JP4541058B2 - 展開可能な構造体のためのスタッキングタイロッド解放装置 - Google Patents

Description

本発明は、展開可能な構造体を閉位置で保持するスタッキングタイロッド（ｓｔａｃｋｉｎｇ ｔｉｅ−ｒｏｄ）を解放する装置に関する。この装置は、特に、打上げ中は衛星の本体に対して折りたたまれており、その後、衛星が定位置についている間に展開される、太陽電池パネルなどの構造体をしばしば含む人工衛星で使用される。

タイロッドによって保持される構造体を展開できるようにするには、知られているように、ロッドを火工装置によって切断する。それに続いてこの構造体を、たとえば、ばねなど知られている手段によって展開する。

切断は、タイロッドの頭部、または足部で行われる。第１の場合、タイロッドは、衛星の本体に取り付けられたままである。第２の場合は、タイロッドは、展開可能な構造体の最も外側の部分に取り付けられたままである。

タイロッドを衛星の本体に取り付けたままにする技術は、展開可能な構造体の最良の性能を維持するためのより好ましい技術である。この技術は、特に太陽電池パネルを伴った展開動作中に比較的安全である。しかし、この技術では、スタッキングタイロッド解放装置（およびその制御配線）を、展開すべき構造体の最後の要素に配置しなければならず、そのために機械的複雑性を招くという制約がある。

こうした欠点を緩和するため、本発明は、展開可能な構造体のためのスタッキングタイロッド解放装置であって、展開すべき部材が、衛星の本体に固定されたタイロッドに重ね合わせて入れられたブッシングに固定され、ブッシングが、タイロッドの自由端にねじ込まれたナットによって衛星の本体に対して保持されており、装置は、少なくとも２つのモジュールを含み、該モジュールは、ナットと最初のブッシングとの間に配置され、かつ一組のブッシングに強い力を加えてアセンブリを共に保持し、モジュールが、一組のブッシングをタイロッドの作用から解放するために、側方向の力を加えてモジュールをタイロッドから離すのに役立つ弾性手段を備え、ナットによってモジュールに加えられる力が、前記側方向の力に対抗する摩擦によってモジュールを共に保持することを可能にし、アセンブリが、スタッキング引張力の下で安定であり、スタッキングコラムの上端が、単にスタッキング引張力を減少することによって、展開すべき構造体の近くで解放されることを可能にし、それによって自己解放作用がもたらされることを特徴とする、展開可能な構造体のためのスタッキングタイロッド解放装置を提供する。

この２つのモジュールは、具体的には２つの半分のシェルの形でもよい。

他の特徴によれば、弾性手段は、モジュールをスタッキングタイロッドから離して移動させるのに役立ち、スタッキング引張力の下で閉位置にある装置を不安定にし、それによって展開可能な構造体を解放することができるようにする。

他の特徴によれば、弾性手段は、長さ方向において平行にかつ幅方向において垂直であるように、それぞれモジュールの上端に配置された２つの平坦なばねブレードで形成され、該２つの平坦なばねブレードは、互いに実質的に平行である。

他の特徴によれば、弾性手段は、弾性アームの束で形成され、該弾性アームは、それぞれタイロッドに固定され、かつモジュールを離れるように移動させるのに役立つ。

他の特徴によれば、弾性手段は、モジュールとタイロッドとの間に配置された軸方向のばねで形成される。

他の特徴によれば、弾性手段は、モジュール自体の間に配置された接線方向のばねで形成される。

他の特徴によれば、モジュールは、モジュールの下端に２つの平坦な外側に向いたリム部分を備え、最初のブッシングは内部形状を呈し、展開した位置にある場合に、リム部分がその内部形状に係合される。

最初のブッシングは、中空の円形の溝の形の内部形状を呈する。

他の特徴によれば、この装置は、ナットとモジュールとの間に挿入されたスペーサを備え、弾性手段が、２つのばねブレードと同様にスペーサの側部を支承している。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の非限定的な例による説明で明らかになるであろう。

図１および図２では、一組の太陽電池パネル１０１が、一組の円形ブッシング１０３の助けでタイロッド１０２によって格納された位置に保持されている。

本発明によれば、最初のブッシング１０４は、本発明の解放装置の一部を形成するように変更されている。この目的で、ブッシングの頂部は、（この例では、円形の溝の形の）中空の内部形状１０５を呈しており、この内部形状の目的は、モジュールがタイロッドによってもはや保持されない場合に、（この例ではシェル部分の形の）モジュールをブッシング１０４で保持することである。

こうしたモジュール１０６および１０７は、半円形であり、タイロッド１０２の上端に対してクランプ固定されて、モジュールが合体された場合に、完全な円形のシェルを形成する。

このシェルは、さかさまにしたコップの形であり、シェルの下端で平坦な外側に向かう円形リム１０８によって延びており、円形リム１０８は、モジュール間の接合部でｎ個の部片に再分割されて、ｎ個のリム部分を形成する。

この円形リムは、形状１０５に係合されて、最初のブッシング１０４に固定されるようになっているが、モジュールが互いから離れて移動した場合は、前記形状内でなお側方向に摺動することができる。

シェルの平坦な上端は、平坦な内側に向いた円形リム１０９の形を呈しており、リム１０９は比較的厚く、それ自体が、シェル部分の間の接合部でｎ個の部片に再分割されている。リム１０９は、その内側縁部が、シェルが閉じられた場合に、タイロッド１０２の上端に対してクランプ固定される。

標準のスペーサ１１０は、タイロッド１０２の上端で係合され、内側に向いたリム１０９を支承する。

ロックナット１１１は、タイロッド１０２のねじ付き上端にねじ込まれる。

アセンブリが格納位置で組立てられている間、モジュール１０６および１０７は、たとえば完全なシェルを形成するために、特別なクランプなど適切なツーリングによって共に組立てられた位置に保持される。

ナット１１１を締めると、スペーサ１１０が、シェル１０６および１０７の上端面を押し付ける。それによって、スペーサ１１０が、最初のブッシング１０４を次のブッシングに対して押し付け、次のブッシングがまた次のブッシングを押し付け、以下同様に行われる。

ナット１１１が十分なトルクで締め付けられた場合、アセンブリは、共にしっかりと保持されて、展開のコマンドが出されるまで組立てられたままになる。

本発明によれば、ばね１１２および１１３を、モジュール１０６および１０７の上端に形成されたスロット内に挿入することができる。

これらのスロットは、半分のシェル１０６および１０７が互いに向かって移動する場合に、ばね１１２および１１３が、スペーサ１１０の側部を押し、変形して矢印１１４および１１５で示した側方向の力を加えるような位置に配置される。これらの力は、モジュール１０６および１０７を離して移動させるのに役立ち、モジュールが溝の底部に到達するまで、円形のリム１０８を溝１０５内に動かす。

スロットは、相隔てた位置で、ばねが、モジュール自体の縁部よりもさらにモジュールの内側に存在するようにも配置される。

本発明によれば、ナット１１１からもたらされるクランプ固定により、矢印１１６で示したように、タイロッド１０２に十分な引張力が与えられて、モジュールの上端に作用するスペーサ１１０の摩擦力によって、展開のコマンドが出される前に起こる可能性があるあらゆる環境で、特にモジュールが振動を受けた場合に、モジュールが離れて移動するのが阻止される。

衛星が定位置につき、太陽電池パネル１０１が展開される状態になった後、当技術分野で知られたスタッキング装置（たとえば、形状記憶合金（ＳＭＡ）製アクチュエータ、または小さい衝撃で花のように外に広がって開くタイプのナット）によって展開コマンドが出され、タイロッドが垂直に変位し、その結果、スタックにおける引張力が低減される。

引張力が十分に低減した後、スペーサ１１０に加えられた圧力、したがって、その引張力がモジュール１０６および１０７に与える圧力は、モジュールを共に保持する値よりも下がる。

次いで、ばね１１２および１１３がスペーサ１１０の側部に加える力によって、モジュール１０６および１０７が離れるように移動し、上記で説明したように、リム部分１０８を溝１０５内に入るようにさせる。

こうした条件下で、これらのモジュールの間で解放された空間１１７は、図３および図４で見ることができるように、スペーサ１１０よりも広くなる。

次いで、太陽電池パネルの展開部材が、動作を開始し、最初に頂部パネルの係合が解除され、溝１０５の底部内に引き込められた半分のシェルを備える最初のブッシング１０４は、スペーサ１１０、次いでナット１１１を自由に通過して移動する。

次いで、それに続く太陽電池パネルが、次々に展開される。これらのブッシングの内部空間１１８は、モジュールを、間隔を開けて配置することによって最初のブッシング１０４内に解放されていた空間よりも大きくなるため、各ブッシング１０３は、さらに自由にスペーサおよびナットを通過するようになる。

他の実施形態では、図５で示したように、弾性手段は、それぞれその下端でタイロッドに固定され、かつそれぞれモジュールを離れさせるのに役立つ上端を有する、弾性アームの束５１２で形成される。

他の実施形態では、図６で示したように、３つ以上のモジュール６０６があり、この場合は３つのモジュールがある。弾性手段は、モジュール６０６の間に配置された軸方向のコイルばね６１２、およびコイルばね６１２を支承するタイロッドで形成される。

他の実施形態では、図７で示したように、３つ以上のモジュール７０６があり、この場合は３つのモジュールがある。弾性手段は、モジュール自体の間に接線方向に配置されたコイルばね７１２で形成されて、モジュールを離れさせる力が、１つのモジュールとそのモジュールのすぐ隣に配置されたモジュールとの間に直接作用する。

タイロッドによって保持された、格納された構成の太陽電池パネルの一部を伴った、本発明の装置を示す断面図である。 同じ構成であるが太陽電池パネルを伴っていない図１の装置を示す斜視図である。 タイロッドが解放された構成の図１と同じ部材を示す断面図である。 太陽電池パネルを伴っていない図３の装置を示す斜視図である。 タイロッドの係合を解除する弾性手段の他の特定の実施形態を示す図である。 タイロッドの係合を解除する弾性手段の他の特定の実施形態を示す図である。 タイロッドの係合を解除する弾性手段の他の特定の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０１ 太陽電池パネル
１０２ タイロッド
１０３、１０４ ブッシング
１０５ 内部形状
１０６、１０７、６０６、７０６ モジュール
１０８、１０９ リム
１１０ スペーサ
１１１ ナット
１１２、１１３ ばね
１１７、１１８ 空間
５１２ 弾性アームの束
６１２、７１２ コイルばね

Claims (10)

1. 展開可能な構造体のためのスタッキングタイロッド解放装置であって、展開すべき部材（１０１）が、衛星の本体に固定されたタイロッド（１０２）に重ね合わせて入れられたブッシング（１０３）に固定され、ブッシングが、タイロッド（１０２）の自由端にねじ込まれたナット（１１１）によって衛星の本体に対して保持されており、前記装置が、少なくとも２つのモジュール（１０６、１０７）を含み、該モジュール（１０６、１０７）は、ナット（１１１）と最も前記自由端側に位置するブッシング（１０４）との間に配置され、かつ一組のブッシングに強い力（１１６）を加えてアセンブリを共に保持し、モジュール（１０６、１０７）が、一組のブッシング（１０４、１０３）をタイロッド（１０２）の作用から解放するために、側方向の力（１１４、１１５）を加えてモジュールをタイロッドから離すのに役立つ弾性手段（１１２、１１３）を備え、ナット（１１１）によってモジュール（１０６、１０７）に加えられる力が、前記側方向の力（１１４、１１５）に対抗する摩擦によってモジュールを共に保持することを可能にし、アセンブリが、スタッキング引張力の下で安定であり、スタッキングコラムの上端が、単にスタッキング引張力を減少することによって解放されることを可能にし、それによって自己解放作用がもたらされることを特徴とする装置。
2. 弾性手段が、前記モジュールを前記スタッキングタイロッドから離して移動させるのに役立ち、スタッキング引張力の下で閉位置にある装置を不安定にし、それによって展開可能な構造体を解放することを可能にする、請求項１に記載の装置。
3. 前記弾性手段が、長さ方向において平行にかつ幅方向において垂直であるように、それぞれ前記モジュールの上端に配置された２つの平坦なばねブレード（１１２、１１３）で形成され、該２つの平坦なばねブレード（１１２、１１３）は互いに実質的に平行である、請求項２に記載の装置。
4. 前記弾性手段が、弾性アームの束（５１２）で形成され、該弾性アームは、それぞれ前記タイロッドに固定され、かつ前記モジュールを離れるように移動させるのに役立つ、請求項２に記載の装置。
5. 前記弾性手段が、前記モジュール（６０６）と前記タイロッドとの間に配置された軸方向のばね（６１２）で形成される、請求項２に記載の装置。
6. 前記弾性手段が、前記モジュール（７０６）自体の間に配置された接線方向のばね（７１２）で形成される、請求項２に記載の装置。
7. 前記モジュールが、モジュールの下端に２つの平坦な外側に向いたリム部分（１０８）を備え、前記最も前記自由端側に位置するブッシング（１０４）は内部形状（１０５）を呈し、展開した位置にある場合に、前記内部形状にリム部分（１０８）が係合される、請求項１に記載の装置。
8. 前記最も前記自由端側に位置するブッシングが、中空の円形の溝の形の内部形状を呈する、請求項７に記載の装置。
9. 前記ナットと前記モジュールとの間に挿入されたスペーサ（１１０）を備え、前記弾性手段（１１２、１１３）がスペーサの側部を支承している、請求項１に記載の装置。
10. 前記モジュールが、２つの半分のシェルの形である、請求項１に記載の装置。

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