JP2012169892A - 車両用ポールアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】屈曲による電気的特性の変化を低減し、アンテナの物理的な長さを短くすることも可能な車両用ポールアンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ支持部に固定される車両用のポールアンテナは、ロッド１０と、ヘリカルアンテナ素子２０と、ジョイント３０と、マストカバー４０とからなる。ロッド１０は、可撓性及び絶縁性を有し、その根元の端面に凹部１１を有する。ヘリカルアンテナ素子２０は、ロッド１０に巻回される被覆線からなり、ロッド１０の撓む起点近傍の巻き密度がそこ以外の巻き密度に比べて粗である。ジョイント３０は、ロッド１０の根元の端面の凹部１１に嵌合する凸部３１を有し、ヘリカルアンテナ素子２０が電気的に接続され、アンテナ支持部に接続されるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用ポールアンテナに関し、特に、ヘリカルアンテナ素子を用いた車両用ポールアンテナに関する。

車両用ポールアンテナはその物理的な長さに制限があるため、アンテナ実効長に比べてアンテナの物理的な長さを短くできるヘリカルアンテナ素子が一般的に用いられている。また、車両用ポールアンテナは、アンテナ自体が障害物に衝突するおそれがあることから、一般に可撓性を有するように構成されている。しかしながら、ヘリカルアンテナ素子を用いた車両用ポールアンテナが衝突等により屈曲した際に、ヘリカルアンテナ素子の巻ピッチがずれてヘリカルアンテナ素子のアンテナ実効長が変わるため電気的な特性が変化してしまうという問題があった。

この問題を解決するために、例えば特許文献１には、芯線を絶縁性の被覆材で被覆した被覆線をヘリカル状に密巻したヘリカルアンテナ素子とし、巻ピッチを被覆材の厚さにより決定するヘリカルアンテナが開示されている。これにより、アンテナが屈曲しても巻ピッチを一定に保つことが可能であるとしている。

また、特許文献２には、弾性を有するヘリカルコイルをロッドのヘリカル状の溝部内に嵌挿して構成されているヘリカルアンテナ素子を備え、ロッドとベース側のエレメント金具との間にコイルスプリングを設けたアンテナエレメントからなる車両用ポールアンテナが開示されている。これにより、コイルスプリングの部分で屈曲するためアンテナエレメントの巻ピッチが変化しないと共に、電気的特性が変化しづらく、曲がり癖が残らないとしている。

特開２００１−１２７５２２号公報 特開２００５−２６０４３２号公報

しかしながら、例えば特許文献１のポールアンテナは、被覆線を密巻にし、巻ピッチが被覆材の厚さで決定されるように構成しているが、ポールアンテナが屈曲した場合、ヘリカルアンテナ素子が変形し圧縮されて隣り合う被覆線が重なってしまい巻ピッチが変化してしまったり、そのまま曲がり癖が残ってしまったりすることがあった。したがって、電気的特性が変化してしまうことを防止できなかった。

また、特許文献２のポールアンテナは、ロッドとベース側のエレメント金具との間にコイルスプリングを設ける等、部品点数が増大するためコストアップするだけでなく、これによりポールアンテナの長さを短くするのに制限が生じていた。また、ヘリカル状の溝部を設ける必要があるため、構造が複雑であった。

近来、外観的な問題やハッチバック車のリアハッチとの関係等で、車両用ポールアンテナの物理的な長さをより短くしたいという要望もあったが、特許文献２のように構造が複雑な場合、このような要望に応えることができなかった。さらに、特許文献１のような構造の場合であっても、仮に曲がり癖が残らないように可撓性のより高い材料をロッドに採用した場合、車両用ポールアンテナの物理的な長さをより短くしようとすると、より大きく屈曲することになるため、巻ピッチが変化する可能性がより高くなるものであった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、屈曲による電気的特性の変化を低減し、アンテナの物理的な長さを短くすることも可能である車両用ポールアンテナを提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による車両用ポールアンテナは、可撓性及び絶縁性のロッドであって、その根元の端面に凹部を有するロッドと、ロッドに巻回される被覆線からなるヘリカルアンテナ素子であって、ロッドの撓む起点近傍の巻き密度がそこ以外の巻き密度に比べて粗である、ヘリカルアンテナ素子と、ロッドの根元の端面の凹部に嵌合する凸部を有し、ヘリカルアンテナ素子が電気的に接続され、アンテナ支持部に接続される導電性のジョイントと、少なくともヘリカルアンテナ素子を覆う、可撓性及び絶縁性のマストカバーと、を具備するものである。

ここで、ロッドの撓む起点は、ジョイントの凸部先端近傍であれば良い。

また、ヘリカルアンテナ素子は、ロッドの先端面に引っ掛かる引掛部をその先端に有していても良い。

また、ジョイントはかしめ受け部を有し、さらに、かしめ受け部との間でヘリカルアンテナ素子を挟んでかしめるための環状かしめ部を具備していても良い。

また、かしめ受け部及び／又は環状かしめ部は、ジョイントにヘリカルアンテナ素子が電気的に接続されるように、ヘリカルアンテナ素子の被覆線の被覆材を破るための破断部を有していても良い。

また、ジョイントの凸部は、環状かしめ部よりもアンテナ先端方向に長く突出していれば良い。

また、マストカバーは、ヘリカルアンテナ素子の先端部との間に、ヘリカルアンテナ素子を逃がすためのスペースを設けても良い。

本発明の車両用ポールアンテナには、屈曲による電気的特性の変化を低減し、アンテナの物理的な長さを短くすることも可能であるという利点がある。

図１は、本発明の車両用ポールアンテナを説明するための概略長手方向断面図である。 図２は、本発明の車両用ポールアンテナのロッドが屈曲する部分の一部拡大概念図である。 図３は、本発明の車両用ポールアンテナの他の例を説明するための概略長手方向断面図である。 図４は、図３に示される車両用ポールアンテナの先端面の概略図である。

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の車両用ポールアンテナを説明するための概略長手方向断面図である。図示の通り、本発明の車両用ポールアンテナは、主にロッド１０と、ヘリカルアンテナ素子２０と、ジョイント３０と、マストカバー４０とから構成されている。このような車両用ポールアンテナは、車両の例えばルーフ等に設けられるアンテナ支持部に固定されるものである。そして、アンテナ支持部（図示せず）を介して車内に設けられるアンプや受信機等に電気的に接続されるものである。

ロッド１０は、可撓性及び絶縁性を有するものである。具体的には、ロッド１０は、例えばウレタン系の素材が用いられれば良い。特に、ポールアンテナの長さを物理的に短くする場合、変形に対して戻りが悪いと、屈曲後元の形状に戻らなくなる可能性があるため、可撓性の高いポリアセタール材やポリプロピレン材等からなるエラストマを用いることが好ましい。また、ロッド１０の根元の端面、即ち、ポールアンテナの車両側に近い部分の端面には、凹部１１が設けられている。ロッドの径の一例を挙げれば、例えばφ５．５ｍｍである。

ヘリカルアンテナ素子２０は、ロッド１０に巻回される被覆線からなるものである。具体的には、ヘリカルアンテナ素子２０は、例えばポリウレタン樹脂やポリエステル樹脂を被覆材とする銅線等が用いられれば良い。また、ヘリカルアンテナ素子２０の被覆線の径の一例を挙げれば、例えばφ０．８ｍｍである。そして、ヘリカルアンテナ素子２０は、基本的には密巻、即ち、互いに隣り合う被覆線の間隙が無いように巻かれるものである。したがって、ヘリカルアンテナ素子２０の巻ピッチは、被覆線の被覆材の厚さにより決定されている。そして、本発明の車両用ポールアンテナのヘリカルアンテナ素子２０は、ロッド１０の撓む起点近傍の巻き密度が、そこ以外のまき密度に比べて粗となっている。この粗巻部分２５の間隙の一例を挙げれば、例えば５ｍｍ程度である。この間隙は、ロッド１０の撓みやすさ等に応じて適宜調整すれば良い。

ロッド１０が撓む場合、その撓む部分は、ポールアンテナ先端付近よりも根元付近である。具体的には、後述するジョイント３０の先端近傍が最も力を受ける部分であり、ここを起点としてロッド１０が撓み出す。本発明では、この撓む起点近傍の巻き密度を粗とすることで、ロッド１０が屈曲したときのヘリカルアンテナ素子２０の変化を、この粗巻部分２５で吸収するように構成している。したがって、ロッド１０が屈曲した場合であっても、ヘリカルアンテナ素子２０の密巻部分の巻ピッチは変化しづらく、屈曲による電気的特性の変化を低減することが可能となる。

そして、ジョイント３０は、導電性を有するものであり、アンテナ支持部（図示せず）に接続されるものである。なお、アンテナ支持部は、車両用ポールアンテナを支持するものであり、車両のルーフ等に固定されるものである。そして、このアンテナ支持部を介してヘリカルアンテナ素子２０を車内に設けられるアンプや受信機等に電気的に接続するものである。ジョイント３０には、ヘリカルアンテナ素子２０が電気的に接続される。また、ジョイント３０は、ロッド１０の根元の端面の凹部１１に嵌合する凸部３１を有している。この凸部３１の先端近傍が、ロッド１０の撓む起点となる。したがって、ヘリカルアンテナ素子２０の粗巻部分２５は、ジョイント３０の凸部３１近傍に配置されれば良い。凸部３１の長さを任意に変えることで、ロッド１０の撓む起点の位置を任意に設定することも可能である。

図２に、本発明の車両用ポールアンテナのロッドが屈曲する部分の一部拡大概念図を示す。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、ジョイント３０の凸部３１の先端近傍が最も大きく屈曲する場所である。ロッド１０が曲がる内側に位置するヘリカルアンテナ素子２０の隣り合う被覆線が圧縮され、曲がる外側に位置する隣り合う被覆線が引っ張られる。このとき、破線で示されるような状態のように、撓む起点の位置のヘリカルアンテナ素子を粗巻にせず密巻とした場合には、圧縮される側のヘリカルアンテナ素子の隣り合う被覆線が重なってしまって外側に飛び出る等、可塑性変形を起こし得る。しかしながら、本発明の車両用ポールアンテナのヘリカルアンテナ素子２０は、撓む起点の位置のヘリカルアンテナ素子が実線で示されるように粗巻になっているため、ロッド１０が屈曲した場合であっても、この粗巻部分にヘリカルアンテナ素子２０の変形を逃がすことが可能となる。したがって、ヘリカルアンテナ素子２０のアンテナ実効長の変化を低減でき、その結果、電気的特性の変化を低減することが可能となる。特に、車両用ポールアンテナの物理的な長さを短くした場合には、可撓性が高く大きくロッドが撓むことになるが、この場合であっても、撓む起点に位置するヘリカルアンテナ素子２０は粗巻になっているため、ヘリカルアンテナ素子２０の隣り合う被覆線が可塑性変形を起こすことを防止可能である。

このように、本発明の車両用ポールアンテナは、ヘリカルアンテナ素子２０がロッド１０に対して固定されておらず、長手方向にある程度自由に動くように構成されている。そして、ヘリカルアンテナ素子２０の最も大きく変形するロッド１０の撓む起点近傍が粗巻となっているので、圧縮されたとしても逃げる場所がある。このため、隣り合う被覆線が飛び出す等の大きな変形を最小限とすることが可能となる。したがって、密巻部分については、あまり巻ピッチが変化しないまま長手方向にある程度自由に動くように構成されている。なお、ロッド１０とヘリカルアンテナ素子２０は、固定されてはいないものの、振動によるロッド１０及びヘリカルアンテナ素子２０同士の叩き音が発生しないように、ある程度の強さでヘリカルアンテナ素子２０がロッド１０に巻回されれば良い。

ここで、ジョイント３０には、かしめ受け部３３が設けられていても良い。再度図１を参照すると、かしめ受け部３３は、ジョイント３０の中段に設けられている。具体的には、ロッド１０と同径のジョイント３０の部分の表面に、かしめ受け部３３が設けられる。そして、かしめ受け部３３との間でヘリカルアンテナ素子２０を挟んでかしめるための、環状かしめ部３５がジョイント３０の周囲に配置されている。環状かしめ部３５をかしめることで、ヘリカルアンテナ素子２０がジョイント３０に固定されると共に、凹部１１と凸部３１の嵌合部分もかしめられ、ロッド１０もジョイント３０に固定される。

次に、ヘリカルアンテナ素子２０とジョイント３０との電気的接続について説明する。ヘリカルアンテナ素子２０をジョイント３０にはんだ等により電気的に接続しても勿論良い。しかしながら、以下のような構造を採用することにより、はんだ付け等の工程を省略でき、より簡単に組み付けを行えるようになる。即ち、かしめ受け部３３に、例えば螺旋状に切られたねじ山状の破断部を設ける。環状かしめ部３５をかしめると、ヘリカルアンテナ素子２０の被覆線の被覆材が、かしめ受け部３３に設けられる破断部によって破られ、破断部が被覆材の下の導体線に接触する（食い込む）。これにより、ジョイント３０とヘリカルアンテナ素子２０が電気的に接続されることになる。なお、上述の例では、破断部がジョイント３０のかしめ受け部３３に設けられる例を説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば環状かしめ部３５の内面側に破断部を設けても良い。さらに、かしめ受け部と環状かしめ部の両方に破断部を設けても良い。環状かしめ部３５の内面側に破断部を設ける場合には、環状かしめ部３５がジョイント３０と電気的に接触するように構成する。これにより、ヘリカルアンテナ素子２０は環状かしめ部３５を介してジョイント３０に電気的に接続されることになる。また、破断部は、例えばネジ山状のものを例にあげたが、被覆材を貫通でき、被覆線に電気的に接触可能な形状であれば、針状のものやフランジ状のものであっても良い。さらに、例えば、ヘリカルアンテナ素子２０の巻き方向と反対向きの方向に走る破断部とすることで、破断部と被覆線の接触面積が増え、より確実な電気的導通を確保できる。

なお、環状かしめ部３５は、ジョイント３０の凸部３１よりも、ポールアンテナ先端側に延在しないものが好ましく、また、ヘリカルアンテナ素子２０の粗巻部分２５を覆わないことが好ましい。即ち、ジョイント３０の凸部３１が、環状かしめ部３５よりもアンテナ先端方向に長く突出していることが好ましい。ジョイント３０の凸部３１が短く、環状かしめ部３５に完全に囲まれた状態の場合には、ロッド１０の撓む起点は環状かしめ部３５の先端側近傍となる。このとき、ヘリカルアンテナ素子２０の粗巻部分２５は、環状かしめ部３５の先端近傍を中心に配置したいが、粗巻部分２５の一部が環状かしめ部３５に覆われてしまい、かしめられることにより粗巻部分２５が小さくなってしまう可能性がある。ジョイント３０の凸部３１が環状かしめ部３５よりも長く突出していれば、ロッド１０の撓む起点は凸部３１の先端近傍となるため、ここを中心に粗巻部分２５を配置することで、環状かしめ部３５に粗巻部分２５が覆われることも無い。

このように構成されたヘリカルアンテナ素子２０を覆うように、マストカバー４０が設けられる。マストカバー４０は、可撓性及び絶縁性を有するものである。具体的には、マストカバー４０は、例えばロッド１０と同様に、ウレタン系のエラストマ等であれば良い。ここで、ヘリカルアンテナ素子２０の先端部との間に、ヘリカルアンテナ素子を長手方向に逃すためのスペース４１を設けることが好ましい。より具体的には、マストカバー４０の先端部の内側面と、ヘリカルアンテナ素子２０の先端面との間にスペースが設けられれば良い。ロッド１０が屈曲した場合に、ヘリカルアンテナ素子２０には引っ張り力が働き、一時的にポールアンテナの長手方向に伸び得る。このときに、マストカバー４０とヘリカルアンテナ素子２０の先端部との間にスペースが無いと、ヘリカルアンテナ素子２０の隣り合う被覆線が重なり合い可塑性変形してしまう可能性がある。したがって、図１に示されるように、先端部にスペースを設けることで、ヘリカルアンテナ素子を逃すことが可能となり、可塑性変形を防止することが可能となる。なお、マストカバー２０についても、ヘリカルアンテナ素子２０がポールアンテナの長手方向にある程度自由に動くように構成しつつ、マストカバー４０との叩き音が発生しないように、ある程度の強さでヘリカルアンテナ素子２０に接触するように構成されれば良い。さらに、最も変化の大きいヘリカルアンテナ素子の粗巻部分の近傍のみをある程度自由に動くように構成しつつ、他の密巻部分についてはインサート成形等によりロッドやマストカバーと一体成形しても良い。

次に、本発明の車両用ポールアンテナの他の例について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の車両用ポールアンテナの他の例を説明するための概略長手方向断面図である。また、図４は、図３に示される車両用ポールアンテナの先端面の概略図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしているため、詳説は省略する。なお、マストカバー４０については、図１のものと同一のため図示を省略した。図示例では、ヘリカルアンテナ素子２１の先端に、ロッド１０の先端面に引っ掛かる引掛部２８を有している点が図１に示されるものと異なる部分である。

引掛部２８を設けることで、ヘリカルアンテナ素子２１がロッド１０よりも短くなることを防止可能である。即ち、本発明の車両用ポールアンテナのヘリカルアンテナ素子２１には、粗巻部分２５が設けられているが、引掛部２８が無い場合には、ヘリカルアンテナ素子２１の自重等により、ヘリカルアンテナ素子２１がポールアンテナの根元側に移動し、粗巻部分２５を押し潰す可能性がある。粗巻部分２５が押し潰されると、電気特性が変化してしまう可能性がある。しかしながら、図３及び図４に示されるように、引掛部２８を設けた例であれば、ロッド１０の先端面に引掛部２８が引っ掛かるため、ロッド１０よりもヘリカルアンテナ素子２１が短くなる（落ちる）ことを防止可能である。

また、引掛部２８は、ロッド１０に完全に固定されず、ロッドが屈曲した場合にヘリカルアンテナ素子２１が一時的にポールアンテナの長手方向に伸びることを妨げないように構成されている。これにより、ポールアンテナの屈曲によるヘリカルアンテナ素子の可塑性変形を防止することも可能となる。

なお、本発明の車両用ポールアンテナは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１０ ロッド
１１ 凹部
２０，２１ ヘリカルアンテナ素子
２５ 粗巻部分
２８ 引掛部
３０ ジョイント
３１ 凸部
３３ かしめ受け部
３５ 環状かしめ部
４０ マストカバー
４１ スペース

Claims (7)

1. アンテナ支持部に固定される車両用のポールアンテナであって、該車両用ポールアンテナは、
   可撓性及び絶縁性のロッドであって、その根元の端面に凹部を有するロッドと、
   前記ロッドに巻回される被覆線からなるヘリカルアンテナ素子であって、ロッドの撓む起点近傍の巻き密度がそこ以外の巻き密度に比べて粗である、ヘリカルアンテナ素子と、
   前記ロッドの根元の端面の凹部に嵌合する凸部を有し、ヘリカルアンテナ素子が電気的に接続され、アンテナ支持部に接続される導電性のジョイントと、
   少なくとも前記ヘリカルアンテナ素子を覆う、可撓性及び絶縁性のマストカバーと、
   を具備することを特徴とする車両用ポールアンテナ。
2. 請求項１に記載の車両用ポールアンテナにおいて、前記ロッドの撓む起点は、ジョイントの凸部先端近傍であることを特徴とする車両用ポールアンテナ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用ポールアンテナにおいて、前記ヘリカルアンテナ素子は、ロッドの先端面に引っ掛かる引掛部をその先端に有することを特徴とする車両用ポールアンテナ。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用ポールアンテナにおいて、前記ジョイントはかしめ受け部を有し、さらに、かしめ受け部との間でヘリカルアンテナ素子を挟んでかしめるための環状かしめ部を具備することを特徴とする車両用ポールアンテナ。
5. 請求項４に記載の車両用ポールアンテナにおいて、前記かしめ受け部及び／又は環状かしめ部は、ジョイントにヘリカルアンテナ素子が電気的に接続されるように、ヘリカルアンテナ素子の被覆線の被覆材を破るための破断部を有することを特徴とする車両用ポールアンテナ。
6. 請求項４又は請求項５に記載の車両用ポールアンテナにおいて、前記ジョイントの凸部は、環状かしめ部よりもアンテナ先端方向に長く突出していることを特徴とする車両用ポールアンテナ。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の車両用ポールアンテナにおいて、前記マストカバーは、前記ヘリカルアンテナ素子の先端部との間に、ヘリカルアンテナ素子を逃がすためのスペースを設けることを特徴とする車両用ポールアンテナ。