JPS6130497A - 宇宙航行体の展開構造物のヒンジ機構 - 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】 本発明は宇宙航行体の展開装置、特に人工衛星に搭載さ
れる太陽電池パドル、アンテナなど展開構造物のヒンジ
機構に関する。

人工衛星忙搭載される太陽電池パドルやアンテナ類は打
上ロケットのフェアリング内に収めるため、例えば第１
図に示すように太陽電池パネル３が衛星本体２の側面に
折りたたむように収納された状態で打ち上げられ、衛星
本体２がロケットから分離された後、パネル３が開放さ
れて同図の破線３′で示すように展開されるという構成
が一般的である。なお、１はロケットフェアリング、４
はパネル３を開閉可能に連結しているヒンジ部である。

第２図（ａ）　、　（ｂ）に展開構造物として太陽電池
パドルを例にとった場合の、被展開物即ち太陽電池パネ
ル３の展開状態にお−ける平面図および側面図を示す。

各太陽電池パネル３の両側部にそれぞれ２個所づつ剛性
のあるヒンジ部４が固着され、これらのヒンジ部４の軸
受穴に、互いに独立して、剛性のシャフト５が挿通され
てヒンジ機構が構成されている。ところで、近年、人工
衛星の大型化が進み、これに伴なって展開構造物も大型
化しつつあシ、したがって展開構造物に対して軽量化及
び収納スペースのコンパクト化が一層要求されるよう罠
なシ、太陽電池を貼シ付けるパネルについても従来の剛
なハニカム板から第３図（ａ）　、　（ｂ）に示すよう
なカプトン膜等の薄膜体６の外周を複合材７で補強した
ブランケットタイプの可撓性パネル８に変りつつある。

しかしこのようなブランケットタイプのパネル８に従来
の独立し念剛なヒンジ機構を２個所あるいは３個所取り
付けて展開させようとすれば、ヒンジ機構取付部付近に
過大な応力集中が生じて亀裂が発生する。ブランケット
の亀裂防止対策として剛性の高い補強板を取り付ければ
重量増加と３、り薄膜ブランケットタイプとした意味が
なくなってしまう。またブランケット間のヒンジ連結箇
所が少ないと、５展開の際ブランケットの形状が第４図
のようにゆがんで各ヒンジシャフトの向きが不揃いとな
り、スムーズな展開ができないという欠点があった。ま
たかかる欠点を取り除くためにブランケットに従来のヒ
ンジ機構を多数連結することは重量増加となる欠点があ
った。

本発明は、上述した従来の欠点をなくするためになされ
たもの士あって、ヒンジ連結箇所ン繊維などの複合材で
構成することにより、ヒンジ連結部のコンパクト化、軽
量化を図り、さらに展開中に生じるヒンジ取付部付近の
被展開物の応力集中が分散されるようにした宇宙航行体
展開構造物のヒンジ機構を提供することを目的とするも
のである。

本発明はまた。各ヒンジ連結部のヒンジシャフトをそれ
ぞれ独立でなく一本化することにより、シャフトの軸線
向きの不揃いをなくし、シャフトの変位曲線に従ってヒ
ンジ部全体が変化するようにし、これによって被展開物
のスムーズな展開を可能とした宇宙航行体展開構造物の
ヒンジ機構を提供することを目的とする。

以下、本発明を図面を参照しながら、実施例について説
明する。

′第５図（ａ）は本発明を適用した太陽電池パネルの平
面図であり、第５図（ｂ）は同図（ａ）に示すパネルの
側面図である。また第６図（ＩＬ）　、　（ｂ）はそれ
ぞれ本発明の実施例に係るヒンジ機構部分の拡大側面図
である。なお第５図（ａ）　、　（ｂ）は１枚のパネル
を取り出して示したものであシ、第６図（ａ）　、　（
ｂ）はパネルどおしがヒンジ機構によって連結され、矢
印の方向ＩＣ１８０°展開した状態を示したものである
。第５図（ａ）　、　（ｂ）に示す如く、カプトン膜等
の薄膜体６の外周がカーボン繊維等の複合材７で緑どシ
されてブランケットターイブの可撓性パネル８が構成さ
れ、該パネルの対向した両側部位置で複合材７０縁部が
複数個舌片状に側方へ張勺出し、かっこの張シ出し部分
が中空玉縁状に折り返えされ、これによって複数個の隔
置された軸受部９が形成されている。１つの実施例では
軸受部９の複合材料（カーボン繊維等）の厚みは０．３
　ｆｉ程度であって、折り返えし端部は薄膜体６の外周
の複合材７に接着などで固定される。このように構成し
、た複数個のパネル８をその側部の張り出した軸受部分
が互い違いに組み合うように、′かつ軸受穴が整合する
ようにしてつなぎ合せ５該軸受穴に、同じくカーボン繊
維等あ複合材料で形成］−たシャフト１０（第６図（λ
）、（ｂ）参照）を挿】ＪＪ−して圧いに連結する。第
６図（ａ）　（ｊ）実施例では軸受部９を構成する複合
材料を薄膜体補強材となる複合材７と別体に形成してこ
ｉを該複合材７忙接着した構造となっている。第６図（
ｂ）の実施例は複合材′２とｔ＋ｑ＋＋受部９とが前述
したように一体成形された構造である。軸受部９は第５
図（ａ）の実施例の如く多数形成し、連結部分のヒンジ
シャフト１０は共通にして１本通した構造となっている
。隣接パネル８どうしは第６図（ａ）。

（ｂ）の矢印で示す如＜４Ｍ部のシャフト１０を中心と
して展開する。このような構造により、ヒンジ部のコン
パクト化、軽量化が図られ、しかも展開中の複合材７．
薄膜体６に生ずる応力が分散され、シャフトの向きが別
個に不揃いに変化することがないためスムーズな展開が
可能である。また従来の展開機構部に比べ簡単な構造と
なるため製作工数の大巾な削減が可能であり、軸受取り
付は精度を厳しく規定する必要もなく、それだけコスト
の低減を図９得る。

以上説明１〜だように本発明によれば、展開機構部をカ
ーボン繊維等の複合材料により構成したので軽量、コン
パクトで製作が容易であシ、薄膜状の太陽電池パネルの
スムーズな展開が可能であるという利点がある。なお上
述の実施例では太陽電池パネルを例にとり説明したが、
本発明の構成はアンテナその他人工衛星に搭載されるす
べての展開物の展開機構部に応用できることは明らかで
あり、また上記実施例ではシャフトを１本共通に通す場
合について説明したが、これと同等の効果を有するシャ
フト構造としてもよく、これらの変形態様、も本発明に
含まれることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽電池パドル収納状態における人工衛
星本体の正面図、第２図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ
従来の展開構造物の平面図および側面図、第３図（ａ）
　、　（ｂ）はそれぞれ可撓性太陽瓜池パネルの平面図
および側面図、第４図はヒンジシャフトの軸線が不揃い
に変位した状態罠おける従来の可撓性展開構造物の斜視
図、第５図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明の実施
例に係る可撓性太陽電池パネルの平面図および側面図、
第６図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の実施例に係る可撓
性展開構造物のヒンジ部分の側面図である。 １・・・ロケットフェアリング、 ２・・・人工衛星本体、　　３，３′・・・パネル、４
・・・ヒンジ部、　　　　５・・・剛性ヒンジシャフト
。 ６・・・薄膜体、　　　　　７・・・腹合材、８・・・
可撓性パネル、　９・・・軸受部、１０・・・ヒンジシ
ャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 宇宙航行体の展開構造物のヒンジ連結部分をカーボン繊
   維等の複合材で形成したことを特徴とするヒンジ機構。