JP6155476B2 - Antenna-mounted gimbal device - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ搭載用ジンバル装置に関し、特に、アンテナを設けたアンテナアダプタとインターフェースブラケットとの間に、設けた中空斜交軸モータと中空旋回軸モータに、アンテナ用伝送ケーブルを案内させ、アンテナ用伝送ケーブルを円滑に案内し、引回しを容易化するための新規な改良に関する。 The present invention relates to an antenna mounting gimbal device, and in particular, has a hollow oblique axis motor and a hollow swivel axis motor provided between an antenna adapter provided with an antenna and an interface bracket guide an antenna transmission cable. The present invention relates to a new improvement for smoothly guiding a transmission cable for use and facilitating routing.
従来、用いられていたこの種のアンテナマウントとしては、例えば、特許文献1に開示されている構成を挙げることができる。
すなわち、図2は実施の形態1の準天頂通信衛星用アンテナに用いるアンテナマウント101の構造原理説明図である。以後の説明では移動体は車両であるとして説明する。図において、図示しない車両に固定された2つの脚1に2軸のジンバル機構10が設置されている。2軸ジンバル機構10は2つの脚1に回転自在に軸支されたX軸11と、このX軸11の周りに回転自在に支えられた軸受け枠12と、軸受け枠12上に水平軸11に直交するように設けられたY軸受けに軸支されたY軸13とを有する。X軸11とY軸13とはほぼ同一面内に配置されている。
Conventionally used antenna mounts of this type include, for example, the configuration disclosed in
That is, FIG. 2 is an explanatory view of the structure principle of the
Y軸13にはこのY軸13の周りに回転自在に軸支されたプラットホーム14が取り付けられている。図3はプラットホーム14の構造を説明するための断面説明図である。プラットホーム14は板状であり、その一面にはアンテナ15がY軸13に直交するように固定されている。アンテナ15は図ではパラボラ状として図示しているが、その形式は問わない。そして準天頂通信衛星との通信に適した周波数の円偏波を送受信するもので、その前方指向性パターン99は図4に示すように20度程度の比較的ブロードのものを用いる。図3にアンテナの指向方向を説明するためプラットホーム14の上面に垂直なZA軸方向にビーム指向性パターン99を示している。
プラットホーム14の他の面には電動機16(駆動手段)が取り付けられ、その軸には円盤17(以後の説明ではコマと言う)が取り付けられている。コマ17の回転軸の方向はプラットホーム14の面に垂直で、アンテナ15の指向軸と一致する。そして電動機16とコマ17はカバー18で覆われる。図2では説明の都合上、カバー18は取り除いた状態を示している。
A
An electric motor 16 (driving means) is attached to the other surface of the
プラットホーム14の重心はプラットホームを支える各軸受け間の中央であって、かつ、X軸11とY軸13とを含む面内にあるように、かつコマ17の軸上にあるように、電動機16やアンテナ15が配置されている。
電動機16とコマ17の回転速度がある程度以下のときには、ジンバル機構110は容易に手で動かせるので、移動体の姿勢に関係なくアンテナ15がほぼ垂直上向きの位置になるように動かすことができる。この状態で、移動体がエンジンを始動させて車体に動揺が生じる前に電動機16に通電してコマ17を高速で回転させる。
コマ17は高速で回転してジャイロ特性を示すようになり、駆動開始前の軸方向を保つようになる。電動機16が回転するとき図示しない空気ポンプによりカバー18の内部の空気は外に排出されカバー18の内部の空気は希薄となりコマ17の回転抵抗は低減され、電動機16が受ける回転反力も小さくなり、プラットホーム14は移動体の搖動を受けてもその面方向を安定に天頂に向かって保持される。
なお、図示しないが、移動体が走行しているとき風によってアンテナの方向がずれることのないように、アンテナ15とアンテナマウント101の全体はいわゆるレドームによって覆われている。
The center of gravity of the
When the rotational speeds of the
The top 17 rotates at a high speed and exhibits a gyro characteristic, and maintains the axial direction before the start of driving. When the
Although not shown, the
アンテナマウント101は、以上のように2軸ジンバル機構10と、2軸ジンバル機構10に支えられたプラットホーム15と、プラットホーム15の上面に配置されたアンテナ15と、プラットホーム14の下面に取り付けられた電動機16と、電動機16により駆動されその回転軸がプラットホーム14の面に垂直なコマ17とを含んでいる。
アンテナ15の送受信給電線(図示しない)や、電動機16への給電線(図示しない)は、2軸ジンバル機構10の自由な動きを妨げないように各軸の内部を経由して外部に接続されている。また電動機16の軸にコマ17を直結せず図示しないギアで増速してからコマを駆動すれば同じ姿勢安定効果をより軽量/小型のコマで得ることができる。電動機16に代えて空気モータなどを用いても良い。
また、電動機16の静止状態でのプラットホーム14の水平性を調整するため、プラットホーム14の周辺部に、電動機16が停止中に下方へ下がり、電動機16が起動すると所定の位置へもどる位置調整可能な可動重錘(調整おもり、図示しない)を配置しても良い。このような可動重錘を設けておけば、起動前のアンテナの方向調整が自動的に処理される。
アンテナ15には板状で軽量ないわゆるプレートアンテナを用い、また電動機16には厚みの薄いいわゆるディスクモータを用いると、軽量で装置全体の高さを低くすることができ、車載のみならず人が携帯して使用する形式とすることができる。
As described above, the
The transmission / reception feed line (not shown) of the
Further, in order to adjust the level of the
If a so-called plate antenna that is plate-like and light is used for the
図2のアンテナマウント101は特別な制御をしなくても、アンテナ15が天頂に向かってその姿勢を保ち、アンテナ15のビーム幅内に準天頂通信衛星を捉えるので、きわめて簡単な構造で安定した通信が可能である。ジャイロは給電線や軸の摩擦、円盤の空気抵抗など、わずかな外力を受け続けることによって長時間では少しずつ方向がずれてくるので、車両が停止しエンジンを停止したときには電動機16の回転を止め、アンテナ15を手動で、または重力によって天頂を向く(前述の可動重錘を使用の場合)ようにして方向を修正しておき、エンジンの起動前に再び電動機16を起動する。このように実施の形態1のアンテナマウントは1個のコマによりX軸周り、及びY軸周りの搖動を抑制することができる。
The
従来のアンテナマウントは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、アンテナ15を載置したプラットホーム14は、2軸のジンバルによって支持されているため、2軸のジンバルの動きによって、前記アンテナ15に接続したアンテナ用伝送ケーブルが、曲折と捩れの組合わせ状態となるため、ケーブルの減衰が発生しやすく、かつ、2軸のジンバル自体の動作にも悪影響を与えることになっていた。
Since the conventional antenna mount is configured as described above, the following problems exist.
That is, since the
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、アンテナを設けたアンテナアダプタとインターフェースブラケットとの間に、アンテナ用伝送ケーブルを案内するための中空旋回軸モータ及び中空斜交軸モータを設け、アンテナ用伝送ケーブルを円滑に案内し、引回しを容易化するようにしたアンテナ搭載用ジンバル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in particular, a hollow pivot motor and a hollow for guiding an antenna transmission cable between an antenna adapter provided with an antenna and an interface bracket. It is an object of the present invention to provide an antenna mounting gimbal apparatus that is provided with an oblique axis motor, smoothly guides an antenna transmission cable, and facilitates routing.
本発明によるアンテナ搭載用ジンバル装置は、インターフェースブラケット上に設けられた中空旋回軸モータと、前記中空旋回軸モータの上方に設けられ、かつ、前記中空旋回軸モータによって駆動される中空出力軸と、前記中空出力軸上に偏心して設けられた下部カバー体と、前記下部カバー体上に設けられその軸方向が前記中空旋回軸モータのモータ軸方向とは異なる方向に傾斜して配設された中空斜交軸モータと、前記中空斜交軸モータによって駆動される中空斜交出力軸と、前記中空斜交出力軸内に設けられ上方へ向けてラッパ状に開口するラッパ状中空部と、前記中空斜交出力軸の上部に偏心した状態で立設された上部カバー体と、前記上部カバー体上に偏心して設けられたアンテナアダプタと、前記アンテナアダプタの上部に軸受を介して回転自在に設けられその第2軸方向が前記モータ軸方向と一致する中空回転軸と、前記中空回転軸上に設けられたアンテナと、を備え、前記アンテナに接続されたアンテナ用伝送ケーブルは、前記中空回転軸内の第2中空部、前記ラッパ状中空部及び前記中空出力軸の第1中空部を経て前記インターフェースブラケットから外部に導出されている構成である。 An antenna mounting gimbal device according to the present invention includes a hollow swivel shaft motor provided on an interface bracket, a hollow output shaft provided above the hollow swivel shaft motor and driven by the hollow swivel shaft motor; A lower cover body provided eccentrically on the hollow output shaft, and a hollow provided on the lower cover body, the axial direction of which is inclined in a direction different from the motor axial direction of the hollow turning shaft motor An oblique shaft motor, a hollow oblique output shaft driven by the hollow oblique shaft motor, a trumpet-shaped hollow portion provided in the hollow oblique output shaft and opening upward in a trumpet shape, and the hollow An upper cover body standing upright on the upper part of the oblique output shaft, an antenna adapter provided eccentrically on the upper cover body, and a shaft above the antenna adapter A hollow rotary shaft that is rotatably provided via the second rotary shaft whose direction coincides with the motor shaft direction, and an antenna provided on the hollow rotary shaft, the antenna transmission connected to the antenna The cable is configured to be led out from the interface bracket through the second hollow portion in the hollow rotating shaft, the trumpet-shaped hollow portion, and the first hollow portion of the hollow output shaft.
本発明によるアンテナ搭載用ジンバル装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、インターフェースブラケット上に設けられた中空旋回軸モータと、前記中空旋回軸モータの上方に設けられ、かつ、前記中空旋回軸モータによって駆動される中空出力軸と、前記中空出力軸上に偏心して設けられた下部カバー体と、前記下部カバー体上に設けられその軸方向が前記中空旋回軸モータのモータ軸方向とは異なる方向に傾斜して配設された中空斜交軸モータと、前記中空斜交軸モータによって駆動される中空斜交出力軸と、前記中空斜交出力軸内に設けられ上方へ向けてラッパ状に開口するラッパ状中空部と、前記中空斜交出力軸の上部に偏心した状態で立設された上部カバー体と、前記上部カバー体上に偏心して設けられたアンテナアダプタと、前記アンテナアダプタの上部に軸受を介して回転自在に設けられその第2軸方向が前記モータ軸方向と一致する中空回転軸と、前記中空回転軸上に設けられたアンテナと、を備え、前記アンテナに接続されたアンテナ用伝送ケーブルは、前記中空回転軸内の第2中空部、前記ラッパ状中空部及び前記中空出力軸の第1中空部を経て前記インターフェースブラケットから外部に導出されていることにより、アンテナを水平に有する中空回転軸が、偏心している上部カバー体及び下部カバー体及び中空斜交出力軸を介して傾斜回転した場合でも、アンテナ用伝送ケーブルは捩れが生じず、引き回し検討が不要でシンプルで小型のジンバルを得ることができる。
Since the antenna mounting gimbal apparatus according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, a hollow swivel shaft motor provided on the interface bracket, a hollow output shaft provided above the hollow swivel shaft motor and driven by the hollow swivel shaft motor, and decentered on the hollow output shaft. A lower cover body provided, a hollow oblique shaft motor provided on the lower cover body, the axial direction of which is inclined in a direction different from the motor shaft direction of the hollow turning shaft motor, and the hollow A hollow oblique output shaft driven by an oblique shaft motor, a trumpet-shaped hollow portion provided in the hollow oblique output shaft and opening upward in a trumpet shape, and eccentric to the upper portion of the hollow oblique output shaft An upper cover body that is erected in an upright state, an antenna adapter that is eccentrically provided on the upper cover body, and an upper portion of the antenna adapter that is rotatably provided via a bearing. A hollow rotating shaft whose two axial directions coincide with the motor shaft direction, and an antenna provided on the hollow rotating shaft, and an antenna transmission cable connected to the antenna includes a first rotating shaft in the hollow rotating shaft. The upper cover body in which the hollow rotating shaft horizontally having the antenna is eccentric by being led out from the interface bracket through the two hollow portions, the trumpet-shaped hollow portion, and the first hollow portion of the hollow output shaft And even when tilted and rotated through the lower cover body and the hollow oblique output shaft, the antenna transmission cable is not twisted, and a simple and small-sized gimbal can be obtained without the need for routing.
本発明によるアンテナ搭載用ジンバル装置は、アンテナを設けたアンテナアダプタとインターフェースブラケットとの間に、アンテナ用伝送ケーブルを案内するための中空旋回軸モータ及び中空斜交軸モータを設け、アンテナ用伝送ケーブルを円滑に案内し、引き回しを容易化すると共に小型化することである。 An antenna mounting gimbal device according to the present invention includes a hollow swivel shaft motor and a hollow oblique shaft motor for guiding an antenna transmission cable between an antenna adapter provided with an antenna and an interface bracket. Is to facilitate the routing and to reduce the size.
以下、図面と共に本発明によるアンテナ搭載用ジンバル装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図1において、符号40で示されるものは、基台であるインターフェースブラケットであり、その側部には一対のコネクタ41,42が設けられ、その上部には旋回軸Aをなす中空旋回軸モータ43が設けられている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an antenna mounting gimbal apparatus according to the invention will be described with reference to the drawings.
Note that the same or equivalent parts as in the conventional example will be described using the same reference numerals.
In FIG. 1, what is shown by the code | symbol 40 is the interface bracket which is a base, A pair of
前記中空旋回軸モータ43のモータアダプタ44の内側には、第1軸受45を介して前記旋回軸Aを構成する中空出力軸46が回転自在に設けられており、前記中空出力軸46には、モータ軸方向47に沿って形成された第1中空部48が形成され、この第1中空部48の上部には、この第1中空部48を貫通するアンテナ伝送用ケーブル15aが自在に動けるように、テーパ状又はラッパ状となるように形成されている。 Inside the motor adapter 44 of the hollow turning shaft motor 43, a hollow output shaft 46 constituting the turning shaft A is rotatably provided via a first bearing 45, and the hollow output shaft 46 includes A first hollow portion 48 formed along the motor shaft direction 47 is formed, and the antenna transmission cable 15a penetrating the first hollow portion 48 can freely move above the first hollow portion 48. It is formed in a taper shape or a trumpet shape.
前記中空出力軸46の上面には、前記第1中空部48に対して偏心した状態で筒状をなす下部カバー体49が設けられ、この下部カバー体49の上面49aは、断面でみて傾斜するように形成され、この傾斜した上面49a上には、斜交軸Bをなす中空斜交軸モータ50のモータ用アダプタ50aが水平面に対して傾斜する状態で設けられている。尚、前述の各モータ43,50は、例えば、回転検出器付きのステップモータが好適である。
On the upper surface of the hollow output shaft 46, a cylindrical
前記中空斜交軸モータ50の軸心に設けられ前記斜交軸Bを構成する中空斜交出力軸51には、第1軸方向52に沿ってラッパ状中空部51aが形成されている。
前記中空斜交出力軸51の接続板53上の偏心位置には、前記ラッパ状中空部51aに連通する案内孔54が形成されていると共に、前記接続板53に対して偏心し、かつ、前記案内孔54に連通する筒状の上部カバー体55が設けられている。
A trumpet-shaped hollow portion 51 a is formed along the first axial direction 52 in the hollow oblique output shaft 51 that is provided at the axial center of the hollow oblique shaft motor 50 and constitutes the oblique axis B.
A guide hole 54 communicating with the trumpet-shaped hollow portion 51a is formed at an eccentric position on the connection plate 53 of the hollow oblique output shaft 51, and is eccentric with respect to the connection plate 53, and A cylindrical upper cover body 55 communicating with the guide hole 54 is provided.
前記接続板53の上面には、この接続板53上に対して偏心した状態で筒状をなす上部カバー体55が前述のように立設されており、この上部カバー体55の下部は、前記接続板53の傾斜に応じて傾斜した状態でカットされており、この上部カバー体55の上面55aは水平に形成され、この上面55a上には、水平状態でアンテナアダプタ56が載置して設けられ、このアンテナアダプタ56上には、ベアリングハウジング57が設けられている。 On the upper surface of the connection plate 53, an upper cover body 55 that is formed in a cylindrical shape in an eccentric state with respect to the connection plate 53 is erected as described above. The upper cover body 55 is cut horizontally in accordance with the inclination of the connection plate 53, and the upper surface 55a of the upper cover body 55 is formed horizontally. On the upper surface 55a, the antenna adapter 56 is placed in a horizontal state. A bearing housing 57 is provided on the antenna adapter 56.
前記ベアリングハウジング57内には、軸受58を介して中空回転軸59が回転自在に設けられ、この中空回転軸59の上部には円盤状をなすアンテナベース60が設けられ、このアンテナベース60上には、円盤状をなすアンテナ15がボルト61によって固定されている。
A hollow rotary shaft 59 is rotatably provided in the bearing housing 57 via a
前記アンテナ15に接続されたアンテナ用伝送ケーブル15aは、前記中空回転軸59の第2中空部59a内を第2軸方向62に沿って垂下し、前記案内孔54及びラッパ状中空部53を経て前記第1中空部48から前記インターフェースブラケット40を貫通して外部に導出されている。
The antenna transmission cable 15 a connected to the
従って、前記中空旋回軸モータ43と下部カバー体49と中空斜交軸モータ50及び上部カバー体55が回転することによって、前記アンテナアダプタ56に対して複雑な回転及び傾斜運動を与えた場合において、前記アンテナ伝送ケーブル15aの先端15aAが接続されている前記アンテナ15、アンテナベース60及び中空回転軸59が軸受58を介してベアリングハウジング57に設けられているため、前記アンテナアダプタ56が回転した場合でも、前記アンテナ15は向きが変化するだけで回転することはなく、アンテナ用伝送ケーブル49も回転による捩れが発生しないため、従来発生していたアンテナ用伝送ケーブル15aの捩れによる伝送信号のゲイン低下(減衰)も発生することはない。
Accordingly, when the hollow turning shaft motor 43, the
また、前述の中空出力軸46の第1中空部48及び中空斜交出力軸51のラッパ状中空部53が各々設けられていることにより、その内部を貫通するアンテナ用伝送ケーブル15aに対する損傷を防止することができる。 Further, since the first hollow portion 48 of the hollow output shaft 46 and the trumpet-shaped hollow portion 53 of the hollow oblique output shaft 51 are provided, damage to the antenna transmission cable 15a penetrating the inside is prevented. can do.
本発明によるアンテナ搭載用ジンバル装置は、旋回軸モータと斜交軸モータを組合わせてアンテナを有するアンテナベースを回転させるため、小型、軽量でかつ伝送ケーブルを損傷させない構成を得ることができ、アンテナ以外の対象物の回転も可能である。 Since the antenna mounting gimbal device according to the present invention rotates the antenna base having the antenna by combining the turning axis motor and the oblique axis motor, it is possible to obtain a configuration that is small and lightweight and does not damage the transmission cable. It is possible to rotate other objects.
10 ジンバル装置
15 アンテナ
15a アンテナ用伝送ケーブル
15aA 先端
40 インターフェースブラケット
41,42 コネクタ
43 中空旋回軸モータ
44 モータ用アダプタ
45 第1軸受
46 中空出力軸
47 モータ軸方向
48 第1中空部
49 下部カバー体
49a 上面
50 中空斜交軸モータ
50a モータ用アダプタ
51 中空斜交出力軸
51a ラッパ状中空部
52 第1軸方向
53 ラッパ状中空軸
54 案内孔
55 上部カバー体
55a 上面
56 アンテナアダプタ
57 ベアリングハウジング
58 軸受
59 中空回転軸
59a 第2中空部
60 アンテナベース
61 ボルト
62 第2軸方向
A 旋回軸
B 斜交軸
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記アンテナ(15)に接続されたアンテナ用伝送ケーブル(15a)は、前記中空回転軸(59)内の第2中空部(59a)、前記ラッパ状中空部(53)及び前記中空出力軸(46)の第1中空部(48)を経て前記インターフェースブラケット(40)から外部に導出されていることを特徴とするアンテナ搭載用ジンバル装置。 A hollow turning shaft motor (43) provided on the interface bracket (40), and a hollow output shaft provided above the hollow turning shaft motor (43) and driven by the hollow turning shaft motor (43). (46), a lower cover body (49) provided eccentrically on the hollow output shaft (46), and an axial direction of the lower cover body (49) provided on the lower cover body (49). A hollow oblique shaft motor (50) disposed to be inclined in a direction different from the motor shaft direction (47), and a hollow oblique output shaft (51) driven by the hollow oblique shaft motor (50). And a trumpet-shaped hollow portion (53) provided in the hollow oblique output shaft (51) and opening upward in a trumpet shape, and an upper portion of the hollow oblique output shaft (51) in an eccentric state. An upper cover body (55) provided, an antenna adapter (56) eccentrically provided on the upper cover body (55), and the antenna adapter (56 ) And a hollow rotary shaft (59) whose second axial direction (62) coincides with the motor axial direction ((47)) and a hollow rotary shaft (59 An antenna (15) provided on the
The antenna transmission cable (15a) connected to the antenna (15) includes a second hollow portion (59a) in the hollow rotary shaft (59), the trumpet-shaped hollow portion (53), and the hollow output shaft (46). The antenna mounting gimbal device is led out from the interface bracket (40) through the first hollow portion (48).
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