專利名稱：用于天線的帶速度控制的機械式可控伸展系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及天線的自動伸展系統(tǒng)，更具體地說，涉及適用于輕便式電信設備的機械式動力系統(tǒng)。
可縮回的天線通常應用于輕便的電信設備中，例如便攜式電話，單體式電話和兩波段收音機。典型地，應用于輕便電信儀器中的可縮回天線需要在伸出時兩手操作。例如，當在一個單體式電話機上回答一個呼叫時，使用者必須打開這種按壓-開口的蓋，如果是這種裝配的話，用一只手拉出天線同時將電話握持于另一只手中，按壓一按鈕以回答呼叫，然后說話。這種多步驟的操作是很麻煩的，特別當使用者正攜帶著其它物品或者換句話說使用者很難用兩手伸展天線時更是如此。
已經(jīng)提出幾種結(jié)構(gòu)配置以用于操作小型、輕便式電信儀器的天線伸展工作。電動的或電機驅(qū)動的天線伸展裝置例如在車輛上和較大的通訊設備上被發(fā)現(xiàn)應用的這類裝置是不適于小型儀器的，因為這種電機和驅(qū)動機構(gòu)要求占用空間，還導致增加的重量和成本，并且還要從有限的電源亦即儀器電池取用足夠的電流。
還已經(jīng)提出了另外的機構(gòu)配置以用于輕便式電信儀器的天線之自動伸展裝置。例如，一個導引式螺旋壓縮彈簧結(jié)構(gòu)已被公開在同樣未審結(jié)的申請?zhí)枴?08/中，其由Charles A.Rudisill提出申請并用于一個可縮回的天線裝置，而且被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。另外線性的或可變系數(shù)的彈簧例如螺旋伸展彈簧也已被提出應用于天線伸展系統(tǒng)中。然而，既可采用線性彈簧又可采用可變系數(shù)之彈簧的彈簧伸展系統(tǒng)卻在其變形偏移時將一個比在其接近自由長度時明顯高的偏壓力作用于天線上。例如，假設一個天線以最小的預加彈簧力被偏壓在伸出位置上時，則在縮回時作用于天線上的力將是彈簧系數(shù)乘以其變形的積再加上所述預加的力。由這種彈簧產(chǎn)生的高合成偏壓力將導致天線當被釋放時以快速并實際上瞬間地伸出。如果使用者不太注意，則天線之高速伸展的末端將會打擊物體或操作人員，甚至或許是人的眼睛，進而引起嚴重的危害或傷害。
本發(fā)明就是針對如何克服上述的問題。亦即力圖提供一個用于輕便式電信儀器之天線的伸展系統(tǒng)，它應是小型的，重量輕的和制造低廉的并且為了其操作不需要輔助的動力源。而且還致力于提供一個如此的伸展系統(tǒng)，它可在擋爪被釋放操作時，使天線自動地以預定可控的速度伸出。
按照本發(fā)明的一個方面，一個天線的伸展系統(tǒng)包括一個本體件，其支承著天線于一伸出位置上和包圍著天線于縮回位置上以及一個可有選擇釋放的裝置以用于保持天線在縮回的位置上。該伸展系統(tǒng)還包括一個施加偏壓力的裝置，其在天線上施加使其朝向伸出的位置方向的偏壓力；和一個當天線從縮回移到伸出位置時，控制天線速度的裝置。
采用本發(fā)明的天線伸展系統(tǒng)之其它特征還包括在該天線上施加偏壓力的裝置是一個恒力彈簧，并具有一個可伸展的連接到天線一端上的端部。本發(fā)明天線伸展系統(tǒng)之再一特征包括當天線從縮回移到伸出位置時，控制其速度的裝置是一個可操作地連接到恒力彈簧上的旋轉(zhuǎn)運動阻尼器。


圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的伸縮式天線系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的橫截面視圖，其中表示出在伸出位置的天線；圖2是體現(xiàn)本發(fā)明之伸縮式天線系統(tǒng)的優(yōu)選實施例之立體圖，其中天線處于中間位置；圖3是體現(xiàn)本發(fā)明之伸縮式天線系統(tǒng)之優(yōu)選實施例的簡圖，其中天線處于縮回的位置上；和圖4是體現(xiàn)本發(fā)明之伸縮式體現(xiàn)系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施例的簡圖，其中天線處于縮回的位置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，一個用于天線12的伸縮系統(tǒng)10是在一個伸出位置如圖1所示，和一個縮回位置之間可移動的。其包括一個本體件14，例如一個單元的或移動的電話之殼體或框架，其當天線12于伸出位置時，可支承它，而當其(12)在縮回位置時，可保護性包圍住該天線12。最為理想的是，該天線12通過一個可容易操作的天線釋放裝置15而保持在該縮回位置上，該裝置15是可選擇操作的，例如一個彈簧加載的鎖鉤16，這在下面將作詳細描述。
采用本發(fā)明的天線伸展系統(tǒng)10包括一個裝置18，其用于在將天線總是朝伸出位置偏壓的方向上將一個偏壓力施加到該天線上。當天線釋放裝置15被啟動以將天線12從縮回位置釋放時，該施加一個偏壓力的裝置18就使天線12從縮回位置移動到伸出位置并保持天線12在該伸出位置上直到該天線12通過手動將天線12推入到本體件14中縮回為止。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該用于施加一個偏壓力的裝置18包括一個恒力彈簧20，例如一個被卷繞成一個螺旋形的扁平條帶，當該彈簧的一端頭被從該螺旋卷中展開時，其基本保持相同的直徑。該恒力彈簧可通過一個具有恒定值的偏壓力而與偏離的位置或位移無關(guān)。該恒力彈簧20還有一個端部在螺旋卷的中心處，其是可轉(zhuǎn)動地連接到本體件14上，例如通過一個端卷軸22；而可伸出的端部24被連接到天線12之下部或最靠近的端部上。這些彈簧是商業(yè)中可買到的，幾乎任何長度，寬度和彈性系數(shù)的都有，例如，由(美國)賓夕法尼亞(州)，臺爾佛(鎮(zhèn))，瓦爾坎彈簧及制造聯(lián)合公司(Pennsylvania,Telford,Vulcanspring&Mfg.Co)生產(chǎn)的CONFORCETM系列彈簧。作為優(yōu)選，用于施加偏壓力的裝置18可以包括一個可變彈性系數(shù)的彈簧，其具有如同恒力彈簧20一樣的形狀和結(jié)構(gòu)或其它適合的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該彈簧20具有多個等距間隔的孔26，其沿該彈簧20之預選的部分長度上，既僅可沿其一中心部分長度上，或者沿其整個長度上構(gòu)成。在一個舉例性的實施方案中，該彈簧20是一個恒力彈簧，其具有一個約0.11磅(Lbs)的恒力系數(shù)，寬度約為0.25英寸和長度約為6英寸，該彈簧在天線完全伸出時，其螺旋結(jié)構(gòu)可保留約1-1/2圈。
這樣，在本發(fā)明的這個優(yōu)選實施例中，該彈簧20之可伸展的端部24通過一連接件23連接到天線12之下邊的或最鄰近的端部上。該連接件23最好由一種非導電的塑料制成并被固定地連接到天線12和彈簧20兩者上，而且具有一個橫向延伸的導引銷25，其可沿著一個在本體14中限定的導引槽27滑動。該導引銷25可使天線12和彈簧20的可伸出端部24在天線12和彈簧20的伸出和縮回過程中保持相對的定位和對準。
重要的是，采用本發(fā)明的天線伸展相同10還包括一個控制裝置28，其用于天線12在由彈簧20施加的力作用下或扭矩作用下從縮回的位置到伸出的位置時控制移動的速度。在該優(yōu)選的實施例中，該天線速度控制裝置28包括一個旋轉(zhuǎn)運動阻尼器30，其具有多個圍繞一個粘性阻尼卷盤的圓周以等距間隔設置的盤齒32，該間距等于沿彈簧20上間置的孔26之間距。
上述類型的旋轉(zhuǎn)運動阻尼器被典型地應用于控制這類裝置如絕緣子螺腳，煙灰缸和手套箱之開啟或關(guān)閉速率的自動式工業(yè)產(chǎn)品中。這種旋轉(zhuǎn)運動阻尼器是可從多種商業(yè)來源買到的，例如可從Global,Automotive及Specialty Components group,Glenview,Illinois的ITW Deltar/shakeproof部門買到。其它運動阻尼器，例如線性運動阻尼器也可以用于構(gòu)成控制天線速度的裝置28。然而，線性運動阻尼器是通常不大希望的，因為它們有較大長度和操作空間的需求。
作為優(yōu)選，該轉(zhuǎn)動阻尼器30被安裝在本體件14上并且直接位于彈簧20下方與彈簧20之伸出部分對準的位置上，這樣以使彈簧20接觸該粘性阻尼器30的盤軸；進而，盤齒32適宜地和構(gòu)成在彈簧20中的孔26相嚙合。作為希望，一個校準導引結(jié)構(gòu)例如一個銷柱34從本體件14的一側(cè)面向外延伸并被定位于靠近該粘性阻尼器30之盤齒32的位置以確保天線12和彈簧20之伸出和縮回過程期間盤齒32連續(xù)嚙合在孔26中。
在這個優(yōu)選實施例中，轉(zhuǎn)動阻尼器30被選定提供一個在250轉(zhuǎn)/分(rpm)時約0.11磅(Lbs)的阻尼力，亦即當一個具有0.11磅之彈性系數(shù)的恒力彈簧驅(qū)動時，一個足以控制或限制天線12的伸出速度為約3英寸/秒之希望速率的力。這個配置結(jié)構(gòu)是特別有優(yōu)點的，因為該粘性阻尼器的阻尼力是取決于速度的，也就是說，該阻尼器之轉(zhuǎn)動元件的旋轉(zhuǎn)速度越快，阻尼也就越大。這種特性尤其重要，因為它提供了當通過彈簧20伸出時給予特性12的阻尼作用或者說抵抗天線12快速伸出的阻力，但是卻不會明顯地妨礙在天線12使用后相對較慢的手動縮回。
作為優(yōu)選，用于當天線12從縮回位置移動到伸出位置時控制天線12之速度的裝置28包括一個彈簧加載的、可回轉(zhuǎn)安裝的摩擦件36，如圖3所示，其被偏壓以施加一個摩擦阻力于天線12的外表面上。由該偏壓摩擦件36在天線12上產(chǎn)生的摩擦力是在伸出時以天線12之速度的函數(shù)增加的，但在縮回時卻是減小的，因為，天線12的向下運動傾向于使摩擦件36移離天線表面。
在另一優(yōu)選配置的方案中，用于當天線12從縮回位置移動到伸出位置時，控制天線12之速度的裝置28包括一個螺旋形壓縮彈簧38，它對中地安裝在天線12之周圍，如圖4所示。在該結(jié)構(gòu)方案中，螺旋壓縮彈簧38是按要求被選定為具有線性或可變的、取決于位移的彈性系數(shù)值，目的是當該螺旋彈簧38被完全壓縮時，亦即彈性12完全伸出時，它的合力還僅僅稍小于恒力彈簧20之力值。于是，在由恒力彈簧20提供的恒定壓力之作用下，當天線伸出時，由壓縮彈簧38提供的相對上述伸出的阻力在開始時是很小的，但在天線12伸出期間卻以一個線性或可變的系數(shù)增加，因此，隨著天線12接近于伸出的位置而趨向于使天線12的速度降低。如上所述，在伸出的位置上，這些相反的彈簧力應該近似相等，同時恒力彈簧20的偏壓力略大一些以確保提供一個使天線12有效保持在伸出位置的合力。
作為優(yōu)選方案，施加一個偏壓力于天線12上的裝置18可以包括一個可變系數(shù)的彈簧。在這一結(jié)構(gòu)方案中，要求該螺旋壓縮彈簧38的彈性系數(shù)略小于偏壓天線12的可變系數(shù)的彈簧之值，以確保隨后作用于天線12上的力足以使天線12保持在伸出的位置上。
用于使天線有選擇地保持在縮回位置的裝置15，如前所述，按要求是一個彈簧加載的擋爪16。在該優(yōu)選實施例中，該擋爪16具有一個適合于和連接件23上導引銷25嚙合的端部，如圖1和2所示。作為優(yōu)選方式，如圖3和4所示，天線12具有一個鎖扣40或止槽，其構(gòu)成在天線12的外表面上并位于靠近最末端的位置上。在另一個結(jié)構(gòu)配置中，該擋爪16可以是一個彈簧加載的按鈕或控制桿，分別如圖所示，或者它也可以機械方式互連一個按壓蓋或者一個輕便電話的其它可移動件，目的是當該移動件被操作時，擋爪16可自動地移動到其釋放位置。當被釋放時，該彈簧20就驅(qū)動天線12以一速率或速度到達伸出的位置，而該速度是通過當天線12從縮回位置到伸出位置移動時控制其速度的裝置28調(diào)定的。
雖然接合優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作出了說明，但由此本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會想到可以對旋轉(zhuǎn)阻尼器30與恒力彈簧20的組合配置作出改型和可以采用其它的天線釋放擋爪結(jié)構(gòu)，同時滿足特定狀態(tài)的性能要求，即以機械方式提供一個使天線12伸出的偏壓力并在伸出期間控制或調(diào)定天線12的速度，然而這些都不能脫離本發(fā)明的構(gòu)思范圍。因而，這些改型必將落入所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點將可以從對本公開內(nèi)容、附圖以及所附權(quán)利要求的研究中獲得。
權(quán)利要求
1．一種伸展系統(tǒng)包括一天線，該天線可在伸出位置與縮回位置之間有選擇地移動；一本體件，它適合于在伸出位置時支承住天線并在縮回位置時保護性地圍住天線；一個用于將天線保持在縮回位置的裝置；一個用于在天線上施加偏壓力并可使其移動的裝置，其偏壓天線朝向伸出的位置方向并當所述用于將天線保持在縮回位置的裝置被釋放時使天線從縮回位置移動到伸出位置；一控制裝置，用于當天線從縮回位置到伸出位置移動時控制天線的速度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于該天線具有一個外表面和一個構(gòu)成在該外表面上一預定位置的鎖扣；用于使天線保持在縮回位置的裝置，該裝置包括一個可手動操作的擋爪，該擋爪被壓向一個使其與天線外表面上的鎖扣相嚙合的位置并且在將擋爪沿離開被偏壓的位置方向移動時，該擋爪就移離與鎖扣嚙合的位置。
3．據(jù)權(quán)利要求1所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述在天線上施加一偏壓力的裝置包括一恒力彈簧，該彈簧具有一個可轉(zhuǎn)動連接到所述本體件上的端部和一個可伸出的連接到天線之近端的端部。
4．據(jù)權(quán)利要求3所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述本體件包括一個預定的導引槽，而且本系統(tǒng)還包括一個連接到所述恒力彈簧之可伸出端部和天線之靠近端部的連接件，并且還具有一個適合于和本體件之預定導引槽可滑動相嚙合的導引銷。
5．據(jù)權(quán)利要求3所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述恒力彈簧具有一個預定的長度和多個等間距設置的并在彈簧之預先選定的部分長度上制成的小孔；所述用于控制天線速度的裝置包括一個旋轉(zhuǎn)運動阻尼器，該阻尼器具有多個其上構(gòu)成并適合于和彈簧中制成的小孔相嚙合的盤牙。
6．據(jù)權(quán)利要求1所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述用于在天線上施加一偏壓力的裝置包括一個可變系數(shù)的彈簧，該彈簧具有一個可移動的連接到天線之近端的端部。
7．據(jù)權(quán)利要求1所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述的用于當天線從縮回位置移動到伸出位置時控制天線速度的裝置包括一個轉(zhuǎn)動阻尼器，該阻尼器可操作地連接到所述用于在天線上施加一恒定偏壓力的裝置上。
8．據(jù)權(quán)利要求1所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述天線具有一個外表面和所述用于當天線從縮回位置移動到伸出位置時控制天線速度的裝置包括一個摩擦制動裝置，該制動裝置與天線的外表面處于操作接觸，并適合于當天線朝伸出位置移動時提供一作用于外表面的阻力。
9．據(jù)權(quán)利要求1所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述在天線上施加一偏壓力的裝置包括一恒力彈簧，該彈簧具有一個預定的力值和一個可伸出的連接到天線之近端的端部；所述控制天線速度的裝置包括一個螺旋壓縮彈簧，該螺旋壓縮彈簧適合于在天線上提供一個其方向是使天線朝縮回位置偏壓的偏壓力；所述螺旋壓縮彈簧當天線在伸出位置時的偏壓力具有一個小于所述恒力彈簧之預定力值的數(shù)值。
10．據(jù)權(quán)利要求1所述的伸展系統(tǒng)，其特征在于所述在天線上施加一偏壓力的裝置包括一個可變系數(shù)的彈簧，該彈簧具有一個可預定的系數(shù)值和一個可伸出的并連接到天線之近端的端部；所述控制天線速度的裝置包括一個螺旋壓縮彈簧，該彈簧適合于提供一個其方向是使天線朝縮回位置偏壓的偏壓力；該螺旋壓縮彈簧當天線在伸出位置時的偏壓力具有一個小于所述可變系數(shù)的彈簧之預定力值的數(shù)值。
全文摘要
一天線數(shù)值系統(tǒng)包括一個施加偏壓力的裝置(20),其在天線(12)上施加偏壓以使其朝向伸出位置;和一個阻尼器(30,32),其用于當天線在一彈簧偏壓力作用下從縮回位置移動到伸出位置時控制天線的速度。該天線伸展系統(tǒng)可解決天線在小型移動式電信儀器中不可控的瞬時伸出問題。該阻尼器可以是旋轉(zhuǎn)型或彈簧式或摩擦型的。
文檔編號H01Q1/10GK1223744SQ9719586
公開日1999年7月21日 申請日期1997年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月1日
發(fā)明者J·C·菲利普斯 申請人:艾利森公司