(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リールであって、第２のコンポーネント（４０）に対して軸線（Ｙ）を中心に回転可能な第１のコンポーネント（３８）と、該第１のコンポーネント（３８）に少なくとも１箇所において固定された少なくとも１つの第１のケーブル（２４）とが設けられており、第１のケーブル（２４）が、第２のコンポーネント（４０）に少なくとも１箇所において固定されており、前記第１のケーブルがらせん状に軸線（Ｙ）を中心に巻成されている形式のものにおいて、
少なくとも１箇所（７６）において第１のコンポーネント（３８）に固定されておりかつ少なくとも１箇所（８０）において第２のコンポーネント（４０）に固定された少なくとも１つの第２のケーブル（２６）が、軸線（Ｙ）を中心にらせん状に巻成されており、かつ該第２のケーブルが、第１の空間（６２）と第２の空間（６０）とを分離する、軸線（Ｙ）に対して垂直な第１のつば状部材（７０）によって第１のケーブル（２４）から分離されており、
第１のつば状部材（７０）が、第２のケーブル（２６）を通過させるための孔（７１）を有しており、第２のコンポーネント（４０）に固定されていることを特徴とする、リール。
【請求項２】
第１のケーブル（２４）が、軸線方向で第２のつば状部材（７２）と第１のつば状部材（７０）とによって仕切られた第１の空間（６２）に収容されている、請求項１記載のリール。
【請求項３】
第２のケーブル（２６）が、軸線方向で第１のつば状部材（７０）と第１のコンポーネント（３８）とによって仕切られた第２の空間（６０）に収容されている、請求項２記載のリール。
【請求項４】
第１の空間（６２）と第２の空間（６０）とが半径方向で、一方では第１のコンポーネント（３８）によって、他方では第２のコンポーネント（４０）によって仕切られている、請求項３記載のリール。
【請求項５】
第３のケーブル（３４）が、軸線方向で第２のつば状部材（７２）と第２のコンポーネント（４０）とによって仕切られた第３の空間（５５）に収容されており、前記第３のケーブル（３４）が、少なくとも１箇所（８５）において第１のコンポーネント（３８）に固定されており、かつ少なくとも１箇所（８６）において第２のコンポーネント（４０）に固定されている、請求項２から４までのいずれか１項記載のリール。
【請求項６】
第３の空間（５５）が半径方向で、一方では、第２のつば状部材（７２）から延びた壁部（６６）によって、他方では、第２のコンポーネント（４０）によって仕切られている、請求項５記載のリール。
【請求項７】
第２のつば状部材（７２）が、第２のコンポーネント（４０）に固定されている、請求項６記載のリール。
【請求項８】
電磁波通信のための装置であって、プリンス（１１）に機械的及び電気的に接続された少なくとも１つの送信機／受信機アセンブリ（１０）が設けられている形式のものにおいて、請求項１から７までのいずれか１項記載のリールが設けられていることを特徴とする、電磁波通信のための装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルリール、及びこのようなリールが装備された電磁波通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球基準システムにおいて可動な衛星と、電磁信号に基づいて通信するための装置（例えばアンテナ）は、概して、相対的に回転移動可能な少なくとも１つの第１のコンポーネントと少なくとも１つの第２のコンポーネントとを有している（ピボット結合）。このピボット結合において、様々なケーブルによって搬送される電気信号（情報の送信、供給又は命令信号）の連続性を保証する必要がある。
【０００３】
このような連続性を保証するための慣用の解決手段は、回転接点を使用している。しかしながら、この解決手段は、コストが高く、動作信頼性に関して比較的不確実であることが分かっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、コストが低く、動作信頼性のよい、電気信号の連続性を保証する手段を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これらの欠点を克服するために、本発明は、第２のコンポーネントに対して軸線を中心に回転可能な第１のコンポーネントと、第１のコンポーネントに少なくとも１箇所において固定された少なくとも１つの第１のケーブルとが設けられており、この場合、第１のケーブルが第２のコンポーネントに少なくとも１箇所で固定されており、第１のケーブルが軸線を中心にらせん状に巻成されているようなリールを提供する。
【０００６】
第１のケーブルは一方向での情報の伝送を保証する；情報を反対方向に伝送することを可能にするために、リールは少なくとも１つの第２のケーブルを有しており、この第２のケーブルは、軸線を中心にしてらせん状に巻成されておりかつ第１のケーブルから、軸線に対して垂直な第１のつば状部材によって分離させられている。
【０００７】
また、第１のつば状部材が、第２のケーブルを通過させ、第２のコンポーネントに固定させるための孔を有することが提案されている。これにより、第２のコンポーネントは、第２のケーブルのためのガイドを、第１及び第２のケーブルによって形成されたらせんの（軸線に沿った）高さにおいて形成する必要がない。システムの寸法が一定であるので、らせんの外側の半径と内側の半径との比を増大させることができ、ひいては、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの相対的回転の可能性を増大する。
【０００８】
第１のケーブルは、第２のつば状部材と第１のつば状部材とによって軸線方向で制限された第１の空間に収容されている。第２のケーブルは、第１のつば状部材と第１のコンポーネントとによって軸線方向で制限された第２の空間に収容されている。第３のケーブルは、第２のつば状部材と第２のコンポーネントとによって軸線方向で制限された第３の空間に収容されている。
【０００９】
第１の空間及び第２の空間は、半径方向で、一方では第１のコンポーネントによって仕切られており、他方では第２のコンポーネントによって仕切られている。第３の空間は、半径方向で、一方では第２のつば状部材から延びた壁部によって仕切られており、他方では第２のコンポーネントによって仕切られている。第２のつば状部材は第２のコンポーネントに固定されている。
【００１０】
本発明は、プリンスに機械的及び電気的に接続された少なくとも１つの送信機／受信機アセンブリと、このようなリールとが設けられた電磁波通信のための装置をも提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面につきさらに詳しく説明する。
【００１２】
衛星から送信される電磁信号を受信するために及びこの同じタイプの信号を衛星に向けて送信するために、ルネベルグレンズの原理に基づき設計された図１に示されたアンテナ２は、主として誘電性材料から成る球体４と、受信機６と、送信機８とを有している。
【００１３】
欧州特許第０５５５２６２号明細書に記載されているように、球体４は、焦点Ｆにおいて平面波入射を分極し、焦点Ｆは、球体４の外側に位置し、ひいてはここには受信機６が配置される。同様に、焦点Ｆに配置された点放射源（例えば送信機）によって球体４の方向に送信される波は、平面波を生ぜしめる。焦点Ｆは、入射又は伝送される平面波の方向に関して可変である。
【００１４】
衛星送信に関して、信号を搬送する電磁波は平面波であると考えられ、電磁波の方向は、アンテナを衛星に接続する直線である。
【００１５】
アンテナ２は、より具体的には、低高度衛星との通信のためのものであり、この衛星の軌道は静止衛星の高度よりも低い。このような衛星は、地球基準システムにおいて可動である。したがって、入射及び伝送される平面波の方向は可変である。受信機６及び送信機８は可動であり、これにより、いかなる時点においても、入射波の方向に割り当てられた焦点Ｆに位置決めされる。
【００１６】
さらに、これらの衛星が地球基準システムにおいて移動するということは、衛星は、例えば地平線の下方を通過することにより見えなくなる可能性があるということである。したがって、全て同じ信号を送信する複数の衛星の配列を使用することが提案されている。アンテナ２には、互いに引き継ぐ２つの送信機／受信機アセンブリ１０が装備されており、これにより、連続的な受信信号を獲得し、常に衛星配列に向かって発信することができる。
【００１７】
２つの送信機／受信機アセンブリ１０は、以下のエレメントから成る複雑な機械的システムに取り付けられている：
−地球基準システムに固定されたプリンス１１
−有利には（必須ではない）鉛直方向軸線Ｙ０を中心にしてプリンス１１に対して回転可能な基部１２
−２つのショルダアーム１４であって、各ショルダアームは、個々の軸線Ｙ１を中心に回転するように基部の一部に取り付けられている
−２つのエルボアーム１６であって、各エルボアームは、個々の軸線Ｙ２を中心に回転するように個々のショルダアーム１４に取り付けられている。
【００１８】
各送信機／受信機アセンブリ１０は個々のエルボアーム１６に取り付けられている。
【００１９】
図１には、図面を見やすくするために１つのショルダアーム１４と１つのエルボアーム１６とのみが示されている。
【００２０】
プリンス１１に対する基部１２の回転位置と、基部１２に対する各ショルダアーム１４の回転位置と、関連したショルダアーム１４に対する各エルボアーム１６の回転位置とは、各回転軸に取り付けられた多くのモータ１８，２０，２２によって可変である。より具体的には、モータ１８は基部１２を回転させ、各モータ２０は対応するショルダアーム１４を基部１２に対して回転させ、各モータ２２はエルボアーム１６を、該エルボアームが取り付けられたショルダアーム１４に対して回転させる。
【００２１】
１つの機械的エレメント１２，１４，１６を別のエレメントに対して回転するように接続することができるコンポーネントの全ては、ジョイントと呼ばれる。
【００２２】
モータ１８，２０，２２は、電子制御回路（図示せず）によって制御され、この電子制御回路は、２つの送信機／受信機システム１０がそれぞれ衛星配列の受信方向に割り当てられた焦点Ｆに配置されるように、様々なエレメントを移動させる。
【００２３】
プリンス１１は、電源と、電子制御回路と、送受信される信号を処理するための回路とを有している。以下の電気的接続が、プリンス１１と送信機／受信機アセンブリ１０との間に形成される：
−第１の同軸ケーブルとしての、受信された信号（高周波信号）の伝送のためのケーブル２４
−第２の同軸ケーブルとしての、送信したい信号（高周波信号）を伝送するためのケーブル２６
−送信機８の増幅器の電源の伝送のためのケーブル２８
−モータ１８，２０，２２への電気的供給のためのケーブル３０
−モータ１８，２０，２２の制御のための情報を伝送するためのケーブル３２であって、前記情報は電子制御回路によって発生される（低周波信号）。
【００２４】
供給ケーブルと制御ケーブルとは、平らなシート状のケーブル（第３のケーブル）３４（ＦＦＣすなわちFlexible Flat Cable）において結合されている。
【００２５】
様々な機械的エレメント（基部１２、ショルダアーム１４，エルボアーム１６）を相対的に回転させるにも拘わらず、様々なケーブル２４，２６の電気的連続性を保証するために、ケーブルリール３６が各ジョイントに設けられている。
【００２６】
リール３６を以下に図２、図３ａ、図３ｂ、図４を参照しながら説明する。リールはそれぞれ、基部１２／ショルダアーム１４のジョイント又はショルダアーム１４／エルボアーム１６のジョイントに関するものであり、これらのジョイントに関するリール３６は同じ原理で製作されることが分かる。この観点から、"下部アーム３８"という用語は、ジョイントの２つのアームのうち、機械的にプリンス１１（基部１２又はショルダアーム１４）に最も近いアームを示し、"上部アーム"は、最も離れたアーム（ショルダアーム１４又はエルボアーム１６それぞれ）を示す。
【００２７】
さらに、プリンス１１と基部１２との間のジョイントを同じ技術によって製作することができる。
【００２８】
下部アーム（第１のコンポーネント）３８と上部アーム（第２のコンポーネント）４０との間のジョイントは、主として、上部アーム４０に固定された軸４２から成っている。軸４２は、上部アーム４０に中心部４１の領域において取り付けられており、中心部４１は、上部アーム４０の下面７４（すなわち下部アーム３８に面した面）から延びている。軸４０は、モータ４４によって回転駆動される（したがって、モータ４４は、ジョイントに応じてモータ２０又はモータ２２である）。モータ４４は下部アーム３８に固定されている。
【００２９】
より具体的には、モータ４４は下部アーム３８の下面４６（すなわち上部アーム４０とは反対側の面）に取り付けられている；回転軸４２は、耐摩擦リング４８が介在させられながら下部アーム３８を貫通し、次いで上部アーム４０を貫通している。回転軸４２は、回転軸４２の上端に取り付けられかつ上部アーム４０の上面５２（すなわち下部アーム３８に面していない面）に当て付けられたナット５０によって上部アーム４０に締め付けられている。
【００３０】
以下の説明において、"半径方向"及び"軸方向"という用語は、回転軸４２の軸線Ｙに関するものであると理解される。"下部"及び"下方"という用語は、軸線Ｙの方向に関して、上部アーム４０から下部アーム３８へ向かう方向を意味する。"上部"及び"上方"という用語は、軸線Ｙの方向に関して、下部アーム３８から上部アーム４０へ向かう方向を意味する。
【００３１】
リール３６は、半径方向で、軸線Ｙの小さな直径の円筒状壁部５６と軸線Ｙの大きな直径の円筒状壁部５８とによって仕切られた環状の下部収容部５４を有している。下部収容部５４は、第２の同軸ケーブル２６を収容する下部空間（第２の空間）６０と、第１の同軸ケーブル２４を収容する中間空間（第１の空間）６２とを有している。
【００３２】
より具体的には、下部収容部５４は、軸方向で、軸線Ｙに対して垂直な、下部アーム３８の上面によって形成された下部壁６８によって仕切られている。円筒状の壁部５６，５８は同様に下部アーム３８に一体的に形成される。
【００３３】
下部空間６０及び中間空間６２はそれぞれ同軸ケーブル２４，２６の直径よりも僅かに、例えば０．２ｍｍだけ大きな（軸線Ｙに対して平行な）高さを有している。各空間６０，６２には、同軸ケーブル２４，２６がらせん状に軸線Ｙを中心にして単一の厚さで巻成されており、これにより、同心的な巻きを形成しており、この巻きの半径はケーブル２４，２６に沿って変化する。
【００３４】
リール３６は、軸線Ｙの小さな直径の円筒状壁部６４と軸線Ｙの大きな直径の円筒状壁部６６とによって仕切られた環状の上部収容部５５をも有している。上部収容部５５は、平らなシート状ケーブル３４を収容する上部空間（第３の空間）を規定している。上部空間５５の高さは、平らなシート状ケーブル３４の幅に対応する。平らなケーブル３４は、らせん状に軸線Ｙを中心に巻成されており、平らなケーブル３４の幅は、軸線Ｙに対して平行に延びている。
【００３５】
耐摩擦リング４８は、上端に環状のウイング４９を有しており、このウイング４９は、耐摩擦リングが軸線方向で下部アーム３８と上部アーム４０との間に保持されることを可能にする。より具体的には、ウイング４９の上面は、軸線方向で中心部の面４１に当て付けられており、ウイング４９の下面は、軸線方向で下部収容部５４の小さな直径の円筒状壁部５６に当て付けられている。
【００３６】
下部空間６０と中間空間６２との間の分離は、ほぼ環状の第１のつば状部材７０によって形成されており、このつば状部材７０は、軸線Ｙに対して垂直に配置されており、上部アーム４０に対して回転不能に固定されている。中間空間６２と上部空間５５との間の分離は、ほぼ環状の第２のつば状部材７２によって形成されており、このつば状部材７２は、軸線Ｙに対して垂直に配置されており、下部アーム３８に対して回転不能に固定されている。
【００３７】
下部空間６０と中間空間６２とは、半径方向で、一方では下部収容部５４の大きな直径の円筒状壁部５８によって、他方では上部アーム４０の中心部４１の端部において形成されたカラー５７によって仕切られている。カラー５７は、軸線Ｙの円筒状スロープを有している。カラー５７は、下部収容部５４の小さな直径の円筒状壁部の半径よりも大きな半径を有しているが、中心部４１の外側の半径よりも小さな半径を有している。
【００３８】
第２のつば状部材７２を形成したコンポーネントは、上部収容部５５の大きな直径の円筒状壁部６６をも有している。上部収容部５５の上側壁部は、上部アーム４０の下面７４の一部によって形成されている。上部収容部５５の小さな直径の円筒状壁部６４は、中心部４１の外面によって形成されている。
【００３９】
各同軸ケーブル２４，２６は、下部収容部５４の大きな直径の円筒状壁部５８に設けられた穴７６から個々の空間６２，６０に突入している。各同軸ケーブル２４，２６は、穴７６において固定されている。したがって、下部収容部５４の外側の（すなわち下部空間６０及び中間空間６２の外側の）、下部アーム３８と同じレベルの各同軸ケーブル２４，２６の部分は、下部アーム３８に対して固定されている。
【００４０】
さらに、各同軸ケーブル２４，２６は、上部アーム４０（ひいては上部空間５５）を、軸線Ｙに対して平行に中心部４１に形成された個々の通路７８，８０において貫通している。各同軸ケーブル２４，２６は、下部収容部５４及び通路７８，８０の外側の、上部アーム４０と同じレベルの各同軸ケーブル２４，２６の部分が上部アーム４０に対して固定されるように、個々の通路７８，８０に対して固定されている。
【００４１】
より具体的には、下部空間６０に設けられた第２のケーブル２６は孔７１において第１のつば状部材７０を貫通しており、通路８０を通って、中間空間６２と上部アーム４０とを貫通している。したがって、上に説明したように、第１のつば状部材７０が上部アーム４０に固定される必要があることが理解される。
【００４２】
各同軸ケーブル２４，２６に対して、空間６２，６０に配置されたケーブルの部分の２つの端部はしたがって、一方の端部は下部アーム３８に対して、他方の端部は上部アーム４０に対して固定されている。１つのアームが他方のアームに対して回転する場合、ケーブル２４，２６の各点における半径は機械的に調節され、各端部８２，８４の間の角距離は、空間６２，６０に位置するケーブル２４，２６の長さ（この長さは一定である）に対応する。例えば図３ａ及び図３ｂはそれぞれ同軸ケーブル２４を、上部アーム４０が下部アーム３８に対して１回転だけ回転させたことによる２つの異なる配置で示している。
【００４３】
実行されることができることになっている、１つのアームを他方のアームに対して回転させる回数に応じて、空間６２，６０が、確実に生じることができる半径の変化を全て許容するように、空間６２，６０の半径方向寸法が決定される。
【００４４】
例えば、空間の内側半径と外側半径との比は、１回転させることができるためには４．３であり、３回転させることができるためには６．３である。
【００４５】
上部アーム４０に固定されたつば状部材７０に第２の同軸ケーブル２６を貫通させるために孔７１を使用することにより、通路８０（及びひいては中心部４１）を下部収容部５４の領域にまで軸線Ｙに沿って延長させることを回避することができる。したがって、下部空間及び中間空間を半径方向で仕切っているカラー５７を、中心部４１の半径よりも小さな半径を備えるように形成することができる。与えられた外側半径（大きな直径の壁部の半径が決定されている）の場合、内側半径と外側半径との比が改良され、これにより、可能な回転角度を増大させることができる。
【００４６】
平らなシート状ケーブル３４は、上部空間５５の大きな直径の壁部６６を穴８５において貫通しており、上部アーム４０をスロット８６を介して貫通しており、このスロット８６においてケーブル３４は固定されている。前述のように、平らなシート状のケーブル３４の幅（すなわち、ケーブルの寸法であって、この寸法に従って様々なケーブル２８，３０，３２が整合させられる）は、リール３６の軸線Ｙに対して平行に延びている。
【００４７】
平らなシート状のケーブル３４は、らせん状に軸線Ｙを中心に巻成されている。上部空間５５に位置した、平らなシート状のケーブル３４の部分の２つの端部は、固定されており（一方の端部は穴８５において、ひいては下部アーム３８に固定された第２のつば状部材７２に対して；他方の端部はスロット８６において、ひいては上部アーム４０に対して）、一方のアームが他方のアームに対して回転する場合における平らなシート状のケーブル３４の動作は、同軸ケーブル２４，２６に関して前述した動作と同様である。
【００４８】
平らなシート状のケーブル２４を形成したケーブル全てが送信機／受信機アセンブリ１０において終わっているわけではない。なぜならば、幾つかのケーブルは、モータを支持しているアームの領域において終わっているからである。モータはこれらを制御又は供給する。したがって、平らなシート状ケーブル３４を形成するケーブルの数は、上部空間５５全体において等しいわけではない。
【００４９】
【発明の効果】
今説明したリール３６は、下部アーム３８／上部アーム４０のジョイントにおいて特に信頼できる電気接続を合理的なコストで形成することができる。なぜならば、特に、この解決手段があらゆる連結（link-up）を使用する必要がないからである。なぜならば、ケーブル２４，２６，３４、特に同軸ケーブル２４，２６は、ジョイントを貫通する場合に中断されないからである。
【００５０】
これに対して、リール３６を形成するコンポーネントの数は、特に下部空間５４と上部空間５５との大きな直径の壁部５８，６６と、カラー５７とがそれぞれ、下部アーム３８と、第２のつば状部材７２と、中心部４１とに形成されることにより、最少限に減じられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるアンテナを示す概略図である。
【図２】  本発明によるリールが設けられた、図１のアンテナのジョイントを詳細に示す図である。
【図３】  下部アーム及び上部アームの２つの相対的位置に関する図２のジョイントを示す分解図である。
【図４】  図２のジョイントを示す別の分解図である。
【符号の説明】
２  アンテナ、  ４  球体、  ６  受信機、  ８  送信機、  １０  送信機／受信機アセンブリ、  １１  プリンス、  １２  基部、  １４  ショルダアーム、  １６  エルボアーム、  １８，２０，２２  モータ、  ２４，２６，２８，３０，３２  ケーブル、  ３４  平らなシート状ケーブル、  ３６  ケーブルリール、  ３８  下部アーム、  ４０  上部アーム、  ４１  中心部、  ４２  軸、  ４４  モータ、  ４６  下面、  ４８  耐摩擦リング、  ５０  ナット、  ５２  上面、  ５４  収容部、  ５６，５８  壁部、  ６０  下部空間、  ６２  中間空間、  ６４，６６  壁部、  ６８  下側壁部、  ７０  第１のつば状部材、  ７２  第２のつば状部材、  ７４  下面、  ７６  穴、  ７８，８０  ダクト、  ８２，８４  端部、  ８５  穴、  ８６  スロット
【図１】
0004518354.tif 000002
【図２】
0004518354.tif 000003
【図３】
0004518354.tif 000004
【図４】
0004518354.tif 000005