JP2015186079A - 飛翔体 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの周辺で発生する乱流を抑制可能な飛翔体を提供する。【解決手段】砲弾１００は、金属製の弾体１２とアンテナ２０の間に介挿される接着層３０とを備える。アンテナ２０は、アンテナ基板２１と保護カバー２２の間に介挿される密着層２３を有する。アンテナ基板２１は、フッ素系樹脂によって構成される基板本体２１１と、基板本体２１１の外表面２１１Ｓに形成されるアンテナパターン２１２と、基板本体２１１Ｔの内表面に形成される金属膜２１３とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナを備える飛翔体に関する。

従来、航空機の機体表面に取り付けられる湾曲状のアンテナが知られている（特許文献１参照）。特許文献１のアンテナは、複数の薄板が積層された多層アンテナ基板と、多層アンテナ基板を保護するためのプラスチック板（いわゆる、レドーム）とを備える。特許文献１のアンテナは、複数の取付け孔に挿入されるボルトなどによって機体表面に固定される。

米国特許５４３７０９１号明細書

しかしながら、特許文献１のアンテナの外表面には取付け孔やボルトが露出しているため、アンテナの周辺で乱流が発生してしまうという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、アンテナの周辺で発生する乱流を抑制可能な飛翔体を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る飛翔体は、金属製の本体と、アンテナと、接着層とを備える。アンテナは、本体の軸心を中心として環状に形成され、本体に取り付けられる。接着層は、本体とアンテナの間に介挿される。アンテナは、アンテナ基板と、保護カバーと、密着層とを有する。アンテナ基板は、本体上に配置される。保護カバーは、アンテナ基板上に配置され、フッ素系樹脂によって構成される。密着層は、アンテナ基板と保護カバーの間に介挿される。アンテナ基板は、基板本体と、アンテナパターンと、金属膜とを含む。基板本体は、フッ素系樹脂によって構成される。アンテナパターンは、基板本体の外表面に形成される。金属膜は、基板本体の内表面に形成される。

本発明の第１の態様に係る飛翔体によれば、接着層によってアンテナが本体に接着されており、アンテナの外表面に取付け孔やボルトが露出していないため、アンテナの周辺で乱流が発生することを抑制できる。

本発明の第２の態様に係る飛翔体は、第１の態様に係り、密着層は、フッ素系樹脂によって構成される。

本発明の第２の態様に係る飛翔体によれば、フッ素系樹脂製の基板本体と保護カバーがフッ素系樹脂によって密着されるため、保護カバーを基板本体に強固に固定することができる。

本発明の第３の態様に係る飛翔体は、第１又は第２の態様に係り、密着層は、熱可塑性樹脂によって構成されている。

本発明の第３の態様に係る飛翔体によれば、アンテナの製造工程において密着層を環状に変形させる必要があったとしても、密着層を適度に加熱することによって可撓性を発現できるため、密着層が破損することを抑制することができる。

本発明の第４の態様に係る飛翔体は、第１乃至第３のいずれかの態様に係り、密着層は、ボンディングフィルムを溶解することによって形成される。

本発明の第４の態様に係る飛翔体によれば、アンテナ基板と保護カバーを簡便かつ強固に溶着することができるため、アンテナの生産性を向上させることができる。

本発明によれば、アンテナの周辺で発生する乱流を抑制可能な飛翔体を提供することができる。

砲弾の構成を示す断面図 アンテナの構成を示す分解図 図１のＡ−Ａ断面図 アンテナの製造方法を説明するための図

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

実施形態に係る砲弾１００の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、砲弾１００の断面図である。図２は、アンテナ２０の構成を示す分解図である。本実施形態において、「前」「後」とは、砲弾１００の飛翔方向を基準とする用語である。

砲弾１００は、軸心Ｐを中心とする柱状の外形を有する。砲弾１００は、飛翔体の一例である。砲弾１００は、本体１０と、アンテナ２０と、接着層３０とを備える。

本体１０は、前部弾体１１と、弾体１２とを有する。前部弾体１１は、弾体１２の前端部に連結される。前部弾体１１は、前方に向かってテーパー状の外形を有する。前部弾体１１は、例えば金属材料や樹脂材料によって構成することができる。前部弾体１１の内部には、信管や制御装置などが収容される。

弾体１２は、前部弾体１１の後端部に連結される。弾体１２は、軸心Ｐに沿って延びる柱状の外形を有する。弾体１２は、金属材料によって構成することができる。弾体１２には、炸薬などが収容されていてもよい。弾体１２は、前部１２１と、中部１２２と、後部１２３とを有する。前部１２１、中部１２２及び後部１２３は、前方から順に連結されている。図２に示すように、中部１２２には、アンテナ２０を取り付けるための凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａは、本体１０の表面１０Ｓに形成される。凹部１２ａは、軸心Ｐを中心として環状に形成される。

アンテナ２０は、例えばＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する。アンテナ２０は、軸心Ｐを中心として環状に形成される。アンテナ２０は、中部１２２の凹部１２ａに取り付けられる。アンテナ２０は、中部１２２との間に介挿される接着層３０によって固定されている。本実施形態において、接着層３０は、中部１２２とアンテナ２０の間の略全体に亘って設けられている。ただし、接着層３０は、中部１２２とアンテナ２０の間の一部に設けられていてもよいし、中部１２２とアンテナ２０の間において断続的に設けられていてもよい。接着層３０は、後述する金属膜２１３を金属製の弾体１２に対して接着する。従って、接着層３０は、金属部材どうしを強固に接着可能な材料によって構成することができる。このような材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などが挙げられる。

ここで、図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、アンテナ２０は、アンテナ基板２１と、保護カバー２２と、密着層２３とを有する。

アンテナ基板２１は、弾体１２の中部１２２上に配置される。アンテナ基板２１は、基板本体２１１と、アンテナパターン２１２と、金属膜２１３とを含む。基板本体２１１は、軸心Ｐを中心として環状に形成される板状部材である。基板本体２１１としては、低誘電率基板と高誘電率基板のいずれも用いることができる。本実施形態において、基板本体２１１は、フッ素系樹脂によって構成される。フッ素系樹脂としては、テフロン（登録商標：デュポン社）が好適であるが、これに限られるものではない。アンテナパターン２１２は、基板本体２１１の外表面２１１Ｓに配置される。アンテナパターン２１２は、所定のパターンで形成されており、図２の破線で示されるように、基板本体２１１の外表面２１１のうち一部のみを覆っている。アンテナパターン２１２は、例えば銅やアルミニウムなどの金属によって構成される金属膜２１３は、基板本体２１１の内表面２１１Ｔに配置される。金属膜２１３は、内表面２１１Ｔの略全面を覆っていてもよい。金属膜２１３は、例えば銅やアルミニウムなどの金属によって構成される。

保護カバー２２は、アンテナ基板２１上に配置される。保護カバー２２は、軸心Ｐを中心として環状に形成される板状部材である。保護カバー２２は、飛翔中の空気抗力や異物の衝突、運搬中の衝撃、あるいは発射時の燃焼ガスなどからアンテナ基板２１を保護するレドームである。保護カバー２２は、基板本体２１１の構成材料、すなわちフッ素系樹脂によって構成される。フッ素系樹脂としては、テフロン（登録商標：デュポン社）が好適であるが、これに限られるものではない。

密着層２３は、アンテナ基板２１と保護カバー２２の間に介挿される。密着層２３の内周側は、アンテナパターン２１２だけでなく、アンテナパターン２１２の周囲に露出する基板本体２１１と密着する。密着層２３の外周側は、保護カバー２２と全体的に密着している。従って、密着層２３は、基板本体２１１と保護カバー２２の構成材料、すなわちフッ素系樹脂との高い密着性を有することが好ましい。また、密着層２３は、アンテナパターン２１２の構成材料、すなわち銅などとの高い密着性を有することがより好ましい。また、密着層２３の比誘電率及び誘電正接の値は、基板本体２１１の比誘電率及び誘電正接の値に近いことが好ましい。さらに、密着層２３は、高周波特性に優れていることが好ましい。また、後述するように、アンテナ２０の製造工程において密着層２３を環状に変形させる必要がある場合には、密着層２３は熱可塑性樹脂によって構成されていることが好ましい。このような密着層２３の構成材料としては、フッ素系樹脂を用いることができ、具体的にはクロロ・フルオロ共重合体が好適である。

続いて、アンテナ２０の製造工程について説明する。

まず、図４に示すように、表裏面に金属膜が形成された平板状の第１フッ素系樹脂基板２１Ａと、平板状の第２フッ素系樹脂基板２２Ａとを準備して、その間にボンディングフィルム２３Ａを挟んで積層体とする。

次に、ボンディングフィルム２３Ａが溶解する程度に積層体を加熱（例えば、１００℃程度）することによって、２枚の平板状フッ素系樹脂基板２１Ａ，２２Ａを溶着する。

次に、ボンディングフィルム２３Ａが熱可塑性を発現し、かつボンディングフィルム２３Ａが溶解しない程度に積層体を加熱（例えば、７０℃〜８０℃程度）しながら冶具を用いて環状に変形させる。以上によって、アンテナ２０が完成する。第１フッ素系樹脂基板２１Ａはアンテナ基板２１となり、第２フッ素系樹脂基板２２Ａは保護カバー２２となり、ボンディングフィルム２３Ａは密着層２３となる。このアンテナ２０は、接着層３０が塗布された凹部１２ａに巻き付けられる（図２参照）。

（作用および効果）
（１）砲弾１００では、接着層３０によってアンテナ２０が中部１２２（本体１０）に接着されており、アンテナ２０の外表面に取付け孔やボルトが露出していないため、アンテナ２０の周辺で乱流が発生することを抑制できる。

（２）砲弾１００では、ともにフッ素系樹脂製である基板本体２１１と保護カバー２２がフッ素系樹脂によって構成される密着層２３によって密着されている。そのため、例えば保護カバーがプラスチック製である場合などに比べて、保護カバー２２を基板本体２１１に強固に固定することができる。

（３）アンテナ２０の製造工程において密着層２３を環状に変形させる必要がある場合には、密着層２３は熱可塑性樹脂によって構成されていることが好ましい。変形時に密着層２３を適度に加熱することによって、密着層２３が破損することを抑制することができる。

（４）密着層２３は、ボンディングフィルムを溶解することによって形成できるため、アンテナ基板２１と保護カバー２２を簡便かつ強固に溶着することができる。そのため、アンテナ２０の生産性を向上させることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

（Ａ）上記実施形態において、飛翔体の一例として砲弾１００について説明したが、これに限られるものではない。例えば、飛翔体としては、榴弾やカーゴ弾などの無誘導弾やセミアクティブ弾などの誘導弾などが挙げられる。

（Ｂ）上記実施形態において、アンテナ２０は、環状に形成されることとしたが、１つ以上の切れ目があってもよい。上記実施形態で説明したように、１つの積層板を環状に変形させてアンテナ２０を作製する場合には、１つの切れ目が形成される。一方、複数の小サイズの積層板を湾曲させた後に組み合わせて環状のアンテナ２０を作製する場合には、複数の切れ目が形成される。

（Ｃ）上記実施形態において、砲弾１００は、アンテナ２０を１つだけ備えることとしたが、複数のアンテナ２０を備えていてもよい。

（Ｄ）上記実施形態において、アンテナ２０は、２枚の平板状フッ素系樹脂基板２１Ａ，２２Ａをボンディングフィルム２３Ａで溶着した後に環状に変形させることで作製することとしたが、これに限られるものではない。例えば、２枚の環状フッ素系樹脂基板をボンディングフィルム２３Ａで溶着してもよい。この場合、溶着後の積層板を変形させる必要がないため、密着層２３の材料として熱硬化性樹脂を用いることができる。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０ 本体
１１ 前部弾体
１２ 弾体
１２１ 前部
１２２ 中部
１２３ 後部
１２ａ 凹部
２０ アンテナ
２１ アンテナ基板
２１１ 基板本体
２１２ アンテナパターン
２１３ 金属膜
２２ 保護カバー
２３ 密着層
３０ 接着層
１００ 砲弾
Ｐ 軸心

Claims (4)

1. 金属製の本体と、
   前記本体の軸心を中心として環状に形成され、前記本体に取り付けられるアンテナと、
   前記本体と前記アンテナの間に介挿される接着層と、
   を備え、
   前記アンテナは、
   前記本体上に配置されるアンテナ基板と、
   前記アンテナ基板上に配置され、フッ素系樹脂によって構成される保護カバーと、
   前記アンテナ基板と前記保護カバーの間に介挿される密着層と、
   を有し、
   前記アンテナ基板は、
   フッ素系樹脂によって構成される基板本体と、
   前記基板本体の外表面に形成されるアンテナパターンと、
   前記基板本体の内表面に形成される金属膜と、
   を含む、
   飛翔体。
2. 前記密着層は、フッ素系樹脂によって構成される、
   請求項１に記載の飛翔体。
3. 前記密着層は、熱可塑性樹脂によって構成されている、
   請求項１又は２に記載の飛翔体。
4. 前記密着層は、ボンディングフィルムを溶解することによって形成される、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の飛翔体。

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