JP2503625Y2 - 宇宙基地用の中間アダプタ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ペイロード（宇宙実験ユニット）等の機器
を、宇宙基地等に設けられた実験モジュールに着脱する
等のための、交換ユニットの保全性等を向上し得るよう
にした宇宙基地用の中間アダプタ装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 近年、地上ではできない各種の実験を宇宙空間で行う
計画が進められている。

上記実験を行うため、第７図に示すように、内部に目
的に応じた各種実験機器等を納めたペイロード１等の機
器を設け、該ペイロード１を宇宙基地に設けられた実験
モジュール２に交換自在に着脱すると共に実験モジュー
ル２から必要な動力及び各種作動流体等をペイロード１
に供給するための交換ユニット3,4をペイロード１及び
実験モジュール２に夫々設けている。

［考案が解決しようとする課題］ 実験の目的が終了した場合や、新しい実験装置を使用
したい場合、或いは実験装置が故障した場合等にペイロ
ード１を実験モジュール２から取外して別のペイロード
１に交換することが必要となるが、ペイロード１の交換
回数が多くなるに従い、特に実験モジュール２側の交換
ユニット４が劣化するという問題があった。又、交換ユ
ニット４が劣化した場合に、実験モジュール２、ペイロ
ード１、及び交換ユニット3,4は宇宙空間という極限作
業環境下に置かれているため、劣化した交換ユニット４
を実験モジュール２から取外して代りに新しい交換ユニ
ットに付け換えることは著しく困難であり、従って交換
ユニット４が劣化した時点が実験モジュール２の寿命
（耐用期間）になってしまうという問題があった。

本考案は上述の実情に鑑み、交換ユニットの劣化を防
止し、それにより実験モジュールの寿命を延長し得るよ
うにした宇宙基地用の中間アダプタ装置を提供すること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は宇宙基地側に取付けた交換ユニットと、該交
換ユニットに対して着脱可能に機器側に取付けた交換ユ
ニットとの間に配置する中間アダプタの片面側に、宇宙
基地側の交換ユニットに対する着脱部を設けると共に、
中間アダプタの他面側に機器側の交換ユニットに対する
着脱部を設けたことを特徴とする宇宙基地用の中間アダ
プタ装置にかかるものである。

［作用］ 従って本考案では、通常は宇宙基地の交換ユニットに
中間アダプタを取付けた状態にしておき、機器の交換は
中間アダプタと機器の交換ユニットの間の着脱により行
う。

機器の着脱の繰り返しにより中間アダプタが劣化した
場合には、宇宙基地の交換ユニットから中間アダプタを
取外して新しい中間アダプタに交換する。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

第１図〜第６図は本考案の一実施例である。

実験モジュール２側交換ユニット４は、図示しないカ
プラーと、電源用コネクターと、制御用コネクターと、
各種制御用流体供給口と位置合せ用のガイドピンとをそ
の表面（上面）に有すると共に、後述する着脱アーム５
を嵌入させるため、第３図に示す如く、縦横にＶ形のガ
イド溝6a,6bを形成してなる調芯用ガイドブロック６
を、第１図中左右の両側部に対し前後方向に２個ずつ取
付けた構成としてある。

又、ペイロード１等の機器側の交換ユニット３には、
上記交換ユニット４の各種コネクター等と接続可能な図
示しないコネクター類をその下面に有すると共に、調芯
用ガイドブロック６に嵌入させるための着脱アーム５を
第１図中左右両側部に設ける。すなわち、着脱アーム５
は、前後の調芯用ガイドブロック６のガイド溝6aに嵌入
する縦アーム部5aと前後の調芯用ガイドブロック６のガ
イド溝6bに嵌入する横アーム部5bとを有するＵ字状に屈
曲してなり（第２図参照）、該着脱アーム５の各基端部
が中折れ式のトグルリンク７に連結されて交換ユニット
３両側面に開閉自在に且つ上下方向移動自在に支持され
ている。詳述すると、両端部近傍を軸受８に回転自在に
支持させた主軸９を、交換ユニット３の左右両側面に沿
わしてそれぞれ前後方向に配置し、該各主軸９の両端部
に、それぞれ前記中折れ式のトグルリンク７の一端（下
端）を枢着すると共に、該トグルリンク７の他端（上
端）を、交換ユニット３の左右両側面の前後側２個所に
固設した第１図中上下方向に延びるリンクガイド10にそ
れぞれ昇降自在に係合させ、且つ上記前後のトグルリン
ク７の上端に、着脱アーム５の縦アーム部5a,5aの自由
端（上端）を、左右方向へ回動自在に連結する。又、上
記交換ユニット３の前後の一側面には、モータ11の駆動
により減速ギヤ12を介して回転駆動される逆ねじ軸13
を、上記主軸９よりも下側の位置で左右方向に配置する
と共に、該逆ねじ軸13の両端部には、上記主軸９の近傍
位置にそれぞれナット14を左右対称に螺合させ（第２図
では一方のみを示す）、且つ該各ナット14に下端を揺動
自在に連結したクランクアーム15の上端を、上記主軸９
の一端（前端）に固定し、上記逆ねじ軸13の回転により
両ナット14,14を同期させて近接・離反移動することに
よって、クランクアーム15を揺動させて主軸９が回転変
位させられるようにする。更に、上記主軸９の両端部に
大径歯車16を設けると共に、該大径歯車16に小径歯車17
を各々噛合させ、該小径歯車17にクランク軸18の両軸端
部を支持させ、且つ該クランク軸18の中間部と、上記着
脱アーム５の縦アーム部5a,5a中途部間に取付けた横ビ
ーム5cとの間に、上記クランク軸18が交換ユニット３側
へ回転変位したときに着脱アーム５を大きな力で引寄せ
られるように設定した調芯用スプリング19を張設する。

上記両交換ユニット3,4間に両者に対して着脱自在な
中間アダプタ20を設ける。

該中間アダプタ20の交換ユニット４側の着脱部は交換
ユニット３と同様の構造となっており、交換ユニット４
の各種コネクター等と接続可能な図示しないコネクター
類をその下面に有すると共に、調芯用ガイドブロック６
に嵌入させるための着脱アーム５を第１図中左右両側部
に設ける。すなわち、着脱アーム５は、前後の調芯用ガ
イドブロック６のガイド溝6aに嵌入する縦アーム部5aと
前後の調芯用ガイドブロック６のガイド溝6bに嵌入する
横アーム部5bとを有するＵ字状に屈曲してなり、該着脱
アーム５の各基端部が中折式のトグルリンク７に連結さ
れて中間アダプタ20両側面に開閉自在に且つ移動自在に
支持されている。詳述すると、両端部近傍を軸受８に回
転自在に支持させた主軸９を、中間アダプタ20左右両側
面に沿わしてそれぞれ前後方向に配置し、該各主軸９の
両端部に、それぞれ前記中折れ式のトグルリンク７の一
端（下端）を枢着すると共に、該トグルリンク７の他端
（上端）を、中間アダプタ20の左右両側面の前後側２個
所に固設した第１図中上下方向に延びるリンクガイド10
にそれぞれ昇降自在に係合させ、且つ上記前後のトグル
リンク７の上端に、着脱アーム５の縦アーム部5a,5aの
自由端（上端）を、左右方向へ回動自在に連結する。
又、上記中間アダプタ20の前後の一側面には、モータ11
の駆動により減速ギヤ12を介して回転駆動される逆ねじ
軸13を、上記主軸９よりも下側の位置で左右方向に配置
すると共に、該逆ねじ軸13の両端部には、上記主軸９の
近傍位置にそれぞれナット14を左右対称に螺合させ（第
２図では一方のみを示す）、且つ該各ナット14に下端を
揺動自在に連結したクランクアーム15の上端を、上記主
軸９の一端（前端）に固定し、上記逆ねじ軸13の回転に
より両ナット14,14を同期させて近接・離反移動するこ
とによって、クランクアーム15を揺動させて主軸９が回
転変位させられるようにする。更に、上記主軸９の両端
部に大径歯車16を設けると共に、該大径歯車16に小径歯
車17を各々螺合させ、該小径歯車17をクランク軸18の両
軸端部に支持させ、且つ該クランク軸18の中間部と、上
記着脱アーム５の縦アーム部5a,5a中途部間に取付けた
横ビーム5cとの間に、上記クランク軸18が中間アダプタ
20側へ回転変位したときに着脱アーム５を大きな力で引
寄せられるように設定した調芯用スプリング19を張設す
る。又、中間アダプタ20の交換ユニット３側の着脱部は
交換ユニット４と同様の構造となっており、交換ユニッ
ト３の各種コネクター等と接続可能な図示しないコネク
ター類をその表面（上面）に有すると共に、着脱アーム
５を嵌入させるため、第３図に示す如く、縦横にＶ形の
ガイド溝6a,6bを形成してなる調芯用ガイドブロック６
を、左右両側部に２個ずつ取付けた構成としてある。な
お、21は位置合せ用のピンである。

次に、作動について説明する。ペイロード１の取付け
交換を行う場合には予め交換ユニット４に中間アダプタ
20を取付けた状態にしておき、先ず、予め左右の着脱ア
ーム５を開いた状態、すなわち、第１図に示す如く、ク
ランク軸18の中間部を交換ユニット３から離れた位置に
変位させておいた状態で、ペイロード１をリモートコン
トロールにより、基地側実験モジュール２の上方部まで
運転し、交換ユニット３の左右の着脱アーム５を交換ユ
ニット４に予め取付けられている中間アダプタ20のガイ
ドブロック６に近接させて側方に位置させるようにす
る。なお、この際、左右の着脱アーム５はガイドブロッ
ク６の側方部に正確に位置させる必要はない。

次に、この状態で、モータ11を駆動し、減速ギヤ12を
介して逆ねじ軸13を所定方向に回転させることにより、
左右のナット14を互いに離反する方向（第２図矢印方
向）に移動させる。ナット14が逆ねじ軸13上を移動させ
られると、ナット14に連結してあるクランクアーム15が
主軸９を中心として揺動させられるため、主軸９が回転
変位させられ、この主軸９の回転により大径歯車16、小
径歯車17が順次所要角度回転させられる。更に、小径歯
車17の回転によりクランク軸18が回転させられて、該ク
ランク軸18の中間部が実験ユニット３側に回転変位させ
られることになる。クランク軸18の中間部が交換ユニッ
ト３側に変位させられると、着脱アーム５の横ビーム5c
との間に張られた調芯用スプリング19が伸ばされるた
め、該調芯用スプリング19の引張力により、着脱アーム
５が、リンクガイド10に係合されている上端を支点とし
て互いに近接する方向、つまり、閉じる方向に回転変位
させられて、ガイドブロック６に嵌入させられることに
なる。したがって、この着脱アーム５の閉じ力により、
ペイロード１は全体的に移動させられ、基地側実験モジ
ュール２の位置と調芯される。すなわち、ペイロード１
と基地側実験モジュール２の間に左右方向の位置ずれが
ある場合、左右の着脱アーム５を閉じると、一方の着脱
アーム５が他方に着脱アーム５より先にガイドブロック
６に当接するため、当接した側の着脱アーム５の閉じ力
によりペイロード１が引寄せられ、左右方向の位置が修
正させられる。又、このとき、ガイドブロック６には縦
横にＶ形のガイド溝6a,6bが形成してあるため、第６図
に示す如く、左右の着脱アーム５の縦アーム部5aがガイ
ド溝6aに、横アーム部5bがガイド溝6bに沿ってそれぞれ
導かれることにより、ペイロード１は前後方向にも調芯
移動させられ且つ水平に位置させられる。したがって、
左右の着脱アーム５が上記調芯用スプリング19により閉
じ力によってガイドブロック６に完全に嵌入させられた
とき、第４図に示す如く、ペイロード１は基地側実験モ
ジュール２の真上の位置に、前後左右方向に調芯されて
水平に配置させられることになる。

しかる後、交換ユニット３を下降させることによりペ
イロード１は中間アダプタ20を介して基地側実験モジュ
ール２上に着座させられて結合され、据付けられる。こ
の際、交換ユニット３の下降と共に主軸９も一体に下降
するが、主軸９と着脱アーム５の上端はトグルリンク７
によって連結され、トグルリンク７の上端は上下方向に
延びるリンクガイド10に係合させてあるため、トグルリ
ンク７の上端がリンクガイド10と相対的に摺動してトグ
ルリンク７が開くことにより、着脱アーム５はその姿
勢、つまり、閉じた状態が維持される。

このようにして、人間が介在することなく、自動遠隔
操作により、ペイロード１を基地側実験モジュール２上
に正確に据付けることができる。

上記ペイロード１を、他のものと交換する等の理由で
基地側実験モジュール２上より取外す場合には、上述し
た手順と逆の手順にて中間アダプタ20からペイロード１
を取外せばよく、新しい機器類を収納した別のペイロー
ド１を上述した手順と同様な手順で中間アダプタ20に据
付ければよい。

ペイロード１の取付け交換を繰返し行うことにより中
間アダプタ20が劣化した場合には、交換ユニット３を中
間アダプタ20から取外すのと同じ手順で中間アダプタ20
を交換ユニット４から取外す。即ち先ず、中間アダプタ
20を交換ユニット４から上昇させる（このとき中間アダ
プタ20には、交換ユニット３を介してペイロード１が取
付けられていても、反対に第５図に示すように取外され
ていても良い）。

次に、この状態で、モータ11を駆動し、減速ギヤ12を
介して逆ねじ軸13を所定方向に回転させることにより、
左右のナット14を互いに近接する方向（第２図矢印と反
対の方向）に移動させる。ナット14が逆ねじ軸13上を移
動させられると、ナット14に連結してあるクランクアー
ム15が主軸９を中心として揺動させられるため、主軸９
が回転変位させられ、この主軸９の回転により大径歯車
16、小径歯車17が順次所要角度回転させられる。更に、
小径歯車17の回転によりクランク軸18が回転させられ
て、該クランク軸18の中間部が中間アダプタ20の反対側
に回転変位させられることになる。クランク軸18の中間
部が中間アダプタ20の反対側に変位させられると、着脱
アーム５の横ビーム5cとの間に張られた調芯用スプリン
グ19が圧縮されるため、該調芯用スプリング19の押出力
により、着脱アーム５がリンクガイド10に係合されてい
る上端を支点として互いに離反する方向、つまり、開く
方向に回動変位させられて、ガイドブロック６から外さ
れ、交換ユニット４から中間アダプタ20が離脱する。

最後に、交換ユニット４から離脱した中間アダプタ20
を運び去り、代りに新しい中間アダプタ20（該中間アダ
プタ20には予めペイロード１を取付けておいても良い）
を運び込んで上記したペイロード１の交換ユニット３を
中間アダプタ20に取付ける手順に従い遠隔操作により自
動的に中間アダプタ20を実験モジュール２側の交換ユニ
ット４に取付ける。

このように中間アダプタ20を用いることにより、実験
モジュール２側の交換ユニット４の使用回数が削減され
るので、交換ユニット４の劣化を抑制することができ
て、実験モジュール２の寿命を大幅に伸ばすことが可能
となる。

尚、本考案の宇宙基地用の中間アダプタ装置は、上述
の実施例にのみ限定されるものではなく、交換ユニット
の型式は任意であること、その他本考案の要旨を逸脱し
ない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の宇宙基地用の中間アダ
プタ装置によれば、宇宙基地側に取付けた交換ユニット
と、該交換ユニットに対して着脱可能に機器側に取付け
た交換ユニットとの間に配置する中間アダプタの片面側
に、宇宙基地側の交換ユニットに対する着脱部を設ける
と共に、中間アダプタの他面側に機器側の交換ユニット
に対する着脱部を設けたことにより、宇宙基地用の交換
ユニットの使用回数を削減できるので、宇宙基地の交換
ユニットの劣化を抑制することができて、宇宙基地側の
寿命を大幅に延ばすことができる等の優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の説明図、第２図は第１図の
駆動系の説明図、第３図はガイドブロックの斜視図、第
４図は第１図の作動説明図、第５図は第１図の別の作動
説明図、第６図は第２図の駆動系の作動説明図、第７図
は従来例の説明図である。 図中１はペイロード、２は実験モジュール、3,4は交換
ユニット、20は中間アダプタを示す。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】宇宙基地側に取付けた交換ユニットと、該
   交換ユニットに対して着脱可能に機器側に取付けた交換
   ユニットとの間に配置する中間アダプタの片面側に、宇
   宙基地側の交換ユニットに対する着脱部を設けると共
   に、中間アダプタの他面側に機器側の交換ユニットに対
   する着脱部を設けたことを特徴とする宇宙基地用の中間
   アダプタ装置。