(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性アンテナを、横方向および／または縦方向に回動可能に立設物に取付ける取付本体部と、
前記取付本体部に固定され、前記指向性アンテナを回動させるモータと、
前記モータを駆動制御することにより、前記指向性アンテナの方向を通信状態が良好となる方向に自動的に調整する方向調整制御装置と、
を備えるアンテナ取付・方向調整装置であって、
前記モータは、前記取付本体部に取り外し可能にボルトによって固定され、
前記指向性アンテナを回動不能とすることができる回動不能手段を備え、
前記取付本体部は、
前記立設物に対して固定される固定フレームと、
横方向および縦方向の何れか一方に回動可能に前記固定フレームに支持された一方の回動フレームと、
横方向および縦方向の何れか他方に回動可能に前記一方の回動フレームに支持された他方の回動フレームと、
前記他方の回動フレームに設けられ、前記指向性アンテナが取り付けられるアンテナ取付部と、
を含み、
前記固定フレームと前記一方の回動フレームとは互いに縦方向又は横方向に重なり合うプレート部を有し、
前記一方の回動フレームと前記他方の回動フレームとは互いに横方向又は縦方向に重なり合うプレート部を有し、
前記固定フレームおよび前記一方の回動フレームの片方に前記モータが出力軸を当該プレート部の板厚方向にした状態で固定されており、
前記モータの出力軸には、該出力軸に対して偏心した偏心軸が設けられ、該偏心軸が前記固定フレームおよび前記一方の回動フレームのもう片方に形成された長穴に挿入されており、
前記長穴に挿入された前記偏心軸が前記モータの出力軸の軸線回りに回動することにより、前記指向性アンテナが、通信状態が良好となる方向に回動される、
ことを特徴とするアンテナ取付・方向調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ取付・方向調整装置を用いて立設物に指向性アンテナを取付け、当該指向性アンテナの方向調整を行う、アンテナ取付・方向調整方法であって、
前記アンテナ取付・方向調整装置を立設物に取付ける取付工程と、
前記アンテナ取付・方向調整装置が立設物に取付けられた状態で、前記方向調整制御装置および前記モータにより前記指向性アンテナの方向を通信状態が良好となる方向に自動的に調整させる方向調整工程と、
前記方向調整工程が完了した後、前記回動不能手段により、前記指向性アンテナを回動不能とする回動不能工程と、
前記方向調整工程が完了した後又は前記回動不能工程が完了した後、前記ボルトを緩めて前記モータを前記取付本体部から取り外して撤収する工程と、
を含むことを特徴とするアンテナ取付・方向調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向性アンテナを支柱、建物などの立設物へ取付けるとともに、アンテナの方向調整を行うために用いられる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震、津波等の災害などによって地域の通信設備が破壊された場合、通信局（中継局または子局）となる設備を搭載した車両（以下「移動局」ともいう。）が出動して地域の通信網を早急に回復させることが予定されている。移動局の台数には限りがあるため、移動局は通信網の復旧に関する優先順位の高い場所から配備される。その後、当該優先順位の高い場所には、臨時の通信局が構築され、移動局は、別の場所に移動して通信局としての役割を果たす。
【０００３】
臨時の通信局を構築するに当たっては、地上に支柱を立設し、その支柱に指向性アンテナを取り付け、自動又は手動によりそのアンテナを基地局（親局）に向ける作業が行われる。災害時においては、誰でも簡単かつ迅速にアンテナの方向調整を行えることが重要であるため、アンテナの方向調整を自動で行う装置が貢献する。なお、アンテナの方向調整を自動的に行う装置は、例えば特許文献１〜４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−００３９４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７８８０７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３９１８６号公報
【特許文献４】特開２０１０−２１２９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、アンテナの方向調整を自動で行う装置は、モータや方向調整のための制御装置などを含んでいるため、装置１台当たりのコストが高価になる。しかし、多くの場合、臨時の通信局は多数構築する必要があることから、装置１台当たりのコストはできるだけ低く抑えることが望まれる。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、指向性アンテナを支柱などの立設物へ取付けるとともに、アンテナの方向調整を自動で行うことができ、しかも、それらを低コストにて実施することが可能な装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアンテナ取付・方向調整装置は、指向性アンテナを、横方向および／または縦方向に回動可能に立設物に取付ける取付本体部と、前記取付本体部に固定され、前記指向性アンテナを回動させるモータと、前記モータを駆動制御することにより前記指向性アンテナの方向を通信状態が良好となる方向に自動的に調整する方向調整制御装置と、を備え、前記モータは、前記取付本体部に取り外し可能にボルトによって固定されている。また、前記指向性アンテナを回動不能とすることができる回動不能手段を備える。
【０００８】
かかる構成を備えるアンテナ取付・方向調整装置によれば、回動不能手段により、方向調整が完了した指向性アンテナの方向が回動不能に固定される（位置決めされる）ので、方向調整制御装置やモータを撤収しても良好な通信状態を維持することができる。また、他の部分に比べて高価になりがちな方向調整制御装置やモータは、取付本体部から取り外し、撤収して別の場所で再利用することができるため、通信局１カ所当たりの構築コストが大幅に低減される。
【０００９】
前記取付本体部は、前記立設物に対して固定される固定フレームと、横方向および縦方向の何れか一方に回動可能に前記固定フレームに支持された一方の回動フレームと、横方向および縦方向の何れか他方に回動可能に前記一方の回動フレームに支持された他方の回動フレームと、前記他方の回動フレームに設けられ前記指向性アンテナが取り付けられるアンテナ取付部と、を含み、前記固定フレームと前記一方の回動フレームとは互いに縦方向又は横方向に重なり合うプレート部を有し、前記一方の回動フレームと前記他方の回動フレームとは互いに横方向又は縦方向に重なり合うプレート部を有し、前記回動不能手段は、前記重なり合うプレート部同士を任意の相対回動位置において締結可能な構造を有する、ものとしてもよい。
【００１０】
かかる構成を備えるアンテナ取付・方向調整装置によれば、重なり合うプレート部同士を任意の相対回動位置において締結可能な構造は安価に製造可能であり、方向調整制御装置やモータのように撤収して別の場所で再利用することができない取付本体部の低コスト化を図ることができる。
【００１１】
前記取付本体部は、前記立設物に対して固定される固定フレームと、横方向および縦方向の何れか一方に回動可能に前記固定フレームに支持された一方の回動フレームと、横方向および縦方向の何れか他方に回動可能に前記一方の回動フレームに支持された他方の回動フレームと、前記他方の回動フレームに設けられ、前記指向性アンテナが取り付けられるアンテナ取付部と、を含み、前記固定フレームと前記一方の回動フレームとは互いに縦方向又は横方向に重なり合うプレート部を有し、前記一方の回動フレームと前記他方の回動フレームとは互いに横方向又は縦方向に重なり合うプレート部を有し、前記固定フレームおよび前記一方の回動フレームの片方に前記モータが出力軸を当該プレート部の板厚方向にした状態で固定されており、前記モータの出力軸には、該出力軸に対して偏心した偏心軸が設けられ、該偏心軸が前記固定フレームおよび前記一方の回動フレームのもう片方に形成された長穴に挿入されており、前記長穴に挿入された前記偏心軸が前記モータの出力軸の軸線回りに回動することにより、前記指向性アンテナが、通信状態が良好となる方向に回動される、ものとしてもよい。
【００１２】
かかる構成を備えるアンテナ取付・方向調整装置によれば、モータの出力軸に、該出力軸に対して偏心した偏心軸が設けられ、該偏心軸が前記固定フレームおよび前記第１回動フレームの他方に形成された長穴に挿入され、前記指向性アンテナの回動が、前記長穴に挿入された前記遠心軸が前記モータの出力軸の軸線回りに回動することにより行われる。このような回動機構は安価に製造可能であるため、方向調整制御装置やモータのように撤収して別の場所で再利用することができない取付本体部の低コスト化を図ることができる。
【００１３】
本発明のアンテナ取付・方向調整方法は、上記何れかのアンテナ取付・方向調整装置を用いて立設物に指向性アンテナを取付け、当該指向性アンテナの方向調整を行う、ものであって、前記アンテナ取付・方向調整装置を立設物に取付ける取付工程と、前記アンテナ取付・方向調整装置が立設物に取付けられた状態で、前記方向調整制御装置および前記モータにより前記指向性アンテナの方向を通信状態が良好となる方向に自動的に調整させる方向調整工程と、前記方向調整工程が完了した後、前記回動不能手段により、前記指向性アンテナを回動不能とする回動不能工程と、前記方向調整工程が完了した後又は前記回動不能工程が完了した後、前記ボルトを緩めて前記モータを前記取付本体部から取り外して撤収する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１４】
かかる工程を含むアンテナ取付・方向調整方法によれば、既述した作用効果と同様の作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、指向性アンテナを支柱などの立設物へ取付けるとともに、アンテナの方向調整を自動で行わせる場合に、それらを低コストで実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アンテナ取付・方向調整装置の左側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】アンテナ取付・方向調整装置の右側面図である。
【図４】アンテナ取付・方向調整装置の平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図であって中間部分を省略した図である。但し、モータ等は断面化していない。
【図６】図１のＣ−Ｃ断面図であってアンテナ等を省略した図である。但し、モータ等は断面化していない。
【図７】図１のＤ−Ｄ断面図である。但し、モータおよびその周辺物の図示は省略している。
【図８】指向性アンテナが上下方向（縦方向）に回動した様子を示す図である。
【図９】指向性アンテナが水平方向（横方向）に回動した様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係るアンテナ取付・方向調整装置および該装置を用いたアンテナ取付・方向調整方法について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明の実施の形態に係るアンテナ取付・方向調整装置１は、図１〜図４に示すように、地上に立設された支柱２に対して指向性アンテナ３（以下単に「アンテナ３」ともいう。）を取付け、アンテナ３の方向を通信状態が良好（又は最良）となる方向に自動的に調整するものである。なお、図面に例示するアンテナ３は、５ＧＨｚ帯広域無線ＬＡＮシステムの子機のアンテナであるが、本装置１により支柱２に取付けるアンテナはこの種のものに限定されない。
【００１９】
アンテナ取付・方向調整装置１は、主に、取付本体部４、モータ６、方向調整制御装置７（図１のみに示す）等で構成されている。
【００２０】
取付本体部４は、固定フレーム８、第１回動フレーム９、第２回動フレーム１１、アンテナ取付部１２、回動機構１３Ａ，１３Ｂ等で構成されている。
【００２１】
固定フレーム８は、支柱２に直接固定される。この固定フレームは、支柱２に所定の固定具（例えばスチールバンド等）にて固定される固定プレート部１４と、この固定プレート部１４の上部から水平方向に延出した上部水平プレート部１６と、該上部水平プレート部１６に対して平行に固定プレート部１４の下部から水平方向に延出した下部水平プレート部１７とで構成されている。２枚の水平プレート部１６，１７は、それぞれ、一端部を固定プレート部１４に突き当てた状態でボルト１８（図４参照）にて固定されている。
【００２２】
第１回動フレーム９は、図９に示すように、水平方向（横方向）に回動可能に固定フレーム８に支持されている。図１に示すように、この第１回動フレーム９の回動中心線Ｍは、支柱２と略同じ方向（縦方向）を向いており、前記２枚の水平プレート部１６，１７および後記２枚の水平回動プレート部２１，２２を貫通している。第１回動フレーム９は、円柱状の縦部材１９と、縦部材１９の上端部にボルト（不図示）にて固定された上部水平回動プレート部２１と、縦部材１９の下端部にボルト（不図示）にて固定された下部水平回動プレート部２２と、縦部材１９の中間部に挟持固定された挟持ブロック２３と、挟持ブロック２３に板厚方向を水平方向に向けてボルト２４にて固定された縦プレート部２６とを備えている。なお、上部水平回動プレート部２１と下部水平回動プレート部２２とは互いに平行に、縦部材１９側から固定プレート部１４側に延びている。
【００２３】
上部水平回動プレート部２１と上部水平プレート部１６とは上下に（縦方向に）重なり合っている。上部水平回動プレート部２１（第１回動フレーム９）は、上部水平プレート部１６（固定フレーム８）に対して回動可能なようにリーマボルト２７にて締結されている。リーマボルト２７には、図５に示すように、先端側に上部水平プレート部１６に螺着した雄ねじ２７ａが形成され、ボルト頭２７ｂと雄ねじ２７ａとの間に上部水平回動プレート部２１に相対回転自在に嵌入された円柱状の軸部２７ｃが形成されている。
【００２４】
また、下部水平回動プレート部２２と下部水平プレート部１７も上下に重なり合っており、同様にリーマボルト２７により、下部水平回動プレート部２２（第１回動フレーム９）が下部水平プレート部１７（固定フレーム８）に対して回動可能なように締結されている。
【００２５】
なお、上記水平回動プレート部２１，２２の円滑な回動動作を確保するため、上部水平回動プレート部２１に形成された軸穴２１ａとリーマボルト２７の軸部２７ｃとの隙間、ならびに、下部水平回動プレート部２２に形成された軸穴２２ａとリーマボルト２７の軸部２７ｃとの隙間に、フランジ付すべり軸受２８が嵌入されている。
【００２６】
第２回動フレーム１１は、図８に示すように、縦方向に回動可能に第１回動フレーム９に支持されている。図６に示すように、回動の中心線Ｎは、水平方向（横方向）に向いており、第１回動フレーム９の縦プレート部２６に直交している。第２回動フレーム１１は、第１回動フレーム９の縦プレート部２６と左右に（横方向に）重なり合う縦回動プレート部２９と、縦回動プレート部２９にボルト３１にて取付けられたアンテナ取付プレート３２（図４等参照）とを備えている。なお、アンテナ取付プレート３２は、指向性アンテナ３を取付けるアンテナ取付部１２を有する。
【００２７】
図６に示すように、縦回動プレート部２９は、リーマボルト２７により、縦プレート部２６に対して回動可能に締結されている。リーマボルト２７は、既述したものと同様のものであり、雄ねじ２７ａが縦プレート部２６に螺着され、軸部２７ｃが縦回動プレート部２９に回転自在に嵌入されている。なお、縦回動プレート部２９の円滑な回動動作を確保するため、縦回動プレート部２９に形成された軸穴２９ｂとリーマボルト２７の軸部２７ｃとの隙間には、フランジ付すべり軸受２８が嵌入されている。
【００２８】
モータ６としては、ステッピングモータが採用され、本装置１には２つのモータ６（ステッピングモータ）が使用されている。図５に示すように、一方のモータ６は、固定フレーム８の下部水平プレート部１７にブラケット３３を介して取り外し可能にボルト３４およびボルト３５にて固定されている。モータ６の出力軸６ａには、エキセントリックシャフト３６が回転一体に取付けられている。エキセントリックシャフト３６は、出力軸６ａと同芯の大径シャフト部３６ａと、該大径シャフト部３６ａの先端側に形成され出力軸６ａに対して偏心した偏心シャフト部３６ｂとを有する。大径シャフト部３６ａは、ブラケット３３に形成された軸穴３３ａおよび下部水平プレート部１７に形成された軸穴１７ａに回転自在に挿通されており、偏心シャフト部３６ｂは、第１回動フレーム９の下部水平回動プレート部２２の下面に形成された長穴２２ｂに挿入されている。このため、方向調整制御装置７の指示に従ってモータ６の出力軸６ａが指示量だけ回転すると、偏心シャフト部３６ｂは出力軸６ａの軸線回りに回転し、偏心シャフト部３６ｂが挿入された長穴２２ｂを有する下部水平回動プレート部２２は、回動中心線Ｍ回りに水平方向に回動する。これにより、アンテナ３は正面から視て水平方向（横方向）に方向調整制御装置７の指示角だけ回動する（図９参照）。
【００２９】
図６に示すように、もう一方のモータ６は、第１回動フレーム９の縦プレート部２６にブラケット３３を介して取り外し可能にボルト３７およびボルト４０にて固定されている。このモータ６の出力軸６ａには、既述したエキセントリックシャフト３６が回転一体に取付けられており、その大径シャフト部３６ａは、ブラケット３３に形成された軸穴３３ａおよび縦プレート部２６に形成された軸穴２６ａに回転自在に挿通されている。また、偏心シャフト部３６ｂは、第２回動フレーム１１の縦回動プレート部２９の片面に形成された長穴２９ａに挿入されている。このため、方向調整制御装置７の指示に従ってモータ６の出力軸６ａが指示量だけ回転すると、偏心シャフト部３６ｂが出力軸６ａの軸線回りに回転し、偏心シャフト部３６ｂが挿入された長穴２９ａを有する縦回動プレート部２９は、回動中心線Ｎ回りに縦方向に回動する。これにより、アンテナ３は正面から視て上下方向（縦方向）に方向調整制御装置７の指示角だけ回動する（図８参照）。
【００３０】
方向調整制御装置７は、２つのモータ６，６をそれぞれ駆動制御することにより、第１回動フレーム９および第２回動フレーム１１を回動させ、アンテナ３の方向を通信状態が良好（又は最良）となる方向に調整する。方向調整制御装置７は２つのモータ６，６、指向性アンテナ３等と接続されており、モータ６，６を駆動させることにより、指向性アンテナ３の方向を変化させながら、電波受信強度のサーチを行い、最も受信強度が良好な方向に指向性アンテナの方向の位置決めを行う。なお、本実施形態においては、方向調整制御装置７は、電波受信強度に基づいて、指向性アンテナ３の方向の位置決めを行うようになっているが、方向調整制御はこれに限定されず、その他の制御方法を採用してもよい。
【００３１】
本実施形態に係るアンテナ取付・方向調整装置１は、その他、指向性アンテナ３の水平方向（横方向）への回動を不能とする横回動不能手段と、指向性アンテナ３の上下方向（縦方向）への回動を不能とする縦回動不能手段と、を備えている。
【００３２】
横回動不能手段は、図５および図７に示すように、重なり合う下部水平プレート部１７と下部水平回動プレート部２２、並びに、重なり合う上部水平プレート部１６と上部水平回動プレート部２１を任意の相対回動位置で締結可能な構造３８を有している。この構造３８は、回動中心Ｍを中心とした円弧に沿って下部水平回動プレート部２２および上部水平回動プレート部２１に形成された円弧状長穴２２ｃ，２１ｃと、この円弧状長穴２２ｃ，２１ｃに挿通され、下部水平プレート部１７および上部水平プレート部１６に形成された雌ねじ３９に先端部が螺着されたボルト３７とで構成されている。すなわち、これらのボルト３７を締め付けることにより、下部水平プレート部１７と下部水平回動プレート部２２、並びに、上部水平プレート部１６と上部水平回動プレート部２１を任意の相対回動位置におい締結し、第１回動フレーム９およびアンテナ３の水平方向（横方向）への回動を不能にすることができる。
【００３３】
縦回動不能手段は、図３および図６に示すように、重なり合う縦プレート部２６と縦回動プレート部２９とを任意の相対回動位置において締結可能な構造４２を有している。この構造４２は、回動中心Ｎを中心とした円弧に沿って縦回動プレート部２９に形成された円弧状長穴２９ｃと、この円弧状長穴２９ｃに挿通され、縦プレート部２６に形成された雌ねじ４３に先端部が螺着されたボルト４１とで構成されている。すなわち、このボルト４１を締め付けることにより、縦プレート部２６と縦回動プレート部２９とを任意の相対回動位置において締結し第２回動フレーム１１およびアンテナ３の上下方向（縦方向）への回動を不能にすることができる。
【００３４】
以上のように構成されたアンテナ取付・方向調整装置１を支柱２に設置するにあたっては、先ず、アンテナ取付・方向調整装置１を支柱２に取付具（例えばスチールバンド等）を用いて取付け、その後、方向調整制御装置７および２つのモータ６，６により通信状態が良好（又は最良）となる方向にアンテナ３の方向を自動的に調整させる（図８、図９参照）。
【００３５】
その後、既述した３本のボルト３７，３７，４１を締め付けて、第１回動フレーム９の回動および第２回動フレーム１１の回動を不能とすることで、アンテナ３の方向を方向調整制御装置７により位置決めされた方向で固定する。
【００３６】
最後に、既述したボルト３５，４０を緩めて２つのモータ６をブラケット３３とともに取付本体部４から取り外し撤収する。
【００３７】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施の形態に係るアンテナ取付・方向調整装置および該装置を用いたアンテナ取付・方向調整方法によれば、回動不能手段により、通信状態が良好（又は最良）となる方向に調整されたアンテナ３の方向が機械的に回動不能に固定されるので、方向調整制御装置７やモータ６，６等を撤収しても良好な通信状態は維持される。また、取付本体部４等に比べて高価な方向調整制御装置７やモータ６は、撤収して別の場所で再利用することができるため、１つの通信局を構築するために必要な装置のコストが大幅に低減される。
【００３８】
また、指向性アンテナ３を回動させるための回動機構１３Ａ，１３Ｂや第１回動フレーム９および第２回動フレーム１１を回動不能に固定するための機構３８，４２は既述したような簡素な機構であり、これらを低コストにて製造することが可能となる。このため、再利用できるモータ６や方向調整制御装置７とは異なり、多数の場所に設置して残すことが必要な取付本体部４の製造コストを安価に抑えることができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
既述の実施形態では、固定フレーム８に対して横方向に回動する回動フレームが支持され、この回動フレームに対して縦方向に回動する回動フレームが支持されていたが、固定フレーム８に対して縦方向に回動する回動フレームを支持させ、この回動フレームに対して横方向に回動する回動フレームを支持させ、更にこの横方向に回動する回動フレームにアンテナ取付部を設けることも可能である。
【００４０】
既述の実施形態における支柱２は立設物の一例として挙げている。立設物としては、支柱２のほか、建物、木などが挙げられる。
【符号の説明】
【００４１】
１    アンテナ取付・方向調整装置
２    支柱（立設物）
３    指向性アンテナ
４    取付本体部
６    モータ
６ａ  モータの出力軸
７    方向調整制御装置
８    固定フレーム
９    第１回動フレーム
１１    第２回動フレーム
１２    アンテナ取付部
１６    上部水平プレート部（縦方向に重なり合うプレート部）
１７    下部水平プレート部（縦方向に重なり合うプレート部）
２１    上部水平回動プレート部（横方向に重なり合うプレート部）
２２    下部水平回動プレート部（横方向に重なり合うプレート部）
２２ｂ  長穴
２２ｃ  円弧状長穴
２６    縦プレート部
２９    縦回動プレート部
２９ａ  長穴
２９ｃ  円弧状長穴
３４，３５，３７，４０  モータを取外し可能に固定するボルト
３６    エキセントリックシャフト
３６ｂ  偏芯シャフト部
３８，４２    相対回動位置において締結可能な構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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