JPH036368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、固定体とこの固定体に対して相対回
転可能な回転体とを連結する弾性ピボツトにラジ
アル方向やスラスト方向の変位が負荷しても、板
ばねの損傷を未然に防止し得る回転支持機構に関
する。

＜従来の技術＞ 固定体に対して固定体を一定角度だけ揺動自在
に枢着する場合、この枢着部分には回転体の円滑
な揺動を助けるため、使用目的に合致した種々の
軸受が介装される。例えば、宇宙空間等の特殊な
環境の下では、一般的な保守がほとんど不可能な
ことから、潤滑を必要とする転がり軸受等を使用
することはできず、弾性ねじり変形することで回
転体の揺動を許容する形式の弾性ピボツトが用い
られる。

この弾性ピボツトを光ビームの反射方向を微少
量変化させる反射光走査装置に組み込んだ一例の
概略構造を第７図に示す。

この第７図において、図示しない架台に固定さ
れたフオーク状をなすブラケツト１と反射鏡２が
取り付けられたミラーホルダ３とは、弾性ピボツ
ト４を介して相互に連結されている。ミラーホル
ダ３は、弾性ピボツト４を中心にその弾性ねじり
変形の許容範囲内でブラケツト１に対し揺動し得
るようになつている。又、このミラーホルダ３に
は、図示しないアクチユエータに取り付けられた
操作ロツド５の上端部がピン６を介して回動自在
に連結されている。そして、上記アクチユエータ
の作動により、ミラーホルダ３は弾性ピボツト４
を中心に揺動するが、このミラーホルダ３には常
に弾性ねじれが負荷しているため、図示しない光
ビームの反射方向がアクチユエータの作動量に正
確に対応して変えることができる。

このように、固定体と回転体とに連結されて固
定体に対する回転体の揺動を補助し得る弾性ピボ
ツトの最も簡単な構造の一例の破断構造を第８図
に示す。

この第８図において、弾性ピボツトは図示しな
い固定体に嵌着される円筒状の固定嵌合筒１０２
ａと、この固定嵌合筒１０２ａと〓間である環状
の切欠１１１を隔てて当該固定嵌合筒１０２ａと
同心に配置されると共に固定体に対して相対固定
可能な図示しない回転体に嵌着される円筒状の回
転嵌合筒１０２ｂと、この回転嵌合筒１０２ｂに
向けて固定嵌合筒１０２ａに突設され且つ回転嵌
合筒１０２ｂの内周面と〓間１０８を隔てて対向
する半円筒状の突出部１０１ａと、固定嵌合筒１
０２ａ側に向けて回転嵌合筒１０２ｂに突設され
且つ突出部１０１ａと回転嵌合筒１０２ｂの内周
面とに〓間１０８及び〓間となる長孔１０９を隔
てて対向する半円筒状の突出部１０１ｂと、この
回転嵌合筒１０２ｂ側の内周と固定嵌合筒１０２
ａ側の内周とに両端部がそれぞれ連結されて固定
嵌合筒１０２ａに対し回転嵌合筒１０２ｂを相対
回転可能に保持すると共に相互に交差状態となつ
た少なくとも二つの板ばね１０４，１０６とを具
えたものである。

このような弾性ピボツトの製造時の分解状態を
表す第９図及びその断面構造を表す第１０図及び
その左側面形状を表す第１１図並びに前記第８図
に示すように、従来は突出部１０１ａ，１０１ｂ
を形成するための内筒１０１と、この内筒１０１
が嵌着されて固定嵌合筒１０２ａ及び回転嵌合筒
１０２ｂを形成するための外筒１０２と、内筒１
０１の内周面に相互に180度隔てて形成された第
一の嵌合溝１０３に差し込まれて溶接される第一
の板ばね１０４と、第一の嵌合溝１０３に対し、
90度位相をずらして内筒１０１の内周面に形成さ
れた第２の嵌合溝１０５に差し込まれて溶接され
る第二の一対の板ばね１０６とを組み合わせられ
て作られている。

内筒１０１の中央を境にして外周面の両端側に
は、それぞれ凹部１０７が約半周に亙つて形成さ
れており、相互に180度隔てたこれら凹部１０７
は、外筒１０２との間に〓間１０８を形成する。
これら凹部１０７の円周方向両端部は、内筒１０
１の長手方向に沿つて穿設された一対の長孔１０
９に連通しており、内筒１０１と外筒１０２とを
嵌合して半円弧状の接合部１１０をろう付けした
後、これらの両端部を切除することにより、これ
ら長孔１０９は突出部１０１ａ，１０１ｂを隔て
る〓間として残存する。なお、ろう付け作業後は
外筒１０２の中央部に〓間となる環状の切欠１１
１が刻設され、外筒１０２を固定嵌合筒１０２ａ
側と回転嵌合筒１０２ｂ側とに二分する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 通常、弾性ピボツトは板ばねの弾性曲げ変形に
よつて固定側と回転側との相対回転を許容してお
り、板ばねの剛性はその使用条件に対応して設定
されている。このため、予期しない応力が作用し
た場合には破壊に到る可能性がある。例えば、通
信衛星に搭載されるアンテナ指向方向制御機構に
この弾性ピボツトを組み込んだ場合、衛星の打ち
上げ時に揺動部のイナーシヤが大きくなつて振動
等により板ばねに大きな力が負荷し、破損する事
故も考えられるのである。

板ばね悪影響を及ぼす応力としては、本体の揺
動に伴う回転曲げ以外に軸方向圧縮及び径方向の
剪断が重要であるが、従来の弾性ピボツトではこ
れらの応力に対してほとんど規制することができ
ず、板ばねの破損を未然に防止することが困難と
なつている。

本発明は、かかる従来の弾性ピボツトにおける
上述した不具合に鑑み、板ばねに悪影響を及ぼす
ような外力に対して板ばねの破損を防止し、信頼
性の向上を企図した回転支持機構を提供すること
を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 第一番目の本発明による回転支持機構は、固定
体に嵌着される円筒状の固定嵌合筒と、この固定
嵌合筒と〓間を隔てて当該固定嵌合筒と同心に配
置されると共に前記固定体に対して相対回転可能
な回転体に嵌着される円筒状の回転嵌合筒と、こ
の回転嵌合筒に向けて前記固定嵌合筒に突設され
且つ当該回転嵌合筒の内周面と〓間を隔てて対向
する半円筒状の突出部と、前記固定嵌合筒側に向
けて前記回転嵌合筒に突設され且つ前記突出部と
前記回転嵌合筒の内周面とにそれぞれ〓間を隔て
て対向する半円筒状の突出部と、この回転嵌合筒
側の内周と前記固定嵌合筒側の内周とに両端部が
それぞれ連結されて前記固定嵌合筒に対し当該回
転嵌合筒を相対回転可能に保持すると共に相互に
交差状態となつた少なくとも二つの板ばねと、前
記固定体と固定嵌合筒との間に介装されるストツ
パスリーブと、前記回転体側に形成され且つ前記
固定体と前記回転体との径方向相対変位に伴い前
記ストツパスリーブに当接して前記固定体と前記
回転体との相対変位量を所定以下に抑えるストツ
パ当接部と、前記固定体に装置されて前記固定体
と前記回転体との軸方向相対変位に伴い先端部が
前記回転体に当接して前記固定体と前記回転体と
の軸方向相対変位を所定以下に抑えるセツトボル
トとを具えたことを特徴とするものである。

又、第二番目の本発明による回転支持機構は、
第一番目の本発明におけるストツパスリーブとス
トツパ当接部との相対位置を逆に設定したもので
ある。つまり、ストツパスリーブを回転体と回転
嵌合筒との間に介装する一方、固定体と前記回転
体との径方向相対変位に伴い前記ストツパスリー
ブに当接して前記固定体と前記回転体との相対変
位量を所定以下に抑えるストツパ当接部を固定体
側に形成したことを特徴とするものである。

＜作用＞ 回転体は、弾性ピボツトの板ばねの弾性曲げ変
形により、固定体に対する回転が許容される。

固定体に対して回転体がその軸心を曲げるよう
な変形をした場合、この変位量が所定値以上にな
ると、第一の発明では回転体側のストツパ当接部
が固定体側のストツパスリーブに当接し、これ以
上の変位を防止する。又、第二の発明では固定体
側のストツパ当接部が回転体側のストツパスリー
ブに当接し、これ以上の変位を防止する。

一方、固定体に対して回転体が近づくような変
位をした場合、この変位量が所定値以上になると
固定体にねじ込まれたセツトボルトの先端部に回
転体が押し当たり、これ以上の変位を防止する。

＜実施例＞ 本発明による回転支持機構をジンバル継手に応
用した一実施例について、第１図〜第４図を参照
しながら詳細に説明する。

なお、第１図は本実施例の断面構造を表し、第
２図はその左側面形状、第２図はその−矢視
断面構造、第４図はそのジンバルフレームの部分
の外観をそれぞれ表す。

矩形の枠状をなすジンバルフレーム１１には、
一直線状をなす一組の弾性ピボツト１２の回転嵌
合筒１７と、これらと直交するもう一組の一直線
状をなす弾性ピボツト１２の固定嵌合筒１６とが
それぞれ嵌着されている。又、先の組の弾性ピボ
ツト１２の固定嵌合筒１６は、ベース１３上に設
置された一対のブラケツト１４にそれぞれ一体的
に嵌着されている。

従つて、ジンバルフレーム１１はブラケツト１
４に対して弾性ピボツト１２を中心に微少量回転
する回転体として機能するが、このジンバル継手
に支持されるアンテナ等の実際の回転体は、もう
一組の弾性ピボツト１２の回転嵌合筒１７を介し
てジンバルフレーム１１の内側に取り付けられ
る。これらブラケツト１４とジンバルフレーム１
１との取付構造及びこのジンバルフレーム１１と
実際の回転体との取付構造は全く同一であり、先
の取付構造について以下に説明する。

本発明による弾性ピボツト１２の断面構造を表
す第５図及びその右側面形状を表す第６図に示す
ように、円筒状をなす内筒１５の外周面には、固
定嵌合筒１６及び回転嵌合筒１７がろう付け等の
溶接や接着等により一体的に接合嵌着されてい
る。固定嵌合筒１６側の内筒１５の外周面の一部
には、半円弧状をなす〓間１８が形成されてい
る。又、この〓間１８と逆位相の半円弧状をなす
〓間１９が内筒１５の外周面の他側端部に形成さ
れている。これら〓間１８，１９は内筒１５の長
手方向（第５図中、左右方向）に沿つて切り欠か
れた一対の溝状をなす〓間２０と、相互に隣り合
う固定嵌合筒１６と回転嵌合筒１７との間に形成
された環状の〓間２１とをそれぞれ介して連通し
合つている。

これら〓間１８，１９，２０，２１により、内
筒１５が固定嵌合筒１６側と回転嵌合筒１７側と
に二分され、回転嵌合筒１７から固定嵌合筒１６
側に延びる半円筒状の突出部２７と、固定嵌合筒
１６から回転嵌合筒１７側に延びる半円筒状の突
出部２８とがそれぞれ形成される。

前記固定嵌合筒１６側の内筒１５の内周面と突
出部２７の内周との間及び回転嵌合筒１７側の内
筒１５の内周面と突出部２８の内周との間には、
一対の板ばね２３が平行に掛け渡されており、同
様にこれら板ばね２３の間にこれらと直交するよ
うに配置された板ばね２４が固定嵌合筒１６側の
内筒１５の内周面と回転嵌合筒１７側の内筒１５
の内周面との間に掛け渡されている。これによ
り、固定嵌合筒１７は板ばね２３，２４を介して
回転嵌合筒に対し相対回転可能に保持される。つ
まり、板ばね２３，２４の弾性曲げ変形によつ
て、固定嵌合筒１６に対する回転嵌合筒１７の相
対変位が許容されるようになつている。例えば、
第６図に示す相対回転可能な角度αは、隣り合う
突出部２７，２８の〓間２０の幅を適当に設定す
ることにより、板ばね２３，２４の破損を招来す
ることなく、規制することが可能となる。

なお、本実施例では板ばね２３，２４が三つ一
組の場合について説明したが、相互に直交する二
枚の板ばねのみで形成することも可能であり、要
するに少なくとも二つ以上の板ばねが交差状態に
あれば良い。

前記ブラケツト１４に固定嵌合筒１６と共に嵌
着されるストツパスリーブ２２は、その先端部が
ジンバルフレーム１１に形成した座ぐり穴である
ストツパ当接部２５内に位置している。そして、
ジンバルフレーム１１に嵌着された回転嵌合筒１
７に対し〓間を隔てて取り囲んだ状態となつてお
り、ストツパスリーブ２２とストツパ当接部２５
の内周面との間に適切な環状の〓間Ｓを形成して
いる。

これにより、ジンバルフレーム１１が弾性ピボ
ツト１２を剪断するように変位した場合には、ジ
ンバルフレーム１１のストツパ当接部２５の内周
面がストツパスリーブ２２の外周面に当接し、そ
れ以上の変位を阻止することとなる。つまり、固
定嵌合筒１６と回転嵌合筒１７との径方向相対変
位は〓間Ｓ分だけ許容されており、板ばね２３，
２４に負荷する剪断応力が大きくなり過ぎても板
ばね２３，２４の破損を招くような虞はない。

なお、本実施例ではストツパスリーブ２２の外
周面とストツパ当接部２５の内周面との〓間Ｓを
回転嵌合筒１７の外周面とストツパスリーブ２２
の内周面との〓間より狭く設定したが、逆にスト
ツパスリーブ２２の内周面と回転嵌合筒１７の外
周面とを当接させるようにすることも可能であ
る。又、ストツパスリーブ２２を回転嵌合筒１７
側に固定し、ストツパ当接部２５をブラケツト１
４側に形成するようにしても良い。

一方、ストツパスリーブ２２の周囲には本実施
例では四本のセツトボルト２６がジンバルフレー
ム１１側に向けてブラケツト１４にねじ込まれて
おり、これらセツトボルト２６の先端とジンバル
フレーム１１との〓間Ｔが適切な一定値となるよ
うに、図示しない〓間ゲージ等で設定され、ロツ
クナツト２７によりブラケツト１４に対するセツ
トボルト２６のねじ込み位置が固定されている。
この〓間Ｔを形成したことで、ジンバルフレーム
１１がブラケツト１４側へ近づくような変位を起
こした場合には、このジンバルフレーム１１がセ
ツトボルト２６の先端に当接し、それ以上の変位
を阻止することとなる。つまり、固定嵌合筒１６
と回転嵌合筒１７との軸方向相対変位は〓間Ｔ分
だけ許容されており、板ばね２３，２４に負荷す
る座屈応力が大きくなり過ぎても板ばね２３，２
４の破損を招くような虞はない。

＜発明の効果＞ 本発明の回転支持機構によると、弾性ピボツト
がそれぞれ連結される回転体と固定体とにこれら
の径方向相対変位及び軸方向相対変位に伴つて相
互に当接し得るストツパスリーブ及びストツパ当
接部とセツトボルトとを設けたので、これらの変
位が所定値以下に阻止することが可能となり、弾
性ピボツトの板ばねの破損を未然に防止して信頼
性の著しく高い回転支持機構を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転支持機構の一実施例
の内部構造を表す断面図、第２図はその左側面
図、第３図はその−矢視断面図、第４図は本
実施例の主要部の外観を表す斜視図、第５図は弾
性ピボツトの構造を表す断面図、第６図はその右
側面図、第７図は本発明の対象となつた弾性ピボ
ツトの使用例を表す概念図、第８図は弾性ピボツ
トを破断状態で表す斜視図、第９図はその製造時
の分解斜視図、第１０図はその断面図、第１１図
はその左側面図である。 又、図中の符号で１１はジンバルフレーム、１
２は弾性ピボツト、１４はブラケツト、１５は内
筒、１６は固定嵌合筒、１７は回転嵌合筒、１
８，１９，２０，２１は〓間、２２はストツパス
リーブ、２３，２４は板ばね、２５はストツパ当
接部、２６はセツトボルト、２７，２８は突出
部、αは〓間の角度、Ｓは径方向〓間、Ｔは軸方
向〓間である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定体に嵌着される円筒状の固定嵌合筒と、
   この固定嵌合筒と〓間を隔てて当該固定嵌合筒と
   同心に配置されると共に前記固定体に対して相対
   回転可能な回転体に嵌着される円筒状の回転嵌合
   筒と、この回転嵌合筒に向けて前記固定嵌合筒に
   突設され且つ当該回転嵌合筒の内周面と〓間を隔
   てて対向する半円筒状の突出部と、前記固定嵌合
   筒側に向けて前記回転嵌合筒に突設され且つ前記
   突出部と前記回転嵌合筒の内周面とにそれぞれ〓
   間を隔てて対向する半円筒状の突出部と、この回
   転嵌合筒側の内周と前記固定嵌合筒側の内周とに
   両端部がそれぞれ連結されて前記固定嵌合筒に対
   し当該回転嵌合筒を相対回転可能に保持すると共
   に相互に交差状態となつた少なくとも二つの板ば
   ねと、前記固定体と固定嵌合筒との間に介装され
   るストツパスリーブと、前記回転体側に形成され
   且つ前記固定体と前記回転体との径方向相対変位
   に伴い前記ストツパスリーブに当接して前記固定
   体と前記回転体との相対変位量を所定以下に抑え
   るストツパ当接部と、前記固定体に装着されて前
   記固定体と前記回転体との軸方向相対変位に伴い
   先端部が前記回転体に当接して前記固定体と前記
   回転体との軸方向相対変位を所定以下に抑えるセ
   ツトボルトとを具えたことを特徴とする回転支持
   機構。 ２ 固定体に嵌着される円筒状の固定嵌合筒と、
   この固定嵌合筒と〓間を隔てて当該固定嵌合筒と
   同心に配置されると共に前記固定体に対して相対
   回転可能な回転体に嵌着される円筒状の回転嵌合
   筒と、この回転嵌合筒に向けて前記固定嵌合筒に
   突設され且つ当該回転嵌合筒の内周面と〓間を隔
   てて対向する半円筒状の突出部と、前記固定嵌合
   筒側に向けて前記回転嵌合筒に突設され且つ前記
   突出部と前記回転嵌合筒の内周面とにそれぞれ〓
   間を隔てて対向する半円筒状の突出部と、この回
   転嵌合筒側の内周と前記固定嵌合筒側の内周とに
   両端部がそれぞれ連結されて前記固定嵌合筒に対
   し当該回転嵌合筒を相対回転可能に保持すると共
   に相互に交差状態となつた少なくとも二つの板ば
   ねと、前記回転体と回転嵌合筒との間に介装され
   るストツパスリーブと、前記固定体側に形成され
   且つこの固定体と前記回転体との径方向相対変位
   に伴い前記ストツパスリーブに当接して当該固定
   体と前記回転体との相対変位量を所定以下に抑え
   るストツパ当接部と、前記固定体に装着されてこ
   の固定体と前記回転体との軸方向相対変位に伴い
   先端部が前記回転体に当接して当該固定体と前記
   回転体との軸方向相対変位を所定以下に抑えるセ
   ツトボルトとを具えたことを特徴とする回転支持
   機構。