JPH11205017A - 携帯無線機用アンテナとその製法およびアンテナの給電構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を少なくすると共に、組立工数を少
なくすることができる構造のヘリカル型の携帯無線機用
アンテナを提供する。 【解決手段】 コイルエレメント１の内周側に樹脂が充
填されて、コイルエレメント１と一体に第１の樹脂成形
体２が成形されている。そして、その外周を被覆して、
コイルエレメント１および第１の樹脂成形体２と一体に
キャップ３が成形されることにより形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＰＨＳ（パーソナル
ハンディフォン オン システム）またはＰＤＣ（パ
ーソナル デジタル セルラー）などの携帯電話機や、
ＰＤＡ（パーソナル デジタル アシスタント：情報携
帯端末）などの携帯無線機用のアンテナに関する。さら
に詳しくは、収納タイプまたは固定式タイプの両方に利
用できる小形で軽量の携帯無線機用アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話機などのように、携帯無
線機用のアンテナは、携帯時のアンテナの出っ張りを短
くするため、電気長が所定の周波数の約１／４波長
（λ）になるようにコイル状にしたヘリカルアンテナ３
１からなるアンテナ部３０を模式的に示した図７のよう
に、筐体３２の側壁に取り付けられる構造になってい
る。このアンテナ部３０は筐体３２に完全に固着されて
これのみで着呼信号の受信および交信時用のアンテナと
して利用されたり、筐体３２内部に設けられた約１／２
波長アンテナと接続して利用されたり、このアンテナ部
３０の下端部に約１／２波長の第２のアンテナ部を接続
しておいて、交信時にアンテナ部３０と共に筐体３２か
ら引き出して使用する収納式アンテナとして使用される
場合などがある。

【０００３】従来のこの種のヘリカルアンテナは、図８
〜９に示されるような構造になっている。まず、図８
（ｂ）に示される構造は、図８（ａ）に分解図が示され
るように、コイル状に巻回されたコイルエレメント２１
の内周にポリカーボネートなどからなるボビン２２が挿
入され、ボビン２２の下端部に取付金具２４が圧入など
により固定されている。そして、コイルエレメント２１
の一端部が取付金具２４と電気的に接続されると共に、
コイルエレメント２１の外周にはＡＢＳ（アクリル ブ
タジェン スチロール）などからなるキャップ２３が被
せられて取付金具２４に螺合して固定されることにより
形成されている。

【０００４】また図９（ｂ）に示される構造は、図９
（ａ）に分解図が示されているように、コイルエレメン
ト用の溝が形成されたボビン２２の溝内にコイルエレメ
ント２１が挿入されると共に、ボビン２２の底部に取付
金具２４が圧入され、取付金具の先端部の凸凹部と共に
コイルエレメント２１の周囲を樹脂による一体成形でキ
ャップ２３が形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ヘリカルアンテナの構造は、コイルエレメント、ボビ
ン、取付金具、キャップなどをそれぞれ別々に部品とし
て準備しておき、それらを組み立てるか、キャップのみ
を予め準備しないで樹脂による一体成形で形成される構
造になっている。そのため、部品点数が多く、それぞれ
の部品を準備しておかなければならないと共に、それら
をそれぞれ組み立てなければならず、部品点数の増加お
よび組立工数の増加によりコスト高になるという問題が
ある。

【０００６】さらに前述の構造では、キャップの底部側
に取付金具が固定されているため、その取付金具２４と
キャップとの取付部に一定距離（図８〜９のＡ参照）の
固定部が必要になる。そのため、キャップの長さに対し
て実際にアンテナとして使用することができるコイルエ
レメントの長さＢが短くなり、アンテナ全体の小形化の
妨げになると共に、コイルエレメントと取付金具との接
触抵抗および接触部の寸法のバラツキに伴う共振周波数
のバラツキが大きくなるという問題がある。さらに、図
８に示される構造ではキャップ２３が取付金具２４のみ
で固定されているため、筐体にヘリカルアンテナを取り
付けた状態で落下させると衝撃が固定部に集中し、キャ
ップ２３に割れが入ったり、キャップ２３が緩んだり、
分離したりするという問題もある。また、取付金具２４
は金属製であるため、重量が重くなる。

【０００７】一方において、近年の電子機器の軽薄短小
化、なかんずく携帯電話機などの携帯機器の小型化およ
び軽量化の要求やコストダウンの要求は熾烈なものがあ
り、外形における数ｍｍ程度の縮小や数ｇ程度の軽量
化、および数円程度のコストダウンでも強く望まれてい
る。

【０００８】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、部品点数を少なくすると共に、組立
工数を少なくすることができる構造のヘリカル型の携帯
無線機用アンテナを提供することを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、金属製の取付金具を
使用しないで、小型で軽量の携帯無線機用アンテナを提
供することにある。

【００１０】本発明のさらに他の目的は、アンテナを電
子機器の筐体に取り付ける際に、アンテナと筐体側の給
電部とを簡単で、しかも確実に電気的に接続することが
できるアンテナの給電構造を提供することにある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、組立工程が簡
単で安価な携帯無線機用アンテナの製法を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による携帯無線機
用アンテナは、コイルエレメントと、該コイルエレメン
トの内周側に充填されて該コイルエレメントと一体成形
される第１の樹脂成形体と、前記コイルエレメントの外
周を被覆し、前記コイルエレメントおよび第１の樹脂成
形体と一体成形されるキャップとからなっている。

【００１３】前記コイルエレメントの下端側に第２のア
ンテナ部を接続し得るスリーブが固定され、前記キャッ
プが該スリーブの一端部も被覆するように形成されるこ
とにより、収納式アンテナのヘリカルアンテナ部を簡単
にローコストで製造することができるため好ましい。

【００１４】本発明のアンテナの給電構造は、コイルエ
レメントと、該コイルエレメントを保持する絶縁体と、
該コイルエレメントの周囲を被覆するキャップとを具備
し、前記コイルエレメントの下端部が前記キャップの下
端部から露出するようにアンテナが形成され、該露出す
るコイルエレメントの下端部と筐体側の給電部とを電気
的に接続する構造になっている。

【００１５】ここに下端部とは、このアンテナが筐体に
取り付けられる場合に、筐体と接続される側を意味す
る。

【００１６】本発明のアンテナの給電構造の他の形態
は、コイルエレメントと、該コイルエレメントを保持す
る絶縁体と、該コイルエレメントの周囲を被覆するキャ
ップとを具備し、前記コイルエレメントの下端部が該コ
イルの中心軸側に折り曲げられて該中心軸に沿って直線
部を形成して延びるようにアンテナが形成され、該直線
部と筐体側の給電部とを電気的に接続する構造になって
いる。

【００１７】本発明のアンテナの給電構造のさらに他の
形態は、コイルエレメントと、該コイルエレメントを保
持する絶縁体と、該コイルエレメントの周囲を被覆する
キャップとを具備し、前記コイルエレメントの下端部が
該コイルの中心軸側に折り曲げられて該中心軸の近傍で
直線部を形成して延び、前記絶縁体の下端部が該コイル
エレメントの直線部の近傍で該直線部に沿って突出部を
有するようにアンテナが形成され、該絶縁体の突出部と
筐体側の給電部とで前記直線部を挟持する（たとえば回
路基板の給電用ホットラインのパターンがコイルエレメ
ントの直線部と接触するように回路基板と平板部とで挟
み付けたり、給電部に接続された導電部材により挟み付
ける）ことにより前記アンテナと筐体側の給電部とを電
気的に接続する構造になっている。

【００１８】本発明の携帯無線機用アンテナの製法は、
（ａ）コイルエレメントを形成し、（ｂ）該コイルエレ
メントの内側に樹脂を一体成形して第１の成形体を形成
し、（ｃ）該コイルエレメントおよび第１の成形体の外
周に樹脂を一体成形してキャップを形成することを特徴
とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の携帯無線機用アンテナについて説明をする。

【００２０】本発明の携帯無線機用アンテナは、その一
実施形態の製造工程図が図１に示されるように、コイル
エレメント１の内周側に充填されてコイルエレメント１
と一体成形される第１の樹脂成形体２が設けられること
によりボビン組立体１０が形成され、その周囲にさらに
樹脂により一体成形された第２の樹脂成形体であるキャ
ップ３が設けられることにより構成されている。すなわ
ち、部品としてはコイルエレメント１が準備されるだけ
で、後は金型を用いた樹脂成形による樹脂成形体のみ
で、ヘリカル型の本発明の携帯無線機用アンテナが形成
されている。

【００２１】コイルエレメント１は、たとえばピアノ線
や、銅線や、リン青銅線または帯状体を電気長が送受信
する電波の波長の約１／４になるようにコイル状に巻回
されたものである。この電気長は、１／４波長でなくて
も約３／８波長、３／４波長などの他の長さに形成され
てもよい。

【００２２】第１の樹脂成形体２は、コイルエレメント
１のコイルが変形しないように、コイルエレメント１の
内周側に充填して設けられるもので、たとえばポリカー
ボネート、エラストマーなどの樹脂をトランスファモー
ルドまたはインジェクションモールドなどのモールド成
形によりコイルエレメント１と一体に形成されており、
ボビン組立体１０を構成している。図１に示される例で
は、第１の成形体２の下端部（筐体にアンテナが取り付
けられる場合の筐体側）に突出部２ａが設けられ、その
外周にネジ山が形成されており、図２に筐体１１に取り
付けた状態の断面説明図が示されるように、筐体１１側
のインサート１２にねじ込みにより取り付けられる構造
になっている。

【００２３】キャップ３は、コイルエレメント１の外周
を被覆して保護するもので、コイルエレメント１と第１
の樹脂成形体２とのボビン組立体１０の外周に設けられ
ている。このキャップ３は、たとえばＡＢＳ、エラスト
マーなどの樹脂をトランスファモールドまたはインジェ
クションモールドなどのモールド成形によりボビン組立
体１０と一体に形成されており、無線機用アンテナの外
観を構成している。図１に示される例では、キャップ３
の下端部（筐体にアンテナが取り付けられる場合の筐体
側）のコイルエレメント１の最下端のコイルと同一面に
なるように形成され、下端部のコイルが露出するように
形成されている。その結果、この露出したコイルを給電
用とすることができる。たとえば図２に示されるよう
に、筐体１１側のインサート１２を金属により形成して
おくことにより、第１の樹脂成形体２の突出部２ａをイ
ンサート１２にねじ込むだけでコイルエレメント１の最
下端のコイルがインサート１２と接触し、筐体１１内で
給電部１５をインサート１２に接続しておけば簡単にア
ンテナと給電部１５とを電気的に接続することができ
る。

【００２４】このアンテナを製造するには、まず図１
（ａ）に示されるように、たとえばピアノ線を所定の外
形（径および長さ）の寸法で電気長が所定の長さになる
ようにコイル状に巻回してコイルエレメント１を形成す
る。ついで、このコイルエレメント１の外径に合せた空
洞、および突出部２ａ用の空洞を形成した樹脂成形用の
金型に入れて、ポリカーボネートなどの樹脂を流し込ん
で硬化させることにより、第１の樹脂成形体２を形成す
る。その結果、図１（ｂ）に示されるようなコイルエレ
メント１と第１の樹脂成形体２とが一体化されたボビン
組立体１０が形成される。その後、このボビン組立体１
０をコイルエレメント１の周囲に一定の間隙を有する大
きさの空洞を有する樹脂成形用の金型に入れてＡＢＳな
どの樹脂を流し込み、硬化させることにより、第２の樹
脂成形体であるキャップ３を形成する。その結果、図１
（ｃ）に示されるようなボビン組立体１０とキャップ３
とが一体成形されたアンテナが得られる。

【００２５】本発明のアンテナによれば、部品としては
コイルエレメントのみを準備すればよく、後は樹脂によ
る一体成形のみで製造することができる。その結果、従
来の取付金具も必要でなくなり、部品点数が非常に少な
くなると共に、組立工程も、金型内に組立体を挿入して
樹脂を充填するだけで済むため、従来のようにボビンに
コイルエレメントを挿入したり、キャップを取付金具に
ねじ込む必要がなく、非常に簡単に製造することができ
る。さらに、取付金具が不要になることにより、キャッ
プの長さに相当する部分の全体にコイルエレメントを配
設することができ、アンテナとして必要最小限の寸法に
形成することができると共に、取付金具の金属がなくな
るため軽量になる。そのため、非常に安価で、軽量、小
形のアンテナが得られる。

【００２６】また、前述のように、コイルエレメントの
最下端のコイルをキャップ３から露出させておくことに
より、筐体内での給電部との接続を非常に簡単に行うこ
とができるアンテナの給電構造が得られる。なお、この
給電構造は、図１に示されるような樹脂一体成形型のア
ンテナでなく、従来のキャップを被せる構造のものでも
コイルエレメントの最下端部のコイルをキャップから露
出させることにより構成することができる。

【００２７】図３（ａ）〜（ｂ）は、図１に示される構
造のアンテナの変形例を示す断面説明図およびその底面
説明図である。この例は、コイルエレメント１の給電部
との接続部を変更した例で、コイルエレメント１の下端
部（筐体に取り付けた場合の筐体側）の先端部をコイル
の中心軸部分に折り返し、そのまま中心軸に沿って下端
部からさらに下側に延ばして直線部１ａを有するように
コイルエレメントを形成し、第１の樹脂成形体２を成形
する際に、その突出部２ａがコイルエレメント１の直線
部１ａを被覆するように成形し、さらにその突出部２ａ
よりコイルエレメント１の直線部１ａが延びて露出する
ように形成されている。第１の樹脂成形体２およびキャ
ップ３の成形方法などについては前述の例と同様であ
る。このアンテナを筐体に取り付ける例を図３（ｃ）に
断面説明図で示す。この例ではコイルエレメント１の一
端部が直線部１ａとして延びているため、コイルエレメ
ント１の直線部１ａを挟持するように湾曲部が設けられ
た筐体接触プレート１３ａ、１３ｂのような板材により
挟持することにより、給電部１５と電気的に接続するこ
とができるアンテナの給電構造が得られる。また、アン
テナの取付部の筐体１１側に円筒状の金属製インサート
（図示せず）を設けておき、接地することにより、同軸
型として給電することができる。この給電構造も、樹脂
一体成形のアンテナに限らず、たとえば円筒状のボビン
を使用したり、キャップのみを後から被せる構造のアン
テナなどでも、コイルエレメントの下端部を直線部とし
て導出することにより同様の給電構造を構成することが
できる。

【００２８】図４（ａ）は図１に示される構造のさらな
る変形例を示す断面説明図である。この例は、コイルエ
レメント１の先端部を中心軸部分に折り返してそのまま
中心軸に沿って延ばし、直線部１ａを形成するのは図３
に示されるのと同様で、さらに第１の成形体２の下端部
の突出部２ｂを図４（ｂ）に底面図が示されるように、
中心軸部分で平板状になるように形成されている。この
アンテナを筐体に取り付ける例を図４（ｃ）に断面説明
図および一部斜視説明図で示す。この例では、給電用の
接触板（給電部）１４上にコイルエレメント１の直線部
１ａを第１の成形体の突出部２ｂを介してビス１５によ
り直接固定することにより電気的に接続することができ
る。この筐体側の給電部と接続する給電構造は、筐体内
のプリント回路基板の給電用ホットラインのパターンを
コイルエレメント１の直線部１ａと接触するようにプリ
ント回路基板と平板状の突出部２ｂとをビスなどにより
固定することもできる。また、平板状の突出部２ｂに直
線部１ａがある程度埋め込まれる構造にすると一層給電
部との接続が容易になり、導電性接着剤により給電部と
の接続をすることもできる。この給電構造も、前述と同
様に、樹脂一体成形型のアンテナに限定されない。

【００２９】図５〜６は、従来構造のように第２のアン
テナ部と電気的に接続するスリーブまたは筐体に取り付
ける取付部を有しながら製造工程が簡単なアンテナの例
の製造工程を示す説明図である。図５に示される例は、
筐体内に第２のアンテナ部を収納したり、筐体から引き
出したりし得る第２のアンテナ部の先端に固定されるヘ
リカル型のアンテナの例で、図５（ａ）に示されるよう
に、第２のアンテナ部を固定し得る金属性のスリーブ５
とコイルエレメント１とを圧入などにより固定し、つい
で、図１の例と同様にコイルエレメント１部を樹脂によ
り一体成形して、第１の樹脂成形体２を形成する（図５
（ｂ）参照）。その後、図５（ｃ）に示されるように、
スリーブ５の凹凸部５ａ部分を覆うように第２の樹脂成
形体であるキャップ３を前述と同様に一体成形により形
成する。

【００３０】この構造にすることにより、金属性のスリ
ーブ５からキャップ３が抜けないようにスリーブ５の先
端部に凹凸部５ａを形成する部分が必要となり、従来構
造と同様にその部分の長さを短くすることができない
が、ボビンを予め作製してエレメント１とボビンおよび
スリーブ５との組立てなどを行うことなく樹脂成形のみ
で製造することができ、少ない部品で短時間で製造する
ことができる。

【００３１】図６に示される例は、取付金具などの筐体
への取付部４を有する固定式アンテナの例で、図５の例
と同様に、長さの縮小については充分でないものの、部
品数を減らし、製造工程を簡略化した構造例である。図
５と異なるところは、アンテナを引き出したり収納する
収納式でなく固定式であるため、第２のアンテナ部を固
定するスリーブでなく筐体に固定できるように下端部に
ネジ部４ｃが形成されると共に、キャップ３抜け防止の
ための凹凸部４ａが設けられた取付部４とコイルエレメ
ント１とを固定する点のみで、他は図５の例と同様に樹
脂により一体成形されている。図５と同じ部分には同じ
符号を付してその説明を省略する。

【００３２】なお、図５〜６に示される例では、スリー
ブ５や取付部４を金属で形成したが、金属に代えて導電
性樹脂により形成してもよく、または第１の樹脂成形体
と一体で絶縁性樹脂によりスリーブおよび取付部を形成
し、その部分のみの表面をメッキにより形成することも
できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、部品点数が少なくなる
と共に、組立工数を削減することができ、全自動化をす
ることもできる。その結果、大幅なコストダウンを達成
することができる。

【００３４】さらに、金属性の取付部を使用しないこと
により、アンテナ部の全体にコイルエレメントを設ける
ことができ、コイルエレメントの長大化またはアンテナ
外形を小さくすることができる。

【００３５】また、本発明のアンテナの給電構造によれ
ば、簡単な構成で、アンテナを筐体に取り付けた際に確
実に筐体側の給電部と電気的に接続することができ、ア
ンテナ接続の信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の携帯無線機用アンテナの一実施形態の
製造工程を示す説明図である。

【図２】図１のアンテナを筐体に取り付けた状態の断面
説明図である。

【図３】図１のアンテナの変形例を示す断面説明図およ
び筐体への取付状態を示す図である。

【図４】図１のアンテナのさらに他の変形例を示す断面
説明図および筐体への取付状態を示す図である。

【図５】本発明の携帯無線機用アンテナの他の実施形態
の製造工程を示す説明図である。

【図６】図５の変形例を示す説明図である。

【図７】従来の携帯無線機に取り付けられたアンテナの
一例を示す図である。

【図８】従来の携帯用無線機用アンテナの製造工程の一
例を示す説明図である。

【図９】従来の携帯用無線機用アンテナの製造工程の他
の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ コイルエレメント ２ 第１の樹脂成形体 ３ キャップ ４ 取付部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルエレメントと、該コイルエレメン
   トの内周側に充填されて該コイルエレメントと一体成形
   される第１の樹脂成形体と、前記コイルエレメントの外
   周を被覆し、前記コイルエレメントおよび第１の樹脂成
   形体と一体成形されるキャップとからなる携帯無線機用
   アンテナ。
2. 【請求項２】 前記コイルエレメントの下端部に第２の
   アンテナ部を接続し得るスリーブが固定され、前記キャ
   ップが該スリーブの一端部も被覆するように形成されて
   なる請求項１記載のアンテナ。
3. 【請求項３】 コイルエレメントと、該コイルエレメン
   トを保持する絶縁体と、該コイルエレメントの周囲を被
   覆するキャップとを具備し、前記コイルエレメントの下
   端部が前記キャップの下端部から露出するようにアンテ
   ナが形成され、該露出するコイルエレメントの下端部と
   筐体側の給電部とを電気的に接続するアンテナの給電構
   造。
4. 【請求項４】 コイルエレメントと、該コイルエレメン
   トを保持する絶縁体と、該コイルエレメントの周囲を被
   覆するキャップとを具備し、前記コイルエレメントの下
   端部が該コイルの中心軸側に折り曲げられて該中心軸に
   沿って直線部を形成して延びるようにアンテナが形成さ
   れ、該直線部と筐体側の給電部とを電気的に接続するア
   ンテナの給電構造。
5. 【請求項５】 コイルエレメントと、該コイルエレメン
   トを保持する絶縁体と、該コイルエレメントの周囲を被
   覆するキャップとを具備し、前記コイルエレメントの下
   端部が該コイルの中心軸側に折り曲げられて該中心軸の
   近傍で直線部を形成して延び、前記絶縁体の下端部が該
   コイルエレメントの直線部の近傍で該直線部に沿って突
   出部を有するようにアンテナが形成され、該絶縁体の突
   出部と筐体側の給電部とで前記直線部を挟持することに
   より前記アンテナと筐体側の給電部とを電気的に接続す
   るアンテナの給電構造。
6. 【請求項６】 （ａ）コイルエレメントを形成し、
   （ｂ）該コイルエレメントの内側に樹脂を一体成形して
   第１の成形体を形成し、（ｃ）該コイルエレメントおよ
   び第１の成形体の外周に樹脂を一体成形してキャップを
   形成することを特徴とする携帯無線機用アンテナの製
   法。