JP3516648B2 - 展開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み方法及び装置 - Google Patents
展開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み方法及び装置Info
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Description
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のメッシュ折り畳
み方法及び装置に関する。
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。
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。
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。
開式メッシュアンテナを示すもので、図25が折り畳み
状態を示し、図26及び図27が展開途中を示し、図2
8が展開状態を示す。
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。
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。
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。
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29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。
その折り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。
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。
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り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の折り畳み方
法及び装置を提供することを目的とする。
開自在な展開トラスに、該展開トラスの展開状態で鏡面
形状に展張され、かつ、該展開トラスの折り畳み状態で
前記展開トラスの支持点間が山折り谷折りに複数折に折
り畳み収納される導電性メッシュを張設した展開式メッ
シュアンテナを、前記導電性メッシュの前記展開トラス
の支持点間の複数箇所を支持して、前記展開トラスの折
り畳み収納に同期させて複数の支持箇所のうち少なくと
も1箇所を、鏡面の中心方向に移動させ、他の支持箇所
を回転させて前記導電性メッシュの展開トラスの支持点
間を山折り谷折りに複数折に折り畳み収納することを特
徴とする展開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み収
納するように構成した。
展開トラスの支持点間を山折り谷折りに複数折に折り畳
み収納されることにより、展開トラスに対して折り畳み
収納される。従って、その折り畳み収納状態において、
展開トラスの包絡域よりはみ出すことがなく、しかも、
そのメッシュの接触面積の軽減が図れるように折り畳み
収納される。従って、収納状態から展開する際に導電性
メッシュが展開トラスに絡まることがなく、しかも、そ
の展開動作時におけるメッシュ同士間の接触抵抗の軽減
が図れて確実な展開動作が可能となる。
前記展開トラスの一方面に折り畳み展開可能に張設する
ことによって、前記トラス部材の展開状態で展張される
反射鏡面を形成し、前記展開トラスの折り畳み状態で、
前記反射鏡面と略垂直方向軸に沿って前記トラス部材の
支持点間が山折り谷折りに複数折りに折り畳まれるよう
に、前記導電性メッシュを前記反射鏡面と略垂直方向軸
回りに巻き込み収納することを特徴とする請求項1記載
の展開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み収納する
ように構成した。
展開トラスの支持点間を山折り谷折りに複数折にかつ渦
巻状に周方向に巻かれることにより、展開トラスに対し
て折り畳み収納される。従って、その折り畳み収納状態
において、展開トラスの包絡域よりはみ出すことがない
とともに、収納状態において導電性メッシュのメッシュ
面は展開トラスの運動方向と直角になっており、かつ、
そのメッシュの接触面積の軽減が図れるように折り畳み
収納される。従って、収納状態から展開する際に展開ト
ラスと導電性メッシュの穴部が引っかかる可能性が低減
され、しかも、その展開動作時におけるメッシュ同士間
の接触抵抗の軽減が図れて確実な展開動作が可能とな
る。
ンテナが、展開トラス複数個を同期可能に組合せ結合さ
せ、各展開トラスの導電性メッシュを同期して山折り谷
折りに複数折に折り畳み収納するように構成した。
させられた各展開トラスの導電性メッシュは同期して山
折り谷折りに複数折に折り畳み収納するようにされるこ
とにより、展開トラスに対して折り畳み収納される。従
って、その折り畳み収納状態において、展開トラスの包
絡域よりはみ出すことがなく、しかも、そのメッシュの
接触面積の軽減が図れるように折り畳み収納される。従
って、収納状態から展開する際に導電性メッシュが展開
トラスに絡まることがなく、しかも、その展開動作時に
おけるメッシュ同士間の接触抵抗の軽減が図れて確実な
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。
に向けた状態で、前記導電性メッシュを山折り谷折りに
複数折に折り畳み収納したことを特徴とする請求項1乃
至3のいずれか記載の展開式メッシュアンテナのメッシ
ュ折り畳み収納することを特徴とする。
ナの折り畳み状態において、導電性メッシュが重力によ
り、展開トラスに対して垂れ下がった状態となることに
より、メッシュ折り畳み手段の容易な着脱が可能とな
り、導電性メッシュの折り畳み動作を高精度にして、迅
速化に行うことが可能となる。
材を略四辺形形状に組合せて、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
放射方向に折り畳み展開自在に組付けた多角錐台形状の
展開トラスの一方面に、折り畳み展開可能に導電性メッ
シュを張設することによって前記展開トラスの展開状態
で反射鏡面を形成し、前記展開トラスの折り畳み状態で
前記第1の四辺部材と平行な軸に沿って山折り谷折りに
複数折に折り畳み、かつ前記第1の四辺部材と平行な軸
に回りに巻き込んで前記導電性メッシュを折畳み収納す
るように構成した。ないしは、この発明は、略同一形状
の複数のトラス部材を中心トラス部材に対して放射状に
折り畳み展開可能に組み合わせ、導電性メッシュを前記
展開トラスの一方面に折り畳み展開可能に張設し、前記
展開トラスの展開状態で反射鏡面を形成し、前記展開ト
ラスの折り畳み状態で前記中心トラス部材と平行な軸に
沿って山折り谷折りに複数折に折り畳み、かつ前記中心
トラス部材と平行な軸に回りに巻き込んで前記導電性メ
ッシュを折畳み収納するように構成した。
開トラスの折り畳みに連動して、展開トラスの第1乃至
第4の四辺部材の部材間に山折り谷折りに複数折に折り
畳まれかつ前記第1の四辺部材と平行な軸に回りに巻き
込まれて収納される。ないしは、導電性メッシュが、展
開トラスの折り畳みに連動して、展開トラスの複数のト
ラス部材及び中心トラス部材間に山折り谷折りに複数折
に折り畳まれかつ前記中心トラス部材と平行な軸に回り
に巻き込まれて収納される。従って、その折り畳み収納
状態において、展開トラスの包絡域よりはみ出すことが
ないとともに、収納状態において導電性メッシュのメッ
シュ面は展開トラスの運動方向と直角になっており、か
つ、そのメッシュの接触面積の軽減が図れるように折り
畳み収納される。従って、収納状態から展開する際に展
開トラスと導電性メッシュの穴部が引っかかる可能性が
低減され、しかも、その展開動作時におけるメッシュ同
士間の接触抵抗の軽減が図れて確実な展開動作が可能と
なる。
を、折り畳み収納状態において、前記展開トラスの内側
に折り畳み収納することを特徴とする。
展開トラスの内側に折り畳まれ収納される。従って、そ
の折り畳み収納状態において、展開トラスの包絡域より
はみ出すことがなく、収納状態から展開する際に導電性
メッシュが展開トラスに絡まることがない。
が、互いに同期して折り畳み展開可能に組み合わされる
ことを特徴とする。
させられた各展開トラスの導電性メッシュは同期して山
折り谷折りに複数折に折り畳み収納するようにされるこ
とにより、展開トラスに対して折り畳み収納される。従
って、その折り畳み収納状態において、展開トラスの包
絡域よりはみ出すことがなく、しかも、そのメッシュの
接触面積の軽減が図れるように折り畳み収納される。従
って、収納状態から展開する際に導電性メッシュが展開
トラスに絡まることがなく、しかも、その展開動作時に
おけるメッシュ同士間の接触抵抗の軽減が図れて確実な
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。
在な展開トラスに、該展開トラスの展開状態で鏡面形状
に展張され、かつ、該展開トラスの折り畳み状態で前記
展開トラスの支持点間が山折り谷折りに複数折に折り畳
み収納される導電性メッシュを張設した展開式メッシュ
アンテナを、前記導電性メッシュの前記展開トラスの支
持点間の複数箇所を支持して、前記展開トラスの折り畳
み収納に同期させて複数の支持箇所のうち少なくとも1
箇所を、鏡面の中心方向に移動させ、他の支持箇所を回
転させて前記導電性メッシュの展開トラスの支持点間を
山折り谷折りに複数折に折り畳み収納させることを特徴
とする展開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み装置
が得られる。
数個組合せ結合された展開式メッシュアンテナの折り畳
み展開自在な展開トラスに、該展開トラスの展開状態で
鏡面形状に展張され、かつ、該展開トラスの折り畳み状
態で前記展開トラスの支持点間が山折り谷折りに複数折
に折り畳み収納される導電性メッシュを張設した展開式
メッシュアンテナを、前記導電性メッシュの前記展開ト
ラスの支持点間の複数箇所を支持して、前記複数の展開
トラスの折り畳み収納に同期させて各展開トラスの複数
の支持箇所のうち少なくとも1箇所を、鏡面の中心方向
に移動させ、他の支持箇所を回転させて前記導電性メッ
シュの展開トラスの支持点間を山折り谷折りに複数折に
折り畳み収納させることを特徴とする展開式メッシュア
ンテナのメッシュ折り畳み装置が得られる。
に配置され、かつ前記展開式メッシュアンテナとの装着
および分離を可能とするよう上下方向に移動可能な手段
を有することを特徴とする展開式メッシュアンテナのメ
ッシュ折り畳み装置が得られる。
いて、図面を参照して詳細に説明する。
態に係る展開式メッシュアンテナを示すもので、図1
は、折り畳み途中を示し、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
うに折り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。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。
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
を下げることができる。
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
の折り畳み状態で、その鏡面に対して略垂直な軸回りに
巻き込み収納される(図1参照)。
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。
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。
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,矢印B方向に摺動
自在に組付けられ、その矢印矢印A方向の摺動に連動し
て展開トラス20を折り畳み収納し、その矢印矢印B方
向の摺動に連動して展開トラス20が折り畳み位置から
展開する(図2参照)。
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。
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。
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、
モジュール毎に個別に、パラボラ面上の点となるように
設定すればよい。
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。
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1
2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。
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。
トワーク11,12間には、そのケーブル接続部材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17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。
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の折り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,
12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。
展開状態から折り畳み収納するメッシュ折り畳み方法に
ついて説明する。
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り畳み収納させる。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に弛みが発生し、図6
に示すように四辺リンク21a〜21fの間に凹部51
a〜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は、折り畳み収納される
と、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される(図
6参照)。
55と、またモータ55の回転軸56とこれに取り付け
られたターンテーブル57、ターンテーブル57に取り
付けられた12本のロッド58a〜58lと、モータ5
5の回転軸56に対して放射方向に配置された6個のス
ライド機構59a〜59fと、6本のロッド60a〜6
0fと、モータ55の回転量とスライド機構59の位置
を制御するコントローラー61で構成される。そして、
このメッシュ折り畳み装置52は、回転軸56と平行な
軸62の方向に図示しないジャッキによって移動可能に
構成されている。
20の展開運動と連動した傘機構43の動きを制御する
図示しないモータの展開制御装置66と結線され、モー
タ55の回転運動とスライド機構59a〜59fの並進
運動が展開トラス20の展開運動と同期するように展開
制御装置66を動作制御する。このモータ55の回転軸
56は、展開トラス20の中央縦部材22と平行になる
ように配置されている。したがって、モータ55の回転
軸56は、展開トラス20が展開状態でのアンテナ鏡面
を構成する導電性メッシュ10と略垂直な関係になるよ
うに配置されている。
メッシュ折り畳み装置52は、図1中矢印a方向に移動
されると、弛んだ導電性メッシュ10の6箇所の凹部5
1a〜51fの略中心において、導電性メッシュ10を
変形させて6箇所の凸部67a〜67fを形成し、それ
ぞれ6本のロッド60a〜60fを挿入する。この6本
のロッド60a〜60fには、例えば上記の作業の前
に、予め6個のメッシュ押さえ部68を挿入し、図7に
示すようにメッシュ押さえ部68の軸69の弾性によ
り、導電性メッシュ10をロッド60a〜60fに固定
する。なお、このメッシュ押さえ部68は、6本のロッ
ド60a〜60fにそれぞれ存在するものであるが、図
の都合上、図1中では、1箇所のみを図示する。
凹部51a〜51fの略中心において、導電性メッシュ
10を変形させて6箇所の凸部67a〜67fを形成す
ることで、12箇所の凹部70a〜70lが形成され、
この凹部70a〜70lにそれぞれ12本のロッド58
a〜58lを挿入する(図8参照)。
展開トラス20の収納運動と同期したモータ55の回転
により図6,図8,9中矢印b方向に回転させられる。
同時に、6本のロッド60a〜60fは、展開トラス2
0の収納運動と同期したスライド機構59a〜59fの
移動により、図1、図8、図9中矢印c方向にスライド
させられる。
され、これに連動して、支持柱13は、図6,8,9中
矢印d方向に移動される。これにより、12箇所の凹部
70a〜70l及び凸部67a〜67fは、図9及び図
10に示すように、展開トラス20内部で中央縦部材2
2と平行な軸62回りに渦巻き状に巻き込まれる。この
状態から図10に示すように上記ジャッキ(図示せず)
によりメッシュ折り畳み装置52を図中矢印e方向に移
動させ、凹部70a〜70l及び凸部67a〜67fか
らロッド58a〜58l及びロッド60a〜60fを離
脱させる。
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、
展開トラス20が図1に示す位置よりも収納方向に運動
している。
み収納されると、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ことにより、展開
トラス20が展開方向に運動する際にこれと絡まる可能
性が低減され、安定した展開動作が実現される。そし
て、図5に示すように複数の展開トラス20を組み合わ
せたモジュールにおいても、導電性メッシュ10が展開
トラス20と絡む可能性が低減される。そして、図10
に示す収納状態において、導電性メッシュ10は、渦巻
き状に周方向に巻かれることにより、展開収納時、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)に引っかかる可能性が低減さ
れる。
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との絡みつきにより阻害される可能性が低減さ
れることにより、軌道上で信頼性の高いアンテナ反射鏡
の展開動作を実現することができる。
方向としては、図1に示す矢印b方向に限ることなく、
矢印b方向と逆方向に巻き込み収納するようにしても、
展開の信頼性を損なうものでないことは、言うまでもな
い。
辺リンク21a〜21fの間に存在する導電性メッシュ
10を3つに折りに畳む例として、四辺リンク21a〜
21fの数が6、凹部70a〜70lに挿入するロッド
58a〜58lの数が12本、凸部67a〜67fに挿
入するロッド60a〜60fの数が6本で構成するよう
にしたが、これに限ることなく、構成可能である。即
ち、導電性メッシュ10の折り数を仮にmとし、四辺リ
ンクの数をnとした場合、凹部に挿入され、モータ55
により回転させられるロッドの数を n×(m/2+0.5) 本 凸部に挿入して、スライド機構59により移動モータ5
5により移動させられるロッドの数を n×((m/2+0.5)−1) 本 とすれば、任意の数nの四辺リンクで構成された展開ト
ラス20に対して、折り数mを任意に設定することがで
きる。
ク21a〜21fで構成した例を示したが、展開トラス
20の構成は、四辺リンク21a〜21fを複数結合し
たものに限るものではなく、例えば同一形状のトラス部
材を、放射方向に複数組み合わせた展開トラス構造を用
いて構成することが可能である。この展開トラス構造に
おいても、その展開運動が導電性メッシュとの絡みつき
により阻害されることの防止が図れて、例えば宇宙空間
において信頼性の高いアンテナ反射鏡の展開を実現する
ことができることは勿論である。
せず)によりロッド58a〜58l、60a〜60fを
上下させたが、展開トラス20を上下させても同様の効
果が得れられることは、言うまでもない。
み収納したことにより、展開トラス20が展開される
と、導電性メッシュ10は、その表面の微小な凹凸の作
用により、折り重なった部分がお互いに噛み合っている
ことにより、その展開の途中において展開トラス20の
中央部に位置する状態となる(図10参照)。
と導電性メッシュ10、第1及び第2のワイヤーネット
ワーク11,12が絡みつく可能性が低減するため、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。
お互いに噛み合うと展開トラス20の展開を行う際に展
開抵抗力が発生するため、このいわゆる噛み合う力(展
開抵抗力)を適当な値に設定することが肝要である。
0の曲げ剛性により、図11に示すように平面上で1回
だけ折り畳んだ状態におけるメッシュ間の接触幅fと、
図12に示すように平面上で3回折り畳んだ状態におけ
るメッシュ間の接触幅gを3倍した長さを比べると、接
触幅fの方が大きい。従って、導電性メッシュ10の展
開抵抗力は、上述の折り数mを増やしていけば、メッシ
ュ同士が接触する幅が小さくなることにより軽減され、
その折り数mを調整することで所望の値に設定すること
が可能である。
ラス20に対して反射鏡面と略垂直方向軸に沿って折畳
む方法としては、例えば図13乃至図17に示すように
展開トラス20をトラス折り畳み収納位置に位置決めす
るトラス結合手段を利用して行うように構成してもよ
い。
トラス20を構成する四辺リンク21a〜21fの縦部
材24a〜24fの両端に対応してトラス結合部材71
a〜71lが取り付けられる。このトラス結合部材71
a〜71lは、展開トラス20の折り畳み収納時におい
て、環状に結合されて該展開トラス20を折り畳み位置
に位置決めする。
メッシュ10は、それぞれ折り畳み収納される際に、導
電性メッシュ10の凹部70a〜70lに挿入するロッ
ド58a〜58lを上述したように回転させたり、ある
いは使用しなくても、導電性メッシュ10の凸部67a
〜67fに挿入するロッド60a〜60fをスライド機
構59a〜59lにより、図16中矢印c方向にスライ
ドさせて、導電性メッシュ10を規則的に、トラス結合
部材71a〜71lが結合した環の中に収納すれば、導
電性メッシュ10が展開トラス20の包絡域よりはみ出
さないように折り畳むことができる。これによっても、
上記実施の形態と略同様に展開トラス20の展開運動
が、導電性メッシュ10との絡みつきにより阻害される
ことがほとんどなくなり、例えば宇宙空間においても信
頼性の高いアンテナ反射鏡の展開が実現される。
は、導電性メッシュ10を鏡面に対して略垂直方向軸回
りに沿って山折り谷折りに複数折に折り畳み収納するよ
うに構成した。これによれば、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と共に、メッシュ同士の接触面積が
最小限に保たれることにより、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、規則正しく展
開され、展開動作の信頼性の向上が図れる。
数個結合して展開トラス構造体30を形成しても、折り
畳み状態において、隣接するモジュールの展開トラス2
0と絡むことなく、しかも、各メッシュ同士の接触面積
が軽減されることにより、信頼性の高い展開動作が可能
となることにより、アンテナ鏡面の大口径化を容易に図
ることができる。
態において導電性メッシュ10は、山折り谷折りに複数
折に折畳まれた状態で、鏡面に対して略垂直方向軸回り
に巻き込むように構成することにより、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
とで、さらに展開動作の信頼性の向上を図ることが可能
となる。この結果、導電性メッシュ10と展開トラス2
0との絡みを防止するための、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いても大口径のアンテナ
反射鏡を容易に構築することが可能となる。
り畳み展開自在な展開トラス20に、該展開トラス20
の展開状態で、鏡面形状に展張され、その折り畳み状態
で、展開トラス20の支持点間が山折り谷折りに複数折
に折り畳み収納される導電性メッシュ10を、その展開
トラス20の支持点間の少なくとも一箇所を係止して、
展開トラス20の折り畳み収納に連動して、鏡面の中心
方向に移動させて導電性メッシュ20を山折り谷折りに
複数折に折り畳み収納するように構成した。
展開動作に同期して導電性メッシュ10の展開トラス2
0の支持点間の少なくとも1箇所を鏡面の中心方向に移
動させて導電性メッシュ10を、山折り谷折りに複数折
に折畳んでいることにより、その展開動作時における確
実な展開動作が可能なように、簡便にして容易に折り畳
み収納することができると共に、展開時の接触抵抗を軽
減し得るようにメッシュ同士の接触面積を最小限に設定
することができる。
み展開自在な展開トラス20に、該展開トラス20の展
開状態で、鏡面形状に展張され、その折り畳み状態で、
展開トラス20の支持点間が山折り谷折りに複数折に折
り畳み収納される導電性メッシュ10を、その鏡面側を
重力方向に向けた状態で、導電性メッシュ10の展開ト
ラス20の支持点間の複数箇所を支持して、展開トラス
20を折り畳み収納に同期させて複数の支持箇所のうち
少なくとも1箇所を、鏡面の中心方向に移動させ、他の
支持箇所を回転させて導電性メッシュ10を山折り谷折
りに複数折に折り畳み収納するように構成した。
展開動作に同期して導電性メッシュ10の少なくとも1
箇所を鏡面の中心方向に移動させて導電性メッシュ10
を、山折り谷折りに複数折に折畳むと共に、展開トラス
20の鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込み収納している
ことにより、展開動作時における確実な展開動作が可能
なように、導電性メッシュ10を展開トラス20の包絡
域からはみ出すことなく、簡便にして容易に折り畳み収
納することができるうえ、展開時の接触抵抗を軽減し得
るようにメッシュ同士の接触面積を最小限に設定した状
態で折り畳み収納することができる。
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を鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込むことも可能
である。
ことなく、例えば図18乃至図20あるいは21乃至図
24に示すように構成してもよい。なお、これら図18
乃至図24の説明においては、便宜上、上記図1乃至図
17と同一部分について同一符号を付して、その詳細な
説明を省略する。
の形態について説明する。図18は、この第3の実施の
形態に適用されるメッシュ折り畳み装置87のメッシュ
折り畳み前の展開状態を示し、図19は、図18のメッ
シュ折り畳み装置87のメッシュ折り畳み後の収納状態
を示し、図20は、図18のメッシュ折り畳み装置87
を2個組み合わせた状態を示す。
ド60を駆動するスライド機構をそれぞれ同様に構成さ
れるリンク75により実現した点及び、上記第1の実施
の形態において3であった導電性メッシュ10の折り数
を5に設定するように構成したものである。
78,79と、片側が部材77に回転自在に取り付けら
れ、片側が中央部材80に回転自在に取り付けられた部
材77により構成されている。中央の四辺部材78は、
複数のリンク75において共有されたスライド82の形
態をなしておりモータ83に取り付けられたボールねじ
84により、図18中矢印i方向に移動可能に構成され
ている。これにより、リンク75の四辺部材76は、図
18中矢印i方向に移動可能になっている。ロッド60
は、四辺部材76に2本ずつまとめて取り付けられてい
るが、四辺部材76の移動により展開トラス20の中心
に対して、略放射方向に移動可能となる。他方、18本
のロッド58は、軸85を介して、モータ55により回
転可能なように構成されている。
ュ10に挿入して、展開トラス20の収納運動に同期さ
せて、モータ55,83を運転することにより、メッシ
ュ折り畳み収納を行えば、第1の実施の形態と同様の効
果が得られることは言うまでもない。
るスライド機構をリンク75により実現しているため
に、展開アンテナから折り畳み装置を取り去る際のメッ
シュ折り畳み装置87の形態において、ロッド60の外
側に、スライド機構がはみ出していないために、図20
に示すように、四辺部材76同士を結合することによ
り、複数のメッシュ折り畳み装置87を容易に組み合わ
せることができる。その結果、展開式メッシュアンテナ
を複数個組み合わせて一つの大形アンテナを形成したア
ンテナにおいても、収納状態において、導電性メッシュ
10が展開トラス20の包絡域よりはみ出さないように
折り畳むことができることにより、隣接する展開トラス
20と導電性メッシュ10が絡まることがほとんどなく
なり、確実な展開動作が実現される。
施の形態について説明する。図21は、この第3の実施
の形態に適用されるメッシュ折り畳み装置89のメッシ
ュ折り畳み前の展開状態を示し、図22は、図21の側
面を示し、図23は、図21のメッシュ折り畳み装置8
9を備えた鏡面展開試験装置95を示し、図24は、展
開式メッシュアンテナを複数個組み合わせて一つの大形
アンテナを形成したアンテナにおける収納動作にともな
う各展開式メッシュアンテナの中心の移動状態を示す。
1及び第2の実施の形態と異なることは、展開式メッシ
ュアンテナを複数個組み合わせて一つの大形アンテナを
形成したアンテナの導電性メッシュ10を折り畳むよう
に同期して折り畳み収納するように構成した点にある。
システムは、上記図5に示す14個の展開トラス20を
組み合わせた展開トラス構造体30において、導電性メ
ッシュ10を折り畳むものである。この14個の展開ト
ラス20に取り付けられた導電性メッシュ10を折り畳
むためのメッシュ折り畳み装置89のリンク75は、隣
接する四辺部材76同士を結合することにより、14台
が結合されて構成される。
装置89の下部には、リニアガイド90が、取り付けら
れ、このリニアガイド90の片側は、床板91に支持さ
れている。この床板91は、台車92上に搭載された昇
降装置93に支持されており、床板91毎に14個のメ
ッシュ折り畳み装置89が上下方向に移動可能に構成さ
れる。
せた展開トラス構造体30は、鏡面展開試験装置95か
ら、導電性メッシュ10の面が展開トラス20の下側に
配置されるように、ワイヤ96により吊り下げられてい
る。そして、メッシュ折り畳み装置89のロッド58,
60を導電性メッシュ10に挿入して、14個の展開ト
ラス20を組み合わせた展開トラス構造体30の収納運
動に同期させて、モータ55,83を運転することによ
り、収納が行われる。
と、14個のメッシュ折り畳み装置89の中心は、図2
4に示すように、14個の展開トラス20を組み合わせ
た展開トラス構造体30の中心に向かって移動される。
したがって、リニアガイド90と図示しない14個の展
開トラス20を吊り上げるワイヤ96のガイド97は、
図24と同様に、各々の展開状態における位置から、1
4個の展開トラス20を組み合わせた展開トラス構造体
30の中心に向かう2点を通る、直線と平行になるよう
に、略直線状に構成される。
ュ10に挿入して、展開トラス20の収納運動に同期さ
せて、モータ55,83を運転することにより、収納を
行えば、14個の展開トラス20を組み合わせた展開ト
ラス構造体30とメッシュ折り畳みシステムとが同期し
て運動し、上記第1の実施の形態と略同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。
展開トラス20を組み合わせた展開トラス構造体30
を、導電性メッシュ10の反発力により各々の展開トラ
ス20が展開しないように保持してから後に昇降装置9
3により、メッシュ折り畳み装置89を下降させ、導電
性メッシュ10からロッド58,60を分離させる。
ことにより、導電性メッシュ10は、各々の展開トラス
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
にこれと絡まる可能性が低減する。
ラス20と絡む可能性が低減する。さらに、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)に引っかかる可能性が低減される。
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との絡みつきにより阻害される可能性が低減さ
れるため、例えば宇宙空間においても信頼性の高いアン
テナ反射鏡の展開を実現することができる。
を収納後に、14個の展開トラス20を組み合わせた展
開トラス構造体30を、導電性メッシュ10の反発力に
より各々の展開トラス20が展開しないように保持して
から後に昇降装置93により、メッシュ折り畳み装置8
9を下降させ、導電性メッシュ10からロッド58,6
0を分離すると記述したが、各々の展開トラス20を下
から眺めた六角形状の長い辺よりも長さが長く、メッシ
ュの穴よりも直径が小さい針によって、導電性メッシュ
10を仮に固定してから、後に昇降装置93により、メ
ッシュ折り畳み装置89を下降させ、各々の展開トラス
20が展開しないように保持してから後に、上記の針を
取り除いてもかまわない。
20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。
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、例えばフ
ープ構造等の各種の支持構造のものにおいても適用可能
であり、略同様の効果が期待される。
ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さ
らに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれて
おり、開示される複数の構成要件における適宜な組合せ
により種々の発明が抽出され得る。
幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようと
する課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述
べられている効果が得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。
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り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メッシ
ュ折り畳み方法を提供することができる。
ュアンテナ及びそのメッシュ折り畳み方法を説明するた
めに示した斜視図である。
取出して示した斜視図である。
て示した分解斜視図である。
る。
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。
向に向けて展開トラスを収納させる折り畳み途中の導電
性メッシュの挙動を示した斜視図である。
した斜視図である。
シュとメッシュ折り畳み装置のロッドの動きを説明する
ために示した平面図である。
ュとメッシュ折り畳み装置のロッドの動きを説明するた
めに示した平面図である。
畳み収納途中を示した斜視図である。
た斜視図である。
り畳み収納した状態を示した斜視図である。
である。
平面図である。
る。
合の他の方法の折り畳み途中を示した平面図である。
た図である。
装置の装着状態を示した平面図である。
態を示した平面図である。
態を示した平面図である。
装置の平面図である。
である。
22のメッシュ折り畳み装置に装着した状態を側面図で
ある。
開式メッシュアンテナの各展開トラスの折り畳み収納動
作を説明するために示した平面図である。
示す側面図である。
状態を示す側面図である。
状態を示す側面図である。
示す側面図である。
り眺めた正面図である。
部 52 … メッシュ折り畳み装置。 55 … モータ。 56 … 回転軸。 57 … ターンテーブル。 58a〜58l … ロッド。 58 … ロッド。 59a〜59f … スライド機構。 60a〜60f … ロッド。 60 … ロッド。 61 … コントローラ。 62 … 軸。 66 … 展開制御装置。 67a〜67f … 凸部。 68 … メッシュ押さえ部。 69 … 軸。 70a〜70l … 凹部。 71a〜71l … トラス結合部材。 75 … リンク。 76 … 四辺部材。 77 … 四辺部材。 78 … 四辺部材。 79 … 四辺部材。 80 … 中央部材。 82 … スライダ。 83 … モータ。 84 … ボールねじ。 85 … 軸。 86 … 台車。 87 … メッシュ折り畳み装置。 89 … メッシュ折り畳み装置。 90 … リニアガイド。 91 … 床板。 92 … 台車。 93 … 昇降装置。 95 … 鏡面展開試験装置。 96 … ワイヤ。 97 … ガイド。
Claims (11)
- 【請求項1】 折り畳み展開自在な展開トラスに、該展
開トラスの展開状態で鏡面形状に展張され、かつ、該展
開トラスの折り畳み状態で前記展開トラスの支持点間が
山折り谷折りに複数折に折り畳み収納される導電性メッ
シュを張設した展開式メッシュアンテナを、前記導電性
メッシュの前記展開トラスの支持点間の複数箇所を支持
して、前記展開トラスの折り畳み収納に同期させて複数
の支持箇所のうち少なくとも1箇所を、鏡面の中心方向
に移動させ、他の支持箇所を回転させて前記導電性メッ
シュの展開トラスの支持点間を山折り谷折りに複数折に
折り畳み収納することを特徴とする展開式メッシュアン
テナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項2】 前記導電性メッシュを前記展開トラスの
一方面に折り畳み展開可能に張設することによって、前
記トラス部材の展開状態で展張される反射鏡面を形成
し、前記展開トラスの折り畳み状態で、前記反射鏡面と
略垂直方向軸に沿って前記トラス部材の支持点間が山折
り谷折りに複数折りに折り畳まれるように、前記導電性
メッシュを前記反射鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込み
収納することを特徴とする請求項1記載の展開式メッシ
ュアンテナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項3】 前記展開式メッシュアンテナは、展開ト
ラスが複数個を同期可能に組合せ結合され、各展開トラ
スの導電性メッシュを同期して山折り谷折りに複数折に
折り畳み収納することを特徴とする請求項1又は2記載
の展開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項4】 前記鏡面側を下側方向に向けた状態で、
前記導電性メッシュを山折り谷折りに複数折に折り畳み
収納したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記
載の展開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項5】 第1乃至第4の四辺部材を略四辺形形状
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り畳
み展開自在に組付けた多角錐台形状の展開トラスの一方
面に、折り畳み展開可能に導電性メッシュを張設するこ
とによって前記展開トラスの展開状態で反射鏡面を形成
し、 前記展開トラスの折り畳み状態で前記第1の四辺部材と
平行な軸に沿って山折り谷折りに複数折に折り畳み、か
つ前記第1の四辺部材と平行な軸に回りに巻き込んで前
記導電性メッシュを折畳み収納する ことを特徴とする請求項1〜3記載の展開式メッシュア
ンテナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項6】 略同一形状の複数のトラス部材を中心ト
ラス部材に対して放射状に折り畳み展開可能に組み合わ
せ、 導電性メッシュを前記展開トラスの一方面に折り畳み展
開可能に張設し、 前記展開トラスの展開状態で反射鏡面を形成し、 前記展開トラスの折り畳み状態で前記中心トラス部材と
平行な軸に沿って山折り谷折りに複数折に折り畳み、か
つ前記中心トラス部材と平行な軸に回りに巻き込んで前
記導電性メッシュを折畳み収納することを特徴とする展
開式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項7】 前記導電性メッシュを、折り畳み収納状
態において、前記展開トラスの内側に折り畳み収納する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の展開
式メッシュアンテナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項8】 前記展開トラス複数個が、互いに同期し
て折り畳み展開可能に組み合わされることを特徴とする
請求項1乃至7のいずれか記載の展開式メッシュアンテ
ナのメッシュ折り畳み方法。 - 【請求項9】 折り畳み展開自在な展開トラスに、該展
開トラスの展開状態で鏡面形状に展張され、かつ、該展
開トラスの折り畳み状態で前記展開トラスの支持点間が
山折り谷折りに複数折に折り畳み収納される導電性メッ
シュを張設した展開式メッシュアンテナを、前記導電性
メッシュの前記展開トラスの支持点間の複数箇所を支持
して、前記展開トラスの折り畳み収納に同期させて複数
の支持箇所のうち少なくとも1箇所を、鏡面の中心方向
に移動させ、他の支持箇所を回転させて前記導電性メッ
シュの展開トラスの支持点間を山折り谷折りに複数折に
折り畳み収納させることを特徴とする展開式メッシュア
ンテナのメッシュ折り畳み装置。 - 【請求項10】 展開トラスが複数個組合せ結合された
展開式メッシュアンテナの折り畳み展開自在な展開トラ
スに、該展開トラスの展開状態で鏡面形状に展張され、
かつ、該展開トラスの折り畳み状態で前記展開トラスの
支持点間が山折り谷折りに複数折に折り畳み収納される
導電性メッシュを張設した展開式メッシュアンテナを、
前記導電性メッシュの前記展開トラスの支持点間の複数
箇所を支持して、前記複数の展開トラスの折り畳み収納
に同期させて各展開トラスの複数の支持箇所のうち少な
くとも1箇所を、鏡面の中心方向に移動させ、他の支持
箇所を回転させて前記導電性メッシュの展開トラスの支
持点間を山折り谷折りに複数折に折り畳み収納させるこ
とを特徴とする請求項9記載の展開式メッシュアンテナ
のメッシュ折り畳み装置。 - 【請求項11】 前期鏡面の下側に配置され、かつ前記
展開式メッシュアンテナとの装着および分離を可能とす
るよう上下方向に移動可能な手段を有することを特徴と
する請求項9又は10に記載の展開式メッシュアンテナ
のメッシュ折り畳み装置。
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