JPH04158605A - 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１ この発明は、高い収納性と展開信頼性を有し。

軽量な展開トラスアンブナに関するものである。

［従来の技術１ 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」ニし、宇宙利用に経済的なメリットが生
まれて来た。特に大型の展開トラスアンテナは、船舶、
車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９図〜第１２図は従来の展開トラスアンテナを示す図
である。第９図はアンテナの展開状態を示し１図中　（
１３）は展開ト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１０図は第９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、（４）は一端が上記主スライ
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
は逆向きに配置された隣接心棒（１）上の結合子（２）
にピン結合される。以後、上記展開トラスアンテナ上面
側の結合子をｆ２ａ）、　””Ｆ面側の結合子を＋２ｂ
）　、さらに上記展開トラスアンテナの上下面で周辺部
に位置する結合子を（２ｃ）と区別して呼称することと
する。

（５）は結合子（２ａ）相互間、　＋２ｂ）相互間、　
（２ｃｌ相り間、　（２ａ）と（２Ｃ）間および（２ｂ
）と（２Ｃ）間を結ぶ展開用ワイヤで、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）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（月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
となる導電性を有する金属ネットで、　　ｆｌｏｌ　は
上記ネット　（引なトラスに同定するネット固定具であ
る。

第１１図は第１Ｏ図Ｃ部を拡大した図で、　１ｌｌ）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、　　ｆ１２１は展開駆動力を与えるコ
イルバネ、θは心棒け）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１２図は展開トラスアンテナの収納状態を示す。

次に動作について説明する。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１１２）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鏡ｆ１３）が展
開し、最後に主スライドヒンジ（３）がストッパ（１１
）に当たって展開が終了する。アンテナの主反射鏡（１
３）が展開すると、展開用ワイヤ（５）は２両端の張架
点相互間の距離が拡大するので張力を発生し、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
中心に主反射鏡が収納展開の動作を行う。しかしながら
副反射鏡が固定されていると。

第１２図のように副反射鏡が主反射鏡の収納域から大き
く突出してしまい、収納効率を著しく低下させる。

この発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
で、展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Ｊ この発明の一実施例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エアバックの伸展力によって伸
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。また、ブームの位置
決めを行うガイドを設けることにより、副反射鏡は展開
最後に受ける大きな横荷重によっても対称方向に展開し
、展開機構の信頼性を高めることができる。ガイドはブ
ームの各段の上端内側と下端外側に付けたテーバ及びは
め合い部分から成り、伸展の最終段階ではめ合いにより
ブームの下段と上段の間の位置決めを行うことができる
。

この発明に他の実施例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、モータを駆動とするワイヤ
とブーりから成る伸展機構の伸展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。また、ブームの位置決めを行
うガイドを設けることにより、副反射鏡は展開最後に受
ける大きな横荷重によっても対称方向に展開し。

展開機構の信頼性を高めることができる。ガイドはブー
ムの各段の上端内側と下端外側に付けたテーバ及びはめ
合い部分から成り、伸展の刺繍段階ではめ合いによりブ
ームの下段と上段の間の位置決めを行うことができる。

［作用〕 この発明の一実施例においては、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に、エアパックの伸展
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る。

この発明の他の実施例においては、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に、モータを駆動力
とするワイヤとプーリから成る伸展機構の伸展力によっ
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る。

［実施例］ 第１図〜第６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１図中（１３）は展
開トラスアンテナの主反射鏡、　　（１４１は副反射鏡
、　　（１５１は副反射鏡（１４）を保持するブーム、
　（１６）はブーム　（１５）及び主反射鏡（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ｆｌ）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）とは逆
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（２ｂ）　、さ
らに上記展開トラスアンテナの上下面で周辺部に位置す
る結合子を（２ｃ）と区別して呼称することとする。

（５）は結合子（２ａ）相互間、　（２ｂｌ相互間、　
（２ｃｌ相瓦間、　（２ａｌと（２Ｃ）間および（２ｂ
）と（２Ｃ）間を結ぶ展開用ワイヤで、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）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
となる導電性を有する金属ネットで、　　＋１０１　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３図は第２図Ｃ部を拡大した図で、　ｉｌｌ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ｍ　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　（１３）の収納域内に収納されている。

第５図は副反射Ｍ　（１４）を保持するブーム（１５）
の収納状態を示し１図中（１７）はブーム（１５）の伸
展力となるエアパック、　　ｆ２１＋はブーム　（１５
）の位置決めを行うガイドである。第６図はブーム（１
５）が伸展した後のガイド　（２１）の部分の詳細図で
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（ア）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（１
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）の間を押し広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）がストッパ（１１）に当たって
主反射ｇ！　（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
エアパック　（１７）に気体が挿入され、エアパック　
（１７）の伸展力によってブーム　（１５）が伸展し、
ブーム　（１５）の保持されている副反射鏡（１４）を
アンテナ面外方向へ押し上げる。ブーム（１５）は段階
構造となっており、各段が副反射鏡（１４）に近い端部
の内側とセンタハブけ６）に近い端部の外側とにテーバ
及びはめ合い部分とから成るガイド　（２１）を有して
いるので、各段の継ぎ目まで伸展するとガイド　（２１
）によってブーム　（１５）は位置決めされる。副反射
鏡　（１４）が所定の位置まで移動した時点でエアパッ
クの伸展は止まり。

アンテナの展開は終了する。

次にこの発明の他の実施例を示す。第１図〜第４図、及
び第７図、第８図はこの発明の他の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１図中（１３）は展
開トラスアンテナの主反射鏡、　　ｆ１４）は副反射鏡
、　　ｆ１５）は副反射鏡　（１４）を保持するブーム
、　　（１６）はブーム　（１５）及び主反射鏡（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、（４）は一端が上記主スライドヒ
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ｆｉｌ　とは
逆向きに配置された隣接心棒ｉｌｌ上の結合子（２）に
ピン結合される。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面で周辺部に位置
する結合子を（２ｃ）と区別して呼称することとする。

（５）は結合子（２ａ）相互間、　（２ｂｌ相互間、　
ｆ２ｃ）相互間、　　（２ａｌと（２Ｃ）間および（２
ｂ）と（２Ｃ）間を結ぶ展開用ワイヤで、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）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！＊　（１３）の鏡
面部となる導電性を有する金属ネットで、　　（１０１
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３図は第２図Ｃ部を拡大した図で、　ｆｉｌ）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、　（１２１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ｉｔ　ｆ１３）の収納域内に収納されている。

第７図は副反射鏡（１４）を保持するブーム（１５）の
収納状態を示し９図中け８）はブーム　（１５）の伸展
力となるモータ、　　（１９）はモータ（１８）とブー
ム（１５）を繋ぐブーム伸展用ワイヤ、　　ｆ２０）は
ブーム伸展用ワイヤ　（１９）の自由度を定めるプーリ
。

（２１）はブーム　（１５）の位置決めを行うガイドで
ある。第８図はブーム　（１５）が伸展した後のガイド
（２１）の部分の詳細図である。

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１ｉ　（１３１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ｉＲ（１３
１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
モータ（１８）が回転を始め、ブーム伸展用ワイヤ　（
１９）をプーリ　（２０）を介して巻き取り、ブーム伸
展用ワイヤ　（１９）の張力によってブーム（１５）が
伸展し、ブーム　（１５）に保持されている副反射鏡　
（１４）をアンテナ面外方向へ押し上げる。

ブーム　（１５）は段階構造となっており、各段が副反
射ｍ　（１４１に近い端部の内側とセンタハブは６）に
近い端部の外側とにテーパ及びはめ合い部分とから成る
ガイド　（２１）を有しているので、各段の継ぎ目まで
伸展するとガイド　（２１）によって（１５）は位置決
めされる。副反射鏡（１４）が所定の位置まで移動した
時点でモータ（１８）の回転は止まり。

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の一実施例では、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
エアパックによる伸展機能をもたせることで、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、ブームの位置決めを
行うガイドを設けることにより副反射鏡の精度が向上し
、展開機構の信頼性を高めるという効果もある。

この発明の他の実施例では、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モータとブ
ーム伸展用ワイヤによる伸展機能をもたせることで、副
反射鏡も主反射鏡収納域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、ブームの位置決
めを行うガイドを設けることにより副反射鏡の精度が向
上し、展開機構の信頼性を高めるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例及び他の実施例を示す展開
トラスアンテナの展開後の概念図、第２図は第１図のＡ
部を拡大した図でこの発明の一実施例及び他の実施例に
おける主反射鏡の構成を示す図、第３図は第２図の０部
を拡大した図でこの発明の一実施例及び他の実施例にお
ける主反射鏡の部材結合部を示す図、第４図はこの発明
の一実施例及び他の実施例を示す展開トラ久アンテナの
収納時の概念図、第５図はこの発明の一実施例における
副反射鏡を保持するブームの収納状態を示す図、第６図
はこの発明の一実施例におけるガイドの詳細図、第７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
ームの収納状態を示す図、第８図はこの発明の他の実施
例におけるガイドの詳細図、第９図は従来例での展開ト
ラスアンテナの展開優形状の図、第１０図は第９図のＡ
部を拡大した図で従来例における主反射鏡の構成を示す
図、第１１図は第１０図の０部を拡大した図で従来例に
おける主反射鏡の部材結合部を示す図、第１２図は従来
例での展開ト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）は結合子、（３）は主
スライドヒンジ、（４）はリブ、（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、　　＋１０）はネ
ット固定具、ｍｌは又トッパ、　（１２ｊはコイルバネ
、　　＋１３＋は主反射鏡、　　（１４）は副反射鏡、
　＋１５＋はブーム、　　＋１６＋はセンタハブ、　　
＋１７＋はエアバック。 （１８）はモータ、　　＋１９）は伸展用ワイヤ、　　
＋２０１ばプーリ、　　（２１，ｉ　はガイドである。 なお１図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

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
   る様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
   伸展させるエアバック、上記ブームの位置決めを行うガ
   イド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
   る様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
   伸展させるモータ、モータの回転力をブームの伸展力に
   変換するブーム伸展用ワイヤと、上記ブーム伸展用ワイ
   ヤの自由度を定めるプーリ、上記ブームの位置決めを行
   うガイドを具備したことを特徴とする展開トラスアンテ
   ナ。