JP4332715B2 - 一対のネジ部品を用いた固定構造及びそれを備えたアンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、一対のネジ部品を用いて被固定物を固定板に固定する固定構造に関し、特に、デジタルラジオ放送の受信に用いられる自動車用アンテナを自動車の外板に固定するための一対のネジ部品を用いた固定構造及びそれを備えるアンテナ装置に関する。

米国において実用化されているデジタルラジオ放送では、２ＧＨｚ帯の電波が使用されるので、それを受信するアンテナは室外に設置しなければならない。従って、デジタルラジオ受信機を自動車に搭載する場合には、そのアンテナを自動車の屋根に取り付けなければならない。

この種の自動車用アンテナは、図１（ａ）乃至（ｄ）に示すように小型ドーム型のケース１１にアンテナ素子（図示せず）を収容してなる。そして、ケース１１下面の中央には、アンテナ素子に接続されたケーブル１２を外部へ引き出すとともに、自動車の屋根への固定に利用される固定部１３が突出形成されている。この固定部１３には、第１のネジ部品１４（ここでは雌ネジ、図１（ｃ）では固定金具１５内に収容され第２のネジ部品１６（ここではボルト）が締結されている。）が設けられている。

この自動車用アンテナを自動車の屋根（即ち外板）に固定するには、アンテナの固定部１３に対応する固定用穴を自動車の屋根に形成し、その固定用穴に固定部１３を挿入し、第１のネジ部品１４に螺合する第２のネジ部品１４を固定金具１５とともに組み付ける。これにより、ケース１１の一部と固定金具１５によって外板の一部が挟み付けられ、アンテナが自動車の屋根に固定される。

ここで、自動車用アンテナは、所定方向に向けて取り付けられなければならない。これは、ケーブルの引き出し方向が決まっていることや、風圧による影響を抑える必要があること、あるいは、自動車の屋根の形状とアンテナの下面形状との不一致による風雨の侵入を防ぐ必要があることなどによる。

自動車用アンテナが所定方向を向くように、従来の取り付け構造は、自動車用アンテナの下面に形成されたロケーターピン１７と、ロケーターピン１７に対応して自動車の屋根に形成された位置決め用の穴とを備えている。即ち、従来の取り付け構造は、自動車用アンテナを自動車の屋根に取り付ける際、アンテナ固定部１３を固定用穴に、ロケーターピン１７を位置決め用穴に夫々対応させて挿入することにより、アンテナが所定方向を向くようにしている。

従来の取り付け構造は、自動車用アンテナが所定方向を向くように、自動車の屋根に形成される固定用穴と位置決め用穴とを所定方向に沿って形成するとともに、自動車用アンテナに形成される固定部及びロケーターピンも所定方向に沿って形成するようにしている。つまり、固定用穴と固定部、及び位置決め用穴とロケーターピン、がそれぞれその中心位置を一致させた状態で、自動車用アンテナが所定の方向を向くように構成されている。

しかしながら、自動車側の固定用穴とアンテナ側の固定部との間、及び自動車側の位置決め用穴とアンテナ側のロケーターピンとの間には、それぞれクリアランスが存在する。このため、従来の取り付け構造では、第２のネジ部品を締め付ける際に、第２のネジ部品の回転に伴って第１のネジ部品が回転し、ひいてはアンテナそのものがそのクリアランスに応じた角度だけ回転してしまう。その結果、アンテナは、所定の方向からずれた（傾きを持った）状態で自動車の屋根に取り付けられてしまう。

このように、従来のアンテナ取り付け構造には、アンテナの取り付け方向が所定の方向からずれてしまうという問題点がある。

そこで、本発明は、被固定物に取り付けられた第１のネジ部品と、第１のネジ部品と対を成す第２のネジ部品とを固定板に形成された固定用穴を介して螺合させることにより、被固定物を固定板に取り付ける一対のネジ部品を用いた固定構造において、被固定物が精度よく所定の方向に向くようにした固定構造を提供することを目的とする。

より具体的には、本発明は、自動車の屋根に固定されるアンテナの固定構造において、アンテナが精度よく所定方向を向くようにした固定構造を提供することを目的とする。

本発明によれば、被固定物（２１）の固定部（２３）に設けられた第１のネジ部品（２４）と、第１のネジ部品と対を成す第２のネジ部品（２６）とを用い、固定板（４１）に形成された前記固定部の外径よりも大きい内径を持つ固定用穴（３１）に前記固定部を挿入した状態で前記被固定物を前記固定板に固定する一対のネジ部品を用いた固定構造であって、前記被固定物の向きが前記固定板上で所定方向（Ａ）に向くよう、前記被固定物及び前記固定板の一方に位置決め用突起（２７）を、他方に当該位置決め用突起を受ける前記位置決め用突起の外径よりも大きい内径を持つ位置決め用穴（３２）を形成した一対のネジ部品を用いた固定構造において、前記固定板（４１）側では、前記固定用穴（３１）と前記位置決め用突起（２７）及び前記位置決め用穴（３２）の一方を前記所定方向（Ａ）に沿って形成し、前記被固定物（２１）側では、前記第１のネジ部品（２４）と前記位置決め用突起（２７）及び前記位置決め用穴（３２）の他方を前記当該被固定物の向きに対して傾きを持った方向に沿って形成するようにし、前記被固定物の向きに対して傾きを持った方向が、前記固定部と前記固定用穴との間のクリアランス及び前記位置決め用突起と前記位置決め用穴との間のクリアランスに基づいて公称オフセット角が０度となるように決定されていることを特徴とする一対のネジ部品を用いた固定構造が得られる。

なお、上記カッコ内の参照符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、何ら本発明を限定するものではない。

本発明によれば、ネジ部品の締め付けによる被固定物の回転を考慮して位置決め用突起及び位置決め用穴を設けるようにしたことで、被固定物を固定板上で精度よく所定方向に向けることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図２（ａ）乃至（ｄ）に本発明の一実施の形態に係る一対のネジ部品を用いた固定構造を採用する自動車用アンテナを示す。ここでは、図２（ａ）及び（ｄ）における上下方向が、このアンテナが自動車の屋根に取り付けられたときに所定の方向に向けられるべきアンテナの向きであるとする。

図２のアンテナは、ほぼ従来のアンテナと同じであるが、ロケーターピンの形成位置が異なっている。詳述すると、このアンテナは、ケース２１の下面中央に下方に向かって突出する固定部２３を有している。固定部２３には、第１のネジ部品２４として雌ネジが形成又は固定されている。ロケーターピン２７は、固定部２３から離れた位置であって、図２（ｄ）における左右中央から僅かにずれた位置に形成されている。換言すると、固定部２３（即ち第１のネジ部品２４）とロケーターピン２７とは、アンテナの向きに対し傾きをもった方向に沿って（ずれて）形成されている。そのずれ（傾き角）は、例えば、図２（ｄ）において固定部２３の中心とロケーターピン２７の中心との距離を約２０ｍｍとして、角度にして２°程度である。なお、この角度は、ロケーターピン２７及びロケーターピン２７を受ける位置決め穴の各サイズに基づいて決定される。ここで、必要なら、固定部２３及びそれを受ける固定穴の各サイズについても考慮される。即ち、この角度は、アンテナ側のロケーターピン２７と自動車側の位置決め穴とのクリアランスに基づいて決定され、その際、アンテナ側の固定部２３と自動車側の固定穴とのクリアランスが考慮される。

図２のアンテナが取り付けられる自動車の屋根（外板）には、図３に示すように固定用穴３１とロケーターピンを受ける位置決め用穴３２とが所定方向Ａに沿って形成されている。即ち、この固定用穴３１と位置決め用穴３２とは、アンテナがその方向に向かって固定されるように所定方向Ａに沿って形成されている。

図２のアンテナは、図４に示すようにして自動車の屋根に固定される。即ち、固定部２３を固定用穴３１に挿入するとともに、ロケーターピン２７を位置固定用穴に挿入し、車内側から第２のネジ部品２６であるボルトを使って固定金具２５を取り付ける。これにより、アンテナケース１１の一部と固定金具２５とによって外板４１の固定用穴３１の周辺が挟み込まれ、アンテナが屋根に固定される。

外板４１に形成される固定用穴３１及び位置決め用穴３２の内径は、アンテナの固定部２３及びロケーターピン２７の対応する位置における外径よりも夫々若干大きい。即ち、これらの間には夫々クリアランスが存在する。また、これらの内径及び外径は夫々製造バラツキを有している。それゆえ、アンテナを自動車の屋根に取り付ける際に、第２のネジ部品２６を締め付けようとすると、第１のネジ部品２４ひいてはアンテナケース１１が回転する。第２のネジ部品２６の締め付けを行った後の、自動車側の固定用穴３１及び位置決め用穴３２とアンテナ側の固定部２３及びロケーターピン２７との位置関係を図５（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示す。なお、ロケーターピンの形状は、図５（ｄ）に示すように楕円形であるとする。

図５（ｂ）は、固定用穴及び位置決め用穴の内径、及び固定部及びロケーターピンの外径が夫々公称値に等しいとき、図５（ａ）は、固定用穴及び位置決め用穴の内径が許容最小値に等しく、かつ固定部及びロケーターピンの外径が許容最大値に等しいとき、図５（ｃ）は、固定用穴及び位置決め用穴の内径が許容最大値に等しく、かつ固定部及びロケーターピンの外径が許容最小値に等しいとき、の状態を夫々示している。

図５（ｂ）に示されるように、固定用穴及び位置決め用穴の内径、及び固定部及びロケーターピンの外径が夫々公称値に等しいとき、アンテナは所定方向に向かって自動車の屋根に固定される。即ち、オフセット角は０°である。

一方、固定用穴及び位置決め用穴の内径が公称値よりも小さく、かつ固定部及びロケーターピンの外径が公称値よりも大きいときは、図５（ａ）に示されるように、ロケーターピンがアンテナの左右方向（図の上下方向）中央からずれて形成されて影響を受けて、アンテナは所定方向から２．７°（第２のネジの締め付け方向と逆方向へ）ずれている。即ち、オフセット角は、−２．７°である。

また、固定用穴及び位置決め用穴の内径が公称値よりも大きく、かつ固定部及びロケーターピンの外径が公称値よりも小さいときは、図５（ｃ）に示されるように、アンテナは所定方向から２．８°（第２のネジの締め付け方向へ）ずれている。即ち、オフセット角は２．８°である。

以上のことから、本実施の形態に係る固定構造では、アンテナを所定方向±２．８°の範囲内で自動車の屋根に取り付けることができる。

比較のため、従来の固定構造における固定用及び位置決め用穴と固定部及びロケーターピンとの位置関係を図６（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示す。なお、従来のアンテナでは、ロケーターピンがアンテナの左右方向中央に形成され、その形状は円形である。

図６（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ図５（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に対応している。即ち、図６（ｂ）は、固定用穴及び位置決め用穴の内径、及び固定部及びロケーターピンの外径が夫々公称値に等しいとき、図６（ａ）は、固定用穴及び位置決め用穴の内径が許容最小値に等しく、かつ固定部及びロケーターピンの外径が許容最大値に等しいとき、図６（ｃ）は、固定用穴及び位置決め用穴の内径が許容最大値に等しく、かつ固定部及びロケーターピンの外径が許容最小値に等しいとき、の状態を夫々示している。

図６（ａ），（ｂ）及び（ｃ）から明らかなように、従来の固定構造では、いずれの場合もアンテナが所定方向に向くことはなく、３．５±２．８°の傾きを有している。

以上のことから、本実施の形態に係るアンテナ取り付け構造によれば、アンテナを所定方向に向けて精度よく取り付けることができる。

以上本発明について一実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、アンテナを自動車の屋根に取り付ける場合について説明したが、アンテナ以外のいかなる被固定物にも適用でき、また、自動車の屋根以外のいかなる固定板にも適用できる。

また、被固定物を固定板に固定する一対のネジ部品を用いる固定構造としては、突出した固定部を固定用穴に挿入するもののみならず、一対のネジ部品（ボルト及びナット）で直接（あるいは座金等を介して）挟み込むようなものでもよい。

いずれにしても、本発明は、一対のネジ部品を用い、固定板に形成された固定用穴を利用して被固定物を固定板に固定するあらゆる固定構造に利用できる。

さらに、上記実施の形態では、自動車の屋根に固定用穴と位置決め用穴の双方を形成するようにしたが、固定板に位置決め用の突起を設け、非固定部材にそれを受ける穴（凹所）を形成するようにしてもよい。

さらにまた、上記実施の形態では、アンテナに形成されたロケーターピンの位置を所定方向からずらすようにしたが、自動車の屋根に形成される位置決め用穴の位置を所定方向からずらすようにしてもよい。即ち、固定板側において、固定穴と位置決め穴（又はロケーターピン）を所定方向に沿って形成したときには、被固定物側において、第１のネジ部品とロケーターピン（又は位置決め穴）とを所定方向からずらして形成し、被固定物側においてそれらを所定方向に沿って形成したときは、固定板側においてそれらを所定方向からずらして形成すればよい。

従来の固定構造を採用するアンテナの（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図（一部切断）及び（ｄ）底面図である。 本発明の一実施の形態に係る固定構造を採用するアンテナの（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図（一部切断）及び（ｄ）底面図である。 自動車の屋根に形成された固定用穴と位置決め用穴との位置関係を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る固定構造を説明するための断面図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る固定構造における製造バラツキとオフセット角との関係を説明するための図であり、（ｄ）はロケーターピンの形状を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、従来の固定構造における製造バラツキとオフセット角との関係を説明するための図である。

符号の説明

１１ ケース
１２ ケーブル
１３ 固定部
１４ 第１のネジ部品
１５ 固定金具
１６ 第２のネジ部品
１７ ロケーターピン
２１ ケース
２３ 固定部
２４ 第１のネジ部品
２５ 固定金具
２６ 第２のネジ部品
２７ ロケーターピン
３１ 固定用穴
３２ 位置決め用穴
４１ 外板

Claims (4)

1. 被固定物の固定部に設けられた第１のネジ部品と、第１のネジ部品と対を成す第２のネジ部品とを用い、固定板に形成された前記固定部の外径よりも大きい内径を持つ固定用穴に前記固定部を挿入した状態で前記被固定物を前記固定板に固定する一対のネジ部品を用いた固定構造であって、
   前記被固定物の向きが前記固定板上で所定方向に向くよう、前記被固定物及び前記固定板の一方に位置決め用突起を、他方に当該位置決め用突起を受ける前記位置決め用突起の外径よりも大きい内径を持つ位置決め用穴を形成した一対のネジ部品を用いた固定構造において、
   前記固定板側では、前記固定用穴と前記位置決め用突起及び前記位置決め用穴の一方を前記所定方向に沿って形成し、
   前記被固定物側では、前記第１のネジ部品と前記位置決め用突起及び前記位置決め用穴の他方を当該被固定物の向きに対して傾きを持った方向に沿って形成し、
   前記被固定物の向きに対して傾きを持った方向が、前記固定部と前記固定用穴との間のクリアランス及び前記位置決め用突起と前記位置決め用穴との間のクリアランスに基づいて公称オフセット角が０度となるように決定されていることを特徴とする一対のネジ部品を用いた固定構造。
2. 請求項１に記載の一対のネジ部品を用いた固定構造において、
   前記位置決め用突起が前記被固定物に形成され、前記位置決め用穴が前記固定板に形成されていることを特徴とする一対のネジ部品を用いた固定構造。
3. 請求項１または２のいずれか一つに記載の一対のネジ部品を用いた固定構造において、
   前記被固定物が自動車用アンテナであり、前記固定板が自動車の外板であることを特徴とする一対のネジ部品を用いた固定構造。
4. 請求項１，２または３に記載の固定構造を備えるアンテナ装置。

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