JPH03248607A

JPH03248607A - 展開型環状体

Info

Publication number: JPH03248607A
Application number: JP2044551A
Authority: JP
Inventors: Katsumasa Araoka; 勝政荒岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1991-11-06
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JP3078559B2

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】［発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、衛星に搭載される展開アンテナ等に供される
展開型環状体に関する。

（従来の技術）この種の展開型環状体が適用される展開アンテナとして
は、従来、例えば実開昭５９−９１０１９号公報に記載
されたような第１１図乃至第１３図に示すようなものが
ある。

第１１図は、展開パラボラアンテナの収納状態を示す図
である。この図に示すように、複数枚の部分鏡面１０１
は半径方向に折畳まれると同時に半径軸回りに９０″捻
られて収納され、フレーム１０３に回転自在に支持され
ている。また、この展開パラボラアンテナには、各部分
鏡面１０１を２軸回時に回転させながら展開させるギヤ
装置１１０５とユニバーサルジヨイント１０７、同期用
シャフト１０９、保持用の爆管付ケーブル１１１等が具
備されている。

そして、ロケット等によって所定の軌道上に衛星が打上
げられると、その内部に搭載されている前記した展開パ
ラボラアンテナを展開する。即ち、先ず、保持用の爆管
付ケーブル１１１を動作させることによりケーブルが切
断され、同期用シャフト１０９を介して電動モータ等の
駆動装置（不図示）によって各部分鏡面１０１は展開を
開始する。

すると、第１２図のように各部分鏡面１０１は、ギヤ装
置１０５を中心に半径方向へ広がると同時に直交軸回り
に回転し、最終的には第１３図に示す展開状態となる。

このように、従来の展開アンテナは複数枚に分割された
分割鏡面１０１を畳込むもので強度、剛性が高く、鏡面
精度も高いものとなっている。

しかしながら、複数枚に分割された分割鏡面１０１を第
１１図のように畳込むものであるため、飛躍的な収納効
率の向上が望めるものではなかった。このため限られた
収納スペースを考慮すると、大口径アンテナの実現が困
難となっていた。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の展開アンテナでは分割鏡面を挾み込
んで収納状態とするため、収納効率の飛躍的な向上が望
めず、大口径アンテナの実現が困難であった。

そこで、本発明は、収納効率に優れた展開アンテナ等を
実現することが可能な展開型環状体の提供を目的とする
。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）前記した課題を解決するために本発明は、複数のフープ
部材と、隣接する前記フープ部材をそれぞれ相対的に回
転自在に連結して環状体を構成する複数の関節と、該関
節に配設され各関節の両側にそれぞれ連結されている前
記フープ部材を同期して展開駆動する展開駆動手段と、
前記関節とフープ部材内に配設され各関節間に連結され
る全ての前記フープ部材を同期して展開させる同期展開
手段とを具備したことを特徴とする。

（作用）本発明によれば、収納時には、全てのフープ部材が同方
向に沿った状態で折り畳まれて収納されるので、収納効
率が高い。

また、展開時は、展開駆動手段を動作させることにより
、関節の両側にそれぞれ連結されているフープ部材が同
期して展開され、更に、同期展開手段によって全てのフ
ープ部材が完全に同期して展開されて環状体が形成され
る。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例に係る展開型環状体が展開
された状態を示す斜視図であり、第２図は、同展開型環
状体の展開途中の状態を示す斜視図であり、第３図は、
同展開型環状体が折り畳まれた状態を示す斜視図である
。

本実施例に係る展開型環状体１は、複数個（図では６個
）の長さが等しく形成された筒状のフープ部材２と、各
フープ部材２をそれぞれ連結する同数個の関節３とを備
えており、フープ部材２の両端は、関節３の両側に軸受
４を介して回転自在に支持された２つの回転軸５にそれ
そぞれ固着されている（第４図参照）。つまり、１つの
関節３の両側には、それぞれ隣接するフープ部材２をそ
れぞれ固着して連結する回転軸５が配設されており、ま
た、各関節３は、各フープ部材２が展開された時に正六
角形の環状体となるように適当な角度を持って形成され
ている。

また、各関節３の回転軸５には、第４図、第５図に示す
ように、第１のプーリ（以下、第１プーリという）６と
、第１プーリ６より小径の第２のプーリ（以下、第２プ
ーリという）７が配設されている。第１プーリ６は回転
軸５に堅固に固着されており、第２プーリ７は、軸受８
を介して回転軸５に回転自在に支持され、側面に固着さ
れた固定部材９によって関節３に固定されている。各関
節３の一方の回転軸５に配設されている第１．第２プー
リ６．７と、他方の回転軸５に配設されている第１．第
２プーリ６．７の位置は逆になっているので、各回転軸
５の一方の側には、それぞれ第１プーリ６と第２プーリ
７か配設されている。

また、各関節３の略中央部の各回転軸５の間には、軸受
部１０により図では上下方向に移動自在のガイド棒１１
が配設されている。各ガイド棒１１には、ガイド棒１１
を上方または下方に移動させる駆動手段である圧縮コイ
ルバネ１２が、ガイド棒１１の両端に設けた一方の固定
板１３と関節３との間に位置するガイド棒１１の周囲に
配設さており、フープ部材２の収納時（第３図参照）に
は、圧縮コイルバネ１２は、保持装置（不図示）によっ
て圧縮状態で保持されている。各ガイド棒１１の周囲に
配設されるコイルバネ１２は、隣接する関節３の各ガイ
ド棒１１がそれぞれ反対方向（図では上下方向）に移動
するように、各ガイド棒１１の一方の側（図では上側あ
るいは下側）に交互に配設されている。

また、各ガイド棒１１の両端に設けた固定板１３間には
２本の第１のワイヤ（以下、第１ワイヤという）１４が
配設されており、各第１ワイヤ１４は、それぞれ第１プ
ーリ６を１回転するように巻き回され、その両端は固定
板１３に固定されている。また、第１ワイヤ１４の中央
部近傍には、第１プーリ６に形成した凹部（不図示）に
係合する突起部１４ａが形成されており（第６図参照）
、この突起部１４ａが第１プーリ６の凹部に係合するこ
とによって、第１ワイヤ１４と第１プーリ６間はずれ等
が生じることなく、第１ワイヤ１４の移動に応じて第１
プーリ６が回転する。各関節３の２つの第１プーリ６に
それぞれ巻き回される第１ワイヤ１４は、２つの第１プ
ーリ６がそれぞれ逆方向に回転するように、それぞれ逆
方向に巻き回されている。

また、隣接する各関節３の回転軸５にそれぞれ回転自在
に支持された第２プーリ７間には、第２のワイヤ（以下
、第２ワイヤという）１５がフープ部材２内を通して平
行掛けされている。第２ワイヤ１５には、第２プーリ７
に形成した凹部（不図示）に係合する突起部１５ａが形
成されており（第７図参照）、この突起部１５ａが第２
プーリ７の四部に係合することによって、第２ワイヤ１
５と第２プーリ７間はずれ等が生じることはない。

このように、各関節３の全ての第１プーリ６には第１ワ
イヤ１４が巻き回されると共に、隣接する各関節３の全
ての第２プーリ７間には第２ワイヤ１５が平行掛けされ
ている。

また、各関節３には第８図（ａ）、（ｂ）に示すように
、フープ部材２が展開された時にフープ部材２を関節３
に固定するロック手段１６が形成されている。このロッ
ク手段１６は、関節３側に円筒部材１７内に配設された
コイルバネ１８．ロックピン１９と、フープ部材２側の
適当な位置に、フープ部材２が展開された時にロックピ
ン１９が係合する凹部２０とで構成されている。ロック
ピン１９は、コイルバネ１８によって常にフープ部材２
側（図では下方側）に付勢力が作用している。

また、フープ部材２のロックピン１９が当接する先端側
の面は、ロックピン１９を押上げながら移動できるよう
に傾斜面２ａになっている。

次に、前記した本実施例の展開型環状体１の展開動作に
ついて説明する。

先ず、この展開型環状体は第３図のような収納状態とな
っている。この収納状態では、全てのフープ部材２が同
一方向に向いて折り畳まれており、また、フープ部材２
を間にして隣接する関節３は互いに対向しており、全体
として略筒状になっているので極めてコンパクトな収納
状態となっている。

次に、駆動手段である各関節３のガイド棒１１に設けた
圧縮コイルバネ１２を、保持装置（不図示）を解除する
ことによって、圧縮状態から開放する。圧縮コイルバネ
１２が圧縮状態から開放されると、それに伴ってガイド
棒１１が移動（図では上方または下方に移動）する。そ
して、ガイド棒１１が移動すると、その両端の固定板１
３に取付けられた２本の第１ワイヤ１４が各第１プーリ
６をそれぞれ逆方向に回転させながら移動することによ
り、回転軸５に固着されているフープ部材２が第１プー
リ６の回転と共に展開していく　（第９図参照）。この
時、各関節３の両側にそれぞれ連結されている２つのフ
ープ部材２は、ガイド棒１１の移動即ち各第１ワイヤ１
４の移動によって回転する第プーリ６の回転に同期して
、等しい展開角度（α１−α２）で展開していく。

また、各フープ部材２が展開されると、各関節３に固定
部材９で固定され回転軸５に回転自在に支持されている
第２プーリ７は、回転軸５に対して相対的に回転される
ことになる。そして、各フープ部材２の両端に設けた第
２プーリ７同士は第２ワイヤ１５で繋がれているので、
隣接する各関節３に設けた各フープ部材２は第１プーリ
６の回転に同期して、等しい展開角度（α１−α２−α
３）で展開していく。（第２図、第９図参照）。

よって、各関節３にそれぞれ連結されている全てのフー
プ部材２は完全に同期して展開され略正六角形の環状体
１が構成される（第１図参照）。

このように、環状体１を同期して展開させる同期展開機
構は、第１．第２プーリ６．７、第１゜第２ワイヤ１４
．１５及び第１ワイヤ１４を移動させるガイド棒１１だ
けて構成されることにより、部品点数も少なく、組立て
も簡単で、軽量で、高い信頼性を有している。

そして、この時、各フープ部材２の先端部の傾斜面２ａ
が関節３に設けたロックピン１９を押上げるように移動
して、フープ部材２の展開が終了した時にロックピン１
つがフープ部材２の凹部２０に係合されることにより、
各フープ部材２か展開された状態で関節３に確実に保持
される。このように、完全に展開された時にロック手段
１６によって、フープ部材２と関節３が確実に保持され
ることにより、剛性の高い環状体１を得ることができる
。

尚、ロック手段１６は各関節３全てに設けても良く、一
部の関節３だけに設けても良い。また、フープ部材２と
関節３間に配設されるロック手段１６の位置は、特に限
定されることはない。

尚、前記した実施例では、環状体１は正六角形に形成さ
れているが、必ずしも六角形に限定されることはない。

但し、正多角形でないと完全に折り畳むことができない
。

第１０図は、前記展開型環状体１を用いて展開アンテナ
３０を構成した場合の展開状態を示す斜視図である。こ
の展開アンテナ３０は、そのセンタボールに相当する伸
展自在のカラム３１と、カラム３１の外周側に設置され
る前記展開型環状体１を備えており、カラム３１は衛星
本体３２に固定されている。支持ワイヤ３３は、カラム
３１と展開型環状体１の位置決めを行うもので、環状体
１の各フープ部材２の略中央部にその末端を固定してカ
ラム３１に設けた各支持ワイヤ３３の数に等しい数のプ
ーリ（不図示）を有するガイドフランジ３４及び３５を
介し、カラム３１の内側を通って衛星本体３２に配置さ
れた動力源（不図示）と連結されている。

また、この展開アンテナ３０は、メツシュアンテナ３６
並びに−次放射器３７を先端部に有するマスト３８を備
えている。中心部がカラム３１に折畳み自在に支持され
たメツシュアンテナ３６の周囲は、環状体１の各関節３
とフープ部材２の略中央部にそれぞれ回転自在に支持さ
れている。尚、メツシュアンテナ３６の支持点は上記の
他に各関節３のみ、フープ部材２のみであっても構わな
いが、支持点を多く持たせた方がより高い精度でアンテ
ナ面を形成することかできる。

この展開アンテナ３０の展開動作は、先ず、環状体１を
前記した実施例のように展開させる。この時、環状体１
の展開と共に各フープ部材２の内側に収納されているメ
ツシュアンテナ３６も展開される。その後、カラム３１
を図では上下方向に伸展して支持ワイヤ３３で環状体１
を支持し、マスト３８を伸展することによって第１０図
に示されるような展開アンテナ３０が形成される。

このように、本発明に係る展開型環状体は、収納時には
コンパクトに折り畳まれるので収納効率に優れており、
この環状体を前記したように展開アンテナに用いること
によって、収納効率に優れた大口径のアンテナを提供す
ることができる。

また、本発明に係る展開型環状体は緊急用マット等にも
適用することができる。

［発明の効果コ以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
によれば、環状体を同期して展開させる展開駆動手段と
同期展開手段を、第１．第２プーリ、第１．第２ワイヤ
及び第１ワイヤを移動させるガイド棒だけで構成したこ
とにより、部品点数が少なくてすみ、且つ、軽量で、組
立ても簡単になるので、展開時における同期展開動作の
信頼性が非常に高いものとなる。

また、収納時は、関節によって連結された複数のフープ
部材が全て同方向に沿った状態になるので、非常にコン
パクトになり、収納効率に優れた環状体を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る展開型環状体の展開
状態を示す斜視図、第２図は、同展開型環状体の展開途
中を示す斜視図、第３図は、同展開型環状体の収納状態
を示す斜視図、第４図は、フープ部材と関節の連結部を
示す断面図、第５図は、収納時におけるフープ部材と関
節を示す断面図、第６図は、第１ワイヤを示す平面図、
第７図は、第２ワイヤを示す平面図、第８図（ａ）。（ｂ）は、それぞれロック手段を示す断面図、第９図は
、展開途中におけるフープ部材と関節を示す断面図、第
１０図は、本発明に係る展開型環状体を展開アンテナに
適用した場合の展開状態を示す斜視図、第１１図は、従
来の展開アンテナの収納態を示す斜視図、第１２図は、
同展開アンテナの展開途中を示す斜視図、第１３図は、
同展開アンテナの展開状態を示す斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のフープ部材と、隣接する前記フープ部材を
それぞれ相対的に回転自在に連結して環状体を構成する
複数の関節と、該関節に配設され各関節の両側にそれぞ
れ連結されている前記フープ部材を同期して展開駆動す
る展開駆動手段と、前記関節とフープ部材内に配設され
各関節間に連結される全ての前記フープ部材を同期して
展開させる同期展開手段とを具備したことを特徴とする
展開型環状体。
（２）前記展開駆動手段は、駆動手段によって前記関節
を貫通するように直線移動するガイド棒と、前記各関節
に設けた回転自在の２つの回転軸にそれぞれ前記フープ
部材の一端側と共に固定された第１のプーリと、前記各
第１のプーリにそれぞれ巻き回され両端が前記前記ガイ
ド棒の両端部に固定されている２本の第１のワイヤとを
備えていることを特徴とする請求項１記載の展開型環状
体。
（３）前記同期展開手段は、前記各関節に設けた回転自
在の２つの回転軸にそれぞれ回転自在に支持され前記関
節に対して固定された第２のプーリと、前記フープ部材
内を通して隣接する各関節に設けた前記第２のプーリ間
をそれぞれ繋ぐ第２のワイヤとを備えていることを特徴
とする請求項１記載の展開型環状体。
（４）前記各関節に、前記各フープ部材が展開された時
に前記フープ部材を前記関節に対して拘束するロック手
段を有していることを特徴とする請求項１記載の展開型
環状体。