(57)【要約】      （修正有）【課題】電波測定環境内の測定空間において電波攪乱を起こさずに、アンテナ或いは電界センサを迅速、且つ正確に移動させて自動測定を行うことができるステッピングエアモータ式直線移動型移動装置。【解決手段】ステッピングリニアエアモータは、固定部材支持体２に支持された固定部材１と、固定部材に案内されて移動する可動部材３とからなり、固定部材１は両側部に可動部材案内用の案内凹溝６を有し、上部と下部に対称的な歯型を配設したラックギア４を有しており、可動部材３は内部が空洞で、空洞の上部と下部に固定部材１に設けたラックギア４の歯型と平行しかつ、ピッチの異る任意数の伸縮チューブ８を有し、空洞の両側部には固定部材１側の案内凹溝６に沿って摺動する突条７を有しており、伸縮チューブ８は給排気パイプ９を介し空圧パルス源に接続し、順次空圧パルスを伸縮チューブに送り、可動部材を間欠的に移動させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材支持体に支持された固定部材と、
固定部材に案内されて直線方向に移動する可動部材とからなり、
前記固定部材はその長手方向両側部に前記可動部材を案内する案内凹溝を、長手方向の上部と下部には対称的な歯型を有するラックギアを有し、
前記可動部材は内部が空洞で、該空洞の長手方向上部と下部に前記固定部材に設けたラックギアの歯型と平行し、前記ラックギアの歯型のピッチと異るピッチで配設された任意の数の伸縮チューブを有し、空洞の長手方向両側部には前記固定部材側の案内凹溝に沿って摺動する相対向する突条を有しており、
前記伸縮チューブは給排気パイプを介し空圧パルス源に接続され、これら伸縮チューブに順次空圧パルスを送ることにより伸縮チューブを内蔵した可動部材を移動させるようにした
ステッピングリニアエアモータ。
【請求項２】
前記固定部材、可動部材及び固定部材支持体は発泡樹脂（発泡ポリスチロール）を原材料として加工されたものである請求項１記載のステッピングリニアエアモータ。
【請求項３】
前記固定部材に設けたラックギア及び案内凹溝の表面にテフロンシート等の低摩擦の円滑シートを貼付けた請求項１記載のステッピングリニアエアモータ。
【請求項４】
前記伸縮チューブはゴム又は樹脂製で、その長さが前記ラックギアの歯型の幅と略等しく、前記空圧パルス源からの空圧パルス供給時に偏平状態から筒状に膨脹するようにした請求項１記載のステッピングリニアエアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングエアモータ、特に直線方向に移動するステッピングリニアエアモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電波を出す或いは電波を受ける電子機器は、オープンテストサイト、電波暗室、電波暗箱或いは伝送線路セル（ＧＴＥＭセル：ＧＩＧＡ  ＨＥＬＴＺ  ＴＲＡＮＳＶＥＲＳＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＷＡＶＥ  ＣＥＬＬ）のうちの何れかの電波測定環境で測定することになっている。尚電波の測定では必ず測定環境の精度が問題になる、特に測定に要する空間の定在波或いは電界強度均一性が問題になる。
【０００３】
電波暗箱やＧＴＥＭセル等の性能の評価は、供試機（被測定物）の置かれる測定空間をアンテナ或いは電界センサを用いて前後、左右及び上下移動させながら空間の定在波或いは電界強度均一性を測定する必要がある。従来は、測定空間の電界をできるだけ乱さないように、センサの支持冶具として電波攪乱の小さい発泡ポリスチロールの支柱を使用しているが、手動で移動させながら測定していたために多大な測定時間を費やし、位置精度も悪かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測定空間（たとえば前記ＧＴＥＭセル）内でアンテナを移動するに当たり、これを移動させる装置（直線ポジショナー）は、電波に対する影響が極めて少なく、位置精度が高く、且つスムーズに動作することが要求される。
【０００５】
そこで本発明は、直線ポジショナーを構成する材料には電波撹乱の少ない物を用い、駆動源には空気圧（空圧パルス）を使い、電波測定への影響が極めて少ない、アンテナ或いはプローブを移動させる為の装置（直線ポジショナー）を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
固定部材支持体に支持された固定部材と、
固定部材に案内されて直線方向に移動する可動部材とからなり、
前記固定部材はその長手方向両側部に前記可動部材を案内する案内凹溝を、長手方向の上部と下部には対称的な歯型を有するラックギアを有し、
前記可動部材は内部が空洞で、該空洞の長手方向上部と下部に前記固定部材に設けたラックギアの歯型と平行し、前記ラックギアの歯型のピッチと異るピッチで配設された任意の数の伸縮チューブを有し、空洞の長手方向両側部には前記固定部材側の案内凹溝に沿って摺動する相対向する突条を有しており、
前記伸縮チューブは給排気パイプを介し空圧パルス源に接続され、これら伸縮チューブに順次空圧パルスを送ることにより伸縮チューブを内蔵した可動部材を移動させるようにした。
そして、前記固定部材、可動部材及び固定部材支持体は発砲ポリスチロールを原材料として加工されたものである。
また、前記固定部材に設けたラックギア及び案内凹溝の表面にテフロンシート等の低摩擦の円滑シートを貼付けてスムーズに移動できるようにしている。
さらに、前記伸縮チューブはゴム又は樹脂製で、その長さが前記ラックギアの歯型の幅と略等しく、前記空圧パルス源からの空圧パルス供給時に偏平状態から筒状に膨脹するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
電波に対して極めて影響が少ない発泡ポリスチロール材を原材料として固定部材、可動部材等を構成したので高周波、特に超短波、マイクロ波周波数帯での電波測定をするのに最適である。
【０００８】
電波攪乱が少なく、測定空間内の定在波、電界強度均一性を高精度に測定でき、更に測定時間を従来の方法に比べて約１／１０以下に短縮することができる。
【０００９】
このような材料で形成された固定部材側にラックギアを又可動部材側に偏平状態と膨張状態に変化しうる任意数の伸縮チューブを配設し、伸縮チューブに空圧パルス源より端から順次空圧パルスを送ることによって、ステッピングモーションを可能にしたので、極力電波に影響を与えない移動装置（直線ポジショナー）を得ることが可能となった。
【００１０】
さらに固定部材のラックギア歯面及び案内面にテフロンシート等の低摩擦の円滑シートを貼付けたので、さらにスムーズにステッピングモーションが可能となり、小動力源であるにもかかわらず大きなトルクを得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本出願人は先に携帯型のアンテナ一体型無線装置において、通常想定されるあらゆる使用中の姿勢に対して性能評価をすることが可能なポジショナーを提供した（特願２００２−３５１０９３号）。
【００１２】
これは運用周波数が超短波、マイクロ波周波数帯以上のアンテナ一体型無線装置等供試機の放射電力などの指向性を測定する為のポジショナーであって、このポジショナーは発泡ポリスチロール材を以て構成され、ポジショナー内に収納された供試機を３軸方向に回転可能である。そしてこの３軸方向の回転は供試機収納筒の自転と、供試機収納筒の仰角方向の回転と、供試機収納筒の方位角方向の回転が可能である。
【００１３】
このようなポジショナーはたとえば本出願人が製作販売するＧＴＥＭセルに装着し、アンテナ一体型無線装置の性能評価はもちろん、不要輻射ノイズ測定や耐放射電磁界試験（ＥＭＣ試験）や、アンテナ・電界センサのキャリブレーション等に使用する。
【００１４】
本発明は前記ポジショナーでの性能評価に当り、これをセットする電波測定環境の性能を評価するとき、ポジショナーと同様に電波に対して極力影響を与えない移動装置を提供するものである。
【００１５】
以下図に基いて説明する。
本発明のステッピングリニアエアモータは真直ぐな直線状の固定部材１と、固定部材の長手方向両端を支持する固定部材支持体２と、前記固定部材１に沿ってリニアに移動する可動部材３とからなっている。
【００１６】
これら固定部材１、固定部材支持体２及び可動部材３はすべて発泡ポリスチロール製である。
【００１７】
固定部材１は図２に示すごとく、その長手方向上面と下面に平行に配設されたラックギア４を有し、このラックギアの歯面は上下対称に設けられている。即ち歯形の山と谷は全く上下対称位置に設けられている。
【００１８】
ラックギア３の歯面は後述する可動部材３側に設けた伸縮チューブ８との摩擦を減らし、滑りを良くするため例えば０.１mm厚のテフロンシート等の電波測定に影響を与えない低摩擦の円滑シート材５を貼付けてある。そして、各歯面は特に限定しないが、滑らかな凹凸面に形成され、前記円滑シート材５と相俟って可動部材３の移動をスムーズに行うことができるよう構成している。
【００１９】
前記固定部材、固定部材支持材、可動部材等はすべて発泡ポリスチロールを原料とし、これを精密加工例えば熱線加工装置で切削加工する。
【００２０】
固定部材１は両側面に案内凹溝６を有し、この案内凹溝６は可動部材１内に対向して設けた突条７を案内するためのものであって、滑りを良くするため、円滑シート材５例えばテフロンシートを貼りつけてある。
【００２１】
このようにラックギア４の歯面や固定部材１の案内凹溝６の案内面を滑り易くしたので、摩擦ロスが少なく、動きがスムーズとなり、結果として伝達トルクを大きくすることができる。
【００２２】
可動部材３の内部は空洞であって、この空洞内の長手方向両側には前記固定部材の案内凹溝６に沿って摺動する相対向して設けられた突条７を有し、空洞内の長手方向上部と下部には空圧パルスで伸縮する伸縮チューブ８が、上下対称位置にラックギアの歯型と平行して任意の数（図１の例では上下５個づつ）設けられている。これら任意の数の伸縮チューブ８は空圧パルスを送ると偏平状態から瞬時に筒状に膨張する。これが膨脹すると、これと対向するラックギアの歯面に当り、その反力で可動部材３は間欠的なステッッピングモーションをする（図３・ｄ参照）。
【００２３】
空圧パルスにより膨張して駆動力を発生している伸縮チューブ以外のチューブからは速く空圧を抜く必要がある為に真空ポンプの負圧を利用して強制排気している。
【００２４】
尚図１で明らかなように、ラックギアの歯形のピッチと伸縮チューブの並びのピッチは同一ではない。即ち図１で点線で示したようにラックギアの歯と伸縮チューブは少しずつズレて配置されている。図１の例ではラックギアの歯のピッチに対して伸縮チューブの並びのピッチの方が広くなっている、この様な位置関係にして伸縮チューブに順次空圧パルスを送ると、固定側のラックギアに対し伸縮チューブを内蔵した可動部材が移動する。ラックギアの歯のピッチに対して伸縮チューブの並びのピッチは、図１の場合と反対に、これを狭くしても同じ様に動作する。
【００２５】
図３で、図３・ａは伸縮チューブ８が空圧パルスが引いて収縮して偏平となった状態、図３・ｂは空圧パルスが送られて伸縮チューブ８が筒状に膨張した状態を示す。伸縮チューブ８はゴム又は樹脂製で、上下の対称位置にある伸縮チューブは同一の空圧パルス源に給排気パイプ９で接続され、給排気パイプ９の端末は封止装置１０で閉じられている。なお１１は上下の伸縮チューブ８を継ぐ給排気パイプのジョイントである。
【００２６】
前述したごとく、伸縮チューブ８が空圧パルスを受けて膨張すると、図３・ｄの如くその後方に位置する歯面４に当る。すると、固定部材に設けたラックギア４の歯面の反力で前進方向の力を受け、可動部材３が前進する。
【００２７】
図１にさかのぼって、１２は可動部材３上に載置された供試機である。そして、図１では伸縮チューブ８が５個配設されているが、これら１〜５の伸縮チューブ８に図１の下部に示したごとく、空圧パルスを伸縮チューブの１番目から同じく伸縮チューブの５番目の方向に向って空圧パルスを順次注入すると、供試機１２は可動部材３と共に矢印ａ方向に移動する。反対に、注入順番を伸縮チューブ５→１の方向に注入すると可動部材３と共に、供試機１２は矢印ｂ方向に送られる。
【００２８】
図１を参照してステッピングリニアモータにおける供試機１２の矢印ａ方向への移動態様について説明する。
１）図１の１番目の位置にある伸縮チューブ８に給排気管９から空圧パルスを送る。１番目の位置にある伸縮チューブが空圧パルスで瞬時に偏平状態から筒状に膨張し、膨張した伸縮チューブがラックギアの歯面を押圧する。すると伸縮チューブの受ける反力で可動部材１は少し移動したのち、その位置に一旦停止する。
２）次に２番目の位置にある伸縮チューブに空圧パルスを供給すると、１番目の位置の伸縮チューブの収縮による停止は解かれ、２番目の位置の伸縮チューブの膨張によって同様にラックギア４の歯面に当り、ａ方向の反力で少し進行し、その位置で可動部材３は停止する。
３）同様にして、３番目の位置の伸縮チューブ８への空圧パルスが供給され、可動部材３は又少し移動し停止する。
４）同様にして、４番目の位置の伸縮チューブ８が膨張し可動部材３が少し移動し停止する。
５）さらに、５番目の位置の伸縮チューブ８への空圧パルスが供給され、少し移動して停止する。
６）かくして、１番目から５番目の伸縮チューブ８への空圧パルスの供給が繰り返されると、再び１番目の伸縮チューブ８への供給となり、順次繰り返されて可動部材はステッピング動作をする。
【００２９】
なお、以上の説明では、可動部材３の水平横移動について説明したが、支持体２を立てたり、斜めにすれば、縦移動や斜め移動も可能である。
【００３０】
又逆に可動部材３を固定し、固定部材１を可動とすることもでき、ラックギア４の長さも任意で制限はなく、設備の大小に関係なく利用することができる。
【００３１】
極端な例であるが、直線移動のみでなく、固定部材のラックギアをリング状にあるいは湾曲させて形成すれば、それに従った可動部材の移動も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ステッピングリニアエアモータの側面図。
【図２】可動部材と固定部材の詳細斜視図。
【図３】可動部材の断面図で、（ａ）は伸縮チューブの収縮時、（ｂ）は同じく膨張時、（ｃ）は伸縮チューブの収縮時のラックギアの歯型と伸縮チューブとの関係を、又（ｄ）は伸縮チューブの膨張時のラックギアの歯型と伸縮チューブとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  固定部材                        ２  固定部材支持材
３  可動部材                        ４  ラックギア
５  円滑シート                      ６  案内凹溝
７  突条                            ８  伸縮チューブ
９  給排気パイプ                    10  封止装置
11  ジョイント                      12  供試機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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