JP4079331B2 - 物品の保持分離装置と分離機構 - Google Patents

Description

本発明は、人工衛星、探査機、着陸機などの宇宙機に直接拘束できない物品を保持し宇宙機から分離する保持分離装置に関する。特に、１回の動作で１又は複数の物品をそれぞれ異なる速度で分離することができる物品の保持分離装置に関する。また、本発明は、物品の保持分離装置に適用できる分離機構に関する。

例えば人工衛星において、衛星軌道上で衛星本体の側面から展開式アンテナ等の搭載機器を分離する場合や、ロケットから人工衛星を分離する場合等に、特許文献１に開示されている方法を用いることができる。
この方法では、図１８に示されるように、円弧状２分割クランプバンド２１、２２を、人工衛星２０とロケット２６の接合部分の上から巻き付けるようにして人工衛星２０とロケット２６を結合させている。円弧状２分割クランプバンド２１，２２は、各々のクランプバンドの両端で分離ボルト２３により結合されている。このように、ロケット２６を打ち上げる前に分離ボルト２３を絞め込むことによりクランプバンド２１、２２は、人工衛星２０とロケット２６を強固に結合する。

分離ボルト２３は、金属ボルトの中に火薬を装填した火工品であり、この火薬は、ロケット２６側に搭載された電源からコマンドに従った電力の供給がされることにより発火、爆発する。このコマンドは、例えば、打ち上げ後の予め決められた時間に地上から送信される。この火薬の爆発の結果、金属ボルトは切断される。この動作により円周上１８０度離れた２点で結合していたクランプバンド２１、２２は、分離ボルト２３の位置している２点で開放される。

この時、図１９に示されるように、クランプバンド２１、２２の各々の中央部分に取り付けられたクランプバンドバネ２４、２５により、クランプバンド２１、２２は、人工衛星２０とロケット２６の結合部分からロケット２６側に引き離される。これと同時に、分離スプリング２７，２８，２９により、人工衛星２０側はロケット２６から押し出されるように即座に分離、放出される。

特開２００１−１０６１９９ 特開平９−２０７８９８ http://www.ghtech.com/Actuators.html

しかし上述した手段は、人工衛星などの宇宙機に直接拘束できない物品（例えば、探査装置）の場合、温度保護等の観点から物品を外部に露出して結合できないため、このような物品の保持及び分離には適用できない。
即ち、ロケットの打ち上げ前に物品（例えば、探査装置）を人工衛星に保持させ、打ち上げ後に、人工衛星を分離して小惑星の衛星軌道に乗せ、次いで物品（探査装置）を人工衛星から分離させて小惑星上に下ろすような場合には、温度保護等の観点から物品を外部に露出して結合できない。
そのため、物品をクランプバンド等で直接拘束できない場合、即ち、物品を外部に露出させることが適切でない場合には、物品を保持し分離するための別の機構が必要とされる。
このような機構として、例えば、物品を保護ケースの内部に保持しておき、クランプバンドを用いてこの保護ケースを人工衛星などの宇宙機の下部に結合させることができる。しかし、この場合には、保護ケースを宇宙機から分離させるための動作に加え、物品を保護ケースから分離させる動作をも行うことが必要となる。このため、動作が２アクションとなり軽量化が困難である問題点がある。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、宇宙機に直接拘束できない１又は複数の物品を保護ケースの内部に収容し、宇宙機に保護ケースを結合させ、１つの火工品だけで、保護ケースを宇宙機から分離させ、かつ、１又は複数の物品を保護ケースから所定の速度で分離させることができる物品の保持分離装置を提供することにある。また、本発明の目的は、物品の保持分離装置に適用可能な分離機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によれば、宇宙機に連結され、宇宙機に直接拘束できない物品を出し入れ可能な大きさの開口部を有し、前記物品を内部に収容する収容ケースと、
前記物品が収容ケースに収容された状態で、前記開口部を覆うカバー部材と、
前記物品が収容ケースに収容された状態で、前記物品を収容ケースから分離させる方向へ、前記物品に付勢力を与える第１付勢手段と、
前記カバー部材を前記収容ケースから分離させる方向へ、前記カバー部材に付勢力を与える第２付勢手段と、
前記カバー部材が前記開口部を覆っている状態を維持するために、前記第１付勢手段が前記物品に与える付勢力と、前記第２付勢手段が前記カバー部材に与える付勢力とに抗して、前記カバー部材と前記収容ケースを結合させる結合手段と、
前記結合手段によるカバー部材と収容ケースとの結合を解除する単一の解除手段とを備え、
前記第２付勢手段がカバー部材に与える付勢力は、前記第１付勢手段が物品に与える付勢力よりも大きくなっており、
前記結合手段はワイヤであり、該ワイヤの一端をカバー部材の一方の側に固定し、中間部を前記収容ケースの外側を通して前記開口部の反対側まで回し、ワイヤの他端をカバー部材の他方の側に固定することにより、カバー部材と収容ケースとの結合を維持し、
前記カバー部材の前記一方の側に回転可能に固定される第１回転部材と、前記カバー部材の前記他方の側に回転可能に固定される第２回転部材とをさらに備え、
前記ワイヤの一端が前記第１回転部材に接続され、前記ワイヤの他端が前記第２回転部材に接続されることにより、前記解除手段により前記ワイヤが切断された時に、該ワイヤの持つテンションエネルギーにより前記第１回転部材と第２回転部材が回転することを特徴とする物品の保持分離装置が提供される。

この保持分離装置では、結合手段により収容ケースとカバー部材とが結合されている状態において、物品が第１付勢手段によって付勢されており、カバー部材が第２付勢手段によって付勢されている。従って、収容ケースとカバー部材との結合を単一の解除手段によって解除するだけで、物品とカバー部が収容ケースから分離させることができ、単一の解除手段だけを用いるので構造の単純化および軽量化が可能である。
また、第２付勢手段がカバー部材に与える付勢力は、第１付勢手段が物品に与える付勢力よりも大きいので、収容ケースとカバー部材との結合が解除された時に、カバー部材は、収容ケースから物品よりも遠くへ分離される。従って、物品を収容ケースからだけでなくカバー部材からも分離させることができる。
さらに、宇宙機に連結された収容ケース内に物品を収容し、収容ケースの開口部をカバー部材で覆うので、宇宙機に直接拘束できない物品を外部に露出することなく低温等から確実に保護することができる。
また、ワイヤ切断時にワイヤが持つテンションエネルギーにより第１及び第２回転部材が回転することで、ワイヤのテンションエネルギーがカバー部材に直接作用する影響を低減させることが可能である。従って、分離後のカバー部材の姿勢を安定させることができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記結合手段はワイヤであり、該ワイヤの一端をカバー部材の一方の側に固定し、中間部を前記収容ケースの外側を通して前記開口部の反対側まで回し、ワイヤの他端をカバー部材の他方の側に固定することにより、カバー部材と収容ケースとの結合を維持し、前記解除手段は収容ケースの外部に設けられた火工品であり、該火工品の爆発によりワイヤが切断される。
なお、結合手段は、ワイヤに限定されず他の適切な手段であってもよく、解除手段は火工品に限定されず他の適切な手段であってもよい。例えば、火工品を用いないで、結合手段と解除手段を公知の適切なセパレーションナットなどの分離アクチュエータにより構成してもよい。

また、本発明の好ましい実施形態によれば、前記第１付勢手段は、物品と収容ケースとの間に位置する第１バネであり、前記第２付勢手段は、カバー部材と収容ケースとの間に位置する第２バネである。
なお、第１付勢手段と第２付勢手段は、バネに限定されず他の適切な手段であってもよい。

また、本発明の好ましい実施形態によれば、前記収容ケースとカバー部材は、前記物品を内部に保持するための保持部材を有し、該保持部材は、収容ケースとカバー部材が結合手段により結合された状態において、前記物品を収容ケース内の所定位置に保持し、前記収容ケースとカバー部材が結合されると、収容ケースとカバー部材のうちの一方が他方に嵌め合わされる。

また、本発明の好ましい実施形態によれば、前記収容ケースを宇宙機に連結するための連結部材を有し、該連結部材は、前記解除手段によりカバー部材と収容ケースとの結合が解除された時に、物品が水平方向よりも下向きに開口部から放出されるように、開口部を宇宙機の下部に水平方向よりも下方に傾けて固定する。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記収容ケースが有する前記保持部材が前記物品と接触することにより、前記保持部材を介して前記宇宙機から前記物品へ電力が供給される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記第１回転部材は、ボルト頭及びネジ部を有するボルトと、前記ネジ部に螺合するナットとを有し、
前記ワイヤは、前記ネジ部が通される開口が形成され、前記ワイヤの一端が接続される第１ワイヤ先端部材を有し、
前記ナットの外径寸法よりも小さい貫通孔が前記第１回転部材に形成され、前記第１ワイヤ先端部材の開口に前記ネジ部を通し、前記第１ワイヤ先端部材が前記ボルト頭により固定され、さらに当該ネジ部を前記第１回転部材の貫通孔の一方の側から通して当該貫通孔の他方の側において前記ナットを前記ネジ部に螺合させ、
前記第２回転部材は、ボルト頭及びネジ部を有するボルトと、前記ネジ部に螺合するナットとを有し、
前記ワイヤは、前記ネジ部が通される開口が形成され、前記ワイヤの他端が接続される第２ワイヤ先端部材を有し、
前記第２回転部材において、前記ナットの外径寸法よりも小さい貫通孔が前記第２回転部材に形成され、前記第２ワイヤ先端部材の開口に前記ネジ部を通し、前記第２ワイヤ先端部材が前記ボルト頭により固定され、さらに当該ネジ部を前記第２回転部材の貫通孔の一方の側から通して当該貫通孔の他方の側において前記ナットを前記ネジ部に螺合させる。
この構成よれば、ボルトへのナットの締め付け具合を調整することで、ワイヤのテンションを調整することが可能である。

また、本発明によれば、分離体と該分離体の本体との結合を維持し、当該結合維持時にテンションを持つワイヤと、前記分離体の両側にそれぞれ回転可能に固定された第１回転部材及び第２回転部材と、前記分離体を前記本体から分離させる方向へ、前記分離体に付勢力を与える付勢手段と、を備え、前記ワイヤの一端を前記第１回転部材に接続し、中間部を前記本体の一部または外側を通して前記第２回転部材まで回し、前記ワイヤの他端を前記第２回転部材に接続することにより、前記分離体と前記本体との結合を維持し、前記ワイヤが切断されると、前記ワイヤの持つテンションエネルギーにより、前記第１回転部材及び第２回転部材が、前記ワイヤが切断される前と同じ位置にて前記分離体に固定された状態で回転することを特徴とする分離機構が提供される。この分離体とこの本体の例は、それぞれ本明細書で説明されるカバー部材と収容ケースであるが、これらに限定されず、この装置は他の適切な分離機構に適用可能である。

上述したように、本発明の保持分離装置によれば、クランプバンド等で直接拘束できない１又は複数の物品を単一の火工品を爆発させることで、衛星から分離させることができる。即ち、１アクションで物品を衛星から分離させることができる。従って、火工品が１つで済むので、保持分離装置の軽量化が可能である。また、物品を収容ケースに収めて、収容ケースの開口部をカバー部材で閉じるので、物品の温度保護が容易になる。従って、ヒータ電力の低減等が可能である。
さらに、上述した回転部材を有する装置により、カバー部材の分離を安定させて行うことが可能になる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
以下の説明において、人工衛星に直接拘束できない物品１０は、探査装置であり、打ち上げ前にロケットに人工衛星を結合させ、人工衛星に探査装置１０を保持させ、打ち上げ後に、人工衛星をロケットから分離させ、人工衛星を小惑星の衛星軌道に乗せ、所定の時間に人工衛星から探査装置を分離させて小惑星上に下ろす場合に適用可能な探査装置の保持分離装置１の実施形態を説明する。
なお本発明は、探査装置に限定されず、その他の物品にもそのまま適用することができる。また、以下では宇宙機の例として人工衛星に物品を保持させる場合について説明するが、宇宙機は人工衛星に限定されず、探査機や着陸機なども含む。

図１と図２は、本発明の実施形態である探査装置の保持分離装置１の概略図である。図１は平面図であり、図２（Ａ）は側面図である。保持分離装置１は、収容ケース２、カバー部材３、結合手段４（この例でワイヤ）、解除手段８（この例で火工品）、第２付勢手段５（この例でカバー放出バネ）、第１付勢手段６（この例で物品放出バネ）を備えている。
探査装置１０は、収容ケース２とカバー部材３の内部に収められている。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の矢印Ｓで示される部分の詳細図である。図２（Ｂ）に図示されるように、カバー部材３の接合面３ａはすべて内側に４５度傾けて形成され、カバー部材の接合面３ａに対応する収容ケース２の接合面２ａはすべて内側に１３５度傾けて形成される。図２（Ｃ）には、理解を容易にするために、収容ケース２の底面側に設けられた接合面２ａとカバー部材３の底面側に設けられた接合面３ａのみが図示されている。図中のθは４５度である。図２（Ｃ）と同様な接合面２ａ、３ａが側面や上面側にも設けられる。これにより、カバー部材３を収容ケース２に結合させたときに、カバー部材３の接合面３ａが収容ケース２の接合面２ａにより外側から押さえ込まれる。即ち、カバー部材３の接合面３ａと収容ケース２の接合面２ａは、水平方向から４５度の角度を持つように嵌め合わされる。よって、外部から鉛直方向にカバー部材３と収容ケース２を分離させる力が作用したとしても、鉛直方向のずれを防止できる。なお、収容ケース２とカバー部材３とを嵌め合わせたときの接合面２ａ、３ａの水平方向からの角度、即ち、図２（Ｃ）の角度θは４５度に限定されず他の適切な角度であってよい。
このように収容ケース２とカバー部材３が結合されると、カバー部材３が収容ケース２に嵌め合わされるので、ロケットの打ち上げ時の振動や衝撃に対して収容ケース２とカバー部材３との結合状態を適切に保持することができる。収容ケース２とカバー部材３との嵌め合い構造は上述に限られず他の適切な嵌め合い構造であってもよい。
また、後述するように、収容ケース２の開口部が水平方向よりも少し鉛直下方を向くように、衛星下部に固定される。
図３と図４は、収容ケース２とカバー部材３と物品１０を示す分離図である。図３は平面図であり、図４は側面図である。

カバー部材３及び収容ケース２内には、上部側に４つ、下部側に４つ、合計８つの保持部材７が設けられている。各保持部材７は、細長い略直線状の係合部７ａを有する。全部で８つの直線状係合部７ａが、探査装置１０と係合することにより、探査装置１０がカバー部材３及び収容ケース２に納められた状態で、探査装置１０が図１の矢印方向に回転するのを防止することができる。直線状係合部７ａは鉛直方向から４５度又は他の適切な角度だけ傾いて探査装置１０と係合する。図２（Ａ）の矢印Ｔの部分の詳細図である図２（Ｄ）と（Ｅ）は、直線状係合部７ａと係合する探査装置１０の係合面１０ａと１０ｂを示している。図２（Ｄ）または（Ｅ）の例のように鉛直方向(図中のＺ軸方向)から４５度又は他の適切な角度だけ傾いた係合面１０ａまたは１０ｂを設けておき、これに直線状係合部７ａを係合させる。これにより、探査装置１０が鉛直方向および水平方向へずれることを防止している。このように、カバー部材３と収容ケース２の内部において、８つの保持部材７の係合部７aが探査装置１０をその内部方向へ押さえ込むように安定して保持・固定する。よって、ロケットの打ち上げ時の振動や衝撃に対して探査装置１０のような物品を所定の位置に保持し続けることが可能である。
さらに、保持部材７は、探査装置１０に電力を供給する中継機能を持つ。探査装置１０が保持部材７に保持されると探査装置１０は保持部材７と接触する。この接触により、人工衛星側から保持部材７を介して探査装置１０に電力を供給することが可能である。これにより、探査装置１０を収容ケース２から分離する時に、電力供給用有線ワイヤーケーブルを切断することが不要になる。

カバー部材３を収容ケース２に結合させた状態を維持するために、ワイヤ４を用いる。図１と図２に示されるように、ワイヤ４の一端をカバー部材３の一方の側に固定し、ワイヤ４を収容ケース２の裏側へまわして、ワイヤ４の他端をカバー部材３の他方の側に固定する。このように、カバー部材３と収容ケース２により構成される保持分離装置１をワイヤ４でおよそ半周巻くことにより、カバー部材３と収容ケース２との結合状態を維持させている。

また、収容ケース２の裏面であってワイヤ４が通過する部分に単一の火工品８を設ける。この火工品８の爆発によってワイヤ４を切断する。具体的には、例えば、火工品８として、爆薬ボルトに火薬を充填したものを用い、これにナイフを爆薬ボルトの下部に設ける。さらに、受け台を設け、ナイフと受け台との間にワイヤ４が位置するようにする。このような構成において、火薬の爆発力を利用してナイフによりワイヤ４が切断される。火工品の点火は、地上からの遠隔操作によって行われる。

このようにワイヤ４が切断されると、カバー部材３は収容ケース２から分離可能な状態になる。カバー部材３を収容ケース２から遠くへ飛ばすために長くて強いカバー放出バネ５を、例えば図２に示すように収容ケース２の上部と下部の２箇所に設けておく。ワイヤ４が切断された時に、これらのカバー放出バネ５の弾性力によりカバー部材３が収容ケース２から飛ばされる。収容ケース２の上部と下部の２箇所にバネを設ける代わりに、カバー部材３の水平方向の両側の鉛直方向に関して真ん中付近にそれぞれカバー放出バネ５を設けてもよい。

さらに、カバー部材３を収容ケース２から分離するだけでなく、探査装置１０も収容ケース２から分離させるために、別なバネである物品放出バネ６を収容ケース２に設けておく。この物品放出バネ６は、例えば、図１及び２に示すように、収容ケース２の内部後方に設けておく。カバー部材３を先に遠くへ収容ケース２から飛ばすために、カバー放出バネ５の長さは物品放出バネ６の長さよりも長く、カバー放出バネ５の強さは物品放出バネ６の強さよりも強い。このようなバネの設定により、探査装置１０をカバー部材３からも収容ケース２からも分離させることが可能になる。即ち、ワイヤ４が切断された時に、カバー部材３が探査装置１０よりも強い力で放出され、これとほぼ同時に探査装置１０がカバー部材３よりも弱い力で放出され、その結果、カバー部材３が探査装置１０よりも遠くに飛ばされることになる。また、このようなバネの設定により、人工衛星の真下に探査装置１０が降下するのを防ぐことができる。即ち、このようなバネの設定をすることにより、探査装置１０を人工衛星から水平方向に離れた場所に飛ばすことが可能であり、探査装置１０を惑星上で下ろすときに、人工衛星と探査装置１０が衝突するのを確実に防ぐことが可能になる。なお、バネ６のバネ力を調整することにより探査装置１０等の物品の放出速度の調整が可能である。さらに、図１、２は、１つの物品に対応する放出機構であるが、物品の数に応じて物品放出バネ６や保持手段７等の数を増やすなどして、複数の物品に対応したバネによる放出機構を設けることにより複数の物品の放出が可能になる。

図５から図８は、カバー部材３と収容ケース２が結合された状態の保持分離装置１をより詳細に示した図である。図５、６、７及び８はそれぞれ平面図、立面図、側面図及び背面図である。図３に示されるように、収容ケース２及びカバー部材３には、軽量化のために切り抜き部１２が形成されている。
図９及び１０は、それぞれ、収容ケース２の詳細な平面図と立面図である。また、図１１から図１４は、カバー部材３をより詳細に示した図である。図１１、１２、１３及び１４は、それぞれ平面図、立面図、側面図及び背面図である。
図１１、１２、１３及び１４において、火工品８の爆発によりワイヤ４が切断された状態が示されてる。この実施形態では、ワイヤ４がカバー部材３の両サイドに固定されているので、切断後には、図１１に示されるように、２本のワイヤ４の端部が、それぞれカバー部材３の両サイドに固定されたままである。即ち、火工品８の爆発により、ワイヤ４は、カバー部材３と共にカバー放出バネ５によって飛ばされる。

なお、収容ケース２は人工衛星の下部に固定されており、探査装置１０が収容ケース２から分離された後も、人工衛星の下部に固定されたままである。また、収容ケース２の上面には、収容ケース２を人工衛星の下部に固定・結合させるため人工衛星接続部材１１（連結部材）が設けられている。図１５は、図７の矢印Ｕで示された人工衛星接続部材１１の拡大図である。図６、図７等から理解されるように、人工衛星接続部材１１は円柱状の部材であり、収容ケース２の上面に対して傾けて設けられている。これは、小惑星の小さい重力を考慮すると、探査装置を小惑星上で人工衛星から着陸させる場合に、水平方向に探査装置を放出するよりも少し下向きに放出したほうが好ましいからである。

この例では図９のように５箇所に設けられており、また、図１５のように人工衛星接続部材１１の高さは、カバー部材３の取り付け位置に近いほど程、大きくなっている。このような構成と配置により、５つの人工衛星接続部材１１の上面が、収容ケース２の前方側から後方側へ次第に下がっていく平面を構成する。具体的には、この例では、５つの人工衛星接続部材１１の上面が構成する平面は、収容ケース２の上面と５度の角度（図７のθが５度）を成すように、５つの人工衛星接続部材１１が設けられている。収容ケース２の上面に設けられた５つの人工衛星接続部材１１を人工衛星の下部に結合させることにより、図７に示されるように、収容ケース２の開口部が、水平方向よりも下を向くように固定される。この例では、収容ケース２が、水平方向よりも５度だけ下方に傾いた状態で人工衛星の下部に固定される。これにより、探査装置１０が、やや斜め下向きに飛ばされるようになる。なお、図７のθは５度に限定されず、他の適当な角度であってもよい。

図７から図１０に示されるように、収容ケース２にはワイヤ保護部９が設けられている。カバー部材３と収容ケース２を結合させた状態を維持するのにワイヤ４を、上述したように、カバー部材３の一方の側から収容ケース２の背面側へまわしカバー部材３の他方の側まで約半周分巻く。このようにワイヤ４を収容ケース２側へまわすときに、ワイヤ保護部９の内部を通すことによりワイヤ４を外部から保護する。また、探査装置１０、収容ケース２、カバー部材３及びワイヤ４の組み込み時のワイヤ４のテンションは、収容ケース２またはカバー部材３の切り抜き部１２の適切な場所に貼った歪みゲージで計測する歪力で管理する。
さらに、ワイヤ保護部９は、ワイヤ４の切断時に、張られていたワイヤがはね回ることを防止することのみならず、切断されたワイヤ４の先端が、ワイヤ保護部９の内壁と接触することにより、ワイヤ４が持つエネルギーを散逸させる機能をも持つ。

図１６と１７は、図１３の矢印Ｖで示されるワイヤ固定部分を詳細に描いた図である。図１６は、ワイヤ固定部分に使用される部材の分離図であり、ワイヤ固定部分に、回転部材１４、ボルト１５、ナット１６、回転部材支持部材１７とが用いられる。ワイヤ４が接続された金具などのワイヤ先端部材４ａの開口にボルト１５のネジ部１５ａを通し、回転部材１４に形成された貫通孔１８にボルト１５のネジ部１５ａを通す。この後、図１７に示されるように、回転部材１４をボルト頭１５ｂとナット１６で挟むように、ナット１６をネジ部１５ａに螺合させる。ここで、回転部材１４は、図１７の矢印の向きに回転可能に、回転部材固定部材１７に支持されながらカバー部材３の側面に固定される。例えば、図１７に示されるように、回転部材固定部材１７に形成された開口１８にスクリューを通してカバー部材３の側面に固定させることができるが、他の適切な方法で回転部材固定部材１７をカバー部材３に固定してもよい。これにより、図１７に示された状態において、ナット１６の締め付けを調整することにより、ワイヤ４のテンションを調整することが可能である。さらに、図１７に示したこのワイヤ固定方法により、ワイヤ４が火工品８により切断された時に、回転部材１４がワイヤ切断・分離エネルギー及び／又はワイヤのテンションエネルギーにより回転する。この回転によりテンションを持つワイヤのエネルギーが、カバー部材３に直接作用する影響が低減される。このことにより、分離後のカバー部材３の姿勢の安定を図られる。カバー部材３の一方の側のワイヤ固定部分における回転部材等について説明したが、カバー部材３の他方の側においても同様な構成の回転部材等が設けられる。

保持分離装置１を人工衛星の下部に実際に結合するときには、その前に収容ケース２とカバー部材３をそれぞれ断熱材であるＭＬＩ（サーマルブランケットとも言う）で覆う。これにより、収容ケース２に探査装置１０を収め、収容ケース２の開口部をカバー部材３で覆い、収容ケース２とカバー部材３を結合させることで、保持分離装置１内部に収められた探査装置１０の温度保護が容易になる。

上述したように、本発明により、単一の火工品８を用いて、収容ケース２とカバー部材３内に保護された探査装置１０を人工衛星から分離させることが可能になる。従って、動作が１アクションで済み、軽量化が可能になる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、保持分離装置１を衛星下面ではなく、衛星の側面や上面に取り付けてもよい。従って、物品の放出する方向は、衛星下面から斜め下向方向だけでなく、衛星側面から水平方向や、衛星下面から鉛直下方や、衛生上面から水平方向や、衛星側面から下方向などにしてもよい。また、上述では、火工品８を用いて収容ケース２とカバー部材３を分離させる場合について説明したが、火工品８を用いない分離アクチュエータを利用して収容ケース２とカバー部材３を分離させることもできる。このような分離アクチュエータは、火工品の爆発による衝撃を避ける場合に好ましい。さらに、本発明の適用は宇宙機器に限定されず、地上で利用される機器にも適用可能である。

本発明の実施形態である保持分離装置１の概略を示した平面図である （Ａ）は図１の保持分離装置の概略を示した側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｓが示す部分の詳細図であり、（Ｃ）は接触面の説明図であり、（Ｄ）と（Ｅ）は（Ａ）の矢印Ｔが示す部分の詳細図である。 図１の保持分離装置の分離状態を示した平面図である。 図１の保持分離装置の分離状態を示した側面図である。 本発明の実施形態である保持分離装置を詳細に示した平面図である。 本発明の実施形態である保持分離装置を詳細に示した立面図である。 本発明の実施形態である保持分離装置を詳細に示した側面図である。 本発明の実施形態である保持分離装置を詳細に示した背面図である。 収容ケースを詳細に示した平面図である。 収容ケースを詳細に示した立面図である。 カバー部材を詳細に示した平面図である。 カバー部材を詳細に示した立面図である。 カバー部材を詳細に示した側面図である。 カバー部材を詳細に示した背面図である。 収容ケースが有する衛星接続部材の拡大図である。 図１３の矢印Ｖで示された部分に用いられる部材の分解図である。 図１３の矢印Ｖの部分の拡大図である。 クランプバンドを用いた従来の分離方法を説明する図である。 クランプバンドを用いた従来の分離方法を説明する図である。

符号の説明

１ 保持分離装置
２ 収容ケース
３ カバー部材
４ 結合手段（ワイヤ）
４ａ ワイヤ先端部材
５ 第２付勢手段（カバー放出バネ）
６ 第１付勢手段（物品放出バネ）
７ 保持部材
８ 解除手段（火工品）
９ ワイヤ保護部９
１０ 探査装置
１１ 人工衛星接続部材
１２ 切り抜き部
１３ 衛星下部
１４ 回転部材
１５ ボルト
１５ａ ネジ部
１５ｂ ボルト頭
１６ ナット
１８ 貫通孔
２０ 人工衛星
２１、２２ クランプバンド
２３ 分離ボルト
２４、２５ クランプバンドバネ
２６ ロケット
２７、２８，２９ 分離スプリング

Claims (8)

1. 宇宙機に連結され、宇宙機に直接拘束できない物品を出し入れ可能な大きさの開口部を有し、前記物品を内部に収容する収容ケースと、
   前記物品が収容ケースに収容された状態で、前記開口部を覆うカバー部材と、
   前記物品が収容ケースに収容された状態で、前記物品を収容ケースから分離させる方向へ、前記物品に付勢力を与える第１付勢手段と、
   前記カバー部材を前記収容ケースから分離させる方向へ、前記カバー部材に付勢力を与える第２付勢手段と、
   前記カバー部材が前記開口部を覆っている状態を維持するために、前記第１付勢手段が前記物品に与える付勢力と、前記第２付勢手段が前記カバー部材に与える付勢力とに抗して、前記カバー部材と前記収容ケースを結合させる結合手段と、
   前記結合手段によるカバー部材と収容ケースとの結合を解除する単一の解除手段とを備え、
   前記第２付勢手段がカバー部材に与える付勢力は、前記第１付勢手段が物品に与える付勢力よりも大きくなっており、
   前記結合手段はワイヤであり、該ワイヤの一端をカバー部材の一方の側に固定し、中間部を前記収容ケースの外側を通して前記開口部の反対側まで回し、ワイヤの他端をカバー部材の他方の側に固定することにより、カバー部材と収容ケースとの結合を維持し、
   前記カバー部材の前記一方の側に回転可能に固定される第１回転部材と、前記カバー部材の前記他方の側に回転可能に固定される第２回転部材とをさらに備え、
   前記ワイヤの一端が前記第１回転部材に接続され、前記ワイヤの他端が前記第２回転部材に接続されることにより、前記解除手段により前記ワイヤが切断された時に、該ワイヤの持つテンションエネルギーにより前記第１回転部材と第２回転部材が回転することを特徴とする物品の保持分離装置。
2. 前記解除手段は収容ケースの外部に設けられた火工品であり、該火工品の爆発によりワイヤが切断される、ことを特徴とする請求項１に記載の物品の保持分離装置。
3. 前記第１付勢手段は、物品と収容ケースとの間に位置する第１バネであり、前記第２付勢手段は、カバー部材と収容ケースとの間に位置する第２バネである、ことを特徴とする請求項１に記載の物品の保持分離装置。
4. 前記収容ケースとカバー部材は、前記物品を内部に保持するための保持部材を有し、該保持部材は、収容ケースとカバー部材が結合手段により結合された状態において、前記物品を収容ケース内の所定位置に保持し、前記収容ケースとカバー部材が結合されると、収容ケースとカバー部材のうちの一方が他方に嵌め合わされることを特徴とする請求項１に記載の物品の保持分離装置。
5. 前記収容ケースを宇宙機に連結するための連結部材を有し、該連結部材は、前記解除手段によりカバー部材と収容ケースとの結合が解除された時に、物品が水平方向よりも下向きに開口部から放出されるように、開口部を宇宙機の下部に水平方向よりも下方に傾けて固定する、ことを特徴とする請求項１に記載の物品の保持分離装置。
6. 前記収容ケースが有する前記保持部材が前記物品と接触することにより、前記保持部材を介して前記宇宙機から前記物品へ電力が供給されることを特徴とする請求項４に記載の物品の保持分離装置。
7. 前記第１回転部材は、ボルト頭及びネジ部を有するボルトと、前記ネジ部に螺合するナットとを有し、
   前記ワイヤは、前記ネジ部が通される開口が形成され、前記ワイヤの一端が接続される第１ワイヤ先端部材を有し、
   前記ナットの外径寸法よりも小さい貫通孔が前記第１回転部材に形成され、前記第１ワイヤ先端部材の開口に前記ネジ部を通し、前記第１ワイヤ先端部材が前記ボルト頭により固定され、さらに当該ネジ部を前記第１回転部材の貫通孔の一方の側から通して当該貫通孔の他方の側において前記ナットを前記ネジ部に螺合させ、
   前記第２回転部材は、ボルト頭及びネジ部を有するボルトと、前記ネジ部に螺合するナットとを有し、
   前記ワイヤは、前記ネジ部が通される開口が形成され、前記ワイヤの他端が接続される第２ワイヤ先端部材を有し、
   前記第２回転部材において、前記ナットの外径寸法よりも小さい貫通孔が前記第２回転部材に形成され、前記第２ワイヤ先端部材の開口に前記ネジ部を通し、前記第２ワイヤ先端部材が前記ボルト頭により固定され、さらに当該ネジ部を前記第２回転部材の貫通孔の一方の側から通して当該貫通孔の他方の側において前記ナットを前記ネジ部に螺合させることを特徴とする請求項１に記載の物品の保持分離装置。
8. 分離体と該分離体の本体との結合を維持し、当該結合維持時にテンションを持つワイヤと、
   前記分離体の両側にそれぞれ回転可能に固定された第１回転部材及び第２回転部材と、
   前記分離体を前記本体から分離させる方向へ、前記分離体に付勢力を与える付勢手段と、を備え、
   前記ワイヤの一端を前記第１回転部材に接続し、中間部を前記本体の一部または外側を通して前記第２回転部材まで回し、前記ワイヤの他端を前記第２回転部材に接続することにより、前記分離体と前記本体との結合を維持し、
   前記ワイヤが切断されると、前記ワイヤの持つテンションエネルギーにより、前記第１回転部材及び第２回転部材が、前記ワイヤが切断される前と同じ位置にて前記分離体に固定された状態で回転することを特徴とする分離機構。

Images