(57)【要約】メインヒンジ（Ｈｍ１）の第一ヒンジ軸に設けられたガイド（１０１）と、サイドヒンジ（Ｈｓ１１）の第二ヒンジ軸に設けられたガイド（１０２）と、第２サイドパネル（Ｐｓ２）に固定されガイド（１０１）およびガイド（１０２）に順次当接することで当該第２サイドパネル（Ｐｓ２）の展開を係止する展開係止アーム（２００、２０１、２０２）と、を有し、展開係止アームがガイド（１０１）に当接した状態で第２メインパネルが展開すると、ガイド（１０１）から外れ、ガイド（１０２）と当接し、ガイド（１０２）に当接した状態で第１サイドパネルが展開すると、展開係止アームがガイド（１０２）から外れ第２サイドパネル（Ｐｓ２）が展開する。
2019150873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
展開前において折り畳まれた複数のパネルが配列され、これらのパネルを順次展開するパネル展開装置であって、
第１メインパネルと第２メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結するメインヒンジと、
前記第１メインパネルと第１サイドパネルとを前記第一ヒンジ軸と直交する第二ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第１サイドヒンジと、
前記第２メインパネルと第２サイドパネルとを前記第１サイドヒンジとは反対側の第三ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第２サイドヒンジと、
前記メインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第１メインパネル側に固定された第１ガイド手段と、
前記サイドヒンジの前記第二ヒンジ軸に設けられ、前記第１サイドパネル側に固定された第２ガイド手段と、
前記第２サイドパネルに固定され、前記第１ガイド手段および前記第２ガイド手段に順次当接することで当該第２サイドパネルの展開を係止する展開係止手段と、
を有し、
前記展開係止手段が前記第１ガイド手段に当接した状態で前記第２メインパネルおよび前記第２サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第１ガイド手段から外れ、前記第２ガイド手段と当接し、
前記展開係止手段が前記第２ガイド手段に当接した状態で前記第１サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第２ガイド手段から外れ、前記第２サイドパネルが前記第２メインパネルに対して展開する、
パネル展開装置。
【請求項２】
前記展開係止手段が、
前記第１の辺に沿って伸び前記第１ガイド手段と当接可能に配置された第１係止部材と、
前記第２の辺に沿って伸び前記第２ガイド手段と当接可能に配置された第２係止部材と、
を有し、前記第１係止部材が前記第１ガイド手段に当接した状態で前記メインヒンジの回転によって前記第２メインパネルが展開すると、前記展開係止手段の前記第１係止部材が前記第１ガイド手段から外れ、前記第２係止部材が前記第２ガイド手段と当接し、これによって前記第２サイドパネルの前記第２メインパネルに対する展開の係止が維持され、
前記第２係止部材が前記第２ガイド手段に当接した状態で前記第１サイドヒンジの回転によって前記第１サイドパネルが前記第１メインパネルに対して展開すると、前記展開係止手段の前記第２係止部材が前記第２ガイド手段から外れ、前記第２サイドパネルが前記第２メインパネルに対して展開する、
請求項１に記載のパネル展開装置。
【請求項３】
前記第１ガイド手段が、前記メインヒンジの前記メインパネル側のアームに固定され、前記第一ヒンジ軸を中心とする第１筒状部材を有し、前記第１筒状部材の側面の一部に前記第１係止部材が外れるための第１開口部が形成され、
前記第２ガイド手段が、前記第１サイドヒンジの前記第１サイドパネル側のアームに固定され、前記第二ヒンジ軸を中心とする第２筒状部材を有し、前記第２筒状部材の側面の一部に前記第２係止部材が外れるための第２開口部が形成された、
請求項１または２に記載のパネル展開装置。
【請求項４】
前記第１係止部材が前記第１ガイド手段の前記第１筒状部材に当接した状態で、前記メインヒンジにより、前記第１メインパネルおよび前記第１サイドパネルからなる第一の組に対して、前記第２メインパネルおよび前記第２サイドパネルからなる第二の組が展開し、それに伴って前記第１係止部材が前記第１筒状部材を移動し、
前記第１係止部材が前記第１ガイド手段の前記第１開口部の位置に到達する前に前記第２係止部材が前記第２ガイド手段に到達し、
前記第１係止部材が前記第１ガイド手段の前記第１開口部に到達して係止が解除されると、前記第２係止部材が前記第２ガイド手段の前記第２筒状部材に当接して係止され、
前記第２係止部材が前記第２ガイド手段の前記第２筒状部材に当接した状態で、前記第一の組の前記第１サイドパネルが前記第１サイドヒンジにより展開し、それに伴って前記第２筒状部材が前記第２係止部材に対して回転し、
前記第２ガイド手段の前記第２開口部が前記第２係止部材の位置に到達すると、前記第２係止部材が前記第２ガイド手段の前記第２開口部を通して係止が解除され、前記展開係止手段に接続された前記第２サイドパネルが前記第２メインパネルに対して展開する、
請求項３に記載のパネル展開装置。
【請求項５】
第１メインパネルと第２メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第２のメインヒンジと、
前記第２のメインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第２メインパネル側に固定された第３ガイド手段と、
前記第１サイドパネルに固定され、前記第３ガイド手段に当接することで当該第１サイドパネルの展開を係止する第２展開係止手段と、
を有し、
前記第２展開係止手段が前記第３ガイド手段に当接した状態で前記第２メインパネルおよび前記第２サイドパネルが展開すると、前記第２展開係止手段が前記第３ガイド手段から外れ、前記第１サイドパネルの展開が開始する、
請求項１−４のいずれか１項に記載のパネル展開装置。
【請求項６】
前記第１ガイド手段および前記第２ガイド手段における前記展開係止手段が当接する当接部の長さにより、サイドパネルの開始タイミングが設定される請求項１−５のいずれか１項に記載のパネル展開装置。
【請求項７】
展開前において折り畳まれた複数のパネルが配列され、これらのパネルを順次展開する方法であって、
第１メインパネルと第２メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結するメインヒンジと、
前記第１メインパネルと第１サイドパネルとを前記第一ヒンジ軸と直交する第二ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第１サイドヒンジと、
前記第２メインパネルと第２サイドパネルとを前記第１サイドヒンジとは反対側の第三ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第２サイドヒンジと、
前記メインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第１メインパネル側に固定された第１ガイド手段と、
前記第１サイドヒンジの前記第二ヒンジ軸に設けられ、前記第１サイドパネル側に固定された第２ガイド手段と、
前記第２サイドパネルに固定され、前記第１ガイド手段および前記第２ガイド手段に順次当接することで当該第２サイドパネルの展開を係止する展開係止手段と、
を有するパネル展開装置において、
前記展開係止手段が前記第１ガイド手段に当接した状態で前記メインヒンジの回転によって前記第２メインパネルが展開し、
前記第２メインパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第１ガイド手段から外れ、前記第２ガイド手段と当接し、これによって前記第２サイドパネルの前記第２メインパネルに対する展開の係止が維持され、
前記展開係止手段が前記第２ガイド手段に当接した状態で前記第１サイドヒンジの回転によって前記第１サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第２ガイド手段から外れ、前記第２サイドパネルが前記第２メインパネルに対して展開する、
パネル展開方法。
【請求項８】
請求項１−６のいずれか１項に記載のパネル展開装置を有する展開構造物。
【請求項９】
請求項１−６のいずれか１項に記載のパネル展開装置を有する、宇宙航行体に搭載される太陽電池パドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
太陽電池パドルや大型アンテナ等の展開構造物に用いられるパネル展開装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メインパネルとサイドパネルからなる展開構造物をシーケンシャルに展開する装置がいくつか提案されている。たとえば、特許文献１に開示された展開機構は、メインパネルとサイドパネルとがラッチ機構を有するヒンジで連結されており、メインパネルが十分展開したときにヒンジ部のラッチが解除され、サイドパネルが展開を開始する。したがって、パネルスタックから複数のメインパネルが順次展開していくと、展開が完了したメインパネルから順次、サイドパネル展開が開始される。【０００３】
また、特許文献２に開示された展開機構は、メインパネルの両側に展開するサイドパネルがメインパネルに重なって収納されており、メインパネルの展開後に一方のサイドパネルが展開し、その展開によって他方のサイドパネルのラッチが解除され、他方のサイドパネルの展開が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５９０９８６０号明細書
【特許文献２】米国特許第６０１００９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に開示された展開機構は、シーケンシャルなサイドパネル展開を実現するためにパネルの展開ラッチ機構と連動する構造を採用している。このために、ヒンジのラッチ機構が複雑化し、スペースおよび質量の増大を招来する。また、サイドパネルの展開は、メインパネルあるいは先行するサイドパネルが展開してラッチされるまで開始されない。このために、パネル展開の開始タイミングを調整することができない。さらに、上記特許文献に開示された展開機構では、サイドパネルを一方向から順に展開させることができない。また、メインパネルの展開とサイドパネルの展開とを切り分け、サイドパネルをシーケンシャルに展開制御することができない。また、同期機構を用いない場合には、展開挙動が不安定となり展開ラッチ時の衝撃が過剰になるという難点もある。【０００６】
そこで、本発明の目的は、ヒンジ構成を複雑化することなく、パネル展開の開始タイミングの自由度を向上させ、メインパネルと切り分けたサイドパネルのシーケンシャルな展開を実現することができるパネル展開装置およびパネル展開方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、展開前において折り畳まれた複数のパネルが配列され、これらのパネルを順次展開するパネル展開装置であって、第１メインパネルと第２メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結するメインヒンジと、前記第１メインパネルと第１サイドパネルとを前記第一ヒンジ軸と直交する第二ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第１サイドヒンジと、前記第２メインパネルと第２サイドパネルとを前記第１サイドヒンジとは反対側の第三ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第２サイドヒンジと、前記メインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第１メインパネル側に固定された第１ガイド手段と、前記サイドヒンジの前記第二ヒンジ軸に設けられ、前記第１サイドパネル側に固定された第２ガイド手段と、前記第２サイドパネルに固定され、前記第１ガイド手段および前記第２ガイド手段に順次当接することで当該第２サイドパネルの展開を係止する展開係止手段と、を有し、前記展開係止手段が前記第１ガイド手段に当接した状態で前記第２メインパネルおよび前記第２サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第１ガイド手段から外れ、前記第２ガイド手段と当接し、前記展開係止手段が前記第２ガイド手段に当接した状態で前記第１サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第２ガイド手段から外れ、前記第２サイドパネルが前記第２メインパネルに対して展開する。
本発明の他の態様によれば、展開前において折り畳まれた複数のパネルが配列され、これらのパネルを順次展開する方法であって、第１メインパネルと第２メインパネルとを第一ヒンジ軸の周りに展開可能に連結するメインヒンジと、前記第１メインパネルと第１サイドパネルとを前記第一ヒンジ軸と直交する第二ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第１サイドヒンジと、前記第２メインパネルと第２サイドパネルとを前記第１サイドヒンジとは反対側の第三ヒンジ軸の周りに展開可能に連結する第２サイドヒンジと、前記メインヒンジの前記第一ヒンジ軸に設けられ、前記第１メインパネル側に固定された第１ガイド手段と、前記第１サイドヒンジの前記第二ヒンジ軸に設けられ、前記第１サイドパネル側に固定された第２ガイド手段と、前記第２サイドパネルに固定され、前記第１ガイド手段および前記第２ガイド手段に順次当接することで当該第２サイドパネルの展開を係止する展開係止手段と、を有するパネル展開装置において、前記展開係止手段が前記第１ガイド手段に当接した状態で前記メインヒンジの回転によって前記第２メインパネルが展開し、前記第２メインパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第１ガイド手段から外れ、前記第２ガイド手段と当接し、これによって前記第２サイドパネルの前記第２メインパネルに対する展開の係止が維持され、前記展開係止手段が前記第２ガイド手段に当接した状態で前記第１サイドヒンジの回転によって前記第１サイドパネルが展開すると、前記展開係止手段が前記第２ガイド手段から外れ、前記第２サイドパネルが前記第２メインパネルに対して展開する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヒンジ構成を複雑化することなく、パネル展開の開始タイミングの自由度を向上させ、メインパネルと切り分けたサイドパネルのシーケンシャルな展開を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の一実施形態によるパネル展開装置の概略的構造を示す斜視図である。
【図２】図２は本実施形態によるパネル展開装置のパネル展開動作の一例を示す図である。
【図３】図３は図１に示すパネル展開装置の概略的平面図である。
【図４】図４は図１に示すパネル展開装置の概略的側面図である。
【図５】図５は図１に示すパネル展開装置における係止アームの一例を示す斜視図である。
【図６】図６は本実施形態に使用されるガイド付きヒンジの概略的構成を示す分解斜視図である。
【図７】図７は本実施形態によるパネル展開装置の基本的な動作を説明するための部分的拡大平面図である。
【図８】図８は本実施形態のパネル展開動作を説明するためのメインパネル展開前のパネル展開装置の概略的平面図である。
【図９】図９は本実施形態のパネル展開動作を説明するためのメインパネル展開途中のパネル展開装置の概略的平面図である。
【図１０】図１０は本実施形態のパネル展開動作を説明するためのメインパネル展開完了時のパネル展開装置の概略的平面図である。
【図１１】図１１は図１０に示す展開完了時のパネル展開装置の概略的側面図である。
【図１２】図１２は本実施形態のパネル展開動作を説明するためのサイドパネル展開途中のパネル展開装置の概略的側面図である。
【図１３】図１３は本実施形態のパネル展開動作を説明するためのサイドパネル展開完了時のパネル展開装置の概略的側面図である。
【図１４】図１４は本発明の他の実施形態によるパネル展開装置のパネル展開動作を説明するためのパネル展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態の概要＞
本発明の実施形態によれば、直交する２つのヒンジ軸にそれぞれ設けられたガイドと、これらのガイドに当接する係止アームとをラッチ機構とは別個に設ける。係止アームは、先行するメインパネルあるいはサイドパネルを展開するヒンジの回転を利用することで、ヒンジ軸の異なる２つのガイドに順次当接し、これにより最後に展開すべきサイドパネルの展開が抑制される。係止アームが全てのガイドから外れた時に、最後に展開すべきサイドパネルの展開が開始される。このように構成することで、大がかりな同期機構を設けることなく、メインパネル展開とサイドパネル展開を分離し、サイドパネル展開をシーケンシャルに制御することが可能となる。係止アームはガイドに引っ掛かるフックで構成することができるので、シンプルな展開係止機構手段によりサイドパネルのシーケンシャルな展開制御が可能となる。
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１〜図１４は、本発明の実施形態によるパネル展開装置の構成および動作を説明するために例示された図であり、各部品の実際の形状および寸法、ならびに寸法の実際の比率を示すものではない。
【００１２】
１．概略的構成
以下、本実施形態によりパネルがスタックされた状態から係止アームにより、パネルが順次展開する場合を一例として説明する。４枚のパネルは、同一の矩形状を有し、２枚のメインパネルと、それぞれのメインパネルと連結する２枚のサイドパネルからなるものとする。
【００１３】
図１に例示するように、メインパネルＰｍ１、サイドパネルＰｓ１、メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２からなるパネルスタックにおいて、各パネルの第一の辺をＡＢ、第二の辺をＡＤ、第三の辺をＢＣとして表すものとする。第一の辺ＡＢと第二の辺ＡＤとは直交しており、第三の辺ＢＣは第二の辺ＡＤと向かい合う平行な辺である。なお、この表記はあくまでも便宜上の呼称であり、本実施形態の形状を限定するものではない。
【００１４】
図１において、メインパネルＰｍ１とメインパネルＰｍ２とは、第一の辺ＡＢ側に設けられたメインヒンジＨｍ１およびＨｍ２により回動可能に連結されている。また、メインパネルＰｍ１とサイドパネルＰｓ１とは、第二の辺ＡＤ側に設けられたサイドヒンジＨｓ１１およびＨｓ１２により回動可能に連結されている。さらに、メインパネルＰｍ２とサイドパネルＰｓ２とは、第三の辺ＢＣ側に設けられたサイドヒンジＨｓ２１およびＨｓ２２（図３、図４参照。図１では隠れている。）により回動可能に連結されている。これらメインヒンジおよびサイドヒンジはいずれも展開する方向に付勢されている。
【００１５】
本実施形態によるパネル展開装置は、メインヒンジＨｍ１に設けられたガイド１０１と、サイドヒンジＨｓ１１に設けられたガイド１０２と、サイドパネルＰｓ２に固定された係止アーム２００に設けられたローラ２０１および２０１と、からなる。パネル展開装置は、図１におけるパネル角部Ａの近傍に集約して配置される。また、メインヒンジＨｍ２にガイド２１２が、サイドパネルＰｓ１に固定された係止アーム２１０にローラ２１１がそれぞれを設けられる。パネル展開装置の詳細な構成については後述する。
【００１６】
本実施形態によれば、ローラ２０１は、メインヒンジＨｍ１の回動に従ってガイド１０１に引っ掛かった状態で移動し、ローラ２１１も同様にメインヒンジＨｍ２の回動に従ってガイド２１２に引っ掛かった状態で移動する。ローラ２０１がガイド１０１から外れるときに、ローラ２０２はガイド１０２に引っ掛かる。したがって、係止アーム２００に固定したサイドパネルＰｓ２は依然として展開を開始できない。また、ローラ２１１がガイド２１２に当接している限りサイドパネルＰｓ１は展開を開始できない。ローラ２１１は、ローラ２０２がガイド１０２に引っ掛かる時にガイド２１２から外れ、それによってサイドパネルＰｓ１がサイドヒンジＨＳ１１およびＨｓ１２により展開を開始する。サイドヒンジＨｓ１１の回動に従ってサイドパネルＰｓ１が展開を開始すると、ローラ２０２に対してガイド１０２が回転し、所望の展開状態でローラ２０２がガイド１０２を外れる。これによって最後のサイドパネルＰｓ２の展開が開始される。このように、ヒンジ回転に従ってガイド１０１および１０２とローラ２０１および２０２とが絡む動作によって、図２に示すように、メインパネル展開とサイドパネル展開とをシーケンシャルに制御することができる。
【００１７】
図２において、本実施形態によるパネル展開シーケンスは、まず、メインパネルＰｍ１とＰｍ２とがそれぞれのサイドパネルを伴って展開し、それによってローラ２０１がガイド１０１から外れ、ローラ２０２がガイド１０２に引っ掛かる。続いて、メインパネルＰｍ２が展開することで、ローラ２１１がガイド２１２から外れてサイドパネルＰｓ１が展開を開始する。サイドパネルＰｓ１が展開すると、ローラ２０２がガイド１０２から外れ、サイドパネルＰｓ２が展開する。以下、図３〜図１３を参照しながら、本実施形態の詳細な展開メカニズムおよび動作について説明する。
【００１８】
２．パネル展開装置
図３において、メインヒンジＨｍ１は展開する方向Ｒ１に付勢されており、そのヒンジ軸部のメインパネルＰｍ１側のアームには円筒形状のガイド１０１が固定されている。ガイド１０１の上部はガイド開口部１０１ａとなっており、ガイド１０１の側面の所定部分には所定幅のガイドスリット１０１ｂが形成されている。
【００１９】
係止アーム２００はサイドパネルＰｓ２の角部Ａに固定され、ガイド１０１まで延びている。係止アーム２００の先端部には、第一の辺ＡＢの方向、すなわちガイド１０１側へ延びた係止軸にローラ２０１が設けられている。係止アーム２００のローラ２０１より後方には、ローラ２０１と直交する第二の辺ＡＤの方向に延びた係止軸にローラ２０２が設けられている。ローラ２０１はガイド開口部１０１ａを通してガイド１０１に当接するように配置されている。ローラ２０２とガイド１０２との位置関係については後述する（図４、図７参照）。
【００２０】
図４において、サイドヒンジＨｓ１１は展開する方向Ｒ２に付勢されており、そのヒンジ軸部のサイドパネルＰｓ１側のアームには円筒形状のガイド１０２が固定されている。ガイド１０２の上部はガイド開口部１０２ａとなっており、ガイド１０２の側面の所定部分には所定幅のガイドスリット１０２ｂが形成されている。係止アーム２００は、ローラ２０２がガイド１０２の中心とほぼ同じ高さになるように設置されている。さらに、メインヒンジＨｍ２のヒンジ軸部のメインパネルＰｍ２側のアームには円筒形状のガイド１０３が固定されている。ガイド１０３の上部（図面では下側）はガイド開口部となっており、ガイド１０３の側面の所定部分には所定幅のガイドスリット１０３ｂが形成されている。係止アーム２１０は、ローラ２１１がガイド１０３と当接するように配置される。また、ガイドスリット１０３ｂは、ローラ２１１が通過できる幅に形成されている。
【００２１】
図４に典型的に示されるように、サイドパネルＰｓ１はサイドヒンジＨｓ１１およびＨｓ１２によりメインパネルＰｍ１に対して展開する方向（矢印Ｒ２方向）に付勢されている。しかしながら、メインパネルＰｍ２が展開しても、メインヒンジＨｍ２のガイド１０３がローラ２１１に当接している限りは、サイドパネルＰｓ１の展開を係止する。また、サイドパネルＰｓ２はサイドヒンジＨｓ２１およびＨｓ２２によりメインパネルＰｍ２に対して展開する方向（矢印Ｒ３方向）に付勢されている。ところが、ローラ２０１がガイド１０１に当接している限り、係止アーム２００がサイドパネルＰｓ２の展開を係止する。ガイド１０３の所定箇所にガイドスリット１０３ｂが形成されているので、ガイド１０３が所定角度だけ回転すると、ローラ２１１がガイドスリット１０３ｂに到達し、ガイド１０３から外れる。同様に、ガイド１０１の所定箇所にガイドスリット１０１ｂが形成されているので、ガイド１０１が所定角度だけ回転すると、ローラ２０１がガイドスリット１０１ｂに到達すればガイド１０１から外れる。同時に、ローラ２０２がガイド１０２に当接してサイドパネルＰｓ２の展開を引き続き係止する。
【００２２】
図５に例示するように、係止アーム２００はローラ２０１および２０２がそれぞれガイド１０１および１０２と当接するように位置調整されている。なお、係止アーム２００の形状は図５に例示したものに限定されない。上述したように係止アーム２００が展開係止手段として機能するように、任意の形状を採用できる。また、係止アーム２００から２軸方向に延びた２本の係止部材は、それぞれガイド１０１および１０２の側壁内面に当接して移動することを考慮すれば、ローラ２０１および２０２を採用することが望ましい。
【００２３】
＜ガイド付きヒンジ＞
上述したように、本実施形態におけるメインヒンジおよびサイドヒンジはヒンジ機構に関しては同一の構造を有するが、メインヒンジＨｍ１、Ｈｍ２およびサイドヒンジＨｓ１１のみガイド１０１、１０２および１０３がそれぞれ追加されている。以下、メインヒンジＨｍ１、Ｈｍ２およびサイドヒンジＨｓ１１の構成について図６を参照しながら説明する。ただし、メインヒンジＨｍ１、Ｈｍ２およびサイドヒンジＨｓ１１は基本的に同じ構造を有するので、これらをヒンジ３００として表記する。
【００２４】
図６において、ヒンジ３００は、第一アーム３１、第二アーム３２、展開スプリング３３およびガイド３４からなる。ガイド３４は、本実施形態におけるガイド１０１および１０２に対応する。
【００２５】
第一アーム３１はコ字型のアームからなり、アームの両端に、ヒンジ軸ＡＨに沿って一対のヒンジシャフト支持部３０１Ａおよび３０１Ｂが設けられ、各ヒンジシャフト支持部には軸受部３０２Ａおよび３０２Ｂが設けられている。この例では、ヒンジシャフト支持部３０１Ａの側に、円筒形状のガイド３４が取り付けられている。第一アーム３１には展開構造物（一つのパネル）を固定するための取付部３０３が設けられている。
【００２６】
第二アーム３２はコ字型のアームからなり、アームの両端にはヒンジ軸ＡＨに沿って一本のヒンジシャフト３０４が固定されている。ヒンジシャフト３０４には、その内部に所定のラッチ機構３０５が設けられ、展開状態を保持することができる。ラッチ機構３０５としては、展開構造物の材質や使用環境等に応じて任意の機構を採用できるので、詳細は省略する。第二アーム３２には展開構造物（取付部３０３のパネルとは別のパネル）を固定するための取付部３０６が設けられている。なお、展開スプリング３３は、その両端を第一アーム３１および第二アーム３２にそれぞれ引っかけることで、第一アーム３１および第二アーム３２を展開方向に付勢するものとする。
【００２７】
ガイド３４の上部はガイド開口部３４ａになっており、側壁の一部はガイドスリット３４ｂが形成されている。ガイドスリット３４ｂの位置および幅は、上述したガイド１０１および１０２のいずれかに応じて異なる。また、ガイド３４は、本実施形態では第一アーム３１に螺旋止め等の固着手段による固定される。第一アーム３１に固定されれば、ガイド３４は第一アーム３１と共に回転するので、相対的に第一アーム３１に対しては静止し、第二アーム３２に対して回転する。したがって、第一アーム３１および第二アーム３２にそれぞれ取り付けるパネルを選択することで、本実施形態におけるメインヒンジＨｍ１あるいはサイドヒンジＨｓ１１として使用することができる。たとえば、ガイド１０１はメインパネルＰｍ１側のアームに固定されているので、メインヒンジＨｍ１として使用する場合には、第一アーム３１の取付部３０３にメインパネルＰｍ１を固定し、第二アーム３２の取付部３０６にメインパネルＰｍ２を固定する。
【００２８】
＜ローラおよびガイドの配置＞
図７に示すように、メインヒンジＨｍ１の回転により、メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２が１８０°展開しラッチされたものとする。メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２が収容状態から展開を開始すると、上述したようにサイドパネルＰｓ２はサイドヒンジＨｓ２１およびＨｓ２２により展開する方向（矢印Ｒ３方向）に付勢されている。したがって、同様に係止アーム２００も同じ展開方向に付勢され続けるので、ローラ２０１はガイド１０１の内面に沿って回転しながら移動する。これにより、ローラ２０１がガイド１０１に当接している限り、サイドパネルＰｓ２の展開が係止される。更に回転すると、ローラ２０１はガイドスリット１０１ｂに到達し、ガイドスリット１０１ｂを通り抜けてガイド１０１から外れる。
【００２９】
図７において、ローラ２０２は、メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２が１８０°展開する前に、ガイド１０２のガイド開口部１０２ａにローラ２０２の先頭部分が入り込むように配置される。これによって、ローラ２０１がガイド１０１から外れても、ローラ２０２がガイド１０２の内面に当接し、係止アーム２００の展開方向Ｒ３への移動を係止する。以下、本実施形態によるパネル展開装置の動作を図８〜図１３を参照しながら詳細に説明する。
【００３０】
３．パネル展開動作
図８に示すように、パネルスタック状態において、メインパネルＰｍ２は、メインヒンジＨｍ１によりメインパネルＰｍ１に対して展開方向Ｒ１に付勢されており、サイドパネルＰｓ２はサイドヒンジＨｓ２１およびＨｓ２２により展開方向Ｒ３に付勢されている。しかしながら、係止アーム２００の先端にあるローラ２０１がガイド１０１に引っ掛かっているために、サイドパネルＰｓ２の展開は抑制される。この状態においてメインパネルの展開が開始されると、メインヒンジＨｍ１によって、メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２が図９に示すように回動する。
【００３１】
図９に示すように、メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２が回動しても、ローラ２０１がガイド１０１に引っ掛かっている限り、サイドパネルＰｓ２の展開は抑制される。さらに、上述したようにローラ２１１がガイド１０３に引っ掛かっている限り、サイドパネルＰｓ１の展開は抑制される。ローラ２０１はガイド１０１のガイドスリット１０１ｂに到達するまでガイド１０１に引っ掛かり、サイドパネルＰｓ２の展開を抑制する。上述したように、サイドパネルＰｓ２はサイドヒンジＨｓ２１およびＨｓ２２により展開する方向（矢印Ｒ３方向）に付勢されているので、係止アーム２００も同じ展開方向に付勢されている。したがってローラ２０１はガイド１０１の内面に沿って回転しながら移動し、ガイドスリット１０１ｂに到達する。ただし、ローラ２０１がガイドスリット１０１ｂに到達してガイド１０１を外れる前に、少なくともローラ２０２の先頭部分がガイド１０２のガイド開口部１０２ａに入り込む。
【００３２】
図１０および図１１に示すように、メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２が１８０°展開した状態では、ローラ２０２がガイド１０２のガイド開口部１０２ａに入り込んでガイド１０２の内面に当接する。これによって、ローラ２０１がガイド１０１から外れても、サイドパネルＰｓ２の展開方向Ｒ３への展開が抑止される。
【００３３】
図１１に示すように、メインパネルＰｍ２およびサイドパネルＰｓ２が１８０°展開した状態では、ローラ２１１がガイド１０３のガイドスリット１０３ｂに到達して外れるので、サイドパネルＰｓ１がサイドヒンジＨｓ１１およびＨｓ１２により展開方向Ｒ２へ回動を開始する。
【００３４】
図１２に示すように、サイドヒンジＨｓ１１の回動に従ってサイドパネルＰｓ１が回動すると、ローラ２０２に対してガイド１０２が回転し、所望の展開状態でローラ２０２がガイド１０２のガイドスリット１０２ｂに到達して外れる。
【００３５】
図１３に示すように、ローラ２０２がガイド１０２のガイドスリット１０２ｂに到達して外れると、係止アーム２００はガイド１０１および１０２のいずれにも当接していない状態となる。これによって、最後の展開させるべきサイドパネルサイドＰｓ２がヒンジＨｓ２１およびＨｓ２２によって矢印Ｒ３方向に展開を開始する。
【００３６】
以上述べたように、本実施形態によるパネル展開装置は、メインパネルＰｍ１とＰｍ２とをそれぞれのサイドパネルを伴って展開し、それによって係止手段をローラ２０１とガイド１０１との組み合わせからローラ２０２とガイド１０２の組み合わせへ移行させる。続いて、サイドパネルＰｓ１が展開することで、ローラ２０２がガイド１０２から外れ、最後に展開すべきサイドパネルＰｓ２が展開を開始する。このように、メインパネル展開とサイドパネル展開とをシーケンシャルに制御することができる。
【００３７】
４．他の実施形態
上記実施形態では４枚のパネルの展開メカニズムを例示したが、本発明はこのパネル枚数に限定されない。上記展開メカニズムを繰り返すことで、複数のパネルをメインパネルとサイドパネルとに分離してシーケンシャルに展開することができる。
【００３８】
図１４に示すように、たとえば２２枚のパネルを同様の機構により順次展開することができる。図１４における各パネルの数字は展開の順番を示す。本実施形態による展開装置を適用することで、メインパネル１−８が順次展開し、それに続いてサイドパネル９−２２が順次展開することができる。
【００３９】
５．効果
上述したように、本発明の実施形態を採用することにより、大がかりな同期機構が無くても、メインパネル展開とサイドパネル展開を分離し、サイドパネル展開をシーケンシャルに制御することが可能となる。本実施形態は、特に軽量でシンプルな展開制御が必要な人工衛星用太陽電池パドルの展開機構に適用することで、質量の低減と、展開挙動の安定による展開ラッチ衝撃の低減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、人工衛星等の宇宙航行体に搭載される太陽電池パドルや大型アンテナの展開機構に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｐｍ１、Ｐｍ２  メインパネル
Ｐｓ１、Ｐｓ２  サイドパネル
Ｈｍ１、Ｈｍ２  メインヒンジ
Ｈｓ１１、Ｈｓ１２、Ｈｓ２１、Ｈｓ２２  サイドヒンジ
３１  第一アーム
３２  第二アーム
３３  展開スプリング
３４  ガイド
３４ａ  ガイド開口部
３４ｂ  ガイドスリット
１０１、１０２、１０３  ガイド
１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ  ガイド開口部
１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ  ガイドスリット
２００、２１０  係止アーム
２０１、２０２、２１１  ローラ
３０１  ヒンジシャフト支持部
３０２  軸受部
３０３  取付部
３０４  ヒンジシャフト
３０５  ラッチ機構
３０６  取付部
【図１】
2019150873.tif 000003
【図２】
2019150873.tif 000004
【図３】
2019150873.tif 000005
【図４】
2019150873.tif 000006
【図５】
2019150873.tif 000007
【図６】
2019150873.tif 000008
【図７】
2019150873.tif 000009
【図８】
2019150873.tif 000010
【図９】
2019150873.tif 000011
【図１０】
2019150873.tif 000012
【図１１】
2019150873.tif 000013
【図１２】
2019150873.tif 000014
【図１３】
2019150873.tif 000015
【図１４】
2019150873.tif 000016
【国際調査報告】
2019150873.tif 000017
2019150873.tif 000018