JP2019080096A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device.
従来、特許文献1のように、防水用のシール部材などを使って防水性を高めた車載アンテナ装置が提案されている。
Heretofore, as disclosed in
しかしながら、アンテナ装置内に侵入してしまった水を排出させることまでは考慮されていない。 However, it has not been considered to discharge the water that has invaded into the antenna device.
したがって本発明の目的は、アンテナ装置内に侵入した水の排水を可能にするアンテナ装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an antenna arrangement which allows drainage of water which has entered the antenna arrangement.
本発明に係るアンテナ装置は、アンテナケースと、アンテナケースで覆われた空間内に位置するアンテナ素子と、アンテナ素子に電気的に接続された基板と、基板を保持するベースと、アンテナケースの外縁に沿った円環部と、円環部の外縁に沿って円環部の下面に設けられ断面が台形形状を有する側部とを有するパッドとを備え、パッドは、内部空間と外部空間を結ぶ溝を有する。 An antenna device according to the present invention includes an antenna case, an antenna element located in a space covered by the antenna case, a substrate electrically connected to the antenna element, a base for holding the substrate, and an outer edge of the antenna case And a pad having an annular portion along the outer edge of the annular portion and a side portion provided on the lower surface of the annular portion and having a trapezoidal cross section, the pad connecting the inner space and the outer space It has a groove.
溝を介して、内部空間にたまった水を外部空間に排出させることが出来る。 Water accumulated in the internal space can be discharged to the external space through the ditch.
好ましくは、溝における内部空間の側の端面は、円環部の下面に接する。 Preferably, the end face on the inner space side of the groove is in contact with the lower surface of the annular portion.
溝におけるパッドの内部空間の側の端面が側部の内周面に接して円環部の下面に接しない形態に比べて、溝を大きくして、パッドにおける取付面と接しない領域を大きく出来、溝を介して水が流れやすく出来る。 Compared with the configuration in which the end face of the inner space of the pad in the groove is in contact with the inner circumferential surface of the side and not in contact with the lower surface of the annular portion, the groove is enlarged and the region of the pad not in contact with the mounting surface is enlarged. Water can flow easily through the ditch.
また、好ましくは、側部は、下面の外縁が上面の外縁に比べて外側に位置するように構成される。 Also preferably, the side portion is configured such that the outer edge of the lower surface is located outward relative to the outer edge of the upper surface.
側部における下面の外縁が、上面の外縁に比べて内側に凹むように形成される形態に比べて、アンテナ装置と取付面の間に凹みが形成されず、美観が損なわれず、且つ水の侵入を防ぎやすくなる。 Compared with the configuration in which the outer edge of the lower surface at the side is formed to be recessed inward relative to the outer edge of the upper surface, no recess is formed between the antenna device and the mounting surface, the aesthetics are not lost, and water intrusion Will be easier to prevent.
さらに好ましくは、溝における外部空間の側の端面は、側部の下面に接する。 More preferably, the end surface on the side of the outer space in the groove is in contact with the lower surface of the side.
溝におけるパッドの外部空間の側の端面が側部の外周面に接して側部の下面に接しない形態に比べて、溝を外部から目立たないように出来る。 The groove can be made inconspicuous from the outside as compared with a configuration in which the end face on the outer space side of the pad in the groove is in contact with the outer peripheral surface of the side and not in contact with the lower surface of the side.
また、好ましくは、ベースは、基板の外縁に沿ったリブを有する。 Also preferably, the base has ribs along the outer edge of the substrate.
リブを設けることにより、アンテナ装置に侵入した水が、リブの内側に浸入しにくくなり、リブの内側に設けられたケーブル孔を介して、車両の内部へ水が浸入することを防ぐことが可能になる。 By providing the rib, water that has entered the antenna device is less likely to enter the inside of the rib, and water can be prevented from entering the interior of the vehicle through the cable hole provided on the inside of the rib. become.
さらに好ましくは、リブには、壁状に形成された領域に、ケーブルを通す開口が設けられ、ベースには、ケーブルを上下に通すケーブル孔が設けられ、ケーブル孔は、溝と開口との間に配置される。 More preferably, the rib is provided in the wall-shaped area with an opening for passing the cable, the base is provided with a cable hole for passing the cable up and down, and the cable hole is between the groove and the opening Will be placed.
また、好ましくは、溝は、取り付けられる面における高さが低い領域と対向する領域に設けられる。 Also, preferably, the groove is provided in an area opposite to the area where the height of the surface to be attached is low.
また、好ましくは、溝は、側部の内周面に設けられ、取り付けられる前は、溝が前記側部の外周面に隠れ、取り付けられた時に、溝が内部空間と外部空間を結ぶ。 Also preferably, the groove is provided on the inner peripheral surface of the side portion, and before being attached, the groove is hidden by the outer peripheral surface of the side portion, and when attached, the groove connects the inner space and the outer space.
以上のように本発明によれば、アンテナ装置内に侵入した水の排水を可能にするアンテナ装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an antenna device that enables drainage of water that has entered the antenna device.
以下、本実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態におけるアンテナ装置1は、ルーフなど車両の上面に取り付けられ、アンテナケース2、第1アンテナ素子3、第2アンテナ素子4、第1アンテナ素子ホルダー5、第2アンテナ素子ホルダー6、無給電素子ホルダー7、無給電素子8、SDARS(Satellite Digital Audio Radio Service)アンテナ9、第1基板10、GNSS(Global Navigation Satellite System/全球測位衛星システム)アンテナ11、第2基板12、パッド13、金属ベース14、スプリング15、防水シール16、取付部材(仮保持ホルダー17、係止部材18、ワッシャー19、ボルト20)を備える(図1〜図11参照)。
Hereinafter, the present embodiment will be described using the drawings. The
方向を説明するために、アンテナ装置1が取り付けられる車両の前後方向をx方向、x方向と垂直な左右方向をy方向、x方向とy方向に垂直な略鉛直方向をz方向として説明する。図1において、xyz軸のそれぞれの矢印が指し示す方向をそれぞれ前方向、右方向、上方向と定義する。
In order to explain the direction, the longitudinal direction of the vehicle to which the
アンテナケース2は、アンテナ装置1を構成する部材を覆う部材で、非透光性と電波透過性を有する合成樹脂製(ポリカーボネート(Polycarbonate)とASA(Acrylate Styrene Acrylonitrile)を含む合成樹脂などで形成された樹脂成型品)であり、例えば、x方向前方がx方向後方よりも低くなるように傾斜し、両側面が内側に湾曲したシャークフィン形状を有する(図2参照)。
アンテナケース2は、下面が開口し、アンテナ装置1を構成する部材であって、アンテナケース2以外のもの(GNSSアンテナ11など)を、z方向上方から覆う。
すなわち、後述するアンテナ素子(第1アンテナ素子3、第2アンテナ素子4、SDARSアンテナ素子、GNSSアンテナ素子)は、アンテナケース2で覆われる空間内に位置する。
The
The lower surface of the
That is, antenna elements (
アンテナケース2には、内壁からz方向下方に突出するように、パッド13や金属ベース14への取り付け用の取付孔(不図示)が設けられ、アンテナケース2を金属ベース14などに固定する際に、アンテナケース2の取付孔と、パッド13の取付孔(第1取付孔13a)と、金属ベース14の取付孔(第2取付孔14a)とを介して、ネジ止めされる。
本実施形態では、取付孔は、アンテナケース2における内壁に6つ設けられる例を示すが、取付孔の数はこれに限定されるものではない。
The
In the present embodiment, an example in which six attachment holes are provided on the inner wall of the
第1アンテナ素子3は、電話回線を用いた移動体通信用のアンテナ素子であり、携帯電話基地局と通信を行い、通話状態にある端末からの情報を受信したり、当該端末へ情報を送信したりするために使用される(送受信用)。
The
第1アンテナ素子3は、板状に形成され、z方向高さがほぼ一定の稜線部と、当該稜線部からz方向に延びる側面部を含む形状を有する。
The
第1アンテナ素子3における側面部の一方(x方向後方から見て右側)の下端には、z方向下方に突出する第1突起31が設けられ、第1突起31を介して、第1アンテナ素子3が第2基板12に取り付けられる。
A
具体的には、第1突起31が第2基板12の孔に挿入されて半田付けされることで、第1アンテナ素子3が第2基板12に立設された状態で、電気的に接続される。
Specifically, the
第1アンテナ素子3と第2基板12の間には、第1アンテナ素子3を保持する第1アンテナ素子ホルダー5が設けられる。
Between the
第2アンテナ素子4は、電話回線を用いた移動体通信用のアンテナ素子であり、携帯電話基地局と通信を行い、通話状態にある端末からの情報を受信するために使用される(受信専用)。
The
第2アンテナ素子4は、板状に形成され、x方向前方がx方向後方よりも低くなるように傾斜する面状の稜線部と、当該稜線部からz方向に延びる側面部を含む形状を有する。
The
第2アンテナ素子4における側面部の一方(x方向後方から見て左側)の下端には、z方向下方に突出する長方形形状の第2突起41が設けられ、第2突起41を介して、第2アンテナ素子4が第2基板12であって第1アンテナ素子3よりもx方向前方に取り付けられる。
At the lower end of one of the side portions of the second antenna element 4 (left side when viewed from the rear in the x direction), a rectangular
具体的には、第2突起41が第2基板12の孔に挿入されて半田付けされることで、第2アンテナ素子4が第2基板12に立設された状態で、電気的に接続される。
Specifically, the
第2アンテナ素子4と第2基板12の間には、第2アンテナ素子4を保持する第2アンテナ素子ホルダー6が設けられる。
A second
SDARSアンテナ9は、デジタル放送の受信を行うために使用されるパッチアンテナであり、SDARS用アンテナ素子(不図示)は無給電素子ホルダー7に保持された無給電素子8により上部が覆われており、当該SDARSアンテナ素子は、第1基板10に電気的に接続される。
The SDARS antenna 9 is a patch antenna used to receive digital broadcasts, and the antenna element for SDARS (not shown) is covered at the top by the parasitic element 8 held by the
第1基板10の上面には、SDARSアンテナ9が取り付けられる。
第1基板10は、ネジ止めで、金属ベース14に取り付けられる。
The SDARS antenna 9 is attached to the upper surface of the
The
GNSSアンテナ11は、GPS(Global Positioning System)衛星などから、当該衛星の位置情報と時間情報の受信を行うために使用される。
GNSSアンテナ11は、第2基板12であって第1アンテナ素子3よりもx方向前方で且つ第2アンテナ素子4よりもx方向後方に取り付けられるパッチアンテナであり、GNSS用アンテナ素子(不図示)は、第2基板12に電気的に接続される。
The GNSS
The
第2基板12は、第1基板10よりもx方向前方に配置され、上面に第1アンテナ素子3と第2アンテナ素子4とGNSSアンテナ11が取り付けられる。
第2基板12は、ネジ止めで、金属ベース14に取り付けられる。
第1基板10の下面、及び第2基板12の下面には、ケーブル25が電気的に接続され、当該ケーブル25を介して、カーナビゲーションシステムなど車両の電気機器と接続される。
The
The
A
パッド13は、エラストマー(Elastomer)やゴムなどで形成された環状の弾性部材であり、アンテナケース2の下端周縁部に嵌入され、アンテナケース2と金属ベース14の間に挟まれた状態で配置され、アンテナケース2の下端周縁部と車両との間の隙間の目隠しとして機能する。
パッド13は、金属ベース14の外縁に沿って形成された円環部131と、円環部131の外縁に沿って円環部131の下面131aに設けられ、円環部131よりも細いリング形状を有し、xy平面に垂直で且つリングの内側と外側を通る平面で切った断面(縦断面)が略台形形状を有する側部132を有する。
The
The
なお、図8〜図14では、円環部131と側部132の境界を説明するために、断面上に破線が示されるが、円環部131と側部132は一体的に形成されていて、実際には当該破線は存在しない。
In FIGS. 8 to 14, although a broken line is shown on the cross section to explain the boundary between the
パッド13の周縁部(円環部131)には、アンテナケース2や金属ベース14とネジ止めするための第1取付孔13aが設けられ、円環部131の内側には、孔13bが形成され、孔13bを介して、リブ141など金属ベース14の一部、及びケーブル25が上下に通される。
A first mounting
側部132における下面132aの外縁132a1は、側部132における上面132bの外縁132b1及び円環部131の外縁131bに比べて、外側に突出するように、側部132における外周面132dには傾斜が設けられる。
側部132における下面132aの外縁132a1が、側部132における上面132bの外縁132b1に比べて内側に凹むように構成された場合には、アンテナ装置1とルーフ21の間に凹みが形成されているように見えて美観が損なわれる。
また、当該凹みは外部からの圧力に弱いため、高圧の水が噴射された場合などに、当該凹みを介して水が浸入しやすくなる。
The outer edge 132a1 of the
When the outer edge 132a1 of the
In addition, since the recess is weak to the pressure from the outside, when high-pressure water is injected, water can easily infiltrate through the recess.
本実施形態では、側部132における下面132aの外縁132a1が、上面132bの外縁132b1に比べて外側に突出するように構成されるため、内側に凹むように構成される形態に比べて、アンテナ装置1とルーフ21の間に凹みが形成されず、美観が損なわれず、且つ水の侵入を防ぎやすくなる。
In this embodiment, since the outer edge 132a1 of the
側部132の内側(内周面132c)には、パッド13の内部空間(ルーフ21とパッド13と金属ベース14とで閉ざされた空間)a1と外部空間(アンテナ装置1の外側で、且つパッド13を介して当該内部空間と隔てられた空間)a2とを結ぶ細長い縦長の溝133が設けられる(図5〜図11参照)。
溝133は、側部132におけるx方向前方に設けられる。
溝133を介して、内部空間a1にたまった水を外部空間a2に排出させることが出来る。
On the inner side (inner
The
Water collected in the internal space a1 can be discharged to the external space a2 through the
溝133におけるパッド13の外部空間a2の側の端面(下側端面)133aは、側部132の下面132aに接し、溝133におけるパッド13の内部空間a1の側の端面(上側端面)133bは、円環部131の下面131aに接している。
側部132における内周面132cに設けられた溝133は、側部132の外側(外周面132d)には接しない。
従って、アンテナ装置1をルーフ21に押しつける前の状態では、側部132の外周面132dに隠れて、溝133はx方向前方の外部空間a2から見えない。
The end face (lower end face) 133a on the side of the outer space a2 of the
The
Therefore, before the
アンテナ装置1がルーフ21に取り付けられる際には、防水シール16がルーフ21に密着するように、ボルト20などの取付部材を介して、アンテナ装置1がルーフ21に近づくように付勢された状態(アンテナ装置1がルーフ21に押しつけられた状態)にされ、これにより、側部132における溝133が無い部分については、下面132aの内側部分がルーフ21に接する状態(図10参照)となり、側部132における溝133が設けられた領域については、下面132aの内側部分がルーフ21に接する状態とならず、溝133によりパッド13とルーフ21とが離れた状態(図11参照)となる。
側部132における下面132aの外側部分は、ルーフ21から浮き上がり、z方向上方に離れた状態になるため、溝133が内部空間a1と外部空間a2を結び、溝133を介して内部空間a1にたまった水を外部空間a2に排出させることが可能になる。
When the
The outer portion of the
特に、車両のルーフ21における、x方向後方がx方向前方よりもz方向高さが高くなるように傾いた面にアンテナ装置1が取り付けられた場合に、溝133を介して、内部空間a1にたまった水を重力で外部空間a2に排出させることが出来る。
In particular, in the case where the
なお、車両のルーフ21における、x方向前方がx方向後方よりもz方向高さが高くなるように傾いた面にアンテナ装置1が取り付けられた場合には、側部132におけるx方向後方の内側に溝133が設けられる、すなわち、アンテナ装置1が車両のルーフ21に取り付けられた時に、側部132におけるz方向の高さが低くなる領域の内側に溝133が設けられるのが望ましい。
When the
溝133におけるパッド13の内部空間a1の側の端面133bが円環部131の下面131aに接しているので、当該端面133bが側部132の内周面132cに接して円環部131の下面131aに接しない形態(図12参照)に比べて、溝133を大きくして、パッド13におけるルーフ21と接しない領域を大きく出来、溝133を介して水が流れやすく出来る。
Since the
また、溝133におけるパッド13の外部空間a2の側の端面133aが側部132の下面132aに接して側部132の外周面132dに接しないので、当該端面133aが側部132の外周面132dに接して側部132の下面132aに接しない形態(図13、図14参照)に比べて、溝133を外部から目立たないように出来る。
このため、例えば、x方向後方などに、単に排水口を設けたような形態を考えて比べたとしても、溝133がアンテナ装置1の美観を損ねないように出来る。
Further, since the
For this reason, for example, even if the drain port is simply provided at the rear side in the x direction and the like, the
金属ベース14は、第1基板10と第2基板12とパッド13を保持する金属プレートであり、周縁部には、アンテナケース2やパッド13とネジ止めするための第2取付孔14aが設けられ、中央部には、ケーブル25を上下に通すためのケーブル孔14bが設けられる(図4参照)。
すなわち、アンテナ素子(第1アンテナ素子3、第2アンテナ素子4、SDARSアンテナ素子、GNSSアンテナ素子)は、第1基板10及び第2基板12を介して、金属ベース14に保持される。
The
That is, the antenna elements (the
また、金属ベース14の上面で、パッド13と接する領域よりも内側であって、第2基板12を保持する領域の外縁にリブ141が設けられる。
リブ141は、ケーブル孔14bを囲む壁状に形成される。
Further, a
The
ただし、本実施形態のようにリブ141が設けられた領域の基板(第2基板12)とは別の基板(第1基板10)が設けられている場合には、ケーブル25のうち、ケーブル孔14bから第1基板10に延び第1基板10と電気的に接続されるケーブル251を通す開口141aがリブ141のx方向後方に設けられ、開口141aからx方向前方に向けてケーブル251を引き回す誘導路141bが設けられる。
However, when a substrate (first substrate 10) different from the substrate (second substrate 12) in the region where the
z方向に延びる壁状のリブ141を設けることにより、アンテナ装置1に侵入した水が、リブ141の内側に浸入しにくくなり、リブ141の内側に設けられたケーブル孔14bを介して、車両の内部へ水が浸入することを防ぐことが可能になる。
特に、車両のルーフ21における、x方向後方がx方向前方よりもz方向高さが高くなるように傾いた面にアンテナ装置1が取り付けられた場合に、開口141aから誘導路141bを通って、リブ141の内側に水が浸入しにくく出来る。
By providing the wall-shaped
In particular, when the
従って、ケーブル孔14bが溝133と開口141aとの間に配置されるように、溝133と開口141aが構成されるのが望ましい。
溝133がルーフ21におけるz方向高さが低い領域と対向する領域に設けられ、開口141aが当該低い領域よりもz方向高さが高い領域と対向する領域に設けられることで、開口141aには水が浸入しにくく出来、内部空間a1に侵入した水は溝133から排出されやすく出来る。
Accordingly, it is desirable that the
The
なお、車両のルーフ21における、x方向前方がx方向後方よりもz方向高さが高くなるように傾いた面にアンテナ装置1が取り付けられた場合には、開口141aがリブ141のx方向前方に設けられる、すなわち、アンテナ装置1が車両のルーフ21に取り付けられた時に、リブ141におけるz方向の高さが高くなる領域に開口141aが設けられるのが望ましい。
When the
金属ベース14の下部には、スプリング15、防水シール16、取付部材(仮保持ホルダー17、係止部材18、ワッシャー19、ボルト20)が設けられる。
スプリング15は、金属製の板バネであり、アンテナ装置1を車両のルーフ21に取り付けた時に、ルーフ21と接触し、アンテナ装置1で発生する不要共振の周波数をアンテナ装置1の所望帯域外の周波数に変えるために使用される。
防水シール16は、ケーブル孔14b及び当該取付部材を囲むリング形状に構成され、金属ベース14と車両のルーフ21の間(内部空間a1)から、車両の内部へ水が浸入するのを防止するために設けられる。
アンテナ装置1は、当該取付部材を介して、車両のルーフ21などに取り付けられる。
A
The
The
The
1 アンテナ装置
2 アンテナケース
21 車両のルーフ
3 第1アンテナ素子
31 第1突起
4 第2アンテナ素子
41 第2突起
5 第1アンテナ素子ホルダー
6 第2アンテナ素子ホルダー
7 無給電素子ホルダー
8 無給電素子
9 SDARSアンテナ
10 第1基板
11 GNSSアンテナ
12 第2基板
13 パッド
13a 第1取付孔
13b 孔
131 円環部
131b 円環部の外縁
132 側部
132a 側部の下面
132a1 側部の下面の外縁
132b 側部の上面
132b1 側部の上面の外縁
132c 側部の内周面
132d 側部の外周面
133 溝
133a 溝における外部空間の側の端面
133b 溝における内部空間の側の端面
14 金属ベース
14a 第2取付孔
14b ケーブル孔
141 リブ
141a 開口
141b 誘導路
17 仮保持ホルダー
18 係止部材
19 ワッシャー
20 ボルト
25 ケーブル
251 第1基板と電気的に接続されるケーブル
a1 パッドの内部空間
a2 パッドの外部空間
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記アンテナケースで覆われた空間内に位置するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に電気的に接続された基板と、
前記基板を保持するベースと、
前記アンテナケースの外縁に沿った円環部と、前記円環部の外縁に沿って前記円環部の下面に設けられ断面が台形形状を有する側部とを有するパッドとを備え、
前記パッドは、内部空間と外部空間を結ぶ溝を有することを特徴とするアンテナ装置。 Antenna case,
An antenna element located in a space covered by the antenna case;
A substrate electrically connected to the antenna element;
A base for holding the substrate;
And a pad having an annular portion along the outer edge of the antenna case, and a side portion provided on the lower surface of the annular portion along the outer edge of the annular portion and having a trapezoidal cross section.
The said pad has a groove | channel which connects interior space and exterior space, The antenna apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ベースには、前記ケーブルを上下に通すケーブル孔が設けられ、
前記ケーブル孔は、前記溝と前記開口との間に配置されることを特徴とする請求項5に記載のアンテナ装置。 The rib is provided with an opening for passing a cable in a wall-shaped area,
The base is provided with a cable hole for passing the cable up and down;
The antenna device according to claim 5, wherein the cable hole is disposed between the groove and the opening.
取り付けられる前は、前記溝が前記側部の外周面に隠れ、
取り付けられた時に、前記溝が前記内部空間と前記外部空間を結ぶことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のアンテナ装置。 The groove is provided on the inner circumferential surface of the side portion,
Before being attached, the groove is hidden on the outer peripheral surface of the side,
The antenna device according to any one of claims 1 to 7, wherein when attached, the groove connects the inner space and the outer space.
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