JP5770612B2

JP5770612B2 - 車両用アンテナアッセンブリ

Info

Publication number: JP5770612B2
Application number: JP2011267722A
Authority: JP
Inventors: 俊介中根
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: JP2013121049A

Description

本発明は、車両外装品の内部に取り付ける車両用アンテナアッセンブリの構造に関する。

車両には、ラジオ、デジタルテレビ及びＧＰＳ等のさまざまな無線受信装置が搭載されており、それぞれの周波数に応じたアンテナが装備されている。一般の乗用車では、これらのアンテナを車室外に設置することは美観や配置するスペースの点で好ましくないことから、乗用車のエアスポイラ、バンパ及びトランクリッドなどの樹脂製の車両外装品の内部空間にアンテナを設置することによりスペースの共用化並びに乗用車外観の向上を図っている。さらに、デジタルテレビ放送等の電波は方向性があることから、複数のアンテナエレメントによってダイバーシティ受信を行うことが多く、アンテナエレメントの数が増大する傾向にある。

このような車両外装品にアンテナを配置する場合には、雨、埃などの侵入を防止するために防水性が求められる。そこで、特許文献１には、金属薄板のアンテナエレメントと、アンテナエレメントが受信した信号を増幅するアンプ基板と、をまとめて袋状フィルムの保護被膜で取り囲み、袋状フィルム内の空気を脱気、被覆、密着させてアンテナエレメントとアンプ基板を防水構造にする技術が開示されている。この技術によりアンテナエレメントとアンプ基板を防水構造にすることが可能となるが、金属薄板のエレメントが袋状フィルムに覆われているため接着剤を用いて袋ごとエアスポイラ、バンパ及びトランクリッドなどの車両外装品の平坦な内部空間に固定する必要がある。平坦な部分が無い場合、アンテナエレメントが湾曲することで性能劣化となる可能性がある。そこで、アンプ基板だけ樹脂カバーにより覆うことで防水する一例を図５に示す。

図５の車両用アンテナアッセンブリは、アンテナエレメント１１１，１１２、アンプ基板１２０、アンプ基板１２０を防水する防水カバー１１７、アンプ基板１２０とコネクタ１１５とを接続するワイヤーハーネス１１４、及びこれらを支持するアンテナベース１１６を有している。２枚のアンテナエレメント１１１，１１２はそれぞれアンテナベース１１６に４本のビス１１３により固定され、固定されたアンテナエレメント１１１，１１２にアンプ基板１２０がハンダ付けされ、アンプ基板１２０から延びたワイヤーハーネス１１４がコネクタ１１５に接続されている。防水カバー１１７はアンテナベース１１６に３本のビス１１９により固定されると共に複数の接続部はシール１１８によって防水されている。このような構造を有するアンテナアッセンブリにより、アンテナエレメント１１１，１１２を確実に支持することが可能となっている。

特開２０１１−３５５４０号公報

しかしながら、図５に示した従来例の構成では、ハンダ付け及び防錆の機能のために黄銅スズメッキ鋼板を使用し、ビス締めがアンテナエレメント１１１，１１２で４箇所、防水カバー１１７で３箇所となっており、特許文献１のアンテナと比べて組付け工数が多くコストも高い。そこで、防水カバー１１７の代わりに樹脂モールドにてアンプ基板１２０全体を覆い、アンテナベース１１６に固定する構造に変更すると、樹脂製のアンテナベース１１６と金属製のアンテナエレメント１１１，１１２の間で熱収縮量が相違するため、ハンダ付け箇所に応力が集中してハンダ割れを起こすことがある。また、ハンダ割れを防止するためには黄銅スズメッキ鋼板よりハンダの濡れ性が良い材料を使用しなければならずコスト低減が難しい。

そこで、本発明では、防水構造を有し、組付け工数を低減可能であり、アンテナエレメントとアンプ基板との接続部のハンダ割れが発生しない車両用アンテナアッセンブリを提供することを目的とする。

以上のような目的を達成するために、本発明に係る車両用アンテナアッセンブリは、アンテナベースの一端に樹脂モールドにより覆われて固定されたアンプ基板と、アンテナベースの他端に延びるように配置された板状のアンテナエレメントであって、一端がアンプ基板に電気的に接続され、アンテナベースに嵌り合う嵌合部が他端に形成されたアンテナエレメントと、を有し、嵌合部はアンテナベースの他端と嵌り合いながら変位してアンテナエレメントの長手方向の変形を許容することを特徴とする。このような構成にすることで、アンテナエレメントをアンテナベースに組付けるビスを削減している。

また、本発明に係る車両用アンテナアッセンブリにおいて、アンテナエレメントの嵌合部は、アンテナベースの他端近傍に形成された長穴に入り込むように形成されたクランク状の板であり、アンテナベースの表面及び裏面の両面に面接触することでアンテナエレメントを保持することを特徴とする。

また、本発明に係る車両用アンテナアッセンブリにおいて、アンテナエレメントの嵌合部は、アンテナベースの他端を挟むように形成されたフック状の板であり、アンテナベースの表面及び裏面の両面に点接触又は線接触することでアンテナエレメントを保持することを特徴とする。

本発明に係る車両用アンテナアッセンブリを使用することにより、防水構造を有し、組付けのためのビスを削減することにより組付け工数を低減可能であり、アンテナエレメントアンプ基板との接続部のハンダ割れが発生しないという効果がある。また、ハンダ割れを防止するために黄銅スズメッキ鋼板よりハンダの濡れ性が良い材料を使用する必要は無くなり、安価でハンダ付け可能なアルミニウム材が使用できるという効果がある。

本発明の実施形態に係る車両用アンテナユニットがエアスポイラの下半ケーシングに取り付けられた状態を示す平面図である。本発明の実施形態に係る車両用アンテナアッセンブリの平面図である。本発明の実施形態に係る車両用アンテナアッセンブリの組み立て方法の一例を説明する説明図である。図３に示した車両用アンテナアッセンブリの爪干渉部の断面を説明する説明図である。従来例における車両用アンテナアッセンブリの平面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１は、車両１の後部を示し、車両用アンテナユニット２０がエアスポイラ２の下半ケーシング９に取り付けられた状態を示している。エアスポイラ２は、テールライト７の上側であってテールゲート８の上部に配置され、樹脂成形により内部に空間を有している。エアスポイラ２は図示しない上半ケーシングと図１の下半ケーシング９を接着して形成されており、エアスポイラ２の製造工程において車両用アンテナユニット２０を構成するラジオ用アンテナアッセンブリ４と地上波デジタル放送を受信する２つのテレビ用アンテナアッセンブリ５，６が取り付けられている。

ラジオ用アンテナアッセンブリ４は、下半ケーシング９の中央部後部寄り、かつ、車両１の幅方向に向かって延びるように配置され、ラジオ用アンテナアッセンブリ４の出力は分岐基板３１によりテレビ用アンテナアッセンブリ６のコネクタに接続されている。また、テレビ用アンテナアッセンブリ５は下半ケーシング９の車両前方方向左側（車両左側）に配置され、テレビ用アンテナアッセンブリ６は車両右側に配置されることで２つのアンテナアッセンブリによりダイバーシティ受信を可能にしている。

これらの車両用アンテナユニット２０で受信した電波は各アンテナアッセンブリ内のアンプ基板により増幅され、ワイヤーハーネスを経てオーディオ装置へ入力される。次に、アンテナアッセンブリについて説明する。

図２は車両用アンテナアッセンブリであってアンプ基板を樹脂モールド２２により防水処理及びアンテナベース２１に固定したアンテナアッセンブリ１０を示している。また、図３は車両用アンテナアッセンブリの組み立て方法を示している。本実施形態で特徴的な事項の一つは、図５に示したアンテナエレメント１１１，１１２と防水カバー１１７の固定に使用したビス１１３，１１９を無くしたことである。また、その他の特徴的な事項の一つは、図５に示したアンテナエレメント１１１，１１２の材質を黄銅スズメッキ鋼板からハンダ付け可能なアルミニウム材の薄板に変更したことである。まず、図２を用いてアンテナアッセンブリ１０の構造を説明する。

図２のアンテナアッセンブリ１０は、ハンダ付け可能なアルミニウム材の薄板で形成されたアンテナエレメント１１，１２と、樹脂モールド２２によって防水処理されると共にアンテナベース２１に固定されたアンプ基板２３と、このアンプ基板２３とコネクタ１８とを接続するワイヤーハーネス１７と、これらを支持するアンテナベース２１とを有している。アンプ基板２３はアンテナエレメント１１，１２にハンダ付けされ、アンプ基板２３から延びたワイヤーハーネス１７がコネクタ１８に接続されている。一方、２枚のアンテナエレメント１１，１２は先端に爪干渉部１４〜１６を有し、各爪干渉部１４〜１６がアンテナベース２１に設けられた長穴形状の貫通穴２５〜２８に嵌り合っている。このため、アンテナエレメント１１，１２は、図５のビス１１３，１１９を使用することなく爪干渉部１４〜１６と樹脂モールド２２によってアンテナベース２１に固定されている。

次に、図３を用いてアンテナアッセンブリ１０の組み立て方法の一例を説明する。組み立ては、アンプ基板２３にアンテナエレメント１１，１２とワイヤーハーネス１７をハンダ付けした後、アンテナエレメントの爪干渉部１４〜１６をアンテナベース２１の貫通穴２８に挿し込み、アンテナエレメント１１，１２の表面と裏面の両面がアンテナベース２１に接触するように組付ける。ここで、例えば爪干渉部１４は貫通穴２８に嵌り合うことで互いに接触することで干渉し、干渉により干渉力（摩擦力）が互いに発生する。次に、アンプ基板２３を覆う成形型を被せて樹脂を注入するいわゆるダイレクト成形にてアンプ基板２３をアンテナベース２１に固定する。樹脂の注入が終了すると成形型を取り外す。この作業により、アンテナエレメント１１，１２はハンダ付けによりアンプ基板２３と接続され、かつ、アンプ基板２３が樹脂モールド２２によりアンテナベース２１に固定される。他方、爪干渉部１４〜１６は、アンテナベース２１との表面摩擦による干渉を受けることにより変位自在に干渉固定されている。このため、アンテナエレメント１１，１２とアンテナベース２１との間で発生する熱収縮差を爪干渉部１４〜１６の変位にて吸収することができ、ハンダ部２４への応力集中が防止できる。なお、干渉固定とは、互いに干渉し合うことで干渉力が発生し、干渉力によって固定されている状態を示し、従来必要であった組付け用のビスが不要となるという効果を奏する。

変位自在に干渉固定されている爪干渉部１４〜１６は、アンテナエレメント１１，１２やアンテナベース２１の強度よりも干渉固定が弱く設定されている必要があるため、従来の黄銅スズメッキ鋼板をアンテナエレメント１１，１２に使用すると干渉力が高すぎて良好な変位が損なわれていた。また、黄銅スズメッキ鋼板は塑性変形しにくいためアンテナエレメント１１，１２とアンテナベース２１との間に隙間が発生する。そこで、アンテナエレメントをアルミニウム材にして爪干渉部１４〜１６の一部が塑性変形しながら干渉固定が保持する構造により接触部の隙間低減と弱い干渉力を実現した。言い換えると、爪干渉部１４〜１６に隙間が発生すると打音や引きずり音などの異音が発生するため、隙間無く接触していることが必要であり、従来の黄銅スズメッキ鋼板では干渉力が高すぎて良好な干渉固定が困難であった。これに対し、ハンダ付け可能なアルミニウム材は、母材自身が塑性変形しやすく、表面にニッケルやスズメッキを施した酸化防止層とハンダ性付与層を有し、この酸化防止層により弱い干渉力を実現している。さらに、ハンダ性付与層により従来の黄銅スズメッキ鋼板と同等なハンダ濡れ性を有している。

図４は図３に示した車両用アンテナアッセンブリの爪干渉部１３（嵌合部）の断面を示している。図４（Ａ）は図３のＡ−Ａ断面を示し、図４（Ｂ）は他の実施形態における断面を示している。図４（Ａ）において、クランク状に折り曲げられたアンテナエレメント１１の爪干渉部１３は、アンテナベース２１の表面と裏面の両面に面接触している。また、爪干渉部１３の反対側には、アンテナエレメント１１とアンプ基板２３とがハンダ部２４によって接続され、樹脂モールド２２によってアンテナベース２１に固定されたアンプ基板２３が配置されている。

図４の破線で示したアンテナエレメント１１の爪干渉部１３は、先端のクランク部が持ち上がるように成形され、直角に対してα°さらに折り込まれている。この折り込みによりアンテナベース２１の裏面との干渉力を高めると共に、干渉力が高すぎる場合には、実線で示したアンテナエレメント１１のように、爪干渉部１３の塑性変形により干渉力を低減させている。

図４（Ｂ）は、他の実施形態における断面を示しており、アンテナエレメントの熱収縮差が大きい場合には、アンテナベースの端部を干渉部でフック状の板で挟み込むことで固定する一例を示している。フック状の板には、面接触に比べて干渉力が安定して変化しにくい点接触又は線接触の爪干渉部を形成して熱収縮差を吸収させることが可能となる。

以上、上述したように、本実施形態に係る車両用アンテナアッセンブリを用いることにより防水構造を有し、組付けのためのビスを削減して組付け工数を低減可能であり、アンテナエレメントアンプ基板との接続部のハンダ割れを防止できる。また、ハンダ割れを防止するために黄銅スズメッキ鋼板よりハンダの濡れ性が良い材料を使用する必要は無くなり、安価でハンダ付け可能なアルミニウム材が使用可能となる。なお、本実施形態では、はんだ付け可能なアルミニウム材は、東洋鋼鈑製の「ＳＡＰｌａｔｅ：サップレート」（登録商標）を使用したが、これに限定するものではなく、同等の機能を有する軽量で安価な材料を使用してもよい。

１車両、２エアスポイラ、４ラジオ用アンテナアッセンブリ、５，６テレビ用アンテナアッセンブリ、７テールライト、８テールゲート、９下半ケーシング、１０アンテナアッセンブリ、１１，１２，１１１，１１２アンテナエレメント、１３，１４，１５，１６爪干渉部、１７，１１４ワイヤーハーネス、１８，１１５コネクタ、２０車両用アンテナユニット、２１，１１６アンテナベース、２２樹脂モールド、２３，１２０アンプ基板、２４ハンダ部、２５，２６，２７，２８貫通穴、３１分岐基板、１１３，１１９ビス、１１７防水カバー、１１８シール。

Claims

アンテナベースの一端に樹脂モールドにより覆われて固定されたアンプ基板と、
アンテナベースの他端に延びるように配置された板状のアンテナエレメントであって、一端がアンプ基板に電気的に接続され、アンテナベースに嵌り合う嵌合部が他端に形成されたアンテナエレメントと、
を有し、
嵌合部はアンテナベースの他端と嵌り合いながら変位してアンテナエレメントの長手方向の変形を許容することを特徴とする車両用アンテナアッセンブリ。
請求項１に記載の車両用アンテナアッセンブリにおいて、
アンテナエレメントの嵌合部は、アンテナベースの他端近傍に形成された長穴に入り込むように形成されたクランク状の板であり、アンテナベースの表面及び裏面の両面に面接触することでアンテナエレメントを保持することを特徴とする車両用アンテナアッセンブリ。
請求項１に記載の車両用アンテナアッセンブリにおいて、
アンテナエレメントの嵌合部は、アンテナベースの他端を挟むように形成されたフック状の板であり、アンテナベースの表面及び裏面の両面に点接触又は線接触することでアンテナエレメントを保持することを特徴とする車両用アンテナアッセンブリ。