衛星構体パネル、及び衛星構体パネルの組立方法
【課題】 雌ねじを有するコ字形状の継手具において、ハニカムパネルとの接着結合後に雌ねじに損傷が生じた場合、継手具の脱着が不可能であるために、継手具全体およびハニカムサンドイッチパネルの一部を除去する必要が生じる。
【解決手段】 コ字形状の継手具４を、ハニカムサンドイッチパネル１に接着する第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、雌ねじを有して交換可能な塊状部材１２または１４に分けて製造し、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２または１４のリーマ穴にリーマピン１７を通し、ナット２０によって締結した状態で、ハニカムサンドイッチパネル１に固定される。
【解決手段】 コ字形状の継手具４を、ハニカムサンドイッチパネル１に接着する第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、雌ねじを有して交換可能な塊状部材１２または１４に分けて製造し、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２または１４のリーマ穴にリーマピン１７を通し、ナット２０によって締結した状態で、ハニカムサンドイッチパネル１に固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星（以下、衛星）の衛星構体を構成する衛星構体パネル、及び衛星構体パネルの組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじ穴を有したコ字状の継手具を、サンドイッチパネルの接合部に接着し、衛星構体パネルを構成していた。衛星構体パネルは、継手具を介して他の衛星構体パネルに結合される。
【０００３】
【特許文献１】特公平５―２３５８７号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の衛星構体パネルは、コ字状の継手具とサンドイッチパネルの接着時に、雌ねじに接着材が流入したり、ボルト締結時の焼き付き等による損傷が生じて、継手具の脱着が不可能になるという問題があった。
この場合、継手具全体及びサンドイッチパネルの一部を除去する必要が生じる。
【０００５】
このような損傷は、衛星構体パネルに電子機器が装備され、衛星構体が組みあがった後の試験作業工程で、衛星構体パネルの一部を取り外す際に確認されることがある。このような場合、作業性及び粉塵防護の観点から、構体パネルの着脱や電子機器の取り外しを行ってから、継手具全体及びサンドイッチパネルの一部の除去が行われるので、衛星の製造工期の大幅な遅延に繋がる恐れがある。このような工期遅延は、衛星の製造において致命的な問題であった。
【０００６】
また、衛星の製造過程において、強度上の設計変更により、コ字状の継手具に設けられた雌ねじを、フローティングナット付の雌ねじに変更しなければならない場合や、その逆を選択する必要が生じる場合がある。
このような場合も、継手具全体及びサンドイッチパネルの一部を除去する必要が生じるという問題があった。
【０００７】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、衛星構体パネルに接合され、他の衛星構体パネルと結合される継手具において、継手具の雌ねじ部分を自在に交換できるようにすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による衛星構体パネルは、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第１の取付部材と、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第２の取付部材と、両端に第１、第２の取付部材のテーパ面にそれぞれ嵌合するテーパ面を有し、雌ねじの設けられた塊状部材と、塊状部材及び第１、第２の取付部材を固定するための固定ピンとを有した継手具と、ハニカムサンドイッチパネルと、を備え、第１、第２の取付部材がテーパ面を対向させて離間配置されるとともに、当該各取付部材におけるＬ字形状の内周面がハニカムサンドイッチパネルの端面に接着され、塊状部材が相互にテーパ面を突き合わせた状態で第１、第２の取付部材の間に嵌め込まれ、少なくとも２つの固定ピンが、塊状部材及び第１、第２の取付部材の各テーパ面を着脱可能に共に貫通し、塊状部材が第１、第２の取付部材に対し着脱可能に結合されたものである。
【０００９】
また、この発明による衛星構体パネルの組立方法は、衛星構体パネルと、ボルト穴の設けられた他の衛星構体パネルを、ボルトにより締結する衛星構体パネルの組立方法において、ボルトを外し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルを分離する工程、固定ピンを外し、塊状部材を分離する工程、新たな塊状部材を第１、第２の取付部材の間に嵌め込む工程、塊状部材及び第１、第２の取付部材の各テーパ面を、共に貫通するように固定ピンを挿入する工程、ボルトを締結し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルとを結合する工程、の順序で、衛星構体パネルを分離、再組立するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、継手具の雌ねじ部が破損した場合に、衛星構体パネルから継手具全体を除去することなく、雌ねじの設けられた塊状部材のみを取り替えることで、破損に対処することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図を用いて説明する。
図１は衛星構体の利用形態を示す図であり、（ａ）は衛星構体パネルが利用される衛星を示す斜視図、（ｂ）は衛星構体の分解図である。なお、発明の主旨とるところを除いて、詳細な図の記載を省略している。
図において、衛星１００は、衛星構体５０と太陽電池パネル６０が設けられている。太陽電池パネル６０は衛星構体５０の外側面に取り付けられる。衛星構体５０は、複数の衛星構体パネル１０を立方体形状に組み合わせ、結合されて構成される。衛星構体パネル１０の内面には、複数の電子機器６０が取り付けられている。
【００１２】
図２は衛星構体パネルの接続部分を示しており、図１のＡ部詳細図を示す。この図では、衛星構体パネル１０と他の衛星構体パネル１０ｂとが、コ字型の継手具４及びボルト７０及びワッシャ７３を介して相互に結合されている。衛星構体パネル１０は、ハニカムサンドイッチパネル１の端部の３面に継手具４の内側面が接着されている。継手具４は雌ねじが設けられている。図示の例では、継手具４が雌ねじを有したフローティングナット１６を備えている。他の衛星構体パネル１０ｂは、ハニカムサンドイッチパネル３の端部周辺にインサート７１が埋設されている。インサート７１は、ボルト穴７２を有し、ワッシャ７３と共に、衛星構体パネル１０に設けられた継手具４の雌ねじに締結される。これによって、継手具４と他の衛星構体パネル１０ｂとの間で位置決めがなされ、ボルト７０を通じてボルト７０の軸方向及び軸垂直方向に荷重が伝達される。
【００１３】
図３は衛星構体パネル１０における継手具４の配置例を示す図である。
図示の例では、継手具４として、ハニカムサンドイッチパネル１の端部に設けられた、タイプの異なる継手具４ａと継手具４ｂを示している。
なお、実際の衛星構体パネル１０に取り付けられる継手具４ａ、４ｂのそれぞれの数は、衛星構体パネル１０に要求される強度、剛性や、大きさによって決定される。
【００１４】
ハニカムサンドイッチパネル１は、ハニカムコア３の表裏両面に、表皮材２がそれぞれ接着されて構成される。ハニカムコア３はアルミが用いられ、表皮材２はカーボン繊維を交互に配交して樹脂接着剤で固めた複合材料やアルミ板等を用いて構成される。
【００１５】
継手具４ａは、母材となる第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに着脱可能に取り付けられた塊状部材１２を備えて構成される。継手具４ｂは、母材となる第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに着脱可能に取り付けられた塊状部材１４を備えて構成される。継手具４ａは、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４が２本のリーマピン１７で共に固定されている。継手具４ｂは、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４が２本のリーマピン１７で共に固定されている。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ、塊状部材１２、１４は、アルミのように表皮材２と線膨張係数が近い金属材料で構成される。なお、リーマピン１７にアルミを用いる場合は、硬質アルマイト処理を表面に施して、表面硬度を硬くしておくのが良い。リーマピン１７に断熱性を持たせる場合は、線膨張係数の異なる他の金属を用いることもある。
以下、継手具４ａ、継手具４ｂの構造について、順に説明する。
【００１６】
まず、図４は、継手具４ａの接合構造（雌ねじ方式）を示す図であり、図３のＢＢ断面を示している。また、図５は、継手具４ａの構造（雌ねじ方式）を示す図であり、（ａ）は継手具４ａを雌めじ１５方向から見た斜視図、（ｂ）は継手具４ａを鍔側から見た図、（ｃ）は継手具４ａを継手部１１と塊状部材１２に分離した状態を示す図である。
【００１７】
図において、継手具４ａはＬ字形状の第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、塊状部材１２と、リーマピン１７と、ナット２０を備えて構成される。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは、ハニカムサンドイッチパネル１の端部における端面、及び端面を間に挟む上下の表皮面の３面に固定される。
【００１８】
第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂにおけるＬ字形状の一端部は、端面に僅かに傾斜したテーパ面が形成されるとともに、内面側がハニカムサンドイッチパネル１の端面に密着している。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面は相互に離間して対向配置され、ハニカムサンドイッチパネル１の端面から離れるに従って両テーパ面間の距離が離れるように、ハニカムサンドイッチパネル１に対しテーパ面が外向きに傾斜している。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面の傾斜度と長さは同じとなっている。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは外側面からテーパ面を通過する、少なくとも２つの貫通リーマ穴（ピン穴）１８が設けられている。なお、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面やリーマ穴１８は、硬質アルマイト処理を表面に施して、表面硬度を硬くしておくのが良い。
【００１９】
第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは、Ｌ字形状の他端部側が平坦な鍔状になっており、この鍔状部分の内面側がハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に接着される。この際、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２と第１の取付部材１１ａまたは第２の取付部材１１ｂは、接着剤の接着層６を間に挟み込むようにして接着されている。また、表皮２と第１の取付部材１１ａまたは第２の取付部材１１ｂとの間には、高精度の厚さ寸法を有するスペーサ７が介在して、両者の間隔が所定の距離に設定されている。すなわち、継手具４ａの内部厚さ寸法は、図４に示す通り、ハニカムサンドイッチパネル１の厚さ寸法ｄ１とハニカムサンドイッチパネル１と継手具４の隙間寸法ｄ２（両側）を加算した結果ｄ３と等しい。これによって、継手具４ａに印加される荷重は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの接着面を通じて、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に伝達される。
【００２０】
塊状部材１２は両端部にハの字型に対向配置されたテーパ面を有している。この両テーパ面の傾斜度と長さは同じとなっており、塊状部材１２は斜辺の長さが共通で線対称な台形断面形状を有する六面体をなしている。塊状部材１２の両テーパ面は、台形断面の上底と下底に対し平行に、少なくとも２つのリーマ穴が貫通している。塊状部材１２には、台形断面の上底と下底を垂直に貫通する雌ねじ１３が設けられている。なお、塊状部材１２のリーマ穴は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられたリーマ穴１８と、穴径及び数が一致する。また、塊状部材１２のテーパ面やリーマ穴は、硬質アルマイト処理を表面に施して、表面硬度を硬くしておくのが良い。
【００２１】
塊状部材１２の各テーパ面は、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの各テーパ面に突き当てられ、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの間に嵌合されて位置決めされる。すなわち、第１の取付部材１１ａのテーパ面と塊状部材１２の一方のテーパ面とが密着し、塊状部材１２の他方のテーパ面と第２の取付部材１１ｂのテーパ面とが密着しており、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１２とでコの字型の継手具が形成される。この状態で、少なくとも２本のリーマピン１７は、それぞれ第１の取付部材１１ａ、塊状部材１２、及び第２の取付部材１１ｂの各リーマ穴を共に貫通し、塊状部材１２と第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂとが、少なくとも２本のリーマピン１７によって相互に締結される。この際、各リーマピン１７は、第１の取付部材１１ａのテーパ面、塊状部材１２の両テーパ面、及び第２の取付部材１１ｂのテーパ面を順に突き抜けるようにして、各テーパ面を貫通している。また、各リーマピン１７の先端部には雄ねじが設けられ、雄ねじにナット２０が係合して、各リーマピン１７が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ、及び塊状部材１２に締結されている。これによって、リーマピン１７が軸方向に与圧を有した状態で確実に固定される。塊状部材１２は、雌ねじ１３がハニカムサンドイッチパネル１の端面に垂直になるように配置される。これによって、雌ねじ１３に締結されるボルト７０の軸方向（ボルト軸方向）が、ハニカムサンドイッチパネル１の端部側面に垂直な方向となっている。
なお、第１の取付部材１１ａ、塊状部材１２、及び第２の取付部材１１ｂに設けられるリーマ穴は、予め明けられた小穴に対し、リーマピン１７のリーマ径と穴径が一致するように、現物に合わせた現合追加工による穴加工を行うことによって形成しても良い。
【００２２】
このように、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の各テーパ面が接触し、接触面同士が密着することによって、塊状部材１２が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対して、リーマピンの軸方向に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。同時に、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２とが、リーマピンの軸に垂直な方向（ボルト軸方向及びボルト軸に垂直な方向）に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。なお、リーマピン１７は少なくとも２本設けられるので、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対する、塊状部材１２のリーマピン周りの回転が拘束される。
【００２３】
塊状部材１２のリーマピン軸方向に作用する荷重は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに作用し、ハニカムサンドイッチパネル１に対して伝達される。ハニカムサンドイッチパネル１に伝達される荷重は、表皮２の垂直方向に圧縮力として作用し、曲げモーメントに変換されて、表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、リーマピン１７はナット２０によって軸方向に固定されているので、塊状部材１２のリーマピンの軸方向に作用する荷重が、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの一方を表皮２から引き剥がすように作用することはない。例えば、第１の取付部材１１ａに対し塊状部材１２のテーパ面を通じて図４の上方向に荷重が伝達される場合、同荷重はナット２０を通じて第２の取付部材１１ｂにも伝達され、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対しモーメント荷重として作用する。このモーメント荷重は、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと上下表皮２との間で接合面の面内方向の荷重に変換され、接合面の面外方向の荷重には変換されないので、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと表皮２との接着剥離を防ぐことができる。
【００２４】
また、塊状部材１２から第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、リーマピンの軸垂直方向に作用する荷重は、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、塊状部材１２のテーパ面を通じて、リーマピンの軸に垂直でかつハニカムサンドイッチパネル１に向かう方向に作用する荷重は、リーマピン１７とナット２０の間の軸力（引張荷重）に変換され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂがハニカムサンドイッチパネル１の表皮２から引き剥がされる方向に作用することはない。
【００２５】
また、図５（ｃ）に示すように、リーマピン１７は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１２に対し、着脱可能に結合している。また、塊状部材１２は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、着脱可能に嵌合している。この際、ナット２０を取り外すことによって、リーマピン１７は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１２から取り外すことができる。同時に、リーマピン１７を取り外すことによって、塊状部材１２を第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂから取り外すことができる。
【００２６】
次に、図６は、継手具４ｂの接合構造（フローティングナット方式）を示す図であり、図３のＣＣ断面を示している。また、図７は、継手具４ｂの構造（フローティングナット方式）を示す図であり、（ａ）は継手具４ｂを雌めじ１５方向から見た斜視図、（ｂ）は継手具４ｂを鍔側から見た図、（ｃ）は継手具４ｂを継手部１１と塊状部材１４に分離した状態を示す図である。継手具４ｂは、ボルト７０としてリーマボルトをフローティングナット１６に係合することによって、他の衛星構体パネル１０ｂを固定する。この場合、リーマボルトはリーマ穴（ピン穴）１５と嵌合するように同一径にしておく。
なお、図において、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及びリーマピン１７、ナット２０と、ハニカムサンドイッチパネル１への接着構造は、図４、５で説明したものと同一構成であるので、ここでは説明を省略する。
【００２７】
塊状部材１４は両端部にハの字型に対向配置されたテーパ面を有している。この両テーパ面の傾斜度と長さは同じとなっており、塊状部材１４は斜辺の長さが共通で線対称な台形断面形状を有する六面体をなしている。塊状部材１４の両テーパ面は、台形断面の上底と下底に対し平行に、少なくとも２つのリーマ穴が貫通している。塊状部材１４には、台形断面の上底と下底を垂直に貫通するリーマ穴１５が設けられている。また、塊状部材１４における台形断面の上底側には、リーマ穴１５と同軸にフローティングナット１６が取り付けられている。なお、塊状部材１４のリーマ穴は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられたリーマ穴１８と、穴径及び数が一致する。また、塊状部材１４のリーマ穴及びテーパ面は、硬質アルマイト処理を施して、表面硬度を硬くしておくの蛾良い。
【００２８】
塊状部材１４の各テーパ面は、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの各テーパ面に突き当てられ、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの間に嵌合されて位置決めされる。すなわち、第１の取付部材１１ａのテーパ面と塊状部材１４の一方のテーパ面とが密着し、塊状部材１４の他方のテーパ面と第２の取付部材１１ｂのテーパ面とが密着しており、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１４とでコの字型の継手具が形成される。この状態で、少なくとも２本のリーマピン１７は、それぞれ第１の取付部材１１ａ、塊状部材１４、及び第２の取付部材１１ｂの各リーマ穴を共に貫通し、塊状部材１４と第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂとが、少なくとも２本のリーマピン１７によって相互に締結される。この際、各リーマピン１７は、第１の取付部材１１ａのテーパ面、塊状部材１４の両テーパ面、及び第２の取付部材１１ｂのテーパ面を順に突き抜けるようにして、各テーパ面を貫通している。また、各リーマピン１７の先端部には雄ねじが設けられ、雄ねじにナット２０が係合して、各リーマピン１７が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ、及び塊状部材１４に締結されている。これによって、リーマピン１７が軸方向に与圧を有した状態で確実に固定される。塊状部材１４は、リーマ穴１５がハニカムサンドイッチパネル１の端面に垂直になるように配置される。これによって、リーマ穴１５及びフローティングナット１６に締結されるボルト７０の軸方向（ボルト軸方向）が、ハニカムサンドイッチパネル１の端部側面に垂直な方向となっている。
なお、第１の取付部材１１ａ、塊状部材１２、及び第２の取付部材１１ｂに設けられるリーマ穴は、予め明けられた小穴に対し、リーマピン１７のリーマ径と穴径が一致するように、現物に合わせた現合加工による穴追加工を行うことによって形成しても良い。
【００２９】
このように、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４の各テーパ面が接触し、接触面同士が密着することによって、塊状部材１４が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対して、リーマピンの軸方向に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。同時に、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４とが、リーマピンの軸に垂直な方向（ボルト軸方向及びボルト軸に垂直な方向）に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。なお、リーマピン１７は少なくとも２本設けられるので、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対する、塊状部材１４のリーマピン周りの回転が拘束される。
【００３０】
塊状部材１４のリーマピン軸方向に作用する荷重は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに作用し、ハニカムサンドイッチパネル１に対して伝達される。ハニカムサンドイッチパネル１に伝達される荷重は、表皮２の垂直方向に圧縮力として作用し、曲げモーメントに変換されて、表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、リーマピン１７はナット２０によって軸方向に固定されているので、塊状部材１４のリーマピンの軸方向に作用する荷重が、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの一方を表皮２から引き剥がすように作用することはない。例えば、第１の取付部材１１ａに対し塊状部材１４のテーパ面を通じて図４の上方向に荷重が伝達される場合、同荷重はナット２０を通じて第２の取付部材１１ｂにも伝達され、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対しモーメント荷重として作用する。このモーメント荷重は、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと上下表皮２との間で接合面の面内方向の荷重に変換され、接合面の面外方向の荷重には変換されないので、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと表皮２との接着剥離を防ぐことができる。
【００３１】
また、塊状部材１４から第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、リーマピンの軸垂直方向に作用する荷重は、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、塊状部材１４のテーパ面を通じて、リーマピンの軸に垂直でかつハニカムサンドイッチパネル１に向かう方向に作用する荷重は、リーマピン１７とナット２０の間の軸力（引張荷重）に変換され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂがハニカムサンドイッチパネル１の表皮２から引き剥がされる方向に作用することはない。
【００３２】
また、図７（ｃ）に示すように、リーマピン１７は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１４に対し、着脱可能に結合している。また、塊状部材１４は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、着脱可能に嵌合している。この際、ナット２０を取り外すことによって、リーマピン１７は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１４から取り外すことができる。同時に、リーマピン１７を取り外すことによって、塊状部材１４を第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂから取り外すことができる。
【００３３】
この実施の形態では、ボルト穴７２の設けられた他の衛星構体パネル１０ｂを、ボルト７０により締結する衛星構体パネルの組立方法において、次の工程手順で、雌ねじの損傷を修復し、衛星構体パネル１０ａと他の衛星構体パネル１０ｂとを分離、再組立することができる。なお、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは、ハニカムサンドイッチパネル１の端部に接着されている。
第１の工程では、ボルト穴７２を介して雌ねじ（雌ねじ１３またはフローティングナット１６）に締結されているボルト７０を外し、衛星構体パネル１０ａと他の衛星構体パネル１０ｂを分離する。
第２の工程では、ナット２０及びリーマピン１７を外し、塊状部材１２または１４を分離する。
第３の工程では、新たな塊状部材１２または１４を、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの間に嵌め込んで、各テーパ面が相互に突き当たるようにしてコの字状の継手具を形成する。
第４の工程では、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの各テーパ面を、共に貫通するようにリーマピン１７を挿入する。なお、この際、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの各テーパ面を貫通するより径の大きいリーマ穴を追加工し、このリーマ穴と同一径となる径の大きいリーマピン１７を挿入しても良い。
第５の工程では、ボルト７０をボルト穴７２を介して雌ねじ（雌ねじ１３またはフローティングナット１６）に締結し、衛星構体パネル１０と他の衛星構体パネル１０ｂとを再結合する。
【００３４】
さらに、この実施の形態によれば、継手具４ａと継手具４ｂの交換を行うことができる。例えば、製品開発の進展に伴い、雌ねじ締結方式からフローティングナットとリーマ締結方式への変更またはその逆を選択する必要が生じる場合がある。このような場合であっても、塊状部材１２と塊状部材１４を交換するだけで、容易に締結方式を変更することができる。
【００３５】
なお、雌ねじ締結方式では、ねじの締結力によってねじ座面に生じる摩擦力により、他の衛星構体パネル１０ｂを締結する。他の衛星構体パネル１０ｂとの結合に際して、パネル面内方向での位置決め許容度があるので、ボルト穴の位置寸法誤差を許容することができる。反面、衛星構体パネル間で所要以上の荷重が印加された場合、衛星構体パネル１０ｂとの締結部分が滑る可能性があるので、構造設計上は衛星構体パネル１０の面外方向にのみ荷重伝達されると仮定することがある。
また、フローティングナットとリーマ締結方式の場合、リーマボルトがリーマ穴１５に嵌合することによって、他の衛星構体パネル１０ｂに対しパネル面内方向に完全に位置決め固定されるが、寸法誤差の許容度はない。また、構造上は、衛星構体パネル間で３方向に荷重伝達される。
このように、設計条件によって、雌ねじ締結方式とフローティングナットとリーマ締結方式の使い分けは重要であり、製造及び試験（例えば、熱環境試験）段階で両方式を変更できることは、ロケットによる打上及び熱環境下での素材変形や確実な強度設計が要求される衛星の製造上有用である。
【００３６】
以上説明した通り、この実施の形態１は、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第１の取付部材１１ａと、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第２の取付部材１１ｂと、両端に第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面にそれぞれ嵌合するテーパ面を有し、雌ねじ（雌ねじ１３またはフローティングナット１６）の設けられた塊状部材１２または１４と、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂを固定するためのリーマピン１７とを有した継手具４ａまたは４ｂと、ハニカムサンドイッチパネル１とを備え、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂがテーパ面を対向させて離間配置されるとともに、当該各取付部材におけるＬ字形状の内周面がハニカムサンドイッチパネル１の端面に接着され、塊状部材１２または１４が相互にテーパ面を突き合わせた状態で第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの間に嵌め込まれ、少なくとも２つのリーマピン１７が、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの各テーパ面を着脱可能に共に貫通し、塊状部材１２または１４が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対し着脱可能に結合される。すなわち、コ字形状の継手具４を、ハニカムサンドイッチパネル１に接着する第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、交換可能な塊状部材１２または１４に分けて製造し、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２または１４のリーマ穴にリーマピン１７を通し、ナット２０によって締結した状態で、ハニカムサンドイッチパネル１に取り付けることを特徴とする。これにより、継手具４ａまたは４ｂとハニカムサンドイッチパネル１が固定され、ボルト７０を介して継手具４ａまたは４ｂに結合された他の衛星構体パネル１０ｂからハニカムサンドイッチパネル１への荷重伝達経路が形成される。
【００３７】
この実施の形態１によれば、塊状部材１２の雌ねじ１３または塊状部材１４におけるフローティングナット１６もしくはリーマ穴１５が破損した場合は、継手具全体を除去することなく、塊状部材１２または１４のみを取り替えることで対処することができる。したがって、ハニカムサンドイッチパネル１に接着した状態で切削等の処置で全体を除去する必要はない。
【００３８】
また、継手具４ａまたは継手具４ｂの交換時には、ハニカムサンドイッチパネル１の接着部に影響を及ぼさないので、継手具４ａあるいは４ｂとサンドイッチパネル１との接着強度を減少させることは無い。
【００３９】
さらに、継手具の構成を、摩擦強度により設計強度が設定される雌ねじ締結方式の継手具４ａから、部材強度により設計強度が設定されるフローティングナットとリーマ締結方式の継手具４ｂに変更する場合、またはその逆の変更を行う必要が生じた場合においても、継手具全体を除去することなく、継手具４ａと継手具４ｂを取り替えることで容易に対処できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】衛星構体の利用形態を示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１による衛星構体パネルの接続部分の構造を示す図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１による衛星構体パネルにおける継手具の配置を示す図である。
【図４】この発明に係る実施の形態１による継手具（雌めじ方式）の接合構造を示す図である。
【図５】この発明に係る実施の形態１による継手具（雌めじ方式）の構造を示す図である。
【図６】この発明に係る実施の形態１による継手具（フローティングナット方式）の接合構造を示す図である。
【図７】この発明に係る実施の形態１による継手具（フローティングナット方式）の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ ハニカムサンドイッチパネル、２ 表皮、３ コア材、４、４ａ、４ｂ 継手具、６ 接着層、７ スペーサ、１０ 衛星構体パネル、１０ｂ 他の衛星構体パネル、１１ａ 第１の取付部材、１１ｂ 第２の取付部材、１２ 塊状部材、１３ 雌ねじ、１４ 塊状部材、１５ リーマ穴、１６ フローティングナット、１７ リーマピン（固定ピン）、１８ リーマ穴、２０ ナット。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星（以下、衛星）の衛星構体を構成する衛星構体パネル、及び衛星構体パネルの組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじ穴を有したコ字状の継手具を、サンドイッチパネルの接合部に接着し、衛星構体パネルを構成していた。衛星構体パネルは、継手具を介して他の衛星構体パネルに結合される。
【０００３】
【特許文献１】特公平５―２３５８７号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の衛星構体パネルは、コ字状の継手具とサンドイッチパネルの接着時に、雌ねじに接着材が流入したり、ボルト締結時の焼き付き等による損傷が生じて、継手具の脱着が不可能になるという問題があった。
この場合、継手具全体及びサンドイッチパネルの一部を除去する必要が生じる。
【０００５】
このような損傷は、衛星構体パネルに電子機器が装備され、衛星構体が組みあがった後の試験作業工程で、衛星構体パネルの一部を取り外す際に確認されることがある。このような場合、作業性及び粉塵防護の観点から、構体パネルの着脱や電子機器の取り外しを行ってから、継手具全体及びサンドイッチパネルの一部の除去が行われるので、衛星の製造工期の大幅な遅延に繋がる恐れがある。このような工期遅延は、衛星の製造において致命的な問題であった。
【０００６】
また、衛星の製造過程において、強度上の設計変更により、コ字状の継手具に設けられた雌ねじを、フローティングナット付の雌ねじに変更しなければならない場合や、その逆を選択する必要が生じる場合がある。
このような場合も、継手具全体及びサンドイッチパネルの一部を除去する必要が生じるという問題があった。
【０００７】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、衛星構体パネルに接合され、他の衛星構体パネルと結合される継手具において、継手具の雌ねじ部分を自在に交換できるようにすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による衛星構体パネルは、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第１の取付部材と、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第２の取付部材と、両端に第１、第２の取付部材のテーパ面にそれぞれ嵌合するテーパ面を有し、雌ねじの設けられた塊状部材と、塊状部材及び第１、第２の取付部材を固定するための固定ピンとを有した継手具と、ハニカムサンドイッチパネルと、を備え、第１、第２の取付部材がテーパ面を対向させて離間配置されるとともに、当該各取付部材におけるＬ字形状の内周面がハニカムサンドイッチパネルの端面に接着され、塊状部材が相互にテーパ面を突き合わせた状態で第１、第２の取付部材の間に嵌め込まれ、少なくとも２つの固定ピンが、塊状部材及び第１、第２の取付部材の各テーパ面を着脱可能に共に貫通し、塊状部材が第１、第２の取付部材に対し着脱可能に結合されたものである。
【０００９】
また、この発明による衛星構体パネルの組立方法は、衛星構体パネルと、ボルト穴の設けられた他の衛星構体パネルを、ボルトにより締結する衛星構体パネルの組立方法において、ボルトを外し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルを分離する工程、固定ピンを外し、塊状部材を分離する工程、新たな塊状部材を第１、第２の取付部材の間に嵌め込む工程、塊状部材及び第１、第２の取付部材の各テーパ面を、共に貫通するように固定ピンを挿入する工程、ボルトを締結し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルとを結合する工程、の順序で、衛星構体パネルを分離、再組立するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、継手具の雌ねじ部が破損した場合に、衛星構体パネルから継手具全体を除去することなく、雌ねじの設けられた塊状部材のみを取り替えることで、破損に対処することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図を用いて説明する。
図１は衛星構体の利用形態を示す図であり、（ａ）は衛星構体パネルが利用される衛星を示す斜視図、（ｂ）は衛星構体の分解図である。なお、発明の主旨とるところを除いて、詳細な図の記載を省略している。
図において、衛星１００は、衛星構体５０と太陽電池パネル６０が設けられている。太陽電池パネル６０は衛星構体５０の外側面に取り付けられる。衛星構体５０は、複数の衛星構体パネル１０を立方体形状に組み合わせ、結合されて構成される。衛星構体パネル１０の内面には、複数の電子機器６０が取り付けられている。
【００１２】
図２は衛星構体パネルの接続部分を示しており、図１のＡ部詳細図を示す。この図では、衛星構体パネル１０と他の衛星構体パネル１０ｂとが、コ字型の継手具４及びボルト７０及びワッシャ７３を介して相互に結合されている。衛星構体パネル１０は、ハニカムサンドイッチパネル１の端部の３面に継手具４の内側面が接着されている。継手具４は雌ねじが設けられている。図示の例では、継手具４が雌ねじを有したフローティングナット１６を備えている。他の衛星構体パネル１０ｂは、ハニカムサンドイッチパネル３の端部周辺にインサート７１が埋設されている。インサート７１は、ボルト穴７２を有し、ワッシャ７３と共に、衛星構体パネル１０に設けられた継手具４の雌ねじに締結される。これによって、継手具４と他の衛星構体パネル１０ｂとの間で位置決めがなされ、ボルト７０を通じてボルト７０の軸方向及び軸垂直方向に荷重が伝達される。
【００１３】
図３は衛星構体パネル１０における継手具４の配置例を示す図である。
図示の例では、継手具４として、ハニカムサンドイッチパネル１の端部に設けられた、タイプの異なる継手具４ａと継手具４ｂを示している。
なお、実際の衛星構体パネル１０に取り付けられる継手具４ａ、４ｂのそれぞれの数は、衛星構体パネル１０に要求される強度、剛性や、大きさによって決定される。
【００１４】
ハニカムサンドイッチパネル１は、ハニカムコア３の表裏両面に、表皮材２がそれぞれ接着されて構成される。ハニカムコア３はアルミが用いられ、表皮材２はカーボン繊維を交互に配交して樹脂接着剤で固めた複合材料やアルミ板等を用いて構成される。
【００１５】
継手具４ａは、母材となる第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに着脱可能に取り付けられた塊状部材１２を備えて構成される。継手具４ｂは、母材となる第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに着脱可能に取り付けられた塊状部材１４を備えて構成される。継手具４ａは、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４が２本のリーマピン１７で共に固定されている。継手具４ｂは、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４が２本のリーマピン１７で共に固定されている。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ、塊状部材１２、１４は、アルミのように表皮材２と線膨張係数が近い金属材料で構成される。なお、リーマピン１７にアルミを用いる場合は、硬質アルマイト処理を表面に施して、表面硬度を硬くしておくのが良い。リーマピン１７に断熱性を持たせる場合は、線膨張係数の異なる他の金属を用いることもある。
以下、継手具４ａ、継手具４ｂの構造について、順に説明する。
【００１６】
まず、図４は、継手具４ａの接合構造（雌ねじ方式）を示す図であり、図３のＢＢ断面を示している。また、図５は、継手具４ａの構造（雌ねじ方式）を示す図であり、（ａ）は継手具４ａを雌めじ１５方向から見た斜視図、（ｂ）は継手具４ａを鍔側から見た図、（ｃ）は継手具４ａを継手部１１と塊状部材１２に分離した状態を示す図である。
【００１７】
図において、継手具４ａはＬ字形状の第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、塊状部材１２と、リーマピン１７と、ナット２０を備えて構成される。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは、ハニカムサンドイッチパネル１の端部における端面、及び端面を間に挟む上下の表皮面の３面に固定される。
【００１８】
第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂにおけるＬ字形状の一端部は、端面に僅かに傾斜したテーパ面が形成されるとともに、内面側がハニカムサンドイッチパネル１の端面に密着している。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面は相互に離間して対向配置され、ハニカムサンドイッチパネル１の端面から離れるに従って両テーパ面間の距離が離れるように、ハニカムサンドイッチパネル１に対しテーパ面が外向きに傾斜している。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面の傾斜度と長さは同じとなっている。第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは外側面からテーパ面を通過する、少なくとも２つの貫通リーマ穴（ピン穴）１８が設けられている。なお、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面やリーマ穴１８は、硬質アルマイト処理を表面に施して、表面硬度を硬くしておくのが良い。
【００１９】
第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは、Ｌ字形状の他端部側が平坦な鍔状になっており、この鍔状部分の内面側がハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に接着される。この際、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２と第１の取付部材１１ａまたは第２の取付部材１１ｂは、接着剤の接着層６を間に挟み込むようにして接着されている。また、表皮２と第１の取付部材１１ａまたは第２の取付部材１１ｂとの間には、高精度の厚さ寸法を有するスペーサ７が介在して、両者の間隔が所定の距離に設定されている。すなわち、継手具４ａの内部厚さ寸法は、図４に示す通り、ハニカムサンドイッチパネル１の厚さ寸法ｄ１とハニカムサンドイッチパネル１と継手具４の隙間寸法ｄ２（両側）を加算した結果ｄ３と等しい。これによって、継手具４ａに印加される荷重は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの接着面を通じて、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に伝達される。
【００２０】
塊状部材１２は両端部にハの字型に対向配置されたテーパ面を有している。この両テーパ面の傾斜度と長さは同じとなっており、塊状部材１２は斜辺の長さが共通で線対称な台形断面形状を有する六面体をなしている。塊状部材１２の両テーパ面は、台形断面の上底と下底に対し平行に、少なくとも２つのリーマ穴が貫通している。塊状部材１２には、台形断面の上底と下底を垂直に貫通する雌ねじ１３が設けられている。なお、塊状部材１２のリーマ穴は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられたリーマ穴１８と、穴径及び数が一致する。また、塊状部材１２のテーパ面やリーマ穴は、硬質アルマイト処理を表面に施して、表面硬度を硬くしておくのが良い。
【００２１】
塊状部材１２の各テーパ面は、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの各テーパ面に突き当てられ、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの間に嵌合されて位置決めされる。すなわち、第１の取付部材１１ａのテーパ面と塊状部材１２の一方のテーパ面とが密着し、塊状部材１２の他方のテーパ面と第２の取付部材１１ｂのテーパ面とが密着しており、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１２とでコの字型の継手具が形成される。この状態で、少なくとも２本のリーマピン１７は、それぞれ第１の取付部材１１ａ、塊状部材１２、及び第２の取付部材１１ｂの各リーマ穴を共に貫通し、塊状部材１２と第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂとが、少なくとも２本のリーマピン１７によって相互に締結される。この際、各リーマピン１７は、第１の取付部材１１ａのテーパ面、塊状部材１２の両テーパ面、及び第２の取付部材１１ｂのテーパ面を順に突き抜けるようにして、各テーパ面を貫通している。また、各リーマピン１７の先端部には雄ねじが設けられ、雄ねじにナット２０が係合して、各リーマピン１７が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ、及び塊状部材１２に締結されている。これによって、リーマピン１７が軸方向に与圧を有した状態で確実に固定される。塊状部材１２は、雌ねじ１３がハニカムサンドイッチパネル１の端面に垂直になるように配置される。これによって、雌ねじ１３に締結されるボルト７０の軸方向（ボルト軸方向）が、ハニカムサンドイッチパネル１の端部側面に垂直な方向となっている。
なお、第１の取付部材１１ａ、塊状部材１２、及び第２の取付部材１１ｂに設けられるリーマ穴は、予め明けられた小穴に対し、リーマピン１７のリーマ径と穴径が一致するように、現物に合わせた現合追加工による穴加工を行うことによって形成しても良い。
【００２２】
このように、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の各テーパ面が接触し、接触面同士が密着することによって、塊状部材１２が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対して、リーマピンの軸方向に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。同時に、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２とが、リーマピンの軸に垂直な方向（ボルト軸方向及びボルト軸に垂直な方向）に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。なお、リーマピン１７は少なくとも２本設けられるので、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対する、塊状部材１２のリーマピン周りの回転が拘束される。
【００２３】
塊状部材１２のリーマピン軸方向に作用する荷重は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに作用し、ハニカムサンドイッチパネル１に対して伝達される。ハニカムサンドイッチパネル１に伝達される荷重は、表皮２の垂直方向に圧縮力として作用し、曲げモーメントに変換されて、表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、リーマピン１７はナット２０によって軸方向に固定されているので、塊状部材１２のリーマピンの軸方向に作用する荷重が、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの一方を表皮２から引き剥がすように作用することはない。例えば、第１の取付部材１１ａに対し塊状部材１２のテーパ面を通じて図４の上方向に荷重が伝達される場合、同荷重はナット２０を通じて第２の取付部材１１ｂにも伝達され、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対しモーメント荷重として作用する。このモーメント荷重は、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと上下表皮２との間で接合面の面内方向の荷重に変換され、接合面の面外方向の荷重には変換されないので、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと表皮２との接着剥離を防ぐことができる。
【００２４】
また、塊状部材１２から第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、リーマピンの軸垂直方向に作用する荷重は、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、塊状部材１２のテーパ面を通じて、リーマピンの軸に垂直でかつハニカムサンドイッチパネル１に向かう方向に作用する荷重は、リーマピン１７とナット２０の間の軸力（引張荷重）に変換され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂがハニカムサンドイッチパネル１の表皮２から引き剥がされる方向に作用することはない。
【００２５】
また、図５（ｃ）に示すように、リーマピン１７は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１２に対し、着脱可能に結合している。また、塊状部材１２は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、着脱可能に嵌合している。この際、ナット２０を取り外すことによって、リーマピン１７は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１２から取り外すことができる。同時に、リーマピン１７を取り外すことによって、塊状部材１２を第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂから取り外すことができる。
【００２６】
次に、図６は、継手具４ｂの接合構造（フローティングナット方式）を示す図であり、図３のＣＣ断面を示している。また、図７は、継手具４ｂの構造（フローティングナット方式）を示す図であり、（ａ）は継手具４ｂを雌めじ１５方向から見た斜視図、（ｂ）は継手具４ｂを鍔側から見た図、（ｃ）は継手具４ｂを継手部１１と塊状部材１４に分離した状態を示す図である。継手具４ｂは、ボルト７０としてリーマボルトをフローティングナット１６に係合することによって、他の衛星構体パネル１０ｂを固定する。この場合、リーマボルトはリーマ穴（ピン穴）１５と嵌合するように同一径にしておく。
なお、図において、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及びリーマピン１７、ナット２０と、ハニカムサンドイッチパネル１への接着構造は、図４、５で説明したものと同一構成であるので、ここでは説明を省略する。
【００２７】
塊状部材１４は両端部にハの字型に対向配置されたテーパ面を有している。この両テーパ面の傾斜度と長さは同じとなっており、塊状部材１４は斜辺の長さが共通で線対称な台形断面形状を有する六面体をなしている。塊状部材１４の両テーパ面は、台形断面の上底と下底に対し平行に、少なくとも２つのリーマ穴が貫通している。塊状部材１４には、台形断面の上底と下底を垂直に貫通するリーマ穴１５が設けられている。また、塊状部材１４における台形断面の上底側には、リーマ穴１５と同軸にフローティングナット１６が取り付けられている。なお、塊状部材１４のリーマ穴は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられたリーマ穴１８と、穴径及び数が一致する。また、塊状部材１４のリーマ穴及びテーパ面は、硬質アルマイト処理を施して、表面硬度を硬くしておくの蛾良い。
【００２８】
塊状部材１４の各テーパ面は、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの各テーパ面に突き当てられ、第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂの間に嵌合されて位置決めされる。すなわち、第１の取付部材１１ａのテーパ面と塊状部材１４の一方のテーパ面とが密着し、塊状部材１４の他方のテーパ面と第２の取付部材１１ｂのテーパ面とが密着しており、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１４とでコの字型の継手具が形成される。この状態で、少なくとも２本のリーマピン１７は、それぞれ第１の取付部材１１ａ、塊状部材１４、及び第２の取付部材１１ｂの各リーマ穴を共に貫通し、塊状部材１４と第１の取付部材１１ａ及び第２の取付部材１１ｂとが、少なくとも２本のリーマピン１７によって相互に締結される。この際、各リーマピン１７は、第１の取付部材１１ａのテーパ面、塊状部材１４の両テーパ面、及び第２の取付部材１１ｂのテーパ面を順に突き抜けるようにして、各テーパ面を貫通している。また、各リーマピン１７の先端部には雄ねじが設けられ、雄ねじにナット２０が係合して、各リーマピン１７が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ、及び塊状部材１４に締結されている。これによって、リーマピン１７が軸方向に与圧を有した状態で確実に固定される。塊状部材１４は、リーマ穴１５がハニカムサンドイッチパネル１の端面に垂直になるように配置される。これによって、リーマ穴１５及びフローティングナット１６に締結されるボルト７０の軸方向（ボルト軸方向）が、ハニカムサンドイッチパネル１の端部側面に垂直な方向となっている。
なお、第１の取付部材１１ａ、塊状部材１２、及び第２の取付部材１１ｂに設けられるリーマ穴は、予め明けられた小穴に対し、リーマピン１７のリーマ径と穴径が一致するように、現物に合わせた現合加工による穴追加工を行うことによって形成しても良い。
【００２９】
このように、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４の各テーパ面が接触し、接触面同士が密着することによって、塊状部材１４が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対して、リーマピンの軸方向に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。同時に、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１４とが、リーマピンの軸に垂直な方向（ボルト軸方向及びボルト軸に垂直な方向）に位置決め固定され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２の間で荷重伝達がなされる。なお、リーマピン１７は少なくとも２本設けられるので、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対する、塊状部材１４のリーマピン周りの回転が拘束される。
【００３０】
塊状部材１４のリーマピン軸方向に作用する荷重は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに作用し、ハニカムサンドイッチパネル１に対して伝達される。ハニカムサンドイッチパネル１に伝達される荷重は、表皮２の垂直方向に圧縮力として作用し、曲げモーメントに変換されて、表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、リーマピン１７はナット２０によって軸方向に固定されているので、塊状部材１４のリーマピンの軸方向に作用する荷重が、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの一方を表皮２から引き剥がすように作用することはない。例えば、第１の取付部材１１ａに対し塊状部材１４のテーパ面を通じて図４の上方向に荷重が伝達される場合、同荷重はナット２０を通じて第２の取付部材１１ｂにも伝達され、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対しモーメント荷重として作用する。このモーメント荷重は、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと上下表皮２との間で接合面の面内方向の荷重に変換され、接合面の面外方向の荷重には変換されないので、第１の取付部材１１ａ、１１ｂと表皮２との接着剥離を防ぐことができる。
【００３１】
また、塊状部材１４から第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、リーマピンの軸垂直方向に作用する荷重は、ハニカムサンドイッチパネル１の表皮２に対して面内荷重として伝達される。この際、第１の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、塊状部材１４のテーパ面を通じて、リーマピンの軸に垂直でかつハニカムサンドイッチパネル１に向かう方向に作用する荷重は、リーマピン１７とナット２０の間の軸力（引張荷重）に変換され、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂがハニカムサンドイッチパネル１の表皮２から引き剥がされる方向に作用することはない。
【００３２】
また、図７（ｃ）に示すように、リーマピン１７は、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１４に対し、着脱可能に結合している。また、塊状部材１４は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対し、着脱可能に嵌合している。この際、ナット２０を取り外すことによって、リーマピン１７は第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂ及び塊状部材１４から取り外すことができる。同時に、リーマピン１７を取り外すことによって、塊状部材１４を第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂから取り外すことができる。
【００３３】
この実施の形態では、ボルト穴７２の設けられた他の衛星構体パネル１０ｂを、ボルト７０により締結する衛星構体パネルの組立方法において、次の工程手順で、雌ねじの損傷を修復し、衛星構体パネル１０ａと他の衛星構体パネル１０ｂとを分離、再組立することができる。なお、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂは、ハニカムサンドイッチパネル１の端部に接着されている。
第１の工程では、ボルト穴７２を介して雌ねじ（雌ねじ１３またはフローティングナット１６）に締結されているボルト７０を外し、衛星構体パネル１０ａと他の衛星構体パネル１０ｂを分離する。
第２の工程では、ナット２０及びリーマピン１７を外し、塊状部材１２または１４を分離する。
第３の工程では、新たな塊状部材１２または１４を、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの間に嵌め込んで、各テーパ面が相互に突き当たるようにしてコの字状の継手具を形成する。
第４の工程では、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの各テーパ面を、共に貫通するようにリーマピン１７を挿入する。なお、この際、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの各テーパ面を貫通するより径の大きいリーマ穴を追加工し、このリーマ穴と同一径となる径の大きいリーマピン１７を挿入しても良い。
第５の工程では、ボルト７０をボルト穴７２を介して雌ねじ（雌ねじ１３またはフローティングナット１６）に締結し、衛星構体パネル１０と他の衛星構体パネル１０ｂとを再結合する。
【００３４】
さらに、この実施の形態によれば、継手具４ａと継手具４ｂの交換を行うことができる。例えば、製品開発の進展に伴い、雌ねじ締結方式からフローティングナットとリーマ締結方式への変更またはその逆を選択する必要が生じる場合がある。このような場合であっても、塊状部材１２と塊状部材１４を交換するだけで、容易に締結方式を変更することができる。
【００３５】
なお、雌ねじ締結方式では、ねじの締結力によってねじ座面に生じる摩擦力により、他の衛星構体パネル１０ｂを締結する。他の衛星構体パネル１０ｂとの結合に際して、パネル面内方向での位置決め許容度があるので、ボルト穴の位置寸法誤差を許容することができる。反面、衛星構体パネル間で所要以上の荷重が印加された場合、衛星構体パネル１０ｂとの締結部分が滑る可能性があるので、構造設計上は衛星構体パネル１０の面外方向にのみ荷重伝達されると仮定することがある。
また、フローティングナットとリーマ締結方式の場合、リーマボルトがリーマ穴１５に嵌合することによって、他の衛星構体パネル１０ｂに対しパネル面内方向に完全に位置決め固定されるが、寸法誤差の許容度はない。また、構造上は、衛星構体パネル間で３方向に荷重伝達される。
このように、設計条件によって、雌ねじ締結方式とフローティングナットとリーマ締結方式の使い分けは重要であり、製造及び試験（例えば、熱環境試験）段階で両方式を変更できることは、ロケットによる打上及び熱環境下での素材変形や確実な強度設計が要求される衛星の製造上有用である。
【００３６】
以上説明した通り、この実施の形態１は、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第１の取付部材１１ａと、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第２の取付部材１１ｂと、両端に第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂのテーパ面にそれぞれ嵌合するテーパ面を有し、雌ねじ（雌ねじ１３またはフローティングナット１６）の設けられた塊状部材１２または１４と、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂを固定するためのリーマピン１７とを有した継手具４ａまたは４ｂと、ハニカムサンドイッチパネル１とを備え、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂがテーパ面を対向させて離間配置されるとともに、当該各取付部材におけるＬ字形状の内周面がハニカムサンドイッチパネル１の端面に接着され、塊状部材１２または１４が相互にテーパ面を突き合わせた状態で第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの間に嵌め込まれ、少なくとも２つのリーマピン１７が、塊状部材１２または１４及び第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂの各テーパ面を着脱可能に共に貫通し、塊状部材１２または１４が第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂに対し着脱可能に結合される。すなわち、コ字形状の継手具４を、ハニカムサンドイッチパネル１に接着する第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと、交換可能な塊状部材１２または１４に分けて製造し、第１、第２の取付部材１１ａ、１１ｂと塊状部材１２または１４のリーマ穴にリーマピン１７を通し、ナット２０によって締結した状態で、ハニカムサンドイッチパネル１に取り付けることを特徴とする。これにより、継手具４ａまたは４ｂとハニカムサンドイッチパネル１が固定され、ボルト７０を介して継手具４ａまたは４ｂに結合された他の衛星構体パネル１０ｂからハニカムサンドイッチパネル１への荷重伝達経路が形成される。
【００３７】
この実施の形態１によれば、塊状部材１２の雌ねじ１３または塊状部材１４におけるフローティングナット１６もしくはリーマ穴１５が破損した場合は、継手具全体を除去することなく、塊状部材１２または１４のみを取り替えることで対処することができる。したがって、ハニカムサンドイッチパネル１に接着した状態で切削等の処置で全体を除去する必要はない。
【００３８】
また、継手具４ａまたは継手具４ｂの交換時には、ハニカムサンドイッチパネル１の接着部に影響を及ぼさないので、継手具４ａあるいは４ｂとサンドイッチパネル１との接着強度を減少させることは無い。
【００３９】
さらに、継手具の構成を、摩擦強度により設計強度が設定される雌ねじ締結方式の継手具４ａから、部材強度により設計強度が設定されるフローティングナットとリーマ締結方式の継手具４ｂに変更する場合、またはその逆の変更を行う必要が生じた場合においても、継手具全体を除去することなく、継手具４ａと継手具４ｂを取り替えることで容易に対処できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】衛星構体の利用形態を示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１による衛星構体パネルの接続部分の構造を示す図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１による衛星構体パネルにおける継手具の配置を示す図である。
【図４】この発明に係る実施の形態１による継手具（雌めじ方式）の接合構造を示す図である。
【図５】この発明に係る実施の形態１による継手具（雌めじ方式）の構造を示す図である。
【図６】この発明に係る実施の形態１による継手具（フローティングナット方式）の接合構造を示す図である。
【図７】この発明に係る実施の形態１による継手具（フローティングナット方式）の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ ハニカムサンドイッチパネル、２ 表皮、３ コア材、４、４ａ、４ｂ 継手具、６ 接着層、７ スペーサ、１０ 衛星構体パネル、１０ｂ 他の衛星構体パネル、１１ａ 第１の取付部材、１１ｂ 第２の取付部材、１２ 塊状部材、１３ 雌ねじ、１４ 塊状部材、１５ リーマ穴、１６ フローティングナット、１７ リーマピン（固定ピン）、１８ リーマ穴、２０ ナット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面にテーパ面を有したＬ字形状の第１の取付部材と、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第２の取付部材と、両端に上記第１、第２の取付部材のテーパ面にそれぞれ嵌合するテーパ面を有し、雌ねじの設けられた塊状部材と、上記塊状部材及び第１、第２の取付部材を固定するための固定ピンとを有した継手具と、
ハニカムサンドイッチパネルと、
を備え、
上記第１、第２の取付部材がテーパ面を対向させて離間配置されるとともに、当該各取付部材におけるＬ字形状の内周面がハニカムサンドイッチパネルの端面に接着され、
上記塊状部材が相互にテーパ面を突き合わせた状態で上記第１、第２の取付部材の間に嵌め込まれ、少なくとも２つの固定ピンが、上記塊状部材及び第１、第２の取付部材の各テーパ面を着脱可能に共に貫通し、上記塊状部材が第１、第２の取付部材に対し着脱可能に結合されたことを特徴とする衛星構体パネル。
【請求項２】
請求項１記載の衛星構体パネルと、ボルト穴の設けられた他の衛星構体パネルを、ボルトにより締結する衛星構体パネルの組立方法において、
上記ボルトを外し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルを分離する工程、
上記固定ピンを外し、上記塊状部材を分離する工程、
新たな上記塊状部材を上記第１、第２の取付部材の間に嵌め込む工程、
上記塊状部材及び上記第１、第２の取付部材の各テーパ面を、共に貫通するように上記固定ピンを挿入する工程、
上記ボルトを締結し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルとを結合する工程、
の順序で、衛星構体パネルを分離、再組立することを特徴とした衛星構体パネルの組立方法。
【請求項３】
ハニカムサンドイッチパネルと、上記ハニカムサンドイッチパネルの端部の３面を覆うように取付けられたコ字状の継手具とを、接着剤により接着して接合する衛星構体パネルの組立方法において、
端部にテーパ面を有したＬ字形状の第１、第２の取付部材を、上記ハニカムサンドイッチパネルの端部に接着し、
両端部にテーパ面を有し上記第１、第２の取付部材とは別体となる雌ねじの設けられた塊状部材を、そのテーパ面が上記第１、第２の取付部材のテーパ面に突き当たるように設置して、コ字状の継手具を形成した後、
上記第１、第２の取付部材と上記塊状部材に、着脱可能な固定ピンを共に貫通させて、上記第１、第２の取付部材と上記塊状部材を着脱可能に結合したことを特徴とした衛星構体パネルの組立方法。
【請求項１】
端面にテーパ面を有したＬ字形状の第１の取付部材と、端面にテーパ面を有したＬ字形状の第２の取付部材と、両端に上記第１、第２の取付部材のテーパ面にそれぞれ嵌合するテーパ面を有し、雌ねじの設けられた塊状部材と、上記塊状部材及び第１、第２の取付部材を固定するための固定ピンとを有した継手具と、
ハニカムサンドイッチパネルと、
を備え、
上記第１、第２の取付部材がテーパ面を対向させて離間配置されるとともに、当該各取付部材におけるＬ字形状の内周面がハニカムサンドイッチパネルの端面に接着され、
上記塊状部材が相互にテーパ面を突き合わせた状態で上記第１、第２の取付部材の間に嵌め込まれ、少なくとも２つの固定ピンが、上記塊状部材及び第１、第２の取付部材の各テーパ面を着脱可能に共に貫通し、上記塊状部材が第１、第２の取付部材に対し着脱可能に結合されたことを特徴とする衛星構体パネル。
【請求項２】
請求項１記載の衛星構体パネルと、ボルト穴の設けられた他の衛星構体パネルを、ボルトにより締結する衛星構体パネルの組立方法において、
上記ボルトを外し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルを分離する工程、
上記固定ピンを外し、上記塊状部材を分離する工程、
新たな上記塊状部材を上記第１、第２の取付部材の間に嵌め込む工程、
上記塊状部材及び上記第１、第２の取付部材の各テーパ面を、共に貫通するように上記固定ピンを挿入する工程、
上記ボルトを締結し、請求項１記載の衛星構体パネルと他の衛星構体パネルとを結合する工程、
の順序で、衛星構体パネルを分離、再組立することを特徴とした衛星構体パネルの組立方法。
【請求項３】
ハニカムサンドイッチパネルと、上記ハニカムサンドイッチパネルの端部の３面を覆うように取付けられたコ字状の継手具とを、接着剤により接着して接合する衛星構体パネルの組立方法において、
端部にテーパ面を有したＬ字形状の第１、第２の取付部材を、上記ハニカムサンドイッチパネルの端部に接着し、
両端部にテーパ面を有し上記第１、第２の取付部材とは別体となる雌ねじの設けられた塊状部材を、そのテーパ面が上記第１、第２の取付部材のテーパ面に突き当たるように設置して、コ字状の継手具を形成した後、
上記第１、第２の取付部材と上記塊状部材に、着脱可能な固定ピンを共に貫通させて、上記第１、第２の取付部材と上記塊状部材を着脱可能に結合したことを特徴とした衛星構体パネルの組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２４５８８０（Ｐ２００７−２４５８８０Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７１００３（Ｐ２００６−７１００３）
【出願日】平成１８年３月１５日（２００６．３．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１５日（２００６．３．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]