JPH0443040B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一個の支持体から展開可能な機能
部材のための押え装置に関する。この押え装置に
は、折りたたまれた複数の機能部材を支承するた
めに支持体に設けられた支承台と、この支承台か
ら最も遠く離れた一個の機能部材に取りつけられ
た加圧片と、この加圧片に一端が載置可能で回動
可能な保持湾曲部材とがある。

この種の装置はヨーロツパ特許公開（EP−
OS）第0034193号から知られている。この公知の
装置では、太陽電池を支持する宇宙飛行体又は人
工衛星用の折りたたみ可能なパネルの押え装置と
なつている。宇宙間への搬送中にパネルは折りた
たまれ、支持体としての宇宙飛行体にとりつけら
れた支承台上に支承される。この折りたたまれた
状態を飛行中確実に維持できるようにするため
に、パネルを比較的に高い初期締付力で支承台に
押しつける目的の構造となつている。そのために
先ず、支承台から最も遠く離れたパネルが加圧片
を支持しており、この加圧片に回動可能な保持湾
曲部材が載置可能になつている。そうして初期締
付力は、保持湾曲部材に連結されていて加圧片に
作用する締付けねじを締めることによつて生じ
る。公知の装置における更に別の構造上の部材
は、一方では保持湾曲部材をこの位置に錠止し、
他方ではこの錠止を所望の瞬間に解除することが
できるようにしたものである。しかし一度錠止を
解除するともう二度と錠止はできない。それより
むしろ前提とされることは、一度拡げたパネルが
その位置にとどまることである。

しかし、その間に宇宙空間工学では、繰り返し使
用可能な構成要素の利用研究が始まつた。そこで
是非とも望ましいのは、太陽電池を担持するパネ
ルのような、一度拡げた機能部材或いは開拡可能
なアンテナ部材を或る時間経過の後に再び折りた
たみ、その位置で再び錠止することができること
である。

この発明の基本的課題は、一方では錠止状態で
大きな初期締付力を生じさせることができ、他方
では簡単な構造で確実にいつでも錠止解除状態か
ら錠止状態にもどすことができる、初めに記載し
た種類の押え装置の開発にある。

以上の課題は、この発明の次のような構造上の
特徴をもつた押え装置によつて解決される。即
ち、折りたたまれた複数の機能部材を支承するた
めの支承台を支持体に有し、その支承台ら最も遠
く離れた機能部材に加圧片と取りつけると共に一
端がこの加圧片上に載置されうる回動可能な保持
湾曲部材と、支承台に支承された回動軸を中心に
回動可能で且つ前記回動軸と反対側の端部で枢着
軸を介して回動可能に前記保持湾曲部材の他端に
連結されたレバーアームとを有する装置におい
て、保持湾曲部材の回動範囲が折りたたまれた機
能部材の外側にあり、更にレバーアームに固定さ
れ保持湾曲部材を加圧片の方へ向けて枢着軸の周
りに回動させるばねと、レバーアームに回転可能
に連結されたレバーアームに引張り又は圧力を選
択的に加える引張棒とを有し、更に支承台には錠
止解除位置にある保持湾曲部材の他端に対する傾
斜した当接面を設けてあり、レバーアームは引張
棒側からの引張りによつて錠止解除位置から移動
し、同時に保持湾曲部材の回動と加圧片上への保
持湾曲部材の一端の載置を惹起すると共に、加圧
片と回動軸とによつて決定される作用線上に枢着
軸が位置する点、即ち回動軸に関するレバーアー
ムの死点に対応する錠止位置に回動可能であり、
しかもそのとき保持湾曲部材は錠止位置に到達す
る前に相対的に短い長さのために引張応力を受け
るように構成されており、一方レバーアームは引
張棒側からの圧力によつて錠止位置から錠止解除
位置へ回動可能であり、レバーアームの錠止位置
からの離脱回動の後、保持湾曲部材の他端の前記
傾斜した当接面との接触によつて、保持湾曲部材
を加圧片から離れる方向へ強制的に回動させるよ
うに構成したことを特徴とする展開可能な機能部
材のための押え装置である。

この発明に従つて構成された部材は作動に入る
前に、機能部材、特に太陽電池パネルが他の機構
によつて既に折りたたまれていて、堆積体として
支持体、特に人工衛星カプセルの支承台上にある
ことが前提である。この発明では、支承台に関し
て外側にある機能部材にとりつけられている加圧
片から支承台、特に回動軸に向けられた強い初期
締付力を発生させることができる。この初期締付
力は、宇宙間飛行体のスタート及び着陸段階中に
起きるような極めて大きい機械的負荷が生じる場
合にも機能部材を確実に固定するのに充分な力で
ある。これは、駆動手段がレバーアームに引張り
を与え、それによつてレバーアームが結局加圧片
と回動軸によつて決定される作用線内に回りこむ
ことによつて生じる。同時に保持湾曲部材はこれ
に作用するばねによつ加圧片に向かつて回動させ
られ、結局この加圧片の上に載置させられる。こ
れは、なおレバーアームがその死点位置最下方位
置に旋回する前に起こる。この死点位置ではレバ
ーアームは前記の作用線の方向内に位置づけされ
る。前記の載置から死点位置へのレバーアームの
比較的小さな角度範囲において保持湾曲部材の長
手方向の僅かな伸びが生じる。この伸びは死点位
置に到達するまで増大する、対応する大きな締付
力をもたらす。この錠止位置にはレバーアームも
保持湾曲部材も存在し、保持湾曲部材は加圧片、
機能部材の端部、回動軸を支持する支承台の部
分、レバーアームを、たとえばＵ字形状に、加圧
片、回動軸、枢着軸によつて決定される同一平面
内で取り囲む。

さてそこで、押え装置の解除のためには、駆動
手段によつてレバーアームに一押しの圧力が加え
られなければならない。その一押しによつてレバ
ーアームは再びその死点位置から回り出ることが
できる。これは先ず初期締付力の解消と、それに
続く加圧片からの保持湾曲部材の取り外しをもた
らし、機能部材のための展開機構が活動に入るこ
とを可能にする。

この発明の実施例では、加圧片が保持湾曲部材
の係止的載置用に定められたくぼみを備える。更
に支承台には斜めの当接面が設けられ、この当接
面は、圧力によつて生じた、錠止位置からのレバ
ーアームの回り出しの後、保持湾曲部材の他端と
の接触によつて、この保持湾曲部材に加圧片から
離れる方向への回動運動を強制する。また、くぼ
みは、保持湾曲部材を加圧片上へ載置した後、係
止によつてより確実に定着させるのに役立つ。保
持湾曲部材は加圧片からの取外しの後、この保持
湾曲部材に作用するばねによつてなお相変わらず
加圧片の領域に保持されるが、できれば、即ちそ
の都度実現される具体的な構造に応じて、機能部
材の展開に際して邪魔になるので、保持湾曲部材
がばね作用に逆らつて加圧片の領域から回り出る
ことができるように配慮するのがよい。そのため
に前記のような当接面を設けてあり、この当接面
はレバーアームがその死点位置から回り出た後、
或る程度の角度位置で枢着軸に併設された、保持
湾曲部材の端部と接触する。保持湾曲部材の端部
は、できればこれに取りつけられたロールによつ
て傾斜した当接面に沿つて滑動することができる
が、しかしその傾斜は、同時にばね力に抗う方向
の回転モーメントを保持湾曲部材に加え、その結
果保持湾曲部材が加圧片から離れて回動し、従つ
て展開運動を何時でも自由に行わせるような寸法
形状にしなければならない。

駆動部材としてはできれば枢着軸に係合する引
張棒を使用するのがよい。この引張棒は長手方向
に錠止位置で圧縮された圧縮コイルばねによつて
負荷されている。その後、引張棒はばね力によつ
て負荷されたこの錠止位置に定着されなければな
らない。この定着の解除の後、直ちに圧縮コイル
ばねが作用し、レバーアームに一押しの圧力を加
え、その結果レバーアームを錠止位置から回し出
す回転モーメントを生じる。引張棒の作動の有利
な態様は、モータによつて駆動されるロープ索を
使用することにある。モータはロープ索を引き寄
せ、緩めることができなければならず、これによ
つてその都度、錠止又は錠止解除位置に至るレバ
ーアームの運動が惹起される。

この発明による押え装置は宇宙空間飛行体の展
開可能な機能部材の場合特に有利に使用される
が、決してそれだけに限定されるものではない。
他の展開可能な機能部材を機械的に確実に錠止
し、また展開のために解放する工学分野において
も使用することができる。

次に一実施例を示した唯一の図面について説明
する。

図は人工衛星の展開可能な太陽電池パネルの押
え装置の概略図である。ここには折りたたまれた
太陽電池パネル１５の堆積体を示してあり、パネ
ル１５の最上部１５ａは加圧片４を支えている。
図示の状態では堆積体は既に支承台３上にある。
この支承台は、支持体をなしている図示してない
人工衛星の部分である。個々の太陽電池パネル１
５は左側が突出部１６で終わつている。これらの
突出部はパネルの残りの領域と比較して僅かな拡
張部を図面平面に対して垂直方向にもつている。
これらのパネルは相互間で且つ支承台中に、適当
に形成された突起１７と対応するくぼみとによつ
て係合している。支承台３には回動軸６が支承さ
れており、この回動軸を中心に更にレバーアーム
７が回動可能である。レバーアームは枢着軸８を
介してほぼＵ字形の保持湾曲部材５に回転可能に
連結されている。図面平面に対して垂直方向に向
けられた保持湾曲部材の横軸１８は、加圧片４の
くぼみ１４に嵌装され、加圧片に対して下へ向か
う、即ち支承台３従つて回動軸６の方向に作用す
る力を加えるために設けられている。加圧片４に
設けられた止めウエブ１４ａは、横軸１８がくぼ
み１４をこえて回動しないようにするためのもの
である。レバーアーム７に固定されたばね９によ
つて加圧片４の方に向かつて作用する回転モーメ
ントが保持湾曲部材５に加えられる。

枢着軸８には引張棒１０が係合している。この
引張棒にはその長手方向に作用する圧縮コイルば
ね１１が併設されている。引張棒１０にはスリー
ブ１９が固定されており、このスリーブに圧縮コ
イルばね１１が支承されている。引張棒１０は更
に案内ピストン２１の内部に案内されている。こ
の案内ピストンは軸受台２０に回転可能に保持さ
れている。この軸受台２０は支承台３の一部分を
構成している。

支承台３の部分として更に、傾斜した当接面１
２を設けてあり、この当接面に沿つて図示の状態
では、保持湾曲部材５の下端部に固定されたロー
ル１３が当接している。図示の状態は押え装置の
錠止解除位置に相当する。太陽電池パネルに併設
された、図示していない展開機構はこの状態から
活動に入る。

図示したように、既に折りたたまれたパネル堆
積体の場合に押え装置を錠止位置に移そうと思え
ば、引張棒１０を右へ引つ張る。このことはたと
えばモータで駆動されるロープ索を介して行うこ
とができる。その場合ロープは錠止位置に到達し
た後ロツクすることができる。引張棒１０の移動
の結果、圧縮コイルばね１１が圧縮される、即ち
加圧状態になる。更に回動軸６に関してレバーア
ーム７に回転モーメントが加えられ、この回転モ
ーメントが時計回転方向と反対方向に向けられた
レバーアーム７の回動を起こすことになる。この
回転の途中でロール１３は当接面１２に対する接
触を失う。それによつて今度は保持湾曲部材５は
ばね９の作用を受けて時計方向に回動することが
できる。この回動は、ロール１３が当接面１２に
当接している間は防止されている。保持湾曲部材
は、その横軸１８が加圧片４のくぼみ１４に係止
される迄ぐるりと回動する。この瞬間にはレバー
アーム７の回転はまだ完結していない。それどこ
ろかむしろ、なお或る一定の角度範囲を、即ち枢
着軸８が加圧片４と回動軸６によつて決定される
作用線（破線２２に相当）中に正確に入り込む位
置迄回転を続ける。なお、この位置がレバーアー
ムの死点位置である。

この最後の角度範囲で保持湾曲部材５の横軸１
８は最早それ以上下方へは行けないので、保持湾
曲部材は或る程度伸長する。その程度は保持湾曲
部材の長さによつて左右される。これによつて初
期応力が生じ、その初期応力によつてパネル堆積
体が支承台３に押しつけられる。保持湾曲部材の
材料としては、長さ方向の伸びに関して或る程度
の弾性を有する金属がよい。寸法ぎめは無論のこ
と、生じる最大限の伸びが弾性領域をこえないよ
うに定めなければならない。

さて到達した錠止位置では保持湾曲部材５、加
圧片４、回動軸６、枢着軸８の対称軸が、図中の
破線２２によつて示された平面内にくる。引張力
を受ける保持湾曲部材５はその横軸１８で加圧片
４のくぼみ１４中に係止され、下部（側面２３）
が支承台３の縁部２４に当接する。そうすると、
Ｕ字形の保持湾曲部材は枢着軸８の両端部からレ
バーアーム７と、回動軸６を支持する支承台３の
部分と、太陽電池パネル１５の突出部１６と、加
圧片４とを包囲することになる。

以上のように錠止された押え装置を再び錠止解
除するために、引張棒１０を解放し、縮小されて
いた圧縮コイルばね１１のスリーブ１９に対する
圧力によつて左へ移動させる。このようにしてレ
バーアーム７は錠止位置から時計方向に回動す
る。その際、まず保持湾曲部材５を伸長させてい
た初期応力が解放される。更に回動すると、ロー
ラ１３が当接面１２と接触する。その結果、その
後に至つて今度は保持湾曲部材に対して反時計方
向の回転モーメントが発生する。保持湾曲部材は
加圧片４のくぼみ１４から引き出され、ばね９に
より加えられている力に抗して図で見て左の方へ
と加圧片４から回動離脱する。こうして太陽電池
パネルの展開機構が活動に入る。

【図面の簡単な説明】

図は人工衛星の展開可能な太陽電池パネル用押
え装置の図式図である。 図中符号、３……支承台、４……加圧片、５…
…保持湾曲部材、６……回動軸、７……レバーア
ーム、８……枢着軸、９……ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体から展開可能な機能部材のための押え
   装置であつて、折りたたまれた複数の機能部材を
   支承するための支承台を支持体に有し、その支承
   台から最も遠く離れた機能部材に加圧片と取りつ
   けてあると共に一端がこの加圧片上に載置されう
   る回動可能な保持湾曲部材と、支承台に支承され
   た回動軸を中心に回動可能で且つ前記回動軸と反
   対側の端部で枢着軸を介して回動可能に前記保持
   湾曲部材の他端に連結されたレバーアームとを有
   する装置において、保持湾曲部材５の回動範囲が
   折りたたまれた機能部材１５の外側にあり、更に
   レバーアーム７に固定され保持湾曲部材５を加圧
   片４の方へ向けて枢着軸８の周りに回動させるば
   ね９と、レバーアーム７に回転可能に連結された
   レバーアームに引張り又は圧力を選択的に加える
   引張棒１０とを有し、更に支承台３には錠止解除
   位置にある保持湾曲部材５の他端に対する傾斜し
   た当接面１２を設けてあり、レバーアームは引張
   棒１０側からの引張りによつて錠止解除位置から
   移動し、同時に保持湾曲部材５の回動と加圧片４
   上への保持湾曲部材５の一端の載置を惹起すると
   共に、加圧片４と回動軸６とによつて決定される
   作用線上に枢着軸８が位置する点、即ち回動軸６
   に関するレバーアームの死点に対応する錠止位置
   に回動可能であり、しかもそのとき保持湾曲部材
   ５は錠止位置に到達する前に相対的に短い長さの
   ために引張応力を受けるように構成されており、
   一方レバーアームは引張棒１０側からの圧力によ
   つて錠止位置から錠止解除位置へ回動可能であ
   り、レバーアーム７の錠止位置からの離脱回動の
   後、保持湾曲部材５の他端の前記傾斜した当接面
   １２との接触によつて保持湾曲部材５を加圧片４
   から離れる方向へ強制的に回動させるように構成
   したことを特徴とする展開可能な機能部材のため
   の押え装置。 ２ 保持湾曲部材５の他端に当接面１２との接触
   を仲介するロール１３を取りつけてある、特許請
   求の範囲１に記載の展開可能な機能部材のための
   押え装置。 ３ 駆動部材として、枢着軸８に係合し、錠止位
   置で圧縮された圧縮コイルばね１１によつて負荷
   を受ける引張棒１０を設けてある特許請求の範囲
   １及び２の何れか一に記載の展開可能な機能部材
   のための押え装置。 ４ 引張棒１０がモータ駆動式ロープ索によつて
   作動可能である特許請求の範囲３に記載の展開可
   能な機能部材のための押え装置。