JP3629466B2 - 自動車用アンテナ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、特に移動体通信用の自動車用アンテナに関するものである。
【０００２】
このような形式のアンテナ、例えばいわゆるウインド式アンテナ（例えばドイツ連邦共和国特許公開第４４４３５９６号明細書参照）によって、自動車のウインドに組み込まれた放射体を有するものが公知である。
隠蔽された自動車用アンテナは例えば国際公開第９９２１２４７号明細書及びドイツ連邦共和国実用新案登録第２９８１８４３０号明細書により公知である。国際公開第９９２１２４７号明細書によれば、不導体のケーシング例えばバックミラー又は第３のブレーキ灯内に組み込まれたアンテナについて記載されている。この場合、外部から見えないように隠蔽することは、非透光性のプラスチックケーシングによって行われる。このようなアンテナの配置は、特にケーシングの形状をアンテナ構造に適合させるために又はそれとは逆にアンテナ構造をケーシングの形状に適合させるために高価な開発コストを必要とし、アンテナの機能とケーシングの機能とが同じ方向性を有するようにしなければならないので、アンテナ及びバックミラー並びに特に第３のブレーキ灯の構造の形状的及び技術的な可能性を著しく狭めることになる。
しかもアンテナを付加的に組み付けることによって、前記ケーシングの寸法は増大され、ひいては車両内室の利用スペース並びに運転者のための視界が減少される。
【０００３】
前記ドイツ連邦共和国実用新案登録第２９８１８４３０号明細書により公知のアンテナも、車体部分例えばトランクルームの蓋に配置することによって、製造が高価であって、このような１例として構成された配置においてはトランクルーム容積を減少させることになり、今日では既に小さくなっているトランクルーム容積において不都合である。しかもこのような、不導体材料より成る車体部分の使用範囲は限られており、それによって限定的な車両型式においてしか使用することができない。
【０００４】
さらにまた、隠蔽された自動車用アンテナとしては、いわゆるバンパアンテナも公知である。例えばドイツ連邦共和国特許公開第４１１６２３２号明細書明細書によれば、不導体の車両バンパに組み込まれたアンテナについて記載されているが、このアンテナは確かに隠蔽されているが、衝突事故の際に非常に危険である。これは特に、１つの導線によって又は１つの導線カプラによって互いに結合された、バンパのコーナー領域に配置された２つのゾンデを有する構成にも当てはまる。何故ならば、接続導線が破壊された時点でアンテナはもはや機能しないからである。しかも、反射器として使用される金属製の車体からの、放射器の必要とされる最小間隔が提供されることは、最近の自動車においては非常に希である。何故ならばバンパは、デザイン上の理由及び安全性の理由から、突き出して設けられるのではなく、車体に密接して配置されるからである。この場合、互いの間隔は部分的に２０ｍｍよりも小さい。これによって移動体通信のために設けられた周波数範囲内に強い容量性の結合が生じ、この容量性の結合は事実上アンテナの短絡を生ぜしめることになる。ドイツ連邦共和国特許公開第１９８３０８１１号明細書により公知の自動車用アンテナにおいては、このような小さい間隔は、バンパ内側に配置されたレーダケーシングのためにも不可能である。
これによって、公知のバンパアンテナは、その使用範囲が著しく制限されることになる。さらにまた、車体内部に接続導線をガイドするために、車体に付加的な水しぶきに対してシールされた開口を設ける必要があり、それによって製造及び組立コストは高価になる。
【０００５】
そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の自動車用アンテナを改良して、できるだけ簡単で安価な形式で、見えないように隠蔽して配置され、複雑でない接続が可能であって、車体材料と無関係で、また、その構造が、アンテナを受容する部分によって制限されることがなく、運転者の視界及び自動車内室が減少されることがなく、しかも、衝突による損傷に対して危険性が少なく、その有効性が、車体からの放射体の隔たりとは無関係であって、接続導線のために特別な車体貫通ガイドを必要としないようにすることである。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴部によって解決された。アンテナと接続導線とが、組み付け部の構成部分ではないことによって、少なくとも衝突時における損傷の危険性は、バンパアンテナと比較して著しく減少されている。この場合、組み付け部は、超過コストなしで目隠しとして働くので、移動体通信装置が存在することを示す明瞭な証はなく、ひいては盗まれる危険もない。特に、アンテナと隠蔽を行う組み付け部とを分離したことによって、超過コストなしで、アンテナと組み付け部とを妥協なしでその所望の電気的及び機械的な機能に応じて最適に構成することができ、利用空間を制限することがない。
車体が導体であって反射器として用いられない場合に、車体開口内に放射体を配置すると、アンテナは、放射体からの組み付け部の間隔とはまったく無関係である。従ってアンテナは、この間隔が常に小さい最近の自動車に使用するためにも適している。しかも、支持部は手間なしに、この支持部上に任意の放射体構造を取り付けることができるように構成することができる。特に自動車用アンテナを本発明に従って配置すれば、アンテナ接続ケーブルをガイドするための、付加的に特別にシールしなければならない車体開口は必要とされない。むしろ、コストが節約される形式でボディシェル側（ｒｏｈｒｂａｕｓｅｉｔｉｇ）にケーブル敷設が可能である。
【０００７】
従属請求項によれば、本発明の請求項１に記載した自動車用アンテナの有利な実施例及び構成が可能である。組み付け部として、既にその他の目的のために設けられた部材を利用して、付加的な構成部分を節約すれば特に有利である。さらにまた、請求項２及び３に記載した選択的な実施例は、バンパも保護モールディング（Ｒａｍｍｓｃｈｕｔｚｌｅｉｓｔｅ）も広い範囲に亘って延びていて、この範囲内に車体開口を配置することができるようになっている、という利点を有している。
【０００８】
請求項４によれば、アンテナの有利な実施例が記載されている。容量接地（Ｇｅｇｅｎｇｅｗｉｃｈｔ）によって、例えば金属製の車体におけるような付加的な基準電位との結合は省略され、これによって製造及び組立のコストはさらに減少される。しかも適合された容量接地としての構成及び、車体開口の本発明による寸法設計によって、給電線ガイドに沿った車体被覆面における表面波（Ｍａｎｔｅｌｗｅｌｌｅ）のためのロックが得られる。
【０００９】
構造高さが小さい組み付け箇所、特に比較的狭い保護モールディングの後ろにおいても、請求項５記載の本発明による自動車用アンテナの構成はスリットアンテナとして適している。何故ならば、車体開口の長さは、λ／２よりも大きくなければならず、しかもその高さ（スリット幅）はそれよりも小さくなければならないからである。
【００１０】
請求項６による、特に効果的な自動車用アンテナの構成は、モノポールアンテナとして構成されているか又はスリットアンテナとして構成されていることとは無関係である。何故ならば、反射器は、外方に向かって、つまり目標方向で放射するだけであって、これが最大の出力だからである。この場合、放射体からの反射器の間隔は、正確に高周波数技術的に最適な値を有していて、バンパアンテナにおけるように、放射特性を劣化させる妥協策として短くする必要はない。
【００１１】
空気の侵入若しくは圧力補償が、図１７に示した実施例におけるように必要である限りは、請求項７に記載した反射器の構成は、２つの要求を満たし、さらに材料及び重量を節約して構成することができる最適な解決策を提供する。
【００１２】
請求項８に記載したアンテナ装置によれば、有利な形式でダイヤグラムを、所定の限界内で個別の要求に合わせることができる。例えば指向性作用は所定の角度範囲内で増大させることができる。請求項９に従って２つのゾンデを配置したことによって、少なくとも近似的な無指向性アンテナダイヤグラムが生ぜしめられ、これは、走行方向が常に変化することによって、原則として、自動車の受信器若しくは送信器のために望まれていることである。
【００１３】
請求項１０に記載した構成によって、最小のコストで、例えばＤネット及びＥネットのために設けられるデュアル・バンド・アンテナが得られる。勿論、自動車用アンテナの周波数波を、別の単方向性インピーダンス（Ｓｐｅｒｒｇｌｉｅｄ）を介在させることによってさらに大きくすることも可能である。このような単方向性インピーダンスは、簡単かつ有利な形式でＬＣ素子として構成することができる（請求項１１）。しかしながら、このような単方向性インピーダンスを、出力振動回路（Ｌｅｉｔｕｎｇｓｓｃｈｗｉｎｇｋｒｅｉｓ）として構成してもよい。
【００１４】
製造及び組立において、特に簡単で安価な自動車用アンテナの構造は請求項１２に記載されている。この場合、放射体及び容量接地は、非常に正確に構成することができる。しかも、基板は、薄い導体であるにも拘わらず、放射体に形状安定性を提供し、さらに純水なアンテナ線よりも著しく良好に固定可能である。またＬＣ単方向性インピーダンスは、簡単で、機械的な要求も電気的な要求も満たして導体路内に、請求項１３に記載したＳＭＤ技術で有利な形式で組み込むことができる。また、基板の誘電体は電気的に短絡せしめられるので、放射体と容量接地とは、より小さく構成することができる。
【００１５】
多くの使用例では、車体開口は、直接閉鎖されるか、又は組み付け部によって覆われない。従って請求項１４に記載した、自動車用アンテナの有利な構成においては、プリント基板全体が絶縁材料によって、水しぶき若しくは跳ね水に対してシールされて取り囲まれている。このために、これらの構成部分を射出成形で取り囲むか若しくは流し込み成形で埋め込めば有利である。このような構成においては、事実上、各外側輪郭形状を得て、ひいては構成部分を組立面の形状に合致させることができる。
【００１６】
封止用コンパウンドは、被覆しようとする構成部分に所定の弾性を与えるか、若しくはその弾性を維持する。これは特に、このような構成部分が、強く振動若しくは揺れる部材例えば車両部分に固定される場合に、有利である。
【００１７】
この場合、請求項１５に従って封止用コンパウンドとして熱可塑性の高熱溶融接着剤を使用すれば特に有利である。何故ならば、その短い硬化時間に基づいて、及び低圧範囲での射出成形作業を実施できる可能性に基づいて、時間を節約した安価な製造が可能だからである。さらにまた、高熱溶融接着剤による接着に基づいて、絶対的なシール性及びそれと同時に、被覆部から導かれた部分例えばケーブル外套の高い引っ張り負荷軽減が得られる。熱可塑性の高熱溶融接着剤は、熱可塑性のプラスチック例えばＰＶＣ又はＰＥより成るケーブル外套においては、ケーブル外套と表面とにおいて、完全に気密で高い引っ張り負荷軽減が補償される化学的な結合を形成する。
【００１８】
有利な形式で、プリント基板は、その他の目的のために既に設けられている不導体の支持体部分に固定されている（請求項１６）。これによって、形状の安定した配置が保証されるだけでなく、この放射体構造部はいつでも車両に後で取り付けることができる。勿論、最初の装備としてプラスチック支持体部分に若しくはこのプラスチック支持体部分内に組み込むこともできる。
【００１９】
本発明によるアンテナのための特に適した組み付け箇所は、自動車ドアを素早く閉じる際の圧力補償のために乗用車に大抵の場合設けられている空気孔である。この空気孔は、プラスチックバンパによって覆われていて、このプラスチックバンパによって隠されているので、簡単には見えないようになっている（請求項１７）。
【００２０】
この車体開口内には、一般的に、ブラインド形のエアフラップが取り付けられており、このエアフラップは、外方に可動なフラップを備えている。このフラップは、車両内部からの圧力を受けて外方に開放し、そうでない場合には、水が侵入するのを阻止するためにエアフラップに当接している。
【００２１】
この場合、請求項１８によれば、モノポール若しくは容量接地を有する構造部がエアフラップに固定されていれば特に有利である。この場合、勿論、フラップの可動性は妨げられない。
【００２２】
特に簡単で十分頑丈な固定は請求項１９に記載されている。この場合、保持ピンは、請求項２０及び２１に従って安価に、エアフラップと一体的に、射出成形法で製造される。次いで、放射体を有するアンテナ部分は、組立のために所属のエアフラップに係止させるだけでよい。
【００２３】
個別のケースにおいて、被覆部の高さは、モノポールとして構成された放射体を覆うためには不十分であるので、その高さは、請求項２２に従って公知の形式で、屋根特性によって低くして、所与性に合わせることができる。
【００２４】
次に、エアフラップに配置された自動車用無線アンテナとして構成された図示の実施例を用いて本発明を説明する。
【００２５】
図１は、自動車用アンテナの放射体部分の斜視図、
図２は、エアフラップと、このエアフラップに取り付けられた放射体部分との斜視図、
図３は、保持ピンの斜視図、
図４は、自動車の後部と、この自動車の後部のバンパに取り付けられたエアフラップ形アンテナを示す斜視図である。
【００２６】
自動車用アンテナは、自動車内室内に向かって配置された図示していない格子状の反射器をそれぞれ備えた２つの部個の放射体部分１より成っている。
【００２７】
各放射体１は、１つのモノポール２と、このモノポール２３の足部Ａに接続され、この足部Ａから互いに逆向きに直角に突き出る、適合された２つの容量接地３と、モノポール２及び容量接地３内に介在されたそれぞれ１つのＬＣ・単方向性インピーダンス４とから成っている。モノポール２と容量接地３とは、片側が覆われたＴ字形のプリント基板５上に、プリントされた導体路として配置されており、このプリント基板５内に、ＳＭＤ素子として構成されたＬＣ・単方向性インピーダンスが介在されている。モノポール２及び容量接地３の全長は、それぞれＤネット周波数範囲に合わせられている。ＬＣ・単方向性インピーダンス４は、Ｅネット周波数範囲用に設定されていて、モノポール２の足部Ａからの間隔が、この周波数範囲内の平均的な運転波長の約１／４に相当するように配置されている。これによって、Ｄネット周波数範囲でもＥネット周波数範囲でも作業するデュアルバンド式アンテナが実現される。
【００２８】
各放射体は、プラスチック射出成形法で製造されたエアフラップ６の、外方に向けられた側に固定されている。このために、放射体は、係止突起８を備えた一体的な保持ピン７を有しており、これらの保持ピン７は、放射体１を組み付ける際に、プリント基板５の孔９を貫通して、この孔９に後ろから係合して係止するようになっている。
【００２９】
エアフラップ６は、それぞれ１つのフレーム１０と、傾斜した４つの格子面１１とを有しており、これらの格子面１１に、上側の長手方向縁部でフレーム１０に固定されてこの長手方向縁部を中心にして可動なフラップ１２が配属されていている。図２には、これらのフラップ１２のうちの１つだけが示されている。
【００３０】
エアフラップ６は、自動車１３の両側で車体開口１４内に固定されおり、この車体開口１４は、後部のバンパ１５の、車体側面に沿って延びる部分によって覆われるように配置されている。例えば車両ドアを素早く閉鎖する際に生じる車両内室内の過圧は、エアフラップから外部に漏れ出る空気によって解消される。この際に、フラップ１２はまず、過圧によって外方に旋回せしめられ、圧力補償後に再び格子面１１に密に当接し、トランクルームに水しぶきがかからないようにトランクルームを保護する。２つの放射体１（ゾンデ）は、（ドイツ連邦共和国特許公開第４１１６２３２号明細書により公知の形式で）供給導線及び導線カプラを介して互いに接続されていて、接続ケーブルを介してＤネット及びＥネットの移動対通信範囲のための放送受信器に供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用アンテナの放射体部分の斜視図である。
【図２】エアフラップと、このエアフラップに取り付けられた放射体部分との斜視図である。
【図３】保持ピンの斜視図である。
【図４】自動車の後部と、この自動車の後部のバンパに取り付けられたエアフラップ形アンテナを示す斜視図である。

Claims (21)

1. 特に移動体通信のための自動車用アンテナであって、車体開口（１４）内に組み込まれた少なくとも１つの放射体と接続導線とを有する形式のものにおいて、
   少なくとも１つの放射体（１）が、車体開口（１４）内に配置された、非透光性で不導体の別個の組み付け部（１５）によって覆われた不導体の支持部（６）に取り付けられており、前記少なくとも１つの放射体（１）が、適合された容量接地（３）を備えたモノポール（２）として構成されていて、車体開口（１４）が方形に構成されており、この場合、車体開口の寸法が放射体方向で平均的な運転波長（λ）の＞１／６であって、放射体に対して直角方向で＞λ／３であることを特徴とする、自動車用アンテナ。
2. 前記組み付け部がプラスチックバンパ（１５）である、請求項１記載の自動車用アンテナ。
3. 前記組み付け部が保護モールディングである、請求項１記載の自動車用アンテナ。
4. 放射体と車体開口とがスリットアンテナとして構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の自動車用アンテナ。
5. 放射体（１）に関連して車両内部に向かって配置された反射体が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の自動車用アンテナ。
6. 反射体が格子状に構成されている、請求項１記載の自動車用アンテナ。
7. 組み合わされた２つの放射体（１）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の自動車用アンテナ。
8. 放射体（１）が、自動車の車体（１３）の両長手方向側に配置されている、請求項７記載の自動車用アンテナ。
9. モノポール（２）及び、容量接地（３）（これが設けられている場合に限り）の長さが、下側の周波数範囲のために設計されており、上側の周波数範囲のためのそれぞれ１つの単方向性インピーダンス（４）が、モノポール（２）内及び場合によっては容量接地（３）（これが設けられている場合に限り）内に嵌め込まれていて、この単方向性インピーダンス（４）とアンテナ接続箇所（Ａ）との間の長さが上側の周波数範囲に合わせられている、請求項１から請求項８までのいずれか１項記載の自動車用アンテナ。
10. 単方向性インピーダンス（４）がＬＣ素子である、請求項９記載の自動車用アンテナ。
11. モノポール（２）と場合によっては容量接地（３）（これが設けられている場合に限り）とが、プリントされた導体路としてプリント基板（５）上に配置されている、請求項９又は１０記載の自動車用アンテナ。
12. 単方向性インピーダンス（４）がＳＭＤ素子として構成されていて、導体路内に嵌め込まれている、請求項１１記載の自動車用アンテナ。
13. プリント基板（５）が設けられている場合には、プリント基板（５）がこのプリント基板（５）上に配置された単方向性インピーダンス（４）と共に絶縁材料によって取り囲まれていて、特に流し込み成形によって埋め込まれている、請求項１２記載の自動車用アンテナ。
14. 流し込み材料が高熱溶融接着剤である、請求項１３記載の自動車用アンテナ。
15. プリント基板（５）が、絶縁材料より成る支持部（６）に固定されている、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の自動車用アンテナ。
16. 少なくとも１つの放射体（１）が、自動車の車体（１３）のエアフラップ（１４）内に配置されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の自動車用アンテナ。
17. 少なくとも１つの放射体（１）が自動車のエアフラップ（６）に固定されている、請求項１６記載の自動車用アンテナ。
18. エアフラップ（６）に放射体（１）を固定するために、弾性的な係止突起（８）を備えた保持ピン（７）が設けられており、該保持ピン（７）が、放射体（１）を組み付ける際に放射体（１）の切欠（９）を貫通して、この切欠に後ろから係合して係止する、請求項１７記載の自動車用アンテナ。
19. 保持舌片（７）が、支持体部分有利にはエアフラップ（６）と一体的に構成されている、請求項１８記載の自動車用アンテナ。
20. 支持体部分（６）と保持ピン（７）とが射出成形部分である、請求項１９記載の自動車用アンテナ。
21. 放射体（１）が屋根容量を有している、請求項１から３及又は請求項５から１９までのいずれか１項記載の自動車用アンテナ。

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