JP2001007616A - 自動車用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＡＭ・ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ放送、無線
電話、ナビゲーションシステム、道路安全システム（Ａ
ＨＳＳ）、トラック・バス運行管理システムや料金自動
徴収システムのような輸送効率化システム（ＡＴＥＳ）
などの電波を的確に送受信する。 【解決手段】 自動車用アンテナ１は、２種以上の金属
で構成する金属チップと樹脂粉末とを混合し、高電流を
流しながら高圧で加圧・加熱成形した多孔質３の板状体
５からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＡＭ・ＦＭ
放送、短波放送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲーション
システム、道路安全システム（ＡＨＳＳ）、トラック・
バス運行管理システムや料金自動徴収システムのような
輸送効率化システム（ＡＴＥＳ）などの電波が送受信可
能な自動車用アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車では、一般に、ＴＶ受信や無線電
話用として、ポールアンテナまたはセンターホイップア
ンテナを用いている。この種のアンテナは、自動車の車
体から突出するようにルーフやリヤデッキの上に取り付
けるため、水平面において無指向性の入射および放射パ
ターンを持っている。この反面、この種のアンテナは、
自動車が走行中に空気抵抗力が増加するため、自動車の
重量が実質的に増して燃費を低下させ、車体から突出す
ることで自動車の美観を損なう。さらに、この種のアン
テナは、自動車が高速走行中に大きな風切音を引き起
し、自動洗車機によって傷付けられやすく、子供らのい
たずらで破壊されやすい。

【０００３】 前記のポール型アンテナの欠陥を克服す
るために、導電性フィルムまたはガラス板に取り付ける
型式などのアンテナも提案されている。例えば、ワイヤ
アンテナは、長年に亘ってラジオアンテナとして用いら
れたように、自動車の積層フロントガラスのガラス板間
のプラスチック中間層に組み入れている。また、透明な
導電性フィルムからなるアンテナが存在し、これを自動
車の窓ガラスユニットの上に配置したり、種々のパター
ンの導線要素を有するアンテナを自動車の窓に取り付け
ている。

【０００４】 このような線状またはプレート状のアン
テナは、単機能の点では過不足なくても組立てと取り付
けにコストが掛かり、しかも自動車の美観を損ねやす
く、ガラス表面における熱線付きバックライトの加熱エ
レメントの配置を阻害することになる。このため、線状
やプレート状のアンテナは、前記の利点を有しているの
に未だに広く普及していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかも、情報技術の発
展に伴って、現在の自動車には、ＡＭ・ＦＭ放送、短波
放送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲーションシステムな
どの各種の無線機器が搭載されている。この種の無線機
器は、使用する周波数帯および電波形式などが異なるた
め、一般に各周波数に対応した複数本のアンテナを設置
しなければならない。このため、搭載する無線機器ごと
に適合するロッドアンテナ、Ｖダイポールアンテナ、ル
ープアンテナ、センターロードホイップアンテナなどの
アンテナを複数本設けることを要し、無線機器の種類が
多いほどアンテナの本数も増えてしまう。

【０００６】 これらのアンテナは、個々について前記
の問題が存在するうえに、使用する周波数帯に対して最
良の性能を得るため、アンテナごとに所定の電波に適合
するように設計されているので、その近傍に存在する他
のアンテナや部材などの影響を受けて性能が劣化しやす
い。このため、複数本のアンテナを自動車という限られ
たスペースに設置すると、各アンテナの最適場所を選択
し、さらに他のアンテナから可能な限り離して設置して
も干渉が生じやすく、フィーダーの配線などに関して美
観などの点でも好ましくない。

【０００７】 複数本のアンテナについて、それぞれに
最適の設置場所を選択するのは実に煩雑であり、自動車
という限定スペースであるのに、アンテナ性能を劣化さ
せないために広範囲の設置場所が必要になるという矛盾
が生じる。また、従来のアンテナでは、車内からの電波
も車外からの電波と同様に拾い、エンジンなどから発生
するノイズが妨害波となって受信状態が悪化しやすい。

【０００８】 本発明は、従来のアンテナに関する前記
の問題を改善するために提案されたものであり、小型化
が可能であり、狭い場所で実質的に複数本のアンテナを
集中して設置できる自動車用アンテナを提供することを
目的とするものである。本発明の他の目的は、従来のア
ンテナに比べて破損しにくいうえに製造コストが低廉で
ある自動車用アンテナを提供することである。本発明の
さらに別の目的は、他のアンテナに比べて比較的目立た
ず、自動車の美観を損なうことの少ない自動車用アンテ
ナを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る自動車用アンテナは、２種以上の金属
で構成する金属チップと樹脂粉末とを混合し、高電流を
流しながら高圧で加圧・加熱成形した多孔質の板状体で
ある。この明細書において、金属チップとは、金属合金
の粉粒体または切削屑（ダライ粉）などを意味し、さら
に形状や種類の異なる複数の金属チップを混合して用い
てもよい。この自動車用アンテナは、少なくともＡＭ・
ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲーシ
ョンシステム、道路安全システム、トラック・バス運行
管理システム、料金自動徴収システムなどの電波のいず
れかを受信できる。

【００１０】 所望に応じて、この自動車用アンテナ
は、板状体を複数の多孔質層によって形成することによ
り、少なくともＡＭ・ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ放送、
無線電話、ナビゲーションシステム、道路安全システ
ム、トラック・バス運行管理システム、料金自動徴収シ
ステムなどの電波のいずれかを効果的に受信できる。ま
た、この自動車用アンテナは、多孔質の板状体に高周波
広帯域増幅用ＩＣを接続することにより、少なくともＡ
Ｍ・ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲ
ーションシステム、道路安全システム、トラック・バス
運行管理システム、料金自動徴収システムなどの電波の
いずれかを増幅して受信できる。

【００１１】 この自動車用アンテナは、水平面におい
て比較的指向性が小さい自動車のル−ムミラーまたはサ
イドミラーに取り付け、フィーダーの配線はミラーの支
持アーム内を通過させると好ましい。この自動車用アン
テナは、好ましくは、主としてＡＭ・ＦＭ放送、短波放
送、ＴＶ放送、道路安全システム、トラック・バス運行
管理システム、料金自動徴収システムなどの水平方向の
電波を送受信する縦向きの板状体と、主として無線電
話、ナビゲーションシステムなどの垂直方向の電波を送
受信する横向きの板状体とを備える。

【００１２】 この自動車用アンテナは、自動車のル−
ムミラーまたはサイドミラー以外にも取り付けたり、２
枚または３枚以上の板状体を水平と垂直方向から多少傾
けて設置することが可能である。このアンテナの取付場
所は、該アンテナの組み込みに応じて自動車の車体を設
計できるならば、ボティ、ルーフ、リヤコーナポストや
リヤデッキなどの上に取り付けて水平面における指向性
をいっそう小さくすることも可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る自動車用アンテナ１
は、図１に示すように、２種以上の金属で構成する金属
チップと樹脂粉末とを含有する多孔質の板状体２であ
る。この金属チップにおいて、含有する金属として、ア
ルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、炭
素（Ｃ）などが使用可能である。２種以上の金属は、例
えば合金であってもよく、過共晶アルミニウム−ケイ素
合金（Ａｌ−Ｓｉ）、フェロシリコン合金（Ｆｅ−Ｓ
ｉ）、炭素鋼（Ｆｅ−Ｃ）などが例示できる。

【００１４】 ２種以上の金属は、電荷の異なる金属で
あることを要する。この金属チップは、これ以外の金属
の合金であってもよく、鋳鉄のように鉄（Ｆｅ），Ｃ，
Ｓｉ，マンガン（Ｍｎ）などを含む３種以上の金属で構
成する合金も使用可能であるが、電気抵抗の大きい金属
を含む合金は好ましくない。金属チップにおいて、２種
以上の金属は層状に分布すると好ましく、このために金
属チップに他の金属の蒸着や電気メッキなどを施し、結
果として２種以上の金属が層状に分布するようにしても
よい。

【００１５】 板状体２において、各金属チップを強固
に融着する樹脂粉末は、高周波で損失の少ない絶縁性樹
脂であると好ましい。この樹脂粉末として、ポリウレタ
ン樹脂，エポキシ樹脂，テフロン樹脂，ポリエステル樹
脂，フェノール樹脂，ジアリルフタレート樹脂などの熱
硬化性樹脂が例示できる。板状体２では、樹脂粉末が全
体量の約１０重量％以下であると十分に多孔質であり、
１０〜２５重量％で小気孔を有していてもいわゆる通電
性と通気性が低下する。したがって、金属チップの含有
量は全体量の約７５重量％以上であり、通常９０重量％
以上であると好ましい。

【００１６】 板状体２を製造するには、例えば、水平
のセラミックス板の上に同一表面積である１対の電極板
を対向設置した３０ｃｍ四方の型枠を用いる。一方の電
極板の側端には低電圧トランスからの電線を接続し、他
方の電極板の反対側端にも電線を接続する。この型枠内
には、離型シートを底面に敷設してから、十分に混合し
た金属チップと樹脂粉末を均等に入れ、その上にさらに
離型シートを敷設する。加圧前の金属チップと樹脂粉末
の厚みは３０〜７０ｍｍである。次に、プレス型を下降
させ、電流が４０００〜６５００アンペアになるまでプ
レス型を下げて一般に圧力２１０〜３４０ｋｇ／ｃｍ^２
で加圧する。この加圧を所定の時間継続し、型枠内を通
過する電流がほぼ一定になれば成形体を取り出す。得た
板状体は、用途に応じて薄く裁断し、ラジオ放送やテレ
ビ放送のように周波数の低い電波の受信に用いる際には
比較的大きい寸法に裁断する。

【００１７】 アンテナ１の中心周波数および周波数帯
域は、板状体２の金属チップにおける金属の種類および
チップ粒度などによって異なる。このため、２種以上の
金属からなる金属チップについて、その粒度を均一に揃
えて板状体に成形し、アンテナとしての特性実験を実施
し、その中心周波数および周波数帯域を見いだすことを
要する。さらに、金属チップについて、構成金属の種類
を変更して特性実験を繰り返し、使用可能な金属の種類
およびその適切な粒度について決定する。

【００１８】 アンテナ１の中心周波数および周波数帯
域は、板状体２における広さ、厚さ、長さによっても異
なり、厚みは層の数に且つ長さは１層当たりの粒子数に
相当し、これらも受信すべき電磁波に応じて実験によっ
て定める。板状体２を図１のような１層だけでなく、図
２に示すように、２層以上の複数の多孔質層３であるな
らば、板状体５について前記と同様の実験を繰り返すこ
とを要する。一般に、積層した板状体５では、それぞれ
の多孔質層３において、金属チップの金属や粒度などが
異なっている。適切な金属チップを用いて板状体２に成
形したアンテナ１であると、現状のポールアンテナと比
べて振幅歪み、位相歪み、非直線歪みなどが１０分の１
程度に減少する。

【００１９】 アンテナ１は、適切な金属チップを用い
て板状体２に成形することにより、例えば、１層だけで
も利得約１０ｄＢ、周波数約５０ｋＨｚ〜３ＧＨｚを送
受信でき、複数の多孔質層で構成すると宇宙通信の１２
ＧＨｚまで送受信可能である。図３に示すように、板状
体２に高周波広帯域増幅用ＩＣ（例えば商品名：μＰＣ
１６５３，ＮＥＣ製）７を接続すると、周波数約１０Ｍ
Ｈｚ〜１．２ＧＨｚにおいて利得を約２７ｄＢに上昇さ
せることができる。

【００２０】 自動車用アンテナは、図４に例示するよ
うに、板状体２を自動車１０のル−ムミラー１１やサイ
ドミラー１２などに取り付けることによって作製すれば
よく、この取り付けの際に板状体２を適宜に切削加工し
てミラー１１，１２の外観に適合させる。このアンテナ
は、図４や図６のようにミラー１１，１２内に組み込ん
でも、図５のようにアンテナを組み込んだ鏡部材１４を
ミラー１１，１２に着脱可能に設置してもよく、該アン
テナのフィーダーなどの配線は、ミラー１１，１２の支
持アーム内を通過させる。

【００２１】 一般に、自動車用アンテナ８として、Ａ
Ｍ・ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲ
ーションシステム、道路安全システム、トラック・バス
運行管理システム、料金自動徴収システムなどの多数の
電波を同時に送受信する場合には２枚の板状体２ａ，２
ｂを組み合わせ使用すると好ましい。縦向きの板状体２
ａは、主としてＡＭ・ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ放送、
道路安全システム、トラック・バス運行管理システム、
料金自動徴収システムなどの水平方向の電波を送受信す
るのに適している。また、横向きの板状体２ｂは、主と
して無線電話、ナビゲーションシステムなどの垂直方向
の電波を送受信するのに適している。

【００２２】 また、２枚の板状体２ａ，２ｂを１枚の
成形体から作製する場合、縦向きの板状体２ａは成形板
を垂直方向に裁断し、横向きの板状体２ｂは成形板を水
平方向に裁断して形成すると好ましい。一般に、垂直裁
断の板状体２ａは、比較的気孔が大きくて標準電波のよ
うな長波長の電波の送受信に好適であり、一方、水平裁
断の板状体２ｂは、比較的気孔が小さくて宇宙通信のよ
うな短波長の電波の送受信に好適である。

【００２３】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する。
この実施例では、金属チップとして、過共晶Ａｌ−Ｓｉ
合金（Ｓｉを１２％含有）５０重量％、フェロシリコン
合金３０重量％、金属シリコン２０重量％を用い、これ
を適量の粉末ポリウレタン樹脂と混合する。金属チップ
の粒径は、過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金が１０〜４０メッシ
ュ、フェロシリコン合金３０メッシュ以下、金属シリコ
ン５０〜２００メッシュである。

【００２４】 図示しないけれども、板状体２を製造す
るために、前記の混合物を型枠（図示しない）内に入
れ、その前に離型シートを底面に敷設しておく。前記の
混合物の表面を均等にならし、その表面にさらに離型シ
ートを平らに敷設する。次に、セラミックス製のプレス
型を下降させると同時に電源を入れ、電流が約６０００
アンペアになるまでプレス型を下げて加圧する。圧力を
７０ｔ／ｃｍ^２掛け、約７２０℃まで急速に加熱された
ら、プレス型を上げて成形板を取り出して冷却する。

【００２５】 得た成形板は、縦横方向に裁断して大小
２枚の板状体２とし、各板状体にコネクタ（図示しな
い）を取り付ける。板状体２は、利得約１０ｄＢ、周波
数約５０ｋＨｚ〜３ＧＨｚを送受信できる。自動車１０
（図７）のル−ムミラー１１の内部において、図４に例
示するように、垂直方向に裁断した大きい方の板状体２
ａを縦向きに、且つ水平方向に裁断した小さい方の板状
体２ｂを横向きにして収納して固定することにより、ア
ンテナ８を形成する。自動車用機器からのフィーダー
（図示しない）は、ミラー１１の支持アーム内を通し、
板状体２ａ，２ｂのコネクタにそれぞれ接続する。

【００２６】 自動車アンテナ８において、縦向きの板
状体２ａで主としてＡＭ・ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ放
送などの水平方向の電波を送受信し、横向きの板状体２
ｂで主として無線電話、ナビゲーションシステム、道路
安全システム、トラック・バス運行管理システム、料金
自動徴収システムなどの垂直方向の電波を送受信する。
自動車アンテナ８は、ＡＭ・ＦＭ放送、短波放送、ＴＶ
放送、無線電話、ナビゲーションシステム、道路安全シ
ステム、トラック・バス運行管理システム、料金自動徴
収システムなどの多数の電波を同時に送受信できる。

【００２７】 ル−ムミラー１１は、図７に示すよう
に、フロントピラー１５、センターピラー１６およびリ
ヤピラー１７を除いて、水平面において指向性が殆ど発
生しない車内で最良の位置である。アンテナ８は小型化
が可能であり、ル−ムミラー１１内に組み込むと、電波
の送受信に際して運転の邪魔にならない。アンテナ８は
室内に設置するので、駐車時にいたずらされることが少
なく、洗車の際に損傷することがないので安全である。

【００２８】 図５に示す鏡部材１４は、前面に鏡板
（図示しない）を取り付け、その内部に垂直裁断の板状
体１８ａを縦向きに、水平裁断の３枚の板状体１８ｂを
縦方向に等間隔に横向きに配列して収納し、板状体１８
ａは板状体１８ｂよりも大きい。鏡部材１４は、ルーム
ミラー１１の前面と対応する平面形状を有し、上下のフ
ック部２０，２２でミラー１１に着脱可能に設置する。
鏡部材１４は、完成済みの自動車に後からアンテナを設
置する場合に適用すると好適である。

【００２９】 図６では、自動車１０のサイドミラー１
２，１２の内部において、垂直方向に裁断した大きい方
の板状体２４ａを縦向きに、且つ水平方向に裁断した小
さい方の板状体２４ｂを横向きにして収納して固定する
ことにより、アンテナ２６を形成する。自動車用機器か
らのフィーダーは、ミラー１２の支持アーム内を通し、
板状体２４ａ，２４ｂのコネクタにそれぞれ接続する。

【００３０】 自動車アンテナ２６において、縦向きの
板状体２４ａで主として水平方向の電波を送受信し、横
向きの板状体２４ｂで主として垂直方向の電波を送受信
する。自動車アンテナ８は、ＡＭ・ＦＭ放送、短波放
送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲーションシステム、道
路安全システム、トラック・バス運行管理システム、料
金自動徴収システムなどの多数の電波を同時に送受信で
きる。サイドミラー１２は、図７に示すサイドミラー１
２，１２から明らかなように、左右それぞれにアンテナ
２６を取り付けると、水平面において指向性が殆ど発生
しない。アンテナ２６は小型が可能であり、サイドミラ
ー１２内に組み込むと、電波の送受信に際して運転の邪
魔にならない。

【００３１】 図示しないけれども、適宜の寸法に裁断
した多孔質の板状体２は、コネクタ（図示しない）を取
り付けた後に、単独で自動車１０のル−ムミラーの中に
縦向きにして収納して固定してもよい。車載テレビから
のフィーダーをミラーの支持アーム内を通し、板状体２
のコネクタに接続すると、板状体２は車載テレビのアン
テナとして使用できる。このアンテナに接続した車載テ
レビは、山裾を走行したり短いトンネルに入っても映像
の写りが良く、自動車１０の進行方向が変わっても映像
の写りが殆ど変化しない。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る自動車用アンテナは、比較
的薄い板状体であるので小型化が可能であり、この板状
体を狭い場所で他のものの影響を受けずに複数枚を集中
して設置したり、送受信性能の異なる多数枚を積層して
成形できる。本発明の自動車用アンテナは、現状のポー
ルアンテナと比べて振幅歪み、位相歪み、非直線歪みな
どが１０分の１程度に減少できるうえに車内からのノイ
ズを防止でき、ＡＭ・ＦＭ放送、無線電話などではクリ
アな音声を送受信でき、且つＴＶ放送、ナビゲーション
システム、道路安全システム、トラック・バス運行管理
システム、料金自動徴収システムなどでは鮮明長層を受
信できる。

【００３３】 本発明の自動車用アンテナは、板状体で
あるので従来のアンテナに比べて破損しにくく、製造コ
ストも低廉である。本発明のアンテナは、板状体である
ので洗車の際に損傷することがなく、室内に設置すると
駐車時にいたずらされることも少ない。本発明のアンテ
ナは、ル−ムミラーやサイドミラー内に組み込むと、電
波の送受信に際して運転の邪魔にならない。

【００３４】 本発明の自動車用アンテナは、ポール状
などの他のアンテナに比べて比較的目立たず、自動車の
外観を損なうことが少なく、自動車の走行中に空気抵抗
力が増加して燃費を低下させることもない。本発明のア
ンテナは、事実上無指向性であるので、自動車の進行方
向が変わっても送受信に殆ど影響を受けず、自動車の走
行中に風切音などを発生することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る自動車用アンテナの概略側面図
である。

【図２】 複数の多孔質層で形成した板状体を示す拡大
側面図である。

【図３】 高周波広帯域増幅用ＩＣを板状体に接続した
アンテナの説明図である。

【図４】 自動車用アンテナを取り付けたル−ムミラー
を示す概略部分側面図である。

【図５】 別のル−ムミラーを示す図４と同様の概略側
面図である。

【図６】 自動車用アンテナを取り付けたサイドミラー
を示す自動車の概略部分側面図である。

【図７】 ルームミラーとサイドミラーを有する自動車
の平面図である。

【符号の説明】

１ 自動車用アンテナ ２ 板状体 ３ 多孔質層 ７ 高周波広帯域増幅用ＩＣ １１ ルームミラー １２ サイドミラー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種以上の金属で構成する金属チップと
   樹脂粉末とを混合し、高電流を流しながら高圧で加圧・
   加熱成形した多孔質の板状体であり、水平面において比
   較的指向性が小さい自動車のル−ムミラーまたはサイド
   ミラーに取り付け、少なくともＡＭ・ＦＭ放送、短波放
   送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲーションシステム、道
   路安全システム、トラック・バス運行管理システム、料
   金自動徴収システムなどの電波のいずれかを送受信可能
   な自動車用アンテナ。
2. 【請求項２】 ２種以上の金属で構成する金属チップと
   樹脂粉末とを混合し、高電流を流しながら高圧で加圧・
   加熱成形した多孔質の板状体であり、該板状体を複数の
   多孔質層によって形成し、少なくともＡＭ・ＦＭ放送、
   短波放送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲーションシステ
   ム、道路安全システム、トラック・バス運行管理システ
   ム、料金自動徴収システムなどの電波のいずれかを効果
   的に送受信可能な自動車用アンテナ。
3. 【請求項３】 ２種以上の金属で構成する金属チップと
   樹脂粉末とを混合し、高電流を流しながら高圧で加圧・
   加熱成形した多孔質の板状体であり、該板状体に高周波
   広帯域増幅用ＩＣを接続し、少なくともＡＭ・ＦＭ放
   送、短波放送、ＴＶ放送、無線電話、ナビゲーションシ
   ステム、道路安全システム、トラック・バス運行管理シ
   ステム、料金自動徴収システムなどの電波のいずれかを
   増幅して送受信可能な自動車用アンテナ。
4. 【請求項４】 ２種以上の金属で構成する金属チップと
   樹脂粉末とを混合し、高電流を流しながら高圧で加圧・
   加熱成形した多孔質の板状体であり、主としてＡＭ・Ｆ
   Ｍ放送、短波放送、ＴＶ放送、道路安全システム、トラ
   ック・バス運行管理システム、料金自動徴収システムな
   どの水平方向の電波を送受信する縦向きの板状体と、主
   として無線電話、ナビゲーションシステムなどの垂直方
   向の電波を送受信する横向きの板状体とを備える自動車
   用アンテナ。
5. 【請求項５】 ２種以上の金属で構成する金属チップと
   樹脂粉末とを混合し、高電流を流しながら高圧で加圧・
   加熱成形した多孔質の板状体であり、ＡＭ・ＦＭ放送、
   短波放送、ＴＶ放送などの水平方向の電波を送受信する
   縦向きの板状体と、無線電話、ナビゲーションシステ
   ム、道路安全システム、トラック・バス運行管理システ
   ム、料金自動徴収システムなどの垂直方向の電波を送受
   信する横向きの板状体とを備え、２枚の板状体を水平面
   において指向性が小さい自動車のル−ムミラーまたはサ
   イドミラーに取り付ける自動車用アンテナ。