专利名称：电动伸缩式天线驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装在(例如)汽车等车辆上的电动伸缩式天线驱动装置，尤其涉及利用给进辊直接沿纵向移送天线杆，天线伸缩动作(升降动作)的电动伸缩式天线驱动装置。
原有的这种电动伸缩式天线驱动装置用(例如)特开昭59-27603号公报中记载的装置。这种电动伸缩式天线驱动装置由与安装在电动机上的蜗轮传动装置中的啮合蜗轮与该蜗轮共轴设置的第1凹槽滚轮、以及通过由弹簧等构成的压力接触装置安装在与第1凹槽滚轮斜向相对位置上的第2及第3凹槽滚轮构成。而且利用由弹簧等构成的压力接触装置的接触压力，使上述三个凹槽滚轮紧密地接触在天线拉杆的外周面上，同时利用电动机的旋转力使滚轮旋转，从而使天线拉杆沿纵向移动，进行伸缩动作(升降动作)。
可是这种电动伸缩式天线驱动装置具有这样的缺点，即由弹簧等构成的压力接触装置所产生的接触压力，很难向天线拉杆的外周面传递有效的移送作用力。因此，例如当天线杆的外周面上有水或油等附着时，滚轮和天线拉杆之间打滑，存在不能稳定移送天线杆的问题。
如上所述，原有的电动伸缩式天线驱动装置存在其滚轮与天线杆之间容易打滑、移送天线杆时缺乏稳定性、缺乏实用性等问题。
本发明的目的是提供一种如下所述的电动伸缩式天线驱动装置。
(1)滚轮和天线杆之间难以产生打滑现象，能稳定地移送天线杆的电动伸缩式天线驱动装置。
(2)备有滚轮压力接触装置，能使滚轮的外周面容易且可靠地配合在天线杆的外周面上、并能以强力使滚轮和天线杆接触的电动伸缩式天线驱动装置。
(3)滚轮压力接触装置的机械结构简单、制造容易的电动伸缩式天线驱动装置。
(4)备有呈小型化形态的滚轮压力接触装置的电动伸缩式天线驱动装置。
为了达到上述目的，本发明的电动伸缩式天线驱动装置的结构如下。
(1)本发明的电动伸缩式天线驱动装置通过使天线杆沿纵向移动，进行伸缩动作，该电动伸缩式天线驱动装置备有有驱动轴的电动机；安装在该电动机驱动轴上的蜗杆；与该蜗轮传动装置啮合的一对蜗轮；分别受到该一对蜗轮的旋转力的作用而旋转、使天线杆沿纵向移动的一对滚轮；以及将该一对滚轮压在天线杆的外周面上的滚轮压力接触装置。
(2)本发明的电动伸缩式天线驱动装置是上述(1)所述的装置，而且上述滚轮压力接触装置是由臂和弹簧构成的臂至少与上述滚轮之一对应设置，其前端支撑在自由旋转的滚轮的轴上，臂的本身也能以其端部为中心自由旋转；还有压力弹簧，用来与上述滚轮压接。
(3)本发明的电动伸缩式天线驱动装置是上述(1)所述的装置，而且上述滚轮压力接触装置由下述构件构成使上述一对滚轮在各自转轴上的一端彼此以一定的间隔固定并对其支持的弹性板；以及能以使上述一对滚轮的各自的转轴的另一端彼此向贴近方向位移、由中间弯曲部位施加作用力的板簧。
(4)本发明的电动伸缩式天线驱动装置是上述(1)所述的装置，且上述滚轮压力接触装置是这样构成的，即通过弹性构件设有一对将圆环形滚轮安装在转轴上的滚轮，该一对滚轮相对配置，滚轮的外周面彼此之间相隔一个比天线杆的外径小的一定的间隙，从而将上述天线杆的两侧面夹持在上述相对的一对滚轮部的外周面之间。
采用上述(1)一(4)的装置的结果，分别具有下述作用。
(1)在本发明的电动伸缩式天线驱动装置中，由与蜗杆啮合的一对蜗轮分别各自将旋转力传递给各滚轮而使其旋转，因此滚轮的旋转力是有效的移送力，能高效且可靠地传递到天线杆的外周面上。因此滚轮和天线杆之间很难打滑，从而天线杆能稳定移动。
(2)在本发明的电动伸缩式天线驱动装置中，具有与上述(1)所述装置同样的作用，而且伴随自由转动臂的转动，使滚轮受力，接触压在天线杆的外周面上，因此滚轮的外周面容易且准确地配合在天线杆的外周面上，两者之间能以强力互相接触。
(3)在本发明的电动伸缩式天线驱动装置中，具有与上述(1)所述的装置同样的作用，而且利用支持各滚轮的转轴两端的支持构件本身的弹力作用，使滚轮受力，接触压在天线杆的外周面上，因此不需要另外安装弹簧构件，就能使滚轮压力接触装置的结构简单，从而也使移动天线杆的整体机构结构简单。
(4)在本发明的电动伸缩式天线驱动装置中，具有与上述(1)所述的装置同样的作用，而且利用安装在滚轮本身上的弹性构件的弹力作用，使滚轮受力，压在天线杆的外周面上，因此不需要在滚轮周边准备设置弹簧构件用的空间，使得滚轮压力接触装置成为极其小型化的装置。
图1是表示本发明的第1实施例中的电动伸缩式天线驱动装置的结构的正视图。
图2是表示本发明的第1实施例中的电动伸缩式天线驱动装置的结构的俯视图。
图3是表示本发明的第2实施例中的电动伸缩式天线驱动装置的结构的正视图。
图4是表示本发明的第2实施例中的电动伸缩式天线驱动装置的结构的俯视图。
图5是表示本发明的第3实施例中的电动伸缩式天线驱动装置的结构的正视图。
图6是表示本发明的第3实施例中的电动伸缩式天线驱动装置的结构图，是沿图5中的VI-VI线的剖面图。
图7-图9是上述实施例中使用的天线拉杆移动用滚轮的压力与天线拉杆所受移动力(驱动力的比较实验说明图。
图7是表示只用一侧滚轮驱动，由另一侧滚轮施加压力的单侧滚轮驱动方式的实验形态的模式图。
图8是表示两侧滚轮同时驱动，由一侧滚轮施加压力的双侧滚轮驱动方式的实验形态的模式图。
图9是表示采用上述单侧滚轮驱动方式及双侧滚轮驱动方式对不同材质的滚轮进行比较实验的结果曲线图。
第1实施例图1及图2分别是表示本发明的第1实施例中的电动伸缩式天线驱动装置10的结构的正视图和俯视图。电动机1供给沿纵向移动的单杆细径天线杆用的驱动力。蜗杆2安装在该电动机1的转轴上。一对蜗轮3a及3b沿两个方向相对啮合在上述蜗杆2的外周面上。一对第1齿轮4a及4b分别与蜗轮3a及3b形成一个整体，同轴设置，并与蜗轮3a及3b同步旋转。一对第2齿轮5a及5b分别与第1齿轮4a及4b啮合。一对凹槽滚轮6a及6b分别与第2齿轮5a及5b形成一个整体，同轴设置，与第2齿轮5a及5b同步旋转。沿凹槽滚轮6a及6b各自的外周面的中线有槽R。该槽R的截面形状呈圆弧状，其曲率半径比天线拉杆A的半径小一些。上述部分是该电动伸缩式天线驱动装置10的基本结构要素。
上述电动伸缩式天线驱动装置10除了上述基本结构要素外，还有滚轮压力接触装置X，它用来将一个滚轮6b压在天线拉杆A的外周面上。
滚轮压力接触装置X是由呈型的臂11和弹簧12构成，臂11的两端支撑在自由旋转的滚轮6b的枢轴上，本身也能以其两端为中心自由旋转，上述弹簧12用来对该臂11施加旋转力。呈型的臂11的端部支承在蜗轮3b和第1齿轮4b的共用枢轴7上，其前端能以转动。弹簧12是螺旋状的弹簧，它以被压缩的状态安插在臂11的前端和固定端13之间。支承第2齿轮5b和滚轮6b用的共用轴8安装在型臂11的前端部位(在本实施例中大致在中间部位)。
以下参照图1及图2说明利用以上结构的电动伸缩式天线驱动装置10移动天线杆A的工作原理。根据来自图中未示出的控制部的电信号，使电动机1沿规定方向运转，该电动机1的旋转力通过安装在该电动机1的转轴上的蜗杆2、蜗轮3a及3b、第1齿轮4a及4b、第2齿轮5a及5b、以及凹槽滚轮6a及6b，传递到天线拉杆A上。
这时，将端部支承在枢轴7上的臂11利用压缩状态下的弹簧12的恢复力，如图中的箭头所示，向天线拉杆A的方向产生一规定大小的位移。因此，支承在臂11上的自由旋转的凹槽滚轮6b以足够大的压力接触在天线拉杆A的外周面上。其结果，天线拉杆A的外周面被一对凹槽滚轮6a及6b上的槽R从两侧牢固夹持。另外，与蜗轮传动机构2啮合的一对蜗轮3a及3b分别各自将旋转力传递给两个凹槽滚轮6a及6b，并使其旋转，因此滚轮6a及6b的旋转力是有效的移送力，能以高效可靠地传递到天线拉杆A的外周面上。
因此，在移动天线拉杆A时，凹槽滚轮6a及6b与天线拉杆A之间几乎不产生打滑现象。因此天线拉杆A根据电动机1的旋转方向，向规定的方向稳定的移动，进行灵活的伸缩动作。
在本实施例中，凹槽滚轮6a及6b随同自由旋转的臂11的转动而被压在天线拉杆A的外周面上，因此凹槽滚轮6a及6b的外周面便于和天线杆A的外周面准确配合。
在上述第1实施例中，弹簧12以被压缩的状态位于臂11和固定端13之间，但弹簧12也可以设置成向臂11施加拉力的状态，使臂11向天线拉杆一侧位移。在上述第1实施例中，给出了将滚轮压力接触装置X对应于一个滚轮6b的配置的情况，但也可以分别对应于两个滚轮6a及6b配置。
第2实施例
图3及图4是分别表示本发明的第2实施例中的电动伸缩式天线驱动装置20的结构的正视图及俯视图。该电动伸缩式天线驱动装置20备有与第1实施例相同的基本结构要素，另外备有如下所述的滚轮压力接触装置Y。
滚轮压力接触装置Y由弹性板22和板簧24构成，该弹性板22以一定的间隔固定支持着一对第2齿轮5a及5b的转轴的一端21a及21b，上述板簧24的中间部分呈弯曲状态，将由这种弯曲所产生的弹力作用在上述转轴各自的另一端23a及23b上，使两者向互相靠近的方向位移。弹性板22的中间部位固定在图中未示出的固定端上。
其次，参照图3及图4说明第2实施例中的电动伸缩式天线驱动装置20对天线拉杆A的移送工作原理。与第1实施例一样，电动机1的旋转力通过蜗轮传动装置2、蜗轮3a及3b、第1齿轮4a及4b、第2齿轮5a及5b、以及凹槽滚轮6a及6b传递到天线拉杆A上。
这时，转轴的一端部21a及21b由弹性板22以所允许的某种程度的倾斜状态支持固定。转轴的另一端部23a及23b受到板簧24施加的位移力的作用，该位移力的方向指向使上述两端部23a及23b彼此互相靠近的方向，即指向互相接近天线拉杆A一侧的方向。因此凹槽滚轮6a及6b以足够大的压力接触在天线杆A的外周面上。因此凹槽滚轮6a及6b对天线拉杆A的紧密接触力强，移送天线杆A时，凹槽滚轮6a及6b与天线杆A之间不会打滑。通过适当地改变板簧24的弯曲度、厚度、宽度等，可以使凹槽滚轮6a及6b对天线拉杆A的接触压力达到最佳值。
在本实施例中，滚轮压力接触装置Y是以两块板簧为主体构成的，因此与使用螺旋弹簧的情况相比较，具有机械结构简单，制造容易的优点。
第3实施例图5及图6是表示本发明的第3实施例中的电动伸缩式天线驱动装置30的结构图，图5是正视图，图6是沿图5中的VI-VI线的剖面图。该电动伸缩式天线驱动装置30备有与第1实施例相同的基本结构，另外还备有如下所述的滚轮压力接触装置Z。
滚轮压力接触装置Z采用下述结构作为一对滚轮6a及6b，即将经过淬火的圆环状的凹槽滚轮33a及33b，分别通过橡胶缓冲垫(弹性构件)32a及32b，安装在第2齿轮5a及5b的各个轴31a及31b上。凹槽滚轮33a及33b的各个槽口34a及34b内进行过防滑滚花处理。上述各槽34a及34b的截面形状不限于圆弧状，也可以是V形的。第2齿轮5a及5b的转轴35a及35b的两端用固定板36及37固定。滚轮33a和33b对面一侧的槽口34a和34b之间的间隙G设定得比天线杆A的直径小。
其次，参照图5及图6说明第3实施列中的电动伸缩式天线驱动装置30移动天线杆A的工作原理。与第1实施力相同，电动机1的旋转力通过蜗轮传动装置2、蜗轮3a和3b、第1齿轮4a和4b、第2齿轮5a和5b、以及凹槽滚轮部33a及33b，传递到天线拉杆A上。
在本实施例中，滚轮槽口34a和34b之间的间隙G设定得比天线杆A的外径小，因此天线杆A被夹持在滚轮槽34a和34b之间后，橡胶缓冲垫32a和32b受到挤压，滚轮33a及33b沿图6中的箭头所示的方向扩展，其弹力的反作用力使对天线拉杆A的接触压力增大。
通过适当地设定滚轮间隙，以及橡胶缓冲垫32a及32b的硬度等，可以使凹槽滚轮部33a及33b对天线拉杆A的接触压力达到最佳值。
在上述的第3实施例中，说明了在凹槽滚轮部33a及33b的各槽34a及34b内进行了防滑用的滚花加工的例子，但根据使用条件的不同，也可以不进行滚花加工。
在上述第1、第2及第3实施例中，天线杆是以单杆细天线杆为例，但也可以是多级伸缩式的天线杆。即滚轮压力接触装置X、Y、Z可以有弹性地夹持任何一种天线杆，滚轮间隔可以根据天线杆的直径大小变动，而且该间隔越大，对天线杆的接触压力越大，所以不限于只升降单杆细天线杆，也能用作多级伸缩式天线杆的驱动装置。
图7-图9是与滚轮压力接触装置所产生的滚轮接触压力相对应的天线杆所受的移送力(驱动力)的对比实验说明图。供比较实验用的滚轮材料是橡胶和缩醛树脂两种，用下述方法对它们进行比较实验。缩醛树脂的化学结构式为-(CH2-O)n1-Xn2-(CH2-O)n3-Xn4-(X共聚单体)已知它是一种耐摩性、耐热性、耐化学药品性等好的材料。
如图7所示，只驱动一个滚轮6a，从另一个滚轮6b一侧施加压力P(称为单侧滚轮驱动方式)；如图8所示，同时驱动两个滚轮6a及6b，从滚轮6b一侧施加压力P(称为两侧驱动方式)。对上述两种情况进行了实验。
图9是表示上述实验结果的曲线图。V1是采用缩醛树脂作为滚轮的材料，并采用单侧驱动方式进行驱动时的特性曲线。V2是用缩醛树脂作为滚轮的材料，并采用两侧驱动方式进行驱动时的特性曲线。W1是用橡胶作为滚轮的材料，并采用单侧驱动方式进行驱动时的特性曲线。W2是用橡胶作为滚轮的材料，并采用两侧驱动方式进行驱动时的特性曲线。
根据该结果可知，在采用第1、第2及第3实施例所示的装置和同一条件下，采用两侧驱动方式驱动时，比用单侧驱动方式驱动的移送力大，而作为滚轮的材料，采用缩醛树脂时，移送力能与压力的增大成正比稳定增大。
实施例的总结现将上述实验例中所述的“电动伸缩式天线驱动装置”的结构及动作效果总结如下。
〔1〕实施例中所示的电动伸缩式天线驱动装置如第1-第3实施例所示，通过使天线杆A沿纵向移动，而使天线进行升降动作的电动伸缩式天线驱动装置(10、20、30等)备有电动机1；安装在该电动机1的驱动轴上的蜗杆2；与该蜗杆2啮合的一对蜗轮3a及3b；分别受该一对蜗轮3a及3b的旋转力的作用而旋转，使天线杆A沿纵向移动的一对滚轮6a及6b；以及将该一对滚轮6a及6b压在天线杆A的外周面上的滚轮压力接触装置(X、Y、Z等)。
在上述电动伸缩式天线驱动装置(10、20、30等)中，各滚轮6a及6b各自分别受到与蜗杆2啮合的一对蜗轮3a及3b的旋转力的作用而旋转，因此滚轮6a及6b的旋转力是有效的移送力，高效且可靠地传递到天线杆A的外周面上。从而在滚轮6a及6b与天线杆之间很难打滑，天线杆能被稳定移送。
〔2〕实施例中所示的电动伸缩式天线驱动装置是上述〔1〕中所述的装置，特别是滚轮压力接触装置X如第1实施例中的装置10所示，它由臂11和弹簧12构成，该臂11至少与一个滚轮6b对应设置，以其端部为中心自由旋转，其前端支撑在自由旋转的滚轮6b的轴上，臂11本身也能以其端部为中心自由旋转；上述弹簧12将转动力作用在臂11上，使滚轮6b接触压在天线杆A的外周面上。
在该电动伸缩式天线驱动装置10中，各滚轮6a及6b与上述〔1〕中的装置一样，各自分别受到与蜗杆2啮合的一对蜗轮3a及3b的旋转力的作用而各自进行旋转，因此滚轮6a及6b的旋转力是有效移送力，被稳定且可靠地传递到天线杆A的外周面上。另外，滚轮6a及6b随同自由旋转臂11的转动而压在天线拉杆A的外周面上，因此滚轮6a及6b的外周面能容易而准确地配合在天线杆A的外周面上，而且两者以强力互相挤压接触。
〔3〕实施例所示的电动伸缩式天线驱动装置是上述〔1〕中所述的装置，特别是滚轮压力接触装置Y是由弹性板22和板簧24构成，该弹性板22用来以一定的间隔分别支持并固定一对滚轮6a及6b的两个转轴的一端21a及21b；上述板簧24的中间弯曲部蓄积弹性势能，它使一对滚轮6a及6b的两个转轴的另一端23a及23b彼此朝向互相接近的方向位移。
在该电动伸缩式天线驱动装置20中，各滚轮6a及6b与〔1〕中的装置一样，各自分别承受与蜗杆2啮合的一对蜗轮3a及3b的旋转力的作用而旋转，因此滚轮6a及6b的转动力是有效的移动力，被稳定且可靠地传递到天线杆A的外表面上。特别是利用支持各滚轮6a及6b的转轴两端的支持构件本身的弹力作用，滚轮6a及6b能被压在天线杆A的外周面上，所以不需要另外安装其它弹簧构件，使得滚轮压力接触装置Y的结构简单化，进而也使移动天线杆A的机构的结构简单化。
〔4〕实施例所示的电动伸缩式天线驱动装置是上述〔1〕中所述的装置，特别是滚轮压力接触装置Z如第3实施例中的装置30所示，它是这样构成的；即设有一对滚轮6a及6b，它们是通过弹性构件32a及32b，将圆环状的滚轮部33a及33b安装在转轴上构成的，将该一对滚轮6a及6b相对配置，使滚轮33a与33b的外周面彼此之间相隔一定的、比天线杆A的外径小的间隙，将天线杆A的两侧面夹持在上述相对的滚轮33a及33b的外周面之间。
在该电动伸缩式天线驱动装置中，各滚轮6a及6b与〔1〕中的装置一样，各自分别承受与蜗杆2啮合的一对蜗轮3a及3b的旋转力的作力而旋转，因此滚轮6a及6b的旋转力是有效的移送力，被稳定且可靠地传递到天线杆的外周面上。特别是利用滚轮本身带有的弹性构件32a及32b的弹力，滚轮33a及33b能压在天线杆A的外周面上，因此不需要为了在滚轮周边设置弹性构件准备空间，从而使滚轮压力接触装置Z小型化；进而也使天线杆移动机构小型化。
〔5〕实施例所示的电动伸缩式天线驱动装置，例如第1实施列或第2实施例所述的电动伸缩式天线驱动装置10、20中的一对滚轮6a及6b的至少与天线杆A接触的部分是用缩醛树脂制成的。
在该电动伸缩式天线驱动装置中，由于一对滚轮6a及6b采用缩醛树脂的结果使得天线杆A受到的移送力的确能以稳定地与滚轮压力接触装置Z产生的各接触压力按正比增大，能有效地防止滚轮6a及6b与天线杆A之间的打滑。
权利要求
1.一种电动伸缩式天线驱动装置，它通过沿纵向移动天线杆使天线进行伸缩动作，该电动伸缩式天线驱动装置的特征在于备有有驱动轴的电动机；安装在该电动机驱动轴上的蜗杆；与该蜗杆啮合的一对蜗轮；分别受该一对蜗轮的旋转力的作用而旋转、沿纵向移送天线杆的一对滚；以及将该一对滚轮压在天线杆的外周面上的滚轮压力接触装置。
2.权利要求1所述的电动伸缩式天线驱动装置，其特征在于上述滚轮压力接触装置由臂和弹簧构成，该臂至少与上述一个滚轮对应设置，其前端部支撑在自由旋转的滚轮的轴上，臂的本身也能以其端部为中心自由旋转，上述弹簧对该臂施加转动力，将上述滚轮压在天线杆的外周面上。
3.权利要求1所述的电动伸缩式天线驱动装置，其特征在于上述滚轮压力接触装置是由弹性板和板簧构成的，该弹性板以一定的间隔固定地支持着上述一对滚轮各自的转轴的一端；上述板簧的中间弯曲部蓄积弹性势能，使上述一对滚轮的各自转轴的另一端部彼此朝向互相接近的方向位移。
4.权利要求1所述的电动伸缩式天线驱动装置，其特征在于上述滚轮压力接触装置设有通过弹性构件将圆环状的滚轮部安装在转轴上而构成的一对滚轮，将该一对滚轮相对配置，使上述滚轮部的外周面彼此之间相隔一定的且比天线杆的外径小的间隙，从而将天线杆的两个侧面夹持在上述相对的一对滚轮部分的外周面之间。
全文摘要
电动伸缩式天线驱动装置备有电动机；安装在该电动机驱动轴上的蜗杆；与该蜗杆啮合的蜗轮；受该一对蜗轮的旋转力的作用而旋转、沿纵向移送天线杆的一对滚轮；以及将该一对滚轮压在天线杆外周面上的滚轮压力接触机构，该机构由臂和弹簧构成，该臂至少与上述一个滚轮对应设置，其前端支撑在自由旋转的滚轮的轴上，臂的本身也能以其端部为中心自由旋转；上述弹簧对该臂施加转动力，将上述滚轮压在天线杆的外周面上。
文档编号H01Q1/10GK1118525SQ9511666
公开日1996年3月13日 申请日期1995年8月30日 优先权日1994年8月30日
发明者新川正己 申请人:原田工业株式会社