(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付部材と該取付部材が取り付けられる取付フレームの各々に設けられたコネクタ同士を着脱するための宇宙空間用コネクタ着脱装置であって、
前記取付フレームの外部に設けられ雄雌からなる前記コネクタの一方が固定されたコネクタプレートと、
前記取付フレームに設けられ前記コネクタプレートを同一の向きに保持したままコネクタの着脱方向に移動可能に案内するガイド装置と、
コネクタプレートに遊動可能かつ軸心まわりの回転不能に取り付けられたフローティングナットと、
前記コネクタの他方が固定された取付部材に軸心を中心に回転可能に取り付けられた着脱ボルトと、
前記取付フレームに設けられ前記コネクタプレートを前記取付フレームに近接する方向に付勢するプレート引離し装置と、からなり、
着脱ボルトとフローティングナットの接触面は互いに補完するテーパ面からなり、これにより着脱ボルトのナットへの押付けにより、ナットと着脱ボルトの軸心が整合するようになっている、
ことを特徴とする宇宙空間用コネクタ着脱装置。
【請求項２】
前記ガイド装置は、
一端がコネクタプレートに固定され、該コネクタプレートの前記取付フレーム側の面から着脱方向に延びた中空円筒形のスリーブと、
前記取付フレームに固定され前記スリーブの着脱方向の移動を案内するスリーブガイドと、
スリーブとスリーブガイドの間に設けられその間の軸まわりの回転を阻止する滑りキーと、からなり、
前記フローティングナットは、前記スリーブの中空円筒内に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ着脱装置。
【請求項３】
前記プレート引離し装置は、一端がコネクタプレートと係合し、コネクタの着脱方向に延び、他端が取付部材から離れる方向に付勢された細長いロッドからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ着脱装置。
【請求項４】
更に、結合前に取付部材をコネクタプレートに位置決めする位置決め装置と、
取付部材のコネクタプレート面での回転を阻止する回転阻止装置とを備え、
位置決め装置と回転阻止装置は、着脱ボルトから離れた位置で取付部材に一端が固定されコネクタの着脱方向に延びたガイドピンと、コネクタプレートに固定されガイドピンを案内するガイドスリーブと、からなり、
回転阻止装置のガイドスリーブは、位置決め装置のガイドピンを中心とする半径方向に隙間を有している、
ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宇宙空間において電気コネクタや流体コネクタを確実かつ円滑に着脱するための宇宙空間用コネクタ着脱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宇宙空間の軌道上において種々の実験を行う計画が進められている。かかる実験において種々の実験装置は各種の装置を内蔵した装置ユニット（以下、ボックスと呼ぶ）として、宇宙に輸送され、軌道上にある機体に取付けられる。また、実験が完了したものや、故障したボックスは軌道上で交換するように計画されている。
【０００３】
図４は、従来の宇宙空間用コネクタ着脱装置の構成図であり、ボックス７（装置ユニット）を取付フレーム８に着脱するようになっている。なおこの図において（Ａ）は結合前、（Ｂ）は結合後を示している。また、図中、１は着脱ボルト、２は締付ナット、３はガイドピン、４はガイドスリーブ、５はコネクタプレート、６は抜止めロッドである。
【０００４】
コネクタ９は、その一方（例えば雌側）がボックス７の下面に取付け、他方（例えば雄側）がコネクタプレート５に取付けられている。着脱ボルト１と締付ナット２との螺合により、コネクタプレート５を上方に移動させてコネクタ９を連結し、逆にコネクタプレート５を下方に移動させてコネクタ９を分離するようになっている。
【０００５】
抜止めロッド６は、結合前にコネクタプレート５が取付フレーム８から外れないようにする機能する。また、ガイドピン３は、コネクタプレート５の回転止めと位置決めの機能を果たし、着脱の際にコネクタプレート５をこの図で水平に保持するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コネクタ９には、電気コネクタと流体コネクタが用いられる。この電気コネクタは、複数の芯（動力線又は信号線）を同時に接続するため、着脱に通常２０〜３０ｋｇ程度の力を必要とする。また、流体コネクタも、連結部分のシール等のため、通常５０ｋｇ以上の力を必要とする。更に、コネクタプレート５に取付けられたコネクタ９には、配線及び配管が上下動可能に吊り下げられており、配線，配管のルーティングにより下向き，上向き，或いは曲げ等の荷重が作用している。
【０００７】
上述した従来の宇宙空間用コネクタ着脱装置では、▲１▼コネクタ９に作用する下向きの荷重と、熱膨張等を考慮してガイドピン３とガイドスリーブ４の間に設けられる隙間（ガタ）のため、結合前のコネクタプレート５が傾きやすく、▲２▼コネクタプレート５に固定された締付ナット２が傾いたままになり、▲３▼着脱ボルト１を締付ナット２の上面に押しつけても、軽い力ではコネクタプレート５の傾きが戻らず、この結果、ネジ部の螺合が円滑にできず、▲４▼強い力で押付けて無理にコネクタプレート５の傾きを戻そうとすると、螺合自体はできてもネジ山に傷を付けたりモリブデン等のコーテングを剥がしてしまう、等の問題点があった。
【０００８】
また、従来の宇宙空間用コネクタ着脱装置では、抜止めロッド６により、結合前にコネクタプレート５が外れないようになっているが、コネクタプレート５の位置は定まらず、コネクタプレート５が抜止めロッド６で飛び出していると、着脱ボルト１を締付ナット２の接触の前にコネクタプレート５が先にボックス７に接触し、着脱を困難にすることがあった。
【０００９】
すなわち、従来の宇宙空間用コネクタ着脱装置は、コネクタ結合時に、位置誤差を吸収し、かつ結合に必要な位置・角度精度を維持できる構造となっていなかった。
【００１０】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、▲１▼結合前のコネクタプレートを常に引っ込んだ位置に保持でき、▲２▼着脱ボルトを締付ナットの上面に軽く押付けるだけで、着脱ボルトと締付ナットの向きを合わせて円滑に螺合することができ、▲３▼コネクタに外力が作用しても、着脱中のコネクタプレートを常に同一の向き（平行）に保持することができ、これにより着脱時の必要荷重を低減することができる、宇宙空間用コネクタ着脱装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、取付部材と該取付部材が取り付けられる取付フレームの各々に設けられたコネクタ同士を着脱するための宇宙空間用コネクタ着脱装置であって、前記取付フレームの外部に設けられ雄雌からなる前記コネクタの一方が固定されたコネクタプレートと、前記取付フレームに設けられ前記コネクタプレートを同一の向きに保持したままコネクタの着脱方向に移動可能に案内するガイド装置と、コネクタプレートに遊動可能かつ軸心まわりの回転不能に取り付けられたフローティングナットと、前記コネクタの他方が固定された取付部材に軸心を中心に回転可能に取り付けられた着脱ボルトと、前記取付フレームに設けられ前記コネクタプレートを前記取付フレームに近接する方向に付勢するプレート引離し装置と、からなり、着脱ボルトとフローティングナットの接触面は互いに補完するテーパ面からなり、これにより着脱ボルトのナットへの押付けにより、ナットと着脱ボルトの軸心が整合するようになっている、ことを特徴とする宇宙空間用コネクタ着脱装置が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ガイド装置は、一端がコネクタプレートに固定され、該コネクタプレートの前記取付フレーム側の面から着脱方向に延びた中空円筒形のスリーブと、前記取付フレームに固定され前記スリーブの着脱方向の移動を案内するスリーブガイドと、スリーブとスリーブガイドの間に設けられその間の軸まわりの回転を阻止する滑りキーと、からなり、前記フローティングナットは、前記スリーブの中空円筒内に設けられている。
【００１３】
更に、結合前に取付部材をコネクタプレートに位置決めする位置決め装置と、取付部材のコネクタプレート面での回転を阻止する回転阻止装置とを備え、位置決め装置と回転阻止装置は、着脱ボルトから離れた位置で取付部材に一端が固定されコネクタの着脱方向に延びたガイドピンと、コネクタプレートに固定されガイドピンを案内するガイドスリーブと、からなり、回転阻止装置のガイドスリーブは、位置決め装置のガイドピンを中心とする半径方向に隙間を有していることが好ましい。
【００１４】
上記本発明の構成によれば、プレート引離し装置により、コネクタプレートが取付部材から離れる方向に付勢されるので、▲１▼結合前のコネクタプレートを常に引っ込んだ位置に保持することができる。
また、フローティングナットが、コネクタプレートに遊動可能かつ軸心を中心に回転不能に取り付けられており、かつ着脱ボルトとフローティングナットとの接触面が互いに補完するテーパ面であり、これにより着脱ボルトのナットへの押付けにより、ナットと着脱ボルトの軸心が整合するので、▲２▼着脱ボルトを締付ナットの上面に軽く押付けるだけで、着脱ボルトと締付ナットの向きを合わせ円滑に螺合させることができる。
【００１５】
更に、ガイド装置により、コネクタプレートが同一の向きに保持したままコネクタの着脱方向に移動可能に案内されるので、▲３▼コネクタに外力が作用しても、着脱中のコネクタプレートを常に同一の向き（平行）に保持することができ、これにより着脱時の必要荷重を大幅に低減することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、更に、結合前に取付部材をコネクタプレートに位置決めする位置決め装置と、取付部材のコネクタプレート面での回転を阻止する回転阻止装置とを備えているので、取付部材をコネクタプレートに近づけた段階で、取付部材の位置を位置決めし、回転を阻止するので、その後の着脱ボルトの位置決め、螺合を容易にすることができる。
【００１７】
また、この位置決め装置と回転阻止装置は、着脱ボルトから離れた位置で取付部材に一端が固定されコネクタの着脱方向に延びたガイドピンと、コネクタプレートに固定されガイドピンを案内するガイドスリーブと、からなり、回転阻止装置のガイドスリーブは、位置決め装置のガイドピンを中心とする半径方向に隙間を有しているので、熱膨張等による位置変位があっても、ガイドピンをガイドスリーブに円滑に挿入することができ、結合前の位置決めを容易に行うことができる。
【００１８】
従って、簡単な構造で、コネクタを着脱する際に、組立製造誤差、温度差等による位置誤差を吸収し、同時にコネクタ着脱に必要な位置，角度精度を保つことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明による宇宙空間用コネクタ着脱装置の第１実施形態を示す断面図である。この図において、本発明のコネクタ着脱装置１０は、雄雌からなるコネクタ９の一方が固定されたコネクタプレート１２と、コネクタプレート１２をコネクタ９の着脱方向に移動可能に案内するガイド装置１４と、ガイド装置１４に取り付けられたフローティングナット１６と、コネクタ９の他方が固定された取付部材（すなわちボックス７）に取り付けられた着脱ボルト１８と、コネクタプレート１２を取付部材７から離れる方向（この図で下向き）に付勢するプレート引離し装置２０とからなる。
【００２０】
ガイド装置１４は、コネクタプレート１２を同一の向きに保持したまま案内するようになっている。すなわち、図１において、ガイド装置１４は、中空円筒形のスリーブ１５と、スリーブ１５の着脱方向の移動を案内するスリーブガイド１７と、スリーブとスリーブガイドの間に設けられその間の軸まわりの回転を阻止する滑りキー１９ａとからなる。スリーブ１５は、一端（この図で上端）がコネクタプレート１２に固定され、コネクタ９の着脱方向（この図で上下方向）に延びている。このスリーブ１５とスリーブガイド１７の隙間はコネクタ９に作用する力でコネクタプレート１２が傾かないように十分小さくなっている。かかる構成によりコネクタプレート１２を同一の向き（この例では水平）に保持し、かつ軸まわりの回転を阻止したままこの図で上下方向の移動を案内することかできる。
【００２１】
プレート引離し装置２０は、一端（この図で上端）がコネクタプレート１２と係合し、コネクタの着脱方向（この図で上下方向）に延び、他端（この図じ下端）が取付部材７から離れる方向（下向き）に圧縮バネ２０ｂで付勢された細長いロッド２０ａからなる。この構成により、プレート引離し装置２０により、コネクタプレート１２を取付部材７から離れる方向に常に付勢し、結合前のコネクタプレート１２を常に引っ込んだ位置（図で下側に）に保持することができる。なお、スリーブ１５とスリーブガイド１７は、この引っ込んだ位置で互いに接触する保持面１５ａ，１７ａを有し、この保持面同士の接触によっても、コネクタプレート２０を引っ込んだ位置で同一の向き（この図で水平）に保持するようになっている。
【００２２】
フローティングナット１６は、この実施形態では、コネクタプレート１２とスリーブ１５の上部との間に十分な隙間をもって遊動可能に保持され、かつ滑りキー１９ｂにより軸心を中心に回転不能に保持されている。
着脱ボルト１８は、取付部材７に軸心を中心に回転可能に取り付けられている。また、着脱ボルト１８とフローティングナット１６の接触面は互いに補完するテーパ面１８ａ，１６ａを有し、これにより着脱ボルト１８のナット１６への押付けにより、ナット１６と着脱ボルト１８の軸心が整合（一致）するようになっている。
【００２３】
図１において、本発明のコネクタ着脱装置１０は、更に、結合前に取付部材７をコネクタプレート１２に位置決めする位置決め装置２２と、取付部材７のコネクタプレート面での回転を阻止する回転阻止装置２３とを備えている。この実施形態において、位置決め装置２２と回転阻止装置２３は、着脱ボルト１８から離れた位置で取付部材７に一端が固定されコネクタの着脱方向に延びたガイドピン２２ａ，２３ａと、コネクタプレート１２に固定されガイドピン２２ａ，２３ａを案内するガイドスリーブ２２ｂ，２３ｂとからなる。回転阻止装置２３のガイドスリーブ２３ｂは、位置決め装置のガイドピン２２ａを中心とする半径方向に隙間を有している。かかる構成により、熱膨張等による位置変位があっても、ガイドピン２２ａ，２３ａをガイドスリーブ２２ｂ，２３ｂに円滑に挿入することができ、結合前に取付部材７をコネクタプレート１２に位置決めし、かつ取付部材７のコネクタプレート面での回転を阻止することができる。
【００２４】
図２は、図１のコネクタ着脱装置の作動説明図である。この図において、（Ａ）は結合前、（Ｂ）は結合後を示している。
図２（Ａ）に示すように、結合前にはプレート引離し装置２０により、コネクタプレート１２が取付部材７から離れる方向（この図で下向き）に常に付勢されるので、コネクタプレート１２を常に引っ込んだ位置に保持することができる。また、結合前に、ガイドピン２２ａ，２３ａをガイドスリーブ２２ｂ，２３ｂに挿入することにより、取付部材７をコネクタプレート１２に位置決めし、かつ取付部材７のコネクタプレート面での回転を阻止することができる。
【００２５】
次いで、結合時において、着脱ボルト１８をフローティングナット１６へ押付けることにより、テーパ接触面１６ａ，１８ａによりナット１６と着脱ボルト１８の軸心が整合し、図２（Ｂ）に示すように、着脱ボルト１８と締付ナット１６の向きを合わせて円滑に螺合することができる。
更に、図２（Ｂ）において、ガイド装置１４により、コネクタプレート１２が同一の向きに保持したままコネクタの着脱方向に案内されて移動するので、コネクタ９に外力が作用しても、着脱中のコネクタプレートを常に同一の向き（平行）に保持することができ、これにより着脱時の必要荷重を大幅に低減することができる。
【００２６】
図３は、本発明による宇宙空間用コネクタ着脱装置の第２実施形態を示す部分断面図である。この図において、フローティングナット１６は、上面が凸球面１６ｂに形成された角形ナットであり、このナット１６の上側に下面が凹球面２４ｂに形成された座金２４が配置されている。また、このナット１６及び座金２４は、コネクタプレート１２の上部に設けられた矩形孔内に隙間をもって配置されている。その他の構成は、図１及び図２に示した第１実施形態と同様である。
【００２７】
この構成により、着脱ボルト１８をフローティングナット１６へ押付けることにより、ナット１６が矩形孔内で横移動すると共に、球面１６ｂ，２４ｂで回転してナット１６と着脱ボルト１８の軸心を整合させることができ、着脱ボルト１８と締付ナット１６の向きを容易に合わせ、円滑に螺合させることができる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更できることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の宇宙空間用コネクタ着脱装置は、▲１▼結合前のコネクタプレートを常に引っ込んだ位置に保持でき、▲２▼着脱ボルトを締付ナットの上面に軽く押付けるだけで、着脱ボルトと締付ナットの向きを合わせて円滑に螺合することができ、ネジ部に過大なモーメント等の負担をかけることなく着脱でき、▲３▼コネクタに外力が作用しても、着脱中のコネクタプレートを常に同一の向き（平行）に保持することができ、これにより着脱時の必要荷重を大幅に低減できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による宇宙空間用コネクタ着脱装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のコネクタ着脱装置の作動説明図である。
【図３】本発明によるコネクタ着脱装置の第２実施形態を示す部分断面図である。
【図４】従来の宇宙空間用コネクタ着脱装置の断面図である。
【符号の説明】
１  着脱ボルト
２  締付ナット
３  ガイドピン
４  ガイドスリーブ
５  コネクタプレート
６  抜止めロッド
７  ボックス（装置ユニット）
９  コネクタ
１０  コネクタ着脱装置
１２  コネクタプレート
１４  ガイド装置
１５  スリーブ
１５ａ，１７ａ  保持面
１６  フローティングナット
１７  スリーブガイド
１８  着脱ボルト
１９ａ，１９ｂ  滑りキー
２０  プレート引離し装置
２０ａ  ロッド
２０ｂ  圧縮バネ
２２  位置決め装置
２３  回転阻止装置
２２ａ，２３ａ  ガイドピン
２２ｂ，２３ｂ  ガイドスリーブ
【図１】
0003763613.tif 000002
【図２】
0003763613.tif 000003
【図３】
0003763613.tif 000004
【図４】
0003763613.tif 000005