JPH05112300A - 宇宙飛行体からの有用負荷の放出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有用負荷を宇宙飛行体から瞬間的に切り離
し、有用負荷に適正な初速度を付与するする放出装置を
得る。 【構成】 宇宙飛行体１００から有用負荷１０を放出す
る装置であって、前記有用負荷と前記宇宙飛行体の間の
連結手段３０と、前記有用負荷を放出するためのエネル
ギー蓄積手段２０と、前記有用負荷を前記宇宙飛行体に
ラッチする解除可能ラッチ手段とを含み、前記連結手段
が、本装置の対象軸上に設けられかつ、前記有用負荷に
固定される第一の端部を有する一本の連結ロッド３０を
含み、前記エネルギー蓄積手段が前記連結ロッドの第一
端部に作用し、前記ラッチ手段４０が前記連結ロッドの
第二の端部に作用し、該ラッチ手段が前記宇宙飛行体に
固定される。本装置は宇宙産業に応用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、宇宙テクノロジーにおいて人
工衛星等の宇宙飛行体から有用負荷（payload ）を放出
するために使用される機構としての放出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本装置には以下の機能を有することが求
められる。 ・起動されない限り、有用負荷と衛星の間の物理的連結
を維持し続けること、 ・起動の際には、有用負荷を衛星から制御された態様で
分離すること、 の二つの機能である。以下、本装置は無重力状態で作動
するものとする。もっとも、本装置は主として宇宙分野
への応用を意図するものではあるが、その依拠する基本
思想の有効性は重力効果の有無によって左右されない。

【０００３】有用負荷を衛星から放出することが必要と
なる理由には様々のものがある。通常は、地球に帰還す
る際に有用負荷を回収することが不可能な場合や、有用
負荷が故障して修復不能の場合、さらに、有用負荷が衛
星全体の安全にとって危険になった場合に最後の手段と
して採用される安全対策としてである。

【０００４】理想的な放出装置とは、起動と同時に、有
用負荷と衛星の間のすべての物理的連結を瞬時に切断す
るとともに、分離後の有用負荷が可及的速やかに所定の
安全距離まで離れることのできる速度を付与する装置で
ある。有用負荷の放出は、その瞬間的な分離によって発
生する動揺を抑制するために、宇宙飛行体へのエネルギ
ーの移動が最小となるように制御された態様で行われる
必要がある。有用負荷の分離の際には、放出のために蓄
積されたエネルギーが開放されて放出装置の各手段が駆
動され、それにより一過性の衝撃が各手段の間に伝わる
結果、宇宙飛行体ないし衛星に反作用が働くからであ
る。宇宙飛行体のこの動揺を十分に抑制することは、実
際には極めて難かしく、本分野において未解決のまま残
された問題である。

【０００５】この点で、上記条件を満たすために重要な
二つの要素がある。一つは、有用負荷を放出するための
エネルギーを蓄積する装置であり、他の一つは、蓄積さ
れたエネルギーを制御された態様で開放する装置であ
る。放出用エネルギーを蓄えるための装置にはおおよそ
二つのタイプがある。 ・第一のタイプは、放出用エネルギーを弾性エネルギー
として蓄積するために予め負荷をかけたスプリングを使
用するものであり、 ・第二のタイプは、放出に必要な推進力を気体ないし液
体の圧力を利用して発生させるものである。 液圧を使用する場合には装置が複雑になることから、こ
の解決手段は専ら発射筒整形板（launcher fairings ）
等の大型の対象物の放出用に使用され、本発明で考慮さ
れる寸法の有用負荷とは異なるものである。

【０００６】スプリングは様々な装置で採用され、しか
も種々の異なった態様で使用される。圧縮により予め負
荷をかけた単数ないし複数のコイルスプリングを使用す
ることは極く普通に行われる。複数のスプリングを採用
する装置は、上記放出装置の設計要件を満たすと考えら
れる。というのは、スプリングが機能しなくなる場合が
ほとんど故障ないしジャミング（jamming ）に限られる
ので、作動の信頼性が高いからである。

【０００７】スプリングの使用は、該スプリングに負荷
を加えた状態で保持する保持装置ないしラッチ装置と、
該スプリングの作用による有用負荷の運動を制御するガ
イド装置とに強く関係する。火工技術装置（pyrotechni
cal devices ）は、放出装置の起動手段としてやラッチ
装置の解除手段として広く使用される。特に爆発性ナッ
ト／ボルトカッタ（explosive nuts and bolt-cutters
）は、現在では標準的な用具であって、充分使用に耐
えるものである。しかしながら、該ボルトカッタは、切
断される部材の大きさが制限される〔普通、直径１２．
７ｍｍ（０．５インチ）であり、そのために系全体の負
荷支持能力も制限される〕ので、単独で用いることがで
きない。それらの制限を除くために、火工技術装置の点
火によって起動される専用のラッチ装置を使用すること
が考えられる。あるいはそれに代えて、一組の火工技術
装置のみを使用することによっても同様の目的を達成す
ることができる。

【０００８】もっとも、計画の内容が複雑になるに伴っ
て、火工技術装置の使用はそれほど魅力的ではなくなっ
た。また、各所に配置された各火工技術装置を同期させ
る問題も生ずる。この問題の解決策も種々存在するが、
設計全体を複雑にするという難点を伴う。何れの場合
も、火工技術装置の性能を製品寿命と作動原理の点から
考慮すると、作動上の信頼性が問題となる。試験サンプ
ルの成功率がどれほどであろうと、火工技術装置に欠陥
があり作動に失敗する可能性は残るのである。

【０００９】火工技術ボルトカッタはしばしばマルマン
クランプ（Marman clamp）を分離するために使用され
る。このクランプは確かに極めて高い汎用性を有する
が、それはおそらくその作動原理の簡易さゆえであろ
う。しかし、マルマンクランプにも少なからぬ問題点が
あり、それにもかかわらず、本発明者の見解では、当業
者はこれまでそれらの問題点を看過してきた。問題点と
は以下のものである。

【００１０】ａ）予負荷を与えられたクランプを解除す
るための起動の動力学は確率的事象である。すなわち、
クランプの振動および該クランプとその回りの他の部材
との相互作用は、専用のコンピュータモデルを使用して
のみ、しかもある限られた程度でのみ、予測することが
可能である。従って、実際の動力学的挙動は、予負荷，
分離面の幾何形状，制作公差等の特定のパラメータへの
強い従属性により極めて大きく異なることがあり、ま
た、特有の性質を示すことがある。この問題は通常、解
除後のクランプを捕捉して振動を吸収する装置を付加す
ることによって対処される。他方、クランプ作動の反復
性に関する信頼性は試験に基づくものであるが、この試
験は特に大型の物を対象とする場合に極めて高価となる
ことがあり、また、前記諸パラメータの変動に鋭く影響
される。

【００１１】ｂ）開放装置が正しく作動するために、ク
ランプは可及的速やかに解除される必要がある。しかし
これは実現が困難な場合があり、特に複数のスプリング
が使用される場合等において、スプリングの作用が非対
称性となりジャミングの発生につながることがある。

【００１２】ｃ）ボルトカッタとのジャミングを防止す
るために、クランプは制約を受けることなく自由に回転
できなければならない。このことは、特別設計されたボ
ルトクランプ装置が必要となる場合があることを意味す
る。

【００１３】そして当然、当初は簡易であった計画は複
雑なものになる。興味ある解決策がカッシーニスピン／
放出装置（Cassini spin andjettison device）に採用
されている。マルマンクランプは、分離リングの回りに
互いに均一に隔てられた一定数の個々のクランプから構
成される。個々のクランプは予負荷をかけられたスプリ
ングによって起動され、予張力を与えられたケーブルに
よって所定の位置に保持される。該ケーブルは、火工技
術装置によって切断される。この技法によれば、特に大
寸法用のクランプの場合に、質量を一定程度切り詰める
ことが可能となる。普通、このケーブルには専用のコン
テナが設けられる。

【００１４】以下、本発明分野の従来の技術水準に関す
る三件の文献について簡単に説明する。

【００１５】Ｇ．キング（King）とＴ．サイ（Sai ）の
論文『人工衛星（Orbiter ）上で安定化された有用負荷
展開システムのためのダブルスイベルトグル解除機構の
設計と分析』（第２３回アエロスペース メカニズム
シンポジウム，１９８９年５月３−５日，３９−５７ペ
ージ，ＮＡＳＡ−ＣＰ−３０３２）は、解除を目的とし
てスイベル螺子ヒンジと半径方向に作用する三つの後退
手段とを使用する解除機構を開示する。しかしながら、
上記解除装置は、火工技術装置によって起動されるよう
になっている。

【００１６】Ｒ．バーナー（Birner）とＴ．ラル（Ral
）の論文『展開可能な３トン有用負荷のためのクラン
プ装置』（第１５回アエロスペース メカニズム シン
ポジウム，１９８１年５月１４−１５日，３７５−３９
０ページ，ＮＡＳＡ−ＣＰ−２１８１）には、とりわ
け、ラッチ手段がヒンジとスライドとを含むシステムに
よって引き離されるラッチないしクランプ装置が開示さ
れている。

【００１７】さらに、Ｖ．コンパレット（Comparetto）
とＴ．コステ（Coste ）の論文『惑星間飛行のためのス
プリング起動スピン／放出装置』（第４回ヨーロピアン
スペース メカニズム アンド トリボロジー シン
ポジウム，１９８９年９月２０−２２日，２０７−２１
４ページ，ＥＳＡ−ＳＰ−２９９）には、ケーブルによ
って所定の位置に保持された複数の個々のクランプを含
むマルマンクランプの使用が開示されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、同型同目的の従来装置よりも実用上の諸要件をより
良く満たす有用負荷の放出装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、簡易な構造
と優れた製品寿命とを共に有する本発明装置によって実
現される。従って、本発明装置は優れた性能、すなわ
ち、前記理想的放出装置に近い機能特性を有する。

【００２０】本発明の要旨は、宇宙飛行体から有用負荷
を放出する装置を、前記有用負荷と前記宇宙飛行体とを
連結する連結手段と、前記有用負荷を放出するためのエ
ネルギー蓄積手段と、前記有用負荷を前記宇宙飛行体に
ラッチする解除可能なラッチ手段とを含み、前記連結手
段が、本放出装置の対称軸上に設けられかつ、その第一
の端部で前記有用負荷に固定される一本の連結ロッドを
含み、前記エネルギー蓄積手段が前記連結ロッドの第一
端部に作用し、また、前記ラッチ手段が前記連結ロッド
の第二の端部に作用しかつ、前記宇宙飛行体に連結され
るようにしたことである。

【００２１】さらに具体的には本発明の装置は、宇宙飛
行体から有用負荷を放出する装置を、当該装置の対称軸
上に設けられかつ、前記有用負荷に固定される第一の端
部を有する一本の連結ロッドと、前記宇宙飛行体によっ
て支持されかつ、前記連結ロッドの第二の端部に作用す
る二つの可動係合部材を含む解除可能なラッチ手段と、
起動手段による制御の下で前記連結ロッドを前記係合部
材の少なくとも一方から開放することによって前記有用
負荷を放出するために前記連結ロッドの第一端部に恒常
的に作用するエネルギー蓄積手段とを含み、前記係合部
材が、前記連結ロッドの径方向において互いに対向しか
つ、その連結ロッドに対し垂直であって互いに逆向きの
２方向にそれぞれ移動可能とされ、また、前記起動手段
が、前記連結ロッドの軸方向に移動可能なスライダと、
そのスライダ上に回動可能に設けられて前記二つの係合
部材にそれぞれ連結される二本のアームを有するフォー
クとを含むように構成される。

【００２２】本発明の放出装置の好ましい実施態様にお
いては、前記連結ロッドの第二端部にスイベルヘッドボ
ルトが設けられ、前記ラッチ手段が、前記連結ロッド上
に設けられた前記スイベルヘッドボルトと係合する二つ
の半カラー部材と、各々その一方の端部で固定されかつ
他方の端部で対応する前記半カラー部材に連結される二
つのヒンジ／スライドシステムと、釣り合いフォーク部
材とを含み、該釣り合いフォーク部材の各アームが、ス
プリングによって起動される軸方向スライダによる駆動
力の下で対応する前記ヒンジ／スライドシステムに作用
することにより、対応する前記半カラー部材を対応する
レール上で移動させて前記スイベルヘッドボルトを解除
し、それにより前記連結ロッドと前記放出用エネルギー
とを開放する。該フォーク部材は、前記二つの半カラー
部材の中の一方が故障して移動しない場合、すなわち、
ジャミングを起こした場合に、ヒンジの回りで回動し、
それにより、前記連結ロッドに設けられた前記スイベル
ヘッドボルトが、該連結ロッドの第一端部に作用する前
記エネルギー蓄積手段による作用の下で、前記ジャミン
グ半カラー部材の回りで回転して該半カラー部材から逃
れる。

【００２３】本発明の放出装置の他の好ましい実施態様
においては、前記エネルギー蓄積手段が、複数のノッチ
を有しかつ軸方向断面形状が湾曲している一個のダイア
フラムスプリングから成る。

【００２４】本発明の放出装置の他の好ましい実施態様
においては、前記有用負荷と前記宇宙飛行体の間に分離
面が存在し、該分離面が、円錐状の面より成るシートに
よって規定される。

【００２５】本発明の放出装置の他の好ましい実施態様
においては、前記有用負荷と前記宇宙飛行体の間に分離
面が存在し、該分離面が、四面体状の面より成るシート
によって規定される。以上の諸態様に加えて、本発明は
以下の記載から明らかとなる他の態様をも含むものであ
る。

【００２６】

【作用および発明の効果】本発明の装置は以下のような
作用、効果を奏する。 ・有用負荷の分離を所定のシーケンスで進めつつ、有用
負荷と人工衛星の間のエネルギーの伝達を最小にする。
その結果、有用負荷の放出の際に衛星に発生する振動や
動揺（一定の応用領域において問題になる）が減少し、
従って、有用負荷の放出時に衛星上で行われつつある実
験や作業がそれらの振動や動揺の影響を受けない。すな
わち、衛星上の機器に重大なデータ損失ないし損傷が生
じたり、進行中の実験や作業が中断させられたりするこ
とが防止される。この目的、すなわち、衛星の動揺を小
さくしそれによりその姿勢（orientation ）の攪乱を小
さくしつつ有用負荷の放出を行うために、本発明に係る
放出装置の開発の過程においては、前記マルマンクラン
プおよび火工技術装置を採用しないこととした。

【００２７】・放出される有用負荷に与えられる初速に
よって、所定時間経過後に該有用負荷が衛星から所望の
距離だけ離れていることが保証される。以下、この距離
を有用負荷にとっての許容安全“エンベロープ”と称す
る。衛星から分離した有用負荷はその後は何物にも妨害
されることなく自由運動を続ける。 ・有用負荷が軌道上で正常に機能するように、また、地
上からの発射や地球への再突入の際の負荷ないし加速度
を伝えることができるように、本装置は充分な剛性を有
する。これは、放出される有用負荷の特徴次第で、放出
装置の設計における決定的因子となることがある。

【００２８】・有用負荷に所定の放出速度を付与するた
めに必要な最小のエネルギーを蓄積するスプリングの故
障ないしジャミングの危険を解消する。 ・有用負荷を導くためのガイダインスを必要としない。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。それにより本発明がより良く理解される
であろう。もっとも、以下の記載ならびに図面は本発明
の内容を明らかにするためのものであって、本発明を何
ら限定するものでないことが理解されるべきである。

【００３０】従来装置の問題点を解決するために、本発
明者は前記の種々の既存装置を検討し、その結果、人工
衛星，スペースシャトル等の宇宙飛行体から有用負荷を
放出するための装置の主要な構成要素について設計基準
を決定した。以下にそれらの構成要素を示す。 ・衛星と放出されるべき有用負荷の間の分離面、 ・有用負荷を放出するために必要なエネルギーを蓄積す
る装置、 ・有用負荷と衛星の間の連結手段、 ・有用負荷を衛星に対して保持するための解除可能なラ
ッチ装置であって、前記放出用エネルギーを制御された
態様で開放するもの、の各要素である。

【００３１】この過程において、本発明の対象が何かと
いうこととともに、従来装置の比較分析の結果発射筒の
整形板の放出等の一定の場合を除いて既存の装置で充分
な機能を示すとみなせるものが存在しないこととを常に
念頭に置いた。なお、発射筒の整形板の放出等の機能
は、本発明の意図する応用範囲からは相当遠い。本発明
が提起する新規な技術思想は、その実行可能性に関する
研究の結果、有効であることが既に証明されている。

【００３２】予備的計画において、本発明の提案する放
出装置の性能を評価するために、以下の諸条件を考慮し
た。 １．有用負荷の重さ−１００ｋｇ（これは通常の値であ
って、場合によっては５００ｋｇに達することがあ
る）、 ２．有用負荷の寸法−０．９０ｍｘ０．９０ｍ（底面）
ｘ１．３０ｍ（高さ）、 ３．有用負荷の重心（ＣＭ）の衛星に対する偏差−最大
０．２０ｍ、 ４．放出速度−０．２５ｍ／ｓ以上 ５．充分な“エンベロープ”−頂角４０°の円錐、 ６．剛性−有用負荷を軌道上にある衛星に連結するため
の諸要求を満たす充分な大きさ、 ７．連結力−上記諸要求を満たす充分な大きさ、 ８．有用負荷と衛星の間で伝えられるエネルギー−可能
な限り小さいこと、 ９．蓄積された放出用エネルギーの開放−衛星に加わる
衝撃力が最小となるように行われること、 １０．設計の簡易性−可能な限り簡易なこと、 １１．作動信頼性−有用負荷が所定のシーケンスで分離
され得るという予測可能性が高く維持されること、 １２．ラッチ機能の“冗長性”−ラッチ装置の解除の際
に誤作動が発生する可能性があるが、そのような場合に
も有用負荷の放出が妨げられないこと、 １３．装置の製品寿命−起動されるまで少なくとも５年
が保証されること、 の各条件である。

【００３３】もっとも、上記各条件について示した数値
は一応の目安であって、本発明の応用範囲を明らかにす
るために例示として挙げたに過ぎない。上記条件の中で
特に６と７の条件は、目的とする応用範囲に強く依存す
る。もっとも、６の条件は本計画にとっての決定的なパ
ラメータではなく、主として分離面に関係する条件であ
る。８と９の条件は、定性的にのみ規定されているが、
本発明の放出装置を特徴付けるものであって、これらの
条件によって本発明の装置は既存の如何なる装置からも
明確に区別される。

【００３４】図１は前記の主要な構成要素の略図であ
る。本図は、有用負荷１０が、主スプリング２０によっ
て押し出されて放出される瞬間を示している。なお、解
除装置（詳しくは図１１参照）は、簡略化のために、図
１では省略されている。装置の作動信頼性を高めること
を目的として、複数のスプリングを使用することがよく
行われる。もっとも、実際にそれが正しいかどうかにつ
いての証明はなされていない。しかしながら、スプリン
グの故障は極めて稀なことも事実である。また、そのよ
うな故障の危険にしても、組付け前に選別試験を実施し
たり品質管理を徹底する等の適当な製造方法を採用する
ことにより、充分に低減させることが可能である。機能
的には一個のスプリングで充分であり、多数のスプリン
グを使用すればそれだけ構造を複雑にする。特に、スプ
リング間の摩擦の分布が不均一だと、スプリングによる
押し出し力が非対称となり、その結果、装置の性能が落
ちることがある。そこで、本発明においても、スプリン
グの使用は一個であることが好ましい。

【００３５】有用負荷１０に対する対称的作用を確保す
るとともに、有用負荷１０と衛星１００の間のＣＭ偏差
を適切に補償するためには、大きな径のスプリングを使
用することが必要となる。従って、コイルスプリングは
除外され、主スプリング２０には、大きなサイズのダイ
アフラムスプリングが使用される。ダイアフラムスプリ
ング２０は、所定の負荷／変形特性を有するように形成
された径方向のノッチ２１（図２参照）を有する。主ス
プリング２０の断面形状は、該スプリング２０が有用負
荷１０の放出の際に滑らかに作用することを保証するよ
うに設計され、例えば、図３に示された形状とされる。
図３および図２において、参照符号２２は、主スプリン
グ２０の隣接するノッチ２１の間の歯を示す。

【００３６】理論的には、有用負荷１０が衛星１００か
ら分離された後には、該有用負荷１０を放出するために
必要なスプリング作用は最小でよい。決定的パラメータ
は有用負荷１０の放出速度であり、主スプリング２０か
らの力によって、有用負荷１０は所定の速度まで加速さ
れなければならない。従って、放出速度が小さくなれ
ば、主スプリング２０に求められる作用力は小さくてよ
い。特に大きな放出速度を必要とする特殊な事情がない
通常の場合では、０．２５〜０．５０ｍ／ｓの範囲の速
度でよい。本発明の使用に適した有用負荷１０に課され
る条件の下では、相当小さなスプリングで充分である。
バネ定数Ｋは、エネルギー保存の原理を適用し、質量ｍ
の被放出有用負荷１０の運動エネルギーと主スプリング
２０に蓄積された弾性エネルギー（スプリングの変位を
ｘとする）とが等しいとして、以下のようにして求める
ことができる。 ｍｖ² ／２＝Ｋｘ² ／２ ここで、 ｍ＝１００ｋｇ ｖ＝０．２５ｍ／ｓ ｘ＝０．０３ｍ とすれば、 Ｋ＝ｍ（ｖ／ｘ）² ＝６９．４ Ｎ／ｍ である。

【００３７】主スプリング２０が有用負荷１０を押し出
す際にその有用負荷１０をガイドするために、通常は、
構造部材としてのガイダンスが使用される。しかしなが
ら、シミュレーション実験から、以下のことが明らかに
なった。 ・有用負荷１０の主スプリング２０によって加えられる
力の合力（resultant ）に対する有用負荷１０のＣＭの
偏差が小さい場合には、該ガイダンスは理論上全く効果
を示さず、従って、不必要であること、 ・前記偏差が大きい場合（例えば、放出のために複数の
スプリングが使用される場合に一つのスプリングの故障
ないしジャミングに起因して）には、ガイダンスの存在
は却って有用負荷１０と衛星１００の間で伝えられる反
作用を増大させ、また可撓性の付属物の振動を増幅させ
ることになること、すなわち、ガイダンスの存在によっ
て衛星１００が余分の力を受けることになること、であ
る。

【００３８】従って、理論上ガイダンスを必要とするよ
うな故障そのものを無くすことができれば、そのような
ガイダンスを設けることは不必要となる。結局、本発明
の放出装置にはそのようなガイド手段を採用していな
い。すなわち、本装置は、放出速度のベクトルが正しい
方向を有し、有用負荷１０は前記の安全“エンベロー
プ”から逸れることがないように設計されているのであ
る。

【００３９】前記のように、有用負荷１０と衛星１００
の物理的連結のために必要とされる剛性は、有用負荷１
０に関する諸条件に依存する。全剛性は、 １．有用負荷１０と衛星１００の間の分離面５０（図１
参照）の剛性と、 ２．有用負荷１０と衛星１００の間の連結手段（図１の
参照符号３０参照）の剛性、とによって規定される。

【００４０】分離面５０は、円錐状面の一部（primitiv
e conical surface ）であり、有用負荷１０が連結力の
作用の下で軸方向や横方向の力に耐え得るような座ない
しシートとなっている。そのために、分離面５０に例え
ば大きな径の円錐ギアホイールと同様の形状を与え、ギ
アホイールの歯に相当する部分が追加的な捩じり剛性
（twisting stiffness）を示すようにすればよい。

【００４１】有用負荷１０の質量中心（ＣＭ）に対する
分離面５０の位置は、図１６および図１７に示すよう
に、種々の態様が可能である。図１６の例では分離面５
０は点ＣＭから相当離れているが、図１７の例では分離
面５０は点ＣＭと略同じレベルに設けられている。図１
７の例は、横方向の力（本放出装置の主軸に垂直な力）
により良く耐えることができるが、それは、該力が連結
ロッド３０に影響を与えないからである。

【００４２】有用負荷１０のための安定なシートは、他
の態様によっても得られる。例えば、三枚のプレートを
互いに１２０°ずつ離して主軸に対して傾斜させ、それ
により四面体状面の一部（tetrahedral primitive surf
ace ）とする（この態様は図示しない）。しかしなが
ら、上記のような変更例についての分析は、本発明にと
ってさほど重要ではない。というのは、それらの変更例
は分離面５０の設計原理に影響しないからである。分離
面５０は、基本的設計に影響を与えることなく必要な剛
性条件を満たすような態様で形成することができる。

【００４３】有用負荷１０と衛星１００の間の連結は、
一本の連結ロッド３０（図１）によってなされる。連結
ロッド３０の一方の端部は衛星１００に固定され、他方
の端部は有用負荷１０に固定される。有用負荷１０と衛
星１００の間の連結力（fastening force ）は、連結剛
性（connection stiffness）として、以下に示す簡略化
された式で表される。 Ｆ＝Ｆ₀ ＋Ｋｘ 但し、Ｆ₀ ＝ｍ_s ・Ｆ_max ＝予負荷 ｍ_s ＝安全率（safety margin ） Ｆ_max ＝最大許容負荷（力による因子を含む） Ｋ＝全剛性

【００４４】理解を容易にするために、全剛性の２つの
寄与成分として、並行に作用する２つのスプリングを考
えることができる。その場合、一方のスプリングが分離
面５０を表し、他方のスプリングが連結ロッド３０を表
す。連結ロッド３０の剛性が分離面５０の剛性に比べて
遙かに小さいとすれば、全剛性に対する連結ロッド３０
の寄与は無視することができる。この場合、連結ロッド
３０の機能の本質は、設計上の重要なパラメータの一つ
である連結力を生むことである。

【００４５】図４〜図６に示す解除可能なラッチ装置４
０は、極めて簡易かつ独創的なものであり、種々の利点
を有する。本ラッチ装置４０は、連結ロッド３０の一方
の端部と係合する２つの半カラー４１，４２を含んでい
る。連結ロッド３０の端部には、前記連結力に対して反
作用を示すフランジ３１（図５）が設けられている。半
カラー４１，４２は、本放出装置の主軸に対して垂直に
延びるレール４３の上を移動可能とされ、作用する力に
充分に耐え得る大きさを有している。図４〜図６に示す
簡易なレールの他に、本放出装置の性能を高めるため
に、ボール循環式軌道を有する無摩擦スライダ等を使用
することができる。

【００４６】解除装置は半カラー４１，４２を連結ロッ
ド３０の径方向外側に移動させ、それにより、連結ロッ
ド３０と衛星１００との連結を解除し、主スプリング
（ダイアフラムスプリング）２０の作用によって、有用
負荷１０を外部へ押し出す。故障が生じた場合にそれに
対処する機能を与えるために、図７に示すスイベルヘッ
ドボルト３５が使用される。スイベルヘッドボルト３５
のヘッド３２は、連結ロッド３０の一端部に設けられた
支持部材３３の中心回りに回転可能とされている。連結
ロッド３０内に生じる張力は、組付けの際に支持部材３
３の締め付け具合によって調整することができる。半カ
ラー４１，４２はそれぞれ、連結ロッド３０の一端部に
ボルト３４との螺合によって固定されたフランジ３１と
係合する。解除装置の起動の際に２つの半カラー４１，
４２の中の一方が作動しなかったとしても、スイベルヘ
ッドボルト３５のヘッド３２が回転することにより連結
ロッド３０はその故障半カラーから逃れることができ、
その結果、有用負荷１０を予定通り分離することができ
る。

【００４７】図８に示すような態様を採用することも可
能である。この例では、ヘッド３２が、２つのクランプ
ないし半カラー４１，４２と係合しかつフランジ３１に
よって保持される支持部材３３ａ内で回転可能とされて
いる。その場合に、連結ロッド３０の張力はその一端部
に設けられた支持部材３３ａによって調整することがで
きる。この第二の態様の利点は、ラッチ部材としての半
カラー４１，４２の解除をより高い信頼性で行うことが
できることである。図７と図８の２つの態様の何れを選
択するかは、種々の部材の設計の内容に依存している。

【００４８】フランジ３１の半カラー４１，４２からの
解除を容易にするために、フランジ３１と半カラー４
１，４２の接触面を、平らではなく、僅かな円錐面とし
てもよい。もっとも、この態様は、フランジ３１の安定
性にとっては不利である。というのは、半カラー４１，
４２の一方もしくは他方にそれを移動させようとする力
の成分が作用し、そのために、フランジ３１が上方に移
動しようとするからである。従って、ピボット円錐角
（pivoting cone angle ）を最適な大きさとすることが
必要である。

【００４９】解除装置は、ラッチ装置４０と有利にリン
クされている。理解を容易にするために、先ず図９の態
様を説明し、その後で図１０の態様について説明する。
なお、これらの図では、スイベルヘッドボルト３５は省
略されている。二つの半カラー４１，４２の移動は、起
動装置によって制御される。起動装置は、補助スプリン
グ２０ａの作用により連結ロッド３０の軸に沿って移動
するスライダ４３ａと、スライダ４３ａ上で軸３９の回
りに回動可能に設けられたフォーク３７とを含む。フォ
ーク３７は、二つの半カラー４１，４２にそれぞれ連結
された二つのアーム３７ａを有する。

【００５０】図９に示すように、フォーク３７の各アー
ム３７ａは、その一方の端部で対応する半カラー４１，
４２に軸４７ｂにより回動可能に連結され、その他方の
端部はスライダ４３ａに軸３９で回動可能に連結されて
いる。事前に予負荷をかけた補助スプリング２０ａの弾
性エネルギーが開放されると、それによってスライダ４
３ａが軸方向に移動する。スライダ４３ａによって駆動
されたフォーク部材３７は二つの半カラー４１，４２に
アーム３７ａを介して作用し、そのために二つの半カラ
ー４１，４２はそれぞれ互いに反対向きの２方向に沿っ
てレール４３の上を移動する。スイベルヘッドボルト３
５が解除されると、主スプリング２０が開放されて復元
しようとし、そのために有用負荷１０が放出される。

【００５１】各力の分析によれば、半カラー４１，４２
の移動のために必要な力を有利に低減させるために伝達
角αを相当小さくすることが必要であり、そのことによ
って半カラー４１，４２のストロークに上限が生じる。
半カラー４１，４２と連結ロッド３０の重要な寸法なら
びに摩擦係数値は、力の関係において重要な役割を果た
す。図１０に示す態様は、図９の態様より少し複雑であ
る。以下、それについて説明する。

【００５２】図１０において、各半カラー４１，４２は
変形可能なヒンジシステムと関係付けられている。各ヒ
ンジシステムは、二本のレバー３６ａ，３６ｂを含んで
いる。二本のレバー３６ａ，３６ｂはそれぞれの互いに
隣接する端部でヒンジ３８によってヒンジされるととも
に、それぞれの他の端部が固定点Ｐと該ヒンジシステム
に対応する半カラー４１，４２とにそれぞれヒンジ３６
ｃによってヒンジされている。二つの半カラー４１，４
２がスイベルヘッドボルト３５と係合している状態で
は、各ヒンジシステムの二本のレバー３６ａ，３６ｂは
略直線状を成す。他方、フォーク部材３７はの二本のア
ーム３７ａは相互に固定されており、従ってフォーク部
材３７はスライダ４３ａ上の軸部材３９の回りに回動す
る単一のアームとして作用する。各アーム３７ａの自由
端は、例えば、二本のレバー３６ａ，３６ｂを連結する
ヒンジ３８回りに設けられたボールベアリング４３ｂを
介して、対応するヒンジシステムに当接する。スライダ
４３ａが軸方向上方へ移動すると、各アーム３７ａは対
応するヒンジシステムのボールベアリング４３ｂを押圧
し、それにより二本のレバー３６ａ，３６ｂがヒンジ３
８の回りで回動する。各ヒンジシステムの二本のレバー
３６ａ，３６ｂが回動すると、二つの半カラー４１，４
２がそれぞれ反対方向に移動する。その結果、主スプリ
ング２０の作用の下でスイベルヘッドボルト３５が解除
され、さらに主スプリング２０の弾性復元力によって有
用負荷１０が押し出される。

【００５３】２つの半カラー４１，４２の一方がジャミ
ングにより動かない場合には、その故障半カラーに対応
するヒンジシステムのヒンジ３８に当接しているアーム
３７ａの端部が、動かない該ヒンジ３８のボールベアリ
ング４３ｂ上を滑ることになる。それと同時にフォーク
部材３７はヒンジ３９を中心として回動し、他方の半カ
ラー４１，４２を移動させる。この状態で、スイベルヘ
ッドボルト３５は主スプリング２０の作用を受けて故障
して動かない半カラーの端部を回転して逃れ、それによ
り連結ロッド３０が解除されて、有用負荷１０が放出さ
れる。起動力Ｆａを伝えるための手段としては、図１０
に示すボールベアリング４３ｂに代えて、簡単なピンを
使用してもよい。

【００５４】本実施例の解除可能なラッチ装置は、当業
者に周知の“オーバーセンタ原理（overcenter princip
le）”を採用している（前記Ｒ．バーナーとＨ．ラルの
論文参照）。この原理により、２つの半カラー４１，４
２は、それらの間でスイベルヘッドボルト３５をクラン
プするラッチ状態で安定であることが保証される。この
原理を採用することによる他の利点は、最小の力で半カ
ラー４１，４２の移動を開始させることができることで
ある。図１８ａ〜図１８ｅは半カラー４１，４２の通常
の分離過程を経時的に示している。他方、図１９ａ〜図
１９ｅは同じく半カラー４１，４２の分離の過程である
が、一方の半カラーがジャミングを起こして動かなくな
った場合の作動の態様を示し、その場合のスイベルヘッ
ドボルト３５の機能を明らかにする。但し、それらの略
図において、スイベルヘッドボルト３５は、理解を容易
とするため、連結ロッド３０の一端部上で回動する三角
形の記号で表現されている。スイベルヘッドボルト３５
は、連結ロッド３０の上端部に対する主スプリング２０
の作用によって該連結ロッド３０の下端部上で回動する
ことにより、故障して動かない半カラー４１，４２から
逃れることができる。それにより連結ロッド３０全体が
衛星１００との連結から開放され、主スプリング２０が
さらに弾性的に復元しそのエネルギーが有用負荷１０に
伝えられることにより、該有用負荷１０が運動エネルギ
ーを得て外に押し出される。前記ラッチ機能の“冗長
性”とは本装置が満たすこの条件を示している。

【００５５】解除装置は、補助スプリング２０ａの負荷
を除くことによって起動され、この起動は、例えば、ホ
ットナイフ（hot knife ）ないし電磁装置６０（図１１
に記号で示す）によって行われる。機械的構造を利用す
ることができるので、解除装置の作動に必要なエネルギ
ーはそれほど大きくはない。上記の構成は本実施例装置
の極めて有利な利点であり、本放出装置に求められる前
記８と９の条件を満たすものである。

【００５６】以下、図１１に示す放出装置の主要要素と
その重要寸法の予備設計における基本的な基準について
分析する。図１１は図１０の実施例を２倍に拡大して詳
細に示しており、同一の構成要素には図１０と同一の符
号が付されている。図１１にのみ示されるボルト４３ｃ
は、解除装置の中心決めと、補助スプリング２０ａの予
負荷を調整するためのものである。前記のように、設計
のための主要な基準は以下のごとくである。 ・有用負荷１０に対する組付け後の装置全体の剛性と、 ・有用負荷１０への作用が許される最大の力とである。

【００５７】これら二つのパラメータの中の第一のパラ
メータは、放出されるべき有用負荷１０の種類と放出装
置の使用目的とに大きく依存し、実際には分離面５０の
設計に関係する。第二のパラメータは、有用負荷１０の
置かれる環境条件に大きく依存し、放出装置の中で連結
力に対して抵抗する構成要素の設計を支配する。

【００５８】半カラー４１，４２の解除のために必要な
力Ｆ_a は、以下の釣り合い式から導かれる（図１２およ
び図１３参照）。 Ｈｃｏｓα＝Ｑｃｏｎβ Ｆ_a ／２＝Ｈｓｉｎα＋Ｑｓｉｎβ Ｈｃｏｓα＝μ（Ｖ＋Ｆ₀ ／２） Ｈｓｉｎα＋Ｆ₀ ／２＝Ｖ Ｆ₀ ｄ／２＋Ｆ₀ μｂ／２＝μＶｂ＋Ｖａ 但し、ｄは連結力Ｆ₀ の半カラー４１，４２への作用点
の位置を示し、二つの半カラー４１，４２に対応する値
をそれぞれｄ₁ とｄ₂とする。

【００５９】上記の５つの式は、明らかに以下に示す５
つの未知数を含む連立方程式である。Ｆ_a ＝起動のため
に適用される力、Ｑ＝前記ヒンジ／スライドシステムの
レバー３６ａ，３６ｂの一方に作用する力、Ｈ＝同ヒン
ジ／スライドシステムの他方のレバー３６ａ，３６ｂに
作用する力、Ｖ＝各半カラー４１，４２へのレール４３
の反作用、ａ＝半カラー４１，４２上でのＶの作用位
置、である。

【００６０】この連立方程式は以下の幾何学的条件を考
慮することにより簡単に解くことができる。 ｒｓｉｎβ＝ｌｓｉｎα 但し、ｒとｌはそれぞれ、上記ヒンジ／スライドシステ
ム二本のレバー３６ａ，３６ｂの長さを示す。その結
果、Ｆ_a ，Ｖ，ａの各値はそれぞれ数値のみによって以
下のように表わされる。 Ｆ_a ／Ｆ₀ ＝（２μｓｉｎα＋ｔａｎβｃｏｓα）／
（ｃｏｓα−μｓｉｎα） Ｖ／Ｆ₀ ＝μｓｉｎα／（ｃｏｓα−μｓｉｎα）＋１
／２ ａ＝Ｆ₀ （ｄ＋μｂ）／２Ｖ−μｂ

【００６１】上記第一の式は、本分析において最も重要
であって、“力低減比（Force Reduction Ratio ，ＦＲ
Ｒ）”と称する。この比は構造上の特徴（後に具体例を
検討する）に対応し、ストロークの端においてどれくら
い力の低減が達成されるかを示す指標となる。角αの増
加とともに比Ｆ_a ／Ｆ₀ は急激に増加するので、ストロ
ークには限界値が設定される。

【００６２】各半カラー４１，４２のストロークは、以
下の式で与えられる。 ｓ＝ｒ（１−ｃｏｎβ）＋ｌ（１−ｃｏｓα） 従って、ストロークの最小値が設計の支配的パラメータ
となり、解除装置の設計に影響する。他方、ストローク
はフランジ３１の設計、すなわち、接触圧の限界値と強
い関係を有することがわかる。

【００６３】初期設計として、 ｓ_min ＝５ｍｍ を想定する。本装置の特徴を有利に実現するために設計
者が利用する重要な複数のパラメータがある。多数の具
体例について検討したところ、以下の事実が判明した。 ・ｒ＝ｌは、ストロークとＦＲＲの間の許容可能な妥協
条件であり、 ・ｒ＜ｌは、ＦＲＲを犠牲にしてストークを大きくする
ための条件であり、 ・ｒ＞ｌは、ストークが小さくなることを代償に、ＦＲ
Ｒを小さくするための条件である。

【００６４】摩擦もまた作動すなわち技術的結果に影響
を与えるが、これは重要な要素ではなく、このことも本
発明の利点である。動摩擦係数および静止摩擦係数の実
際値として、それぞれ０．２５と０．２０を与える。

【００６５】以上の条件を考慮しつつ解除装置の主要な
特徴を規定するために、例えば、各パラメータに以下の
ような具体的な数値を適用することができる。 α＝３０° ｒ＝ｌ＝２０ｍｍ μ＝０．２０ ｂ＝３ｍ ｄ＝５ｍ ｓ_min ＝５ｍｍ

【００６６】この場合に、前記の各データは、以下のよ
うになる。 Ｆ_a ／Ｆ₀ ＝０．５２２ Ｖ／Ｆ₀ ＝０．６３０ ａ＝３．５５ｍｍ ｓ＝５．３５ｍｍ 従って、明らかに、 ｓ＞ｓ_min である。また、以下の安定化のための条件式も満たされ
ている。 ａ＜ｄ

【００６７】前記のように、上記諸パラメータの各値
は、より精確な設計条件に対応してＦＲＲを低減させる
かまたはストロークを増大させるために僅かずつ変更を
加えることができる。例えば、他のパラメータは全てそ
のままとして角αのみを α＝３５° とすることにより、ストロークを増大させることができ
る。すなわち、この条件の下では、 ｓ＝７．２３ｍｍ Ｆ_a ／Ｆ₀ ＝０．６５１ であり、これらの値は依然充分に小さい。

【００６８】次に、前記各パラメータの値を変更するこ
とによってよりコンパクトな装置を得るための第二の具
体例を示す。すなわち、 α＝３５° ｒ＝ｌ＝１５ｍｍ μ＝０．２０ ｂ＝３ｍ ｄ＝５ｍ とすれば、 Ｆ_a ／Ｆ₀ ＝０．６５１ Ｖ／Ｆ₀ ＝０．６６３ ａ＝３．６２ｍｍ ｓ＝５．４２ｍｍ となる。

【００６９】各半カラー４１，４２とレール４３の間の
摩擦係数を小さくする工程が採用されるならば、例えば
次のようなより小さな摩擦係数とすることができる。 μ＝０．０５

【００７０】この条件で、かつ直前の具体例の他のすべ
てのパラメータを不変とした場合の結果は、以下のよう
になる。 Ｆ_a ／Ｆ₀ ＝０．１４５ Ｖ／Ｆ₀ ＝０．５３６ ａ＝４．６５ｍｍ＜ｄ ｓ＝５．４２ｍｍ（変化なし） すなわち、摩擦係数の低下による効果として、ＦＲＲの
値が相当低下する。もっともこの効果を得るためには、
より複雑な部材の使用が必要である。

【００７１】二つの半カラー４１，４２の中の一方が故
障した場合の本放出装置の作動を以下に説明する。つり
あいフォーク部材３７がガイドスライダ４３ａの作用に
よって上方へ移動しつつあるにもかかわらず、二つの半
カラー４１，４２の中の一方が動かないと仮定する（図
１４および図１５参照）。この場合には、フォーク部材
３７の作用が二つの半カラー４１，４２に均一に分配さ
れないが、このことは、故障していない方の半カラーの
期待される後方への移動を妨げることにならない。

【００７２】フォーク部材３７の運動学的研究により、
故障していない半カラー４１，４２のストロークを決定
することができる。すなわち、ヒンジ３９の上方への移
動（この量をΔで表す）に起因するフォーク部材３７の
回動角を以下の幾何学的関係から決定することができ
る。 ａｓｉｎθ＋（ｂ＋Ｒ−Δ）ｃｏｓθ＝ｂ＋Ｒ ｓｉｎθとｃｏｓθは媒介変数ｔ（＝ｔａｎ（θ／
２））を用いて ｓｉｎθ＝２ｔ／（１＋ｔ² ） ｃｏｓθ＝（１−ｔ² ）／（１＋ｔ² ） と表すことができるから、以下のようなｔの二次線型式
（second order linearequation in t ）が得られる。 θ＝２ａｒｃｔａｎ〔（Ａ−√（Ａ² ＋Ｂ² −Ｃ² ））
／（Ｂ＋Ｃ）〕 但し、Ａ＝ａ Ｂ＝ｂ＋Ｒ−Δ Ｃ＝ｂ＋Ｒ

【００７３】この条件で、故障していない半カラー４
１，４２の側の解除装置のレバー３６の回動角は以下の
式で与えられる。 θ_p ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｙ_f ／ｒ） 但し、Ｙ_f ＝ｍＸ_f ＋ｎ ｍ＝ｔａｎθ Ｘ_f ＝〔−Ｂ’−√（Ｂ^'2−Ａ’Ｃ’）〕／Ａ’ Ａ’＝ｍ² ＋１ Ｂ’＝ｍｎ−Ｘ_d Ｃ’＝ｎ² ＋Ｘ_d ² −ｒ² ｎ＝Ｙ_b −ｍＸ_b Ｙ_b ＝ａｓｉｎθ＋（ｂ＋ｒ）ｃｏｓθ−（ｂ＋ｒ） Ｘ_b ＝ａｃｏｓθ−（ｂ＋ｒ）ｓｉｎθ

【００７４】そしてストロークｓは次の式で与えられ
る。 ｓ＝ｒ（１−ｃｏｓβ）＋ｌ（１−ｃｏｓα） 但し、β＝θ_p α＝ａｒｃｓｉｎ〔（ｒ／ｌ）ｓｉｎβ〕 ここで、各パラメータの値を以下のように特定すれば、 ａ＝２２ｍｍ Δ＝６ｍｍ ｂ＝１７ｍｍ Ｒ＝２ｍｍ Ｘ_d ＝４２．５ｍｍ ストロークｓは、 ｓ＝９．８４６ｍｍ となり、この値は必要最小ストロークの約２倍となる。

【００７５】従って、二つの半カラー４１，４２の中の
一方がジャミングのために動かない場合には、他方の半
カラーは通常の速度より大きな速度で後方へ移動させら
る。こうして、すべての場合に、連結ロッド３０の解除
が確実に行われる。連結ロッド３０の解除装置は本発明
の開放装置の必須の要素であり、その設計と開発は、本
装置の全設計の中の主要な部分を占めた。

【００７６】本発明は、実際に広い範囲に応用が可能な
汎用性の解除装置に係るものである。宇宙において、本
装置はさほどの変更を加えないで、積層された太陽電池
パネル〔ユーレカ（Eureca）ないしコロンブス（Columb
us）型のもの〕を保持する等のために使用され、作動の
信頼性という点で従来一般に提案、採用されてきた装置
に比べ著しい進歩を示すであろう。

【００７７】また、宇宙以外では、例えば、発電所で使
用されるバルブ起動装置等の“負荷を受けた”装置の迅
速な解除のために使用され得る。その場合にも、安全性
および作動信頼性の点で従来の技術水準の対応装置の追
随を許さない進歩性を示すであろう。

【００７８】なお、上述したのはあくまでも本発明の実
施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放出装置の主要な構成要素を示す略図
である。但し、解除装置を省略し、また、ラッチ装置と
連結ロッドとの係合が解除された状態を示す。

【図２】有用負荷の放出に必要なエネルギーの蓄積装置
として使用されるダイヤフラムスプリングの一部を示す
略図である（該スプリングは回転対称であるので９０°
の範囲のみを示す）。但し、径方向ノッチは図示の形状
に限定されない。

【図３】図２のスプリングの軸方向断面図である。該ス
プリングの軸方向断面はほぼ反転したＳ字の形状を有
し、その径方向外側端部の接線は図１の放出装置の主対
称軸に垂直である。

【図４】有用負荷と衛星の間で連結ロッドをラッチする
ラッチ装置を示す平面略図である。

【図５】図４のラッチ装置のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図４のラッチ装置のＶＩ−ＶＩ断面図である。

【図７】ラッチ装置と連結ロッドの間に設けられるスイ
ベル係合手段の部分切り欠き軸方向断面図である。

【図８】スイベル係合手段の他の態様を示す図７に対応
する図である。

【図９】本発明の放出装置において使用される解除装置
の作動原理を説明するための切り欠き略図である。

【図１０】図１の放出装置に解除装置として実際に採用
された態様を示す切り欠き略図である。

【図１１】図１０の実施例を二倍に拡大して詳細に示す
切り欠き軸方向断面図である。

【図１２】本発明の放出装置の実施化のための研究にお
いて計算に使用した解除装置の種々の要素を示す略図で
ある。

【図１３】同様に、本発明の放出装置の実施化のための
研究において計算に使用した解除装置の種々の要素を示
す略図である。

【図１４】同様に、本発明の放出装置の実施化のための
研究において計算に使用した解除装置の種々の要素を示
す略図である。

【図１５】同様に、本発明の放出装置の実施化のための
研究において計算に使用した解除装置の種々の要素を示
す略図である。

【図１６】有用負荷と衛星の間の分離面の位置のある態
様を示す軸方向断面略図である。本態様においては、該
分離面が有用負荷の質量中心（ＣＭ）から相当に離れて
いる。

【図１７】有用負荷と衛星の間の分離面の位置の他の態
様を示す軸方向断面略図である。本態様においては、該
分離面が有用負荷の質量中心（ＣＭ）とほぼ同レベルに
位置している。

【図１８】各々、シミュレーション実験から得られた図
であって、二つのクランプないし半カラーが共に正常に
解除される場合における図１０の放出装置の作動の各過
程を示す説明図である。

【図１９】各々、シミュレーション実験から得られた図
であって、二つのクランプないし半カラーの中の一方の
みが解除される場合における図１０の放出装置の作動の
各過程を示す説明図である。

【符号の説明】

１０：有用負荷 ２０：主スプリング ２０ａ：補助スプリング ２１：ノッチ ３０：連結ロッド ３５：スイベルヘッドボルト ３６ａ，３７ｂ：レバー ３６ｃ：ヒンジ ３７：フォーク部材 ３７ａ：アーム ３８：ヒンジ ４０：解除可能なラッチ装置 ４１，４２：半カラー ４３ａ：スライダ ５０：分離面 ６０：電磁装置 Ｐ：固定点

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 宇宙飛行体（１００）から有用負荷（１
   ０）を放出する装置であって、 当該装置の対称軸上に設けられかつ、前記有用負荷（１
   ０）に固定される第一の端部を有する一本の連結ロッド
   （３０）と、 前記宇宙飛行体（１００）によって支持されかつ、前記
   連結ロッド（３０）の第二の端部に作用する二つの可動
   係合部材（４１，４２）を含む解除可能なラッチ手段
   （４０）と、 起動手段による制御の下で前記連結ロッド（３０）を前
   記係合部材（４１，４２）の少なくとも一方から開放す
   ることによって前記有用負荷（１０）を放出するために
   前記連結ロッド（３０）の第一端部に恒常的に作用する
   エネルギー蓄積手段（２０）とを含み、 前記係合部材（４１，４２）が、前記連結ロッド（３
   ０）の径方向において互いに対向しかつ、その連結ロッ
   ド（３０）に対し垂直であって互いに逆向きの２方向に
   それぞれ移動可能とされ、また、前記起動手段が、前記
   連結ロッド（３０）の軸方向に移動可能なスライダ（４
   ３ａ）と、そのスライダ（４３ａ）上に回動可能に設け
   られて前記二つの係合部材（４１，４２）にそれぞれ連
   結される二本のアーム（３７ａ）を有するフォーク（３
   ７）とを含むことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記エネルギー蓄積手段（２０）が、ダ
   イアフラムスプリング（２０）を含む請求項１の装置。
3. 【請求項３】 前記ダイアフラムスプリング（２０）
   が、それの径方向（２１）に延びるノッチ（２１）を有
   し、それの軸方向断面形状が湾曲している請求項２の装
   置。
4. 【請求項４】 前記二つの係合部材（４１，４２）の各
   々が前記連結ロッド（３０）の第二端部に設けられた回
   動可能な中間手段（３５）と係合し、前記スライダ（４
   ３ａ）の移動の際に該係合部材（４１，４２）の一方が
   故障により移動しない場合にも前記起動手段のフォーク
   部材が回動して該係合部材（４１，４２）の他方を前記
   連結ロッド（３９）から後退させ、その結果、前記中間
   手段（３５）が前記エネルギー蓄積手段（２０）による
   駆動作用の下で回動して該故障係合部材から逃れること
   により前記連結ロッド（３０）を開放する請求項１の装
   置。
5. 【請求項５】 前記フォーク部材（３７）の各アーム
   （３７ａ）の一方の端部が該アームに対応する前記係合
   部材（４１，４２）にヒンジされ、それの他方の端部が
   前記スライダ（４３ａ）に回動可能に連結されている請
   求項４の装置。
6. 【請求項６】 前記フォーク部材（３７）の二つのアー
   ム（３７ａ）が一体的に形成されて、前記スライダ（４
   ３ａ）上に回動可能に設けられる一個のアーム部材を成
   す請求項４の装置。
7. 【請求項７】 前記各係合部材（４１，４２）が変形し
   得るヒンジシステムに連結され、該ヒンジシステムが二
   つのリンク部材（３６ａ，３６ｂ）を含み、該二つのリ
   ンク部材（３６ａ，３６ｂ）の隣接する二つの端部がヒ
   ンジ部材（３８）によって互いにヒンジされるととも
   に、それぞれの他の端部が固定点（Ｐ）と該各係合部材
   （４１，４２）とにそれぞれヒンジ部材（３６ｃ）によ
   ってヒンジされ、前記スライダ（４３ａ）の移動の際に
   前記フォーク部材（３７）の各アーム（３７ａ）がそれ
   に対応する前記ヒンジシステムを押圧することにより該
   ヒンジシステムを変形させる請求項６の装置。
8. 【請求項８】 前記起動手段がさらに、前記連結ロッド
   （３０）の軸方向に前記スライダ（４３ａ）を移動させ
   るスプリング（２０ａ）を含む請求項５もしくは請求項
   ７の装置。
9. 【請求項９】 前記スプリング（２０ａ）は予め負荷を
   加えられた状態から、例えば電磁装置（６０）によっ
   て、復元させられる請求項８の装置。
10. 【請求項１０】 前記有用負荷（１０）と人工衛星等の
    宇宙飛行体（１００）の間に分離面が設けられ、該分離
    面が、円錐状の面より成るシート（５０）によって規定
    される請求項１の装置。
11. 【請求項１１】 前記有用負荷（１０）と人工衛星等の
    宇宙飛行体（１００）の間に分離面が設けられ、該分離
    面が、四面体状の面より成るシート（５０）によって規
    定される請求項１の装置。