JPH0474240B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は関節付け軸の周りに展開可能な付属品
を貯蔵位置に維持する装置に関するものである。
より詳しくは、宇宙機に装着された展開可能な付
属品を畳み返し保持することに関するものであ
る。宇宙機は、付属品（太陽発電機、反射器、マ
スト、遠隔通信装置、等）を使用する。かかる付
属品は宇宙機を打ち上げる際には宇宙機の構造体
上に畳み返されて貯蔵されなくてはならない。

なぜならばそうした付属品は著しく大きくて、
打ち上げロケツト内に納まるように畳み返される
ことを要求される。

ロケツト打ち上げの間、畳み返されたかかる付
属品は、恒久接続点（展開後でも付属品が宇宙機
構造体に連結されている点：すなわち貯蔵位置）
に加えて、数個の仮止め点により宇宙機構造体に
しつかりと止められていなければならない。な
お、前記恒久接続点（貯蔵位置には一般に、宇宙
機が軌道に乗せられた後に付属品がその任務を完
全に遂行するように配向または位置決めする制御
機構が含まれている。

そうした付属品の打ち上げ時の形状は下記の要
求に合致しなければならない。

−容積（打ち上げロケツト） −幾何学的寸法（衛星との界面） −機能化（付属品を展開すること） −機械的挙動 −剛性。

この剛性は打ち上げロケツトと、衛星と、付属
品とに適当に相異る固有振動数をもたらしてこれ
らの間に振動数減結合を呈し、打ち上げ時に受け
る一時的力（負荷）を制限し、かくて諸部材を最
少質量になすことを可能にする。

部材の大きさと必要とされる振動数らに鑑み、
仮止め点の数を選択しなければならない。従つて
前記付属品を宇宙機構造体に連結しておくための
前記恒久接続点（貯蔵位置をも打ち上げ時に受け
る一時的力を吸収しうるようにすると、仮止め点
の数を減少させ得る。

しかし打ち上げ時に受ける一時的力は宇宙機が
軌道に乗つている時に受ける負荷よりも非常に大
きい。従つて、制御機構も仮止め点と同じように
打ち上げ時の一時的力を直接受けるようにする
と、制御機構が大きくなり、そのため、宇宙機中
の他の有用な質量と容積とが著しく削減される。

ところで、現在では、打ち上げ時に制御機構を
構造に対して拘束しておく拘束機構が種々知られ
ている。

例えば、固定構造に対する回転素子の一時的拘
束装置が公知であり、特公昭63−18045号公報
（1980年３月27日付の本出願人の日本特許出願第
39614／80号の慣性車輪への出願）に記されてい
るようなものがある。しかしながら、それは特別
の操作順序を必要とし、それの拘束は枢動装置中
に統合されている。

また展開可能で配向可能な太陽発電機のパネル
等の貯蔵容器を拘束する装置もまた公知である。
例えば、本出願人のフランス特許第2470727（79
29681）号に記された拘束装置は、展開可能なア
ームの蝶番接続の各々を拘束することから成つて
居り、それにより展開する装置を解除する為に、
伝送する指令の数を増して居り、最良の剛性を呈
してはいない。

本発明の目的はそうした欠点を治すことであ
り、特に、打ち上げの間に付属品に及ぼされる大
きな一時的力の総て或は一部を、制御機構を通過
することなく、直接に宇宙機本体に伝えることに
よつて、制御（配向および／または位置づけ）機
構を最大に保護することを意図している。

この目的を達成するために、本発明は宇宙機構
造体と、この宇宙機の該構造体上の貯蔵位置から
展開されうるように一端に関節付け軸を有しその
周りに展開可能である付属品と、該付属品を該軸
の周りに該貯蔵位置から展開するための制御機構
とを含む宇宙機に用いられ、宇宙機打上げ時に前
記付属品が受ける一時的力を前記付属品の前記貯
蔵位置で宇宙機構造体へ直接伝達する装置におい
て、 該装置は該制御機構の外にある保持手段からな
り、この保持手段により該付属品は該構造体へ貯
蔵位置において機械的に直接に一時的に連結され
る一方該貯蔵位置から該関節付け軸の周りに展開
させようとする傾向のプレストレスを受け、これ
らプレストレスは該関節付け軸の区域では該軸の
周りのプレストレス・トルクのみでありその他の
区域の付属品では曲げプレストレスからなつてお
り、 それにより、該貯蔵位置にある付属品上に働か
される一時的力を該構造体へ向けてそらすことに
よつて、該関節付け軸と該制御機構とは機械的に
保護されるようになつている。

保持手段が制御機構の外であり、関節付け軸の
周りにプレストレス・トルクのみを生ずるという
ことに鑑み、保持手段は打ち上げ時に制御機構に
重い一時的力が及ぼされるのを禁止するのではな
いにしても、強い減少を惹き起す。その上更に、
保持手段が、それの実質的固定的性質のせいで、
大いに単純であることは、それを非常に信頼しう
るものとする。

その上更に、本発明は、貯蔵された付属品内に
大きな剛性を呈することを許容する。

その上更に、本発明によれば、制御機構は一層
良く標準化される。何故ならばそれの選択には最
早、打ち上げ時に制御機構に及ぼされるであろう
一時的力を予め計算しておく必要がないからであ
る。

本発明の更に他の特徴と利点は非制限的例とし
て、付図を参照して説明する保持手段の具体例を
読めば、明白となるであろう。

第１図乃至第５図に描かれている実施態様の例
示的形状に於て、展開可能な付属品１は関節付け
軸１０の周りに蝶番付けされている。

構造５に対して選定された固定の基準三次元座
標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）について、関節付け軸１０は、
付属品１の貯蔵位置の時にはＺ軸に平行である。
この関節付け軸１０は回転軸１１の周りに回転可
能に取付けられている。しかしこれは付属品１の
総てについて強制的なことではない。回転軸１１
は軸Ｙにほぼ平行であり制御機構２に付属品１が
回転軸１１のまわりに応答しうるように取付けら
れている。

第１図と第２図から明かな如くに、接合部３，
４が固定されているかまたは可動であるかに従つ
て、接合部を二つのグループに区別できる。第一
グループを形成している固定接合部４（矢印にて
概念的に示されている）は、構造体５へ固定され
ている。貯蔵位置において付属品１は構造５に平
行に畳み返えされて直立物８によつて保持され
る。

第３図を参照して固定接合部４は更に二つの下
部グループに分けられ、各下部グループは関節付
け軸１０に沿つて制御機構２の両側にある。

第二グループを形成している可動な接合部３は
付属品１に固着されている。これら可動接合部も
また二つの下部グループに分けられ関節付け軸１
０に沿つて制御機構２の両側にある。

第１図及び第２図に描かれている実施態様で
は、各下部グループに含まれる接合部の数は二つ
で、平面状で、かつ共平面であり、互いに関節付
け軸１０の直径方向に対向している。そうした形
状、配置はそれにより呈せられる利点にも拘ら
ず、本発明の必須の要件ではないことは更に後に
示されるであろう。

貯蔵状態（第１図）に於ては、固定接合部４と
可動接合部３とはお互いに対接させられている。
そうした接合部３，４の位置付けは、宇宙機構造
体５に固定されている基底６上に付属品１の他端
を一時的拘束手段９で固定したとき、付属品１に
平面XY内において曲げ応力を受けしめるように
なつている。すなわち付属品１を縦方向に屈曲さ
せてプレストレスを与えるようになつている。か
つこのプレストレスは関節付け軸１０のまわり
で、付属品１の展開をひき起す傾向になるプレス
トレス・トルクのみを発生するようになされてい
る。つまり、第１図に見て、上方の可動接合部３
と上方の固定接合部４とが対接する強さと、下方
の可動接合部３と下方の固定接合部４とが対接す
る強さが同じ割合になるようになされている。従
つて、それによつて軸１０に対して何らの半径方
向の力も誘導されない。従つて関節付け軸１０は
反らされたり、または、それが接続されている制
御機構２を歪ましたりする危険を冒したりはしな
い。

一時的拘束手段９は概略にしか説明しない、何
故ならばこれは本発明の本質的特徴にかかわるも
のではないからである。それらは例えば基底６か
ら付属品１の両側面に立上つているフランジを有
し、このフランジが一時的拘束に寄与している。
そうした一時的拘束手段９の解除には特別の取外
し装置を要しないものである。

第２図は展開された位置での付属品１を示して
いる。それは第１図に於けるそれの位置に対して
90°の回転を受けたもので、付属品１は基準三次
元座標のＹ軸に平行になつている。そうした形態
は、付属品１の自由端１ａを構造体５から最大距
離離れた所へ持つていくのに有利ではあるけれど
も、本発明はこの形態に限定されない。

付属品１の前記90°の回転により、可動接合部
３の共通平面も同じく関節付け軸１０の周りに
90°回転し、回転軸１１に垂直になつている。従
つて、固定接合部４と可動接合部３とは、回転軸
１１の周りに付属品１を180°回転しても互いに対
接することはなく、更に360°以上回転されるのを
許容している。かくして付属品１の回転は制御機
構２が有する回転の可能性のみに制限される。く
り返すが、第２図の状態で、回転軸１１のまわり
に付属品１を回転させる時に可動接合部３により
掃引される容積内に固定接合部４が存在しないの
で、付属品１は回転軸１１の周りに自由に回転可
能である。そうした回転可能性は衛星に載せた太
陽発電機のパネルの場合、特に有利である。なぜ
なら、該パネルは常時、太陽に面するように指向
される一方、衛星本体は、通信できるように常時
地球に向けられていなければならないからであ
る。注目されることは、上記の保持手段は、付属
品の縦軸が制御機構２の回転軸１１とほぼ一線上
になされている時に必要な運動を有効に提供する
ということである。

貯蔵されている状態（第１図）に於て、特に慣
性のせいにより、付属品１に生じた一時的力は、
接合部３，４の配置と寸法付けとが適切ならば、
固定接合部４及び可動接合部３および直立物８を
通して、殆ど全部、構造体５へ直接に伝達され
る。そうした直立物８の寸法付けと配置と数と
は、それらが一時的力の伝達が可能であるように
任意に選択、設定できる。

接合部３，４の面と面との接触圧力は、接合部
３，４の面同志の摩擦力が、平面YZに平行に生
じる一時的力F_YZに抗することが出来るようにし
なければならない。Ｐが一時的拘束手段９に於て
付属品１に加わる力（この結果、付属品１の曲げ
プレストレスとなる）を示すとし、ｌが基底６と
関節付け軸１０との間の距離、またｄが一つの同
じ下部グループ内の接合部３，３（あるいは４，
４）間の平均距離を示すとすると、接合部３，４
間の面対面接触圧力はＰｌ／ｄとなる（この結果、 軸１０のまわりのプレストレス・トルクとなる）。
C_fを接合部３，４間の摩擦係数とすると、そうし
た力F_YZは、それらが下記の不等式に該当すると
いう条件にて構造５に伝達される。

F_YZ＜２・C_f・Ｐｌ／ｄ 明らかに、高い摩擦係数を有する接合部３，４
を設けたり、あるいは対接する面に適当な塗装を
加えたりするのが有利である。

平面YZに平行な一時的力F_YZに対して耐え得る
ようにするには種々な態様がある。最も頻繁には
接合部３，４間の面体面の接触圧力による摩擦力
による。その他、第４図から第１０図に示す如く
によつても達成される。これら総ての実施態様の
例に於て、固定接合部４は制御機構２の両側に配
置された直立物８により行われるが、再び述べる
がそうした数は任意的だということである。

第３図に描かれた実施態様は摩擦によつて平面
YZに平行に一時的力F_YZ（打ち上げ時に受ける衝
撃等による）が生じても耐えることに該当する。

接合部３，４は直立物８および付属品１から関
節付け軸１０に平行に突出した単純なものである
（第３図）。この実施例では、付属品１の各一方の
側（すなわち下部グループ）にある二つの可動接
合部３，３は、付属品１の縦軸に垂直な板であり
かつ関節付け軸１０が通つている板の一部から形
成されているので、お互いに区別を生じていな
い。

第４図及び第５図は第３図のものと大いに似て
いる保持手段を示している。固定接合部４はここ
ではねじ７のような付加された部材の平坦な頭に
より形成されていることである。このねじ７はＺ
軸に平行な壁４ａと交差し、螺着されている。

第６図は、接合部３，４が互いに他に対して滑
らないようにする不動化が摩擦により達成されな
い時の改変例を示す。ねじ７及び２２で調整可能
な板２０を取り付ける。この板２０は付属品１を
構造体５に対して動くことなく保持するようにす
る周辺係合部材２１を備えている。かかる板２０
の材質としては、接触する他の部材と真空下に拡
散によつて溶接しない材料を選ぶことが必要とさ
れる。固定接合部４に取り付けられた周辺係合部
材２１の表面は可動接合部３の周辺と接触してお
りかつ関節付け軸１０を中心とする円筒状の面に
なつており、付属品を展開する時に初期の案内を
する。

第７図及び第８図は本発明の別の実施例を示し
て居り、それは第４図及び第５図のものとは、接
合部の面対面接合の調節が付属品１につけられた
ねじ１７によつて行われている点で異なつている
のみである。面対面接合の表面はねじ１７の平坦
な頭３ａと接合部４とである。

第９図は本発明の別の実施例を示して居り、平
面YZに平行な一時的力に対向するのは摩擦力で
なく、可動接合部３の一つに取り付けられた爪２
７が、固定接合部４の相補的な形状の窪み３７中
にはまることにより達成されている。爪２７また
は窪み３７のYZに平行な平面内での位置調整は、
そうした挿入可能素子らの最大利用に対して明ら
かに有利である。

第１０図は、付属品１に取り付けられた可動接
合部３の種々な変形を略示している。第１０図ａ
では、可動接合部３は数が二つである。固定接合
部４に対接する二つの可動接合部３の面は共平面
であり関節付け軸１０を含む。この共平面は、慣
性のせいにより付属品に生ぜしめられる一時的力
のうち最も大きなものの方向に対して垂直である
ように選ばれるのが有利である。第１０図ｂは三
つの半径方向の可動接合部３を有する配置を示し
ている。打ち上げ時に生じる一時的力に耐えるに
はこのように接合部の数の増加によつて容易化さ
れる。しかし注目さるべきことは、接合部の増加
は、付属品１の展開の後に、軸１１の周りの付属
品の回転を、固定及び可動接合部との接触による
何等かの制限なしに生ぜしめることを容易ならし
めない。第１０図ｃは半径方向ではないが平行な
二つの接合部の配置を示している。該第１０図ａ
から第１０ｃ迄の各々に於ても、付属品１のプレ
ストレスは関節付け軸１０のまわりにプレストレ
ス・トルクのみを生ぜしめうることをは言うまで
もない。

接合部の配置、数及び性質について、前述のも
のを結合し、またはせずして、本発明の範囲を離
れることなしに多くの変形をなしうることが理解
されよう。接合部の向き合つている表面は平面状
でなくともよく、例えば補足的投影（ピラミツド
等の如き）を周期的に分布、又は、分布されて居
らずに呈するものでもよいであろう。それらは三
つの軸の各々に対し傾斜されていてもよい。それ
らは、それの軸が接合部上への適用の反動に平行
である回転（球、円錐）の表面の部分である如
き、カーブした形状を有してもよい。

本発明による保持手段は、接合部が付属品及び
構造へより剛性に接続されている程、より有効で
あることは明らかである。

その上更に、基底の数は任意である。

また、本発明は純粋に説明的で、全く制限的具
合でなく単に記述し表現されたことと、それの構
成分に対して技術的等価物を、本発明の範囲を離
れることなく代用しうることもまた理解されよ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置を備えたある付属品
の畳み返された位置に於ての側方略図である。第
２図は展開された位置に於ける第１図の付属品の
側方略図である。第３図は第１図の付属品の左端
部の透視図である。第４図は本発明による装置の
他の実施態様の畳み返された位置での透視図であ
る。第５図は第４図の付属品が展開されて制御機
構により回転せしめられた状態を示す透視図であ
る。第６図は他の実施態様の詳細断面図である。
第７図は本発明による装置の更に他の実施態様の
畳み返された位置での透視図である。第８図は第
７図の付属品が展開された状態を示す透視図であ
る。第９図は本発明の更に他の実施態様を示す透
視図である。第１０図は接合部の種々の配置を示
す略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 宇宙機構造体と、宇宙機の前記構造体上の貯
   蔵位置から展開されうるように一端に関節付け軸
   を有しその周りに展開可能である付属品と、前記
   付属品を前記軸の周りに前記貯蔵位置から展開す
   るための制御機構とを含む宇宙機に用いられ、宇
   宙機打上げ時に前記付属品が受ける一時的力を前
   記付属品の前記貯蔵位置で宇宙機構造へ直接伝達
   する装置において、 前記装置は前記制御機構の外にある保持手段か
   らなり、この保持手段により前記付属品は前記構
   造体へ貯蔵位置において機械的に直接に一時的に
   連結される一方前記貯蔵位置から前記関節付け軸
   の周りに展開させようとする傾向のプレストレス
   を受け、これらプレストレスは前記関節付け軸の
   区域では前記軸の周りのプレストレス・トルクの
   みでありその他の区域の付属品では曲げプレスト
   レスからなつており、 かくして、前記保持手段により前記貯蔵位置に
   ある付属品上に働かされる一時的力を前記構造体
   へ向けてそらすことによつて、前記関節付け軸と
   前記制御機構とを機械的に保護するようになつて
   いることを特徴とする宇宙機打上げ時に付属品が
   受ける一時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙機
   構造へ直接伝達する装置。 ２ 付属品の前記保持手段は、 −前記宇宙機構造体に固定された第一のグルー
   プの接合部を備え、このグループは更に二つの下
   部グループに分けられ、各下部グループは前記制
   御機構の両側にあり関節付け軸に沿つて配置され
   ており、 −前記付属品に固定された第二のグループの接
   合部を備え、このグループも更に二つの下部グル
   ープに分けられ、各下部グループは前記制御機構
   の両側にあり関節付け軸に沿つて配置されてお
   り、 −前記関節付け軸から或距離の所で前記付属品
   と前記構造体とを連結する少くとも一つの一時的
   拘束手段を備え、 第一のグループの接合部及び第二のグループの
   接合部は、貯蔵位置に付属品を拘束すると、第一
   のグループの接合部の各々が第二のグループの接
   合部に向けて圧されるように配置されている特許
   請求の範囲第１項記載の宇宙機打上げ時に付属品
   が受ける一時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙
   機構造へ直接伝達する装置。 ３ 各下部グループは関節付け軸に関し直径上に
   対向した二つの接合部を有している特許請求の範
   囲第２項記載の宇宙機打上げ時に付属品が受ける
   一時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙機構造へ
   直接伝達する装置。 ４ 関節付け軸に対し垂直な回転軸の周りに前記
   関節付け軸自身が可動である前記関節付け軸を有
   する付属品を貯蔵位置に維持するようになされ、
   更に、前記接合部の数と幾何学的配置は、前記回
   転軸と一線上になるように前記付属品が持ち来さ
   れた時に一つのグループの接合部が他のグループ
   の接合部と接触することなく前記付属品がそれ自
   身の周りに回転しうるようにされている特許請求
   の範囲第２項記載の宇宙機打上げ時に付属品が受
   ける一時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙機構
   造へ直接伝達する装置。 ５ 前記回転軸に垂直になつている状態で付属品
   を貯蔵位置に維持するようになされ、前記各下部
   グループは関節付け軸に対し直径上に対向した二
   つの接合部を有し、これら接合部は貯蔵位置にあ
   る付属品に垂直な一つの同じ平面内にある特許請
   求の範囲第４項記載の宇宙機打上げ時に付属品が
   受ける一時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙機
   構造へ直接伝達する装置。 ６ 少くとも決められた接合部が高摩擦係数の面
   対面接合表面を含んでいる特許請求の範囲第２項
   記載の宇宙機打上げ時に付属品が受ける一時的力
   を前記付属品の貯蔵位置で宇宙機構造へ直接伝達
   する装置。 ７ 接合部が平面状の面対面接合表面を有する特
   許請求の範囲第２項記載の宇宙機打上げ時に付属
   品が受ける一時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇
   宙機構造へ直接伝達する装置。 ８ 接合部の少くとも一部の前記面対面接合表面
   は付属品の関節付け軸を含んで共平面である特許
   請求の範囲第７項記載の宇宙機打上げ時に付属品
   が受ける一時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙
   機構造へ直接伝達する装置。 ９ 接合部の前記面対面接合用表面がお互に平行
   であり、そらされるべき力の向きに従つて傾斜し
   ている特許請求の範囲第７項記載の宇宙機打上げ
   時に付属品が受ける一時的力を前記付属品の貯蔵
   位置で宇宙機構造へ直接伝達する装置。 １０ 少くとも三つの接合部の面対面接合用表面
   が関節付け軸に関し放射状にある特許請求の範囲
   第７項記載の宇宙機打上げ時に付属品が受ける一
   時的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙機構造へ直
   接伝達する装置。 １１ 面対面接合を意図されている少くとも二つ
   の接合部が手段中に補足的はめあいを含んでいる
   特許請求の範囲第２項記載の宇宙機打上げ時に付
   属品が受ける一時的力を前記付属品の貯蔵位置で
   宇宙機構造へ直接伝達する装置。 １２ 少くとも決められた接合部が、それの面対
   面接合表面がお互に対して滑ることを防止するた
   めの周辺係合部材を含んでいる特許請求の範囲第
   ２項記載の宇宙機打上げ時に付属品が受ける一時
   的力を前記付属品の貯蔵位置で宇宙機構造へ直接
   伝達する装置。 １３ 少くとも接合部の一つが、付属品の貯蔵位
   置に於て対接させられる接合部に対して調節する
   手段を含んでいる特許請求の範囲第２項記載の宇
   宙機打上げ時に付属品が受ける一時的力を前記付
   属品の貯蔵位置で宇宙機構造へ直接伝達する装
   置。