(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量で簡明な構成を有し、高精度で位置設定が行え、高い信頼性をもって低コストな機械式回転駆動装置を提案する。【解決手段】トーション部材１は、第１端１０が支持機構２に固定結合され、第１端１０とは反対側の第２端である自由端１２が、トーション部材１の長手方向軸心Ｘを中心として、ねじられていない状態と、ねじられた状態との間で、回転可能であり、トーション部材１の長さは、ねじられた状態となることによって短くなる。自由端１２の近傍に、トーション部材１へ又はトーション部材１から回転モーメントを伝達するための機構１６が装備されている。自由端１２に隣接した位置に、ダンパ装置５が配設されており、自由端１２において、ダンパ部１４が設けられており、ダンパ部１４は、ねじられていない状態にあるときには、ダンパ装置５と摩擦係合しており、ねじられた状態にあるときには、ダンパ装置５と係合していない。【選択図】図１
2006316995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーション部材（１；１０１）を備えた機械式回転駆動装置において、
前記トーション部材（１；１０１）は、第１端（１０；１１０）が、支持機構（２；１０２）に結合されており、
前記トーション部材（１；１０１）は、結合されている前記第１端（１０；１１０）とは反対側の第２端である自由端（１２；１１２）が、回転軸心（Ｒ；Ｒ’）を成している該トーション部材（１；１０１）の長手方向軸心（Ｘ；Ｘ’）を中心として、ねじられていない状態と、ねじられた状態との間で、回転可能であり、
前記トーション部材（１；１０１）の長さは、該トーション部材（１；１０１）がねじられた状態となることによって、ねじられていない状態と比べて短くなり、
前記自由端（１２；１１２）の近傍に、前記トーション部材（１；１０１）へ又はトーション部材（１；１０１）から回転モーメントを伝達するための機構（１６；１１６）が装備されており、
前記支持機構（２；１０２）から前記トーション部材（１；１０１）の軸心方向へ一定の距離だけ離隔して、前記トーション部材（１；１０１）の前記自由端（１２；１１２）に隣接した位置に、ダンパ装置（５；１０５）が配設されており、
前記トーション部材（１；１０１）の前記自由端（１２；１１２）の近傍において、前記トーション部材（１；１０１）に、ダンパ部（１４；１１４）が設けられており、該ダンパ部（１４；１１４）は、前記トーション部材がねじられていない状態にあるときには、前記ダンパ装置（５；１０５）と摩擦係合しており、前記トーション部材がねじられた状態にあるときには、前記ダンパ装置（５；１０５）と係合していない、
ことを特徴とする機械式回転駆動装置。
【請求項２】
前記トーション部材（１０１）のための中心支持ロッド（１０６）を備えたことを特徴とする請求項１記載の機械式回転駆動装置。
【請求項３】
前記トーション部材（１０１）が、リング形に配列され各々が前記長手方向軸心（Ｘ’）に平行に延在している弾性変形可能な複数本のベンディングバー（１１１）を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の機械式回転駆動装置。
【請求項４】
前記複数本のベンディングバー（１１１）が、炭素繊維材料から成ることを特徴とする請求項３記載の機械式回転駆動装置。
【請求項５】
前記トーション部材（１０１）の前記自由端が、前記中心支持ロッド（１０６）に対して相対的に回転可能であることを特徴とする請求項２記載の機械式回転駆動装置。
【請求項６】
前記トーション部材（１０１）は、少なくとも、リング形に配列された前記複数本のベンディングバー（１１１）の領域が、カバーチューブ（１０７）によって囲繞されていることを特徴とする請求項３又は４記載の機械式回転駆動装置。
【請求項７】
前記トーション部材（１０１）の前記自由端が、前記カバーチューブ（１０７）に対して相対的に回転可能であることを特徴とする請求項６記載の機械式回転駆動装置。
【請求項８】
前記ダンパ部（１４；１１４）が、前記回転軸心（Ｒ；Ｒ’）を中心として回転可能な少なくとも１つの摩擦面（１５；１１５）を備えており、
前記ダンパ装置（５；１０５）が、前記回転軸心（Ｒ；Ｒ’）の周りを少なくとも部分的に囲繞するように形成された少なくとも１つの対向摩擦面（１７；１１７）を備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の機械式回転駆動装置。
【請求項９】
前記摩擦面（１５；１１５）と、前記対向摩擦面（１７；１１７）とが、前記回転軸心（Ｒ；Ｒ’）に対して径方向に延展する面として形成されていることを特徴とする請求項８記載の機械式回転駆動装置。
【請求項１０】
前記摩擦面（１５；１１５）と、前記対向摩擦面（１７；１１７）とが、前記回転軸心（Ｒ；Ｒ’）を中心とするテーパ面として形成されていることを特徴とする請求項８記載の機械式回転駆動装置。
【請求項１１】
前記摩擦面（１５；１１５）及び／または前記対向摩擦面（１７；１１７）が、環状にまたは部分的に環状に形成されていることを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項記載の機械式回転駆動装置。
【請求項１２】
前記機械式回転駆動装置を宇宙航行機の機外構造物を展開するために用いることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項記載の機械式回転駆動装置の使用方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１１の何れか１項記載の前記機械式回転駆動装置と、宇宙航行機から展開される機外構造物と、を備え、前記機械式回転駆動装置を機外構造物を展開するために用いることを特徴とする宇宙航行機用組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コラム形のトーション部材を備えた機械式回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械式回転駆動装置として、様々なものが公知となっている。特に、コラム形のトーション部材を備えた機械式回転駆動装置は、宇宙航行技術の分野において、例えば人工衛星の機外構造物をただ一度だけ作動させるためなどに用いられており、より具体的には、例えばアンテナやソーラーパネルを展開するためなどに用いられている。この種の機械式回転駆動装置の利点は、宇宙空間で作業を開始するのに先んじて、予め地上で機械的エネルギをチャージしておき、しかる後に、宇宙空間で所望の作動を行わせることができることにある。従って、宇宙空間ではその使用量に厳しい制約のある電気エネルギに頼ることなく、その作動を行わせることができる。
【０００３】
ただし、この種の駆動装置を人工衛星などの宇宙航行機における駆動手段として用いる場合には、アンテナやソーラーパネルを、高い信頼性をもって展開することが可能であると共に、展開後のアンテナやソーラーパネルの位置を、高い位置精度を有するものとなし得ることが要求される。従来の機械式駆動システムでは、この目的を達成し得るものとするためには、その構造が複雑で、大重量で、高コストのものとならざるを得ない。従来の機械式駆動システムにおいて大きな問題となるのは、支持構造部分の遊びである。支持構造部分に遊びがあると、一般的には、展開する機外構造物を、高い位置精度をもって位置付け得るか否かは保証の限りではない。それが保証されるようにするには、多くの場合、例えば係止機構などの別設の機械的手段が必要とされるが、そのような機械的手段を装備するとなれば、それによって更に重量が増大し、高コストとなると共に、駆動装置の全体としての複雑度も増大してしまい、そのことが、駆動システム全体としての信頼性に対して悪影響を及ぼすことになる。
【０００４】
特許文献１（ドイツ特許出願公開第３７ ４０ ７５６号公報）は、回転モーメントを伝達する中空軸に関するものであり、この中空軸は、回転変形（ねじれ変形）するように弾性変形する。この中空軸の外周または内周に嵌合させて、この中空軸と同心的に管状体を配設し、この管状体は、回転変形（ねじれ変形）に対する剛性の大きなものであって、摩擦を発生するためのものである。更に、中空軸は、繊維複合材料で形成されており、回転モーメントを入力するための連結部に直接的に接続しており、回転モーメントの伝達だけを行うものである。一方、ねじれ変形に対する剛性の大きな管状体は、ねじれ変形する中空軸に対して摩擦力を発生する。その摩擦は、表面接触によって発生させるようにしてもよく、また、液体減衰媒体または固体減衰媒体の内部摩擦によって発生させるようにしてもよい。
【０００５】
特許文献２（ドイツ特許公表第６９６ ０８ ９３０号公報）は、主エネルギ発生源としてソーラーパネルユニットを使用する通信衛星や宇宙ステーションなどに関するものである。同特許文献２に記載されているハイブリッド型ソーラーパネルユニットは、剛体のソーラーパネルに、半剛体のソーラーパネルまたは可撓性のソーラーパネルを組合せて使用するようにしたものである。
【０００６】
特許文献３（ドイツ特許公表第６９６ ０４ １６５号公報）は、宇宙航行機に装備したソーラーパネルの姿勢調整装置に関するものである。この姿勢調整装置は、熱に感応して動作する機構を備えており、この機構は、宇宙航行機の機体に対するソーラーパネルの位置を移動させるための機構であって、その移動を、宇宙航行機に入射する太陽光線の入射方向の関数として自動的に行うようにしたものである。
【０００７】
特許文献４（ドイツ特許公表第６８９ ０２ １１０号公報）は、自動的に駆動される無摩擦式のリンク機構と、かかるリンク機構を装備した、例えば衛星用ソーラーパネルなどのリンク結合式のユニットとに関するものである。このリンク機構は、２本のストラットを含んでおり、それらストラットは、２つの円筒面により互いに転動するようにしてある。
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第３７ ４０ ７５６号公報
【特許文献２】ドイツ特許公表第６９６ ０８ ９３０号公報
【特許文献３】ドイツ特許公表第６９６ ０４ １６５号公報
【特許文献４】ドイツ特許公表第６８９ ０２ １１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の課題は、軽量であって簡明な構成を有し、支持機構部分の遊びが小さいことから高精度で位置設定が行え、更には、高い信頼性をもって低コストで製作することのできる、機械式回転駆動装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載した機械式回転駆動装置によって達成される。
【００１０】
本発明は、トーション部材を備えた機械式回転駆動装置において、
前記トーション部材は、第１端が、支持機構に結合されており、
前記トーション部材は、結合されている前記第１端とは反対側の第２端である自由端が、回転軸心を成している該トーション部材の長手方向軸心を中心として、ねじられていない状態と、ねじられた状態との間で、回転可能であり、
前記トーション部材の長さは、該トーション部材がねじられた状態となることによって、ねじられていない状態と比べて短くなり、
前記自由端の近傍に、前記トーション部材へ又はトーション部材から回転モーメントを伝達するための機構が装備されており、
前記支持機構から前記トーション部材の軸心方向へ一定の距離だけ離隔して、前記トーション部材の前記自由端に隣接した位置に、ダンパ装置が配設されており、
前記トーション部材の前記自由端の近傍において、前記トーション部材に、ダンパ部が設けられており、該ダンパ部は、前記トーション部材がねじられていない状態にあるときには、前記ダンパ装置と摩擦係合しており、前記トーション部材がねじられた状態にあるときには、前記ダンパ装置と係合していない、
ことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記支持機構から前記トーション部材の軸心方向へ一定の距離だけ離隔させて、前記トーション部材の前記自由端に隣接した位置に、ダンパ装置を配設し、また、前記トーション部材の前記自由端の近傍に、ダンパ部を設け、そして、このダンパ部が、前記トーション部材がねじられていない状態にあるときには、前記ダンパ装置と摩擦係合しており、前記トーション部材がねじられた状態にあるときには、前記ダンパ装置と係合していないようにしているのは、巧緻にして新規な方式によって、以下の作用効果が得られるようにしたものである。その作用効果とは、前記トーション部材が、ねじられていない状態になることによって、軸心方向に僅かに伸張し、そして、前記トーション部材がそのように伸張することによって、前記ダンパ装置と前記ダンパ部とが互いに係合した状態となり得るということである。そのため、前記トーション部材が、ねじられた状態からねじられていない状態へ移行する際のねじれ運動に対して、予め予期されているそのねじれ運動の終点または終点直前において、前記ダンパ部と前記ダンパ装置とが摩擦係合することによってブレーキがかけられ、それによって前記トーション部材は、高い精度をもって、所定の目標位置へ到達することができる。更に、この摩擦係合によれば、前記トーション部材にブレーキをかけた際にその目標位置を中点とするねじれ振動が発生するという事態も防止され、なぜならば、この摩擦係合は、本来的に、そのようなねじれ振動を減衰させるものだからである。
【００１２】
前記トーション部材が中心支持ロッドを備えるようにすると特に有利であり、この中心支持ロッドによって、前記トーション部材が、その長手方向軸心が曲がるような変形を生じることが防止され、従って前記トーション部材の静安定性が向上する。
【００１３】
更に、前記トーション部材が、リング形に配列され各々が前記長手方向軸心に平行に延在している弾性変形可能な複数本のベンディングバーを備えているようにし、該複数本のベンディングバーが、前記支持機構と前記回転モーメント伝達機構とに、環状に結合されているようにすると有利である。前記トーション部材を、複数本のベンディングバーがリング形に配列されたものとすることにより、非常に軽量のトーション部材とすることができ、このように構成したトーション部材は、コンパクトな構造でありながら、ねじれ運動によって、大きな回転角と、効果的で確実な長さ変化とを生じるものとなる。更に、前記複数本のベンディングバーが、炭素繊維材料から成るものとすると特に有利であり、それによって更なる軽量化が可能となる。
【００１４】
リング形に配列された前記複数本のベンディングバーが、カバーチューブによって囲繞されているようにすることが好ましく、そうすることによって、それら複数本のベンディングバーを保護することができる。
【００１５】
前記トーション部材の前記自由端が、前記中心支持ロッドに対して、及び／または、前記カバーチューブに対して、相対的に回転可能であるようにしておくことが好ましい。
【００１６】
本発明に係る機械式回転駆動装置の特に有利な実施の形態の１つは、前記ダンパ部が、前記回転軸心を中心として回転可能な少なくとも１つの摩擦面を備えており、前記ダンパ装置が、前記回転軸心の周りを少なくとも部分的に囲繞するように形成された少なくとも１つの摩擦面を備えていることを特徴とするものである。このように、前記ダンパ部及び前記ダンパ装置を前記回転軸心に対して同心的に構成することによって、回転運動の所定の運動ストロークに亘って、徐々に、しかも連続的に、減衰力を発生させることができ、また、それによって、前記トーション部材に対する減衰作用及びブレーキ作用を特に効果的に発生させることが可能であり、なぜならば、そうすることで、前記トーション部材の長さが伸張するにつれて、前記ダンパ部と前記ダンパ装置との間の摩擦力が増大して行くようにすることができるからである。
【００１７】
更に、双方の前記摩擦面を、前記回転軸心に対して径方向に延展する面として形成すると、特に有利である。
【００１８】
また、双方の前記摩擦面を、前記回転軸心を中心とするテーパ面として形成すると効果的であり、その場合に、それら前記摩擦面を、円錐面からなるテーパ面として形成してもよく、また、球面からなるテーパ面として形成してもよい。
【００１９】
また、双方の前記摩擦面を、環状にまたは部分的に環状に形成することが好ましい。
【００２０】
本発明に係る機械式回転駆動装置の特に好ましい用途は、宇宙航行機の機外構造物を展開するための駆動要素として用いるというものである。
また、本発明に係る宇宙航行機用組立体は、前記機械式回転駆動装置と、宇宙航行機から展開される機外構造物と、を備え、前記機械式回転駆動装置を機外構造物を展開するために用いるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について、また細部構成及び更なる利点について、更に詳細に説明して行く。
【００２２】
図１に模式図の形で、本発明に係る機械式回転駆動装置を示した。バー状即ちコラム形のトーション部材１は、第１端１０が、支持機構２に固定結合されている。支持機構２は、ベース３上に固定して取付けられている。ベース３は、例えば宇宙航行機の機外の構造材などであって、そのような構造材には、例えばアンテナやソーラーパネルなどの宇宙航行機の機外構造物が取付けられている。
【００２３】
ベース３上には更に、対向支持機構４が固定して取付けられており、この対向支持機構４には、ダンパ装置５が装備されている。トーション部材１の軸心方向に沿って測った支持機構２とダンパ装置５との間の離隔距離は、ベース３上の支持機構２と対向支持機構４との相対配置によって決まる一定の距離である。
【００２４】
トーション部材１の、第１端１０とは反対側の第２端である自由端１２には、ダンパ部１４が設けられており、このダンパ部１４は、ダンパ装置５と摩擦係合するように形成されている。更に、この自由端１２の近傍に、トーション部材１へ又はトーション部材１から回転モーメントを伝達するための回転モーメント伝達機構１６が装備されている。この回転モーメント伝達機構１６は、例えば、回転軸心Ｒから径方向に延出したレバーなどで構成される。
【００２５】
図１に示したトーション部材１は、無荷重状態（回転荷重が加わっていない状態）から回転させたときの状態、即ち、回転方向へねじられた状態を示したものである。トーション部材１は、無荷重状態から回転させられたことによって、無荷重状態における長さと比べて、短縮量ΔＬだけ短くなっている。
【００２６】
トーション部材１がねじられていない状態である無荷重状態にあるときには、トーション部材１のダンパ部１４の端面に形成されているテーパ形（円錐形）摩擦面１５が、この摩擦面１５の形状に適合する形状に形成されているダンパ装置５のテーパ形（円錐形）対向摩擦面１７と当接しており、一方、トーション部材１が、ねじられた状態にあるときには、双方のテーパ形（円錐形）摩擦面１５と１７の間に隙間Ｓが形成されており、従って、トーション部材１がねじられた状態にあるときには双方の摩擦面１５，１７は互いに係合していない。
【００２７】
図１に模式図で示した具体例では、トーション部材１の自由端１２に設けられているテーパ形摩擦面１５は、ダンパ装置５へ向かって突出した凸円錐形状に形成されており、一方、ダンパ装置５に設けられている対向摩擦面１７は、その凸円錐形状に対応した円錐形状凹部としてダンパ装置５に形成されている。摩擦面１５の円錐形状と、対向摩擦面１７の円錐形状とは、いずれも回転軸心Ｒに対して同心的とされており、従って、トーション部材１の長手方向軸心Ｘに対して同心的とされている。
【００２８】
図１の模式図におけるトーション部材１は、トーションバーとして描かれているが、ただし、このトーション部材１は、必ずしもトーションバーとして形成することを必要とするものではない。トーション部材１は、トーションチューブとしてもよく、また、以下に説明する実施の形態に関連して示すように、複数本のベンディングバーまたはトーションバーをリング形に配列したものとしてもよい。これらを総じてコラム形のトーション部材と称する。トーション部材１は好ましくは炭素繊維材料から成る。
【００２９】
図２に示したのは、本発明に係る機械式回転駆動装置の特に好適な実施の形態であり、実際に製作された構成例である。図２には、トーション部材１０１と対向支持機構１０４とが示されている。また、トーション部材１０１が固定結合されている支持機構１０２は図２には模式的に示されている。
【００３０】
トーション部材１０１は、リング形に配列され各々が長手方向軸心Ｘ’に平行に延在している弾性変形可能な複数本のベンディングバー１１１を備えており、それら複数本のベンディングバー１１１は周方向に互いに等間隔で配設されている。また、それら複数本のベンディングバー１１１は、支持機構１０２に固定結合された第１のリング形スリーブ部材１１０に固定連結されている。更に、トーション部材１０１は、その自由端が、第２のリング形スリーブ部材１１２に固定連結されている。トーション部材１０１は、中心支持ロッド１０６を囲繞しており、この中心支持ロッド１０６も、支持機構１０２に固定連結されている。中心支持ロッド１０６は、トーション部材１０１の長手方向軸心Ｘ’上を該軸心Ｘ’に沿って延在して、トーション部材１０１を貫通している。トーション部材１０１の第２のリング形スリーブ部材１１２は、中心支持ロッド１０６に対して相対的に回転可能であり、一般的な滑り軸受またはころ軸受を介して、中心支持ロッド１０６上に支持される構造とするのがよい。
【００３１】
リング形即ちチューブ形に形成されたトーション部材１０１は、カバーチューブ１０７によって囲繞されている。カバーチューブ１０７は、少なくともトーション部材１０１のベンディングバー１１１の近傍部分を、外部環境からの影響を遮断することにより、保護するものである。図示例では、このカバーチューブ１０７も、支持機構１０２に固定連結されている。カバーチューブ１０７は、トーション部材１０１の自由端の近傍において、支持構造体１０８に固定連結されている。この支持構造体１０８の中を、トーション部材１０１が貫通して延在しており、そのため、トーション部材１０１の自由端は、この支持構造体１０８の、支持機構１０２とは反対の側に位置している。
【００３２】
トーション部材１０１は、その自由端に、ブレーキ／ダンパ機構１１３を備えるとともに、このトーション部材１０１へ又はトーション部材１０１から回転モーメントを伝達するための回転モーメント伝達機構１１６を備えている。
【００３３】
ブレーキ／ダンパ機構１１３は、ダンパ部１１４を含むと共に、ブレーキドラム１１８を含むものである。ブレーキドラム１１８は、トーション部材１０１の自由端の端面に装備されており、支持機構１０２とは反対の側へ延出している。ブレーキドラム１１８は、ブレーキ面１１８’を備えており、このブレーキ面１１８’は、回転軸心Ｒ’に対して同心的な面であり、１８０°の回転角に略相当する角度範囲に亘って延展している。中心支持ロッド１０６の自由端から径方向へブレーキシュー１１９が延出しており、このブレーキシュー１１９は、ブレーキ面１１８’に軽く摩擦係合しており、トーション部材１０１がねじられるとき、並びに、ねじられていたトーション部材１０１がねじられていない状態に戻るときに、そのねじり範囲の可能な限り全域に亘って、即ち、トーション部材１０１の自由端に設けられたダンパ部１１４と対向支持機構１０４のダンパ装置１０５とが互いに係合していないときにも、発生した回転振動を減衰させるものである。
【００３４】
以下に図３を参照して、ブレーキ／ダンパ機構１１３並びにダンパ装置１０５の、構造及び作用について説明する。
【００３５】
ブレーキ／ダンパ機構１１３はリング形支持部材１２０を備えており、このリング形支持部材１２０は、トーション部材１０１の自由端に設けられているリング形スリーブ部材１１２を囲繞しており、このリング形スリーブ部材１１２に、回転方向にも軸心方向にも相対移動しないように固定連結されている。
【００３６】
リング形スリーブ部材１１２の、支持機構１０２とは反対側の端部である自由端の端面には、ブレーキドラム１１８が取付けられている。一方、このリング形スリーブ部材１１２の、支持機構１０２の側の端面には、リング形支持部材１２０のリング形突出壁部１２２が同心的に形成されており、このリング形突出壁部１２２は、支持機構１０２へ向かって突出している。リング形突出壁部１２２の内周面には、ネジ溝１２４’を備えたネジ部１２４が形成されている。このネジ溝１２４’に、リング形に形成されているダンパ部１１４のネジ溝１１４’が螺合している。それらネジ溝１１４’、１２４’の螺合によって、トーション部材１０１の長手方向軸心Ｘ’に沿ったダンパ部１１４の位置の微調整が可能となっている。ダンパ部１１４は、径方向に延出したフランジ部１１４”を備えている。フランジ部１１４”には複数の孔が形成されており、それらの孔に、夫々に固定ボルト１２１が挿通され、それら固定ボルト１２１は更に、リング形支持部材１２０のリング形突出壁部１２２より径方向外側の箇所を貫通して延在し、ブレーキドラム１１８に螺着されている。これにより、ブレーキドラム１１８、リング形支持部材１２０、及びダンパ部１１４が、軸心方向に隣接して互いに結合されており、それらは相対回転することのないように互いに固定されている。
【００３７】
支持構造体１０８に連結されているカバーチューブ１０７は、その自由端に、ダンパ装置１０５が装備されている。ダンパ装置１０５は、カバーチューブ１０７よりも更に径方向外方まで延出しており、その延出した部分に、球面形状の対向摩擦面１１７が形成されている。この対向摩擦面１１７は、ダンパ部１１４のテーパ形摩擦面１１５と協働するものであり、ダンパ部１１４のテーパ形摩擦面１１５は、ダンパ部１１４の内周面に形成された、リング形支持部材１２０へ近付くにつれて拡径する円錐台形状の面である。
【００３８】
ダンパ部１１４と、ダンパ装置１０５が装備されているカバーチューブ１０７の端面との間に、径方向に延在する隙間１２３が形成されており、軸心Ｘ’に沿って測ったこの隙間１２３の幅寸法は、トーション部材１０１のねじられていない状態とねじられた状態との間での、トーション部材１０１の軸心方向の長さ変化量ΔＬより僅かに大きくしてある。
【００３９】
図３に示したトーション部材１０１は、ねじられていない状態にあり、この状態では、摩擦面１１５と対向摩擦面１１７とが摩擦係合している。この図に示したねじられていない状態から、トーション部材１０１を回転させてねじられた状態にすると、それによってトーション部材１０１に固定連結されているブレーキ／ダンパ機構１１３が、支持構造体１０８と、カバーチューブ１０７の端部と、ダンパ装置１０５とで構成されている対向支持機構１０４に対して相対的に、図３に矢印Ｚで示したように右方へ変位し、従って、支持機構１０２へ近付く方向へ変位する。この右方への変位によって、摩擦面１１５と対向摩擦面１１７とが係合していない状態になる。一方、これとは逆に、トーション部材１０１が、ねじられていない状態に戻るときには、ねじられていない状態に到達する直前に、摩擦面１１５と対向摩擦面１１７とが互いに再び摩擦係合する。これによって、トーション部材１０１の回転運動は、またひいては、トーション部材１０１に連結されている回転モーメント伝達機構１１６の回転運動は、目標位置として予め定められている最終位置へ高い位置精度をもって到達することができ、しかも、この最終位置を超えて行き過ぎることもなく、また、この最終位置から逆行することもないようになっている。
【００４０】
図４に、本発明に係る機械式回転駆動装置の用途例として、人工衛星の機外構造物を展開する用途に用いた場合の宇宙航行機用組立体を示した。人工衛星の機外部分に設けられたベース３上に、第１回転駆動装置１００と、第２回転駆動装置１００’とが取付けられており、それらは、ベース３に固定連結されている１つの支持機構２に、互いに鏡像関係を成すようにして取付けられており、ただし、それらは、互いに実質的に同一の構成を有するものである。
【００４１】
図４には、衛星アンテナ２００を模式的に描いてある。各々の回転駆動装置１００、１００’から、この衛星アンテナ２００の構造材へ回転モーメントを伝達するための回転モーメント伝達機構１６、１６’として機能する２本のレバーアームが装備されている。それら２本のレバーアームは、かかる機能を果たすために、各々のトーション部材１、１’に回転方向に固定されて連結されており、また、各々の対向支持機構４、４’に揺動可能に支持されている。
【００４２】
衛星アンテナ２００が展開された状態にあるときには、トーション部材１、１’が、ねじられていない状態にあり、そのとき、衛星アンテナ２００の構造部材２０２からベース３へ作用する引張力及び押圧力は、折り畳み式のストラット（突っ張り支柱）２１０によって支えられている。このストラット２１０は、断面形状がΩ形の弾性変形可能な２枚の板状部材で構成されており、それら２枚の板状部材は、それらの長手方向に延在する両側縁において互いに連結されている。この構成とされているため、このストラットは、比較的大きな曲げ力を加えることで折り畳むことができ、折り畳まれたときには、弾性変形可能な２枚の板状部材は、折曲げ箇所において互いにぴったりと密着する。図４に示したのは、ストラットが真っ直ぐに伸びた状態であり、このときストラットの断面形状は、Ω形を２つ合わせた形状になっており、組合わさった２枚の板状部材の弾性によって、曲げに抵抗する大きな安定性が得られている。そのため、この適用例においては、アンテナ２００が展開された状態にあるときに発生する引張力及び押圧力が、何ら問題なく支えられるようになっている。
【００４３】
従って、本発明に係る機械式回転駆動装置の、図４に示した適用例においては、折り畳まれていたストラット２１０の復元力のために、目標位置に達する直前の時点、即ち、トーション部材１、１’が最終状態になる直前の時点で、各々のダンパ部とダンパ装置との間に発生している制動力／減衰力が、ストラットの２１０が真っ直ぐになろうとする最後の力によって克服されるため、衛星アンテナ２００が起立して目標位置に確実に達することが保証されている。
【００４４】
上述した実施の形態は、本発明の中核概念を概括的に説明するために提示したものにすぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明に係る装置は、権利保護の範囲内において、上述した実施の形態以外の様々な形態として実施することも可能なものである。更に、本発明に係る装置は、特許請求の範囲の夫々の請求項に記載した個々の特徴を様々に組合せて備えたものとなし得るものである。
【００４５】
特許請求の範囲の夫々の請求項、本明細書、並びに図面に記入した参照符号は、本発明の理解を助けることを意図したものにすぎず、それら参照符号によって権利保護の範囲が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】縦断面図で表した機械式回転駆動装置の概念図である。
【図２】本発明に係る回転式回転駆動装置の好適な実施の形態の部分的に破断した斜視図である。
【図３】図２に示した実施の形態におけるダンパシステムの垂直断面図である。
【図４】本発明に係る機械式回転駆動機構を宇宙航行機のアンテナ構造体に適用したときの用途例を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、１’、１０１  トーション部材
２、１０２  支持機構
５、１０５  ダンパ装置
１０、１１０  第１端
１２、１１２  第２端（自由端）
１４、１１４  ダンパ部
１５、１１５  摩擦面
１６、１６’、１１６  回転モーメント伝達機構
１７、１１７  対向摩擦面
１０４  対向支持機構
１０６  中心支持ロッド
１０７  カバーチューブ
１１１  ベンディングバー
１１５  摩擦面
Ｒ、Ｒ’  回転軸心
Ｘ、Ｘ’  長手方向軸心
【図１】
2006316995.tif 000003
【図２】
2006316995.tif 000004
【図３】
2006316995.tif 000005
【図４】
2006316995.tif 000006