宇宙用直動機構におけるばね減速機の設計事例

光学衛星に搭載される直動機構の焦点調整機構（FCM）は、駆動量は小さいが、非常に高い駆動精度が要求され、そのために高い駆動分解能が必要である。アクチュエータ部の波動歯車装置（減速機）に加えて、さらなる減速機が必要であるが、高い駆動精度が要求されるためにガタも許されない。直動の宇宙用アクチュエータとして、Rubicon®とういうばね減速機があるが、ハウジングの形状が複雑であり、最適な減速比に関する設計が困難である。そこで、角断面コイルばね（角ばね）と円弧ヒンジから構成されるリニアガイドを用いて、減速比の設計が容易となる新たなばね減速機を開発した。本報では、角ばねとリニアガイド剛性の実用設計式を報告し、その組み合わせによるばね減速機の広く連続的な減速比を実現した結果について報告する。

The focus control mechanism （FCM） of the linear motion mechanism mounted on an optical satellite operates with a small focus adjustment stroke, which requires extremely high drive accuracy. Consequently, high drive resolution is required for the FCM. Therefore, in addition to the strain wave gearing （reduction gear） of the actuator section, an additional reducer is required to achieve high drive resolution without backlash. A spring reducer called Rubicon® has already been developed as a space linear actuator, but it is difficult to design an optimal reduction ratio since the shape of the housing is relatively complex. To address this issue, we developed a new spring reducer that facilitates selection of the desired reduction ratio by using a rectangular wire helical spring（ hereinafter rectangular spring） and linear guides consisting of circular hinges. In this paper, practical design equations for the rectangular spring stiffness and the linear guide stiffness are derived, thereby realizing a wide and continuous reduction ratio of the spring reducer.

Rectangular spring, Linear guide, Spring constant, Reducer, Liner motion mechanism