(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形ボビンと、当該円筒形ボビンに巻き付けられたワイヤーと、前記円筒形ボビンに嵌着されて前記ワイヤーを前記円筒形ボビンに対して位置固定する複数のリング状ワイヤーホルダーとを備えたヘリカルアンテナと、前記ヘリカルアンテナを覆うトップカバーとを有し、
前記リング状ワイヤーホルダーのうち、最も下端に位置するリング状ワイヤーホルダーは前記円筒形ボビンと一体に形成され、残りのリング状ワイヤーホルダーは、当該リング状ワイヤーホルダーの内周部と前記円筒形ボビンの外周部との間の摩擦力によって位置固定され、
前記ワイヤーは、前記残りのリング状ワイヤーホルダーを前記円筒形ボビンに対して回転させることにより螺旋状に構成されており、
前記トップカバーの内面上に凸部を設け、前記複数のリング状ワイヤーホルダーのうち最も上端側に位置するリング状ワイヤーホルダーの外周部に形成された凹部又はカット部に前記凸部を係合させて、前記リング状ワイヤーホルダーの前記円筒形ボビンに対する周方向の回転を阻止するようにしたことを特徴とするヘリカルアンテナ装置。
【請求項２】
前記トップカバーの少なくとも前記ヘリカルアンテナを収容する部分が円筒形であって、前記凸部が当該円筒形の内周面の長さ方向に延在するよう形成されていることを特徴とする請求項１のヘリカルアンテナ装置。
【請求項３】
前記凸部が複数形成されていることを特徴とする請求項１または２のヘリカルアンテナ装置。
【請求項４】
前記ヘリカルアンテナが前記円筒形ボビンの内部にモノポールアンテナを収容する複合アンテナであることを特徴とする請求項１、２、または３のヘリカルアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘリカルアンテナ装置に関し、特に、その改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリカルアンテナは、広帯域の円偏波アンテナとして、よく知られている。ヘリカルアンテナの具体的構造は、プラスチック製等の絶縁性の円筒または円柱状部材（以下、単に「円筒」という。）の周りに導線を螺旋状（ヘリックス状）に巻きつけたもので、その螺旋の一巻きの長さを波長と同程度にすることにより軸方向へ円偏波の放射を可能としている。つまり、このように構成されたヘリカルアンテナは、軸方向に沿って到来する円偏波を受信することができる。
【０００３】
ヘリカルアンテナの利得を向上させるためには、螺旋状に巻かれた導線の巻数を増やせばよい。また、円偏波アンテナに於いては４本の螺旋導線を使用し、これらで受信した信号の位相を移相器にて一致させることにより合成を行なう手法もとられる。ところが、複数本の導線を円筒状部材の周りに螺旋状に巻くことは、非常に難しい。そこで、従来のヘリカルアンテナは、絶縁フィルムに複数本の導体パターンを印刷し(あるいは印刷された導体をエッチングして導体パターンを形成し)、この導体パターンが印刷された絶縁フィルムを円筒状部材に巻き付けることにより製造している。
【０００４】
しかしながら、絶縁フィルムに複数の導体パターンを印刷するという従来の方法では、絶縁フィルムとしてポリイミド系のフレキシブル基板等の高価な材料を必要とするという問題点がある。また、導体パターンの形成にも手間がかかるという問題点もある。さらに、絶縁シート上に印刷された各導体パターンが複数部分に分断された状態にあり、円筒状部材に巻き付ける際、各導体パターンがそれぞれ正確に連続するように巻き付けなければならず、手間がかかるという問題点もある。
【０００５】
そこで、発明者は、上記のような問題点を持たないヘリカルアンテナを提案した（特願２０００−２８８５９３号「ヘリカルアンテナ及びその製造方法と、アンテナ装置及びその製造方法」）。
【０００６】
発明者が提案したヘリカルアンテナは、図５に示すように、絶縁性の円筒ボビン１１１の外周面に複数（ここでは４本）の銅ワイヤー１１２を巻き付け、複数の（ここでは３個の）ワイヤーホルダー１１３ａ〜ｃで銅ワイヤー１１２をボビン１１１に対して固定するというものである。
【０００７】
このヘリカルアンテナは、真っ直ぐな状態の銅ワイヤー１１２を、円筒形ボビン１１１の外周面上にその長さ方向に沿うよう配置し、それをワイヤーホルダー１１３ａ〜ｃで押さえ、上端側及び下端側のワイヤーホルダー１１３ａ，１１３ｂを互いに逆方向に所定角度だけ回転させることによって製造することができる。このように、このヘリカルアンテナは、その製造が非常に簡単である。
【０００８】
なお、このヘリカルアンテナは、車両に搭載される場合には、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）回路が搭載された回路基板に取り付けられるとともに、この回路基板に固定されるトップカバーに覆われて、ヘリカルアンテナ装置を構成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の発明者が提案したヘリカルアンテナは、製造工程の簡略化のため、円筒形ボビンとワイヤーホルダーとの間を接着剤等を用いて固定することは行っていない。即ち、これらの間は、摩擦力によって固定されている。このため、このヘリカルアンテナを実際に車両等に搭載して使用すると、その使用状況によっては、激しい振動等によってワイヤーホルダーが周方向に回転し、ワイヤーが巻き戻されてしまうという可能性がある。そして、ワイヤーホルダーが巻き戻されると、受信特性に大きな影響が生じてしまう。
【００１０】
この問題は、ボビンとワイヤーホルダーとを、接着剤や固定部材等を用いて固定すれば解消できるが、それでは、その製造（組み立て）に手間と時間を要することになる。
【００１１】
そこで、本発明は、製造の手間と時間を増やすことなく、激しい振動等によって生じるワイヤーホルダーの回転を防止することができるヘリカルアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、円筒形ボビン（１１）と、当該円筒形ボビンに巻き付けられたワイヤー（１２）と、前記円筒形ボビンに嵌着されて前記ワイヤーを前記円筒形ボビンに対して位置固定する複数のリング状ワイヤーホルダー（１３，１４，１５）とを備えたヘリカルアンテナ（１０）と、前記ヘリカルアンテナを覆うトップカバー（４０）とを有し、前記リング状ワイヤーホルダーのうち、最も下端に位置するリング状ワイヤーホルダー（１５）は前記円筒形ボビン（１１）と一体に形成され、残りのリング状ワイヤーホルダー（１３，１４）は、当該リング状ワイヤーホルダー（１３，１４）の内周部と前記円筒形ボビン（１１）の外周部との間の摩擦力によって位置固定され、前記ワイヤー（１２）は、前記残りのリング状ワイヤーホルダー（１３，１４）を前記円筒形ボビン（１１）に対して回転させることにより螺旋状に構成されており、前記トップカバーの内面上に凸部（４３）を設け、前記複数のリング状ワイヤーホルダーのうち最も上端側に位置するリング状ワイヤーホルダー（１３）の外周部に形成された凹部又はカット部（１７）に前記凸部を係合させて、前記リング状ワイヤーホルダーの前記円筒形ボビンに対する周方向の回転を阻止するようにしたことを特徴とするヘリカルアンテナ装置が得られる。
【００１４】
また、前記トップカバーの少なくとも前記ヘリカルアンテナを収容する部分が円筒形である場合には、前記凸部は当該円筒形の内周面に長さ方向に延在するよう形成することができる。
【００１５】
さらに、前記凸部は、複数形成することができる。
【００１６】
なお、上記括弧内の数字は、本発明の理解を容易にするために、添付図面において使用する参照番号を記したものであって、これは本発明の一例にすぎず、これらに限定されないことは勿論である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１に、本発明の一実施の形態に係るヘリカルアンテナ装置の分解断面図を示す。このヘリカルアンテナ装置は、ヘリカルアンテナ１０と、ヘリカルアンテナ内部に収容されたモノポールアンテナ２０と、ヘリカルアンテナ１０及びモノポールアンテナ２０が固定されるフェーズシフター基板３０と、ヘリカルアンテナ１０（及びモノポールアンテナ）及びフェーズシフター基板３０を覆うトップカバー４０とを有している。また、このヘリカルアンテナ装置は、ゴムパッキン５０、ボトムカバー６０、４個のマグネット７０、ラベル（ＰＥＴシート）８０、及び複数のネジ９０等を有している。
【００１９】
ヘリカルアンテナ１０は、円筒形ボビン１１と、このボビン１１に巻き付けられた４本の銅ワイヤー１２と、銅ワイヤー１２をボビン１１に対して位置固定するためのワイヤーホルダー１３、１４、及び１５とを有している。
【００２０】
円筒形ボビン１１と、ワイヤーホルダー１３、１４、及び１５は、絶縁材料、例えば絶縁性樹脂からなる。円筒形ボビン１１の外径は１２ｍｍ程度であり、ワイヤーホルダー１３及び１４は、その内径が、実質的に円筒形ボビン１１の外径と同じになるよう形成されている。これにより、ワイヤーホルダー１３及び１４は、ボビン１１に嵌着されたとき、これらの間に生じる摩擦力によって、互いに固定される。一方、ワイヤーホルダー１５は、円筒形ボビン１１と一体的に形成される。また、円筒形ボビン１１の内部には、モノポールアンテナ２０を保持するためのモノポールアンテナホルダー１６が形成されている。さらに、ワイヤーホルダー１３、１４、及び１５には、銅ワイヤーを係止又は挿入するための切り欠きまたは貫通孔（図２参照）が形成されている。
【００２１】
銅ワイヤー１２としては、例えば、太さ１ｍｍ前後のものが用いられる。４本の銅ワイヤー１２は、ボビン１１の周方向に関して等間隔に配置され、かつ等しいピッチで巻き付けられている。
【００２２】
モノポールアンテナ２０は、円筒形ボビン１１の内部に形成されたモノポールアンテナホルダー１６によって、その中心軸がボビン１１の中心軸と一致するように保持される。
【００２３】
フェーズシフター基板３０は、その下面に低雑音増幅装置（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）が搭載され、シールドカバー３１が取り付けられた回路基板である。ヘリカルアンテナ１０は、このフェーズシフター基板３０の上面に、モノポールアンテナ２０とともに固定され、ＬＮＡに電気的に接続される。なお、ＬＮＡには、ケーブル３２が接続されており、ケーブル３２には、このケーブル３２をトップカバー４０に固定するためのブッシング３３が取り付けられている。
【００２４】
トップカバー４０は、ヘリカルアンテナ１０収容するための円筒部４１と、フェーズシフター基板３０等を収容する略円錐部４２とを有している。
【００２５】
円筒部４１の先端部付近には、その内周面上に、ワイヤーホルダー１３の周方向の回転を防止するための凸部４３が形成されている。ワイヤーホルダー１３の外周形状は、図２（ａ）示すように、その一部が切り取られた形状（カット部１７が形成された形状）となっており、凸部４３は、図２（ｂ）に示すように、このカット部１７に対応するように形成されている。従って、凸部４３は、ヘリカルアンテナ１０が円筒部４１の先端方向への進入を妨げず、所定位置まで進入した状態で、ワイヤーホルダー１３のカット部１６と係合する。即ち、図３に示すようになる。この結果、ワイヤーホルダー１３の周方向の回転が阻止される。
【００２６】
図１に戻ると、略円錐部４２の内面には、フェーズシフター基板３０の位置決めを行うピン４４や、フェーズシフター基板３０を支持固定するための突出部４５などが形成されている。
【００２７】
ヘリカルアンテナ１０及びモノポールアンテナ２０をフェーズシフター基板３０に固定したアンテナアセンブリは、ヘリカルアンテナ１０の先端がトップカバー４０の円筒部４１の先端付近に到達し、フェーズシフター基板３０が突出部４５に突き当たるまで、トップカバー４０内に挿入される。こうして、トップカバー４０がヘリカルアンテナ１０を覆った状態で、フェーズシフター基板３０がトップカバー４０に、ネジ９０で固定される。
【００２８】
さらに、ゴムパッキン５０、ボトムカバー６０、マグネット７０及びラベル８０が、ネジ９０によりトップカバー４０の下端側に固定され、これによりトップカバー４０の下側が塞がれて、ヘリカルアンテナ装置が完成する。
【００２９】
上述したように、このヘリカルアンテナ装置では、トップカバー４０の円筒部４１に形成された凸部４３が、ワイヤーホルダー１３の周方向の回転を阻止するので、車両等に搭載されて常時振動を受けるような状況下で使用されたとしても、ワイヤーホルダーが回転してワイヤー１２が巻き戻るようなことはない。また、ワイヤーホルダー１５がボビン１１と一体的に形成されているので、ボビン１１がワイヤーホルダー１３、１４とともに回転し、ワイヤー１２が巻き戻るようなこともない。
【００３０】
なお、本実施の形態では、凸部４３が、トップカバー４０の長さ方向に沿って延在するように形成されている場合について説明したが、ワイヤーホルダー１３に対応する位置にのみに形成されていてもよい。あるいは、ワイヤーホルダー１４の回転をも阻止できるようにさらに下方にまで延在するようにしてもよい。
【００３１】
また、本実施の形態では、凸部４３の断面形状が略正方形であるが、カット部１６の形状に合わせて円の一部を切り取ったような形状（即ち、円筒部４１の内周形状と、ワイヤーホルダーの外周形状とが略相似形）でもよい。
【００３２】
また、上記実施の形態では、ワイヤーホルダー１３に既に形成されているカット部１６に係合するように凸部４３を設ける場合について説明したが、ワイヤーホルダー１３に回転防止用の切り欠きや凹部を形成し、そこに係合する凸部をトップカバー４０に形成するようにしてもよい。この場合、ワイヤーホルダー１３の上面に凹部を形成し、そこに係合するよう凸部を形成してもよい。
【００３３】
更に、上記実施の形態では、モノポールアンテナ２０と複合アンテナを構成するヘリカルアンテナの場合について説明したが、単独のヘリカルアンテナにも適用できる。
【００３４】
更にまた、上記実施の形態では、トップカバー４０が円筒部４１を有する場合について説明したが、トップカバー４０が図４のように略円錐形の場合には、前記凸部として、下方に突き出す突出ピン（あるいは突出板、突出円筒部等）を形成することにより、上記実施の形態と同様にワイヤーホルダーの回転を阻止することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ボビンに巻き付けられたワイヤーをそのボビンに嵌着されるワイヤーホルダーで位置固定するヘリカルアンテナを備えたヘリカルアンテナ装置において、ヘリカルアンテナを覆うトップカバーに、ワイヤーホルダーのカット部に係合する凸部を形成するようにしたことで、組み立て時の手間の増加や、コストの上昇をほとんど招くことなく、ワイヤーホルダーの回転を防止し、ワイヤーの巻戻しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るヘリカルアンテナ装置の分解断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のヘリカルアンテナに使用されるワイヤーホルダーの平面図、（ｂ）は、図１のヘリカルアンテナ装置の円筒部の横断面図である。
【図３】図１のヘリカルアンテナ装置の先端部付近の拡大断面図である。
【図４】本発明が適用できる他のヘリカルアンテナ装置の断面図である。
【図５】発明者が以前に提案したヘリカルアンテナの斜視図である。
【符号の説明】
１０      ヘリカルアンテナ
１１      円筒形ボビン
１２      銅ワイヤー
１３，１４，１５      ワイヤーホルダー
１６      モノポールホルダー
１７      カット部
２０      モノポールアンテナ
３０      フェーズシフター基板
３１      シールドカバー
３２      ケーブル
３３      ブッシング
４０      トップカバー
４１      円筒部
４２      略円錐部
４３      凸部
４４      ピン
４５      突出部
５０      ゴムパッキン
６０      ボトムカバー
７０      マグネット
８０      ラベル
９０      ネジ
【図１】
0004458218.tif 000002
【図２】
0004458218.tif 000003
【図３】
0004458218.tif 000004
【図４】
0004458218.tif 000005
【図５】
0004458218.tif 000006