JP5191346B2 - Automotive antenna - Google Patents
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Description
本発明は、車載用アンテナの構造に関する。 The present invention relates to a structure of an in-vehicle antenna.
車両にはラジオ、テレビ、無線等の受信装置が多く搭載されている。そして、これらの受信装置それぞれの周波数に応じたアンテナが車両に装備されている。このようなアンテナを車外に設置することによって受信することは可能ではあるが、一般の乗用車においては、美観、スペースの点から好ましくない。そこで、車両に取り付けられているエアスポイラ等の樹脂製中空体からなる外装品の内部空間にアンテナを設置することによりスペースの共用化並びに外観上の車両全体の見栄えの向上を図っている。 Many receiving devices such as a radio, a television, and a radio are mounted on the vehicle. And the antenna according to the frequency of each of these receivers is equipped with the vehicle. Although it is possible to receive such an antenna by installing it outside the vehicle, a general passenger car is not preferable in terms of aesthetics and space. In view of this, an antenna is installed in an internal space of an exterior product made of a resin hollow body such as an air spoiler attached to the vehicle to share the space and improve the appearance of the entire vehicle in appearance.
エアスポイラの内部にアンテナを取り付ける場合には、内部の限られたスペースに配置して効率よく電波を受信することができるように金属薄板を使用した平板のアンテナエレメントが用いられることが多い。このような平板のアンテナエレメントはエレメント単体で平面を保持することができるほどの厚さが無いことから、樹脂等のベース部材に取り付けられてからエアスポイラの内部に取り付けられている。この際、樹脂と金属との間の熱膨張差を吸収するために樹脂とアンテナエレメントとの間は爪などによって係合させて取り付けられている。そして、アンテナエレメントと車体とは柔軟性のある同軸ケーブルなどによって接続されるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。 When an antenna is mounted inside an air spoiler, a flat antenna element using a thin metal plate is often used so that it can be placed in a limited space inside and receive radio waves efficiently. Since such a flat antenna element is not thick enough to hold a flat surface as a single element, it is attached to a base member such as resin and then attached to the inside of the air spoiler. At this time, in order to absorb the difference in thermal expansion between the resin and the metal, the resin and the antenna element are attached by being engaged by a claw or the like. The antenna element and the vehicle body are configured to be connected by a flexible coaxial cable or the like (see, for example, Patent Document 1).
また、近年はアンテナを小形化するためにセラミックスのアンテナ基板の上に板状のアンテナエレメントを取り付け、そのアンテナ基板を有機材料のプリント配線基板にはんだ付けで取り付けたアンテナモジュールが提案されている。このようなアンテナモジュールでは、動作の際のアンテナエレメントの温度上昇などによりアンテナ基板とプリント基板との間に熱応力が発生し、この熱応力によって各基板の間を接続しているはんだにクラックなどの損傷が発生するという問題があった(例えば、特許文献2参照)。 In recent years, in order to reduce the size of an antenna, an antenna module has been proposed in which a plate-like antenna element is attached on a ceramic antenna substrate, and the antenna substrate is attached to an organic material printed wiring board by soldering. In such an antenna module, a thermal stress is generated between the antenna substrate and the printed circuit board due to the temperature rise of the antenna element during operation, and the thermal stress causes cracks in the solder connected between the substrates. There has been a problem that damage occurs (see, for example, Patent Document 2).
一方、近年は周波数が高い電波を受信する場合が多く、このため、車載用アンテナのアンテナエレメントは小形になってきている。そして、特許文献1に記載された従来技術のように2つのアンテナエレメントをそれぞれ別にエアスポイラ等の内部に搭載するのではなく、2つの平板のアンテナエレメントを共通の樹脂ベースに取り付けて、この樹脂ベースをエアスポイラ等の車両用外装品の内部に取り付けることが多い。更にアンテナ全体を小形にするために、アンテナへの給電基板とアンテナエレメントとの間を柔軟性のある同軸ケーブル等によって接続するのではなく、各金属製のアンテナエレメントの給電端を直接、給電基板にはんだ付けによって接続する場合がある。この場合、各部に熱膨張差が発生すると、熱応力がはんだ付け部分に集中し、はんだにクラックが入ったり、損傷を受けたりする場合があった。 On the other hand, in recent years, radio waves having a high frequency are often received. For this reason, the antenna element of a vehicle-mounted antenna has become smaller. Then, instead of mounting two antenna elements separately in the air spoiler or the like as in the prior art described in Patent Document 1, two flat antenna elements are attached to a common resin base, and this resin base Is often attached to the interior of a vehicle exterior such as an air spoiler. In addition, in order to make the entire antenna small, the power supply board of the antenna element made of metal is not directly connected between the power supply board to the antenna and the antenna element by a flexible coaxial cable or the like. May be connected by soldering. In this case, when a difference in thermal expansion occurs in each part, the thermal stress is concentrated on the soldered part, and the solder may be cracked or damaged.
本発明は、車載用アンテナにおいてはんだ付け部分の損傷を抑制することを目的とする。 An object of this invention is to suppress the damage of the soldering part in a vehicle-mounted antenna.
本発明の車載用アンテナは、共通の樹脂ベースにおける共通の表面上の異なる固定点に固定された複数の平板アンテナエレメントと、各アンテナエレメントの給電端がそれぞれ固定される共通の給電基板と、を備える車載用アンテナであって、各給電端は、各アンテナエレメントの表面に沿った方向に突出する各帯板と、各帯板に設けられ、共通の給電基板に向かって延びて給電基板に接続される平板状の各接続リブと、を備え、各接続リブの面は、各アンテナエレメントの固定点の並んでいる方向と同一方向に向けられていること、を特徴とする。
A vehicle-mounted antenna according to the present invention includes a plurality of flat plate antenna elements fixed at different fixed points on a common surface in a common resin base, and a common power supply substrate to which a power supply end of each antenna element is fixed. In-vehicle antennas, each feed end is provided on each band plate protruding in the direction along the surface of each antenna element, and is provided on each band plate, and extends toward a common feed board and is connected to the feed board Each of the connecting ribs is oriented in the same direction as the direction in which the fixing points of the antenna elements are arranged.
本発明の車載用アンテナにおいて、共通の樹脂ベースに取り付けられ、樹脂ベースとの間に給電基板を厚さ方向に挟み込み、給電基板の表面に沿った方向の移動をガイドするカバーを備えること、としても好適である。 The vehicle-mounted antenna of the present invention includes a cover that is attached to a common resin base, sandwiches the power supply substrate with the resin base in the thickness direction, and guides movement in the direction along the surface of the power supply substrate. Is also suitable.
本発明は、車載用アンテナにおいてはんだ付け部分の損傷を抑制することができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to suppress damage to a soldered portion in a vehicle-mounted antenna.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態の車載用アンテナ10は、共通の樹脂ベース11と、樹脂ベース11の各固定点にそれぞれビス14,15によって固定されている2つのアンテナエレメント12,13と、各アンテナエレメント12,13の各給電端12a,13aが固定される共通の給電基板20とを備えている。樹脂ベースは、ABS樹脂の成形品で、各アンテナエレメント12,13は黄銅の薄板であり、給電基板20はガラスエポキシの平板である。各ビス14,15の中心は各アンテナエレメント12,13の固定点である。給電基板20の出力端子24には出力ケーブル25が接続され、出力ケーブル25は車両内部のケーブルとの接続コネクタが取り付けられているブラケット26に接続されている。図1において、各アンテナエレメント12,13を固定する各ビス14,15から各給電端12a,13aに向かう方向をX方向、給電基板20の表面に沿ってX方向と直角方向をY方向、給電基板20の面に向かう方向をZ方向として以下説明する。図2に示すように、Y方向は各アンテナエレメント12,13の固定点14a,15aの並ぶ方向である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the in-
図2に示すように、樹脂ベース11は平板状の各アンテナエレメント12,13を保持する表面を有するアンテナエレメント保持部11aと、給電基板20を保持する給電基板保持部11bとを備えている。アンテナエレメント保持部11aと給電基板保持部11bとは一体成形によって形成されている。一方のアンテナエレメント12は略L字形状で、もう一方のアンテナエレメント13は略四角形状である。各アンテナエレメント12,13の間には樹脂ベース11の表面から突出した板状のリブ11dが設けられており、各アンテナエレメント12,13は電気的に分離されている。各アンテナエレメント12,13の各給電基板側の端部から共通の給電基板20の方向に向かってX方向に各給電端12a,13aが延びている。
As shown in FIG. 2, the
各給電端12a13aは、各アンテナエレメント12、13の表面に沿った方向に突出する各帯板16、17と、各帯板16,17に設けられ、共通の給電基板20に向かって延びて給電基板20に接続される平板状の各接続リブ18,19と、を備えている。各帯板16,17は、給電基板20と干渉しないように給電基板20の下側に向かって階段状に折り曲げられている。そして、図3、図4に示すように、各接続リブ18,19は各帯板16,17の側面を直角に折り曲げて形成されている。各接続リブ18,19は、給電基板20に設けられたスリット28,29に差し込まれ、はんだ31によって給電基板20に固定されている。
Each feeding end 12a13a is provided on each
図3に示すように、各接続リブ18,19は、その面が給電基板20と各アンテナエレメント12,13を固定している各ビス14,15の中心の各固定点14a,15aとを結ぶX方向に向かって延びているので、各接続リブ18,19の各表面は略平行となっている。また、各ビス14,15はX方向と直角方向のY方向に向かって並んで設けられている。このため、各接続リブ18,19の各面は、各ビス14,15の並んでいる方向、すなわち、各アンテナエレメント12,13の各固定点14a,15aの並んでいるY方向に向かっている。
As shown in FIG. 3, each
図2に示すように、樹脂ベース11の給電基板保持部11bには給電基板20を覆うカバー21がビス22によって取り付けられている。図3、図4に示すように、カバー21は周囲にフランジ21a,21bを備えている。カバー21の後端側のフランジ21bは樹脂ベース11の給電基板保持部11bのフランジ11cに当たるようにビス22によって給電基板保持部11bに取り付けられる。カバー21の後端側フランジ21cは樹脂ベース11の給電基板保持部11bの内面との間に若干の隙間を持って給電基板20を挟みこむように構成されている。このように給電基板20はカバー21と樹脂ベース11とによってその厚さ方向に隙間を持って挟み込まれているので、図3、図4の矢印に示すように、その表面に沿った方向にスライドすることができる。また、カバー21の先端のフランジ21aは樹脂ベース11の給電基板保持部11bとの間に帯板16,17を通せるような隙間ができるように取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a
図3に示すように、カバー21の後端側には、給電基板20との隙間を規制する突起21dが設けられている。突起21dは給電基板20の表面に接していても良いし、接していなくともよいが、給電基板20がその表面に沿ってスライドすることができるよう、給電基板20を押さえつけないように構成されていればよい。
As shown in FIG. 3, a
以上のように構成された車載用アンテナ10の温度が上昇した場合の各部の変形について説明する。先に説明したように、樹脂ベース11はABS製であり、各アンテナエレメント12,13は黄銅製で、給電基板20はガラスエポキシ製である。ABS樹脂の熱膨張率は、6から13×10-5程度であり、黄銅の熱膨張率は、1.9×10-5程度であり、ガラスエポキシの熱膨張率は、2.1×10-5程度である。このため、車載用アンテナ10の温度が変化すると、樹脂部分が黄銅やガラスエポキシの部分よりも大きく伸びることとなる。
Deformation of each part when the temperature of the vehicle-mounted
図3に示すX方向について説明する。樹脂ベース11と各アンテナエレメント12,13は各ビス14,15によって固定点14a,15aに固定されているので、車載用アンテナ10の温度が上昇すると、樹脂ベース11と各アンテナエレメント12,13とは固定点14a,15aを起点として伸びていく。樹脂ベース11は黄銅の各アンテナエレメント12,13よりも大きく熱膨張するので、その給電基板保持部11bの位置は、各アンテナエレメント12,13に接続されている給電基板20の先端部分よりも各固定点14a,15aから離れた位置となる。給電基板20は樹脂ベース11の給電基板保持部11bとカバー21との間にスライド自在に挟まれているので、給電基板20は樹脂ベース11に対して相対的に各固定点14a,15aの方向に移動する。また、逆に温度が低下した場合には、樹脂ベース11の給電基板保持部11bの位置は給電基板20の先端位置よりも各固定点14a,15aに近い位置となり、この場合には、給電基板20は樹脂ベース11に対して相対的に固定点14a,15aと反対の方向に移動する。
The X direction shown in FIG. 3 will be described. Since the
このように各アンテナエレメント12,13が接続された給電基板20が各アンテナエレメント12,13と共にスライド移動することによって樹脂ベース11と各アンテナエレメント12,13との熱伸び差によって給電基板20と各アンテナエレメント12,13とを接続するはんだ31に応力が掛かることを抑制することができる。また、給電基板20はカバー21に設けられた突起21dによって樹脂ベース11の給電基板保持部11bに押さえられているので、車両の走行の際の振動などによって給電基板20が振動することを抑制することができる。
Thus, the
次に、図5を参照しながら、各アンテナエレメント12,13の各固定点14a,15aの並ぶ方向であるY方向の熱膨張について説明する。図5において、実線は常温の状態を示し、点線は温度上昇後の状態を示す。ABS製の樹脂ベースの熱膨張率はガラスエポキシ製の給電基板20の熱膨張率よりも大きいので、車載用アンテナ10の温度が上昇すると、樹脂ベース11はガラスエポキシの給電基板20よりも大きく伸びることとなる。図5に点線で示すように、樹脂ベース11がY方向に熱膨張すると、その熱伸びに伴って樹脂ベース11の各固定点14a,15aに固定されている各アンテナエレメント12,13もY方向に熱膨張していく。そして、各アンテナエレメント12,13の各給電端12a,13aのY方向の間隔が広がり、それにつれて各接続リブ18,19のY方向の間隔が広がっていく。一方、給電基板20も温度が上昇すると、Y方向に向かって熱膨張する。しかし、給電基板20はガラスエポキシ製で熱膨張率が樹脂ベース11よりも小さいため、各接続リブ18,19が接続されている給電基板20の各スリット28,29のY方向の間隔の広がりは、各接続リブ18,19の各面間の広がりよりも小さい。
Next, the thermal expansion in the Y direction, which is the direction in which the fixed
一方、図5に示すように、各接続リブ18,19は平板状でその厚み方向がY方向になるように各帯板16,17からL型に折り曲げられて構成されていることから、車載用アンテナ10の温度が上昇した際には、図5の点線で示すように、各接続リブ18,19は各折り曲げ角度が変化すると共に、各接続リブ18,19がX軸周りに曲げ変形することによって、各接続リブ18,19と給電基板20の各スリット28,29のY方向の間隔の広がりの差の分を吸収することができる。また、温度が低下した場合には、この逆の変形によってY方向の間隔の広がりを吸収することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the connecting
このように接続リブ18,19の変形によって樹脂ベース11と給電基板20との熱伸び差によって給電基板20と各アンテナエレメント12,13とを接続するはんだ31に応力が掛かることを抑制することができる。
As described above, it is possible to suppress the stress applied to the
以上説明したように、本実施形態の車載用アンテナ10は、給電基板20をスライド可能に保持すること、各アンテナエレメント12,13と給電基板20との間の接続リブ18,19が変形することができるように構成することによって、XY方向の樹脂ベース11と各アンテナエレメント12,13及び樹脂ベース11と給電基板20との間に発生する熱膨張差を吸収することができ、温度変化によりはんだ31に発生する応力を抑制し、はんだ31にクラックなどの損傷が発生することを抑制することができるという効果を奏する。
As described above, the in-
10 車載用アンテナ、11 樹脂ベース、11a アンテナエレメント保持部、11b 給電基板保持部、11c フランジ、11d リブ、12,13 アンテナエレメント、12a,13a 給電端、14,15,22 ビス、14a,15a 固定点、16,17 帯板、18,19 接続リブ、20 給電基板、21 カバー、21a,21b フランジ、21c 後端側フランジ、21d 突起、24 出力端子、25 出力ケーブル、26 ブラケット、28,29 スリット、31 はんだ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
各アンテナエレメントの給電端がそれぞれ固定される共通の給電基板と、を備える車載用アンテナであって、
各給電端は、各アンテナエレメントの表面に沿った方向に突出する各帯板と、各帯板に設けられ、共通の給電基板に向かって延びて給電基板に接続される平板状の各接続リブと、を備え、
各接続リブの面は、各アンテナエレメントの固定点の並んでいる方向と同一方向に向けられていること、
を特徴とする車載用アンテナ。 A plurality of flat antenna elements fixed at different fixing points on a common surface in a common resin base;
A vehicle-mounted antenna provided with a common power supply substrate to which a power supply end of each antenna element is fixed,
Each feeding end has a strip plate protruding in a direction along the surface of each antenna element, and each plate-like connecting rib provided on each strip plate and extending toward a common feeding board and connected to the feeding board And comprising
The surface of each connection rib is oriented in the same direction as the direction in which the fixed points of each antenna element are aligned,
A vehicle-mounted antenna characterized by.
共通の樹脂ベースに取り付けられ、樹脂ベースとの間に給電基板を厚さ方向に挟み込み、給電基板の表面に沿った方向の移動をガイドするカバーを備えること、
を特徴とする車載用アンテナ。 The vehicle-mounted antenna according to claim 1 is:
A cover that is attached to a common resin base, sandwiches the power supply board in the thickness direction between the resin base and guides movement in the direction along the surface of the power supply board,
A vehicle-mounted antenna characterized by.
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