JP4235194B2 - アンテナユニット - Google Patents

Description

本発明は、アンテナユニットに関し、特に、人工衛星からの電波（以下「衛星波」とも呼ぶ。）または地上での電波（以下「地上波」とも呼ぶ。）を受信してデジタルラジオ放送を聴取することが可能なデジタルラジオ受信機用のアンテナユニットに関する。

最近、衛星波または地上波を受信して、デジタルラジオ放送を聴取可能にしたデジタルラジオ受信機が開発され、米国において実用化されている。すなわち、ＸＭとシリウスという２つの放送局が計２５０チャンネル以上のラジオ番組を全国に提供している。このデジタルラジオ受信機は、一般には、自動車等の移動体に搭載され、周波数が約２．３ＧＨｚ帯の電波を受信してラジオ放送を聴取することが可能である。すなわち、デジタルラジオ受信機は、モバイル放送を聴取することが可能なラジオ受信機である。受信電波の周波数が約２．３ＧＨｚ帯なので、そのときの受信波長（共振波長）λは約１２８．３ｍｍである。尚、地上波は、衛星波を一旦、地球局で受信した後、周波数を若干シフトし、直線偏波で再送信したものである。すなわち、衛星波は円偏波であるの対して、地上波は直線偏波である。

ＸＭ衛星ラジオ用アンテナ装置は、静止衛星２ケより円偏波電波を受信し、不感地帯では地上直線偏波設備により電波を受信する。一方、シリウス衛星ラジオ用アンテナ装置は、周回衛星３ケ（シンクロ型）より円偏波電波を受信し、不感地帯では地上直線偏波設備により電波を受信する。

このようにデジタルラジオ放送では、約２．３ＧＨｚ帯の周波数の電波が使用されるので、その電波を受信するアンテナユニットは、室外に設置されなければならない。従って、デジタルラジオ受信機を自動車等の移動体に搭載する場合には、そのアンテナユニットを移動体（車体）の屋根に取り付けなければならない。そのため、このようなアンテナユニットには、高い耐候性や防水性が要求される。

このようなアンテナユニットは、アンテナと、このアンテナを覆うためのアンテナケースとから構成される。アンテナケースは、ドーム状のトップカバーとボトムプレートとから構成される。アンテナは、アンテナ素子と回路基板とシールドケースとから構成される。アンテナ素子は、例えば、パッチアンテナで構成され、衛星波を受信する。回路基板には、このアンテナ素子で受信した信号に対して信号増幅などの各種信号処理を施す回路（以下、信号処理回路と呼ぶ）が形成されている。シールドケースは信号処理回路をシールドするためのものである。

このような構成のアンテナユニットを車体の屋根に取り付ける場合、そのアンテナユニットのトップカバーの色を車体の色と合わせることが必要となる。その為、アンテナのトップカバーをそれが搭載される車体の色と同一の色で塗装することが求められる。車体のカラーバリエーションは豊富である。例えば、１０車種で色１０色の場合、１００機種に対応する必要がある。

その結果、従来においては、アンテナユニットを製造する場合、色毎にトップカバーの塗装品を購入し、組立工程にてトップカバーの取り付けを行っている。

尚、本発明に関連するアンテナユニットとして、確実に水等の浸入を防ぐようにしたアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、ボトムプレートの少なくとも周囲を覆ってガスケットを配し、このガスケットをカバー部材の内周面に当接させることにより内部空間を密封するようにしている。

特開２００４−３６３７４７号公報

その為、従来においては、アンテナユニットの種類が増加し、管理が複雑になってしまい、生産効率が悪くなるという問題がある。

尚、特許文献１に開示されたアンテナ装置は、確実に水の浸入を防止することを技術的課題としており、アンテナユニットのトップカバーの色については何等言及していない。

したがって、本発明の課題は、管理を容易に行える、アンテナユニットを提供することにある。

本発明の他の課題は、容易に組み立てることが可能な、アンテナユニットを提供することにある。

本発明によれば、主面（１４ａ）を持つボトムプレート（１４）と、該ボトムプレートの主面上に搭載されたアンテナ素子（２０）と、前記アンテナ素子を覆うように、前記ボトムプレートの主面上に取り付けられた中間カバー（６２）と、前記中間カバーを覆うように、前記中間カバーに嵌合されるトップカバー（７０）とを備えたアンテナユニット（１０）であって、前記アンテナユニット（１０）は車体の屋根に設置されて使用されるものであり、前記ボトムプレート（１４）は前記トップカバー（７０）の開口を塞いで、前記トップカバー（７０）と前記ボトムプレート（１４）とで前記中間カバー（６２）及び前記アンテナ素子（２０）を収容する内部空間を形成し、前記内部空間を形成するトップカバー（７０）の内面（７０ａ）に、前記ボトムプレート（１４）の方向に一体的に立設され、先端に内側に突出した係止爪（７１ａ）を持つ複数の固定片（７１）を有し、前記複数の係止爪（７１ａ）はほぼ対称な位置に配置されており、前記中間カバー（６２）は、前記複数の係止爪と対応する位置にそれぞれ形成されて、前記複数の係止爪を受ける複数の係合部（６２１）を有し、前記複数の係止爪（７１ａ）を対応する前記複数の係合部（６２１）に係合することにより、前記トップカバーを前記中間カバーに嵌合するようにすることを特徴とするアンテナユニット（１０）が得られる。

上記本発明に係るアンテナユニットにおいて、前記固定片及び前記係合部の各々は６つ以上あることが望ましい。前記アンテナユニットは、前記ボトムプレートの主面上の周囲に設けられて、前記中間カバーと前記ボトムプレートとの間に挟み込まれる弾性シート（６５）を更に有することが好ましい。前記アンテナユニットは、前記ボトムプレートの少なくとも周縁部（１４ｂ）を覆う弾性部材から成るパッキン（６７）を更に有することが望ましい。この場合、前記トップカバーを前記中間カバーに嵌合する際に、前記トップカバーの外周縁が前記パッキンの外周縁に当接する。

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、中間カバーとトップカバーとから成る二重カバー構造とし、トップカバーを除くアンテナ本体を車体の屋根に搭載した後に、色付きのトップカバーをアンテナ本体に対して覆う（嵌合する）だけでアンテナユニットを車体の屋根に搭載できるので、アンテナ本体自体は一種類あれば良く、管理が容易になるという利点がある。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１を参照して、本発明の一実施の形態に係るアンテナユニット１０について説明する。図示のアンテナユニット１０は、デジタルラジオ受信機用のアンテナ装置であって、自動車等の移動体（車体）の屋根に設置されて使用される。

図１のアンテナユニット１０は、後述する中間カバー（インナーカバー）、トップカバー（アウターカバー）、およびパッキンを取り外した状態で示してある。

図示のアンテナユニット１０は、アンテナ１２と、このアンテナ１２を覆うためのアンテナケース（後述する）とから構成される。アンテナケースは、中間カバー（インナーカバー）と、ドーム状のトップカバー（アウターケース）と、ボトムプレート１４とから構成される。アンテナ１２は、後述すうように、中間カバー（インナーカバー）内に収納される。

アンテナ１２は、アンテナ素子２０と回路基板２２とシールドケース２４とから構成される。図示のアンテナ素子２０は、パッチアンテナで構成され、衛星波を受信する。回路基板２２には、このアンテナ素子２０で受信した信号に対して信号増幅などの各種信号処理を施す回路（以下、信号処理回路と呼ぶ）が形成されている。アンテナ素子２０と回路基板２２とは、図示しない両面テープなどによって接合される。

回路基板２２には、受信信号をアンテナケースの外部に取り出すためのケーブルが接続される。また、回路基板２２には、アンテナ素子２０が配置された側とは反対側の主面に、上記信号処理回路をシールドするためのシールドケース２４が取り付けられている。

シールドケース２４は、ケーブルを通すための開口２４ａを持つ。シールドケース２４は、その両側側面から外側へ延びる一対の耳２４１を有する。これら耳２４１には、螺子２６を貫通するための貫通穴２４ｂが空けられている。

アンテナユニット１０は、アンテナ１２とボトムプレート１４との間に配置されたユニット固定部材３０を備えている。このユニット固定部材３０は、後述するように、当該アンテナユニット１０を移動体（車体）の屋根上に仮固定し、かつアンテナ１２をボトムプレート１４上に固定させるものである。すなわち、アンテナ１２の真下にユニット固定部材３０が配置されている。

一方、ボトムプレート１４は、その主面１４ａ上に、このユニット固定部材３０を収容する凹部１４１を持つ。ボトムプレート１４は、３本の螺子２６が螺合される螺子穴１４２ａが切られた３つのボス１４２を有する。これら３つのボス１４２の内の２つは、上記シールドケース２４の一対の耳２４１と対応する位置に設けられている。

ユニット固定部材３０は、ボトムプレート１４の上記３つのボス１４２と対応する位置に、ボスを受ける３つのボス受け部３１を持つ。これらボス受け部３１には、３本の螺子２６を連通する連通穴３１ａが空けられている。ユニット固定部材３０は、ケーブルを通す穴３０ａを持つ。更に、ユニット固定部材３０は、当該アンテナユニット１０を移動体（車体）の屋根に対して仮止めする下方へ延在する一対のツメ３２を持つ。

ボトムプレート１４には、凹部１４１にケーブルを通す穴１４１ａと、一対のツメ３２を通す２つの穴１４１ｂとが空けられている。

図１に加えて図２をも参照して、さらにアンテナユニット１０について説明する。図２は、アンテナユニット１０から後述するトップカバー（アウターカバー）を除いた、アンテナ本体６０を示す図である。図２において、（Ａ）はアンテナ本体６０の分解側面図、（Ｂ）はアンテナ本体６０の平面図、（Ｃ）はアンテナ本体６０の側面図である。

ボトムプレート１４は、中間カバー（インナーカバー）６２を６本の螺子６３で、ボトムプレート１４の主面１４ａ上に取り付けるための６つのボス１４３を有する。各ボス１４３には螺子穴が切られている。中間カバー（インナーカバー）６２は、これら６本の螺子６３の螺子部を貫通するために、上記６つのボス１４３と対応する位置に、貫通孔（図示せず）を持つ。

中間カバー（インナーカバー）６２は、アンテナ素子２０を含むアンテナ１２を覆うためのものである。

ボトムプレート１４の主面１４ａ上の周囲には、ゴム等の弾性材料から成る第１の弾性シート６５が搭載される。すなわち、中間カバー（インナーカバー）６２を６本の螺子６３でボトムプレート１４の主面１４ａ上に取り付ける際に、この第１の弾性シート６５が中間カバー（インナーカバー）６２とボトムプレート１４との間に挟み込まれる。従って、この弾性シート６５は、中間カバー（インナーカバー）６２とボトムプレート１４との間の防水および防塵の役目を果たしている。

アンテナ本体６０は、少なくともボトムプレート１４の周縁部１４ｂ（図１）を覆う弾性部材から成る第２の弾性シート（パッキン）６７を更に有する。尚、図示の第２の弾性シート６７は、ボトムプレート１４の周縁部１４ｂばかりでなく、ボトムプレート１４の底面のほとんどの領域も覆っている。後述するように、トップカバー（アウターカバー）を中間カバー（インナーカバー）６２に嵌合する際に、トップカバーの外周縁が第２の弾性シート（パッキン）６７の外周縁に当接するので、第２の弾性シート（パッキン）６７によりトップカバー（アウターカバー）とアンテナ本体６０（ボトムプレート１４）との間の防水及び防塵がなされる。

図３を参照して、図２に示したアンテナ本体６０に取り付けられるトップカバー（アウターカバー）７０について説明する。図３において、（Ａ）はトップカバー７０の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）はトップカバー７０の側面図であり、（Ｃ）はトップカバー７０の底面図であり、（Ｄ）はトップカバー７０の断面図であり、（Ｅ）は（Ｄ）の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。

トップカバー（アウターカバー）７０は、中間カバー（インナーカバー）６２を覆うように、後述するように、中間カバー（インナーカバー）６２に嵌合される。

トップカバー７０は、その内面７０ａにボトムプレート１４の方向へ立設する６つの固定片７１を有する。各固定片７１は、その先端に内側へ突出した係止爪７１ａを持つ。

一方、図２に示されるように、中間カバー（インナーカバー）６２は、６つの係止爪７１ａと対応する位置にそれぞれ形成された６つの係合部６２１を有する。これら６つの係合部６２１は、それぞれ対応する６つの係止爪７１ａを受けるためのものである。従って、６つの係止爪７１ａを対応する６つの係合部６２１に係合することにより、トップカバー（アウターカバー）７０は中間カバー（インナーカバー）６２に嵌合される。

上述したように、アンテナユニット１０は、トップカバー（アウターカバー）７０と中間カバー（インナーカバー）６２とから成るカバー二重構造を有するので、アンテナ本体６０を車体の屋根の上に搭載後に、色付きのトップカバー（アウターカバー）７０をアンテナ本体６０に対して覆うだけで、アンテナユニット１０を構成できる。

すなわち、各種の色バリエーションを持ったトップカバー（アウターカバー）７０により、最終工程でアンテナ本体６０に対して覆う構造となるので、アンテナ本体６０は一種類だけあれば良く、アンテナユニット１０の管理が非常に容易となる。

また、トップカバー７０の内面７０ａに設けた６つの固定片７１の係止爪７１ａを中間カバー（インナーカバー）６２の６つの係合部６２１に係合するロック機構を用いて、トップカバー（アウターカバー）７０を中間カバー（インナーカバー）６２に嵌合しているので、トップカバー（アウターカバー）７０をアンテナ本体６０に対して非常に簡単に装着することが可能である。また、本実施の形態では、係止爪７１ａをトップカバー７０の６箇所、図２の紙面の左右方向を軸線としてほぼ対称な位置で、かつ等間隔に配置することにより、引っ掛かる圧力を分散させているので、トップカバー７０へのストレスを低減することができる。尚、本実施の形態では、係止爪７１ａをトップカバー７０の６箇所に配置しているが、設置箇所は６つ以上であれば良い。

更に、中間カバー（インナーカバー）６２とボトムプレート１４との間に第１の弾性シート６５を挟み込むと共に、トップカバー（アウターカバー）７０の外周縁を第２の弾性シート（パッキン）６７の外周縁に当接させているので、アンテナ素子２０を含むアンテナ１２に水や粉塵が浸入（侵入）するのを防止することができる。

以下、図１〜図３に加えて図４及び図５をも参照して、このような構成のアンテナユニット１０を移動体（車体）に固定する場合の動作について説明する。

先ず、図４に示されるように、ユニット固定部材３０の一対のツメ３２をボトムプレート１４の２つの穴１４１ｂに通す。このとき、ボトムプレート１４の３つのボス１４２はユニット固定部材３０のボス受け部３１に挿入された状態で受けられる。

次に、図４に示されるように、３本の螺子２６を、シールドケース２４の２つの貫通穴２４ｂおよびユニット固定部材３０の３つの連通穴３１ａを介して、ボス１４２の螺子穴１４２ａに螺子止めする。これにより、アンテナ１２はユニット固定部材３０を介してボトムプレート１４上に固定される。

次に、図２（Ａ）に示されるように、６本の螺子６３を使用して、アンテナ１２を覆うように、中間カバー（インナーカバー）６２をボトムプレート１４の主面１４ａ上に取り付ける。このとき、第１の弾性シート６５は中間カバー（インナーカバー）６２とボトムプレート１４との間に挟まれる。

これにより、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示されるような、アンテナ本体６０が組み立てられる。

この状態において、前述したように、図３に示されるトップカバー７０を中間カバー６２に嵌合することにより、アンテナユニット１０が完成する。このとき、トップカバー（アウターカバー）７０の外周縁が第２の弾性シート（パッキン）６７の外周縁に当接する。

次に、図４の矢印Ａで示されるように、ボトムプレート１４の下面から下方へ延在する円筒状のボルト４０を移動体（車体）の屋根５０に空けられた開口５０ａを通す。これにより、図５に示されるように、ユニット固定部材３０の一対のツメ３２によって、アンテナ本体６０が移動体（車体）の屋根５０上に仮固定される。

そして、図５の矢印Ｂで示されるように、ナット４２をボルト４０に螺合することによって、アンテナ本体６０は移動体（車体）の屋根５０上に本固定され取り付けられる。

以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、上記実施の形態において説明したアンテナユニットは、デジタルラジオ受信機用のアンテナユニットに適しているが、これに限定される訳ではなく、ＧＰＳ受信機用のアンテナユニットや、他の衛星波、地上波を受信するための移動体通信用のアンテナユニットとしても適用可能である。

本発明の一実施の形態に係るアンテナユニットを示す分解斜視図である。 アンテナケースからトップカバーを除いた、アンテナ本体を示す図で、（Ａ）はアンテナ本体の分解側面図、（Ｂ）はアンテナ本体の平面図、（Ｃ）はアンテナ本体の側面図である。 図２に示したアンテナ本体に取り付けられるトップカバーを示す図で、（Ａ）はトップカバーの外観を示す斜視図であり、（Ｂ）はトップカバーの側面図であり、（Ｃ）はトップカバーの底面図であり、（Ｄ）はトップカバーの断面図であり、（Ｅ）は（Ｄ）の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１に図示したアンテナユニットを移動体（車体）の屋根上に仮固定するまでの動作を説明するための断面図である。 図４において仮固定されたアンテナユニットを移動体（車体）の屋根上に本固定するときの動作を説明するための断面図である。

符号の説明

１０ アンテナユニット
１２ アンテナ
１４ ボトムプレート
１４ａ 主面
１４ｂ 周縁部
２０ アンテナ素子
５０ 移動体（車体）の屋根
６０ アンテナ本体
６２ 中間カバー（インナーカバー）
６２１ 係合部
６５ 第１の弾性シート
６７ 第２の弾性シート（パッキン）
７０ トップカバー（アウターカバー）
７１ 固定片
７１ａ 係止爪

Claims (4)

1. 主面を持つボトムプレートと、
   該ボトムプレートの主面上に搭載されたアンテナ素子と、
   前記アンテナ素子を覆うように、前記ボトムプレートの主面上に取り付けられた中間カバーと、
   前記中間カバーを覆うように、前記中間カバーに嵌合されるトップカバーと
   を備えたアンテナユニットであって、
   前記アンテナユニットは車体の屋根に設置されて使用されるものであり、
   前記ボトムプレートは前記トップカバーの開口を塞いで、前記トップカバーと前記ボトムプレートとで前記中間カバー及び前記アンテナ素子を収容する内部空間を形成し、
   前記内部空間を形成するトップカバーの内面に、前記ボトムプレートの方向に一体的に立設され、先端に内側に突出した係止爪を持つ複数の固定片を有し、前記複数の係止爪はほぼ対称な位置に配置されており、
   前記中間カバーは、前記複数の係止爪と対応する位置にそれぞれ形成されて、前記複数の係止爪を受ける複数の係合部を有し、
   前記複数の係止爪を対応する前記複数の係合部に係合することにより、前記トップカバーを前記中間カバーに嵌合することを特徴とするアンテナユニット。
2. 前記固定片及び前記係合部の各々は６つ以上ある、請求項１に記載のアンテナユニット。
3. 前記ボトムプレートの主面上の周囲に搭載されて、前記中間カバーと前記ボトムプレートとの間に挟み込まれる弾性シートを更に有する、請求項１又は２に記載のアンテナユニット。
4. 前記ボトムプレートの少なくとも周縁部を覆う弾性部材から成るパッキンを更に有し、前記トップカバーを前記中間カバーに嵌合する際に、前記トップカバーの外周縁が前記パッキンの外周縁に当接することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のアンテナユニット。

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