JP6139295B2 - Automotive antenna - Google Patents
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Description
本発明は、例えば携帯電話帯域の電波の送受信に使用する、車載用アンテナの防水構造に関する。 The present invention relates to a waterproof structure for an in-vehicle antenna used for transmitting / receiving radio waves in a cellular phone band, for example.
近年、車両の前後のバンパーの内側に、携帯電話帯域の電波の送受信を行うアンテナを設置することが行われるようになってきている。バンパーの内側に設ける車載用アンテナにあっては、風雨の影響を受けるため、防水構造を有することが必要条件となる。 In recent years, antennas for transmitting and receiving radio waves in the cellular phone band have been installed inside the bumpers before and after the vehicle. The vehicle-mounted antenna provided inside the bumper is required to have a waterproof structure because it is affected by wind and rain.
このため従来は下記特許文献1,2のように、アンテナエレメント、回路基板、これに搭載された電子部品、及びケーブルの接続端部とを全体的に覆うように樹脂モールドすることが提案されている。
For this reason, conventionally, as described in
従来のようにアンテナエレメント全体を回路基板等と共に樹脂モールドで覆う構造は、外形が大きくなるとともに、インサート成形のための金型が必要になる。 The conventional structure in which the entire antenna element is covered with a resin mold together with a circuit board or the like requires an outer shape and a mold for insert molding.
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、簡素で安価な構造で防水を実現した車載用アンテナを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a vehicle-mounted antenna that achieves waterproofing with a simple and inexpensive structure.
本発明のある態様は車載用アンテナである。この車載用アンテナは、アンテナエレメントと、ブラケットと、前記アンテナエレメント及び前記ブラケットを挟持する第1の絶縁体部品及び第2の絶縁体部品と、前記第1及び第2の絶縁体部品で囲まれた内部空間に配置されるプリント基板と、一部が前記内部空間に配置される外部出力部と、前記内部空間内に充填されるシール材とを備える。 One embodiment of the present invention is a vehicle-mounted antenna. The vehicle-mounted antenna is surrounded by an antenna element, a bracket, a first insulator part and a second insulator part that sandwich the antenna element and the bracket, and the first and second insulator parts. A printed circuit board disposed in the internal space, an external output portion partially disposed in the internal space, and a sealing material filled in the internal space.
前記態様において、前記第1の絶縁体部品の片側に配置される前記アンテナエレメント及び前記ブラケットは前記第1の絶縁体部品の段差部で相互に絶縁されて所定間隔で位置決めされ、かつ前記第1の絶縁体部品と前記アンテナエレメントと前記ブラケットとで形成される前記第2の絶縁体部品に接する当接面は平坦になっているとよい。 In the above aspect, the antenna element and the bracket arranged on one side of the first insulator component are insulated from each other by a step portion of the first insulator component and positioned at a predetermined interval, and the first It is preferable that the contact surface in contact with the second insulator component formed by the insulator component, the antenna element, and the bracket is flat.
前記態様において、前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの前記第1の絶縁体部品への取付部分の幅が前記第1の絶縁体部品の幅と等しいとよい。 In the above aspect, the width of the mounting portion of the antenna element and the bracket to the first insulator component may be equal to the width of the first insulator component.
前記態様において、前記第1の絶縁体部品に対して間隔を設けて前記プリント基板が設けられているとよい。 In the aspect, it is preferable that the printed circuit board is provided with an interval with respect to the first insulator component.
前記態様において、前記外部出力部が前記プリント基板に取り付けられたコネクタであり、前記コネクタの外部接続部分は前記内部空間の開口側に露出しているとよい。 In the above aspect, the external output unit may be a connector attached to the printed circuit board, and an external connection portion of the connector may be exposed to the opening side of the internal space.
前記態様において、前記第1の絶縁体部品は前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの背面側に接するベースであり、前記第2の絶縁体部品は前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの前面側に接して前記ベースとの間で前記内部空間を形成するケースであり、前記ベース及び前記ケースは前記アンテナエレメント及び前記ブラケットの一部のみを覆う構成であってもよい。 In the above aspect, the first insulator component is a base in contact with the antenna element and the back side of the bracket, and the second insulator component is in contact with the antenna element and the bracket in front of the base. The base and the case may cover only a part of the antenna element and the bracket.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by converting the expression of the present invention between methods and systems are also effective as aspects of the present invention.
本発明に係る車載用アンテナによれば、アンテナエレメント及びブラケットを第1及び第2の絶縁体部品で挟持し、第1及び第2の絶縁体部品で囲まれかつプリント基板が配置される内部空間にシール材を充填すればよく、一度のシール材充填で防水を行うため、簡素で安価な構造で防水を実現することができる。 According to the vehicle-mounted antenna according to the present invention, the internal space in which the antenna element and the bracket are sandwiched between the first and second insulator parts, surrounded by the first and second insulator parts, and the printed circuit board is disposed. It is only necessary to fill the sealing material with water, and since the waterproofing is performed by filling the sealing material once, the waterproofing can be realized with a simple and inexpensive structure.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, member, process, etc. which are shown by each drawing, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably. In addition, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1乃至図17に示すように、車載用アンテナは、導電性金属板のアンテナエレメント1と、導電性金属板のブラケット10と、アンテナエレメント1及びブラケット10を挟持する第1の絶縁体部品としてのベース20及び第2の絶縁体部品としてのケース30と、ベース20及びケース30で囲まれた内部空間Pに配置されるプリント基板40と、一部が内部空間Pに配置される外部出力部としての同軸コネクタ50とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 17, the on-vehicle antenna includes an
ベース20は樹脂製であって、アンテナエレメント1の背面に接する面S1にアンテナエレメント位置合わせ用のボス21及び取付用のネジ穴22が、ケース30の取付部31に接する面S2にケース位置合わせ用のボス23が、ブラケット10の折曲げ部11に接する面S3にブラケット位置合わせ用のボス24及び取付用のネジ穴25がそれぞれ形成されている。また、ベース20にはアンテナエレメント1の一辺に接する段差部26a,26bが形成され、同様にブラケット10の折曲げ部11の一辺に接する段差部27a,27bが形成されている。これらの段差部26a,27aはアンテナエレメント1とブラケット10間の電気絶縁のために設けられている。段差部26a,26bの高さ(段差)はアンテナエレメント1の板厚に等しく設定され、段差部27a,27bの高さ(段差)はブラケット10の板厚に等しく設定されている。
The
アンテナエレメント1には、ベース20のボス21と嵌合する位置合わせ穴2及びネジ穴22に対応する取付穴3が形成される。また、アンテナエレメント1の一辺(下辺)からプリント基板取付用の舌片部4が延長している。車載用アンテナを組み立てたときに舌片部4とベース20間に隙間が生じるように、舌片部4は基部がL字状に折曲げられている。舌片部4にはプリント基板40を取り付けるためのネジ穴5が形成されている。アンテナエレメント1のベース20への取付部分の横幅は小型化の観点からベース20の横幅と等しい寸法に設定されている。
The
ブラケット10は、幅広の取付部12から垂直に立ち上がった折曲げ部11を有している。取付部12には、例えば車両のバンパー内側の金属フレームに取り付けるための取付穴13が形成されている。折曲げ部11には、ベース20側のボス24と嵌合する位置合わせ穴14及びネジ穴25に対応する取付穴15が形成されている。また、折曲げ部11の一辺(上辺)からプリント基板取付用の舌片部16a,16bが延長している。車載用アンテナを組み立てたときに舌片部16a,16bとベース20間に隙間が生じるように、舌片部16a,16bは基部がL字状に折曲げられている。舌片部16a,16bにはプリント基板40を取り付けるためのネジ穴17a,17bが形成されている。ブラケット10のベース20への取付部分(つまり折曲げ部11)の横幅は小型化の観点からベース20の横幅と等しい寸法となっている。
The
プリント基板40には舌片部4,16a,16bに形成されたネジ穴5,17a,17bに対応する取付穴41が形成されるとともに、同軸コネクタ50が固着される。同軸コネクタ50は防水構造でなくともよい。プリント基板40には同軸コネクタ50の中心導体及びそれを囲む外側導体(スリーブ)がそれぞれ電気的に接続(例えばはんだ接続)されており、プリント基板40には同軸コネクタ50の中心導体をアンテナエレメント1の舌片部4に電気的に接続するための導体パターン、及び同軸コネクタ50の外側導体をブラケット10の舌片部16a,16bに接続するための導体パターンがそれぞれ形成されている(各導体パターンの図示は省略)。
ケース30は樹脂製であって、ベース20と一体化された状態で一面が開口した略直方体状の内部空間Pを形成するものである。ケース30は三辺の縁部がベース20側に対向する取付部31となっている。取付部31にはベース20側のネジ穴22,25に対応する取付穴32が形成されている。また、取付部31にはベース20側のボス23と嵌合する凹部(図示せず)が形成されている。
The
次に、車載用アンテナの組立手順に従って、車載用アンテナの全体構成を説明する。まず、図15(A)のようにベース20のアンテナエレメント位置合わせ用のボス21及び取付用のネジ穴22を形成した面S1に、アンテナエレメント1を対向させ、同図(B)のように、アンテナエレメント1の位置合わせ穴2をボス21と嵌合させるとともに、アンテナエレメント1の一辺がベース20の段差部26a,26bに隙間無く突き当たるように位置決めし、ベース20の端部位置(ケース30が重ならない位置)のネジ穴22に取付穴3を通してネジ61を螺合させ、ベース20にアンテナエレメント1の中央部を固定する。その際、後述するシール材の充填時に漏れが発生しないように、ベース20に対してアンテナエレメント1を隙間無く面接触させる。
Next, the overall configuration of the in-vehicle antenna will be described according to the assembly procedure of the in-vehicle antenna. First, as shown in FIG. 15A, the
図1に示したベース20のブラケット位置合わせ用のボス24及び取付用のネジ穴25を形成した面S3に、図16(A)のようにブラケット10の折曲げ部11を対向させ、ブラケット10の位置合わせ穴14をボス24と嵌合させるとともに、折曲げ部11の縁がベース20の段差部27a,27bに隙間無く突き当たるように位置決めし、ベース20の中央位置(ケース30の取付部31が重ならない位置)のネジ穴25に取付穴15を通してネジ62を螺合させ、ベース20に折曲げ部11の中央部を固定する。その際、後述するシール材の充填時に漏れが発生しないように、ベース20に対して折曲げ部11を隙間無く面接触させる。
As shown in FIG. 16A, the
それから図16(B)のように、予め同軸コネクタ50をはんだ付け等で接続固定したプリント基板40を、舌片部4,16a,16b上に載置し、それらのネジ穴5,17a,17bにプリント基板40の取付穴41を通してネジ63を螺合させ、舌片部4,16a,16bに対してプリント基板40を固定する。これにより、図12および図14のように、舌片部4,16a,16bがプリント基板40と密着して、同軸コネクタ50の中心導体はプリント基板40の導体パターンを介してアンテナエレメント1の舌片部4に電気的に接続され、また同軸コネクタ50の外側導体はプリント基板40の別の導体パターンによってブラケット10の舌片部16a,16bに電気的に接続される。各舌片部4,16a,16bの基部がL字状に折曲げられているため、ベース20とプリント基板40の対向面間に所定の間隔が設けられる。つまり、プリント基板40はアンテナエレメント1及びブラケット10との接続部を除き、ベース20及びケース30から空間をもった状態で固定される。なお、プリント基板40上にはチップコンデンサ等の電子部品が搭載される場合があるが、それらの電子部品の図示は省略した。
Then, as shown in FIG. 16B, the printed
ベース20へのプリント基板40の装着後、図17(A)のようにケース30のベース20への取り付けを行う。つまり、ケース30の取付部31を、アンテナエレメント1とブラケット10の折曲げ部11とベース20の面S2とに重ねる(隙間無く面接触させる)。このとき、ベース20側のボス23がケース30の取付部31の凹部に嵌合することでケース30が位置決めされる。そして、ケース30の取付穴32、アンテナエレメント1の取付穴3を通してネジ64をベース20側のネジ穴22に螺合させるとともに、ケース30の取付穴32、ブラケット10の取付穴15を通してネジ65をベース20側のネジ穴25に螺合させ、図17(B)のようにベース20とケース30とを締め付け一体化する。これにより、アンテナエレメント1及びブラケット10はベース20とケース30の両者で挟持される。すなわち、取付部31は、それに対応するアンテナエレメント1とブラケット10の一面側に隙間無く面接触し、また、取付部31に対応するアンテナエレメント1とブラケット10の他面側はベース20の面S1および面S3に隙間無く面接触する。なお、図17(A)のケース30装着前の状態において、ベース20の面S2は他の面S1,S3(図1に示したようにアンテナエレメント1及びブラケット10が配置される部分)よりもアンテナエレメント1及びブラケット10の肉厚分だけ高く形成されているから、ケース30の取付部31が面接触する部分には段差が生じない。換言すれば、ベース20の面S2と、アンテナエレメント1と、ブラケット10とで形成されるケース30の取付部31に接する当接面は平坦になっている。従って、後述のケース30内へのシール材の充填の際にシール材(一般的に粘度が高い)が外部に漏れ出すことはない。
After mounting the printed
その後、図17(B)のようにベース20とケース30とで囲まれた内部空間Pにケース30の開口側からシール材としての注形樹脂70を充填し、硬化させ、内部空間Pを水密封止する。注形樹脂70は例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等であり、粘度が高いため、内部空間Pの外部に漏れ出すことはない。この際、図13のように、同軸コネクタ50のハウジング51は注形樹脂70中に埋没するが、同軸コネクタ50の外部接続部分は注形樹脂70から露出し、プリント基板40は注形樹脂70内に埋没する。また、ベース20とプリント基板40との間に隙間があるため、プリント基板40の周囲に確実に注形樹脂が回り込む。
After that, as shown in FIG. 17B, the internal space P surrounded by the
注形樹脂70が硬化した後は、注形樹脂70と各部材との接着により、強固な防水が確保される。プリント基板40はその周囲の空間に注入された注形樹脂70で包まれ、同軸コネクタ50のハウジング51外周も注形樹脂70でシール(水密封止)され、相手側防水コネクタとコネクタ50が嵌合することにより、車載用アンテナは完全防水される。
After the casting
このようにして組み立てられた車載用アンテナは、ブラケット10の取付部12を車両のバンパー(電波を透過させる樹脂等の材質)内側の金属フレームにボルトで固定することで、車両に装着される。
The vehicle-mounted antenna assembled in this way is attached to the vehicle by fixing the mounting
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。 According to the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) アンテナエレメント1及びブラケット10を第1及び第2の絶縁体部品としてのベース20及びケース30で挟持し、それらで囲まれかつプリント基板40が配置される内部空間Pにシール材を充填すればよく、一度のシール材(注形樹脂)充填で防水を行うため、簡素で安価な構造で防水を実現することができる。
(1) The
(2) ベース20の片側に配置されるアンテナエレメント1及びブラケット10は、ベース20に段差部26a,26b,27a,27bを形成したことで、所定間隔が保持され確実に相互間の電気絶縁を確保でき、かつ段差部26a,26b,27a,27bに突き当たるようにアンテナエレメント1及びブラケット10をベース20にそれぞれ装着することで、それらの位置決めを正確に行うことができる。
(2) The
(3) アンテナエレメント1及びブラケット10のベース20への取付部分の横幅が、ベース20の横幅と等しい寸法であり、小型化を図ることができる。
(3) The horizontal width of the mounting portion of the
(4) ベース20に対して間隔を設けてプリント基板40が設けられているため、プリント基板40の周囲にシール材としての注形樹脂70が確実に回り込むことになり、プリント基板40の水密封止を確実に行うことができる。
(4) Since the printed
(5) コネクタ50の外部接続部分はケース30の開口側(内部空間Pの開口側)に設けられて、注形樹脂70から露出する構造であり、コネクタ50の仕様変更が容易である。コネクタ50の形状が大きく変わる場合でもケース3の開口形状を変更することで容易に対応可能である。
(5) The external connection portion of the
(6) ベース10及びケース30はアンテナエレメント1及びブラケット10の一部のみを挟持して覆う構造であり、アンテナエレメント1全体を覆う構造に比較して小型化でき、材料費を少なくして製造原価の低減が可能である。
(6) The
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。 The present invention has been described above by taking the embodiment as an example. However, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, modifications will be described.
実施の形態では外部出力部として同軸コネクタを例示したが、それ以外のコネクタ、あるいは接続手段であってもよい。アンテナエレメントは使用周波数に応じて形状寸法は変更され、必ずしも平板状とは限らない。 In the embodiment, the coaxial connector is exemplified as the external output unit, but other connectors or connection means may be used. The antenna element has a shape that is changed according to the operating frequency, and is not necessarily flat.
1 アンテナエレメント
2,14 位置合わせ穴
3,13,15,32,41 取付穴
4,16a,16b 舌片部
5,17a,17b,22,25 ネジ穴
10 ブラケット
11 折り曲げ部
20 ベース
21,23,24 ボス
26a,26b,27a,27b 段差部
30 ケース
31 取付部
40 プリント基板
50 同軸コネクタ
70 注形樹脂
P 内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
ブラケットと、
前記アンテナエレメント及び前記ブラケットを挟持する第1の絶縁体部品及び第2の絶縁体部品と、
前記第1及び第2の絶縁体部品で囲まれた内部空間に配置されるプリント基板と、
一部が前記内部空間に配置される外部出力部と、
前記内部空間内に充填されるシール材とを備えることを特徴とする車載用アンテナ。 An antenna element;
A bracket,
A first insulator component and a second insulator component sandwiching the antenna element and the bracket;
A printed circuit board disposed in an internal space surrounded by the first and second insulator components;
An external output part partially disposed in the internal space;
A vehicle-mounted antenna comprising a sealing material filled in the internal space.
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