JPH01141200A - 宇宙展開構造物用ヒンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば人工衛星搭載用太陽電池パドルの
展開に用いられるヒンジのように、展開角度が増加する
のに伴って、展開角速度が増大し展開終了時に、ヒンジ
部に大きな衝撃が加わり。

破壊の恐れがある場合６ζ、前記ヒンジｌζ、展開角度
が増すに従って展開を妨げる抵抗トルクを増してゆくこ
とによυ、展開角速度を減少させて展開終了時の衝撃を
小さくできる宇宙展開構造物用ヒンジに関するものであ
る。゛ 〔従来の技術〕 従来、宇宙空間において展開される構造物に用いられる
展開用ヒンジは、展開角度に依存しないほぼ一定の展開
トルクで展開するため、展開終了時の角速度が大きくな
シ、ヒンジが受ける衝撃力が非常に大きくなる。

宇宙空間において展開する構造物では、構成部材が著し
く軽量で衝撃力に弱いため、展開終了時の衝撃が小さな
宇宙展開構造物用ヒンジが希望されていた。

たきえば０人工衛星搭載用の太陽電池パドル（以下パド
ルき略す）に用いられるヒンジは第１０図に示されるよ
うな構成となっている。

ヒンジｌζ間する従来の技術を説明Ｔる前に、ここでパ
ドルの構成について記す。第１１図は人工衛星（以下衛
星き略す）の軌道上における図であるが、（９）は衛星
構体、αＧはパドルである。パドルαｌは複数枚のパネ
ルから構成されている。

第１２図は上記衛星の打上げ前の図であシ、パドル員は
折りたたまれ、構体側壁に重ねられて保持されている。

これは上記衛星を打ち上げるロケットの格納庫に衛星を
効率よく格納するためである。

したがって第１０図に示されているような構成のヒンジ
によって各パネルが結合され、軌道上でのパドル展開に
用いられる。第１０図において。

（ｌ目；第１の構成要素、（２）は第２の構成要素、（
３）は第１の構成要素を回転させるための丸棒状のシャ
７）、＋４１はシャフトを中心として第１の構成要素を
回転させるための駆動装置、（５）はパネル間の電気的
接続に用いられるワイヤーハーネスを示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように構成されているヒンジ６ζおいては。

第ＳＯｔζ示すようｌζ、展開角速度は展開終了時点ま
で加速度的に増大する。これは第７図Ｓと示すように展
開トルクが展開角度と殆で無関係であるからである。こ
の結果、展開終了時はヒンジ部に大きな衝撃力が加わシ
、ヒンジ部が破壊される恐れがある。

この発明は、このような問題点を解決するためＣζなさ
れたもので、展開終了時にヒンジ部の受ける衝撃力を小
さくすることを目的としている。

なお、この発明−ζよる宇宙展開構造物ヒンジは太陽電
池パドルへの適用のみＥこ・留まらず、宇宙展開構造物
一般に適用できるものである。

ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明にか力）る宇宙展開構造物用ヒンジは。

ヒンジ内にみぞ付摩擦車を設け、そのみぞ付摩擦車のみ
ぞの条数を、展開角度が増加Ｔるに従い。

段階的に増やすことによシ展開終了時の展開角速度を減
じ、ヒンジが受ける衝撃力を軽減するものである。

〔作用〕

この発明においては、ヒンジ部に設けられたみぞ付摩擦
車の生じる摩擦抵抗トルクを展開トルクより大きくなら
ない範囲で０段階的に増加させるこさによって、展開終
了時の展開角速度を小さく押さえ、ヒンジが受ける衝撃
を小さくしようとするものである。

〔実施例〕

第１図はこの発明による宇宙展開構造物用ヒンジの一実
施例の全体構成を示す平面図である。また第３図は第１
図の側面図であシ、ヒンジが展開している場合を示して
いる。第４図はヒンジが展開する前の側面図である。

この実施例では展開終了時に、展開運動の停止に伴って
生ずる衝撃力の小さなパドル用ヒンジを挙げる。第１図
、第３図および第４図から明らかなようにパドルはヒン
ジ部で折シ畳まれ、ヒンジ回シに１８０’回転すること
によって展開されるものである。この発明による実施例
は、第１図に示すように、第１の構成要素（１）と、そ
の第１の構成要素ｌζ取シ付けられた第１のシャツ）　
（３）　（！−そのシャフト６ζ付設された条数変化み
ぞ付摩擦車（７）と。

Ｗ、２の構成要素（２１と、その第２の構成要素に取り
付けられた第２のシャフト（４）を、そのシャフトに上
記条数変化みぞ付摩擦車（７）とみぞがかみ合うように
付設されたみぞ付摩擦車＋８１　（！−、第１の構成要
素（１）（Ｌ第２の構成要素（２）を電気的に接続する
ワイヤーハーネス（５）と、第１の構成要素を第１のシ
ャフト（３）まわシに回転させる駆動装置（６）とから
構成されている。ここで１条数変化みぞ付摩擦車（７）
は第１図に示すように１回転角度によってみぞ付摩擦車
（８）とかみ合う部分の条数が変化し、ヒンジ部に生ず
る摩擦トルクが変化するようになっている。

次に上記実施例の動作を説明Ｔる。

展開時は、第１の構成要素（１）は駆動装置（６）によ
って展開トルクを与えられ、第１のシャ７）（３１を軸
として回転する。このとき、みぞ付摩擦車（７１（！−
みぞ付摩擦車（８）との摩擦によって回転に対して抵抗
トルクを生じる。この抵抗トルクは第８図に示されるよ
うな展開角度が増すにつれ０階段状に犬きくなる。この
みそ付摩擦車による抵抗トルクと第７図に示される展開
用ばねによって与えられる展開トルクの差がヒンジ全体
の展開トルクとなυ第９図に示されるような、展開角速
度で展開し。

展開終了時（展開角度；π）の角速度は小さく押さえら
れる。。

みぞ付摩擦車のみぞの断面は第２図１ζ示される形状を
なっており、みぞの無い場合に比べて小さな押し付は力
Ｑによって所要の摩擦力を生じる。

また第２図の角度αの設定によって摩擦トルクの大きさ
の設定が可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、展開用ヒンジに、展
開角度の変化に伴って大きさの異る摩擦トルクを生ずる
みぞ付摩擦車を設けたことにより展開終了時の展開角速
度を小さく押さえて、ヒンジが受ける衝撃を軽減するこ
さができる。

条数変化みぞ付摩擦車及びみそ付摩擦車の材料としては
、環境温度変化があっても殆ど変形しない炭素繊維強化
プラスチック（ＯＦＲＰ）を用いれば良い

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による宇宙展開構造物用ヒンジの一実
施例の全体構成を示Ｔ平面図、第２図はみぞ付摩擦車の
みぞの断面図、第３図は第１図の側面図、第４図はヒン
ジが折シ畳まれた状態の側面図、第５図は第４図の条数
変化みぞ付摩擦車の展開角と条数変化の様子を示す図、
第６図は従来のヒンジの展開角速度と展開角度の関係を
示す図。 第７図は展開トルクと展開角度の関係を示す図。 第８図は条数変化みぞ付摩擦車によって生ずる摩擦トル
クき展開角度との関係を示す図、第９図はこの発明ζζ
よる宇宙展開構造物用ヒンジの展開角速度と展開角度の
関係を示す因、第１０図は従来の宇宙展開構造物用ヒン
ジの全体構成図、第１１図はこの発明ｉζよる宇宙展開
構造物用ヒンジの実施例においてヒンジが使用される太
陽電池パドルを搭載する人工衛星の軌道上Ｃζおける概
略図、第１２図は上記人工衛星の打上げ前における概略
図である。 図１ζおいて、（１）は第１の構成要素、Ｃ２）は第２
の構成要素、（３）は第１のシャフト、（４１は第２の
シャフト、Ｃ５１ばワイヤーハーネス、［６１５ば駆動
装置、（７）は条数変化みぞ付摩擦車、（８）はみぞ付
摩擦車、（９）は人工衛星構体、αＧは太陽電池パドル
である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　宇宙空間において展開される構造物を構成する第１の
   構成要素および第２の構成要素と、前記第１の構成要素
   に取付けられた第１のシャフトと、前記第１のシャフト
   に設けられた摩擦力が回転角度によつて変化する条数変
   化みぞ付摩擦車と、前記第２の構成要素に取付けられた
   第２のシャフトと、前記第２のシャフトを軸とし、前記
   の条数変化みぞ付摩擦車とかみ合うように設けられたみ
   ぞ付摩擦車と、前記第１の構成要素を前記第１のシャフ
   ト回りに回転させる駆動装置と、前記第１の構成要素と
   第２の構成要素を電気的に接続するワイヤーハーネスと
   を備えたことを特徴とする宇宙展開構造物用ヒンジ。