(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のフェライトロッドの外周にアンテナコイルを巻回して構成されたフェライトロッドアンテナを、プリント配線基板上に配設されて前記アンテナコイルの両端を前記プリント配線基板上に設けられた一対のランドに接続されるフェライトロッドアンテナ装置において、
前記アンテナコイルの両端を一対の端子にハンダ付けされて前記フェライトロッドアンテナが固定された保持部材を有し、
前記一対のランドに前記保持部材の端子がハンダ付けされた上で固定され、
前記フェライトロッドアンテナの両端それぞれと前記一対のランドとの間に、前記プリント配線基板の平面においてフェライトロッドの長手方向または前記長手方向と直交する方向に所定長の間隙を設けてなる
ことを特徴とするフェライトロッドアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のフェライトロッドアンテナ装置において、
前記所定長の間隙は、前記フェライトロッド断面の長径程度かそれ以上であることを特徴とするフェライトロッドアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のフェライトロッドアンテナ装置において、
前記保持部材は、前記フェライトロッドアンテナが位置決めして固定されると共に、前記アンテナコイルの両端を前記プリント配線基板上に設けられた一対のランドに接続すると同時に前記プリント配線基板に位置決めして固定される
ことを特徴とする請求項１または２記載のフェライトロッドアンテナ装置。
【請求項４】
車両に設けられた車載機との間の通信を行う携帯機に使用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のフェライトロッドアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフェライトロッドアンテナ装置に関し、フェライトロッドにアンテナコイルを巻回して構成されたフェライトロッドアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯機との通信によるコード照合を行って照合結果に基づいて車両の使用許可または不許可の制御を行う車両セキュリティ制御装置が開発されている。このような装置の携帯機として、例えば特開平７−２２１５２６号公報には、ケーシング内にフェライトロッドにアンテナコイルを巻回したフェライトロッドアンテナとしてのアンテナ素子を設け、ケーシング前面側に導電性材料から薄肉な板状に形成された導電板を設け、この導電板の一端を導線を介してアンテナコイルのホット側端子に接続され、他端を浮遊容量を介して接地して構成し、アンテナコイルに電流が供給されると、導電板にも高周波電流が流れ、アンテナコイルからの電界に加えて導電板からも電界が放射され総合放射電界の強度が強くなることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、アンテナコイルＬの等価回路を図１２に示すように抵抗Ｒ，静電容量Ｃと共に表したとき、アンテナコイルＬの両端間の電圧Ｖの実効値Ｖｅは（１）式で表される。
Ｖｅ＝（ω・Ｑ・Ｎ・Ｓ・Ｈ・１０-8／２-1/2）・Ｖ      …（１）    但し、ωは角周波数（＝２πｆ）、Ｎはアンテナコイルの巻数、Ｓはアンテナコイルの断面積、ＱはωＬ／Ｒで表されるＱファクタ、Ｈはその環境の磁界強度の最大値である。
【０００４】
フェライトロッドアンテナではアンテナコイルの断面積は小さくなるが、フェライトロッドを有するためにアンテナコイルと鎖交する磁束密度は高くなり、結果的にアンテナのゲインは大きくなる。
カード型の携帯機にフェライトロッドアンテナを組み合わせて使用した場合、図１３に示すように、フェライトロッド１０とアンテナコイル１１からなるフェライトロッドアンテナ１２の磁界軸は、カード型の携帯機のプリント配線基板１４の面と平行になる。このため、ポケットに入れられた携帯機が人体に密着したり、たばこの銀紙や磁気カードがカード型の携帯機に重なった状態となっても、上記磁界軸がプリント配線基板１４の面と垂直なものに比べると、フェライトロッドアンテナ１２の磁界が人体やたばこの銀紙等で遮られることが少なくなり、アンテナの共振周波数やＱ値が変動してアンテナ性能が劣化するおそれが少なくなる。
【０００５】
従来、フェライトロッドアンテナ１２をプリント配線基板１４に配線固定する際には、図１４に示すように、フェライトロッド１０の両端近傍において、アンテナコイル１１の両端をプリント配線基板１４上に設けたランド１５，１６にハンダ付けし、その後、接着剤で固定もしくは樹脂でモールドしている。
しかるに、従来はランド１５，１６がフェライトロッド１０の両端に接近しており、このためにアンテナコイル１１に鎖交する磁束の一部がランド１５，１６に吸い込まれてしまい、フェライトロッドアンテナ１２のＱ値が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、フェライトロッドアンテナのＱ値の低下を防止して、アンテナ効率を良好に保つフェライトロッドアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、棒状のフェライトロッドの外周にアンテナコイルを巻回して構成されたフェライトロッドアンテナを、プリント配線基板上に配設されて前記アンテナコイルの両端を前記プリント配線基板上に設けられた一対のランドに接続されるフェライトロッドアンテナ装置において、
前記アンテナコイルの両端を一対の端子にハンダ付けされて前記フェライトロッドアンテナが固定された保持部材を有し、
前記一対のランドに前記保持部材の端子がハンダ付けされた上で固定され、
前記フェライトロッドアンテナの両端それぞれと前記一対のランドとの間に、前記プリント配線基板の平面においてフェライトロッドの長手方向または前記長手方向と直交する方向に所定長の間隙を設けてなる。
【０００８】
このように、フェライトロッドアンテナの両端それぞれと一対のランドとの間に、前記プリント配線基板の平面においてフェライトロッドの長手方向または前記長手方向と直交する方向に所定長の間隙を設けているため、アンテナコイルの鎖交磁束がランドに吸い込まれるのを低減でき、フェライトロッドアンテナのＱ値の低下を防止して、アンテナ効率を良好に保つことができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のフェライトロッドアンテナ装置において、
前記所定長の間隙は、前記フェライトロッド断面の長径程度かそれ以上である。
【０００９】
このように、間隙をフェライトロッド断面の長径程度かそれ以上とすることにより、アンテナコイルの鎖交磁束がランドに吸い込まれる割合を問題がない程度に低減できる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載のフェライトロッドアンテナ装置において、
前記保持部材は、前記フェライトロッドアンテナが位置決めして固定されると共に、前記アンテナコイルの両端を前記プリント配線基板上に設けられた一対のランドに接続すると同時に前記プリント配線基板に位置決めして固定される。
【００１０】
このように、保持部材を用いてプリント配線基板に対する位置決めとフェライトロッドアンテナの位置決めとを同時に行うことができ、製造時の作業性を向上することができる。
請求項４に記載の発明は、車両に設けられた車載機との間の通信を行う携帯機に使用する。
【００１１】
このため、携帯機のアンテナ感度を良好に保つことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の原理について説明する。図１に示すように、プリント配線基板のランドに相当する固定された銅箔（３ｍｍ×３ｍｍ）２０に対して、フェライトロッドアンテナ１２のフェライトロッド１０の先端１０ａをＸ方向に変位させたとき、アンテナコイル１１の両端にＱメータを接続して計測したフェライトロッドアンテナ１２のＱ値は図２（Ａ）に示すように変化する。なお、円柱状のフェライトロッド１０の直径は２．０ｍｍ，アンテナコイル１１の直径は２．７ｍｍである。
【００１３】
図２（Ａ）に示されるように、フェライトロッド１０の先端１０ａが銅箔２０にオーバーラップするとＱ値が急激に低下し、フェライトロッド１０の先端１０ａと銅箔２０との間隙が円柱状のフェライトロッド１０の直径の１／２以上となるとＱ値は略８７パーセント程度に回復し、上記間隙がフェライトロッド１０の直径以上となるとＱ値は略９６パーセント程度となる。
【００１４】
このようにＱ値が低下するとアンテナコイル１１に誘起される電圧、つまり受信電圧は、図２（Ｂ）に示すように低下する。なお、フェライトロッド１０の先端１０ａと銅箔２０との間の間隙をとる方向はＸ方向に限らず、Ｙ方向（Ｘ方向と直交方向）、Ｚ方向であっても、Ｑ値は間隙の大きさに応じて図２（Ａ）に示すように変化する。
【００１５】
これは、図３（Ａ）に示すようにフェライトロッドアンテナ１２の端部近傍に導体がない場合は、アンテナコイル１１に鎖交する磁束が空間に飛び出すのに対して、図３（Ｂ）に示すようにフェライトロッドアンテナ１２の端部近傍に銅箔２０のような導体がある場合は、アンテナコイル１１に鎖交する磁束が空間よりもインピーダンスの小さい銅箔２０に吸い込まれるためである。
【００１６】
従って、本発明では、フェライトロッドの端部とプリント配線基板のランドとの間に間隙を設けフェライトロッドアンテナのＱ値の低下を防止している。
図４，図５は本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第１実施例の斜視図、側面図を示す。図４，図５において、プリント配線基板２４上には銅箔で形成されたランド２５，２６が設けられている。このランド２５，２６の間にアンテナホルダ２８が固定されている。アンテナホルダ２８は非導電性の例えば樹脂製であり、アンテナホルダ２８上に、円柱状（棒状）のフェライトロッド３０にアンテナコイル３１を巻回して構成されたフェライトロッドアンテナ３２が係合されて位置決めされ固定されている。フェライト材としてはＭｎＺｎやＮｉＺｎ等が用いられている。アンテナコイル３１の両端は略Ｚ方向に延在されてランド２５，２６にハンダ付けされている。
【００１７】
このとき、フェライトロッドアンテナ３２のフェライトロッド３０の先端３０ａ，３０ｂとランド２５，２６との間に略Ｚ方向（Ｘ方向を含む）の間隙Ｌ１を設けている。この間隙Ｌ１は図２（Ａ）のＱ値特性からフェライトロッド３０の直径（略２ｍｍ）以上とされている。なお、アンテナホルダ２８は、フェライトロッドアンテナ３２をプリント配線基板２４から略Ｚ方向に離間させている。
【００１８】
このようにして、本実施例では、フェライトロッドアンテナ３２の端部をプリント配線基板のランドから離間させ、これにより、フェライトロッドアンテナ３２のＱ値の低下を防止して、アンテナ効率を良好に保つことができる。
図６は本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第２実施例の斜視図を示す。図６において、プリント配線基板２４上には銅箔で形成されたランド３５，３６が設けられている。このランド３５，３６の間にアンテナホルダ３４が固定されている。アンテナホルダ３４は非導電性の例えば樹脂製であり、アンテナホルダ３４上に、フェライトロッド３０にアンテナコイル３１を巻回して構成されたフェライトロッドアンテナ３２が係合して位置決めされ、固定されている。アンテナコイル３１の両端はＸ方向に延在され、アンテナホルダ３４の両端部３４ａ，３４ｂにおいて、ランド３５，３６にハンダ付けされている。
【００１９】
このとき、フェライトロッドアンテナ３２のフェライトロッド３０の先端３０ａ，３０ｂとランド３５，３６との間にＸ方向の間隙Ｌ２を設けている。この間隙Ｌ２は図２（Ａ）のＱ値特性からフェライトロッド３０の直径（略２ｍｍ）以上とされている。
アンテナホルダ３４は、フェライトロッドアンテナ３２の配設位置を決定しており、ランド３５，３６間の距離をフェライトロッドアンテナ長＋２・Ｌ１とすることにより、フェライトロッドアンテナ３２の端部をプリント配線基板２４上のランド３５，３６からＸ方向に離間させている。
【００２０】
このようにして、本実施例では、フェライトロッドアンテナ３２の端部とプリント配線基板２４のランド３５，３６との間に間隙を設けることにより、フェライトロッドアンテナ３２のＱ値の低下を防止して、アンテナ効率を良好に保つことができる。
ここで、フェライトロッドアンテナ３２のフェライトロッド３０の長手方向の長さＬａは大きいほどフェライトが有効に働きアンテナのゲインが大きくなる。しかし、図７に示す携帯機の電子部品が配設固定される略長方形のプリント配線基板３８の短辺３８ａに沿ってフェライトロッドアンテナ３２を配設する際に、短辺に沿ったＸ方向に余裕がない場合には、アンテナホルダ２８，３４は使用できない。この場合は次に示す実施例を用いる。
【００２１】
図８は本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第３実施例の斜視図を示す。図８において、プリント配線基板３８上の短辺３８ａから所定距離だけ内側には、銅箔で形成されたランド３９，４０が設けられている。また、このランド３９，４０にアンテナホルダ４１の端子４１ａ，４１ｂがハンダ付けされた上で固定されている。アンテナホルダ４１は非導電性の例えば樹脂製であり、２つの端子４１ａ，４１ｂを有している。アンテナホルダ３４上には、フェライトロッド３０にアンテナコイル３１を巻回して構成されたフェライトロッドアンテナ３２が係合して固定されている。
【００２２】
アンテナコイル３１の両端はフェライトロッド３０の長手方向と直交するＹ方向に延在されており、フェライトロッドアンテナ３２から間隙Ｌ３だけ離間した位置にある端子４１ａ，４１ｂにハンダ付けされている。この間隙Ｌ３は図２（Ａ）のＱ値特性からフェライトロッド３０の直径（略２ｍｍ）以上とされている。
【００２３】
このようにして、本実施例では、フェライトロッドアンテナ３２の端部をプリント配線基板３８のランド３９，４０から離間させ、これにより、フェライトロッドアンテナ３２のＱ値の低下を防止して、アンテナ効率を良好に保つことができる。
図９は本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第４実施例の斜視図を示す。図９において、プリント配線基板上には、銅箔で形成されたランド５４，５５が設けられている。また、このランド５４，５５にアンテナホルダ４４の端子４５ａ，４５ｃがハンダ付けされた上で固定されている。アンテナホルダ４４は非導電性の例えば樹脂製であり、四隅に端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄを有している。アンテナホルダ３４上には、フェライトロッド３０にアンテナコイル３１を巻回して構成されたフェライトロッドアンテナ３２が係合して固定されている。アンテナコイル３１の両端はフェライトロッド３０の長手方向と直交するＹ方向に延在されており、フェライトロッドアンテナ３２から間隙Ｌ４だけ離間した位置にある端子４５ａ，４５ｃにハンダ付けされている。この間隙Ｌ４は図２（Ａ）のＱ値特性からフェライトロッド３０の直径（略２ｍｍ）以上とされている。つまりアンテナホルダ４４は、フェライトロッドアンテナ３２の配設位置を決定しており、フェライトロッドアンテナ３２の端部をプリント配線基板２４上のランド３５，３６からＹ方向に離間させている。
【００２４】
この実施例は、プリント配線基板上でランド５４，５５間の距離を大きく取ることができる場合に有効であり、フェライトロッドアンテナ３２の端部をプリント配線基板のランド５４，５５から離間させ、これにより、フェライトロッドアンテナ３２のＱ値の低下を防止して、アンテナ効率を良好に保つことができる。なお、この実施例では、アンテナホルダ４４の端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄのうち４５ａ，４５ｃを使用しているが、これに限らずどの端子を使用しても良い。
【００２５】
図１０は本発明のフェライトロッドアンテナ装置を適用した携帯機の一実施例のブロック図を示す。同図中、携帯機６０は、送信アンテナ６２と受信用のコイルアンテナ６４を有している。これらのアンテナ６２，６４は送受信回路６６に接続され、送受信回路６６はＥＣＵ６８に接続されている。
この受信用のコイルアンテナ６４で受信された車載機よりの周波数例えば１３４ｋＨｚのリクエスト信号は、送受信回路６６で復調されてＥＣＵ６８に供給される。また、ＥＣＵ６８はメモリ７０から読み出した第１，第２コードを送受信回路６６に供給し、この第１，第２コードが送受信回路６６で変調されて、周波数例えば３００ＭＨｚの信号として送信アンテナ６２から車載機に対し送信される。
【００２６】
図１１に車載機と携帯機６０との通信を模式的に示す。同図中、車両（４輪車）の例えばドアの取っ手に設けられた車載機の第１送信アンテナ及び車室内のインスツルパネル付近に設けられた車載機の第２送信アンテナからは、周波数１３４ｋＨｚの第１，第２のリクエスト信号が送信され、携帯機６０はこの第１，第２のリクエスト信号を受信すると、受信したリクエスト信号に応じて第１，第２のコードを変調した周波数３００ＭＨｚの信号を返送する。車載機の受信アンテナで受信された周波数３００ＭＨｚの信号は受信回路で復調されて車載機のＥＣＵに供給され、車載機のＥＣＵは受信したコードをメモリに予め格納してあるドアロックの第１コード、エンジン始動の第２コードそれぞれと照合する。ここで、第１コードと一致すると運転席ドア（または全てのドア）のアンロックの制御を行い、第２コードと一致するとエンジン制御部４８はセルモータを利用してエンジンの始動を制御する。
【００２７】
なお、上記実施例において、円柱状のフェライトロッド３０の断面は円形であっても、正方形であっても良い。上記断面は一般的には円形（直径はα）であるが、正方形（一辺はα）にすると円形（直径はα）に比して断面積を大きくすることができる。また、断面を正方形とした場合にフェライトロッドの端部とプリント配線基板のランドとの間に設ける間隙は、正方形の対角長（長径）以上とする。
【００２８】
ところで、本発明ではフェライトロッド端部とプリント配線基板のランドとの間に、フェライトロッドの長径以上の間隙を設けることにより、アンテナ効率を良好に保つことができる。しかしながら、アンテナ装置の配設可能範囲が規制されている場合には、フェライトロッド端部とプリント配線基板のランドとの間の間隙を、フェライトロッドの略長径とすることが好適である。
【００２９】
なお、アンテナホルダ３４，４１，４４が、特許請求の範囲に記載の保持部材に対応する。
【００３０】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１に記載の発明は、アンテナコイルの両端を一対の端子にハンダ付けされてフェライトロッドアンテナが固定された保持部材を有し、一対のランドに保持部材の端子がハンダ付けされた上で固定され、フェライトロッドアンテナの両端それぞれと前記一対のランドとの間に、前記プリント配線基板の平面においてフェライトロッドの長手方向または前記長手方向と直交する方向に所定長の間隙を設けてなる。
このように、フェライトロッドアンテナの両端それぞれと一対のランドとの間に、前記プリント配線基板の平面においてフェライトロッドの長手方向または前記長手方向と直交する方向に所定長の間隙を設けているため、アンテナコイルの鎖交磁束がランドに吸い込まれるのを低減でき、フェライトロッドアンテナのＱ値の低下を防止して、アンテナ効率を良好に保つことができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明では、所定長の間隙は、前記フェライトロッド断面の長径程度かそれ以上である。
このように、間隙をフェライトロッド断面の長径程度かそれ以上とすることにより、アンテナコイルの鎖交磁束がランドに吸い込まれる割合を問題がない程度に低減できる。
【００３２】
請求項３に記載の発明では、保持部材は、フェライトロッドアンテナが位置決めして固定されると共に、前記アンテナコイルの両端を前記プリント配線基板上に設けられた一対のランドに接続すると同時に前記プリント配線基板に位置決めして固定される。
このように、保持部材を用いてプリント配線基板に対する位置決めとフェライトロッドアンテナの位置決めとを同時に行うことができ、製造時の作業性を向上することができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、車両に設けられた車載機との間の通信を行う携帯機に使用する。
このため、携帯機のアンテナ感度を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理を説明するための特性図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図である。
【図４】本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第１実施例の斜視図である。
【図５】本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第１実施例の側面図である。
【図６】本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第２実施例の斜視図である。
【図７】携帯機のプリント配線基板に対するフェライトロッドアンテナの配置を示す図である。
【図８】本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第３実施例の斜視図である。
【図９】本発明のフェライトロッドアンテナ装置の第４実施例の斜視図である。
【図１０】本発明のアンテナ装置を適用した携帯機の一実施例のブロック図である。
【図１１】車載機と携帯機６０との通信を模式的に示す図である。
【図１２】コイルアンテナの等価回路図である。
【図１３】カード型の携帯機にフェライトロッドアンテナを組み合わせた例を示す図である。
【図１４】プリント配線基板にフェライトロッドアンテナを組み付けた例を示す図である。
【符号の説明】
２４，３８  プリント配線基板
２５，２６，３５，３６，３９，４０，５４，５５  ランド
２８，３４，４１，４４  アンテナホルダ
３０  フェライトロッド
３１  アンテナコイル
３２  フェライトロッドアンテナ
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ  端子
６０  携帯機
６２  送信アンテナ
６４  受信アンテナ
６６  送受信回路
【図１】
0003803724.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003803724.tif 000004
【図４】
0003803724.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003803724.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003803724.tif 000011
【図１１】
0003803724.tif 000012
【図１２】
0003803724.tif 000013
【図１３】
0003803724.tif 000014
【図１４】
0003803724.tif 000015