JP2007274563A - 反射鏡アンテナ支持構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化が達成され、経年変化に対して耐性があり、荷重を分散して局部的に負荷がかかることを回避し、さらに廉価に製造することができる反射鏡アンテナ支持構造体を提供する。
【解決手段】アンテナ本体１２と支持体３０とをボルト５２とナット板５４によって一体化する。支持体３０は、第１のリング体３２と、第２のリング体３４と、前記第１のリング体３２と第２のリング体３４を所定間隔離間して保持する支持ロッド３６ａ〜３６ｐと、前記第１のリング体３２と第２のリング体３４との間で一体的に構成される実質的に四角形状からなる補強枠４０ａ〜４０ｄと、前記第２のリング体３４と前記補強枠４０ａ〜４０ｄの間に橋架される補強片４４ａ、４４ｂと、基板６４ａ、６４ｂとから構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、反射鏡アンテナ支持構造体に関し、一層詳細には、パラボラアンテナやカセグレンアンテナの如き反射鏡アンテナのアンテナ本体の姿勢を制御し且つ所望の位置に固定して通信を行うための反射鏡アンテナ支持構造体に関する。

従来から、パラボラアンテナが広範に採用されている。パラボラアンテナは、指向性が強く、マイクロ波を用いた通信や、衛星放送の受信等に好適であるとの理由による。一般的に、パラボラアンテナは、お椀形のアンテナ本体（レドーム）と、このアンテナ本体を支承する背面構造体（バックストラクチャ）と、これらアンテナ本体及び背面構造体を一体的に組み付け支持するための支柱と、前記パラボラアンテナ本体を所定の角度の範囲内で姿勢制御する駆動源とから構成されている。特許文献１には、この種の従来技術に係るパラボラアンテナが示されている。

特開平７−２６３９５１号公報

前記特許文献１に示されるパラボラアンテナ等に関連して本出願人も既に市場にパラボラアンテナ装置を提供している。この種のパラボラアンテナを図１０に示す。この従来技術に係るパラボラアンテナ１００では、パラボラアンテナ本体１０２に背面構造体１０４としてアルミニウム製のパイプで構成された６本のステー１０６が放射状に配置されている。すなわち、これらのステー１０６でパラボラアンテナ本体１０２を背面から支承する。

前記６本のステー１０６のそれぞれの一端部は、パラボラアンテナ本体１０２の中央部に集約され、この中央部にアルミニウム製の基部１０８が固着されている。基部１０８は、比較的部厚い２枚のアルミニウム製の板体１１０ａ、１１０ｂを有し、前記板体１１０ａ、１１０ｂは、互いに所定間隔離間して前記パラボラアンテナ本体１０２の背面に平行に固定されている。前記板体１１０ａ、１１０ｂにはそれぞれ所定の曲率で湾曲した円弧状の孔部１１２ａ、１１２ｂを互いに対向するように離間して形成し、前記円弧状の孔部１１２ａ、１１２ｂの間に真円からなる孔部１１４が形成される。前記孔部１１４に図示しない回転軸を挿通し、一方、円弧状の孔部１１２ａ、１１２ｂに前記パラボラアンテナ１００の仰角を固定する鉄又はステンレス製のボルト１１６ａ、１１６ｂを臨ませている。

そこで、前記孔部１１４に挿通された回転駆動軸を図示しない回転駆動源の作用下に回転させると、円弧状の孔部１１２ａ、１１２ｂの範囲内でボルト１１６ａ、１１６ｂに案内されてパラボラアンテナ本体１０２を背面構造体１０４と一体的に所定角度変位させることが可能である。

このように構成されるパラボラアンテナ１００は、例えば、直径が６０ｃｍである場合、パラボラアンテナ本体１０２の重量は約３．５ｋｇとなり、また、背面構造体１０４の重量は７．５ｋｇとなる。従って、全体として相当な重量のパラボラアンテナ１００になるために、その構造自体、特にパラボラアンテナ本体１０２を支承する基部１０８を相当剛性の高い金属体で構成しなければならず、回転駆動源も大型且つ重量の大なるものとなり、取り扱いに容易ではなく、維持管理も困難となり、尚且つ製造コストも極めて高いものとなる。

しかも、背面構造体１０４の材料としてアルミニウムを使用しているため、前記のように全体としての重量が増加すると、外部から何らかの原因によって荷重が加わった際に、パラボラアンテナ１００全体を変形させる原因となってしまう。

そして、この種のパラボラアンテナ１００を長期間使用すると、設置場所によっては風雨等に影響されてパラボラアンテナ１００の劣化が避けられず、しかも背面構造体１０４の材質がアルミニウムであるために、表面処理を施したとしても劣化を回避することが困難である。また、円弧状の孔部１１２ａ、１１２ｂに挿入される前記ボルト１１６ａ、１１６ｂと前記板体１１０ａ（１１０ｂ）は材質が異なるため、電蝕による劣化も避けられない。

本発明の目的は、前記の従来技術に係る問題点に関連してなされたものであり、背面構造体自体を繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる部材、例えばカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）によって構成して軽量化と共に強度化を図り、電蝕等による劣化の進行を回避し、さらに、外部から荷重が加わった際も、この荷重を局部的に負担させることなく十分に分散して背面構造体で吸収することを可能とした反射鏡アンテナ支持構造体を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を特徴とする。

本発明は、円錐台形状の反射鏡アンテナ本体と、前記反射鏡アンテナ本体に積層される円錐台形状で且つ格子状の支持体とを有し、
前記格子状の支持体は大径な第１のリング体と、前記第１のリング体よりも小径な第２のリング体と、前記第１のリング体と第２のリング体の間で橋架される補強枠と、前記第２のリング体に設けられる基部とからなり、前記第１のリング体と第２のリング体と補強枠と基部とが、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる部材、例えばカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）で一体的に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、反射鏡アンテナ本体に積層されて該反射鏡アンテナ本体を支承する支持体を格子状に形成し且つ前記支持体を第１と第２のリング体と、補強枠と基部とから形成し、これらを繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる部材で一体的に構成しているために、製造に容易であり、軽量化が図られ、さらに、従来技術に比し強度を増すことができる。

また、前記補強枠は前記第１のリング体と第２のリング体の間で橋架される複数の実質的に四角形状の枠体からなることを特徴とする。

この発明によれば、補強枠が複数の実質的に四角形状の枠体で構成しているので第１のリング体と第２のリング体に橋架された状態であらゆる方向からの荷重にも耐えることができる。

さらにまた、前記枠体は４つの枠体であって、それぞれの枠体は位相差を有して互いに接合されていることを特徴とする。

この発明によれば、複数の実質的に四角形状の枠体が位相差を有して接合されているために、特定の一方向からの荷重も分散して第１と第２のリング体に伝達でき、これによって耐久性に優れた反射鏡アンテナ支持構造体が得られる。

また、前記第２のリング体と補強枠との間に複数の補強片が一体的に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、補強枠に対してさらに複数の補強片を一体的に形成しているので、荷重をさらに良好に支承し且つ耐久性も一層向上させることができる。

またさらに、前記第１のリング体と第２のリング体との間に放射状に複数の支持ロッドが設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、第１のリング体と第２のリング体の間に放射状に複数の支持ロッドが設けられているので特定の方向から付与される荷重の分散に一層の効果を発揮する。

さらにまた、補強枠は互いに隣接する補強枠のみが接する点で円錐台形の外方へと折曲された接合部位があることを特徴とする。

この発明によれば、補強枠が円錐台形の外方へと接曲された接合部位を有しているので、この接合部位を介して支持体に付与された荷重を逃がす緩衝機能を営むことができる。

また、補強枠と支持ロッドと第２のリング体との間で補強片により三角形状の部位が構成されていることを特徴とする。

この発明により、三角形状の部位で荷重を支えるので耐久力を有し且つ美感に優れる効果が得られる。

本発明によれば、反射鏡アンテナ支持構造体の軽量化が達成されるので、反射鏡アンテナの制御機構、例えば、仰角を制御する駆動源の小型化が図られ、しかも予期せぬ荷重が反射鏡アンテナ自体に印加されたとしても十分に担持することができる。さらに、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる部材、例えばカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）で一体成形するので組立が容易化され、低廉となり、さらに耐久性が一層向上する利点が得られる。

次に、本発明に係る反射鏡アンテナ支持構造体につき、実施の形態を例示し、添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

本実施の形態に係る反射鏡アンテナ１０好ましくは、パラボラアンテナ１０は、アンテナ本体１２を含む。図１及び図２から容易に諒解されるように、アンテナ本体１２は底浅のお椀形状であり、その中央部に電波を放射する放射器１４が固着される。前記アンテナ本体１２の端部には、フランジ１８が形成され、このフランジ１８に４５度ずつ変位して孔部２０ａ〜２０ｈが形成されている。

次に、背面構造体を構成するアンテナ本体１２の支持体３０について説明する。支持体３０は、大径な第１のリング体３２と前記第１のリング体３２と同心的であり、それよりも小径な第２のリング体３４とを含む。前記第１のリング体３２と第２のリング体３４との間には、第２のリング体３４の中心部に指向するように、支持ロッド３６ａ〜３６ｐが橋架される。

図３から諒解されるように、前記第１のリング体３２と第２のリング体３４との間に前記支持ロッド３６ａ〜３６ｐや第１のリング体３２、第２のリング体３４よりも細い部材からなる正方形状の４つの補強枠４０ａ〜４０ｄが設けられる。この場合、正方形状とは実質的に正方形であればよく、一部が変形しているとしても全体として正方形であればよい。補強枠４０ａ〜４０ｄのそれぞれの隅角部は、前記第１のリング体３２の内周部に設けられ、互いに隣接する支持ロッド３６ａ〜３６ｐの間に位置する保持部４２ａ〜４２ｐに一体的に接合されている。補強枠４０ａ〜４０ｄは位相差を有するように、例えば、本実施の形態ではそれぞれ２２．５度ずつ変位している。

さらに、隣接する支持ロッド３６ａ〜３６ｐと第２のリング体３４及び補強枠４０ａ〜４０ｄの間に前記第２のリング体３４から補強枠４０ａ〜４０ｄの正方形の一辺の中心に指向して補強片４４ａと補強片４４ｂが第２のリング体３４から互いに接近するように等角度で延在している。

図４から容易に諒解されるように、隣接する補強枠４０ａ〜４０ｄの２２．５度ずつ変位した際に形成される接合点Ｐ１の部位では、前記補強枠４０ａ〜４０ｄは外方へと指向して折曲形成されている。また、補強枠４０ａ〜４０ｄと補強片４４ａ、４４ｂの接合点Ｐ２も同様に外方へと指向して折曲形成されている（図４参照）。

第１のリング体３２には、前記アンテナ本体１２のフランジ１８に形成された孔部２０ａ〜２０ｈに対応して孔部５０ａ〜５０ｈが形成される。一方、第２のリング体３４は、図４から容易に諒解されるように、扁平な円筒形に形成され、その背部を覆うように背板５１が固着されている。従って、反射鏡を構成するアンテナ本体１２のフランジ１８に形成された孔部２０ａ〜２０ｈに、図５に示すように、ボルト５２を挿通し、支持体３０の第１のリング体３２に形成された孔部５０ａ〜５０ｈに貫通させ、前記第１のリング体３２の内側にナット板５４を嵌合して螺着せしめれば、前記アンテナ本体１２と支持体３０とが一体化される。

前記背板５１にはその中心部を挟んで互いに平行に延在する基板６４ａ、６４ｂが固着され、それぞれ基板６４ａ、６４ｂは、補強板６６ａ、６６ｂによって補強されて前記背板５１と一体化されている。従来技術で説明したのと同様に、前記基板６４ａ、６４ｂにはそれぞれ対向して円弧状の孔部７０ａ、７０ｂが形成され、前記円弧状の孔部７０ａ、７０ｂの略中央部分に真円からなる孔部７２が形成されている。

本実施の形態に係るパラボラアンテナ１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

既に述べたとおり、本実施の形態に係るパラボラアンテナ１０を組み立てるに際しては、先ず、アンテナ本体１２に対して支持体３０をそれぞれの孔部２０ａ〜２０ｈと５０ａ〜５０ｈとが互いに連通するように積層し、前記それぞれの孔部２０ａ〜２０ｈ、５０ａ〜５０ｈにボルト５２を挿通し、ナット板５４に螺入させて固定する。そして、ＦＲＰから構成される背板５１に固定された基板６４ａ、６４ｂを用いて図示しない支柱に取り付ける。

これにより、孔部７２に挿通されている回転軸（図示せず）に図示しない回転駆動源から回転力が与えられると、パラボラアンテナ１０は、円弧状の孔部７０ａ、７０ｂの範囲で、例えば、上下方向に１５度の範囲で揺動することができる。従って、例えば、所定の通信衛星に対して、このパラボラアンテナ１０の仰角を制御位置決めして、当該通信衛星からの電波の受信を行うことができる。

前記のとおり、本実施の形態では、背面構造体としてカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用いている。カーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の密度を調整することにより、その重量が十分に軽量化された。しかも、カーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の引張り強さは、従来技術のパラボラアンテナに用いられていたパラボラアンテナを得ることが可能となるアルミニウムの約２倍あり、従って、強度も極めて高い構造体が得られる。

そして、図３からも諒解されるように、補強枠４０ａ〜４０ｄ、補強片４４ａ、４４ｂを支持体３０を構成するために略均等になるように配置しているため、たとえ特定の方向からの荷重がかかったとしても、その荷重を第１のリング体３２、第２のリング体３４、支持ロッド３６ａ〜３６ｐ、実質的に正方形状の補強枠４０ａ〜４０ｄ、補強片４４ａ、４４ｂを用いて容易に分散することができる。

しかも、この支持体によれば、図３及び図４から明らかなとおり、平面視で補強枠４０ａ〜４０ｄは実質的に四角形であり、補強片４４ａ、４４ｂが実質的に三角形を形成し、且つ接合点Ｐ１、Ｐ２においてそれぞれ円錐台形状の支持体３０が外方に指向して突出した構造を採用している。従って、たとい一方向から荷重が負荷されたとしても容易にここで緩衝することが可能となる。この結果、強度に優れ、軽量化が達成され、しかも、経年変化等に基づく劣化に対しても耐性が高く、廉価に製造することができるパラボラアンテナを得ることができる。

以上、本実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、カセグレンアンテナ等にも適用可能であり、また背面構造体としてカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）に代えてガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）も用いることができる等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能であることは勿論である。

本実施の形態に係るパラボラアンテナのアンテナ本体の正面図である。 図１に示すアンテナ本体の側面図である。 本実施の形態に係るパラボラアンテナの支持体の正面図である。 図３の支持体の側面図である。 本実施の形態に係るアンテナ本体と支持体の接合状態を示す一部切欠拡大縦断面図である。 本実施の形態に係るパラボラアンテナの背面図である。 本実施の形態に係るパラボラアンテナの側面図である。 本実施の形態に係るパラボラアンテナの基板の側面図である。 本実施の形態に係るパラボラアンテナの分解斜視図である。 従来技術に係るパラボラアンテナの側面図である。

符号の説明

１０…パラボラアンテナ １２…アンテナ本体
３０…支持体 ３２…第１のリング体
３４…第２のリング体 ３６ａ〜３６ｐ…支持ロッド
４０ａ〜４０ｄ…補強枠 ４２ａ〜４２ｐ…保持部
４４ａ、４４ｂ…補強片 ５１…背板
６４ａ、６４ｂ…基板

Claims (8)

1. 円錐台形状の反射鏡アンテナ本体と、前記反射鏡アンテナ本体に積層される円錐台形状で且つ格子状の支持体とを有し、
   前記格子状の支持体は大径な第１のリング体と、前記第１のリング体よりも小径な第２のリング体と、前記第１のリング体と第２のリング体の間で橋架される補強枠と、前記第２のリング体に設けられる基部とからなり、前記第１のリング体と第２のリング体と補強枠と基部とが繊維強化プラスチックからなる部材で形成されていることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。
2. 請求項１記載の反射鏡アンテナ支持構造体において、前記補強枠は前記第１のリング体と第２のリング体の間で橋架される複数の実質的に四角形状の枠体からなることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。
3. 請求項２記載の反射鏡アンテナ支持構造体において、前記枠体は４つの枠体であって、それぞれの枠体は位相差を有して互いに接合されていることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ支持構造体において、前記第２のリング体と補強枠との間に複数の補強片が一体的に形成されていることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ支持構造体において、前記第１のリング体と第２のリング体との間に放射状に複数の支持ロッドが設けられていることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。
6. 請求項２記載の反射鏡アンテナ支持構造体において、補強枠は互いに隣接する補強枠のみが接する点で円錐台形の外方へと折曲された接合部位があることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。
7. 請求項５記載の反射鏡アンテナ支持構造体において、補強枠と支持ロッドと第２のリング体との間で補強片により三角形状の部位が構成されていることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ支持構造体において、前記繊維強化プラスチックからなる部材はカーボン繊維強化プラスチック又はガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする反射鏡アンテナ支持構造体。

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