(57)【要約】【課題】機器の大型化、大重量化を招くことなく、アンテナに従来よりも長い電気長を得ることが出来る伸縮式アンテナを具えた携帯型電子機器を提供する。【解決手段】本発明に係る伸縮式アンテナを具えた携帯電話機においては、アンテナを構成する第１段アンテナエレメント51と第２段アンテナエレメント52とが互いに同軸上で連結されている。第１段アンテナエレメント51は、金属線50を一定のピッチで螺旋状に巻回してなる芯体55を具えており、該芯体55は、前記一定のピッチで並ぶ単位巻部どうしの間に間隔Ｇを設けて巻回されており、該間隔Ｇは、単位巻部間を螺旋状に伸びる絶縁性部材56により埋められている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１段アンテナエレメント(51)と第２段アンテナエレメント(52)とが互いに同軸上で連結され、第１段アンテナエレメント(51)は、金属線(50)を一定のピッチで螺旋状に巻回してなる芯体(55)を具え、第２段アンテナエレメント(52)は、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)の内部に挿入されて縮んだ収縮位置と該芯体(55)から引き出されて伸びた伸張位置との間で往復移動が可能な伸縮式アンテナにおいて、前記第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)は、前記一定のピッチで並ぶ単位巻部どうしの間に間隔Ｇを設けて巻回されていることを特徴とする伸縮式アンテナ。
【請求項２】
前記第１段アンテナエレメント(51)は、前記芯体(55)の単位巻部どうし間の間隔Ｇを埋めて螺旋状に伸びる絶縁性部材(56)を具えている請求項１に記載の伸縮式アンテナ。
【請求項３】
前記第１段アンテナエレメント(51)及び第２段アンテナエレメント(52)によってホイップアンテナ部(５)が構成され、第２段アンテナエレメント(52)の先端には、ヘリカルアンテナ部(３)が突設されている請求項１又は請求項２に記載の伸縮式アンテナ。
【請求項４】
キャビネット(１)の端部にアンテナ(２)が取り付けられ、該アンテナ(２)は、キャビネット(１)の内部に収容された収容位置とキャビネット(１)から引き出された引出し位置との間で往復移動が可能な携帯型無線端末機において、
前記アンテナ(２)は、キャビネット(１)に開設された貫通孔(17)に摺動可能に嵌合する第１段アンテナエレメント(51)と、該第１段アンテナエレメント(51)の先端部に同軸上で連結された第２段アンテナエレメント(52)とを具え、第１段アンテナエレメント(51)は、金属線(50)を一定のピッチで螺旋状に巻回してなる芯体(55)を具え、第２段アンテナエレメント(52)は、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)の内部に挿入されて縮んだ収縮位置と該芯体(55)から引き出されて伸びた伸張位置との間で往復移動が可能であり、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)は、前記一定のピッチで並ぶ単位巻部どうしの間に間隔Ｇを設けて巻回されていることを特徴とする携帯型無線端末機。
【請求項５】
前記第１段アンテナエレメント(51)は、前記芯体(55)の単位巻部どうし間の間隔Ｇを埋めて螺旋状に伸びる絶縁性部材(56)を具えている請求項４に記載の携帯型無線端末機。
【請求項６】
前記第１段アンテナエレメント(51)及び第２段アンテナエレメント(52)によってホイップアンテナ部(５)が構成され、第２段アンテナエレメント(52)の先端には、ヘリカルアンテナ部(３)が突設されている請求項４又は請求項５に記載の携帯型無線端末機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波を受信及び／又は送信するための伸縮式アンテナ、並びに該アンテナを具えた携帯型無線端末機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機においては、扁平なキャビネットにポール状のアンテナが取り付けられており、該アンテナは、キャビネット内部に収容された収容位置とキャビネットから引き出された引出し位置との間で往復移動が可能となっている。
【０００３】
例えば図６に示す携帯電話機のアンテナ(20)は、ホイップアンテナ部(６)の先端に樹脂製のジョイント(４)を介してヘリカルアンテナ部(３)を連結して構成されている。ヘリカルアンテナ部(３)は、内部にヘリカルコイル(32)を具え、基端部には金属製の第１端子部(31)が取り付けられている。一方、ホイップアンテナ部(６)は、第１段アンテナエレメント(61)と第２段アンテナエレメント(62)を同軸上で互いに連結して構成されている。
【０００４】
図８に示す如く、ホイップアンテナ部(６)の第１段アンテナエレメント(61)は、金属線(60)を螺旋状に緊密に巻回してなる円筒状の芯体(65)を具え、該芯体(65)は、第２段アンテナエレメント(62)側の先端部に金属製のスリーブ(63)が装着されると共に、基端部に金属製の第２端子部(64)が装着され、更に中央部が樹脂製のアンテナカバー(67)によって覆われている。
【０００５】
図７に示す如く、ホイップアンテナ部(６)は、第２段アンテナエレメント(62)が第１段アンテナエレメント(61)内に収容された状態で、キャビネット(１)に設けられたホイップアンテナ収容部(16)の内部に収容される。
【０００６】
この状態で、ヘリカルアンテナ部(３)の第１端子部(31)が、キャビネット(１)に固定された金属製のホルダー(18)に嵌合して、該ホルダー(18)からヘリカルアンテナ部(３)に給電が行なわれる。この結果、ヘリカルアンテナ部(３)が所定の電気長を有して機能する。
【０００７】
一方、ホイップアンテナ部(６)がキャビネット(１)から引き出された状態では、ホイップアンテナ部(６)の第２端子部(64)がホルダー(18)に嵌合して第２端子部(64)からホイップアンテナ部(６)に給電が行なわれる。この結果、ホイップアンテナ部(６)が、第１段アンテナエレメント(61)の長さと第２段アンテナエレメント(62)の長さの和を電気長として機能する。
尚、ホイップアンテナ部(６)の第１段アンテナエレメント(61)は、芯体(65)が金属線(60)を螺旋状に巻回して形成されているので、弾性変形によって大きく撓むことが可能であり、これによって外力の作用によるアンテナ(20)の破損が防止されている。
【０００８】
又、アンテナ自体を多段階に伸縮可能な構成として、アンテナを収縮状態でキャビネット内に収容することにより、キャビネット内に設けるべきアンテナ収容空間の更なる挟小化を図った携帯電話機が提案されている(例えば特許文献１参照)。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２６１２２４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アンテナ自体を収縮可能な構造とした従来の携帯電話機において、アンテナをキャビネットより引き出した状態で出来るだけ長い電気長を得るためには、アンテナ自体を多段階の伸縮が可能な構成とする必要があるが、段数の増加につれてアンテナの外径が大きくなると共に重量が大きくなり、ひいては携帯電話機の大型化、大重量化を招く問題がある。
そこで本発明の目的は、アンテナを具えた携帯型無線端末機において、機器の大型化、大重量化を招くことなく、アンテナに従来よりも長い電気長を得ることである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る伸縮式アンテナにおいては、第１段アンテナエレメント(51)と第２段アンテナエレメント(52)とが互いに同軸上で連結され、第１段アンテナエレメント(51)は、金属線(50)を一定のピッチで螺旋状に巻回してなる芯体(55)を具え、第２段アンテナエレメント(52)は、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)の内部に挿入されて縮んだ収縮位置と該芯体から引き出されて伸びた伸張位置との間で往復移動が可能である。
前記第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)は、前記一定のピッチで並ぶ単位巻部どうしの間に間隔Ｇを設けて巻回されている。
【００１２】
具体的構成においては、前記第１段アンテナエレメント(51)及び第２段アンテナエレメント(52)によってホイップアンテナ部(５)が構成され、第２段アンテナエレメント(52)の先端には、ヘリカルアンテナ部(３)が突設されている。
【００１３】
上記本発明の伸縮式アンテナを具えた携帯型無線端末機においては、ホイップアンテナ部(５)の第２段アンテナエレメント(52)を第１段アンテナエレメント(51)から引き出して、アンテナ(２)を伸張位置まで伸ばすことによって、該アンテナ(２)に給電が行なわれ、この結果、ホイップアンテナ部(５)は、第１段アンテナエレメント(51)の長さと第２段アンテナエレメント(52)の長さの和を電気長として機能する。
【００１４】
ここで、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)は、金属線(50)を螺旋状に巻回してなり、単位巻部どうしの間に間隔Ｇが設けられているので、金属線(50)の螺旋経路に沿う全長がホイップアンテナ部(５)の電気長に寄与する。従って、金属線を緊密に巻回して円筒体となった従来のアンテナにおいては該円筒体の長さが電気長に寄与していたのに対し、より長い電気長が得られる。
【００１５】
更に具体的な構成においては、前記第１段アンテナエレメント(51)は、前記芯体(55)の単位巻部どうし間の間隔Ｇを埋めて螺旋状に伸びる絶縁性部材(56)を具えている。
該具体的な構成によれば、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)は、単位巻部どうしの間隔Ｇに絶縁性部材(56)が介在しているので、芯体(55)に外力が作用して芯体(55)が弾性変形したとしても、単位巻部どうしが接触することはない。又、第１段アンテナエレメント(51)が全体として円筒体となり、該円筒体の内周面に沿って、第２段アンテナエレメント(52)が挿入されることになるので、アンテナ(２)の伸縮をスムーズに行なうことが出来る。
【００１６】
【発明の効果】
本発明に係る伸縮式アンテナ及びこれを具えた携帯型無線端末機によれば、機器の大型化、大重量化を招くことなく、アンテナに従来よりも長い電気長を得ることが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を携帯電話機に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１に示す如く、本発明に係る携帯電話機において、扁平なキャビネット(１)の表面には、複数の操作キー(11)が配備され、該操作キー(11)の上方にはディスプレイ(12)が配備されている。又、ディスプレイ(12)の上方には送話部(14)が配備されると共に、操作キー(11)の下方には送話部(13)が配備されている。
【００１８】
又、キャビネット(１)の上端部には、アンテナ(２)がキャビネット(１)の内部に収容可能に取り付けられており、該アンテナ(２)は、ホイップアンテナ部(５)の先端に樹脂製のジョイント(４)を介してヘリカルアンテナ部(３)を連結して構成されおり、該ジョイント(４)により、ヘリカルアンテナ部(３)とホイップアンテナ部(５)は電気的に分離されている。
【００１９】
図３に示す如く、アンテナ(２)のヘリカルアンテナ部(３)は、内部にヘリカルコイル(32)を具えており、ヘリカルアンテナ部(３)の基端部には、金属製の第１端子部(31)がジョイント(４)の端部を覆って装着されている。
一方、ホイップアンテナ部(５)は、第１段アンテナエレメント(51)と第２段アンテナエレメント(52)を互いに同軸上に連結して構成されており、第２段アンテナエレメント(52)は、図３の如く第１段アンテナエレメント(51)から第２段アンテナエレメント(52)の大部分が引き出されて伸びた伸張位置と、図４の如く第１段アンテナエレメント(51)の内部に第２段アンテナエレメント(52)が挿入されて縮んだ収縮位置との間で、往復移動が可能に第１段アンテナエレメント(51)に取り付けられている。
【００２０】
図１及び図５に示す如く、ホイップアンテナ部(５)の第１段アンテナエレメント(51)は、断面円形の金属線(50)を螺旋状に巻回してなるコイル状の芯体(55)を具えている。該芯体(55)は、巻数が１の単位巻部どうしの間に金属線(50)の直径と略同一の一定の間隔Ｇを設けて巻回されており、これによって、１つの単位巻部を形成する金属線(50)の外周面と、隣接する１つの単位巻部を形成する金属線(50)の外周面とが、互いに非接触となっている。
又、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)には、前記間隔Ｇを埋めて螺旋状に伸びる樹脂製の絶縁性部材(56)が装着され、芯体(55)と絶縁性部材(56)とが２条ねじ状に組み合わされている。これによって芯体(55)は内周面及び外周面に隙間のない円筒体を形成している。
【００２１】
図５に示す如く、芯体(55)には、第２段アンテナエレメント(52)側の先端部に金属製のスリーブ(53)が装着されると共に、基端部に金属製の第２端子部(54)が装着され、更に中央部が樹脂製のアンテナカバー(57)によって覆われている。
尚、図３に示す如く、ヘリカルアンテナ部(３)の第１端子部(31)とホイップアンテナ部(５)の第２端子部(54)とは、同一の外径に形成されている。
【００２２】
図１に示す如く、キャビネット(１)の上端部には、ヘリカルアンテナ部(３)の基端部が嵌合すべき凹部(15)が形成されており、該凹部(15)の底面には、第１端子部(31)及び第２端子部(54)が貫通可能な貫通孔(17)が開設されている。又、キャビネット(１)の内部には、凹部(15)の貫通孔(17)と同軸上に、アンテナ(２)の第１端子部(31)及び第２端子部(54)が嵌入可能な金属製のホルダー(18)が取り付けられている。
更にキャビネット(１)の内部には、ホイップアンテナ部(５)を収容すべきホイップアンテナ収容部(16)が、ホルダー(18)の端面に連結して形成されている。該ホイップアンテナ収容部(16)の内部をホイップアンテナ部(５)の第２端子部(54)が摺動することによって、ホイップアンテナ部(５)の往復移動が案内されることとなる。
【００２３】
上記本発明に係る携帯電話機において、図１の如くアンテナ(２)がキャビネット(１)から引き出された状態からアンテナ(２)をキャビネット(１)内に収容するときには、ヘリカルアンテナ部(３)をキャビネット(１)に向けて押圧する。これによって、ホイップアンテナ部(５)の第２段アンテナエレメント(52)は、図３の如く第１段アンテナエレメント(51)から引き出されて伸びた伸張位置から、図４の如く第１段アンテナエレメント(51)内に挿入されて縮んだ収縮位置まで、摺動することになる。
更にヘリカルアンテナ部(３)をキャビネット(１)に向けて押圧すると、図２の如く、ホイップアンテナ部(５)がキャビネット(１)のホイップアンテナ収容部(16)内に収容されると共に、ヘリカルアンテナ部(３)の基端部がキャビネット(１)の凹部(15)に嵌合し、該凹部(15)に保持されることとなる。
【００２４】
このとき、ヘリカルアンテナ部(３)の第１端子部(31)がキャビネット(１)のホルダー(18)に嵌合することにより、第１端子部(31)とホルダー(18)とが互いに金属接触して、ホルダー(18)からヘリカルアンテナ部(３)に給電が行なわれる。この結果、ヘリカルアンテナ部(３)が所定の電気長を有して機能することとなる。
【００２５】
一方、図２に示す収容位置のアンテナ(２)をキャビネット(１)から引き出すときには、ヘリカルアンテナ部(３)をキャビネット(１)から離間する方向に引っ張る。これによって、ヘリカルアンテナ部(３)が凹部(15)から離脱すると共に、ホイップアンテナ部(５)が、ホイップアンテナ収容部(16)から引き出され、キャビネット(１)から突出することとなる。
更にヘリカルアンテナ部(３)をキャビネット(１)から離間する方向に引っ張ると、図１の如く、ホイップアンテナ部(５)の第２段アンテナエレメント(52)が第１段アンテナエレメント(51)から引き出されて、伸張位置まで伸びることになる。
【００２６】
このとき、ホイップアンテナ部(５)の第２端子部(54)がキャビネット(１)のホルダー(18)に嵌合することにより、第２端子部(54)とホルダー(18)が互いに金属接触して、ホルダー(18)からホイップアンテナ部(５)に給電が行なわれる。この結果、ホイップアンテナ部(５)が、第１段アンテナエレメント(51)の長さと第２段アンテナエレメント(52)の長さの和を電気長として機能することとなる。
【００２７】
ここで、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)は、単位巻部間に一定の間隔Ｇを設けながら金属線(50)を螺旋状に巻回して形成されているので、金属線(50)の螺旋形状に沿う全長が芯体(55)の電気長に寄与する。これに対し、従来のアンテナにおいては、第１段アンテナエレメントの芯体が金属線を緊密に巻回して円筒体となっているので該円筒体の長さが芯体の電気長に寄与するに過ぎない。従って、本発明のアンテナ(２)によれば、第１段アンテナエレメント(51)に従来よりも長い電気長を得ることが出来る。
【００２８】
図５に示す本発明に係るアンテナと図８に示す従来のアンテナの電気長を比較するために、両アンテナの定在波比をそれぞれ測定した。測定においては、第２段アンテナエレメントを第１段アンテナエレメントから完全に引き出したときのホイップアンテナ部の全長が８０ｍｍとなるアンテナを作製し、携帯電話機に取り付けた。そして、アンテナにネットワークアナライザを接続して定在波比を測定した。尚、両アンテナは、第１段アンテナエレメントの芯体の構造を除いて同じ構成とした。本発明に係るアンテナの測定結果を図９(ａ)のグラフに示し、従来のアンテナの測定結果を図９(ｂ)のグラフに示す。
図９に示すグラフは、横軸に共振周波数、縦軸に定在波比をとって、共振周波数を５００ＭＨｚから１０００ＭＨｚまで変化させたときの定在波比の変化を表わしている。
【００２９】
図９に示すグラフ内に図示した三角形のマーカーが指し示す様に、定在波比が２のときの共振周波数は、本発明に係るアンテナでは７２５ＭＨｚであるのに対し、従来のアンテナでは７８８ＭＨｚであり、本発明に係るアンテナの共振周波数の方が約６０ＭＨｚ低くなっている。アンテナの電気長が長くなるにつれて共振周波数は低くなることから、本発明に係るアンテナは、従来のアンテナよりも電気長が長くなっていることが分かる。
【００３０】
上述の如く、本発明に係る伸縮式アンテナによれば、大型化、大重量化を招くことなくアンテナに従来よりも長い電気長を得ることが出来る。
又、ホイップアンテナ部(５)の第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)に使用される金属線(50)は従来よりも短くなるので、第１段アンテナエレメント(51)を従来よりも軽量化することが出来る。この結果、伸縮式アンテナの軽量化を図ることが出来、ひいては携帯電話機の軽量化を実現することが出来る。
【００３１】
又、第１段アンテナエレメント(51)の芯体(55)の単位巻部間の間隔Ｇは、絶縁性部材(56)により埋められているので、例えば芯体(55)に外力が作用して芯体(55)が弾性変形したとしても、単位巻部を構成する金属線(50)どうしが接触してアンテナ(２)の電気長が短くなることはない。
【００３２】
更に、第１段アンテナエレメント(51)は外周面及び内周面に隙間の無い円筒体であるので、該円筒体の外周面に沿ってアンテナカバー(57)を容易に取り付けることが出来るばかりでなく、該円筒体の内周面に沿って第２段アンテナエレメント(52)を容易に挿入することが出来、アンテナ(２)の伸縮をスムーズに行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る携帯電話機の一部破断正面図である。
【図２】該携帯電話機においてアンテナをキャビネットに収容した状態を示す一部破断正面図である。
【図３】本発明に係る伸縮式アンテナを示す正面図である。
【図４】該伸縮式アンテナにおいてホイップアンテナ部の第２段アンテナエレメントを第１段アンテナエレメントに収容した状態を示す正面図である。
【図５】該伸縮式アンテナにおいてホイップアンテナ部の第1段アンテナエレメントを拡大して示す断面図である。
【図６】従来の伸縮式アンテナを示す斜視図である。
【図７】該伸縮式アンテナをキャビネットに収容した状態を示す断面図である。
【図８】該伸縮式アンテナにおいてホイップアンテナ部の第1段アンテナエレメントを拡大して示す断面図である。
【図９】本発明に係る伸縮式アンテナと従来の伸縮式アンテナの定在波比を示すグラフである。
【符号の説明】
(１)  キャビネット
(２)  アンテナ
(３)  ヘリカルアンテナ部
(４)  ジョイント
(５)  ホイップアンテナ部
(50)  金属線
(51)  第１段アンテナエレメント
(52)  第２段アンテナエレメント
(55)  芯体
(56)  絶縁性部材
【図１】
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【図２】
2004214745.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004214745.tif 000008
【図７】
2004214745.tif 000009
【図８】
2004214745.tif 000010
【図９】
2004214745.tif 000011