(57)【要約】【課題】  自動伸長手段を介し遠隔操作で伸長させられて、その状態を確実に維持することができる新しい構造の自動伸長式アンテナを提供する。【解決手段】  アンテナ１は、複数の単管２がテレスコピック式に接続されていて、自動伸長手段による長さ方向への力のみによって伸長させられるものである。伸長した状態で内外の単管２が締まり合うように単管２の両端部３・４に一定向きのテーパが形成されているとともに、それら両端部３・４は、単管２の中ほどの部分５に比べて周長が伸びにくいように形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単管がテレスコピック式に接続されていて、自動伸長手段による長さ方向への力のみによって伸長させられる自動伸長式アンテナであって、
伸長した状態で内外の単管が締まり合うように単管の両端部に一定向きのテーパが形成されているとともに、それら両端部は、単管の中ほどの部分に比べて周長が伸びにくいように形成されていることを特徴とする自動伸長式アンテナ。
【請求項２】
単管の中ほどの部分にもテーパが形成されていて、伸長させられるとき、内側の単管における太い側の端部が、外側の単管における中ほどの部分の細い側の領域と擦れ合う寸法関係にされていることを特徴とする請求項１に記載の自動伸長式アンテナ。
【請求項３】
単管の中ほどの部分がＧＦＲＰで形成されているとともに、単管の両端部はＣＦＲＰを含めて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動伸長式アンテナ。
【請求項４】
人工衛星に搭載されるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動伸長式アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
請求項に係る発明は、テレスコピック構造を有し、自動伸長手段により伸長させられてその長さを保持するのに適した自動伸長式アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伸長式アンテナの一形態としてテレスコピック式のものがある。ホイップアンテナまたはロッドアンテナとも呼ばれ、太さの異なる複数の単管が入れ子状に連結されていて、内側の単管を外側のものから引き出すことにより、ある種の望遠鏡のように伸長させられる形式のものである。
下記の特許文献１には、携帯電話機に使用するそのような形式のアンテナが示されている。
【０００３】
アンテナに限らず、テレスコピック式の伸長構造を有する各種の機器では、伸長させた後その長さを保持させるにあたり、人手によって単管相互問に多少の相対回転を加えることがある。伸ばすだけでなく少し捻ることによって、単管相互間の締まりの状態を確実にするのである。
【特許文献１】実用新案登録第３０５０２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テレスコピック式の伸長構造をもつ機器に上記のように相対回転を加えることは、単管間を引き伸ばす操作のほかにもう一段の操作を要することであり面倒である。また、人手によって扱われる機器とは異なり、遠隔操作で伸長等させられるアンテナについては、そのような二段階の操作を加えることが極めて困難であったり高コストを招いたりしがちである。
【０００５】
そのようなアンテナにおいては、単に長手方向に伸ばす操作をするのみで伸長状態にしっかりと固定されることが望ましい。長期間にわたり伸長状態に保たれるアンテナについては、単管同士の締まりが若干緩くなった場合でも、伸長状態が安定的に維持される構造が望まれる。また、用途や使用状況によっては、先端側と基端側との間で通電の生じることがない絶縁型のアンテナが求められる。
【０００６】
請求項に係る発明は、以上の点を考慮してなしたもので、自動伸長手段を介し遠隔操作で伸長させられて、その状態を確実に維持することができる新しい構造の自動伸長式アンテナを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る自動伸長式アンテナは、複数の単管がテレスコピック式（ホイップ式）に接続されていて、自動伸長手段（遠隔操作をされてモータ等でアンテナを伸長させるもの）による長さ方向への力のみによって伸長させられる自動伸長式アンテナであって、
・  伸長した状態で内外の単管が締まり合う（内側の単管の外面と外側の単管の内面とが締まり合う）ように単管の両端部に一定向きのテーパ（先端部方向に向かって細くなったもの）が形成されているとともに、
・  それら両端部は、単管の中ほどの部分（つまり両端部以外の部分）に比べて周長が伸びにくいように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
こうした自動伸長式アンテナは、自動伸長手段によって伸長させられると、単管の両端部に形成されたテーパの作用で内外の単管が締まり合い、伸長状態に保たれる。
人が手を用いて伸ばす場合には、アンテナを引っ張って伸ばしたうえ単管相互間に多少の相対回転（捻り）を与えることにより締まりの状態を確実にすることも可能である。しかし、自動伸長手段による長さ方向への力のみによって伸長させられる自動伸長式アンテナにおいては単管間を相対回転させることはできない。そこでこの自動伸長式アンテナでは、単管の両端部は単管の中ほどの部分に比べて周長が伸びにくいようにした（つまり、たとえば材質や厚さ、補強状態等に違いをもたせることにより、両端部では、力を受けても周方向へ伸び難いようにした）。これにより、長さ方向への力のみにより伸長させられて捻りが加えられないにもかかわらず単管同士が強く締まり合い、その結果、アンテナは伸長状態に確実に保たれることとなる。
【０００９】
請求項２に記載の自動伸長式アンテナは、さらに、単管の中ほどの部分（上記のとおり両端部以外の部分）にもテーパが形成されていて、伸長させられるとき、内側の単管における太い側の端部が、外側の単管における中ほどの部分の細い側の領域（長さにして半分程度の領域）と擦れ合う寸法関係にされていることを特徴とする。
【００１０】
単管の端部同士（つまり、内側の単管における太い側の端部と、外側の単管における細い側の端部と）が締まり合うだけでは、捻りが加えられない自動伸長式アンテナにおいては、伸長状態が長期間確実には維持されないことがある。
その点、上記のような寸法関係にされていて、単管の端部同士のみではなく、内側の単管における太い側の端部と外側の単管における中ほどの部分の細い側の領域との間でも擦れ合う程度の締まり合いがあるなら、伸長状態が確実になる。単管の端部同士の締まり合いが何らかの理由で緩んだとしても、端部と中ほどの部分との間の締まりによってアンテナの伸長状態が保たれるからである。
【００１１】
請求項３に記載の自動伸長式アンテナは、とくに、単管の中ほどの部分がＧＦＲＰ（グラスファイバー強化プラスチック）で形成されているとともに、単管の両端部がＣＦＲＰ（カーボンファイバー強化プラスチック）を含めて形成されていることを特徴とする。
【００１２】
ＣＦＲＰはＧＦＲＰに比べて弾性係数が高く、伸びにくいため、上のように各部の材質を定めると、請求項１に記載したように単管の中ほどの部分に比べて両端部を伸びにくくすることが容易である。しかも、中ほどの部分に使用するＧＦＲＰは電流を通しにくいため、伸長状態において長さ方向に通電が生じないようにすることができ、アンテナに絶縁性が必要な場合に好適である。
【００１３】
請求項４に記載の自動伸長式アンテナは、人工衛星に搭載されるものであることを特徴とする。
【００１４】
人工衛星に搭載されるアンテナは、人が手を用いて伸長させ得るものではなく、自動伸長手段による長さ方向への力のみによって伸ばされるのが通常であり、伸長時に捻りが加えられることは実際上むずかしい。一たん伸長されると再び縮めれられることはなく、伸長状態に長く保たれる必要がある。そのような点で、上記の（いずれかの請求項の）特徴を有するアンテナならきわめて好都合である。また、電磁波の影響等によりアンテナに沿って電流が流れることは種々の観測に関して好ましくないため、上記のようにＧＦＲＰとＣＦＲＰとを材料に使用することは人工衛星での使用においてとくに有利である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項に係る発明の自動伸長式アンテナは、自動伸長手段による長さ方向への力のみにより伸長させられ、捻りが加えられないにもかかわらず単管同士が強く締まり合い、伸長状態に確実に保たれる。
内外の単管間の寸法関係を適切に設定することにより、伸長状態の維持が一層確実に保たれるようになる。
【００１６】
発明の自動伸長式アンテナは、単管の中ほどの部分をＧＦＲＰで形成し単管の両端部にＣＦＲＰを含めることにより、伸長状態における単管同士の締まり合いを強くすることができ、また、長さ方向に通電が生じない絶縁性のアンテナを構成することができる。
また、人工衛星に搭載されると、伸長させるための操作性や伸長状態の維持特性、絶縁性に基づく観測特性等の点で極めて好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施形態を示す一例を図にて紹介する。図１は、組み立てられて伸長させられた状態の自動伸長式アンテナ１の要部を示すもの。図２は、そのアンテナ１の構成要素である単管２を表すものである。いずれの図も、単管２の厚さおよびテーパを誇張して示してある。この自動伸長式アンテナ１は、人工衛星に搭載されて地球上の基地等との間で各種信号を送受信するためのものである。
【００１８】
円筒状のそれぞれの単管２は、その前側（より先端側）の単管２よりもやや径を太くされていて、図１のように、前側もしくは後側または双方の側に他の単管２が順に入れ子状に組み込まれている。各単管２は先端側が基端側よりもやや細くなるようテーパ状に作られており、アンテナ１を伸長したときには、前側の単管２の基端部４が次の基端寄りの単管２の先端部３の内側にはめ合わされるようになっている。伸長後には、はめ合い部（各単管２の基端部４とその後側の単管２の先端部３と）が締まり合って伸長状態に固定・維持される。最も基端側にある単管２の基端部の直径は数十ｍｍ、最も先端の単管２における先端部の直径は数ｍｍであり、伸長されたときのアンテナ１の全長は数ｍである。
【００１９】
図２に示すそれぞれの単管２は、中ほどの部分５を含む全長部を、複数層のＧＦＲＰシートを巻くことにより製造する。同シートの巻き付けには金型（図示省略）を用い、当該金型の外側に同シートを巻いていく。金型にはあらかじめテーパが形成されており、その外側にシートを巻くことにより、単管２には、先端部３の側が細くなるようにテーパが形成される。先端部３と基端部４とには、それらを除く中ほどの部分５よりも角度の大きめのテーパが形成されるようにしている。
【００２０】
各単管２における上記先端部３（テーパ角度の大きい部分）の一部であって最も先端寄りの領域と、上記基端部４（テーパ角度の大きい部分）の全域には、ＧＦＲＰシートよりも伸びにくい性質をもつＣＦＲＰシート３ａ・４ａをそれぞれ複数層、重ね巻きして補強を行っている。
【００２１】
単管２の内径および外径はつぎのように定めている。すなわち各単管２は、中ほどの部分５のうち先端側にある全長の半分程度の領域では、アンテナ１伸長時にその内周面が、そのすぐ内側（先端側）に重なる別の単管２の基端部４の外周面と擦れ合うように定めている。アンテナ１が完全に伸長するまでには、上記のテーパにしたがってその擦れ合い方が次第に強くなる。
【００２２】
基端部４の外面側（ＣＦＲＰシート４ａ）に対しては砥石による表面研削を実施し、伸長されて組みあがった際に、その研削面において外側の（つまり後側の）単管２に締まりばめではめ合わされるよう、寸法の調整を行っている。基端部４の外側面に対するその研削は、上記のとおり中ほどの部分５よりも傾きの大きいテーパが正確に形成されるように行い、単管２同士のはめ合いを確実にするようにした。なお、先端部３の外周に重ね巻きしたＣＦＲＰシート３ａの外面にも、平滑化のために表面研削を施している。
【００２３】
アンテナ１の自動伸長手段としては、あらかじめドラム（モータ等の駆動源に接続されたもの）に巻きつけられたスプリングワイヤーをアンテナ１の内側で先端側に伸ばしていくものや、圧縮空気をアンテナ１の内側に吹き入れるもの等（いずれも図示省略）を採用することができる。
【００２４】
それぞれの単管２が伸長していく際には、各単管２の内側を別の単管２が先端寄りに移動していき、内側の単管２の基端部４がそのすぐ外側の単管２の中ほどの部分５の中央付近に至ってからは、内側の単管２の基端部４の外周面が外側の単管２の内周面と擦れ合いながら伸長されていく。その後、図１の状態にまで各単管２が移動すると、周長が比較的伸びにくい性状を持つＣＦＲＰで補強された内側（前側）の単管２の基端部４と外側（後側）の単管２の先端部３とが強く締まり合い、そうしたはめ合いによって伸長状態が固定されることとなる。
【００２５】
このような自動伸長式アンテナ１は、人工衛星に搭載して使用するうえできわめて好都合である。上記のような簡単な自動伸長手段による長さ方向への力のみによって伸長させ得ることや、一たん伸長させられるとその状態がしっかりと維持されること、ＧＦＲＰシートとＣＦＲＰシートとによってきわめて軽量に構成されていること、さらにはＧＦＲＰシートによる絶縁性のために、送受信する計測情報等が乱され難いこと、といった種々の利点があるからである。
【００２６】
電流を通しにくいＧＦＲＰを各単管２の中ほどの部分５に使用しているため、アンテナ１は、一般的なアンテナとしての機能はＣＦＲＰを使用した短い部分でのみ発揮する。しかし、人工衛星等において高周波・短波長の電波を使用する場合等には、こうした構造のアンテナ１が有用である。
【００２７】
なお、発明によるアンテナの構成はこの例に限るものではない。長さや材質等は、用途や電波の周波数等によって変更するのが好ましい。たとえば、単管の全体をＣＦＲＰのみで（または他の材料とともにＣＦＲＰを使用して）形成し、両端部については補強のためにＣＦＲＰをさらに重ね巻きする、といった構成をとることもできる。アルミニウム等の金属で単管の全体を形成したうえ両端部にＣＦＲＰもしくは他の補強部材を巻く、というのもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】組み立てられ伸長させされた状態の自動伸長式アンテナ１の要部を示す縦断面図である。各単管２の厚さおよびテーパは誇張して示してある。
【図２】アンテナ１の構成要素である単管２を詳細に示す縦断面図である。各単管２の厚さおよびテーパは、図１と同様に誇張して示してある。
【符号の説明】
【００２９】
１  アンテナ
２  単管
３  先端部
４  基端部
５  中ほどの部分
【図１】
2008288858.tif 000003
【図２】
2008288858.tif 000004