JP3495314B2 - セグメントから構成されたディッシュ反射器のコンパクトな積込みのためのシステム - Google Patents
セグメントから構成されたディッシュ反射器のコンパクトな積込みのためのシステムInfo
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Description
衛星のアンテナ反射器のようなセグメントから構成され
たィッシュ状構造を積込みのために折畳み、また動作の
ために展開するシステムに関する。特に、本発明は、セ
グメントから構成されたディッシュ状構造をコンパクト
に積込み、しかも比較的複雑出なく展開することができ
るユニークなシステムに関する。
器が存在している。第1の形式の展開可能な反射器はメ
ッシュまたは薄膜反射器であり、それは比較的剛性で、
折畳み可能または押し潰し可能なリブにより支持された
張力を与えられたメッシュまたは金属被覆薄膜を備えて
いる。リブがその折畳まれない、または拡張された位置
にあるとき、メッシュまたは薄膜によってこのタイプの
反射器の反射表面を形成する。このタイプの反射器の例
には、アストロエアロスペース社により設計されたアス
トロメッシュ反射器、ロッキード・マーチン社によって
製造されているラップドリブ設計、およびハリス社によ
り設計されたTDRS反射器が含まれる。これらの反射
器は小さい積込み容積を有しているが、それらは表面の
正確度が比較的低い欠点がある。
ェル薄膜反射器である。これらの反射器は反射器表面を
形成する1以上の比較的薄いフレキシブルなシェルを有
している。動作において、シェルは折畳まれて、または
締付けられて積込み形態にされ、また仕様のための展開
形態にされる。ヒューズ・スペース・コンミュニケーシ
ョン社のスプリングバック、ハリス社のコンセントレー
タ、ローラル(Loral)社のファーラブル(Furlable)
等はこの形式の展開可能な反射器の例である。半剛性の
シェル薄膜反射器は、一般にメッシュ反射器よりも良好
な反射表面を与えるが、積込み容積が大きいために好ま
しくない。
トから構成された剛性表面の反射器である。これらの反
射器はヒンジ(蝶番)によって結合された2以上の剛性
の湾曲した表面を有するセグメントから構成されてい
る。この形式の反射器の例としては、ヒューズ・スペー
ス・コンミュニケーション社のBSB反射器、TRW社
の剛性押し潰し可能なディッシュ、およびドルニエ社の
押し潰し可能な反射器が含まれる。セグメントの数を最
小にすることができれば、この形式の反射器は典型的に
優れた表面の正確度を与える。しかしながら、この形式
の反射器は多数のセグメントに分割されるとき、隣接す
るセグメントに直接連結されるセグメントは、それらの
表面が湾曲しているためコンパクトに折畳みまたは締付
けることが困難である。したがって、セグメントに分割
されて構成された剛性表面の反射器は良好な表面の正確
度を与えるが、現在では3つの種類の中で最も大きい積
込み容積を必要としている。
目的は、所定の全体の大きさおよびセグメントの数に対
して必要な積込み容積を小さくすることができるセグメ
ントから構成された剛性表面の反射器を折畳んで積込
み、使用時に展開できるシステムを提供することであ
る。本発明の別の目的は、個々のセグメントを相互接続
する1以上のリンク部材を使用することによってセグメ
ントから構成された剛性表面の反射器を折畳むためのシ
ステムを提供することである。
ントから構成されたディッシュ構造を積込み形態および
展開形態にするためのシステムが提供される。このシス
テムは、前面と、後面とを有する本体セグメントを備え
ている。この本体セグメントはその展開位置においてデ
ィッシュ状構造を形成するために少なくとも1つの付加
的なセグメントと整列可能にされる。この少なくとも1
つの付加的なセグメントは前面と後面とを有している。
この少なくとも1つの付加的なセグメントは、本体セグ
メントおよび少なくとも1つの付加的なセグメントにヒ
ンジで取り付けられた少なくとも1つのリンク部材によ
って本体セグメントとの整列から積込み位置へ移動可能
である。システムが積込み位置にあるとき、本体セグメ
ントの前面は少なくとも1つの付加的なセグメントの前
面に関してほぼ平行に位置されている。さらに、少なく
とも1つのリンク部材は、ディッシュ状構造が積込み位
置にあるとき、本体セグメントと少なくとも1つの付加
的なセグメントとの間に収容される。
は、添付図面を参照にして、以下の説明から明瞭にな
り、特許請求の範囲に記載された構成および組合わせに
より実現されるであろう。
グメントから構成されたアンテナ反射器14を有する衛星
10を示している。衛星10は太陽電池パネル12および1対
のセグメントから構成されたアンテナ反射器14が積込み
のために折畳まれた状態(以下積込み位置と言う)で示
されている。以下詳細に説明するように、本発明は、セ
グメントから構成されたアンテナ反射器14の積込みおよ
び展開に関係している。以下図示され、説明されるよう
に、本発明はセグメントから構成されたアンテナ反射器
だけに限定されるものではなく、太陽集光装置その他の
セグメントから構成された折畳み可能な構造のような任
意のディッシュ状構造に適用されることができる。
および展開されたとき共同して反射器表面を形成する1
以上のセグメント18を具備している。各セグメント18は
1以上のリンク部材20によって本体16に接続され、それ
によって反射器14全体はコンパクトな容積で積込み状態
にされ、また動作形態に展開されることができる。シス
テムは重なるように、すなわち本体16の前方または後方
にセグメント18を折畳む。セグメント18はまた積込み状
態における容積を最小にするため、および、または所定
の容積空間29に反射器を収納するために必要なセグメン
ト18の数を最小にするために本体16にほぼ平行になるよ
うに位置されている(整列された湾曲した表面によ
り)。
位置へ変移することによって反射器セグメントを展開す
る機構を提供する。使用されるリンク部材20の数と形式
については以下説明する。好ましい実施形態において、
セグメントは開放運動チェインとして展開されることが
できる。その代りの実施形態では、ジョイントの相対運
動を調整するリンク機構が使用される。さらに、速度制
御手段が技術的によく知られているダンパー或いはブレ
ーキのような種々の装置によって1以上のジョイントに
含まれてもよい。
射器14は、本体16と単一の反射器セグメント18と、開放
運動チェインとして展開する単一のリンク部材20とを有
している。図2の(A)および(B)に示されているよ
うに、反射器セグメント18は本体16にほぼ平行にその後
方に折畳まれる。リンク部材20は本体16に取付けられた
第1のヒンジ22と反射器セグメント18の縁部26に取付け
られた第2のヒンジ24とを有している。リンク部材20は
折畳まれた積込み位置では反射器セグメント18と本体16
との間に配置されている。折畳まれた反射器は特定され
た容積空間29内に適合している。
よび(B)に示された反射器14の展開プロセスを示して
いる。まず、反射器セグメント18は第2のヒンジ24を中
心に回動して図2の(C)に示されるように本体16から
離れるように折畳まれた状態から解放される。その後、
反射器セグメント18は図2の(D)に示されるように第
1のヒンジ22を中心に回動し、最終的に図2の(E)に
示されるように完全な反射器14を形成するように本体16
の縁部28と接触するように移動される。完全に展開され
た位置において、リンク部材20は、第2のヒンジ24が図
2の(A)において24' で示されるような反射器縁部26
と本体16の縁部28との接続部に位置されるように回動さ
れる。さらに、セグメント18の湾曲した周辺縁部32は鎖
線30で示されるような位置に展開される。この展開シー
ケンスは多くの可能な方法の1つである。その方法は、
第2のヒンジ24に関する第1のヒンジ22における制動そ
の他の異なる程度の速度制限を選択的な導入することに
より、或いはリンク部材20の展開された解除によって達
成されることができる。
反射器14の別の好ましい実施形態を示している。この実
施形態では、セグメントから構成された反射器14は本体
16と2個の反射器セグメント18とを有している。反射器
セグメント18がその展開位置にあるとき、それらは破線
30で示されるような機能的な反射器を形成する。各反射
器セグメント18はほぼ三日月形の形状であり、湾曲した
外周縁部32と直線状の内側縁部26とを有している。湾曲
した外周縁部32は展開されたとき破線30と一致する。一
方内側縁部26は本体16の各縁部28と整列することができ
る。折畳まれた積込み位置において、反射器セグメント
18は図3および4に示されているように重ねられてい
る。このように反射器セグメント18を重ねることによっ
て、図1および2で示された反射器に比較して大きさ表
面を有する反射器14が図1の衛星を収容するために使用
された同じ円筒状の容器、または図2の反射器の積込み
に使用される容積空間29内に収容されることができる。
間でセグメント18と結合する単一のリンク部材20を有し
ている。リンク部材20は本体16の後面34に取付けられた
第1のヒンジ22と反射器セグメント18の縁部26に取付け
られた第2のヒンジ24とを有している。リンク部材20は
第1のヒンジ22と第2のヒンジ24とを中心の回動して図
3の破線30によって示された位置に反射器セグメント18
を展開する。展開シーケンスにおいて、縁部26は本体16
の縁部28と整列するように移動されて完全に動作する反
射器14が形成される。展開された位置においてリンク部
材20' は第2のヒンジが図3および4で24' 示された位
置になるように回動される。反射器セグメント18の縁部
26の中央のノッチ25はこの重なった形態でリンク部材20
をクリアするために必要である場合がある。リンク部材
20を付勢するための機構は通常の形式の任意のものでよ
く、当業者には容易に明らかであろう。
反射器14の別の好ましい実施形態を示している。この実
施形態では、セグメントから構成された反射器14は本体
16と9個の個々の反射器セグメント18とを有している。
反射器セグメント18はそれぞれ反射器セグメントがその
展開された位置にあるとき本体16の外周縁部38と整列す
る内側の湾曲した縁部36を有している。この位置におい
て、各反射器セグメント18の外周縁部40は反射器14の外
周42を形成する。各反射器セグメント18はリンク部材20
を有しており、その第1のヒンジ44(図5に示されてい
る)は本体16の後面に取付けられ、第1のヒンジ44と反
対側の第2のヒンジ46は本体16の外周縁部38に回動可能
に取付けられている。
とき、第2のヒンジ46を中心に回動され、本体16の前面
の前方に折畳まれる。反射器セグメント18は、本体16に
ほぼ平行に位置し、その曲率が本体16の全面の曲率と一
致するように折畳まれることが好ましい。反射器セグメ
ント18は、図5の斜線をつけたセグメントによって示さ
れるように折畳まれる。この位置において、リンク部材
20の第2のヒンジ46は本体16の外周縁部38に隣接し、第
1のヒンジ44は20' および44' で示されるように本体16
の中心の方向に向いて配置される。さらに、反射器セグ
メント18は、それらの外周縁部40が本体16の外周縁部38
に隣接して重なるように折畳まれることがこのましい。
この形態によって、反射器14の全体の折畳まれた容積は
最小にされる。
14の別の好ましい実施形態を示している。セグメントか
ら構成された反射器14は本体16に関して反射器セグメン
ト18を移動させるための単一のリンク部材20を使用して
いる。図示のように反射器セグメント18は完全に展開さ
れた位置にあり、その内側の縁部26は本体16の外周縁部
28と整列している。リンク部材20は図8にさらに詳細に
示されているケーブルおよびプーリーと関連して使用さ
れる。この構造は1つのリンク部材20を使用し、その両
端の回転は4つのバーのリンク機構の特有の構造により
調整される。
リー50は反射器セグメント18の縁部26に隣接したリンク
部材20の第1の端部52に設けられている。機内プーリー
54は本体16の後面48に隣接するリンク部材20の反対側の
第2の端部56に設けられている。機外プーリー50は機内
プーリー54よりも若干小さく、そのため展開が完了した
とき、2つのプーリー間を結合しているケーブル58は緩
められ、したがって展開された位置でジョイントの結合
を解除する。このようなジョイントの結合の解除は展開
の反復において位置の安定性を向上させる。
射器セグメント18の縁部26に取付けられている場所にセ
グメントインターフェース60を有する。機内プーリー54
はそれが本体16に取付けられている場所に本体インター
フェース62を有する。アイドルプーリー64は2つのプー
リー50と54の間に配置され、積込み位置に移動するとき
ケーブル58がリンク部材20の側方に沿って導かれ、反射
器セグメント18から外れることを助ける。さらに制動ヒ
ンジ66が速度制御を行うためにリンク部材20の第1の端
部52において使用されることが好ましい。さらに、制動
ヒンジ66は代りに第2の端部56に配置され、または両端
に配置されてもよい。また、ケーブルとプーリーの代り
に接続ロッドを使用して調整が行われることもできる。
の使用によるセグメントから構成された反射器14の展開
プロセスを示している。図9の(A)に示されたセグメ
ントから構成された反射器14は2つの展開可能な反射器
セグメント18と本体16とを有している。フレーム70は第
1の端部74で本体16に回動可能に連結され、反対側の第
2の端部76で展開可能な反射器セグメント18の1つに回
動可能に連結されている1対のリンク部材72を備えてい
る。フレーム70はまた位置を調整するために1対のリン
ク部材72間に延在する接続トーション部材78を有してい
る。図9の(A)において、反射器セグメント18はほと
んど完全に折畳まれた位置で示され、リンク部材72は本
体16の後面と反射器セグメント18との間に位置してい
る。
おける展開可能な反射器セグメント18を有する反射器14
を示している。図9の(C)はほとんど完全に展開され
た位置における展開可能な反射器セグメント18を示して
おり、図9の(D)は完全に展開された位置における展
開可能な反射器セグメント18を示しており、各セグメン
ト18の直線縁部82は本体16の各周辺縁部84に隣接して位
置している。
れる。第1の軸86はリンク部材72の第1の端部74を通る
ラインに沿って位置し、第2の軸88はリンク部材72の第
2の端部76を通るラインに沿って位置している。各リン
ク部材72の第2の端部76は各セグメント18の縁部82に隣
接して位置している。通常のモータまたはスプリング駆
動ヒンジが各ジョイントで展開するように駆動する。展
開運動は本体16、フレーム70、および図8に関連して説
明したプーリーおよびケーブルに類似したプーリーおよ
びケーブルによって形成されたリンク機構によって調整
されることができる。
は、積込み位置と動作位置との間の展開中のジョイント
の運動を調整するために使用されることのできる別のリ
ンク機構を示している。図10は、本体16および1対の
反射器セグメント18を含む反射器14を示している。反射
器セグメント18は3個のリンク部材90,92.94によって
それぞれ本体16に接続されている。図10では反射器は
部分的に展開された位置で示されている。
反射器14の一部分を示す図であり、図11の(B)は本
体16と反射器セグメント18の1つとにより形成された4
個のバーを有するリンク機構を概略的に示している。図
11の(B)のリンク機構のリンク部材1 とリンク部材
3 は本体16の一部と反射器セグメント18の1つを表して
いる。リンク部材の長さはl1 〜l4 として示されてい
る。長さ(l4 )はリンク部材90および94の長さであ
り、長さ(l2 )は中間リンク部材92の長さである。こ
の実施形態では、リンク部材90,94の長さ(l4 )は中
間リンク部材92の長さ(l2 )と同じである。
1の端部96が位置するラインとリンク部材92の第1の端
部98が位置するラインとの間の垂直距離である。長さ
(l3)はリンク部材90,94の第2の端部100 が位置す
るラインとリンク部材92の第2の端部102 が位置するラ
インとの間の垂直距離である。リンク部材1 および3 の
長さはジョイント位置間の反射器の部分16, 18の凹面形
状によって形成されたオフセットを表している。この実
施形態で使用されたリンク機構は平行機構として知られ
ている4個のバーのリンク機構のユニークな構造であ
る。この形式のリンク機構は2組の等しい長さのリンク
を使用し、展開運動を通じて本体16と本質的に平行に反
射器セグメント18を維持する。その代りに異なったリン
ク長の機構が必要に応じて別の展開運動を行うために使
用されてもよい。
にリンク結合された反射器セグメント18を示している
が、図12の(A)乃至(D)は本体16にリンク結合さ
れる代りに、リンク部材20により1以上の他の反射器セ
グメント18に結合される態様を示している。図12の
(A)に示されるように、セグメントから構成された反
射器14は本体16と1対の反射器セグメント18を有してい
る。本体16は両側の周辺縁部28が第1の反射器セグメン
ト18の各縁部26と結合するように位置している。第1の
反射器セグメント18はリンク部材20を有し、それは図1
2の(D)に示されているセグメントの積込み位置から
図12の(A)および(B)に示されている展開された
位置に反射器セグメント18を移動させる。セグメントを
積込み位置と展開位置との間で移動させるために任意の
数のリンク部材が使用できることを理解すべきである。
本体16の後面34に取付けられ、第2の端部24が反射器セ
グメント18の縁部26に隣接して取付けられている。付加
的な1対のセグメント108 は縁部110 を有しており、そ
れは反射器セグメント18の縁部26と反対側の縁部112 と
整列している。リンク部材20の第1の端部22はセグメン
ト18の後面114 に取付けられ、第2の端部24はセグメン
ト108 の縁部112 に取付けられている。リンク部材20
は、展開位置において完全な反射器14が形成され、積込
み位置においてセグメント18が本体16の後面34の後方に
折畳まれ、リンク部材20はそれらの間に折畳まれ、セグ
メント108 はセグメント108 の後面114 の後方に折畳ま
れ、リンク部材はそれらの間に折畳まれるようにセグメ
ント18および108 を集合的に移動させる。
の適用を表す多くの特定の実施形態の幾つかを単に例示
したに過ぎないことを理解すべきである。明らかに多数
の他の構成が当業者によって特許請求の範囲に記載され
た本発明の技術的範囲を逸脱することなく考えることが
できる。
おけるセグメントから構成された反射器の斜視図。
セグメントを有する積込み位置における反射器の後面図
(A)と、(A)における反射器の矢印2Bから見た図
(B)と、(A)および(B)に示された反射器の展開
の種々の段階を示している図(C)〜(E)。
れた2つのセグメントを有する積込み位置における反射
器の後面図。
図。
置における9個のセグメントを有する反射器の前面図。
するための別の好ましい結合システムを使用するセグメ
ントから構成された反射器の部分的に破断して示した内
部を示した図。
プーリーによるリンクシステムの側面図。
段階における本体に各付加的なセグメントを接続する1
対のリンク部材を有するセグメントから構成された反射
器の斜視図。
接続する3個のリンク部材を有する別の好ましいリンク
システムを使用するセグメントから構成された反射器の
斜視図。
射器の本体および付加的なセグメントに対するリンクシ
ステムの取付けを示す斜視図(A)、および(A)の矢
印Aに沿ったリンク部材側面断面の概略図(B)。
ジチェイン結合された1対の反射器セグメントを有する
セグメントから構成された反射器の概略図。
Claims (10)
- 【請求項1】 セグメントから構成されたディッシュ状
構造体を積込みのため折畳み動作のため展開するシステ
ムにおいて、 前面と、後面(34)と、外周縁部(28)とを有している本体
(16)と、 前面と、後面と、前記本体の外周縁部(28)の一部と整列
可能な縁部(26)とを有し、展開位置にあるときディッシ
ュ状構造を形成する1以上の反射器セグメント(18)と、 第1の端部(22)と第2の端部(24)とを有し、その第1の
端部(22)は前記本体(16)の後面(34)に本体 (16) に対する
リンク部材 (20) の傾斜角度が変化可能に結合されてお
り、第2の端部(24)は前記1以上の反射器セグメント(1
8)にその反射器セグメント (18) に対するリンク部材 (20)
の傾斜角度が変化可能に結合されている1以上のリンク
部材(20)と、 展開位置と積込み位置との間で前記1以上のリンク部材
(20)を移動させるように制御する機構とを具備し、前記セグメントから構成されるディッシュ状構造の全て
のセグメントの前面は積込み位置において前記本体 (16)
の前面と実質上同じ方向を向いており、 積込みのため折畳み位置において、前記1以上のリンク
部材 (20) は 前記本体(16)の後面(34)と前記1以上の反射
器セグメント(18)との間に配置されているシステム。 - 【請求項2】 1対のディッシュ状セグメント(18)を具
備し、その一方は前記本体(16)の外周縁部の第1の部分
(28)と整列可能であり、他方は前記本体の外周縁部の第
1の部分とは反対側の第2の部分(28)と整列可能である
請求項1記載のシステム。 - 【請求項3】 前記1対のセグメント(18)は、前記積込
み位置において互いに重ねられる請求項2記載のシステ
ム。 - 【請求項4】 さらに、前面と、後面と、前記1以上の
反射器セグメント(18)の外周縁部(110) と整列可能な縁
部(112) とを有する追加の反射器セグメント(108) と、 前記1以上の反射器セグメント(18)に取付けられた第1
の端部(22)と、前記追加の反射器セグメント(108) に取
付けられた第2の端部(24)とを有するリンク部材(20)と
を具備し、このリンク部材は積込み位置において前記1
以上の反射器セグメントの後方に前記追加の反射器セグ
メント(108) を配置する請求項1記載のシステム。 - 【請求項5】 2個のリンク部材(20)が使用されて前記
本体(1&)と前記1以上の反射器セグメント(18)とを相互
に接続している請求項1記載のシステム。 - 【請求項6】 凹面状の前面と、後面(34)と、1以上の
外周縁部(28)とを備えている本体(16)を設け、 凹面状の前面と、後面と、1以上の縁部(26)とを備えて
いる1以上のセグメント(18)を設け、 1以上のリンク部材(20)の第1の端部(22)を前記本体(1
6)の後面 (34) に本体 (16) に対するリンク部材 (20) の傾斜
角度が変化可能に結合し、リンク部材 (20) の第2の端部
(24)を前記1以上の反射器セグメント(18)にその反射器
セグメント (18) に対するリンク部材 (20) の傾斜角度が変
化可能に結合し、 前記1以上のセグメント(18)をその凹面状の前面が前記
本体 (16) の凹面状の前面と実質上同じ方向を向いて本体
(16)に重ねられている位置から前記第2の端部(24)を中
心に回動させ、 前記1以上のセグメント(18)を前記第1の端部(22)を中
心に回動させて前記1以上の反射器セグメント(18)の縁
部(26)を前記本体(16)の外周縁部(28)と整列させること
を特徴とするセグメントから構成されたディッシュ状構
造体を積込みのために折畳まれた位置から展開させる方
法。 - 【請求項7】 前記1以上の反射器セグメント(18)は、
前記本体(16)の前方において平行に折畳まれる請求項6
記載の方法。 - 【請求項8】 前記1以上の反射器セグメント(18)は、
前記本体(16)の後方において平行に折畳まれる請求項6
記載の方法。 - 【請求項9】 さらに、 前記1以上のリンク部材(20)
は、前記1以上の反射器セグメント(18)の展開および積
込みを行うために機内プーリー(54)と、機外プーリー(5
0)と、 それらの間を結合しているケーブル(48)とを備えている
請求項6記載の方法。 - 【請求項10】 3個のリンク部材(90, 92, 94)を備
え、前記1以上の反射器セグメント(18)の展開および積
込みを行うためにそれら3個のリンク部材(90, 92, 94)
はそれぞれ第1の端部(96, 98)が前記本体(16)と結合さ
れ、第2の端部(100, 102)が前記1以上の反射器セグメ
ント(18)と結合されている請求項6記載の方法。
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