JPH0716410U - 静止衛星追尾用移動体アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】使用開始時、アンテナ２７の仰角と静止衛星の
仰角とを迅速に一致させる。 【構成】アンテナ２７の仰角変更用の第二駆動モータ２
９として、ブラシレスモータを使用する。何れかのホー
ルＩＣの出力が切り替わる瞬間にアンテナ２７の仰角と
静止衛星の仰角とが一致する様に、上記ブラシレスモー
タの位相検出用のホールＩＣの位置を規制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る静止衛星追尾用移動体アンテナ装置は、地震、台風等の災害時 に出動する無線車に組み込み、上空に存在する静止衛星を利用して各種連絡を行 なうものである。

【０００２】

【従来の技術】

地震や台風等の災害時に於いて現場と対策本部等との間の連絡を行なう手段と して、無線が使用されるが、近年、上空に打ち上げられた静止衛星を利用し、遠 く離れた場所同士で、明瞭な通信を行なえる様にする事が多くなっている。

【０００３】 この様な静止衛星を利用した無線通信を行なう場合、アンテナを所定の静止衛 星に正しく向ける必要がある。何となれば、現在上空には多くの静止衛星が打ち 上げられており、アンテナの向きが僅か（５度程度）にずれた場合でも、アンテ ナが本来向いていなければならない静止衛星の隣の静止衛星に向いてしまい、無 線通信を行なえなくなる為である。

【０００４】 一方、移動体アンテナ装置の場合、無線車の向きが頻繁に変わる他、道路の状 況によって無線車の傾斜方向及び傾斜角度が変化する。この為、無線車の走行中 にも通信を行なえる様にする為には、無線車に対するアンテナの向きを頻繁に調 節し、このアンテナを常に上記静止衛星に向けておく必要がある。

【０００５】 この為従来から、無線車にアンテナを、鉛直軸及び水平軸を中心として回転自 在に支持すると共に、ステッピングモータの回転駆動力を、歯車、ベルト、ゴム ローラ等の機械的伝達手段により、上記アンテナの支持部に伝達し、上記鉛直軸 及び水平軸を中心としてこのアンテナを回転させる事で、このアンテナを常に上 記静止衛星に向ける事が行なわれている。

【０００６】 図６は従来から考えられている静止衛星追尾用移動体アンテナ装置の１例を示 している。支持台１は、車体の屋根面等に固定される。この支持台１の上面には ターンテーブル２が、鉛直軸３を中心とする回転を自在として設けられている。 上記ターンテーブル２は、第一駆動装置である第一駆動モータ４への通電に基づ き、複数の歯車５、５を組み合わせて成る減速機６を介して、上記鉛直軸３を中 心に回転駆動される。

【０００７】 又、上記ターンテーブル２の上面には、間隔をあけて１対の支持脚７、７を固 定している。そして、両支持脚７、７の上端部にアンテナ８の水平方向両端部を 枢支し、このアンテナ８を水平軸を中心に揺動自在としている。上記アンテナ８ の一端部（図６の右端部）にその一端を固定した枢軸９の他端と、上記ターンテ ーブル２の上面に支持した、第二駆動装置である第二駆動モータ１０の出力軸と の間には、複数の歯車１１、１１で構成される減速機１２を設け、上記アンテナ ８を水平軸を中心として揺動させられる様にしている。

【０００８】 上述の様に構成される静止衛星追尾用移動体アンテナ装置は、図示しない制御 器が第一、第二駆動モータ４、１０への通電を制御して、上記アンテナ８の向き を調節し、車両の進行方向の変化に拘らず、アンテナ８を静止衛星に向ける。

【０００９】 上述の様な静止衛星追尾用移動体アンテナ装置を構成する第一、第二駆動モー タ４、１０として従来は、前述の様にステッピングモータを使用していた。ステ ッピングモータ自体は、回転量を検出する機能はあるが、絶対角を検出する機能 を持たない。一方、アンテナ装置の使用開始時には、アンテナ８の仰角を、使用 地域に於ける静止衛星の仰角（例えば根室で２９度、東京で３８度、鹿児島で４ ７度）に一致させる操作が必要である。

【００１０】 この為に従来は、前記ターンテーブル２とアンテナ８との間に、仰角設定用の ストッパを設けていた。アンテナ装置の使用開始時には、先ず、前記第二駆動モ ータ１０への通電に基づき上記アンテナ８を、このストッパによりそれ以上仰角 が変化しなくなるまで変化させる。次いで、上記第二駆動モータ１０を逆方向に 所定角度だけ回転させ、上記アンテナ８の仰角を上記静止衛星の仰角に一致させ ていた。尚、使用開始後は、アンテナ８の指向方向を細かく調節しつつ、アンテ ナ８の指向方向と静止衛星の方角とを一致させる。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上述の様にしてアンテナ装置の使用開始時にアンテナ８の仰角を設 定する場合、アンテナ８を往復揺動させる必要があり、設定完了までに時間を要 する事が避けられない。本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置は、この様 な事情に鑑みて考案されたものである。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】

本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置は、上述した従来構造の場合と同 様に、支持台と、鉛直軸によりこの支持台の上方に回転自在に支持されたターン テーブルと、上記鉛直軸を中心としてこのターンテーブルを回転駆動する第一駆 動装置と、上記ターンテーブルの上面に間隔をあけて設けられた１対の支持脚と 、両支持脚にその水平方向両端部を枢支されたアンテナと、このアンテナを揺動 させる第二駆動装置とを備えている。

【００１３】 特に、本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置に於いては、上記第二駆動 装置はブラシレスモータを含んで構成される。このブラシレスモータは、円周方 向に亙る位相をずらせて設定された複数個のホールＩＣと、このホールＩＣに対 して相対回転する、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に繰り返す永久磁石と を備える。そして、何れかのホールＩＣの出力が切り替わる瞬間に於ける上記ア ンテナの仰角を、静止衛星追尾用移動体アンテナ装置の使用地域に於ける静止衛 星の仰角にほぼ一致させている。

【００１４】

【作用】

上述の様に構成される本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置の場合、複 数個のホールＩＣの出力状態によって、アンテナの仰角が静止衛星の仰角に対し ずれている方向を知る事ができる。そこで、このずれの方向に応じてブラシレス モータに、このずれを解消する方向に電流を流し、何れかのホールＩＣの出力が 切り替わる瞬間にこのブラシレスモータを停止させれば、上記アンテナの仰角を 静止衛星の仰角に一致させる事ができる。

【００１５】

【実施例】

図１〜４は、本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置を示している。無線 車の屋根面等には支持台１を、図示しない脚により固定しており、この支持台１ の中央部に円管状の鉛直軸１３の下端部を、ナット１４の緊締に基づいて固定し ている。この鉛直軸１３の外周面の中間部と上端部との２個所位置には、それぞ れ第一軸受１５ａ、１５ｂを設け、これら両第一軸受１５ａ、１５ｂによってタ ーンテーブル１６を、上記鉛直軸１３を中心とする回転自在に支持している。

【００１６】 即ち、上記ターンテーブル１６の中央部に形成した円孔１７の内周縁と上記鉛 直軸１３の上端部外周面との間に、上側の第一軸受１５ａを設けている。又、上 記ターンテーブル１６の中央部下面にハウジング１８を固定し、このハウジング １８を上記ターンテーブル１６と共に回転自在としている。そして、このハウジ ング１８の下端部内周面と、上記鉛直軸１３の中間部外周面との間に、下側の第 一軸受１５ｂを設けている。尚、上記ターンテーブル１６及び後述するアンテナ ２７等、このターンテーブル１６と共に回転する部分の重心は、上記鉛直軸１３ の中心軸上に位置する。従って、この重心に基づいて、上記ターンテーブル１６ を回転させるモーメントが発生する事はない。

【００１７】 又、上記ハウジング１８の内側部分で、上記鉛直軸１３の外周面に固定した、 絶縁材製の円板１９の上面と上記ターンテーブル１６の下面との間には、スリッ プリング（図示省略）を設けて、固定の鉛直軸１３と回転自在なターンテーブル １６との間で電力の供給や信号の伝達を自在としている。このスリップリングに 通じる導線は、上記鉛直軸１３の中間部に形成した通孔２０、２０を通じて、上 記ハウジング１８外に取り出される。

【００１８】 又、上記支持台１の上面と上記ハウジング１８の外周面との間には、上記ター ンテーブル１６を回転駆動する為の、第一駆動モータ２１を設けている。ダイレ クトドライブ型非接触ブラシレスモータである、この第一駆動モータ２１は、ス テータ２２とロータ２３と磁気センサ基板２４とから成る。この内、永久磁石で あるステータ２２は上記支持台１の上面に固定され、コイルであるロータ２３並 びにホールＩＣ基板である磁気センサ基板２４は、上記ハウジング１８の外周面 に固定される。

【００１９】 又、上記ターンテーブル１６の上面には１対の支持脚２５ａ、２５ｂを、互い に間隔をあけた状態で設けている。そして、両支持脚２５ａ、２５ｂの上端部に それぞれ第二軸受２６ａ、２６ｂを、互いに同心に、且つ軸受中心を水平方向に 向けた状態で設けている。そして、これら両第二軸受２６ａ、２６ｂにより、ア ンテナ２７の水平方向両端縁中間部に突設した、互いに同心の枢軸２８ａ、２８ ｂを枢支している。尚、アンテナ２７の重心は両第二軸受２６ａ、２６ｂの中心 軸同士を結ぶ直線上に位置させている。従って、この重心に基づいて、上記アン テナ２７に揺動方向のモーメントが発生する事はない。

【００２０】 更に、上記１対の支持脚２５ａ、２５ｂの内の一方（図１の左方、図２の右方 ）の支持脚２５ａと上記アンテナ２７の一端縁（図１の左端縁、図２の右端縁） との間には、第二駆動モータ２９を設けている。ダイレクトドライブ型非接触ブ ラシレスモータである、この第二駆動モータ２９は、ステータ３０とロータ３１ と磁気センサ基板３２とから成る。この内、コイルであるステータ３０は上記支 持脚２５ａの内側面に、磁気センサ基板３２は上記支持脚２５ａの上端に、それ ぞれ固定している。又、複数の永久磁石３４ａ、３４ｂを円周方向に亙って等間 隔に配置して成るロータ３１は、上記アンテナ２７の一端縁に固定される。

【００２１】 それぞれが非接触ブラシレスモータである、前記第一駆動モータ２１と上記第 二駆動モータ２９とは、それぞれのロータ２３又はステータ３０に通電する事で 、それぞれのロータ２３、３１並びにこのロータ２３、３１を固定したターンテ ーブル１６或はアンテナ２７を回転させるが、非通電時には、上記ロータ２３、 ３１に回転力を付与しない事は勿論、これらロータ２３、３１を拘束する力（静 止トルク）も発生しない。

【００２２】 更に、本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置の場合には、上記磁気セン サ基板３２に、図３〜４に示す様に３個のホールＩＣ３３ａ、３３ｂ、３３ｃを 、例えば円周方向に亙って互いに位相を１５度ずつずらせた状態で支持している 。そして、各ホールＩＣ３３ａ、３３ｂ、３３ｃを、上記ロータ３１を構成する 永久磁石３４ａ、３４ｂに対向させている。従って、上記各ホールＩＣ３３ａ、 ３３ｂ、３３ｃの出力は、上記ロータ３１の回転に伴って対向する永久磁石３４ ａ、３４ｂが変化する事（Ｓ極とＮ極とが変化する事）に伴って切り替わる。

【００２３】 特に、上記３個のホールＩＣ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの内、中央のホールＩＣ ３３ｂの設置位置を工夫する事により、前記アンテナ２７の仰角が静止衛星の仰 角に一致した事を検出自在としている。即ち、上記中央のホールＩＣ３３ｂが何 れかの永久磁石３４ａ（又は３４ｂ）の円周方向端縁に対向し、このホールＩＣ ３３ｂの出力が切り替わる瞬間に、上記アンテナ２７の仰角と静止衛星の仰角と が一致する様に、上記ロータ３１を構成する永久磁石３４ａ、３４ｂの位相と上 記ホールＩＣの位相とを調整している。

【００２４】 この位相調整作業は、アンテナ装置の使用地域に合わせて、工場で行なう。但 し、前記磁気センサ基板３２の円周方向位置を調節自在とすると共に、この磁気 センサ基板３２に目盛りを付設する事により、使用地域が変わった場合にも、上 記位相調整作業を容易に行なえる様にする事もできる。尚、ホールＩＣ３３、３ ３の数を、図４に示す様な３個から、図５に示す様な５個に増やせば、上記アン テナ２７の仰角調整を細かく行なえる。

【００２５】 上述の様に構成される本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置の場合、使 用開始時、電源をＯＮした直後で、上記アンテナ２７の仰角と静止衛星の仰角と がずれている状態では、前記３個のホールＩＣ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの出力状 態によって、上記アンテナ２７の仰角が静止衛星の仰角に対してずれている方向 を知る事ができる。そこで、このずれの方向に応じて、ダイレクトドライブ型非 接触ブラシレスモータである第二駆動モータ２９に、このずれを解消する方向に 電流を流す。そして、上記中央のホールＩＣ３３ｂの出力が切り替わる瞬間にこ の第二駆動モータ２９を停止させれば、上記アンテナ２７の仰角を静止衛星の仰 角に一致させる事ができる。一致後は、上記中央のホールＩＣ３３ｂの出力が交 互に切り替わる様に、上記第二駆動モータ２９に逆方向の微小電流を交互に流せ ば、上記アンテナ２７の仰角を静止衛星の仰角に一致させ続ける事ができる。

【００２６】 この様にしてアンテナ２７の仰角を静止衛星の仰角に一致させた状態のまま、 前述した従来装置の場合と同様に、図示しない制御器が第一駆動モータ２１への 通電を制御し、上記ターンテーブル１６の回転角度を制御する事により、上記ア ンテナ２７の向きを調節し、車両の進行方向の変化に拘らず、アンテナ２７を静 止衛星に向ける。但し、上記第一駆動モータ２１への通電は、アンテナ２７の指 向方向と静止衛星の方角とがずれた場合のみ行ない、これらが一致している場合 には第一駆動モータ２１への通電は行なわない。

【００２７】 前述の様に、上記第一駆動モータ２１への非通電時にアンテナ２７は、第一軸 受１５ａ、１５ｂ部分の回転抵抗や前記スリップリング部分の摺動抵抗等、極く 小さな抵抗を除き、前記支持台１に対し何ら拘束を受ける事なく変位自在に支持 される。この為、上記アンテナ２７等はその慣性質量によって、そのままの姿勢 を維持する傾向となり、アンテナ装置を設けた車両の進行方向が急に変わった場 合でも、上記アンテナ２７はそのままの姿勢を保とうとする。従って、車両が急 に進路変更を行なった場合でも、アンテナ２７の方向と静止衛星の方角とが大き くずれる事はない。従って、消費電力を少なくしたまま、車両の進行方向の急変 に拘らずアンテナ２７の方位角と静止衛星の方角とを一致させ続ける事ができる 。

【００２８】 尚、上述の説明では、アンテナ装置を車両に搭載した例に就いて説明したが、 本考案は車両に限らず、航空機、船舶、鉄道車両等の移動体に適用して、所期の 効果を得られる。

【００２９】

【考案の効果】

本考案の静止衛星追尾用移動体アンテナ装置は、以上に述べた通り構成され作 用するので、使用開始時にアンテナの仰角を静止衛星の仰角に一致させる為に要 する時間の短縮を図れ、火急時に迅速に通信を開始できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す、図２のＡ−Ａ断面に相
当する図。

【図２】同じく斜視図。

【図３】図１のＢ部拡大図。

【図４】ホールＩＣの配置状態の第１例を示す、図３の
Ｃ−Ｃ断面図。

【図５】同第２例を示す、図４の上部に相当する図。

【図６】従来構造の１例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 支持台 ２ ターンテーブル ３ 鉛直軸 ４ 第一駆動モータ ５ 歯車 ６ 減速機 ７ 支持脚 ８ アンテナ ９ 枢軸 １０ 第二駆動モータ １１ 歯車 １２ 減速機 １３ 鉛直軸 １４ ナット １５ａ、１５ｂ 第一軸受 １６ ターンテーブル １７ 円孔 １８ ハウジング １９ 円板 ２０ 通孔 ２１ 第一駆動モータ ２２ ステータ ２３ ロータ ２４ 磁気センサ基板 ２５ａ、２５ｂ 支持脚 ２６ａ、２６ｂ 第二軸受 ２７ アンテナ ２８ａ、２８ｂ 枢軸 ２９ 第二駆動モータ ３０ ステータ ３１ ロータ ３２ 磁気センサ基板 ３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ ホールＩＣ ３４ａ、３４ｂ 永久磁石

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持台と、鉛直軸によりこの支持台の上
   方に回転自在に支持されたターンテーブルと、上記鉛直
   軸を中心としてこのターンテーブルを回転駆動する第一
   駆動装置と、上記ターンテーブルの上面に間隔をあけて
   設けられた１対の支持脚と、両支持脚にその水平方向両
   端部を枢支されたアンテナと、このアンテナを揺動させ
   る第二駆動装置とを備えた静止衛星追尾用移動体アンテ
   ナ装置に於いて、上記第二駆動装置はブラシレスモータ
   を含んで構成され、このブラシレスモータは、円周方向
   に亙る位相をずらせて設定された複数個のホールＩＣ
   と、このホールＩＣに対して相対回転する、円周方向に
   亙ってＳ極とＮ極とを交互に繰り返す永久磁石とを備
   え、何れかのホールＩＣの出力が切り替わる瞬間に於け
   る上記アンテナの仰角を、静止衛星追尾用移動体アンテ
   ナ装置の使用地域に於ける静止衛星の仰角にほぼ一致さ
   せた事を特徴とする静止衛星追尾用移動体アンテナ装
   置。