JP5514262B2 - アンテナ給電装置 - Google Patents

Description

本発明はアンテナ給電装置に関し、特に、小型であってアンテナの給電端子と基板の給電端子との接続状態を確実に維持できるアンテナへの給電装置に関する。

従来から、アンテナ給電装置として、フレキシブルアンテナとピックアップアンプ筐体とを個別にし、フレキシブルアンテナを例えば自動車のフロントガラスに貼り付けた後、筐体を貼り付ける構造としたものと、フレキシブルアンテナの給電部をピックアップに挟み込むことでフレキシブルアンテナとピックアップとを一体化したものとが存在する。ここでは、従来技術を示す特許文献として、フレキシブルアンテナとピックアップとを一体化したものを例示する。

例えば、特許文献１の装置は、フレキシブルアンテナ部と絶縁性の筐体とからなる車搭載用アンテナ装置である。筐体内には回路基板が備えられている。回路基板は導電性突起を有し、筐体の内部でこの導電性突起をフレキシブルアンテナの給電部に圧接させる構成となっている。

また、特許文献２の装置は、フレキシブルアンテナ部と、このフレキシブルアンテナ部と信号ケーブルとを結合する結合装置とを備えた車載用アンテナ装置である。ここで、結合装置は、トップケースとボトムケースとからなる筐体と、筐体内に収納された回路基板とからなる。回路基板は電気的かつ機械的に接続された弾性端子を具備する。ボトムケースは、基板前端位置決め突起と一対の回路基板保持部とを有する。基板前端位置決め突起は、一対のリブとを有し、一対のリブ によって、弾性端子を給電端子に圧接させた状態で、信号ケーブルの一端部を圧入して保持する。また、一対の回路基板保持部の外壁には外方向へ突出する係合突起が設けられている。係合突起は、ボトムケースにトップケースを取り付ける際にトップケースの内壁に形成される係合凹部と係合する。これにより、トップケースがボトムケースから外れるのを防止している。

特開２００７−７４２２６号公報 特開２００９−３３４６０号公報

フレキシブルアンテナへの給電装置は、自動車のフロントガラスに装着される場合があるため、極力目立たぬようすることが求められる。そのため、フレキシブルアンテナは透明樹脂フィルム上に導電パターンを形成することで目立たぬよう作られている。また、基板を収納するケース及びカバーからなる給電装置は、目立たぬようできるだけ小型化する必要がある。ここで、基板については、基板上に実装される素子や回路パターンの制約からその大きさが決まる。したがって、基板の大きさが与えられたとき、基板、フレキシブルアンテナ、通信ケーブルを収納する給電装置をいかに小さくするかが課題となる。

しかし、特許文献１の装置では、回路基板に設けられた導電性突起とフレキシブルアンテナの給電部にある給電端子との接触圧を高めるために、筐体底部にクッション部材が設けられているので、筐体にはクッション部材を設けるための空間が必要となり、その分だけ筐体を大きくしなければならない、という問題がある。
また、特許文献２の装置では、ボトムケースの回路基板保持部の外壁に、トップケースを取り付けるための係合突起が設けられているので、その分ボトムケースの寸法が大きくなる。また、外壁に係合突起に係止するときにトップケースが外側に広がるので、トップケースの側面が破損しやすい、という問題がある。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、基板を収納するケース及びカバーからなる給電装置を小型化し、かつ、振動等の外乱があってもフレキシブルアンテナの給電端子と基板の給電端子との接続状態を確実に維持できるアンテナ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るアンテナ給電装置は、基板と、基板に接続される信号ケーブルと、前記基板を収納するケースと、前記基板と導通するアンテナ給電部を有するフレキシブルアンテナと、前記ケースにかぶせるカバーと、を具備するアンテナ給電装置であって、前記基板は、信号ケーブルに接続されると共に、フレキシブルアンテナに設けられたアンテナ給電部と導通する給電端子を有し、前記ケースは、前記基板を固定するための基板固定爪と、カバーを嵌合するためのケース嵌合爪とを有し、前記カバーは、前記ケース嵌合爪と嵌合するカバー嵌合爪とを有し、前記ケースに前記基板を装着する工程において、前記基板固定爪は外側に撓んで前記基板を受け入れ、前記基板を装着した後、前記基板固定爪により前記基板を固定することができ、さらに、前記ケースに前記カバーをかぶせたとき、前記基板の側部と前記カバーの内側面とにより該基板固定爪が固定されることを特徴とする。

ここで、前記ケースは、前記ケースに前記基板を装着する工程において前記基板がケース底面に接触することを防止するための、ストッパーをさらに具備することもできる。

また、前記フレキシブルアンテナのアンテナ給電部と前記基板とを前記ケースに収納したとき前記ケース嵌合爪の上辺は前記基板の下面より低い位置になるようにし、さらに、前記カバー嵌合爪と嵌合させるとき、前記ケース嵌合爪は、前記ケースの内側に撓むようにすることもできる。

ここで、フレキシブルアンテナは、フィルムアンテナのみならず、ガラスに印刷または貼り付けしたアンテナ、あわせガラスに埋め込まれたアンテナ、樹脂等のルーフに配設されたアンテナも含む。

本発明に係るアンテナ給電装置によれば、ケースに前記基板を装着する工程において、前記基板固定爪は外側に撓んで前記基板を受け入れ、前記基板を装着した後、前記基板固定爪により前記基板を固定することができ、さらに、前記ケースに前記カバーをかぶせたとき、前記基板の側部と前記カバーの内側面とにより該基板固定爪が固定されるので、回路基板からフレキシブルアンテナへの給電を確実にするためにクッション部材を設ける必要がなく、装置を小型化することが可能となる。

また、ケースを小さくしても、基板を装着するスペースは従来と変わらないため、相対的に、基板を装着するスペースを広くすることができる。

さらに、ケースにストッパーを具備することにより、ケースに前記基板を装着する工程において前記基板上の部品がケース底面に接触し、つぶされてしまうことを防止することができる。

また、ケース嵌合爪を基板の下面より低い位置におき、カバー嵌合爪と嵌合させるとき、ケース嵌合爪をケースの内側に撓むようにすることにより、カバーが外側に拡がることなくカバーとケースとを嵌合させることができる。これにより、カバーの側面の破損を防止することができると共に、装置を小型化することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ給電装置の分解斜視図である。 図１のアンテナ給電装置のケース部分を抜き出した斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ給電装置の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ給電装置の基板固定用爪の動作を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ給電装置のケース嵌合爪の動作を説明するための断面図である。

〔第１の実施の形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ給電装置１０の分解斜視図である。本発明の第１の実施の形態では、フィルムアンテナ２０はケース４０の内側に収納される。

図１に示すとおり、第１の実施の形態に係るアンテナ給電装置１０は、ケース４０と基板３０とカバー６０とで構成され、ケース４０の中にフィルムアンテナ２０の給電部２１が収納されている。

図２に示すとおり、ケース４０の長方形の底面の４隅のうち３つの隅に基板固定爪４１とケース嵌合爪４２が設けられ、１つの隅に同軸ケーブル用開口部４５が設けられている。また、底面の中央部にはフィルムアンテナ２０の給電部２１の位置決め用突部４６が設けられている。さらに、ケース４０に基板３０を装着する工程において、ケース底面に基板が接触しないためのストッパー４３がケース４０底面の端部に設けられている。基板固定爪４１は、ケース４０の底面の長方形の角部の長辺側に底面と垂直に、そして、固定爪４１の爪が、ケース４０底面の短辺と平行方向にケースの内側に向くよう取り付けられている。すなわち、３つある固定爪４１の内の２つは、爪がお互いに向き合っており、残りの１つは同軸ケーブル用開口部４５に向いている。固定爪４１は合成樹脂等の可撓性のある素材でできている。すなわち、固定爪４１の頂部は内側に傾斜がつけられ、ケース４０に基板３０を装着する工程において、基板３０を固定爪４１の間に押し付けたとき、固定爪４１は外側に撓んで基板３０を収納することができる。その後、ケース４０にカバー６０をかぶせると、固定爪４１は基板３０の端部とカバー６０の内側面にはさまれ固定されるようになっている。

ケース嵌合爪４２は、門型形状をしておりケース４０の底面の長方形の角部の短辺側に底面と垂直に、そして、門の通り抜け方向がケース４０底面の長辺と平行な方向になるよう設置されている。すなわち、３つある嵌合爪４２の内の２つは、ケース４０の長方形状の底面の短辺と平行な中心線に対して対称な位置に設けられている。残りの１つは、同軸ケーブル用開口部４５と干渉しない位置に設けられている。嵌合爪４２は合成樹脂等の可撓性のある素材でできている。すなわち、ケース４０にカバーをかぶせたとき、カバー６０の側面に設けられたカバー嵌合爪６１により、ケース嵌合爪４２は内側に撓んでカバー嵌合爪６１が門型形状の開口部に入ることによりカバー嵌合爪６１とケース嵌合爪４２とが嵌合するようになっている。

ストッパー４３a、４３ｂ、４３ｃは、ケース４０の底面の長辺に沿って底面と垂直に取り付けられている。このストッパー４３a、４３ｂ、４３ｃは、基板３０を装着したとき又は装着する工程において、基板３０（給電端子３１を除く）がケース４０の底面に接触しないように設けられるものである。ここで、同軸ケーブル用開口部４５と反対側の長辺はフィルムアンテナ２０のアンテナ素子部２２が通り抜けるスペースを必要とする。したがって、この長辺に沿って取り付けるストッパー４３a、４３ｂは、長辺中央部にスペースを隔てて２つ設けられる。これらのストッパー４３a、４３ｂ、４３ｃの高さは、基板固定爪４１の爪下端の高さより基板３０の厚み分だけ低く、ケース４０に基板３０を装着したとき、ストッパー４３a、４３ｂ、４３ｃと基板固定爪４１によって基板３０が挟まれるようになっている（図４参照）。

基板３０には、増幅回路等が形成されており、給電部２１を介してフィルムアンテナ２０に給電するための給電端子３１と、信号ケーブルと接続するための接続端子（不図示）とが設けられている。該接続端子には信号ケーブルとして同軸ケーブルの一方の端が半田付けされている。同軸ケーブル他端にはコネクタが設けられコネクタを介してチューナ等に接続される。給電端子３１はパンタグラフ形状となっており、フィルムアンテナ２０の給電部２１に基板３０が押し付けられたとき、圧縮されたパンタグラフの伸張しようとする力により、給電端子３１がフィルムアンテナ２０の給電部２１に所定の圧力で押し付けられ、基板３０とフィルムアンテナ２０とを電気的に接続する。

フィルムアンテナ２０は、アンテナ給電部２１とアンテナ素子部２２とアンテナグランド部２３とからなる。アンテナ給電部２１にはグランド側給電端子２４とホット側給電端子２５とが設けられている。フィルムアンテナ２０の給電部２１に基板３０が押し付けられたとき、基板３０に設けられたパンタグラフ形状の給電端子３１の押圧力により、これらの給電端子２４、２５は基板３０に設けられた給電端子３１と電気的に接続される。アンテナ素子部２２には、ホット側給電端子２５と電気的に接続する導体パターンが形成されている。また、アンテナグランド部２３には、グランド側給電端子２４と電気的に接続する導体パターンが形成されている。

カバー６０には、カバー嵌合爪６１と同軸ケーブル用開口６２とが設けられている。カバー嵌合爪６１はカバー６０側面内側の、ケース嵌合爪４２に対応する位置に設けられている。

次に、基板固定爪４１の作用について図４を参照して説明する。

図４において、（ａ）は基板３０をケース４０に装着している途中の状態を示す。（ｂ）は基板３０をケース４０に装着した後、カバー６０をかぶせている途中の状態を示す。（ｃ）はカバー６０をケース４０にかぶせた後の状態を示す。

（ａ）に示すように、基板３０をケース４０に装着している途中は、基板固定爪４１は基板３０を収容するために外側に撓んでいる。（ｂ）に示すように、基板３０の収容が完了すると、基板固定爪４１の撓みは元に戻る。一方、パンタグラフ形状の給電端子３１が基板３０に設けられているので、給電端子３１の伸張による上方向へ押し上げる力が基板３０に働くが、基板固定爪４１により基板３０の動きが抑えられる。さらに、ケース４０の底面に設けられたストッパー４３により、基板３０の下方向への動きが封じられ、結果的に基板３０はストッパー４３と基板固定爪４１とに挟まれ固定される。その後、（ｃ）に示すとおり、嵌合カバー６０をケース４０にかぶせ、後述するようにカバー嵌合爪６１とケース嵌合爪４２とを嵌合させる。これにより、基板固定爪４１はケース４０の内側面と基板３０の側部に挟まれ固定される。

このように、基板３０が基板固定爪４１により押し付けられるので、フィルムアンテナ２０の給電部２１に給電端子３１を押し付けるためクッション部材を、アンテナ給電装置１０内に設置する必要がない。したがって、そのためのスペースが必要でなくなるため、アンテナ給電装置１０を小さくすることができる。また、基板３０が基板固定爪４１及びストッパー４３とにより固定されるので基板３０に設けられたパンタグラフ形状の給電端子３１が振動により伸縮することがなくなる。したがって、フィルムアンテナ給電部２１の給電端子２４，２５と基板３０上の給電端子３１との信頼性の高い電気的接続が得られる。

次に、ケース嵌合爪４２とカバー嵌合爪６１の作用について図５を参照して説明する。

図５において、（ａ）と（ｂ）は、カバー６０をかぶせている途中の状態を示す。（ｃ）はカバー６０をケース４０にかぶせた後の状態を示す。

（ａ）に示すように、カバー６０に設けられたカバー嵌合爪６１は、ケース４０に設けられたケース嵌合爪４２に対応する位置に設けられている。ここで、カバー６０をケース４０に押し込んでゆくと、（ｂ）に示すように、ケース嵌合爪４２はカバー嵌合爪６１により内側に撓む。さらにカバー６０を押し込んでゆくと、カバー嵌合爪６１が門型のケース嵌合爪４２の開口部に到達し、ケース嵌合爪４２を内側に撓める力が解放されるのでケース嵌合爪４２撓みは元に戻り、カバー嵌合爪６１とケース嵌合爪４２とが嵌合する。

このように、ケース嵌合爪４２を内側に撓めることによりカバー６０とケース４０とを嵌合させるので、嵌合時にケース４０が外側に広がることがない。したがって、ケース４０の側面が破損する恐れがなくなる。また、ケース嵌合爪４２の高さをストッパー４３の高さより低くしているので、ケース嵌合爪４２の高さは基板３０の下面より低くなる。したがって、ケース嵌合爪４２を可能な限り基板３０に近づけて、あるいは、ケース嵌合爪４２の一部又は全部が基板３０の内側に入り込む位置に設置することができるので、アンテナ給電装置１０を小さくすることができる。

なお、本実施の形態において、基板３０に設けられた給電端子３１はパンタグラフ形状のものを採用したが、このような形状に限定されるものではない。他の弾力性有する材質・形状をもつ給電端子を用いてもよい。さらに、給電端子３１は弾力性のない非接触端子とすることもできる。弾力性のない非接触端子を用いる場合は、給電端子３１の弾性力による基板３０を上方向へ押し上げる力が働かないが、基板３０は基板固定爪４１とストッパー４３とにより固定される。

さらに、本実施の形態において、基板固定爪４１の数は３個としたが、３個に限定されない。例えば、ケースの一方の側にスライドガイド等を設け、その反対側に基板固定爪を１個だけ設け、基板を固定することも可能である。

また、本実施の形態において、ケース嵌合爪４２は門型形状としたが、このような形状に限定されるものではない。カバー嵌合爪６１と嵌合可能な形状であればどのような形状でもかまわない。

〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態では、フレキシブルアンテナはケース４０の外側に設置される。

本発明の第２の実施の形態において、アンテナ給電装置の特徴的部分、すなわち、ケース４０に設けられた基板固定爪４１及びケース嵌合爪４２の構造・作用・効果については本発明の第１の実施の形態と同じなので、省略し、第１の実施の形態と異なる点について説明する。

第１の実施の形態では、フィルムアンテナの給電部２１をアンテナ給電装置１０の内側に収納したが、第２の実施の形態では、アンテナ給電装置１０の外部に設けたフレキシブルアンテナの給電部にアンテナ給電装置１０を貼り付け、アンテナ給電装置１０からフレキシブルアンテナに給電を行うものである。ここで、基板３０に設けられた給電端子３１は非接触端子を用いる。

本実施の形態では、また、フィルムアンテナの給電部２１をアンテナ給電装置１０の内側に収納しないので、ストッパー４３ａ、４３ｂ、４３ｃを省略し、ケース４０の底面と基板固定爪４１との間に基板３０を挟み固定することとしてもよい。また、ケース４０の底面に開口を設け、給電端子３１を露出する構造とすることもできる。

このように、本発明の第２の実施の形態では、基板に設けられた給電端子として非接触端子を用いるので、給電端子の弾性反発力が強過ぎた場合に、その反発力によって筐体が剥離しやすくなるという問題や、弾性反発力が弱過ぎた場合に、給電端子の接触圧が不十分となり、車両走行時などにおける信頼度が低下するというような問題が生じなくなる。

また、第１の実施の形態の場合と同様、基板固定爪４１の数は３個に限定されず、例えば、ケースの一方の側にスライドガイド等を設け、その反対側に基板固定爪を１個だけ設け、基板を固定することも可能である。

なお、ここではフィルムアンテナの例を記載したが、フレキシブルアンテナはフィルムアンテナに限定されることはなく、ガラスに印刷または貼り付けしたアンテナ、あわせガラスに埋め込まれたアンテナ、樹脂等のルーフに配設されたアンテナに、本発明に係るアンテナ給電装置１０を適用することもできる。

１０ アンテナ給電装置
２０ フィルムアンテナ
２１ アンテナ給電部
２２ アンテナ素子部
２３ アンテナグランド部
２４ グランド側給電端子
２５ ホット側給電端子
３０ 基板
３１ 給電端子
４０ ケース
４１ 基板固定爪
４２ ケース嵌合爪
４３ ストッパー
４４ ストッパー兼基板位置決め
４５ 同軸ケーブル用開口
４６ 位置決め用突部
５０ 同軸ケーブル
６０ カバー
６１ カバー嵌合爪
６２ 同軸ケーブル用開口

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板に接続される信号ケーブルと、
   前記基板を収納するケースと、
   前記基板と導通するアンテナ給電部を有するフレキシブルアンテナと、
   前記ケースにかぶせるカバーと、
   を具備するアンテナ給電装置であって、
   前記基板は、信号ケーブルに接続されると共に、フレキシブルアンテナに設けられたアンテナ給電部と導通する給電端子を有し、前記ケースは、前記基板を固定するための基板固定爪と、カバーを嵌合するためのケース嵌合爪とを有し、前記カバーは、前記ケース嵌合爪と嵌合するカバー嵌合爪とを有し、
   前記ケースに前記基板を装着する工程において、前記基板固定爪は外側に撓んで前記基板を受け入れ、前記基板を装着した後、前記基板固定爪により前記基板を固定することができ、さらに、前記ケースに前記カバーをかぶせたとき、前記基板の側部と前記カバーの内側面とにより該基板固定爪が固定されることを特徴とするアンテナ給電装置。
2. 前記ケースは、前記ケースに前記基板を装着する工程において前記基板が前記ケースの底面に接触することを防止するためのストッパーをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ給電装置。
3. 前記フレキシブルアンテナのアンテナ給電部と前記基板とを前記ケースに収納したとき前記ケース嵌合爪の上辺は前記基板の下面より低い位置にあり、さらに、前記カバー嵌合爪と嵌合させるとき、前記ケース嵌合爪は、前記ケースの内側に撓むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ給電装置。
4. 前記ケース嵌合爪および前記基板固定爪は、前記ケースにおける、前記基板の角部に相当する部分に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ給電装置。
5. 前記ケース嵌合爪の形状はゲート形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ給電装置。
6. 前記カバーは、３方にフレキシブルアンテナ用開口と、一方に信号ケーブル用開口とを具備することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ給電装置。

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