(57)【要約】【課題】  格納式平面構造、及びそのような構造を含む人工衛星を提供する。【解決手段】  それぞれ展開手段が装備されている、ｎ−１個の継手（ＥＰＫ＿Ａ１、ＥＰＫ＿Ａ２、・・・、ＥＰＫ＿Ａｎ−１）により、端部間で接続されたｎ本の主要ロッド（ＥＰＫ＿ＴＰ１、ＥＰＫ＿ＴＰ２、・・・、ＥＰＫ＿ＴＰｎ）の、Ｎ組の主要組立品（ＥＰ１、ＥＰ２、・・・、ＥＰＫ、・・・、ＥＰＮ）につながれた広げ得る膜（ＭＤ）と、ｎ−１個の継手（ＥＩＫ＿Ａ１、ＥＩＫ＿Ａ２、・・・、ＥＩＫ＿Ａｎ−１）により、端部間で接続された、前記主要ロッドよりも嵩張らない、ｎ本の中間ロッド（ＥＩＫ＿ＴＩ１、ＥＩＫ＿ＴＩ２、・・・、ＥＩＫ＿ＴＩｎ）の、少なくとも１組の中間組立品（ＥＩ１、ＥＩ２、・・・、ＥＩＫ、・・・、ＥＩＮ）とを含む格納式平面構造（ＳＰＥ）。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格納式平面構造（ＳＰＥ）であって、
それぞれ展開手段が装備されている、ｎ−１個の継手（ＥＰＫ＿Ａ１、ＥＰＫ＿Ａ２、・・・、ＥＰＫ＿Ａｎ−１）により、端部間で接続されたｎ本の主要ロッド（ＥＰＫ＿ＴＰ１、ＥＰＫ＿ＴＰ２、・・・、ＥＰＫ＿ＴＰｎ）の、Ｎ組の主要組立品（ＥＰ１、ＥＰ２、・・・、ＥＰＫ、・・・、ＥＰＮ）につながれた広げ得る膜（ＭＤ）と、ｎ−１個の継手（ＥＩＫ＿Ａ１、ＥＩＫ＿Ａ２、・・・、ＥＩＫ＿Ａｎ−１）により、端部間で接続された、前記主要ロッドよりも嵩張らない、ｎ本の中間ロッド（ＥＩＫ＿ＴＩ１、ＥＩＫ＿ＴＩ２、・・・、ＥＩＫ＿ＴＩｎ）の、少なくとも１組の中間組立品（ＥＩ１、ＥＩ２、・・・、ＥＩＫ、・・・、ＥＩＮ）と
を含む、格納式平面構造（ＳＰＥ）。
【請求項２】
前記中間ロッド（ＥＩＫ＿ＴＩ１、ＥＩＫ＿ＴＩ２、・・・、  ＥＩＫ＿ＴＩｎ）が、前記主要ロッド（ＥＰＫ＿ＴＰ１、ＥＰＫ＿ＴＰ２、・・・、ＥＰＫ＿ＴＰｎ）よりも軽い、請求項１に記載の格納式平面構造（ＳＰＥ）。
【請求項３】
中間組立品（ＥＩ１、ＥＩ２、・・・、ＥＩＫ、・・・、ＥＩＮ）の前記中間ロッド（ＥＩＫ＿ＴＩ１、ＥＩＫ＿ＴＩ２、・・・、  ＥＩＫ＿ＴＩｎ）を接続する、前記継手（ＥＩＫ＿Ａ１、ＥＩＫ＿Ａ２、・・・、ＥＩＫ＿Ａｎ−１）に、それぞれ展開手段が装備されている、請求項１〜２のいずれか一項に記載の格納式平面構造（ＳＰＥ）。
【請求項４】
前記展開手段の少なくとも一部分が受動的である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の格納式平面構造（ＳＰＥ）。
【請求項５】
受動的展開手段が、圧縮ばね又はカルペンティエル（Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ）継手を含む、請求項４に記載の格納式平面構造（ＳＰＥ）。
【請求項６】
前記展開手段の少なくとも一部分がアクチュエータを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の格納式平面構造（ＳＰＥ）。
【請求項７】
Ｎが３以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の格納式平面構造（ＳＰＥ）。
【請求項８】
人工衛星であって、展開手段が装備されている継手を用いて、前記ロッドの組立品の少なくとも一部分用のベースとして、前記衛星の支持要素（ＳＵＰ）上へ固定されたやり方で取り付けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の格納式平面構造（ＳＰＥ）を備える人工衛星。
【請求項９】
前記構造（ＳＰＥ）が折り畳まれているとき、前記構造のロッドの組立品（ＥＰ１、ＥＰ２、・・・、ＥＰＫ、・・・、ＥＰＮ、ＥＩ１、ＥＩ２、・・・、ＥＩＫ、・・・、ＥＩＮ）が前記支持要素（ＳＵＰ）の表面と実質的に直角である、請求項８に記載の人工衛星。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は格納式平面構造、及びそのような構造を含む人工衛星に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーセイル又は大きな日よけのような、特に宇宙における、大きな平面構造の展開は益々広まっている。
【０００３】
宇宙において大寸法を有する平面構造を展開することは、宇宙船の打ち上げは打ち上げの際にコンパクトであるという条件を伴うため、極めて拘束が多く、そして展開された時の膜の表面積が大きければ大きい程、打ち上げ時には一層劇的な制約を包含する。
【０００４】
本発明はとりわけ宇宙の用途に関係する。それに対する理由は、それが格納されるか又は折り畳まれる構成を有するとき、その低減された体積が、打ち上げの間に課されるコンパクトさの制約に特に適応するためである。反対に、その能動的な又は展開される構成は、人工衛星が宇宙において運転可能なとき、使用できることを許す。
【０００５】
宇宙用途の分野において、日よけタイプの格納式構造は、継手により端部間で接続されたロッドの組立品が装備されているものとして知られる。
【０００６】
そのような構造は、少なくとも２つ以上の複数のロッドに対する大寸法の膜には適合せず、その理由はこれらの膜には最低限の張力が必要なためである。衛星の展開中の破れに対するあらゆるリスクを避けるため、膜要素は、たるみを示さなければならず、すなわち張力の作用するそれらの表面積は、それらの展開表面積よりも大きくなければならないが、しかしこのたるみは少なくとも部分的にソーラーセイル及び、とりわけ日よけの用途のために修復されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の１つの目的は、人工衛星が展開されるとき、膜の破れに関してリスクが制限された、格納式平面構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様において、それぞれが展開手段を装備されているｎ−１個の継手により、端部間で接続されたｎ本の主要ロッドのＮ組の主要組立品につながれた、広げ得る１枚の膜と、ｎ−１個の継手により端部間で接続された、前記主要ロッドよりも嵩張らないｎ本の中間ロッドの、少なくとも１組の中間組立品とを含む、格納式平面構造が提供される。
【０００９】
そのような構造は、その展開中に膜が破れるリスクを制限し、一方で同時に、展開が終了したとき、膜要素の十分な張力を確保する。
【００１０】
１つの実施形態において、前記中間ロッドは前記主要ロッドよりも軽い。
【００１１】
中間ロッドは、それらの軽さのために利用が非常に簡単である。
【００１２】
１つの実施形態において、中間組立品の前記中間ロッド同士を接続する前記継手には、それぞれ展開手段が装備されている。
【００１３】
従って、これらの中間ロッドは、主要ロッドの展開中に幾つかの硬いポイントに遭遇した場合、主要ロッドの展開においても助力することができる。
【００１４】
１つの実施形態において、前記展開手段の少なくとも一部分は受動的であり、例えば圧縮ばね又はカルペンティエル（Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ）継手を含む。
【００１５】
受動的展開手段の使用は、電動機式の能動的手段の使用よりも、経済的に有利で技術的に単純であり、このタイプの展開が大抵の場合に単発で、格納がその後に続かず、このタイプの展開可能な構造を対象とする用途が、一度限り展開される構造のみを必要とするという点において十分である。
【００１６】
１つの変形として、又は組合せにおいて、前記展開手段の少なくとも一部分はアクチュエータ又は言い換えれば制御される装置を備え、それに供給されたエネルギーを、自動化されたシステムにおける任務の実行のために有用な仕事へと、この場合にはアクチュエータが装備されている継手によって接続される２本のロッドの展開へと変換する。
【００１７】
例えば、Ｎは３以上であり得る。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、衛星であって、前述のような構造が、圧縮ばね又はカルペンティエル（Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ）継手のような展開手段が装備されている継手を用いて、前記ロッドの組立品の少なくとも一部分用のベースとして、前記衛星の支持要素上へ固定されたやり方で取り付けられている衛星が提供される。
【００１９】
そのような衛星は、従って展開時に大きな表面積を有する格納式平面構造を装着し得、それが展開された時に膜の破れのリスクを大幅に制限し、そして現在の打ち上げロケットに適合したコンパクトさを可能にする。
【００２０】
１つの実施形態において、前記構造のロッドの組立品は、前記構造が折り畳まれるか格納されているとき、前記支持要素の表面と実質的に直角である。
【００２１】
従って、そのコンパクトさは打ち上げ用に最適化される。
【００２２】
本発明は、制限されない例のために記述され、添付図により例証される幾つかの実施形態を学ぶことによって、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の１つの態様による格納式平面構造の一例を図式的に説明している。
【図２ａ−２ｄ】衛星に属する、図１による格納式平面構造の展開を断面図で図式的に説明している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
全ての図において、同じ参照記号を有する要素は同様である。
【００２５】
図１は、それぞれ展開要素が装備されている、ｎ−１個の継手ＥＰＫ＿Ａ１、ＥＰＫ＿Ａ２、・・・、ＥＰＫ＿Ａｎ−１により、端部間で接続されたｎ本の主要ロッドＥＰＫ＿ＴＰ１、ＥＰＫ＿ＴＰ２、・・・、ＥＰＫ＿ＴＰｎの、Ｎ組の主要組立品ＥＰ１、ＥＰ２、・・・、ＥＰＫ、・・・、ＥＰＮにつながれた、例えばマイラー、カプトン、又はカーボン織り繊維で作られた広げ得る膜ＭＤを含む、格納式平面構造ＳＰＥの一例を図式的に示す。格納式平面構造ＳＰＥは、ｎ−１個の継手ＥＩＫ＿Ａ１、ＥＩＫ＿Ａ２、・・・、ＥＩＫ＿Ａｎ−１により、端部間で接続された、主要ロッドよりも嵩張らない、ｎ本の中間ロッドＥＩＫ＿ＴＩ１、ＥＩＫ＿ＴＩ２、・・・、ＥＩＫ＿ＴＩｎの、少なくとも１組の中間組立品ＥＩ１、ＥＩ２、・・・、ＥＩＫ、・・・、ＥＩＮもまた含む。
【００２６】
図１の例において、主要組立品ＥＰＫの数Ｎは６（ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４、ＥＰ５、及びＥＰ６）に等しく選ばれ、中間組立品ＥＩＫの数は６（ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＩ３、ＥＩ４、ＥＩ５、及びＥＩ６）に等しく選ばれ、そして主要組立品ＥＰＫと中間組立品ＥＩＫ当りのロッド数ｎは３に等しく選ばれる。
【００２７】
中間ロッドＥＩＫ＿ＴＩ１、ＥＩＫ＿ＴＩ２、・・・、ＥＩＫ＿ＴＩｎは主要ロッドＥＰＫ＿ＴＰ１、ＥＰＫ＿ＴＰ２、・・・、ＥＰＫ＿ＴＰｎよりも軽い。従って、広げ得る膜ＭＤが破れるリスク無しに、そして低減された質量及び費用で、十分な張力がＭＤに加えられる。
【００２８】
この場合、中間組立品ＥＩ１、ＥＩ２、・・・、ＥＩＫ、・・・、ＥＩＮの中間ロッドＥＩＫ＿ＴＩ１、ＥＩＫ＿ＴＩ２、・・・、ＥＩＫ＿ＴＩｎを接続する継手ＥＩＫ＿Ａ１、ＥＩＫ＿Ａ２、・・・、ＥＩＫ＿Ａｎ−１には、それぞれ展開要素が装備されている。
【００２９】
展開要素の少なくとも一部分は受動的であり、例えば圧縮ばね又はカルペンティエル（Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ）継手を含み得る。受動要素の使用は、それらが接続するロッドの展開を生じる外部要素によって供給される力を必要としない。運動の調整手段は、太陽発電機において既に使用されている従来のタイプ（１つのロッド組立品用又は全てのロッド組立品用の、場合によっては電動機−ブレーキである遠心調整器）であり、本特許出願においては考慮されていない。１回以上の格納が必要と考えられる場合、圧縮ばね又はカルペンティエル（Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ）継手は電動機により置き換えられるべきである。
【００３０】
１つの変形として、又は組合せにおいて、展開要素の少なくとも一部分はアクチュエータを備え得る。そのような実施形態は図に例証されていない。
【００３１】
大きな構造に対して、Ｎは３以上であり得る。
【００３２】
このタイプの構造は、衛星の支持要素ＳＵＰ上において、展開要素が装備されている継手ＥＰＫ＿Ａ０、ＥＩＫ＿Ａ０を用いて、ロッドの組立品ＥＰＫ、ＥＩＫの少なくとも一部分のためのベースとして、前記衛星の支持要素ＳＵＰ上へ固定されたやり方で取り付けられるのに、完全に適合している。
【００３３】
打ち上げ中に衛星の構造ＳＰＥが格納されているとき、構造ＳＰＥのロッドの１つの組立品ＥＰ１、ＥＰ２、・・・、ＥＰＫ、・・・、ＥＰＮ、ＥＩ１、ＥＩ２、・・・、ＥＩＫ、・・・、又はＥＩＮは、支持要素ＳＵＰの表面に対して実質的に直角である。
【００３４】
図２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄにおいて、衛星の支持要素ＳＵＰの表面上へ取り付けられた格納式平面構造ＳＰＥの展開の、断面の概略図が示されている。記述されている例において、これは図１による構造ＳＰＥ（Ｎ＝６及びｎ＝３）である。
【００３５】
最初に、打ち上げの間、格納式平面構造ＳＰＥは折り畳まれている。図２ａにおいては、例えば２つの直径上で対向する主要組立品ＥＰ１とＥＰ４の断面が示されている。
【００３６】
これらの主要組立品の各々は、その３本の主要ロッドＥＰＫ＿ＴＰ１、ＥＰＫ＿ＴＰ２、及びＥＰＫ＿ＴＰ３を備え、それらは継手ＥＰＫ＿Ａ１及びＥＰＫ＿Ａ２を用いてアコーディオン状に折り畳まれ、そしてそれらの継手ＥＰＫ＿Ａ０を用いて支持体ＳＵＰ上へ回転可能なやり方で取り付けられている。
【００３７】
一旦軌道に乗ると、図２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄに例証されるように、平面構造の展開が行なわれる。まず最初に、アコーディオン状に折り畳まれた複数の組立品が、広げ得る膜ＭＤの第一の環状部分を展開するようなやり方で、支持体ＳＵＰに固定されたそれらの継手の周りを実質的に９０°の回転を行なうことにより開く。構造ＳＰＥはそのとき、図２ｂにおける状態に従って、断面で見られるように構成される。
【００３８】
それに続いて、広げ得る膜ＭＤの第二の環状部分を展開するようなやり方で、組立品ＥＰＫの第二と第三のロッドＥＰＫ＿ＴＰ２及びＥＰＫ＿ＴＰ３により、１８０°の回転がそれらの継手ＥＰＫ＿Ａ１の周りに外側へ向かって行なわれる。構造ＳＰＥはそのとき、図２ｃにおける状態に従って、断面で見られるように構成される。
【００３９】
最後に、広げ得る膜ＭＤの第三の環状部分を展開するようなやり方で、組立品ＥＰＫの第三のロッドＥＰＫ＿ＴＰ３により、１８０°の回転がそれらの継手ＥＰＫ＿Ａ２の周りに外側へ向かって行なわれる。構造ＳＰＥはそのとき、図２ｄにおける状態に従って、断面で見られるように完全に展開される。
【００４０】
勿論、この展開の間に中間組立品は同様のやり方で展開される。ロッドの組立品は必ずしも全てがベースとして支持体ＳＵＰにつながれる必要はなく、必ずしもそれらの全てが支持体ＳＵＰ上へ回転可能なやり方で取り付けられた継手を備える必要はない。
【００４１】
全ての継手は、圧縮ばね或いはカルペンティエル（Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ）継手のような受動的展開手段、及び／又はアクチュエータのような能動的展開手段によって展開され得る。
【符号の説明】
【００４２】
ＥＰＫ（ＥＰ１〜ＥＰＮ）  主要組立品  
ＥＩＫ（ＥＩ１〜ＥＩＮ）  中間組立品   
ＥＰＫ＿ＴＰ１  主要ロッド  
ＥＰＫ＿ＴＰ２  主要ロッド  
ＥＰＫ＿ＴＰ３  主要ロッド  
ＥＰＫ＿ＴＰｎ  主要ロッド  
ＥＩＫ＿ＴＩ１  中間ロッド  
ＥＩＫ＿ＴＩ２  中間ロッド  
ＥＩＫ＿ＴＩｎ  中間ロッド  
ＥＩＫ＿Ａ０  展開要素が装備されている継手  
ＥＰＫ＿Ａ１  継手  
ＥＰＫ＿Ａ２  継手  
ＥＰＫ＿Ａｎ−１  継手  
ＥＩＫ＿Ａ０  展開要素が装備されている継手  
ＥＩＫ＿Ａ１  継手  
ＥＩＫ＿Ａ２  継手  
ＥＩＫ＿Ａｎ−１  継手  
ＳＵＰ  支持要素  
ＳＰＥ  格納式平面構造  
【図１】
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【図２ａ−２ｄ】
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