JP4836393B2 - 自動車用アンテナ及びそのコンポーネントセット - Google Patents

Description

【０００１】
記載:
本発明は、請求項１の前提部に開示された特徴を有するアンテナから出発している。この種のアンテナは、EP 0 389 705 A2から知られており、外側伝導体と、内側伝導体と、外側伝導体内で内側伝導体を固定するプラスチック支持体とを備える同軸カプラを特徴とする。更に、そのようなアンテナは、前記カプラの内部に導電状態で接続された輻射器を有する。そのようなアンテナは、たとえば、ベース部を使用して、自動車のボディパネルに取り付けられる。前記カプラとアンテナケーブルとを取り付けるプラグを使用して、自動車側に設けられた受け取り装置に接続することができる。この目的のために、自動車のボディパネルには、前記アンテナベース部のエッジと当接し、それによって自動車ボディパネルとのグランド接続を形成するボアが設けられている。
【０００２】
上述したタイプのアンテナは、それらが使用される周波数範囲に調節される。周波数範囲の違い、たとえば、”C”ネット(450-465MHz)、”D”ネット(890-960MHz)、”E”ネット(1780-1920MHz)を使用する自動車電話、又は、ナビゲーションシステム用の周波数（グローバル-ポジショニング・システム-GPS; 1570-1580MHz）によって使用するアンテナの構成が異なる。これにより、種々の部品を製造し、在庫しておくことが必要となる。
【０００３】
更に、文献DE 44 40 293 C1には、輻射器を封入するスリーブを有し、それによって、外側伝導体と、内側伝導体と、カプラとの同軸アセンブリが輻射器に固定されているアンテナが開示されている。
【０００４】
本発明は、周波数範囲の違いによって必要とされる個々の適合条件にも拘わらず、上述のタイプのアンテナの設計を規格化し、それらを単純な方法で取り付ける方法を見出すという課題を解決しようとするものである。この課題の解決は、自動車産業に供給されるアンテナのコストを考慮すると特に重要である。
【０００５】
本発明に拠れば、この課題は、請求項１に開示される特徴構成によって解決された。本発明の有利な発展構成は、サブ請求項に開示されている。
【０００６】
本発明のアンテナは、特に、高周波数、とりわけ、”C”,”D”及び”E”ネット、及びGPS用、更に、1990-2200MHzの周波数範囲を使用することが予定されている将来のUMTS用途（ユニバーサル移動遠隔通信サービス）用に構成される。
【０００７】
本発明は、以下の大きな利点を提供する。
＊ アンテナの適合が、輻射器とカプラの内側伝導体との間に配置され、カプラの内側伝導体と、さらに、輻射器とに導電状態で接続されている回路支持プレート上の回路によって行われるため、別の可能な周波数範囲用の輻射器をそれに適合するように構成することが可能である。この場合、その適合は、前記回路支持プレート上の回路によって行われ、前記プレートの外部寸法は、さまざまな周波数範囲に適合するように選択することが可能である。従って、アンテナの機械的設計を、これらの異なる周波数範囲に対して不変にすることが可能である。
【０００８】
＊ 前記回路支持プレートが輻射器の長手方向に延出することにより、前記輻射器の長手方向に向けられた導電路、その輻射器のコンポーネント、を備える前記回路は、輻射器の有効長が、回路支持プレートを介してカプラの内側伝導体から、輻射器まで、又、好ましくは、この輻射器を超えて、端末輻射器部分内へと延出するように形成することができる。安全性の理由から、この後者の輻射器部分は、好ましくは、フレキシブルである。そしてこのフレキシブルな輻射器部分を前記輻射器に接続可能にするためには、前記輻射器をソケットとして構成し、その中に、フレキシブル輻射器部分をプラグ挿入することが可能である。
【０００９】
＊ 輻射器の長手方向に回路支持プレートを配置することにより、伝導プレートを、輻射器とフレキシブル輻射器部分と共に、細い保護スリーブに収納することが可能である。その結果、アンテナの外観を特に魅力的なものとすることが可能となり、これは、自動車への取り付け使用のために重要である。
【００１０】
＊ 回路支持プレートが支持部材に埋設されていることにより、特にコンパクトな構造が達成され、回路支持プレート用の別の取り付け手段が不用であり、しかも回路支持プレートは最適状態に保護される。
【００１１】
＊ 回路支持プレートを支持部材に埋設することにより、回路の接続部分は、一方ではカプラの内側伝導体に向かって、他方では輻射器に向かって、固定、永久保護される。
【００１２】
＊ 回路支持プレートを支持部材に埋設することにより、アンテナの構成は、コンパクトで、しかも機械的に高い安定性を有したものとなる。
【００１３】
＊ 回路支持プレートを、支持部材のプラスチック部分に、カプラの外側伝導体との接触に使用される１つ又は２つの接触面は埋設されず露出されるよう、埋設することができる。前記カプラがそのように構成され、カプラの支持部材をしっかりと取り囲むように構成されているので、カプラの外側伝導体との接触は特に単純な方法で行われる。その際、接触は、支持部材のプラスチック材に埋設されていない接触表面（単数又は複数)間で、追加コスト無く、自動的に行われる。
【００１４】
＊ アンテナの取り付けに必要な工程は、種々の周波数範囲用に構成されたアンテナに関して、同一である。
【００１５】
＊ 回路支持プレートは、この回路支持プレートを支持部材のプラスチック材の射出成形と共に行うことにより、支持部材に低コストで埋設することができる。これを達成するために、たとえば、カプラの内側伝導体が予め固定され、輻射器が予め固定された回路支持プレートを、射出成形用モールド、又は、合成射出成形用モールドに配置するように構成された射出成形用モールドが使用される。
【００１６】
＊ 輻射器はプラスチック材のスリーブに封入され、露出に対して保護される。このスリーブは、又、カプラに渡って延出し、このカプラの外側に固定される。
【００１７】
カプラの内側伝導体と輻射器は、回路支持プレートの回路に対して従来方法で接続することができる。回路支持プレートが支持部材のプラスチック材に埋設されていることから、カプラの内側伝導体と輻射器とを、回路支持プレートのボアにリベット止め又はハンマー締めすることが特に好ましい。それぞれ、前記ボアへは１つの導電路が延出し、これらボアは、貫通接続部（特に、電解質金属蒸着技術によって銅コーティングされたもの）を有し、これにより、そのボアに設けられた金属層が、導電路に接続され、それが回路基板の一方の面又は他方の面において前記ボアへと延出する。
【００１８】
前記接触面を回路支持プレートのエッジ面上に配置するならば、カプラの外側伝導体と、回路支持プレート又は基板上の各対応接触面（単数又は複数）との間の接触が特に簡単に確実な方法で行われる。前記エッジ表面とは、前記２つの主面を横切る方向に延出する回路支持プレートの厚みよって形成される狭い表面であると理解され、これにより、この面は、回路支持プレートをそのエッジで取り囲む。前記面は、直接に、外側伝導体の内面に面し、従って、特に容易に接触させることが可能である。この点に関して、もしも、好ましくは、支持体が、外ネジ部分を有し、更に、カプラの外側伝導体が内ネジ部分を有し、それによって、カプラを支持体の前記外ネジ部分に対してネジ止めすることを可能にするならば特に有利である。これにより、耐久性と安全性だけでなく、支持体と外側伝導体との間の防水性も達成することが可能である。前記プラスチックスリーブが外側伝導体に固定されていることから、アンテナは、天気の影響に対して確実に保護される。
【００１９】
もしも、好ましくは、前記接触面（単数又は複数）が、回路支持プレートの前記エッジに形成された１つ又は２つのショルダに配置され、これらショルダ（単数又は複数）が外側伝導体の内側に設けられた突起と当接するように構成されるならば、外側伝導体とカプラと回路支持プレートの対応の接触面（単数又は複数）との間の接触を特に良好かつ安全に行うことができ、ここで、前記突起は、リング形状のものが最適であり、これによって、それは、外側伝導体が支持体上のどの回転位置にあっても、回路支持プレートのエッジに形成された前記接触面（単数又は複数）と接触することが可能となる。
【００２０】
そのようなショルダは、好適には、先ず、僅かに幅広の回路支持プレートを使用し、その中に、意図する位置に前記ショルダを形成するためにボアを設け、これらショルダを、回路支持プレート上に伝導体構造を形成する際に電解金属蒸着によってその全体をメッキすることによって形成することができる。その後、この回路支持プレートのエッジを、そのそれぞれのカットがカプラの外側伝導体との接触に使用される前記ボア（単数又は複数）を通るようにトリミングする。
【００２１】
対称性と、カプラの外側伝導体との接触によって回路支持プレートにかかる荷重をバランスさせる理由で、輻射器の長手方向に延出する回路支持プレートの前記２つのエッジのそれぞれにそのようなショルダを設けるべきである。その際、両方のショルダで電気接触が行われことは好ましことではあるが、必ずしも必要ではない。
【００２２】
好ましくは、前記支持体は、輻射器の長手方向において外側伝導体を超えて突出し、そして、その反対には、外側伝導体は、好ましくは、支持体を超えて反対方向に突出する。これにより、外側伝導体は回路支持プレートをシールドせず、そして、部分的には、内側伝導体すらシールドしない状態が達成される。アンテナは、その接続端部から、輻射器の先端部に向かって段階的にテーパし、そして、これによって、それを、外側の、好ましくは円錐状にテーパしたプラスチックスリーブに封入することが可能となり、コンパクトで美観に優れたアンテナが提供される。外側伝導体には、支持体に渡って下方に延出する同軸プラグを挿入することができる。
【００２３】
本発明のこの発展構成の支持体は、下方向において外側伝導体を超えて突出しないので、支持体は、その下面、すなわち、輻射器から離間する面に、好ましくは、ターンキーの係合用の切り欠き部を有し、これは、支持体を、下側から外側伝導体へと駆動し、回路支持プレートの前記接触面の、外側伝導体の対応の当接部に対する当接に必要な圧力を作り出すのに使用される。
【００２４】
在庫され、かつ、さまざまな周波数範囲にアンテナを適合させるための種々の回路を有する、回路支持プレートの寸法は、周波数範囲の異なるアンテナを設置する時に同じ機械的条件を維持するために、マッチングしなければならない。
【００２５】
以下、本発明の１実施例を図面を参照して説明する。これら図面において、
図１は、輻射器とカプラの内側伝導体とが取り付けられた回路支持プレートの大きく拡大した斜視図、
図２は、プラスチックコーティングされた支持体を有する、図１の構成の側面図、
図３は、図２のコンポーネントの斜め下側からの斜視図、
図４は、ネジスリーブとして構成された外側伝導体に挿入された状態の、図２及び図３に図示したコンポーネントの斜視図、
図５は、図４の外側伝導体に挿入された状態の図２及び図３に図示されたコンポーネント、そして
図６は、プラスチック材から成るスリーブに挿入された図５の構成である。
【００２６】
図１は、長手形状、ほぼ矩形の回路支持プレート１を図示しており、これは、ＳＭＤ技術によって形成された導電路と回路素子の、概略図示された回路２を支持する。この回路支持プレート１のほぼ長手方向に延出する導電路によって、回路支持プレート１の上端部の近傍に形成されたボア３が、回路支持プレート１の下端部の近傍に形成されたボア４に接続される。前記上部ボア３において、回路支持プレート１の長手方向に延出する輻射器５が、回路支持プレート１にリベット止めされている。前記下方ボア４において、同軸カプラの内側伝導体６が、回路支持プレート１にリベット止めされている。輻射器５と内側伝導体６とは同軸に配設されている。輻射器５はソケットとして構成され、内側伝導体６はスロット付きソケットとして構成されている。前記輻射器５と内側伝導体６の長手軸心７に対して平行に延出する前記回路支持プレート１の両長手方向エッジには、ショルダ８及び９が設けられ、これらは、前記長手方向軸心７に対して非対称に配設されている。前記両ショルダ８及び９は、回路支持プレート１のエッジ面１０に設けられ、これらショルダ８,９は、２つの元から存在する金属メッキボアの残り部分であり、そこから、それらの周部の半分以上が予め回路支持プレート１のエッジのトリミングによって除去されたものである。
【００２７】
図４に図示されているアセンブリは、図２及び図３に図示される支持体１１を形成するために、射出成形モールド中でプラスチックによってコーティングされる。それを行うとき、回路支持プレート１は、対応の接触面８ａ，９ａを備えるショルダ８，９を有する前記２つの長手方向エッジを除いて、プラスチック材中にほとんど完全に埋設される。同時に、回路支持プレート１は、射出成形によってコーティングされ、これによって、内側伝導体６と輻射器５とは、プラスチック材中に部分的に埋設される。
【００２８】
全体として、前記支持体１１は、長手状、実質的には、隣接する円形ネジフランジ１３を備え、そのシェル表面上に、ネジ溝が射出成形によって予め形成されている角柱形状体１２である。ネジフランジ１３の下側には、対称配置で、２つの切り欠き部１４が形成されており、これらは、アセンブリ時にターンキーと係合可能である。
【００２９】
図２及び３に図示されているコンポーネントのネジフランジ１３は、内側ネジ１６を備えた金属ネジスリーブとして構成された外側伝導体１５にねじ込まれる。外側伝導体１５の上端部には、内側に向けて突出する円形接当部１７が設けられている。図２及び図３に図示されたコンポーネントは、下側から、そのショルダ８及び９が接当部１７に当接するまで、外側伝導体１５にネジ込まれる。前記長手軸心７に対して、前記接当部１７の接当面は、円錐状に形成され、かつ、この接当面１７が、接触面８ａ及び９ａとの確実な接触だけでなく、更に、それよりも僅かに大径である、前記ネジフランジの点における、そのフランジとの確実な接触をも作り出すように構成されており、これによって、水分が下側から、支持体１１と外側伝導体１５のスリーブとの間から入り、前記輻射器の領域へと上方に移動することが出来ないという利点が提供される。
【００３０】
図５は、それが外側伝導体１５のスリーブ内へとしっかりとネジ込まれた後の、図２及び３に図示したコンポーネントを図示している。
【００３１】
図６は、プラスチック材から成るスリーブ１８に囲まれた状態の、図５の構成を図示しており、前記スリーブ１８の外側は、スレンダーな円錐形状を有している。このスリーブ１８は、プラスチック材から成り、好ましくは、図４に図示したアセンブリ工程の前に、外側伝導体１５の周りに、この伝導体１５がスリーブ１８内にしっかりと水密状態に固定されるように、射出成形によって予め形成されたものである。スリーブ１８の内部のプロファイルは、それが比較的タイトな状態で外側伝導体１６から突出する支持体１１の部分を取り囲み、かつ、輻射器５に対しては、それをもっと大きなクリアランスで取り囲むように、選択される。更に、図６は、この実施例の場合において、アンテナの使用の初期目的のために適切な長さの輻射器を達成するための、前記輻射器５に隣接する別の輻射器部分５ａを図示している。 これを達成するために、前記輻射器部分５ａは、ソケットとして構成される輻射器５に挿入され、その内部に、たとえば、圧着によって固定される。この追加の輻射器部分５ａは、好ましくは、プラスチックシース内のフレキシブル金属コードである。
【００３２】
スリーブ１８は、外側伝導体１５の下側エッジを越えて突出し、その下方エッジに、アンテナの図示されていないベース部分にこのスリーブを係合するために使用される内側突出ビード１９を備えている。これに対して、前記ベース部分は、アンテナを自動車のボディパネルに取り付け、内側伝導体をこのボディパネルの穴を通すことに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】輻射器とカプラの内側伝導体とが取り付けられた回路支持プレートの大きく拡大した斜視図
【図２】プラスチックコーティングされた支持体を有する、図１の構成の側面図
【図３】図２のコンポーネントの斜め下側からの斜視図
【図４】ネジスリーブとして構成された外側伝導体に挿入された状態の図２及び図３に図示したコンポーネントの斜視図
【図５】図４の外側伝導体に挿入された状態の図２及び図３に図示されたコンポーネントの図
【図６】プラスチック材から成るスリーブに挿入された図５の構成図

Claims (11)

1. 外側伝導体（１５）と、内側伝導体（６）と、前記内側伝導体（６）を前記外側伝導体（１５）内で固定するプラスチック支持体（１１）とを備える同軸カプラと、前記カプラの前記内側伝導体（６）に対して導電状態で接続される輻射器（５）とを有する自動車用アンテナであって、前記自動車用アンテナの調節用の回路（２）が、前記輻射器（５）と前記カプラの前記内側伝導体（６）との間に配設されるとともに、前記輻射器（５）の方向に延出する回路支持プレート（１）に設けられ、前記回路が、更に、前記カプラの前記内側伝導体（６）と、更に、前記輻射器（５）とにも導電状態で接続されているものにおいて、
   前記アンテナが、前記輻射器（５）を封入するとともにその中で前記カプラの前記外側伝導体（１５）が固定されたプラスチックスリーブ（１８）を有し、更に、前記回路支持プレート（１）が、前記支持体（１１）に埋設され、かつ、そのエッジに、前記支持体（１１）のプラスチックによって被覆されず、かつ、前記カプラの前記外側伝導体（１５）と接触するように構成された接触面（８ａ，９ａ）を有することを特徴とするアンテナ。
2. 前記回路支持プレート（１）は、射出成形法によって、前記支持体（１１）のプラスチック材に埋設されている請求項１記載のアンテナ。
3. 前記カプラの前記内側伝導体（６）と前記輻射器（５）とは、導電路の領域においてボア（３, ４）にリベット止め又はハンマー締めされている請求項１または請求項２記載のアンテナ。
4. 前記カプラの前記外側伝導体（１５）との接触を形成するために、前記回路支持プレート（１）のエッジ面（１０）に接触面（８ａ，９ａ）が位置している請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ。
5. 前記支持体（１１）は、外ネジを備えた部分を有し、前記外側伝導体（１５）は、この外側伝導体を前記支持体（１１）の前記外ネジにネジ止めするのに使用される内ネジ（１６）を有する請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ。
6. 前記接触面（８ａ，９ａ）は、前記回路支持プレート（１）の前記エッジに形成されたショルダ（８，９）に位置し、これによって、前記外側伝導体（１５）の内側に設けられた接当部（１７）が前記ショルダ（８，９）に接当する請求項４または請求項５記載のアンテナ。
7. 前記ショルダ（８，９）は、前記回路支持プレート（１）の金属メッキボアの残り部分であり、前記残り部分は、前記回路支持プレート（１）の一部を除去することによって形成される請求項６記載のアンテナ。
8. 前記輻射器（５）の長手方向に延出する前記回路支持プレート（１）の両エッジには、そのようなショルダ（８，９）が設けられている請求項６または請求項７記載のアンテナ。
9. 前記支持体（１１）は、前記方向において前記外側伝導体（１５）を超えて前記輻射器（５）に向けて突出し、更に、前記外側伝導体（１５）は、反対方向において前記支持体（１１）を超えて突出している請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ。
10. 前記支持体（１１）は、その前記輻射器（５）から離間する側において、前記支持体（１１）に対して前記外側伝導体（１５）側への当接力を付与するターンキーの係合に使用される切り欠き部（１４）を有する請求項５に関連する請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナのコンポーネントセットであって、
    前記コンポーネントセットは、同じ寸法であるが、異なる回路をサポートする、複数の支持プレート（１）を有する。

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