JPH10276021A - 平面アンテナ - Google Patents

平面アンテナ

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Publication number
JPH10276021A
JPH10276021A JP9080975A JP8097597A JPH10276021A JP H10276021 A JPH10276021 A JP H10276021A JP 9080975 A JP9080975 A JP 9080975A JP 8097597 A JP8097597 A JP 8097597A JP H10276021 A JPH10276021 A JP H10276021A
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JP
Japan
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top case
case
bottom plate
boss
planar antenna
Prior art date
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Pending
Application number
JP9080975A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Tamura
信雄 田村
Takeshi Saito
毅 斉藤
Junichi Noro
順一 野呂
Nobuaki Kadoma
信昭 門間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10276021A publication Critical patent/JPH10276021A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、組立後の特性評価が不合格のとき
ボトムプレートの取外しが面倒であることを課題とす
る。 【解決手段】 平面アンテナ11は、組立後、特性評価
が合格であるときは、トップケース12及びボトムプレ
ート22に上下方向の圧縮荷重が加えられた状態で電熱
ヒータにより加熱された熱棒がボス37の端部を押圧す
る。加熱された熱棒に押圧されると、ボス37の端部は
挿通孔25より大径な鍔部37aに変形されてボトムプ
レート22の下面に密着される。そして、ボトムプレー
ト22は、ゴムパッキン20を圧縮した状態のままボス
37の鍔部37aによりトップケース12から分離不可
状態に係止される。また、平面アンテナ11の特性評価
が不合格であるときは、トップケース12の係止溝23
からボトムプレート22を外してLNA基板18を別の
ものと交換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はGPS(グローバル
ポジショニングシステム)に使用される平面アンテナに
係り、特に密閉された樹脂製ケース内に平面アンテナ素
子を収容し、樹脂製ケースを磁力により所定取付位置に
吸着させるよう構成された平面アンテナの改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】周知のように、グローバルポジショニン
グシステムに用いる平面アンテナは、GPS用人工衛星
からの電波を受信するため、例えぱ自動車の金属製のル
ーフパネルに磁力により吸着して取付けられるけれど
も、従来の平面アンテナは、例えぱ図12に示すような
構造とされている。
【0003】平面アンテナは、アンテナ素子1a及び付
随した回路素子を搭載した回路基板1bからなるアンテ
ナ本体1を備え、同アンテナ本体1は、防水及ぴ防塵目
的の樹脂製ケースに収容された状態で自動車のルーフパ
ネル等に吸着して取付けることができる。即ち、アンテ
ナ素子1aとは反対側の表面をシールドボックス1cで
遮蔽された偏平な八角形とされたアンテナ本体1は、ボ
トムケース3とトップケース4との間に収容され、同ア
ンテナ本体1はケーブル1dによりGPS装置側に結合
される。
【0004】ボトムケース3は、合成樹脂製でその上面
凹部3bにアンテナ本体1が収容された後、同表面全体
を覆うトップケース4に組み合わされる。また、ボトム
ケース3の底面両側には、ルーフパネルの表面に磁力で
吸着される一対の永久磁石2L,2Rが一体的に組付け
られ、その上面にはリング状に形成されたパッキン6が
当接する円筒部3aを有する。また、円筒部3aには、
ケーブル1dが挿通される溝8が設けられている。
【0005】また、トップケース4の開口部には、円筒
形のボトムケース3を落し込める円筒開口部4aが形成
され、この円筒開口部4aの内周には円筒部3aの端面
に向かって延長した円筒突起4bが一体成形され、この
円筒突起4bの先端部はパッキン6の表面に圧接され
る。そして、円筒突起4bの内周面には、同円筒突起4
bの円周方向に等配された複数の係合爪4cが一体成形
され、これらの係合爪4cに対応した円筒筒3aの外周
面には、円周方向に傾斜したピッチ角をもつ対応係合爪
4cに噛合できる複数のロック爪3cがボトムケース3
に一体成形してある。
【0006】また、従来の平面アンテナは、磁力により
車両のボデーに吸着させるため、合成樹脂により形成さ
れたボトムケース3の底部両側に一対の永久磁石2L,
2Rがインサート成形法により一体的に組付けられてい
る。この永久磁石2L,2Rの両側には弾性を有する4
個のゴム脚7がバックヨーク9の凹部と永久磁石2L,
2Rとの間に挿入されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成とさ
れた従来の平面アンテナでは、ボトムケース3とトップ
ケース4との間をシールするパッキン6がリング状に形
成されているので、パッキン6の下面側とボトムケース
3のシール面との間を気密にシールすると共に、パッキ
ン6の上面側とトップケース4のシール面との間を気密
にシールする必要がある。しかしながら、パッキン6の
上面側と下面側との両側を完全にシールすることが難し
いので、例えば平面アンテナの防水性をさらに1ランク
上げるにはパッキン6をさらに強く圧縮しなければなら
なかった。
【0008】また、従来は、ボトムケース3とは別体の
バックヨーク9が永久磁石2L,2Rに側面及び上面に
当接することにより、車両のボデーに対する磁力を集中
させることができるようになっているが、永久磁石2
L,2Rを組み付ける際にゴム脚7及びバックヨーク9
を組み付けなければならず、その分部品点数が多くなる
ばかりか、永久磁石2L,2R及びバックヨーク9をボ
トムケース3にインサート成形するときに手間がかか
り、生産効率を高めることが難しかった。
【0009】このような問題を解消するため、上記ボト
ムケース3とバックヨーク9とを一体化した金属製のボ
トムプレートを製作して部品点数の削減を図ると共に、
トップケースとボトムプレートの間に介在するシール部
材を複数のビスの締め付けにより圧縮して防水性を高め
ることが考えられている。ところが、このように複数の
ビスを締め付けてトップケースにボトムプレートを固定
する構成とした場合、組立工程で複数のビスを締め付け
作業が余分に増えるため、組立効率を高めるとが難しく
なる。
【0010】この場合、組立完了後の検査工程で平面ア
ンテナの特性評価(受信感度テスト)を行って不良品と
なると、複数のビスを緩めてアンテナ本体1を別のもの
と交換しなければならず、この交換作業に手間がかかる
といった問題が生じる。そこで、本発明は上記課題に鑑
みなされたもので、上記問題を解消した平面アンテナを
提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下のような特徴を有する。上記請求項
1記載の発明は、電波による信号を受信する受信部と、
該受信部が収納されるトップケースと、該トップケース
の底部に装着されるボトムケースと、該ボトムケースと
前記トップケースとの間をシールするシール部材とを有
する平面アンテナにおいて、前記トップケースの底部開
口の内壁に前記ボトムケースの周縁部を係止する係止部
を設け、前記トップケースの内部に前記ボトムケースを
貫通するボスを設け、前記ボトムケースは、下面側に突
出する前記ボスの端部が熱変形されて前記トップケース
に固定されることを特徴とするものである。
【0012】従って、請求項1記載の発明によれば、ト
ップケースの底部開口の内壁に設けられた係止部により
ボトムケースの周縁部を係止した状態で特性評価を行
い、受信部が所定の性能を有する場合、ボトムケースの
下面側に突出するボスの端部を熱変形させてボトムケー
スをトップケースに固定し、受信部が所定の性能を有し
ない場合、ボトムケースを係止部から外して受信部を交
換することが可能になる。
【0013】また、請求項2記載の発明は、前記請求項
1記載の平面アンテナであって、前記ボトムケースが、
前記トップケースに所定の圧縮荷重により押圧された状
態で前記ボスの端部が熱変形されて前記トップケースに
固定されることを特徴とするものである。従って、請求
項2記載の発明によれば、ボトムケースがトップケース
に所定の圧縮荷重により押圧された状態でボスの端部が
熱変形されてトップケースに固定されるため、ボトムケ
ースとトップケースとの間をシールするシール部材を圧
縮した状態で両部材を固定でき、シール部材とトップケ
ースとの間を気密にシールすることによりトップケース
内部の防水性を確保することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図1は本発明になる平面アンテ
ナの一実施例を示す分解図、図2は平面アンテナの縦断
面図、図3は平面アンテナの外観図である。平面アンテ
ナ11は、偏平四角形状のトップケース12の内部に後
述するアンテナ素子が収納され、底部にはアルミ製のグ
ランドシート13が貼着されている。また、グランドシ
ート13の四隅には、平面アンテナ11が装着される
際、ゴム脚14が突出するための開口13aが設けられ
ている。トップケース12は、4辺の一つにケーブル1
5が挿通される逆U字状の溝16が設けられている。
【0015】平面アンテナ11は、トップケース12の
内部に、平面アンテナ素子(受信部)17、平面アンテ
ナ素子17が載置されるLNA(ローノイズアンプ)基
板18、シールドケース19、ゴム脚14を有するゴム
パッキン20、ケーブル15の取付部をシールするシー
ル部材21、ボトムプレート22が収納される構成とな
っている。
【0016】ボトムプレート22は、ステンレス材等の
磁性材よりなる金属板をプレス加工したものであり、後
述するようにボトムケースと磁石取付部とを一体化した
ものである。また、ボトムプレート22は、トップケー
ス12の内部から起立したボス37がボトムプレート2
2の挿通孔25に挿通されると共に、周縁部分がトップ
ケース12の底部開口の内壁に形成された係止溝(係止
部)23に嵌合係止されてトップケース12の底部開口
を閉塞するように取り付けられる。
【0017】尚、係止溝23は、トップケース12の内
側全周のうち溝16を除く部分に形成されているため、
ボトムプレート22の周縁部のほぼ全周を係止すること
ができる。しかも、トップケース12は弾性を有する合
成樹脂製であるので、ボトムプレート22を比較的簡単
に組み付けることができる。そして、組立が完了して検
査工程が終了すると、トップケース12及びボトムプレ
ート22に荷重をかけた状態でボトムプレート22の挿
通孔25に挿通されたボス37の先端を熱溶着して鍔部
37aに変形させる。これにより、ボトムプレート22
はトップケース12の底部に固着される。その後、ボト
ムプレート22の下面にグランドシート13が貼着され
る。
【0018】図4(A)(B)及び図5(A)〜(F)
に示すように、ボトムプレート22は、ゴムパッキン2
0に当接する四角形のシート部24と、シート部24の
外側に設けられトップケース12の内部から起立したボ
ス37が挿通される4個の挿通孔25と、シート部24
の外側の四隅に設けられゴム脚14が挿通される四角形
の挿通孔26と、車両のボデーに磁力で吸着される一対
の永久磁石27(27a,27b),28(28a,2
8b)が取り付けられる磁石取付部29,30とを有す
る。
【0019】磁石取付部29,30は、夫々永久磁石2
7,28の寸法形状に対応して形成されており、永久磁
石27、28が当接する当接面29a,30aと、当接
面29a,30aの両側に起立してX方向の取付位置を
規制する磁石保持部29b,30bと、当接面29a,
30aと磁石取付部29,30との間に形成され当接面
29a,30aを支持すると共に当接面29a,30a
に保持された永久磁石27,28のY方向の取付位置を
規制する壁部29c,30cとよりなる。
【0020】従って、永久磁石27,28は、磁石取付
部29,30が磁性材により形成されているので、磁力
により当接面29a,30aに密着した状態で強固に保
持される。そして、磁石取付部29,30がバックヨー
クとして機能するため、磁石取付部29,30の磁力
は、磁石取付部29,30により形成された磁路を通る
磁束が永久磁石27,28の車両取付側となる下面に導
かれて永久磁石27,28による吸着力が増大されてい
る。
【0021】また、図5(G)に拡大して示すように、
シール部材21が当接する部分には、シート部24と平
行に形成された突部31と、ケーブル15を所定高さに
支持する支持部32とが形成されている。この突部31
は、シート部24と共に、ゴムパッキン20のケーブル
15が挿通された部分を押圧してケーブル15に対する
シール効果を高めるように作用する。
【0022】図6(A)〜(E)に示すように、ゴムパ
ッキン20は、ボトムプレート22に対向する面積を有
してシート部24に当接する平板部20aと、シート部
24に対応する四角枠状に形成されてトップケース12
内部のシート部32に当接する当接部20bと、シート
部24に対応するように形成されたトップケース12内
部のシート部33(33a,33b)に係合して取付位
置を規制される平行な突部20cと、平板部20aの四
隅に一体形成されたゴム脚14を支持する四角形状の支
持部20dとよりなる。
【0023】このゴムパッキン20は、従来使用されて
いたリング状パッキンのように中央部分が抜けていない
ので、平板部20aの下面側が当接するボトムプレート
22との間のシール性を確保する必要がなく、トップケ
ース12との間のシール性を高めることによりトップケ
ース12内部を気密にして防水性を確保できる。また、
ゴムパッキン20は、平板部20aが上記ボトムプレー
ト22のシート部24に当接し、上側の周縁部分に突出
された枠状の当接部20bがトップケース12内部のシ
ート部33a,33b(図1,図2参照)の下端に当接
するようにボトムプレート22とトップケース12との
間に介在する。そして、上記4本のビス23がトップケ
ース12に螺入されて締め付けられると共に、ゴムパッ
キン20の平板部20a及び当接部20bが上下方向か
ら圧縮されてトップケース12の底部開口の隙間をシー
ルして雨水がトップケース12の内部に侵入することを
防止する。
【0024】また、ゴムパッキン20の四隅に突出され
たゴム脚14がボトムプレート22の四隅に形成された
挿通孔26に挿通されてボトムプレート22の下方に突
出する。そして、ゴム脚14は挿通孔26より若干大き
い寸法に形成されているので、挿通孔26に圧入される
と、ゴムパッキン20の支持部20dがボトムプレート
22の上面側に当接すると共にグランドシート13から
の突出長さが規制されると共に、ゴム脚14が挿通孔2
6の内周に係止されて抜け防止される。
【0025】そのため、ゴムパッキン20をボトムプレ
ート22とトップケース12との間に装着すると共に、
ゴム脚14をボトムプレート22の下方に突出させるこ
とができる。このように、ゴムパッキン20は、ゴム脚
14がシール部分と一体に設けられているので、従来の
ようにゴム脚14を永久磁石の両側に一つずつ取り付け
る手間が不要となって組立工程の作業効率を高めること
ができ、且つ部品点数を削減することができる。
【0026】図7はトップケース12の構成を説明する
ための図、図8は図7中E−E線に沿う縦断面図、図9
は図7中F−F線に沿う縦断面図である。トップケース
12は、内部中央に平面アンテナ素子17、LNA基板
18、シールドケース19が収納される正方形状の収納
室35と、収納室35の周囲を囲むように2重に形成さ
れたシート部33(33a,33b)と、ゴム脚14を
支持する支持部20dに当接してゴム脚14がグランド
シート13より下方に突出するように支持するリブ36
と、ボトムプレート22の挿通孔25に挿通されるボス
37と、ケーブル15が挿通されるシール部材21が装
着されると共にケーブル15が引き抜けないように係止
する係止部38とを有する。
【0027】ここで、上記のように構成された平面アン
テナ11の組立工程について説明する。トップケース1
2の内部の収納室35に平面アンテナ素子17、LNA
基板18、シールドケース19が収納された状態でゴム
パッキン20のゴム脚14が挿通孔26に挿通されたボ
トムプレート22をトップケース12の底部開口に挿入
する。トップケース12の底部開口の内周には、係止溝
23が設けられており、トップケース12を弾性変形さ
せながらボトムプレート22の周縁部が係止溝23に嵌
合して係止される。
【0028】図10に示すように、ボトムプレート22
がトップケース12の底部開口に係止される過程で、ト
ップケース12の内部から起立したボス37はボトムプ
レート22の挿通孔25に挿通され、その先端部分がボ
トムプレート22の下面側に突出する。これで、ボトム
プレート22は、挿通孔25にボス37が分離可能に挿
通され、且つ周縁部が係止溝23に嵌合して仮止めされ
る。
【0029】この仮止め状態で平面アンテナ11の特性
評価(受信感度テスト)を行う。そして、特性評価の結
果が所定レベル以上でテストされた平面アンテナ11が
合格であるときは、図11に示すように平面アンテナ1
1は固定治具41に装着されてボス37の端部を熱溶着
させる。すなわち、平面アンテナ11は、ボトムプレー
ト22が上を向くようにしてトップケース12を固定治
具41の対応凹部42に嵌合された状態に装着される。
次に、空気圧シリンダのピストンロッド43が空気圧に
より降下してピストンロッド43の下端に取り付けられ
た押圧パッド44をボトムプレート22に押圧させる。
これにより、トップケース12及びボトムプレート22
には、空気圧シリンダによる圧縮荷重が作用してトップ
ケース12とボトムプレート22との間に介在するゴム
パッキン20が圧縮される。
【0030】このようにトップケース12及びボトムプ
レート22に上下方向の圧縮荷重が加えられた状態で電
熱ヒータにより加熱された熱棒45が上記4本のボス3
7の上方に待機しており、トップケース12及びボトム
プレート22に所定の荷重が作用した後、ボス37に対
応する4本の熱棒45が降下してボトムプレート22よ
り上方に突出したボス37の端部を押圧する。
【0031】ボス37はトップケース12と一体成形さ
れた合成樹脂材よりなるため、合成樹脂材の溶融温度以
上に加熱された熱棒45に押圧されると、図2に示すよ
うに挿通孔25より大径な鍔部37aに変形されてボト
ムプレート22の下面に密着される。そして、熱変形さ
れた鍔部37aが冷却されて固化すると、ボトムプレー
ト22は、ゴムパッキン20を圧縮した状態のままボス
37の鍔部37aによりトップケース12から分離不可
状態に係止される。
【0032】これにより、ボトムプレート22上に四角
枠状に形成されたシート部24が収納室35の周囲に2
重に形成されたシート部33aと33bとの間に位置
し、シート部33a,33bとゴムパッキン20の当接
部20bとの間の圧着力が確保されてシール性がより一
層高められている。しかも、ゴムパッキン20の下面側
とボトムプレート22との間で雨水が侵入してもゴムパ
ッキン20の平板部20aが収納室35の下側開口を覆
うように閉塞しているため、例えシート部24とゴムパ
ッキン20の下面との間で水漏れが生じても収納室35
に雨水が侵入せず、収納室35の防水性が確保される。
【0033】また、ケーブル15が挿通されるトップケ
ース12の溝16においては、溝16内の係止部38に
係止されたシール部材21がシート部24及び突部31
により局部的に圧縮されてシール部材21の内周及び外
周のシール性が確保されている。そのため、トップケー
ス12とボトムプレート22との間は、ゴムパッキン2
0及びシール部材21により確実にシールされてトップ
ケース12の内部に形成された収納室35の防水性能を
より確実なものとすることができる。
【0034】また、平面アンテナ11の特性評価(受信
感度テスト)の結果が所定レベル以下でテストされた平
面アンテナ11が不合格であるときは、トップケース1
2に仮止めされたボトムプレート22を分離させてトッ
プケース12の内部に収納されたLNA基板18を別の
ものと交換する。その際、トップケース12は弾性変形
可能な合成樹脂製であるので、トップケース12の周縁
部を外側に押圧することで、係止溝23を比較的容易に
ボトムプレート22の周縁部から外すことができる。こ
のように、組立られた平面アンテナ11の特性評価が不
合格であるときは、トップケース12の周縁部を外側に
変形させることによりボトムプレート22を外して内部
に収納されたLNA基板18を短時間で交換できるの
で、複数のビスを螺入させてボトムプレート22を固定
させるものよりも交換作業を簡単に行うことができる。
【0035】尚、上記実施例では、GPS用の平面アン
テナを一例として挙げたが、これに限らず、これ以外の
用途に使用される平面アンテナにも適用できるのは勿論
である。また、上記実施例では、係止溝23がトップケ
ース12の底部開口の溝16を除く部分(ほぼ全周)に
形成された構成としたが、これに限らず、トップケース
12の内壁に複数の係止溝23を間欠的に設けた構成と
しても良いのは勿論である。
【0036】
【発明の効果】上述の如く、上記請求項1記載の発明に
よれば、トップケースの底部開口の内壁に設けられた係
止部によりボトムケースの周縁部を係止した状態で特性
評価を行い、受信部が所定の性能を有する場合、ボトム
ケースの下面側に突出するボスの端部を熱変形させてボ
トムケースをトップケースに固定し、受信部が所定の性
能を有しない場合、ボスの端部を熱変形させずにボトム
ケースを係止部から外して受信部を交換することが可能
になる。しかも、ビス等使用していないため、ボトムケ
ースに分離作業が簡単に行えるので、受信部の交換を短
時間で行える。
【0037】また、請求項2記載の発明によれば、ボト
ムケースがトップケースに所定の圧縮荷重により押圧さ
れた状態でボスの端部が熱変形されてトップケースに固
定されるため、ボトムケースとトップケースとの間をシ
ールするシール部材を圧縮した状態で両部材を固定で
き、シール部材とトップケースとの間を気密にシールす
ることによりトップケース内部の防水性を確保すること
ができる。従って、より高い防水性が要求される場合で
も、より高いランクの防水構造を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる平面アンテナの一実施例を示す分
解図である。
【図2】平面アンテナの縦断面図である。
【図3】平面アンテナの外観図である。
【図4】ボトムプレートに永久磁石が取り付けられた状
態を示す図である。
【図5】ボトムプレートの構成を説明するための図であ
る。
【図6】ゴムパッキンの構成を説明するための図であ
る。
【図7】トップケースの構成を説明するための図であ
る。
【図8】図7中E−E線に沿う縦断面図である。
【図9】図7中F−F線に沿う縦断面図である。
【図10】ボトムプレートがトップケースに仮止めされ
た状態を示す縦断面図である。
【図11】ボトムプレートが固定治具に装着された状態
を示す縦断面図である。
【図12】従来の平面アンテナを説明するための分解斜
視図である。
【符号の説明】
11 平面アンテナ 12 トップケース 13 グランドシート 14 ゴム脚 15 ケーブル 17 平面アンテナ素子 18 LNA基板 19 シールドケース 20 ゴムパッキン 21 シール部材 22 ボトムプレート 23 係止溝 24 シート部 25 挿通孔 37 ボス 41 固定治具 42 対応凹部 43 ピストンロッド 44 押圧パッド 45 熱棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門間 信昭 秋田県南秋田郡飯田川町飯塚字上堤敷95番 地2秋田ミツミ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波による信号を受信する受信部と、該
    受信部が収納されるトップケースと、該トップケースの
    底部に装着されるボトムケースと、該ボトムケースと前
    記トップケースとの間をシールするシール部材とを有す
    る平面アンテナにおいて、 前記トップケースの底部開口の内壁に前記ボトムケース
    の周縁部を係止する係止部を設け、 前記トップケースの内部に前記ボトムケースを貫通する
    ボスを設け、 前記ボトムケースは、下面側に突出する前記ボスの端部
    が熱変形されて前記トップケースに固定されることを特
    徴とする平面アンテナ。
  2. 【請求項2】 前記請求項1記載の平面アンテナであっ
    て、 前記ボトムケースは、前記トップケースに所定の圧縮荷
    重により押圧された状態で前記ボスの端部が熱変形され
    て前記トップケースに固定されることを特徴とする平面
    アンテナ。
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