JP2006264445A - Power transmission mechanism of developed structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば宇宙船に収納状態で搭載され、軌道上にて展開する太陽電池パネルやフェーズドアンテナ等の平面、又は大型アンテナや太陽光集光板等の曲面を構成するような展開構造物における動力伝達機構に関するものである。 The present invention is, for example, in a deployment structure that is mounted in a spacecraft and accommodates a flat surface such as a solar cell panel or a phased antenna that is deployed in orbit, or a curved surface such as a large antenna or a solar collector plate. The present invention relates to a power transmission mechanism.
従来の宇宙用展開構造物は、複数個のパネルが一列となるように隣接するパネル同士をヒンジにより連結されて構成された複数個のパネル列を有し、複数個のパネル列が隣りのパネル列と展開方向を異なるようにパネル同士をヒンジにより連結されている。そして、各パネル列は、山折りと谷折りとを交互に繰り返す収納形状となるようにパネル間がヒンジにより連結されている。さらに、パネル列を構成するパネルは、同期機構により同期して動作し、収納形状から展開形状に展開される(例えば、特許文献1参照)。 A conventional space deployment structure has a plurality of panel rows formed by connecting adjacent panels with hinges so that the plurality of panels are arranged in a row, and the plurality of panel rows are adjacent panels. The panels are connected to each other by hinges so that the rows and the development directions are different. And each panel row | line | column is connected with the hinges so that it may become the storage shape which repeats a mountain fold and a valley fold alternately. Furthermore, the panel which comprises a panel row | line | column operate | moves synchronously with a synchronizing mechanism, and is expand | deployed from a storage shape to a deployment shape (for example, refer patent document 1).
この種の宇宙用展開構造物では、宇宙でのパネル列の展開動作が確実に行われるように、地上でのパネル列の展開動作試験が行われる。このパネル列の展開動作試験には、パネル列の収納動作が付随する。また、パネル列を展開させてパネルの評価試験が行われる。
従来の宇宙用展開構造物では、パネル列を構成するパネルが同期機構により同期して動作するように構成されているので、太陽電池パネルのような自動収納できない展開構造物の場合には、複数の作業者が展開されたパネル列の周りに立ち、人手により各パネルの動作を同期させつつ収納する必要があり、収納作業効率が低下していた。また、近年の太陽電池パネルでは、各パネル間の角度を180度と異なる角度に展開させる場合がある。このような場合には、パネル列を構成する各パネルの動作を同期させつつ収納することがさらに困難となり、収納作業効率がさらに低下してしまう。
また、個々のパネルの評価試験を実施する場合でも、パネル列を構成する全パネルを展開状態に展開してパネルの評価試験を実施しなければならず、評価試験の作業性が悪化してしまっていた。
In this type of space deployment structure, a panel row deployment operation test on the ground is performed so that the panel row deployment operation in space is performed reliably. The panel row unfolding operation test is accompanied by a panel row storing operation. Moreover, the panel evaluation test is performed by expanding the panel row.
In the conventional space deployment structure, since the panels constituting the panel row are configured to operate in synchronization by a synchronization mechanism, in the case of a deployment structure such as a solar panel that cannot be automatically stored, a plurality of It is necessary for the workers to stand around the deployed panel row and store them while the operation of each panel is synchronized manually, which reduces the storage work efficiency. In recent solar cell panels, the angle between the panels may be expanded to an angle different from 180 degrees. In such a case, it becomes more difficult to store the panels constituting the panel row while synchronizing the operations, and the storage work efficiency is further reduced.
Even when an evaluation test is performed on each panel, all the panels constituting the panel row must be expanded and the panel evaluation test must be performed, which deteriorates the workability of the evaluation test. It was.
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、パネル列を構成するパネル間の動力伝達機構に動力の伝達/非伝達を切り換える同期/非同期切り換え手段を設け、パネル列の収納動作時或いは展開動作時に動力伝達機構による動力伝達を止め、パネルを非同期に動作できるようにし、パネル列の収納作業性を向上させることができるとともに、所望のパネルのみを展開させて評価試験を行えるようにした展開構造物の動力伝達機構を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem. A synchronous / asynchronous switching means for switching between transmission and non-transmission of power is provided in a power transmission mechanism between panels constituting the panel row, and when the panel row is stored. Alternatively, the power transmission by the power transmission mechanism can be stopped during the unfolding operation so that the panels can be operated asynchronously, the panel work can be improved, and the evaluation test can be performed by deploying only the desired panel. It aims at obtaining the power transmission mechanism of the developed structure.
この発明による展開構造物の動力伝達機構は、複数個のパネルが、隣接する該パネル同士をヒンジにより連結されて一続きのパネル列となるように構成され、それぞれの該ヒンジの部位で山折りと谷折りとを交互に繰り返して折り畳まれた収納状態と、隣接する該パネル間の展開角度を設定された角度となるように展開された展開状態と、をとる展開構造物の動力伝達機構である。1個置きの上記パネルで構成される一方のパネル群の各パネルには、プーリがその軸心を当該パネルに取り付けられている上記各ヒンジの回転軸心に一致させて、かつ、当該パネルから該各ヒンジの回転軸心の方向の一側に延出するように取り付けられ、1個置きの上記パネルで構成される他方のパネル群の各パネルには、プーリがその軸心を当該パネルに取り付けられている上記各ヒンジの回転軸心に一致させて、かつ、当該パネルから該各ヒンジの回転軸心の方向の他側に延出するように取り付けられている。上記一方のパネル群を構成する隣り合うパネル同士が、それぞれ同期ワイヤを隣り合う上記プーリ対に緊張状態に掛け渡して連結され、かつ、上記他方のパネル群を構成する隣り合うパネル同士が、それぞれ上記同期ワイヤを隣り合う上記プーリ対に緊張状態に掛け渡して連結されている。上記同期ワイヤが掛け渡された上記プーリ対の一方のプーリは、当該パネルに固定状態又は軸心周りに回転自在に取り付けられ、かつ、他方のプーリは、当該パネルに軸心周りに回転自在に取り付けられている。さらに、当該パネルに軸心周りに回転自在に取り付けられた上記プーリは、同期/非同期切り換え手段により当該パネルに対する回転状態と回転阻止状態とが切り換えられるように構成されている。 The power transmission mechanism of the unfolded structure according to the present invention is configured such that a plurality of panels are connected to each other by hinges to form a series of panel rows. A power transmission mechanism of the unfolding structure that takes a folded state in which the folding angle is alternately repeated and a folded state, and a unfolded state in which the unfolded angle between the adjacent panels is set to a set angle. is there. In each panel of one panel group composed of every other panel, a pulley has its axis aligned with the rotational axis of each hinge attached to the panel, and from the panel A pulley is attached to each panel of the other panel group, which is mounted so as to extend to one side in the direction of the rotational axis of each hinge, and is composed of every other panel. It is attached so as to coincide with the rotation axis of each of the attached hinges and to extend from the panel to the other side in the direction of the rotation axis of each of the hinges. Adjacent panels composing the one panel group are connected in tension to the pulley pair adjacent to each other, and adjacent panels composing the other panel group are respectively connected. The synchronous wire is connected to the adjacent pulley pair in a tensioned state. One pulley of the pair of pulleys around which the synchronization wire is stretched is fixedly attached to the panel or rotatably around the axis, and the other pulley is rotatable around the axis on the panel. It is attached. Further, the pulley attached to the panel so as to be rotatable around the axis is configured to be switched between a rotation state and a rotation prevention state with respect to the panel by a synchronous / asynchronous switching means.
この発明によれば、パネル列を展開状態から収納させる際に、同期/非同期切り換え手段により少なくとも一方のプーリを自身が取り付けられているパネルに対して回転状態に切り換える。そこで、パネル列の収納動作時に、パネルの収納動作に連動して他方のプーリに発生する回転トルクが同期ワイヤを介して一方のプーリに伝達されても、一方のプーリは自身が取り付けられているパネルに対して回転し、当該パネルには伝達されない。これにより、パネル列を構成する各パネルを単独に動作させることができ、パネル列を少人数で簡易に収納することができる。また、パネル列を収納状態から展開させる際に、同期/非同期切り換え手段により所定のプーリを回転状態に切り換え、試験評価対象のパネルを単独で動作させるようにできる。そこで、評価試験対象のパネルのみを展開して、評価試験を行うことができる。 According to the present invention, when the panel row is housed from the unfolded state, at least one pulley is switched to the rotating state with respect to the panel to which it is attached by the synchronous / asynchronous switching means. Therefore, even when the rotational torque generated in the other pulley in conjunction with the panel storage operation is transmitted to one pulley via the synchronization wire during the panel storage operation, one pulley is attached to itself. It rotates relative to the panel and is not transmitted to the panel. Thereby, each panel which comprises a panel row | line | column can be operated independently, and a panel row | line can be easily accommodated with a small number of people. Further, when the panel row is expanded from the housed state, the predetermined pulley is switched to the rotating state by the synchronous / asynchronous switching means, and the panel to be tested can be operated independently. Therefore, the evaluation test can be performed by developing only the panel to be evaluated.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る展開構造物における展開・収納動作を説明する図であり、図1の(a)は収納状態を示し、図1の(b)は展開途中の状態を示し、図1の(c)は展開状態を示し、図1の(d)は一部展開状態を示している。図2はこの発明の実施の形態1に係る展開構造物の構成を説明する要部斜視図である。図3はこの発明の実施の形態1に係る展開構造物の動力伝達機構における第2プーリの構成を説明する図であり、図3の(a)は背面図を示し、図3の(b)は断面図を示している。図4はこの発明の実施の形態1に係る展開構造物の動力伝達機構における第1プーリの構成を説明する図であり、図4の(a)は底面図を示し、図4の(b)は断面図を示している。図5はこの発明の実施の形態1に係る展開構造物における動力伝達機構の同期状態の動作を説明する図、図6はこの発明の実施の形態1に係る展開構造物の動力伝達機構の非同期状態の動作を説明する図である。図7はこの発明の実施の形態1に係る展開構造物における他の展開・収納動作を説明する図であり、図7の(a)は収納状態を示し、図7の(b)は展開途中の状態を示し、図7の(c)は展開状態を示している。
1A and 1B are diagrams for explaining an unfolding / storing operation in the unfolding structure according to
図1において、展開構造物1は、例えば宇宙船などの本体部2と、複数個のパネル3と、本体部2とパネル3とを連結するヒンジ4と、複数個のパネル3が一列(一続き)のパネル列となるように隣り合うパネル3同士を連結するヒンジ5と、パネル列を構成するパネル3に展開力および収納力を伝達する後述する動力伝達機構と、を備えている。
In FIG. 1, a
パネル3は、図2に示されるように、例えば矩形平板状に作製された太陽電池パネルである。各パネル3は、相対する両側面の中央部で、対応するパネル3の側面の中央部にヒンジ5により連結されている。そして、ヒンジ5の回転軸5aの軸方向は、パネル3の側面の長さ方向に一致している。これにより、複数個のパネル3は、一列のパネル列を構成するようにヒンジ5により連結されている。パネル列の一端のパネル3は、他方の側面の中央部で、ヒンジ4により本体部2に連結されている。このヒンジ4の回転軸の軸方向は、ヒンジ5の回転軸5aの軸方向と平行である。そして、パネル列は、一端のパネル3がヒンジ4の回転軸周りに回転自在に本体部2に連結され、隣り合うパネル3がヒンジ5の回転軸5a周り回転自在に連結され、図1の(a)に示されるように、山折りと谷折りとを交互に繰り返して折り畳まれた収納状態をとる。
As shown in FIG. 2, the
つぎに、動力伝達機構について、図2乃至図4を参照しつつ説明する。
一対のプーリ取付台6が、図2に示されるように、各パネル3のヒンジ結合された両側面の長さ方向一側縁部にそれぞれ一体に配設されている。
第1プーリ7は、図4に示されるように、有底円筒状の胴部8と、胴部8の先端に一体に形成されたリング状のフランジ部9と、を備えている。この第1プーリ7は、取付ねじ(図示せず)などを用いて胴部8を一側のプーリ取付台6に締着固定されている。この第1プーリ7は、その軸心がヒンジ5の回転軸5aと同軸となり、かつ、少なくともフランジ部9がパネル3から反ヒンジ5側に延出するようにプーリ取付台6に取り付けられている。この第1プーリ7の軸心は、フランジ部9の中心である。
Next, the power transmission mechanism will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, a pair of
As shown in FIG. 4, the
第2プーリ10は、図3に示されるように、固定部としての有底円筒状の胴部11と、リング状のフランジ部13が円筒状の筒部14の先端に一体に形成され、筒部14を胴部11に同軸、かつ、外嵌状態に装着され、胴部11に回転自在に取りつけられた可動部12と、可動部12の胴部11からの抜けを防止する抜け止め部材15と、連結部材としての固定ピン16と、固定ピン16の抜けを防止するナット17と、を備えている。この第2プーリ10は、取付ねじ(図示せず)などを用いて胴部11を他側のプーリ取付台6に締着固定されている。この第2プーリ10は、その軸心がヒンジ5の回転軸5aと同軸となり、かつ、少なくともフランジ部13がパネル3から反ヒンジ5側に延出するようにプーリ取付台6に取り付けられている。この第2プーリ10の軸心は、胴部11(可動部12)の中心である。
そして、胴部11には、穴方向を軸心と直交する固定側穴としての一対の貫通穴11aが穿設され、筒部14には、高さ位置を貫通穴11aと同じくして、穴方向を軸心と直交する可動側穴としての一対の貫通穴14aが穿設されている。そして、固定ピン16が貫通穴11a,14aに挿入されて、可動部12の胴部11に対する回転が阻止される。ここで、貫通穴11a,14a、固定ピン16およびナット17が同期/非同期切り換え手段を構成している。
As shown in FIG. 3, the
The
パネル列は、パネル3のプーリ取付台6の配設側を互い違いにしてヒンジ5により連結されている。そして、無端状の同期ワイヤ18が、各パネル3の両側に位置する一側のパネル3の第1プーリ7のフランジ部9と、他側のパネル3の第2プーリ10のフランジ部13とに緊張状態に掛け渡されている。ここで、第1プーリ7のフランジ部9の直径(プーリ径)は、第2プーリ10のフランジ部13の直径(プーリ径)に等しい。
The panel rows are connected by
そこで、パネル列は、本体部2側から1番目と3番目のパネル3の対、3番目と5番目のパネル3の対、5番目と7番目のパネル3の対、7a番目と9番目のパネル3の対、9番目と11番目のパネル3の対が、それぞれ動力伝達機構により連結され、本体部2と2番目のパネル3の対、2番目と4番目のパネル3の対、4番目と6番目のパネル3の対、6番目と8番目のパネル3の対、8番目と10番目のパネル3の対が、それぞれ動力伝達機構により連結されている。なお、パネル列の1番目のパネル3の本体部2側と、最先端に位置するパネル3の先端側とには、第1プーリ7又は第2プーリ10が不要となる。
Therefore, the panel row includes the first and
ついで、パネル列の動力伝達機構による動作について図5および図6を参照しつつ説明する。
まず、固定ピン16が貫通穴11a,14aに挿入されている状態では、パネル3がヒンジ5の回転軸5a周りに回転すると、第1プーリ7がパネル3の回転に連動して回転軸5a周りに回転する。そして、第1プーリ7の回転トルクが同期ワイヤ18を介して1個離れたパネル3の第2プーリ10に伝達され、当該パネル3がヒンジ5の回転軸5a周りに回転する。つまり、1個離れたパネル3の対が、互いに拘束状態となり、図5に示されるように、同期して展開、あるいは収納動作する。
また、固定ピン16が貫通穴11a,14aから取り外されている状態では、パネル3がヒンジ5の回転軸5a周りに回転すると、第1プーリ7がパネル3の回転に連動して回転軸5a周りに回転する。そして、第1プーリ7の回転トルクが同期ワイヤ18を介して1個離れたパネル3の第2プーリ10に伝達される。この時、第2プーリ10の可動部12が胴部11、即ちプーリ取付台6に対して回転し、第1プーリ7の回転トルクは、当該パネル3に伝達されない。つまり、パネル3の対は、固定ピン16を取り外すことにより、互いの拘束状態が解除され、図6に示されるように、独自にヒンジ5の回転軸5a周りに回転できる。
このように、固定ピン16の抜き差しにより、パネル3の対の同期/非同期状態(拘束状態/非拘束状態)が切り換えられる。
Next, the operation of the panel row power transmission mechanism will be described with reference to FIGS.
First, in a state where the fixing
When the fixing
As described above, the synchronous / asynchronous state (constrained state / unconstrained state) of the pair of the
このように構成された展開構造物は、図1の(a)に示されるように、パネル3が山折りと谷折りを交互に繰り返すように折り畳まれて収納される。そして、パネル列の最先端のパネル3(本体部2から最も離れたパネル3)を展開方向に移動させると、図1の(b)に示されるように、各パネル3が同期して展開する。この時、各パネル3の展開角度は等しい。さらに、パネル列の最先端のパネル3を展開方向に移動させると、図1の(c)に示されるように、各パネル3の展開角度が180度となり、展開動作が終了する。
そして、全ての固定ピン16を取り外してパネル3間を同期状態から非同期状態に切り換えることにより、例えば、パネル列を構成するパネル3を個々にヒンジ4,5の回転軸周りに回転させ、図1の(a)に示される収納状態に収納することができる。
As shown in FIG. 1A, the unfolded structure thus configured is housed by being folded so that the
Then, by removing all the fixing pins 16 and switching between the
また、パネル3の評価試験を行う場合、評価試験すべきパネル3のみを非同期状態とするように固定ピン16を取り外す。これにより、図1の(d)に示されるように、評価試験すべきパネル3のみを展開状態にすることができる。従って、全てのパネル3を展開状態にすることなく、対象のパネル3のみの評価試験を実施することができる。
Moreover, when performing the evaluation test of the
ここで、第1プーリ7のフランジ部9の直径(プーリ径)と、第2プーリ10のフランジ部13の直径(プーリ径)とを異ならせることにより、パネル3の展開角度を適宜設定することができる。
このように構成された展開構造物では、図7の(a)に示される収納状態から展開させると、各パネル3は、図7の(b)に示されるように、第1プーリ7と第2プーリ10とのプーリ比に応じて、展開角度を異ならせて展開する。そして、各パネル3は、図7の(c)に示されるように、第1プーリ7と第2プーリ10とのプーリ比により設定される展開角度に展開される。
そして、この展開状態では、個々のパネル3の展開角度が異なることから、パネル3の対が同期状態(拘束状態)であると、極めて煩雑な収納作業となる。しかし、パネル3の対を非同期状態(非拘束状態)とすることにより、簡易に収納することができる。
Here, the deployment angle of the
In the unfolded structure configured as described above, when the
In this unfolded state, the unfolding angles of the
実施の形態2.
図8はこの発明の実施の形態2に係る展開構造物の動力伝達機構における同期/非同期切り換え手段の構成を説明する断面図、図9はこの発明の実施の形態2に係る展開構造物の動力伝達機構における同期/非同期切り換え手段の動作を説明する断面図、図10はこの発明の実施の形態2に係る展開構造物の動力伝達機構における同期状態から非同期状態への切り換え方法を説明する工程断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the synchronous / asynchronous switching means in the power transmission mechanism of the unfolded structure according to
図8および図9において、同期/非同期切り換え手段は、円筒状のガイド体20と、ガイド体20の外周面に案内されて、ガイド体20の軸方向に摺動自在にガイド体20の両端に外嵌状態に装着された連結部材としての一対のピン部21と、ガイド体20に外嵌状態に装着されて一対のピン部21間に縮設されたばね部材22と、を備えている。そして、細長のスリット21aがガイド体20の軸方向に延びるように各ピン部21に形成されている。さらに、ピン23がスリット21aから延出するようにガイド体20に突設されている。このピン23は、スリット21aの細長の長手方向の両壁面に係合して、ピン部21の伸縮量を規定している。
8 and 9, the synchronous / asynchronous switching means is guided to the
このように構成された同期/非同期切り換え手段は、ピン部21を押し縮めた状態で胴部11内に挿入される。そして、ピン部21を貫通穴11aに合わせて、ピン部21の押し縮めるのを止める。これにより、ピン部21がばね部材22の付勢力によりガイド体20の軸方向外方に移動され、貫通穴11a内に挿入され、図9の(b)に示されるように、同期/非同期切り換え手段が装着される。この状態では、ピン部21が貫通穴11a内にのみ挿入されているので、筒部14は胴部11に対して回転自在になっている。即ち、可動部12がプーリ取付台6に対して回転自在となっており、パネル3の対は非同期状態となっている。
そして、可動部12が回転し、貫通穴14aが貫通穴11aの位置にくると、図9の(a)に示されるように、ピン部21はばね部材22の付勢力によりガイド体20の軸方向外方に押し出され、貫通穴14a内に挿入される。この時、ピン23はスリット21aの壁面に当接し、ピン部21のそれ以上の延出が阻止される。この状態では、ピン部21が貫通穴11a,14a内に挿入されているので、筒部14は胴部11に対して回転できない。即ち、可動部12がプーリ取付台6に対して固定され、パネル3の対は同期状態となっている。
The synchronous / asynchronous switching means configured as described above is inserted into the
When the
つぎに、動力伝達機構の同期状態から非同期状態への切り換え方法について図10を参照しつつ説明する。なお、図10中、同期解除治具24は、貫通穴14aに挿入できる大きさの凸部24aが先端に設けられている。
まず、図10の(a)に示される同期状態では、ピン部21が貫通穴11a,14a内に挿入されている。
ついで、図10の(b)に示されるように、同期解除治具24の凸部24aを両側から各ピン部21の先端に押し当て、ピン部21を押し込む。これにより、ピン部21はばね部材22の付勢力に抗してガイド体20の外周面上を摺動しつつ移動し、貫通穴14aから抜ける。
そして、図10の(c)に示されるように、筒部14を僅かに回転させる。これにより、貫通穴14aの穴中心が貫通穴11aの穴中心から外れる。そこで、図10の(d)に示されるように同期解除治具24を取り外し、同期状態から非同期状態への切り替えが完了する。
Next, a method for switching the power transmission mechanism from the synchronous state to the asynchronous state will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the
First, in the synchronized state shown in FIG. 10A, the
Next, as shown in FIG. 10B, the convex portion 24 a of the
And as FIG.10 (c) shows, the
この実施の形態2によれば、ピン部21を貫通穴11a,14a内に挿入させる方向に付勢するばね部材22を備えているので、ピン部21を押圧してピン部21を貫通穴14aから押し出して同期状態を解除でき、貫通穴11a,14aの穴中心が一致したときに、ピン部21がばね部材22の付勢力により貫通穴11a,14aに挿入されて同期状態を確保でき、同期状態と非同期状態との切り換え作業が簡単となる。
According to the second embodiment, since the
ここで、同期解除治具24は凸部24aの突出高さを貫通穴14aの深さ(筒部14の厚み)と同等に形成しておけば、同期解除治具24でピン部21を押圧した際に、凸部24aが胴部11の貫通穴11aまで入り込まないので、同期状態から非同期状態への切り替え作業が簡易となる。
また、パネル列が収納状態となっているときに、両者の穴中心が一致するように貫通穴11a,14aを形成しておけば、展開状態から収納状態に収納することで、ピン部21がばね部材22の付勢力により自動的に貫通穴11a,14aに挿入される。従って、展開構造物の展開動作試験や評価試験を行っても、展開構造物を一旦展開状態から収納状態に戻すことで、自動的に同期状態に復帰する。そこで、展開構造物が宇宙船に収納状態で搭載されて打ち上げられ、軌道上にて展開しようとした際に、展開構造物を確実に展開できる。即ち、展開構造物が軌道上で展開できないという不具合は確実に解消される。
Here, the
Further, when the through
実施の形態3.
図11はこの発明の実施の形態3に係る展開構造物の動力伝達機構における同期/非同期切り換え手段の構成を説明する断面図である。
図11において、同期/非同期切り換え手段は、有底円筒状のガイド体25と、ガイド体25の内周面に案内されて、ガイド体25の軸方向に摺動自在にガイド体25内に装着された連結部材としての円柱状のピン部26と、ガイド体25内に装着されてピン部26をガイド体25から延出させるように付勢するばね部材27と、を備えている。そして、細長のスリット25aがガイド体25の軸方向に延びるようにガイド体25に形成されている。さらに、ピン28がスリット25aから延出するようにピン部26に突設されている。このピン28は、スリット25aの細長の長手方向の両壁面に係合して、ピン部26のガイド体25からの伸縮量を規定している。
なお、図11において、左側の同期/非同期切り換え手段は同期状態を示し、右側の同期/非同期切り換え手段は非同期状態を示している。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the synchronous / asynchronous switching means in the power transmission mechanism of the developed structure according to
In FIG. 11, the synchronous / asynchronous switching means is mounted in the
In FIG. 11, the left synchronous / asynchronous switching means indicates a synchronous state, and the right synchronous / asynchronous switching means indicates an asynchronous state.
このように構成された同期/非同期切り換え手段は、ガイド体25がその穴位置を貫通穴14aに一致させて筒部14の外周面に固着されている。
そして、貫通穴11a,14aの穴中心が一致すると、ばね部材27の付勢力によりピン部26がガイド体25から延出し、貫通穴11a,14aに挿入される。この時、ピン28がスリット25aのガイド体25の開口側の壁面に当接し、ピン部26のガイド体25からの延出が阻止される。この状態では、ピン部26が貫通穴11a,14aに挿入されているので、筒部14は胴部11に対して回転できない。即ち、可動部12がプーリ取付台6に対して固定され、パネル3の対は同期状態となっている。
また、ピン28をスリット25aに沿ってガイド体25の底部側に移動させると、ピン部26がばね部材27の付勢力に抗してガイド体25の底部側に移動し、貫通穴11aから抜ける。この状態では、ピン部26が貫通穴14a内にのみ挿入されているので、筒部14は胴部11に対して回転自在になっている。即ち、可動部12がプーリ取付台6に対して回転自在となっており、パネル3の対は非同期状態となっている。
In the synchronous / asynchronous switching means configured as described above, the
When the hole centers of the through
Further, when the
この実施の形態3によれば、ピン部26を貫通穴11a,14a内に挿入させる方向に付勢するばね部材27を備えているので、ピン28をガイド体25の底部側に移動させてピン部26を貫通穴11aから抜いて同期状態を解除でき、貫通穴11a,14aの穴中心が一致したときに、ピン部26がばね部材27の付勢力により貫通穴11a,14aに挿入されて同期状態を確保でき、同期状態と非同期状態との切り換え作業が簡単となる。
また、この実施の形態3においても、上記実施の形態2と同様に、パネル列が収納状態となっているときに、両者の穴中心が一致するように貫通穴11a,14aを形成しておけば、展開構造物が軌道上で展開できないという不具合を確実に解消できる。
According to the third embodiment, since the
Also in the third embodiment, as in the second embodiment, when the panel row is in the housed state, the through
実施の形態4.
図12はこの発明の実施の形態4に係る展開構造物の動力伝達機構における同期状態から非同期状態への切り換え方法を説明する工程断面図である。
図12において、係止穴26aがピン部26の先端側に凹設され、テーパ面26bがピン部26の先端部に形成されている。また、有底円筒状のガイド筒30が開口側を貫通穴11aの出口に面するように胴部11の内壁面に固着されている。そして、係止ピン31が伸縮自在にガイド筒30内に装着され、ばね部材32が係止ピン31を延出させる方向に付勢するようにガイド筒30内に縮設されている。また、細長のスリット30aがガイド筒30の軸方向に延びるようにガイド筒30に形成されている。さらに、ピン33がスリット30aから延出するように係止ピン31に突設されている。このピン33は、スリット30aの細長の長手方向の両壁面に係合して、係止ピン31のガイド筒30からの伸縮量を規定している。ここで、係止穴26a、ガイド筒30、係止ピン31およびばね部材32がラッチ機構を構成している。
なお、他の構成は上記実施の形態3と同様に構成されている。
FIG. 12 is a process cross-sectional view illustrating a switching method from the synchronous state to the asynchronous state in the power transmission mechanism of the developed structure according to
In FIG. 12, a locking hole 26 a is recessed at the tip end side of the
Other configurations are the same as those in the third embodiment.
この実施の形態4では、図12の(a)に示されるように、ピン部26はばね部材27の付勢力により貫通穴14a,11a内に挿入される。そして、図12の(b)に示されるように、このピン部26の挿入動作に伴って、係止ピン31がばね部材32の付勢力に抗してテーパ面26bに沿って押し上げられる。そして、図12の(c)に示されるように、ピン部26がさらに挿入され、係止穴26aが係止ピン31の位置までくると、係止ピン31がばね部材32の付勢力によりガイド筒30から押し出され、係止穴26a内に挿入される。これにより、パネル3の対の同期状態が確保される。
また、ピン33を押し上げて、係止ピン31を係止穴26aから抜き、ついでピン部26を貫通穴11aから引き抜いて、パネル3の対を非同期状態とする。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 12A, the
Further, the
このように、この実施の形態4によれば、同期/非同期切り換え手段にラッチ機構を持たせているので、展開構造体を宇宙船に収納状態で搭載して打ち上げても、動力伝達機構の同期状態が確保され、軌道上で展開構造体を確実に展開させることができる。
また、係止ピン31がガイド筒30内に伸縮自在に配設され、ばね部材32が係止ピン31を延出させるようにガイド筒30内に縮設されているので、ピン部26が貫通穴11aを挿通し、係止穴26aが係止ピン31の位置に到達すると、係止ピン31が自動的に係止穴26a内に挿入される。そこで、振動等に起因するパネル3の対の同期状態から非同期状態への移行が確実に阻止される。
Thus, according to the fourth embodiment, since the synchronization / asynchronous switching means is provided with the latch mechanism, even if the deployment structure is mounted in the spacecraft and launched, the synchronization of the power transmission mechanism is achieved. The state is secured, and the deployment structure can be reliably deployed on the track.
Further, the locking
実施の形態5.
図13はこの発明の実施の形態5に係る展開構造物の動力伝達機構における第2プーリの構成を説明する断面図である。
図13において、第2プーリ10Aは、プーリ取付台6に締着固定される固定部としての円柱状の軸部35と、軸部35に同軸、かつ、外嵌状態に装着されて軸部35に回転自在に取りつけられた可動部12と、を備えている。そして、固定側穴としての貫通穴35aが高さ位置を貫通穴14aと同じくして、穴方向を軸心と直交するように軸部35に穿設されている。なお、軸部35には、可動部12の抜けを防止するフランジ部が形成されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the second pulley in the power transmission mechanism of the developed structure according to
In FIG. 13, the
このように構成された第2プーリ10Aでは、図示していないが、例えば実施の形態1における固定ピン16を貫通穴35a,14aに挿通状態に装着することで、可動部12が軸部35、即ちプーリ取付台6に固定される。また、固定ピン16を貫通穴35a,14aから取り外すことで、可動部12と軸部35との拘束状態が解除され、可動部12が軸部35、即ちプーリ取付台6に対して回転自在となる。
従って、この実施の形態5による第2プーリ10Aを第2プーリ10に代えて動力伝達機構を構成しても、同様の効果が得られる。
In the
Therefore, even if the
実施の形態6.
図14はこの発明の実施の形態6に係る展開構造物の動力伝達機構における第2プーリの構成を説明する断面図である。
図14において、第2プーリ10Bは、プーリ取付台6に一体に形成された固定部としての円筒状の軸部36と、軸部36に同軸、かつ、内嵌状態に装着されて軸部36に回転自在に取りつけられた可動部12と、可動部12の軸心位置に遊挿されて軸部36に締着された固定ボルト37と、を備えている。そして、固定側穴としての一対の貫通穴36aが穴方向を軸心と直交するように軸部36に穿設されている。さらに、可動側穴としての一対の穴14bが高さ位置を貫通穴36aと同じくして、穴方向を軸心と直交するように筒部14に凹設されている。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the second pulley in the power transmission mechanism of the developed structure according to
In FIG. 14, the
このように構成された第2プーリ10Bでは、図示していないが、例えば実施の形態3におけるピン部26を貫通穴36aおよび穴14bに差し込んで装着することで、可動部12が軸部36、即ちプーリ取付台6に固定される。また、ピン部26を貫通穴14aから取り外すことで、可動部12と軸部36との拘束状態が解除され、可動部12が軸部36、即ちプーリ取付台6に対して回転自在となる。
従って、この実施の形態6による第2プーリ10Bを第2プーリ10に代えて動力伝達機構を構成しても、同様の効果が得られる。
In the
Therefore, even if the
実施の形態7.
図15はこの発明の実施の形態7に係る展開構造物の動力伝達機構における第2プーリの構成を説明する断面図である。
図15において、第2プーリ10Cは、プーリ取付台6に締着固定される固定部としての円柱状の軸部35と、軸部35に同軸、かつ、外嵌状態に装着されて軸部35に回転自在に取りつけられた可動部12と、を備えている。この軸部35には、可動部12の抜けを防止するフランジ部が形成されている。そして、固定側穴としての一対の貫通穴35bが穴方向を軸心に平行として、軸心を中心として対称な位置に軸部35のフランジ部に穿設されている。また、可動側穴としての一対の穴14cが穴方向を軸心に平行として、各貫通穴35bに対応するように可動部12に形成されている。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the second pulley in the power transmission mechanism of the developed structure according to
In FIG. 15, the
このように構成された第2プーリ10Cでは、図示していないが、例えば実施の形態1における固定ピン16を貫通穴35bおよび穴14cに差し込んで装着することで、可動部12が軸部35、即ちプーリ取付台6に固定される。また、固定ピン16を貫通穴35bおよび穴14cから取り外すことで、可動部12と軸部35との拘束状態が解除され、可動部12が軸部35、即ちプーリ取付台6に対して回転自在となる。
従って、この実施の形態7による第2プーリ10Cを第2プーリ10に代えて動力伝達機構を構成しても、同様の効果が得られる。
In the
Therefore, even when the second pulley 10C according to the seventh embodiment is replaced with the
実施の形態8.
上記実施の形態1〜7では、複数個のパネル3がヒンジ5により一列のパネル列に連結された一次元展開構造物に適用するものとして説明しているが、この実施の形態8では、隣り合うパネル列をヒンジ5により展開方向を異なるように連結して、複数のパネル列を全体として一続きのパネル列に構成した二次元展開構造物に適用するものである。
図16はこの発明の実施の形態8に係る展開構造物の収納状態を示す斜視図、図17はこの発明の実施の形態8に係る展開構造物の展開状態を示す斜視図、図18はこの発明の実施の形態8に係る展開構造物の展開状態を示す要部拡大平面図である。なお、図16および図17では、説明の便宜上、第1および第2プーリ7,10を省略している。
In the above first to seventh embodiments, the description has been made assuming that the plurality of
FIG. 16 is a perspective view showing a storage state of a deployment structure according to
図16および図17において、展開構造物1Aは、一個のパネル3がヒンジ4の回転軸4a周りに回転自在に本体部2に連結され、隣り合うパネル3がヒンジ5の回転軸5a周り回転自在に連結されて構成されている。そして、本体部2側から3番目、4番目、6番目および7番目に位置するパネル3は、隣り合う2側面の中央部で、隣のパネル3の対応する側面の中央部にヒンジ5を介して連結されている。これにより、9個のパネル3が、展開方向を変えながらヒンジ4,5により連結されて、全体として一続きのパネル列に構成されている。そして、9個のパネル3は、図16に示されるように、山折りと谷折りとを交互に繰り返して折り畳まれた収納状態をとる。また、9個のパネル3は、図17に示されるように、2次元的に展開された展開状態をとる。
16 and 17, the unfolded
つぎに、動力伝達機構について、図18を参照しつつ説明する。なお。図18は本体部2側から5番目乃至8番目のパネル3の群を示している。
一対のプーリ取付台6が、本体部2側から1番目、3番目、5番目および7番目の各パネル3のヒンジ結合された2つの側面のヒンジ4,5の回転軸心の方向の一側縁部にそれぞれ一体に配設されている。また、プーリ取付台6が、本体部2側から9番目のパネルのヒンジ結合された側面のヒンジ5の回転軸心の方向の一側縁部に一体に配設されている。
そして、一対のプーリ取付台6が、本体部2側から2番目、4番目、6番目および8番目の各パネル3のヒンジ結合された2つの側面のヒンジ4,5の回転軸心の方向の他側縁部にそれぞれ一体に配設されている。また、プーリ取付台6が、本体部2のヒンジ結合された側面のヒンジ4の回転軸心の方向の他側に一体に配設されている。
そして、本体部2側から1番目乃至8番目の各パネル3に取り付けられた一対のプーリ取付台6には、それぞれ第1プーリ7および第2プーリ10が取り付けられている。また、本体部2および9番目のパネル3に取り付けられた各プーリ取付台6には、それぞれ第1プーリ7および第2プーリ10が取り付けられている。
そして、本体部2側から奇数番目のパネル群において、隣り合うパネル3同士が、同期ワイヤ18を一方のパネル3に取り付けられた第1プーリ7と他方のパネル3に取り付けられた第2プーリ10とに緊張状態で掛け渡されて、連結されている。同様に、本体部2と本体部2側から偶数番目のパネル群において、隣り合うパネル3同士が、同期ワイヤ18を一方のパネル3に取り付けられた第1プーリ7と他方のパネル3に取り付けられた第2プーリ10とに緊張状態で掛け渡されて、連結されている。ここでは、説明の便宜上、本体部2もパネル3として表現している。
Next, the power transmission mechanism will be described with reference to FIG. Note that. FIG. 18 shows a group of the fifth to
A pair of
Then, the pair of
A
Then, in the odd-numbered panel group from the
ここで、展開方向を変えるパネル3間の連結方法について説明する。
同期ワイヤ18は、6番目のパネル3に取り付けられたステー40に設けられた溝に通されて張力方向を90度変換されて、5番目のパネル3に取り付けられた第1プーリ7と7番目のパネル3に取り付けられた第2プーリ10とに緊張状態で掛け渡される。これにより、7番目のパネル3は、5番目のパネル3に対する6番目のパネル3の展開方向と直交する方向に展開される。
また、同期ワイヤ18は、7番目のパネル3に取り付けられたステー41に設けられた溝に通されて張力方向を90度変換されて、6番目のパネル3に取り付けられた第1プーリ7と8番目のパネル3に取り付けられた第2プーリ10とに緊張状態で掛け渡される。これにより、8番目のパネル3は、6番目のパネル3に対する7番目のパネル3の展開方向と直交する方向に展開される。
なお、3番目、4番目および5番目のパネル3も、同様に連結されている。
Here, the connection method between the
The synchronizing
Further, the
The third, fourth, and
このように、この実施の形態8においても、第2プーリ10の胴部11と可動部12に対する固定ピン16の抜き差しにより、パネル3の対の同期/非同期状態(拘束状態/非拘束状態)が切り換えられるので、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
Thus, also in this eighth embodiment, the
なお、上記各実施の形態では、各パネル3に第1および第2プーリ7,10を取り付けるものとして説明しているが、第1プーリ7に代えて第2プーリ10を用い、各パネル3に第2プーリ10,10を取り付けるようにしてもよい。
また、上記各実施の形態では、太陽電池パネルが山折りと谷折りを交互に繰り返すように収納された展開構造物について説明しているが、パネルは太陽電池パネルに限定されるものではなく、パネルが山折りと谷折りを交互に繰り返すように収納される展開構造物であればよく、フェーズドアンテナ、大型アンテナ、太陽光集光板等のパネルを用いてもよい。
また、上記各実施の形態では、宇宙船に収納状態で搭載され、軌道上にて展開する展開構造物について説明しているが、この発明は、この形態に限定されるものではなく、パネルが山折りと谷折りを交互に繰り返すように収納される展開構造物に適用できることは言うまでもないことである。
In each of the above embodiments, the first and
Further, in each of the above embodiments, the solar cell panel is described as an unfolded structure stored so as to alternately repeat the mountain fold and the valley fold, but the panel is not limited to the solar cell panel, The panel may be a developed structure that is housed so as to alternately repeat mountain folds and valley folds, and a panel such as a phased antenna, a large antenna, or a solar light collector may be used.
In each of the above embodiments, a deployment structure that is mounted in a spacecraft and deployed in orbit is described. However, the present invention is not limited to this embodiment, and a panel is provided. It goes without saying that the present invention can be applied to an unfolded structure that is housed so that mountain folds and valley folds are alternately repeated.
1,1A 展開構造物、2 本体部、3 パネル、4,5 ヒンジ、4a,5a 回転軸、7 第1プーリ、10,10A,10B,10C 第2プーリ、11 胴部(固定部)、11a (固定側穴、同期/非同期切り換え手段)、12 可動部、14a 貫通穴(可動側穴、同期/非同期切り換え手段)、14b 穴(可動側穴、同期/非同期切り換え手段)、14c 穴(可動側穴、同期/非同期切り換え手段)、16 固定ピン(連結部材、同期/非同期切り換え手段)、17 ナット(同期/非同期切り換え手段)、18 同期ワイヤ、20 ガイド体(同期/非同期切り換え手段)、21 ピン部(連結部材、同期/非同期切り換え手段)、22 ばね部材(同期/非同期切り換え手段)、25 ガイド体(同期/非同期切り換え手段)、26 ピン部(連結部材、同期/非同期切り換え手段)、26a 係止穴(ラッチ機構)、27 ばね部材、30 ガイド筒(ラッチ機構)、32 ばね部材(ラッチ機構)、35 軸部(固定部)、35a 貫通穴(固定側穴、同期/非同期切り換え手段)、35b 貫通穴(固定側穴、同期/非同期切り換え手段)、36 軸部(固定部)、36a 貫通穴(固定側穴、同期/非同期切り換え手段)。 1, 1A unfolded structure, 2 main body, 3 panel, 4, 5 hinge, 4a, 5a rotating shaft, 7 first pulley, 10, 10A, 10B, 10C second pulley, 11 trunk (fixed part), 11a (Fixed side hole, synchronous / asynchronous switching means), 12 movable part, 14a through hole (movable side hole, synchronous / asynchronous switching means), 14b hole (movable side hole, synchronous / asynchronous switching means), 14c hole (movable side) Hole, synchronous / asynchronous switching means), 16 fixed pin (connecting member, synchronous / asynchronous switching means), 17 nut (synchronous / asynchronous switching means), 18 synchronous wire, 20 guide body (synchronous / asynchronous switching means), 21 pin Part (connection member, synchronous / asynchronous switching means), 22 spring member (synchronous / asynchronous switching means), 25 guide body (synchronous / asynchronous switching means), 26 Pin portion (connecting member, synchronous / asynchronous switching means), 26a Locking hole (latch mechanism), 27 Spring member, 30 Guide tube (latch mechanism), 32 Spring member (latch mechanism), 35 Shaft portion (fixed portion), 35a Through hole (fixed side hole, synchronous / asynchronous switching means), 35b Through hole (fixed side hole, synchronous / asynchronous switching means), 36 Shaft part (fixed part), 36a Through hole (fixed side hole, synchronous / asynchronous switching means) means).
Claims (5)
1個置きの上記パネルで構成される一方のパネル群の各パネルには、プーリがその軸心を当該パネルに取り付けられている上記各ヒンジの回転軸心に一致させて、かつ、当該パネルから該各ヒンジの回転軸心の方向の一側に延出するように取り付けられ、
1個置きの上記パネルで構成される他方のパネル群の各パネルには、プーリがその軸心を当該パネルに取り付けられている上記各ヒンジの回転軸心に一致させて、かつ、当該パネルから該各ヒンジの回転軸心の方向の他側に延出するように取り付けられ、
上記一方のパネル群を構成する隣り合うパネル同士が、それぞれ同期ワイヤを隣り合う上記プーリ対に緊張状態に掛け渡して連結され、かつ、上記他方のパネル群を構成する隣り合うパネル同士が、それぞれ上記同期ワイヤを隣り合う上記プーリ対に緊張状態に掛け渡して連結され、
上記同期ワイヤが掛け渡された上記プーリ対の一方のプーリは、当該パネルに固定状態又は軸心周りに回転自在に取り付けられ、かつ、他方のプーリは、当該パネルに軸心周りに回転自在に取り付けられており、
当該パネルに軸心周りに回転自在に取り付けられた上記プーリは、同期/非同期切り換え手段により当該パネルに対する回転状態と回転阻止状態とが切り換えられるように構成されていることを特徴とする展開構造物の動力伝達機構。 A plurality of panels are configured such that adjacent panels are connected by hinges to form a continuous panel row, and are folded by alternately repeating mountain folds and valley folds at the respective hinge portions. A power transmission mechanism of a deployment structure that takes a storage state and a deployment state in which a deployment angle between adjacent panels is set to a set angle,
In each panel of one panel group composed of every other panel, a pulley has its axis aligned with the rotational axis of each hinge attached to the panel, and from the panel Attached to one side in the direction of the rotational axis of each hinge,
In each panel of the other panel group composed of every other panel, the pulley has its axis aligned with the rotational axis of each hinge attached to the panel, and from the panel It is attached so as to extend to the other side in the direction of the rotation axis of each hinge,
Adjacent panels constituting the one panel group are connected to the pulley pair adjacent to each other in a tensioned state, and adjacent panels constituting the other panel group are respectively connected. The synchronous wire is connected to the adjacent pulley pair in a tensioned state,
One pulley of the pair of pulleys around which the synchronization wire is stretched is fixedly attached to the panel or rotatably around the axis, and the other pulley is rotatable around the axis on the panel. Installed,
The pulley attached to the panel so as to be rotatable about the axis is configured to be switched between a rotation state and a rotation prevention state with respect to the panel by a synchronous / asynchronous switching means. Power transmission mechanism.
上記同期/非同期切り換え手段は、上記固定部に設けられた固定側穴と、上記固定側穴に対応するように上記可動部に設けられた可動側穴と、上記固定側穴および可動側穴に挿抜される連結部材と、を備えていることを特徴とする請求項1記載の展開構造物の動力伝達機構。 The pulley attached to the panel so as to be rotatable around the axis is fixedly attached to the panel in a fixed state, and is fitted to the fixed part so as to be rotatable around the axis. A movable part that is stretched over,
The synchronous / asynchronous switching means includes a fixed side hole provided in the fixed part, a movable side hole provided in the movable part so as to correspond to the fixed side hole, and a fixed side hole and a movable side hole. 2. A power transmission mechanism for a development structure according to claim 1, further comprising a connecting member to be inserted and removed.
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