説明

アンテナユニット

【課題】インナーケースが取り付けられたベースに、外装となるアウターケースを直接取り付ける構造として、アウターケースと被装着面との隙間のバラツキを低減する。
【解決手段】ベース側嵌合部を有するベース10と、ベース10上に配設されたアンテナ素子20,30と、アンテナ素子20,30を覆ってベース10に固定されたインナーケース40と、インナーケース40を覆ってベース10に装着されるアウターケース50とを備える。アウターケース50は前記ベース側嵌合部と嵌合するアウターケース側嵌合部を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車車体のルーフに設置する用途等に適したアンテナユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
車体ルーフに設置する車載用アンテナユニットとしては、大別して1重ケース構造のものと、2重ケース構造のものとがある。
【0003】
1重ケース構造は、1個のケースがアンテナ素子の防水機能と、塗装した外装ケースとしての機能の両方を果たすものである。この場合、車両の塗装色に合わせて、ケースに塗装を施す必要があるが、車両の設定色の数に対応した数量のアンテナユニットを工場内に在庫として保管する必要があり、製造ラインの在庫スペースを圧迫する。
【0004】
2重ケース構造は、アンテナ素子を覆うインナーケースとアウターケースとを有し、アウターケースに車両の塗装色に合致する塗装を施した構造であり、アウターケースのみ車両の設定色の数に対応したものを用意すればよい。
【0005】
2重ケース構造のアンテナユニットとしては、以下の特許文献1と特許文献2とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第4235194号公報
【特許文献2】米国特許第7,429,958号公報
【0007】
特許文献1及び特許文献2は共にアンテナベース上に取り付けられるインナーケースの外側に外装となるアウターケースを嵌合して装着する構造である。このため、アウターケースと、アンテナユニットが装着される被装着面である車体ルーフとの隙間を考察したとき、インナーケースの寸法公差とアウターケースの寸法公差の累積公差がアウターケースとルーフ間の隙間のバラツキに影響することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述のように、インナーケースの外側に外装となるアウターケースを嵌合、装着する構造であると、インナーケースの寸法公差とアウターケースの寸法公差の累積公差が被装着面としてのルーフとアウターケース間の隙間のバラツキに影響し、累積公差が大きい場合にはルーフとアウターケース間の隙間が無視できなくなるおそれがあった。
【0009】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、インナーケースが取り付けられたベースに、外装となるアウターケースを直接取り付ける構造として、アウターケースと被装着面との隙間のバラツキを低減可能なアンテナユニットを提供することにある。
【0010】
本発明のもう一つの目的は、アウターケースをベースに確実に嵌合させることが可能で、かつアウターケースが外れにくい構造のアンテナユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するために、本発明のある態様のアンテナユニットは、ベースと、前記ベース上に配設されるアンテナ素子と、前記アンテナ素子を覆って前記ベースに固定されるインナーケースと、前記インナーケースを覆って前記ベースに装着されるアウターケースとを備えることを特徴としている。
【0012】
前記態様において、前記ベースはベース側嵌合部を一体に有するとともに、前記アウターケースはアウターケース側嵌合部を一体に有し、前記アウターケース側嵌合部は前記アウターケース内壁面よりも空間を隔てて内側に位置して前記ベース側嵌合部に嵌合する構成でもよい。
【0013】
前記態様において、前記ベース側嵌合部は、前記ベースの底面部から立ち上がった立設部の先端部に係止凸部を有し、前記アウターケース側嵌合部は、前記アウターケース内壁面から下方に延びた主片部と、前記主片部に対して下端部にて繋がった副片部とを有し、前記下端部が前記副片部の撓みの支点となり、前記副片部の上端部は前記主片部の側方に突出した係止爪をなしており、前記係止爪が前記係止凸部によって係止されている構成でもよい。
【0014】
前記態様において、前記主片部に設けられた開口の内側に前記副片部が形成されていてもよい。
【0015】
前記態様において、前記ベースは、前記立設部に対して前記アウターケース側嵌合部を挟んで対向する規制部を有し、前記規制部は前記主片部の撓み量を制限する位置にあり、前記立設部の上部及び前記規制部の上部には、それぞれ下方に向けて肉厚が大きくなるようにテーパー面が形成されていてもよい。
【0016】
前記態様において、前記ベース側嵌合部及び前記アウターケース側嵌合部は第1の直線上の2箇所にそれぞれ設けられるとともに、前記第1の直線に直交する第2の直線上の2箇所にもそれぞれ設けられていてもよい。
【0017】
前記態様において、前記アウターケースは内壁面より内側に延びる突片部を有し、前記アウターケースを前記ベースに対して所定角度回転させることで前記突片部を前記ベースの下面側に押し当てるようにした構成でもよい。
【0018】
前記態様において、前記ベースは、下面から突出する給電用筒状部を有し、前記給電用筒状部を囲む第1のシール部材を介在させて被装着面に対し固定されていてもよい。
【0019】
前記態様において、前記ベース上の前記アンテナ素子の配置空間を囲む第2のシール部材を介在させて前記インナーケースは前記ベースに固定されていてもよい。
【0020】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係るアンテナユニットによれば、インナーケースが取り付けられたベースに、外装となるアウターケースを直接取り付ける構造としたので、アウターケースと被装着面との隙間のバラツキを低減可能であり、前記隙間を実質的に無くするか、あるいは無視できる大きさに管理することができる。
【0022】
さらに、アウターケースをベースに嵌合する構造とした場合であっても、アウターケースをベースに確実に嵌合させることが可能で、かつアウターケースを振動、衝撃等で容易に外れないようにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明に係るアンテナユニットの実施の形態であって、一部を拡大図とした正断面図である。
【図2】実施の形態において、ベース側嵌合部及びアウターケース側嵌合部の詳細を示す拡大断面図である。
【図3】実施の形態における2重ケース構造を示す分解斜視図である。
【図4】実施の形態におけるアウターケースを下面側からみた斜視図である。
【図5】実施の形態において、説明の便宜上ベース及びインナーケースを実線で表した平面図である。
【図6】実施の形態であって、(A)はアウターケースをベースに対して嵌合、装着した直後の状態を示す底面図、(B)はベースに対してアウターケースを回転させて(捻って)、アウターケースの突片部をベース下面側に押し当てた状態を示す底面図である。
【図7】実施の形態において、アウターケースの突片部をベース下面側に押し当てた状態の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0025】
図1〜図7において、アンテナユニット1は、アルミダイカストや亜鉛ダイカスト等で形成されたベース10と、ベース10上に配設されたアンテナ素子20,30と、アンテナ素子20,30を覆ってベース10に固定されるインナーケース40と、インナーケース40を覆ってベース10に装着(固定)されるアウターケース50とを備えている。このアンテナユニット1はインナーケース40とアウターケース50とを有する2重ケース構造である。
【0026】
前記ベース10は、底面部11の上面側にアンテナ素子配置空間Sの一部を規定するリブ12及び下面中央部に突出する給電用筒状部13を一体に有している。また、底面部11の下面には、外周よりも内側で給電用筒状部13を囲むようにシール部材としてのOリング60を配置するための環状溝14が形成されている。
【0027】
さらに、ベース10は、ベース側嵌合部として、底面部11から立ち上がった立設部15の先端部に係止凸部16を一体に有し、また立設部15に対向する規制部17を一体に有している。
【0028】
図3に示すように、前記リブ12の外側位置の底面部11の上側には凸部18が一体に形成され、凸部18にインナーケース40を取り付けるための雌ネジ用のボス19が形成されている(後述のビス45としてセルフタップビスを使用することを想定している)。
【0029】
前記リブ12の内側のアンテナ素子配置空間Sには、アンテナ素子20,30が配設されている。アンテナ素子20,30は、例えばパッチアンテナを用いたアンテナ素子で、アンテナ素子20はXM衛星ラジオ用で、アンテナ素子30はGPS用である。図示の例では、各アンテナ素子20,30はビス21,31でベース10に固定され、各アンテナ素子20,30に接続された給電線22,32は給電用筒状部13の内側を通して外部に引き出されている。
【0030】
インナーケース40は電波を透過させる樹脂製であり、アンテナ素子20,30をベース10に取り付けた後、アンテナ素子20,30を覆うようにベース10に図3及び図5のビス45で固定(ビス45が雌ネジ用のボス19にネジ溝を切りながら螺合)される。このとき、リブ12の外側を囲むようにシール部材としてのOリング46をベース10の底面部11上に配置しておき、インナーケース40の下縁をOリング46に押し当てる。つまり、ベース10上のアンテナ素子配置空間Sを囲むOリング46を介在させてインナーケース40をベース10に固定することで、ベース10とインナーケース40で囲まれた水密な空間を形成している。
【0031】
通常の場合、ベース10にアンテナ素子20,30及びインナーケース40を取り付けたもの(アウターケース50装着前段階)で被装着物としての車体ルーフ5への取り付けを行う。ベース10はルーフ5に設けられた取付穴6に給電用筒状部13を挿入し、給電用筒状部13の外周に形成された雄ネジ13aに図示しないナットを螺着することによって行われる。このとき、環状溝14に配置されたOリング60が、給電用筒状部13を囲み、かつベース10と被装着面となるルーフ5の上面間に介在することで、取付穴6の周りを水密にシールできる。
【0032】
アウターケース50は電波を透過させる樹脂製であり、車体ルーフ5と同じ色に塗装されたものであり、車種に応じて種々のデザインのものが用意されている。図2に示すように、このアウターケース50は、ベース10の外縁を囲む側面部51と天井部52とを有し、天井部52の天井面(内壁面)から下方に延長した(垂下)したアウターケース側嵌合部としての主片部53及び副片部54とを一体に有している。主片部53及び副片部54は可撓性を有している。また、アウターケース50への外部からの衝撃が直接的に主片部53に加わらないように、主片部53は側面部51の内壁面よりも空間Uを隔てて内側に位置している。
【0033】
図2及び図4に示すように、副片部54は主片部53に設けられた開口55の内側に形成されていて、主片部53に対して下端部にて繋がっており、下端部が副片部54の撓みの支点となり、副片部54の上端部は肉厚が大きくなっていて、主片部53の側方で係止凸部16側(内側)に突出した係止爪54aをなしている。
【0034】
一方、ベース10側の立設部15の先端部に形成された係止凸部16は、係止爪54aのある方(外側)に突出しており、規制部17は主片部53及び副片部54を挟んで立設部15に対向しており、規制部17は主片部53の撓み量を制限する位置にある。立設部15の上部及び規制部17の上部には、それぞれ下方に向けて肉厚が大きくなるようにテーパー面15a,17aが形成されている。両テーパー面15a,17aは主片部53と向き合って、主片部53の挿入が円滑に行われるようにする案内面として機能する。
【0035】
そして、ベース10にアウターケース50を取り付ける場合、アウターケース側嵌合部としての主片部53を、立設部15と規制部17との間に差し込んでいくと、テーパー面15a,17aで主片部53がガイドされ、遂には副片部54の係止爪54aが係止凸部16に係合(嵌合)する。つまり、係止爪54aが係止凸部16の下側に入り込み、係止爪54aの上端面54bが係止凸部16の下面16aに当接して外れないように係止されることになる。
【0036】
図2において、アウターケース50を外す方向Pに外力が加わった場合、副片部54は矢印Q1,Q2の向きに撓むため、樹脂が破断しない限り抜けることは無い。また、撓み量が過大となって抜けやすくなることは、規制部17にて主片部53の撓み量(変位量)を制限することで防止できる。
【0037】
前記アウターケース50のベース10からの浮き上がりを防止して、アウターケース50の下縁とルーフ5間の隙間を充分小さくする(実質的に隙間を無くす)ために、アウターケース50は側面部51の内壁面下縁より内側に延びる複数の弾性を有する突片部56を有している。図6では4箇所に突片部56を設けた例を示している。
【0038】
図6(A)のように、ベース10にアウターケース50を取り付ける際には、突片部56はベース10と干渉しない位置としてアウターケース50の装着を行い、その後図6(B)のようにベース10に対してアウターケース50を所定角度だけ回転させて突片部56をベース10の下面部位Wに押し当てる。下面部位Wは立設部15を囲むように底面部11から延長してベース10と一体に形成された規制部17の底面の隅部分である。突片部56を下面部位Wに押し当てることによりアウターケース50をベース10に対して引き下げる方向の力が働き、アウターケース50と被装着面であるルーフ5の上面との隙間を充分小さくする(実質的に隙間を無くす)ことが可能となる。アウターケース50の回転量は、アウターケース50の側面部51の内壁面から内側に突出したストッパリブ57がベース10の外縁に形成されたストッパ部101に当接することで規定される。また、突片部56を下面部位Wに押し当てることによるアウターケース50の下降は、例えばアウターケース50の天井部52がインナーケース40の上面に当たって支えられることで規制される。
【0039】
なお、突片部56が当接するベース10下面部位Wは、アウターケース50の回転量(捻り量)が多くなるのに従って下方へと傾斜するテーパー面とすることがより好ましい。
【0040】
図5等に示すように、ベース側嵌合部(立設部15及び係止凸部16)及びアウターケース側嵌合部(主片部53及び副片部54)は第1の直線J上の2箇所にそれぞれ設けられるとともに、前記第1の直線Jに直交する第2の直線K上の2箇所にもそれぞれ設けられている。このような構造とすることで、外力が加わったときにアウターケース50の歪み、変形が起きても、少なくとも2箇所以上の嵌合部同士が嵌合し続ける。例えば、直線J方向の外力がアウターケース50を横にずらす向きに加わった場合、直線J上のベース側嵌合部とアウターケース側嵌合部との嵌合は不安定となるおそれがあるが、これと直交する直線K上の2箇所のベース側嵌合部とアウターケース側嵌合部との嵌合は安定維持される。同様に、直線K方向の外力がアウターケース50を横にずらす向きに加わった場合、直線J上の2箇所のベース側嵌合部とアウターケース側嵌合部との嵌合が安定維持される。また、アウターケース50を直線K方向の両側から挟み込む外力が加わった場合、直線J方向で側面部51をそれぞれ外側に広げる力が発生し、直線J上のベース側嵌合部とアウターケース側嵌合部との嵌合は不安定となるおそれがあるが、直線K上の2箇所のベース側嵌合部とアウターケース側嵌合部との嵌合は安定維持される。同様に、アウターケース50を直線J方向の両側から挟み込む外力が加わった場合、直線K方向で側面部51をそれぞれ外側に広げる力が発生し、直線K上のベース側嵌合部とアウターケース側嵌合部との嵌合は不安定となるおそれがあるが、直線J上の2箇所のベース側嵌合部とアウターケース側嵌合部との嵌合は安定維持される。
【0041】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【0042】
(1) インナーケース40が取り付けられたベース10に、外装となるアウターケース50を直接取り付ける構造としたので、アウターケース50と被装着面であるルーフ5の上面との隙間のバラツキを低減可能である。
すなわち、A:ベース単品寸法公差、B:インナーケース単品寸法公差、C:アウターケース単品寸法公差、X:隙間寸法累積公差としたとき、特許文献1ではアウターケースをインナーケースに取り付けているため、隙間寸法累積公差Xは下記の式の通りとなる。
X=A+B+C
一方、本発明の実施の形態では、下記の式の通りとなる。
X=A+C
インナーケース単品寸法公差Bが無い分、累積公差Xが小さくなり、アウターケース50とルーフ5の上面との隙間を実質的に無くするか、あるいは無視できる大きさに管理することができる。
【0043】
(2) アウターケース50をベース10に嵌合すればよく、アウターケース50の装着が容易であり、しかも、アウターケース50をベース10に確実に嵌合させることが可能で、かつアウターケース50を振動、衝撃等で容易に外れないようにすることが可能である。
【0044】
すなわち、ベース10に垂直でアウターケース50を外す方向の外力に対しては、図2のようにアウターケース側嵌合部として主片部53とこれに対して下端部にて繋がった副片部54とを形成し、これの上部を係止爪54aとすることで、外力による撓みでは抜けない構造を実現している。一方、特許文献1,2共に単純な爪構造であり、外力によって爪の基部が撓むと爪が外れ易くなる。
【0045】
また、ベース10に平行な向きにアウターケース50を動かす外力に対しては、図5のように、ベース側嵌合部(立設部15及び係止凸部16)及びアウターケース側嵌合部(主片部53及び副片部54)を第1の直線J上の2箇所と、第1の直線Jに直交する第2の直線K上の2箇所とにそれぞれ設ける構造とすることで、前記外力が加わったときにアウターケース50の歪み、変形が起きても、必ず2箇所の嵌合部同士が嵌合し続けるようにすることが可能である。一方、特許文献1は係止爪が一直線に対して線対称の配置であり、前記一直線に直交する方向の外力により係止爪が外れ易い。
【0046】
(3) アウターケース50は側面部51の内壁面下縁より内側に延びる複数の突片部56を有しており、アウターケース50をベース10に対して所定角度回転させることで突片部56をベース10の下面側に押し当てることが可能である。この構造により、アウターケース50をベース10側に引き下げ、アウターケース50の歪み、変形等に起因するアウターケース50のベース10からの浮き上がりを防止し、アウターケース50とルーフ5の上面との隙間を充分小さく維持できる。
【0047】
(4) ベース10に対してインナーケース40とアウターケース50を装着する2重ケース構造であり、アンテナユニットの内部部品を共用化し、ベース10とインナーケース40で防水等の構造は成立させ、アウターケース50は外観部品として最後に取り付ければよい。この場合、アウターケース50のみ車種や塗装色等に合わせて多品種用意すれば足りる。
【0048】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【0049】
実施の形態におけるアンテナ素子20,30は、いずれもパッチアンテナと呼ばれるアンテナを用いたものであるが、アンテナ素子はこれに限定されることはなく、他のFMラジオ用、地上波デジタルテレビ用のものであってもよい。その場合、アンテナ形状はパッチアンテナを用いたものとは異なり、ヘリカルアンテナや平面アンテナを用いたものになるため、これに合せてインナーケース及びアウターケースの外観も変わることになる。
【0050】
また、実施の形態ではアウターケース50のベース10からの浮き上がりを防止するために、アウターケース50に弾性を有する突片部56を複数箇所に設けて所定量の回転によりベース10の下面側に押し当てる構造としたが、アウターケース50をベース10に対してスライドさせて弾性を有する突片部56をベース10の下面側に押し当てる構造としてもよい。但し、この場合には、図5のように相互に直交する直線上にベース側嵌合部及びアウターケース側嵌合部の組を配置する構造は採用できず、一直線に対してベース側嵌合部及びアウターケース側嵌合部の組を線対称に配置することになる。
【0051】
さらに、突片部56自体に弾性を持たせる代わりに、突片部56とベース10下面側との間に弾性部材を配置する構成でもよい。
【符号の説明】
【0052】
1 アンテナユニット
5 車体ルーフ
10 ベース
11 底面部
12 リブ
13 給電用筒状部
14 環状溝
15 立設部
15a,17a テーパー面
16 係止凸部
17 規制部
20,30 アンテナ素子
40 インナーケース
46,60 Oリング
50 アウターケース
53 主片部
54 副片部
54a 係止爪
55 開口
56 突片部
S アンテナ素子配置空間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースと、前記ベース上に配設されるアンテナ素子と、前記アンテナ素子を覆って前記ベースに固定されるインナーケースと、前記インナーケースを覆って前記ベースに装着されるアウターケースとを備える、アンテナユニット。
【請求項2】
請求項1に記載のアンテナユニットにおいて、前記ベースはベース側嵌合部を一体に有するとともに、前記アウターケースはアウターケース側嵌合部を一体に有し、前記アウターケース側嵌合部は前記アウターケース内壁面よりも空間を隔てて内側に位置して前記ベース側嵌合部に嵌合する、アンテナユニット。
【請求項3】
請求項2に記載のアンテナユニットにおいて、前記ベース側嵌合部は、前記ベースの底面部から立ち上がった立設部の先端部に係止凸部を有し、
前記アウターケース側嵌合部は、前記アウターケース内壁面から下方に延びた主片部と、前記主片部に対して下端部にて繋がった副片部とを有し、前記下端部が前記副片部の撓みの支点となり、前記副片部の上端部は前記主片部の側方に突出した係止爪をなしており、前記係止爪が前記係止凸部によって係止されている、アンテナユニット。
【請求項4】
請求項3に記載のアンテナユニットにおいて、前記主片部に設けられた開口の内側に前記副片部が形成されている、アンテナユニット。
【請求項5】
請求項3又は4に記載のアンテナユニットにおいて、前記ベースは、前記立設部に対して前記アウターケース側嵌合部を挟んで対向する規制部を有し、前記規制部は前記主片部の撓み量を制限する位置にあり、前記立設部の上部及び前記規制部の上部には、それぞれ下方に向けて肉厚が大きくなるようにテーパー面が形成されている、アンテナユニット。
【請求項6】
請求項2乃至5のいずれかに記載のアンテナユニットにおいて、前記ベース側嵌合部及び前記アウターケース側嵌合部は第1の直線上の2箇所にそれぞれ設けられるとともに、前記第1の直線に直交する第2の直線上の2箇所にもそれぞれ設けられている、アンテナユニット。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれかに記載のアンテナユニットにおいて、前記アウターケースは内壁面より内側に延びる突片部を有し、前記アウターケースを前記ベースに対して所定角度回転させることで前記突片部を前記ベースの下面側に押し当てるようにした、アンテナユニット。
【請求項8】
請求項1乃至7のいずれかに記載のアンテナユニットにおいて、前記ベースは、下面から突出する給電用筒状部を有し、前記給電用筒状部を囲む第1のシール部材を介在させて被装着面に対し固定されている、アンテナユニット。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれかに記載のアンテナユニットにおいて、前記ベース上の前記アンテナ素子の配置空間を囲む第2のシール部材を介在させて前記インナーケースは前記ベースに固定されている、アンテナユニット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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