JP4629878B2

JP4629878B2 - ホイップアンテナ

Info

Publication number: JP4629878B2
Application number: JP2001018074A
Authority: JP
Inventors: 清雄平工; 淳梅澤
Original assignee: NEC Corp; NEC Anten Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Anten Ltd
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2021-01-26
Also published as: JP2002223111A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ホイップアンテナに関し、エレメントの下部が電気的に接触して、給電されているいるホイップアンテナの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯無線機は筐体１の外部又は内部にアンテナを設け、アンテナから電波を放射し、アンテナにより電波を捕捉して送受信動作を行っていた。特に、携帯電話機では、図７に示すように、携帯電話機の筐体１の上部に伸長可能なホイップアンテナ２を備えている。
【０００３】
また、細径のエレメント１０を太径のエレメント３０の内部に収納可能に配置して、テレスコープ状に収納して、携帯無線機１に収納した時のアンテナ長を短くした多段式のホイップアンテナもある。このような多段式ホイップアンテナは、上部エレメント１０の下部が下部エレメント３０と電気的に接触して、上部エレメント１０に給電することにより、上部エレメント１０と下部エレメント３０とが一つのエレメントとして一体に機能するように構成されている。
【０００４】
従来、多段伸縮式アンテナは放送受信機（いわゆる、ラジオ）に用いられるようなロッドアンテナと呼ばれるものが主であった。このロッドアンテナは、下部エレメントの先端を細く絞り、下部エレメント内部にバネ接点を設けて上部エレメントの外側に接触するようにしていた（例えば、特開平９−３０７３２４号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロッドアンテナでは、下部エレメントと上部エレメントを接触させるバネ接点は、下部エレメントの内部に下側から挿入されて、下部エレメントの先端内部に設けられるものである。よって、このバネ接点が下部エレメント内部で回転して、上部エレメントと下部エレメントとが一時的に離れ、両エレメントの接触が不安定となることがあった。
【０００６】
また、この接触バネは、下部エレメント先端の内部に設けられていることから、下部エレメント内部で回転しないように固定することが困難であった。例えば、バネ接点の位置で、下部エレメントの外部からカシメ、溶接等をすると、バネ接点の形状が歪んでしまい、上部エレメントと下部エレメントととの適正な接触が確保できなくなるおそれがある。
【０００７】
このように、上部エレメントと下部エレメントとの接触が不安定になると、アンテナの電気長が変化し、アンテナの共振周波数が変化して、アンテナからの放射効率が低下してしまう問題があった。
【０００８】
本発明は、伸縮式のホイップアンテナにおいて、エレメントの確実な接触を確保できるホイップアンテナを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、第１エレメント（上部エレメント１０）が、前記第１エレメントより太径の筒状の第２エレメント（下部エレメント３０）内を摺動して互いに軸方向に伸縮可能に連結して構成されるホイップアンテナにおいて、前記第１エレメントは、少なくとも、棒状導体（１５）と、前記棒状導体と前記第２エレメントとを接触させるスプリング（１８）とを備え、前記スプリングは、金属薄板を屈曲させて、細径部（筒状部１８ａ）と、太径部（１８ｂ）とを構成し、前記細径部を構成する金属薄板の合わせ面の少なくとも一方が前記細径部の内側に屈曲されていることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記スプリングは、両端が前記棒状導体の径に適合する径の筒状の細径部と、中央が前記第２エレメントの内径に適合する径の太径部とからなることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記細径部を構成する金属薄板の合わせ面の一方から突出する凸部（１８ｄ）を有し、合わせ面の他方は前記凸部を収容する凹部（１８ｅ）を有し、前記凸部が前記細径部の内側に屈曲されていることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、前記凸部は、その先端が前記棒状導体と常に接触する位置にあることを特徴とする。
【００１４】
第１の発明では、棒状導体と第２エレメントとを接触させるスプリングは、細径部と、太径部とを構成し、細径部を構成する金属薄板の合わせ面の少なくとも一方が細径部の内側に屈曲されているので、スプリングが棒状導体に対して回転することがなく、棒状導体とスプリングとが確実に接触することができる。
【００１５】
第２の発明では、前記スプリングは、両端が前記棒状導体の径に適合する径の筒状の細径部と、中央が前記第２エレメントの内径に適合する径の太径部とからなるので、筒状の細径部によりスプリングが確実に棒状導体を保持して、棒状導体とスプリングとが確実に接触することができる。
【００１６】
第３の発明及び第４の発明では、細径部を構成する金属薄板の合わせ面の一方から凸部を突出形成し、この凸部が細径部の内側に屈曲されているので、筒状の細径部が円筒形を維持することにより、棒状導体を確実に保持するとともに、凸部により棒状導体とスプリングとが確実に接触することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態のホイップアンテナの伸長時の側面図である。
【００２０】
本発明の実施の形態のホイップアンテナ２は、上部エレメント１０の下部には下部エレメント３０が配置されており、両エレメントは下部エレメント３０の先端に固定されたジョイント金具３１で接続され、上部エレメント１０が下部エレメント３０内に収納可能に構成されている。
【００２１】
上部エレメント１０は棒状導体１５を中心に構成されており、この棒状導体１５は望ましくは超弾性合金で形成すると曲げ応力に対して変形しにくいエレメントが得られる。棒状導体１５の周囲は、絶縁性を有する合成樹脂製のチューブ１６により、導電性の金属製エレメントが露出しないように覆われている。
【００２２】
上部エレメント１０の上端にはコイルエレメント１１を内蔵する合成樹脂製のカバー１２が設けられている。また、カバー１２の下部には上部エレメント１０より太径な金具１３が設けられている。この金具１３は、アンテナ収納時に筐体１に取り付けられたサポート５０と接触して、コイルエレメント１１に高周波信号を供給する給電金具として機能している。さらに、金具１３の内側には合成樹脂製のジョイント１４が設けられており、上部エレメント１０と金具１３とを絶縁して固定している。
【００２３】
下部エレメント３０は金属製の線材を螺旋状に巻き回して中空の筒状のエレメントを構成して、下部エレメント３０内部の空間に上部エレメント１０が摺動して出し入れ可能なように構成されている。この線材は、ホイップアンテナ２の伸縮方向が長径（エレメントの径方向が短径）となる小判状の断面形状をしており、線材の断面積を小さくせず強度を確保しつつ、下部エレメント３０の外径を太くしないで内径を大きくするように構成されている。下部エレメント３０の周囲は絶縁性を有する合成樹脂製のチューブ３３により、導電性を有する線材が露出しないように覆われている。
【００２４】
下部エレメント３０の上端にはジョイント金具３１が固着されており、後述する上部エレメント１０に取り付けられているワッシャ１７と当接することにより、上部エレメント１０の上方向への摺動を制限して、上部エレメント１０が下部エレメント３０から抜けて脱落しないように構成されている。下部エレメント３０の下端には、下部エレメント３０より太径の金具３４が設けられており、アンテナ伸長時に筐体１に取り付けられたサポート５０と金具３４とが接触することにより、下部エレメント３０に高周波信号を供給する給電金具として機能している。
【００２５】
サポート５０は携帯無線機の筐体１（筐体表面を破線で示す）に取り付けられており、携帯無線機の送受信部に電気的に接続されており、ホイップアンテナ２に対して給電する給電用接点として機能する。このサポート５０はアンテナ伸長時には下部エレメント３０の下部に位置し、金具３４と接触して下部エレメント３０に給電している。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態のホイップアンテナの収納時の側面図である。
【００２７】
図２は、図１と異なり、ホイップアンテナ２は筐体１に収納されている。具体的には、上部エレメント１０は下部エレメント３０内部の空間に収納されており、下部エレメント３０は筐体１（筐体表面を破線で示す）の内部に設けられたアンテナ収納用の空間に収納されている。よって、アンテナ収納時にはカバー１２で覆われるコイルエレメント１１のみが筐体１から突出している。
【００２８】
アンテナ収容時には、上部エレメント１０は、ジョイント１４がジョイント金具３１と接する位置まで、下部エレメント３０の中に収納されるように下げられている。また、サポート５０は上部エレメント１０の上部（コイルエレメント１１のカバー１２の下部）に位置し、金具１３と接触してコイルエレメント１１に高周波信号を給電している。
【００２９】
図３は、図１に示すホイップアンテナの上部エレメント１０の側面図である。
【００３０】
上部エレメント１０を構成する棒状導体１５は、その大部分がチューブ１６により覆われているが、最下部はチューブ１６により覆われておらず、棒状導体１５が露出している。この棒状導体１５の露出部にはチューブ１６に近い位置から、ワッシャ１７、スプリング１８、スリーブ１９が順に棒状導体１５に挿入されて配置されている。
【００３１】
チューブ１６は、柔らかい合成樹脂で形成されているので、軸方向に押し付けられると縮むような弾性を有し、軸方向に押されることにより反発力を発生する。
【００３２】
ワッシャ１７は、ジョイント金具３１に当接する上部エレメント１０の抜け止めとして、また、スプリング１８が棒状導体１５とチューブ１６との間に入り込んだり、チューブ１６に食い込んだりしないようなストッパーとして設けられている。また、スプリング１８は、両端に棒状導体１５の径に合致した内径を有する筒状部１８ａと、中央に太径部１８ｂとを有し、筒状部１８ａで棒状導体１５と接触しており、太径部１８ｂで上部エレメント１０の外側に位置する下部エレメント３０の内壁と接触して、上部エレメント１０と下部エレメント３０とを電気的に接触させている。スリーブ１９は中空の円筒形をしており、棒状導体１５に挿入されて棒状導体１５にカシメにて固着されている。
【００３３】
スプリング１８は、中央の太径部１８ｂの作用により軸方向に伸縮する弾性を有している。また、このスプリング１８は棒状導体１５に挿入されているが、スプリング１８自体が棒状導体１５に固定されているものではなく、棒状導体１５に固定されるスリーブ１９によりスプリング１８の取り付け位置が定まる。
【００３４】
本実施の形態では、スリーブ１９は筒状の形状をしているが、棒状導体１５に固定できる形状であれば他の形状（例えば、Ｕ字型）でもよい。また、スリーブ１９はカシメにより棒状導体１５に固定されているが、他の方法（例えば、溶接、接着等）により固着してもよい。
【００３５】
図４は、図３に示す上部エレメント１０の分解斜視図である。
【００３６】
棒状導体１５に、コイルエレメント１１、カバー１２、金具１３、ジョイント１４、チューブ１６等が組み付けられた上部エレメント１０には、下部に露出した棒状導体１５にワッシャ１７、スプリング１８が順に挿入され、組み付けられる。最後に、棒状導体１５にスリーブ１９が挿入され、スリーブ１９が棒状導体１５にカシメられることにより、棒状導体１５にワッシャ１７、スプリング１８、スリーブ１９が取り付けられる。
【００３７】
図５は、図３に示すスプリング１８の斜視図である。
【００３８】
スプリング１８は、中央部がスリット状に打ち抜かれた（１８ｃ）金属薄板を丸めて構成されており、丸められた両端は筒状部１８ａを構成し、打ち抜かれた中央部を膨らませることにより、太径部１８ｂを構成している。よって、スプリング１８は、中央の太径部１８ｂが膨らんだり縮んだりすることにより、軸方向に伸縮する弾性を有している。
【００３９】
筒状部１８ａは筒状に丸められた金属薄板の合わせ面を有し、この合わせ面の一方から突出する凸部１８ｄと、合わせ面の他方に凸部１８ｄに対応する凹部１８ｅを有している。この凸部１８ｄは筒状部１８ａの内側に屈曲されており、凸部１８ｄの先端が棒状導体１５に接触している。なお、図５に示すスプリング１８は、筒状部１８ａの一方に凸部１８ｄを設けたが、両方の筒状部１８ａに凸部１８ｄを設けてもよい。
【００４０】
図６は、図５に示すスプリング１８のＡ−Ａ断面図である。
【００４１】
スプリング１８の両端は、断面が円形の筒状部１８ａを構成しており、筒状部１８ａには凸部１８ｄが設けられている。この凸部１８ｄはその先端が筒状部１８ａの内面より内側に位置するように曲げられており、凸部１８ｄの先端が棒状導体１５（破線で示す）に押し付けられ、スプリング１８が棒状導体１５に確実に接触するようにしている。
【００４２】
以上説明した本発明の実施の形態では、スプリング１８の両端に筒状部１８ａを構成したが、片端に筒状部１８ａを構成してスプリング１８を棒状導体１５に取り付けてもよい。また、スプリング１８を棒状導体１５に取り付けるために筒状部１８ａを形成したが、筒状とせずに半円以上（１８０°以上の円周）として棒状導体１５に取り付けることができる。さらに、筒状部１８ａに凸部１８ｄを形成したが、凸部１８ｄを設けずに筒状部の合わせ面の全体を内側に折り曲げるように構成してもよい。
【００４３】
このように、本発明の実施の形態では、上部エレメント１０が下部エレメント３０と接触しつつ、下部エレメント３０内を摺動して伸縮可能なホイップアンテナにおいて、上部エレメント１０は、棒状導体１５と、棒状導体１５を覆うチューブ１６と、棒状導体１５と下部エレメント３０とを接触させるスプリング１８と、棒状導体１５に固定されるスリーブ１９とにより構成されており、スプリング１８は、金属薄板を屈曲させて、少なくとも一端が細径の筒状部（１８ａ）を、中央が太径部（１８ｂ）を構成しており、前記筒状部を構成する金属薄板の合わせ面のうち少なくとも一方が内側に屈曲されているので、スプリング１８が棒状導体１５に対して回転することがなく、上部エレメント１０と下部エレメント３０とがに確実に接触することができる。
【００４４】
また、スプリング１８を構成する金属薄板の合わせ面のうち一方から突出する凸部（１８ｄ）を有し、合わせ面のうち他方は凸部を収容する凹部（１８ｅ）を有し、凸部が筒状部の内側に屈曲されているので、筒状部が円筒形を維持して、棒状導体を保持して、筒状部の一部を構成する凸部によって棒状導体と接触部とが確実に接触することができる。
【００４５】
さらに、スプリング１８を構成する金属薄板の合わせ面が直線状ではないので、スプリング１８同士が絡まることがない。すなわち、スプリング１８の方向をそろえることなく容器に入れておいても、スプリング１８同士が絡みつくことがないので、スプリング１８を一つづつ容器から取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のホイップアンテナの伸長時の側面図である。
【図２】図１に示すホイップアンテナの収納時の側面図である。
【図３】図１に示すホイップアンテナの上部エレメントの側面図である。
【図４】図３に示す上部エレメントの分解斜視図である。
【図５】図３に示すスプリングの斜視図である。
【図６】図３に示すスプリングの断面図である。
【図７】本発明に係るアンテナが適用される携帯無線機の斜視図である。
【符号の説明】
１携帯無線機（筐体）
２ホイップアンテナ
１０上部エレメント
１１コイルエレメント
１２カバー
１３金具
１４ジョイント
１５棒状導体
１６チューブ
１７ワッシャ
１８スプリング
１８ａ筒状部
１８ｂ太径部
１８ｃ太径部
１８ｄ凸部
１８ｅ凹部
１９スリーブ
３０下部エレメント
３１ジョイント金具
３２線材
３３チューブ
３４金具
５０サポート

Claims

第１エレメントが、前記第１エレメントより太径の筒状の第２エレメント内を摺動して互いに軸方向に伸縮可能に連結して構成されるホイップアンテナにおいて、
前記第１エレメントは、少なくとも、棒状導体と、前記棒状導体と前記第２エレメントとを接触させるスプリングとを備え、
前記スプリングは、金属薄板を屈曲させて、細径部と、太径部とを構成し、前記細径部を構成する金属薄板の合わせ面の少なくとも一方が前記細径部の内側に屈曲されていることを特徴とするホイップアンテナ。
前記スプリングは、両端が前記棒状導体の径に適合する径の筒状の細径部と、中央が前記第２エレメントの内径に適合する径の太径部とからなることを特徴とする請求項１に記載のホイップアンテナ。
前記細径部を構成する金属薄板の合わせ面の一方から突出する凸部を有し、合わせ面の他方は前記凸部を収容する凹部を有し、前記凸部が前記細径部の内側に屈曲されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のホイップアンテナ。
前記凸部は、その先端が前記棒状導体と常に接触する位置にあることを特徴とする請求項３に記載のホイップアンテナ。