(57)【要約】【課題】  電波の輻射性能を向上させることができる車両用アンテナを提供する。【解決手段】  金属部材からなる凹部２１ａと凸部２１ｂとを平面方向に交互に繰り返し有して形成された波板を用いて床部２を構成した車両１の床部２に形成されるアンテナであって、銅箔粘着テープ等の導電性テープからなり、凹部２１ａの上部に絶縁部材を介して敷設された輻射部を長手方向に有する矩形状のループアンテナ４である。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる第１の形状と第２の形状とを平面方向に交互に繰り返し有して形成された金属部材を用いて床部を構成した車両の床部に形成されるアンテナであって、
導電性テープからなり、第１の形状の上部に絶縁部材を介して敷設された電波輻射手段と、
前記電波輻射手段と給電線とを接続する接続手段と
を具備することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記金属部材が波形形状を有していて、
前記第１の形状がその波形形状の上に凹部となる部分の形状であり、
前記第２の形状がその波形形状の上に凸部となる部分の形状である
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記金属部材が上板、下板、及び上板と下板間に傾斜して渡された複数のリブ部材とからなるダブルスキン構造を有していて、
前記第１の形状がリブ部材の間隔が粗と部分の形状であり、
前記第２の形状がリブ部材の間隔が密となる部分の形状である
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項４】
車両の天井近傍に敷設された上部輻射手段と、
車両の床部に敷設された導電性テープからなる下部輻射手段と、
上部輻射手段と下部輻射手段とを接続する接続手段と
を具備することを特徴とするアンテナ。
【請求項５】
前記上部輻射手段及び前記下部輻射手段が車両の同一端部近傍にそれぞれ給電点を有するループアンテナを構成し、
前記接続手段が各給電点を直列又は並列に接続する
ことを特徴とする請求項４記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両等の車両において、車両の屋根上等に設置したラジオアンテナによって一旦受信した電波を車両内に再度輻射する際に用いて好適な車両用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両等の車両にはラジオ輻射装置が設置されているものがある。ラジオ輻射装置とは、乗客が各自の携帯ラジオによってラジオ放送を聴く際に、車両内でも良好な受信ができるようにするための装置である。そのシステムは、車両の屋根上に設置したラジオアンテナによって一旦受信した電波を、同じく屋根上に設置した増幅器を介して、車両内に再度輻射（放射）するための各部で構成されている。
【０００３】
従来、車両内への輻射には、天井内に敷設されたアンテナが用いられてきた。アンテナは、車両全長に渡って天井内でループ状に敷設された１本の電線によって構成されていた。その電線は、通常の車両用被覆電線が用いられていた。天井内への敷設は、天井の空調ダクト等に電線を通すことで行われていた。天井内にアンテナ線を敷設した場合、例えばラジオが乗客の胸ポケットに入っていたとときには、遮蔽物なく電波を送ることができるという利点がある。
【０００４】
ところが、天井内のダクトは、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）の場合もあれば金属の場合もあり、金属の場合は電波を遮蔽してしまうことになる。特に、最近は、リサイクルの面から金属が使われる傾向が強い。また、天井の下には、つり革のパイプや網棚などの金属製品が多数存在し、乗客との間にこれらが存在すると遮蔽物となってしまうことがある。
【０００５】
また、電界強度は、距離の二乗に反比例するので、天井から胸ポケットまでの距離よりは、むしろ床から胸ポケットまでの距離の方が近く、特に座っている乗客に対しては床にアンテナを配置した方が良いことが実験的に分かっている。床にアンテナを敷設した場合、床と胸ポケットとの間には、座席しか遮蔽物がない点も有利である。
【０００６】
床にアンテナを敷設する場合の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されているアンテナは、床面に導電性テープをループ状に敷設することで形成されている。金属の構体（車両の底面の構体）の上に誘電体（電気的絶縁体）を設け、その上に導電性テープを接着することでアンテナを形成している。
【特許文献１】特開平７−２８８４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、鉄道車両等の車両では通常、床部が、波形のステンレス板を用いて構成されている。この波形のステンレス板の上には樹脂等が床面を平面とするように形成されている。すなわち、ステンレス板の凹凸形状に応じて樹脂等の厚さを変化させることで、床面を平面状に調整している。このような構成に特許文献１に記載されているような導電性テープからなるアンテナを敷設する場合、ステンレス板との間に生じる静電容量が不均一となったり、ステンレス板によって輻射電波が大きく影響（例えば導波）されたりして、車室内への電波の輻射が安定して得られないときがある。
【０００８】
また、通常、車両の平面視において座席と重ならない位置の床にアンテナを配置することで、座席による遮蔽の影響を小さくすることができる。しかしながら、座席のタイプによっては、例えばボックス席タイプのように比較的座席による床面の占有割合が大きい場合に、遮蔽の影響が大きくなるときがある。
【０００９】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、従来に比べ電波の輻射性能をより向上させることができる車両用アンテナ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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、互いに異なる第１の形状と第２の形状とを平面方向に交互に繰り返し有して形成された金属部材を用いて床部を構成した車両の床部に形成されるアンテナであって、導電性テープからなり、第１の形状の上部に絶縁部材を介して敷設された電波輻射手段と、前記電波輻射手段と給電線とを接続する接続手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記金属部材が波形形状を有していて、前記第１の形状がその波形形状の上に凹部となる部分の形状であり、前記第２の形状がその波形形状の上に凸部となる部分の形状であることを特徴とする。請求項３記載の発明は、前記金属部材が上板、下板、及び上板と下板間に傾斜して渡された複数のリブ部材とからなるダブルスキン構造を有していて、前記第１の形状がリブ部材の間隔が粗と部分の形状であり、前記第２の形状がリブ部材の間隔が密となる部分の形状であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、車両の天井近傍に敷設された上部輻射手段と、車両の床部に敷設された導電性テープからなる下部輻射手段と、上部輻射手段と下部輻射手段とを接続する接続手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記上部輻射手段及び前記下部輻射手段が車両の同一端部近傍にそれぞれ給電点を有するループアンテナを構成し、前記接続手段が各給電点を直列又は並列に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、電波輻射手段を、床部を構成する金属部材の一定の形状の上部に絶縁部材を介して敷設した導電性テープから構成したので、電波の輻射特性を均一にして安定した輻射性能を得ることができる。また、請求項２記載の発明によれば、波形形状の金属部材の上に凹部となる部分の上部に電波輻射手段が敷設されるので、金属部材との離間距離を大きくすることができ、車室内へ輻射される電波の強度を大きくすることができる。また、請求項３記載の発明によれば、ダブルスキン構造の金属部材のリブ部材の間隔が粗となる部分の上部に電波輻射手段が敷設されるので、金属部材による影響を小さくすることができ、車室内へ輻射される電波の強度を大きくすることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、車両の天井近傍の上部輻射手段と、床部の導電性テープからなる下部輻射手段とでアンテナを構成するようにしたので、上部輻射手段と下部輻射手段で遮蔽物による特性の低下を相互に補うことができる。また、請求項５記載の発明によれば、車両の前端または後端部近傍に給電点を集中させて各給電点を接続するようにしたので、容易に接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明によるアンテナを実施するための最良の形態について説明する。本実施の形態のアンテナは、鉄道車両等の車両において、車両の屋根上等に設置したラジオアンテナによって一旦受信した電波を、同じく屋根上等に設置した増幅器を介して車両内に再度輻射する際に用いられるものである。図１は本実施の形態のアンテナが敷設された鉄道車両１（以下、車両１とする。）の平面図（だたし車両１の半分程度の高さでの断面図）、図２は図１の平面図におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１の車両１の斜視図、図４は図２のＢ部詳細図である。
【００１７】
図１に示す例では、車両１の床部２の上にそれぞれ複数の３人掛けの座席３ａと７人掛けの座席３ｂとが設けられている。床部２の内部には破線で示す矩形形状のループアンテナを構成する下部アンテナ４が敷設されている。この下部アンテナ４は、銅箔、アルミ箔、ステンレス箔等からなる導電性テープで構成されていいて、同じ導電性テープからなる給電線４８によって車両１の車体壁１ａ内に引き込まれている。ここで、導電性テープとしては、片面を粘着面としたものを用いることができる。
【００１８】
車両１には、図２に示すように、下部アンテナ４のほか、車両１の天井１ｂ近傍に上部アンテナ５が敷設されている。上部アンテナ５は、被覆電線によって形成されている。上部アンテナ５は、図３に示すように下部アンテナ４と同様の矩形形状のループアンテナを構成していて、給電線５８によって車両１の車体壁１ａ内に引き込まれている。
【００１９】
図２に示すように、車両１には、窓ガラス６、台枠７、網棚８、つり革９等が設けられている。座席３ｂは座席フレーム３１と座布団３２とから構成されている。下部アンテナ４は、座席３ｂに乗客１０が着席した場合の胸ポケットの位置１１に対して、座席フレーム３１が遮蔽物とならずに輻射電波１２が直接到達できる位置に敷設されている。上部アンテナ５は、座席３ｂに乗客１０が着席した場合の胸ポケットの位置１１に対して、網棚８やつり革９が遮蔽物とならずに輻射電波１３が直接到達できる位置に敷設されている。
【００２０】
なお、下部アンテナ４は、図３に示すように、車両１の長手方向に直線状に敷設された輻射部４１および４２と、車両１の一方の端部近傍に設けられた給電点４３および４４と、給電点４３および４４と輻射部４１および４２とを接続する車両の長手方向と垂直方向に敷設された輻射部４５および４６と、車両１の他方の端部近傍で輻射部４１および４２とを接続する輻射部４７とから構成されている。この輻射部４１および４２と輻射部４５〜４７は、いずれも導電性テープで構成され、略同一平面状でループアンテナを形成し、電波を輻射する手段となる。
【００２１】
次に図２および図４を参照して、床部２と下部アンテナ４の構成について詳細に説明する。図４に示すように、床部２は、波板２１、中塗り部材２２、上塗り部材２３および床上敷物２４から構成されている。波板２１は、ステンレス、アルミニウム等の金属部材からなる板材であり、キーストン構造を構成している。すなわち、波板２１は、垂直方向に凹または凸形状をなす凹部２１ａと凸部２１ｂを平面方向（この場合、平面方向でかつ車両１の長手方向に対して垂直方向）に交互に繰り返し有することで波形形状を形成している。この波板２１は、台枠７の上面に溶接されている。
【００２２】
中塗り部材２２は、波板２１の凹部２１ａの詰め物となる部材であり、エポキシ樹脂等の樹脂を波板２１の上面に塗装したものである。上塗り部材２３は、エポキシ樹脂等の樹脂に硅砂等を混入したものであり、中塗り部材２２の上面に塗装されている。中塗り部材２２と上塗り部材２３は、いずれも電気的絶縁体（すなわち誘電体）をなすものである。床上敷物２４は、絨毯、塩化ビニルシート等の電気的絶縁体からなる敷物であり、上塗り部材２３の上面に接着されている。
【００２３】
図４に示す下部アンテナ４は、図３に示す下部アンテナ４のうち輻射部４１または４２に対応する部分である。下部アンテナ４は、上塗り部材２３の上面に接着され、床上敷物２４の下に敷設されている。この例では、下部アンテナ４の輻射部４１および４２が、波板２１の凹部２１ａの上部に中塗り部材２２と上塗り部材２３とを介して敷設されていることになる。例えば、下部アンテナ４は幅１０ｍｍ、接着剤を含む厚さが０．０７ｍｍ程度の銅箔テープで、床上敷物２４は厚さ２．５ｍｍ程度の塩化ビニルシートで構成することができる。
【００２４】
なお、図４では上塗り部材２３の上面を平面状にして、その上に下部アンテナ４を敷設することとしているが、図５に示すように、上塗り部材２３ａの上面に凹部２５を設けてその凹部２５に下部アンテナ４を敷設するようにすることもできる。この場合、下部アンテナ４の有無によって生じる床部２上面の凹凸を小さくすることができる。
【００２５】
また、車両１の床部２の床構造としては、上述した波板２１を用いる場合のほか、図６に示すダブルスキン構造等の他の構造を用いる場合もある。図６は、床部２の他の構造例を示す斜視図であり、車両１の前端または後端部を正面方向とする断面形状を表している。図６に示す例では、床部２を構成する金属部材が、アルミニウム、ステンレス等からなる金属板である上板２０１、下板２０２、および上板２０１と下板２０２間に傾斜して渡された複数のリブ部材２０３、２０３、…とから構成されている。各リブ部材２０３が傾斜しているため、上板２０１または下板２０２とリブ部材の接続箇所は、リブ部材２０３の間隔が粗となる部分と密となる部分を交互に繰り返すことになる。図６では、上板２０１側で、部分２０４がリブ部材２０３の間隔が粗となる部分であり、部分２０５がリブ部材２０３の間隔が密となる部分である。そして、図６に示す床構造の場合、下部アンテナ４の輻射部４１および４２が、図示していない絶縁部材を介して、リブ部材２０３の間隔が粗となる部分２０４の上部に敷設される。
【００２６】
次に図７〜図９を参照して、図３の下部アンテナ４と上部アンテナ５の接続形態について説明する。図７に示す接続形態では、それぞれがループアンテナを構成する下部アンテナ４と上部アンテナ５を接続ケーブル１０１で並列に接続し、端子１００を下部アンテナ４と上部アンテナ５を組み合わせたアンテナの給電点としている。
【００２７】
図８に示す接続形態では、それぞれがループアンテナを構成する下部アンテナ４と上部アンテナ５の給電線４８および５８の各一方の端子を互いに接続ケーブル１０２で接続し、各他方の端子を下部アンテナ４と上部アンテナ５を組み合わせた場合の給電端子１００としている。この場合、下部アンテナ４と上部アンテナ５が直列接続され、１つのループアンテナを構成することになる。尚、下部アンテナ４と上部アンテナ５とは互いに同相、逆相のいずれかに接続されるが、車両内の受信状況に応じて、いずれか良好な受信状態が得られる方を選択することが望ましい。
【００２８】
一方、図９に示す接続形態では、ループアンテナを車両１の端部でそれぞれ分割した上部アンテナ４ａおよび下部アンテナ５ａを、各端部で並列接続している。この形態は、上部アンテナ４ａおよび下部アンテナ５ａの各半分を直列接続することで垂直方向に形成された１対のループアンテナを、給電点１００で並列接続したものとしてとらえることができる。
【００２９】
以上のように、上記の実施の形態では、床構造に用いられているステンレス板等からなる波形の板の凹の部分の上に導電性テープからなるアンテナを配置するようにした。すなわち、金属の干渉物からアンテナまでの離間距離を大きくすることができ、干渉物の影響を小さくでき、さらに影響の度合いを均一にすることができる。また、波板の凹の部分の上に導電性テープアンテナを敷設するので、若干樹脂等からなる絶縁層を凹ませてその上にアンテナを配置することで、床上の盛り上がりを目立たなくすることができる。
【００３０】
また、床構造のバリエーションとして、上下のアルミ板等からなる板材の間をリブでつないだ構造のものを用いる場合にには、リブとリブの間隔が粗となる部分の上に導電性テープアンテナを配置することで、金属の干渉物による影響を小さくすることができる。
【００３１】
また、床上の下部アンテナと天井近傍の上部アンテナを併用することによって、単独の場合に比べて遮蔽物による影響度合いを小さくすることができる。これによれば、車室内全体に渡ってより安定した輻射性能を得ることができる。その際、下部アンテナは、車両の平面視において座席と重ならない位置の床に配置することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のアンテナの実施の形態が敷設された鉄道車両１の平面視を鉄道車両１の半分程度の高さで切断して断面図として表す平面図である。
【図２】図１の平面図におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の車両１の斜視図である。
【図４】図２のＢ部詳細を示す断面図である。
【図５】図４に示す床構造の変形例を示す断面図である。
【図６】図２の床部２の他の構造例を示す斜視図である。
【図７】図３の下部アンテナ４と上部アンテナ５との接続例を示す配線図である。
【図８】図３の下部アンテナ４と上部アンテナ５との他の接続例を示す配線図である。
【図９】図７または図８の接続例の変形例を示す配線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  車両
２  床部
４、４ａ  下部アンテナ
５、５ａ  上部アンテナ
２１  波板
２１ａ  凹部
２１ｂ  凸部
２２  中塗り部材
２３  上塗り部材
２４  床上敷物
４８、５８  給電線
１０１、１０２  接続ケーブル
２０１  上板
２０２  下板
２０３  リブ部材
２０４  上板２０１側でリブ部材２０３の間隔が粗となる部分
２０５  上板２０１側でリブ部材２０３の間隔が密となる部分
【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】
2005204130.tif 000009
【図８】
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【図９】
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