JPS619399A

JPS619399A - 磁気軸受装置のロツク機構

Info

Publication number: JPS619399A
Application number: JP13010584A
Authority: JP
Inventors: 貴史原口; 嶋本　吉春
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-06-26
Filing date: 1984-06-26
Publication date: 1986-01-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕この発明は移動体中の可動部材ロック機構、特にロケッ
トなどのペイロード中に設けられた可動部材を、打ち上
げ時の衝撃又は振動から保護するためのロック機構に関
する。

〔従来技術とその問題点〕

ペイロードとしては、人工衛星、または通信設備などを
含み、ペイロード中には磁気軸受フライホイール等を用
いた姿勢制御装置が具備されることがある。ところで磁
気軸受フライホイールは作動時に回転するロータが磁気
軸受けにより、摩擦の殆んどない状態で支持されるよう
になっているが、打上げ時には磁気軸受は浮上はさせな
い。しかし磁気軸受のロータとステータ間には隙間があ
るので、打上げ時の強い衝撃や振動を受けると、この隙
間中で激しい振動が生じ、ロータおよびステータ部分が
破損したり精度の低下をきたす。また極端な場合浮上回
転不能となることさえありうる。

従来このような不都合を回避するために、第８図に示す
ようにフライホイールのロータｌの外側面に形成した溝
２にバンド部材３を巻回し、バンド部材３に張力を加え
た状態で移動体すなわちロケットのペイロードと一体に
結合された固定部材４にその両端を固定しておく。そし
て打上時の振動や衝撃が終ってから、バンド部材の途中
に装着したワイヤカッター５′でバンド部材を切断して
ロータのロックを解除し、ロータを浮上回転可能な状態
にする。このバンド部材による直接的なロック機構の場
合、ロータ１の面内での振動などは、かなり抑圧するこ
とが可能であるが、ロータの回転軸方向の撮動父は共振
はほとんど抑圧することが不可能である。また、第９図
のように改良したものもおる。

第９図は可動体ｌがバンド部材３及び３個の弾性板状体
６によりロックされた状態を示す。弾性体状体６は、可
動体ｌに近接して移動体に結合された固定部材４に植設
されており、その可動体１に面した部分６′は解放状態
において可動体１の外側面１′との間に空隙を有し、バ
ンド部材３に張力が加わったとき、片持ちばり状の板状
弾性体６が内側にたわんで部分６′と外側面１′とが摩
擦係合し可動体１が移動体に対してロックされる。

しかし、この弾性体状によるロック機構の場合、可動部
材（ロータ）は板バネによる弾性支持であるために、固
定部材に対して、十分強固な固定ができない。そのため
に、板バネの板厚方向、つまりロータの回転面方向の振
動又は共振を抑圧することが困難である。この方法では
ロータ、ステータを十分保護することができなかった。

〔発明の目的〕

したがって、この発明では前記従来技術の欠陥を克服す
ること、すなわち、ロケットなどの移動体中の精密な可
動部材（例えば磁気軸受フライホイールなど）をあらゆ
る方向の衝撃、振動、及び共振から保護するために、可
動部材を移動体に対してロックする機構を提供すること
を特徴とする特にロケットのペイロード中の可動部材す
なわち磁気軸受フライホイールを衝突などから保護する
小型で簡単な構成の可動体ロック機構を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために１本発明のロック機構は、相
対する固定部材と可動部材の双方に、くさび形状の断面
をもつ凹凸部を設け、これらをかν み合わせ、固定部材と可動体とを相互に固定する　　　
□ことにより可動部材を移動体にロックする。そして、
ロック解放装置を作動せしめてバンド部材の張力を解放
することによりロックを解除し、可動体を可動状態とす
る。

〔発明の効果〕

（１）固定部材に対し可動部材（ロータ）を回転面方向
・回転軸方向共に強固なロックが可能である。

従ってＪ固定部材に対する相対運動を十分抑圧すること
ができる。

（２）かみ合い部分がくさび形状であるため、同定部材
に対し可動部材を同心的にロックするととが容易にでき
る。従って、固定側磁石のみでなく、非常用軸受をも保
護することができる。

（３）小型で簡単な構造のロック機構である。

（４）小型で簡単な機構のアクチュエータ（ロック解放
装置）で容易にロックを解除することができ、抑え金具
が可動体から十分に離れる。

〔発明の実施例〕

次に第１図および第２図に基づいて本発明の実施例を□
説明する。

第１図は可動部材１０が円板状の押え金具１１およびワ
イヤニ１２によりロックされた状態を示す。

移動体１３に固定された固定部材１４の一部にくざび形
状断面の凹形溝１５を円形に設けておく。

またこの溝に対向して、可動部材１ｏの一部にも上記凹
溝１５にかみ合うための凸形用１６を設けておく。

ワイヤー１２はグーリー１７を介して押え金具１１と固
定部材１８に固着されている。またワイヤー１２の途中
にはロック解放装置１９が装着されている。

ワイヤー１２に制御された張力を加えることにより押え
金具１１は可動部材１０を押し進め、可動部材と固定部
材の凹凸部１５．１６ががみ合いロックされる。

これらの凹凸部分は断面がくさび形状の三角形であり、
両者が押しつけ方向に対して斜面で接触するため、固定
部材と可動部材（ロータ）を同心的に位置決めするのを
容易にしている。

押え金具１１によシ押しつけられロックされた可動部材
１０は固定側磁石２ｏとの間に均一な半径方向のすき間
２１を形成し、また同時にそのすき間２１よりさらに狭
い非常用軸受２２との間にも均一な半径方向のすき間２
３を形成する。

従って衝撃振動下でも固定側磁石２０および非常用軸受
２２に可動部材１０が衝突するのを防ぐことができる。

第２図はロックを解除し、可動部材１０が磁気浮上した
状態を示す。制御信号によりロック解放装置１９を作動
させてワイヤーの張力を解放する。

押え金具１１は可動部材１０への印加押付力を解除し、
復帰バネ３０により可動部材から離れガイドストッパー
３１に当るまで遠のく。ロックを解除された可動部材１
０はかみ合っていた凹凸部分１５．１６が離れ、制御信
号により磁気浮上可能となる。

ロック解放装置としては火薬を用いたワイヤーカッタが
用いられ、電気信号によりワイヤーの張力を解放できる
。

このような構成により第２図に示すように可動部材１０
はどこにも接触することなく、磁気浮上回転可能となる
。

〔発明の他の実施例〕

第３図に示すように、固定部材の凹形溝部３２は連続し
ている必要はなく、断続的に円形に形成されていてもよ
い。また逆に可動部材側に凹溝を設け、固定部材側に凸
形山を設けてもよい。

まだ、第４図に示すようにかみ合い部の凹形溝部３３と
凸形山部３４は台形をしていてもよい。

まだ第７図に示すように凹凸部の斜面の角部分３５．３
６に丸みをつけてもよい。ロック解放装置としては第８
図および第９図に示すような方法を用いてもよい。

第８図は固定部材４０に取り付けられたストッパー４１
と押え金具４２との間に、％Ｉ９４３　、４３’をはさ
み、可動部材４４を押しつけロックした状態を示す。、
動４３，４３’はワイヤ４５で接続され、かつ引張バネ
４６．４６’で両側に予引張されている。ロックを解除
する時は制御信号によりワイヤーカッタ　　４７を作動
させ、ワイヤー４５を切断する。納４３　、４３’はバ
ネ４６．４６’により取り除かれロックがはずれ押え金
具４２は復帰バネ４８により可動体４５から離れる。

また第７図（ａ）に示すように押え金暎５ｏをロックし
ておく方法として固定部材５１から掛は金５２．５２’
を出して、押え金具の穴５３．５３’に掛ける。ざらに
掛は金５２．５２’を形状記憶合金５４でほぼ直線に接
続することにより掛は金５２．５２’が振動下ではずれ
ないようにしておく。この形状記憶合金５４には第７図
（ｂ）に示すような形に予め形状を記憶させておく。そ
の両端５５．５Ｅ？’に電流を流せるように電気線を接
続しておく。ロックを解除する時は形状記憶合金５４の
両端５５．５５’に電流を流し、形状記憶合金４４を通
電加熱する。

第７図（ｂ）に示すように加熱された形状記憶合金５４
′は予め記憶した形状に戻ろうとし１両端に接続された
掛は金５２．５２’を引き寄せる。そして掛は金が押え
金具５０からはずれ押え金具５ｏは復帰バネ５５により
移動し、ロックが解除きれる。

このようなロック解放装置にしてもよい。

以上に説明したように、本発明はロケットのペイロード
のような移動体中の可動部材を簡単な構成で、確実にロ
ックすることができ、可動部材及びその周辺機器の破損
又は精度の低下を防ぐことができる。以上の説明では移
動体としてロケットのペイロード、可動部材として磁気
軸受フライホイールを例に説明したが本発明の利用分野
はこれに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可動部材ロック機構を示す磁気軸受装
置の断面図、（ロックされた状態）第２図はロックを解
除し、可動部材（ロータ）が磁気浮上した状態を示す断
面図、第３図は固定部材の凹形溝の変形例を示す模式図
、第４図、第５図はかみ合い部分の変形例を示す凹凸部
の断面図、第６図第７図はロック解放装置の変形例を示
す断面図、第７図（ａ）は掛は金によりロックされた構
を示す模式図である。１０・・・可動部材、１１．−４２．５０・・・押え金
具、１２．４５・・・ワイヤー、１３・・・移動体、１
４．１Ｂ、４０．５１・・・固定部材、１５，３３・・
・凹形溝部、１６．３４・・・凸形山部、１７・・・プ
ーリー、１９・・・ロック解放装置、２０・・・固定側
磁石、２１．２３・・・すき間、２２・・・非常軸受、
４１・・・ストッパー、４３．４３’・・・鄭ハ４４・
・・可動部材、４６．４６’・・・引張バネ、４７・・
・ワイヤーカッタ、４８・・・復帰バネ、５２．５２’
・・・掛は金、５３．５３’・・・押え金具の穴、５４
・・・形状記憶合金。代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第　　１　図第　　８　図第　　９　図

Claims

【特許請求の範囲】移動体中の固定部材と可動部材の双方の同一円周上に設
けた嵌合部分の断面がくさび形状をした位置決め用の凹
凸部分と、可動部材をロックするための押え金具と、上記押え金具のロックを解除するためのロック解放装置
とを具備したことを特徴とする磁気軸受装置のロック機
構。