JP6283261B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両に搭載されるアンテナ装置およびその製造方法に関する。

車両等には、ラジオ、テレビ、ＧＰＳおよび各種通信端末装置等、多くの送受信装置と、これら送受信装置に接続されるアンテナ装置とが搭載されている。この種のアンテナ装置は、車内に設置される場合を除いて防水機能が要求される。

この点につき、特許文献１には、薄板形状のアンテナエレメントの両面を防水フィルムにて覆う手法が開示されている。また、特許文献２には、基板および基板上に搭載された電子部品全体をモールド樹脂で覆う手法が開示されている。

特開２０１０−５０８８６号公報（２０１０年３月４日公開） 特開２０１２−２０４２６３号公報（２０１２年１０月２２日公開）

防水フィルムを用いる特許文献１の構成は、使用環境によっては防水フィルムが剥離し易くなる等、防水性能に問題がある。また、アンテナパターンを樹脂モールド等で防水加工する場合には、アンテナパターンの凹凸が、ひけやうねりとなって樹脂モールドの表面に現れ、表面品質が低下するという問題がある。

本発明は、アンテナ装置の防水性能と表面品質を両立させることを目的とする。

本アンテナ装置は、対象物への取り付け面となる第１面およびその裏面となる第２面を有し、この第２面にアンテナ収納凹部が形成されたベース部材と、アンテナパターンの形成面およびその裏面となるアンテナパターンの非形成面を有し、アンテナパターンの形成面が上記アンテナ収納凹部の底面と向かい合うようにアンテナ収納凹部に収納されたアンテナ部材と、上記アンテナパターンの非形成面を覆うとともに上記アンテナ収納凹部を封止する樹脂製の封止部材とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、アンテナ部材が、アンテナパターンの形成面が上記アンテナ収納凹部の底面と向かい合うようにアンテナ収納凹部に収納された状態で、アンテナパターンの非形成面を覆うように樹脂製の封止部材が形成されている。したがって、アンテナパターンの凹凸が、ひけやうねりとなって封止部材の表面に現れることがない。これにより、アンテナ装置の防水性能と表面品質を両立させることができる。

本アンテナ装置では、上記封止部材は、射出成型されている構成とすることもできる。樹脂による射出成型ではアンテナパターンの凹凸が、ひけやうねりとなって封止部材の表面に現れるおそれがあるため、本アンテナ装置の構成が好適となる。

本アンテナ装置では、上記アンテナパターンに接続するケーブルの一部が、上記アンテナ収納凹部の底面に形成されたケーブル収容溝に収容されている構成とすることもできる。

このように、ケーブルの一部をケーブル収容溝に収納することで、アンテナパターンの形成面と上記アンテナ収納凹部の底面との密着性を高まる。これにより、第２面とアンテナパターンの非形成面とがずれた状態で封止部材が形成され、表面品質が低下するといった不具合を低減することができる。

本アンテナ装置では、上記ケーブルが、上記第２面のアンテナ収納凹部を取り囲む部分に形成されたケーブル引出溝を通って外部に引き出されている構成とすることもできる。

このように、ケーブルをケーブル引出溝に通して外部に引き出すことで、アンテナパターンの形成面と上記アンテナ収納凹部の底面との密着性を高まる。これにより、第２面とアンテナパターンの非形成面とがずれた状態で封止部材が形成され、表面品質が低下するといった不具合を低減することができる。

本アンテナ装置では、上記ベース部材の第１面は、上記ケーブル収容溝に対応する部分が膨らんでいる構成とすることもできる。

こうすれば、ベース部材の厚みが小さくても、ケーブルをケーブル収容溝に収容することができ、第２面とアンテナパターンの非形成面とがずれた状態で封止部材が形成され、表面品質が低下するといった不具合を低減することができる。

本アンテナ装置では、上記アンテナパターンが、上記アンテナ収納凹部の底面に設けられたパターン収納凹部に収納されている構成とすることもできる。

このように、アンテナパターンをパターン収納凹部に収納することで、アンテナパターンの形成面と上記アンテナ収納凹部の底面との密着性を高まる。これにより、第２面とアンテナパターンの非形成面とがずれた状態で封止部材が形成され、表面品質が低下するといった不具合を低減することができる。

本アンテナ装置では、上記ベース部材は、車両の窓枠の外側に取り付け可能に構成されていてもよい。車両の窓枠の外側にアンテナ装置を取り付ける場合は防水性能と表面品質の両立が要求されるため、本アンテナ装置の構成が好適となる。

本アンテナ装置の製造方法は、対象物への取り付け面となる第１面およびその裏面となる第２面を有し、第２面にアンテナ収納凹部が形成されたベース部材を準備し、アンテナパターンの形成面およびその裏面となるアンテナパターンの非形成面を有するアンテナ部材を、アンテナパターンの形成面が上記アンテナ収納凹部の底面と向かい合うようにアンテナ収納凹部に収納する工程と、上記ベース部材およびアンテナ部材を、アンテナ収納凹部にアンテナ部材が収納された状態で金型内に配置し、樹脂を用いた射出成形法により、アンテナパターンの非形成面を覆うとともに上記アンテナ収納凹部を封止する封止部材を形成する工程とを含むことを特徴とする。

上記製造方法では、アンテナ部材を、アンテナパターンの形成面が上記アンテナ収納凹部の底面と向かい合うようにアンテナ収納凹部に収納した状態で、アンテナパターンの非形成面を覆うように樹脂製の封止部材が形成している。したがって、アンテナパターンの凹凸が、ひけやうねりとなって封止部材の表面に現れることがない。これにより、アンテナ装置の防水性能と表面品質を両立させることができる。

本発明によれば、アンテナ装置の防水性能と表面品質を両立させることができる。

実施の形態１のアンテナ装置を示す分解斜視図である。 図１に示したアンテナ装置をＢピラーに搭載した自動車を示す斜視図である。 実施の形態１のアンテナ装置を示す斜視図である。 図３のアンテナ装置のＡ−Ａ線矢視断面である。 実施の形態１のアンテナ装置の変形例を示す断面図である。 実施の形態１のアンテナ装置の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１のアンテナ装置の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１に係るアンテナ装置の封止部材のゲート位置を示す断面図である。 実施の形態２のアンテナ装置を示す分解斜視図である。 実施の形態２のアンテナ装置を示す断面図である。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１を図面に基づいて以下に説明する。

（アンテナ装置の構成の概要）
図１は、実施の形態１のアンテナ装置１０を示す分解斜視図である。図２は、図１に示したアンテナ装置１０をＢピラーに含む自動車２０を示す斜視図である。

実施の形態１において、アンテナ装置１０は図１・３に示した構成を有し、例えば、図２に示す自動車２０のＢピラーに搭載される。すなわち、ベース部材１、アンテナ部材２、および封止部材３を備えるアンテナ装置１０は、ベース部材１が自動車２０のＢピラー（後部ドアの窓枠の縦部分）に取り付けられることで、Ｂピラーカバーとして機能する。

（ベース部材１）
ベース部材１は略表方形の板状であり、Ｂピラーの金属部分への取付面１ａおよびその裏面となる収納面１ｂを有し、この収納面１ｂに、アンテナ収納凹部１ｃが形成されている。すなわち、ベース部材１は、アンテナ収容凹部１ｃの下部にあたる、略長方形の薄板部１ｘと、薄板部１ｘを取り囲む、額縁状の厚板部１ｙとを有している。

アンテナ収納凹部１ｃは、アンテナ部材２が隙間なく嵌る形状とされ、アンテナ部材２をアンテナ収納凹部１ｃに収納したときに、収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分（額縁状の厚板部１ｙの上面）とアンテナ部材２の上面（パターン非形成面２ｂ）とが略面一になるように構成されている。

アンテナ収納凹部の底面１ｈ（薄板部１ｘの上面）には、半田収納窪み１ｄと、半田収納窪み１ｄからベース部材の長手方向に伸び、アンテナ収納凹部１ｃの１辺に至るケーブル収納溝１ｅとが形成されている。

収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分（額縁状の厚板部１ｙの上面）にはケーブル引出溝１ｆが形成されている。ケーブル引出溝１ｆの一端はケーブル収納溝１ｅと繋がり、他端はベース部材１の側面１ｚに達する。なお、ベース部材１の側面１ｚは、アンテナ装置１０を車両２０のＢピラーの金属部分に取り付けたときの下端となる。

（アンテナ部材２）
アンテナ部材２は、例えば、長方形のＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）であり、アンテナ基板２ｋと、アンテナ基板２ｋ上に形成されたアンテナパターン２ｐとを備える。すなわち、アンテナ部材２の下面は、凹凸のあるアンテナパターン形成面２ａであり、アンテナ部材２の上面は、凹凸のない、フラットなアンテナパターン非形成面２ｂとなっている。

アンテナ部材２は、アンテナパターン形成面２ａとアンテナ収納凹部の底面１ｈ（薄板部１ｘの上面）とが向かい合うように、アンテナ収納凹部１ｃに嵌め込まれ、収納される。このとき、アンテナパターン形成面２ａおよびアンテナ収納凹部の底面１ｈのいずれかに接着剤を塗布しておくことで両者を接着固定することができる。

アンテナパターン２ｐは、半田部（図示せず）において同軸ケーブル５に接続され、同軸ケーブル５は、アンテナ部材２の長手方向に引き出される。半田部（図示せず）は、アンテナ収納凹部の底面１ｈに設けられた半田収容窪み１ｄに収容される。同軸ケーブル５の一部（根元部分：図示せず）は、アンテナ収納凹部の底面１ｈに設けられたケーブル収容溝１ｅに収容され、同軸ケーブル５の他の部分（図示部分含む）は、収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分（厚板部１ｙの上面）に形成されたケーブル引出溝１ｆを通って外部に引き出されている。

アンテナ部材２の形状は、長方形に限定されず、アンテナ装置１０の平面形状に応じて適宜設定することができる。

同軸ケーブル５としては、高い耐熱性を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＦＥＰ（テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体）などのテフロン（登録商標）系の樹脂にて被覆されたものを使用することが好ましい。

（封止部材３）
封止部材３は、フラットなアンテナパターン非形成面２ｂ、収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分（額縁状の厚板部１ｙの上面）、およびベース部材１の４つの側面（側面１ｚを含む）を覆うように形成され、アンテナ収納凹部１ｃを封止する。具体的には、ベース部材１およびアンテナ部材２を、アンテナ収納凹部１ｃにアンテナ部材２が収納された状態で金型内に配置し、樹脂を用いて封止部材３を射出成形する。なお、封止部材３が射出成型されると、ベース部材１の側面１ｚを覆う部分に、同軸ケーブル５の位置に対応する引出孔３ａが形成される。

（ベース部材１および封止部材３の材料）
ベース部材１および封止部材３の材料には、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＡＢＳあるいはポリカーボネートを使用することができる。その他、例えば、ポリブチレンテレフタレートＰＢＴ等のポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリケトン（ＰＫ）、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、フッ素系樹脂、これら系統の熱可塑エラストマー等、これらの共重合体、変性体などの熱可塑性樹脂成分が、単独または２種類以上ブレンドされた樹脂を使用することができる。なお、各部材には、同一の樹脂、あるいは互いに異なる樹脂を適宜使用することができる。

（各部材の組み付け状態）
図３は、実施の形態１のアンテナ装置１０（上記の各部材を組み付けた状態）を示す斜視図である。図４は、アンテナ装置１０のＡ−Ａ矢視断面図である。

図３・図４に示すように、ベース部材１のアンテナ収納凹部１ｃには、アンテナ部材２が、アンテナパターンの形成面２ａとアンテナ収納凹部の底面１ｈとが向かい合うように収納され、同軸ケーブル５（根元部分）は、アンテナ収納凹部１ｃの底面１ｈに設けられたケーブル収容溝１ｅに収容される。そして、ベース部材１の上面、アンテナ部材２のパターン非形成面２ｂ、およびベース部材１の４つの側面が、射出成型された封止部材３（樹脂）によって覆われ、アンテナ部材２の防水性が確保される。

図４の射出位置（長手方向の側面から射出）は一例であり、別の側面から射出することもできる。この場合は、ゲート跡が目立ちにくいアンテナ装置１０の側面に残るため、望ましい。なお、ゲート跡が目立たない位置（例えば、ドアボディ内）にくることを条件に、アンテナ装置１０の上面や下面からの射出も可能である。

（アンテナ装置１０の製造方法）
以下に、アンテナ装置１０の製造方法について説明する。

図１に示したアンテナ装置１０の各部材のうち、ベース部材１およびアンテナ部材２並びに同軸ケーブル５は、あらかじめ成型されたものを用意する（第１の工程）。

次いで、アンテナ部材２を、アンテナパターン形成面２ａがアンテナ収納凹部の底面１ｈと向かい合うようにアンテナ収納凹部１ｃに収納する。このとき、アンテナパターン形成面２ａおよびアンテナ収納凹部１ｃの底面１ｈのいずれかに接着剤を塗布しておくことで、両者を接着固定する。さらに、アンテナ部材２の半田部（図示せず）を、アンテナ収納凹部の底面１ｈに設けられた半田収容窪み１ｄに収容し、同軸ケーブル５の一部（根元部分：図示せず）を、アンテナ収納凹部の底面１ｈに設けられたケーブル収容溝１ｅに収容し、同軸ケーブル５の他の部分（図示部分含む）は、収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分（厚板部１ｙの上面）に形成されたケーブル引出溝１ｆに通して外部に引き出す（第２の工程）。

次に、上記のように組み付けたベース部材１およびアンテナ部材２並びに同軸ケーブル５を、射出成形型のキャビティ（金型）内に配置する。その後、樹脂を用いた射出成形を行い、ベース部材１の上面、アンテナ部材２のパターン非形成面２ｂ、およびベース部材１の４側面を覆う封止部材３を形成する（第３の工程）。

（実施の形態１のアンテナ装置１０の利点）
実施の形態１では、アンテナ収納凹部１ｃは、アンテナ部材２が隙間なく嵌る形状とされ、アンテナ部材２をアンテナ収納凹部１ｃに収納したときに、収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分（厚板部１ｙの上面）とアンテナ部材２のパターン非形成面２ｂとが略面一になる。この状態で、ベース部材１の上面（厚板部１ｙの上面）および凹凸のないアンテナ部材２のパターン非形成面２ｂを覆うように封止部材３を射出成型するため、アンテナ装置１０の外面となる封止部材表面３ｆをうねりや引け（凹凸）のないフラットな状態とすることができ、同時に十分な防水性能を確保することができる。

また、アンテナ部材２の半田部（図示せず）を、半田収容窪み１ｄに収容し、同軸ケーブル５の一部（根元部分）を、ケーブル収容溝１ｅに収容し、同軸ケーブル５の他の部分を、ケーブル引出溝１ｆに通して外部に引き出しているため、アンテナパターンの形成面２ａとアンテナ収納凹部の底面１ｈとの密着性を高まる。これにより、収容面１ｂとアンテナパターンの非形成面２ｂとがずれた状態で封止部材３が形成され、表面品質が低下するといった不具合を低減することができる。

（アンテナ装置１０の変形例）
図５は本実施の形態１の変形例を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１のアンテナ装置１０では、ベース部材１の裏面（取付面１ａ）の、ケーブル収容溝１ｅに対応する部分を膨らませて畝状凸部１ｈとすることで、ケーブル収容溝１ｅを確保することもできる。こうすれば、ベース部材１の厚みが小さくても、同軸ケーブル５をケーブル収容溝１ｆに収めることができる。

半田窪み１ｄについても同様で、ベース部材１の裏面（取付面１ａ）の、半田収容窪み１ｄに対応する部分を膨らませることで、半田収容窪み１ｄを確保することもできる。こうすれば、ベース部材１の厚みが小さくても、半田部を半田収容窪み１ｄに収めることができる。

図１・３では、一例として、ベース部材１およびアンテナ装置１０を直方体形状としているがこれに限定されない。車両の金属ピラーの形状に合わせて、図６のように、ベース部材１、アンテナ部材２および封止部材３（これらを含むアンテナ装置１０全体）を緩やかに湾曲させることもできる。

また、図７に示すように、ベース部材１、アンテナ部材２および封止部材３（これらを含むアンテナ装置１０全体）の平面形状を、車両の金属ピラーの形状に合わせて、高さ方向に長い台形形状とすることもできる。この場合、封止部材３を射出形成する際のゲート位置は、図８（ａ）に示すように、封止部材３の４つの側面（上下左右）とすることができる。また、図８（ｂ）に示すように、ドアボディ内に隠れる位置であれば、ゲート位置を上面とすることもできる。こうすれば、封止部材３のゲート跡が目立ちにくく、美観に優れたアンテナ装置１０を実現することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の実施の形態２を図９・図１０に基づいて以下に説明する。

（ベース部材１）
図９・１０に示すように、ベース部材１は略表方形の板状であり、Ｂピラー（金属製窓枠の縦部分）への取付面１ａおよびその裏面となる収納面１ｂを有し、この収納面１ｂに、アンテナ収納凹部１ｃが形成され、さらに、アンテナ収納凹部１ｃの底部に、パターン収容凹部１ｇが形成されている。

パターン収納凹部１ｇは、アンテナパターン２ｐが隙間なく嵌る形状とされ、アンテナ部材２をアンテナ収納凹部１ｃに収納したときに、アンテナパターン２ｐがパターン収納凹部１ｇに嵌まることで、アンテナ収容凹部の底面１ｓと、アンテナパターン形成面２ａのアンテナパターン２ｐを取り囲む領域とが接するとともに、収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分（額縁状の厚板部１ｙの上面）とアンテナ部材２のパターン非形成面２ｂとが略面一になるように構成されている。

パターン収納凹部の底面１ｓには、半田収納窪み１ｎと、半田収納窪み１ｎからベース部材１の長手方向に伸び、パターン収納凹部１ｇの１辺に至るケーブル収納溝１ｕが形成され、アンテナ収納凹部の底面１ｈには、ケーブル収納溝１ｕに繋がり、アンテナ収納凹部１ｃの１辺に至るケーブル収納溝１ｅが形成されている。

また、収納面１ｂのアンテナ収納凹部１ｃを取り囲む部分には、ケーブル収納溝１ｅに繋がり、ベース部材１の側面１ｚに達するケーブル引出溝１ｆが形成されている。

（各部材の組み付け状態）
図１０は、アンテナ装置１０の断面図（厚み方向に沿って切断した時の断面図）である。

図９・図１０に示すように、ベース部材１のアンテナ収納凹部１ｃにアンテナ部材２が収容される際に、アンテナパターン２ｐがアンテナ収納凹部の底面１ｈのパターン収容凹部１ｇに収納される。また、アンテナパターン２ｐの半田部は、パターン収納凹部の底面１ｓに形成された半田収納窪み１ｎに収納され、同軸ケーブル５（根元部分）は、パターン収納凹部の底面１ｓに形成されたケーブル収容溝１ｕと、アンテナ収納凹部の底面１ｈに形成されたケーブル収容溝１ｅとに収容される。そして、ベース部材１の上面、アンテナ部材２のパターン非形成面２ｂ、およびベース部材１の４つの側面が、射出成型された封止部材３（樹脂）によって覆われ、アンテナ部材２の防水性が確保される。

（実施の形態２のアンテナ装置１０の利点）
実施の形態２では、アンテナ部材２をアンテナ収納凹部１ｃに収納したときに、アンテナパターン２ｐがパターン収納凹部１ｇに嵌まることで、アンテナ収容凹部の底面１ｓと、アンテナパターン形成面２ａのアンテナパターン２ｐを取り囲む領域とが接するため、アンテナパターンの形成面２ａとアンテナ収納凹部の底面１ｈとの密着性がより高まる。これにより、収容面１ｂとアンテナパターンの非形成面２ｂとがずれた状態で封止部材３が形成され、表面品質が低下するといった不具合をより低減することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、車載用の成形品に組み込まれるアンテナ装置として利用することができる。

１ ベース部材
１ａ 取付面
１ｂ 収容面
１ｃ アンテナ収容凹部
１ｄ 半田収容窪み
１ｅ ケーブル収納溝
１ｆ ケーブル引出溝
２ アンテナ部材
２ａ アンテナパターンの形成面
２ｂ アンテナパターンの非形成面
２ｐ アンテナパターン
２ｋ アンテナ基板
３ 封止部材
５ 同軸ケーブル
１０ アンテナ装置

Claims (6)

1. 対象物への取り付け面となる第１面およびその裏面となる第２面を有し、この第２面にアンテナ収納凹部が形成されたベース部材と、
   アンテナパターンの形成面およびその裏面となるアンテナパターンの非形成面を有し、アンテナパターンの形成面が上記アンテナ収納凹部の底面と向かい合うようにアンテナ収納凹部に収納されたアンテナ部材と、
   上記アンテナパターンの非形成面を覆うとともに上記アンテナ収納凹部を封止する樹脂製の封止部材とを備え、
   上記アンテナパターンが、上記アンテナ収納凹部の底面に設けられたパターン収納凹部に収納されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 上記封止部材は、射出成型されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 上記アンテナパターンに接続するケーブルの一部が、上記アンテナ収納凹部の底面に形成されたケーブル収容溝に収容されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
4. 上記ケーブルが、上記第２面のアンテナ収納凹部を取り囲む部分に形成されたケーブル引出溝を通って外部に引き出されていることを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
5. 上記ベース部材の第１面は、上記ケーブル収容溝に対応する部分が膨らんでいることを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
6. 上記ベース部材は、車両の窓枠の外側に取り付け可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

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