(57)【要約】本発明は、アンテナ素子を車両のプラスチック部品の中へ組み込む方法に関するもので、それによると、アンテナ素子は、塗装工程中、特にフィルム塗付工程中に、塗料層とプラスチック支持体との間に挿入される。さらに本発明は、本発明的方法を用いて製造された部品ならびに前記部品を備えた車両に関する。
2006512797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み込みアンテナ素子と、成形加工によって製造されたプラスチック基板とを備えた車両部品を製造する方法であって、
前記車両部品には、被覆層と、前記被覆層と前記プラスチック基板との間に配置された少なくとも１つのアンテナ素子とが設けられていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記被覆層は、フィルム被覆法で被着されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのアンテナ素子が、前記成形加工中に前記車両部品に導入されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのアンテナ素子が、構造的直接金属被覆あるいはスクリーン印刷加工によって、前記被覆フィルムまたは前記プラスチック基板へ適用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの金属粘着フィルムの打抜き部品または基板に適用された配線が、前記被覆フィルムまたは前記プラスチック基板に前記アンテナ素子として適用されること特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記被覆フィルムは、熱成形法によって前もって形成されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記成形加工に使用する前記成形用金型は、少なくとも１つのアンテナ素子を位置決めするための基準として使用されることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
電気結線を収容する穴のドリル加工が、前記成形加工後に前記プラスチック基板に実施されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記アンテナ素子が接触されるために通る開口部は、前記成形用金型の適切な設計によって作成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記アンテナ素子は、前記成形加工中に導入される導電性挿入部品を通して接触されることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
プラスチック基板とそれに結合された被覆層を備えた車両部品であって、少なくとも１つのアンテナ素子が、前記プラスチック基板と前記被覆層との間に配置されることを特徴とする車両部品。
【請求項１２】
前記被覆層は、被覆フィルムであることを特徴とする請求項１１に記載の車両部品。
【請求項１３】
前記アンテナ素子の直接接触のための手段が存在することを特徴とする請求項１１あるいは１２に記載の車両部品。
【請求項１４】
前記アンテナ素子の電磁結合のための、開口結合を用いた手段が設けられることを特徴とする請求項１１あるいは１２に記載の車両部品
【請求項１５】
少なくとも１つのアンテナ素子に結合され、さらなる能動または受動電子構成部品、特にフィルタ及びアンテナ増幅器を含んでいるモジュールが設けられることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の車両部品。
【請求項１６】
位置決め要素をさらに有し、それを用いて前記モジュールが前記車両部品上に、前記アンテナ素子に対して位置的に正確な方法で配置されることを特徴とする請求項１５に記載の車両部品。
【請求項１７】
前記車両部品は接地平面を有することを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の車両部品。
【請求項１８】
前記接地平面は、金属粘着フィルム、直接金属被覆またはスクリーン印刷の形態をとることを特徴とする請求項１７に記載の車両部品。
【請求項１９】
請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のプラスチック部品を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ素子が組み込まれた車両部品をプラスチックから製造する方法に関し、さらにこの方法によって製造される構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属部品の代替品としてのプラスチック構成部品の使用は、特に車両の構造において、近年より一層普及してきている。特に軽量構造の観点から、プラスチック構成部品が金属部品の代用を果たしており興味深い。加えて、それらは、例えば射出成形加工を使用して、低コストでの製造が可能である。
【０００３】
これらの部品を保護しその視覚的外観を向上させるには、構成部品の表面を被覆することが望ましい。
【０００４】
プラスチック構成部品に特に適した被覆法は、例えば特許文献１に詳述されている。この文献は、紫外線吸収及び傷のつきにくい特性を有する３つの層を備えた層組織の、プラスチック基板への適用に関わるものである。
【０００５】
車両の構造における上記プラスチック構成部品の使用は、さらなる用件が必要となるが、しかしまたこれらの構成部品にとっての別の可能性も生み出す。例えば、その電磁波に対する透過性が、これらの構成部品を、例えば無線システムまたはレーダシステム用のアンテナを据え付ける支持体としてほぼ理想的なものとしている。ここでの論点の中心は、既存の限定された設置空間の最適な利用、及びアンテナ装置によって車両の視覚的外観が損なわれるのを最小限に留めることにある。この問題点については、様々な方法で既存のシステムによって対応策がとられている。
【０００６】
例えば、特許文献２によれば、二次元的要素として形成され車両本体のプラスチック構成部品に適用されるアンテナ組み立て部品を提案している。ここでは、アンテナ構造体は独立して製造され、追加の加工工程で車体部分に適用あるいは組み込まれる。この方法の欠点は、追加作業としてのアンテナ構造体の適用には、構造体の調節のための増加支出が必然的に伴うということであり、また、アンテナ構造体が構成部品の表面に配置される場合、機械的応力に対する保護は最適とは言えない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５  １５６  ８８２号明細書
【特許文献２】国際公開第９２／２１１６１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、プラスチック構成部品内に設けられるアンテナ素子を、単純かつ低コストな方法で組み込み、さらに上記アンテナ素子に対する最大の機械的保護を確保する目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１に記載の特徴を備えた方法によって、並びに請求項１１および１９に明記された特徴を備えた装置によって達成される。従属項に記載の特徴は、本発明の有利な別の発展形態を形成する。
【００１０】
本発明によると、アンテナ素子は、プラスチック部品用の被覆法の一部としてプラスチック構造体に導入される。これは、被覆層と、被覆される構成部品、いわゆるプラスチック基板、との間への二次元的に形成されたアンテナ素子の配置を伴う。国際公開第９２／２１１６１号パンフレットとの相違点として、構造的ユニットとしてのプラスチック部品の一体的外観から、この点において異なっており、被覆層及びプラスチック基板は、プラスチック部品の個々の構成部品とみなされ、これら２つの構成部品の間の空間は、本発明に従って有利に利用される。
【００１１】
ダイポールアンテナ、ループアンテナ、スロットアンテナは、携帯用ラジオに特に適したもので、例えばアンテナ素子として考え得るものであり、例えば結合器、フィルタ、配電網等の必要な電気／電子構成部品を備えている。
【００１２】
被覆層とプラスチック基板との間にアンテナ素子を適用することで、一連の利点が実現される。プラスチック基板の表面にアンテナ素子を配置することにより、プラスチックの表面を基準表面として使用して素子の位置決めがより容易に行われ、同時にアンテナ素子を覆う被覆層は、外部からの影響に対して最適な保護を提供し、その結果スーパーストレートとして任意の機能を提供し、アンテナの電気的特性に影響を与える。さらに、この方法は、表面仕上げとアンテナの据え付けを１つの作業に統合できる。加えて、アンテナ素子の必要とする占有空間は、被覆層とプラスチック基板との間の空間の統合によって削減される。アンテナ素子は薄膜導体フィルムから製造可能なので、例えば車両の視覚的外観を損なうことはなく、結果として、デザインを検討する際にアンテナの統合につい配慮する必要はない。アンテナ構造体の適用は、既存の製造工程に容易に統合可能で、結果的に追加の経済的支出は非常に低いものとなる。
【００１３】
近年、フィルム被覆法は、プラスチック部品の被覆に特に好適であることが証明された。これらの方法は、手間のかかる液体塗料を使用しない施工が可能で、それによって経済的観点から従来の方法に対して優れている。
【００１４】
このタイプの方法は、欧州特許出願公開第  ０  ８１９  ５２０  Ａ２号明細書に提案されている。記載された方法では、未硬化被覆フィルムは実質的には着色層と透明被覆層とを含んで構成され、さらに基板フィルムも被覆される構成部品に被着され、最終的に電磁波によって硬化される。
【００１５】
前述の方法の別の発展形態が、欧州特許出願公開第  ０  ８１９  ５１６  Ａ２号明細書に記載されている。ここでは、被覆フィルムは、被覆される構成部品に成形加工中に被着される。成形加工は、例えば、射出成形、射出／圧縮成形、またはフォームバッキング加工でもよい。射出成形の場合、液体ポリマーが閉封された射出成形用金型の中に射出される。この場合、基板原料は高温ポリマーによって溶解し始めるように作られ、フィルムは支持材によって共有結合状態になる。
【００１６】
アンテナ素子がプラスチック構成部品に組み込まれる際に、素子の導入を成形加工における被覆作業と一緒に統合することが特に好適であることが証明されている。例えば、成形用金型を使用する際、アンテナ素子を成形作業前に成形用金型に導入すると有利である。成形加工後、既に表面的に一体化されたアンテナ素子を備えた構成部品の表面は、その後従来の被覆法またはフィルム被覆法のいずれかによって処理できる。
【００１７】
フィルム被覆法が使用される場合、成形加工前にアンテナ素子を被覆フィルムに適用することが同様に可能である。その後、被覆フィルムは成形用金型に導入され、続いて射出成形またはフォーミング加工によって、支持体基板がそれに適用される。このようにして、アンテナ素子の導入は、特に有利な方法で、被覆及び成形作業に統合される。
【００１８】
言うまでもなく、フィルムの金属被覆にとって好適であると証明された加工処理、例えば構造的直接金属被覆またはスクリーン印刷加工等は、アンテナ素子を被覆フィルムに適用する有利な方法として使用することができる。直接金属被覆の場合、被覆フィルムは、当初化学的に活性化され、続いて、金属塩溶液の中で被覆フィルムの裏面に金属の薄膜層が析出され、それに続いて直流電流を流して、十分な機械的安定性に必要な厚さまで補強される。その後に、金属層を既知のフォトリソグラフィ加工によって構築することができる。
【００１９】
この加工処理の主な利点は、実現可能な高度な精密性と被覆フィルム上の金属層の良好な接着である。
【００２０】
言うまでもなく、プラスチック基板は既述の加工処理によって金属被覆することもできる。
【００２１】
アンテナ素子を別の方法で準備するために、様々な方式を有利な方法で使用してもよい。例えば、準備工程として、アンテナ素子を金属箔から打抜き部品として打ち抜き、被覆フィルムまたはプラスチック基板に接着によって取り付けることは好ましい。これにより、化学薬品の使用を完全に省くことが可能となり、実現可能な精密性とアンテナ素子としての使用要件とは問題なく合致する。合計厚が６５μｍ（銅３５μｍとアクリル接着剤３０μｍ）市販の銅接着テープは、特にこれにとって好適であることが証明されている。
【００２２】
同様に、例えばフォイル導体または加工済プリント回路基板等、基板に配置された導体構造は、アンテナ構造体の被覆フィルムまたはプラスチック基板への適用に、多くの可能性をもたらす。
【００２３】
前述の方法によるアンテナ素子の組み込みにとって、アンテナ素子を挿入部品として、構築前単一層あるいはいわゆる「積層パッチ」を備えた多層基板の形態で実現すると有利である。
【００２４】
構成部品の最適な皮膜形成にとっては、射出成形またはフォームバッキング加工前に、熱成形法を用いて被覆フィルムを前もって形成すると好適であることが証明されている。これにより、なめらかでブリスタのない被覆表面が確保される。適切な柔軟性及び強靭性を与えられると、アンテナ素子はここで熱成形加工前に被覆フィルムへ適用することができ、あるいはその代わりに、熱成形加工後に被覆フィルムへ適用することも考えられる。
【００２５】
プラスチック構成部品の製造において別の有利な変化形態は、使用される成形用金型の幾何学的配置を、アンテナ素子の位置決めをするのに有利な様に、例えばロボットを用いて、使用する。別の方法として、アンテナ素子の自動配列を、例えば画像認識方法等の光学的方法を用いて実行してもよい。
【００２６】
構成部品内におけるアンテナ素子の接触には、様々な可能性がある。例えば、アンテナ素子は直接に直流通電して接触してもよい。そのためには、導波管がプラスチックを通って鋳込みアンテナ素子に導かれる必要がある。構成部品に、成形加工後にドリルで開けた穴を設け、その穴は導入されたアンテナ素子まで達していて、引き続き、例えば同軸パネルジャックの内側導線を用いて、アンテナ素子に直接接触することが適切である。
【００２７】
成形加工中に、あらかじめ導線の導出部を設けておくと特に有利である。例えば、これに必要な開口部については、成形用金型の設計段階で既に考慮しておくことが可能で、この方法では、例えばドリル穴あけ加工等のその後のそれ以上の作業工程は不要になる。
【００２８】
同様に、成形加工中にあらかじめ適切な挿入部品を設けると有利であり、その挿入部品を用いてアンテナ素子は周囲のプラスチックを通り抜けて接触する。
【００２９】
アンテナ素子を結線するための別の可能性は、いわゆる開口結合である。これは、アンテナ素子の直接直流電流接触を必要とせず、むしろ給電路を備えた給電ネットワークとアンテナ素子の結線に必要な電気・電子構成部品とを含むモジュールが、プラスチック構成部品の背面に取り付けられる。この手順によって、さもなければ必要なはずのプラスチックを通る貫通メッキは不要なものとなり、結果として製造工程はさらに簡素化される。
【００３０】
給電ネットワークを備えたモジュールは、接地平面によってアンテナ素子から分離されている。この場合、エネルギー伝達は、アンテナ素子を備えた給電路の電磁結合を用いて、接地平面の間隙を通って行われる。アンテナ素子の中心が間隙の下に置かれると、ここで結合は最大化する。直接接触との相違点として、開口結合は、多数の可変パラメータを有する。例えば、入力抵抗は、間隙の幾何学的形状特性及びそのアンテナ素子の下の位置によって影響を受ける。
【００３１】
開口結合の別の利点は、直接接触と比較すると帯域幅がより高いことである。
【００３２】
これを最適に操作するには、モジュールは２面上に構築される。アンテナ側の面は、アンテナ用の接地平面と関連する結合間隙を備えた給電路とを収容し、これによって接地平面は給電ネットワークによって放出される寄生放射を更に遮蔽し、このようにして配置の高い分極純度を確保する。アンテナとは反対側の面は、給電ネットワークを含む。加えて、例えばアンテナ増幅器、フィルタ等の別の能動及び受動回路をこちら側に有利な方法で組み込んでもよい。言うままでもなく、このモジュールの実施形態は、アンテナ素子の直接接触の場合にも適している。
【００３３】
モジュールの特に有利な実施形態は、規定した方法でプラスチック部品に、例えばラッチまたは接着結合技術によって、取り付けできるハウジング内に組み込まれるようになっている。このようにして、導入されるアンテナ素子に対する結合スロットの空間的配列は、有利な方法で画定され、モジュールの取り付けは簡素化される。さらに、モジュールの容易な交換性が、例えばハードウェアの更新の場合に、確保される。
【００３４】
マイクロストリップアンテナが形成される場合、追加の接地平面が必要で、パッチの形態でプラスチック部品に組み込まれたアンテナ素子を備えたリゾネータを形成する。この接地平面は、成形加工によって構成部品の背面に適用されてもよい。この配置は二次元的に形成された構成部品に特に適しており、ＧＰＳ信号の受信用に特に優れた特性を示す。
【００３５】
接地面に、金属粘着フィルム、直接金属被覆、またはスクリーン印刷の形態をとらせると好適であることが証明されている。
【００３６】
本発明を、２つの例示された実施形態及び関連の図面に基づいて以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、構成部品に直接接触したアンテナ素子を示す。アンテナ素子は、ここでは被覆フィルム１と支持材３との間に配置される。被覆フィルムは、透明被覆層１ａ、着色被覆層１ｂ、及び基板層１ｃを含む。基板層１ｃと支持材３との間に配置されているのは、パッチ２の形態をしたアンテナ素子である。接触を簡素化するには、アンテナ素子には、支持材の射出成形前に、半田付け点６が設けられる。支持材の射出成形後、この半田付け点は支持材３を通ってドリルで穴を開けられ、同軸線の内側導線５がドリル穴を通ってアンテナ素子２に導かれる。アンテナ構造体の背面終端部は、接地平面４によって形成され、支持材３に適用されている。構成部品に組み込まれたアンテナ素子２の簡易な配置作業は、透明支持材３を選択することで一層容易になる。
【００３８】
図２は、組み込みアンテナ素子２を備えた構成部品を示し、ここではアンテナ素子へのエネルギー転送が開口結合を用いて行われる。この構造の場合も、アンテナ素子２は、上記の方法で、被覆フィルム１と支持材３との間に配置される。直接接触との相違点として、ここに示す配置においては支持材３を通る導線の導出は必要ない。むしろ、ここで述べる実施形態では、接地平面４は、構成部品の背部に取り付けられるモジュール７の一部として形成される。この場合、接地平面４は隙間１０を有し、それを通ってアンテナ素子２の電磁結合が行われる。ここで、アンテナ素子２を作動させる電気・電子構成部品がモジュール７に組み込まれる。機械的固定及び位置調整のため、特にアンテナ素子に対する結合間隙の位置調整のために、ラッチ及び保持要素８が取り付けられる。これらは成形用金型の設計によって、既に成形加工中に設けられることが有利な方法で可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】直接接触のアンテナ素子を備えた本発明による構成部品の断面図。
【図２】開口結合を備えた本発明による構成部品の断面図。
【図１】
2006512797.tif 000003
【図２】
2006512797.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月13日(2004.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み込みアンテナ素子と、成形加工によって製造されたプラスチック基板とを備えた車両部品を製造する方法であって、前記車両部品には、被覆層と、前記被覆層と前記プラスチック基板との間に配置された少なくとも１つのアンテナ素子とが設けられており、
前記被覆層はフィルム被覆法で被着されることを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも１つのアンテナ素子が、前記成形加工中に前記車両部品に導入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのアンテナ素子が、構造的直接金属被覆あるいはスクリーン印刷加工によって、前記被覆フィルムまたは前記プラスチック基板へ適用されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの金属粘着フィルムの打抜き部品または基板に適用された配線が、前記被覆フィルムまたは前記プラスチック基板に前記アンテナ素子として適用されること特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記被覆フィルムは、熱成形法によって前もって形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記成形加工に使用する前記成形用金型は、少なくとも１つのアンテナ素子を位置決めするための基準として使用されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
電気結線を収容する穴のドリル加工が、前記成形加工後に前記プラスチック基板に実施されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記アンテナ素子が接触されるために通る開口部は、前記成形用金型の適切な設計によって作成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記アンテナ素子は、前記成形加工中に導入される導電性挿入部品を通して接触されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
プラスチック基板とそれに結合された被覆層を備えた車両部品であって、少なくとも１つのアンテナ素子が、前記プラスチック基板と前記被覆層との間に配置されていて、
前記被覆層が、被覆フィルムであることを特徴とする車両部品。
【請求項１１】
前記アンテナ素子の直接接触のための手段が存在することを特徴とする請求項１０に記載の車両部品。
【請求項１２】
前記アンテナ素子の電磁結合のための、開口結合を用いた手段が設けられることを特徴とする請求項１０あるいは１１に記載の車両部品
【請求項１３】
少なくとも１つのアンテナ素子に結合され、さらなる能動または受動電子構成部品、特にフィルタ及びアンテナ増幅器を含んでいるモジュールが設けられることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の車両部品。
【請求項１４】
位置決め要素をさらに有し、それを用いて前記モジュールが前記車両部品上に、前記アンテナ素子に対して位置的に正確な方法で配置されることを特徴とする請求項１３に記載の車両部品。
【請求項１５】
前記車両部品は接地平面を有することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の車両部品。
【請求項１６】
前記接地平面は、金属粘着フィルム、直接金属被覆またはスクリーン印刷の形態をとることを特徴とする請求項１５に記載の車両部品。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のプラスチック部品を備えた車両。
【国際調査報告】
2006512797.tif 000005
2006512797.tif 000006
2006512797.tif 000007
2006512797.tif 000008
2006512797.tif 000009
2006512797.tif 000010