WO2022191007A1 - 回転機構およびアンテナ装置 - Google Patents

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rotating
antenna
roll
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洋 有竹
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三菱電機株式会社
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    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
    • G01S2013/0254—Active array antenna

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotating mechanism and an antenna device that synchronously rotate two oblique rotating shafts.
  • the rotating mechanism rotates the other motor about the other rotating shaft in conjunction with the rotation of the one motor about the one rotating shaft.
  • An antenna for radar for example, is mounted on such a rotating mechanism. Rotation of the antenna about one of the two axes of rotation increases the coverage of the antenna.
  • the vertical direction of the antenna that is, the polarization direction of the transmitted and received radio waves, can be rotated around the two axes. maintained regardless of In this way, by interlocking and driving two motors to rotate about two rotation axes, the antenna's target detection performance can be improved compared to an antenna whose polarization direction varies as it rotates. be done.
  • a configuration for rotating two obliquely intersecting rotating shafts in conjunction includes a motor for rotating an object on one of the rotating shafts and a sensor for detecting the rotation angle of the motor.
  • another motor for rotating the object on the other axis of rotation and a sensor for detecting the angle of rotation of the motor are separately provided to individually control the rotation about the two axes of rotation.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and is a rotation mechanism capable of suppressing the deviation of the orientation of an object in the rotation angle of rotation about one rotation axis while improving reliability.
  • the purpose is to obtain
  • a rotating mechanism includes a base, a first rotating part rotatably supported by the base about a first rotating shaft, and a first rotating shaft. a second rotating part supported by the first rotating part so as to be rotatable about the oblique second rotating shaft; a motor for rotating the first rotating part; and a drive mechanism that interlocks the rotation of the first rotating portion with the rotation of the second rotating portion.
  • FIG. 2 is a plan view of the rotation mechanism according to the first embodiment; Cross-sectional view showing a cross section along the II-II line shown in FIG. Partially enlarged view in which part A shown in FIG. 2 is enlarged
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing gears accommodated inside the gear box shown in FIG. 3;
  • FIG. 4 is a diagram showing the roll angle and the direction of the antenna when rotated by the rotation mechanism according to the first embodiment; The figure which shows the relationship between the inclination calculated
  • a plan view of a rotation mechanism according to a second embodiment A diagram showing an installation example of the rotation mechanism according to the second embodiment. The figure which looked at the rotation mechanism shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing gears accommodated inside the gear box shown in FIG. 11;
  • Cross-sectional view showing a cross section along line XIII-XIII shown in FIG. A diagram showing the relationship between the rotation angle of the synchronous gear, which is a non-circular gear, and the difference in rotation angle between the synchronous gears.
  • FIG. 1 is a plan view of a rotation mechanism according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line II-II shown in FIG.
  • the rotation mechanism 100 rotates the antenna 6, which is an object, around the roll axis 13, which is the first rotation axis, and the antenna axis 14, which is the second rotation axis.
  • the roll axis 13 and the antenna axis 14 are two oblique rotation axes.
  • the roll shaft 13 is one of two oblique rotating shafts.
  • the antenna axis 14 is the other rotation axis of the oblique rotation axes.
  • the rotation mechanism 100 includes a base portion 1, a roll shaft rotation bearing 2, a roll rotation portion 3, an antenna shaft rotation bearing 4, an antenna rotation portion 5, a roll drive gear 7, a roll drive motor 8, and a roll angle sensor. 9, a roll synchronization gear 30, an antenna synchronization gear 31, a gear box 132, an angle commander 39, and a controller 40.
  • the rotation mechanism 100 has the antenna 6 provided on the front surface of the antenna rotation unit 5, and the wiring pipes 17 are connected to the antenna 6 to configure the antenna device 1000.
  • the roll drive gear 7 meshing with the pinion gear 500 of the roll drive motor 8 is the first gear.
  • the antenna 6 constitutes, for example, an active phased array antenna or an active electronically scanned array.
  • the wiring pipes 17 supply a power line for feeding the antenna 6, a signal line for transmitting or receiving a high-frequency transmission signal and a reception signal between the antenna 6 and the base 1, and a coolant for cooling the heat-generating portion of the antenna 6. Wiring or piping including refrigerant piping and the like.
  • the antenna device 1000 constitutes, for example, a radar device.
  • the base 1 rotatably supports the roll rotating part 3 around the roll shaft 13 .
  • the roll rotating section 3 is the first rotating section.
  • the roll shaft rotary bearing 2 is a bearing whose inner ring and outer ring are respectively fixed to the base portion 1 and the roll rotating portion 3 to enable the roll rotating portion 3 to rotate smoothly.
  • the antenna rotating part 5 is supported by the roll rotating part 3 so as to be rotatable around the antenna shaft 14 .
  • the antenna rotating section 5 is a second rotating section.
  • the antenna shaft rotating bearing 4 is a bearing whose inner ring and outer ring are fixed to the roll rotating portion 3 and the antenna rotating portion 5, respectively, and enables the antenna rotating portion 5 to rotate smoothly.
  • An antenna 6 is fixed to the antenna rotating portion 5 .
  • Antenna 6 rotates together with antenna rotating portion 5 .
  • the antenna 6 is fixed so that the antenna plane is perpendicular to the antenna axis 14 .
  • the upward direction 18 shown in FIG. 1 indicates the upward direction for the antenna 6 and is the first direction.
  • the roll drive gear 7 is a gear formed coaxially with the roll shaft rotation bearing 2 and fixed to the roll rotating portion 3 .
  • the roll drive motor 8 has a pinion gear 500 that meshes with the roll drive gear 7 .
  • the roll drive motor 8 is a motor that rotates the roll rotating portion 3 by rotating a pinion gear 500 that meshes with the roll drive gear 7 .
  • the roll angle sensor 9 is an angle sensor that detects the relative angle between the roll rotating portion 3 and the base portion 1 .
  • the angle commander 39 outputs a command value for the roll rotation angle ⁇ r.
  • the controller 40 drives and controls the roll driving motor 8 so that the roll rotation angle ⁇ r indicated by the command value output from the angle commander 39 and the angle detected by the roll angle sensor 9 are the same.
  • the wiring and piping 17 includes a power line for supplying power to the antenna 6 and a refrigerant piping for supplying refrigerant.
  • the roll synchronous gear 30 is a gear formed coaxially with the roll shaft rotation bearing 2 and fixed to the base 1 .
  • the antenna synchronization gear 31 is a gear formed coaxially with the antenna shaft rotation bearing 4 and fixed to the antenna rotation portion 5 .
  • the gear box 132 is provided between the roll synchronous gear 30 and the antenna synchronous gear 31, and accommodates a plurality of gears, which will be described later.
  • the gearbox 132 is fixed to the roll rotating section 3 .
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the A portion shown in FIG. 4 is a diagram schematically showing gears housed inside the gear box shown in FIG. 3.
  • FIG. The gearbox 132 of FIG. 3 exemplifies a configuration including the synchronous gear 33, the synchronous gear 35, the synchronous gear 36, and the synchronous gear 38 shown in FIGS. 3 and 4 as a plurality of gears.
  • the synchronous gear 33 which is the input side gear, is a gear that meshes with the roll synchronous gear 30.
  • the roll synchronization gear 30 illustrated in FIGS. 2 and 3 is an internal gear.
  • Synchronous gear 33 is a spur gear.
  • the rotating shaft 34 is coaxially fixed to the synchronous gear 33 and rotatably supported by the gear box 132 .
  • the synchronous gear 35 is a gear coaxially fixed to the rotating shaft 34 .
  • Synchronous gear 35 is a bevel gear.
  • the synchronous gear 33 and the synchronous gear 35 are connected via a rotating shaft 34 and rotate synchronously around the rotating shaft 34 .
  • the synchronous gear 36 is a gear that meshes with the synchronous gear 35 .
  • Synchronous gear 36 is a bevel gear.
  • the rotating shaft 37 is coaxially fixed to the synchronous gear 36 and rotatably supported by the gear box 132 .
  • the synchronous gear 38 is a gear coaxially fixed to the rotating shaft 37 .
  • Synchronous gear 38 is a spur gear.
  • the synchronous gear 36 and the synchronous gear 38 are connected via a rotating shaft 37 and rotate synchronously around the rotating shaft 37 .
  • a synchronous gear 38 as an output side gear meshes with the antenna synchronous gear 31 .
  • the gear ratio of the gear train of the gear box 132 is set so that the roll synchronous gear 30 and the antenna synchronous gear 31 have a gear ratio of 1:1.
  • the gear ratio between the roll synchronizing gear 30 and the synchronizing gear 33 is 10:1
  • the gear ratio between the synchronizing gear 35 and the synchronizing gear 36 is 1:1
  • the gear ratio between the synchronizing gear 38 and the antenna synchronizing gear 31 is 1:10.
  • the oblique angle between the roll axis 13 and the antenna axis 14 is ⁇ (see also FIG. 2)
  • the inclination ⁇ 1 of the upward direction 18 of the antenna 6 from the vertical direction is expressed by the following formula ( 1 ).
  • ⁇ 1 tan -1 (tan ⁇ r/cos ⁇ ) - ⁇ r (1)
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the tilt and the roll angle obtained by Equation (1).
  • a curve 42 indicates the relationship between the inclination ⁇ 1 and the roll angle ⁇ r obtained by the formula ( 1 ).
  • curve 42 is a curve that approximates a double period sine wave.
  • the inclination ⁇ 1 of the upward direction 18 is approximately 4.2°, and when the oblique angle ⁇ is 40°, the maximum is about 7.6°.
  • the rotating mechanism 100 includes a base 1, a roll rotating part 3 that is a first rotating part that is rotatably supported by the base about a roll shaft 13 that is a first rotating shaft, and a An antenna rotating portion 5 which is a second rotating portion supported by a first rotating portion so as to be rotatable around an antenna shaft 14 which is a second rotating shaft obliquely crossing the first rotating shaft; and a roll drive motor 8 and, for example, a pinion gear 500 that rotates the roll drive gear 7; a gear box 132 as a drive mechanism, an antenna synchronization gear 31 provided on, for example, the second rotating part, and a roll synchronization gear 30 provided on, for example, the base 1.
  • a synchronous gear 38, which is a side gear, meshes with the antenna synchronous gear 31, and a plurality of gears, for example, synchronous gears 35 and 36, which are oblique bevel gears, are connected between the input side gear and the output side gear.
  • a gear box 132 is provided, which is a drive mechanism that interlocks the first rotating portion and the second rotating portion so that the rotating direction of the rotating portion and the rotating direction of the second rotating portion are opposite to each other.
  • the antenna device 1000 also includes a rotating mechanism 100 and an antenna 6 that is attached to a second rotating section and rotates together with the second rotating section.
  • Wiring and piping 17 such as wiring or piping are provided between the antenna 6 and the base 1 .
  • the rotation mechanism 100 and the antenna device 1000 can interlock the rotation of the roll rotation unit 3 and the rotation of the antenna rotation unit 5 with one roll drive motor 8. Therefore, it is possible to reduce the probability of occurrence of failures and improve the reliability of the rotation mechanism 100 compared to the case where two or more motors are used.
  • the rotation mechanism 100 and the radar device of Embodiment 1 interlock rotation about one rotation axis with rotation about the other rotation axis using a gear that is a mechanical drive mechanism. Reliability can be improved by reducing the number of motors and sensors.
  • the roll driving motor 8 fails or runs out of control, the rotation of the roll rotating portion 3 and the rotation of the antenna rotating portion 5 are maintained in conjunction with each other, so the upward direction 18 of the antenna 6 can be maintained.
  • the oblique angle ⁇ is 45°, 40°, and 30°
  • the inclination ⁇ 1 in the upward direction 18 can be suppressed within 10 °, within about 7.6°, and within about 4.2°, respectively.
  • FIG. 7 is a plan view of a rotating mechanism according to a second embodiment
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an installation example of the rotation mechanism according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a view of the rotation mechanism shown in FIG. 8 as viewed from the antenna surface side.
  • Rotating mechanism 110 includes antenna 6 on the front surface of antenna rotating portion 5 , and wiring pipes 17 are connected to antenna 6 to configure antenna device 1100 .
  • the roll drive gear 7 meshing with the pinion gear 500 of the roll drive motor 8 is the first gear.
  • Antenna 6 constitutes an Active Phased Array Antenna or an Active Electronically Scanned Array.
  • the wiring pipes 17 supply a power line for feeding the antenna 6, a signal line for transmitting or receiving a high-frequency transmission signal and a reception signal between the antenna 6 and the base 1, and a coolant for cooling the heat-generating portion of the antenna 6.
  • the antenna device 1100 constitutes, for example, a radar device.
  • FIG. 8 shows an example in which the rotation mechanism 110 to which the antenna 6 is fixed is mounted on the nose of the aircraft.
  • the rotating mechanism 110 and the antenna 6 are housed inside a radome 20 provided on the nose of the aircraft.
  • a radome 20 provided on the nose of the aircraft.
  • the cross section of the radome 20 is often not circular but flat. Therefore, the inclination ⁇ 1 (see Embodiment 1) that is allowed to prevent interference between the antenna 6 and the inner wall of the radome 20 tends to decrease.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cross section along line XX shown in FIG.
  • a gear box 32 is provided between the roll synchronous gear 30 and the antenna synchronous gear 31, but the configuration of the gears (driving mechanism) accommodated inside is different.
  • the gearbox 32 is fixed to the roll rotating section 3 .
  • a plurality of gears accommodated in the gear box 32 interlock the rotation of the roll rotating portion 3 with the rotation of the antenna rotating portion 5 .
  • FIG. 11 is a partially enlarged view of the B portion shown in FIG. 12 is a diagram schematically showing gears housed inside the gear box shown in FIG. 11.
  • the gear box 32 of FIG. 11 includes a plurality of gears, including a synchronous gear 33, a synchronous gear 50, a synchronous gear 51, a synchronous gear 53, a synchronous gear 54, a synchronous gear 56, a synchronous gear 57, a synchronous gear 59, a synchronous gear 60, a synchronous A configuration with a gear 62 is illustrated.
  • the synchronous gear 33 which is the input side gear, is a fourth gear that meshes with the roll synchronous gear 30, which is the second gear.
  • the roll synchronous gear 30 illustrated in FIGS. 10 and 11 is an external gear.
  • the rotating shaft 34 is coaxially fixed to the synchronous gear 33 and rotatably supported by the gear box 32 .
  • the synchronous gear 50 is a gear coaxially fixed to the rotating shaft 34 .
  • Synchronous gear 50 is a spur gear.
  • the synchronous gear 33 and the synchronous gear 50 are connected via a rotating shaft 34 and rotate synchronously around the rotating shaft 34 .
  • the synchronous gear 51 is a gear that meshes with the synchronous gear 50 .
  • Synchronous gear 51 is a spur gear.
  • the rotating shaft 52 is coaxially fixed to the synchronous gear 51 and rotatably supported by the gear box 32 .
  • the synchronous gear 53 is a gear coaxially fixed to the rotating shaft 52 .
  • Synchronous gear 53 is a non-circular spur gear.
  • the synchronous gear 51 and the synchronous gear 53 are connected via a rotating shaft 52 and rotate synchronously around the rotating shaft 52 .
  • the synchronous gear 54 is a gear that meshes with the synchronous gear 53 .
  • Synchronous gear 54 is a non-circular spur gear.
  • the rotating shaft 55 is coaxially fixed to the synchronous gear 54 and rotatably supported by the gear box 32 .
  • the synchronous gear 56 is a gear coaxially fixed to the rotating shaft 55 .
  • Synchronous gear 56 is a spur gear.
  • the synchronous gear 54 and the synchronous gear 56 are connected via a rotating shaft 55 and rotate synchronously around the rotating shaft 55 .
  • the synchronous gear 57 is a gear that meshes with the synchronous gear 56 .
  • Synchronous gear 57 is a spur gear.
  • the rotating shaft 58 is coaxially fixed to the synchronous gear 57 and rotatably supported by the gear box 32 .
  • the synchronous gear 59 is a gear coaxially fixed to the rotating shaft 58 .
  • Synchronous gear 59 is a bevel gear.
  • the synchronous gear 57 and the synchronous gear 59 are connected via a rotating shaft 58 and rotate synchronously around the rotating shaft 58 .
  • the synchronous gear 60 is a gear that meshes with the synchronous gear 59 .
  • Synchronous gear 60 is a bevel gear.
  • the rotating shaft 61 is coaxially fixed to the synchronous gear 60 and rotatably supported by the gear box 32 .
  • the synchronous gear 62 which is the output side gear, is a fifth gear coaxially fixed to the rotating shaft 61.
  • Synchronous gear 62 is a spur gear.
  • the synchronous gear 62 meshes with the antenna synchronous gear 31, which is the third gear.
  • the synchronous gear 60 and the synchronous gear 62 are connected via a rotating shaft 61 and rotate synchronously around the rotating shaft 61 .
  • the rotation of the roll rotating portion 3 and the rotation of the antenna rotating portion 5 are interlocked by a plurality of gears housed in the gear box 32 .
  • Synchronous gears 53 and 54 which are non-circular gears, are incorporated in the plurality of gears that interlock the rotation of the roll rotating portion 3 and the rotation of the antenna rotating portion 5.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line XIII-XIII shown in FIG. 12.
  • FIG. A non-circular gear changes the gear ratio between the input side and the output side according to the rotation angle. Therefore, as shown in FIG. 13, the amount of rotation of the synchronous gear 53 and the amount of rotation of the synchronous gear 54 change according to the rotation angle.
  • the angle shown in FIG. 13 is the rotation angle of the synchronization gear 53. As shown in FIG.
  • the inclination ⁇ 1 of the upward direction 18 of the antenna 6 shown in Equation (1) and FIG. 5 can be canceled by adding a non-circular gear to the gear train.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the synchronous gears, which are non-circular gears, and the difference in rotation angle between the synchronous gears.
  • ⁇ r is the rotation angle of the synchronous gear 53 .
  • ⁇ is the difference between the rotation angle of the synchronous gear 53 and the rotation angle of the synchronous gear 54 .
  • the gearbox 32 is preferably smaller in consideration of the mounting space. In order to reduce the size of the gear box 32, it is necessary to reduce the diameter of the gears accommodated therein. Therefore, a high gear ratio such as ten times the roll shaft 13 and the antenna shaft 14 is used.
  • the inclination ⁇ 1 of the upward direction 18 of the antenna 6 to be corrected has a double period as indicated by the curve 42 in FIG.
  • a gear that rotates at a gear ratio of 2 or less with respect to the roll shaft 13 is required. It consists of multiple gears.
  • the gear ratio between the roll synchronous gear 30 and the synchronous gear 33 is 10:1
  • the gear ratio between the synchronous gear 50 and the synchronous gear 51 is 1:5
  • the gear ratio between the synchronous gear 53 and the synchronous gear 54 is approximately 1:1. 1 (varying due to non-circular gears)
  • the gear ratio between the synchronous gears 56 and 57 is 5:1
  • the gear ratio between the synchronous gears 59 and 60 is 1:1
  • the synchronous gear 62 and the antenna are synchronized.
  • the gear ratio of the gear 31 is 1:10.
  • the object rotated by the rotation mechanism 110 is not limited to the antenna 6.
  • an imaging device may be used as the object.
  • the curve 42 of the inclination ⁇ 1 of the upward direction 18 of the antenna 6 is not a sine wave, but a sine wave with a double period. A deviation of about 0.15° is produced. If a deviation of up to 0.15° is permissible in terms of the performance of the antenna 6 or the like, the mechanism design can be facilitated by using a correction mechanism based on an approximation such as a double period sine wave.
  • the present disclosure also includes a mechanism capable of reducing the upward inclination of the antenna to a level greater than that of the conventional technology (for example, 1° or less).
  • the rotation mechanism 110 and the antenna device 1100 in the first embodiment have the rotation angle of the first rotation portion ⁇ r and the rotation angle of the second rotation portion
  • the drive mechanism interlocks the rotation of the second rotating part with the rotation of the first rotating part so as to correct ⁇ a according to the equation (1) or the approximate expression of the equation (1).
  • a rotation mechanism capable of further suppressing deviation of the orientation of the object with respect to the rotation angle of rotation about one of the rotation axes while improving reliability.
  • the inclination ⁇ 2 in the upward direction 18 can be suppressed to 1 ° or less.
  • the rotating mechanism 110 and the antenna device 1100 of the second embodiment use the synchronous gear 62 instead of the synchronous gear 38 of the first embodiment to mesh with the antenna synchronous gear 31, so that the input-side gear and the output-side gear are engaged with each other.
  • synchronous gears 33, 50, 51, 56, 57 which are spur gears
  • synchronous gears 53 and 54 which are non-circular gears
  • synchronous gears 59 and 60 which are oblique bevel gears are connected.
  • a drive mechanism is constructed using the gear box 32, and the roll drive gear 7, which is the first gear, is formed in the first rotating part, and the motor (roll drive motor 8) meshes with the first gear.
  • a pinion gear 500 is provided, a roll synchronous gear 30 as a second gear is formed in the base 1, a third gear as an antenna synchronous gear 31 is formed in the second rotating part, and the drive mechanism includes: A fourth gear that is the synchronous gear 33 that meshes with the second gear, a fifth gear that is the synchronous gear 62 that meshes with the third gear, and is provided between the fourth gear and the fifth gear.
  • a transmission mechanism is provided, which is a gearbox 32 that periodically varies the rotational speeds of the fourth and fifth gears. This transmission mechanism may include synchronous gears 53 and 54, which are non-circular gears. Furthermore, even if this transmission mechanism includes gears (a plurality of synchronous gears 50, 51, 56, 57) that transmit the amount of rotation of the first rotating part to the non-circular gear by an amount of rotation that is at least twice as large as good.
  • the base 1, the roll rotating part 3 which is the first rotating part supported by the base 1 so as to be rotatable about the roll shaft 13 which is the first rotating shaft, and the first rotating shaft are obliquely crossed.
  • Antenna rotating part 5 which is a second rotating part supported by a first rotating part so as to be rotatable about an antenna shaft 14 which is a second rotating axis;
  • the plurality of gears may include a synchronous gear 53 and a synchronous gear 54 that are non-circular gears that mesh with each other to form the rotation mechanism 110 and the antenna device 1100 .
  • the transmission mechanism for periodically varying the rotational speeds of the synchronization gear 33 and the synchronization gear 62 in the plurality of gears that interlock the rotation of the roll rotation section 3 and the rotation of the antenna rotation section 5 is non-rotating. This is an example using a circular gear.
  • the transmission mechanism it is also possible to use other transmission mechanisms such as a cam mechanism, a pulley mechanism that forms a speed change mechanism such as a CVT (Continuously Variable Transmission), a link mechanism, a planetary gear mechanism, etc.
  • An object of the present disclosure is a mechanism capable of correcting the rotation of a second rotating shaft that interlocks with the shaft with a double-cycle waveform that approximates Equation (1).
  • a non-circular gear and another transmission mechanism may be used in combination as the transmission mechanism.
  • a cam mechanism if the gears 53 and 54 in FIGS. 12 and 13 are respectively constituted by cams, and the respective cams rotate while contacting each other in the rotating state shown in FIG. good.

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Abstract

信頼性の向上を図りつつ、一方の回転軸を中心とした回転の回転角度に対象物の向きのずれを抑えることのできる回転機構（１００）を得ることを目的とする。回転機構（１００）は、基部（１）と、ロール軸（１３）を中心に回転可能なロール回転部（３）と、ロール軸（１３）と斜交するアンテナ軸（１４）を中心に回転可能なアンテナ回転部（５）と、ロール回転部（３）を回転させるロール駆動モータ（８）と、ロール回転部（３）の回転にアンテナ回転部（５）の回転を連動させる駆動機構と、を備える。

Description

回転機構およびアンテナ装置
　本開示は、斜交する２つの回転軸を同期して回転させる回転機構およびアンテナ装置に関する。
　斜交する２つの回転軸を中心に対象物を回転させる回転機構がある。回転機構は、一方の回転軸を中心にした一方のモータの回転に連動して、他方の回転軸を中心にした他方のモータの回転を行わせる。このような回転機構には、例えばレーダ用のアンテナが搭載される。２つの回転軸のうちの一方の回転軸を中心にしたアンテナの回転によってアンテナの覆域の拡大が図られる。また、一方の回転軸を中心にした回転に連動して他方の回転軸を中心にしてアンテナを回転させることで、アンテナの上下方向、つまり送受信する電波の偏波方向が、２つの軸の回転によらず維持される。このように、２つの回転軸を中心にした回転を、２つのモータを連動させて駆動することで、偏波方向が回転に伴い変動するアンテナと比較してアンテナの目標検知性能の向上が図られる。
　斜交する２つの回転軸を連動して回転させる構成には、特許文献１に開示されているように、一方の回転軸で対象物を回転させる一方のモータおよびその回転角度を検出するセンサと、他方の回転軸で対象物を回転させる他方のモータおよびその回転角度を検出するセンサとをそれぞれ別個に設けて、２つの回転軸を中心にした回転を個別に制御する構成がある。
特許第３６９９０５０号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された構成によれば、回転機構が備えるいずれかのモータまたはセンサが故障した場合に、２つの回転軸を中心にした回転の連動が損なわれてしまう。また、１軸を中心にして回転させる回転機構に比べてモータおよびセンサといった電気的な駆動機構の個数が増えるため故障の可能性も高くなり、信頼性が低下してしまう。
　また、一方の回転軸を中心とした回転と他方の回転軸を中心とした回転とを連動させた場合には、互いの回転方向を逆向きにして双方の回転角度を相殺させて、アンテナの上下方向の維持が図られる。しかしながら、２つの回転軸が斜交しているため、一方の回転軸を中心とした回転の角度によっては、アンテナの上下方向の偏波面と鉛直方向の偏波面とにずれ（交差角）が生じてしまう。
　本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであって、信頼性の向上を図りつつ、一方の回転軸を中心とした回転の回転角度に対象物の向きのずれを抑えることのできる回転機構を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、回転機構は、基部と、第１の回転軸を中心に回転可能に基部に支持された第１の回転部と、第１の回転軸と斜交する第２の回転軸を中心に回転可能に第１の回転部に支持された第２の回転部と、第１の回転部を回転させるモータと、第１の回転部に設けられて第１の回転部の回転に第２の回転部の回転を連動させる駆動機構と、を備える。
　本開示によれば、信頼性の向上を図りつつ、一方の回転軸を中心とした回転の回転角度に対象物の向きのずれを抑えることのできる回転機構を得ることができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる回転機構の平面図 図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面を示す断面図 図２に示すＡ部分を拡大した部分拡大図 図３に示したギヤボックス内部に収容されたギヤを模式的に示した図 実施の形態１にかかる回転機構で回転させた場合のロール角とアンテナの向きを示す図 数式（１）で求められた傾きとロール角との関係を示す図 実施の形態２にかかる回転機構の平面図 実施の形態２にかかる回転機構の設置例を示す図 図８に示した回転機構をアンテナ面側から見た図 図７に示すＸ－Ｘ線に沿った断面を示す断面図 図１０に示すＢ部分を拡大した部分拡大図 図１１に示したギヤボックス内部に収容されたギヤを模式的に示した図 図１２に示すＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面を示す断面図 非円形歯車である同期ギヤの回転角と、同期ギヤ間の回転角の差異との関係を示した図
　以下に、実施の形態にかかる回転機構およびアンテナ装置を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　まず、実施の形態１にかかる回転機構およびアンテナ装置について説明する。図１は、実施の形態１にかかる回転機構の平面図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。
　実施の形態１にかかる回転機構１００は、対象物であるアンテナ６を第１の回転軸であるロール軸１３と第２の回転軸であるアンテナ軸１４とを中心に回転させる。ロール軸１３とアンテナ軸１４とは、斜交する２つの回転軸である。ロール軸１３は、斜交する２つの回転軸のうちの一方の回転軸である。アンテナ軸１４は、斜交する回転軸のうちの他方の回転軸である。
　回転機構１００は、基部１と、ロール軸回転軸受２と、ロール回転部３と、アンテナ軸回転軸受４と、アンテナ回転部５と、ロール駆動ギヤ７と、ロール駆動モータ８と、ロール角度センサ９と、ロール同期ギヤ３０と、アンテナ同期ギヤ３１と、ギヤボックス１３２と、角度指令器３９と、制御器４０と、を備える。
　回転機構１００は、アンテナ回転部５の前面にアンテナ６が設けられ、アンテナ６に配線配管類１７が接続されて、アンテナ装置１０００を構成する。ロール駆動モータ８のピニオンギヤ５００に噛み合うロール駆動ギヤ７は第１のギヤである。アンテナ６は、例えばアクティブ・フェーズド・アレイアンテナ（Active　Phased　Array　Antenna）もしくはアクティブ電子走査アレイ（Active　Electronically　Scanned　Array）を構成する。配線配管類１７はアンテナ６に給電する電源線、アンテナ６と基部１との間で高周波の送信信号および受信信号を送信もしくは受信する信号線、およびアンテナ６の発熱部を冷却する冷媒を供給する冷媒配管等が含まれる配線もしくは配管等である。アンテナ装置１０００は例えばレーダ装置を構成する。
　基部１は、ロール軸１３を中心にロール回転部３を回転可能に支持する。ロール回転部３は第１の回転部である。ロール軸回転軸受２は、内輪と外輪とがそれぞれ基部１とロール回転部３とに固定され、ロール回転部３の円滑な回転を可能とさせる軸受である。
　アンテナ回転部５は、アンテナ軸１４を中心に回転可能にロール回転部３に支持される。アンテナ回転部５は第２の回転部である。アンテナ軸回転軸受４は、内輪と外輪とがそれぞれロール回転部３とアンテナ回転部５とに固定され、アンテナ回転部５の円滑な回転を可能とさせる軸受である。
　アンテナ回転部５には、アンテナ６が固定されている。アンテナ６は、アンテナ回転部５とともに回転する。アンテナ６は、アンテナ面がアンテナ軸１４と垂直となる姿勢で固定されている。図１に示す上方向１８は、アンテナ６にとっての上方向を示すものであり第１の方向である。上方向１８は、ロール軸１３を中心とした回転の回転角度であるロール回転角θr＝０かつアンテナ軸１４を中心とした回転の回転角度であるアンテナ回転角θａ＝０であるときの、アンテナ回転部５におけるアンテナ軸１４と垂直な方向かつロール軸１３とアンテナ軸１４とを含む平面と平行な方向と換言できる。アンテナ６は、上方向１８が鉛直方向を向く姿勢をとることで、送受信する電波の偏波方向を一定に保つため、アンテナ６は偏波方向の変動による影響を受けず検知性能が向上する。
　ロール駆動ギヤ７は、ロール軸回転軸受２と同軸で形成されて、ロール回転部３に固定されたギヤである。ロール駆動モータ８は、ロール駆動ギヤ７に噛み合うピニオンギヤ５００を有する。ロール駆動モータ８は、ロール駆動ギヤ７に噛み合うピニオンギヤ５００を回転させることで、ロール回転部３を回転させるモータである。ロール角度センサ９は、ロール回転部３と基部１との相対角度を検出する角度センサである。
　角度指令器３９は、ロール回転角θｒの指令値を出力する。制御器４０は、角度指令器３９から出力された指令値が示すロール回転角θｒと、ロール角度センサ９が検出された角度とが同じになるよう、ロール駆動モータ８を駆動制御する。配線配管類１７には、アンテナ６に給電する電源線、および冷媒を供給する冷媒配管が含まれる。
　ロール同期ギヤ３０は、ロール軸回転軸受２と同軸で形成されて基部１に固定されたギヤである。アンテナ同期ギヤ３１は、アンテナ軸回転軸受４と同軸で形成されてアンテナ回転部５に固定されたギヤである。
　ギヤボックス１３２は、ロール同期ギヤ３０とアンテナ同期ギヤ３１との間に設けられて、後述する複数のギヤを内部に収容する。ギヤボックス１３２は、ロール回転部３に固定されている。ギヤボックス１３２に収容された複数のギヤによってロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とが連動し、ロール回転角θｒとアンテナ回転角θaとの関係が、θr＋θa＝０とされる。
　図３は、図２に示すＡ部分を拡大した部分拡大図である。図４は、図３に示したギヤボックス内部に収容されたギヤを模式的に示した図である。図３のギヤボックス１３２は、複数のギヤとして、図３および図４に示す同期ギヤ３３、同期ギヤ３５、同期ギヤ３６、同期ギヤ３８を備えた構成を例示している。
　入力側ギヤである同期ギヤ３３は、ロール同期ギヤ３０と噛み合うギヤである。図２および図３に例示しているロール同期ギヤ３０は内歯歯車である。同期ギヤ３３は平歯車である。回転軸３４は、同期ギヤ３３に同軸で固定され、ギヤボックス１３２に回転可能に支持されている。同期ギヤ３５は、回転軸３４に同軸で固定されたギヤである。同期ギヤ３５は笠歯車である。同期ギヤ３３と同期ギヤ３５とは回転軸３４を介して連結されており、回転軸３４を中心に同期して回転する。
　同期ギヤ３６は、同期ギヤ３５と噛み合うギヤである。同期ギヤ３６は笠歯車である。同期ギヤ３５と同期ギヤ３６とを笠歯車にすることで、ロール軸１３とアンテナ軸１４とを斜交させている。
　回転軸３７は、同期ギヤ３６に同軸に固定され、ギヤボックス１３２に回転可能に支持されている。同期ギヤ３８は、回転軸３７に同軸で固定されたギヤである。同期ギヤ３８は平歯車である。同期ギヤ３６と同期ギヤ３８とは回転軸３７を介して連結されており、回転軸３７を中心に同期して回転する。また、出力側ギヤである同期ギヤ３８は、アンテナ同期ギヤ３１に噛み合う。
　実施の形態１にかかる回転機構１００では、ロール同期ギヤ３０とアンテナ同期ギヤ３１を１：１のギヤ比となるよう、ギヤボックス１３２のギヤ列のギヤ比が設定されている。例えば、ロール同期ギヤ３０と同期ギヤ３３とのギヤ比を１０：１とし、同期ギヤ３５と同期ギヤ３６とのギヤ比を１：１とし、同期ギヤ３８とアンテナ同期ギヤ３１とのギヤ比を１：１０とする。このギヤ構成により、アンテナ６の上方向１８はロール回転角θｒによらず概ね上方向が維持される。
　図５は、実施の形態１にかかる回転機構で回転させた場合のロール角とアンテナの向きを示す図である。ロール軸１３とアンテナ軸１４が斜交しているため、θr＋θa＝０としてロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とを連動させても、図５に示すように鉛直方向に対してアンテナ６の上方向１８に傾きが生じる。ロール軸１３とアンテナ軸１４との斜交角をαとした場合（図２も参照）、アンテナ６の上方向１８の鉛直方向からの傾きΔθ１は下記の数式（１）で表される。Δθ１は、θr＋θa＝０となるようにロール回転部３とアンテナ回転部５とを回転させたときのθr＝０での上方向１８と、θr≠０での上方向１８とがなす角度であると換言できる。
　Δθ１＝ｔａｎ-1（ｔａｎθr／ｃｏｓα）－θr　　　　・・・（１）
　図６は、数式（１）で求められた傾きとロール角との関係を示す図である。図６において、数式（１）で求められた傾きΔθ１とロール角θrとの関係を曲線４２で示している。図６に示すように、曲線４２は２倍周期の正弦波に近い曲線となる。
　実施の形態１にかかる回転機構１００のようにθr＋θa＝０となるような駆動制御が行われていても、上方向１８の傾きΔθ１は、斜交角αが３０°の場合には最大で約４．２°になり、斜交角αが４０°の場合には最大で約７．６°になる。
　実施の形態１にかかる回転機構１００は、基部１と、第１の回転軸であるロール軸１３を中心に回転可能に基部に支持された第１の回転部であるロール回転部３と、第１の回転軸と斜交する第２の回転軸であるアンテナ軸１４を中心に回転可能に第１の回転部に支持された第２の回転部であるアンテナ回転部５と、第１の回転部および例えばロール駆動ギヤ７を回転させるモータであるロール駆動モータ８および例えばピニオンギヤ５００と、第１の回転部の回転に第２の回転部の回転を連動させる、第１の回転部に設けられた駆動機構であるギヤボックス１３２および例えば第２の回転部に設けられたアンテナ同期ギヤ３１並びに例えば基部１に設けられたロール同期ギヤ３０と、を備える。
　また、基部１と、アンテナ同期ギヤ３１が設けられた第２の回転部であるアンテナ回転部５と、基部１に固定され、第１の回転部を回転させる１つのモータであるロール駆動モータ８および例えばロール駆動ギヤ７と噛み合うピニオンギヤ５００と、基部１に固定されたロール同期ギヤ３０と、第１の回転部に固定され、入力側ギヤである同期ギヤ３３がロール同期ギヤ３０に噛み合い、出力側ギヤである同期ギヤ３８がアンテナ同期ギヤ３１に噛み合い、入力側ギヤと出力側ギヤの間で複数のギヤとして例えば互いに斜交した笠歯車である同期ギヤ３５，３６が連結され、第１の回転部の回転方向と第２の回転部の回転方向とが逆向きになるように第１の回転部と第２の回転部を連動させる駆動機構であるギヤボックス１３２と、を備える。
　また、アンテナ装置１０００は、回転機構１００と、第２の回転部に取り付けられて第２の回転部とともに回転するアンテナ６とを備える。アンテナ６と基部１との間に、配線もしくは配管等の配線配管類１７が設けられている。
　このように構成することで、実施の形態１にかかる回転機構１００およびアンテナ装置１０００は、１つのロール駆動モータ８でロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とを連動させることができるため、２つ以上のモータを使用する場合に比べて故障の発生確率を抑えて、回転機構１００の信頼性の向上を図ることができる。
　実施の形態１の回転機構１００およびレーダ装置は、一方の回転軸を中心とした回転を、機械的な駆動機構である歯車を用いて他方の回転軸を中心とした回転に連動させることで、モータおよびセンサの個数を減らして信頼性の向上を図ることができる。
　また、２つ以上のモータを使用した場合には、一方のモータに故障または誤動作が発生すると、ロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とが連動しなくなるため、回転のずれが大きくなり配線配管類１７が捩じれて断線してしまう可能性がある。一方、本実施の形態１のように１つのロール駆動モータ８でロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とを連動させていれば、ロール駆動モータ８が故障または暴走したとしても、ロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転との連動は維持されるため、配線配管類１７の断線を防いで信頼性の向上を図ることができる。また、ロール駆動モータ８が故障または暴走したとしても、ロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転との連動が維持されるため、アンテナ６の上方向１８も維持することができる。かくして、一方の回転軸を中心とした回転の回転角度に対象物の向きのずれを一定の範囲内に抑えることができる。例えば、斜交角αを４５°、４０°、３０°とした場合、上方向１８の傾きΔθ１をそれぞれ１０°以内、約７．６°以内、約４．２°以内に抑えることができる。
実施の形態２．
　次に、実施の形態２にかかる回転機構およびアンテナ装置について説明する。実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。図７は、実施の形態２にかかる回転機構の平面図である。図８は、実施の形態２にかかる回転機構の設置例を示す図である。図９は、図８に示した回転機構をアンテナ面側から見た図である。回転機構１１０は、アンテナ回転部５の前面にアンテナ６が設けられ、アンテナ６に配線配管類１７が接続されて、アンテナ装置１１００を構成する。ロール駆動モータ８のピニオンギヤ５００に噛み合うロール駆動ギヤ７は第１のギヤである。アンテナ６は、アクティブ・フェーズド・アレイアンテナ（Active　Phased　Array　Antenna）もしくはアクティブ電子走査アレイ（Active　Electronically　Scanned　Array）を構成する。配線配管類１７はアンテナ６に給電する電源線、アンテナ６と基部１との間で高周波の送信信号および受信信号を送信もしくは受信する信号線、およびアンテナ６の発熱部を冷却する冷媒を供給する冷媒配管等が含まれる配線もしくは配管等である。アンテナ装置１１００は例えばレーダ装置を構成する。
　図８では、アンテナ６が固定された回転機構１１０が航空機機首に搭載された例を示している。航空機機首に搭載される場合、回転機構１１０およびアンテナ６は、航空機機首に設けられるレドーム２０の内部に収容される。アンテナ６の探知距離などの性能を向上させるために、アンテナ６の大きさはレドーム２０の内壁と干渉しない範囲でなるべく大きくすることが望ましい。近年のステルス性が追求された航空機の機体では、図９に示すようにレドーム２０の断面は円形形状ではなく扁平な形状となることが多い。そのため、アンテナ６とレドーム２０の内壁が干渉しないために許容される傾きΔθ１（実施の形態１を参照）が小さくなる傾向にある。
　図１０は、図７に示すＸ－Ｘ線に沿った断面を示す断面図である。本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、ロール同期ギヤ３０とアンテナ同期ギヤ３１との間にギヤボックス３２が設けられているが、内部に収容されるギヤ（駆動機構）の構成が異なっている。ギヤボックス３２は、ロール回転部３に固定されている。ギヤボックス３２に収容された複数のギヤによってロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とが連動する。
　図１１は、図１０に示すＢ部分を拡大した部分拡大図である。図１２は、図１１に示したギヤボックス内部に収容されたギヤを模式的に示した図である。図１１のギヤボックス３２は、複数のギヤとして、同期ギヤ３３、同期ギヤ５０、同期ギヤ５１、同期ギヤ５３、同期ギヤ５４、同期ギヤ５６、同期ギヤ５７、同期ギヤ５９、同期ギヤ６０、同期ギヤ６２を備えた構成を例示している。
　入力側ギヤである同期ギヤ３３は、第２のギヤであるロール同期ギヤ３０と噛み合う第４のギヤである。図１０および図１１に例示しているロール同期ギヤ３０は外歯歯車である。回転軸３４は、同期ギヤ３３に同軸で固定され、ギヤボックス３２に回転可能に支持されている。同期ギヤ５０は、回転軸３４に同軸で固定されたギヤである。同期ギヤ５０は平歯車である。同期ギヤ３３と同期ギヤ５０とは回転軸３４を介して連結されており、回転軸３４を中心に同期して回転する。
　同期ギヤ５１は、同期ギヤ５０と噛み合うギヤである。同期ギヤ５１は平歯車である。回転軸５２は、同期ギヤ５１に同軸で固定され、ギヤボックス３２に回転可能に支持されている。同期ギヤ５３は、回転軸５２に同軸に固定されたギヤである。同期ギヤ５３は、非円形平歯車である。同期ギヤ５１と同期ギヤ５３とは回転軸５２を介して連結されており、回転軸５２を中心に同期して回転する。
　同期ギヤ５４は、同期ギヤ５３と噛み合うギヤである。同期ギヤ５４は、非円形平歯車である。回転軸５５は、同期ギヤ５４に同軸に固定され、ギヤボックス３２に回転可能に支持されている。同期ギヤ５６は、回転軸５５に同軸に固定されたギヤである。同期ギヤ５６は平歯車である。同期ギヤ５４と同期ギヤ５６とは回転軸５５を介して連結されており、回転軸５５を中心に同期して回転する。
　同期ギヤ５７は、同期ギヤ５６と噛み合うギヤである。同期ギヤ５７は平歯車である。回転軸５８は、同期ギヤ５７に同軸に固定され、ギヤボックス３２に回転可能に支持されている。同期ギヤ５９は、回転軸５８に同軸に固定されたギヤである。同期ギヤ５９は笠歯車である。同期ギヤ５７と同期ギヤ５９とは回転軸５８を介して連結されており、回転軸５８を中心に同期して回転する。
　同期ギヤ６０は、同期ギヤ５９と噛み合うギヤである。同期ギヤ６０は笠歯車である。回転軸６１は、同期ギヤ６０に同軸に固定され、ギヤボックス３２に回転可能に支持されている。同期ギヤ５９と同期ギヤ６０とを笠歯車にすることで、ロール軸１３とアンテナ軸１４とを斜交させている。
　出力側ギヤである同期ギヤ６２は、回転軸６１に同軸に固定された第５のギヤである。同期ギヤ６２は平歯車である。同期ギヤ６２は、第３のギヤであるアンテナ同期ギヤ３１に噛み合う。同期ギヤ６０と同期ギヤ６２とは回転軸６１を介して連結されており、回転軸６１を中心に同期して回転する。
　ギヤボックス３２に収容された複数のギヤによってロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とが連動する。
　ロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とを連動させる複数のギヤには、非円形歯車である同期ギヤ５３と同期ギヤ５４とが組み入れられている。図１３は、図１２に示すＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。非円形歯車は、入力側と出力側の間のギヤ比が回転角に応じて変化する。そのため、図１３に示すように、同期ギヤ５３の回転量と同期ギヤ５４の回転量は回転角に応じて変化する。なお、図１３において示している角度は、同期ギヤ５３の回転角である。そのため、数式（１）および図５で示したアンテナ６の上方向１８の傾きΔθ１を、非円形歯車をギヤ列に加えることで相殺することができる。非円形歯車は、同期ギヤ３３と同期ギヤ６２との回転速度を周期的に異ならせる伝達機構として機能する。すなわち、駆動機構によってアンテナ回転部５の回転をロール回転部３の回転に連動させたときのθr＝０での上方向１８と、θr≠０での上方向１８とがなす角度をΔθ２とすると、駆動機構がロール回転部３の回転にアンテナ回転部５の回転を連動させることによって同じθｒにおいてΔθ１≧Δθ２となる。
　図１４は、非円形歯車である同期ギヤの回転角と、同期ギヤ間の回転角の差異との関係を示した図である。θｒは同期ギヤ５３の回転角である。Δφは同期ギヤ５３の回転角と同期ギヤ５４の回転角との差異である。図１４では、θｒとΔφとの関係が曲線７０で示されている。
　ここで、ギヤボックス３２は、実装スペースを考慮してより小型であることが好ましい。ギヤボックス３２を小型化するためには、収容されるギヤを小径とする必要がある。そのため、ロール軸１３、アンテナ軸１４に対して例えば１０倍といった高いギヤ比が用いられる。
　その一方で、補正すべきアンテナ６の上方向１８の傾きΔθ１は、図６に曲線４２で示したように２倍周期である。曲線４２で示される傾きΔθ１の特性を機構的に補正するためには、ロール軸１３に対してギヤ比２倍以下で回転するギヤが必要となるため、実施の形態２にかかる回転機構ではギヤを多段で構成している。
　例えば、ロール同期ギヤ３０と同期ギヤ３３のギヤ比を１０：１とし、同期ギヤ５０と同期ギヤ５１のギヤ比を１：５とし、同期ギヤ５３と同期ギヤ５４とのギヤ比を約１：１（非円形ギヤのため変動する）とし、同期ギヤ５６と同期ギヤ５７のギヤ比を５：１とし、同期ギヤ５９と同期ギヤ６０のギヤ比を１：１とし、同期ギヤ６２とアンテナ同期ギヤ３１のギヤ比を１：１０とする。
　なお、回転機構１１０が回転させる対象物はアンテナ６に限られない。例えば、撮像装置を対象物としてもよい。
　また、数式（１）に示すように、アンテナ６の上方向１８の傾きΔθ１の曲線４２は正弦波ではなく、２倍周期の正弦波と比較すると斜交角αが３０°の場合、最大で約０．１５°のずれを生じる。アンテナ６などの性能面から最大で０．１５°のずれを許容可能な場合、２倍周期の正弦波など、近似式に基づく補正機構にすることで、機構設計の容易化が可能となる。このように、アンテナ上方向の傾きを、従来の技術以上（例えば１°以下）に低減し得る機構も本開示の対象とする。
　実施の形態１のように、一方の回転軸を中心とした回転と他方の回転軸を中心とした回転とを歯車を用いて連動させた場合には、互いの回転方向を逆向きにして双方の回転角度を相殺させて、偏波方向に合わせたアンテナの姿勢の維持が図られる。しかしながら、２つの回転軸が斜交しているため、一方の回転軸を中心とした回転の角度によっては、対象物であるアンテナの向き、つまり送受信する電波の偏波方向と鉛直方向とにずれが生じてしまうことがある。
　これに対し、実施の形態２の開示によれば、回転機構１１０およびアンテナ装置１１００は、実施の形態１において、第１の回転部の回転角度をθrとし、第２の回転部の回転角度をθａとし、θr＝０かつθａ＝０であるときの第２の回転部における第２の回転軸と垂直な方向かつ第１の回転軸と第２の回転軸とを含む平面と平行な方向を第１の方向とし、θr＋θa＝０となるように第１の回転部と第２の回転部とを回転させたときのθr＝０での第１の方向と、θr≠０での第１の方向とがなす角度をΔθ１とし、駆動機構によって第２の回転部の回転を第１の回転部の回転に連動させたときのθr＝０での第１の方向と、θr≠０での第１の方向とがなす角度をΔθ２とし、駆動機構が第１の回転部の回転に第２の回転部の回転を連動させることによって同じθｒにおいてΔθ１≧Δθ２となる。また、駆動機構は、数式（１）または数式（１）の近似式に従ってθａを補正するように第２の回転部の回転を第１の回転部の回転に連動させる。これによって、信頼性の向上を図りつつ、一方の回転軸を中心とした回転の回転角度に対象物の向きのずれをより抑えることのできる回転機構を得ることができるという効果を奏する。例えば、上方向１８の傾きΔθ２を１°以下に抑えることができる。
　また、実施の形態２の回転機構１１０およびアンテナ装置１１００は、実施の形態１における同期ギヤ３８の代わりに同期ギヤ６２を用いてアンテナ同期ギヤ３１と噛み合わせ、入力側ギヤと出力側ギヤの間の複数のギヤとして例えば平歯車である同期ギヤ３３，５０，５１，５６，５７と非円形歯車である同期ギヤ５３と同期ギヤ５４と互いに斜交した笠歯車である同期ギヤ５９，６０を連結したギヤボックス３２を用いて駆動機構を構成して、第１の回転部には第１のギヤであるロール駆動ギヤ７が形成され、モータ（ロール駆動モータ８）には第１のギヤに噛み合うピニオンギヤ５００が設けられ、基部１には第２のギヤであるロール同期ギヤ３０が形成され、第２の回転部にはアンテナ同期ギヤ３１である第３のギヤが形成され、駆動機構には、第２のギヤに噛み合う同期ギヤ３３である第４のギヤと、第３のギヤに噛み合う同期ギヤ６２である第５のギヤと、第４のギヤと第５のギヤとの間に設けられて第４のギヤと第５のギヤとの回転速度を周期的に異ならせるギヤボックス３２である伝達機構が設けられている。この伝達機構には、非円形歯車である同期ギヤ５３と同期ギヤ５４が含まれていても良い。さらに、この伝達機構には、第１の回転部の回転量を非円形歯車に２倍以上の回転量で伝達する歯車（複数の同期ギヤ５０，５１，５６，５７）が含まれていても良い。
　また、基部１と、第１の回転軸であるロール軸１３を中心に回転可能に基部１に支持された第１の回転部であるロール回転部３と、第１の回転軸と斜交する第２の回転軸であるアンテナ軸１４を中心に回転可能に第１の回転部に支持された第２の回転部であるアンテナ回転部５と、第１の回転部および例えばロール駆動ギヤ７を回転させるモータであるロール駆動モータ８および例えばピニオンギヤ５００と、第１の回転部の回転と第２の回転部の回転とを連動させる、第１の回転部に設けられた複数のギヤ（例えば同期ギヤ３３，５０，５１，５３，５４，５６，５７，５９，６０，６２）および例えば第２の回転部に設けられたアンテナ同期ギヤ３１並びに例えば基部１に設けられたロール同期ギヤ３０と、を備え、複数のギヤには、互いに噛み合う非円形歯車である同期ギヤ５３と同期ギヤ５４が含まれて回転機構１１０およびアンテナ装置１１００を構成してもよい。
　これによって、信頼性の向上を図りつつ、一方の回転軸を中心とした回転の回転角度に対象物の向きのずれを、より抑えることのできる回転機構を比較的簡易な構成で得ることができるという効果を奏する。
　また、実施の形態２において、ロール回転部３の回転とアンテナ回転部５の回転とを連動させる複数のギヤにおける同期ギヤ３３と同期ギヤ６２との回転速度を周期的に異ならせる伝達機構として非円形歯車を用いた例としている。当該伝達機構として、カム機構、ＣＶＴ（Continuously　Variable　Transmission）のように変速機構をなすプーリー機構、リンク機構、遊星歯車機構などの他の伝達機構を用いても実現が可能であり、第１の回転軸に連動する第２の回転軸の回転を、数式（１）もしくは数式（１）を近似した２倍周期の波形で補正しうる機構を本開示の対象とする。もちろん、当該伝達機構として、非円形歯車と他の伝達機構を組み合わせて用いてもよい。例えばカム機構の例としては、図１２および図１３のギヤ５３，５４をそれぞれカムで構成し、図１３に示すような回転状態で、それぞれのカムが互いに接触しながら回転するように構成すればよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　基部、２　ロール軸回転軸受、３　ロール回転部、４　アンテナ軸回転軸受、５　アンテナ回転部、６　アンテナ、７　ロール駆動ギヤ、８　ロール駆動モータ、９　ロール角度センサ、１３　ロール軸、１４　アンテナ軸、１７　配線配管類、１８　上方向、２０　レドーム、３０　ロール同期ギヤ、３１　アンテナ同期ギヤ、３２，１３２　ギヤボックス、３３，３５，３６，３８，５０，５１，５３，５４，５６，５７，５９，６０，６２　同期ギヤ、３４，３７，５２，５５，５８，６１　回転軸、３９　角度指令器、４０　制御器、４２，７０　曲線、１００，１１０　回転機構、５００　ピニオンギヤ、１０００，１１００　アンテナ装置。

Claims (13)

  1. 　基部と、
    　第１の回転軸を中心に回転可能に前記基部に支持された第１の回転部と、
    　前記第１の回転軸と斜交する第２の回転軸を中心に回転可能に前記第１の回転部に支持された第２の回転部と、
    　前記第１の回転部を回転させるモータと、
    　前記第１の回転部に設けられて前記第１の回転部の回転に前記第２の回転部の回転を連動させる駆動機構と、を備えることを特徴とする回転機構。
  2. 　基部と、
    　第１の回転軸を中心に回転可能に前記基部に支持された第１の回転部と、
    　前記第１の回転軸と斜交する第２の回転軸を中心に回転可能に前記第１の回転部に支持され、アンテナ同期ギヤが設けられた第２の回転部と、
    　前記基部に固定され、前記第１の回転部を回転させる１つのモータと、
    　前記基部に固定されたロール同期ギヤと、
    　前記第１の回転部に固定され、入力側ギヤが前記ロール同期ギヤに噛み合い、出力側ギヤが前記アンテナ同期ギヤに噛み合い、入力側ギヤと出力側ギヤの間で複数のギヤが連結され、前記第１の回転部の回転方向と前記第２の回転部の回転方向とが逆向きになるように前記第１の回転部と前記第２の回転部を連動させる駆動機構と、を備えることを特徴とする回転機構。
  3. 　前記第１の回転部の回転角度をθrとし、前記第２の回転部の回転角度をθａとし、
    　θr＝０かつθａ＝０であるときの前記第２の回転部における前記第２の回転軸と垂直な方向かつ前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とを含む平面と平行な方向を第１の方向とし、
    　θr＋θa＝０となるように前記第１の回転部と前記第２の回転部とを回転させたときのθr＝０での前記第１の方向と、θr≠０での前記第１の方向とがなす角度をΔθ１とし、
    　前記駆動機構によって前記第２の回転部の回転を前記第１の回転部の回転に連動させたときのθr＝０での前記第１の方向と、θr≠０での前記第１の方向とがなす角度をΔθ２とし、
    　前記駆動機構が前記第１の回転部の回転に前記第２の回転部の回転を連動させることによって同じθｒにおいてΔθ１≧Δθ２となることを特徴とする請求項１または２に記載の回転機構。
  4. 　前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との斜交角をαとすると前記Δθ１は、
    　Δθ１＝ｔａｎ-1（ｔａｎθr／ｃｏｓα）－θr　　　（１）
    　で表され、
    　前記駆動機構は、上記数式（１）または数式（１）の近似式に従って前記θａを補正するように前記第２の回転部の回転を前記第１の回転部の回転に連動させることを特徴とする請求項３に記載の回転機構。
  5. 　前記第１の回転部には第１のギヤが形成され、
    　前記モータには前記第１のギヤに噛み合うピニオンギヤが設けられ、
    　前記基部には第２のギヤが形成され、
    　前記第２の回転部には第３のギヤが形成され、
    　前記駆動機構には、前記第２のギヤに噛み合う第４のギヤと、前記第３のギヤに噛み合う第５のギヤと、前記第４のギヤと前記第５のギヤとの間に設けられて前記第４のギヤと前記第５のギヤとの回転速度を周期的に異ならせる伝達機構が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の回転機構。
  6. 　前記伝達機構には、非円形歯車が含まれていることを特徴とする請求項５に記載の回転機構。
  7. 　前記伝達機構には、前記第１の回転部の回転量を前記非円形歯車に２倍以上の回転量で伝達する歯車が含まれていることを特徴とする請求項６に記載の回転機構。
  8. 　前記伝達機構には、カム機構、プーリー機構、リンク機構、遊星歯車機構のいずれか１つもしくは複数が含まれていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の回転機構。
  9. 　基部と、
    　第１の回転軸を中心に回転可能に前記基部に支持された第１の回転部と、
    　前記第１の回転軸と斜交する第２の回転軸を中心に回転可能に前記第１の回転部に支持された第２の回転部と、
    　前記第１の回転部を回転させるモータと、
    　前記第１の回転部の回転と前記第２の回転部の回転とを連動させる複数のギヤと、を備え、
    　前記複数のギヤには、互いに噛み合う非円形歯車が含まれていることを特徴とする回転機構。
  10. 　前記複数のギヤには、前記第１の回転部の回転量を前記非円形歯車に２倍以上の回転量で伝達する歯車が含まれていることを特徴とする請求項９に記載の回転機構。
  11. 　請求項１から１０のいずれか１つに記載の回転機構と、
    　前記第２の回転部に取り付けられて前記第２の回転部とともに回転するアンテナと、を備えることを特徴とするアンテナ装置。
  12. 　前記アンテナと前記基部との間に、配線もしくは配管等が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
  13. 　前記アンテナが、アクティブ・フェーズド・アレイアンテナもしくはアクティブ電子走査アレイであることを特徴とする請求項１１または１２に記載のアンテナ装置。
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