JP2000013117A - 軽量立体形導波路 - Google Patents
軽量立体形導波路Info
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Abstract
する。 【解決手段】 中空構造体の周壁を、金属と同程度の導
電率を有する炭素繊維をa,b,cの3群として、各繊
維群相互の交差角度60度ずつで織り合わされた3軸織
りの部材により構成する。中空構造体の断面は円形、ま
たは方形のいずれであってもよく、さらに、中空構造体
の内表面に低抵抗の金属皮膜を設けてもよい。
Description
される導波管等の立体形導波路に関し、特に人工衛星等
の宇宙用機器に使用される高剛性で軽量の立体形導波路
に関する。
は、断面寸法の縦横比が同程度の導波路で、同軸ケーブ
ル、導波管、誘電体線路が含まれる。これらの立体形導
波路は、金属その他の導電性の部材による断面が方形ま
たは円形の中空体構造を有するが、宇宙用機器等の厳し
い環境下で使用されるものは、特に高剛性、かつ、軽量
であることが求められ、炭素繊維が広く使用されてい
る。
向に平行な縦断面図の1例を図3に、また、他の導波管
の軸方向に対して垂直の横断面図の1例を図4に示す。
号公報に開示された1例で、それまでの導波管が金属と
同程度の導電性を有する炭素繊維強化プラスチック(C
FRP)を積層して形成された導波管部1の内面に、耐
蝕性と内面導電率を補強するための金、その他の金属皮
膜3が蒸着されていたが、宇宙空間における広い温度変
化によるCFRPと金属皮膜3との熱膨張差のために、
金属皮膜がCFRPから剥離して導波管内面にフクレ等
が発生し、電気的性能に悪影響を及ぼすことがあったの
で、これを防止するために、導波管部1のCFRPと金
属皮膜3との間にクロム蒸着皮膜4をさらに蒸着したも
のである。
2号公報によって開示された方形の軽量導波管の1例
で、図4(a)に示すように、所定の寸法に積層して硬
化処理された矩形中空体の強化プラスチック材料(FR
P)1と、銀メッキ層3とからなる。
うコーナー部の加工上の問題点を解消し、後工程を簡略
化することを目的として開発された製造方法によるもの
で、図4(b)に示すように、FRPの矩形中空体は、
所定の寸法の矩形中空の金型の上に高弾性炭素繊維一方
向プリグレシート8枚を、0度、90度の相互積層して
巻き付け、リリースクロス、ブリーダクロス、ブリーザ
クロスを重ねて真空パック内に設置し、脱ガスしながら
加圧加熱炉で硬化処理して成形した後、僅かの厚みを残
して金型を削り取り、さらに所定の表面粗さに内表面を
ホーニング処理し、最後に銀メッキ3処理を行なって形
成される。
工によりコーナー部の剛性が低下するのを防止すること
を目的とする、方形の軽量導波管の製造方法が特開昭6
1−12872号公報に開示されている。この方法は、
所定の形状の成形型の外周に金属粒子を分散させた状態
で樹脂及び強化繊維からなる強化プラスチック材料を積
層し、硬化成形した後脱型し、強化プラスチック材料の
内表面をエッチング処理して金属粉末を溶出させ、さら
に化学メッキを施している。
は、図5に示すような、軽量、かつ、高精度のCFRP
製中空円筒状成形物の製作について開示されている。
ング率及び線膨張係数において極端な異方性を有するの
で、積層構成の決め方によっては積層内部の応力のアン
バランスにより、クラックの発生をきたすことがあり、
積層構成の適切な選定が必要であるとして、図5に示す
ように、「炭素繊維の巻付角度が少なくとも2種類から
なり、最内層の巻付角度を軸方向に対して±75度〜9
0度の範囲とし、最外層の巻付角度を0〜±35度の範
囲とする」積層構成を提案している。
樹脂を含浸させた繊維を巻回して中空構造体を製造する
方法として、繊維の折り返し点で樹脂含浸繊維がほつれ
たり切断されるのを防止するために、「多数の切り込み
を有する弾性シートをマンドレル上の繊維の折り返し位
置に巻き付けておき、繊維をマンドレルに巻回すると
き、樹脂含浸繊維をこの切り込みに係止させてから折り
返す」ことが開示されている。
量立体導波路は、金属製の場合には比重が大きいので、
適当な強度が得られる最小限度まで厚さを減少させても
重量の軽減には限度がある。一方、カーボン繊維を密接
して巻き付ける場合は、比重は金属より小さいがカーボ
ン繊維の強度が極端に異方性を有するので、カーボン繊
維を平行して密接に巻き付けた各層を巻付け方向を変え
て何層も積み重ねる必要がある。従って、カーボン繊維
の場合も立体導波路の軽量化が困難であるという問題点
があった。
量化できる立体形導波路を提供することにある。
の形成方法は、立体形導波路の中空体構造を導電性繊維
を3群に分け、各繊維群相互の交差角を60度ずつとし
て織り合わした3軸織りの布状部材により形成する。
3群に分け、各繊維群相互の交差角を60度ずつとして
織り合わされた3軸織りの布状部材により構成される中
空体構造を有する。
率を有するカーボン繊維であるのが好ましい。
形のいずれであってもよい。
皮膜を設けてもよい。
て図面を参照して説明する。
の形成方法の説明図である。
上で上下の線a1 〜al として示されるa群のカーボン
繊維l本と、左下から右上への斜めの線b1 〜bm とし
て示されるb群のカーボン繊維m本と、左上から右下へ
の斜めの線c1 〜cn として示されるc群のカーボン
繊維n本とからなり、a群とb群、b群とc群、c群と
a群は、いずれも60度の角度で交差する。
a群のカーボン繊維があり、さらにそのa群の上にc群
のカーボン繊維があるように示してあるが、その左側に
示すように、各群は交互に上下関係を交替して織り合わ
されている。
本、m本、n本として複数のように示してあるが、例え
ばb群のm本のカーボン繊維を適当な金型等の外側に並
べて配置した上に、60度の角度で1本のカーボン繊維
aを巻き付けて1周し、その上に60度の角度で折り曲
げたb群のカーボン繊維をc群として並べ、次にb群の
繊維を外側にして、c群の繊維の上にaのカーボン繊維
を巻き付ける。それ以降も1周ごとにb群とc群の上下
関係を変えることを繰返して、ちょうど竹篭等を編む場
合と同様にして、中空構造体を形成することができる。
造体を有する軽量立体導波路の斜視図で、(A)は断面
が円形の軽量立体導波路、(B)は断面が方形の軽量立
体導波路である。
むため、反射率が金属と同程度となるように3軸織りの
織り間隔及び繊維の太さを設定することにより、特に内
表面に金属皮膜を設けなくとも、電力の伝搬を金属と同
等の性能とすることができるが、長尺で伝送損失が大き
い場合等には、従来技術と同様にして金、銀等の皮膜を
施してもよい。
ことにより、応力の方向を3方向に対して等しくするこ
とができるので、炭素繊維による強度の異方性を消去す
ることができる。導波管の重量を軽減することが可能に
なる。
方向を変えて積層することにより、異方性の消去ととも
に強度の増強を達成することができるので、少ない積層
で従来と同程度の強度を実現し、導波管の重量を軽減す
ることが可能になる。
度60度で織り合わせるので、従来の各層ごとに導電性
繊維を平行して密接に巻付ける場合と比較すると、平行
な繊維間の距離が僅かに長くなり、各繊維の配列方向の
中間の方向に対して若干の可撓性を生じる。
管の接続位置の調整などの作業を容易にすることができ
る。
などの立体形導波路の結合部の導波回路に用いて、その
軽量化を図るのに好適である。
壁を各繊維相互間の配向角度60度で織り合わされた3
軸織りの布状の部材により構成することにより、応力の
方向を120度の3方向に対して等しくすることができ
るので、従来よりも少ない繊維部材の積層で高剛性の立
体導波路を実現し、立体導波路の軽量化を計ることがで
きる効果がある。
の説明図である。
路の斜視図である。 (A) 断面が円形の軽量立体導波路 (B) 断面が方形の軽量立体導波路
ある。 (A) 仕上がりの軽量導波管の断面図 (B) 製造過程の断面図
維群
Claims (6)
- 【請求項1】 超高周波帯で使用される立体形導波路の
形成方法において、 前記立体形導波路の中空体構造を導電性繊維を3群に分
け、各繊維群相互の交差角を60度ずつとして織り合わ
した3軸織りの布状部材により形成することを特徴とす
る軽量立体形導波路の形成方法。 - 【請求項2】 超高周波帯で使用される立体形導波路に
おいて、 前記立体形導波路は、導電性繊維を3群に分け、各繊維
群相互の交差角を60度ずつとして織り合わされた3軸
織りの布状部材により構成される中空体構造を有するこ
とを特徴とする軽量立体形導波路。 - 【請求項3】 前記布状部材が金属と同程度の導電率を
有するカーボン繊維により構成される請求項2に記載の
軽量立体形導波路。 - 【請求項4】 中空構造体の断面が円形である請求項2
または3に記載の軽量立体形導波路。 - 【請求項5】 中空構造体の断面が方形である請求項2
または3に記載の軽量立体形導波路。 - 【請求項6】 中空構造体の内表面に低抵抗の金属皮膜
を有する請求項2乃至5のいずれか1項に記載の軽量立
体形導波路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17145098A JP3156775B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 軽量立体形導波路 |
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001230607A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-08-24 | Nec Eng Ltd | 立体回路及びその製造方法 |
JP2002076755A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Nec Eng Ltd | ガイドホーン又は導波管などの立体的導波構造 |
JP2003101328A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Nec Eng Ltd | ヘリカルアンテナ |
CN101825407A (zh) * | 2010-05-06 | 2010-09-08 | 苏州贝丝纤维布风管有限公司 | 一种抗静电散热纺织风管 |
JP4897182B2 (ja) * | 2000-06-12 | 2012-03-14 | ビーエイチピー・ビリトン・ペトローリアム・ピーティーワイ・リミテッド | ホース |
JP2012175638A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナリフレクタの製造方法及びアンテナリフレクタ |
-
1998
- 1998-06-18 JP JP17145098A patent/JP3156775B2/ja not_active Expired - Fee Related
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