JP5841686B1 - チップアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内面とコイル外周面との間の空間をより有効に利用し、アンテナのサイズを抑えたまま高性能化したチップアンテナを提供する。【解決手段】チップアンテナ１００は、４つの外側面を有する芯部１１１及び鍔部１１５を備える磁性体コア１１０と、芯部１１１の外側面に略一様に巻回されたコイル１２０と、芯部１１１及びコイル１２０を内包するケース１３０と、を備える。芯部１１１の外側面のうちの３つの第１外側面１１２上に巻回されたコイル１２０外面とケース周壁１３１内面との間の距離がコイル１２０の線径よりも小さく、尚且つ、芯部１１１の外側面のうちの１つの第２外側面１１３上に巻回されたコイル１２０外面とケース周壁１３１内面との間にコイルの巻終り引出線１２２が通過可能な隙間が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信に利用されるチップアンテナ及び該チップアンテナのような電子装置に組み込まれる磁性体コアに関する。

従来、リベット型やドラム型の磁性体コアの芯材にコイルが巻回されることによって、近距離無線通信用のチップアンテナなどのチップアンテナ（アンテナ装置）が構成される。このようなチップアンテナは、主に基板に実装され、コイルの巻始め引出線及び巻終り引出線に電流が流れることにより、芯材から磁界が放射され、無線通信を可能とする。通信可能な距離は、発生する磁界の大きさに応じて増加する。この磁界の大きさは、コイルの巻数や磁性体コアの断面積に応じて増大する。

例えば、特許文献１は、フェライト等の磁性体からなるドラム状コア（１１）に巻線（１２）を巻回してコイルが形成された表面実装型電子部品を開示する。当該表面実装型電子部品では、ドラム状コア（１１）は、巻軸（１１Ｃ）と、この巻軸（１１Ｃ）の両端に形成された鍔（１１Ａ）と鍔（１１Ｂ）とを備えたドラム状に形成される。上側の鍔（１１Ａ）と下側の鍔（１１Ｂ）とは、それぞれ多角形の板状に形成され、下側の鍔（１１Ｂ）の側面が上側の鍔（１１Ａ）の側面よりも突出しない様に、同じ大きさに形成される。下側の鍔（１１Ｂ）には、その側面に等間隔に４つの切り欠きが形成される。このドラム状コア（１１）の巻軸（１１Ｃ）には、巻線（１２）が巻回される。巻線（１２）の中央部分がドラム状コア（１１）の巻軸（１１Ｃ）に巻回され、引き出された一方の端部（１２Ａ）が下側の鍔（１１Ｂ）の切欠き（１１Ｂ２）と切欠き（１１Ｂ３）間に巻き付けられる。また、引き出された他方の端部（１２Ｂ）が下側の鍔（１１Ｂ）の切り欠き（１１Ｂ１）と残りの切り欠き間に巻き付けられる。切り欠き間に巻き付けられた端部（１２Ａ，１２Ｂ）は、予備半田が施されて端子として用いられる。なお、（）内に特許文献１の符号を示した。

特開２０１３−１２６３８ 号公報

一般的に、内部構造の保護を目的として、製品において磁性体コアの鍔部の周囲にケースが取り付けられることが多いため、鍔部の側方にコイルがはみ出さないように巻線が芯部に巻回されることが望ましい。近年、小型チップアンテナの通信距離を向上させること、又は、所望のアンテナ性能を充足するチップアンテナを小型化させることが要求されている。本発明は、上記要求に応えるべく、特許文献１のドラム状コアの問題点に着目したものである。

特許文献１のドラム状コアでは、両者の中心が合致するように矩形状の鍔部と円柱状の芯部とが連結されている。そして、芯部に巻線が巻回されてコイルが形成されている。このドラム状コアでは、正方形断面の鍔部に対して円形断面の磁性体コアが組み合わされているため、鍔部角部とコア外周との間の隙間が大きく、ケース内部（構造全体の断面積）における磁性体コアが占める断面積が相対的に小さい。さらに、鍔部外周縁の各辺（ケース内面）とコイル外周面との間に、少なくとも引出線が通過可能な隙間が設けられている。これら隙間は全ての辺に形成されているが、引出線が通過しない辺においては当該隙間が無駄となる。すなわち、この隙間によって、ケース内部における磁性体コアが占める断面積が相対的に低下すること、及び、ケース自体が大型化することが課題として挙げられる。なお、本明細書中において、「断面」とは、芯部の軸に直交する水平断面を意味する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ケース内面とコイル外周面との間の空間をより有効に利用し、アンテナのサイズを抑えたまま高性能化したチップアンテナ、及び、該チップアンテナ等の電子装置に組み込まれる磁性体コアを提供することにある。

本発明のチップアンテナは、軸方向に延伸するとともに該軸を包囲する４つの外側面を有する芯部、及び、芯部の軸方向一端から張り出した鍔部を備える磁性体コアと、
芯部の外側面に略一様に巻回されたコイルと、
芯部の４つの外側面にそれぞれ対向し、コイルを包囲する周壁を備え、芯部及びコイルを内包するケースと、
を備え、
芯部の外側面のうちの３つの第１外側面上に巻回されたコイル外面とケースの周壁内面との間の距離がコイルの線径よりも小さく、芯部の外側面のうちの１つの第２外側面上に巻回されたコイル外面とケースの周壁内面との間にコイルの巻終り引出線が通過可能な隙間が形成されていることを特徴とする。

本発明のチップアンテナによれば、芯部の外側面のうちの３つの第１外側面上に巻回されたコイル外面とケースの周壁内面との間の距離がコイルの線径よりも小さく、尚且つ、芯部の外側面のうちの１つの第２外側面上に巻回されたコイル外面とケースの周壁内面との間の隙間にコイルの巻終り引出線が通過可能である。つまり、本チップアンテナのケース内部において、第１外側面上のコイル外面とケース周壁内面との間に、コイルをこれ以上巻回可能な無駄な隙間が存在していない。したがって、本発明のチップアンテナは、構造全体（ケース内部）における磁性体コア及び／又はコイルが占める水平方向の断面積を相対的に増大させることにより、アンテナサイズを抑えたまま高性能化を可能としたものである。

本発明のチップアンテナの一形態によれば、鍔部の外周縁がケース周壁の内周縁又は外周縁と合致し、芯部の第２外側面と鍔部の外周縁との距離が第１外側面と鍔部の外周縁との距離よりもコイル径の差で大きいことをさらに特徴とする。すなわち、第２外側面上のコイル外面とケース周壁内面との間の距離が抑えられ、無駄な隙間を形成せずに巻終り引出線をコイル外面上に通過させることができる。

本発明のチップアンテナの一形態によれば、鍔部は略正方形の平面形状を有し、芯部は長辺及び短辺からなる略矩形状の横断面形状を有し、芯部の中心位置が鍔部の中心位置から短辺方向に所定距離だけずらして配置されることにより、ケースの周壁と第２外側面上に巻回されたコイル外面との間に巻終り引出線が通過する隙間が形成されることをさらに特徴とする。すなわち、内部の芯部の断面形状を矩形状とすることにより、鍔部及びケースの平面形状を正方形とすることができる。これにより、チップアンテナの全体形状の見栄えを良くすることができる。

本発明のチップアンテナの一形態によれば、芯部の長辺と短辺との差がコイルの径と等しく、且つ、所定距離がコイルの径の１／２倍であることをさらに特徴とする。

本発明のチップアンテナの一形態によれば、鍔部の第２外側面側の辺には、巻終り引出線が通過するための第１通過部が設けられていることをさらに特徴とする。

本発明のチップアンテナの一形態によれば、第１通過部が鍔部の角部に形成され、第１通過部の対向する角部に巻始め引出線が通過するための第２通過部が形成され、且つ、他の角部の一方に、磁性体コアの方向を定めるための位置決め部が設けられていることをさらに特徴とする。

本発明のチップアンテナの一形態によれば、磁性体コアはリベット型であることをさらに特徴とする。

本発明のチップアンテナは、軸方向に延伸するとともに該軸を包囲する４つの外側面を有する芯部、及び、芯部の軸方向一端から張り出した鍔部を備える磁性体コアと、
芯部の外側面に略一様に巻回されたコイルと、
を備え、
平面視において、芯部の４つの外側面上に巻回されたコイル外面が鍔部の外周縁よりも内側に位置し、芯部の外側面のうちの３つの第１外側面上に巻回されたコイル外面と鍔部の外周縁との間の距離がコイルの線径よりも小さく、芯部の外側面のうちの１つの第２外側面上に巻回されたコイル外面と鍔部の外周縁との間にコイルの巻終り引出線が通過可能な隙間が形成されていることを特徴とする。

本発明のチップアンテナによれば、平面視において、芯部の外側面のうちの３つの第１外側面上に巻回されたコイル外面が鍔部の外周縁よりも内側に位置し、尚且つ、芯部の外側面のうちの１つの第２外側面上に巻回されたコイル外面と鍔部外周縁との隙間にコイルの巻終り引出線が通過可能である。つまり、本チップアンテナを芯部の軸方向から見たとき（平面視）、鍔部の外周縁が形成する矩形よりも外側にコイルがはみ出さない。したがって、本発明のチップアンテナは、実際に基板に搭載する際、隣に搭載される部品と物理的に接触しなくなるという効果を発揮する。

本発明の磁性体コアは、軸方向に延伸するとともに該軸を包囲する４つの外側面を有し、外側面にコイルが略一様に巻回される芯部と、
芯部の軸方向一端から張り出し、各外側面と対向するように芯部及びコイルを包囲するケース周壁の内周縁又は外周縁を定める鍔部と、を備え、
芯部の外側面のうちの１つの第２外側面と鍔部の外周縁との距離が芯部の外側面のうちの３つの第１外側面と鍔部の外周縁との距離よりもコイル径の差で大きいことを特徴とする。

本発明のチップアンテナ及び磁性体コアは、アンテナサイズを抑えたまま、アンテナの通信距離を向上させることが可能である。

本発明の一実施形態のチップアンテナの分解斜視図。 図１のチップアンテナの磁性体コアの（ａ）上方から見た斜視図及び（ｂ）下方から見た斜視図。 図２の磁性体コアの平面図。 図２の磁性体コアの（ａ）正面図、（ｂ）、背面図、（ｃ）右側面図及び（ｄ）左側面図。 図１のチップアンテナ（ケースを省略）の（ａ）上方から見た斜視図及び（ｂ）下方から見た斜視図。 図５のチップアンテナ（ケースを仮想線で示す）の（ａ）平面図及び（ｂ）底面図。 図５のチップアンテナ（ケースを仮想線で示す）の（ａ）正面図、（ｂ）、背面図、（ｃ）右側面図及び（ｄ）左側面図。 図７（ａ）のチップアンテナの（ａ）Ａ−Ａ断面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図。 従来技術による比較例のチップアンテナの（ａ）平面図及び（ｂ）正面図。 本発明のチップアンテナの変形例の（ａ）平面図、（ｂ）縦断面図。 本発明のチップアンテナの変形例の（ａ）平面図、（ｂ）縦断面図。 図１１のチップアンテナの磁性体コアの概略平面図。 本発明の変形例のチップアンテナの磁性体コアを示す（ａ）斜視図及び（ｂ）底面図。 本発明の変形例のチップアンテナの磁性体コアを示す（ａ）斜視図及び（ｂ）底面図。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状寸法を説明する上での概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本発明は、図面における寸法比率に限定されるものではない。

本実施形態のチップアンテナ１００は、主にプリント配線板等の基板に実装される指向性の小型チップアンテナである。特には、チップアンテナ１００は、近距離無線通信用アンテナであり、実装される基板と反対側の面に向かって磁界を発生させて通信するように構成されている。しかしながら、本実施形態のチップアンテナ１００は、説明のための例示にすぎず、本発明のチップアンテナは当該実施形態に限定されない。

図１は、本実施形態のチップアンテナ１００の分解斜視図である。本チップアンテナ１００は、リベット型の磁性体コア１１０と、磁性体コア１１０の芯部１１１に導線が軸方向に略一様に巻回されて形成されたコイル１２０と、磁性体コア１１０及びコイル１２０を内包するケース１３０とを備える。以下、チップアンテナ１００の各構成部材について説明する。

図２は、磁性体コア１１０の斜視図である。磁性体コア１１０は、軸方向に直線状に延伸する芯部１１１と、該芯部１１１の基端（一端）から張り出した薄板状の鍔部１１５とを備える。芯部１１１は（軸に直交する）水平断面視において略矩形状を有する四角柱である。鍔部１１５は平面視略正方形状を有する薄板である。これら芯部１１１及び鍔部１１５は各辺が平行になるように組み合わさっている。また、鍔部１１５の３箇所の角部には、切り欠きが形成されている。該切り欠きの１つは、巻終り引出線１２２が通過するための第２通過部１１７である。そして、該第２通過部１１７に対向する切り欠きは、巻始め引出線１２１が通過するための第１通過部１１６である。もう１つの切り欠きは、チップアンテナ１００の向きを確認するための位置決め部１１８である。また、３箇所に切り欠きが設けられたことにより、リベット型の磁性体コア１１０に方向性が生じ、製造時に上下左右の取り違いを防ぐことができる。さらに、鍔部１１５の底面には、対となる第１電極端子１１９ａ及び第２電極端子１１９ｂが形成されている。電極端子１１９ａ，１１９ｂ間の距離は、電気的絶縁を維持するため２００μｍ以上とするのが好ましい。一対の電極端子１１９ａ，１１９ｂには、コイル１２０の両端が電気的に接続される。また、芯部１１１及び鍔部１１５の角部は、面取りされてカーブしている。つまり、本発明の「矩形状」「正方形状」とは、その角部が面取りされたり、その一部が切り欠かれたりした形状等をも含む概念である。しかしながら、位置決め部１１８や角部、ケース等の面取り加工は任意に省略されてもよい。

図３及び図４を参照して、磁性体コア１１０の芯部１１１と鍔部１１５との位置関係及び寸法を詳細に説明する。図３は、磁性体コア１１０の平面図であり、図４（ａ）〜（ｄ）は磁性体コア１１０の正面図、背面図、右側面図及び左側面図である。

芯部１１１は、平面視（又は水平断面視）において長辺１１１ａ及び短辺１１１ｂからなる矩形状を有する。芯部１１１の４側面のうち、短辺１１１ｂ側の２側面及び一方の長辺１１１ａ側の１側面を含む３側面が第１外側面１１２と定められる。また、芯部１１１の４側面のうち、他方の長辺１１１ａ側の１側面が第２外側面１１３と定められる。本実施形態では、長辺１１１ａの長さａは、短辺１１１ｂの長さｂよりもコイル１２０の線径ｄの差で大きい。さらに、芯部１１１の中心軸をＯ１と定めた。

鍔部１１５は、平面視において一辺の長さｃの略正方形である。この鍔部１１５の中心軸をＯ２と定めた。芯部１１１の３つの第１外側面１１２からの鍔部１１５の張り出し幅が等しい。各第１外側面１１２からの張出幅を第１幅ｗ１として定めた。他方、第２外側面１１３からの鍔部１１５の張り出し幅を第２幅ｗ２として定めた。本実施形態では、鍔部１１５の内方にコイル１２０及びケース周壁１３１の外周縁を収めるように、第１幅ｗ１及び第２幅ｗ２は巻き数Ｎ （本実施形態ではＮ＝１）のコイル１２０の厚み（Ｎ×ｄ）とケース１３０の厚み（ｔ）との合計よりも大きい。この巻き数Ｎは、軸方向に沿った巻き数でなく、コイルの同一周上に巻き重ねられた数である。つまり、平面視において、該重ね巻き数Ｎによってコイル１２０の外面の位置が定められる。そして、鍔部１１５の第１幅ｗ１は、コイル１２０及びケース周壁１３１を配置した状態で線径ｄの巻終り引出線１２２の通過を許容しない大きさで構成されている。他方、鍔部１１５の第２幅ｗ２は、コイル１２０及びケース周壁１３１を配置した状態で線径ｄの１本の巻終り引出線１２２のみの通過を許容するだけの大きさで構成されている。つまり、第１幅ｗ１及び第２幅ｗ２は、以下の式１、式２で表される。
Ｎ×ｄ＋ｔ＜ｗ１＜（Ｎ＋１）×ｄ＋ｔ （式１）
（Ｎ＋１）×ｄ＋ｔ＜ｗ２＜（Ｎ＋２）×ｄ＋ｔ （式２）

図３及び図４に示すとおり、芯部１１１の第１中心位置Ｏ１は、鍔部１１５の第２中心位置Ｏ２から短辺１１１ｂ方向にのみずれて配置されている。中心位置Ｏ１と中心位置Ｏ２とは、コイル１２０の線径ｄの半分の距離（ｄ／２）で離隔している。すなわち、芯部１１１が鍔部１１５に対して図３の右側に偏心して配置されている。当該偏心により、第１幅ｗ１が第２幅ｗ２よりも距離ｄの差で小さい。

なお、当該磁性体コア１１０は、磁性材料で一体的に形成された芯部１１１及び鍔部１１５からなる。磁性材料は、フェライト（Ｎｉ−Ｚｎ、Ｍｎ−Ｚｎ）、鉄粉、圧粉、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系等を含む磁性体から選択され得る。そして、当該磁性体コア１１０は、磁性体の粉末材料をプレス成形して、８００〜１０００℃で焼成することで所望の形状に成形される。さらに、鍔部１１５の底面に金属（銅）製の電極端子１１９ａ，１１９ｂがメッキ加工等によって形成される 。しかしながら、磁性体コアの材質・製法は、上記に限定されず、当業者によって任意に選択され得る。

コイル１２０は、線径ｄの金属導線が所定の巻き数Ｎ（本実施形態ではＮ＝１）で軸方向に一様に巻回されることによって形成された。金属導線は、例えばウレタン、ビニール、ポリイミド等で絶縁被覆した銅線である。コイル１２０本体の両端には、巻始め引出線１２１及び巻終り引出線１２２が形成されている。巻始め引出線１２１は、コイル１２０下端の巻回の始点と鍔部１１５底面側の一端との間の導線部位である。巻終り引出線１２２は、コイル１２０上端の巻回の終点と鍔部１１５底面側の他端の間の導線部位であり、コイル１２０本体の外側を通過する。導線の両端部の絶縁膜が剥離され、鍔部１１５の底面に形成した電極端子１１９ａ，１１９ｂに、圧着やはんだ付け等の方法により電気的に導線端部が接続される。すなわち、プリント配線基板表面に磁性体コア１１０の鍔部１１５底面が接着され、コイル１２０の両端端部が電極端子１１９ａ，１１９ｂを介してプリント配線基板上の配線に電気的に接続され得る。ただし、電極端子を省略して、導線の端部を直接的に基板等に接続してもよい。

ケース１３０は、一面が開口した合成樹脂製の中空の筺体であり、４つの矩形状の外側面を有する所定厚ｔの周壁１３１、頂壁１３２、及び開口を定める開口縁部１３３を有する。頂壁１３２及び開口縁部１３３外周は、一辺の長さｃの正方形状であり、周壁１３１の外周縁と合致する。そして、鍔部１１５の外周縁がケース周壁１３１の外周縁と合致する。換言すると、鍔部１１５がケース周壁１３１の外周縁を定めている。該ケース１３０は、内包する磁性体コア１１０及びコイル１２０を被覆し、製造（量産）時及び製品において内部構造を保護する。また、ケース１３０は、非磁性体の材質を使用するのが望ましい。非磁性体とするのは、磁性体を素材としたカバーを使用すると、通信のための磁界が閉磁路を形成してしまい、通信距離が著しく短くなってしまうためである。なお、熱硬化接着剤等の接着剤によって芯部１１１の上面とケース頂壁１３２の内面とが接着されることにより、該ケース１３０が磁性体コア１１０に固着される。

本実施形態では、磁性体コア１１０の芯部１１１の長辺ａが約２．９ｍｍであり、短辺ｂが約２．７ｍｍである。鍔部１１５の一辺の長さｃが４．０ｍｍである。磁性体コア１１０における第１幅ｗ１が約０．５５ｍｍであり、第２幅ｗ２が約０．７５ｍｍである。コイル１２０の線径ｄが約０．１８〜０．２３ｍｍであり、ケース周壁１３１の厚ｔが約０．２ｍｍである。ただし、これら寸法は例示にすぎず、当業者であれば、本発明の技術的範囲から逸脱することなく任意に変更可能である。

次に、図５乃至図８を参照して、本実施形態のチップアンテナ１００をより詳細に説明する。図５はチップアンテナ１００の斜視図であり、図６（ａ）、（ｂ）はチップアンテナ１００の平面図及び底面図であり、図７（ａ）〜（ｄ）はチップアンテナ１００の各側面図である。図８（ａ）、（ｂ）は、チップアンテナのＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。説明の便宜上、ケース１３０を省略するか、あるいは、仮想線で表している。換言すると、図５乃至図７には、磁性体コア１１０及びコイル１２０のみからなるチップアンテナが示されている。

図５に示すとおり、コイル１２０が磁性体コア１１０の芯部１１１に略一様に巻回されている。該チップアンテナ１００において、コイル１２０の巻始め引出線１２１が鍔部１１５の底面側から第１通過部１１６を通過している。該巻始め引出線１２１は、芯部１１１底面に延びており、その端部に第１電極端子１１９ａが固着されている。そして、コイル１２０は第１通過部１１６を通過した直後に芯部１１１の第１外側面１１２に沿って屈折している。つまり、第１外側面１１２の長辺１１２ａと短辺１１２ｂの間の角部がコイル１２０の巻回の始点として定められている。コイル１２０は、芯部１１１の（鍔部１１５側の）基端から先端にかけて順に芯部１１１の外側面に沿って隙間無く螺旋状に巻回されている。本実施形態では、コイル１２０の巻き数Ｎが１であるが、当該Ｎは任意に変更可能である。そして、コイル１２０上端で導線が第１外側面１２０上に巻かれ、第１外側面１１２と第２外側面１１３との間の角部が終点となり、コイル１２０が巻き終わる。このコイル１２０上端の巻終り（終点）から巻終り引出線１２２が基端側にたすき掛け状に延びている。より詳細には、巻終り引出線１２２は、第２外側面１１３に巻回されたコイル１２０外面上を通過し、コイル１２０上端から下端に向けて第２外側面１１３の対角線上に延在している。そして、巻終り引出線１２２が鍔部１１５の角部の第２通過部１１７を通過している。該巻終り引出線１２２は芯部１１１底面にまで延びており、その端部に第２電極端子１１９ｂが固着されている。なお、巻始め引出線１２１及び巻終り引出線１２２が芯部１１１の略対角線方向に延びており、鍔部１１５にかかっていない。これにより、比較的脆い鍔部１１５が損傷することが効果的に抑えられている。

図６〜図８に示すとおり、チップアンテナ１００において、ケース１３０の開口縁部１３３が鍔部１１５の外周縁に接合され、ケース周壁１３１によって芯部１１１及びコイル１２０が包囲されている。

図６〜図８によれば、磁性体コア１１０の芯部１１１の外側面のうちの３つの第１外側面１１２上に巻回されたコイル１２０本体外面とケース周壁１３１内面との間の距離がコイル１２０の線径ｄよりも小さい。すなわち、芯部１１１の３側面の外方に無駄な隙間が形成されていない。他方、磁性体コア１１０の芯部１１１の外側面のうちの１つの第２外側面１１３上に巻回されたコイル１２０本体外面とケース周壁１３１内面との間にコイル１２０の巻終り引出線１２２が通過可能な隙間が形成されている。巻終り引出線１２０外面とケース周壁１３１内面との間の距離はコイル１２０の線径ｄよりも小さい。そして、巻終りの引出線１２２まで含めたコイル１２０全体の外周平面形状は、ケース周壁１３１の内周形状とほぼ同じである。なお、第１外側面１１２上のコイル１２０外面とケース周壁１３１内面との間の距離がほぼ０であり、且つ、第２外側面１１３上のコイル１２０本体外面とケース周壁１３１内面との間の距離がｄであることが好ましい。

これに対し、図９は、従来技術による比較例のチップアンテナ８００の内部構造を示す概略図である。下二桁が共通する構成要素は、チップアンテナ１００と同一又は類似の特徴を有する。チップアンテナ８００は、正方形の水平断面形状を有する芯部８１１及び正方形の平面形状を有する鍔部８１５からなる磁性体コア８１０と、該芯部８１１に巻回されたコイル８２０と、芯部８１１及びコイル８２０を内包するケース８３０とを備える。このチップアンテナ８００のチップサイズはチップアンテナ１００のチップサイズと等しい。図９（ａ），（ｂ）に示すとおり、芯部８１１の中心Ｏ１’と鍔部８１５の中心Ｏ２’とが合致している。鍔部８１５の各外側面における突出幅ｗ’が同一であるので、コイル８２０本体外面とケース周壁８３１内面との間の距離が各外側面において等しい。そして、巻終り引出線８２２を通過させるべく、芯部８１１の４つの全ての外側面上のコイル８２０本体外面とケース周壁８３１内面との間の隙間は、コイル８２０の線径ｄよりも大きい。このようにケース８３０内部に無駄な空間が存在するので、チップアンテナ８００の大型化や同サイズにおける通信距離の相対的な低下をもたらす。

図９のチップアンテナ８００と比較すると、本実施形態のチップアンテナ１００では、芯部１１１の３つの第１外側面１１２において、隙間がｄよりも小さいので、無駄な隙間が省かれていることが分かる。つまり、本実施形態のチップアンテナ１００は、ケース１３０内部の水平断面における芯部１１１の面積比が相対的に増加したことにより、同じチップサイズを維持しつつ、磁界を増大させて通信距離を延ばすことができる。換言すれば、本実施形態のチップアンテナ１００は、通信距離を維持しつつ、チップサイズを小型化したものである。

以下、本発明の一実施形態のチップアンテナ１００作用効果について説明する。

本実施形態のチップアンテナ１００では、芯部１１１の４外側面のうちの３つの第１外側面１１２上に巻回されたコイル１２０外面とケース周壁１３１内面との間の距離がコイル１２０の線径ｄよりも小さい。また、芯部１１１の４外側面のうちの１つの第２外側面１１３上に巻回されたコイル１２０外面とケース周壁１３１内面との間の隙間が、第１外側面１１２側の隙間よりも距離ｄの差で大きい。当該隙間は、第２外側面１１３に巻回されたコイル１２０外面上を１本の巻終り引出線１２２だけが通過することを許容する。換言すると、第２外側面１１３上の巻終り引出線１２２とケース周壁１３１との間の距離がｄよりも小さい。つまり、本チップアンテナ１００のケース１３０内部において、コイル１２０とケース周壁１３１内面との間に、コイル１２０をこれ以上巻回可能な無駄な隙間が存在していない。したがって、本チップアンテナ１００は、構造全体（ケース１３０内部）における磁性体コア１１０及び／又はコイル１２０が占める水平方向の断面積の割合を相対的に増大させることにより、アンテナのチップサイズを抑えたまま高性能化を可能としたものである。

［変形例］
本発明のチップアンテナは、上記実施形態に限定されずに、例えば、以下のように変形可能である。なお、図１０〜１２の変形例において、下二桁が共通する構成要素は、同一又は類似の特徴を有し、その説明を一部省略する。

（１）上記実施形態では、ケース周壁１３１の外周縁が鍔部１１５の外周縁によって定められているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すチップアンテナ２００のように、ケース周縁２３１の内周縁が鍔部２１５の外周縁によって定められてもよい。すなわち、チップアンテナ２００では、磁性体コア２１０の鍔部２１５外周縁の端面とケース周壁２３１の内面とが接着される。この磁性体コア２１０は上記実施形態の磁性体コア１１０と同一形状を有する。そして、コイル２２０の巻き数Ｎが２であり、芯部２１１の外側面のうちの３つの第１外側面２１２上に巻回されたコイル２２０外面とケース２３０の周壁２３１内面との間の距離がコイル２２０の径ｄよりも小さい。また、芯部２１１の外側面のうちの１つの第２外側面２１３上に巻回されたコイル２２０外面とケース周壁２３１の内面との間の隙間が、巻終り引出線２２２が通過可能であるように第１外側面２１２側の隙間よりも距離ｄの差で大きい。すなわち、本変形例のチップアンテナ２００は、上記実施形態のチップアンテナ１００と同様に、ケース２３０の内部空間を有効利用するものである。

（２）上記実施形態では、芯部１１１の水平断面形状が矩形であり、鍔部１１５の平面形状が正方形であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１及び図１２に示すチップアンテナ３００のように、芯部３１１の水平断面形状が正方形（一辺の長さｅ）であり、鍔部３１５の平面形状（長辺３１５ａの長さｆ、短辺３１５ｂの長さｇ）が矩形であってもよい（図１２参照）。上記実施形態のチップアンテナ３００では、芯部３１１の外側面のうちの３つの第１外側面３１２上に巻回されたコイル３２０外面とケース周壁３３１内面との間の距離がコイル３２０の径ｄよりも小さく、尚且つ、芯部３１１の外側面のうちの１つの第２外側面３１３上に巻回されたコイル３２０外面とケース周壁３３１内面との間にコイル３２０の巻終り引出線３２２が通過可能な隙間が形成される。すなわち、本変形例のチップアンテナ３００は、上記実施形態のチップアンテナ１００と同様に、ケース３３０の内部空間を有効利用するものである。

（３）上記実施形態では、磁性体コア１１０はリベット型であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、磁性体コアの鍔部が形成された芯部の反対側の端部に第２の鍔部を形成し、磁性体コアをドラム型としてもよい。

（４）上記実施形態では、通過部１１６，１１７が鍔部１１５の角部に設けられた切り欠きであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、コイルの引出線が鍔部を通過可能であれば、通過部を貫通孔などの他の形態としてもよい。あるいは、角部でなくとも、第１通過部を第１外側面に対向する鍔部外周の辺上に形成し、第２通過部を第２外側面に対向する鍔部外周の辺上に形成してもよい。

（５）上記実施形態において、チップアンテナ１００の裏面に設けた電極端子１１９は巻始め引出線１２１用と巻終り引出線１２２用の計２個であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１３に示すチップアンテナ４００の磁性体コア４１０は、鍔部４１５の底面の四隅に電極端子を１個ずつ設けて、４個としたものである。この場合、コイル４２０が接続されていない一対の電極端子４１９ｃ，４１９ｃが基板のビア等の金属面にはんだで接続される。すなわち、全ての電極端子４１９ａ，４１９ｂ，４１９ｃ，４１９ｃが対象にはんだ付けされることにより、４ヶ所のはんだが表面張力のバランスをとり、チップアンテナ１００が傾いて実装されることを防止する効果を得られる。さらに、図１４に示すチップアンテナ５００の磁性体コア５１０は、鍔部５１５の底面に、一方向に略平行に並設された３箇所の電極端子５１９ａ，５１９ｂ，５１９ｃを備えている。第１電極端子５１９ａには、コイル５２０の巻始め引出線５２１が接続され、第２電極端子５１９ｂには、コイル５２０の巻終り引出線５１９ｂが接続される。そして、コイル５２０が接続されない中央の電極端子５１９ｃは、チップアンテナ５００を基板にはんだで実装したとき、磁気シールドの作用を発揮する。

（６）上記実施形態では、チップアンテナ１００は近距離無線通信用の小型チップアンテナであるが、本発明の技術的範囲内から逸脱することがなければ、大型の中長距離無線用のアンテナに本発明の技術的思想が適用されてもよい。また、本発明のチップアンテナは、図５のようにケースを省略した形態をとることができる。この場合、アンテナを芯部の軸方向から見たとき、鍔部の外周縁が形成する矩形よりも外側にコイルがはみ出さないので、実際に基板に搭載する際、隣に搭載される部品と物理的に接触しなくなるという効果を発揮する。

本発明は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限りにおいて種々の態様で実施しうるものである。

本発明は、主として、フェリカアンテナ、ＲＦＩＤタグ用アンテナ等の近距離通信用アンテナの分野に周波数帯を問わず、幅広く利用することができる。

１００ チップアンテナ
１１０ 磁性体コア
１１１ 芯部
１１１ａ 長辺
１１１ｂ 短辺
１１２ 第１外側面
１１３ 第２外側面
１１５ 鍔部
１１６ 第１通過部
１１７ 第２通過部
１１８ 位置決め部
１１９ａ 第１電極端子
１１９ｂ 第２電極端子
１２０ コイル
１２１ 巻始め引出線
１２２ 巻終り引出線
１３０ ケース
１３１ 周壁
１３２ 頂壁
１３３ 開口縁部
２００ チップアンテナ（変形例）
３００ チップアンテナ（変形例）
８００ チップアンテナ（従来例）
ａ 芯部長辺の長さ
ｂ 芯部短辺の長さ
ｃ 鍔部の一辺の長さ
ｗ１ 第１幅
ｗ２ 第２幅
ｔ ケース厚
ｄ コイル線径
Ｏ１ 芯部中心線
Ｏ２ 鍔部中心線

Claims (7)

1. 軸方向に延伸するとともに該軸を包囲する４つの外側面を有する芯部、及び、前記芯部の軸方向一端から張り出した鍔部を備える磁性体コアと、
   前記芯部の前記外側面に略一様に巻回されたコイルと、
   前記芯部の４つの外側面にそれぞれ対向し、前記コイルを包囲する周壁を備え、前記芯部及び前記コイルを内包するケースと、
   を備え、
   前記芯部の外側面のうちの３つの第１外側面上に巻回された前記コイル外面と前記ケースの周壁内面との間の距離が前記コイルの線径よりも小さく、前記芯部の外側面のうちの１つの第２外側面上に巻回された前記コイル外面と前記ケースの周壁内面との間に前記コイルの巻終り引出線が通過可能な隙間が形成されており、
   前記鍔部の外周縁が前記ケース周壁の内周縁又は外周縁と合致し、前記芯部の前記第２外側面と前記鍔部の外周縁との距離が前記第１外側面と前記鍔部の外周縁との距離よりも前記コイルの線径の差で大きいことを特徴とするチップアンテナ。
2. 前記鍔部は略正方形の平面形状を有し、前記芯部は長辺及び短辺からなる略矩形状の横断面形状を有し、前記芯部の中心位置が前記鍔部の中心位置から短辺方向に所定距離ずらして配置されることにより、前記ケースの周壁と前記第２外側面上に巻回された前記コイル外面との間に前記巻終り引出線が通過する隙間が形成されることを特徴とする請求項１記載のチップアンテナ。
3. 前記芯部の長辺と短辺との差が前記コイルの線径と等しく、且つ、前記所定距離が前記コイルの線径の１／２倍であることを特徴とする請求項２に記載のチップアンテナ。
4. 前記鍔部の第２外側面側の辺には、前記巻終り引出線が通過するための通過部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のチップアンテナ。
5. 前記通過部が前記鍔部の角部に形成され、前記通過部の対向する角部に巻始め引出線が通過するための別の通過部が形成され、且つ、他の角部の一方に、前記磁性体コアの方向を定めるための位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のチップアンテナ。
6. 前記磁性体コアはリベット型であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のチップアンテナ。
7. 軸方向に延伸するとともに該軸を包囲する４つの外側面を有する芯部、及び、前記芯部の軸方向一端から張り出した鍔部を備える磁性体コアと、
   前記芯部の前記外側面に略一様に巻回されたコイルと、
   を備え、
   平面視において、前記芯部の前記４つの外側面上に巻回された前記コイル外面が前記鍔部の外周縁よりも内側に位置し、前記芯部の外側面のうちの３つの第１外側面上に巻回された前記コイル外面と前記鍔部の外周縁との間の距離が前記コイルの線径よりも小さく、前記芯部の外側面のうちの１つの第２外側面上に巻回された前記コイル外面と前記鍔部の外周縁との間に前記コイルの巻終り引出線が通過可能な隙間が形成されており、
   前記芯部の前記第２外側面と前記鍔部の外周縁との距離が前記第１外側面と前記鍔部の外周縁との距離よりも前記コイルの線径の差で大きいことを特徴とするチップアンテナ。
   

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