JP2005260432A - アンテナエレメント - Google Patents

Abstract

【課題】 巻ピッチが変化しないと共に、屈曲されても電気的特性が変化しづらくする。
【解決手段】 ヘリカル状溝部１１ａが外周面に形成されている支持部材１１に弾性を有するヘリカルコイル１０ａが嵌入する。これにより、アンテナエレメント２が屈曲されてもヘリカルエレメント１０の巻きピッチが変化せず、電気的特性が安定化される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車体に固着される車載用アンテナにおけるアンテナエレメントに関する。

ヘリカルアンテナは、アンテナ実効長に比べてアンテナの物理的な長さを短くできることから移動体用アンテナに好適なアンテナとして従来から用いられている。移動体用アンテナとして用いられるヘリカルアンテナは、アンテナ自体が障害物に衝突するおそれがあることから、一般に可撓性を有するようにされている。このような可撓性を有するヘリカルアンテナとして、ヘリカル状のエレメントを収縮性チューブで覆うようにしたヘリカルアンテナ（特許文献１参照）が知られている。ところで、ヘリカルアンテナの巻ピッチは一般に一定の巻ピッチで巻回されており、使用期間中においては電気的特性を安定とするためには、一定の巻ピッチを保持する必要がある。

しかし、上記した従来のヘリカルアンテナにおいては、所定の巻ピッチでヘリカル状に巻回されているだけとされているので、屈曲された際に屈曲された側において巻回されているヘリカルエレメント間の間隔が小さくなり、反対側ではヘリカルエレメント間の間隔が大きくなってしまうようになる。極端な場合は、ヘリカルエレメント同士が接触してしまうようになる。このように、ヘリカルエレメント間の間隔が変化したり接触したりするとヘリカルアンテナの電気的特性や電気長が変化してしまうようになる。さらに、使用期間中において繰り返し屈曲されることにより巻ピッチが不揃いとなり易く電気的特性が変化し易いものであった。すなわち、従来のヘリカルアンテナでは、電気的特性が変化することにより、所要のアンテナ特性が得られないようになってしまっていた。

また、予めヘリカル状のエレメントを覆うように可撓性樹脂で一体成形を行うことにより絶縁樹脂パイプ内にインサート成形し、その内部に可撓性の絶縁樹脂からなる中心棒を挿入したヘリカルアンテナ（特許文献２参照）が知られている。このヘリカルエレメントではヘリカル状エレメントを樹脂内にインサート成形していることから、屈曲されても巻ピッチが不揃いとならず電気的特性が変化しづらくなるが、ヘリカル状エレメントをインサート成形により固定する際に、インサート成形時の成形圧力がヘリカル状エレメントに印加されてヘリカル状エレメントの巻ピッチが変動し易いものであった。

そこで、これを解決するアンテナエレメントが提案されている（特許文献３参照）。このアンテナエレメントの構成を断面図で図５に示す。
図５に示す従来のアンテナエレメント１０２は、ヘリカルエレメント１１０、支持部材１１１、エレメントカバー１１２、およびエレメント金具１１３から構成されている。ヘリカルエレメント１１０内には、絶縁性とされた樹脂棒からなる断面が円形とされた支持部材１１１が挿入されている。このヘリカルエレメント１１０は芯線を絶縁性の被覆材で被覆した素線を密巻することによりヘリカル状に作成されており、その下端部は被覆材が除去されて芯線が露出した状態とされている。支持部材１１１の下端は金属製のエレメント金具１１３に形成された嵌着孔に嵌着されて固着されており、嵌着する際に、ヘリカルエレメント１１０の芯線が露出している下端部がエレメント金具１１３に電気的に接続されるようになされている。エレメント金具１１３の下部にはアンテナエレメント１０２をアンテナ支持部に取り付けるためのネジ部が形成されている。

このアンテナエレメント１０２では、密巻される素線の被覆材の厚さにより巻ピッチが決定されるようになる。したがって、アンテナエレメント１０２を屈曲しても巻ピッチが崩れにくく、繰り返し屈曲されつつ長期間使用されても巻ピッチが変化することを防止することができるようになる。これにより、アンテナエレメント１０２の電気的特性が安定化されて所要のアンテナ特性が得られるようになる。
特許第２８８０９３６号公報 特開平１０−２１５１１６号公報 特開２００１−１２７５２２

しかしながら、上記した従来のアンテナエレメント１０２では、密巻される素線の被覆材の厚さにより巻ピッチが決定されるようになるが、素線の被覆材の厚さは常に一定とならずバラツキが存在している。従って、従来のアンテナエレメント１０２は、被覆材の厚さのバラツキにより電気的特性が変化するという問題点があった。また、ヘリカルエレメント１１０内に挿入されている支持部材１１１の先端からエレメント金具１１３までは、弾性を有する樹脂製のエレメントカバー１１２で覆われて可撓性のアンテナエレメント１０２とされているが、支持部材１１１とエレメントカバー１１２が樹脂製であって復元力が充分でないことから屈曲した後に曲がり癖が残るという問題点があった。さらに、支持部材１１１がヘリカルエレメント１１０内に挿入されていることから両者の間の隙間により叩き音が発生すると共に、エレメントカバー１１２とヘリカルエレメント１１０との隙間によっても叩き音が発生するという問題点があった。

そこで、本発明は、巻ピッチが変化しないと共に、屈曲されても電気的特性が変化しづらく、曲がり癖が残らないと共に叩き音が発生しないアンテナエレメントを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のアンテナエレメントは、弾性を有するヘリカルコイルを支持部材のヘリカル状の溝部内に嵌挿することにより構成されているヘリカルエレメントを備え、支持部材とエレメント金具との間にコイルスプリングを設けるようにしたことを最も主要な特徴としている。

本発明によれば、弾性を有するヘリカルコイルを支持部材のヘリカル状の溝部内に嵌挿することにより構成されているヘリカルエレメントを備えるようにしたことから、ヘリカルエレメントの巻きピッチが変化しないと共に、屈曲されても電気的特性が変化しづらくなる。また、ヘリカルコイルが弾性を有していると共に支持部材とエレメント金具との間にコイルスプリングを設けるようにしたことから、復元力が向上して曲がり癖が残らないようになる。さらに、支持部材とヘリカルコイルとの間には隙間がないと共に、エレメントカバーはインサート成形されて隙間がないことから叩き音の発生を防止することができる。

巻ピッチが変化しないと共に、屈曲されても電気的特性が変化しづらく、曲がり癖が残らないと共に叩き音が発生しないアンテナエレメントを提供するという目的を、弾性を有するヘリカルコイルを支持部材のヘリカル状の溝部内に嵌挿することにより構成されているヘリカルエレメントを備え、支持部材とエレメント金具との間にコイルスプリングを設けるようにしたことにより実現した。

本発明の実施例のアンテナエレメントを備える車載用アンテナの全体構成を図１に示す。
図１に示す車載用アンテナ１は、可撓性のアンテナエレメント２が着脱自在に取り付けられるアンテナカバー３を有している。アンテナカバー３内には、増幅器や整合回路が設けられており、アンテナカバー３の下面にはアンテナベース５が嵌着されておりその周囲に柔軟なエラストマー等からなるパッド４が嵌挿されている。このアンテナベース５の下面からは車載用アンテナ１を車体に取り付けるためのネジ部が突出して形成されている。この車載用アンテナ１はＡＭ／ＦＭラジオ用アンテナとされ、その全高は約１７０ｍｍ以下とすることができるものとされている。

本発明の実施例のアンテナエレメント２の詳細構成を断面図で図２に示し、エレメントカバーを取り去ったアンテナエレメント２の構成を断面図で図３に示す。
これらの図に示すように、アンテナエレメント２はヘリカルエレメント１０と、ヘリカルエレメント１０の下端が固着されている連結金具１２と、連結金具１２とエレメント金具１４との間に設けられているコイルスプリング１３と、全体を覆うエレメントカバー１５とから構成されている。ヘリカルエレメント１０は、可撓性を有する樹脂で成形された細長い丸棒状の支持部材１１の外周面に形成されているヘリカル状溝部に、弾性を有する金属線を予めヘリカルコイル状に形成したヘリカルコイル１０ａを螺合していくことにより構成されている。

ここで、支持部材１１の詳細構成を図４に示すが、支持部材１１はジュラコンやナイロン等の樹脂を成形することにより細長い丸棒状に形成されており、ほぼ全体に亘りヘリカル状溝部１１ａが形成されている。また、支持部材１１の下部からは若干径の細くされた基部１１ｂが延伸するよう形成されている。この支持部材１１を回転しておいて、予めヘリカルコイル状に形成した弾性を有するヘリカルコイル１０ａをその一端に当接することにより、ヘリカルコイル１０ａが支持部材１１に嵌入されていき、ヘリカルエレメント１０が組み立てられるようになる。なお、支持部材１１に形成されているヘリカル状溝部１１ａの溝ピッチはヘリカルエレメント１０の巻ピッチと同じとされ、溝深さはヘリカルコイル１０ａの素線径の１／２以上とされている。また、ヘリカルコイル１０ａの径はヘリカル状溝部１１ａの径より若干小さくされて、ヘリカル状溝部１１ａに嵌入された際にヘリカルコイル１０ａがヘリカル状溝部１１ａに密着されるようになる。さらに、ヘリカルコイル１０ａを形成している素線はピアノ線等の弾性を有する金属線とされるが、ヘリカル状溝部１１ａ内に嵌入されることから屈曲された際に互いに接触することがないので、絶縁材で被覆する必要はない。

連結金具１２は、上部に嵌挿孔を有する保持部１２ａが形成されて、下部から嵌着部１２ｂが延伸するよう形成されている。この嵌着部１２ｂはピアノ線等からなるコイルスプリング１３の上部に嵌入されて固着されている。そして、コイルスプリング１３の下部はエレメント金具１４の上部に形成されている延伸部１４ａに嵌入されて固着されている。エレメント金具１４のほぼ中央には断面が六角形の鍔部１４ｂが形成され、鍔部１４ｂの下からネジ部１４ｃが延伸されて形成されている。このネジ部１４ｃをアンテナカバー３の上部に螺着することによりアンテナエレメント２をアンテナカバー３に固着して電気的に接続することができる。固着した際には、鍔部１４ｂの下面がアンテナカバー３の上部に設けられているネジ部の上面に当接するようになる。

上述したようにして形成されたヘリカルエレメント１０の下部が連結金具１２の保持部１２ａにおける貫通孔内に圧入されている。この嵌挿孔内には段部が形成されており、ヘリカルエレメント１０の下部を圧入した際にヘリカルコイル１０ａの下端が段部に係合するようになる。そして、ヘリカルコイル１０ａの下部が嵌挿孔内に圧入されて連結金具１２に電気的に接続されるようになる。そして、連結金具１２はコイルスプリング１３に電気的に接続されており、コイルスプリング１３はエレメント金具１４に電気的に接続されている。これにより、アンテナエレメント２をアンテナカバー３に固着した際に、エレメント金具１４を介してアンテナエレメント２で受信した信号がアンテナカバー３内に導かれるようになる。
ヘリカルエレメント１０と連結金具１２およびコイルスプリング１３とエレメント金具１４とが一体になるように組み立てられると、その上からウレタン、サントプレーン、ペルプレン等のエラストマーをインサート成形することにより、全体を覆うエレメントカバー１５が形成される。このエレメントカバー１５は可撓性を有するようになる。

このように構成されているアンテナエレメント２は、支持部材１１が可撓性を有しているのに加えてヘリカルコイル１０ａが弾性を有するようになる。このため、ヘリカルエレメント１０の復元力が向上しヘリカルエレメント１０が屈曲された際に曲がり癖が残らず元の直線状のヘリカルエレメント１０にすぐに戻るようになる。さらに、ヘリカルエレメント１０とエレメント金具１４との間にコイルスプリング１３を設けるようにしたので、アンテナエレメント２の全体の復元力も向上し、アンテナエレメント２が屈曲された際に曲がり癖が残らず元の直線状のアンテナエレメント２にすぐに戻るようになる。さらに、支持部材１１にヘリカルコイル１０ａは密着されていることから、屈曲された際にヘリカルコイル１０ａの巻ピッチが変化せず電気的特性が安定となり、安定したアンテナ特性のアンテナエレメント２とすることができる。さらにまた、支持部材１１にヘリカルコイル１０ａは密着されてその間には隙間がないと共に、エレメントカバー１５はインサート成形されてヘリカルエレメント１０ないしエレメント金具１４との間に隙間がないことから叩き音の発生を防止することができる。

以上の説明ではラジオ用のアンテナエレメントとしたが、本発明はアンテナエレメントはラジオ用に限らず、支持部材のヘリカル状溝部の溝ピッチを一部変えてヘリカルコイルの一部をトラップコイルとして動作させることにより、ＡＭ／ＦＭ／移動電話等の複合アンテナとすることができる。

本発明の実施例のアンテナエレメントを備える車載用アンテナの全体構成を示す図である。 本発明の実施例のアンテナエレメントの詳細構成を示す断面図である。 本発明の実施例のアンテナエレメントにおいてエレメントカバーを取り去った構成を示す断面図である。 本発明の実施例のアンテナエレメントにおける支持部材の詳細構成を示す図である。 従来のアンテナエレメントの構成例を示す断面図である。

符号の説明

１ 車載用アンテナ、２ アンテナエレメント、３ アンテナカバー、４ パッド、５ アンテナベース、１０ ヘリカルエレメント、１０ａ ヘリカルコイル、１１ 支持部材、１１ａ ヘリカル状溝部、１１ｂ 基部、１２ 連結金具、１２ａ 保持部、１２ｂ 嵌着部、１３ コイルスプリング、１４ エレメント金具、１４ａ 延伸部、１４ｂ 鍔部、１４ｃ ネジ部、１５ エレメントカバー、１０２ アンテナエレメント、１１０ ヘリカルエレメント、１１１ 支持部材、１１２ エレメントカバー、１１３ エレメント金具

Claims (2)

1. 外周面にヘリカル状の溝部が形成されている細長い棒状の可撓性かつ絶縁性の支持部材と、
   予めヘリカルコイル状に形成された弾性を有するヘリカルコイルを前記支持部材の前記ヘリカル状の溝部内に嵌挿することにより構成されているヘリカルエレメントと、
   前記支持部材を弾性的に支持すると共に前記ヘリカルエレメントが電気的に接続されるコイルスプリングと、
   該コイルスプリングの下端に設けられた固着用のエレメント金具と、
   前記ヘリカルエレメントの先端から前記エレメント金具までを覆うようにインサート成形された可撓性のエレメントカバーと、
   を備えることを特徴とするアンテナエレメント。
2. 前記支持部材の下部が連結金具を介して前記コイルスプリングの上部に連結されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナエレメント。
   

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