JP3111354B2 - バラボラアンテナの俯抑角調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、パラボラアンテナの俯抑角調整装置であっ
て、殊にヘリコプターの追尾装置のように調整を要する
俯抑角の範囲が広く、且つレードームに収容された小直
径のパラボラアンテナに適するものに関する。

〈従来の技術〉 パラボラアンテナの俯抑角及び方位角の調整装置は、
静止衛生の追尾等に用いられる大直径のパラボラ反射板
を有した半固定追尾装置にあっては、例えば中心部に設
けられた筐体にパラボラ反射板の部材を支持固定し、こ
の筐体に俯抑角調整用及び方位角調整用のボールねじを
夫々回転可能なように取り付け、このボールねじの外周
面にボールナットを噛み合わせ、このボールナットの外
周面に刻設したウォームホイールをウォームによって駆
動するように構成したものが用いられている。

このような装置では、ボールねじのバックラッシュが
無いのでアンテナ角度を反転した場合でも十分な精度で
追尾することができる。

一方、レードームに収容したヘリコプター追尾用の小
型パラボラアンテナにおいては、レードーム内のスペー
スが狭く、上記のようなボールねじによる調整装置を構
成することが困難となる。このため方位角及び俯抑角の
調整は、第９図及び第10図に示すように、パラボラ反射
板91の取付枠92に取付けられた水平方向に回転する回転
軸93及び垂直方向に回転する回転軸94に夫々ウォームホ
イール95,96を取り付け、これを夫々ウォーム97,98によ
って駆動する方法をとっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、この方法によるときは、水平面内に回転する
ウォームホイール96は十分大きな直径をとることができ
るが、垂直面内に回転するウォームホイール95はレード
ーム99のスペースが狭いため大きくとることができな
い。

上記の場合問題となるのは、ウォームホイールとウォ
ーム間のバックラッシュである。目標物を追尾する過程
においてアンテナビームが目標を行き過ぎ、これを検出
した電気信号をウォームに送ってその回転方向を反転し
ても、上記のバックラッシュがあるとウォームホイール
は直ちには反転せず慣性によって同じ方向に回転する。

このためウォームが反転したときの角度より行き過ぎ
た角度になってから反転する。再び目標物を捕捉してウ
ォームが反転しても同じようにしてウォームホイールは
直ちには反転しない。この繰り返しによってアンテナビ
ームが目標物に収斂するのに時間が長く掛かる。この収
斂時間は、目標物がアンテナ近傍を通過しアンテナを早
く回転させる必要のあるときに一層大きくなる。

このバックラッシュによる収斂時間の延長は、ウォー
ムホイールの直径を大きくすることによって軽減するこ
とができる。例えば直径をＮ倍にするときは、バックラ
ッシュによる角度の変動は約1/Nにに減少する。方位角
の調整は水平方向のウォームホイール96の直径は十分大
きくとることができるので、上記不具合は十分に解消さ
れる。

これに対し、俯抑角は前述のようにレードーム99のス
ペースが狭いので垂直方向のウォームホイール95の直径
を大きくとることができず軽減することが難しい。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、俯抑角の調整を方位角同様の収斂時間で応答良く
行えるようにしたパラボラアンテナの俯抑角調整装置を
提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、パラボラ反射板及び該パラボラ反
射板を回転軸部材によって垂直方向回転自由に支持する
基台がレードームで覆われたパラボラアンテナの俯抑角
調整装置において、直径がパラボラ反射鏡の直径よりや
や小さいウォームホイールのパラボラアンテナ俯抑角調
整範囲よりやや大きい円周角部分で構成されるホイール
部材と、該ホイール部材及びその回転中心が夫々パラボ
ラ反射板の背面中央部を通る垂直方向の回転面及び回転
中心位置に一致するようにホイール部材をパラボラ反射
板に連結するホイール部材連結手段と、前記基台に駆動
手段を介して連結され前記ホイール部材に噛合うウォー
ムと含んで構成され、前記ウォーム及びウォーム駆動手
段は、前記ホイール部材とウォームとを正常に噛合せる
関係位置に保ちつつホイール部材上を摺動する保持手段
と共にウォームアセンブリを構成し、該ウォームアセン
ブリと基台とが、これらを夫々両端部に垂直方向回転自
由に軸支するウォームアセンブリ連結手段を介して連結
される構成とした。

また、前記ホイール部材は、ウォームホイールの円環
状のリムの前記円周角部分を切断して形成するようにし
てもよい。

また、前記ホイール部材連結手段は、ホイール部材の
一端部をパラボラ反射板に垂直方向回転自由に軸支する
と共に他端部をパラボラ反射板に固定するようにしても
よい。

〈作用〉 ホイール部材は、その原形となるウォームホイールの
直径がパラボラ反射板の直径よりやや小さい程度である
から、従来のものより遥かに大きいが、該ウォームホイ
ールのパラボラアンテナ俯抑角調整範囲よりやや大きい
円周角部分で構成されるため、ホイール部材連結手段に
よりパラボラ反射板の背面中央部後方のスペースに余裕
を以て連結することができる。

そして、ウォーム駆動手段によって駆動されるウォー
ムにより、該ウォームと噛合うホイール部材が垂直面内
に回転して俯抑角を調整することができ、ホイール部材
の直径が十分大きいため、バックラッシュによる収斂時
間を可及的に軽減でき、引いてはパラボラアンテナの追
尾応答性能が向上する。

また、ウォームアッセンブリの保持手段がホイール部
材側面に沿って摺動し、ホイール部材とウォームとの関
係位置を、両者が正常に噛合うように保持でき、かつ、
ウォームアッセンブリを連結手段を介して基台に連結し
たことにより、ホイール部材の直径の誤差や中心位置の
取付誤差によるホイール部材の位置変動にウォームアセ
ンブリを追従させつつホイール部材とウォームとの関係
位置を無理な外力が加わることなく正常に保持する。ま
た、ホイール部材を、ウォームホイールの円環状のリム
の前記円周角部分を切断して形成したものでは、容易に
高精度なホイール部材を形成することができる。

また、ホイール部材の一端部をパラボラ反射板に垂直
方向回転自由に軸支すると共に他端部をパラボラ反射板
に固定したものでは、ホイール部材を、パラボラ反射板
に無理なく組付けることができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は、本発明に係る俯抑角調整装置を装
備したパラボラアンテナ装置を示し、パラボラ反射板１
の中央前方には放射器２が３本のロッド３を介して支持
され、パラボラ反射板１は取付枠４を介して垂直方向回
転自由に基台５に支持される。これらの部材及び後述す
る俯抑角調整装置はレードーム６により覆われる。

一方、横断面六角形状に形成された下部筐体７には、
各隅から中心方向に向けて支持金具８が取り付けられ、
各支持金具８の中央端部にはアンテナ装置支持基台９が
支持されている。該支持基台９上には、上下２箇所に設
けられたスラストベアリングによって回転軸10を取り付
け、該回転軸10の最上部に固定した受台11に前記基台５
を載せてアンテナ装置を支持している。

そして、支持金具８に取り付けられたウォーム12、回
転軸10に取り付けられたウォームホイール13をモータ14
によって駆動し、前記アンテナ装置を水平面内に回転さ
せる。また、パラボラ反射板１の水平方向回転角度を検
出する回転角度検出器15には回転軸10から1/36に回転数
を落として回転を伝える。また、下部筐体７の上端には
レードーム基台16が支持され、アンテナ装置はスラスト
ベアリング17によって支持されつつレードーム基台16上
を回転する。

次に本発明に係る俯抑角調整装置の部分について第４
図〜第８図を併用して説明する。

ホイール部材21は、直径がパラボラ反射板１の直径よ
りやや小さいウォームホイールのパラボラアンテナ俯抑
角調整範囲よりやや大きい円周角部分で構成される。具
体的には、単独では形成しにくいが前記ウォームホイー
ルの円環状のリムの前記円周角部分を切断して形成する
ことができる。

前記ホイール部材21の下端部は第５図に示すようにホ
イール部材取付金具22をパラボラ取付枠４に取り付けた
２個の取付金具23間に設けた軸24に、水平方向には動き
がなくパラボラ面（パラボラ反射板の開口面）に対して
垂直方向には回転可能なように取り付ける。また、ホイ
ール部材21の上端部は第４図に示すように、パラボラ取
付枠４に取り付けた取付金具25とホイール部材21に取付
けた取付金具26との間にねじを切ったホイール部材支持
金具27を連結することによって固定する。

水平方向は、トランシット等の計測器を用い、また試
験運転を行うことにより通常の運転には支障のない程度
にパラボラアンテナの中心を通りパラボラ面に垂直な面
（以下垂直面と略称する）とホイール部材21の取付面と
を一致させることができる。前記取付金具26とパラボラ
取付枠６に取り付けた左右２組みのフックにターンバッ
クル28をワイヤロープ29を用いて接続し、クリップ30に
よって固定した上、ターンバックル28によって左右の振
れ止めを行っている。

以上のパラボラ取付枠4,ホイール部材取付金具22,取
付金具23,25,26,軸24,ホイール部材支持金具27,フック
ターンバックル28,ワイヤロープ29,クリップ30等により
ホイール部材連結手段が構成される。

しかし、実際にはパラボラ反射板１の垂直面内の回転
中心とホイール部材21の中心とを一致させることは難し
く、幾らかの誤差を伴うことはやむを得ない。また、所
定の半径を持ったホイール部材を製作することも難し
く、これも幾らかの誤差を伴っている。この結果、パラ
ボラの垂直方向の回転中心からリム部材までの距離は常
に誤差を伴ったものとなる。

一方、ホイール部材21を垂直方向に回転駆動させるた
めのウォームアセンブリ40は第６図に示すように、ホイ
ール部材21と噛み合うウォーム41、このウォーム41をプ
ーリ42,43及びベルト44を介して駆動するモータ45、ホ
イール部材21の垂直方向の摺動面21a〜21dを３箇所にお
いて挟持摺動する４組のローラ46a〜46d,47a〜47d,48a
〜48d、水平方向の摺動面21e,21fを２箇所において挟持
摺動する夫々２組みのローラ49a〜49b,50a〜50bによっ
て構成されている。このようにローラ46〜48によってホ
イール部材21の垂直方向の摺動面を挟持し、ローラ49,5
0によって水平方向の摺動面を挟持しているので、ホイ
ール部材21とウォームアセンブリ40との関係位置は、ウ
ォーム41が回転しても常に一定に保つことができる。即
ち、プーリ42,43、ベルト44及びモータ45はウォーム駆
動手段を構成し、ローラ46〜50は保持手段を構成する。

上記のウォームアセンブリ40は、基台５にウォームア
センブリ連結手段としての連結機構60を介して連結され
ている。この連結機構60は、パラボラ基台５に取り付け
られた２個の取付金具61a,61bにボールベアリング62a,6
2bを介して取り付けられた連結部材63a,63bに、ボール
ベアリング64a,64bを介して取り付けられ、ボールベア
リング62,64の結合によりパラボラ面に対する垂直方向
に自在に回転することができる。

また、ウォームアセンブリ40には上下端部に夫々マイ
クロスイッチ71,72を固定し、一方ホイール部材21の上
下端部には夫々カム73,74を固定してある。そして、前
記マイクロスイッチ71,72はホイール部材21の回転によ
り第３図の＋方向の最大俯抑角に達し又は−方向の最大
俯抑角に達する位置で夫々接点がカム73,74に乗り上げ
てOFFとなり、前記モータ45の駆動を停止させてホイー
ル部材21の回転を停止させるようになっている。更に、
ホイール部材21のカム73より上方位置及びカム74より下
方位置に、ホイール部材21の回転を規制するためのスト
ッパ75,76を固定してあり、ホイール部材21がマイクロ
スイッチ71,72で回転駆動停止後慣性により正常回転範
囲（＋60゜〜−30゜）を超えてオーバーランしてもレー
ドーム６とアンテナ本体の破損を妨げるようにしてい
る。

かかる構成において、追尾対象の移動に応じて設定さ
れる垂直方向の回転信号を与えられてウォーム駆動モー
タ45が回転すると、プーリ43,42を介してウォーム41が
回転し、ホイール部材21は垂直方向回転中心軸O_Hを中心
として追尾対象に指向する位置まで垂直方向に回転し俯
抑角を調整する。

ところで、上記調整動作に際しホイール部材21の位置
は前述したように誤差を伴っているのでウォームアセン
ブリ40がホイール部材21の誤差のある部分を摺動すると
きは、上記連結機構60のボールベアリング62,64を支点
とする連結部材63の揺動によって誤差の分だけ所定の位
置から半径方向に動く。このようにして、誤差を伴って
もウォームアセンブリ40を追従させてホイール部材21と
ウォーム41との噛合位置を正常に保持することができ
る。この連結機構を欠きウォームアセンブリ40をパラボ
ラ取付枠に固定するときは、上記の動きができないので
関係する各部に大きな力が加わり、ホイール部材21の歪
み、摺動面における摩擦の発熱、結合部分の変形等の不
具合が生じ、また、モータの焼付を起こすことが予想さ
れる。

前述したようにホイール部材21取付面を通常の運転に
支障がない程度にパラボラ垂直面に一致するように取付
けることは容易にできる。また、ホイール部材21の反
り、摺動面の傾き、捩じれもあり得るが前記の垂直面内
における半径方向の誤差に比べると桁違いに小さいので
通常支障を生じない。しかし、取付誤差があったとき、
又はホイール部材21の製作誤差が大きい場合においても
運転に支障のないように構成することはできる。この場
合ウォームアセンブリ40には水平方向への平行移動、傾
き及び回転力の何れか又はこれらが複合して加わる。水
平方向の力は、例えば連結部材63と取付金具61との間に
少し間隔を置き、軸を介して軸方向移動自由に結合する
ことにより吸収することができる。傾きは、例えばパラ
ボラ取付枠４に垂直方向のチャンネルを取り付け、この
チャンネルに結合摺動する遊動子にウォームアセンブリ
40の垂直面を回転可能なように取付けることにより吸収
することができる。水平方向の回転力は、例えば取付金
具61を他の台板に取付け、この台板をスラストベアリン
グを用いて基台５に取付ければ吸収することができる。
更に、上記の台板と基台とをジョイスティックのような
自由回転可能な機構によって結合することにより、パラ
ボラ面に対する垂直方向の回転垂直面の傾き及び水平方
向の回転を吸収することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、パラボラ反射板
の直径よりやや小さいウォームホイールのパラボラアン
テナ俯抑角調整範囲よりやや大きい円周角部分で構成し
たホイール部材を、パラボラ反射板の背面中央部後方に
連結し、ウォームと噛合わせて垂直方向に回転させるこ
とにより俯抑角を調整するようにしたため、十分大きな
直径のホイール部材によりバックラッシュによる収斂時
間を可及的に軽減でき、引いてはパラボラアンテナの追
尾応答性能が大幅に向上する。

また、保持手段を有するウォームアセンブリを備える
ことにより、、ホイール部材とウォームとの関係位置を
両者が正常に噛合うように保持することができ、更に、
ウォームアセンブリをウォームアセンブリ連結手段を介
して基台に連結することにより、ホイール部材の直径の
誤差や中心位置の取付誤差によるホイール部材の位置変
動にウォームアセンブリを追従させつつホイール部材と
ウォームとの関係位置を、無理な外力が加わることなく
正常に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る俯抑角調整装置を備え
たパラボラアンテナの下部横断面図、第２図は第１図の
Ａ方向矢視図、第３図は同じく第１図のＢ矢視図、第４
図は第３図のホイール部材連結手段の拡大図、第５図は
同上の下部拡大図、第６図は同じくウォームアセンブリ
部分の横断面図、第７図は同じくウォームアセンブリ部
分の別部分の横断面図、第８図は同じくウォームアセン
ブリ部分の基台との連結部分を示す縦断面図、第９図は
従来の俯抑角調整装置を備えたパラボラアンテナの一例
を示す縦断面図、第10図は同上装置の平面図である。 １……パラボラ反射板、４……取付枠、５……基台、６
……レードーム、21……ホイール部材、22……ホイール
部材取付金具、23,25,26……取付金具、24……軸、27…
…ホイール部材支持金具、28……ターンバックル、29…
…ワイヤロープ、30……クリップ、40……ウォームアセ
ンブリ、41……ウォーム、42,43……プーリ、44……ベ
ルト、45……モータ45、46〜50……ローラ、60……連結
機構、61a,61b……取付金具、62,64……ボールベアリン
グ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パラボラ反射板及び該パラボラ反射板を回
   転軸部材によって垂直方向回転自由に支持する基台がレ
   ドームで覆われたパラボラアンテナの俯抑角調整装置に
   おいて、 直径がパラボラ反射板の直径よりやや小さいウォームホ
   イールのパラボラアンテナ俯抑角調整範囲よりやや大き
   い円周角部分で構成されるホイール部材と、 該ホイール部材及びその回転中心が夫々パラボラ反射板
   の背面中心部を通る垂直方向の回転面及び回転中心位置
   に一致するようにホイール部材をパラボラ反射板に連結
   するホイール部材連結手段と、 前記基台側に連結されホイール部材と噛合うウォーム
   と、 同じく基台側に連結されウォームを駆動するウォーム駆
   動手段と、を含んで構成され、 前記ウォーム及びウォーム駆動手段は、前記ホイール部
   材とウォームとを正常に噛合せる関係位置に保ちつつホ
   イール部材上を摺動する保持手段と共にウォームアセン
   ブリを構成し、該ウォームアセンブリと基台とが、これ
   らを夫々両端部に垂直方向回転自由に軸支するウォーム
   アセンブリ連結手段を介して連結されてなるパラボラア
   ンテナの俯抑角調整装置。
2. 【請求項２】前記ホイール部材は、ウォームホイールの
   円環状のリムの前記円周角部分を切断して形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のパラボラアンテナ
   の俯抑角調整装置。
3. 【請求項３】前記ホイール部材連結手段は、ホイール部
   材の一端部をパラボラ反射板に垂直方向回転自由に軸支
   すると共に他端部をパラボラ反射板に固定していること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパラボラア
   ンテナの俯抑角調整装置。