JPH05116697A - 宇宙機器締付機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 締付ねじの操作順序を誤った場合でも装置が
故障しないようにする。 【構成】 宇宙ステーション２７には、コイルバネ３４
により支持されたフローティングナット３０とノンフロ
ーティングナット３５が配設され、宇宙ステーション２
７の宇宙機器取付面２８に接続されるベースプレート４
とベースプレート４に対し近接、離反し得るトッププレ
ート２には、フローティングナット３０に対し螺合され
るノンフローティング締付ねじ８が回転自在に支持さ
れ、トッププレート２には、トッププレート２に対し螺
合された締付ねじ本体１４と締付ねじ本体１４の長手方
向へ移動し得るよう締付ねじ本体１４に対し嵌合され前
記ノンフローティングナット３５に螺合し得る締付ねじ
本体１５と締付ねじ本体１５を締付ねじ本体１４から突
出する方向へ付勢するコイルバネ２２を備えたフローテ
ィング締付ねじ９が支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、宇宙機器締付機構に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】宇宙ステーションに実験機器等の宇宙機
器を装着する場合には、宇宙機器を取付けたベースプレ
ートを宇宙ステーションの宇宙機器取付表面に当接し、
ベースプレートに取付けられている複数の締付ねじを夫
々締付けることにより、宇宙ステーションに装着するこ
とが考えられている。

【０００３】上記せる宇宙ステーションと宇宙機器の締
付機構の着脱装置の一例は図５に示されている。図中、
５１はトッププレート５２及びベースプレート５３を備
えたケーシングであって、ベースプレート５３には、ケ
ーシング５１に収納された宇宙機器５４が取付けられて
いる。

【０００４】ケーシング５１には、トッププレート５２
及びベースプレート５３を貫通してノンフローティング
締付ねじ５５とフローティング締付ねじ５６が回転自在
に取付けられている。

【０００５】ノンフローティング締付ねじ５５は一体構
造であって、その上端のヘッド部５７はトッププレート
５２からケーシング外方５８へ突出し、雄ねじ部５９は
ベースプレート５３からケーシング外方６０へ突出して
いる。

【０００６】フローティング締付ねじ５６は、２本の締
付ねじ本体６１、６２に分割された構造であって、締付
ねじ本体６１のヘッド部６３はトッププレート５２から
ケーシング外方５８へ突出し、締付ねじ本体６２の雄ね
じ部６４はベースプレート５３からケーシング外方６０
へ突出している。又締付ねじ本体６１の下端に設けたス
プライン溝６５には、締付ねじ本体６２のスプラインキ
ー６６が嵌合されて締付ねじ本体６２が締付ねじ本体６
１に対し軸方向へ摺動し得るようになっており、締付ね
じ本体６２には、締付ねじ本体６２をベースプレート５
３の外方へ付勢するようコイルバネ６７が巻装されてい
る。更に、締付ねじ本体６２が締付ねじ本体６１に対し
最も突出した状態にある場合に、ノンフローティング締
付ねじ５５とフローティング締付ねじ５６は略同じ長さ
になるよう形成されている。

【０００７】ベースプレート５３には、複数のクイック
ディスコネクタ６８がケーシング外方６０へ向けて突設
されていて、宇宙機器５４に電気或いは流体を供給し得
るようになっていると共に複数のガイドピン６９がケー
シング外方６０へ向けて突設されている。

【０００８】７０は軌道上にある宇宙ステーションであ
って、前述のベースプレート５３が取付けられる宇宙機
器取付面７１には、ノンフローティング締付ねじ５５と
フローティング締付ねじ５６間の距離に合せて複数のナ
ット７２，７３が、宇宙ステーション７０の内面側へ向
けて配設され、各ナット７２，７３には、対応する両締
付ねじ５５，５６の雄ねじ部５９，６４が螺合し得るよ
う、雌ねじ孔７４，７５が刻設されている。

【０００９】宇宙ステーション７０には、前述のクイッ
クディスコネクタ６８が嵌合し得る複数のクイックディ
スコネクタ７６が取付けてあって、各クイックディスコ
ネクタ７６は、宇宙機器５４との間で電気或いは流体の
授受を行い得るよう、可撓電線或いは可撓配管により宇
宙ステーション７０内部の図示しない機器と連結されて
いる。

【００１０】宇宙ステーション７０には、宇宙機器５４
側のベースプレート５３に突設したガイドピン６９が誘
導されつつ嵌合する複数の漏斗状のガイド部材７７が、
ナット７２，７３と同一方向へ向けて取付けられ、ガイ
ド部材７７の端部には、ガイドピン６９がガイド部材７
７に対しソフトに挿入されるよう、ソフトドック機構７
８が設置されている。

【００１１】上述した装置において、宇宙ステーション
７０に配設してある図示しないロボットでケーシング５
１の外側を把持し、ベースプレート５３を宇宙ステーシ
ョン７０の宇宙機器取付面７１に接近させると、ベース
プレート５３のガイドピン６９は、宇宙ステーション７
０のガイド部材７７に誘導され、雄ねじ部５９，６４の
軸心は雌ねじ孔７４，７５の軸心と一致し、クイックデ
ィスコネクタ６８の軸心はクイックディスコネクタ７６
の軸心と一致した状態になってベースプレート５３は宇
宙機器取付面７１に接近し、ノンフローティング締付ね
じ５５及びフローティング締付ねじ５６の雄ねじ部５
９，６４の先端は、雌ねじ孔７４，７５の先端に係合す
る。

【００１２】次に、ロボットによりヘッド部５７を掴
み、ノンフローティング締付ねじ５５を回転すると、回
転したノンフローティング締付ねじ５５の雄ねじ部５９
は、ナット７２の雌ねじ孔７４に螺合し、ノンフローテ
ィング締付ねじ５５の回転にともなって雄ねじ部５９は
雌ねじ孔７４に螺合し、複数組のクイックディスコネク
タ６８，７６は互に嵌合し、宇宙機器５４は宇宙ステー
ション７０に接続される。

【００１３】又、この際、ノンフローティング締付ねじ
５５の雌ねじ孔７４への進入につれてフローティング締
付ねじ５６も宇宙ステーション７０側へ移動しようとす
るが、フローティング締付ねじ５６は回転されないた
め、雌ねじ孔７５内へ進入することができない。このた
め、フローティング締付ねじ５６の締付ねじ本体６２は
ナット７３により押圧されるが、締付ねじ本体６２はコ
イルバネ６７の抗力に打勝ってスプライン溝６５を摺動
し、締付ねじ本体６２内へ深く進入するため、ノンフロ
ーティング締付ねじ５５の締付けには何等支障はない。

【００１４】ノンフローティング締付ねじ５５の締付け
の終了後、ロボットによりヘッド部６３を掴み、締付ね
じ本体６１を回転させると、スプライン溝６５及びスプ
ラインキー６６を介して締付ねじ本体６２が回転し、雄
ねじ部６４は雌ねじ孔７５に深く進入し、フローティン
グ締付ねじ５６の締付けが行われる。以上で、宇宙機器
５４の宇宙ステーション７０への接続が終了する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記装置においては、
両締付ねじ５５，５６を締付ける場合には、ノンフロー
ティング締付ねじ５５を締付けた後にフローティング締
付ねじ５６を締付け、両締付ねじ５５，５６を緩める場
合には、フローティング締付ねじ５６を緩めた後にノン
フローティング締付ねじ５５を緩める必要がある。

【００１６】すなわち、締付けに際しフローティング締
付ねじ５６を先に締付けようとすると、ノンフローティ
ング締付ねじ５５は回転されないため、雌ねじ孔７４内
に進入できずナット７２から押圧されて損傷する虞れが
ある。又、緩める際に、ノンフローティング締付ねじ５
５を先に緩めた場合には、フローティング締付ねじ５６
はケーシング５１と共に宇宙ステーション７０から離れ
る方向へ移動するが、締付ねじ本体６２は回転すること
なくナット７３に螺合したままであるため、締付ねじ本
体６２にモーメントが付与され、締付ねじ本体６２、雄
ねじ部６４又はナット７３等が損傷する虞れがある。

【００１７】換言すれば、図５に示す装置では、両締付
ねじ５５，５６を操作する順序は決められており、操作
順序を誤った場合には、装置に故障が生ずるという問題
がある。

【００１８】本発明は上述の実情に鑑み、締付ねじの操
作順序を誤った場合でも、装置が故障しないようにする
ことを目的としてなしたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、宇宙ステーシ
ョンに弾撥体を介して支持されたフローティングナット
と、宇宙ステーションに固定されたノンフローティング
ナットと、宇宙ステーションの宇宙機器取付面に接続さ
れるベースプレートに対し近接、離反し得るよう、前記
ベースプレートに一体のガイドプレートに対し案内手段
を介し取付けられたトッププレートと、該トッププレー
トに回転自在に支持され且つ前記フローティングナット
に螺合可能なノンフローティング締付ねじと、トッププ
レートに支持されたフローティング締付ねじを備え、該
フローティング締付ねじは、前記トッププレートに螺合
されたトッププレート側締付ねじ本体及び長手方向へ移
動し得るようキー手段を介しトッププレート側締付ねじ
本体に嵌合され且つ前記ノンフローティングナットに螺
合可能なベースプレート側締付ねじ本体並に該ベースプ
レート側締付ねじ本体をベースプレート側へ付勢する弾
撥体を備え、前記両締付ねじの長さを、前記両締付ねじ
の何れもがフローティングナット或いはノンフローティ
ングナットに螺合していない場合は、ベースプレートか
ら外方へ突出する部分の長さはフローティング締付ねじ
の方が長く、両締付ねじがフローティングナット及びノ
ンフローティングナットに螺合した場合には、フローテ
ィング締付ねじは操作可能な程度にトッププレートから
反宇宙ステーション側へ突出するが、ノンフローティン
グ締付ねじは、トッププレートから反宇宙ステーション
側へ突出しないか或いは操作し得ない程度の突出量とな
るよう、形成したものである。

【００２０】

【作用】宇宙機器を宇宙ステーションに取付ける際に
は、ロボットによりベースプレートを宇宙ステーション
の宇宙機器取付面に位置させ、ノンフローティング締付
ねじを回転させる。このため、ノンフローティング締付
ねじは、宇宙ステーションのフローティングナットに螺
合する。

【００２１】次に、フローティング締付ねじを回転させ
るると、フローティング締付ねじは宇宙機器のノンフロ
ーティングナットに螺合する。

【００２２】宇宙機器を宇宙ステーションに取付ける際
に、誤って最初にフローティング締付ねじを回転させて
も該締付ねじは空まわりするだけであり、このためフロ
ーティング締付ねじ等が破損したりする虞れはない。

【００２３】又、宇宙機器が宇宙ステーションに取付け
られると、ノンフローティング締付ねじのトッププレー
トからの突出量は極く僅かか或いは零となるため、フロ
ーティング締付ねじを外す前にノンフローティング締付
ねじの操作を行うことはできず、従ってフローティング
締付ねじ等が破損する虞れがない。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。

【００２５】図１は本発明の一実施例である。

【００２６】図中１はケーシングであり、内蓋型のトッ
ププレート２及びトッププレート２の側部に外嵌するガ
イドプレート３並にガイドプレート３と一体的に形成さ
れたベースプレート４を備えており、ベースプレート４
には、ケーシング１に収納された宇宙機器５が取付けら
れている。又、ガイドプレート３のトッププレート２側
端部には、ケーシング１内側に向けてガイドピン６が突
設され、該ガイドピン６は、トッププレート２の側部に
沿いベースプレート４ヘ向けて延びる長孔７に内嵌され
ている。そして、トッププレート２はガイドピン６に誘
導されつつベースプレート４に対し近接、離反する方向
へ移動し得るようになっている。

【００２７】ケーシング１には、トッププレート２及び
ベースプレート４を貫通してノンフローティング締付ね
じ８及びフローティング締付ねじ９が回転自在に取付け
られている。

【００２８】ノンフローティング締付ねじ８は一体構造
であって、その上端のヘッド部１０は、トッププレート
２がベースプレート４側の限界位置に位置する場合は、
トッププレート２からケーシング外方１１へ突出し、雄
ねじ部１２はベースプレート４からケーシング外方１３
へ突出しており、ケーシング１に対しては軸方向へは移
動しないようになっている。

【００２９】フローティング締付ねじ９は、２本の締付
ねじ本体１４，１５に分割された構造であって、トップ
プレート２側の締付ねじ本体１４のヘッド部１６は、ト
ッププレート２からケーシング外方１３へ突出し、ヘッ
ド部１６端部からベースプレート４側へ向けて刻設した
雄ねじ部１７は、トッププレート２に設けた雌ねじ孔１
８に螺合されており、ベースプレート４側の締付ねじ本
体１５のベースプレート４側端部には雄ねじ部１９が設
けられている。

【００３０】締付ねじ本体１４のケーシング１内端部に
設けたスプライン溝２０には、締付ねじ本体１５のスプ
ラインキー２１が嵌合されて締付ねじ本体１５が締付ね
じ本体１４に対し軸方向へ摺動し得るようになってお
り、締付ねじ本体１５には、締付ねじ本体１５をベース
プレート４側へ向けて付勢するコイルバネ２２が巻装さ
れている。

【００３１】締付けのための操作を行う前は、図１に示
すように、ノンフローティング締付ねじ８はヘッド部１
０も雄ねじ部１２も夫々ケーシング外方１１，１３へ或
る程度突出しており、フローティング締付ねじ９のヘッ
ド部１６はケーシング外方１１へ或る程度突出している
が、雄ねじ部１９はベースプレート４の外面から僅かに
突出している程度であって、フローティング締付ねじ９
の長さはノンフローティング締付ねじ８の長さよりも短
く形成されている。

【００３２】ベースプレート４には、クイックディスコ
ネクタ２３が、ケーシング外方１１へ向けて突設される
と共に、締付ねじ本体１５の雄ねじ部１９よりも若干ケ
ーシング１内側位置に取付けたプレート２４には、クイ
ックディスコネクタ２５がケーシング外方１３へ向けて
突設されており、宇宙機器５に電気或いは流体を供給し
得るようになっている。又ベースプレート４には、複数
のガイドピン２６がケーシング外方１３へ向けて突設さ
れている。

【００３３】２７は軌道上にある宇宙ステーションであ
って、前述のベースプレート４が取付けられる宇宙機器
取付面２８には、ノンフローティング締付ねじ８の取付
位置に軸心があるようにした凹所２９が形成されてい
て、該凹所２９にはフローティングナット３０が配設さ
れている。

【００３４】フローティングナット３０の軸心には、雌
ねじ孔３１が刻設されていて、雌ねじ孔３１の軸心とノ
ンフローティング締付ねじ８の軸心とは一致するように
なっており、ノンフローティング締付ねじ８の雄ねじ部
１２はフローティングナット３０の雌ねじ孔３１に螺合
し得るようになっている。

【００３５】フローティングナット３０の外周面には、
フランジ３２が設けてあって、凹所２９内に形成した段
部３３とフランジ３２との間には、コイルバネ３４が配
設されてフローティングナット３０を宇宙機器取付面２
８側へ付勢している。又凹所２９の底面から直立させた
図示してないガイドピンがフランジ３２を貫通してお
り、フローティングナット３０は、宇宙機器取付面２８
に向って変位したり或いは凹所２９内に退没して宇宙機
器取付面２８から退没する際にガイドピンに沿いスムー
ズに移動し得るようになっている。

【００３６】宇宙ステーション２７の宇宙機器取付面２
８には、フローティング締付ねじ９の取付位置に軸心が
あるようにしたノンフローティングナット３５が、宇宙
機器取付面２８の内方に向けて取付けられており、ノン
フローティングナット３５の軸心には、雌ねじ孔３６が
刻設されていて、雌ねじ孔３６の軸心とフローティング
締付ねじ９の軸心とは一致し得るようになっており、フ
ローティング締付ねじ９の雄ねじ部１９をノンフローテ
ィングナット３５の雌ねじ孔３６に螺合し得るようにな
っている。

【００３７】宇宙ステーション２７の宇宙機器取付面２
８には、前記クイックディスコネクタ２３，２５と一致
し得るように複数のクイックディスコネクタ３７，３８
が取付けてあって、各コネクタ３７，３８は、宇宙機器
５との間で電気或いは流体の授受を行い得るよう、可撓
電線或いは可撓配管により宇宙ステーション２７内部の
図示しない機器と連結されている。

【００３８】宇宙ステーション２７には、宇宙機器５側
のガイドピン２６が誘導されつつ嵌合する複数の漏斗型
のガイド部材３９がノンフローティングナット３５と同
一方向へ向けて取付けられ、ガイド部材３９の端部に
は、ガイドピン２６がガイド部材３９にソフトに挿入さ
れるよう、ソフトドック機構４０が設置されている。

【００３９】次に、本発明の作動を図２から図４をも参
照しつつ説明する。

【００４０】宇宙ステーション２７に設置してある図示
しないロボットでケーシング１の外側を掴み、ベースプ
レート４を宇宙機器取付面２８に接近させると、ベース
プレート４のガイドピン２６は、宇宙ステーション２７
のガイド部材３９に誘導される。このため雄ねじ部１
２，１９の軸心は、雌ねじ孔３１，３６の軸心と一致
し、クイックディスコネクタ２３，２５の軸心はクイッ
クディスコネクタ３７，３８の軸心と一致した状態にな
って、ベースプレート４は宇宙機器取付面２８に接近
し、ノンフローティング締付ねじ８はフローティングナ
ット３０を凹所２９の中に向って押圧するようになる。
従って、フランジ３２はコイルバネ３４の力に抗して図
示してないガイドピンに沿って摺動し、フローティング
ナット３０は凹所２９内に退没する。又フローティング
締付ねじ９の雄ねじ部１９はノンフローティングナット
３５の雌ねじ孔３６から離れた位置にある（図１参
照）。

【００４１】続いて、ノンフローティング締付ねじ８を
ロボットによってヘッド部１０を介し回転させると、雄
ねじ部１２はフローティングナット３０の雌ねじ孔３１
に螺合し、締付ねじ８の回転にともなってフローティン
グナット３０は宇宙機器取付面２８に向って変位し、雄
ねじ部１２は雌ねじ孔１８に深く螺合すると共にクイッ
クディスコネクタ２３，３７は互に嵌合し、ガイドピン
２６は宇宙ステーション２７内に進入した状態になり、
フローティング締付ねじ９の雄ねじ部１９は、ノンフロ
ーティングナット３５の雌ねじ孔３６に当接する（図２
参照）この際、締付ねじ本体１５はノンフローティング
ナット３５により押されるため、コイルバネ２２の抗力
に対向して締付ねじ本体１５のスプラインキー２１の部
分は、締付ねじ本体１４のスプライン溝２０に対し摺動
し、若干締付ねじ本体１４側へ移動する。又、ケーシン
グ１のトッププレート２は、ガイドプレート３に対して
固定されたままである。

【００４２】ノンフローティング締付ねじ８がフローテ
ィングナット３０に対し螺合されてクイックディスコネ
クタ２３，３７が連結されたら、フローティング締付ね
じ９をヘッド部１６を介して回転させる。そうすると、
締付ねじ本体１４はトッププレート２の雌ねじ孔１８に
対して回転しつつ宇宙ステーション２７側へ移動し、締
付ねじ本体１５はスプライン溝２０、スプラインキー２
１を介して回転させられつつノンフローティングナット
３５側へ移動する。このため雄ねじ部１９が雌ねじ孔３
６に螺合し（図３参照）、更にフローティング締付ねじ
９を回転させることにより締付ねじ本体１５はノンフロ
ーティングナット３５の所定位置まで螺合し、クイック
ディスコネクタ２５，３８が嵌合する。

【００４３】又、トッププレート２側の締付ねじ本体１
４とヘッド部１６の間に刻設された雄ねじ部１７は、ト
ッププレート２に設けた雌ねじ孔１８に螺合されてお
り、フローティング締付ねじ９を回転させることにより
トッププレート２がガイドピン６に誘導されつつ宇宙ス
テーション２７から離れる方向へ移動する（図４参
照）。トッププレート２が反宇宙ステーション側の限界
位置まで移動した際には、フローティング締付ねじ９の
ヘッド部１６は、ロボットで掴める程度にトッププレー
ト２外へ突出しているが、ノンフローティング締付ねじ
８のヘッド部１０はトッププレート２の孔内に隠れた状
態になる。

【００４４】宇宙機器５を宇宙ステーション２７と取付
ける際に誤操作によってフローティング締付ねじ９を先
に回すと、フローティング締付ねじ９は空周りをする
が、力が掛かることがなく、従ってフローティング締付
ねじ９に損傷が生ずることはない。

【００４５】宇宙機器５を宇宙ステーション２７から取
外す場合には、フローティング締付ねじ９を先に回転さ
せ、フローティングナット３５から外れた後ノンフロー
ティング締付ねじ８を回転させる。この場合、ノンフロ
ーティング締付ねじ８を先に回転させようとしても、ヘ
ッド部１０は図４に示すように、トッププレート２の孔
に没入しているため、ヘッド部１０を掴むことができ
ず、従って誤操作を行う虞れはない。

【００４６】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ることは勿論である。

【００４７】

【発明の効果】本発明の宇宙機器締付機構によれば、締
付ねじの操作順序を誤った場合でも、締付ねじが損傷せ
ず、何等支障が生ずることがないという優れた効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の宇宙機器締付機構の一実施例で、ガイ
ドピンがガイド部材に挿入された状態を示す横断面図で
ある。

【図２】本発明の宇宙機器締付機構の一実施例で、ノン
フローティング締付ねじがフローティングナットに螺合
した状態を示す横断面図である。

【図３】本発明の宇宙機器締付機構の一実施例で、フロ
ーティング締付ねじがノンフローティングナットに螺合
しかけた状態を示す横断面図である。

【図４】本発明の宇宙機器締付機構の一実施例で、ノン
フローティングナットの螺合によりトッププレートが反
宇宙ステーション側の限界位置まで移動した状態を示す
横断面図である。

【図５】従来の宇宙機器締付機構の一例を示す横断面図
である。

【符号の説明】

２ トッププレート ３ ガイドプレート ４ ベースプレート ６ ガイドピン（案内手段） ８ ノンフローティング締付ねじ ９ フローティング締付ねじ １４ 締付ねじ本体（トッププレート側締付ねじ本体） １５ 締付ねじ本体（ベースプレート側締付ねじ本体） ２１ スプラインキー（キー手段） ２２ コイルバネ（弾撥体） ２７ 宇宙ステーション ２８ 宇宙機器取付面 ３０ フローティングナット ３４ コイルバネ（弾撥体） ３５ ノンフローティングナット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 宇宙ステーションに弾撥体を介して支持
   されたフローティングナットと、宇宙ステーションに固
   定されたノンフローティングナットと、宇宙ステーショ
   ンの宇宙機器取付面に接続されるベースプレートに対し
   近接、離反し得るよう、前記ベースプレートに一体のガ
   イドプレートに対し案内手段を介し取付けられたトップ
   プレートと、該トッププレートに回転自在に支持され且
   つ前記フローティングナットに螺合可能なノンフローテ
   ィング締付ねじと、トッププレートに支持されたフロー
   ティング締付ねじを備え、該フローティング締付ねじ
   は、前記トッププレートに螺合されたトッププレート側
   締付ねじ本体及び長手方向へ移動し得るようキー手段を
   介しトッププレート側締付ねじ本体に嵌合され且つ前記
   ノンフローティングナットに螺合可能なベースプレート
   側締付ねじ本体並に該ベースプレート側締付ねじ本体を
   ベースプレート側へ付勢する弾撥体を備え、前記両締付
   ねじの長さを、前記両締付ねじの何れもがフローティン
   グナット或いはノンフローティングナットに螺合してい
   ない場合は、ベースプレートから外方へ突出する部分の
   長さはフローティング締付ねじの方が長く、両締付ねじ
   がフローティングナット及びノンフローティングナット
   に螺合した場合には、フローティング締付ねじは操作可
   能な程度にトッププレートから反宇宙ステーション側へ
   突出するが、ノンフローティング締付ねじは、トッププ
   レートから反宇宙ステーション側へ突出しないか或いは
   操作し得ない程度の突出量となるよう、形成したことを
   特徴とする宇宙機器締付機構。