JPH08324500A - 宇宙構造物の保持解放装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、安全性の高い保持解放動作を実現
したうえで、繰返し使用を可能に構成することにある。 【構成】位置決め機構２０の位置決め棒２３を圧縮バネ
２７を介して離脱（解放）方向に付勢して配設し、この
位置決め棒２３を圧縮バネ２７の付勢力に抗してワイヤ
機構１０の被保持部材１１，１２の位置決め穴１１ａ，
１２ａに挿入した状態で、該位置決め棒２３を保持機構
５０により保持し、さらにこの保持機構５０をロック機
構７０で位置規制することにより宇宙構造物を保持する
ようにして、そのロック機構７０による保持機構５０の
位置規制を解除すると、位置決め機構２０の位置決め棒
２３が圧縮バネ２７により付勢され、その位置決め棒２
３が被保持部材１１，１２の位置決め穴１１ａ，１２ａ
から離脱されて、宇宙構造物の保持が解放されるように
構成し、所期の目的を達成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば太陽電池パド
ル等の宇宙構造物を宇宙航行体等の取付体に対して解放
自在に位置決め保持するのに用いる保持解放装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人工衛星等の宇宙航行体にお
いては、宇宙空間に打上げる場合、搭載する太陽電池パ
ドル等の宇宙構造物を地上において、一旦、折畳んで保
持解放装置を用いて保持状態に位置決め固定することに
より、打上げ時に宇宙構造物に加わる大荷重を保持し、
該宇宙構造物を安全に宇宙空間まで輸送する方法が採ら
れている。そして、この宇宙構造物は、宇宙航行体が宇
宙空間に到達した状態で、保持解放装置による保持が解
放され、宇宙空間に構築される。

【０００３】ところで、このような従来の保持解放装置
としては、太陽電池パドル等の宇宙構造物を衛星構体に
対して折畳み状態で刃状の切断機構を備えた保持解放機
構部を介在して位置決め保持して、宇宙空間への打上げ
時に加わる大荷重を保持し、宇宙空間に到達した状態
で、周知の分離ボルト等の火工品を遠隔的に爆発制御す
ることにより、その切断機構が動作されて保持解放機構
部が解放制御され、宇宙構造物を、例えば展開可能に解
放を行う方式のものが知られている。

【０００４】しかしながら、上記保持解放装置では、火
工品を用いているために、その取扱が非常に煩雑である
うえ、安全性が劣るという問題を有する。また、これに
よると、保持状態から一旦、解放してしまうと、再使用
が困難であり、新しいものと交換しなければならないた
めに、例えば地上において宇宙構造物の動作試験を含む
確認試験を行うような場合には、その試験の都度、新た
な火工品を用意しなければならないために、高価となる
という問題を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の保持解放装置では、取扱が煩雑で、安全性が劣るう
え、繰返し使用が困難であるという問題を有する。この
発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易に
して、安全性の高い保持解放動作を実現し得、且つ、繰
返し使用を実現し得るようにした宇宙構造物の保持解放
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、宇宙構造物
を解放自在に位置決め保持する位置決め穴が設けられた
被保持部材と、この被保持部材の位置決め穴に対して、
位置決め部が出入り自在に設けられる位置決め機構と、
この位置決め機構の位置決め部を前記被保持部材の位置
決め穴から離間する方向に付勢する付勢手段と、前記位
置決め機構の位置決め部を前記付勢手段の付勢力に抗し
て移動付勢して前記被保持部材の位置決め穴に嵌合さ
せ、前記宇宙構造物を保持位置に位置決めする保持手段
と、この保持手段を位置決め位置に位置規制する解放自
在に設けられたロック解放手段とを備えて保持解放装置
を構成したものである。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、位置決め機構は、その位置
決め部が付勢手段の付勢力に抗して被保持部材の位置決
め穴に挿入されて、該位置決め部が保持手段により保持
され、さらに保持手段がロック解放手段に位置規制され
ることによりて宇宙構造物を保持する。そして、ロック
解放手段のロックが解除されると、位置決め機構の位置
決め部が付勢手段により付勢され、位置決め部が被保持
部材の位置決め穴から離脱され、宇宙構造物を解放す
る。これにより、従来のような取扱が煩雑で、安全性の
劣る火工品を用いることなく、確実な保持解放動作を実
現したうえで、再度の保持解放動作が実現されて、再使
用が可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る宇宙構造物の保持解放装置を示すもので、図示しない
太陽電池パドル等の宇宙構造物を折畳み位置等の所定の
位置に位置決め保持するワイヤ機構１０、該ワイヤ機構
１０を前記宇宙構造物（図示せず）の保持位置で位置決
めする位置決め機構２０、該位置決め機構２０を位置決
め位置で保持する保持機構５０、保持機構５０を保持位
置でロック及びロック解除するロック機構７０で構成さ
れる。

【０００９】すなわち、ワイヤ機構１０は、上記宇宙構
造物（図示せず）の保持解放機構部を構成し、その両端
部に被保持部材１１，１２がそれぞれ固着される（図２
及び図３参照）。これら被保持部材１１，１２には、先
端部に位置決め穴１１ａ，１２ａが互いに対応して設け
られる。そして、これら被保持部材１１，１２は、その
位置決め穴１１ａ，１２ｂが積重されて同軸的に位置す
るように突合わさせた状態で、上記位置決め機構２０に
装着される。

【００１０】上記位置決め機構２０は、支持台２１に一
対のワイヤ案内部２２ａ，２２ｂが所定の間隔を有して
設けられる。このワイヤ案内部２２ａ，２２ｂには、上
記ワイヤ機構１０の両端部が矢印Ａ，Ｂ方向に移動自在
に挿着され、上記被保持部材１１，１２の位置決め穴１
１ａ，１２ａが積重配置される。

【００１１】上記支持台２１には、位置決め部、例えば
位置決め棒２３が緩衝バネ２４を介して矢印Ｃ，Ｄ方向
に移動自在に配設される。位置決め棒２３の基端部に
は、螺子部２３ａが形成され、この螺子部２３ａには、
調整用の一対のナット部材２５ａ，２５ｂが調整自在に
螺合される。

【００１２】そして、位置決め棒２３の周囲には、筒状
の案内部材２６が同軸的に被着され、この案内部材２６
と位置決め棒２３との間には、解放用圧縮バネ２７が同
軸的に配設される。案内部材２６は、一端がナット部材
２５ｂに支持され、中間部が支持台２１の支持部２８に
矢印Ｃ，Ｄ方向に移動自在に挿着される。

【００１３】また、案内部材２６と位置決め棒２３との
間には、圧縮バネ２７が同軸的に介在される。この圧縮
バネ２７は、その一端がナット部材２５ｂに係着され、
他端が支持台２１の支持部２８に係着される。この支持
部２８には、透孔２８ａが上記位置決め棒２３に対応し
て形成される。これにより、ナット部材２５ａ，２５ｂ
が位置決め棒２３の螺子部２３ａに対して螺合調整され
ると、圧縮バネ２７は、その付勢力が可変調整されて、
位置決め棒２３及び案内部材２６の矢印Ｃ方向の付勢力
が設定される。

【００１４】さらに、案内部材２６には、その先端部に
結合部２６ａが設けられ、この結合部２６ａには、上記
保持機構５０のワイヤ部材５１が結合される。即ち、ワ
イヤ部材５１は、その一端が案内部材２６の結合部２６
ａに結合部材５２を介して結合され、その中間部がプー
リ５３に巻き掛けられた後、他端が巻取ドラム５４に巻
き取り自在に支持される。この巻取ドラム５４は、ハー
モニックドライブと称する減速機構５５に連結され、こ
の減速機構５５の回転軸５６は、取付ブラケット５７及
び軸受５８を介して支持ベース５９に回転自在に配設さ
れる。そして、巻取ドラム５４には、第１のアーム６０
の一端が支持され、この第１のアーム６０の他端には、
ロック部６０ａが設けられる。

【００１５】なお、上記プーリ５３は、ワイヤ部材５１
の巻き掛け方向を変換するものであり、その位置決め機
構２０と保持機構５０の配置スペース等を考慮して適宜
配設される。したがって、十分に配置スペースを採れる
ような場合には、位置決め機構２０と保持機構５０との
間にプーリ５３を介在しないで組付け配置するように構
成してもよい。

【００１６】また、上記支持ベース５９には、第２のア
ーム６１が軸６２を介して回転自在に配設される。第２
のアーム６１は、その一端に第１のロック部６１ａが第
１のアーム６０のロック部６０ａに対応して形成され、
その他端には、第２のロック部６１ｂが形成される。こ
の第２のロック部６１ｂには、ロック部材７０の一端に
設けられる係止部７１ａが接離自在に対向配置される。
ロック部材７１は、その他端が上記ロック機構７０に支
持される。

【００１７】ロック機構７０は、図４及び図５に示すよ
うに上記支持ベース５９に取付ブラケット７２を介して
配設され、例えば図示しない制御部からの指令信号に応
動してロック部材７１を矢印Ａ，Ｂ方向に直線（並進）
駆動して、該ロック部材７１の係止部７１ａを第２のア
ーム６１の第２のロック部６１ｂから接離してロック及
びロック解除を実行する。この第２のアーム６１は、そ
の第１のロック部６１ａで第１のアーム６０のロック部
６０ａを係止して、巻取ドラム５４の回転を規制してい
るが、その第２のロック部６１の第２のロック部６１ｂ
からロック部材７１の係止部７１ａが離間されると、そ
の第１のロック部６１ａによる第１のアーム６０のロッ
ク部６０ａのロックを解除する。これにより、圧縮バネ
２７の付勢力が案内部材２６を介して位置決め棒２３に
付与され、圧縮バネ２７の付勢力により、巻取ドラム５
４に巻き掛けられたワイヤ部材５１が矢印Ｃ方向に押出
され、位置決め棒２３が同方向に移動されて被保持部材
１１，１２の位置決め穴１１ａ，１２ａから離脱され
る。

【００１８】上記構成において、ワイヤ機構１０は、上
記宇宙構造物の保持位置において、位置決め機構２０の
ワイヤ案内部２２ａ２２ｂに移動自在に挿着され、その
被保持部材１１，１２の位置決め穴１１ａ，１２ａに位
置決め棒２３が圧縮バネ２７の付勢力に抗して挿入され
る。即ち、位置決め棒２３は、ワイヤ部材５１により案
内部材２６とともに圧縮バネ２７の付勢力に抗して支持
台２１の支持部２８に対して矢印Ｄ方向に移動付勢さ
れ、その先端が一対の被保持部材１１，１２の位置決め
穴１１ａ，１２ａに挿入される。

【００１９】この状態において、巻取ドラム５４は、ワ
イヤ部材５１を周囲に巻き取り、その第１のアーム６０
のロック部６０ａが第２のアーム６１の第１のロック部
６１ａに係合されて、該第２のアーム６１の第２のロッ
ク部６１ｂがロック部材７１の係止部７１ａに係止さ
れ、該ロック部材７１がロック機構７０に位置規制され
る。これにより、ワイヤ機構１０の被保持部材１１，１
２は、位置決めされ、上記宇宙構造物（図示せず）が所
定の位置に保持される。

【００２０】そして、上記保持状態において、上記宇宙
構造物（図示せず）の解放を行う場合には、先ず、上記
ロック機構７０が上記制御部（図示せず）を介して動作
制御される。ここで、ロック機構７０は、ロック部材７
１を矢印Ｂ方向に移動付勢して、該ロック部材７１の係
止部７１ａによる第２のアーム６１の第２のロック部６
１ｂの位置規制を解除する。

【００２１】これにより、巻取ドラム５４は、その第１
のアーム６０のロック部６０ａが第２のアーム６１の第
１のロック部６１ａから解放状態となり、ワイヤ部材５
１を介して圧縮バネ２７の付勢力が付与されて回転駆動
され、該ワイヤ部材５１が巻取ドラム５４から押出され
る。この結果、案内部材２６は、ワイヤ部材５１による
保持が解放され、圧縮バネ２７の付勢力により支持台２
１の支持部２８に対して矢印Ｃ方向に移動され、これに
連動して位置決め棒２３が同方向に移動されて、被保持
部材１１，１２の位置決め穴１１ａ，１２ａから離脱さ
れ、ここに、ワイヤ機構１０がフリー状態となり、上記
宇宙構造物（図示せず）の保持が解放される。

【００２２】この際、上記位置決め棒２３及び案内部材
２６は、位置決め棒２３の被保持部材１１，１２の位置
決め穴１１ａ，１２ａからの離脱時、緩衝バネ２４の作
用により、圧縮バネ２７の付勢力による衝撃を吸収し
て、支持台２１に対して強い衝撃力を与えることなく、
安定した解放動作が行われる。

【００２３】また、上記宇宙構造物（図示せず）の保持
解放後、再び、保持する場合には、先ず、上記巻取ドラ
ム５４を圧縮バネ１７の付勢力に抗して反転駆動させ
る。すると、巻取ドラム５４は、その周囲にワイヤ部材
５１を巻き取り、ワイヤ部材５１を支持部２８に対して
矢印Ｄ方向に移動付勢する。この際、巻取ドラム５４
は、減速機構５５の作用により、比較的小さな回転力
で、圧縮バネ２７の付勢力に抗して反転駆動され、その
回転に伴ってワイヤ部材５１が巻き取られて、位置決め
棒２３及び案内部材２６が矢印Ｄ方向に移動される。

【００２４】そして、案内部材２６が圧縮バネ２７の付
勢力に抗して矢印Ｄ方向に移動されると、これに連動し
て、位置決め棒２３が同方向に移動され、上記宇宙構造
物（図示せず）を所定の位置に保持する被保持部材１
１，１２の位置決め穴１１ａ，１２ａに挿入される。

【００２５】この状態において、ロック機構７０が動作
され、ロック部材７１を矢印Ａ方向に移動付勢する。こ
こで、ロック部材７１は、その係止部７１ａで第２のア
ーム６１の第２のロック部６１ｂを位置規制して、該第
２のアーム６１の第１のロック部６１ａを第１のアーム
６０のロック部６０ａに係止することにより、第１のア
ーム６０が位置規制される。これにより、案内部材２６
は、ワイヤ部材５１を介して圧縮バネ２７の付勢力に抗
して、矢印Ｄ方向に移動付勢され、位置決め棒２３が被
保持部材１１，１２の位置決め穴１１ａ，１２ａに挿入
された状態で、位置規制されてワイヤ機構１０を位置規
制し、ここに、再び上記宇宙構造物（図示せず）が所定
の位置に保持される。

【００２６】このように、上記宇宙構造物の保持解放装
置は、位置決め機構２０の位置決め棒２３を圧縮バネ２
７を介して離脱（解放）方向に付勢して配設し、この位
置決め棒２３を圧縮バネ２７の付勢力に抗してワイヤ機
構１０の被保持部材１１，１２の位置決め穴１１ａ，１
２ａに挿入した状態で、該位置決め棒２３を保持機構５
０により保持し、さらにこの保持機構５０をロック機構
７０で位置規制することにより上記宇宙構造物（図示せ
ず）を保持するようにして、そのロック機構７０による
保持機構５０の位置規制を解除すると、位置決め機構２
０の位置決め棒２３が圧縮バネ２７により付勢され、そ
の位置決め棒２３が被保持部材１１，１２の位置決め穴
１１ａ，１２ａから離脱されて、上記宇宙構造物（図示
せず）の保持が解放されるように構成した。

【００２７】これによれば、従来のような取扱が煩雑
で、しかも、安全性の劣る火工品を用いることなく、し
かも、機構的にも摺動箇所が案内部材２６と支持台２１
の支持部２８との間等、極めて少ないことにより、宇宙
空間という極限環境において、信頼性の高い、安定した
保持解放動作が実現される。また、火工品等の消耗品を
用いていないことで、繰返しの保持解放動作が容易に実
現できるため、その組付け作業等における取扱が簡便化
される。

【００２８】この結果、例えば地上における宇宙構造物
の確認試験等の際、繰返しの使用が実現されることによ
り、確認試験を納得いくまで、幾度でも実行することが
可能となり、被保持側の宇宙構造物の信頼性の向上と共
に、安全性の向上の促進に寄与できる。

【００２９】なお、上記実施例では、位置決め棒２３及
び案内部材２６を緩衝バネ２４を介して支持台２１に配
設して、解放時の衝撃力を吸収するように構成した場合
で説明したが、これに限ることなく、支持台２１と位置
決め棒２３との間に緩衝バネ２４を配設することなく構
成することも可能である。この場合には、例えば位置決
め棒２３に加わる衝撃力を各部に悪影響を及ぼさないよ
うに、圧縮バネ２７の付勢力を設定する必要がある。

【００３０】そして、位置決め棒２３の離脱時の緩衝手
段としては、上記緩衝バネ２４に限ることなく、各種の
緩衝構造のものが構成可能である。また、上記実施例で
は、巻取ドラム５４を減速機構５５を介して配設し、例
えば人間の力等の比較的小さな力で回転駆動して、保持
設定し得るように構成したが、これに限ることなく、例
えば減速機構５５を介在することなく配設して、巻取ド
ラム５４をモータ等の駆動力で直接的に回転させて保持
設定を行うように構成することも可能である。

【００３１】さらに、この発明は、上記実施例に限るこ
となく、例えば地上模擬試験専用の保持解放装置として
構成することも可能である。即ち、上述したように地上
における確認試験において、繰返し保持解放動作を行う
場合に、再使用が可能なことで、特に有効な効果が期待
される。

【００３２】また、上記実施例では、宇宙構造物を所定
の位置に保持する保持解放機構部としてワイヤ機構を用
いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
各種の構造の保持解放機構部のものにおいて適用可能で
ある。

【００３３】さらに、上記実施例では、ワイヤ機構１０
の両端部に被保持部材１１，１２を設けて、このワイヤ
機構２０の両端部の二点を保持する二点保持構造のもの
に適用した場合で説明したが、これに限ることなく、例
えば一点保持構造や二点以上の複数保持構造においても
適用可能である。

【００３４】また、上記実施例では、圧縮バネ２７を用
いて位置決め棒２３の解放を行うように構成した場合で
説明したが、これに限ることなく、引張バネ等の各種構
造のバネを用いて構成することが可能である。よって、
この発明は上記実施例に限ることなく、その他、この発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得るこ
とは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、安全性の高い保持解放動作を実現
し得、且つ、繰返し使用を実現し得るようにした宇宙構
造物の保持解放装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る宇宙構造物の保持解
放装置を示した図。

【図２】図１の位置決め機構を取出して示した図。

【図３】図１の位置決め機構と保持機構の組付け状態を
示した図。

【図４】図１の保持機構とロック機構を取出して示した
図。

【図５】図４のＡーＯーＯ´ーＡ´を断面して示した
図。

【符号の説明】

１０…ワイヤ機構。 １１，１２…被保持
部材。１１ａ，１２ａ…位置決め穴。 ２０…位置決
め機構。２１…支持台。 ２２ａ，２
２ｂ…ワイヤ案内部。２３…位置決め棒。
２４…緩衝バネ。２３ａ…螺子部。
２５ａ，２５ｂ…ナット部材。２６…案内部材。
２７…圧縮バネ。２８…支持台。
２８ａ…透孔。２６ａ…結合部。
５０…保持機構。５１…ワイヤ部材。
５２…結合部材。５３…プーリ。
５４…巻取ドラム。５５…減速機構。
５６…回転軸。５７…取付ブラケット。 ５８
…軸受。５９…支持ベース。 ６０…第１
のアーム。６０ａ…ロック部。 ６１…第
２のアーム。６１ａ…第１のロック部。 ６１ｂ
…第２のロック部。６２…軸。
７０…ロック機構。７１…ロック部材。
７１ａ…係止部。７２…取付ブラケット。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 宇宙構造物を解放自在に位置決め保持す
   る位置決め穴が設けられた被保持部材と、 この被保持部材の位置決め穴に対して、位置決め部が出
   入り自在に設けられる位置決め機構と、 この位置決め機構の位置決め部を前記被保持部材の位置
   決め穴から離間する方向に付勢する付勢手段と、 前記位置決め機構の位置決め部を前記付勢手段の付勢力
   に抗して移動付勢して前記被保持部材の位置決め穴に嵌
   合させ、前記宇宙構造物を保持位置に位置決めする保持
   手段と、 この保持手段を位置決め位置に位置規制する解放自在に
   設けられたロック解放手段とを具備した宇宙構造物の保
   持解放装置。
2. 【請求項２】 宇宙構造物を解放自在に位置決め保持す
   る位置決め穴が設けられた被保持部材と、 この被保持部材の位置決め穴に対して、位置決め部が出
   入り自在に設けられる位置決め機構と、 この位置決め機構の位置決め部を前記位置決め穴から離
   間する方向に付勢する付勢手段と、 前記位置決め機構の位置決め部が前記付勢手段による付
   勢力により前記被保持部材の位置決め穴から離脱した状
   態で、前記付勢手段の付勢力を吸収する緩衝手段と、 前記位置決め機構の位置決め部を前記付勢手段の付勢力
   に抗して移動付勢して前記被保持部材の位置決め穴に嵌
   合させ、前記宇宙構造物を保持位置に位置決めする保持
   手段と、 この保持手段を位置決め位置に位置規制する解放自在に
   設けられたロック解放手段とを具備した宇宙構造物の保
   持解放装置。
3. 【請求項３】 保持手段は、減速機構を備えて、前記位
   置決め機構の位置決め部の移動付勢力が軽減されるよう
   に構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の宇宙
   構造物の保持解放装置。
4. 【請求項４】 前記宇宙構造物は、折畳み展開自在に構
   成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記
   載の宇宙構造物の保持解放装置。
5. 【請求項５】 前記宇宙構造物の地上確認試験に適用さ
   れることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の
   宇宙構造物の保持解放装置。