JP4614408B2 - 操舵翼のロック装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にロケットに用いられる操舵翼において、操舵翼をロック状態に保持しておくのに用いられる操舵翼のロック装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示す操舵翼１００は、ロケットに用いられるものであって、サーボモータ１０１を駆動源とし、動力伝達機構１０２を介して駆動される。サーボモータ１０１は、出力軸としてボールねじを構成するスクリューシャフト１０３を備えている。動力伝達機構１０２は、ロケット本体側で操舵翼１００を保持する回動軸１０４と、回動軸１０４の端部から直角方向に延出したアーム１０５と、アーム１０５の先端部に連結され且つスクリューシャフト１０３とともにボールねじを構成するナット１０６を備えている。
【０００３】
上記の操舵翼１００は、サーボモータ１０１を正逆回転させると、スクリューシャフト１０３の軸線方向にナット１０６が往復動するのに伴ってアーム１０５が往復回動し、これにより回動軸１０４とともに往復回動する。このような操舵翼１００は、地上ではロック装置によって拘束されている。
【０００４】
そして、従来における操舵翼１００のロック装置としては、図２（ａ）に示すように、回動軸１０４に設けた係合孔１０７に、ロケット本体側に位置決めしたロックピン１０８を係脱させるようにしたものや、図２（ｂ）に示すように、サーボモータ１０１のスクリューシャフト１０３に設けた第１ギア１０９に、例えば電磁式往復駆動部１１０により駆動される回転不能な第２ギア１１１を係脱させるようにしたものがあった。
【０００５】
なお、ロケットには通常４枚の操舵翼１００が設けてある。これらの操舵翼１００は、ロケットにピッチ軸、ヨー軸およびロール軸の３軸回りの動作を与えるものであって、１８０度異なる位置の２枚を同一方向に回動させる場合と、その２枚を互いに逆方向に回動させる場合があるので、個別に駆動される。したがって、サーボモータ１０１や動力伝達機構１０２から成る駆動装置、およびロック装置は、各操舵翼１００に対応して４組搭載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような操舵翼のロック装置は、例えば定期的に実施される点検の度に、拘束を解除して操舵翼の動作確認をし、再び拘束状態に戻すといった作業を行う。つまり、図２（ａ）に示すものでは係合孔１０７からロックピン１０８を離脱させて拘束を解除し、図２（ｂ）に示すものでは第１ギア１０９から第２ギア１１１を離脱させて拘束を解除する。
【０００７】
しかしながら、従来のロック装置にあっては、操舵翼１００を動作させると、係合孔１０７とロックピン１０８の相対位置あるいは第１ギア１０９と第２ギア１１１の相対位置がずれることから、操舵翼１００の動作確認後に再拘束を行おうとしても、双方が円滑に係合しないことがある。このため、係合孔１０７とロックピン１０８の相対位置あるいは第１ギア１０９と第２ギア１１１の相対位置を合わせるのに手間がかかり、また、先述の如くロック装置が４箇所にあることから、再拘束の作業が非常に煩雑であるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００８】
なお、図２（ｂ）の如く第１および第２のギアを用いるロック装置では、双方を常に係合状態にし、第２ギアの回転を拘束及び解除する手段を設けることも考えられるが、このような場合には、装置が大型で複雑になり且つ重量が増大するので好ましくない。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、構造が簡単で且つ小型軽量であると共に、拘束及び解除を容易に且つ確実に行うことができる操舵翼のロック装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる操舵翼のロック装置は、請求項１として、サーボモータとサーボモータの正逆回転を操舵翼の往復回動に変換する動力伝達機構により駆動される操舵翼のロック装置において、サーボモータおよび動力伝達機構のいずれか一方の回転部位と同軸状態で一体的に回転する主ギアと、回転自在に保持され且つ主ギアの幅寸法に等しい幅寸法を有するとともに主ギアに対して軸線方向から係脱するロックギアと、回転自在に保持され且つ主ギアの幅寸法の２倍以上の幅寸法を有するとともに主ギアおよびロックギアの両方に常時係合する同期ギアを備えた構成とし、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。
【００１１】
なお、上記構成において、サーボモータあるいは動力伝達機構における回転部位としては、サーボモータの出力軸や、動力伝達機構を構成して操舵翼を回動可能に保持する回動軸などがある。したがって、ロック装置の主ギアは、回転部位である出力軸あるいは回動軸に設けることができる。
【００１２】
また、ロックギアは、例えば電磁式の往復駆動手段により軸線方向に往復駆動する構成とし、これにより主ギアに対して軸線方向に係脱させることができる。
【００１３】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる操舵翼のロック装置では、回転部位としてサーボモータの出力軸あるいは動力伝達機構における操舵翼の回動軸に、主軸や回動軸と一体的に回転する主ギアを設け、主ギアの幅寸法に等しい幅寸法を有して主ギアに対して軸線方向から係脱する回転自在なロックギアと、主ギアの幅寸法の２倍以上の幅寸法を有して主ギアおよびロックギアの両方に常時係合する回転自在な同期ギアを備えているので、主ギアにロックギアを係合させると、３つのギアが互いの回転を拘束し、出力軸や回動軸とともに操舵翼の回動を拘束する。
【００１４】
また、主ギアからロックギアを離脱させると、３つのギアの拘束が解除され、出力軸や回動軸とともに操舵翼の拘束が解除される。このとき、主ギアと同期ギアは係合したままである。そして、ロックギアは、主ギアから離脱するが、同期ギアと係合したままであるから、同期ギアとともに回転する。
【００１５】
さらに、当該ロック装置を再び拘束状態に戻すには、主ギアにロックギアを係合させれば良い。このとき、主ギアとロックギアは、いずれも同期ギアに常時係合しており、解除時に軸線方向に離間しても互いの歯の位相が常に一致しているので、同期ギアがロックギアの案内となって確実に係合する。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる操舵翼のロック装置によれば、サーボモータあるいは動力伝達機構の回動部位に設けた主ギアと、主ギアに係脱するロックギアと、主ギアおよびロックギアに常時係合する同期ギアを採用したことにより、構造が非常に簡単であり且つ小型で軽量であるうえに、主ギアに対してロックギアを軸線方向に係脱させるだけで、操舵翼の拘束および解除をきわめて容易に且つ確実に行うことができる。このとき、当該ロック装置は、解除状態にして操舵翼を回動させても３つの歯の位相が常に一致しているので、操舵翼の回動位置に左右されること無く拘束を行うことができる。したがって、例えばロケットの定期点検において操舵翼の動作確認をした後には、従来のように操舵翼やロック装置の精密な位置合わせをしなくても再拘束の作業に何ら支障は無く、操舵翼を再拘束する作業を非常に簡単に且つ確実に行うことができる。
【００１７】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる操舵翼のロック装置の一実施例を説明する。
【００１８】
図１（ａ）に示すロケットＲは、尾部に９０度間隔で４枚の操舵翼Ｓを備えている。これらの操舵翼Ｓは、従来技術の項目に記載したようにロケットＲに３軸方向の動作を与える都合上、ロケットＲの姿勢制御を行う主制御器からの指令により個別に駆動される。
【００１９】
操舵翼Ｓは、図１（ｂ）に示すように、サーボモータ１とこのサーボモータ１の正逆回転を当該操舵翼Ｓの往復回動に変換する動力伝達機構２によって駆動される。サーボモータ１は、出力軸としてボールねじを構成するスクリューシャフト３を備えている。
【００２０】
動力伝達機構２は、ロケット本体側で操舵翼Ｓを保持する回動軸４と、回動軸４の端部から直角方向に延出したアーム５と、アーム５の先端部に連結され且つスクリューシャフト３とともにボールねじを構成するナット６を備えている。ここで、動力伝達機構２は、スクリューシャフト３の回転運動をナット６の直線運動に変換し、この直線運動をアーム５の回動に変換することから、ピン７でサーボモータ１の端部をロケットＲの本体側に回動自在に連結すると共に、別のピン８でナット６をアーム５の端部に回動自在に連結している。これにより、ナット６の直線運動をアーム５の回動に変換する動作に追従する。
【００２１】
上記操舵翼Ｓのロック装置は、この実施例の場合、サーボモータ１の回転部位であるスクリューシャフト３に固定した主ギアＧ１と、主ギアＧ１に対して軸線方向から係脱するロックギアＧ２と、主ギアＧ１およびロックギアＧ２の両方に常時係合する同期ギアＧ３を備えている。
【００２２】
主ギアＧ１は、スクリューシャフト３に同軸状態で固定してあり、スクリューシャフト３と一体的に回転する。ロックギアＧ２は、ロケット本体側に設けた電磁式の往復駆動手段９の駆動軸１０に回転自在に保持してあり、往復駆動手段９による往復動作に伴って主ギアＧ１に係脱される。ここで、主ギアＧ１とロックギアＧ２は、ほぼ等しい幅寸法（軸線方向の寸法）を有している。これに対して同期ギアＧ３は、ロケット本体側に回転自在に保持してあると共に、主ギアＧ１やロックギアＧ２の２倍以上のを幅寸法を有しており、このような幅寸法にすることで、主ギアＧ１からその軸線方向にロックギアＧ２を離脱させても、主ギアＧ１およびロックギアＧ２の両方への係合を維持するようにしてある。
【００２３】
このように、ロック装置は、構造が非常に簡単であり且つ小型で軽量なものとなっているので、４枚の操舵翼Ｓに対応してロケットＲに４組搭載しても、ロケットＲの重量が大きく増すような心配は全く無い。
【００２４】
上記構成を備えた操舵翼Ｓのロック装置は、図示の如く主ギアＧ１にロックギアＧ２を係合させると、同時に係合している３つのギアＧ１〜Ｇ３が互いの回転を拘束し、これによりスクリューシャフト３の回転および動力伝達機構２の動作を拘束するとともに操舵翼Ｓの回動を拘束する。
【００２５】
また、ロケットＲの定期点検や打ち上げの際には、往復駆動手段９によりロックギアＧ２を図中仮想線で示す如く主ギアＧ１から離脱させる。これにより、３つのギアＧ１〜Ｇ３の拘束が解除され、スクリューシャフト３および動力伝達機構２の拘束を解除するとともに操舵翼Ｓの拘束を解除する。この状態でサーボモータ１のスクリューシャフト３を正逆回転させると、ナット６が軸線方向に往復動するのに伴ってアーム５が往復回動し、これと同時に回動軸４および操舵翼Ｓが往復回動する。
【００２６】
このとき、ロックギアＧ２は、主ギアＧ１から離脱しているが、主ギアＧ１と係合している同期ギアＧ３に係合したままであるから、スクリューシャフト３の正逆回転に伴って同期ギアＧ３とともに自由に回転する。
【００２７】
さらに、当該ロック装置を再び拘束状態に戻すには、往復駆動手段９によりロックギアＧ２を主ギアＧ１に係合させるだけで良い。つまり、主ギアＧ１とロックギアＧ２は、いずれも同期ギアＧ３に常時係合しており、解除時に軸線方向に離間しても互いの歯の位相が常に一致しているので、往復駆動手段９でロックギアＧ２を軸線方向に動かせば、同期ギアＧ３がロックギアＧ２の案内となって主ギアＧ１に確実に係合する。
【００２８】
このように、上記ロック装置は、往復駆動手段９によりロックギアＧ２を主ギアＧ１に係脱させるだけで拘束と解除が行われるので、操作がきわめて簡単であり、ロケットＲの定期点検において操舵翼Ｓの動作確認をした後は、従来のように４枚の操舵翼Ｓや各ロック装置の精密な位置合わせをしなくても、４枚の操舵翼Ｓを再拘束する作業を非常に簡単に且つ確実に行い得るものとなる。
【００２９】
なお、上記実施例では、サーボモータ１の回転部位すなわちスクリューシャフト（出力軸）３に主ギアＧ１を設け、ロック装置によりスクリューシャフト３の回転を拘束して操舵翼Ｓの回動を拘束する構成を例示したが、本発明に係わるロック装置の構成が上記実施例のみに限定されることはなく、例えば、動力伝達機構２の回転部位である回動軸４に主ギアＧ１を設け、ロック装置により回動軸４とともに操舵翼Ｓの回動を拘束する構成とすることもできる。
【００３０】
また、各ギアＧ１〜Ｇ３にあっても、互いの直径などを適宜変更することができ、操舵翼Ｓの回動範囲が小さい場合には、円周上の必要な範囲に歯を有するギアやセクターギアを用いることも可能である。さらに、ロックギアＧ２を往復動させる手段にあっても、電磁式に限らず、例えば手動で行うものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる操舵翼のロック装置の一実施例を説明するロケットの斜視図（ａ）および操舵翼を駆動する部分の斜視図（ｂ）である。
【図２】従来の操舵翼のロック装置を説明する各々斜視図（ａ）（ｂ）である。
【符号の説明】
１ サーボモータ
２ 動力伝達機構
３ スクリューシャフト（回転部位）
Ｇ１ 主ギア
Ｇ２ ロックギア
Ｇ３ 同期ギア
Ｓ 操舵翼

Claims (1)

1. サーボモータとサーボモータの正逆回転を操舵翼の往復回動に変換する動力伝達機構により駆動される操舵翼のロック装置において、サーボモータおよび動力伝達機構のいずれか一方の回転部位と同軸状態で一体的に回転する主ギアと、回転自在に保持され且つ主ギアの幅寸法に等しい幅寸法を有するとともに主ギアに対して軸線方向から係脱するロックギアと、回転自在に保持され且つ主ギアの幅寸法の２倍以上の幅寸法を有するとともに主ギアおよびロックギアの両方に常時係合する同期ギアを備えたことを特徴とする操舵翼のロック装置。

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