JPS5957504A - アンテナの特定方向維持装置 - Google Patents

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】 本発明は、テレビ用電波等の受信アンテナを、これを搭
載した乗物の方向姿勢の如Ｍに係らず、始めに整合を採
った特定方向へ方向付けるアンテナの特定方向維持装置
に関する。

船舶、車輌等の乗物に、テレビ、ラジオその他のサービ
ス電波を受ける受信アンテナを配し、乗物上にて受信サ
ービスを受けることは良く行なわれている。しかし、こ
うした乗物は、当然に任意の進行方向を採るため、受信
アンテナを船体、車体に固定的に取シ付けておくと、対
象となるサービス電波の輻射塔に向く方向と、アンテナ
の指向方向とが全く任意ガずれを起こし、走行方向に応
じては満足な受信が得られないということも、また良く
経験する所である。

而して、当該乗物が、対象となる輻射塔に対して余りに
広汎な地域を運行するものであると（一般の自動車、電
車、航路船舶等がこれに当たるが）、地域毎に輻射塔へ
の方向、例えば北極（Ｎ極）方向と輻射塔方向とのなす
角度は大きく異なるため、アンテナ指向性をこうしたい
づれの地域においても輻射塔方向へ整合させるためには
、電界強度に基づく複雑、高価な回路系を要し、その割
には、地域が全く離れてしまってそれ迄受けていた電波
のサービスエリア外へ出てしまったような場合には全く
無効と々る等、余り大きな効果が得られないこともあっ
て、未だ実用化されているものがない。

これに対して、特定の港湾内で作業に当たるタグボート
とか、構内車輌においては、自走地域が限定されている
という条件があるから、この限定地域内では、どこをど
う走ろうと、輻射塔方向は変わらないと考えることがで
きる７、即ち、限られた範囲内で船舶、車輌がいづれの
方向を向いても、この船舶、車輌から輻射塔を見込む方
向と、Ｎ極方向等の基準方向とのなす角度は余り大きく
変化することはないのである。

従って、こうした地域限定車輌、船舶では、始めに輻射
塔へアンテナ指向性を整合させたら、その特定方向と基
準方向との角度を常に一定に保つようにすれば、換言す
れば、アンテナの向きを予じめ定めた特定方向へ整合、
維持させるようにすれば、常に満足な受信が図れる筈で
ある。

にも係らず、在来は、こうした発想がなく、運行地域が
限定されている乗物用としてさえも、こうしたアンテナ
の特定方向維持装置が簡単且つ信頼性の高い形では得ら
れていなかったのである。

本発明は、この点に鑑てなされたもので、殊に限定され
た運行乃至走行範囲内で活躍する各種乗物に拷載するテ
レビ、ラジオその他のサービス電波受信用アンテナを、
当該乗物の方向の如何に係らず、予じめ定めた特定方向
に常に向くようにする、構成至便で動作信頼性の高いア
ンテナ特定方向維持装置を提供せんとするものである。

本発明の発想は、まさに既述の通シであるが、−例とし
て船舶を考え、東京タワーをサービス電波輻射塔として
、第１，２図に即し更に詳しく述べておく。

第１図は大きく東京湾を見た図であるが、例えば第一限
定領域Ａ１として、横浜港内Ａ、を、第二限定領域Ａ２
として千葉港内Ａ２を挙げて考えてみよう。

そして、各領域Ａ＋　、　Ａ２の概ねの中心点ＰＩ、Ｐ
２を考え、基準方向ＦＲとして北極（Ｎ極）方向を採用
すると、第一領域Ａ＋の中心点ＰＩから東京タワーＴを
見る方向ＦＰ、と基準方向ＦＲとのなす角α１は時計回
り乃至右回りに約２５°である。この右回り方向を正で
表すと、第二領域中心点Ｐ２からタワーＴを見る方向Ｆ
Ｐ、と基準方向ＦＲとの挟角は約−７２°となる。

従って、仮に、内領域Ａ、　、　Ａ２間に亘って航行す
るような船舶があると、これに搭載するアンテナを常に
タワーＴ方向へ指向させるためには、かなシ大きな角度
範囲、この場合約ｉｏｏ’近くに亘って、かつ電界強度
を監視し乍ら常に最大電界強度となる方向を検出して、
これにアンテナ指向方向を追随させ々ければならず、こ
れはかなり複雑なシステムになる。勿論、当該タワーＴ
のサービスエリア内を対象とすれば当然に６６０°全方
向に亘ってのアンテナ方向選択追随操作が必要である。

これに対して、例えば領域Ａ１のみ、或いは領域Ａ、の
みというように、特定の地域限定範囲内でのみ作業に従
事するタグボート等の船舶においては、その中でどちら
の方向を向こうとも、電界強度を計測するような面倒な
ことをせず、基準方向ＦＩＬとタワーＴを見込む方向Ｆ
ｐ　（ザフィックス省略は領域を特定しない一般化を意
味する：以下同様）とのなす角度αを地図上等で予じめ
知っておけば、この角度αの変化乃至特定方向ＦＰから
のずれを検出して元に戻す方向にアンテナを回転させれ
ば良いことに在る。

第２図に領域Ａ１としての先の横浜港領域Ａ、を採り出
して示すと、先のように、基準方向ＦＲとして選んだＮ
極方向と領域Ａ１の略中心Ｐ、がらタワーＴを見込む方
向ＦＰ＋とのなす角度αＩは約＋２５″である。

そこで今、描初、位置Ｃ１にて例えばタグボート等の小
型船舶ＳＨＰが西方向Ｗを向いていたとし、これが位置
ｃ２で示すように軸先をやがて南東方向ＳＥに転向し、
更に位置ｃ３で示すように北東方向ＮＥまで転回する航
路軌跡があったとしよう、然るに、船舶方向はこのよう
に大きく変わっても、その如何なる位置においても、当
該船舶からのタワ一方向ＦＰ＋は基準方向ＦＲに対して
約α、の角度を置くと考えて差仕えない（誤差に就いて
は後述）。

そこで、この船舶ＳＨＰに、タワーＴからの一！ｔ−ビ
ス電波を受ける受信アンテナＡ、Ｔを搭載させる時、Ｎ
極方向ＦＲに対してその指向方向が約＋２５°の角度を
置いた方向ＦＰ、となるように初期方向付けし、この方
向を特定方向として、これからずれが生じたら元に戻す
ようにすれば、船舶ＳＨＰの軸先方向に係らず、指向性
能を常に満足させることができる筈である。

一方、アンテナと船舶との関係においては、相対的な回
転を必要とすることが判かるが、相対的にアンテナを回
すということだけなら、既存のアンテナロータ装置があ
り、手動命令により、左右の選択的回転と停止制御がで
きるから、上記の角度偏倚乃至方向偏倚の検出に基づい
て、このロータ装置を稼動制御する機械的、電気的工夫
を施せば、上記発想は実現できる筈である、以上が本発
明の原理である。この原理に従った結果、勿論、既存の
アンテナロータ装置部分自体にも改変乃至追加の構成が
施されるものとなっているが、総体的には構成至便なも
のとして完成することができた。

以下、第５図以降に即し、本発明の望ましい実施例に就
き詳記する。

第５図は、この実施例のアンテナ特定方向維持装置／の
主として機械的乃至物理的構成部分を示している。

本装置／は、各種乗物、例えば第２図示のような小型船
舶に固定され、回転方向を共にする固定部乃至固定ハウ
ジング部コと、固定・・ウジング部コ内に収められた制
動できるモータ（ブレーキモータ）≠を含む後述の相対
回転駆動機構によシ、固定部−に対して相対的に回転す
ることのできる回転部３とから成シ、回転部３には、軸
方向に伸びるアンテナ支持軸！が固定されていて、第３
図では紙面の大きさの制約から縮小して示したアンテナ
ＡＴが通常の方法で、即ち固定アンテナ支持軸や単なる
アンテナロータのアンテナ支持軸に対すると同様の方法
で当該支持軸ｊに取り付けられている。

この実施例では、回転部３は、アンテナ支持軸の根元に
中空の回転ノ・ウジング乙を持っているが、これは内部
に後述の回転方向センサ７やその信号処理用の論理回路
と　（第５図中では仮想線）をまとめ入れることにより
、装置を小型化し、取扱いをし易くすると共に、機能上
、大切なセンサ７、回路どを保護するためである。

そのために、後述の二重軸構造等が採られている。但し
、これは要旨ではない。

固定ハウジングλ内には、駆動源としてのブレーキモー
タ弘の外に、回転部３ひ１４”’（４７ンテナＡＴ回転
用のギヤ列７、センサ支持部１０のの同期回転用ギヤ列
／／、ブレーキモータ≠の制御回路７．２（仮想線）が
配され、同様に保護されている。

回転部３の軸心に整合して該回転部３、殊に回転ハウジ
ング乙の下端に通常の固定手法で固定された大径のギヤ
／３が固定ハウジングユ内に配され、ブレーキモータ≠
の回転軸に設けられたピニオンギヤ／≠に噛合して、モ
ータ回転に伴い、適当な回転速度、例えば１　ｒｐｍで
回転部３、ひいてはアンテナＡＴが地表面と平行な平面
内で回転され得るようになっている。勿論、地表面は幾
例的に平面乃至地球包絡面でちることに意味があり、水
面を当然に含んでいる。

同様に、大径ギヤ／３、ひいてはモータ軸に始まるギヤ
列／３　、　／、４　、　／７を介して、センサ７の支
持部１０が最終ギヤ／とにより、回転部３と同期的かつ
等速度（例えばこの場合、１γｐ？７Ｌ）で同方向に回
転されるようになっている。

先に少し述べたように、装置小型化や機能部保護のブζ
めに望ましいので、この実施例では、回転ハウジング６
内に諸要素を収めるだめの配慮から、センサ支持部１０
に、回転部回転用ギヤ／３の中心透孔を回転可能に抜け
る支持軸／りを設け、その下端に最終ギヤ／Ｉを取り付
け、上端にセンサ７を支持するようにしており、そのた
めに、いくらか数多い個数のギヤ列Ｈ，／ｌ、　／７を
用いて駆動力をこの回転軸心直下まで伝達してきている
のである。

また、大径ギヤの裏面側へ駆動力を移すために、ギヤｉ
ｓ、ｉｔ　＠結ぶ軸方向軸心部２θがあるのによシ選択
的にセンサ支持部１０ｆｆトルク伝達系／≠〜／ｒから
切り離すことのできるクラッチ、望ましくは電磁クラッ
チコ／を設けている。この必要性は後に譲るが、このク
ラッチ、２／が切れている時には、支持部１０乃至セン
サ７に対して、回転部３、ひいてはアンテナＡＴを相対
的に手動回転させ、初期方向付けを行うことができる。

然し、逆に言えば、初期方向付は後の動作においては、
センサ７とアンテナＡＴとは、同期的に等速度同方向回
転するのであって、従って、この動作状態では、センサ
７が回転部３に物理的に固定されたのと等価な関係、即
ち動的には一体化関係にあると考えることができる。

尚、回転部３のハウジング乙の内部を外的環境からシー
ルするため、大径ギヤの取付カラーと固定ハウジングコ
に起ち上げたカラー周りと同心の鍔との間に摺接シール
要素、２．２を配している。

次に、この実施例で用いた本発明者の開発による回転方
向センサ７に就き、説明する。但し、予じめ述べておく
が、センサ７としてはこの実施例のものに限らず、特定
方向を指向している時乃至指向した時の特定方向整合信
号と、この特定方向に対して成る程度以上の許容角度範
囲を越えての左右回転偏位の各偏位信号とが電気的に弁
別可能な信号出力として得られるものであれば他の型式
のものでも良い。

図示実施例中のセンサ７は、センサ単体としても構成至
便で信頼性が高いため、ここに用いることにしたのであ
る。

第４図は、このセンサ７の機械的構造部分乃至コンパス
部λ３を分解斜視図的に示しており、第５図には光バリ
ヤ検出器３／、３．２と共にセンサ７として組み上げた
場合が示しである。

先づ、両図の下に、コンパス部２３に就き述べると、コ
ンパス部ユ３は、底体（乃至蓋体）−μと、側壁コア及
び蓋体（又は底体）λ２が一体となったカバー、２７と
から成るハウジング２ｆを有シ、／・ウジング内部は、
回転板４ｔＯｆ収める、中空円筒状の空間コアとなって
いる。

回転板ａＯＯ主面領域は、少くとも二つの互いに光透過
率の異なる第一、第二領域≠／、４’２に分けられるが
、この実施例では、第一、第二領域の中心角（板中心を
挾み、半径方向反対方向に伸びる一対のエッヂのなす角
）は共に１８０°、即ち、両顎域は板の直径上で周方向
に対向する各エッヂを接した半円状の扇形領域となって
いる。

各領域≠／、弘λのエッヂを共通に≠３α、≠３ｂとし
ておく。

また、図中、斜線を施した方の領域≠コを相対的に光透
過率の低い暗領域弘コ、他半円領域弘／を相対的に光透
過率の高い明領域≠／としておく。

本出願人の製作例では、回転板ψＯに薄い無色透明なプ
ラスチック感光フィルム材を用い、明領域弘ｌはこの材
質そのもので、暗領域ｃ匁選択露光により形成している
。但し、着色によっても良い。

この回転板ｐｏは、中心に剛性を採るために設けた非磁
性体金属、例えば真鍮性のピボット軸受筒／Ｉケを有し
、ハウジング底体（又は蓋体）ユ≠の中心に起立してい
る金属製のピボット軸３３に軸承されるようにガってい
る。

もつとも、第５図示のように、組み上がシ後においては
、ハウジング２には内部２？が密封され、この密封空間
４内には適当な粘性の制動オイル３ｊが充填され、回転
板ｔｉｏはこのオイル中に浮遊的に姿勢付くため、ピボ
ット軸３３と軸受筒絆との係合は密な軸承関係ではなく
、回転板ａＯが後述のように適当な制動の下に成る程度
自由に相対回転できる条件下で、大きく中心を外れるこ
とのない程度の保合関係どなっている。言わば、ピボッ
ト軸が回転板ｔ１．Ｏの半径方向のずれに対するストッ
パ程度の役目を持つようになされているのである。

また、ハウジングの傾き、従って回転板≠Ｏの相対的な
傾きに対しても、成る程度の傾斜角範囲内に留めるよう
に、軸受筒弘≠の上端は、ハウジング蓋体乃至天板中央
内部に設けられた中空ボス３６内に遊嵌するようになっ
ている。

尚、こうした軸承関係や制動オイルの材質、彷きは、通
常の指針乃至目盛にて方向を指示する磁気コンパス構造
に用いられているそれを援用することができる。また、
ハウジング内を密封する手段も任意であり、底板、２り
の接着や超音波溶着によって良い。

回転板≠０は、上述したハウジング構造内で、地表面と
平行な平面内にて、地磁気を利用して特定の方向を指向
するようになされるが、そのために、回転板裏面に適当
な磁石ホルダ３７を介して棒状の永久磁石３ｇｆこの場
合、直径を挾んで平行に一対、設けている。勿論、両磁
石３♂。

３との極性は整合させている。また、物理的強度を補う
ため、回転板裏面に小径の裏打シートＩ１．θ′を添え
て、これに磁石を付けている。

回転板が特定方向を指向するということは、主面側領域
１１．／、４Ｚ、２のエッヂ１ｌ−３ａ、、１１．３ｂ
の方向を特定させるということであり、寧ろ、これに意
味があるが、簡単のために、この場合は一直線になって
いるエッヂ弘３α、≠３ｂの当該直線が地軸ＮＳ極方向
を向くように、磁石３！ｒを取り付けている。

こうしたコンパス部、２３の構成に対して、ハウジング
の軸方自画主面（蓋体、底体上）に、光軸を各整合した
一対の光バリヤ検出器３／、！２を取シ付ける。この取
付位置は、後述のように設計的に定められるが、第６図
に平面断面的に見て、但し各光バリヤ検出器３／、Ｅｌ
の位置は実線の円３／、Ｅｌで模式的に示すように、両
光バリヤ検出器の光軸ＩＢＩ　＋　Ｉｎ２を結ぶ直線ｌ
が回転板ａＯの直径と平行に、微か離間し、かつ、中心
Ｏから各光バリヤ検出器３／、３：ｌの光軸が等距離と
なる位置に設けている。

各光バリヤ検出器３／　、　Ｊ、２は、それ自体は既存
のこの種のものの構成と同様で良く、発光ダイオード等
の発光素子３／ａ、、３２ａと、フォトダイオード乃至
フォトトランジスタ等の受光素子３１ｂ。

３．２ｂとから成っていれば良く、そのいづれをハウジ
ング軸方向側主面ａｔＩ、２１．の一方宛に取り付ける
かは任意であるが、第５図示の場合は天側に発光素子３
／ａ、３．２ａを取り付け、回転板１１０ｆ通過する光
軸ＩＢＩ　＋　Ｉｎ２を介して地側の受光素子３ｔｂ、
３ｓｂに光軸整合を取ってあり、また、光軸整合を採り
乍らの固定作業の煩を避けるため、予じめ決めた位置に
、受光素子用固定窪み乃至ポケット弘タ、≠夕、発光素
子用固定窪み乃至ポケット≠６．≠６を形成しである。

尚また、両光バリヤ検出器３ノ、３コの光軸ＩＢ＋。

Ｉｎ２　ｋ横切るハウジング部分は、少くとも対象とな
る発光素子の発光波長に対して減衰率の少い材質、色調
である必要があるが、この場合は、発光素子に可視光発
光ダイオードを用い、ハウジング２どの全体を透明なプ
ラスチック材から成形している。

ポケット≠ｔ、４ｔａの底だけを透明な窓にするよシは
、寧ろ、この力が簡単である。

また、本センサ７は、第５図示のように、支持部１０の
軸／２の軸端に設けた支持基板≠係上に固定して用いる
が、その際の便を図るため、ハウジング底板λ≠にタッ
ピングネジの捩込用ボス弘７・・・を適宜本数、この場
合は周方向１２０°間隔で三本、立てている。

天板ユ乙の方にも同様のボスグ♂・・・があるが、これ
は、例えば基板ｔＡＩＡからの吊下げ固定等にも応えら
れるようにしたためである。但し、支持部／θへの固定
方法は、勿論、任意である。

而して、このようなセンサ７を用いると、二つの受光素
子３１ｂ、３２ｂの出力の組み合せで、少くとも本発明
に必要な既述の三つの信月乃至情報を得られることにな
る。

というのも、第６図示のように、両光バリヤ検出器３／
、３．２共、相対的回転板ａＯの明領域≠／を光軸より
＋　＋　ＩＲ２が通過している時には、両受光素子３／
ｌ）、３λｂが共にオンとなるし、この状態から右に回
転偏位して第７Ａ図示のように第二光バリヤ検出器３２
の光軸ＩＢ、のみが暗領域≠２に入った時には第一受光
素子がオンで第二受光素子がオフ、その逆に左回転偏位
に関しては第７Ｂ図示のように、第一受光素子３１ｂへ
の光路ＩＢＩが遮切られてこれがオフ、第二受光素子３
．２ｂがオ尚、ここの説明では、オン・オフに一義的に
定めておくが、明暗両領域の透過率比に伴う出力電気量
差を利用することもできる７、以下、第８図示のこの実
施例での信号処理論理回路ｒ（既述のように第５図示で
は回転ハウジングｚ内に収められている）の−例と共に
、本装置の動作説明を行う。

第２図示に即して説明したように、船舶ＳＨＰに本装置
／を始めて搭載する時、或いは第１図示のように領域Ａ
ｔ内で作業に従事していた船舶が、タワ一方向ＦＰの大
きく異なる他領域Ａ２で彷〈ようになった場合には、最
初だけ、センサ７が特定方向に整合している第６図示の
状態の下にアンテナＡＴを方向Ｆｐに向けて初期方向付
けを行う必要があるが、これは後述のこととし、ここで
は既に両光バリヤ検出器３／、３１共に明領域１４．２
中にある状態でアンテナＡＴが特定方向Ｆｐを向くよう
に当該センサ７とアンテナＡＴとの角位置関係が採られ
ているものとして説明する。

また、ブレーキモータ≠の制御回路７．２自体は、公知
のもので良いが、少くとも、左回転、右回転の各命令入
力ＩＬ　、　ＩＲがあって、夫々への左右の回転命令信
号が論理レベルで高レベル（Ｈ）であり続ける時だけ、
該各命令に応じてモータ弘を所定方向に回転させ続け、
該命令が低レベル（Ｌ）になると、モータを制動、停止
させるもの説明からも自明となる。尚、第６図示の機械
的構成では、モータとアンテナ、センサとの回転方向は
逆であるが、図示の場合はアンテナ、センサに関しての
方向を示しておく。

先づ、センサ７に就いてであるが、この実施例では、発
光素子３／α、３１ａとして発光ダイオードを、受光素
子３１ｂ、３λｂとしてｎｐｎフォトトランジスタを用
いておシ、両ダイオード３／α、３コσは、共に電源Ｖ
ｃｃから電力の供給を受けて発光するようになっている
。

対応する第一、第二のフ第１・トランジスタ３ｔｂ、３
．２ｂも、回路量分離抵抗Ｒ，、Ｒ２を介し、電源Ｖｃ
ｃと接地間にコレクタ、エミッタ間の主電流線路を接続
している。

各光バリヤ検出器の信号出力は、夫々、コレクタ端子Ｔ
Ｃｔ　、　Ｔｅ３から採り出す。

第６図示のように、両光軸ＩＢＩ　＋　ＩＲ２共に明領
域グ／中を通過している場合、既述のように、両トラン
ジスタ３１ｂ、３２ｂ共、オン状態にあり、従って、両
端子’ｒｃ、　ｌ　Ｔｅ３共、略々接地電位に引き落と
されて、相対的な低論理レベルｔ）　Ｌ　ｕにある。

しかし、この実施例では、これをインノ（−タタθ、夕
／で各反転した信号Ｓｔ　、　Ｓ’２　ｋセンサの各光
バリヤ検出器出力と考えるものとする。

従って、両光バリヤ検出器の光軸が共に明領域≠／中を
通過している時、即ちセンサノ・ウジング−１ざが基準
方向ＦＲに整合している時には両信号Ｓ、　、　Ｓｔ共
にｓｔ　Ｈｔｔである。

電源Ｖｃｃ　ｋ投入した時に、上記の状態にあったとす
ると、センサ出力としての両信号Ｓｔ　、　Ｓ２は共に
附（〃であるため、後に詳しいメカニズムによｐ１ブレ
ーキモータ制御回路／λはモータ４ｔを停止状態に維持
している。

この状態から、本装置／を介してアンテナＡＴ　’に搭
載した船舶が走行中、右回りに転向したものとしよう。

すると、本装置ｌの固定部コも当然、右回りに回転し、
また、モータ≠がこの時点ではまだ停まっているから、
回転部３、ひいてはアンテナＡＴやセンサ７も同様に右
回転する。方向が変わらないのは常に基準方向ＦＲに整
合する相対的回転板≠Ｏだけである。

この模様を第７Ａ図に模式的に説明する所から顕らかな
ように、アンテナの方向が矢印ＦＰＲで示す方向に右回
転して所望の特定方向Ｆｐからのずれが成る程度以上の
角度になると、センサハウジングＪ’もその上の点Ｐ２
８で代表して示すように自然、同量だけ回転し、第二光
バリヤ検出器３２の光軸ＩＢ２のみが暗領域≠２中に境
界ｔｉ３ｂを越えて侵入する状態が起こる。

すると、この第二フォトトランジスタ３２ｂがターンオ
フすることから、端子ＴＣ２におけるレベルが電源電位
まで略り引き上げられて、ｔｓＨ〃となり、インバータ
タ／の出力としての信号Ｓ２は六Ｌ〃　となる。

一方、第一フォトトランジスタ３１ｂの方はオンであり
続けるから、信号Ｓ１はやはり　気Ｈ〃であり続ける６ 両信号Ｓｔ　、　Ｓ２は、作用を後述するオアゲートタ
２．夕３を素通りした後、該信号ＳＩｒ　８２とその各
反転信号所、＄の四個の信号の中、選択的に四つの組み
合せ間のアンドを採る四つのアンドゲート５ψ〜タフの
群から成るセンサ出力処理論理ゲート部３Ｆに送られて
いるが、Ｓｔ三Ｈ、Ｓ２壬りの状態では、３１と肌のア
ンドを採るアンドゲートｊｊのみがその出力ＤＲを気Ｈ
〃にする。

このアンドゲートｊｊは、右回転偏位検出信号Ｄｎ　（
以下単に右偏位信号ＤＲ）の発生器であυ、ＤＲは六Ｈ
〃で有意である。因みに１他のアントゲ−）ｊ≠、　、
Ｒ；　、　ｔ７に就いて言えば、左回転偏位検出信号発
生器としてのゲートｓｔは信号所と信号Ｓ２のアンドを
採るため、”Ｈ＃とじて有意の左回転偏位検出信号ＤＬ
　（同様に左偏位信号ＤＬと略）はこの時点では両人力
ＳＩ、Ｓ、共に−Ｌ〃であるのでＸＸＬｔｔであり、セ
ンサ基準方向整合信号発生器としてのゲート３７は信号
Ｓ＋　、　８２のアンドを採るため、やはりこの時点で
はその出力としての基準方向整合信号ＤＡもＸＶＬ〃、
即ちアンテナＡＴが特定方向を向いていないことを示し
ている、ゲート５ｌＩ−は両光バリヤ検出器３／、Ｅｌ
が共に暗領域≠λ中にある特別の状態を検出する真逆方
向指向検出器であシ、その必要は後に譲るが、両信号瓦
、葛のアンドを採るものであるため、やはりその出力Ｄ
ｃは’Ｌｌである。

以上のように、船舶、ひいてはセンサ／・ウジング、ア
ンテナの右方向への回転偏位により、右偏位信号ＤＲの
みがＮＨ〃となると、この信号はオアゲート！；９に素
通りして、センサ、ひいてはアンテナを左方向へ回し戻
すようにモータ１１．を駆動するための左回転命令信号
発生器ｔｏに入力するっ この実施例では、該命令信号発生器６０はセット、リセ
ットフリラグフロップ（ＲＳフリップフロップ；後述の
各命令信号発生器乙／〜乙夕も同様）で、右偏位信号Ｄ
Ｒはそのセット入力Ｓに加えられている。

そのため、該フリップフロップ乙Ｏがセットされ、その
Ｑ出力に左回転命令信号ＳＬがＸＸＨｔｔとして発生す
る。

このフリップフロップ乙０の出力とブレーキモータ制御
回路／ユの左回転命令人力ＩＬとの間には、作用を後述
するオアゲート６弘、アンドゲート島。

オアゲート乙ｇがカスケードに挿入されているが、該信
号ＳＴ、はオアゲー）　Ａｔ／−、Ａｆは勿論、通常の
場合は個入力が六Ｈ〃となっているアンドゲート６ｔも
通過することができ、結局、ブレーキモータ制御回路１
２は左回転命令信号Ｓｔ、の入力により、モータ弘を駆
動してアンテナＡＴ及びセンサハウジングを既述のメカ
ニズム（第５図）により左方向に回し戻し始める。

この戻り回転により、やがて、暗領域中に入っていた第
二フォトトランジスタ３コｂが再び明領域弘／に出る、
即ち第６図示のように判定方向Ｆ’ＰにアンテナＡＴが
整合し、センサ／・ウジングも基準方向へに整合する瞬
間がやってくる１、すると、両光バリヤ検出拾二のＬｊ
ｌ力伯°号Ｓｔ　、　Ｓｔは、共に−Ｈ＃となり、これ
等を′妥二けているゲート群Ｈにあって出力を気Ｈ〃と
することができるのは、センサ基準方向整合信号ＤＡの
発生器！７としてのグー）−５７のみに々す、それまで
素Ｈ〃であった右偏位信号ＤＲも気ＬＩに立ち下がって
無為となる１、 このゲート！７の出力は、各フリップフロップ６Ｏ−Ａ
Ｊのリセット入力に接ワｆ、されており、従って、それ
着でＨレベルの左回転命令信号５ｔａｒ発していたフリ
ップフロップ６０もリセットされる。

そのため、ブレーキモータ制御回路／コの左回転命令入
力も立ち下がり、モータ≠は停止する。

即ち、特定方向にアンテナが整合すると、グー）５７か
ら整合信号ＤＡが発せられ、これか言わばのである。勿
論、この信号Ｓｓを直接に停止入力に受けるようなブレ
ーキモータ制御回路／コを用いても良い。

また、予じめ述べておくと、整合信号ＤＡは、モータを
いづれの方向であるにしろ、とに角も回転駆動させるに
至る各命令信号発生器乃至フリップフロップ６０−６≠
の総てのリセット人力Ｒに入力されているため、センサ
ハウジングが基準方向に整合している限りにおいては、
いかなる場合もモータ≠が自動的に運転されることはな
いし、自動運転していた場合にはセンサハウジングの基
準方向整合に伴い直ちに停止される。

このように、センサが基準方向に整合している時には、
この実施例では該整合信号ＤＡを用いて適当なドライバ
７０ｆ介し、その旨の報知手段、例えば発光ダイオード
７１を点灯駆動して使用者に知らせるようにしているが
、これは特に、後述のアンテナの初期方向付は作業の時
に便利である。

次に、船舶ＳＩＰが今度は左方向に転向したとしよう。

すると、センサも第７Ｂ図中の矢印して示すように左に
回転し、アンテナＡＴも望ましくない方向ＦＰＬを向く
。

これに伴い、今度は第一光バリヤ検出器３／の方のみ、
その光軸が暗領域グー中に入シ、従ってセンサ出力信号
Ｓ＋　、　ＳｔはＳ＋ミ％Ｌ”　、　５２ＥＸＸＨ’　
　となる。

そのため、整合信号ＤＡが立ち下がって各フリップフロ
ップのリセットが解除される（セット可能な状態となる
）と共に、左偏位信号発生ゲートタロの出力、即ち左偏
位信号ＤＬのみがＮＨｌとなる。

すると、右回転命令信号ＳＲの発生器としての７リツプ
フロツプ６１のみがセットされ、同様に通常は通過可能
な状態にあるオアグー）＆ｊ、アンドゲート６７、オア
ゲート６９′を介してブレーキモータ制御回路ｌコの右
回転命令人力ｈｔＫＭ該命令信号ｓＲが入力され、モー
タグはアンテナＡＴ。

センサ７を初期方向に戻すように回転を始める。

これによシ、やがてセンサ７が基準方向を向き、アンテ
ナＡＴが特定方向を向くに至ると、左偏位信号発生ゲー
トタロのアンドは採れなくなって信号ＤＬが立ち下がる
と共に基準方向整合信号ＤＡが発せられて、フリップフ
ロップ６／はリセットされ、命令信号ＳＲが消失してモ
ータ≠はその状態で停止する。

以上が本発明の基本動作であって、アンテナＡＴ　ｆ：
特定の方向に自動制御により方向付けし得ることが判か
る。

以下では、更に装置として実際的乃至実用的な諸点に就
き言及しておく５ 電源が毎日、入れたり切ったりされ、しかも、切ってい
る間に船舶の方向が変わってしまっても、翌日電源を投
入した時に、第７Ａ、Ｂ図示のいづれかの状態であれば
、直ちに方向修正動作を開始することは最早自明である
。

しかし、めったには考えられないが、例えば、電源が切
られている間に、船体乃至アンテナＡＴが、前日に電源
を切るまでは本装置の動作によつて特定方向を向いてい
たのに、全くの真反対を向いてしまったというような場
合もないとは言えない。

このようガ場合の相対関係は第７０図示のようになり、
即ち、両光バリヤ検出器３／、３．２共に暗領域≠コ中
にあることになる。従って、電源をこの状態で投入する
と、両信号Ｓ＋　、　Ｓ２は共に気Ｌ〃となる。

従って、先の信号処理のま甘では、両信号Ｓ＋＋Ｓ２の
六Ｌ〃を検出処理する回路がないから、制御回路／、２
の全入力はオープンになシ　（アナログ的には接地され
）、従って何等の動作も起こし得ない。

その中には船舶の方が動いてこの方向からずれ、いづれ
か一方のフォトトランジスタがオンとなって、既述の左
右いづれがの命令信号が出るであろうが、一応はこの対
策も施しておいた方が、実際の商品としてはよシ一層の
価値がある。

対策としては、両信号ｓＩ、ｓ２が共に六ＬＩであに回
転させて、いづれが一方のフォトトランジスタを明領域
に出してやれば良い。そこで、との実施例では、アンテ
ナＡＴを左に回転させるものとした。

即ち、第７Ｃ図示の状態を検出するため、両信号Ｓｒ　
、　Ｓ２のアンドを採るアントゲ−１ｔａを設けて、そ
のｔｓ　Ｈｔｔで定義される真反対信号Ｄｃを補助的な
右側位信号ＤＲとしてオアグートタ２により加算して、
左回転命令信号発生器乙□に入方させるようにしている
のである。

そのだめ、電源投入時に第７ｃ図示の状態が生じている
と、直ちに、アンテナＡＴは左回転を始める。

而して、これにより、第一フォトトランジスタ３１ｂが
明領域に出れば、第７Ａ図示状態における信号状態と同
じであるがら、補助布偏位信号Ｄｃは立ち下がっても、
替わりに正規の右側位信号ＤＲがゲートおから発せられ
るため、後は既述の動作と全く変わシのない動作でアン
テナＡＴの方向整合が行なわれる。

尚、自明とは思われるが、本装置／の稼動中には第７Ｃ
図示の状態は起こらない。そこまで回転する前に本装置
の修正動作が生起するからである。

との点は、応答速度の如何にもよるが、１８０゜も回転
してしまう壕で応答が寿され寿いよつな設計は採ること
があり得ない。

もつとも、回転検出から修正動作開始迄の応答時間は、
１秒とか２秒とかいうオーダであれば、遅らせた方が望
ましい場合もある。というのも、アンテナＡＴを搭載し
た乗物がかなり機敏な行動性があり、極めて短時間に左
右に犬きガ転向を行うことがおるような場合、余りに高
速にこれに追従させると、回転部３以降の慣性質量の如
何にもよるが、機械的なストレスが特定の部分で望まし
くない程に大きくなることも考えられるからである。

かような場合には、各命令信号経路中に公知技術を援用
して積分回路を挿入し、その時定数を設計的に調整する
とか、或いはもつと積極的に出力パルス幅可変の単安定
マルチバイブレータを挿入する等しても良い。

以上の本発明の原理的動作においては、センサを支持す
る支持軸／りは、左右いづれの方向にも何回転させても
差仕え々い。しかし、この実′　施例のように、第３図
中でセンサ支持軸ｌり中に回路配線を通ずような構成を
採ったとすると、この配線を何回となく捩ることは断線
等の危険があるため、好オしくない。

例えば船舶が右方向にばかり大きく何回転か走行したと
しよう。すると、本装置／は左方向にばかりアンテナＡ
Ｔを回転させることになり、支持軸／２もこれに呼応す
るから、上述した問題も考えられるのである。

一方、右にしろ左にしろ、アンテナをずれた方向から正
規の方向へ戻すには、最大でも３６０゜以内で良いので
あるから、右回転にしても左回転にしても、何回かの修
正動作のトータルとして一方向にのみ一定回転角、例え
ば６６０°以上の回転角に及ばずとした場合には、逆方
向へ３６０゜未満の回転で方向修正させるようにするこ
とが望ましい。

この実施例でもその点を考慮した構成を有している。第
５図中には据付位置を示していないが、公知のリミット
スイッチ技術により、支持軸／？の成る特定方向を基準
として、左に特定回転角、例えば一般に５６０’回転す
ると左→右反転用リミットスイッチ７．２がオンと彦る
ように、また右に同じ＜５６０°回転すると右→左反転
用リミットスイッチ７３がオンとなるようにしである。

以下、第８図中の回路にて説明すると、例えば、左回転
命令信号ＳＬが発せられている時に、その左回転の回転
角限界に来てリミットスイッチ７コが一旦、閉じられた
としよう。

図示の構成では、このスイッチ７２のオンはインバータ
７≠の入力を接地するため、当該インノ（−夕７≠の出
力は六Ｈ〃となり、フリップフロップ乙２をセットする
。すると、それまで’Ｈ／／であった算出方力μＬ〃と
なるため、フリップフロップｔｏからの左回転命令信号
ＳＬの経路中のアントゲ−）、４Ａが閉じ、ブレーキモ
ータ制御回路７．２への左回転命令は断たれる８ 同時に、フリップフロップＡ、ｉｔのＱ出力はオアゲー
ト６夕を介して右回転命令信号経路に載せられるため、
ブレーキモータ制御回路から見れば右回転命令信号Ｓｒ
ｔを受けたのと等価とカリ、従ってモータ≠はアンテナ
ＡＴ　ｆ、右方向に回転させる動作をガす。

とれにより、かなり大きな回転角とは々るものの、６６
０°以内の右方向回転（例えば左に４０゜必要なら右に
３２０°となる）でセンサが基準方向を指向すると、整
合信号ＤＡが発せられて、補助的に右回転命令を発し、
かつ左回転命令経路を断っていたフリップフロップ乙ツ
がリセットされて当初の状態に戻る。

上記から顕らかなように、右方向回転中に右→左反転用
リミットスイッチ７３がオンになった場合には、フリッ
プフロップ乙３の方がセットして、オアゲート６弘ヲ介
して補助的な左回転命令信号が発せられると共に右回転
命令信号経路の方がゲート６７にて遮断される。

ところで、本装置は、船舶に搭載する最初の一回だけ、
乃至は第２図に即して説明したように、例えば領域Ａ１
から領域Ａ２へ、或いはその逆の転椙時等、異なる領域
で船舶が稼動し始めるその最初の一回だけ、センサに対
してアンテナを特定方向に付けてやる必要がある。

この実施例では、その初期方向付けの作業を、センサ７
は回さずにアンテナＡＴのみをモータ≠の手動命令で回
転させるように便宜を図った。

この作業を順を追って説明すると、船舶ＳＨＰをどの方
向でも良いから向きが変わることのないように一定方向
を向くようにしておいて、本装置／の電源を投入する。

すると、先のメカニズムにより、とに角もセンサハウジ
ングは基準方向へを向くように自動方向付けされる。セ
ンサが基準方向を向いたことは、既述したように発光ダ
イオード等の報知手段７／で知ることができる。− この状態でアンテナＡＴを見て、特定方向ＦＰから狂っ
ている場合には、特定方向に向けるのに少い回転量で済
む方向の手動命令スイッチ、例えば左回転手動命令スイ
ッチ７６を投入する。

このスイッチは、操作者が手動操作している時だけオン
となる所謂モーメンタリ型が好ましい。

このスイッチ７ｔがオンになると、アンドゲート７にの
反転入力がＮＨ〃となる、一方、他入力には基準方向整
合信号ＤＡが与えられているため、この時点ではアンド
が採れ、このゲート出力として手動左回転命令信号ＳＬ
Ｍが発せられる。基準方向整合信号ＤＡがＳＳ：［、Ｉ
７、即ち、自動制御系のセンサ出力による運転が行なわ
れている間は、との′ＸＬ　／Ｌ倍信号手動操作の禁止
条件となる。左右の回転命令信号が同時に発生したり等
の矛盾を防ぐせめてあり、右方向への手動命令スイッチ
７７に関してもアンドゲート７りにて同様の禁止条件が
付されている。

しかし、一旦、手動命令が出されたならば、操作者が意
図的にこれを解除しない限シ、センサ出力による干渉は
防がねばならない。同様の矛盾が生ずるからでちる。

そこで、手動命令信号が出ると、オアゲートｆＯを介し
てセンサ出力信号ＳＩ、Ｓ２の経路に、各オアゲートｓ
２．ｓ３を経て共に’Ｈ”レベルを与えるようにしてお
り、操作者が意図的に手動命令信号を除いてセンサ出力
信号Ｓ１．Ｓ２の経路を描該センザ出力信号ＳＩ、Ｓ２
にてのみ、六Ｈａ　、　”＋Ｌｎのいづれかに定義され
る状態に戻さない限り、整合信号ＤＡは意図的にＩＳＨ
ｔｔに保たれる。

説明を戻して、手動左回転命令信号ＳＩＪが発せられる
と、この信号はオアゲート６ｇにてセンサ出力に応じた
左回転命令信号ＳＬの経路に載せられ、従って等測的に
当該左回転命令信号Ｓｔ、がブレーキモータ制御回路７
．２に入力したことになり、もってモータＭが所定方向
へ稼動する。

しかし、先の自動制御系と異なる所は、アンテナＡＴの
みが所望の修を方向へ回転することで、既に基準方向に
付いているセンサ７、ひいては支持軸／りは回転しない
ことである。

即ち、手動左回転命令信号ＳＬＭは、オアゲートｇｏの
出力からクラッチ切断信号ＳＴとして、第６図中の電磁
クラッチ２／を制御する制御回路に／に送られるからで
ある。

これにより、モータグが駆動しても、電磁クラッチ、２
／が離れているため、ギヤ列７６〜／どを駆動系から離
し、アンテナのみ（即ち回転ハウジング）を回転できる
のである。

かくして、アンテナ−ＡＴが所望の特定方向Ｆｐを向い
た所でスイッチ７６を釈放すれば、電磁クラッチュ／は
丙び継ながり、センサ出力信号ＳＩ＋Ｓ２も有効となっ
て、先の自動制御系が有効となる。

右回転の手動命令スイッチ７７の操作に就いても、手動
右回転命令信号ＳＲＭのオアゲート６りによる右回転命
令信号経路への加算を始め、ゲート７９ＪＯ，電磁クラ
ッチ２１及びその制御回路ｆ／に就いて、以上の手動左
回転によるアンテナ初期方向付は作業と全く同様のメカ
ニズム説明が援用できる。

センサ７の第一、第二受光紫子３／、３２の動作モード
は、以上の説明では、中にオン、オフに仮住したが、例
えば暗明領域の透過率比に応じた出力電流比を第一、第
二受光素子間で得ても良く、この中間色レベルをアナロ
グ的に処理しタワ、或いは適当なレベルシフト回路乃至
闇値回路を公知技術を援用して介挿し、論理二値レベル
に変換して処理する等しても良い。

勿論、上記のレベル入＼Ｈ〃、ＡＬ〃は反転可能であり
、センサとしても、例えば第７０図示の状態を基準方向
整合状態に対応させても良い。即ち、両受光素子共にオ
フ乃至低出力電流の状態を基準方向整合状態とすれば良
いのである。

また、応答速度が十分に早い場合には、基準方向指向時
に光軸を通す領域（例えば明領域≠／）に対する領域（
従って例えば暗領域ｔ、２）は、中心角１８０°に亘る
扇形領域でなくとも、例えば第９図示のように、定めら
れた回転角範囲内で選択的に光バリヤ検出器３／　、３
：ｌ中にバリヤとして介在、侵入できる程度の中心角の
扇形領域に留められていても良い。但し、この場合は、
真反対方向の検出能力はない。船舶の自身の転向を俟つ
ことになる。

尚、上述した所で、両領域ＩＩ−／　、　’Ａ２は、中
心０を含んでいたが、別に含１なくても良く、周方向に
対向するエッヂｌ１３ａ、１１．３６が画されて、各光
バリヤ検出器が選択的に対応するエッヂを介して選択的
に両領域のいづれか一方の支配下に入るものであれば、
全体的にはリング状をなしていても良い。

ところで、特定方向ＦＰに対しての角度ずれを検出する
のに、余りに分解能が高いと不都合な場合、寧ろ、成る
程度の角度ずれはずれと看做さないという許容範囲乃至
非応答角範囲を持っていた方が都合の良いこともある。

例えば、第２図の領域Ａ１においても、特定方向ＦＰを
基準方向としてのＮ方向１ｉ’Ｒから＋２５°としたの
は、該領域Ａ、の略中心Ｐ、においてであった。

しかし、厳密には、この領域ＡＩ中でも、位置が変われ
ば夫々、タワ一方向への角度へも異なる。

そもそもの発想がこのような限定領域内では、そのよう
な角度差（例えばα１に対して最大＋Δα。

−Δα′）があっても、これを無視して、角度α＝α重
に固定しておけば、アンテナ指向性としては十分である
との点に立脚しており、それ故、既述の如く簡単な構成
が得られたのである。

同じ類１屈で、適渦な角度範囲＋Δβ、−Δβ′内では
、両光バリヤ検出器３／、３．２に相対的回転板≠０の
二領域間に亘る移行がないように図ることも制御動作の
時間電力積の低減には良く、この設計は第１０図示のよ
うにして行える。

即ち、文・」応する各エッヂ４１−３α、ｔｔｔ３ｂと
、各光バリヤ装［３／、３ｘに影響が起こり始める部位
との…］の角度的距離を、夫々、−Δβ′、＋Δβ以上
に選んでやれば良いのである。

先にも述べたように、この実施例では、合理的に上述し
た邪式のセンサを選んだが、少くとも、基準方向整合信
号、右回転偏位信号、左回転４Ｍ位信号を各弁別的に情
報出方とじて得られるものであれば、他のｗ、気機械的
、機械磁気的（ホール素子利用等）のセンサでも良い。

また、当初の方向付けの時に、アンテナＡＴのハウジン
グをセンサ７に対して手で取υ付は直す等の方法を採る
なら、電磁、クラッチやセンサ支持部の同期等速同方向
回転構成は不要であり、支持板乃至センサはアンテナと
共に回転する個所に単に物理的に固定して良い。

勿論、回転ハウジング６内にセンサ７、回路、ｒｌ収め
ずとも、アンテナ支持軸と異なる、平行な軸心上にセン
サ７を配して、同期的に回しても良い。

以上詳記のように、本発明によれば、走行領域の限られ
ている乗物を対象としているとは言え、この乗物に搭載
したアンテナを所期の特定方向に常に修正維持すること
ができ、しかも、そのための構成も至便で動作信頼性も
高いため、実用的見地からしても甚だ大きな効果が期待
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明装置の動作原理を説明する
ための、対象となる乗物の走行領域とサービス電波輻射
塔との方向関係の説明図、第３図は本発明一実施例装置
の概略構成を示す縦断面図、第４図は用いる回転方向セ
ンサの一例の分解斜視図、第５図及び第６図は、夫々、
はセンサ改変例の説明図、である。 図中、／は全体とし１のアンテナ特定方向維持装置、２
はその固定部、３は同じくその回転部、ψはモータ、夕
はアンテナ支持軸、７は回転方向センサ、ｇは制御命令
回路、／２はモータ制御回路、である。 第４図 第６図 ８Ａ （ＳＨＰ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 乗物に搭載される受信アンテナを、受信すべきサービス
   電波の輻射基に対して指向性を整合した特定方向に維持
   する装置であって、乗物に固定された固定部と：該固定
   部に関して相対的に回転可能で、上記アンテナを支持す
   る回転部と；上記固定部に設けられ、上記回転部を介し
   てアンテナを平面内で左右に回転させることのできるモ
   ータと；左回転命令信号の入力により、該モータをして
   上記アンテナを平面内で左方向に回転させ、右回転命令
   信号の入力では該モータをして上記アンテナを平面内で
   右回転させると共に、停止命令信号の入力で該モータを
   停止させるモータ制御回路と；上記アンテナと動作時に
   おいて動的に一体化し、該アンテナが特定方向を指向す
   る時の特定方向信号と、該一定方向から右回転した時の
   右回転信号と、左回転をした時の左回転信号とを知、気
   菌情報出力として出力する回転方向センサと：該センサ
   の上記情報出力を受け、上記特定方向信号は停止命令信
   号として、上記右回転信号は上記左回転命令信号として
   、そして上記左回転信号は上記右回転命令信号として、
   夫々、出力する論理回路による命令回路と；から成るこ
   とを特徴とするアンテナの特定方向維持装置＊、。