JPH02280402A

JPH02280402A - アンテナ駆動装置

Info

Publication number: JPH02280402A
Application number: JP10214689A
Authority: JP
Inventors: Naozumi Tamaoka; 玉岡　直澄
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1990-11-16
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2859887B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、アンテナの向きを制御するためのアンテナ
駆動装置に関する。

［従来の技術］例えば、衛星より送信される電波を受信することにより
船舶の位置を知るようにしたシステムにおいては、船舶
に設けたアンテナは、船体の動揺旋回及び移動に拘わら
ず常に衛星の方向に指向させる必要があり、そのために
、方位制御、安定化制御及び指向制御が必要となる。指
向制御のためのアンテナ駆動機構としては、Ｘ軸−Ｙ軸
方式、アジマス軸−エレベーション軸方式（以下、ＸＹ
軸、ＡＺ−ＥＬ軸という）、及び両者の組合わせがある
。

第５図は、従来のアンテナ駆動装置を示している。ｌは
、船体等に垂直方向に立てられた固定軸であり、２は、
固定軸１の外周にベアリング軸受８を介して挿通され、
固定軸ｌを中心軸として回転可能な回転軸である。固定
軸１及び回転軸２がＡＺ軸を構成する、このＡＺ軸は、
アンテナを指向させるために回転可能となっており、又
、アンテナの送受信信号及びアンテナ制御用のケーブル
を通す必要があるため、ＡＺ軸は中空軸にて構成される
。ＡＺ軸を回転制御するためには一般にステッピングモ
ータやサーボモータが用いられる。

ＡＺ軸の回転速度は毎秒６°程度で低速であるために、
前記モータ４の回転は歯車又はベルト等を用いて減速し
てＡＺ軸に伝達される。

３は、アンテナ９を載置したアンテナ台であり、このア
ンテナ台３は、上記回転軸の外周に該回転軸２と一体と
なるように嵌め込まれている。４は、アンテナ台３に固
定されたステッピングモータであり、このモータ４のプ
ーリ５と、前記固定軸ｌに設けたプーリ６との間にベル
ト７を掛けることにより、モータ４が駆動すると、回転
軸２とともにアンテナ台３が固定軸ｌを回転軸として回
転する。

し発明が解決しようとする課題］この種のアンテナは、一般に高所に取り付けられるもの
であるため、据付けや保守等の面で駆動機構の軽量化が
望まれるにも拘わらず、上述のような従来のアンテナ駆
動装置では、減速機構を必要としたので、駆動機構は複
雑となり重量も大きくなり、前述の要望に反するもので
あった。

この発明は、上述した問題点をなくすためになされたも
のであり、超音波モータを用いて軽量化を図ったアンテ
ナの駆動装置を提供することを目的とする。

１課題を解決するための手段］この発明のアンテナ駆動装置は、アンテナを載置したア
ンテナ台を含む回転部材を固定軸に対して回転可能に設
け、上記固定軸に超音波モータのステータあるいはロー
タを連結し、回転部材に上記超音波モータのロータある
いはステータを連結したことを特徴とする。

［作用］上記構成になるアンテナ駆動装置によれば、アンテナ台
を含む回転部材を固定軸に対する回転軸とし、この回転
軸を超音波モータの例えばロータに連結し、一方固定軸
を超音波モータの例えばステータに連結したことにより
、ロータの回転に伴いアンテナを載置するアンテナ台が
回転する。

［実施例］この発明の詳細な説明に先立ち、この発明の実施例に用
いたリング型の超音波モータ５０の概略図を第４図とと
もに説明する。

それぞれリング形状の圧電セラミックス５１、弾性体５
２、ライニング材５４及び回転体５５を重ね合わせた構
造をなし、圧電セラミックス５１及び弾性体５２がステ
ータ５３となり、ライニング材５４及び回転体５５がロ
ータ５６となる。

ロータ５６をステータ５３側へ圧接した状態で圧電セラ
ミックス５１の異なった部位に互いに位相のずれた超音
波域の交流電圧を印加すると、超音波モータの原理によ
り、弾性体５２に進行波が発生し回転体５５が回転する
。

この超音波モータ５０は、 ■、小型、軽量、低速、高トルクが得られる２、直流モ
ータと同様に速度制御及び位置制御が容易である３、応答性が良い４、磁気ノイズが発生しない等の特徴を備え、低速で精度の高い回転制御が可能なの
で上述したＡＺ軸の回転制御に適しており、第１図に駆
動部に上記超音波モータ５０を用いたアンテナの駆動装
置を示している。尚、第１図において第５図と同一の部
分については同一の符号を付している。

第１図に示した実施例では第５図におけるステッピング
モータ４の代わりに、第４図に示した超音波モータ５０
を用いて回転軸を直接駆動している。

即ち、まず、周縁に突出したっば６０ａを有する所定径
の円板状のフランジ板６０を固定軸ｌに挿通し、アンテ
ナ台３上に位置させる。このとき、フランジ台６０に設
けた挿通穴６０ｂと、アンテナ台３の上面のネジ穴３ａ
とを合致させる。そして止めねじ６１を前記挿通穴６０
ｂを通してネジ穴３ａにネジ込む。このようなネジ締め
付けを少なくとも２箇所で行うことにより、フランジ板
６０をアンテナ台３の上面に固定する。次に超音波モー
タ５０のロータ５６を下側にして、超音波モータ５０を
、孔５９を介して固定軸ｌに挿通し、この超音波モータ
５０の回転体５５を前記フランジ板６０の凹部６０ｂに
嵌合させ、そして、フランジ板６０のっば６０ａに設け
た軸中心方向のネジ穴６０ｃに止めネジ６２の先端部が
回転体の外周５５ａに当接するまで止めネジ６２をネジ
込むことにより、超音波モータ５０の回転体５５をフラ
ンジ６０に固定し、超音波モータ５０のロータ５６部を
アンテナ台３に固定する。尚、この実施例では、ロータ
５６部をアンテナ台３に固定したが回転軸２に固定して
もよい。

超音波モータ５０の最上部に位置する圧電セラミックス
５１の上に、超音波モータ５０の固定台６３を設ける。

この固定台６３と圧電セラミックス５１との接触面は接
着剤等にて相互に固定する。

そして、ロータ５６のライニング材５４と、ステータ５
３の弾性体５２との接触面に所定の圧力が加わるように
、固定台６３を図中下方向に押し下げた状態で、固定台
６４の所定部の軸中心方向のネジ六６３ａに止めネジを
ネジ込むことにより固定台６３を固定軸■こ固定し、超
音波モータ５０のステータ５３部を回転軸ｌに固定する
。

このようにして、超音波モータ５０のロータ５６を回転
部であるアンテナ台３に連結固定し、又、ステータ５３
を固定軸ｌに連結固定した構造となる。これにより、超
音波モータ５０を駆動すると、ロータ５６が回転し、こ
のロータ５６の回転に伴いアンテナが取り付けられたア
ンテナ台３６回転する。

第２図は、第１図の駆動装置に対してアンテナの回転速
度制御を行うための速度制御回路２０を示している。

２２は、直流電圧可変回路であり、人力信号Ｖｉに基づ
き、直流電源２１よりの直流電圧を所定の電圧に変化さ
せる。２３は、超音波モータ５０を駆動する駆動回路で
あり、直流電圧可変回路２２よりの出力電圧に対応して
所定周波数の超音波電気信号を出力する。２４は、超音
波モータ５０の回転速度を検出するためのエンコーダで
あり、超音波モータ５０の回転速度に比例した周波数の
交流電圧を出力する。２５は、エンコーダ２４より出力
された交流電圧から、速度検出信号Ｖｓ’として周波数
に対応した大きさの直流の電圧に変換する変換回路であ
る。２６は信号加算部であり、ここでは、入力の速度指
令信号Ｓｖに対して変換回路２５よりの速度検出信号Ｓ
ｖ’がフィードバック信号として減算入力されることに
より、前述した人力信号Ｖｉが作成される。この信号Ｖ
ｉを入力信号として用いるので、超音波モータ５０は設
定した速度指令信号Ｓｖの速度に制御され、アンテナの
回転速度が制御される。

第３図は、アンテナの指向位置制御を行うための位置制
御回路３０を示しており、速度制御回路２０の入力部に
位置角を設定するためのに位置決めユニット３１が設け
られ、超音波モータ５０の位置を検出するアブソリュー
ト型ロータリエンコーダ３２よりの検出信号がフィード
バックされることにより、この位置決めユニットから速
度制御回路２０に対して速度指令信号が送出され、超音
波ｆ−−タ５０の回転が制御され、アンテナの指向位置
が設定位置となるまでモータ５０が回転し、アンテナの
位置が制御される。

［発明の効果］以上説明したように、この発明は超音波モータを用いて
ＡＺ軸を直結駆動するようにしたので従来の駆動装置で
必要とした減速機構は不要となり、装置の駆動機構は簡
略化される。又、回転部が軽量化されるために位置及び
速度の安定化制御が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のアンテナ駆動装置の一実施例を示す
断面図、第２図は、第１図の駆動装置を速度制御するた
めの制御ブロック図、第３図は、第１図の駆動装置を位
置制御するための制御ブロック図、第４図は、第１図の
駆動装置に用いた超音波モータの原理を説明するための
該略構成図、第５図は、従来のアンテナ駆動装置の断面
図である。！・・・固定軸、２・・・回転軸、３・・・アンテナ台
、８・・・ベアリング軸受、２０・・・速度制御回路、
２４・・・エンコーダ、３０・・・位置制御回路、５０
・・・超音波モータ、５１・・・圧電セラミックス、５
２・・・弾性体、５３・・・ステータ、５４・・・ライ
ニング材、５５・・・回転体、５６・・・ロータ、６０
・・・フランジ板、６１６２．６４・・・止めネジ、６
３・・・固定台。特許出願人　　古野電気株式会社代理人　弁理士　　青白　葆　外１名第　１因第４図第２図第３図り第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アンテナを載置したアンテナ台を含む回転部材を
固定軸に対して回転可能に設け、上記固定軸に超音波モ
ータのステータあるいはロータを連結し、回転部材に上
記超音波モータのロータあるいはステータを連結したこ
とを特徴とするアンテナ駆動装置。