АНТЕННА Российский патент 1998 года по МПК H01Q1/32 

Изобретение относится к антеннам, в частности предназначенным для применения в транспортных средствах.

Известно, что антенны для транспортных средств в основном состоят из основания, прикрепленного к кузову автомобиля и служащего опорой стержню, который представляет собой активный (рабочий) элемент антенны.

В вариантах исполнения по известному техническому уровню стержень антенны жестко закреплен относительно ее опорного основания, и при его монтаже он устанавливается с наклоном, который зависит от конструктивной формы опорного основания и от положения, которое принимает указанное основание, когда оно прикреплено к кузову автомобиля.

Очевидно, что подобным вариантам исполнения присущ ряд недостатков.

Во-первых, невозможность установки антенны под различными углами наклона служит препятствием ее оптимальной эксплуатации прежде всего тогда, когда указанная антенна используется с двойным функциональным назначением как для приема радиопрограмм, так и для двухстороннего обмена информацией с помощью радиотелефона.

Другой недостаток состоит в том, что жестко закрепленная антенна может быть повреждена за счет соударения с вращающимися щетками автоматических установок для мойки автомобилей.

Известна, наконец, антенна, содержащая стержень, присоединенный к опорному основанию посредством шарнира, который образован первым шарнирным элементом, связанным с опорным основанием посредством соединительного средства, и вторым шарнирным элементом, присоединенным к стержню посредством другого соединительного средства, " при этом первый и второй шарнирные элементы связаны между собой с возможностью поворота друг относительно друга с обеспечением возможности ориентирования стержня относительно опорного основания и оснащены противолежащими и взаимноответными средствами, приспособленными для обеспечения возможности фиксации стержня в любом из его ориентированных положений (DE AI. 2708594).

Однако известная антенна сложна при установке, требует участия в этом процессе обеих рук пользователя, что не всегда удобно.

В основу изобретения поставлена задача разработать конструкцию антенны, которая была бы удобна при установке и могла бы быть легко зафиксирована на транспортном средстве под выбранным углом наклона с помощью одной руки пользователя.

Поставленная задача решается тем, что в антенне, содержащей стержень, присоединенный к опорному основанию посредством шарнира, который образован первым шарнирным элементом, связанным с опорным основанием посредством соединительного средства, и вторым шарнирным элементом, присоединенным к стержню посредством другого соединительного средства, при этом первый и второй шарнирные элементы связаны между собой с возможностью поворота друг относительно друга с обеспечением возможности ориентирования стержня относительно опорного основания и оснащены противолежащими и взаимноответными средствами, приспособленными для обеспечения возможности фиксации стержня в любом из его ориентированных положений. Согласно изобретению, на концевой части стержня имеется резьбовой участок, а соединительное средство, принадлежащее второму шарнирному элементу, оснащено резьбовым отверстием, приспособленным для взаимодействия с резьбовым участком стержня и обеспечения при завинчивании стержня и упоре его конца в тело второго шарнирного элемента приведения во взаимодействие взаимноответных средств и фиксации стержня в выбранном положении.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом исполнения изобретения указанный первый шарнирный элемент представляет собой корпус, изготовленный из проводящего материала, который присоединен к указанному опорному основанию и оснащен парой колец, коаксиальных друг с другом и расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Указанный второй шарнирный элемент содержит изолирующий барабан, имеющий в основном круглый профиль и образующий гнездо, в которое вставлен проводящий корпус, концы которого выступают относительно указанного изолирующего барабана и взаимодействуют с внутренней поверхностью указанных коаксиальных колец указанного первого шарнирного элемента, причем указанный изолирующий барабан путем вращения входит в сцепление с гнездом, имеющим в основном круглый профиль и выполненный в указанном первом шарнирном элементе в зоне, образованной между указанными коаксиальными кольцами.

Указанный изолирующий барабан и указанный проводящий корпус присоединены к стержню указанной антенны. Когда достигается необходимое ориентированное положение, стержень фиксируется за счет возвратно-поступательного взаимного смещения между зубчатыми элементами, соединенными вместе и взаимодействующими друг с другом, которые принадлежат указанным коаксиальным кольцам указанного первого шарнирного элемента и указанному проводящему корпусу указанного второго шарнирного элемента. Дополнительные сферы использования настоящего изобретения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания. Тем не менее следует понимать, что подробное описание и конкретный пример, иллюстрирующий предпочтительный вариант исполнения изобретения, даны только в качестве примера, поскольку различные изменения и модификации, которые можно выполнить в рамках идеи и объема данного изобретения, станут очевидными для специалиста в данной области из приведенного подробного описания и из чертежей, на которых
фиг. 1 изображает антенну в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - антенну с пространственным разделением ее элементов: опорного основания, стержня и шарнира, которые образуют антенну по изобретению, представленную на фиг.1;
фиг. 3 - перспективное изображение с пространственным разделением деталей шарнира, представленного на фиг.2;
фиг. 4 - вид спереди шарнира на фиг. 3 в собранном виде;
фиг. 5 - шаровой шарнир на фиг. 4 с разрезом по вертикальной средней плоскости в стадии присоединения его к стержню антенны;
фиг. 6 - шарнир, изображенный на фиг. 5, в положении, когда присоединение его к стержню завершено;
фиг. 7 - шарнир на фиг. 6 с присоединенным к нему стержнем в стадии извлечения стержня из шарнира;
фиг. 8 - шарнир на фиг. 6 в положении, когда выполняется ориентирование стержня;
фиг. 9 - деталь соединения шарнира с основанием антенны;
фиг. 10 - другой вариант исполнения шарнира;
фиг. 11 - еще один вариант исполнения шарнира, изображенного на фиг.3.

Как можно увидеть на фиг. 1, антенна в соответствии с изобретением, обозначенная в целом поз. 1, содержит стержень 2, присоединенный к опорному основанию 3, прикрепленному к опорной поверхности 4, представляющей собой, например, поверхность кузова автомобиля. Указанный стержень 2 присоединен к указанному опорному основанию 3 с помощью шарнира, обозначенного в целом поз. 5, который более подробно показан на изображениях с пространственным разделением деталей на фиг. 2 и фиг. 3 и образован первым шарнирным элементом б, присоединенным к основанию 3, который взаимодействует с вторым шарнирным элементом 7, присоединенным к стержню 2.

Указанный первый шарнирный элемент 6 присоединен к основанию 3 с помощью первого соединительного средства, которое образовано кольцевым выступом 61, расположенным на конце корпуса 62 первого шарнирного элемента 6, причем выступ входит в соединение с защелкиванием с соответствующей кольцевой канавкой 31, видимой на фиг. 9 и выполненной в основании 3 антенны. Указанный первый шарнирный элемент 6 выполнен из проводящего материала и включает пару колец 63, коаксиальных друг другу и расположенных на некотором расстоянии одно от другого, которые предпочтительно выполнены как одно целое с корпусом 62, и выемку 64, имеющую по существу цилиндрический профиль и расположенную между указанными двумя кольцами.

Как можно видеть на фиг. 3, указанный второй шарнирный элемент 7 содержит изолирующий барабан 71, имеющий по существу круглый профиль, который образует гнездо 72, в которое, как лучше видно на фиг. 4, вставляется корпус 73, выполненный из проводящего материала. В частности, гнездо 72 ограничено внутри изолирующего барабана 71 перегородкой 74. Кроме того, изолирующий барабан 71 имеет осевую длину 571, равную осевому расстоянию 563 между кольцами 63, так что указанный изолирующий барабан 71 может быть размещен в выемке 64, имеющейся между кольцами 63.

Проводящий корпус 73, принадлежащий второму шарнирному элементу 7, и коаксиальные кольца 63, принадлежащие первому шарнирному элементу б, выполнены с противолежащими и взаимноответными средствами, которые представляют собой наружный зубчатый венец 173, выполненный на проводящем корпусе 73, и внутренний зубчатый венец 163, выполненный на каждом из колец 63, причем эти зубчатые венцы имеют сопрягающиеся профили и выполнены таким образом, чтобы иметь возможность взаимодействовать всякий раз, когда указанные первый и второй элементы соединены в результате их возвратно-поступательного перемещения.

На фиг. 3, в частности, можно видеть, что проводящий корпус 73 имеет осевую длину 573, которая больше осевой длины 571 изолирующего барабана 71, так что при размещении указанного проводящего корпуса 73 в гнезде 72 изолирующего барабана 71, когда последний установлен в выемку 64, его концы 273, выступая от барабана 73, взаимодействуют с коаксиальными кольцами 63 с помощью своих соответствующих зубчатых венцов, как это видно на фиг.4.

Кроме того, проводящий корпус 73 и изолирующий барабан 71 имеют второе средство для присоединения к стержню 2 антенны, которое образовано сквозным отверстием 371, просверленным в теле изолирующего барабана 71, которое самоустанавливается коаксиально с соответствующим резьбовым сквозным отверстием 373, просверленным в теле проводящего корпуса 73. Это последнее отверстие, в свою очередь, коаксиально с еще одним нерезьбовым (гладким) сквозным отверстием 471, просверленным в перегородке 74 изолирующего барабана 71, когда все эти отверстия выровнены друг относительно друга одно за другим в указанном барабане. В частности, на фиг. 3 и 4 можно видеть, что перегородка 74 также имеет прорезь 174, которая сообщается со сквозным отверстием 471 в перегородке 74 и которая предназначена для того, чтобы придавать упругость и гибкость перегородке 74 относительно корпуса изолирующего барабана 71, которому принадлежит эта перегородка.

Второе соединительное средство второго шарнирного элемента 7 соединяется с концевым элементом, обозначенным в целом поз. 21, принадлежащим стержню 2 антенны и имеющим по существу цилиндрический корпус, удлиненный главным образом в осевом направлении, который имеет резьбовой участок 123 и гладкий (нерезьбовой) участок 124 меньшего диаметра, который находится на продолжении резьбового участка 123. Концевой элемент 21 также имеет на конце конический элемент 121, диаметр которого больше, чем диаметр гладкого участка 124. Наличие такого концевого элемента 21 обеспечивает возможность присоединения стержня 2 к шарниру 5 всякий раз, когда резьбовой участок 123 указанного стержня 2 соединяется с соответствующим резьбовым сквозным отверстием 373 проводящего корпуса 73, а гладкий участок 124 стержня 2 входит в сквозное отверстие 471, просверленное в упругой перегородке 74 изолирующего барабана 71. На фиг.5 видно, что при соединении концевого элемента 21 с шарниром 5, когда резьбовой участок 123 соединяется (сцепляется) с резьбовым отверстием 373 металлического проводящего корпуса 73, конический элемент 121 воздействует с усилием на стенки отверстия 471 упругой перегородки 74, деформируя, таким образом, перегородку, как показано на фиг.5. Когда такая деформация достигает максимальной величины, конический элемент 121 входит в отверстие 471, а концевой элемент 21 располагается своим гладким участком 124 внутри самого отверстия 471, в то время как резьбовой участок 123 ввинчивается в резьбовое отверстие 373 до тех пор, пока стержень 2 не перестанет смещаться относительно изолирующего барабана 71, как это показано на фиг.6.

Когда стержень 2 соединен с шарниром 5, контакт зубчатых венцов 173 и 163 друг с другом обеспечивает возможность прерывистого скачкообразного поворота стержня 2, как можно видеть на фиг. 10, в любом из направлений, показанных стрелкой 120, причем выполнение этого поворота возможно за счет поворота изолирующего барабана 71 внутри выемки 64, в которую он вставлен.

Если необходимо зафиксировать стержень в любом из достигнутых угловых положений, достаточно затянуть стержень 2 в резьбовом отверстии 373 с тем, чтобы прижать металлический проводящий корпус 73 к коаксиальным кольцам 63, таким образом создавая натяг между соответствующими зубчатыми венцами.

Следовательно, можно отметить, что антенна в соответствии с изобретением обеспечивает возможность ориентирования стержня 2 в любом из направлений, показанных в плоскости чертежа стрелкой 120. Более того, любое достигнутое положение можно сохранить за счет возвратно-поступательного взаимного воздействия между зубчатыми венцами 163 и 173, имеющимися в шарнире 5, путем затягивания стержня 2. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что антенну можно устанавливать в наилучшем положении, используется ли она в качестве антенны для приема радиопрограмм или в качестве антенны для двухсторонней передачи информации по радиотелефону.

Когда антенна используется только для приема радиопередач, антенну указанного типа можно установить только в двух различных положениях: в одном, по существу, вертикальном положении относительно крыши автомобиля, когда антенна находится в состоянии приема радиопередач, и в другом, по существу, горизонтальном положении относительно крыши автомобиля в процессе мойки машины с целью предотвращения повреждений антенны. В этом случае в соответствии с другим вариантом исполнения изобретения, показанным на фиг. 11, коаксиальные кольца 83, принадлежащие первому шарнирному элементу 6, имеют внутренний зубчатый венец 183, содержащий только два зуба. Аналогичным образом проводящий корпус 93 имеет два зуба 193, так что наружный зубчатый венец 193 и внутренний зубчатый венец 183 обеспечивают возможность направления и установки антенны только в двух положениях.

Выше было сказано, что еще одной целью изобретения является разработка такой конструкции антенны, которая позволяла бы также предотвратить кражу антенны, то есть предотвратить отсоединение стержня 2 от опорного основания 3, к которому он прикреплен. Признаки, иллюстрирующие достижение этой цели, показаны на фиг. 7, то есть, если стержень 2 вывинчивают из резьбового сквозного отверстия 373, в которое он ввинчен, и затем поднимают вверх в вертикальном направлении, показанном стрелкой 221, конический элемент 121 упирается в упругую перегородку 74, которая препятствует извлечению и отсоединению стержня 2. Действительно, перегородку 74 невозможно деформировать в направлении 221 под действием конического элемента 221, поскольку наличие проводящего корпуса 73, отличающегося высокой жесткостью, предотвращает какую-либо деформацию в этом направлении. Следовательно, невозможно расширить отверстие 471, и поэтому предотвращается проход назад конического элемента 121 и извлечение стержня 2.

Таким образом, антенна также обладает конструктивными признаками, позволяющими предотвратить кражу.

На фиг.9, подробно иллюстрирующей соединение между указанным первым шарнирным элементом 6 и основанием 3 антенны, можно видеть, что водонепроницаемое герметичное уплотнение в зоне канавки 31, которая находится ниже указанного первого шарнирного элемента 6 и, следовательно, в контакте с опорной поверхностью 4 антенны, обеспечивается за счет наличия прокладки 131, предпочтительно OR (oil resistant - маслостойкого) типа, которая устанавливается в кольцевую канавку 161, выполненную в корпусе 62 указанного второго шарнирного элемента 6.

Еще один вариант исполнения шарнирного соединения антенны представлен на фиг. 8, на котором можно видеть, что шарнирное соединение 50 содержит второй шарнирный элемент, обозначенный в целом поз. 60, в котором изолирующий барабан 710 оснащен упругой перегородкой 740, которая не выполнена как одно целое с корпусом барабана 710 из одной заготовки, а установлена в нем дополнительно, поскольку эта перегородка размещена в направляющих 741, выполненных в самом корпусе барабана и предназначенных для приема упругой перегородки 740.

В соответствии с вышесказанным ясно, что антенна согласно изобретению отвечает всем поставленным целям.

В процессе изготовления может быть выполнен ряд модификаций антенны, связанных с изменением ее формы, ее длины, ее размеров в целом.

Форма и размеры шарнирного соединения, которое обеспечивает присоединение стержня к основанию, могут изменяться, а также могут изменяться форма и размеры противолежащих и взаимодействующих элементов тех узлов, которые образуют шарнирное соединение.

В частности, что касается элементов, образующих шарнирное соединение, то они могут иметь любую форму, которая, в отличие от по существу цилиндрической формы, описанной выше, может быть сферической с тем, чтобы обеспечить возможность ориентирования стержня антенны в пространстве, но не только в плоскости.

В изобретении раскрывается антенна 1, содержащая стержень 2, присоединенный к опорному основанию 3 с помощью шарнирного соединения 5, образованного первым шарнирным элементом 6, жестко присоединенным к опорному основанию 3, и вторым шарнирным элементом 7, присоединенным к стержню 2. Указанные шарнирные элементы взаимодействуют друг с другом, поворачиваясь друг относительно друга, чтобы обеспечить возможность ориентирования стержня 2 антенны, и оснащены противолежащими и взаимодействующими средствами 163 и 173, предназначенными для обеспечения возможности фиксации стержня 2 в любом из достигнутых ориентированных положений. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Антенна, содержащая стержень, присоединенный к опорному основанию посредством шарнира, который образован первым шарнирным элементом, связанным с опорным основанием посредством соединительного средства, и вторым шарнирным элементом, присоединенным к стержню посредством другого соединительного средства, при этом первый и второй шарнирные элементы связаны между собой с возможностью поворота друг относительно друга с обеспечением возможности ориентирования стержня относительно опорного основания и оснащены противолежащими и взаимно ответными средствами, приспособленными для обеспечения возможности фиксации стержня в любом из его ориентированных положений, отличающаяся тем, что на концевой части стержня имеется резьбовой участок, а соединительное средство, принадлежащее второму шарнирному элементу, оснащено резьбовым отверстием, приспособленным для взаимодействия с резьбовым участком стержня и обеспечения при завинчивании стержня и упоре его конца в тело второго шарнирного элемента приведения во взаимодействие взаимоответных средств и фиксации стержня в выбранном положении. 2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что первый шарнирный элемент представляет собой корпус, изготовленный из проводящего материала, на одном конце которого имеется пара колец, коаксиальных друг другу и расположенных на некотором расстоянии друг от друга, а на противоположном конце имеется первое средство для присоединения первого шарнирного элемента к основанию антенны, и что второй шарнирный элемент содержит изолирующий барабан, имеющий по существу круглый профиль и образующий гнездо, в которое вставлен проводящий корпус, концы которого выступают в осевом направлении относительно изолирующего барабана и взаимодействуют с внутренней поверхностью коаксиальных колец первого шарнирного элемента, причем изолирующий барабан с возможностью вращения установлен в выемке, имеющей по существу круглый профиль и выполненной в первом шарнирном элементе в зоне, между коаксиальными кольцами, причем изолирующий барабан и проводящий корпус содержат второе соединительное средство для присоединения к стержню антенны, а противолежащие и взаимно ответные средства принадлежат коаксиальным кольцам и проводящему корпусу. 3. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что противолежащие и взаимно ответные средства включают первое противолежащее и взаимно ответное средство, образованное внутренним зубчатым венцом, выполненным на внутренней поверхности указанных коаксиальных колец первого шарнирного элемента, и второе противолежащее взаимно ответное средство, образованное наружным зубчатым венцом, выполненным на наружной поверхности проводящего корпуса и приспособленным для взаимодействия с внутренним зубчатым венцом первого шарнирного элемента, при этом зубчатые венцы имеют сопрягающиеся профили. 4. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что внутренний зубчатый венец первого шарнирного элемента и наружный зубчатый венец второго шарнирного элемента имеют каждый только два зуба, выполненных с возможностью ориентирования антенны в вертикальном направлении или в горизонтальном направлении относительно крыши автомобиля. 5. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что корпус первого шарнирного элемента имеет по существу цилиндрическую форму и оснащен первым средством для присоединения к основанию антенны, которое образовано кольцевым выступом, имеющим больший диаметр по сравнению с диаметром корпуса и выполненным на конце самого корпуса, причем указанный кольцевой выступ входит в соединение с защелкиванием с соответствующей кольцевой канавкой, выполненной в основании антенны. 6. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что второе средство для присоединения второго шарнирного элемента к стержню антенны включает резьбовое сквозное отверстие, просверленное в теле проводящего корпуса, и сквозное отверстие, коаксиальное с резьбовым сквозным отверстием и выполненное в упругой перегородке, которая имеется внутри изолирующего барабана и которая ограничивает гнездо, в которое вставлен проводящий корпус, причем эти сквозные отверстия предназначены для размещения соединительного концевого элемента стержня антенны, выполненного из проводящего материала, причем этот соединительный элемент вставлен в еще одно сквозное отверстие, выполненное в корпусе изолирующего барабана. 7. Антенна по п.6, отличающаяся тем, что концевой элемент содержит часть по существу цилиндрической формы, протяженную по существу в осевом направлении стержня и включающую в себя резьбовой участок и гладкий участок с меньшим диаметром по сравнению с диаметром резьбового участка и являющийся продолжением резьбового участка, и конический концевой элемент, диаметр основания которого превышает диаметр гладкого участка, на продолжении которого он расположен, причем указанный гладкий участок предназначен для размещения толщины упругой перегородки изолирующего барабана всякий раз, когда резьбовой участок соединяется с резьбовым сквозным отверстием проводящего корпуса и конический элемент упруго деформирует упругую перегородку, чтобы пройти внутрь нерезьбового отверстия упругой перегородки, причем наличие металлического проводящего корпуса предотвращает деформацию той же упругой перегородки в направлении, которое противоположно направлению предшествующей деформации, с тем, чтобы предотвратить отделение концевого элемента от второго шарнирного элемента. 8. Антенна по п.6 или 7, отличающаяся тем, что перегородка выполнена упругой за счет по меньшей мере одной сквозной прорези, выполненной в самой перегородке и сообщающейся со сквозным отверстием, просверленным в перегородке. 9. Антенна по п.6 или 7, отличающаяся тем, что упругая перегородка выполнена за одно целое с изолирующим барабаном. 10. Антенна по п.6 или 7, отличающаяся тем, что указанная изолирующая перегородка присоединена к изолирующему барабану путем вставки ее в направляющие, выполненные в самом изолирующем барабане. 11. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что корпус первого шарнирного элемента снаружи имеет кольцевую канавку, предназначенную для размещения уплотнительной прокладки, которая взаимодействует с натягом с опорным основанием, когда корпус первого шарнирного элемента присоединен.