JP2014033461A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンテナ装置は、アンテナケース10と、アンテナベース11と、傘型エレメント13とからなる。アンテナケース10は、下面が開口されて内部に収納空間が形成されている。アンテナベース11は、アンテナケース10が被嵌される絶縁ベース20と、絶縁ベース20より小型とされ、絶縁ベース20に固定される導電ベース21とからなる。傘型エレメント13は、後部が絶縁ベース20上に位置すると共に前部が導電ベース21上に位置するようにアンテナベース11の上に配置される。
【選択図】図8
Description
これらの図に示す従来のアンテナ装置100は、車両のルーフに取り付けられるアンテナ装置とされており、車両に取り付けられた際に車両から突出する高さは約66mm、幅が約63mm、長さが約153mmとされている。アンテナ装置100は低姿勢とされており、AM放送とFM放送を受信することが可能とされている。このアンテナ装置100の形状は先端に行くほど細くなる流線型とされている。そして、アンテナ装置100の下面には、ゴム製またはエラストマー製の柔軟なベースパッドが嵌着されており、車両に水密に取り付けることができるようにされている。
アンテナベース120の下面にはベースパッド124が嵌着される。ベースパッド124の周縁部には合計5つのネジの頭部が挿通可能な孔部が形成されており、この孔部に下から5本のネジ146を挿通して、ネジ146をアンテナベース120の周縁部に形成された嵌入孔に挿通し、アンテナケース110の下面の周縁に螺着する。これにより、アンテナ装置100を組み立てることができる。組み立てられたアンテナ装置100を、車両に形成された取付孔にボルト部121を位置合わせして取り付けると、上述したようにフック144によりアンテナ装置100は取付孔に仮止めされる。この状態において、車内からナット147をボルト部121に螺着することにより、アンテナ装置100を車体に取り付けることができる。
これらの図に示すように、アンテナケース110は電波透過性の合成樹脂製とされており、先端に行くほど細くなる流線型の外形形状とされている。アンテナケース110内には、立設されたアンテナ基板130およびアンテナ基板130の上部に配置されたトップ部131を収納できる空間と、アンプ基板134を横方向に収納できる空間が形成されている。また、5本のネジを螺着するために、前部に1つ中央部の両側にそれぞれ1つと後部の両側にそれぞれ1つの合計5個のネジ孔110cが下面に形成されている。さらに、ネジ孔110cを形成するために、ネジ孔110cの周囲に膨出する5個のボス110bが形成されている。さらにまた、トップ部131を2本のネジ140により固着するための2つのボス110eがアンテナケース110内の上部に形成されている。
これらの図に示すアンテナベース120は金属製とされ、前部がテーパ状に細くされたほぼ矩形状の平板からなる本体部120aを有し、本体部120aの周縁部には合計5つの嵌入孔120fが形成されている。この嵌入孔120fに下からそれぞれ挿通されたネジ146をアンテナケース110の下面に形成されたネジ孔110cにそれぞれ螺着することにより、アンテナケース110にアンテナベース120が嵌着される。本体部120aのテーパ状に細くされた前部には3つのボス120eが形成されており、このボス120e上にアンプ基板134が載置されてアンプ基板134に挿通されたネジ142をそれぞれボス120eに螺着することにより、アンプ基板134をアンテナベース120上に固着することができる。
これらの図に示すベースパッド124はゴム製またはエラストマー製とされており、前部に向かって次第に細くなる曲面とされ、後端が直線状とされた細長い楕円形を半截した形状の平板からなる本体部124aを有し、本体部124aの表面にはアンテナベース120の外形形状に沿った形状の周壁部124bが形成されている。ベースパッド124の表面にアンテナベース120を載置して、周壁部124b内にアンテナベース120を嵌挿することにより、アンテナベース120にベースパッド124が嵌着される。また、周壁部124bの内側に沿って合計5つの孔部124dが形成されており、この孔部124dには、アンテナベース120の嵌入孔120fに下から挿通されるネジ146の頭部が挿通される。本体部124aの中央から前部にかけて楕円形の切欠孔124cが形成されており、この切欠孔124cからはアンテナベース120の下面に設けられているボルト部121とケーブル122およびカラー145が突出するようになる。
さらにまた、アンテナ装置100の最大高さは受信感度向上のために限界の高さとされていることから、さらなる感度向上のためにはトップ部131と相対するアンテナベース120の厚さを薄くすることが有効となる。しかしながら、アンテナベース120は接地電極を兼ねた強度部材であると共に、アンテナケース110内部への浸水を防止するためにアンテナケース110との間にベースパッド124を大きな軸力で挟持する必要があり、薄くすることができないと共に、大型になるという問題点があった。
そこで、本発明は上記した問題点を解決することのできるアンテナ装置を提供することを目的としている。
さらに、傘型エレメントを後部が前記絶縁ベース上に位置すると共に前部が導電ベース上に位置するように前記アンテナベースの上に配置することで、アンテナ装置の高さを低くしても傘型エレメントの後部の接地面からの実質的な高さを高くすることができ、高くしたことによりアンテナ装置の動作利得を向上することができるようになる。
これらの図に示すように、本発明の実施例にかかるアンテナ装置1は、車両のルーフに取り付けられるアンテナ装置とされており、アンテナベース11が下面に嵌合されたアンテナケース10を備えている。アンテナケース10は電波透過性の合成樹脂製とされており、先端に行くほど細くなると共に、側面も内側に絞った曲面とされた流線型の外形形状(「シャークフィン形状」という)とされている。アンテナベース11が下面に嵌合されたアンテナケース10内に、後述するアンテナアセンブリが収納されている。アンテナベース11の下面からはアンテナ装置1を車体に取り付けるためのボルト部21aが突出するよう形成されている。このアンテナ装置1の長さは約151mm、幅が約63mm、高さが約66mmの小型で低姿勢のアンテナ装置とされ、AM放送とFM放送を受信することが可能とされている。
本発明の実施例にかかるアンテナ装置1は、AMラジオ帯と、76〜90MHzあるいは88〜108MHzのFMラジオ帯とを受信できるアンテナ装置とされている。アンテナ装置1は、樹脂製のアンテナケース10と、このアンテナケース10の下面に嵌合されている樹脂製の絶縁ベース20と金属製の導電ベース21とからなるアンテナベース11とを備えている。アンテナベース11において、導電ベース21は絶縁ベース20より一回り小さく長さが短く形成されており、絶縁ベース20上の前側から中央の若干後側までの位置に配置されて、絶縁ベース20に対して導電ベース21の後端が前後に若干移動可能に固着されている。アンテナベース11の上面の中央から後側には、樹脂製の矩形状の枠からなるエレメントホルダー12が立設して取り付けられていると共に、導電ベース21上にアンプ基板16がほぼ水平に取り付けられている。
本発明のアンテナ装置1にかかるアンテナアセンブリ2にアンテナケース10を被嵌する状態を図7に示す。図7に示す状態からアンテナケース10の内側周壁部をアンテナベース11の絶縁ベース20に嵌合すると、図5,図6に示す状態となる。なお、アンテナアセンブリ2は、絶縁ベース20と導電ベース21からなるアンテナベース11上に組み付けられたエレメントホルダー12と、傘型エレメント13と、コイル14と、給電ターミナル15と、アンプ基板16とから構成されている。
アンテナアセンブリ2は、絶縁ベース20と導電ベース21からなるアンテナベース11を備え、アンテナベース11上には、エレメントホルダー12と、傘型エレメント13と、コイル14と、給電ターミナル15と、アンプ基板16とが組み付けられている。まず、絶縁ベース20と導電ベース21とからなるアンテナベース11の構成を説明する。先に、絶縁ベース20の構成を説明すると、絶縁ベース20の構成を示す上面図を図16に示し、絶縁ベース20の構成を示す側面図を図17に示し、絶縁ベース20の構成を示す下面図を図18に示す。
これらの図に示す導電ベース21は金属製とされており、絶縁ベース20の周壁部20cの内側に収納されるように、周壁部20cの内周形状よりやや小さい同様の形状とされている。ただし、絶縁ベース20に形成されている係合片20eの後側に後端が位置するように、導電ベース21は短く形成されている。導電ベース21の上面には、前端に円形の係合孔21dが形成され、その後側とほぼ中央の両側にネジ孔が形成されている第2ボス21hが3つ形成されている。第2ボス21hは、2等辺三角形の頂点にそれぞれ形成されており、アンプ基板16に挿通されたネジが螺着されるボスとされている。
図19ないし図21に戻り、導電ベース21の上面の中央より若干後側の両側に一対の第1ボス21gが形成されている。さらに、上面の後端のほぼ中央に矩形の係止孔21fが形成されており、係止孔21fの両側に一対の板状の立設片21jが長軸にほぼ平行に形成されている。また、本体部21bの下面の中央より後部にボルト部21aが突出して形成されている。ボルト部21aには挿通孔21eが形成されており、ボルト部21aの側面に切欠21iが形成されている。アンプ基板16から導出されたケーブルは、ボルト部21aの挿通孔21eに上から挿通されて挿通孔21eの下の切欠21iからケーブルを導出することができる。
図22に示すように、絶縁ベース20上に導電ベース21を配置し、次いで、導電ベース21を絶縁ベース20上に載置する。そして、導電ベース21の係合孔21dに絶縁ベース20の係合ボス部20dを嵌挿すると共に、絶縁ベース20の一対の係合片20eを導電ベース21の係止孔21fに挿入する。これにより、係合孔21dの上端の周囲に係合ボス部20dの先端の係合部が係止されると共に、係合片20eの先端に形成されている係止部が導電ベース21の立設片21jの上面に係合して、絶縁ベース20から導電ベース21が抜け出ないように固着される。この係合ボス部20dが係合孔21dへ係合する第1係合部は位置決めのための係合部であり、係合片20eが立設片21jに係合する第2係合部は、長手軸線方向に摺動可能な係合部とされている。これにより、導電ベース21と絶縁ベース20との熱膨張率の相異により両者の相対的な長さが変化しても、その長さの違いを第2係合部により吸収することができる。導電ベース21が絶縁ベース20上に固着されたアンテナベース11の構成が図23ないし図26に示されている。
これらの図に示すように、アンテナケース10は電波透過性の合成樹脂製とされており、先端に行くほど細くなると共に、側面も内側に絞った曲面とされたシャークフィン形状とされており、薄い肉厚の外殻部10aにより形成されている。アンテナケース10の下部には薄い肉厚の2重の周壁部が形成されている。外側に外側周壁部10bが形成されており、内側に内側周壁部10cが形成されている。アンテナケース10をアンテナアセンブリ2に被嵌した際に、内側周壁部10cがアンテナベース11における合成樹脂製の絶縁ベース20の上面に形成されている周壁部20cの外周に嵌合されて、内側周壁部10cの下端面が絶縁ベース20の上面に当接する。この当接した部位にレーザーを照射して溶着あるいは接着剤を塗布して接着する。これにより、アンテナアセンブリ2はアンテナケース10と絶縁ベース20とからなる防水構造の内部に収納される。
上記したようにアンテナケース10の下端面は溶着あるいは接着により絶縁ベース20状に固着されることから、アンテナケース10にはアンテナベース11をネジで固定するためのネジ孔を形成するボスを設ける必要がない。これにより、アンテナケース10をほぼ均一の薄い肉厚の外殻部10aとすることができることから、成型時の収縮変形が生じ難く外観面が歪むヒケを生じることを防止することができる。
これらの図に示すエレメントホルダー12は、矩形状の枠部12aから構成されており、枠部12aの上部には傘型エレメント13を支持する第1挟持部12cと第2挟持部12dとが対向するよう形成されている。また、枠部12aの断面形状も矩形状とされている。エレメントホルダー12の前側の下端には横方向に延伸された足部12bが形成されており、この足部12bの両端にそれぞれ挿通孔12jが形成されている。この挿通孔12jに挿通されたネジは、導電ベース21に形成されている一対の第1ボス21gに螺着される。また、エレメントホルダー12の後側の下端にL字状の係合爪12eが突出して形成されている。この係合爪12eは、絶縁ベース20に形成されている断面コ字状の収納部20j内に収納されて抜け出ないように係合される。
これらの図に示すように、傘型エレメント13は平坦に形成された頂部13aを有し、この頂部13aから両側に傾斜した屋根状の傾斜部が形成されている。傾斜部のほぼ中央にはスリット13dが一カ所だけ形成されており、スリット13dより前側が第1傾斜部13bとされ、スリット13dより後側が第2傾斜部13cとされている。また、第2傾斜部13cの後端の側縁を折曲した一対の背面部13eが形成されている。第1傾斜部13bが形成されている頂部13aの傾斜角は、第2傾斜部13cが形成されている頂部13aの傾斜角より大きくされている。傘型エレメント13は、所定の形状に切り抜いた薄い金属板を折り曲げることにより形成されており、頂部13bの中央から下方向に伸びる折り返し部13fが形成されている。この折り返し部13fから横方向に端子13gが形成されていると共に、第2傾斜部13cの内側の折り返し部13fにエレメントホルダー12の係合突起12hが係合可能な係合窓が形成されている。
なお、本発明にかかるアンテナ装置1においては、アンテナケース10にボスを設けていないことから、傘型エレメント13とボスとの干渉を防止する必要がなく、傘型エレメント13の形状を簡易とすることができる。
また、給電ターミナル15の構成を示す斜視図を図38に示す。この図に示すように、給電ターミナル15の端部には矩形状の面状部15aが形成されており、その一端縁に折曲部15bが形成されている。面状部15aは、エレメントホルダー12のターミナル抱持片12iに折曲部15bにより位置決めされて抱持され、抱持された際に面状部15aに形成されている穴が導出溝12gに一致するようになる。面状部15aの他端縁からは屈曲された導出部15cが延伸されて形成されており、導出部15cの先端には端子片15dが形成されている。この端子片15dはアンプ基板16の接続孔16cに挿入されてハンダ付けされ、アンプの入力端子に接続されるようになる。
この図に示すように、絶縁ベース20上に導電ベース21を配置し、次いで、導電ベース21を絶縁ベース20上に載置する。そして、導電ベース21の係合孔21dに絶縁ベース20の係合ボス部20dを嵌挿すると共に、絶縁ベース20の一対の係合片20eを導電ベース21の係止孔21fに挿入する。これにより、係合孔21dの上端の周囲に嵌入された係合ボス部20dの先端の係合部が係止されると共に、係合片20eの先端に形成されている係止部が導電ベース21の立設片21jの上面に係合して、絶縁ベース20から導電ベース21が抜け出ないように固着される。この際に、導電ベース21の下面から突出して形成されているボルト部21aが、絶縁ベース20の中央切欠部20fを貫通して絶縁ベース20の下面から突出する。
従来のアンテナ装置では、アンテナケースとアンテナベースとからなる剛体構造として、ベースパッドを大きな軸力で挟持することにより防水構造としている。本発明のアンテナ装置1では、アンテナケース10と絶縁ベース20とを溶着あるいは接着することにより防水構造としたことから、導電ベース21を強度部材として用いる必要がなく、導電ベース21の大きさをリング状シール17を押圧できればよい大きさまで小型化することができる。なお、導電ベース21はアンプ基板16のアースとしても機能している。
アンテナアセンブリ2において、傘型エレメント13における第1傾斜部13bは導電ベース21上に位置しており、第1傾斜部13bの接地面からの高さは導電ベース21からの高さに相当する。また、傘型エレメント13における第2傾斜部13cはほぼ絶縁ベース20上に位置するようになり、第2傾斜部13cの接地面からの高さはアンテナ装置1が取り付けられる車体からの高さに実質的に相当することになる。このように、アンテナ装置1の高さを低くしても第2傾斜部13cの接地面からの実質的な高さを高くすることができ、高くしたことによりアンテナ装置1の動作利得を向上することができるようになる。
本発明のアンテナ装置1においては高さが約66mm、幅が約63mm、長さは約151mmとされており、従来のアンテナ装置では高さが約66mm、幅が約63mm、長さが約153mmとされて、両アンテナ装置はほぼ同じ大きさとされている。図40を参照すると、本発明のアンテナ装置1においては周波数が約84MHzにおいて最大利得約−28dBdが得られており、76MHz〜90MHzの周波数帯域において約−34dBd以上の平均利得が得られている。これに対して、従来のアンテナ装置においては周波数が約84MHzにおいて最大利得約−28.5dBdが得られており、76MHz〜90MHzの周波数帯域において約−35dBd以上の平均利得が得られている。このように、76MHz〜90MHzの周波数帯域の全体にわたって本発明のアンテナ装置1の利得が向上していることが分かる。
Claims (8)
- 下面が開口されて内部に収納空間が形成されている絶縁性のアンテナケースと、
該アンテナケースが被嵌される絶縁ベースと、該絶縁ベースより小型とされ、前記絶縁ベースに固定される導電ベースとからなるアンテナベースと、
後部が前記絶縁ベース上に位置すると共に前部が導電ベース上に位置するように前記アンテナベースの上に配置される傘型エレメントと、
を具備することを特徴とするアンテナ装置。 - 前記傘型エレメントの受信信号を増幅するアンプを有するアンプ基板と、
前記傘型エレメントの出力端と、前記アンプの入力端との間に挿入された前記傘型エレメントを所定の周波数に共振させるコイルと、
をさらに具備し、該アンプ基板が導電ベースにネジで螺着されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記傘型エレメントの受信信号を増幅するアンプを有し、前記導電ベース上に載置されたアンプ基板と、
前記傘型エレメントの出力端と、前記アンプの入力端との間に挿入された前記傘型エレメントを所定の周波数に共振させるコイルと、
をさらに具備することを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。 - 前記コイルが傘型エレメントの左右の略中心に配置されることを特徴とする請求項2又は請求項3記載のアンテナ装置。
- 前記傘型エレメントとコイルは、FM周波数帯に共振する共振アンテナとして動作すると共に、AM周波数帯においては非共振アンテナとして動作することを特徴とする請求項2又は請求項3記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナケースが前記絶縁ベースに被嵌された際に、前記アンテナケースの下面が、前記絶縁ベース上に溶着あるいは接着により固着されて防水構造とされることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 長軸にほぼ平行な係合片が前記絶縁ベースに形成され、前記係合片が係合する立設片が長軸にほぼ平行に前記導電ベースに形成されており、前記係合片が前記立設片係合されて前記導電ベースが前記絶縁ベース上に固着された状態において、前記導電ベースが前記絶縁ベースに対して長軸方向に伸縮できることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナベースにおいて、前記導電ベースの下面から突出するよう形成されているボルト部が、前記絶縁ベースを介して下面から突出しており、前記ボルト部を囲むように前記絶縁ベースの下面に形成されている溝部内にリング状シールが嵌入されていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
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