(57)【要約】【課題】アンテナ素子を保護しつつ、落雷時に生じる雷サージ電流を車両ボディーに逃すことができる、車両に取り付けられる車載アンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ素子と、車両ボディーに接地されたグランドプレーンと、アンテナ素子よりも車両上方に設置され、かつ、一部がグランドプレーンに近接している金属体と、を備え、金属体は、グランドプレーンとの間に、所定の高電圧が印加された場合に金属体からグランドプレーンへの電流経路を形成するギャップを設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取り付けられる車載アンテナ装置であって、
アンテナ素子と、
車両ボディーに接地されたグランドプレーンと、
前記アンテナ素子よりも車両上方に設置され、かつ、一部が前記グランドプレーンに近接している金属体と、を備え、
前記金属体は、前記グランドプレーンとの間に、所定の高電圧が印加された場合に前記金属体から前記グランドプレーンへの電流経路を形成するギャップを設けている、
車載アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のルーフなどに取り付けられる車載アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に、車両のルーフに取り付けられる車載アンテナ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２９８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車両の軽量化のため、ルーフなどを樹脂化することが検討されている。しかし、例えばルーフを樹脂にしてしまうと、ルーフ上に設置された車載アンテナ装置が車両ボディーに接地されなくなる。このため、車載アンテナ装置に落雷があると、落雷時に生じる雷サージ電流を車両ボディーへ逃し難くなる。特に、車載アンテナ装置のアンテナ素子に雷サージ電流が流れると、アンテナ素子が損傷する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、アンテナ素子を保護しつつ、落雷時に生じる雷サージ電流を車両ボディーに逃すことができる、車載アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両に取り付けられる車載アンテナ装置であって、アンテナ素子と、車両ボディーに接地されたグランドプレーンと、アンテナ素子よりも車両上方に設置され、かつ、一部がグランドプレーンに近接している金属体と、を備え、金属体は、グランドプレーンとの間に、所定の高電圧が印加された場合に金属体からグランドプレーンへの電流経路を形成するギャップを設けている、ことを特徴とする。
【０００７】
この本発明の一態様では、グランドプレーンを車両ボディーに接地する。また、所定の高電圧が印加された場合にグランドプレーンとの間に電流を流せる経路を形成することができるギャップを設けた金属体を、アンテナ素子よりも車両上方に設置する。
【０００８】
このギャップを設けた構造により、所定の高電圧が印加されたときに、グランドプレーンを介して金属体と車両ボディーとを繋ぐ電流経路を確保することができる。また、金属体をアンテナ素子よりも車両上方に設置した構造により、例えば車載アンテナ装置への落雷については、アンテナ素子よりも先に金属体に着雷する確率が高くなる。よって、高電圧が印加された車載アンテナ装置に生じる過電流を、金属体からグランドプレーンを経由して車両ボディーに逃すことができ、アンテナ素子を保護することができる。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明の車載アンテナ装置によれば、アンテナ素子の損傷を保護しつつ、落雷時に生じる雷サージ電流を車両ボディーに逃すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載アンテナ装置の構成を説明する概略図
【図２】グランドプレーンを車両ボディーに接地させる手法の一例を説明する図
【図３】グランドプレーンを車両ボディーに接地させる手法の一例を説明する図
【図４】グランドプレーンを車両ボディーに接地させる手法の一例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［概要］
本発明の車載アンテナ装置は、グランドプレーンを車両ボディーに接地する。また、落雷などによる高電圧が印加された場合にグランドプレーンとの間に電流経路を形成するギャップを設けた金属体を、アンテナ素子よりも車両上方に設置する。これらの構造により、装置への落雷時には、アンテナ素子よりも先に金属体へ着雷させ、かつ、雷サージ電流を金属体からグランドプレーン経由で車両ボディーに逃すことができる。
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明を分かり易くする目的で、各図面に示すように車両における上下前後の各方向を予め定義し、この定義に従って実施形態を説明している。
【００１３】
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る車載アンテナ装置１０の構成を説明する概略図である。図１において、本実施形態に係る車載アンテナ装置１０は、アンテナ素子１１と、グランドプレーン１２と、金属体１３と、アンテナカバー１４と、を含んで構成されている。上記構成による車載アンテナ装置１０は、例えば車両のルーフ２０などに取り付けられる。
【００１４】
アンテナ素子１１は、アンテナフィーダー線３０を介して、車両に搭載された所定の通信機器４０に接続されている。このアンテナ素子１１は、アンテナフィーダー線３０を介して、通信機器４０から送信電力を供給してもらったり、通信機器４０へ受信電力を供給したりすることを行う。
【００１５】
アンテナフィーダー線３０は、アンテナ素子１１と通信機器４０とを接続する給電用のケーブルであり、典型的には同軸ケーブルである。この同軸ケーブルであるアンテナフィーダー線３０は、内側導体線（芯線）がアンテナ素子１１に、外側導体線がグランドプレーン１２に、それぞれ接続されている。なお、通信機器４０は、車両ボディーに接地されていないことが多い。
【００１６】
グランドプレーン１２は、例えば鉄やアルミニウムなどの導電性を有する金属材料で構成され、車載アンテナ装置１０の基準電位となるグランド電位を保つ役割を有している。このグランドプレーン１２は、後述する所定の手法によって車両ボディーに接地されることで、グランド電位を保つことができる。
【００１７】
金属体１３は、例えば鉄やアルミニウムなどの導電性を有する金属材料で構成され、アンテナ素子１１よりも車両上方に設置され、かつ、その一部がグランドプレーン１２に近接して設置される。図１では、車両側面視でＬ字形状をした金属体１３を、アンテナ素子１１の車両上方及び後方を覆うように、かつ、金属体１３とアンテナ素子１１との最短距離が金属体１３とグランドプレーン１２との最短距離よりも遠くなる位置に、設置した例を示している。
【００１８】
この金属体１３は、グランドプレーン１２に最も近接した端部において、所定の高電圧が印加された場合に金属体１３からグランドプレーン１２へ放電（例えば気中放電）が行われて電流が流れる経路を形成することができるギャップＧが設けられた、いわゆるアレスター構造を有している。所定の高電圧とは、例えば落雷時に生じる電圧とすることができる。
【００１９】
上述のアレスター構造によって、高電圧が印加されない通常の使用場面では、金属体１３がグランドプレーン１２と電気的に切り離された状態となるため、金属体１３が車載アンテナ装置１０のアンテナ特性に与える影響を最小限に抑えることができる。一方、落雷などによって高電圧が印加された特殊な場面では、金属体１３がグランドプレーン１２と電気的に接続された状態となるため、金属体１３に生じる雷サージ電流をグランドプレーン１２へ逃すことができる。
【００２０】
アンテナカバー１４は、樹脂などの絶縁性部材で形成された筐体であり、アンテナ素子１１、グランドプレーン１２、及び金属体１３を覆うように取り付けられ、これらを保護するために設けられる。
【００２１】
［接地手法］
次に、図２乃至図４を参照して、グランド（ＧＮＤ）として機能する車両ボディーにグランドプレーン１２を接地させる手法を、幾つか説明する。
【００２２】
ここで車両ボディーとは、鉄やアルミニウムなどの金属材料からなる車両の骨格部材であって、本実施形態ではグランドプレーン１２を接地させる相手としてルーフ、ピラー、又はレールを一例としている。このルーフ、ピラー、又はレールは、金属材料からなる導体が望ましい。しかしながら、車両軽量化などの目的で、ルーフ、ピラー、又はレールが樹脂化される場合がある。このような場合には、ルーフ、ピラー、又はレールを、金属などの導電率の高い物質を樹脂に含めた複合構造にして、かつ、車両ボディーと電気的に接続しておけばよい。例えば、樹脂材料からなるピラー又はレールの表面に金属箔を貼り付けることなどが考えられる。
【００２３】
図２は、グランドプレーン１２を、車両ボディー又は車両ボディーと電気的に接続された導体（ルーフ、ピラー、又はレールなど）に、面同士で直接接続させることで、グランドプレーン１２を車両ボディーに接地させる手法である（面接地）。
【００２４】
この図２に示す例では、グランドプレーン１２の導体部分の下面１２ａ（網掛け箇所）を、レールの導体部分の上面２０ａ（黒塗り箇所）に直接接触させることで、グランドプレーン１２を車両ボディーに接地させている。これにより、落雷などによって金属体１３に生じる雷サージ電流を、グランドプレーン１２を介して車両ボディーへ逃すことができる。
【００２５】
図３は、アンテナフィーダー線３０に中点アースを設け、この中点アースを車両ボディー又は車両ボディーと電気的に接続された導体（ルーフ、ピラー、又はレールなど）と接続させることで、グランドプレーン１２を車両ボディーに接地させる手法である。
【００２６】
この図３に示す例では、アンテナフィーダー線３０のグランドプレーン１２に接続されている導体部分、例えば同軸ケーブルの外側導体線を、導電線３０ａを用いて、最も近いピラー（図示せず）の導体部分に接続させている。これにより、落雷などによって金属体１３に生じる雷サージ電流を、グランドプレーン１２を介して車両ボディーへ逃すことができる。
【００２７】
図４は、グランドプレーン１２を、車両ボディー又は車両ボディーと電気的に接続された導体（ルーフ、ピラー、又はレールなど）に、ワイヤーハーネス５０を介して間接的に接続させることで、グランドプレーン１２を車両ボディーに接地させる手法である。
【００２８】
図４に示す例では、グランドプレーン１２の導体部分を、ワイヤーハーネス５０を用いて、最も近いピラー（図示せず）の導体部分に接続させている。これにより、落雷などによって金属体１３に生じる雷サージ電流を、グランドプレーン１２を介して車両ボディーへ逃すことができる。
【００２９】
［作用・効果］
上述したように、本発明の一実施形態に係る車載アンテナ装置１０によれば、グランドプレーン１２を車両ボディーに接地する。また、所定の高電圧が印加された場合にグランドプレーン１２との間に電流を流せる経路を形成することができるギャップＧを設けた金属体１３を、アンテナ素子１１よりも車両上方に設置する。
【００３０】
この金属体１３とグランドプレーン１２との間にギャップＧを設けた構造によって、雷撃などによって高電圧が印加されたときに、金属体１３と車両ボディー（具体的には、車載バッテリーのマイナス端子）とを繋ぐ電流経路を確保することができる。また、金属体１３をアンテナ素子１１よりも車両上方に設置した構造によって、車載アンテナ装置１０への落雷時には、アンテナ素子１１よりも先に金属体１３に着雷する確率が高くなる。従って、雷撃などによって高電圧が印加されたときに車載アンテナ装置１０で生じる雷サージ電流を、金属体１３からグランドプレーン１２を経由して車両ボディーに逃すことができ、アンテナ素子１１を保護することができる。
【００３１】
また、雷サージ電流を車両ボディーに逃すことができるので、複合構造のルーフ、ピラー、又はレールなどに使用される樹脂材料、例えばカーボンファイバープラスチック（ＣＦＲＰ）などの損傷を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、車両のルーフなどに取り付けられる車載アンテナ装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    車載アンテナ装置
１１    アンテナ素子
１２    グランドプレーン
１２ａ  導体部分の下面
１３    金属体
１４    アンテナカバー
２０    ルーフ
２０ａ  導体部分の上面
３０    アンテナフィーダー線
３０ａ  導電線
４０    通信機器
５０    ワイヤーハーネス
Ｇ      ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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