JP2014075771A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追加部品を付加することなくケース側の接続金具に対して基板を任意の位置にレイアウトすることが可能で、デザインの自由度を向上させるとともに、防水性の向上を図る。
【解決手段】エレメントが着脱自在に取り付けられる接続金具１０を一体に有する樹脂ケース２と、ケース２内に収納され、接続金具１０に電気的に接続されるアンプ基板３とを備え、接続金具１０は、エレメントが螺合される雌ネジ１１ａを内周に形成したバーリング部１１と、その基部に形成されたフランジ部１２と、フランジ部１２から延びてアンプ基板３に電気的に接続される信号接続部１３とを有し、フランジ部１２の全部及び信号接続部１３の一部がケース２の樹脂中に埋設された構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両パネルに取り付けられる車載用アンテナ装置等に適したアンテナ装置に係り、とくにエレメントで受信した信号を基板へ伝える為の接続金具の構造に関する。

従来の車載用ラジオアンテナ装置では、信号を受信する棒状のエレメントとアンプ基板を接続する部品である接続金具とを、信号の伝達およびエレメントを固定するための強度が必要なため、金属の切削品で作製していた。接続金具は樹脂製のケースにインサート成型されて保持されていた。接続金具の加工は旋盤による加工が一般的である為、形状は円筒型に制限されていた。そのため接続金具と基板との接続位置は金具の同心軸上の位置に制限されていた。接続金具と基板の接続位置の制限によってデザイン上の融通がきかない問題があった。

金属の切削品である円筒型の接続金具を用いた従来例を図７（Ａ）,（Ｂ）及び図８（Ａ）,（Ｂ）で説明する。これらの図において、車載用ラジオアンテナ装置は、電波を受信するアンテナ素子を含むエレメント１、内部を風雨から保護する樹脂ケース２、エレメント１で受信した高周波信号を増幅するアンプ基板３、信号を伝達するケーブル（図示せず）、及び各部品を保持するベース４を有している。アンプ基板３はベース４上に保持され、ケース２の底面がベース４で閉じられるとともにアンプ基板３はケース２内に収納される。ケース２の上部には接続金具５がインサート成型で予め一体に設けられており、これにエレメント１が取り付けられる（例えば接続金具５側が雌ネジ、エレメント１側が雄ネジで螺着される）。

図９にも示すように、接続金具５とアンプ基板３との接続は、アンプ基板３の上面に、接続金具５の小径接続端部５ａを挟持する弾性金属板からなる接続端子６を固定配置しておき、ケース２をベース４上に被せたときに、接続金具５の小径接続端部５ａが接続端子６間に差し込まれることで行われる。従って、接続金具５が旋盤加工による円筒型金属の切削品である場合、接続金具５とアンプ基板３側の接続端子６との接続位置は図８（Ａ）,（Ｂ）の太点線上に限定されることになり、デザイン上の自由度が損なわれるきらいがある。

一方、接続金具と基板との接続位置を変更するために、接続金具と基板とを接続する接続部材を付加する構造があるが、部品点数の増加に伴うコスト増大、重量の増加や、接続点が増えることにより電気的性能が悪化するという問題があった。

図１０（Ａ）はケース２にインサート成型された接続金具５とアンプ基板との接続のために接続リード板７をネジ８で接続金具５に固定した例であり、同図（Ｂ）はケース２にインサート成型された接続金具５とアンプ基板３とをケーブル９で接続した例を示す。いずれの例も、部品点数が増加し、コスト及び重量の増大、接続箇所の増加に伴う電気抵抗の増大、つまり電気的性能の悪化等の問題を回避できない。

さらに、金属の切削品である円筒型の接続金具を用いる場合、防水性の問題がある。図１１のように、円筒型の接続金具５はエレメントを取り付ける（例えば螺着する）内周穴５ｂは袋状の非貫通穴として形成し、内周穴５ｂからの水の浸入は阻止している。しかし、インサート成型で接続金具５を樹脂ケース２に一体化した場合に、ケース２と接続金具５との界面が水の染み出す経路となる。この場合、接続金具５は円筒部分がケース２を貫通するように設けられているため、水の染み出す経路は接続金具５の全周にわたることになる。

インサート成型で接続金具を樹脂ケースに一体化した場合の防水対策の例が下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１の防水対策では、さらに防水のためにＯリングが必要となる。

特開２００１−２２３５１１号公報

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、追加部品を付加することなくケース側の接続金具に対して基板上の接続端子を任意の位置にレイアウトすることが可能で、デザインの自由度を向上させるとともに、防水性の向上を図ることのできるアンテナ装置を提供することにある。

本発明のある態様はアンテナ装置である。このアンテナ装置は、アンテナ素子を含むエレメントが着脱自在に取り付けられる接続金具を一体に有する樹脂ケースと、前記ケース内に収納される基板とを備え、
前記接続金具は、前記エレメントが螺合される雌ネジを内周に形成した円筒部と、前記円筒部から延びて前記基板に電気的に接続される信号接続部とを有し、前記信号接続部の一部が前記ケースの樹脂中に埋設されていることを特徴とする。

前記態様において、前記信号接続部は前記円筒部から拡開方向に延びる拡開部分が少なくとも形成されていて、前記拡開部分が前記ケースの樹脂中に埋設されているとよい。

前記態様において、前記樹脂ケースは前記接続金具を有するように樹脂で一体成型されているとよい。

前記態様において、前記円筒部の基部にフランジ部が形成され、前記フランジ部から前記信号接続部が延長しており、前記フランジ部は前記ケースの樹脂中に埋設されているとよい。

前記態様において、前記樹脂ケースは前記円筒部の内周部と連通する非貫通穴を有するとよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係るアンテナ装置によれば、内周に雌ネジを形成した円筒部と、前記円筒部から延びる信号接続部とを有する接続金具を用いるため、追加部品を付加することなくケース側の接続金具に対して基板上の接続端子を任意の位置にレイアウトすることが可能であり、デザインの自由度を向上させることができる。また、樹脂ケースと接続金具の界面に形成される水の染み出す経路を限定して防水性の向上を図ることができる。

本発明に係るアンテナ装置の第１の実施の形態であって、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は正断面図。 同じく第１の実施の形態であって、（Ａ）は分解側断面図、（Ｂ）は分解正断面図。 第１の実施の形態における接続金具であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は側断面図、（Ｃ）はＡ矢視図（雌ネジ開口側よりみた斜視図）、（Ｄ）は側方より見た斜視図、（Ｅ）は正面図、（Ｆ）は背面図。 第１の実施の形態において、水の染み出す経路を説明するための要部拡大断面図。 本発明において接続金具とアンプ基板との接続位置を変更した場合であって、（Ａ）は本発明の第２の実施の形態における接続金具であり、信号接続部を第１の方向に延長した場合の斜視図、（Ｂ）は第２の実施の形態の分解側断面図、（Ｃ）は第３の実施の形態における接続金具であり、信号接続部を第１の方向に略直交する第２の方向に延長した場合の斜視図、（Ｄ）は第３の実施の形態の分解側断面図。 本発明において接続金具とアンプ基板との接続形態を変更した場合であって、（Ａ）は従来例と同様にアンプ基板側接続端子に接続する構造（第１の実施の形態）の分解斜視図、（Ｂ）はアンプ基板側に接続端子を設けるが、その位置、向きを変更した本発明の第４の実施の形態を示す分解斜視図、（Ｃ）はアンプ基板側にバネを設けて接続を行う第５の実施の形態を示す分解斜視図、（Ｄ）はアンプ基板側に接続用貫通孔を設けてはんだ接続を行う第６の実施の形態を示す分解斜視図。 車載用ラジオアンテナ装置の従来例であって、（Ａ）は分解側断面図、（Ｂ）は分解正断面図。 前記従来例における接続金具とアンプ基板との接続位置を説明するもので、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は正断面図。 前記従来例における接続金具とアンプ基板との接続構造を示す分解斜視図。 接続金具とアンプ基板との接続構造の他の例であって、（Ａ）は接続リード板をネジで接続金具に固定した例の要部拡大断面図、（Ｂ）は接続金具とアンプ基板とをケーブルで接続した例の要部拡大断面図。 前記従来例において、水の染み出す経路を説明するための要部拡大断面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１乃至図４は本発明に係るアンテナ装置の実施の形態であって、車載用ラジオアンテナ装置の例を示す。車載用ラジオアンテナ装置は、図１及び図２のように、電波を受信する図示しないコイル状のアンテナ素子が内蔵されるエレメント１（図７の従来例と同様であるので図示省略）、内部を風雨から保護する樹脂ケース２、エレメントで受信した高周波信号を増幅するアンプ基板３、アンプ基板３で増幅した信号の伝達用及びアンプ基板３への電源供給用のケーブル（図示せず）、アンプ基板３などの各部品を保持するベース４とを有し、樹脂ケース２にはプレス加工品である接続金具１０が一体的に成型（インサート成型）されている。そして、接続金具１０に前記エレメントが取り付けられる（後述するように接続金具１０側の雌ネジ、エレメント側の雄ネジで螺着されて取り付けられる）。接続金具１０はエレメントを機械的に保持、固定するとともに、エレメントで受信された高周波信号をアンプ基板３に伝達するためのものである。

前記接続金具１０は、ステンレス等の一枚の金属板材からプレス加工により、図３に示すような形状に作製される。具体的には、まず、円筒部１１及びフランジ部１２となる円板部分及びこれから一体に延びる信号接続部１３となる帯状板部分を含む形状（図示しない）を金属板材から打ち抜き、次にバーリング加工により円筒部１１を形成するとともにその一方の開口端周縁部の全周に亘って円筒１１に対しておよそ４５度で拡開するようにフランジ部１２を一体的に形成し、それから円筒部１１の内周に雌ネジ１１ａを形成（タップ加工）する。また、雌ネジ加工とは別に信号接続部１３となる帯状板部分に所要の折曲げ加工を行って所定形状の信号接続部１３をフランジ部１２の周縁部に形成する。図示の例では信号接続部１３は、フランジ部１２の周縁部の一部からフランジ部１２の拡開方向に沿って外方に延びる拡開部分１３ａとこれから後述するアンプ基板３の接続端子１６に向かって（下方）に折り曲げられた接続部分１３ｂ（その先端部がアンプ基板３との接続部分となる）とを有する。

このような接続金具１０は樹脂ケース２に一体成型で設けられるが、抜け止め機能を果たすフランジ部１２の全部及び信号接続部１３の一部（前記拡開部分１３ａと前記接続部分１３ｂの一部）がケース２の樹脂中に埋設されるように成型を行う。円筒部１１は、雌ネジ１１ａに螺合されるエレメントを従来と同様に傾斜して支持するように斜めに設けられ、フランジ部１２とは反対側の開口端周縁部はケース２の外側表面に露出している。信号接続部１３は、拡開部分１３ａがフランジ部１２の上側から延び、途中で下方に折り曲げられて接続部分１３ｂの先端部がケース２の内側に突出している。また、ケース２には外側から円筒部１１の内周部を通って内側に向かう非貫通穴２ａが形成され、非貫通穴２ａの内周のうち開口側は円筒部１１の雌ネジ１１ａが露出して、前記エレメントの雄ネジの基端側が螺合するようになっている。

図６（Ａ）にも示すように、アンプ基板３の上面には、信号接続部１３の接続部分１３ｂの先端部を挟持する弾性金属板からなる接続端子１６が固定配置されている。従って、接続金具１０とアンプ基板３との接続は、ケース２をベース４上に嵌合して被せたときに、接続金具１０の信号接続部１３（つまり、接続部分１３ｂの先端部）が接続端子１６間に差し込まれることで行われる。信号接続部１３の形状及び折曲げ位置の変更により接続部分１３ｂの先端部を任意の位置に変更可能であるため、アンプ基板３上の接続端子１６の配置を任意の位置にレイアウトすることができる。なお、ベース４はケース２の底面を塞ぐ（閉じる）配置であって、ビス等でケース２に固定される。

図４でケース２の内側に水が染み出す経路について説明する。この図からわかるように、フランジ部１２の全部がケース２の樹脂中に埋設され、樹脂から引き出されるのはフランジ部１２に比較して細い帯状板部分である信号接続部１３の折曲げ部分１３ｂのみであるため、水が染み出す経路は接続金具１０の全周のうちの１箇所に限定される。一方、前述の従来例では図１１のように接続金具５は円筒部分がケース２を貫通するように設けられているため、水の染み出す経路は接続金具５の全周にわたることになる。従って、従来例に比較してケース２の防水性能を向上させ得ることがわかる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) アンテナ素子を含むエレメントとアンプ基板３とを電気的に接続する接続金具１０が、内周に雌ネジ１１ａを形成した円筒部１１と、その基部に形成されたフランジ部１２と、フランジ部１２から側方に延びる部分が少なくとも形成された信号接続部１３とを有する構成であるので、従来は切削加工にて作製されていた接続金具をプレス加工で作製可能となり、プレス化によって金具形状の自由度を増大させることができる。従って、接続金具１０の信号接続部１３の先端部と、アンプ基板３側の接続端子１６との接続点を任意の位置にレイアウトが可能となり、デザイン上の融通が利くようになる利点がある。

(2) 接続金具１０の信号接続部１３の先端部と、アンプ基板３側の接続端子１６との接続点を任意の位置にレイアウトが可能であるにもかかわらず、付加的な接続部材は不要であり、エレメント側とアンプ基板３との信号接続を一部品で行なえるので、接続箇所が増えることが無く、電気的に安定した接続を行なえる。

(3) 接続金具１０のプレス加工化にあたり、バーリング加工と円筒部１１の内周にネジ切りを行うことで従来の切削品と同等機能を発揮できる。

(4) 従来の切削加工による接続金具には、外形切削加工にて段差や回転止めの形状を取ることが可能であったが、本例においても、接続金具１０の板金化の際にフランジ部１２を形成することによって切削品と同等機能を確保できる。

(5) 従来例では、樹脂ケース２内部へ水が浸入しないように接続金具５のエレメント取り付け部となる内周部は袋形状となっていた。本例においては、接続金具１０をプレス加工で作製するに当たり、接続金具１０のエレメント取り付け部が袋形状とならない為、ケース２の樹脂の形状を袋形状とする樹脂成型金型の構造とし、樹脂ケース２に円筒部１１の内周部と連通する非貫通穴２ａを形成することで防水性を確保することができる。

(6) インサート成型によるケース２の樹脂部と接続金具１０の接触面（界面）より水が浸入する可能性を考察した場合、従来の接続金具形状は円筒形であるため水の染み出す経路は接続金具の全周となっていた（図１１）。本例では、プレス加工にすることで接続金具１０の形状が円筒形にはならず、図４のように水の染み出す経路は信号接続部を引き出した部分である１箇所に限定され、防水性及び気密性に優れた構造となる。

図５（Ａ）,（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態であって、接続金具とアンプ基板との接続位置を変更した場合を示す。この場合、接続金具１０は、信号接続部１３のフランジ部１２の拡開部分１３ａの寸法をフランジ部１２の拡開方向（第１の方向）にさらに延長した構成であり、この結果、アンプ基板３上の接続端子１６の配置も基板の長手方向の中央寄りの位置にずれている。その他の構成は前述の第１の実施の形態と同様である。

図５（Ｃ）,（Ｄ）は本発明の第３の実施の形態であって、接続金具とアンプ基板との接続位置を変更した場合を示す。この場合、接続金具１０は、信号接続部１３を前記第１の方向に略直交する第２の方向に延長した構成である。つまり、信号接続部１３は、拡開部分１３ａと下向きの接続部分１３ｂとの間に、拡開部分１３ａに対し略直角を成す中継部分１３ｃを設けている。この結果、アンプ基板３上の接続端子１６の配置も基板の幅方向の中央から端寄りの位置にずれている。その他の構成は前述の第１の実施の形態と同様である。

図５の第２及び第３の実施の形態に示すように、接続金具１０における信号接続部１３の形状、寸法を変更することで、アンプ基板側の接続端子１６のレイアウトを変更可能であることがわかる。

図６は本発明において接続金具１０とアンプ基板３との接続形態を変更した場合であって、同図（Ａ）はアンプ基板側接続端子１６に接続する構造を示す（第１の実施の形態と同様）。

図６（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態であり、アンプ基板３上に接続端子１６を設けるが、その位置、向きを変更した場合を示す。接続金具１０の信号接続部１３における下向きの接続部分１３ｂの位置、向きを変更することで接続端子１６の位置、向きの変更に対応できる。

図６（Ｃ）は本発明の第５の実施の形態であり、アンプ基板３上に接続端子として機能する金属コイルバネ１７を取り付けている。接続金具１０の信号接続部１３における下向きの接続部分１３ｂに対して、さらにコイルバネ１７に面接触可能な当接部分１３ｄを折り曲げ形成することで、コイルバネ１７との電気的接続を面接触で行うことができる。第５の実施の形態の変形例として、コイルバネに換えて板バネとしても良い。

図６（Ｄ）は本発明の第６の実施の形態であり、アンプ基板３側に接続用貫通孔１８を設けて接続金具１０の信号接続部１３とはんだ接続を行う場合を示す。接続金具１０とアンプ基板３とを直接接続可能であり、電気的接続の信頼性を向上させることができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

上述の実施の形態において、フランジ部の形状は略円形であるが、抜け止め機能を果たすことができれば、その形状は多角形状等であってもよく、任意の形状を採用可能である。

アンテナ装置の種類によっては、基板上にアンプが搭載されない場合があるが、本発明は、アンプが搭載されない基板をケース内に有するアンテナ装置にも適用可能であることは自明である。

１ エレメント
２ 樹脂ケース
３ アンプ基板
４ ベース
５，１０ 接続金具
１１ 円筒部
１１ａ 雌ネジ
１２ フランジ部
１３ 信号接続部
１３ａ 拡開部分
１３ｂ 接続部分
１３ｃ 中継部分
１３ｄ 当接部分
１６ 接続端子
１７ 金属コイルバネ
１８ 接続用貫通孔

Claims (5)

1. アンテナ素子を含むエレメントが着脱自在に取り付けられる接続金具を一体に有する樹脂ケースと、
   前記ケース内に収納される基板とを備え、
   前記接続金具は、前記エレメントが螺合される雌ネジを内周に形成した円筒部と、前記円筒部から延びて前記基板に電気的に接続される信号接続部とを有し、前記信号接続部の一部が前記ケースの樹脂中に埋設されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記信号接続部は前記円筒部から拡開方向に延びる拡開部分が少なくとも形成されていて、前記拡開部分が前記ケースの樹脂中に埋設されている請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記樹脂ケースは前記接続金具を有するように樹脂で一体成型されている請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記円筒部の基部にフランジ部が形成され、前記フランジ部から前記信号接続部が延長しており、前記フランジ部は前記ケースの樹脂中に埋設されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
5. 前記樹脂ケースは前記円筒部の内周部と連通する非貫通穴を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。