JPH026298A

JPH026298A - 構造物用位置決め装置

Info

Publication number: JPH026298A
Application number: JP63158328A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Saito; 英文斎藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-10
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JP2952874B2

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】Ａ９発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、超音波モータによって作動するアクチュエー
タを用いて構造物の位置決めを行うための装置に関し、
特に、摺動部の潤滑が困難な高真空の宇宙空間で使用す
るのに適した構造物の位置決め装置に関する。

（２）従来の技術宇宙空間において人工衛星やスペースシャトルにアンテ
ナ等の構造物を構築した場合、この構造物の位置や姿勢
を制御する必要が生じる。このような場合、一端を構造
物に固着したワイヤー等の張力部材の他端をアクチュエ
ータによって牽引し、この張力部材のテンシヨンを調整
することによって構造物の位置や姿勢の制御を行ってい
る。

（３）発明が解決しようとする課題しかしながら、高真空の宇宙空間においては潤滑油が蒸
発してしまうため、アクチュエータに通常の電気モータ
や油空圧モータを用いると、その摺動面に油切れが発生
して機能が停止する恐れがあった。そして、宇宙空間に
おいて上述のようなトラブルが生じた場合、その修復を
行うことは非常に困難であるため、高価な資材が無駄に
なったり貴重な人命が危険に晒されることになる。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、潤滑の
困難な宇宙空間においても作動可能な無潤滑のアクチュ
エータを用いた構造物用位置決め装置を提供することを
課題とする。

Ｂ１発明の構成（１）　　課題を解決するための半没上記課題を達成するために、本発明の構造物用位置決め
装置は、円筒状の弾性体の内周面に貼設した多数の圧電
素子を備え、この圧電素子に所定の電圧を印加すること
によって上記弾性体に進行波を発生させる超音波モータ
と、この超音波モータの弾性体にその中間部を当接して
駆動される張力部材とにより構成されるアクチュエータ
を具備し、このアクチュエータの張力部材の両端を構造
物の所定箇所に接続することによって該構造物に変位を
与えることを特徴とする。

（２）作　用前述の構成を備えた本発明によれば、超音波モータの円
筒状の弾性体の内周面に貼設した多数の圧電素子が電圧
の印加によって伸縮変形すると、該圧電素子の歪みが伝
搬することによって弾性体の表面に進行波が形成される
。すると、上記弾性体にその中間部を当接した張力部材
は前記進行波によって一方向に駆動され、この張力部材
の引張り側の端部が連結された構造物に位置決めのため
の所定の変位が生じる。

（３）実施例以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図〜第６図は、本発明による宇宙空間構造物用位置
決め装置をパラボラアンテナに適用した一実施例を示す
もので、第１図はそのパラボラアンテナを拡開した状態
を示す側面図、第２図は同じく平面図、第３図はそのパ
ラボラアンテナを折り畳んだ状態を示す側面図、第４図
は第１図の部分拡大図、第５図はアクチュエータの平面
図、第６図は同じく側面図である。

第１図〜第４図に示すように、このパラボラアンテナＰ
は円柱状の本体１の上部リング１ａの外周に枢軸２によ
って回転自在に軸支した８木の骨材３を等間隔に備えて
おり、この骨材３の間には可撓性を有し、かつ電波を反
射する材料で形成した反射膜４が貼設されている。上記
骨材３は枢軸２に装着した図示せぬスプリングによって
第３図に示すように平行に閉じる方向に付勢されており
、このとき各骨材３間に貼設された反射膜４はコンパク
トに折り畳まれる。そして、上記骨材３が第１図及び第
２図に示すように放射状に拡開したとき、反射膜４は椀
状に展開してアンテナの反射面を構成するようになって
いる。また、上記本体１の上部に立設した４木の支柱５
の先端には電波を反射する反射パネル６が設けられてい
る。

各骨材３の先端に設けた支持部３ａには張力部材として
のステンレス製帯板８の一端が固着されており、その他
端は各枢軸２の直下に設けたり−ル７に巻き取られてい
る。そして、この帯板８の中間部は本体１の下部リング
１ｂの外周に装着したアクチュエータＡに巻き掛けられ
ており、このアクチュエータＡを駆動して帯板８を長手
方向に送ることによってパラボラアンテナＰの開閉と位
１決めが行われる。

次に、第５図及び第６図に基づいて上記アクチュエータ
への構造を説明する。

黄銅によって形成した薄肉円筒状の弾性体９の内周面に
は２ｎ個の圧電素子１０が等間隔で貼設されており、こ
の圧電素子１０は電圧を印加することによって伸縮する
とともに、その伸縮の方向が電圧の極性によって反転す
る性質を備えている。

上記弾性体９に貼設した圧電素子１０はその伸縮の方向
が交互に反転するように配列されており、直径を挾んで
位置する各ｎ個の圧電素子にはそれぞれ位相が９０度ず
れた別個の交流電源１１ａ。

１１ｂが接続されている。従って、上記交流電源１１ａ
、ｌｌｂによって電圧を印加された各圧電素子１０はそ
れぞれ異なった位相で伸縮し、この伸縮が伝搬した弾性
体９の表面には進行波が形成される。このようにして、
上述の弾性体９、圧電素子■０、及び交流型ａｌｌａ、
１１ｂによってアクチュエータＡを駆動するための超音
波モータ１２が構成されている。

前記超音波モータ１２の弾性体９の外表面には前述のス
テンレス製の帯板８の中間部が巻き掛けられており、こ
の帯板８は前記進行波によって長手方向に駆動される。

そして、その駆動方向は交流電源１１ａ、ｌｌｂの位相
を反転することによって任意に選択することができる。

弾性体９の両端の開口はへりリュウムカッパー製のダイ
ヤフラム１３によって閉鎖されており、圧電素子１０に
発生するアークを弾性体９とダイヤフラム１３によって
形成される空間に封じ込めている。このとき、上記空間
に不活性ガスを封入しておけば一層安全性が高められる
。そして、このダイヤフラムの外側にはＦＲＰ或いはア
ルミニュウム等の軽量材で形成した支持部材１４が固着
されており、この支持部材１４に植設したボルト１５を
前記本体１の下部リング１ｂにナツト１６で螺着するこ
とによってアクチュエータＡの取り付けがなされている
。

次に、前述の構成を備えた本発明による宇宙空間構造物
用位置決め装置の一実施例の作用について説明する。

第４図において鎖線で示すように、骨材３が折り畳まれ
た状態からアクチュエータＡを駆動すると、超音波モー
タ１２の弾性体９の外表面に形成される進行波によって
帯板８が矢印χ方向（第４図参照）に送られる。すると
、この帯板８の一端に連結された骨材３は実線の位置ま
で回動し、パラボラアンテナＰが椀状に拡開する。この
とき、帯板８の他端はり−シフ中に自動的に巻き取られ
る。逆に、アクチュエータＡによって帯板８が矢印Ｙ方
向に送られると、帯板８の他端はリールから繰り出され
、骨材３はその枢軸２に装着した図示しない前記スプリ
ングの弾発力によって鎖線の位置に折り畳まれる。

パラボラアンテナＰが拡開状態にあるとき、その反射膜
４は送信部６を中心として対称形に位置する必要がある
。このために、８個のアクチュエータＡはそれぞれ別個
に駆動され、各骨材３の位置を微調整することによって
反射ＩＩＩＪ、４の精密な位置決めが行われる。

以上、本発明による構造物用位置決め装置の実施例を詳
述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱するこ
となく、種々の小設計変更を行うことが可能である。

例えば、張力部材８として帯板を用いる代わりにワイヤ
ーを用いることが可能であり、その材質としてステンレ
ス以外に高分子材料を用いてもよい。そして、この張力
部材８を弾性体９の周りに巻き掛ける代わりに、その周
囲に１回以上巻き付けることも可能である。

また、超音波モータ１２の圧電素子１０に対する電圧印
加の方法は前記実施例のものに限らず、隣接する圧電素
子に僅かずつ位相の異なる電圧を印加することによって
進行波を発生させることも可能である。

Ｃ３発明の効果前述の本発明の構造物用位置決め装置によれば、アクチ
ュエータに超音波モータを用い、その円筒状の弾性体の
外表面に形成される進行波によって張力部材を駆動して
いるので、潤滑材を必要とする部材間の摺動部分が全く
存在しない。従って、摺動部の潤滑が困難な高真空の宇
宙空間においてもアクチエエータが確実に作動し、その
機能を確実に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による構造物用位置決め装置
を適用したパラボラアンテナを拡開した状態を示す側面
図、第２回は同じく平面図、第３図はそのパラボラアン
テナを折り畳んだ状態を示す側面図、第４図は第１図の
部分拡大図、第５図はアクチュエータの平面図、第６図
は同しく側面図である。８・・・帯板（張力部材）、９・・・弾性体、１０・・
・圧電素子、１２・・・超音波モータ、１３・・・ダイ
ヤフラム、Ａ・・・アクチュエータ、Ｐ・・・パラボラ
アンテナ（構侍物）

Claims

【特許請求の範囲】　円筒状の弾性体の内周面に貼設した多数の圧電素子を
備え、この圧電素子に所定の電圧を印加することによっ
て上記弾性体に進行波を発生させる超音波モータと、こ
の超音波モータの弾性体にその中間部を当接して駆動さ
れる張力部材とにより構成されるアクチュエータを具備
し、このアクチュエータの張力部材の両端を構造物の所定箇
所に接続することによって該構造物に変位を与えること
を特徴とする、構造物用位置決め装置。