"制御モーメントジャイロスコープに使用するシェルロータアセンブリ40であって、前記シェルロータアセンブリ40は、互いに一体に形成された第1の壁部分45および第1のリム部分48を有する第1のシェル部材44と、互いに一体に形成された第2の壁部分47および第2のリム部分50を有する第2のシェル部材46とを含み、前記第1のリム部分48および前記第2のリム部分50は、互いに結合する、シェルロータアセンブリ40。制御モーメントジャイロスコープに使用するシェルロータアセンブリ40であって、前記シェルロータアセンブリ40は、互いに一体に形成された第1の壁部分45および第1のリム部分48を有する第1のシェル部材44と、互いに一体に形成された第2の壁部分47および第2のリム部分50を有する第2のシェル部材46とを含み、前記第1のリム部分48は、第1の位置調整機構64を含み、前記第2のリム部分50は、前記第1の位置調整機構64と係合するように構成された第2の位置調整機構66を含み、前記第2の位置調整機構66は、前記第1の位置調整機構64と係合し、前記第1のシェル部材44および前記第2のシェル部材46は、前記第1の位置調整機構64と前記第2の位置調整機構66との間の係合の結果として互いに同心状に配置され、前記第1のリム部分48および前記第2のリム部分50は、互いに結合する、シェルロータアセンブリ40。制御モーメントジャイロスコープに使用するシェルロータアセンブリ40を製造する方法70であって、第1の金属円板を加熱するステップ72と、第1の全体的にボウル形の部材を形成するために、前記第1の金属円板を圧縮するステップ74と、比較的薄い第1の壁45および比較的厚い第1のリム部分48を有する第1のシェル部材44を形成するために、前記第1の全体的にボウル形の部材から材料を取り除くステップ76と、第2の金属円板を加熱するステップ82と、第2の全体的にボウル形の部材を形成するために、前記第2の金属円板を圧縮するステップ84と、比較的薄い第2の壁47および比較的厚い第2のリム部分50を有する第2のシェル部材46を形成するために、前記第2の全体的にボウル形の部材から材料を取り除くステップ86と、前記比較的厚い第1のリム部分48が前記比較的厚い第2のリム部分50と係合するように、前記第1のシェル部材44を前記第2のシェル部材46と同心状に位置調整するステップ92と、前記比較的厚い第1のリム部分48を前記比較的厚い第2のリム部分50に結合するステップ96とを含む、方法70。0020以下の詳細な説明は、本来、例示的なものにすぎず、本発明または本発明の用途および使用を限定するものではない。さらに、上述の背景または以下の詳細な説明で提供するあらゆる理論によって拘束するつもりはない。0021CMGに使用する、改善されたシェルロータアセンブリが、本明細書に開示される。本明細書で教示するシェルロータアセンブリ上のシェル部材とリムとの間の溶接継手が除去される。これは、本発明のシェルロータアセンブリが、シェル部材から分離した別個の要素として始めるリムを有しないためである。むしろ、本明細書で教示するシェルロータアセンブリ上の各シェル部材は、一体化したリム部分を含む。リム部分およびシェル部材は、互いに一体化し、近接しているが、それは、リム部分およびシェル部材が単一の連続する金属片または他の好適な材料から形成されるためである。したがって、要素にわたる材料の不連続性は存在しない。各シェル部材の対応するリム部分は、例えば溶接継手を介して、互いに接合され、その外周の周りにリムアセンブリを有するシェル形シェルロータアセンブリを形成する。この構造は、接合する必要がある要素の数を低減し、したがって、シェルロータアセンブリの全体的な複雑性を低減する。それに加えて、リムをシェル部材に接合する先行技術ロータ上の溶接継手は、極めて高い応力疲労の領域に配置される。しかし、本明細書で説明するロータの2つのシェル部材を接合する溶接継手は、比較的低い応力疲労を有する領域に溶接継手を配置する。0022制御モーメントジャイロスコープに使用するシェルロータアセンブリおよびそのシェルロータアセンブリを製造する方法の実施形態のより十分な理解は、続く詳細な説明の検討と共に本出願に添付される図の検討を通して得ることができる。0023図1は、制御モーメントジャイロスコープ図示せずに使用する先行技術シェルロータアセンブリ10を示す略断面図である。先行技術シェルロータアセンブリ10は、シェルアセンブリ第2のシェル部材14と同心状に配置される第1のシェル部材12を含む、リム部材16、およびシャフトアセンブリ18第1のシャフト部材20および第2のシャフト部材22を含むを含む。リム部材16は、先行技術シェルロータアセンブリ10の外周を形成するリング状または環状の構造である。リム部材16は、一般に、鋼鉄などの金属材料から形成され、通常、先行技術シェルロータアセンブリ10の残りの部分と比べて比較的大きい質量を有する。0024シェルアセンブリ11は、リム部材16をシャフトアセンブリ18に接続する。第1のシェル部材12と第2のシェル部材14との間の領域26は、ほとんどまたは完全に中空である。シェルアセンブリ11の主要目的は、シャフトアセンブリ18とリム部材16との間に構造的に強い接続を提供することであり、1つのシェルアセンブリ11は、宇宙船が操縦されるとき、シャフトアセンブリ18を介して宇宙船に作用するトルクの高応力に耐えることができる。いくつかの実施形態では、第1のシェル部材12および第2のシェル部材14は、より大きい強度ならびにトルクおよび他の応力に対する復元力を有するシェルアセンブリ11を提供するために、1つまたは複数の構造的な肋材または扶壁として働く波形または窪みのある表面を有することができる。第1のシェル部材12および第2のシェル部材14は、それぞれ開口部28および開口部30を含み、シャフトアセンブリ18への接近を可能にし、それによって、先行技術シェルロータアセンブリ10をCMGのハウジング図示せずに回転可能に取り付けることができる手段を提供する。いくつかの実施形態では、シャフトアセンブリ18の一部分は、開口部28および30を通して突出することができ、先行技術シェルロータアセンブリ10を回転させるのに使用されるハウジングまたは機械への接続を容易にする。0025シャフトアセンブリ18は、先行技術シェルロータアセンブリ10のほぼ中央に配置され、第1のシェル部材12と第2のシェル部材14との間に延びる。シャフトアセンブリ18は、先行技術シェルロータアセンブリ10が回転するとき、先行技術シェルロータアセンブリ10を支持する回転軸として働く。この能力で、CMGが宇宙船にトルクTを作用させるとき、そのトルクは、シャフトアセンブリ18を通して先行技術シェルロータアセンブリから伝達され、その際、シャフトアセンブリ18は、そのトルクをシェルアセンブリ11およびリム部材16に伝達する。シャフトアセンブリ18は、第1のシェル部材12および第2のシェル部材14も支持し、先行技術シェルロータアセンブリ10が回転するとき、2つのシェル部材が互いに崩壊するのを防ぐ。0026第1のシェル部材12は、第1の溶接継手32を介してリム部材16に結合する。第1の溶接継手32は、第1のシェル部材12の全外周の周りに延びることができる。同様に、第2のシェル部材14は、第2のシェル部材14の全外周の周りに延びることができる溶接継手34を介してリム部材16に結合する。0027図1に示すように構成されれば、第1および第2の溶接継手32および34は、トルクTが先行技術シェルロータアセンブリ10に作用するとき、最大の応力が生じる場所に配置される。トルクTの力は、第1および第2のシェル部材12および14の壁を通してシャフトアセンブリ18からリム部材16に伝達される。トルクTの力がリム部材16に到達すると、トルクTの力は、第1および第2の溶接継手32および34上のせん断力として作用する。さらに、回転中、第1および第2の溶接継手32および34は、再び最大量の応力が生じる領域に配置される。これは、シャフトアセンブリ18からのその距離によって先行技術シェルロータアセンブリ10上の他のあらゆる要素よりも速く回転するリム部材16が膨張するためである。その先行技術シェルロータアセンブリ10が速く回転するほど、この膨張は大きくなる。リム部材16が膨張するとき、第1および第2の溶接継手32および34は、再びせん断力を受ける。溶接継手は、溶接継手によって互いに接合される固有の材料よりも弱いので、第1および第2の溶接継手32および34は、先行技術シェルロータアセンブリ上で比較的弱い点である。第1および第2の溶接継手32および34は、最高の応力の領域に配置されるので、それらの溶接継手は、先行技術シェルロータアセンブリ10上で最も弱い点である。したがって、第1および第2の溶接継手32および34の強度は、先行技術シェルロータアセンブリの最大回転速度に制限を設ける。この制限は、これらの溶接継手が互いに近接するシェルおよびリムで置き換えられれば、すなわち金属の単一片から形成されれば、解消することができる。0028図2は、CMGに使用する本明細書の教示によって製造されるシェルロータアセンブリ40の実施形態を示す略断面図である。シェルロータアセンブリ40は、シェルアセンブリ42およびシャフトアセンブリ56を含む。シェルアセンブリ42は、互いに同心状に配置され、互いに結合する第1のシェル部材44および第2のシェル部材46を含む。0029第1のシェル部材44は、第1の壁部分45、第1のリム部分48、および第1の開口部52を含む。第1の壁部分45および第1のリム部分48は、互いに一体化しており、すなわち、第1の壁部分45および第1のリム部分48は、単一の近接する要素を含む。同様に、第2のシェル部材46は、第2のリム部分50と一体化した第2の壁部分47を含む。第2のシェル部材46も、第2の開口部54を有する。0030いくつかの実施形態では、第1のシェル部材44および第2のシェル部材46は、均一な厚さの地金板として始めることができ、壁部分およびリム部分を形成するために機械加工によって延ばすことができる。他の実施形態では、シェル部材は、溶融金属からの金型鋳造物とすることができる。比較的薄い壁部分および比較的厚いリム部分を有するシェル部材を金属または他の材料の単一片から形成するのに効果的な他の製造方法を、本明細書の教示から逸脱することなく使用することもできる。0031シャフトアセンブリ56は、第1のシェル部材44と第2のシェル部材46との間に延びるように縦方向に配置される、第1のシャフト部材58および第2のシャフト部材60を含む。本明細書に使用するように、用語縦方向は、シャフトアセンブリ56に平行な方向を指し、用語横方向は、シャフトアセンブリ56に垂直な方向を指すこととする。シャフトアセンブリ56は、シェルロータアセンブリ40の回転軸として働き、第1および第2の開口部52および54を通してCMGに接続することができる。0032第1のシェル部材44および第2のシェル部材46は、それらの対応するリム部分において互いに結合する。第1のリム部分48および第2のリム部分50は、限定はしないが、溶接を含む、第1および第2のシェル部材44および46間の強い結合を提供するのに効果的なあらゆる好適な手段を介して互いに結合することができる。第1のリム部分48および第2のリム部分50は、結合すると、シェルロータアセンブリ40の外周を形成するリムアセンブリ62を形成する。0033図1および2を続けて参照すると、シェルロータアセンブリ40は、先行技術シェルロータアセンブリ10と視覚的に類似している。両方とも、比較的厚いリムによって囲まれる丸みのあるシェルを有する。しかし、先行技術シェルロータアセンブリ10と異なり、シェルロータアセンブリ40は、シェル壁がリム部分と交わる点に溶接継手を有しない。むしろ、シェルロータアセンブリ40は、リムとシェルとの間の近接する連続した固有の材料の形態で、強く耐久性のある接続を提供する。この強い接続は、シェルロータアセンブリ40が先行技術シェルロータアセンブリ10よりも速い速度で回転することを可能にする。0034図3Aは、第1のシェル部材44を示す底面図である。この図は、第1のシェル部材44の真下の視点から見上げるように切り取られる。この図において、第1のリム部分48の横方向に延びる底面および第1の壁部分45の横方向に延びる底面が見える。図3Aには、第1の位置調整機構64も見える。0035図2および3Aを続けて参照すると、第1の位置調整機構64は、第1のシェル部材44および第2のシェル部材46が互いに溶接され、または他の方法で結合される前に、第1のシェル部材44および第2のシェル部材46を互いに同心状に確実に位置調整するために使用することができる。図3Aに示す実施形態では、第1の位置調整機構64は、第1のシェル部材44の全外周の周りに延びる。他の実施形態では、第1の位置調整機構64は、第1のシェル部材44の外周の周りの一部分にのみ延びることができ、または、第1のリム部分48の横方向表面に関して離間する複数の部材を含むことができる。図示する実施形態では、第1の位置調整機構64は、第2のリム部分50上の対応する位置調整部材と係合するために、第1のリム部分48の横方向表面を越えて延びる階段部である。他の実施形態では、第1のシェル部材44を第2のシェル部材46と同心状に位置調整するのに効果的な他のあらゆる好適な構造、部材、および/または構成を使用することもできる。0036図3Bは、図3Aの線3-3に沿って切り取られた部分断面図である。この図では、第1の位置調整機構64は、第1のリム部分48の底面を越えて延びることを見ることができる。0037図4Aは、第2のシェル部材46を示す平面図である。この図は、第2のシェル部材46の上の視点から見下ろすように切り取られる。この図において、第2のリム部分50の横方向に延びる表面および第2の壁部分47の横方向に延びる表面が見える。この図には、第2の位置調整機構66も見える。図示する実施形態では、第2の位置調整機構66は、第2のリム部分50の全外周の周りに延びる、第2のリム部分50の上面内の切欠部を含む。図2、3Aおよび4Aを続けて参照すると、第2の位置調整機構66は、第1の位置調整機構64と係合するように構成され、シェルアセンブリ42を組み立てるとき、第1の位置調整機構64および第2の位置調整機構66が第1のシェル部材44を第2のシェル部材46と同心状に位置調整するために協働するようにする。第1の位置調整機構64および第2の位置調整機構66は、階段部および切欠部として図示されてきたが、第1のシェル部材44と第2のシェル部材46との位置調整を助けるのに効果的な他のあらゆる構造および/または構成を使用することもできることを理解されたい。それに加えて、第1の位置調整機構64および第2の位置調整機構66は、それぞれ第1および第2のリム部分48および50の内周上に存在するものとして図示されてきたが、これらの機構は、第1のリム部分48および第2のリム部分50上の他の場所に配置することができることを理解されたい。0038図4Bは、図4Aの線4-4に沿って切り取られた部分断面図である。この図では、第2の位置調整機構66は、第2のリム部分50の上面から除去された切欠部と見ることができる。0039図5は、第1のリム部分48が第2のリム部分50に結合するときに形成されるリムアセンブリ62を示す拡大部分断面図である。この図には、第1の位置調整機構64と第2の位置調整機構66との間の係合が示される。0040第1のリム部分48と第2のリム部分50との1つの結合方法は、電子ビーム溶接として知られるプロセスによるものである。電子ビーム溶接は、高速電子のビームが結合する材料に当てられる融接プロセスである。電子の運動エネルギーが衝突の際に熱に変換されるとき、被加工材は溶融し、溶接位置の材料は溶融して溶接部を形成する。この溶融材料は、熱影響領域と呼ばれる。溶接は、しばしば、電子ビームの散乱を避けるために真空状態で行われる。0041図示する実施形態では、電子ビーム溶接のプロセスによって形成される熱影響領域68は、第1のリム部分を第2のリム部分50に接合する。熱影響領域68は、第1のリム部分48および第2のリム部分50の横方向表面の一部分のみを含む。他の実施形態では、第1および第2のリム部分48および50のそれぞれの横方向表面のより大きい、またはより小さい部分を互いに溶接することができる。溶接の範囲を限定し、溶接領域がリムアセンブリ62を貫通して延びないことを確実にするために、第1の位置調整機構64は、溶接の範囲を限定するバックストップとして働く。このための第1の位置調整機構64の使用は、電子ビーム溶接プロセス中に形成される溶融材料がリムアセンブリ62を抜け出ないようにするのを確実にすることを助ける。0042図2~5を続けて参照すると、シェルロータアセンブリ40を形成するのに使用される材料は、あらゆる好適な金属とすることができる。いくつかの実施形態では、シェルロータアセンブリ40の構造に、高強度高靱性構造合金を使用することができる。そうした材料は、最初に溶接され、次に熱処理または他の方法で処理することができる。そうした熱処理の後、高強度高靱性構造合金の熱影響領域は、材料が溶接前に有するのと同じ強度および耐疲労性を有するといわれている。そうした材料は、ここに参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第5,087,415号に開示されている。1つのそうした高強度高靱性構造合金は、CarpenterTechnologyCorporationofReading、Pennsylvaniaによって商標名AerMet登録商標100として販売されている。0043図6は、制御モーメントジャイロスコープに使用する、本明細書で教示するシェルロータアセンブリを製造する方法70の実施形態を示すブロック図である。ブロック72において、第1の金属円板が加熱される。この金属円板は、限定はしないが、鋼鉄を含む、所望のあらゆる金属材料から製造することができる。この円板は、シェルロータアセンブリの構造に使用されるシェル部材の所望の寸法に対応する寸法などの、所望のあらゆる寸法を有することができる。例えば、この円板は、直径76.2cm30インチおよび厚さ5.08cm2インチの円形構造を有することができる。0044円板の加熱は、電気炉または加熱炉内に金属円板を置くことを含むあらゆる好適な方法で、金属円板を炎または高熱の別の発生源に曝すことによって、または金属円板の温度を所望の温度まで上げるのに効果的な他のあらゆる好適な方法で、達成することができる。いくつかの実施形態では、金属円板を約816°C華氏1500度の温度まで加熱するのが望ましい場合がある。0045ブロック74において、加熱後金属円板は、工作機械内に置かれ、次に、圧縮ステップの最後に金属円板が全体的にボウル形の部材になるように、金属円板の形状を変更するあらゆる好適な方法で圧縮される。このプロセスは、熱間鍛造プロセスとして知られ、加熱後金属円板は、金属円板の温度、加熱後金属円板の寸法、および金属円板を圧縮するのに使用される圧縮機の仕様によって、一度だけ、または何度も圧縮する必要がある可能性がある。加熱後金属円板が全体的にボウル形の部材に変形されると、全体的にボウル形の部材は圧縮機から取り除かれる。0046ブロック76において、全体的にボウル形の部材は、工作機械内に置かれ、その表面から不要な金属を取り除くために機械加工される。そうした機械加工は、例えば、当技術分野でよく知られるコンピュータ数値制御機械の使用によって達成することができる。このプロセスは、均一な厚さの全体的にボウル形の部材を、比較的薄い壁部分および比較的厚いリム部分を有するシェル部材に変形する。このステップにおいて、階段部または切欠部などの位置調整機構は、リム部分上に形成することができる。0047ブロック78において、シェル部材の中央の開口部が、シャフトアセンブリを収容するために形成される。ブロック80において、シャフト部材が、開口部内に配置される。この段階で、2つのシェル部材の一方が完全に構築され、第2のシェル部材の組立準備が整う。0048ブロック82において、第2のシェル部材を構築するプロセスが開始する。ブロック72において上述したように、金属円板が加熱される。ブロック84において、加熱後金属円板は、全体的にボウル形の部材に圧縮される。ブロック86において、全体的にボウル形の部材から材料が取り除かれ、壁部分と第2の位置調整機構を有するリム部分とを有する第2のシェル部材を形成する。ブロック88において、第2の開口部が第2のシェル部材内に形成され、ブロック90において、第2のシャフト部材が、第2の開口部内に配置される。0049ブロック92において、2つのシェル部材が、互いに同心状に位置調整される。そうした同心状の位置調整は、2つのシェル部材のリム部分上に配置される相補的な位置調整機構間の係合によって達成することができる。0050ブロック94において、シャフト部材が互いに接合され、ブロック96において、リム部分が互いに接合される。シャフト部材およびリム部分は、上述の電子ビーム溶接プロセスを介して接合することができる。それに加えて、いくつかの実施形態では、シャフト部材の互いの接合は、リム部分の互いの接合と同時に達成することができる。0051少なくとも1つの例示的な実施形態を、本発明の上述の詳細な説明で提供してきたが、多数の変形形態が存在することを理解されたい。例示的な実施形態または複数の例示的な実施形態は、単なる例であり、本発明の範囲、用途、または構成を全く限定するものではないことも理解されたい。むしろ、上述の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を実施するための便利な指針を当業者に提供する。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、例示的な実施形態で説明された要素の機能および構成において様々な変更を行うことができることを理解されたい。"