JP2006279302A - On-vehicle antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載用アンテナに関する。 The present invention relates to a vehicle-mounted antenna.
従来、車体のルーフなどに取り付けられる車載用アンテナは、アンテナロッドを有しており、このアンテナロッドは、一般的に、車体に対して起立した状態で取り付けられている。このような構造の車載用アンテナでは、高速走行時に、アンテナロッドの部分で風切り音が発生してしまい、乗員に不快感を与えてしまうことがある。 Conventionally, an in-vehicle antenna attached to a roof of a vehicle body has an antenna rod, and this antenna rod is generally attached in a standing state with respect to the vehicle body. In a vehicle-mounted antenna having such a structure, wind noise is generated at the antenna rod portion when traveling at high speed, which may cause discomfort to the passenger.
かかる課題に対して、特許文献1には、アンテナロッド(特許文献1では、アンテナ素子)の前端部から基端部までの領域にスパイラル導体を螺旋状に巻装した構造が開示されている。この構造によれば、スパイラル導体によって空気を攪乱して、アンテナロッドの風下に生じようとする低圧領域を拡散させることにより、走行中に発生するアンテナロッドによる風切り音を抑制することができるとされている。
しかしながら、特許文献1に開示された構造では、アンテナロッドの前端部から基端部までの領域にスパイラル導体を螺旋状に巻装するので、アンテナロッドの外観を損ねてしまうというという問題がある。 However, the structure disclosed in Patent Document 1 has a problem that the appearance of the antenna rod is impaired because the spiral conductor is spirally wound around the region from the front end portion to the base end portion of the antenna rod.
本発明の目的は、アンテナロッドの外観を損なうことなく、アンテナロッドでの風切り音の発生を抑制することである。 The objective of this invention is suppressing generation | occurrence | production of the wind noise in an antenna rod, without impairing the external appearance of an antenna rod.
本発明は、車両前後方向軸に対して起伏するようにアンテナロッドを回動自在に支持するロッド支持部と、このロッド支持部に設けられ、前記アンテナロッドを車両前後方向軸に対して直立又は後傾となる初期位置に位置付ける弾性部材と、を備え、前記アンテナロッドに車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、前記弾性部材が弾性変形することによって該風圧に応じて前記アンテナロッドを前記初期位置から後傾させることを最も主要な特徴とする。 The present invention provides a rod support portion that rotatably supports an antenna rod so as to undulate with respect to a vehicle longitudinal axis, and is provided on the rod support portion. An elastic member positioned at an initial position that is inclined backward, and when the wind pressure acting from the front of the vehicle to the rear acts on the antenna rod, the elastic member is elastically deformed to cause the antenna rod to move according to the wind pressure. The main feature is to tilt backward from the initial position.
本発明によれば、上記アンテナロッドに車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、上記弾性部材が弾性変形することによって該風圧に応じて上記アンテナロッドを上記初期位置から後傾させることにより、空気の流れ方向に対面する上記アンテナロッドの面積(投影面積)が風圧に応じて小さくなり、これにより、上記アンテナロッドにおける圧力抗力が小さくなるので、上記アンテナロッドでの風切り音の発生が抑制される。従って、上記アンテナロッドでの風切り音の発生を抑制するために、上記アンテナロッドにスパイラル導線などの部材を設ける必要がないので、車載用アンテナの外観を損ねることがない。 According to the present invention, when a wind pressure from the vehicle front to the rear acts on the antenna rod, the elastic member is elastically deformed to tilt the antenna rod backward from the initial position according to the wind pressure. The area (projected area) of the antenna rod facing the air flow direction is reduced in accordance with the wind pressure. This reduces the pressure drag on the antenna rod, thereby suppressing the generation of wind noise on the antenna rod. The Therefore, since it is not necessary to provide a member such as a spiral conducting wire on the antenna rod in order to suppress the generation of wind noise in the antenna rod, the appearance of the vehicle-mounted antenna is not impaired.
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施形態の車載用アンテナ1を示す側面図である。図1に示すように、車載用アンテナ1は、円柱状のアンテナロッド2と、ロッド支持部3とを備えており、車体4に取り付けられる。ここで、車載用アンテナ1を取り付ける車体4としては、ルーフパネルやフェンダーパネル等を挙げることができる。
FIG. 1 is a side view showing an in-vehicle antenna 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the vehicle-mounted antenna 1 includes a
車載用アンテナ1では、起立方向を車両上方として車両前後方向軸5に対して起伏するようにアンテナロッド2をロッド支持部3によって回動自在に支持するとともに、アンテナロッド2をねじりバネ15(図4参照)によって初期位置に位置付けている。つまり、アンテナロッド2は、取付角度可変に設けられている。
In the vehicle-mounted antenna 1, the
ここで、初期位置とは、アンテナロッド2が車両前後方向軸5に対して直立又は後傾の状態で起立した位置であり、受信性能が高い位置である。本実施形態では、アンテナロッド2が車両前後方向軸5に対して後傾状態で起立した位置が初期位置として適用されている。なお、車両前後方向軸5に対するアンテナロッド2の立上り角度(図1での車両前後方向軸5から反時計回りでのアンテナロッド2までの角度)θをロッド角度θと呼び、初期位置でのロッド角度θを、θ0とする。
Here, the initial position is a position where the
図2は、車載用アンテナ1を示す縦断側面図、図3は、その平面図、図4は、その縦断背面図、図5は、ねじりバネ15を示す斜視図である。なお、図4は、図3中のA−A線に沿う断面図である。
2 is a longitudinal side view showing the vehicle-mounted antenna 1, FIG. 3 is a plan view thereof, FIG. 4 is a longitudinal rear view thereof, and FIG. 5 is a perspective view showing a
アンテナロッド2の基端部2aには、車幅方向を軸方向とする中空状の円筒部2bが形成されている。
A hollow
ロッド支持部3は、アンテナベース11と、このアンテナベース11の下部に取り付けられたゴム製のプロテクタ部材12とを有している。プロテクタ部材12は、ロッド支持部3の側縁部下部を覆っており、このプロテクタ部材12の下面が、車体4の上面4aに当接する。これにより、アンテナベース11と車体4との直接接触が回避されている。そして、アンテナベース11が、図示しないボルト、ナットよって車体4の上面4aにプロテクタ部材12を介して取り付けられる。
The
アンテナベース11は、車幅方向で対向する一対の側壁部11aを有しており、この側壁部11a間は、前方、後方及び上方に開口されている。これらの側壁部11a間には、車幅方向を軸方向とした支軸13が架設されている。なお、支軸13と側壁部11aとの間には、キャップ部材14が介在している。支軸13は、アンテナロッド2の円筒部2bを貫通した状態でアンテナロッド2に連結されており、アンテナロッド2を該支軸13回りに回動自在に支持している。
The
支軸13におけるアンテナロッド2の両側には、ねじりバネ15が外嵌されている。これらのねじりバネ15の一端部15aは、アンテナベース11に形成された支持部11bに支持されている一方、ねじりバネ15の他端部15bは、アンテナロッド2の下部に形成された支持部2dに支持されている。このようにして、ねじりバネ15は、アンテナベース11とアンテナロッド2とに連結されている。このねじりバネ15は、バネ変位量(ねじり量)が0の状態で、アンテナロッド2を初期位置に位置付けている。
A
また、車載用アンテナ1は、図2に示すように、車体4に沿う位置でアンテナロッド2をロックするロック機構16を備えている。本実施形態では、アンテナロッド2が車体4に沿う位置として、アンテナロッド2の先端部2cが車両前方に向いた状態でアンテナロッド2が車体4に沿う第1の位置と、アンテナロッド2の先端部2cが車両後方に向いた状態でアンテナロッド2が車体4に沿う第2の位置との2つの位置が設定されている。第1の位置では、ロッド角度θ=180°であり、第2の位置では、ロッド角度θ=0°である。また、この構造によって、アンテナロッド2が風圧によって回動する範囲が、0°<θ<180°に規制されている。なお、第1の位置に位置するアンテナロッド2及び第2の位置に位置するアンテナロッド2を、図2中に、仮想線で表すと共に、それぞれ符号として2´、2´´を付した。
Moreover, the vehicle-mounted antenna 1 is provided with the
ロック機構16は、アンテナベース11の底部に設けられたボールプランジャ17と、アンテナロッド2の円筒部2bの外周面に形成された第1及び第2の凸部18a,18bとによって構成されている。ボールプランジャ17は、アンテナロッド2の円筒部2bの外周面に摺動可能に配置されている。第1及び第2の凸部18a,18bは、円筒部2bの周方向に直列状に設けられている。
The
このロック機構16では、アンテナロッド2が車両前方へ所定以上の力で回動されて、ボールプランジャ17が凸部18aを乗り越えることにより、ボールプランジャ17と凸部18aとが係合して、アンテナロッド2´が第1の位置にロックされる。同様に、アンテナロッド2が車両後方へ所定以上の力で回動されて、ボールプランジャ17が凸部18bを乗り越えることにより、ボールプランジャ17と凸部18bとが係合して、アンテナロッド2´が第2の位置にロックされる。これらのロックの解除は、アンテナロッド2を車両後方又は前方へ所定以上の力で回動させて、ボールプランジャ17と凸部18a又は18bとの係合を解除することによりなされる。
In the
このような構成において、車両走行時のアンテナロッド2の変位を図6を参照して説明する。ここで、図6は、車両走行時のアンテナロッド2の変位を説明するための説明図である。
In such a configuration, the displacement of the
車両が前進すると、車載用アンテナ1に対して車両進行方向aとは逆方向bに空気(風)が相対的に流れ、アンテナロッド2に車両前方から後方へ向かう風圧が作用する。この風圧は、アンテナロッド2を後傾させる向きへの回動力としてねじりバネ15に作用する。ここで、本実施形態では、車載用アンテナ1に対する風速VがVs以下の場合には、アンテナロッド2が初期位置に位置するようにねじりバネ15のバネ定数kが設定されている。つまり、風速VSは、アンテナロッド2が回動する風速の閾値である。
When the vehicle moves forward, air (wind) flows relative to the vehicle-mounted antenna 1 in the direction b opposite to the vehicle traveling direction a, and wind pressure from the vehicle front to the rear acts on the
車両の速度が上がり、風速VがVsよりも大きくなると、風圧によりねじりバネ15が弾性変形して該風圧に応じてアンテナロッド2が初期位置から後傾する。そして、風圧とねじりバネ15の復元力とが釣り合う位置にアンテナロッド2が位置付けられる。
When the speed of the vehicle increases and the wind speed V becomes higher than Vs, the
ここで、一般に、空気などの流体中を運動する物体に作用する力(抗力)は、物体前後の圧力差による圧力抗力と、物体表面と流体との摩擦による摩擦抗力とがあるが、圧力抗力が大きいと風切り音が大きくなる傾向がある。上述したように、本実施形態では、風圧によりねじりバネ15が弾性変形して該風圧に応じてアンテナロッド2を初期位置から後傾させるので、空気の流れ方向に対面するアンテナロッド2の面積(投影面積)が風圧に応じて小さくなり、これにより、アンテナロッド2における圧力抗力が小さくなるので、アンテナロッド2での風切り音の発生が抑制される。このとき、車速が上がることで風速Vが速くなりアンテナロッド2に対する風圧が大きくなればなるほど、アンテナロッド2がより後傾し、空気の流れ方向に対面するアンテナロッド2の投影面積がより小さくなるので、アンテナロッド2に対する風圧が大きくなってもそれに対応して風切り音の発生が抑制される。
Here, in general, the force (drag) acting on an object moving in a fluid such as air includes a pressure drag due to a pressure difference between the front and back of the object and a friction drag due to friction between the object surface and the fluid. When the value is large, the wind noise tends to increase. As described above, in the present embodiment, the
そして、車速が下がり風速が下がった場合には、アンテナロッド2に対する風圧が小さくなることにより、ねじりバネ15の復元力によってアンテナロッド2が初期位置へ向かって回動し、風速V≦Vsとなった場合には、ねじりバネ15が元形状に戻り、アンテナロッド2が初期位置へ復帰する。
When the vehicle speed decreases and the wind speed decreases, the wind pressure applied to the
ここで、以上のような風圧に応じたアンテナロッド2の変位を実現するためのねじりバネ15において、そのバネ定数を最適な値に設定する具体的手法を説明する。以下の説明では、ねじりバネ15を単にバネとして説明する。ここで、図7は、抗力係数とレイノルズ数との関係を示すグラフである。
Here, a specific method for setting the spring constant of the
アンテナロッド2の流れ抗力Dと、バネによる逆方向の力D´との関係が、D>D´となるようにバネのバネ定数kを決定すればよい。ここに、D´は、ロッド角度θの関数として、D´=D´(k,θ)と表すことができる。
The spring constant k of the spring may be determined so that the relationship between the flow resistance D of the
アンテナロッド2の径をd、長さをL、空気動粘係数をν、密度をρ、アンテナロッド2の空気の流れ方向に対する投影面積をS、抗力係数をCD、風速を前述と同じVとすると、空気の流れによる抗力Dは、
D=(CD・ρ・V2・S)/2 (1)
で表される。但し、V>閾値VSである。
The diameter of the
D = (C D · ρ · V 2 · S) / 2 (1)
It is represented by However, a V> threshold V S.
抗力係数CDは、レイノルズ数Reの関数として表されるものであり、厳密には、台上実験などにより求めればよいが、L/d>100の場合には、以下のように、レイノルズ数Reを用いて簡易的に求めることができる(参考文献:加藤 宏編,“ポイントを学ぶ 流れの力学”,丸善株式会社,P.71 表6.1)。 The drag coefficient C D is expressed as a function of the Reynolds number R e , and may be strictly determined by a bench test or the like, but when L / d> 100, the Reynolds is as follows: it can be determined simply by using the number R e (reference: Kato Hiroshihen, "learning point of the flow dynamics", Maruzen Co., Ltd., p. 71 table 6.1).
レイノルズ数Reは、
Re=v・d/ν (2)
で表すことができる。
The Reynolds number Re is
R e = v · d / ν (2)
It can be expressed as
Re<4×105のとき、CD〜1.20
Re>4×105のとき、CD〜0.34
であり、Rec≡4×105とすると、式(2)を用いてレイノルズ数Reを求め、Recとの大小判定を行えばよいことになり、これにより、CDが求められ、Dが求められる。
When R e <4 × 10 5 , C D ˜1.20
When R e > 4 × 10 5 , C D ˜0.34
And R ec ≡4 × 10 5 , the Reynolds number R e can be obtained using the equation (2), and the magnitude of R ec can be determined, thereby obtaining C D. D is required.
D´〜k・L・θ0と仮定すると(θ=θ0の場合)、D>D´であるためには、
k<(CD・ρ・V2・S)/(2・L・θ0) (3)
となるkを求めれば良いことになる。
Assuming D ′ to k · L · θ 0 (when θ = θ 0 ), in order to satisfy D> D ′,
k <(C D · ρ ·
Finding k that becomes
また、L/d>100なる条件が成り立たない場合には、前述のようにCDをReの関数として、例えば図7に示すように、実験で求めておく(参考文献:例えば、パリティ編集委員会編,“身近な流体力学”,丸善株式会社,P.66,図3)。 Also, if the L / d> 100 following condition does not hold, the C D as described above as a function of R e, for example, as shown in FIG. 7, previously obtained by experiment (reference: for example, parity edit Committee edition, “Familiar Fluid Mechanics”, Maruzen Co., P. 66, Fig. 3).
そして、式(2)によりレイノルズ数Reを求めれば、CDが求められ、式(1)によりDが求められる。従って、式(3)と同様にしてkがCDを用いて求められる。 Then, by obtaining the Reynolds number R e by Equation (2), C D is determined, D is determined by equation (1). Therefore, k in the same manner as in Equation (3) is determined using the C D.
以上説明したように、本実施形態では、アンテナロッド2の外観を損なうスパイラル導線などの部材をアンテナロッド2に設けることなく、アンテナロッド2での風切り音の発生を抑制できる。即ち、本実施形態によれば、車両前後方向軸5に対して起伏するようにアンテナロッド2を回動自在に支持するロッド支持部3と、このロッド支持部3に設けられ、アンテナロッド2を車両前後方向軸5に対して後傾となる初期位置に位置付けるねじりバネ15と、を備え、アンテナロッド2に車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、ねじりバネ15が弾性変形することによって該風圧に応じてアンテナロッド2を初期位置から後傾させることにより、アンテナロッド2の外観を損なうことなく、アンテナロッド2での風切り音の発生を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to suppress the generation of wind noise in the
また、アンテナロッド2での風切り音の発生を抑制するために、アンテナロッド2にスパイラル導線などの部材を設ける必要がないので、アンテナロッドを異なる車型で共通して用いることができ、よって、アンテナロッド2の種類の増加が防止される。
Further, since it is not necessary to provide a member such as a spiral conducting wire to the
また、本実施形態においては、ロッド支持部3は、車体4に取り付けられるアンテナベース11と、車幅方向を軸方向としてアンテナベース11に設けられるとともにアンテナに連結された支軸13とを有して、アンテナロッド2を支軸13回りに回動自在に支持し、弾性部材は、アンテナベース11とアンテナロッド2とに連結されるとともに支軸13に外嵌されたねじりバネ15であることにより、ねじりバネ15の内側に支軸13が位置するので、部品配置が集約され、車載用アンテナ1の小型化が図れる。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態においては、車体4に沿う位置でアンテナロッド2をロックするロック機構16を備えることにより、例えば、洗車時やルーフへのキャリアの搭載時に、アンテンロッドを車体4に沿わせてロックすることができ、利便性が向上する。さらに、本実施形態では、アンテナロッド2が車体4に沿う位置として、前述した第1の位置と第2の位置との2つの位置が設定されていることにより、これらのどちらか一方しかアンテナロッド2が車体4に沿う位置として設定されていない場合に比べて、利便性が向上する。
In the present embodiment, the
なお、本発明は、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、アンテナロッド2の初期位置は、車両前後方向軸5に対してアンテナロッド2が直立(θ=90°)する位置であってもよい。
The present invention is not limited to this embodiment, and various other embodiments can be adopted without departing from the gist of the present invention. For example, the initial position of the
1 車載用アンテナ
2 アンテナロッド
3 ロッド支持部
4 車体
5 車両前後方向軸
11 アンテナベース
13 支軸
15 ねじりバネ(弾性部材)
16 ロック機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle-mounted
16 Locking mechanism
Claims (3)
車両前後方向軸に対して起伏するように前記アンテナロッドを回動自在に支持するロッド支持部と、
このロッド支持部に設けられ、前記アンテナロッドを車両前後方向軸に対して直立又は後傾となる初期位置に位置付ける弾性部材と、
を備え、
前記アンテナロッドに車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、前記弾性部材が弾性変形することによって該風圧に応じて前記アンテナロッドを前記初期位置から後傾させることを特徴とする車載用アンテナ。 An antenna rod,
A rod support portion that rotatably supports the antenna rod so as to undulate with respect to the vehicle longitudinal axis;
An elastic member that is provided in the rod support portion and positions the antenna rod at an initial position that is upright or backwardly inclined with respect to the vehicle longitudinal axis;
With
When a wind pressure from the front of the vehicle to the rear acts on the antenna rod, the elastic member is elastically deformed to tilt the antenna rod backward from the initial position according to the wind pressure.
前記弾性部材は、前記アンテナベースと前記アンテナロッドとに連結されるとともに前記支軸に外嵌されたねじりバネであることを特徴とする請求項1に記載の車載用アンテナ。 The rod support portion includes an antenna base attached to a vehicle body, and a support shaft provided on the antenna base with the vehicle width direction as an axial direction and coupled to the antenna, and the antenna rod is rotated around the support shaft. To freely support,
The in-vehicle antenna according to claim 1, wherein the elastic member is a torsion spring that is connected to the antenna base and the antenna rod and is externally fitted to the support shaft.
The vehicle-mounted antenna according to claim 1, further comprising a lock mechanism that locks the antenna rod at a position along the vehicle body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005092755A JP2006279302A (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | On-vehicle antenna |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005092755A JP2006279302A (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | On-vehicle antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103594774A (en) * | 2013-10-24 | 2014-02-19 | 安徽工贸职业技术学院 | Car wireless signal receiver |
CN107642577A (en) * | 2017-09-07 | 2018-01-30 | 星展测控科技股份有限公司 | A kind of antenna pitching is with horizontal member, trim support and the trimmer with horizontal member containing antenna pitching |
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2005
- 2005-03-28 JP JP2005092755A patent/JP2006279302A/en active Pending
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