JP4225138B2 - 部分展開装置及び部分展開方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、太陽電池パドル及び展開ラジエータ等の展開構造を有した被拘束物の保持展開機構に関するものであり、人工衛星に搭載して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、人工衛星は、図１８に示すように、衛星構体１に取付けられた太陽電池パドル２が折畳まれ、当該太陽電池パドル２が衛星構体１に保持されて打上げ用ロケットに搭載され、宇宙空間に打上げられている。人工衛星は、打ち上げ後、軌道高度上昇を図るために、図１９に示すように、太陽電池パドル２を全展開してから軌道高度上昇を行う。なお、図２０は、太陽電池パドル２を全展開する過程を示す。
太陽電池パドル２の展開方法として、図２１に示すように途中のトランスファ軌道で衛星構体１に対して最外の太陽電池パネル２（以下、第１の太陽電池パネル２ａという。）のみを垂直に部分展開する方法が知られている。この方法では、部分展開状態で、当該トランスファ軌道上において必要電力の確保と軌道高度上昇時の加速度負荷軽減を図っている。
【０００３】
このような太陽電池パドル２の部分展開を行うにあたり、従来、例えば、特許文献１に示すような、太陽電池パネルの展開機構があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１７２０９９号公報
【０００５】
従来の太陽電池パドルの部分展開機構は、図２２に示すように構成されており、この太陽電池パドルの部分展開機構において、第１の太陽電池パネル２ａと第２の太陽電池パネル２ｂは、ヒンジ６ａによって回転矢印ｅ方向に展開し得るようになされている。この第１の太陽電池パネル２ａは、ヒンジ６ａによって、回転矢印ｅ方向に展開すると、プーリー５０に取付けられた第１のブロック５１と、クレビスシャフト１１に取付けられた第２のブロック５２とが接触することによって、図２３に示すように、９０°だけ展開する。
このとき、プーリー５０は、自己に取付けられた第３のブロック５３と、第３の太陽電池パネル２ｃのホルダベアリング１２に取付けられた第４のブロック５４とが接触しているため、回転矢印ｅ方向への回転が抑制されている。
【０００６】
続けて、プーリー５０は、図２４に示すように、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが離間すると、第２の太陽電池パネル２ｂのプーリー５０に取付けられた第３のブロック５３と、第３の太陽電池パネル２ｃのホルダベアリング１２に取付けられた第４のブロック５４とが離間することによって、回転矢印ｅ方向に回転可能となる。
従って、太陽電池パネル２は、図２５に示すように、１８０°展開可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが離間する際、ヒンジ６ａのｅ方向の展開力によって第３のブロック５３と第４のブロック５４とが接触した状態で摺動しながら離間するため、当該第３のブロック５３と第４のブロック５４との間に抵抗力が発生し、太陽電池パドル２が展開することの信頼性が下がるという問題があった。また、かかる展開力により太陽電池パドル２に生じる変形を十分に吸収し得るように、部分展開機構のクリアランス設計を必要とするという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、太陽電池パドル２が展開する際の展開信頼性向上を目的とするものである。また、本発明は、部分展開機構の設計容易化を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明における、衛星構体の側面に対し畳込まれて保持される複数枚の被拘束物を段階的に展開する部分展開装置及び部分展開方法は、複数枚の被拘束物を畳込まれて拘束された状態で保持し、当該保持した被拘束物を２段階で解放する保持解放手段と、保持解放手段によって１段階目に解放された最外の被拘束物を展開する第１の展開手段と、保持解放手段によって２段階目に解放された残りの被拘束物を展開する第２の展開手段と、第１の展開手段によって展開された最外の被拘束物を所定の角度で拘束するとともに、第２の展開手段によって残りの被拘束物が展開されると、最外の被拘束物の拘束を解除し、第１の展開手段によって最外の被拘束物をさらに展開させる拘束解除手段とを備えるものである。
【００１０】
また、この部分展開装置及び展開方法は、複数枚の被拘束物を畳込まれて拘束された状態で保持し、当該保持した被拘束物を順次解放する保持解放手段と、
保持解放手段によって解放された被拘束物の一部を、順次展開する第１の展開手段と、保持解放手段によって解放された被拘束物の一部に直接又は間接的に接続された被拘束物のうち、まだ畳込まれて保持される残りの被拘束物を展開する第２の展開手段と、第１の展開手段によって展開された被拘束物の一部を所定の角度で拘束するとともに、第２の展開手段によって残りの被拘束物が展開されると、被拘束物の一部の拘束を解除し、第１の展開手段によって被拘束物の一部をさらに展開させる拘束解除手段とを備えるものである。
【００１１】
また、この部分展開装置は、第２の展開手段及び拘束解除手段を、残りの被拘束物を解放する保持解放手段の周辺に設けるようにしても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る部分展開装置を適用した人工衛星が、衛星構体１に太陽電池パドル２、３を折畳んで保持する状態を示す全体構成図である。
また、図２は、図１に示す人工衛星を、ｚ方向から見た側面図であり、太陽電池パドル２（３）がヨーク４（５）を介して衛星構体１に取付けられている。
太陽電池パドル３は、衛星構体１を介して太陽電池パドル２とｙ軸回りに回転対称な形状を有しており、当該太陽電池パドル２と同様の構成からなるとともに、同様の動作をするようになされている。なお、以下、太陽電池パドル２についてのみ説明する。
【００１３】
この太陽電池パドル２は、衛星構体１の最外のものから順に、第１の太陽電池パネル２ａ、これに隣接する第２の太陽電池パネル２ｂ、衛星構体１に尤も近い第３の太陽電池パネル２ｃというように、被拘束物としての３枚の太陽電池パネルと、ヨーク４とからなっている。
なお、本実施の形態では、太陽電池パドル２を３枚の太陽電池パネルから構成する場合について述べるが、本発明の主旨とするところでは、このような構成に限らず、１、２枚若しくは４枚以上の太陽電池パネルから太陽電池パドルを構成するようにしても良い。
【００１４】
この太陽電池パドル２は、第１の太陽電池パネル２ａと第２の太陽電池パネル２ｂとが第１の展開手段としての第１のヒンジ６ａを介して接続され、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが第２のヒンジ６ｂを介して接続されて構成されている。また、太陽電池パドル２の第３の太陽電池パネル２ｃは、第３のヒンジ６ｃを介してヨーク４と接続されて構成されている。なお、第２のヒンジ６ｂと第３のヒンジ６ｃは、第２の展開手段として用いられている。
【００１５】
ヨーク４は、Ｙ字形状の部材であり、Ｙ字の両股先端部を介して第３のヒンジ６ｃに接続されている。また、ヨーク４は、Ｙ字の根本部が接続されたヒンジ９と、太陽電池パドル２を衛星構体１に回転自在に支持する太陽電池パドル駆動機構部９０とを介して当該衛星構体１に取付けられている。この太陽電池パドル駆動機構部９０は、ヒンジ９を介して太陽電池パドル２を回転駆動するようになされている。
【００１６】
各ヒンジ６（６ａ、６ｂ、６ｃ）、９内部には、バネが設けられており、第１のヒンジ６ａは、第２の太陽電池パネル２ｂに対し第１の太陽電池パネル２ａを回転矢印ａ方向に展開し、第２のヒンジ６ｂは、第３の太陽電池パネル２ｃに対し第２の太陽電池パネル２ｂを回転矢印ｂ方向に展開し、第３のヒンジ６ｃは、ヨーク４に対し第３の太陽電池パネル２ｃを回転矢印ｃ方向に展開し、ヒンジ９は、衛星構体１に対してヨーク４を回転矢印ｄ方向に展開するようになされている。
【００１７】
このヒンジ６は、従来のヒンジと同様のものであり、クレビスシャフト１１とホルダベアリング１２とが組合わさって、回転自在に構成されている。
ヒンジ６のクレビスシャフト１１は、シャフト部分にラッチフォーク１３が設けられている。ラッチフォーク１３は、当該ラッチフォーク１３の先端部側面に円柱状の端子１４を設けており、端子１４がホルダベアリング１２の周縁上を摺動するようになされている。一方、ヒンジ６のホルダベアリング１２は、当該ホルダベアリング１２の周縁のうちシャフトとの付け根部分にラッチホルダ１５が設けられている。
そして、このヒンジ６は、クレビスシャフト１１とホルダベアリング１２とが展開し、クレビスシャフト１１に取付けられたラッチフォーク１３の端子１４と、ホルダベアリング１２のラッチホルダ１５とが係合することによって１８０°に展開された状態で位置決めされるようになされている。
また、ヒンジ９は、従来のヒンジと同様のものであり、ラッチ用の端子（図示せず）とラッチホルダ（図示せず）とが係合することによって、ヨーク４を９０°展開した状態で位置決めするようになされている。
【００１８】
また太陽電池パドル２には、当該太陽電池パドル２を衛星構体１に保持する保持解放手段としての太陽電池パネル保持部８（８ａ、８ｂ）が設けられている。太陽電池パネル保持部８は、図３に示すように、各太陽電池パネル２ａ、２ｂ、２ｃに設けられた貫通孔２ｈに取付けられている。この太陽電池パネル保持部８は、両端側面がテーパ形状の円柱２０（以下、保持容器という。）と、衛星構体１に取付けられるコンソール８０と、保持容器２０とコンソール８０とを接続するロッド２１とからなる。このコンソール８０には、ロッド２１を切断するロッドカッター２３が取付けられている。なお、同図では、太陽電池パネル保持部８ｂを例示している。
【００１９】
保持容器２０は、第１の太陽電池パネル２ａ若しくは、第２の太陽電池パネル２ｂに取付けられている。この保持容器２０は、当該保持容器２０の底面にスプリング２２が組込まれるとともに、当該スプリング２２の内部空洞のｙ方向にロッド２１が挿入され、保持容器２０の底面（一端面）を介して外部に突出されている。また、ロッド２１の上端部（矢印ｙ方向の端部）には、スプリング２２の開口面より大きな円盤２４が設けられている。
【００２０】
そして、太陽電池パネル保持部８は、保持容器２０から突出したロッド２１がコンソール８０側に引張られて、ロッド２１の円盤２４とスプリング２２とが係合されると、当該引っ張り力によってスプリング２２に復元力を発生する状態となる。
【００２１】
太陽電池パドル２は、図２、３に示すように保持容器２０によって、矢印−ｙ方向に押し付けられて衛星構体１に畳込まれている。
この状態において、太陽電池パネル保持部８は、第１の太陽電池パネル２ａに設けられた保持容器２０のロッド２１が衛星構体１に接続されたコンソール８０に取付けられると、当該ロッド２１の締結力によって第１の太陽電池パネル２ａ、第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、及びヨーク４を衛星構体１に固定し得るようになされている。以下、この太陽電池パネル保持部８を、第１の太陽電池パネル保持部８ａという。
また、太陽電池パネル保持部８は、保持容器２０が第２の太陽電池パネル２ｂに取付けられている場合には、図３に示すように、第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、及びヨーク４を衛星構体１に固定し得るようになされている。以下、この太陽電池パネル保持部８を、第２の太陽電池パネル保持部８ｂという。
【００２２】
また、太陽電池パネル保持部８は、ロッド２１に取付けられたロッドカッター２３内部の爆薬が爆発し、切断部材が当該ロッド２１に対し飛出されると、第１の太陽電池パネル２ａとコンソール８０とを接続するロッド２１が切断される。このとき、ロッド２１は、スプリング２２の復元力によって矢印ｙ方向に可動し、保持容器２０の上面（他端面）に当たって止まった後、当該保持容器２０の中に格納されるようになされている。これによって、第１の太陽電池パネル２ａとパネル保持部８のコンソール８０との保持を解放する。
【００２３】
図４は、図２の人工衛星を、ｙ方向から見たものである。
太陽電池パドル２には、第１の太陽電池保持部８ａが適宜設けられており、例えば、図４に示すように６点設けられている。また、太陽電池パドル２には、第２の太陽電池保持部８ｂが、太陽電池パネルの接合側面に沿って、一対の第１の太陽電池保持部８ａとの間に設けられている。
【００２４】
第２の太陽電池パネル保持部８ｂの周辺部には、第１の太陽電池パネル２ａを９０°展開した位置に拘束する拘束解除手段としての部分展開保持部１０が設けられている。なお、この部分展開保持部１０は、第２の太陽電池パネル２ｂ及び第３の太陽電池パネル２ｃに取付けられている。
【００２５】
ここで、第１のヒンジ６ａは、第１の太陽電池パネル２ａを展開し得るように作用するものでである。
【００２６】
また、部分展開保持部１０は、第１の太陽電池パネル２ａの展開を拘束するものであり、第２の太陽電池パネル保持部８ｂの周辺に近接して設けられる。これにより、第１のヒンジ６ａの展開力によって第１の太陽電池パネル２ａ及び第２の太陽電池パネル２ｂに生じる変形の影響が、部分展開保持部１０のパネル拘束部３０、支持台部３１に与える影響を最小とするように取付けられている。
【００２７】
図５は、部分展開保持部１０の構成を示す図である。
この部分展開保持部１０は、第２の太陽電池パネル２ｂに取付けられるとともに、第１の太陽電池パネル２ａを拘束するパネル拘束部３０と、第３の太陽電池パネル２ｃに取付けられるとともに、当該パネル拘束部３０を支持する支持台部３１とから構成されている。
【００２８】
パネル拘束部３０は、断面が略Ｌ字形状の部材３０ａ（以下、拘束部という。）と、当該拘束部３０ａを第２の太陽電池パネル２ｂに固定する第１の固定部３０ｂとから構成されている。
拘束部３０ａは、支持台部３１と対向する底面３０ａａが平面であるとともに、第１の固定部３０ｂと対向する端部３０ａｂがコの字状に形成されており、当該端部３０ａｂに第１の固定部３０ｂの一部が収容されるようになされている。
また、第１の固定部３０ｂは、第２の太陽電池パネル２ｂと対向する端部３０ｂａがコの字形状に形成されており、当該端部３０ｂａを介して第２の太陽電池パネル２ｂと固定し得るようになされている。
そして、拘束部３０ａは、軸３０ｃによって回転保持部としての第１の固定部３０ｂに軸支され、当該第１の固定部３０ｂに対して回転自在に可動する。
【００２９】
また、支持台部３１は、断面が略台形形状の角柱部材からなり、拘束部３０ａと対向する上面３１ａａが平面であるとともに、第３の太陽電池パネル２ｃと対向する端部３１ａｂがコの字形状に形成されており、当該端部３１ａｂを介して第３の太陽電池パネル２ｃと固定し得るようになされている。
【００３０】
そして、パネル拘束部３０は、第１の固定部３０ｂの端部３０ｂａを介してネジ（図示せず）で第２の太陽電池パネル２ｂに固定され、支持台部３１は、端部３１ａｂを介してネジ（図示せず）で第３の太陽電池パネル２ｃに固定される。
【００３１】
このパネル拘束部３０と支持台部３１とは、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが畳込まれた状態において、当該パネル拘束部３０の底面３０ａａと当該支持台部３１の上面３１ａａとが接触するように位置決めされている。パネル拘束部３０の拘束部３０ａは、当該拘束部３０ａの底面３０ａａと、抑制部としての支持台部３１の上面３１ａａとが接触することによって、展開が拘束されるようになされている。
【００３２】
次に、太陽電池パドル２が、展開する様子について説明する。
まず、第１の太陽電池パネル保持部８ａにおけるロッドカッター２３内部で爆発が生じ、ロッド２１を切断することによって、第１の太陽電池パネル２ａから衛星構体１までの構造物（第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、ヨーク４）とコンソール８０との結合を外す。これよって、第１の太陽電池パネル２ａは、図６に示すように、第１のヒンジ６ａによって回転矢印ａ方向へ展開する。
【００３３】
このとき、第１の太陽電池パネル保持部８ａは、ロッド２１がロッドカッター２３によって切断されると、ロッド２１を引き抜いて展開に支障とならない位置で保持する。
【００３４】
第１の太陽電池パネル２ａは、回転矢印ａ方向へ展開すると、拘束部３０ａの拘束面３０ａｃに接触し、当該接触した位置で位置決めされる。すなわち、人工衛星の第１の太陽電池パネル２ａは、図６、図７に示すように、第２の太陽電池パネル２ｂに対して軸３０ｃを中心に９０°だけ展開する。
【００３５】
図８は、太陽電池パドル２を構成する太陽電池パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、ヨーク４とが解放される状態を示す。
すなわち、第２の太陽電池パネル保持部８ｂのロッドカッター２３内部で爆発が生じ、ロッド２１を切断すると、衛星構体１に取付けれられたコンソール８０と結合されるロッド２１が切断される。これによって、ロッド２１によって保持されていた第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとヨーク４との第２の太陽電池パネル保持部８ｂによる拘束が解放される。
【００３６】
そして、第２の太陽電池パネル２ｂは、第２のヒンジ６ｂによって回転矢印ｂ方向に展開され、第３の太陽電池パネル２ｃは、第３のヒンジ６ｃによって回転矢印ｃ方向に展開される。また、ヨーク４は、ヒンジ９によって回転矢印ｄ方向に展開する。
【００３７】
この結果、第２の太陽電池パネル２ｂに取り付けられたパネル拘束部３０の底面３０ａａは、第３の太陽電池パネル２ｃに取付けられた支持台部３１の上面３１ａａから離間する。すなわち、人工衛星の第１の太陽電池パネル２ａ、第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、ヨーク４は、図９に示すように、各太陽電池パネル２に対して展開していく。
【００３８】
この際、パネル拘束部３０における拘束部３０ａの底面３０ａａと、支持台部３１の上面３１ａａとの離間の方向は、第２の太陽電池パネル２ｂの展開方向と同じ方向を向いているので、当該離間に際して、拘束部３０ａの底面３０ａａと支持部３１の上面３１ａａとの間に抵抗力が発生することはない。これによって、パネル拘束部３０と支持台部３１とは、摩擦による負荷を受けることなく確実に分離することができる。
【００３９】
続けて、パネル拘束部３０の拘束部３０ａは、支持台部３１の上面３１ａａと離間することによって、回転自在となる。これに伴なってパネル拘束部３０による第２の太陽電池パネル２ａの拘束が解除され、第１の太陽電池パネル２ａが第１のヒンジ６ａによって回転矢印ａ方向へ展開する。同時に、当該第１の太陽電池パネル２ａに押されてパネル拘束部３０が回転矢印ａ方向に回転する。
【００４０】
この際、第１のヒンジ６ａは、回転矢印ａ方向に展開するに従って、クレビスシャフト１１のラッチフォーク１３の端子１４が、ホルダベアリング１２の周縁上を摺動していき、図１０に示すように、当該周縁上に設けられたラッチホルダ１５に係合した時点で、展開を中止する。これによって、第１の太陽電池パネル２ａと第２の太陽電池パネル２ｂとが、展開を完了する。
また、第２のヒンジ６ｂは、回転矢印ｂ方向に１８０°回転し、第３のヒンジ６ｃは、回転矢印ｃ方向に１８０°回転し、ヒンジ９は、回転矢印ｄ方向に１８０°回転し、ラッチ用の端子とラッチホルダとが係合した時点で展開を中止する。
すなわち、人工衛星の各太陽電池パドル２は、図１１に示すように、衛星構体１に対して垂直に展開され、各ヒンジ６、９がラッチアップすることによって展開を終了する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態における部分展開装置は、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとの離間方向が、部分展開保持部１０におけるパネル拘束部３０と支持台部３１との離間方向と一致することにより、太陽電池パネル２の展開信頼性を向上することができるようになされている。
【００４２】
また、本実施の形態における部分展開装置は、太陽電池パドル２を展開する機構と、太陽電池パドル２の展開を抑制する機構とを別個に設け、かつ、抑制する機構を第２の展開を行う保持部近傍に設けることにより、展開する力が各太陽電池パネル２ａ、２ｂ、２ｃに伝わった際の変形による影響を最小に抑えることができるため、部分展開機構の設計が容易となる。
【００４３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
上述の実施の形態１では、複数の太陽電池パネルが折畳まれた太陽電池パドル２のうち、第１の太陽電池パネル２ａを１段だけ部分展開する場合について述べたが、本実施の形態では、この太陽電池パドル２のうち、第４の太陽電池パネル２ｆと第１の太陽電池パネル２ａを２段で部分展開する場合について述べる。
【００４４】
本実施の形態の部分展開装置は、図１２に示すように、実施の形態１の発明において、太陽電池パドル２に対し新たに第４の太陽電池パネル２ｆを設ける点と、当該第４の太陽電池パネル２ｆと第１の太陽電池パネル２ａとにおいて、実施の形態１に示す部分展開保持部１０（以下、第１の部分展開保持部という）に対して９０°回転した位置に第２の部分展開保持部３５と第５のヒンジ６ｆを設ける点と、当該第４の太陽電池パネル２ｆを衛星構体１に保持する第３の太陽電池パネル保持部８ｃが設けられている点が異なっている。
【００４５】
そして、この実施の形態における人工衛星は、第３の太陽電池パネル保持部８ｃによって第４の太陽電池パネル２ｆのみが解放されると、図１３に示すように、第４の太陽電池パネル２ｆが第５のヒンジ６ｆによってｘ軸周りに９０°回転し、ｚ軸方向に展開される。この際、第２の部分展開保持部３５は、実施の形態１における第１の部分展開保持部１０と同様に、当該第２の部分展開保持部３５のパネル拘束部が第４の太陽電池パネル２ｆを拘束する。
【００４６】
続けて、第１の太陽電池パネル保持部８ａによる第１の太陽電池パネル２ａの拘束が解放される。第１の太陽電池パネル２ａは、ｚ軸周りに９０°回転し、ｘ方向に展開すると、第１の部分展開保持部１０によって９０°の位置に拘束される。
【００４７】
同時に、第４の太陽電池パネル２ｆと第１の太陽電池パネル２ａとが離間することによって、第２の部分展開保持部３５におけるパネル拘束部の底面と支持台部の上面とが離間する。これによって、第４の太陽電池パネル２ｆを拘束していたパネル拘束部が回転し、図１４に示すように、第５のヒンジ６ｆによって、ｙ軸周りに９０°回転し、ｚ方向へ展開する。
この結果、図１５に示すように、第４の太陽電池パネル２ｆが１８０°展開するとともに、第１の太陽電池パネル２ａが９０°だけ展開することとなる。
【００４８】
その後、残りの太陽電池パネル２ｂ、２ｃを順次解放することにより、実施の形態１と同様に、図１６に示すように太陽電池パドル２を展開していき、図１７に示すように太陽電池パドル２をすべて展開する。
【００４９】
なお、上述の実施の形態においては、パネル拘束部３０の拘束角度を90度の形状とするようにしたが、本発明ではこれに限らず、当該パネル拘束部３０の保持角度の形状を変えることで展開する第１の太陽電池パネル２ａ、第４の太陽電池パネル２ｆを任意の角度にて拘束するようにしても良い。
【００５０】
また、上述の実施の形態において、部分展開保持部を２つ用いて太陽電池パドル２を２段階で部分展開する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、部分展開保持部を３つ以上用いて、太陽電池パドル２を３段階以上で部分展開するようにしても良い。
【００５１】
また、上述の実施の形態において、パネル拘束部３０及び支持台部３１とがネジによって太陽電池パドル２に固定する場合について述べたが、本実施の形態においては、パネル拘束部３０及び支持台部３１を溶接等によって太陽電池パドル２に固定しても良い。
【００５２】
また、上述の実施の形態において、太陽電池パドル２を２段階に部分展開する際、当該太陽電池パドル２の各展開方向を９０°異なる方向で行う場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、各太陽電池パドル２の展開方向を０°、１８０°、２７０°等のような方向で展開するようにしても良い。
【００５３】
また、上述の実施の形態においては、畳込まれた太陽電池パドル２が一枚ずつ部分展開される場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、畳込まれた太陽電池パドル２が複数枚一度に部分展開され、当該部分展開された太陽電池パドル２がそれぞれ部分展開するようにしても良い。
【００５４】
また、上述の実施の形態においては、拘束部３０ａとして断面が略Ｌ字形状の部材を用い、当該部材の平面部で太陽電池パネルを拘束する場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、棒状部材で太陽電池パネルを拘束しても良く、要は、展開された太陽電池パネルを拘束し得る形状であれば良い。
【００５５】
また、上述の実施の形態において、支持台部３１の断面が略台形形状からなる場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、断面がＴ字形状でも良く、要は拘束部３０ａの底面３０ａａと対向し、当接（接触）する面があれば良い。
【００５６】
また、上述の実施の形態において、被拘束物として太陽電池パネルを用いる場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、例えば、展開型のラジエータのような展開構造物であれば良い。また、被拘束物は、太陽電池パネルのような板状の形状を有した被拘束物に限るものではない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、展開構造物が部分展開する際の展開信頼性を向上することができる。
また、展開構造物の展開力により自身の変形が発生することに対する影響を最小とすることで部分展開機構のクリアランス設計を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係わる人工衛星の太陽電池パドルが収納された状況の説明に供する略線図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の説明に供する略線図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の説明に供する略線図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る部分展開保持部の説明に供する略線図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る部分展開保持部の説明に供する略線図である。
【図６】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図７】 本発明の実施の形態１に係る人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図８】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図９】 本発明の実施の形態１に係る人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１０】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【図１１】 本発明の実施の形態１に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが収納された状況の説明に供する略線図である。
【図１３】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１４】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１５】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１６】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１７】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１８】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが収納された状況の説明に供する略線図である。
【図１９】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図２０】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図２１】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図２２】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が収納された状況の説明に供する略線図である。
【図２３】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【図２４】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【図２５】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１ 衛星構体、２、３ 太陽電池パドル、４、５ ヨーク、６、９ ヒンジ、８太陽電池パネル保持部、１０ 部分展開保持部、３０ パネル拘束部、３１ 支持台部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、太陽電池パドル及び展開ラジエータ等の展開構造を有した被拘束物の保持展開機構に関するものであり、人工衛星に搭載して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、人工衛星は、図１８に示すように、衛星構体１に取付けられた太陽電池パドル２が折畳まれ、当該太陽電池パドル２が衛星構体１に保持されて打上げ用ロケットに搭載され、宇宙空間に打上げられている。人工衛星は、打ち上げ後、軌道高度上昇を図るために、図１９に示すように、太陽電池パドル２を全展開してから軌道高度上昇を行う。なお、図２０は、太陽電池パドル２を全展開する過程を示す。
太陽電池パドル２の展開方法として、図２１に示すように途中のトランスファ軌道で衛星構体１に対して最外の太陽電池パネル２（以下、第１の太陽電池パネル２ａという。）のみを垂直に部分展開する方法が知られている。この方法では、部分展開状態で、当該トランスファ軌道上において必要電力の確保と軌道高度上昇時の加速度負荷軽減を図っている。
【０００３】
このような太陽電池パドル２の部分展開を行うにあたり、従来、例えば、特許文献１に示すような、太陽電池パネルの展開機構があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１７２０９９号公報
【０００５】
従来の太陽電池パドルの部分展開機構は、図２２に示すように構成されており、この太陽電池パドルの部分展開機構において、第１の太陽電池パネル２ａと第２の太陽電池パネル２ｂは、ヒンジ６ａによって回転矢印ｅ方向に展開し得るようになされている。この第１の太陽電池パネル２ａは、ヒンジ６ａによって、回転矢印ｅ方向に展開すると、プーリー５０に取付けられた第１のブロック５１と、クレビスシャフト１１に取付けられた第２のブロック５２とが接触することによって、図２３に示すように、９０°だけ展開する。
このとき、プーリー５０は、自己に取付けられた第３のブロック５３と、第３の太陽電池パネル２ｃのホルダベアリング１２に取付けられた第４のブロック５４とが接触しているため、回転矢印ｅ方向への回転が抑制されている。
【０００６】
続けて、プーリー５０は、図２４に示すように、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが離間すると、第２の太陽電池パネル２ｂのプーリー５０に取付けられた第３のブロック５３と、第３の太陽電池パネル２ｃのホルダベアリング１２に取付けられた第４のブロック５４とが離間することによって、回転矢印ｅ方向に回転可能となる。
従って、太陽電池パネル２は、図２５に示すように、１８０°展開可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが離間する際、ヒンジ６ａのｅ方向の展開力によって第３のブロック５３と第４のブロック５４とが接触した状態で摺動しながら離間するため、当該第３のブロック５３と第４のブロック５４との間に抵抗力が発生し、太陽電池パドル２が展開することの信頼性が下がるという問題があった。また、かかる展開力により太陽電池パドル２に生じる変形を十分に吸収し得るように、部分展開機構のクリアランス設計を必要とするという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、太陽電池パドル２が展開する際の展開信頼性向上を目的とするものである。また、本発明は、部分展開機構の設計容易化を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明における、衛星構体の側面に対し畳込まれて保持される複数枚の被拘束物を段階的に展開する部分展開装置及び部分展開方法は、複数枚の被拘束物を畳込まれて拘束された状態で保持し、当該保持した被拘束物を２段階で解放する保持解放手段と、保持解放手段によって１段階目に解放された最外の被拘束物を展開する第１の展開手段と、保持解放手段によって２段階目に解放された残りの被拘束物を展開する第２の展開手段と、第１の展開手段によって展開された最外の被拘束物を所定の角度で拘束するとともに、第２の展開手段によって残りの被拘束物が展開されると、最外の被拘束物の拘束を解除し、第１の展開手段によって最外の被拘束物をさらに展開させる拘束解除手段とを備えるものである。
【００１０】
また、この部分展開装置及び展開方法は、複数枚の被拘束物を畳込まれて拘束された状態で保持し、当該保持した被拘束物を順次解放する保持解放手段と、
保持解放手段によって解放された被拘束物の一部を、順次展開する第１の展開手段と、保持解放手段によって解放された被拘束物の一部に直接又は間接的に接続された被拘束物のうち、まだ畳込まれて保持される残りの被拘束物を展開する第２の展開手段と、第１の展開手段によって展開された被拘束物の一部を所定の角度で拘束するとともに、第２の展開手段によって残りの被拘束物が展開されると、被拘束物の一部の拘束を解除し、第１の展開手段によって被拘束物の一部をさらに展開させる拘束解除手段とを備えるものである。
【００１１】
また、この部分展開装置は、第２の展開手段及び拘束解除手段を、残りの被拘束物を解放する保持解放手段の周辺に設けるようにしても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る部分展開装置を適用した人工衛星が、衛星構体１に太陽電池パドル２、３を折畳んで保持する状態を示す全体構成図である。
また、図２は、図１に示す人工衛星を、ｚ方向から見た側面図であり、太陽電池パドル２（３）がヨーク４（５）を介して衛星構体１に取付けられている。
太陽電池パドル３は、衛星構体１を介して太陽電池パドル２とｙ軸回りに回転対称な形状を有しており、当該太陽電池パドル２と同様の構成からなるとともに、同様の動作をするようになされている。なお、以下、太陽電池パドル２についてのみ説明する。
【００１３】
この太陽電池パドル２は、衛星構体１の最外のものから順に、第１の太陽電池パネル２ａ、これに隣接する第２の太陽電池パネル２ｂ、衛星構体１に尤も近い第３の太陽電池パネル２ｃというように、被拘束物としての３枚の太陽電池パネルと、ヨーク４とからなっている。
なお、本実施の形態では、太陽電池パドル２を３枚の太陽電池パネルから構成する場合について述べるが、本発明の主旨とするところでは、このような構成に限らず、１、２枚若しくは４枚以上の太陽電池パネルから太陽電池パドルを構成するようにしても良い。
【００１４】
この太陽電池パドル２は、第１の太陽電池パネル２ａと第２の太陽電池パネル２ｂとが第１の展開手段としての第１のヒンジ６ａを介して接続され、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが第２のヒンジ６ｂを介して接続されて構成されている。また、太陽電池パドル２の第３の太陽電池パネル２ｃは、第３のヒンジ６ｃを介してヨーク４と接続されて構成されている。なお、第２のヒンジ６ｂと第３のヒンジ６ｃは、第２の展開手段として用いられている。
【００１５】
ヨーク４は、Ｙ字形状の部材であり、Ｙ字の両股先端部を介して第３のヒンジ６ｃに接続されている。また、ヨーク４は、Ｙ字の根本部が接続されたヒンジ９と、太陽電池パドル２を衛星構体１に回転自在に支持する太陽電池パドル駆動機構部９０とを介して当該衛星構体１に取付けられている。この太陽電池パドル駆動機構部９０は、ヒンジ９を介して太陽電池パドル２を回転駆動するようになされている。
【００１６】
各ヒンジ６（６ａ、６ｂ、６ｃ）、９内部には、バネが設けられており、第１のヒンジ６ａは、第２の太陽電池パネル２ｂに対し第１の太陽電池パネル２ａを回転矢印ａ方向に展開し、第２のヒンジ６ｂは、第３の太陽電池パネル２ｃに対し第２の太陽電池パネル２ｂを回転矢印ｂ方向に展開し、第３のヒンジ６ｃは、ヨーク４に対し第３の太陽電池パネル２ｃを回転矢印ｃ方向に展開し、ヒンジ９は、衛星構体１に対してヨーク４を回転矢印ｄ方向に展開するようになされている。
【００１７】
このヒンジ６は、従来のヒンジと同様のものであり、クレビスシャフト１１とホルダベアリング１２とが組合わさって、回転自在に構成されている。
ヒンジ６のクレビスシャフト１１は、シャフト部分にラッチフォーク１３が設けられている。ラッチフォーク１３は、当該ラッチフォーク１３の先端部側面に円柱状の端子１４を設けており、端子１４がホルダベアリング１２の周縁上を摺動するようになされている。一方、ヒンジ６のホルダベアリング１２は、当該ホルダベアリング１２の周縁のうちシャフトとの付け根部分にラッチホルダ１５が設けられている。
そして、このヒンジ６は、クレビスシャフト１１とホルダベアリング１２とが展開し、クレビスシャフト１１に取付けられたラッチフォーク１３の端子１４と、ホルダベアリング１２のラッチホルダ１５とが係合することによって１８０°に展開された状態で位置決めされるようになされている。
また、ヒンジ９は、従来のヒンジと同様のものであり、ラッチ用の端子（図示せず）とラッチホルダ（図示せず）とが係合することによって、ヨーク４を９０°展開した状態で位置決めするようになされている。
【００１８】
また太陽電池パドル２には、当該太陽電池パドル２を衛星構体１に保持する保持解放手段としての太陽電池パネル保持部８（８ａ、８ｂ）が設けられている。太陽電池パネル保持部８は、図３に示すように、各太陽電池パネル２ａ、２ｂ、２ｃに設けられた貫通孔２ｈに取付けられている。この太陽電池パネル保持部８は、両端側面がテーパ形状の円柱２０（以下、保持容器という。）と、衛星構体１に取付けられるコンソール８０と、保持容器２０とコンソール８０とを接続するロッド２１とからなる。このコンソール８０には、ロッド２１を切断するロッドカッター２３が取付けられている。なお、同図では、太陽電池パネル保持部８ｂを例示している。
【００１９】
保持容器２０は、第１の太陽電池パネル２ａ若しくは、第２の太陽電池パネル２ｂに取付けられている。この保持容器２０は、当該保持容器２０の底面にスプリング２２が組込まれるとともに、当該スプリング２２の内部空洞のｙ方向にロッド２１が挿入され、保持容器２０の底面（一端面）を介して外部に突出されている。また、ロッド２１の上端部（矢印ｙ方向の端部）には、スプリング２２の開口面より大きな円盤２４が設けられている。
【００２０】
そして、太陽電池パネル保持部８は、保持容器２０から突出したロッド２１がコンソール８０側に引張られて、ロッド２１の円盤２４とスプリング２２とが係合されると、当該引っ張り力によってスプリング２２に復元力を発生する状態となる。
【００２１】
太陽電池パドル２は、図２、３に示すように保持容器２０によって、矢印−ｙ方向に押し付けられて衛星構体１に畳込まれている。
この状態において、太陽電池パネル保持部８は、第１の太陽電池パネル２ａに設けられた保持容器２０のロッド２１が衛星構体１に接続されたコンソール８０に取付けられると、当該ロッド２１の締結力によって第１の太陽電池パネル２ａ、第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、及びヨーク４を衛星構体１に固定し得るようになされている。以下、この太陽電池パネル保持部８を、第１の太陽電池パネル保持部８ａという。
また、太陽電池パネル保持部８は、保持容器２０が第２の太陽電池パネル２ｂに取付けられている場合には、図３に示すように、第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、及びヨーク４を衛星構体１に固定し得るようになされている。以下、この太陽電池パネル保持部８を、第２の太陽電池パネル保持部８ｂという。
【００２２】
また、太陽電池パネル保持部８は、ロッド２１に取付けられたロッドカッター２３内部の爆薬が爆発し、切断部材が当該ロッド２１に対し飛出されると、第１の太陽電池パネル２ａとコンソール８０とを接続するロッド２１が切断される。このとき、ロッド２１は、スプリング２２の復元力によって矢印ｙ方向に可動し、保持容器２０の上面（他端面）に当たって止まった後、当該保持容器２０の中に格納されるようになされている。これによって、第１の太陽電池パネル２ａとパネル保持部８のコンソール８０との保持を解放する。
【００２３】
図４は、図２の人工衛星を、ｙ方向から見たものである。
太陽電池パドル２には、第１の太陽電池保持部８ａが適宜設けられており、例えば、図４に示すように６点設けられている。また、太陽電池パドル２には、第２の太陽電池保持部８ｂが、太陽電池パネルの接合側面に沿って、一対の第１の太陽電池保持部８ａとの間に設けられている。
【００２４】
第２の太陽電池パネル保持部８ｂの周辺部には、第１の太陽電池パネル２ａを９０°展開した位置に拘束する拘束解除手段としての部分展開保持部１０が設けられている。なお、この部分展開保持部１０は、第２の太陽電池パネル２ｂ及び第３の太陽電池パネル２ｃに取付けられている。
【００２５】
ここで、第１のヒンジ６ａは、第１の太陽電池パネル２ａを展開し得るように作用するものでである。
【００２６】
また、部分展開保持部１０は、第１の太陽電池パネル２ａの展開を拘束するものであり、第２の太陽電池パネル保持部８ｂの周辺に近接して設けられる。これにより、第１のヒンジ６ａの展開力によって第１の太陽電池パネル２ａ及び第２の太陽電池パネル２ｂに生じる変形の影響が、部分展開保持部１０のパネル拘束部３０、支持台部３１に与える影響を最小とするように取付けられている。
【００２７】
図５は、部分展開保持部１０の構成を示す図である。
この部分展開保持部１０は、第２の太陽電池パネル２ｂに取付けられるとともに、第１の太陽電池パネル２ａを拘束するパネル拘束部３０と、第３の太陽電池パネル２ｃに取付けられるとともに、当該パネル拘束部３０を支持する支持台部３１とから構成されている。
【００２８】
パネル拘束部３０は、断面が略Ｌ字形状の部材３０ａ（以下、拘束部という。）と、当該拘束部３０ａを第２の太陽電池パネル２ｂに固定する第１の固定部３０ｂとから構成されている。
拘束部３０ａは、支持台部３１と対向する底面３０ａａが平面であるとともに、第１の固定部３０ｂと対向する端部３０ａｂがコの字状に形成されており、当該端部３０ａｂに第１の固定部３０ｂの一部が収容されるようになされている。
また、第１の固定部３０ｂは、第２の太陽電池パネル２ｂと対向する端部３０ｂａがコの字形状に形成されており、当該端部３０ｂａを介して第２の太陽電池パネル２ｂと固定し得るようになされている。
そして、拘束部３０ａは、軸３０ｃによって回転保持部としての第１の固定部３０ｂに軸支され、当該第１の固定部３０ｂに対して回転自在に可動する。
【００２９】
また、支持台部３１は、断面が略台形形状の角柱部材からなり、拘束部３０ａと対向する上面３１ａａが平面であるとともに、第３の太陽電池パネル２ｃと対向する端部３１ａｂがコの字形状に形成されており、当該端部３１ａｂを介して第３の太陽電池パネル２ｃと固定し得るようになされている。
【００３０】
そして、パネル拘束部３０は、第１の固定部３０ｂの端部３０ｂａを介してネジ（図示せず）で第２の太陽電池パネル２ｂに固定され、支持台部３１は、端部３１ａｂを介してネジ（図示せず）で第３の太陽電池パネル２ｃに固定される。
【００３１】
このパネル拘束部３０と支持台部３１とは、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとが畳込まれた状態において、当該パネル拘束部３０の底面３０ａａと当該支持台部３１の上面３１ａａとが接触するように位置決めされている。パネル拘束部３０の拘束部３０ａは、当該拘束部３０ａの底面３０ａａと、抑制部としての支持台部３１の上面３１ａａとが接触することによって、展開が拘束されるようになされている。
【００３２】
次に、太陽電池パドル２が、展開する様子について説明する。
まず、第１の太陽電池パネル保持部８ａにおけるロッドカッター２３内部で爆発が生じ、ロッド２１を切断することによって、第１の太陽電池パネル２ａから衛星構体１までの構造物（第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、ヨーク４）とコンソール８０との結合を外す。これよって、第１の太陽電池パネル２ａは、図６に示すように、第１のヒンジ６ａによって回転矢印ａ方向へ展開する。
【００３３】
このとき、第１の太陽電池パネル保持部８ａは、ロッド２１がロッドカッター２３によって切断されると、ロッド２１を引き抜いて展開に支障とならない位置で保持する。
【００３４】
第１の太陽電池パネル２ａは、回転矢印ａ方向へ展開すると、拘束部３０ａの拘束面３０ａｃに接触し、当該接触した位置で位置決めされる。すなわち、人工衛星の第１の太陽電池パネル２ａは、図６、図７に示すように、第２の太陽電池パネル２ｂに対して軸３０ｃを中心に９０°だけ展開する。
【００３５】
図８は、太陽電池パドル２を構成する太陽電池パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、ヨーク４とが解放される状態を示す。
すなわち、第２の太陽電池パネル保持部８ｂのロッドカッター２３内部で爆発が生じ、ロッド２１を切断すると、衛星構体１に取付けれられたコンソール８０と結合されるロッド２１が切断される。これによって、ロッド２１によって保持されていた第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとヨーク４との第２の太陽電池パネル保持部８ｂによる拘束が解放される。
【００３６】
そして、第２の太陽電池パネル２ｂは、第２のヒンジ６ｂによって回転矢印ｂ方向に展開され、第３の太陽電池パネル２ｃは、第３のヒンジ６ｃによって回転矢印ｃ方向に展開される。また、ヨーク４は、ヒンジ９によって回転矢印ｄ方向に展開する。
【００３７】
この結果、第２の太陽電池パネル２ｂに取り付けられたパネル拘束部３０の底面３０ａａは、第３の太陽電池パネル２ｃに取付けられた支持台部３１の上面３１ａａから離間する。すなわち、人工衛星の第１の太陽電池パネル２ａ、第２の太陽電池パネル２ｂ、第３の太陽電池パネル２ｃ、ヨーク４は、図９に示すように、各太陽電池パネル２に対して展開していく。
【００３８】
この際、パネル拘束部３０における拘束部３０ａの底面３０ａａと、支持台部３１の上面３１ａａとの離間の方向は、第２の太陽電池パネル２ｂの展開方向と同じ方向を向いているので、当該離間に際して、拘束部３０ａの底面３０ａａと支持部３１の上面３１ａａとの間に抵抗力が発生することはない。これによって、パネル拘束部３０と支持台部３１とは、摩擦による負荷を受けることなく確実に分離することができる。
【００３９】
続けて、パネル拘束部３０の拘束部３０ａは、支持台部３１の上面３１ａａと離間することによって、回転自在となる。これに伴なってパネル拘束部３０による第２の太陽電池パネル２ａの拘束が解除され、第１の太陽電池パネル２ａが第１のヒンジ６ａによって回転矢印ａ方向へ展開する。同時に、当該第１の太陽電池パネル２ａに押されてパネル拘束部３０が回転矢印ａ方向に回転する。
【００４０】
この際、第１のヒンジ６ａは、回転矢印ａ方向に展開するに従って、クレビスシャフト１１のラッチフォーク１３の端子１４が、ホルダベアリング１２の周縁上を摺動していき、図１０に示すように、当該周縁上に設けられたラッチホルダ１５に係合した時点で、展開を中止する。これによって、第１の太陽電池パネル２ａと第２の太陽電池パネル２ｂとが、展開を完了する。
また、第２のヒンジ６ｂは、回転矢印ｂ方向に１８０°回転し、第３のヒンジ６ｃは、回転矢印ｃ方向に１８０°回転し、ヒンジ９は、回転矢印ｄ方向に１８０°回転し、ラッチ用の端子とラッチホルダとが係合した時点で展開を中止する。
すなわち、人工衛星の各太陽電池パドル２は、図１１に示すように、衛星構体１に対して垂直に展開され、各ヒンジ６、９がラッチアップすることによって展開を終了する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態における部分展開装置は、第２の太陽電池パネル２ｂと第３の太陽電池パネル２ｃとの離間方向が、部分展開保持部１０におけるパネル拘束部３０と支持台部３１との離間方向と一致することにより、太陽電池パネル２の展開信頼性を向上することができるようになされている。
【００４２】
また、本実施の形態における部分展開装置は、太陽電池パドル２を展開する機構と、太陽電池パドル２の展開を抑制する機構とを別個に設け、かつ、抑制する機構を第２の展開を行う保持部近傍に設けることにより、展開する力が各太陽電池パネル２ａ、２ｂ、２ｃに伝わった際の変形による影響を最小に抑えることができるため、部分展開機構の設計が容易となる。
【００４３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
上述の実施の形態１では、複数の太陽電池パネルが折畳まれた太陽電池パドル２のうち、第１の太陽電池パネル２ａを１段だけ部分展開する場合について述べたが、本実施の形態では、この太陽電池パドル２のうち、第４の太陽電池パネル２ｆと第１の太陽電池パネル２ａを２段で部分展開する場合について述べる。
【００４４】
本実施の形態の部分展開装置は、図１２に示すように、実施の形態１の発明において、太陽電池パドル２に対し新たに第４の太陽電池パネル２ｆを設ける点と、当該第４の太陽電池パネル２ｆと第１の太陽電池パネル２ａとにおいて、実施の形態１に示す部分展開保持部１０（以下、第１の部分展開保持部という）に対して９０°回転した位置に第２の部分展開保持部３５と第５のヒンジ６ｆを設ける点と、当該第４の太陽電池パネル２ｆを衛星構体１に保持する第３の太陽電池パネル保持部８ｃが設けられている点が異なっている。
【００４５】
そして、この実施の形態における人工衛星は、第３の太陽電池パネル保持部８ｃによって第４の太陽電池パネル２ｆのみが解放されると、図１３に示すように、第４の太陽電池パネル２ｆが第５のヒンジ６ｆによってｘ軸周りに９０°回転し、ｚ軸方向に展開される。この際、第２の部分展開保持部３５は、実施の形態１における第１の部分展開保持部１０と同様に、当該第２の部分展開保持部３５のパネル拘束部が第４の太陽電池パネル２ｆを拘束する。
【００４６】
続けて、第１の太陽電池パネル保持部８ａによる第１の太陽電池パネル２ａの拘束が解放される。第１の太陽電池パネル２ａは、ｚ軸周りに９０°回転し、ｘ方向に展開すると、第１の部分展開保持部１０によって９０°の位置に拘束される。
【００４７】
同時に、第４の太陽電池パネル２ｆと第１の太陽電池パネル２ａとが離間することによって、第２の部分展開保持部３５におけるパネル拘束部の底面と支持台部の上面とが離間する。これによって、第４の太陽電池パネル２ｆを拘束していたパネル拘束部が回転し、図１４に示すように、第５のヒンジ６ｆによって、ｙ軸周りに９０°回転し、ｚ方向へ展開する。
この結果、図１５に示すように、第４の太陽電池パネル２ｆが１８０°展開するとともに、第１の太陽電池パネル２ａが９０°だけ展開することとなる。
【００４８】
その後、残りの太陽電池パネル２ｂ、２ｃを順次解放することにより、実施の形態１と同様に、図１６に示すように太陽電池パドル２を展開していき、図１７に示すように太陽電池パドル２をすべて展開する。
【００４９】
なお、上述の実施の形態においては、パネル拘束部３０の拘束角度を90度の形状とするようにしたが、本発明ではこれに限らず、当該パネル拘束部３０の保持角度の形状を変えることで展開する第１の太陽電池パネル２ａ、第４の太陽電池パネル２ｆを任意の角度にて拘束するようにしても良い。
【００５０】
また、上述の実施の形態において、部分展開保持部を２つ用いて太陽電池パドル２を２段階で部分展開する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、部分展開保持部を３つ以上用いて、太陽電池パドル２を３段階以上で部分展開するようにしても良い。
【００５１】
また、上述の実施の形態において、パネル拘束部３０及び支持台部３１とがネジによって太陽電池パドル２に固定する場合について述べたが、本実施の形態においては、パネル拘束部３０及び支持台部３１を溶接等によって太陽電池パドル２に固定しても良い。
【００５２】
また、上述の実施の形態において、太陽電池パドル２を２段階に部分展開する際、当該太陽電池パドル２の各展開方向を９０°異なる方向で行う場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、各太陽電池パドル２の展開方向を０°、１８０°、２７０°等のような方向で展開するようにしても良い。
【００５３】
また、上述の実施の形態においては、畳込まれた太陽電池パドル２が一枚ずつ部分展開される場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、畳込まれた太陽電池パドル２が複数枚一度に部分展開され、当該部分展開された太陽電池パドル２がそれぞれ部分展開するようにしても良い。
【００５４】
また、上述の実施の形態においては、拘束部３０ａとして断面が略Ｌ字形状の部材を用い、当該部材の平面部で太陽電池パネルを拘束する場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、棒状部材で太陽電池パネルを拘束しても良く、要は、展開された太陽電池パネルを拘束し得る形状であれば良い。
【００５５】
また、上述の実施の形態において、支持台部３１の断面が略台形形状からなる場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、断面がＴ字形状でも良く、要は拘束部３０ａの底面３０ａａと対向し、当接（接触）する面があれば良い。
【００５６】
また、上述の実施の形態において、被拘束物として太陽電池パネルを用いる場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限らず、例えば、展開型のラジエータのような展開構造物であれば良い。また、被拘束物は、太陽電池パネルのような板状の形状を有した被拘束物に限るものではない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、展開構造物が部分展開する際の展開信頼性を向上することができる。
また、展開構造物の展開力により自身の変形が発生することに対する影響を最小とすることで部分展開機構のクリアランス設計を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係わる人工衛星の太陽電池パドルが収納された状況の説明に供する略線図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の説明に供する略線図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の説明に供する略線図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る部分展開保持部の説明に供する略線図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る部分展開保持部の説明に供する略線図である。
【図６】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図７】 本発明の実施の形態１に係る人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図８】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図９】 本発明の実施の形態１に係る人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１０】 本発明の実施の形態１に係る部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【図１１】 本発明の実施の形態１に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが収納された状況の説明に供する略線図である。
【図１３】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１４】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１５】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１６】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１７】 本発明の実施の形態２に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図１８】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが収納された状況の説明に供する略線図である。
【図１９】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図２０】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図２１】 従来の実施の形態に係わる人工衛星の太陽電池パドルが展開される状況の説明に供する略線図である。
【図２２】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が収納された状況の説明に供する略線図である。
【図２３】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【図２４】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【図２５】 従来の実施の形態に係わる部分展開装置が展開された状況の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１ 衛星構体、２、３ 太陽電池パドル、４、５ ヨーク、６、９ ヒンジ、８太陽電池パネル保持部、１０ 部分展開保持部、３０ パネル拘束部、３１ 支持台部。
Claims (5)
- 衛星構体の側面に対し畳込まれて保持される複数枚の被拘束物を段階的に展開する部分展開装置において、
上記複数枚の被拘束物を畳込まれて拘束された状態で保持し、当該保持した被拘束物を２段階で解放する保持解放手段と、
上記保持解放手段によって１段階目に解放された最外の被拘束物を展開する第１の展開手段と、
上記第１の展開手段によって展開された最外の被拘束物を所定の角度で拘束する拘束部と、
上記最外の被拘束物と直接接続された被拘束物に設けられ、上記拘束部を回転自在に支持する回転保持部と、
上記回転保持部に支持された上記拘束部の回転を、上記拘束部の端部を支持することによって抑制する抑制部と、
上記保持解放手段によって２段階目に解放された残りの被拘束物を展開する第２の展開手段と
を備え、
上記拘束部は、上記第２の展開手段による残りの被拘束物の展開に応じて上記抑制部から離間することによって、上記最外の被拘束物への拘束を解除した後、上記第１の展開手段により上記最外の被拘束物とともに展開方向に回転することを特徴とする部分展開装置。 - 衛星構体の側面に対し畳込まれて保持される複数枚の被拘束物を段階的に展開する部分展開装置において、
上記複数枚の被拘束物を畳込まれて拘束された状態で保持し、当該保持した被拘束物を順次解放する保持解放手段と、
上記保持解放手段によって解放された上記拘束物の一部を、順次展開する第１の展開手段と、
上記第１の展開手段によって展開された上記被拘束物の一部を所定の角度で拘束する拘束部と、
上記被拘束物の一部に直接又は間接的に接続された被拘束物に設けられ、上記拘束部を回転自在に支持する回転保持部と、
上記回転保持部に支持された上記拘束部の回転を、上記拘束部の端部を支持することによって抑制する抑制部と、
上記保持解放手段によって解放された被拘束物の一部に直接又は間接的に接続された被拘束物のうち、まだ畳込まれて保持される残りの被拘束物を展開する第２の展開手段と
を備え、
上記拘束部は、上記第２の展開手段による残りの被拘束物の展開に応じて上記抑制部から離間することによって、上記被拘束物の一部への拘束を解除した後、上記第１の展開手段により上記被拘束物の一部とともに展開方向に回転することを特徴とする部分展開装置。 - 上記拘束部、上記回転保持部、上記抑制部及び上記第２の展開手段は、上記残りの被拘束物を解放する保持解放手段の周辺に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部分展開装置。
- 衛星構体の側面に対し畳込まれて保持される複数枚の被拘束物を段階的に展開する部分展開方法において、
上記畳込まれて拘束された状態で保持された複数枚の被拘束物のうち、最外の被拘束物を展開する第１の展開手順と、
上記最外の被拘束物と直接接続された被拘束物に対し回転自在に支持される拘束部について、当該拘束部の端部を支持することにより当該拘束部の回転を抑制する抑制部を用いて、上記第１の展開手順によって展開された最外の被拘束物を所定の角度で拘束する拘束手順と、
上記第１の展開手順によって展開された最外の被拘束物に直接又は間接的に接続された被拘束物のうち、まだ畳込まれて保持される残りの被拘束物を解放して展開する第２の展開手順と、
上記第２の展開手順による上記残りの被拘束物の展開に応じて上記拘束部が上記抑制部から離間することによって、上記最外の被拘束物への拘束を解除し、上記第１の展開手段により上記最外の被拘束物とともに上記拘束部が展開方向に回転することで、上記残りの被拘束物をさらに展開させる拘束解除手順と、
を備える部分展開方法。 - 衛星構体の側面に対し畳込まれて保持される複数枚の被拘束物を段階的に展開する部分展開方法において、
上記畳込まれて拘束された状態で保持された複数枚の被拘束物のうち、被拘束物の一部を順次展開する第１の展開手順と、
上記被拘束物の一部に直接又は間接的に接続された被拘束物に対し回転自在に支持される拘束部について、当該拘束部の端部を支持することにより当該拘束部の回転を抑制する抑制部を用いて、上記第１の展開手順によって展開された被拘束物の一部を所定の角度で拘束する拘束手順と、
上記第１の展開手順によって展開された被拘束物の一部に直接又は間接的に接続された被拘束物のうち、まだ畳込まれて保持される残りの被拘束物を解放して展開する第２の展開手順と、
上記第２の展開手順による上記残りの被拘束物の展開に応じて上記拘束部が上記抑制部から離間することによって、上記被拘束物の一部への拘束を解除し、上記第１の展開手段により上記被拘束物の一部とともに上記拘束部が展開方向に回転することで、上記残りの被拘束物をさらに展開させる拘束解除手順と、
を備える部分展開方法。
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