JP4079933B2 - 導波管支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、導波管支持構造に関し、特に、３軸方向にフレキシブル性を有する導波管の支持構造に関する。

従来、導波管を支持する際には、図６に示すように、導波管２７をブラケット２８及びねじ３０を介して支持部２９に固定していた。そのため、ブラケット２８は、矢印Ｂ方向に移動可能に支持されることとなる。３軸方向の固定を行うためには、図７に示すように、導波管２７を曲折させるとともに、導波管２７のＣ方向の移動を規制するためのブラケット２８Ｂと、導波管２７のＤ方向の移動を規制するためのブラケット２８Ａの２つのブラケット２８Ａ、８Ｂによって固定していた。

また、図６及び図７で示した上記導波管支持構造では吸収しきれない歪みや、ねじれが発生する箇所では、図８に示すような蛇腹状のフレキシブル導波管３７を挿入し、このフレキシブル導波管３７の変形により、フレキシブル導波管３７に加わる過度の歪みや、ねじれを吸収していた。

さらに、３次軸方向の歪みを吸収することのできるフレキシブル支持構造として、例えば、特許文献１に記載の導波管のフレシキブル支持構造は、導波管に加わる３次元方向の振動、動き、各導波管の変位量の差等を一定の剛性を保持しつつ吸収するため、 導波管が固定されるブラケットと、構体パネル等に固定されるベースプレートと、このブラケットとベースプレートとを一体的に接続する、３次元方向への動きが可能な一個のコイルばねとで構成される。

特開平７−２７３５０８号公報

しかし、導波管を３軸方向に固定するため、図７に示すような導波管２７を１度曲げて２箇所で固定する導波管支持構造を用いると、導波管２７に曲折部を設け、固定点を確保する必要があるため、結果的に導波管２７が長くなるという問題があった。

また、上記従来の導波管支持構造では、導波管２７を３軸方向に固定するには２点での固定が必要であり、固定ピッチを環境条件に応じて決定していた。しかし、この固定ピッチ間で発生したねじれによって素管に内部応力が発生し、ねじれ量によっては素管の耐力を超える内部応力が発生し、導波管２７が破断するおそれがあった。

さらに、図８に示すようなフレキシブル導波管３７を使用した場合には、振動や熱により発生する素管では吸収しきれない過度の歪みを、フレキシブル導波管３７にて吸収し、素管の破断を防止しているが、歪み吸収のために使用されるフレキシブル導波管３７は、素管に比べ電気特性が悪いため、素管のみで構成した導波管ルートと比較して電気特性が悪化するという問題があった。

また、特許文献１に記載の導波管支持構造では、導波管に与えられる振動環境条件により広範囲の周波数帯で強度の加速度が印加されるため、導波管の剛性が低いと共振を起し導波管に内部応力を発生させることになり、また、剛性が高いと発生した歪みをフレキシブルに吸収することが困難となり内部応力を発生させ導波管を破断させてしまう。さらに、人工衛星では、打上げ時に振動による歪みや、軌道上においては熱環境の変化による熱歪みというように、複数の要因により歪みが発生するため、さらに適正な剛性を決定することが困難となる。

そこで、本発明は、上記従来の導波管支持構造における問題点に鑑みてなされたものであって、導波管が長くなることがなく、導波管が破断するおそれや、電気特性が悪化することもなく、さらに、適正な剛性を容易に決定することが可能な導波管支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、導波管を支持部によって支持するための導波管支持構造であって、導波管の表面から突出する突出部と、該突出部と前記支持部とを接続する接続手段とを備え、前記接続手段は、前記突出部に穿設された丸穴部と、該丸穴部に収容される小径部と、該小径部に連続する大径部と、該大径部及び前記小径部を貫通する貫通孔とからなり、弾性を備えた第１の緩衝リングと、該第１の緩衝リングの貫通孔と同径の貫通孔を有し、弾性を備えたリング状の第２の緩衝リングと、該第２の緩衝リング及び前記第１の緩衝リングの貫通孔に収容される小径部と、該小径部に連続する大径部と、該大径部及び前記小径部を貫通する貫通孔とを備えた固定用ブロックと、該固定用ブロックの貫通孔を挿通するねじと、前記支持部に螺設され、前記ねじと螺合する雌ねじ部とで構成されることを特徴とする。

そして、本発明によれば、導波管の表面に突出する突出部及び接続手段を介して、支持部に導波管を１点で３軸方向に固定可能とすることができる。これにより、導波管の振幅（歪み量）を適正に制御し、変形により導波管に発生する内部応力を耐力以下に抑え、かつ変形量をできるだけ小さくすることで繰返し変形に対する疲労強度を向上させることができる。また、従来のフレキシブル導波管を使用する歪み対策構造部を、本発明にかかる導波管支持構造に変更することにより、素管に比べ電気特性の悪いフレキシブル導波管の使用を削減することができ、電気特性を向上させることができる。さらに、本発明によれば、導波管にねじれ方向の力が加わった場合でも、回転方向が自由であるため、ねじれによる歪みを隣接する導波管に伝達することができ、より長い導波管構成にてねじれを吸収することができるため、内部発生応力を緩和することができる。

前記導波管支持構造において、前記突出部を、前記導波管の一端に形成されたフランジ部とすることができる。

また、前記導波管支持構造において、前記突出部を、前記導波管の接合ジョイント部とすることができる。これによって、導波管同士を接続する際にフランジ部を用いることなく接続し、上記効果を奏する支持構造を実現することができる。

また、前記導波管支持構造において、前記接続手段を介して、前記導波管を前記支持部によって支持した際に、前記固定用ブロックの大径部と前記第１の緩衝リングの大径部との間、前記支持部と前記第２の緩衝リングとの間、及び前記第１の緩衝リングの小径部と前記導波管の丸穴部の内壁との間の各々に隙間が形成されないようにすることができる。これによって、各方向の緩衝材の弾性により歪みを吸収し、歪みにより導波管に発生する内部応力の低減を図り、導波管の損傷を防ぐことができる。

さらに、前記導波管支持構造において、前記接続手段を介して、前記導波管を前記支持部によって支持した際に、前記固定用ブロックの大径部と前記第１の緩衝リングの大径部との間、前記支持部と前記第２の緩衝リングとの間、及び前記第１の緩衝リングの小径部と前記導波管の丸穴部の内壁との間の少なくとも一つに隙間が形成されるようにすることができる。この隙間によって歪みを吸収し、歪みにより導波管に発生する内部応力の低減を図り、導波管の損傷を防ぐことができる。

以上のように、本発明によれば、導波管が長くなることがなく、導波管が破断するおそれや、電気特性が悪化することもなく、さらに、適正な剛性を容易に決定することが可能な導波管支持構造を提供することができる。

図１及び図２は、本発明にかかる導波管支持構造の一実施の形態を示し、この導波管支持構造は、例えば、人工衛星等に使用され、支持部としての固定ブラケット２に導波管１を支持するために用いられる。

この導波管支持構造は、導波管１の一端に形成されたフランジ部１ａに穿設された丸穴部１ｂと、弾性を有する緩衝リング３、４と、固定用ブロック５と、ねじ６と、固定ブラケット２に螺設され、ねじ６と螺合する雌ねじ部２ａとで構成される。

導波管１のフランジ部１ａに穿設された丸穴部１ｂは、固定ブラケット２とのインタフェースとして機能する。

第１の緩衝リング３は、導波管１の丸穴部１ｂに収容される小径部３ａと、小径部３ａに連続する大径部３ｂと、大径部３ｂ及び小径部３ａを貫通する貫通孔３ｃとで構成され、シリコン又はゴム等の弾性材で形成される。また、第２の緩衝リング４は、緩衝リング３の貫通孔３ｃと同径の貫通孔４ａを有するリング状に、シリコン又はゴム等の弾性材で形成される。

固定用ブロック５は、緩衝リング３、４の貫通孔３ｃ、４ａに収容される小径部５ａと、小径部５ａに連続する大径部５ｂと、大径部５ｂ及び小径部５ａを貫通する貫通孔５ｃとを備える。

ねじ６は、固定用ブロック５の貫通孔５ｃを挿通し、固定ブラケット２の雌ねじ部２ａと螺合可能な雄ねじ部６ａを備える。

次に、上記導波管支持構造の組立方法について説明する。まず、導波管１の丸穴部１ｂに上方から緩衝リング３の小径部３ａを収容し、フランジ部１ａの下方から緩衝リング４を固定ブラケット２で保持しながらフランジ部１ａの丸穴部１ｂ下方に配置する。

次に、上方から固定用ブロック５の小径部５ａを緩衝リング３の貫通孔３ｃ及び緩衝リング４の貫通孔４ａに挿通する。この状態で、ねじ６を固定用ブロック５の貫通孔５ｃに挿通し、ねじ６の雄ねじ部６ａを固定ブラケット２の雌ねじ部２ａに螺合させることにより、ブロック５によって、緩衝リング３及び緩衝リング４の通常の形状を保持し、導波管１を固定ブラケット２によって支持することができる。

組み立てられた状態では、図３に示すように、導波管１のフランジ部１ａの丸穴部１ｂと、緩衝リング３及び緩衝リング４との間に隙間を設けないようにすることができる。導波管１に微小の歪みしか発生しない場合には、同図の状態で、緩衝リング３及び緩衝リング４の弾性変形により導波管１の歪みを吸収することができる。また、振動による導波管１のフランジ部１ａと固定ブラケット２の衝突による衝撃も緩衝リング３、緩衝リング４を介して緩和することができる。

一方、導波管１に大きな歪みが発生する場合には、図４に示すように、固定用ブロック５の大径部５ｂと緩衝リング３の大径部３ｂとの間、固定ブラケット２と緩衝リング４との間、及び緩衝リング３の小径部３ａと導波管１の丸穴部１ｂの内壁との間に隙間９を設けることにより、導波管１が設計範囲内で変形し、内部応力の発生を抑えるとともに、過剰な変形による損傷の防止や振幅（歪み量）の制限による繰返し疲労強度（耐繰返しサイクル数）の向上を図ることができる。

また、導波管１のフランジ部１ａに形成した固定ブラケット２とのインタフェースを丸穴部１ｂにしたことにより、図５に示すように、導波管に時計回りのねじれの力が加わった場合でも、ねじれに合せてねじ６を支点にして、点線で示した通常位置１３から導波管が矢印Ａ方向に回転して位置１４に移動し、変位を導波管ルート全体で受けることにより、固定ブラケット２に発生する内部応力の低減を図ることができる。

尚、上記実施の形態においては、導波管１のフランジ部１ａに丸穴部１ｂを穿設した場合について説明したが、固定ブラケット２とのインタフェースであるフランジ部１ａ及び丸穴部１ｂを、導波管のルート中に配置したジョイントで構成することもできる。例えば、ジョイントとなる導波管同士の接続ブロックに導波管１のフランジ１ａと同様の支持ブラケットを設けることで、長いルートやツイストとベンドの組合せ導波管等において、フランジ接続の構造を設けることなく、導波管を支持することが可能となる。これにより、フランジ接続からジョイント接続に変更することができ、導波管同士のねじ接続の作業の省略及び軽量化という相乗的な効果を奏する。

本発明にかかる導波管支持構造の一実施の形態を示す分解斜視図である。 図１の導波管支持構造を示す分解断面図である。 図１の導波管支持構造によって隙間を設けないで導波管を支持した状態を示す組立断面図である。 図１の導波管支持構造によって隙間を設けて導波管を支持した状態を示す組立断面図である。 図１の導波管支持構造によって支持した導波管がねじれた時の導波管フランジの動作を示す概略図である。 従来の導波管支持構造の一例を示す分解斜視図である。 従来の導波管支持構造の一例を示す斜視図である。 従来のフレキシブル導波管の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 導波管
１ａ フランジ部
１ｂ 丸穴部
２ 固定ブラケット
２ａ 雌ねじ部
３ 緩衝リング
３ａ 小径部
３ｂ 大径部
３ｃ 貫通孔
４ 緩衝リング
４ａ 貫通孔
５ ブロック
５ａ 小径部
５ｂ 大径部
５ｃ 貫通孔
６ ねじ
６ａ 雄ねじ部
９ 隙間
１３ 導波管フランジの通常位置
１４ 導波管フランジがねじれにより移動した位置

Claims (5)

1. 導波管を支持部によって支持するための導波管支持構造であって、
   導波管の表面から突出する突出部と、
   該突出部と前記支持部とを接続する接続手段とを備え、
   前記接続手段は、
   前記突出部に穿設された丸穴部と、
   該丸穴部に収容される小径部と、該小径部に連続する大径部と、該大径部及び前記小径部を貫通する貫通孔とからなり、弾性を備えた第１の緩衝リングと、
   該第１の緩衝リングの貫通孔と同径の貫通孔を有し、弾性を備えたリング状の第２の緩衝リングと、
   該第２の緩衝リング及び前記第１の緩衝リングの貫通孔に収容される小径部と、該小径部に連続する大径部と、該大径部及び前記小径部を貫通する貫通孔とを備えた固定用ブロックと、
   該固定用ブロックの貫通孔を挿通するねじと、
   前記支持部に螺設され、前記ねじと螺合する雌ねじ部とで構成されることを特徴とする導波管支持構造。
2. 前記突出部は、前記導波管の一端に形成されたフランジ部であることを特徴とする請求項１に記載の導波管支持構造。
3. 前記突出部は、前記導波管の接合ジョイント部であることを特徴とする請求項１に記載の導波管支持構造。
4. 前記接続手段を介して、前記導波管を前記支持部によって支持した際に、前記固定用ブロックの大径部と前記第１の緩衝リングの大径部との間、前記支持部と前記第２の緩衝リングとの間、及び前記第１の緩衝リングの小径部と前記導波管の丸穴部の内壁との間の各々に隙間が形成されないことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の導波管支持構造。
5. 前記接続手段を介して、前記導波管を前記支持部によって支持した際に、前記固定用ブロックの大径部と前記第１の緩衝リングの大径部との間、前記支持部と前記第２の緩衝リングとの間、及び前記第１の緩衝リングの小径部と前記導波管の丸穴部の内壁との間の少なくとも一つに隙間が形成されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の導波管支持構造。

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