(57)【要約】【課題】  アンテナ素子の感度が最良となるように調整可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】  天頂方向に指向性を有するアンテナ素子を収納し、アンテナ素子が載置されるボトムカバー２ｂと、アンテナ素子を覆うトップカバー２ａとを有するアンテナケース２と、任意の設置面に固着されるアンテナベース４と、アンテナケース２及びアンテナベース４の相対的な角度を調整可能にアンテナケース及びアンテナベースを連結する角度調整機構５とを備える。アンテナベース４の底面には、ユニバーサル形状のフック穴４Ａが形成され、上下双方での壁掛け取り付けが可能とされるとともに、ケーブル溝２２、２３、ケーブル係止片２４が形成されており、ケーブル３は上下双方から引き出し可能とされている。【選択図】  図１ 
2004173235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天頂方向に指向性を有するアンテナ素子を収納し、該アンテナ素子が載置されるボトムカバーと、該アンテナ素子を覆うトップカバーとを有するアンテナケースと、
任意の設置面に固着されるアンテナベースと、
上記アンテナケース及びアンテナベースの相対的な角度を調整可能に該アンテナケース及びアンテナベースを連結する角度調整機構と
を備えるアンテナ装置。
【請求項２】
上記角度調整機構を制御し、上記アンテナケース及びアンテナベースの相対的な角度を機械的に調整する駆動手段を備える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】
上記アンテナ素子及び駆動手段に接続され、該アンテナ素子における電波の受信状態を感知し、該受信状態に基づいて該駆動手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記角度調整機構は、バネにより支持された回転軸と、当該回転軸を係止する凹部が等角度間隔で設けられた受け部とから構成されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記アンテナベースの底面にフック孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記フック孔は、上下双方に対応可能なユニバーサル形状とされていることを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記フック孔は、上記底面の四隅に対応して４カ所に形成されていることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記アンテナベースの底面からケーブルが引き出され、上下双方から引き出し可能とされていることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記底面に、上下双方に対応してケーブル引き出し溝及びケーブル係止部が形成されていることを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
当該アンテナ装置は、車載用のアンテナ装置であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項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、アンテナ装置に関し、例えば自動車の車内に取付けられ、良好な感度を確保することを可能としたアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のアンテナ装置は、例えば、螺旋状導線で構成されたヘリカルアンテナ素子を車内の任意の位置、好ましくは窓付近に取付けることにより設置される。ヘリカルアンテナ素子は、例えば、図１１に示す放射パターンからわかるように、全指向性アンテナ素子である。アンテナ素子の取付は、通常、両面テープ、接着剤、ビス等によりアンテナケースの底面を自動車内の一部に固着することにより行われる。（特許文献１参照）
【０００３】
車載用のアンテナ装置は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）信号、衛星ラジオ放送信号、セルラ電話信号等、様々な信号を受信する。
【特許文献１】特開２００３−３７４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、ヘリカルアンテナ素子を採用した車載用のアンテナ装置は、通常、全指向性アンテナである。しかしながら、このようなアンテナ装置の指向感度は、アンテナ装置が車内に設置され、遮蔽物が存在する環境で設定されている訳ではないため、実際の取付時には、最良の感度を確保することが難しい。また、アンテナ装置の設置は、上述のとおり、アンテナケースの底面と車室内の任意の平面とを固着することにより行われるため、アンテナケース装置を車室内に取付けた後は、アンテナ装置を衛星がある方向に傾けて使用することは不可能であった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、例えば自動車の車室内等に取付けた後も、自由に角度を調整し、最良の感度を得ることができる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】
上述の目的を達成するために、本発明に係るアンテナ装置は、天頂方向に指向性を有するアンテナ素子を収納し、該アンテナ素子が載置されるボトムカバーと、該アンテナ素子を覆うトップカバーとを有するアンテナケースと、任意の設置面に固着されるアンテナベースと、上記アンテナケース及びアンテナベースの相対的な角度を調整可能に該アンテナケース及びアンテナベースを連結する角度調整機構とを備える。
【０００７】
このアンテナ装置においては、アンテナ素子の感度が最良となるように、角度調整機構を介してアンテナケースとアンテナベースとの間の相対的な角度が調整される。
【０００８】
また、本発明に係るアンテナ装置は、上記角度調整機構を制御し、上記アンテナケース及びアンテナベースの相対的な角度を機械的に調整する駆動手段を備える。さらに、本発明アンテナ装置は、上記アンテナ素子及び駆動手段に接続され、該アンテナ素子における電波の受信状態を感知し、該受信状態に基づいて該駆動手段を制御する制御手段を備える。さらにまた、本発明のアンテナ装置は、角度調整機構が、バネにより支持されたプランジャと、当該プランジャを係止する凹部が等角度間隔で設けられた受け部とから構成される。
【０００９】
これら構成により、アンテナ素子の感度が最良となるアンテナケースとアンテナベースとの間の相対的な角度が自動的に調整される。
【００１０】
さらにまた、本発明のアンテナ装置は、アンテナベースの底面にフック孔が形成されている。フック孔を設けることで、アンテナ装置の設置が床置きに限られず、壁掛け取り付けも可能となる。特に、フック孔をユニバーサル形状とすれば、上下双方の取り付けに対応可能である。
【００１１】
本発明に係るアンテナ装置は、例えば、自動車の車内に取付けられる車載用のアンテナ装置である。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係るアンテナ装置は、天頂方向に指向性を有するアンテナ素子を収納し、アンテナ素子が載置されるボトムカバーと、アンテナ素子を覆うトップカバーとを有するアンテナケースと、任意の設置面に固着されるアンテナベースと、アンテナケース及びアンテナベースの相対的な角度を調整可能に該アンテナケース及びアンテナベースを連結する角度調整機構とを備えるので、アンテナ素子の感度が最良となるように、アンテナ素子の角度を調整することができる。
【００１３】
また、本発明に係るアンテナ装置においては、上記構成に加えて、ユニバーサル形状のフック穴を設け、これに対応して上下双方からのケーブル引き出しを可能としているので、多様な設置形態に対応することが可能であり、設置の自由度を増すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るアンテナ装置について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明を適用したアンテナ装置１の外観を示す図である。なお、図１（ａ）は、アンテナ装置１を天頂方向から見た平面図であり、図１（ｂ）は、アンテナ装置１を側面から見た側面図、図１（ｃ）はアンテナ装置１を底面側から見た平面図である。この具体例に示すアンテナ装置１は、自動車の車内の任意の平面、好ましくは、窓付近の平面に取付けられ、ＧＰＳ信号、衛星ラジオ放送信号又はセルラ電話信号等を伝送する電波を受信する。
【００１６】
このアンテナ装置１は、天頂方向に指向性を有するアンテナ素子を備える。図２は、アンテナ素子の指向性の一例を示している。アンテナ装置１は、このアンテナ素子を収納するアンテナケース２を備えている。アンテナケース２内には、アンテナ素子のみならず、アンテナ素子が受信した信号を増幅するための低雑音増幅器（ＬＮＡ）等が形成された回路基板を収納してもよい。なお、アンテナ装置１にアンテナ素子を採用することにより、アンテナケース２の概略形状を平面型にすることができ、デザイン性が向上する。
【００１７】
アンテナケース２は、図１（ｂ）に示すように、アンテナ素子が載置されるボトムカバー２ａと、アンテナ素子を覆うトップカバー２ｂとを有する。トップカバー２ｂの側面には、ケーブル用開口部が設けられており、このケーブル用開口部を介して、ケーブル３の一端がアンテナケース２内のアンテナ素子又は回路基板に接続されている。ケーブル３の他端は、選局装置又はＧＰＳ装置等、車内の他の装置（図示せず）に接続される。
【００１８】
さらに、アンテナ装置１は、任意の設置面に固着されるアンテナベース４を備える。アンテナベース４には、図１（ｃ）に示すように、フック穴４Ａが形成さえており、壁掛け取り付けが可能になっている。各フック穴４Ａは、壁等に設けられたフック（図示は省略する。）を挿入するための大径部４ａと、その両側に形成された幅狭のスリット部４ｂ，４ｃとからなり、フックを大径部４ａから挿入し、いずれかのスリット部４ｂ，４ｃ側へスライドさせることにより不用意な脱落を防止して壁掛け取り付けが行われる。ここで、各フック穴４Ａは、それぞれスリット部４ｂ，４ｃが大径部４ａの両側に形成されてユニバーサル形状とされているために、アンテナ装置１を上下どちら向きにも壁掛け取り付けすることが可能である。
【００１９】
通常、この種のアンテナ装置は、床置きによる設置が想定されるが、本実施形態のようにユニバーサル形状のフック穴４Ａをアンテナベース４の底面に形成することで、壁掛け取り付けが可能となり、しかもフック穴４Ａをユニバーサル形状とすることで、上下双方での取り付けに対応することができる。したがって、本実施形態のアンテナ装置は、多様な設置態様に対応可能であり、例えば垂直な壁面への取り付けや、斜め取り付け等も可能である。
【００２０】
上記ボトムカバー２ａ及びトップカバー２ｂからなるアンテナケース２と、アンテナベース４とは、ネジ５を介して連結されている。ネジ５は、設置面に固着されるアンテナベース４に対する相対的な角度を調整可能にアンテナケース２を連結している。
【００２１】
ここで、このネジ５を介して、アンテナケース２を開いた、すなわち、アンテナケース２のアンテナベース４に対する相対的な角度を調整した状態を図２に示す。なお、図３（ａ）は、図１（ａ）に対応するアンテナ装置１の平面図であり、図３（ｂ）は、図１（ｂ）に対応するアンテナ装置１の側面図である。
【００２２】
特に図３（ｂ）から明らかなように、アンテナケース２のアンテナベース４に対する相対的な角度とは、アンテナケース４のボトムカバー２ａの底面により定義される面と、アンテナベース４の天面により定義される面とにより形成される角度を指す。この具体例においては、ネジ５は、この角度を０°〜９０°の範囲で調整可能にアンテナケース２とアンテナベース４とを連結している。
【００２３】
アンテナベース４は、例えばマグネット、両面テープ、接着剤、ビス等、周知の様々な手法により、自動車内の任意の平面に固着することができる。最も単純な形態においては、ユーザは、アンテナベース４を自動車内の任意の平面に取付けた後、アンテナケース２のアンテナベース４に対する相対的な角度を手動で調整する。例えば、このアンテナ装置１が衛星放送信号受信用のアンテナ装置であれば、ユーザは、実際に受信されたオーディオ情報の音質を自ら確認しながら、アンテナケース２を最も感度がよい最適な角度に調整することができる。
【００２４】
さらに、ネジ５の代わりにヒンジ機構を設け、このヒンジ機構にモータやポンプ等、周知の駆動機構を連結し、電動式に行ってもよい。さらに、ヒンジ機構を駆動する駆動機構を制御する制御回路を設けてもよい。このように、ユーザの操作によらず、アンテナケース２とアンテナベース４との相対的な角度を自動的に調整する具体例について、図４を用いて説明する。
【００２５】
図４に示す具体例においては、上述したアンテナ装置１のアンテナケース２内に収納されているアンテナ素子１０は、例えば衛星ラジオ放送信号を受信し、受信した衛星放送ラジオ信号を受信／選局回路１１に供給する。なお、アンテナ素子１０と受信／選局回路１１の間に、アンテナ素子１０が受信した微弱な信号を増幅するための低雑音増幅器を設けてもよい。
【００２６】
受信／選局回路１１は、バンドパスフィルタ及び増幅器を備え、所定のチャンネルに対応する所定の周波数帯域の信号に対し、ダウンコンバート、復調、増幅等の処理を施す。このような回路は、一般的な無線信号受信機が通常備える回路と同様であるため、詳細な説明は省略する。受信／選局回路１１は、アンテナ素子１０が受信した信号に対して上述のような処理を施すことにより得られたオーディオ信号を感度検知回路１２に供給する。
【００２７】
感度検知回路１２は、受信／選局回路１１から供給されたオーディオ信号の例えばパワーや信号対雑音比を検出し、これにより、アンテナ素子１０の受信感度を検知し、検知した受信感度を示す信号を制御回路１３に供給する。
【００２８】
制御回路１３は、感度検知回路１２から供給される信号に基づき、ヒンジ駆動機構１４を制御する。ヒンジ駆動機構１４は、アンテナ装置のヒンジ機構を例えば電動モータ等により駆動し、これにより、アンテナケース２とアンテナベース４との相対的な角度を変更する。
【００２９】
アンテナ素子１０は、上述のように、天頂方向に指向性を有するアンテナ素子であり、したがって、アンテナケース２とアンテナベース４との相対的な角度が変更されることにより、アンテナ素子１０の感度も変化する。アンテナ素子１０の感度は、上述のように、感度検知回路１２により検出されるため、制御回路１３は、アンテナケース２とアンテナベース４との相対的な角度と、アンテナ素子１０の感度との関係を知ることができる。
【００３０】
したがって、制御回路１３は、例えば、アンテナケース２とアンテナベース４との相対的な角度を０°から９０°に徐々に変更しながら、アンテナ素子１０の感度を確認することにより、アンテナ素子１０の感度が最良となる角度を調べ、アンテナケース２がその角度で保持されるように、ヒンジ駆動機構１４を制御することができる。
【００３１】
このような制御は、アンテナ装置１を自動車の車室内に取付けた後、最初に一回だけ行ってもよく、このアンテナ装置１が接続されているオーディオ装置等の電源が投入される毎に行ってもよく、アンテナ装置１の使用時において、所定の時間間隔で行ってもよく、或はアンテナ素子１０の感度を常時監視しながら、随時行ってもよい。
【００３２】
この具体例によれば、ユーザが自ら調整を行うことなく、アンテナ素子１０の感度が最良となるように、アンテナケース２とアンテナベース４との相対的な角度が正確に調整される。
【００３３】
図５及び図６は、角度調整機構の他の例を示すものである。本例では、図５に示すように、アンテナケース２とアンテナベース４とは、プランジャ６を介して連結されている。プランジャ６は、図６（ａ）に示す回転軸７と、図６（ｂ）に示す回転軸７の受けとなる受け部８とから構成されており、９０°の角度可変機能を有する。
【００３４】
回転軸７は、先端７ａが球面形状をしており、図６（ｃ）に示すように、受け部８に対してバネ９によって付勢されている。受け部８は、等角度間隔で形成された複数（ここでは３つ）の凹部８ａ，８ｂ，８ｃとからなり、各凹部８ａ，８ｂ，８ｃに回転軸７の先端７ａが挿入された状態で固定され、クリッカブルな角度調整が可能となっている。例えば凹部８ａによって回転軸７が固定された場合には、アンテナケース２はアンテナベース４に対して垂直方向から１５°傾いた状態で角度調整される。凹部８ｂによって回転軸７が固定された場合には、アンテナケース２はアンテナベース４に対して垂直方向から４５°傾いた状態で角度調整される。
【００３５】
上記のような構造を採用することにより、使用者はアンテナケース２を適宜回動操作することで、アンテナベース４に対して容易に任意の角度に設定することが可能である。
アンテナケース２を回動操作すれば、上記回転軸７はバネ９の弾性力に抗して押し下げられ、凹部８ａ〜８ｃのいずれかに移動する。なお、受け部８において凹部の数を増やすことで、さらにきめ細かく角度調節することも可能である。
【００３６】
以上、本発明を適用したアンテナ装置の実施形態について説明してきたが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００３７】
例えば、先の実施形態においては、ケーブル３をアンテナケース２の側面から引き出すようにしているが、アンテナベース４の底面から引き出し、しかもフック穴４Ａによる取り付け方向に応じて上下双方から引き出し可能とすることも可能である。以下、このケーブル３のアンテナベース４底面からの引き出しについて説明する。
【００３８】
図７は、アンテナベース４の他の例を示すものである。アンテナベース４の底面に、４カ所、フック穴４Ａが設けられ、各フック穴４Ａにはそれぞれスリット部４ｂ，４ｃが大径部４ａの両側に形成されてユニバーサル形状とされていることは、図１に示す実施形態の場合と同様である。
【００３９】
本例では、アンテナベース４の底面にケーブル引き出し穴２１が形成され、ここからケーブル３が引き出されている。そして、このケーブル引き出し穴２１の上下双方に、当該ケーブル引き出し穴２１を挟んで直線状に連なるケーブル溝２２、２３が、断面略半円形状の溝部として形成されている。
【００４０】
各ケーブル溝２２、２３の中途位置には、ケーブル３の直径よりも若干幅狭とされた間隔を有する略Ｕ形状のケーブル係止片２４がアンテナベース４の内壁に一体に形成されており、これらケーブル係止片２４でケーブル３を挟み込むことで、ケーブル３を安定に支持することが可能である。なお、ケーブル係止片２４は、ケーブル溝２２、２３の長さに応じて適当な間隔で形成されており、本例では、アンテナベース４の底面における長さの長いケーブル溝２２には２カ所、短いケーブル溝２３には１カ所、それぞれケーブル係止片２４が設けられている。なお、短いケーブル溝２３側においては、その長さが短い場合には、ケーブル係止片２４を省略することも可能である。
【００４１】
また、各ケーブル溝２２、２３の出口位置においては、アンテナベース４の外周壁に略Ｕ字形状の切り込み２５が形成されており、ここからケーブル３は外部へと引き出される。図８は、この切り込み２５近傍でのケーブル３の支持状態を示すものである。図８（ａ）に示すように、アンテナベース４の外周壁に切り込み２５が形成されるが、この切り込み２５もケーブル３の直径よりも若干幅狭に形成されている。したがって、図８（ｂ）に示すように、ケーブル３を被覆する樹脂被膜の柔軟性等を利用して、ケーブル３をケーブル係止片２４及び切り込み２５に押し込むことで、安定したケーブル３の係止状態を得ることができる。
【００４２】
上述のように、アンテナベース４の底面に、ケーブル溝２２、２３を形成し、さらにはケーブル係止片２４及び切り込み２５を形成することで、例えばユニバーサル形状のフック穴４Ａによる壁掛け取り付けの際に、その取り付け方向に応じてケーブル３の引き出し方向を変更することが可能である。
【００４３】
図９は、アンテナベース４の前方からケーブル３を引き出す場合のケーブル引き出し状態を示すものである。この場合には、図９（ｂ）に示すように、短いケーブル溝２３側からケーブル３を引き出すようにすればよい。
【００４４】
図１０は、アンテナベース４の後方からケーブル３を引き出す場合のケーブル引き出し状態を示すものである。この場合には、図１０（ｂ）に示すように、長いケーブル溝２２側からケーブル３を引き出すようにすればよい。
【００４５】
このように、アンテナベース４の前後いずれからでもケーブル３を引き出し可能とすることにより、フック穴４Ａによる取り付け方向に応じて柔軟にケーブル３の引き出しを行うことができ、アンテナ装置の多様な設置形態に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用したアンテナ装置の（ａ）平面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）底面図である。
【図２】本発明を適用したアンテナ装置が備えるアンテナ素子の指向性を示す図である。
【図３】図１に示すアンテナ装置のアンテナケースの角度を調整した状態を示す平面図及び側面図である。
【図４】アンテナ素子の感度に基づき、アンテナケースの角度を自動的に制御する回路のブロック図である。
【図５】角度調整機構としてプランジャを設けたアンテナ装置の例を示す斜視図である。
【図６】プランジャ構造を示すものであり、（ａ）は回転軸の側面図、（ｂ）は受け部の側面図、（ｃ）は回転軸のバネによる圧縮構造を示す側面図である。
【図７】ケーブルをアンテナベースの底面から引き出す構造とした例におけるアンテナベースの底面図である。
【図８】（ａ）はアンテナベース外周壁に設けられた切り込み及びケーブル係止片の形状を示す部分斜視図であり、（ｂ）はケーブル係止状態を示す部分斜視図である。
【図９】アンテナベースの前方からのケーブル引き出し状態を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図１０】アンテナベースの後方からのケーブル引き出し状態を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図１１】従来のヘリカルタイプのアンテナ素子の指向性を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１            アンテナ装置
２            アンテナケース
２ａ          ボトムカバー
２ｂ          トップカバー
３            ケーブル
４            アンテナベース
４Ａ          フック穴
５            ネジ
２１          ケーブル穴
２２，２３    ケーブル溝
２４          ケーブル係止片
【図１】
2004173235.tif 000003
【図２】
2004173235.tif 000004
【図３】
2004173235.tif 000005
【図４】
2004173235.tif 000006
【図５】
2004173235.tif 000007
【図６】
2004173235.tif 000008
【図７】
2004173235.tif 000009
【図８】
2004173235.tif 000010
【図９】
2004173235.tif 000011
【図１０】
2004173235.tif 000012
【図１１】
2004173235.tif 000013