JP6247660B2

JP6247660B2 - 車両用ルーフアンテナ

Info

Publication number: JP6247660B2
Application number: JP2015087287A
Authority: JP
Inventors: 祐輔本村; 裕基冨田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Industries Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Industries Corp
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2035-04-22
Also published as: US9912046B2; JP2016208246A; US20160315376A1

Description

本発明は、車両のルーフに取り付けられる車両用ルーフアンテナに関する。

車両に取り付けられるアンテナには種々のタイプが存在する。そのなかには、車両のルーフに取り付けられるルーフアンテナが知られている。このルーフアンテナは、車体の最も高い位置であるルーフに取り付けられるため、受信感度を高くすることができる。このようなルーフアンテナとして、小型性、意匠性に優れたシャークフィンアンテナと呼ばれるルーフアンテナが知られている。

このルーフアンテナは、エレメントや回路基板等が一体化されたアンテナ部と、このアンテナ部を覆うアンテナカバーと、アンテナカバーの下端とルーフとの隙間を隠すパッドとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２２９８１３号公報

ルーフアンテナはルーフに取り付けられることから、その意匠性（美観）が重要視されている。このため、アンテナカバーの下端とルーフとの間に隙間が生じないように、アンテナカバーの下端はパッドを介してルーフに密着させる必要があり、アンテナカバーはルーフ形状（ルーフ曲率）に合わせて設計されている。

しかし、車両のルーフ形状は車種毎に異なっているので、車種毎にアンテナカバーの形状設計を行い、また、車種毎にアンテナカバーの金型が必要になり、車種毎に設計工数及び金型のコストが発生し、コスト低減が困難であった。

そこで、本発明では、異なる車種でも同一のアンテナカバーを使用でき、アンテナカバーに係るコストを低減できる車両用ルーフアンテナを提供することを目的とする。

本発明のルーフアンテナは、車両のルーフに取り付けられ、電波を受信するアンテナ部と、このアンテナ部を覆うアンテナカバーと、このアンテナカバーと前記ルーフとの間に介在する環状のパッドとを備える車両用ルーフアンテナであって、前記パッドは、前記パッドにおける前記アンテナカバーの下端に対向する部分に形成されるアンテナカバー受部であって、前記アンテナカバーの下端に押圧されて、押圧方向に弾性変形するアンテナカバー受部と、前記アンテナカバー受部の外周端部に形成され、前記アンテナカバーの下端の外周を覆うとともに、前記ルーフに当接するリップ部と、を備え、前記アンテナカバー受部は、弾性変形して下方に撓むと共に、前記リップ部を変形させて、前記アンテナカバーの下縁の外周に前記リップ部を密着させることを特徴とする。

また、本発明は、車両のルーフに取り付けられ、電波を受信するアンテナ部と、このアンテナ部を覆うアンテナカバーと、このアンテナカバーと前記ルーフとの間に介在する環状のパッドとを備える車両用ルーフアンテナであって、前記パッドは、前記パッドにおける前記アンテナカバーの下端に対向する部分に形成される弾性体からなるアンテナカバー受部であって、前記アンテナカバーの下端に押圧されて、押圧方向に弾性変形するアンテナカバー受部と、前記アンテナカバー受部の外周端部に形成され、前記アンテナカバーの下端の外周を覆うとともに、前記ルーフに当接するリップ部と、を備え、前記アンテナカバー受部は、環状の周方向の断面形状が上方に突出する湾曲形状であることを特徴とする。

本発明によれば、異なる車種でも同一のアンテナカバーを使用でき、アンテナカバーに係るコストを低減できる。

ルーフアンテナの分解斜視図である。ルーフアンテナの断面図である。パッドの拡大斜視図である。ルーフ曲率が大きい場合のアンテナカバーとパッドとの状態を示す拡大断面図である。ルーフ曲率が小さい場合のアンテナカバーとパッドとの状態を示す拡大断面図である。パッドの変形例を示し、ルーフ曲率が大きい場合のアンテナカバーとパッドとの状態を示す拡大断面図である。パッドの変形例を示し、ルーフ曲率が小さい場合のアンテナカバーとパッドとの状態を示す拡大断面図である。

図１、２に示すように、車両のルーフに取り付けられるルーフアンテナ１は、エレメントや回路基板等が一体化されたアンテナ部１０と、このアンテナ部１０を覆うアンテナカバー２０と、アンテナカバー２０の下端とルーフ３０との隙間を隠すパッド４０とを備えている。

アンテナ部１０は、ラジオ放送波、デジタルテレビ放送波及びＧＰＳ用電波等を受信するアンテナ１１と、このアンテナ１１が受信した電波に関する同調回路や増幅回路を有するアンテナ基板１２とを備えている。アンテナ基板１２上には、各種アンテナが実装されており、各種アンテナとアンテナ基板１２とは電気的に接続されている。

アンテナ基板１２の下面には、下方に向けて突出するボルト固定部１３が形成されている。ボルト固定部１３の周面にはネジが形成されており、図示しないナットが螺合される。ボルト固定部１３の中心部は中空構造であり、この部分を介してアンテナ基板１２からのケーブルが配索される。また、ルーフ３０には、ボルト固定部１３が挿通する孔３１が設けられている。

アンテナ基板１２の前端部及び後端部には、アンテナカバー２０を取り付けるための係合部１２ａ，１２ｂが設けられている。また、アンテナ基板１２の側端部にも図示しない複数の係合部が設けられている。

アンテナ１１は、ラジオ放送波を受信するエナメル線が巻回されたアンテナエレメントと、デジタルテレビ放送波を受信する金属製の棒状のアンテナと、ＧＰＳ用電波を受信するパッチアンテナとをユニット化して構成されている。

アンテナカバー２０は、合成樹脂製であり、先端から後方に向けて拡幅するとともに、後方に向けて流線型状に隆起した形状であり、いわゆるシャークフィン形状である。また、アンテナカバー２０は、ルーフ３０の形状に沿った環状の下端縁を備えている。

アンテナカバー２０の内部には、アンテナ部１０を収納可能な収納空間が形成されている。アンテナカバー２０の内部において、アンテナ基板１２の係合部１２ａに対向する部分には、アンテナカバー２０の内面から下方に突出するリブ２１が設けられており、リブ２１の先端部には、係合部１２ａに係合する係合爪２１ａが形成されている。アンテナカバー２０の後端部において、アンテナ基板１２の係合部１２ｂに対向する部分には、肉厚部２２が設けられており、肉厚部２２の内側部には、係合部１２ｂに係合する係合爪２２ａが形成されている。また、アンテナカバー２０の内部には、パッド４０に係合する複数の図示しない係合爪が設けられている。

図３に示すように、パッド４０は、エラストマー等の弾性部材から形成されており、アンテナカバー２０の下端縁に当接する環状の外環部４１と、外環部４１の内側に形成されアンテナ基板１２の上面と接触する内環部４２と、外環部４１と内環部４２とを複数個所で接続する接続部４３とを備えている。

接続部４３は、内環部４２の縁から外環部４１に向かって傾斜する側壁から構成されており、アンテナ基板１２と干渉する部分には複数の孔４３ａが形成されている。また、接続部４３には、アンテナカバー２０の内部に設けられた図示しない係合爪が係合する係合部が設けられている。

図４、５に、図２におけるＡ部の拡大図を示す。図４、５に示すように、外環部４１は、外環部４１の環状部分を主に構成する基部４５と、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３に対向するアンテナカバー受部４６と、アンテナカバー２０の下端縁の外周を覆うとともに、ルーフ３０に当接するリップ部４７とを備えている。基部４５、アンテナカバー受部４６及びリップ部４７は外環部４１の全周に亘って形成されている。

基部４５の外周側の先端には、下方に延びてからルーフ３０に略平行して外周方向に向かって屈曲するアンテナカバー受部４６が形成されている。アンテナカバー受部４６は、薄板状に形成されており、このため弾性変形することによって撓むことが可能である。アンテナカバー受部４６の上面には、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３が接触しており、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３を受け止めている。

アンテナカバー受部４６の外周側の先端には、上方が鋭角な略三角断面形状であるリップ部４７が形成されている。リップ部４７の上下方向の略中央部にアンテナカバー受部４６の外周側の先端が接続している。リップ部４７は、アンテナカバー受部４６の接続部から上方に延出する上リップ４７ａと、アンテナカバー受部４６の接続部から下方に延出する下リップ４７ｂとを備えている。上リップ４７ａの内側面はアンテナカバー２０の下端縁の外周に接触して、アンテナカバー２０の下端縁の外周を覆っている。下リップ４７ｂの下端はルーフ３０に接触している。

次にルーフアンテナ１の組立について説明する。まず、アンテナ部１０におけるアンテナ１１やアンテナ基板１２等の各構成部品を組み立ててユニット化してアンテナ部１０を構成する。ユニット化されたアンテナ部１０のアンテナ基板１２を、パッド４０の内環部４２の内側を通して、アンテナ部１０にパッド４０を組み付ける。なお、アンテナ部１０の上方からパッド４０の内環部４２の内側にアンテナ部１０を通して、アンテナ部１０にパッド４０を組み付けてもよい。

アンテナ部１０にパッド４０を組み付ける際には、パッド４０の内環部４２とアンテナ部１０の上面とを組み合わせることによって両者を組み付ける。その後、アンテナ部１０の上方からアンテナ部１０を覆うように、アンテナカバー２０を組み付ける。

アンテナカバー２０の係合爪２１ａ，２２ａとパッド４０に係合する係合爪が、アンテナ基板１２の係合部１２ａ，１２ｂとパッド４０の係合部にそれぞれ係合することによって、アンテナカバー２０、アンテナ部１０及びパッド４０が一体化されてルーフアンテナ１のユニットが完成する。

そして、アンテナ部１０のボルト固定部１３を、ルーフ３０に形成された孔３１に挿通して、図示しないナットによってルーフアンテナ１をルーフ３０に固定する。

ルーフアンテナ１を異なる曲率を有するルーフ３０に取り付ける場合について説明する。まず、ルーフ３０のルーフ曲率が大きい場合について説明する。図４に示すように、ルーフ曲率が大きい場合には、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３とルーフ３０との間が離れることになり（図中Ｌ１で示す）、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３がアンテナカバー受部４６の上面に軽圧接する状態であり、アンテナカバー２０の端面２３はアンテナカバー受部４６の上面に当接している。この場合、アンテナカバー受部４６は殆ど撓んでいない。

このとき、上リップ４７ａの内側面は、アンテナカバー２０の下端縁の外周に接触しており、この部分を覆っている。また、下リップ４７ｂの下端は、アンテナカバー２０の端面２３がアンテナカバー受部４６の上面に軽圧接する押圧力によって、ルーフ３０に押圧されており、パッド４０の外環部４１の全周に亘って隙間なく密着する。

次に、上述のルーフ曲率よりもルーフ曲率が小さい場合について説明する。図５に示すように、ルーフ曲率が小さい場合には、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３とルーフ３０との間が近づくことになる（図中Ｌ２で示す）。すなわち、Ｌ１＞Ｌ２の関係となっている。この場合、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３がアンテナカバー受部４６を押圧して、アンテナカバー受部４６が弾性変形して下方に撓む。アンテナカバー受部４６が撓むことにより、上リップ４７ａの内側面は、アンテナカバー２０の下端縁の外周に向かって変形して、アンテナカバー２０の下端縁の外周に密着する。また、下リップ４７ｂの下端も、アンテナカバー受部４６が撓むことにより、ルーフ３０に押圧されて、下リップ４７ｂの下端とルーフ３０とは密着して、パッド４０の外環部４１の全周に亘って隙間なく密着する。

このように、ルーフ曲率の変化に応じてアンテナカバー２０の下端縁とルーフ３０との間隔が変化しても、アンテナカバー２０の下端縁の位置の変動はアンテナカバー受部４６が撓むことにより吸収される。また、このときリップ部４７はアンテナカバー２０の下端縁の外周に密着するとともに、ルーフ３０と密着する状態を維持しているので、アンテナカバー２０の下端縁とルーフ３０との間に隙間が発生することを抑制できる。

このため、様々なルーフ３０のルーフ曲率のデータを取得して、これらのルーフ曲率の平均を算出して、この平均曲率に基づいて、アンテナカバーの下端縁の形状と、パッド４０のアンテナカバー受部４６及びリップ部４７の形状とを設計することにより、ルーフ曲率が異なる様々なルーフに対応することができる。よって、ルーフ曲率が異なる車種であっても、同一のルーフアンテナ１を使用することができ、車種毎のアンテナカバー２０の形状設計や金型が不要になり、これらに係るコストを低減することができる。

また、ルーフ曲率が変化しても、アンテナカバー２０の下端縁は、常に上リップ４７ａによって覆われているので、アンテナカバー２０の下端縁の露出によるアンテナカバー２０の組み付け不良を抑制でき、また、美観を損なうこともない。

次に、アンテナカバー受部の変形例について説明する。図６、７に示すように、アンテナカバー受部４９は、基部４５の下端とリップ部４７の下端とにそれぞれ接続して、基部４５とリップ部４７との間に上方に突出する湾曲形状の湾曲部４９ａが形成されている。湾曲部４９ａは、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３と常に接触するように、その突出する高さが設定されている。アンテナカバー受部４９は、アンテナカバー受部４６と同様に弾性体で形成されているので、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３による押圧によって湾曲部４９ａは弾性変形して撓むことが可能である。

ルーフ曲率が大きいルーフ３０にルーフアンテナ１が取り付けられた状態を図６に示す。図６に示すように、この状態では、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３とルーフ３０との間が離れることになり（図中Ｌ１で示す）、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３はアンテナカバー受部４９の湾曲部４９ａの頂部に軽圧接している。この場合、アンテナカバー受部４９の湾曲部４９ａは殆ど撓んでいない。

このとき、上リップ４７ａの内側面は、アンテナカバー２０の下端縁の外周に接触しており、この部分を覆っている。また、下リップ４７ｂの下端は、アンテナカバー２０の端面２３がアンテナカバー受部４９の湾曲部４９ａに軽圧接する押圧力によって、ルーフ３０に押圧されており、パッド４０の外環部４１の全周に亘って隙間なく密着する。

ルーフ曲率が小さいルーフ３０にルーフアンテナ１が取り付けられた状態を図７に示す。図７に示すように、この状態では、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３とルーフ３０との間が近づくことになり（図中Ｌ２で示す）、アンテナカバー２０の下端縁の端面２３がアンテナカバー受部４９の湾曲部４９ａを押圧して、アンテナカバー受部４９の湾曲部４９ａが弾性変形して下方に撓む。湾曲部４９ａが撓むことにより、上リップ４７ａは内側に向かって倒れるように変形するので、上リップ４７ａの内側面は、アンテナカバー２０の下端縁の外周に密着する。また、下リップ４７ｂの下端も、アンテナカバー受部４９の湾曲部４９ａが撓むことにより、ルーフ３０に押圧されて、下リップ４７ｂの下端とルーフ３０とは密着して、パッド４０の外環部４１の全周に亘って隙間なく密着することになる。

この変形例においても、上述の実施形態と同様に、ルーフ曲率の変化に応じてアンテナカバー２０の下端縁とルーフ３０との間隔の変化によるアンテナカバー２０の下端縁の位置変動は、アンテナカバー受部４９の湾曲部４９ａが撓むことにより吸収される。また、リップ部４７はアンテナカバー２０の下端縁の外周に密着するとともに、ルーフ３０と密着する状態を維持しているので、アンテナカバー２０の下端縁とルーフ３０との間の隙間を抑制できる。

１ルーフアンテナ、１０アンテナ部、１１アンテナ、１２アンテナ基板、１２ａ，１２ｂ係合部、１３ボルト固定部、２０アンテナカバー、２１リブ、２２肉厚部、２１ａ，２２ａ係合爪、２３端面、３０ルーフ、３１孔、４０パッド、４１外環部、４２内環部、４３接続部、４５基部、４６，４９アンテナカバー受部、４７リップ部、４７ａ上リップ、４７ｂ下リップ、４９ａ湾曲部。

Claims

車両のルーフに取り付けられ、電波を受信するアンテナ部と、このアンテナ部を覆うアンテナカバーと、このアンテナカバーと前記ルーフとの間に介在する環状のパッドとを備える車両用ルーフアンテナであって、
前記パッドは、
前記パッドにおける前記アンテナカバーの下端に対向する部分に形成されるアンテナカバー受部であって、前記アンテナカバーの下端に押圧されて、押圧方向に弾性変形するアンテナカバー受部と、
前記アンテナカバー受部の外周端部に形成され、前記アンテナカバーの下端の外周を覆うとともに、前記ルーフに当接するリップ部と、
を備え、
前記アンテナカバー受部は、弾性変形して下方に撓むと共に、前記リップ部を変形させて、前記アンテナカバーの下縁の外周に前記リップ部を密着させることを特徴とする車両用ルーフアンテナ。
車両のルーフに取り付けられ、電波を受信するアンテナ部と、このアンテナ部を覆うアンテナカバーと、このアンテナカバーと前記ルーフとの間に介在する環状のパッドとを備える車両用ルーフアンテナであって、
前記パッドは、
前記パッドにおける前記アンテナカバーの下端に対向する部分に形成される弾性体からなるアンテナカバー受部であって、前記アンテナカバーの下端に押圧されて、押圧方向に弾性変形するアンテナカバー受部と、
前記アンテナカバー受部の外周端部に形成され、前記アンテナカバーの下端の外周を覆うとともに、前記ルーフに当接するリップ部と、
を備え、
前記アンテナカバー受部は、環状の周方向の断面形状が上方に突出する湾曲形状であることを特徴とする車両用ルーフアンテナ。