JP6736332B2 - Onboard equipment for artificial satellites - Google Patents

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Description

本発明は、人工衛星において、ミッション機器を搭載するのに用いられる人工衛星の機器搭載装置に関するものである。 The present invention relates to a device mounting device for an artificial satellite used to mount a mission device in the artificial satellite.

人工衛星の機器搭載装置には、衛星の筐体に一体化した固定台に対してミッション機器をボルト等で固定するハードロンチ（Hard launch）方式と、ミッション機器をクッション材で梱包して衛星の筐体に収容するソフトロンチ方式がある。ハードロンチ方式の機器搭載装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。 The equipment mounting devices for artificial satellites include a hard launch method in which mission equipment is fixed to a fixed base that is integrated with the satellite housing with bolts, and a satellite enclosure in which mission equipment is packed with cushioning materials. There is a soft launch method that is stored in the body. An example of a hard launch type device mounted device is described in Patent Document 1.

ハードロンチ方式は、筐体に固定台を介してミッション機器を固定するので、電源装置や制御装置を含むバス機器とミッション機器との間の熱伝達が良好であり、固定台を介した熱制御が容易であるが、その反面、ロケットの打ち上げ時の振動に耐えるようにミッション機器を開発する必要がある。これに対して、ソフトロンチ方式では、クッション材によってミッション機器を保護することができるので、ミッション機器の耐振動性が軽減され、開発費用を低く抑えることが可能である。 In the hard launch method, the mission device is fixed to the housing via the fixed base, so the heat transfer between the bus device including the power supply unit and the control device and the mission device is good, and the heat control via the fixed base is possible. It is easy, but on the other hand, it is necessary to develop mission equipment to withstand the vibrations of rockets when it is launched. On the other hand, in the soft launch method, since the mission equipment can be protected by the cushion material, the vibration resistance of the mission equipment can be reduced and the development cost can be kept low.

特開２００４−１９６１３８号公報JP, 2004-196138, A

ところが、ソフトロンチ方式の機器搭載装置では、ミッション機器の開発費用を低減し得るものの、クッション材の内部からミッション機器の排熱を行う必要があるので、例えば冷媒循環型の排熱システムを採用している。このため、従来のソフトロンチ方式の機器搭載装置では、排熱システムにより構造が複雑化し、人工衛星の製作コストが増加するという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。 However, in the soft launch type device-equipped device, although the development cost of the mission device can be reduced, it is necessary to exhaust the heat of the mission device from the inside of the cushion material, so for example, a refrigerant circulation type exhaust heat system is adopted. ing. For this reason, the conventional soft launch type device-equipped device has a problem that the structure is complicated by the heat exhaust system and the manufacturing cost of the artificial satellite increases, and it is a problem to solve such a problem. It was

本発明は、上記従来の課題に着目して成されたものあって、ソフトロンチ方式の利点を備えたうえで、簡単な構造によりミッション機器の熱制御を容易に行うことができ、人工衛星の製作コストの低減を実現することができる人工衛星の機器搭載装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems, and in addition to having the advantage of the soft launch method, it is possible to easily perform thermal control of mission equipment with a simple structure, It is an object of the present invention to provide a device mounting device for an artificial satellite that can realize a reduction in manufacturing cost.

本発明に係わる人工衛星の機器搭載装置は、人工衛星のミッション機器を収容する筐体と、筐体の内部においてミッション機器に一体化したベースプレートと、筐体の内部においてミッション機器及びベースプレートを包んで被覆するクッション材とを備え、ベースプレートが、筐体の外側に露出する放熱面を備え、クッション材が、放熱面を筐体の外側に露出させるための開口部を有していることを特徴としている。
A device mounting apparatus for an artificial satellite according to the present invention includes a housing for accommodating a mission device of an artificial satellite, a base plate integrated with the mission device inside the housing, and a mission device and a base plate wrapped inside the housing. And a cushion material covering the base plate, the base plate has a heat radiation surface exposed to the outside of the housing , and the cushion material has an opening for exposing the heat radiation surface to the outside of the housing. There is.

上記の人工衛星の機器搭載装置は、筐体の内部において、クッション材により、ロケットの打ち上げ時の振動からミッション機器を保護しているので、ミッション機器の耐振動性を軽減して、開発費用を低く抑えることが可能になる。また、上記の人工衛星の機器搭載装置は、ミッション機器をクッション材で被覆しているので、ミッション機器の保温が容易であると共に、ミッション機器に一体化したベースプレートの放熱面により、ミッション機器の排熱（放熱）を行うこととなる。 The above-mentioned device mounting device for the artificial satellite protects the mission device from the vibration at the time of launch of the rocket by the cushion material inside the housing, so the vibration resistance of the mission device is reduced and the development cost is reduced. It is possible to keep it low. In addition, since the above-mentioned equipment mounted device of the artificial satellite covers the mission equipment with the cushioning material, it is easy to keep the heat of the mission equipment, and the heat dissipation surface of the base plate integrated with the mission equipment allows the mission equipment to be discharged. It will generate heat (radiation).

本発明に係わる人工衛星の機器搭載装置は、上記構成を採用したことにより、ソフトロンチ方式の利点を備えたうえで、簡単な構造によりミッション機器の熱制御を容易に行うことができ、人工衛星の製作コストの低減を実現することができる。また、上記機器搭載装置は、構造の簡略化により、作動の信頼性も高いものとなる。 By adopting the above configuration, the device mounting device for an artificial satellite according to the present invention has the advantages of the soft launch method, and can easily perform the heat control of the mission device with a simple structure. It is possible to realize a reduction in manufacturing cost. In addition, the device-mounted device has a high operational reliability due to the simplified structure.

本発明に係わる人工衛星の機器搭載装置の第１実施形態を説明する図であって、人工衛星を側部から見た断面説明図（Ａ）、人工衛星を上部から見た断面説明図（Ｂ）、及び人工衛星の正面図（Ｃ）である。It is a figure explaining 1st Embodiment of the equipment mounting apparatus of the artificial satellite which concerns on this invention, Comprising: The sectional explanatory view which looked at the artificial satellite from the side part (A), The sectional explanatory view which looked at the artificial satellite from the upper part (B). ) And a front view of the artificial satellite (C). 本発明に係わる人工衛星の機器搭載装置の第２実施形態を説明する図であって、人工衛星を側部から見た断面説明図（Ａ）、人工衛星を上部から見た断面説明図（Ｂ）、及び人工衛星の正面図（Ｃ）である。It is a figure explaining 2nd Embodiment of the equipment mounting device of the artificial satellite which concerns on this invention, Comprising: The sectional explanatory view which looked at the artificial satellite from the side part (A), The sectional explanatory view which looked at the artificial satellite from the upper part (B). ) And a front view of the artificial satellite (C).

〈第１実施形態〉
図１に示す人工衛星Ｓは、ミッション機器３を収容する筐体１と、筐体１の両側に配置した太陽電池パネル２，２を備えている。太陽電池パネル２．２は、ロケットの打ち上げ時には折り畳まれており、宇宙空間で展開させる。 <First Embodiment>
The artificial satellite S shown in FIG. 1 includes a housing 1 that houses a mission device 3, and solar cell panels 2 and 2 arranged on both sides of the housing 1. The solar cell panel 2.2 is folded when the rocket is launched, and is deployed in outer space.

上記人工衛星Ｓの機器搭載装置Ｐは、前記筐体１と、筐体１の内部においてミッション機器３に一体化したベースプレート４と、筐体１の内部においてミッション機器３及びベースプレート４を被覆するクッション材５とを備えている。そして、上記の機器搭載装置Ｐは、ベースプレート４が、筐体１の外側に露出する放熱面６Ａを備えている。 The device mounting apparatus P of the artificial satellite S includes the casing 1, a base plate 4 integrated with the mission device 3 inside the casing 1, and a cushion that covers the mission device 3 and the base plate 4 inside the casing 1. The material 5 is provided. Further, in the above-described device mounting apparatus P, the base plate 4 includes the heat dissipation surface 6A exposed to the outside of the housing 1.

図示例の筐体１は、立方体形状を成すものであって、正面側に矩形の開口部１Ａを有すると共に、内部の正面側に、ミッション機器３、ベースプレート４及びクッション材５が収容してあり、これらの背面側に、電源装置、制御装置及びヒーター等を含むバス機器の収容部７を備えている。 The housing 1 of the illustrated example has a cubic shape, has a rectangular opening 1A on the front side, and accommodates the mission device 3, the base plate 4, and the cushion material 5 on the front side inside. On the back side of these, there is provided a housing portion 7 for bus equipment including a power supply device, a control device, a heater and the like.

ベースプレート４は、例えば金属板であって、ミッション機器３の正面側に配置してあり、熱伝達が良好な連結部材８を介してミッション機器３に連結してある。このベースプレート４は、連結部材８やボルト類によってミッション機器３と強固に連結することで、同ミッション機器３に一体化してある。 The base plate 4 is, for example, a metal plate, is arranged on the front side of the mission device 3, and is connected to the mission device 3 via a connection member 8 having good heat transfer. The base plate 4 is integrated with the mission device 3 by firmly connecting it to the mission device 3 with a connecting member 8 and bolts.

クッション材５は、例えばフッ素ゴムを主材料とした発泡体であり、ミッション機器３及びベースプレート４を被覆していると共に、正面側に、放熱面６Ａを筐体１の外側に露出させるための開口部５Ａを有している。この開口部５Ａは、筐体１の開口部１Ａと一致する大きさを有している。つまり、クッション材５は、開口部５Ａを除いて、ミッション機器３の全体とベースプレート４の周囲を被覆している。 The cushion material 5 is, for example, a foam made mainly of fluororubber, covers the mission device 3 and the base plate 4, and has an opening for exposing the heat radiation surface 6A to the outside of the housing 1 on the front side. It has a part 5A. The opening 5A has a size that matches the opening 1A of the housing 1. That is, the cushion material 5 covers the entire mission device 3 and the periphery of the base plate 4 except for the opening 5A.

この実施形態における放熱面６Ａは、例えば金属製の放熱板６により形成してある。放熱板６は、ベースプレート４の正面側に重ねて接合してあり、筐体１及びクッション材５の開口部１Ａ，５Ａと一致する大きさを有している。これにより、放熱面６Ａは、開口部１Ａ，５Ａにより、筐体１の外側に向けて露出した状態になっている。 The heat dissipation surface 6A in this embodiment is formed of a heat dissipation plate 6 made of metal, for example. The heat dissipation plate 6 is overlapped and joined to the front side of the base plate 4, and has a size that matches the openings 1A and 5A of the housing 1 and the cushion member 5. As a result, the heat dissipation surface 6A is exposed to the outside of the housing 1 through the openings 1A and 5A.

上記の機器搭載装置Ｐは、筐体１の内部に仕切り等の位置決め手段（図示せず）を配置し、その位置決め手段によりクッション材５を定位置に保持している。つまり、機器搭載装置Ｐは、ハードロンチ方式のようにミッション機器３及びベースプレート４を筐体１に固定せずに、クッション材５により、ミッション機器３及びベースプレート４を包んだ状態にして保持しているソフトロンチ方式の構造である。 In the device mounting apparatus P, positioning means (not shown) such as a partition is arranged inside the housing 1, and the cushioning material 5 is held at a fixed position by the positioning means. That is, the device mounting apparatus P does not fix the mission device 3 and the base plate 4 to the housing 1 unlike the hard launch method, but holds the mission device 3 and the base plate 4 in a state of being wrapped by the cushion material 5. It is a soft launch structure.

上記の人工衛星用の機器搭載装置Ｐは、筐体１の内部において、ミッション機器３をクッション材５で被覆しているので、ロケットの打ち上げ時においては、クッション材５によりミッション機器３を振動から保護する。このため、上記の機器搭載装置Ｐは、ミッション機器３の耐振動性を軽減、若しくはミッション機器３の耐振動設計を不要にし得ることとなり、開発費用を低く抑えることが可能になる。 In the above-described device mounting apparatus P for artificial satellite, the mission equipment 3 is covered with the cushion material 5 inside the housing 1. Therefore, when the rocket is launched, the cushion equipment 5 prevents the mission equipment 3 from vibrating. Protect. Therefore, the above-described device mounting apparatus P can reduce the vibration resistance of the mission device 3 or can eliminate the need for the vibration resistant design of the mission device 3, and can reduce the development cost.

また、上記の機器搭載装置Ｐは、ミッション機器３をクッション材５で被覆していることから、ミッション機器３の保温（加熱）に容易に対処し得る。しかも、上記の機器搭載装置Ｐは、ミッション機器３と一体化したベースプレート４の放熱面６Ａ、より具体的には、ベースプレート４に重ねて接合した放熱板６の放熱面６Ａにより、ミッション機器３の排熱（放熱）を行う。これにより、上記の機器搭載装置Ｐは、バス機器の熱制御に、ヒーターを用いた安価な加熱方式や、放熱板６による安価な排熱方式を採用し得る。 Further, since the above-described device mounting apparatus P covers the mission device 3 with the cushion material 5, it is possible to easily cope with heat retention (heating) of the mission device 3. Moreover, the above-described device mounting apparatus P has the heat dissipation surface 6A of the base plate 4 integrated with the mission device 3, and more specifically, the heat dissipation surface 6A of the heat dissipation plate 6 that is superposed on and bonded to the base plate 4 so that Exhaust heat (heat dissipation). As a result, the device mounting apparatus P can employ an inexpensive heating method using a heater or an inexpensive exhaust heat method using the heat dissipation plate 6 for heat control of the bus equipment.

このようにして、上記の機器搭載装置Ｐは、クッション材５を用いたソフトロンチ方式の利点を備えたうえで、簡単な構造によりミッション機器３の熱制御を容易に行うことができ、人工衛星Ｓの製作コストの低減を実現することができる。また、上記機器搭載装置Ｐは、構造の簡略化により、作動の信頼性も高いものとなる。 In this way, the device mounting apparatus P described above has the advantage of the soft launch method using the cushioning material 5, and can easily perform the heat control of the mission device 3 with a simple structure. The production cost of S can be reduced. In addition, the device-mounted device P has high operation reliability due to the simplified structure.

さらに、上記の機器搭載装置Ｐは、ベースプレート４が、筐体１の外側に露出する放熱面６Ａを備え、クッション材５が、放熱面６Ａを筐体１の外側に露出させるための開口部５Ａを有している。これにより、上記の機器搭載装置Ｐは、放熱面６Ａが筐体１の内部に配置されて、構造がよりコンパクトになると共に、単一の放熱面６Ａで排熱（放熱）を行うので、ミッション機器３が比較的小型で且つ軽量である場合や、ミッション機器３の熱容量が比較的小さい場合により好適なものとなる。 Further, in the above-described device mounting apparatus P, the base plate 4 includes the heat dissipation surface 6A exposed to the outside of the housing 1, and the cushion material 5 has the opening 5A for exposing the heat dissipation surface 6A to the outside of the housing 1. have. As a result, in the above-described device mounting apparatus P, the heat dissipation surface 6A is disposed inside the housing 1, the structure becomes more compact, and the single heat dissipation surface 6A discharges heat (heat dissipation). This is more suitable when the device 3 is relatively small and lightweight, or when the heat capacity of the mission device 3 is relatively small.

上記の機器搭載装置Ｐは、宇宙空間においてミッション機器３の排熱（放熱）を効率良く行うために、放熱面６Ａの向きを、熱影響が少ない向き、具体的には太陽や地球に対向しない向きにすることが望ましい。 In order to efficiently perform the exhaust heat (heat radiation) of the mission device 3 in the outer space, the above-described device mounting apparatus P directs the heat radiation surface 6A so that the heat influence is small, specifically, it does not face the sun or the earth. It is desirable to turn it.

また、上記の機器搭載装置Ｐは、人工衛星Ｓの姿勢変化により放熱面６Ａが受熱する場合を想定して、放熱面６Ａに、金色や銀色等の高反射性の着色や反射シートを設けたり、可動式の扉を設けたりすることができる。 Further, in the above-mentioned device mounting apparatus P, assuming that the heat radiating surface 6A receives heat due to the attitude change of the artificial satellite S, the heat radiating surface 6A is provided with a highly reflective coloring such as gold or silver, or a reflecting sheet. , A movable door can be provided.

さらに、上記実施形態の機器搭載装置Ｐは、ミッション機器３と一体化したベースプレート４に、放熱面６Ａを有する放熱板６を接合した構成を示したが、ミッション機器３と一体化したベースプレート４自体に放熱面を設けることも可能である。これにより、放熱板を不要にして、構造のさらなる簡略化を図ることができる。 Further, although the device mounting apparatus P of the above-described embodiment shows the structure in which the heat dissipation plate 6 having the heat dissipation surface 6A is joined to the base plate 4 integrated with the mission device 3, the base plate 4 itself integrated with the mission device 3 is shown. It is also possible to provide a heat radiating surface on the. This makes it possible to eliminate the need for a heat sink and further simplify the structure.

〈第２実施形態〉
図２は、人工衛星の機器搭載装置の第２実施形態を説明する図である。この実施形態において、先の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 <Second Embodiment>
FIG. 2 is a diagram illustrating a second embodiment of a device mounted on an artificial satellite. In this embodiment, the same components as those in the previous embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図示例の機器搭載装置Ｐは、ベースプレート４が、筐体１の外側に配置され且つ放熱面６Ａを形成する放熱板６と、放熱板６に熱伝達を行う熱伝達部９とを備えている。これにより、放熱面６Ａは、放熱板６の両面に形成される。熱伝達部９は、熱伝達を良好に行う機能があればとくに限定されるものではないが、金属材料を主構成とするものや、ヒートパイプを備えたものなどを採用し得る。 In the device mounting apparatus P of the illustrated example, the base plate 4 includes a heat radiating plate 6 that is arranged outside the housing 1 and forms a heat radiating surface 6A, and a heat transfer unit 9 that transfers heat to the heat radiating plate 6. .. Thereby, the heat dissipation surface 6A is formed on both surfaces of the heat dissipation plate 6. The heat transfer unit 9 is not particularly limited as long as it has a function of favorably transferring heat, but a unit mainly composed of a metal material, a unit including a heat pipe, or the like can be adopted.

上記の機器搭載装置Ｐは、放熱板６を筐体１の外側に配置しているので、先の実施形態に比べて筐体１及びクッション材５の開口部１Ａ，５Ａを小さくし、両開口部１Ａ，５Ａに、ベースプレート４と放熱板６とを連結する熱伝達部９を配置している。また、上記の機器搭載装置Ｐは、クッション材５が、開口部５Ａを除いて、ミッション機器３の全体とベースプレート４の周囲を被覆しており、前記開口部５Ａが小さくなる分、ペースプレート４の周囲に対する被覆領域が大きくなる。 In the above-described device mounting apparatus P, since the heat dissipation plate 6 is arranged outside the housing 1, the openings 1A and 5A of the housing 1 and the cushion material 5 are made smaller than those of the previous embodiment, and both openings are opened. A heat transfer portion 9 that connects the base plate 4 and the heat dissipation plate 6 is arranged in the portions 1A and 5A. Further, in the above-described device mounting apparatus P, the cushion material 5 covers the entire mission device 3 and the periphery of the base plate 4 except for the opening 5A, and the pace plate 4 is reduced by the size of the opening 5A. The coverage area for the surroundings is large.

上記の機器搭載装置Ｐは、先の実施形態と同様に、クッション材５を用いたソフトロンチ方式の利点を備えたうえで、簡単な構造によりミッション機器３の熱制御を容易に行うことができ、人工衛星Ｓの製作コストの低減や、構造の簡略化による作動の信頼性向上を実現することができる。 Similar to the previous embodiment, the device mounting apparatus P has the advantages of the soft launch method using the cushion material 5, and can easily control the heat of the mission device 3 with a simple structure. The manufacturing cost of the artificial satellite S can be reduced, and the operational reliability can be improved by simplifying the structure.

さらに、上記の機器搭載装置Ｐは、ベースプレート４が、筐体１の外側に配置され且つ放熱面６Ａを形成する放熱板６と、放熱板６に熱伝達を行う熱伝達部９とを備えている。これにより、上記の機器搭載装置Ｐは、ベースプレート４に対するクッション材５の被覆領域を大きくして、ミッション機器３を振動から保護する機能や保温する機能が向上し、また、放熱面６Ａの面積が大きくなるので、ミッション機器３が比較的大型ある場合や、ミッション機器３の熱容量が比較的大きい場合により好適なものとなる。 Further, in the above-described device mounting apparatus P, the base plate 4 is provided with the heat dissipation plate 6 arranged outside the housing 1 and forming the heat dissipation surface 6</b>A, and the heat transfer unit 9 performing heat transfer to the heat dissipation plate 6. There is. As a result, in the above-described device mounting apparatus P, the function of protecting the mission device 3 from vibrations and the function of retaining heat is improved by enlarging the area of the cushion material 5 covering the base plate 4, and the area of the heat dissipation surface 6A is improved. Since it becomes large, it is more suitable when the mission device 3 is relatively large or when the heat capacity of the mission device 3 is relatively large.

本発明に係わる人工衛星の機器搭載装置は、その具体的な構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を適宜変更することが可能であり、例えば、曲面から成る放熱面や、立体的な放熱板により形成される放熱面を採用することも可能である。 The device-equipped device for an artificial satellite according to the present invention is not limited to the above-described embodiments in its specific configuration, and the configuration can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. For example, it is possible to employ a heat dissipation surface having a curved surface or a heat dissipation surface formed by a three-dimensional heat dissipation plate.

Ｐ 機器搭載装置
Ｓ 人工衛星
１ 筐体
３ ミッション機器
４ ベースプレート
５ クッション材
５Ａ クッション材の開口部
６ 放熱板
６Ａ 放熱面
９ 熱伝達部 P Equipment mounted on equipment S Satellite 1 Housing 3 Mission equipment 4 Base plate 5 Cushion material 5A Cushion material opening 6 Heat sink 6A Heat dissipation surface 9 Heat transfer part

Claims (2)

人工衛星のミッション機器を収容する筐体と、
筐体の内部においてミッション機器に一体化したベースプレートと、
筐体の内部においてミッション機器及びベースプレートを包んで被覆するクッション材とを備え、
ベースプレートが、筐体の外側に露出する放熱面を備え、
クッション材が、放熱面を筐体の外側に露出させるための開口部を有していることを特徴とする人工衛星の機器搭載装置。 A housing for accommodating satellite mission equipment,
A base plate integrated with the mission equipment inside the housing,
A cushioning material that covers and covers the mission device and the base plate inside the housing,
The base plate has a heat dissipation surface exposed to the outside of the housing ,
An artificial satellite equipment mounting device , wherein the cushion material has an opening for exposing the heat dissipation surface to the outside of the housing . ベースプレートが、筐体の外側に配置され且つ放熱面を形成する放熱板と、クッション材の開口部に配置され且つ放熱板に熱伝達を行う熱伝達部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の人工衛星の機器搭載装置。 The base plate is provided with a heat radiating plate that is arranged outside the housing and forms a heat radiating surface, and a heat transfer portion that is arranged in the opening of the cushion material and that transfers heat to the heat radiating plate. Item 1. A device mounted on an artificial satellite according to Item 1.
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