(57)【要約】      （修正有）【課題】宇宙で用いられる伸展ロッドにおいては伸展後の剛性と宇宙の厳しい温度環境のもとで形状を安定的に保持し、かつ、地上の類似伸展ロッドでは宇宙用として用いるための操作性と耐環境性を向上させる。【解決手段】断面形状が相似であり、寸法が異なる複数の中空管をもって構成し、収納時には寸法が大きい方から順に内部に収納し、伸展時には内部の管に力を加えることによって一方の開口から人工衛星の外側に突き出して伸展し、管の端部において隣り合う寸法の管同士が係止する宇宙用伸展ロッドにおいて、最大寸法の管の外面の複数箇所において人工衛星の主な構造体に固定することを特徴とした構成としたものである。 【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星に搭載した、断面形状が相似であり、寸法が異なる複数の中空管を、ロケットによる打上時には、寸法が大きい方から順に内部に収納し、人工衛星軌道に達した後に、内部の管に力を加えることによって一方の開口から人工衛星の外側に突き出して伸展し、管の端部において隣り合う寸法の管同士が係止するロッドにおいて、最大寸法の管の外面の複数箇所において人工衛星の主な構造体に固定されることを特徴とした宇宙用伸展ロッド。
【請求項２】
最大寸法の管の両端を人工衛星の主な構造体に固定する請求項１記載の宇宙用伸展ロッド。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は人工衛星などに搭載する伸展ロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星には、姿勢制御、アンテナ、環境計測など、各種の用途のために単純なロッドを必要とする場合がある。これらのロッドは、人工衛星から数メートルの距離だけ伸びていることだけが必要とされ、それ自身は特段の能動的機能を持たない。ただし、人工衛星を軌道上に打ち上げるまで、ロケットの内部に収納し、ロケットの打上環境に耐える必要性から、短く収納しておき、軌道上で伸展することが望まれる。
【０００３】
従来、人工衛星に用いられるロッドとしては、リボン状ばね材を用いたものが知られている。螺旋状に長く整形した材料を軸方向に圧縮し、ロール形状に収納・打ち上げるものや、開断面円柱に整形したリボンを平面に広げてリールに巻き取った形状で打ち上げるものが用いられている。これらは軌道上でいったん固定を解除すればそれ自身の弾性によって自動伸展する優れた特徴を有する一方、伸展後の剛性と宇宙の厳しい温度環境のもとでの形状安定性保持に難点がある。
【０００４】
地上で用いられる類似の伸展ロッドとしては、振り出し式の釣竿がある。これは、使用しないときには、複数本のわずかにテーパーした中空円筒が、全て最大直径の円筒の中に収納され、使用時には最も内側の円筒から順次、円筒の端部同士が勘合するまで外に引き出すものである。伸展するときには、円筒の外面に力を作用させるのが通例であり、宇宙空間でこれを行うことは困難である。
【０００５】
さらに、地上における類似の伸展ロッドとして、自動車搭載のアンテナ伸展機構が存在する。この場合は、収納した内部の円筒を押し出すためのケーブルが存在し、そのケーブルを電動機で押し出すことで伸展を実現する。しかし、この場合には最外円筒の根元でのみ自動車本体に固定されるのが通例であり、宇宙用としてロケット搭載の厳しい振動衝撃環境に耐えることは困難である。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
以上述べたように、宇宙で用いられる伸展ロッドにおいては伸展後の剛性と宇宙の厳しい温度環境のもとでの形状安定性保持に問題があり、かつ、地上の類似伸展ロッドでは宇宙用として用いるための操作性と耐環境性に問題がある。
【０００７】
本考案は、従来の伸展ロッドが有する課題を解決し、宇宙環境における形状安定性、操作性、そして耐環境性を実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本考案は、上記地上で多用されている、振り出し式釣竿や自動車の自動搭載用の伸展アンテナのように、断面形状が相似であり、寸法が異なる複数の中空管をもって構成し、収納時には寸法が大きい方から順に内部に収納し、伸展時には内部の管に力を加えることによって一方の開口から人工衛星の外側に突き出して伸展し、管の端部において隣り合う寸法の管同士が係止する宇宙用伸展ロッドにおいて、最大寸法の管の外面の複数箇所において人工衛星の主な構造体に固定することを特徴とした構成としたものである。
【０００９】
また、最大寸法の管の両端を人工衛星の主な構造体に固定する構成としたものである。
【考案の効果】
【００１０】
上記の課題解決手段の効果は次の通りである。収納した中空管を内側の管に力を加えて順次伸展して係止する構成の伸展ロッドは、伸展後の剛性が高く、寸法安定性を有する上、宇宙空間でも容易に伸展を可能とする操作性が高い。また、最大寸法の管の外面を固定することは、上記の特性を発揮する上でなんら支障はない。さらに、この固定を複数点で行うことにより、収納形状の装置全体の剛性を極めて高くする効果があり、ロケットによる打ち上げ時に作用する厳しい加速度荷重と振動に容易に耐えることを可能とする。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
本考案になる装置の本体は図１-aに例示すように、複数本の中空管を基本要素とし、収納時には全ての要素管が最大寸法を持つ外管1の中に納まっている。宇宙空間で伸展するときには、外管１の一端２から内部要素の一端３方向に力Fを作用させる。内部管要素4は順次３方向に押し出され、内外管断面寸法の設定で規定される距離の押し出し後に、図１-bに示すように、内外管間のテーパーによるすりあわせなどにより係止し、伸展は停止するとともに、曲げ剛性を確保する。図１-cに示すように、外管１は、少なくとも両端、場合によってはその中間点でも支持金具5により、衛星の主構造6に固定されている。この際、内部管要素の押し出し順序は特に問題とならず、最内要素に押し出し力が作用する限り最終的には全ての管要素が押し出され、かつ、直線を成す形状で伸展を終了する。これは振り出し釣竿（図２）と同様の動作であるが、釣竿では円筒要素の外側から力を作用させて、いわば引っ張り出すようにして伸展するのに対し、本装置では内部管要素4の内側に押し出しの力を作用させることに違いがある。
【００１２】
人工衛星に搭載した場合、衛星から外側に伸展するロッドを、釣竿でおこなうように外側から力をかけて伸展させることはできない。したがって、伸展させる力は、衛星から容易に操作ができる方式である必要があり、そのため、本発明では、衛星に取り付けられた端から、内側の管の内部に押し出す力をかけることが必要となる。
【００１３】
内部の管の内側から力をかける方法として、たとえば、自動車搭載のアンテナ伸展機構と同様に、最内管に配したケーブルを電動機で押し出すこと、あるいは、管内部にガスによる圧力をかけること、などいくつかの方法がある。
【００１４】
管の材料としては、薄肉円筒としての成形性、ロッドに要求される剛性、電気磁気的特性などから、炭素繊維複合材料、あるいは、ガラス繊維複合材料を用いることができる。
【００１５】
最外管１の外面は衛星の主構造に固定されているため、伸展のための力を発生させる装置を衛星の主構造に取り付けてあっても、結局は、最外円筒1と、内部管の間に押し出し力が作用し、係止するまで伸展し、勘合などによる係止の時点で剛性が確保される。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図３によって示す。
本装置の外管１は、複数の金具５により衛星主構造６に固定されている。ロケットによる打上げ時には、内部管要素４は外管１の内部に収納されている。内部管要素４は、ガイド７に内蔵された押し出しケーブル（図には示されていない）により押し出される。ケーブルは電動機９に接続したギア装置８により押し出される。また、ケーブルの長さは最終的に伸展したロッドの長さにより決定されるので、その全長はケーブルドラム10に巻き取られている。本実施例では、電動機、ギア装置、ガイド、ケーブルドラムからなる付属装置は、外管１に固定されている。しかしながら、これらの付属装置は、別途衛星主構造に固定して使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１−ａ】本装置の薄肉テーパー円筒要素
【図１−ｂ】薄肉テーパー円筒要素の勘合
【図１−ｃ】衛星主構造への取り付け法
【図２】振り出し式釣竿
【図３】実施例
【符号の説明】
【００１８】
１   最外管
４   内管
５   固定具
６   人工衛星主構造
７   ケーブルガイド
８   ギア装置
９   電動機
１０ ケーブルドラム
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図１-a
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図１-b
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図１-c
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図２
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図３
【図１−ａ】
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【図１−ｂ】
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【図１−ｃ】
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【図２】
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【図３】
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