天线装置以及电源装置的制作方法

本实用新型涉及天线装置，进一步详细地，涉及被小型化并且抑制了误动作以及传输效率的降低的天线装置。

此外，本实用新型涉及一种通过使用上述本实用新型的天线装置，从而被小型化并且抑制了误动作以及传输效率的降低的非接触电力传输装置。

背景技术：

安全并且使用便利的非接触电力传输装置被广泛用于无绳电话、电刮刀、电动牙刷、移动电话、智能电话等的蓄电池的充电等的用途。

专利文献1(WO2012-101905号公报)中公开了这种非接触电力传输装置。

图5中表示专利文献1公开的非接触电力传输装置(开关电源装置)300。

非接触电力传输装置300通过使由谐振电容器Cr1、Cr2和谐振电感器Lr构成的送电侧的谐振电路与由谐振电容器Crs1、Crs2和谐振电感器Lrs构成的受电侧的谐振电路共振，从而在送电侧天线(送电线圈)Lp与受电侧天线(受电线圈)Ls之间，主要通过磁场耦合来进行电力传输。

在非接触电力传输装置中，送电侧天线、受电侧天线的小型化成为重要的课题。例如，嵌入了受电侧天线的无绳电话、电刮刀、电动牙刷、移动电话、智能电话等设备为小型成为重要的特征，受电侧天线也当然需要是小型的。同样地，嵌入了送电侧天线的上述装置的充电器也最好是小型的，送电侧天线也需要是小型的。

作为使天线装置小型化的方法，考虑在线圈导体被卷绕成螺旋状的线圈天线的内部空间内，收纳形成有周边电路的电路基板的方法。

例如，专利文献2(WO2009-145218号公报)中公开了在线圈天线的内部收纳无线IC芯片的天线装置。

图6中表示专利文献2公开的天线装置(无线IC设备用部件)400。

天线装置400以小型化为目的，在线圈天线(环状电极)101的内部配置无线IC芯片102。天线装置400的线圈天线101是在多个树脂层层叠构成的层叠体(供电电路基板)103的内部，通过线状电极104和通孔导体105螺旋状地连接而构成的线圈天线。另外，无线IC芯片102通过连接电极106而被布线。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO2012-101905号公报

专利文献2：WO2009-145218号公报

技术实现要素：

-实用新型要解决的课题-

上述的现有的天线装置400在线圈天线101的内部收纳无线IC芯片102，来实现小型化。

然而，天线装置400未兼顾无线IC芯片102的配置位置、配置方向。

天线装置400的无线IC芯片102、连接电极106等极其接近于线圈天线101的线状电极104地配置。此外，无线IC芯片102、连接电极106等与线状电极104平行地配置。在这样的配置中，无线IC芯片102、连接电极106等与线状电极104容易通过电场、磁场、电磁场(电场以及磁场)而耦合，由于其影响，无线IC芯片102可能误动作。

此外，天线装置400未实施抑制线圈天线101产生的磁通所导致的对无线IC芯片102的影响的手段。因此，线圈天线101所产生的磁通与无线IC芯片102直接交链，由于其影响，无线IC芯片102可能误动作。

-解决课题的手段-

本实用新型为了解决上述的现有的问题而作出。

作为其手段，本实用新型的天线装置(技术方案1所述的天线装置)具备：线圈天线，具有线圈导体，线圈导体绕着卷绕轴卷绕，在卷绕轴方向层叠从而在内部形成空间；和电路基板，被配置于线圈导体形成的空间内，在线圈导体的卷绕轴方向俯视线圈天线的情况下，线圈天线的开口面为多边形，电路基板被配置为沿着多边形的对角线。

在这种情况下，开口的多边形例如能够设为矩形。在这种情况下，电路基板的导体图案、安装于电路基板的电子部件与线圈天线的线圈导体分离配置，并且难以平行，因此能够抑制导体图案、电子部件与线圈导体通过电场、磁场、电磁场而耦合。进一步地，在将开口的矩形设为正方形的情况下，由于开口面积变大，因此能够提高线圈天线的传输效率。

此外，为了解决上述的现有的问题，本实用新型的天线装置(技术方案2所述的天线装置)具备：线圈天线，具有线圈导体，线圈导体绕着卷绕轴卷绕，在卷绕轴方向层叠从而在内部形成空间；和电路基板，被配置于线圈导体形成的空间内，电路基板的主面以及主面的法线都相对于线圈导体的卷绕轴方向倾斜。

进一步地，为了解决上述的现有的问题，本实用新型的天线装置(技术方案3所述的天线装置)具备：线圈天线，具有线圈导体，线圈导体绕着卷绕轴卷绕，在卷绕轴方向层叠从而在内部形成空间；和电路基板，被配置于线圈导体形成的空间内，在线圈导体的卷绕轴方向俯视线圈天线的情况下，线圈天线的开口面为多边形，电路基板被配置为沿着多边形的对角线，电路基板的主面以及主面的法线都相对于线圈导体的卷绕轴方向倾斜。

在这些本实用新型天线装置(技术方案2、技术方案3所述的天线装置)中，优选在电路基板安装电子部件，在线圈导体的卷绕轴方向俯视线圈天线的情况下，电子部件的外形的重心被包含在电路基板的外缘内。在该情况下，能够在不降低线圈天线的传输效率的情况下，抑制线圈天线所产生的磁通与电子部件、电子部件的布线交链。

此外，在线圈导体的卷绕轴方向俯视线圈天线的情况下，优选电子部件的外形的全部被包含在电路基板的外缘内。在该情况下，能够进一步在不降低线圈天线的传输效率的情况下，抑制线圈天线所产生的磁通与电子部件、电子部件的布线交链。

优选电路基板在内部以及表面的至少一方具有导体图案。在该情况下，通过导体图案，能够抑制线圈天线所产生的磁通与电子部件、电子部件的布线交链。此外，在电路基板在表面具有导体图案的情况下，能够将该导体图案用作为通过焊料等来将电子部件和电路基板连接的连接盘电极。

进一步地，将本实用新型的天线装置用于非接触电力传输系统中的送电侧天线以及受电侧天线的至少一方，能够制作电源装置。在该情况下，能够制作被小型化并且抑制了误动作、传输效率的降低的电源装置。

-实用新型效果-

由于本实用新型的天线装置(技术方案1所述的天线装置)在线圈天线的开口面内配置电路基板，因此被小型化。此外，由于线圈天线的开口面为多边形，电路基板被配置为沿着多边形的对角线，因此电路基板的导体图案或电子部件与线圈天线的线圈导体分离配置，并且难以与线圈天线的线圈导体平行。其结果，本实用新型的天线装置(技术方案1所述的天线装置)难以产生电路基板的导体图案、电子部件与线圈天线的线圈导体不必要的耦合，抑制了误动作。

此外，由于本实用新型的天线装置(技术方案2所述的天线装置)在线圈天线的开口面内配置电路基板，因此被小型化。此外，由于电路基板的主面以及主面的法线相对于线圈导体的卷绕轴方向分别倾斜，因此通过由电路基板遮挡，抑制了线圈天线所产生的磁通与电子部件、电子部件的布线交链，并且将电路基板遮挡线圈天线的磁通所导致的线圈天线的传输效率的降低限制为较小。因此，本实用新型的天线装置(技术方案2所述的天线装置)抑制了误动作以及传输效率的降低。

此外，具备上述的2个天线装置的两个特征的本实用新型的天线装置(技术方案3所述的天线装置)兼备两个天线装置的效果。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的天线装置100的立体图。

图2是表示天线装置100的分解立体图。

图3是表示天线装置100的俯视图。

图4(A)是表示天线装置100的线圈天线3的主视图。图4(B)是天线装置100的剖视图，表示图1的Z-Z部分。

图5是第2实施方式所涉及的非接触电力传输装置200的等效电路图。图5也是专利文献1中公开的非接触电力传输装置300的等效电路图。

图6是专利文献2中公开的天线装置(无线IC设备用部件)400的内部立体图。

具体实施方式

以下，与附图一起对本实用新型的具体实施方式进行说明。

另外，各实施方式示例性地表示本实用新型的实施方式，本实用新型并不限定于实施方式的内容。此外，附图用于有助于实施方式的理解，存在不必严密描绘的情况。例如，被描绘的结构要素乃至结构要素间的尺寸之比率可能与说明书所述的这些的尺寸的比率不一致。此外，说明书中所述的结构要素可能在附图中被省略，或者省略个数而被描绘。

[第1实施方式：天线装置]

图1、图2、图3、图4(A)、图4(B)中表示第1实施方式所涉及的天线装置100。其中，图1是天线装置100的立体图。图2是天线装置100的分解立体图。图3是天线装置100的俯视图。图4(A)是从天线装置100去除外壳的线圈天线的主视图。图4(B)是天线装置100的剖视图，表示图1的Z-Z部分。

天线装置100具备外壳(壳体)1。外壳1例如由树脂构成，有底且上方开口为正方形。另外，可以外壳1的上方以及下方的任意一个开口或者有底，或者也可以均开口或有底。

天线装置100具备线圈导体2绕着卷绕轴卷绕为螺旋状的线圈天线3。线圈天线3在内部具备空间，在线圈导体2的卷绕轴方向俯视时，大致开口为矩形，具体而言大致开口为正方形。线圈天线3在与外壳1的内壁紧贴的状态下，被收纳于外壳1。在本实施方式中，对线圈导体2使用被绝缘覆盖的镍铬合金导线。线圈天线3为了维持形状，可能被树脂涂敷。另外，线圈天线的开口的形状并不局限于矩形以及正方形，也可以是五边形、六边形等其他多边形以及正多边形的任意一种。

天线装置100具备电路基板4。电路基板4例如由树脂、陶瓷等构成。电路基板4具有大致矩形的主面，该主面具有长边以及短边，在内部以及表面具备与主面平行地形成的导体5。导体5例如是布线电极、连接盘电极、面状地扩展的接地电极等的导体图案。

在电路基板4安装电子部件6、7。在本实施方式中，电子部件6是电容器、电阻、电感器等的无源部件。电子部件7是IC(集成电路)等的有源部件。电子部件6通过焊料等而被表面安装于形成在电路基板4的表面的连接盘电极(导体5)。电子部件(IC)7被安装于电路基板4的表面的连接盘电极(导体5)。此外，电子部件(IC)7在树脂封装件内部具有构成有电路图案的裸芯片以及引线接合。导体5作为电子部件6、7的连接盘电极，至少一部分被配置于电路基板4与电子部件6、7之间。最好配置为连接盘电极与电子部件6、7的底面积的一半以上重叠。此外，最好将导体5设为面状地扩展的接地电极，配置为在配置于电路基板4的电子部件6、7之内与多个重叠。

安装有电子部件6、7的电路基板4被配置于线圈天线3的空间内。即，电路基板4被实质收纳于线圈天线3的空间内。另外，也可以电路基板4未被完全收纳于线圈天线3的空间内，而是一部分突出。即便在该情况下，在线圈导体2的卷绕轴方向俯视线圈天线3时，电路基板4也被配置于线圈天线3的开口内。在本实施方式中，如上所述，线圈天线3的开口是正方形，如图3所示，电路基板4被配置为电路基板4的长边或者短边的任意边实质沿着开口的正方形的对角线。此外，被配置为电路基板4的长边或者短边的任意边与线圈天线3的开口的重心重叠。另外，这里的重心仅考虑形状。

此外，如图4(B)所示，电路基板4以电路基板4的主面以及针对主面的法线方向X相对于线圈天线3的线圈导体2的卷绕轴方向Y倾斜45度的状态，被收纳于线圈天线3的空间内。

由以上的构造构成的第1实施方式所涉及的天线装置100具备如下的特征。

首先，天线装置100的安装有电子部件6、7的电路基板4在线圈导体2的卷绕轴方向Y俯视时，收敛于线圈天线3的开口内，并且被收纳于线圈天线3的空间内。因此，不需要另外准备收纳电路基板4的空间，就能够实现小型化。

此外，天线装置100如图3所示，在俯视的情况下，线圈天线3的开口形成为正方形，并且被配置为电路基板4所具有的边大致沿着对角线并且与开口的重心重叠。

其结果，天线装置100的电路基板4的导体图案、电子部件6、7、电子部件7的裸芯片、引线接合在不接近于线圈天线3的线圈导体2的情况下，以分离的状态配置。此外，电路基板4的导体图案、电子部件6、7、电子部件7的引线接合难以相对于线圈导体2的最接近于电路基板4的部分平行。即，虽然电路基板4的导体图案、电子部件6、7相对于电路基板4的边被平行配置的情况较多，但在本实施方式中，由于电路基板4与线圈导体2被配置为具有角度(非平行)，结果，电路基板4的导体图案、电子部件6、7与线圈导体2难以平行。此外，由于电路基板4的角最接近于线圈导体2，因此能够减小接近于线圈导体2的电路基板4的面积。

此外，天线装置100的电路基板4的导体图案、电子部件6、7与线圈天线3的线圈导体2难以经由电场、磁场、电磁场(电场以及磁场)来耦合。因此，天线装置100的基于不必要的耦合的误动作得以抑制。

进一步地，如图4(B)所示，天线装置100以电路基板4的主面以及针对主面的法线方向X相对于线圈天线3的线圈导体2的卷绕轴方向Y倾斜的状态，电路基板4被收纳于线圈天线3的空间内。

其结果，天线装置100具备主面相对于线圈天线3的线圈导体2的卷绕轴方向Y具有斜率的电路基板4，通过用电路基板4的导体5进行遮挡，来对线圈天线3的磁通MF(图4(B)中由实线以及虚线表示)与电子部件6、7交链的状况进行抑制。虚线所示的是被抑制的磁通。并且，由于将针对电路基板4的主面的法线方向X相对于卷绕轴方向Y倾斜，因此电路基板4的导体5遮挡线圈天线的磁通MF所导致的线圈天线3的传输效率的降低被限制的较小。因此，天线装置100的误动作以及传输效率的降低被抑制。

另外，虽然在本实施方式中，使针对电路基板4的主面的法线方向X相对于线圈导体2的卷绕轴方向Y倾斜45度，但该斜率能够适当地变更。但是，若斜率过大，则通过电路基板4的导体5来遮挡线圈天线3的磁通MF的效果变小。另一方面，若斜率过小，则电路基板4的导体5遮挡线圈天线3的磁通的影响变大，线圈天线3的传输效率降低。因此，最好针对电路基板4的主面的法线方向X相对于线圈导体2的卷绕轴方向Y的斜率尽量小，并且在线圈导体2的卷绕轴方向Y俯视线圈天线3时，至少电子部件6、7的重心被收容于电路基板4的内部。另外，这里的重心仅考虑形状。进一步地，若电子部件6、7的外形被收容于电路基板4的内部，则进一步抑制磁通MF与电子部件6、7的干扰。

进一步地，最好电路基板4的主面相对于线圈导体2的卷绕轴方向Y的斜率比线圈导体2的开口部形成的立方体的对角线相对于线圈导体2的卷绕轴方向Y的斜率小。这里，所谓线圈导体2形成的空间的对角线，例如是指从图4(A)的线圈导体的左上部分连结右下部分的线。

[第2实施方式：非接触电力传输装置(电源装置)]

使用第1实施方式所涉及的天线装置100，制作第2实施方式所涉及的非接触电力传输装置(电源装置)200。

非接触电力传输装置200具有图5所示的与专利文献1中公开的非接触电力传输装置300相同的等效电路。因此，在本实施方式的说明中，援引图5。

非接触电力传输装置200由送电装置和受电装置构成。图5的等效电路的左半边与送电装置相应，右半边与受电装置相应。

在非接触电力传输装置200中，对送电装置的送电侧天线Lp和受电装置的受电侧天线Ls这两者，使用第1实施方式所涉及的天线装置100。

由于非接触电力传输装置200对送电侧天线Lp和受电侧天线Ls，使用小型且抑制了误动作、传输效率的降低的天线装置100，因此送电装置和受电装置分别小型且对误动作、传输效率的降低进行了抑制。

以上，对第1实施方式所涉及的天线装置100和第2实施方式所涉及的非接触电力传输装置200进行了说明。然而，本实用新型并不局限于上述的内容，沿着实用新型的主旨，能够进行各种变更。

例如，在天线装置100中，将线圈天线3的开口设为正方形，但如前面所述，只要电路基板4沿着对角线被配置，就也可以取代此，将开口设为其他多边形、正多边形。并且，只要线圈天线3的开口为多边形、正多边形，则不需要是电路基板4的主面以及针对主面的法线方向X相对于线圈天线3的线圈导体2的卷绕轴方向Y倾斜的状态。针对电路基板4的主面的法线方向X也可以相对于线圈天线3的线圈导体2的卷绕轴方向Y平行或者垂直。或者，也可以设为圆形或椭圆形。

此外，在天线装置100中，也可以将线圈天线3的开口设为多边形、正多边形，只要是电路基板4的主面以及针对主面的法线方向X相对于线圈天线3的线圈导体2的卷绕轴方向Y倾斜的状态，则线圈开口的形状就不限定于圆形、椭圆形等。

此外，构成天线装置100的各要素的材质、形状等也任意。例如，在天线装置100中，对线圈导体2使用了镍铬合金导线，但也可以取代此，使用铜线等。

此外，形成于电路基板4的在面方向扩展的导体5的种类、形状、配置等也任意，并不限定于上述的内容。例如，也可以在电路基板4的内部，跨多层形成导体5。

进一步地，安装于电路基板4的电子部件6、7的种类、个数、大小等也任意，并不限定于上述的内容。

此外，在非接触电力传输装置200中，对送电侧天线Lp和受电侧天线Ls这两者使用了第1实施方式的天线装置100，但天线装置100的使用也可以是任意一者。

进一步地，本实用新型的非接触电力传输装置的等效电路也任意，并不限定于图5所示的电路。

进一步地，在本实用新型中，示例了非接触电力传输装置中使用的天线装置，但也能够同样应用于使用了磁场耦合的近距离无线通信(NFC)的天线装置。

-符号说明-

1···外壳

2···线圈导体

3···线圈天线

4···电路基板

5···导体(接地电极、布线电极、连接盘电极等)

6···电子部件(电容器、电阻、电感器等的无源部件)

7···电子部件(IC等的有源部件)

X···针对电路基板4的主面的法线方向

Y···线圈导体2的卷绕轴方向

MF···磁通

Lp···送电侧天线

Ls···受电侧天线

100···天线装置

200···非接触电力传输装置(电源装置)。