JP2007184894A - アンテナ装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンテナ装置30Aは、コア31と、このコア31を収納する合成樹脂製のコアケース34と、コイル37と、コアケース34の両端部34a、34aに該コア31の外方向に突出するように貼り付けられたアモルファス薄膜38とを備えている。このアンテナ装置30Aは、機器ケース10内に配置される。
【選択図】図4
Description
また、時計ケースがステンレスやチタン等で金属形成された腕時計にあっては、磁心の一端付近が他の部分より大きい断面積を有していても、該部分がステンレスやチタン等で金属形成された時計ケースで被覆されるため、受信感度の向上が困難である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小型の機器ケースに簡単に設置することができ、かつ、受信感度を向上させることができるアンテナ装置及びこのアンテナ装置を備える電子機器の実現を目的としている。
前記磁性体は、前記コイルが巻回される部分である前記コイル巻回部分と、前記コイルが巻回されない部分であり、かつ、前記コイル巻回部分と磁気的に連結されて前記コイルの両端から突出するコイル非巻回部分とから構成され、この各コイル非巻回部分のうち、少なくとも一方のコイル非巻回部分は、前記機器ケースの表面側から見て前記機器ケースの内周に沿って延在するように根元側から先端側に向けて弧状に湾曲していることを特徴とする。
先ず、この発明の第1実施形態を説明する。
図1は、この発明の第1実施形態における腕時計1の平面図であり、図2は、腕時計1のII−II矢視断面図(12時−6時断面図)である。
同図において、腕時計1は、時計モジュール20等を内部に収納する時計ケース10を備えている。時計ケース10の外周部分であって6時及び12時それぞれの位置には、腕時計をユーザの手首に装着するための時計バンド60が取り付けられているとともに、時計ケース10の外周側面には、腕時計1の各種機能の実行を指示するためのスイッチ11が設けられている。
同図によれば、アンテナ装置30Aは、コア31と、コアケース34と、コイル37と、アモルファス薄膜38とを備えて構成され、時計ケース10の内周形状に沿うように、アンテナ両端部が同一方向に弧状に湾曲した形状をなしている。
また、アモルファス薄膜38を設けると信号磁束がより流れやすくなるので実効透磁率が上昇し、共振周波数が低くなる。これは、実効透磁率が上昇することによりインダクタンスLが増加することによる。
f=1/2Π(LC)1/2 (式1)
(式1)に示すように共振周波数fは、インダクタンスLが増加すると小さくなる。
図6(a)(b)は、アモルファス薄膜38がコアケース34の両端部34a、34a下面に貼り付けられた場合を示す図である。同図(a)は、文字板21側から見たアンテナ装置30Aの平面図であり、同図(b)は、同図(a)のVI−VI矢視断面図である。
同図によれば、アモルファス薄膜38は、ケース蓋36の両端部の下面36a、36aにそれぞれに貼り付けられている。そして、このアンテナ装置30Aは、時計ケース10内において12時寄りの位置に、ケース本体35が文字板21と対向し、ケース蓋36が裏蓋14と対向するように配置される。従って、アモルファス薄膜38は、裏蓋14と対向して配置されることになる。
また、図7(a)(b)は、アモルファス薄膜38がコアケース34の両端部34a、34aに貼り付けられた他の例を示す図である。同図(a)は、文字板21側から見たアンテナ装置30Aの平面図であり、同図(b)は、同図(a)のVII−VII矢視断面図である。
同図によれば、アモルファス薄膜38は、ケース蓋36の両端部の段違い部分36b、36bにそれぞれに貼り付けられている。そして、このアンテナ装置30Aは、時計ケース10内において12時寄りの位置に、ケース本体35が文字板21と対向し、ケース蓋36が裏蓋14と対向するように配置される。従って、アモルファス薄膜38は、裏蓋14と対向して配置されることになる。
また、図8(a)(b)は、アモルファス薄膜38がコアケース34の両端部34a、34a側面に貼り付けられた場合を示す図である。同図(a)は、文字板21側から見たアンテナ装置30Aの平面図であり、同図(b)は、同図(a)のVIII−VIII矢視断面図である。
同図によれば、アモルファス薄膜38は、コアケース34の両端部34a、34a側面36c、36cそれぞれに貼り付けられている。そして、このアンテナ装置30Aは、時計ケース10内において12時寄りの位置に、ケース本体35が文字板21と対向し、ケース蓋36が裏蓋14と対向するように配置される。従って、アモルファス薄膜38は、時計ケース10の内周面と対向して配置されることになる。
(A)図7に示したように、ケース蓋36の段違い部分(「中間」という)に1枚のアモルファス薄膜38を貼り付けた場合
(B)中間に積層した3枚のアモルファス薄膜38を貼り付けた場合、
(C)図6に示したように、ケース蓋36の下面、即ち裏蓋14との対向側(「裏蓋側」という)に1枚、中間に積層した3枚、図3に示したように、ケース本体35の両端部上面、即ち文字板21との対向側(「文字板側」という)に積層した3枚のアモルファス薄膜38を貼り付けた場合、
(D)(C)に加えて、図8に示したように、コアケース34の側面に積層した2枚のアモルファス薄膜38を貼り付けた場合
の4つのパターンそれぞれについて受信電圧を測定した。また、比較のため、アモルファス薄膜38を貼り付けない場合のアンテナ装置30Aの受信電圧を測定し、この場合の測定電圧に対するパターン(A)〜(D)それぞれの上昇電圧を算出した。
このような実施形態のアンテナ装置によれば、コイル巻回部分は機器ケースの隅部に配置され、コイル非巻回部分は機器ケースの内周に沿って湾曲している。このアンテナ装置を備える電子機器にあっては、一般に、機器ケース内の中央部に電子機器の部品(例えば、腕時計の場合、モータ、電池、駆動部等)が集中する一方、機器ケース内の周辺部は比較的にデッドスペースが多い。従って、このような実施形態のアンテナ装置によれば、デッドスペースが効果的に利用でき、小型の機器ケースに簡単に設置することができる。また、磁性体のコイル非巻回部分に磁束が引き付けられ、磁性体のコイル巻回部分を通過する磁束が増大することから、アンテナの受信感度が向上する。また、機器ケース内の中央部に集中する多くの部品の組立てに支障が生ずることが少ない。
次に、第2実施形態を説明する。尚、以下において、上述の第1実施形態と同一の構成要素については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。上述した第1実施形態では、コアケース34の両端部34a、34aそれぞれにアモルファス薄膜38を貼り付けて設けることとしたが、第2実施形態では、コアケースに切り込みを設け、この切り込みにアモルファス薄膜を挿入して取り付ける構成とする。
同図によれば、アンテナ装置30Bは、磁性材料からなるコア31と、コアケース41と、コイル37と、アモルファス薄膜38a,38b,38cとを備えて構成される。
尚、本発明を適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
上述した実施形態では、アンテナ装置は、コアを収納するコアケースを備えることとしたが、このコアケースを備えないこととしても良い。
同図によれば、アンテナ装置30Cは、表面に絶縁処理を施したコア31と、コイル37と、アモルファス薄膜38とを備えて構成される。コイル37は、コア31の中央部に銅等の導線が巻回されてなる。アモルファス薄膜38は、コア31の両端部31a、31aそれぞれに、コア31を延伸する方向(コア31の軸方向外側)に向けて、接着等により貼り付けられている。同図(a)は、アモルファス薄膜38が、コア31の長尺片33の両端部31a、31a下面に貼り付けられている場合を示し、同図(b)は、アモルファス薄膜38が、コア31の短尺片32の両端部31a、31a上面に貼り付けられている場合を示している。そして、このアンテナ装置30Cは、時計ケース10内において12時寄りの位置に、長尺片33が文字板21と対向し、短尺片32が裏蓋14と対向するように配置される。
また、上述した実施形態では、コア31は、アモルファス金属の薄板が複数枚積層されてなる積層コアであることとしたが、アモルファス金属を材料として形成されたバルク状であることとしても良い。ここで、バルク状とは、鋳型や金型を利用して作る固体の形状を意味している。
図12(a)は時計ケース内に設置されたアンテナ装置の平面図、同図(b)はそのアンテナ装置の左側面図、同図(c)はアンテナ装置の正面図である。尚、以下において、上述の第1実施形態と同一の構成要素については同一符号を付し、その同一の構成要素についての詳細な説明は適宜に省略する。
なお、この第3実施形態のコア31のコイル突出部の先端部31b、31bは文字板21の裏面に接着されていても良い。
また、この第3実施形態によれば、コイル突出部の先端部が文字板21の裏面に向けて接近するように曲げられ、かつ、コイル非巻回部分の先端部の厚さが根元部の厚さよりも小さくなっているとともに、文字板21側から見て先端部が先細りとなっているので、時計部品の組み込みに支障を生じることが少ない。
なお、標準電波送信所から送信された電波の磁束部分の大部分は、文字板21側から時計ケース10や裏蓋14を回り込むようにアンテナ磁性体へと入ることが予想される。従って、この点でも、コイル突出部の先端部が文字板21の裏面に向けて接近するように曲げられている第3実施形態によれば、受信感度の向上が望めることとなる。
図13は時計ケース内に設置されたアンテナ装置の平面図である。尚、以下において、上述の第1実施形態と同一の構成要素については同一符号を付し、その同一構成要素についての詳細な説明は適宜に省略する。
この薄膜状磁性体は、薄板又は箔体である場合には、時計部品を時計ケース10に組み込んだ後に、磁性接着剤、又は磁性粉末を有機溶剤に混ぜた接着剤によってコア31の両端部31a、31aにそれぞれ接着される。或いは、薄膜状磁性体は、文字板21の裏面に予め付着させておいても良い。
この第4実施形態はその他の点では第3実施形態と同様に構成されている。
また、第4実施形態によれば、磁性体がコア31と外部磁性体38Dから構成され、コア31と外部磁性体38Dが接着されるので、時計部品を時計ケース10に組み込んだ後に、外部磁性体38Dをコア31の両端部に接着できることから、部品組み立て工程上、磁性体の両端部が邪魔となることもない。
図14は時計ケース内に設置されたアンテナ装置の左側面図である。尚、以下において、上述の第1実施形態と同一の構成要素については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
このうちコア31は、第3実施形態と同様に、アモルファス金属からなる磁性材料の薄板を複数枚積層してなる積層コアとなっている。また、磁性スペーサ38E−1は積層アモルファス金属等の厚みを持った磁性体から構成されている。勿論、フェライトやパーマロイ等の磁性体で形成されていても良い。また、薄膜状磁性体38E−2は、コア31を構成する薄板、箔体、又は、磁性粉を文字板21の裏面に塗着したもので構成されている。ここで、箔体としては、例えば第1実施形態と同様のアモルファス薄膜が挙げられる。
なお、磁性スペーサ38E−1は、コア31又は薄膜状磁性体38E−2の少なくとも一方に接着されている。そして、磁性スペーサ38E−1がコア31又は薄膜状磁性体38E−2の一方にのみ接着される場合には、コア31と文字板21との間で機械的に圧力をかけてコア31又は薄膜状磁性体38E−2の他方に接触させる。
この第5実施形態はその他の点では第4実施形態と同様に構成されている。
10 時計ケース
30A,30B,30C,30D,30E アンテナ装置
31 コア
34,41 コアケース
37 コイル
38 アモルファス薄膜
Claims (18)
- 磁性体と、前記磁性体に巻回されたコイルとを備え、電子機器の機器ケース内に設置されるアンテナ装置において、
前記磁性体は、前記コイルが巻回される部分であるコイル巻回部分と、前記コイルが巻回されない部分であり、かつ、前記コイル巻回部分と磁気的に連結されて前記コイルの両端から突出するコイル非巻回部分とから構成され、この各コイル非巻回部分のうち、少なくとも一方のコイル非巻回部分は、前記機器ケースの表面側から見て前記機器ケースの内周に沿って延在するように根元側から先端側に向けて弧状に湾曲していることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記コイル巻回部分は、前記コイルが巻回されるコアの一部から構成され、前記コイル非巻回部分は、前記コアの両端外方向に突出し、かつ、該コアの端部に磁気的に連結するように取り付けられた箔体から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記コイル巻回部分及び前記コイル非巻回部分はそれぞれコアの一部によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記箔体の透磁率は、前記コアの透磁率以下であることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。
- 前記コアを収納する合成樹脂製のコアケースを更に備え、
前記箔体は、前記コアケースの端部側面に設けられた切り込みに挿入されて取り付けられていることを特徴とする請求項2又は4の何れか一に記載のアンテナ装置。 - 前記箔体はアモルファス金属からなることを特徴とする請求項2,4,5の何れか一に記載のアンテナ装置。
- 請求項2〜6の何れか一に記載のアンテナ装置と、このアンテナ装置を収納した機器ケースとを備えたことを特徴とする電子機器。
- 前記機器ケースは開口部を備え、前記機器ケース内には装飾板が配置され、前記磁性体及び前記コイルは、前記装飾板を挟んで前記開口部とは反対側の位置に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
- 請求項2,4,5,6の何れか一に記載のアンテナ装置と、このアンテナ装置を収納した機器ケースとを備え、前記機器ケースは開口部を備え、前記機器ケース内には装飾板が配置され、前記磁性体及び前記コイルは、前記装飾板を挟んで前記開口部とは反対側の位置に配置され、前記箔体は、前記装飾板を挟んで前記開口部とは反対側の位置と、前記コアの前記開口部寄りの位置とのうち、少なくとも前記コアの前記開口部寄りの位置に取り付けられていることを特徴とする電子機器。
- 前記コアを収納する合成樹脂製のコアケースを更に備え、
前記箔体は、前記コアケースの端部側面に設けられた切り込みに挿入されて取り付けられていることを特徴とする請求項9に記載の電子機器。 - 請求項1に記載のアンテナ装置と、このアンテナ装置を収納した機器ケースとを備えたことを特徴とする電子機器。
- 前記電子機器は、前記機器ケースとして時計ケースを備える腕時計であり、前記コイル非巻回部分の先端部は前記腕時計の表面側から見て先細りとなるような形状となっていることを特徴とする請求項11に記載の電子機器。
- 前記コイル非巻回部分は、先端部が時刻表示板に接近するように根元側に対して曲げて形成されていることを特徴とする請求項12に記載の電子機器。
- 前記コイル非巻回部分は、先端部の厚みが根元側の厚みよりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項12又は13に記載の電子機器。
- 前記磁性体は、薄板を積層してなる積層コアを含み、前記コイル非巻回部分は、前記薄板を階段状に積層することによって形成され、前記コイル非巻回部分の先端部が時刻表示板に接近するようにされていることを特徴とする請求項12に記載の電子機器。
- 前記腕時計は、該腕時計の各種機能の実行を指示するためのスイッチを備え、前記磁性体は、前記スイッチの近傍で該スイッチの操作の邪魔とならないように一部が切り欠かれていることを特徴とする請求項12〜15の何れか一に記載の電子機器。
- 前記磁性体は、前記コイルが巻回されるコアと、時刻表示板の裏面に接着される薄膜状磁性体とから構成され、前記コアと前記薄膜状磁性体とは磁性接着剤、又は磁性粉末を有機溶剤に混ぜた接着剤で接着されていることを特徴とする請求項12に記載の電子機器。
- 前記磁性体は、前記コイルが巻回されるコアと、時刻表示板の裏面に接着される薄膜状磁性体と、前記コアと前記薄膜状磁性体との間に介装され前記コアと前記薄膜状磁性体とを磁気的に連結する磁性スペーサとから構成されていることを特徴とする請求項12に記載の電子機器。
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