專利名稱：自動伸縮式天線設(shè)備及其在無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動伸縮式天線設(shè)備，尤其涉及在諸如蜂窩電話之類的移動通信設(shè)備中，能使天線自動拉出或縮入的自動伸縮式天線設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般，自動伸縮式天線設(shè)備在不使用時把天線拖到天線罩中，而在使用時通過電動機的旋轉(zhuǎn)力把天線從天線罩中拉出，并且在天線使用完成時再次把天線拖到天線罩中。
對于自動伸縮式天線的最新研究和技術(shù)開發(fā)，已經(jīng)被用于諸如移動電話、蜂窩電話和個人通信系統(tǒng)的移動通信設(shè)備中的天線。
有一種技術(shù)是通過在天線的下端部分安裝一個支桿、并通過用電動機的轉(zhuǎn)動力而傳輸螺桿來控制天線的拉出和縮入。這里由于螺桿需要傳輸，要求天線罩的長度是天線的拉出長度的兩倍長。而且，由于在天線豎起來時對天線有影響的外部力被傳遞到傳輸機構(gòu)，外部力作用在傳輸機構(gòu)上或者作用在電動機上，從而它們易于損壞或斷裂。
在美國專利No．5，497，506中，公開一種技術(shù)，其中天線的拉出和縮入通過在天線的下端部分安裝一個傳輸螺母，并通過在螺桿的螺旋線的引導(dǎo)下用電動機旋轉(zhuǎn)的螺桿的旋轉(zhuǎn)力傳輸該傳輸螺母而被激勵(activated)。在該專利中，由于螺桿安放到管狀天線的內(nèi)側(cè)，要求天線罩的長度與天線的拉出長度一樣長。類似地，由于在天線豎起來時對天線有影響的外部力傳遞到傳輸機構(gòu)，外部力作用在傳輸機構(gòu)上或者作用在電動機上，從而它們易于損壞或斷裂。
發(fā)明公開因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種自動伸縮式天線設(shè)備，其中天線傳輸組件在旋轉(zhuǎn)螺簧的螺旋線的引導(dǎo)下傳輸，天線的拉出或縮入被控制，作用在天線上的外部力同時被吸收，從而可提高驅(qū)動設(shè)備的耐久性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種自動伸縮式天線設(shè)備，其中外部力由螺簧吸收，從而電機控制電路由簡化的開／關(guān)控制來構(gòu)成。
本發(fā)明的還有一個目的是提供一種采用自動伸縮式天線的無線通信設(shè)備。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種自動伸縮式天線設(shè)備，其可允許作為電源驅(qū)動天線的電機安裝在隨機的位置，從而它的應(yīng)用范圍可延伸到帶有窄的允許安裝空間的移動電話中。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于從／向天線罩抽?。s回天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動裝置；和一個容納在天線罩中的、用于在天線沿由驅(qū)動裝置所旋轉(zhuǎn)的螺簧的螺旋線傳送時，沿天線的縱向上承載天線的傳輸裝置。
作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選的方面，提供一種用于自動地抽?。s回?zé)o線通信設(shè)備的天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個用于通過利用電能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的電機；和一個用于通過響應(yīng)于無線通信設(shè)備的通信開始信號和通信結(jié)束信號而提供驅(qū)動功率，來控制電機操作的電機控制裝置；一個具有在天線罩的內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的并由電機旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定于旋轉(zhuǎn)件；及一個與天線一起被接收在螺簧內(nèi)的天線傳送件，其通過天線的下端固定地與天線連接，并具有松動地插入在天線罩的引導(dǎo)槽中的凸起，用于與引導(dǎo)槽一起傳遞天線，以通過螺簧的旋轉(zhuǎn)抽取或縮回天線。
作為本發(fā)明的又一個優(yōu)選的方面，提供一種用于在天線的縱向方向上自動地抽取／縮回天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個具有驅(qū)動軸的用于通過利用電能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的電機；一個與電機的驅(qū)動軸嚙合的減速齒輪組件；一個具有在天線罩的內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽的天線罩；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的、并由源于電機的傳送的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件；一個力傳送裝置，其兩端都固定于減速齒輪組件和旋轉(zhuǎn)件，用于把電機的旋轉(zhuǎn)力傳送到旋轉(zhuǎn)件；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定于旋轉(zhuǎn)件，與旋轉(zhuǎn)件一起旋轉(zhuǎn)；及一個與天線一起被接收到螺簧中的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，并具有松動地與天線罩的引導(dǎo)槽連在一起的凸起，用于與引導(dǎo)槽一起承載天線，以通過螺簧的旋轉(zhuǎn)抽取或縮回天線。
作為把自動伸縮式天線設(shè)備應(yīng)用于諸如蜂窩電話之類的無線通信設(shè)備的一個優(yōu)選方面，提供一種具有一種天線的無線通信設(shè)備，該天線沿其長度方向移動，以使得其從無線通信設(shè)備的外殼中抽出或縮回到無線通信設(shè)備的外殼中，該無線通信設(shè)備包括一個用于輸入／輸出信息的裝置；一個用于處理來自輸入／輸出裝置的輸入／輸出信號的發(fā)射／接收電路裝置，用于調(diào)制處理的輸入／輸出信號為無線信號，然后經(jīng)天線把調(diào)制的無線信號發(fā)射出去，或者用于解調(diào)經(jīng)天線接收到的信號，處理解調(diào)的信號并提供處理的信號給輸入／輸出裝置；一個用于響應(yīng)于發(fā)射／接收電路裝置的操作而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動裝置；及一個與天線緊密連接的用于承載天線的裝置，在螺簧被驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)時，該承載裝置在天線的縱向方向上沿螺簧的螺旋線移動，從而在縱向方向上承載天線。
附圖的簡要說明本發(fā)明的上面的目的和其他的優(yōu)點通過參考附圖對其優(yōu)選實施例進行具體描述而變得更明顯，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的自動伸縮式天線設(shè)備結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2A到2C是分別表示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的平面結(jié)構(gòu)、正視結(jié)構(gòu)和側(cè)視結(jié)構(gòu)的視圖；圖3是表示圖1所示的自動伸縮式天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖4是表示采用根據(jù)本發(fā)明的自動伸縮式天線設(shè)備的移動電話的部分視圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無線通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)視圖；圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機控制部分的控制操作的流程圖；圖7表示圖1所示的自動伸縮式天線設(shè)備的縮入狀態(tài)的視圖；圖8表示圖1所示的自動伸縮式天線設(shè)備的拉出狀態(tài)的視圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的自動伸縮式天線設(shè)備結(jié)構(gòu)的透視圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的自動伸縮式天線設(shè)備結(jié)構(gòu)的透視圖；圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的自動伸縮式天線設(shè)備結(jié)構(gòu)的透視圖；
圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的自動伸縮式天線設(shè)備的分解透視圖；圖13A和13B是圖11所示的自動伸縮式天線設(shè)備的電機單元的正視圖和側(cè)視圖；及圖14是沿線A-A切割的線路組件的截面圖。
實施本發(fā)明的最佳方式此后，將參考附圖具體解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的自動伸縮式天線設(shè)備的透視圖。如圖1所示，自動伸縮式天線設(shè)備包括天線10、驅(qū)動單元20和傳輸單元30。
圖2A是表示驅(qū)動單元的平面圖，圖2B是其正視圖；圖2C是從其左側(cè)看的側(cè)視圖。如圖2所示，驅(qū)動單元20包括外罩22、電機24、驅(qū)動齒輪26和從動齒輪28。
外罩22包括圓柱狀的其一側(cè)張開的電機支持件22a，和一對L形支持件，其由平行于電機24的驅(qū)動軸24a，從電機支持件22a的互相面對的兩個邊緣延伸的延伸部分，和從延伸部分22b的邊緣彎折的曲柄形彎折部分22c構(gòu)成。在互相面對的彎折部分22c的兩個邊緣，形成軸孔22d，以把從動齒輪28的軸套28a和28b穿過那里。驅(qū)動齒輪26是連接于電機24的驅(qū)動軸24a的蝸桿，從動齒輪28是定位在一對彎折部分22c之間的蝸輪，從動齒輪28的軸被插入一對軸孔22d中。蝸桿26和蝸輪28彼此嚙合，軸孔22d具有一個內(nèi)直徑，使得天線10可通過那里。蝸輪28的下軸套28b長于上軸套28a。電機是無芯型直流(DC)電機，其直徑例如是大約4-6mm。
傳輸單元30包括例如是柱狀的天線罩31、螺簧32、上支持件33、下支持件34、承載件35和罩塞36。
天線罩31形成于其內(nèi)壁并帶有沿其縱向延伸的引導(dǎo)槽31a且接收螺簧32。螺簧32被上下支持件33和34旋轉(zhuǎn)地支持。上支持件33在其鎖緊槽33a旋轉(zhuǎn)地組裝于繞天線罩31的上面入口形成的肩部31b。螺簧32的上緣壓配合于軸套33b的外壁。優(yōu)選地，上支持件33的內(nèi)壁和從動齒輪28的下軸套28b的外壁緊密接合，以確保源于電機24的旋轉(zhuǎn)力的穩(wěn)定傳送。罩塞36壓配合于天線罩31的下面入口。
柱狀的承載件35放置在螺簧32內(nèi)部，并形成有一對經(jīng)過螺簧32突出的并插入到形成在天線罩31的內(nèi)壁的引導(dǎo)槽31a的凸起35a。優(yōu)選地，凸起35a具有桿狀。天線10以其下緣插入承載件35的孔35b中。
優(yōu)選地，傳輸單元30由彈性材料制成，從而它可安裝在甚至不是直線型的空間中。即使天線罩31和螺簧32被稍稍彎折，由于線圈的節(jié)距遠(yuǎn)小于螺簧32的整個長度，那么彎折的結(jié)構(gòu)不會影響承載件35的垂直移動。
此后，將參考


根據(jù)本發(fā)明的自動伸縮式天線設(shè)備的組裝過程。圖3是表示本發(fā)明的實施例的分解透視圖。
首先，將承載件35安裝在螺簧32內(nèi)部。上支持件33壓配合到螺簧32的上緣，下支持件34組裝到螺簧32的下緣。罩塞36壓配合到天線罩31的下面入口。然后螺簧組件插入天線罩31的上面入口。上支持件33在其鎖緊槽33a處壓配合于形成在天線罩31的上面內(nèi)壁上的肩部31b，從而完成傳輸單元30的組裝。
將組裝的傳輸單元30的上支持件33壓配合于驅(qū)動單元20的從動齒輪28的下軸套28b，從而把傳輸單元30組裝到驅(qū)動單元20。
將天線10經(jīng)從動齒輪28的軸孔28c插入，并進一步插入形成在傳輸單元30的承載件35的孔中，從而完成其組裝。
圖4是表示諸如蜂窩電話之類的無線通信設(shè)備的自動伸縮式天線設(shè)備的橫截面圖。驅(qū)動單元20安裝在蜂窩電話的外殼50內(nèi)部。從動齒輪28的下軸套28b經(jīng)形成在外殼50的開口50a突出到外殼外部預(yù)定的距離，從而組裝到傳輸單元30。傳輸單元30安裝在外殼的后部，在那里組裝有備用電池(未示出)。因此，傳輸單元30安裝在電池組與外殼50的后壁之間，使得在組裝了電池組后傳輸單元30不暴露在其外部。如上面提到的那樣，為把驅(qū)動單元20和傳輸單元30連接一起，驅(qū)動單元20以其從動齒輪28的下軸套28b組裝到形成在上支持件33的孔中。在這種狀態(tài)中，驅(qū)動單元20和傳輸單元30與外殼50進行組裝，經(jīng)過形成在線圈天線51的中心的孔(未示出)插入天線10，然后進一步插入過從動齒輪28的軸孔28c，最后插入到形成在原來已經(jīng)插入到天線罩31中的承載件33處形成的孔中。線圈天線51螺旋緊固到發(fā)射器-接收器電路的天線連接部分(未示出)。
因此，在蜂窩電話的內(nèi)部組件組裝到外殼中的同時，驅(qū)動單元20組裝到外殼中。在完成了外殼程序后，傳輸單元30和天線10很容易地從其外部進行安裝。上面描述的結(jié)構(gòu)可適宜安裝于傳統(tǒng)蜂窩電話的安裝空間中。當(dāng)天線10完全抽出時，天線10的下面部分的金屬部件10a與線圈天線51的下面部分的金屬部件51a接觸，從而與發(fā)射器-接收器電路電通信。
圖5表示圖4所示的無線通信設(shè)備的電路。如圖5所示，蜂窩電話包括輸入-輸出部分52、發(fā)射器／接收器電路54、電源56和電機控制部分40。
輸入-輸出部分52包括話筒52a、揚聲器52b、鍵區(qū)52c和液晶顯示部分52d。發(fā)射器／接收器電路54包括信號處理部分54a、發(fā)射部分54b和接收部分54c。輸入-輸出部分52經(jīng)話筒52a輸入聲音信息并經(jīng)揚聲器52b輸出聲音信息。并且輸入-輸出部分52通過鍵區(qū)52c輸入功能命令和電話號碼，并在液晶顯示部分52d上顯示關(guān)于輸入的功能、號碼和符號。
在發(fā)射器／接收器電路54中，來自輸入-輸出部分52的輸入和輸出信號在信號處理部分54a進行信號處理，并被發(fā)射部分54b調(diào)制成高頻信號，以經(jīng)天線10發(fā)射調(diào)制的信號。經(jīng)天線10接收到的信號被接收部分54c解調(diào)、被信號處理部分54a處理，然后被提供給輸入-輸出部分52。而且，發(fā)射器／接收器電路54的信號處理部分54a產(chǎn)生通信開始信號和通信結(jié)束信號。
電源部分56從電池58接收能量以對每個電路部分產(chǎn)生操作電壓(B+)。
電機控制部分40包括電源部分42和由微處理器構(gòu)成的控制部分44。從電源部分42提供的操作電壓(B+)經(jīng)電源電路42調(diào)整到驅(qū)動電壓(Vcc)，以便傳遞到控制部分44。而且，從發(fā)射器／接收器電路54，將通信開始信號和通信結(jié)束信號傳遞到控制部分44?？刂撇糠?4包括一個單芯片微處理器，并接收通信開始信號和通信結(jié)束信號，以在預(yù)定時間期間順時針或反時針驅(qū)動電機24。
此后，將參考附圖，尤其是圖6描述本發(fā)明的操作。
在開始狀態(tài)，天線10縮回到天線罩31中，如圖7所示。在這種狀態(tài)，當(dāng)用戶打開翻蓋型機蓋并按下按鈕時，通信開始信號經(jīng)發(fā)射器／接收器電路54傳遞到控制部分44，并被控制部分44檢查(步驟ST100)。即，當(dāng)檢測到通信開始信號的輸入時，控制部分44驅(qū)動電機24以正方向即向前的方向旋轉(zhuǎn)(步驟ST102)。
盡管電機24以正方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力依次經(jīng)驅(qū)動齒輪26、從動齒輪28和上支持件33被傳遞到螺簧32，從而從天線罩31的下面入口看去螺簧32反時針旋轉(zhuǎn)。此時，螺簧32的螺旋傾斜把承載件35的凸起35a按到螺簧32的螺旋方向。由于凸起35a限制于引導(dǎo)槽31a內(nèi)，從而相對于螺旋方向的力的旋轉(zhuǎn)軸的切向分量，對承載件35在圓周向內(nèi)的有效移動不起作用，并且僅螺旋方向的力的垂直分量對承載件35的移動是有效果的，凸起35a被強迫沿引導(dǎo)槽31a向上移動，因此，當(dāng)承載件35沿導(dǎo)槽31a向上移動時，其下端緊緊連接于承載件35的天線10向上移動，以從天線罩31中抽出。
控制部分44把在正方向上電機24的操作時間與預(yù)定的時間比較(步驟ST104)。對于此次比較，控制部分44在電機24操作期間積累操作時間。當(dāng)操作時間低于預(yù)定時間時，控制部分44保持操作時間的積累(步驟ST106)，并再次執(zhí)行步驟ST104。當(dāng)積累的操作(時間)達(dá)到預(yù)定時間時，控制部分44停止電機24的操作(步驟ST112)并返回到步驟ST100。即，預(yù)定時間是從如圖7所示的完全置入天線罩31中的狀態(tài)，到如圖8所示地把天線10完全從天線罩31抽出的時間。預(yù)定時間可通過在自動伸縮式天線的特定條件下的逐步逼近方法而獲得。這里最好電機24被控制進一步旋轉(zhuǎn)，使得螺簧32在期望的移動距離上再旋轉(zhuǎn)1或2圈，以把天線10的下端的金屬部件10a上推到蜂窩電話電路的接觸部分。這就提高了接觸可靠性，以避免敏感性降低和噪音產(chǎn)生，從而改進通信質(zhì)量。
當(dāng)通信完成或按下結(jié)束按鈕后用戶關(guān)閉翻蓋型機蓋時，發(fā)射器／接收器電路54產(chǎn)生通信結(jié)束信號并且控制部分44檢查通信結(jié)束信號的產(chǎn)生(步驟ST108)。即，在步驟ST108檢查到通信結(jié)束信號時，控制部分44在負(fù)方向上即在向后方向上驅(qū)動電機24(步驟ST110)。通過電機24的向后旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力依次經(jīng)驅(qū)動齒輪26、從動齒輪28和上支持件33傳遞到螺簧32，以順時針旋轉(zhuǎn)螺簧32。
此時，螺簧32的螺旋傾斜按壓承載件35的凸起35a向螺旋方向。在這種情況下，與螺簧32的反時針旋轉(zhuǎn)的情況的相反，由于凸起35a被引導(dǎo)槽31a限制，僅螺旋方向的力的垂直向下的分量是有效的，并且強迫凸起35a沿引導(dǎo)槽31a向下移動，從而其下端由固定于承載件35的天線10向下移動，以縮回到天線罩31中。控制部分44還對電機在向下移動方向上的操作時間和預(yù)定時間進行比較(步驟ST104)。當(dāng)操作時間低于預(yù)定時間時，控制部分44保持在操作時間的積累上(步驟ST106)，并再次執(zhí)行步驟ST104。當(dāng)積累的操作時間達(dá)到預(yù)定時間時，控制部分44停止電機24的操作(步驟ST112)并返回步驟ST100。這里，預(yù)定時間是從如圖8所示地把天線10完全從天線罩31抽出、到如圖7所示的天線10完全縮回天線罩31中所花費的時間。邏輯上，相同的時間可被用作抽出和縮回的預(yù)定時間。這里控制電機24進一步旋轉(zhuǎn)，使得螺簧32在期望的移動距離上再旋轉(zhuǎn)1或2圈，以把天線10的頭部連接到蜂窩電話電路的外殼中。
同時，當(dāng)在天線的移動期間將外部力應(yīng)用于天線時，即，當(dāng)被抽出時在抽出路徑上天線被阻擋物干擾或者在被縮回時天線被人工阻止時，外部力將被傳送到承載件35以停止承載件35的移動。但是，甚至在這種情況下，電機24將克服外部力連續(xù)驅(qū)動來旋轉(zhuǎn)螺簧32，直到經(jīng)過預(yù)定時間，而承載件35不向前進。因此，在抽出和縮回的兩種情況下，相對于承載件35的當(dāng)前位置通過的螺簧32的一部分被轉(zhuǎn)動地變稀松，以經(jīng)受一個張力。并且，已經(jīng)被承載件35通過的螺簧32的另一部分被轉(zhuǎn)動地在圈數(shù)上變致密以經(jīng)受一個壓縮力。在這種狀態(tài)，當(dāng)外部力被移去時，承載件35很快移動，直到松弛張力和壓縮力。結(jié)果，在有或沒有外部力干擾的時間間隔期間前進的距離沒有不同。
圖9描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。除下面解釋的元件之外的相同的元件給出相同的序號。如圖9所示，第二實施例不同于第一實施例在于這里提供正齒輪作為傳送驅(qū)動單元60中的電機64的旋轉(zhuǎn)力的裝置，并且電機64在橫向上對齊。即，驅(qū)動齒輪66連接電機64的驅(qū)動軸，從動齒輪68組裝到外殼62的延伸部分62a的上邊緣。驅(qū)動和從動齒輪66和68互相嚙合。
圖10描述本發(fā)明的第三實施例。除下面解釋的元件之外的相同的元件給出相同的序號。如圖10所示，電機70安裝在天線罩31的下部入口內(nèi)，并且下支持件34連接于電機70的驅(qū)動軸。螺簧32壓裝于下支持件34的軸套，從而下支持件34可直接把電機70的旋轉(zhuǎn)力傳送到螺簧32。在這個實施例中，盡管在圖10中未準(zhǔn)確示出，可推薦包括安裝在電機外殼內(nèi)的減速齒輪組件的電機模塊作為電機70，以得到更大扭矩。
圖11到14表示本發(fā)明的第四施例。在圖11中，自動伸縮式天線設(shè)備包括天線110、驅(qū)動單元120和傳輸單元130。參考圖12，驅(qū)動單元120包括電機210、用于降低電機210的輸出速度的減速齒輪組件220、和以其自身的一部分連接于減速齒輪組件220的輸出端、并且還連接于傳輸單元130的驅(qū)動力傳輸裝置290。其尺寸為直徑4-6mm的那樣小的無芯型直流電機也被推薦作為電機210。減速齒輪組件220包括具有第一直徑并且安裝于電機210的驅(qū)動軸212的第一齒輪222；具有大于第一直徑的第二直徑并且與第一齒輪222嚙合的第二齒輪224；具有小于第二直徑的第三直徑并且安裝于從第二齒輪224的中心延伸的旋轉(zhuǎn)軸225的第三齒輪226；和具有大于第三直徑的第四直徑并且與第三齒輪226嚙合的第四齒輪228。帶有預(yù)定深度的盲孔229a的柱狀元件229從第四齒輪228的中心延伸。
當(dāng)驅(qū)動軸212和第二齒輪224的旋轉(zhuǎn)軸平行對齊時，第一齒輪222和第二齒輪224以正齒輪方式互相嚙合。當(dāng)驅(qū)動軸212和第二齒輪224的旋轉(zhuǎn)軸垂直對齊時，第一齒輪222和第二齒輪224以蝸桿蝸輪齒輪方式互相嚙合。
傳輸單元130包括柱狀天線罩131、螺簧132、承載件135、罩塞133和旋轉(zhuǎn)件300。承載件135與前面提到的承載件35相同。
天線罩131用一對橫向延伸的引導(dǎo)槽131a形成在內(nèi)壁上，并且接收螺簧132。螺簧132被可旋轉(zhuǎn)地支持并被罩塞133和旋轉(zhuǎn)件300限定在天線罩131內(nèi)。罩塞133壓裝于天線罩131的上面頂部。
旋轉(zhuǎn)件300是柱狀件并形成在圓形槽310的外表面上。旋轉(zhuǎn)件300有柱狀頸部320，頸部從其頂表面延伸預(yù)定的長度。柱狀頸部320具有預(yù)定直徑的、從其基表面延伸到那里的盲孔330。天線罩131用圓形凸起131b形成在其內(nèi)表面的下側(cè)，從而當(dāng)被插入天線罩131時，旋轉(zhuǎn)件300與圓形槽310之間以一個裕量連接，以便可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。
驅(qū)動力傳輸裝置290包括其兩端分別壓裝于柱狀件229的盲孔229a和旋轉(zhuǎn)件300的盲孔330的柔性線230。柔性線230可由例如Fe-Ni合金構(gòu)成。優(yōu)選地，柔性線230推薦具有象100kgf／mm2那樣大的拉伸強度，熱膨脹系數(shù)如5×10-6一樣低，斷裂強度是16倍或更大。這里斷裂強度可定義為柔性線旋轉(zhuǎn)到扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的扭轉(zhuǎn)一時間，在直徑與長度比為100的情況下，柔性線以60rpm速度被扭轉(zhuǎn)時柔性線將開始斷開。對于另一個實施例，柔性線230可由抗扭轉(zhuǎn)的更強的合成樹脂構(gòu)成。而且，驅(qū)動力傳輸裝置290還包括加強件，以減小柔性線230被電機210的旋轉(zhuǎn)所造成的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。加強件包括多個與柔性線230一起規(guī)則地排列的、并緊密地外插于柔性線230的實體件240。由于柔性線230的整個長度幾乎沒有變化而實際上被扭轉(zhuǎn)的長度由于實體件240的存在而降低，可以實現(xiàn)有效的加強。根據(jù)電機210的安裝位置，柔性線230設(shè)置在電機210與旋轉(zhuǎn)件300之間，以減小柔性線230的懸置曲率。作為驅(qū)動力傳輸裝置290的一種簡單的構(gòu)成的線組件290，用加套電纜250包覆。加套電纜250由扭轉(zhuǎn)的、具有柱狀空腔的、柔性的并且對機械壓縮或扭轉(zhuǎn)有很強的抵抗力的多個鋼線結(jié)構(gòu)制造。加套電纜250使用粘在與線組件290接觸的帶油脂255的內(nèi)表面，而降低由線組件290的旋轉(zhuǎn)引起的摩擦力。線組件290的整個長度由加套電纜250接收，從而在電機210操作時，防止線組件290振動和掉落，因此線組件290可平滑地旋轉(zhuǎn)。
同時，承載件135用一對凸起135a形成于外表面上，凸起在螺簧132外延伸，并插入到天線罩131的一對引導(dǎo)槽131a。當(dāng)螺簧132旋轉(zhuǎn)時，承載件135沿螺簧132的螺旋線帶到天線110的橫向位置，以抽出或縮回天線110。
參考圖12，傳輸單元130的組裝次序在下面描述。首先，用承載件135將已接收在其內(nèi)部空間中的螺簧132經(jīng)上面入口插入天線罩131。接著，罩塞133壓裝于天線罩131的上面入口。接著，旋轉(zhuǎn)件300被推到天線罩131的下面入口，以形成被安裝于形成在天線罩131內(nèi)表面中圓形凸起131b的旋轉(zhuǎn)件300的圓形槽310。這樣作，組裝傳輸單元130的工作就完成了。
電機210和減速齒輪組件220可組裝成一個單一的電機單元201。圖13A和13B分別是電機單元201的正視圖和側(cè)視圖。各個齒輪被電機單元外殼203的內(nèi)壁可旋轉(zhuǎn)地支持。
接著，在確定了電機單元201要安裝在哪里后，帶有實體件240、與實體件240連接并且然后用加套電纜250包覆的線組件290，通過一個邊緣壓裝于旋轉(zhuǎn)件300的盲孔330，而通過另一個邊緣壓裝于從電機單元201突出的柱狀件229的盲孔229a。
如圖14所示，線組件290根據(jù)安裝位置和傾斜角度完全用加套電纜250包覆。當(dāng)電機210操作時，線組件290經(jīng)受一個輕微的摩擦力而旋轉(zhuǎn)，該輕微的摩擦力是由于粘在加套電纜250的內(nèi)表面與線組件290之間的接觸面上的油脂層255引起的。在加套電纜250中接收線組件290的全部長度，從而防止線組件290的振動和掉落。
如果將本發(fā)明的第四實施例的自動伸縮式天線設(shè)備100應(yīng)用于如蜂窩電話之類的無線電話，驅(qū)動單元120與無線電話的其它器件一起容納在無線電話的天線罩中，并且傳輸單元130和天線110在完成了制作外殼的工作后被簡單地安裝到天線罩中。這種結(jié)構(gòu)能使得自動伸縮式天線設(shè)備100自適應(yīng)安裝于傳統(tǒng)電話的空間內(nèi)。
工業(yè)實用性如上所述，施加于天線的外部力由螺簧吸收，以防止外部力被傳遞到驅(qū)動裝置，從而改善了其可靠性并把驅(qū)動電機的控制方式簡化為開／關(guān)控制方法，使得控制電路設(shè)計簡單易行。
而且，螺簧傳遞旋轉(zhuǎn)力，使得簡化了其結(jié)構(gòu)，從而降低其成本并容易組裝自動伸縮式天線設(shè)備。
而且，使用的螺簧具有預(yù)定數(shù)目的圈數(shù)，抽出／縮回天線的控制工作可通過操作驅(qū)動電機來進行，使其旋轉(zhuǎn)超出預(yù)定次數(shù)而幾乎沒有能量損失。
另外，自動伸縮式天線設(shè)備通過稍稍改變傳統(tǒng)設(shè)計就可適應(yīng)于傳統(tǒng)蜂窩電話。
另外，盡管天線被抽出，使用螺簧可使壓縮力施加在抽出方向上，從而使天線的金屬部件與蜂窩電話的電路接觸。而且，盡管天線縮回，使用螺簧可使壓縮力施加在縮回方向上，從而使天線的頭部與外殼接觸。
尤其是，根據(jù)第四實施例，由于自動伸縮式天線設(shè)備的構(gòu)造使得電機可傳遞它的驅(qū)動力到天線，而幾乎不依賴于電機的安裝位置，對于電機的安裝位置更靈活，從而擴大了自動伸縮式天線設(shè)備的應(yīng)用。
另外，根據(jù)自動伸縮式天線設(shè)備的上述結(jié)構(gòu)，甚至在天線罩和螺簧被輕輕彎折時，天線發(fā)射不受其干擾，從而自動伸縮式天線設(shè)備甚至可被安裝在不是直線型的空間中。
另外，到目前為止，本發(fā)明用這樣一種結(jié)構(gòu)進行了描述，其中線圈天線和天線彼此分離，但是，本發(fā)明仍可用在其中兩個天線被集成的結(jié)構(gòu)中。在集成的天線結(jié)構(gòu)中，線圈天線在抽出天線時組裝到天線的頭部，從而由集成的天線結(jié)構(gòu)的自重引起的振動是不可忽略的。但是根據(jù)本發(fā)明該振動可吸收到線圈中。
盡管本發(fā)明參考其特定實施例進行特定表示和描述，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在后附權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍內(nèi)可進行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1．一種用于從／向天線罩抽?。s回天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動裝置；和一個容納在天線罩中的傳輸裝置，用于在天線沿由驅(qū)動裝置所旋轉(zhuǎn)的螺簧的螺旋線傳送時，沿天線的縱向上承載天線。
2．一種用于從／向天線罩抽?。s回天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個用于從電能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的裝置；一個具有在天線罩的內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的并由旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定于旋轉(zhuǎn)件；及一個與天線一起被接收到螺簧內(nèi)的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，并具有插入在天線罩的引導(dǎo)槽中的凸起，用于與引導(dǎo)槽一起承載天線，以通過螺簧的旋轉(zhuǎn)抽取或縮回天線。
3．一種用于自動地抽取／縮回?zé)o線通信設(shè)備的天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個用于通過利用電能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的電機；一個通過響應(yīng)無線通信設(shè)備的通信開始信號和通信結(jié)束信號而提供驅(qū)動功率，用于控制電機的操作的電機控制裝置；一個具有在天線罩的內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的并由電機旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定于旋轉(zhuǎn)件；及一個與天線一起接收到螺簧內(nèi)的天線傳送件，其通過天線的下端固定地與天線連接，并具有松動地插入到天線罩的引導(dǎo)槽中的凸起，用于與引導(dǎo)槽一起傳送天線，以通過螺簧的旋轉(zhuǎn)抽取或縮回天線。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的自動伸縮式天線設(shè)備，其中電機的旋轉(zhuǎn)力向旋轉(zhuǎn)件的傳送，通過齒輪型傳送機構(gòu)、在帶型傳送機構(gòu)和摩擦型傳送機構(gòu)中的一個傳送機構(gòu)來執(zhí)行。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的自動伸縮式天線設(shè)備，其中電機控制裝置響應(yīng)于通信開始信號來控制電機以第一方向旋轉(zhuǎn)，從而天線完全從天線罩中抽出，并且響應(yīng)于通信結(jié)束信號來控制電機以與第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)，從而天線完全被縮回天線罩中。
6．一種通過電機的旋轉(zhuǎn)力抽取／縮回?zé)o線通信設(shè)備的天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個通過響應(yīng)于無線通信設(shè)備的通信開始信號和通信結(jié)束信號提供驅(qū)動功率、用于控制電機操作的電機控制裝置；一個具有在天線罩的內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的并具有天線所穿過的軸孔的從動齒輪；一個連接到電機的旋轉(zhuǎn)軸并嚙合于從動齒輪的驅(qū)動齒輪；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定于從動齒輪；及一個與天線一起被接收到螺簧中的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，并具有松動地插入到天線罩的引導(dǎo)槽中的凸起，其中通過凸起與由螺簧的旋轉(zhuǎn)獲得的螺簧的螺旋線之間的摩擦力的向上的分量或向下的分量，使天線從天線罩內(nèi)抽出或縮回天線罩中。
7．一種具有一種天線的無線通信設(shè)備，該天線沿其長度方向移動，以使得其從無線通信設(shè)備的外殼中被抽出或被縮回到無線通信設(shè)備的外殼中，該無線通信設(shè)備包括一個用于輸入／輸出信息的裝置；一個用于處理來自輸入／輸出裝置的輸入／輸出信號的發(fā)射／接收電路裝置，用于調(diào)制處理的輸入／輸出信號為無線信號，然后經(jīng)天線把調(diào)制的無線信號發(fā)射出去，或者用于解調(diào)經(jīng)天線接收到的信號，處理解調(diào)的信號并提供處理的信號給輸入／輸出裝置；一個用于響應(yīng)于發(fā)射／接收電路裝置的操作而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動裝置；及一個與天線緊密連接的并通過驅(qū)動裝置的旋轉(zhuǎn)力螺旋地移動的裝置，用于在天線的縱向方向上通過螺旋移動來承載天線。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的無線通信設(shè)備，其中驅(qū)動裝置包括一個安裝在外殼中的罩；一個安裝在罩中的電機；一個通過響應(yīng)于發(fā)射／接收電路裝置的通信開始信號和通信結(jié)束信號而提供驅(qū)動功率、用于控制電機操作的電機控制部分；一個安裝在殼體內(nèi)的并具有天線所穿過的軸孔的從動齒輪；和一個連接到電機的旋轉(zhuǎn)軸并嚙合于從動齒輪的驅(qū)動齒輪。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的無線通信設(shè)備，其中承載裝置包括一個連接于外殼并具有在天線罩的內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽的天線罩；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的并以其一端固定于從動齒輪的螺簧；和一個以天線的下端固定地連接于天線的并與天線一起被接收在螺簧內(nèi)的天線承載件，其具有松動地插入在天線罩的引導(dǎo)槽中的凸起，其中通過凸起與由螺簧的旋轉(zhuǎn)獲得的螺簧的螺旋線之間的摩擦力的向上的分量或向下的分量，使天線從天線罩內(nèi)抽出或縮回天線罩中。
10．一種用于在天線的縱向上自動地抽取／縮回天線的自動伸縮式天線設(shè)備，包括一個具有驅(qū)動軸的用于通過利用電能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的電機；一個嚙合于電機的驅(qū)動軸的減速齒輪組件；一個具有在天線罩的內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽的天線罩；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中、并被源自電機的傳送的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件；一個力傳送裝置，其兩端固定于減速齒輪組件和旋轉(zhuǎn)件，用于傳送電機的旋轉(zhuǎn)力到旋轉(zhuǎn)件；一個可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定于旋轉(zhuǎn)件，與旋轉(zhuǎn)件一起旋轉(zhuǎn)；及一個與天線一起被接收到螺簧中的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，并具有松動地與天線罩的引導(dǎo)槽連接的凸起，用于與引導(dǎo)槽一起承載天線，以通過螺簧的旋轉(zhuǎn)抽取或縮回天線。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的自動伸縮式天線設(shè)備，其中力傳送裝置包括一根柔性的和抗扭轉(zhuǎn)的線，被固定地連接于旋轉(zhuǎn)件和減速齒輪組件，并且能夠允許在減速齒輪組件的輸出軸與旋轉(zhuǎn)件的旋轉(zhuǎn)軸之間的對準(zhǔn)具有靈活性(flexibility)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的自動伸縮式天線設(shè)備，其中力傳送裝置還包括一個用于防止因旋轉(zhuǎn)力引起的線扭轉(zhuǎn)的加強件。
13．根據(jù)權(quán)利要求10的自動伸縮式天線設(shè)備，其中自動伸縮式天線設(shè)備還包括一個通過響應(yīng)于控制信號對電機提供驅(qū)動功率而控制電機操作的電機控制裝置。
全文摘要
公開一種用于自動地抽出/縮回天線(10)的自動伸縮式天線設(shè)備(30)。電機(24)被控制電路控制以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。天線罩(31)具有在其內(nèi)表面上縱向延伸的引導(dǎo)槽(31a)。旋轉(zhuǎn)件(20)安裝在天線罩(31)中并由電機(24)旋轉(zhuǎn)。螺簧(32)被可旋轉(zhuǎn)地容納在天線罩(31)中,其一端固定于旋轉(zhuǎn)件(20)。天線傳送件(35)與天線一起接收在螺簧(32)內(nèi);其以天線(10)的下端被固定地連接于天線(10)。天線傳送件(35)具有松動地插入天線罩(31)的引導(dǎo)槽(31a)中的凸起,并與引導(dǎo)槽(31a)一起傳送天線(10),通過螺簧(32)的旋轉(zhuǎn)來抽出或縮回天線(10)。對于該設(shè)備的撓性安裝的其它實施例也公開了。還公開了該設(shè)備在無線電話中的應(yīng)用。
文檔編號H01Q1/08GK1290410SQ99802898
公開日2001年4月4日 申請日期1999年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月12日
發(fā)明者李漢相 申請人:李漢相