(57)【要約】【課題】本発明は、自動車に搭載することが容易なアンテナを実現することを目的とする。【解決手段】アンテナ付きスピーカパネル１００は、スピーカパネルとしてのスピーカグリル１０と、接地導体板２０と、アンテナ素子２２とを備えるスピーカパネル一体型アンテナを含んでいる。スピーカグリル１０は、車体に固定されたスピーカを覆うように自動車に固定される。接地導体板２０は、スピーカグリル１０の背面側に固定され、スピーカの周囲を囲む形状を有している。アンテナ素子２２は、接地導体板２０と一体的に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカの前方に配置されるスピーカパネルと、
前記スピーカパネルの背面側に固定され、前記スピーカの周囲を囲む形状を有する接地導体板と、
前記接地導体板と一体的に形成されたアンテナ素子と、を備えることを特徴とする自動車用スピーカパネルアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用スピーカパネルアンテナにおいて、
前記接地導体板は、
前記スピーカが入り込む開口を有していることを特徴とする自動車用スピーカパネルアンテナ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自動車用スピーカパネルアンテナにおいて、
前記アンテナ素子は、前記接地導体板の外側の縁から突出した板状導体によって形成されていることを特徴とする自動車用スピーカパネルアンテナ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自動車用スピーカパネルアンテナにおいて、
前記接地導体板は、前記スピーカの周囲に沿って伸びる区間を有し、当該区間における最も細い部分の幅は、前記アンテナ素子で送受信される無線信号の最大波長の０．０１１倍以上であることを特徴とする自動車用スピーカパネルアンテナ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自動車用スピーカパネルアンテナにおいて、
前記接地導体板の面積は、前記アンテナ素子で送受信される無線信号の最大波長の０．１３２倍の自乗以上であることを特徴とする自動車用スピーカパネルアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用スピーカパネルアンテナに関し、特に、アンテナの接地導体の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車事故が発生したときに、コールセンターに通報する事故自動緊急通報装置が普及している。事故自動緊急通報装置は、搭載先の自動車の事故を検出すると共に、搭載先の自動車の位置や車種等の情報を、コールセンターに自動的に通報する。事故自動緊急通報装置は、このような自動通報機能の他、音声通信機能も有している。音声通信機能では、乗員の声がマイクで収集されコールセンターに無線送信される。また、コールセンターから送信された無線信号が受信され、コールセンタで発せられた音声がスピーカによって再生される。
【０００３】
一般に、事故自動緊急通報装置は、オーバーヘッドコンソールやフロントパネルに個別に固定されたスピーカ、マイク、無線回路等を備えている。事故自動緊急通報装置の無線回路には、自動車の所定位置に設けられたアンテナが接続される。
【０００４】
以下の特許文献１〜４には、自動車に搭載されるアンテナが記載されている。特許文献１および２には、スポイラにアンテナ素子が配置されたアンテナが記載されている。特許文献３には、オーバヘッドコンソールにアンテナ素子が配置されたアンテナが記載されている。特許文献４には、車載カメラと共に筐体に収容されたアンテナが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７７５５６号公報
【特許文献２】特開２００９−１７７４８４号公報
【特許文献３】特開２００８−１１８５４６号公報
【特許文献４】特開２０１５−１５４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、自動車には様々な無線機器が搭載されている。したがって、事故自動緊急通報装置等の新たな無線機器を搭載する場合、アンテナを搭載するスペースを確保することが問題となる。すなわち、搭載位置が既に定められたアンテナとの干渉による性能劣化を回避しつつ、新たにアンテナを追加することが困難なことがある。この点につき、特許文献４に記載の車載アンテナは、車載カメラと共に筐体に収容されており、筐体内の空きスペースが有効に利用されている。しかし、車載カメラを固定する金属ブラケットの機能をアンテナ素子が兼ねているため構造が限られており、車載カメラが用いられない場合への応用が困難である。
【０００７】
本発明は、自動車に搭載することが容易なアンテナを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、スピーカの前方に配置されるスピーカパネルと、前記スピーカパネルの背面側に固定され、前記スピーカの周囲を囲む形状を有する接地導体板と、前記接地導体板と一体的に形成されたアンテナ素子と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
望ましくは、前記接地導体板は、前記スピーカが入り込む開口を有している。
【００１０】
望ましくは、前記アンテナ素子は、前記接地導体板の外側の縁から突出した板状導体によって形成されている。
【００１１】
望ましくは、前記接地導体板は、前記スピーカの周囲に沿って伸びる区間を有し、当該区間における最も細い部分の幅は、前記アンテナ素子で送受信される無線信号の最大波長の０．０１１倍以上である。
【００１２】
望ましくは、前記接地導体板の面積は、前記アンテナ素子で送受信される無線信号の最大波長の０．１３２倍の自乗以上である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、自動車に搭載することが容易なアンテナを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アンテナ付きスピーカユニットの外観を示す図である。
【図２】アンテナ付きスピーカパネルの分解斜視図である。
【図３】アンテナ付きスピーカパネルを後方から眺めた斜視図である。
【図４】アンテナ付きスピーカパネルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
各図を参照して本発明の実施形態に係るアンテナ付きスピーカパネル（スピーカパネルアンテナ）について説明する。本願明細書における前後上下左右の用語は、アンテナ付きスピーカパネルから車室側を見た方向を示す。ただし、これらの方向を示す用語は、アンテナ付きスピーカパネルを自動車に取り付ける際の姿勢を限定するものではない。
【００１６】
図１には、事故自動緊急通報装置に用いられるアンテナ付きスピーカパネル１００の外観が示されている。アンテナ付きスピーカパネル１００は、スピーカ１６を覆うパネルであるスピーカグリル１０に、事故自動緊急通報装置に用いられるアンテナを搭載したものである。スピーカグリル１０には、スピーカ１６から発せられる音を透過する音響透過構造１２として網目構造、あるいは、微細な孔が開けられた多孔構造が形成されている。この音響透過構造１２よりも車室側には、美観を奏するフロントカバー１４が設けられている。フロントカバー１４もまた、網目構造、多孔構造等の音を透過する構造を有している。
【００１７】
音響透過構造１２よりも後方には車体に固定されたスピーカ１６が位置する。また、スピーカグリル１０は、インストルメントパネル９０に予め設けられた固定穴に入り込むような姿勢で、インストルメントパネル９０に嵌め込まれている。図１に示されたインストルメントパネル９０の領域は、例えば、フロントウインドウの下辺付近から後方に張り出した領域であってよい。すなわち、インストルメントパネルのうち、運転席および助手席の前方においてフロントウインドウの下辺付近から水平に棚状に張り出した領域であってよい。アンテナ付きスピーカパネル１００は、車室の天井等、その他の位置に固定されてもよい。
【００１８】
図２には、アンテナ付きスピーカパネル１００の分解斜視図が示されている。図２の下方向は、スピーカから車室に向かう前方向に対応している。図２において奥から手前に向かう方向は、アンテナ付きスピーカパネル１００の下方向に対応している。図２において右に向かう方向は、アンテナ付きスピーカパネル１００の右方向に対応している。
【００１９】
アンテナ付きスピーカパネル１００は、スピーカグリル１０、金属板１８、基板５２およびオンボードコネクタ５４を備えている。金属板１８は接地導体板２０およびアンテナ素子２２を備えており、金属板１８には接地導体板２０およびアンテナ素子２２が一体的に形成されている。接地導体板２０は略長方形状に形成されている。接地導体板２０には、車体に固定されたスピーカを受容する欠損部分として開口３４が設けられている。開口３４の縁の左側および右側には、前方に凹んだ干渉回避凹み３２が形成されている。干渉回避凹み３２は、後述するように、スピーカを車体に固定するボルトと接地導体板２０との干渉を回避するためのものである。
【００２０】
接地導体板２０の四隅には略長方形状に切り欠かれた切り欠き領域がある。ただし、左下の切り欠き領域は、左下の角よりも右側の辺が切り欠かれ、左下の角が残されている。各切り欠き領域では、略長方形状に切り欠かれて現れる縁のうち左右方向に伸びる区間から、後方に向けて金属板固定片３６が立設している。金属板固定片３６は先端部が外側に折り曲げられた形状を有している。金属板固定片３６のうち、外側に折り曲げられた部分は、スピーカグリル１０に固定される固定領域３８をなす。固定領域３８には、タッピングスクリュー６０を貫通させるネジ穴４０が設けられている。
【００２１】
接地導体板２０の左側で上下方向に伸びる左縦辺には、アンテナ素子２２が形成されている。アンテナ素子２２は、接地導体板２０の左縦辺から左方向に伸びる接地区間２４、接地区間２４の左端から上下方向に伸びる本体素子区間２６、および本体素子区間２６の下端から右方向に伸びる給電区間２８を備えている。給電区間２８の先端部には、後方に折り曲げられた給電端子３０が形成されている。本体素子区間２６、接地区間２４、給電区間２８および接地導体板２０は、逆Ｆ型アンテナを構成する。  
【００２２】
スピーカグリル１０は、プラスチック樹脂等の絶縁体によって形成される。スピーカグリル１０は略長方形の板状に形成され、スピーカグリル１０には音響透過構造１２が設けられている。スピーカグリル１０の上辺および下辺のそれぞれには、後方に伸びる２つの金属板支持柱４４が設けられている。４つの金属板支持柱４４は、金属板１８における４つの金属板固定片３６の固定領域３８に設けられたネジ穴４０に対応する位置に設けられている。各金属板支持柱４４は後方が円柱形状を有しており、後端面にはタッピングスクリュー６０を取り付けるための下穴５０が設けられている。
【００２３】
金属板１８は、スピーカグリル１０の背面に固定される。この際、金属板１８に設けられた４つの金属板固定片３６のそれぞれは、スピーカグリル１０に設けられた金属板支持柱４４に接触する。具体的には、金属板固定片３６に形成された固定領域３８が、金属板支持柱４４の後端面に接触する。
【００２４】
各金属板固定片３６の固定領域３８に開けられたネジ穴４０には、後方からタッピングスクリュー６０が挿通される。タッピングスクリュー６０は、金属板支持柱４４の後端面に設けられた下穴５０にねじ込まれる。これによって、各金属板固定片３６は、各金属板支持柱４４にタッピングスクリュー６０によって固定され、金属板１８が、スピーカグリル１０の背面に固定される。
【００２５】
接地導体板２０の左下の切り欠き部分が形成されることによって現れる縁のうち、左側において縦方向に伸びる区間には、基板５２を接地するための接地端子４２が立設している。基板５２には、接地端子４２を挿通させるための接地穴４３および給電端子３０を挿通させるための給電穴４１が設けられている。基板５２は、接地穴４３および給電穴４１に、それぞれ、接地端子４２および給電端子３０が挿入された状態で、アンテナ素子２２の給電区間２８と接地導体板２０との境界の後方に固定される。
【００２６】
オンボードコネクタ５４は、基板５２の背面に固定されている。オンボードコネクタ５４が有するコネクタ端子は、基板５２に設けられたパターン導体に半田付け等によって接続され、パターン導体を介して接地端子４２および給電端子３０に接続される。
【００２７】
スピーカグリル１０の上辺からは、２つのスピーカグリル固定片４５が突出している。各スピーカグリル固定片４５は、クリップ６２によってインストルメントパネルに固定される。これによって、アンテナ付きスピーカパネル１００がインストルメントパネルに固定される。
【００２８】
なお、ここでは金属板１８をタッピングスクリュー６０によってスピーカグリル１０に固定する実施形態を示したが、スピーカグリル１０を溶融および固体化させることで金属板１８がスピーカグリル１０に固定されてもよい。
【００２９】
図３には、アンテナ付きスピーカパネル１００を後方から眺めた斜視図が示されている。図４には、図３に示されたＡＡ線における断面が示されている。スピーカ１６からは左右にフランジ７０が突出しており、ボルト７６によって各フランジ７０が車体（図示せず）に固定されている。接地導体板２０に設けられた干渉回避凹みによってボルト７６の頭部と接地導体板２０とが干渉することが回避される。接地導体板２０は、スピーカ１６の周囲を囲んでいる。スピーカグリル１０は、その音響透過構造１２の後方にスピーカ１６が位置するようにインストルメントパネルに固定されている。図４に示されているように音響透過構造１２の周囲には、クッション材８０が配置されており、スピーカ１６はクッション材８０を介してスピーカグリル１０に接触している。スピーカ１６から発せられた音は、音響透過構造１２を通ってスピーカグリル１０前方に導かれる。
【００３０】
アンテナ付きスピーカパネル１００の左下には、プラグ７２が差し込まれるオンボードコネクタ５４が配置されている。同軸ケーブル７４の先端に設けられたプラグ７２が下方から上方に向けてオンボードコネクタ５４に差し込まれることで、同軸ケーブル７４の給電線（内導体）がアンテナ素子２２の給電端子３０に接続され、同軸ケーブル７４の接地線（外導体）が接地端子４２に接続される。これによって、同軸ケーブル７４によってアンテナ素子２２に送信信号が供給され、アンテナ素子２２からは送信信号に応じた電磁波が放射される。また、アンテナ素子２２で受信された電磁波に基づく受信信号が、アンテナ素子２２から同軸ケーブル７４に出力される。なお、同軸ケーブル７４は、基板５２に設けられたパターン導体に半田付けやカシメ構造等によって接続されてもよい。
【００３１】
このように本発明の実施形態に係るアンテナ付きスピーカパネル１００は、スピーカパネルとしてのスピーカグリル１０と、接地導体板２０と、アンテナ素子２２とを備えるスピーカパネルアンテナを含んでいる。スピーカグリル１０は、スピーカ１６の前方に配置される。接地導体板２０は、スピーカ１６の周囲を囲む形状を有しており、スピーカグリル１０の背面側に固定されている。アンテナ素子２２は、接地導体板２０と一体的に形成されている。
【００３２】
略長方形状の接地導体板２０は、スピーカ１６が入り込む開口３４を有している。この開口３４によって、接地導体板２０はスピーカ１６の周囲を囲む形状をなしている。開口３４は、例えば、スピーカ１６の直径の１．１２倍以上の直径を有する円形の欠損部であってよい。
【００３３】
アンテナ素子２２は、接地導体板２０の外側の縁から突出した板状導体によって形成されている。すなわち、アンテナ素子２２は、接地区間２４、本体素子区間２６および給電区間２８を備えており、接地導体板２０と共に逆Ｆ型アンテナを構成する。アンテナ素子２２は、接地導体板２０と共にアンテナを構成するものであれば、その他の構造を有してもよい。例えば、アンテナ素子２２は、接地区間２４が取り除かれた逆Ｌ型アンテナを接地導体板２０と共に構成してもよい。また、アンテナ素子２２は、接地区間２４が取り除かれると共に、本体素子区間２６の上端で下方に折り返された区間を有する折り返しアンテナを接地導体板２０と共に構成してもよい。
【００３４】
本実施形態に係るアンテナ素子２２は、接地導体板２０と共に不平衡アンテナを構成する。一般に、不平衡アンテナの接地導体には、アンテナ素子よりも対地容量が大きい導体が用いられる。本実施形態に係る接地導体板２０の面積は、送受信される無線信号（電磁波）の最大波長λの０．１３２倍の自乗以上、すなわち、０．１３２λ×０．１３２λ以上とされている。ここで、送受信される無線信号の最大波長λは、例えば、送受信される無線信号の周波数帯における下限周波数に対応する波長として定義される。また、接地導体板２０は、スピーカ１６に沿って伸びる帯状の区間を有し、この帯状の区間の幅は、０．０１１λ以上とされている。すなわち、接地導体板２０の最も細い部分の幅は、０．０１１λ以上である。図２および図３に示されている例では、接地導体板２０がスピーカ１６を囲む領域には、左右に伸びる帯状の区間があり、この帯状の区間のうち最も幅が狭い部分の幅が、０．０１１λ以上となっている。
【００３５】
スピーカパネルとしてのスピーカグリル１０は、スピーカ１６から発せられる音を透過する音響透過構造１２を有する板状の部材であり、スピーカ１６は音響透過構造１２の背後に配置されている。  
【００３６】
このような構成によれば、スピーカグリル１０の後方におけるスピーカ１６周辺におけるスペースが有効活用され、接地導体板２０およびアンテナ素子２２が、スピーカグリル１０の後方に配置される。これによって、スピーカグリル１０の他に、アンテナを収容する筐体等を別途設ける必要がなく、自動車に搭載することが容易なアンテナを実現することができる。また、十分に広い面積を有する接地導体板２０が用いられることで、アンテナの性能が向上する。
【００３７】
上記では、アンテナ付きスピーカパネル１００が、事故自動緊急通報装置に用いられる例が示された。アンテナ付きスピーカパネル１００は、携帯電話用のハンズフリー装置、音声認識制御装置、ＥＴＣ車載機（Electronic Toll Collection System）等に用いられてもよい。ハンズフリー装置には、乗員の声を検知するマイク素子、および通話相手の声を発するスピーカを備えたものがあり、このスピーカにアンテナ付きスピーカパネル１００が用いられてよい。音声認識制御装置は、マイク素子で検知された音声に従って、自動車搭載用のオーディオ装置、照明装置、空調装置等のアクセサリ装置の制御を行う装置である。音声認識制御装置のスピーカからは、音声に応じた制御に関する案内が発せられる。音声認識制御装置用のスピーカにもアンテナ付きスピーカパネル１００が用いられてよい。
【００３８】
また、アンテナ素子２２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）、ＤＴＶ（Digital TeleVision）等に用いられるアンテナを構成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  スピーカグリル（スピーカパネル）、１２  音響透過構造、１４ フロントカバー、１６  スピーカ、１８  金属板、２０  接地導体板、２２  アンテナ素子、２４  接地区間、２６  本体素子区間、２８  給電区間、３０  給電端子、３２  凹み、３４  開口、３６  金属板固定片、３８  固定領域、４０  ネジ穴、４１  給電穴、４２  接地端子、４３  接地穴、４４  金属板支持柱、４５  スピーカグリル固定片、５０  下穴、５２  基板、５４  オンボードコネクタ、６０  タッピングスクリュー、６２  クリップ、７０  フランジ、７２  プラグ、７４  同軸ケーブル、７６  ボルト、８０  クッション材、９０  インストルメントパネル、１００  アンテナ付きスピーカパネル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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