(57)【要約】【課題】  アンテナコイル２１に対してフェライトコア２２が位置ずれせず、安定した受信感度が得られるアンテナの構造と、表示素子などでアンテナ１７の受信感度が阻害されず、また、衝撃や振動に対して強固なアンテナ１７の支持構造の提供。【解決手段】  アンテナ１７は、ループ状で空芯のアンテナコイル２１とフェライトコア２２を備える。フェライトコア２２は、前記空芯の２つの開口の一方に面する一端と他方の開口に面する他端とを備え、一端にのみアンテナコイル２１の上側面に係合する位置決め用段差部２５が設けられている。アンテナ１７は、フェライトコア２２の段差部２５が設けられた側がダンパー部材２６により支持され、ダンパー部材２６と反対側はアンテナコイル２１の下端が下フレーム１０に支持されている。  回路基板１６の側方にアンテナ１７が配置され、回路基板１６とは、前記のダンパー部材２６と反対の面にハンダ付けされる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ状の金属板によって形成される空芯にコア磁性体を備えたアンテナにおいて、前記コア磁性体は前記空芯の２つの開口の一方に面する一端と他方の開口に面する他端とを備え、前記一端にのみ前記金属板に対する位置決めをする為の段差部が設けられていることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記金属板は、前記コア磁性体に一回巻きされていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記コア磁性体はフェライト材料であり、前記金属板は銅合金材料であ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。
【請求項４】
前記コア磁性体の前記段差部が設けられた側が弾性体により支持されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のアンテナを支持するアンテナ支持構造。
【請求項５】
前記弾性体と反対側では前記金属板のみが支持されたことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ支持構造。
【請求項６】
前記アンテナの側方に回路基板が配置され、前記金属板の一部が前記回路基板の前記弾性体が配置された側と反対の面にハンダ付けされたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアンテナ支持構造。
【請求項７】
前記回路基板の端部に切欠部が設けられ、その切欠部に前記金属板の一部が挿入されて固定されたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアンテナ支持構造。
【請求項８】
前記回路基板は、切欠部の内側面にハンダ付け用のランド部を備えたことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ支持構造。
【請求項９】
前記回路基板は、前記切欠部にアンテナ取付け金具を備えたことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ支持構造。
【請求項１０】
前記回路基板は複数の層で構成され、複数の層の一つが前記アンテナの金属板と電気的に結合される金属層であることを特徴とした請求項７乃至請求項９の何れか一つに記載のアンテナ支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小形の電子機器に使用するアンテナの構造とこのアンテナを小形電子機器に取付けるための支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップを装填したカードや小形電子機器を情報処理装置に接近させ、アンテナを通じてＩＣチップに格納した識別情報などの諸情報を情報処理装置に読み取らせ、識別情報をスタートキーとして所定の処理を開始するシステムがある。小形電子機器の場合は、ＩＣチップによる識別情報の送受信だけでなく、液晶などの表示素子を備え、携帯電話としての機能やインターネットへのアクセス機能などマルチタイプとなっている。この場合に、ＩＣチップを装填したカードや小形電子機器は携帯可能で手軽なので、乱暴に扱われることが多い。そのため、カード式の場合はともかく、小形電子機器の場合は、内部の部品や配線の取付けを頑丈に行うとともに、衝撃や振動に対して強固な構造を採用する必要がある。
【０００３】
特許文献１のフェライトアンテナは、フェライト角棒１を複数のコ字形金属板２で回路基板３へ固定している。複数のコ字形金属板２はその脚部で回路基板３へ固定され、かつ、脚部を回路基板３に形成された回路パターン４によって一連に連結し、結果的に金属板２と回路パターン４によって、フェライト角棒１に導電体を捲きつけたような構造にしている。コ字形の金属板は、フェライト角棒１の３/４面を取り囲んで回路基板３ヘ固定されるので、フェライト角棒を回路基板へ確実に固定でき、商品として壊れにくいものにできるとしている。
しかし、フェライト角棒は回路基板３に固定されることからその上部の電磁シールド板を含む表示素子と平面的に重なる構造となり、フェライトアンテナの感度が阻害され易い。一方、フェライトアンテナの配置を表示素子の領域から外れるようにすると回路基板も延長する必要があって、小形電子機器を小さく、軽量化するのが困難になる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フェライト角棒１をコ字形金属板２で回路基板３へ固定する構造は、フェライト角棒１の断面に合わせて、金属板２を正確に成形するのが困難で、実際には密着しておらず、小形電子機器に衝撃や振動が加わると、フェライト角棒１が滑りを生じると考えられる。そして、フェライト角棒１の位置がアンテナコイルの一部であるコ字形をした金属板に対して変位するとアンテナとしての受信感度が大きく変動し、電子機器の作動は不安定になる。この傾向は、アンテナコイルとしての金属板２が厚くなると成形上の精度が追いつかず、増大する。このため、前記の特許文献では、フェライト角棒１を回路基板３へ接着剤などで固定するようであるが、作業手間がかかるし、コ字形金属板２の脚を回路基板３の導電パターン４と接続させる必要があることから、接着時に正確な位置決めが必要である。
【０００６】
この発明は、アンテナコイルに対してコア磁性体が位置ずれせず、安定した受信感度が得られるアンテナの構造と、表示素子などでアンテナの受信感度が阻害されず、また、衝撃や振動に対して強固なアンテナの支持構造の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
アンテナのループ状金属板に対して、位置決め部分を設けて成形したコア磁性体をアンテナ磁束方向で移動可能に嵌め込んだアンテナ構造とする。コア磁性体は位置決め部分によりアンテナの磁束方向で常に正しい位置となり、受信感度が安定する。
また、金属板に対してコア磁性体が移動可能なので、衝撃や振動があったときにも重量のあるコア磁性体の相対的な運動エネルギーがアンテナを回路基板へ取付けている部分へ伝達されない。
アンテナはループ状とした金属板の一部を回路基板ヘ固定し電気的に接続する。このとき金属板の一部は、回路基板の下面（コア磁性体の位置決め部を上方として）にハンダ付けなどで固定することが好ましい。
コア磁性体に対するアンテナコイルとしての金属板の巻回数は限定されない。コア磁性体はフェライト、金属板は銅合金とするのが好ましい。回路基板に対するアンテナの取付け構造は、回路基板のランドへのハンダ付け、回路基板の端面に形成した切欠部ランドへのハンダ付けや差込み、あるいはホック等であり、限定されない。
【発明の効果】
【０００８】
アンテナの受信感度が安定する。組み立て易い。回路基板とアンテナの取付け部が衝撃や振動で破損することが少なく、小形電子機器の耐久性が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ループ状の金属板とコア磁性体によりアンテナを構成する。金属板は空芯のループ状に成形する。空芯にコア磁性体を嵌め込みアンテナの磁束方向（開口を貫通する方向）で移動可能とする。コア磁性体は、空芯の２つの開口の一方に面する一端と他方の開口に面する他端とを備えた形態とし、一端にのみ前記の成形した金属板の側面に当接するように形成した位置決め用段差部を設ける。
アンテナを小形電子機器へ組み込むとき、コア磁性体の前記段差部が設けられた側を小形電子機器の枠部との間で弾性体により支持する。すなわち、前記の磁束方向へ妄りに移動しないようにする。弾性体と反対側では金属板のみが小形電子機器の枠部により支持された構造とする。結局、コア磁性体は、回路基板と前記枠部との間で弾性体を介して挟まれた状態で支持される。これにより、コア磁性体は、衝撃や振動があったとき、弾性体を圧縮する格好で磁束方向に移動し、コア磁性体の相対的な運動エネルギーが吸収される。
【実施例１】
【００１０】
図１は、小形電子機器１を分解して示すものであり、大きく分けてケース２と機能部３及び裏蓋４及び複数のプッシュボタン５を備えている。ケース２と裏蓋４は合成樹脂製である。ケース２は箱形で上面にガラスなどで覆われた表示窓６が、側面に操作用のボタン挿通孔７がそれぞれ形成されている。裏蓋４はケース２へネジ止めできると共に、電池装着用の開口８を有する。ケース２のボタン挿通孔７にプッシュボタン５を内側から装着しておいて、ケース２に機能部３を嵌め込み、裏蓋４をネジ止めして組み立てる。
【００１１】
機能部３（図２）は、上フレーム９と下フレーム１０及びその間に収納されるモジュール１１とからなる。上フレーム９は、合成樹脂製の枠構造で窓１２と天井を有する凹部１３を左右に形成してある。下フレーム１０には、窓１４と窓１５を左右に形成してある。
モジュール１１は、回路基板１６、アンテナ１７及び液晶パネル１８などを備える。回路基板１６には入出力用パーツ、データ処理パーツ及び制御パーツ等が取付けられ、これらが回路パターンで電気的に結合されている。符号１９は外部からの操作を入出力用パーツへ伝達する複数のマイクロスイッチである。これらのマイクロスイッチ１９はそれぞれ前記のプッシュボタン５の各々と対応している。符号２０は電池である。
液晶パネル１８は、ＦＰＣ（図示していない）で回路基板１６の入出力用パーツに接続され、液晶パネル１８の一部に形成されたパネル制御部からのノイズを遮蔽する電磁シールド部材などと共に表示素子を構成する。
【００１２】
アンテナ１７（図３）は、アンテナコイル２１（金属板）とフェライトコア２２（コア磁性体）とからなる。アンテナコイル２１は、銅合金の金属板を平面視で長方形となるようにループ状に成形し、長方形の一方の長辺で金属板の両端を対向させ、その部分の幅方向上半を長方形の外方へ直角に屈曲し取付片２３ａ，２３ｂとした形態であり、上面側と下面側が開口した空芯となっている。フェライトコア２２は直方体部２４とその上面で周囲へ平らに張出す位置決め用段差部２５を長辺、短辺の４辺に設けた構造である。なお、段差部は長辺、短辺の内の２辺だけに設けてもよい。アンテナコイル２１の長辺、短辺の内寸法は、フェライトコア２２の直方体部２４の長辺、短辺寸法よりも少し大きく、位置決め用段差部２５の長辺、短辺寸法よりは小さくしてある。したがって、アンテナコイル２１に上方からフェライトコア２２を嵌め込んで、位置決め用段差部２５をアンテナコイル２１の上側面ヘ当接係合させることができる。
すなわち、アンテナコイル２１は空芯のループ状に成形され、空芯にフェライトコア２２を嵌め込みアンテナの磁束方向（アンテナコイル２１の開口を貫通する方向）で移動可能となっている。そして、フェライトコア２２は、空芯の２つの開口の一方に面する一端と他方の開口に面する他端とを備えた形態であって、一端にのみアンテナコイル２１に対する位置決め用段差部を有する。
【００１３】
機能部３は、次のように組み立てられる（図４，５）。
回路基板１６の下面、すなわち後述の弾性体が配置された側と反対の面に形成してあるハンダ付け用ランドにアンテナ１７の取付片２３ａ，２３ｂをハンダ付けして取付け、また、液晶パネル１８をＦＰＣで回路基板１６に接続してモジュール１１を構成する。このとき、前記のハンダ付け用ランドは回路基板１６の下面に形成されており、アンテナ１７の取付片２３ａ，２３ｂは回路基板１７の下面側から当て付けた状態で固定される。
モジュール１１を上フレーム９と下フレーム１０とで挟みこむようにして上下のフレーム９，１０をネジとめする。このとき、液晶パネル１８は上フレーム９の窓１２に位置し、アンテナ１７は、上フレーム９の天井を有する凹部１３と下フレームの窓１５の位置となる。電池２０は下フレーム１０の窓１４の位置となる。なお、液晶パネル１８の表示領域は、ケース２の表示窓６に臨み、外部に露出する。
【００１４】
そして、上フレーム９と下フレーム１０にモジュール１１が納まったとき、アンテナ１７の個所では、アンテナ１７におけるアンテナコイル２１の下面が下フレーム１０に支持され、フェライトコア２２の上面がダンパー部材（弾性体）２６を介して上フレーム９によって押圧された状態となっている。すなわち、アンテナコイル２１とフェライトコア２２は直接には固定されておらず、アンテナ１７は下フレーム１０と上フレーム９とに挟まれることにより、位置決めされている。そして、突き上げる方向の衝撃や振動ではフェライトコア２２がダンパー部材２６を圧縮して上方へ移動でき、重量のあるフェライトコア２２の衝撃による相対的な運動エネルギーがアンテナ１７と回路基板１６との取付部に伝達されない。なお、図５の符号２７は、側方ダンパー部材である。すなわち、衝撃などで側方への力の伝達を吸収するものである。側方ダンパー部材２７は、上フレーム９に設けた壁部に支持される。
【００１５】
また、アンテナ１７の取付片２３ａ，２３ｂは下方から回路基板１６に当接しているので、つまり、アンテナコイル２１の一部が回路基板１６の前記ダンパー部材２６が配置された側と反対の面にハンダ付けされているので、アンテナコイル２１から取付片２３ａ，２３ｂが受ける衝撃も緩和される。突き落とす衝撃の場合は、アンテナコイル２１の下面が下フレーム１０に支持されているので、取付片２３ａ，２３ｂに破損が生じる恐れは少ない。
なお、アンテナ１７において、フェライトコア２２の位置決め用段差部２５がアンテナコイル２１の上面から突出する寸法は、受信感度を良好に維持する上から厳密に定められており、ダンパー部材２６の押圧によって突出寸法が常時は一定に維持されている。
【００１６】
以上の構成であり、アンテナ１７は、空芯のアンテナコイル２１にフェライトコア２２を嵌め込むだけの構成ででき、しかも、フェライトコア２２の位置決め用段差部２５によってアンテナコイル２１に対して耐衝撃性を持って正確に位置決めされるので、アンテナ１７の受信感度が安定する。空芯のアンテナコイル２１はその金属板の材料が厚くなってもフェライトコア２２へ密着させるような精度の高い加工は必要ないから、加工が容易である。また、アンテナ１７を回路基板１６に対して下方から固定し、かつ、アンテナコイル２１に対してフェライトコア２２をダンパー部材２６で押圧して取付け、フェライトコア２２が上方へ移動できる構造としているので、アンテナ１７と回路基板１６との取付部２３ａ，２３ｂが、衝撃などで破損することが少ない。
また、アンテナ１７は、回路基板１６の側辺の外側に張出した形で取付けられるので、小形電子機器１が有する表示素子などの影響を受けることが少なく、良好な受信感度をえられる。
【実施例２】
【００１７】
図６は第２の実施例に関するもので、アンテナ１７と回路基板１６との取付構造に特徴を有する。この例では、アンテナコイル２１の取付片２３ａ，２３ｂを金属板の端部を長手方向で直角に折曲げ、その端面に水平方向の切り込み２８を形成してある。切り込み２８は、回路基板１６の側辺に形成したランド部分を挟み込むもので、アンテナ１７を回路基板１６へハンダ付けするときにアンテナ１７の姿勢が安定し、作業しやすい。
【実施例３】
【００１８】
図７は第３の実施例に関するもので、アンテナ１７と回路基板１６との取付構造に特徴を有する。この例では、回路基板１６の側辺に設けるアンテナ取付部のランドを回路基板１６の断面方向に形成した切欠部に形成し、断面Ｕ字形のランド２９としている。アンテナ１７側の取付片２３ａ，２３ｂを単純な差込片に形成することができる。
【実施例４】
【００１９】
図８は第４の実施例に関するもので、第３の実施例と類似するがアンテナ１７の取付片２３ａ，２３ｂを取付ける回路基板１６側の切欠部にランドではなく差込片に対するホック３０（アンテナ取り付け金具）を取付けている。アンテナの取り付けにハンダ付けを要せず、回路基板１６の厚みに沿ってある程度の寸法を備えれば、上下方向の衝撃や振動に対してフレキシブルに対応できる。また、左右方向の衝撃や振動に対してもフレキシブルに対応できる。回路基板１６に対するアンテナ１７の取付が簡単である。
回路基板１６は金属層を含む複数の層で構成されたものを採用し、アンテナ１７のアンテナコイル２１をこの金属層と電気的に結合することもある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】全体の概略を示す分解斜視図
【図２】機能部の分解斜視図
【図３】アンテナの分解斜視図
【図４】機能部の断面図
【図５】アンテナ部分を拡大して示す断面図
【図６】分解して示す斜視図（第２の実施例）
【図７】アンテナ部分の平面図（第３の実施例）
【図８】アンテナ部分の平面図（第４の実施例）
【符号の説明】
【００２１】
１  小形電子機器
２  ケース
３  機能部
４  裏蓋
５  プッシュボタン
６  表示窓
７  ボタン挿通孔
８  開口
９  上フレーム
１０  下フレーム
１１  モジュール
１２、１４、１５  窓
１３  天井を有する凹部
１６  回路基板
１７  アンテナ
１８  液晶ノズル
１９  マイクロスイッチ
２０  電池
２１  アンテナコイル
２２  フェライトコア（コア磁性体）
２３ａ，２３ｂ  取付片
２４  直方体部
２５  位置決め用段差部
２６  ダンパー部材（弾性体）
２７  側方ダンパー部材
２８  切り込み
２９  Ｕ字形ランド
３０  ホック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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