JP6350289B2 - アンテナ付き車載装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナを搭載したアンテナ付き車載装置に関する。

車載装置例えばディスプレイコントロールユニット（以下、ＤＣＵと称す）には、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標、以下ＢＴと称す）通信用のアンテナが搭載されたものが知られている。このようなＤＣＵにおいては、ＤＣＵにＢＴ通信用のアンテナを取り付けるときに、アンテナの搭載条件を満たすようにＤＣＵを構成する各種の金属部材をアンテナから離間させるように構成している。

特開２００４−３５０２１６号公報

しかし、上記従来構成のＤＣＵにおいては、アンテナを金属部材から搭載条件の距離以上引き離すことが必要であるが、製品の制約から搭載条件を十分満たすことが困難であった。そのため、アンテナのゲインを十分に確保できていないことがあり、ＢＴ通信を良好に実行できないおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、アンテナのゲインを向上させることができるアンテナ付き車載装置を提供することにある。

請求項１の発明のアンテナ付き車載装置は、車両に搭載される車載装置の外殻を構成するケースと、前記ケースの前面部及び後面部を除く外周部のうちの一面部に取り付けられアンテナ基板及び前記アンテナ基板上に設けられたチップ状のアンテナ素子から構成されたアンテナと、前記ケースの前記一面部における前記アンテナの後部に設けられ電波を反射する反射部とを備えてなる。

本発明の第１実施形態を示すＤＣＵの斜視図 車室内の前部を示す図 ＤＣＵの側面図 ＤＣＵの後面図 ＤＣＵのアンテナ取り付け部分を示す部分斜視図 図５中アンテナVI−VI線に沿う断面図 アンテナの上面図 図１中VIII−VIII線に沿う断面図 (ａ)ＤＣＵの斜視図、（ｂ）Ｘ−Ｚ平面方向のゲインの測定結果を示す図、（ｃ）Ｙ−Ｚ平面方向のゲインの測定結果を示す図 Ｙ−Ｚ平面方向のゲインの測定結果を模式的に示す側面図 比較例のＹ−Ｚ平面方向のゲインの測定結果を模式的に示す側面図 ループアンテナタイプのチップアンテナの搭載条件を説明する図 モノポールアンテナタイプのチップアンテナの搭載条件を説明する図

以下、本発明をＤＣＵに適用した第１実施形態について、図１ないし図１３を参照して説明する。まず、図１は、ＤＣＵ（アンテナ付き車載装置）１の全体の概略構成を示す斜視図である。この図１に示すように、ＤＣＵ１は、全体としてほぼ矩形箱状に構成されており、図２に示すように、車両のインストルメントパネル２のセンター部分の上部に配設されている。

ＤＣＵ１は、図３、図４、図５、図６にも示すように、ケース３の内部に、その前面側から順に、タッチパネル４、液晶ディスプレイ５、フレーム６、電源基板７、放熱板８、メイン基板９を収納して構成されている。ケース３は、ＤＣＵ１の外殻を構成するものであり、タッチパネル４の外周部を覆うように設けられケース３の前半部を構成する前枠部１０と、ケース３の背面部、上面部及び下面部を構成する断面ほぼコ字状の後板部１１と、ケース３の右側面部及び左側面部をそれぞれ構成する右側板１２及び左側板１３とを備えている。後板部１１は、上面板部１１ａと、背面板部１１ｂと、下面板部１１ｃとを備えている。

そして、前枠部１０、後板部１１、右側板１２及び左側板１３は、例えば金属で形成されている。後板部１１は、例えばダイカストにより形成されている。前枠部１０、右側板１２及び左側板１３は、例えばダイカストにより形成されていても良いし、例えば板金加工により形成されていても良い。また、ダイカストに用いる金属としては、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムなどや、それらの合金が好ましい。板金加工に用いる金属としては、鉄板、アルミ板、銅板などが好ましい。

ケース３の上面部の右端部には、例えばＢＴ通信用のアンテナ１４（図８参照）が配設されている。このアンテナ１４は、図７に示すように、例えばプリント配線基板からなるほぼ矩形状のアンテナ基板１５と、このアンテナ基板１５上に実装されたチップ状のアンテナ素子１６とから構成されている。アンテナ素子１６は、例えばループアンテナタイプのチップアンテナで構成されている。

上記アンテナ１４をケース３に取り付けるに際しては、図５に示すように、前枠部１０の上面部の右端部と、後板部１１の上面板部１１ａの右端部との上に、アンテナ基板１５を１点鎖線で示すように載置する。そして、アンテナカバー１７をアンテナ基板１５上に覆うようにかぶせ、アンテナカバー１７の両端部に形成された係合爪１７ａ（図１参照）を前枠部１０に形成された係合孔１０ａ（図５参照）に係合させる。これにより、アンテナ基板１５（アンテナ１４）は、前枠部１０上にアンテナカバー１７によって取り付け固定される構成となっている（図１、図８参照）。

ここで、前枠部１０には、図５及び図６に示すように、アンテナ基板１５のアンテナ素子１６に対応するように、矩形状の開口部１０ｂが形成されている。この開口部１０ｂの位置及び大きさを、アンテナ基板１５上において破線で示す（図７参照）。本実施形態の場合、アンテナ素子１６の大きさは、横方向の寸法ａ１が例えば５ｍｍ程度、縦方向の寸法ｂ１が例えば１ｍｍ程度であり、開口部１０ｂの大きさは、横方向の寸法ａ２が例えば１７ｍｍ程度、縦方向の寸法ｂ２が例えば１１ｍｍ程度である。尚、後板部１１の上面板部１１ａ側にも、アンテナ基板１５をできるだけ避けるように開口部１１ｄが形成されている。

さて、後板部１１の上面板部１１ａの上面におけるアンテナ基板１５（アンテナカバー１７）の後部には、ＢＴ通信用の電波を反射する反射部１８が突設されている。この反射部１８は、ほぼ直方体形状に形成されており、その高さ寸法は、アンテナカバー１７の高さ寸法とほぼ同じか、または、少し高くなるように形成されている。反射部１８の左右方向の寸法は、アンテナカバー１７の左右方向の寸法とほぼ同じか、または、少し幅広になるように形成されている。反射部１８の奥行方向の寸法は、反射部１８の高さ方向の寸法よりも少し長くなるように形成されている。反射部１８とアンテナ素子１６との間の距離ｄ（図８参照）は、λ／４の整数倍の距離となっている。尚、λは通信に用いる電波の波長である。

そして、本実施形態の場合、反射部１８は、例えばダイカストにより後板部１１の上面板部１１ａに一体に形成されている。即ち、反射部１８は金属で形成されている。尚、本実施形態においては、後板部１１の上面板部１１ａの肉厚（板厚）を部分的に少し厚くする程度の変更によって、反射部１８を形成することができる。

ここで、アンテナ１４のゲインについて、特には、上記反射部１８を配設したことによる作用について、図９ないし図１１を参照して説明する。まず、本実施形態のＤＣＵ１の図９（ａ）に示すＸ−Ｚ軸平面において、アンテナ１４のゲインを測定した結果を、図９（ｂ）にて実線Ｐ１で示す。この場合、ゲインの値は、−１０．９ｄＢｍとなる。これに対して、反射部１８を設けないように構成した比較例の図９（ａ）に示すＸ−Ｚ軸平面において、アンテナ１４のゲインを測定した結果を、図９（ｂ）にて破線Ｑ１で示す。この場合、ゲインの値は、−１１ｄＢｍとなる。Ｘ軸方向については、反射部１８の効果はほとんど無いので、Ｘ−Ｚ軸平面におけるアンテナ１４のゲインについては、本実施形態と比較例とではほとんど差がない。

次に、本実施形態のＤＣＵ１の図９（ａ）に示すＹ−Ｚ軸平面において、アンテナ１４のゲインを測定した結果を、図９（ｃ）にて実線Ｐ２で示す。この場合、ゲインの値は、−７．９ｄＢｍとなる。これに対して、反射部１８を設けないように構成した比較例の図９（ａ）に示すＹ−Ｚ軸平面において、アンテナ１４のゲインを測定した結果を、図９（ｃ）にて破線Ｑ２で示す。この場合、ゲインの値は、−１０．１ｄＢｍとなる。Ｙ軸方向については、ＤＣＵ１の上方（Ｙ軸の９０度付近）から、ＤＣＵ１の前方（Ｙ軸の１５０度付近）ぐらいまでのゲインが改善されて（大きくなって）おり、反射部１８の効果があることがわかる。

また、図１０は、Ｙ−Ｚ軸平面におけるアンテナ１４のゲインの測定結果（図９（ｃ）の実線Ｐ２参照）を模式的に図示した側面図である。この図１０にて矢印で示すように、アンテナ１４の後方の反射部１８の反射面１８ａによって電波をＤＣＵ１の前方へ反射させるように構成したので、車室内のアンテナ１４のゲインを向上させることができる（図１０中の実線Ｐ３、Ｐ４参照）。

尚、図１１は、上記比較例（反射部１８を設けない構成）のＹ−Ｚ軸平面におけるアンテナ１４のゲインの測定結果（図９（ｃ）の破線Ｑ２参照）を模式的に図示した側面図である。この図１１に示すように、アンテナ１４の下方のケース２０によって電波が上方へ反射される構成となるので、ＤＣＵ１の上方のゲインがやや高くなる。しかし、車室内のアンテナ１４のゲインを向上させることはできない。

次に、本実施形態のアンテナ素子１６、即ち、ループアンテナタイプのチップアンテナ１６の製品への搭載条件について、図１２を参照して説明する。図１２（ａ）は上面図であり、図１２（ｂ）は側面図である。図１２（ａ）に示すように、このループアンテナタイプのチップアンテナ１６の場合、水平方向については、その周囲の斜線領域（禁止領域）に金属を配置してはいけない仕様となっている。即ち、斜線領域の外側には、金属部材２１を配置しても良い。尚、図１２において、数値の単位はｍｍである。そして、上記ループアンテナタイプのチップアンテナ１６の垂直方向については、図１２（ｂ）に示すように、図中に示す数値の距離以上、チップアンテナ１６から金属部材２１を離間させる仕様となっている。

また、例えばモノポールアンテナタイプのチップアンテナ２２の製品への搭載条件について、図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は上面図であり、図１３（ｂ）は側面図である。図１３（ａ）に示すように、このモノポールアンテナタイプのチップアンテナ２２の場合、水平方向については、その周囲の斜線領域（禁止領域）に金属を配置してはいけない仕様となっている。即ち、斜線領域の外側には、金属部材２１を配置しても良い。尚、図１３において、数値の単位はｍｍである。そして、上記モノポールアンテナタイプのチップアンテナ２２の垂直方向については、図１３（ｂ）に示すように、図中に示す数値の距離以上、チップアンテナ２２から金属部材２１を離間させる仕様となっている。

尚、上記実施形態では、アンテナ素子１６として、ループアンテナタイプのチップアンテナを用いたが、これに限られるものではなく、搭載条件を満たすことが可能であれば、モノポールアンテナタイプのチップアンテナを用いるように構成しても良い。

また、上記実施形態では、反射部１８をアンテナ基板１５（アンテナ１４）の後部に設けたが、これに限られるものではなく、反射部１８をアンテナ基板１５の後部に設けると共に、アンテナ基板１５の左辺部及び右辺部にも反射部を設け、アンテナ基板１５を反射部でほぼコ字状に囲むように構成しても良い。このように構成すると、アンテナ１４のＸ軸方向（水平方向）のゲインも向上させることが可能となる。

更に、上記実施形態では、アンテナ１４をＤＣＵ１のケース３の上面部に配設したが、これに限られるものではなく、アンテナ１４をＤＣＵ１のケース３の下面部、右側面部または左側面部に配設するように構成しても良い。

また、上記実施形態では、反射部１８を後板部１１にダイカストにより一体に形成したが、これに限られるものではなく、反射部を別部材で構成し、別部材の反射部をケース３に接着、溶接、または、ねじ止め等により取り付けるように構成しても良い。

また、上記実施形態では、ＢＴ通信用のアンテナ１４に適用したが、他の通信規格用のアンテナに適用しても良い。また、上記実施形態では、ＤＣＵ１に適用したが、これに限られるものではなく、他のアンテナ付き車載装置に適用しても良い。

図面中、１はＤＣＵ（アンテナ付き車載装置）、３はケース、４はタッチパネル、５は液晶ディスプレイ、６はフレーム、１０は前枠部、１０ｂは開口部、１１は後板部、１２は右側板、１３は左側板、１４はアンテナ、１５はアンテナ基板、１６はアンテナ素子、１７はアンテナカバー、１８は反射部、２１は金属部材、２２はモノポールアンテナタイプのチップアンテナである。

Claims (4)

1. 車両に搭載される車載装置（１）の外殻を構成するケース（３）と、
   前記ケース（３）の前面部及び後面部を除く外周部のうちの一面部に取り付けられ、アンテナ基板（１５）及び前記アンテナ基板（１５）上に設けられたチップ状のアンテナ素子（１６）から構成されたアンテナ（１４）と、
   前記ケース（３）の前記一面部における前記アンテナ（１４）の後部に設けられ、電波を反射する反射部（１８）と
   を備えてなるアンテナ付き車載装置。
2. 前記ケース（３）は、前記ケース（３）の前半部を構成する前枠部（１０）と、前記ケース（３）の背面部、上面部及び下面部を構成する断面ほぼコ字状の後板部（１１）を備え、
   前記反射部（１８）は、前記後板部（１１）に一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ付き車載装置。
3. 前記反射部（１８）と前記アンテナ素子（１６）との間の距離は、（電波の波長）／４の整数倍の距離となっていることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ付き車載装置。
4. 前記ケース（３）の前記一面部における前記アンテナ（１４）の側部に設けられ、電波を反射する反射部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のアンテナ付き車載装置。
   

Images