JP7004013B2 - パネル展開装置およびパネル展開方法 - Google Patents
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Description
本発明の他の態様によれば、展開前において折り畳まれた複数のパネルが配列され、これらのパネルを順次展開する方法であって、第1メインパネルと第2メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結するメインヒンジと、前記第1メインパネルと第1サイドパネルとを前記第一ヒンジ軸と直交する第二ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第1サイドヒンジと、前記第2メインパネルと第2サイドパネルとを前記第1サイドヒンジとは反対側の第三ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第2サイドヒンジと、前記メインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第1メインパネル側に固定された第1ガイド手段と、前記第1サイドヒンジの前記第二ヒンジ軸に設けられ、前記第1サイドパネル側に固定された第2ガイド手段と、前記第2サイドパネルに固定され、前記第1ガイド手段および前記第2ガイド手段に順次当接することで当該第2サイドパネルの展開を係止する展開係止手段と、を有するパネル展開装置において、前記展開係止手段が前記第1ガイド手段に当接した状態で前記メインヒンジの回転によって前記第2メインパネルが展開し、前記第2メインパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第1ガイド手段から外れ、前記第2ガイド手段と当接し、これによって前記第2サイドパネルの前記第2メインパネルに対する展開の係止が維持され、前記展開係止手段が前記第2ガイド手段に当接した状態で前記第1サイドヒンジの回転によって前記第1サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第2ガイド手段から外れ、前記第2サイドパネルが前記第2メインパネルに対して展開する。
本発明の実施形態によれば、直交する2つのヒンジ軸にそれぞれ設けられたガイドと、これらのガイドに当接する係止アームとをラッチ機構とは別個に設ける。係止アームは、先行するメインパネルあるいはサイドパネルを展開するヒンジの回転を利用することで、ヒンジ軸の異なる2つのガイドに順次当接し、これにより最後に展開すべきサイドパネルの展開が抑制される。係止アームが全てのガイドから外れた時に、最後に展開すべきサイドパネルの展開が開始される。このように構成することで、大がかりな同期機構を設けることなく、メインパネル展開とサイドパネル展開を分離し、サイドパネル展開をシーケンシャルに制御することが可能となる。係止アームはガイドに引っ掛かるフックで構成することができるので、シンプルな展開係止機構手段によりサイドパネルのシーケンシャルな展開制御が可能となる。
以下、本実施形態によりパネルがスタックされた状態から係止アームにより、パネルが順次展開する場合を一例として説明する。4枚のパネルは、同一の矩形状を有し、2枚のメインパネルと、それぞれのメインパネルと連結する2枚のサイドパネルからなるものとする。
図3において、メインヒンジHm1は展開する方向R1に付勢されており、そのヒンジ軸部のメインパネルPm1側のアームには円筒形状のガイド101が固定されている。ガイド101の上部はガイド開口部101aとなっており、ガイド101の側面の所定部分には所定幅のガイドスリット101bが形成されている。
上述したように、本実施形態におけるメインヒンジおよびサイドヒンジはヒンジ機構に関しては同一の構造を有するが、メインヒンジHm1、Hm2およびサイドヒンジHs11のみガイド101、102および103がそれぞれ追加されている。以下、メインヒンジHm1、Hm2およびサイドヒンジHs11の構成について図6を参照しながら説明する。ただし、メインヒンジHm1、Hm2およびサイドヒンジHs11は基本的に同じ構造を有するので、これらをヒンジ300として表記する。
図7に示すように、メインヒンジHm1の回転により、メインパネルPm2およびサイドパネルPs2が180°展開しラッチされたものとする。メインパネルPm2およびサイドパネルPs2が収容状態から展開を開始すると、上述したようにサイドパネルPs2はサイドヒンジHs21およびHs22により展開する方向(矢印R3方向)に付勢されている。したがって、同様に係止アーム200も同じ展開方向に付勢され続けるので、ローラ201はガイド101の内面に沿って回転しながら移動する。これにより、ローラ201がガイド101に当接している限り、サイドパネルPs2の展開が係止される。更に回転すると、ローラ201はガイドスリット101bに到達し、ガイドスリット101bを通り抜けてガイド101から外れる。
図8に示すように、パネルスタック状態において、メインパネルPm2は、メインヒンジHm1によりメインパネルPm1に対して展開方向R1に付勢されており、サイドパネルPs2はサイドヒンジHs21およびHs22により展開方向R3に付勢されている。しかしながら、係止アーム200の先端にあるローラ201がガイド101に引っ掛かっているために、サイドパネルPs2の展開は抑制される。この状態においてメインパネルの展開が開始されると、メインヒンジHm1によって、メインパネルPm2およびサイドパネルPs2が図9に示すように回動する。
上記実施形態では4枚のパネルの展開メカニズムを例示したが、本発明はこのパネル枚数に限定されない。上記展開メカニズムを繰り返すことで、複数のパネルをメインパネルとサイドパネルとに分離してシーケンシャルに展開することができる。
上述したように、本発明の実施形態を採用することにより、大がかりな同期機構が無くても、メインパネル展開とサイドパネル展開を分離し、サイドパネル展開をシーケンシャルに制御することが可能となる。本実施形態は、特に軽量でシンプルな展開制御が必要な人工衛星用太陽電池パドルの展開機構に適用することで、質量の低減と、展開挙動の安定による展開ラッチ衝撃の低減が可能となる。
Ps1、Ps2 サイドパネル
Hm1、Hm2 メインヒンジ
Hs11、Hs12、Hs21、Hs22 サイドヒンジ
31 第一アーム
32 第二アーム
33 展開スプリング
34 ガイド
34a ガイド開口部
34b ガイドスリット
101、102、103 ガイド
101a、102a、103a ガイド開口部
101b、102b、103b ガイドスリット
200、210 係止アーム
201、202、211 ローラ
301 ヒンジシャフト支持部
302 軸受部
303 取付部
304 ヒンジシャフト
305 ラッチ機構
306 取付部
Claims (9)
- 展開前において折り畳まれた複数のパネルが配列され、これらのパネルを順次展開するパネル展開装置であって、
第1メインパネルと第2メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結するメインヒンジと、
前記第1メインパネルと第1サイドパネルとを前記第一ヒンジ軸と直交する第二ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第1サイドヒンジと、
前記第2メインパネルと第2サイドパネルとを前記第1サイドヒンジとは反対側の第三ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第2サイドヒンジと、
前記メインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第1メインパネル側に固定された第1ガイド手段と、
前記第1サイドヒンジの前記第二ヒンジ軸に設けられ、前記第1サイドパネル側に固定された第2ガイド手段と、
前記第2サイドパネルに固定され、前記第1ガイド手段および前記第2ガイド手段に順次当接することで当該第2サイドパネルの展開を係止する展開係止手段と、
を有し、
前記展開係止手段が前記第1ガイド手段に当接した状態で前記第2メインパネルおよび前記第2サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第1ガイド手段から外れ、前記第2ガイド手段と当接し、
前記展開係止手段が前記第2ガイド手段に当接した状態で前記第1サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第2ガイド手段から外れ、前記第2サイドパネルが前記第2メインパネルに対して展開する、
パネル展開装置。 - 前記展開係止手段が、
展開前の前記第一ヒンジ軸の方向に伸び前記第1ガイド手段と当接可能に配置された第1係止部材と、
展開前の前記第二ヒンジ軸の方向に伸び前記第2ガイド手段と当接可能に配置された第2係止部材と、
を有し、前記第1係止部材が前記第1ガイド手段に当接した状態で前記メインヒンジの回転によって前記第2メインパネルが展開すると、前記展開係止手段の前記第1係止部材が前記第1ガイド手段から外れ、前記第2係止部材が前記第2ガイド手段と当接し、これによって前記第2サイドパネルの前記第2メインパネルに対する展開の係止が維持され、
前記第2係止部材が前記第2ガイド手段に当接した状態で前記第1サイドヒンジの回転によって前記第1サイドパネルが前記第1メインパネルに対して展開すると、前記展開係止手段の前記第2係止部材が前記第2ガイド手段から外れ、前記第2サイドパネルが前記第2メインパネルに対して展開する、
請求項1に記載のパネル展開装置。 - 前記第1ガイド手段が、前記メインヒンジの前記第1メインパネル側のアームに固定され、前記第一ヒンジ軸を中心とする第1筒状部材を有し、前記第1筒状部材の側面の一部に前記第1係止部材が外れるための第1開口部が形成され、
前記第2ガイド手段が、前記第1サイドヒンジの前記第1サイドパネル側のアームに固定され、前記第二ヒンジ軸を中心とする第2筒状部材を有し、前記第2筒状部材の側面の一部に前記第2係止部材が外れるための第2開口部が形成された、
請求項2に記載のパネル展開装置。 - 前記第1係止部材が前記第1ガイド手段の前記第1筒状部材に当接した状態で、前記メインヒンジにより、前記第1メインパネルおよび前記第1サイドパネルからなる第一の組に対して、前記第2メインパネルおよび前記第2サイドパネルからなる第二の組が展開し、それに伴って前記第1係止部材が前記第1筒状部材を移動し、
前記第1係止部材が前記第1ガイド手段の前記第1開口部の位置に到達する前に前記第2係止部材が前記第2ガイド手段に到達し、
前記第1係止部材が前記第1ガイド手段の前記第1開口部に到達して係止が解除されると、前記第2係止部材が前記第2ガイド手段の前記第2筒状部材に当接して係止され、
前記第2係止部材が前記第2ガイド手段の前記第2筒状部材に当接した状態で、前記第一の組の前記第1サイドパネルが前記第1サイドヒンジにより展開し、それに伴って前記第2筒状部材が前記第2係止部材に対して回転し、
前記第2ガイド手段の前記第2開口部が前記第2係止部材の位置に到達すると、前記第2係止部材が前記第2ガイド手段の前記第2開口部を通して係止が解除され、前記展開係止手段に接続された前記第2サイドパネルが前記第2メインパネルに対して展開する、
請求項3に記載のパネル展開装置。 - 第1メインパネルと第2メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第2のメインヒンジと、
前記第2のメインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第2メインパネル側に固定された第3ガイド手段と、
前記第1サイドパネルに固定され、前記第3ガイド手段に当接することで当該第1サイドパネルの展開を係止する第2展開係止手段と、
を有し、
前記第2展開係止手段が前記第3ガイド手段に当接した状態で前記第2メインパネルおよび前記第2サイドパネルが展開すると、前記第2展開係止手段が前記第3ガイド手段から外れ、前記第1サイドパネルの展開が開始する、
請求項1-4のいずれか1項に記載のパネル展開装置。 - 前記第1ガイド手段および前記第2ガイド手段における前記展開係止手段が当接する当接部の長さにより、サイドパネルの開始タイミングが設定される請求項1-5のいずれか1項に記載のパネル展開装置。
- 展開前において折り畳まれた複数のパネルが配列され、これらのパネルを順次展開する方法であって、
第1メインパネルと第2メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結するメインヒンジと、
前記第1メインパネルと第1サイドパネルとを前記第一ヒンジ軸と直交する第二ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第1サイドヒンジと、
前記第2メインパネルと第2サイドパネルとを前記第1サイドヒンジとは反対側の第三ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第2サイドヒンジと、
前記メインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第1メインパネル側に固定された第1ガイド手段と、
前記第1サイドヒンジの前記第二ヒンジ軸に設けられ、前記第1サイドパネル側に固定された第2ガイド手段と、
前記第2サイドパネルに固定され、前記第1ガイド手段および前記第2ガイド手段に順次当接することで当該第2サイドパネルの展開を係止する展開係止手段と、
を有するパネル展開装置において、
前記展開係止手段が前記第1ガイド手段に当接した状態で前記メインヒンジの回転によって前記第2メインパネルが展開し、
前記第2メインパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第1ガイド手段から外れ、前記第2ガイド手段と当接し、これによって前記第2サイドパネルの前記第2メインパネルに対する展開の係止が維持され、
前記展開係止手段が前記第2ガイド手段に当接した状態で前記第1サイドヒンジの回転によって前記第1サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第2ガイド手段から外れ、前記第2サイドパネルが前記第2メインパネルに対して展開する、
パネル展開方法。 - 請求項1-6のいずれか1項に記載のパネル展開装置を有する展開構造物。
- 請求項1-6のいずれか1項に記載のパネル展開装置を有する、宇宙航行体に搭載される太陽電池パドル。
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