JP4314486B2 - アンテナ装置及びトップカバー - Google Patents

Description

本発明は、ＧＰＳ衛星から送出されたＧＰＳ信号を受信するアンテナ装置に関し、特に、アンテナモジュールを収容するトップカバーのリブ構造に関する。

近年、地球軌道を周回する複数の人工衛星からそれぞれ送出された信号波を受信機によって受信し、受信した信号波に含まれる情報に基づいて受信機自身の現在位置を検出するシステム、いわゆる汎地球測位システムが普及しつつある。なお、このようなシステムは、日本国及びアメリカ合衆国などの国々では、一般にＧＰＳ（Global Positioning System）と称されており、アメリカ合衆国国防総省が管理するＧＰＳ衛星を利用するものが一般的である。同様なシステムとしては、欧州で利用されている「ガリレオ」、ロシアで利用されている「グロナス」などがある。なお、ここでは、人工衛星を用いた測位システム、この測位システムで用いられる人工衛星、この人工衛星から送出される信号波、この信号波を受信する受信機などを、それぞれ便宜的にＧＰＳ、ＧＰＳ衛星、ＧＰＳ信号、ＧＰＳ受信機などと称することとする。

ＧＰＳは、高精度且つほぼリアルタイムでＧＰＳ受信機自身の現在位置を検出することができる。このことから、ＧＰＳは、例えば自動車や航空機、或いは携帯型電話機などの移動体にＧＰＳ受信機を搭載し、この移動体の現在位置を測定する用途に主として用いられている。

現在、自動車に搭載して好適な、いわゆる車載用のＧＰＳ受信機が急速に普及しつつある。ＧＰＳ受信機を自動車に搭載するに際しては、ＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信用のアンテナ装置が例えば屋根（ルーフ）上などの車外に設置される。このようなＧＰＳ受信用のアンテナ装置は、例えば特許文献１に開示されている。

以下、図１を参照して、従来のアンテナ装置１００について説明する。従来のアンテナ装置１００は、アンテナケース１０３と、アンテナモジュール１０４と、パッキン部材１０５と、信号線１０６とを備える。アンテナケース１０３はドーム状のトップカバー１０１とボトムプレート１０２とが接合されて構成される。アンテナモジュール１０４はトップカバー１０１内に収納される。パッキン部材１０５は、トップカバー１０１とボトムプレート１０２との接合部に配設されてアンテナケース１０３の密着性を確保するためのものである。信号線１０６はアンテナモジュール１０４に接続される。

アンテナモジュール１０４は、アンテナエレメント１１０と回路基板１１１とを有する。アンテナエレメント１１０には、ＧＰＳ衛星から送出されたＧＰＳ信号を受信するアンテナが形成されている。回路基板１１１には、このアンテナエレメント１１０によって受信したＧＰＳ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。アンテナエレメント１１０と回路基板１１１とは、両面テープ１１２などによって接合されている。

回路基板１１１には、ＧＰＳ信号をアンテナケース１０３の外部に取り出すための信号線１１３が接続される。また、回路基板１１１には、アンテナエレメント１１０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１１４が取り付けられている。信号線１１３は、トップカバー１０１に形成された切欠部１０１ａを介して外部に引き出される。この切欠部１０１ａに対応する位置にガスケット１１５が取り付けられている。

アンテナ装置１００は、トップカバー１０１の内部空間にアンテナモジュール１０４及びパッキン部材１０５が収納された状態で、このトップカバー１０１とボトムプレート１０２とが４本の螺子１２０によって螺子止めされることにより接合一体化される。

ボトムプレート１０２には、２つの凹部１０２ａ（図１中では一方のみを図示）が形成されている。これらの凹部１０２ａにそれぞれ永久磁石（図示せず）が配設される。これら永久磁石は、自動車のルーフにアンテナ装置１００を吸着固定させるために配設されるものである。また、ボトムプレート１０２の外方に臨む側の主面には、当該アンテナ装置１００の型番号や名称などを記したアルミ薄板製のネームプレート１２１が配設される。このネームプレート１２１を覆い、ボトムプレート１０２の当該主面の略全面に渡って、自動車のルーフへの傷付き防止を目的とした透明樹脂シート１２２が貼り付けられる。

通常、従来のアンテナ装置１００では、トップカバー１０１の内壁側面に複数の補強リブ（図示せず）が形成されている。

特開２００１−６８９１２号公報

従来のアンテナ装置１００では、単にトップカバー１０１の内壁側面に複数の補強リブを形成しているだけであって、それらの補強リブは、パッキン部材１０５の形状とは無関係に配置（配列）されている。そのため、従来のアンテナ装置１００では、パッキン部材１０５をトップカバー１０１に対して位置決めすることが困難である。また、トップカバー１０１は、その天板の肉厚が薄いので強度的に問題がある。

したがって、本発明の課題は、パッキン部材をトップカバーに対して容易に位置決めすることができるアンテナ装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、強度が向上されたトップカバーを持つアンテナ装置を提供することにある。

本発明によれば、トップカバー（１１）及びボトムプレート（１２）が接合されてなるアンテナケース（１３）と、前記トップカバー内に収納されて、電波を受信するアンテナモジュール（１４）と、前記トップカバーと前記ボトムプレートとの接合部に配設されて、前記アンテナモジュールの密封性を確保するパッキン部材（１５）と、を備えたアンテナ装置（１０）に於いて、前記トップカバーは、前記パッキン部材に先端部（１１ｂ−１）が当接する防水リブ（１１ｂ）と、該防水リブの周りに設けられた複数の補強リブ（１１ｇ）とを持ち、前記複数の補強リブ（１１ｇ）は前記トップカバー（１１）の内壁から前記防水リブ（１１ｂ）へ向けて突出して設けられており、前記複数の補強リブは前記パッキン部材の外形に合わせて配置されていることを特徴とするアンテナ装置が得られる。

上記本発明によるアンテナ装置において、前記トップカバーは、その内壁天面に形成された格子状のリブ（１１ｈ）を更に持つことが好ましい。尚、前記アンテナ装置は、前記電波としてＧＰＳ信号を受信するためのアンテナ装置であって良い。

又、本発明によれば、アンテナモジュール（１４）を収納するトップカバー（１１）であって、前記トップカバーは、先端部（１１ｂ−１）が防水パッキン（１５）と当接する防水リブ（１１ｂ）と、該防水リブの周りに設けられた複数の補強リブ（１１ｇ）とを持ち、前記複数の補強リブ（１１ｇ）は前記トップカバー（１１）の内壁から前記防水リブ（１１ｂ）へ向けて突出して設けられており、前記複数の補強リブが前記防水パッキンの外形に合わせて配置されていることを特徴とするトップカバーが得られる。

上記本発明によるトップカバーにおいて、前記トップカバーの内壁天面に形成された格子状のリブ（１１ｈ）を更に持つことが好ましい。

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、防水リブの周りに形成され、トップカバーの内壁から防水リブへ向けて突出して設けられている複数の補強リブをパッキン部材の外形に合わせて配置（配列）したので、パッキン部材をトップカバーに対して容易に位置決めすることができる。また、トップカバーの内壁天面に格子状のリブを形成したので、トップカバーの強度を向上させることができる。

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２を参照して、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置１０について説明する。図示のアンテナ装置１０は、ＧＰＳ信号受信用のアンテナ装置である。

アンテナ装置１０は、アンテナケース１３と、アンテナモジュール１４と、パッキン部材１５と、信号線１６とを備える。アンテナケース１３はドーム状のトップカバー１１とボトムプレート１２とが接合されて構成される。アンテナモジュール１４はトップカバー１１内に収納される。パッキン部材１５は、トップカバー１１とボトムカバー１２との接合部に配設されてアンテナケース１３の密着性を確保するためのものである。尚、パッキン部材１５は、防水機能をも果たすので、防水パッキンとも呼ばれる。信号線１６はアンテナモジュール１４に接続される。

アンテナモジュール１４は、アンテナエレメント２０と回路基板２１とを有する。アンテナエレメント２０には、ＧＰＳ衛星から送出されたＧＰＳ信号を受信するアンテナが形成されている。回路基板２１には、このアンテナエレメント２０によって受信したＧＰＳ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。アンテナエレメント２０と回路基板２１とは、両面テープ２２などによって接合されている。

回路基板２１には、ＧＰＳ信号をアンテナケース１３の外部に取り出すための信号線１６が接続される。また、回路基板２１には、アンテナエレメント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。信号線１６は、トップカバー１１に形成された切欠部（後述する）を介して外部に引き出される。

アンテナ装置１０は、トップカバー１１の内部空間にアンテナモジュール１４及びパッキン部材１５が収納された状態で、このトップカバー１１とボトムプレート１２とが３つの螺子２６によって螺子止めされることにより接合一体化される。

パッキン部材１５は、例えばシリコンゴムなどの樹脂材料によって形成されている。パッキン部材１５は、アンテナモジュール１４の全面を覆うベース部１５ａと、トップカバー１１に形成された切欠部１１ａ（図４）の位置で信号線１６の外周を覆うガスケット部１５ｂとを有する。

図３を参照して、パッキン部材１５の構成について更に詳細に説明する。図３において、（ａ）はパッキン部材１５の平面図であり、（ｂ）はパッキン部材１５の正面図であり、（ｃ）はパッキン部材１５の右側面図であり、（ｄ）はパッキン部材１５の背面図であり、（ｅ）はパッキン部材１５の底面図であり、（ｆ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図であり、（ｇ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。

ベース部１５ａは凹部１５ｃを有する。アンテナモジュール１４はこの凹部１５ｃによって位置決めされる。凹部１５ｃの外形状はアンテナモジュール１４の底面部全体をほぼ覆う形状とされている。

パッキン部材１５は、トップカバー１１とボトムプレート１２とが接合された際に、トップカバー１１とボトムプレート１２とによって挟持され、接合部における気密性を確保する目的で配設されている。ガスケット部１５ｂは、トップカバー１１における切欠部１１ａに対応する位置で、ベース部１５ａから立ち上がり形成される。ガスケット部１５ｂは、中央部に信号線１６を挿通するための孔部１５ｄを持つ。

パッキン部材１５は、孔部１５ｄの下側から外方へ延在する凸部１５ｅを有する。この凸部１５ｅは、信号線１６の下側に当接して防水構造を成す。凸部１５ｅは、トップカバー１１の切欠き部１１ａから外部に露出するように設けられて、アンテナ本体表面の一部を形成している。パッキン部材１５は、更に、ベース１５ａの下面に設けられた４本の突起部（足）１５ｆを持つ。これら突起部（足）１５ｆは、ボトムプレート１２、樹脂シート３１を貫通してアンテナ本体の底面から露出している。これら突起部（足）１５ｆはアンテナ本体を自動車のルーフに置いた際の滑り止めとして働く。

図２に戻って、ボトムプレート１２には、中央部に単一の凹部１２ａが形成されている。この凹部１２ａに永久磁石３０が配設される。この永久磁石３０は、自動車のルーフにアンテナ装置１０を吸着固定させるために配設されるものである。また、ボトムプレート１２の外方に臨む側の主面には、当該主面の略全面に渡って、自動車のルーフへの傷付き防止を目的とした樹脂シート３１が貼り付けられる。この樹脂シート３１には、当該アンテナ装置１０の型番号や名称などがプリントされる。

図４を参照して、トップカバー１１の構成について説明する。図４において、（ａ）はトップカバー１１の底面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。

トップカバー１１は、略四角筒形状の防水リブ１１ｂによって囲まれた収容部１１ｃを有する。収容部１１ｃは箱状のアンテナモジュール１４を収容する。また、収容部１１ｃの内部には、突状部材１１ｄがトップカバー１１の内壁天面と一体に４箇所に設けられている。これら突状部材１１ｄはアンテナエレメント２０の四隅付近と当接する位置に設けられている。

また、トップカバー１１は、パッキン部材１５のガスケット部１５ｂを受けるガスケット受け部１１ｅと、３つの螺子２６がそれぞれ螺合される３本の螺子穴１１ｆとを持つ。

図４（ｃ）に示されるように、防水リブ１１ｂの先端部１１ｂ−１の外周縁は面取りされている。防水リブ１１ｂの先端部１１ｂ−１は、３本の螺子２６による螺子締めにより、パッキン部材１５と当接する。

さらに、トップカバー１１には、防水リブ１１ｂの周りに１２個の補強リブ１１ｇが形成されている。図４（ａ）および（ｃ）に示されるように、１２個の補強リブ１１ｇは、トップカバー１１の内壁から防水リブ１１ｂへ向けて突出して設けられている。これら補強リブ１１ｇは、上述したパッキン部材１５の外形と対応（マッチ）するように配置（配列）されている。換言すれば、補強リブ１１ｇの先端を仮想的に結んでできる仮想形状は、パッキン部材１５の外形とほぼ対応するような形状をしている。

そのため、図５に示されるように、パッキン部材１５をトップカバー１１に対して容易に位置決めすることができる。その結果、作業性を向上できる。尚、上述したように、トップカバー１１にパッキン部材１５とボトムプレート１２とが３本の螺子２６で螺子締めされるので、図５に図示した状態とは異なり、実際には、これら３本の螺子２６による螺子締め圧により、パッキン部材１５の上側外周端縁が補強リブ１１ｇの略直角形の角部に当接することになる。

また、トップカバー１１の内壁天面には、図４（ａ）に示されるように、格子状のリブ１１ｈが形成されている。これにより、トップカバー１１の強度を向上させることができる。格子状リブ１１ｈは、略四角筒形状の防水リブ１１ｂによって囲まれた収容部１１ｃの内壁天面に、略中央部を四角形状に除く全体に亘って形成されている。格子状リブ１１ｈが除かれた略中央部分には、アンテナエレメント２０の受信面側に突出した給電ピンが位置するよう構成されており、アンテナエレメント２０が収容部１１ｃに収容された際の給電ピンの逃げとして作用する。

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、補強リブの個数は１２個の限定されないのは言うまでもない。とにかく、補強リブの先端部を仮想的に結んでできる仮想形状が、実質的にパッキン部材の外形とほぼ対応していれば良い。また、上記実施の形態において説明したアンテナ装置は、ＧＰＳ信号受信用のアンテナ装置に適しているが、これに限定される訳ではなく、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装置としても適用可能である。

従来のアンテナ装置の一例を示す概略分解図である。 本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の概略分解図である。 図２に示したアンテナ装置に使用されるパッキン部材を示す図で、（ａ）はパッキン部材の平面図であり、（ｂ）はパッキン部材の正面図であり、（ｃ）はパッキン部材の右側面図であり、（ｄ）はパッキン部材の背面図であり、（ｅ）はパッキン部材の底面図であり、（ｆ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線での断面図であり、（ｇ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。 図２に示したアンテナ装置に使用されるトップカバーを示す図で、（ａ）はトップカバーの底面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線での断面図であり、（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。 図４に示したトップカバーに図３に示したパッキン部材を組立てた図で、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。

符号の説明

１０ アンテナ装置
１１ トップカバー
１１ｂ 防水リブ
１１ｇ 補強リブ
１１ｈ 格子状のリブ
１２ ボトムプレート
１３ アンテナケース
１４ アンテナモジュール
１５ パッキン部材（防水パッキン）
１６ 信号線
２０ アンテナエレメント
２１ 回路基板
２２ 両面テープ
２４ シールドケース
２６ 螺子
３０ 永久磁石
３１ 樹脂シート

Claims (5)

1. トップカバー及びボトムプレートが接合されてなるアンテナケースと、
   前記トップカバー内に収納されて、電波を受信するアンテナモジュールと、
   前記トップカバーと前記ボトムプレートとの接合部に配設されて、前記アンテナモジュールの密封性を確保するパッキン部材と、を備えたアンテナ装置に於いて、
   前記トップカバーは、前記パッキン部材に先端部が当接する防水リブと、該防水リブの周りに設けられた複数の補強リブとを持ち、前記複数の補強リブは前記トップカバーの内壁から前記防水リブへ向けて突出して設けられており、前記複数の補強リブは前記パッキン部材の外形に合わせて配置されていること
   を特徴とするアンテナ装置。
2. 前記トップカバーは、その内壁天面に形成された格子状のリブを更に持つ、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナ装置は、前記電波としてＧＰＳ信号を受信するためのアンテナ装置である、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. アンテナモジュールを収納するトップカバーであって、前記トップカバーは、先端部が防水パッキンと当接する防水リブと、該防水リブの周りに設けられた複数の補強リブとを持ち、前記複数の補強リブは前記トップカバーの内壁から前記防水リブへ向けて突出して設けられており、前記複数の補強リブが前記防水パッキンの外形に合わせて配置されていることを特徴とするトップカバー。
5. 前記トップカバーの内壁天面に形成された格子状のリブを更に持つ、請求項４に記載のトップカバー。

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