(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する大歯車と、前記大歯車に噛合する複数の小歯車と、前記複数の小歯車それぞれに結合する複数の減速機と、前記複数の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記複数の減速機を連結するカップリングと、前記複数の減速機の他の１台に結合する手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変えることを特徴とするアンテナＡＺ広角駆動装置。
【請求項２】
アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する１台の大歯車と、前記大歯車に噛合する２台の小歯車と、前記２台の小歯車それぞれに結合する２台の減速機と、前記２台の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記２台の減速機を連結するカップリングと、前記２台の減速機の内の１台の減速機に設けた手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変えることを特徴とするアンテナＡＺ広角駆動装置。
【請求項３】
アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する１台の大歯車と、前記大歯車に噛合する２台の小歯車と、前記２台の小歯車それぞれに結合する２台の減速機と、前記２台の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記２台の減速機を連結するカップリングと、前記２台の減速機の内の１台の減速機に設けた手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変え、前記駆動機構を制御するサーボアンプと、前記サーボアンプに接続して前記駆動機構を制御するアンテナコントロールユニットとをさらに備えることを特徴とするアンテナＡＺ広角駆動装置。
【請求項４】
アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記ＡＺ回転軸周りに回転する大歯車と、前記大歯車に噛合する第１小歯車と、前記第１小歯車に結合する第１減速機と、前記大歯車に噛合する第２小歯車と、前記第２小歯車に結合する第２減速機と、つないだ状態で前記第１減速機と前記第２減速機とを連結し、切り離した状態で前記第１減速機と前記第２減速機とを分離するカップリングと、前記第１減速機に結合し、手動で回転する手動ハンドルと、前記第２減速機に結合するブレーキ付きモータと、前記ブレーキ付きモータに接続するサーボアンプと、前記サーボアンプに接続するアンテナコントロールユニットと、を備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変えることを特徴とするアンテナＡＺ広角駆動装置。
【請求項５】
前記サーボアンプにより前記ブレーキ付きモータの回転速度を可変し、前記回転速度を前記アンテナコントロールユニットで制御することを特徴とする請求項３、４記載のアンテナＡＺ広角駆動装置。
【請求項６】
前記ブレーキ付きモータに使用するモータを、ＡＣインバータモータまたはＤＣモータとすることを特徴とする請求項１、２、３、４記載のアンテナＡＺ広角駆動装置。
【請求項７】
アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する１台の大歯車と、前記大歯車に噛合する２台の小歯車と、前記２台の小歯車それぞれに結合する２台の減速機と、前記２台の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記２台の減速機を連結するカップリングと、前記２台の減速機の内の１台の減速機に設けた手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変え、前記駆動機構を制御するアンテナコントロールユニットをさらに備えることを特徴とするアンテナＡＺ広角駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信システムに供される地上アンテナのＡＺ駆動装置に関し、特に静止衛星追尾のための低速駆動と、アンテナリポジショニングのための高速駆動を考慮した地上アンテナのアンテナＡＺ広角駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示すように従来のアンテナ９のＡＺ広角駆動装置の駆動機構は、１台の大歯車１０と、２台の小歯車（Ａ小歯車１、Ｂ小歯車３）と、２台の減速機（Ａ減速機１１、Ｂ減速機１２）と、駆動する２台のモータ６と、各減速機（Ａ減速機１１、Ｂ減速機１２）とモータ６とを連結する２台のクラッチ５と、モータ６を停止させる２台のブレーキ１４、１５とで構成され、制御系統は、２台のサーボアンプ７と、２台のサーボアンプ７に接続するトルクバイアス付加回路１３と、同じく２台のサーボアンプ７に接続するアンテナコントロールユニット８とで構成されている。１台の減速機と１台の小歯車は衛星追尾のために駆動され、他の１台の減速機と他の１台の小歯車は、大歯車１０と小歯車の間のバックラッシュを無くすためのバイアストルクをかける働きをしている。
【０００３】
ここで問題になるのは、一方の小歯車（Ａ小歯車１またはＢ小歯車３）が大歯車１０にトルクを伝達すると、他方の小歯車（Ａ小歯車１またはＢ小歯車３）と減速機（Ａ減速機１１またはＢ減速機１２）は大歯車１０を介して伝達されるトルクにより回転すると同時に大歯車１０と小歯車（Ａ小歯車１、Ｂ小歯車３）の間及び減速機（Ａ減速機１１、Ｂ減速機１２）内部にバックラッシュが出来てしまうので常に逆方向のバイアストルクを与える制御をかけなければならないことである。このため、衛星追尾時には主にアンテナ９を駆動する駆動系統の他にこの駆動系統のバックラッシュによりアンテナ９の指向方向が変わらぬように大歯車１０の歯と小歯車（Ａ小歯車１、Ｂ小歯車３）の歯とが常に接するようにアンテナ９の回転方向と逆方向にバイアストルクをかける駆動制御系統が必要になる。即ち、２系統の、駆動機構と制御系統とが必要となり、構成が複雑で高コストとなる。
【０００４】
バックラッシュにより発生する角度誤差を微少にするには大歯車１０の半径を大きくし、１系統の小歯車と減速機及びモータで駆動する方法もあるが、アンテナ支持構造全体が非常に大型化してしまいこれも高コストとなってしまう。
【０００５】
また、ＡＺ回転軸周りの広角回転機構としては、歯車と減速機による回転機構の他にウォーム減速機を使用する方法があるが大型ウォーム減速機はウォームとウォームホイールのバックラッシュを微少に調整することも高精度に製作することも限界が有り、また高コストでもあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の説明の通り、従来のＡＺ広角駆動装置では、バックラッシュを除去するために、２台のモータを備え、駆動系統と駆動制御系統との２系統を構成している。本発明は、１系統のみでバックラッシュを除去し、低価格化を図ることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる発明は、アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する大歯車と、前記大歯車に噛合する複数の小歯車と、前記複数の小歯車それぞれに結合する複数の減速機と、前記複数の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記複数の減速機を連結するカップリングと、前記複数の減速機の他の１台に結合する手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係わる発明は、アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する１台の大歯車と、前記大歯車に噛合する２台の小歯車と、前記２台の小歯車それぞれに結合する２台の減速機と、前記２台の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記２台の減速機を連結するカップリングと、前記２台の減速機の内の１台の減速機に設けた手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変えることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の請求項３に係わる発明は、アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する１台の大歯車と、前記大歯車に噛合する２台の小歯車と、前記２台の小歯車それぞれに結合する２台の減速機と、前記２台の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記２台の減速機を連結するカップリングと、前記２台の減速機の内の１台の減速機に設けた手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変え、前記駆動機構を制御するサーボアンプと、前記サーボアンプに接続して前記駆動機構を制御するアンテナコントロールユニットとをさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の請求項４に係わる発明は、アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記ＡＺ回転軸周りに回転する大歯車と、前記大歯車に噛合する第１小歯車と、前記第１小歯車に結合する第１減速機と、前記大歯車に噛合する第２小歯車と、前記第２小歯車に結合する第２減速機と、つないだ状態で前記第１減速機と前記第２減速機とを連結し、切り離した状態で前記第１減速機と前記第２減速機とを分離するカップリングと、前記第１減速機に結合し、手動で回転する手動ハンドルと、前記第２減速機に結合するブレーキ付きモータと、前記ブレーキ付きモータに接続するサーボアンプと、前記サーボアンプに接続するアンテナコントロールユニットと、を備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変えることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の請求項５に係わる発明は、前記請求項３、４記載の前記サーボアンプにより前記ブレーキ付きモータの回転速度を可変し、前記回転速度を前記アンテナコントロールユニットで制御することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項６に係わる発明は、前記請求項１、２、３、４記載の前記ブレーキ付きモータに使用するモータを、ＡＣインバータモータまたはＤＣモータとすることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の請求項７に係わる発明は、アンテナをＡＺ回転軸周りに回転駆動するアンテナＡＺ広角駆動装置であって、前記回転駆動させる駆動機構を、前記ＡＺ回転軸周りに回転する１台の大歯車と、前記大歯車に噛合する２台の小歯車と、前記２台の小歯車それぞれに結合する２台の減速機と、前記２台の減速機の１台に結合するブレーキ付きモータと、前記２台の減速機を連結するカップリングと、前記２台の減速機の内の１台の減速機に設けた手動ハンドルとで構成して備え、前記カップリングの連結／分離に対応して前記ブレーキ付きモータのブレーキ及び前記手動ハンドルの操作状態を変え、前記駆動機構を制御するアンテナコントロールユニットをさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナＡＺ広角駆動装置の構成図である。この第１の実施の形態を、図１を参照して説明する。
【００１６】
図１に示すように、この第１の実施の形態におけるアンテナＡＺ広角駆動装置の駆動機構は、１台の大歯車１０と、Ａ小歯車１（第１小歯車）と、Ｂ小歯車３（第２小歯車）と、Ａ減速機２（第１減速機）と、Ｂ減速機４（第２減速機）と、駆動のためのブレーキ付きモータ６ａと、手動駆動のための手動ハンドル１６と、２台の減速機（Ａ減速機２とＢ減速機４）の入力軸を結合するカップリング５ａとを含んで構成される。図１においては、外歯型の大歯車１０の外側に、Ａ小歯車１とＢ小歯車３とが噛合しているが、大歯車１０は内歯型であってもよい。この場合は、Ａ小歯車１とＢ小歯車３とを、大歯車１０の内側で噛合するように配置すればよい。
【００１７】
本装置は、カップリング５ａを２台のＡ減速機２とＢ減速機４との間に取りつけ、カップリング５ａを切り離すと手動ハンドル１６を回転してもＢ小歯車３とＢ減速機４の駆動ユニットに回転が伝達されないように構成されている。カップリング５ａを切り離した状態でブレーキ付きモータ６ａのブレーキをかけ、手動ハンドル１６を回転（手動回転）させると、Ａ減速機２とＡ小歯車１と大歯車１０とによりアンテナ９を回転させようとするが、カップリング５ａで切り離されたＢ減速機４はブレーキ付きモータ６ａのブレーキで固定されているため回転しないので２台の小歯車（Ａ小歯車１とＢ小歯車３）と大歯車１０のバックラッシュ及び減速機（Ａ減速機２とＢ減速機４）の内部バックラッシュが無くなったところでアンテナ９は駆動できなくなる。手動ハンドル１６の回転トルクが一定値を越えたところで、バックラッシュが無くなったことを感知し手動駆動（手動回転）を停止する。この時点で、カップリング５ａをつないでブレーキ付きモータ６ａのブレーキを開放し、ブレーキ付きモータ６ａを駆動することによりバックラッシュが無い状態で大歯車１０を駆動するので高精度なアンテナ指向方向が得られる。
【００１８】
カップリング５ａは、切り離しとつなぎを機械的に行うので、特に制御系統を必要としないため、簡素化した構成を実現できる。これに対し、従来の技術で用いているクラッチ５は、切り離しとつなぎを電気的に行うので、制御系統が複雑になるという差異がある。
【００１９】
駆動機構が、大歯車１０とＡ小歯車１とＢ小歯車３による構成なので３６０度の広角な駆動範囲を確保することができる。
【００２０】
また、制御系統は、ブレーキ付きモータ６ａの制御のための１台のサーボアンプ７と、サーボアンプ７に接続されて全体を制御するアンテナコントロールユニット（ＡＣＵ）８とにより構成され、低速駆動での衛星追尾と高速駆動のアンテナリポジショニングが可能である。サーボアンプ７は、アンテナコントロールユニット８で制御される。
【００２１】
前述のごとく、１系統の制御系統により、ＡＺ回転軸周りに高精度な衛星追尾と高速かつ広角度のアンテナリポジショニングとを可能としている。
【００２２】
次に、本発明の第１の実施の形態の動作について図１を参照して説明する。Ａ減速機２とＢ減速機４は、一般によく使用されている遊星歯車減速機やサイクロ減速機等の逆入力が可能な機構により構成される。
【００２３】
本発明のアンテナＡＺ広角駆動装置は、前述の２台の減速機（Ａ減速機２とＢ減速機４）をカップリング５ａを介して結合し、カップリング５ａの開閉（切り離しと、つなぎ）を利用して手動ハンドル１６の駆動により予め大歯車１０と小歯車（Ａ小歯車１、Ｂ小歯車３）間のバックラッシュ及び減速機（Ａ減速機２とＢ減速機４）内部のバックラッシュを無くし、機械的なアンテナ９の指向方向誤差を微少にする。
【００２４】
次に、図１を参照して動作説明をする。２台の減速機（Ａ減速機２とＢ減速機４）間に取りつけたカップリング５ａを切り離した状態でブレーキ付きモータ６ａのブレーキをかけ、手動ハンドル１６を回転させるとＢ減速機４には手動ハンドル１６による回転は伝達されないが、Ａ減速機２の入力軸が回転し、Ａ減速機２を介してＡ小歯車１が大歯車１０に回転トルクを伝達する。大歯車１０は初めにＢ小歯車３との間のバックラッシュとＢ減速機４内部のバックラッシュの分だけ回転するが、これらのバックラッシュが無くなった時点でブレーキ付きモータ６ａのブレーキにより回転出来なくなる。
【００２５】
手動ハンドル１６の回転トルクが一定値を越えたところでバックラッシュが無くなったことを感知し、手動ハンドル１６の回転を停止する。ここでカップリング５ａをつなぎ、ブレーキ付きモータ６ａのブレーキを開放し、ブレーキ付きモータ６ａのモータを駆動することにより大歯車１０はバックラッシュが無い状態で駆動されるので機械的な角度誤差は微少となり高精度なアンテナ指向方向が得られる。
【００２６】
また、図１の第１の実施の形態は歯車駆動機構であるので３６０度の広角な駆動範囲を確保することができる。
【００２７】
制御系統はモータ、ブレーキが各１台づつの構成なので１系統のサーボアンプ７とアンテナコントロールユニット８による構成となる。
【００２８】
（第２の実施の形態）図２は、本発明の第２の実施の形態におけるアンテナＡＺ広角駆動装置の構成図である。この第２の実施の形態を、図２を参照して説明する。
【００２９】
図２に示すように、この第２の実施の形態におけるアンテナＡＺ広角駆動装置の機構部は１台の大歯車１０と、２台の小歯車（Ａ小歯車１とＢ小歯車３）と、２台の減速機（Ａ減速機２とＢ減速機４）と、駆動のためのブレーキ付きモータ６ａと、手動ハンドル１６と、２台の減速機（Ａ減速機２とＢ減速機４）の入力軸を結合するカップリング５ａとを含んで構成される。制御系統はブレーキ付きモータ６ａの制御のための全体を制御するアンテナコントロールユニット８により構成される。図２においては、内歯型の大歯車１０であってもよい。
【００３０】
前述の第１の実施の形態は衛星追尾のための低速駆動とアンテナリポジショニングを短時間に実施するための高速駆動を考慮しているので、ブレーキ付きモータ６ａとして使用するモータはＡＣインバータモータかＤＣモータとなる。この第２の実施の形態は、単に広角度の衛星追尾を実施し高速駆動を考慮しない場合を示している。従って、ブレーキ付きモータ６ａのモータの回転速度を変える必要がないので、制御系統の構成が第１の実施の形態よりも更に簡素化され、第１の実施の形態で含まれているサーボアンプ７が不要である。これによって、より一層の低価格化を可能とすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明におけるアンテナＡＺ広角駆動装置は以下に示す効果を得ることが出来る。
【００３２】
第１の効果は、ＡＺ回転軸の駆動機構が歯車駆動により構成されているので、３６０度の広角な駆動範囲を確保することができる。
【００３３】
第２の効果は、２台の減速機をカップリングを介して結合しており、一方の減速機を固定してカップリングを切り離した状態で他方の減速機を駆動することにより駆動機構のバックラッシュを無くすことが出来るので、機械的なアンテナ指向方向誤差をきわめて小さな値とする事が可能である。
【００３４】
以上説明したように本発明のアンテナＡＺ広角駆動装置では１系統の駆動機構及び制御系統の構成で高精度なアンテナ指向方向精度が得られるので、シンプルで低コストな装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるアンテナＡＺ広角駆動装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるアンテナＡＺ広角駆動装置の構成図である。
【図３】従来の技術によるアンテナＡＺ広角駆動装置の構成図である。
【符号の説明】
１    Ａ小歯車
２    Ａ減速機
３    Ｂ小歯車
４    Ｂ減速機
５    クラッチ
５ａ    カップリング
６    モータ
６ａ    ブレーキ付きモータ
７    サーボアンプ
８    アンテナコントロールユニット（ＡＣＵ）
９    アンテナ
１０    大歯車
１１    Ａ減速機
１２    Ｂ減速機
１３    トルクバイアス付加回路
１４、１５    ブレーキ
１６    手動ハンドル
【図１】
0003565146.tif 000002
【図２】
0003565146.tif 000003
【図３】
0003565146.tif 000004