(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体化された反動輪組立体アレイ（ＲＷＡＡ（１０））であって、
複数の軸受位置決め特徴（３８、７４）と複数の回転子ネスト（２０）とを含む多回転子シャーシ（１２）と、
前記多回転子シャーシに取り付けられた複数の回転子組立体（１８）であり、各回転子組立体が、
回転子軸（５２）を有する回転子（５０）と、
前記回転子に結合されかつ前記回転子をスピン軸（５８）の周りで回転させるように構成されたスピンモータ（５６）と、
前記回転子軸の一端部の周りに配置された第１のスピン軸受組立体（６０）であって、前記回転子組立体の前記スピン軸を他の前記回転子組立体の前記スピン軸との所定の空間的関係に設置するように前記軸受位置決め特徴のうちの１つに案内される第１のスピン軸受組立体（６０）とを含む、前記複数の回転子組立体（１８）と、
前記複数の回転子ネスト（２０）上に位置決めされ、前記複数の回転子組立体（１８）を封入する、複数の回転子カバー（１４）と、
前記複数の回転子組立体（１８）を含み、前記複数の回転子カバー（１４）と前記複数の回転子ネスト（２０）とによって画定される複数の密閉回転子室と、
前記多回転子シャーシに形成され、前記各密閉回転子室に流体が流れるように結合される共通の排気ポート（８０）とを備える、
一体化されたＲＷＡＡ（１０）。
【請求項２】
各軸受位置決め特徴（３８、７４）が、回転子ネストのうちの１つの底部中央領域に形成される、請求項１に記載の一体化されたＲＷＡＡ（１０）。
【請求項３】
前記多回転子シャーシが、前記複数の回転子ネストが形成される複数の傾斜面（２８）を有する全体的にピラミッド形の構造体（２６）を備える、請求項１に記載の一体化されたＲＷＡＡ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は一般に、姿勢調整システムに関し、より詳細には、回転子組立体のスピン軸を所定の空間的関係に位置決めするように多回転子シャーシに案内される回転子組立体を含む、一体化された反動輪組立体アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]反動輪組立体（Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｗｈｅｅｌ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＲＷＡ）は一般に、姿勢調整目的のために人工衛星や他のビークル上に配備される。一般的な設計によれば、ＲＷＡは、外側リングまたはリムなどの慣性要素にしっかりと結合された回転子軸を有する回転子を含む。回転子は、通常、回転子を封入するように密閉的に結合される上下の各半体を含むハウジング組立体の中に取り付けられる。回転子軸の両端部は、ハウジング組立体に設けられた円筒状の空所または穴に受容される。ハウジング組立体に対する回転子の回転を促進するために、スピン軸受が軸端部の周りに位置決めされる。反動輪の動作中、スピンモータが、回転子をスピン軸の周りで比較的高速度で回転させ、したがって運動量が確立される。ホスト機の姿勢の調整が望まれるときには、制御回路が、回転子の回転速度を変えそれにより運動量を変化させるように、スピンモータに命令を出す。運動量の変化、および得られるＲＷＡシステムの出力トルクは、所望の姿勢調整を達成するために、ＲＷＡハウジング組立体を通じてホスト機まで伝達される。
【０００３】
[0003]単一のＲＷＡを追加のＲＷＡと組み合わせて、反動輪組立体アレイ（Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｗｈｅｅｌ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ａｒｒａｙ、ＲＷＡＡ）を作製することができる。少なくとも３つのＲＷＡを含むＲＷＡＡは、３つの直交軸の全てに関してより高度に制御された姿勢調整を行うことができる。ＲＷＡＡの性能は、各ＲＷＡのスピン軸間で正確な空間的関係が達成されるようにＲＷＡがホスト機に取り付けられたときに最適化される。例えば、ＲＷＡＡが３つのＲＷＡ含むときには、スピン軸は、理想的には正確な直交関係に位置決めされる。ＲＷＡＡの設置の際、各ＲＷＡは、ホスト機上に設けられた異なる取付けインタフェースに個別にボルト止めされるか他の方法で固定されうる。多くの場合、各ＲＷＡのスピン軸が別々に取り付けられた他のＲＷＡのスピン軸に対して正確に配向されることを確実にするために、各ＲＷＡの配向を調整することが必要とされうる。この反動輪取付け過程は、通常、（ＲＷＡ製造業者とは対照的に）ＲＷＡの顧客または購入者によって行われ、また、実行するのに不必要に時間がかかったり、面倒であったり、複雑であったりする場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]したがって、上述のＲＷＡ取付け過程が回避されると同時にＲＷＡＡに含まれる各ＲＷＡ（または回転子組立体）のスピン軸間の適切な位置決めが達成される反動輪組立体アレイを提供することが望ましい。スピン軸の位置決めがＲＷＡＡ製造業者により高度に正確、確実、かつ分かり易い態様で一定とされるかまたは予め定められうることが、特に望ましい。理想的には、そのようなＲＷＡＡの実施形態はまた、従来のＲＷＡＡと比較して、部品数、複雑性、サイズ、重量、および／または製造費用が減少する。そのようなＲＷＡＡのなおさらに望ましい特徴には、集中電子設備、電子機器外側の設備によって提供される改善された放射線遮蔽、簡易な排気ポート配管系統、および／またはＲＷＡＡの構造的頑健性の全体的な向上が含まれうる。本発明の実施形態の他の望ましい特徴および特製は、添付の図面および上述の背景技術と併せ、以下の発明を実施するための形態、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【０００５】
[0005]上記の従来のＲＷＡＡに関連する限界は、本発明の実施形態がより良く理解されうる例示的な文脈を確立するために、また、いずれのそのような限界または欠点も当業者に認識されているという暗黙の了解なしに提供された。同様に、上述の背景技術に記載された記述は、いかなる状況においても、望ましいものとして、有益なものとして、もしくは有利なものとして上記で特定された特徴または特製を有するＲＷＡＡを作製することの望ましさを当業者が認識しているという暗黙の了解として解釈されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]統合または一体化されたＲＷＡＡの実施形態が提供される。一実施形態では、ＲＷＡＡは、複数の軸受位置決め特徴を有する多回転子シャーシを含む。複数の回転子組立体が、多回転子シャーシに取り付けされる。各回転子組立体は、回転子軸を有する回転子と、回転子に結合されかつ回転子をスピン軸の周りで回転させるように構成されたスピンモータと、回転子軸の端部の周りに配置された第１のスピン軸受組立体とを含む。第１のスピン軸受は、回転子組立体のスピン軸を他の回転子組立体のスピン軸に対して所定の一定の空間的関係に位置決めまたは配置するために、軸受位置決め特徴のうちの１つに案内される。
【０００７】
[0007]さらなる実施形態では、一体化されたＲＷＡＡは、複数の回転子ネストが形成されたシャーシ体を有する多回転子シャーシを含む。回転子カバーがシャーシ体に密閉的に結合されて、回転子ネストを封入する。各回転子組立体が多回転子シャーシと回転子カバーのうちの１つとの間に取り付けられてスピン軸の周りで回転するように、複数の回転子組立体が回転子ネストに受容される。
【０００８】
[0008]多回転子シャーシの実施形態がさらに提供される。多回転子シャーシは、スピン軸受組立体によって支持されかつスピン軸の周りで回転することができる回転子を含む、複数の回転子組立体と併せて利用される。一実施形態では、多回転子シャーシは、シャーシ体および軸受位置決め特徴を含む。シャーシ体は、複数の回転子組立体が取り付けられるように構成される。各軸受位置決め特徴は、シャーシ体の異なる位置に形成され、かつ、複数の回転子組立体がシャーシ体に取り付けられるときにスピン軸を所定の空間的関係に位置決めするように、スピン軸組立体と係合する。
【０００９】
[0009]以下、同様の番号が同様の要素を示す以下の図面と併せて、本発明の少なくとも１つの例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0010]本発明の例示的かつ非限定的な一実施形態に従って示された、多回転子シャーシおよび複数の回転子組立体（視界から隠れている）を含む一体化されたＲＷＡＡの上面等角図である。
【図２】本発明の例示的かつ非限定的な一実施形態に従って示された、多回転子シャーシおよび複数の回転子組立体（視界から隠れている）を含む一体化されたＲＷＡＡの底面等角図である。
【図３】[0011]回転子組立体が見られ、回転子組立体を案内する多回転子シャーシの軸受位置決め特徴も見られる、図１および２に示された一体化されたＲＷＡＡの分解組立図である。
【図４】[0012]図３に示された回転子組立体のうちの１つにわたって延在する切断面を含み、かつ、回転子組立体が多回転子シャーシおよびその対応する軸受位置決め特徴と整合する態様をより詳細に示す、図１〜３に示された一体化されたＲＷＡＡの破断図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0013]以下の発明を実施するための形態は、事実上例示的なものに過ぎず、本発明または本発明の応用および使用法を限定することを意図したものではない。さらに、前述の背景技術または下記に挙げる発明を実施するための形態において提示されるいかなる理論によっても束縛する意図はない。有利には、下記の便益もしくは望ましい特質の全てまたは大部分を提供するように作製されるが、ＲＷＡＡの実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲に含まれる下記の便益の全てまたは任意のものを提供する必要はない。
【００１２】
[0014]以下、中心となる構造またはフレーム（本明細書では「多回転子シャーシ」と呼ばれる）に一体的に取り付けられた３つ以上のモータ組立体を含む、一体化または統合されたＲＷＡＡの実施形態について説明する。回転子組立体は、回転子組立体のスピン軸を所定の一定の空間的関係に位置決めするために多回転子シャーシ上に設けられた軸受位置決め特徴に案内または位置合わせされる、スピン軸受組立体を含む。そのような取付けインタフェースにより、製造の時点でスピン軸の配向を正確に配置することが可能になり、また、「背景技術」と題された前述の節で説明されたタイプの個別的なＲＷＡ取付け過程を実行する必要性を回避することが可能になる。多回転子シャーシの実施形態はまた、シャーシに取り付けられたときに回転子組立体が受容される複数のポケットまたはネストを含むように有利には作製される。そのような実施形態では、多回転子シャーシは、ＲＷＡＡの全体的な部品数、複雑性、重量、費用、およびサイズを減少させるために、各回転子組立体のためのハウジングの一体的な部分を形成する。共用の電子制御システムを多回転子シャーシに統合することにより、および／または、回転子組立体を収容する密閉された区画に流体的に結合されうる共通の排気ポートをシャーシ体に形成することにより、部品数および費用のなおもさらなる減少が達成されうる。下記のＲＷＡＡによって提供されるなおもさらなる便益には、構造的頑健性の向上（特に、シャーシ体が単一の機械加工部品として形成される実施形態において）、および／または、多回転子シャーシに収容された制御電子装置の放射線遮蔽の改善が含まれうる。
【００１３】
[0015]図１、２、および３はそれぞれ、本発明の例示的な実施形態に従って示された、一体化されたＲＷＡＡ１０の上面等角図、底面等角図、および分解組立図である。ＲＷＡＡ１０は、中央フレームまたは多回転子シャーシ１２と、シャーシ１２に取り付けられる複数の回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）と、シャーシ１２に付着されかつ回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）上にそれぞれ位置決めされる対応する数の回転子カバー１４（ａ）〜（ｃ）とを含む。回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）は、図３には見られるが、図１および２ではカバー１４（ａ）〜（ｃ）に隠れている。回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）は、シャーシ１２に取り付けられると、複数の回転子ポケットまたはネスト２０（ａ）〜（ｃ）（図４）にそれぞれ嵌合的に（ｍａｔｉｎｇｌｙ）受容される。回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）は、多回転子シャーシ１２内に形成され、かつ、回転子シャーシ１２の中心線（図１に破線２２で示される）の周りで角度離間される。回転子カバー１４（ａ）〜（ｃ）は、回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）上にそれぞれ位置決めされ、かつ、その中に回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）を封入する。シャーシ１２への付着を容易にするために、回転子カバー１４（ａ）〜（ｃ）は、締結具用開口をその中に有する円周方向離間された複数のタブ１６（ａ）〜（ｃ）を含むように製作される。複数のボルトまたは他のそのような締結具（図示せず）を利用して回転子カバー１４（ａ）〜（ｃ）をシャーシ１２に付着できるようにするために、対応する締結具用開口２３（図３）が、ネスト２０（ａ）〜（ｃ）の口の周辺に、また、タブ１６（ａ）〜（ｃ）に設けられた開口に合わせて、シャーシ１２にさらに形成される。回転子カバー１４（ａ）〜（ｃ）は、ハーメチックシールまたは気密シールが間に形成されるように、多回転子シャーシ１２に結合されうる。この場合、回転子カバー１４（ａ）〜（ｃ）は、その下面に環状溝２５（そのうちの１つが図３に見られる）を含むように製作されてもよく、環状溝２５はそれぞれ、シャーシ１２に固着されたときに多回転子シャーシ１２とカバー１４（ａ）〜（ｃ）との間で圧縮されるＯリング（図示せず）を受容する。
【００１４】
[0016]多回転子シャーシ１２は、下記のように、回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）のスピン軸を直交関係または他の所定の空間的関係に物理的に配置するかぎり、回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）を支持するのに適切な任意の形態をとることができる（図３）。図１〜３に示される図示された実施形態では、多回転子シャーシ１２は、複数の軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）が付着されるシャーシ体２４、２６を含む。シャーシ体２４、２６は、２つの大まかな構造体または領域、すなわち、（ｉ）基部構造体２４と、（ｉｉ）中心線２２（図１）に沿って基部構造体２４から延在する全体的にピラミッド形の支持構造体２６とに分割される。ピラミッド形構造体２６は、回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）がその中に機械加工されるかまたは他の方法で形成される、複数の傾斜面２８（ａ）〜（ｃ）を有する。ＲＷＡＡ１０が３つの回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）を含む図示された実施形態では、ピラミッド形構造体２６は、互いに直交する３つの傾斜面２８（ａ）〜（ｃ）を有する。シャーシ体２４、２６は、接着、溶接、ハードウェアの使用、ねじ付き接触面、熱嵌め、または任意の他の方法によって互いに結合される、任意の数の部品または構成要素から作製されうる。しかし、シャーシ体２４、２６は、単一の部品または一体構造として作製されることが好ましい。この場合、シャーシ体２４、２６は、ニアネット半加工品（ｎｅａｒ  ｎｅｔ  ｂｌａｎｋ）または予成形品から作製され、次いで回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）を含むシャーシ１２のより詳細な特徴を画成するために機械加工されうる。シャーシ体２４、２６は、任意の適切な材料から作製することができるが、アルミニウムなどの軽量な金属または合金から作製されることが好ましい。機械加工された単一の要素または部品としてシャーシ体２４、２６を作製することにより、部品数を減らしながらもＲＷＡＡ１０の全体的な構造的整合性を高めることができる。
【００１５】
[0017]人工衛星または他の宇宙機などのホスト機上の対応する取付けインタフェースへの多回転子シャーシ１２の付着を容易にするために、基部構造体２４の隅部領域に締結具用開口３０が設けられる。図２に最も明白に示されるように、ＲＷＡＡ１０の１つまたは複数の電子的構成要素を収容するために、基部構造体２４の下面に凹部または下部空洞３２がさらに設けられる。例えば、下部空洞３２は、プリント回路板または回路カード３４（図２）の形態の制御回路を収容することができる。シャーシ１２に収容される回路カード３４および任意の他の電子的構成要素は、回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）内に含まれる電子的構成要素（例えば、スピンモータ、速度センサ、加熱器、など）に電気的に結合されうる。このようにして、集中制御システムを設けることができ、それにより、アレイに含まれた各ＲＷＡに個々の制御システムが組み込まれる他の知られたＲＷＡＡと比較して、複雑性、部品数、および費用を減少させることができる。多回転子シャーシ１２がホスト機に取り付けられるときに、下部空洞３２は場合により、ホスト機上に配備される他の電子機器に電気的に結合されうる回路カード３４を保護するために、密閉されうる。回路カード３４は、基部構造体２４の側壁が回路カード３４の周辺を取り囲むと同時にピラミッド形構造体２６および回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）が回路カード３４の上になるまたは回路カード３４を覆う保護キャノピを形成する態様により、少なくとも部分的には、放射線損傷から十分に遮蔽される。必要に応じて、重量軽減目的のために、基部構造体２４の側壁に複数の凹部またはポケット３６が形成されうる。
【００１６】
[0018]ＲＷＡＡ１０に含まれる回転子組立体の数は、各実施形態の間で変化しうる。ほとんどの場合、ＲＷＡＡ１０は、３つの回転子組立体（図３に示すように）か、４つの回転子組立体を含む。ＲＷＡＡ１０が回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）（図３）などの３つの主要な回転子組立体に加えて第４の回転子組立体を含む実施形態では、第４の回転子組立体は、主要な回転子組立体の動作を補完し、かつ、万一回転子組立体のうちの１つが故障したときに冗長性を提供することができる。図１〜３に示された例示的な実施形態は、例えばシャーシ体２４、２６の上側または下側に第４の回転子ネストを含むように多回転子シャーシ１２を作製することにより、第４の回転子組立体を組み込むように修正することができる。この場合、第４の回転子組立体は、回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）に比べて歪められた配向を有しうるが、他の方法では、基本的に回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）と同じ態様でＲＷＡＡ１０に機械的かつ電気的に統合されうる。
【００１７】
[0019]図１〜３に示されかつ図３に最も明白に示された例示的な実施形態を引き続き参照すると、軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）は、回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）の底部中央領域に設置される。軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、円筒状のスリーブ本体４０と、スリーブ本体４０の外周の周りに延在する円周フランジ４２とを含む。ボルトまたは他の締結具を使用したシャーシ１２への円周フランジ４２の付着を可能にするために、複数の締結具用開口４４が回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）に形成される。さらに、フランジ４２から回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）とは逆方向に延在するスリーブ本体４０の底部を収容するために、各回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）の底部中央領域に中央開口４６が設けられうる。回転子区画が密閉される実施形態では、軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）の嵌合面と回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）と間に、シールが形成されうる。スリーブ本体４０は、以下により詳細に説明するように、回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）のうちの１つに含まれるスピン軸受組立体６０（図３）を嵌合して受容する円筒状の空所または穴４７を含む。その際、軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）は、スピン軸受組立体６０および回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）のそれぞれのスピン軸を位置決めする。ＲＷＡＡ１０のさらなる実施形態では、軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）は、部品数をさらに減らすために、例えば回転子ネスト２０（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの床に穴４７を直接機械加工することにより、シャーシ体２４、２６と一体に形成されうる。しかし、図１〜３に示された多部品構成によれば、軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）およびシャーシ体２４、２６を異なる材料から作製することが可能になる。このことは、スピン軸受組立体６０が穴４７内で軸方向に「浮動」または摺動し、また、軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）の内部の溝形成（ｇｕｌｌｉｎｇ）または摩耗を最小限に抑えると同時にシャーシ体２４、２６の全重量を減少させることが望まれる実施態様において、有利になりうる。この場合、軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｃ）は、高い耐摩耗性を有する第１の材料（例えば、鋼）から作製することができ、一方でシャーシ体２４、２６は、第１の材料が有する密度よりも低い密度を有する第２の材料（例えば、アルミニウム）から作製される。
【００１８】
[0020]図４は、回転子組立体１８（ｃ）が浮動する軸受スリーブ３８（ｃ）および回転子カバー１４（ｃ）と相互作用する態様を示す、ＲＷＡＡ１０の破断図である（回路カード３４は図示せず）。回転子組立体１８（ａ）〜（ｂ）は、実質的に回転子組立体１８（ｃ）と同一のものであり、したがって、以下の説明はそれらにも同様に適用される。図４に示されるように、回転子組立体１８（ｃ）は、回転子軸５２、および外側リムまたはリングなどの慣性要素５４を有する、回転子５０を含む。スピンモータ５６が、回転子５０に設けられた環状空洞内に位置決めされる。スピンモータ５６の固定子は、回転子カバー１４（ｃ）から軸方向に突出する内側環状壁５７にしっかりと結合され、一方でモータ５６の回転子は、回転子軸５２にしっかりと結合される。電力を通されると、スピンモータ５６は、回転子５０をスピン軸（図４に矢印５８で示される）の周りで回転させる。多回転子シャーシ１２および回転子カバー１４（ｃ）に対する回転子５０の高速回転を促進するために、回転子軸５２の両端部の周りにスピン軸受組立体６０および６２が配置される。スピン軸受組立体６０および６２は、ＲＷＡＡ１０の中心線２２（図１において識別される）とのそれらの相対的な近接性を考慮して、以下それぞれ「内側」および「外側」のスピン軸受組立体と呼ばれる。
【００１９】
[0021]スピン軸受組立体６０および６２は、回転子組立体１８（ｃ）の高速回転中にシャーシ１２と組立体１８（ｃ）との間の摩擦を最小限に抑えると同時に回転子組立体１８（ｃ）を支持するのに適切な、任意の数の構成要素をそれぞれ含むことができる。図示された例では、内側のスピン軸受組立体６０は、転動体軸受６４（例えば、二重ボール軸受）と、軸受６４を取り囲む軸受カートリッジ６６と、軸受６４をカートリッジ６６内に保持する蓋部品６８とを含む。上記のように、軸受組立体６０は、穴４７の中で軸方向に摺動することができるように、軸受スリーブ３８（ｃ）の穴４７に受容されるが、そうでない場合には、横方向のずれまたは傾きが物理的に阻止される。したがって、軸受組立体６０は、回転子５０の熱膨張および熱収縮に対応するために軸方向に（ある一定の限界内で）動くことが可能な「浮動」軸受組立体と見なされる。このようにして軸受組立体６０の運動を案内することにより、軸受スリーブ３８（ｃ）は、回転子組立体１８（ｃ）の、したがってスピン軸５８（図４）の位置決めおよび配向を画定する。したがって、軸受スリーブ３８（ｃ）は、本明細書においては、スピン軸受組立体を物理的に配置または位置決めしそれにより軸受組立体を含む回転子組立体のスピン軸配向を画定するように機能する任意の構造的特徴または特徴群と同様に、「軸受位置決め特徴」と見なされる。軸受スリーブ３８（ａ）〜（ｂ）も同様に、それぞれ回転子組立体１８（ａ）〜（ｂ）のスピン軸受組立体６０を受容してそのスピン軸を位置決めする、「軸受位置決め特徴」として機能する。
【００２０】
[0022]図４に示された例示的な実施形態を引き続き参照すると、外側のスピン軸受組立体６２は、転動体軸受７０（例えば、二重ボール軸受）と、蓋部品７２とを含む。外側のスピン軸受組立体６２は、回転子カバー１４（ｃ）の下面に形成されかつ回転子軸５２の上端部がその中に延在する、環状の軸受保持構造７４内に嵌合的に受容される。軸受保持構造７４は、回転子カバー１４（ｃ）の下面に付着される別個の部品として作製することができる。しかし、図４に示すように、軸受保持構造７４は、ＲＷＡＡ１０の全体的な部品数および複雑性を減少させるために、単一の機械加工部品としてカバー１４（ｃ）と一体に形成されることが好ましい。上記のように、軸受保持構造７４もまた、回転子組立体１８（ｃ）を物理的に位置決めしそれによりスピン軸５８の位置決めおよび配向を画定するために、スピン軸受組立体６２（具体的には、転動体軸受７０の外側リング）と係合するという点で、「軸受位置決め特徴」と見なされる。さらに、蓋部品（図１に示され、参照番号「７５」で識別される）を回転子カバー１４（ｃ）の上に固定して、軸受組立体６２を覆うことができる。蓋部品は、回転子組立体１８（ｃ）が収容される回転子室の密閉環境の維持を助長するために、カバー１４（ｃ）と密閉的に係合することができる。図４で認識されるように、そのような蓋部品の付着を可能にするために、回転子カバー１４（ｃ）の外側に締結具用開口７６を設けることができる。さらに、回転子カバー１４（ｃ）に形成された環状溝７８内にＯリングを配置して、カバー１４（ｃ）に付着される際に蓋部品によって密閉的に圧縮することができる。図１にさらに示されるように、密閉目的のために、追加的な蓋部品を同様にカバー１４（ａ）〜（ｂ）に付着させて、回転子組立体１８（ａ）〜（ｃ）に含まれた軸受組立体６２をそれぞれ覆うことができる。
【００２１】
[0023]内側のスピン軸受組立体６０とは対照的に、外側のスピン軸受組立体６２は、「固定」軸受組立体である。したがって、スピン軸受組立体６２は、回転子カバー１４（ｃ）に固定され、カバー１４（ｃ）または多回転子シャーシ１２に対して軸方向に移動することができない。さらなる実施形態では、外側のスピン軸受組立体６２が浮動軸受組立体とされ、内側のスピン軸受組立体６０が固定スピン軸受組立体とされうる。この場合、内側のスピン軸受組立体６０は、回転子ネスト２０（ｃ）の床にボルト止めされるかまたは他の方法で固定され、また、軸受組立体６０が付着される取付けインタフェース（例えば、ネスト２０（ｃ）の底部中央領域に設けられた締結具用開口）は、「軸受位置決め特徴」と見なされるであろう。さらに、そのような実施形態では、外側のスピン軸受６２（浮動軸受組立体）は、カバー１４（ｃ）の下面に一体的にしっかりと結合される（例えば、カバー１４（ｃ）の下面と一体的に形成されるかまたは付着される）構造によって嵌合的に収容されかつその構造に対して軸方向に摺動することが可能な浮動軸受カートリッジを含むように作製されうる。そのような実施形態（軸５０の内側端部および軸受組立体６０は軸方向に固定される）は、回転子軸５０の固定端部から固定軸受組立体を経て回転子シャーシ１２まで、より効率的な熱伝達経路が提供されうるので、伝熱性能の向上を実現できる可能性がある。それと比較すると、図示された実施形態（軸５０の内側端部および軸受組立体６０は軸方向に浮動する）は、有利には部品数を減少させ、かつ、組み立てを容易にしうる。
【００２２】
[0024]回転子カバー１４（ｃ）が多回転子シャーシ１２に付着されると、回転子カバー１４（ｃ）の内部は回転子ネスト２０（ｃ）の内部と協働して、回転子組立体１８（ｃ）を収容する室または区画１４、２０を画定する。同様に、回転子ネスト２０（ａ）〜（ｂ）の内部表面と回転子カバー１４（ａ）〜（ｂ）の内部表面も組み合わさって、回転子組立体１８（ａ）〜（ｂ）がそれぞれ収容される複数の回転子室１４、２０を画定する。特定の実施形態では、回転子室１４、２０は、密閉され、また、地上試験目的のために内部に真空を作り出すように、少なくとも部分的に排気されうる。この場合、多回転子シャーシ１２は、有利には、各密閉回転子室に流体的に結合される共通の排気ポート８０を含むように作製される。この点について、ポート８０を回転子室に流体的に接続する流路８２（そのうちの１つが図３および４に見られる）を、多回転子シャーシに機械加工することができる。そのような設計は、排気ポートとその関連する配管系統とをそれぞれが含む別々のまたは独立したＲＷＡを複数備える従来のＲＷＡＡに対して、部品数、複雑性、および費用をさらに減少させ、かつ、全体的な試験過程を単純化する。
【００２３】
[0025]したがって、多回転子シャーシに一体的に取り付けられた３つ以上の回転子組立体を含む一体化されたＲＷＡＡの例示的な実施形態が提供された。特に、上述のＲＷＡＡは、外部のハウジングおよび軸受取付け特徴を、共通の簡易化した構造または多回転子シャーシに統合して、ＲＷＡＡ全体の容積を減少させる。結果として、ＲＷＡＡの全体的な部品数、複雑性、重量、費用、およびサイズが減少される。特定の実施形態では、共通のもしくは全体的な制御電子装置を多回転子シャーシに統合することにより、および／または、回転子組立体を収容する密閉された室もしくは区画に流体的に結合される共通の排気ポートをシャーシに形成することにより、部品数および費用のなおもさらなる減少が達成される。さらに、少なくともいくつかの実施形態では、スピン軸受組立体は、回転子組立体がシャーシに取り付けられるときに回転子組立体のスピン軸が直交関係などの所望の空間的関係に正確に位置決めされうるように、多回転子シャーシ内または多回転子シャーシ上に設けられた構造的特徴に案内または位置合わせされ、それにより、複数のＲＷＡを別々にホスト機に取り付け続いて個別的なＲＷＡの配向の調整を行う必要性が回避される。本明細書で説明される一体化されたＲＷＡＡの実施形態はまた、向上された構造的頑健性を有することができ（特に、シャーシ体が単一の機械加工部品として作製される実施形態において）、容易に拡張することができ、かつ、シャーシ体に収容された制御電子装置の放射線遮蔽の改善を実現することができる。
【００２４】
[0026]上記では、スピン軸受組立体に支持されかつスピン軸の周りで回転可能である回転子を含む複数の回転子組立体と併せて使用するための多回転子シャーシの実施形態も提供された。反動輪組立体として主に上述したが、回転子組立体は、多回転子シャーシがジャイロスコープアレイに含まれるように、ジャイロ回転子組立体にもされうることを強調する。当業者には認識されるであろうように、反動輪組立体ではなくジャイロ回転子組立体が多回転子シャーシと併せて利用されるような修正形態は、通常、たとえあるにしても比較的小規模なハードウェアの変更を必要とするが、多回転子シャーシは、通常、ジャイロセンサアレイ内で利用される場合にはより小規模になる。この点を考慮すると、多回転子シャーシの例示的な一実施形態は、シャーシ体に取り付けられた複数の回転子組立体（反動輪タイプの回転子組立体であれジャイロスコープタイプの回転子組立体であれ）と、シャーシ体に結合された軸受位置決め特徴とを有するように構成された、シャーシ体を含みうる。軸受特徴は、シャーシ体に結合される別々のハードウェア（例えば、軸受スリーブ）で具体化されるか、または、例えば機械加工された特徴としてシャーシ体と一体的に形成されうる。軸受位置決め特徴は、複数の回転子組立体がシャーシ体に取り付けられるときにスピン軸を所定の空間的関係で位置決めするように、スピン軸受組立体と係合する。特定の実施形態では、複数の回転子ネストが、各回転子ネストが回転子組立体のうちの１つを嵌合的に受容するためのサイズおよび形状となされた状態で、シャーシ体に形成されうる。この場合、軸受位置決め特徴は、複数の回転子ネストの底部中央領域内に形成または配置されうる。
【００２５】
[0027]少なくとも１つの例示的な実施形態が、上述の発明を実施するための形態で提示されたが、膨大な数の変形形態が存在することが理解されるべきである。例示的な実施形態は単なる例に過ぎず、本発明の範囲、適用可能性、または構成を多少なりとも限定するようには意図されていないこともまた、理解されるべきである。むしろ、上述の発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態を実施するための便利な手引きを当業者に提供するであろう。添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態において説明された要素の機能および配置に種々の変更がなされうることが理解されている。
【符号の説明】
【００２６】
１０  反動輪組立体アレイ、ＲＷＡＡ
１２  多回転子シャーシ
１４  回転子室
１４（ａ）〜（ｃ）  回転子カバー
１６（ａ）〜（ｃ）  タブ
１８（ａ）〜（ｃ）  回転子組立体
２０  回転子室
２０（ａ）〜（ｃ）  回転子ネスト
２２  中心線
２３  締結具用開口
２４  シャーシ体、基部構造体
２５  環状溝
２６  シャーシ体、支持構造体、ピラミッド形構造体
２８（ａ）〜（ｃ）  傾斜面
３０  締結具用開口
３２  下部空洞
３４  回路カード
３６  凹部、ポケット
３８（ａ）〜（ｃ）  軸受スリーブ
４０  スリーブ本体
４２  円周フランジ
４４  締結具用開口
４６  中央開口
４７  空所、穴
５０  回転子
５２  回転子軸
５４  慣性要素
５６  スピンモータ
５７  内側環状壁
５８  スピン軸
６０  スピン軸受組立体、内側のスピン軸受組立体
６２  スピン軸受組立体、外側のスピン軸受組立体
６４  転動体軸受
６６  軸受カートリッジ
６８  蓋部品
７０  転動体軸受
７２  蓋部品
７４  軸受保持構造
７５  蓋部品
７６  締結具用開口
７８  環状溝
８０  排気ポート
８２  流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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