JPH03143003A - 展開トラスアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高い収納性と展σり信頼性を有し。

軽量な展開トラスアンテナに関するものである。

〔従来の技術〕 近年、スペースシャトル、アリアンロケット等の性能及
び信頼性が向上し、宇宙利用に経済的なメリットが生ま
れてきた。特に大型の展開トラスアンテナは、船舶、１
１両等の移動体の通信用になくてはならず、その開発が
盛んに行われてきた。

第７図〜第１０図は従来の展開Ｉ・ラスアンテナを示す
図である。第７図はアンテナの展開状態を示し２図中（
１３）は展開】・ラスアンテナの主反射鏡。

（１４）は展開トラスアンテナ中央のセンタハブ（１６
）に固定された副反射鏡である。

第８図は第７図のＡ部を拡大した図で、主反射鏡の構成
を示している。図中（１）は先端に結合子（２）を取り
付けた心棒で、隣接する心棒は互いに軸の向きを逆にし
て配置されている。（３）は心棒（１１の上をスライド
する主スライドヒンジ、（４）は一端が上記主スライド
ヒンジ（３）に放射状にビン結合され。

上記心棒の軸に直交するように展開可能なリブで。

上記心棒（１）とは逆向きに配置された隣接心棒（１）
上の結合子（２）にビン結合される。以後、上記展開ト
ラスアンテナ上面側の結合子を（２ａ）　、下面側の結
合子を（２ｂｌ、さらに上記展開トラスアンテナの上下
筒で周辺部に位置する結合子を（２Ｃ）と区別して呼称
する乙ととする。

（５）は結合子（２ａ）相互間、　（２ｂ）相互間、　
（２ｅ）相互間、　（２ｍ）と（２Ｃ）間及び、　（２
ｂ）と（２Ｃ）同を結ぶｊ！開用ワイヤで、上記展開ト
ラスアンテナの展開時に張力を生ずるよう設定されたも
のである。（６）【よ上面側の結合子（２ａ）と下面側
の結合子（２１１１）　、　（２ｅ）をビン結合により
結合する斜部材、（７）は結合子（２）と主スライドヒ
ンジ（３）の間の心棒上をスライドする同期スライドヒ
ンジ、（８）は上記同期スライドヒンジ（７）に一端を
ビン結合し、他端をリブ（４）上にビン結合した同期は
りを示す。（９）は上記トラスアンテナ主反射鏡（１３
）の鏡面部となる導電性を有する金属ネットで、　　　
αＯは上記ネット（９）をトラスに固定するネット固定
具である。

第９図は第８図Ｃ部を拡大した図で、　（１１）はアン
テナの展開時に主スライドヒンジ（３）の下死点を決め
るストッパ、　（１２）は展開駆動力を与えるコイルバ
ネ、θは心棒（１）とリブ（４）のなす角度な示してお
り、アンテナの展開時９０度付近になるよう設定されて
いる。

第１０図は展開トラスアンテナの収納状態を示す。

次に動作１ζついて説明する。アンテナの収納状態では
リブ（４）と心棒（１）との成す角度はほぼゼロで。

バネ（１２）は主スライドヒンジ（３）と同期スライド
ヒンジ（７）によって圧縮されて歪エネルギを蓄積して
おり、この状態は図示していない保持ケーブルによって
拘束保持されている。地上からのコマンドで爆管等によ
って保持ケーブルが切断され、上記バネ（］２）のバネ
力で主スライドヒンジ（３）と同期スライドヒンジ（７
）の間を押し拡げることによってリブ（４）と心棒（１
）との成す角度が増加してアンテナの主反射！（１３）
が１ｏＦｌｔ、、最後に主スライドヒンジ（３）がスト
ッパ（１１）に当たって展開が終了する。アンテナの主
反射１　（１３）が展開すると、展開用ワイヤ（５）は
１両端の張架点相互間の距離が拡大するので張力が発生
し、ヒンジ部分の遊びを殺すので剛性の高い構造物が得
られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の展開トラスアンテナでは、固定された副反射鏡を
中心に主反射鏡（１３）が収納展開の動作を行う。しか
しながら副反射！　（１４）が固定されていると、第１
０図のように副反射！　（１４）が主反射鏡（１３）の
収納域から大きく突出してしまい、収納効率を著しく低
下させるという課題がある。

この発明（よ、上記の課題を解決するためになされたも
ので、！ｆ１開収納性の高い展開トラスアンテナを提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による展開トラスアンテナでは、副反射鏡を支
える構造体に、形状記憶合金製の伸展部材にヒータを用
いて温度変化を与えることによって伸展するブームを用
い、副反射鏡を収納！！開させることにより、展開トラ
スアンテナの収納時に副反射鏡を主反射鏡の収納域に納
めることができるようにしたものである。

また、この発明の別の発明による展開トラスアンテナで
は、副反射鏡を支える構造体として、マグネットモータ
に通電することにより別のマグネットとの間に生（二る
反発力によって伸展するブームを用い、副反射鏡を収納
展開させることにより。

展開ｊ・ラスアンテナの収納時に副反！１１境を主反射
鏡の収納域に納めることができろようにしたものである
。

〔作　用〕

この発明においては、展開トラスアンテナの主反射鏡の
収納時に副反射鏡もアンテナ面外方向に収縮させること
により、収納域を小さくすることができる。このとき副
反射鏡を支えろ構造体として、形状記憶合金製の伸展部
材のヒータを用いて’ｔＨ度変比変化えることによって
１１１＋展するブーム牛用いることにより、展開トラス
ア）テナの主反射鏡の展開時に副反射鏡も所定の位置ま
で伸展し。

アンテナとして機能することができる。

また、この発明の別の発明においては、展開トラスアン
テナの主反射鏡の収納時に副反射鏡もアンテナ面外方向
に収縮させることにより、収納域を小さくすることがで
きる。このとき副反射鏡を支える構造体としてマグネッ
トモータに通電することにより、別のマグネットとの間
に生じろ反発力によって伸展するブームを用いることに
より。

展開トラスアンテナの主反射鏡の展開時に副反射鏡も所
定の位置まで伸展し、アンテナとして機能することがで
きろ。

〔実施例〕

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示す図である。

第１図はアンテナの展開状態を示し２図中（１３）は展
開トラスアンテナの主反射１１．　（１４）は副反射鏡
、　（１５）は副反射鏡（１４）を保持するブーム、　
（１６）ばブーム（１５）及び主反Ｑ１ｍ（１３）を中
央で支えるセンタハブである。

第２図は第１図のＡ部を拡大した図で、主反射鏡の構成
を示している。図中（１）は先端に結合子（２）を取り
付けた心棒で、隣接する心棒は互いに軸の向きを逆にし
て配置されている。（３）は心棒（１）上をスライドす
る主スライドヒンジ、（４１ｔよ一端が主スライドヒン
ジ（３）に放射状にピン結合され、上記心棒の軸に直交
するように展開可能なリブで、上記心棒（１）と（よ逆
向きに配置された隣接心棒（１）上の結合子（２）にピ
ン結合されろ。以後、上記展開Ｉ・ラスアンブナ上面側
の結合子を（２ａ）　、下面側の結合子を（２ｂ）　、
さらに上記展開Ｉ・ラスアンテナの上下面で周辺部に位
置する結合子（２Ｃ）と区別して呼称することとする８
゜ （５）は結合子（２ａ）相互間、　（２ｂ）相互間、　
（２ｃ）相互間、　（２ａ）と（２Ｃ）間及び、　（２
ｂ）と（２Ｃ）間を結ぶ展開用ワイヤで、上記展開）・
ラスアンテナの展開時に張力を生ずるよう設定されたも
のである。（６）は上面側の結合子（２ａ）と下面側の
結合子（２ｂ）　、　（２ｃ）をピン結合により結合す
る斜部材、（７）は結合子（２）と主スライドヒンジ（
３）の間の心棒上をスライドする同期スライドヒンジ、
（８）は上記同期スライドヒンジ（７）に一端をピン結
合し、他端をリブ（４）上にピン結合した同期はりを示
す。（９）は上記トラスアンテナ主反射鏡（１３）の鏡
面部となる４竜性を有する金属ネットで、α０）（ま上
記ネッｌ−（９］をトラスに固定するネット固定具であ
る。

第３図は第２図Ｃ部を拡大した図で、　（１１）はアン
テナのｆｆｌｊＵ時に主スライドヒンジ（３１の下死点
を決めるスＩ〜ツバ、　（１２）は展開駆動力を与える
コイルバネ、θは心棒（１）とリブ（４）のなす角度を
示しており、アンテナの展開時９０度付近になるよう設
定されている。

第４図はアンテナの収納状態を示し、副反射鏡（１４）
は、主反射鏡（１３１の収納域内に収納されている。

第５図（ａ）は副反射鏡（１４）を保持するブーム（１
５）の収納状態の断面図、第５図（ｂ）は副反射鏡（１
４）を保持するブーム（１５）の伸展状態の断面図であ
り２図中（１７）はブ′−ム（１５）を伸展させるため
の形状記憶合金製の伸展部材、　（１ｇ）は形状記憶合
金製の伸展部材（１７）に温度変化わ与えるためのヒー
タである。

次に動作について説明する。まず主反射鏡（１３）にお
いて、アンテナの収納状態では第３図に示す角度θはほ
ぼゼロで、バネ（１２）は主スライドヒンジ（３）と同
期スライドヒンジ（７）によって圧縮されて歪エネルギ
を蓄積しており、この状ａは図示していない保持ケーブ
ルによって拘束保持されている。

地上からのコマンドで爆管等によって保持ケーブルが切
断され、上記バネ（１２）のバネ力で主スライドヒンジ
（３）と同期スライドヒンジ（７）の間を押し拡げろこ
とによって角度θが増加してアンテナの主反射鏡（１３
）が展開し、最後に主スライドヒンジ（３）がストッパ
（１１）に当たって主反射鏡（１３）の展開が終了する
。

主反射鏡（１３）の展開終了後、地上からのコマンドで
ヒータ（１８）が動作して温度変化が与えられた形状記
憶合金製の伸展部材（１７）の伸展力によってブーム（
１５）が伸展し、ブーム（１５）に保持されている副反
射ｆｆｌ　（２４１をアンテナ面外方向へ押し上げる。

副反射鏡（１４）は形状記憶合金製の１１１１展部材の
記憶形状によって決まる所定の位置で止まり、アンテナ
の展開は終了する。

なお、上記実施例は、副反射鏡を支える構造体として、
形状記憶合金製の伸展部材にヒータを用いて温度変化を
与えることによって伸展するブームを用い、副反ｎＪ鏡
を収納展開させるこ°とにより。

展開トラスアンテナの収納時に副反射鏡を主反射鏡の収
納域に納めるように構成しているが、この発明は、これ
に限るものではなく１例えば第６図に示す構成を用いて
も上記同様の効果を有する。

第６図はこの発明の他の実施例を示す図であり。

第６図（、）は副反射鏡（１４）を保持するブーム（１
５）の収納状態の断面図、第６図（ｂ）は副反射鏡（１
４）を保持するブーム（１５）の伸展状態の断面図であ
り。

図中（１９）　、　（２０１は各々ブーム（１５）を伸
展させろためのマグネットモータ、マグネットである。

次に動作について説明する。まず主反射鏡（１３）にお
いて、アンテナの収納状態では第３図に示す角度θはほ
ぼゼロで、バネ（１２）は主スライドヒンジ（３）と同
期スライドヒンジ（７）によって圧縮されて歪エネルギ
を蓄積しており、この状態は図示していない保持ケーブ
ルによって拘束保持されている。

地上からのコマンドで爆管等によって保持ケーブルが切
断され、上記バネ（１２）のバネ力で主スライドヒンジ
（３）と同期スライドヒンジ（７）の間を押し拡げるこ
とによって角度θが増加してアンテナの主反射鏡（１３
）が展開し、最後に主スライドヒンジ（３）がス１−ツ
バ（１１）に当たって主反射ｆｆ１（１３）の展開が終
了する。

主反射鏡（１３）の展開が終了後、地上からのコマンド
でマグネットモータ（１９）に通電すると、マグネット
モータ（１９）とマグネッｌ−（２０）との間に生じる
反発力によってブーム（１５）が伸展し、ブーム（１５
）に保持されている副反射ｆｆｌ　（１４）をアンテナ
面外方向へ押し上げる。副反射鏡（１４）は所定の位置
まで移動した時点でロックされて止まり、アンテナの展
開は終了する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明では、主反射鏡の高効率の展開収
納機能と共に、副反射鏡を保持するブームに形状記憶合
金製の伸展部材とヒータによる伸展機能を機能を持たせ
ることで、副反射鏡も主反射鏡収納域内に収納すること
が可能となる。これにより、さらに収納効率の高い展開
トラスアンテナが実現できるという効果がある。

また、この発明の別の発明では、主反射鏡の高効率の展
開収納機能と共に、副反射鏡を保持するブームにマグネ
ットモータとマグネットによる伸展機能を持たせること
で、副反射鏡も主反射鏡収納域内に収納することが可能
となる。これにより。

さらに収納効率の高い展開トラスアンテナが実現できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す展開トラスアンテナ
の展開後の概念図、第２図は第１図のＡ部を拡大した図
、第３図は第２図の０部を拡大した図、第４図はこの発
明の一実施例を示す展開トラスアンテナの収納時の！念
図、第５図はこの発明の一実施例におけろ副反射鏡を保
持するブームの断面図であり、第５図（ａ）は収納状態
を示す図。 第５図（ｂ）は伸展状態を示す図、第６図はこの発明の
他の実施例における副反射鏡を保持するブームの断面図
であり、第６図（ａ）は収納状態を示す図、第６図（ｈ
）（よ（ｆｔＪ展状前状態す図、第７図は従来例での展
開トラスアンテナの展開段形状の図。 第８図は第７図のＡ部を拡大した図、第９図は第８図の
０部を拡大しｔコ図、第１０図は従来例での展開ｊ・ラ
スアンテナの収納状態を示す図である。 図において（１）は心棒、（２）ｌよ結合子、（３）は
主スライドヒンジ、ｆ４）ｔよリブ、（５）は展開用ワ
イヤ、（６）は斜部材、（７）は同期スライドヒンジ、
（８）は同期梁、（９）は金属ネット、００）はネット
固定具、　（１１）ｌよストッパ、　（１２）はコイル
バネ、　（１３）は主反射鏡、　（＋４１＋よ副反ｑ１
鏡、　（Ｉｓ）はブーム、　（１０）はしンクハブ。 （１７）は形状記憶合金製の伸展部材、　　（１ｇ）は
ヒータ。 （１９）はマグネットモータ、　　（２０）はマグネッ
トである。 なお１図中洞−符号は、開−又は相当部分を示す。　　
　　　　代理人　　大　岩　増　雄第 ６ １３： １４： １５： １６： 主反射鏡 副反射鏡 ブーム センクハフ 第 図 第 ４ 図 第 図（ａ） 第 図 （ｂ） １７：形状記・應含金製伸展部材 １８：　ヒーフ 第 ６ 図（ａ） ２０：　マグイ・ソト 第 図 （ｂ） 第 図 第 ９ 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端にピンジョイント部を有する結合子が結合さ
   れ、かつ他端にストッパーを有する心棒、上記心棒をス
   ライドする主スライドヒンジ、一端が上記主スライドヒ
   ンジに対し、放射状にピン結合され、上記心棒の軸方向
   に対しそれぞれ直交になる方向に展開可能な６本のリブ
   、上記心棒の一端と主スライドヒンジ間をスライドする
   同期スライドヒンジ、一端が上記同期スライドヒンジに
   対し放射状にピン結合され、かつ他端が上記６本のリブ
   にそれぞれピン結合された６本の同期梁、上記主スライ
   ドヒンジと同期スライドヒンジ間に設けられたコイルバ
   ネとを備え、上記心棒の向きを隣合うものが逆向きとな
   るように配列されるとともに展開トラス構造物の自由端
   となるリブを除くリブを互いに逆向きの心棒の結合子で
   結合し、かつ互いに逆向きとなる心棒上の結合子を斜部
   材で結合してなる複数の骨組み、上記展開トラスト構造
   物の自由端となるリブの他端と上記結合子相互間を結合
   する展開用ワイヤと、導電性を有する金属性ネットから
   構成される主反射鏡、上記主反射鏡と一対となる副反射
   鏡、展開後に上記副反射鏡を保持するブームと、上記ブ
   ームを伸展させ、伸展状態で保持する形状記憶合金製の
   伸展部材、及び上記形状記憶合金製の伸展部材に温度変
   化を与えるためのヒータとを具備したことを特徴とする
   展開トラスアンテナ。
2. （２）一端にピンジョイント部を有する結合子が結合さ
   れ、かつ他端にストッパーを有する心棒、上記心棒をス
   ライドする主スライドヒンジ、一端が上記主スライドヒ
   ンジに対し、放射状にピン結合され、上記心棒の軸方向
   に対しそれぞれ直交になる方向に展開可能な６本のリブ
   、上記心棒の一端と主スライドヒンジ間をスライドする
   同期スライドヒンジ、一端が上記同期スライドヒンジに
   対し放射状にピン結合され、かつ他端が上記６本のリブ
   にそれぞれピン結合された６本の同期梁、上記主スライ
   ドヒンジと同期スライドヒンジ間に設けられコイルバネ
   とを備え、上記心棒の向きを隣合うものが逆向きとにる
   ように配列されるとともに、展開トラス構造物の自由端
   となるリブを除くリブを互いに逆向きの心棒の結合子で
   結合し、かつ互いに逆向きとなる心棒上の結合子を斜部
   材で結合してなる複数の骨組み、上記展開トラス構造物
   の自由端となるリブの他端と上記結合子相互間を結合す
   る展開用ワイヤと導電性を有する金属性ネットから構成
   される主反射鏡、上記主反射鏡と一対となる副反射鏡、
   展開後に上記副反射鏡を保持するブーム、上記ブームを
   伸展させるためのマグネットモータとマグネットを具備
   したことを特徴とする展開トラスアンテナ。