JP2009103659A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に渡って良好に防水性能を保つことができるレーダ装置を提供すること。
【解決手段】回転輻射部１２が筐体２０に対して揺動自在に支持されるレーダ装置１０において、回転輻射部１２の回転軸の周りを囲むよう筐体２０の上部に設けられるとともに、その外周面が回転輻射部１２の回転軸の揺動中心Ｃを中心とする球面形状に形成された第１のカバー部材４２と、第１のカバー部材４２の上側および外周側を被覆するとともに、その内周面が回転輻射部１２の回転軸の揺動中心Ｃを中心とする球面形状に形成された第２のカバー部材４０と、を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーダ装置に関し、特に、回転輻射部が略水平面内で回転するように姿勢制御する機構を備えるレーダ装置に関する。

今時、船舶等に艤装されるレーダ装置として、船体の姿勢が変化しても回転輻射部が水平面内で回転するよう、筐体に対する回転輻射部の姿勢を制御する機構を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来のレーダ装置の外部構成を示す斜視図である。また、図８は、従来のレーダ装置の防水カバーの構成を示す断面図である。

図７、図８に示すように、従来のレーダ装置６０は、ブラケット８７を介して図示しない船体に固定された筐体８０と、筐体８０から上方に突出した台座部６６に固定されるとともに、その回転中心Ｖが筐体８０に対して揺動するようジンバル構造により支持された回転輻射部６２とを備えており、筐体８０と回転輻射部６２との境界部は、ゴム等の可撓性部材からなる外カバー７２によって飛来物等から受ける外力から一定程度保護されている。

また、外カバー７２の内側には、ゴム等の可撓性部材を蛇腹形状に形成してなる内カバー７０が設けられており、この内カバー７０により筐体８０内部への水の浸入が防止されるようになっている。
特開２００５−１９５５２９号公報

しかしながら、上述のような従来のレーダ装置にあっては、可撓性部材からなる外カバー７２および内カバー７０が変形することによって、筐体８０と回転輻射部６２との間の姿勢変化に追従するようになっているので、外カバー７２および内カバー７０が変形を繰り返すうちに穴開きや破れ等の疲労破壊を起こしてしまうという問題があった。また、可撓性部材からなる外カバー７２および内カバー７０は、飛来物等から受ける外力によって破損したり、紫外線に曝されて劣化することによりひび割れ等を起こしてしまうという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、長期に渡って良好に防水性能を保つことができるレーダ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るレーダ装置は、上記目的達成のため、回転輻射部が筐体に対して揺動自在に支持されるレーダ装置において、前記回転輻射部の回転軸の周りを囲むよう前記筐体の上部に設けられるとともに、その外周面が前記回転輻射部の回転軸の揺動中心を中心とする球面形状に形成された第１のカバー部材と、前記第１のカバー部材の上側および外周側を被覆するとともに、その内周面が前記回転輻射部の回転軸の揺動中心を中心とする球面形状に形成された第２のカバー部材と、備えたものから構成されている。

この構成により、第１のカバー部材と第２のカバー部材の位置関係が変化した場合でも、第２のカバー部材が第１のカバー部材を被覆した状態を保つことができ、また、第１のカバー部材および第２のカバー部材が変形することがないので、長期に渡って良好に防水性能を保つことができる。また、第１のカバー部材および第２のカバー部材が可撓性部材から構成されていないので、第１のカバー部材と第２のカバー部材が飛来物等から受ける外力により破損したり、紫外線に曝されて劣化することを防止することができ、メンテナンス等を行う間隔を長くすることができる。

また、本発明に係るレーダ装置は、上記目的達成のため、前記第１のカバー部材の上端近傍の外周側に、前記第２のカバー部材の内周面と密着して前記筐体内部への水の浸入を防ぐパッキンを備えたものから構成されている。

この構成により、筐体内部に水が浸入することを確実に防止することができる。また、従来の可撓性部材からなる防水カバーにおいては一部にでも穴開き等が生じた場合は防水カバー全体を交換する必要があったが、本発明に係るレーダ装置においては、パッキンが摩耗または劣化した場合は、パッキンのみ交換すればよいので、メンテナンスを容易に行うことができる。また、パッキンの耐久年数は従来の可撓性部材からなる防水カバーの５倍程度長いため、メンテナンスサイクルを長くすることができる。また、パッキンが一定程度摩耗または劣化した場合であっても、第１のカバー部材と第２のカバー部材により防水性能が保たれるので、性能保持期間中のパッキンを予防的に交換をするといった無駄を省くことができる。

また、本発明に係るレーダ装置は、上記目的達成のため、前記第２のカバー部材の下端近傍の内周側に、前記第１のカバー部材の外周面と密着して前記筐体内部への異物の浸入を防ぐダストシールを備えたものから構成されている。

この構成により、筐体内部に異物が浸入することを防止することができる。また、ダストシールは交換が不要であるので、メンテナンスフリー化を実現することができる。

また、本発明に係るレーダ装置は、上記目的達成のため、前記第１のカバー部材の外周面と前記第２のカバー部材の内周面との間にグリースを充填したものから構成されている。

この構成により、第１のカバー部材と第２のカバー部材との間から筐体内部に水や異物が浸入するのを完全に防止することができる。また、グリースが下方に流下することがダストシールにより防止され、グリースが上方に漏出することがパッキンにより防止されるので、グリースを補充する必要がない。

本発明によれば、長期に渡って良好に防水性能を保つことができるレーダ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の外部構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の内部構成を示す斜視図である。また、図３は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す斜視図である。

まず、構成について説明する。

図１、図２に示すように、レーダ装置１０は、船舶に艤装されて海上の障害物や他の船舶を探知するためのものであり、ブラケット３７を介して図示しない船体に固定される筐体２０と、筐体２０に対して回転および揺動するよう筐体２０に支持された回転輻射部１２とを備えている。

回転輻射部１２は、Ｘバンドの電波を送信して反射波を受信することにより電波を送信した方向の物体を探知するとともに、回転中心Ｖを中心として回転することにより略水平面における全方位に対して走査をするようになっている。また、回転輻射部１２は、その回転中心Ｖを常に垂直に保って走査面が水平となるよう、回転中心Ｖが筐体２０に対して揺動するようになっている。

筐体２０は、ジンバルシャフト５２により第１の軸（例えばピッチ軸）Ｐ周りに回動自在に軸支されるアーム２４等から構成される外側ジンバル機構を備えている。すなわち、外側ジンバル機構は、ジンバルシャフト５２を介して筐体２０に対して回動するようになっている。送受信機１４、回転軸５０（図４参照）および台座部１６は、この外側ジンバル機構との間に設けられたジンバルシャフト５１によって第１の軸と交差する第２の軸（例えばロール軸）Ｒ周りに回動自在に支持されている。すなわち、送受信機１４、回転軸５０（図４参照）および台座部１６は、ジンバルシャフト５１を介して外側ジンバル機構に対して回動するようになっている。したがって、送受信機１４、回転軸５０（図４参照）および台座部１６は、第１の軸Ｐと第２の軸Ｒによって、第１の軸Ｐと第２の軸Ｒとの交点である揺動中心Ｃの周りを揺動することができるようになっている。

筐体２０内には、回転輻射部１２を揺動させる揺動機構として、筐体２０およびアーム２４に接続点Ｐ１、Ｐ２で接続され、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２の距離Ｌ１を増減させる伸縮アクチュエータ２６と、アーム２５および送受信機１４に接続点Ｐ３、Ｐ４で接続され、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４の距離Ｌ２を増減させる伸縮アクチュエータ２８とが備えられている。このような揺動機構においては、伸縮アクチュエータ２６、２８の伸縮により、送受信機１４、回転軸５０（図４参照）、台座部１６を任意の３次元姿勢に制御することができる。なお、伸縮アクチュエータ２６、２８の各接続点Ｐ１〜Ｐ４には、接続先の部材と回動自在に接続するためのヒンジ３０が配設されている。また、２つの伸縮アクチュエータ２６、２８の接続点Ｐ１、Ｐ３は、アーム２４、２５の外側端部に配置されている。このため、揺動中心Ｃから伸縮アクチュエータ２６、２８の作用点までの距離が長くなり、伸縮アクチュエータ２６、２８の駆動力を小さくすることができる。なお、本実施の形態では、２つの伸縮アクチュエータ２６、２８を上下方向に伸縮する姿勢で筐体２０の内部空間の一方側に隣接して配置するとともに、筐体２０の内部空間の他方側に送受信機１４を配置することにより、伸縮アクチュエータ２６、２８および送受信機１４を筐体２０の内部で効率よく配置してレーダ装置１０の小型化を実現している。また、本実施の形態では、筐体２０の姿勢を検知する図示しない姿勢検知手段を備え、この姿勢検知手段の検知信号に基づいて伸縮アクチュエータ２６、２８の制御が行われるようになっているが、筐体２０の姿勢に関する情報をレーダ装置１０の外部から受け取って伸縮アクチュエータ２６、２８の制御を行うようにしてもよい。

伸縮アクチュエータ２６は、モータ３２によって回転するシャフト３４と、シャフト３４の回転によって軸線方向に進退するボールナット３６とを備えており、所謂ボールねじ機構を構成している。ボールナット３６には、ヒンジ３０を介してアーム２４が接続されるようになっている。ボールナット３６の軸線方向の位置は、図示しないセンサユニットによって検出される。また、伸縮アクチュエータ２８も伸縮アクチュエータ２６と同様に構成されている。なお、伸縮アクチュエータ２６、２８として他の機構（例えば空気圧シリンダ等）を用いることができる。

筐体２０と回転輻射部１２との間には、筐体２０内に水が浸入するのを防止するために、第１のカバー部材４２と第２のカバー部材４０とからなる防水カバー２２が設けられている。以下、防水カバー２２の詳細について説明する。

図３は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す斜視図である。また、図４は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す断面図である。また、図５は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す拡大断面図である。

図３、図４に示すように、防水カバー２２は、回転中心Ｖの周りを囲むよう筐体２０の上部に設けられた第１のカバー部材４２と、第１のカバー部材４２の上側および外周側を被覆する第２のカバー部材４０とから構成される。

第１のカバー部材４２は、アルミ系の金属から構成され、回転中心Ｖを中心とする略円筒形状に形成されており、その上端が揺動中心Ｃよりも高くなっている。また、第１のカバー部材４２の外周面は、揺動中心Ｃを中心とする球面形状となっている。

第２のカバー部材４０は、アルミ系の金属から構成され、第２のカバー部材４０の上部の放射内方に配置されたハブ部材５４によって支持されている。第２のカバー部材４０とハブ部材５４は締結部品により固定されている。第２のカバー部材４０とハブ部材５４の密着面には内部への水の浸入を防ぐＯリング５６を備えている。また、ハブ部材５４の上部にはＶリング５７を備えているため、ハブ部材５４と台座部１６の間は防水されている。第２のカバー部材４０の内周面は、揺動中心Ｃを中心とする球面形状となっている。ハブ部材５４と、このハブ部材５４の放射内方の回転軸５０との間には軸受５３が介装されており、回転軸５０が回転してもハブ部材５４および第２のカバー部材４０が回転しないようになっている。回転軸５０と台座部１６は締結部品により固定されているため、回転軸５０が回転した場合、同様に台座部１６は回転する。第２のカバー部材４０の下端は、第１のカバー部材４２の上端よりも下方に位置している。第２のカバー部材４０の下端と第１のカバー部材４２の上端との距離は、回転輻射部１２の回転中心Ｖが筐体２０に対して揺動した場合に、第２のカバー部材４０の下端と第１のカバー部材４２の上端との間に隙間が生じないよう十分な長さに設定されている。具体的には、回転輻射部１２の回転中心Ｖが筐体２０に対して１０度程度揺動しても隙間が生じないようになっている。

第１のカバー部材４２の外周面と第２のカバー部材４０の内周面との間には、第１のカバー部材４２と第２のカバー部材４０とが接触しないよう僅かな間隙が形成されている。

第１のカバー部材４２の上端近傍の外周側には凹部４２ａが形成されるとともに凹部４２ａに第２のカバー部材４０の内周面と密着するパッキン４３が設けられ、水の浸入を防ぐようになっている。

第２のカバー部材４０の下端近傍の内周側には凹部４０ａが形成されるとともに凹部４０ａに第１のカバー部材４２の外周面と密着するダストシール４１が設けられ、異物の浸入を防ぐようになっている。

図５は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す拡大断面図である。

図５に示すように、第１のカバー部材４２の外周面と第２のカバー部材４０の内周面との間にはグリース５５が充填されており、このグリース５５により第１のカバー部材４２と第２のカバー部材４０との間の間隙から筐体２０内部に水が浸入するのを完全に防止するようになっている。また、グリース５５は、ダストシール４１によって下方に流下することが防止されるとともに、パッキン４３によって上方に漏出することが防止されるようになっている。

次に、動作について説明する。

図６は、本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの動作を示す断面図である。

図６に示すように、このような構成を有するレーダ装置１０において、船体とともに筐体２０が傾いた場合は、伸縮アクチュエータ２６、２８の伸縮により、送受信機１４、回転軸５０、台座部１６の姿勢が制御された結果、台座部１６に固定された回転輻射部１２の回転中心Ｖが筐体２０に対して揺動する。このため、回転輻射部１２の回転中心Ｖが垂直に保たれるとともに、走査面が水平を保つこととなる。

回転輻射部１２の回転中心Ｖが筐体２０に対して揺動したとき、第２のカバー部材４０の下端と第１のカバー部材４２の上端との間の距離が変化するが、第１のカバー部材４２の外側を第２のカバー部材４０が被覆した状態が維持される。また、グリース５５は、第２のカバー部材４０の下端と第１のカバー部材４２の上端との間の距離が大きい側に移動するが外部に漏れ出すことはない。

以上のように、本実施の形態に係るレーダ装置１０は、回転輻射部１２の回転軸５０の周りを囲むよう筐体２０の上部に設けられるとともに、その外周面が回転輻射部１２の回転軸５０の揺動中心Ｃを中心とする球面形状に形成された第１のカバー部材４２と、第１のカバー部材４２の上側および外周側を被覆するとともに、その内周面が回転輻射部１２の回転軸５０の揺動中心を中心とする球面形状に形成された第２のカバー部材４０と、を備えたので、回転輻射部１２の回転軸５０が揺動して第１のカバー部材４２と第２のカバー部材４０の位置関係が変化した場合でも、第２のカバー部材４０が第１のカバー部材４２を被覆した状態を保つことができ、また、第１のカバー部材４２および第２のカバー部材４０が変形することがないので、長期に渡って良好に防水性能を保つことができる。また、第１のカバー部材４２および第２のカバー部材４０が可撓性部材ではなく金属により構成されているので、飛来物等から受ける外力により破損したり、紫外線に曝されて劣化することを防止することができる。また、経時変化により劣化して防水性能が損なわれるゴム等の可撓性部材を備えていないので、メンテナンス等を行う間隔を長くすることができる。

また、本実施の形態に係るレーダ装置１０は、第１のカバー部材４２の上端近傍の外周側に、第２のカバー部材４０の内周面と密着して筐体２０内部への水の浸入を防ぐパッキン４３を備えたので、筐体２０内部に水が浸入することを確実に防止することができる。また、従来の可撓性部材からなる防水カバーにおいては一部にでも穴開き等が生じた場合は防水カバー全体を交換する必要があったが、本実施の形態においては、パッキン４３が摩耗または劣化した場合は、パッキン４３のみ交換すればよいので、メンテナンスを容易に行うことができる。また、パッキン４３の耐久年数は従来の可撓性部材からなる防水カバーの５倍程度長いため、メンテナンスサイクルを長くすることができる。また、パッキン４３が一定程度摩耗または劣化した場合であっても、第１のカバー部材と第２のカバー部材により防水性能が保たれるので、性能保持期間中のパッキン４３を予防的に交換をするといった無駄を省くことができる。

また、本実施の形態に係るレーダ装置１０は、第２のカバー部材４０の下端近傍の内周側に、第１のカバー部材４２の外周面と密着して筐体２０内部への異物の浸入を防ぐダストシール４１を備えたので、筐体２０内部に異物が浸入することを防止することができる。また、ダストシール４１は交換が不要であるので、メンテナンスフリー化を実現することができる。

また、本実施の形態に係るレーダ装置１０は、第１のカバー部材４２の外周面と第２のカバー部材４０の内周面との間にグリース５５を充填したので、第１のカバー部材４２と第２のカバー部材４０との間から筐体２０内部に水や異物が浸入するのを完全に防止することができる。また、グリース５５が下方に流下することがダストシール４１により防止され、グリース５５が上方に漏出することがパッキン４３により防止されるので、グリース５５を補充する必要がない。

なお、上記のパッキン４３、ダストシール４１およびグリース５５のうち全てを同時に採用しなくても防水効果を発揮することができるが、パッキン４３、ダストシール４１およびグリース５５を全て採用した場合、パッキン４３とダストシール４１とによってグリース５５が漏れ出ることを防止することができ、一層長期に渡って良好に防水性能を保つことができる。

以上説明したように、本発明に係るレーダ装置は、長期に渡って良好に防水性能を保つことができるという効果を有し、回転輻射部が略水平面内で回転するように姿勢制御する機構を備えるレーダ装置全般に有用である。

本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の外部構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の内部構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの構成を示す拡大断面図である。 本発明の一実施の形態に係るレーダ装置の防水カバーの動作を示す断面図である。 従来のレーダ装置の外部構成を示す斜視図である。 従来のレーダ装置の防水カバーの構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ レーダ装置
１２ 回転輻射部
１４ 送受信機
１６ 台座部
２０ 筐体
２２ 防水カバー
２４、２５ アーム
２６、２８ 伸縮アクチュエータ
３０ ヒンジ
３２ モータ
３４ シャフト
３６ ボールナット
３７ ブラケット
４０ 第２のカバー部材
４１ ダストシール
４２ 第１のカバー部材
４３ パッキン
５０ 回転軸
５１、５２ ジンバルシャフト
５３ 軸受
５４ ハブ部材
５５ グリース
５６ Ｏリング
５７ Ｖリング

Claims (4)

1. 回転輻射部が筐体に対して揺動自在に支持されるレーダ装置において、
   前記回転輻射部の回転軸の周りを囲むよう前記筐体の上部に設けられるとともに、その外周面が前記回転輻射部の回転軸の揺動中心を中心とする球面形状に形成された第１のカバー部材と、
   前記第１のカバー部材の上側および外周側を被覆するとともに、その内周面が前記回転輻射部の回転軸の揺動中心を中心とする球面形状に形成された第２のカバー部材と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。
2. 前記第１のカバー部材の上端近傍の外周側に、前記第２のカバー部材の内周面と密着して前記筐体内部への水の浸入を防ぐパッキンを備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記第２のカバー部材の下端近傍の内周側に、前記第１のカバー部材の外周面と密着して前記筐体内部への異物の浸入を防ぐダストシールを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーダ装置。
4. 前記第１のカバー部材の外周面と前記第２のカバー部材の内周面との間にグリースを充填したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載のレーダ装置。

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