JP4192901B2

JP4192901B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP4192901B2
Application number: JP2005040348A
Authority: JP
Inventors: 圭生岡本; 哲次阪田; 剛千田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: JP2006229551A

Description

この発明は、例えば船舶等の移動体に搭載されるアンテナ装置であって、アンテナを有限の回転角度範囲で回転せしめるアンテナ装置に関するものである。

例えば、特開２００２−１８５２２５には、従来のアンテナ装置の回転停止機構であって、方位軸まわりに＋１８０度から−１８０度の駆動角度を確保し、略＋２７０度位置と−２７０度位置において機械的に停止する機構が開示されている。この公報に記載された回転停止機構は、アンテナ回転側に設けられ、方位軸を中心とする円周上に設けたストライカーが、アンテナ固定側に設けられ、方位軸を中心とする円周上の＋２７０度位置とー２７０度位置に設けたアンテナ固定側のストッパーに衝突して機械的に停止するものである。例えば、ストライカーは、＋方向に回転して、＋２７０度位置に設けた＋側ストッパーに衝突して停止するが、この回転途中には−側ストッパーが設けられている。この−側ストッパーに機械的に衝突せずにストライカーが通過するようにストライカーの当接部材は回転する平板で形成されている。即ち、平板は、ストライカーが−側ストッパーを通過するときには円周方向に対して水平な位置にあり、ストライカーが＋側ストッパーに当接するときには円周方向に対して垂直となるように回転し、＋側ストッパーに当接するものである。このように平板を−側ストッパーと＋側ストッパとの間で、円周方向に対して水平から垂直な位置に回転するために、−側ストッパーと＋側ストッパとの間には、カムスイッチが設けられている。平板には、平板とともに回転するアームが設けられており、このアームがカムスイッチに当接して９０度回転し、このアームの動きに合わせて平板が９０度回転するものである。

特開２００２−１８５２２５

従来のアンテナ装置の回転停止機構は、上記のようにストライカー内部に平板とアームとこれらを回転支持する部品を設け、さらには、平板とアームとを各９０度位置において回り止めするための正方形カムとウェイト部品を要し、機構が複雑となり、部品点数が多いという問題点があった。部品点数が多いことは、機構の信頼性の面にも影響しており、このような停止機構が頻繁に動作しないような場合には安定に機能し得るものであるが、例えば船舶等の移動体に搭載されるアンテナ装置等において頻繁にアンテナ方位角が変化する場合には、これらの回転停止機構が頻繁に動作し、磨耗やずれによる誤動作も生じやすくなるという問題点もあった。また、平板とアームとは、正方形カムとウェイトとによって、一定以上の荷重が加わらないと回転しないが、移動体に生じる姿勢変化や外力によって、一定以上の荷重が平板とアームに加わって予期せぬ平板の回転が発生すると、もはや、アンテナを＋１８０度から−１８０度の範囲で回転することができなくなるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、アンテナを有限の回転角度範囲で回転せしめ、部品点数が少なく故障が発生しにくい回転停止機構を有するアンテナ装置を得ることを目的とする。

請求項１の発明に係るアンテナ装置は、アンテナを有する可動部と、この可動部を軸まわりに回転可能に支持する固定側部材と、上記可動部に設けられ、上記可動部の回転により上記軸を中心とする第１の円周上を移動する可動側ブロックと、上記固定側部材に設けられ、上記軸を中心とする第２の円周上に設けた固定側ブロックと、上記軸まわりに回転可能に設けたカムとを備え、上記カムは、上記第１の円周上に設けた可動側当接部と、上記第２の円周上に設けられ、上記可動部の回転により上記可動側ブロックと上記可動側当接部とが当接して回転することによって上記第２の円周上を移動し、上記固定側ブロックに当接する固定側当接部とを具備したものである。

請求項２の発明に係るアンテナ装置は、請求項１の発明に係るアンテナ装置において、上記カムの上記可動側当接部及び上記固定側当接部は、上記軸中心の半径方向外向きに突設され、上記軸中心の円周方向に直交する当接面を形成したものである。

請求項３の発明に係るアンテナ装置は、請求項１の発明に係るアンテナ装置において、上記カムの上記可動側当接部及び上記固定側当接部は、上記軸中心の円周上において軸方向に突設され、上記軸中心の円周方向に直交する当接面を形成したものである。

請求項４の発明に係るアンテナ装置は、請求項１の発明に係るアンテナ装置において、上記可動側ブロック及び上記固定側ブロックは、上記軸中心の半径方向にスイッチが押下されるリミットスイッチを具備し、上記カムは上記可動側当接部及び上記固定側当接部は、上記軸中心の半径方向外向きに突設され、それぞれの外周面により上記リミットスイッチを押下するものである。

請求項１乃至請求項４に記載の発明によれば、可動部の回転により、第１の円周上において可動側ブロックとカムに設けた可動側当接部とが当接し、第２の円周上においてカムに設けた固定側当接部と固定側ブロックとが当接して可動部回転が停止するので、可動部を所定の角度範囲で駆動することができ、部品点数が少なく、また信頼性の向上を図ることができる。

実施の形態１

この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を図１乃至図４により説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の外観を示す外観図である。図２は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の回転停止機構部分の外観図であり、図３は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の回転停止機構部分の断面図である。図４は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の回転停止機構の動作を説明する模式図である。図１において、１はアンテナであり、２は例えば送受信機等のアンテナ下部に設けた電子機器であり、３はアジマス軸、４はクロス軸、５はエレベーション軸である。電子機器２は、例えば信号を送受信し周波数変換処理する高周波回路やベースバンド処理回路、アンテナ１の回転駆動を制御するアンテナ駆動装置などの集合体である。また、図１に示したアンテナ装置では、固定部６に対して、アジマス軸３まわりに回転し、さらにクロス軸４まわりに回転し、エレベーション軸５（図１の紙面に垂直な軸）まわりに回転駆動する。この３軸駆動によって、例えば通信衛星などの通信相手を追尾して通信を行うものである。駆動軸の設定は種々あり、アジマス軸とエレベーション軸でアンテナ駆動する場合や、水平１軸とクロス軸によりアンテナ駆動する場合などがある。７は、回転停止機構である。

図２において、８は可動部であり、可動部８はアジマス軸３まわりに回転する。９は可動部８に固定したフランジであり、１０はフランジ９に固定した可動側ブロックであり、アジマス軸３中心の１の円周上（この円周を「円周イ」と呼ぶ。）に設けている。１１は可動側ブロック１０に固定したリミットスイッチである。１２はリング状に形成され、アジマス軸３まわりに回動自在に固定部６により支持されたカムである。カム１２において、１３はカム１２の周上において半径方向外向きに突設した可動側当接部であり、円周イ上に位置する。１４はカム１２の周上に突設した固定側当接部であり、アジマス軸３中心の１の円周上（この円周を「円周ロ」と呼ぶ。）に設ける。円周イと円周ロとは、アジマス軸３中心の同じ半径の円周であるが、アジマス軸３方向にオフセットした位置関係にある。１５は固定部６に固定した固定側ブロックであり、円周ロ上に位置する。１６は固定側ブロック１５に固定したリミットスイッチである。可動側ブロック１０は、可動部８のアジマス軸３まわりの回転により、カム１２に設けた可動側当接部１３に当接し、カム１２に設けた固定側当接部１４は、カム１２が可動側とともに回転して、固定側ブロック１５に当接する。図３において、１７は固定部６に固定されるシャフトであり、固定部６とともに固定側をなす。１８、１９はシャフト１７に設けた軸受であり、２０はモータであり、２１は可動部側に設けた角度検出用のロータリーエンコーダである。可動部８は、軸受１７及び軸受１８を介してアジマス軸３まわりに回転可能にシャフト１７（固定側）に支持され、モータ２０によってアジマス軸３まわりに回転駆動され、この回転角度はロータリーエンコーダ２１によって検出される。２２はシャフト１７に設けた軸受であり、軸受２１によってカム１２を回動自在に支持する。

次に、この発明に係るアンテナ装置の回転停止機構の動作を図４により説明する。図４
（ａ）乃至図４（ｆ）は、図１に示すＡＡ断面から見た断面であり、それぞれの回転角度における回転停止機構７の状態を示す。図４（ａ）に示す状態はアジマス角度が０度の状態である。この状態からモータ２０の駆動によって、可動部８がアジマス角度＋１２５度まで回転した状態を図４（ｂ）に示す。可動側ブロック１０は可動部８とともに回転し、可動側ブロック１０と可動側当接部１３とが同一円周イ上にあることから、図４（ｂ）に示すように、カム１２に設けた可動側当接部１３と当接する。可動側当接部１３は円周方向と概ね直交する両端面を有して、一方の端面において、可動側ブロック１０と当接する。可動部６がアジマス軸３まわりにマイナス側に回転したときには、可動側ブロック１０は可動側当接部１３の他方の端面に当接する。また、図４（ｂ）の状態においては、リミットスイッチ１１が可動側当接部１３の円周面に当接して、スイッチ状態がＯＮ状態となる。

図４（ｃ）は、更に回転が進んで可動部８のアジマス角度が＋２８０度となった状態を示す。カム１２に設けた固定側当接部１４と、固定側ブロック１５とは同一円周ロ上に位置するので、図４（ｃ）に示すように、当接する。固定側当接部１４は円周方向と概ね直交する両端面を有して、一方の端面において、固定側ブロック１５と当接する。可動部６がアジマス軸３まわりにマイナス側に回転したときには、固定側ブロック１５は固定側当接部１４の他方の端面に当接する。また、図４（ｃ）の状態においては、リミットスイッチ１６が固定側当接部１４の円周面に当接して、スイッチ状態がＯＮ状態となる。このように、カム１２に設けた固定側当接部１４が固定側ブロック１５に当接することにより、可動部６の回転はアジマス角度＋２８０度位置において停止する。

次に図４（ｃ）の状態から可動部６がアジマス軸３まわりにマイナス側に回転し、アジマス角度＋１８０度となった状態を図４（ｄ）に示す。可動部６のマイナス側への回転により可動側ブロック１０はカム１２から離れて円周イ上を移動するが、カム１２は図４（ｃ）の状態のままとなっている。図４（ｅ）は、更に回転が進んで可動部８のアジマス角度が−９０度となった状態を示す。可動側ブロック１０は、カム１２に設けた可動側当接部１３と当接して、カム１２とともにマイナス側へ回転する。また、図４（ｅ）の状態においては、リミットスイッチ１１は可動側当接部１３の円周面に当接して、スイッチ状態がＯＮ状態となる。

図４（ｆ）は、更に回転が進んで可動部８のアジマス角度が−２８０度となった状態を示す。この状態において、カム１２に設けた固定側当接部１４と固定側ブロック１５とが当接する。また、図４（ｆ）の状態においては、リミットスイッチ１６が固定側当接部１４の円周面に当接して、スイッチ状態がＯＮ状態となる。このように、カム１２に設けた固定側当接部１４が固定側ブロック１５に当接することにより、可動部６の回転はアジマス角度−２８０度位置において停止する。

以上のように、可動側ブロック１０と、カム１２に設けた可動側当接部１３及び固定側当接部１４と、固定側ブロック１５によって、可動部６はアジマス軸３まわりに所定の角度範囲で駆動することができ、−２８０度と＋２８０度位置において機械的に回転停止することができる。このようにして構成する回転停止機構７は、従来の技術に比べて部品点数が少なく、製造性が良く、また信頼性も向上する。また、主たる摺動部品が軸受２２であることから、故障原因も少ない。

リミットスイッチ１１は、可動部ブロック１０の両側にそれぞれ１つ、合計２つ設けている。即ち、リミットスイッチ１１は、アジマス＋側回転により可動側当接部１３により押下されてスイッチＯＮとなるプラス側スイッチと、アジマス−側回転により可動側当接部１３により押下されてスイッチＯＮとなるマイナス側スイッチにより構成する。また、リミットスイッチ１６は、固定側ブロック１５の両側にそれぞれ１つ、合計２つ設けている。即ち、リミットスイッチ１６は、アジマス＋側回転により固定側当接部１４により押下されてスイッチＯＮとなるプラス側スイッチと、アジマス−側回転時に固定側当接部１４により押下されてスイッチＯＮとなるマイナス側スイッチにより構成する。アジマス＋側回転時には、リミットスイッチ１１のプラス側スイッチ及びリミットスイッチ１６のプラス側スイッチの両方がスイッチＯＮとなったときにモータ２０への通電をＯＦＦする。また、アジマス−側回転時には、リミットスイッチ１１のマイナス側スイッチ及びリミットスイッチ１６のマイナス側スイッチの両方がスイッチＯＮとなったときにモータ２０への通電をＯＦＦする。このようにリミットスイッチのスイッチ押下状態によってモータ２０への通電をＯＦＦすることにより、アジマス回転角度範囲の限界位置でモータ２０への通電をＯＦＦして電力消費を抑制し、また回転停止位置でのモータ２０の発熱による故障を防ぐことができる。なお、リミットスイッチ１６のスイッチがＯＮ状態となる位置をアジマス回転角度範囲の限界位置より若干内側にすれば、限界位置、即ち機械的に停止する位置（固定側当接部１４と固定側ブロック１５とが当接する位置）までは、モータ２０への通電ＯＦＦ後、可動部の慣性により回転して停止する。例えば、アジマス角度−２７０度と＋２７０度の位置でリミットスイッチ１６のスイッチがＯＮ状態となるようにすれば、機械的に停止するアジマス角度−２８０度と＋２８０度の位置までは慣性により回転し停止する。

実施の形態２

実施の形態１においては、カム１２の可動側当接部１３及び固定側当接部１４の配置について、それぞれ円周イ及び円周ロ上に設け、この円周イと円周ロとは、アジマス軸３中心の同一半径の円周であって、アジマス軸３方向にはオフセットして配置したが、カム１２の可動側当接部１３及び固定側当接部１４の配置や、円周イ及び円周ロの配置は、実施の形態１に示すものに限られない。なお、実施の形態２においては、回転停止機構７内の配置についての別の例を示すが、その他のアンテナ装置構成については実施の形態１と同様の構成となる。

図５はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ装置のカム１２の外観図である。図５（ａ）には、円周イと円周ロとがアジマス軸３を中心とする同一半径を有し、アジマス軸３方向にオフセットして配置され、可動側当接部１３及び固定側当接部１４がカム１２のリング状のベース部材からアジマス軸３方向に突設されている場合を示す。可動側ブロック１０は円周イ上に、固定側ブロック１５は円周ロ上にそれぞれ位置し、可動側当接部１３及び固定側当接部１４の端面（図５（ａ）に示す斜線部分）に当接する。図５（ｂ）には、円周イと円周ロとがアジマス軸３中心の異なる半径の円周であり、アジマス軸３方向にオフセットせずに配置され、可動側当接部１３及び固定側当接部１４がカム１２のベース部材からアジマス軸３中心の半径方向外向きに突設されている場合を示す。可動側ブロック１０は円周イ上に、固定側ブロック１５は円周ロ上にそれぞれ位置し、可動側当接部１３及び固定側当接部１４の端面（図５（ｂ）に示す斜線部分）に当接する。図５（ｃ）には、円周イと円周ロとがアジマス軸３中心の異なる半径の円周であり、アジマス軸３方向にオフセットして配置され、可動側当接部１３及び固定側当接部１４がカム１２のベース部材からアジマス軸３方向に突設されている場合を示す。可動側ブロック１０は円周イ上に、固定側ブロック１５は円周ロ上にそれぞれ位置し、可動側当接部１３及び固定側当接部１４の端面（図５（ｃ）に示す斜線部分）に当接する。

この実施の形態２に示すように、円周イと円周ロとの位置関係によってカム１２は種々の形状とすることができ、回転停止機構７の構成は、その他のアンテナ装置機構部分との配置関係による制約に対応した構成とすることができる。

なお、上記の実施の形態１及び実施の形態２においては、アジマス軸３に対する可動部６の回転停止に使用する回転停止機構を説明したが、その回転軸はアジマス軸に限定されるものではなく、上記説明した回転停止機構７をアンテナ装置のクロス軸や、エレベーション軸、水平軸等のまわりに設けることも可能である。

この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の外観を示す外観図である。この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の回転停止機構部分の外観図である。この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の回転停止機構部分の断面図である。この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の回転停止機構の動作を説明する模式図である。この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置のカムの外観図である。

符号の説明

１アンテナ
２電子機器
６固定部
７回転停止機構
８可動部
１０可動側ブロック
１１、１６リミットスイッチ
１２カム
１３可動側当接部
１４固定側当接部
１５固定側ブロック

Claims

アンテナを有する可動部と、この可動部を軸まわりに回転可能に支持する固定側部材と、上記可動部に設けられ、上記可動部の回転により上記軸を中心とする第１の円周上を移動する可動側ブロックと、上記固定側部材に設けられ、上記軸を中心とする第２の円周上に設けた固定側ブロックと、上記軸まわりに回転可能に設けたカムとを備え、上記カムは、上記第１の円周上に設けた可動側当接部と、上記第２の円周上に設けられ、上記可動部の回転により上記可動側ブロックと上記可動側当接部とが当接して回転することによって上記第２の円周上を移動し、上記固定側ブロックに当接する固定側当接部とを具備したことを特徴とするアンテナ装置。
上記カムの上記可動側当接部及び上記固定側当接部は、上記軸中心の半径方向外向きに突設され、上記軸中心の円周方向に直交する当接面を形成したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
上記カムの上記可動側当接部及び上記固定側当接部は、上記軸中心の円周上において軸方向に突設され、上記軸中心の円周方向に直交する当接面を形成したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
上記可動側ブロック及び上記固定側ブロックは、上記軸中心の半径方向にスイッチが押下されるリミットスイッチを具備し、上記カムは上記可動側当接部及び上記固定側当接部は、上記軸中心の半径方向外向きに突設され、それぞれの外周面により上記リミットスイッチを押下することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。