JPS62288718A - 回転支持機構 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は、固定体と回転体とを連結する弾性ピボットに
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
部の破損を未然に防止し得る回転支持機構に関する。

〈従来の技術〉 固定体に対して回転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
受等を採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ットが用いら
れる。

この弾性ピボットを光ビームの反射方向を微小量変化さ
せる反射光走査装置に組込んｔ！−例の概略構造を表す
第１０図に示すように、図示しない架台に固定されたフ
ォーク状をなすブラケット１と反射蜆２が取付けられた
ミラーホルダ３とは、弾性ピボット４を介して相互に連
結されており、ミラーホルダ３はこの弾性ピボット４を
中心にその弾性ねじり変形の許容範囲でブラケット１に
対し揺動し得ろようになっている。前記ミラーホルダ３
には図示しないアクチュエータに取付けられた操作ロッ
ド５の上端部がピン６を介して回動自在に連結されてお
り、このアクチュエータの作動によりミラーホルダ３は
弾性ピボット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ュエータの作動量に正確に
対応して変えられる。

このように固定体と回転体とに連結され、固定体に体す
る回転体の揺動を補助し得る弾性ピボットの最も簡単な
構造のものの一例の破断構造を表す第１１図及びこの弾
性ピボットの製造時の分解状態を表す第１２図及びその
断面構造を表す第１３図及びその左側面形状を表す第１
４図に示すように、従来は内筒１０１と、この内筒１０
１が嵌着されろ外筒１０２と、内筒１０１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板ばね１０４と、第一の嵌合溝１
０３に対し、９０度位相をずらして内筒１０１の内周面
に形成された第二の嵌合溝１０５に差し込まれて溶接さ
れろ一対の板ばね１０６とを組合せて作られている。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が約半周に亙って形成されており、相互に１
８０度隔てたこれら凹部１０７は外筒１０２との間に隙
間部１０８を構成する。これら凹部１０７の円周方向両
端部は内筒１０１の長手方向に沿って穿設された一対の
長孔１０９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をろう付けしたのち
、これらの両端部が切除され、長孔１０９は隙間部１０
８の一部として残存する。なお、ろう付は作業後は外筒
１０２の中央部に環状溝１１１が刻設され、隙間部１０
８と連通状態になる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 通常、弾性ピボットは板ばねの弾性曲げ変形によって固
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至る可能性
がある。例丸ば、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ットを組込んだ場合、衛星の
打ち上げ時に揺動部のイナーシャが大きくなって振動等
により板ばねに大きな力が負荷し、破損する事故も青火
られるのである。

板ばねに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、従来の弾性ピボッ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っている。

本発明はかかる従来の弾性ピボッ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。

く問題点を解決するための手段〉 本発明による回転支持機構は、外周面に環状溝が形成さ
れた円筒状の本体と、この本体と同心に当該本体の一方
の端面側と前記環状溝とに開口する半円弧状の隙間部と
、この隙間部と逆向きに前記本体と同心に前記本体の他
方の端面側と前記環状溝とに開口する半円弧状の隙間部
と、それぞれ両端が前記本体の内周面に一体的に連結さ
れると共に相互に交差状態となった少なくとも二つの板
ばね部とを具えた弾性ピボットを用いて前記環状溝を境
に前記本体の一端側を固定体に連結すると共に他端側を
回転体に連結し、これら固定体と回転体とに前記弾性ピ
ボットの固定体連結部と回転体連結部との径方向相対変
位及びこれと交差する軸方向相対変位をそれぞれ所定以
下に抑えろラジアル変位規制手段及びスラスト変位規制
手段を設けたことを特徴とするものである。

く作　　　用〉 回転体は弾性ピボットの板ばね部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。又、固定体に対して
回転体がその軸心を曲げる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のラジアル変位規制
手段に回転体のラジアル変位規制手段が当接し、これ以
上の変位を防止する。同様に、固定体に対して回転体が
近付くような変位をした場合、この変位量が所定以上に
なると固定体のスラスＩ・変位規制手段に回転体のスラ
スト変位規制手段が当接し、これ以上の変位を防止する
。

く実　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
実施例の断面構造を表す第１図及びその左側面形状を表
す第２図及びその■−■矢視断面構造を表す第３図及び
そのジンバルフレームの部分の外観を表す第４図に示す
ように、矩形の枠状をなすジンバルフレーム１１には、
−直線状をなす一対の弾性ピボット１２が互いに直交す
るように二組嵌着されており、一方の組の弾性ピボット
１２はベース１３上に設置された一対のブラケット１４
に嵌着されている。従って、ジンバルフレーム１１はブ
ラケット１４に対して弾性ピボット１２を中心に微小量
回転する回転体として機能するが、このジンバル継手に
支持されろアンテナ等の実際の回転体は、もう−組の弾
性ピボット１２を介してジンバルフレーム１１の内側に
取付けられる。これらブラケット１４とジンバルフレー
ム１１との取付Ｗｔ造及Ｕ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。

本実施例による弾性ピボット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、二分割形式の外筒１６
，１７がろう付は等の溶接や接着等により一体的に接合
嵌着されて全体として本体を構成する。この内筒１５の
外周面の一側端部には、半円弧状をなす溝１８が形成さ
れ、これと逆位相の半円弧状をなす溝１９が内筒１５の
外周面の他側端部に形成されている。これら溝１８゜１
９は内筒１５の長手方向（第５図中、左右方向）に沿っ
て切欠かれた一対の溝部２０と、隣接する外筒１６，１
７間に形成された環状溝２１とをそれぞれ介して連通し
合っている。

内筒１５の一側端部に位置する外筒１６と、内筒１５の
他側端部に位置する外筒１７とは、何れか一方がブラケ
ット１４にストッパスリーブ２２を介して嵌着される固
定体連結部を構成スる一方、他方がジンバルフレーム１
１に嵌着される回転体連結部を構成するようになってお
り、本実施例では外筒１６がブラケット１４に支持され
ると共に外筒１７がジンバルフレーム１１に連結されて
いる。前記外筒１６に対応して一対の平行な板ばね２３
が内筒１５の内周の両側端部に掛は渡されており、同様
に、これら板ばね２３と直交する板ばね２４が内筒１５
の内周の中央部に設けられている。これら板ばね２３，
２４の弾性曲げ変形によって、外筒１６と外筒１７との
相対回転が許容されるようになっており、この相対回転
可能な角度αは溝部２０の幅で規制される。つまり、溝
部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外筒１６と外筒１７との
相対回転範囲を規制することが可能となる。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、相互に直角な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部が交
差状態にあれば良い。

ブラケット１４に外筒１６と共に嵌着されるストッパス
リーブ２２は、その先端部がジンバルフレーム１１に形
成したスリーブ収納穴２５内に位置し、ジンバルフレー
ム１１に嵌着された外筒１７に汀して隙間を隔てて取り
囲んだ状態となっている。そして、ストッパスリーブ２
２とスリーブ収納穴２５の内周面との間に適切な環状の
隙間Ｓが形成されており、ジンバルフレーム１１が弾性
ピボット１２を剪断するような変位を起こした場合には
、ジンバルフレーム１１のスリーブ収納穴２５の内周面
がストッパスリーブ２２の外周面に当接してそれ以上の
変位を阻止することとなる。つまり、外筒１６と外筒１
７との径方向相対変位は隙間８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
、本実施例ではストッパスリーブ２２の外周面とスリー
ブ収納穴２５の内周面との隙間Ｓを外筒１７の外周面と
ストッパスリーブ２２の内周面との隙間より狭く設定し
、ストッパスリーブ２２の外周面とスリーブ収納穴２５
の内周面とを当接させやラジアル変位規制手段を構成し
たが、逆にストッパスリーブ２２の内周面と外ｖＪ１７
の外周面とを当接させるラジアル変位規制手段とするこ
とも可能である。

一方、ストッパスリーブ２２の周囲には本実施例では四
本のセットボルト２６がジンバルフレーム１１側に向け
てブラケット１４にねじ込まれており、これらセットボ
ルト２６の先端とジンバルフレーム１１とのＷ　ＩＢｊ
　Ｔ　カ適切な一定値となるように図示しない隙間ゲー
ジ等で設定され、ロックナツト２７によりブラケット１
４に対するセットボルト２６のねじ込み位置が固定され
ている。この隙間Ｔを形成したことで、ジンバルフレー
ム１１がブラケット１４側へ近付くような変位を起こし
た場合には、ジンバルフレーム１１がセットボルト２６
の先端に当接してそれ以上の変位を阻止することとなる
。つまり、外筒１６と外筒１７との軸方向相対変位は隙
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板ばね２３゜２４の破損
を招くような虞はない。なお、乙のようなセットボルト
２６によるスラスト変位ｆｉ　制手段の他に、ストッパ
スリーブ２２の先端とスリーブ収納穴２５の底との間の
隙間を利用し、ストッパスリーブ２２の先端とスリーブ
収納穴２５の底とを当接させるような８１ＨＩＩのスラ
スト変位規制手段とすることも当然可能である。

又、本実施例ではストッパスリーブ２２を一方の外筒１
６に嵌着するようにしたが、本発明の他の一実施例の断
面構造を表す第７図に示すように、二分割構造のストッ
パスリーブ２８，２９をそれぞれ外筒１６．１７に嵌着
し、これらストッパスリーブ２２８，２９の対向面に形
成した隙間Ｓ、Ｔをラジアル変位許容量及びスラスト変
位許容量としてストッパスリーブ２８．２９を各変位規
制手段として利用しても良い。本実施例では、ストッパ
スリーブ２８，２９０内周に環状？１＄３０をそれぞれ
刻設し、ここに接着剤３１を注入固化させてストッパス
リーブ２８，２９を外筒１６．１７に一体化させている
。

このように、ラジアル変位規制手段及びスラスト変位規
制手段は覆々の対応が可能であり、他の周知の構造のも
のにも適宜組きせることができる。

〈発明の効果〉 本発明の回転支持機構によると、弾性ピボットがそれぞ
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って相互に当接し得るラジア
ル変位規制手段及びスラスト変位規制手段を設けたので
、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、弾性ピボットの板ばね部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ろ
。

【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図は第１
図中のｌｌ−１［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図は弾性ピボットの構造を
表す断面図、第６図はその右側面図、第７図は本発明の
他の一実施例の構造を表す断面図、第８図は本発明の対
家となった弾性ピボットの使用例を表す概念図、第９図
は弾性ピボットを破断状態で表す斜視図、第１０図はそ
の製造時の分Ｍ斜視図、第１１図はその断面図、第１２
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、１２は弾
性ピボット、１４はブラケット、１５は内筒、１６，１
７は外筒、１８，１９は溝、２０は溝部、２１は環状溝
、２２．２８．２９はストッパスリーブ、２３，２４は
板ばね、２５はスリーブ収納穴、２６はセットボルト、
Ｑは′溝部の角度、Ｓは径方向隙間、Ｔは軸方向隙間で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周面に環状溝が形成された円筒状の本体と、この本体
   と同心に当該本体の一方の端面側と前記環状溝とに開口
   する半円弧状の隙間部と、この隙間部と逆向きに前記本
   体と同心に前記本体の他方の端面側と前記環状溝とに開
   口する半円弧状の隙間部と、それぞれ両端が前記本体の
   内周面に一体的に連結されると共に相互に交差状態とな
   った少なくとも二つの板ばね部とを具えた弾性ピボット
   を用いて前記環状溝を境に前記本体の一端側を固定体に
   連結すると共に他端側を回転体に連結し、これら固定体
   と回転体とに前記弾性ピボットの固定体連結部と回転体
   連結部との径方向相対変位及びこれと交差する軸方向相
   対変位をそれぞれ所定以下に抑えるラジアル変位規制手
   段及びスラスト変位規制手段を設けたことを特徴とする
   回転支持機構。