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JP2647040B2 - サンシールド - Google Patents

サンシールド

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JP2647040B2
JP2647040B2 JP6323664A JP32366494A JP2647040B2 JP 2647040 B2 JP2647040 B2 JP 2647040B2 JP 6323664 A JP6323664 A JP 6323664A JP 32366494 A JP32366494 A JP 32366494A JP 2647040 B2 JP2647040 B2 JP 2647040B2
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JP
Japan
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sunshield
substrate
stiffener
sun shield
shape
Prior art date
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源四郎 藤井
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人工衛星に搭載される
機器等を太陽光から遮断するサンシールドに関し、特
に、宇宙空間において一定の剛性,強度を保持するサン
シールドに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、人工衛星等の宇宙航行体に搭載
される機器のうち、地球撮像用の赤外線望遠鏡や、その
他衛星外部に設置される機器にあっては、太陽光による
光学的ノイズ等の影響を回避するため、外部搭載機器の
上方にひさし状のサンシールドが設けられており、この
サンシールドにより外部搭載機器への太陽光の照射を遮
断している。
【0003】従来、この種のサンシールドとしては、サ
ンシールド基板を、軽量かつ一定の強度を有し、格納時
には巻き込むことができ、展開時には平板状となるよう
な一定のばね性と復元力を有するカーボングラスファイ
バ等の複合素材や、金属等を薄い平板状に形成し、これ
を人工衛星の外部搭載機器の上方に取り付け、人工衛星
の打ち上げ時には、この平板状のサンシールド基板をロ
ール状に巻き込んで格納しておき、宇宙空間に到達した
ときに、これを展開して機器の上方を覆うようにして使
用していた。
【0004】図5は、従来のサンシールドの宇宙空間に
おける状態を示す概略斜視図であり、図6は、従来のサ
ンシールドの格納状態を示す概略要部側面図である。ま
た、図7は、格納時のサンシールドの固定手段を示す概
略斜視図である。
【0005】これらの図面に示すように、従来のサンシ
ールドは、サンシールド基板1が、一端側短手方向中心
部を人工衛星10側に固定されたサンシールド支持部1
1により支持されており、格納時にはサンシールド基板
1がロール状に巻き込まれた状態で、端部が人工衛星1
0に固定された固縛ベルト12により保持されていた。
固縛ベルト12は、図示しない下端がサンシールド基板
1に固定され、上端が、図7に示すように、固定ピン1
4によって人工衛星10の縁部に固定されていた。
【0006】そして、展開するときには、固縛ベルト1
2の固定を解除することによって、サンシールド基板1
自体が自らの復元力により展開して、外部搭載機器3の
上側を覆うようになっている。ここで、固縛ベルト12
を固定する固定ピン14は、図7に示すように、回転軸
13aを中心として回動する中間部材13に連結されて
いる。
【0007】中間部材13は、一側には一対のスプリン
グ15が配設してあり、常に一方向(図7に示す矢印方
向)側に引っ張られており、他側にはリンクを介して固
定ピン14が連結してある。さらに、この中間部材の他
側にはケーブル16が張架してあり、スプリング15の
引っ張り力によって中間部材13が回動しないよう抑え
た状態となっており、この状態でサンシールド基板1は
格納されている。
【0008】従って、中間部材13をスプリング15の
引っ張り力から抑えているケーブル16をカッター17
で切断すると、スプリング15の引っ張り力によって中
間部材13が回転軸13aを中心として図面矢印方向に
回動する。これにより、固縛ベルト12を固定している
固定ピン14も図面矢印方向に移動するので、固縛ベル
ト12の上端が固定ピン14による固定から解除され、
固縛ベルト12がフリーとなり、サンシールド基板1は
自らの復元力により展開する。
【0009】サンシールド基板1は、上述のように一定
の強度とばね性を有する材料で形成してあるので、ロー
ル状に巻き込まれると常に展開しようとする力が働いて
いる。従って、固縛ベルト12の固定を解除することで
簡単にサンシールド基板1を展開することができる。
【0010】この種のサンシールドを使用した従来技術
としては、例えば実開昭62−37796号の公報に記
載されたサンシールドサーマルルーバ等がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサンシールドは、巻き込み格納する関係等か
ら、極めて薄い平板状に形成され、平板の強度,剛性は
カーボングラスファイバ等の形成素材自体の強度,剛性
のみによっていた。このため、サンシールド表面部に撓
み,歪み等が発生することがあり、これにより、人工衛
星の外部搭載機器が太陽光に直接さらされるという問題
が発生した。
【0012】太陽光は、地球撮像用の赤外線望遠鏡や、
その他人工衛星の外部に設置される機器に対して光学的
ノイズ(例えばカメラ,望遠鏡等におけるぼやけ)を発
生させるため、完全に遮断する必要がある。しかし、宇
宙空間においては、太陽風(ソーラプレッシャ),磁
力,微粒子等の外的要因に加え、人工衛星自体の姿勢制
御やモータの振動等のさまざまな外力が加わるため、上
述した従来の技術ではサンシールドに撓み,歪み等が容
易かつ頻繁に発生してしまい、太陽光を完全に遮断する
ことが困難であった。
【0013】一般に、平板状のものの剛性等を高める手
段としては、平板の裏面又は表面上にスティフナを取り
付けたり、あるいは平板の中心部を丸型又は三角形状に
膨出(以下、屋根型形状という)させて形成する等の方
法が知られているが、サンシールドの場合、人工衛星の
打ち上げ時の障害とならないよう、ロール状に巻き込ん
で格納することが必要となるため、単にスティフナ等の
補強部材を用いたり、形状を屋根型等に形成する方法で
剛性,強度を高めることはできない。
【0014】また、宇宙航行体全般の軽量化,小型化の
要請に対応する必要から、サンシールドの宇宙空間にお
ける補強のためだけに特別な構造を別途設けることも困
難であった。一方、サンシールドを、帆船の帆を張る様
にして紐等で引っ張ることにより剛性,強度を高めると
いう方法も考えられたが、いたずらに構造が複雑になる
ばかりで、それ程の効果が期待できないということで、
現実には採用を見送られている。
【0015】本発明は、このような従来の各技術が有す
る問題を解決するために提案されたものであり、小型,
軽量かつ簡易な構造のみによって、人工衛星の打ち上げ
時には巻き込んで格納でき、かつ、宇宙空間においては
一定の剛性,強度を保って展開することができるサンシ
ールドの提供を目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項1記載のサンシールドは、サンシールド
基板をロール状に巻き込んだ状態で格納して打ち上げ、
宇宙空間において前記サンシールド基板を展開して外部
機器等を太陽光から遮断する、人工衛星に取り付けられ
るサンシールドにおいて、宇宙空間で展開されたサンシ
ールド基板のいずれか一方の面の巻き込まれる方向と直
交する方向に、一定温度下で湾曲しサンシールド基板の
中心部を膨出させる直線状の形状記憶合金からなるステ
ィフナを配設した構成としてある。
【0017】また、請求項2記載のサンシールドは、
ンシールド基板をロール状に巻き込んだ状態で格納して
打ち上げ、宇宙空間において前記サンシールド基板を
開して外部機器等を太陽光から遮断する、人工衛星に取
り付けられるサンシールドにおいて、宇宙空間で展開さ
れたサンシールド基板のいずれか一方の面の巻き込まれ
る方向と直交する方向に、一定温度下で収縮しサンシー
ルド基板の中心部を膨出させる直線状の形状記憶合金か
らなるスティフナを配設した構成としてある。
【0018】また、請求項3記載のサンシールドは、前
記スティフナの一部又は全部をコイルスプリング形状と
した構成としてある。
【0019】また、請求項4記載のサンシールドは、前
記サンシールドに、前記スティフナの中間部分を係止す
るスティフナ支持部を設けた構成としてある。
【0020】また、請求項5記載のサンシールドは、前
記スティフナを前記サンシールドの巻き込まれる方向に
二以上平行に配設した構成としてある。
【0021】
【作用】上記構成からなる本発明のサンシールドによれ
ば、人工衛星の打ち上げ時には、スティフナが、直線状
でサンシールドの平面と一体となっているので、サンシ
ールドを巻き込んで格納することができる。一方、宇宙
空間においては、太陽熱による形状記憶合金の形状変化
によってスティフナが湾曲したり、あるいは短くなった
りするので、サンシールドがこのスティフナの形状変化
に伴って自動的に中心部が膨出した屋根型形状となり、
一定の剛性,強度を保つことができ、人工衛星の外部搭
載機器を太陽光から保護することができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明のサンシールドの実施例につい
て、図面を参照して説明する。本実施例のサンシールド
は、打上げ時に巻き込まれて格納されるサンシールド基
板を、宇宙展開時において、その中心部が自動的に膨出
して屋根型形状となるように構成とした点に特徴があ
り、これ以外の部分は、図5ないし図7に示した従来の
サンシールドと同様の構成としてある。従って、従来と
同様の部分については同一符号を付し、詳細な説明は省
略する。
【0023】図1は、本発明のサンシールドの第1の実
施例の宇宙空間における状態を示す概略斜視図で、
(a)はスティフナの形状変化前、(b)は形状変化後
の状態を示す。図2は、図1におけるサンシールドの、
(a)はスティフナの形状変化前、(b)は形状変化後
の状態の正面図である。これらの図に示すように、本実
施例のサンシールドは、人工衛星10の外部に取り付け
られるサンシールド基板1と、このサンシールド基板1
の裏面(又は表面)に、サンシールド基板1の巻き込み
方向と直交する方向に配設されたスティフナ2とで構成
してある。
【0024】サンシールド基板1は、軽量で、かつ、格
納時には巻き込むことができ、展開時には平板状となる
ような一定のばね性と復元力を有する部材、例えば、カ
ーボングラスファイバ等の複合素材や、あるいは金属等
からなり、これらの部材を平板状に形成するとともに、
サンシールド自体の温度が上昇しないように、表面にア
ルミ蒸着テフロン等の加工が施されている。
【0025】このサンシールド基板1は、図5ないし図
7に示した従来のサンシールドと同様、人工衛星10側
に固定されたサンシールド支持部11により支持されて
おり、人工衛星10の打ち上げ時には、ロール状に巻き
込まれて格納され、宇宙空間に到達した時に固縛ベルト
12及び固定ピン14による固定が解除されて展開し、
図1(a)に示すような状態となり、外部搭載機器3の
上方を覆うようになっている。
【0026】サンシールド基板1の裏面に配設されるス
ティフナ2は、直線の長板状に形成してあり、かつ、サ
ンシールド基板1の巻き込み方向と直交する方向の幅と
同一の長さに形状記憶合金により形成してあり、本実施
例においては、巻き込み方向の両端とほぼ中央位置の三
箇所に配設してある。
【0027】このスティフナ2を構成する形状記憶合金
は、人工衛星10の打ち上げの際、すなわち常温時に
は、直線長板状でサンシールド基板1の平面と一体とな
り、サンシールド基板1を巻き込んだ際にも邪魔になら
ないようになっており、人工衛星10が宇宙空間に到達
し太陽光を受けた場合に、一定温度下において屋根型形
状に湾曲するように形状を記憶させて形成しておく。な
お、スティフナ2の変態温度としては、30±5℃とし
ておくことが好ましい。
【0028】また、スティフナ2のサンシールド基板1
への固定は、少なくとも、サンシールド基板1の両側縁
にスティフナ2の両端部を固定してあり、本実施例で
は、スティフナ2の一面全体をサンシールド基板1に接
着剤等により貼着して固定してある。このスティフナ2
のサンシールド基板1への貼着は、接着箇所を一面全部
とすることが好ましいが、サンシールド基板1を形状変
化させることができれば、任意の数箇所を接着するよう
にしてもよい。
【0029】これにより、人工衛星10が太陽熱を受け
た時、すなわち人工衛星10の外部搭載機器3に太陽光
が照射された時は、スティフナ2が屋根型形状に湾曲す
るので、サインシールド基板1も自動的に図1(b)に
示すような中心部が膨出した屋根型形状となり、一定の
剛性,強度をもって外部搭載機器3を太陽光から保護す
ることになる。
【0030】なお、サンシールド基板1を確実に屋根型
形状にさせるために、本実施例においては、スティフナ
2を、サンシールド基板1の巻き込まれる方向と直交す
短手方向と同一の長さに形成してサンシールド基板1
裏面の一側縁部から他側縁部までに貼着してあるが、こ
れに限らず、スティフナ2をサンシールド基板1の短手
方向より短く形成し、サンシールド基板1の中心部のみ
に貼着することもできる。このようにした場合、スティ
フナ2の材料の節約や人工衛星の軽量化等に資すること
ができる。また、本実施例では、スティフナ2をサンシ
ールド基板1の裏面三箇所に配設してあるが、これを任
意の数箇所あるいは一箇所とすることもできる。
【0031】次に、このような構成からなる本実施例の
サンシールドの動作について説明する。まず、人工衛星
10の打ち上げ時には、常温時であるので、図2(a)
に示すように、スティフナ2が直線棒状でサンシールド
基板1の平面と一体となっており、サンシールド基板1
はロール状に巻き込まれることによって格納される。
【0032】人工衛星10が宇宙空間に到達すると、図
7に示す従来のサンシールドと同様にして固縛ベルト1
2の固定を解除することで、サンシールド基板1が自ら
の復元力により平板状に展開する。
【0033】サンシールド基板1が平板状に展開する
と、太陽熱を受けた場合に、形状記憶合金の形状変化に
よりスティフナ2が湾曲して屋根型に形状変化する。こ
れにより、図2(b)に示すように、サンシールド基板
1も自動的に屋根型形状となって、一定の剛性,強度を
保つことができるので、人工衛星10の外部搭載機器3
は太陽光から保護される。また、スティフナ2とサンシ
ールド基板1は常に密着するので、サンシールド基板1
の剛性,強度をより高めることにもなる。
【0034】次に、本発明のサンシールドの第2の実施
例について、図3を参照して説明する。図3は、本発明
のサンシールドの第2の実施例を示す、(a)はスティ
フナの形状変化前、(b)は形状変化後の状態を示す正
面図である。本実施例においては、図3(b)に示すよ
うに、スティフナ2を、一定温度下において収縮してそ
の長さが短くなるように形状記憶させて形成するととも
に、サンシールド基板1裏面の両側縁にスティフナ2の
両端部のみをそれぞれねじ止め等により固定して設けて
ある。
【0035】このようにすると、一定温度下において、
スティフナ2の長さが短くなることによって、サンシー
ルド基板1の両縁部が内方へ引っ張られて、サンシール
ド基板1が、図3(b)に示すような中心部が膨出した
屋根型形状となり、上記第1の実施例と同様に、一定の
剛性,強度を保つことができる。
【0036】次に、本発明のサンシールドの第3の実施
例について、図4を参照して説明する。図4は、本実施
例のサンシールドの第3の実施例を示す、(a)はステ
ィフナの形状変化前、(b)は形状変化後の状態を示す
正面図である。
【0037】本実施例は、上記第2の実施例における、
スティフナ2が太陽熱を受けたときに短く形状変化する
ものについての変形実施に係るものである。本実施例に
おいては、スティフナ2の一部をコイルスプリング形状
に形成したスプリング2aとし、このスプリング2aの
中間部分であって、サンシールド基板1の巻き込まれる
方向と直交する方向、すなわち幅方向の中心に、スプリ
ング2aを係止するスティフナ支持部4を設けてある。
【0038】一般に、形状記憶合金の形状変化において
は、長さが短く変化する場合の変化率はそれほど大きく
ないため、サンシールド1の屋根型形状変化に縮み量が
不足する場合もある。そこで、本実施例においては、ス
ティフナ2の一部を形状記憶合金により形成したスプリ
ング2aとしてある。
【0039】すなわち、形状記憶合金をコイルスプリン
グ状に形成すると縮み量が大きくなるので、サンシール
ド基板1をより確実に屋根型にすることができる。な
お、本実施例ではスティフナ2の一部をスプリング2a
として形成してあるが、必要に応じて、スティフナ2全
体をコイルスプリング形状としてもよい。
【0040】また、本実施例においては、サンシールド
基板1を巻き込む方向と直交する方向の中心にスティフ
ナ支持部4を設けてあるので、サンシールド基板1は、
スティフナ支持部4を中心にして左右対称の屋根型とな
る。これにより、サンシールド基板1の強度,剛性がよ
り高くなるという効果がある。なお、このスティフナ支
持部4は、必要に応じて省略することもできる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように本発明のサンシール
ドによれば、小型,軽量、かつ簡易な構造のみによっ
て、サンシールドを、人工衛星の打ち上げ時には巻き込
んで格納でき、かつ、宇宙空間においては一定の剛性,
強度を保って展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサンシールドの第1の実施例の宇宙空
間における状態を示す概略斜視図であり、(a)はステ
ィフナの形状変化前、(b)は形状変化後の状態を示
す。
【図2】図1におけるサンシールドの、(a)はスティ
フナの形状変化前、(b)は形状変化後の状態を示す正
面図である。
【図3】本実施例のサンシールドの第2の実施例を示
す、(a)はスティフナの形状変化前、(b)は形状変
化後の状態を示す正面図である。
【図4】本実施例のサンシールドの第3の実施例を示
す、(a)はスティフナの形状変化前、(b)は形状変
化後の状態を示す正面図である。
【図5】従来のサンシールドの宇宙空間における状態を
示す概略斜視図である。
【図6】従来のサンシールドの格納状態を示す概略要部
側面図である。
【図7】従来のサンシールドの格納時の固定手段を示す
概略斜視図である。
【符号の説明】
1…サンシールド基板 2…スティフナ 2a…スプリング 3…外部搭載機器 4…スティフナ支持部 10…人工衛星 11…サンシールド支持部 12…固縛ベルト 13…中間部材 13a…回転軸 14…固定ピン 15…スプリング 16…ケーブル 17…カッター

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンシールド基板をロール状に巻き込ん
    だ状態で格納して打ち上げ、宇宙空間において前記サン
    シールド基板を展開して外部機器等を太陽光から遮断す
    る、人工衛星に取り付けられるサンシールドにおいて、宇宙空間で展開された サンシールド基板のいずれか一方
    面の巻き込まれる方向と直交する方向に、一定温度下
    で湾曲しサンシールド基板の中心部を膨出させる直線状
    の形状記憶合金からなるスティフナを配設したことを特
    徴とするサンシールド。
  2. 【請求項2】 サンシールド基板をロール状に巻き込ん
    だ状態で格納して打ち上げ、宇宙空間において前記サン
    シールド基板を展開して外部機器等を太陽光から遮断す
    る、人工衛星に取り付けられるサンシールドにおいて、宇宙空間で展開された サンシールド基板のいずれか一方
    面の巻き込まれる方向と直交する方向に、一定温度下
    で収縮しサンシールド基板の中心部を膨出させる直線状
    の形状記憶合金からなるスティフナを配設したことを特
    徴とするサンシールド。
  3. 【請求項3】 前記スティフナの一部又は全部をコイル
    スプリング形状とした請求項2記載のサンシールド。
  4. 【請求項4】 前記サンシールド基板に、前記スティフ
    ナの中間部分を係止するスティフナ支持部を設けた請求
    項3記載のサンシールド。
  5. 【請求項5】 前記スティフナを前記サンシールドの
    き込まれる方向に二以上平行に配設した請求項1,2,
    3又は4記載のサンシールド。
JP6323664A 1994-11-30 1994-11-30 サンシールド Expired - Lifetime JP2647040B2 (ja)

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