(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に回路要素収容空間を備える筐体の両側には夫々中空の放射素子が外方に向け張出状に取り付けられ、筐体に対する各放射素子の取付の構成は、上記筐体に設けられた保持孔に放射素子の元部が差し込まれており、上記保持孔の内部と上記回路要素収容空間との間には、両者間を水密的に区画する為の区画壁が設けられているアンテナの放射器において、上記区画壁には、両放射素子が縦向きとなる使用状態において下側となった放射素子内に水が溜まり、その溜まった水が氷結する場合に、氷結に伴う膨張によって区画壁と放射素子間に生ずる斥力が高まっても、その斥力が筐体に対する放射素子の取付強度を越えぬように上記斥力を逃がす為の逃がし手段を、上記放射素子の端面との対向部に設けたことを特徴とするアンテナの放射器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナの放射器に関し、詳しくは回路要素収容の為の空間を備えている筐体の左右に、夫々放射素子を外方に向け張出状に取付けている放射器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアンテナの放射器は次のように構成してある。内部に回路要素収容空間を備える筐体の両側に夫々放射素子の保持孔を設け、それらの保持孔に中空の放射素子の元部を差込状に取付けている。それらの保持孔の内部と上記回路要素収容空間との間には、両者間を水密的に区画する為の区画壁を設けている（例えば実開昭５６−４３９０２号公報参照）。
【０００３】
上記放射器は、一般に水平偏波の電波の受信の為に、両側の放射素子が水平状態となるように設置される。その設置状態において電波が到来すれば、その電波は放射素子によって受信されるので、その受信信号の利用が可能となる。又上記放射素子は中空なので軽量であり、しかも筐体の保持孔に差し込まれているので、上記設置状態では安定に保持されて安定な受信ができる。更に、上記設置状態において降雨があっても、回路要素収容空間内に納められている回路要素は、筐体により雨がかかることが防がれ、又上記放射素子の保持孔の内部は区画壁によって回路要素収容空間と水密的に区画されているので、そこから上記空間への雨水の侵入も防止される。従って上記空間内の回路要素は水濡れによる電気特性の悪化や短寿命化が防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記放射器を寒冷地の山間部において垂直偏波の受信の為に上記両放射素子が縦向きとなる状態で使用した場合に、次のような事故が生ずることがあるという問題点があった。即ち、下側となった放射素子内に雨水が入ってそこにいっぱいに溜まり、その状態で気温が著しく低下すると、上記溜まった水が氷結を始め、その氷結に伴う膨張によって上記区画壁と上記放射素子との間に斥力が生ずる。即ち、氷結を始めた水（シャーベット状の氷）は氷結に伴う膨張によって区画壁を押す。するとその反力が放射素子に加わり、区画壁と放射素子との間に斥力が生ずる。該斥力が大きくなると、筐体に対する放射素子の取付がとれて放射素子が筐体から脱落してしまう事故が生ずるという問題点があった。
【０００５】
本願発明のアンテナの放射器は上記従来技術の問題点を解決する為に提供するものである。
本願発明の目的は、水平偏波及び垂直偏波の受信に用いることの出来る放射器を提供することである。
他の目的は、軽量な放射素子を、筐体に設ける保持孔により安定に保持して、安定な受信が出来るようにすることである。
他の目的は、水平偏波を受信する為に放射素子が左右に水平となる状態に設置した使用状態において降雨があっても、筐体内の回路要素収容空間は、筐体そのもの及び左右の保持孔の夫々の内部と上記空間とを夫々区画する区画壁によりそこに雨水が侵入することを防止出来るようにして、上記空間に収容している回路要素の水濡れを防止し、その電気的特性の悪化や短寿命化を防止できるようにすることである。
他の目的は、寒冷地の山間部において垂直偏波の受信の為に放射素子が縦向きとなる状態に設置した使用状態において、下側の縦向きの放射素子、特に軽量化の為に中空に形成した放射素子内に雨水がいっぱいに溜まり、気温の低下によりその水が氷結を始め、氷結に伴う膨張によって区画壁と放射素子との間に斥力が生ずる事態となっても、その斥力をそれが筐体に対する放射素子の取付強度を越えぬように逃がすことにより、筐体からの放射素子の脱落事故の発生を防止できるようにすることである。
他の目的は、上記氷結時に上記斥力を逃がす機能を発揮した後において、気候が温暖となって毛管現象による保持孔への雨水の入り込みが生ずる季節になっても、上記毛管現象による上記回路要素収容空間への雨水の入り込みを遮断できるようにした斥力の逃がし手段を提供することである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本願発明におけるアンテナの放射器は、内部に回路要素収容空間を備える筐体の両側には夫々中空の放射素子が外方に向け張出状に取り付けられ、筐体に対する各放射素子の取付の構成は、上記筐体に設けられた保持孔に放射素子の元部が差し込まれており、上記保持孔の内部と上記回路要素収容空間との間には、両者間を水密的に区画する為の区画壁が設けられているアンテナの放射器において、上記区画壁には、両放射素子が縦向きとなる使用状態において下側となった放射素子内に水が溜まり、その溜まった水が氷結する場合に、氷結に伴う膨張によって区画壁と放射素子間に生ずる斥力が高まっても、その斥力が筐体に対する放射素子の取付強度を越えぬように上記斥力を逃がす為の逃がし手段を、上記放射素子の端面との対向部に設けたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本願発明の実施の形態を示す図面について説明する。アンテナを、垂直偏波の受信用に設置している状態を示す図１において、１は建物、２〜５はアンテナの設置の為の通常知られている部材を示し、２はマスト取付具、３はマスト、４は横アーム、５はステーを夫々示す。６はアンテナ例えばＶＨＦテレビ電波受信アンテナを示し、７はブーム、８は放射器、９は導波器、１０は反射器を夫々示す。１１は給電線として例示する同軸ケーブルである。１２は放射器における筐体、１３は筐体１２の両側（図の使用状態では筐体１２の上下となっている）に夫々外方例えば互いに真反対となる上方と下方に向け張出状に取付けた放射素子を示す。水平偏波の受信用に設置した場合は、上記両側とは筐体１２の左右側となり、外方とは筐体１２を中心とした左方向及び右方向となる。
【０００８】
次に上記放射器８の要部を示す図２乃至図７について説明する。筐体１２は一面が開放している本体１５と、その本体１５の開放部を塞ぐためにそこに着脱自在に被せる為の蓋１６とから構成してある。これらは何れも筐体１２の内部の防水を図る為に不透水性の材料例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂材料で形成している。１８は放射素子１３の取付の為に本体１５の四隅に備えられた素子取付部、１９は本体１５の内部に備えられた回路要素収容空間を夫々示す。
【０００９】
上記素子取付部１８は例えば筒状体である保持筒をもって構成しており、その内部が放射素子の保持孔２０となっている。そしてその保持孔２０に対して、該保持筒１８は保持孔２０の内部と上記回路要素収容空間１９とを水密的に区画する為の区画壁となっている。２１は保持筒１８の周壁を示し、その内径は放射素子１３の端部４１をがたつき無く差し込み得るよう端部４１の外形と対応する寸法にしてある。図５に示す２２，２３は放射素子の止付の為に該周壁２１に備えた透孔であり、止付具として例示するタッピングねじ２４により放射素子１３の端部４１を固定するために設けている。上記タッピングねじ２４により放射素子１３の端部が取り付いた状態では、タッピングねじ２４の外周面が透孔２２，２３の内周面とそこを通っての水の行き来が遮断される程度にぴったりと密着する。又上記止付具２４は上記固定機能のみに留まらず、放射素子１３の端部４１との電気的接続を行う為の端子としての機能も併せ持っている。尚タッピングねじ２４の直径は例えば３ｍｍである。２５は保持筒１８の底壁を示す。
【００１０】
２６は区画壁と放射素子２６との間に生ずる斥力を逃がす為の逃がし手段を示し、放射素子１３内に溜まった水の氷結時に区画壁における底壁２５と放射素子２６との間に生ずる斥力を逃がす為に、放射素子１３の端面との対向部である底壁２５に設けている。該逃がし手段２６は、後述のように水の氷結に伴う膨張によって区画壁１８と放射素子１３との間に生ずる斥力を、それが筐体１２に対する放射素子１３の取付強度を越えぬように逃がし、その結果筐体１２に対する放射素子１３の取付がとれぬようにする為のものである。該手段２６は、本例では底壁２５の一部が破壊することにより、氷結に伴って膨張する水の押力を逃がし、その結果、上記斥力が逃がされるようにした例を示し、底壁２５の一部に耐破壊力の小さい薄肉部２８を形成している。上記薄肉部２８は底壁２５に溝２７を設けることによって形成している。溝２７は環状に形成しその溝２７で囲まれた部分が逃がし手段として機能するようにしている。上記薄肉部２８の耐破壊強度は、上記斥力が大きくなっても上記筐体１２に対する放射素子１３の取付がとれぬようにする為に、筐体１２に対する放射素子１３の元部の取付強度よりも小さい強度に定めている。従って、上記斥力が大きくなった場合、筐体１２に対する放射素子１３の取付がとれる前に上記薄肉部２８が破壊して上記斥力を逃がす。その結果、筐体１２に対する放射素子１３の元部の取付の破壊が防止される。尚筐体に対する放射素子１３の元部の取付強度は、放射素子１３の元部４１における取付用の透孔４２の周囲部分の強度や、止付具２４の強度、或いは保持筒１８における透孔２２，２３の周囲部分の強度により決まる。一般には上記透孔４２の周囲の部分の強度が最も小さいので、その強度により制限されている。上記のような底壁２５の厚さＴ１と薄肉部２８の厚さＴ２とは、例えば夫々２．５ｍｍ、０．５ｍｍ程度である。上記周壁２１と底壁２５とは、保持孔２０の内部と回路要素収容空間１９とを水の行き来が無いように隔てる為、何れも夫々切れ目無く、且つ両者は切れ目無く繋がった構成としてある。
【００１１】
次に３１は筐体１２内に誤って入った水を抜く為の透孔である。該透孔３１は、不測的に該透孔３１から筐体１２内に水が入っても、例えば透孔３１から風によって雨水が吹き込まれても、その雨水が素子取付部１８における端子（前記タッピングねじ２４）には降りかかりにくくする為に、図２に示す如く相互に平行状態となっている素子取付部１８，１８（図２における左右の素子取付部）のほぼ中間となる位置において本体１５の側壁１５ｂ近くの底壁１５ａに設けている。３２は防水壁で、放射器８を縦位置で使用する際に上部に位置することとなった透孔３１から雨水が侵入してもその雨水を回路要素に降りかからせることなく下方に向かわせるようにするためのものである。その目的の為に、防水壁３２は底壁１５ａから立設させ、上端３２ａは符号３５，３７で示される回路要素よりも蓋１６の側に高く張り出すようにしてある。この壁３２は図２、図３の状態で上側に位置しているもののみが上記防水壁として機能する。該防水壁３２における３３は透孔３１から侵入する雨水を受止めるための受面で、受止めた水を次の滴下部３４に案内する為に図示の如くＶ字状に形成している。滴下部３４は上記受止めた雨水を上記回路要素や端子２４には降りかからせることなく下方に滴下させるようその滴下位置を定めるための部分を示し、その場所は図２の状態において下方に多くの回路要素が存在しない場所に選んである。３５〜３８は種々の回路要素を示し、３５は給電線の接続具、３６は上記タッピングねじ２４によって素子取付部１８に固定した電気接続用のラグ端子、３７はバランで、上記給電線取付部３５とラグ端子３６を取り付けた端子２４との間の電気的整合を行うためのものである。３８は延長コイルである。
【００１２】
次に放射素子１３は軽量化の為に中空になっている。この例での放射素子１３は折り返しダイポールを例示し、例えば外径ｄ１が９ｍｍ、厚さＴ３が０．５ｍｍのアルミニウムパイプをＵ字型に曲げ加工して形成している。筐体１２から外方への張出寸法Ｌ１は例えば約６０ｃｍ、平行部の間隔Ｄ１は例えば約５５ｍｍである。該放射素子１３における一方の端部４１は筐体１２に対する取付用の元部となる部分であり、その先端近くには前記止付具２４による止め付けの為の透孔４２を穿設している。４３は円弧状となった他方の端部を示す。尚上記放射素子１３は通常のダイポールであっても良い。
【００１３】
上記構成のアンテナにあっては、図１の設置状態において、送信アンテナから到来する垂直偏波の電波は導波器９で導波されると共に反射器１０で反射されて放射器８に至り、その放射素子１３で受信される。受信により得られた信号は、端子２４やバラン３７を経て給電線接続具３５に至り、そこに接続されている給電線１１に送り出され、給電線１１を経て例えばテレビ受像機に至る。
【００１４】
上記使用状態において降雨があった場合、筐体１２に降りかかった雨は、その外面を伝い降り、下方に落下する。従って筐体１２内の回路要素３７，３８は水濡れから保護される。
【００１５】
又上記降雨の場合、上側の放射素子１３にかかった雨水が矢印５１で示すように放射素子１３を伝って流下すると、その水は上向きとなっている保持孔２０内に入ってしまう。しかし保持孔２０の内面即ち保持孔２０内の空間に面する周壁２１及び底壁２５の内面２１ａ，２５ａは不透水性なので入った水は透孔内に留まる。一方、保持孔２０内の空間と回路要素収容空間１９とは周壁２１及び底壁２５によって完全に隔絶されている。従って、上記保持孔２０内の水は空間１９とは何ら関わり合いが無い。従って空間１９内部の回路要素３７，３８は上記保持孔２０内の水からも保護され、水濡れすることが防止される。
【００１６】
上記降雨の場合、筐体１２の外面を伝い降りた雨水の一部は、下向きとなっている保持孔２０の開口部の縁５２に至り、該縁５２と放射素子１３の外面とに跨る。その水は周壁２１の内面２１ａと放射素子１３の元部４１における外周面４１ａとの間に毛管現象によって染み込む。下側の放射素子１３が雨による冷却或いは気温の低下に伴い温度が下がると、その内部空間５３の空気が収縮する。該収縮により上記染み込んだ水が放射素子１３の上端の開口部５４から内部空間５３内に吸い込まれる。長期にわたる使用によって上記降雨や気温の低下が繰り返されると、上記空間５３への水の吸い込みがその都度繰り返される。その結果、空間５３には次第に多くの水が溜まっていく。
【００１７】
寒冷地での使用の場合、図５の如く上記空間５３に多くの水５５が溜まった状態において外気温が氷点下にまで下がると、上記溜まった水が氷結する。この場合の作用を以下に説明する。外気温の低下に伴い放射素子１３の熱が外気に奪われ、放射素子１３の温度が低下する。それに伴い内部の水５５の熱が放射素子１３に奪われ、水５５の温度も低下する。そして水５５の温度が０℃となると水５５は氷結を始める。この場合、放射素子１３からの熱の奪取は、放射素子１３が保持筒１８内に位置している部分に比べ外気に露出している部分の方が大きい。従って外気に露出している部分の放射素子１３内の水が、保持筒１８に覆われている部分の放射素子１３内の水５５に比べ先に氷結を始める。
【００１８】
上記のようにして水５５が氷結を始めるとその氷結に伴う膨張によって水５５の水位が上昇する。また水５５は氷結が進むにつれ次第にシャーベット状となる。このような作用が進行し、やがて図６に示す如く放射素子１３内の空間５３はシャーベット状となった氷５６で満たされ、そのシャーベット状の氷５６の上面５６ａは底壁２５の内面２５ａに当接する。上記のようにしてなおも熱が奪われ続けると、上記氷結が更に進行する。そしてそれに伴う膨張も更に進行し、底壁２５と放射素子１３との間に斥力が加わる状態となる。即ち、上記膨張により上記上面５６ａは底壁２５の内面２５ａに押力を加えるようになる。すると上面５６ａにはその押力に対する反力が加わる。該反力は氷５６を介して放射素子１３に加わる。その結果、底壁２５と放射素子１３との間に斥力が加わる。
【００１９】
上記斥力が大きくなると逃がし手段２６によって上記斥力が次のように逃がされる。即ち、逃がし手段２６における底壁２５の内面２５ａに加わる押力が薄肉部２８の耐破壊強度を上回ると、図７に示す如く薄肉部２８の一部２８ａが破断し、底壁２５の一部が図の如く外方に押し開かれ、底壁２５に孔５７が出来る。これにより、上記シャーベット状の氷５６は孔５７から溢れ出し、上記膨張による押力は該孔５７を通して逃げる。その後上記氷結が更に進んでシャーベット状の氷５６が更に膨張しても、そのシャーベット状の氷５６は上記透孔５７から更に盛り上がるように溢れ出し、膨張に伴う押力は常にその透孔５７から逃がされる。やがて上記シャーベット状の氷は完全に固化した氷５８となる。上記のように底壁２５に形成された透孔５７から押力を逃がすことが出来ると、放射素子１３に加わる反力が減少し、底壁２５と放射素子１３との間の斥力が減少する。その結果、筐体１２に対する放射素子１３の取付の破壊が防止され、筐体１２に対する止付状態を保たせることが出来る。
【００２０】
外気温が上昇するとそれに伴い上記氷５８は溶ける。溶けた水の大部分は再び放射素子１３の内部空間５３に戻る。また孔５７から溢れ出して凍った氷は、溶けて水となると、保持筒１８の外面を伝い、本体１５において下側に位置する状態となっている側壁１５ｂの上に流下し、下側に位置している透孔３１から流出する。
【００２１】
逃がし手段２６が機能することにより上記のように透孔５７が出来ても、回路要素収容空間１９への毛管現象による雨水の侵入は次のようにして防止される。即ち、上記のように透孔５７が形成された後の温暖な気候中での使用状態においては、降雨があると前述の如く雨水が部分５２から周壁２１の内面２１ａと放射素子１３の端部４１の外面４１ａとの間に毛管現象により滲み上がる。しかし、上記の透孔５７は毛管現象が生ずる隙間の大きさに比べて著しく大きいので、透孔５７の箇所において毛管現象による雨水の滲み上がりは遮断され、回路要素収容空間１９への水の侵入が防止される。
【００２２】
次に上記アンテナ６により水平偏波の電波を受信する場合には、該アンテナ６をその放射器８、導波器９、反射器１０等が水平となるように設置して用いる。この設置状態においては、左右の水平となった放射素子１３を夫々支える左右の保持孔２０の何れにおいてその内部に降雨に伴う水が侵入しても、夫々の保持孔２０の区画壁１８により回路要素収容空間１９への水の侵入を防止できる。
【００２３】
上記垂直偏波の受信用の設置状態において下側の放射素子１３内に水が入る原因としては、強風に伴う雨が吹き付けられ、その吹き付けによる力により雨水が符号５２で示す部分から保持筒１８の周壁２１の内面２１ａと放射素子１３の元部４１の外面４１ａとの間の隙間に入り込み、更にそれが吹き上げられて放射素子１３内に入る場合もある。
【００２４】
上記逃がし手段は、上記底壁２５を弾性膜例えばゴム膜で形成すると共にその周縁は周壁２１に水密的に接合し、該弾性膜の変形によって押力を逃がすようにしたものであっても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本願発明にあっては、筐体１２の両側に放射素子１３を取付けているので、それらが横向きになるように設置したり縦向きになるように設置することにより、夫々水平偏波或いは垂直偏波の受信に用いることが出来る。
しかも上記放射素子１３は筐体１２に設けた保持孔２０により保持されるので、安定な保持状態が達成され、安定な受信が出来る効果がある。
更に上記使用状態において降雨があっても、筐体１２内の回路要素収容空間１９は、筐体１２と区画壁１８とによりそこに雨水が侵入することが防止され、従って上記空間１９に収容している回路要素３７，３８は水濡れから保護され、その電気的特性の悪化や短寿命化が防止される効果がある。
更に、垂直偏波の受信の為の使用状態においては、下側の縦向きの放射素子１３内に雨水がいっぱいに溜まり、気温の低下によりその水が氷結を始め、氷結に伴う膨張によって上記区画壁１８と放射素子１３との間に斥力が生ずる事態となっても、その斥力をそれが筐体１２に対する放射素子１３の取付強度を越えぬように逃がすことが出来るので、放射素子１３が筐体１２から取れて脱落してしまうような事故の発生を未然に防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンテナを垂直偏波受信用に設置した状態を示す斜視図。
【図２】放射器の要部を示す一部破断図。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線位置の断面図。
【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶ線拡大断面図。
【図５】放射素子内に水が入っている状態を示す断面図。
【図６】図５の水が氷結し始めた状態を示す断面図。
【図７】図５の水が氷結して逃がし手段が作用した状態を示す断面図。
【符号の説明】
１２  筐体
１３  放射素子
１８  区画壁
１９  回路要素収容空間
２６  逃がし手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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