JP2010258797A - 伸縮アンテナ - Google Patents

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Abstract

【課題】 下段が縮納された状態で横方向から外力が印加されても、歪が残らないようにする。
【解決手段】 伸縮アンテナ1は、可撓性を有する線状の第3エレメント12と、第3エレメント12が内部に収納可能とされて、第3エレメントに対して摺動自在に伸縮されるパイプ状の第2エレメントと、第2エレメント11が内部に収納可能とされて、第2エレメントに対して摺動自在に伸縮されるパイプ状の第1エレメント10とを備えている。第2エレメント11を縮めて、第3エレメント12内に第2エレメント11を収納し終わった際に、第3エレメント12にクリアランスLsが生じるように、第3エレメント12の長さが第2エレメント11の長さより長くされている
【選択図】 図2

Description

本発明は、少なくとも受信機能を有する電子機器、特に地上波デジタルテレビ放送を受信することのできる携帯電話機等に備えられる伸縮可能なアンテナに関する。
携帯電話機が普及しているが、この携帯電話機においては通話や情報を送受信するためにアンテナが備えられている。アンテナは携帯電話機の筐体に内蔵されていたり、筐体の側面に沿って取り付けられている。ところで、近年地上波デジタルテレビ放送が開始されて、地上デジタルテレビジョン放送の1セグメント部分受信サービスを受信することのできる携帯電話機も知られている。この1セグメント部分受信サービスを効率よく受信すると共に、待ち受け時には携帯に便利なように、アンテナは携帯電話機の筐体に対して伸縮自在とされている。
従来の伸縮アンテナはテレスコープ式とされており、最上段の素子を除いてパイプ状とされて、上段の素子はその下段の素子に摺動自在に収納できるようにされて、伸縮自在なアンテナとされている。しかしながら、このような伸縮アンテナでは伸張状態の伸縮アンテナにおいて横方向から加わった外力を吸収できる限度が低くされており、外力が印加された際にパイプ状の素子が折れ曲がって折損する欠点があった。
この欠点を解決した従来の伸縮アンテナが知られている。この従来の伸縮アンテナは、弾力性を有する材料で形成されている線状のホイップアンテナ部が下段とされ、このホイップアンテナ部の先端側が挿入されており、ホイップアンテナ部に沿ってスライド自在にホイップアンテナ部に保持されている上段の筒状アンテナ部とから構成されている。筒状アンテナ部をホイップアンテナ部に対して上方にスライドすることにより、伸縮アンテナが伸張され、筒状アンテナ部をホイップアンテナ部に対して下方へスライドすることにより、伸縮アンテナが収納されるようになる。このような伸縮アンテナでは、外力による応力が集中する機器筐体と伸縮アンテナとの接合部分は、弾性を有するホイップアンテナ部とされているので、伸張状態の伸縮アンテナに横方向から外力が加わった際に、ホイップアンテナ部がしなることで外力を吸収し、外力がなくなると元の自立状態にもどるようになる。
特許第2731188号公報
従来の伸縮アンテナは2段とされていたが、従来の伸縮アンテナを適用した3段の伸縮アンテナ100の構成の一例を図14ないし図16に示す。図14は伸縮アンテナ100を伸張した状態を示す図であり、図15は伸縮アンテナ100の3段目を縮納した状態を示す図であり、図16は伸縮アンテナ100を縮納した状態を示す図である。
これらの図に示す伸縮アンテナ100は、金属製のパイプ状とされた第1エレメント210と、第1エレメント210内に下から挿入され、第1エレメント210に摺動自在に挿通されている第2エレメント211と、第2エレメント211内に下から挿入され、第2エレメント211に摺動自在に挿通されている第3エレメント212とを備えている。第2エレメント211も金属製のパイプ状とされており、第1エレメント210内に収納できるように第1エレメント210より若干小さい外径とされている。第3エレメント212は可撓性を有する線状の金属材料で作成されている。第3エレメント212の下端はアンテナ基部213に固着されており、アンテナ基部213は枢軸213aを介して取付具214に枢支されている。取付具214が、携帯電話機等の無線機器の筐体に取り付けられた際に、取付具214に枢支されている伸縮アンテナ100は筐体に対して回動可能に取り付けられるようになる。図14に示す伸張状態の伸縮アンテナ100に横方向から外力が加わった際に、可撓性を有する第3エレメント212がしなることで外力を吸収し、外力がなくなると伸縮アンテナ100は元の直立状態にもどるようになる。
図15に示す3段目の第3エレメント212を第2エレメント211内に収納した状態における伸縮アンテナ100の詳細構成を断面図で図17に示す。
図17に示すように、第3エレメント212は、アンテナ基部213内に下部が嵌着されて固着されている線状の第3エレメント導体240を有し、この第3エレメント導体240の先端部に第3ストッパー241が嵌着されている。第3ストッパー241の下部と上部との間の外周面の径が若干細くされて、この部位に中央部が外側に膨出されたドラム状のスプリング242が装着されている。このスプリング242の外周面が、第3エレメント212が収納される第2エレメント211を構成している第2エレメントパイプ230の内周面に弾性的に当接している。これにより、第2エレメント211は第3エレメント212に対して摺動自在に伸縮できるようになる。また、第2エレメントパイプ230の下端と、下端より若干上の部位に絞り加工が施されて内側に絞られている。第2エレメント211を伸張した際には、この絞られた部位に第3ストッパー241の下端が当接されて、それ以上は第2エレメント211を伸張できないようになる。
第2エレメントパイプ230の上端から第2ストッパー231が嵌挿されて、第2エレメントパイプ230の上部をカシメることにより、第2ストッパー231が第2エレメントパイプ230の先端に固着されている。さらに、第2エレメントパイプ230に中央部が外側に膨出されたドラム状のスプリング232が嵌挿されていると共に、スプリング232に続いてリング部233が嵌挿されている。そして、第2ストッパー231の上部の径が第2エレメントパイプ230の径より若干大きくされていることから、スプリング232は第2ストッパー231とリング部233との間に配置されるようになる。このスプリング232の外周面が、第2エレメント211が収納される第1エレメント210を構成している第1エレメントパイプ220の内周面に弾性的に当接している。これにより、第1エレメント210は第2エレメント211に対して摺動自在に伸縮できるようになる。第1エレメントパイプ220の下端には、絞り加工が施されて内側に絞られている。第1エレメント210を伸張した際には、この絞られた部位にリング部233の下端が当接されて、それ以上は第1エレメント210を伸張できないようになる。
図17に示すように、3段目の第3エレメント212を第2エレメント211内に収納した状態においては、第2エレメントパイプ230の下端がアンテナ基部213の上端に当接して、第2エレメント211内に第3エレメント212が収納されるようになる。この場合、第3エレメント212の第3ストッパー241までの長さL101は、第2エレメント211の第2ストッパー231までの長さL102より短くなっており、第3ストッパー241の上面と第2ストッパー231の下面との間にクリアランスLsoが生じている。
上記した3段の伸縮アンテナ100においては、図15および図17に示す3段目の第3エレメント212を第2エレメント211内に収納した状態で使用することがある。この場合に、図18に示すように伸縮アンテナ100の横方向から外力Fが印加されると、第2エレメント211はパイプ状とされて折れ曲がって外力Fを吸収することができないことから、第2エレメント211の下端に相当する第3エレメント212の部位に集中的に大きな応力が印加されることになる。この結果、図18に示すように伸縮アンテナ100が折れ曲がるようになるが、このように一点に応力が集中して印加された第3エレメント212の部位は、第3エレメント導体240が可撓性を有する線材で作成されていたとしても塑性変形してしまうようになる。従って、外力Fが取り去られた後においては、図19に示すように第3エレメント212に歪が残り折れ曲がった状態になるという問題点があった。図19に示す例では、角度θの歪が第3エレメント導体240に残っている。
そこで、本発明は下段が縮納された状態で横方向から外力が印加されても、歪の残らない伸縮アンテナを提供することを目的としている。
本発明のアンテナは、可撓性を有する線状の下部エレメントと、該下部エレメントが内部に収納可能とされて、前記下部エレメントに対して摺動自在に伸縮されるパイプ状の上部エレメントとを少なくとも備え、前記上部エレメントを縮めて、前記下部エレメント内に前記上部エレメントを収納し終わった際に、前記下部エレメントの一部が前記上部エレメントの下端から露出するように、前記下部エレメントの長さが前記上部エレメントの長さより長くされていることを最も主要な特徴としている。
本発明によれば、下部エレメント内に上部エレメントを収納し終わった状態において横方向から外力が印加されても、露出している下部エレメントの全体が撓んで外力を吸収するようになることから、下部エレメントの一点に応力が集中しないようになり、外力が取り去られた際に下部エレメントに歪が残ることなく元の直立状態に戻るようになる。
本発明の実施例の伸縮アンテナの構成を示す正面図および側面図である。 本発明にかかる伸縮アンテナにおいて、3段目を縮納した状態の構成を示す図である。 本発明にかかる伸縮アンテナにおいて、全段を縮納した状態の構成を示す図である。 本発明にかかる伸縮アンテナにおいて、3段目を縮納した状態の詳細構成を示す断面図である。 本発明にかかる伸縮アンテナにおいて、3段目を縮納した状態で横方向から外力が印加された状態を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおける第3エレメント導体の構成を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおける第3ストッパーの構成を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおけるスプリングの構成を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおける第2エレメントパイプの構成を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおける第2ストッパーの構成を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおける他のスプリングの構成を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおける第1エレメントパイプの構成を示す図である。 本発明の伸縮アンテナにおけるトップ部の構成を示す正面図および上面図である。 従来の伸縮アンテナの構成を示す図である。 従来の伸縮アンテナにおいて、3段目を縮納した状態の構成を示す図である。 従来の伸縮アンテナにおいて、全段を縮納した状態の構成を示す図である。 従来の伸縮アンテナにおいて、3段目を縮納した状態の詳細構成を示す断面図である。 従来の伸縮アンテナにおいて、3段目を縮納した状態で横方向から外力が印加された状態を示す図である。 従来の伸縮アンテナにおいて、3段目を縮納した状態で横方向からの外力が取り去られた際の状態を示す図である。
本発明の実施例である伸縮アンテナ1の全体の構成を図1ないし図3に示す。図1(a)(b)は伸縮アンテナ1を伸張した状態を示す正面図および側面図であり、図2は伸縮アンテナ1の3段目を縮納した状態を示す図であり、図3は伸縮アンテナ1の全段を縮納した状態を示す図である。
これらの図に示す伸縮アンテナ1は、先端にトップ部21が嵌着されており、金属製のパイプ状とされた第1エレメント10と、第1エレメント10内に下から挿入され、第1エレメント10に摺動自在に挿通されている第2エレメント11と、第2エレメント11内に下から挿入され、第2エレメント11に摺動自在に挿通されている第3エレメント12を備えている。第2エレメント11も金属製のパイプ状とされており、第1エレメント10内に収納できるように第1エレメント10より若干小さい外径とされている。第3エレメント12は超弾性合金等の可撓性を有する線状の金属材料で作成されている。第3エレメント12の下端はアンテナ基部13に固着されており、アンテナ基部13は枢軸13aを介して取付具14に枢支されている。取付具14は、携帯電話機等の無線機器の筐体に取り付けられる。取付具14が筐体に取り付けられた際に、取付具14に枢支されている伸縮アンテナ1が枢軸13aに直交する面内において筐体に対し回動可能に取り付けられるようになる。
本発明の実施例にかかる伸縮アンテナ1は、図1に示すように全段を伸張した状態で使用されたり、3段目の第3エレメント12を第2エレメント11内に収納した状態で使用されることがある。また、不使用時には図3に示すように全段が縮納される。
ここで、本発明の実施例にかかる伸縮アンテナ1において、3段目の第3エレメント12を第2エレメント11内に収納した状態の詳細構成を断面図で図4に示す。
図4に示すように、第3エレメント12は、アンテナ基部13内に下部が嵌着されて固着されている線状の第3エレメント導体40を有し、この第3エレメント導体40の先端部に第3ストッパー41が嵌着されている。第3エレメント導体40の構成を図6に示す。図6に示す第3エレメント導体40は、超弾性合金等の線材により作成された本体部40aから構成されており、両端部にローレット部40bが形成されている。第3エレメント導体40におけるローレット部40bが形成されている下端は、アンテナ基部13に嵌着されて固着されており、ローレット部40bが形成されている先端には、第3ストッパー41が嵌着されている。
次に、第3ストッパー41の構成を示す半断面図を図7に示す。図7に示すように、第3ストッパー41は金属棒を加工して作成されており、本体部41aの上端部に外径が若干大きくされた上部拡径部41bが設けられ、下端部に外径が若干大きくされた下部拡径部41cが設けられて、上部拡径部41bと下部拡径部41cとの間に外径が若干細くされた嵌挿部41eが形成されている。また、第3ストッパー41の下面には所定深さの嵌挿孔41dが形成されており、この嵌挿孔41d内に第3エレメント導体40の先端が嵌着されて一体化されている。第3ストッパー41の若干外径が細くされた嵌挿部41eには、中央部が外側に膨出されたドラム状のスプリング42が装着されている。このスプリング42の構成を示す半断面図を図8に示す。図8に示すスプリング42はリン青銅等の弾性を有する金属板を加工して、断面が円形に折曲されている。この際に、上部と下部にリング状部42bを形成すると共に、2つのリング状部42bの間に所定間隔でスリットを形成してバネとして作用するように外側に膨出するよう加工されて、バネ部42aが形成されている。このスプリング42が嵌挿部41eに装着されると、スプリング42の端部が若干径が大きくされている上部拡径部41bと下部拡径部41cとにそれぞれ係止されて、スプリング42は第3ストッパー41から抜け出ないようになる。
このスプリング42のバネ部42aが、第3エレメント12が収納される第2エレメント11を構成している第2エレメントパイプ30の内周面に弾性的に当接している。これにより、第2エレメント11は第3エレメント12に対して摺動自在に弾性を持って伸縮できるようになる。第2エレメントパイプ30の構成を図9に示す。図9に示す第2エレメントパイプ30は、金属製のパイプを加工して作成されたパイプ本体部30aから構成されており、第2エレメントパイプ30の下端と、下端より若干上の部位、および、上端から若干下の部位に絞り加工が施されて内側に絞られた絞り部30bがそれぞれ形成されている。第2エレメント11を伸張した際には、下部に形成されている絞り部30bに第3ストッパー41の下端が当接されて、それ以上は第2エレメント11を伸張できないようになる。なお、第2エレメントパイプ30には、第3エレメント導体40が収納される空間となる貫通孔30cが全体にわたり形成されている。この第2エレメントパイプ30の上端から第2ストッパー31が嵌挿されて、第2エレメントパイプ30の上部の絞り部30bをカシメることにより、第2ストッパー31が第2エレメントパイプ30の先端に固着されている。
第2ストッパー31の構成を図10に示す。図10に示す第2ストッパー31は、金属棒を加工して作成されており、本体部31aの一端に外径の大きい鍔部31bが形成され、鍔部31bに連接されて第2エレメントパイプ30の内径にほぼ等しい外径の円筒部が形成されている。本体部31aのほぼ中央には外径が若干細くされたリング状の溝部31cが形成されている。この第2ストッパー31を第2エレメントパイプ30の上端から嵌挿して、第2エレメントパイプ30の上部の絞り部30bを溝部31cにカシメることにより、第2ストッパー31が鍔部31bが上端から突出するように第2エレメントパイプ30の先端に固着される。
さらに、第2エレメントパイプ30に中央部が外側に膨出されたドラム状のスプリング32が嵌挿されていると共に、スプリング32に続いてリング部33が嵌挿されている。このスプリング32の構成を示す半断面図を図11に示す。図11に示すスプリング32はリン青銅等の弾性を有する金属板を加工して、断面が円形に折曲されている。この際に、上部と下部にリング状部32bを形成すると共に、2つのリング状部32bの間に所定間隔でスリットを形成してバネとして作用するように外側に膨出するよう加工されて、バネ部32aが形成されている。いる。そして、第2ストッパー31の鍔部31bの径が第2エレメントパイプ30の外径より若干大きくされていることから、スプリング32は第2ストッパー31とリング部233との間に配置されるようになる。このスプリング32のバネ部32aが、第2エレメント11が収納される第1エレメント10を構成している第1エレメントパイプ20の内周面に弾性的に当接している。第1エレメントパイプ20の構成を図12に示す。図12に示す第1エレメントパイプ20は、金属製のパイプを加工したパイプ本体部20aから構成され、パイプ本体部20aの下端に絞り加工が施されて内側に絞られた絞り部が形成されている。第1エレメント11を伸張した際には、下部に形成されている絞り部に第2エレメントパイプ30に嵌挿されているリング部33の下端が当接されて、それ以上は第1エレメント10を伸張できないようになる。なお、パイプ本体部20aには、第2エレメントパイプ30が収納される空間となる貫通孔20bが全体にわたり形成されている。この第1エレメントパイプ20の上端にはトップ部21が嵌着されている。これにより、第1エレメント10は第2エレメント11に対して弾性を持って摺動自在に伸縮できるようになる。第1エレメント10を伸張した際には、下端の絞り部にリング部33の下端が当接されて、それ以上は第1エレメント10を伸張できないようになる。
トップ部21の構成を図13(a)(b)に示す。図13(a)はトップ部21の構成を示す正面図であり、図13(b)はトップ部21の構成を示す上面図である。これらの図に示すトップ部21は、金属棒を加工して作成されており、本体部21aの上部に外径が大きくされ上縁が面取り加工された頭部21bが形成されており、頭部21bの下には外径が細くされた溝部21cが形成されている。溝部21cに続く本体部21aの外径は第1エレメントパイプ20の内径にほぼ等しくされた嵌挿部21dが形成されており、嵌挿部21dの外周面の上部には複数の突起21eが縦方向に形成されている。このトップ部21の嵌挿部21dを第1エレメントパイプ20の上端から圧入していくことにより、嵌挿部21dの突起21eが第1エレメントパイプ20の内周面に圧接されてトップ部21が第1エレメントパイプ20の上端に嵌着される。頭部21bの外径は第1エレメントパイプ20の外径とほぼ同じか若干大きくされて、頭部21bを把持して第1エレメント10を伸張できるようになる。
このように構成された伸縮アンテナ1では、図2に示すように、3段目の第3エレメント12を第2エレメント11内に収納した状態においては、図4に示すように第2エレメントパイプ30の上端に固着されている第2ストッパー31の下面が、第3エレメント導体40の上端に固着されている第3ストッパー41の上面に当接するまで、第2エレメント11内に第3エレメント12が収納されていくようになる。この場合、第3エレメント12のアンテナ基部13の上端から第3ストッパー41の上面までの長さL1は、第2エレメント11の第2ストッパー31の上面までの長さL2より長くなっている。このため、第2ストッパー31の下面が第3ストッパー41の上面に当接した際に、第2エレメントパイプ30の下端とアンテナ基部13の上端との間に第2ストッパー31の長さを超えるクリアランスLsが生じるようになる。
このクリアランスLsの作用について図5を参照して説明する。本発明にかかる3段の伸縮アンテナ1においては、図2および図4に示すように3段目の第3エレメント12を第2エレメント11内に収納した状態で使用することがある。この場合に、図5に示すように伸縮アンテナ1の横方向から外力Fが印加されると、第2エレメント11はパイプ状とされて折れ曲がって外力Fを吸収することができないことから、第2エレメント11の下端からアンテナ基部13の上端までの第3エレメント12の部位に応力が集中して印加され、これにより図5に示すように伸縮アンテナ1が折れ曲がって外力Fを吸収するようになる。この場合、上記したクリアランスLsの全体に応力が印加されることから、可撓性を有する線材で作成されている第3エレメント導体40は塑性変形することなく、撓むことで外力Fを吸収することができる。従って、図5に示す外力Fが取り去られた後においては、伸縮アンテナ1には歪が残ることがなく図2に示す直立状態に復帰するようになる。なお、クリアランスLsを3mm未満とすると、塑性変形を起こす恐れが生じることから、クリアランスLsは少なくとも3mm以上とれるようにしている。
以上の説明では、地上デジタルテレビジョン放送の1セグメント部分受信サービスを受信することのできる携帯電話機等の伸縮アンテナとして説明したが、これに限るものではなく本発明にかかる伸縮アンテナは、伸縮可能なアンテナ一般に適用することができるものである。
また、本発明の伸縮アンテナは第1エレメント10ないし第3エレメント12を備える3段の伸縮アンテナとしたが、アンテナ部分は2段に伸縮可能な伸縮アンテナとしても良い。この場合、第1エレメントパイプ20およびスプリング32,リング部33を省略する構成とし、第2ストッパー31に替えて、第2エレメントパイプ30の内径に合わせたトップ部21を第2エレメントパイプ30の上端に嵌着する。このように、2段構成の伸縮アンテナ1としても、第2エレメント11内に第3エレメント12を収納した状態においては、第3エレメント12の下部にクリアランスLsが生じることから、上記したように横方向から外力が印加されても、伸縮アンテナ1には歪が残ることがなく図2に示す直立状態に復帰するようになる。
1 伸縮アンテナ、10 第1エレメント、11 第2エレメント、12 第3エレメント、13 アンテナ基部、13a 枢軸、14 取付具、20 第1エレメントパイプ、20a パイプ本体部、20b 貫通孔、21 トップ部、21a 本体部、21b 頭部、21c 溝部、21d 嵌挿部、21e 突起、30 第2エレメントパイプ、30a パイプ本体部、30b 絞り部、31c 貫通孔、31 第2ストッパー、31a 本体部、31b 鍔部、31c 溝部、32 スプリング、32a バネ部、32b リング状部、33 リング部、40 第3エレメント導体、40a 本体部、40b ローレット部、41 ストッパー、41a 本体部、41b 上部拡径部、41c 下部拡径部、41d 嵌挿孔、41e 嵌挿部、42 スプリング、42a バネ部、42b リング状部、100 伸縮アンテナ、210 第1エレメント、211 第2エレメント、212 第3エレメント、213 アンテナ基部、213a 枢軸、214 取付具、220 第1エレメントパイプ、230 第2エレメントパイプ、231 第2ストッパー、232 スプリング、233 リング部、240 第3エレメント導体、241 第3ストッパー、242 スプリング

Claims (3)

  1. 可撓性を有する線状の下部エレメントと、
    該下部エレメントが内部に収納可能とされて、前記下部エレメントに対して摺動自在に伸縮されるパイプ状の上部エレメントとを、少なくとも備え、
    前記上部エレメントを縮めて、前記下部エレメント内に前記上部エレメントを収納し終わった際に、前記下部エレメントの一部が前記上部エレメントの下端から露出するように、前記下部エレメントの長さが前記上部エレメントの長さより長くされていることを特徴とする伸縮アンテナ。
  2. 前記下部エレメントは、可撓性を有する線材の先端に、外周面にスプリングが設けられている下部ストッパーが嵌着されて構成されており、前記上部エレメントは、内周面に前記スプリングが摺動自在に弾性的に当接されているエレメントパイプと、該エレメントパイプの先端に嵌着された上部ストッパーとから構成されており、前記上部エレメントを縮めて、前記下部エレメント内に前記上部エレメントを収納した際に、前記上部ストッパーの下面が前記下部ストッパーの上面に当接することにより、収納し終わるようにされていることを特徴とする請求項1記載の伸縮アンテナ。
  3. 前記上部エレメントが内部に収納可能とされて、前記上部エレメントに対して摺動自在に伸縮されるパイプ状の最上部エレメントを、さらに備えることを特徴とする請求項1記載の伸縮アンテナ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014027583A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Tw Denki Kk 携帯端末用アンテナ及び携帯端末

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JP2014027583A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Tw Denki Kk 携帯端末用アンテナ及び携帯端末

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