JP2001106193A - 宇宙探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 月や惑星に投入される宇宙探査装置におい
て、とくに、極低温から探査用の搭載機器を保護する機
能などを高める。 【解決手段】 探査用の搭載機器を備えた車体（装置本
体）１と、複数の走行用車輪（支持体）２Ｆ，２Ｒを備
え、走行用車輪２Ｆ，２Ｒに、同極による反発作用でロ
ードホイール（装置本体側）３１とタイヤ（接地部分）
３２との間を非接触状態に保つ磁石Ｍ１〜Ｍ４を備えた
宇宙探査用走行車（宇宙探査装置）Ｒとし、ロードホイ
ール３１とタイヤ３２との間で搭載機器から接地部分へ
の熱伝達経路を遮断して、搭載機器を極低温から保護す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、月や惑星の探査活動に用いられる宇宙探査用
走行車等の宇宙探査装置に関するものである。

【０００１】

【従来の技術】この種の宇宙探査装置としては、例え
ば、平成４年９月３０日に丸善が発行した『第２版・航
空宇宙工学便覧』の第８３０頁および第８３１頁に、宇
宙探査用走行車についての若干の記載がある。また、近
年では、無人の走行車を用いて長期にわたる探査を行う
ことが計画されている。

【０００２】

【発明が解決使用とする課題】ところで、上記したよう
な宇宙探査装置は、例えば長期にわたって月を探査する
場合、太陽電池を使用して昼間に探査活動を行い、太陽
電池が使用できない夜間は探査活動を休止することとな
るが、この際、月面上は昼夜の周期（約２８日間）にお
いて表面温度が約−１９０℃〜＋１３０℃の範囲で変動
する環境であることから、熱から搭載機器を保護する対
策が不可欠であり、とくに、搭載機器を極低温から保護
することが重要である。このため、熱保護対策として従
来から様々な形式のものが提案されていたが、なおも改
善の余地を残しているのが現状であり、熱保護機能のさ
らなる向上が要望されていた。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、上記従来の状況に鑑みて成さ
れたもので、月や惑星において探査活動を行う装置にお
いて、とくに、探査用の搭載機器を極低温から保護する
ことができる宇宙探査装置を提供することを目的として
いる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる宇宙探査
装置は、請求項１として、月や惑星の探査活動に用いら
れる宇宙探査装置において、探査用の搭載機器を備えた
装置本体と、接地して装置本体を支持する支持体を備
え、支持体に、同極による反発作用で装置本体側と接地
部分との間を非接触状態に保つ磁石を備えた構成とし、
請求項２として、装置本体を車体とし且つ支持体を複数
の走行用車輪とした走行可能な宇宙探査装置であって、
各走行用車輪が、車体側に連結したロードホイールと、
ロードホイールの外周側に設けて接地するタイヤを備え
ると共に、ロードホイールおよびタイヤに、同極による
反発作用で双方を非接触状態にし且つ回転伝達可能に保
持する磁石を備えた構成とし、請求項３として、ロード
ホイールの内周およびタイヤの外周のいずれか一方に、
磁極を回転方向に向けた複数の第１磁石を回転方向に等
分配置すると共に、他方に、個々の第１磁石に対して、
回転方向両側に同極で対向する２つの第２磁石を各々設
け、ロードホイールの内周およびタイヤの外周のいずれ
か一方に、磁極を車軸方向に向けた複数の第３磁石を回
転方向に等分配置すると共に、他方に、個々の第３磁石
に対して、車軸方向両側に同極で対向する２つの第４磁
石を各々設けた構成としており、上記構成をもって従来
の課題を解決するための手段としている。

【０００５】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる宇宙探査装置
では、搭載機器を備えた装置本体を支持する支持体にお
いて、装置本体側と接地部分との間を磁石の同極による
反発作用で非接触状態に保っているので、探査活動を休
止する夜間において、装置本体側から接地部分への熱伝
達が阻止される。すなわち、月面上のように夜間の温度
が約−１９０℃にも至る極低温環境では、搭載機器の熱
が接地部分を通して地表に逃げてしまうことから、支持
体の置本体側と接地部分との間を非接触状態とすること
で、搭載機器から地表への熱伝達経路を遮断して搭載機
器を保温する。

【０００６】本発明の請求項２に係わる宇宙探査装置で
は、当該宇宙探査装置が複数の走行用車輪を備えた走行
車であって、各走行用車輪において、車体側のロードホ
イールと接地するタイヤとを磁石の同極による反発作用
で非接触状態に且つ回転伝達可能に保持しているので、
探査活動を行う昼間においては、ロードホイールの回転
をタイヤに伝達して走行用車輪による走行を行い、探査
活動を休止する夜間においては、ロードホイールとタイ
ヤとの間で搭載機器から地表への熱伝達経路を遮断して
搭載機器を保温する。

【０００７】本発明の請求項３に係わる宇宙探査装置で
は、当該宇宙探査装置が複数の走行用車輪を備えた走行
車であって、ロードホイールとタイヤの間に設けた第１
〜第４の磁石により、双方を非接触状態に且つ回転伝達
可能に保持する。つまり、磁極を回転方向とした第１磁
石とこれに同極で対向する第２磁石とで、双方を回転方
向に非接触状態で且つ回転伝達可能に保持すると共に、
磁極を車軸方向とした第３磁石とこれに同極で対向する
第４磁石とで、双方を車軸方向に非接触状態に保持し、
探査活動を行う昼間においては、ロードホイールの回転
をタイヤに伝達して走行用車輪による走行を行い、探査
活動を休止する夜間においては、ロードホイールからタ
イヤへの熱伝達を阻止することで、搭載機器から地表へ
の熱伝達経路を遮断して搭載機器を保温する。

【０００８】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる宇宙探査装置
によれば、探査用の搭載機器を備えた装置本体を支持す
る支持体において、装置本体側と接地部分との間を磁石
により非接触状態にしたことにより、極低温環境におい
て、装置本体側と接地部分との間で搭載機器から地表へ
の熱伝達経路を完全に遮断し、搭載機器を保温して極低
温から確実に保護することができる。

【０００９】本発明の請求項２に係わる宇宙探査装置に
よれば、宇宙探査用の走行車において、搭載機器を備え
た車体側に連結したロードホイールと接地するタイヤと
の間を磁石により非接触状態に且つ回転伝達可能に保持
したことにより、探査活動を行う際には、ロードホイー
ルの回転をタイヤに伝達して走行を行うことができ、探
査活動を休止する夜間においては、ロードホイールとタ
イヤの間で搭載機器から地表にへの熱伝達経路を完全に
遮断し、搭載機器を保温して夜間の極低温から確実に保
護することができる。

【００１０】本発明の請求項３に係わる宇宙探査装置に
よれば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえ
に、とくに、回転方向に配置した第１および第２の磁石
により、ロードホイールからタイヤへの回転伝達を非接
触状態で行うことができると共に、車軸方向に配置した
第３および第４の磁石により、ロードホイールとタイヤ
の車軸方向の位置関係を非接触状態に保つことができ、
熱伝達の遮断機能とともに安定した走行機能を得ること
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明に係わる宇宙探
査装置の一実施例を説明する。

【００１２】この実施例の宇宙探査装置は、図２〜図４
に示すように、例えば月の探査に用いる宇宙探査用走行
車Ｒであって、図２および図３の左側を前方側として、
偏平円柱状の車体１と、個別に駆動源を有する前後左右
の４個の走行用車輪２Ｆ，２Ｆ，２Ｒ，２Ｒと、車体１
から前後左右の四方へ略水平に延出する左右のサスペン
ションアーム３Ｌ，３Ｒと、サスペンションアーム３
Ｌ，３Ｒの各延出端部の下側に走行用車輪２Ｆ，２Ｒを
吊下げ支持する４本の車輪支持アーム４を備えている。
つまり、この実施例では、宇宙探査装置において、探査
用の搭載機器を備えた装置本体が車体１に相当し、接地
して装置本体を支持する支持体が複数の走行用車輪２
Ｆ，２Ｒに相当する。

【００１３】各走行用車輪２Ｆ，２Ｒは、各々の車軸部
分に駆動源としての走行用モータ５を備えている。各車
輪支持アーム４は、上端部とサスペンションアーム３
Ｌ，３Ｒとの間に、軸線を垂直方向とした旋回用モータ
６が介装してあると共に、下端部が各走行用車輪２Ｆ，
２Ｒの車軸部分に連結してある。これにより、サスペン
ションアーム３Ｌ，３Ｒに対して、各車輪支持アーム４
および走行用車輪２Ｆ，２Ｒが垂直軸回りに旋回可能に
なっている。

【００１４】また、各走行用車輪２Ｆ，２Ｒは、図１に
示すように、走行用モータ５を介して車体１側に連結し
たロードホイール３１と、ロードホイール３１の外周側
に設けて接地するタイヤ３２を備えている。そして、ロ
ードホイール３１の外周とタイヤ３２の内周との間に、
同極による反発作用で双方を非接触状態にし且つ回転伝
達可能に保持する第１〜第４の磁石Ｍ１〜Ｍ４を回転方
向に等分配置した構成になっている。

【００１５】この実施例におけるロードホイール３１
は、正方形の板状を成すと共に、走行用モータ５の出力
軸５Ａに連結してあって、各辺の中央に、ＮおよびＳの
磁極を回転方向に向けた第１磁石Ｍ１を各々突出状態に
合計４個備えている。他方、タイヤ３２は、内側にリム
３３を備えると共に、このリム３３に、４か所の第１磁
石Ｍ２に対して回転方向両側に同極で対向する２つの第
２磁石Ｍ２，Ｍ２を合計８個備えている。このとき、車
輪半径方向において、第１磁石Ｍ１とリム３３との間、
および第２磁石Ｍ２とロードホイール３１との間も非接
触状態である。

【００１６】さらに、ロードホイール３１は、正方形の
４隅に、ＮおよびＳの磁極を車軸方向に向けた第３磁石
Ｍ３を合計４個備えている。他方、タイヤ３２は、リム
３３に、各第３磁石Ｍ３の車軸方向両側に所定の隙間を
介して対向する一対の保持用突片３４，３４を備えてい
ると共に、各保持用突片３４に、各第３磁石Ｍ３に対し
て車軸方向両側に同極で対向する２つの第４磁石Ｍ４，
Ｍ４を合計８個備えている。このとき、車輪半径方向に
おいて、第３磁石Ｍ３とリム３３との間も非接触状態で
ある。

【００１７】このようにして、ロードホイール３１およ
びタイヤ３２は、双方の間に、第１および第２の磁石Ｍ
１，Ｍ２の組合わせが９０度間隔で４か所に配置される
と共に、これらと４５度の位相をもって第３および第４
の磁石Ｍ３，Ｍ４の組合わせが９０度間隔で４か所に配
置されている。そして、第１および第２の磁石Ｍ１，Ｍ
２により、双方の間が回転方向ならびに半径方向に非接
触状態で且つ回転伝達可能に保たれ、第３および第４の
磁石Ｍ３，Ｍ４により、双方の間が車軸方向ならびに半
径方向に非接触状態で保たれている。なお、月面上の重
力は地球の約６分の１であるから、地球上でロードホイ
ール３１とタイヤ３２との位置関係を正確に保てなくて
も、月面上において、第１および第４の磁石Ｍ１〜Ｍ４
によって非接触状態に保つようにすることが充分可能で
ある。

【００１８】ここで、当該走行車Ｒは、図２に示す平面
視において、車体１を中心とする車体外側の同心円上に
各車輪支持アーム４の旋回中心（旋回用モータ６）が配
置してあると共に、各走行用車輪２Ｆ，２Ｒが車体１か
ら完全に離間した位置に配置してある。とくに、この実
施例の場合は、車体１の左右の接線よりも外側に走行用
車輪２Ｆ，２Ｒが配置してある。

【００１９】また、サスペンションアーム３Ｌ，３Ｒの
４つの延出部分の中間には、走行用車輪２Ｆ，２Ｒの車
軸と略平行な軸回りにサスペンションアーム３Ｌ，３Ｒ
の延出先端部分を回動させる関節部７が設けてある。各
関節部７は、車体１の左右方向を軸線方向とする回動軸
を有すると共に、サスペンションアーム３Ｌ，３Ｒの端
部から走行用車輪２Ｆ，２Ｒの半径よりも短い距離に設
けてあって、サスペンションアーム３Ｌ，３Ｒの延出先
端部分を略水平状態から下向きの略垂直状態に至る約９
０度の範囲で往復回動可能にしている。

【００２０】なお、各関節部７は、図示を省略したが、
往復の両回動端で動きを拘束するロック機構を備えてい
る。このロック機構には、例えば、ラチェット機構や通
電により拘束を解除するブレーキ機構などを用いること
ができる。

【００２１】宇宙探査用走行車Ｒの車体１は、図５中に
破線で示すように、左右のサスペンションアーム３Ｌ，
３Ｒの中間に架設した車台８に、垂直軸回りの旋回機構
９を介して中心部が取付けてあり、単独で旋回すること
が可能になっている。車体１は、その中央に、主電源で
あるバッテリとともに搭載機器制御用の電子機器１０が
収納してあって、電子機器１０の外周側に、測定機器類
を収納する環状の収納空間１１を形成している。

【００２２】さらに、宇宙探査用走行車Ｒは、電子機器
１０の上側を覆う同電子機器１０の放熱体１２と、放熱
体１２の上側に重合状態にして車体１に収納される通信
用アンテナ１３と、収納した通信用アンテナ１３の上側
に重合状態にして車体１の上側を閉塞する太陽電池パネ
ル１４と、上端部に環境認識用の視覚センサ１５を設け
且つ折り畳み状態にして放熱体１２と太陽電池パネル１
４の間に視覚センサ１５とともに収納されるセンサポー
ル１６を備えている。

【００２３】放熱体１２は、月面における昼間の温度
（約＋１３０℃）に対処し得るものであって、詳細な図
示を省略したが、電子機器１０の電子回路類を取付ける
アルミニウム等の金属板、金属板の上面全体に設けた
鏡、および多数のブレードを開閉可能に備えたサーマル
ルーバなどにより構成してあって、太陽光を反射または
遮断するとともに電子機器１０で発生した熱を赤外線放
熱によって逃すようになっている。

【００２４】通信用アンテナ１３は、多数のアンテナ素
子１７を平面状に配列させたアレイ型のアンテナであっ
て、指向性が高く、地球と月との間で直接通信が可能な
大型のものである。この通信用アンテナ１３は、概略円
形であると共に、放熱体１２と太陽電池パネル１４の間
に収納される視覚センサ１５の分だけ切欠いた形状を成
しており、送受信面を下向きにして車体１に収納される
と共に、車体１の後部において、水平な２軸回りに回転
動作するアンテナ用アクチュエータ１８を介して連結し
てあり、車体１の後側に展開可能である。また、通信用
アンテナは、例えば中心部分にカメラを備えており、車
体１の後側に展開させた状態にして、カメラの画像中心
に地球をとらえるようにアンテナ用アクチュエータ１８
を駆動することにより、常に地球の方向に向くように制
御される。

【００２５】太陽電池パネル１４は、車体１の上面全体
を覆う大きさの円形を成すと共に、左右の分割パネル１
４Ｌ，１４Ｒに２分してある。各分割パネル１４Ｌ，１
４Ｒは、車体１の上側を閉塞した状態で下側となる面
に、多数の太陽電池１９を配列したものであって、車体
１の左右の端部に、少なくとも車体前後方向の軸回りに
回転動作するパネル用アクチュエータ２０，２０を介し
て連結してあり、車体１の左右両側に展開可能であると
共に、最適な発電効率が得られるように展開角度を調整
することができる。また、太陽電池パネル１４は、車体
１の上側を閉塞した状態で上側となる面に、断熱材ある
いは放熱板を設けることができる。

【００２６】ここで、上記の通信用アンテナ１３および
太陽電池パネル１４の各分割パネル１４Ｌ，１４Ｒは、
車体１の後側および左右両側に展開した際に、各々の全
面を有効に使用するために、図２に示す如く互いに上下
に重合しない配置となる。

【００２７】センサポール１６は、車体１の前部に立て
た状態で視覚センサ１５を支持するものであって、アッ
パリンク１６Ｕとロアリンク１６Ｌを備えており、視覚
センサ１５とアッパリンク１６Ｕの上端部との間、アッ
パリンク１６Ｕの下端部とロアリンク１６Ｌの上端部と
の間、およびロアリンク１６Ｌの下端部と車体１との間
には、それぞれの連結部分を回動させるチルトアクチュ
エータ２１Ａ〜２１Ｃが設けてある。視覚センサ１５に
は、可視カメラやレーザレンジファインダが用いられ
る。そして、センサポール１６は、ロアリンク１６Ｌを
車体１の後方に倒すと共に、アッパリンク１６Ｌを車体
１の前方に倒した状態に折り畳まれて車体１に収納され
る。このとき、視覚センサ１５は、通信用アンテナ１３
の切欠部分に収納される。

【００２８】なお、視覚センサ１５の視野をより広範囲
に得るために、センサポール１６の適当な部分に垂直軸
回りの旋回機能を設けることも可能であるが、この実施
例の宇宙探査用走行車Ｒは、先に述べたように車台８に
対して車体１を旋回させることができるので、センサポ
ール１６に旋回機能が無くても、車体１を旋回させるこ
とで視覚センサ１５の視野をより広範囲に得ることが可
能である。

【００２９】さらに、宇宙探査用走行車Ｒは、車体下部
の略中央に、穴掘り用のシャベル２２を少なくとも上下
動可能に保持した穴掘り装置２３を備えていると共に、
車体１の外側に、マニピュレータ２４を備えている。

【００３０】穴掘り装置２３は、車体１に対して左右方
向の軸回りに回動自在に連結したアッパアーム２３Ｕ
と、アッパアーム２３Ｕに対して車体左右方向の軸回り
に回動自在に連結したロアアーム２３Ｌと、車体１とロ
アアーム２３Ｌとの間で伸縮動作をするアーム用アクチ
ュエータ２３Ａと、車体１に対して左右方向の軸回りに
アーム用アクチュエータ２３Ａを回動させるチルトアク
チュエータ２３Ｂを備えると共に、ロアアーム２３Ｌの
下端部に、車体左右方向の軸回りに回動するシャベル用
アクチュエータ２２Ａを介して、シャベル２２を車体前
方に向けて備えている。この穴掘り装置２３は、アーム
用アクチュエータ２３Ａとチルトアクチュエータ２３Ｂ
の働きにより、図６に示すように、車体１の後方に屈曲
して同車体１の下側に折り畳まれ、この折り畳み位置か
ら走行用車輪２Ｆ，２Ｒよりも下側に至る範囲でシャベ
ル２２を上下動させることができる。

【００３１】なお、アーム用アクチュエータ２３Ａおよ
びチルトアクチュエータ２３Ｂに代えて、車体１とアッ
パアーム２３Ｕの間、および両アーム２３Ｕ，２３Ｌの
間にチルトアクチュエータを設けた構成としても良い。
また、シャベル２２には、その一部にふるいの役目をす
る網あるいはスリットを設け、さらに、余計な砂等をふ
るい落とすための振動発生手段などを設けても良い。

【００３２】マニピュレータ２４は、車体１の前面中心
からやや片側にずれた位置にブラケット２４Ａを設け、
このブラケット２４Ａに、互いに回動可能に連結した２
本のリンク２４Ｂ，２４Ｃの一方のリンク２４Ｂを連結
すると共に、他方のリンク２４Ｃに、自在継手２４Ｄを
介してハンド２４Ｅを設け、同じく他方のリンク２４Ｃ
に、ステレオカメラ２４Ｆを設けた構成になっている。
このマニピュレータ２４は、図２に示すように車体１の
側面に沿わせて格納状態とし、また、図３中に仮想線で
示す展開時には、ハンド２４Ｅを車体１の下側に延出さ
せてシャベル２２ですくった岩石等を取上げることがで
きる。

【００３３】次に、上記構成を備えた宇宙探査用走行車
Ｒの作用を説明する。

【００３４】宇宙探査用走行車Ｒは、図５および図６に
示すように、車体１に、通信用アンテナ１３、視覚セン
サ１５およびセンサポール１６を収納すると共に、車体
１の上側を太陽電池パネル１４で閉塞し、さらに、図７
に示すように、サスペンションアーム３Ｌ，３Ｒの延出
先端部分を各関節部７から下側に折曲げて、前後の走行
用車輪２Ｆ，２Ｒを互いに接近させた状態にする。

【００３５】つまり、宇宙探査用走行車Ｒは、大型の通
信用アンテナ１３および太陽電池パネル１４を備えたも
のであるにもかかわらず、これらが車体１にコンパクト
に収納されることとなり、また、車体１から各走行用車
輪２Ｆ，２Ｒが完全に離間した配置としてあるので、互
いに接近させた前後の走行用車輪２Ｆ，２Ｒと車体１と
が干渉することがなく、当該走行車Ｒの長さおよび車高
を大幅に小さくし得ることとなる。これにより、打上げ
ロケットへの収納性がきわめて良好なものとなってい
る。

【００３６】次に、宇宙探査用走行車Ｒは、例えば月へ
の投入後において、各関節部７を回動自在な状態にし
て、前の走行用車輪２Ｆを前方へ回転駆動し、後の走行
用車輪２Ｒを後方へ回転駆動することにより、サスペン
ションアーム３Ｌ，３Ｒの延出先端部分を略水平状態に
至るまで上側に回動させて各走行用車輪２Ｆ，２Ｒを走
行時の位置まで展開させ、各関節部７をロックする。こ
のように、関節部７と走行用車輪２Ｆ，２Ｒの自らの回
転により、特別な駆動手段を用いることなく各走行用車
輪２Ｆ，２Ｒの展開が行われる。なお、展開作業をより
安全且つ確実に行うためには、前後の走行用車輪２Ｆ，
２Ｒを同時に展開するのではなく、片側ずつ行うのがよ
り良い。

【００３７】その後、宇宙探査用走行車Ｒは、太陽電池
パネル１４の分割パネル１４Ｌ，１４Ｒを左右両側に展
開し、次いで、センサポール１６を上方に展開させ、視
覚センサ１５を高い位置に保持して広範囲にわたる環境
認識を可能にし、さらに、通信用アンテナ１３を後側に
展開する。このとき、当該走行車Ｒでは、太陽電池パネ
ル１４および通信用アンテナ１３が互いに上下に重合し
ないように展開し、また、通信用アンテナ１３の展開に
伴って放熱体１２の全面が外側にさらされる状態となる
ので、通信用アンテナ１３および太陽電池パネル１４な
らびに放熱体１２の各々の全面が有効に使用され、通信
および発電がきわめて良好に行われると共に、放熱体１
２によって太陽光を反射あるいは遮断し且つ電子機器１
０の充分な放熱が行われる。

【００３８】そして、宇宙探査用走行車Ｒは、視覚セン
サ１５を入力源とする環境認識を行いながら、各走行用
車輪２Ｆ，２Ｒの走行用モータ５を同じ方向に回転駆動
することで前進あるいは後退を行うと共に、選択された
位置の旋回用モータ６により車輪支持アーム４および走
行用車輪２Ｆ，２Ｒを所望の方向に旋回させて、スムー
ズな方向転換を行う。このとき、当該走行車Ｒは、通信
用アンテナ１３を後側に展開し、太陽電池パネル１４の
分割パネル１４Ｌ，１４Ｒを左右両側に展開しているの
で、左右のバランスが良好であって、走行に何ら影響は
無い。また、図２中に仮想線で示すように、各車輪支持
アーム４を約４５度旋回させて、車体１を中心とした同
心円上に各走行用車輪２Ｆ，２Ｒが沿うようにすること
で、その場で車体１を旋回させることも可能である。

【００３９】ここで、宇宙探査用走行車Ｒは、各走行用
車輪２Ｆ，２Ｒにおいて、ロードホイール３１とタイヤ
３２が第１〜第４の磁石Ｍ１〜Ｍ４によって互いに非接
触状態に保持されているが、とくに回転方向に同極で対
向するように配列した第１および第２の磁石Ｍ１，Ｍ２
により、ロードホイール３１の回転がタイヤ３２に伝達
される。なお、発進する際や停止する際には、第１およ
び第２の磁石Ｍ１，Ｍ２が衝突する場合があるが、何ら
問題はなく、衝突後には速やかに非接触状態に戻る。そ
して、各走行用車輪２Ｆ，２Ｒは、ロードホイール３１
およびタイヤ３２において、第１および第２の磁石Ｍ
１，Ｍ２により非接触状態で回転伝達を行うと共に、第
３および第４の磁石Ｍ１，Ｍ２により非接触状態で車軸
方向の位置関係を保持して安定した走行を可能にする。

【００４０】さらに、宇宙探査用走行車Ｒは、地中の岩
石や砂等のサンプルを採取する場合には、当該走行車Ｒ
の前進後退の繰り返し動作と穴掘り装置２３によってサ
ンプル採取用の穴を掘る。すなわち、最初は、図３中に
仮想線で示すように、シャベル２２を地表面付近に保持
し、走行車Ｒを前進させながらシャベル２２を地表面よ
りもやや下側まで下降させることにより、シャベル２２
で地表面を削る。こののち、走行車Ｒを初期の位置まで
後退させ、再び前進させながらシャベル２２を下降させ
ることによって地表面をさらに削り、以下、同様の動作
を繰り返し行うことによって地表面を次第に深く掘り下
げ、図３および図４に示す如く穴Ｈを形成する。このと
き、宇宙探査用走行車Ｒは、マニピュレータ２４に設け
たステレオカメラ２４Ｆで穴掘り作業を確認することが
可能であり、また、図３中に仮想線で示すようにセンサ
ポール１６を車体１の前側に折曲げた状態にし、視覚セ
ンサ１５における可視カメラで穴掘り作業を確認するこ
とが可能である。

【００４１】このように、宇宙探査用走行車Ｒの穴掘り
装置２３は、ドリル等の掘削手段に比べて、小型で且つ
きわめて簡単な構造であると共に、小出力の駆動源（ア
ーム用アクチュエータ２３Ａおよびチルトアクチュエー
タ２３Ｂ）で作動するものとなっており、しかも、地表
面を削るようにして次第に掘り下げていくので、上層か
ら順にサンプルを採取することができ、所定の深さ毎に
サンプルを採取するような場合にきわめて好適である。

【００４２】そしてさらに、宇宙探査用走行車Ｒは、太
陽電池を使用することができない夜間において、その探
査活動を休止する。この際、当該走行車Ｒは、展開時と
は逆の順で通信用パネル１３、視覚センサ１５およびセ
ンサポール１６を車体１に収納して、最後に車体１の上
面を太陽電池パネル１４で閉塞することにより、とくに
電子機器１０や視覚センサ１５を夜間の低温（月面では
約−１９０℃）から保護する。

【００４３】また、宇宙探査用走行車Ｒでは、各走行用
車輪２Ｆ，２Ｒにおいて、車体１側に連結したロードホ
イール３１と接地するタイヤ３２とを第１〜第４の磁石
Ｍ１〜Ｍ４の反発作用で非接触状態に保持しているの
で、ロードホイール３１からタイヤ３２への熱伝達が完
全に阻止される。すなわち、夜間の月面上のような極低
温環境では、車体１における各種搭載機器の熱が接地す
る走行用車輪２Ｆ，２Ｒを通して地表側に放熱される。
そこで、当該走行車Ｒでは、各走行用車輪２Ｆ，２Ｒに
おいて、ロードホイール３１とタイヤ３２との間で搭載
機器から地表への熱伝達経路を遮断して搭載機器を保温
するようにしている。これにより、搭載機器が極低温か
ら確実に保護される。

【００４４】また、探査活動を休止する際には、図４中
に仮想線で示すように、走行用車輪２Ｆ，２Ｒの上側か
ら地表面に向けて展開する保温用のスカート２５を採用
することがある。このような場合には、サスペンション
アーム３Ｌ，３Ｒの各関節部７を回動自在な状態にし
て、前の走行用車輪２Ｆを後退方向に回転駆動し、後の
走行用車輪２Ｒを前進方向に回転駆動することにより、
前後の走行用車輪２Ｆ，２Ｒを互いに接近させて車高を
低くすれば、小型のスカート２５で走行用車輪２Ｆ，２
Ｒを確実に覆うことができる。

【００４５】なお、本発明に係わる宇宙探査装置は、詳
細な構造が上記実施例のみに限定されることはなく、装
置本体（車体）や支持体（走行用車輪）の構造等に応じ
て、磁石の配置などを適宜変更することがあると共に、
例えば、月や惑星において定点観測を行う装置にも当然
適用し得るものであり、この場合においても、搭載機器
を備えた装置本体を支持する支持体において、装置本体
側と接地部分との間を非接触状態にすることで、搭載機
器から地表への熱伝達経路を遮断して搭載機器を極低温
から保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる宇宙探査装置の一実施例とし
て、宇宙探査用走行車の走行用車輪を説明する側面図
（ａ）および断面図（ｂ）である。

【図２】図１に示す走行用車輪を備えた宇宙探査用走行
車を説明する図であって、太陽電池パネルを展開した状
態を示す平面図である。

【図３】探査活動中の宇宙探査用走行車を説明する側部
断面図である。

【図４】探査活動中の宇宙探査用走行車を説明する正面
断面図である。

【図５】図１の状態から太陽電池パネルを閉じた状態を
示す平面図である。

【図６】図２の状態から太陽電池パネルを閉じた状態を
示す側部断面である。

【図７】打上げロケットへの収納時の状態を説明する側
面図である。

【符号の説明】 １ 車体（装置本体） ２Ｆ ２Ｒ 走行用車輪（支持体） ３１ ロードホイール ３２ タイヤ Ｍ１ 第１磁石 Ｍ２ 第２磁石 Ｍ３ 第３磁石 Ｍ４ 第４磁石 Ｒ 宇宙探査装置（宇宙探査装置）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 月や惑星の探査活動に用いられる宇宙探
   査装置において、探査用の搭載機器を備えた装置本体
   と、接地して装置本体を支持する支持体を備え、支持体
   に、同極による反発作用で装置本体側と接地部分との間
   を非接触状態に保つ磁石を備えたことを特徴とする宇宙
   探査装置。
2. 【請求項２】 装置本体を車体とし且つ支持体を複数の
   走行用車輪とした走行可能な宇宙探査装置であって、各
   走行用車輪が、車体側に連結したロードホイールと、ロ
   ードホイールの外周側に設けて接地するタイヤを備える
   と共に、ロードホイールおよびタイヤに、同極による反
   発作用で双方を非接触状態にし且つ回転伝達可能に保持
   する磁石を備えたことを特徴とする請求項１に記載の宇
   宙探査装置。
3. 【請求項３】 ロードホイールの内周およびタイヤの外
   周のいずれか一方に、磁極を回転方向に向けた複数の第
   １磁石を回転方向に等分配置すると共に、他方に、個々
   の第１磁石に対して、回転方向両側に同極で対向する２
   つの第２磁石を各々設け、ロードホイールの内周および
   タイヤの外周のいずれか一方に、磁極を車軸方向に向け
   た複数の第３磁石を回転方向に等分配置すると共に、他
   方に、個々の第３磁石に対して、車軸方向両側に同極で
   対向する２つの第４磁石を各々設けたことを特徴とする
   請求項２に記載の宇宙探査装置。