JPH04160802A - 展開型パラボラアンテナ - 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、展開機構及び伸展機構を単純化することに
より、高度な軽量化と信頼性の向上及び高収納性を可能
にした展開型パラボラ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
れて来た。特に大型の展開アンテナは、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
われて来た。

第１１図（ａ）　、　（ｂ）は、上記展開アンテナに対
し、欧州宇宙機関の機関紙ｒＰｒｏｃ、　Ｗｏｒｋｓｈ
ｏｐ　ｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ　ｆｏｒ　ＡｎｔｅｎｎａｓＪ　５Ｐ−２２５巻（１
９８４年）にて示された従来の展開型パラボラアンテナ
を示す図で９図中は）は下部アーム、（２）は展開アー
ム、（３）はメツシュ鏡面、（４）はアームの展開の支
点となるセンタハブである。

第１２図は、上記展開アンテナのアームの収納状態を示
す図で９図中（５）は展開用うず巻バネを備えた回転ヒ
ンジである。　第１３図は、上記下部アームの展開状態
を示す図である。

次に、動作について説明する。初め収納形状に図示され
ていない保持ワイヤで拘束された上記下部アーム（１）
は、地上からのコマンドで爆管等による保持ワイヤの切
断によって展開を始める。展開アーム　（２）も同様に
展開するが、その展開力はバネ付回転ヒンジ（５）のう
ず巻バネの回転力を。

図示されていない展開力伝達ワイヤを介して伝える方式
をとっている。

以上説明したような展開方法が従来考えられて来たが、
今後アンテナを大型化するにあたって。

第９図から第１１図に示されたような二段式にすると、
収納状態でアームの長さ方向が長くなりすぎ、それを避
けるために多段式にすると、展開力を伝達するワイヤ等
が複雑化する。またそれに伴ってコストが上がる。信頼
性が低下する等の難点が生じる。

［発明が解決しようとする課題］ 今後、アンテナリフレクタの大型化が予想されるが、従
来の方法では上記のように、収納性が良くない、多段式
にした場合に展開機構が複雑となり信頼性等が損なわれ
る等多くの課題が生じる。

［課題を解決量るための手段］ この発明の第１の実施例による展開パラボラアンテナは
、給電部もしくは副反射鏡を支える構造体にエアーバッ
クの伸展力によって伸展する伸展するブームを用い、そ
の伸展力によって鏡面を支えるアームを展開させること
により、収納性を高めるために多段式のアームを用いて
も、アーム自身は自らが展開力を備える必要が無いため
、展開に関する機構としては、完全に展開したときのロ
ック機構とそれを利用した展開用ワイヤを切断するため
のワイヤカッタのスイッチを備えただけの非常に単純な
ものとすることができる。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、アームは展開最後に受け
る大きな横荷重によっても対称方向に展開し、アームの
保持力は同心方向のみで十分となり、アーム相互の干渉
も防げるので、展開機構の信頼性を高めることができる
。そのため、収納性は高いが従来の展開方式では複雑で
コストが高く、信頼性の低かった多段式アームを用いて
も９本発明の展開方式によれば単純化され、それに伴っ
て低コスト化、高信顆性化を図ることができる。ガイド
はブームの格段の上端内側と下端外側につけたテーバ及
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。

この発明の第２の実施例による展開パラボラアンテナは
、給電部もしくは副反射鏡を支える構造体に伸展力を持
った伸展ブームを用い、その伸展力によって鏡面を支え
るアームを展開させることにより、収納性を高めるため
に多段式のアームを用いてもアーム自身は自らが展開力
を備える必要が無いため、展開に関する機構としては、
完全に展開したときのロック機構とそれを利用した展開
用ワイヤを切断するためのワイヤカッタのスイッチを備
えただけの非常に単純なものとすることかできる。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ア
ームは、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、アームの保持力は向心方向のみで十分と
なり、アーム相互の干渉も防げるので、展開機構の信頼
性を高めることができる。ガイドはブームの格段の上端
外側と下端内側につけたテーパ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］ この発明の第１の実施例を用いれば、長いアームの収納
性を高めるために多段式とした展開パラボラアンテナを
、エアバックの伸展力によって伸展し、ガイドにより位
置精度の高い伸展ブーム１本と各アームのセンタハブ取
り付は部に設けたうず巻バネを用いただけの非常に単純
な機構により展開させることができるようになる。

この発明の第２の実施例を用いれば、長いアームの収納
性を高めるための多段式とした展開パラボラアンテナを
、モータとワイヤとプーリから成る伸展機構の伸展力に
より伸展し、ガイドにより位置精度の高い伸展ブーム１
本と各アームのセンタハブ取り付は部に設けたうず巻き
バネを用いただけの非常に単純な機構により展開させる
ことができるようになる。

［実施例］ 第１図から第６図は、この発明の第１及び第２の実施例
を示す収納状態から完全に展開するまでの連続図で、（
１）は下部アーム、（２）は上記下部アームの上に付く
展開アーム、（３）はメツシュ鏡面、（４）は下部アー
ム及び伸展ブームを支えるセンタハブ、（５）は下部ア
ームに展開力を与えるバネ付回転ヒンジ、（６）は下部
アームと展開アーム及び展開アームと展開アームをつな
ぐ回転ヒンジ、（７）は展開アームを展開させ、かつ、
アンテナ展開後は給電部又は副反射鏡の支持構造体とな
る伸展ブーム、（８）は先端の展開アームと伸展ブーム
を結び展開アームを展開させ展開後に切断される展開用
ワイヤである。

第１図は保持ワイヤが切断され展開を開始した状態を示
す図、第２図は折り畳まれていた展開アームが展開して
いる途中を示す図、第３図は展開アームの展開が終わり
展開アーム同志がロックされ展開アームと下部アームが
展開している途中の図、第４図は展開アームと下部アー
ムの展開が終わり展開アームと下部アームがロックされ
た状態の図、第５図は展開用ワイヤが切断されアーム全
体が展開している途中の図、第６図は展開が終了した状
態を示す図である。

第７図はこの発明の第１の実施例を実施した場合のエア
バックの伸展力で伸展するブームの断面図である。第８
図は、第１の実施例におけるテーパ及びはめ合にてブー
ムの位置決めを行うガイド部分の伸展後の詳細図である
。第９図はこの発明の第２の実施例を実施した場合のモ
ータの力で伸展するブームの断面図である。第１０図は
第２の実施例におけるテーパ及びはめ合にてブームの位
置決めを行うガイド部分の伸展後の詳細図である。

展開動作は次のような過程で行われる。展開アームは収
納状態では保持ワイヤによって拘束されており、展開の
第一段階として、保持ワイヤを保持ワイヤ切断機構によ
って切断する。保持ワイヤ切断機構には、火薬によって
カッタを飛ばしワイヤを切断する高信頼性タイプのライ
ンカッタを用いる。第１図に示す通り、拘束を失った展
開アームは、第一の実施例ではエアバック、第二の実施
例ではモータによって伸展する伸展ブームの伸展に従っ
て展開を開始する。展開アームの展開は伸展ブームの伸
展力とバネ付回転ヒンジによる外側へ開こうとする力に
よって行われる。伸展ブームの伸展力は、展開アームの
先端に取り付けられた展開用ワイヤを通して展開アーム
に伝えられる。

展開アームは、この伸展ブームからの力によって上方へ
引きあげられてゆき、第２図と第３図に示すようなシー
ケンスで展開してゆ（。第４図に示すように９回転ヒン
ジは最終的に全てロックされる。展開アームが引き上げ
られて回転ヒンジがロックされる直前にブームは展開ア
ームによる横荷重を大きく受けるが、ガイドによって軸
ずれは防止され、展開アーム相互の干渉も防止される。

その後に展開用ワイヤ切断機構によって展開用ワイヤを
切断する。展開用ワイヤ切断機構は、保持ワイヤ切断機
構と同様に火薬によってカッタを飛ばし、ワイヤを切断
する高信頼性タイプのラインカッタを用い、各アームの
全てのロック機構をラインカッタのスイッチとして直列
に配線しておくことで確実に全てのアームの展開が終了
した時点で展開用ワイヤを切断するようにする。展開用
ワイヤが切断されると、第５図に示すように、下部アー
ムの取り付は点に備えたバネによってアーム全体が展開
される。メツシュ鏡面は各アームに取り付けられ、収納
時には折り込んでおかれ、アームの展開によって展開す
る。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の第１の実施例は、単純
な展開方式によりアームを幾段にも折り畳んで収納する
ことを可能とすることで収納性を得ると伴に９機構の単
純化による信頼性の向上も望める。また、ブームの伸展
をエアバックによって行い、ブームの位置決めを行うガ
イドを設けてアームの展開中の相互干渉を防ぐことで伸
展機構の軽量化、コストダウン、単純化による信頼性の
向上を図ることができるとういう効果がある。

この発明の第２の実施例は、単純な展開方式によりアー
ムを幾段にも折り畳んで収納することを可能とすること
で高い収納性を得ると伴に２機構の単純化による信頼性
の向上も望める。また、ブームの伸展をモータとワイヤ
とブーりによって行い、ブームの位置決めを行うガイド
を設けてアームの展開中の相互干渉を防ぐことで伸展機
構の軽量化、コストダウン、単純化による信頼性の向上
を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は、この発明の第１及び第２の実施例
として展開のシーケンスを示す連続図であり、第１図は
展開開始直後の状態を示す図、第２図は展開アームが展
開している途中を示す図。 第３図は展開アームの展開が終了し展開アームと下部ア
ームが展開している途中を示す図、第４図はアームの展
開が終了した状態を示す図、第５図は展開用ワイヤが切
断されアーム全体が展開をしている途中を示す図、第６
図は全ての展開が終了した状態を示す図、第７図から第
１０図は、ブームと伸展機構を示す図で、第７図はこの
発明の第１の実施例におけるエアバックによる伸展機構
とブーム、ガイドを示す図、第８図はこの発明の第１の
実施例におけるガイドの詳細図、第９図はこの発明の第
２の実施例におけるモータ、プーリ。 ワイヤによる伸展機構とブーム、ガイドを示す図、第１
０図はこの発明の第２の実施例におけるガイドの詳細図
、第１１図（ａｌ　、　（ｂ）は従来考えられていた展
開アンテナの一例を示す図、第１２図は従来の一例の収
納時のアームに関する詳細部、第１３図は従来の一例の
展開時のアームに関する詳細図である。 図において、（１）は下部アーム、（２）は展開アーム
、（３）はメツシュ鏡面、（４）はセンタハブ。 （５）はバネ付回転ヒンジ、（６）は回転ヒンジ。 （７）は伸展ブーム、（８）は展開用ワイヤ、（９）は
エアバック、　　ｆｌＯ）はモータ、　　ｆｉｌ）はワ
イヤ。 （１２）はプーリ、　　（１３）はガイドを示す。 なお図中、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）下端に展開用ばねを備えた回転ヒンジを有する複
   数の下部アーム、上記下部アームの上端に回転ヒンジで
   取り付けられ、自らも複数の回転ヒンジにより折れ曲が
   り可能な展開アーム、上記下部アーム及び展開アームの
   展開状態を維持するためのロック機構、上記下部アーム
   及び展開アームの展開を行い、展開後は給電部もしくは
   副反射鏡を保持する伸展ブーム、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、上
   記下部アーム及び展開アームによって支持されたメッシ
   ュ鏡面、収納状態で上記下部アーム及び展開アームを保
   持する保持ワイヤ、上記展開アーム先端と上記伸展ブー
   ムの先端を結ぶ展開用ワイヤ、展開開始時に上記保持ワ
   イヤを切断する保持ワイヤ切断機構、上記下部アーム及
   び展開アームのロック後に上記展開用ワイヤを切断する
   展開用ワイヤ切断機構を具備した事を特徴とする展開型
   パラボラアンテナ。
2. （２）下端に展開用ばねを備えた回転ヒンジを有する複
   数の下部アーム、上記下部アームの上端に回転ヒンジで
   取り付けられ、自らも複数の回転ヒンジにより折れ曲が
   り可能な展開アーム、上記下部アーム及び展開アームの
   展開状態を維持するためのロック機構、上記下部アーム
   及び展開アームの展開を行い、展開後は給電部もしくは
   副反射鏡を保持する伸展ブーム、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
   ワイヤとプーリ、上記ブームの位置決めを行うガイド、
   上記下部アーム及び展開アームによって支持されたメッ
   シュ鏡面、収納状態で上記下部アーム及び展開アームを
   保持する保持ワイヤ、上記展開アーム先端と上記伸展ブ
   ームの先端を結ぶ展開用ワイヤ、展開開始時に上記保持
   ワイヤを切断する保持ワイヤ切断機構、上記下部アーム
   及び展開アームのロック後に上記展開用ワイヤを切断す
   る展開用ワイヤ切断機構を具備した事を特徴とする展開
   型パラボラアンテナ。