JP4692103B2 - 車載アンテナおよびモニタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される例えば車内無線ＬＡＮ通信用の車載アンテナおよび車両に搭載されるモニタ装置に関する。

車室内におけるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信や車内無線ＬＡＮ通信を実現する構成の一つとして、インストルメントパネルに搭載されているエレクトロマルチビジョン（以下、ＥＭＶと称する）に車載アンテナが搭載される構成がある（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−１２９１３８号公報

ところで、上記した特許文献１に記載されているものでは、車載アンテナが平面アンテナから構成され、その平面アンテナがＥＭＶの奥側（車両前端側）に設けられているＥＭＶ基板上に実装されているので、車載アンテナがＥＭＶの奥側に設けられている。その一方で、電波の到来方向を考慮すると、できるだけ電波の到来方向側、つまり、ＥＭＶの手前側（車室内側）に車載アンテナが設けられるのが望ましい。

そこで、上記した特許文献１に記載されている平面アンテナを例えばエスカッションの前面部やＬＣＤモニタの脇に搭載することにより、車載アンテナをできるだけ車室内側に設けることができ、アンテナ特性を向上させることができると考えられる。しかしながら、単純に平面アンテナを例えばエスカッションの前面部やＬＣＤモニタの脇に搭載する構成では、平面アンテナが露出された状態で実装されてしまい、平面アンテナが直接目視されることになるので、美観を損なうという問題がある。また、美観を損なわないように平面アンテナをカバー部材で覆うことも考えられるが、これでは、平面アンテナを覆うためのカバー部材が必要となるので、部品点数が増加してコストが高くなったり組付工数が増大したりするという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、美観を損なったり部品点数が増加したりすることがなく、しかも、できるだけ車室内側に設けることによりアンテナ特性を向上させることができる車載アンテナおよびモニタ装置を提供することにある。

請求項１に記載した車載アンテナによれば、車室内に配置されるモニタ装置にあってＬＣＤモニタの周囲を囲むように設けられた金属枠と、金属枠の前面部にあってエスカッションが当該金属枠に正常に組付けられた状態でエスカッションにより覆われる所定部位に一体的に設けられた逆Ｌ形状の放射エレメントとを備え、金属枠が放射エレメントのグランドとして用いられ、放射エレメントと金属枠とから逆Ｆアンテナが構成される。

これにより、放射エレメントをエスカッションにより覆うことができるので、放射エレメントが直接目視されることを回避することができ、美観を損なうことを未然に回避することができる。また、放射エレメントを覆うためのカバー部材を不要とすることができるので、部品点数が増加することを未然に回避することができる。さらに、金属枠の前面部の所定部位に放射エレメントを設けることができ、つまり、できるだけ車室内側に設けることができるので、アンテナ特性を向上させることができる。

また、放射エレメントを金属枠と一体的に構成することができ、つまり、放射エレメントを金属枠に対して同一の電気的条件により形成することができるので、車載アンテナの標準化を図ることができ、開発工数、評価および品番の低減を図ることもできる。さらに、同一車種であれば車両毎に車載アンテナの搭載場所が相違することもないので、車載アンテナを搭載した後のアンテナ調整を不要とすることもできる。

また、放射エレメントは、金属枠と同一の金属材料から構成されているので、放射エレメントを簡単に形成することができる。
さらに、放射エレメントは、金属枠と一体成形された部材から構成されているので、金属枠を成形する作業工程の中で放射エレメントを成形することができ、放射エレメントを効率良く成形することができる。

請求項２に記載したモニタ装置によれば、ＬＣＤモニタの周囲を囲むように設けられた金属枠の前面部にあってエスカッションが当該金属枠に正常に組付けられた状態でエスカッションにより覆われる所定部位に逆Ｌ形状の放射エレメントが一体的に設けられ、金属枠が放射エレメントのグランドとして用いられ、放射エレメントと金属枠とから逆Ｆアンテナが構成される。

これにより、上記した請求項１に記載したものと同様の作用効果を得ることができる。
すなわち、美観を損なうことを未然に回避することができ、また、部品点数が増加することを未然に回避することができ、さらに、できるだけ車室内側に設けることができ、アンテナ特性を向上させることができる。また、車載アンテナの標準化を図ることができ、開発工数、評価および品番の低減を図ることもでき、さらに、車載アンテナを搭載した後のアンテナ調整を不要とすることもできる。

また、放射エレメントは、金属枠と同一の金属材料から構成されているので、上記した請求項１に記載したものと同様の作用効果を得ることができ、すなわち、放射エレメントを簡単に形成することができる。
さらに、放射エレメントは、金属枠と一体成形された部材から構成されているので、上記した請求項１に記載したものと同様の作用効果を得ることができ、すなわち、金属枠を成形する作業工程の中で放射エレメントを成形することができ、放射エレメントを効率良く成形することができる。

以下、本発明の一実施形態として、モニタ装置としてエレクトロマルチビジョン（以下、ＥＭＶと称する）が適用され、車載アンテナとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信や車内無線ＬＡＮ通信に供されるアンテナが適用された場合について、図面を参照して説明する。尚、ここでいうＥＭＶとは、カーナビゲーション装置から入力された地図情報、オーディオ装置から入力された音楽情報および外気温センサから入力された外気温情報などの各種の表示情報を表示する表示機能を有すると共に、タッチパネルによるユーザ（乗員）の入力を受付ける入力機能を有して構成されている。

まず、図２は、ＥＭＶが分解された状態を示している。ＥＭＶ１は、エスカッション（操作パネル）２、スイッチ基板３、第１の回路基板４、ＬＣＤモニタ５、金属枠６、第２の回路基板７、シールドケース８、第３の回路基板９、フレーム１０およびカバー１１などの部品から構成され、これらの構成部品が組付けられた状態でエスカッション２が車室内から見て手前側（車室内側）に配置されると共にカバー１１が奥側（車両前端側）に配置されるようにインストルメントパネル（図示せず）に埋込まれて搭載可能に構成されている。

エスカッション２は、その下側にユーザにより操作される複数の操作ボタン２ａ〜２ｈが機械的に配列されていると共に、ユーザがＬＣＤモニタ５に表示される各種の表示情報を視認可能となるように中央部が長方形状に抜かれた形状の枠部１２が形成されて構成されている。スイッチ基板３は、エスカッション２の背面側にあって操作ボタン２ａ〜２ｈに対応する位置に配置されており、ユーザによる操作ボタン２ａ〜２ｈの操作をスイッチ部品により電気的に検出するように構成されている。第１の回路基板４は、各種の電子部品が実装され、ＬＣＤモニタ５の下方に当該ＬＣＤモニタ５に対して直交する方向へ沿って配置されている。

ＬＣＤモニタ５は、地図情報、音楽情報および外気温情報などの各種の表示情報を表示する表示機能を有すると共に、タッチパネルによるユーザの入力を受付ける入力機能を有し、金属枠６の背面側から当該金属枠６に組付けられるように構成されている。第２の回路基板７は、各種の電子部品が実装され、ＬＣＤモニタ５の背面側に配置されている。シールドケース８は、その内部に第２の回路基板７をシールドした状態で収容可能な形状に構成されている。第２の回路基板９は、各種の電子部品が実装され、シールドケース８の背面側に配置されている。そして、フレーム９は、シールドケース８や第３の回路基板９の側面側を覆うように構成されており、カバー１０は、フレーム９に組付けられた状態で第３の回路基板９の背面側を覆うように構成されている。

次に、金属枠６の構成について、図１、図３および図４を参照して説明する。金属枠６は、金属材料（導電性材料）がＬＣＤモニタ５の外形寸法に応じたサイズの枠形状（例えば７インチ、８インチ、９インチなどで区分される形状）に成形加工されており、エスカッション２が金属枠６に正常に組付けられた状態では、エスカッション２により金属枠６の全体が覆われる枠形状に構成されている。尚、金属枠６は、このようにエスカッション２により覆われることにより、直接目視されることが回避されると共に機械的に保護されるようになっている。

金属枠６の前面部６ａにあって上辺部の所定部位には、図３に示すように、逆Ｌ形状の放射エレメント１３が一体的に形成されていると共に、放射エレメント１３に給電するための同軸ケーブル１４をかしめて固定するためのケーブルかしめ部１５も一体的に形成されている。この場合、ケーブルかしめ部１５が形成される位置は、逆Ｌ形状の放射エレメント１３がアンテナとして正常に機能するのに電気的に影響を及ぼさない位置であり、逆Ｌ形状の外側（図３では放射エレメント１３の左側）の位置である。これら放射エレメント１３およびケーブルかしめ部１５は、以下の手順により形成される。

すなわち、図４に示すように、導電性の平板部材１６が逆Ｌ形状および矩形状を含む形状に切削され、逆Ｌ形状に切削された部分１７が図４（ａ）中破線「Ａ１」を折曲線として略直角に折曲げられることにより放射エレメント１３が一体成形され、矩形状に切削された部分１８が図４（ａ）中破線「Ａ２」を折曲線として略直角に折曲げられた後に全体的に円弧状に折返されることによりケーブルかしめ部１５が一体成形される。このようにして金属枠６がプレス加工により成形されると同時に放射エレメント１３およびケーブルかしめ部１５がプレス加工により一体成形される。そして、このようにして放射エレメント１３およびケーブルかしめ部１５が一体成形された後に、平板部材１６が図４（ｂ）中破線「Ａ３」を折曲線として略直角に折曲げられることにより前面部６ａと上面部６ｂとが形成される。尚、図２では、ケーブルかしめ部１５は省略して示している。

同軸ケーブル１４は、そのシース１９の途中部位がケーブルかしめ部１５にて所定のかしめ工具によりかしめられることにより金属枠６に対して固定される。また、同軸ケーブル１４の内側導体２０は、その先端部２０ａが放射エレメント１３の所定部位にはんだ２１によりはんだ付けされた状態で電気的に接続されており、放射エレメント１３にあって同軸ケーブル１４の内側導体２０が接続されている地点が給電点とされている。この場合、同軸ケーブル１４の内側導体２０が放射エレメント１３に接続されている接続点は、放射エレメント１３の先端部１３ａから接続点までの距離（図３中「Ｌ」参照）が受信電波（例えば「２．４ＧＨｚ」帯域の電波）１波長の略４分の１の長さに相当する位置である。

同軸ケーブル１４の外側導体２２は、その先端部２２ａが金属枠６の所定部位にはんだ２３によりはんだ付けされた状態で電気的に接続されている。これにより、金属枠６が放射エレメント１３のグランドとして用いられ、放射エレメント１３と金属枠６とから逆Ｆアンテナ２４が構成されている。また、同軸ケーブル１４は、その基端部がコネクタ２５（図１参照）を介していずれかの回路基板に接続されるように構成されている。

ところで、上記した構成において金属枠６にあって放射エレメント１３が形成される位置は、放射エレメント１３に高周波電流が流れるだけではなく、金属枠６にも高周波電流が流れることから、電流分布が給電点で最大となる特性が考慮された位置であり、放射エレメント１３に流れる高周波電流と金属枠６に流れる電流とが同位相となるような位置である。これは、放射エレメント１３に流れる高周波電流と金属枠６に流れる電流とが逆位相となるような位置に放射エレメント１３が形成されてしまうと、放射エレメント１３に流れる高周波電流と金属枠６に流れる電流とが互いに弱め合ってしまい（打ち消し合ってしまい）、十分な特性を得ることが困難となるからである。

尚、上記した構成では、逆Ｆアンテナ２４がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信や車内無線ＬＡＮ通信用のアンテナである場合を説明したものであるが、例えばキーレスエントリシステム用のアンテナや、スポット通信用のアンテナなどであっても良い。また、以上は、金属枠６に１つの放射エレメント１３が形成される場合を説明したものであるが、金属枠６に２つ以上の放射エレメントが形成され、それら２つ以上の放射エレメントによりダイバーシチ受信が行われる構成であっても良い。

さらに、以上は、導電性の平板部材１６の所定部位が逆Ｌ形状および矩形状に切削されることにより、放射エレメント１３およびケーブルかしめ部１５が一体成形された場合を説明したものであるが、図５に示すように、導電性の平板部材２６の所定部位が逆Ｌ形状および矩形状に切欠けられ、逆Ｌ形状に切欠けられた部分２７が図５（ａ）中破線「Ｂ１」を折曲線として略直角に折曲げられることにより放射エレメント１３が一体成形され、矩形状に切欠けられた部分２８が図５（ａ）中破線「Ｂ２」を折曲線として略直角に折曲げられた後に全体的に円弧状に折返されることによりケーブルかしめ部１５が一体成形される構成であっても良い。この場合も、放射エレメント１３およびケーブルかしめ部１５が一体成形された後に、平板部材２６が図５（ｂ）中破線「Ｂ３」を折曲線として略直角に折曲げられることにより前面部６ａと上面部６ｂとが形成されることになる。

以上に説明したように本実施形態によれば、ＬＣＤモニタ５の周囲を囲むように設けられた金属枠６の前面部６ａにあってエスカッション２が当該金属枠６に正常に組付けられた状態でエスカッション２により覆われる所定部位に逆Ｌ形状の放射エレメント１３を一体的に設け、金属枠６を放射エレメント１３のグランドとして用い、放射エレメント１３と金属枠６とから逆Ｆアンテナ２４を構成したので、美観を損なうことを未然に回避することができ、また、部品点数が増加することを未然に回避することができ、さらに、できるだけ室内側に設けることができ、アンテナ特性を向上させることができる。

また、放射エレメント１３を金属枠６と一体的に構成することができ、つまり、放射エレメント１３を金属枠６に対して同一の電気的条件により形成することができるので、逆Ｆアンテナ２４の標準化を図ることができ、開発工数、評価および品番の低減を図ることもできる。さらに、同一車種であれば、車両毎に逆Ｆアンテナ２４の搭載場所が相違することもないので、逆Ｆアンテナ２４を搭載した後のアンテナ調整を不要とすることもできる。

また、放射エレメント１３を金属枠６と同一の金属材料から構成したので、放射エレメント１３を簡単に形成することができ、放射エレメント１３を金属枠６と一体成形された部材から構成したので、金属枠６を成形する作業工程の中で放射エレメント１３を成形することができ、放射エレメント１３を効率良く成形することができる。
また、同軸ケーブル１４がケーブルかしめ部１５に固定されるように構成したので、同軸ケーブル１４の内側導体２０と放射エレメント１３との接続点および同軸ケーブル１４の外側導体２２と金属枠６との接続点に作用する応力を緩和することができ、それらの電気的な接続が機械的に外れてしまうことを未然に回避することができる。さらに、図４に示す成形手順では、逆Ｌ形状に切削された部分１７を下側から折曲げて放射エレメント１３を一体成形するので、逆Ｌ形状に切欠かれた部分２７を上側から折曲げて放射エレメント１３を一体成形するものよりも機械的な強度を確保することができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
放射エレメントが金属枠とは別の作業工程により成形された後に、放射エレメントが金属枠に接合される構成であっても良い。
放射エレメントが形成される部位は、金属枠の前面部にあって上辺部に限らず、金属枠の前面部にあって下辺部、右辺部および左辺部のいずれかであっても良い。

本発明の一実施形態の金属枠を示す外観斜視図 構成部品が分解された状態を示す外観斜視図 放射エレメントを示す外観斜視図 放射エレメントおよびケーブルかしめ部が成形される態様を示す図 図４相当図

符号の説明

図面中、１はＥＭＶ（モニタ装置）、２はエスカッション、５はＬＣＤモニタ、６は金属枠、６ａは前面部、１３は放射エレメント、２４は逆Ｆアンテナ（車載アンテナ）である。

Claims (2)

1. 車両に搭載される車載アンテナであって、
   車室内に配置されるモニタ装置にあってＬＣＤモニタの周囲を囲むように設けられた金属枠と、
   前記金属枠の前面部にあってエスカッションが当該金属枠に正常に組付けられた状態で前記エスカッションにより覆われる所定部位に一体的に設けられた逆Ｌ形状の放射エレメントとを備え、
   前記金属枠が前記放射エレメントのグランドとして用いられ、前記放射エレメントと前記金属枠とから逆Ｆアンテナが構成され、
   前記放射エレメントは、前記金属枠と同一の金属材料で且つ当該金属枠と一体成形された部材から構成されていることを特徴とする車載アンテナ。
2. 車両に搭載され、ＬＣＤモニタの周囲を囲むように設けられた金属枠を備えたモニタ装置であって、
   前記金属枠の前面部にあってエスカッションが当該金属枠に正常に組付けられた状態で前記エスカッションにより覆われる所定部位に逆Ｌ形状の放射エレメントが一体的に設けられ、前記金属枠が前記放射エレメントのグランドとして用いられ、前記放射エレメントと前記金属枠とから逆Ｆアンテナが構成され、
   前記放射エレメントは、前記金属枠と同一の金属材料で且つ当該金属枠と一体成形された部材から構成されていることを特徴とするモニタ装置。

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