特許 7495096 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/32 20060101AFI20240528BHJP

   H01Q 1/22 20060101ALI20240528BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/32 Z

H01Q1/22 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020007197

(22)【出願日】2020-01-21

(65)【公開番号】P2021114723

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】今川 敬之

(72)【発明者】

【氏名】土屋 正登

(72)【発明者】

【氏名】山本 真也

(72)【発明者】

【氏名】橋目 譲

(72)【発明者】

【氏名】久下 智之

【審査官】白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０３１７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５４３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１１３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４９８１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／３２

Ｈ０１Ｑ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されるアンテナ装置であって、
前記車両の外部と無線通信する通信機と、
拡張アンテナを兼ねた金属製ブラケットと、を備え、
前記通信機は、筐体と、前記筐体内に収容され、かつ、パターンアンテナが形成された基板と、を有し、
前記金属製ブラケットは、前記筐体に固定される第１部分と、前記車両に固定される第２部分とを有し、
前記第１部分と前記パターンアンテナは、前記金属製ブラケットと前記パターンアンテナの少なくとも一部が空間結合するように前記筐体の一部を間に挟んだ状態で対向している、アンテナ装置。

【請求項2】

前記金属製ブラケットは、前記第１部分から上方に向かって延びている、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第１部分と前記筐体の間には、成形樹脂部が配置されており、
前記第１部分と前記パターンアンテナは、前記金属製ブラケットと前記パターンアンテナの少なくとも一部が前記成形樹脂部を介して空間結合するように前記筐体の一部及び前記成形樹脂部を間に挟んだ状態で対向している、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

インストルメントパネルをさらに備え、
前記成形樹脂部は、前記インストルメントパネルの一部である、請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記通信機及び前記金属製ブラケットは、それぞれ、前記インストルメントパネルの内面が対向した状態で配置されている、請求項４に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記筐体は、樹脂製である、請求項１から５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のルーフに設けられた給電素子（アンテナ素子を兼ねた給電素子）と当該車両のルーフが固定される車体のループ構造自体を空間結合（非接触の電磁界結合）することで構成されるアンテナ装置が例えば特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２４９８１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のアンテナ装置においては、給電素子が設けられた車両のルーフに代えて、車両の外部と無線通信する通信機を用いる場合、通信機と車体のループ構造自体が空間結合するように通信機を車体のループ構造の近くに配置しなければならないため、通信機の設置の自由度が制限されるという問題点があった。

【0005】

本発明の目的は、上述した課題を鑑み、車両の外部と無線通信する通信機を車体のループ構造の近くに配置しなくても特性が向上する（拡張アンテナから電波放出を効率的に行える）、通信機の設置の自由度が高いアンテナ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のアンテナ装置は、車両に搭載されるアンテナ装置であって、前記車両の外部と無線通信する通信機と、拡張アンテナを兼ねた金属製ブラケットと、を備え、前記通信機は、筐体と、前記筐体内に収容され、かつ、パターンアンテナが形成された基板と、を有し、前記金属製ブラケットは、前記筐体に固定される第１部分と、前記車両に固定される第２部分とを有し、前記第１部分と前記パターンアンテナは、前記金属製ブラケットと前記パターンアンテナの少なくとも一部が空間結合するように前記筐体の一部を間に挟んだ状態で対向している。

【発明の効果】

【0007】

本発明により、車両の外部と無線通信する通信機を車体のループ構造の近くに配置しなくても特性が向上する（拡張アンテナから電波放出を効率的に行える）、通信機の設置の自由度が高いアンテナ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１のアンテナ装置１Ａの概略構成図である。

【図2】実施形態２のアンテナ装置１Ｂの概略断面図である。

【図3】電波強度の比較例である。

【図4】実施形態３のアンテナ装置１Ｃの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１であるアンテナ装置１Ａについて添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

【0010】

まず、図１を用いて、実施形態１のアンテナ装置１Ａの構成について説明する。

【0011】

図１は、実施形態１のアンテナ装置１Ａの概略構成図である。

【0012】

図１に示すように、実施形態１のアンテナ装置１Ａは、車両Ｖに搭載されるアンテナ装置である。アンテナ装置１Ａは、車両Ｖの外部と無線通信する通信機１０（車載通信機）と、拡張アンテナを兼ねた金属製ブラケット２０と、を備えている。

【0013】

通信機１０は、筐体１１と、筐体１１内に収容され、かつ、パターンアンテナ１２ａが形成された基板１２と、を有している。金属製ブラケット２０は、筐体１１に固定される第１部分２１と、車両Ｖ（例えば、インストルメントパネル３０の内面や車体フレーム（図示せず））に固定される第２部分２２とを有している。

【0014】

第１部分２１とパターンアンテナ１２ａは、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａの少なくとも一部が空間結合（非接触の電磁界結合）するように筐体１１の一部（例えば、上部１１ａ）を間に挟んだ状態で対向している。

【0015】

以上説明したように、実施形態１によれば、車両Ｖの外部と無線通信する通信機１０を車体のループ構造の近くに配置しなくても特性が向上する（拡張アンテナから電波放出を効率的に行える）、通信機１０の設置の自由度が高いアンテナ装置１Ｂを提供することができる。

【0016】

これは、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａの少なくとも一部が空間結合（非接触の電磁界結合）するように第１部分２１とパターンアンテナ１２ａが筐体１１の一部（例えば、上部１１ａ）を間に挟んだ状態で対向しているため、通信機１０のパターンアンテナ１２ａの駆動電流により、金属製ブラケット２０に誘導電流が生じ、この誘導電流により金属製ブラケット２０から電波（通信用の電波）が放出されることによるものである。つまり、金属製ブラケット２０が、通信機１０を車両Ｖに固定する機能だけでなく、拡張アンテナとしての機能も有していることによるものである。

【0017】

（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２であるアンテナ装置１Ｂについて添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

【0018】

まず、図２を用いて、実施形態２のアンテナ装置１Ｂの構成について説明する。

【0019】

図２は、実施形態２のアンテナ装置１Ｂの概略断面図である。図２は、インストルメントパネル３０の車両前後方向の断面を側面視した概略断面図である。以下、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、通信機１０の搭載位置、搭載方向、搭載角度は、図示のような形態に限られない。

【0020】

図２に示すように、アンテナ装置１Ｂは、車両Ｖに搭載されている。アンテナ装置１Ｂは、車両Ｖの外部と無線通信する通信機１０（車載通信機とも呼ばれる）と、通信機１０を車両Ｖに固定する、拡張アンテナを兼ねた金属製ブラケット２０と、車両Ｖの計器類（図示せず）等が設けられるインストルメントパネル３０と、を備えている。通信機１０及び金属製ブラケット２０は、それぞれ、インストルメントパネル３０の内面（車室内側からインストルメントパネル３０を見てインストルメントパネル３０背面）が対向した状態で配置されている。

【0021】

通信機１０は、例えば、車両外部と無線通信を行うデータ通信モジュールである。通信機１０は、筐体１１と、基板１２（商品基板とも呼ばれる）と、を備えている。筐体１１は、樹脂（合成樹脂）製である。筐体１１内には、基板１２、バックアップ用電池（図示せず）等が収容されている。基板１２には、パターンアンテナ１２ａが形成されている。パターンアンテナ１２ａは、例えば、モノポールアンテナ、Ｌ字型アンテナ、逆Ｌ字型アンテナ、Ｆ字型アンテナ、逆Ｆ字型アンテナである。基板１２は、パターンアンテナ１２ａが筐体１１の上部１１ａ近傍に位置した状態で筐体１１内に配置されている。基板１２には、パターンアンテナ１２ａの他、通信機１０を構成する（無線通信を制御する）電子部品等が実装されているが、電子部品等は、各図中省略されている。

【0022】

通信機１０は、金属製ブラケット２０により車両Ｖに固定されている。

【0023】

金属製ブラケット２０は、筐体１１に固定される第１部分２１と、車両Ｖに固定される第２部分２２と、を有している。

【0024】

第１部分２１は、例えば、筐体１１の上部１１ａ（上面）に固定されている。この固定には、公知の固定手段（例えば、ネジ）が用いられる。その際、第１部分２１とパターンアンテナ１２ａは、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａの少なくとも一部が空間結合（非接触の電磁界結合）するように筐体１１の一部（例えば、上部１１ａ）を間に挟んだ状態で対向している。つまり、第１部分２１は、パターンアンテナ１２ａに対して非接触で、かつ、パターンアンテナ１２ａの駆動電流によりパターンアンテナ１２ａに誘導電流が発生する位置に固定されている。

【0025】

金属製ブラケット２０は、第１部分２１から上方（例えば、第２部分２２）に向かって延びている。そして、第２部分２２は、筐体１１の上方に位置する車両構成部材、例えば、インストルメントパネル３０の内面や車体フレーム（図示せず）に固定されている。

【0026】

次に、上記構成のアンテナ装置１Ｂの動作の一例について説明する。

【0027】

上記構成のアンテナ装置１Ｂにおいては、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａの少なくとも一部が空間結合（非接触の電磁界結合）するように第１部分２１とパターンアンテナ１２ａが筐体１１の一部（例えば、上部１１ａ）を間に挟んだ状態で対向しているため、通信機１０のパターンアンテナ１２ａの駆動電流により、金属製ブラケット２０に誘導電流が生じ、この誘導電流により金属製ブラケット２０から電波（通信用の電波）が放出される。このように、金属製ブラケット２０は、通信機１０を車両Ｖに固定する機能だけでなく、拡張アンテナとしての機能も有している。

【0028】

図３は、電波強度の比較例である。図３（ａ）は拡張アンテナを兼ねる金属製ブラケット２０を用いない場合の電波強度の放射パターンを計算した例であり、図３（ｂ）は拡張アンテナを兼ねる金属製ブラケット２０を用いた場合の電波強度の放射パターンを計算した例である。

【0029】

図３を参照すると、実施形態２のように拡張アンテナを兼ねる金属製ブラケット２０を用いることで、電波強度（特性）が向上することが分かる。

【0030】

以上説明したように、実施形態２によれば、車両Ｖの外部と無線通信する通信機１０を車体のループ構造の近くに配置しなくても特性が向上する（拡張アンテナから電波放出を効率的に行える）、通信機１０の設置の自由度が高いアンテナ装置１Ｂを提供することができる。

【0031】

これは、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａの少なくとも一部が空間結合（非接触の電磁界結合）するように第１部分２１とパターンアンテナ１２ａが筐体１１の一部（例えば、上部１１ａ）を間に挟んだ状態で対向しているため、通信機１０のパターンアンテナ１２ａの駆動電流により、金属製ブラケット２０に誘導電流が生じ、この誘導電流により金属製ブラケット２０から電波（通信用の電波）が放出されることによるものである。つまり、金属製ブラケット２０が、通信機１０を車両Ｖに固定する機能だけでなく、拡張アンテナとしての機能も有していることによるものである。

【0032】

また、実施形態２によれば、金属製ブラケット２０が拡張アンテナを兼ねているため、筐体１１に一体成形される非接触アンテナが不要となる。そのため、筐体１１の軽量化、及びコスト削減が可能となる。

【0033】

また、実施形態２によれば、金属製ブラケット２０（拡張アンテナ）を基板１２から距離を離して、インストルメントパネル３０の上面方向に設置可能であるため、受信感度の向上が期待できる。

【0034】

（実施形態３）
以下、本発明の実施形態３であるアンテナ装置１Ｃについて添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。なお、通信機１０の搭載位置、搭載方向、搭載角度は、図示のような形態に限られない。

【0035】

図４は、実施形態３のアンテナ装置１Ｃの概略断面図である。図４は、インストルメントパネル３０の車両前後方向の断面を側面視した概略断面図である。

【0036】

以下、実施形態２との相違点を中心に説明する。

【0037】

図４に示すように、金属製ブラケット２０の第１部分２１と通信機１０の筐体１１の間には、成形樹脂部３１が配置されている。このように成形樹脂部３１を設けた理由は、当該成形樹脂部３１に対して通信機１０の筐体１１及び金属製ブラケット２０をそれぞれ当接させることで、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａを空間結合（非接触の電磁界結合）する位置関係、形状で配置するため（つまり、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａの位置決めのため）である。具体的には、第１部分２１は、例えば、筐体１１の側部１１ｂ（側面）に成形樹脂部３１を介して固定されている。成形樹脂部３１は、例えば、インストルメントパネル３０の一部である。第１部分２１とパターンアンテナ１２ａは、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａの少なくとも一部が成形樹脂部３１を介して空間結合するように筐体１１の一部（例えば側部１１ｂ）及び成形樹脂部３１を間に挟んだ状態で対向している。成形樹脂部３１は、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａが筐体１１の一部（例えば側部１１ｂ）及び成形樹脂部３１を間に挟んだ状態（かつ、金属製ブラケット２０とパターンアンテナ１２ａがそれぞれ成形樹脂部３１に当接した状態）で適切に空間結合するようにその形状、サイズ等が設計されている。以上の点以外、実施形態２のアンテナ装置１Ｃと同様の構成である。

【0038】

以上説明したように、実施形態３によれば、実施形態２と同様の効果を奏することができる。

【0039】

また、成形樹脂部３１により、車両ごとに最適化設計した（電波放出を効率的にする形状とした）金属製ブラケット（拡張アンテナ）と通信機１０（パターンアンテナ１２ａ）を適切に空間結合することができる。これにより、車両組み立ての際に、通信機１０、及び金属製ブラケット２０の取り付け作業が改善される。

【0040】

上記実施形態で示した数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

【0041】

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0042】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ アンテナ装置
１０ 通信機
１１ 筐体
１１ａ 上部
１１ｂ 側部
１２ 基板
１２ａ パターンアンテナ
２０ 金属製ブラケット
２１ 第１部分
２２ 第２部分
３０ インストルメントパネル
３１ 成形樹脂部
Ｖ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】