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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine an einem Fahrzeug befestigte
Antennenvorrichtung und insbesondere auf eine Antennenvorrichtung mit
einem auf eine Fahrzeugscheibe gedruckten Antennenelement.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Antennenvorrichtungen
für Fahrzeuge,
die durch ein Verfahren hergestellt sind, bei dem ein Antennenelement
auf eine Heckscheibe eines Fahrzeugs gedruckt wird, sind bekannt
und weit verbreitet.
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Obwohl
es für
die Antennenleistung wünschenswert
ist, dass ein Antennenelement vom Fahrzeug, an dem die Antenne angebracht
ist, nach außen
absteht, werden trotz allem oben beschriebene Antennenvorrichtungen
eingesetzt, da von der Fahrzeugkarosserie nach außen abstehende
Antennen oder Stabantennen, beispielsweise eine gerade nach oben
von einer Außenecke
eines Stoßfängers oder Kotflügels des
Fahrzeugs abragende Antenne oder eine gerade diagonal nach hinten
von der Frontsäule des
Fahrzeugs abragende Antenne, Hindernisse beim Waschen des Fahrzeugs
darstellen und bei bestimmten Geschwindigkeiten Windgeräusche erzeugen
können.
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Darüber hinaus
muss eine gerade, an einer Stoßstange
oder an einem Kotflügel
des Fahrzeugs angebrachte Antenne motorisiert sein, um diese aus einer
unbenutzten eingeschobenen Position auszufahren, wenn die Antenne
benutzt wird und um sie zurückzuschieben,
wenn sie nicht benutzt wird.
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Obwohl
eine gerade, an der Frontsäule
des Fahrzeugs angebrachte Antenne vom Fahrer von innen erreicht
werden kann und somit herausgezogen oder zusammen geschoben werden
kann und somit das Erfordernis eines Motormechanismus zum Herausziehen
und Zurückschieben
der Antenne am Anfang und am Ende der Benutzung entfällt, ist
die Spitze der ausgezogenen Antenne höher als das Dach des Fahrzeugs,
wodurch die Gefahr besteht, dass die Antenne eine niedrige Durchfahrt,
einen Tunnel oder Ähnliches
berührt.
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Im
Gegensatz dazu, treten bei der oben beschriebenen Scheibenantenne
verschiedene Probleme derartiger gerader Antennen nicht auf. Derartige Scheibenantennen
weisen eine verbesserte Richtwirkung der Funkwellen auf und sie
zeichnen sich durch eine vorteilhafte Einsetzbarkeit aus, beispielsweise
bei einem Diversi tätssystem.
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1 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Teil einer beispielhaften Fahrzeugantennenvorrichtung, die
mit einem Herstellungsverfahren für eine oben beschriebene laminierte
Scheibenantenne hergestellt ist (siehe offen gelegte JP-Publikation
Nr. Hei 10-56317).
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Im
Folgenden werden alle derartigen Methoden zur Herstellung von auf
Scheiben laminierten Antennen einfach als Scheibenantennenverfahren
bezeichnet.
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In 1 ist
eine Abdichtung 3 zwischen dem rückseitigen Rand eines Dachelements 1 und
einem frontseitigem Rand einer Heckscheibe 2 eingeklemmt.
In dieser Beschreibung beziehen sich Positionsbegriffe, wie Front-,
Rück-,
Ober-, Unter-, Über- und
Hinter- auf Positionen des Fahrzeugs, wie sie vom Fahrer oder eines
Insassen des Fahrzeugs wahrgenommen werden. Ein zusätzliches
nicht dargestelltes Antennenelement ist an der Heckscheibe 2 auf
der Fahrzeuginnenseite des Fahrzeugs angeordnet. Innerhalb des Fahrzeuginnenraums
befindet sich eine Antenneneinheit 4.
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Die
Antenneneinheit 4 enthält
ein erstes einen Teil des Antennenelements bildendes an der Heckscheibe 2 angeordnetes
Kontaktelement 5, eine am Dachelement 1 an der
Fahrzeuginnenseite befestigte und in einem Gehäuse eingebettete Signalverarbeitungseinheit 6,
einen sich von der Signalverarbeitungseinheit 6 erstreckenden
elektrisch leitenden Verbinder 7, ein Abstützelement 9 mit
einem Kontaktstreifen 8, der das erste Kontaktelement 5 elastisch kontaktiert
und als zweites Kontaktelement dient und andere Komponenten. Der
Kontaktstreifen 8 kann einstückig hergestellt werden, beispielsweise
durch Schneiden oder Formen der Spitze des elektrisch leitenden
Verbinders 7.
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Das
Antennenelement ist mit einem Verstärker zur Verarbeitung eines
empfangenen Signals über
eine Verbindungsleitung verbunden, die ein gewöhnlicher elektrischer Leiter
vom Antennenelement ist.
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Folglich
wirkt die Verbindungsleitung auch als Antennenelement, wodurch eine Übertragung und
ein Empfang auf einem ursprünglich
gewollten Empfangsfrequenzband des Antennenelements nicht besonders
gut durchgeführt
werden können.
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Obwohl
ein Design von Antennenelementen einschließlich Verbindungsleitung möglich ist,
variiert der Abstand zwischen Verstärker und Antennenelement im
Wesentlichen abhängig
vom Fahrzeugmodell, der Konfiguration usw., sodass die Länge der Verbindungsleitung
und die Positionen stark voneinander abweichen, was zu beträchtlichen
Abweichungen bei der Empfangsleistung der Antenne führt, wodurch
ein Nachregeln, Einstellen und andere Schritte erforderlich sind,
um die Abweichungen zu reduzieren. Somit ist ein Design eines Antennenelements einschließlich der
Verbindungsleitung in der Praxis schwierig.
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Einschränkend kommt
hinzu, dass Verbindungsleitungen keine geeigneten Elemente zum Signalempfang
außerhalb
des Fahrzeuginnenraums darstellen, da sie meist innerhalb des Fahrzeuginnenraums
angeordnet sind und somit auch ein Rauschen innerhalb des Fahrzeuginnenraums
aufnehmen und somit die Antennenleistung nachteilig beeinflussen.
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Mit
Blick auf das oben stehende ist bei einer Konfiguration gemäß 1 die
Signalverarbeitungseinheit 6 mit einem Verstärker am
als Decke des Fahrzeugs dienenden Dachelement 1 angeordnet, wodurch
der Abstand zum als Antennenelement dienenden ersten Kontaktelement 5 minimiert
wird, wobei, um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden,
ein Koaxialkabel oder eine Mikrostreifenleitung für den elektrisch
verbindenden Verbinder 7, d. h. für die Verbindungsleitung, verwendet
wird.
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Die
oben beschriebene Fahrzeugantennenvorrichtung weist jedoch ein zusätzliches
Problem auf, welches darin besteht, dass der Verbindungsaufbau kompliziert
ist, da ein Koaxialkabel oder eine Mikrostreifenleitung für den als
Verbindungsleitung dienenden elektrisch verbindenden Verbinder 7 (einschließlich des
Abstützelements 9)
verwendet werden müssen.
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Obwohl
die Mikrostreifenleitung zur Impedanzanpassung vorgesehen ist, ist
die für
diese Funktion erforderliche Länge
nicht notwendigerweise die gleiche wie der wirkliche Abstand zwischen
dem Antennenelement und dem Verstärker. Wenn die Längen abweichen,
müssen
die Mikrostreifenleitung und der Verstärker mit einem Koaxialkabel
verbunden werden, wodurch der Verbindungsaufbau weiter verkompliziert
wird. Zusätzlich
sind Verluste der Mikrostreifenleitung und ihre unerwünschten
Funktionen als Antenne unvermeidbar.
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Eine
Antennenvorrichtung gemäß
1 wird in
EP 0 791 975 A2 beschrieben.
DE 23 28 167 zeigt eine
Antennenvorrichtung mit einem an einer Fahrzeugscheibe angebrachten
Antennenelement, wobei ein Ende des Antennenelements als erstes
Kontaktelement verwendet wird, einem zur Fensterscheibe gerichteten
Verstärkergehäuse mit
einem Signalverarbeitungsschaltkreis, der mit dem ersten Kontaktelement
mittels eines zweiten Kontaktelements verbindbar ist, dass aus einem
leitenden Federelement hergestellt ist, dass sich parallel zum Verstärkergehäuse und
zur Fensterscheibe erstreckt.
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EP 1 109 248 A1 zeigt
eine weitere Antennenvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Antenne innerhalb
eines Antennengehäuses
angeordnet ist, welches an der Fahrzeugkarosserie mittels einer Schraube
befestigt ist. Um die Antenne selbst gegen eine Fensterscheibe vorzuspannen,
wird ein Federelement verwendet.
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DE 198 23 202 A1 beschreibt
eine Antennenvorrichtung für
ein Fahrzeug, wobei ein Sockel eines Verstärkergehäuses aus Kunststoff hergestellt
ist und direkt auf der Fensterscheibe befestigt ist. In dem Sockel
kann ein Hochfrequenzverstärker
eingebettet werden, um mit dem Antennenelement auf der Fensterscheibe
verbunden zu werden.
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EP 0 899 810 beschreibt
ein anderes Antennensystem für
ein Fahrzeug, bei dem die Antenne direkt auf der Fensterscheibe
mit einer Klebestelle befestigt ist. Auf einer Seite ist ein dielektrisches
Substrat von einer leitfähigen
Schicht bedeckt, wobei auf der anderen Seite eine leitfähige Masseschicht
angeordnet ist, die über
eine Erdungsleitung mit einem Dachelement verbunden ist. Durch geeignete
Mittel (nicht dargestellt) wird ein Schaltkreis von einer Abschirmung
umschlossen, der mit der leitenden Schicht verbunden ist, wobei
ein Empfänger
oder Ähnliches
mit einem Koaxialkabel verbunden ist, welches durch ein nicht leitfähiges Gehäuse verläuft.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte
Antennenvorrichtung für
ein Fahrzeug anzugeben, die eine stabile Antennenleistung sicherstellt.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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In
der Konfiguration gemäß Anspruch
1 ist das Antennenelement auf der Fensterscheibe des Fahrzeugs angeordnet,
wobei das erste Kontaktelement an einem Ende des Antennenelements
angeordnet ist, das Verstärkergehäuse mit
wenigsten einem zur Fensterscheibe gerichteten Teil am Karosserieteil
des Fahrzeugs fixiert ist und die Signalverarbeitungsschaltung im
Verstärkergehäuse an dem
Teil angeordnet ist, der zur Fensterscheibe gerichtet ist.
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Somit
ist wird es sichergestellt, dass sich das erste Kontaktelement und
die Signalverarbeitungsschaltung mit einem minimalen Abstand dazwischen gegenüber liegen,
und den zur Fensterscheibe des Fahrzeugs gerichteten Bereich des
Verstärkergehäuses einklemmen,
wodurch zwischen dem ersten Kontaktelement und der Signalverarbeitungsschaltung ein
elektrischer Kontakt mit einem minimalen Abstand erreicht wird,
ohne eine aus einem Drahtstab gebildete Verbindungsleitung zu benutzen.
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Mit
anderen Worten kann, da der Abstand zwischen dem ersten Kontaktelement
und der Signalverarbeitungsschaltung minimiert ist, eine stabile Antennenleistung
sichergestellt werden, ohne eine aus einem langen Drahtstab gebildete
Verbindungsleitung zu verwenden.
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Das
zweite Kontaktelement ist elastisch ausgebildet.
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Weiter
kann das zweite Kontaktelement als ein elastischer Balg ausgebildet
sein.
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Das
zweite Kontaktelement kann so hergestellt sein, dass das erste Kontaktelement
mittels eines leitfähigen
Anpresselements kontaktiert wird.
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Das
Anpresselement kann eine Spiralfeder sein.
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Das
Verstärkergehäuse kann
als Abschirmungsgehäuse
ausgebildet sein, um wenigstens für die Signalverarbeitungsschaltung
nachteilige Rauscheffekte zu verhindern.
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Das
zweite Kontaktelement kann von einem Schutzelement bedeckt sein,
welches aus einem isolierenden Material hergestellt ist.
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Zwischen
dem ersten und dem zweiten Kontaktelement kann ein leitfähiger Gummi
vorhanden sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 zeigt
eine Schnittdarstellung mit wichtigen Elementen einer Antennenvorrichtung
für ein Fahrzeug
gemäß dem Stand
der Technik;
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2A zeigt
eine Schnittdarstellung von wichtigen Elementen eine Antennenvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2B zeigt
eine Schnittdarstellung mit zusätzlichen
wichtigen Elementen der Antennenvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt
eine Ansicht einer Fahrzeugheckscheibe mit einem darauf angeordneten
Antennenelement einer Antennenvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4A zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Zuführelements der Antennenvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4B zeigt
eine Schnittdarstellung des Zuführelements
der Antennenvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5A zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Zuführelements einer Antennenvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5B zeigt
eine Schnittdarstellung des Zuführelements
der Antennenvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Zuführeinheit einer Antennenvorrichtung
für ein Fahrzeug
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Zuführeinheit einer Antennenvorrichtung
für ein Fahrzeug
gemäß einer
Abwandlung gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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8 zeigt
eine perspektivische Detaildarstellung einer Zuführeinheit einer Antennenvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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9 zeigt
eine perspektivische Detaildarstellung einer Zuführeinheit einer Antennenvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
einer Antennenvorrichtung für
Fahrzeuge entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf
die Zeichnungen beschrieben.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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Die 2A–4B zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Antennenvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung. 2A zeigt einen Querschnitt der
Schlüsselkomponenten
der Antennenvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel. 2b zeigt eine
Schnittdarstellung mit weiteren Teilen der Fahrzeugantennenvorrichtung.
In 3 ist eine Draufsicht auf eine Heckscheibe eines
Fahrzeugs mit einem darauf angebrachten Antennenelement dargestellt.
Die 4A, 4B zeigen eine perspektivische
Ansicht und eine Schnittdarstellung eines Zuführelements.
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Gemäß den 2A und 2B setzt
sich ein Dachelement 11 (nur teilweise dargestellt) als
Karosseriekomponente eines Fahrzeugs aus einem Innenteil 11a und
einem Außenteil 11b zusammen. Zwischen
dem vorderen Rand der Heckscheibe 12 als Fahrzeugfensterscheibe
und der Rückseite
des Dachelements 11 ist an den sich überlappenden Bereichen eine
Abdichtung (oder ein Klebstoff) 13 eingelegt (sandwiched).
Im Fahrzeuginnenraum ist eine Antenneneinheit 14 angeordnet
(in der Figur im unteren Bereich).
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Gemäß 3 enthält die Antenneneinheit 14 mehrere
auf die Heckscheibe 12 vom Fahrzeuginnenraum gedruckte
Antennenelemente 15, die beispielsweise von Fernseh-, Radio-
oder drahtlosen Türverriegelungssteuerungsgeräten benutzt
werden, ein erstes an jedem Ende des Antennenelements 15 angeordnetes
Kontaktele ment 16, die gemeinsam nahe dem oberen Rand der
Heckscheibe 12 angeordnet sind und ein Paar Zuführeinheiten 17,
die an der rechten und linken Fahrzeugseite angeordnet sind.
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In 3 ist
jeweils ein Satz von vier Antennenelementen 15 an der rechten
und an der linken Fahrzeugseite vorhanden, wobei erste Kontaktelemente 16 entsprechend
an der oberen Seite angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht ein
Design der Elemente zur Realisierung einer Diversität. Deshalb
sind die Zuführeinheiten 17 vom
Mittelpunkt des Fahrzeugs bezüglich
seiner Breite beabstandet und in Richtung des linken und rechten
Fahrzeugrandes angeordnet.
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Da
die Zuführeinheiten 17 im
Wesentlichen identisch ausgebildet sind, wird im Folgenden nur die Zuführeinheit 17 auf
einer Seite beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl
der Antennenelemente 15 nicht beschränkt ist und diese abhängig von
einer Antennenfunktion oder Ähnlichem
angeordnet sind.
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Die
Zuführeinheit 17 enthält ein am
Innenteil 11a des Fahrzeuginnenraums befestigtes Verstärkergehäuse 18,
eine im Inneren 19 des Verstärkergehäuses 18 angeordnete
Signalverarbeitungsschaltung (Leiterplatte) 20, ein dem
ersten Kontaktelement 16 gegenüberliegend und unter dem ersten
Kontaktelement 16 angeordnetes Zuführelement 21 und eine Isolationsschicht 22.
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Das
Verstärkergehäuse 18 enthält ein Unterteil 23 mit
einem stufenförmigen
Querschnitt und eine vom Unterteil 23 gehaltene Abdeckung 24.
Das Verstärkergehäuse 18 dient
als Abschirmgehäuse,
um Rauschen aus dem Inneren des Fahrzeuginnenraums davon abzuhalten,
die Signalverarbeitungsschaltung 20 zu erreichen. Für eine derartige
Abschirmfunktion können
das Unterteil 23 und die Abdeckung 24 aus einem
Metall hergestellt sein oder eine Harz-Oberfläche mit einem auf der gesamten Oberfläche aufgebrachten
Leiter aufweisen. Die metallischen Komponenten tragen zu einem vereinfachten
Aufbau und zu einer zuverlässigen
Verbindung zwischen Fahrzeug und Masse bei. Für eine derartige Masseverbindung
können
die Signalverarbeitungsschaltung 20 und das Innenteil 11a direkt
miteinander oder über
das als Abschirmungsgehäuse dienende
Verstärkergehäuse 18 verbunden
werden. Wenn die Masseverbindung über das Verstärkergehäuse 18 oder Ähnlichem
gebildet wird, ist die Verbindung vorzugsweise in fester Form durch
Löten oder Ähnliches
hergestellt, um Antivibrationseigenschaften zu gewährleisten.
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Das
Unterteil 23 weist eine gestufte Form auf und enthält einen
Halteflansch 23b und einen Befestigungsflansch 23a.
Der Halteflansch 23b ist an einer oberen Position des Fahrzeugs
angeordnet und liegt der Heckscheibe 12 an einer rückwärtigen Fahrzeugposition
bezüglich
des Befestigungsflansches 23a gegenüber, wobei der Befestigungsflansch 23a zur Fahrzeugfront
gerichtet ist. Das Unterteil 23 wird vom Innenteil 11a durch
temporäres
Fixieren des Befestigungsflansches 23a am Innenteil 11a mit
einem Clip 25 gehalten, das dann mit einem in eine Mutter 26 geschraubten
Bolzen 27 am Innenteil 11a befestigt wird. Der
Befestigungsflansch 23a des Unterteils 23 enthält einen
vom Befestigungsflansch 23a abstehenden Haken 23c,
um an einer Kante 11c des Außenteils 11b zur Positionierung
angelegt zu werden und um ein Herunterfallen zu verhindern.
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Das
Unterteil 23 und die Abdeckung 24 werden von einer
vom Dachelement 11 gehaltenen Dachbespannung (nicht dargestellt)
verdeckt, die beabstandet zum und unterhalb des Innerteils 11a (an der
Fahrzeugkabineninnenseite) angeordnet ist, sodass sie von der Fahrzeuginnenseite
nicht sichtbar sind. Der Bolzen 27 kann die Signalverarbeitungsschaltung 20 mit
Masse durch ein elektrisches Verbinden der Signalverarbeitungsschaltung 20 (über eine
Kabelverbindung oder Ähnliches)
verbinden.
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Wie
in den 4A und 4B dargestellt, enthält das Zuführelement 21 einen
Halter 28, ein zweites Kontaktelement 29, das
in einem elliptischen Zylinder 28a des Halters 28 gehalten
ist und als ein elastisches und elektrisch leitfähiges Teil dient, und ein Koppelelement 30,
das in einer Bodenwand 28b des Halters 28 gehalten
wird.
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Ein
lanzenartig geformter Schenkel 28c ist einstückig mit
dem Halter 28 ausgebildet, um in einen Rand einer Öffnung 23d im
Halteflansch 23b einzugreifen, der diesem gegenüberliegend
angeordnet ist (in Breitenrichtung des Fahrzeuges in diesem Ausführungsbeispiel).
Am äußeren Rand
des elliptischen Zylinders 28a ist ein Positionierungsflansch 28d einstückig ausgebildet,
der an eine äußere Oberfläche des
Halteflanschs 23b angrenzt, wenn der Schenkel 28c in
die Öffnung 23 eingreift
und sich die Spitze im Inneren 19 des Verstärkergehäuses 18 befindet,
um den Halter 28 am Unterteil 23 zu befestigen.
Die Spitze des zweiten Kontaktelements 29 ragt vom Halter 28 ab,
wobei der Halter 28 aus einem isolierenden harzartigen
Material hergestellt ist, beispielsweise POM (Polyacetal) oder ABS
(Acrylonitril-Butadien-Styren), um eine elektrische Isolation der
anderen Bereiche außer
dem abragenden Bereich sicherzustellen.
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Das
zweite Kontaktelement 29 ist aus einem elektrisch leitfähigen elastischen
Material, beispielsweise einem leitfähigen Gummi, als ein elastischer Balg
hergestellt, sodass es seine nach außen abragende Endoberfläche 29a das
erste Kontaktelement 16 elastisch kontaktiert, um eine
elektrische Verbindung sicherzustellen.
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Das
Koppelelement 30 ist aus einem leitfähigen Material hergestellt
und weist einen Kopf 30a auf, der eine untere Endoberfläche 29b des
zweiten Kontaktelements 29 kontaktiert, um eine elektrische Verbindung
sicherzustellen, wobei sich ein Bein 30b vom Kopf 30a durch
die Bodenwand 28b erstreckt und mit der Signalverarbeitungsschaltung 20 verbunden
ist.
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Die
Isolationsschicht 22 ist an der gesamten oberen Fläche des
Halteflansches 23b befestigt, um den beim Herstellen des
Hakens 23c im Unterteil 23 gebildeten Öffnungsbereich
zu bedecken, wobei diese aus einem Plastikmaterial, beispielsweise
PC (Polycarbonat) und PP (Polypropylen), hergestellt ist, um eine
kapazitive Kopplung zwischen dem zweiten Kontaktelement 29 und
dem Unterteil 23 zu verhindern.
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In
der oben beschriebenen Konfiguration werden das Antennenelement 15 und
das erste Kontaktelement 16 einstückig durch Aufdrucken auf die Heckscheibe 12 ausgebildet,
um eine elektrische Verbindung sicherzustellen, bevor das Fahrzeug montiert
wird.
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Das
Unterteil 23 wird vorab mit einer vorherbestimmten Form
durch Metallformung oder Spritzgießen hergestellt, wobei die
Signalverarbeitungsschaltung 20 befestigt und die Abdeckung 24 montiert
werden.
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Die
Abdeckung 24 ist am Unterteil 23 beispielsweise über Schrauben
und Bolzen befestigt, wodurch das Eindringen von Staub, Rauschen
und Ähnlichem
aus dem Fahrzeuginnenraum ins Innere 19 des Verstärkergehäuses 18 verhindert
wird.
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Außerdem werden
das Zuführelement 21, die
Isolationsschicht 22 und der Clip 25 am Unterteil 23 vorab
befestigt, sodass die Zuführeinheit 17 temporär am Dachelement 11 durch
das Angreifen des Clips 25 am Innenteil 11a mit
dem Haken 23c befestigt wird, der auf der Kante 11c aufliegt.
Der Clip 25 kann am Unterteil 23 befestigt sein,
während
es temporär
am Dachelement 11 befestigt wird.
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In
diesem Zustand wird der Bolzen 27 in die Mutter 26 geschraubt,
wodurch die Zuführeinheit 17 am
Dachelement 11 befestigt wird, wobei die Anordnung von
Bolzen 27 und Mutter 26 auch vertauscht sein kann.
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Während die
Zuführeinheit 17 temporär vom Dachelement 11 gehalten
wird, kontaktiert das zweite Kontaktelement 29 elastisch
das erste Kontaktelement 16.
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Das
erste und das zweite Kontaktelement 16 und 29 haben
eine relativ große
Kontaktfläche,
wodurch Fehler (Guss- und Montagefehler) in der im Wesentlichen
ebenen horizontalen Oberfläche
des Fahrzeugs ausgeglichen werden, wenn die Zuführeinheit 17 am Dachelement 11 befestigt
wird. Weiter können
Fehler (Gieß-
und Befestigungsfehler) in der Oberfläche der im Wesentlichen vertikalen Fahrzeugrichtung
ausgeglichen werden, da das zweite Kontaktelement 29 erweiterbar
elastisch ist.
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Somit
kann durch Befestigen der Zuführeinheit 17 am
Dachelement 11 einfach eine Verbindung zwischen dem ersten
und zweiten Kontaktelement 16 und 29 sichergestellt
werden. Zusätzlich
ist es nicht notwendig, eine langgestreckte Verkabelung aus Koaxialkabeln,
Mikrostreifenleitung oder Ähnlichem
bereitzustellen, da die Zuführeinheit 17 direkt
unter dem ersten Kontaktelement 16 angeordnet ist.
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Das
vom Antennenelement 15 empfangene Signal wird der Signalverarbeitungsschaltung 20 über das
erste und zweite Kontaktelement 16 und 29 und
das Kopplungselement 30 zugeführt. Dabei können das
zweite Kontaktelement 29 und die Signalverarbeitungsschaltung 20 direkt
miteinander verbunden werden, ohne das Koppelelement 30 anzuordnen.
Alternativ kann ein vorstehendes Kontaktelement in der Signalverarbeitungsschaltung 20 statt des
Kopplungselements 30 vorhanden sein, das direkt mit dem
ersten Kontaktelement 16 durch das zweite Kontaktelement 29 verbunden
sein kann.
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Somit
wird das Koppelelement 30 als Zwischenelement verwendet,
um signifikante Unterschiede bei verschiedenen Fahrzeugarten zu
auszugleichen, die aus verschiedenen Gesamtstärken der Dachelemente 11 und Ähnlichem
resultieren. Außerdem
kann neben der Beseitigung des Erfordernisses von komplizierten
Kabelarbeiten und dem Anordnen von Verkabelungen die direkte Verbindung
zwischen dem ersten Kontaktelement 16 und der Signalverarbeitungsschaltung 20 im
Wesentlichen nur durch das zweite Kontaktelement 29 beibehalten
werden, ohne die Länge
der Verkabelung signifikant zu verändern.
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Als
Ergebnis kann eine einfache Verbindung, d.h. eine kabellose Verbindung
(eine im Wesentlichen direkte Verbindung), ohne eine lange Verkabelung
von Koaxialkabel, Mikrostreifenleitung oder Ähnlichem und ohne nachteilige
Beeinträchtigung des
empfangenen Frequenzbandes erhalten werden.
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Wie
oben bei der Antennenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben, liegt die Signalverarbeitungsschaltung 20 bei
der Zuführeinheit
zur Zuführung
von elektrischem Strom zum auf der Heckscheibe 12 befestigten
Antennenelement 15 näher
an der Heckscheibe 12 als die Kante 11c zur Befestigung
der Heckscheibe 12 am Dachelement 11, nämlich der
Fahrzeugkarosserie, das heißt,
unterhalb der Heckscheibe 12, wodurch eine elektrische
Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement 16 auf der
Heckscheibe 12 und der Signalverarbeitungsschaltung 20 über das
zweite Kontaktelement 29 erreicht wird.
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Außerdem sind
das erste Kontaktelement 16 und die Signalverarbeitungsschaltung 20 einstückig mit
dem Zuführelement 21 (über ein
Einheitsprodukt) in direkter Art und Weise verbunden, wodurch nachteilige
Effekte, die durch externes hochfrequentes Rauschen zwischen dem
zweiten Kontaktelement 29 und der Signalverarbeitungsschaltung 20 hervorgerufen
werden könnten,
unterdrückt
werden. Folglich kann somit eine sehr vielseitige Antennenvorrichtung mit
einer einfachen und kostengünstigen
Konstruktion erhalten werden.
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Das
zweite Kontaktelement 29 besteht aus einem leitfähigen Material
und kann in dem Halter 28 gehalten werden, der aus einem
isolierenden Harzmaterial herge stellt ist, beispielsweise aus POM
oder ABS, um eine elektrische Isolation von außen zu gewährleisten, außer für den abragenden
Bereich.
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Außerdem kann
das zweite Kontaktelement 29 aus einer elastischen und
nachgiebigen Komponente hergestellt werden, wodurch ein einfaches Ausgleichen
von möglichen
Fehlern ermöglicht
wird, beispielsweise Gieß-
oder Montagefehler zwischen dem bereits auf die Heckscheibe 12 aufgedruckten und
am Fahrzeug im Voraus montierten ersten Kontaktelement 16 und
der später
am Innenteil 11a montierten Zuführeinheit 17.
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Natürlich ist
es auch möglich,
eine Kontaktstruktur aufzubauen, die Gießfehler, Montagefehler und Ähnliches
ausgleicht, wenn die Heckscheibe 12 am Dachelement 11 montiert
wird, nachdem die Zuführeinheit 17 am
Innenteil 11a montiert ist.
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Zusätzlich umfasst
das Unterteil 23 den Haken 23c, der auf der am
Außenteil 11b ausgebildeten Kante 11c aufliegt,
wodurch ein Versatz in relativer Position zwischen dem Dachelement 11 und
der Zuführeinheit 17 ausgeglichen
wird, der durch Fehler bei den Fahrzeugkarosserieabmessungen, Montageabmessungen
und Ähnliches
hervorgerufen wird. Außerdem
kann ein momentaner Versatz, beispielsweise aufgrund von Vibrationen
während
der Fahrt des Fahrzeugs, ausgeglichen werden, wodurch die Erzeugung
von Geräuschen
verhindert wird, die durch mögliches
Klappern zwischen der nach außen
abragenden Endoberfläche 29a des
zweiten Kontaktelements 29 und dem ersten Kontaktelement 16 entstehen.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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Die 5a und 5b zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die 5a zeigt eine perspektivische
Ansicht des Zuführelements und 5b zeigt
eine Schnittdarstellung davon. Die in 5a und 5b nicht
dargestellte Konstruktion ist ähnlich
zu der im ersten Ausführungsbeispiel.
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Im
ersten Ausführungsbeispiel
setzt sich das Zuführelement 21 aus
dem Halter 28, dem elastischen zweiten Kontaktelement 29,
das im elliptischen Zylinder 28a des Halters 28 gehalten
ist, und dem Koppelelement 30 zusammen, das in der Bodenwand 28b des
Halters 28 gehalten ist.
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Andererseits
enthält
ein Zuführelement 31 des
zweiten Ausführungsbeispiels
einen Halter 32, ein zweites Kontaktelement 33,
das als stiftartig geformtes leitendes Teil dient, welches in einem
elliptischen Zylinder 32a des Halters 32 gehalten
wird, und eine Schraubenfeder 34, die zwischen dem zweiten Kontaktelement 33 und
dem Koppelelement 30 angeordnet ist. Eine derartige Konfiguration
trägt zur Reduzierung
der Komponentenkosten bei, im Vergleich zu den Kosten, wenn das zweite
Kontaktelement 29 aus einem leitfähigen Material hergestellt wird,
das in einem Balg ausgebildet ist, wie es im ersten Ausführungsbeispiel
gezeigt ist.
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Am
Halter 32 ist ein lanzenartiger Schenkel 32c einstückig ausgebildet,
der unter eine Kante der im Halteflansch 23b ausgebildeten Öffnung 23d greift und
dieser gegenüberliegend
angeordnet ist (in Breitenrichtung des Fahrzeugs in diesem Ausführungsbeispiel).
Am äußeren Rand
des elliptischen Zylinders 32a ist ein Positionierungsflansch 32d einstückig ausgebildet,
der an die obere Fläche
des Halteflanschs 32 angrenzt, wenn der Schenkel 32c in
die Öffnung 23d eingreift
und die Spitze im Innenraum 19 des Verstärkergehäuses 18 positioniert
ist, um den Halter 32 am Unterteil 23 zu befestigen.
Die Spitze des zweiten Kontaktelements 33 ragt vom Halter 32 ab,
wobei der Halter 32 aus einem isolierenden Harzmaterial
hergestellt ist, beispielsweise POM oder ABS, um eine elektrische
Isolation von außen
zu gewährleisten,
außer
für den
abragenden Bereich.
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Das
zweite Kontaktelement 33 ist aus einem leitfähigen Material
hergestellt und weist im Wesentlichen einen T-förmigen Querschnitt auf. Wenn
die Schraubenfeder 34 auf die Spitze 33a drückt, kontaktiert
die Oberfläche
der Spitze 33a des Kontaktelements 33 das erste
Kontaktelement 16, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
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Das
aus einem leitfähigen
Material hergestellte Koppelelement 30 stellt eine elektrische
Verbindung mit dem zweiten Kontaktelement 33 über die Schraubenfeder 34 sicher.
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Mit
einer derartigen Konfiguration des Zuführelements 31 können die
gleichen Effekte mit kostengünstigeren
Komponenten erreicht werden, als mit einem Zuführelement 21 des ersten
Ausführungsbeispiels.
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[Drittes Ausführungsbeispiel]
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und insbesondere eine Zuführeinheit
davon. In 6 sind die Komponenten, die
denen in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen und Buchstaben gekennzeichnet, wobei
die Beschreibung von diesen nicht wiederholt wird.
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Obwohl
die Zuführeinheit 17 im
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
an einem einzelnen am Dachelement 11 befestigten Verstärkergehäuse 18 angeordnet
ist, das heißt
an der Fahrzeugkarosserie, ist im dritten Ausführungsbeispiel eine Zuführeinheit 40 in
einen dachelementseitigen Bereich 41 und einen scheibenseitigen
Bereich 42 aufgeteilt.
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Bei
dem dachelementseitigen Bereich 41 setzt sich ein am Dachelement 11 befestigtes
Verstärkergehäuse 43 aus
einem Unterteil 23 und der Abdeckung 24 zu sammen.
Die Signalverarbeitungsschaltung 20 ist im inneren Raum 19 des
Verstärkergehäuses 43 angeordnet
und nur das mit der Signalverarbeitungsschaltung 20 verbundene
Koppelelement 30 wird von einer Abschirmungsabdeckung 44 gehalten,
die in den Halteflansch 23b des Unterteils 23 passt.
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Andererseits
wird bei dem scheibenseitigen Bereich 42 ein zweites aus
einem leitfähigen
Gummi oder Ähnlichem
hergestelltes Kontaktelement 45 als ein elastisch leitfähiges Teil
von einem Abschirmungshalter 46 gehalten, der an der Heckscheibe 12 befestigbar
ist (mit einem Klebstoff, zweiseitigem Klebeband oder Ähnlichem).
Eine Seite 45a des zweiten Kontaktelements 45 kontaktiert
das erste Kontaktelement 16 elastisch, wobei die andere
Seite 45b von diesem den Kopf 30a des Koppelelements 30 elastisch
kontaktiert, wodurch sicher eine elektrische Verbindung hergestellt
wird.
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Alternativ
kann ein einzelnes zweites Kontaktelement 45 beim scheibenseitigen
Bereich 42 verwendet werden, welches in dem Abschirmungshalter 47 gehalten
wird, wie in 7 gezeigt. In einem derartigen
Fall sind die anderen beteiligten Kontaktelemente, wie das erste
Kontaktelement 16 und das Koppelelement 30 auch
als Einzelteile angeordnet.
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Andere
Merkmale, wie die Befestigungskonfiguration oder die Abschirmungsfunktion
des Verstärkergehäuses 18,
die beim oben erwähnten
ersten Ausführungsbeispielen
beschrieben sind, werden auch beim Verstärkergehäuse 43 angewendet,
wobei die anderen Funktionen der Struktur, außer dem separat gehaltenen
Koppelelement 30 und dem zweiten Kontaktelement 45,
die gleichen sind, wie die im ersten Ausführungsbeispiel.
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Durch
das Aufteilen der Zuführeinheit 17 kann
die Fahrzeugantennenvorrichtung in einen dachelementseitigen Bereich 41 und
den scheibenseitigen Bereich 42 unterteilt werden, die
separat befestigt und danach kombiniert werden, wodurch eine breitere
Auswahl an möglichen
Konfigurationen und Montageoptionen für die Fahrzeugantennenvorrichtung
bereitgestellt wird und zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit beiträgt.
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[Viertes Ausführungsbeispiel]
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8 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer Antennenvorrichtung gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, insbesondere eine Zuführeinheit.
In 8 sind die Komponenten, die den oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen
entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen und Buchstaben beschrieben,
wobei auf eine Beschreibung verzichtet wird.
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Während beim
ersten bis dritten Ausführungsbeispiel
die zweiten Kontaktelemente 29, 33 und 45 in
direktem Kontakt mit dem ersten Kontaktelement 16 standen,
ist im vierten Ausführungsbeispiel
eine Zuführeinheit 50 in
einen dach elementseitigen Bereich 51 und einen scheibenseitigen
Bereich 52 aufgeteilt, wie im dritten Ausführungsbeispiel,
wobei das Element durch ein leitfähiges Gummi 53 kontaktiert
wird, welches auf der Scheibenseite 52 angeordnet ist.
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Bei
dem dachelementseitigen Bereich 51 setzt sich ein am Dachelement 11 befestigtes
Verstärkergehäuse 54 aus
einem Unterteil 23 und einer Abdeckung 24 zusammen.
Die Signalverarbeitungsschaltung 20 ist im Innenraum 19 des
Verstärkergehäuses 54 angeordnet,
das einen Halter 32 zur Halterung des mit der Signalverarbeitungsschaltung 20 verbundenen
Koppelelements 30, ein zweites aus einem leitfähigen Material
als ein leitfähiges
Teil ausgebildetes Kontaktelement 55 mit einem Querschnitt, der
im Wesentlichen eine horizontale H-Form aufweist, und die Schraubenfeder 34 hält.
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Andererseits
ist beim scheibenseitigen Bereich 52 ein Abschirmungshalter 56 zum
Halten des leitfähigen
Gummis 53 und mit einem Zylinder 56a zum Abdecken
des Halters 32 an der Heckscheibe 12 befestigt
(mit einem Klebstoff, zweiseitigem Klebeband oder Ähnlichem),
wobei ein Ende 55a des zweiten Kontaktelements 55 elektrisch
mit dem ersten Kontaktelement 16 über das leitfähige Gummi 55 verbunden
ist, so dass das Ende 55b des zweiten Kontaktelements 55 elektrisch
mit dem Kopf 30a des Koppelelements 30 über die
Schraubenfeder 34 verbunden ist.
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Alternativ
kann auch ein einzelnes in einem Abschirmungshalter 57 auf
der Scheibenseite gehaltenes leitfähiges Gummi 53 verwendet
werden, wie in 9 dargestellt. In einem derartigen
Fall ist jedes der anderen verbundenen Kontaktelemente, wie das erste
Kontaktelement 16, der Kontakthalter 32 oder das
Koppelelement 30 ebenso einzeln angeordnet.
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Die
verbleibenden Merkmale, beispielsweise eine Befestigungskonfiguration
oder die Abschirmungsfunktion des Verstärkergehäuses 18, die in Verbindung
mit dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel offenbart sind,
werden ebenso beim Verstärkergehäuse 54 angewendet,
wobei die Funktionen der Struktur, außer dem zwischengeschalteten
leitfähigen
Gummi 53, natürlich
die gleichen sind, wie die im ersten Ausführungsbeispiel.
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Durch
das Einfügen
des leitfähigen
Gummis 53 kann ein Klappern im Kontaktbereich verbunden mit
Vibrationen des Fahrzeugs weiter verhindert werden.
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Wenn
der Abschirmungshalter 56 an der Heckscheibe 12 beispielsweise
mit einem Klebstoff oder einem zweiseitigen Klebeband befestigt
wird, umschließt
der Zylinder 56a den Halter 32, um einen Eintritt
des Klebstoffs in das leitfähige
Gummi 53 oder zum ersten Kontaktelement 16 zu
verhindern, auch wenn der Klebstoff zur Befestigung an der Heckscheibe
leitfähig
ist. Mit anderen Worten können
negative Effekte auf die Antennenperformance verhindert werden.
Außerdem
kann ein Spalt zwischen der Heckscheibe und den umgebenden Bereichen
des leitfähigen Gummis 53 abgedichtet
werden, wodurch der Eintritt von Feuchtigkeit, aufgrund von Kondensation,
Tau oder Wind, in Bereiche verhindert wird, die den Kontaktbereich
des leitfähigen
Gummis 53 umgeben. Der Klebstoff, das zweiseitige Klebeband oder Ähnliches
muss nicht vollständig
um das leitfähige
Gummi 53 herum angebracht sein, da der Eintritt von Klebstoff
oder Feuchtigkeit entlang der Heckscheibe durch die Anwendung gerade
im oberen Bereich verhindert werden kann.
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Obwohl
die Zuführeinheiten 17, 40 und 50 an den
Grenzen zwischen dem Dachelement 11 und der Heckscheibe 12 im
obigen Ausführungsbeispiel
angeordnet sind, können
die Zuführeinheiten
an jeder Position angebracht sein, beispielsweise an der Grenze
zwischen einer Seitenscheibe und einem Fahrzeug-Karosserieelement
innerhalb der Fahrzeugbespannung (Seitenwand des Fahrzeugs) oder an
der Grenze zwischen dem Heckelement (oder der Kofferraumklappe)
und der unteren Seite der Heckscheibe. Außerdem, obwohl das erste Kontaktelement 16 und
die Zuführeinheiten 17, 40 und 50 horizontal
aufgeteilt und in der obigen Beschreibung angeordnet sind, können sie
alternativ in der Mitte des Fahrzeugs angebracht sein.