JP2002039155A

JP2002039155A - ラッチ機構

Info

Publication number: JP2002039155A
Application number: JP2000227322A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Suzuki; 龍太郎鈴木; Shoichi Iikura; 省一飯倉; Makoto Jinno; 誠神野
Original assignee: Toshiba Corp; Telecommunications Advancement Organization
Current assignee: Toshiba Corp; National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、高剛性なラッチを実現したうえ
で、確実にして高精度なラッチ動作を実現し得るように
することにある。【解決手段】ラッチ軸１０が、ラッチ軸保持部材１３の
軸保持部１３１の第１のラッチ位置に移動されると、ラ
ッチ部材１４のラッチ爪１４１によりいわゆる仮ラッチ
され、その後、回転駆動され、その回転に連動して、そ
のガイドローラ１２がラッチ部材１４のガイド部１４２
に沿って移動案内されることにより、そのガイドローラ
１２がラッチ部材１４のガイド部１４２に押圧されてラ
ッチ軸保持部材１３の軸保持部１３１内に、いわゆる引
き込まれてラッチ完了の第２のラッチ位置に移動されて
ラッチ動作が完了されるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
等の宇宙航行体に搭載される展開型アンテナ等の展開構
造物の折畳み展開自在に組合せられた展開構造体間を展
開位置において位置決めするのに用いられるラッチ機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のラッチ機構において
は、例えば図２１に示すように折畳み自在に組合された
図示しない展開構造体の一方にラッチ軸１を設け、他方
の展開構造体（図示せず）にラッチ軸保持部材２をラッ
チ軸１に対応して設ける。そして、このラッチ軸保持部
材２には、ラッチ部材３がばね部材４を介して保持方向
（ラッチ方向）に付勢力が付与されており、これら対の
展開構造物（図示せず）が展開されると、一方の展開構
造体（図示せず）のラッチ軸１が、そのばね部材４の付
勢力に抗してラッチ部材３を押し広げて侵入されてラッ
チされる。ここで、展開構造体（図示せず）は、そのラ
ッチ軸１がラッチ軸保持部材２に対してラッチ部材３に
よりラッチされて、所定の形状に位置決めされる。

【０００３】ところが、上記ラッチ機構では、展開構造
体（図示せず）が熱変形等により、変形誤差が生じる
と、その展開構造物（図示せず）の展開動作完了時にお
いて、ラッチ軸１がラッチ軸保持部材２のラッチ位置ま
で侵入しない状態で、ラッチ動作が終了してしまい、展
開構造体（図示せず）の剛性を低下させてしまうという
問題を有する。

【０００４】そこで、展開構造物（図示せず）の展開ト
ルクを大きく設定して、ラッチ軸１を強制的にラッチ軸
保持部材２のラッチ位置まで侵入させるように構成する
ことも考えられる。

【０００５】しかしながら、これによると、展開駆動モ
ータを、展開構造体（図示せず）の展開に必要とする展
開トルクより大きな出力トルクを有するものを備えなけ
ればならないという問題を有する。

【０００６】係る変形誤差の発生した構造体間のラッチ
に関する問題は、温度環境の厳しい宇宙開発の分野に限
ることなく、地上環境に構築される構造体間を所望の形
状にラッチするラッチ機構においても同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のラッチ機構では、展開構造体に変形誤差が生じる
と、確実なラッチが困難となるという問題を有する。

【０００８】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、高剛性なラッチを実現したうえで、確実にして高
精度なラッチ動作を実現し得るようにしたラッチ機構を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、略平行に変
位された軸回りに回転自在なガイドローラが設けられた
ラッチ軸と、このラッチ軸がラッチ初期に司る第１のラ
ッチ位置、及びラッチ完了時に司る第２のラッチ位置間
に移動自在に収容される軸保持部を有したラッチ軸保持
部材と、このラッチ軸保持部材に対して回動自在に支持
されるものであって、前記第１のラッチ位置に移動され
たラッチ軸をラッチするラッチ爪及び該ラッチ軸が前記
第１のラッチ位置から第２のラッチ位置への移動時に前
記ガイドローラを移動案内するガイド部が設けられたラ
ッチ部材と、このラッチ部材を前記ラッチ軸に圧接する
方向に回動付勢する付勢手段と、前記ラッチ軸の第１の
ラッチ位置において、該ラッチ軸を回転駆動して、前記
ガイドローラをラッチ部材のガイド部に沿って移動案内
して前記ラッチ軸を前記第２のラッチ位置に案内する回
転駆動手段とを備えて構成した。

【００１０】上記構成によれば、ラッチ軸は、ラッチ軸
保持部材の軸保持部の第１のラッチ位置に移動される
と、ラッチ部材のラッチ爪によりいわゆる仮ラッチさ
れ、その後、回転駆動手段が駆動されると、これに連動
して、そのガイドローラがラッチ部材のガイド部に沿っ
て移動案内されることにより、そのガイドローラがラッ
チ部材のガイド部に押圧されてラッチ軸保持部材の軸保
持部内、いわゆる引き込まれてラッチ完了の第２のラッ
チ位置に移動される。これにより、ラッチ軸は、所望の
ラッチ完了位置に確実にラッチされて、ガタの無い高剛
性で、高精度なラッチが可能となる。

【００１１】また、この発明は、略直交する第１及び第
２の軸回りに展開自在に組合せられた一対の展開構造体
の一方に設けられ、略平行に変位された軸回りに回転自
在なガイドローラが設けられたラッチ軸と、前記一対の
展開構造体の他方に前記ラッチ軸に対応して設けられる
ものであって、前記一対の展開構造体の第１の軸回りの
回動に連動して、前記ラッチ軸が第１のラッチ位置にラ
ッチされ、該一対の展開構造体の第２の軸回りの回動に
連動して該ラッチ軸が回転されて第２のラッチ位置に移
動される軸保持部を有したラッチ軸保持部材と、このラ
ッチ軸保持部材に対して回動自在に支持されるものであ
って、前記第１のラッチ位置に移動されたラッチ軸をラ
ッチするラッチ爪及び該ラッチ軸が前記第１のラッチ位
置から第２のラッチ位置への回転移動時に前記ガイドロ
ーラを移動案内するガイド部が設けられたラッチ部材
と、このラッチ部材を前記ラッチ軸に圧接する方向に回
動付勢する付勢手段とを備えてラッチ機構を構成した。

【００１２】上記構成によれば、ラッチ軸は、展開構造
体が第１の軸回りに回動されると、ラッチ軸保持部材の
軸保持部の第１のラッチ位置に移動されて、ラッチ部材
のラッチ爪によりいわゆる仮ラッチされ、その後、展開
構造体が、第２の軸回りに回動されると、これに連動し
て、そのガイドローラがラッチ部材のガイド部に沿って
移動案内されることにより、そのガイドローラがラッチ
部材のガイド部に押圧されてラッチ軸保持部材の軸保持
部内、いわゆる引き込まれてラッチ完了の第２のラッチ
位置に移動される。これにより、ラッチ軸は、所望のラ
ッチ完了位置に確実にラッチされて、ガタの無い高剛性
で、高精度なラッチが可能となる。

【００１３】また、この発明は、さらに、前記ラッチ軸
が前記ラッチ軸保持部材の軸保持部における第２のラッ
チ位置に回動案内された状態で、該ラッチ軸を前記軸保
持部に圧接する第２のラッチ部材を前記ラッチ軸保持部
材に設けて構成した。

【００１４】上記構成によれば、ラッチ軸は、第２のラ
ッチ位置において、第２のラッチ部材によりラッチ軸保
持部材の軸保持部に直接的に圧接されて位置規制される
ことにより、さらに、ガタの無い高剛性で、高精度なラ
ッチが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１及び図２は、この発明の一実施の形態
に係るラッチ機構を示すもので、図１は正面を示し、図
２は断面を示す。

【００１７】即ち、この発明の特徴とするラッチ軸１０
は、例えばアンテナを構成する展開構造体、例えば図３
に示すように第１及び第２のヒンジ機構４０，４１を介
して二軸方向（矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向）に折畳み展
開自在に組合された第１乃至第４の展開パネル４２〜４
５のうち二軸回りに回動される第２の展開パネル４３に
第４の展開パネル４５に対応して突設される。このラッ
チ軸１０には、ラッチアーム１１の一端が取付けられ
（図１及び図２参照）、このラッチアーム１１の他端に
は、ガイドローラ１２がラッチ軸１０と略平行に変位し
た軸回りに回転自在に取付けられる。

【００１８】他方、第１乃至第４の展開パネル４２〜４
５のうち第４の展開パネル４５には、略凹状の軸保持部
１３１を有したラッチ軸保持部材１３が上記第２の展開
パネル４３のラッチ軸１０に対応して設けられる。この
ラッチ軸保持部材１３には、ラッチ部材１４が軸１５を
介して回動自在に取付けられる。このラッチ部材１４に
は、ラッチ爪１４１がラッチ軸１０に対応して形成され
ると共に、ガイド部１４２が上記ガイドローラ１２に対
応して形成される。

【００１９】また、上記ラッチ軸保持部材１３とラッチ
部材１４との間には、ばね部材１６がラッチ部材１４に
対して図中反時計方向（ラッチ軸１０と圧接する方向）
に付勢力を付与するように係着される。

【００２０】上記構成において、第１乃至第４の展開パ
ネル４２〜４５は、図示しない宇宙航行体に図４に示す
ように折畳み収容されて搭載され、宇宙空間に到達した
状態で、先ず第１のヒンジ機構４０が駆動されて（図５
参照）、第２及び第４の展開パネル４３，４５が第１及
び第３の展開パネル４２，４４に対して矢印Ａ方向に回
動されて図６に示すように展開される。ここで、ラッチ
軸１０は、そのガイドローラ側から図７に示すように第
４の展開パネル４５のラッチ軸保持部材１３の軸保持部
１３１に侵入される。この際、ラッチ軸１０は、そのガ
イドローラ１２で図８に示すようにラッチ部材１４のラ
ッチ爪１４１をばね部材１６の付勢力に抗して押圧しな
がらラッチ軸保持部材１３の軸保持部１３１に侵入し
て、所定の位置に侵入された状態で、ラッチ部材１４の
ラッチ爪１４１に係止されて第１のラッチ位置に、いわ
ゆる仮ラッチされる（図９参照）。この第１のラッチ位
置は、各部の熱変形等の変形誤差を推定して設定され
る。

【００２１】ここで、第２のヒンジ機構４１が駆動され
る。すると、第１及び第２の展開パネル４２，４３は、
第３及び第４の展開パネル４４，４５に対して矢印Ｂ方
向に同時に回転され、その回転動作に連動して、ラッチ
軸１０が図１０に示すように、その軸回りに回転させ
る。この際、ラッチ軸１０は、そのガイドローラ１２が
ラッチ部材１４のガイド部１４２に沿って案内されるこ
とにより、このラッチ部材１４により、矢印方向に移動
付勢され（図１１参照）、第２のヒンジ機構４１の駆動
停止に連動して図１２に示すようにラッチ軸保持部材１
３の軸保持部１３１の底部に移動された第２のラッチ位
置に移動され、ここにラッチ動作が完了される。

【００２２】なお、ラッチ部材１４のラッチ爪１４１に
よるラッチ軸１０の仮ラッチ状態である第１のラッチ位
置は、各部の変形誤差が無い状態では、ラッチ軸保持部
材１３の軸保持部１３の底部に移動される第２のラッチ
位置となる。従って、第１のラッチ位置は、第１及び第
２のヒンジ機構４０，４１や第１乃至第４の展開パネル
４２〜４５の変形誤差に応じて決定されることとなる。

【００２３】このように、上記ラッチ機構は、ラッチ軸
１０が、ラッチ軸保持部材１３の軸保持部１３１の第１
のラッチ位置に移動されると、ラッチ部材１４のラッチ
爪１４１によりいわゆる仮ラッチされ、その後、回転駆
動され、その回転に連動して、そのガイドローラ１２が
ラッチ部材１４のガイド部１４２に沿って移動案内され
ることにより、そのガイドローラ１２がラッチ部材１４
のガイド部１４２に押圧されてラッチ軸保持部材１３の
軸保持部１３１内に、いわゆる引き込まれてラッチ完了
の第２のラッチ位置に移動されてラッチ動作が完了され
るように構成した。

【００２４】これによれば、ラッチ軸１０は、例えば第
１乃至第４の展開パネル４２〜４５が熱の影響等により
変形誤差が生じた場合においても、展開動作に連動し
て、ラッチ軸保持部材の軸保持部１３１の所定のラッチ
完了位置に確実に引き込まれてラッチされて、ガタの無
い高剛性で、高精度なラッチが実現される。

【００２５】また、この発明は、上記実施の形態に限る
ことなく、図１３乃至図２０に示すように構成すること
により、さらに、ラッチ完了時における信頼性の向上を
図ることが可能となる。但し、図１３乃至図２０におい
ては、前記図１乃至図１２と同一部分について、同一符
号を付して、その詳細な説明を省略する。

【００２６】即ち、この実施の形態においては、図１３
及び図１４に示すように前記ラッチ軸保持部材１３に対
して前記ラッチ部材１４と共に、第２のラッチ部材１７
を前記軸１５を介して互いに逆方向に回動可能に取付け
る。この第２のラッチ部材１７には、ラッチ軸１０のラ
ッチ完了位置に対応してラッチ爪１７１が形成され、ラ
ッチ部材１４のラッチ爪１４１がガイドローラ１２を係
止した状態で、そのラッチ爪１７１でラッチ軸１０をラ
ッチする。

【００２７】そして、上記ラッチ軸保持部材１３と第２
のラッチ部材１７との間には、ばね部材１８がラッチ軸
保持部材１３に対して図中時計方向（ラッチ軸１０と圧
接する方向）に付勢力を付与するように係着される。

【００２８】上記構成において、前記第１乃至第４の展
開パネル４２〜４５が前記図４に示すように折畳み収容
された状態で、先ず第１のヒンジ機構４０が駆動されて
（図５参照）、第２及び第４の展開パネル４２，４３が
第１及び第３の展開パネル４４，４５に対して回動され
て図６に示すように展開される。ここで、ラッチ軸１０
は、そのガイドローラ側から先ず図１５に示すように第
４の展開パネル４５のラッチ軸保持部材１３の軸保持部
１３１に侵入される。この際、ラッチ軸１０は、そのガ
イドローラ１２で、図１６に示すようにラッチ部材１４
のラッチ爪１４１をばね部材１６の付勢力に抗して押圧
すると共に、第２のラッチ部材１７のラッチ爪１７１を
ばね部材１８の付勢力に抗して押圧しながらラッチ軸保
持部材１３の軸保持部１３１に侵入して、所定の位置に
侵入された状態で、ラッチ部材１４のラッチ爪１４１に
係止される（図１７参照）。

【００２９】ここで、第２のヒンジ機構４１が駆動され
る。すると、第１及び第２の展開パネル４２，４３は、
第３及び第４の展開パネル４２〜４５に対して同時に回
転され、その回転動作に連動して、ラッチ軸１０が図１
８に示すように、その軸回りに回転させる。この際、ラ
ッチ軸１０は、そのガイドローラ１２がラッチ部材１４
のガイド部１４２に沿って案内されることにより、この
ラッチ部材１４により、矢印方向に移動付勢され（図１
９参照）、第２のヒンジ機構４１の駆動停止に連動して
図２０に示すようにラッチ軸保持部材１３の軸保持部１
３１の底部に移動される。同時に、第２のラッチ部材１
７は、ばね部材１８の付勢力により反転されて、そのラ
ッチ爪１７１がラッチ軸１０を係止し、該ラッチ軸１０
を位置規制し、ここに、ラッチ動作が完了される。

【００３０】なお、上記図１３乃至図２０に示す実施の
形態においては、ラッチ部材１４と第２のラッチ部材１
７を軸１５を介して同一軸上に配置して、互いに逆方向
に回動可能に組合せ構成した場合で説明したが、これに
限ることなく、その他、これらラッチ部材１４及び第２
のラッチ部材１７を同一軸上に組合せることなく異なる
軸にそれぞれ別体に回動自在に配設するように構成可能
である。また、これらラッチ部材１４及び第２のラッチ
部材１７を同一方向に回動可能に構成することも可能で
ある。

【００３１】さらに、上記各実施の形態では、宇宙航行
体に塔載する展開構造物のラッチに適用するように構成
した場合で説明したが、これに限ることなく、各種の展
開構造体のラッチに適用することが可能である。

【００３２】また、上記各実施の形態では、第１のラッ
チ位置にラッチされたラッチ軸１０を回転駆動するの
に、第１乃至第４の展開パネル４２〜４５の展開力を利
用して行なうように構成した場合で説明したが、これに
限ることなく、回転駆動モータ等の回転駆動手段を備え
てラッチ軸１０が第１のラッチ位置にラッチされた状態
でラッチ軸１０を、この回転駆動手段で回転駆動するよ
うに構成することも可能である。

【００３３】よって、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱いな
い範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さ
らに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれて
おり、開示される複数の構成要件における適宜な組合せ
により種々の発明が抽出され得る。

【００３４】例えば実施形態に示される全構成要件から
幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようと
する課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述
べられている効果が得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、高剛性なラッチを実現したうえで、確実にして高精
度なラッチ動作を実現し得るようにしたラッチ機構を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係るラッチ機構を示
した正面図である。

【図２】図１の一部を断面した断面図である。

【図３】図１の展開パネルへの取付状態を示した斜視図
である。

【図４】図３の展開パネルの折畳み状態を示した側面図
である。

【図５】図４の展開パネルの一軸回りの展開途中を示し
た側面図である。

【図６】図４の展開パネルの一軸回りの展開完了状態を
示した側面図である。

【図７】図１のラッチ動作を説明するために示した正面
図である。

【図８】図１のラッチ動作を説明するために示した正面
図である。

【図９】図１のラッチ動作を説明するために示した正面
図である。

【図１０】図１のラッチ動作を説明するために示した正
面図である。

【図１１】図１のラッチ動作を説明するために示した正
面図である。

【図１２】図１のラッチ動作を説明するために示した正
面図である。

【図１３】この発明の他の実施の形態に係るラッチ機構
を示した正面図である。

【図１４】図１３の一部を断面した断面図である。

【図１５】図１３のラッチ動作を説明するために示した
正面図である。

【図１６】図１３のラッチ動作を説明するために示した
正面図である。

【図１７】図１３のラッチ動作を説明するために示した
正面図である。

【図１８】図１３のラッチ動作を説明するために示した
正面図である。

【図１９】図１３のラッチ動作を説明するために示した
正面図である。

【図２０】図１３のラッチ動作を説明するために示した
正面図である。

【図２１】従来のラッチ機構を示した正面図である。

【符号の説明】

１０ … ラッチ軸。１１ … ラッチアーム。１２ … ガイドローラ。１３ … ラッチ軸保持部材。１３１ … 軸保持部。１４ … ラッチ部材。１４１ … ラッチ爪。１４２ … ガイド部。１５ … 軸。１６ … ばね部材。１７ … 第２のラッチ部材。１７１ … ラッチ爪。１８ … ばね部材。４０ … 第１のヒンジ機構。４１ … 第２のヒンジ機構。４２ … 第１の展開パネル。４３ … 第２の展開パネル。４４ … 第３の展開パネル。４５ … 第４の展開パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｑ 1/08 Ｈ０１Ｑ 1/08 1/28 1/28 (72)発明者飯倉省一神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝小向工場内 (72)発明者神野誠神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 3J105 AA02 AA03 AA12 AB14 AC01 DA15 DA22 DA34 5J046 AA02 AA05 AB05 DA00 KA03 KA04 KA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略平行に変位された軸回りに回転自在な
ガイドローラが設けられたラッチ軸と、このラッチ軸がラッチ初期に司る第１のラッチ位置、及
びラッチ完了時に司る第２のラッチ位置間に移動自在に
収容される軸保持部を有したラッチ軸保持部材と、このラッチ軸保持部材に対して回動自在に支持されるも
のであって、前記第１のラッチ位置に移動されたラッチ
軸をラッチするラッチ爪及び該ラッチ軸が前記第１のラ
ッチ位置から第２のラッチ位置への移動時に前記ガイド
ローラを移動案内するガイド部が設けられたラッチ部材
と、このラッチ部材を前記ラッチ軸に圧接する方向に回動付
勢する付勢手段と、前記ラッチ軸の第１のラッチ位置において、該ラッチ軸
を回転駆動して、前記ガイドローラをラッチ部材のガイ
ド部に沿って移動案内して前記ラッチ軸を前記第２のラ
ッチ位置に案内する回転駆動手段とを具備したことを特
徴とするラッチ機構。
【請求項２】略直交する第１及び第２の軸回りに展開
自在に組合せられた一対の展開構造体の一方に設けら
れ、略平行に変位された軸回りに回転自在なガイドロー
ラが設けられたラッチ軸と、前記一対の展開構造体の他方に前記ラッチ軸に対応して
設けられるものであって、前記一対の展開構造体の第１
の軸回りの回動に連動して、前記ラッチ軸が第１のラッ
チ位置にラッチされ、該一対の展開構造体の第２の軸回
りの回動に連動して該ラッチ軸が回転されて第２のラッ
チ位置に移動される軸保持部を有したラッチ軸保持部材
と、このラッチ軸保持部材に対して回動自在に支持されるも
のであって、前記第１のラッチ位置に移動されたラッチ
軸をラッチするラッチ爪及び該ラッチ軸が前記第１のラ
ッチ位置から第２のラッチ位置への回転移動時に前記ガ
イドローラを移動案内するガイド部が設けられたラッチ
部材と、このラッチ部材を前記ラッチ軸に圧接する方向に回動付
勢する付勢手段とを具備したことを特徴とするラッチ機
構。
【請求項３】さらに、前記ラッチ軸が前記ラッチ軸保
持部材の軸保持部における第２のラッチ位置に回動案内
された状態で、該ラッチ軸を前記軸保持部に圧接する第
２のラッチ部材を前記ラッチ軸保持部材に設けたことを
特徴とする請求項１又は２記載のラッチ機構。