JP6431160B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両パネルに取り付けられる車載用アンテナ装置等に適したアンテナ装置に関する。

車載用ラジオアンテナ装置は、一般的に図１０のように、電波を受信するアンテナ素子を含むエレメント１、内部を風雨から保護するケース２、エレメント１で受信した高周波信号を増幅するアンプ基板３、信号を伝達するケーブル（図示せず）、各部品を保持するベース４、車両パネル１０へベース４を固定するナット６とを有している。アンプ基板３はベース４上に保持され、ケース２の底面がベース４で閉じられるとともにアンプ基板３はケース２内に収納される。ケース２の上部にエレメント１は取り付けられる（例えばケース２側が雌ネジ、エレメント１側が雄ネジで螺着される）。

車載用ラジオアンテナ装置のベース４は、各部品を保持するとともに、ナット６を介して車両パネル１０への固定を行い、また車両パネル１０とのアース接続を行う等の機能がある。そのため、従来は作製形状の自由度が大きく、強度が高く、電気的導通の行なえる材料による作製方法である点で金属製のダイカスト品が主流となっている。

一般的に金属の比重は大きいため、金属製ダイカスト品のベースは重いという問題があった。また、材料として融点が高いので金型設備も高価となり、製品価格も高くなっていた。また、電気を通す為、受信高周波信号の信号伝送用又は電源用ケーブルの芯線との間で短絡事故等を引き起こす危険性があった。一方、軽量化及びコストダウンを狙い、ベースの一部を樹脂にする構造はあったが、依然として金属部分はダイカスト品を使用しており、コストの優位性が無い状況であった。

金属ダイカストのベースを示すものとして、下記特許文献１がある。

特開２００９−２９６０９５号公報

上記のように、従来の車載アンテナ装置用のベースは一般的に金属ダイカストで作製されていたが、軽量化及びコストの面では樹脂に優位性がある。しかし、樹脂は絶縁体であるため、アンプ基板と車両パネルとのアース接続を行う必要がある車載アンテナ装置のベースには不適当であった。

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、アース接続を行う箇所に板金部品を用い、その周囲に樹脂を設けたベース構造とすることで、部品の共通化に適し、かつ安価で軽量なアンテナ装置を提供することにある。

本発明のある態様は、アンテナ装置である。このアンテナ装置は、ケースと、前記ケース内に収納され、上面側にアース電極を有し、アンテナ素子からの信号を受ける基板と、前記基板を保持するベースとを備え、
前記ベースは、底面部と、前記底面部に対して垂直に立ち上がった複数の立ち上がり部と、下面側中央部に車両パネルの取り付け穴を通る凸部を有する樹脂部とを有し、
前記基板と、前記底面部とは、対向し、
前記底面部は、前記樹脂部と接し、前記樹脂部によって保持され、
前記複数の立ち上がり部の少なくとも１つが、前記アース電極と電気的に接続され、前記底面部が、ボルト若しくはナットで構成され前記底面部に一体的に形成された金属締結部品を介して、前記車両パネルと電気的に接続されることにより、前記アース電極と前記車両パネルとの電気的な接続が行われることを特徴とする。

前記態様において、前記金属締結部品は、ボルトで構成されるとよい。

前記態様において、前記基板は、前記底面部と前記複数の立ち上がり部を含む領域の前端部よりも後方に位置し、前記アンテナ素子の前端は、前記前端部よりも後方で且つ上方に位置するとよい。

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。

本発明に係るアンテナ装置によれば、アース接続を行う箇所に板金部品を用い、その周囲に樹脂を設けたベース構造とすることで、大部分を金属に比べて軽量な樹脂で構成できる。このため、軽量化を図るとともにダイカスト成型に比べて安価に作製可能である。また、板金部品は共通に用いて、樹脂成型品の形状を変化させることで、多様な状況に対応でき、部品の共通化に適する。

本発明に係るアンテナ装置の実施の形態の全体構成を示す分解側面図。 実施の形態において、ケースの底部を塞ぐベースの側断面図。 同じくベースの斜視図。 アース接続のために前記ベースに設けられる板金部品の斜視図。 実施の形態において、ベース上にアンプ基板を固定した状態の斜視図。 実施の形態において、ベースを車両パネルに載置し、ベース側のナットに金属取付金具のボルト部を螺合して締め付けた状態の側断面図。 前記板金部品を共通使用して、車両パネル側の穴形状に合わせてベースの凸部形状を変更した場合の説明図。 前記板金部品を共通使用して、ケースの底面形状に合わせてベースの輪郭形状を変更した場合の説明図。 本発明の他の実施の形態であって、ベース側に設ける金属ナットの代わりに金属ボルトを用いた構成の側断面図。 従来の車載用ラジオアンテナ装置の分解側面。

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。

図１乃至図６は本発明に係るアンテナ装置の実施の形態であって、車載用ラジオアンテナ装置の例を示す。車載用ラジオアンテナ装置は、図１のように、電波を受信するアンテナ素子（ロッドアンテナ、ヘリカルコイル等）を含むエレメント１、内部を風雨から保護する樹脂製ケース２、エレメント１で受信した高周波信号を増幅するアンプ基板３、アンプ基板３で増幅した信号の伝達用及びアンプ基板３への電源供給用のケーブル５（図２等参照）、各部品を保持するベース２０、車両ルーフ等の金属板状の車両パネル１０へベース２０を固定する爪付きの金属取付金具５０とを有している。ケース２の上部にエレメント１は取り付けられる（例えばケース２側が雌ネジ、エレメント１側が雄ネジで螺着される）。

前記ベース２０は、図２及び図４のように金属締結部品としての金属ナット４０を溶接等で固着した板金部品２１の周囲を樹脂で一体成型（いわゆるインサート成型）したものであり、従って板金部品２１とこれと一体の樹脂部３０とから構成される。ベース２０はケース２の底面を塞ぐ（閉じる）配置であって、樹脂部３０の周縁部の取付穴３１を利用してビス等でケース２に固定される。

図４に示すように、板金部品２１は、底面部２２と、これに対して対角位置で垂直に立ち上がった一対（複数）の腕部２３とを有する。また、底面部２２には円形の段差面２４がしぼり加工で形成されるとともに、底面部２２の縁部が折り曲げられて補強リブ２５が形成されている。段差面２４と補強リブ２５は板金部品２１の肉厚が薄い場合の曲げ強度改善のために設けられている。底面部２２（段差面２４）には軽量化のために抜き穴２２ａが形成されている。図２から判るように、金属ナット４０は中心部に凸部４１がある段付きのナット（パイロット付きナット）であり、底面部２２の中央部には凸部４１が嵌合するナット位置決め穴２６が形成されている。板金部品２１と金属ナット４０相互の電気的接続を確実にするために、金属ナット４０は溶接やはんだ付けで板金部品２１に固着されている。

樹脂部３０は略長円形の輪郭を成し、その下面側中央部に車両パネル１０（例えば車両ルーフ）の方形取付穴１１に嵌合する形状の嵌合凸部３２が形成されている。嵌合凸部３２には金属ナット４０の雌ネジ穴４２が露出する穴部３３が形成されている。また、樹脂部３０の上面側にも金属ナット４０の雌ネジ穴４２が露出する穴部３４が形成されている。前記穴部３３には樹脂部３０の成型後に金属チューブ５５が圧入されている。金属チューブ５５の上端は金属ナット４０の凸部４１に当たっている。嵌合凸部３２には、これを貫通するようにケーブル引出穴３９が形成され、アンプ基板３に接続されたケーブル５がケーブル引出穴３９を通して外部に引き出される。

図２及び図３に示すように、板金部品２１から立ち上がった複数の腕部２３は樹脂部３０の上面から突出しており、腕部２３の上端部は切込み２３ａを入れることで折曲げ可能な折曲げ部２３ｂとなっている。また、樹脂部３０の上面にはアンプ基板３の下面を所定高さで支えるボス３５が複数個形成されている。そして、図５のようにアンプ基板３をベース２０上、つまり一対の対角位置にある腕部２３間に載置し、その後腕部２３の折曲げ部２３ｂを折り曲げてアンプ基板３のアース電極３ａにはんだ付け、導電性接着剤等で電気的に接続する。図５のようにベース２０上にアンプ基板３を搭載し、腕部２３で保持した状態にてケース２をベース２０上に被せ、アンプ基板３をケース２内に収納する。

図６は、ベース２０を車両パネル１０に載置し、ベース側のナット４０に金属取付金具５０のボルト部５１を螺合して締め付けた状態を示す。但し、ケース２及びアンプ基板３の図示は省略してある。図６に示すように、車両ルーフ等の車両パネル１０への取り付けは、その方形取付穴１１にベース２０下面の嵌合凸部３２を嵌合し、爪付きの金属取付金具５０のボルト部５１を金属ナット４０の雌ネジ穴４２に螺合し、かつ爪５２に一体に形成された内側へのＬ字状折曲げ腕部５３を樹脂部３０下面の係止溝３７に係合させた状態で締め付けることによって行う。これにより、金属取付金具５０のボルト部５１の周囲に設けられた爪５２が車両パネル１０の面に食い込み金属取付金具５０が車両パネル１０に電気的に接続される。従って、アンプ基板３のアース電極３ａは板金部品２１の腕部２３、底面部２２、金属ナット４０、金属取付金具５０のボルト部５１、爪５２の経路で車両パネル１０に電気的に接続され、アース電極３ａの車両パネル１０へのアース接続が達成される。なお、金属チューブ５５がボルト部５１の周囲にあるため、金属取付金具５０の締め付け限度は、爪５２の基部上面が金属チューブ５５に当接する位置までに規制される。また、板金部品２１は爪５２の先端の外径よりも大きく設定されている。従って、爪５２の先端は板金部品２１の下面領域（図６の矢印Ｅで示す範囲）内側に位置しているので、ボルト部５１による締め付けによって発生する爪先端の押圧力を板金部品２１で受け止めることができる。これにより、ベース２０の樹脂部３０に大きな応力は加わらず、確実な締め付け固定が可能である。

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。

(1) ベース２０の材質の大部分を比重の大きい金属から比重の小さい樹脂にすることにより、従来の金属ダイカスト製ベースに比べて軽量化を図ることができる。

(2) 金属ダイカストの場合、材料として融点が高い金属を用いるので金型設備が高価であるのに対し、樹脂成型は設備が簡単で材料自体も安い。従って、板金部品２１の周囲に樹脂を設けたベース２０の方が安価に製造可能である。

(3) 従来の金属ダイカスト製ベースであると、導体であるため、ラジオの信号線やアンプ基板３の電源線とベースとが接触した場合、短絡事故が発生する危険性があったが、樹脂部３０で板金部品２１を覆う本例のベース２０では、ベース２０の表面で電気を通さないため、ラジオの信号線及びアンプ基板３の電源線との短絡を防止でき、安全性の高い製品となる。

(4) 板金部品２１の材料にはブリキ等のはんだ性に優れている材料を選定することができ、部品点数の削減による軽量化やコストダウンを狙い、アンプ基板３の保持にネジ等を使用せずはんだ接続による保持が可能である。

図７は板金部品を共通使用して、車両パネル側の取付穴形状に合わせてベース２０の凸部形状を変更した場合を説明するものであり、同図（Ａ）の板金部品２１は図１乃至図５で説明した実施の形態と共通のものであり、同図（Ｂ）のように板金部品２１と一体に形成される樹脂部３０の嵌合凸部３２Ａを略正四角筒状に形成することで、同図（Ｃ）の略正方形の取付穴１１Ａに適合するベース構造を実現できる。また、共通の板金部品２１を用い、図７（Ｄ）のように樹脂部３０の嵌合凸部３２Ｂを平断面が略長方形の略四角筒状に形成することで、同図（Ｅ）の略長方形の取付穴１１Ｂに適合するベース構造を実現できる。

図７で説明したように、アンプ基板３の保持及びアース接続を行う板金部品２１を共通部品とし、その周囲の樹脂成型形状を変更することで車両パネルの多様な形状、大きさの取付穴に対応できる構造を実現できる。

図８は板金部品を共通使用して、ケースの底面形状に合わせてベース２０の輪郭形状を変更した場合を説明するものであり、同図（Ａ）の板金部品２１は図１乃至図５で説明した実施の形態と共通のものであり、ケース底面形状が小さい場合、同図（Ｂ）のように輪郭形状の小さい樹脂部３０Ａを板金部品２１と一体に成型すれば良く、ケース底面形状が大きい場合、同図（Ｃ）のように輪郭形状の大きい樹脂部３０Ｂを板金部品２１と一体に成型すれば良い。

図８で説明したように、アンプ基板３の保持及びアース接続を行う板金部品２１を共通部品とし、その周囲の樹脂成型形状を変更することでアンテナ装置のケースサイズの違いに対応できる構造を実現できる。

図９は本発明の他の実施の形態であって、ベース２０の部分のみを示す。この場合、板金部品２１の底面部２２の中央部にはナット位置決め穴の代わりにボルト取付穴２５Ａが形成され、ボルト取付穴２５Ａに挿通された金属締結部品としての金属ボルト４５の頭部が溶接やはんだ付けで板金部品２１に固着されている。車両パネルへの取り付けは、図１０の従来例の場合と同様にナット６（例えば金属製爪付きナット）を用いることができる。

図９の実施の形態の場合も金属締結部品が変更された点を除けば、図１乃至図５に示した実施の形態と同様の作用、効果が得られる。

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。

板金部品２１に対する金属ナット４０の固定及び電気的な接続を、機械的なかしめで行っても良い。また、板金部品２１にバーリング加工を施した後、直接雌ネジ加工することも可能である。

板金部品２１の腕部２３は、少なくとも１個あれば、アンプ基板３のアース電極３ａとの電気的接続が可能である。但し、アンプ基板３の機械的な保持のためには複数個設けられることが好ましい。

アンテナ装置の種類によっては、基板上にアンプが搭載されない場合があるが、本発明は、アンプが搭載されない基板をケース内に有するアンテナ装置にも適用可能であることは自明である。

１ エレメント
２ ケース
３ アンプ基板
３ａ アース電極
４，２０ ベース
６，４０ ナット
１０ 車両パネル
１１，１１Ａ，１１Ｂ 取付穴
２１ 板金部品
２２ 底面部
２３ 腕部
２３ａ 切込み
２３ｂ 折曲げ部
２５ 補強リブ
２６ ナット位置決め穴
３０，３０Ａ，３０Ｂ 樹脂部
３２，３２Ａ，３２Ｂ 嵌合凸部
４１ 凸部
５０ 金属取付金具
５１ ボルト部
５２ 爪

Claims (3)

1. ケースと、
   前記ケース内に収納され、上面側にアース電極を有し、アンテナ素子からの信号を受ける基板と、
   前記基板を保持するベースとを備え、
   前記ベースは、底面部と、前記底面部に対して垂直に立ち上がった複数の立ち上がり部と、下面側中央部に車両パネルの取り付け穴を通る凸部を有する樹脂部とを有し、
   前記基板と、前記底面部とは、対向し、
   前記底面部は、前記樹脂部と接し、前記樹脂部によって保持され、
   前記複数の立ち上がり部の少なくとも１つが、前記アース電極と電気的に接続され、前記底面部が、ボルト若しくはナットで構成され前記底面部に一体的に形成された金属締結部品を介して、前記車両パネルと電気的に接続されることにより、前記アース電極と前記車両パネルとの電気的な接続が行われる、アンテナ装置。
2. 前記金属締結部品は、ボルトで構成される、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記基板は、前記底面部と前記複数の立ち上がり部を含む領域の前端部よりも後方に位置し、
   前記アンテナ素子の前端は、前記前端部よりも後方で且つ上方に位置する、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。