图1所示为一例收放式车顶天线10的枢轴转动安装部分的具体结 构。天线座12用来固定天线杆11。与天线座12相连的连接组件13布 置在天线杆11的下端。
连接组件13由一个带底的圆筒件构成，其轴与天线杆11的中轴 正交。如图2所示，圆筒件底部的内表面上有一对半球形凸部131、131， 它们相对于中心彼此分开180°。这些凸部131、131用来给天线杆的转 动提供喀哒感。带底的圆筒件的底部外表面用作接线部分(图中未示 出)以便输送天线杆11所获得的天线信号。
此外，为了将连接组件13安装到枢轴上以便转动，必须要有一对 枢轴支撑12a、12b从而正对着天线座12的上部。一枢轴支撑12a上 有一轴向为正对方向的圆孔121。另一个枢轴支撑12b其与圆孔121 相对的内表面上有一个接线部分122，该接线部分122与连接组件13 的接线部分接触并与之电气相连。
将连接组件13布置在枢轴支撑12a和12b之间，同时将一个O型 环23插在连接组件13的接线部分和枢轴支撑12b的接线部分122之 间，再使棘筒14从枢轴支撑12a的圆孔121穿过这个带底的筒形件的 开口。
棘筒14上有一个板子14a，其嵌在带底筒件的底部外表面上。板 子14a例如可通过压制形成，其上有多对圆孔141，这些圆孔141在位 置上对应于凸部131的喀哒位置。
在棘筒14未嵌板子14a的开口侧的外周面的端部附近以及枢轴支 撑12a的圆孔121内表面上分别形成有凹凸形，它们之间相互配合以 便在垂直于圆孔121中轴的表面上压制棘筒14的转动。
卷簧15从棘筒14的开口侧穿过垫片16。此外还要与棘筒14一样， 将一个垫片17插到枢轴支撑12a的圆孔121中，在垂直于圆孔121中 轴的表面上压制垫片17的转动。
在这种情况下，螺栓18穿过垫片17、卷簧15、垫片16、棘筒14 的板子14a以及枢轴支撑12b的接线部分。然后在枢轴支撑12b的外 表面，通过波纹垫19、垫片20以及弹簧垫片21将螺栓18的端部紧固 住，从而形成枢轴转动部分。
在该结构中，连接组件13的凸部131、131装配到棘筒14的板子 14a上一对圆孔141上并与之接触。
装配时，卷簧15的弹力形成喀哒力矩。通过波纹垫19的弹力挤 压，连接组件13的接线部分以滑动磨擦的形式与枢轴支撑12b的接线 部分122电气连接，从天线杆11获得的天线信号就送入天线座12中。
图3所示为上述结构的车顶天线10的外观。其中同轴电缆24从 天线座12的底面延伸到天线座12中。同轴电缆24的端部有一个连接 插头25，其与一个装有车顶天线10的汽车的调谐器相连。
天线杆11在结构上可以收缩，这样其就能固定在天线座12的三 个位置上，如0°、60°和180°。通过调节图1中描述的喀哒转矩就能形 成合适的喀哒感从而确定地将天线杆11固定在其中一个位置上。
当汽车行进的方向是图示的左边时，考虑到风的影响，以这种方 式来安装车顶天线10就能使正常行进时产生的气压降到最小。
在平行停车等情况下，手动将天线杆11固定在0°或180°的位置上 以防止天线杆11与车顶等产生干扰造成损坏。
然而，在上述的车顶天线10中，天线杆11的连接角度要保持在 图3所示的状态。
当天线杆11与高度有限的车库顶板相碰时，天线杆11要根据车 辆的行进方向放置在收起的位置。这样，在将汽车开出车库时，汽车 司机必须再一次将天线杆11手动转回到图3实线所示的60°角上。
因此对于这种结构的天线杆11来说，当司机的个头很矮时，或者 在车顶天线10的连接位置位于车顶中央，或者在小型货车等情况下车 顶很高时，司机的手很难触及天线杆11，天线的操作变得复杂，有时 车体上的不洁物也会粘到衣服上。
在小型货车的后门上端有扰流器的情况下，如果将天线杆11布置 在车顶的后端，扰流器就会在后门打开时与天线杆11产生干扰。因此， 汽车生产商在设计汽车时必须对天线杆11的连接位置进行限制。
为了解决上述问题，人们曾考虑过一种具有电气装置的天线，其 能从汽车的内部对天线杆11的连接角度自由设定。然而，该装置的结 构、与汽车之间的连接、连线的布置以及其它问题过于复杂，因此成 本很高。

本发明的一个目的是提供一种车顶天线，其结构简单并能防止天 线杆从车辆伸出时被外力损坏，同时其还能自动轻易地将连接角转回 到预定位置。
本发明提供一种车顶天线，其包括：一个天线杆；一个天线座， 其与天线杆相连从而使天线杆能够转动；一个连接部分，其布置在天 线杆的一端并在轴向上具有一个筒件，该筒件的中轴垂直于天线杆的 中轴；一对枢轴支撑部分，其正对天线座的上部从而能将连接部分安 装在一枢轴上并能转动；以及一个螺栓和一个螺母，其插入到其中一 个枢轴支撑部分的通孔中，并穿过连接部分和其它枢轴支撑部分，然 后紧固在一起；以及一个弹簧机构，其相对于连接部分布置在天线座 中，该弹簧机构能在连接部分和天线杆的转动位置因天线杆上的外力 而发生变化时通过弹力将连接部分和天线杆自动回复到预定的转动位 置。
通过说明书的描述，本发明的其它目的和优点将更加清楚，其中 一部分目的和优点是从说明书中能够明显看出的，或者是从本发明的 实际应用能够了解的。本发明的目的和优点可通过后面特别指出的机 构和组合来了解。
附图说明
附图是说明书的一部分，其与上面的说明以及下面实施方案的说 明一起来展示本发明的实施方案，阐述本发明的原理。
图1是现有收缩型车顶天线枢轴转动支撑部分具体结构的立体图；
图2是图1中连接部分和棘筒具体结构的立体图；
图3是图1中车顶天线外部结构的立体图；
图4A和4B是本发明第一实施方案车顶天线的结构图；
图5是第一实施方案中另一例天线座内结构的剖面图；
图6是第一实施方案中天线座枢轴支撑部分另一例结构的剖面图；
图7是本发明第二实施方案车顶天线的结构图；
图8所示为第二实施方案的另一例结构；
图9是本发明第三实施方案车顶天线的结构图；
图10是第三实施方案中卷簧的另一个承载结构图；
图11是本发明第四实施方案车顶天线的结构图；
图12是本发明第五实施方案车顶天线的结构图。

第一实施方案
下面参考附图来描述本发明的第一实施方案。
图4A和4B所示为本特定实施方案车顶天线30枢轴转动安装部 分的具体结构。在图4B中，天线座31与未画出的天线杆相连，同时 天线杆的下端有一个连接组件32与该天线座31相连。
连接组件32由一个带底的筒件构成，该筒件的中轴垂直于天线杆 的中轴。带底筒件的外底面用作接线部分(图中未示出)以便传送天 线杆所获得的天线信号。
此外，为了将连接组件32安装在枢轴上并能转动，需要有一对枢 轴支撑31a和31b。该枢轴支撑31a和31b坐在天线座31的上部。其 中一个枢轴支撑31a上形成有一个圆孔311，其孔向为轴向。另一个枢 轴支撑31b与圆孔311相对的内表面有一个接线部分312，其与连接组 件32的接线部分接触并电气相连。
将连接组件32布置在枢轴支撑31a和31b之间，从而将一个卷簧 33和端板34插在连接组件32的接线部分和枢轴支撑31b的接线部分 312之间，再将一个扭簧35和筒件36从枢轴支撑31a的圆孔311穿过 天线座31中这个带底筒件的开口。
筒件36在带底筒件上端的周壁外表面上具有多个不规则体，这些 不规则体与圆孔311的内表面的不规则体配合，同时扭簧35的一端固 定到筒件36上，扭簧35的另一端固定在连接组件32的底面。
螺栓37也用作密封盖，其从筒件36的开口侧插入并挤压筒件36、 扭簧35、连接组件32的底部、卷簧33、端板34以及接线部分312。 然后，从枢轴支撑31b的外侧面用一个螺母39通过垫片38将螺栓37 的端部紧固住从而形成枢轴安装转动部分。
为了盖住螺栓37的端部和螺母39，装上一个封闭盖40，该封闭 盖40形成天线座31的外表面。
座垫41形成天线座31的底面形状，其由例如橡胶构成，布置在 天线座31的底部。基本在座垫41的中心部位有一个开口411。天线座 31内置放大器的电源线42和无线电调谐同轴电缆43通过座垫41的开 口411连接到天线座31的底面。电源连接器44与电源线42的一端相 连。插头45与无线电调谐同轴电缆43的一端相连。
扭簧35装在这个带底的筒形的连接组件32中，其一端固定在筒 件36上，筒件36固定在天线座31中，扭簧35的另一端固定到这个 装在枢轴上的连接组件32上从而能够转动。
假定扭簧35上作用着一个足够的扭力，连接组件32和与连接组 件32相连的天线杆会根据扭簧35的弹力压向一个方向。
例如，参见图3所示的连接角度，天线杆向后侧转动并确定以角 度60°斜向车体后侧，同时天线座31在形状上应使这种转动不会超过 该值。此外，在天线杆没有任何外力作用时，假定扭簧35朝向车体后 侧的扭力恒定地作用在连接组件32和天线杆上，从而使天线杆始终保 持向后60°的角度。
例如，在倒车进入高度有限的车库时，如果作用在天线杆上的向 前外力超过扭簧35的扭力，天线杆和连接组件32会由该外力向前转 动。
之后，当天线杆上没有外力作用时，连接组件32和天线杆会因扭 簧35的扭力而自动回复到原始的向后60°的斜角位置。
在第一实施方案的结构中，当向后的外力以常规状态作用在天线 杆上时，连接组件32不会进一步转动，连接组件32或天线杆可能会 因其上作用的外力过大而损坏。
因此，为了避免上述实施方案中可能出现的损坏，天线杆本身可 具有一定的弹力，例如可采用具有一定弹性或柔性的材料如树脂材料 做天线零件的芯材或盖件以便吸收一定的外力。
如上所述，本发明的第一实施方案实现了一种结构，该结构能够 使其上连接的天线杆自动回复到预定的转动位置从而能够利用弹簧通 过简单机构来实现转动。
因此，解决了手动回复连接角度的问题，同时消除了外力对伸出 车体的天线杆的影响，避免了天线杆的损坏。
此外，由于可将扭簧35一体组装到连接组件32中，因此尺寸可 以做得更小。还有，在基本不改变图1所示不具有常规弹簧机构的天 线装置的条件下，可以组装弹簧机构。
注意，当外力作用在天线杆上从而使扭簧35沿带动方向转动时， 扭簧35中仅有固定到连接组件32的固定端的周围部分局部变形吸收 外力。
图5所示结构避免了扭簧35的局部变形。筒形导向件36a与连接 组件32、筒件36以及与筒件36一体的螺栓37同轴布置。
此时，将筒形导向件36a的外径设定为一个数值，扭簧35的内径 因联动形成的减小要相对于该值进行限定。此外，筒形导向件36a应 由具有很高表面光滑度的材料构成。当内径因扭簧35变形而减小时， 减少的程度应受到上述条件的限制，并且会随着整个弹簧的变形而变 化。
结果，扭簧35固定于连接组件32的固定端所产生局部变形可受 到限制，整个弹簧的寿命得到提高，并且也可避免扭簧35的损坏。
此外，天线杆的外周部分应由具有弹性的材料如橡胶构成，天线 座31的枢轴支撑31a和31b之间的间隙可设定为与天线杆的外径相等 或者稍微小于天线杆的外径从而将天线杆外表面的弹性变形考虑进 来。在天线杆的转动中间位置处，天线杆与枢轴支撑31a和31b之间 会产生滑动磨擦。
此时，天线座31的枢轴支撑31a和31b之间的间隙在相应的位置 处被设定为大于天线杆的外径，图11所示的天线杆在此处形成180°。
图6所示为该天线座31的外部结构。当天线杆转动到中轴水平时， 天线杆上没有滑动阻力。
因此，天线杆因外力转动时，要将天线杆临时锁定在其水平的位 置点上以便保持该状态。
注意，也可考虑其它各种结构的弹簧机构。尽管下面的说明将给 出第二以及其它的能够替换第一实施方案的实施方案，但由于其基本 原理相似，因此相同的附图标记表示相同或相应的部件，说明将仅集 中在弹簧机构的具体结构。
第二实施方案
图7是本发明第二实施方案车顶天线的结构图；
图7中，用扭簧51来代替图4中的扭簧35，该扭簧51的两端固 定在连接组件32上。
例如，扭簧51的卷心部分511部分伸向圆周面并与枢轴支撑31a 中圆孔311内的不规则体相配合、固定，从而防止其随连接组件32的 转动而整体转动。
此外，与第一实施方案不同，如图3所示，这里的天线座31在形 状上应使连接组件32和天线杆能在图3所示向后0°的位置上转动。
图中的扭簧51带有连接组件32，并且天线杆斜向车后，例如当扭 簧51在两个方向均没有因弹性产生扭矩时，该天线杆处于60°的转动 位置处。
对于这种结构来说，当车体前后方向的外力均作用在天线杆上时， 扭簧51会在天线杆和连接组件32沿着外力方向转动时在相反的方向 上产生扭矩，并且一旦天线杆上作用的外力消除，扭簧51产生的扭矩 会自动将连接组件32和天线杆回复到斜向车后的某一角度。
与第一实施方案的扭簧35相比，在这种情况下应选择一个线径大 一点的扭簧51以便用一个弹簧在两个方向上产生扭矩。即使将这一点 考虑进来，也能在不改变这个尺寸容易减小、不带传统弹簧机构的天 线装置的条件下来装配该弹簧机构。
此外，还要考虑用扭簧51’来代替扭簧5l，这里扭簧51’的两端 51a和51b没有固定在连接组件32和天线座31上。
图8主要是展示第二实施方案另一例结构的扭簧51’。扭簧51’ 的两端5la和51b必须沿着与扭簧51’轴线垂直的表面在中轴方向上 延伸。
此外，固定件S和移动件M沿着扭簧51’的轴线均具有圆形断面， 两者在扭簧51’中同轴布置。此时，固定件S例如被一体固定到天线 座31侧面的筒件36上，其由一个板件构成，该板件的圆形断面比扭 簧51’的轴长要稍微长一点。
另一方面，移动件M固定到连接组件32的侧面，其同样一个板 件构成，该板件的圆形断面比扭簧5l’的轴长要稍微长一点。
如中图所示，在天线杆没有外力作用的原始位置处，固定件S和 移动件M在布置上被包容在一定的角度范围内，并夹在扭簧51’的两 端51a和51b之间。
如左图所示，当外力沿图中逆时针方向作用在天线杆上时，固定 在连接组件32上的移动件M随着连接组件32的转动而与扭簧51’的 一个端部51a接触并压在端部51a上，这就使整个扭簧51’沿逆时针 方向转动。
此时，扭簧51’的端部51b因天线座31侧面所固定的固定件S的 作用不会产生转动，扭力会随着天线杆上作用的外力而保存在扭簧 51’中。
然后，在天线杆上没有外力时，扭簧51’因弹性将扭力释放出来， 天线杆回到其转动的原始位置。
右图所示为外力沿顺时针方向作用在天线杆上时的情况。尽管扭 簧51’的两端51a和51b在作用与左图所示的情况不同，但在天线杆 上没有外力时，天线杆同样是由扭簧51’的弹性回转到其转动的原始 位置处。
与第一实施方案的扭簧35相比，同图7所示的结构一样，当采用 这种结构时，应选择一个线径大一点的扭簧51’以便用一个弹簧在两 个方向上产生扭矩。即使将这一点考虑进来，也能在不明显改变天线 装置的结构的情况下来配置该弹簧机构，上述天线装置的尺寸容易减 小且不具有常规的弹簧机构。
第三实施方案
图9是本发明第三实施方案车顶天线的结构图。
图中沿天线杆轴向伸出的板件52必须在天线座31的内侧一体形 成在连接组件32与天线杆相反侧面上，并且沿着连接组件32的转动 方向连接有卷簧53和54的一个端头，板件52布置在这两个卷簧之间。
卷簧53和54均由压簧构成。尽管图中没有示出，但天线座31中 会有一个壁面，其在某一位置与卷簧53和54的另一端接触从而限制 连接组件32的转动。
对于这种结构来说，当外力沿车体的前或后方向作用在天线杆上 时，天线杆和连接组件32会沿外力方向转动，卷簧53或54随着外力 作用会被进一步压缩直到卷簧53或54的另一端与天线座31内的壁面 接触。
然后，在天线杆上的外力消除时，卷簧53或54内形成的压缩力 会释放出来，连接组件32和天线杆就自动回到其转动的原始向后倾角。
在这种情况下，卷簧53和54的行程应足够长而最小压缩量应足 够短。例如，可采用锥形卷簧，并且卷簧的另一端始终与天线座31内 的壁面接触，甚至在天线杆上没有常规外力时也是如此。
在采用这种结构时，当卷簧53和54中没有压缩或者两个卷簧53 和54只有很小压缩并平衡良好时，连接组件32和天线保持在预定的 转动位置。这样就能防止天线杆因车体的微小振动而在预定的连接角 处摆来摆去。
如上所述，通过一对卷簧53和54，就能相对于天线杆的位移以很 小的结构来获得很强的回复力。
此外，作为一种变形，如图10所示可使连接组件32一体带有一 个扇形板件52’，在板件52’内形成有一个与连接组件32转动圆心同 心的圆槽，并且将一个卷簧53’布置在其中。
此时，卷簧53’在结构上不要从板件52’的槽内伸到外面，同时 固定到天线座31上的固定件S1和固定件S2与卷簧的两端接触并布置 在这两个端点上。
对于这种结构来说，当外力作用到天线杆上并且天线杆转动时， 卷簧53’与固定件S1或S2接触并沿着转动方向压在上面。当天线杆 上的外力消除时，天线杆会因压力自动回到其原始转动位置。
因此，适当地对扇形板件52的中心角、卷簧53’的长度和弹性以 及固定件S1和S2的布置进行设定，就能对转角范围以及天线杆相对 于外力的收放性进行调节。
第四实施方案
图11是本发明第四实施方案车顶天线的结构图。
图中的卷簧55与连接组件32相连，并且卷簧55的轴向与转动面 的径向和天线杆的轴向匹配。滑动销56的一端与卷簧55接触并被卷 簧55的弹性压住。
滑动销56不与卷簧55接触的另一端面具有一个磨擦阻力很小的 球形端部，该球形端部与天线座31内形成的圆周壁57接触。
圆周壁57在设计上应使：滑动销56端头与圆周壁接触的一点到 连接组件32中轴之间的距离在预定的连接位置处最长。这里的连接位 置是指天线杆上没有外力时的位置，从此位置向两个方向移动，到连 接组件32中轴的距离会逐渐变短。当天线杆上没有外力时，天线杆会 因卷簧55的弹性自动回转从而使天线杆位于预定的连接角度上，其中 的卷簧55由压缩卷簧构成。
此外，在圆周壁57上有一个微凹的中心保持部分57a，其位于预 定的、天线杆上没有外力作用时的左右平衡的连接点上，特别是滑动 销56的端头会在中心位置处与该平衡位置接触。
当天线杆上的外力大小在一定范围内时，滑动销56因卷簧55的 弹性作用不会离开中心保持部分57a，从而保持天线杆的连接转动角不 变。
对该结构来说，当车体前向或后向的外力作用在天线杆上时，天 线杆和连接组件32会根据外力的大小沿外力方向转动，滑动销56的 端头沿圆周壁57滑动从而相应于外力压缩卷簧55。
然后，当天线杆上的外力消除时，卷簧55中的压力释放，滑动销 56的端头回到中心保持部分57a的中心位置，这里卷簧55的弹力最小， 连接组件32和天线杆自动回到斜向车体后侧的原始角度。
在这种情况下，采用卷簧55和滑动销56的结构以及圆周壁57相 对于上述部件所形成的结构就能大大减小连接组件32移动侧的结构尺 寸。
第五实施方案
图12是本发明第五实施方案车顶天线的结构图。
图中，卷簧58的一端连接到连接组件32上与天线杆相反的另一 端上，卷簧58的另一端通过一个连接部分59固定在天线座31中。
卷簧58由一根拉簧构成，而连接部分59的设定位置应使天线杆 在没有外力作用时能返回到预定的连接角度处。
对于这种结构来说，当外力沿车体的前向或后向作用在天线杆上 时，天线杆和连接组件32会沿外力方向转动，同时卷簧58会产生拉 力。
然后，当天线杆上的外力消除时，连接组件32和天线杆会因卷簧 58的拉力自动滑回斜向车体后侧的原始角度。
此时，如果选用的卷簧58能产生恒定的拉力，那么就能防止天线 杆因车体的振动而在预定的连接角度附近摆来摆去。
如上所述，尽管这里提出了一种非常简单的结构，这种结构在不 明显改变其中不带传统弹簧机构的天线装置的结构的条件下加入了弹 簧机构，但其例如通过选用合适的拉簧就能实现平滑的操作。
此外，由于卷簧58还可直接用作电信号线，因此图1中枢轴支撑 31b的接线部分312、端板34、卷簧33及其它部件均可简化，整个天 线的部件数目大大减少，其成本也大大降低。
注意，当图11中的圆周壁57具有中心保持部分57a的形状结构 时，只要天线杆上的外力小于一定的值，天线杆就能保持在预定的连 接角度上。这种结构也同时适用于第一、第二、第三以及第五实施方 案。
此时，即使没有弹簧机构弹性产生的阻尼作用，也可防止天线杆 因微小振动而产生转动，从而使天线杆保持在稳定的连接角度处。
此外，保持机构并非仅限定于图11所示的结构，只要在天线杆通 过弹性体或适度的锁定操作设定到预定的连接角度时天线座31可产生 喀哒感就行。
此外，尽管没有对第一实施方案进行说明，但在天线杆自身具有 给定的柔性并且用来释放天线杆外力的机构与连接组件32侧壁和天线 座3 1侧壁上的弹簧机构一起完全设计在整个天线内时，就得实现这种 几乎不需车辆用户维护的车顶天线，其在常规模式下可自动准确地回 到预定的连接角度处，防止天线杆的损坏，并且在不过分晃动的条件 下保持稳定的电波接收性能。
还有，本发明并不限于前述的实施方案，在不脱离本发明范围的 条件下可进行各种修改。
此外，前述的实施方案包括了本发明的不同状态，可对所公开的 各种结构进行组合来得到本发明的其它变化形式。例如，从实施方案 中的结构要求中删除一些结构要求，但只要“本发明所要解决问题” 的部分中有一个问题能被解决，并且“本发明效果”部分中有一个效 果能够实现，那么这种删除了某些结构要求的结构就属于本发明的结 构。
本领域的技术人员还可看到其它的优点和变化。因此，本发明在 广义上并不限于特定的说明以及这里展示并描述的代替实施方案。因 此，在不脱离本发明权利要求及其等同内容所限定的精神和范围的基 础上可做出各种变化。