(57)【要約】【課題】  アンテナロッドの外観を損なうことなく、アンテナロッドでの風切り音の発生を抑制する。【解決手段】  アンテナロッド２をロッド支持部３によって回動自在に支持するとともに、アンテナロッド２を車両前後方向軸５に対して直立又は後傾となる初期位置に弾性部材によって位置付け、アンテナロッド２に車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、弾性部材が弾性変形することによって該風圧に応じてアンテナロッド２を初期位置から後傾させるようにした。【選択図】      図６
2006279302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナロッドと、
車両前後方向軸に対して起伏するように前記アンテナロッドを回動自在に支持するロッド支持部と、
このロッド支持部に設けられ、前記アンテナロッドを車両前後方向軸に対して直立又は後傾となる初期位置に位置付ける弾性部材と、
を備え、
前記アンテナロッドに車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、前記弾性部材が弾性変形することによって該風圧に応じて前記アンテナロッドを前記初期位置から後傾させることを特徴とする車載用アンテナ。
【請求項２】
前記ロッド支持部は、車体に取り付けられるアンテナベースと、車幅方向を軸方向として前記アンテナベースに設けられるとともに前記アンテナに連結された支軸とを有して、前記アンテナロッドを前記支軸回りに回動自在に支持し、
前記弾性部材は、前記アンテナベースと前記アンテナロッドとに連結されるとともに前記支軸に外嵌されたねじりバネであることを特徴とする請求項１に記載の車載用アンテナ。
【請求項３】
前記アンテナロッドを車体に沿う位置でロックするロック機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体のルーフなどに取り付けられる車載用アンテナは、アンテナロッドを有しており、このアンテナロッドは、一般的に、車体に対して起立した状態で取り付けられている。このような構造の車載用アンテナでは、高速走行時に、アンテナロッドの部分で風切り音が発生してしまい、乗員に不快感を与えてしまうことがある。
【０００３】
かかる課題に対して、特許文献１には、アンテナロッド（特許文献１では、アンテナ素子）の前端部から基端部までの領域にスパイラル導体を螺旋状に巻装した構造が開示されている。この構造によれば、スパイラル導体によって空気を攪乱して、アンテナロッドの風下に生じようとする低圧領域を拡散させることにより、走行中に発生するアンテナロッドによる風切り音を抑制することができるとされている。
【特許文献１】特開７−１９３４１８号公報
【発明の開示】
【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に開示された構造では、アンテナロッドの前端部から基端部までの領域にスパイラル導体を螺旋状に巻装するので、アンテナロッドの外観を損ねてしまうというという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、アンテナロッドの外観を損なうことなく、アンテナロッドでの風切り音の発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両前後方向軸に対して起伏するようにアンテナロッドを回動自在に支持するロッド支持部と、このロッド支持部に設けられ、前記アンテナロッドを車両前後方向軸に対して直立又は後傾となる初期位置に位置付ける弾性部材と、を備え、前記アンテナロッドに車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、前記弾性部材が弾性変形することによって該風圧に応じて前記アンテナロッドを前記初期位置から後傾させることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記アンテナロッドに車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、上記弾性部材が弾性変形することによって該風圧に応じて上記アンテナロッドを上記初期位置から後傾させることにより、空気の流れ方向に対面する上記アンテナロッドの面積（投影面積）が風圧に応じて小さくなり、これにより、上記アンテナロッドにおける圧力抗力が小さくなるので、上記アンテナロッドでの風切り音の発生が抑制される。従って、上記アンテナロッドでの風切り音の発生を抑制するために、上記アンテナロッドにスパイラル導線などの部材を設ける必要がないので、車載用アンテナの外観を損ねることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本実施形態の車載用アンテナ１を示す側面図である。図１に示すように、車載用アンテナ１は、円柱状のアンテナロッド２と、ロッド支持部３とを備えており、車体４に取り付けられる。ここで、車載用アンテナ１を取り付ける車体４としては、ルーフパネルやフェンダーパネル等を挙げることができる。
【００１０】
車載用アンテナ１では、起立方向を車両上方として車両前後方向軸５に対して起伏するようにアンテナロッド２をロッド支持部３によって回動自在に支持するとともに、アンテナロッド２をねじりバネ１５（図４参照）によって初期位置に位置付けている。つまり、アンテナロッド２は、取付角度可変に設けられている。
【００１１】
ここで、初期位置とは、アンテナロッド２が車両前後方向軸５に対して直立又は後傾の状態で起立した位置であり、受信性能が高い位置である。本実施形態では、アンテナロッド２が車両前後方向軸５に対して後傾状態で起立した位置が初期位置として適用されている。なお、車両前後方向軸５に対するアンテナロッド２の立上り角度（図１での車両前後方向軸５から反時計回りでのアンテナロッド２までの角度）θをロッド角度θと呼び、初期位置でのロッド角度θを、θ０とする。
【００１２】
図２は、車載用アンテナ１を示す縦断側面図、図３は、その平面図、図４は、その縦断背面図、図５は、ねじりバネ１５を示す斜視図である。なお、図４は、図３中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１３】
アンテナロッド２の基端部２ａには、車幅方向を軸方向とする中空状の円筒部２ｂが形成されている。
【００１４】
ロッド支持部３は、アンテナベース１１と、このアンテナベース１１の下部に取り付けられたゴム製のプロテクタ部材１２とを有している。プロテクタ部材１２は、ロッド支持部３の側縁部下部を覆っており、このプロテクタ部材１２の下面が、車体４の上面４ａに当接する。これにより、アンテナベース１１と車体４との直接接触が回避されている。そして、アンテナベース１１が、図示しないボルト、ナットよって車体４の上面４ａにプロテクタ部材１２を介して取り付けられる。
【００１５】
アンテナベース１１は、車幅方向で対向する一対の側壁部１１ａを有しており、この側壁部１１ａ間は、前方、後方及び上方に開口されている。これらの側壁部１１ａ間には、車幅方向を軸方向とした支軸１３が架設されている。なお、支軸１３と側壁部１１ａとの間には、キャップ部材１４が介在している。支軸１３は、アンテナロッド２の円筒部２ｂを貫通した状態でアンテナロッド２に連結されており、アンテナロッド２を該支軸１３回りに回動自在に支持している。
【００１６】
支軸１３におけるアンテナロッド２の両側には、ねじりバネ１５が外嵌されている。これらのねじりバネ１５の一端部１５ａは、アンテナベース１１に形成された支持部１１ｂに支持されている一方、ねじりバネ１５の他端部１５ｂは、アンテナロッド２の下部に形成された支持部２ｄに支持されている。このようにして、ねじりバネ１５は、アンテナベース１１とアンテナロッド２とに連結されている。このねじりバネ１５は、バネ変位量（ねじり量）が０の状態で、アンテナロッド２を初期位置に位置付けている。
【００１７】
また、車載用アンテナ１は、図２に示すように、車体４に沿う位置でアンテナロッド２をロックするロック機構１６を備えている。本実施形態では、アンテナロッド２が車体４に沿う位置として、アンテナロッド２の先端部２ｃが車両前方に向いた状態でアンテナロッド２が車体４に沿う第１の位置と、アンテナロッド２の先端部２ｃが車両後方に向いた状態でアンテナロッド２が車体４に沿う第２の位置との２つの位置が設定されている。第１の位置では、ロッド角度θ＝１８０°であり、第２の位置では、ロッド角度θ＝０°である。また、この構造によって、アンテナロッド２が風圧によって回動する範囲が、０°＜θ＜１８０°に規制されている。なお、第１の位置に位置するアンテナロッド２及び第２の位置に位置するアンテナロッド２を、図２中に、仮想線で表すと共に、それぞれ符号として２´、２´´を付した。
【００１８】
ロック機構１６は、アンテナベース１１の底部に設けられたボールプランジャ１７と、アンテナロッド２の円筒部２ｂの外周面に形成された第１及び第２の凸部１８ａ，１８ｂとによって構成されている。ボールプランジャ１７は、アンテナロッド２の円筒部２ｂの外周面に摺動可能に配置されている。第１及び第２の凸部１８ａ，１８ｂは、円筒部２ｂの周方向に直列状に設けられている。
【００１９】
このロック機構１６では、アンテナロッド２が車両前方へ所定以上の力で回動されて、ボールプランジャ１７が凸部１８ａを乗り越えることにより、ボールプランジャ１７と凸部１８ａとが係合して、アンテナロッド２´が第１の位置にロックされる。同様に、アンテナロッド２が車両後方へ所定以上の力で回動されて、ボールプランジャ１７が凸部１８ｂを乗り越えることにより、ボールプランジャ１７と凸部１８ｂとが係合して、アンテナロッド２´が第２の位置にロックされる。これらのロックの解除は、アンテナロッド２を車両後方又は前方へ所定以上の力で回動させて、ボールプランジャ１７と凸部１８ａ又は１８ｂとの係合を解除することによりなされる。
【００２０】
このような構成において、車両走行時のアンテナロッド２の変位を図６を参照して説明する。ここで、図６は、車両走行時のアンテナロッド２の変位を説明するための説明図である。
【００２１】
車両が前進すると、車載用アンテナ１に対して車両進行方向ａとは逆方向ｂに空気（風）が相対的に流れ、アンテナロッド２に車両前方から後方へ向かう風圧が作用する。この風圧は、アンテナロッド２を後傾させる向きへの回動力としてねじりバネ１５に作用する。ここで、本実施形態では、車載用アンテナ１に対する風速ＶがＶｓ以下の場合には、アンテナロッド２が初期位置に位置するようにねじりバネ１５のバネ定数ｋが設定されている。つまり、風速ＶＳは、アンテナロッド２が回動する風速の閾値である。
【００２２】
車両の速度が上がり、風速ＶがＶｓよりも大きくなると、風圧によりねじりバネ１５が弾性変形して該風圧に応じてアンテナロッド２が初期位置から後傾する。そして、風圧とねじりバネ１５の復元力とが釣り合う位置にアンテナロッド２が位置付けられる。
【００２３】
ここで、一般に、空気などの流体中を運動する物体に作用する力（抗力）は、物体前後の圧力差による圧力抗力と、物体表面と流体との摩擦による摩擦抗力とがあるが、圧力抗力が大きいと風切り音が大きくなる傾向がある。上述したように、本実施形態では、風圧によりねじりバネ１５が弾性変形して該風圧に応じてアンテナロッド２を初期位置から後傾させるので、空気の流れ方向に対面するアンテナロッド２の面積（投影面積）が風圧に応じて小さくなり、これにより、アンテナロッド２における圧力抗力が小さくなるので、アンテナロッド２での風切り音の発生が抑制される。このとき、車速が上がることで風速Ｖが速くなりアンテナロッド２に対する風圧が大きくなればなるほど、アンテナロッド２がより後傾し、空気の流れ方向に対面するアンテナロッド２の投影面積がより小さくなるので、アンテナロッド２に対する風圧が大きくなってもそれに対応して風切り音の発生が抑制される。
【００２４】
そして、車速が下がり風速が下がった場合には、アンテナロッド２に対する風圧が小さくなることにより、ねじりバネ１５の復元力によってアンテナロッド２が初期位置へ向かって回動し、風速Ｖ≦Ｖｓとなった場合には、ねじりバネ１５が元形状に戻り、アンテナロッド２が初期位置へ復帰する。
【００２５】
ここで、以上のような風圧に応じたアンテナロッド２の変位を実現するためのねじりバネ１５において、そのバネ定数を最適な値に設定する具体的手法を説明する。以下の説明では、ねじりバネ１５を単にバネとして説明する。ここで、図７は、抗力係数とレイノルズ数との関係を示すグラフである。
【００２６】
アンテナロッド２の流れ抗力Ｄと、バネによる逆方向の力Ｄ´との関係が、Ｄ＞Ｄ´となるようにバネのバネ定数ｋを決定すればよい。ここに、Ｄ´は、ロッド角度θの関数として、Ｄ´＝Ｄ´（ｋ，θ）と表すことができる。
【００２７】
アンテナロッド２の径をｄ、長さをＬ、空気動粘係数をν、密度をρ、アンテナロッド２の空気の流れ方向に対する投影面積をＳ、抗力係数をＣＤ、風速を前述と同じＶとすると、空気の流れによる抗力Ｄは、
Ｄ＝（ＣＤ・ρ・Ｖ２・Ｓ）／２                          （１）
で表される。但し、Ｖ＞閾値ＶＳである。
【００２８】
抗力係数ＣＤは、レイノルズ数Ｒｅの関数として表されるものであり、厳密には、台上実験などにより求めればよいが、Ｌ／ｄ＞１００の場合には、以下のように、レイノルズ数Ｒｅを用いて簡易的に求めることができる（参考文献：加藤  宏編，“ポイントを学ぶ  流れの力学”，丸善株式会社，Ｐ．７１  表６．１）。
【００２９】
レイノルズ数Ｒｅは、
Ｒｅ＝ｖ・ｄ／ν                                        （２）
で表すことができる。
【００３０】
Ｒｅ＜４×１０５のとき、ＣＤ〜１．２０
Ｒｅ＞４×１０５のとき、ＣＤ〜０．３４
であり、Ｒｅｃ≡４×１０５とすると、式（２）を用いてレイノルズ数Ｒｅを求め、Ｒｅｃとの大小判定を行えばよいことになり、これにより、ＣＤが求められ、Ｄが求められる。
【００３１】
Ｄ´〜ｋ・Ｌ・θ０と仮定すると（θ＝θ０の場合）、Ｄ＞Ｄ´であるためには、
ｋ＜（ＣＤ・ρ・Ｖ２・Ｓ）／（２・Ｌ・θ０）            （３）
となるｋを求めれば良いことになる。
【００３２】
また、Ｌ／ｄ＞１００なる条件が成り立たない場合には、前述のようにＣＤをＲｅの関数として、例えば図７に示すように、実験で求めておく（参考文献：例えば、パリティ編集委員会編，“身近な流体力学”，丸善株式会社，Ｐ．６６，図３）。
【００３３】
そして、式（２）によりレイノルズ数Ｒｅを求めれば、ＣＤが求められ、式（１）によりＤが求められる。従って、式（３）と同様にしてｋがＣＤを用いて求められる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、アンテナロッド２の外観を損なうスパイラル導線などの部材をアンテナロッド２に設けることなく、アンテナロッド２での風切り音の発生を抑制できる。即ち、本実施形態によれば、車両前後方向軸５に対して起伏するようにアンテナロッド２を回動自在に支持するロッド支持部３と、このロッド支持部３に設けられ、アンテナロッド２を車両前後方向軸５に対して後傾となる初期位置に位置付けるねじりバネ１５と、を備え、アンテナロッド２に車両前方から後方へ向かう風圧が作用した場合、ねじりバネ１５が弾性変形することによって該風圧に応じてアンテナロッド２を初期位置から後傾させることにより、アンテナロッド２の外観を損なうことなく、アンテナロッド２での風切り音の発生を抑制することができる。
【００３５】
また、アンテナロッド２での風切り音の発生を抑制するために、アンテナロッド２にスパイラル導線などの部材を設ける必要がないので、アンテナロッドを異なる車型で共通して用いることができ、よって、アンテナロッド２の種類の増加が防止される。
【００３６】
また、本実施形態においては、ロッド支持部３は、車体４に取り付けられるアンテナベース１１と、車幅方向を軸方向としてアンテナベース１１に設けられるとともにアンテナに連結された支軸１３とを有して、アンテナロッド２を支軸１３回りに回動自在に支持し、弾性部材は、アンテナベース１１とアンテナロッド２とに連結されるとともに支軸１３に外嵌されたねじりバネ１５であることにより、ねじりバネ１５の内側に支軸１３が位置するので、部品配置が集約され、車載用アンテナ１の小型化が図れる。
【００３７】
また、本実施形態においては、車体４に沿う位置でアンテナロッド２をロックするロック機構１６を備えることにより、例えば、洗車時やルーフへのキャリアの搭載時に、アンテンロッドを車体４に沿わせてロックすることができ、利便性が向上する。さらに、本実施形態では、アンテナロッド２が車体４に沿う位置として、前述した第１の位置と第２の位置との２つの位置が設定されていることにより、これらのどちらか一方しかアンテナロッド２が車体４に沿う位置として設定されていない場合に比べて、利便性が向上する。
【００３８】
なお、本発明は、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、アンテナロッド２の初期位置は、車両前後方向軸５に対してアンテナロッド２が直立（θ＝９０°）する位置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の車載用アンテナを示す側面図である。
【図２】その縦断側面図である。
【図３】その平面図である。
【図４】その縦断背面図である。
【図５】ねじりバネを示す斜視図である。
【図６】車両走行時のアンテナロッドの変位を説明するための説明図である。
【図７】抗力係数とレイノルズ数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１    車載用アンテナ
２    アンテナロッド
３    ロッド支持部
４    車体
５    車両前後方向軸
１１  アンテナベース
１３  支軸
１５  ねじりバネ（弾性部材）
１６  ロック機構
【図１】
2006279302.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006279302.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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