JP2001080600A - 展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、信頼性の高い高精度なメッシュ折
畳み展開動作を実現して、大口径化の促進を図り得るよ
うにすることにある。 【解決手段】鏡面形状に展張される導電性メッシュ１０
を、鏡面に対して略直交する軸回りに巻き込む如くの折
り畳み収容するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
等に搭載されてなるパラボラアンテナのうち、金属線材
等を編み込んで構成した変形自在の導電性メッシュを反
射鏡面とする展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装
置及びその折畳み方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】宇宙空間に大型の構造物を構築する場
合、現在ではスペースシャトルや宇宙ステーション・ミ
ールに於いて宇宙飛行士が作業を行う方式が採用されて
いるが、これらの方式では人的被害を考慮する必要性が
あると共にコストも高くつくという欠点を有し、また作
業期間の制約や構築構造物サイズの制約を受けることも
あり得る。

【０００３】このため、昨今では宇宙空間に大型構造物
を構成する方式として、モータ等の駆動力によって自動
的に構造体を構成する展開トラス構造なるものが国内外
で研究されている。

【０００４】ところで、このような展開トラス構造を用
いて宇宙空間に大形アンテナを構成する手法として、既
に特開平７−２２６６２０等の導電性メッシュ材を用い
た折り畳み自在な展開式メッシュアンテナが知られてい
る。

【０００５】図１３乃至図１６は、このような従来の展
開式メッシュアンテナを示すもので、図１３が折畳み状
態を示し、図１４及び図１５が展開途中を示し、図１６
が展開状態を示す。

【０００６】即ち、図において、１０１は、例えば金属
材料をメッシュ状に織り込んだ導電性メッシュで、この
導電性メッシュ１０１は、ケーブル１０２に取り付けら
れている。上記ケーブル１０２を支持する構造体は、セ
ンターハブ１０３と展開リブ１０４、展開ヒンジ１０５
により構成され、展開リブ１０４は、展開ヒンジ１０５
回りに回転自在になるようにセンターハブ１０３に固定
されている。この展開リブ１０４の回転によりメッシュ
アンテナは、展開運動する。

【０００７】また、上記ケーブル１０２は、展開リブ１
０４に接続されており、展開リブ１０４が回転して所定
の位置に到達したときに張力が発生して導電性メッシュ
１０１を張架し、反射面を構成する。

【０００８】さらに、ケーブル１０２には、収納ケーブ
ル１０６が取りつけられており、収納状態において収納
ケーブル１０６は、収納ケーブルリリース機構１０７に
固定されている。この収納ケーブルリリース機構１０７
は、その名の示すとおり、展開リブ１０４の回転により
収納ケーブル１０６をリリースしていき、展開状態に至
る。

【０００９】ところが、上記展開式メッシュアンテナで
は、特に、鏡面の開口直径を大きくしようとして展開リ
ブ１０４の長さを長くすると、図１７に示すようにその
収納状態において、導電性メッシュ１０１が展開リブ１
０４の包絡域よりはみ出すと共に、収納状態の導電性メ
ッシュ１０１が、構造体(展開リブ１０４)の展開運動す
る方向と略平行に存在するため、導電性メッシュ１０１
の網の穴に展開運動する構造体の凹凸部が引っかかりや
すく、展開動作を行う際に導電性メッシュ１０１が構造
体と絡まって展開動作を阻害する虞れを有する。

【００１０】また、上記展開式メッシュアンテナでは、
その折畳み展開に収納ケーブルリリース機構１０７を備
えなければならないために、その重量が重くなるという
問題を有する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の展開式メッシュ
アンテナでは、アンテナ反射鏡の開口直径を大きくしよ
うとすると、その収納状態において導電性メッシュが構
造体の包絡域よりはみ出すとともに、収納状態の導電性
メッシュが構造体が展開運動する方向と略平行に存在す
るために、導電性メッシュが絡まって損傷させる虞れを
有すると共に、重量が重くなるという問題を有する。

【００１２】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、大型化の促進を図り得、且つ、
信頼性の高い高精度なメッシュ折畳み展開動作を実現し
得るようにした展開式メッシュアンテナ及びその折畳み
装置及びその折畳み方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、展開状態に
おいて鏡面を形成するもので、収納状態で前記鏡面と略
垂直な軸回りに巻き込み収容される導電性メッシュを備
えて展開式メッシュアンテナを構成した。

【００１４】上記構成によれば、展開状態において鏡面
をなす導電性メッシュが、収納状態において鏡面と略垂
直方向軸回りに巻き込んで折り畳んでいるので、その収
納状態において導電性メッシュが構造体の包絡域よりは
み出すことなく収容される。従って、展張状態から折畳
む際に導電性メッシュが構造体等にに絡まることがな
く、確実な展開動作が可能となり、鏡面形状の大型化の
促進を容易に図ることが可能となる。

【００１５】また、この発明は、折畳み展開自在な支持
体と、この支持体に取着され、前記支持体の展開状態
で、鏡面形状に展張され、前記支持体の折畳み状態で、
前記支持体と略平行な軸回りに巻き込み収容される導電
性メッシュとを備えて展開式メッシュアンテナを構成し
た。

【００１６】上記構成によれば、支持体が折畳み収容さ
れると、導電性メッシュが鏡面と略垂直な軸回りに巻き
込んで収納されることにより、その収納状態において導
電性メッシュが支持体の包絡域よりはみ出すことがなく
収容される。従って、展開動作を行う際に導電性メッシ
ュが構造体に絡まることがないため、確実な展開動作が
可能となり、鏡面形状の大型化の促進を容易に図ること
が可能となる。

【００１７】また、この発明は、前記導電性メッシュを
支持体の折畳み状態で、該支持体の内側に巻き込んで収
納されるように構成した。

【００１８】上記構成にいれば、導電性メッシュが、支
持体の内側に巻き込み収納されることにより、その収納
状態において支持体の包絡域よりはみ出されない。従っ
て、支持体の展開動作を行う際に導電性メッシュが支持
体に絡まることがなく、確実な展開動作が実現される。

【００１９】また、この発明は、導電性メッシュが鏡面
と略垂直な軸回りに巻き込んで収納される支持体を、複
数個、アンテナ形状に組合わされてメッシュアンテナを
形成した。 これにより、支持体の折畳み状態で、導電
性メッシュが支持体の包絡域よりはみ出していない大口
径のアンテナ形状を容易に形成することが可能となり、
メッシュアンテナの大型化の促進を容易に図ることが可
能となる。

【００２０】また、この発明は、第１乃至第４の四辺部
材を略四辺形子形状に組合せて、端部間を回転自在に結
合した四辺構造を、複数個、各第１の四辺部材を共有し
て放射方向に折畳み展開自在に組付けられた多角錐台形
状の展開トラスと、この展開トラスの一方面上に装着さ
れ、前記展開トラスの展開状態で鏡面形状に展張され、
前記展開トラスの折畳み状態で、前記第１の四辺部材と
略平行な軸の周囲に巻き込み収容される導電性メッシュ
とを備えて展開式メッシュアンテナを構成した。

【００２１】上記構成によれば、第１乃至第４の四辺部
材を端部を回転自在に結合した四辺構造を、第１の四辺
部材を共有して放射方向に複数配設した多角錐台形状を
形成した展開トラスの折畳み状態で、導電性メッシュ
が、前記導電性メッシュが収納状態において、第１の四
辺部材の周囲に巻き込まれ収容されることにより、その
収納状態において導電性メッシュがトラス構造体の包絡
域よりはみ出すことがないと共に、導電性メッシュの面
の方向が、展開による上記第１乃至第の四辺部材の運動
方向と略垂直になるため、導電性メッシュと第１乃至第
３の四辺部材との摺接が最小限に保たれて展開動作を行
う際に導電性メッシュがトラス構造体に絡まることがな
くなる。従って、展開動作を行う際に導電性メッシュが
構造体に絡まることがないため、確実な展開動作を実現
できる。

【００２２】また、この発明は、前記トラス構造体に取
着した導電性メッシュは、トラス構造体の折畳み状態
で、該トラス構造体の第１乃至第４の四辺部材の内側に
折り畳んで収納されるように構成した。

【００２３】上記構成にいれば、導電性メッシュが、ト
ラス構造体の第１乃至第４の四辺部材の内側に巻き込み
収納されることにより、その収納状態においてトラス構
造体の包絡域よりはみ出されない。従って、トラス構造
体を折畳む際、導電性メッシュトラス構造体に絡まるこ
とがなく収容することが可能となり、そのトラス構造体
の展開動作に伴って、該導電性メッシュの鏡面形状への
展張が可能となる。

【００２４】また、この発明は、導電性メッシュが鏡面
と略垂直な軸回りに巻き込んで収納されるトラス構造体
を、複数個、アンテナ形状に組合わされてメッシュアン
テナを形成した。 これにより、トラス構造体の折畳み
状態で、導電性メッシュがトラス構造体の包絡域よりは
み出していない大口径のアンテナ形状を容易に形成する
ことが可能となり、メッシュアンテナの大型化の促進を
容易に図ることが可能となる。

【００２５】また、この発明は、折畳み展開自在な支持
体に、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張され、そ
の折畳み状態で、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み
収容される導電性メッシュを取着した展開式メッシュア
ンテナと、この展開式メッシュアンテナの前記導電性メ
ッシュを巻き込み収容するものであって、前記支持体の
折畳み収容に連動して、前記支持体に張設された導電性
メッシュの外面側を係止して、該導電性メッシュを前記
支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳
み手段とを備えて展開式メッシュアンテナの折畳み装置
を構成した。

【００２６】上記構成によれば、展開状態にある展開式
メッシュアンテナを収納させる際に、その導電性メッシ
ュの外面側を係止して、前記支持体の折畳み収容に連動
して導電性メッシュを鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込
むこんでで収容していることにより、導電性メッシュが
支持体の包絡域よりはみ出すことなく収容される。従っ
て、支持体を折畳む際、導電性メッシュが支持体に絡ま
ることがなく収容することが可能となり、その支持体の
展開動作に伴って、該導電性メッシュの鏡面形状への展
張が可能となる。

【００２７】また、この発明は、折畳み展開自在な支持
体に、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張され、そ
の折畳み状態で、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み
収容される導電性メッシュを取着した展開式メッシュア
ンテナと、この展開式メッシュアンテナの前記導電性メ
ッシュを巻き込み収容するものであって、前記支持体の
折畳み収容に連動して、前記支持体に張設された導電性
メッシュの両面を挟持して、前記導電性メッシュを前記
支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳
み手段とを備えて展開式メッシュアンテナの折畳み装置
を構成した。

【００２８】上記構成によれば、展開状態にある展開式
メッシュアンテナを収納させる際に、その導電性メッシ
ュの両面を挟持して、前記支持体の折畳み収容に連動し
て導電性メッシュを、鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込
んで収容していることにより、導電性メッシュが支持体
の包絡域よりはみ出すことなく収容される。従って、支
持体を折畳む際、導電性メッシュが支持体に絡まること
がなく収容することが可能となり、その支持体の展開動
作に伴って、該導電性メッシュの鏡面形状への展張が可
能となる。

【００２９】また、この発明は、折畳み展開自在な支持
体に、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張され、そ
の折畳み状態で、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み
収容される導電性メッシュを取着した展開式メッシュア
ンテナを鏡面側を重力方向に向けた状態で、前記支持体
を折畳み収容しながら前記導電性メッシュを前記支持体
の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込んで展開式メッシュア
ンテナを折畳むように構成した。

【００３０】上記構成によれば、展開状態にある展開式
メッシュアンテナを収納させる際に、その導電性メッシ
ュの鏡面側を重力方向に向けた状態で、支持体の折畳み
収容に連動して略垂直方向軸回りに巻き込んで収容して
いることにより、導電性メッシュを容易に支持体の包絡
域よりはみ出すことなく容易に巻き込むことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。

【００３２】図１及び図２は、この発明の第１の実施形
態に係る展開式メッシュアンテナを示すもので、図１
は、折畳み途中を示し、図２は、展開状態を示す。即
ち、展開トラス２０は、骨組み部材を用いて後述するよ
うに折畳み展開自在に形成されて、例えば略六角錐台形
状に展開される。そして、この展開トラス２０の鏡面を
構成する一方面には、モリブデン等の金属材料でメッシ
ュ状に織り込まれた導電性メッシュ１０が後述するよう
に取着される。

【００３３】なお、導電性メッシュ１０には、例えば金
メッキが施されており、これによりその電気抵抗を下げ
ることができ、結果として、電波を反射させる際の変調
を下げるできる。

【００３４】上記導電性メッシュ１０は、図３に示すよ
うに第１及び第２のワイヤーネットワーク１１，１２で
挟装されて形成され、その周囲部が展開トラス２０の支
持柱１３に支持されて鏡面形状に形成される。そして、
この導電性メッシュ１０は、展開トラス２０の展開状態
で鏡面形状に展張され（図２参照）、該展開トラス２０
の折畳み状態で、その鏡面に対して略垂直な軸回りに巻
き込み収容される（図１参照）。

【００３５】上記展開トラス２０は、図４に示すように
四辺構造に組合せた６個の四辺リンク２１ａ〜２１ｆ
を、中央縦部材２２を共有する形で放射状に組み合わさ
れて、６角錐台に形成される。この展開トラス２０は、
モジュールを形成して、その外側の縦部材２４ａ〜２４
ｆの外側には、モジュール結合ヒンジ２５ａ〜２５ｆと
２６ａ〜２６ｆが取り付けられ、このモジュール結合ヒ
ンジ２５ａ〜２５ｆと２６ａ〜２６ｆを介して複数個が
組付けられて所望の形状に形成される。

【００３６】上記展開トラス２０を構成する６個の四辺
リンク２１ａ〜２１ｆは、同様にその中央縦部材２２か
ら導電性メッシュ１０（図３参照）にほぼ沿うように横
部材４０、横部材４１が回転自在に支持されている。ま
た、横部材４０、横部材４１の外周端には、中央縦部材
２２と同じように、回転自在なように上記縦部材２４ａ
〜２４ｆが支持されている。 なお、上述の６本の支持
柱１３は、外側の縦部材２４に接合されるよう構成され
る。

【００３７】上記四辺リンク２１ａ〜２１ｆの内側に
は、中央縦部材２２と横部材４１との間に斜部材４２
が、回転自在になるように取り付けられ、この中央縦部
材２２と斜部材４２との間には、周知の傘機構４３が組
付けられる。この傘機構４３は、図示しない駆動部を介
して中央縦部材２２に対して矢印Ａ，Ｂ方向に摺動自在
に組付けられ、その矢印Ａ方向の摺動に連動して展開ト
ラス２０を折畳み収容し、その矢印Ｂ方向の摺動に連動
して展開トラス２０が折畳み位置から展開する（図２参
照）。

【００３８】そして、上記展開トラス２０は、例えば図
５に示すように１４個がアンテナ形状に結合されて展開
トラス構造体３０が形成される。この展開トラス構造体
３０は、複数のモジュール２３をモジュール結合ヒンジ
２５ａ〜２５ｆと２６ａ〜２６ｆにより回転自在に結合
することにより構成される。

【００３９】アンテナ反射鏡の機能を満たすためには、
導電性メッシュ１０は、鏡面上に存在しなければならな
いが、上記支持柱１３の長さを適当な値にすることで、
支持柱１３の先端の点がパラボラ面上の点となるように
設定してある。

【００４０】上述したように図５に示す展開トラス構造
体３０は、図２に示す展開トラス２０の集合体であり、
この展開トラス構造体３０を用いてアンテナ反射鏡面を
構成するには、支持柱１３（図３参照）の先端の点を、
モジュールごとに個別に、パラボラ面上の点となるよう
に設定すればよい。

【００４１】上記第１のワイヤーネットワーク１１は、
石英等で形成される非導電性ワイヤがクモの巣状に繋が
れて形成され上記導電性メッシュ１０の鏡面側に張設さ
れる。そして、この第１のワイヤーネットワーク１１の
交点には、例えば非導電性樹脂材製の固定具１４がそれ
ぞれ組付けられる。

【００４２】また、上記第２のワイヤーネットワーク１
２は、同様の非導電性ワイヤがはしご状（カテナリ構
造）に繋がれて形成され、上記導電性メッシュ１０の背
面側に張設される。 この第２のワイヤーネットワーク
１２には、ケーブル接続部材１５が上記第１のワイヤー
ネットワーク１１の固定具１４に対応して複数個が所定
の間隔に組付けられる。そして、この第２のワイヤーネ
ットワーク１２は、第１のワイヤーネットワーク１１と
で導電性メッシュ１０を挟装した状態で、第２のワイヤ
ーネットワーク１２のケーブル接続部材１５が導電性メ
ッシュ１０を挿通させて、その端部が第１のネットワー
クワーク１１の固定具１４に取付けられる。

【００４３】また、上記積層配置される第１のワイヤー
ネットワーク１１、導電性メッシュ１０及び第２のワイ
ヤーネットワーク１２は、展開トラス２０の支持柱１３
に対して固定具１６を用いて取付けられる。なお、第２
のワイヤーネットワーク１２は、その中間部が所望の鏡
面形状を有するように展開トラス２０の四辺リンク２１
ａ〜２１ｆの各横部材４０の所定位置に支持され、上記
導電性メッシュ１０を第１のワイヤーネットワーク１１
と協動して所望の鏡面形状に設定する。

【００４４】そして、上記第１及び第２のワイヤーネッ
トワーク１１，１２間には、そのケーブ接続部材１５に
対応して非導電性の樹脂材料で形成されるメッシュ状の
絡み付き防止部材１７が、鏡面の面直方向にそれぞれ張
設される（図４参照）。この絡み付き防止部材１７は、
例えば中間部で折り返されて、第２のワイヤーネットワ
ーク１２のケーブル接続部材１５を挟装（包み込む）す
るよう組付けられる。そして、この絡み付き防止部材１
７は、ケーブル接続部材１５に対して所定の自由度を有
するように糸等を用いて取付けられる。

【００４５】また、絡み付き防止部材１７は、第１及び
第２のワイヤーネットワーク１１，１２間に張設した状
態で、弛んだりした場合には、第１及び第２のワイヤー
ネットワーク１１，１２の折畳み展開に影響を及ぼさな
い程度に第１及び第２のワイヤーネットワーク１１，１
２に対して糸等を用いて適宜取付けられる。上記絡み付
き防止部材１７は、例えば第２のワイヤーネットワーク
１２のケーブル接続部材１５の配置される箇所に全て配
設される。

【００４６】ここで、上記展開式メッシュアンテナを、
展開状態から折畳み収容する折畳み装置及び折畳み方法
について説明する。

【００４７】即ち、展開トラス２０の展開状態におい
て、その鏡面を構成する導電性メッシュ１０を重力方向
(下向き方向)に向けた状態で、展開トラス２０を展開状
態から上述したように折畳み収容させる。すると、展開
トラス２０は、その四辺リンク２１ａ〜２１ｆの運動に
より支持柱１３がお互いに近寄る如く折畳まれ、それに
連動して、導電性メッシュ１０に弛にが発生し、図６に
示すように四辺リンク２１ａ〜２１ｆの間に凹部５１ａ
〜５１ｆが、中央縦部材２２の方向に向かって発生す
る。さらに、展開トラス２０が折畳み収容されると、展
開トラス２０は、その四辺リンク２１ａ〜２１ｆの間の
凹部５１ａ〜５１ｆが中央縦部材２２の下部で互いに接
触する（図１参照）。

【００４８】ここで、上記展開トラス２０の四辺リンク
２１ａ〜２１ｆの間の凹部５１ａ〜５１ｆに対してメッ
シュ折り畳み装置５２が対向配置され、この導電性メッ
シュ折畳み装置５２は、例えばモーター５５と、これを
回転制御するモーターコントローラー５６、モーター５
５の回転軸５７と、これに取り付けられたターンテーブ
ル５８、ターンテーブル５８に取り付けられたロッド５
９ａ〜５９ｆで構成される。このうち回転軸５７は、昇
降機構６０を介して矢印Ｃ，Ｄ方向に伸縮駆動自在に設
けられ、上記ターンテーブル５８を昇降制御する。

【００４９】上記モーターコントローラー５６は、展開
トラス２０の展開運動と連動した傘機構４３の動きを制
御する図示しないモーターの展開制御装置６６と結線さ
れ、モーター５５の回転運動が、例えば展開トラス２０
の展開運動と同期するように構成されている。また、上
記モーター５５の回転軸５７は、展開トラス２０の折畳
み状態において、該展開トラス２０の中央縦部材２２と
略平行になるように配置されている。従って、モーター
５５の回転軸５７は、展開トラス２０の展開状態におい
ては、鏡面形状に展張された導電性メッシュ１０の鏡面
に対して略垂直な関係を司る。

【００５０】上記メッシュ折り畳み装置５２は、そのロ
ッド５９ａ〜５９ｆが展開トラス２０の四辺リンク２１
ａ〜２１ｆの間の凹部５１ａ〜５１ｆに対向するように
配置され、該展開トラス２０が図１に示す位置から図７
に示す位置まで折畳収容された状態で、昇降機構６０が
矢印Ｃ方向に上昇駆動され、展開トラス２０の凹部５１
ａ〜５１ｆにそれぞれ挿入される。ここで、ロッド５９
ａ〜５９ｆは、展開トラス２０の収納運動と同期したモ
ーター５５の回転により、例えば図中時計方向に回転駆
動される。これにより、導電性メッシュ１０の凹部５１
ａ〜５１ｆは、展開トラス２０内部で中央縦部材２２と
平行な軸６２回りに渦巻き状に巻き込まれる。

【００５１】ここで、上記メッシュ折り畳み装置５２
は、その昇降機構６０が反転駆動されて、そのロッド５
９ａ〜５９ｆが矢印Ｄ方向に下降され、導電性メッシュ
１０の凹部５１ａ〜５１ｆから離脱される（図７参
照）。

【００５２】その後、さらに展開トラス２０をわずかに
収納させ、導電性メッシュ１０を四辺リンク２１ａ〜２
１ｆの鏡面側横部材４０により圧縮させて支持する。

【００５３】なお、上記図７においては、展開トラス２
０の内側に存在する導電性メッシュ１０の図示を容易に
するため、わざと展開気味に図示してあるが、実際に
は、上記図１に示す展開トラス２０の折畳み位置より
も、該展開トラス２０が収納方向に収納されている。

【００５４】このように、上記展開式メッシュアンテナ
は、導電性メッシュ１０を鏡面に対して略直交する軸回
りに巻き込む如くの折り畳み収容していることにより、
導電性メッシュ１０は展開トラス２０を構成する四辺リ
ンク２１ａ〜２１ｆの内側に折り畳まれるため、展開ト
ラス２０が展開方向に運動する際にこれと絡まることな
く、規則正しく収容される。

【００５５】また、これによれば、展開トラス２０を複
数個結合して展開トラス構造体３０を形成しても、隣接
するモジュールの展開トラス２０と絡むことが確実に無
くなることにより、アンテナ鏡面の大口径化を容易に図
ることができる。

【００５６】さらに、展開トラス２０の折畳み収納状態
において導電性メッシュ１０は、渦巻き状に周方向に巻
かれているために、展開収納時に放射方向に運動する展
開トラス２０の凹凸が、導電性メッシュ１０の穴部(図
示しない)に引っかかることがない。この結果、従来の
ような付加的な構造物を設けなくても、展開トラス構造
体３０の展開運動が導電性メッシュ１０との絡みつきが
確実に防止することができることにより、例えば宇宙空
間における軌道上で信頼性の高いアンテナ反射鏡の展開
を実現することができる。

【００５７】また、上記展開式メッシュアンテナの折畳
み装置は、展開状態にある展開式メッシュアンテナを収
納させる際に、メッシュ折畳み装置を用いて展開トラス
２０に取着した導電性メッシュ１０の外面側を係止し
て、展開トラス１０の折畳み収容に連動して導電性メッ
シュ１０を鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込むこんでで
収容していることにより、導電性メッシュ１０が展開ト
ラス１０の包絡域よりはみ出すことなく収容するように
構成した。

【００５８】これによれば、展開トラス２０を折畳む
際、導電性メッシュ１０を展開トラス２０に絡まること
なく、鏡面と略直交する軸回りに容易に巻き込み収容す
ることができる。この結果、展開トラス２０の展開動作
に伴って、該導電性メッシュ１０の鏡面形状への信頼性
の高い高精度な展張が実現され、鏡面形状の大口径化の
促進に寄与することができる。

【００５９】なお、上記メッシュ折畳み装置５２は、展
開トラス２０の鏡面を重力方向に向けて装着するように
構成したが、展開トラス２０の背面側を重力方向に向け
た状態で、該展開トラス２０に装着して導電性メッシュ
１０を鏡面と略直交する軸回りに巻き込むことも可能で
ある。

【００６０】また、上記実施の形態では、展開トラス２
０を六角錐台形状に構成した場合で説明したが、この形
状に限ることなく、構成可能である。

【００６１】さらに、この発明に係る展開式メッシュア
ンテナとしては、上記実施の形態に限ることなく、例え
ば図８乃至図１０に示すような折畳み展開自在なリブ構
造の支持体を用いて構成することも可能である。但し、
図８乃至図１０においては、前記図１乃至図７と同一部
分については、同一符号を付して、その詳細な説明を省
略する。

【００６２】この図８乃至図１０に示す実施の形態にお
いては、導電性メッシュ１０を折畳み展開自在なリブ構
造の支持体６９に張架して、この支持体６９の展開状態
において、導電性メッシュ１０が鏡面形状に展張され、
支持体６９の折畳み状態において、導電性メッシュ１０
が鏡面と略直交する軸回りに巻き込み収容されるように
構成したことを特徴とする。

【００６３】即ち、図８（ａ），（ｂ）において、導電
性メッシュ１０はケーブル７０に取り付けられている。
このケーブル７０を支持する支持体６９は、センターハ
ブ７１と展開リブ７２、展開ヒンジ７３により構成さ
れ、展開リブ７２は展開ヒンジ７３回りに回転自在にな
るようにセンターハブ７１に固定されている。この展開
リブ７２の回転により、支持体６９は、展開収納運動す
る。上記のようにケーブル７０は、展開リブ７２に接続
されており、展開リブ７２が回転して所定の位置に到達
したときに張力が発生して導電性メッシュ１０を鏡面形
状に展張し、鏡面を構成する。

【００６４】また、上記支持体６９の導電性メッシュ１
０を折畳み収容するメッシュ折畳み装置７６は、例えば
モーター５５と、これを回転制御するモーターコントロ
ーラー５６、モーター５５の回転軸５７とこれに取り付
けられたターンテーブル７７、ターンテーブル７７に取
り付けられた８本のロッド７９で構成される。このうち
回転軸５７は、昇降機構７８を介して矢印Ｃ，Ｄ方向に
伸縮駆動自在に設けられ、上記ターンテーブル７７を昇
降制御する。

【００６５】上記モーターコントローラー５６は、支持
体６９の展開リブ７２を折畳み展開する図示しないモー
ターの展開制御装置６６と結線され、モーター５５の回
転運動が、例えば支持体６９の展開リブ７２の展開運動
と同期するように構成されている。

【００６６】上記構成において、図８（ａ），（ｂ）に
示す展開状態から、図１０（ａ），（ｂ）に示すように
展開リブ７２を収納運動させる場合には、例えば鏡面を
構成する導電性メッシュ１０が重力方向を向くように支
持体６９を配置して、この支持体６９の鏡面側にメッシ
ュ折り畳み装置７６を対向配置し、支持体６９を折畳み
収容させる。そして、図９（ａ），（ｂ）に示すように
その展開収納の中盤において、導電性メッシュ１０に８
箇所の凹部７５が発生された状態で、支持体６９の収納
動作を一旦、停止させ、メッシュ折り畳み装置７６のタ
ーンテーブル７７を昇降機構７８により矢印Ｃ方向に昇
降移動させ、そのロッド７９を支持体６９の凹部７５に
挿入する。

【００６７】その後、展開リブ７２の折畳み動作が再開
されてさらに折畳み収容されると、これに連動して、展
開リブ７２の収納動作を制御する展開制御装置６６がモ
ーターコントローラー５６を制御して、モーター５５の
運動を、例えば展開リブ７２の収納動作と同期させて、
ターンテーブル７７及びロッド７９を図中時計方向に回
転させる。

【００６８】上記ターンテーブル７７の回転動作によ
り、導電性メッシュ１０は、支持体６９内において、展
開時の鏡面と略垂直な軸回りに渦巻き状に巻き込まれ
る。そして、展開リブ７２の収納動作終了後、導電性メ
ッシュ折り畳み装置７６のターンテーブルを７７をジャ
ッキ７８により図中ｃ方向に移動させ凹部７５からロッ
ド７９を離脱させる。

【００６９】上記の一連の動作により、アンテナ反射鏡
は図１０（ａ），（ｂ）に示すように展開リブ７２の内
側に折り畳まれるため、展開リブ７２が展開方向に運動
する際、導電性メッシュ１０がこれと絡まることが殆ど
なくなる。

【００７０】また、図１０（ｂ）に示すように収納状態
において、導電性メッシュ１０は渦巻き状に周方向に巻
かれていることにより、展開収納時に放射方向に運動す
る展開リブ７２の凹凸が、導電性メッシュ１０に引っか
かることが確実に防止される。この結果、従来のような
付加的な構造物を設けることなく、宇宙空間における軌
道上における信頼性の高い鏡面の折畳み展開動作が実現
され、鏡面の大口径化の促進に寄与することができる。

【００７１】また、さらに、この発明に係る展開式メッ
シュアンテナの折畳み装置としては、上記実施の形態に
限ることなく、例えば図１１及び図１２に示すように構
成することも可能である。これら図１１及び図１２の構
成においても、上述した図１に示した実施の形態と略同
様の効果が期待される。但し、図１１及び図１２におい
ては、前記図１と同一部分については、同一符号を付し
て、その詳細な説明を省略する。

【００７２】図１１のメッシュ折畳み装置８２は、展開
トラス２０の凹部５１ａ〜５１ｆに挿入するロッド５９
ａ〜５９ｆが、１本のロッド８０とその周囲に配置され
たフック８１ａ〜８１ｆに置き換えて構成した点を特徴
とする。

【００７３】上記構成により、展開トラス２０の鏡面側
に対向してメッシュ折畳み装置８２を配置して、展開ト
ラス２０を折畳み駆動し、その途中で折畳み動作を、一
旦、停止して、メッシュ折畳み装置８２の昇降機構６０
を駆動し、ロッド８０を矢印Ａ方向に上昇させて、収納
途中の導電性メッシュ１０の中央部の隙間に挿入し、該
ロッド８０とフック８１ａ〜８１ｆとで凹部５１ａ〜５
１ｆに位置する導電性メッシュ１０の一部に挟持させ
る。

【００７４】ここで、ロッド８０は、展開トラス２０の
収納運動と同期したモーター５５の回転により図中時計
方向に回転駆動される。これにより、凹部５１ａ〜５１
ｆに位置する導電性メッシュ１０は、ロッド８０及びフ
ック８１ａ〜８１ｆにより、展開トラス２０内部で中央
縦部材２２と平行な軸回り（鏡面と略直交する軸回り）
に渦巻き状に巻き込まれる。

【００７５】また、図１２のメッシュ折り畳み装置８５
は、ロッド５９ａ〜５９ｆを支持するターンテーブル５
８の回転運動を展開トラス２０の展開収納動作と同期さ
せるために、与圧ばね機構８７の付勢力を駆動源として
構成した点を特徴とする。

【００７６】上記与圧ばね機構８７は、例えば昇降機構
を備えた台車８６に搭載され、そのプーリ８９がターン
テーブル５８の回転軸に嵌着される。そして、このプー
リ８９には、２本のワイヤ９０がターンテーブル５８に
対して図中時計方向に付勢力を付与するように巻装され
る。このワイヤ９０には、その先端部にフック９１がそ
れぞれ設けられる。

【００７７】上記構成により、台車８６を移動させて、
メッシュ折畳み装置８５を展開トラス２０の鏡面側に対
向配置して、展開トラス２０を折畳み駆動し、その途中
で折畳み動作を、一旦、停止させる。ここで、メッシュ
折畳み装置８２の台車８６に内蔵した昇降機構を駆動
し、ロッド５９ａ〜５９ｆを矢印Ａ方向に上昇させて、
収納途中の凹部５１ａ〜５１ｆに位置する導電性メッシ
ュ１０の外周部に係止させる。

【００７８】同時に、ワイヤ９０の各フック９１が展開
トラス２０の四辺リンク２１ａ〜２１ｆに係止される。
この際、ロッド５９ａ〜５９ｆを支持するターンテーブ
ル５８は、展開トラス２０の展開収納運動に規制されて
いることにより、停止位置が保たれる。

【００７９】ここで、上記展開トラス２０がさらに折畳
み収容される。すると、ロッド５９ａ〜５９ｆは、展開
トラス２０の折畳み収納に同期して、予圧ばね機構８７
に付勢力が付与されて図中時計方向に回転駆動される。
これにより、凹部５１ａ〜５１ｆに位置する導電性メッ
シュ１０は、ロッド５９ａ〜５９ｆにより、展開トラス
２０内部で中央縦部材２２と平行な軸回り（鏡面と略直
交する軸回り）に渦巻き状に巻き込まれる。

【００８０】なお、上記図１１及び図１２に示したメッ
シュ折畳み装置８２，８５は、上述した展開トラス２０
に適用するだけでなく、前記図９に示したリブ構造の支
持体６９を用いた展開式メッシュアンテナにおいても適
用可能であり、同様の効果が期待される。

【００８１】そして、上記図１１及び図１２に示したメ
ッシュ折畳み装置８２，８５は、上記説明では、展開ト
ラス２０の鏡面を重力方向に向けて装着する場合で説明
したが、これに限ることなく、前述した図１の場合と同
様に、展開トラス２０の背面側を重力方向に向けた状態
で、該展開トラス２０に装着して導電性メッシュ１０を
鏡面と略直交する軸回りに巻き込むことも可能である。

【００８２】また、上記実施の形態では、展開トラス構
造及びリブ構造を有した展開式メッシュアンテナに適用
した場合で説明したが、これらの支持構造に限ることな
く、ワープ構造等の各種の支持構造のものにおいて適用
可能であり、略同様の効果が期待される。

【００８３】よって、この発明は、上述した各実施の形
態に限定されるものではなく、その他、この発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言う
までもない。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、大型化の促進を図り得、且つ、信
頼性の高い高精度なメッシュ折畳み展開動作を実現し得
るようにした展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装
置及びその折畳み方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係わる展開式メッシ
ュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を説
明するために示した斜視図である。

【図２】図１の導電性メッシュを取着した展開トラスを
取出して示した斜視図である。

【図３】図１の導電性メッシュ及び展開トラスを分解し
て示した分解斜視図である。

【図４】図１の展開トラスを取出して示した斜視図であ
る。

【図５】図２の導電性メッシュを取着した展開トラスを
１４個結合した展開トラス構造体で構成した展開式メッ
シュアンテナを示した斜視図である。

【図６】図１の展開式メッシュアンテナの鏡面を重力方
向に向けて展開トラスを収納させる折畳み途中の導電性
メッシュの挙動を示した斜視図である。

【図７】図１の展開式メッシュアンテナの導電性メッシ
ュの巻き込み動作を説明するために示した斜視図であ
る。

【図８】この発明の他の実施の形態に係わる展開式メッ
シュアンテナ及びその折畳み装置及び折畳み方法を説明
するために示した側面図及び正面図である。

【図９】図８の展開式メッシュアンテナとその折畳み装
置の関係を示した側面図及び正面図である。

【図１０】図８の展開式メッシュアンテナの折畳み収納
状態を示した側面図及び正面図である。

【図１１】この発明の他の実施の形態に係る展開式メッ
シュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を
説明するために示した斜視図である。

【図１２】この発明の他の実施の形態に係る展開式メッ
シュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を
説明するために示した斜視図である。

【図１３】従来の展開式メッシュアンテナの収納状態を
示す側面図である。

【図１４】従来の展開式メッシュアンテナの展開途中の
状態を示す側面図である。

【図１５】従来の展開式メッシュアンテナの展開途中の
状態を示す側面図である。

【図１６】従来の展開式メッシュアンテナの展開状態を
示す側面図である。

【図１７】図１３の展開式メッシュアンテナを鏡面側よ
り眺めた正面図である。

【符号の説明】

１０ …導電性メッシュ。 １１ …第１のワイヤーネットワーク。 １２ …第２のワイヤーネットワーク。 １３ …支持柱。 １４ …固定具。 １５ …ケーブル接続部材。 １６ …固定具。 １７ …絡み付き防止部材。 ２０ …展開トラス。 ２１ａ〜２１ｆ …四辺リンク。 ２２ …中央縦部材。 ２４ａ〜２４ｆ …縦部材。 ２５ａ〜２５ｆ …モジュール結合ヒンジ。 ２６ａ〜２６ｆ …モジュール結合ヒンジ。 ３０ …展開トラス構造体。 ４０ …横部材。 ４１ …横部材。 ４２ …斜部材。 ４３ …傘機構。 ５１ａ〜５１ｆ … 導電性メッシュ１０に発生する凹
部 ５２ … メッシュ折り畳み装置。 ５５ … モーター。 ５６… モーターコントローラー。 ５７ … 回転軸 ５８ … ターンテーブル。 ５９ａ〜５９ｆ… ロッド。 ６０ … 昇降機構。 ６９ … 支持体。 ７０ … ケーブル。 ７１ … センターハブ。 ７２ … 展開リブ。 ７３ … 展開ヒンジ。 ７５ … 導電性メッシュ１０に発生する凹部。 ７６ … メッシュ折り畳み装置。 ７７ … ターンテーブル。 ７８ … 昇降機構。 ７９ … ロッド。 ８０ … ロッド。 ８１ａ〜８１ｆ … フック。 ８２ … メッシュ折り畳み装置。 ８３ … メッシュの中央部の隙間。 ８５ … メッシュ折り畳み装置。 ８６ … 台車。 ８７ … 予圧ばね機構。 ８９ … プーリ。 ９０ … ワイヤ。 ９１ … フック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目黒 在 東京都港区浜松町二丁目４番１号 宇宙開 発事業団内 (72)発明者 内丸 清隆 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝小向工場内 Ｆターム(参考） 5J046 DA01 KA03 KA04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 展開状態において鏡面を形成するもの
   で、収納状態で前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収
   容される導電性メッシュを具備した展開式メッシュアン
   テナ。
2. 【請求項２】 折畳み展開自在な支持体と、 この支持体に取着され、前記支持体の展開状態で、鏡面
   形状に展張され、前記支持体の折畳み状態で、前記支持
   体と略平行な軸回りに巻き込み収容される導電性メッシ
   ュとを具備したことを特徴とする展開式メッシュアンテ
   ナ。
3. 【請求項３】 前記導電性メッシュは、前記支持体の折
   畳み状態で、該支持体の内側に折り畳んで収納されるこ
   とを特徴とする請求項２記載の展開式メッシュアンテ
   ナ。
4. 【請求項４】 前記支持体は、複数個がアンテナ形状に
   組合わされてなることを特徴とする請求項２又は３記載
   の展開式メッシュアンテナ。
5. 【請求項５】 第１乃至第４の四辺部材を略四辺形子形
   状に組合せて、端部間を回転自在に結合した四辺構造
   を、複数個、各第１の四辺部材を共有して放射方向に折
   畳み展開自在に組付けられた多角錐台形状の展開トラス
   と、 この展開トラスの一方面上に装着され、前記展開トラス
   の展開状態で鏡面形状に展張され、前記展開トラスの折
   畳み状態で、前記第１の四辺部材と略平行な軸の周囲に
   巻き込み収容される導電性メッシュとを具備したことを
   特徴とする展開式メッシュアンテナ。
6. 【請求項６】 前記導電性メッシュは、前記トラス構造
   体の折畳み状態で、該トラス構造体の第１乃至第４の四
   辺部材の内側に折り畳んで収納されることを特徴とする
   請求項５記載の展開式メッシュアンテナ。
7. 【請求項７】 前記トラス構造体は、複数個がアンテナ
   形状に組合わされてなることを特徴とする請求項５又は
   ６記載の展開式メッシュアンテナ。
8. 【請求項８】 折畳み展開自在な支持体に、該支持体の
   展開状態で、鏡面形状に展張され、その折畳み状態で、
   前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される導電性
   メッシュを取着した展開式メッシュアンテナと、 この展開式メッシュアンテナの前記導電性メッシュを巻
   き込み収容するものであって、前記支持体の折畳み収容
   に連動して、前記支持体に張設された導電性メッシュの
   外面側を係止して、該導電性メッシュを前記支持体の鏡
   面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳み手段とを
   具備したことを特徴とする展開式メッシュアンテナの折
   畳み装置。
9. 【請求項９】 折畳み展開自在な支持体に、該支持体の
   展開状態で、鏡面形状に展張され、その折畳み状態で、
   前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される導電性
   メッシュを取着した展開式メッシュアンテナと、 この展開式メッシュアンテナの前記導電性メッシュを巻
   き込み収容するものであって、前記支持体の折畳み収容
   に連動して、前記支持体に張設された導電性メッシュの
   両面を挟持して、前記導電性メッシュを前記支持体の鏡
   面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳み手段とを
   具備したことを特徴とする展開式メッシュアンテナの折
   畳み装置。
10. 【請求項１０】 折畳み展開自在な支持体に、該支持体
    の展開状態で、鏡面形状に展張され、その折畳み状態
    で、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される導
    電性メッシュを取着した展開式メッシュアンテナを鏡面
    側を重力方向に向けた状態で、前記支持体を折畳み収容
    しながら前記導電性メッシュを前記支持体の鏡面と略垂
    直な軸回りに巻き込むことを特徴とする展開式メッシュ
    アンテナの折畳み方法。