JP4209372B2

JP4209372B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP4209372B2
Application number: JP2004279261A
Authority: JP
Inventors: 浩太飯島
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006094288A

Description

本発明は自動車のタイヤ内に配置されて空気圧を監視したり、或いは屋外で使用するのに適したアンテナ装置に関する。

従来のアンテナ装置の図面を説明すると、図７は従来のアンテナ装置の斜視図、図８は従来のアンテナ装置の断面図であり、次に、従来のアンテナ装置の構成を図７，図８に基づいて説明すると、複数枚の誘電体基板が積層されてなる誘電基体５１は、一方の面（下面）側に設けられた有底の凹部５１ａを有し、この凹部５１ａの底面と積層内には、配線パターン５２が設けられ、この配線パターン５２には、種々の電子部品５３が搭載されて、ＲＦ回路が形成され、電子部品５３が配置された凹部５１ａは、開放状態となっている。

誘電基体５１の他方の面（上面）側と積層内には、２つの放射導体５４，５５が設けられると共に、下方に位置する放射導体５５と配線パターン５２との間の誘電体基体５１の積層内には、接地導体５６が設けられ、２つの放射導体５４，５５のそれぞれは、スルーホール５７によって配線パターン５２と接地導体５６に接続されて、従来のアンテナ装置が形成されている。（例えば、特許文献１参照）

このような従来のアンテナ装置は、電子部品５３を配置した凹部５１ａが開放状態となっているため、屋外用として不適であるばかりか、放射導体５５、接地導体５６，及び電子部品５３を収納する凹部５１ａが厚み方向に順次並設されているため、放射導体５５と接地導体５６間、接地導体５６と凹部５１ａの底部間、及び凹部５１ａの位置の３カ所に誘電体基板が介在して、厚み方向に大きくなる。

特開２００２−１３５０４１号公報

従来のアンテナ装置は、電子部品５３を配置した凹部５１ａが開放状態となっているため、屋外用として不適であるばかりか、放射導体５５、接地導体５６，及び電子部品５３を収納する凹部５１ａが厚み方向に順次並設されているため、放射導体５５と接地導体５６間、接地導体５６と凹部５１ａの底部間、及び凹部５１ａの位置の３カ所に誘電体基板が介在して、厚み方向に大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は屋外用としても好適で、厚み方向に小型のアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための第１の解決手段として、誘電材からなり、一方の面側に有底の凹部を設けた誘電基体と、前記凹部の底面側に配置されて第１の電気回路を形成した第１の電子部品と、互いに対向した状態で前記誘電基体に取り付けられた放射導体、及び接地導体と、前記第１の電気回路に接続される前記放射導体の給電部とを備え、前記放射導体と前記接地導体の何れか一方は、前記凹部を塞ぐように前記誘電基体の前記一方の面側に配置されると共に、前記放射導体と前記接地導体の何れか他方は、前記一方の面側と対向する前記誘電基体の他方の面側に配置され、前記第１の電子部品は前記誘電基体の凹部の底部よりもタイヤ回転軸寄りに位置し、
前記放射導体は、絶縁基板に設けられた導電パターンによって形成され、
前記絶縁基板が前記凹部を塞ぐように配置されると共に、前記接地導体が前記誘電体基体の前記他方の面側に配置された構成とした。

また、第２の解決手段として、前記放射導体の略中央部には、導体削除部が設けられると共に、前記導体削除部に位置する前記絶縁基板には、導体パターンが設けられ、前記導体パターンには、第２の電気回路を形成するための第２の電子部品が配置され、前記第２の電気回路は、前記放射導体の前記給電部に接続されると共に、前記第１の電気回路に接続された構成とした。

また、第３の解決手段として、前記第１の電気回路は、水晶共振器を含む前記第１の電子部品が配置されて共振回路を形成され、前記第２の電気回路は、検波回路で形成された構成とした。

また、第４の解決手段として、前記誘電基体の前記凹部の底面には、配線パターンが設けられ、前記配線パターンに前記第１の電子部品が接続されて前記第１の電気回路を形成した構成とした。

また、第５の解決手段として、配線パターンを有する回路基板を有し、この回路基板には、前記配線パターンに前記第１の電子部品が接続されて前記第１の電気回路を形成し、前記回路基板は、前記第１の電子部品を配置した面と反対側の面が前記凹部の底面に位置するように前記凹部内に配置された構成とした。

本発明のアンテナ装置は、誘電材からなり、一方の面側に有底の凹部を設けた誘電基体と、凹部の底面側に配置されて第１の電気回路を形成した第１の電子部品と、互いに対向した状態で誘電基体に取り付けられた放射導体、及び接地導体と、第１の電気回路に接続される放射導体の給電部とを備え、放射導体と接地導体の何れか一方は、凹部を塞ぐように誘電基体の一方の面側に配置されると共に、放射導体と接地導体の何れか他方は、一方の面側と対向する誘電基体の他方の面側に配置されたため、凹部が放射導体と接地導体の何れか一方によって塞がれ、第１の電気回路が密閉状態となって、屋外用としても好適であると共に、誘電基体の厚さは、放射導体と接地導体間の厚さで良く、従来に比して薄型のものが得られる。

また、放射導体は、絶縁基板に設けられた導電パターンによって形成されたため、放射導体の形成が容易であると共に、放射導体の誘電基体への取付の容易なものが得られる。

また、放射導体の略中央部には、導体削除部が設けられると共に、導体削除部に位置する絶縁基板には、導体パターンが設けられ、導体パターンには、第２の電気回路を形成するための第２の電子部品が配置され、第２の電気回路は、放射導体の給電部に接続されると共に、第１の電気回路に接続されたため、電気回路を分散できて、小型ものが得られると共に、第２の電気回路が絶縁基板上の放射導体内に形成できて、スペースファクタが良く、一層小型化を図ることができる。

また、第１の電気回路は、水晶共振器を含む第１の電子部品が配置されて共振回路を形成され、第２の電気回路は、検波回路で形成されたため、例えば、アンテナ装置が自動車のタイヤの接地面の内側に配置された場合、放射導体がタイヤ回転軸側に位置し、誘電基体の凹部がタイヤ回転軸側になった状態で取り付けられるが、この時、水晶振動子を含む電子部品は、タイヤ回転軸側に位置するようになり、また、アンテナ装置がタイヤホイール側に配置された場合も、水晶振動子を含む電子部品は、タイヤ回転軸側に位置するようになり、従って、タイヤが回転した時の遠心力によって、電子部品が誘電基体の凹部の底部方向に押されるようになり、水晶振動子を含む電子部品の誤動作や破壊が防止できる。

また、絶縁基板が凹部を塞ぐように配置されると共に、接地導体が誘電基体の他方の面側に配置されたため、タイヤ側に配置するものに適したアンテナ装置が簡単に得られる。

また、接地導体が凹部を塞ぐように配置されると共に、絶縁基板が誘電基体の他方の面側に配置されたため、タイヤホイール側に配置するものに適したアンテナ装置が簡単に得られる。

また、誘電基体の凹部の底面には、配線パターンが設けられ、配線パターンに第１の電子部品が接続されて第１の電気回路を形成したため、部品点数が少なく、安価なものが得られる。

また、配線パターンを有する回路基板を有し、この回路基板には、配線パターンに第１の電子部品が接続されて第１の電気回路を形成し、回路基板は、第１の電子部品を配置した面と反対側の面が凹部の底面に位置するように凹部内に配置されたため、第１の電気回路を形成した回路基板が凹部内に組み込みできて、組立性の良好なものが得られる。

本発明のアンテナ装置の図面を説明すると、図１は本発明のアンテナ装置の第１実施例に係る平面図、図２は本発明のアンテナ装置の第１実施例に係る断面図、図３は本発明のアンテナ装置の第２実施例に係る断面図、図４は本発明のアンテナ装置の第３実施例に係る断面図、図５は本発明のアンテナ装置の第４実施例に係る断面図、図５は本発明のアンテナ装置に係り、水晶振動子を説明するための断面図である。

次に、本発明のアンテナ装置の第１実施例に係る構成を図１、図２に基づいて説明すると、液晶ポリマ材等の誘電材からなる誘電基体１は、上下方向（厚み方向）に貫通する孔１ａを有すると共に、誘電基体１は、一方の面（上面）側の中央部に設けられた有底の凹部１ａを有し、この凹部１ａの底部には、配線パターン２が設けられると共に、誘電基体１の他方の面（下面）側のほぼ全面には、導電体パターンや金属板からなる接地導体３が設けられており、そして、この誘電基体１の凹部１ａ内の配線パターン２には、水晶振動子４ａを含む種々の第１の電子部品４が搭載されて、共振回路等の第１の電気回路Ｋ１が形成されている。

薄板状の絶縁基板５の一面側には、導電パターン等からなる放射導体６が設けられ、この放射導体６の略中央部には、導体削除部６ａが設けられると共に、導体削除部６ａに位置する絶縁基板５には、導体パターン７が設けられ、導体パターン７には、種々の第２の電子部品８が接続され、検波回路からなる第２の電気回路Ｋ２が形成されている。

このような構成を有する絶縁基板５は、放射導体６を外部に位置した状態で、放射導体６と共に凹部１ａ内を密封した状態で塞ぐように、誘電基体１の一方の面側に取り付けられて、放射導体６は、他方の面側に位置する接地導体３に対向した状態に配置される。

そして、第２の電気回路Ｋ２の一部である導体パターン７は、給電部９の位置で放射導体６に接続されると共に、第１，第２の電気回路Ｋ１，Ｋ２は、接続導体１０によって接続され、第１の電気回路Ｋ１は、第２の電気回路Ｋ２を介して給電部９に接続された状態となって、本発明のアンテナ装置が形成されている。

このアンテナ装置は、例えば、車両に装着されたタイヤ１５の内部に取り付けられて空気圧等を検出するために使用される。
そして、アンテナ装置が車両本体側に設けられた質問器（図示せず）からの質問信号を受信すると、これによって水晶振動子４ａが励振され、その結果、水晶振動子４ａは、タイヤ１５内の空気圧に対する振動数で共振する。
共振信号は、高周波信号に重畳されて質問器に向けて送信され、質問器においては、共振信号の周波数から空気圧を検出するようにしている。

更に、図６に示すように、誘電基体１の配線パターン２に搭載された水晶振動子４ａは、基板４ｂと、この基板４ｂ上に設けられた導電路４ｃと、一端側が自由な状態で、他端側が導電路４ｃ上に導電接着材４ｄによって取り付けられた水晶片４ｅと、導電路４ｃに接続された状態で基板４ｂの下面側に導出された接続部４ｆと、水晶片４ｅを覆った状態で基板４ｂに取り付けられた絶縁性カバー４ｇを有する。

そして、このような構成を有する水晶振動子４ａは、接続部４ｆが誘電基体１上の配線パターン２に接続、固着されると共に、水晶振動子４ａは、タイヤ１５の接地面の内側に取り付けられて、水晶片４ｅが基板４ｂよりもタイヤ回転軸側に位置している。
従って、この状態でタイヤ１５が回転すると、遠心力が矢印Ａ方向に加わるが、水晶片４ｅの自由端側は、導電路４ｃ側（誘電基体１の凹部１ａの底部側）に押し付けられるため、誤動作や破壊が発生しない。

また、本発明のアンテナ装置が自動車のタイヤ１５内に配置された場合、図２に示すように、アンテナ装置は、放射導体６がタイヤ回転軸寄りで、誘電基体１が外側になった状態で取り付けられるが、この時、第１の電子部品４は、誘電基体１の凹部１ａの底部よりタイヤ回転軸寄りに位置するようになり、従って、タイヤ１５が回転した時、遠心力は矢印Ａ方向に働くため、第１の電子部品４が誘電基体１の凹部１ａの底部方向に押し付けられるようになって、第１の電子部品４の誤動作や破壊が無くなる。

また、図３は本発明のアンテナ装置の第２実施例を示し、この第２実施例の構成を説明すると、配線パターン２を有する回路基板１１を有し、この回路基板１１には、配線パターン２に第１の電子部品４が接続されて第１の電気回路Ｋ１を形成し、回路基板１１は、第１の電子部品４を配置した面と反対側の面が凹部１ａの底面に位置するように凹部１ａ内に配置されたものである。

その他の構成は、上記第１実施例と同様の構成を有し、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。

また、図４は本発明のアンテナ装置の第３実施例を示し、この第３実施例の構成を説明すると、金属板からなる接地導体３が凹部１ａを塞ぐように配置されると共に、絶縁基板５が誘電基体１の他方の面側に取り付けられ、第１，第２の電気回路Ｋ１，Ｋ２が誘電基体１を貫通する接続導体１０によって接続されたものである。

そして、第３実施例の本発明のアンテナ装置が自動車のタイヤホイール１６側に配置された場合、図４に示すように、アンテナ装置は、放射導体６が外側寄りで、誘電基体１がタイヤ回転軸寄りになった状態で取り付けられるが、この時、第１の電子部品４は、誘電基体１の凹部１ａの底部よりタイヤ回転軸寄りに位置するようになり、従って、タイヤホイール１６が回転した時、遠心力は矢印Ａ方向に働くため、第１の電子部品４が誘電基体１の凹部１ａの底部方向に押し付けられるようになって、第１の電子部品４の誤動作や破壊が無くなる。
即ち、誘電基体１への接地導体３と放射導体６の取付位置を変更するだけで、タイヤ１５やタイヤホイール１６への配置に適したものが容易に得られる。

また、図５は本発明のアンテナ装置の第４実施例を示し、この第４実施例の構成を説明すると、配線パターン２を有する回路基板１１を有し、この回路基板１１には、配線パターン２に第１の電子部品４が接続されて第１の電気回路Ｋ１を形成し、回路基板１１は、第１の電子部品４を配置した面と反対側の面が凹部１ａの底面に位置するように凹部１ａ内に配置されたものである。

その他の構成は、上記第３実施例と同様の構成を有し、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。

本発明のアンテナ装置の第１実施例に係る平面図。本発明のアンテナ装置の第１実施例に係る断面図。本発明のアンテナ装置の第２実施例に係る断面図。本発明のアンテナ装置の第３実施例に係る断面図。本発明のアンテナ装置の第４実施例に係る断面図。本発明のアンテナ装置に係り、水晶振動子を説明するための断面図。従来のアンテナ装置の斜視図。従来のアンテナ装置の断面図。

符号の説明

１：誘電基体
１ａ：凹部
２：配線パターン
３：接地導体
４：第１の電子部品
４ａ：水晶振動子
４ｂ：基板
４ｃ：導電路
４ｄ：導電接着材
４ｅ：水晶片
４ｆ：接続部
４ｇ：絶縁性カバー
５：絶縁基板
６：放射導体
６ａ：導体削除部
７：導体パターン
８：第２の電子部品
９：給電部
１０：接続導体
１１：回路基板
Ｋ１：第１の電気回路
Ｋ２：第２の電気回路
１５：タイヤ
１６：タイヤホイール

Claims

タイヤ又はタイヤホイールに設置されるアンテナ装置であって、
誘電材からなり、一方の面側に有底の凹部を設けた誘電基体と、前記凹部の底面側に配置されて第１の電気回路を形成した第１の電子部品と、互いに対向した状態で前記誘電基体に取り付けられた放射導体、及び接地導体と、前記第１の電気回路に接続される前記放射導体の給電部とを備え、前記放射導体と前記接地導体の何れか一方は、前記凹部を塞ぐように前記誘電基体の前記一方の面側に配置されると共に、前記放射導体と前記接地導体の何れか他方は、前記一方の面側と対向する前記誘電基体の他方の面側に配置され、前記第１の電子部品は前記誘電基体の凹部の底部よりもタイヤ回転軸寄りに位置し、
前記放射導体は、絶縁基板に設けられた導電パターンによって形成され、
前記絶縁基板が前記凹部を塞ぐように配置されると共に、前記接地導体が前記誘電体基体の前記他方の面側に配置されたことを特徴とするアンテナ装置。
前記放射導体は、絶縁基板に設けられた導電パターンによって形成されたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
前記放射導体の略中央部には、導体削除部が設けられると共に、前記導体削除部に位置する前記絶縁基板には、導体パターンが設けられ、前記導体パターンには、第２の電気回路を形成するための第２の電子部品が配置され、前記第２の電気回路は、前記放射導体の前記給電部に接続されると共に、前記第１の電気回路に接続されたことを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
前記第１の電気回路は、水晶共振器を含む前記第１の電子部品が配置されて共振回路を形成され、前記第２の電気回路は、検波回路で形成されたことを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
前記接地導体が前記凹部を塞ぐように配置されると共に、前記絶縁基板が前記誘電基体の前記他方の面側に配置されたことを特徴とする請求項２から４の何れかに記載のアンテナ装置。
前記誘電基体の前記凹部の底面には、配線パターンが設けられ、前記配線パターンに前記第１の電子部品が接続されて前記第１の電気回路を形成したことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のアンテナ装置。
配線パターンを有する回路基板を有し、この回路基板には、前記配線パターンに前記第１の電子部品が接続されて前記第１の電気回路を形成し、前記回路基板は、前記第１の電子部品を配置した面と反対側の面が前記凹部の底面に位置するように前記凹部内に配置されたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のアンテナ装置。