(57)【要約】【課題】車両の所定部位に形成された穴部に埋設される車載アンテナユニットにおいて、すべての車種に共通な形状のケース本体を用いることを可能にする。【解決手段】車載アンテナユニット１は、本体ケース５とカバー部材７からなるケースを備えており、この中に送受信装置６が内蔵される。本体ケース５は本体部５ｃと円形の上端部５ａとからなり、上端部５ａ上には一対の係合部５ｂが設けられている。カバー部材７は、ハーフドーム状の上部７ａと環状の下部７ｂとからなり、下部７ｂが本体ケース５の上端部５ａ上において係合部５ｂと係合することにより、本体ケース５に固定される。車載アンテナユニット１は、インストルメントパネル５０に形成された穴部１９に配置されて、カバー部材７の上部７ａのみがインストルメントパネル５０表面に露出するように取り付けられる。このためカバー部材７の上面はインストルメントパネル５０表面の傾斜に合わせた形状になっている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて外部とのデータ通信に用いられる車載アンテナユニットであって、
車両の所定部位に形成された穴部の中に埋没状態となるように取り付けられて内部に通信手段を収納する本体ケースと、
前記本体ケースと別体であって、前記所定部位の表面において前記穴部を塞ぐように配設され前記表面の傾斜に適合した上面を有する上部と、前記穴部の中に埋設されて前記本体ケースに固定される下部とからなるカバー部材とを備えたことを特徴とする車載アンテナユニット。
【請求項２】
前記上部は、前記下部と一体に成形されていることを特徴とする請求項１記載の車載アンテナユニット。
【請求項３】
前記上部は前記表面の意匠に適合した平面形状をもつことを特徴とする請求項２または３記載の車載アンテナユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されて外部とのデータ通信に用いられる車載アンテナユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両において行われる外部とのデータ通信の一例として、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）サービスを受けるための路車間通信がある。ＶＩＣＳサービスは、光ビーコン（近赤外線）、電波ビーコン、ＦＭ多重放送を用いてリアルタイムに渋滞などの情報（ＶＩＣＳ情報）を提供するもので、例えば光ビーコン用車載端末を搭載した車両は、路上に設置された光ビーコン路上機の通信エリア内に進入したときに、路上機と車載端末との間で所定の送受信動作を行うことにより、路上機からＶＩＣＳ情報を受け取ることができる。
【０００３】
このようなＶＩＣＳ用車載端末においては、従来より、その送受信装置はケースに収納されて、アンテナユニットとしてインストルメントパネル上などに固定されている。このとき、アンテナユニットが運転者の視界の妨げになったり、インストルメントパネルの意匠性を悪化させたりしないように、図７に示すように、インストルメントパネル９３に形成した穴の中にアンテナユニット９０を配設することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この場合、アンテナユニット９０のケースは、インストルメントパネル９３の穴の中に埋設されるケース本体９１と、インストルメントパネル９３表面に露出してケース本体９１の上部を覆うほぼ平面状のカバー部材９２とからなり、カバー部材９２の上面は、乗員が違和感を覚えることがないように、インストルメントパネル９３の表面形状に適合した形状になっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３０３３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インストルメントパネル９３の表面形状は、その傾斜などが車種ごとにそれぞれ異なるため、上記従来技術においては、カバー部材９２を車種ごとに異なる形状に製造するだけでなく、ケース本体９１も車種ごとに異なる形状に製造する必要があった。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑みなされたものであり、車両の所定部位に形成された穴部に埋設される車載アンテナユニットにおいて、すべての車種に共通な形状のケース本体を用いることを可能にすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の車載アンテナユニットは、車両の所定部位に形成された穴部の中に埋没状態となるように取り付けられて、内部に通信手段を収納する本体ケースと、この本体ケースと別体であって、車両の所定部位の表面において前記穴部を塞ぐように配設され前記表面の傾斜に適合した上面を有する上部と、穴部の中に埋設されて本体ケースに固定される下部とからなるカバー部材とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
このような構成によると、車載アンテナユニットは、その本体ケースおよびカバー部材の下部は車両の所定部位に形成された穴部の中に埋設されており、カバー部材の上部のみが所定部位の表面において穴部を塞ぐように配設されるため、車両の所定部位から大きく突出することがなく、車載アンテナユニットを例えばインストルメントパネルに取り付けるような場合でも、運転者の視界の妨げになることがない。さらにカバー部材上部は車両の所定部位の表面の傾斜に適合した上面を有するため、所定部位の意匠性を悪化させることがない。
【００１０】
また、カバー部材が、車両の所定部位の表面において穴部を塞ぐように配設される上部と、穴部の中に埋設されてケース本体に固定される下部とからなるため、所定部位の傾斜が車種ごとに異なる場合でも、カバー部材の下部を適当な高さに設定することにより、カバー部材だけを車種ごとに異なる所定部位の傾斜に合わせて製造すればよく、本体ケースはすべての車種に共通のものを用いることができる。
【００１１】
特に、請求項２記載のように、カバー部材の上部と下部を一体に成形すれば、この一部品のみを車種ごとに異なる所定部位の傾斜に合わせて製造すればよい。
【００１２】
また、請求項３記載のように、カバー部材上部の平面形状は、車載アンテナユニットを埋設する所定部位の表面の意匠に適合した形状に形成するとよい。例えば車載アンテナユニットをインストルメントパネル上の２つの矩形のエアコン吹出口の間の位置に埋設する場合には、カバー部材上部の平面形状を矩形状にすると、インストルメントパネルの意匠性を悪化させることがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明をＶＩＣＳ用の光ビーコン車載端末の車載アンテナユニットに適用した一実施形態について説明する。
【００１４】
図１（ａ）は本実施形態の車載アンテナユニット１の横断平面図であり、（ｂ）は縦断正面図である。また、図２（ａ）は車載アンテナユニット１が車両のインストルメントパネルに取り付けられた状態を示す縦断側面図であり、（ｂ）は（ａ）中の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【００１５】
車載アンテナユニット１は、本体ケース５とカバー部材７からなる合成樹脂製のケースを備えており、このケースの中に光ビーコン用の送受信装置（通信手段）６が内蔵される。
【００１６】
本体ケース５は、矩形筒状の本体部５ｃと円形の上端部５ａとからなる。上端部５ａは、その外周が本体部５ｃより大きく形成されており、上端部５ａ上には一対の係合部５ｂが設けられている。これらの係合部５ｂは、それぞれ爪部５ｄを有している。
【００１７】
カバー部材７は、平面形状が円形状に形成された扁平なハーフドーム状の上部７ａと、環状の下部７ｂとからなり、これら上部７ａと下部７ｂは一体に成形されている。
【００１８】
車載アンテナユニット１は、詳細は後述するが、図２（ａ）に示すようにインストルメントパネル５０に、カバー部材７の上部７ａが露出するように取り付けられるもので、このため、インストルメントパネル５０の意匠性を悪化させたりしないように、カバー部材７の上部７ａの上面は、インストルメントパネル５０表面の傾斜に合わせた形状になっている。
【００１９】
カバー部材７の下部７ｂには一対の凹部７ｃが形成されている。カバー部材７は、その下部７ｂが本体ケース５の上端部５ａ上において係合部５ｂの外側に配置されて、凹部７ｃが本体ユニット５の爪部５ｄと嵌合することにより、本体ユニット５に固定される。
【００２０】
なお、カバー部材７は、可視光線を減衰して主に赤外光を透過させる光学フィルタを兼用するものであり、例えばポリカーボネート樹脂に顔料を混入して形成される。ケースの大きさは、カバー部材７上部７ａにおける直径が例えば３０ｍｍほどであり、ケース全体の高さが３０ｍｍほどである。
【００２１】
送受信装置６は、アップリンクデータを送信する送信手段として例えば面実装タイプの赤外発光ダイオード８を備え、さらにダウンリンクデータを受信する受信手段として同じく面実装タイプのフォトダイオード９を備えたもので、傾斜状に配置されたプリント配線基板１０の上面側に上下方向に並べた状態で実装されている。この場合には、詳細は後述するが、ダウンリンク領域がアップリンク領域より広いという背景があるため、フォトダイオード９の指向角を発光ダイオード８の指向角より広くする必要があり、このため、フォトダイオード９が上方に配置される。なお、フォトダイオード９としては、ピーク感度波長が赤外発光ダイオード８のピーク発光波長と一致もしくは近い値を示すものが選定される。
【００２２】
プリント配線基板１０の下面側には、信号処理のための電子回路１１が配置される。プリント配線基板１０には、これを斜め方向（ケース本体部５ｃの側壁と平行な方向）へ貫通するようにして例えば４本の端子ピン１２が設けられており、これら端子ピン１２は、本体ケース５内に固定された支持板１３を貫通している。端子ピン１２の支持板１３からの突出部分には、図示しないが、信号伝送用ケーブルの先端に設けられたコネクタが接続され、この信号伝送用ケーブルにより、光ビーコン車載端末に接続される。
【００２３】
本体ケース５の本体部５ｃには、例えば送受信装置６の通信方向（図２（ａ）中の左方向）に対応した側壁の外面上に、本体部５ｃの上端から下端に渡って上下方向に延びる突条部１４が一体的に形成されている。なお、この突条部１４は、詳細は後述するが、本体ケース５をインストルメントパネル５０に埋設する際に、適正な取付け方向を指示する目印として機能し、さらにそのような取付け方向に本体ケース５を位置決めする位置決め手段として機能する。
【００２４】
ケース本体部５ｃにおける側壁のうち、突条部１４が形成された側壁と隣接した側壁には、それぞれＵ字状のスリット１５ａにより画定された一対の係合爪部１５が一体的に形成されており、各係合爪部１５は、外方に突出した形状の係合部１５ｂを備えた形状とされている。
【００２５】
車載アンテナユニット１は、図３および図４に示すように、車両のインストルメントパネル５０（所定部位）上の例えばフロントガラス５１の下端部に近い位置で、なおかつ助手席側（右ハンドル車）のフロントピラー５２寄りの部位に、本体ケース５およびカバー部材７の下部７ｂを埋設した状態、換言すればカバー部材７の上部７ａのみを露出させた状態で固定される。
【００２６】
具体的には、図３に示すように、インストルメントパネル５０上には、本体ケース５を挿入するための穴部１９が形成されている。この穴部１９は、本体ケース５の本体部５ｃが収納される矩形状の部分と、本体ケース５の上端部５ａおよびカバー部材７の下部７ｂが収納される円形状の部分とからなる。矩形状部分のフロントガラス５１寄りには、ケース本体部５の突条部１４が嵌まり込む位置決め用切欠部１９ａが形成されている。
【００２７】
車載アンテナユニット１をインストルメントパネル５０に固定する際には、突条部１４を本体ケース５の適正な取付け方向を示す目印として利用し、その突条部１４を前方に向けた状態で穴部１９に挿入する。これにより、本体ケース５は、突条部１４が位置決め用切欠部１９ａに嵌まり込んだ状態で穴部１９内に挿入される。
【００２８】
なお、本体ケース５の挿入過程において、その両側面に形成された係合爪部１５は、穴部１９内において矩形状部分の縁部により押圧されて弾性変形すると共に、本体ケース５が矩形状部分に完全に挿入されたときに復帰変形するものであり、これにより係合爪部１５の係合部１５ｂが穴部１９の円形状部分の下端縁部に下方から当接し、これにより本体ケース５の抜け止めが行われる。
【００２９】
図５および図６は、上記のようにして車両Ａのインストルメントパネル５０に取り付けられた光ビーコン車載端末用車載アンテナユニット１と、道路Ｂ上に設置された光ビーコン路上機２（路上通信機）との間で双方向通信を行う場合の原理を模式的に示している。
【００３０】
図５において、光ビーコン路上機２は、道路Ｂを跨ぐガントリＣに取り付けられた投受光器３と、この投受光器３を通じた光データ通信を制御するための送受信制御ユニット４とにより構成されており、送受信制御ユニット４はＶＩＣＳセンタ（図示せず）との間でデータの授受を行うようになっている。投受光器３は、道路Ｂ上に設定された通信エリアＸ内に進入した車両Ａとの間で光通信を行うと共に、真下に設定された車両感知エリアＹを通過する車両台数を計数する。
【００３１】
図６において、車載アンテナユニット１は、車両Ａの進行方向に対して例えば４２°から７４°の仰角の範囲内で光通信を行うことができる指向角（左右方向の指向角については後述する）に設定されており、車両Ａが通信領域Ｘ内に進入したときに、光ビーコン路上機２から投受光器３を通じて送信されている光ビーコンデータのダウンリンク（受信）を行う。そして、車載アンテナユニット１に接続された光ビーコン車載端末側では、所定データの受信を確認できたときにダウンリンクを終了して、車両ＩＤや前回通過した通信エリアからの走行時間などの情報を含む光データ信号の車載アンテナユニット１を通じたアップリンク（送信）を複数サイクル実行し、この後に再度ダウンリンク状態に切り替える。この場合、アップリンクを複数サイクル実行するのは、光データ信号の欠落などに対処するためである。
【００３２】
光ビーコン路上機２側では、車載アンテナユニット１からのアップリンクデータの確認ができたときに、図示しないＶＩＣＳセンタから得た基本的なＶＩＣＳ情報に渋滞情報、通行規制情報などを付加したダウンリンク情報を、投受光器３から車載アンテナユニット１に向けて一定時間送信する。
【００３３】
なお、図６に示すように、投受光器３は、高さ５．５ｍの位置に設置されるものであり、この投受光器３に対し仰角が４２°〜７４°となる範囲（投受光器３の直下から５．０ｍ〜１．３ｍの範囲）が通信エリアＸとなるのである。また、その通信エリアＸの全体がダウンリンク領域として機能し、投受光器３に対し仰角が４２°〜５３°となる範囲（投受光器３の直下から５．０ｍ〜３．７ｍの範囲）がアップリンク領域として機能する。
【００３４】
また、車載アンテナユニット１は、その左右方向の指向角についても予め決められた方位角（つまり、光ビーコン路上機２との間で光通信を行うことができる指向角）となるように設定される必要があり、このため、車載アンテナユニット１をインストルメントパネル５０の穴部１９に固定する際には、通信可能方向（送受信装置６の指向角度範囲と対応した方向）が光ビーコン路上機２との間で光通信が可能な方位角となるように位置決めする必要がある。
【００３５】
本実施形態では、ケース本体部５ｃに形成された突条部１４が穴部１９の位置決め用切欠部１９ａに嵌まるように車載アンテナユニット１をインストルメントパネル５０に取り付けることにより、上記のような左右方向の指向角に関する位置決めが適切に行われるように、穴部１９およびその切欠部１９ａがインストルメントパネル５０上にレイアウトされて形成されている。
【００３６】
本実施形態の構成によると、車載アンテナユニット１がインストルメントパネル５０に埋設されているため、車載アンテナユニット１が運転者の視界の妨げになることがなく、さらに、ケースのカバー部材７上面がインストルメントパネル５０の傾斜に合わせた形状となっているため、インストルメントパネル５０の意匠性を悪化させることもない。
【００３７】
また、カバー部材７がインストルメントパネル５０上に露出する上部７ａと、インストルメントパネル５０の穴部１９の中に埋設されてケース本体５に固定される下部７ｂとからなるため、この下部７ｂを適当な高さに設定することにより、カバー部材７だけを車種ごとに異なるインストルメントパネル５０形状に合わせて製造すればよく、本体ケース５はすべての車種に共通のものを用いることができる。
【００３８】
さらに、本体ケース５とカバー部材７の間の嵌合部５ｂ、７ｃとして従来のものと同様の構造を採用すれば、本体ケース５は従来のものをそのまま用いることが可能である。
【００３９】
本実施形態における車両のインストルメントパネル５０は、本発明における車両の所定部位に対応している。
【００４０】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されることなく、つぎのように種々の変形が可能である。
【００４１】
上記実施形態においては、カバー部材７の上部７ａと下部７ｂが一体に成形されていたが、これらは互いに固定することが可能な別部材として構成されていてもよい。
【００４２】
上記実施形態においては、カバー部材７上部７ａの平面形状は円形であったが、これに限らず、車載アンテナユニット１をインストルメントパネル５０上において例えば２つ矩形のエアコン吹出口の間の位置に埋設する場合などには、カバー部材７上部７ａの平面形状を矩形状に形成すると、インストルメントパネル５０の意匠性を悪化させることがない。
【００４３】
上記実施形態においては、本体ケース５において、本体部５ｃの上端から下端に渡って上下方向に延びる突条部１４を設ける構成としたが、突条部は本体部５ｃの上端から途中部位まで上下方向に延びるように構成してもよい。また、本体部５ｃの側壁外面に、突条部１４の代わりに、上下方向に延びる凹部状のスリットを位置決め手段として設けてもよく、あるいは、本体部５ｃの側壁の隅部に面取状の平面部を設けて、これを位置決め手段としてもよい。
【００４４】
また、本体ケース５は、上記実施形態においては矩形筒状であったが、円筒状であってもよい。いずれの場合も、インストルメントパネル５０に形成される穴部１９は、本体ケース５の形状および位置決め手段の形状に合わせた形状とされる。
【００４５】
上記実施形態においては、電波ビーコン車載端末のための受信装置は本体ケース５内に収納されておらず、従ってＧＰＳユニットなどに設けられる構成であったが、電波ビーコン車載端末のための受信装置も本体ケース５内に設ける構成にしてもよい。
【００４６】
上記実施形態においては、車載アンテナユニット１はインストルメントパネル５０に埋設されたが、車載アンテナユニット１を固定する場所はこれに限らず、車両における静止部位であればよく、例えばバンパーやドアミラーなどであってもよい。
【００４７】
また、上記実施形態においては、ＶＩＣＳ用車載アンテナユニットに本発明を適用したが、これに限らず、ＶＩＣＳ以外の路車間通信用車載アンテナユニットや、あるいは、ＧＰＳ用車載アンテナユニットなどに本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る車載アンテナユニットを示す横断平面図であり、（ｂ）は縦断平面図である。
【図２】（ａ）はインストルメントパネルに固定された状態の車載アンテナユニットを示す縦断側面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】車載アンテナユニット、およびこれが固定されるインストルメントパネル部分を示す分解斜視図である。
【図４】車載アンテナユニットがインストルメントパネルに固定された状態を示す斜視図である。
【図５】路車間通信の原理を説明するための模式図その１である。
【図６】路車間通信の原理を説明するための模式図その２である。
【図７】インストルメントパネルに埋設された従来のＶＩＣＳ用車載アンテナユニットを示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１  車載アンテナユニット
５  本体ケース
６  送受信装置  （通信手段）
７  カバー部材
７ａ  カバー部材の上部
７ｂ  カバー部材の下部
１９  穴部
５０  インストルメントパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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