示し、（Ｃ）は、第１の被覆工程及び第２の被覆工程を示している。 第２の実施形態におけるアンテナ構造体の平面図である。 図６における矢視VIIから見たアンテナ構造体の側面図である。

［第１の実施の形態］
図１から図５を参照しつつ、本発明に係るアンテナ構造体及びこれを備える電波受信機器の第１の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、電波受信機器としての電波腕時計にアンテナ構造体を搭載する場合を例として説明する。なお、本発明の範囲は図示例に限定されない。

図１は、本実施形態における電波腕時計（電波受信機器）を示す正面図である。
図１に示すように、電波腕時計１は、アンテナ構造体２及びこのアンテナ構造体２が収容されたアンテナ外装ケース４を備えている。
また、本実施形態において、電波腕時計１は、時刻等の表示を行う表示装置５１、アンテナ構造体２が電波を受信するための受信回路部等を含む電子部品等（図示せず）が搭載された時計本体５、この時計本体５が収納された時計外装ケース６及びこれらと連結されて電波腕時計１の時計バンドを構成する複数の駒部材７を備えている。
アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７の裏面側には、それぞれ図示しない連結部が設けられており、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７が相互に連結されて鎖状となるようになっている。
なお、アンテナ構造体２が収容されたアンテナ外装ケース４は、時計本体５が収容された時計外装ケース６に隣接又は近接して配置されることが好ましいが、その配置は特に限定されない。

図１に示すように、本実施形態の電波腕時計１は、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６及び駒部材７が、いずれもほぼ同じ形状、大きさに形成されている。アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７は、例えばステンレスやチタン等の金属材料その他の導電性部材により、ほぼ直方体形状に形成されている。なお、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７は、全てが同じ材料で形成されている必要はなく、例えば時計外装ケース６のみが金やプラチナ、又はこれらの組み合わせ等で形成される等、一部の部材が異なる材料で形成されていてもよい。

アンテナ外装ケース４は、例えば裏面側（すなわち、ユーザが電波腕時計１を腕に装着した際に腕に接触する側）等の１つの面に図示しない開口部が設けられた中空構造となっており、この中空部分がアンテナ構造体２を収納する収納空間となる。
開口部には、図示しない蓋部材が防水リング（図示せず）を介して取り付けられている。なお、蓋部材を形成する材料は特に限定されないが、樹脂等、電波を透過させる材料で形成されていることが好ましい。

図２は、アンテナ外装ケース４の内部にアンテナ構造体２が収納されている状態を示した図である。なお、図２ではアンテナ外装ケース４から蓋部材を外した状態を図示している。
本実施形態では、図２に示すように、アンテナ外装ケース４の内側面とアンテナ構造体２との間に１ｍｍ程度の隙間しかない程度にアンテナ外装ケース４の大きさが小さく形成されており、アンテナ構造体２は、アンテナ外装ケース４の開口面とほぼ平行となる向きでアンテナ外装ケース４内に載置されている。
なお、アンテナ外装ケース４の内部にアンテナ構造体２を収納する際の収納方向、向きは特に限定されず、電波腕時計１のデザイン等に応じて適宜変更可能である。例えばアンテナ外装ケース４の内側面とほぼ平行となる向きでアンテナ構造体２がアンテナ外装ケース４内に収納されていてもよい。アンテナ構造体２はアンテナ外装ケース４の内側面に接触しないように配置されることが好ましい。

図３は、本実施形態におけるアンテナ構造体２の平面図であり、図４は、図３に示すアンテナ構造体２を矢視IVの方向から見た側面図である。なお、図３及び図４において破線は磁束の流れを示している。
図２から図４に示すように、本実施形態において、アンテナ外装ケース４内に収納されているアンテナ構造体２は、長尺の板状に形成されたコア２１と、このコア２１に形成されたコイル２２とを備えている。

コア２１は、例えばアモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金やフェライト、パーマロイ等の磁性材料により形成されている。
図２に示すように、コア２１のほぼ中央部はアンテナ構造体２の長手方向に延在する直状部２１１となっており、コア２１の両端部はこの直状部２１１の両端部に張り出した一対の張出し部２１２を備えている。本実施形態において、コア２１は平面視でほぼ亜鈴形状となっており、張出し部２１２は、直状部２１１に向かって徐々に細くなるように形成されている。これにより直状部２１１に導線を巻回して後述するコイル２２を形成する際に張出し部２１２が巻回動作を妨げず、容易にコイル２２を形成することができるとともに、図３に示すように外部からアンテナ構造体２の張出し部２１２に入っていた磁束が直状部２１１に向かって集められるようになっている。
なお、直状部２１１の長さ・幅・形状や張出し部２１２の形状・大きさ等はここに示したものに限定されない。例えば張出し部２１２は、平面視でほぼ鳩尾形状等であってもよい。
また、コア２１を形成する材料は、アモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金やフェライト、パーマロイに限定されず、コア２１の形状に加工することが可能な磁性材料であれば他の材料も適用可能である。また、コア２１を形成する手法は特に限定されず、例えば、アモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金等の軟磁性金属箔帯を積層して薄い板状にしてもよいし、アモルファス合金やフェライト、パーマロイ等の磁性材料の粉体を固めることにより一体形成してもよいし、パーマロイ等を加工・成型することにより形成してもよい。

コイル２２は、コア２１の直状部２１１に導線を所定回数巻回することにより形成されている。コイル２２の巻線数は特に限定されず、アンテナ構造体２により受信する電波の周波数等に応じて適宜設定される。
図３及び図４に示すように、コイル２２には、コンデンサ２３が接続されており、アンテナ構造体２にはコイル２２及びコンデンサ２３により共振回路が形成されている。
共振回路の共振周波数は、例えばコイル２２の巻線数やコンデンサ２３の容量を調整することにより、アンテナ構造体２の用途等に応じて適宜設定される。本実施形態では、アンテナ構造体２の共振周波数は、例えば日本における標準電波の送信周波数である40kHz又は60kHzに設定されている。

本実施形態では、図２から図４に示すように、張出し部２１２が形成されているコア２１の端部は、第１の被覆部材２４によって被覆されており、コイル２２が形成されているコア２１の中央部及びその近傍は、第２の被覆部材２５によって被覆されている。
この第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５は、例えばアモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金やフェライト、パーマロイ等の磁性材料（例えばこれら磁性体の粉末）を含んだ樹脂等の材料で形成されている。第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５を形成する材料は、磁性材料を含んだ材料であればよく、ここに挙げたものに限定されない。なお、第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５を形成する材料は同じものでなくてもよい。
コイル２２が形成されているコア２１のほぼ中央部を被覆する第２の被覆部材２５とコア２１の両端部をそれぞれ被覆する第１の被覆部材２４との間には、それぞれ間隙２６が設けられている。間隙２６は、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間が磁気的に絶縁される程度であればよく、その大きさ（すなわちアンテナ構造体２の長手方向の長さ寸法）は特に限定されない。間隙２６は大きいほど第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間を磁気的に絶縁する効果があるが、間隙２６を大きくするとアンテナ構造体２全体が大きくなってしまい、また、電波を取り込む部分の表面積もその分減少してしまう。間隙２６は僅かでもあればその効果が期待でき、例えば０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であってもよい。
第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５は、例えば、第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５の形状に沿った図示しない型枠を形成し、この型枠内にコイル２２を巻回したコア２１を配置して、磁性材料を含んだ樹脂等の材料を当該型枠内に流し込むモールド成型等の手法により形成される。なお、第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５を形成する手法は、ここに例示したものに限定されない。また、第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５の形状や設けられる範囲等は図示したものに限定されない。

ここで、本実施形態におけるアンテナ構造体２の磁束の流れを図３及び図４を参照しつつ説明する。
図３及び図４では、本実施形態におけるアンテナ構造体２の磁束の流れを破線で模式的に示しており、本実施形態の構成を採らなかった場合（すなわち、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６を設けなかった場合）に予想される磁束の流れを二点鎖線で示している。なお、図３及び図４ではアンテナ構造体２の左側から入る磁束の流れのみを図示しているが、実際にはアンテナ構造体２の右側からも磁束が取り込まれ、同様に流れる。

本実施形態のように、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６を設けた場合には、図３及び図４に示すように、外部からの磁束は、その多くが第１の被覆部材２４によって被覆された張出し部２１２からコア２１に入る。磁束は、コア２１又は磁性材料を含む第１の被覆部材２４を流れるが、第１の被覆部材２４はコイル２２の形成されている直状部２１１の手前で断絶されており、コイル２２を被覆する第２の被覆部材２５との間にエアギャップである間隙２６がある。
ここで、一旦アンテナ構造体２の中に入った磁束は磁気抵抗の低いところから高いところに流れることはほとんどないところ、磁性材料で形成されているコア２１の磁気抵抗は空気のほぼ１０００分の１程度と極めて小さい。言い換えれば、エアギャップである間隙２６部分よりもコア２１の方がほぼ１０００倍程度磁束が通りやすい。また、磁性材料を含む被覆部材（第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５）も、その磁気抵抗は空気のほぼ１００分の１程度と小さい。言い換えれば、エアギャップである間隙２６部分よりも被覆部材（第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５）の方がほぼ１００倍程度磁束が通りやすい。
このため、第１の被覆部材２４を通る磁束の多くは直進せずに磁性材料で形成されているコア２１に引きつけられる。この結果、磁束の多くがコア２１を通って直状部２１１に形成されているコイル２２に流れる。
また、本実施形態では、張出し部２１２が直状部２１１に向かって徐々に細くなる形状となっているため、張出し部２１２に入った磁束は拡散せずにその形状に沿って直状部２１１に向かって収束し、その多くが直状部２１１に流れてコイル２２に流れ込む。
これに対して、仮に第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６が設けられていない場合、磁性材料を含む被覆部材は前述のように空気よりもかなり磁気抵抗が小さく、コア２１と同程度に磁束を通しやすいことから、磁束の一部は、図３及び図４において二点鎖線で示すように、コア２１を介さずに磁性材料で形成されている被覆部材を通り抜けてしまう。このため、コイル２２に流れ込む磁束が減少し、その分が損失（ロス）となってアンテナ構造体２の受信感度が劣化する。
また、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６を設けず、アンテナ構造体２全体を覆うように磁性体で被覆した場合には、アンテナ構造体２を被覆する磁性体の形状によってアンテナ構造体２の電気特性が大きく変動してしまうところ、磁性体の形状を管理することは困難であるとの問題もある。

また、共振によりコイル２２から出る磁束は、本実施形態では、その多くが、コイル２２を取り囲むように被覆している第２の被覆部材２５に流れて周回する。すなわち、コイル２２全体を覆うように被覆する第２の被覆部材２５は、コイル２２から出る磁束を周回させる副磁路としての役割を果たす。そして本実施形態の場合、第２の被覆部材２５は、第１の被覆部材２４との間をエアギャップである間隙２６により隔てられており、周囲のアンテナ外装ケース４との間にもエアギャップが存在している。このため、共振により生じた磁束は、図３及び図４に示すように、より磁気抵抗の少ない第２の被覆部材２５の中を流れようとして第２の被覆部材２５の中を小さく周回する。
これにより、アンテナ構造体２の近傍にアンテナ外装ケース４等の金属部材がある場合でも、金属部材側に漏れる磁束がほとんどなく、渦電流の発生による損失（ロス）等を生じにくい。これにより、アンテナ構造体２は良好な受信感度を保つことができ、高いＱ値を示す。
これに対して、仮に第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６が設けられていない場合には、磁性材料を含む被覆部材もコア２１と同様に比較的磁束を通しやすいことから、磁束の一部は、図３及び図４において二点鎖線で示すように、張出し部２１２が設けられているコア２１の端部側まで弧を描いて大きく周回する。このため、磁束の一部はアンテナ構造体２の外部に配置されているアンテナ外装ケース４等の金属部材側に漏れて、渦電流の発生による損失（ロス）等を生じやすくなる。

時計外装ケース６は、上下が開口した中空構造となっており、この中空部分が時計本体５を収納する収納空間となる。
時計外装ケース６の表面側（すなわち、ユーザが電波腕時計１を腕に装着した際の視認側）の開口部には、ガラス等で形成された風防部材５２が装着されており、時計外装ケース６の裏面側（すなわち、ユーザが電波腕時計１を腕に装着した際に腕に接触する側）の開口部には、図示しない裏蓋部材が防水リング（図示せず）を介して取り付けられている。なお、裏蓋部材を形成する材料は特にされないが、外観上時計外装ケース６、アンテナ外装ケース４及び駒部材７と同じ例えばステンレスやチタン等の金属その他の材料で形成されていることが好ましい。

時計外装ケース６の内部に収納されている時計本体５は、時刻表示等を行う表示装置５１、電波腕時計の各種機能部を動作させる図示しない制御装置を構成する各種回路や電子部品等が実装された回路基板（図示せず）等を備えている。
表示装置５１は、例えば液晶表示パネル等で構成された表示手段である。なお、表示装置５１を構成する液晶表示パネルの構成や表示される内容等は特に限定されない。また表示装置５１は液晶表示パネルで構成されているものに限定されず、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等で構成されていてもよい。
本実施形態では、図１に示すように、表示装置５１の表示画面に現在時刻と曜日とが表示される場合を例としているが、表示装置５１により表示される内容はこれに限定されない。
制御装置は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶手段としてのＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるコンピュータである。制御装置は、機能的に見た場合、表示装置５１を駆動・制御するための表示制御部、後述するアンテナ構造体２により電波を受信するための電波受信部、アンテナ構造体２により受信された標準電波に基づいて現在時刻の修正等を行う時刻計時部等（いずれも図示せず）を備えている。なお、制御装置による表示制御や電波受信制御、時刻修正制御等は、一般的な電波受信機器において行われているものと同様であるため、その説明を省略する。

本実施形態において、アンテナ外装ケース４に収納されているアンテナ構造体２は、時計外装ケース６に収納されている時計本体５の回路基板と電気的に接続されており、アンテナ構造体２により受信された電波は受信信号として時計本体５の制御装置に送られ、適宜この信号に基づく時刻修正等の処理が行われるようになっている。

次に、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）を参照しつつ、本実施形態におけるアンテナ構造体２の製造方法及び作用について説明する。
図５（Ａ）に示すように、まず、例えばアモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金やフェライト、パーマロイ等の磁性材料により、直状部２１１と張出し部２１２とを備えるコア２１を形成する（コア形成工程）。
このとき、コア２１は、第１の被覆部材２４により被覆されている端部よりも第２の被覆部材２５により被覆されている中央部が細くなるように形成される。
次に、図５（Ｂ）に示すように、コア２１の直状部２１１に導線を所定回数巻回することによりコイル２２を形成する（コイル形成工程）。
さらに、図５（Ｃ）に示すように、コイル２２の巻回されたコア２１を型の中等に配置し、コア２１の両端部を被覆するように磁性材料を含む樹脂を流し込む等の手法によって、コア２１の端部を、磁性材料を含む材料で形成された第１の被覆部材２４により被覆する（第１の被覆工程）。また、コイル２２が形成されているコア２１の中央部を被覆するように磁性材料を含む樹脂を流し込む等の手法によって、コイル２２が形成されているコア２１の中央部を、磁性材料を含む材料で形成された第２の被覆部材２５により被覆する（第２の被覆工程）。これにより、アンテナ構造体２が完成する。このとき、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６ができるように成型する。これにより、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間が磁気的に絶縁される。

完成したアンテナ構造体２をアンテナ外装ケース４に収納し、このアンテナ外装ケース４と時計本体５が収納された時計外装ケース６とを連結させて、アンテナ構造体２と時計本体５内の回路基板等を電気的に接続する。
さらに、このアンテナ外装ケース４及び時計外装ケース６に駒部材７を連結させることにより、ブレスレッド型の電波腕時計１が完成する。

標準電波に基づく時刻修正を行う際には、アンテナ構造体２により標準電波が受信される。このとき、図３及び図４に示すように、アンテナ構造体２の外部から入った磁束は、そのほとんどがコア２１の細くなっている部分（すなわち、直状部２１１）に集められて、直状部２１１に設けられているコイル２２に流れ込む。コイル２２に磁束が流れ込むと、起電力を生じてそのエネルギーがコンデンサ２３に蓄積される。そしてコンデンサ２３からエネルギーが放出され、コイル２２を通って磁束が発生する。この共振により生じた磁束は、そのほとんどがコイル２２を覆うように設けられている第２の被覆部材２５の中を周回し、外部に漏れにくい。このため、アンテナ構造体２の近傍にアンテナ外装ケース４等の金属部材がある場合でも、金属部材側に漏れる磁束がほとんどなく、渦電流の発生による損失（ロス）の発生を防いで、アンテナ構造体２の受信感度は良好に維持される。
アンテナ構造体２により受信された標準電波に基づく受信信号は制御装置に送られ、制御装置において信号の増幅・解析等が行われて、時刻情報が読み出される。制御装置は、この時刻情報に基づいて現在時刻を修正し、修正された時刻を表示装置５１の表示画面に表示させる。

以上のように、本実施形態によれば、コア２１の中央部に導線を巻回することによりコイル２２を形成して、このコア２１の端部を磁性材料を含む材料で形成された第１の被覆部材２４によって被覆し、コイル２２が形成されているコア２１の中央部を第２の被覆部材２５によって被覆するとともに、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６を設けている。
これにより、アンテナ構造体２に入った電波が外部に漏れにくくなるとともに、コイル２２の形成されているコア２１の直状部２１１に効率的に電波が流れるため、コイル２２を通過しない電波を減らすことができ、損失（ロス）を抑えることができる。また、共振回路によって発生した磁束も、磁気抵抗の低い第２の被覆部材２５によって被覆されているコイル２２の周りを周回して、アンテナ構造体２の外に漏れにくい構成となっている。このため、アンテナ構造体２を金属製のアンテナ外装ケース４内に収納した場合等、アンテナ構造体２の近傍に金属部材が配置される場合でも、部材の方に磁束が漏れることで生じる渦電流損を減少させることができ、良好な受信感度を実現することができる。これにより、小型のアンテナ構造体２によって十分な受信感度を得ることができる。また、アンテナ外装ケース４等の金属部材をアンテナ構造体２の極近傍まで近接させることができるため、アンテナ構造体２を備える電波腕時計１等の電波受信機器を小型することができ、電波受信機器のデザインの自由度が向上する。
また、コア２１の周りを磁性材料を含む樹脂で被覆（モールド）しているため、コア２１単体よりもアンテナ構造体２における磁性体で形成されている部分を増加させることができる。これにより、受信部分の面積を大きくすることができ、より効率的に磁束を捉えることができる。
また、コア２１にコイル２２を形成した後に第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５とを形成する。このため、コイル２２を機械により自動的に巻回することができ、アンテナ構造体２を簡易かつ効率的に生産することができる。
また、本実施形態において、コア２１は、第１の被覆部材２４により被覆されている端部よりも第２の被覆部材２５により被覆されている中央部が細くなるように形成されている。このため、コア２１の端部の張出し部２１２から入った電波が拡散せずに直状部２１１に向かって収束され、そのほとんどがコイル２２に流れ込む。このため、アンテナ構造体２に入りながらコイル２２を通らずに通過する損失（ロス）となる電波を減らすことができ、その結果アンテナ構造体２の受信感度を向上させることができる。
また、アンテナ構造体２は、金属製のアンテナ外装ケース４内に収納されるため、磁性体（コア２１）の折れを生じにくく、アンテナ構造体２の強度を向上させることができる。
また、アンテナ構造体２は、樹脂である第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５によって端部とコイル２２部分が被覆されていることから、外部からの衝撃に強く、壊れにくいとともに、周りを樹脂でモールドされていることにより、アンテナ外装ケース４内に収納した際にケースとの固定がしやすく、組立が容易になるとともに、アンテナ構造体２のケース内での姿勢を安定させることができる。
また、本実施形態では、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６及び駒部材７を全て同じ大きさ・形状としているため、意匠に優れたブレスレッド型の腕時計を実現することができる。

［第２の実施の形態］
次に、図６及び図７を参照しつつ、本発明に係るアンテナ構造体、電波受信機器及びアンテナ構造体の製造方法の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、アンテナ構造体の被覆部材の構成のみが第１の実施形態と異なるものであるため、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６は、本実施形態に係るアンテナ構造体８の平面図であり、図７は、図６に示すアンテナ構造体８を矢視VII方向から見た側面図である。
本実施形態に係る電波受信機器は、第１の実施形態と同様、アンテナ構造体８とこれを収納する金属材料で形成されたアンテナ外装ケース４とを備える電波腕時計であり、アンテナ構造体８により受信される標準電波に基づいて現在時刻を修正し、表示装置に表示させるものである。

図６及び図７に示すように、本実施形態において、アンテナ構造体８は、第１の実施形態と同様のコア２１、コイル２２、第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５を備えている。

本実施形態において、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に設けられた間隙２６となる領域には、非透磁性の材料により形成されたギャップ部材２７が配置されている。
図７に示すように、ギャップ部材２７は、例えば非透磁性の樹脂や木材等により、間隙２６に嵌め込み可能な大きさに形成された棒状の部材であり、間隙２６内のコア２１の上下にそれぞれ配置されている。
なお、ギャップ部材２７は、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間を磁気的に絶縁可能なものであればよく、ギャップ部材２７を形成する材料、ギャップ部材２７の形状、大きさ、配置される位置等はここに例示したものに限定されない。

なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

次に、本実施形態におけるアンテナ構造体８の製造方法及び作用について説明する。
まず、第１の実施形態と同様に、例えばアモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金やフェライト、パーマロイ等の磁性材料により、直状部２１１と張出し部２１２とを備えるコア２１を形成する（コア形成工程）。
次に、コア２１の直状部２１１に導線を所定回数巻回することによりコイル２２を形成する（コイル形成工程）。
次に、コイル２２の巻回されたコア２１を型の中等に配置し、コア２１の両端部を被覆するように磁性材料を含む樹脂を流し込む等の手法によって、コア２１の端部を、磁性材料を含む材料で形成された第１の被覆部材２４により被覆する（第１の被覆工程）。また、コイル２２が形成されているコア２１の中央部を被覆するように磁性材料を含む樹脂を流し込む等の手法によって、コイル２２が形成されているコア２１の中央部を、磁性材料を含む材料で形成された第２の被覆部材２５により被覆する（第２の被覆工程）。これにより、アンテナ構造体２が完成する。このとき、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６ができるように成型する。
さらに、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に形成されている間隙２６内にギャップ部材２７を嵌め込み固定する（ギャップ部材配置工程）。これにより、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間がより確実に磁気的に絶縁される。これにより、アンテナ構造体８が完成する。

完成したアンテナ構造体８をアンテナ外装ケース４に収納し、このアンテナ外装ケース４と時計本体５が収納された時計外装ケース６とを連結させて、アンテナ構造体８と時計本体５内の回路基板等を電気的に接続する。
さらに、このアンテナ外装ケース４及び時計外装ケース６に駒部材７を連結させることにより、ブレスレッド型の電波腕時計１が完成する。
なお、その他は、第１の実施形態と同様であることから、その説明を省略する。

以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に形成されている間隙２６内にギャップ部材２７を配置している。このため、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５とをより確実に磁気的に絶縁することができる。
また、ギャップ部材２７を配置して間隙２６部分を埋めることにより、間隙２６部分の強度を上げることができ、間隙２６部分におけるアンテナ構造体８の折れ等を防止することができる。

なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。

例えば、第２の実施形態では、第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に形成されている間隙２６内にコア２１を上下から挟むように、それぞれ２つのギャップ部材２７を配置する例を示したが、ギャップ部材２７はコア２１の上下に設けられていなくてもよく、上又は下のいずれか一方のみに配置してもよい。

また、第２の実施形態では、まず第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に間隙２６を形成してから、この間隙２６内にギャップ部材２７を嵌め込む場合を例として説明したが、ギャップ部材２７を配置するタイミングはこれに限定されない。
例えば、まず間隙２６となる領域に相当する位置にコア２１の下側に配置されるギャップ部材２７を置き、その上にコイル２２の巻回されたコア２１を載置し、さらにコア２１の上からコア２１の上側に配置されるギャップ部材２７を配置した後に、樹脂を流し込んで第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５を形成してもよい。このように間隙２６となる領域に先にギャップ部材を配置してから第１の被覆部材２４及び第２の被覆部材２５を形成する場合には、磁性材料を含む樹脂を流し込むだけで第１の被覆部材２４と第２の被覆部材２５との間に両者を磁気的に絶縁する間隙２６となる領域を容易に形成することができ、アンテナ構造体８を効率的に生産可能となる。

また、第２の実施形態において、ギャップ部材２７は棒状の部材に限定されず、例えば間隙２６となる領域に磁性材料を含まない非透磁性の樹脂を流し込むことによりギャップ部材２７を形成してもよい。この場合には、例えば、型等に配置されたコア２１の端部と中央部分には磁性材料を含む樹脂を流し込み、その間の間隙２６となる領域には磁性材料を含まない非透磁性の樹脂を流し込む。これにより、第１の被覆部材２４、第２の被覆部材２５及び間隙となる領域に配置されるギャップ部材２７を、１つの工程の中で形成することができる。

また、上記各実施形態では、第１の被覆部材２４を形成する第１の被覆工程の後に第２の被覆部材２５を形成する第２の被覆工程が行われる場合を例としたが、第１の被覆部材２４を形成する第１の被覆工程と第２の被覆部材２５を形成する第２の被覆工程を行う順序は逆であってもよいし、両工程が同時に行われてもよい。

また、アンテナ構造体２は１つずつ形成しなくてもよく、複数のアンテナ構造体２を一度に形成してもよい。
この場合には、例えば、コイル２２を巻回したコア２１を型の中に複数並べて配置し、これらの両端部を被覆するように樹脂を流し込んで第１の被覆部材２４に相当する部分を形成するとともに、コイル２２が巻回されているコア２１の中央部にコイル２２を被覆するように樹脂を流し込んで第２の被覆部材２５に相当する部分を形成する。その後、第１の被覆部材２４に相当する部分及び第２の被覆部材２５に相当する部分を各コア２１に対応するように切断することにより、個別のアンテナ構造体２とすることができる。

また、各実施形態では、アンテナ外装ケース４とアンテナ構造体との間に僅かな隙間しかない小さい寸法のアンテナ外装ケース４の内部にアンテナ構造体を収納する場合を例としたが、アンテナ外装ケース４の大きさや形状等は、ここに例示したものに限定されない。例えばアンテナ外装ケース４の内側面とアンテナ構造体との間に大きく空間が確保できる程度にアンテナ外装ケース４が大きく構成されていてもよい。

また、各実施形態では、アンテナ構造体が直接金属製のアンテナ外装ケース４内に収納される場合を例としたが、アンテナ構造体を樹脂等で形成されたケースに収納した上で金属製のケース内に配置してもよい。

また、各実施形態では、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７が四角形状に形成されている場合を例としたが、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７の形状はこれに限定されず、例えば円形状や多角形状等でもよい。

また、各実施形態では、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７が全てほぼ同じ形状、同じ大きさである場合を例としたが、アンテナ外装ケース４、時計外装ケース６、及び駒部材７の形状や大きさはそれぞれ異なっていてもよい。例えば時計外装ケース６のみがアンテナ外装ケース４や及び駒部材７よりも大きく形成されていてもよい。

また、コアや第１の被覆部材２４、第２の被覆部材２５及びギャップ部材２７の形状、大きさ等は、図示例に限定されず、アンテナ構造体が収納されるアンテナ外装ケース４の形状等に合わせて適宜変更することが可能である。

また、各実施形態では、アンテナ構造体を収納するアンテナ外装ケース４と時計本体５を収納する時計外装ケース６とを別個に設けて、アンテナ構造体と時計本体５とをそれぞれ異なる外装ケース内に収納する場合について説明したが、アンテナ構造体と時計本体５とを１つの外装ケース内に収納する構成としてもよい。この場合には、例えばアンテナ構造体を時計本体５の回路基板上等に配置することにより、アンテナ構造体と回路基板との電気的接続を簡易に行うことができる。

また、各実施形態では、アンテナ構造体を適用する電波受信機器がブレスレッド型に構成された電波時計である場合を例としたが、電波時計の形状はブレスレッド型に限定されず、例えばペンダント型に構成された電波時計でもよい。
また、各実施形態では、アンテナ構造体を適用する電波受信機器が電波腕時計である場合を例として示したが、アンテナ構造体を適用可能な電波受信機器はこれに限られるものではなく、アンテナ構造体により電波を受信する構成のものであれば如何なるものであってもよい。例えば、固定式の電波時計や、小型ラジオ、携帯端末等にアンテナ構造体を適用してもよい。

以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
磁性材料により形成されたコアと、
このコアの中央部に導線を巻回することにより形成されたコイルと、
磁性材料を含む材料で形成され、前記コアの端部を被覆する第１の被覆部材と、
磁性材料を含む材料で形成され、前記コイルが形成されている前記コアの中央部を被覆する第２の被覆部材と、を備え、
前記第１の被覆部材と前記第２の被覆部材との間に間隙を設けたことを特徴とするアンテナ構造体。
＜請求項２＞
非透磁性の材料により形成されたギャップ部材を、前記間隙となる領域に配置したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造体。
＜請求項３＞
前記コアは、前記第１の被覆部材により被覆されている端部よりも前記第２の被覆部材により被覆されている中央部が細くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ構造体。
＜請求項４＞
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構造体と、
金属材料により形成され、前記アンテナ構造体を収容する外装ケースと、
を備えている電波受信機器。
＜請求項５＞
磁性材料によりコアを形成するコア形成工程と、
このコアの中央部に導線を巻回することによりコイルを形成するコイル形成工程と、
前記コアの端部を、磁性材料を含む材料で形成された第１の被覆部材により被覆する第１の被覆工程と、
前記コイルが形成されている前記コアの中央部を、磁性材料を含む材料で形成された第２の被覆部材により被覆する第２の被覆工程と、を含み、
前記第１の被覆部材と前記第２の被覆部材との間に間隙を設けることを特徴とするアンテナ構造体の製造方法。
＜請求項６＞
前記間隙となる領域に非透磁性の材料により形成されたギャップ部材を配置するギャップ部材配置工程をさらに含んでいることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ構造体の製造方法。
＜請求項７＞
前記コア形成工程において、前記コアは、前記第１の被覆部材により被覆されている端部よりも前記第２の被覆部材により被覆されている中央部が細くなるように形成されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のアンテナ構造体の製造方法。

１ 電波腕時計（電波受信機器）
２ アンテナ構造体
４ アンテナ外装ケース
５ 時計本体
６ 時計外装ケース
７ 駒部材
２１ コア
２２ コイル
２３ コンデンサ
２４ 第１の被覆部材
２５ 第２の被覆部材
２６ 間隙
２７ ギャップ部材
２１１ 直状部
２１２ 張出し部

Claims (5)

1. 磁性材料により長尺の板状に形成されたコアと、 前記コアの中央部は長手方向に延在する直状部を備え、前記コアの両端部は前記直状部の両端部に張り出した一対の張出し部を備え、
   前記コアの中央部に導線を巻回することにより形成されたコイルと、
   磁性材料を含む材料で形成され、前記コアの張出し部を被覆する第１の被覆部材と、
   磁性材料を含む材料で形成され、前記コイルが形成されている前記コアの直状部を被覆する第２の被覆部材と、を備え、
   前記コアは、前記第１の被覆部材により被覆されている張出し部よりも前記第２の被覆部材により被覆されている直状部が細くなるように形成されており、
   前記第１の被覆部材と前記第２の被覆部材との間に間隙を設けたことを特徴とするアンテナ構造体。
2. 非透磁性の材料により形成されたギャップ部材を、前記間隙となる領域に配置したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造体。
3. 請求項１又は請求項２に記載のアンテナ構造体と、
   金属材料により形成され、前記アンテナ構造体を収容する外装ケースと、
   を備えている電波受信機器。
4. 磁性材料によりコアを長尺の板状に形成し、前記コアの中央部には長手方向に延在する直状部を形成し、前記コアの両端部には前記直状部の両端部に張り出した一対の張出し部を形成するコア形成工程と、
   前記コアの中央部に導線を巻回することによりコイルを形成するコイル形成工程と、
   前記コアの張出し部を、磁性材料を含む材料で形成された第１の被覆部材により被覆する第１の被覆工程と、
   前記コイルが形成されている前記コアの直状部を、磁性材料を含む材料で形成された第２の被覆部材により被覆する第２の被覆工程と、を含み、
   前記コア形成工程において、前記コアは、前記第１の被覆部材により被覆されている張出し部よりも前記第２の被覆部材により被覆されている直状部が細くなるように形成され、
   前記第１の被覆部材と前記第２の被覆部材との間に間隙を設けることを特徴とするアンテナ構造体の製造方法。
5. 前記間隙となる領域に非透磁性の材料により形成されたギャップ部材を配置するギャップ部材配置工程をさらに含んでいることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ構造体の製造方法。

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