(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミッションを実行する機器が搭載されるコンポーネントと、
前記コンポーネントを支持するための取り付け面が形成される宇宙機本体と、
前記宇宙機本体に前記コンポーネントから単位時間当たりに伝導する熱量が変化するように、前記コンポーネントのコンポーネント外殻が前記取り付け面に接触する接触面積を変化させる接触面積変更機構
とを具備し、
前記コンポーネント外殻は、容器を構成している
宇宙機。
【請求項２】
請求項１において、
前記機器が稼働する稼働状況に基づいて前記接触面積が変化するように、前記接触面積変更機構を制御する制御装置
をさらに具備する宇宙機。
【請求項３】
請求項２において、
前記機器を加熱するヒーターをさらに具備し、
前記制御装置は、前記機器が所定の温度範囲で保温されるように、前記ヒーターを制御する
宇宙機。
【請求項４】
請求項２〜請求項３のいずれか一項において、
前記接触面積変更機構は、前記宇宙機本体に対して前記コンポーネントを移動させることにより、前記接触面積を変更する
宇宙機。
【請求項５】
ミッションを実行する機器が搭載されるコンポーネントと、
前記コンポーネントを支持するための取り付け面が形成される宇宙機本体と、
前記宇宙機本体に前記コンポーネントから単位時間当たりに伝導する熱量が変化するように、前記コンポーネントのコンポーネント外殻が前記取り付け面に接触する接触面積を変化させる接触面積変更機構と、
前記機器が稼働する稼働状況に基づいて前記接触面積が変化するように、前記接触面積変更機構を制御する制御装置
とを具備し、
前記接触面積変更機構は、前記宇宙機本体に対して前記コンポーネントを移動させることにより、前記接触面積を変更し、
前記接触面積変更機構は、
前記コンポーネントが前記取り付け面に接近するように、前記コンポーネントに弾性力を印加する弾性体と、
前記コンポーネントに固定される回転軸を中心に回転可能に支持されるカムと、
前記回転軸を中心に前記カムを回転させるモータとを備え、
前記カムは、前記回転軸を中心に前記カムが回転することにより、前記取り付け面から前記コンポーネントまでの距離が変化するように、前記取り付け面を摺動する外周が形成される
宇宙機。
【請求項６】
請求項５において、
前記接触面積変更機構は、前記コンポーネントが前記取り付け面に接触しているときに、前記コンポーネントを前記取り付け面に固定するラッチをさらに備える
宇宙機。
【請求項７】
機器が搭載されるコンポーネント外殻と、
前記コンポーネント外殻を支持するための取り付け面が形成される宇宙機本体に前記コンポーネント外殻から単位時間当たりに伝導する熱量が変化するように、前記コンポーネント外殻が前記取り付け面に接触する接触面積を変化させる接触面積変更機構
とを具備し、
前記コンポーネント外殻は、容器を構成している
コンポーネント。
【請求項８】
機器が搭載されるコンポーネントと、
前記コンポーネントを支持するための取り付け面が形成される宇宙機本体と、
前記宇宙機本体に前記コンポーネントから単位時間当たりに伝導する熱量が変化するように、前記コンポーネントのコンポーネント外殻が前記取り付け面に接触する接触面積を変化させる接触面積変更機構
とを具備する宇宙機を用いて前記機器を温度調節する温度調節方法であり、
前記機器が稼働する稼働状況を収集するステップと、
前記稼働状況に基づいて前記接触面積が変化するように、前記接触面積変更機構を制御するステップ
とを具備し、
前記コンポーネント外殻は、容器を構成している
温度調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、宇宙機に関し、特に、温度調節が必要である機器を備える宇宙機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミッションを実現するための機器を備え、宇宙空間を飛行する宇宙機が知られている。その機器は、所定の許容温度範囲に保持する必要があり、その許容温度範囲より低温となるときに、ヒーターにより加熱する必要があるものがある。その宇宙機は、消費エネルギーがより小さいことが望まれ、その機器を温度調節するためのエネルギーをより低減することが望まれている。
【０００３】
特開平０９−１９９８８２号公報には、温度制御の省電力化を図ることができる温度制御装置が開示されている。その温度制御装置は、作動時に発熱を伴う電子回路装置の温度制御を行うための温度制御装置であって、温度センサーとヒートシンク手段と第１の調整手段と制御手段とからなる。その温度センサーは、該電子回路装置に取り付けられている。そのヒートシンク手段は、前記電子回路装置から生じる発熱を放熱する。その第１の調整手段は、このヒートシンク手段と前記電子回路装置との伝熱接触面を可変することにより、伝熱量を調整する。その制御手段は、前記温度センサーからの出力信号に基づき、前記第１の調整手段を制御する。
【０００４】
特開２００６−８６２６０号公報には、試料を載置した試料プレートを急冷することができる温度制御装置が開示されている。その温度制御装置は、加熱器を備えたヒートプレートに試料載置部を設け、前記試料載置部を加熱することができる温度制御装置において、前記試料載置部を冷却するコールドプレートを備え、前記コールドプレートと、前記ヒートプレートとの間の熱交換のレベルを切換えることができる切換手段を備えたことを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１９９８８２号公報
【特許文献２】特開２００６−８６２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、機器を温度調節するためのエネルギーをより低減する宇宙機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明による宇宙機（１）は、宇宙機本体（２）とコンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）と接触面積変更機構（７）（２２）（３３）（６３）とを備えている。コンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）は、ミッションを実行する機器（７１）が搭載されている。宇宙機本体（２）は、コンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）を支持するための取り付け面（５）が形成されている。接触面積変更機構（７）（２２）（３３）（６３）は、宇宙機本体（２）にコンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）から単位時間当たりに伝導する熱量が変化するように、コンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）のコンポーネント外殻（６）（３５）（５５−１〜５５−ｎ）（６５）が取り付け面（５）に接触する接触面積を変化させる。このような宇宙機（１）は、接触面積変更機構（７）（２２）（３３）（６３）を用いてその接触面積を変化させることにより、機器（７１）を所定の温度範囲に保温するエネルギーを低減することができる。
【０００９】
本発明による宇宙機（１）は、機器（７１）が稼働する稼働状況に基づいてその接触面積が変化するように、接触面積変更機構（７）（２２）（３３）を制御する制御装置（７５）をさらに備えている。このような宇宙機（１）は、機器（７１）が稼働する稼働状況に基づいてその熱伝導率を変化させることにより、機器（７１）をより効率よく温度調節することができる。
【００１０】
本発明による宇宙機（１）は、機器（７１）を加熱するヒーター（７４）をさらに備えている。制御装置（７５）は、機器（７１）が所定の温度範囲で保温されるように、ヒーター（７４）を制御する。このような宇宙機（１）は、その接触面積を小さくして機器（７１）を加熱することにより、機器（７１）を加熱するエネルギーを低減することができる。
【００１１】
接触面積変更機構（７）（２２）は、宇宙機本体（２）に対してコンポーネント（３）（２１）を移動させることにより、その接触面積を変更する。ことが好ましい。
【００１２】
接触面積変更機構（７）は、コンポーネント（３）が取り付け面（５）に接近するように、コンポーネント（３）に弾性力を印加する弾性体（１１）と、コンポーネント（３）に固定される回転軸（１６）を中心に回転可能に支持されるカム（１２）と、回転軸（１６）を中心にカム（１２）を回転させるモータ（１４）とを備えていることが好ましい。このとき、カム（１２）は、回転軸（１６）を中心にカム（１２）が回転することにより、取り付け面（５）からコンポーネント（３）までの距離が変化するように、取り付け面（５）を摺動する外周（１７）が形成されている。
【００１３】
接触面積変更機構（７）は、コンポーネント（３）が取り付け面（５）に接触しているときに、コンポーネント（３）を取り付け面（５）に固定するラッチ（１５）をさらに備えている。このような宇宙機（１）は、コンポーネント（３）が取り付け面（５）に接触しているときに、コンポーネント（３）が宇宙機本体（２）に対して振動することを防止することができる。
【００１４】
本発明によるコンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）は、コンポーネント外殻（６）（３５）（５５−１〜５５−ｎ）（６５）と接触面積変更機構（７）（２２）（３３）（６３）とを備えている。コンポーネント外殻（６）（３５）（５５−１〜５５−ｎ）（６５）は、機器（７１）が搭載されている。コンポーネント外殻（６）（３５）（５５−１〜５５−ｎ）（６５）は、宇宙機本体（２）に形成される取り付け面（５）に支持されている。接触面積変更機構（７）（２２）（３３）（６３）は、宇宙機本体（２）にコンポーネント外殻（６）（３５）（５５−１〜５５−ｎ）（６５）から単位時間当たりに伝導する熱量が変化するように、コンポーネント外殻（６）（３５）（５５−１〜５５−ｎ）（６５）が取り付け面（５）に接触する接触面積を変化させる。このようなコンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）は、接触面積変更機構（７）（２２）（３３）（６３）を用いてその接触面積を変化させることにより、機器（７１）を所定の温度範囲に保温するエネルギーを低減することができる。
【００１５】
本発明による温度調節方法は、宇宙機（１）を用いて実行される。宇宙機（１）は、宇宙機本体（２）とコンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）と接触面積変更機構（７）（２２）（３３）とを備えている。コンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）は、機器（７１）が搭載されている。宇宙機本体（２）は、コンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）（６１）を支持するための取り付け面（５）が形成されている。接触面積変更機構（７）（２２）（３３）は、宇宙機本体（２）にコンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）から単位時間当たりに伝導する熱量が変化するように、コンポーネント（３）（２１）（３１）（５１）のコンポーネント外殻（６）（３５）（５５−１〜５５−ｎ）が取り付け面（５）に接触する接触面積を変化させる。本発明による温度調節方法は、機器（７１）が稼働する稼働状況を収集するステップと、その稼働状況に基づいてその接触面積が変化するように、接触面積変更機構（７）（２２）（３３）を制御するステップとを備えている。このような温度調節方法によれば、宇宙機（１）は、機器（７１）が稼働する稼働状況に基づいてその熱伝導率を変化させることにより、機器（７１）をより効率よく温度調節することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による宇宙機は、コンポーネントの外殻が宇宙機本体の取り付け面に接触する接触面の接触面積が変化することにより、そのコンポーネントを温度調節するためのエネルギーをより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明による宇宙機を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明による宇宙機を示すブロック図である。
【図３】図３は、宇宙機本体の取り付け面とコンポーネントの接触面とが離れているときの宇宙機を示す側面図である。
【図４】図４は、他のコンポーネントを示す側面図である。
【図５】図５は、宇宙機本体の取り付け面とコンポーネントの接触面とが離れているときの宇宙機を示す側面図である。
【図６】図６は、さらに他のコンポーネントを示す側面図である。
【図７】図７は、宇宙機本体の取り付け面とコンポーネントの接触面とが離れているときの宇宙機を示す側面図である。
【図８】図８は、さらに他のコンポーネントを示す側面図である。
【図９】図９は、宇宙機本体の取り付け面とコンポーネントの接触面とが離れているときの宇宙機を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、さらに他のコンポーネントを示す側面図である。
【図１１】図１１は、宇宙機本体の取り付け面とコンポーネントの接触面とが離れているときの宇宙機を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照して、本発明による宇宙機の実施の形態を記載する。その宇宙機１は、図１に示されているように、宇宙機本体２とコンポーネント３とを備えている。宇宙機本体２は、平坦な取り付け面５が形成されている。宇宙機本体２は、宇宙空間を飛行し、地球に例示される惑星を周回する惑星周回軌道を飛行している。宇宙機本体２は、さらに、図示されていない太陽電池と電池とを備えている。その太陽電池は、太陽光が入射されることにより発電する。このため、その太陽電池は、宇宙機本体２がその惑星の陰に配置されているときに、発電しない。その電池は、宇宙機本体２がその惑星の陰に配置されているかどうかにかかわらずに、電力を生成し、その太陽電池が発電していないときに、宇宙機１に搭載される電気機器にその電力を供給する。
【００１９】
コンポーネント３は、コンポーネント外殻６と接触面積変更機構７とを備えている。コンポーネント外殻６は、容器に形成されている。コンポーネント外殻６は、さらに、平坦である接触面８が形成されている。コンポーネント外殻６は、接触面８が取り付け面５に平行になるように、かつ、接触面８が取り付け面５に対向するように、配置されている。
【００２０】
接触面積変更機構７は、コンポーネント外殻６を宇宙機本体２に支持している。接触面積変更機構７は、レール１０とバネ１１とカム１２とモータ１４とラッチ１５とを備えている。レール１０は、取り付け面５の法線方向に平行にコンポーネント外殻６が移動することができるように、宇宙機本体２にコンポーネント外殻６を支持している。バネ１１は、弾性体から形成されている。バネ１１は、一端が宇宙機本体２に接合され、他端がコンポーネント外殻６に接合されている。バネ１１は、さらに、コンポーネント３の接触面８が取り付け面５に接近するように、すなわち、コンポーネント３のコンポーネント外殻６が宇宙機本体２に接近するように、宇宙機本体２とコンポーネント外殻６とに弾性力を印加している。
【００２１】
カム１２は、コンポーネント外殻６に固定されている回転軸１６を中心に回転することができるように、コンポーネント外殻６に支持されている。カム１２は、滑らかな外周１７が形成されている。外周１７は、カム１２が回転することにより取り付け面５を摺動するように、かつ、外周１７のうちの取り付け面５に接触する部位から回転軸１６までの距離が変化するように、形成されている。このため、接触面８は、カム１２が回転することにより、取り付け面５までの距離が変化し、取り付け面５に接触したり、取り付け面５から離れたりする。
【００２２】
モータ１４は、回転軸１６を中心にカム１２を回転させる。ラッチ１５は、接触面８が取り付け面５に接しているときに、所定の角度にカム１２が配置されることにより、コンポーネント外殻６を取り付け面５に固定する。ラッチ１５は、カム１２がその角度と異なる他の角度に配置されることにより、コンポーネント外殻６を取り付け面５に固定することを解除する。ラッチ１５は、コンポーネント外殻６を取り付け面５に固定することにより、コンポーネント３が宇宙機本体２に対して振動することを防止する。
【００２３】
接触面積変更機構７は、バネ１１とカム１２とモータ１４とラッチ１５とからなる組を複数備えている。なお、接触面積変更機構７は、その組の１つがコンポーネント３のコンポーネント外殻６を十分に確実に移動させることができるときに、その１つの組だけを備えることもできる。なお、ラッチ１５は、バネ１１の弾性力がコンポーネント３の振動を十分に防止することができるときに、省略されることもできる。
【００２４】
コンポーネント３は、さらに、図２に示されているように、電子機器７１と温度計７２と宇宙機本体状況センサー７３とヒーター７４と制御装置７５とを備えている。電子機器７１は、所定のミッションを実行する。そのミッションとしては、通信、放送、観測が例示される。電子機器７１は、所定の稼働時間に所定のミッションを実行し、所定の休止時間にそのミッションの実行を停止する。その稼働時間としては、宇宙機本体２の太陽電池に太陽光が照射される昼間が例示され、その休止時間としては、宇宙機本体２がその惑星の陰に配置される夜間が例示される。電子機器７１は、さらに、制御装置７５に稼働状況を間欠的に通知する。その稼働状況は、電子機器７１がそのミッションを実行しているかどうかを示し、すなわち、稼働中または休止中の一方を示している。電子機器７１は、そのミッションを実行するときに、発熱する。電子機器７１は、電子機器７１の温度が許容温度範囲に含まれるように、温度調節される必要がある。すなわち、電子機器７１は、そのミッションが実行されているときに、電子機器７１の温度がその許容温度範囲より高温にならないように冷却する必要がある場合があり、そのミッションが実行されていないときに、その許容温度範囲より低温にならないように加熱する必要がある場合がある。
【００２５】
温度計７２は、制御装置７５に制御されることにより、電子機器７１の温度を測定する。宇宙機本体状況センサー７３は、制御装置７５に制御されることにより、宇宙機本体２の状況を測定し、その状況を制御装置７５に通知する。たとえば、その状況は、その太陽電池が発電しているかどうかを示し、取り付け面５の温度を示している。ヒーター７４は、制御装置７５に制御されることにより、電子機器７１を加熱する。
【００２６】
制御装置７５は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、そのコンピュータにインストールされているコンピュータプログラムを実行することにより、その記憶装置とそのインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵにより作成される情報を一時的に記録する。
【００２７】
そのインターフェースは、そのコンピュータに接続されている外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力したり、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力したりする。その外部機器は、接触面積変更機構７と電子機器７１と温度計７２と宇宙機本体状況センサー７３とヒーター７４とを含んでいる。
【００２８】
制御装置７５は、電子機器７１から稼働状況を間欠的に受信する。制御装置７５は、電子機器７１の温度を間欠的に測定するように、温度計７２を制御する。制御装置７５は、さらに、宇宙機本体２の状況を間欠的に測定するように、宇宙機本体状況センサー７３を制御する。制御装置７５は、その稼働状況またはその温度またはその状況に基づいて、電子機器７１が加熱または放冷されるようにヒーター７４を制御し、接触面８が取り付け面５に接触または離脱するように接触面積変更機構７を制御する。
【００２９】
本発明による温度調節方法の実施の形態は、制御装置７５により実行され、電子機器７１の稼働状況を判別する動作と、電子機器７１を放冷する動作と、電子機器７１を保温する動作とを備えている。電子機器７１の稼働状況を判別する動作では、制御装置７５は、電子機器７１から稼働状況を間欠的に収集する。制御装置７５は、その稼働状況に基づいて電子機器７１がそのミッションを実行しているかどうかを判別する。
【００３０】
電子機器７１を放冷する動作は、電子機器７１がそのミッションを実行しているときに実行される。制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が稼働中を示しているときに、まず、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱することを停止する。制御装置７５は、さらに、接触面積変更機構７を制御することにより、図１に示されているように、接触面８を取り付け面５に接触させる。すなわち、制御装置７５は、モータ１４を制御することにより、接触面８が取り付け面５に接触するように、かつ、ラッチ１５がコンポーネント外殻６を取り付け面５に固定するように、カム１２を回転させる。
【００３１】
このとき、単位時間当たりに接触面８から取り付け面５に伝達される熱の熱量は、接触面８が取り付け面５に接触していることにより、接触面８が取り付け面５から離れているときに比較して、比較的大きい。このため、電子機器７１により発熱された熱は、接触面８と取り付け面５とを介して宇宙機本体２に効率よく伝熱される。このため、電子機器７１は、接触面８が取り付け面５から離れているときに比較して、比較的効率よく放熱され、その許容温度範囲より大きい温度に過熱されることがより防止される。
【００３２】
電子機器７１を保温する動作は、電子機器７１がそのミッションを実行していないときに実行される。制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が休止中を示しているときに、まず、接触面積変更機構７を制御することにより、図３に示されているように、接触面８を取り付け面５から離す。すなわち、制御装置７５は、モータ１４を制御することにより、接触面８が取り付け面５から離れるように、カム１２を回転させる。制御装置７５は、さらに、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱する。
【００３３】
このとき、単位時間当たりに接触面８から取り付け面５に伝達される熱の熱量は、接触面８が取り付け面５に接触から離れていることにより、接触面８が取り付け面５に接触しているときに比較して、比較的小さい。このため、ヒーター７４により生成された熱は、接触面８が取り付け面５から離れていることにより、宇宙機本体２に伝熱されにくく、電子機器７１をより効果的に加熱する。その結果、ヒーター７４は、接触面８が取り付け面５に接触しているときに比較して、電子機器７１をより小さい電力で加熱することができる。
【００３４】
このような温度調節方法によれば、宇宙機１は、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量が変化しない他の宇宙機に比較して、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００３５】
本発明による宇宙機の実施の他の形態は、既述の実施の形態におけるコンポーネント３が他のコンポーネントに置換されている。
【００３６】
図４は、その置換されたコンポーネントを示している。そのコンポーネント２１は、既述の実施の形態における接触面積変更機構７が他の接触面積変更機構２２に置換されている。接触面積変更機構２２は、クランクシャフト２３とモータ２４とコネクティングロッド２５とを備えている。クランクシャフト２３は、宇宙機本体２に固定されている回転軸２６を中心に回転することができるように、宇宙機本体２に支持されている。モータ２４は、制御装置７５に制御されることにより、回転軸２６を中心にクランクシャフト２３を回転させる。コネクティングロッド２５は、クランクシャフト２３に固定されている回転軸２７を中心に回転することができるように、クランクシャフト２３に支持されている。回転軸２７は、回転軸２６と平行である。コネクティングロッド２５は、さらに、コンポーネント外殻６に固定されている回転軸２８を中心に回転することができるように、コンポーネント外殻６に支持されている。回転軸２８は、回転軸２６と平行である。
【００３７】
コンポーネント外殻６は、取り付け面５の法線方向に平行に移動することができるように、宇宙機本体２に支持されている。接触面積変更機構２２は、クランクシャフト２３が回転することにより、接触面８から取り付け面５までの距離が変化するように、すなわち、接触面８が取り付け面５に接触したり、接触面８が取り付け面５から離れたりするように、形成されている。
【００３８】
このとき、制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が稼働中を示しているときに、まず、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱することを停止する。制御装置７５は、さらに、接触面積変更機構２２を制御することにより、図４に示されているように、接触面８を取り付け面５に接触させる。すなわち、制御装置７５は、モータ２４を制御することにより、接触面８が取り付け面５に接触するように、クランクシャフト２３を回転させる。
【００３９】
制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が休止中を示しているときに、まず、接触面積変更機構２２を制御することにより、図５に示されているように、接触面８を取り付け面５から離す。すなわち、制御装置７５は、モータ２４を制御することにより、接触面８が取り付け面５から離れるように、クランクシャフト２３を回転させる。制御装置７５は、さらに、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱する。
【００４０】
接触面積変更機構２２が適用された宇宙機は、既述の実施の形態における宇宙機１と同様にして、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。すなわち、本発明による宇宙機は、その接触面積を変化させる接触面積変更機構をコンポーネント外殻６の内部に配置させる必要がなく、接触面積変更機構２２をコンポーネント外殻６の外側に配置しても、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００４１】
図６は、さらに他のコンポーネントを示している。そのコンポーネント３１は、コンポーネント外殻３２と接触面積変更機構３３とを備え、既述の実施の形態におけるコンポーネント３と同様にして、電子機器７１と温度計７２と宇宙機本体状況センサー７３とヒーター７４と制御装置７５とを備えている。コンポーネント外殻３２は、容器に形成されている。コンポーネント外殻３２は、支持部材３４と可動壁３５とを備えている。支持部材３４は、断熱材から形成されている。支持部材３４は、コンポーネント外殻３２に接合され、宇宙機本体２に接合されている。すなわち、コンポーネント外殻３２は、支持部材３４を介して宇宙機本体２に固定されている。可動壁３５は、コンポーネント外殻３２が形成される材料と同じ材料から形成されている。その材料の熱伝導率は、支持部材３４が形成される断熱材の熱伝導率より大きい。可動壁３５は、平坦である接触面３６が形成されている。可動壁３５は、接触面３６が取り付け面５に平行になるように、かつ、接触面３６が取り付け面５に対向するように、配置されている。可動壁３５は、さらに、取り付け面５の法線方向に平行に移動することができるように、コンポーネント外殻３２に支持されている。
【００４２】
接触面積変更機構３３は、クランクシャフト３７とモータ３８とコネクティングロッド３９とを備えている。クランクシャフト３７は、宇宙機本体２に固定されている回転軸４１を中心に回転することができるように、宇宙機本体２に支持されている。モータ３８は、制御装置７５に制御されることにより、回転軸４１を中心にクランクシャフト３７を回転させる。コネクティングロッド３９は、クランクシャフト３７に固定されている回転軸４２を中心に回転することができるように、クランクシャフト３７に支持されている。回転軸４２は、回転軸４１と平行である。コネクティングロッド３９は、さらに、コンポーネント外殻６に固定されている回転軸４３を中心に回転することができるように、可動壁３５に支持されている。回転軸４３は、回転軸４１と平行である。
【００４３】
接触面積変更機構３３は、クランクシャフト３７が回転することにより、接触面３６から取り付け面５までの距離が変化するように、すなわち、接触面３６が取り付け面５に接触したり、接触面３６が取り付け面５から離れたりするように、形成されている。
【００４４】
このとき、制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が稼働中を示しているときに、まず、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱することを停止する。制御装置７５は、さらに、接触面積変更機構３３を制御することにより、図６に示されているように、接触面３６を取り付け面５に接触させる。すなわち、制御装置７５は、モータ３８を制御することにより、接触面３６が取り付け面５に接触するように、クランクシャフト３７を回転させる。
【００４５】
制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が休止中を示しているときに、まず、接触面積変更機構３３を制御することにより、図７に示されているように、接触面３６を取り付け面５から離す。すなわち、制御装置７５は、モータ３８を制御することにより、接触面３６が取り付け面５から離れるように、クランクシャフト３７を回転させる。制御装置７５は、さらに、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱する。
【００４６】
接触面積変更機構３３が適用された宇宙機は、既述の実施の形態における宇宙機１と同様にして、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。すなわち、本発明による宇宙機は、その接触面積を変化させるためにコンポーネント外殻６の全体を移動させる必要がなく、接触面３６が形成される可動壁３５のみを移動させても、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００４７】
図８は、さらに他のコンポーネントを示している。そのコンポーネント５１は、コンポーネント外殻５２を備え、既述の実施の形態におけるコンポーネント３と同様にして、電子機器７１と温度計７２と宇宙機本体状況センサー７３とヒーター７４と制御装置７５とを備えている。コンポーネント外殻５２は、容器に形成されている。コンポーネント外殻５２は、支持部材５４と複数の可動壁５５−１〜５５−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）とを備えている。支持部材５４は、断熱材から形成されている。支持部材５４は、コンポーネント外殻５２に接合され、宇宙機本体２に接合されている。すなわち、コンポーネント外殻５２は、支持部材５４を介して宇宙機本体２に固定されている。複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの任意の可動壁５５−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）は、コンポーネント外殻５２が形成される材料と同じ材料から形成されている。可動壁５５−ｉは、平坦である接触面５６−ｉが形成されている。可動壁５５−ｉは、接触面５６−ｉが取り付け面５に対向するように、配置されている。
【００４８】
可動壁５５−ｉは、図９に示されているように、回転軸５７−ｉを中心に回転することができるように、コンポーネント外殻５２に支持されている。回転軸５７−ｉは、取り付け面５の表面上に配置されている。このため、可動壁５５−ｉは、回転軸５７−ｉを中心に回転することにより、接触面５６−ｉが取り付け面５に接触したり、接触面５６−ｉが取り付け面５から離れたりすることができる。
【００４９】
コンポーネント５１は、図示されていない接触面積変更機構を備えている。その接触面積変更機構は、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎに対応する複数のモータから形成されている。その複数のモータのうちの任意の可動壁５５−ｉに対応するモータは、制御装置７５に制御されることにより、接触面５６−ｉが取り付け面５に接触したり、接触面５６−ｉが取り付け面５から離れたりするように、可動壁５５−ｉを回転させる。
【００５０】
このとき、制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が稼働中を示しているときに、まず、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱することを停止する。制御装置７５は、さらに、その接触面積変更機構を制御することにより、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの所定の個数の可動壁に形成される接触面を取り付け面５に接触させ、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの残りの可動壁に形成される接触面を取り付け面５から離す。
【００５１】
制御装置７５は、電子機器７１から収集された稼働状況が休止中を示しているときに、まず、その接触面積変更機構を制御することにより、接触面５６−ｉを取り付け面５から離す。その接触面積変更機構を制御することにより、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの所定の個数の可動壁に形成される接触面を取り付け面５に接触させ、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの残りの可動壁に形成される接触面を取り付け面５から離す。その個数は、電子機器７１が稼働中であるときに複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの接触面が取り付け面５に接触している可動壁の個数より少ない。制御装置７５は、さらに、ヒーター７４を制御することにより、電子機器７１を加熱する。
【００５２】
複数の可動壁５５−１〜５５−ｎが適用された宇宙機は、既述の実施の形態における宇宙機１と同様にして、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００５３】
さらに、制御装置７５は、電子機器７１の稼働状況または温度計７２により測定された温度または宇宙機本体状況センサー７３により測定された状況に基づいて、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの接触面を取り付け面５に接触させる可動壁の個数を算出することもできる。このとき、制御装置７５は、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちのその算出された個数の可動壁に形成される接触面を取り付け面５に接触させ、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎのうちの残りの可動壁に形成される接触面を取り付け面５から離すように、その接触面積変更機構を制御する。このような制御が適用された宇宙機は、既述の実施の形態における宇宙機１と同様にして、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。すなわち、制御装置７５は、複数の可動壁５５−１〜５５−ｎにそれぞれ形成される複数の接触面５６−１〜５６−ｎのうちの取り付け面５に接触する領域の面積を２値的に変化させる必要がなく、その領域の面積を３段階以上の段階的に変化させても、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００５４】
なお、制御装置７５は、電子機器７１が稼働中であるときにその接触面が取り付け面５から離れるように、かつ、電子機器７１が休止中であるときにその接触面が取り付け面５に接触するように、その接触面積変更機構を制御することもできる。宇宙機本体２の取り付け面５は、宇宙機本体２が常時に太陽光に曝されているときに、たとえば、惑星から十分に離れた軌道を宇宙機本体２が飛行しているときに、惑星の陰を飛行する宇宙機本体２の取り付け面５の温度より高い温度となる。このとき、制御装置７５は、電子機器７１が休止中であるときに、取り付け面５の熱を電子機器７１に伝熱させることができ、電子機器７１を加熱するヒーター７４の消費電力を低減することができる。制御装置７５は、さらに、電子機器７１が稼働中であるときに、取り付け面５から伝熱される熱により電子機器７１が過熱されることを防止することができる。その結果、このような制御でも、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００５５】
なお、制御装置７５は、電子機器７１から収集される稼働状況と異なる他の情報に基づいて、接触面積変更機構とヒーター７４とを制御することもできる。
【００５６】
たとえば、宇宙機本体２が備える太陽電池が発電していないときに電子機器７１がそのミッションを実行しないで、その太陽電池が発電しているときに電子機器７１がそのミッションを実行するときに、制御装置７５は、宇宙機本体状況センサー７３により測定された状況に基づいて接触面積変更機構とヒーター７４とを制御することもできる。このとき、制御装置７５は、その太陽電池が発電していることをその状況が示しているときに、既述の実施の形態における電子機器７１を放冷する動作が実行されるように、その太陽電池が発電していないことをその状況が示しているときに、既述の実施の形態における電子機器７１を保温する動作が実行されるように、接触面積変更機構とヒーター７４とを制御する。
【００５７】
たとえば、制御装置７５は、温度計７２から電子機器温度を収集し、宇宙機本体状況センサー７３から取り付け面温度を収集する。その電子機器温度は、電子機器７１の温度を示している。その取り付け面温度は、取り付け面５の温度を示している。制御装置７５は、その取り付け面温度と目標温度との間にその電子機器温度があるときに、その接触面と取り付け面５とが接触するように、その接触面積変更機構を制御する。その目標温度は、その許容温度範囲に含まれる温度を示している。制御装置７５は、その取り付け面温度とその目標温度との間にその電子機器温度がないときに、その接触面が取り付け面５から離れるように、その接触面積変更機構を制御する。制御装置７５は、さらに、その電子機器温度がその目標温度より小さいときに、電子機器７１が加熱されるようにヒーター７４を制御する。このような制御によれば、電子機器７１がそのミッションを実行しているかどうかにかかわらず、電子機器７１の温度が電子機器７１の許容温度範囲に含まれるように、その接触面積変更機構とヒーター７４とを制御することができる。
【００５８】
このような制御によれば、制御装置７５は、既述の実施の形態における電子機器７１を放冷する動作と電子機器７１を保温する動作と異なる他の動作を実行することもできる。たとえば、宇宙機本体２は、太陽の近傍の軌道を飛行しているときに、取り付け面５が高温となる。制御装置７５は、取り付け面５が高温である場合で、電子機器７１が稼働中であるときに、その接触面が取り付け面５から離れるように、その接触面積変更機構を制御することがある。太陽から遠い軌道を飛行し、常時に太陽光に曝されている宇宙機本体２の取り付け面５は、惑星の陰を飛行する宇宙機本体２の取り付け面５の温度より高い低温となる。制御装置７５は、取り付け面５がその低温である場合で、電子機器７１が休止中であるときに、取り付け面５の温度で電子機器７１が保温されるように、その接触面が取り付け面５に接触させることがある。
【００５９】
このような制御が適用された宇宙機も、既述の実施の形態における宇宙機１と同様にして、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００６０】
なお、制御装置７５は、ヒーター７４を用いて電子機器７１を加熱するときに、電子機器７１の温度がその許容温度範囲に含まれるように、温度計７２により測定された温度に基づいてヒーター７４をフィードバック制御することもできる。このような制御が適用された宇宙機も、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００６１】
図１０は、さらに他のコンポーネントを示している。そのコンポーネント６１は、コンポーネント６１は、コンポーネント外殻６２と接触面積変更機構６３とを備え、既述の実施の形態におけるコンポーネント３と同様にして、電子機器７１と温度計７２と宇宙機本体状況センサー７３とヒーター７４と制御装置７５とを備えている。コンポーネント外殻６２は、容器に形成されている。コンポーネント外殻６２は、支持部材６４と可動壁６５とを備えている。支持部材６４は、断熱材から形成されている。支持部材６４は、コンポーネント外殻６２に接合され、宇宙機本体２に接合されている。すなわち、コンポーネント外殻６２は、支持部材６４を介して宇宙機本体２に固定されている。可動壁６５は、コンポーネント外殻６２が形成される材料と同じ材料から形成され、平坦である接触面６６が形成されている。可動壁６５は、接触面６６が取り付け面５に平行になるように、かつ、接触面６６が取り付け面５に対向するように、配置されている。可動壁６５は、さらに、取り付け面５の法線方向に平行に移動することができるように、コンポーネント外殻６２に支持されている。
【００６２】
接触面積変更機構６３は、コンポーネント外殻６２が形成される材料に比較して、熱膨張率が大きい材料から形成されている。接触面積変更機構６３は、一端がコンポーネント外殻６２に接合され、他端が可動壁６５に接合されている。接触面積変更機構６３は、さらに、接触面積変更機構６３が膨張することにより接触面６６が取り付け面５に接触するように、かつ、接触面積変更機構６３が収縮することにより接触面６６が取り付け面５から離れるように、形成されている。接触面積変更機構６３は、さらに、電子機器７１の許容温度範囲に含まれる閾値温度より接触面積変更機構６３の温度が大きいときに、接触面６６が取り付け面５に接触するように、かつ、接触面積変更機構６３の温度がその閾値温度より小さいときに、接触面６６が取り付け面５から離れるように、形成されている。
【００６３】
接触面積変更機構６３は、電子機器７１がそのミッションを実行しているときに、電子機器７１により生成された熱により加熱される。接触面積変更機構６３は、加熱されることにより、可動壁６５の接触面６６が取り付け面５に接触するように、膨張する。このため、電子機器７１は、接触面６６が取り付け面５に接触していることにより、効率的に放冷される。
【００６４】
接触面積変更機構６３は、電子機器７１がそのミッションを実行していないときに、放冷される。接触面積変更機構６３は、放冷されることにより、可動壁６５の接触面６６が取り付け面５から離れるように、収縮する。このため、電子機器７１は、接触面６６が取り付け面５から離れていることにより、ヒーター７４により効率的に保温される。
【００６５】
その結果、接触面積変更機構６３が適用された宇宙機も、既述の実施の形態における宇宙機１と同様にして、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【００６６】
接触面積変更機構６３が適用された宇宙機は、さらに、制御装置７５が接触面積変更機構６３を制御する必要がなく、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量をより容易に変化させることができる。
【００６７】
なお、接触面積変更機構６３は、温度により変化する他の材料から形成されることもできる。その材料としては、形状記憶合金、バイメタルが例示される。その接触面積変更機構は、既述の実施の形態における接触面積変更機構６３と同様にして、単位時間当たりに接触面６６から取り付け面５に伝達される熱の熱量が変化するように、形成されている。このような接触面積変更機構が適用された宇宙機も、単位時間当たりにコンポーネント３から宇宙機本体２に伝達される熱量を変化させることにより、電子機器７１をより効果的に温度調節することができ、電子機器７１を温度調節するために消費される消費電力をより低減することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  ：宇宙機
２  ：宇宙機本体
３  ：コンポーネント
５  ：取り付け面
６  ：コンポーネント外殻
７  ：接触面積変更機構
８  ：接触面
１０：レール
１１：バネ
１２：カム
１４：モータ
１５：ラッチ
１６：回転軸
１７：外周
７１：電子機器
７２：温度計
７３：宇宙機本体状況センサー
７４：ヒーター
７５：制御装置
２１：コンポーネント
２２：接触面積変更機構
２３：クランクシャフト
２４：モータ
２５：コネクティングロッド
２６：回転軸
２７：回転軸
２８：回転軸
３１：コンポーネント
３２：コンポーネント外殻
３３：接触面積変更機構
３４：支持部材
３５：可動壁
３６：接触面
３７：クランクシャフト
３８：モータ
３９：コネクティングロッド
４１：回転軸
４２：回転軸
４３：回転軸
５１：コンポーネント
５２：コンポーネント外殻
５４：支持部材
５５−１〜５５−ｎ：複数の可動壁
５６−ｉ：接触面
５７−ｉ：回転軸
６１：コンポーネント
６２：コンポーネント外殻
６３：接触面積変更機構
６４：支持部材
６５：可動壁
６６：接触面
【図１】
0005943674.tif 000002
【図２】
0005943674.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005943674.tif 000005
【図５】
0005943674.tif 000006
【図６】
0005943674.tif 000007
【図７】
0005943674.tif 000008
【図８】
0005943674.tif 000009
【図９】
0005943674.tif 000010
【図１０】
0005943674.tif 000011
【図１１】
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