(57)【要約】【課題】車両の美観を保ち、且つエンジンから発生するノイズの影響を防止して車両外部との通信を確実に行なうことができるようにする。【解決手段】合成樹脂製の室内側のインナパネル１１と外板にあたるアウタパネルにより自動車のドアパネル１０を構成する。インナパネル１１には、窓１４の近傍に設けられる板状の枠１５の上面に金属製の補強板１６ａ、１６ｂが取付けられる。ドアパネル１０は、補強板１６ａ、１６ｂの部分においてヒンジ１９ａ、１９ｂにより車両本体２１に取付けられ、補強板１６ａ、１６ｂがヒンジ１９ａ、１９ｂを介して車両本体２１に電気的に接続されてアースされる。上記ドアパネル１０には、エンジンルーム方向に対し、補強板１６ｂにより遮蔽される位置にアンテナ素子１８を装着し、エンジンルームから放射されるノイズがアンテナ素子１８で受信されないように補強板１６ｂにより遮蔽する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を用いて構成された自動車のドアパネルに内蔵するドア内蔵車載アンテナにおいて、ノイズの発生源となるエンジンルームに対し、ドアパネルの強度補強に用いられる金属製の補強板が遮蔽となる位置にアンテナ素子を配置し、前記アンテナ素子が受信する前記エンジンルームからのノイズを遮蔽することを特徴とするドア内蔵車載アンテナ。
【請求項２】
合成樹脂を用いて構成された自動車のドアパネルに内蔵するドア内蔵車載アンテナにおいて、ノイズの発生源となるエンジンルームに対し、ドアパネルの強度補強に用いられる金属製の補強板が遮蔽となる位置にアンテナ素子を配置すると共に前記補強板とアンテナ素子との間隔を使用周波数の約１／４波長に設定し、前記アンテナ素子が受信する前記エンジンルームからのノイズを遮蔽し、且つ前記アンテナ素子の車外方向への利得を向上させたことを特徴とするドア内蔵車載アンテナ。
【請求項３】
前記ノイズに対して遮蔽となる補強板は、車両本体の金属部と接続されて接地されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のドア内蔵車載アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のアンテナに係り、特にラジオ、ＴＶ（テレビジョン）、衛星ラジオなどの放送波を受信、もしくはＧＰＳ（Global Positioning Systems：全地球測位システム）、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：狭域通信）、エンジンスタータ等の車両内と外部との通信に使用するための自動車用樹脂製ドアに内蔵するドア内蔵車載アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用アンテナとしては、車体に装着して使用するロッドアンテナや、ウインドウガラスにアンテナ素子を印刷したり、あるいは柔軟性を有するフィルムにアンテナ素子を印刷したフィルムアンテナをウインドウガラスに貼り付けて、ラジオやテレビ放送を受信するようにしたものが知られている
また、通信機を内蔵した自動車等の大きな導体からなる構造体では、受信すべき信号波が到来している電磁界中に置かれた場合に、構造体の導体面に高周波電流が誘導されることを利用して構造体の導体表面、例えば構造体が自動車である場合には、フロントガラスの窓枠になっているフロントピラーに結合コイルを近接配置し、その導体表面の高周波電流が作る磁界との結合を図ることにより、アンテナ装置を構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−２５１９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、自動車の車体に装着して使用するロッドアンテナでは、車体外側に配置されるため、障害物などによる破損や、雨、雪等によってアンテナ自身の劣化が問題となっている。  
また、アンテナ素子を自動車のウインドウガラスに直接印刷、あるいはフィルムに印刷したものをウインドウガラスに貼り付ける形式の車載アンテナは、ウインドウガラス表面に導体線を配置するため、自動車の見映えが悪化すると共に、ウインドウガラスという限られたスペースの中でアンテナを形成するため、アンテナの特性を高くすることが困難であった。
【０００４】
また、上記特許文献１に示されるアンテナ装置では、自動車の天井等をアンテナ素子として利用するので、ボディの材質や大きさ等を目的とする放送波の周波数帯に合わせることができず、良好な受信感度を得ることが困難である。また、結合コイルは、フロントピラーの車室内等に装着されるので、美観等の点においても問題となる。
【０００５】
アンテナを車両外観から隠す方法としては、アンテナ自体をドアパネルなどに内蔵する方法が考えられるが、一般的に使用されている車体は鉄やアルミニウムなどの金属製であり、電波の透過性が悪い。従って、アンテナをドアパネルなどの内側に配置した場合は、放送波の受信感度が大きく劣化したり、ＶＩＣＳ、ＤＳＲＣ等では車両外部との通信が困難になる等の問題があった。
【０００６】
一方、近年では、車両の軽量化を図るためにドアパネルを合成樹脂により製作することが行なわれている。このような合成樹脂製のドアパネルにおいては、アンテナを内蔵しても電波の透過性が失われないので、放送波の受信感度が大きく劣化したり、ＶＩＣＳ、ＤＳＲＣ等では車両外部との通信が困難になる等の問題を解決することができる。
【０００７】
しかし、合成樹脂製のドアパネルにアンテナを内蔵した場合、車両搭載機器からのノイズ、特にエンジンから発生するノイズの影響を大きく受け、通信の障害となっている。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、アンテナを合成樹脂製のドアパネルに内蔵することで車両外観の美観を保ち、且つエンジンから発生するノイズの影響を防止して車両外部との通信を確実に行なうことができるドア内蔵車載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】
【０００９】
第１の発明は、合成樹脂を用いて構成された自動車のドアパネルに内蔵するドア内蔵車載アンテナにおいて、ノイズの発生源となるエンジンルームに対し、ドアパネルの強度補強に用いられる金属製の補強板が遮蔽となる位置にアンテナ素子を配置し、前記アンテナ素子が受信する前記エンジンルームからのノイズを遮蔽することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、合成樹脂を用いて構成された自動車のドアパネルに内蔵するドア内蔵車載アンテナにおいて、ノイズの発生源となるエンジンルームに対し、ドアパネルの強度補強に用いられる金属製の補強板が遮蔽となる位置にアンテナ素子を配置すると共に前記補強板とアンテナ素子との間隔を使用周波数の約１／４波長に設定し、前記アンテナ素子が受信する前記エンジンルームからのノイズを遮蔽し、且つ前記アンテナ素子の車外方向への利得を向上させたことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明に係るドア内蔵車載アンテナにおいて、前記ノイズに対して遮蔽となる補強板は、車両本体の金属部と接続されて接地されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、合成樹脂製のドアパネル内にアンテナ素子を設けているので、金属製のボディのように到来電波を遮ることがなく、放送電波の受信あるいは車両内外部との通信を効率良く行なうことができ、且つ外観からアンテナの存在を隠して車両の美観を保つことができる。
【００１３】
また、アンテナ素子が受信するエンジンルームからのノイズをドアパネルの補強板により遮蔽でき、車両外部との通信を確実に行なうことができる。  
更に、補強板とアンテナ素子との間隔を使用周波数の約１／４波長に設定することにより、補強板を反射板として利用でき、アンテナ素子の車外方向への利得を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
（第１実施形態）
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係るドア内蔵車載アンテナの実施形態を示したもので、図１は自動車のドアパネル１０の構成例を示す図、図２はドアパネル１０の要部断面図である。
【００１５】
上記図１、図２に示すドアパネル１０は、バックドアに実施した場合の例を示している。ドアパネル１０は、例えばガラス繊維を含む強化合成樹脂を用いてプレス成形あるいは射出成形により製作したもので、室内側のインナパネル１１と外板にあたるアウタパネル１２により構成される。アウタパネル１２には中央より上部側に窓が形成され、この窓部分にリアガラス１３が装着される。インナパネル１１には、アウタパネル１２のリアガラス１３に対応する位置に窓１４が設けられる。また、インナパネル１１には、例えば窓１４の側部及び上部に位置するように板状の枠１５が設けられる。そして、上記枠１５の上面にドア強度を確保するために金属板により形成した補強板（鋼板レインフォース）１６ａ、１６ｂが例えばタッピングネジにより取付けられ、この補強板１６ａ、１６ｂにヒンジ取付部１７ａ、１７ｂが設けられる。
【００１６】
一方、アウタパネル１２には、補強板１６ａ、１６ｂの一方、例えば補強板１６ｂに対応する内側位置に例えば板状のアンテナ素子１８が装着される。このアンテナ素子１８は、給電部がリード線を介して車両に搭載されている電子機器に接続される。
【００１７】
そして、インナパネル１１とアウタパネル１２は、例えば周縁部分が接着材により接着されて一体に構成される。上記インナパネル１１とアウタパネル１２が一体に構成されたドアパネル１０は、図２に示すように補強板１６ａ、１６ｂのヒンジ取付部１７ａ、１７ｂがヒンジ１９ａ、１９ｂにより車両本体（ボディ）２１に取付けられる。このとき補強板１６ａ、１６ｂは、ヒンジ１９ａ、１９ｂを介して車両本体２１に電気的に接続されてアースされた状態となる。なお、図２において、２２は車両のサイドウインドウである。
【００１８】
また、ドアパネル１０が車両本体２１に取付けられた状態では、アウタパネル１２に設けられたアンテナ素子１８が矢印ａで示すエンジンルーム方向に対して補強板１６ｂにより遮蔽された状態となる。すなわち、アウタパネル１２に設けられたアンテナ素子１８に対し、エンジンルーム側に補強板１６ｂを位置させ、エンジンから発生するノイズがアンテナ素子１８に到達しないように遮蔽している。
【００１９】
上記アンテナ素子１８は、例えば図３に示すように構成される。図３において、３１は例えば略長方形の金属板を使用した板状放射素子で、中央部において下側から上側近傍まで第１のスリット３２が垂直に設けられ、左右に板状のダイポール素子３３ａ、３３ｂが形成される。また、板状放射素子３１には、左端近傍から右端近傍まで、上辺と平行に第２のスリット３４が設けられ、上部に折返し素子３５が形成される。
【００２０】
上記板状放射素子３１は、例えば全長（横幅）Ｌが約０．３５λ、高さＨが約０．０５λ以上、第１のスリット３２の間隔Ｄ１及び第２のスリット３４の間隔Ｄ２が約０．０１λに設定される。上記λは、使用周波数帯における下端周波数の波長を示している。また、ダイポール素子３３ａ、３３ｂには、第１のスリット３２側の下端部に給電点３６ａ、３６ｂが設けられる。この給電点３６ａ、３６ｂは、リード線を介して車両に搭載されている電子機器に接続される。  
上記のように構成されたアンテナ素子１８は、２線式折返しダイポールと同様の機能を有する。
【００２１】
上記第１実施形態によれば、合成樹脂製のドアパネル１０内にアンテナ素子１８を設けているので、金属製のボディのように到来電波を遮ることがなく、放送電波の受信あるいは車両内外部との通信を効率良く行なうことができる。また、ドアパネル１０内にアンテナ素子１８を配置することにより、外観からアンテナの存在を隠すことができ、車両の美観を保つことができる。
【００２２】
更に、ドアパネル１０の補強板１６ａ、１６ｂを利用し、エンジンルームとアンテナ素子１８との間を遮蔽することにより、エンジンから発生するノイズがアンテナ素子１８で受信されるのを防止でき、車両外部との通信を確実に行なうことができる。この場合、補強板１６ａ、１６ｂは、アンテナ素子１８に比較して十分な大きさを有し、且つヒンジ１９ａ、１９ｂを介して車両本体２１にアースされるので、ノイズの遮蔽効果を持たせることができる。
【００２３】
従って、上記ドア内蔵車載アンテナによれば、ラジオ、ＴＶ、衛星ラジオなどの放送波の受信、その他、例えばＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＤＳＲＣ、エンジンスタータ等、車両内と外部との通信を良好に行なうことができる。
【００２４】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。  
図４は、第２実施形態に係る車載アンテナを内蔵したドアパネル１０の要部断面図である。この第２実施形態に係るドア内蔵車載アンテナは、図４に示すようにインナパネル１１に設けられた補強板１６ａ、１６ｂの一方、例えば補強板１６ｂに対して所定の間隔ｄを保ってアンテナ素子１８を配置し、補強板１６ｂを反射板として作用させるようにしたものである。上記補強板１６ｂとアンテナ素子１８との間隔ｄは、約λ／４（λは使用周波数）に設定される。その他の構成は、第１実施形態と同様の構成であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお、アンテナ素子１８は、第１実施形態と同様にエンジンルームに対して補強板１６ｂにより遮蔽されるように配置し、ノイズ遮蔽効果を持たせている。
【００２５】
上記アンテナ素子１８としては、例えばマイクロストリップアンテナであるパッチアンテナが使用される。このパッチアンテナは、例えば絶縁基板上に構成される。また、パッチアンテナとしては、円形パッチアンテナや矩形パッチアンテナ等、任意のパッチ素子を使用することができる。上記アンテナ素子１８は、インナパネル１１側において、補強板１６ｂに間隔ｄを保って配置しても、あるいはアウタパネル１２側に装着しても良い。アンテナ素子１８をアウタパネル１２側に装着した場合は、インナパネル１１とアウタパネル１２を一体に構成した際に、補強板１６ｂとアンテナ素子１８との間隔ｄが約λ／４となるように設定する。また、補強板１６ｂとアンテナ素子１８との間に誘電体を介在しても良い。
【００２６】
また、アンテナ素子１８及び補強板１６ｂの位置や配置角度は、図４に矢印ｂで示す最大利得方向がその用途に適合するように設定する。例えば衛星ラジオやＧＰＳ等の通信に用いられる車載アンテナの場合には、アンテナ素子１８の最大利得方向を衛星の方向例えば仰角４０°に設定する。アンテナの最大利得方向は、一般的には反射板に対して垂直方向である。
【００２７】
上記第２実施形態によれば、第１実施形態と同様にエンジンからアンテナ素子１８へのノイズを遮蔽して車両外部との通信を確実に行なうことができ、且つ、補強板１６ｂとアンテナ素子１８とを対向配置し、その間隔ｄを約λ／４に設定することにより、補強板１６ｂを反射板として作用させ、アンテナ利得を向上することができる。
【００２８】
衛星ラジオやＧＰＳ等の通信に用いられる車載アンテナでは高い利得が要求されるが、上記のように補強板１６ｂを反射板として作用させることによりアンテナ利得を向上でき、十分な通信品質を確保することができる。衛星ラジオやＧＰＳでは、数ＧＨｚの電波を使用しており、λ／４の値は数ｃｍであるので、補強板１６ｂとアンテナ素子１８との間隔ｄをλ／４に設定することは容易である。
【００２９】
なお、上記第２実施形態では、アンテナ素子１８として１個のパッチ素子を用いた場合について示したが、複数個のパッチ素子を用いても良い。また、アンテナ素子１８は、パッチ素子に限定されるものではなく、板状アンテナ等、その他の形状のアンテナを使用することが可能である。
【００３０】
また、上記各実施形態では、補強板１６ｂに対応してアンテナ素子１８を設けた場合について示したが、他方の補強板１６ａに対応してアンテナ素子１８を設けても良い。
【００３１】
また、上記各実施形態では、インナパネル１１における窓１４部分の枠１５に設けられた補強板１６ａ、１６ｂを利用してエンジンルームからアンテナ素子１８へのノイズを遮蔽するようにしたが、その他の部分に補強板が設けられる場合には、その補強板を利用してエンジンルームからのノイズを遮蔽するようにしても良い。
【００３２】
また、上記各実施形態では、板状のアンテナ素子やマイクロストリップアンテナ（パッチ素子）を用いた場合について示したが、その他、例えばループアンテナ等の金属線により構成した線状アンテナを使用しても良い。
【００３３】
また、上記各実施形態では、自動車のバックドアに車載アンテナを実装する場合について示したが、バックドア以外の他のドアであっても、合成樹脂製のドアパネルであれば、上記実施形態と同様に車載アンテナをドアパネルに実装して同様の効果を得ることができる。
【００３４】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車載アンテナを内蔵した自動車のドアパネルの構成例を示す図である。
【図２】同実施形態におけるドアパネルの要部断面図である。
【図３】同実施形態におけるアンテナ素子の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車載アンテナを内蔵したドアパネルの要部断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ドアパネル、１１…インナパネル、１２…アウタパネル、１３…リアガラス、１４…窓、１５…枠、１６ａ、１６ｂ…補強板、１７ａ、１７ｂ…ヒンジ取付部、１８…アンテナ素子、１９ａ、１９ｂ…ヒンジ、２１…車両本体、２２…サイドウインドウ、３１…板状放射素子、３２…第１のスリット、３３ａ、３３ｂ…ダイポール素子、３４…第２のスリット、３５…折返し素子、３６ａ、３６ｂ…給電点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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