JPH09503184A - ２つの部材を伸長させるか引っ込めると共に該部材を伸長位置にカムでロックするための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転方向に相互に連結された２つの部材を伸張させるか又は引き戻すと共に、伸張位置で該部材をロック又は解放するための装置。本装置は、第１の部材（２）に結合されると共に駆動手段（９）に接続された軸（５）上のロックカム（４）を備え、前記カムは、第２の部材上の支承面（８）と係合自在である。前記駆動手段（９）は、２つの部材をそれらの枢回軸回りに回転させると共に、前記カム及び前記軸の回転軸心（１０、１１）に平行な回転軸心（１７）を有するモータ（９Ａ）を含む動力駆動であることが好ましく、前記軸心は２つの部材の枢回軸と一致している；トランスミッション（１８）はモータを軸に連結し、また、ラジアルリンク（１９）は前記モータによって回転すると共に、前記第２の部材を前記枢回軸の回りに回転させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 ２つの部材を伸長させるか引っ込めると共に該 部材を伸長位置にカムでロックするための装置 本発明は、回転に関して連結される２つの要素を展開するか又は折り畳むと共 に、前記要素が少なくとも展開位置を占めるときに該要素のロック又はロック解 除を行うための装置に関する。 具体的には、本装置は、宇宙ステーション又はプラットフォーム、シャトル、 人口衛星に関して、要素を展開し又は折り畳みあるいはパラボラアンテナ、アク ティブ平面アンテナ、レーダアンテナ、ソーラパネル、展開マスト等のような構 造物の展開又は折り畳みを可能にするために、また、展開位置にある前記要素の ロック／ロック解除を行うために、特に宇宙分野に利用可能である。本装置が他 の技術分野で応用可能であることは明らかであり、当該技術分野では２つの要素 の相互の所定位置における回転とロックは、確実かつ耐久性のある仕方で達成す べきである。 上掲したような構造物のように大きな要素の展開の際には、特に宇宙分野にお いては、著しく高い信頼性に加え、装置を形成する種々の構成要素と該要素との 間に完全に遊びがないことを保証すると共に、前記要素が展開されロックされた 位置を占めるとき、損傷なしに高度の剛性を保証するような装置の製造が必要で あることが既知である。これを達成するために、上記の必要条件にかなう強力な ロック装置は、要素の１つに連結された回転軸上に装着されて、他の要素上の対 応する位置に設けられた支承面に対して増大するロック力を得ることを可能にす るような対数形状を有するカムを用いることに依拠している。しかし、かかるロ ック装置の欠点は、必要ならば展開した要素の折り畳みを妨げるほぼ完全な不可 逆性を有していることである。実際に、振動や、温度勾配の影響による膨張差等 の作用下では、対数形状を有するカムは支承面に係合する度合を自然に高め、か くして強力なロックをますます生じさせてしまう。 従って、この欠点を克服すると共に、対数形状を有するカムがもたらす利点の ためにそのカムを使用し続けるために、本出願人のフランス特許第２,６５１,８ ４３号に開示されているように、特に軸上にカムを偏心装着することによって装 置の改善が行われてきた。 当該特許に記載されているロック装置は、特に次の点を開示している： − 前記カムは、対数渦巻線の原点が位置する軸心に関して軸の回りに回転する ことが可能で、この軸は、該軸が前記第１の要素上で前記軸の軸心に関して前記 カムの前記接触面の反対方向に偏心した回転軸心回りに回転できるように装着さ れる； − 前記接触面が前記支承面に向かって動くように前記カムを第１の方向に回転 させるために弾性手段が設けられる； − 前記軸が、回転に関して前記軸と一体的であり前記カムを第１の方向とは反 対の第２の方向に駆動可能な突出部を支持し、前記突出部は前記カムが前記弾性 手段の作動を受けて前記第１の方向に回転するのを妨げない； − 手動手段が設けられ、前記軸が前記偏心した回転軸心回りに前記第２の方向 に回転するようにさせることが可能である。 従って、カムの軸心と軸の軸心とを偏心させることによって、また、前記軸を 回転するための手動手段によって、該手段が本体外部からの干渉に続いて作動す るとき、カムの対数面を前記平坦な支承面から移動させることが可能であり、次 に展開位置にある第２の要素のロックを、カムを支承する第１の要素とのロック から解除し、次に、それ等を結合する関節部の軸心回りに枢回することによって 、第１の要素に対する折り畳み位置に向かい第２の要素を戻すことができる。 このロック装置は、カムが動かなくなる影響を防止するが、カムをロック解除 する手動干渉と、次に展開した要素を折り畳み位置へ折り畳むその後の別の干渉 が必要となるので、その影響は尚限定的である。 本発明の目的は上述の欠点を克服することにある。 この目的のために、回転可能に連結される２つの要素を展開するか又は折り畳 むための、また、少なくとも展開位置で前記要素をロックし又はロック解除する ための装置であって、 − 前記要素のうちの第１の要素上に設けられると共に、対数渦巻線形状の接触 面を有するカムと； − 前記要素のうちの第２の要素上に設けられると共に、前記カムの接触面によ って押圧可能な平坦な支承面と； − 軸であって、該軸上で渦巻線の原点を含む第１の軸心の回りを前記カムが回 転可能であり、また、該軸が前記第１の要素上で前記カムの第１の回転軸心に平 行に偏心した第２の軸心回りに回転できるように装着された前記軸と； − 前記カムの接触面が前記支承面に向かって動くように前記カムを第１の方向 に回転させるようにする弾性手段と； − 回転に関して前記軸と一体的であり、前記カムを第１の回転方向とは反対の 第２の回転方向に駆動可能な指状部材と； − 前記軸を回転駆動するための手段と； を含む型式の装置は、本発明によれば、前記駆動手段がモータ付きであり、同時 に前記２つの要素が関節結合される軸心回りに前記２つの要素の互いに関する回 転を駆動する点に特徴があり、また、前記手段が： − モータであって、該モータの回転軸心は、カムの回転軸心と前記軸の回転軸 心とに平行であると共に、２つの要素が関節結合される軸心に対応するような前 記モータと； − 前記モータを前記軸に連結するトランスミッションと； − 回転に関して前記モータと一体的であり、前記第２の要素を前記関節部の軸 心回りに回転駆動可能なラジアルリンクと； を備える点に特徴がある。 ここで、本発明によって、駆動手段によって２つの要素間にモータ駆動の関節 部が形成され、これによって前記要素の展開／折り畳みと、展開位置における前 記要素のロック／ロック解除の確保が自動的かつ同時的に可能になり、ラジアル リンクとトランスミッションを用いたモータ駆動方法では、両方の構成要素は前 記モータに連結され、また、それぞれ要素の展開／折り畳みとロック／ロック解 除を行う。 好適な実施例では、前記モータを前記軸に連結する前記トランスミッションは 、複数の共面歯車、即ち、回転に関して前記モータと一体の歯車と、前記軸と一 体の歯車と、第２の要素の回転方向と軸に連結されたカムの回転方向が一致する ように、モータ及び軸の各歯車を連結する中間歯車とから構成される。 例えば、前記モータと前記中間歯車は前記第１の要素に連結される。 前記モータを前記第２の要素に連結する前記ラジアルリンクは、前記モータと 一体のラジアルアームによって形成することが可能であり、また、前記ラジアル リンクの自由端部は前記第２の要素に形成された湾曲溝に係合し、また、前記ラ ジアルリンクの中心は前記モータの回転軸心である。前記第２の要素の前記湾曲 溝は特に約９０°の角度をカバーする。 更に、回転に関して前記軸と一体の前記指状部材は、前記軸から前記カム内に 形成された湾曲溝内に好適に突出する。また、前記弾性手段は、前記軸の周囲に 装着されてそれぞれ前記カムと前記第１の要素とに連結されるプレストレストト ーションばねから構成される。 前記装置の他の特徴によれば、第１の要素に関して前記第２の要素のそれぞれ の展開位置と折り畳み位置を指示するために停止手段が設けられる。例えば、前 記停止手段は前記可動の第２の要素に設けられる接触面によって画成され、また 、前記固定の第１の要素に設けられる対応面を押圧可能である。 添付図面によって、本発明がどのように実施されるか容易に理解しうるであろ う。これらの図面において、同一の参照番号は類似要素を示している。 図１は、本発明による前記装置の部分断面の概略実施例を表している。 図２及び図３は、前記装置の断面図であり、断面は図１のII−II線とIII−III 線に沿ってとられている。 図４〜図８は、前記要素の折り畳み、ロック解除位置から展開、ロック位置ま での前記装置の種々の作動段階を示し、図９〜図１１は、前記要素の展開、ロッ ク解除位置から折り畳み、ロック解除位置への前記装置の作動段階を示している 。 図１〜図３が示すように、装置１は、回転に関して互いに相対的に可動の２つ の要素２，３の展開及び折り畳みを許容すると共に、２つの要素が展開位置を占 めるとき、２つの要素のロック及びロック解除を許容するようになっている。前 に指摘したように、当該要素のタイプに応じて、また、それらの寸法及び重量に 応じて、２つの要素の間に同軸に配設された１つ以上の装置１を、折り畳まれた 位置又は積重位置から展開位置へ向かって、また、その逆に回転させるように意 図したり、展開位置においてそれらをロック又はロック解除するように意図した りすることが可能である。 本実施例では、装置１は、前記要素のうちの最初の２つに連結されたカム４、 軸５、弾性手段６及び指状部材７と、要素の２番目の３つの要素に設けられた支 承面８と、回転手段９とを含む。更に詳しく言えば、図１に示すようにカム４は 、接触面４Ａを画成する角のある扇形状を有し、この接触面は、対数渦巻線の形 状であると共に、支承面８に接触することによってロックを与えるようになって いる。この種の対数渦巻線形状の輪郭によって得られる特徴及び利点は、本出願 人のフランス特許第２,６５１,８４３号に詳細に説明され、従って、ここでは全 部を繰り返さない。カム４は、軸５上の円筒状のブッシュ４Ｂを介して、第１の 幾何学的軸心１０の周囲を自由に回転できるように装着されている。一方、前記 軸５は、第１の要素と一体のＵリンク１２に関して第２の幾何学的軸心１１の周 囲を回転することができ、前記第２の軸心１１は、前記第１の軸心１０と平行に 偏心している。このために、図２に示すように、Ｕリンク１２の平行チーク１２ Ｂ内に設けられた支承ブロック１２Ａ内で、軸５は第２の軸心１１を中心として ジャーナル５Ａの形状の軸５の端部によって支持される。プレストレストトーシ ョンばね６Ａの形態で製造された弾性手段６は、第１の回転方向にカム４が枢着 するようにさせ、この結果、その接触面４Ａは第２の要素の支承面８に向かって 動く。特に、トーションばねは、カム周囲に装着され、一方ではこのカム上に係 合し、他方ではＵリンクの対応するチーク上に係合しているので、カム４は、ト ーションばね６Ａの作用を受けて、軸５の第１の幾何学的軸心１０の回りを回転 しようとする。 指状部材７は回転に関して軸５と一体的であり、前記軸から半径方向の外側に 突出する。図１及び図２に見られるように、かくして前記指状部材はカムの円筒 状のブッシュ４Ｂに形成された湾曲溝４Ｃ内に入り込み、第１の回転方向とは反 対の第２の回転方向にカムを回転駆動することができ、一方、以下に説明するよ うに、カムがばねの作動下に第１の方向に回転するのを湾曲溝によって防止する 。 支承面８に関しては、同支承面は、平坦かつ真っすぐであり、カム４の面と同 一面内に配設されて要素３と一体の取付部１４を完成するので、カムの接触面４ Ａは、取付部の平坦な支承面８と完全に調和する。 更に、以下に説明するように、２つの要素が整列されるか又は積み重ねられる ような該要素の展開位置と折り畳み位置を指示するために、停止手段１５が設け られる。展開位置に関しては、該手段は、第１の要素２と一体のタブ１６を完成 する接触面１６Ａと、前記第２の要素３の取付部１４の支承面８に連続する接触 面１４Ａとからなる。折り畳み位置に関しては、停止手段は、タブ１６の他の接 触面１６Ｂと、支承面８に関して面１４Ａと向かい合った面１４Ｆとから形成さ れる。 回転手段９については、それらは好適にはモータ駆動式であり、電気モータ９ Ａによって形成される。このモータは、一方で２つの要素２，３の軸心１０，１ １に平行な軸心１７回りの互いに関する回転運動を許容し、他方でロックカム８ を支承する軸５の回転駆動を許容する。本実施例では、モータの回転軸心１７は ２つの要素が関節結合される軸心に一致する。次に、前記手段のモータ９Ａは、 モータの出力に結合された駆動歯車１８Ａと、中間歯車１８Ｂと、端部５Ａの１ つで軸５に一体の歯車１８Ｃとから構成されるトランスミッション１８によって 軸５に連結される。これら３つの共面歯車によって、要素２に関して一方向の要 素３の回転は、軸５の回転となり、従ってカム４の同一方向への回転となる。モ ータ９Ａは例えば要素２に固定され、中間歯車１８Ｂは図示していないＵリンク によって支持され、また、要素２によっても支持される。 ラジアルリンク１９は、第２の要素３をモータ９Ａに関して回転可能に運動さ せ、従って、ラジアルアーム１９Ａは、モータの軸心と一体的であり、モータの 自由端を完成する指状部材１９Ｂを介して、湾曲溝１４Ｂ内に係合する。この湾 曲溝は、取付部１４内に形成され、軸心１７に関して、湾曲溝の円形端部１４Ｃ 及び１４Ｄの間に約９０°の角度をカバーする。 本発明による装置の作動を、図４〜図１１を参照して以下に説明する。 先ず、前記装置１は図４に示した位置を占めることと仮定する。この位置につ いては、２つの要素２及び３は、パネル等のように折り畳まれるか、互いに重な り合っている。取付部の支承面１４Ｆはタブ１６の接触面１６Ｂに向かい合って 位置している。従って、カム４は、軸５と一体の駆動指状部材７の作動下に引っ 込められ、トランスミッション１８を介してモータ９の軸心１７に作動的に連結 される。張力がかけられたトーションばね又は戻りばね６Ａは、カムの溝４Ｃの 端部４Ｄを駆動指状部材７に押圧する。モータ９Ａを第２の要素の取付部１４に 連結するラジアルアーム１９Ａの指状部材１９Ｂに関しては、それは、湾曲溝１ ４Ｂの円形端部１４Ｄと接触している。 次に、図５が示すように、装置のための命令が与えられ、展開位置における２ つの要素の展開又はロックが行われる。モータ９Ａの軸心１７の回転は、同時に 、一方では、指状部材が他方の円形端部１４Ｃに接触するまで溝１４Ｂ内の指状 部材１９Ｂの９０°の回転を生じさせて、要素２及び３を折り畳み位置に留め、 他方では、トランスミッション１８（歯車１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）を介するカ ム４及び軸５の軸心１１回りの同一角度の回転を生じさせる。カム４は、トーシ ョンばね６Ａの作用を受けて、駆動指状部材の溝４Ｃの端部４Ｄを介して駆動指 状部材７と接触し続ける。溝１４Ｂのため要素３の回転に何も影響を及ぼさない モータのこの回転は、当初は引っ込められていたカム４の操作をすでに許容する 。 次に図６が示すように、ラジアルリンク１９の指状部材１９Ｂの作用下に、溝 １４Ｂの円形端部１４Ｃに対して押圧すると、第２の要素３は軸心１７の周囲を 回転し始め、かくして展開位置へ向かって通過し始める。この段階中、カム４は 、トランスミッション及び軸５を介して軸心１１の回りに回転しながら、トーシ ョンばね６Ａの作用により駆動指状部材７と接触し続ける。カム４、要素３、ト ランスミッション１８の回転方向は矢印によって示されている。 モータ９Ａと、ラジアルリンク１９を介する要素３と、軸５との作用を受けた 回転駆動は、図７のようにトランスミッション１８を介して継続する。次に、カ ム４は取付部１４に接近し、取付部に設けられたストッパ１４Ｅを押圧する。こ のストッパは、接触面１４Ｆの縁部からなり、支承面８に隣接し、また、接触面 １４Ａに対峙する。次に、第２の要素３は第１の要素２とほぼ直線状に整列する 。このカム４／取付部１４の接触の結果、カムに形成された湾曲溝４Ｃによって 継続する軸５の回転下に、カム４のトーションばね６Ａが圧縮される。 ストッパ１４Ｅを形成する縁部の形状のため、また、要素３の回転の後に、要 素３が完全に展開位置に達する前に、トーションばね６Ａの作用を受けて第１の 軸心１０の周囲を回るカム４の接触面４Ａは、取付部の支承面８に係合する。リ ンク１９の指状部材１９Ｂによって押される要素３の回転運動は、第２の要素の 接触面１４Ａが第１の要素のストッパを形成する接触面１６Ａを押圧するまで継 続し、かくして第１の要素２に関する第２の要素３の展開位置及び整列位置を指 示する。この段階の終了と同時に、カムの対数形状４Ａを有する支承面は支承面 ８を押圧し、かくしてカムの対数形状のため、トーションばね６Ａの駆動力によ って与えられる締付力の増加をもたらす。図８が示すように、要素２に関して展 開位置にある要素３の強力なロックはこのようにして達成され、一方熱膨張、振 動等の結果として装置１を形成する種々の構成要素間に生じがちな寸法上の遊び を除去する。 従って図８から分かるように、前記要素の展開及びロック位置では、カムの接 触面４Ａが取付部の支承面８上を押圧し、停止面１４Ａと１６Ａは互いに接触し 、ラジアルアームの指状部材１９Ｂは湾曲溝１４Ａの円形端部１４Ｃと接触し、 また、駆動指状部材７はほぼカムの溝４Ｃの中央に配置される。 必要ならば、要素２、３の展開及びロック位置から折り畳み、ロック解除位置 に向かって移行するために、前記手段９のモータ９Ａは図９のように反対の回転 方向に作動される。一方では、ラジアルリンク１９の指状部材１９Ｂは、要素３ に影響を及ぼすことなくモータ連結の軸心１７と一体に溝１４Ｂの円形端部１４ Ｃから移動する。他方では、トランスミッション１８（歯車１８Ａ、１８Ｂ、１ ８Ｃ）によって、軸５はトーションばね６Ａに逆らって軸心１１回りに回転する ようになる。この結果、カム４の偏心とＵリンク１２内の軸５の偏心とにそれぞ れ対応する軸心１０及び１１の間の偏心のため、この限定された角運動時の前記 カムの接触面４Ａは、取付部の支承面８の面の法線に沿って距離Ｄだけ取付部の 支承面８から移動する。トーション戻りばね６Ａの作用を受けたカム４は、自然 に更になお係合するように強制される回転方向に対抗しようとするが（即ち、支 承面に向かってロックするように）、軸５の回転はこれに対抗し、また、指状部 材１９Ｂが溝１４Ｂの円形端部１４Ｄに対してその段階の終了に達する前に、軸 ５の回転によって溝の端部４Ｄと接触する駆動指状部材７の係合を通じてカム４ が取付部の支承面８から係合解除されるように継続する。カムが距離Ｄだけ移動 することによって、低トルク及び軸心の偏心により、強力にロックされていると きの装置の不動化の根本原因である内部力を迅速に減らすことが可能になる。更 に、カムの接触面４Ａ上の支承面８の力に対する反作用がほぼ軸心１０及び１１ に移るような工夫がなされてので（摩擦角度上で分散させる）、モータによって 供給される力は非常に小さくなる。 この段階で、図１０に示されているように、カム４は約４５°にわたり枢回し 、一方、要素３は未だ整列しており、指状部材１９Ｂは溝１４Ｂの円形端部と接 触する。モータ９と、ラジアルリンク１９と、トランスミッション１８とによっ て与えられる回転は、矢印によって示される回転方向に継続し、同時に関節部の 軸心１７回りの要素３の折り畳みを生じさせ、図１に類似の図１１において図示 されているように、カム４の引き戻しを起こす。 次に、装置１は図４に示されたその初期位置を回復し、２つの要素は重なり合 ったロック解除位置にある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 回転に関して連結される２つの要素を展開するか又は折り畳むと共に、少 なくとも展開位置で前記要素をロックし又はロック解除するための装置であって 、 − 前記要素のうちの第１の要素（２）に設けられると共に、対数渦巻線形状 の接触面（４Ａ）を有するカム（４）と； − 前記要素のうちの第２の要素（３）に設けられ、前記カムの接触面によっ て押圧可能な平坦な支承面（８）と； − 軸（５）であって、該軸上で、渦巻線の原点を含む第１の軸心（１０）の 回りに前記カムが回転可能であり、また、該軸は、該軸が前記第１の要素上で前 記カムの回転の第１の軸心に平行に偏心した第２の軸心（１１）回りに回転でき るように装着されている、前記軸と； − 前記カムの接触面が前記支承面に向かって動くように前記カムを第１の方 向に回転させるようにする弾性手段（６）と； − 回転に関して前記軸と一体であり、前記カムを第１の回転方向とは反対の 第２の回転方向に駆動可能な指状部材（７）と； − 前記軸を回転駆動させるための手段（９）と； を含む装置において、前記駆動手段（９）がモータ付きであり、前記２つの要素 が関節結合される軸心回りに前記２つの要素を互いに関して回転駆動すると共に 、前記手段が： − モータ（９Ａ）であって、該モータの回転軸心（１７）は前記カム及び前 記軸の回転軸心（１０，１１）に平行であると共に、前記２つの要素が関節結合 される軸心に対応している、前記モータと； − 前記モータを前記軸に連結するトランスミッション（１８）と； − 回転に関して前記モータと一体であると共に、前記第２の要素を前記関節 結合の前記軸心回りに回転駆動可能なラジアルリンク（１９）と； を備えることを特徴とする装置。 ２． 前記モータを前記軸に連結する前記トランスミッション（１８）が、複数 の共面歯車、即ち、回転に関して前記モータ（９Ａ）と一体の歯車（１８Ａ）と 、前記軸（５）と一体の歯車（１８Ｃ）と、前記第２の要素の回転方向と前記軸 に連結された前記カムの回転方向が一致するように、前記モータ及び前記軸のそ れぞれの歯車を連結する中間歯車（１８Ｂ）とから構成されることを特徴とする 請求項１に記載の装置。 ３． 前記モータ（９Ａ）と前記中間歯車（１８Ｂ）は前記第１の要素に連結さ れることを特徴とする請求項２に記載の装置。 ４． 前記モータを前記第２の要素に連結する前記ラジアルリンク（１９）は、 前記モータと一体のラジアルアーム（１９Ａ）によって形成され、該ラジアルア ームの自由端部（１９Ｂ）は、前記第２の要素に形成された湾曲溝（１４Ｂ）に 係合し、また、該湾曲溝の中心は、前記モータの回転軸心（１７）であることを 特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。 ５． 前記第２の要素の前記湾曲溝（１４Ｂ）が約９０°の角度をカバーするこ とを特徴とする請求項４に記載の装置。 ６． 回転に関して前記軸と一体の前記指状部材（７）が、前記軸から突出して 、前記カムに形成される湾曲溝（４Ｃ）内に入ることを特徴とする請求項１乃至 ５のいずれかに記載の装置。 ７． 前記弾性手段（６）は、前記軸（５）の周囲に装着されると共に、それぞ れ前記カム（４）と前記第１の要素（２）とに連結されたプレストレストトーシ ョンばね（６Ａ）からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の 装置。 ８． 前記停止手段（１５）は、前記第１の要素（２）に関する前記第２の要素 （３）の各展開及び折り畳み位置を指示するために設けられることを特徴とする 請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。 ９． 前記停止手段（１５）は、前記可動の第２の要素に設けられる接触面（１ ４Ａ，１４Ｆ）によって画成され、また、前記固定の第１の要素に設けられる対 応面（１６Ａ、１６Ｂ）を押圧可能であることを特徴とする請求項１乃至８のい ずれかに記載の装置。