パネル装置
【課題】 小さい塊状に折畳まれた状態から、大きい面状に展開可能なパネル装置を提供する。
【解決手段】 複数のパネル体１１を備え、各パネル体１１は、複数のパネル片１２を有する。各パネル体１１同士および各パネル体１１における各パネル片１２同士が連結手段で連結されている。各パネル体１１は、各パネル片１２同士が互いに重なる格納状態（図１Ｂ（１））から、格納状態における各パネル片の重なり方向ｙに伸展して各パネル片１２が面状に並ぶ中間状態（図１Ｃ（３））に１次展開可能である。各パネル体１１は、中間状態から、中間状態における各パネル体１１の重なり方向ｚに伸展して各パネル体１１が面状に並ぶ展開状態（図１Ｄ（５）に２次展開可能である。
【解決手段】 複数のパネル体１１を備え、各パネル体１１は、複数のパネル片１２を有する。各パネル体１１同士および各パネル体１１における各パネル片１２同士が連結手段で連結されている。各パネル体１１は、各パネル片１２同士が互いに重なる格納状態（図１Ｂ（１））から、格納状態における各パネル片の重なり方向ｙに伸展して各パネル片１２が面状に並ぶ中間状態（図１Ｃ（３））に１次展開可能である。各パネル体１１は、中間状態から、中間状態における各パネル体１１の重なり方向ｚに伸展して各パネル体１１が面状に並ぶ展開状態（図１Ｄ（５）に２次展開可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塊状の格納状態から面状の展開状態に展開可能なパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境に負担をかけない発電システムとして、宇宙空間の静止軌道上に太陽電池パネルを設けて発電する宇宙太陽発電システムが考えられている。この宇宙太陽発電システムでは、十分な実用性を見出すために、一度に打上げられる太陽電池パネルは、たとえば１００ｍ四方の範囲に面状に展開しなければならない。この打上げ後とは逆に、打上げるときには、打上げ用のロケットに設けられるフェアリング内の収納スペースによる制約を受けるとともに、打上げに伴う振動からの保護を目的として、できるだけ小さい塊状に折畳まなければならない。このような太陽電池パネルは、実在せず、開発が望まれている。
【０００３】
人工衛星には、太陽電池パネルが設けられており、人工衛星は、太陽電池パネルで発電される電力を用いて稼動している。この人工衛星に設けられる太陽電池パネルもまた、打上げ時には、小さく折畳まれ、打上げ後に広く展開されて用いられる。人工衛星に設けられる太陽電池パネルは、たとえば特許文献１〜９に開示されている。特許文献１〜９に開示される太陽電池パネルは、いずれも、複数枚のパネル体を有し、各パネル体をヒンジで連結して、折畳まれた状態で打上げられ、打上げ後に展開できるように構成されている。特許文献１〜９に開示される太陽電池パネルは、折畳まれた状態で、全てのパネル体がその厚み方向に重ねられる構成である。
【０００４】
宇宙太陽発電システムで用いられる広範囲に展開しなければ成らない太陽電池パネルでは、人工衛星の太陽電池パネルに比べて、パネル体の数が多く、特許文献１〜９に開示されるように、全てのパネル体を重ねるように折畳む構成を採用すると、各パネルの重なり方向の寸法が大きくなりすぎて、ロケットに搭載することができなくなってしまう。このように従来の技術では、宇宙太陽発電システムで用いられる大型の太陽電池パネルを実現することができない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０２１００号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０９９７号公報
【特許文献３】特開２００６−１８８２０１号公報
【特許文献４】特開平７−２２３５９７号公報
【特許文献５】特開２０００−５９１２２号公報
【特許文献６】特開平１１−９１６９８号公報
【特許文献７】特開平７−１８７０８９号公報
【特許文献８】特開昭６０−１４７１５０号公報
【特許文献９】特開２００１−８８７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、できるだけ小さい塊状に折畳まれた状態から、できるだけ大きい面状に展開可能なパネル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数のパネル片をそれぞれ有する複数のパネル体であって、各パネル片が重なる格納状態から、格納状態における各パネル片の重なり方向に伸展して各パネル片が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である複数のパネル体と、
各パネル体が格納状態から中間状態に１次展開可能に、各パネル体の各パネル片を連結するとともに、各パネル体が中間状態で互いに重なり、かつ中間状態から、中間状態における各パネル体の重なり方向に伸展して各パネル体が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能に、各パネル体を連結する連結手段とを備えることを特徴とするパネル装置である。
【０００８】
また本発明は、前記連結手段は、各パネル体における１次展開が連動して同時進行するように、各パネル体同士および各パネル片同士を連結することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、１次展開中において、複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作を阻止する逆戻り防止手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記逆戻り防止手段は、格納状態から中間状態に１次展開すると、隣接するパネル片同士を予め定める角度位置関係に保持するとともに、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体同士を予め定める角度位置関係に保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のパネル体を備え、各パネル体は、複数のパネル片をそれぞれ有しており、各パネル体同士が連結手段で連結されるとともに、各パネル体における各パネル片同士が連結手段で連結されている。各パネル体は、各パネル片同士が互いに重なる格納状態から、格納状態における各パネル片の重なり方向に伸展して各パネル片が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である。さらに各パネル体は、中間状態において、各パネル体同士が互いに重なる状態にあり、かつこの中間状態から、中間状態における各パネル体の重なり方向に伸展して各パネル体が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能である。このように各パネル体が厚み方向に重ねられる状態に折畳むだけでなく、各パネル体自体が折畳まれる。これによって、できるだけ小さな塊状に折畳まれた状態から、できるだけ大きい面状に展開可能なパネル装置を実現することができる。
【００１３】
また本発明によれば、各パネル体同士および各パネル片同士が連結手段によって連結されて、各パネル体における１次展開が連動して同時進行する。これによって各パネル体に１次展開の進捗差が生じることを防ぎ、円滑に１次展開させることができる。また各パネル体が同時に２次展開に移行することができ、円滑に２次展開させることができる。このようにして、２段階に展開する構成のパネル装置を、円滑に展開させることができる。
【００１４】
また本発明によれば、格納状態から、複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となって１次展開し、中間状態となる。このようにパネル装置は、各パネル片がリンクに相当するパンタグラフ状となる構成を有している。これによって各パネル片が連動して１次展開する構成を実現することができる。
【００１５】
また本発明によれば、逆戻り防止手段が設けられ、中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作が阻止される。このように展開状態に向かう動作と逆向きの動作が阻止され、円滑に展開状態まで展開させることができる。
【００１６】
また本発明によれば、格納状態から中間状態に１次展開すると、隣接するパネル片同士が予め定める角度位置関係に保持され、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体同士が予め定める角度位置関係に保持される。このように逆戻り手段によって、各パネル片同士および各パネル体同士の角度位置関係が保持されるので、展開状態におけるパネル装置を、予め定める好適な形状に保持して用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。図１Ｂ（１）は、格納状態を示し、図１Ｂ（２）は、１次展開中の状態を示し、図１Ｃ（３）は、中間状態を示し、図１Ｃ（４）は、２次展開中の状態を示し、図１Ｄ（５）は、展開状態を示す。パネル装置１０は、図１Ｂ（１）に示す格納状態に折畳まれた状態で、ロケットに搭載されて宇宙空間に打上げられ、打上げ後に、図１Ｄ（５）に示す展開状態に展開されて利用される。
【００１８】
図１Ｂ（１）には、パネル装置１０の一部だけを示すが、パネル装置１０は、格納状態では、各稜線が、直交する第１〜第３方向ｘ〜ｚのいずれかと平行な直方体形状の塊状である。この格納状態におけるパネル装置１０の寸法は、たとえば第１方向ｘの寸法Ｌｘ０が約５ｍであり、第２方向ｙの寸法Ｌｙ０が約５ｍであり、第３方向ｚの寸法Ｌｚ０が約１０ｍである。
【００１９】
図１Ｃ（４）には、パネル装置１０の四隅みの角部だけを示すが、パネル装置１０は、展開状態では、第２および第３方向ｙ，ｚに平行な平面（以下「ｙｚ平面」という）と平行であり、各辺が、第２および第３方向ｙ，ｚのいずれかと平行な長方形の面状である。この展開状態におけるパネル装置１０の寸法は、たとえば第１方向ｘの寸法Ｌｘ１が０．０２ｍ（２０ｍｍ)であり、第２方向ｙの寸法Ｌｙ１が約１００ｍであり、第３方向ｚの寸法Ｌｚ０が約１００ｍである。
【００２０】
このパネル装置１０の用途は、特に限定されるものではなく、アンテナなどとして利用されてもよいが、本実施の形態では、宇宙太陽発電システムで用いる太陽電池パネルとして実施される。宇宙発電システムの太陽電池パネルとして実施されるパネル装置１０は、宇宙空間の静止軌道上で面状に展開され、太陽光を受光して発電し、マイクロ波で地上に送電する。
【００２１】
パネル装置１０は、複数、本実施の形態では２０枚のパネル体１１を備え、各パネル体１１は、複数、本実施の形態では１９０枚のパネル片１２をそれぞれ有する。したがってパネル装置１０は、全体で３８００枚のパネル片１２を有している。各パネル片１２は、短冊状に形成され、長手方向の寸法Ｌ１２Ｌが約５ｍであり、幅方向の寸法Ｌ１２Ｗが０．５ｍ（５００ｍｍ）であり、厚み方向寸法Ｌ１２Ｔが０．０２ｍ（２０ｍｍ）である。
【００２２】
パネル装置１０が格納状態にある場合、各パネル片１２は、長手方向が第１方向ｘと平行になり、幅方向が第３方向ｚと平行になり、厚み方向が第２方向ｙと平行になる姿勢をとる。各パネル片１２は、このような姿勢で、２０枚のパネル片１２が、幅方向の側部を突合せるようにして第３方向ｚに並べられるとともに、１９０枚のパネル片１２が、厚み方向に重なるようにして第２方向ｙに重ねられている。
【００２３】
格納状態において、第２方向ｙに重ねられている１９０枚のパネル片１２を一群とし、この一群のパネル片１２によって、１つのパネル体１１が構成される。図１Ｂ（１）には、各パネル体１１のうち１３枚のパネル片１２だけが示されている。図１Ｂ（２）〜図１Ｃ（３）には、図１Ｂ（１）に示される部分のうち、図１Ｂ（１）のセクションＡに相当する１１枚のパネル体１１の部分だけが示されている。
【００２４】
各パネル体１１は、一群のパネル片１２が互いに角変位可能に連結され、山折部と谷折部とが交互に配置されるいわば屏風のような蛇腹状に構成され、格納状態では、折畳まれた最も収縮した状態にある。各パネル体１１は、格納状態から、この格納状態における各パネル片１２の重なり方向である第２方向ｙに伸展して、各パネル片１２が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である。以下、山折部および谷折部のいずれかを不特定に指す場合、屈曲部という。
【００２５】
ここで、第３方向ｚ一方、たとえば図１の上方に凸となる部分を山折部とし、第３方向ｚ他方、たとえば図１の下方に凸となる部分を谷折部とする。第３方向ｚに互いに隣接するパネル体１１同士は、第３方向ｚ一方側のパネル体１１の谷折部と、第３方向ｚ他方側のパネル体１１の山折部とが対向するように設けられる。このような各パネル体１１が、格納状態から１次展開を開始して、第２方向ｙに伸展すると、図１Ｂ（２）に示すように、複数の菱形の筒体を束ねたようないわば蜂の巣状の状態となり、この蜂の巣状の状態を経て、やがて１次展開を完了して中間状態となる。
【００２６】
パネル装置１０が中間状態にある場合、各パネル片１２は、長手方向が第１方向ｘと平行になり、幅方向が第２方向ｙと平行になり、厚み方向が第３方向ｚと平行になる姿勢をとる。各パネル片１２は、このような姿勢で、１つのパネル体１１を構成する一群の１９０枚のパネル片１２が、幅方向の側部を突合せるようにして第２方向ｙに並べられるとともに、２０枚のパネル片１２が厚み方向に重なるようにして第３方向ｚに重ねられている。中間状態では、各パネル体１１は、第１および第２方向ｘ，ｙに平行な平面（以下「ｘｙ平面」という）と平行な面状であり、第３方向ｚに重なっている。
【００２７】
各パネル体１１は、たとえば中間状態のように面状となる状態で、パネル装置１０が、山折部と谷折部とが交互に配置されるいわば屏風のような蛇腹状になるように、互いに連結され、中間状態では、折畳まれた最も収縮した状態にある。パネル装置１０は、中間状態から、この中間状態における各パネル体１１の重なり方向である第３方向ｚに伸展して、各パネル体１１が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能である。パネル装置１０は、中間状態から２次展開を開始して、第３方向ｚに伸展すると、図１Ｃ（４）に示すように、開きかけの屏風のような状態となり、この状態を経て、やがて２次展開を完了して展開状態となる。
【００２８】
パネル装置１０が展開状態にある場合、各パネル片１２は、長手方向が第３方向ｚと平行になり、幅方向が第２方向ｙと平行になり、厚み方向が第１方向ｘと平行になる姿勢をとる。各パネル片１２は、このような姿勢で、１つのパネル体１１を構成する一群の１９０枚のパネル片１２が、幅方向の側部を突合せるようにして第２方向ｙに並べられるとともに、２０枚のパネル片１２が、長手方向の端部を突合せるようにして第３方向ｚに並べられている。
【００２９】
このように各パネル体１１は、各パネル片１２が連結されて構成され、各パネル片１２が重なる格納状態から、格納状態における各パネル片１２の重なり方向に伸展して各パネル片１２が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である。また各パネル体１１は、中間状態で互いに重なっており、中間状態から、中間状態における各パネル体１１の重なり方向に伸展して各パネル体１１が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能に、互いに連結されている。したがってパネル装置１０は、図１Ｂ（１）に示すような、打上げ用のロケットに搭載可能な塊状の格納状態から、１次展開および２次展開して、図１Ｄ（５）に示すような、広範囲に広がる面状の展開状態まで展開可能である。
【００３０】
図２は、パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。図３は、パネル装置１０の一部を拡大して示す正面図である。図４は、パネル装置１０の一部を拡大して示す側面図である。図３は、第１方向ｘに平行な視線で見た状態を示し、図４は、第２方向ｙに平行な視線で見た状態を示す。図２Ａ（１）、図３Ａ（１）および図４Ａ（１）は、格納状態を示し、図２Ａ（２）、図３Ａ（２）および図４Ａ（２）は、１次展開中の状態を示し、図２Ｂ（３）、図３Ｂ（３）および図４Ｂ（３）は、中間状態を示し、図２Ｃ（４）、図３Ｂ（４）および図４（４）は、２次展開中の状態を示す。パネル装置１０は、前述のように、格納状態から展開状態に展開可能に、各パネル体１１同士および各パネル片１２同士を連結するために、連結手段１５を備えている。連結手段１５は、大きく分けて、３種類の連結具１６〜１８を有している。
【００３１】
連結手段１５は、中間状態で第２方向ｙに隣接するパネル片１２の突合される幅方向の側部９０同士を、パネル片１２の長手方向に平行な軸線まわりに角変位可能に連結することによって、連結部が屈曲部となって各パネル片１２が重なるように折畳まれ、この折畳まれた状態から伸展可能な各パネル体１１を実現することができる。また連結手段１５は、展開状態で第３方向ｚに隣接するパネル片１２の突合される長手方向の端部９１同士を、パネル片１２の幅方向に平行な軸線まわりに角変位可能に連結することによって、展開状態で第３方向ｚに隣接するパネル体１１同士を連結し、連結部が屈曲部となって各パネル体１１が重なるように折畳まれ、この折畳まれた状態から伸展可能なパネル装置１０を実現することができる。本発明おいて、角変位は、３６０度未満の角変位だけでなく、３６０度以上の回転に相当する角変位を含む。
【００３２】
図５は、図２Ａ（２）のセクションＢをさらに拡大して示す斜視図である。連結手段１５における３種類の連結具１６〜１８のうちの１つめの連結具（以下「第１連結具」という）１６は、パネル装置１０の第３方向ｚの両端に配置される２つのパネル体１１（以下、これら２つのパネル体のいずれかを不特定に指す場合、「端パネル体」という）におけるパネル片１２同志の連結のために設けられる連結具である。第１連結具１６は、各端パネル体１１において、各端パネル１１を除く残余のパネル体１１と反対側に向けて凸となる屈曲部を形成するために、この屈曲部におけるパネル片１２の長手方向の両端部９１において、角部９２同士を連結する。第１連結具１６は、端パネル体１１のパネル片１２の角部９２であって、図１Ｂ（２）および図２Ａ（２）に示す１次展開中の状態において、同一端パネル体１１のパネル片１２の角部９２にだけ突合される角部９２同士を、連結する。
【００３３】
第１連結具１６は、一対のヒンジ片２０，２１が、ヒンジピン２２によってヒンジピン２２の軸線と一致するヒンジ軸線Ｌ１６まわりに各変位可能に連結されている、１自由度のヒンジによって実現される。第１連結具１６は、一方のヒンジ片２０が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片２１が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結される。
【００３４】
第１連結具１６は、ヒンジ軸線Ｌ１６がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、パネル片１２をヒンジ軸線Ｌ１６まわりに角変位可能に連結する。第１連結具１６によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ１６まわりに角変位可能である。これら２枚のパネル片１２は、格納状態では重なる状態にあり、１次展開で相対的に角変位し、中間状態で面状に並ぶ。
【００３５】
図６は、図２Ａ（２）のセクションＣをさらに拡大して示す斜視図である。図７は、第２連結具１７を示す斜視図である。図８は、第２連結具１７を示す正面図である。図９は、第２連結具１７を示す側面図である。図７は、図１、図２および図５と同一の方向から見て示す図であって、図７Ａ（１）は、格納状態を示し、図７Ａ（２）は、１次展開中の状態を示し、図７Ｂ（３）は、中間状態を示し、図７Ｂ（４）は、２次展開中の状態を示し、図７（５）は、展開状態を示す。図８は、各パネル片１２の長手方向に平行となる第１方向ｘに平行な視線で見た状態を示す図であって、図８Ａ（１）は、格納状態を示し、図８Ａ（２）は、１次展開中の中期段階の状態を示し、図８Ｂ（３）は、１次展開中の終期段階の状態を示し、図８Ｂ（４）は、中間状態を示す。図９は、各パネル片１２の幅方向に平行となる第２方向ｙに平行な視線で見た状態を示す図であって、図９Ａ（１）は、中間状態を示し、図９Ａ（２）は、２次展開中の中期段階の状態を示し、図９Ｂ（３）は、２次展開中の終期段階の状態を示し、図９Ｂ（４）は、展開状態を示す。
【００３６】
連結手段１５における３種類の連結具１６〜１８のうちの２つめの連結具（以下「第２連結具」という）１７は、図１Ｂ（２）および図２Ａ（２）の１次展開中の状態において、互いに突合される角部９２であって、かつ図１Ｄ（５）に示す展開状態においても互いに突合される角部９２同士を連結するために設けられる連結具である。第２連結具１７は、常時、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接している４枚のパネル片１２の角部９２を連結するための第２連結具（以下「４枚用第２連結具」という）１７と、パネル装置１０の第２方向ｙの両端に配置され、常時、第３方向ｚに隣接する２枚のパネル片１２の角部９２を連結するための２枚連結用の第２連結具（以下「２枚用第２連結具」という）１７とを有する。
【００３７】
図６〜図９には、４枚用第２連結具１７を示している。４枚用第２連結具１７は、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接する４枚のパネル片１２を連結するための連結具であり、２つの主連結器２５と、２つの副連結器２６とを有する。主連結器２５は、一対のヒンジ片３０，３１と、Ｌ字状のヒンジピン３２とを有する。ヒンジピン３２は、一対の軸部３３，３４を有し、各軸部３３，３４の軸線Ｌ３３，Ｌ３４が９０度の角度を成すように形成されている。一方のヒンジ片３０が、一方の軸部３３に、その軸線である一方軸部軸線Ｌ３３まわりに角変位可能に設けられ、他方のヒンジ片３１が、他方の軸部３４に、その軸線である他方軸部軸線Ｌ３４まわりに角変位可能に設けられる。このように主連結器２５は、一対のヒンジ片３０，３１が、ヒンジピン３２によってヒンジピン３２の各軸部軸線Ｌ３３，Ｌ３４まわりに各変位可能に連結されている、２自由度のヒンジによって実現される。
【００３８】
主連結器２５は、格納状態および中間状態において第３方向ｚに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器であり、一方のヒンジ片３０が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片３１が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の長手方向の端面部９１ａに連結される。主連結器２５は、一方軸部軸線Ｌ３３がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、他方軸部軸線Ｌ３４が他方のパネル片１２の幅方向に平行になるように設けられ、パネル片１２を各軸部軸線Ｌ３３，Ｌ３４まわりに角変位可能に連結する。主連結器２５によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となる一方軸部軸線Ｌ３３まわりに角変位可能であるとともに、厚み方向に重なる状態と、長手方向の端面部９１ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の幅方向に平行な角変位軸線となる他方軸部軸線Ｌ３４まわりに角変位可能である。
【００３９】
副連結器２６は、一対のヒンジ片３６，３７がヒンジピン３８によってその軸線であるヒンジ軸線Ｌ２６まわりに各変位可能に連結されている、１自由度のヒンジによって実現される。副連結器２６は、格納状態および中間状態において第２方向ｙに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器であり、一方のヒンジ片３６が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片３７が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結される。副連結器２６は、ヒンジ軸線Ｌ２６がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、パネル片１２をヒンジ軸線Ｌ２６まわりに角変位可能に連結する。副連結器２６によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ２６まわりに角変位可能である。
【００４０】
これら２つの主連結器２５および２つの副連結器２６を有する４枚用第２連結具１７によって連結される隣接する４枚のパネル片１２は、図７Ａ（１）および図８Ａ（１）に示すように、格納状態では、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第３方向ｚに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第２方向ｙに２枚重なる状態にある。この格納状態から、１次展開において、各パネル片１２は、主連結器２５の一方軸部軸線Ｌ３３および副連結器２６のヒンジ軸線Ｌ２６まわりに各変位して、図７Ａ（２）ならびに図８Ａ（２）および図８Ｂ（３）に示すように、第１方向ｘに平行な視線で見たとき、各パネル１２が放射状に並びＸ字状となる状態を経て、図７Ｂ（３）および図８Ｂ（４）に示す中間状態まで角変位する。
【００４１】
中間状態では、図７Ｂ（３）ならびに図８Ｂ（４）および図９Ａ（１）に示すように、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第２方向ｙに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第３方向ｚに２枚重なる状態にある。この中間状態から、２次展開において、各パネル片１２が、主連結器２５の他方軸部軸線Ｌ３４まわりに各変位して、図７Ｂ（４）ならびに図９Ａ（２）および図９Ｂ（３）に示すように、第２方向ｙに平行な視線で見たとき、各パネル１２がくの字状に屈曲する状態を経て、図７Ｃ（５）および図９Ｂ（４）に示す展開状態まで角変位する。
【００４２】
第２連結具１７のうち２枚用第２連結具１７は、格納状態および中間状態において、第２方向ｙの端に配置され、第３方向ｚに隣接する２枚のパネル片１２を連結するための連結具である。この２枚用第２連結具１７は、前述の４枚用第２連結具１７の４つの連結器２５，２６のうち、１つの主連結器２５だけを備える構成である。
【００４３】
図１０は、図２Ａ（２）のセクションＤをさらに拡大して示す斜視図である。図１１は、第３連結具１８を示す斜視図である。図１２は、第３連結具１８を示す正面図である。図１１は、図１、図２および図５と同一の方向から見て示す図であって、図１２は、各パネル片１２の長手方向に平行となる第１方向ｘに平行な視線で見た状態を示す図である。図１１Ａ（１）および図１２Ａ（１）は、格納状態を示し、図１１Ａ（２）および図１２Ａ（２）は、１次展開中の中期段階の状態を示し、図１１Ｂ（３）および図１２Ｂ（３）は、中間状態を示し、図１１Ｂ（４）および図１２Ｂ（４）は、２次展開中の初期段階の状態を示す。
【００４４】
連結手段１５における３種類の連結具１６〜１８のうちの３つめの連結具（以下「第３連結具」という）１８は、図１Ｂ（２）および図２Ａ（２）の１次展開中の状態において、互いに突合される角部９２であって、かつ図１Ｄ（５）に示す展開状態においては、第３方向ｚに離れた位置に配置される角部９２同士を連結するために設けられる連結具である。第３連結具１８は、格納状態から中間状態までの間は、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接し、２次展開中および展開状態では、第２方向ｙに隣接する２枚ずつの組になって第３方向ｚには離れる４枚のパネル片１２の角部９２を連結するための第３連結具（以下「４枚用第３連結具」という）１８と、パネル装置１０の第２方向ｙの両端に配置され、格納状態から中間状態までの間は、第３方向ｚに隣接し、２次展開中および展開状態では、第３方向ｚに離れる２枚のパネル片１２の角部９２を連結するための２枚連結用の第３連結具（以下「２枚用第３連結具」という）１８とを有する。
【００４５】
図１０〜図１２には、４枚用第３連結具１８を示している。４枚用第３連結具１８は、格納状態において、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接する４枚のパネル片１２を連結するための連結具であり、２つの主連結器３５と、２つの副連結器３６とを有する。主連結器３５は、一対のヒンジ片４０，４１を有する。一方のヒンジ片４０には、ヒンジ軸４２が一体に形成され、他方のヒンジ片４１には、ヒンジ軸４２がその軸線であるヒンジ軸線Ｌ３５まわりに角変位可能に嵌込む軸受部４３が形成されている。軸受部４３は、Ｕ字状に形成されており、ヒンジ軸４２が配置されるヒンジ凹所４４が一方向（以下「開放方向」という）Ｏに開放しており、ヒンジ軸４２は、軸受部４３に嵌込んだ状態から、ヒンジ軸線Ｌ３５と交差する方向となるヒンジ凹所４４の開放方向Ｏへ変位して、軸受部４３から離脱可能である。このように主連結器３５は、一対のヒンジ片４０，４１が、互いに着脱可能に、かつヒンジ軸線Ｌ３５まわりに各変位可能に連結されている、ヒンジによって実現される。
【００４６】
主連結器３５は、格納状態および中間状態において第３方向ｚに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器である。一方のヒンジ片４０は、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、ヒンジ軸４２が、パネル片１２の長手方向の端面部９１ａから突出し、かつヒンジ軸線Ｌ３５がパネル片１２の長手方向と平行に配置されるように設けられる。他方のヒンジ片４０は、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の長手方向の端面部９１ａに連結され、軸受部４３のヒンジ凹所４４の開放方向Ｏが、パネル片１２の厚み方向と平行になるように、設けられる。主連結器３５は、パネル片１２を、着脱可能にかつヒンジ軸線Ｌ３５まわりに角変位可能に連結する。主連結器３５によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ３５まわりに角変位可能であるとともに、厚み方向に重なる状態において、着脱可能である。
【００４７】
副連結器３６は、一対のヒンジ片４６，４７がヒンジピン４８によってその軸線であるヒンジ軸線Ｌ３６まわりに各変位可能に連結されている、１自由度のヒンジによって実現される。副連結器３６は、格納状態および中間状態において第２方向ｙに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器であり、一方のヒンジ片４６が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片４６が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結される。副連結器３６は、ヒンジ軸線Ｌ３６がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、パネル片１２をヒンジ軸線Ｌ３６まわりに角変位可能に連結する。副連結器３６によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ３６まわりに角変位可能である。
【００４８】
これら２つの主連結器３５および２つの副連結器３６を有する４枚用第３連結具１８によって連結される隣接する４枚のパネル片１２は、図１１Ａ（１）および図１２Ａ（１）に示すように、格納状態では、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第３方向ｚに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第２方向ｙに２枚重なる状態にある。この格納状態から、１次展開において、各パネル片１２は、主連結器３５のヒンジ軸線Ｌ３５および副連結器３６のヒンジ軸線Ｌ３６まわりに各変位して、図１１Ａ（２）および図１２Ａ（２）に示すように、第１方向ｘに平行な視線で見たとき、各パネル１２が放射状に並びＸ字状となる状態を経て、図１１Ｂ（３）および図１２Ｂ（３）に示す中間状態まで角変位する。
【００４９】
中間状態では、図１１Ｂ（３）および図１２Ｂ（３）に示すように、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第２方向ｙに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第３方向ｚに２枚重なる状態にある。また中間状態では、主連結器３５の軸受部４４のヒンジ凹所４４の開放方向Ｏは、一方のヒンジ片４０が連結される一方のパネル片１２が、他方のヒンジ片４１が連結される他方のパネル片１２に対して離反する方向である。この中間状態から、２次展開において、図１１Ｂ（４）および図１２Ｂ（４）に示すように、主連結器３５の各ヒンジ片４０，４１が互いに離脱し、第２方向ｙに隣接する２枚のパネル片１２が組となって２組に分かれ、一方の組のパネル片１２の角部９２が、他方の組のパネル片１２の角部９２から遠ざかるように、各パネル片１２におけるこの４枚用第３連結具１８が設けられる側とは反対側の長手方向の端部９１付近を中心にして、展開状態まで角変位する。
【００５０】
第３連結具１８のうち２枚用第３連結具１８は、格納状態および中間状態において、第２方向ｙの端に配置され、第３方向ｚに隣接する２枚のパネル片１２を連結するための連結具である。この２枚用第３連結具１８は、前述の４枚用第３連結具１８の４つの連結器３５，３６のうち、１つの主連結器３５だけを備える構成である。
【００５１】
パネル装置１０では、前述のように、格納状態において、各パネル片１２が、第２方向ｙに重なり、第３方向ｚに並んでいる。したがって各パネル片１２が、第２方向ｙおよび第３方向ｚに並んだ状態にある。このような各パネル片１２における角部９２を、識別番号（Ｍ，Ｎ，Ｚ，Ｘ）で識別する。Ｍは、各パネル片１２に、第２方向ｙの並び順に従って、第２方向ｙ一方（たとえば図１において左斜め下方）の端のパネル片１２を１とし、第２方向ｙ他方（たとえば図１においいて右斜め上方）に向かって１つずつ数値が大きくなるように、各パネル片１２に割当てられる自然数の番号である。Ｎは、第３方向ｚの並び順に従って、第３方向ｚ一方（たとえば図１において上方）の端のパネル片１２を１とし、第３方向ｚ他方（たとえば図１において下方）に向かって１つずつ数値が大きくなるように、各パネル片１２に割当てられる自然数の番号である。またＺは、格納状態において、第３方向ｚ一方側の角部９２を１とし、第３方向ｚ他方側の角部９２を２とする。またＸは、格納状態において、第１方向ｘ一方（たとえば図１の右斜め下方）側の角部９２を１とし、第１方向ｘ他方（左斜め上方）側の角部９２を２とする。 ここで自然数は、正の整数、つまり１以上の整数である。Ｍの最大値をＭｍａｘとし、Ｎの最大値をＮｍａｘとする。したがってＭは、１からＭｍａｘまでの整数であり、Ｎは、１からＮｍａｘまでの整数である。
【００５２】
第１連結具１６は、識別番号（α，１，１，１）の角部９２と、識別番号（α＋１，１，１，１）の角部９２とを連結する。また第１連結部１６は、識別番号（β，Ｎｍａｘ，２，１）の角部９２と、識別番号（β＋１，Ｎｍａｘ，２，１）の角部９２とを連結する。ここでα＝２γまたはα＝２γ＋１である。γは、０以上の整数である。Ｎｍａｘが奇数のとき、β＝α−１であり、Ｎｍａｘが偶数のとき、β＝αである。ただし、γに０以上の整数を代入したときに、少なくとも一方の角部の識別番号のＭが０以下となってしまう場合と、少なくともいずれか一方の角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第１連結具１６は、設けられない。
【００５３】
第２連結具１７は、識別番号（δ，ε，２，１）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε，２，１）の角部９２と、識別番号（δ，ε＋１，１，１）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε＋１，１，１）の角部９２とを連結する。ここでδ＝α−１であり、ε＝２ζ−１である。ζは、０以上の整数である。ただし、γに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＭが０以下となってしまう場合と、全ての角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第２連結具１７は、設けられない。またζに０以上の整数を代入したときに、少なくとも２つの角部の識別番号のＮが０以下となってしまう場合と、少なくとも２つの角部の識別番号のＮがＮｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第２連結具１７は、設けられない。ζに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＮが１以上Ｎｍａｘ以下である場合において、γに０以上の整数を代入したときに、２つの角部の識別番号のＭが０となりかつ２つの角部の識別番号のＭが１となる場合と、２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘとなりかつ２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１となる場合とは、２枚用第２連結具１７が用いられ、全ての角部の識別番号のＭが１以上Ｍｍａｘ以下である場合に、４枚用第２連結具１７が設けられる。
【００５４】
第３連結具１８は、識別番号（α，η，２，１）の角部９２と、識別番号（α＋１，η，２，１）の角部９２と、識別番号（α，η＋１，１，１）の角部９２と、識別番号（α＋１，η＋１，１，１）の角部９２とを連結する。ここでη＝ε−１である。ただし、γに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＭが０以下となってしまう場合と、全ての角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第３連結具１８は、設けられない。またζに０以上の整数を代入したときに、少なくとも２つの角部の識別番号のＮが０以下となってしまう場合と、少なくとも２つの角部の識別番号のＮがＮｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第３連結具１８は、設けられない。ζに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＮが１以上Ｎｍａｘ以下である場合において、γに０以上の整数を代入したときに、２つの角部の識別番号のＭが０となりかつ２つの角部の識別番号のＭが１となる場合と、２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘとなりかつ２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１となる場合とは、２枚用第３連結具１８が用いられ、全ての角部の識別番号のＭが１以上Ｍｍａｘ以下である場合に、４枚用第２連結具１８が設けられる。
【００５５】
以上は、第１〜第３連結具１６〜１８の第１方向ｘ一方側の配置であり、第１〜第３連結具１６〜１８の第１方向ｘ他方側の配置を、以下に述べる。第１方向ｘ他方側では、第１連結具１６は、識別番号（α，１，１，２）の角部９２と、識別番号（α＋１，１，１，２）の角部９２とを連結する。また第１連結具１６は、識別番号（β，Ｎｍａｘ，２，２）の角部９２と、識別番号（β＋１，Ｎｍａｘ，２，２）の角部９２とを連結する。第２連結具１７は、識別番号（α，η，２，２）の角部９２と、識別番号（α＋１，η，２，２）の角部９２と、識別番号（α，η＋１，１，２）の角部９２と、識別番号（α＋１，η＋１，１，２）の角部９２とを連結する。第３連結具１８は、識別番号（δ，ε，２，２）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε，２，２）の角部９２と、識別番号（δ，ε＋１，１，２）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε＋１，１，２）の角部９２とを連結する。
【００５６】
このような第１〜第３連結具１６〜１８の第１方向ｘ他方側における配置についても、第１方向ｘ一方側における配置と同様に、ＭおよびＮの値がただし書きの制約を受ける。第１方向ｘ他方側の第１連結具１６は、第１方向ｘ一方側の第１連結具１６で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において第１連結具１６は、第１方向ｘ一方側において第１連結具１６が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。
【００５７】
第１方向ｘ他方側の４枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側の４枚用第３連結具１８で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において４枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側において４枚用第３連結具１８が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。また第１方向ｘ他方側の２枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側の２枚用第３連結具１８で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において２枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側において２枚用第３連結具１８が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。
【００５８】
第１方向ｘ他方側の４枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側の４枚用第２連結具１７で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において４枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側において４枚用第２連結具１７が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。また第１方向ｘ他方側の２枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側の２枚用第２連結具１７で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において２枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側において２枚用第２連結具１７が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。
【００５９】
このような第１〜第３連結具１６〜１８を有する連結手段１５によって、各パネル体１１を連結するとともに、各パネル体１１における各パネル片１２を連結することによって、格納状態から、前述のような１次展開および２次展開をして、展開状態まで展開可能な連結構造を実現することができる。また連結手段１５が、第１〜第３連結具１６〜１８を有し、前述のような配置で各パネル片１２が連結されるので、格納状態と中間状態との間においては、パネル装置１０は、各パネル片がリンクに相当するパンタグラフ状となるように構成され、前述のように複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となって１次展開する。パネル装置１０を、パンタグラフ状に構成することによって、各パネル体１１の１次展開を連動させ、１次展開を同時進行させることができる。
【００６０】
図１３は、ラッチ手段５０を示す断面図である。図１４は、図１３（３）の下方から見て示す断面図である。図１３（１）は、離間状態を示し、図１３（２）は、ラッチ作動開始状態を示し、図１３（３）は、ラッチ完了状態を示す。パネル装置１０は、中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作を阻止する逆戻り防止手段であるラッチ手段５０を備えている。本実施の形態では、複数のラッチ手段５０が用いられている。
【００６１】
ラッチ手段５０は、中間状態において、互いに側面部９０ａを対向させて突合せ、第２方向ｙに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために、その係合させるべき２つのパネル片１２の突合せ部に、少なくとも１つずつそれぞれ設けられる。またラッチ手段５０は、展開状態において、互いに端面部９１ａを対向させて突合せ、第３方向ｚに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために、その係合させるべき２つのパネル片１２の突合せ部に、少なくとも１つずつそれぞれ設けられる。
【００６２】
ラッチ手段５０は、ラッチ軸５１と、ラッチ軸５１に係合するラッチ片５２とを有する。ラッチ片５２は、基端部でラッチ軸線Ｌ５０まわりに角変位可能に設けられ、遊端部に、角変位方向一方に開放するラッチ凹所５５を有している。またラッチ片５２は、ねじりコイルばねによって実現されるラッチばね５６によって角変位方向一方に向かうばね力が与えられるとともに、規制片５７によって、予め定める角度位置で、角変位方向一方に向かう角変位が規制される。ラッチ軸５１は、互いに係合させるべき２つのパネル片１２のうち一方に設けられ、ラッチ片５２は、互いに係合させるべき２つのパネル片１２のうち他方に設けられる。
【００６３】
ラッチ手段５０が、中間状態において、互いに側面部９０ａを対向させて突合せ、第２方向ｙに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために設けられている場合、図５、図８および図１２に示すように、ラッチ軸５１は、一方のパネル片１２の側面部９０ａに設けられ、ラッチ片５２は、他方のパネル片１２の側面部９０ａに、遊端部が側面部９０ａに対して遠ざかる方向へ突出するように設けられている。このようにラッチ手段５０が設けられることによって、各パネル体１１の１次展開が終期段階に近づくと、図１３（１）に示すように、ラッチ片５２がラッチ軸５１に近づき、やがて図１３（２）に示すようにラッチ片５２の遊端部の端面５９が、ラッチ軸５１に当接する。ラッチ片５２の端面５９は、ラッチ片５２の角変位方向一方に向かうにつれて、ラッチ軸線Ｌ５０からの距離が小さくなる形状を有しており、１次展開がさらに進むと、ラッチ片５２がラッチ軸５１に押圧されてラッチばね５６に抗して角変位方向他方へ各変位し、やがてラッチ片５２の遊端部がラッチ軸５１を乗越えると、ラッチ片５２がラッチばね５６によって角変位方向一方へ角変位し、ラッチ凹所５５にラッチ軸５１が嵌込み、ラッチ片５２がラッチ軸５１に係合される。この状態で、ラッチ軸５１が設けられるパネル片１２と、ラッチ片５２が設けられるパネル片１２とが係合される。これによって中間状態から格納状態に向かう状態変化動作が阻止される。
【００６４】
またラッチ手段５０が、展開状態において、互いに端面部９１ａを対向させて突合せ、第３方向ｚに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために設けられている場合、図６、図７、および図９に示すように、ラッチ軸５１は、一方のパネル片１２の端面部９１ａに設けられ、ラッチ片５２は、他方のパネル片１２の端面部９１ａに、遊端部が端面部９１ａに対して遠ざかる方向へ突出するように設けられている。このようにラッチ手段５０が設けられることによって、各パネル体１１の２次展開が終期段階に近づくと、図１３（１）に示すように、ラッチ片５２がラッチ軸５１に近づき、やがて図１３（２）に示すようにラッチ片５２の遊端部の端面５９が、ラッチ軸５１に当接する。ラッチ片５２の端面５９は、ラッチ片５２の角変位方向一方に向かうにつれて、ラッチ軸線Ｌ５０からの距離が小さくなる形状を有しており、２次展開がさらに進むと、ラッチ片５２がラッチ軸５１に押圧されてラッチばね５６に抗して角変位方向他方へ各変位し、やがてラッチ片５２の遊端部がラッチ軸５１を乗越えると、ラッチ片５２がラッチばね５６によって角変位方向一方へ角変位し、ラッチ凹所５５にラッチ軸５１が嵌込み、ラッチ片５２がラッチ軸５１に係合される。この状態で、ラッチ軸５１が設けられるパネル片１２と、ラッチ片５２が設けられるパネル片１２とが係合される。これによって展開状態から中間状態に向かう状態変化動作が阻止される。
【００６５】
またラッチ手段５０は、ラッチ片５２がラッチ軸５１に係合された状態で、各パネル片１２の角変位を阻止してその角度位置関係に保持する。つまりラッチ手段５０は、格納状態から中間状態に１次展開すると、各パネル体１１において、隣接するパネル片１２同士を予め定める角度位置関係に保持するとともに、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体１１同士を予め定める角度位置関係に保持する。本実施の形態では、各パネル片１２が面一に配置されてパネル体１１が平面状となり、かつ各パネル体が面一に配置されるように、各パネル体１１および各パネル片１２の角度位置を保持している。したがってパネル装置１０は、平面状となる。
【００６６】
本発明の実施の他の形態として、角パネル体１１および各パネル片１２を他の角度位置関係に保持してもよい。たとえば隣接するパネル体１１が１８０度より少し小さい角度を成すような角度位置に、各パネル体１１を保持し、パネル装置１０が曲面状となるように保持してもよい。パネル装置１０を、展開状態で曲面状とすることによって、たとえば太陽光などを、反射、集光する反射体として用いることができる。
【００６７】
またパネル装置１０を構成する各パネル片１２は、たとえばサンドイッチパネル構造の本体の少なくとも厚み方向一方側の表面に、太陽電池モジュールが貼着されて、構成される。本体は、たとえば炭素繊維強化合成樹脂（ＣＦＲＰ）または金属から成る２枚の面板間に、発泡合成樹脂から成る発泡コアまたは金属もしくは合成樹脂から成るハニカムコアが挟まれて構成されるサンドイッチ構造である。さらに各パネル片１２のうち１つ以上の選択されるパネル片１２に、厚み方向他方側の表面からマイクロ波を放射可能な回路を内蔵する。このような各パネル片１２を、パネル装置１０の展開状態で、厚み方向一方側の表面が、同一側に配置されるように設け、このパネル装置１０を各パネル片１２の厚み方向一方側の表面が地球から遠ざかる方向に向くように、静止軌道上に設ける。各パネル片１２の太陽電池モジュールで発電された電力は、選択されるパネル片１２に内蔵される回路によって、マイクロ波として地上に送電される。各パネル片１２の厚み方向他方側の表面にも、マイクロ波の放射に影響を与えない位置に太陽電池モジュールを設けるようにしてもよい。
【００６８】
またパネル装置１０は、格納状態から１次展開および２次展開するための駆動力を与える駆動手段６０を備えている。本実施の形態では、第１〜第３連結具１６〜１８に保持されるばね部材によって実現される。このばね部材は、たとえばねじりコイルばねである。駆動手段６０は、ばね力を駆動力として、第１〜第３連結具１６〜１８を介してパネル１２に与える。パネル装置１０は、宇宙空間に打上げられた後、この駆動力で展開状態まで展開する。また本実施の他の形態として、駆動手段６０が、小型のモータを用いて実現される構成であってもよい。また駆動手段６０は、ばね部材とモータとを組合せて実現されてもよい。
【００６９】
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内で構成を変更することができる。たとえばパネル装置１０は、宇宙太陽発電システムで用いられるパネル装置１０以外であってもよく、太陽電池パネルでなくてもよい。また１つのパネル片１２の形状、格納状態および展開状態におけるパネル装置１０の寸法、パネル装置１０を構成するためのパネル体１１の数およびパネル片１２の数などは、前述の具体例の形状、寸法および数に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図１Ｄ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図２Ａ】パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。
【図２Ｂ】パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。
【図２Ｃ】パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。
【図３Ａ】パネル装置１０の一部を拡大して示す正面図である。
【図３Ｂ】パネル装置１０の一部を拡大して示す正面図である。
【図４Ａ】パネル装置１０の一部を拡大して示す側面図である。
【図４Ｂ】パネル装置１０の一部を拡大して示す側面図である。
【図５】図２Ａ（２）のセクションＢをさらに拡大して示す斜視図である。
【図６】図２Ａ（２）のセクションＣをさらに拡大して示す斜視図である。
【図７Ａ】第２連結具１７を示す斜視図である。
【図７Ｂ】第２連結具１７を示す斜視図である。
【図７Ｃ】第２連結具１７を示す斜視図である。
【図８Ａ】第２連結具１７を示す正面図である。
【図８Ｂ】第２連結具１７を示す正面図である。
【図９Ａ】第２連結具１７を示す側面図である。
【図９Ｂ】第２連結具１７を示す側面図である。
【図１０】図２Ａ（２）のセクションＤをさらに拡大して示す斜視図である。
【図１１Ａ】第３連結具１８を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】第３連結具１８を示す斜視図である。
【図１２Ａ】第３連結具１８を示す正面図である。
【図１２Ｂ】第３連結具１８を示す正面図である。
【図１３】ラッチ手段５０を示す断面図である。
【図１４】図１３（３）の下方から見て示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ パネル装置
１１ パネル体
１２ パネル片
１５ 連結手段
１６ 第１連結具
１７ 第２連結具
１８ 第３連結具
５０ ラッチ手段
６０ 駆動手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塊状の格納状態から面状の展開状態に展開可能なパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境に負担をかけない発電システムとして、宇宙空間の静止軌道上に太陽電池パネルを設けて発電する宇宙太陽発電システムが考えられている。この宇宙太陽発電システムでは、十分な実用性を見出すために、一度に打上げられる太陽電池パネルは、たとえば１００ｍ四方の範囲に面状に展開しなければならない。この打上げ後とは逆に、打上げるときには、打上げ用のロケットに設けられるフェアリング内の収納スペースによる制約を受けるとともに、打上げに伴う振動からの保護を目的として、できるだけ小さい塊状に折畳まなければならない。このような太陽電池パネルは、実在せず、開発が望まれている。
【０００３】
人工衛星には、太陽電池パネルが設けられており、人工衛星は、太陽電池パネルで発電される電力を用いて稼動している。この人工衛星に設けられる太陽電池パネルもまた、打上げ時には、小さく折畳まれ、打上げ後に広く展開されて用いられる。人工衛星に設けられる太陽電池パネルは、たとえば特許文献１〜９に開示されている。特許文献１〜９に開示される太陽電池パネルは、いずれも、複数枚のパネル体を有し、各パネル体をヒンジで連結して、折畳まれた状態で打上げられ、打上げ後に展開できるように構成されている。特許文献１〜９に開示される太陽電池パネルは、折畳まれた状態で、全てのパネル体がその厚み方向に重ねられる構成である。
【０００４】
宇宙太陽発電システムで用いられる広範囲に展開しなければ成らない太陽電池パネルでは、人工衛星の太陽電池パネルに比べて、パネル体の数が多く、特許文献１〜９に開示されるように、全てのパネル体を重ねるように折畳む構成を採用すると、各パネルの重なり方向の寸法が大きくなりすぎて、ロケットに搭載することができなくなってしまう。このように従来の技術では、宇宙太陽発電システムで用いられる大型の太陽電池パネルを実現することができない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０２１００号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０９９７号公報
【特許文献３】特開２００６−１８８２０１号公報
【特許文献４】特開平７−２２３５９７号公報
【特許文献５】特開２０００−５９１２２号公報
【特許文献６】特開平１１−９１６９８号公報
【特許文献７】特開平７−１８７０８９号公報
【特許文献８】特開昭６０−１４７１５０号公報
【特許文献９】特開２００１−８８７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、できるだけ小さい塊状に折畳まれた状態から、できるだけ大きい面状に展開可能なパネル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数のパネル片をそれぞれ有する複数のパネル体であって、各パネル片が重なる格納状態から、格納状態における各パネル片の重なり方向に伸展して各パネル片が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である複数のパネル体と、
各パネル体が格納状態から中間状態に１次展開可能に、各パネル体の各パネル片を連結するとともに、各パネル体が中間状態で互いに重なり、かつ中間状態から、中間状態における各パネル体の重なり方向に伸展して各パネル体が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能に、各パネル体を連結する連結手段とを備えることを特徴とするパネル装置である。
【０００８】
また本発明は、前記連結手段は、各パネル体における１次展開が連動して同時進行するように、各パネル体同士および各パネル片同士を連結することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、１次展開中において、複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作を阻止する逆戻り防止手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記逆戻り防止手段は、格納状態から中間状態に１次展開すると、隣接するパネル片同士を予め定める角度位置関係に保持するとともに、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体同士を予め定める角度位置関係に保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のパネル体を備え、各パネル体は、複数のパネル片をそれぞれ有しており、各パネル体同士が連結手段で連結されるとともに、各パネル体における各パネル片同士が連結手段で連結されている。各パネル体は、各パネル片同士が互いに重なる格納状態から、格納状態における各パネル片の重なり方向に伸展して各パネル片が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である。さらに各パネル体は、中間状態において、各パネル体同士が互いに重なる状態にあり、かつこの中間状態から、中間状態における各パネル体の重なり方向に伸展して各パネル体が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能である。このように各パネル体が厚み方向に重ねられる状態に折畳むだけでなく、各パネル体自体が折畳まれる。これによって、できるだけ小さな塊状に折畳まれた状態から、できるだけ大きい面状に展開可能なパネル装置を実現することができる。
【００１３】
また本発明によれば、各パネル体同士および各パネル片同士が連結手段によって連結されて、各パネル体における１次展開が連動して同時進行する。これによって各パネル体に１次展開の進捗差が生じることを防ぎ、円滑に１次展開させることができる。また各パネル体が同時に２次展開に移行することができ、円滑に２次展開させることができる。このようにして、２段階に展開する構成のパネル装置を、円滑に展開させることができる。
【００１４】
また本発明によれば、格納状態から、複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となって１次展開し、中間状態となる。このようにパネル装置は、各パネル片がリンクに相当するパンタグラフ状となる構成を有している。これによって各パネル片が連動して１次展開する構成を実現することができる。
【００１５】
また本発明によれば、逆戻り防止手段が設けられ、中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作が阻止される。このように展開状態に向かう動作と逆向きの動作が阻止され、円滑に展開状態まで展開させることができる。
【００１６】
また本発明によれば、格納状態から中間状態に１次展開すると、隣接するパネル片同士が予め定める角度位置関係に保持され、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体同士が予め定める角度位置関係に保持される。このように逆戻り手段によって、各パネル片同士および各パネル体同士の角度位置関係が保持されるので、展開状態におけるパネル装置を、予め定める好適な形状に保持して用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。図１Ｂ（１）は、格納状態を示し、図１Ｂ（２）は、１次展開中の状態を示し、図１Ｃ（３）は、中間状態を示し、図１Ｃ（４）は、２次展開中の状態を示し、図１Ｄ（５）は、展開状態を示す。パネル装置１０は、図１Ｂ（１）に示す格納状態に折畳まれた状態で、ロケットに搭載されて宇宙空間に打上げられ、打上げ後に、図１Ｄ（５）に示す展開状態に展開されて利用される。
【００１８】
図１Ｂ（１）には、パネル装置１０の一部だけを示すが、パネル装置１０は、格納状態では、各稜線が、直交する第１〜第３方向ｘ〜ｚのいずれかと平行な直方体形状の塊状である。この格納状態におけるパネル装置１０の寸法は、たとえば第１方向ｘの寸法Ｌｘ０が約５ｍであり、第２方向ｙの寸法Ｌｙ０が約５ｍであり、第３方向ｚの寸法Ｌｚ０が約１０ｍである。
【００１９】
図１Ｃ（４）には、パネル装置１０の四隅みの角部だけを示すが、パネル装置１０は、展開状態では、第２および第３方向ｙ，ｚに平行な平面（以下「ｙｚ平面」という）と平行であり、各辺が、第２および第３方向ｙ，ｚのいずれかと平行な長方形の面状である。この展開状態におけるパネル装置１０の寸法は、たとえば第１方向ｘの寸法Ｌｘ１が０．０２ｍ（２０ｍｍ)であり、第２方向ｙの寸法Ｌｙ１が約１００ｍであり、第３方向ｚの寸法Ｌｚ０が約１００ｍである。
【００２０】
このパネル装置１０の用途は、特に限定されるものではなく、アンテナなどとして利用されてもよいが、本実施の形態では、宇宙太陽発電システムで用いる太陽電池パネルとして実施される。宇宙発電システムの太陽電池パネルとして実施されるパネル装置１０は、宇宙空間の静止軌道上で面状に展開され、太陽光を受光して発電し、マイクロ波で地上に送電する。
【００２１】
パネル装置１０は、複数、本実施の形態では２０枚のパネル体１１を備え、各パネル体１１は、複数、本実施の形態では１９０枚のパネル片１２をそれぞれ有する。したがってパネル装置１０は、全体で３８００枚のパネル片１２を有している。各パネル片１２は、短冊状に形成され、長手方向の寸法Ｌ１２Ｌが約５ｍであり、幅方向の寸法Ｌ１２Ｗが０．５ｍ（５００ｍｍ）であり、厚み方向寸法Ｌ１２Ｔが０．０２ｍ（２０ｍｍ）である。
【００２２】
パネル装置１０が格納状態にある場合、各パネル片１２は、長手方向が第１方向ｘと平行になり、幅方向が第３方向ｚと平行になり、厚み方向が第２方向ｙと平行になる姿勢をとる。各パネル片１２は、このような姿勢で、２０枚のパネル片１２が、幅方向の側部を突合せるようにして第３方向ｚに並べられるとともに、１９０枚のパネル片１２が、厚み方向に重なるようにして第２方向ｙに重ねられている。
【００２３】
格納状態において、第２方向ｙに重ねられている１９０枚のパネル片１２を一群とし、この一群のパネル片１２によって、１つのパネル体１１が構成される。図１Ｂ（１）には、各パネル体１１のうち１３枚のパネル片１２だけが示されている。図１Ｂ（２）〜図１Ｃ（３）には、図１Ｂ（１）に示される部分のうち、図１Ｂ（１）のセクションＡに相当する１１枚のパネル体１１の部分だけが示されている。
【００２４】
各パネル体１１は、一群のパネル片１２が互いに角変位可能に連結され、山折部と谷折部とが交互に配置されるいわば屏風のような蛇腹状に構成され、格納状態では、折畳まれた最も収縮した状態にある。各パネル体１１は、格納状態から、この格納状態における各パネル片１２の重なり方向である第２方向ｙに伸展して、各パネル片１２が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である。以下、山折部および谷折部のいずれかを不特定に指す場合、屈曲部という。
【００２５】
ここで、第３方向ｚ一方、たとえば図１の上方に凸となる部分を山折部とし、第３方向ｚ他方、たとえば図１の下方に凸となる部分を谷折部とする。第３方向ｚに互いに隣接するパネル体１１同士は、第３方向ｚ一方側のパネル体１１の谷折部と、第３方向ｚ他方側のパネル体１１の山折部とが対向するように設けられる。このような各パネル体１１が、格納状態から１次展開を開始して、第２方向ｙに伸展すると、図１Ｂ（２）に示すように、複数の菱形の筒体を束ねたようないわば蜂の巣状の状態となり、この蜂の巣状の状態を経て、やがて１次展開を完了して中間状態となる。
【００２６】
パネル装置１０が中間状態にある場合、各パネル片１２は、長手方向が第１方向ｘと平行になり、幅方向が第２方向ｙと平行になり、厚み方向が第３方向ｚと平行になる姿勢をとる。各パネル片１２は、このような姿勢で、１つのパネル体１１を構成する一群の１９０枚のパネル片１２が、幅方向の側部を突合せるようにして第２方向ｙに並べられるとともに、２０枚のパネル片１２が厚み方向に重なるようにして第３方向ｚに重ねられている。中間状態では、各パネル体１１は、第１および第２方向ｘ，ｙに平行な平面（以下「ｘｙ平面」という）と平行な面状であり、第３方向ｚに重なっている。
【００２７】
各パネル体１１は、たとえば中間状態のように面状となる状態で、パネル装置１０が、山折部と谷折部とが交互に配置されるいわば屏風のような蛇腹状になるように、互いに連結され、中間状態では、折畳まれた最も収縮した状態にある。パネル装置１０は、中間状態から、この中間状態における各パネル体１１の重なり方向である第３方向ｚに伸展して、各パネル体１１が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能である。パネル装置１０は、中間状態から２次展開を開始して、第３方向ｚに伸展すると、図１Ｃ（４）に示すように、開きかけの屏風のような状態となり、この状態を経て、やがて２次展開を完了して展開状態となる。
【００２８】
パネル装置１０が展開状態にある場合、各パネル片１２は、長手方向が第３方向ｚと平行になり、幅方向が第２方向ｙと平行になり、厚み方向が第１方向ｘと平行になる姿勢をとる。各パネル片１２は、このような姿勢で、１つのパネル体１１を構成する一群の１９０枚のパネル片１２が、幅方向の側部を突合せるようにして第２方向ｙに並べられるとともに、２０枚のパネル片１２が、長手方向の端部を突合せるようにして第３方向ｚに並べられている。
【００２９】
このように各パネル体１１は、各パネル片１２が連結されて構成され、各パネル片１２が重なる格納状態から、格納状態における各パネル片１２の重なり方向に伸展して各パネル片１２が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である。また各パネル体１１は、中間状態で互いに重なっており、中間状態から、中間状態における各パネル体１１の重なり方向に伸展して各パネル体１１が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能に、互いに連結されている。したがってパネル装置１０は、図１Ｂ（１）に示すような、打上げ用のロケットに搭載可能な塊状の格納状態から、１次展開および２次展開して、図１Ｄ（５）に示すような、広範囲に広がる面状の展開状態まで展開可能である。
【００３０】
図２は、パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。図３は、パネル装置１０の一部を拡大して示す正面図である。図４は、パネル装置１０の一部を拡大して示す側面図である。図３は、第１方向ｘに平行な視線で見た状態を示し、図４は、第２方向ｙに平行な視線で見た状態を示す。図２Ａ（１）、図３Ａ（１）および図４Ａ（１）は、格納状態を示し、図２Ａ（２）、図３Ａ（２）および図４Ａ（２）は、１次展開中の状態を示し、図２Ｂ（３）、図３Ｂ（３）および図４Ｂ（３）は、中間状態を示し、図２Ｃ（４）、図３Ｂ（４）および図４（４）は、２次展開中の状態を示す。パネル装置１０は、前述のように、格納状態から展開状態に展開可能に、各パネル体１１同士および各パネル片１２同士を連結するために、連結手段１５を備えている。連結手段１５は、大きく分けて、３種類の連結具１６〜１８を有している。
【００３１】
連結手段１５は、中間状態で第２方向ｙに隣接するパネル片１２の突合される幅方向の側部９０同士を、パネル片１２の長手方向に平行な軸線まわりに角変位可能に連結することによって、連結部が屈曲部となって各パネル片１２が重なるように折畳まれ、この折畳まれた状態から伸展可能な各パネル体１１を実現することができる。また連結手段１５は、展開状態で第３方向ｚに隣接するパネル片１２の突合される長手方向の端部９１同士を、パネル片１２の幅方向に平行な軸線まわりに角変位可能に連結することによって、展開状態で第３方向ｚに隣接するパネル体１１同士を連結し、連結部が屈曲部となって各パネル体１１が重なるように折畳まれ、この折畳まれた状態から伸展可能なパネル装置１０を実現することができる。本発明おいて、角変位は、３６０度未満の角変位だけでなく、３６０度以上の回転に相当する角変位を含む。
【００３２】
図５は、図２Ａ（２）のセクションＢをさらに拡大して示す斜視図である。連結手段１５における３種類の連結具１６〜１８のうちの１つめの連結具（以下「第１連結具」という）１６は、パネル装置１０の第３方向ｚの両端に配置される２つのパネル体１１（以下、これら２つのパネル体のいずれかを不特定に指す場合、「端パネル体」という）におけるパネル片１２同志の連結のために設けられる連結具である。第１連結具１６は、各端パネル体１１において、各端パネル１１を除く残余のパネル体１１と反対側に向けて凸となる屈曲部を形成するために、この屈曲部におけるパネル片１２の長手方向の両端部９１において、角部９２同士を連結する。第１連結具１６は、端パネル体１１のパネル片１２の角部９２であって、図１Ｂ（２）および図２Ａ（２）に示す１次展開中の状態において、同一端パネル体１１のパネル片１２の角部９２にだけ突合される角部９２同士を、連結する。
【００３３】
第１連結具１６は、一対のヒンジ片２０，２１が、ヒンジピン２２によってヒンジピン２２の軸線と一致するヒンジ軸線Ｌ１６まわりに各変位可能に連結されている、１自由度のヒンジによって実現される。第１連結具１６は、一方のヒンジ片２０が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片２１が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結される。
【００３４】
第１連結具１６は、ヒンジ軸線Ｌ１６がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、パネル片１２をヒンジ軸線Ｌ１６まわりに角変位可能に連結する。第１連結具１６によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ１６まわりに角変位可能である。これら２枚のパネル片１２は、格納状態では重なる状態にあり、１次展開で相対的に角変位し、中間状態で面状に並ぶ。
【００３５】
図６は、図２Ａ（２）のセクションＣをさらに拡大して示す斜視図である。図７は、第２連結具１７を示す斜視図である。図８は、第２連結具１７を示す正面図である。図９は、第２連結具１７を示す側面図である。図７は、図１、図２および図５と同一の方向から見て示す図であって、図７Ａ（１）は、格納状態を示し、図７Ａ（２）は、１次展開中の状態を示し、図７Ｂ（３）は、中間状態を示し、図７Ｂ（４）は、２次展開中の状態を示し、図７（５）は、展開状態を示す。図８は、各パネル片１２の長手方向に平行となる第１方向ｘに平行な視線で見た状態を示す図であって、図８Ａ（１）は、格納状態を示し、図８Ａ（２）は、１次展開中の中期段階の状態を示し、図８Ｂ（３）は、１次展開中の終期段階の状態を示し、図８Ｂ（４）は、中間状態を示す。図９は、各パネル片１２の幅方向に平行となる第２方向ｙに平行な視線で見た状態を示す図であって、図９Ａ（１）は、中間状態を示し、図９Ａ（２）は、２次展開中の中期段階の状態を示し、図９Ｂ（３）は、２次展開中の終期段階の状態を示し、図９Ｂ（４）は、展開状態を示す。
【００３６】
連結手段１５における３種類の連結具１６〜１８のうちの２つめの連結具（以下「第２連結具」という）１７は、図１Ｂ（２）および図２Ａ（２）の１次展開中の状態において、互いに突合される角部９２であって、かつ図１Ｄ（５）に示す展開状態においても互いに突合される角部９２同士を連結するために設けられる連結具である。第２連結具１７は、常時、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接している４枚のパネル片１２の角部９２を連結するための第２連結具（以下「４枚用第２連結具」という）１７と、パネル装置１０の第２方向ｙの両端に配置され、常時、第３方向ｚに隣接する２枚のパネル片１２の角部９２を連結するための２枚連結用の第２連結具（以下「２枚用第２連結具」という）１７とを有する。
【００３７】
図６〜図９には、４枚用第２連結具１７を示している。４枚用第２連結具１７は、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接する４枚のパネル片１２を連結するための連結具であり、２つの主連結器２５と、２つの副連結器２６とを有する。主連結器２５は、一対のヒンジ片３０，３１と、Ｌ字状のヒンジピン３２とを有する。ヒンジピン３２は、一対の軸部３３，３４を有し、各軸部３３，３４の軸線Ｌ３３，Ｌ３４が９０度の角度を成すように形成されている。一方のヒンジ片３０が、一方の軸部３３に、その軸線である一方軸部軸線Ｌ３３まわりに角変位可能に設けられ、他方のヒンジ片３１が、他方の軸部３４に、その軸線である他方軸部軸線Ｌ３４まわりに角変位可能に設けられる。このように主連結器２５は、一対のヒンジ片３０，３１が、ヒンジピン３２によってヒンジピン３２の各軸部軸線Ｌ３３，Ｌ３４まわりに各変位可能に連結されている、２自由度のヒンジによって実現される。
【００３８】
主連結器２５は、格納状態および中間状態において第３方向ｚに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器であり、一方のヒンジ片３０が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片３１が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の長手方向の端面部９１ａに連結される。主連結器２５は、一方軸部軸線Ｌ３３がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、他方軸部軸線Ｌ３４が他方のパネル片１２の幅方向に平行になるように設けられ、パネル片１２を各軸部軸線Ｌ３３，Ｌ３４まわりに角変位可能に連結する。主連結器２５によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となる一方軸部軸線Ｌ３３まわりに角変位可能であるとともに、厚み方向に重なる状態と、長手方向の端面部９１ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の幅方向に平行な角変位軸線となる他方軸部軸線Ｌ３４まわりに角変位可能である。
【００３９】
副連結器２６は、一対のヒンジ片３６，３７がヒンジピン３８によってその軸線であるヒンジ軸線Ｌ２６まわりに各変位可能に連結されている、１自由度のヒンジによって実現される。副連結器２６は、格納状態および中間状態において第２方向ｙに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器であり、一方のヒンジ片３６が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片３７が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結される。副連結器２６は、ヒンジ軸線Ｌ２６がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、パネル片１２をヒンジ軸線Ｌ２６まわりに角変位可能に連結する。副連結器２６によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ２６まわりに角変位可能である。
【００４０】
これら２つの主連結器２５および２つの副連結器２６を有する４枚用第２連結具１７によって連結される隣接する４枚のパネル片１２は、図７Ａ（１）および図８Ａ（１）に示すように、格納状態では、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第３方向ｚに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第２方向ｙに２枚重なる状態にある。この格納状態から、１次展開において、各パネル片１２は、主連結器２５の一方軸部軸線Ｌ３３および副連結器２６のヒンジ軸線Ｌ２６まわりに各変位して、図７Ａ（２）ならびに図８Ａ（２）および図８Ｂ（３）に示すように、第１方向ｘに平行な視線で見たとき、各パネル１２が放射状に並びＸ字状となる状態を経て、図７Ｂ（３）および図８Ｂ（４）に示す中間状態まで角変位する。
【００４１】
中間状態では、図７Ｂ（３）ならびに図８Ｂ（４）および図９Ａ（１）に示すように、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第２方向ｙに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第３方向ｚに２枚重なる状態にある。この中間状態から、２次展開において、各パネル片１２が、主連結器２５の他方軸部軸線Ｌ３４まわりに各変位して、図７Ｂ（４）ならびに図９Ａ（２）および図９Ｂ（３）に示すように、第２方向ｙに平行な視線で見たとき、各パネル１２がくの字状に屈曲する状態を経て、図７Ｃ（５）および図９Ｂ（４）に示す展開状態まで角変位する。
【００４２】
第２連結具１７のうち２枚用第２連結具１７は、格納状態および中間状態において、第２方向ｙの端に配置され、第３方向ｚに隣接する２枚のパネル片１２を連結するための連結具である。この２枚用第２連結具１７は、前述の４枚用第２連結具１７の４つの連結器２５，２６のうち、１つの主連結器２５だけを備える構成である。
【００４３】
図１０は、図２Ａ（２）のセクションＤをさらに拡大して示す斜視図である。図１１は、第３連結具１８を示す斜視図である。図１２は、第３連結具１８を示す正面図である。図１１は、図１、図２および図５と同一の方向から見て示す図であって、図１２は、各パネル片１２の長手方向に平行となる第１方向ｘに平行な視線で見た状態を示す図である。図１１Ａ（１）および図１２Ａ（１）は、格納状態を示し、図１１Ａ（２）および図１２Ａ（２）は、１次展開中の中期段階の状態を示し、図１１Ｂ（３）および図１２Ｂ（３）は、中間状態を示し、図１１Ｂ（４）および図１２Ｂ（４）は、２次展開中の初期段階の状態を示す。
【００４４】
連結手段１５における３種類の連結具１６〜１８のうちの３つめの連結具（以下「第３連結具」という）１８は、図１Ｂ（２）および図２Ａ（２）の１次展開中の状態において、互いに突合される角部９２であって、かつ図１Ｄ（５）に示す展開状態においては、第３方向ｚに離れた位置に配置される角部９２同士を連結するために設けられる連結具である。第３連結具１８は、格納状態から中間状態までの間は、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接し、２次展開中および展開状態では、第２方向ｙに隣接する２枚ずつの組になって第３方向ｚには離れる４枚のパネル片１２の角部９２を連結するための第３連結具（以下「４枚用第３連結具」という）１８と、パネル装置１０の第２方向ｙの両端に配置され、格納状態から中間状態までの間は、第３方向ｚに隣接し、２次展開中および展開状態では、第３方向ｚに離れる２枚のパネル片１２の角部９２を連結するための２枚連結用の第３連結具（以下「２枚用第３連結具」という）１８とを有する。
【００４５】
図１０〜図１２には、４枚用第３連結具１８を示している。４枚用第３連結具１８は、格納状態において、第２方向ｙおよび第３方向ｚに隣接する４枚のパネル片１２を連結するための連結具であり、２つの主連結器３５と、２つの副連結器３６とを有する。主連結器３５は、一対のヒンジ片４０，４１を有する。一方のヒンジ片４０には、ヒンジ軸４２が一体に形成され、他方のヒンジ片４１には、ヒンジ軸４２がその軸線であるヒンジ軸線Ｌ３５まわりに角変位可能に嵌込む軸受部４３が形成されている。軸受部４３は、Ｕ字状に形成されており、ヒンジ軸４２が配置されるヒンジ凹所４４が一方向（以下「開放方向」という）Ｏに開放しており、ヒンジ軸４２は、軸受部４３に嵌込んだ状態から、ヒンジ軸線Ｌ３５と交差する方向となるヒンジ凹所４４の開放方向Ｏへ変位して、軸受部４３から離脱可能である。このように主連結器３５は、一対のヒンジ片４０，４１が、互いに着脱可能に、かつヒンジ軸線Ｌ３５まわりに各変位可能に連結されている、ヒンジによって実現される。
【００４６】
主連結器３５は、格納状態および中間状態において第３方向ｚに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器である。一方のヒンジ片４０は、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、ヒンジ軸４２が、パネル片１２の長手方向の端面部９１ａから突出し、かつヒンジ軸線Ｌ３５がパネル片１２の長手方向と平行に配置されるように設けられる。他方のヒンジ片４０は、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の長手方向の端面部９１ａに連結され、軸受部４３のヒンジ凹所４４の開放方向Ｏが、パネル片１２の厚み方向と平行になるように、設けられる。主連結器３５は、パネル片１２を、着脱可能にかつヒンジ軸線Ｌ３５まわりに角変位可能に連結する。主連結器３５によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ３５まわりに角変位可能であるとともに、厚み方向に重なる状態において、着脱可能である。
【００４７】
副連結器３６は、一対のヒンジ片４６，４７がヒンジピン４８によってその軸線であるヒンジ軸線Ｌ３６まわりに各変位可能に連結されている、１自由度のヒンジによって実現される。副連結器３６は、格納状態および中間状態において第２方向ｙに隣接する２つのパネル片１２を連結する連結器であり、一方のヒンジ片４６が、連結すべき２つのパネル片１２のうち一方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結され、他方のヒンジ片４６が、連結すべき２つのパネル片１２のうち他方のパネル片１２の幅方向の側面部９０ａに連結される。副連結器３６は、ヒンジ軸線Ｌ３６がパネル片１２の長手方向に平行になるように設けられ、パネル片１２をヒンジ軸線Ｌ３６まわりに角変位可能に連結する。副連結器３６によって連結される２つのパネル片１２は、厚み方向に重なる状態と、幅方向の側面部９０ａを対向させて突合される状態で面状に並ぶ状態とにわたって、パネル片１２の長手方向に平行な角変位軸線となるヒンジ軸線Ｌ３６まわりに角変位可能である。
【００４８】
これら２つの主連結器３５および２つの副連結器３６を有する４枚用第３連結具１８によって連結される隣接する４枚のパネル片１２は、図１１Ａ（１）および図１２Ａ（１）に示すように、格納状態では、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第３方向ｚに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第２方向ｙに２枚重なる状態にある。この格納状態から、１次展開において、各パネル片１２は、主連結器３５のヒンジ軸線Ｌ３５および副連結器３６のヒンジ軸線Ｌ３６まわりに各変位して、図１１Ａ（２）および図１２Ａ（２）に示すように、第１方向ｘに平行な視線で見たとき、各パネル１２が放射状に並びＸ字状となる状態を経て、図１１Ｂ（３）および図１２Ｂ（３）に示す中間状態まで角変位する。
【００４９】
中間状態では、図１１Ｂ（３）および図１２Ｂ（３）に示すように、幅方向の側面部９０ａを突合せるようにして面状に第２方向ｙに２枚並ぶとともに、厚み方向に重なるようにして第３方向ｚに２枚重なる状態にある。また中間状態では、主連結器３５の軸受部４４のヒンジ凹所４４の開放方向Ｏは、一方のヒンジ片４０が連結される一方のパネル片１２が、他方のヒンジ片４１が連結される他方のパネル片１２に対して離反する方向である。この中間状態から、２次展開において、図１１Ｂ（４）および図１２Ｂ（４）に示すように、主連結器３５の各ヒンジ片４０，４１が互いに離脱し、第２方向ｙに隣接する２枚のパネル片１２が組となって２組に分かれ、一方の組のパネル片１２の角部９２が、他方の組のパネル片１２の角部９２から遠ざかるように、各パネル片１２におけるこの４枚用第３連結具１８が設けられる側とは反対側の長手方向の端部９１付近を中心にして、展開状態まで角変位する。
【００５０】
第３連結具１８のうち２枚用第３連結具１８は、格納状態および中間状態において、第２方向ｙの端に配置され、第３方向ｚに隣接する２枚のパネル片１２を連結するための連結具である。この２枚用第３連結具１８は、前述の４枚用第３連結具１８の４つの連結器３５，３６のうち、１つの主連結器３５だけを備える構成である。
【００５１】
パネル装置１０では、前述のように、格納状態において、各パネル片１２が、第２方向ｙに重なり、第３方向ｚに並んでいる。したがって各パネル片１２が、第２方向ｙおよび第３方向ｚに並んだ状態にある。このような各パネル片１２における角部９２を、識別番号（Ｍ，Ｎ，Ｚ，Ｘ）で識別する。Ｍは、各パネル片１２に、第２方向ｙの並び順に従って、第２方向ｙ一方（たとえば図１において左斜め下方）の端のパネル片１２を１とし、第２方向ｙ他方（たとえば図１においいて右斜め上方）に向かって１つずつ数値が大きくなるように、各パネル片１２に割当てられる自然数の番号である。Ｎは、第３方向ｚの並び順に従って、第３方向ｚ一方（たとえば図１において上方）の端のパネル片１２を１とし、第３方向ｚ他方（たとえば図１において下方）に向かって１つずつ数値が大きくなるように、各パネル片１２に割当てられる自然数の番号である。またＺは、格納状態において、第３方向ｚ一方側の角部９２を１とし、第３方向ｚ他方側の角部９２を２とする。またＸは、格納状態において、第１方向ｘ一方（たとえば図１の右斜め下方）側の角部９２を１とし、第１方向ｘ他方（左斜め上方）側の角部９２を２とする。 ここで自然数は、正の整数、つまり１以上の整数である。Ｍの最大値をＭｍａｘとし、Ｎの最大値をＮｍａｘとする。したがってＭは、１からＭｍａｘまでの整数であり、Ｎは、１からＮｍａｘまでの整数である。
【００５２】
第１連結具１６は、識別番号（α，１，１，１）の角部９２と、識別番号（α＋１，１，１，１）の角部９２とを連結する。また第１連結部１６は、識別番号（β，Ｎｍａｘ，２，１）の角部９２と、識別番号（β＋１，Ｎｍａｘ，２，１）の角部９２とを連結する。ここでα＝２γまたはα＝２γ＋１である。γは、０以上の整数である。Ｎｍａｘが奇数のとき、β＝α−１であり、Ｎｍａｘが偶数のとき、β＝αである。ただし、γに０以上の整数を代入したときに、少なくとも一方の角部の識別番号のＭが０以下となってしまう場合と、少なくともいずれか一方の角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第１連結具１６は、設けられない。
【００５３】
第２連結具１７は、識別番号（δ，ε，２，１）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε，２，１）の角部９２と、識別番号（δ，ε＋１，１，１）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε＋１，１，１）の角部９２とを連結する。ここでδ＝α−１であり、ε＝２ζ−１である。ζは、０以上の整数である。ただし、γに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＭが０以下となってしまう場合と、全ての角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第２連結具１７は、設けられない。またζに０以上の整数を代入したときに、少なくとも２つの角部の識別番号のＮが０以下となってしまう場合と、少なくとも２つの角部の識別番号のＮがＮｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第２連結具１７は、設けられない。ζに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＮが１以上Ｎｍａｘ以下である場合において、γに０以上の整数を代入したときに、２つの角部の識別番号のＭが０となりかつ２つの角部の識別番号のＭが１となる場合と、２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘとなりかつ２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１となる場合とは、２枚用第２連結具１７が用いられ、全ての角部の識別番号のＭが１以上Ｍｍａｘ以下である場合に、４枚用第２連結具１７が設けられる。
【００５４】
第３連結具１８は、識別番号（α，η，２，１）の角部９２と、識別番号（α＋１，η，２，１）の角部９２と、識別番号（α，η＋１，１，１）の角部９２と、識別番号（α＋１，η＋１，１，１）の角部９２とを連結する。ここでη＝ε−１である。ただし、γに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＭが０以下となってしまう場合と、全ての角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第３連結具１８は、設けられない。またζに０以上の整数を代入したときに、少なくとも２つの角部の識別番号のＮが０以下となってしまう場合と、少なくとも２つの角部の識別番号のＮがＮｍａｘ＋１以上となってしまう場合とは、第３連結具１８は、設けられない。ζに０以上の整数を代入したときに、全ての角部の識別番号のＮが１以上Ｎｍａｘ以下である場合において、γに０以上の整数を代入したときに、２つの角部の識別番号のＭが０となりかつ２つの角部の識別番号のＭが１となる場合と、２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘとなりかつ２つの角部の識別番号のＭがＭｍａｘ＋１となる場合とは、２枚用第３連結具１８が用いられ、全ての角部の識別番号のＭが１以上Ｍｍａｘ以下である場合に、４枚用第２連結具１８が設けられる。
【００５５】
以上は、第１〜第３連結具１６〜１８の第１方向ｘ一方側の配置であり、第１〜第３連結具１６〜１８の第１方向ｘ他方側の配置を、以下に述べる。第１方向ｘ他方側では、第１連結具１６は、識別番号（α，１，１，２）の角部９２と、識別番号（α＋１，１，１，２）の角部９２とを連結する。また第１連結具１６は、識別番号（β，Ｎｍａｘ，２，２）の角部９２と、識別番号（β＋１，Ｎｍａｘ，２，２）の角部９２とを連結する。第２連結具１７は、識別番号（α，η，２，２）の角部９２と、識別番号（α＋１，η，２，２）の角部９２と、識別番号（α，η＋１，１，２）の角部９２と、識別番号（α＋１，η＋１，１，２）の角部９２とを連結する。第３連結具１８は、識別番号（δ，ε，２，２）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε，２，２）の角部９２と、識別番号（δ，ε＋１，１，２）の角部９２と、識別番号（δ＋１，ε＋１，１，２）の角部９２とを連結する。
【００５６】
このような第１〜第３連結具１６〜１８の第１方向ｘ他方側における配置についても、第１方向ｘ一方側における配置と同様に、ＭおよびＮの値がただし書きの制約を受ける。第１方向ｘ他方側の第１連結具１６は、第１方向ｘ一方側の第１連結具１６で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において第１連結具１６は、第１方向ｘ一方側において第１連結具１６が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。
【００５７】
第１方向ｘ他方側の４枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側の４枚用第３連結具１８で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において４枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側において４枚用第３連結具１８が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。また第１方向ｘ他方側の２枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側の２枚用第３連結具１８で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において２枚用第２連結具１７は、第１方向ｘ一方側において２枚用第３連結具１８が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。
【００５８】
第１方向ｘ他方側の４枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側の４枚用第２連結具１７で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において４枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側において４枚用第２連結具１７が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。また第１方向ｘ他方側の２枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側の２枚用第２連結具１７で連結される角部の識別番号うちＸだけが１から２に変わった識別番号の角部同士を連結する。したがって第１方向ｘ他方側において２枚用第３連結具１８は、第１方向ｘ一方側において２枚用第２連結具１７が設けられる位置と第１方向ｘの反対側となる位置に設けられる。
【００５９】
このような第１〜第３連結具１６〜１８を有する連結手段１５によって、各パネル体１１を連結するとともに、各パネル体１１における各パネル片１２を連結することによって、格納状態から、前述のような１次展開および２次展開をして、展開状態まで展開可能な連結構造を実現することができる。また連結手段１５が、第１〜第３連結具１６〜１８を有し、前述のような配置で各パネル片１２が連結されるので、格納状態と中間状態との間においては、パネル装置１０は、各パネル片がリンクに相当するパンタグラフ状となるように構成され、前述のように複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となって１次展開する。パネル装置１０を、パンタグラフ状に構成することによって、各パネル体１１の１次展開を連動させ、１次展開を同時進行させることができる。
【００６０】
図１３は、ラッチ手段５０を示す断面図である。図１４は、図１３（３）の下方から見て示す断面図である。図１３（１）は、離間状態を示し、図１３（２）は、ラッチ作動開始状態を示し、図１３（３）は、ラッチ完了状態を示す。パネル装置１０は、中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作を阻止する逆戻り防止手段であるラッチ手段５０を備えている。本実施の形態では、複数のラッチ手段５０が用いられている。
【００６１】
ラッチ手段５０は、中間状態において、互いに側面部９０ａを対向させて突合せ、第２方向ｙに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために、その係合させるべき２つのパネル片１２の突合せ部に、少なくとも１つずつそれぞれ設けられる。またラッチ手段５０は、展開状態において、互いに端面部９１ａを対向させて突合せ、第３方向ｚに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために、その係合させるべき２つのパネル片１２の突合せ部に、少なくとも１つずつそれぞれ設けられる。
【００６２】
ラッチ手段５０は、ラッチ軸５１と、ラッチ軸５１に係合するラッチ片５２とを有する。ラッチ片５２は、基端部でラッチ軸線Ｌ５０まわりに角変位可能に設けられ、遊端部に、角変位方向一方に開放するラッチ凹所５５を有している。またラッチ片５２は、ねじりコイルばねによって実現されるラッチばね５６によって角変位方向一方に向かうばね力が与えられるとともに、規制片５７によって、予め定める角度位置で、角変位方向一方に向かう角変位が規制される。ラッチ軸５１は、互いに係合させるべき２つのパネル片１２のうち一方に設けられ、ラッチ片５２は、互いに係合させるべき２つのパネル片１２のうち他方に設けられる。
【００６３】
ラッチ手段５０が、中間状態において、互いに側面部９０ａを対向させて突合せ、第２方向ｙに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために設けられている場合、図５、図８および図１２に示すように、ラッチ軸５１は、一方のパネル片１２の側面部９０ａに設けられ、ラッチ片５２は、他方のパネル片１２の側面部９０ａに、遊端部が側面部９０ａに対して遠ざかる方向へ突出するように設けられている。このようにラッチ手段５０が設けられることによって、各パネル体１１の１次展開が終期段階に近づくと、図１３（１）に示すように、ラッチ片５２がラッチ軸５１に近づき、やがて図１３（２）に示すようにラッチ片５２の遊端部の端面５９が、ラッチ軸５１に当接する。ラッチ片５２の端面５９は、ラッチ片５２の角変位方向一方に向かうにつれて、ラッチ軸線Ｌ５０からの距離が小さくなる形状を有しており、１次展開がさらに進むと、ラッチ片５２がラッチ軸５１に押圧されてラッチばね５６に抗して角変位方向他方へ各変位し、やがてラッチ片５２の遊端部がラッチ軸５１を乗越えると、ラッチ片５２がラッチばね５６によって角変位方向一方へ角変位し、ラッチ凹所５５にラッチ軸５１が嵌込み、ラッチ片５２がラッチ軸５１に係合される。この状態で、ラッチ軸５１が設けられるパネル片１２と、ラッチ片５２が設けられるパネル片１２とが係合される。これによって中間状態から格納状態に向かう状態変化動作が阻止される。
【００６４】
またラッチ手段５０が、展開状態において、互いに端面部９１ａを対向させて突合せ、第３方向ｚに並べられる２つのパネル片１２を互いに係合させるために設けられている場合、図６、図７、および図９に示すように、ラッチ軸５１は、一方のパネル片１２の端面部９１ａに設けられ、ラッチ片５２は、他方のパネル片１２の端面部９１ａに、遊端部が端面部９１ａに対して遠ざかる方向へ突出するように設けられている。このようにラッチ手段５０が設けられることによって、各パネル体１１の２次展開が終期段階に近づくと、図１３（１）に示すように、ラッチ片５２がラッチ軸５１に近づき、やがて図１３（２）に示すようにラッチ片５２の遊端部の端面５９が、ラッチ軸５１に当接する。ラッチ片５２の端面５９は、ラッチ片５２の角変位方向一方に向かうにつれて、ラッチ軸線Ｌ５０からの距離が小さくなる形状を有しており、２次展開がさらに進むと、ラッチ片５２がラッチ軸５１に押圧されてラッチばね５６に抗して角変位方向他方へ各変位し、やがてラッチ片５２の遊端部がラッチ軸５１を乗越えると、ラッチ片５２がラッチばね５６によって角変位方向一方へ角変位し、ラッチ凹所５５にラッチ軸５１が嵌込み、ラッチ片５２がラッチ軸５１に係合される。この状態で、ラッチ軸５１が設けられるパネル片１２と、ラッチ片５２が設けられるパネル片１２とが係合される。これによって展開状態から中間状態に向かう状態変化動作が阻止される。
【００６５】
またラッチ手段５０は、ラッチ片５２がラッチ軸５１に係合された状態で、各パネル片１２の角変位を阻止してその角度位置関係に保持する。つまりラッチ手段５０は、格納状態から中間状態に１次展開すると、各パネル体１１において、隣接するパネル片１２同士を予め定める角度位置関係に保持するとともに、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体１１同士を予め定める角度位置関係に保持する。本実施の形態では、各パネル片１２が面一に配置されてパネル体１１が平面状となり、かつ各パネル体が面一に配置されるように、各パネル体１１および各パネル片１２の角度位置を保持している。したがってパネル装置１０は、平面状となる。
【００６６】
本発明の実施の他の形態として、角パネル体１１および各パネル片１２を他の角度位置関係に保持してもよい。たとえば隣接するパネル体１１が１８０度より少し小さい角度を成すような角度位置に、各パネル体１１を保持し、パネル装置１０が曲面状となるように保持してもよい。パネル装置１０を、展開状態で曲面状とすることによって、たとえば太陽光などを、反射、集光する反射体として用いることができる。
【００６７】
またパネル装置１０を構成する各パネル片１２は、たとえばサンドイッチパネル構造の本体の少なくとも厚み方向一方側の表面に、太陽電池モジュールが貼着されて、構成される。本体は、たとえば炭素繊維強化合成樹脂（ＣＦＲＰ）または金属から成る２枚の面板間に、発泡合成樹脂から成る発泡コアまたは金属もしくは合成樹脂から成るハニカムコアが挟まれて構成されるサンドイッチ構造である。さらに各パネル片１２のうち１つ以上の選択されるパネル片１２に、厚み方向他方側の表面からマイクロ波を放射可能な回路を内蔵する。このような各パネル片１２を、パネル装置１０の展開状態で、厚み方向一方側の表面が、同一側に配置されるように設け、このパネル装置１０を各パネル片１２の厚み方向一方側の表面が地球から遠ざかる方向に向くように、静止軌道上に設ける。各パネル片１２の太陽電池モジュールで発電された電力は、選択されるパネル片１２に内蔵される回路によって、マイクロ波として地上に送電される。各パネル片１２の厚み方向他方側の表面にも、マイクロ波の放射に影響を与えない位置に太陽電池モジュールを設けるようにしてもよい。
【００６８】
またパネル装置１０は、格納状態から１次展開および２次展開するための駆動力を与える駆動手段６０を備えている。本実施の形態では、第１〜第３連結具１６〜１８に保持されるばね部材によって実現される。このばね部材は、たとえばねじりコイルばねである。駆動手段６０は、ばね力を駆動力として、第１〜第３連結具１６〜１８を介してパネル１２に与える。パネル装置１０は、宇宙空間に打上げられた後、この駆動力で展開状態まで展開する。また本実施の他の形態として、駆動手段６０が、小型のモータを用いて実現される構成であってもよい。また駆動手段６０は、ばね部材とモータとを組合せて実現されてもよい。
【００６９】
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内で構成を変更することができる。たとえばパネル装置１０は、宇宙太陽発電システムで用いられるパネル装置１０以外であってもよく、太陽電池パネルでなくてもよい。また１つのパネル片１２の形状、格納状態および展開状態におけるパネル装置１０の寸法、パネル装置１０を構成するためのパネル体１１の数およびパネル片１２の数などは、前述の具体例の形状、寸法および数に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図１Ｄ】本発明の実施の一形態のパネル装置１０を簡略化して示す斜視図である。
【図２Ａ】パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。
【図２Ｂ】パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。
【図２Ｃ】パネル装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。
【図３Ａ】パネル装置１０の一部を拡大して示す正面図である。
【図３Ｂ】パネル装置１０の一部を拡大して示す正面図である。
【図４Ａ】パネル装置１０の一部を拡大して示す側面図である。
【図４Ｂ】パネル装置１０の一部を拡大して示す側面図である。
【図５】図２Ａ（２）のセクションＢをさらに拡大して示す斜視図である。
【図６】図２Ａ（２）のセクションＣをさらに拡大して示す斜視図である。
【図７Ａ】第２連結具１７を示す斜視図である。
【図７Ｂ】第２連結具１７を示す斜視図である。
【図７Ｃ】第２連結具１７を示す斜視図である。
【図８Ａ】第２連結具１７を示す正面図である。
【図８Ｂ】第２連結具１７を示す正面図である。
【図９Ａ】第２連結具１７を示す側面図である。
【図９Ｂ】第２連結具１７を示す側面図である。
【図１０】図２Ａ（２）のセクションＤをさらに拡大して示す斜視図である。
【図１１Ａ】第３連結具１８を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】第３連結具１８を示す斜視図である。
【図１２Ａ】第３連結具１８を示す正面図である。
【図１２Ｂ】第３連結具１８を示す正面図である。
【図１３】ラッチ手段５０を示す断面図である。
【図１４】図１３（３）の下方から見て示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ パネル装置
１１ パネル体
１２ パネル片
１５ 連結手段
１６ 第１連結具
１７ 第２連結具
１８ 第３連結具
５０ ラッチ手段
６０ 駆動手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパネル片をそれぞれ有する複数のパネル体であって、各パネル片が重なる格納状態から、格納状態における各パネル片の重なり方向に伸展して各パネル片が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である複数のパネル体と、
各パネル体が格納状態から中間状態に１次展開可能に、各パネル体の各パネル片を連結するとともに、各パネル体が中間状態で互いに重なり、かつ中間状態から、中間状態における各パネル体の重なり方向に伸展して各パネル体が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能に、各パネル体を連結する連結手段とを備えることを特徴とするパネル装置。
【請求項２】
前記連結手段は、各パネル体における１次展開が連動して同時進行するように、各パネル体同士および各パネル片同士を連結することを特徴とする請求項１に記載のパネル装置。
【請求項３】
１次展開中において、複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となることを特徴とする請求項２に記載のパネル装置。
【請求項４】
中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作を阻止する逆戻り防止手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のパネル装置。
【請求項５】
前記逆戻り防止手段は、格納状態から中間状態に１次展開すると、隣接するパネル片同士を予め定める角度位置関係に保持するとともに、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体同士を予め定める角度位置関係に保持することを特徴とする請求項４に記載のパネル装置。
【請求項１】
複数のパネル片をそれぞれ有する複数のパネル体であって、各パネル片が重なる格納状態から、格納状態における各パネル片の重なり方向に伸展して各パネル片が面状に並ぶ中間状態に１次展開可能である複数のパネル体と、
各パネル体が格納状態から中間状態に１次展開可能に、各パネル体の各パネル片を連結するとともに、各パネル体が中間状態で互いに重なり、かつ中間状態から、中間状態における各パネル体の重なり方向に伸展して各パネル体が面状に並ぶ展開状態に２次展開可能に、各パネル体を連結する連結手段とを備えることを特徴とするパネル装置。
【請求項２】
前記連結手段は、各パネル体における１次展開が連動して同時進行するように、各パネル体同士および各パネル片同士を連結することを特徴とする請求項１に記載のパネル装置。
【請求項３】
１次展開中において、複数の菱形の筒体を束ねた蜂の巣状の形状となることを特徴とする請求項２に記載のパネル装置。
【請求項４】
中間状態から格納状態に向かう状態変化動作および展開状態から中間状態に向かう状態変化動作を阻止する逆戻り防止手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のパネル装置。
【請求項５】
前記逆戻り防止手段は、格納状態から中間状態に１次展開すると、隣接するパネル片同士を予め定める角度位置関係に保持するとともに、中間状態から展開状態に２次展開すると、隣接するパネル体同士を予め定める角度位置関係に保持することを特徴とする請求項４に記載のパネル装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２４７１５０（Ｐ２００８−２４７１５０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８９８８０（Ｐ２００７−８９８８０）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
[ Back to top ]