JP3038707B1 - 揺動駆動装置 - Google Patents
揺動駆動装置Info
- Publication number
- JP3038707B1 JP3038707B1 JP32186898A JP32186898A JP3038707B1 JP 3038707 B1 JP3038707 B1 JP 3038707B1 JP 32186898 A JP32186898 A JP 32186898A JP 32186898 A JP32186898 A JP 32186898A JP 3038707 B1 JP3038707 B1 JP 3038707B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- driven object
- drive device
- swing
- swing drive
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 宇宙空間などで対象を２軸方向に高精度で揺
動させる。 【解決手段】 アンテナ２を背面側で支持するための台
座１２と、アンテナ２と台座１２との間に介在しアンテ
ナ２を背面側の中心点で支持しアンテナを直交する２軸
の回りに揺動可能な状態で架台に取り付ける、弾性材料
から成る弾性支持機構５と、台座１２に取り付けられ、
アンテナ２に対して、弾性支持機構５によるアンテナの
支持位置から離れた箇所においてアンテナを揺動させる
方向にアンテナ２の背面側から力を加えるアクチュエー
タ８とを備え、さらにアンテナ２の変位を検出する位置
センサ１１を備えている。弾性支持機構５は、一端をア
ンテナ２の背面中心に他端を台座１２の中心に固定した
弾性軸６と、相互に約９０度の角度を成し一端をアンテ
ナ２の背面中心に他端を台座上の４点に固定した板バネ
７とから構成されている。
動させる。 【解決手段】 アンテナ２を背面側で支持するための台
座１２と、アンテナ２と台座１２との間に介在しアンテ
ナ２を背面側の中心点で支持しアンテナを直交する２軸
の回りに揺動可能な状態で架台に取り付ける、弾性材料
から成る弾性支持機構５と、台座１２に取り付けられ、
アンテナ２に対して、弾性支持機構５によるアンテナの
支持位置から離れた箇所においてアンテナを揺動させる
方向にアンテナ２の背面側から力を加えるアクチュエー
タ８とを備え、さらにアンテナ２の変位を検出する位置
センサ１１を備えている。弾性支持機構５は、一端をア
ンテナ２の背面中心に他端を台座１２の中心に固定した
弾性軸６と、相互に約９０度の角度を成し一端をアンテ
ナ２の背面中心に他端を台座上の４点に固定した板バネ
７とから構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は宇宙空間で用いられ
るアンテナやミラーなどの揺動駆動装置に関するもので
ある。
るアンテナやミラーなどの揺動駆動装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星などの宇宙構造体に搭載される
アンテナは、地上などとの間で良好な通信を確保すべく
揺動駆動装置によって向きが調整される。揺動駆動装置
は、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸の２軸の回りにアンテ
ナを揺動させるものであり、従来は、この２軸回りの揺
動を可能とするために、２つの軸受けを直交配置した支
持機構でアンテナを支持する構成のものが一般的であっ
た。また、この種の揺動駆動装置はアンテナに限らず、
ミラーや揺動台などを揺動駆動する場合にも用いられて
いる。
アンテナは、地上などとの間で良好な通信を確保すべく
揺動駆動装置によって向きが調整される。揺動駆動装置
は、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸の２軸の回りにアンテ
ナを揺動させるものであり、従来は、この２軸回りの揺
動を可能とするために、２つの軸受けを直交配置した支
持機構でアンテナを支持する構成のものが一般的であっ
た。また、この種の揺動駆動装置はアンテナに限らず、
ミラーや揺動台などを揺動駆動する場合にも用いられて
いる。
【０００３】衛星に搭載される装置に対してはその小型
化および軽量化の要求がきわめて強く、揺動駆動装置に
ついてもこれらの点で従来より種々の工夫がなされ、例
えば、特開昭６３−３４４９９号公報には、駆動対象を
球面軸受けで揺動自在に１点支持する揺動駆動装置が開
示されている。図１１は、この種の従来の揺動駆動装置
の構成を示す断面側面図である。図１１に示す揺動駆動
装置は、駆動対象であるアンテナ１０１と、アンテナ１
０１を揺動自在に支持する球面軸受１０２と、アンテナ
１０１を駆動するピストン１０３と、ピストン１０３を
駆動するリニアモータ１０４と、リニアモータ１０４の
変位を検出するセンサ１０５と、アンテナ１０１を常に
ピストン１０３に押し付ける作用をするバネ１０６とに
より構成されている。リニアモータ１０４はセンサ１０
５による変位の検出結果にもとづいてピストン１０３を
駆動し、アンテナ１０１は球面軸受１０２を中心として
揺動する。そして、ピストン１０３の駆動方向と直交す
る方向にも、１組のピストン、リニアモータ、センサ
（図示せず）が配設されており、２軸回りの揺動駆動が
可能となっている。
化および軽量化の要求がきわめて強く、揺動駆動装置に
ついてもこれらの点で従来より種々の工夫がなされ、例
えば、特開昭６３−３４４９９号公報には、駆動対象を
球面軸受けで揺動自在に１点支持する揺動駆動装置が開
示されている。図１１は、この種の従来の揺動駆動装置
の構成を示す断面側面図である。図１１に示す揺動駆動
装置は、駆動対象であるアンテナ１０１と、アンテナ１
０１を揺動自在に支持する球面軸受１０２と、アンテナ
１０１を駆動するピストン１０３と、ピストン１０３を
駆動するリニアモータ１０４と、リニアモータ１０４の
変位を検出するセンサ１０５と、アンテナ１０１を常に
ピストン１０３に押し付ける作用をするバネ１０６とに
より構成されている。リニアモータ１０４はセンサ１０
５による変位の検出結果にもとづいてピストン１０３を
駆動し、アンテナ１０１は球面軸受１０２を中心として
揺動する。そして、ピストン１０３の駆動方向と直交す
る方向にも、１組のピストン、リニアモータ、センサ
（図示せず）が配設されており、２軸回りの揺動駆動が
可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の揺動駆動装置には次のような問題点がある。第１
に、揺動位置を高精度に制御することが困難である。す
なわち、球面軸受１０２においてガタツキや摩擦を避け
ることができないため、駆動時に非線形の外乱成分が制
御系に混在し、その結果、制御の精度が低下する。第２
に、宇宙空間で使用することが困難である。すなわち、
球面軸受１０２における滑り性能を維持するためには、
常に一定量の潤滑剤が保持されている必要があるが、揮
発の著しい宇宙空間ではこれを実現することは困難であ
る。本発明はこのような問題を解決するためになされた
もので、その目的は、高精度に揺動角度を制御でき、か
つ宇宙空間においても使用可能な揺動駆動装置を提供す
ることにある。
来の揺動駆動装置には次のような問題点がある。第１
に、揺動位置を高精度に制御することが困難である。す
なわち、球面軸受１０２においてガタツキや摩擦を避け
ることができないため、駆動時に非線形の外乱成分が制
御系に混在し、その結果、制御の精度が低下する。第２
に、宇宙空間で使用することが困難である。すなわち、
球面軸受１０２における滑り性能を維持するためには、
常に一定量の潤滑剤が保持されている必要があるが、揮
発の著しい宇宙空間ではこれを実現することは困難であ
る。本発明はこのような問題を解決するためになされた
もので、その目的は、高精度に揺動角度を制御でき、か
つ宇宙空間においても使用可能な揺動駆動装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、駆動対象を直交する２本の仮想軸線の回り
に揺動させる揺動駆動装置であって、前記駆動対象を支
持する架台と、前記駆動対象と前記架台との間に介在し
前記駆動対象を前駆駆動対象の背面側の一点で支持して
前記駆動対象を揺動可能な状態で前記架台に取り付け
る、弾性材料から成る弾性支持機構と、前記架台に取り
付けられ、前記駆動対象に対して、前記弾性支持機構に
よる前記駆動対象の支持位置から離れた箇所において力
を加え前記駆動対象を揺動させるアクチュエータとを備
えたことを特徴とする。
成するため、駆動対象を直交する２本の仮想軸線の回り
に揺動させる揺動駆動装置であって、前記駆動対象を支
持する架台と、前記駆動対象と前記架台との間に介在し
前記駆動対象を前駆駆動対象の背面側の一点で支持して
前記駆動対象を揺動可能な状態で前記架台に取り付け
る、弾性材料から成る弾性支持機構と、前記架台に取り
付けられ、前記駆動対象に対して、前記弾性支持機構に
よる前記駆動対象の支持位置から離れた箇所において力
を加え前記駆動対象を揺動させるアクチュエータとを備
えたことを特徴とする。
【０００６】本発明の揺動駆動装置では、駆動対象は、
弾性材料から成る弾性支持機構により背面側の一点で揺
動可能に支持されているので、アクチュエータにより駆
動対象に対して力を加えることで駆動対象を直交する２
軸の回りに揺動させることができる。そして、本発明で
は、駆動対象は弾性支持機構に固定されているので球面
軸受を用いた場合のようにガタツキや摩擦はいっさい発
生せず、駆動時に非線形の外乱成分が制御系に混在しな
くなるため、駆動対象の揺動角度を高精度に制御するこ
とができる。また球面軸受のように潤滑剤を保持する必
要がないので、潤滑剤の揮発の問題がなく、真空条件
下、特に宇宙空間においても使用可能である。
弾性材料から成る弾性支持機構により背面側の一点で揺
動可能に支持されているので、アクチュエータにより駆
動対象に対して力を加えることで駆動対象を直交する２
軸の回りに揺動させることができる。そして、本発明で
は、駆動対象は弾性支持機構に固定されているので球面
軸受を用いた場合のようにガタツキや摩擦はいっさい発
生せず、駆動時に非線形の外乱成分が制御系に混在しな
くなるため、駆動対象の揺動角度を高精度に制御するこ
とができる。また球面軸受のように潤滑剤を保持する必
要がないので、潤滑剤の揮発の問題がなく、真空条件
下、特に宇宙空間においても使用可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態例の機構部を示す平面図である。また、図２お
よび図３は、それぞれ図１に示した機構部のＡＡ’線お
よびＢＢ’線に沿った断面側面図である。図１ないし図
３に示したように、第１の実施の形態例の揺動駆動装置
１は、アンテナ２を揺動駆動するものであり、弾性支持
機構５、アクチュエータ８、位置センサ１１、架台とし
ての台座１２などにより構成されている。アンテナ２
は、平面視円形のアンテナ開口部３とこれを上部に保持
する、同じく平面視円形のアンテナ台４とから成り、ア
ンテナ２は台座１２の上方に弾性支持機構５により背面
側の一点で支持されている。弾性支持機構５は、弾性変
形可能で復元力を有する弾性材料から成り、アンテナ２
の開口方向に平行でアンテナ２の中心を通るＺ軸に直交
するＸ軸およびＹ軸の回りにアンテナ２が揺動可能なよ
うに、アンテナ台４を台座１２上に支持している。
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態例の機構部を示す平面図である。また、図２お
よび図３は、それぞれ図１に示した機構部のＡＡ’線お
よびＢＢ’線に沿った断面側面図である。図１ないし図
３に示したように、第１の実施の形態例の揺動駆動装置
１は、アンテナ２を揺動駆動するものであり、弾性支持
機構５、アクチュエータ８、位置センサ１１、架台とし
ての台座１２などにより構成されている。アンテナ２
は、平面視円形のアンテナ開口部３とこれを上部に保持
する、同じく平面視円形のアンテナ台４とから成り、ア
ンテナ２は台座１２の上方に弾性支持機構５により背面
側の一点で支持されている。弾性支持機構５は、弾性変
形可能で復元力を有する弾性材料から成り、アンテナ２
の開口方向に平行でアンテナ２の中心を通るＺ軸に直交
するＸ軸およびＹ軸の回りにアンテナ２が揺動可能なよ
うに、アンテナ台４を台座１２上に支持している。
【０００８】詳しくは、弾性支持機構５は、弾性軸６
と、４枚の板バネ７から成る本発明に係わるバネとによ
り構成されている。弾性軸６は非伸縮性の弾性材料から
成り、両端がアンテナ台４の中心１３と台座１２の中心
１４とに固定され、アンテナ２のほぼ真後ろの方向に延
在している。一方、各板バネ７は、一端がアンテナ台４
の中心１３に固定され、ほぼ等間隔に４方にアンテナ台
４の中心１３から遠ざかるにつれてアンテナ２の背面か
ら離反しつつ延在して、他端がそれぞれ台座１２上の異
なる４点に固定されている。
と、４枚の板バネ７から成る本発明に係わるバネとによ
り構成されている。弾性軸６は非伸縮性の弾性材料から
成り、両端がアンテナ台４の中心１３と台座１２の中心
１４とに固定され、アンテナ２のほぼ真後ろの方向に延
在している。一方、各板バネ７は、一端がアンテナ台４
の中心１３に固定され、ほぼ等間隔に４方にアンテナ台
４の中心１３から遠ざかるにつれてアンテナ２の背面か
ら離反しつつ延在して、他端がそれぞれ台座１２上の異
なる４点に固定されている。
【０００９】弾性支持機構５は、このような構成である
から、アンテナ台４の中心１３を台座１１に対して一定
位置に保ち、その一定位置が揺動の中心となる。すなわ
ち、まず弾性軸６の非伸縮性によりアンテナ台４の中心
１３がＺ軸方向へ移動することが抑えられる。そして、
４枚の板バネ７によって、アンテナ台の中心１３がＸ軸
およびＹ軸の方向へ移動することが抑えられる。
から、アンテナ台４の中心１３を台座１１に対して一定
位置に保ち、その一定位置が揺動の中心となる。すなわ
ち、まず弾性軸６の非伸縮性によりアンテナ台４の中心
１３がＺ軸方向へ移動することが抑えられる。そして、
４枚の板バネ７によって、アンテナ台の中心１３がＸ軸
およびＹ軸の方向へ移動することが抑えられる。
【００１０】なお、アンテナ台４の中心１３がＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸のいずれの方向にもできるだけ移動しないよう
にするためには、弾性軸６としては、長手方向での伸縮
性ができるだけ小さく、曲げ方向でのバネ剛性およびね
じり方向でのバネ剛性を十分に備えたものを用いること
が望ましい。また、板バネ７としても、長手方向での伸
縮性がほとんどなく、曲げ方向でのバネ剛性およびねじ
り方向でのバネ剛性が比較的高いものを用いることが望
ましい。
軸、Ｚ軸のいずれの方向にもできるだけ移動しないよう
にするためには、弾性軸６としては、長手方向での伸縮
性ができるだけ小さく、曲げ方向でのバネ剛性およびね
じり方向でのバネ剛性を十分に備えたものを用いること
が望ましい。また、板バネ７としても、長手方向での伸
縮性がほとんどなく、曲げ方向でのバネ剛性およびねじ
り方向でのバネ剛性が比較的高いものを用いることが望
ましい。
【００１１】アクチュエータ８は、アンテナ２を２軸方
向に揺動駆動すべく、アンテナ台４の中心１３を揺動中
心とする揺動モーメントを発生するためのものである。
本実施の形態例の揺動駆動装置１は４つのアクチュエー
タ８を備え、各アクチュエータ８は、アンテナ２の背面
側にアンテナ台４の外周部に沿って相互にほぼ等間隔に
配設されている。各アクチュエータ８は、アンテナ台４
側に取り付けられた円弧状の永久磁石９と、台座１２側
で永久磁石９にそれぞれ対向する位置に永久磁石９との
間に間隔をおいて取り付けられたコイル磁石１０とから
成る。
向に揺動駆動すべく、アンテナ台４の中心１３を揺動中
心とする揺動モーメントを発生するためのものである。
本実施の形態例の揺動駆動装置１は４つのアクチュエー
タ８を備え、各アクチュエータ８は、アンテナ２の背面
側にアンテナ台４の外周部に沿って相互にほぼ等間隔に
配設されている。各アクチュエータ８は、アンテナ台４
側に取り付けられた円弧状の永久磁石９と、台座１２側
で永久磁石９にそれぞれ対向する位置に永久磁石９との
間に間隔をおいて取り付けられたコイル磁石１０とから
成る。
【００１２】小型のアクチュエータには、例えばピエゾ
素子、リニアモータ、回転型モータとボールねじとを組
み合わせたもの、永久磁石とコイル磁石とを組み合わせ
たものなどもあるが、高精度の位置決めを行うには非線
形外乱を生じにくいことが重要であり、この点で、永久
磁石９とコイル磁石１０とを組み合わせた非接触式のア
クチュエータが優れている。
素子、リニアモータ、回転型モータとボールねじとを組
み合わせたもの、永久磁石とコイル磁石とを組み合わせ
たものなどもあるが、高精度の位置決めを行うには非線
形外乱を生じにくいことが重要であり、この点で、永久
磁石９とコイル磁石１０とを組み合わせた非接触式のア
クチュエータが優れている。
【００１３】また、コイル磁石９は電流を流すことで熱
を発生するため、放熱が十分でない場合には熱の蓄積に
より装置、特に駆動対象であるアンテナ２に熱歪みなど
の悪影響をもたらす。このため、本実施の形態例では、
宇宙空間での放熱を考慮して、永久磁石９をアンテナ側
に、コイル磁石１０を台座１２側に設置し、コイル磁石
１０で発生した熱が台座１２を通じて容易に宇宙構造物
の本体側に逃げられるようにしている。ただし、何らか
の方法でアンテナ台４からの放熱が十分に確保される場
合には、永久磁石９とコイル磁石１０の配置を入れ替え
た構成とすることも可能である。
を発生するため、放熱が十分でない場合には熱の蓄積に
より装置、特に駆動対象であるアンテナ２に熱歪みなど
の悪影響をもたらす。このため、本実施の形態例では、
宇宙空間での放熱を考慮して、永久磁石９をアンテナ側
に、コイル磁石１０を台座１２側に設置し、コイル磁石
１０で発生した熱が台座１２を通じて容易に宇宙構造物
の本体側に逃げられるようにしている。ただし、何らか
の方法でアンテナ台４からの放熱が十分に確保される場
合には、永久磁石９とコイル磁石１０の配置を入れ替え
た構成とすることも可能である。
【００１４】位置センサ１１は、アンテナ台４の位置の
変化を測定することで、間接的にアンテナ２の角度変化
を検出するためのものであり、本実施の形態例では、４
つの位置センサ１１が設けられている。位置センサ１１
は、非接触で位置を検出する渦電流式変位センサであ
り、アンテナ台４の背面側にアンテナ台４との間に間隔
をおき配置されてアンテナ台４までの距離を測定する構
成となっている。そして、各位置センサ１１は、台座１
２上に立設され、アンテナ台４の中心１３と各アクチュ
エータ８との間の箇所でアクチュエータ８寄りの位置に
それぞれ配置されている。アンテナ２が揺動していない
状態では各位置センサ１１から、対向するアンテナ台４
の背面までの距離はほぼ等しい。
変化を測定することで、間接的にアンテナ２の角度変化
を検出するためのものであり、本実施の形態例では、４
つの位置センサ１１が設けられている。位置センサ１１
は、非接触で位置を検出する渦電流式変位センサであ
り、アンテナ台４の背面側にアンテナ台４との間に間隔
をおき配置されてアンテナ台４までの距離を測定する構
成となっている。そして、各位置センサ１１は、台座１
２上に立設され、アンテナ台４の中心１３と各アクチュ
エータ８との間の箇所でアクチュエータ８寄りの位置に
それぞれ配置されている。アンテナ２が揺動していない
状態では各位置センサ１１から、対向するアンテナ台４
の背面までの距離はほぼ等しい。
【００１５】小型の距離センサには作動トランス、イン
ダクトシンなど接触式のセンサもあるが、高精度に位置
決め制御を行うためにはアンテナ駆動の際に外乱を生じ
ない非接触式のものが望ましい。非接触式のセンサとし
ては、具体的には、渦電流式変位センサ、レーザ干渉型
変位センサ、反射光量検出式光ファイバセンサなどが存
在するが、このうち、センサ部が小型でかつ軽量である
点において、本実施の形態例で用いた渦電流式変位セン
サが最も優れている。
ダクトシンなど接触式のセンサもあるが、高精度に位置
決め制御を行うためにはアンテナ駆動の際に外乱を生じ
ない非接触式のものが望ましい。非接触式のセンサとし
ては、具体的には、渦電流式変位センサ、レーザ干渉型
変位センサ、反射光量検出式光ファイバセンサなどが存
在するが、このうち、センサ部が小型でかつ軽量である
点において、本実施の形態例で用いた渦電流式変位セン
サが最も優れている。
【００１６】本実施の形態例の揺動駆動装置１はさら
に、位置センサ１１からの計測信号を受信してアンテナ
２の角度変化を算出し、コイル磁石１０に通電する電流
値をフィードバック制御する制御装置を備えている。図
４は、本発明の第１の実施の形態の機構部と共に制御装
置のブロック構成を示す構成図である。制御装置２０
は、位置センサ１１のセンサアンプ回路２１と、センサ
アンプ回路２１が検出した位置変位をアンテナ２の角度
変位に変換する位置−角度変換手段２２と、アンテナ２
の角度を指定する角度設定部２３と、アンテナ２の設定
角と変位角の差からコイル磁石９に流す電流を調整する
角度制御手段２４と、調整された電流をコイル磁石１０
に流すコイル磁石ドライバ回路２５とを含んで構成され
ている。
に、位置センサ１１からの計測信号を受信してアンテナ
２の角度変化を算出し、コイル磁石１０に通電する電流
値をフィードバック制御する制御装置を備えている。図
４は、本発明の第１の実施の形態の機構部と共に制御装
置のブロック構成を示す構成図である。制御装置２０
は、位置センサ１１のセンサアンプ回路２１と、センサ
アンプ回路２１が検出した位置変位をアンテナ２の角度
変位に変換する位置−角度変換手段２２と、アンテナ２
の角度を指定する角度設定部２３と、アンテナ２の設定
角と変位角の差からコイル磁石９に流す電流を調整する
角度制御手段２４と、調整された電流をコイル磁石１０
に流すコイル磁石ドライバ回路２５とを含んで構成され
ている。
【００１７】次に、主に図４を参照して、揺動駆動装置
１の動作について詳細に説明する。まず、アクチュエー
タ８によるアンテナ２の駆動原理について説明する。ア
クチュエータ８を構成するコイル磁石１０の周囲には永
久磁石９により磁界が生じている。したがってコイル磁
石１０にコイル磁石ドライバ回路２５からの電流が流れ
ると、永久磁石９による磁界とコイル磁石１０を流れる
電流との間でフレミングの法則にしたがう力が発生す
る。
１の動作について詳細に説明する。まず、アクチュエー
タ８によるアンテナ２の駆動原理について説明する。ア
クチュエータ８を構成するコイル磁石１０の周囲には永
久磁石９により磁界が生じている。したがってコイル磁
石１０にコイル磁石ドライバ回路２５からの電流が流れ
ると、永久磁石９による磁界とコイル磁石１０を流れる
電流との間でフレミングの法則にしたがう力が発生す
る。
【００１８】アンテナ台４の中心１３を挟んで相対する
２つのコイル磁石９に互いに逆相の電流を流すと、コイ
ル磁石９に作用する力はアンテナ台４の中心１３を揺動
中心とするＸ軸あるいはＹ軸回りの揺動モーメントを形
成する。コイル磁石９に作用する力は、また、弾性軸６
に対しても台座１２との結合部である中心１４を支点と
する片持ち梁運動を行わせるように働くが、このとき同
時に板バネ７の復元力が強く作用するため、実際にはア
ンテナ台４の中心１３はＸ軸およびＹ軸の方向にはほと
んど動かない。
２つのコイル磁石９に互いに逆相の電流を流すと、コイ
ル磁石９に作用する力はアンテナ台４の中心１３を揺動
中心とするＸ軸あるいはＹ軸回りの揺動モーメントを形
成する。コイル磁石９に作用する力は、また、弾性軸６
に対しても台座１２との結合部である中心１４を支点と
する片持ち梁運動を行わせるように働くが、このとき同
時に板バネ７の復元力が強く作用するため、実際にはア
ンテナ台４の中心１３はＸ軸およびＹ軸の方向にはほと
んど動かない。
【００１９】一方、アンテナ台４の中心１３を挟んで相
対する２つのコイル磁石９に同相の電流成分が流れる
と、今度はアンテナ２をＺ軸方向に変位させようとする
力が発生する。しかし、アンテナ２は弾性軸６を介して
台座１２と結合しており、弾性軸６の長手方向での剛性
は十分に高いため、アンテナ台４の中心１３はＺ軸の方
向にはほとんど変位しない。したがって、駆動対象であ
るアンテナ２は、アンテナ台４の中心１３を揺動中心と
する揺動モーメントによりＸ軸およびＹ軸の回りにのみ
角度変位し、弾性支持機構５が有するねじりバネ特性に
よる逆方向の揺動モーメントと釣り合った角度で静止す
る。
対する２つのコイル磁石９に同相の電流成分が流れる
と、今度はアンテナ２をＺ軸方向に変位させようとする
力が発生する。しかし、アンテナ２は弾性軸６を介して
台座１２と結合しており、弾性軸６の長手方向での剛性
は十分に高いため、アンテナ台４の中心１３はＺ軸の方
向にはほとんど変位しない。したがって、駆動対象であ
るアンテナ２は、アンテナ台４の中心１３を揺動中心と
する揺動モーメントによりＸ軸およびＹ軸の回りにのみ
角度変位し、弾性支持機構５が有するねじりバネ特性に
よる逆方向の揺動モーメントと釣り合った角度で静止す
る。
【００２０】次に、アンテナ２の揺動角度の制御につい
て説明する。アンテナ２の角度調節は、制御装置２０に
おいて、４つの位置センサ１１からの信号を変換して変
位角を検出し、これををもとに４つのコイル磁石１０に
流す電流を調整することで行う。各位置センサ１１で得
られたセンサ信号は、それぞれ制御装置２０のセンサア
ンプ回路２１で位置変位信号ΔＬｎ（ｎ＝１〜４）に変
換され位置−角度変換手段２２に供給される。位置−角
度変換手段２２は、これらの位置変位信号ΔＬｎからア
ンテナ２のＸ軸およびＹ軸の回りの揺動角度を表す変位
角信号θｘ，θｙを検出し、角度制御手段２４に出力す
る。一方、アンテナ２の角度を設定する角度設定部２３
からは、Ｘ軸の回り揺動角度を表すアンテナ設定角信号
ＲθｘとＹ軸の回り揺動角度を表すアンテナ設定角信号
Ｒθｙが角度制御手段２４に供給される。
て説明する。アンテナ２の角度調節は、制御装置２０に
おいて、４つの位置センサ１１からの信号を変換して変
位角を検出し、これををもとに４つのコイル磁石１０に
流す電流を調整することで行う。各位置センサ１１で得
られたセンサ信号は、それぞれ制御装置２０のセンサア
ンプ回路２１で位置変位信号ΔＬｎ（ｎ＝１〜４）に変
換され位置−角度変換手段２２に供給される。位置−角
度変換手段２２は、これらの位置変位信号ΔＬｎからア
ンテナ２のＸ軸およびＹ軸の回りの揺動角度を表す変位
角信号θｘ，θｙを検出し、角度制御手段２４に出力す
る。一方、アンテナ２の角度を設定する角度設定部２３
からは、Ｘ軸の回り揺動角度を表すアンテナ設定角信号
ＲθｘとＹ軸の回り揺動角度を表すアンテナ設定角信号
Ｒθｙが角度制御手段２４に供給される。
【００２１】角度制御手段２４は、位置−角度変換手段
２２から供給されたアンテナ変位角信号θｘ，θｙと角
度設定部２３から供給されたアンテナ設定角信号Ｒθ
ｘ，Ｒθｙとにもとづき、角度制御演算を行って各コイ
ル磁石１０に流すコイル電流を調整し、コイル電流指令
信号ＲＣｎ（ｎ＝１〜４）として、コイル磁石ドライバ
回路２５に出力する。コイル磁石ドライバ回路２５は、
コイル磁石１０を流れる電流が、コイル電流指令信号Ｒ
Ｃｎと一致するようにコイル電流を制御する。この結
果、コイル磁石１０に適切な電流が流れ、永久磁石９と
の間で力が発生して揺動モーメントが生じ、弾性支持機
構５のねじりバネ特性と釣り合った揺動角度でアンテナ
２が位置決めされる。
２２から供給されたアンテナ変位角信号θｘ，θｙと角
度設定部２３から供給されたアンテナ設定角信号Ｒθ
ｘ，Ｒθｙとにもとづき、角度制御演算を行って各コイ
ル磁石１０に流すコイル電流を調整し、コイル電流指令
信号ＲＣｎ（ｎ＝１〜４）として、コイル磁石ドライバ
回路２５に出力する。コイル磁石ドライバ回路２５は、
コイル磁石１０を流れる電流が、コイル電流指令信号Ｒ
Ｃｎと一致するようにコイル電流を制御する。この結
果、コイル磁石１０に適切な電流が流れ、永久磁石９と
の間で力が発生して揺動モーメントが生じ、弾性支持機
構５のねじりバネ特性と釣り合った揺動角度でアンテナ
２が位置決めされる。
【００２２】そして、本実施の形態例の揺動駆動装置１
では、駆動対象であるアンテナ２は弾性支持機構５に固
定されているので球面軸受を用いた場合のようにガタツ
キや摩擦はいっさい発生せず、駆動時に非線形の外乱成
分が制御系に混在しなくなるため、アンテナ２の揺動角
度を高精度に制御することができる。また球面軸受のよ
うに潤滑剤を保持する必要がないので、潤滑剤の揮発の
問題がなく、真空条件下、特に宇宙空間においても使用
可能である。
では、駆動対象であるアンテナ２は弾性支持機構５に固
定されているので球面軸受を用いた場合のようにガタツ
キや摩擦はいっさい発生せず、駆動時に非線形の外乱成
分が制御系に混在しなくなるため、アンテナ２の揺動角
度を高精度に制御することができる。また球面軸受のよ
うに潤滑剤を保持する必要がないので、潤滑剤の揮発の
問題がなく、真空条件下、特に宇宙空間においても使用
可能である。
【００２３】なお、板バネ７、アクチュエータ８および
位置センサ１１の配置は、本実施の形態例の配置に限定
されるものではなく、種々に変更することができる。以
下に他の配置例を示す。図５は、本発明の第１の実施の
形態の変形例を示す平面図である。図中、図１ないし図
４と同一の要素には同一の符号が付されている。図５に
示した揺動駆動装置１Ａが上記揺動駆動装置１と異なる
のは、４つの位置センサ１１が、それぞれ隣接する２つ
のアクチュエータ８の間に配置されている点である。こ
のような配置では、図１の配置に比べて揺動中心１３か
ら位置センサ１１までの距離が長くなるので、アンテナ
２の角度変化に対する位置センサ１１の検出変位が大き
くなり、位置分解能の同じ位置センサを使った場合で
も、より高い角度分解能を得ることができ、したがって
さらに高精度にアンテナ２の揺動角度を制御することが
可能となる。なお、この場合、アクチュエータ８と位置
センサ１１とがＸ−Ｙ平面上で４５゜ずれた配置になる
が、この角度のずれは、角度制御手段２４で容易に補正
することができる。
位置センサ１１の配置は、本実施の形態例の配置に限定
されるものではなく、種々に変更することができる。以
下に他の配置例を示す。図５は、本発明の第１の実施の
形態の変形例を示す平面図である。図中、図１ないし図
４と同一の要素には同一の符号が付されている。図５に
示した揺動駆動装置１Ａが上記揺動駆動装置１と異なる
のは、４つの位置センサ１１が、それぞれ隣接する２つ
のアクチュエータ８の間に配置されている点である。こ
のような配置では、図１の配置に比べて揺動中心１３か
ら位置センサ１１までの距離が長くなるので、アンテナ
２の角度変化に対する位置センサ１１の検出変位が大き
くなり、位置分解能の同じ位置センサを使った場合で
も、より高い角度分解能を得ることができ、したがって
さらに高精度にアンテナ２の揺動角度を制御することが
可能となる。なお、この場合、アクチュエータ８と位置
センサ１１とがＸ−Ｙ平面上で４５゜ずれた配置になる
が、この角度のずれは、角度制御手段２４で容易に補正
することができる。
【００２４】図６は、本発明の第１の実施の形態のさら
に他の変形例を示す平面図である。また、図７は、図６
のＡＡ’線断面側面図である。図中、図１ないし図４と
同一の要素には同一の符号が付されている。図６、図７
に示した揺動駆動装置１Ｂでは、揺動中心であるアンテ
ナ台４の中心１３から位置センサ１１までの距離をさら
に長く取るため、アンテナ台４の中心１１との間にアク
チュエータ８を含む位置、すなわちアクチュエータ８の
外側に位置センサ１１が配置されている。詳しくは、ア
ンテナ台４からアーム１５を外周方向に伸ばし、このア
ーム１５をセンサのターゲットとすることで、位置セン
サ１１がアンテナ台４の外周部に配置されている。この
ような配置では、図５の配置に比べてもさらにアンテナ
２の角度変化に対する位置センサ１１の検出変位が大き
くなり、位置分解能の同じ位置センサを使った場合で
も、より高い角度分解能を得られる。また、この場合、
アクチュエータ８と位置センサ１１とは同一の仮想半径
線上に配置されているので角度制御手段２４では特別な
補正処理を行う必要がない。
に他の変形例を示す平面図である。また、図７は、図６
のＡＡ’線断面側面図である。図中、図１ないし図４と
同一の要素には同一の符号が付されている。図６、図７
に示した揺動駆動装置１Ｂでは、揺動中心であるアンテ
ナ台４の中心１３から位置センサ１１までの距離をさら
に長く取るため、アンテナ台４の中心１１との間にアク
チュエータ８を含む位置、すなわちアクチュエータ８の
外側に位置センサ１１が配置されている。詳しくは、ア
ンテナ台４からアーム１５を外周方向に伸ばし、このア
ーム１５をセンサのターゲットとすることで、位置セン
サ１１がアンテナ台４の外周部に配置されている。この
ような配置では、図５の配置に比べてもさらにアンテナ
２の角度変化に対する位置センサ１１の検出変位が大き
くなり、位置分解能の同じ位置センサを使った場合で
も、より高い角度分解能を得られる。また、この場合、
アクチュエータ８と位置センサ１１とは同一の仮想半径
線上に配置されているので角度制御手段２４では特別な
補正処理を行う必要がない。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態例につい
て説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態例の構
成を示す平面図である。また、図９は図８のＡＡ’線断
面側面図、図１０は図８のＢＢ’線断面側面図である。
図中、図１ないし図３と同一の要素には同一の符号が付
されている。図８ないし図１０に示した揺動駆動装置３
１が、揺動駆動装置１と異なるのは、駆動対象の背面側
が広く開放された構造として、駆動対象の点検・整備な
どを容易に行えるようにした点である。そのため、揺動
駆動装置３１では、アクチュエータ３６、位置センサ４
０（図９）、ならびに弾性支持機構３４を、上記揺動駆
動装置１のように台座ではなく、側壁４４により支持す
る構造となっている。ただし、弾性軸６（図９）は後述
のようにミラーホルダー３２後方の梁４３に固定されて
いる。
て説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態例の構
成を示す平面図である。また、図９は図８のＡＡ’線断
面側面図、図１０は図８のＢＢ’線断面側面図である。
図中、図１ないし図３と同一の要素には同一の符号が付
されている。図８ないし図１０に示した揺動駆動装置３
１が、揺動駆動装置１と異なるのは、駆動対象の背面側
が広く開放された構造として、駆動対象の点検・整備な
どを容易に行えるようにした点である。そのため、揺動
駆動装置３１では、アクチュエータ３６、位置センサ４
０（図９）、ならびに弾性支持機構３４を、上記揺動駆
動装置１のように台座ではなく、側壁４４により支持す
る構造となっている。ただし、弾性軸６（図９）は後述
のようにミラーホルダー３２後方の梁４３に固定されて
いる。
【００２６】第２の実施の形態例では一例として駆動対
象を、平面視略矩形のミラーホルダ３３により保持され
た平面視略矩形の平面ミラー３２とする。揺動駆動装置
３１では、架台は主要部がミラーホルダ３３の背面側に
配置されてミラーホルダ３３を取り囲む側壁４４と、側
壁の間に渡された固定梁４３とにより構成されている。
固定梁４３は、対向する側壁４４のほぼ中央の箇所どう
しを結んで延在し、またミラーホルダ３３と反対側の側
壁縁部に両端部が固定されている。
象を、平面視略矩形のミラーホルダ３３により保持され
た平面視略矩形の平面ミラー３２とする。揺動駆動装置
３１では、架台は主要部がミラーホルダ３３の背面側に
配置されてミラーホルダ３３を取り囲む側壁４４と、側
壁の間に渡された固定梁４３とにより構成されている。
固定梁４３は、対向する側壁４４のほぼ中央の箇所どう
しを結んで延在し、またミラーホルダ３３と反対側の側
壁縁部に両端部が固定されている。
【００２７】弾性支持機構３４は、弾性軸６と、上記板
バネ７に替わるコイルバネ３５とにより構成されてい
る。そして、弾性軸６は一端がミラーホルダ３３の背面
側の中心に、もう一端は上記固定梁４３のほぼ中央の箇
所に固定されている。一方、コイルバネ３５は、一端が
弾性軸６とミラーホルダ３３との結合部に、もう一端は
側壁４４に固定されている。そしてコイルバネ３５の側
壁４４側の端部は、ミラーホルダ３３と反対側の側壁縁
部に近い箇所に固定されている。コイルバネ３５として
は、ミラーホルダ３３の中心位置がＸ軸およびＹ軸の方
向へ移動することを抑えるため、長手方向での剛性が十
分に高く、かつ曲げ方向でのバネ剛性およびねじり方向
でのバネ剛性も比較的高いものを用いることが望まし
い。
バネ７に替わるコイルバネ３５とにより構成されてい
る。そして、弾性軸６は一端がミラーホルダ３３の背面
側の中心に、もう一端は上記固定梁４３のほぼ中央の箇
所に固定されている。一方、コイルバネ３５は、一端が
弾性軸６とミラーホルダ３３との結合部に、もう一端は
側壁４４に固定されている。そしてコイルバネ３５の側
壁４４側の端部は、ミラーホルダ３３と反対側の側壁縁
部に近い箇所に固定されている。コイルバネ３５として
は、ミラーホルダ３３の中心位置がＸ軸およびＹ軸の方
向へ移動することを抑えるため、長手方向での剛性が十
分に高く、かつ曲げ方向でのバネ剛性およびねじり方向
でのバネ剛性も比較的高いものを用いることが望まし
い。
【００２８】アクチュエータ３６は、図８、図１０に示
したように、永久磁石９Ｂとコイル磁石１０Ｂとに加
え、４つのヨーク３９を備えている。各ヨーク３９はミ
ラーホルダ３３の背面側の四隅にそれぞれ配置され、上
端においてミラーホルダ３３の背面に固定されている。
そして、永久磁石９Ｂは、図１０に示したように、ヨー
ク３９の内側に固定され、ミラーホルダ３３の背面にほ
ぼ直交する方向に延在している。一方、コイル磁石１０
Ｂはヨーク３９の貫通孔３９Ａを貫通し、永久磁石９Ｂ
を内側にして巻回されており、一部が側壁４４内に埋め
込まれて側壁４４に固定されている。なお、コイル磁石
１０Ｂと、永久磁石９Ｂおよびヨーク３９との間には適
切な隙間が形成されている。ヨーク３９を用いるのは、
永久磁石９Ｂとの間で磁気回路を形成してコイル磁石１
０Ｂを貫く磁界の磁束密度を高めるためであり、これに
よってコイル磁石１０Ｂに流れる単位電流あたりの発生
力を増大させ、アクチュエータ３６の効率を高めること
ができる。
したように、永久磁石９Ｂとコイル磁石１０Ｂとに加
え、４つのヨーク３９を備えている。各ヨーク３９はミ
ラーホルダ３３の背面側の四隅にそれぞれ配置され、上
端においてミラーホルダ３３の背面に固定されている。
そして、永久磁石９Ｂは、図１０に示したように、ヨー
ク３９の内側に固定され、ミラーホルダ３３の背面にほ
ぼ直交する方向に延在している。一方、コイル磁石１０
Ｂはヨーク３９の貫通孔３９Ａを貫通し、永久磁石９Ｂ
を内側にして巻回されており、一部が側壁４４内に埋め
込まれて側壁４４に固定されている。なお、コイル磁石
１０Ｂと、永久磁石９Ｂおよびヨーク３９との間には適
切な隙間が形成されている。ヨーク３９を用いるのは、
永久磁石９Ｂとの間で磁気回路を形成してコイル磁石１
０Ｂを貫く磁界の磁束密度を高めるためであり、これに
よってコイル磁石１０Ｂに流れる単位電流あたりの発生
力を増大させ、アクチュエータ３６の効率を高めること
ができる。
【００２９】位置センサ４０としては、第２の実施の形
態例では、渦電流式変位センサに代えて反射光量検出式
光ファイバセンサが用いられている。位置センサ４０
は、図９に示したように、入力用の光ファイバヘッド４
１と検出用の光ファイバヘッド４２とから成り、ミラー
ホルダ３３背面側において４つの側壁４４のそれぞれの
平面視中央部に突設されている。そして、位置センサ４
０の入力用光ファイバヘッド４１から放出された光は、
ミラーホルダ３３の背面で反射して少なくとも一部が検
出用光ファイバヘッド４２に入射し、その入射光量から
ミラーホルダ３３の変位が測定される。
態例では、渦電流式変位センサに代えて反射光量検出式
光ファイバセンサが用いられている。位置センサ４０
は、図９に示したように、入力用の光ファイバヘッド４
１と検出用の光ファイバヘッド４２とから成り、ミラー
ホルダ３３背面側において４つの側壁４４のそれぞれの
平面視中央部に突設されている。そして、位置センサ４
０の入力用光ファイバヘッド４１から放出された光は、
ミラーホルダ３３の背面で反射して少なくとも一部が検
出用光ファイバヘッド４２に入射し、その入射光量から
ミラーホルダ３３の変位が測定される。
【００３０】このように構成された第２の実施の形態例
の揺動駆動装置３１においても、上記制御装置２０と同
種の制御装置（図示せず）により、揺動駆動装置１の場
合と同様に、位置センサ４０による検出結果にもとづい
てアクチュエータ３６が駆動され、ミラーホルダ３３、
したがってミラー３２の揺動角度が適切に制御される。
の揺動駆動装置３１においても、上記制御装置２０と同
種の制御装置（図示せず）により、揺動駆動装置１の場
合と同様に、位置センサ４０による検出結果にもとづい
てアクチュエータ３６が駆動され、ミラーホルダ３３、
したがってミラー３２の揺動角度が適切に制御される。
【００３１】そして、この揺動駆動装置３１でも、駆動
対象であるミラー３２は弾性支持機構３４に固定されて
いるので球面軸受を用いた場合のようにガタツキや摩擦
はいっさい発生せず、駆動時に非線形の外乱成分が制御
系に混在しなくなるため、ミラー３２の揺動角度を高精
度に制御することができる。また球面軸受のように潤滑
剤を保持する必要がないので、潤滑剤の揮発の問題がな
く、真空条件下、特に宇宙空間においても使用可能であ
る。さらに、揺動駆動装置３１では、駆動対象であるミ
ラー３２およびミラーホルダ３３の背面側が大きく開放
されているので、駆動対象の点検・整備を容易に行うこ
とができ、また駆動対象がアンテナなどである場合に
は、駆動対象への配線なども容易に行うことができる。
対象であるミラー３２は弾性支持機構３４に固定されて
いるので球面軸受を用いた場合のようにガタツキや摩擦
はいっさい発生せず、駆動時に非線形の外乱成分が制御
系に混在しなくなるため、ミラー３２の揺動角度を高精
度に制御することができる。また球面軸受のように潤滑
剤を保持する必要がないので、潤滑剤の揮発の問題がな
く、真空条件下、特に宇宙空間においても使用可能であ
る。さらに、揺動駆動装置３１では、駆動対象であるミ
ラー３２およびミラーホルダ３３の背面側が大きく開放
されているので、駆動対象の点検・整備を容易に行うこ
とができ、また駆動対象がアンテナなどである場合に
は、駆動対象への配線なども容易に行うことができる。
【００３２】以上、本発明に係る揺動駆動装置の好適な
実施の形態例を説明したが、本発明に係る揺動駆動装置
は、上記実施の形態例の構成のみに限定されるものでは
なく、本発明の精神から逸脱しない範囲で上記実施形の
態例に対し種々の変更や改良を加えることは無論可能で
ある。例えば、上記実施の形態例では、アンテナまたは
ミラーを駆動するとしたが揺動台などを本発明の揺動駆
動装置により駆動することも可能である。また、上記実
施の形態例では、弾性支持機構５は４本の板バネ６によ
り構成し、また弾性支持機構３４も４本のコイルバネ３
５により構成したが、３本以上の任意の数の板バネやコ
イルバネを用いて弾性支持機構５、３４を構成すること
も可能である。さらに、上述のように４つの位置センサ
１１、４０を用いる代わりに、２つ以上の任意の数の位
置センサ１１、４０を用いることも可能である。２つの
位置センサを用いる場合には、例えばＸ軸上およびＹ軸
上にそれぞれ１つずつ配置すれば、駆動対象がＸ軸およ
びＹ軸の回りにそれぞれ揺動した際の変位を検出するこ
とができる。また、アクチュエータ８、３６についても
位置センサと同様、２つ以上の任意の数のアクチュエー
タを用いることが可能である。そして、２つのアクチュ
エータを用いる場合には、例えばＸ軸上およびＹ軸上に
それぞれ１台ずつ配置することで、駆動対象をＸ軸およ
びＹ軸の回りにそれぞれ揺動させることができる。
実施の形態例を説明したが、本発明に係る揺動駆動装置
は、上記実施の形態例の構成のみに限定されるものでは
なく、本発明の精神から逸脱しない範囲で上記実施形の
態例に対し種々の変更や改良を加えることは無論可能で
ある。例えば、上記実施の形態例では、アンテナまたは
ミラーを駆動するとしたが揺動台などを本発明の揺動駆
動装置により駆動することも可能である。また、上記実
施の形態例では、弾性支持機構５は４本の板バネ６によ
り構成し、また弾性支持機構３４も４本のコイルバネ３
５により構成したが、３本以上の任意の数の板バネやコ
イルバネを用いて弾性支持機構５、３４を構成すること
も可能である。さらに、上述のように４つの位置センサ
１１、４０を用いる代わりに、２つ以上の任意の数の位
置センサ１１、４０を用いることも可能である。２つの
位置センサを用いる場合には、例えばＸ軸上およびＹ軸
上にそれぞれ１つずつ配置すれば、駆動対象がＸ軸およ
びＹ軸の回りにそれぞれ揺動した際の変位を検出するこ
とができる。また、アクチュエータ８、３６についても
位置センサと同様、２つ以上の任意の数のアクチュエー
タを用いることが可能である。そして、２つのアクチュ
エータを用いる場合には、例えばＸ軸上およびＹ軸上に
それぞれ１台ずつ配置することで、駆動対象をＸ軸およ
びＹ軸の回りにそれぞれ揺動させることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、駆動対象
を直交する２本の仮想軸線の回りに揺動させる揺動駆動
装置であって、前記駆動対象を支持する架台と、前記駆
動対象と前記架台との間に介在し前記駆動対象を前駆駆
動対象の背面側の一点で支持して前記駆動対象を揺動可
能な状態で前記架台に取り付ける、弾性材料から成る弾
性支持機構と、前記架台に取り付けられ、前記駆動対象
に対して、前記弾性支持機構による前記駆動対象の支持
位置から離れた箇所において力を加え前記駆動対象を揺
動させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
を直交する２本の仮想軸線の回りに揺動させる揺動駆動
装置であって、前記駆動対象を支持する架台と、前記駆
動対象と前記架台との間に介在し前記駆動対象を前駆駆
動対象の背面側の一点で支持して前記駆動対象を揺動可
能な状態で前記架台に取り付ける、弾性材料から成る弾
性支持機構と、前記架台に取り付けられ、前記駆動対象
に対して、前記弾性支持機構による前記駆動対象の支持
位置から離れた箇所において力を加え前記駆動対象を揺
動させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【００３４】本発明の揺動駆動装置では、駆動対象は、
弾性材料から成る弾性支持機構により背面側の一点で揺
動可能に支持されているので、アクチュエータにより駆
動対象に対して力を加えることで駆動対象を直交する２
軸の回りに揺動させることができる。そして、本発明で
は、駆動対象は弾性支持機構に固定されているので球面
軸受を用いた場合のようにガタツキや摩擦はいっさい発
生せず、駆動時に非線形の外乱成分が制御系に混在しな
くなるため、駆動対象の揺動角度を高精度に制御するこ
とができる。また球面軸受のように潤滑剤を保持する必
要がないので、潤滑剤の揮発の問題がなく、真空条件
下、特に宇宙空間においても使用可能である。
弾性材料から成る弾性支持機構により背面側の一点で揺
動可能に支持されているので、アクチュエータにより駆
動対象に対して力を加えることで駆動対象を直交する２
軸の回りに揺動させることができる。そして、本発明で
は、駆動対象は弾性支持機構に固定されているので球面
軸受を用いた場合のようにガタツキや摩擦はいっさい発
生せず、駆動時に非線形の外乱成分が制御系に混在しな
くなるため、駆動対象の揺動角度を高精度に制御するこ
とができる。また球面軸受のように潤滑剤を保持する必
要がないので、潤滑剤の揮発の問題がなく、真空条件
下、特に宇宙空間においても使用可能である。
【図１】本発明の第１の実施の形態例の機構部を示す平
面図である。
面図である。
【図２】図１に示した機構部のＡＡ’線に沿った断面側
面図である。
面図である。
【図３】図１に示した機構部のＢＢ’線に沿った断面側
面図である。
面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の機構部と共に制御
装置のブロック構成を示す構成図である。
装置のブロック構成を示す構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す平面
図である。
図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のさらに他の変形例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図７】図６のＡＡ’線断面側面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態例の構成を示す平面
図である。
図である。
【図９】図８のＡＡ’線断面側面図である。
【図１０】図８のＢＢ’線断面側面図である。
【図１１】従来の揺動駆動装置の構成を示す断面側面図
である。
である。
１……揺動駆動装置、２……アンテナ、３……アンテナ
開口部、４……アンテナ台、５……弾性支持機構、６…
…弾性軸、７……板バネ、８……アクチュエータ、９…
…永久磁石、１０……コイル磁石、１１……位置セン
サ、１２……台座、１３……アンテナ台の中心、１４…
…台座の中心、１５……アーム、２０……制御装置、２
１……センサアンプ回路、２２……位置−角度変換手
段、２３……角度設定部、２４……角度制御手段、２５
……コイル磁石ドライバ回路、３１……揺動駆動装置、
３２……平面ミラー、３３……ミラーホルダ、３４……
弾性支持機構、３５……コイルバネ、３６……アクチュ
エータ、３９……ヨーク、４０……位置センサ、４１…
…入力用光ファイバヘッド、４２……検出用光ファイバ
ヘッド、４３……固定梁、４４……側壁。
開口部、４……アンテナ台、５……弾性支持機構、６…
…弾性軸、７……板バネ、８……アクチュエータ、９…
…永久磁石、１０……コイル磁石、１１……位置セン
サ、１２……台座、１３……アンテナ台の中心、１４…
…台座の中心、１５……アーム、２０……制御装置、２
１……センサアンプ回路、２２……位置−角度変換手
段、２３……角度設定部、２４……角度制御手段、２５
……コイル磁石ドライバ回路、３１……揺動駆動装置、
３２……平面ミラー、３３……ミラーホルダ、３４……
弾性支持機構、３５……コイルバネ、３６……アクチュ
エータ、３９……ヨーク、４０……位置センサ、４１…
…入力用光ファイバヘッド、４２……検出用光ファイバ
ヘッド、４３……固定梁、４４……側壁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−39903（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−362801（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−151305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34499（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−21912（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4521782（ＵＳ，Ａ) 米国特許4577825（ＵＳ，Ａ) 米国特許3860930（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B64G 1/66 H01Q 1/12 H01Q 1/28 H01Q 3/08
Claims (27)
- 【請求項１】 駆動対象を直交する２本の仮想軸線の回
りに揺動させる揺動駆動装置であって、 前記駆動対象を支持する架台と、 前記駆動対象と前記架台との間に介在し前記駆動対象を
前駆駆動対象の背面側の一点で支持して前記駆動対象を
揺動可能な状態で前記架台に取り付ける、弾性材料から
成る弾性支持機構と、 前記架台に取り付けられ、前記駆動対象に対して、前記
弾性支持機構による前記駆動対象の支持位置から離れた
箇所において力を加え前記駆動対象を揺動させるアクチ
ュエータとを備えたことを特徴とする揺動駆動装置。 - 【請求項２】 前記弾性支持機構による前記駆動対象の
支持位置は前記駆動対象の背面のほぼ中心であることを
特徴とする請求項１記載の揺動駆動装置。 - 【請求項３】 前記弾性支持機構は、非伸縮性の弾性材
料から成り一端が前記駆動対象の背面に固定されて前記
駆動対象のほぼ真後ろの方向に延在し他端が前記架台に
固定された弾性軸と、前記弾性軸の端部が前記駆動対象
に固定された箇所において前記駆動対象に固定され前記
弾性軸を中心に少なくとも３方向に前記駆動対象の背面
から離反しつつ延在して先端部がそれぞれ前記架台に固
定されたバネとを含むことを特徴とする請求項１記載の
揺動駆動装置。 - 【請求項４】 前記バネは相互にほぼ９０度の角度を成
して４方向に延在していることを特徴とする請求項３記
載の揺動駆動装置。 - 【請求項５】 前記バネは板バネから成ることを特徴と
する請求項３記載の揺動駆動装置。 - 【請求項６】 前記バネはコイルバネから成ることを特
徴とする請求項３記載の揺動駆動装置。 - 【請求項７】 前記アクチュエータは少なくとも２箇所
において前記駆動対象に対し力を加えることを特徴とす
る請求項１記載の揺動駆動装置。 - 【請求項８】 前記アクチュエータは４箇所において前
記駆動対象に対し力を加えることを特徴とする請求項１
記載の揺動駆動装置。 - 【請求項９】 前記アクチュエータは前記駆動対象に対
し背面側から力を加えることを特徴とする請求項１記載
の揺動駆動装置。 - 【請求項１０】 前記アクチュエータとして４つのアク
チュエータを含み、各アクチュエータは前記駆動対象の
背面側に前記駆動対象の背面中心を囲んで仮想円上にほ
ぼ等間隔に配置され、それぞれの位置において前記駆動
対象に対して力を加えることを特徴とする請求項１記載
の揺動駆動装置。 - 【請求項１１】 前記アクチュエータは、コイル磁石と
永久磁石とを含み、いずれか一方は前記駆動対象に固定
され、もう一方は前記架台に固定され、前記コイル磁石
と前記永久磁石とは間隔をおき対向して配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の揺動駆動装置。 - 【請求項１２】 永久磁石は前記駆動対象に固定され、
コイル磁石は前記架台に固定されていることを特徴とす
る請求項１１記載の揺動駆動装置。 - 【請求項１３】 前記架台は前記駆動対象の背面に対向
する台座を含み、前記弾性軸の端部および前記バネの先
端は前記台座に固定されていることを特徴とする請求項
３記載の揺動駆動装置。 - 【請求項１４】 前記アクチュエータは前記台座に取り
付けられていることを特徴とする請求項１３記載の揺動
駆動装置。 - 【請求項１５】 前記架台は、主要部が前記駆動対象の
背面側に配置されて前記駆動対象を取り囲む壁部と、前
記壁部の間に渡された梁とを含み、前記弾性軸の端部は
梁に固定され、前記バネの先端は前記壁部に固定されて
いることを特徴とする請求項３記載の揺動駆動装置。 - 【請求項１６】 前記アクチュエータは前記壁部に取り
付けられていることを特徴とする請求項１５記載の揺動
駆動装置。 - 【請求項１７】 前記駆動対象上の少なくとも２箇所の
位置を前記架台を基準にして検出する位置センサと、 前記位置センサからの出力信号を受信して、前記駆動対
象の揺動角度を算出し、算出した揺動角度と設定角度と
の比較結果にもとづいて前記アクチュエータを駆動し、
前記駆動対象の揺動角度を制御する制御装置とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の揺動駆動装置。 - 【請求項１８】 前記位置センサは非接触で前記位置を
検出することを特徴とする請求項１７記載の揺動駆動装
置。 - 【請求項１９】 前記位置センサは前記駆動対象の背面
側に前記駆動対象との間に間隔をおき配置されて前記駆
動対象の背面までの距離を検出することを特徴とする請
求項１８記載の揺動駆動装置。 - 【請求項２０】 前記位置センサとして４つの位置セン
サを含み、各位置センサは、前記駆動対象の背面側に前
記駆動対象の背面中心を囲んで仮想円上にほぼ等間隔に
配置され、それぞれが対向する前記駆動対象の背面箇所
までの距離を検出することを特徴とする請求項１９記載
の揺動駆動装置。 - 【請求項２１】 各位置センサは、非揺動時の前記駆動
対象の背面からほぼ等距離の位置に配置されていること
を特徴とする請求項２０記載の揺動駆動装置。 - 【請求項２２】 前記アクチュエータとして４つのアク
チュエータを含み、各アクチュエータは前記駆動対象の
背面側に前記駆動対象の背面中心を囲んで仮想円上にほ
ぼ等間隔に配置され、さらに前記位置センサとして４つ
の位置センサを含み、各位置センサは、前記駆動対象の
背面中心と各アクチュエータとの間に配置されているこ
とを特徴とする請求項１７記載の揺動駆動装置。 - 【請求項２３】 前記アクチュエータとして４つのアク
チュエータを含み、各アクチュエータは前記駆動対象の
背面側に前記駆動対象の背面中心を囲んで仮想円上にほ
ぼ等間隔に配置され、さらに前記位置センサとして４つ
の位置センサを含み、各位置センサは、隣接する２つの
前記アクチュエータの間に配置されていることを特徴と
する請求項１７記載の揺動駆動装置。 - 【請求項２４】 前記アクチュエータとして４つのアク
チュエータを含み、各アクチュエータは前記駆動対象の
背面側に前記駆動対象の背面中心を囲んで仮想円上にほ
ぼ等間隔に配置され、さらに前記位置センサとして４つ
の位置センサを含み、各位置センサは、前記駆動対象の
背面中心との間に各アクチュエータを含む位置に配置さ
れていることを特徴とする請求項１７記載の揺動駆動装
置。 - 【請求項２５】 前記位置センサは、渦電流式変位セン
サ、レーザ緩衝型変位センサ、ならびに反射光量検出式
光ファイバセンサのうちのいずれかであることを特徴と
する請求項１７記載の揺動駆動装置。 - 【請求項２６】 前記駆動対象はアンテナ、ミラー、な
らびに揺動台のいずれかであることを特徴とする請求項
１記載の揺動駆動装置。 - 【請求項２７】 前記駆動対象と共に宇宙構造体に搭載
されていることを特徴とする請求項１記載の揺動駆動装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32186898A JP3038707B1 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 揺動駆動装置 |
| US09/274,472 US6188502B1 (en) | 1998-03-26 | 1999-03-23 | Laser pointing apparatus and on-fulcrum drive apparatus |
| US09/725,229 US6445481B2 (en) | 1998-03-26 | 2000-11-29 | On-fulcrum movement drive apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32186898A JP3038707B1 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 揺動駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3038707B1 true JP3038707B1 (ja) | 2000-05-08 |
| JP2000142600A JP2000142600A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18137313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32186898A Expired - Lifetime JP3038707B1 (ja) | 1998-03-26 | 1998-11-12 | 揺動駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3038707B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104875685A (zh) * | 2014-02-27 | 2015-09-02 | 株式会社万都 | 用于车辆雷达的垂直对准装置和方法 |
| WO2015162933A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | ミツミ電機株式会社 | アクチュエータ及びエアポンプ、理美容機器及びレーザー走査機器 |
| CN112816217A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-18 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 激荡测试装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019033357A (ja) * | 2017-08-07 | 2019-02-28 | 日本電産サンキョー株式会社 | 揺れ補正機能付きアンテナ装置 |
| JP6983002B2 (ja) * | 2017-08-07 | 2021-12-17 | 日本電産サンキョー株式会社 | 揺れ補正機能付きアンテナ装置 |
| CN111613866B (zh) * | 2020-07-01 | 2021-05-18 | 泰州市柯普尼通讯设备有限公司 | 基座可调节式船舶卫星vast视频输送装置 |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP32186898A patent/JP3038707B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104875685A (zh) * | 2014-02-27 | 2015-09-02 | 株式会社万都 | 用于车辆雷达的垂直对准装置和方法 |
| US9823336B2 (en) | 2014-02-27 | 2017-11-21 | Mando Corporation | Vertical alignment device and method for vehicle radar |
| US10677893B2 (en) | 2014-02-27 | 2020-06-09 | Mando Corporation | Vertical alignment device and method for vehicle radar |
| WO2015162933A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | ミツミ電機株式会社 | アクチュエータ及びエアポンプ、理美容機器及びレーザー走査機器 |
| JP2015211552A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | ミツミ電機株式会社 | アクチュエータ及びエアポンプ、理美容機器及びレーザー走査機器 |
| US10615677B2 (en) | 2014-04-25 | 2020-04-07 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Actuator, air pump, beauty treatment device, and laser scanning device |
| CN112816217A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-18 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 激荡测试装置 |
| CN112816217B (zh) * | 2021-01-05 | 2023-06-23 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 激荡测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000142600A (ja) | 2000-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6445481B2 (en) | On-fulcrum movement drive apparatus | |
| US4952858A (en) | Microlithographic apparatus | |
| US5283682A (en) | Reactionless scanning and positioning system | |
| US11307294B2 (en) | Scanning assembly for a detection system | |
| US5110195A (en) | High bandwidth steering mirror | |
| US6844952B2 (en) | Actuator-controlled mirror with Z-stop mechanism | |
| JPH0863231A (ja) | 目標物移動装置、位置決め装置及び可動ステージ装置 | |
| US5668655A (en) | Tilt mirror arrangement | |
| JPH0782985B2 (ja) | エネルギ−ビ−ムを偏向させる装置 | |
| JP3038707B1 (ja) | 揺動駆動装置 | |
| JP2985871B2 (ja) | レーザポインティング装置 | |
| JP2001116867A (ja) | Ｘｙステージ | |
| JP2902225B2 (ja) | 位置決め装置 | |
| CN110940989A (zh) | 一种振镜和激光雷达 | |
| JP2903958B2 (ja) | 位置決め装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法 | |
| CN114578504A (zh) | 一种基于柔性支撑的无反作用力快速反射镜 | |
| CN210803864U (zh) | 双轴谐振扫描反射镜 | |
| CN110082904B (zh) | 适用于空间环境的高精度和稳定性摆镜装置及其工作方法 | |
| JPH11218471A (ja) | 運動試験装置 | |
| JPH0386434A (ja) | 精密ステージ装置 | |
| JP3567030B2 (ja) | ローリング角測定装置 | |
| CN112630960A (zh) | 双轴谐振扫描反射镜 | |
| JP2518649Y2 (ja) | 載置台支持装置 | |
| JP2910270B2 (ja) | 光学トラッキング装置 | |
| JPH10104535A (ja) | 傾斜装置を支承する方法及び傾斜装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080303 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090303 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090303 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |