(57)【要約】【課題】従来のヒートパイプパネルでは電子機器等を加熱保温するヒータが機器搭載面に実装されるため、ヒータが実装される領域には電子機器等を実装することができず、高密度実装が困難であるという課題があった。【解決手段】  ヒータはヒートパイプに接着され、ヒータ配線取り出しユニットにより保護された後、ハニカムコア、機器搭載面側の表皮と排熱面側（宇宙空間側）の表皮と接着される。ヒータの配線はヒータ配線取り出しユニットを介して機器搭載面表皮上に取り出され、制御機器に接続される。【選択図】  図１
2010266171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器が搭載される機器搭載側パネル表皮と、
前記機器搭載側パネル表皮に対向し空間に接する空間側パネル表皮と、
前記機器搭載側パネル表皮と前記空間側パネル表皮との間に埋め込まれ、前記機器搭載側パネル表皮あるいは前記空間側パネル表皮に上面、下面のいずれかの面が接するヒートパイプと、
前記ヒートパイプに取り付けられたヒーターと、
を備えたヒートパイプパネルであって、          
前記ヒーターは前記ヒートパイプの側面に直接取り付けられていることを特徴とするヒートパイプパネル。
【請求項２】
前記ヒートパイプの側面に装着されて前記ヒーターを覆い、前記ヒーターのヒーター配線を前記機器搭載側パネル表皮側に取り出す取出し口を具えたヒータ配線取り出しユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプパネル。
【請求項３】
前記ヒータはフィルム状シートヒータであり、前記電子機器の搭載位置の下方に取り付けられることを特徴とする請求項１、２いずれか記載のヒートパイプパネル。
【請求項４】
前記ヒータは前記ヒートパイプパネルの長手方向に沿って複数個設置され、各々のヒータは独立に温度制御されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のヒートパイプパネル。  
【請求項５】
前記ヒートパイプは長手方向沿って側面に凹部を備え、前記ヒータは当該凹部に取り付けられていることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか記載のヒートパイプパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星の電子機器搭載用のヒートパイプパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、人工衛星の高性能化に伴い、ヒートパイプパネルに搭載される電子機器の高密度実装化が必要となってきている。人工衛星の搭載機器は、電子機器から生じる熱を宇宙空間に排熱するためにヒートパイプパネルの機器搭載面に実装される。ヒートパイプパネルを能動的に熱制御するため、複数のヒータも機器搭載面に実装される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２９３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のヒートパイプパネルに搭載された高発熱の電子機器は、排熱能力を高める観点からヒートパイプの埋め込まれたところに取り付けなければならないという制約があった。また、低温環境下において電子機器を許容温度下限以上に保持するための保温用ヒータも、その効率を高めるためヒートパイプの埋め込まれたところに取り付ける必要があり、このため、ヒートパイプ上パネル表皮には保温用ヒータのスペースが必要であった。
従来のヒートパイプパネルではヒータが機器搭載面に実装されるため、ヒータが実装される領域には機器を実装することができず、結果として、ヒートパイプパネル上に電子機器を高密度に実装することが困難であるという課題があった。
この発明は、係る課題を解決するためになされたもので、ヒートパイプパネル上に電子機器を高密度に実装可能なヒートパイプパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のヒートパイプパネルは、電子機器が搭載される機器搭載側パネル表皮と、前記機器搭載側パネル表皮に対向し宇宙空間に接する宇宙側パネル表皮と、前記機器搭載側パネル表皮と前記宇宙側パネル表皮との間に埋め込まれ、前記機器搭載側パネル表皮あるいは前記宇宙側パネル表皮に上面、下面のいずれかの面が接するヒートパイプと、前記ヒートパイプに取り付けられたヒーターとを備えたヒートパイプパネルであって、前記ヒーターは前記ヒートパイプの側面に直接取り付けられるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ヒートパイプパネル上に電子機器を高密度に実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１におけるヒートパイプパネルの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１におけるヒートパイプパネルの電子機器ヒータ周辺を説明する図である。
【図３】実施の形態２におけるヒートパイプの形状を示す図である。
【図４】従来のヒートパイプパネルの構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
まず、従来のヒートパイプパネルについて説明する。
図４は、従来の機器搭載ハニカムサンドイッチパネルの一例を示すものである。図２において、１〜３は電子機器等の搭載機器、４は低温熱環境時に搭載機器１〜３を許容温度下限以上に保持する保温用ヒータ、５は搭載機器１〜３及び保温用ヒータ４の発熱を面内及び面外に主に伝導熱結合により伝達する機器搭載側パネル表皮、６は機器搭載側パネル表皮５からの熱流を面内及び面外に伝導熱結合により伝達するハニカムコア、７は宇宙空間に曝露され、ハニカムコア６から熱流を面内に伝導熱結合により伝達すると共に宇宙空間に放射熱結合により排熱する宇宙側パネル表皮、８は機器搭載側パネル表皮５とハニカムコア６ と宇宙側パネル表皮７とで構成するハニカムサンドイッチパネル、９は機器搭載側パネル表皮５及び宇宙側パネル表皮７に接することによりハニカムサンドイッチパネル８ の面外熱結合を大きくすると共に、ハニカムコア６に接しハニカムサンドイッチパネル８の面内熱結合を大きくするヒートパイプである。ハニカムサンドイッチパネル８の面内及び面外の伝導熱結合を大きくしパネルを最大限に等温化すること、高発熱機器を搭載可能にすること等から、パネル表皮５、７、及びハニカムコア６には熱伝導率の大きい材料、例えばアルミニウム合金を使用している。またパネル表皮５、７の材料として、熱伝導率の大きい複合材料、例えば高弾性ＣＦＲＰを使用する場合もある。図４に示される構成によりハニカムサンドイッチパネル８はパネル全面をほぼ等温に制御することが可能になる。
【０００９】
このように、従来のヒートパイプではヒータが機器搭載面に実装されるため、ヒータが実装される領域には機器を実装することができず、電子機器を高密度に実装することが困難であった。
【００１０】
次に、この発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるヒートパイプパネルの構成を表す図である。ここでは電子機器等の搭載機器は省略している。
図１において、ヒートパイプパネル２０は、ヒートパイプ１１と、パネルに剛性を与え、熱流を面内及び面外に伝導熱結合により伝達するハニカムコア１２と、電子機器等を搭載する機器搭載側パネル表皮１３と、宇宙空間に接し電子機器等が発生した熱を排熱する宇宙側パネル表皮１４と、低温熱環境時にヒートパイプパネル２０に搭載された電子機器等を許容温度下限以上に保温する電子機器ヒータ１５と、電子機器ヒータ１５を覆って保護し、電子機器ヒータ１５のヒータ配線を機器搭載側パネル表皮１３に取り出すための取り出し口を有したヒータ配線取り出しユニット１６から構成される。
なお、宇宙側パネル表皮１４は、空間側パネル表皮の一例である。
【００１１】
ヒートパイプ１１は、ヒートパイプ１１の互いに対向する面である上面あるいは下面のいずれかの面が、機器搭載側パネル表皮１３あるいは宇宙側パネル表皮１４に接しており、接することでヒートパイプパネル２０の面外熱結合を大きくすると共に、ハニカムコア１２に接し、ヒートパイプパネル２０の面内熱結合を大きくする機器搭載側パネル表皮１３からの熱流を面内及び面外に伝導熱結合により伝達する。本実施の形態では、機器搭載側パネル表皮１３に接する面をヒートパイプ１１の上面とする。
【００１２】
電子機器ヒータ５は、機器搭載側パネル表皮１３と宇宙側パネル表皮１４を上下面としたヒートパイプ１１の側面側に接着剤などにより直接、接着される。
従来、図２で示したように保温用ヒータ４を機器搭載面に実装していたため、ヒータが実装される領域には機器を実装することができず、電子機器を高密度に実装することが困難であったが、本実施の形態ではヒートパイプ１１の側面に電子機器ヒータ５を装着するようにしたため、電子機器を実装する領域を増やすことができる。
【００１３】
図２は電子機器ヒータ１５の付近を表した図である。本実施の形態では電子機器ヒータ１５をヒートパイプ１１の側面に装着したため、電子機器ヒータ１５が周囲に埋め込まれているハニカムコア１２と接触し電子機器ヒータ１５が損傷することが考えられる。このため箱型のヒータ配線取り出しユニット１６を配し、電子機器ヒータ１５を保護するようにしている。電子機器ヒータ１５のヒータ配線１７はヒータ配線取り出しユニット１６の上部から引き出すようにし、機器搭載側パネル表皮１３上に取り出されて制御機器（図示せず）に接続される。ヒータ配線１７は機器搭載側パネル表皮１３のパネル端部に限られず、機器搭載側パネル面内の所望の位置から取り出すこと可能である。これによりヒートパイプパネル２０内の配線レイアウトが簡素化され、無用に長い配線を引き回す必要もなくなる。
【００１４】
本実施の形態のヒートパイプパネルは、一例として以下の手順で製造される。
まず、先に示したようにヒートパイプ側面に電子機器ヒータ１５を接着剤で接着する。接着剤としては例えば電気絶縁性、耐熱性、耐寒性、粘着性に優れたシリコン系接着剤を用いることができる。電子機器ヒータ１５の設置箇所としては、搭載する電子機器の下方となる。電子機器ヒータ１５を接着したヒートパイプを縦方向、横方向に枠組した後、あいだにハニカムコア１２を埋め込み、機器搭載側パネル表皮１３、宇宙側パネル表皮１４で挟み込んでサンドイッチ成形を行う。電子機器ヒータ１５のヒーター配線１７や、機器搭載側パネル表皮１３に搭載する電子機器用の配線を行い、所要の配線は機器搭載側パネル表皮１３に開けた穴から引き出し、搭載機器類と接続を行う。
【００１５】
以上のように、本実施の形態では上記構成をとることにより、機器搭載側パネル表皮１３に電子機器ヒータ５を配置する必要がなくなる。
これにより、従来電子機器ヒータ５が占有していた領域に機器を実装することが可能となり、機器搭載側パネル表皮１３に、より高密度に電子機器を実装することが可能となる。
【００１６】
なお、本実施の形態で使用する電子機器ヒータ１５は例えば薄型のフィルム状シートヒータであり、使用温度範囲に応じて設計を行うことができる。
【００１７】
また、使用するシートヒータは1種類である必要はなく、搭載する電子機器の熱容量や所望となる温度範囲に応じてヒートパイプの長手方向に沿って、複数個、異なるヒータを用いるようにしてもよい。この際、各々のシートヒータは搭載する電子機器の下方位置に設け、電子機器の動作温度に応じて保温ができるように独立に温度制御されるようにしてもよい。これにより衛星の省電力化を図ることができる。
【００１８】
またフィルム状シートヒータはあくまで一例であり、他の電熱ヒータ等、加熱や保温が可能な保温手段であっても構わない。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態１ではヒートパイプ側面に電子機器ヒータ５を実装していたが、電子機器ヒータ５の箇所が段差となりヒータ配線取り出しユニット１６を設置するようにしたため、ハニカムコア１２を取り付けできない領域が出来ていた。実施の形態２ではヒートパイプ側面に加工を行うことにより、電子機器ヒータ５による段差が無くなるようにする。
【００２０】
図３は、実施の形態２のヒートパイプ３１と電子機器ヒータ３５を表す図である。他の構成については実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
図３（ａ）はヒートパイプ３１の断面であり、ヒートパイプ側面には内側に窪んだ凹部３２が形成されている。図３（ｂ）はヒートパイプ３１の斜視図であり、このようにヒートパイプ３１側面の長手方向には凹部３２が予め形成されている。電子機器ヒータ１５はこの凹部３２に埋め込むように接着剤等で接着される。
【００２１】
本実施の形態の電子機器ヒータ１５は凹部３２に接着されるため、実施の形態１のように電子機器ヒータ１５による段差が生じることがなく、電子機器ヒータ１５を保護するようなヒータ配線取り出しユニット１６を設ける必要もない。
【００２２】
本実施の形態のヒートパイプパネルの製造として、まず、ヒートパイプ３１の側面凹部に電子機器ヒータ１５を接着剤で接着する。電子機器ヒータ１５を接着したヒートパイプを縦方向、横方向に枠組した後、あいだにハニカムコア１２を埋め込み、機器搭載側パネル表皮１３、宇宙側パネル表皮１４で挟み込んでサンドイッチ成形を行う。
本実施の形態ではヒータ配線取り出しユニット１６の設置が不要であるため、ヒートパイプパネル面内において、ヒータ配線取り出しユニット１６のためにハニカムコア１２を埋め込むことが出来ない領域を無くすことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１〜３  電子機器等の搭載機器、４  保温用ヒータ、５  機器搭載側パネル表皮、６  ハニカムコア、７  宇宙側パネル表皮、８  ハニカムサンドイッチパネル、９  ヒートパイプ、１１  ヒートパイプ、１２  ハニカムコア、１３  機器搭載側パネル表皮、１４  宇宙側パネル表皮、１５  電子機器ヒータ、１６  ヒータ配線取り出しユニット、１７  ヒータ配線、２０  ヒートパイプパネル、３１  ヒートパイプ、３２  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010266171.tif 000005
【図４】
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