JP2015008392A - 車載用アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素で安価な構造で防水を実現した車載用アンテナを提供する。
【解決手段】アンテナエレメント１と、ブラケット１０と、アンテナエレメント１及びブラケット１０を挟持するベース２０及びケース３０と、ベース２０及びケース３０で囲まれた内部空間Ｐに配置されるプリント基板と、一部が内部空間に配置されるコネクタ５０と、前記内部空間内に充填される注形樹脂７０とを備える。注形樹脂７０が各部材と接着することで強固な防水が確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば携帯電話帯域の電波の送受信に使用する、車載用アンテナの防水構造に関する。

近年、車両の前後のバンパーの内側に、携帯電話帯域の電波の送受信を行うアンテナを設置することが行われるようになってきている。バンパーの内側に設ける車載用アンテナにあっては、風雨の影響を受けるため、防水構造を有することが必要条件となる。

このため従来は下記特許文献１，２のように、アンテナエレメント、回路基板、これに搭載された電子部品、及びケーブルの接続端部とを全体的に覆うように樹脂モールドすることが提案されている。

特開２０１０−４１６２５号公報 特開平９−１４８８３３号公報

従来のようにアンテナエレメント全体を回路基板等と共に樹脂モールドで覆う構造は、外形が大きくなるとともに、インサート成形のための金型が必要になる。

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、簡素で安価な構造で防水を実現した車載用アンテナを提供することにある。

本発明のある態様は車載用アンテナである。この車載用アンテナは、アンテナエレメントと、ブラケットと、前記アンテナエレメント及び前記ブラケットを挟持する第１の絶縁体部品及び第２の絶縁体部品と、前記第１及び第２の絶縁体部品で囲まれた内部空間に配置されるプリント基板と、一部が前記内部空間に配置される外部出力部と、前記内部空間内に充填されるシール材とを備える。

前記態様において、前記第１の絶縁体部品の片側に配置される前記アンテナエレメント及び前記ブラケットは前記第１の絶縁体部品の段差部で相互に絶縁されて所定間隔で位置決めされ、かつ前記第１の絶縁体部品と前記アンテナエレメントと前記ブラケットとで形成される前記第２の絶縁体部品に接する当接面は平坦になっているとよい。

前記態様において、前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの前記第１の絶縁体部品への取付部分の幅が前記第１の絶縁体部品の幅と等しいとよい。

前記態様において、前記第１の絶縁体部品に対して間隔を設けて前記プリント基板が設けられているとよい。

前記態様において、前記外部出力部が前記プリント基板に取り付けられたコネクタであり、前記コネクタの外部接続部分は前記内部空間の開口側に露出しているとよい。

前記態様において、前記第１の絶縁体部品は前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの背面側に接するベースであり、前記第２の絶縁体部品は前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの前面側に接して前記ベースとの間で前記内部空間を形成するケースであり、前記ベース及び前記ケースは前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの一部のみを覆う構成であってもよい。

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。

本発明に係る車載用アンテナによれば、アンテナエレメント及びブラケットを第１及び第２の絶縁体部品で挟持し、第１及び第２の絶縁体部品で囲まれかつプリント基板が配置される内部空間にシール材を充填すればよく、一度のシール材充填で防水を行うため、簡素で安価な構造で防水を実現することができる。

本発明に係る車載用アンテナの実施の形態であって、前方よりみた分解斜視図。 同じく前方よりみた斜視図。 同じく背後よりみた斜視図。 実施の形態の正面図。 同背面図。 同左側面図。 同右側面図。 同平面図。 同底面図。 図４のＡ−Ａ断面図。 同Ｂ−Ｂ断面図。 同Ｃ−Ｃ断面図。 同Ｄ−Ｄ断面図。 同Ｅ−Ｅ断面図。 実施の形態の組立手順、その１を示す分解斜視図。 実施の形態の組立手順、その２を示す分解斜視図。 実施の形態の組立手順、その３を示す分解斜視図。

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１７に示すように、車載用アンテナは、導電性金属板のアンテナエレメント１と、導電性金属板のブラケット１０と、アンテナエレメント１及びブラケット１０を挟持する第１の絶縁体部品としてのベース２０及び第２の絶縁体部品としてのケース３０と、ベース２０及びケース３０で囲まれた内部空間Ｐに配置されるプリント基板４０と、一部が内部空間Ｐに配置される外部出力部としての同軸コネクタ５０とを備えている。

ベース２０は樹脂製であって、アンテナエレメント１の背面に接する面Ｓ１にアンテナエレメント位置合わせ用のボス２１及び取付用のネジ穴２２が、ケース３０の取付部３１に接する面Ｓ２にケース位置合わせ用のボス２３が、ブラケット１０の折曲げ部１１に接する面Ｓ３にブラケット位置合わせ用のボス２４及び取付用のネジ穴２５がそれぞれ形成されている。また、ベース２０にはアンテナエレメント１の一辺に接する段差部２６ａ，２６ｂが形成され、同様にブラケット１０の折曲げ部１１の一辺に接する段差部２７ａ，２７ｂが形成されている。これらの段差部２６ａ，２７ａはアンテナエレメント１とブラケット１０間の電気絶縁のために設けられている。段差部２６ａ，２６ｂの高さ（段差）はアンテナエレメント１の板厚に等しく設定され、段差部２７ａ，２７ｂの高さ（段差）はブラケット１０の板厚に等しく設定されている。

アンテナエレメント１には、ベース２０のボス２１と嵌合する位置合わせ穴２及びネジ穴２２に対応する取付穴３が形成される。また、アンテナエレメント１の一辺（下辺）からプリント基板取付用の舌片部４が延長している。車載用アンテナを組み立てたときに舌片部４とベース２０間に隙間が生じるように、舌片部４は基部がＬ字状に折曲げられている。舌片部４にはプリント基板４０を取り付けるためのネジ穴５が形成されている。アンテナエレメント１のベース２０への取付部分の横幅は小型化の観点からベース２０の横幅と等しい寸法に設定されている。

ブラケット１０は、幅広の取付部１２から垂直に立ち上がった折曲げ部１１を有している。取付部１２には、例えば車両のバンパー内側の金属フレームに取り付けるための取付穴１３が形成されている。折曲げ部１１には、ベース２０側のボス２４と嵌合する位置合わせ穴１４及びネジ穴２５に対応する取付穴１５が形成されている。また、折曲げ部１１の一辺（上辺）からプリント基板取付用の舌片部１６ａ，１６ｂが延長している。車載用アンテナを組み立てたときに舌片部１６ａ，１６ｂとベース２０間に隙間が生じるように、舌片部１６ａ，１６ｂは基部がＬ字状に折曲げられている。舌片部１６ａ，１６ｂにはプリント基板４０を取り付けるためのネジ穴１７ａ，１７ｂが形成されている。ブラケット１０のベース２０への取付部分（つまり折曲げ部１１）の横幅は小型化の観点からベース２０の横幅と等しい寸法となっている。

プリント基板４０には舌片部４，１６ａ，１６ｂに形成されたネジ穴５，１７ａ，１７ｂに対応する取付穴４１が形成されるとともに、同軸コネクタ５０が固着される。同軸コネクタ５０は防水構造でなくともよい。プリント基板４０には同軸コネクタ５０の中心導体及びそれを囲む外側導体（スリーブ）がそれぞれ電気的に接続（例えばはんだ接続）されており、プリント基板４０には同軸コネクタ５０の中心導体をアンテナエレメント１の舌片部４に電気的に接続するための導体パターン、及び同軸コネクタ５０の外側導体をブラケット１０の舌片部１６ａ，１６ｂに接続するための導体パターンがそれぞれ形成されている（各導体パターンの図示は省略）。

ケース３０は樹脂製であって、ベース２０と一体化された状態で一面が開口した略直方体状の内部空間Ｐを形成するものである。ケース３０は三辺の縁部がベース２０側に対向する取付部３１となっている。取付部３１にはベース２０側のネジ穴２２，２５に対応する取付穴３２が形成されている。また、取付部３１にはベース２０側のボス２３と嵌合する凹部（図示せず）が形成されている。

次に、車載用アンテナの組立手順に従って、車載用アンテナの全体構成を説明する。まず、図１５（Ａ）のようにベース２０のアンテナエレメント位置合わせ用のボス２１及び取付用のネジ穴２２を形成した面Ｓ１に、アンテナエレメント１を対向させ、同図（Ｂ）のように、アンテナエレメント１の位置合わせ穴２をボス２１と嵌合させるとともに、アンテナエレメント１の一辺がベース２０の段差部２６ａ，２６ｂに隙間無く突き当たるように位置決めし、ベース２０の端部位置（ケース３０が重ならない位置）のネジ穴２２に取付穴３を通してネジ６１を螺合させ、ベース２０にアンテナエレメント１の中央部を固定する。その際、後述するシール材の充填時に漏れが発生しないように、ベース２０に対してアンテナエレメント１を隙間無く面接触させる。

図１に示したベース２０のブラケット位置合わせ用のボス２４及び取付用のネジ穴２５を形成した面Ｓ３に、図１６（Ａ）のようにブラケット１０の折曲げ部１１を対向させ、ブラケット１０の位置合わせ穴１４をボス２４と嵌合させるとともに、折曲げ部１１の縁がベース２０の段差部２７ａ，２７ｂに隙間無く突き当たるように位置決めし、ベース２０の中央位置（ケース３０の取付部３１が重ならない位置）のネジ穴２５に取付穴１５を通してネジ６２を螺合させ、ベース２０に折曲げ部１１の中央部を固定する。その際、後述するシール材の充填時に漏れが発生しないように、ベース２０に対して折曲げ部１１を隙間無く面接触させる。

それから図１６（Ｂ）のように、予め同軸コネクタ５０をはんだ付け等で接続固定したプリント基板４０を、舌片部４，１６ａ，１６ｂ上に載置し、それらのネジ穴５，１７ａ，１７ｂにプリント基板４０の取付穴４１を通してネジ６３を螺合させ、舌片部４，１６ａ，１６ｂに対してプリント基板４０を固定する。これにより、図１２および図１４のように、舌片部４，１６ａ，１６ｂがプリント基板４０と密着して、同軸コネクタ５０の中心導体はプリント基板４０の導体パターンを介してアンテナエレメント１の舌片部４に電気的に接続され、また同軸コネクタ５０の外側導体はプリント基板４０の別の導体パターンによってブラケット１０の舌片部１６ａ，１６ｂに電気的に接続される。各舌片部４，１６ａ，１６ｂの基部がＬ字状に折曲げられているため、ベース２０とプリント基板４０の対向面間に所定の間隔が設けられる。つまり、プリント基板４０はアンテナエレメント１及びブラケット１０との接続部を除き、ベース２０及びケース３０から空間をもった状態で固定される。なお、プリント基板４０上にはチップコンデンサ等の電子部品が搭載される場合があるが、それらの電子部品の図示は省略した。

ベース２０へのプリント基板４０の装着後、図１７（Ａ）のようにケース３０のベース２０への取り付けを行う。つまり、ケース３０の取付部３１を、アンテナエレメント１とブラケット１０の折曲げ部１１とベース２０の面Ｓ２とに重ねる（隙間無く面接触させる）。このとき、ベース２０側のボス２３がケース３０の取付部３１の凹部に嵌合することでケース３０が位置決めされる。そして、ケース３０の取付穴３２、アンテナエレメント１の取付穴３を通してネジ６４をベース２０側のネジ穴２２に螺合させるとともに、ケース３０の取付穴３２、ブラケット１０の取付穴１５を通してネジ６５をベース２０側のネジ穴２５に螺合させ、図１７（Ｂ）のようにベース２０とケース３０とを締め付け一体化する。これにより、アンテナエレメント１及びブラケット１０はベース２０とケース３０の両者で挟持される。すなわち、取付部３１は、それに対応するアンテナエレメント１とブラケット１０の一面側に隙間無く面接触し、また、取付部３１に対応するアンテナエレメント１とブラケット１０の他面側はベース２０の面Ｓ１および面Ｓ３に隙間無く面接触する。なお、図１７（Ａ）のケース３０装着前の状態において、ベース２０の面Ｓ２は他の面Ｓ１，Ｓ３（図１に示したようにアンテナエレメント１及びブラケット１０が配置される部分）よりもアンテナエレメント１及びブラケット１０の肉厚分だけ高く形成されているから、ケース３０の取付部３１が面接触する部分には段差が生じない。換言すれば、ベース２０の面Ｓ２と、アンテナエレメント１と、ブラケット１０とで形成されるケース３０の取付部３１に接する当接面は平坦になっている。従って、後述のケース３０内へのシール材の充填の際にシール材（一般的に粘度が高い）が外部に漏れ出すことはない。

その後、図１７（Ｂ）のようにベース２０とケース３０とで囲まれた内部空間Ｐにケース３０の開口側からシール材としての注形樹脂７０を充填し、硬化させ、内部空間Ｐを水密封止する。注形樹脂７０は例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等であり、粘度が高いため、内部空間Ｐの外部に漏れ出すことはない。この際、図１３のように、同軸コネクタ５０のハウジング５１は注形樹脂７０中に埋没するが、同軸コネクタ５０の外部接続部分は注形樹脂７０から露出し、プリント基板４０は注形樹脂７０内に埋没する。また、ベース２０とプリント基板４０との間に隙間があるため、プリント基板４０の周囲に確実に注形樹脂が回り込む。

注形樹脂７０が硬化した後は、注形樹脂７０と各部材との接着により、強固な防水が確保される。プリント基板４０はその周囲の空間に注入された注形樹脂７０で包まれ、同軸コネクタ５０のハウジング５１外周も注形樹脂７０でシール（水密封止）され、相手側防水コネクタとコネクタ５０が嵌合することにより、車載用アンテナは完全防水される。

このようにして組み立てられた車載用アンテナは、ブラケット１０の取付部１２を車両のバンパー（電波を透過させる樹脂等の材質）内側の金属フレームにボルトで固定することで、車両に装着される。

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) アンテナエレメント１及びブラケット１０を第１及び第２の絶縁体部品としてのベース２０及びケース３０で挟持し、それらで囲まれかつプリント基板４０が配置される内部空間Ｐにシール材を充填すればよく、一度のシール材（注形樹脂）充填で防水を行うため、簡素で安価な構造で防水を実現することができる。

(2) ベース２０の片側に配置されるアンテナエレメント１及びブラケット１０は、ベース２０に段差部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂを形成したことで、所定間隔が保持され確実に相互間の電気絶縁を確保でき、かつ段差部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂに突き当たるようにアンテナエレメント１及びブラケット１０をベース２０にそれぞれ装着することで、それらの位置決めを正確に行うことができる。

(3) アンテナエレメント１及びブラケット１０のベース２０への取付部分の横幅が、ベース２０の横幅と等しい寸法であり、小型化を図ることができる。

(4) ベース２０に対して間隔を設けてプリント基板４０が設けられているため、プリント基板４０の周囲にシール材としての注形樹脂７０が確実に回り込むことになり、プリント基板４０の水密封止を確実に行うことができる。

(5) コネクタ５０の外部接続部分はケース３０の開口側（内部空間Ｐの開口側）に設けられて、注形樹脂７０から露出する構造であり、コネクタ５０の仕様変更が容易である。コネクタ５０の形状が大きく変わる場合でもケース３の開口形状を変更することで容易に対応可能である。

(6) ベース１０及びケース３０はアンテナエレメント１及びブラケット１０の一部のみを挟持して覆う構造であり、アンテナエレメント１全体を覆う構造に比較して小型化でき、材料費を少なくして製造原価の低減が可能である。

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。

実施の形態では外部出力部として同軸コネクタを例示したが、それ以外のコネクタ、あるいは接続手段であってもよい。アンテナエレメントは使用周波数に応じて形状寸法は変更され、必ずしも平板状とは限らない。

１ アンテナエレメント
２，１４ 位置合わせ穴
３，１３，１５，３２，４１ 取付穴
４，１６ａ，１６ｂ 舌片部
５，１７ａ，１７ｂ，２２，２５ ネジ穴
１０ ブラケット
１１ 折り曲げ部
２０ ベース
２１，２３，２４ ボス
２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ 段差部
３０ ケース
３１ 取付部
４０ プリント基板
５０ 同軸コネクタ
７０ 注形樹脂
Ｐ 内部空間

Claims (6)

1. アンテナエレメントと、
   ブラケットと、
   前記アンテナエレメント及び前記ブラケットを挟持する第１の絶縁体部品及び第２の絶縁体部品と、
   前記第１及び第２の絶縁体部品で囲まれた内部空間に配置されるプリント基板と、
   一部が前記内部空間に配置される外部出力部と、
   前記内部空間内に充填されるシール材とを備えることを特徴とする車載用アンテナ。
2. 前記第１の絶縁体部品の片側に配置される前記アンテナエレメント及び前記ブラケットは前記第１の絶縁体部品の段差部で相互に絶縁されて所定間隔で位置決めされ、かつ前記第１の絶縁体部品と前記アンテナエレメントと前記ブラケットとで形成される前記第２の絶縁体部品に接する当接面は平坦になっていることを特徴とする請求項１に記載の車載用アンテナ。
3. 前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの前記第１の絶縁体部品への取付部分の幅が前記第１の絶縁体部品の幅と等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用アンテナ。
4. 前記第１の絶縁体部品に対して間隔を設けて前記プリント基板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車載用アンテナ。
5. 前記外部出力部が前記プリント基板に取り付けられたコネクタであり、前記コネクタの外部接続部分は前記内部空間の開口側に露出していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車載用アンテナ。
6. 前記第１の絶縁体部品は前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの背面側に接するベースであり、前記第２の絶縁体部品は前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの前面側に接して前記ベースとの間で前記内部空間を形成するケースであり、前記ベース及び前記ケースは前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの一部のみを覆うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車載用アンテナ。

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