JP2508066B2 - 膜構造物の展開収納機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、人工衛星等の宇宙航行体において利用され
る膜構造物の展開収納機構の改良に関する。

（従来の技術） 宇宙航行体において利用される膜構造物としては、例
えば展開型の太陽電池パドルやアンテナ等が知られてい
る。展開型太陽電池パドルは太陽電池セルの貼付基板
に、また展開型アンテナは反射面にそれぞれ折り畳み可
能な薄膜を用いるものである。

このような膜構造物の従来の展開収納機構としては、
例えば第３図に示すものが知られている。

第３図において、符号３は宇宙航行体であり、この宇
宙航行体３の外面には伸展部材２が取り付けてある。こ
の伸展部材２は所謂マジックハンドの如く自分自身が伸
縮自在なもので、第３図では単なる円柱であるかの如く
示してあるが、実際には自己伸縮機構を備えた複雑な構
造になっている。

このような伸展部材２の基端部および自由端部にはボ
ード５および同７がそれぞれ立設固定され、ボード５の
基部には膜構造物１の一端が、ボード７の基部には膜構
造物１の他端がそれぞれ折れ曲がり自在に接合される。
膜構造物１は非常に柔軟な薄膜を用いたものからなり、
その薄膜に展開方向の所定大きさ毎に折り目を形成して
ある。

この折り目の剛性を持たず、折り目の軸を中心に自在
に折れ曲がることができるようになっている。

以上の構成において、宇宙航行体３の打ち上げ時には
伸展部材２に縮小動作をさせ膜構造物１をその折り目で
たたみ込んで収納しておく。

そして、軌道上において伸展部材２に伸張動作をさせ
膜構造物１を伸展部材の伸張方向に展開する。その結
果、所望の太陽電池パドルやアンテナが形成される。な
お、展開状態にある膜構造物１は、伸展部材２に縮小動
作をさせることによって再び折り畳み収納が可能とな
る。第３図中の破線表示は収納状態から展開状態へまた
はその逆の動作途中の状態を示す。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、膜構造物は、前述したように、曲げ剛性が
殆どない非常に柔軟な薄膜を使用しているので、その折
り目も剛性がなく折り目の軸を中心に360゜自在に折り
曲がることが可能である。

一方、宇宙航行体では、軌道上において膜構造物の展
開後に再び折り畳み収納することがある。

この場合、膜自体は非常に柔軟であり、かつ展開・収
納の動作方向両端のみが固定される構造であるから、収
納動作の過程で例えば第４図に示す如く膜構造物１が大
きく変形することがある。

また、膜自体は折り目を中心に360゜自在に折れ曲が
ることができるから、収納動作途中において本来折れ曲
がるべき方向とは逆方向に折れ曲がる可能性がある等、
種々の問題点がある。

このような膜構造物の大変形や折り目の逆折れが生じ
ると、膜構造物の破損を招来し、また所定の再収納がで
きなくなるので、対策が急がれている。

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みなされたも
ので、その目的は、膜構造物の大変形や逆折れを防止し
得る手段を備えた膜構造物の展開収納機構を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の膜構造物の展開
収納機構は次の如き構成を有する。

即ち、本発明の膜構造物の展開収納機構は、一端が宇
宙航行体の外面に取り付けられた伸縮自在な伸展部材の
基端部に固定され他端が該伸展部材の自由端部に固定さ
れた膜構造物の折り畳み収納および展開を伸展部材の縮
小動作および伸長動作によって行うようにした膜構造物
の展開収納機構において；一端が前記伸展部材の基端部
または自由端部のいずれか一方に固定される補助ケーブ
ルと；前記伸展部材の基端部または自由端部のいずれか
他方に設けられ前記補助ケーブルの他端に所定かつ一定
の張力を前記伸展部材の状態にかかわらず常時負荷して
前記補助ケーブルを常時一定の緊張状態に保持する張力
負荷装置と；前記膜構造物に形成される折り目のうち前
記伸展部材に近い方に形成される複数の折り目の全部ま
たは大部分のそれぞれに取り付けられ前記補助ケーブル
と移動自由に係合し前記膜構造物の縮小動作および伸張
動作をほぼ水平にガイドするケーブルガイドと；を備え
たことを特徴とするものである。

（作 用） 次に、前記の如く構成される本発明の膜構造物の展開
収納機構の作用を説明する。

膜構造物に形成される折り目のうち伸展部材に近い方
に形成される複数の折り目の全部または大部分のそれぞ
れにはケーブルガイドが取り付けられ、これらのケーブ
ルガイドのそれぞれは補助ケーブルによってガイドされ
るようになっている。

そして、補助ケーブルは一端が伸展部材の例えば自由
端部に固定され他端が張力負荷装置に接続される。張力
負荷装置は前記伸展部材の基端部に設けられ前記補助ケ
ーブルの他端を牽引し所定の張力を負荷するようになっ
ている。即ち、補助ケーブルは伸展部材の伸縮動作部分
に添設され、しかも弛むことなく張られているのであ
る。

従って、膜構造物は、ケーブルガイドが補助ケーブル
にガイドされる結果、伸展部材の縮小動作および伸長動
作において大変形や逆折れを生ずることなく折り畳み収
納や展開が円滑に行われることとなる。

このように、本発明の膜構造物の展開収納機構によれ
ば、補助ケーブルを伸展部材の伸縮動作部分に弛みを生
ずることがないように添設し、膜構造物の折り目に設け
たケーブルガイドをこの補助ケーブルにガイドさせるよ
うにしたので、膜構造物の折り畳み収納および展開を大
変形や逆折れを生ずることなく円滑に行うことができる
効果がある。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る膜構造物の展開収納
機構を示す。なお、第３図で示したものと同一構成部分
には同一符号名称を付しその説明を省略する。

本実施例に係る膜構造物の展開収納機構においては、
膜構造物１に形成される折り目のうち伸展部材に近い方
に形成される複数の折り目のそれぞれにリング上のケー
ブルガイド８が取り付けられ、これらのケーブルガイド
８のそれぞれには補助ケーブル４が挿通されている。補
助ケーブル４は一端が伸展部材２の自由端部に取り付け
てあるボード７の基部に固定され他端が張力負荷装置６
に接続されている。張力負荷装置６は伸展部材２の基端
部に取り付けてあるボード５の基部に配置される。この
張力負荷装置６は、例えば第２図に示す如くになってお
り、補助ケーブル４の他端を牽引しこれに所定の張力を
負荷するものである。

その結果、補助ケーブル４は弛むことなく伸展部材２
の伸縮動作部分に添設されるようになっている。

第２図において、張力負荷装置６は、補助ケーブル４
の他端を巻き取るためのリール61と、リール61の軸65に
同軸で連結され定出力スプリング62の一端を巻き取るた
めのプーリ63と、定出力スプリング62の他端を巻き取る
ためのプーリ64とを備える。定出力スプリング62は常に
一定のトルクをリール61の軸65に負荷する力を発生す
る。その結果、リール61に巻回された補助ケーブル４は
他端が一定の力で牽引され一定張力が負荷されることに
なる。そして、定出力スプリング62がプーリ63あるいは
同64のいずれか一方に巻き取られることによって補助ケ
ーブル４のリール61による巻き取りと繰り出しができる
ようになっている。

つまり、この張力負荷装置６は、定出力スプリング62
を用いることによって、１つの機構で以て補助ケーブル
４の巻き取り、繰り出しおよび張力負荷ができるのであ
る。従って、例えばケーブル巻き取り／繰り出しにモー
タを、張力負荷にばねをそれぞれ用いた場合よりも軽量
化が可能である。また、定出力スプリング62は回転数に
関係なく一定トルクを出力するため、膜構造物１が長大
になり補助ケーブル４を巻き取る（あるいは繰り出す）
ためのリール61の回転数が増大しても対応することが可
能である。

以上の構成において、補助ケーブル４には張力負荷装
置６により展開・収納途中においても常に一定張力が負
荷されピンと張った状態にある。

膜構造物１の折り目に取り付けられたケーブルガイド
８は補助ケーブル４が挿通されているため、展開・収納
途中において膜構造物１が大変形しようとしてもその動
きは一定張力を負荷された補助ケーブル４によって拘束
される。又、収納中における膜構造物１の折り目の逆折
れ現象も同様に補助ケーブル４によって妨げられる。

斯くして、宇宙空間において、膜構造物１の展開およ
び折り畳み収納が円滑かつ安全に行えることになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の膜構造物の展開収納機
構によれば、補助ケーブルを伸展部材の伸縮動作部分に
弛みを生ずることがないように添設し、膜構造物の折り
目に設けたケーブルガイドをこの補助ケーブルにガイド
させるようにしたので、膜構造物の折り畳み収納および
展開を大変形や逆折れを生ずることなく円滑に行うこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る膜構造物の展開収納機
構の外観図、第２図は本発明に係る張力負荷装置の外観
図、第３図は従来の膜構造物の展開収納機構の外観図、
第４図は膜構造物が収納時に大変形を起こした場合の外
観概略図である。 １……膜構造物、２……伸展部材、３……宇宙航行体、
４……補助ケーブル、5,7……ボード、６……張力負荷
装置、８……ケーブルガイド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が宇宙航行体の外面に取り付けられた
   伸縮自在な進展部材の基端部に固定され他端が該進展部
   材の自由端部に固定された膜構造物の折り畳み収納およ
   び展開を進展部材の伸縮動作および伸張動作によって行
   うようにした膜構造物の展開収納構造において； 一端が前記進展部材の基端部または自由端部の何れか一
   方に固定される補助ケーブルと； 前記進展部材の基端部または自由端部の何れか他方に設
   けられ前記補助ケーブルを巻き取り、繰り出しするリー
   ルと、前記リールの軸に同軸で連結されて常に一定のト
   ルクを前記リールの軸に負荷する定出力スプリングとを
   有する張力負荷装置と； 前記膜構造物に形成される折り目のうち前記進展部材に
   近い方に形成される複数の折り目の全部または大部分の
   それぞれに取り付けられ前記補助ケーブルと移動自由に
   係合し前記膜構造物の縮小動作および伸張動作をほぼ水
   平にガイドするケーブルガイドと； を備えたことを特徴とする膜構造物の進展収納機構。