JP4532425B2 - 人工衛星機器パネル - Google Patents

Description

この発明は、人工衛星に搭載される人工衛星機器パネルに関するものである。

人工衛星の組み立て・試験は、搭載される機器単体での試験と、機器を組み合わせたシステムとしての試験が必要である。ここで衛星のシステム試験は、軌道上で運用される最終形状になるべく近い形に製造・組立られた後に行われる必要がある。この理由は、衛星システムでは、衛星構造上の各コンポーネント機器の配置や配線ルートが専用に設計されているためで、衛星システムの機能を検証するためには、機器パネル上に実装された状態で各コンポーネントのうち必要な機器類に給電し、それらを連結して試験を行う必要があり、個別の機器単体の試験ではシステムの機能検証には不十分であるからである。

このため、衛星システムの一部に不具合があった場合は、不具合を起こした機器の取り外し、改修および再設置が必要となるが、機器が衛星最終形態に組み立てられているため、取り外しおよび再設置に非常に時間がかかることが問題である。

この問題を解決するための技術として、例えば特許文献１には、モジュール式宇宙船構造体を標準バス部と、独立の機能を持たせたモジュールから構成し、モジュールに独立の機能を持たせることによって、標準バス部にモジュールを接続するだけで、衛星を構成することを可能とするものが記載されている。

また、特許文献２に開示されたインターフェースチェッカは、図７に示すように人工衛星搭載機器からの出力信号を受ける信号インターフェースコネクタと、切り替えスイッチ、測定部、データ処理部から構成され、機器単体および機器を結ぶハーネス間の自動チェックを行うことができる。このため、従来は複雑であった搭載機器間の信号チェックのための信号の引き出しおよび確認作業が簡素化され、生産性および保守性を向上することができる。

特開平１０−２０３４９４号公報 特開２０００−２８０９９９号公報

特許文献１に開示されたモジュール式宇宙船構造体は、標準バス部にモジュールを接続するだけで、衛星に新たな機能を追加したり、軽量化・省スペース化が可能となる。しかし、標準バス部が無いと試験が構成できないため、機器を搭載するモジュールを組み合わせた試験においてもバス部が必須となり、機器パネルのみで自由な組み合わせによる試験ができない。さらに、標準バス部を用いてモジュールを接続しなければならないことから、箱型の衛星には適用できず、形状に制約がある。

また、特許文献２に開示されたインターフェースチェッカは、機器単体および機器を結ぶハーネス間の自動チェックを行うことができため、従来は複雑であった搭載機器間の信号チェックのための信号の引き出しおよび確認作業が簡素化され、生産性や保守性を向上させることができる。しかしながら、機器単体および機器を結ぶハーネス間の自動チェックを行うことはできても、これらの機器を組み合わせた衛星システムの試験には使用できない。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、衛星を構成する複数の機器パネルを必要数組み合わせ、各種システム試験や、機器単体の試験を行うことを可能とし、また機器パネルへのコンポーネントの着脱、機器パネル間の接続時に配線作業を不要とすることによって、人工衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化を目的とするものである。

この出願の発明に係る人工衛星機器パネルは、それぞれ所定の機能を持つ搭載機器が搭載され、インターフェースを介して接続されて人工衛星を構成する人工衛星機器パネルに於いて、パネル本体と、上記人工衛星機器パネル間の相互接続を可能にする２つ以上のインターフェースと、上記パネル本体内に設けられ、上記インターフェース間の相互接続の回線切り替えをする回線切り替え機と、上記パネル本体内に設けられ、一端で上記インターフェースに接続され、他端で上記回線切り替え機に接続されて、当該パネル本体の上記インターフェース間を相互接続する配線とを備えたことを特徴とするものである。

また、この発明の人工衛星機器パネルに於いては、機器パネル間の相互接続が可能な標準インターフェースが、電気通信、光通信、光センサの内、１つ以上のインターフェースである。

更に、この発明の人工衛星機器パネルに於いては、配線モジュールが、ハニカムサンドイッチにより構成される機器パネルの内部に設置され、電気通信、光通信、光センサの内１つ以上の配線機能を持つものである。

この発明の人工衛星機器パネルは、機器パネル間の相互接続が可能な標準インターフェースを２ヶ所以上備え、インターフェース間が配線モジュールを介して相互接続され、インターフェース相互接続の回線切り替え機能を備えているので、人工衛星機器パネルが配線機能とＩ／Ｆ機能とを備えている。このためパネル間の自由な接続および通信経路の自由な設定が可能となり、人工衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化が図れる。

実施の形態１．
図１は本発明の人工衛星機器パネル１を示す斜視図であり、図２は図１の人工衛星機器パネル１の配線モジュール３を示す斜視図である。人工衛星機器パネル１は、例えばベースとカバーとで構成された比較的薄い矩形あるいは正方形などの箱形のパネル本体１ａを備えている。パネル本体１ａには、他の同様の人工衛星機器パネル１を含む他の種々の機器に機能的に接続させるための複数のインターフェース２が設けられている。また、図示はしてないが他の機器によって支持するための機械的連結装置も設けられている。

パネル本体１ａ内にはまた、インターフェース２間の相互接続の回線切り替えをするための回線切り替え機４が設けられている。回線切り替え機４はパネル本体１ａの内部に配置されて支持されたほぼ矩形あるいは正方形の箱状のものであって、少なくとも２つの側辺（図示の例では３つの側辺）に後に詳述するコネクタ（図示してない）を持っている。

人工衛星機器パネル１はまた、一端でインターフェース２に接続され、他端で回線切り替え機４にコネクタ（図示してない）を介して接続された配線３ａを備えている。パネル本体１ａ内に設けられた配線３ａは、回線切り替え機４を介して、当該パネル本体１ａのインターフェース２間を相互接続している。

図２に示すように、インターフェース２と、配線３ａとは、インターフェース２および配線３ａを支持する支持体１９と共にパネル本体１ａ内に配設される組立体としての配線モジュール３が構成されている。支持体１９は、配線３ａに沿って延びて配線を支持し、一端でインターフェース２を支持し、他端で回線切り替え機４に接続されるコネクタアセンブリ２ａを支持したものである。配線３ａのうち、電気通信のための配線は、配線基板１５によってなされ、配線基板１５はテープ状の電線１４により、インターフェース２のコネクタ８に接続される。光通信および光センサのための光配線は、光ファイバ１７と、インターフェース２の光コネクタ１６により接続される。光ファイバ１７は、配線モジュール３ａの支持体１９に埋め込まれる構造としてある。インターフェース２としては、電気通信、光通信および光センサのうちの少なくとも１つ以上のインターフェースとすることができる。この構成により、電気通信、光通信や、光センサについてパネル間で接続することができるので、自由な通信経路の設定が可能となり、人工衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化が図れる。

配線モジュール３の配線３ａの両端間には、支持体１９によって支持されて配線３ａに接続され、搭載機器２１〜２４に接続するための搭載機器接続用インターフェイス２０を設けてある。搭載機器接続用コネクタ６（図１）への接続は、このインターフェース２０を介して行うのである。図２に示すような配線モジュール３は、図１に示す人工衛星機器パネル１に於いては３個設けられていて、それぞれ一端に設けられたインターフェース２がパネル本体１ａの側壁に位置し、他端に設けられたコネクタアセンブリ２ａが回線切り替え機４のコネクタ（図示してない）に接続されるように配置されている。

換言すれば、図示の人工衛星機器パネル１は、インターフェース２を３ヶ所（矩形のパネル本体１ａの３つの辺）に備えており、各インターフェース２と回線切り替え機４とは配線モジュール３により互いに接続されている。また、パネル本体１ａの主面上には光ファイバセンサ５が設けられていて、光ファイバ８によって同じく回線切り替え機４に接続されている。ここでは、光ファイバセンサ５にはブラッグ波長の変化を基に人工衛星機器パネル１の温度やひずみの計測が可能なファイバーブラッググレーティングが使用されている。

図３は本発明による人工衛星機器パネル１に、搭載機器２１〜２４が実装された様子を示すものである。このように、搭載機器２１〜２４は電線１３を接続する搭載機器接続用コネクタ６によって人工衛星機器パネル１に接続され、搭載機器接続用コネクタ６を介して配線モジュール３によって回線切り替え機４に接続されている。光ファイバセンサ５は、搭載機器２１〜２４の直下に設置されているので、搭載機器２１〜２４に発生する熱（温度）あるいは歪みを計測することができる。

図４は、本発明の人工衛星機器パネル１を用いた搭載機器の試験の様子を示したものである。この例では、２ヶ所あるいは３ヶ所のインターフェース２を有する６枚の人工衛星機器パネル２５〜３０と計測・制御器３１とが、箱型に組み立てる前の展開された状態で、インターフェース２に接続された接続ケーブル３２を介して接続されている。

このような構成にすることによって、計測・制御器３１からの遠隔操作によって、例えば搭載機器３３と搭載機器３４の間で電気通信を行い、その内容をチェックすることができる。ここで、回線切り替え機４１は通信経路を、人工衛星機器パネル３０あるいは人工衛星機器パネル２６の２通りから選択することができる。このため例えば図４中に点線あるいは一点鎖線で示した２通りの経路など、複数の経路を選択することが可能である。さらに、例えば搭載機器３５と搭載機器３６の間の光通信を監視することができる。これに加えて、動作中の搭載機器の直下の温度を、光センサ５によって計測することができる。回線切り替え機４１は、光通信やセンサ用の光線路についても切り替え可能であり、電気通信同様に複数の通信の経路を選択できる。

以上述べたように、人工衛星機器パネル１を自由に組み合わせて接続し、また通信経路を回線切り替え機４によって自由に設定して各種の試験を行うことができ、機器パネルが配線機能とＩ／Ｆ機能とを有しているので、試験の必要な人工衛星機器パネルのみを組み合わせることができ、試験の自由な設定が可能となる。また、通信経路を複数設定できるので、信頼性の高い通信を行うことができる。これらにより、衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化を実現できる。

実施の形態２．
図５は本発明による別の人工衛星機器パネル１の別の例を示す斜視図であり、図６は図５の人工衛星機器パネル１に搭載機器２１〜２４を実装した状態を示す斜視図である。この例では、人工衛星機器パネル１のパネル本体５０は、上部側表皮材５１とハニカムコア５４と下部側表皮５５とから構成され、これらが接着されたハニカムサンドイッチ構造である。

ここでは、配線モジュール５３と回線切り替え機５２の設置される領域のハニカムコアを除去し、パネル内部に配線モジュール５３と回線切り替え機５２を埋め込み、それを上部側表皮材５１および下部側表皮材５５によって挟持する構造としてある。この構成によって、パネル表面に配線や切り替え機などの通信のための機器部品類を実装する必要がなくなるので、搭載機器を実装するための領域を広くすることが可能となり、人工衛星の小型および低コスト化が可能となる。

本発明による人工衛星機器パネルを示す斜視図である。 図１の配線モジュールを示す斜視図である。 図１の人工衛星機器パネルに搭載機器を実装した状態を示す斜視図である。 本発明の人工衛星機器パネルを用いた搭載機器および衛星システム試験の様子を示す概略図である。 本発明による別の人工衛星機器パネルを示す分解斜視図である。 図５の人工衛星機器パネルに搭載機器を実装した様子を示す斜視図である。

符号の説明

１ 人工衛星機器パネル、１ａ パネル本体、２ インターフェース、２ａ コネクタアセンブリ、３ 配線モジュール、３ａ 配線、４ 回線切り替え機、２０ 搭載機器接続用インターフェイス、２１〜２４ 搭載機器。

Claims (5)

1. それぞれ所定の機能を持つ搭載機器が搭載され、インターフェイスを介して複数枚が接続されて人工衛星を構成する人工衛星機器パネルに於いて、
   上記人工衛星機器パネルのそれぞれが、
   パネル本体と、
   上記パネル本体に設けられ、当該人工衛星機器パネルとは別の複数枚の上記人工衛星機器パネルに対する相互接続を可能にする２つ以上のインターフェースと、
   上記パネル本体内に設けられ、上記インターフェース間の相互接続の回線切り替えをする回線切り替え機と、
   上記パネル本体内に設けられ、一端で上記インターフェースに接続され、他端で上記回線切り替え機に接続されて、当該パネル本体の上記インターフェース間を相互接続する配線と
   を備えたことを特徴とする人工衛星機器パネル。
2. 上記インターフェースと、上記配線とは、上記インターフェースおよび上記配線を支持する支持体と共に上記パネル本体内に配設される配線モジュールを構成し、
   上記配線モジュールの支持体は、上記配線に沿って延びて上記配線を支持し、一端で上記インターフェースを支持し、他端で上記回線切り替え機に接続されるコネクタアセンブリを支持していることを特徴とする請求項１に記載の人工衛星機器パネル。
3. 上記配線モジュールが、上記配線に両端間で接続され、上記搭載機器に接続するための搭載機器接続用インターフェイスを備えたことを特徴とする請求項２に記載の人工衛星機器パネル。
4. 上記配線モジュールが、ハニカムサンドイッチ構造により構成されるパネル本体の内部に設置されてなることを特徴とする請求項２あるいは３に記載の人工衛星機器パネル。
5. 上記インターフェースが、電気通信、光通信および光センサのうちの少なくとも１つ用のインターフェースであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の人工衛星機器パネル。

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