JP6279377B2 - 車両用アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用のアンテナ装置に関し、特に、ＦＭ放送及びＡＭ放送を受信可能なアンテナ装置において低背化が可能な車両用アンテナ装置に関する。

車両用アンテナ装置としては、ＦＭ放送及びＡＭ放送を受信可能なものが一般的に用いられている。車両用アンテナ装置は、ロッドアンテナやフィルムアンテナ、ガラスアンテナ等が用いられているが、近来では所謂シャークフィンアンテナといった、小型且つ低背型のアンテナ装置も存在する。アンテナ長としては、ＦＭ波帯においてはその１／４波長の長さを有するようにロッドアンテナ等が構成されている。また、車両用アンテナ装置では、外部突起物規制により、車両ルーフから突出する高さが制限されるため、アンテナ素子をヘリカル状に巻回して短く構成したヘリカルアンテナもある。しかしながら、ＡＭ波帯においては波長に対して遥かに短いアンテナ長となるため、受信感度が著しく低下する。このため、アンテナ素子の開放端側に金属体のトップロード部を取り付けて静電容量を持たせるように構成することでアンテナ装置の高さを低くすることが可能な装置も開発されている。例えば特許文献１のアンテナ装置は、シャークフィンアンテナタイプのものであり、アンテナコイルの開放端に金属板を加工したトップロード部を設けたものが開示されている。

国際公開第２００８／０６２７４６号

車両用アンテナ装置は、通常、アンテナカバーが設けられるが、トップロード部を有するアンテナ装置においては、トップロード部は原理上、最上部に配置される。これは、トップロード部は、接地面であるアンテナベースや車両ルーフから離したほうがアンテナ性能が向上するためである。一方で、外部突起物規制により、また、デザイン上の要請等により、アンテナ装置のさらなる低背化が求められていた。したがって、アンテナ装置の高さを下げつつ、トップロード部の高さをミリ単位で上げることでアンテナ特性を向上させることが求められていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、低背化してもアンテナ特性を向上可能な車両用アンテナ装置を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による車両用アンテナ装置は、車両用アンテナ装置の外形を画定するアンテナカバーと、アンテナカバーの内部に覆われるアンテナ素子と、アンテナ素子の開放端側に接続され、導電性樹脂からなるトップロード部と、アンテナ素子とトップロード部との間に介在してアンテナ素子とトップロード部を接続し、トップロード部よりも導電率の高い介在部と、を具備するものである。

ここで、トップロード部は、アンテナカバーの一部表面から内部にわたって一体成形されるものであれば良い。

また、アンテナカバーは、インナーカバーとインナーカバーを覆うアウターカバーとからなり、トップロード部は、インナーカバーの一部表面から内部にわたって一体成形されることものであっても良い。

また、トップロード部は、ブロック状に成形されるものであれば良い。

また、アンテナ素子は、ヘリカルアンテナ素子からなり、トップロード部は、ヘリカルアンテナ素子の開放端が嵌合する溝部を有し、介在部は、溝部に配置されるものであれば良い。

また、アンテナ素子は、基板上にアンテナパターンを配置してなり、トップロード部は、基板が嵌合する溝部を有し、介在部は、溝部に配置されるものであっても良い。

また、介在部は、トップロード部との接触面が面接触となるように設けられるものであれば良い。

本発明の車両用アンテナ装置には、低背化してもアンテナ性能が向上するという利点がある。

図１は、本発明の車両用アンテナ装置を説明するための概略図である。 図２は、本発明の車両用アンテナ装置のアンテナ素子とトップロード部の接続部を説明するための概略底面図である。 図３は、本発明の車両用アンテナ装置の他の例を説明するための概略図である。 図４は、本発明の車両用アンテナ装置のアンテナカバーがインナーカバーとアウターカバーに分かれた場合の構成を説明するための概略側断面図である。 図５は、本発明の車両用アンテナ装置のアンテナ利得性能を説明するためのグラフである。

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の車両用アンテナ装置を説明するための概略図であり、図１（ａ）が側断面図、図１（ｂ）がそのｂ−ｂ断面図である。図示の通り、本発明の車両用アンテナ装置は、アンテナカバー１０と、アンテナ素子２０と、トップロード部３０と、介在部４０とから主に構成されている。

アンテナカバー１０は、車両用アンテナ装置の外形を画定するものである。これは、例えばＡＢＳ樹脂等、非導電性部材で構成されている。アンテナカバー１０は、一重のものには限定されず、例えばインナーカバーとそれを覆うアウターカバーに分かれた構成であっても良い。アンテナカバー１０は、アンテナベース１によりその開口部が塞がれる。アンテナベース１には、例えば回路基板２等が載置される。また、後述のアンテナ素子２０も必要によりアンテナベース１で支えられる。なお、アンテナベース１は、導電性ベースであっても樹脂ベースであっても良い。

アンテナ素子２０は、アンテナカバー１０の内部に覆われるものである。アンテナ素子２０は、例えば、ＦＭ放送及びＡＭ放送を受信可能なように構成されるものである。具体的には例えばＦＭ波帯の周波数の１／４等のアンテナ長を有するものであれば良い。また、後述のトップロード部３０と共に容量アンテナとして機能するように構成されている。即ち、アンテナ素子２０のアンテナ長をＦＭ波帯に対応させると共に、トップロード部３０を用いてＡＭ波帯に対応する容量アンテナとなるように構成されている。アンテナ素子としては、例えばヘリカル形状のものや、メアンダ形状、空間充填曲線形状等、種々の既存のアンテナ素子を利用可能である。図示例では、ヘリカルアンテナ素子の例を示した。また、アンテナ素子としては、放射素子だけでなく、インダクタ調整用のコイル等も含めたものであっても良い。

トップロード部３０は、導電性樹脂からなるものである。ここで、導電性樹脂とは、電気伝導性を有する合成樹脂をいう。具体的には、トップロード部３０は、導電性の高いものを用いることが好ましく、例えばダイセルポリマー株式会社によるＰＢ２Ｎ１ ＰＰコンパウンド樹脂の導電グレード等を用いることが可能である。そして、トップロード部３０は、アンテナ素子２０の開放端側に接続されるものである。アンテナ素子２０の開放端側にトップロード部３０が接続されることで、アンテナ素子２０がＦＭ放送を受信すると共に、容量アンテナとしてＡＭ放送を受信可能となる。本発明の車両用アンテナ装置では、トップロード部３０として導電性樹脂からなるものを採用しているため、例えばアンテナカバー１０に導電性樹脂を流し込むことにより、容易にアンテナカバー１０の上部端に合わせた形状にトップロード部３０を形成することが可能となる。したがって、従来のような金属板を加工したトップロード部に比べて、極限まで高い位置にトップロード部を配置することが可能となる。

さらに、図示例のように、トップロード部３０が、アンテナカバー１０の一部表面から内部にわたって一体成形されても良い。具体的には、アンテナカバー１０の頂部の一部分がトップロード部３０で構成されると共に、内部にまでトップロード部３０が存在するように構成されるものである。本発明の車両用アンテナ装置のトップロード部３０は、樹脂であるため、同じく樹脂からなるアンテナカバー１０と一体的に形成することが可能となる。したがって、外部から繋ぎ目を介して水や塵等が浸入する心配もない。本発明の車両用アンテナ装置では、このようにトップロード部３０をアンテナカバー１０と一体成形することにより、アンテナカバーの厚み分、さらに高い位置にトップロード部３０を配置することが可能となる。これによりさらなるアンテナ特性の向上を図ることが可能となる。

また、トップロード部３０は、金属板を加工したものと異なり、図示例のように、ブロック状に成形されれば良い。即ち、トップロード部３０は、表面側だけ構成されるものではなく、内部まで詰まった塊として成形される。導電性樹脂では、その厚みが電気性能に対して大きなパラメータとなり、トップロード部の抵抗値を下げるためには厚いほうが有利となる。したがって、ブロック状に成形することで、トップロード部３０の低抵抗化を図ることが可能となる。なお、本発明の車両用アンテナ装置では、ブロック状のトップロード部には限定されず、傘状等、内部をくり抜いた形であっても良い。

本発明の車両用アンテナ装置では、トップロード部を従来の金属板を加工したものに比べて容量を大きくすることが可能となるため、同じ容量であれば金属板に比べて小さくすることが可能となる。したがって、結果としてコイル等のアンテナ素子の巻き数や長さを長くすることが可能となり、アンテナ性能を向上させることも可能となる。

介在部４０は、アンテナ素子２０とトップロード部３０との間に介在するものである。そして、介在部４０によりアンテナ素子２０とトップロード部３０とが接続されている。導電性樹脂からなるトップロード部３０では、そのままアンテナ素子２０を接触させたとしても電気的に十分な導電状態とならない場合がある。そこで、本発明の車両用アンテナ装置では、介在部４０を用いてアンテナ素子２０とトップロード部３０とを接続している。ここで、介在部４０は、トップロード部３０よりも導電率の高いものである。これは、例えば銅等の導電性金属や、導電ゴム、導電接着剤等、高導電率のものを用いれば良い。そして、介在部４０は、トップロード部３０側にある程度の面積を以て固定されるものであれば良い。即ち、介在部４０は、トップロード部３０との接触面積を増やす目的で設けられるものである。より具体的には、例えば１０ｍｍ四方程度以上の面積を有するように介在部４０がトップロード部３０に電気的に貼付されれば良い。また、介在部４０の接触面積が増えれば良いため、板状である必要もなく、棒状であれば径を太くして接触面積を増やせば良い。さらに、ねじ穴のように介在部を構成した場合には、ねじ溝の分、さらに表面積を増やすことが可能となる。トップロード部３０と介在部４０との接触面積を大きくすることで、アンテナ素子２０とトップロード部３０の間の接触抵抗が低減し、アンテナ特性を向上させることが可能となる。なお、介在部は図示例ではアンテナ素子とは別体で設ける例を示したが、本発明はこれに限定されず、アンテナ素子の開放端を介在部のように接触面積が増えるように加工することで、アンテナ素子に一体的に介在部が構成されても良い。

ここで、図２を用いてアンテナ素子２０とトップロード部３０との接続部についてより具体的に説明する。図２は、本発明の車両用アンテナ装置のアンテナ素子とトップロード部の接続部を説明するための概略底面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図２は、トップロード部３０をアンテナベース側から見た図である。図示の通り、本発明の車両用アンテナ装置では、アンテナ素子２０とトップロード部３０との間に介在部４０が配置されている。なお、アンテナ素子２０としては、例えばヘリカルアンテナ素子の開放端部分のように、所定の径の導線を示した。図示例のように、介在部４０は、トップロード部３０との接触面積を増やすために、トップロード部３０との接触面が面接触となるように設けられている。具体的には、図示の通り、例えばトップロード部３０に溝部が３１設けられており、溝部３１内の全体に介在部４０を配置する。これによりトップロード部３０と介在部４０との接触面積が大きくなる。そして、アンテナ素子２０の開放端は、この溝部３１に嵌合するようにして接続される。これによりアンテナ素子２０とトップロード部３０が確実に電気的に接続され、アンテナ特性が向上する。

次に、図３を用いて接続部の他の例について説明する。図１や図２では、アンテナ素子としてヘリカルアンテナ素子を用いた例を具体的に示した。図３では、アンテナ素子として基板を用いたものを説明する。図３は、本発明の車両用アンテナ装置の他の例を説明するための概略図であり、図３（ａ）が側断面図、図３（ｂ）がそのｂ−ｂ断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例では、アンテナ素子として、基板２１にアンテナパターン２２を配置した例を示した。図示の通り、トップロード部３０は、基板２１が嵌合する溝部３２を有している。そして、介在部４０がこの溝部に配置されている。溝部３２内の全体に介在部４０が面接触となるように配置されることで、トップロード部３０と介在部４０との接触面積が大きくなる。基板２１の、溝部３２に嵌合する部分には、アンテナパターン２２の開放端が配置されており、介在部４０と電気的に接触するようにランド部２３が構成されている。即ち、アンテナパターン２２の開放端の介在部４０との接触部は、レジスト膜等が剥離されたランド部２３が設けられている。これにより、ランド部２３と介在部４０が面接触し、接触面積が大きくなる。また、アンテナ素子を両面基板で構成した場合には、ランド部も両面に設けることで、さらに接触面積を大きくすることが可能となる。また、アンテナパターン２２の開放端は、板ばね状部材により構成されても良い。板ばね状部材により溝部３２内でテンションがかかる状態で嵌合することで、より確実にアンテナパターン２２とトップロード部３０が介在部４０を介して接続されることになる。

このように、本発明の車両用アンテナ装置では、アンテナ素子としては、ヘリカルアンテナ素子等の導線を巻回してなるものや、基板を用いてアンテナパターンを配置したもの等、種々のものを適用可能である。何れのアンテナ素子であっても、アンテナ素子の開放端側にトップロード部が介在部を介して接続されるものであれば良い。

次に、アンテナカバーが、インナーカバーとそれを覆うアウターカバーに分かれた構成の場合について説明する。図４は、本発明の車両用アンテナ装置のアンテナカバーがインナーカバーとアウターカバーに分かれた場合の構成を説明するための概略側断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図示例ではアンテナカバーとトップロード部のみを主に示し、他の構成は図示を省略した。本発明の車両用アンテナ装置では、アンテナカバーとトップロード部は共に樹脂であるため、一体成形可能である。しかしながら、種類の異なる樹脂であるため、外観上、繋ぎ目が見えてしまう可能性もある。また、導電性樹脂とＡＢＳ樹脂で塗料の塗り斑が発生する可能性もある。そこで、図示例のように、アンテナカバー１０をインナーカバー１１とそれを覆うアウターカバー１２で構成する。そして、トップロード部３０を、インナーカバー１１の一部表面から内部にわたって一体成形する。このように構成されたインナーカバー１１を、アウターカバー１２で覆う。これにより、外観上、繋ぎ目が見えるおそれも塗り斑が発生するおそれもない。

図５を用いて本発明の車両用アンテナ装置のアンテナ利得性能について説明する。図５は、本発明の車両用アンテナ装置のアンテナ利得性能を説明するためのグラフであり、図５（ａ）がＦＭ水平偏波のアンテナ利得特性、図５（ｂ）がＦＭ垂直偏波のアンテナ利得特性、図５（ｃ）がＡＭ受信電力である。図中、黒線が本発明の車両用アンテナ装置の特性であり、グレー線が比較のための従来の金属板を加工したトップロード部を用いた場合の特性である。図示の通り、平均でＦＭアンテナ利得が０．３−０．４ｄＢ程度向上し、ＡＭアンテナ利得が０．２ｄＢ程度向上した。これは、アンテナカバーの厚み分、高い位置にトップロード部を配置できたことによる効果である。

なお、本発明の車両用アンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、図示例では所謂シャークフィンアンテナのような低背型アンテナの例を示したが、本発明はこれに限定されず、ロッドアンテナ等のポールアンテナであっても適用可能である。即ち、ポールアンテナの開放端に導電性樹脂からなるトップロード部を、トップロード部よりも導電率の高い介在部を介して接続するように構成しても良い。

１ アンテナベース
２ 回路基板
１０ アンテナカバー
１１ インナーカバー
１２ アウターカバー
２０ アンテナ素子
２１ 基板
２２ アンテナパターン
２３ ランド部
３０ トップロード部
３１，３２ 溝部
４０ 介在部

Claims (7)

1. 車両用のアンテナ装置であって、該車両用アンテナ装置は、
   車両用アンテナ装置の外形を画定するアンテナカバーと、
   前記アンテナカバーの内部に覆われるアンテナ素子と、
   前記アンテナ素子の開放端側に接続され、導電性樹脂からなるトップロード部と、
   前記アンテナ素子とトップロード部との間に介在してアンテナ素子とトップロード部を接続し、トップロード部よりも導電率の高い介在部と、
   を具備することを特徴とする車両用アンテナ装置。
2. 請求項１に記載の車両用アンテナ装置において、前記トップロード部は、アンテナカバーの一部表面から内部にわたって一体成形されることを特徴とする車両用アンテナ装置。
3. 請求項１に記載の車両用アンテナ装置において、前記アンテナカバーは、インナーカバーとインナーカバーを覆うアウターカバーとからなり、
   前記トップロード部は、インナーカバーの一部表面から内部にわたって一体成形されることを特徴とする車両用アンテナ装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用アンテナ装置において、前記トップロード部は、ブロック状に成形されることを特徴とする車両用アンテナ装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用アンテナ装置において、前記アンテナ素子は、ヘリカルアンテナ素子からなり、
   前記トップロード部は、ヘリカルアンテナ素子の開放端が嵌合する溝部を有し、
   前記介在部は、溝部に配置される、
   ことを特徴とする車両用アンテナ装置。
6. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用アンテナ装置において、前記アンテナ素子は、基板上にアンテナパターンを配置してなり、
   前記トップロード部は、基板が嵌合する溝部を有し、
   前記介在部は、溝部に配置される、
   ことを特徴とする車両用アンテナ装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の車両用アンテナ装置において、前記介在部は、トップロード部との接触面が面接触となるように設けられることを特徴とする車両用アンテナ装置。