JP3842122B2

JP3842122B2 - 軽量化ミラー

Info

Publication number: JP3842122B2
Application number: JP2001381700A
Authority: JP
Inventors: 和村上; 久幸迎; 信一上野; 弘行南川; 亮治山城
Original assignee: Ohara Inc; Nikon Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Ohara Inc; Nikon Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003185811A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば人工衛星等の支持体に搭載される、望遠鏡や光学センサないし光アンテナに使用する軽量化ミラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の軽量化ミラーの片半分を示す斜視図であり、軽量化ミラーは、表面を研磨した鏡面１を有し、裏面側に凹部形状の穴２が柱状のリブ部３を介して複数形成されているとともに、リブ部３に設けられた複数の支持点４により支持体（図示せず）に支持されるコア５と、このコア５の裏面に設けられたバックプレート６とを有している。バックプレート６は、穴２の開口部の形状よりも大きく個々の開口部を覆った複数のプレート部７から構成されている。
従来の軽量化ミラーは、規模の大きいものは人工衛星等の支持体に搭載時に受ける荷重が大きいため、バックプレート６をコア５に接着や溶着等で取り付けることで補強を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の軽量化ミラーは、軽量化ミラーが大型になり重量が大きくなると、剛性不足により共振固有値が低下し、人工衛星である支持体の主要振動モードと共振して大荷重を受け易いという問題点があった。また、強度不足により、支持体に搭載した際の振動荷重などに耐えられなくなるという問題点もあった。
【０００４】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、軽量、高剛性の軽量化ミラーを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る軽量化ミラーは、表面に鏡面を有し、裏面側に凹部形状の穴が柱状のリブ部を介して複数形成されているとともに、リブ部に設けられた複数の支持点により支持体に支持されるコアを有する軽量化ミラーであって、前記支持点同士を結ぶリブ部の隣接した前記穴間の寸法は、他のリブ部の隣接した前記穴間の寸法よりも大きい。
【０００６】
この発明に係る軽量化ミラーは、表面に鏡面を有し、裏面側に凹部形状の穴が柱状のリブ部を介して複数形成されているコアと、このコアの裏面に設けられコアを補強したバックプレートとを備えた軽量化ミラーであって、前記リブ部は、先端部が隣接した穴側に延びた断面Ｔの字形状である。
【０００７】
この発明に係る軽量化ミラーでは、コアの裏面に設けられコアを補強したバックプレートを備えている。
【０００８】
この発明に係る軽量化ミラーでは、バックプレートは、穴の開口部の形状よりも大きく個々の開口部を覆った複数のプレート部から構成されている。
【０００９】
この発明に係る軽量化ミラーでは、支持点は３点支持である。
【００１０】
この発明に係る軽量化ミラーでは、バックプレートは、コアと略同一の線膨張係数の材料で構成されている。
【００１１】
この発明に係る軽量化ミラーでは、支持点はコアの外周部に設けられている。
【００１２】
この発明に係る軽量化ミラーでは、コアはガラスで構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態について説明するが、従来のものと同一または同等部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の軽量化ミラーを裏側から視た図、図２は図１のコアを裏側から視た図である。
軽量化ミラーは、表面を研磨した鏡面１を有し、裏面側に三角の凹部形状の穴２が柱状のリブ部１３ａ，１３ｂを介して複数形成されているコア１５と、このコア１５の裏面に設けられたバックプレート６とを有しており、３点の支持点４で支持体（図示せず）に支持されている。
バックプレート６は、穴２の開口部の形状よりも大きく個々の開口部を覆った複数のプレート部７から構成されている。バックプレート６は、コア１５と同一のガラス材料で構成されている。また、プレート部７の中央部には空気抜き用の円形穴９が形成されており、人工衛星搭載用望遠鏡などに軽量化ミラーが使用される際にはコア１５とバックプレート６との間に空気が残留しないようになっている。
リブ部１３ａ，１３ｂは、コア１５の外周部に１２０°間隔で設けられた支持点４同士を結ぶリブ部１３ａと、それ以外のリブ部１３ｂとで幅寸法ｔ１、ｔ２が異なる。一方のリブ部１３ａの隣接した穴２間の幅寸法ｔ１は他方のリブ部１３ｂの隣接した穴２間の幅寸法ｔ２よりも大きい。
【００１４】
コア１５、バックプレート６に使用するガラス材料としては、温度変化によるミラー熱変形を抑制し易いことに配慮して、例えばクリアセラム-Ｚ(クリアセラムは株式会社オハラの登録商標)などの極低膨張ガラスセラミックス材料や、SiO₂-TiO₂系組成の極低膨張アモルファスガラス材料等の線膨張係数がゼロに近い材料が適している。バックプレート６をコア１５に取付ける方法としては、平面度を維持したままそれぞれの接触面を十分研磨して密着させるオプティカルコンタクト(光学接着)と呼ばれる方法により実現可能である。また、真空中で使用する人工衛星搭載用望遠鏡などに利用する場合には、更に昇温して固着させる方法や、圧力をかけながら昇温固着させるダイレクトボンディング(直接接合)と呼ばれる方法により固着強度向上と均一性向上が可能となる。トールシール(米国Varian社の登録商標)等の接着剤で接着する方法も可能であることは言うまでもない。
【００１５】
上記構成の軽量化ミラーでは、支持点４同士を結ぶ直線方向には、支持体を介して大きな圧縮力および引っ張り力が加わるが、その箇所のリブ部１３ａの幅寸法ｔ１は、他のリブ部１３ｂの幅寸法ｔ２よりも大きい。つまり、高い強度を必要とするリブ部１３ａと、それよりも低い強度でよいリブ部１３ｂとに、幅寸法を変えることで、適正強度を有するコア１５を得ることができ、コア１５の軽量化を図ることができる。
【００１６】
また、バックプレート６は、穴２の開口部の形状よりも大きく個々の開口部を覆った複数のプレート部７から構成されているので、一枚の円板で構成されたバックプレートと比較して、加工が容易となり、加工時間が短縮され、かつバックプレート６のコア１５に対する取り付け作業性が向上する。
【００１７】
また、バックプレート６は３点の支持点４で支持体に支持されているので、安定して支持体に支持される。
【００１８】
また、バックプレート６は、コア１５と同一の線膨張係数の材料で構成されているので、バックプレート６とコア１５との間で熱応力が生じにくい。
【００１９】
また、支持点４はコア１５の外周部に設けられており、コア１５の外周部は全体が三角形状の幅広のリブ部１３ａで支持されているので、コア１５は堅固であり、強度が向上する。
【００２０】
実施の形態２．
図３はこの実施の形態２の軽量化ミラーのコア２５を裏から視た図である。
この実施の形態では、支持体に支持される支持点１４は、リング形状のコア２５の内径側に１２０°間隔で三点設けられている。コア２５のリブ部２３ａ，２３ｂの内、支持点１４同士を結ぶリブ部２３ａの幅寸法ｔ１は、他のリブ部２３ｂの幅寸法ｔ２よりも大きい。
他の構成は、実施の形態１と同様である。
この実施の形態では、幅寸法ｔ１が大きなリブ部２３ａがコア２５の内径側に設けられているので、支持体との関係でコア２５の内径側に大きな圧縮力および引っ張り力が加わる構造のときに適している。
なお、コアの中間部に大きな圧縮力および引っ張り力が加わるときには、その箇所に幅寸法が大きなリブ部を設けるようにすればよい。
【００２１】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３の要部断面図である。
この実施の形態では、コア３５のリブ部３３は、先端部３３ａが隣接した穴２側に延びた断面Ｔの字形状である。この先端部３３ａにはバックプレート６のプレート部７が接着されている。
他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２２】
この実施の形態では、リブ部３３は、先端部３３ａが隣接した穴２側に延びた断面Ｔの字形状であるので、プレート部７とリブ部３３との接着面積が大きくなり、軽量化ミラーの広い接着面積を確保でき接合し易いのに加えて剛性を高めることができる。
【００２３】
なお、上記の各実施の形態では、バックプレート６については、複数個のプレート部７で構成されたが、円板状の一枚の部材で構成されてもよい。
また、実施の形態１、２では、バックプレート６を備えた軽量化ミラーについて説明したが、バックプレートが無い軽量化ミラーについても、この発明は適用できる。
さらに、コア１５、２５の裏面に施された穴２の形状は、ここでは三角形状であるが、それ以外の多角形状でもよく、また円形形状でもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る軽量化ミラーによれば、大きな圧縮力および引っ張り力を受ける、支持点同士を結ぶリブ部の隣接した穴間の寸法は、他のリブ部の隣接した穴間の寸法よりも大きいので、適正強度のコアを得ることができ、コアの軽量化を図ることができる。
【００２５】
また、この発明に係る軽量化ミラーによれば、リブ部は、先端部が隣接した穴側に延びた断面Ｔの字形状であるので、バックプレートとリブ部との接着面積が大きくなり、軽量化ミラーの剛性を高めることができる。
【００２６】
また、コアの裏面に設けられコアを補強したバックプレートを備えたときには、軽量化ミラーの剛性が向上する。
【００２７】
また、バックプレートは、穴の開口部の形状よりも大きく個々の開口部を覆った複数のプレート部から構成されているときには、一枚の円板で構成されたバックプレートと比較して、加工が容易となり、加工時間が短縮され、かつバックプレートのコアに対する取り付け作業性が向上する。
【００２８】
また、支持点は３点支持であるときには、軽量化ミラーは支持体に安定して支持される。
【００２９】
また、バックプレートが、コアと略同一の線膨張係数の材料で構成されているときには、バックプレートとコアとの間での熱応力が生じにくい。
【００３０】
また、支持点がコアの外周部に設けられているときには、コアの外周部は幅広のリブ部で支持されていることになり、コアは堅固となる。
【００３１】
また、コアがガラスで構成されているときには、安価で軽量化ミラーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の軽量化ミラーを裏側から視た図である。
【図２】図１のコアを裏側から視た図である。
【図３】この発明の実施の形態２の軽量化ミラーのコアを裏側から視た図である。
【図４】この発明の実施の形態３の軽量化ミラーの要部断面図である。
【図５】従来の軽量化ミラーの片半分の斜視図である。
【符号の説明】
１鏡面、２穴、６バックプレート、７プレート部、１３ａ，２３ａ，１３ｂ，２３ｂ，３３リブ部、３３ａ先端部、２５，３５コア。

Claims

表面に鏡面を有し、裏面側に凹部形状の穴が柱状のリブ部を介して複数形成されているコアと、このコアの裏面に設けられコアを補強したバックプレートとを備えた軽量化ミラーであって、前記リブ部は、表面側の先端部が隣接した両側の穴側に延びた断面Ｔの字形状である軽量化ミラー。
請求項１に記載の軽量化ミラーであって、リブ部に設けられた複数の支持点により支持体に支持されるコアと、前記支持点同士を結ぶリブ部の隣接した前記穴間の寸法は、他のリブ部の隣接した前記穴間の寸法よりも大きい軽量化ミラー。
コアの裏面に設けられコアを補強したバックプレートを備えた請求項２に記載の軽量化ミラー。
バックプレートは、穴の開口部の形状よりも大きく個々の開口部を覆った複数のプレート部から構成されている請求項２または請求項３に記載の軽量化ミラー。
支持点は３点支持である請求項３または４の何れかに記載の軽量化ミラー。
バックプレートは、コアと略同一の線膨張係数の材料で構成されている請求項１ないし請求項５の何れかに記載の軽量化ミラー。
支持点はコアの外周部に設けられている請求項２〜６の何れかに記載の軽量化ミラー。
コアはガラスで構成されている請求項１ないし請求項７の何れかに記載の軽量化ミラー。
表面に鏡面を有し、裏面側に凹部形状の穴が柱状のリブ部を介して複数形成されているとともに、リブ部に設けられた複数の支持点により支持体に支持される、一体のガラスで構成されたコアを有する軽量化ミラーであって、前記支持点同士を結ぶリブ部の隣接した前記穴間の寸法は他のリブ部の隣接した前記穴間の寸法よりも大きいと共に、前記コアの裏面に設けられ前記コアを補強するための前記コアと略同一の線膨張係数の材料で構成されているバックプレートとを備えたことを特徴とする軽量化ミラー。