回転駆動装置および電波レンズアンテナ装置
【課題】 小型化と動作精度の向上との両立を図ることが可能な回転駆動装置および電波レンズアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】 それぞれが出力端を有しており、かつ互いに独立に軸回転する外筒軸５および内筒軸４を備えており、外筒軸５の出力端の回転駆動力を駆動源として一対のルネベルグレンズ２１を駆動するとともに、外筒軸５および内筒軸４の出力端の回転数差によって生じる回転駆動力によって一対のフィード２２を駆動する
【解決手段】 それぞれが出力端を有しており、かつ互いに独立に軸回転する外筒軸５および内筒軸４を備えており、外筒軸５の出力端の回転駆動力を駆動源として一対のルネベルグレンズ２１を駆動するとともに、外筒軸５および内筒軸４の出力端の回転数差によって生じる回転駆動力によって一対のフィード２２を駆動する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばレーダー装置に用いられるものであって、被駆動体に独立して２軸の動作をさせうる回転駆動装置、およびその回転駆動装置を備える電波レンズアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば気象観測において、マイクロ波などの高周波電波を対象物に向けて送信し、この対象物からの反射波を受信することにより、上記対象物の大きさや形状、距離、移動速度などの検知が行われている。このような検知を行う手段として、電波レンズと放射器を用いたレーダー装置が提案されている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
図８は、従来のレーダー装置の一例を示している。同図に示されたレーダー装置Ｘは、レドーム９１ａに収納された一対のルネベルグレンズ９２ａおよび一対のフィード９２ｂを備えている。一対のルネベルグレンズ９２ａは、エレベーション軸Ｏｘに沿って並べられている。一対のルネベルグレンズ９２ａおよび一対のフィード９２ｂは、レドーム９１ａとともに、アジマス軸Ｏｙ周りに回転可能とされている。レドーム９１ａは、モータ室９１ｂに支持されている。モータ室９１ｂには、モータＭ１が収容されている。モータＭ１は、レドーム９１ａから延びる回転軸体９４を駆動する駆動源である。一方、フィード９２ｂは、回転軸体９３に支持されて、エレベーション軸Ｏｘ周りに回転可能とされている。回転軸体９３には、駆動源としてのモータＭ２が連結されている。レーダー装置Ｘを用いた気象観測においては、レドーム９１ａ全体をアジマス軸Ｏｙ周りに回転させながら、一対のフィード９２ｂを一対のルネベルグレンズ９２ａに対してエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させることにより、水平方位０〜３６０度、水平面からの仰角０〜９０度の観測が可能とされている。
【０００４】
しかしながら、レーダー装置Ｘにおいては、一対のルネベルグレンズ９２ａおよび一対のフィード９２ｂとともに、モータＭ２、およびこれらをカバーするレドーム９１ａを、アジマス軸Ｏｙを中心として一括して回転させる必要がある。これらの回転部分は相当の慣性を有するため、駆動源としてのモータＭ１は、高出力であるものが求められる。また、モータＭ２への給電経路を、回転体である回転軸体９４を介して確保する必要がある。さらに、レドーム９１ａ内にモータＭ２とこれに付随する回転機構部品とを収容する必要があるため、レドーム９１ａひいてはレーダー装置Ｘ全体が大型化してしまうという不具合があった。また、正確な検知のためには、フィード９２ｂの回転位置を正確に把握することが不可欠である。このためには、レドーム９１ａ内にフィード９２ｂの回転位置を検出するためのセンサ（図示略）などを配置することが強いられる。これにより、レドーム９１ａの大型化がさらに増長されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化と動作精度の向上との両立を図ることが可能な回転駆動装置およびその回転駆動装置を備えた電波レンズアンテナ装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供される回転駆動装置は、それぞれが出力端を有しており、かつ互いに独立に軸回転する第１および第２回転軸体を備えており、上記第１回転軸体の出力端の回転駆動力を駆動源として第１被駆動体を駆動するとともに、上記第１および第２回転軸体の出力端の回転数差によって生じる回転駆動力によって第２被駆動体を駆動することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体は、一方が他方によって回転させられる関係とはなっていない。このため、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体を駆動するための駆動源などを上記第１中心軸周りに回転させる必要が無い。これにより、小型化および動作精度の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体が第１中心軸周りに回転し、上記第１回転軸体の回転によって上記第１および第２被駆動体を上記第１中心軸周りに回転させ、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の回転数差に応じて、上記第１中心軸を中心軸とする円筒座標系の径方向に延びる第２中心軸周りに上記第２被駆動体を回転させる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２中心軸は、上記第１被駆動体を貫通している。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体によって支持されており、かつ上記第２中心軸に対して平行に配置された第３回転軸体をさらに備えており、上記第２回転軸体と上記第２被駆動体とは、上記第３回転軸体を介して連結されている。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体と上記第２回転軸体とは、一方が他方の内部に挿通された断面同心円状とされている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２回転軸体は、ベベルギアを介して上記第３回転軸体に連結されている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のさらに内部に挿通されており、上記第１回転軸体とともに上記第１中心軸周りに回転する回転接続子を有する給電軸をさらに備える。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、上記第１モータに連結された入力軸、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか他方に連結された出力軸、および上記出力軸の回転数と上記入力軸の回転数とに差を生じさせる差動軸を有する差動減速器と、上記差動減速器の上記差動軸に連結された第２モータと、をさらに備える。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２モータの回転量を検出する回転量検出手段をさらに備える。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の他方に連結された第２モータと、をさらに備える。
【００１８】
本発明の他の観点によれば、上記の回転駆動装置を備えた電波レンズアンテナ装置が提供される。この電波レンズアンテナ装置は、誘電体を用いて比誘電率が半径方向に所定の割合で変化するように形成された電波レンズと、上記電波レンズの焦点部にあわせて配置された一次放射器とをさらに備え、上記第１被駆動体である電波レンズ、および上記第２被駆動体である一次放射器は、アジマス軸である第１中心軸を回転中心とする上記第１回転軸体により、アジマス軸周りに回転可能に支持され、上記一次放射器はさらに、エレベーション軸であり上記電波レンズの中心を通る第２中心軸周りに回転可能に支持される。
【００１９】
このような構成によれば、アジマス軸周りおよびエレベーション軸周りの回転を独立的に制御しながら、レドームを回転部分に含めることが不要になるため、電波レンズおよび一次放射器をアジマス軸周りに回転させる回転部分の総重量を軽減でき、その結果、スキャン速度を高速化できる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態において、電波レンズアンテナ装置は、上記電波レンズおよび一次放射器をカバーするレドームをさらに備え、上記レドームは、モータ室上に固定して支持され、上記第１回転軸体は、上記レドームと上記モータ室との間の隔壁に設けられた開口に挿通される。
【００２１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示す全体概略図である。
【図２】図１に示す回転駆動装置の外筒軸、内筒軸、給電軸を示す要部断面図である。
【図３】図１に示す回転駆動装置を示す要部平面図である。
【図４】図１に示す回転駆動装置を示す要部側面図である。
【図５】図１に示す回転駆動装置を示す要部正面図である。
【図６】図１に示す回転駆動装置を示す要部正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示す全体概略図である。
【図８】従来の回転駆動装置を用いたレーダー装置の一例を示す全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示している。本実施形態の回転駆動装置Ａ１は、エレベーションロッド２５、給電軸３、内筒軸４、外筒軸５、差動減速器７、およびモータＭ１，Ｍ２を備えている。この回転駆動装置Ａ１は、レドーム１１、モータ室１２、一対のルネベルグレンズ２１、一対のフィード２２とともに、レーダー装置Ｂ１を構成している。レーダー装置Ｂ１は、たとえば降水域の大きさや降水量などの気象観測に用いられるバイスタティック方式の小型気象レーダーである。小型気象レーダーは、大型気象レーダーと較べると、観測到達距離は短くなるが、スキャン速度を高速化し易い。
【００２４】
レドーム１１は、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）で成形されるのが一般的である。レドーム１１には、高発泡材やハニカム等のコア材をＦＲＰで挟み込んだサンドイッチ構造が採用されることもある。レドーム１１は、屋外に配置されるレーダー装置Ｂ１のアンテナを台風などの強風から保護したり防水したりするのに用いられ、強度確保のため一定の重量を有することになる。レドーム１１の上部は、電波を極力垂直に入射させて透過特性を良好にすると共に雨粒や雪が落ち易いようドーム状とされ、下部は円筒形状とされる。レドーム１１は、一対のルネベルグレンズ２１、一対のフィード２２およびエレベーションロッド２５を収容している。上記円筒形状部分の中心軸がアジマス軸Ｏｙ、径方向軸がエレベーション軸Ｏｘとされている。モータ室１２は、レドーム１１の下端に繋がる円筒形状とされており、差動減速器７、およびモータＭ１，Ｍ２を収容している。レドーム１１とモータ室１２とは、隔壁１３を介して互いに一体的に繋がっている。モータＭ１，Ｍ２をモータ室１２に収容するとともにレドーム１１を非回転部に固定することで、回転部分の総重量を軽減でき、小型気象レーダーとしても高速な回転が可能となる。
【００２５】
一対のルネベルグレンズ２１は、誘電体レンズの一種であり、本発明で言う電波レンズの一例に相当する。ルネベルグレンズ２１は、球形とされ、その中心からの距離に応じて比誘電率が変化するように形成されており、たとえばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂などの発泡体からなる。このような構成により、ルネベルグレンズ２１は、ほぼ全方位において明瞭な焦点が存在する電波レンズとなっている。一対のルネベルグレンズ２１は、エレベーション軸Ｏｘ方向に並んで配置されており、外筒軸５によって支持されている。
【００２６】
一対のフィード２２は、マイクロ波などの高周波電波の送受信に用いられる放射器の一例に相当し、一対のルネベルグレンズ２１と合わせて一対のアンテナを構成する。たとえば一方が送信用、他方が受信用のアンテナとして用いられる。フィード２２は、ルネベルグレンズ２１の焦点に配置されている。発信側のフィード２２からは、ルネベルグレンズ２１の中心に向けて高周波電波が放射され、ルネベルグレンズ２１から平面波として放射される。対象物によって反射された高周波電波（平面波）は、ルネベルグレンズ２１によって、焦点位置に配置された受信側のフィード２２に集められ、そのフィード２２によってピックアップされる。フィード２２は、ホーンアンテナ、マイクロストリップアンテナ、スパイラルアンテナ、スロットアンテナなど波長オーダのアンテナであればよく、小型にできる。
【００２７】
一対のフィード２２は、ブラケット２３を介してギア２４に支持されている。ギア２４は、エレベーション軸Ｏｘ周りに回転する。ギア２４は、エレベーションロッド２５の両端に取り付けられたギア２６と噛み合っている。エレベーションロッド２５は、エレベーション軸Ｏｘと平行な軸周りに回転可能に支持されている。エレベーションロッド２５が回転すると、それに応じて一対のフィード２２が、一対のルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転する。
【００２８】
隔壁１３には、外筒軸５、内筒軸４、および給電軸３が貫通する開口が設けられている。図１および図２に示すように、外筒軸５、内筒軸４、および給電軸３は、アジマス軸Ｏｙを中心軸として互いに同心円状に配置されている。外筒軸５は、レドーム１１に対してアジマス軸Ｏｙ周りに回転可能に支持されており、サポート５１を介してエレベーションロッド２５を支持している。これにより、外筒軸５がアジマス軸Ｏｙ周りに回転すると、内筒軸４の状態によらず、一対のルネベルグレンズ２１および一対のフィード２２が一体となってアジマス軸Ｏｙ周りに回転する。
【００２９】
内筒軸４は、外筒軸５の内部に挿通されており、外筒軸５とは独立して、アジマス軸Ｏｙ周りに回転可能とされている。内筒軸４の上端には、ベベルギア４１が設けられている。このベベルギア４１は、エレベーションロッド２５に設けられたベベルギア２７と噛み合っている。
【００３０】
外筒軸５と内筒軸４との回転数がまったく同じであれば、ベベルギア４１とベベルギア２７とは、相対回転が生じない。この場合、エレベーションロッド２５はエレベーション軸Ｏｘと平行な軸周りには回転しない。このため、一対のフィード２２は、一対のルネベルグレンズ２１に対して静止している。一方、外筒軸５と内筒軸４との回転数に差がある場合、ベベルギア４１とベベルギア２７とに相対回転が生じる。この場合、エレベーションロット２５は、エレベーション軸Ｏｘと平行な軸周りに回転する。このため、一対のフィード２２は、一対のルネベルグレンズ２１に対してエレベーション軸Ｏｘ周りに相対回転する。
【００３１】
給電軸３は、フィード２２への給電に用いられるものであり、内筒軸４の内部に挿通されている。本実施形態においては、給電軸３は、外筒軸５とともにアジマス軸Ｏｙ周りに回転する。給電軸３の下端には、給電子としてのスリップリング３１が設けられている。スリップリング３１は、モータ室１２内に設けられた固定側の給電部から、回転しうるフィード２２に対して給電するための導通部品である。
【００３２】
図１に示すように、モータ室１２には、２つのモータＭ１，Ｍ２が配置されている。図３〜図５に示すように、モータＭ１の出力軸６０は、ウォームギア６１が連結されている。ウォームギア６１は、出力軸６２，６３を有する。出力軸６２は、ウォームギア６１から真上方向に延びており、その上端にプーリ６４が設けられている。プーリ６４と外筒軸５に設けられたプーリ５２とには、ベルト７１１が掛けられている。これにより、出力軸６２の回転によって外筒軸５が回転する。出力軸６３には、プーリ６５が設けられている。
【００３３】
差動減速器７は、入力軸７１、出力軸７３、および差動軸７２を有している。差動減速器７は、入力軸７１の回転数と出力軸７３との回転数に、差動軸７２の回転数に応じた差を生じさせる。たとえば、入力軸７１の回転数をＮ１、出力軸７３の回転数をＮ３、差動軸７２の回転数をＮ２とすると、Ｎ３＝Ｎ１／Ｃ１±Ｎ２／Ｃ２（Ｃ１，Ｃ２はいずれも定数）の関係を有する。差動軸７２が正転すると、出力軸７３の回転数Ｎ３が入力軸７１の回転数Ｎ１よりも大となり、差動軸７２が逆転すると、出力軸７３の回転数Ｎ３が入力軸７１の回転数Ｎ１よりも小となる。差動軸７２が静止している場合は、出力軸７３の回転数Ｎ３と入力軸７１の回転数Ｎ１とは同一となる。
【００３４】
入力軸７１に設けられたプーリ７４とプーリ６５とには、ベルト７１２が掛けられている。これにより、モータＭ１によって入力軸７１が回転させられる。図３および図６に示すように、差動軸７２にはプーリ７５が設けられ、モータＭ２の出力軸７０には、プーリ７６が設けられている。プーリ７５とプーリ７６とには、ベルト７１３が掛けられている。これにより、モータＭ２によって、差動軸７２が回転させられる。出力軸７３はウォームギア７７に連結されている。ウォームギア７７は、真上方向に延びる出力軸７８を有している。出力軸７８には、プーリ７９が設けられている。そして、プーリ７９と内筒軸４に設けられたプーリ４２とには、ベルト７１５が掛けられている。これにより、差動減速器７の出力軸７３が回転すると、内筒軸４が回転する。
【００３５】
図１、図３、および図４に示すように、モータＭ２の近傍には、エレベーションセンサユニット８が配置されている。エレベーションセンサユニット８は、入力軸８０、移動体８１、およびセンサ８２を備えている。入力軸８０と差動軸７２とは、それぞれに設けられたプーリおよびベルト７１４を介して連動して回転する。移動体８１は、たとえば入力軸８０に連結されたボールネジのナット部分である。入力軸８０が回転すると、その回転方向および量に応じて移動体８１が直線移動する。センサ８２は、移動体８１の直線移動軌道における位置を検出する。移動体８１の位置を検出することにより、差動軸７２の回転方向と回転量を検知することができる。
【００３６】
次に、回転駆動装置Ａ１およびレーダー装置Ｂ１の作用について説明する。
【００３７】
レーダー装置Ｂ１を用いた気象観測をする場合、回転駆動装置Ａ１においては、まず、一対のルネベルグレンズ２１と一対のフィード２２とをアジマス軸Ｏｙ周りに一体的に回転させる。これは、モータＭ１によって外筒５を回転させることによって行う。このとき、モータＭ２を静止させておくと、内筒軸４が外筒軸５と同じ回転数で回転する。この場合、一対のフィード２２は、一対のルネベルグレンズ２１に対して相対回転しない。アジマス軸Ｏｙ周りの回転によって水平方位の０〜３６０度の全方位を対象とした観測が可能となる。次に、アジマス軸Ｏｙ周りの回転に加えて、一対のフィード２２をルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させる。これにより、各水平方位での仰角０から９０度の観測が可能となる。このときには、モータＭ２を回転させることにより、外筒軸５の回転数と内筒軸４の回転数とに差を生じさせる。この回転数差に応じて一対のフィード２２が一対のルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転する。モータＭ２を適宜正転、逆転させることにより、レーダー装置Ｂ１は、観測地点から望む天空の全領域を対象として気象観測を行うことができる。
【００３８】
上述したとおり、一対のルネベルグレンズ２１と一対のフィード２２とをアジマス軸Ｏｙ周りに回転させつつ、一対のフィード２２をさらにエレベーション軸Ｏｘ周りに回転可能であるにも関わらず、２つのモータＭ１，Ｍ２は、いずれもモータ室１２内に固定されており、回転しない。言い換えると、アジマス軸Ｏｙ周りに回転するものは、一対のルネベルグレンズ２１、一対のフィード２２、およびエレベーションロッド２５といった必要最小限の構成部品のみである。さらに、レドーム１１は、アジマス軸Ｏｙ周りに回転することなく、モータ室１２と一体的に、固定されたままでよい。このため、レーダー装置Ｂ１の回転部分の慣性を小さくすることが可能であり、駆動源としてのモータＭ１を低出力化することができる。また、レドーム１１内にモータＭ１，Ｍ２などを配置する必要が無い。これにより、レドーム１１、ひいてはレーダー装置Ｂ１の小型化を図ることができる。また、レーダー装置Ｂ１のスキャン速度を向上させ易い。
【００３９】
一対のフィード２２をエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させるためには、一対のフィード２２を回転させたい分だけモータＭ２を回転させれば済む。すなわち、モータＭ２の回転方向と、一対のフィード２２の回転方向が一致しており、また、モータＭ２の回転量と一対のフィード２２の回転量が比例関係となる。このため、モータＭ２の回転を正確に制御しさえすれば、一対のフィード２２を一対のルネベルグレンズ２１に対して所望の位置に正確に配置することが可能である。これは、レーダー装置Ｂ１の観測精度を高めるのに適している。
【００４０】
また、エレベーションセンサユニット８によってモータＭ２の回転を検知することにより、一対のフィード２２の回転方向および回転量を正確に把握することが可能である。このように、エレベーションセンサユニット８は、一対のフィード２２の位置検出を行うものでありながら、一対のフィード２２とは隔離されたモータ室１２内に配置されている。これは、一対のフィード２２の位置検出を正確に行うとともに、レドーム１１の小型化を図るのに有利である。
【００４１】
図７は、本発明の他の実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態の回転駆動装置Ａ２は、レーダー装置Ｂ２の駆動手段として用いられており、外筒軸５および内筒軸４を駆動するための機構が、上述した回転駆動装置Ａ１と異なっている。
【００４２】
本実施形態においては、モータＭ１の出力軸６０に設けられたプーリ６４と外筒軸５のプーリ５２とが図示しないベルトによって連結されている。一方、モータＭ２の出力軸７０に設けられたプーリ７９と内筒軸４のプーリ４２とが図示しないベルトによって連結されている。
【００４３】
本実施形態において、一対のルネベルグレンズ２１と一対のフィード２２とをアジマス軸Ｏｙ周りに一体的に回転させるには、モータＭ１，Ｍ２を同期回転させ、双方の回転数を同一とする。これにより、外筒軸５の回転数と内筒軸４の回転数とに差が生じないため、一対のフィード２２は一対のルネベルグレンズ２１に対して回転しない。次に、アジマス軸Ｏｙ周りの回転に加えて、一対のフィード２２をルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させるには、モータＭ１の回転数に対してモータＭ２の回転数を増減させる。すなわち、モータＭ２の回転数を相対的に増やすと、一対のフィード２２がエレベーション軸Ｏｘ周りに正転し、モータＭ２の回転数を相対的に減らすと、一対のフィード２２がエレベーション軸Ｏｘ周りに逆転する。このように、モータＭ１の回転数に対するモータＭ２の回転数を制御することにより、一対のフィード２２のエレベーション軸Ｏｘ周りの回転を制御することができる。
【００４４】
本実施形態によっても、レドーム１１に収容すべき構成部品を削減することが可能であり、レーダー装置Ｂ２の小型化と観測精度の向上とを両立することができる。さらには、レーダー装置Ｂ２のスキャン速度を向上させ易い。また、外筒軸５および内筒軸４を駆動するための機構が複雑化することを抑制することができる。
【００４５】
本発明に係るレーダー装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るレーダー装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上述の実施形態では、気象レーダー装置として本発明を説明したが、これに限られるものではない。例えば通信用のアンテナ装置に本発明を適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、小型化と動作精度の向上との両立を図ることが可能であり、気象レーダーなど様々な用途で利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ１，Ａ２ 回転駆動装置
Ｂ１，Ｂ２ レーダー装置
Ｍ１ （第１）モータ
Ｍ２ （第２）モータ
Ｏｘ エレベーション軸（第２中心軸）
Ｏｙ アジマス軸（第１中心軸）
３ 給電軸
４ 内筒軸（第２回転軸体）
５ 外筒軸（第１回転軸体）
７ 差動減速器
８ エレベーションセンサユニット
１１ レドーム
１２ モータ室
２１ ルネベルグレンズ（第１被駆動体）
２２ フィード（第２被駆動体）
２３ ブラケット
２４ ギア
２５ エレベーションロッド（第３回転軸体）
２６ ギア
２７ べベルギア
３１ スリップリング（給電子）
４１ べベルギア
４２ プーリ
５１ サポート
５２ プーリ
６０ 出力軸
６１ ウォームギア
６２，６３ 出力軸
６４，６５ プーリ
７０ 出力軸
７１ 入力軸
７２ 差動軸
７３ 出力軸
７４，７５，７６ プーリ
７７ ウォームギア
７８ 出力軸
７９ プーリ
７１１〜７１５ ベルト
８１ 移動体
８２ センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばレーダー装置に用いられるものであって、被駆動体に独立して２軸の動作をさせうる回転駆動装置、およびその回転駆動装置を備える電波レンズアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば気象観測において、マイクロ波などの高周波電波を対象物に向けて送信し、この対象物からの反射波を受信することにより、上記対象物の大きさや形状、距離、移動速度などの検知が行われている。このような検知を行う手段として、電波レンズと放射器を用いたレーダー装置が提案されている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
図８は、従来のレーダー装置の一例を示している。同図に示されたレーダー装置Ｘは、レドーム９１ａに収納された一対のルネベルグレンズ９２ａおよび一対のフィード９２ｂを備えている。一対のルネベルグレンズ９２ａは、エレベーション軸Ｏｘに沿って並べられている。一対のルネベルグレンズ９２ａおよび一対のフィード９２ｂは、レドーム９１ａとともに、アジマス軸Ｏｙ周りに回転可能とされている。レドーム９１ａは、モータ室９１ｂに支持されている。モータ室９１ｂには、モータＭ１が収容されている。モータＭ１は、レドーム９１ａから延びる回転軸体９４を駆動する駆動源である。一方、フィード９２ｂは、回転軸体９３に支持されて、エレベーション軸Ｏｘ周りに回転可能とされている。回転軸体９３には、駆動源としてのモータＭ２が連結されている。レーダー装置Ｘを用いた気象観測においては、レドーム９１ａ全体をアジマス軸Ｏｙ周りに回転させながら、一対のフィード９２ｂを一対のルネベルグレンズ９２ａに対してエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させることにより、水平方位０〜３６０度、水平面からの仰角０〜９０度の観測が可能とされている。
【０００４】
しかしながら、レーダー装置Ｘにおいては、一対のルネベルグレンズ９２ａおよび一対のフィード９２ｂとともに、モータＭ２、およびこれらをカバーするレドーム９１ａを、アジマス軸Ｏｙを中心として一括して回転させる必要がある。これらの回転部分は相当の慣性を有するため、駆動源としてのモータＭ１は、高出力であるものが求められる。また、モータＭ２への給電経路を、回転体である回転軸体９４を介して確保する必要がある。さらに、レドーム９１ａ内にモータＭ２とこれに付随する回転機構部品とを収容する必要があるため、レドーム９１ａひいてはレーダー装置Ｘ全体が大型化してしまうという不具合があった。また、正確な検知のためには、フィード９２ｂの回転位置を正確に把握することが不可欠である。このためには、レドーム９１ａ内にフィード９２ｂの回転位置を検出するためのセンサ（図示略）などを配置することが強いられる。これにより、レドーム９１ａの大型化がさらに増長されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化と動作精度の向上との両立を図ることが可能な回転駆動装置およびその回転駆動装置を備えた電波レンズアンテナ装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供される回転駆動装置は、それぞれが出力端を有しており、かつ互いに独立に軸回転する第１および第２回転軸体を備えており、上記第１回転軸体の出力端の回転駆動力を駆動源として第１被駆動体を駆動するとともに、上記第１および第２回転軸体の出力端の回転数差によって生じる回転駆動力によって第２被駆動体を駆動することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体は、一方が他方によって回転させられる関係とはなっていない。このため、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体を駆動するための駆動源などを上記第１中心軸周りに回転させる必要が無い。これにより、小型化および動作精度の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体が第１中心軸周りに回転し、上記第１回転軸体の回転によって上記第１および第２被駆動体を上記第１中心軸周りに回転させ、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の回転数差に応じて、上記第１中心軸を中心軸とする円筒座標系の径方向に延びる第２中心軸周りに上記第２被駆動体を回転させる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２中心軸は、上記第１被駆動体を貫通している。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体によって支持されており、かつ上記第２中心軸に対して平行に配置された第３回転軸体をさらに備えており、上記第２回転軸体と上記第２被駆動体とは、上記第３回転軸体を介して連結されている。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体と上記第２回転軸体とは、一方が他方の内部に挿通された断面同心円状とされている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２回転軸体は、ベベルギアを介して上記第３回転軸体に連結されている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のさらに内部に挿通されており、上記第１回転軸体とともに上記第１中心軸周りに回転する回転接続子を有する給電軸をさらに備える。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、上記第１モータに連結された入力軸、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか他方に連結された出力軸、および上記出力軸の回転数と上記入力軸の回転数とに差を生じさせる差動軸を有する差動減速器と、上記差動減速器の上記差動軸に連結された第２モータと、をさらに備える。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２モータの回転量を検出する回転量検出手段をさらに備える。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の他方に連結された第２モータと、をさらに備える。
【００１８】
本発明の他の観点によれば、上記の回転駆動装置を備えた電波レンズアンテナ装置が提供される。この電波レンズアンテナ装置は、誘電体を用いて比誘電率が半径方向に所定の割合で変化するように形成された電波レンズと、上記電波レンズの焦点部にあわせて配置された一次放射器とをさらに備え、上記第１被駆動体である電波レンズ、および上記第２被駆動体である一次放射器は、アジマス軸である第１中心軸を回転中心とする上記第１回転軸体により、アジマス軸周りに回転可能に支持され、上記一次放射器はさらに、エレベーション軸であり上記電波レンズの中心を通る第２中心軸周りに回転可能に支持される。
【００１９】
このような構成によれば、アジマス軸周りおよびエレベーション軸周りの回転を独立的に制御しながら、レドームを回転部分に含めることが不要になるため、電波レンズおよび一次放射器をアジマス軸周りに回転させる回転部分の総重量を軽減でき、その結果、スキャン速度を高速化できる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態において、電波レンズアンテナ装置は、上記電波レンズおよび一次放射器をカバーするレドームをさらに備え、上記レドームは、モータ室上に固定して支持され、上記第１回転軸体は、上記レドームと上記モータ室との間の隔壁に設けられた開口に挿通される。
【００２１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示す全体概略図である。
【図２】図１に示す回転駆動装置の外筒軸、内筒軸、給電軸を示す要部断面図である。
【図３】図１に示す回転駆動装置を示す要部平面図である。
【図４】図１に示す回転駆動装置を示す要部側面図である。
【図５】図１に示す回転駆動装置を示す要部正面図である。
【図６】図１に示す回転駆動装置を示す要部正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示す全体概略図である。
【図８】従来の回転駆動装置を用いたレーダー装置の一例を示す全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示している。本実施形態の回転駆動装置Ａ１は、エレベーションロッド２５、給電軸３、内筒軸４、外筒軸５、差動減速器７、およびモータＭ１，Ｍ２を備えている。この回転駆動装置Ａ１は、レドーム１１、モータ室１２、一対のルネベルグレンズ２１、一対のフィード２２とともに、レーダー装置Ｂ１を構成している。レーダー装置Ｂ１は、たとえば降水域の大きさや降水量などの気象観測に用いられるバイスタティック方式の小型気象レーダーである。小型気象レーダーは、大型気象レーダーと較べると、観測到達距離は短くなるが、スキャン速度を高速化し易い。
【００２４】
レドーム１１は、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）で成形されるのが一般的である。レドーム１１には、高発泡材やハニカム等のコア材をＦＲＰで挟み込んだサンドイッチ構造が採用されることもある。レドーム１１は、屋外に配置されるレーダー装置Ｂ１のアンテナを台風などの強風から保護したり防水したりするのに用いられ、強度確保のため一定の重量を有することになる。レドーム１１の上部は、電波を極力垂直に入射させて透過特性を良好にすると共に雨粒や雪が落ち易いようドーム状とされ、下部は円筒形状とされる。レドーム１１は、一対のルネベルグレンズ２１、一対のフィード２２およびエレベーションロッド２５を収容している。上記円筒形状部分の中心軸がアジマス軸Ｏｙ、径方向軸がエレベーション軸Ｏｘとされている。モータ室１２は、レドーム１１の下端に繋がる円筒形状とされており、差動減速器７、およびモータＭ１，Ｍ２を収容している。レドーム１１とモータ室１２とは、隔壁１３を介して互いに一体的に繋がっている。モータＭ１，Ｍ２をモータ室１２に収容するとともにレドーム１１を非回転部に固定することで、回転部分の総重量を軽減でき、小型気象レーダーとしても高速な回転が可能となる。
【００２５】
一対のルネベルグレンズ２１は、誘電体レンズの一種であり、本発明で言う電波レンズの一例に相当する。ルネベルグレンズ２１は、球形とされ、その中心からの距離に応じて比誘電率が変化するように形成されており、たとえばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂などの発泡体からなる。このような構成により、ルネベルグレンズ２１は、ほぼ全方位において明瞭な焦点が存在する電波レンズとなっている。一対のルネベルグレンズ２１は、エレベーション軸Ｏｘ方向に並んで配置されており、外筒軸５によって支持されている。
【００２６】
一対のフィード２２は、マイクロ波などの高周波電波の送受信に用いられる放射器の一例に相当し、一対のルネベルグレンズ２１と合わせて一対のアンテナを構成する。たとえば一方が送信用、他方が受信用のアンテナとして用いられる。フィード２２は、ルネベルグレンズ２１の焦点に配置されている。発信側のフィード２２からは、ルネベルグレンズ２１の中心に向けて高周波電波が放射され、ルネベルグレンズ２１から平面波として放射される。対象物によって反射された高周波電波（平面波）は、ルネベルグレンズ２１によって、焦点位置に配置された受信側のフィード２２に集められ、そのフィード２２によってピックアップされる。フィード２２は、ホーンアンテナ、マイクロストリップアンテナ、スパイラルアンテナ、スロットアンテナなど波長オーダのアンテナであればよく、小型にできる。
【００２７】
一対のフィード２２は、ブラケット２３を介してギア２４に支持されている。ギア２４は、エレベーション軸Ｏｘ周りに回転する。ギア２４は、エレベーションロッド２５の両端に取り付けられたギア２６と噛み合っている。エレベーションロッド２５は、エレベーション軸Ｏｘと平行な軸周りに回転可能に支持されている。エレベーションロッド２５が回転すると、それに応じて一対のフィード２２が、一対のルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転する。
【００２８】
隔壁１３には、外筒軸５、内筒軸４、および給電軸３が貫通する開口が設けられている。図１および図２に示すように、外筒軸５、内筒軸４、および給電軸３は、アジマス軸Ｏｙを中心軸として互いに同心円状に配置されている。外筒軸５は、レドーム１１に対してアジマス軸Ｏｙ周りに回転可能に支持されており、サポート５１を介してエレベーションロッド２５を支持している。これにより、外筒軸５がアジマス軸Ｏｙ周りに回転すると、内筒軸４の状態によらず、一対のルネベルグレンズ２１および一対のフィード２２が一体となってアジマス軸Ｏｙ周りに回転する。
【００２９】
内筒軸４は、外筒軸５の内部に挿通されており、外筒軸５とは独立して、アジマス軸Ｏｙ周りに回転可能とされている。内筒軸４の上端には、ベベルギア４１が設けられている。このベベルギア４１は、エレベーションロッド２５に設けられたベベルギア２７と噛み合っている。
【００３０】
外筒軸５と内筒軸４との回転数がまったく同じであれば、ベベルギア４１とベベルギア２７とは、相対回転が生じない。この場合、エレベーションロッド２５はエレベーション軸Ｏｘと平行な軸周りには回転しない。このため、一対のフィード２２は、一対のルネベルグレンズ２１に対して静止している。一方、外筒軸５と内筒軸４との回転数に差がある場合、ベベルギア４１とベベルギア２７とに相対回転が生じる。この場合、エレベーションロット２５は、エレベーション軸Ｏｘと平行な軸周りに回転する。このため、一対のフィード２２は、一対のルネベルグレンズ２１に対してエレベーション軸Ｏｘ周りに相対回転する。
【００３１】
給電軸３は、フィード２２への給電に用いられるものであり、内筒軸４の内部に挿通されている。本実施形態においては、給電軸３は、外筒軸５とともにアジマス軸Ｏｙ周りに回転する。給電軸３の下端には、給電子としてのスリップリング３１が設けられている。スリップリング３１は、モータ室１２内に設けられた固定側の給電部から、回転しうるフィード２２に対して給電するための導通部品である。
【００３２】
図１に示すように、モータ室１２には、２つのモータＭ１，Ｍ２が配置されている。図３〜図５に示すように、モータＭ１の出力軸６０は、ウォームギア６１が連結されている。ウォームギア６１は、出力軸６２，６３を有する。出力軸６２は、ウォームギア６１から真上方向に延びており、その上端にプーリ６４が設けられている。プーリ６４と外筒軸５に設けられたプーリ５２とには、ベルト７１１が掛けられている。これにより、出力軸６２の回転によって外筒軸５が回転する。出力軸６３には、プーリ６５が設けられている。
【００３３】
差動減速器７は、入力軸７１、出力軸７３、および差動軸７２を有している。差動減速器７は、入力軸７１の回転数と出力軸７３との回転数に、差動軸７２の回転数に応じた差を生じさせる。たとえば、入力軸７１の回転数をＮ１、出力軸７３の回転数をＮ３、差動軸７２の回転数をＮ２とすると、Ｎ３＝Ｎ１／Ｃ１±Ｎ２／Ｃ２（Ｃ１，Ｃ２はいずれも定数）の関係を有する。差動軸７２が正転すると、出力軸７３の回転数Ｎ３が入力軸７１の回転数Ｎ１よりも大となり、差動軸７２が逆転すると、出力軸７３の回転数Ｎ３が入力軸７１の回転数Ｎ１よりも小となる。差動軸７２が静止している場合は、出力軸７３の回転数Ｎ３と入力軸７１の回転数Ｎ１とは同一となる。
【００３４】
入力軸７１に設けられたプーリ７４とプーリ６５とには、ベルト７１２が掛けられている。これにより、モータＭ１によって入力軸７１が回転させられる。図３および図６に示すように、差動軸７２にはプーリ７５が設けられ、モータＭ２の出力軸７０には、プーリ７６が設けられている。プーリ７５とプーリ７６とには、ベルト７１３が掛けられている。これにより、モータＭ２によって、差動軸７２が回転させられる。出力軸７３はウォームギア７７に連結されている。ウォームギア７７は、真上方向に延びる出力軸７８を有している。出力軸７８には、プーリ７９が設けられている。そして、プーリ７９と内筒軸４に設けられたプーリ４２とには、ベルト７１５が掛けられている。これにより、差動減速器７の出力軸７３が回転すると、内筒軸４が回転する。
【００３５】
図１、図３、および図４に示すように、モータＭ２の近傍には、エレベーションセンサユニット８が配置されている。エレベーションセンサユニット８は、入力軸８０、移動体８１、およびセンサ８２を備えている。入力軸８０と差動軸７２とは、それぞれに設けられたプーリおよびベルト７１４を介して連動して回転する。移動体８１は、たとえば入力軸８０に連結されたボールネジのナット部分である。入力軸８０が回転すると、その回転方向および量に応じて移動体８１が直線移動する。センサ８２は、移動体８１の直線移動軌道における位置を検出する。移動体８１の位置を検出することにより、差動軸７２の回転方向と回転量を検知することができる。
【００３６】
次に、回転駆動装置Ａ１およびレーダー装置Ｂ１の作用について説明する。
【００３７】
レーダー装置Ｂ１を用いた気象観測をする場合、回転駆動装置Ａ１においては、まず、一対のルネベルグレンズ２１と一対のフィード２２とをアジマス軸Ｏｙ周りに一体的に回転させる。これは、モータＭ１によって外筒５を回転させることによって行う。このとき、モータＭ２を静止させておくと、内筒軸４が外筒軸５と同じ回転数で回転する。この場合、一対のフィード２２は、一対のルネベルグレンズ２１に対して相対回転しない。アジマス軸Ｏｙ周りの回転によって水平方位の０〜３６０度の全方位を対象とした観測が可能となる。次に、アジマス軸Ｏｙ周りの回転に加えて、一対のフィード２２をルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させる。これにより、各水平方位での仰角０から９０度の観測が可能となる。このときには、モータＭ２を回転させることにより、外筒軸５の回転数と内筒軸４の回転数とに差を生じさせる。この回転数差に応じて一対のフィード２２が一対のルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転する。モータＭ２を適宜正転、逆転させることにより、レーダー装置Ｂ１は、観測地点から望む天空の全領域を対象として気象観測を行うことができる。
【００３８】
上述したとおり、一対のルネベルグレンズ２１と一対のフィード２２とをアジマス軸Ｏｙ周りに回転させつつ、一対のフィード２２をさらにエレベーション軸Ｏｘ周りに回転可能であるにも関わらず、２つのモータＭ１，Ｍ２は、いずれもモータ室１２内に固定されており、回転しない。言い換えると、アジマス軸Ｏｙ周りに回転するものは、一対のルネベルグレンズ２１、一対のフィード２２、およびエレベーションロッド２５といった必要最小限の構成部品のみである。さらに、レドーム１１は、アジマス軸Ｏｙ周りに回転することなく、モータ室１２と一体的に、固定されたままでよい。このため、レーダー装置Ｂ１の回転部分の慣性を小さくすることが可能であり、駆動源としてのモータＭ１を低出力化することができる。また、レドーム１１内にモータＭ１，Ｍ２などを配置する必要が無い。これにより、レドーム１１、ひいてはレーダー装置Ｂ１の小型化を図ることができる。また、レーダー装置Ｂ１のスキャン速度を向上させ易い。
【００３９】
一対のフィード２２をエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させるためには、一対のフィード２２を回転させたい分だけモータＭ２を回転させれば済む。すなわち、モータＭ２の回転方向と、一対のフィード２２の回転方向が一致しており、また、モータＭ２の回転量と一対のフィード２２の回転量が比例関係となる。このため、モータＭ２の回転を正確に制御しさえすれば、一対のフィード２２を一対のルネベルグレンズ２１に対して所望の位置に正確に配置することが可能である。これは、レーダー装置Ｂ１の観測精度を高めるのに適している。
【００４０】
また、エレベーションセンサユニット８によってモータＭ２の回転を検知することにより、一対のフィード２２の回転方向および回転量を正確に把握することが可能である。このように、エレベーションセンサユニット８は、一対のフィード２２の位置検出を行うものでありながら、一対のフィード２２とは隔離されたモータ室１２内に配置されている。これは、一対のフィード２２の位置検出を正確に行うとともに、レドーム１１の小型化を図るのに有利である。
【００４１】
図７は、本発明の他の実施形態に基づく回転駆動装置を用いたレーダー装置を示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態の回転駆動装置Ａ２は、レーダー装置Ｂ２の駆動手段として用いられており、外筒軸５および内筒軸４を駆動するための機構が、上述した回転駆動装置Ａ１と異なっている。
【００４２】
本実施形態においては、モータＭ１の出力軸６０に設けられたプーリ６４と外筒軸５のプーリ５２とが図示しないベルトによって連結されている。一方、モータＭ２の出力軸７０に設けられたプーリ７９と内筒軸４のプーリ４２とが図示しないベルトによって連結されている。
【００４３】
本実施形態において、一対のルネベルグレンズ２１と一対のフィード２２とをアジマス軸Ｏｙ周りに一体的に回転させるには、モータＭ１，Ｍ２を同期回転させ、双方の回転数を同一とする。これにより、外筒軸５の回転数と内筒軸４の回転数とに差が生じないため、一対のフィード２２は一対のルネベルグレンズ２１に対して回転しない。次に、アジマス軸Ｏｙ周りの回転に加えて、一対のフィード２２をルネベルグレンズ２１を中心としてエレベーション軸Ｏｘ周りに回転させるには、モータＭ１の回転数に対してモータＭ２の回転数を増減させる。すなわち、モータＭ２の回転数を相対的に増やすと、一対のフィード２２がエレベーション軸Ｏｘ周りに正転し、モータＭ２の回転数を相対的に減らすと、一対のフィード２２がエレベーション軸Ｏｘ周りに逆転する。このように、モータＭ１の回転数に対するモータＭ２の回転数を制御することにより、一対のフィード２２のエレベーション軸Ｏｘ周りの回転を制御することができる。
【００４４】
本実施形態によっても、レドーム１１に収容すべき構成部品を削減することが可能であり、レーダー装置Ｂ２の小型化と観測精度の向上とを両立することができる。さらには、レーダー装置Ｂ２のスキャン速度を向上させ易い。また、外筒軸５および内筒軸４を駆動するための機構が複雑化することを抑制することができる。
【００４５】
本発明に係るレーダー装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るレーダー装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上述の実施形態では、気象レーダー装置として本発明を説明したが、これに限られるものではない。例えば通信用のアンテナ装置に本発明を適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、小型化と動作精度の向上との両立を図ることが可能であり、気象レーダーなど様々な用途で利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ１，Ａ２ 回転駆動装置
Ｂ１，Ｂ２ レーダー装置
Ｍ１ （第１）モータ
Ｍ２ （第２）モータ
Ｏｘ エレベーション軸（第２中心軸）
Ｏｙ アジマス軸（第１中心軸）
３ 給電軸
４ 内筒軸（第２回転軸体）
５ 外筒軸（第１回転軸体）
７ 差動減速器
８ エレベーションセンサユニット
１１ レドーム
１２ モータ室
２１ ルネベルグレンズ（第１被駆動体）
２２ フィード（第２被駆動体）
２３ ブラケット
２４ ギア
２５ エレベーションロッド（第３回転軸体）
２６ ギア
２７ べベルギア
３１ スリップリング（給電子）
４１ べベルギア
４２ プーリ
５１ サポート
５２ プーリ
６０ 出力軸
６１ ウォームギア
６２，６３ 出力軸
６４，６５ プーリ
７０ 出力軸
７１ 入力軸
７２ 差動軸
７３ 出力軸
７４，７５，７６ プーリ
７７ ウォームギア
７８ 出力軸
７９ プーリ
７１１〜７１５ ベルト
８１ 移動体
８２ センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが出力端を有しており、かつ互いに独立に軸回転する第１および第２回転軸体を備えており、
上記第１回転軸体の出力端の回転駆動力を駆動源として第１被駆動体を駆動するとともに、
上記第１および第２回転軸体の出力端の回転数差によって生じる回転駆動力によって第２被駆動体を駆動することを特徴とする、回転駆動装置。
【請求項２】
上記第１回転軸体が第１中心軸周りに回転し、上記第１回転軸体の回転によって上記第１および第２被駆動体を上記第１中心軸周りに回転させ、
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の回転数差に応じて、上記第１中心軸を中心軸とする円筒座標系の径方向に延びる第２中心軸周りに上記第２被駆動体を回転させる、請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】
上記第２中心軸は、上記第１被駆動体を貫通している、請求項２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
上記第１回転軸体によって支持されており、かつ上記第２中心軸に対して平行に配置された第３回転軸体をさらに備えており、
上記第２回転軸体と上記第２被駆動体とは、上記第３回転軸体を介して連結されている、請求項３に記載の回転駆動装置。
【請求項５】
上記第１回転軸体と上記第２回転軸体とは、一方が他方の内部に挿通された断面同心円状とされている、請求項４に記載の回転駆動装置。
【請求項６】
上記第２回転軸体は、ベベルギアを介して上記第３回転軸体に連結されている、請求項５に記載の回転駆動装置。
【請求項７】
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のさらに内部に挿通されており、上記第１回転軸体とともに上記第１中心軸周りに回転する回転接続子を有する給電軸をさらに備える、請求項５または６に記載の回転駆動装置。
【請求項８】
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、
上記第１モータに連結された入力軸、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか他方に連結された出力軸、および上記出力軸の回転数と上記入力軸の回転数とに差を生じさせる差動軸を有する差動減速器と、
上記差動減速器の上記差動軸に連結された第２モータと、
をさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の回転駆動装置。
【請求項９】
上記第２モータの回転量を検出する回転量検出手段をさらに備える、請求項８に記載の回転駆動装置。
【請求項１０】
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の他方に連結された第２モータと、
をさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の回転駆動装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の回転駆動装置と、
誘電体を用いて比誘電率が半径方向に所定の割合で変化するように形成された電波レンズと、
上記電波レンズの焦点部にあわせて配置された一次放射器とを備え、
上記第１被駆動体である電波レンズ、および上記第２被駆動体である一次放射器は、アジマス軸である第１中心軸を回転中心とする上記第１回転軸体により、アジマス軸周りに回転可能に支持され、
上記一次放射器はさらに、エレベーション軸であり上記電波レンズの中心を通る第２中心軸周りに回転可能に支持される、電波レンズアンテナ装置。
【請求項１２】
上記電波レンズおよび一次放射器をカバーするレドームをさらに備え、
上記レドームは、モータ室上に固定して支持され、
上記第１回転軸体は、上記レドームと上記モータ室との間の隔壁に設けられた開口に挿通された、請求項１１に記載の電波レンズアンテナ装置。
【請求項１】
それぞれが出力端を有しており、かつ互いに独立に軸回転する第１および第２回転軸体を備えており、
上記第１回転軸体の出力端の回転駆動力を駆動源として第１被駆動体を駆動するとともに、
上記第１および第２回転軸体の出力端の回転数差によって生じる回転駆動力によって第２被駆動体を駆動することを特徴とする、回転駆動装置。
【請求項２】
上記第１回転軸体が第１中心軸周りに回転し、上記第１回転軸体の回転によって上記第１および第２被駆動体を上記第１中心軸周りに回転させ、
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の回転数差に応じて、上記第１中心軸を中心軸とする円筒座標系の径方向に延びる第２中心軸周りに上記第２被駆動体を回転させる、請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】
上記第２中心軸は、上記第１被駆動体を貫通している、請求項２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
上記第１回転軸体によって支持されており、かつ上記第２中心軸に対して平行に配置された第３回転軸体をさらに備えており、
上記第２回転軸体と上記第２被駆動体とは、上記第３回転軸体を介して連結されている、請求項３に記載の回転駆動装置。
【請求項５】
上記第１回転軸体と上記第２回転軸体とは、一方が他方の内部に挿通された断面同心円状とされている、請求項４に記載の回転駆動装置。
【請求項６】
上記第２回転軸体は、ベベルギアを介して上記第３回転軸体に連結されている、請求項５に記載の回転駆動装置。
【請求項７】
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のさらに内部に挿通されており、上記第１回転軸体とともに上記第１中心軸周りに回転する回転接続子を有する給電軸をさらに備える、請求項５または６に記載の回転駆動装置。
【請求項８】
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、
上記第１モータに連結された入力軸、上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか他方に連結された出力軸、および上記出力軸の回転数と上記入力軸の回転数とに差を生じさせる差動軸を有する差動減速器と、
上記差動減速器の上記差動軸に連結された第２モータと、
をさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の回転駆動装置。
【請求項９】
上記第２モータの回転量を検出する回転量検出手段をさらに備える、請求項８に記載の回転駆動装置。
【請求項１０】
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体のいずれか一方に連結された第１モータと、
上記第１回転軸体および上記第２回転軸体の他方に連結された第２モータと、
をさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の回転駆動装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の回転駆動装置と、
誘電体を用いて比誘電率が半径方向に所定の割合で変化するように形成された電波レンズと、
上記電波レンズの焦点部にあわせて配置された一次放射器とを備え、
上記第１被駆動体である電波レンズ、および上記第２被駆動体である一次放射器は、アジマス軸である第１中心軸を回転中心とする上記第１回転軸体により、アジマス軸周りに回転可能に支持され、
上記一次放射器はさらに、エレベーション軸であり上記電波レンズの中心を通る第２中心軸周りに回転可能に支持される、電波レンズアンテナ装置。
【請求項１２】
上記電波レンズおよび一次放射器をカバーするレドームをさらに備え、
上記レドームは、モータ室上に固定して支持され、
上記第１回転軸体は、上記レドームと上記モータ室との間の隔壁に設けられた開口に挿通された、請求項１１に記載の電波レンズアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０２４５（Ｐ２０１２−１０２４５Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６１８３（Ｐ２０１０−１４６１８３）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００１５３６７２）株式会社住友金属ファインテック (35)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００１５３６７２）株式会社住友金属ファインテック (35)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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