JP2014171059A - 窓フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の外観への影響を抑制しつつ、良好なアンテナ特性を得ることが可能な、車両用のアンテナ装置を実現すること。
【解決手段】窓フレーム１０の本体１００は、ドアフレーム３４の第１の平面部分３４Ａと互いに重なり合う第１の重畳部分１１０Ａと、後部窓３２の外周縁部を間に挟んで、ドアフレーム３４の第２の平面部分３４Ｂと互いに重なり合う第２の重畳部分１１０Ｂと、を有し、同軸ケーブル２２０は、窓フレーム本体１００における第２の重畳部分１１０Ｂの内部で延伸する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両に装着される窓フレームに関する。

無線通信の用途拡大に伴い、種々の周波数帯域で動作するアンテナが求められている。例えば、車両用アンテナとしては、ＦＭ／ＡＭ放送、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）、ＤＴＶ（Digital Television）等の地上デジタル放送、３Ｇ（3rd Generation：第３世代携帯電話）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection：電子料金徴収システム）、Tel-Starter（エンジンスタータ）等の周波数帯域で動作するアンテナ等が求められている。

このように、車両用のアンテナとして様々な用途のアンテナが存在するが、これらのアンテナは、不用意に車両に取り付けてしまうと、車両の外観に影響を及ぼすこととなる。このため、車両用のアンテナを車両に取り付ける場合には、車両の外観に影響を及ぼすことのないように、且つ、目的とする周波数帯域において良好なアンテナ特性を得ることができるように、設置場所および形状を決定しなければならない。

例えば、下記特許文献１には、アンテナ導体および給電部が車内側（車室側と同じ意味である）ガラス板と車外側ガラス板との間に設けられた、自動車用高周波ガラスアンテナが開示されている。このアンテナによれば、アンテナ導体がループ部を有しているために、複数の共振周波数を有しており、そのため、窓の視野及び美感を損ねることなく、所望の放送周波数帯が広帯域の放送周波数帯であっても、良好なアンテナ特性（高アンテナ利得および高Ｆ／Ｂ比）を得ることができるとされている。また、このアンテナによれば、アンテナ導体及び給電部によって占有する面積が小さいため、小スペース化にも寄与できるとされている。

また、下記特許文献２には、ホット側アンテナ線条を金属製窓枠の上部水平辺と電磁気的に結合するよう水平方向に配設した、窓ガラスアンテナが開示されている。このアンテナによれば、受信感度を殆ど低下させることなく、垂直偏波用アンテナでも水平方向に配設することができるとされている。

特開２００８−２２５３８号公報（２００８年１月３１日公開） 特開平７−４６０１６号公報（１９９５年２月１４日公開）

しかしながら、上記特許文献１，２に記載のガラスアンテナは、透明な窓ガラスに配置されており、車内および車外の双方から視認可能であるため、少なからず、車両の外観や、車両からの視認性に影響を及ぼすこととなる。ガラスアンテナによらない、他のアンテナ設置方法としては、例えば車両のボディ（例えば、ルーフ部）にアンテナを設置する方法が考えられる。しかしながら、このようなアンテナ設置方法を採用したとしても、やはり、車両の外観への影響が問題となる。例えば、一般的なシャークフィン型のアンテナ装置は、ルーフ面から突出しているため、自動車のデザインや空力特性に大きな影響を及ぼすこととなる。このように、従来、車両用のアンテナにおいて、車両の外観への影響を抑制しつつ、良好なアンテナ特性を得ることは困難であった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、車両の外観への影響を抑制しつつ、良好なアンテナ特性を得ることが可能な、車両用のアンテナ装置を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る窓フレームは、窓を配置するための開口を有するとともに、外周側に位置する第１の平面部分と、内周側に位置して前記第１の平面部分よりも車室側に位置する第２の平面部分とを有する金属フレームに取り付けられる窓フレームであって、前記金属フレームの少なくとも一部の車外側に取り付けられる窓フレーム本体と、前記窓フレーム本体に設置されたアンテナと、前記アンテナに接続され、前記窓フレーム本体の内部で延伸する同軸ケーブルとを備え、前記窓フレーム本体は、前記第１の平面部分と互いに重なり合う第１の重畳部分と、前記窓を介して前記第２の平面部分と互いに重なり合う第２の重畳部分とを有し、前記同軸ケーブルは、前記第２の重畳部分の内部で延伸することを特徴とする。

上記窓フレームによれば、同軸ケーブルが上記第２の重畳部分の内部で延伸することで、当該同軸ケーブルが金属フレームから離間して延伸することとなるため、より良好なアンテナ特性を得ることができる。このような構成において、より良好なアンテナ特性を得られることについては、発明者らの検証により、明らかとなっている。

上記窓フレームにおいて、前記同軸ケーブルは、前記第２の重畳部分の内部において、前記窓とも互いに重なりあうことが好ましい。

上記窓フレームによれば、金属フレームとの間に窓が介在するため、同軸ケーブルが金属フレームからより離間して延伸することとなり、よって、より良好なアンテナ特性を得ることができる。

上記窓フレームにおいて、前記同軸ケーブルは、前記第２の重畳部分の内部において、前記窓フレーム本体の縁部に沿って延伸することが好ましい。

上記窓フレームによれば、同軸ケーブルが窓フレーム本体の縁部に沿って延伸することとなるため、より良好なアンテナ特性を得ることができる。このような構成において、より良好なアンテナ特性を得られることについては、発明者らの検証により、明らかとなっている。

上記窓フレームにおいて、前記金属フレームの車外側の面は、地平面に対して概ね垂直であり、前記アンテナは、垂直偏波を受信するためのアンテナであって、当該アンテナのアンテナパターンの形成面が、前記金属フレームの前記車外側の面と概ね平行となるように、前記窓フレーム本体に設置されることが好ましい。

上記窓フレームによれば、窓フレーム本体が金属フレームに取り付けられた状態（すなわち、使用状態）において、アンテナパターンの形成面が、地平面に対して概ね垂直な姿勢となるため、垂直偏波の受信感度を向上させることができる。

上記窓フレームにおいて、前記同軸ケーブルは、前記第２の重畳部分の内部において、前記アンテナよりも、前記金属フレームから離間した位置で延伸することが好ましい。

上記窓フレームによれば、同軸ケーブルが金属フレームからより離間して延伸することとなるため、より良好なアンテナ特性を得ることができる。

上記窓フレームにおいて、前記アンテナは、前記窓フレーム本体の内部に形成された空間内に設置されることが好ましい。

上記窓フレームによれば、アンテナが窓フレームの取り付けに干渉することなく、当該アンテナを、車外に露出しない位置に配置することができる。

上記窓フレームにおいて、前記アンテナは、前記窓フレーム本体の車室側の面において、前記窓フレーム本体と前記金属フレームと間に生じる隙間内に設置されることが好ましい。

上記窓フレームによれば、アンテナが窓フレームの取り付けに干渉することなく、当該アンテナを、車外に露出しない位置に配置することができる。

上記窓フレームにおいて、前記同軸ケーブルと接続され、前記アンテナによって生成された電気信号を増幅する増幅回路をさらに備え、前記増幅回路は、前記窓フレーム本体の車室側の面において、前記窓フレーム本体と前記金属フレームと間に生じる隙間内に設置されることが好ましい。

上記窓フレームによれば、さらに増幅回路を一体的に取り扱うことが可能となる。また、増幅回路が窓フレームの取り付けに干渉することなく、当該増幅回路を、車外に露出しない位置に配置することができる。

本発明によれば、車両の外観への影響を抑制しつつ、良好なアンテナ特性を得ることが可能な、車両用のアンテナ装置を実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る窓フレームおよび車両の外観を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る窓フレームの構成を示す三面図である。 図２（ａ）に示す窓フレームの断面図である。 第１実施形態の窓フレームが取り付けられた状態の後部ドアの外観を示す。 図４に示す後部ドアの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る窓フレームの構成を示す三面図である。 図６（ａ）に示す窓フレームの断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。最初に、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、以降の説明では、車両２０の前後方向に対応する方向（図中ｘ軸方向）を「前後方向」と称し、車両２０の左右方向に対応する方向（図中ｙ軸方向）を「左右方向」と称し、車両２０の上下方向に対応する方向（図中ｚ軸方向）を「上下方向」と称する。

〔窓フレーム１０の概要〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る窓フレーム１０および車両２０の外観を示す斜視図である。図１に示す窓フレーム１０は、概ね縦方向（図中ｚ軸方向）に長い長方形状を有する薄板状の部品であり、車両２０の後部ドア３０のＢピラー部分（後部窓３２の前側（図中ｘ軸正側）の縁部に沿って延伸する部分）に取り付けられる部品である。

後部ドア３０は、後部窓３２を配置するための開口を有する金属製のドアフレーム３４（図４参照）を含んで構成されており、窓フレーム１０は、後部ドア３０のＢピラー部分において、ドアフレーム３４における上記Ｂピラー部分を構成する部分の表面（車外側の面）に取り付けられる。窓フレーム１０の表面（車外側の面）は、平滑に成形されているため、上記Ｂピラー部分は、窓フレーム１０が取り付けられることにより、その外観が整えられることとなる。

窓フレーム１０は、本体１００、フィルムアンテナ２１０、同軸ケーブル２２０、増幅回路２３０を備えおり、本体１００に対して、フィルムアンテナ２１０、同軸ケーブル２２０、および増幅回路２３０が設置された構成となっている。なお、本実施形態では、車両２０の左側（図中ｙ軸正側）の後部窓３２の窓フレームに対し、上記各構成部材を設ける例を説明するが、それ以外の窓フレームに対し、上記各構成部材を設けるようにしてもよい。例えば、車両２０の右側（図中ｙ軸負側）の後部窓の窓フレームに対し、上記各構成部材を設けるようにしてもよい。また、車両２０の左側（図中ｙ軸正側）の前部窓の窓フレームや、車両２０の右側の前部窓の窓フレームに対し、上記各構成部材を設けるようにしてもよい。

（本体１００）
本体１００は、樹脂製（非金属製）の部材であり、窓フレーム１０の外観を形作るものである。本体１００の主要部１１０は、薄板状であり、且つ、概ね上下方向（図中ｚ軸方向）に長い長方形状を有しているが、上記Ｂピラー部分の形状に応じて、下方（図中ｚ軸負方向）に向かって前後幅（図中ｘ軸方向の幅）が徐々に拡大する形状を有している。上述したとおり、本体１００には、フィルムアンテナ２１０、同軸ケーブル２２０、および増幅回路２３０が設置されている。具体的には、フィルムアンテナ２１０および同軸ケーブル２２０は、車外に露出することないように、本体１００の主要部１１０に埋設されており、増幅回路２３０は、車外に露出することないように、本体１００の主要部１１０の裏面（車内側の面）に設置されている。

（フィルムアンテナ２１０）
フィルムアンテナ２１０は、目的の周波数帯域の電波を受信するためのものである。フィルムアンテナ２１０は、フレキシブル基板と、上記フレキシブル基板の表面に形成されたアンテナパターンとを備えて構成されている。

フレキシブル基板は、柔軟性を有する薄板状の部材であり、例えば、フレキシブル基板の素材には、誘電体フィルム（例えば、ポリイミドフィルム）が用いられる。アンテナパターンは、目的の周波数帯域の電波を受信するための形状を有しており、例えば、地板、放射素子、給電点、短絡部等を含んで構成されている。フィルムアンテナ２１０は、アンテナパターンにより、ループアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｆ型アンテナ等に分類される。アンテナパターンの素材には、薄板状の導体箔（例えば、銅箔）が用いられる。

本実施形態において、フィルムアンテナ２１０は、ＤＡＢ用のアンテナ、または、３Ｇ／ＬＴＥ用のアンテナである。これに限らず、フィルムアンテナ２１０は、上記以外のアンテナであってもよい。但し、フィルムアンテナ２１０は、ＤＡＢ用のアンテナ、３Ｇ／ＬＴＥ用のアンテナ、ＦＭ／ＡＭ放送用のアンテナ等のように、垂直偏波を受信するためのアンテナであることが、受信感度を高めるという観点から好ましい。

（同軸ケーブル２２０、増幅回路２３０）
増幅回路２３０は、フィルムアンテナ２１０を動作させるためのものであり、主に、フィルムアンテナ２１０によって生成された電気信号を増幅するためのものである。このため、増幅回路２３０は、同軸ケーブル２２０によって、フィルムアンテナ２１０と電気的に接続されている。増幅回路２３０は、第２の同軸ケーブル２４０（図２参照）によって、上記電気信号の供給先の機器（図示省略。例えば、車内に設置されている）と電気的に接続されており、これにより、増幅後の上記電気信号を上記機器に供給することが可能となっている。

〔窓フレーム１０の構成〕
次に、図２〜４を参照して、窓フレーム１０の構成について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る窓フレーム１０の構成を示す三面図である。図２（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る窓フレーム１０の平面図である。図２（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る窓フレーム１０の側面図である。図２（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る窓フレーム１０の正面図である。

図３は、図２（ａ）に示す窓フレーム１０の断面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）に示す窓フレーム１０のＡ−Ａ断面図である。図３（ｂ）は、図２（ａ）に示す窓フレーム１０のＢ−Ｂ断面図である。図３（ｃ）は、図２（ａ）に示す窓フレーム１０のＣ−Ｃ断面図である。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、本体１００の主要部１１０の構成を解りやすくするため、同軸ケーブル２２０の図示を省略している。

〔本体１００の主要部１１０の構成〕
図２に示すように、本体１００の主要部１１０には、フィルムアンテナ２１０を収容するための空間１０２が形成されている。また、本体１００の主要部１１０には、同軸ケーブル２２０の配線経路を規定するための、溝１０４、貫通孔１０６、および貫通孔１０８が形成されている。

（空間１０２）
空間１０２は、主要部１１０の上端部（図中ｚ軸正側の端部）近傍において、その内部に形成されている。空間１０２の内部には、フィルムアンテナ２１０が設置される。このため、空間１０２は、少なくともフィルムアンテナ２１０を収容することが可能な形状およびサイズを有している。図２に示す例では、空間１０２は、図２（ａ）に示すように本体１００を平面視したときに、フィルムアンテナ２１０よりも僅かに大きな四角形状を有しているが、空間１０２の形状およびサイズはこれに限定されるものではない。

フィルムアンテナの設置方法は、上記に限るものではないが、本実施形態のように、フィルムアンテナを、本体１００の主要部１１０に形成された空間内に設置するようにしてもよい。これにより、フィルムアンテナは、ドアフレーム３４に対する窓フレーム１０の取り付けに干渉することなく、車外に露出しないような配置が可能となる。このような構成は、例えば、主要部１１０とドアフレーム３４との間に十分なスペースが存在しないような場合に、有効である。

（溝１０４）
溝１０４は、フィルムアンテナ２１０から引き出された同軸ケーブル２２０を、増幅回路２３０まで導くように配線するため、主要部１１０の表面から掘り込まれて、主要部１１０に延在する部分である。図２に示す例では、溝１０４は、第１の直線部分１０４Ａと、第２の直線部分１０４Ｂとを備えて構成されている。第１の直線部分１０４Ａは、図２（ａ）に示すように本体１００を平面視したときに空間１００Ａと重なる位置を始点とし、当該始点から下方（図中ｚ軸負方向）に向かって、主要部１１０の後ろ側（図中ｘ軸負側）の縁部に沿って、直線状に延伸する部分である。第２の直線部分１０４Ｂは、前記第１の直線部分の終点を始点とし、増幅回路２３０の上側（図中ｚ軸正側）の領域と重なる位置を終点とし、上記始点から上記終点まで、前方（図中ｘ軸正方向）に向かって直線状に延伸する部分である。

なお、図２に示す例では、溝１０４は、車外側（図中ｙ軸正側）に開口しており、同軸ケーブル２２０が配線されただけでは、同軸ケーブル２２０が露出することになる。そこで、溝１０４は、同軸ケーブル２２０が配線された後、何らかの閉塞手段によって閉塞されることが好ましい。閉塞手段としては、例えば、充填剤、薄板状の蓋等が挙げられる。また、溝１０４の代わりに、同軸ケーブル２２０の経路を規定することが可能な他の構成を採用してもよい。例えば、主要部１１０の内部を同軸ケーブル２２０の経路に沿って貫通する貫通孔を、主要部１１０の内部に設けるようにしてもよい。

（貫通孔１０６，１０８）
上記第１の直線部分１０４Ａの始点は、貫通孔１０６（図３（ａ）により詳しく示されている）によって、その裏側に設けられている空間１０２へと通じている。また、上記第２の直線部分１０４Ｂの終点は、貫通孔１０８（図３（ｃ）により詳しく示されている）によって、主要部１１０の裏面における、増幅回路２３０の近傍の領域へと通じている。

（同軸ケーブル２２０の取り回し）
空間１０２の内部において、同軸ケーブル２２０のフィルムアンテナ２１０側の先端部分は、はんだ接合等によってフィルムアンテナ２１０の給電点に接合される。フィルムアンテナ２１０から引き出された同軸ケーブル２２０は、貫通孔１０６を通って、第１の直線部分１０４Ａへと引き出される。そして、同軸ケーブル２２０は、第１の直線部分１０４Ａの内部に沿って下方（図中ｚ軸負方向）に向かって延伸し、第１の直線部分１０４Ａの終点（図中ｚ軸負側の端部）からは、第２の直線部分１０４Ｂの内部に沿って前方（図中ｘ軸正方向）に向かって延伸する。さらに、同軸ケーブル２２０は、第２の直線部分１０４Ｂの終点（図中ｘ軸正側の端部）から、貫通孔１０８を通って、主要部１１０の裏面へと引き出される。その後、同軸ケーブル２２０は、主要部１１０の裏面に設置された増幅回路２３０まで延伸し、その増幅回路２３０側の先端部分が、はんだ接合等によって増幅回路２３０の端子に接合される。

〔本体１００のその他の部分の構成〕
本体１００は、主要部１１０に加え、ドアフレーム支持部１２０、窓支持部１３０、および差し込み部１４０を備えている。

（ドアフレーム支持部１２０）
ドアフレーム支持部１２０は、主要部１１０の裏面（車内側の面）から、主要部１１０の裏側（図中ｙ軸負側）に突き出た部分であって、主要部１１０の前側（図中ｘ軸正側）の縁部に沿って上下方向（図中ｚ軸方向）に延伸している部分である。ドアフレーム支持部１２０は、主要部１１０の裏面に対して垂直な第１の壁部１２０Ａと、第１の壁部１２０Ａの頂部から後方（図中ｘ軸負方向）に延伸し、且つ主要部１１０の裏面に対して平行な第２の壁部１２０Ｂとを備えて構成されている。これにより、ドアフレーム支持部１２０の断面（長手方向に対して垂直な断面）は、図２（ｃ）および図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、いずれも、後方（図中ｘ軸負方向）に開口しているＬ字状を成している。窓フレーム１０をドアフレーム３４に取り付ける際、ドアフレーム支持部１２０が形成する上記開口には、ドアフレーム３４の縁部が差し込まれる（図５参照）。したがって、ドアフレーム支持部１２０が形成する上記開口の厚さ（図中ｙ方向の幅）は、当該開口内に差し込まれるドアフレーム３４の縁部の厚さと、略同寸法（または僅かに大きい寸法）となっている。

（窓支持部１３０）
窓支持部１３０は、後部窓３２の縁部をガイドすると共に保持するために、主要部１１０の裏面（車内側の面）から、主要部１１０の裏側（図中ｙ軸負側）に突き出た部分であって、主要部１１０の後ろ側（図中ｘ軸負側）の縁部に沿って上下方向（図中ｚ軸方向）に延伸している部分である。窓支持部１３０は、主要部１１０の裏面に対して垂直な第１の壁部１３０Ａと、第１の壁部１３０Ａの頂部から後方（図中ｘ軸負方向）に延伸し、且つ主要部１１０の裏面に対して平行な第２の壁部１３０Ｂとを備えて構成されている。これにより、窓支持部１３０の断面（長手方向に対して垂直な断面）は、図２（ｃ）および図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、いずれも、後方（図中ｘ軸負方向）に開口しているＬ字状を成している。窓フレーム１０がドアフレーム３４に取り付けられた車両２０において後部窓３２が開閉する際、窓支持部１３０が形成する上記開口には、後部窓３２の縁部が差し込まれ、後部窓３２の縁部がガイドされると共に保持される（図５参照）。したがって、窓支持部１３０が形成する上記開口の厚さ（図中ｙ方向の幅）は、当該開口内に差し込まれる後部窓３２の縁部の厚さと、略同寸法（または僅かに大きい寸法）となっている。

（差し込み部１４０）
差し込み部１４０は、主要部１１０の下端部（図中ｚ軸負側の端部）から下方（図中ｚ軸負方向）に向かって延伸する、薄板状の部分である。例えば、差し込み部１４０は、窓フレーム１０をドアフレーム３４に取り付ける際、その取り付け位置の下側に位置する隙間に差し込まれる。これにより、窓フレーム１０は、その下部のドアフレーム３４に対する位置決めおよび固定を、容易且つ確実に行うことが可能となっている。

〔窓フレーム１０の組み立て〕
窓フレーム１０の組み立て手順の一例について説明する。なお、以下の手順は、あくまでも一例であり、以下に示す複数の工程は、どのような順番で実施されてもよい。

まず、本体１００の空間１０２内に、フィルムアンテナ２１０を設置する。例えば、窓フレーム１０の本体１００は、車内側（図中ｙ軸負側）の第１の板状部材と、車外側（図中ｙ軸正側）の第２の板状部材とを備えて構成されている。本体１００の空間１０２は、上記第１の板状部材に形成されており、当該空間１０２は、上記第２の板状部材と対向する開口を有している。上記第２の板状部材は、空間１０２の開口を閉塞する蓋部として機能する。フィルムアンテナ２１０は、上記開口から、上記第１の板状部材の空間１０２内に設置される。フィルムアンテナ２１０は、空間１０２内に載置されるだけでもよいが、何らかの固定手段（例えば、接着剤、粘着テープ等）によって、空間１０２内に固定されることが好ましい。

次に、本体１００の主要部１１０の裏面に、増幅回路２３０を設置する。主要部１１０の裏面に対する増幅回路２３０の固定は、如何なる固定手段によるものであってもよい。

そして、本体１００に対し、同軸ケーブル２２０を敷設する。具体的には、溝１０４に対し、同軸ケーブル２２０の中間部分を敷設する。そして、貫通孔１０６に対し、同軸ケーブル２２０のフィルムアンテナ２１０側の先端部分を貫通させ、当該先端部分を、空間１０２へと引き出す。また、貫通孔１０８に対し、同軸ケーブル２２０の増幅回路２３０側の先端部分を貫通させ、当該先端部分を、主要部１１０の裏側へと引き出す。

その後、同軸ケーブル２２０のフィルムアンテナ２１０側の先端を、フィルムアンテナ２１０の給電点に対してはんだ付けする。また、同軸ケーブル２２０の増幅回路２３０側の先端を、増幅回路２３０の所定の端子に対してはんだ付けする。

最後に、上記空間１０２の上記開口を上記第２の板状部材で閉塞するように（すなわち、空間１０２内に設置されたフィルムアンテナ２１０を、上記第１の板状部材と上記第２の板状部材との間に挟み込むように）、上記第１の板状部材と上記第２の板状部材とを互いに貼り合せる。これにより、窓フレーム１０の組み立ては完了する。

〔ドアフレーム３４の構成および窓フレーム１０の取り付け方法〕
次に、図４および図５を参照して、ドアフレーム３４の構成、および、窓フレーム１０の取り付け方法について説明する。図４は、第１実施形態の窓フレーム１０が取り付けられた状態の後部ドア３０の外観を示す。図５は、図４に示す後部ドア３０の断面図である。図５（ａ）は、図４に示す後部ドア３０のＤ−Ｄ断面図である。図５（ｂ）は、図４に示す後部ドア３０のＥ−Ｅ断面図である。

図４に示すように、窓フレーム１０は、後部ドア３０のＢピラー部分において、ドアフレーム３４の表面（車外側の面）に取り付けられる。この際、図示を省略するが、窓フレーム１０の差し込み部１４０は、上記Ｂピラー部分の下側に位置する、後部ドア３０の隙間に差し込まれる。

図５に示すように、ドアフレーム３４は、外周側に位置する第１の平面部分３４Ａと、内周側に位置し、第１の平面部分３４Ａよりも車室側に位置する第２の平面部分３４Ｂとを有する。すなわち、上記Ｂピラー部分の断面を示す図５においては、ドアフレーム３４は、後部窓３２の縁部の前方（図中ｘ軸正方向）に位置する第１の平面部分３４Ａと、後部窓３２の縁部の裏側（図中ｙ軸負側）に位置する第２の平面部分３４Ｂとを有しており、上記第１の平面部分３４Ａと上記第２の平面部分３４Ｂとの間には、高低差が生じている。その理由は、後部窓３２の表面が上記第１の平面部分３４Ａの表面と概ね同一平面上に位置するように、後部窓３２が車内側（図中ｙ軸負側）にオフセットして配置され、そのために、後部窓３２の裏側に位置する上記第２の平面部分３４Ｂが、上記第１の平面部分３４Ａに対して、車内側（図中ｙ軸負側）に凹まされているからである。

上記高低差が生じたことに伴い、窓フレーム１０の主要部１１０は、その前側（図中ｘ軸正側）においては、上記第１の平面と直接的に重なり合う部分（以下、「第１の重畳部分１１０Ａ」と称する）が生じており、その後ろ側（図中ｘ軸負側）においては、後部窓３２の縁部を挟んで、上記第２の平面と互いに重なり合う部分（以下、「第２の重畳部分１１０Ｂ」と称する）とが生じている。当然の如く、主要部１１０の第１の重畳部分１１０Ａは、金属製のドアフレーム３４に近接した部分となり、主要部１１０の第２の重畳部分１１０Ｂは、金属製のドアフレーム３４から離間した部分となる。

このように構成されたドアフレーム３４に対し、窓フレーム１０は、その前側（図中ｘ軸正側）の部分（第１の重畳部分１１０Ａ）が、ドアフレーム３４（第１の平面部分３４Ａ）と互いに重なり合うように、また、その後ろ側（図中ｘ軸負側）の部分（第２の重畳部分１１０Ｂ）が、後部窓３２の前側（図中ｘ軸正側）の縁部を挟んで、ドアフレーム３４（第２の平面部分３４Ｂ）と互いに重なり合うように、取り付けられる。

この際、図５に示すように、窓フレーム１０（第１の重畳部分１１０Ａ）の裏側（図中ｙ軸負側）においては、ドアフレーム３４（第１の平面部分３４Ａ）の縁部が、ドアフレーム支持部１２０の開口内に差し込まれ、ドアフレーム支持部１２０によって挟持される。これにより、窓フレーム１０は、上記Ｂピラー部分における所定の位置に対して、確実に固定される。さらに、窓フレーム１０は、他の固定手段（例えば、接着テープ、接着剤、ネジ、リベット、ピン等）によって、ドアフレーム３４に対してより強固に固定されてもよい。

そして、このように後部ドア３０に対して窓フレーム１０が取り付けられると、図５に示すように、後部窓３２の前側（図中ｘ軸正側）の縁部は、窓フレーム１０の主要部１１０（第２の重畳部分１１０Ｂ）とドアフレーム３４（第２の平面部分３４Ｂ）との間において、窓支持部１３０の開口内に差し込まれる。これにより、後部窓３２の縁部は、窓支持部１３０によって、ガイドおよび保持される。すなわち、本実施形態では、後部窓３２の前側（図中ｘ軸正側）の縁部は、窓支持部１３０に対して固着されることはない。後部窓３２が開閉可能であり、後部窓３２の開閉の際に、窓支持部１３０によって後部窓３２の動きが妨げられることがないようにするためである。

ここで注目すべきは、図５（ｂ）に示すように、増幅回路２３０は、主要部１１０の裏面（図中ｙ軸負側の面）において、ドアフレーム３４（第１の平面部分３４Ａと第２の平面部分３４Ｂとを接続する部分）との間に生じた隙間内に配置されている点である。これにより、増幅回路２３０は、ドアフレーム３４に対する窓フレーム１０の取り付けに干渉することなく、車外に露出しないように主要部１１０の裏面への配置が可能となっている。なお、増幅回路２３０の取り付け位置は上記に限るものではなく、例えば、増幅回路２３０は、フィルムアンテナ２１０と同様に、本体１００に形成された空間内に配置されてもよい。

〔窓フレーム１０の特徴点〕
以下、本実施形態の窓フレーム１０に採用されている特徴点について説明する。

（特徴点１）本実施形態の窓フレーム１０は、本体１００に対して、本体１００以外の全ての構成部材（フィルムアンテナ２１０、同軸ケーブル２２０、および増幅回路２３０）が設置されている。すなわち、本実施形態の窓フレーム１０は、上記全ての構成部材が本体１００に対して一体化されており、これにより、着脱、交換等の取り扱いが容易なものとなっている。

（特徴点２）本実施形態の窓フレーム１０は、上記全ての構成部材（フィルムアンテナ２１０、同軸ケーブル２２０、および増幅回路２３０）が、本体１００の表面から露出しないように、（すなわち、車外から目視できないように）本体１００に設置されている。このため、本実施形態の窓フレーム１０は、「後部ドア３０のＢピラー部分の外観を整える」という窓フレーム１０の本来の機能を損なうことなく、アンテナとしての機能を実現することができる。

（特徴点３）本実施形態において、フィルムアンテナ２１０として、垂直偏波を受信するためのアンテナ（具体的には、ＤＡＢ用のアンテナ、または、３Ｇ／ＬＴＥ用のアンテナ）を採用している。これにより、本実施形態の窓フレーム１０は、フィルムアンテナ２１０による受信感度が高められている。本実施形態において、窓フレーム１０が車両２０に取り付けられると、フィルムアンテナ２１０は、そのアンテナパターンの形成面が、地平面に対して概ね垂直な姿勢となるからである。

（特徴点４）図５（ａ）に示されているように、本体１００の溝１０４は、主要部１１０における第２の重畳部分１１０Ｂ（すなわち、ドアフレーム３４との間に後部窓３２が挟まれている部分）に設けられている。これにより、図５（ａ）に示されているように、同軸ケーブル２２０は、主要部１１０の内部において、他の部分に設けられた場合と比べ、金属製のドアフレーム３４からより離間した位置で延伸している。

（特徴点５）図２（ｂ）に示されているように、本体１００の溝１０４は、フィルムアンテナ２１０よりも、主要部１１０の表面（車外側（図中ｙ軸正側）の面）に近い位置に設けられている。これにより、同軸ケーブル２２０は、主要部１１０の内部において、フィルムアンテナ２１０と比べ、金属製のドアフレーム３４からより離間した位置で延伸している。

（特徴点６）特に、図５（ａ）に示されているように、本体１００の溝１０４は、主要部１１０の表面（車外側（図中ｙ軸正側）の面）に最も近い位置に設けられている。これにより、図５（ａ）に示されているように、同軸ケーブル２２０は、主要部１１０の内部において、金属製のドアフレーム３４からより離間した位置で延伸している。

（特徴点４〜６による効果）
発明者らは、上記特徴点４〜６のように、同軸ケーブル２２０を金属製のドアフレーム３４から離間させることにより、アンテナ２１０の放射特性が向上すること（すなわち、同軸ケーブル２２０を金属製のドアフレーム３４に近接させた場合には、アンテナ２１０の放射特性が低減されること）を見出した。これは、以下が理由であるためと考えられる。

フィルムアンテナは共振回路の役割を果たしており、当該アンテナに接続されて平衡状態となっている同軸ケーブル２２０は、広帯域のアンテナとして機能する。一方、同軸ケーブル２２０を金属部材に沿わせて配置した場合には、金属部材に逆位相の信号が誘起され、同軸ケーブル２２０の外皮を伝搬する信号が減衰する。これにより、同軸ケーブルは非平衡状態となり、アンテナとして機能しなくなる。

これを立証すべく、発明者らは、同軸ケーブル２２０を金属製のドアフレーム３４から離間させる本実施形態の構成と、同軸ケーブル２２０を金属製のドアフレーム３４に近接させる比較用の構成とを用いて、双方の放射特性を互いに比較した。

上記検証の結果、電圧定在波比に関しては、本実施形態の構成と比較用の構成との間に、大きな差異は生じなかった。一方、放射効率に関しては、本実施形態の構成のほうが、比較用の構成よりも良好な結果が得られた。

このように、上記検証により、同軸ケーブル２２０を金属製のドアフレーム３４から離間させることにより、より良好な放射特性が得られることが判明した。

（特徴点７）また、図２（ａ）に示されているように、本体１００の溝１０４は、主要部１１０における後部窓３２側（図中ｘ軸負側）の縁部に沿って延伸するように、主要部１１０に形成されている。これにより、図２（ａ）に示されているように、同軸ケーブル２２０は、主要部１１０の内部において、主要部１１０における後部窓３２側（図中ｘ軸負側）の縁部に沿って延伸している。

（特徴点７による効果）
発明者らは、上記特徴点７のように、同軸ケーブル２２０を主要部１１０の縁部に沿って延伸させることにより、アンテナ２１０の放射特性が向上することを見出した。これを立証すべく、発明者らは、同軸ケーブル２２０を主要部１１０の縁部に沿って延伸させる本実施形態の構成と、同軸ケーブル２２０を主要部１１０の縁部から離間させて延伸させる比較用の構成とを用いて、双方の放射特性を互いに比較した。

上記検証の結果、電圧定在波比に関しては、本実施形態の構成と比較用の構成との間に、大きな差異は生じなかった。一方、放射効率に関しては、本実施形態の構成のほうが、比較用の構成よりも良好な結果が得られた。

このように、上記検証により、同軸ケーブル２２０を主要部１１０の縁部に沿って延伸させることにより、より良好な放射特性が得られることが判明した。但し、比較用の構成においても、同軸ケーブル２２０がドアフレーム３４から離間している構成を採用していたために、アンテナ装置としての使用に十分な放射特性が得られた。

〔第２実施形態〕
以下、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る窓フレーム１０’の構成を示す三面図である。図６（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る窓フレーム１０’の平面図である。図６（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る窓フレーム１０’の側面図である。図６（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る窓フレーム１０’の正面図である。

図７は、図６（ａ）に示す窓フレーム１０’の断面図である。図７（ａ）は、図６（ａ）に示す窓フレーム１０’のＡ−Ａ断面図である。図７（ｂ）は、図６（ａ）に示す窓フレーム１０のＢ−Ｂ’断面図である。図７（ｃ）は、図６（ａ）に示す窓フレーム１０’のＣ−Ｃ断面図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）では、本体１００の主要部１１０の構成を解りやすくするため、同軸ケーブル２２０の図示を省略している。

図６に示すように、第２実施形態の窓フレーム１０’では、フィルムアンテナ２１２は、本体１００の主要部１１０の裏面（車内側の面）に設置されている。このため、第２実施形態の窓フレーム１０’において、本体１００の主要部１１０には、空間１０２が形成されていない。また、同軸ケーブル２２０のフィルムアンテナ２１２側の先端が、本体１００の主要部１１０の裏側に引き出されるように、主要部１１０において、同軸ケーブル２２０の配線経路が変更されている。

具体的には、図６に示すように、第２実施形態の窓フレーム１０’において、本体１００の主要部１１０には、同軸ケーブル２２０の配線経路を規定するための、溝１０５、貫通孔１０７、および貫通孔１０９が形成されている。

溝１０７は、フィルムアンテナ２１２から引き出された同軸ケーブル２２０を、増幅回路２３０まで導くように配線するため、主要部１１０の表面から掘り込まれて、主要部１１０に延在する部分である。図６に示す例では、溝１０７は、第１の直線部分１０７Ａと、第２の直線部分１０７Ｂと、第３の直線部分１０７Ｃと、を備えて構成されている。

第１の直線部分１０７Ａは、フィルムアンテナ２１２の下側（図中ｚ軸負側）の領域と重なる位置を始点とし、当該始点から後方（図中ｘ軸負方向）に向かって直線状に延伸する部分である。第２の直線部分１０７Ｂは、上記第１の直線部分の終点を始点とし、当該始点から下方（図中ｚ軸負方向）に向かって、主要部１１０の後ろ側（図中ｘ軸負側）の縁部に沿って、直線状に延伸する部分である。第３の直線部分１０７Ｃは、上記第２の直線部分の終点を始点とし、増幅回路２３０の上側（図中ｚ軸正側）の領域と重なる位置を終点とし、上記始点から上記終点まで、前方（図中ｘ軸正方向）に向かって直線状に延伸する部分である。

（貫通孔１０７，１０９）
上記第１の直線部分１０７Ａの始点は、貫通孔１０７（図７（ａ）により詳しく示されている）によって、主要部１１０の裏面における、フィルムアンテナ２１２の近傍の領域へと通じている。また、上記第３の直線部分１０７Ｃの終点は、貫通孔１０９（図７（ｃ）により詳しく示されている）によって、主要部１１０の裏面における、増幅回路２３０の近傍の領域へと通じている。

（同軸ケーブル２２０の取り回し）
主要部１１０の裏側において、同軸ケーブル２２０のフィルムアンテナ２１２側の先端部分は、はんだ接合等によってフィルムアンテナ２１２の給電点に接合される。フィルムアンテナ２１２から引き出された同軸ケーブル２２０は、貫通孔１０７を通って、第１の直線部分１０５Ａへと引き出される。そして、同軸ケーブル２２０は、第１の直線部分１０５Ａの内部に沿って後方（図中ｘ軸負方向）に向かって延伸し、第１の直線部分１０５Ａの終点（図中ｘ軸負側の端部）からは、第２の直線部分１０５Ｂの内部に沿って下方（図中ｚ軸負方向）に向かって延伸する。さらに、同軸ケーブル２２０は、第２の直線部分１０５Ｂの内部に沿って下方（図中ｚ軸負方向）に向かって延伸し、第２の直線部分１０５Ｂの終点（図中ｚ軸負側の端部）からは、第３の直線部分１０５Ｃの内部に沿って前方（図中ｘ軸正方向）に向かって延伸する。さらに、同軸ケーブル２２０は、第３の直線部分１０５Ｃの終点（図中ｘ軸正側の端部）から、貫通孔１０８を通って、主要部１１０の裏面へと引き出される。その後、同軸ケーブル２２０は、主要部１１０の裏面に設置された増幅回路２３０まで延伸し、その増幅回路２３０側の先端部分が、はんだ接合等によって増幅回路２３０に設けられている所定の端子に接合される。

このように、フィルムアンテナを、本体１００の主要部１１０の裏面（車内側の面）において、ドアフレームとの間に生じる隙間に設置するようにしてもよい。このような構成は、例えば、同軸ケーブルを金属板から離間させつつも、フィルムアンテナをより金属板に近づけたほうが、良好なアンテナ特性が得られるような場合に、有効である。

なお、フィルムアンテナ２１２は、増幅回路２３０（図５（ｂ）参照）と同様に、主要部１１０の裏面（図中ｙ軸負側の面）において、ドアフレーム３４（第１の平面部分３４Ａと第２の平面部分３４Ｂとを接続する部分）との間に生じた隙間内に配置されている。これにより、フィルムアンテナ２１２は、ドアフレーム３４に対する窓フレーム１０の取り付けに干渉することなく、車外に露出しないように主要部１１０の裏面への配置が可能となっている。

〔付記事項〕
本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。

（フィルムアンテナの枚数について）
各実施形態では、１枚のフィルムアンテナを本体１００に設置する例を説明したが、複数のフィルムアンテナを、本体１００に設置する構成を採用してもよい。例えば、第１実施形態において、主要部１１０の空間１０２内に複数のフィルムアンテナを設置してもよい。また、第２実施形態において、主要部１１０の裏面に、複数のフィルムアンテナを設置してもよい。

（窓フレームの適用対象について）
各実施形態では、車両２０の後部窓３２を、本発明の窓フレームの適用対象としたが、これに限らず、車両２０が備える他の窓を、本発明の窓フレームの適用対象としてもよい。この場合、本発明の窓フレームが適用される窓は、開閉不可能な窓であってもよい。

本発明は、車両（主に自動車）に装着される車両用窓フレームとして、好適に利用することができる。

１０ 窓フレーム
２０ 車両
３０ 後部ドア
３２ 後部窓（窓）
３４ ドアフレーム（金属フレーム）
３４Ａ 第１の平面部分
３４Ｂ 第２の平面部分
１００ 本体（窓フレーム本体）
１０２ 空間
１０４ 溝
１０４Ａ 第１の直線部分
１０４Ｂ 第２の直線部分
１０６ 貫通孔
１０８ 貫通孔
１１０ 主要部
１１０Ａ 第１の重畳部分
１１０Ｂ 第２の重畳部分
１２０ ドアフレーム支持部
１３０ 窓支持部
１４０ 差し込み部
２１０ フィルムアンテナ（アンテナ）
２２０ 同軸ケーブル
２３０ 増幅回路

Claims (8)

1. 窓を配置するための開口を有するとともに、外周側に位置する第１の平面部分と、内周側に位置して前記第１の平面部分よりも車室側に位置する第２の平面部分とを有する金属フレームに取り付けられる窓フレームであって、
   前記金属フレームの少なくとも一部の車外側に取り付けられる窓フレーム本体と、
   前記窓フレーム本体に設置されたアンテナと、
   前記アンテナに接続され、前記窓フレーム本体の内部で延伸する同軸ケーブルと
   を備え、
   前記窓フレーム本体は、
   前記第１の平面部分と互いに重なり合う第１の重畳部分と、前記窓を介して前記第２の平面部分と互いに重なり合う第２の重畳部分とを有し、
   前記同軸ケーブルは、
   前記第２の重畳部分の内部で延伸する
   ことを特徴とする窓フレーム。
2. 前記同軸ケーブルは、
   前記第２の重畳部分の内部において、前記窓とも互いに重なりあう
   ことを特徴とする請求項１に記載の窓フレーム。
3. 前記同軸ケーブルは、
   前記第２の重畳部分の内部において、前記窓フレーム本体の縁部に沿って延伸する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の窓フレーム。
4. 前記金属フレームの車外側の面は、地平面に対して概ね垂直であり、
   前記アンテナは、
   垂直偏波を受信するためのアンテナであって、当該アンテナのアンテナパターンの形成面が、前記金属フレームの前記車外側の面と概ね平行となるように、前記窓フレーム本体に設置される
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の窓フレーム。
5. 前記同軸ケーブルは、
   前記第２の重畳部分の内部において、前記アンテナよりも、前記金属フレームから離間した位置で延伸する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の窓フレーム。
6. 前記アンテナは、
   前記窓フレーム本体の内部に形成された空間内に設置される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の窓フレーム。
7. 前記アンテナは、
   前記窓フレーム本体の車室側の面において、前記窓フレーム本体と前記金属フレームと間に生じる隙間内に設置される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の窓フレーム。
8. 前記同軸ケーブルと接続され、前記アンテナによって生成された電気信号を増幅する増幅回路をさらに備え、
   前記増幅回路は、
   前記窓フレーム本体の車室側の面において、前記窓フレーム本体と前記金属フレームと間に生じる隙間内に設置される
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の窓フレーム。

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