(57)【要約】【課題】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する。【解決手段】本発明のアンテナ装置（１０）は、方形状の第１のコイル導体（１ｂ）を備えたアンテナ素子（１）と、第２のコイル導体（３ａ）によって生じる磁束が閉磁回路を構成する給電デバイス（３）と、を備え、第１のコイル導体（１ｂ）と第２のコイル導体（３ａ）とが電磁界を介して磁気結合しており、位置決め部（８）を２つ以上備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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するアンテナ装置。
【請求項２】
前記位置決め部のうち少なくとも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ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
その内面に前記アンテナ素子が設けられた筐体と、前記給電素子を保持する保持部と、を備え、
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。
【請求項４】
その内面に前記アンテナ素子が設けられた筐体と、前記給電素子を保持する保持部と、を備え、
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。
【請求項５】
その内面に前記アンテナ素子が設けられた筐体と、前記給電素子が実装された配線基板と、を備え、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１３／０３５８２１号パンフレット（２０１３年  ３月１４日国際公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係るアンテナ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るアンテナ装置内部の概略構成を示す平面図である。
【図３】図１に示すアンテナ装置の給電デバイス及びプリント配線板の概略構成を示す斜視図である。
【図４】位置決め部間の距離を短くして離間した場合、及び位置決め部間の距離を長くして離間した場合におけるアンテナ素子の回転による位置ずれを模式的に示した図である。
【図５】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６】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７】本発明の実施形態２に係るアンテナ装置内部の概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態３に係るアンテナ装置内部の概略構成を示す平面図である。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
〔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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
〔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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
〔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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【符号の説明】
【００４８】
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
【図１】
2018064151.tif 000003
【図２】
2018064151.tif 000004
【図３】
2018064151.tif 000005
【図４】
2018064151.tif 000006
【図５】
2018064151.tif 000007
【図６】
2018064151.tif 000008
【図７】
2018064151.tif 000009
【図８】
2018064151.tif 000010
【図９】
2018064151.tif 000011