JP4932686B2

JP4932686B2 - アンテナ給電装置

Info

Publication number: JP4932686B2
Application number: JP2007303348A
Authority: JP
Inventors: 耕一滝田
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: JP2009130620A

Description

本発明は、例えば固定局と移動局との通信に使用される八木式アンテナにおいて、放射素子への給電を行うアンテナ給電装置に関する。

従来、例えば固定局と移動局との通信には八木式アンテナが使用されている（例えば、特許文献１参照。）
上記通信用に使用される八木式アンテナは、図７に示すように構成されている。図７は一例として折返し５素子の八木式アンテナの構成例を示す平面図である。

図７において、１はアームで、このアーム１上に放射素子２が設けられると共に、放射素子２の前方に導波素子３ａ〜３ｃ、放射素子２の後方に反射素子４が設けられる。上記放射素子２、導波素子３ａ〜３ｃ、反射素子４は、約１／４波長の間隔で設けられる。上記放射素子２としては、例えば折返しダイポールが用いられる。

また、上記アーム１には、放射素子２の給電点に給電するための給電部５が設けられる。この給電部５には、同軸ケーブル６を介して接栓７が接続される。

上記給電部５は、モールド成型したものが一般に用いられており、図８に示すように構成されている。図８は従来の給電部５の構成を示す平面断面図である。

図８において、１１は接栓で、外導体１２の中心部に中心導体１３が中心導体サポート１４ａ、１４ｂによって保持されている。上記外導体１２の下部先端には、外側に接栓座１５が装着される。上記中心導体１３の上端は、中心導体サポート１４ｂの上側より突出し、この突出部の外側に雄ネジが形成される。

また、外導体１２の上部は円筒状に形成されており、その左右の両側部に放射素子２のプラス側放射素子１６及びマイナス側放射素子１７が装着される。上記外導体１２のプラス側放射素子装着部は円状の透孔が設けられ、この透孔部にプラス側放射素子１６の接続基部１８が挿入される。この接続基部１８は、プラス側放射素子１６の先端開口部に装着され、プラス側放射素子１６にロー付されて電気的に接続されると共に気密状態に保持される。また、プラス側放射素子１６の接続基部１８は、外側中心部が板状に形成されて側方に突出し、その中心部に透孔が設けられる。上記接続基部１８の突出部は、透孔が接栓１１の中心導体１３の上端部に挿入され、ナット１９により固定される。更にプラス側放射素子１６には、接続基部１８を含む先端外側に円筒状の絶縁サポート２１ａが設けられる。そして、上記外導体１２の上部開口部には、蓋２２が装着される。

一方、外導体１２のマイナス素子装着部には、円状の凹部が設けられ、この凹部にマイナス側放射素子１７の先端が装着される。このときマイナス側放射素子１７の先端と接栓１１の外導体１２との間がロー付され、電気的に接続されると共に気密状態に保持される。また、マイナス側放射素子１７の外側先端部には、円筒状の絶縁サポート２１ｂが設けられる。

そして、上記接栓１１の外導体１２とプラス側放射素子１６及びマイナス側放射素子１７との接合部は、絶縁サポート２１ａ、２１ｂを含んでモールド加工され、モールド成型部２３を構成している。また、上記モールド成型部２３は、給電部と共にアンテナアームに取付けるためのアーム取付部２４が一体に構成される。このアーム取付部２４には、取付ボルトを挿入するためのボルト穴２５が設けられる。
特開昭６２−２９３８０４号公報

上記のようにアンテナ給電部をモールド成型にて構成する場合、給電部を気密構造とし、給電部に接続したケーブル等に水が入り込まないようにすると共に、モールド成型時に成型樹脂が外部に漏れるのを防止する必要がある。

しかし、各素子１６、１７が管の場合には、素子先端部分に機械加工等にて製作した接続基部１８をロー付加工にて接続し、素子部分から水が入り込まない構造とすることが容易でなく、コストが上昇する原因となっている。また、素子１６、１７と給電部との間を簡単にリード線や薄板で接続する場合もあるが、この場合には各素子と給電点との位置関係や寸法が不安定となり、モールド成型の際に成型圧力でリード線や薄板が成型樹脂の流動圧力で動かされ、その性能が保持できない等の問題が生じる。

また、素子１６、１７を管ではなく、丸棒を使用した場合には、給電点との接続先端部を機械加工で製作するが、その加工が容易でなく、また、丸棒とすることにより材料費が大幅に増加し、且つ給電部の重量もかなり増加するという問題がある。

また、従来では、モールド成型時に成型樹脂が外部に漏れるのを防止するために、接栓１１の外導体１２を円筒状に加工し、この外導体１２の上部両側に各素子をロー付加工にて取付け、外導体１２の内部には中心導体１３を組込み、その後、外導体１２の上部開口部に蓋２２をして中心導体１３から成型樹脂が外部に漏れ出さないようにしており、構造が非常に複雑でコストが上昇する原因となっている。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、非常に簡単な構造で素子先端を給電部に確実に接続できると共にモールド成型時における成型樹脂の漏れを防止でき、軽量で品質の安定した安価なアンテナ給電装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、管状のプラス側放射素子及びマイナス側放射素子からなるアンテナに給電するアンテナ給電装置において、外導体内に中心導体を中心導体サポートにより保持し、前記中心導体の上部中心及び前記外導体の側部にネジ穴を形成してなる接栓と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が一体に形成され、該接続端子が前記接栓の中心導体の上端に設けられたネジ穴にネジ止めされるプラス側放射素子と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が略９０°折曲げて一体に形成され、該接続端子が前記接栓の外導体側部に設けられたネジ穴にネジ止めされるマイナス側放射素子と、前記接栓の外導体と前記マイナス側放射素子及びマイナス側放射素子との接合部をモールド成型してなるモールド成型部とを具備することを特徴とする。

第２の発明は、管状のプラス側放射素子及びマイナス側放射素子からなるアンテナに給電するアンテナ給電装置において、外導体内に中心導体を中心導体サポートにより保持し、前記中心導体の上部中心及び前記外導体の側部にネジ穴を形成してなる接栓と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が一体に形成され、該接続端子が前記接栓の中心導体の上端に設けられたネジ穴にネジ止めされるプラス側放射素子と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が略９０°折曲げて一体に形成され、該接続端子が前記接栓の外導体側部に設けられたネジ穴にネジ止めされるマイナス側放射素子と、前記プラス側放射素子及びマイナス側放射素子の先端開口部に挿入される閉塞部材と、前記接栓の外導体と前記マイナス側放射素子及びマイナス側放射素子との接合部をモールド成型してなるモールド成型部とを具備することを特徴とする。

第３の発明は、前記第１又は第２の発明に係るアンテナ給電装置において、前記接栓は、中心導体と中心導体サポートとの間、及び外導体と中心導体サポートとの間にそれぞれネジを形成してネジ込み方式により結合することを特徴とする。

本発明によれば、素子接続部分に機械加工を施したり、ロー付加工等を行う必要が無く、非常に簡単な構成で電気的接続を確実に行うことができ、高い品質を保つと共にコストの低下を図ることができる。

また、プラス側放射素子及びマイナス側放射素子の先端開口部に閉塞部材を挿入することにより、外部からの水の侵入を防止すると共にモールド成型時に樹脂が素子内に漏れるのを確実に防止でき、成型圧力で構成部材が移動することもなく、安定した性能を保持することができる。

また、接栓の中心導体と中心導体サポートとの間、及び外導体と中心導体サポートとの間にそれぞれネジを形成し、それぞれネジ込み方式とすることにより、構成部材の位置関係を確実に保持できると共に、モールド成型時における接栓からの樹脂の漏れをより確実に防止することができる。

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は本発明の第１実施形態に係るアンテナ給電装置の構成を示すもので、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。

図１において、３１は接栓で、略円筒状に形成された外導体３２の中心部に中心導体３３が中心導体サポート３４により保持されている。上記中心導体３３としては、ばね性を有する金属が使用され、また、中心導体サポート３４としては、誘電率が良く、耐熱性の優れた絶縁部材例えばテフロン（登録商標）が使用されるが、その他の耐熱性の良い絶縁材でも良い。上記外導体３２は、外側中央部に水の侵入を防止するための凹凸が設けられると共に、下部先端の外側に接栓座３５が装着される。

また、上記接栓３１は、例えば中心導体３３と中心導体サポート３４との間、及び外導体３２と中心導体サポート３４との間にそれぞれネジが形成され、それぞれネジ込み方式により結合される。

上記中心導体３３及び中心導体サポート３４の上端は、外導体３２の上側より少し突出し、中心導体３３の上側中心部にネジ穴が設けられる。そして、この中心導体３３の上側にプラス側放射素子３６の先端部に設けた接続端子３８が固定ネジ４０により固定される。

また、上記外導体３２の外側には、上記プラス側放射素子３６とは反対側の位置に例えば２つのネジ穴が設けられ、マイナス側放射素子３７の先端部に設けた接続端子４１が固定ネジ４２により固定される。上記固定ネジ４０、４２は、ナベネジ、皿ネジの何れであっても良い。

上記プラス側放射素子３６は、図２に示すように構成される。図２はプラス側放射素子３６の詳細な構成を示したもので、（ａ）は一部を断面して示す平面図、（ｂ）は一部を断面して示す正面図、（ｃ）は右側面図である。

プラス側放射素子３６は、所定長さの管状部材を用いて構成され、先端部下側に平板状の接続端子３８が前方に突出するようにプレス成型にて形成される。上記接続端子３８には、中央部分にネジ挿入穴３９が設けられる。上記接続端子３８は、モールド成型時の成型圧力の温度に耐えられると共に、固定ネジ４０で固定できる板幅に設定される。

上記のように構成されたプラス側放射素子３６は、先端に設けた接続端子３８が接栓３１の中心導体３３上に載置され、図１に示したように固定ネジ４０が接続端子３８のネジ挿入穴３９を介して中心導体３３のネジ穴に螺着されて固定される。

一方、マイナス側放射素子３７は、図３に示すように構成される。図３はマイナス側放射素子３７の詳細な構成を示したもので、（ａ）は一部を断面して示す平面図、（ｂ）は一部を断面して示す正面図、（ｃ）は右側面図である。

マイナス側放射素子３７は、所定長さの管状部材を用いて構成され、先端部下側に平板状で下方に略９０°折曲げられた接続端子４１がプレス成型にて形成される。上記接続端子４１には、中央部分に例えば２つの透孔４３が設けられる。上記接続端子４１は、プラス側放射素子３６の接続端子３８と同様にモールド成型時の成型圧力の温度に耐えられると共に、固定ネジ４２で固定できる板幅に設定される。

上記のように構成されたマイナス側放射素子３７は、接続端子４１に設けた透孔４３を接栓３１の外導体３２に設けたネジ穴に対応させて位置させ、図１に示したように固定ネジ４２が接続端子４１の透孔４３を介して外導体３２のネジ穴に螺着して固定する。

更に、上記プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部には、閉塞部材として例えば略円柱状に形成された詰栓４４ａ、４４ｂが挿入される。上記詰栓４４ａ、４４ｂは、例えばゴムや合成樹脂あるいは金属で形成され、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部に圧入や接着剤にて固定される。上記詰栓４４ａ、４４ｂは、モールド成型時に成型樹脂がプラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７へ侵入するのを防止する。モールド成型時の温度は１５０℃〜２００℃位となるため、詰栓４４ａ、４４ｂの材質は成型温度に耐えられる材質のものを使用する。

そして、図１に示すように接栓３１の外導体３２とプラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７との接合部をモールド成型してモールド成型部４５を構成している。上記モールド成型部４５は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂など各種合成樹脂にて成型され、その成型方法はインジェクションモールド成型やＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）などの方法が用いられる。また、合成樹脂は、電気的絶縁材料で、強度的や耐候性に優れた材料を使用し、耐候性面から黒色材料が良く、また強度や耐候性向上のために合成樹脂にガラス繊維を入れた材料が望ましい。

また、上記モールド成型部４５は、給電部と共にアンテナアーム４６に取付けるためのアーム取付部４７が一体に構成される。このアーム取付部４７には、取付ボルトを挿入するためのボルト穴４８が設けられると共に、アンテナアーム４６に接する下側部が半円状に形成される。

更に、モールド成型部４５から外部に出る素子部と成型部分の境界には、必要に応じて熱収縮チューブ４９ａ、４９ｂで覆ったり、あるいは接着剤等を塗布する。これは気温の温度差により、金属と合成樹脂の収縮率の違いからモールド成型部４５と素子３６、３７との間に隙間が発生した場合の水の侵入を防止するためのものである。

上記第１実施形態で示したようにプラス側放射素子３６の先端部にプレス加工により接続端子３８を一体に設け、接栓３１の中心導体３３に固定ネジ４０で固定することにより、プラス側放射素子３６を接栓３１に容易に固定できると共に電気的接続を確実に行うことができる。

また、同様にマイナス側放射素子３７の先端部にプレス加工により接続端子４１を一体に設け、略９０°下方に折り曲げて接栓３１の外導体３２に固定ネジ４２で固定することにより、マイナス側放射素子３７を接栓３１に容易に固定できると共に電気的接続を確実に行うことができる。

この結果、素子接続部分に機械加工を施したり、ロー付加工等を行う必要が無く、非常に簡単な構成で電気的接続を確実に行うことができ、高い品質を保つと共にコストの低下を図ることができる。

また、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部に詰栓４４ａ、４４ｂを挿入することにより、水の侵入を防止すると共にモールド成型時に樹脂が素子内に漏れるのを確実に防止でき、成型圧力で構成部材が移動することもなく、安定した性能を保持することができる。

また、接栓３１の中心導体３３と中心導体サポート３４との間、及び外導体３２と中心導体サポート３４との間にそれぞれネジを形成し、それぞれネジ込み方式とすることにより、中心導体３３、中心導体サポート３４及び外導体３２の位置関係を確実に保持できると共に、モールド成型時における接栓３１からの樹脂の漏れをより確実に防止することができる。

なお、上記実施形態では、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部に詰栓４４ａ、４４ｂを挿入する際、圧入や接着剤にて固定する場合について説明したが、圧入と同時に接着剤を併用することが望ましい。プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部及び詰栓４４ａ、４４ｂにネジ溝を形成し、ネジ止めにより固定するようにしても良く、ネジ止めの際に接着剤を併用しても良い。

また、上記実施形態では、接栓３１の外導体３２の表面に凹凸部を設け、外部からの水の侵入を防止するようにしたが、上記凹凸部に代えて例えば外導体３２の表面にローレット加工を施す等、他の手段を用いても良い。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について図４及び図５を参照して説明する。

図４は本発明の第２実施形態に係るアンテナ給電装置の構成を示す平面断面図、図５は図４におけるプラス側放射素子３６の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部を断面して示す正面図、（ｃ）は右側面図である。

第１実施形態ではプラス側放射素子３６の先端部に接続端子３８を突出して形成した場合について示したが、この第２実施形態では図５に示すようにプラス側放射素子３６の先端を所定角度で斜めに形成して下側端を上側より前方に突出させ、且つ下側先端をプレス加工により平板状に形成して接続端子３８′としている。そして、この接続端子３８′には、先端近傍にネジ挿入穴３９′として皿ネジ用穴を設けている。プラス側放射素子３６は、上記ネジ挿入穴３９′を使用し、図４に示すように接栓３１の中心導体３３に固定ネジ４０により固定される。この場合、固定ネジ４０としては皿ネジが使用される。

また、第２実施形態では、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部に第１実施形態で示した詰栓４４ａ、４４ｂに代えて所定長さの絶縁連結棒５１を挿入するようにしている。このためプラス側放射素子３６には、先端近傍の上側に絶縁連結棒５１をネジ止めするためのネジ挿入穴５２を設けている。一方、マイナス側放射素子３７は、第１実施形態のものと同様の構成であるが、先端近傍の上側にプラス側放射素子３６と同様に絶縁連結棒５１をネジ止めするためのネジ挿入穴を設けている。上記絶縁連結棒５１は、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部に挿入され、固定ネジ５３ａ、５３ｂにより固定される。

また、接栓３１は、第１実施形態のものと略同様の構成であるが、外導体３２と中心導体サポート３４の上端を同じ高さに設定すると共に、中心導体３３の上端を外導体３２及び中心導体サポート３４より少し上方に突出させ、外導体３２及び中心導体サポート３４の上側に絶縁板５４を介在し、外導体３２とプラス側放射素子３６との間が確実に絶縁されるようにしている。

その他の構成は、第１実施形態に係るアンテナ給電装置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。

上記第２実施形態においても、第１実施形態と同様に素子接続部分に機械加工を施したり、ロー付加工等を行う必要が無く、非常に簡単な構成で電気的接続を確実に行うことができ、高い品質を保つと共にコストの低下を図ることができる。

また、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部に絶縁連結棒５１を挿入することにより、水の侵入を防止すると共にモールド成型時に樹脂が素子内に漏れるのを確実に防止でき、成型圧力で構成部材が移動することもなく、安定した性能を保持することができる。

（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。

図６は本発明の第３実施形態に係るアンテナ給電装置の構成を示す平面断面図である。

上記第２実施形態ではプラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の先端開口部内に絶縁連結棒５１を挿入する場合について示したが、この第３実施形態では、モールド成型時に金型治具を使用し、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の内部に治具となる金属製の丸棒６１を挿入してモールド成型し、成型終了後にプラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７から丸棒６１を引き抜くようにしたものである。上記丸棒６１は、直径がプラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の内径より僅かに小さく設定され、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７内への挿抜が可能になっている。また、上記丸棒６１は、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の全長に対応する長さを有するものでも、あるいはモールド成型部分に対応する長さを有するものであっても良い。

その他の構成は、第２実施形態に係るアンテナ給電装置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。

上記のようにモールド成型時に金型治具を使用し、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の内部に治具となる丸棒６１を挿入することにより、モールド成型時に樹脂が素子内に漏れるのを確実に防止することができる。上記丸棒６１はモールド加工を行う際に繰り返して使用できるので、第１実施形態で示した詰栓４４ａ、４４ｂや第２実施形態で示した絶縁連結棒５１が不要となり、コストの低下を図ることができる。

また、上記第３実施形態では、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の管壁にモールド加工範囲内において複数の透孔６２を設け、モールド成型時における素子の回転を防止するようにしている。すなわち、プラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の管壁に複数の透孔６２を設けることにより、モールド成型時に透孔６２内に樹脂が流れ込み、素子の回転を防止することができる。

上記第３実施形態においても、上記各実施形態と同様に素子接続部分に機械加工を施したり、ロー付加工等を行う必要が無く、非常に簡単な構成で電気的接続を確実に行うことができ、高い品質を保つと共にコストの低下を図ることができる。

また、モールド成型時にプラス側放射素子３６及びマイナス側放射素子３７の内部に丸棒６１を挿入し、成型終了後に丸棒６１を引き抜くことにより、モールド成型時に樹脂が素子内に漏れるのを確実に防止できると共に、第１実施形態で示した詰栓４４ａ、４４ｂや第２実施形態で示した絶縁連結棒５１が不要となり、コストの低下を図ることができる。

なお、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。

また、上記各実施形態に開示されている構成要素を適宜組合せて種々の発明を形成することが可能である。

本発明の第１実施形態に係るアンテナ給電装置の構成図である。同実施形態におけるプラス側放射素子の詳細な構成図である。同実施形態におけるマイナス側放射素子の詳細な構成図である。本発明の第２実施形態に係るアンテナ給電装置の構成を示す平面断面図である。同実施形態におけるプラス側放射素子の詳細な構成図である。本発明の第３実施形態に係るアンテナ給電装置の構成を示す平面断面図である。折返し５素子の八木式アンテナの構成例を示す平面図である。従来のアンテナ給電部の構成を示す平面断面図である。

符号の説明

３１…接栓、３２…外導体、３３…中心導体、３４…中心導体サポート、３５…接栓座、３６…プラス側放射素子、３７…マイナス側放射素子、３８、３８′…接続端子、３９、３９′…ネジ挿入穴、４０…固定ネジ、４１…接続端子、４２…固定ネジ、４３…透孔、４４ａ、４４ｂ…詰栓、４５…モールド成型部、４６…アンテナアーム、４７…アーム取付部、４８…ボルト穴、４９ａ、４９ｂ…熱収縮チューブ、５１…絶縁連結棒、５２…ネジ挿入穴、５３ａ、５３ｂ…固定ネジ、５４…絶縁板、６１…丸棒、６２…透孔。

Claims

管状のプラス側放射素子及びマイナス側放射素子からなるアンテナに給電するアンテナ給電装置において、
外導体内に中心導体を中心導体サポートにより保持し、前記中心導体の上部中心及び前記外導体の側部にネジ穴を形成してなる接栓と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が一体に形成され、該接続端子が前記接栓の中心導体の上端に設けられたネジ穴にネジ止めされるプラス側放射素子と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が略９０°折曲げて一体に形成され、該接続端子が前記接栓の外導体側部に設けられたネジ穴にネジ止めされるマイナス側放射素子と、前記接栓の外導体と前記マイナス側放射素子及びマイナス側放射素子との接合部をモールド成型してなるモールド成型部とを具備することを特徴とするアンテナ給電装置。
管状のプラス側放射素子及びマイナス側放射素子からなるアンテナに給電するアンテナ給電装置において、
外導体内に中心導体を中心導体サポートにより保持し、前記中心導体の上部中心及び前記外導体の側部にネジ穴を形成してなる接栓と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が一体に形成され、該接続端子が前記接栓の中心導体の上端に設けられたネジ穴にネジ止めされるプラス側放射素子と、管状部材を用いて構成され、先端部に接続端子が略９０°折曲げて一体に形成され、該接続端子が前記接栓の外導体側部に設けられたネジ穴にネジ止めされるマイナス側放射素子と、前記プラス側放射素子及びマイナス側放射素子の先端開口部に挿入される閉塞部材と、前記接栓の外導体と前記マイナス側放射素子及びマイナス側放射素子との接合部をモールド成型してなるモールド成型部とを具備することを特徴とするアンテナ給電装置。
前記接栓は、中心導体と中心導体サポートとの間、及び外導体と中心導体サポートとの間にそれぞれネジを形成してネジ込み方式により結合することを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ給電装置。