(57)【要約】【課題】担体上にアンテナパターンを設けたアンテナ装置の製造コストを低減し、特性を向上する。【解決手段】アンテナ装置１は、アンテナ本体２と支持部１２とを備える。アンテナ本体２は、アンテナパターン３１を付与した絶縁性を有するシート状の担体３２を折り曲げて形成する。支持部１２は、自動車のスポイラの内部に一体に形成する。折り曲げたアンテナ本体２を支持部１２に組み合わせ、固着部１４を固着受部４７に熱かしめして、アンテナ装置１を構成できる。【選択図】        図１
2004260586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的に折り曲げ形成されたシート状の担体、及び、この担体に付与されたアンテナパターンを備えたアンテナ本体と、
前記担体が折り曲げた状態で少なくとも一部が保持される支持部を備えた支持部材と
を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
担体は、それぞれアンテナパターンが付与された相対向する一対の面部を備え、
支持部材は、前記面部を支持する支持部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
支持部材は、担体の一部が位置決めして固着される固着部を備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
担体は、第１の面部と、この第１の面部の一端部に折り線を介して連続する第２の面部と、この第２の面部の一端部に折り線を介して連続しかつ前記第１の面部に対向する第３の面部と、前記第１の面部の他端部及び前記第３の面部の一端部にそれぞれ折り線を介して連続するとともに固着部に固着される固着受部を設けた一対の固着受け面部と、前記第１の面部の両側部に連続しかつ互いに対向する一対の側面部とを備え、
支持部は、前記第１の面部、前記第３の面部、及び両側の側面部に囲われ、かつ、これら面部に対向して支持する内側支持部と、前記側面部を挟んで内側支持部に対向する外側支持部とを備えた
ことを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
担体は、第１の面部と、この第１の面部の一端部に折り線を介して連続する第１の中間面部と、この第１の中間面部に折り線を介して連続しかつ前記第１の面部に対向する第２の面部と、この第２の面部の一端部に折り線を介して連続する第２の中間面部と、この第２の中間面部に折り線を介して連続しかつ前記第２の面部に対向する第３の面部と、前記第１の面部の一側部及び前記第３の面部の一側部にそれぞれ折り線を介して連続するとともに固着部に固着される固着受部を設けた一対の固着受け面部とを備え、
支持部は、前記第１の面部と前記第２の面部との間に位置する第１の中間支持部と、前記第２の面部と前記第３の面部との間に位置する第２の中間支持部とを備えた
ことを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、担体上にアンテナパターンを設けたアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、絶縁性の担体上に導電層を設けたアンテナが用いられている。例えば、それぞれループ状のアンテナ素子を設けた複数のガラスまたは樹脂の縦板を用い、これら縦板を互いに離間した状態で平行に並べるとともに、これら縦板を側板や底板などで固定したアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このように、アンテナ素子を設けた板体を複数並べて立体的なアンテナを形成する構成では、アンテナ素子を設けた板体自体が自己を支持する構造体となり、アンテナ素子の形状やアンテナ素子同士の離間寸法を保つようになっている。しかしながら、このようにアンテナ素子を設けた板体を構造体とする構成では、板体の強度を確保する必要があるとともに、部品点数が多くなり、組立作業も煩雑となって、製造コストの低減が困難である問題を有している。
【０００３】
また、例えば、アンテナを有するＩＣカードについて、パターンを形成した１枚のフレキシブルな樹脂製のカード基板を折り重ね、熱処理して接続することにより、コイル状である立体構造のアンテナの形成を図った構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、このように折り重ねて板状に形成される構成では、アンテナ素子の配置が板の厚さ寸法の範囲内に制限されるため、所望の電気的特性の実現が容易ではない問題を有している。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６４−１６７１７号公報（第１頁、第１図）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−１４３０２９号公報（第４頁、図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のように、アンテナ素子を設けた板体自体が構造体となり、アンテナ素子の形状やアンテナ素子同士の離間寸法を保つ構成では、板体の強度を確保する必要があるとともに、部品点数が多くなり、組立作業も煩雑となって、製造コストの低減が困難である問題を有している。また、パターンを形成したカード基板を折り重ねて板状に形成される構成では、アンテナ素子の配置が板の厚さ寸法の範囲内に制限されるため、所望の電気的特性の実現が容易ではない問題を有している。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、所定の立体形状を有し、所望の電気的特性を容易に得られるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のアンテナ装置は、立体的に折り曲げ形成されたシート状の担体、及び、この担体に付与されたアンテナパターンを備えたアンテナ本体と、前記担体が折り曲げた状態で少なくとも一部が保持される支持部を備えた支持部材とを具備したものである。
【０００９】
そして、この構成では、担体を折り曲げた立体形状としたアンテナ本体を支持部材に形成した支持部で支持し、担体に形成したアンテナパターンにより所望の電気的特性が容易に得られる。
【００１０】
請求項２記載のアンテナ装置は、請求項１記載のアンテナ装置において、担体は、それぞれアンテナパターンが付与された相対向する一対の面部を備え、支持部材は、前記面部を支持する支持部を備えたものである。
【００１１】
そして、この構成では、所定の位置に一対のアンテナパターンが配置され、所望の電気的特性が容易に得られる。
【００１２】
請求項３記載のアンテナ装置は、請求項１または２記載のアンテナ装置において、支持部材は、担体の一部が位置決めして固着される固着部を備えたものである。
【００１３】
そして、この構成では、固着部により、アンテナ本体の担体を位置決めして固着し、アンテナパターンが所望の位置に容易に正確に配置される。
【００１４】
請求項４記載のアンテナ装置は、請求項３記載のアンテナ装置において、担体は、第１の面部と、この第１の面部の一端部に折り線を介して連続する第２の面部と、この第２の面部の一端部に折り線を介して連続しかつ前記第１の面部に対向する第３の面部と、前記第１の面部の他端部及び前記第３の面部の一端部にそれぞれ折り線を介して連続するとともに固着部に固着される固着受部を設けた一対の固着受け面部と、前記第１の面部の両側部に連続しかつ互いに対向する一対の側面部とを備え、支持部は、前記第１の面部、前記第３の面部、及び両側の側面部に囲われ、かつ、これら面部に対向して支持する内側支持部と、前記側面部を挟んで内側支持部に対向する外側支持部とを備えたものである。
【００１５】
そして、この構成では、担体により互いに異なる方向に向かう５面の面部が構成され、これら面部に付与したアンテナパターンにより所望の電気的特性が容易に得られる。
【００１６】
請求項５記載のアンテナ装置は、請求項３記載のアンテナ装置において、担体は、第１の面部と、この第１の面部の一端部に折り線を介して連続する第１の中間面部と、この第１の中間面部に折り線を介して連続しかつ前記第１の面部に対向する第２の面部と、この第２の面部の一端部に折り線を介して連続する第２の中間面部と、この第２の中間面部に折り線を介して連続しかつ前記第２の面部に対向する第３の面部と、前記第１の面部の一側部及び前記第３の面部の一側部にそれぞれ折り線を介して連続するとともに固着部に固着される固着受部を設けた一対の固着受け面部とを備え、支持部は、前記第１の面部と前記第２の面部との間に位置する第１の中間支持部と、前記第２の面部と前記第３の面部との間に位置する第２の中間支持部とを備えたものである。
【００１７】
そして、この構成では、担体により互いに平行な３面の面部が構成され、これら面部に付与したアンテナパターンにより所望の電気的特性が容易に得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のアンテナ装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１ないし図３において、１はアンテナ装置で、このアンテナ装置１は、アンテナ本体２と、このアンテナ本体２が取り付けられる支持部材３とを備えている。そして、支持部材３は、例えば自動車のトランクリッドに取り付けられるスポイラ（エアスポイラ）を構成し、底板部となる樹脂製のパネル部１１の上面から支持部１２と固着部１４とを一体に射出形成で突設し、スポイラの内部に形成されている。また、支持部１２は、内側支持部１６と、一対の外側支持部１７，１７とを備えている。そして、内側支持部１６は、相対向する一対の端壁部２１，２１と、相対向する一対の側壁部２２，２２とを備え、上面を開口した箱状に形成されている。さらに、両側の側壁部２２の先端部である上端部の一部からは、それぞれリブ２４が延設されている。また、外側支持部１７は、外壁部２５を有し、この外壁部２５は、側壁部２２から所定寸法だけ離間し、かつ、側壁部２２に対向して形成されている。さらに、各外壁部２５の、側壁部２２の反対の側には、それぞれ一対の補強用の補強リブ２６が形成されている。また、固着部１４は、端壁部２１から所定寸法だけ離間してそれぞれ２か所に形成され、固着前の状態では、図１に示すように、円柱状に形成され、図３に示すように、先端部から熱溶着され、アンテナ本体２を固着するようになっている。
【００２０】
一方、アンテナ装置１は、図１ないし図４に示すように、アンテナ素子であるアンテナパターン３１を付与したシート状の担体３２を折り曲げて形成されている。そして、担体３２は、可撓性を有しすなわち折り曲げ可能で絶縁性を有する樹脂製のフィルムで形成され、例えば、厚さ寸法０．１ｍｍ〜０．７ｍｍのポリイミド樹脂あるいはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成されている。そして、この担体３２は、平面上に広げた状態で、すなわち折り曲げ前は、図４に示すように、略Ｔ字状をなし、四角状の第１の面部３４、この第１の面部３４の一端部に連続する四角状の第２の面部３５、この第２の面部３５の一端部に連続する四角状の第３の面部３６、第１の面部３４の他端部及び第３の面部３６の一端部にそれぞれ連続する四角状の一対の固着受け面部３７，３７と、第１の面部３４の両側部に連続する一対の側面部３８，３８とを有している。そして、各面部の間にはそれぞれ折り線４１，４２，４３，４４，４５，４５が設定され、すなわち、固着受け面部３７と第１の面部３４との間の折り線４１、第１の面部３４と第２の面部３５との間の折り線４２、第２の面部３５と第３の面部３６との間の折り線４３、第３の面部３６と固着受け面部３７との間の折り線４４、及び第１の面部３４と両側の側面部３８，３８との間の折り線４５，４５が設定されている。なお、これら折り線４１〜４５は、単に位置として設定するほか、折りやすいように薄肉などの弱部に加工しておくこともできる。さらに、各固着受け面部３７には、それぞれ両側の端部近傍に、円孔などの通孔である固着受部４７が穿設されている。
【００２１】
また、アンテナパターン３１は、導電性を有する導電材料を所定の形状で貼り付けあるいは塗布などして形成され、本実施の形態では、担体３２の表面３２ａ側に銅箔を貼り付けエッチング処理して形成されている。また、アンテナパターン３１は、本実施の形態では、第１の面部３４から両側の側面部３８，３８にかけて外周部近傍に沿って形成されたループ状の輻射器となる第１のパターン５１と、第２の面部３５の外周部近傍に沿って形成された導波器となる第２のパターン５２と、第３の面部３６の外周部近傍に沿って形成された導波器となる第３のパターン５３とが形成されている。そして、第２のパターン５２及び第３のパターン５３は、四角状の閉ループに形成されている。また、第１のパターン５１からは、固着受け面部３７の縁部３７ａまで延びる一対のフィードポイント５５が形成されている。
【００２２】
なお、このアンテナ装置１は、１．５ＧＨｚ帯用であり、図４に示すように平面上に広げた状態で、第１のパターン５１は、幅方向である長手方向の寸法がλ／４〜λ／２、この幅方向に直交する方向である短手方向の寸法がλ／８〜λ／４に設定されている。また、第２のパターン５２及び第３のパターン５３は、前記幅方向に沿った方向の寸法及びこの幅方向に直交する方向の寸法のいずれもλ／１６〜λ／４に設定されている。
【００２３】
そして、この担体３２を各折り線４１〜４５で折り曲げ、本実施の形態では、表面３２ａ側から見て、固着受け面部３７に接する折り線４１，４４は９０度の谷折りとし、他の折り線４２，４３，４５は９０度の山折りとすることにより、図１ないし図３に示すように、下面を開口した箱状のアンテナ本体２が構成される。
【００２４】
そして、このアンテナ本体２は、支持部材３の内側支持部１６に被せるようにして組み合わされ、立体的な形状が仮保持されて位置決めされる。すなわち、アンテナ本体２を内側支持部１６に被せた状態で、固着部１４が固着受部４７に挿入されて固着受け面部３７が位置決め保持され、これら固着受け面部３７により第１の面部３４と第３の面部３６とが位置決め保持される。また、両側部をリブ２４により案内されるとともに、これら第１の面部３４と第３の面部３６との間で、第２の面部３５が位置決め保持される。さらに、両側の側面部３８は、内側支持部１６と外側支持部１７との間で位置決め保持される。そして、この状態で、各固着部１４を熱かしめすることにより、各固着部１４が固着受け面部３７の固着受部４７の周囲を押さえ、アンテナ本体２が支持部材３に固定され、アンテナ装置１が構成される。そして、フィードポイント５５に電線を接続することにより、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）の１．５ＧＨｚ帯の電波を受信するようになっている。
【００２５】
このアンテナ装置１の水平指向性の測定結果を図５に示す。なお、この測定は、第２の面部３５を上側に向け、第１の面部３４の正面を０°としたものである。このグラフに示すように、０°と１８０°では、０ｄｂであり、サイドすなわち９０°と２７０°においても、−１０ｄｂ以内と落ち込みが少なく、良好な無指向性が実現されることがわかった。
【００２６】
このように、本実施の形態のアンテナ装置１では、可撓性を有し折り曲げ可能なシートである担体３２にアンテナ素子であるアンテナパターン３１を付与してアンテナ本体２を構成し、このアンテナ本体２を所定の形状に保持して支持する支持部材３を備えたため、アンテナ本体２のフィルム製の担体３２を折り曲げ、支持部材３に組み合わせて熱かしめするという簡略な製造工程で容易に形成でき、部品点数及び工数も少なく、製造コストを低減できる。
【００２７】
また、支持部１２の内側支持部１６と外側支持部１７とにより、担体３２の相対向する一対の側面部３８などのアンテナ本体２の立体的な形状を位置決めして保持でき、また、継時的にも形状を安定して保持でき、すなわち、単一あるいは複数のパターンからなるアンテナパターン３１を所望の立体的な位置に容易にかつ安定して配置でき、電気的特性を容易に安定的に良好にできる。
【００２８】
また、本実施の形態のアンテナ装置１では、六面体の５面にパターンを配置でき、単数あるいは複数のパターンを互いに交差する平面上に配置できるため、サイド位置でも特性の落ち込みの少ない、良好な無指向性などの特性を容易に実現できる。
【００２９】
そして、支持部１２は、樹脂製の部材に容易に一体に形成でき、支持部材３として、自動車の部品、特にスポイラに組み込むアンテナ装置１に好適である。
【００３０】
なお、担体の形状及びこの担体に付与されるアンテナパターンは、上記の実施の形態に限られず、例えば、互いに平行でかつ所定の間隔を介して配置される平面上に担体の面部すなわちパターンを配置し、指向性を調整することもできる。
【００３１】
例えば、図６及び図７に示す実施の形態では、支持部１２は、図６に示すように、自動車の部品であるボックス体の縦壁部６０に一体に形成され、相対向する第１の中間支持部６１と第２の中間支持部６２とを備えている。そして、各中間支持部６１，６２は、それぞれ、メインパネル部６３と、このメインパネル部６３の両側の端部から対向する中間支持部６１，６２に向かって突設されたサブパネル部６４，６４とを備えている。また、固着部１４は、メインパネル部６３から所定寸法だけ離間してそれぞれ２か所に形成されている。そして、互いに対向する中間支持部６１，６２同士の間に、スロット部６５が構成されている。
【００３２】
一方、アンテナ本体２のアンテナパターン３１が付与された担体３２は、上記の構成と同様に、可撓性を有しすなわち折り曲げ可能で絶縁性を有する樹脂製のフィルムで形成され、例えば、厚さ寸法０．１ｍｍ〜０．７ｍｍのポリイミド樹脂あるいはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成されている。そして、この担体３２は、図７に示すように、平面上に広げた状態で略Ｃ状をなし、第１の面部６６と、この第１の面部６６の一端部に連続する第１の中間面部６７と、この第１の中間面部６７に連続する第２の面部６８と、この第２の面部６８の一端部に連続する第２の中間面部６９と、この第２の中間面部６９に連続する第３の面部７０と、第１の面部６６の一側部及び第３の面部７０の一側部にそれぞれ連続する一対の固着受け面部７１，７１とを備えている。そして、各面部の間にはそれぞれ折り線７３，７４，７５，７６，７７，７８が設定され、すなわち、固着受け面部７１と第１の面部６６との間の折り線７３、第１の面部６６と第１の中間面部６７との間の折り線７４、第１の中間面部６７と第２の面部６８との間の折り線７５、第２の面部６８と第２の中間面部６９との間の折り線７６、第２の中間面部６９と第３の面部７０との間の折り線７７、第３の面部７０と固着受け面部７１との間の折り線７８が設定されている。なお、これら折り線７３〜７８も、単に位置として設定するほか、折りやすいように薄肉などの弱部に加工しておくこともできる。さらに、各固着受け面部７１には、それぞれ両側の端部近傍に、円孔などの通孔である固着受部４７が穿設されている。
【００３３】
また、アンテナパターン３１は、導電性を有する導電材料を所定の形状で貼り付けあるいは塗布などして形成され、本実施の形態では、銀粉とカーボンペーストとを練り込んだインクにより印刷して形成されている。また、アンテナパターン３１は、本実施の形態では、第３の面部７０に四角のループ状に形成された輻射器となる第１のパターン８１と、第２の面部６８の外周部近傍に沿って形成された第１導波器となる四角の閉ループの第２のパターン８２と、第１の面部６６の外周部近傍に沿って形成された第２導波器となる四角の閉ループの第３のパターン８３とが形成されている。また、第１のパターン８１からは、第３の面部７０の一端の縁部７０ａまで延びる一対のフィードポイント８５が形成されている。また、このアンテナ装置１も、１．５ＧＨｚ帯用として構成されている。
【００３４】
そして、この担体３２を各折り線７３〜７８で折り曲げ、本実施の形態では、表面３２ａ側から見て、固着受け面部７１に接する折り線７３，７８及び第２の中間面部６９に接する折り線７６，７７は９０度の谷折りとし、他の折り線７４，７５は９０度の山折りとすることにより、図６に示すように、略Ｓ字状のアンテナ本体２が構成される。
【００３５】
そして、このアンテナ本体２は、第２の面部６８が中間支持部６１，６２同士の間のスロット部６５に配置されるようにして支持部１２に組み合わされ、立体的な形状が仮保持されて位置決めされる。すなわち、固着部１４を固着受部４７に挿入して固着受け面部７１が位置決め保持された状態で、一方の固着受け面部７１及び第１の中間支持部６１のメインパネル部６３により第１の面部６６が支持され、他方の固着受け面部７１及び第２の中間支持部６２のメインパネル部６３により第３の面部７０が支持され、第２の面部６８がスロット部６５で中間支持部６１，６２同士の間で支持されるとともに、これら第１ないし第３の面部６６，６８，７０同士の間及びサブパネル部６４により、各中間支持部６７，６９が支持される。そして、この状態で、各固着部１４を熱かしめすることにより、各固着部１４が固着受け面部７１の固着受部４７の周囲を押さえ、アンテナ本体２が支持部材３に固定され、アンテナ装置１が構成される。そして、フィードポイント８５に電線を接続することにより、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）の１．５ＧＨｚ帯の電波を受信するようになっている。
【００３６】
そして、この実施の形態では、アンテナパターン３１を、それぞれ互いに平行でかつ所定寸法だけ離間した平面上に配置できるため、所望の指向性を容易に実現することができる。
【００３７】
なお、上記の各実施の形態では、支持部材３に一体に形成した固着部１４を熱かしめしてアンテナ本体２を固定したが、この構成に限られず、いわゆるスピードナットなどの別体の金具や樹脂ファスナなどの部品を用いることもでき、あるいは、接着、溶着を用いることもできる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態では、１．５ＧＨｚ帯の電波を受信する全地球測位システム（ＧＰＳ）用のアンテナ装置について説明したが、この構成に限られず、アンテナパターンの寸法などを適宜設定することにより、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）の２．５ＧＨｚの電波を受信するアンテナ装置とすることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載のアンテナ装置によれば、担体を折り曲げた立体形状としたアンテナ本体を支持部材に形成した支持部で支持し、担体に形成したアンテナパターンにより所望の電気的特性を容易に実現できる。
【００４０】
請求項２記載のアンテナ装置によれば、請求項１記載の効果に加え、所定の位置に一対のアンテナパターンを配置でき、所望の電気的特性が容易に得られる。
【００４１】
請求項３記載のアンテナ装置によれば、請求項１または２記載の効果に加え、固着部により、アンテナ本体の担体を位置決めして固着でき、アンテナパターンを所望の位置に容易に正確に配置できる。
【００４２】
請求項４記載のアンテナ装置によれば、請求項３記載の効果に加え、担体により互いに異なる方向に向かう５面の面部を構成でき、これら面部に付与したアンテナパターンにより所望の電気的特性を容易に実現できる。
【００４３】
請求項５記載のアンテナ装置によれば、請求項３記載の効果に加え、担体により互いに平行な３面の面部を構成でき、これら面部に付与したアンテナパターンにより所望の電気的特性を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ装置の一実施の形態を示す分解状態の斜視図である。
【図２】同上アンテナ装置の図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】同上アンテナ装置の図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】同上アンテナ装置のアンテナ本体を平面上に広げた状態の斜視図である。
【図５】同上アンテナ装置の水平指向性の測定結果を示すグラフである。
【図６】本発明のアンテナ装置の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図７】同上アンテナ装置のアンテナ本体を平面上に広げた状態の斜視図である。
【符号の説明】
１    アンテナ装置
２    アンテナ本体
３    支持部材
１２    支持部
１４    固着部
１６    内側支持部
１７    外側支持部
３１    アンテナパターン
３２    担体
３４，６６    第１の面部
３５，６８    第２の面部
３６，７０    第３の面部
３７，７１    固着受け面部
３８    側面部
４１，４２，４３，４４，４５，７３，７４，７５，７６，７７，７８    折り線
４７    固着受部
６１    第１の中間支持部
６２    第２の中間支持部
６７    第１の中間面部
６９    第２の中間面部
【図１】
2004260586.tif 000003
【図２】
2004260586.tif 000004
【図３】
2004260586.tif 000005
【図４】
2004260586.tif 000006
【図５】
2004260586.tif 000007
【図６】
2004260586.tif 000008
【図７】
2004260586.tif 000009