JP2008109464A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種取付側の形状に対応して容易に取り付け可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】グランド板３４と、グランド板３４と所定間隔を有して配設された金属板からなるアンテナエレメント３１と、を備えるアンテナモジュール３と、アンテナモジュール３を被覆するアンテナカバー２と、を備え、アンテナカバー２は、アンテナモジュール３を保持するアンテナ保持部２１と、アンテナ保持部２１と一体に形成されアンテナカバー２を外部設備５に取り付けるための取付部２２と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に係り、特に、小型の平面型アンテナモジュールを収容して外部設備に取り付けられるアンテナ装置に関する。

近年、ＧＰＳ方式のカーナビゲーション装置や携帯用ナビゲーション装置、衛星波受信機等に用いられるアンテナとして平面型で小型のアンテナが開発されている。
アンテナは、取り付け位置や取り付け角度によってアンテナの性能に差が出るため、アンテナを正常に機能させるためには、その取付機構が重要となる。特に車載用のＧＰＳシステムに用いられるアンテナは、アンテナが水平となるように車両内に設置する必要があるため、車載用のＧＰＳシステムを構築する場合は、ＧＰＳアンテナの取付機構が重要になる。

この点、従来は、アンテナ（アンテナモジュール）と、受信した電波に対して、雑音除去、増幅等の処理をする高周波回路基板とを組み付けてユニット化したものを更にトップカバーとボトムカバーとからなる樹脂製のケースに収容し、ボトムカバーを金属製の取り付け用ブラケットに固定した上で、この金属製ブラケットを車両のダッシュパネル等に取り付けるのが一般的である。

しかし、このようにケースをトップカバーとボトムカバーとから構成し、ボトムカバー側を金属製ブラケットに固定する場合には、部品点数が多くなることにより組立工数が増えて装置コストが高くなるとの問題がある。

そこで、ユニット化されたＧＰＳアンテナをＧＰＳアンテナ収容室を備えるカバー部材に収容し、金属製ブラケットに取り付ける取付部を設けてカバー部材側を金属製ブラケットに固定することによってアンテナの取り付けを行う構成が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−７４７１６号公報

しかしながら、金属製ブラケットは柔軟性がないため、アンテナを水平に取り付けるためには、取り付け側の形状に合わせて予め折り曲げ加工を施したり、カバーと取り付け側の金属製ブラケットとの間に別部材をさらに挟み込む等の調整を行う必要がある。また、金属製ブラケットの場合、車体取り付け用のねじ孔を切る場合に垂直に切ることしかできない等、設計の自由度が低い。このため、取り付け側の形状に合わせて複数種類の金属製ブラケットを用意する必要があり、開発コストが高くなるとの問題があった。

そこで、本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、各種取付側の形状に対応して容易に取り付け可能なアンテナ装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載のアンテナ装置は、
グランド板と、前記グランド板と所定間隔を有して配設された金属板からなるアンテナエレメントと、を備えるアンテナモジュールと、
前記アンテナモジュールを被覆するアンテナカバーと、を備え、
前記アンテナカバーは、前記アンテナモジュールを保持するアンテナ保持部と、前記アンテナ保持部と一体に形成され前記アンテナカバーを外部設備に取り付けるための取付部と、を備えていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、アンテナカバー側に設けられた取付部によってアンテナ装置が外部設備に取り付けられるようになっている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記取付部には、外部設備に対してねじ止めするためのねじ孔が形成され、
前記アンテナカバーは、前記取付部をねじ止めすることにより外部設備に固定されるものであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、アンテナカバーは、取付部と外部設備とをねじ止めすることにより外部設備に固定されるようになっている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において、
前記アンテナカバーは、樹脂により形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、樹脂により形成されたアンテナカバーによって、アンテナモジュールが被覆されるようになっている。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記アンテナモジュールは、前記アンテナエレメントとグランド板とを支持する底板と、
前記底板及びグランド板を貫通し、前記アンテナモジュールと前記アンテナカバーとをねじ止めするねじとをさらに備えていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、底板及びグランド板を貫通するねじによってアンテナモジュールとアンテナカバーとがねじ止めされるようになっている。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記底板は、硬質ゴムで形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、アンテナエレメント及びグランド板が、硬質ゴムで形成された底板により支持されるようになっている。

請求項１に記載の発明によれば、アンテナモジュールを被覆するアンテナカバーに、外部設備に取り付けるための取付部を設けているので、別途取付部材を用いることなく、簡易にアンテナ装置を取付側である外部設備に固定することができる。

請求項２に記載の発明によれば、取付部をねじ止めすることによりアンテナモジュールを保持するアンテナカバーが外部設備に固定されるので、簡易かつ確実にアンテナ装置を外部設備に固定することができる。

請求項３に記載の発明によれば、アンテナカバーが樹脂により形成されているので、外部設備の形状に応じて変形が可能であり、また、樹脂の場合、金属板に比べて、ねじ孔を形成する角度等を調整しやすく、外部設備に対してねじ止めするためのねじ孔を斜めに形成する等、取付側である各種外部設備の形状に応じた対応が可能であるとの効果を奏する。

請求項４に記載の発明によれば、アンテナエレメントとグランド板とを支持する底板が設けられ、グランド板及び底板を貫通するねじによってアンテナモジュールとアンテナカバーとがねじ止めされているので、底板によりアンテナエレメント及びグランド板が保護されるとともに、アンテナ装置の密閉性に優れるとの効果を奏する。

請求項５に記載の発明によれば、アンテナエレメントとグランド板とを支持する底板が金属板よりも柔軟性を有する硬質ゴムで形成されているので、各種の外部設備の形状に対応して容易に取り付けることができるとの効果を奏する。

以下、図１から図７を参照しつつ、本発明に係るアンテナ装置の一実施形態について説明する。ただし発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。

本発明の実施の形態によるアンテナ装置は、例えば車両のダッシュパネル等に取り付けられるアンテナ装置であって、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）や衛星ラジオ用等の電波を受信するために用いられるアンテナモジュールを備えるアンテナ装置である。

図１は、本実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態において、アンテナ装置１は、車両のダッシュパネル等の外部設備５（図３等参照）に取り付け可能なアンテナカバー２と、このアンテナカバー２によって被覆されるアンテナモジュール３とを備えている。

本実施形態において、アンテナモジュール３は、図１に示すように、アンテナエレメント３１と、アンテナプローブ３２と、プローブホルダ３３と、グランド板３４と、これらを支持する底板３５とを含んでいる。
なお、本実施形態では、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier、低雑音増幅器）を備えない構成のアンテナモジュールについて説明するが、ＬＮＡを備える構成のアンテナモジュールでも適用可能である。

グランド板３４は、ほぼ四角形状に形成された金属製の板状部材である。また、アンテナエレメント３１は、ほぼ四角形状に形成された金属製の板状部材であり、グランド板３４との間に所定の距離を置いて対向配置されている。

アンテナプローブ３２は、金属製であり、プローブホルダ３３によってグランド板３４とアンテナ板３１との間に配置されるように保持されている。
プローブホルダ３３は、例えばＡＢＳ、ＡＳＡ、ＰＣ等の樹脂等によって形成された、ほぼ立方体状の部材であり、グランド板３４とアンテナ板３１との間の空間のほぼ全部を満たすように、グランド板３４とアンテナ板３１との対向面積と同等以上の面積を有している。
プローブホルダ３３の天面（図１における上面）には、ほぼＬ字状の溝部３３１が形成されている。アンテナプローブ３２は、溝部３３１内に挿入されることにより所定の位置に確実に保持される。

なお、本実施形態において、アンテナモジュール３のグランド板３４及びアンテナエレメント３１の各板面の面積は、従来のものと比べて小型化されている。グランド板３４及びアンテナエレメント３１が小型化された場合にはアンテナモジュール３の静電容量が低下し、アンテナ装置１が十分な利得を発揮することができなくなる可能性がある。しかし、本アンテナモジュール３においては、グランド板３４とアンテナエレメント３１との間に樹脂製の部材であるプローブホルダ３３が配置されている。樹脂は空気よりも比誘電率が高いため、アンテナモジュール３は、十分な静電容量を確保することができ、高い利得を発揮することができる。

また、底板３５は、グランド板３４及びアンテナエレメント３１の各板面とほぼ同じ面積を有するほぼ四角形状に形成された板状部材である。底板３５は、例えば硬質ゴム等で形成されており、アンテナ装置１の下方向（図１における下方向）からグランド板３４及びアンテナエレメント３１を支持し、グランド板３４及びアンテナエレメント３１を外部からの刺激から保護している。

本実施形態において、底板３５及びグランド板３４の各角部のそれぞれ対応する位置には、ねじ３６を挿通するねじ孔３５１，３４１が形成されている。また、プローブホルダ３３の各角部のそれぞれ対応する位置には、ねじ３６を挿通するとともに、後述するアンテナカバー２のアンテナ固定用ねじ孔２１１を形成するボス２１２に挿通されるねじ孔や溝などの挿通部３３２が形成されている。プローブホルダ３３は、挿通部３３２にアンテナカバー２のボス２１２が挿通され、アンテナカバー２、アンテナエレメント３１とグランド板３４との間に挟持されることにより固定されるようになっている。なお、挿通部３３２は、ボス２１２に挿通可能なものであればよく、その形状等は、図示例に限定されない。

アンテナモジュール３には、同軸ケーブル４が、その一端がアンテナエレメント３１と接続されるように接続されている。

次に、図２を参照しつつ、アンテナカバー２について説明する。図２（ａ）は、アンテナカバー２の斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すアンテナカバー２を図２（ａ）における上方から見た図である。
アンテナカバー２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ほぼ箱型に形成されており、アンテナカバー２の内部には、アンテナモジュール３よりもわずかに大きい寸法に形成されアンテナモジュール３を保持する空間であるアンテナ保持部２１が設けられている。

また、アンテナカバー２には、アンテナカバー２を外部設備５に取り付けるための取付部２２が、アンテナ保持部２１の両側壁からそれぞれ外側に突出するように設けられている。
アンテナカバー２は、例えばＡＢＳ、ＡＳＡ、ＰＣ等の樹脂により形成されており、アンテナ保持部２１と取付部２２とは、一体成型されている。

本実施形態において、アンテナカバー２のアンテナ保持部２１の各角部であって、プローブホルダ３３に設けられているねじ孔や溝などの挿通部３３２に対応する位置には、挿通部３３２に挿通されるボス２１２が形成されている。
前記ボス２１２のほぼ中央であって、底板３５及びグランド板３４に設けられているねじ孔３５１，３４１に対応する位置には、アンテナ固定用ねじ孔２１１が形成されている。
本実施形態において、アンテナモジュール３は、図１に示すように、アンテナエレメント３１、アンテナプローブ３２を保持したプローブホルダ３３、グランド板３４及び底板３５を積層した状態で、プローブホルダ３３の挿通部３３２にアンテナカバー２のボス２１２を挿通するとともに、ねじ３６を底板３５のねじ孔３５１から挿入し、グランド板３４形成されたねじ孔３４１挿通させてアンテナ保持部２１のアンテナ固定用ねじ孔２１１に固定することによってアンテナカバー２内に取り付けされるようになっている。

また、取付部２２には、アンテナカバー２を外部設備５にねじ止めするための装置固定用ねじ孔２２１がそれぞれ形成されている。アンテナ装置１は、外部設備５側に設けられたねじ孔５１１（図４等参照）から挿入されたねじ６（図４等参照）を装置固定用ねじ孔２２１に固定することにより外部設備５に固定されるようになっている。

さらに、アンテナカバー２の側壁であって、アンテナ保持部２１内にアンテナモジュール３を保持したときに同軸ケーブル４が位置する位置には、同軸ケーブル４を通すためのケーブル用切り欠き部２３が形成されている。

図３は、本実施形態に係るアンテナ装置１が取付側のブラケット等の外部設備５に実装された状態を示す斜視図である。図４は、図３に示すアンテナ装置１が外部設備５に実装された状態の上面図であり、図５は、その底面図である。また、図６は、その背面図である。本実施形態において、アンテナ装置１は、外部設備５に固定された上で車両内の所定位置に取り付けられる。なお、本実施形態においては、アンテナ装置１が取り付けられる位置として、例えば車両のダッシュパネル内が挙げられるが、アンテナ装置１が取り付けられる位置はこれに限定されない。

図３から図６に示すように、外部設備５には、アンテナ固定部５１が設けられている。外部設備５は、車両のダッシュパネル内等に設けられるアンテナ装置１が取り付け固定される設備である。

アンテナ固定部５１には、アンテナ装置１を固定する際にねじ６を挿入するねじ孔５１１が、アンテナ装置１の装置固定用ねじ孔２２１の設けられている位置に対応する位置に形成されている。本実施形態においては、アンテナ装置１は前述のようにアンテナカバー２に設けられた２箇所の取付部２２をアンテナ固定部５１にねじ止めすることにより外部設備５に固定されるようになっており、ねじ孔５１１は、このねじ止め位置に応じて設けられる。
また、アンテナ固定部５１には、アンテナモジュール３に接続される同軸ケーブル４を固定するためのケーブル固定部材５１２が設けられている。
なお、ねじ孔５１１の位置及びケーブル固定部材５１２の位置は、アンテナ固定部５１に固定されるアンテナ装置１の大きさ、形状、同軸ケーブル４を取り付ける位置等に応じて決定され、その位置は図示例に限定されない。

次に、本実施形態の作用について、図７を参照しつつ説明する。

図７は、アンテナ装置１の断面図である。本実施形態におけるアンテナ装置１は、まず、アンテナエレメント３１、アンテナプローブ３２、プローブホルダ３３、グランド板３４、底板３５を順に積層するとともに、同軸ケーブル４をアンテナエレメント３１に接続する。そして、同軸ケーブル４がケーブル用切り欠き部２３の設けられている位置にくるようにして、アンテナカバー２のアンテナ保持部２１内に収容する。

図７に示すように、アンテナモジュール３がアンテナ保持部２１内に収容されると、プローブホルダ３３に形成された挿通部３３２にアンテナカバー２のボス２１２が挿通される。さらに、ねじ３６を底板３５のねじ孔３５１から挿入して、グランド板３４に形成されたねじ孔３４１、プローブホルダ３３の挿通部３３２に挿通させ、アンテナ保持部２１のアンテナ固定用ねじ孔２１１まで貫通させて、固定することによって、アンテナモジュール３をアンテナカバー２内に取り付ける。

アンテナ装置１を外部設備５に取り付ける際には、アンテナ装置１を、取付部２２に設けられた装置固定用ねじ孔２２１が外部設備５のアンテナ固定部５１に設けられたねじ孔５１１の位置に合うように配置する。そして、取付部２２の装置固定用ねじ孔２２１からねじ６を挿入し、外部設備５のねじ孔５１１に固定するとともに、同軸ケーブル４をアンテナ固定部５１に設けられたケーブル固定部材５１２で固定する。これにより、同軸ケーブル４が外部設備５に対して水平に固定される。

以上のように、本実施形態によれば、アンテナモジュール３を被覆するアンテナカバー２に、アンテナ装置１を外部設備５に取り付けるための取付部２２を設けているので、別途取付部材を用いることなく、簡易にアンテナ装置１を外部設備５に固定することができる。これにより、アンテナ装置１の製造工程を簡易化できるとともに、部品点数を減らすことにより装置コストを削減することができる。

また、アンテナカバー２の取付部２２にアンテナ装置１を外部設備５に対してねじ止めするための装置固定用ねじ孔２２１を設けて、取付部２２をねじ止めすることによりアンテナモジュール３を保持するアンテナカバー２が外部設備５に固定されるので、簡易かつ確実にアンテナ装置１を外部設備５に固定することができる。

また、アンテナカバー２は、樹脂により形成されているので、取付側である外部設備５の形状に応じて変形が可能であり、装置固定用ねじ孔２２１の形成等の加工を容易に行うことができる。

また、硬質ゴムで形成された底板３５を備えているので、アンテナエレメント３１及びグランド板３４が保護されるとともに、アンテナ装置１の密閉性に優れている。

さらに、アンテナモジュール３は、プローブホルダ３３の挿通部３３２にアンテナカバー２のボス２１２を挿通するとともに、ねじ３６を底板３５のねじ孔３５１から挿入し、グランド板３４形成されたねじ孔３４１挿通させてアンテナ保持部２１のアンテナ固定用ねじ孔２１１まで貫通させ固定することによってアンテナカバー２内に取り付けされる。このため、アンテナモジュール３が１回のねじ止めによって簡易かつ確実にアンテナカバー２に固定され、アンテナ装置１の製造工程を簡易化できるとともに、部品点数を減らして装置コストを削減することができる。

なお、本実施形態においては、装置固定用ねじ孔２２１を備える取付部２２を、アンテナ保持部２１の側壁のうち２辺からアンテナカバー２の外側に張り出すように２箇所設け、アンテナ装置１と外部設備５とを２箇所でねじ止めするようにしたが、取付部２２を設ける位置及び設ける数は特に限定されない。取付部２２は、アンテナカバー２が外部設備５に対して水平に取り付けられるようにアンテナカバー２のほぼ対称位置に設けられていればよく、例えば、アンテナカバー２の側壁の各辺に取付部２２を設けてアンテナ装置１と外部設備５とを４箇所でねじ止めするようにしてもよい。

また、本実施形態においては、アンテナ装置１の取付部２２の側からねじ６を挿入して外部設備５のねじ孔５１１に固定するように構成したが、ねじ止めする方向はこれに限定されず、外部設備５側からねじ６を挿入して外部設備５とアンテナ装置１とをねじ止めするようにしてもよい。

また、装置固定用ねじ孔２２１を形成する向きは本実施形態において示したものに限定されない。
例えば、アンテナ装置１の取付部２２の側からねじ６を挿入して外部設備５のねじ孔５１１に固定する場合のねじ孔を形成する向きを図８及び図９を参照しつつ説明する。
本実施形態においては、図８に示すように、装置固定用ねじ孔２２１をアンテナエレメント３１等に対して垂直方向に形成し、ねじ６を垂直方向から挿入する場合を例として説明したが、例えば、図９に示すように、装置固定用ねじ孔２２１を斜めに形成して、外部設備５に対して斜め方向からねじ６を挿入し固定するようにしてもよい。
本実施形態では、アンテナカバー２が樹脂により形成されているので、装置固定用ねじ孔２２１を斜めに形成することも容易である。このように斜めに装置固定用ねじ孔２２１を形成した場合、外部設備５の取付部分が傾斜している場合でもこの傾斜に合わせて装置固定用ねじ孔２２１を形成するだけで、アンテナカバー２自体の設計変更を行うことなく容易にアンテナ装置１を水平に固定することができる。

また、本実施形態においては、アンテナモジュール３として平面型のループアンテナを例として説明したが、アンテナモジュール３の種類は、特に限定されない。

また、本実施形態においては、アンテナモジュール３がアンテナエレメント３１、アンテナプローブ３２、プローブホルダ３３、グランド板３４、底板３５によって構成されている場合を例として説明したが、アンテナモジュール３の構成はここに例示したものに限定されない。例えば、図１０に示すように、底板３５の、グランド板３４と対向していない面の側に板金の底板８をさらに設けるようにしてもよい。この場合には、この板金によって、より確実にグランドをとることが可能となる。

本発明の一実施形態を示すアンテナ装置の分解斜視図である。 図２（ａ）は、図１に示すアンテナ装置に適用されるアンテナカバーの斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すアンテナカバーを図２（ａ）における上方から見た図である。 本実施形態に係るアンテナ装置が外部設備に実装された状態を示す斜視図である。 図３に示すアンテナ装置が外部設備に実装された状態の上面図である。 図３に示すアンテナ装置が外部設備に実装された状態の底面図である。 図３に示すアンテナ装置が外部設備に実装された状態の背面図である。 図１に示すアンテナ装置のＡ−Ａ断面図である。 装置固定用ねじ孔の一例を模式的に示す要部断面図である。 図８に示す装置固定用ねじ孔の変形例の一例を模式的に示す要部断面図である。 図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ アンテナ装置
２ アンテナカバー
３ アンテナモジュール
４ 同軸ケーブル
５ 外部設備
６ ねじ
８ 底板
２１ アンテナ保持部
２２ 取付部
２３ ケーブル用切り欠き部
３１ アンテナエレメント
３２ アンテナプローブ
３３ プローブホルダ
３４ グランド板
３５ 底板
３６ ねじ
５１ アンテナ固定部
２１１ アンテナ固定用ねじ孔
２１２ ボス
２２１ 装置固定用ねじ孔

Claims (5)

1. グランド板と、前記グランド板と所定間隔を有して配設された金属板からなるアンテナエレメントと、を備えるアンテナモジュールと、
   前記アンテナモジュールを被覆するアンテナカバーと、を備え、
   前記アンテナカバーは、前記アンテナモジュールを保持するアンテナ保持部と、前記アンテナ保持部と一体に形成され前記アンテナカバーを外部設備に取り付けるための取付部と、を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記取付部には、外部設備に対してねじ止めするためのねじ孔が形成され、
   前記アンテナカバーは、前記取付部をねじ止めすることにより外部設備に固定されるものであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナカバーは、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記アンテナモジュールは、前記アンテナエレメントとグランド板とを支持する底板と、
   前記底板及びグランド板を貫通し、前記アンテナモジュールと前記アンテナカバーとをねじ止めするねじとをさらに備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
5. 前記底板は、硬質ゴムで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

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