车辆的上部结构的制作方法

1.本发明涉及一种汽车等车辆的上部结构，特别是涉及一种在车辆的车顶上具备天线装置的车辆的上部结构。


背景技术：

2.以往，在汽车等车辆中，将天线装置装备在车顶上。在天线装置中内置有一个或多个车载通信设备的天线。近年来，由于设计性，常见例如专利文献1中公开的那样的、在车顶的后端部分具备鲨鱼鳍型的天线装置的车辆。
3.以往，天线是将朝向车辆上空的电波作为发送接收的对象的。然而，近年来，由于以车车间(v2v/vehicle-to-vehicle)通信、车路间(v2i/vehicle-to-roadside-infrastructure)通信为代表的v2x通信的进展，在v2x通信用的天线内置于天线装置的情况下，要求在沿着车顶的方向上也适当地进行电波的发送接收。因此，对于例如后箱门安装有树脂制的后窗扰流板(也称为后窗导流器)的车辆、车顶上安装有树脂制的车顶边梁等类型的车辆，存在以下的技术问题。
4.在这些车辆中，天线装置以及后窗扰流板等沿着车顶靠近地配置。能够使电波透过树脂制的后窗扰流板等。然而，使电波完全透过实际上是很困难的，指向后窗扰流板等的上表面的电波射入该后窗扰流板等的内部，在该内部不规则地反射，有时诱发电波干涉。因此，这样的电波干涉导致电波的发送接收性能降低，在确保v2x通信的精度方面产生无法忽视的情况。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2018-152824号公报


技术实现要素：

8.本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够在车顶上具备天线装置的车辆中提高天线装置对于电波的发送接收性能的技术。
9.于是，本发明的车辆的上部结构具备：车顶，该车顶覆盖车室空间的上部；天线装置，该天线装置包含壳体和天线，该壳体配设于所述车顶的上表面，该天线收容于该壳体内并发送接收电波；树脂部件，该树脂部件与所述天线装置相邻配置；以及金属部件，该金属部件安装于所述树脂部件，并形成金属层，所述天线发送接收指向所述车顶的上表面及指向所述树脂部件的上表面的电波，所述金属部件被配置为反射指向所述树脂部件的上表面的所述电波。
附图说明
10.图1是应用本发明的第一实施方式的车辆的上部结构的车辆(汽车)的后部立体图。
11.图2是所述车辆的后部侧视图。
12.图3是所述车辆的后部俯视图。
13.图4是所述车辆的后部剖视图(图3的iv-iv线剖视图)。
14.图5是表示所述车辆的天线装置的接收强度特性的特性图。
15.图6是表示比较例的车辆的天线装置的接收强度特性的特性图。
16.图7是第二实施方式的车辆的后部俯视图。
17.图8是所述车辆的后部剖视图(图7的viii-viii线剖视图)。
18.图9是变形例的车辆的后部剖视图。
具体实施方式
19.以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
20.[第一实施方式]
[0021]
图1是应用本发明的车辆的上部结构的车辆的后部立体图，图2是所述车辆的后部侧视图。
[0022]
图1和图2所示的车辆1是五门的掀背型的汽车，具备车身2、前门(省略图示)、后门34以及后背箱门45，该车身2具备覆盖车室空间的上部的车顶3，该前门、后门34以及后背箱门45经由各未图示的铰链而以能够开闭的方式支承于该车身2。
[0023]
在车辆1的后部，具备左右一对后组合灯6。后组合灯6作为停车灯、转向灯起作用。在本实施方式中，后组合灯6具有由组装于车身2的外侧灯6a和组装于后背箱门4的内侧灯6b构成的分割结构。
[0024]
在车辆1中，搭载有包含ecu(省略图示)和天线装置10(相当于本发明的“第一天线装置”)的车载无线通信装置，在车顶3的上表面配置有所述天线装置10。该车载无线通信装置具备进行车车间(vehicle-to-vehicle)通信、车路间(vehicle-to-roadside-infrastructure)通信的功能。另外，在以下的说明中，将这些车车间通信以及车路间通信统称为v2x通信。
[0025]
天线装置10配置于车顶3的上表面。具体而言，天线装置10是配置在由薄钢板等构成的金属制的车顶板3a的上表面中的、后端部分的区域且车宽方向的中央部分。
[0026]
天线装置10是鲨鱼鳍型的车顶天线，具备树脂制的壳体11a和天线11b，该壳体11a固定于车顶3的上表面，该天线11b收容于该壳体11a内，用于发送接收v2x通信的电波。
[0027]
在本例中，v2x通信的电波的频带为5.8ghz频带～5.9ghz频带(5.850ghz～5.925ghz)，因此，天线11b具有能够发送接收该5.8ghz频带～5.9ghz频带的电波的电长度。另外，作为v2x通信的电波的频带，也可以使用700mhz频带。
[0028]
在车顶3的后方配置有所述后背箱门5。后背箱门5具备金属制的箱门主体12、分别组装于该箱门主体12的后窗16、后窗扰流板18(相当于本发明的“树脂部件”)以及反射板22(相当于本发明的“金属部件”)。
[0029]
箱门主体12的前端部(上端部)与设于车顶3的后端部的未图示的铰链连结。通过该结构，后背箱门5将其前端部(铰链)作为支点，被支承为能够相对于车身2在上下方向上摆动。通过该后背箱门5的摆动而对设置于车身2的后部的开口部进行开闭。
[0030]
图3是车辆1的后部俯视图，图4是车辆1的后部剖视图(图3的iv-iv线剖视图)。如
这些图3和图4所示，所述箱门主体12通过将由薄钢板等分别形成的外面板13a与内面板13b彼此接合而构成。
[0031]
在箱门主体12中靠近前端部(上端部)的位置，设置有窗开口部14，所述后窗16组装于该窗开口部14。具体而言，在窗开口部14的内缘部，遍及该窗开口部14的整周地形成有凸缘部14a。经由未图示的密封部件，后窗16与该凸缘部14a重叠，并且凸缘部14a和后窗16及密封部件经由粘接剂彼此粘接。
[0032]
所述后窗扰流板18配置于箱门主体12的前端部分的上方。后窗扰流板18具有由聚碳酸酯树脂、abs等树脂材料分别形成的外面板19a(相当于本发明的“上侧树脂层”)和内面板19b(相当于本发明的“下侧树脂层”)，通过将它们接合成一体而构成后窗扰流板18。另外，后窗扰流板18(外面板19a和内面板19b)也可以由含有玻璃纤维、碳素纤维的纤维强化树脂形成。
[0033]
后窗扰流板18具有在车宽方向上延伸的、俯视观察呈长方形形状的中央部20a和与该中央部20a的左右两端连续的、俯视观察呈三角形形状的一对侧部20b。后窗扰流板18的宽度(车宽方向上的宽度)比箱门主体12的前端部分的宽度稍宽。因此，如图1～图3所示，各侧部20b的一部分在车宽方向上位于箱门主体12的外侧。
[0034]
中央部20a通过螺栓螺母等未图示的紧固部件被紧固于箱门主体12的前端部分。由此，后窗扰流板18被固定于后背箱门5，能够与该后背箱门5一起位移。
[0035]
车宽方向上的中央部20a的宽度被设定为与后窗16的前端部分在相同方向上的宽度相等或比其稍大。中央部20a的前端位于与箱门主体12的前端大致相同的位置，中央部20a的后端位于后窗16的前端部分的区域的上方。即，后窗扰流板18(中央部20a)从上方覆盖后窗16的一部分(前端部分的一部分区域)。
[0036]
侧部20b从中央部20a的左右端部朝向车身2的c柱7下垂。在后背箱门5的关闭状态下，在各侧部20b的顶端(下端)与c柱7之间设置有间隙，由此，侧部20b与车身2(c柱7)非接触地设置。
[0037]
反射板22是在后窗扰流板18形成用于反射v2x通信的电波的金属层的部件，并以层叠状态被安装于后窗扰流板18的上表面。具体而言，反射板22是由铁、铝、铜等构成的金属制的薄板。反射板22具有在俯视观察时比后窗扰流板18的中央部20a稍小且与该中央部20a相似的形状。而且，在中央部20a(外面板19a)的上表面形成有与反射板22相同轮廓的凹部21。在该凹部21嵌入有反射板22的状态下，该反射板22与中央部20a通过粘接剂彼此固定。另外，反射板22和中央部20a也可以通过螺栓螺母等紧固部件固定。
[0038]
中央部20a的上表面与反射板22的上表面为大致同一面。如图4所示，反射板22的上表面设置于例如将车顶3a的上表面向车辆后方延长而成的假想面内。
[0039]
[作用效果]
[0040]
以上说明的车辆1(车辆1的上部结构)具备：车顶3，该车顶3覆盖车室空间的上部；天线装置10，该天线装置10包含壳体11a和天线11b，该壳体11a配置于车顶3的上表面，该天线11b收容于该壳体11a内并发送接收电波；后窗扰流板18，该后窗扰流板18与该天线装置10相邻配置；反射板22，该反射板22安装于后窗扰流板18，并形成金属层。
[0041]
根据该车辆1，指向后窗扰流板18的上表面的电波被反射板22(金属层)反射(正反射)，抑制该电波射入后窗扰流板18。因此，有效地抑制电波在后窗扰流板18的内部不规则
地反射而引起电波干涉。
[0042]
图5是表示上述实施方式的车辆1的天线装置10对于电波的接收强度特性的特性图。图6是表示比较例的车辆即仅在不具备反射板(22)这点与上述实施方式的车辆1的结构不同的车辆的天线装置10的接收强度特性的特性图。都表示离中心越近接收强度越弱。
[0043]
如这些特性图所示，在比较例的车辆中，在车辆1的主后方，特别是在30
°
～150
°
方向的范围内，可以看见接收强度有大的波动。另一方面，在上述实施方式的车辆1中，在相同范围内(30
°
～150
°
)，对于接收强度看不到大的波动，而保持在大致恒定的接收强度。另外，若对上述范围(30
°
～150
°
)中的接收强度进行比较，则与实施方式的车辆1的接收强度相比，比较例的车辆的接收强度相对较弱。
[0044]
这被推测是因为，在比较例的车辆中，指向后窗扰流板18的上表面的电波射入其内部，该电波的一部分由于不规则的反射而产生电波干涉，与此相对地，在实施方式的车辆1中，这样的电波干涉的产生被抑制。另外，在比较例的车辆中，在上述范围内(30
°
～150
°
)的接收强度与实施方式的车辆1的接收强度相比相对较弱，这被推测是因为，显著地显现了由于上述电波干涉而减弱接收强度的效果。
[0045]
像这样，根据具备反射板22的实施方式的车辆1的结构，能够有效地抑制由后窗扰流板18导致的电波干涉的产生。因此，根据该车辆1的结构，与不具备反射板22的车辆(比较例的车辆)相比，能够提高天线装置10对于电波的发送接收性能，从而提高v2x通信的通信精度。
[0046]
特别是，根据上述实施方式的结构，反射板22是金属制的薄板，嵌入于在后窗扰流板18(外面板19a)形成的凹部21并通过粘接剂固定。因此，还具有能够以非常简单且廉价的结构起到上述那样的作用效果的优点。
[0047]
[第二实施方式]
[0048]
图7是应用本发明的第二实施方式的车辆的上部结构的车辆1
′
的后部俯视图，图8是车辆1
′
的后部剖视图。
[0049]
第二实施方式的车辆1
′
在所述后窗16的上端部分的区域，即被后窗扰流板18从上方覆盖的区域(相当于本发明的“一部分的区域”)具备无线电(am/fm)接收用的天线装置25(相当于本发明的第二天线装置)。天线装置25具备玻璃天线25a(称为天线25a)，该天线25a印刷或贴附于后窗16的室内侧的面，或者埋入于后窗16。该天线25a遍及后窗16的上端部分的区域的宽度方向(车宽方向)地设置。
[0050]
在这样的车辆1
′
中，若如第一实施方式那样，遍及后窗扰流板18的中央部20a的大致整面地设置反射板22，则可能妨碍天线装置25对无线电的电波的接收。于是，在第二实施方式的车辆1
′
中，如图7和图8所示，仅在中央部20a中的、在俯视车辆时与天线25a不重叠的位置设置有反射板22，具体而言，仅在中央部20a中的前半侧的区域设置有反射板22。
[0051]
反射板22相对于后窗扰流板18的固定结构与第一实施方式相同。即，反射板22嵌入于在中央部20a(外面板19a)的上表面形成的凹部21，该反射板22与中央部20a通过粘接剂彼此固定。
[0052]
根据这样的第二实施方式的车辆1
′
(车辆1的上部结构)，由于在不与无线电(am/fm)接收用的天线装置25的天线25a重叠的位置具备反射板22，因此能够不妨碍无线电的电波的接收，提高v2x通信用的天线装置10对于电波的发送接收性能。
[0053]
在此，对在后窗16具备无线电(am/fm)接收用的天线装置25(相当于本发明的“第二天线装置”)的例子进行了说明。但是，在电视接收用的天线装置、移动电话用的天线装置设于后窗16的情况下，也可以采用相同的结构。根据该结构，能够不妨碍电视的电波的接收、移动电话的电波的发送接收，并提高v2x通信用的天线装置10对于电波的发送接收性能。
[0054]
[变形例等]
[0055]
以上说明的车辆1、1
′
的上部结构是本发明的车辆的上部结构的优选实施方式的示例，其具体的结构能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。例如，也可以采用以下的各种结构。
[0056]
(1)在上述各实施方式的车辆1中，反射板22被设置为与后窗扰流板18(中央部20a)的上表面重叠。然而，如图9所示，反射板22也可以以层叠状态设置于后窗扰流板18(中央部20a)的外面板19a与内面板19b之间。具体而言，在外面板19a与内面板19b的相对面分别形成有凹部26a、26b，反射板22在分别嵌入这些凹部26a、26b的状态下设置于两面板19a、19b之间。
[0057]
在该结构中，电波射入上侧的外面板19a，但不射入下侧的内面板19b而被反射板22反射(正反射)。因此，与不具备反射板22的情况相比，电波干涉的产生被抑制。因此，在为这样的结构的情况下，也有助于提高天线装置10对于电波的发送接收性能。
[0058]
(2)在上述各实施方式中，作为本发明的“金属部件”的一例，铁、铝、铜等构成的金属制的薄板(反射板22)安装于后窗扰流板18。然而，本发明不限定于该结构。即，本发明的“金属部件”只要是安装于后窗扰流板18(树脂部件)并能够形成金属层的部件即可。因此，“金属部件”例如是金属的表面处理层，即通过涂装、湿式镀覆、干式镀覆(蒸着)等设置于后窗扰流板18的上表面(即外面板19a的至少上表面)、后窗扰流板18的内部(即内面板19b的至少上表面)的部件即可。
[0059]
根据该结构，与由金属制的薄板构成的结构相比，“金属部件”能够实现“金属部件(金属层)”的薄化以及低重量化。另外，高度地达成了“金属部件”与后窗扰流板的一体化，并且能够提高天线装置10对于电波的发送接收性能。
[0060]
(3)在上述各实施方式中，仅在后窗扰流板18中的中央部20a设置有反射板22，但对于侧部20b也可以同样地设置有反射板22。
[0061]
(4)车载无线通信装置除了进行v2x通信的功能之外，也可以具备接收来自gnss(global navigation satellite system：全球导航卫星系统)的导航卫星的电波的功能、进行移动电话通信的功能。在该情况下，在用于发送接收v2x通信用的电波的天线11b之外，天线装置10还具备接收来自导航卫星的电波的gnss用的天线、发送接收移动电话通信用的电波的天线。
[0062]
(5)在上述各实施方式中，本发明应用于在天线装置10的后方具备后窗扰流板18(树脂部件)的车辆1，但本发明也能够应用于除此以外的车辆。例如，本发明也能够应用于在车顶具备树脂制的车顶边梁的情况。在该情况下，通过将金属制的薄板等构成的金属部件以层叠状态设置于车顶边梁，从而能够期待起到与上述实施方式的结构相同的作用效果。
[0063]
上述的本发明的总结如下。
[0064]
本发明的一个方面的车辆的上部结构具备：车顶，该车顶覆盖车室空间的上部；天线装置，该天线装置包含壳体和天线，该壳体配置于所述车顶的上表面，该天线收容于该壳体内并发送接收电波；树脂部件，该树脂部件与所述天线装置相邻配置；以及金属部件，该金属部件安装于所述树脂部件，并形成金属层，所述天线发送接收指向所述车顶的上表面及指向所述树脂部件的上表面的电波，所述金属部件被配置为反射指向所述树脂部件的上表面的所述电波。
[0065]
在此，上述“金属部件，该金属部件安装于树脂部件，并形成金属层”的记载中的“安装”是指除了通过螺栓螺母等的机械性安装之外，还包含粘接、涂装、镀覆等的意思。
[0066]
根据该车辆的上部结构，指向树脂部件的上表面的电波被金属部件反射(正反射)。因此，抑制指向树脂部件的上表面的电波在树脂部件的内部不规则地反射而产生电波干涉，其结果是，天线装置对于电波的发送接收性能提高。
[0067]
在上述结构中，优选的是，所述金属部件安装于所述树脂部件的上表面。
[0068]
根据该结构，在树脂部件的上表面形成有基于金属部件的金属层，因此，抑制指向树脂部件的上表面的电波射入该树脂部件的内部。因此，能够更高度地抑制由于该电波在树脂部件的内部不规则地反射而产生电波干涉。
[0069]
在该情况下，优选的是，所述金属部件是安装于所述树脂部件的上表面的金属板。
[0070]
根据该结构，通过将金属板安装于树脂部件的上表面的简单且廉价的结构，能够起到上述那样的作用效果。
[0071]
在上述各方式的车辆的上部结构中，所述天线装置配置于所述车顶的上表面的车辆后方侧的区域。
[0072]
近年来，常见在车顶上表面的车辆后方侧的区域设有鲨鱼鳍型的天线装置的情况。在车辆的后方侧的区域有时配置有各种树脂部件，在天线装置配置于车顶上表面的车辆后方侧的区域的情况下，其发送接收性能容易受到树脂部件的影响。因此，可以说，上述各方式的车辆的上部结构在像这样的所述天线装置配置于车顶的上表面的车辆后方侧的区域的情况下是有用的。
[0073]
另外，在上述各方式的车辆的上部结构中，所述树脂部件配设于所述天线装置的车辆后方侧的区域。
[0074]
在这样的结构中，考虑到例如在与后续车的车车间通信时，天线装置的发送接收性能容易受到树脂部件的影响。因此，可以说，上述各方式的车辆的上部结构在像这样的、树脂部件配置于天线装置的车辆后方侧的区域的情况下是有用的。
[0075]
另外，在所述树脂部件具备上侧树脂层和下侧树脂层的情况下，所述金属部件可以设置于所述上侧树脂层与所述下侧树脂层之间。
[0076]
在该结构中，指向树脂部件的上表面的电波能够射入上侧树脂层，但该电波不射入下侧树脂层而被金属部件(金属层)反射(正反射)。因此，与没有设置金属部件的情况相比，抑制了由于电波在树脂部件的内部不规则地反射而产生电波干涉。因此，在为该结构的情况下，也能够提高天线装置对于电波的发送接收性能。
[0077]
另外，所述金属部件可以是金属的表面处理层。
[0078]
根据该结构，能够实现金属部件(金属层)的薄化和低重量化，另外高度地达成金属部件与树脂部件的一体化，并且提高天线装置对于电波的发送接收性能。
[0079]
在上述各方式的车辆的上部结构中，所述电波是在v2x通信中使用的频带的电波。
[0080]
在v2x通信中，对于车车间通信、车路间通信等沿着车顶板的方向、比该方向稍向下的方向也要求适当地进行电波的发送接收。因此，在树脂部件与天线装置相邻配置的情况下，指向该树脂部件的上表面的电波的发送接收的可靠性对v2x通信的通信精度产生影响。因此，可以说，上述各方式的车辆的上部结构在所述电波为在v2x通信中使用的频带(700mhz频带、5.8ghz频带以及5.9ghz频带)的电波的情况下特别有用。
[0081]
另外，在上述各方式的车辆的上部结构中，优选的是，在将所述天线装置定义为第一天线装置时，所述车辆的上部结构还具备：后窗，该后窗配置于所述车顶的后方，该后窗的一部分的区域位于所述树脂部件的下方；以及第二天线装置，该第二天线装置包含在所述后窗的所述一部分的区域具备的天线，在该情况下，所述金属部件安装于所述树脂部件中的、在俯视车辆时不与所述第二天线装置的天线重叠的位置。
[0082]
根据该结构，能够不妨碍后窗所具备的第二天线装置对于电波的发送接收，提高第一天线装置对于电波的发送接收性能。
[0083]
在上述各方式的车辆的上部结构中，所述树脂部件是后窗扰流板。
[0084]
在例如具有后箱门的掀背型的车辆中，出于提高行驶性能、设计性等的观点而在后箱门的前端部(上端部)设置有后窗扰流板。后窗扰流板的面积比较广，若天线装置与树脂制的后窗扰流板相邻配置，则可能受到后窗扰流板的影响(上述电波干涉的影响)而天线装置对于电波的发送接收性能降低。因此，上述的各方式的车辆的上部结构作为具备后窗扰流板的车辆的上部结构特别有用，该后窗扰流板作为所述树脂部件。