(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両、船舶又は航空機であって、
前記車両、船舶又は航空機に対して所定の軸の周りに回転可能に取り付けられた放射線送受信素子と、
前記放射線送受信素子を所定軸を中心として回転させるように構成され、静止部と回転部とを備え、前記回転部は第１軸を備えて回転部に対して回転可能であり、前記静止部又は前記回転部のいずれか一方は、第１数の位相を含み、前記回転部又は前記静止部の残る他方は、第２数の磁極を含み、第１数に第２数を乗算した値は少なくとも２００である電気モータと、
前記静止部に対して前記第１軸の回転又は回転角度に関する第１情報を出力するように構成された回転／位置決めエンコーダと、
前記回転／位置決めエンコーダから第１情報を受信し、受信した第１情報に基づいて、各位相の第１信号を生成し、磁場ベクトルがロータに先行又は遅延して制御されるトルクモードで前記電気モータを制御するように構成されている第１コントローラと、
前記回転／位置決めエンコーダから前記第１情報を受信すると共に、車両、船舶又は航空機の位置、方向又は軸に関する第２情報を受信し、受信した第２情報に基づいて第２信号を出力するように構成された第２コントローラと、
を備える、車両、船舶又は航空機。
【請求項２】
前記エンコーダは、極と相を乗算した値の少なくとも１０倍の分解能を有する、請求項１に記載の車両、船舶又は航空機。
【請求項３】
前記所定軸に沿って延在する第２軸をさらに備え、前記放射線送受信素子は前記第２軸に連結され、前記電気モータは、第２軸を回転させるように構成される、請求項１又は２に記載の車両、船舶又は航空機。
【請求項４】
前記静止部又は前記回転部の一方が前記第２軸に直接、連結されている、請求項３に記載の車両、船舶又は航空機。
【請求項５】
前記静止部又は前記回転部の一方が歯車を介して第２軸に連結されている、請求項３に記載の車両、船舶又は航空機。
【請求項６】
前記第１コントローラは、前記第２信号に基づいて、前記放射線送受信素子を前記位置又はその方向に向けるように前記電気モータを制御するように構成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両、船舶又は航空機。
【請求項７】
前記第２情報は、前記車両、船舶又は航空機に対する所定の方向に関し、前記第２コントローラは、前記車両、船舶又は航空機の位置、方向又は軸に関する第３情報を受信するように構成され、前記第２信号も前記第３情報に基づいている、請求項６に記載の車両、船舶又は航空機。
【請求項８】
前記電気モータが放射線送受信素子を所定の軸を中心として回転させるステップＩと、
前記回転／位置決めエンコーダは、静止部に対して回転部の回転又は回転角度に関する第１情報を出力するステップＩＩと、
前記第１コントローラは、回転／位置決めエンコーダから第１情報を受信し、各位相の信号を生成し、磁場ベクトルがロータに先行又は遅延して制御されるトルクモードで動作するステップＩＩＩと、
前記第２コントローラは、回転／位置決めエンコーダから第１情報を受信するほか、車両、船舶又は航空機に対する位置、方向又は軸に関する第２情報を受信し、前記第２情報に基づいて第２信号を出力するステップＩＶと、
を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の車両、船舶又は航空機の操作方法。
【請求項９】
前記エンコーダは、極と相を乗算した値の少なくとも１０倍の分解能を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記車両/船舶/航空機は、前記所定軸に沿って延在する第２軸をさらに備え、前記放射線送受信素子は前記第２軸に連結され、前記ステップＩは、第２軸を回転させる電気モータを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップＩでは、電気モータが第２軸を直接、回転させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップＩでは、電気モータが歯車を介して第２軸を回転させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップＩでは、前記第１コントローラが、前記第２信号に基づいて前記放射線送受信素子を前記位置、方向又は軸に向かって方向付ける、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２情報は、前記車両、船舶又は航空機に対する所定の方向に関するものであり、前記ステップＩＶでは、第１コントローラが車両、船舶又は航空機の位置、方向又は軸に関する第３情報をも受信し、前記第３情報に基づく第２信号にも基づいている、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、船舶又は航空機に関する。車両、船舶又は航空機は、送受信素子の回転を決定するエンコーダの出力に基づいて制御された電気モータを使用する軸、すなわち、電気モータの軸を中心として回転可能な放射線送受信素子を備える。そして、エンコーダの出力が、例えば、船舶の方向や船舶からアンテナに向かう方向に関する情報をも受信する他のコントローラに送信される。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の第１の態様は、
車両、船舶又は航空機に対して所定の軸を中心として回転可能に取り付けた放射線送受信素子と、
放射線送受信素子を所定の軸を中心として回転させるように構成され、静止部と回転部とを備え、回転部は、第１軸を備えると共に静止部に対して回転可能であり、静止部と回転部は１以上の位相を有する電気モータと、
前記静止部に対して前記第１軸の回転／回転角度に関する第１情報を出力するように構成された回転／位置決めエンコーダと、
前記回転／位置決めエンコーダから第１情報を受信し、前記第１情報に基づいて各位相の第１信号を生成するように構成された第１コントローラと、
回転／位置決めエンコーダからの第１情報を受信するだけでなく、車両、船舶又は航空機に関する位置、方向又は軸についての第２情報を受信し、前記第１情報に基づいて第２信号を出力するように構成された第２コントローラと、
を備える車両、船舶又は航空機に関する。
【０００３】
本実施形態では、車両とは、通常、自動車、バス、列車、トラック、オートバイなどのような陸上輸送手段である。船舶とは、通常、湖又は海などでの水上輸送手段である。航空機とは、通常、人や貨物を輸送するための軍事用又は民間用のような空中輸送手段である。当然のことながら、放射線送受信素子が固定される構造体は、例えばトラックによって陸上を輸送されるとき、車両として見られ、例えば船や、船によって曳航された荷船などによって海上を輸送されるとき、船舶として見られる。この主の構造体は、油田掘削装置、ミサイル又はロケットの発射機などであってもよい。
【０００４】
本実施形態では、放射線送受信素子は、放射線を送信又は受信するように構成できる。放射線（又は電磁波）は、可視線、赤外線又は紫外線であってもよいが、通常はマイクロ波である。送信又は受信された放射線は、通信、すなわち電子メール又は電話会議、全地球測位システム（ＧＰＳ）座標、インターネットブラウジングデータ、ストリーミングビデオ又はオーディオ、データ、警報、警告などによって、船舶、車両又は航空機との間で情報を伝送できる。
【０００５】
放射線送受信素子の方向を定義することができる。
【０００６】
通常、放射線送受信素子は、任意の技術に基づくアンテナである。典型的には、アンテナは、反射器、又は、変換器のアクティブアレイを使用するアンテナなどの指向性アンテナである。指向性アンテナの場合、その方向は最高の感度、出力強度又はその対称軸の方向である。
【０００７】
送受信素子は、車両、船舶又は航空機に取り付ける際、（着脱可能に）固定されるが、回転可能である。送受信素子は、例えば、車両、船舶又は航空機の回転や動作とは独立して、衛星などの別のアンテナに向かうように、複数の軸を中心として回転可能であるのが好ましい。これは、例えば、船舶に取り付けるアンテナには一般的なことである。したがって、複数のモータと軸は、送受信素子が独立して回転できるのが望ましい。
【０００８】
所定の軸は、所望の方法で選択することができる。送受信素子は、一方が船舶のデッキ又は水平面に平行であり、他方が直交すなわち垂直である複数の軸を中心に回転可能である。但し、他の軸や追加の軸を選択してもよい。
【０００９】
本実施形態では、電気モータは、電気信号を受信し、静止部に対して第１軸を回転させるように構成されている。異なるタイプの電気モータ、例えば、ステッピングモータ、ブラシレスモータ又はブラシ付きモータなどを使用できる。通常、電気モータは、電気信号を１以上の永久磁石又は磁極に作用する電磁場に変換することによって動作する。多くの場合、モータは、第１軸と、第１軸に取り付けた１以上の永久磁石又は磁極を備えた回転部とを有する。さらに、モータは、受信した電気信号を電磁場に変換するためのコイルを備える、１以上の位相を含む静止部を有する。静止部には、磁極又はステータが設けられ、第１軸が延びるハウジングを形成されてもよい。
【００１０】
また回転部は、多数の位相、通常はコイルを備え、ハウジングは多数の磁石を備える。
【００１１】
本実施形態では、回転／位置決めエンコーダは、第１軸の回転に関するパラメータを決定又は計量するように構成されている。パラメータは、例えば、回転方向、回転角度、又は、ＲＰＭ又は度／秒などとして決定される回転速度であればよい。エンコーダは、様々な技術に基づくことができる。例えば、角度又は僅かな角度変化の偏差を決定することができるエンコーダがある。通常、第１軸又はそれに取り付けた素子のパラメータは、その周縁部に沿って変化するので、パラメータの変動として回転を検出することができる。その変動は、例えば、周囲に沿って多数の反射面が設けられていれば、表面での反射量の変化によって生成されてもよく、このために放射線の反射度合いが、検出器に対する軸の回転位置を決定するために使用される。別の変動としては、軸又は取付け素子での放射線の通過度合いであってもよく、軸又は取付け素子に貫通穴を設けることによって変化させてもよい。別のタイプのエンコーダは、軸に取り付けた１以上の磁石、すなわち、取付け素子に基づいており、その回転は、回転中の磁石による磁場の変化を検出することによって決定される。多くのタイプのエンコーダは、対応する、すなわち増加する信号を出力する。他のタイプのエンコーダは、各軸の位置についてデジタル出力等の特有の出力を行い、実際の位置すなわち絶対位置を提供する。これには、実際の位置が停電中に消失しないという利点がある。このタイプのエンコーダは、例えば、絶対位置データを提供するためのグレイコードを有する絶対トラックである。１回転当たりの検出が極と位相の積の少なくとも２倍の分解能であるのが望ましく、円滑な動作を得るためには１０倍であるのが好ましい。
【００１２】
回転方向は、エンコーダの回転中の２つの異なる事象又は信号の検出の順序によって決定してもよい。異なる事象又は信号は、（角度をずらせた）異なる検出素子による同一パラメータの検出、又は、異なる検出素子による異なるパラメータの検出であってもよい。例えば、２つの角度間隔のある検出要素を使用して同じ穴が検出されるように、回転方向を決定するために２つの角度的に離れた穴検出のタイミング順序を使用することができる。異なる事象は、２つの異なるパラメータの検出であってもよい。
【００１３】
エンコーダの検出素子はモータに固定されているので、回転の検出はハウジングすなわち静止部に対するものである。しかしながら、逆に、検出素子が回転部に対して固定されているのが望ましいこともある。
【００１４】
勿論、エンコーダを、後述する放射線送受信素子と共に回転する第２軸のように、第１軸（又は静止部）によって回転される任意の素子の回転を決定するために設けてもよい。歯車を設ける場合であっても、第１軸又はハウジングの回転を決定することができる。
【００１５】
本明細書では、コントローラは、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、プロセッサなどの任意の技術に基づくことができる。コントローラは、モノリシックであってもよいし、（無線又は有線を介して）互いに通信する多数の素子であってもよい。
【００１６】
第１および第２コントローラは、単一のコントローラ又は個々のコントローラであってもよい。両コントローラは、エンコーダからの第１情報に基づいて動作する。
【００１７】
第１コントローラは、エンコーダの出力に基づいてモータを制御するために使用することができる。エンコーダの出力により、第１コントローラがモータの回転方向又は速度を制御することが可能となり、モータによってトルクが付与される。
【００１８】
この制御では、船舶、車両又は航空機に対して、あるいは、アンテナや衛星のような外部素子に向かって、送受信素子を所望の方向とすることができる。このため、第１コントローラは、全体的な角度や方向、あるいは、角度差や補正に関する入力を、第２コントローラから受信するように構成してもよく、送受信素子は所望の方向に向かうように回転される。また、前記制御は、所望の回転トルクとトルク方向を導出するものであってもよい。そして、コントローラは、所望の回転を得るためにモータをどのように回転させるのかを決定することができる。
【００１９】
第１コントローラは位相信号を生成する。これらの信号は、いずれのタイプのモータが使用され、そのモータがどのように動作するかに応じて異なるタイプであってもよい。モータがステッピングモータとして動作する場合、信号は、矩形又は定量化された正弦波（マイクロステッピング）信号である。モータがブラシレスモータとして動作する場合、信号は制御され、磁場ベクトルが回転子に先行又は遅延して連続トルクを生成する。信号は、矩形波、あるいは、連続した、例えば、正弦波信号又は定量化された正弦波信号であればよい。
【００２０】
これらのタイプのモータは、異なる方法で動作させることができ、他のタイプのモータも存在する。当業者であれば、所望の回転を得るためにどのようにモータを動作させるかが分かるであろう。
【００２１】
第２コントローラは、回転／位置決めエンコーダからの情報に加えて、車両、船舶又は航空機についての位置、方向又は軸に関する第２情報を受信し、それに基づいて第２信号を出力するように構成されている。第２情報は、加速度計、速度センサ又は信号強度検出器などの他のセンサからのものであってもよい。これは、船舶、車両又は航空機が、方向、アンテナ又は衛星に従って移動する際に有効である。
【００２２】
一例では、第２情報は、船舶、車両又は航空機から、所定のアンテナ又は衛星に向かうような所望の方向に関するものであってもよい。エンコーダからの情報は、送受信素子の方向や、船舶、車両又は航空機の方向又は軸を決定するために使用してもよいし、第２情報は、所望の方向と、船舶、車両又は航空機の方向又は軸との間の違い、すなわち、角度を示すようにしてもよい。
【００２３】
別の例では、第２情報は、船舶、車両又は航空機のＧＰＳ位置など、所定の座標系に於ける船舶、車両又は航空機の位置である。この状況では、情報は、船舶、車両又は航空機の姿勢と、人工衛星等のその位置が公知である所定のアンテナに向かう指向方向とに関連して導かれてもよい。
【００２４】
さらに別の例では、第２情報は、所定の座標系に於ける、船舶、車両又は航空機の移動方向などの方向、あるいは、ある座標に於ける、船舶、車両又は航空機の長軸などの所定軸の方向である。この状況では、方向は、船舶、車両又は航空機から所定のアンテナに向かう方向に決定できる。
【００２５】
勿論、これらの状況の組み合わせが望ましい場合もある。
【００２６】
例えば、衛星に向かう方向は、車両、船舶又は航空機の方向又は位置だけでなく、衛星の座標又はそのＩＤと、座標を導き出すルックアップテーブルから導くことができる。
【００２７】
この結果、第２コントローラは、エンコーダの出力から、船舶、車両又は航空機に関する送受信素子の方向を決定し、第２情報から、船舶、車両又は航空機からの方向を決定することができる。これにより、第２コントローラから出力された情報は、送受信素子とアンテナとの間の全角度差に関係し、例えば、第１コントローラを介して送受信素子の方向を制御するために使用することができる。
【００２８】
前述のように、異なるタイプのモータを使用できる。ステッピングモータ（又はハイブリッドステッピングモータ）は、低ＲＰＭで高いトルクを提供し、フルステップ又はマイクロステップで回転することができる。ブラシレスモータは、制御されたトルクを提供できるので、スムーズな動きを実現するが、より高いＲＰＭのために設計されている。ホワイトペーパー：QuickSilver Controls社によるQCI-WP003（http://www.quicksilvercontrols.com/SP/WP/QCI-WP003_ServoControlOfMicrostepMotor.pdf）には、ブラシレスモータなどのステッピングモータの動作が記載されている。これによれば、低ＲＰＭで高いトルクと滑らかな回転が得られるという利点がある。
【００２９】
このように、一実施形態では、電気モータの静止部および回転部の一方は第１数の位相を含み、回転部および静止部の他方は第２数の磁極を含む。第１数に第２数を乗算した値は少なくとも４８である。極と位相の積（第１数と第２数の乗算）は、例えば、１００、２００、３００など、６０を超えているのが好ましい。信号は正弦波であるのが好ましい。モータは、その磁場ベクトルがロータに先行又は遅延するように制御されるトルクモードで動作する。これは、通常のステッピングモータの動作モードとは相違する。
【００３０】
一般に、当業者が理解するように、モータによって提供される回転は、多くの方法で回転すべき素子に伝達される。
【００３１】
回転部と静止部のいずれが回転すべき素子と係合し、素子が回転すべき構造に係合するのかは無関係である。
【００３２】
一実施形態では、車両、船舶又は航空機は、所定軸に沿って延びる第２軸をさらに備え、放射線送受信素子は第２軸に連結される。第１軸（又は静止部）は、第２軸に直接接続されてもよく、歯車を介して第２軸に接続されてもよい。
【００３３】
第１の状況では、第１軸および第２軸は、所定軸に沿って延びてもよく、モノリシック素子であってもよい。また、ハウジングを第２軸に直接固定してもよい。この実施形態の利点は、追加要素が不要であり、重量が最小限に抑えられることである。但し、歯車を設けていないため、低角度ではあるが高精度、高トルクでの回転が望まれる。したがって、ブラシレスモータやそのように動作するモータが好ましい。
【００３４】
第２の状況では、歯車は、第１軸の１回転を第２軸の１回転よりも大きい又は小さい回転に変換できる。歯車は、第１コントローラ、通常、第２コントローラによっても公知であるのが好ましい。歯車には、歯車付き車輪、ベルトなどのような任意の技術を使用できる。中間歯車は、第２軸に対してモータのより汎用的な位置決めを容易にする。これにより、電気モータを同じ軸を中心として回転させる必要はなく、第２軸に対して位置をずらせることができる。この状況では、歯車は、第２軸の回転にかなり小さい角度が望まれる場合であっても、通常はかなり高いＲＰＭで動作する標準的なブラシレスモータを使用することができる。上述のように、第１コントローラは、第２信号に基づいて、位置、方向又は軸に向かって放射線送受信素子を方向付けるためにモータを制御するように構成できる。この状況では、前記第２情報は、車両、船舶又は航空機に対する所定の方向に関するものであるのが好ましく、前記第２コントローラは、所定の座標系のように、車両、船舶又は航空機の位置、方向又は軸に関する第３情報を受信するように構成され、第３情報に基づいて第２信号を生成するのが好ましい。
【００３５】
本発明の第２態様は、第１態様による車両、船舶又は航空機の操作方法であって、
電気モータが放射線送受信素子を所定軸を中心として回転させるステップＩと、
回転／位置決めエンコーダが、静止部に対して回転部の回転又は回転角度に関する第１情報を出力するステップＩＩと、
第１コントローラが、回転／位置決めエンコーダから第１情報を受信し、各位相について第１信号を生成するステップＩＩＩと、
第２コントローラが、回転／位置決めエンコーダからの第１情報と、車両、船舶又は航空機に対する位置、方向又は軸に関する第２情報とを受信し、それに基づいて第２信号を出力するステップＩＶと、を備えるものである。
【００３６】
上述のように、ステップＩは、衛星などの所望の方向又はターゲットに向かって放射線送受信素子の方向を維持するために実行されてもよい。
【００３７】
ステップＩＩは、第１軸の回転を直接検出するエンコーダ、又は、歯車を介して第１軸に接続されるか、第１軸によって回転された素子の回転を検出するエンコーダによって実行されてもよい。
【００３８】
ステップＩＩＩは、第１コントローラにより、所望の回転方向、回転速度又はトルクなど、第１軸の所望の回転を提供する信号を生成するステップであってもよい。当業者であれば、これを得るための電気モータの制御方法が分かる。
【００３９】
一実施形態では、電気モータの静止部と回転部の一方が第１数の位相を備え、回転部と静止部の他方が第２数の磁極を備え、第１数に第２数を乗算した値は少なくとも４８である。上述のように、結果はさらに高くなり、より低いＲＰＭでより高いトルクを容易に得ることができる。
【００４０】
モータは、モータの磁場ベクトルがロータに先行又は遅延するように制御されるトルクモードで動作されるのが好ましい。これは、通常のステッピングモータの動作モードとは相違する。一実施形態では、車両、船舶又は航空機は、さらに前記所定軸に沿って延びる第２軸を備え、第２軸には前記放射線送受信素子が接続され、ステップＩは、例えば、第１軸を介して第２軸を回転させる電気モータを備える。そして、ある状況では、上述のように、電気モータは直接第２軸を回転させ、他の状況では電気モータは歯車を介して第２軸を回転させる。上述のように、モータ又はエンコーダは静止部又は回転部のいずれか一方に設けることができ、これらはいずれも第２軸に係合するモータの一部であってもよい。
【００４１】
一実施形態では、ステップＩは、第１信号を含み、放射線送受信素子を位置、方向又は軸へと方向付ける。第２情報は、車両、船舶又は航空機に関する所定方向に関するものであってもよく、ステップＩＶは、車両、船舶又は航空機の位置、方向又は軸に関する第３情報をも受信し、第３情報の第２信号を基にする第１コントローラを備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】エンコーダ、ナビゲーションブロック、および、制御ボードを備えたモータ制御システムの機能ブロック図である。
【図２】電気モータを放射線送受信素子に接続する様々な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１には、アンテナ５０などの放射線送受信素子を取り付けた船舶８０が示されている。他の実施形態では、船舶を、車両又は航空機などの非定常系に置き換えることができる。放射線送受信素子５０は、車両、船舶又は航空機に対して、所定軸を中心として回転可能となるように取り付けられている。多くの場合、アンテナは２以上の軸を中心として回転可能である。各軸は、同軸又は異なる軸であってもよく、以下、単一軸を中心として回転する場合について説明する。当業者であれば、軸数又は寸法の増加方法が分かるであろう。
【００４４】
電気モータ１０は、所定軸を中心として放射線送受信素子５０を容易に回転させる。電気モータ１０は、固定部及び回転部１２を備える。固定部はハウジング１３（図２参照）を有し、回転部は軸を有する。モータは１以上の位相１６と、１以上の磁石すなわち磁極１１とを有する。本実施形態では、６つの位相１６が固定されたハウジングが図示され、磁石は軸に固定されている。これに代えて、位相は軸（ブラシ付きモータ）に取り付けられてもよく、磁石はハウジングに取り付けられてもよい。
【００４５】
勿論、本実施形態では、６つの位相のみが図示されているが、任意の数の位相を使用できる。位相が多くなるほど、より低いＲＰＭでより高いトルクが可能になる。望ましい数量化は、位相数と磁極数の合計値である。位相×磁極は４８以上であるのが好ましい。現在の好ましいタイプのモータは、一般にステッピングモータとして使用されるものである。そのようなモータは、一般にブラシレスモータとして使用されるモータよりもはるかに多くのステータ又は位相を有し、それらは通常、より良いトルク／重量およびトルク／動力と、より低い作動ＲＰＭとを提供する。
【００４６】
回転／位置決めエンコーダ２０は、第１軸１２に固定され、第１軸１２の回転に関連又は対応する出力を行う。この出力は、静止部に関連する回転角、回転角速度、回転方向などであってもよい。回転／位置決めエンコーダは、いくつかの技術に基づいていてもよい。一実施形態では、回転/位置決めエンコーダは、複数の開口部すなわち穴２４を有するディスク２２を備え、穴２４を介して送信器からディスクの反対側に位置する受信器（図示せず）へと放射線を通過させることができる。別の実施形態では、複数の開口部は、反射素子で置き換えることができ、送信器／受信器は、ディスクの同一側に位置させることもできる。ディスクの異なる半径に複数の開口部を配置することができ、２つの検出器の放射の検出順序から回転方向を推測することができるように角度をずらしてもよい。他のタイプのエンコーダは、誘導性素子又は容量性要素に基づくものである。一般に、エンコーダは、増分、絶対回転数又は角度を決定することができる。回転／位置決めエンコーダ２０は、第１コントローラ１８に対して、超過時間などの第１軸の回転角又は静止部に関する情報を提供する。第１コントローラ１８は、この情報を使用して、モータの各位相１６を駆動する信号を生成する。
【００４７】
電気モータ１０をステッピングモータとして動作させることは、第１軸１２が次の位置に回転するように矩形波又はマイクロステッピング信号を位相１６に送信することを含み、位相の磁場は、位相１６に送信される信号が変化するまで、軸１２を静止状態に維持する。しかし、これはぎこちない動きをもたらす可能性がある。
【００４８】
しかしながら、モータはブラシレスモータとして動作し、個々の位相１６に送信される第１コントローラ１８からの信号が、ロータに先行又は遅延する磁場ベクトルを伴うトルクを生成し、回転角に依存しない制御可能なトルクを生成する。この結果、ステッピングモータを用いた場合よりも第１軸１２の回転が滑らかになる。このように、磁極×位相の数値によっては、１回転当たりの回転数が低いものの、スムーズな制御が可能となる。
【００４９】
モータ１０の動作は、特にトルクモードで使用される連続的な信号形状で動作される場合、エンコーダ２０から得られる角度情報を使用して実行されるのが好ましい。ブラシレスモータとしてモータを動作させる場合、磁極に正しい信号を送信するために、所望のトルクが生成されるような位相１６に対する軸と磁石の間の角度位置が望まれる。但し、ブラシ付きモータを使用しても同様に動作させることができる。
【００５０】
図２には、モータ１０と放射線送受信素子５０との間の異なる接続が図示されている。
【００５１】
左側の図では、静止部は構造体すなわち船舶８０に固定され、アンテナ５０は軸１２によって回転する。
【００５２】
右側の図は逆の場合である。静止部１３がアンテナ５０に固定され、軸１２が回転される。
【００５３】
下側の図では、モータのハウジング１３がアンテナ５０および構造体８０に直接接続されているのに対し、上側の図では、歯車２００を介して回転する。本実施形態では、歯車２００には、ベルト２０６を駆動する２つの車輪２０２及び２０４が設けられ、アンテナ５０が軸受２０８を中心に回転する。上側の図では、アンテナ５０は、軸１２と平行又は平行でない軸２１０を中心として回転する。下側の図では、アンテナ５０は軸１２を中心として回転する。
【００５４】
好ましい実施形態では、モータは、３６０°／ｓまでの、例えば３０°／ｓの最高速度で、積載量１０００ｋｇまでの、例えば１００ｋｇまでを回転できる。
【００５５】
動作中、第１コントローラ１８は、いくつかの理由のうちの１つの理由のために、送受信素子５０の方向を制御できる。ある状況では、送受信素子５０の方向は、所望の経路に沿って所望の方向に走査できる方向であるのが望ましい。別の状況では、送受信素子５０の方向は、船舶の動きには関係なく、所望の方向又は目標（例えば、アンテナ又は衛星など）に向かって維持されるのが望ましい。船舶の移動中、第１コントローラ１８はモータに送信される信号に応じて、送受信素子を所望の方向に維持できるように、回転、転動、縦揺れおよび横揺れできる。この制御は、当技術分野で公知のように、加速度計、信号強度計などのような多くの種類の情報に基づいて行うことができる。
【００５６】
アンテナ又は放射線送受信素子５０が、衛星上に設けた別のアンテナなどの所定の対象物に方向付けられることが望まれる場合、船舶の位置には、例えば、（ＧＰＳ座標などの）固定座標系のほか、船舶の方向又は方位計５２を含むことができる。この結果、船舶と送受信素子５０との間の相対角度は、それに合うように調整できる。
【００５７】
この相対角度は、エンコーダ２０の出力のほか、送受信素子５０が追加の軸を中心として回転することができるならば、他のエンコーダの出力からも得ることができる。したがって、エンコーダ２０の出力も受信し、船舶の位置／船首方位、アンテナ／衛星の位置／ＩＤなど、より多くの情報が送信される第２コントローラ１２０を設けることができる。第２コントローラは、例えば、電気モータ１０に情報を出力したり、船舶に対する放射線送受信素子の所望の相対的な角度や方向に関する情報を出力したり、あるいは、放射線送受信素子が所望のアンテナ又は衛星に向かわせるために、回転されるべき所定軸を中心とする所望の角度を出力したりすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０…電気モータ
１１…磁極
１２…回転部（第１軸、軸）
１３…ハウジング
１６…位相
１８…第１コントローラ
２０…エンコーダ
２２…ディスク
２４…穴
５０…放射線送受信素子（アンテナ）
５２…方位計
８０…船舶（構造体）
１２０…第２コントローラ
２００…歯車
２０２，２０４…車輪
２０６…ベルト
２０８…軸受
２１０…軸
【図１】
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【図２】
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