(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースガイドに沿って直動自在に配置され、このベースガイドに摩擦力で保持される移動体と、
この移動体に隣接し前記ベースガイドに沿って直動自在に配置され、駆動移動させる対象が連結された慣性体と、
前記移動体と前記慣性体とを、一体と成るよう電磁吸引力を発生して吸着保持する電磁吸引力発生手段と、
この吸着保持している前記移動体と前記慣性体との間に瞬間的な電磁反発力を発生して、極短時間に互いを離反させる電磁反発衝撃力発生手段とを備える微小移動機構であって、
さらに、前記慣性体に、前記ベースガイドに沿って前記移動体と逆側の可動方向に向かう前記摩擦力より小さい応力を与える応力付与手段を具備して、
前記電磁反発衝撃力発生手段の繰り返し作動毎の後に、前記電磁吸引力発生手段により再び一体と成なった前記移動体と前記慣性体の位置が、前記応力の作用する方向に移動変化し、
前記応力付与手段による応力の付与が消滅する前記ベースガイドの所定の最終到達位置に達する以前に前記繰り返し作動毎の移動変化が行なわれない場合に、前記電磁吸引力発生手段の作動を中止して、前記吸着から離脱した前記慣性体が前記応力付与手段による応力により前記最終到達位置に移動することを特徴とした微小移動機構。
【請求項２】
ベースガイドに沿って直動自在に配置され、このベースガイドに第１の摩擦力で保持される移動体と、
この移動体に隣接し前記ベースガイドに沿って直動自在に配置され、駆動移動させる対象が連結された慣性体と、
前記移動体と前記慣性体とを、一体と成るよう吸着保持する電磁吸引力発生手段と、
この吸着保持している前記移動体と前記慣性体との間に瞬間的な電磁反発力を発生して、極短時間互いを離反させる電磁反発衝撃力発生手段とを備える微小移動機構であって、
さらに、前記ベースガイドは強磁性体よりなり、前記移動体は、永久磁石とこれと逆極性の電磁石による磁束制御により、前記ベースガイドに対する摩擦力を前記第１の摩擦力より極めて小さい第２の摩擦力まで減少する電磁吸引制御手段と、
前記ベースガイドに沿って前記移動体の側への可動方向に向かう、前記第１の摩擦力より小さく、前記電磁吸引制御手段によりゼロまたは極めて小さくなった第２の摩擦力より充分大きい応力を、前記慣性体に与える応力付与手段を具備して、
前記電磁反発衝撃力発生手段の繰り返し作動毎の後に、前記電磁吸引力発生手段により再び一体と成なった前記移動体と前記慣性体の位置が、前記応力の作用する方向に移動変化し、
前記応力付与手段による応力の付与が消滅する前記ベースガイドの所定の最終到達位置に達する以前に前記繰り返し作動毎の移動変化が行なわれない場合に、前記電磁吸引制御手段を作動させて、前記慣性体が前記応力付与手段による応力により減じた第２の摩擦力となった前記移動体を押し進め、この移動体と共に前記最終到達位置まで移動することを特徴とした微小移動機構。
【請求項３】
前記ベースガイドは強磁性体よりなり、前記移動体は、電磁石による磁束制御により、前記ベースガイドに対する摩擦力を制御する電磁吸引制御手段を具備して、これによる制御された摩擦力で前記ベースガイドに保持されることを特徴とする請求項１記載の微小移動機構。
【請求項４】
前記電磁吸引力発生手段と前記電磁反発衝撃力発生手段は、１個の電磁コイルを共有し、この電磁コイルに、定常的な電流の印加により前記電磁吸引力発生手段を、瞬間的な電流の印加により前記電磁反発衝撃力発生手段を構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の微小移動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は移動テーブル等の位置決め装置に係り、とくに、衝撃力を用いた微小移動装置に関する。さらに、この発明は人工衛星や宇宙ステーションに搭載されるアンテナ反射鏡構造、とくにロケットに搭載する時には小さく折り畳んで収納状態とし、所定の宇宙空間では展開する、一般的には展開アンテナと呼ばれる展開構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の展開構造物の代表例としては、特開平５−５８３９６号がある。図９〜図１１は特開平５−５８３９６号に提案されている実施例を示したものであり、図９は展開型トラス構造体を示した図、図１０は図９の摺動部材の配置状態を示した図、図１１は図９の一部の動作状態を示した図である。なお、図９および図１１の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ展開状態，展開途中の状態（折り畳み途中の状態），収納状態（折り畳み状態）を示している。図９〜図１１に示す展開構造物の展開型トラス構造体１０は、中心棒１４が立設され、この中心棒１４の両端には複数の第１の連結棒１５が円周を等分する角度で、例えば６方向に放射状に突出するように組み合わされて節点が折曲自在に結合されている。そして、中心棒１４の両端の連結棒１５間には第２の連結棒１６が架設されて節点が折曲自在に結合され、中心棒１４を一辺とする四辺形状に結合されて骨組構体１７が形成されている。この骨組構体１７には四辺形状に結合される中心棒１４と第１および第２の連結棒１５，１６の対角線上に伸縮部材１８が架設され、その端部が節点に折曲自在に結合されている。そして、この展開型トラス構造体１０を複数個組み合わせてアンテナ装置の鏡面支持構造体を構成し、図示しない反射鏡メッシュを用いてアンテナ鏡面を形成している。さらに、中心棒１４には図９に示すネジ部１４ａが形成され、このネジ部１４ａには摺動部材１９が矢印Ａ，Ｂ方向に摺動自在に螺合されている。ネジ部１４ａは図示しない駆動モータによって回転駆動され、この回転駆動に連動して摺動部材１９は中心棒１４に沿って直線駆動される。そして、摺動部材１９には６本のリンクロッド１９ａの一端が所定の間隔を有してリンク結合され、このリンクロッド１９ａの他端は上記伸縮部材１８にリンク結合されている。これにより、伸縮部材１８は図１１に示すように、中心棒１４のネジ部１４ａが回転駆動されて摺動部材１９が中心棒１４に沿って駆動されると、リンクロッド１９ａを介して伸縮駆動するので、第１および第２の連結棒１５，１６は中心棒１４を中心に折り畳み展開する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の展開構造物１０においては中心棒１４にネジ部１４ａが形成され、このネジ部１４ａには摺動部材１９が矢印Ａ，Ｂ方向に摺動自在に螺合された構成となっているので、駆動モータが故障すると展開動作が全く不可能になってしまう欠点があった。宇宙空間で使用される各種機器は容易に修理ができない特殊環境にあるので、駆動モータに故障が生じても基本的な展開動作が可能な展開信頼性の高い展開構造物の発明が強く求められていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の微小移動機構は、ベースガイドに沿って直動自在に配置され、このベースガイドに摩擦力で保持される移動体と、この移動体に隣接し前記ベースガイドに沿って直動自在に配置され、駆動移動させる対象が連結された慣性体と、前記移動体と前記慣性体とを、一体と成るよう電磁吸引力を発生して吸着保持する電磁吸引力発生手段と、この吸着保持している前記移動体と前記慣性体との間に瞬間的な電磁反発力を発生して、極短時間に互いを離反させる電磁反発衝撃力発生手段とを備える微小移動機構であって、さらに、前記慣性体に、前記ベースガイドに沿って前記移動体と逆側の可動方向に向かう前記摩擦力より小さい応力を与える応力付与手段を具備して、前記電磁反発衝撃力発生手段の繰り返し作動毎の後に、前記電磁吸引力発生手段により再び一体と成なった前記移動体と前記慣性体の位置が、前記応力の作用する方向に移動変化し、前記応力付与手段による応力の付与が消滅する前記ベースガイドの所定の最終到達位置に達する以前に前記繰り返し作動毎の移動変化が行なわれない場合に、前記電磁吸引力発生手段の作動を中止して、前記吸着から離脱した前記慣性体が前記応力付与手段による応力により前記最終到達位置に移動することを特徴とするものである。
【０００５】
また、本願発明の微小移動機構は、ベースガイドに沿って直動自在に配置され、このベースガイドに第１の摩擦力で保持される移動体と、この移動体に隣接し前記ベースガイドに沿って直動自在に配置され、駆動移動させる対象が連結された慣性体と、前記移動体と前記慣性体とを、一体と成るよう吸着保持する電磁吸引力発生手段と、この吸着保持している前記移動体と前記慣性体との間に瞬間的な電磁反発力を発生して、極短時間互いを離反させる電磁反発衝撃力発生手段とを備える微小移動機構であって、さらに、前記ベースガイドは強磁性体よりなり、前記移動体は、永久磁石とこれと逆極性の電磁石による磁束制御により、前記ベースガイドに対する摩擦力を前記第１の摩擦力より極めて小さい第２の摩擦力まで減少する電磁吸引制御手段と、前記ベースガイドに沿って前記移動体の側への可動方向に向かう、前記第１の摩擦力より小さく、前記電磁吸引制御手段によりゼロまたは極めて小さくなった第２の摩擦力より充分大きい応力を、前記慣性体に与える応力付与手段を具備して、前記電磁反発衝撃力発生手段の繰り返し作動毎の後に、前記電磁吸引力発生手段により再び一体と成なった前記移動体と前記慣性体の位置が、前記応力の作用する方向に移動変化し、前記応力付与手段による応力の付与が消滅する前記ベースガイドの所定の最終到達位置に達する以前に前記繰り返し作動毎の移動変化が行なわれない場合に、前記電磁吸引制御手段を作動させて、前記慣性体が前記応力付与手段による応力により減じた第２の摩擦力となった前記移動体を押し進め、この移動体と共に前記最終到達位置まで移動することを特徴とするものである。
【０００６】
さらに、本願発明の微小移動機構は、前記電磁吸引力発生手段と前記電磁反発衝撃力発生手段が、１個の電磁コイルを共有し、この電磁コイルに、定常的な電流の印加により前記電磁吸引力発生手段を、瞬間的な電流の印加により前記電磁反発衝撃力発生手段を構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００８】
図１は、本発明の微小移動装置に基づく実施例で、微小移動装置３０の概略構成を示すと共にその動作方法を説明するための図である。この微小移動装置３０はベース３１に設けられた固定ガイド棒３２と、この固定ガイド棒３２に摺動部材４０の摩擦力で保持され固定ガイド棒３２に沿って直動自在に配置された移動体３３と、この移動体３３に隣接し固定ガイド棒３２に沿って直動自在に配置された慣性体３４と、慣性体３４を移動体３３から切り離す方向に固定ガイド棒３２に沿って引っ張り力を付与する引張バネ３５を備えている。また、移動体３３および慣性体３４は強磁性体製で構成されていると共に、移動体３３には環状のコイル３６が配設されている。そして、図示しないドライバによってコイル３６に電流を印加すると、移動体３３→慣性体３４→移動体３３を磁路とする閉ループ磁束Ｍ１が形成される。この閉ループ磁束Ｍ１によって移動体３３と慣性体３４との間には電磁吸引力が発生し、この電磁吸引力によって移動体３３と慣性体３４は密着一体化されている。さらに、移動体３３には環状のコイル３７が非導電性の支持部材３８を介して装着されていると共に、慣性体３４にはコイル３７と対面する位置に導電性部材３９が配設されている。
【０００９】
次に、微小移動装置３０の動作方法について説明する。図１のａ）を初期状態として、これに、図示しないドライバによってコイル３７に瞬間的な大電流を印加すると、移動体３３と慣性体３４との間には互いに逆向きの衝撃的な電磁反発力が矢印ＣおよびＤの方向に発生する。この状態を同図のｂ）に示す。その結果、移動体３３は矢印Ｃの方向に、慣性体３４は矢印Ｄの方向に固定ガイド棒３２に沿って僅かながら移動し、移動体３３と慣性体３４は切り離される。この状態を同図のｃ）に示す。その後、移動体３３と慣性体３４は閉ループ磁束Ｍ１の電磁吸引力によって互いに引き合い、衝突一体化して初期状態に戻る。この状態を同図のｄ）に示す。この時、移動体３３および慣性体３４の位置は同図のａ）に対して微小ながらＸ１のステップ移動を行うことができる。したがって、同図のｂ）〜ｄ）の動作を繰り返し実施することにより、微小ステップ量の連続した移動動作を行うことができる。なお、コイル３７による電磁反発力の発生原理は、以下のように説明できる。つまり、コイル３７に瞬間的な大電流を印加すると、時間的に変化する強磁界が発生する。そして、慣性体３４の導電性部材３９にはコイル３７が発生した強磁界の侵入を妨げる方向に電流が誘導される。この誘導電流とコイル３７の印加電流の流れは互いに逆方向であり、電磁作用による反発力が発生する。また、コイル３７に瞬間的な大電流を印加する方法としては、コンデンサを用いた公知の方法が知られている。つまり、コンデンサに電荷を充電してその放電電流を利用することにより、瞬間的な大電流を作る方法である。同図のｅ）は慣性体３４を移動体３３から切り離し、動作可能最終位置まで固定ガイド棒３２に沿って高速に移動させた場合を示す状態図であり、コイル３６の印加電流を断にして移動体３３と慣性体３４との間に作用する電磁吸引力をゼロにすることにより、慣性体３４の高速移動は引張バネ３５の引っ張り力によって実施される。
【００１０】
図２は本実施形態における微小移動装置の移動特性を示す実験結果の一例で、同図のａ）はその実験構成を示す図、同図のｂ）は微小ステップを行う移動体および慣性体の過渡特性を示す図、同図のｃ）は連続した移動ステップの移動特性を示す図である。本実験に用いた微小移動装置５０は垂直ガイド面５１と、この垂直ガイド面５１に閉ループ磁束Ｍ２の電磁吸引力によって吸着保持された移動体５２と、この移動体５２に閉ループ磁束Ｍ３の電磁吸引力によって吸着支持された慣性体５３から構成されている。さらに、移動体５２には環状のコイル５４が装着されていると共に、慣性体５３にはコイル５４と対面する位置に導電性部材５５が配設されている。なお、この微小移動装置５０では移動体５２の位置を閉ループ磁束Ｍ２の電磁吸引力による上下方向の摩擦力を用いて保持した構成となっているが、微小移動装置３０における摺動部材４０の摩擦力を用いて移動体３３を保持した構成と等価である。また、微小移動装置３０では慣性体３４を移動体３３から切り離す方向に引っ張り力を付与する引張バネ３５を備えた構成となっているが、微小移動装置５０でも同様に慣性体５３を移動体５２から切り離す方向、つまり、矢印Ｇの方向には重力加速度による慣性体５３の質量から定まる下向きの力が作用しているので、微小移動装置５０は微小移動装置３０における引張バネ３５を用いた構成と等価である。同図のｂ）のプロット線５６は移動体５２の動作変位を、プロット線５７は慣性体５３の動作変位を表している。この実験結果から、図示しないドライバによってコイル５４に瞬間的な大電流を印加して移動体５２と慣性体５３との間に衝撃的な電磁反発力を発生させると、移動体５２は上方に、慣性体５３は下方に僅かながら移動し、移動体５２と慣性体５３は一旦切り離された状態となることが確認できる。その後、移動体５２と慣性体５３は閉ループ磁束Ｍ３の電磁吸引力によって互いに引き合い、衝突一体化している。その結果、微小ながら５μｍ程度のステップ移動を達成している。同図のｃ）のプロット線５８は、連続動作における移動体５２の移動変位を表している。この実験結果から、安定した良好なステップ動作が得られ、本実施形態における微小移動装置５０の有用性が確認された。
【００１１】
図３は本実施形態における微小移動装置３０を用いた展開構造物の実施例で、一部の動作状態を示した図である。図３のａ）は展開途中の状態（折り畳み途中の状態）、同図のｂ）は展開状態を示している。この展開構造物６０は、中心棒６１が立設され、この中心棒６１の両端には複数の第１の連結棒６２が円周を等分する角度で、例えば６方向に放射状に突出するように組み合わされて節点が折曲自在に結合されている。そして、中心棒６１の両端の連結棒６２間には第２の連結棒６３が架設されて節点が折曲自在に結合され、中心棒６１を一辺とする四辺形状に結合されて骨組構体６４が形成されている。この骨組構体６４には四辺形状に結合される中心棒６１と第１および第２の連結棒６２，６３の対角線上に屈曲部材６５が架設され、その端部が節点に折曲自在に結合されている。そして、この展開構造物６０を複数個組み合わせてアンテナ装置の鏡面支持構造体を構成し、図示しない反射鏡メッシュを用いてアンテナ鏡面を形成している。なお、図中の○印は折曲自在に結合された節点を表している。
【００１２】
図４は展開構造物６０の展開駆動部を中心に拡大した図であり、同図のａ）は展開途中の状態（折り畳み途中の状態）、同図のｂ）は展開状態を示している。中心棒６１には微小移動装置３０が配置され、骨組構体６４の展開動作を実現している。つまり、中心棒６１は微小移動装置３０の固定ガイド棒３２と等価であり、この中心棒６１に摩擦力で保持され中心棒６１に沿って直動自在に配置された移動体３３と、この移動体３３に隣接し中心棒６１に沿って直動自在に配置された慣性体３４と、慣性体３４を移動体３３から切り離す方向に中心棒６１に沿って引っ張り力を付与する引張バネ３５を備えている。そして、慣性体３４には例えば６本のリンクロッド６６の一端が所定の間隔を有してリンク結合され、このリンクロッド６６の他端は中心棒６１の下端と結合された第１の連結棒６２にリンク結合されている。これにより、慣性体３４を図１に示す動作方法で中心棒６１に沿って移動させると、リンクロッド６６を介して、第１および第２の連結棒６２，６３は中心棒６１を中心に展開する。
【００１３】
図５は展開構造物６０に用いる微小移動装置３０の移動動作を説明するための図である。つまり、同図の▲１▼は展開構造物６０が折り畳まれた収納時における微小移動装置３０の位置を示しており、この位置から、微小移動装置３０を図１に示す動作方法で中心棒６１に沿って移動させ、低速度にて展開動作を行う。この動作を同図の▲２▼に示す。ここで、例えば同図の▲３▼の位置で微小移動装置３０が故障により低速度の正常な移動動作が不可能になった場合には、図１のｅ）に示す動作方法により慣性体３４を移動体３３から切り離し、慣性体３４を引張バネ３５の引っ張り力によって展開完了位置まで高速に移動させることができる。引張バネ３５を用いて行う高速移動動作を同図の▲４▼に示す。また、展開完了位置を同図の▲５▼に示す。その結果、万が一に微小移動装置３０に故障が発生しても慣性体３４を展開構造物６０の展開完了位置まで高速に移動することができるので、所望の展開状態を実現することができる。
【００１４】
図６は、本実施形態の微小移動装置３０に基づく変形例で、微小移動装置４２の概略構成図である。なお、図１に示す微小移動装置３０と共通する部位には、同一の番号を記載した。この微小移動装置４２はベース３１に設けられた固定ガイド棒３２と、この固定ガイド棒３２に摺動部材４８の摩擦力で保持され固定ガイド棒３２に沿って直動自在に配置された移動体４３と、この移動体４３に隣接し固定ガイド棒３２に沿って直動自在に配置された慣性体４４と、慣性体４４を移動体４３から切り離す方向に固定ガイド棒３２に沿って引っ張り力を付与する引張バネ３５を備えている。また、移動体４３および慣性体４４は強磁性体製で構成されていると共に、移動体４３には環状のコイル４５が非導電性の支持部材４６を介して装着されている。さらに、慣性体４４にはコイル４５と対面する位置に導電性部材４７が配設されている。そして、図示しないドライバによってコイル４５に定常的な電流を印加すると、移動体４３→慣性体４４→移動体４３を磁路とする閉ループ磁束Ｍ５が形成される。この閉ループ磁束Ｍ５によって移動体４３と慣性体４４との間には電磁吸引力が発生し、この電磁吸引力によって移動体４３と慣性体４４は密着一体化されている。さらに、前記ドライバまたは他のドライバによってコイル４５に瞬間的な大電流を印加すると、移動体４３と慣性体４４との間には互いに逆向きの衝撃的な電磁反発力が発生し、この電磁反発力によって図１に示す動作方法により中心棒３２に沿って移動することができる。
【００１５】
なお、本実施形態の微小移動装置３０ではコイル３６を用いて閉ループ磁束Ｍ１を形成し電磁吸引力を付与したが、永久磁石とコイルを併用した構成であっても良い。
【００１６】
図７は、本発明の微小移動装置に基づく第二の実施例で、微小移動装置７０の概略構成を示すと共にその動作方法を説明するための図である。この微小移動装置７０はベース７１に設けられた固定ガイド棒７２と、この固定ガイド棒７２に摩擦力で保持され固定ガイド棒７２に沿って直動自在に配置された移動体７３と、この移動体７３に隣接し固定ガイド棒７２に沿って直動自在に配置された慣性体７４と、慣性体７４を移動体７３の方向に固定ガイド棒７２に沿って押し付け力を付与する圧縮バネ７５を備えている。また、移動体７３には環状の電磁吸引力装置７６が装着されて強磁性体製の固定ガイド棒７２を吸着し、移動体７３の位置を摩擦力で保持している。ここで、電磁吸引力装置７６は永久磁石７６ａと、この永久磁石７６ａを挟み込むようにして配設され磁気的に連結された強磁性体製のヨーク７６ｂおよび７６ｃと、コイル７６ｄから構成されている。そして、電磁吸引力装置７６は永久磁石７６ａ→ヨーク７６ｂ→固定ガイド棒７２→ヨーク７６ｃ→永久磁石７６ａを磁路とする閉ループ磁束Ｍ４を形成し、この閉ループ磁束Ｍ４によって電磁吸引力装置７６と固定ガイド棒７２との間に電磁吸引力を発生している。なお、電磁吸引力装置７６の電磁吸引力をゼロにする場合には、図示しないドライバによってコイル７６ｄに電流を印加し、閉ループ磁束Ｍ４と逆向きの磁束を発生させることによって実現できる。さらに、移動体７３には環状のコイル７８が非導電性の支持部材７９を介して装着されていると共に、慣性体７４にはコイル７８と対面する位置に導電性部材８０が配設されている。本実施形態の微小移動装置７０における電磁吸引力装置７６は、永久磁石とコイルを併用した構成となっているが、永久磁石を使用しない電磁石構成であっても良い。
【００１７】
次に、微小移動装置７０の動作方法について説明する。図７のａ）を初期状態として、これに、図示しないドライバによってコイル７８に瞬間的な大電流を印加すると、移動体７３と慣性体７４との間には互いに逆向きの衝撃的な電磁反発力が矢印ＥおよびＦの方向に発生する。この状態を同図のｂ）に示す。その結果、移動体７３は矢印Ｅの方向に、慣性体７４は矢印Ｆの方向に固定ガイド棒７２に沿って僅かながら移動し、移動体７３と慣性体７４は切り離される。この状態を同図のｃ）に示す。その後、移動体７３と慣性体７４は圧縮バネ７５の押し付け力によって衝突一体化し、初期状態に戻る。この状態を同図のｄ）に示す。この時、移動体７３および慣性体７４の位置は同図のａ）に対して微小ながらＸ２のステップ移動を行うことができる。したがって、同図のｂ）〜ｄ）の動作を繰り返し実施することにより、微小ステップ量の連続した移動動作を行うことができる。同図のｅ）は電磁吸引力装置７６の電磁吸引力をゼロにして移動体７３の摩擦保持力をなくし、移動体７３および慣性体７４を動作可能最終位置まで固定ガイド棒７２に沿って高速に移動させた場合の状態を示す図であり、コイル７６ｄに電流を印加することによって電磁吸引力をゼロにし、移動体７３および慣性体７４の高速移動は圧縮バネ７５の押し付け力によって実施される。
【００１８】
図８は本実施形態における微小移動装置７０を用いた展開構造物の実施例で、一部の動作状態を示した図である。図８のａ）は展開途中の状態（折り畳み途中の状態）、同図のｂ）は展開状態を示している。この展開構造物９０は、中心棒９１が立設され、この中心棒９１の両端には複数の第１の連結棒９２が円周を等分する角度で、例えば６方向に放射状に突出するように組み合わされて節点が折曲自在に結合されている。そして、中心棒９１の両端の連結棒９２間には第２の連結棒９３が架設されて節点が折曲自在に結合され、中心棒９１を一辺とする四辺形状に結合されて骨組構体９４が形成されている。この骨組構体９４には四辺形状に結合される中心棒９１と第１および第２の連結棒９２，９３の対角線上に屈曲部材９５が架設され、その端部が節点に折曲自在に結合されている。そして、この展開構造物９０を複数個組み合わせてアンテナ装置の鏡面支持構造体を構成し、図示しない反射鏡メッシュを用いてアンテナ鏡面を形成している。なお、図中の○印は折曲自在に結合された節点を表している。さらに、中心棒９１には微小移動装置７０が配置され、骨組構体９４の展開動作を実現している。つまり、中心棒９１は微小移動装置７０の固定ガイド棒７２と等価であり、この中心棒９１に摩擦力で保持され中心棒９１に沿って直動自在に配置された移動体７３と、この移動体７３に隣接し中心棒９１に沿って直動自在に配置された慣性体７４と、慣性体７４を移動体７３の方向に中心棒９１に沿って押し付け力を付与する圧縮バネ７５を備えている。そして、慣性体７４には例えば６本のリンクロッド９６の一端が所定の間隔を有してリンク結合され、このリンクロッド９６の他端は中心棒９１の下端と結合された第１の連結棒９２にリンク結合されている。これにより、慣性体７４を図７に示す動作方法で中心棒９１に沿って移動させると、リンクロッド９６を介して、第１および第２の連結棒９２，９３は中心棒９１を中心に展開する。そして、万が一に微小移動装置７０に故障が発生しても移動体７３および慣性体７４を展開構造物９０の展開完了位置まで高速に移動することができるので、所望の展開状態を実現することができる。
【００１９】
【発明の効果】
小型単純構造ながら、微小ステップの低速度移動と動作可能最終位置までの高速移動を実現できる本発明の微小移動装置の特徴を生かし、この微小移動装置を用いた展開構造物の発明によれば、正常な展開動作時には微小ステップによる低速度な展開制御を行い、また、微小移動装置が故障して正常な展開動作が不可能になった場合には、微小移動装置の張力付与手段または圧縮力付与手段を操作して高速な展開動作を行うことができるので、万が一に故障が発生しても最終的な所望の展開状態を実現する故障時対処手段を提供できる。したがって、展開信頼性の高い展開構造物を実現できると共に、本発明の微小移動装置によれば、駆動モータと一対のネジ駆動部からなる従来の展開駆動装置に比べてより一層の小型軽量化と単純化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微小移動装置の構成と動作方法を説明するための図である。
【図２】本実施形態における微小移動装置の移動特性を示す実験結果の一例である。
【図３】図１に示す微小移動装置を用いて構成した展開構造物の構成図である。
【図４】図３に示す展開構造物の展開駆動部を中心に拡大した構成図である。
【図５】図３に示す展開構造物における微小移動装置の移動動作を説明するための図である。
【図６】本実施形態における微小移動装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第二実施例に係る微小移動装置の構成と動作方法を説明するための図である。
【図８】図７に示す微小移動装置を用いて構成した展開構造物の構成図である。
【図９】従来の展開構造物の構成図である。
【図１０】図９に示す展開構造物における展開駆動部の拡大構成図である。
【図１１】図９に示す展開構造物における一部分の展開動作を説明するための図である。
【符号の説明】
３０，５０，７０    微小移動装置
３３，５２，７３    移動体
３４，５３，７４    慣性体
３５    引張バネ
７５    圧縮バネ
３１，７１    ベース
３２，７２    固定ガイド棒
３６，３７，５４，７６ｄ，７８    コイル
３８，７９    支持部材
３９，５５，８０    導電性部材
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４    閉ループ磁束
Ｘ１，Ｘ２    ステップ移動量
６１，９１    中心棒
６２，９２    第１の連結棒
６３，９３    第２の連結棒
６４，９４    骨組構体
６５，９５    屈曲部材
６６，９６    リンクロッド
【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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【図１０】
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【図１１】
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