(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の宇宙構造体に対して一端部が回動自在に支持された三角錐を成す３本のトラス支持部材と、
前記第１の宇宙構造体と一体的に宇宙空間に輸送されるものであって、前記支持部材の他端部に嵌合される結合部が設けられた第２の宇宙構造体と、
前記支持部材の他端部を回動付勢して、前記第１の宇宙構造体上に折畳み収容する付勢手段と、
前記第２の宇宙構造体の結合部に対して前記支持部材の他端部が結合された状態で、該支持部材と前記結合部を前記付勢手段の付勢力に抗して分離ナット及び分離ボルトで保持して前記第１及び第２の宇宙構造体を一体的に結合する保持手段と、
この保持手段の保持を火工品動作により解放して、前記支持部材を前記付勢手段を介して回動付勢して前記第１の宇宙構造体上に折畳み収容する保持解放手段と
を具備したことを特徴とする宇宙構造体の保持解放装置。
【請求項２】
前記支持部材が前記付勢手段を介して回動されて前記第２の宇宙構造体を第１の宇宙構造体から離間した状態で、該支持部材が係止される緩衝部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の宇宙構造体の保持解放装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば人工衛星同士等の宇宙構造体同士を解放自在に保持するのに用いられる宇宙構造体の保持解放装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宇宙開発の分野においては、人工衛星等の宇宙構造体を宇宙空間に打上げる手段として、複数個の宇宙構造体を相互に結合して同時に宇宙空間まで輸送し、宇宙空間に到達した状態で、相互を分離することにより、輸送の軽減化を図ることが考えられている。このような宇宙構造体は、地上において保持解放装置を用いて打上げ時の大荷重を保持するように結合されて宇宙空間に輸送され、その保持が解放されて分離され、独立に運用される。
【０００３】
ところで、従来の保持解放装置としては、展開アンテナ等の展開構造物を衛星構体に対して折畳み状態で保持解放機構部を用いて結合して打上げ時の大荷重を保持し、宇宙空間において、周知の分離ボルト等の火工品を遠隔的に爆発制御することにより、その保持解放機構部が解放制御されて、展開構造物を展開可能に解放を行う方式のものが知られている。
【０００４】
しかしながら、上記保持解放装置では、展開構造物の保持解放を行う構成上、宇宙空間で分離される宇宙構造体同士の保持解放に適用した場合、その保持解放箇所に保持解放機構部が存在するために、宇宙構造体の分離後に、該保持解放機構部が以後の運用の邪魔となる等の悪影響を及ぼすとい問題を有する。
【０００５】
例えば、宇宙構造体として、人工衛星同士の保持解放に適用した場合には、分離後、宇宙空間においてランデブードッキングを行う際、その保持解放機構部が邪魔となる等の問題が起る恐れを有する。
【０００６】
また、従来の保持解放装置では、解放後の保持解放機構部が展開構造物等の他の搭載部品と干渉したり、展開構造物の運用に支障を及ぼさないように配設しなければならないために、その設計を含む製作が面倒であるという問題を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の保持解放装置では、解放後の保持解放機構部が保持解放箇所に存在して、展開構造物や他の搭載部品に干渉したりするという問題を有する。
【０００８】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、確実な保持解放動作を実現し得、且つ、解放後の干渉を確実に防止し得るようにした宇宙構造体の保持解放装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第１の宇宙構造体に対して一端部が回動自在に支持された三角錐を成す３本のトラス支持部材と、前記第１の宇宙構造体と一体的に宇宙空間に輸送されるものであって、前記支持部材の他端部に嵌合される結合部が設けられた第２の宇宙構造体と、前記支持部材の他端部を回動付勢して、前記第１の宇宙構造体上に折畳み収容する付勢手段と、前記第２の宇宙構造体の結合部に対して前記支持部材の他端部が結合された状態で、該支持部材と前記結合部を前記付勢手段の付勢力に抗して分離ナット及び分離ボルトで保持して前記第１及び第２の宇宙構造体を一体的に結合する保持手段と、この保持手段の保持を火工品動作により解放して、前記支持部材を前記付勢手段を介して回動付勢して前記第１の宇宙構造体上に折畳み収容する保持解放手段とを備えた宇宙構造体の保持解放装置を構成したものである。
【００１０】
【作用】
上記構成によれば、第１及び第２の宇宙構造体は、支持部材の他端部を介在して嵌合された状態で、保持手段により付勢手段の付勢力に抗して保持され、保持解放手段が動作されて保持手段の保持が解除されると、その結合が解放される。同時に、支持部材は、付勢手段の付勢力により、回動されて第２の宇宙構造体側から離間されて第１の宇宙構造体上に折畳み収容される。これにより、第１の宇宙構造体上には、保持解放状態において、保持解放用部位が突出されていないことにより、構造体の運用時、該保持解放用部位が他の搭載部品と干渉したりする恐れがなくなるため、設計の自由度の向上が図れる。
【００１１】
【実施例】
以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
図１はこの発明の一実施例に係る宇宙構造体の保持解放装置を示すもので、１０，１１は第１及び第２の宇宙構造体、例えば人工衛星等の宇宙航行体で、保持解放機構２０を介して分離自在に保持結合されて宇宙空間に輸送される。
【００１２】
図２及び図３は、上記保持解放機構２０を示すもので、第１の宇宙構造体には、一組３本の第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃの一端部が略三角形状に配置されて軸受２２ａ，２２ｂを介して回動自在に支持される（図４及び図５参照）。そして、これら第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃには、バネ部材２３ａ，２３ｂが図２中反時計方向に付勢力を付与するようにそれぞれ係着される。
【００１３】
第１の支持部材２１ａは、その他端部に、結合部２４ａが設けられ、この結合部２４ａには、例えば中空の円錐台状の嵌合突部２５ａが設けられる。他の第２及び第３の支持部材２１ｂ，２１ｃは、その他端が結合部２４ｂを介して連結される。この結合部２４ｂには、例えば中空の円錐台状の嵌合突部２５ｂが上記第１の支持部材２１ａの嵌合突部２５ａに対応して形成される。
【００１４】
また、第１の宇宙構造体１０には、緩衝部材２６が第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃの折畳み収容位置に対応して配設される。この緩衝部材２６は、第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃがバネ部材２３ａ，２３ｂにより回動付勢され、所定の位置まで回動されると、当接して、該第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃを折畳み位置に規制する。
【００１５】
他方、第２の宇宙構造体１１には、結合部１１ａが設けられ，この結合部１１ａには、嵌合穴１１ｂが上記嵌合突部２５ａ，２５ｂに対応して設けられ形成される。そして、第２の宇宙構造体１１は、その嵌合穴１１ｂに上記第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃの結合部２４ａ，２４ｂの嵌合突部２５ａ，２５ｂがバネ部材２３ａ，２３ｂの付勢力に抗して嵌合され、周知の分離ボルト及び分離ナット等で構成される火工品２７が挿着されてトラス構造に結合される。
【００１６】
火工品２７は、例えば第１の宇宙構造体１０の結合部側に分離ボルトが挿着されて、この分離ボルトには、ボルトキャッチャーが被着される。そして、第２の宇宙構造体１１の結合部側には、上記分離ボルトに結合される分離ナットが取付けられ、この分離ナットには、パワーカートリッジが取付けられる。そして、分離ナットは、パワーカートリッジが遠隔的に動作制御されると、爆発して分離ボルトとの結合を解除して相互間の保持を解放する。
【００１７】
上記構成において、第１の宇宙構造体１０は、その第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃがバネ部材２３ａ，２３ｂの付勢力に抗して時計方向に回動されて、その嵌合突部２５ａ，２５ｂ同士が嵌合されて、第２の宇宙構造体１１の結合部１１ａの嵌合穴１１ｂに嵌合される。そして、これら結合部２４ａ，２４ｂ及び１１ａ間には、火工品２７が取付けられて締結される。ここで第１及び第２の宇宙構造体１０，１１は、第１乃至第３の支持部材２１ａ，２１ｃを介してトラス構造に結合保持される。
【００１８】
また、上記第１及び第２の宇宙構造体１０，１１の保持状態において、その保持結合を解放する場合には、先ず火工品２７を爆発制御して、第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃの結合部２４ａ，２４ｂの第２の宇宙構造体１１の結合部１１ａとの締結を解除して、その保持結合を解放する。すると、第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃは、バネ部材２３ａ，２３ｂの付勢力により回動されて、その結合部２４ａ，２４ｂが第２の宇宙構造体１１の結合部１１ａからそれぞれ離間される。ここで、第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃは、バネ部材２３ａ．２３ｂにより、さらに緩衝部材２６に当接するまで回動されて第１の宇宙構造体１０上に折畳み収容される。この際、第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃは、緩衝部材２６により、その当接に伴う衝撃が吸収される。
【００１９】
このように、上記宇宙構造体の保持解放装置は、第１の宇宙構造体１０に第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃの一端部を回動自在に設け、第２の宇宙構造体１１を第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃを介して解放自在に保持し、その保持を解放した状態で、第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃを回動させて第２の宇宙構造体１１から離間させ、第１の宇宙構造体１０上に折畳み収容するように構成した。これによれば、第１の宇宙構造体１０上には、保持解放状態において、保持解放用の部位が突出されていないことにより、例えば第２の宇宙構造体と分離後、再びランデブードッキングを行ったりする運用時、該保持解放用部位が他の搭載部品と干渉することがなくなるため、その設計の自由度が向上される。
【００２０】
なお、上記実施例では、保持構造として、第１乃至第３の支持部材２１ａ〜２１ｃの３本を用いてトラス構造に構成した場合で説明したが、この保持構造に限ることなく、構成可能である。
【００２１】
また、上記実施例では、解放された後、分離される第１及び第２の宇宙構造体１０，１１に適用した場合で説明したが、これに限ることなく、例えば展開アンテナ等の展開式の宇宙構造体を宇宙航行体に保持解放するように構成することも可能で、略同様の効果が期待される。
【００２２】
さらに、上記実施例では、保持解放を火工品２７を用いて行うように構成した場合で説明したが、これに限ることなく、構成可能である。
よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易にして、確実な保持解放動作を実現し得、且つ、解放後の干渉を確実に防止し得るようにした宇宙構造体の保持解放装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る宇宙構造体の保持解放装置の概略を示した図。
【図２】図１の保持状態を示した図。
【図３】図１の保持状態を示した図。
【図４】図１の一部詳細を示した図。
【図５】図１の一部詳細を示した図。
【符号の説明】
１０…第１の宇宙構造体。
１１…第２の宇宙構造体。
２０…保持解放機構。
２１ａ〜２１ｃ…第１乃至第３の支持部材。
２２ａ，２２ｂ…軸受。
２３ａ，２３ｂ…バネ部材。
２４ａ，２４ｂ，１１ａ…結合部。
２５ａ，２５ｂ…嵌合突部。
１１ｂ…嵌合穴。
２６…緩衝部材。
２７…火工品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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