JP2588604B2 - 関節状の組立体の固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、複数の要素を関節状に組み合わせて成る組
立体（以下、「関節状組立体」ともいう）を宇宙船に固
定するための装置に関するものである。

発明の背景 宇宙船に固定されるべき要素、例えば太陽電池パネル
や、アンテナ、放熱器、遠隔制御アーム等から成る関節
状組立体は、公知のものである。

ブースタ・ロケットにより宇宙船を発射する際、軽量
材料から作られた数メートル平方のパネルのような要素
は、密に折り畳まれて宇宙船に接するよう取り付けられ
なければならず、発射から軌道に乗るまでの全段階にお
いてこの状態が保持される必要がある。

要素を折り畳んだ状態で保持するための固定装置は、
前記要素を解放して展開すべく、例えば地球上からの遠
隔制御により命令を発した場合、その展開動作を妨げる
ことなく、これらの要素を展開できなければならない。

これらの要素は宇宙船の構造体ないしは本体よりも大
きい場合があるので、固定装置は、各要素を貫通する少
なくとも１つの保持部材を備えるものが用いられる。し
かし、このような貫通型の保持部材は、展開の瞬間に要
素と接触する恐れがあり、それらに悪影響を及ぼす可能
性がある。

このような問題点を解決するための前記と同種の装置
としては、西ドイツ国特許DE−Ａ−3 106 099明細書に
開示されたものがある。その装置は、折り畳まれた要素
から保持部材を解放するために、保持部材の切断の後、
該保持部材の外方に変位させることのできるものであ
る。このような作動を可能とするために、前記特許の装
置は、関節状組立体の最も外側の要素（以下、「外側要
素」という）と前記保持部材との間に配置される弾性駆
動手段を有している。関節状組立体が折畳み状態にある
場合、前記弾性駆動手段は緊張状態とされるが、前記保
持部材のために弛緩状態となるのが防止される。他方、
保持部材が破断されると、前記弾性駆動手段は弛緩状態
となり、保持部材を変位させ、保持部材は前記要素を解
放する位置（この場合、要素は保持部材と接触する危険
性なく展開できる）を取ってそのまま維持される。しか
しながら、その位置では、前記弾性駆動手段と前記保持
部材とは前記外側要素の表面（折畳り状態での外面）に
対して突出してしまう。

これは欠点となる。実際に、例えば前記要素が太陽電
池を備えたパネルである場合、突出した弾性駆動手段と
保持手段とは、前記外側要素の表面に支持されている太
陽電池上に影を形成し、その結果、該パネルに関する発
電量は最大とならない。

本発明の目的はかかる問題点を解決することにある。

発明の概要 そこで、本発明によれば、複数の要素を関節状に接合
して成る組立体であって、前記要素が積重される折畳み
状態、又は前記要素が端部から端部まで少なくとも実質
的に一直線となる展開状態を取るようになっている前記
組立体を、折畳み状態で、前記要素同士及び構造体に固
定するための固定装置は、 折畳み状態にある前記組立体の要素を貫通する少なく
とも１つの保持部材であって、前記構造体に一端が連結
され、他端が前記組立体の最も外側の外側要素と接する
前記保持部材と、 折畳み状態から展開状態に前記組立体を移行させるこ
とが望まれた場合に、前記保持部材と前記構造体との連
結点、又は前記保持部材を随時破断するための破断手段
と、 前記破断手段の作動の後に、前記保持部材の対応の部
分を、前記外側要素を通して前記組立体の外方に引っ張
るための弾性駆動手段を備える機構と、 を具備し、 前記機構は第２の弾性駆動手段を備え、該第２の弾性
駆動手段の作用は、前記弾性駆動手段の作用とは反対方
向に働くと共に、少なくとも前記組立体が展開状態にあ
る場合に、前記外側要素に対して、前記破断手段の作動
前に前記組立体が折畳み状態であった際に前記保持部材
が占有していた位置と少なくとも実質的に同じ位置に、
解放された前記保持部材を戻してその位置で保持するよ
うになっており、且つ、 前記弾性駆動手段と前記第２の弾性駆動手段とが、前
記組立体が折畳み状態の場合に、前記外側要素以外の要
素に対向する該外側要素の面に向けて配置されているこ
とを特徴としている。

この結果、外側パネルの表面に支持された太陽電池に
影が形成される可能性が除去される。

有効な実施態様において、前記機構は、前記保持部材
に沿って摺動するが、前記組立体が折畳み状態にある場
合に外側要素とその隣接の要素との間で拘束状態で保持
されるようになっている部片を備え、該部片に前記弾性
駆動手段及び前記第２の弾性駆動手段が接している。

前記弾性駆動手段は引張りばね型が好適であり、保持
部材の内側端部に接する。また、前記第２のな弾性駆動
手段は圧縮ばね型が好適であり、外側要素に接してい
る。前記弾性駆動手段と前記第２の弾性駆動手段とは、
前記保持部材が差し通されるコイルばねであるのが好ま
しい。

保持部材の外側端部には、外側要素の表面に接するよ
うになっているストッパ要素が設けられるのが好適であ
り、更にこのストッパ要素は位置調整可能であるのが有
効である。

以下の説明から分かるように、本発明に従った装置が
最適に作動するためには、 弾性駆動手段の牽引力が第２の弾性駆動手段の伸張力
よりも大きく、 弾性駆動手段の牽引作動が前記要素の展開に対して速
く、 第２の弾性駆動手段の伸張の速度が、前記要素の展開
に対して遅い、 のが好ましい。

本発明は、添付図面に沿っての以下の説明を読むこと
により、更に容易に理解されよう。

図面に沿っての詳細な説明 以下、図面について説明する。第１図に示される人工
衛星１には、太陽電池パネル（以下、単に「パネル」と
もいう」３、４、５、６から成る少なくとも１つの組立
体２が人工衛星１の構造体に対してジグザグ状に折り畳
まれた状態で取り付けられており、固定装置によりその
状態で保持されている。

内側のパネル３は、その一方の横向きの縁部で、関節
連結子７により人工衛星１の構造体に回動可能に連結さ
れ、パネル３の他方の横向きの縁部は関節連結子８によ
り隣接のパネル４に連結されている。後者のパネル４は
また、パネル５に関節連結子９により連結され、更にパ
ネル５は組立体の最も外側のパネル６に関節連結子10に
より連結されている。パネル３〜６は、折畳み状態にお
いて、１つの積重体を形成する。各パネルは複数の太陽
電池を支持しており、外側のパネル６の外面（表面）に
より支持された太陽電池のみ、参照符号12を付した点線
で概略的に示す。

勿論、パネルの数及び形状や、人工衛星１の構造体へ
の第１のパネルの連結点は異なっていても良く、人工衛
星１に配置される太陽電池パネルの組立体２の数も同様
に色々である。

折り畳まれた状態に太陽電池パネル３〜６の組立体２
を保持するための装置は少なくとも１つの保持部材13を
有し、この保持部材13は、前記パネル３〜６を貫通し、
一側の端部14にて、人工衛星１の構造体に固定された随
意破断手段15に連結され、他側の端部16にて、外側の太
陽電池パネル６の表面と連結される。

随意破断手段15は例えば火工技術式のもので、これが
作動されると、人工衛星１から保持部材13を切り離すこ
とができ、こうして、例えば、特に図示しないが、関節
連結子７〜10に組み込まれたばねの作用により、太陽電
池パネル３〜６の組立体２が自動的に折畳み状態（第１
図参照）から展開状態（第２図又は第３図参照）に移行
できる。

周知の如く、固定装置は、更に、火工式破断手段15が
作動した後は外側の太陽電池パネル６を通って保持部材
13を引っ張るための弾性駆動手段を有する機構17を備え
ており、該機構17は保持部材13の端部16と連結され、外
側のパネル６の表面11に対向するように配置される。例
えば剛性スピンドルである保持部材13は外方に引っ張ら
れるので、パネル３〜６が折畳み状態から展開状態に移
行する際、保持部材13はパネル３〜６に損傷を与えるこ
とはない。

火工式破断手段15の作動の後、即ち保持部材13の人工
衛星１の構造体から分離した後、第２図及び第３図に示
されるように、組立体２は展開状態となり、その場合、
太陽電池パネル３〜６は一端から他端までほぼ一直線と
される。

破断手段15の作動の瞬間から、弾性駆動手段（太陽電
池パネル３〜６の組立体２が折畳み状態にある場合に前
以て引き延ばされている）を有する機構17は、そのエネ
ルギを解放して弛緩状態となり、その状態を続け、外側
のパネル６の外方、即ち人工衛星１の遠隔位置に保持部
材13を端部16により引っ張る。保持部材13と人工衛星１
との間の連結を破断した後、例えば前記関節連結子７〜
10に組み込まれ弾性手段の作動により、太陽電池パネル
３〜６は、その対応の関節連結子７〜10の回りで展開さ
れる。

第２図に概略的に示されるように、公知の固定装置に
おいては、機構17がその弛緩状態となった際、外側の太
陽電池パネル６の表面11に対向するよう保持部材13を固
定する。これによって、前記保持部材13と前記機構17と
は外側のパネル６の表面11に対して外方に突出し、この
表面11上に取り付けられた太陽電池12に影を形成するこ
とになる。従って、太陽電池12がその一部を形成する太
陽電池パネル６の発電量は最大とはならない。

この欠点を解消するために、本発明は、保持部材13と
機構17とが少なくとも最終的な位置において外側のパネ
ル６の内面（裏面）18に対向するよう配置されるものを
提供する（第３図参照）。

太陽電池パネル３〜６の組立体を固定するための本発
明による装置の一実施例が第４、５、６図に示されてい
る。これらの図は、例えば人工衛星１の長手方向軸線に
パネルが平行となる折畳み状態と、パネルの展開開始に
対応する状態と、例えば人工衛星１の長手方向軸線にパ
ネルが直角となる展開状態とに、それぞれ対応してい
る。

この実施例においても、棒若しくはタイロッドのよう
な保持部材13が用いられており、その内側端部14は、人
工衛星１の構造体と締結され、例えば火工式の破断手段
15に対向して配置されている。この破断手段15も人工衛
星１の構造体に固定されている。

それぞれパネル３からパネル６を貫通する通路は、パ
ネルの折畳み状態で並置されることにより、パネル全体
を貫通する保持部材13用の１本の連続する通路19を形成
する。共働するストッパ20、21から成るシステムは、前
述したように構成された積重状態のパネル３〜６の間隔
を一定にする。人工衛星１の構造体に固定されたストッ
パ22は、パネル３〜６の組立体のための支持として機能
する。保持部材13の外側端部16には、外側パネル６の表
面11に接するストッパ要素23が設けられている。このよ
うに、保持部材13、ストッパ20、21、22及びストッパ要
素23の共働により、パネル３〜６が折畳み状態にある場
合に、パネル３〜６が互いにだけでなく、人工衛星１に
対しても堅固に保持され得ることは、理解されよう。こ
の目的で、折り畳まれたパネル３〜６の組立体に対し
て、可能ならば弾性ワッシャ（図示しない）を介して、
位置調整可能に締付けを行うことができるよう、ストッ
パ要素23は、保持部材13に螺合されたナットから構成さ
れるのが有効である。

本発明によれば、保持部材13を駆動する機構は、本実
施例では、コイルばね（弾性駆動手段）24と、コイルば
ね（第２の弾性駆動手段）25とによって構成されてい
る。

ばね24は、前述した機構17の役割を果たすが、通路19
内に配置されている。即ち、ばね24は外側パネル６の裏
面18に対向しているが、機構17の如く表面11には対向し
ていない。ばね24は保持部材13を取り囲み、その一端が
保持部材13の内側端部14と符号26の点で固定されてお
り、破断手段15が人工衛星１の構造体と連結点26との間
に配置されている。ばね24の他端には、保持部材13に沿
って摺動できるようにされた皿形部材27が固定され、こ
の皿形部材27は、パネル３〜６の組立体が折畳み状態に
ある場合に（第４図参照）、外側パネル６と隣接のパネ
ル５との間で保持される。ばね24は引張りばねであり、
前述パネルが折畳み状態にある場合に、緊張状態とされ
る。

同様に、ばね25は保持部材13を取り囲んでいる。その
内側の端部は前記皿形部材27と接し、外側の端部は外側
パネル６と接している。ばね25は、パネル６に位置され
る通路19の一部分19.6に収容され、その外側端部はこの
部分19.6内に設けられた肩部28と接する。ばね25は圧縮
ばねであり、パネル３〜６が折畳み状態にある場合に、
圧縮されている。

更に、ばね24、25は、ばね24の牽引力がばね25の伸張
力よりも大きくなるように、選択されている。

パネル３〜６の展開を行うことが望まれた場合、破断
手段15が作動され、ばね24が保持部材13に連結される連
結点26と人工衛星１の構造体との間で、保持部材13を切
断する。従って、ばね24は弛緩状態となり、パネル３〜
６を通して保持部材13を引っ張り、その結果として、保
持部材13は外側パネル６の表面11の外方に突出する。ば
ね24の力は、保持部材13の牽引が迅速であるように、選
択されている（第５図参照）。

この場合、パネル３〜６の展開は任意に或はまた同調
的態様で生ずる。尚、パネル６、５が保持部材13の破断
の後も接触している限り、皿形部材27はその間に位置さ
れているので、ばね25は緊張状態のままとなっているこ
とに注意されたい。他方、パネル５、６が互いに分離し
た場合、皿形部材13は解放され、ばね25は弛緩する。次
いで、ばね25は、ばね24の弛緩が保持部材13に及ぼした
牽引方向とは逆の方向に、保持部材13を押し進め、外側
パネル６に対してストッパ要素23を外側パネル６の表面
11に接する初期の位置に復帰させる（第６図参照）。ば
ね25のばね力は、保持部材13の押動がパネル５、６の距
離に対してゆっくりで、保持部材13がパネル３〜６の展
開中に前記パネル５と接しないよう選ばれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は人工衛星に取り付けられた折畳み状態の太陽電
池パネルの組立体であって、本発明に関する型式の公知
の固定装置が設けられたものを示す機構図、第２図は展
開状態における第１図の太陽電池パネルの組立体を示す
概略図、第３図は公知の固定装置の代わりに本発明によ
る固定装置を設けた場合における第１図の太陽電池パネ
ルの組立体を示す第２図と同様の概略図、第４図は本発
明による太陽電池パネルの組立体を固定するための装置
の一実施例であり、パネルの折畳み状態を拡大して示す
図、第５図は保持部材の破断直後で、太陽電池パネルの
展開開始状態を示す第４図と同様の図、第６図は組立体
の外側パネルに対する保持部材の最終的な位置を示す図
である。図中、 １……人工衛星、２……組立体 ３〜６……太陽電池パネル 13……保持部材、15……破断手段 23……ストッパ要素、24……ばね（弾性駆動手段） 25……ばね（第２の弾性駆動手段） 27……皿形部材

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の要素を関節状に接合して成る組立体
   であって、前記要素が積重される折畳み状態、又は前記
   要素が端部から端部まで少なくとも実質的に一直線とな
   る展開状態を取るようになっている前記組立体を、押畳
   み状態で、前記要素同士及び構造体に固定するための固
   定装置において、 折畳み状態にある前記組立体の要素を貫通する少なくと
   も１つの保持部材であって、前記構造体に一端が連結さ
   れ、他端が前記組立体の最も外側の外側要素と接する前
   記保持部材と、 折畳み状態から展開状態に前記組立体を移行させること
   が望まれた場合に、前記保持部材と前記構造体との連結
   点、又は前記保持部材を随時破断するための破断手段
   と、 前記破断手段の作動の後に、前記保持部材の対応の部分
   を、前記外側要素を通して前記組立体の外方に引っ張る
   ための弾性駆動手段を備える機構と、 を具備し、 前記機構は第２の弾性駆動手段を備え、該第２の弾性駆
   動手段の作用は、前記弾性駆動手段の作用とは反対方向
   に働くと共に、少なくとも前記組立体が展開状態にある
   場合に、前記外側要素に対して、前記破断手段の作動前
   に前記組立体が折畳み状態であった際に前記保持部材が
   占有していた位置と少なくとも実質的に同じ位置に、解
   放された前記保持部材を戻してその位置で保持するよう
   になっており、 前記弾性駆動手段と前記第２の弾性駆動手段とは、前記
   組立体が折畳み状態の場合に、前記外側要素以外の要素
   に対向する該外側要素の面に向けて配置されている、 関節状の組立体の固定装置。
2. 【請求項２】前記機構は、前記保持部材に沿って摺動す
   るようになっている部片であって、前記組立体が折畳み
   状態にある場合に前記外側要素とその隣接の要素との間
   で拘束状態で保持される前記部片を備え、前記弾性駆動
   手段と前記第２の弾性駆動手段とが前記部片に接してい
   る請求項１記載の固定装置。
3. 【請求項３】前記弾性駆動手段は引張りばね型であり、
   前記保持部材の内側端部と接し、他方、前記第２の弾性
   駆動手段は圧縮ばね型であり、前記外側要素と接してい
   る請求項２記載の固定装置。
4. 【請求項４】前記弾性駆動手段及び前記第２の弾性駆動
   手段は、前記保持部材が差し通されるコイルばねである
   請求項２記載の固定装置。
5. 【請求項５】前記保持部材の外側端部には、前記外側要
   素の外面と接するようになっているストッパ要素が設け
   られている請求項１記載の固定装置。
6. 【請求項６】前記ストッパ要素は位置調整可能である請
   求項１記載の固定装置。
7. 【請求項７】前記弾性駆動手段の牽引力は前記第２の弾
   性駆動手段の伸張力よりも大きい請求項３記載の固定装
   置。
8. 【請求項８】前記弾性駆動手段の牽引作用は前記要素の
   展開に対して速い請求項３記載の固定装置。
9. 【請求項９】前記第２の弾性駆動手段の伸張作用は前記
   要素の展開に対して遅い請求項３記載の固定装置。
10. 【請求項１０】光電池配列の太陽電池パネルを固定する
    ために用いられる請求項１記載の固定装置。