JPS637004A - 折り畳み可能な凹面状のアンテナ反射体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、剛性の同形セグメントから非常に高い輪郭精
度で構成され、このセグメントが中央パネルに２個の１
１を軸ヒンジ継手で接続されているような折り畳み可能
な凹面状のアンテナ反射体に関する。

（従来の技術） 剛性のアンテナ反射体に対して炭素繊維で補強された合
成樹脂（ＣＦＫ）を使用することによって、宇宙飛行の
条件は、輪郭精度が高く従って高い性能のアンテナに基
づいて満足できる。しかしかかるアンテナの性能は、輸
送機における実効空間の大きさと境界によって限界があ
る。これは折り畳み可能なアンテナの利用によってしか
調停できない。この場合かかるアンテナは折り畳まれた
状態で輸送機によって輸送され、軌道において適当な機
構によって折り広げられる。このためにアンテナ反射体
の構造物に対して、原理的に二つの方式が採用され、そ
の一つは高い輪郭精度に採用できないネット反射体であ
り、一つは折り畳み可能なセグメントから成る非常に高
い精度の反射体である。更に種々の形状が知られている
が、いずれも折り畳み構造に基づいて生ずる欠点を有し
、多数のヒンジ継手および種々の形と大きさをしたセグ
メントを必要とし、複雑な折り広げ機構を有し、折り畳
まれたセグメントの輪郭は互いに整列される。大形の反
射体において輪郭精度を維持するために必要なセグメン
トの補強物（リブ、骨組構造など）に対して、輸送機は
収容空間を有していない。

かかるアンテナ反射体は例えば米国特許第３６９９５７
６号明細書および同第 ３７１５７６０号明細書で知られており、その場合セグ
メントは中央パネルに単軸ヒンジ継手において揺動可能
に配置されている。

前者の明細書において、セグメントはその背面において
部分的に小さな格子構造物で支持されている。両者の明
細書における実施例の場合、各セグメントは互いに蝶番
によって接続され、これによって各セグメントの折り畳
みおよび折り広げが支援される。類似した実施形態は１
９７９年１１月発行のＮＡＳＡ−Ｃｏｎｒａｒａｎｃａ
　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　２１１ｇで知られており、
論文“Ａｄｖａｎｃｅｄ　５ｕｎｌ’１ｏｖｅｒ　ａｎ
ｔｅｎｎａｃｏｎｃｅｐｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎＬ　
”　（Ｊ、Ｓ、Ａｒｃｈｅｒ著）に記載されている。

この場合構造が非常に大形であり、それに伴って重量が
非常に重いということから目を転じても、特に沢山のヒ
ンジ継手に基づいて必要な高い輪郭精度が十分に得られ
ないという欠点を有する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開節 ３１２８９７８号公報において、対称軸を中心に揺動可
能に配置された多数のセグメントから形成されている折
り畳み可能な回転対称の放射線反射体が知られている。

この場合セグメントは折り広げられた位置からすべて同
じようにして、それぞれに付属された対称軸に対して平
行な回転軸心を中心とする−様な回転、並びにそれらの
回転軸心に向けられた揺動によって、折り広げられた状
態にされる。折り畳まれた状態から折り広げられた状態
への移行は、この同時に進行する回転および揺動運動を
直接逆転することによって達成される。

この場合、セグメントの折り畳みおよび折り広げが複雑
な回転および揺動機構によってしか行なえず、これは付
加的に、折り広げられたアンテナの精度に悪い影響を与
えるという欠点を有している。

更にＦｉｒｓｔ−３ａｔｅｌ　１ｉｔｅ　　Ｃｍ　１人
工衛星）に対する提案書“ＳＣＩ　（８３）１の第７〜
１６頁および第６３〜６６頁において、別の折り畳みア
ンテナ構造物が知られており、この場合中央セグメント
の円周にセグメントが配置され、それぞれ２個のヒンジ
継手によってそれに接続されている。セグメントの折り
畳みおよび折り広げは、車軸においてセグメントの半径
方向の揺動によって行なわれるだけであり、セグメント
の追加的な回転は不要である。これによって揺動機構に
関する経費は減少され、形状精度が高められるが、折り
畳まれた状態において存在する収容空間の利用率が悪く
、追加的なセグメント補強物を収容することが難しい。

更に折り畳まれた状態におけるセグメントの位置によっ
て、それぞれのヒンジ継手およびセグメントが異なった
月決を有していなければならな０゜ 更にまたドイツ連邦共和国特許出願公開第３１２８９２
６号公報において、折り畳み可能なアンテナ反射体が知
られており、この場合隣接するセグメントの外側端のヒ
ンジ接続は、一つのセグメントの外側端のほぼ中心に作
用する接続ロッドを介して行なわれる。セグメントを中
央パネルに接続するヒンジ継手は、二軸形ヒンジ継手（
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１２８９７８号公報
に類似）であり、そこには反射体を折り広げるために使
用する駆動装置が、セグメントが半径方向外側に揺動さ
れるように作用する。この場合も、セグメントの必要な
高い位置精度は付加的な機構によってしか達成できない
という欠点を有している。更にセグメントの回転運動を
同期させ、折り広げられた状態において追加的に必要な
輪郭精度を与える案内ロッドが頭部側において必要であ
る。その際に利用される機構は、厳しい精度を必要とし
、非常に高価である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、アンテナ反射体を、セグメントがコン
パクトに折り畳まれた状態から単純な機構によって折り
広げられるように形成することにある。その場合セグメ
ントが回転軸を中心に揺動運動するだけで、中央駆動装
置によって同期して折り畳まれるようにしようとするも
のである。更に折り広げられた状態において、セグメン
トが十分な安定性と精度でもって固定され、簡単に調整
され、折り畳まれた状態において一様に整列され、更に
セグメント間に追加的な補強物に対する場所が存在する
ようにしようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明によればこの目的は、特許請求の範囲第１項の特
徴部分に記載した手段によって達成される。すなわち本
発明は剛性の同形セグメントから非常に高い輪郭精度で
構成され、このセグメントが中央パネルに２個の単軸ヒ
ンジ継手で接続されているような折り畳み可能な凹面状
のアンテナ反射体において、中央パネルがセグメントの
数および接続幅に相応した丸鋸歯状の輪郭を有し、その
円周断片にヒンジ継手が軸心をそれに対して平行にして
配置され、そこにセグメントが揺動可能に接続されてい
ることを特徴としている。

（作用および効果） 本発明の効果は、中央パネルの丸鋸歯形状および互いに
連結されていないセグメントによって、機構が減少され
、セグメントの回転および揺動運動が一軸に限定される
ことにある。折り畳み機構を単純化することによって、
折り広げられた状態において良好なセグメント強度で非
常に高い輪郭精度が達成され、また折り畳まれた状態に
おいて高い詰め込み密度が得られる。セグメントを連結
せずに配置することによって、セグメントは個々に設定
した輪郭位置に調整できる。

更にこのために必要な構造部品の減少によって、著しい
重量の軽減が図れる。鋸歯あるいは丸鋸歯状に形成され
た中央パネルにおいて、傾斜して内側に向けられた円周
断片に、それぞれ２個のヒンジ継手が配置され、その軸
心は円周断片に対してほぼ平行に延び、その軸心を中心
として、ヒンジ継手によって中央パネルに接続されたセ
グメントが折り畳まれる。必要な円周断片および対応し
たセグメントの数は、アンテナ反射体の大きさおよび輸
送機における有用な収容空間に応じて決定される。円周
断片、そこに配置されたヒンジ継手およびその揺動軸心
の方向は、折り畳まれた状態におけるセグメントの位置
に応じて決定される。軸心の方向に相応して、セグメン
トの脚部縁は傾斜されている。この配置構造によって単
軸ヒンジ継手の支持点は互いにかなり離隔して配置され
、これによってアンテナ反射体の中心軸に対して接線方
向に大きな剛性および位置精度が達成される。

ヒンジ継手は相応して小さく作れる。

セグメントは密集した詰め込みにも拘らず、その背面に
そこに存在する収容空間に相応してリブあるいは骨組構
造を備えることができる。

大きなセグメントは部分セグメントに分割され、骨組構
造によって互いに接続される。この場合折り広げは、中
央に配置された駆動装置によって良好に行なわれ、その
場合部分セグメントの揺動運動は、減速歯車装置を介し
てロッドおよびリンク（ベルクランク）によってセグメ
ントに伝達される。各部分セグメントは調整素子によっ
て互いに無関係に調整できる。

折り畳まれた状態に固定するために、それ自体公知の多
数のストッパあるいは係止体が使用される。勿論折り畳
みロッドの係止によって中央制御による固定も可能であ
る。

（実施例） 以下図面に示した実施例について詳細に説明する。

第１図（Ａ）および第１図（Ｂ）には、表面にアンテナ
反射体１が据え付けられている人工衛星が示されている
。アンテナ反射体１は第１図（Ｂ）において、輸送ロケ
ットの内部に入れるために折り畳まれている。輸送ロケ
ットが離陸し捨てられた後、アンテナ反射体１は折り広
げられ（第１図（Ａ））　、各セグメント７はその設定
位置に拘束される。この図面において鋸歯あるいは丸鋸
歯形の輪郭をした中央パネル２がはっきりと理解できる
。中央の補助反射体三脚１７は、アンテナの給電にとっ
て必要な補助反射体１８を支持し、離陸過程中において
折り畳まれたセグメント７を固定する。アンテナ反射体
１の軸心３に対して傾斜して延びる中央パネル２の円周
断片４に、それぞれ２個の単軸ヒンジ継手５が配置され
ており、それらの軸心は各セグメント７が折り畳み過程
中にそこを中心に揺動する揺動軸心６を形成している。

揺動軸心６は中央パネル２の円周断片４ないしセグメン
ト７の脚部縁に対してほぼ平行に延びている。

セグメント７は出発およ°び輸送過程において中央パネ
ル２に対して垂直に立っておらず、これに対して幾分傾
斜した位置をとっている（その位置は中央パネル２の形
状に左右される）。セグメント７はシリンダの内部に位
置し、このシリンダは中央パネル２の最大直径にほぼ相
応し、その輪郭曲率が整えられるように形成されている
。

第２図（ａ）〜（ｄ）および第３図（ａ）〜（ｄ）にお
いて、アンテナ反射体１の各開き過程が斜視図および平
面図で理解できる。この場合第２図（ａ）　〜（ｄ）お
よび第３図（ａ）　〜（ｄ）はそれぞれアンテナ反射体
の完全に折り畳まれた状態および完全に開かれた状態を
示している。

第４図および第５図には、アンテナ反射体１が一部（右
側）が折り畳まれ、−部（左側）が開かれた状態にある
側面図および底面図を示している。

この場合セグメント７は、その下側面に形成された折り
畳みロッド８によって自己保持されるように形成されて
いる。セグメント７の折り広げは、中央パネル２の下側
に配置され折り畳みロッド８に作用する中央駆動装置９
によって行なわれる。

終端位置に達すると、セグメント７および折り畳みロッ
ド８は、その位置に同様に中央パネル２の下側に設けら
れた鎖錠装置１０によって保持される。鎖錠装置１０は
調整可能であるので、所望の輪郭に調整することができ
る。更に各セグメント７の下側に配置された調整素子１
１によって、追従調整および微調整ができる。調整素子
１］が作用するベルクランク１２によって、良好なてこ
比によって条件づけられる微調整ができる。

この調整は地上でも軌道でも行なえる。

第５図からヒンジ継手５およびその揺動軸心６が理解で
きる。折り畳み過程中に折り畳みロッド８によって生ず
るトルクを克服するために、駆動装置９は図示していな
い適当な減速歯車装置を備えている。

第６図および第７図において、第４図および第５図に示
したアンテナ反射体１は、中央パネル２およびセグメン
ト７に接するリブ］３によって補強されている。そのリ
ブ１３は折り広げる際に揺動軸心６を中心に揺動する。

各セグメント７の下側における調整素子１１は折り畳み
ロッド８を介してリブ１３に作用し、セグメント７は個
々におよび互いに無関係に移動し調整できる。

第８図、第９図および第９Ａ図は第４図〜第７図に示し
たようなアンテナ反射体１を示しており、骨組構造１４
によって補強された中央パネル２を備え、部分セグメン
ト１５から成るセグメント７は、中央パネル２の円周断
片４にヒンジ継手５によって接続されている。この場合
部分セグメント１５は骨組構造１４によって補強されて
いる。かかる構造物は、非常に高い輪郭精度を有する大
形のアンテナ反射体に対して特に適している。

第１０図および第１１図はセグメント７を底面図および
側面図で示しており、このセグメント７は背面に配置さ
れた骨組構造１４によって補強されている。セグメント
７自体は３個の部分セグメント１５から構成され、これ
らの部分セグメント１５は互いに無関係に少なくとも４
つの点で骨組構造１４に接続されている。この配置構造
によって部分セグメント１５の熱による変形が十分に避
けられ、これによって骨組構造１４の形状安定性は十分
に維持される。

第１２図（Ａ）および第１２図（Ｂ）は、折り広げられ
骨組構造で補強されたセグメント７を係止するための鎖
錠装置を示している。鎖錠装置はベルクランク１２から
構成されており、その終端位置は、セグメント７を折り
広げる際に伸びるばね１６によって保持される。ばね１
６には調整索子１１があり、この調整素子１１は伸ばさ
れたばね１６を介して、ベルクランク１２において良好
なてこ比によってセグメント７が高い精度で調整できる
ように、ベルクランク１２に作用する。第１２図（Ａ）
においてセグメント７は折り畳まれている。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および第１図（Ｂ）は反射体の下側にある
人工衛星における折り畳まれた状態および折り広げられ
た状態の補助反射体および補助反射体三脚を持ったアン
テナ反射体の斜視図、第２図（ａ）〜（ｄ）および第３
図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれアンテナ反射体のそれぞれ
異なった広げ過程における斜視図と平面図、第４図およ
び第５図は自己保持されるセグメントを持ったアンテナ
反射体の一部が折り畳まれ一部が折り広げられた状態の
側面図と平面図、第６図および第７図はリブで補強され
た中央パネルとセグメントとを持った第４図におけるア
ンテナ反射体の平面図と側面図、第８図、第９図および
第９Ａ図は骨組構造で補強された中央パネルと部分セグ
メントから構成されたセグメントとを持った第４図にお
けるアンテナ反射体の平面図、側面図および部分平面図
、第１０図および第１１図は３個の部分セグメントから
成り骨組構造で補強されたセグメントの底面図と側面図
、第１２図（Ａ）および第１２図（Ｂ）は骨組構造で補
強されたセグメントを係止するための鎖錠装置の折り保
まれた状態および折り広げられた状態を示す側面図であ
る。 −１７−八「 １・・・アンテナ反射体、２・・・中央パネル、３・・
・軸心、４・・・中央パネルの円周断片、５・・・ヒン
ジ継手、６・・・軸心、７・・・セグメント、８・・・
折り畳み口・ソド、９・・・中央駆動装置、１０・・・
鎖錠装置、１１・・・調整素子。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） ＦＩＧ、２ （ａ）　　　　　　　　（ｂ） ＦＩＧ、３ （Ｃ）　　　　　　　　（ｄ） （ｄ） ＦＩＧ、１２　（Ａ） ＦＩＧ、１２（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、剛性の同形セグメントから非常に高い輪郭精度で構
   成され、このセグメントが中央パネルに２個の単軸ヒン
   ジ継手で接続されているような折り畳み可能な凹面状の
   アンテナ反射体において、中央パネル（２）がセグメン
   ト（７）の数および接続幅に相応した丸鋸歯状の輪郭を
   有し、その円周断片（４）にヒンジ継手（５）が軸心（
   ６）をそれに対して平行にして配置され、そこにセグメ
   ント（７）が揺動可能に接続されていることを特徴とす
   る折り畳み可能な凹面状のアンテナ反射体。 ２、セグメント（７）が折り畳まれた状態において整え
   られた輪郭曲率を有し、その円周からアンテナ反射体（
   １）の軸心（３）に向けられ、中央パネル（２）に対し
   て傾斜されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の折り畳み可能な凹面状のアンテナ反射体。 ３、セグメント（７）を折り広げるために、中央パネル
   （２）の下側に配置された中央駆動装置（９）が設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の折り畳み可能な凹面状のアンテナ反射体。 ４、折り広げが、セグメント（７）の外側面に配置され
   た折り畳みロッド（８）およびヒンジ継手（５）を介し
   て導入される調整運動によって行なわれることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１つ
   に記載の折り畳み可能な凹面状のアンテナ反射体。 ５、セグメント（７）が折り広げ後に、折り畳みロッド
   （８）に配置された鎖錠装置（１０）によって固定され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれか１つに記載の折り畳み可能な凹面状のアンテ
   ナ反射体。 ６、セグメント（７）が個々に調整素子 （１１）を介して調整できることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第５項のいずれか１つに記載の折り
   畳み可能な凹面状のアンテナ反射体。