(57)【要約】【課題】宇宙空間においてパレットを宇宙機の構体に対して出し入れするのに適したパレット案内装置を提供する。【解決手段】構体内部に左右一対のガイドレール２０を設ける。ガイドレール２０は、側部案内壁２１、上下部案内壁２２、２３を持つ断面コ字形に構成し、互いの開口面を向かい合わせた状態で構体内部に配置する。パレット２の左右側部に、ガイドレール２０の上下部案内壁及び側部案内壁にそれぞれ内側から転がり接触可能なホイール４０と、それらを支持する支持軸３１、３２、３３を持つガイド機構３０を装備する。ポリイミド製のホイール４０は、アルミニウム合金製の支持軸３１、３２、３３の外周に直接すべり接触させ、潤滑性を増すため接触面には固体潤滑膜を形成する。【選択図】      図３
2004231141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙機の構体の内外間での物資搬送用パレットの出し入れ動作を案内するパレット案内装置であって、
前記構体に設けられた出入口から構体の内奥部に向けて、前記パレットの出し入れ時にパレットの左右側部を案内する左右一対のガイドレールを設け、該各ガイドレールを、一方の側面が開口し他の側面及び上下面に側部案内壁及び上下部案内壁を持つ断面コ字形にそれぞれ構成して互いの開口面を向かい合わせた状態で構体内部に配置し、一方、前記パレットの左右側部に、前記左右のガイドレールの上下部案内壁及び側部案内壁にそれぞれ内側から転がり接触可能なホイールを装備したことを特徴とするパレット案内装置。
【請求項２】
前記各ホイールを、前記パレットに固定した支持軸上にすべり軸受を介して回転自在に支持したことを特徴とする請求項１記載のパレット案内装置。
【請求項３】
前記支持軸上に、各ホイールからのスラスト力をフランジで受けて支持軸に伝えるスラスト受部材を設けると共に、各ホイールの側面に、前記スラスト受部材のフランジに頂面が当接することで前記スラスト力をスラスト受部材に伝える環状凸部を設けたことを特徴とする請求項２記載のパレット案内装置。
【請求項４】
前記少なくとも上下部案内壁に転がり接触可能なホイールの外周面を、幅方向略中央部を頂点とした凸曲面で構成すると共に、その凸曲面で構成した外周面の幅方向両端エッジ部に角Ｒを付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパレット案内装置。
【請求項５】
前記上部案内壁、下部案内壁、側部案内壁に転がり接触可能な各ホイールの支持軸を、それぞれ上部ホイール支持軸、下部ホイール支持軸、側部ホイール支持軸とした場合、側部ホイール支持軸の上下端に、上部ホイール支持軸及び下部ホイール支持軸の各一端を、それぞれ各支持軸にホイールを回転自在に嵌め込んだ状態で連結することにより、３つのホイール付きのコ字形の軸連結体を構成し、そのコ字形の軸連結体の自由端を前記パレットに固定することで、ガイドレールの上部案内壁、下部案内壁、側部案内壁に転がり接触可能な３つのホイールをパレットに装備したことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のパレット案内装置。
【請求項６】
前記３本の支持軸のうちの隣接する２本を一体のＬ形連結軸として形成し、残る１本を前記Ｌ形連結軸に着脱可能に連結することで、前記３つのホイール付きのコ字形の軸連結体を構成したことを特徴とする請求項５に記載のパレット案内装置。
【請求項７】
前記ホイールを耐熱樹脂で構成すると共に、前記支持軸を軽量金属で構成し、ホイールと支持軸の接触面をすべり軸受としたことを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のパレット案内装置。
【請求項８】
前記ホイールと支持軸の接触面をすべり軸受とし、前記接触面の少なくとも一方に固体潤滑膜を形成したことを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載のパレット案内装置。
【請求項９】
前記ガイドレールの各案内壁の外面に、ホイールの転がり接触位置に対応させて補強用のリブを設けたことを特徴とする請求項１〜８のずれかに記載のパレット案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宇宙空間において宇宙機の構体の内外間での物資搬送用パレットの出し入れ動作を案内するパレット案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宇宙ステーション計画にともない、宇宙ステーションへの物資の補給を行う宇宙ステーション補給機（ＨＴＶ）の計画が進められている。宇宙ステーション補給機には与圧部と非与圧部とが設けられ、非与圧部には、曝露実験ペイロード等の被輸送物をまとめて宇宙ステーションに移送するための曝露パレットが搭載される。そして、ロケットにより宇宙に打ち上げられた後、宇宙ステーションのマニピュレータによって、宇宙ステーション補給機（宇宙機）の内外間で曝露実験ペイロード等を搭載したパレットの出し入れを行う計画が進められている。
【０００３】
［先行技術文献調査に関する情報］
１．調査範囲・方法
（１）検索データベース；特許庁発行の特許・実用新案公開公報ＣＤ−ＲＯＭ（１９９３年１月版〜最新版）
（２）検索エンジン；ＰＡＮＡＰＡＴＬＩＣＳ（松下電器産業株式会社製）
（３）検索式；ＩＰＣ＝Ｂ６４Ｇ１／６４（宇宙航行体の結合・分離のための方式またはその部品）＊ＦＫ＝（固体潤滑＋パレット＋ガイド）
２．調査結果
上記の調査により４０件の先願公報を抽出し、さらにこれらの抄録を検討した結果、類似するものとして次の４件を抽出した。
▲１▼  特開平０５−５０９９７号公報「宇宙展開構造物の放出装置」
▲２▼  特開平０７−８９５００号公報「宇宙機用バーシング機構」
▲３▼  特開２００１−８０５９９号公報「宇宙航行体用機器取付装置」
▲４▼  特開２００１−１９１９９８号公報「保持及び緩衝装置とそのような装置を備えた構造にエレメントを一時的に固定するシステム」
上記▲１▼から▲４▼の先願公報には、部品の結合もしくは分離について述べられているものの、ガイドレールやホイールの形状、構造に言及されているものは見当たらなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、宇宙空間において補給機の構体の内外間でパレットを出し入れする場合、無重力状態での作業となるので、安定して出し入れできるようにするための案内装置が必要となる。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、宇宙空間においてパレットを宇宙機の構体に対して出し入れするのに適したパレット案内装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、宇宙機の構体の内外間での物資搬送用パレットの出し入れ動作を案内するパレット案内装置であって、前記構体に設けられた出入口から構体の内奥部に向けて、前記パレットの出し入れ時にパレットの左右側部を案内する左右一対のガイドレールを設け、該各ガイドレールを、一方の側面が開口し他の側面及び上下面に側部案内壁及び上下部案内壁を持つ断面コ字形にそれぞれ構成して互いの開口面を向かい合わせた状態で構体内部に配置し、一方、前記パレットの左右側部に、前記左右のガイドレールの上下部案内壁及び側部案内壁にそれぞれ内側から転がり接触可能なホイールを装備したことを特徴とする。
【０００７】
本発明の案内装置では、断面コ字形のガイドレールを構体の内部に左右一対配置し、パレット側にガイドレールの上下部案内壁及び側部案内壁に転がり接触可能な３方向のホイールを装備したので、ガイドレールからホイールを介して上下左右の規制作用を受けながら、安定した姿勢で無理なくパレットを構体に対して出し入れすることができるようになる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記各ホイールを、パレットに固定した支持軸上にすべり軸受を介して回転自在に支持したことを特徴とする。
【０００９】
宇宙空間では、転がり軸受が有する限られたスペースを無駄にする、重量が増加するといった負の要因を除去し、本発明では、すべり軸受を介してホイールを支持軸上に回転自在に支持したので、軽量化を図りながら安定したホイールの回転性能を維持することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２において、前記支持軸上に、各ホイールからのスラスト力をフランジで受けて支持軸に伝えるスラスト受部材を設けると共に、各ホイールの側面に、前記スラスト受部材のフランジに頂面が当接することで前記スラスト力をスラスト受部材に伝える環状凸部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、支持軸上にスラスト受部材を設け、ホイールの側面にスラスト受部材のフランジに当接する環状凸部を設けたので、ホイールに作用するスラスト力を確実に支持軸に伝えることができる。この場合、スラスト受部材とホイールの接触面を環状凸部の頂面に限定することができるので、ホイールの回転性能を安定させることができる。なお、環状凸部は、ホイールの外周径と内周径の中間径の位置に配置するのが望ましい。環状凸部を小径過ぎる位置に配置すると、過大なスラスト力が作用した場合に、環状凸部とスラスト受部材の接触面圧が過大になって焼き付きを起こすおそれがある。また、環状凸部を大径過ぎる位置に配置すると、スラスト受部材のフランジをそれに合わせて大径化する必要があり、重量大になるからである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記少なくとも上下案内壁に転がり接触可能なホイールの外周面を、幅方向略中央部を頂点とした凸曲面で構成すると共に、その凸曲面で構成した外周面の幅方向両端エッジ部に角Ｒを付けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明におけるガイドレールは、一側面が開口した断面コ字形のものであるから、過大な荷重がホイールより加わったときには、片持梁である上下部案内壁が撓みやすい。ここで、例えばホイールの外周面がフラットな円筒面で構成されていると仮定した場合、ガイドレールの上下部案内壁が撓まない状態では、ホイールの外周面が均等に上下部案内壁に接触することになるので問題はないが、上下部案内壁が撓んだ場合には、ホイールの外周面のエッジ部分がガイドレールの上下部案内壁に片当たりすることになり、局部的に面圧が増加することになってしまう。本発明では、これを避けるために、ホイールの外周面を凸曲面で構成している。このため、ガイドレールの上下部案内壁が撓んでも、凸曲面が無理なく上下部案内壁に接触することになるため、ホイールのエッジ部分が片当たりすることがなく、局部的な面圧増加という事態を起こさなくなる。そのため、ホイールをガイドレールに対し安定して転がり接触させることができる。このことは、ホイールが傾斜した姿勢でガイドレールに当たった場合にも、同様に言うことができる。即ち、ホイールが傾斜した姿勢でガイドレールの上下部案内壁に当たった場合、案内壁に対してホイールのエッジ部分が片当たりするのを防ぐことができる。なお、凸曲面の曲率は、ガイドレールの上下部案内壁がマニピュレータの力によって最大に撓まされたときにも、ホイールのエッジ部分がガイドレールに当たらないように設定する必要がある。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれかにおいて、前記上部案内壁、下部案内壁、側部案内壁に転がり接触可能な各ホイールの支持軸を、それぞれ上部ホイール支持軸、下部ホイール支持軸、側部ホイール支持軸とした場合、側部ホイール支持軸の上下端に、上部ホイール支持軸及び下部ホイール支持軸の各一端を、それぞれ各支持軸にホイールを回転自在に嵌め込んだ状態で連結することにより、３つのホイール付きのコ字形の軸連結体を構成し、そのコ字形の軸連結体の自由端を前記パレットに固定することで、ガイドレールの上部案内壁、下部案内壁、側部案内壁に転がり接触可能な３つのホイールをパレットに装備したことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、３つのホイールの付いたコ字形の軸連結体をパレットに固定するだけで、各ホイールを所定の姿勢でパレットに装備することができる。従って、取り付けが容易にできる上、簡単で軽量な構造とすることができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項５において、前記３本の支持軸のうちの隣接する２本を一体のＬ形連結軸として形成し、残る１本を前記Ｌ形連結軸に着脱可能に連結することで、前記３つのホイール付きのコ字形の軸連結体を構成したことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、Ｌ型連結軸の各支持軸と残る支持軸にそれぞれホイールを組み付けた状態で、支持軸同士を連結することにより、３つのホイール付きのコ字形の軸連結体を構成することができ、その３つのホイール付きのコ字形の軸連結体をパレットに固定することで、各ホイールを所定の姿勢でパレットに装備することができる。従って、組み立てが容易にできる上、簡単で軽量な構造とすることができる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項２〜６のいずれかにおいて、前記ホイールを耐熱樹脂で構成すると共に、前記支持軸を軽量金属で構成し、ホイールと支持軸の接触面をすべり軸受としたことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、耐熱樹脂と軽量金属の異種材料接触面をすべり軸受としたので、焼き付きを起こすことなく、円滑なホイールの回転を保証することができる。また、樹脂と軽量金属を材料にしているので、軽量化を図ることができる。この場合、耐熱樹脂の例としてはポリイミドを挙げることができ、軽量金属の例としてはアルミニウム合金（例：ＪＩＳ−Ａ７０７５−Ｔ７３５１）を挙げることができる。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項２〜７のいずれかにおいて、前記ホイールと支持軸の接触面をすべり軸受とし、前記接触面の少なくとも一方に固体潤滑膜を形成したことを特徴とする。
【００２１】
本発明では、すべり軸受の接触面に固体潤滑膜を形成したので、潤滑性を高めることができる。固体潤滑膜を形成する場合、接触面の焼き付きを防ぐことができるので、ホイールと支持軸を同種の金属材料（例えば、ステンレスやアルミニウム合金）で構成することもできる。固体潤滑膜の材料としては、二硫化モリブデンを使用することができ、その形成の仕方としては、焼結を利用することができる。焼結により形成する場合は、焼結温度を基材の耐熱温度よりも低い温度に管理する必要がある。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項１〜８のずれかにおいて、前記ガイドレールの各案内壁の外面に、ホイールの転がり接触位置に対応させて補強用のリブを設けたことを特徴とする。
【００２３】
本発明では、ガイドレールの外面にリブを設けたので、案内壁を薄くしながら強度をアップして撓みを低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態のパレット案内装置を含んだ、構体と物資搬送パレットの関係を示す斜視図、図２はパレット出入口方向から見た構体内部の概略構成を示す斜視図である。
【００２５】
図１、図２において、符号１で示すものは、宇宙ステーション補給機の非与圧部を構成する構体で、円筒シェル型に構成されている。２は、曝露実験ペイロード等の被輸送物３をまとめて宇宙ステーションに移送するための物資搬送用のパレット（曝露パレット）である。このパレット２は、ロケットの打ち上げ時に構体１の内部に収容され、打ち上げ後に、宇宙空間において構体１の外部に出されたり、再び構体１の内部に収容されたりする。
【００２６】
構体１とパレット２には、構体１の内外間でのパレット２の出し入れ動作を案内するためのパレット案内装置１０が設けられている。このパレット案内装置１０は、宇宙空間に曝された状態において＋１００℃〜−１００℃の温度範囲で使用できるようにされたものであり、構体１側に設けられた左右一対のガイドレール２０と、パレット１側の左右側部に設けられたガイド機構３０とから構成されている。
【００２７】
ガイドレール２０は、構体１の周側壁に設けられた出入口５から構体１の内奥部に向かって延設されており、パレット２の出し入れ時に、パレット１の左右側部のガイド機構３０を案内する役目を果たす。
【００２８】
図３はパレット２側のガイド機構３０と構体１側のガイドレール２０の関係を拡大して示している。この図に示すように、ガイドレール２０は、一方の側面が開口し他の側面及び上下面に側部案内壁２１及び上下部案内壁２２、２３を持つ断面コ字形にそれぞれ構成されており、図２に示すように、互いの開口面を向かい合わせた状態で、構体１の内部に左右対の関係で配置固定されている。これら左右のガイドレール２０は、出入口５側が、パレット２のガイド機構３０を受け入れやすくするために開いた形状になっている。即ち、左右のガイドレール２０の上部案内壁２２及び下部案内壁２３が、出入口５側に行くほど拡開した形状になっている。
【００２９】
図２にはパレットの左右側部に設けたガイド機構３０を、パレットから切り離した状態で一緒に示してある。ガイド機構３０は、パレット２の左右側部の前後に間隔をおいて複数セット設けられている。各ガイド機構３０は、ガイドレール２０の側部案内壁２１、上部案内壁２２、下部案内壁２３にそれぞれ内側から転がり接触可能な３つのホイール４０と、各ホイール４０を所定の姿勢で回転自在に支持する３本の支持軸３１、３２、３３とを備えている。側部のホイール４０を支持する側部ホイール支持軸３１は、上部のホイール４０を支持する上部ホイール支持軸３２及び下部のホイール４０を支持する下部ホイール支持軸３３とそれぞれ垂直な関係にあり、各ホイール４０は、それぞれのホイール４０を支持する各支持軸３１、３２、３３の回りに回転自在に取り付けられている。そして、各ホイール４０の外周面が、ガイドレール２０の側部案内壁２１、上部案内壁２２、下部案内壁２３にそれぞれガイドレール２０の内側から転がり接触するようになっている。
【００３０】
ホイール４０を回転自在に支持する軸受として、宇宙空間では転がり軸受を使用することは難しいので、ここではすべり軸受が使用されている。即ち、リング状のホイール４０を各支持軸３１、３２、３３の外周に直接嵌め込むことで、ホイール４０の内周面と支持軸３１、３２、３３の外周面との接触面によりすべり軸受が構成されている。この場合、ホイール４０がポリイミド等の耐熱樹脂で形成されると共に、各支持軸３１、３２、３３が、軽量化のためにアルミニウム合金（例：ＪＩＳ−Ａ７０７５−Ｔ７３５１  ）で形成されており、異種材料同士の接触面がすべり軸受としての役目を果たすようになっている。このように耐熱樹脂と軽量金属の接触面をすべり軸受としたので、焼き付きを起こすことなく、ホイール４０の円滑な回転を保証することができる。しかも、そのすべり接触面には、二硫化モリブデン等の焼結体よりなる固体潤滑膜が形成されており、高い潤滑性能を発揮できるようになっている。
【００３１】
各支持軸３１、３２、３３上には、ホイール４０からのスラスト力をフランジ５５で受けて支持軸３１、３２、３３に伝えるスラスト受部材５０、５１が嵌合固定されている。また、各ホイール４０の両側面には、図４に示すように、スラスト受部材５０、５１のフランジ５５に頂面４１ａが当接することでスラスト力をスラスト受部材５０、５１に伝える環状凸部４１が設けられている。図４（ｃ）に示すように、環状凸部４１の頂面４１ａの内外周エッジ部分には小さなＲがついており、Ｒ部分を除く頂面４１ａの平坦部分（寸法ｄの範囲）が、スラスト受部材５０、５１のフランジ５５に面接触するようになっている。
【００３２】
この場合、環状凸部４１は、ホイール４０の外周径Ｄ１と内周径Ｄ２の中間径Ｄ３の位置に配置している。環状凸部４１を小径過ぎる位置に配置すると、過大なスラスト力が作用した場合に、環状凸部４１とスラスト受部材の接触面圧が過大になって焼き付きを起こすおそれがあり、また、環状凸部４１を大径過ぎる位置に配置すると、スラスト受部材のフランジをそれに合わせて大径化する必要があって重量大になるからである。
【００３３】
このように支持軸３１、３２、３３上にスラスト受部材５０、５１を設け、ホイール４０の両側面に環状凸部４１を設けたので、ホイール４０に作用するスラスト力を確実に支持軸３１、３２、３３に伝えることができる。特にこの場合、スラスト受部材５０、５１とホイール４０の接触面を環状凸部４１の頂面４１ａに限定することができるので、ホイール４０の回転性能を安定させることができる。
【００３４】
また、ホイール４０の外周面４５は、幅方向略中央部を頂点とした凸曲面で構成されており、さらに凸曲面で構成された外周面４５の幅方向両端エッジ部分４５ａには角Ｒが設けられている。外周面４５を凸曲面に形成したのは、主に次の理由による。
【００３５】
即ち、ガイドレール２０は、一側面が開口した断面コ字形のものであるから、過大な荷重がホイール４０から作用したときには、片持梁である上下部案内壁２２、２３が撓みやすい。ここで例えば、ホイール４０の外周面４５がフラットな円筒面で構成されていると仮定した場合、ガイドレール２０の上部案内壁２２、下部案内壁２３が撓まない状態では、ホイール４０の外周面４５が均等に上部案内壁２２、下部案内壁２３に接触することになるので問題はないが、上部案内壁２２、下部案内壁２３が撓んだ場合には、ホイール４０の外周面４５のエッジ部分４５ａが、ガイドレール２０の上部案内壁２２、下部案内壁２３に片当たりすることになり、局部的に面圧が増加することになってしまう。そこで、これを避けるために、ホイール４０の外周面４５を凸曲面で構成しているのである。
【００３６】
こうすることで、ガイドレール２０の上部案内壁２２、下部案内壁２３が撓んでも、凸曲面で構成された外周面４５が無理なく広い面積で上下部案内壁２２、２３に接触することになるため、ホイール４０のエッジ部分４５ａが片当たりすることがなくなり、局部的な面圧増加という事態を起こさなくなる。そのため、ホイール４０をガイドレール２０に対し安定して転がり接触させることができるようになる。また、もしガイドレール２０の過大な撓みにより、ホイール４０のエッジ部分４５ａがガイドレール２０に接触するようになったとしても、エッジ部分４５ａには小さなＲが付いているので、極力接触面圧を低減することができる。なお、凸曲面の曲率Ｒ２は、ガイドレール２０の上部案内壁２２、下部案内壁２３が宇宙ステーション等のマニピュレータの力によって最大に撓まされたときにも、ホイール４０のエッジ部分４５ａがガイドレール２０に当たらないように設定する必要がある。
【００３７】
図３に示すように、３本の支持軸３１、３２、３３は、３個のホイール４０及びスラスト受部材５０、５１を所定位置に組み付けた状態でコ字形に連結することにより、３つのホイール付きのコ字形の軸連結体に相当するガイド機構３０を構成している。このガイド機構３０は、１個のユニットして取り扱うことのできるものであり、次のように製作された上で組み立てられている。
【００３８】
まず、３本の支持軸３１、３２、３３は、全部がバラバラに製作されているのではなく、３本の支持軸３１、３２、３３のうちの隣接する２本、本実施形態では、側部ホイール支持軸３１と下部ホイール支持軸３３とが一体のＬ形連結軸３５として一体に製作されている。そこで最初に、このＬ型連結軸３５の下部ホイール支持軸３３に、スラスト受部材５０、ホイール４０、スラスト受部材５１をこの順に嵌合し、スラスト受部材５０、５１を位置決めしてボルトで固定することにより、ホイール４０を定位置に回転自在に保持する。軸端側に嵌合するスラスト受部材５１は、ホイール４０側に面するフランジ５５の他に、パレット２に対する取付フランジ５７を有するもので、この取付フランジ５７をパレット２に固定することにより、ガイド機構３０をパレット２に固定することができるようになっている。
【００３９】
次に、下部ホイール支持軸３３へのホイール４０の組み付けと同様に、Ｌ型連結軸３５の側部ホイール支持軸３１に、スラスト受部材５０及びホイール４０を嵌合し、スラスト受部材５０を所定位置にボルトで固定する。この側部ホイール支持軸３１の先端は、上部ホイール支持軸３２の端部に設けたＬ型連結部３６のインロー嵌合部３６ａの嵌合孔に嵌合可能となっており、このインロー嵌合部３６ａに側部ホイール支持軸３１の先端を嵌め込むことで、Ｌ型連結軸３５の側部ホイール支持軸３１と上部ホイール支持軸３２とが連結される。なお、この支持軸同士の連結を行う前に、上部ホイール支持軸３２のインロー嵌合部３６ａの外周に側部ホイール支持軸３１側のスラスト受部材５０を嵌合しておく。そして、このスラスト受部材５０の上から、インロー嵌合部３６ａの周壁を通して、インロー嵌合部３６ａの内部に差し込んである側部ホイール支持軸３１の先端部にボルトをねじ込むことにより、スラスト受部材５０の固定と支持軸同士の固定を一緒に行っている。
【００４０】
次に、上部ホイール支持軸３２に、下部ホイール支持軸３３の場合と同様に、スラスト受部材５０、ホイール４０、スラスト受部材５１をこの順に嵌合し、スラスト受部材５０、５１を位置決めしてボルトで固定することにより、ホイール４０を定位置に回転自在に保持する。これによりガイド機構３０が構成される。この場合、軸端側に嵌合するスラスト受部材５１は、下部ホイール支持軸３３の軸端側に設けたものと同じものであり、ホイール４０側に面するフランジ５５と反対側に、パレット２に対する取付フランジ５７を有している。従って、このように構成したガイド機構３０は、上部ホイール支持軸３２側の取付フランジ５７と下部ホイール支持軸３３側の取付フランジ５７とにより、パレット２の側部に固定することができる。
【００４１】
このようにガイド機構（コ字形の軸連結体）３０の自由端（取付フランジ５７）をパレット２の左右側部に固定することで、ガイドレール２０の上部案内壁２２、下部案内壁２３、側部案内壁２１に転がり接触可能な３つのホイール４０をパレット２に簡単に装備することができる。しかも、ガイド機構３０は、ホイール４０、スラスト受部材５０、５１、支持軸３１、３２、３３を順次組み付けるだけで構成できるので、組立が容易であり、構造も簡単で軽量である。
【００４２】
なお、各支持軸３１、３２、３３は、構造的に必要な箇所以外は軽量化のため極力中空に形成されている。また、上述した構造の３ホイール付きのガイド機構３０は、図１、図２に示すように、パレット２の後部側（構体１内から出すときに後になる側）にのみ左右対で２セット設けられているだけで、前部側（構体１内から出すときに前になる側）には、上下部ホイールを省略したタイプのガイド機構３０Ｂが付いている。また、ガイドレール２０の各案内壁２１、２２、２３の外面には、ホイール４０の転がり接触位置に対応させて補強用のリブ２５が設けられており、極力撓まないようになっている。また、支持軸３１、３２、３３とホイール４０の内周とのクリアランス、つまり、すべり軸受部分のクリアランスは、一番冷えたとき（−１００℃）に互いに部材同士が抱きつかない程度に設定されている。
【００４３】
このように断面コ字形のガイドレール２０を構体１の内部に左右一対配置し、パレット２側にガイドレール２０の上下部案内壁２２、２３及び側部案内壁２１に転がり接触可能な３方向のホイール４０を有するガイド機構３０を装備したので、上下及び左右方向の規制作用を得ることができ、安定した姿勢で無理なくパレット２を構体１に対して出し入れすることができるようになる。また、上下及び左右方向を同時に規制すると、どちらかのホイール４０が脱輪すると挟み込み、詰まりが起こる可能性があるが、左右方向の規制作用を第１とし、上下方向の規制作用を第２として役割を分けており、どちらか一方のホイール４０が脱輪しても他方が正常に機能するので、ホイール４０の脱輪による挟み込み、詰まりを防止することができる。
【００４４】
３方向のホイール４０を有するガイド機構３０をパレット２に複数（本実施形態では左右に３セットずつ）装備することにより、ガイドレール２０への挿入を初期の段階から正確に行うことができる。ところで、ガイド機構３０を複数装備した場合、ガイドレール２０が撓む（ＢＡＮＡＮＡ効果）により個々のホイール４０が３点以上でガイドレール４０と接触し、挟み込みや詰まりの原因となる可能性があるが、これについては中間に位置するガイド機構３０のホイール４０を小サイズ化することにより回避することが可能である。
【００４５】
図５は、ポリイミドとアルミニウム合金をすべり接触させた場合の表面処理の違いによる摩擦係数の変化を示している。（ａ）はポリイミドの表面に固体潤滑膜を形成せず、アルミニウム合金の表面に陽極酸化処理を施した場合の試験データ、（ｂ）はポリイミドの表面に固体潤滑膜を形成し、アルミニウム合金の表面に陽極酸化処理を施した場合の試験データ、（ｃ）はポリイミドの表面に固体潤滑膜を形成し、アルミニウム合金の表面にも固体潤滑膜を形成した場合の試験データをそれぞれ示している。２つの材料よりなる部材をすべり回転させた場合、初期に摩擦係数のピークがあるが、一方の部材の表面に固体潤滑膜を形成することにより、かなりそのピークを低減できることが分かった。また、両方のすべり接触面に固体潤滑膜を形成することにより、大幅にそのピークを低減できることが分かった。この結果を踏まえて、アルミニウム合金製のガイドレール２０のホイール４０との接触面にも固体潤滑膜を形成することにより、ホイール４０が万一ロックした場合にも、ホイール４０とガイドレール２０の摺動抵抗を十分に小さくできることが期待できる。このように、ホイール４０の内外の周面が潤滑面となっているため、簡単にアクセスして修理することが困難な宇宙空間で使用するガイド機構３０としては、非常に好ましい構造となっている。
【００４６】
なお、固体潤滑膜の形成により摩擦係数の大幅な低下が期待できることから、ホイール４０と支持軸３１、３２、３３を同種の金属材料（例えば、ステンレスやアルミニウム合金）で構成することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、断面コ字形のガイドレールを構体の内部に左右一対配置し、パレット側にガイドレールの上下部案内壁及び側部案内壁に転がり接触可能な３方向のホイールを装備したので、無重力空間であっても、安定した姿勢で確実にパレットを構体に対して出し入れすることができる。
【００４８】
請求項２の発明によれば、すべり軸受を介してホイールを支持軸上に回転自在に支持したので、宇宙空間においても、軽量化を図りつつ安定したホイールの回転性能を保証することができる。
【００４９】
請求項３の発明によれば、支持軸上にホイールのスラスト力を受けるスラスト受部材を設け、ホイールの側面にスラスト受部材に当接する環状凸部を設けたので、ホイールの回転性能を安定させつつ、スラスト力を支持軸に確実に伝えることができる。
【００５０】
請求項４の発明によれば、ガイドレールの上下部案内壁が撓んでも、ホイールをガイドレールにバランス良く接触させることができ、局部的な面圧増加を防止することができる。
【００５１】
請求項５の発明によれば、３つのホイールの付いたコ字形の軸連結体をパレットに固定するだけで、各ホイールを所定の姿勢でパレットに装備することができるので、取り付けが容易である上、構造が簡単で軽量化が図れる。
【００５２】
請求項６の発明によれば、Ｌ型連結軸の各支持軸と残る支持軸にそれぞれホイールを組み付けた状態で支持軸同士を連結するだけで、３つのホイール付きのユニット（コ字形の軸連結体）を構成することができるので、組み立てが容易である上、構造が簡単で軽量化が図れる。
【００５３】
請求項７の発明によれば、耐熱樹脂と軽量金属の異種材料接触面をすべり軸受としたので、焼き付きを起こすことなく、円滑なホイールの回転を保証することができる。
【００５４】
請求項８の発明によれば、すべり軸受の接触面に固体潤滑膜を形成したので、潤滑性を大幅に高めることができる。
【００５５】
請求項９の発明によれば、ガイドレールの外面に補強用リブを設けたので、強度アップにより撓みの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のパレット案内装置を含んだ構体と物資搬送パレットの関係を示す斜視図である。
【図２】パレット出入口方向から見た構体内部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】パレット側のガイド機構と構体側のガイドレールの組合せを示す部分断面図である。
【図４】パレット側のガイド機構に設けたホイールの構成図で、（ａ）は半断面とした正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図５】ポリイミドとアルミニウム合金の表面処理の違いによるすべり接触面の摩擦係数の変化を示す図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である。
【符号の説明】
１    構体
２    パレット
３    被輸送物
５    出入口
１０  パレット案内装置
２０  ガイドレール
２１  側部案内壁
２２  上部案内壁
２３  下部案内壁
２５  リブ
３０  ガイド機構（３つのホイールの付いたコ字形の軸連結体）
３１  側部ホイール支持軸
３２  上部ホイール支持軸
３３  下部ホイール支持軸
３５  Ｌ型連結軸
４０  ホイール
４１  環状凸部
４１ａ  頂面
４５  外周面
５０，５１  スラスト受部材
５５  フランジ
【図１】
2004231141.tif 000003
【図２】
2004231141.tif 000004
【図３】
2004231141.tif 000005
【図４】
2004231141.tif 000006
【図５】
2004231141.tif 000007