JP6769820B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明はアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device.
NFC(Near Field Communication)等の非接触式の通信に使用されるアンテナ装置として、例えば特許文献1に記載された装置が知られている。図9は、特許文献1に記載されたアンテナ装置の概略構成を示す斜視図である。
As an antenna device used for non-contact communication such as NFC (Near Field Communication), for example, the device described in
図9に示されるように、アンテナ装置としてのRFID(Radio Frequency Identification)タグ200は、アンテナ素子210と給電デバイス220とを備えている。アンテナ素子210は、基材シート211と、その上面に形成されたコイル導体212とにより構成されている。また、給電デバイス220は、給電素子221とRFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)222とにより構成されている。給電素子221は、基材シート223上面にコイル導体224・225が閉磁路を構成するように巻回されている。給電素子221は、アンテナ素子210に近接配置され、例えば両面粘着シートを介して結合部CAに粘着されている。
As shown in FIG. 9, the RFID (Radio Frequency Identification)
しかしながら、上述のような従来技術は、アンテナ素子210に給電デバイス220を取付けるに際し、アンテナ素子210と給電素子221との間で位置ずれが生じるという問題がある。
However, the above-mentioned conventional technique has a problem that when the
本発明の一態様は、取付けに際し、アンテナ装置の組立に際し、アンテナ素子と給電素子との間の位置ずれを小さくできるアンテナ装置を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is to realize an antenna device capable of reducing the positional deviation between the antenna element and the feeding element at the time of mounting and assembling the antenna device.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、方形状に巻回された第1のコイル導体を備えたアンテナ素子と、給電素子とを備え、前記給電素子は、第2のコイル導体を備え、前記第2のコイル導体によって生じる磁束が閉磁回路を構成するものであり、前記第1のコイル導体と前記第2のコイル導体とが電磁界を介して磁気結合しているアンテナ装置であって、前記アンテナ素子と前記給電素子との相対的な位置を決定するための位置決め部を2つ以上備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the antenna device according to one aspect of the present invention includes an antenna element including a first coil conductor wound in a square shape and a feeding element, and the feeding element is provided with a feeding element. A second coil conductor is provided, and the magnetic flux generated by the second coil conductor constitutes a closed circuit, and the first coil conductor and the second coil conductor are magnetically coupled via an electromagnetic field. The coil device is characterized in that it is provided with two or more positioning portions for determining the relative positions of the antenna element and the feeding element.
本発明の一態様によれば、アンテナ装置の組立に際し、アンテナ素子と給電素子との間の位置ずれを小さくできるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, there is an effect that the positional deviation between the antenna element and the feeding element can be reduced when assembling the antenna device.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るアンテナ装置10の概略構成を示す断面図である。図2は、本実施形態に係るアンテナ装置10内部の概略構成を示す平面図である。なお、図2では、リアカバー2内での、アンテナ素子1のコイル導体1b、給電デバイス3、プリント配線板4、及び位置決め部8を示し、その他の構成部材については省略している。
[Embodiment 1]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
図1及び図2に示されるように、本実施形態に係るアンテナ装置10は、アンテナ素子1と、リアカバー2(筐体)と、給電デバイス3(給電素子)と、プリント配線板4(配線基板)と、キャビネット5と、内部ホルダ6(保持部)と、フロント側部品群7と、を備えている。フロント側部品群7は、内部ホルダ6におけるリアカバー2と反対側に設けられた部品群のことをいう。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
アンテナ素子1は、基材シート1aと、基材シート1a上に形成されたコイル導体1b(第1のコイル導体)とを備えている。コイル導体1bは、基材シート1aにおけるリアカバー2と対向する面に形成されており、基材シート1aの周縁に沿って方形状に巻回して配線されている。
The
給電デバイス3は、図3に示されるように、プリント配線板4に実装されており、コイル導体3a(第2のコイル導体)を備えている。コイル導体3aは、コイル導体3aによって生じる磁束が閉磁回路を構成するように設けられている。
As shown in FIG. 3, the
図2に示されるように、アンテナ素子1のコイル導体1bと給電デバイス3のコイル導体3aとは、近接して配置され、電磁界(主に磁界)を介して磁気結合している。コイル導体1bに電流が流れると、コイル導体1bの周囲に磁束が周回する。この磁束によりコイル導体3aに起電力が励起され、給電デバイス3に電力が供給される。また、コイル導体3aに電流が流れると、コイル導体3aから発生した磁束により、コイル導体1bに電流が励起される。コイル導体3aは、上記のようにコイル導体1bと電磁界を介して磁気結合できる構成であればよい。
As shown in FIG. 2, the
リアカバー2は、アンテナ装置10の各種部品を収容する筐体であり、背面側の外観を構成する。リアカバー2の内面には、アンテナ素子1が設けられている。また、キャビネット5は、給電デバイス3が実装されたプリント配線板4、及びフロント側部品群7を収容するための部材である。キャビネット5には、リアカバー2を取付けるための取付け部5bが設けられている。
The rear cover 2 is a housing for accommodating various parts of the
リアカバー2がキャビネット5に取付けられたとき、アンテナ素子1は、リアカバー2とキャビネット5とにより形成された空間に配置されている。一方、給電デバイス3は、キャビネット5内に配置されている。すなわち、アンテナ装置10では、アンテナ素子1と給電デバイス3とは、キャビネット5の壁部を隔てて離間した配置となっている。
When the rear cover 2 is attached to the cabinet 5, the
給電デバイス3が実装されたプリント配線板4は、キャビネット5内に設けられた内部ホルダ6に粘着性テープにより取付けられている。給電デバイス3は、内部ホルダ6により保持されている。内部ホルダ6は、その周囲に、キャビネット5の内壁に当接する弾性部6bを有している。弾性部6bは、キャビネット5内にて4方向で弾性変形するように構成されている。これにより、内部ホルダ6は、キャビネット5に対して、弾性部6bの4方向の弾性力のバランスによって柔軟な位置決めがされる。
The printed wiring board 4 on which the
ここで、アンテナ装置10は、アンテナ素子1が設けられたリアカバー2を、キャビネット5内に給電デバイス3、プリント配線板4、及びフロント側部品群7等が収容された装置本体に取付けることにより組立てられる。リアカバー2を前記装置本体に取付けるに際し、アンテナ素子1及び給電デバイス3は離間して配されるため、給電デバイス3に対するアンテナ素子1の相対位置がずれるという問題がある。
Here, the
そこで、アンテナ装置10では、アンテナ素子1と給電デバイス3との相対的な位置を決定するための位置決め部8が2つ設けられている。位置決め部8は、アンテナ素子1のコイル導体1bに囲まれた方形状の領域内に設けられている。
Therefore, the
位置決め部8はそれぞれ、突起部2aと、突起部2aと対となる穴部1c、5a、4a及び6aとを備えている。突起部2aは、リアカバー2からプリント配線板4へ向かって突出した構成となっている。また、穴部1c、4a、5a、及び6aはそれぞれ、アンテナ素子1、プリント配線板4、キャビネット5、及び内部ホルダ6に形成されており、突起部2aが挿通するように構成されている。穴部1c、4a、5a、及び6aは、突起部2aを挿入することにより突起部2aの位置を固定する固定部として機能する。
The
アンテナ装置10を組立てるに際し、突起部2aをアンテナ素子1の穴部1cに挿入することにより、リアカバー2に対するアンテナ素子1の位置が決定される。そして、この状態で突起部2aを穴部1c、4a、5a、及び6aに挿入するようにリアカバー2を取付けることにより、アンテナ素子1と給電デバイス3との相対位置が決まる。
When assembling the
このように位置決め部8を設けることにより、アンテナ素子1と給電デバイス3との相対位置が決定される。また、位置決め部8が2つ設けられ、アンテナ素子1がリアカバー2の2か所で位置決め(位置固定)されているため、アンテナ素子1の回転による位置ずれを少なくすることができ、高い位置決め精度を実現することができる。その結果、給電デバイス3に対するアンテナ素子1の位置決め精度が向上し、アンテナ感度及び性能を確保することができる。なお、位置決め部8の数は、2つに限定されず、アンテナ素子1の回転によるずれを少なくできれば、2つ以上であってもよい。
By providing the
ここで、内部ホルダ6は、キャビネット5に対して、弾性部6bの4方向の弾性力のバランスによって柔軟な位置決めがされている。そして、アンテナ装置10では、アンテナ素子1の穴部1cと内部ホルダ6の穴部6aとに共通して突起部2aが挿入された状態で位置決めされている。それゆえ、アンテナ装置10を組立てるに際し、給電デバイス3の位置は、取付けたときのリアカバー2の位置に追従する。このため、アンテナ素子1と給電デバイス3との間の取付けのずれを抑制することができ、アンテナ素子1と給電デバイス3との相対位置を定めることができる。
Here, the
また、2つの位置決め部8は、可能な限り距離を長くして離間して配置されていることが好ましい。これにより、アンテナ素子1の回転による位置ずれをより少なくすることができる。
Further, it is preferable that the two
図4は、位置決め部間の距離を短くして離間した場合(位置決め部8aの位置関係)、及び位置決め部間の距離を長くして離間した場合(位置決め部8bの位置関係)におけるアンテナ素子1の回転による位置ずれを模式的に示した図である。図4では、いずれの場合においても、アンテナ素子1の回転による位置ずれを同一としている(H1=H2)。また、アンテナ素子1の回転中心と位置決め部8a・8bとの距離をそれぞれ、距離L1、L2としている。また、位置決め部8aの位置関係とした場合のアンテナ素子1の回転角度をθ1とし、位置決め部8bの位置関係とした場合のアンテナ素子1の回転角度をθ2としている。
FIG. 4 shows the
図4に示されるように、距離L2が距離L1よりも大きくなっている(L2>L1)場合、角度θ1が角度θ2よりも大きくなる(θ2<θ1)。それゆえ、アンテナ素子1の回転による位置ずれが同一であっても、位置決め部間の距離を長くして離間した(位置決め部8bの位置関係)の方が、アンテナ素子1の回転による位置ずれが小さくなることがわかる。図1及び図2に示される構成では、位置決め部8は、コイル導体1bに囲まれた方形状の領域の異なる角部に配置されている。これにより、アンテナ素子1の回転による位置ずれを小さくすることができる。
As shown in FIG. 4, when the distance L2 is larger than the distance L1 (L2> L1), the angle θ1 is larger than the angle θ2 (θ2 <θ1). Therefore, even if the positional deviation due to the rotation of the
図5は、図1及び図2に示される構成の変形例を示す平面図である。図5に示されるように、2つの位置決め部8は、コイル導体1bに囲まれた領域の異なる角部に配置され、かつ、給電デバイス3の近傍に配置されていてもよい。換言すると、平面視において、給電デバイス3は、2つの位置決め部8を結ぶ直線が通過する位置に配置されている。
FIG. 5 is a plan view showing a modified example of the configuration shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 5, the two
アンテナ素子1の回転中心と給電デバイス3の中心とのずれが大きいと、この中心ずれに起因して、アンテナ素子1が回転したときにアンテナ素子1と給電デバイス3との間にずれが生じるため、位置ずれにつながる。図5に示された構成とすることにより、アンテナ素子1の回転中心と給電デバイス3の中心とを近くすることができるので、上記位置ずれを抑制することができる。
If the deviation between the center of rotation of the
図6は、図1及び図2に示される構成のさらに他の変形例を示す平面図である。図6に示されるように、2つの位置決め部8はそれぞれ、コイル導体1bに囲まれた領域の対角の位置に配置されていてもよい。
FIG. 6 is a plan view showing still another modification of the configuration shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 6, the two
また、上記の構成では、突起部2aの位置を固定する固定部として、穴部1c、4a、5a、及び6aが設けられていた。しかし、固定部の構成は、突起部2aを挿入する穴部に限定されず、突起部2aと嵌合する嵌合部であってもよい。
Further, in the above configuration, holes 1c, 4a, 5a, and 6a are provided as fixing portions for fixing the position of the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図7は、本実施形態に係るアンテナ装置10A内部の概略構成を示す平面図である。
[Embodiment 2]
The other embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG. 7. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description thereof will be omitted. FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration inside the
本実施形態に係るアンテナ装置10Aは、位置決め部8cの構成が実施形態1と異なる。図7に示されるように、位置決め部8cでは、突起部6cが内部ホルダ6に設けられている。そして、位置決め部8cは、突起部6cと対になる穴部1c、5a、及び4aを備えている。突起部6cは、内部ホルダ6からリアカバー2へ向かって突出した構成となっている。
The
アンテナ装置10Aを組立てるに際し、突起部6cをアンテナ素子1の穴部1cに挿入するようにリアカバー2を取付けることにより、アンテナ素子1と給電デバイス3との相対位置が決まる。
When assembling the
〔実施形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について、図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図8は、本実施形態に係るアンテナ装置10B内部の概略構成を示す平面図である。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description thereof will be omitted. FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration inside the
本実施形態に係るアンテナ装置10Bは、位置決め部8dの構成が実施形態1と異なる。図8に示されるように、位置決め部8dでは、突起部4bがプリント配線板4に設けられている。そして、位置決め部8dは、突起部4bと対になる穴部1c及び5aを備えている。突起部4bは、プリント配線板4からリアカバー2へ向かって突出した構成となっている。
The
アンテナ装置10Bを組立てるに際し、突起部4bをアンテナ素子1の穴部1cに挿入するようにリアカバー2を取付けることにより、アンテナ素子1と給電デバイス3との相対位置が決まる。
When assembling the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るアンテナ装置10は、方形状に巻回された第1のコイル導体(コイル導体1b)を備えたアンテナ素子1と、給電素子(給電デバイス3)とを備え、前記給電素子は、第2のコイル導体(コイル導体3a)を備え、前記第2のコイル導体によって生じる磁束が閉磁回路を構成するものであり、前記第1のコイル導体と前記第2のコイル導体とが電磁界を介して磁気結合しているアンテナ装置であって、前記アンテナ素子1と前記給電素子との相対的な位置を決定するための位置決め部8、8c、8dを2つ以上備えた構成である。
[Summary]
The
上記の構成によれば、位置決め部8、8c、8dを備えているので、アンテナ装置10を組立てるに際し、アンテナ素子1と給電素子との相対位置が決定される。また、位置決め部8の数が2つ以上であるので、アンテナ素子1の回転による位置ずれを少なくすることができ、高い位置決め精度を実現することができる。その結果、上記の構成によれば、アンテナ装置10を組立てるに際し、アンテナ素子1と給電素子との間の位置ずれを小さくできる。
According to the above configuration, since the
本発明の態様2に係るアンテナ装置10は、上記態様1において、前記位置決め部8のうち少なくとも2つはそれぞれ、前記第1のコイル導体(コイル導体1b)に囲まれた方形状の領域内に配置され、該領域の異なる2つの角部に近接している構成である。
In the
上記の構成によれば、前記方形状の領域内において位置決め部8間の距離は比較的距離を長くなるので、アンテナ素子1の回転による位置ずれをより少なくすることができる。
According to the above configuration, since the distance between the
本発明の態様3に係るアンテナ装置10は、上記態様1または2において、その内面に前記アンテナ素子1が設けられた筐体(リアカバー2)と、前記給電素子(給電デバイス3)を保持する保持部(内部ホルダ6)と、を備え、前記位置決め部8は、突起部2aと、前記アンテナ素子1に設けられ、前記突起部2aが挿通する穴部1cと、前記突起部2aと嵌合する、あるいは前記突起部2aを挿入する固定部(穴部6a)と、を備え、前記突起部2aは、前記筐体から前記保持部へ向けて突出するように設けられ、前記固定部は、前記保持部に設けられている構成であってもよい。
In the
上記の構成によれば、アンテナ装置10を組立てるに際し、突起部2aをアンテナ素子1の穴部1cに挿入することにより、前記筐体(リアカバー2)に対するアンテナ素子1の位置が決定される。そして、この状態で突起部2aを前記固定部(穴部6a)に嵌合させる、あるいは挿入するように前記筐体(リアカバー2)を取付けることにより、アンテナ素子1と給電素子(給電デバイス3)との相対位置が決まる。それゆえ、上記の構成によれば、アンテナ装置10を組立てるに際し、アンテナ素子1と給電素子との間の位置ずれを小さくできる。
According to the above configuration, when assembling the
本発明の態様4に係るアンテナ装置10Aは、上記態様1または2において、その内面に前記アンテナ素子1が設けられた筐体(リアカバー2)と、前記給電素子(給電デバイス3)を保持する保持部(内部ホルダ6)と、を備え、前記位置決め部8cは、突起部6cと、前記アンテナ素子1に設けられ、前記突起部6cが挿通する穴部1cと、前記突起部6cと嵌合する、あるいは前記突起部6cを挿入する固定部(穴部1c)と、を備え、前記突起部6cは、前記保持部から前記筐体へ向けて突出し、前記穴部1cが前記固定部として機能する構成である。
In the
上記の構成によれば、アンテナ装置10Aを組立てるに際し、突起部6cをアンテナ素子1の固定部としての穴部1cに挿入するように前記筐体(リアカバー2)を取付けることにより、アンテナ素子1と前記給電素子(給電デバイス3)との相対位置が決まる。それゆえ、上記の構成によれば、アンテナ装置10Aを組立てるに際し、アンテナ素子1と給電素子との間の位置ずれを小さくできる。
According to the above configuration, when assembling the
本発明の態様5に係るアンテナ装置10Bは、上記態様1または2において、その内面に前記アンテナ素子1が設けられた筐体(リアカバー2)と、前記給電素子(給電デバイス3)が実装された配線基板(プリント配線板4)と、を備え、前記位置決め部8dは、突起部4bと、前記アンテナ素子1に設けられ、前記突起部4bが挿通する穴部1cと、前記突起部4bと嵌合する、あるいは前記突起部4bを挿入する固定部(穴部1c)と、を備え、前記突起部4bは、前記配線基板から前記筐体へ向けて突出するように設けられ、前記穴部1cが前記固定部として機能する構成である。
In the
上記の構成によれば、アンテナ装置10Bを組立てるに際し、突起部4bをアンテナ素子1の固定部としての穴部1cに挿入するように前記筐体(リアカバー2)を取付けることにより、アンテナ素子1と前記給電素子(給電デバイス3)との相対位置が決まる。それゆえ、上記の構成によれば、アンテナ装置10Bを組立てるに際し、アンテナ素子1と給電素子との間の位置ずれを小さくできる。
According to the above configuration, when assembling the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 アンテナ素子
1b コイル導体(第1のコイル導体)
1c 穴部
2 リアカバー(筐体)
2a 突起部
3 給電デバイス(給電素子)
3a コイル導体(第2のコイル導体)
4 プリント配線板(配線基板)
4b 突起部
6 内部ホルダ(保持部)
6a 穴部(固定部)
6c 突起部
10、10A、10B アンテナ装置
1
1c hole 2 rear cover (housing)
3a coil conductor (second coil conductor)
4 Printed wiring board (wiring board)
6a Hole (fixed part)
6c
Claims (5)
前記給電素子は、第2のコイル導体を備え、前記第2のコイル導体によって生じる磁束が閉磁回路を構成するものであり、
前記第1のコイル導体と前記第2のコイル導体とが電磁界を介して磁気結合しているアンテナ装置であって、
前記アンテナ素子と前記給電素子との相対的な位置を決定するための位置決め部を2つ以上備えたことを特徴とするアンテナ装置。 An antenna element having a first coil conductor wound in a square shape and a feeding element are provided.
The feeding element includes a second coil conductor, and the magnetic flux generated by the second coil conductor constitutes a closed magnetic circuit.
An antenna device in which the first coil conductor and the second coil conductor are magnetically coupled via an electromagnetic field.
An antenna device including two or more positioning portions for determining the relative positions of the antenna element and the feeding element.
前記位置決め部は、突起部と、前記アンテナ素子に設けられ、前記突起部が挿通する穴部と、前記突起部と嵌合する、あるいは前記突起部を挿入する固定部と、を備え、
前記突起部は、前記筐体から前記保持部へ向けて突出するように設けられ、前記固定部は、前記保持部に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置。 A housing provided with the antenna element on its inner surface and a holding portion for holding the power feeding element are provided.
The positioning portion includes a protrusion, a hole provided in the antenna element through which the protrusion is inserted, and a fixing portion that fits the protrusion or inserts the protrusion.
The antenna device according to claim 1 or 2, wherein the protrusion is provided so as to project from the housing toward the holding portion, and the fixing portion is provided on the holding portion. ..
前記位置決め部は、突起部と、前記アンテナ素子に設けられ、前記突起部が挿通する穴部と、前記突起部と嵌合する、あるいは前記突起部を挿入する固定部と、を備え、
前記突起部は、前記保持部から前記筐体へ向けて突出し、前記穴部が前記固定部として機能することを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置。 A housing provided with the antenna element on its inner surface and a holding portion for holding the power feeding element are provided.
The positioning portion includes a protrusion, a hole provided in the antenna element through which the protrusion is inserted, and a fixing portion that fits the protrusion or inserts the protrusion.
The antenna device according to claim 1 or 2, wherein the protruding portion projects from the holding portion toward the housing, and the hole portion functions as the fixing portion.
前記位置決め部は、突起部と、前記アンテナ素子に設けられ、前記突起部が挿通する穴部と、前記突起部と嵌合する、あるいは前記突起部を挿入する固定部と、を備え、
前記突起部は、前記配線基板から前記筐体へ向けて突出するように設けられ、前記穴部が前記固定部として機能することを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置。 A housing provided with the antenna element on its inner surface and a wiring board on which the power feeding element is mounted are provided.
The positioning portion includes a protrusion, a hole provided in the antenna element through which the protrusion is inserted, and a fixing portion that fits the protrusion or inserts the protrusion.
The antenna device according to claim 1 or 2, wherein the protrusion is provided so as to project from the wiring board toward the housing, and the hole functions as the fixing portion.
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