JP6200293B2 - 車両用アンテナ - Google Patents

Description

本発明は、車両用アンテナに関し、特に、車両付属部品に固定されるアンテナの構造に関する。

車載用アンテナとして、スポイラにアンテナ素子が設けられたアンテナが広く用いられている。スポイラは、車両のボデーに取り付けられる部材であり、車両の周りの空気の流れを調整すると共に車両の美観を奏する。スポイラには、車両のリアウィンドウの上部に設けられる庇状のものや、車両の後部に設けられる翼状のものがある。一般に、スポイラは中空のプラスチック樹脂で形成され、アンテナ素子はスポイラの内部に設けられる。

その他、車載用アンテナには、中空のプラスチック樹脂で形成されたバンパの内部にアンテナ素子が設けられたものや、車室のオーバーヘッドコンソールにアンテナ素子が設けられたものがある。以下の特許文献１および２には、車両搭載用のスポイラアンテナが記載されている。特許文献３には、オーバーヘッドコンソールにアンテナ素子が設けられた車両アンテナ送受信構造が記載されている。

特開２００９−１７７４８４号公報 特開２００８−２８３６０９号公報 特開２００８−１１８５４６号公報

車載用アンテナには、アンテナ素子が基板に固定され、その基板がプラスチック樹脂製の板状のベース材に固定されているものがある。このような車両用アンテナでは、ベース材が、スポイラ、バンパ等の車両付属部品に固定され、ベース材を介してアンテナ素子が車両付属部品に固定される。しかし、このような構造では、ベース材を車両付属部品に固定するためのネジ類等が必要となり、部品点数が多くなるという問題があった。また、ベース材を車両付属部品に固定するための作業量が多くなるという問題があった。

本発明は、車載用アンテナを車両付属部品に固定する構造を単純化することを目的とする。

本発明は、アンテナ素子と、車両付属部品に固定されるベース部と、前記ベース部に配置され、前記アンテナ素子が接続される基板と、前記基板を覆って前記ベース部に固定されるモールド部と、を備え、前記アンテナ素子と、前記基板に接続されたアンテナ給電線とが、前記モールド部から引き出されており、前記ベース部は、板状部材と、前記車両付属部品に設けられた穴に挿入されるクランプ部と、を有し、前記クランプ部は、前記穴に挿入された状態で前記車両付属部品に引っ掛かる構造を有し、前記板状部材には、前記モールド部が入り込む領域が形成され、前記板状部材の１つの面には、前記基板が配置され、前記板状部材の他の面には、前記クランプ部が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、車載用アンテナを車両付属部品に固定する構造を単純化することができる。

本発明に係る車両用アンテナの斜視図である。 本発明に係る車両用アンテナの分解斜視図である。 ベース部の正面図である。 ベース部の側面図である。 モールド部によってアンプ基板が覆われる前の車両用アンテナの斜視図である。 車両用アンテナを車両付属部品に固定する工程を示す図である。 車両用アンテナが搭載される車両を示す図である。 スポイラの筐体の上蓋が取り除かれた状態を示す図である。

図１には、本発明の実施形態に係る車両用アンテナの斜視図が示されている。車両用アンテナは、スポイラ、バンパ等の車両付属部品に取り付けられるアンテナである。この図では、車両付属部品に向けられる側（ｚ軸負方向）が上側に向けられた状態が示されている。車両用アンテナは、本体部１０、および２つのアンテナ素子基板１２を備える。アンテナ素子基板１２は、プラスチックフィルム等の絶縁体によって形成されている。図１に示されているアンテナ素子基板１２は透明であるが、アンテナ素子基板１２は、半透明あるいは不透明であってもよい。アンテナ素子基板１２にはアンテナ素子１６が設けられている。アンテナ素子１６は、本体部１０の内部に設けられたアンプに接続されている。本体部１０は、ベース部１８およびモールド部２０を備える。後述のようにベース部１８には、アンプが実装されたアンプ基板が配置されており、モールド部２０によってアンプ基板が覆われている。ベース部１８には、ｚ軸負方向に突出するクランプ部２２が形成されている。クランプ部２２が車両付属部品に設けられた固定穴に挿入されることで、車両用アンテナは車両付属部品に固定される。

図２には、車両付属部品に向けられる側が下側に向けられた車両用アンテナの分解斜視図が示されている。ベース部１８は、幅（ｘ軸方向の長さ）が、高さ（ｚ軸方向の長さ）よりも大きい筒形状を含んでいる。すなわち、ベース部１８は、長方形の板状部材１９を含み、板状部材１９は、一方の短辺から他方の短辺に矩形の穴を貫通させて、空洞が形成された形状を有する。板状部材１９を形成する上板の各短辺には、Ｕ字形状の切り欠き２６が形成されている。板状部材１９の長手方向の各側面には溝２８が形成されている。

図３には、ベース部１８の正面図が示されている。空洞３０内には、上板３２と下板３４との間に結合した柱３６が設けられている。下板３４の下面には、クランプ部２２が形成されている。クランプ部２２は、板状部材１９の下面から突出しｚ軸負方向に伸びる。クランプ部２２は、板状部材１９の下面から離れるに従って径が大きくなる環状の支持部３８を有する。支持部３８は、棒状のクランプ部本体４０の周囲を環状に囲んでいる。支持部３８は、クランプ部本体４０の周囲の一部で突出する形状であってもよい。

図４には、ベース部１８の側面図が示されている。クランプ部本体４０におけるｙ軸正方向を臨む側面およびｙ軸負方向を臨む側面には、突起構造３９が形成されている。突起構造３９は、クランプ部本体４０の先端側から上方に向かうにつれて厚みが増加するテーパ形状を有する。最大の厚みのある部分より上側は、上方に向かうにつれて厚みが減少し、支持部３８の下面に向けて窄まる。突起構造３９およびクランプ部本体４０によって、支持部３８より下方は楔形状をなす。クランプ部２２の全体、または、少なくとも突起構造３９の部分は、弾力性のあるゴム、プラスチック等によって形成してもよい。クランプ部２２は、車両付属部品が備える板状の部材に開けられた固定穴に挿入される。突起構造３９が固定穴を通り抜けた後、支持部３８の下面と突起構造３９との間に固定穴が嵌まり込み、ベース部１８が車両付属部品に固定される。ベース部１８が車両付属部品に固定されると、支持部３８の下面は車両付属部品に接触し、車両付属部品に固定された本体部１０のぐらつきが抑えられる。

図２に戻って、車両用アンテナの構造について説明する。ベース部１８上面の対向する長辺には、基板固定爪４２が設けられている。アンプ基板４４は、長方形に形成されており、基板固定爪４２が引っ掛かる固定凹み４６が対向する長辺に設けられている。アンプ基板４４がベース部１８の上面に接合される際には、各基板固定爪４２がベース部１８から外側に向けて広がり、アンプ基板４４がベース部１８の上面に接すると共に、各基板固定爪４２はアンプ基板４４の各固定凹み４６に嵌まり込む。これによって、アンプ基板４４はベース部１８の上面に接した状態で２つの基板固定爪４２に引っ掛けられ、ベース部１８上面に固定される。

各アンテナ素子基板１２には、受信される電波の波長の約４分の１の長さの線状導体がアンテナ素子１６として固定されている。図２に示されている例では、アンテナ素子１６の終端近傍の区間は、所定角度だけ折り曲げられており、その他の区間よりも幅が広くなっている。これによって、終端近傍の静電容量が増加し、電気長を一定にしたまま物理的な長さが短縮される。アンテナ素子１６は、例えば、銅箔で形成される。アンテナ素子１６は、その他の導電性の材料で形成してもよい。例えば、導電性のインクによってアンテナ素子基板１２に印刷することでアンテナ素子１６を形成してもよい。また、アンテナ素子基板１２を、２枚のプラスチックフィルムを重ね合わせた構造とし、２枚のプラスチックフィルムの間にアンテナ素子１６を挟んでもよい。２つのアンテナ素子基板１２によって、半波長ダイポールアンテナが構成される。なお、１つのアンテナ素子基板１２のみを用いて、４分の１波長モノポールアンテナを構成してもよい。

図５には、モールド部によってアンプ基板４４が覆われる前の車両用アンテナの斜視図が示されている。アンテナ素子基板１２からは、アンテナ素子１６の給電端４８が引き出されており、給電端４８がアンプ基板４４に接続されている。アンプ基板４４にはアンプ（図示せず）が実装されており、各アンテナ素子１６は、アンプ基板４４に設けられた配線パターンによってアンプに接続されている。また、アンプ基板４４には同軸ケーブル５０が接続されている。すなわち、同軸ケーブル５０の内導体５２は、アンプ基板４４に設けられた配線パターン、およびアンプ基板４４に設けられたインピーダンス整合回路を介してアンプに接続されている。同軸ケーブル５０の外導体５４は、アンプ基板４４の接地導体に接続されている。なお、同軸ケーブル５０側のインピーダンスと、アンプ側のインピーダンスとが整合している場合には、インピーダンス整合回路は設けなくてもよい。

図２および図３を参照して、モールド部２０を形成する工程について説明する。アンプ基板４４がベース部１８に固定され、各アンテナ素子基板１２および同軸ケーブル５０がアンプ基板４４に取り付けられた状態で、モールド部２０を形成するモールド材料は、板状部材１９の側面および空洞３０の開口からアンプ基板４４の上側に亘る領域を覆う。

この工程は、モールド加工によって行われる。すなわち、加熱によって軟化したモールド材料で、板状部材１９の側面および空洞３０の開口からアンプ基板４４の上側に亘る領域を覆い、その状態でモールド材料を冷却し硬化させる。軟化したモールド材料は、図３に示される空洞３０および溝２８に流れ込んだ後に硬化する。そのため、モールド材料が硬化した後は、モールド材料は確実にベース部１８に固定され、モールド部２０が形成される。モールド材料として、このような熱可塑性の材料を用いる代わりに、紫外線の照射によって硬化する材料を用いてもよい。この場合、軟化した状態のモールド材料で、板状部材１９の側面および空洞３０の開口からアンプ基板４４の上側に亘る領域を覆った後、モールド材料に紫外線を照射すればよい。

このようなモールド加工によって、モールド部２０はアンプ基板４４を覆ってベース部１８に固定される。アンテナ素子１６、およびアンプ基板４４に接続されたアンテナ給電線としての同軸ケーブル５０は、モールド部２０から引き出される。板状部材１９は、モールド材料が入り込む領域として空洞３０および溝２８を備えるため、モールド部２０は、確実にベース部１８に固定される。

図６には、車両用アンテナを車両付属部品６０に固定する工程が示されている。ベース部に形成されたクランプ部２２は、車両付属部品６０に設けられた固定穴５８に挿入される。クランプ部２２が有する突起構造は、クランプ部２２が固定穴５８に挿入された状態で車両付属部品６０に引っ掛かる。これによって、本体部１０が車両付属部品６０に固定される。各アンテナ素子基板１２の外側の端にはクッション５６が取り付けられ、各アンテナ素子基板１２の外側の端は、クッション５６を介して車両付属部品６０に固定される。クッション５６は、発泡スチロール、スポンジ、プラスチック樹脂等によって形成されている。図６に示される例では、クッション５６には、ｘｙ平面に平行な方向に溝が切られており、その溝にアンテナ素子基板１２が差し込まれる。クッション５６は、接着剤、両面テープ等により、車両付属部品６０に固定され、アンテナ素子基板１２の外側の端がクッション５６を介して車両付属部品６０に固定される。これによって、アンテナ素子基板１２の振動が抑制されると共に、アンテナ素子基板１２から本体部１０に加わる力が低減される。

このような車両用アンテナによれば、簡単な工程で車両用アンテナを車両付属部品６０に取り付けることができる。また、車両用アンテナが、クッション５６およびクランプ部２２によって車両付属部品６０に固定されるため、特定の箇所に大きな力が働くことが回避される。さらに、クランプ部２２が有する支持部の下面が、車両付属部品６０に接触し、車両付属部品６０に固定された本体部１０のぐらつきが抑えられる。

なお、上記では、クランプ部が板状の部材に開けられた固定穴に挿入される例について説明した。クランプ部は、車両付属部品に開けられた筒状の固定穴に挿入されてもよい。この場合、例えば、筒状の固定穴の側面に突起が設けられ、クランプ部の突起構造が、固定穴の側面に設けられた突起に引っ掛かる。また、筒状の固定穴の側面にクランプ部の突起構造が入り込む凹みが形成されてもよい。

図７には、車両用アンテナが搭載される車両６２が示されている。車両付属部品としてのスポイラ６４は、プラスチック樹脂等で形成されている。図７に示されているスポイラ６４は、リアウィンドウ６６の上部に設けられ、庇状の形状を有する。

図８には、スポイラ６４の筐体の上蓋が取り除かれた状態が示されている。図８の上方向および下方向は、それぞれ、車両の後方向および前方向に対応し、図８の左方向および右方向は、それぞれ、車両前方向を見て右方向および左方向に対応する。スポイラ６４は、所定の位置に設けられたボルト穴に通されたボルトによって、ボデーに固定されている。

車両用アンテナ１００は、スポイラ６４に開けられた固定穴に固定され、各アンテナ素子基板１２の外側が、クッション５６を介してスポイラ６４に固定されている。同軸ケーブル５０は、スポイラ６４に開けられたケーブル挿通穴６８を介して車両内の無線機に接続されている。各アンテナ素子１６で受信された信号は、本体部１０に設けられたアンプによって増幅された後、同軸ケーブル５０を介して無線機に伝送される。

車両用アンテナ１００は、例えば、デジタルテレビ放送の信号や、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）の信号を受信するアンテナとして用いられる。また、スポイラ６４内には、車両用アンテナ１００の他、中波ラジオ放送やＦＭラジオ放送の各信号を受信するアンテナを設けてもよい。

本発明に係る車両アンテナは、その他の車両付属部品、例えば、バンパ、車室内のオーバーヘッドコンソール等に設けられてもよい。

１０ 本体部、１２ アンテナ素子基板、１６ アンテナ素子、１８ ベース部、１９ 板状部材、２０ モールド部、２２ クランプ部、２６ 切り欠き、２８ 溝、３０ 空洞、３２ 上板、３４ 下板、３６ 柱、３８ 支持部、３９ 突起構造、４０ クランプ部本体、４２ 基板固定爪、４４ アンプ基板、４６ 固定凹み、４８ 給電端、５０ 同軸ケーブル、５２ 内導体、５４ 外導体、５６ クッション、５８ 固定穴、６０ 車両付属部品、６２ 車両、６４ スポイラ、６６ リアウィンドウ、６８ ケーブル挿通穴。

Claims (1)

1. アンテナ素子と、
   車両付属部品に固定されるベース部と、
   前記ベース部に配置され、前記アンテナ素子が接続される基板と、
   前記基板を覆って前記ベース部に固定されるモールド部と、を備え、
   前記アンテナ素子と、前記基板に接続されたアンテナ給電線とが、前記モールド部から引き出されており、
   前記ベース部は、
   板状部材と、
   前記車両付属部品に設けられた穴に挿入されるクランプ部と、を有し、
   前記クランプ部は、前記穴に挿入された状態で前記車両付属部品に引っ掛かる構造を有し、
   前記板状部材には、前記モールド部が入り込む領域が形成され、
   前記板状部材の１つの面には、前記基板が配置され、
   前記板状部材の他の面には、前記クランプ部が配置されていることを特徴とする車両用アンテナ。

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