JPH0574519B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、人工衛星等に搭載される太陽電池パ
ドルや展開型アンテナ等の展開型構造物の展開装
置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の展開装置は、太陽電池パドル
（以下、パドルという）を例にとれば、第５図の
平面図、第６図の側面図に示すように、ヒンジ金
具１１に捩りコイルバネ１２とロータリーダンパ
１３を取りけた装置となつていた。

この装置では、捩りコイルバネ１２の発生する
トルクによつてパドル１４は展開していく（この
トルクを展開トルクという）。パドル１４が所定
の角度だけ展開すると、パドル１４のヒンジ金具
１１に設けられたストツパ１５が衝突し、展開は
完了する。この時、展開角速度の急激な減少によ
つて、パドル１４及びヒンジ金具１１に大きな衝
撃加速度（これをラツチ衝撃加速度という）を生
じる。ロータリーダンパ１３は、このラツチ衝撃
加速度を緩和するため、展開角速度の減速に用い
られる。

次にパドルを展開後の状態に保持する方法につ
いて説明する。

展開が完了しパドルが所定の位置におさまつた
展開後の状態において、衛星の姿勢制御等による
外乱トルクがパドルに作用した場合でも、パドル
は所定の位置に保持されなければならない。その
ために外乱トルクに抗するだけのトルク（これを
残留トルクという）を常にヒンジ金具１１に作用
させ、ストツパ１５に押し付けるという方法がと
られる。この残留トルクは展開トルクを発生する
捩りコイルバネ１２によつて与えられる。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に、パドル展開装置の設計にあたつては予
め残留トルク値が決められている。上述の従来の
パドル展開装置では、残留トルク値が決定される
と捩りコイルバネの展開トルク値は一義的に決ま
り、その大きさは常に残留トルク値以上である。
しかし、一般にパドルの展開に必要なトルクは、
残留トルクよりも小さく、基本的にはヒンジ機構
部で生じる摩擦トルク及び計装配線による抵抗ト
ルク以上であればよい。したがつて当該捩りコイ
ルバネは、展開トルクとして不必要に大きなトル
クを発生することにより、過大な展開角速度を生
じる。従来の捩りコイルバネを用いたパドル展開
装置では、この過大な展開角速度を減速し、ラツ
チ衝撃加速度を緩和するために不必要に大きなロ
ータリーダンパを用いなければならず、重量の増
加という欠点を有していた。

また捩りコイルバネの展開トルクは、第７図の
特性図に示すように、展開角度の増加とともに減
少するから、第８図の特性図に示すようにパドル
の展開角速度に変動を生じさせ、衛星の姿勢を乱
す原因ともなつていた。

そこで、本発明の目的は、軽量で、展開角速度
の変動が少ない展開装置の提供にある。

（問題点を解決するための手段） 前述の門題点を解決するために本発明が提供す
る手段は、バネに与えた応力ひずみの復元力によ
り、シヤフト５の軸を回転中心とする回転力を前
記シヤフト５に同軸に嵌められたヒンジ３に与
え、該ヒンジ３に固定された部材１を前記軸の回
りに所定角度だけ回転させる宇宙航行体搭載用展
開装置において、前記シヤフト５に同軸に固定し
てある第１の円柱体７と、前記ヒンジ３に取り付
けられており前記軸に平行な軸を有する第２の円
柱体４と、前記第１の円柱体７の外周の少なくと
も一部分に片端部が巻き付き、前記第２の円柱体
４の外周に他端部が引つ掛けられ、前記軸に垂直
な平面に投影した形がＳ字形をなすＳ字形板バネ
８とからなり、前記Ｓ字形板バネ８の片端は前記
第１の円柱体７に固定され、前記第１の円柱体７
の外周に巻き付いた前記片端部を解放しながら前
記第２の円柱体４を前記他端部で押し、前記部材
１を回転させるのに足る大きさの前記復元力を生
ずる応力ひずみが前記Ｓ字形板バネ８に予め与え
てあることを特徴とする。

（実施例） 以下、パドルに適用した本発明の一実施例を図
面を参照して説明する。

まず、この実施例の構成について説明する。第
１図及び第２図はその実施例のパドル展開前の状
態を示す平面図及び側面図である。この実施例で
ある展開装置は、パドル１とパドル２とを結合す
るヒンジ機構部に取り付けられている。ヒンジ金
具３にはプツシング４が取り付けられており、ま
たシヤフト５、ヒンジ金具６、プツシング７は一
体となつて回転する。定トルク・スプリング８は
プツシング７にネジ等により固定され、プツシン
グ４にははずれない程度に引つ掛けられる。この
定トルク・スプリング８によりヒンジ機構部には
常に一定の展開トルクが与えられる。

第３図及び第４図は、本実施例の180゜展開後の
状態を示す平面図及び側面図である。第３図に示
すように、ヒンジ金具３にはロータリーダンパ１
０が取り付けられており、その軸はシヤフト５と
一体となつて回転するようになつている。また第
４図に示すように、パドルはストツパ９により
180゜以上の回転が妨げられている。

次にこの実施例の動作について説明する。まず
第１図及び第２図の展開前の状態では定トルク・
スプリング８は、プツシング７の回りに巻かれ、
プツシング４にははずれない程度に引つ掛かつた
状態にある。展開開始とともに定トルク・スプリ
ング８は、プツシング４の回りに矢印の方向へ巻
き込まれていく。このときの力によりシヤフト５
回りに展開トルクが生じ、その大きさは展開角の
大きさによらず一定である。この展開トルクはヒ
ンジ金具６及びロータリーダンパ１０の軸に伝達
され、パドル１，２は展開していく。

第３図及び第４図の180゜展開後の状態になる
と、ヒンジ金具６に付けられたストツパ９とヒン
ジ金具３とが衝突し、展開は終了する。この状態
でもヒンジ構造物には一定のトルク（残留トル
ク）が作用し、展開後の状態が保持される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の展開装置は、展
開型構造物のヒンジ構造部に、展開角によらず一
定の展開トルクを出力する定トルク・スプリング
を備えたものであり、これにより以下に記す効果
を得ることができる。

まず第一に、定トルク・スプリングを用いるこ
とによりその展開トルク値を残留トルク値と一致
させることができる。第７図に、残留トルク値が
決められた場合の捩りコイルバネの展開トルク特
性と定トルク・スプリングの展開トルク特性の比
較を示す。第７図において斜線を施した部分は、
捩りコイルバネが定トルク・スプリングに比べ
て、展開型構造物を展開させるエネルギーとして
余分に発生する量を表わす。

定トルク・スプリングを用いる本発明では、こ
の余分なエネルギーを除くことができ、展開角速
度を捩りコイルバネを用いた場合に比べて低く抑
えることができる。したがつて、減速用のダンパ
も小型化を図ることができ、重量の軽減という効
果がある。

第２に、定トルク・スプリングを用いた構造に
おけるパドルの展開角速度の変動は、第８図に示
すように、捩りコイルバネを用いた従来の構造に
比べて平滑であり、パドル展開運動が衛星の姿勢
の乱れに及ぼす影響を小さくできるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をパドルに適用した一実施例の
展開前の状態を示す平面図、第２図は第１図の側
面図、第３図はその実施例の180゜展開後の状態を
示す平面図、第４図は第３図の側面図である。 第１図から第４図において、１及び２はパド
ル、３はパドル１側のヒンジ金具、４はプツシン
グ、５はシヤフト、６はパドル２側のヒンジ金
具、７はプツシング、８は定トルク・スプリン
グ、９はストツパ、１０はロータリーダンパであ
る。第５図及び第６図は捩りコイルバネを用いた
従来のパドル展開装置の180゜展開後の状態を示す
平面図及び側面図である。これら両図において、
１１はヒンジ金具、１２は捩りコイルバネ、１３
はロータリーダンパ、１４はパドル、１５はスト
ツパを示す。第７図は、定トルク・スプリングと
捩りコイルバネとの展開トルク特性を比較して示
す図である。第８図は、定トルク・スプリング及
び捩りコイルバネを、ロータリーダンパを有する
パドル展開装置に使用した場合の展開角速度の時
間変化を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バネに与えた応力ひずみの復元力により、シ
   ヤフト５の軸を回転中心とする回転力を前記シヤ
   フト５に同軸に嵌められたヒンジ３に与え、該ヒ
   ンジ３に固定された部材１を前記軸の回りに所定
   角度だけ回転させる宇宙航行体搭載用展開装置に
   おいて、前記シヤフト５に同軸に固定してある第
   １の円柱体７と、前記ヒンジ３に取り付けられて
   おり前記軸に平行な軸を有する第２の円柱体４
   と、前記第１の円柱体７の外周の少なくとも一部
   分に片端部が巻き付き、前記第２の円柱体４の外
   周に他端部が引つ掛けられ、前記軸に垂直な平面
   に投影した形がＳ字形をなすＳ字形板バネ８とか
   らなり、 前記Ｓ字形板バネ８の片端は前記第１の円柱体
   ７に固定され、 前記第１の円柱体７の外周に巻き付いた前記片
   端部を解放しながら前記第２の円柱体４を前記他
   端部で押し、前記部材１を回転させるのに足る大
   きさの前記復元力を生ずる応力ひずみが前記Ｓ字
   形板バネ８に予め与えてある ことを特徴とする展開装置。