JP4989126B2

JP4989126B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP4989126B2
Application number: JP2006179087A
Authority: JP
Inventors: 浩志中野
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP2008011137A

Description

本発明は、無線通信用のアンテナ装置に関する。

自動車等の車両には、有料道路の通行料金を無線通信によって自動的に決済する自動料金収受システム（以下、ＥＴＣ装置という）を搭載したものがある。このようなＥＴＣ装置は、有料道路の料金所等に設置された送受信アンテナとの間で情報の送受信を無線で行うためのアンテナ装置を備えており（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）、このようなアンテナ装置としては、電磁結合型のアンテナ装置が用いられることがある。

ＥＴＣ装置に用いられる電磁結合型のアンテナ装置では、例えば、アンテナカバーの内部に組み付けられる基板と、この基板にスペーサを介してネジ止めされるアンテナエレメントとを有している。
特開２００３−２９１７２６号公報特開２００５−１７０３１９号公報

上記構成のアンテナ装置では、上述の如くアンテナエレメントの基板への組み付けに際してスペーサとネジを用いる構成であるため、アンテナエレメントの組み付け作業が煩雑になる。

本発明は上記事実を考慮し、アンテナエレメントの組み付けが容易なアンテナ装置を得ることが目的である。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るアンテナ装置は、第１カバー部材と、前記第１カバー部材に組み付けられると共に、段付き状に形成された挿入軸、及び、溝が形成された係合部を有し、前記溝内に回転制限部が設けられた第２カバー部材と、板状に形成され、板厚方向に貫通する貫通孔が中央部に設けられ、前記挿入軸が前記貫通孔に挿入されると共に、前記挿入軸の段部に前記貫通孔の孔縁部が当接することで前記溝に対し前記挿入軸の軸線方向に沿って位置決めされ、前記挿入軸周りに回転されて一部が前記溝に挿入されることにより前記挿入軸に対する軸線方向移動を制限されると共に、前記回転制限部と係合することにより前記挿入軸周りの回転を制限されるアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントに対して板厚方向に離間した状態で前記第１カバー部材に組み付けられると共に、前記挿入軸の先端が当接することにより前記アンテナエレメントとの距離を一定にされ、前記アンテナエレメントと電磁結合する基板と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載のアンテナ装置では、第１カバー部材に組み付けられた基板が、第１カバー部材に組み付けられた第２カバー部材のエレメント支持部に支持されたアンテナエレメントに対して板厚方向に離間しており、電波の送受信の際にはアンテナエレメントと基板とが電磁結合する。ここで、第２カバー部材にアンテナエレメントを組み付ける際には、アンテナエレメントの貫通孔に第２カバー部材の挿入軸が挿入される。これにより、アンテナエレメントの挿入軸に対する径方向への移動が制限される。そして、アンテナエレメントが挿入軸周りに回転され、アンテナエレメントの一部が第２カバー部材の係合部に設けられた溝内へ挿入されると、アンテナエレメントの挿入軸に対する軸線方向移動が制限される。これにより、アンテナエレメントが第２カバー部材に支持されるので、アンテナエレメントの組み付けが容易である。

しかも、このアンテナ装置では、第２カバー部材の挿入軸の先端が、第１カバー部材に組み付けられた基板に当接することで、アンテナエレメントと基板との間の距離が一定にされるため、アンテナ特性を安定させることができる。

また、このアンテナ装置では、アンテナエレメントの一部が第２カバー部材の係合部の溝内へ挿入されると、この溝内に設けられた回転制限部がアンテナエレメントに係合し、アンテナエレメントの挿入軸周りの回転を制限する。したがって、アンテナエレメントの一部が係合部の溝から抜出すことを抑制できる。

さらに、このアンテナ装置では、アンテナエレメントの貫通孔の孔縁部が挿入軸の段部に当接されると、アンテナエレメントと係合部の溝とが挿入軸の軸線方向に沿って位置決めされる。したがって、アンテナエレメントの一部を係合部の溝内へ容易に挿入することができる。

以上説明したように、本発明に係るアンテナ装置では、アンテナエレメントの組み付けが容易である。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１０について、図１乃至図８に基づいて説明する。

図１に示されるように、アンテナ装置１０は、車両のフロントガラス１２の内側に取り付けられたアンテナカバー１４を有している。アンテナカバー１４は、車両のインナミラー１６をフロントガラス１２へ取り付けるためのステー１８の上側に配置されており、ステー１８の基端部を被覆するアタッチメント２０に隙間無く隣接している。

このアンテナカバー１４は、図２乃至図４に示されるように、第１カバー部材２２と第２カバー部材２４とを有している。第１カバー部材２２は、互いに対向する一対の側壁２２Ａと、これら一対の側壁２２Ａの各基端部（図２乃至図４では矢印Ａ側の端部）を連結する連結壁２２Ｂとを有している。第２カバー部材２４は、略矩形板状に形成されており、一対の側壁２２Ａの各先端部（図２乃至図４では矢印Ｂ側の端部）間に挿入配置されるようになっている。第２カバー部材２４の幅方向両端部（図２乃至図４では矢印Ｃ側及び矢印Ｄ側の端部）には、それぞれ連結壁２２Ｂ側へ向けて突出する複数（本第１の実施形態では２個づつ）の板状の係止部２６が設けられており、これら複数の係止部２６の各中央部には、それぞれ係止孔２８が形成されている。これらの係止孔２８には、一対の側壁２２Ａの各先端側に形成された係止突起３０が嵌合しており、これにより、第２カバー部材２４が第１カバー部材２２に組み付けられている。なお、第２カバー部材２４は、前述したアタッチメント２０に取り付けられており、これにより、本アンテナ装置１０が車両に取り付けられている。

第２カバー部材２４の中央部には、第１カバー部材２２の連結壁２２Ｂ側へ向けて突出する挿入軸３２が設けられている。挿入軸３２は段付き状に形成されており、基端側が大径部３２Ａとされ、先端側が小径部３２Ｂとされている。また、第２カバー部材２４には、挿入軸３２の径方向外側において、連結壁２２Ｂ側へ向けて突出する一対の係合部３４が設けられている。これら一対の係合部３４は、挿入軸３２と同心の円弧状に湾曲した柱状に形成されており、挿入軸３２を介して略点対称な位置に配置されている。一対の係合部３４の軸線方向中間部には、挿入軸３２の周方向一側（図２及び図３の矢印Ｅ方向側）へ向けて切り込まれた溝３４Ａが形成されている。これら一対の係合部３４と前述した挿入軸３２とは、円偏波アンテナであるアンテナエレメント３６に対応している。

アンテナエレメント３６は、矩形板状に形成されており、その厚さ寸法は一対の係合部３４の各溝３４Ａの溝幅よりも僅かに小さく形成されている。アンテナエレメント３６の４つの角隅部のうちアンテナエレメント３６の中央部を介して点対称な位置に配置された２つの角隅部は面取りされている。アンテナエレメント３６中央部には板厚方向に貫通する貫通孔３８が形成されている。この貫通孔３８の内径は、挿入軸３２の小径部３２Ｂの外径よりも僅かに大きく、かつ大径部３２Ｂの外径よりも小さく形成されている。また、アンテナエレメント３６には、円弧状に湾曲する一対の係合部挿入孔４０が形成されている。これら一対の係合部挿入孔４０は貫通孔３８を介して点対称な位置に配置されており、一対の係合部３４に対応している。さらに、一対の係合部挿入孔４０の一側（図２及び図３では矢印Ｆ側）には、回転制限孔４２が形成されている。

ここで、このアンテナエレメント３６が第２カバー部材２４に組み付けられる際には、挿入軸３２の小径部３２Ｂが貫通孔３８に挿入されると共に、一対の係合部３４が一対の係合部挿入孔４０に挿入される（図５参照）。これにより、アンテナエレメント３６の挿通軸３２に対する径方向への移動が制限される。そして、図４に示されるように、貫通孔３８の孔縁部が小径部３２Ｂと大径部３２Ａとの間に形成された段部３２Ｃに当接すると、アンテナエレメント３６の挿入軸３２に対する軸線方向一側（図４では矢印Ｂ側）への相対移動が制限される。この状態では、アンテナエレメント３６と、係合部３４の溝３４Ａとが挿入軸３２の軸線方向に沿って位置決めされるようになっており、アンテナエレメント３６が第２カバー部材２４に対し挿入軸３２周り一方（図５では矢印Ｅ側）へ相対回転されることで、一対の係合部挿入孔４０の各孔縁部が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内に挿入される（図６及び図７参照）。これにより、アンテナエレメント３６の挿入軸３２に対する軸線方向両側（図２乃至図４では矢印Ａ側及び矢印Ｂ側）への相対移動が制限され、アンテナエレメント３６が第２カバー部材２４に支持される。しかも、図８に示されるように、一対の係合部挿入孔４０の各孔縁部が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内に挿入されると、これらの溝３４Ａ内に設けられた回動制限突起３４Ｂ（回転制限部）がアンテナエレメント３６の回転制限孔４２に嵌合し、アンテナエレメント３６の挿入軸３２に対する相対回転（各溝３４Ａからの抜出し）が制限される構成となっている。

一方、アンテナエレメント３６を介して第２カバー部材２４と反対側には、第１カバー部材２２の一対の側壁２２Ａ間において、矩形板状に形成され、アンテナエレメント３６への給電素子となるプリント基板４４が配置されている。このプリント基板４４は、一対の側壁２２Ａの内側に形成された複数のリブ４６に当接した状態で、第１カバー部材２２に固定されており、アンテナエレメント３６に対して板厚方向に離間しかつ平行に配置されている。しかも、図４に示されるように、このプリント基板４４の中央部には、挿入軸３２（小径部３２Ｂ）の先端が当接しており、アンテナエレメント３６とプリント基板４４との間の距離Ｌが一定に維持される構成となっている。なお、プリント基板４４の第１カバー部材２２への固定には、例えばネジ等の締結部材が用いられる。

図２に示されるように、プリント基板４４のアンテナエレメント３６側の面には、外周側の一部に銅箔等の導体からなるプリント配線４８が形成されている。また、図プリント基板４４のアンテナエレメント３６と反対側の面には、外周部を除く略全面に銅箔等の導体からなるグランド５０が形成されている。

このプリント基板４４には、高周波信号伝送用の同軸ケーブル５２の一端が接続されている。同軸ケーブル５２の外部導体は、例えば半田付けによってグランド５０に電気的に接続されている。そして、同軸ケーブル５２の中心導体は、グランド５０とは導通しないようにしてプリント基板４４を貫通しており、この中心導体の先端部は、例えば半田付けによってプリント配線４８に電気的に接続されている。

同軸ケーブル５２の他端部は、車両に搭載された図示しない自動料金収受システム（以下、ＥＴＣ装置という）に電気的に接続されている。このＥＴＣ装置は、有料道路の通行料金を無線通信によって自動的に決済するためのものであり、本アンテナ装置１０は、このＥＴＣ装置のアンテナ装置とされている。すなわち、本アンテナ装置１０は、有料道路の料金所等に設置された送受信アンテナとの間で電波により料金決済用の情報を送受信するようになっており、この電波の送受信の際には、アンテナエレメント３６とプリント基板４４のプリント配線４８との間で、電力及び信号のうち少なくとも一方が電磁結合（電磁界の相互誘導）により伝送される構成となっている。

次に、本第１の実施形態の作用について説明する。

上記構成のアンテナ装置１０では、第１カバー部材２２が第２カバー部材２４に組み付けられている。また、第１カバー部材２２に組み付けられたプリント基板４４が、第２カバー部材２４に組み付けられたアンテナエレメント３６に対して板厚方向に離間しており、電波の送受信の際にはプリント基板４４のプリント配線４８とアンテナエレメント３６とが電磁結合する。

ここで、このアンテナ装置１０では、アンテナエレメント３６が第２カバー部材２４に組み付けられる際には、挿入軸３２（小径部３２Ｂ）が貫通孔３８に挿入され、一対の係合部３４が一対の係合部挿入孔４０に挿入される。これにより、アンテナエレメント３６の挿通軸３２に対する径方向への移動が制限される。そして、貫通孔３８の孔縁部に挿入軸３２の段部３２Ｃが当接した状態で、アンテナエレメント３６が第２カバー部材２４に対し挿入軸３２周りに相対回転されると、一対の係合部挿入孔４０の孔縁部が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内に挿入され、アンテナエレメント３６の挿入軸３２に対する軸線方向移動が制限される。これにより、アンテナエレメント３６が第２カバー部材２４に支持される。したがって、アンテナエレメント３６の第２カバー部材への組み付けに際してネジやスペーサ等を用いる必要がなく、アンテナエレメント３６の組み付けが容易である。

しかも、このアンテナ装置１０では、アンテナエレメントの貫通孔３８の孔縁部が挿入軸３２の段部３２Ｃに当接することで、アンテナエレメント３６と一対の係合部３４の各溝３４Ａとが挿入軸３２の軸線方向に位置決めされる構成である。したがって、一対の係合部挿入孔４０の孔縁部を一対の係合部３４の各溝３４Ａ内に容易に挿入することができ、これによってもアンテナエレメント３６の第２カバー部材２４への組み付けが容易になる。

さらに、このアンテナ装置１０では、一対の係合部挿入孔４０の各孔縁部が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内に挿入されると、これらの溝３４Ａ内に設けられた回動制限突起３４Ｂがアンテナエレメント３６の回転制限孔４２に嵌合し、アンテナエレメント３６の挿入軸３２に対する相対回転が制限される。したがって、一対の係合部挿入孔４０の各孔縁部が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内から抜け出すことを抑制でき、アンテナエレメント３６が第２カバー部材２４から脱落することを抑制できる。

また、このアンテナ装置１０では、第２カバー部材２４の挿入軸３２（小径部３２Ｂ）の先端がプリント基板４４の中央部に当接することで、アンテナエレメント３６とプリント基板４４との間の距離Ｌが一定に維持される。したがって、アンテナ特性を安定させることができる。

なお、上記第１の実施形態では、第２カバー部材２４の一対の係合部３４がアンテナエレメント３６の一対の係合部挿入孔４０内へ挿入され、これら一対の係合部挿入孔４０の孔縁部が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内へ挿入される構成としたが、これに限らず、一対の係合部３４をアンテナエレメント３６の外周外側に配置し、アンテナエレメント３６の外周部が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内へ挿入される構成としてもよい。この場合、一対の係合部挿入孔４０を省略することができる。

また、上記第１の実施形態では、アンテナエレメント３６の一部（一対の係合部挿入孔４０の孔縁部）が一対の係合部３４の各溝３４Ａ内へ挿入されると、各溝３４Ａ内に設けられた回転制限突起３４Ｂがアンテナエレメント３６の回転制限孔４２に嵌合する構成としたが、これに限らず、回転制限突起３４Ｂの代わりに、所謂潰しリブを設け、アンテナエレメント３６の一部が溝３４内に挿入される際にこの潰しリブが潰される構成としてもよい。この場合、回転制限孔４２を省略することができる。

さらに、上記第１の実施形態では、挿入軸３２（距離一定手段）の先端が、プリント基板４４に当接することで、アンテナエレメント３６とプリント基板４４との間の距離寸法が一定にされる構成としたが、これに限らず、第２カバー部材２４に設けられた突起（距離一定手段）などが、プリント基板４４に当接することで、アンテナエレメント３６とプリント基板４４との間の距離が一定にされる構成としてもよいし、プリント基板４４に取り付けられた突起（距離一定手段）などがアンテナエレメント３６に当接することで、アンテナエレメント３６とプリント基板４４との間の距離が一定にされる構成としてもよい。また、各構成部品が高精度に成形されている場合には、距離一定手段を省略してもよい。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成・作用については前記第１の実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。

図９には、本発明の第２の実施形態が示されている。この実施形態は、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成とされているが、この実施形態では、アンテナエレメント３６には、前記第１の実施形態に係る一対の係合部挿入孔４０の代わりに、一対の矩形の係止爪挿入孔６０が設けられている。また、第２カバー部材２４には、前記第１の実施形態に係る一対の係合部３４の代わりに、上記一対の係止爪挿入孔６０へ挿入される一対の係止爪６２（エレメント支持部）が設けられている。一対の係止爪６２は可撓性を有しており、一対の係止爪挿入孔６０へ挿入される際に先端側の傾斜面がそれぞれ一対の係止爪挿入孔６０の各孔縁部に干渉することで、互いに離間する方向へ撓むようになっている。そして、アンテナエレメント３６の貫通孔３８の孔縁部が挿入軸３２の段部３２Ｃに当接すると、一対の係止爪６２の先端側に設けられた爪部６２Ａが一対の係止爪挿入孔６０の孔縁部に引掛り、アンテナエレメント３６が第２カバー部材２４に係止される構成となっている。

この実施形態においても、前記第１の実施形態と基本的に同様の作用効果を奏する。なお、一対の係止爪６２の爪部６２Ａがアンテナエレメント３６の外周部に引っ掛かる構成とすれば、一対の係止爪挿入孔６０を省略することができる。

本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置が取り付けられた車両のインナミラー周辺の構成を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す側面図である。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナエレメントと第２カバー部材の構成を示し、アンテナエレメントの一部が係合部の溝内に挿入される前の状態を示す平面図である。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナエレメントと第２カバー部材の構成を示し、アンテナエレメントの一部が係合部の溝内に挿入された状態を示す平面図である。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナエレメントと第２カバー部材の構成を示し、アンテナエレメントの一部が係合部の溝内に挿入された状態を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナエレメントと第２カバー部材の係合部の部分的な構成を示す断面図である。本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１０アンテナ装置
２２第１カバー部材
２４第２カバー部材
３２挿入軸（距離一定手段）
３２Ｃ段部
３４係合部（エレメント支持部）
３４Ａ溝
３４Ｂ回転制限突起（回転制限部）
３６アンテナエレメント
３８貫通孔
４４基板

Claims

第１カバー部材と、
前記第１カバー部材に組み付けられると共に、段付き状に形成された挿入軸、及び、溝が形成された係合部を有し、前記溝内に回転制限部が設けられた第２カバー部材と、
板状に形成され、板厚方向に貫通する貫通孔が中央部に設けられ、前記挿入軸が前記貫通孔に挿入されると共に、前記挿入軸の段部に前記貫通孔の孔縁部が当接することで前記溝に対し前記挿入軸の軸線方向に沿って位置決めされ、前記挿入軸周りに回転されて一部が前記溝に挿入されることにより前記挿入軸に対する軸線方向移動を制限されると共に、前記回転制限部と係合することにより前記挿入軸周りの回転を制限されるアンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントに対して板厚方向に離間した状態で前記第１カバー部材に組み付けられると共に、前記挿入軸の先端が当接することにより前記アンテナエレメントとの距離を一定にされ、前記アンテナエレメントと電磁結合する基板と、
を有するアンテナ装置。