JP2009290671A - 車載用防水型アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載用アンテナの配置の自由度を高めることを目的とする。
【解決手段】表面が防水フィルム１２で覆われたアンテナエレメント１１と、アンテナエレメントの一端が接続され、アンテナエレメントが受信した受信信号を増幅するアンプが取り付けられる回路基板と、防水被覆１７ａ，１９ａされ、回路基板に取り付けられる出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９と、回路基板の外面と、アンテナエレメント一端近傍の防水フィルム１２と、防水被覆１７ａ，１９ａと、を一体にモールディングする防水モールド２２と、防水モールド２２の外面に貼り付けられるシールドテープ２３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両外装品の内部に取り付けられる車載用防水型アンテナ装置の構造に関する。

車両にはラジオ、テレビ、ＧＰＳ等の多くの送受信装置が搭載されており、これらの送受信装置それぞれの周波数に応じたアンテナがエアスポイラや車両用バンパー等の樹脂製外装品の内部空間に設置されたり車両の外部空間に設置されたりすることがある。

このように、車室外にアンテナを設置する場合には、アンテナには防水性が求められることになる。特許文献１には、ＧＰＳ用のマイクロストリップアンテナにおいて、セラミック誘電体の両面に放射電極と接地電極とを配置し、接地電極部にアンプ基板を重ね合わせて平面アンテナを構成し、その平面アンテナ全体を樹脂の保護被膜で覆い、防水性、耐久性を持たせることが提案されている。

特開平９―１４８８３３号公報

一方、テレビ、ラジオ等のアンテナエレメントを車両の外装品の内部に取り付ける場合、接続されるアンプは防水仕様となっていないので車室内に取り付けられている。このためアンテナエレメントとアンプとの間の同軸ケーブルによる雑音指数を悪化させないように、車室外のアンテナエレメントと車室内のアンプとの間の距離を所定の距離に制限していた。このため、各種のアンテナを最適の送受信ができる位置に配置することが難しく、送受信特性が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、車載用アンテナの配置の自由度を高めることを目的とする。

本発明の車載用防水型アンテナ装置は、車両用外装品の内部に取り付けられる車載用防水型アンテナ装置であって、表面が防水フィルムで覆われた金属薄板のアンテナエレメントと、防水フィルムから露出したアンテナエレメントの一端が接続され、アンテナエレメントが受信した受信信号を増幅する電気回路が取り付けられる回路基板と、防水被覆され、防水被覆から露出した導体が回路基板に取り付けられる接続ケーブルと、回路基板の外面と、アンテナエレメント一端近傍の防水フィルムと、接続ケーブルの防水被覆と、を一体にモールディングする防水モールドと、を備えることを特徴とする。

本発明の車載用防水型アンテナ装置において、防水モールドの外面に貼り付けられて電磁波をシールする金属箔のシールドテープを有すること、としても好適であるし、回路基板が取り付けられる金属製のフレームを含み、フレームの回路基板が取り付けられている側だけが防水モールドでモールディングされ、シールドテープは、防水モールドの外面および回路基板が取り付けられている面と反対側のフレームの面に貼り付けられていること、としても好適であるし、回路基板はフレームとの間に隙間をあけて取り付けられ、防水モールドは、回路基板とフレームとの間に充填されること、としても好適である。

本発明は、車載用アンテナの配置の自由度を高めることができるという効果を奏する。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態の車載用防水型アンテナ装置１０は、表面が防水フィルム１２で覆われた金属薄板のアンテナエレメント１１と、アンテナエレメント１１で受信した受信信号を増幅する電気回路であるアンプが取り付けられる回路基板の外面と防水フィルム１２の一部と出力ケーブル１７外面の防水被覆１７ａと電源供給ケーブル１９外面の防水被覆１９ａとを一体にモールディングする防水モールド２２と、防水モールド２２の外面に貼り付けられた電磁波をシールドするシールドテープ２３と、出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９が接続されたコネクタ２５と、を備えている。出力ケーブル１７は同軸ケーブルであり、電源供給ケーブル１９はアンプに電力を供給するケーブルで例えば、ＡＶケーブルである。

図２及び図３に示すように、金属製のフレーム３０には、平板状の回路基板１５が隙間をあけて取り付けられ、回路基板１５の表面にはアンプを構成するＩＣやコンデンサなどの素子１６が取り付けられている。アンテナエレメント１１の一端１３はアンテナエレメント１１を両面から覆う防水フィルム１２から露出しており、一端１３は、回路基板１５の表面にはんだ付けで接続されている。また、出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９はそれぞれ絶縁性の防水被覆１７ａ，１９ａを備えており、各防水被覆１７ａ，１９ａから露出した導体である芯線１８，２０が回路基板１５の端子にはんだ付けにて取り付けられている。出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９とは、回路基板１５に取り付けられている接続ケーブルである。フレーム３０は電磁波をシールドできるような金属製で、平板状の回路基板１５が取り付けられる平板部と平板部から回路基板の周囲に立ち上がっている爪３２と出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９とをサポートする端板３１とを備えている。

図２及び図４に示すように、車載用防水型アンテナ装置１０は、回路基板１５と、回路基板に接続されているアンテナエレメントの一端１３と、出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９の各芯線１８，２０とを内部に含むように樹脂がモールディングされている。樹脂はホットメルト或いはシリコン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの防水性のあるものを用いる。モールディングは、フレーム３０の周囲に樹脂の注入用の型を取り付けて、その中に樹脂を充填して行う。また、モールディングの際にフレーム３０と回路基板１５との隙間にも樹脂が充填される。

図４に示すように、モールディングした防水モールド２２は、回路基板１５の周囲を包む中央部２２ａと、アンテナエレメント１１の一端１３とアンテナエレメント１１の表面を両面から覆う防水フィルム１２の一部を覆うエレメント側部２２ｂと、出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９を覆う出力側部２２ｃとを備えている。中央部２２ａはフレーム３０の回路基板１５側の面にモールディングされ、回路基板１５を包みこむような略直方体のモールドである。防水モールド２２のエレメント側部２２ｂは中央部２２ａにつながって、アンテナエレメント１１に向かって延び、一端１３近傍の防水フィルム１２の外側を包み込むように構成されている。このため、アンテナエレメント１１を両面から覆う防水フィルム１２と防水モールド２２のエレメント側部２２ｂとが密着し、回路基板１５のアンテナエレメント１１側からの水の浸入を防止できるよう構成されている。また、防水モールド２２の出力側部２２ｃは、中央部２２ａとつながって端板３１を越えて出力ケーブル１７側及び電源供給ケーブル１９側に延び、出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９の各防水被覆１７ａ，１９ａと密着するように構成されている。このため、出力ケーブル１７側及び電源供給ケーブル１９側から回路基板１５への水の浸入を防止することができる。防水モールド２２の中央部２２ａとエレメント側部２２ｂと出力側部２２ｃとは一体に成形されている。

図２及び図５に示すように、防水モールド２２の中央部２２ａの外面及びフレーム３０の爪３２及び回路基板１５が取り付けられている面と反対側の裏面には電磁波をシールドすることができるシールドテープ２３が貼り付けられている。シールドテープ２３は、例えば銀箔などの金属箔のテープで一方の面に接着面を有するものである。防水モールド２２のエレメント側部２２ｂはアンテナエレメント１１に近くシールドテープ２３を取り付けることによってアンテナ特性に影響が出る場合があるため、シールドテープ２３は貼り付けられていない。また、防水モールド２２の出力側部２２ｃには端板３１によって電磁的にシールドされているので、シールドテープ２３は貼り付けられていない。

以上のように構成された本実施形態の車載用防水型アンテナ装置１０は、アンテナエレメント１１を覆う防水フィルム１２と、防水モールド２２と、出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９の各防水被覆１７ａ，１９ａが密着して接合されているので、アンテナエレメント１１の一端１３、回路基板１５、出力ケーブル１７と電源供給ケーブル１９の各芯線１８，２０は全体として防水構造の内部に配置され、外部からの水が浸入しない防水構造となっている。また、信号を増幅する電気回路であるアンプがアンテナエレメント１１の直下に取り付けられているので、車内に配置されるコネクタ２５と車両外装品の内部に配置されるアンテナエレメント１１との間の距離に制限がなくなり、アンテナエレメント１１を車両外装品の内部に自由に配置することができる。このため、アンテナエレメント１１を送受信する電波に応じて最適に配置することができ、受信性能を向上させることができるという効果を奏する。また、ダイポールアンテナの場合にアンテナと同軸ケーブルの接続に必要なバラン回路を回路基板１５に一体として設けることができるので全体をコンパクトにすることができるという効果を奏する。

図２に示すように、本実施形態の車載用防水型アンテナ装置１０は、アンテナエレメント１１直下に接続したアンプで信号を増幅してから出力ケーブル１７に出力するように構成されている。このように構成された場合の雑音指数ＮＦ₁は、アンプの雑音指数をＮＦ_A、出力ケーブル１７とコネクタ２５の雑音指数をＮＦ_L+C、アンプの利得をＧ_Aとすると次のように表される。
ＮＦ₁＝ＮＦ_A＋（ＮＦ_L+C−１）／Ｇ_A （式１）

一方、アンプが車室内に設けられ、アンテナとアンプとの間に出力ケーブル１７のある従来型の車載用アンテナの場合の雑音指数ＮＦ₂は出力ケーブル１７の減衰をＬ_H+Cとすると次のように表される。
ＮＦ₂＝ＮＦ_A／Ｌ_H+C （式２）

すると、本実施形態の車載用防水型アンテナ装置１０は従来型の車載用アンテナと比較して、
ＮＦ₂−ＮＦ₁＝ＮＦ_A／Ｌ_H+C−ＮＦ_A−（ＮＦ_L+C−１）／Ｇ_A
＝（１−Ｌ_H+C）／Ｌ_H+C×（Ｇ_A×ＮＦ_A−１）／Ｇ_A （式３）
となる。ここでＬ_H+C、０と１との間にあり、ＮＦ_Aは１よりも大きく、Ｇ_Aは１より非常に大きい。このため、ＮＦ₂−ＮＦ₁は正となる。つまり、本実施形態の車載用防水型アンテナ装置１０は従来型の車載用アンテナよりも雑音指数が小さくなりアンテナ性能が改善されるという効果を奏する。

本発明の実施形態における車載用防水型アンテナ装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における車載用防水型アンテナ装置を示す断面図である。 本発明の実施形態における車載用防水型アンテナ装置の回路基板とアンテナエレメントと出力ケーブルとが取り付けられた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における車載用防水型アンテナ装置の防水モールドを示す斜視図である。 本発明の実施形態における車載用防水型アンテナ装置の防水モールドにシールドテープが貼り付けられた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 車載用防水型アンテナ装置、１１ アンテナエレメント、１２ 防水フィルム、１３ 一端、１５ 回路基板、１６ 素子、１７ 出力ケーブル、１９ 電源供給ケーブル、１７ａ，１９ａ 防水被覆、１８，２０ 芯線、２２ 防水モールド、２２ａ 中央部、２２ｂ エレメント側部、２２ｃ 出力側部、２３ シールドテープ、２５ コネクタ、３０ フレーム、３１ 端板、３２ 爪、ＮＦ₂，ＮＦ₁ 雑音指数。

Claims (4)

1. 車両用外装品の内部に取り付けられる車載用防水型アンテナ装置であって、
   表面が防水フィルムで覆われた金属薄板のアンテナエレメントと、
   防水フィルムから露出したアンテナエレメントの一端が接続され、アンテナエレメントが受信した受信信号を増幅する電気回路が取り付けられる回路基板と、
   防水被覆され、防水被覆から露出した導体が回路基板に取り付けられる接続ケーブルと、
   回路基板の外面と、アンテナエレメント一端近傍の防水フィルムと、接続ケーブルの防水被覆と、を一体にモールディングする防水モールドと、
   を備えることを特徴とする車載用防水型アンテナ装置。
2. 請求項１に記載された車載用防水型アンテナ装置であって、
   防水モールドの外面に貼り付けられて電磁波をシールする金属箔のシールドテープを有すること、
   を特徴とする車載用防水型アンテナ装置。
3. 請求項１に記載の車載用防水型アンテナ装置であって、
   回路基板が取り付けられる金属製のフレームを含み、
   フレームの回路基板が取り付けられている側だけが防水モールドでモールディングされ、
   シールドテープは、防水モールドの外面および回路基板が取り付けられている面と反対側のフレームの面に貼り付けられていること、
   を特徴とする車載用防水型アンテナ装置。
4. 請求項３に記載の車載用防水型アンテナ装置であって、
   回路基板はフレームとの間に隙間をあけて取り付けられ、
   防水モールドは、回路基板とフレームとの間に充填されること、
   を特徴とする車載用防水型アンテナ装置。

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