(57)【要約】【課題】高周波数帯域に対応可能となる高い鏡面精度を有した大型の人工衛星搭載用リフレクタを提供する。【解決手段】鏡面を形成する膜状のディッシュと、ディッシュを背面側から支持する複数本の背面リブと、背面リブとディッシュを結合する複数の結合部から構成されるメンブレンリフレクタにおいて、ディッシュは強化繊維による３軸織物を強化材を複合材料を素材としており、３軸織物の継ぎ合わせ部分が背面リブの少なくとも１本と平行に配置されるようにした。これによりディッシュの形状を拘束することができ、３軸織物の継ぎ合わせ部分を起点に発生する成形後のゆがみを低減できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡面を形成する膜状のディッシュと、 
前記鏡面の反射面とは反対側の背面側にあって、前記ディッシュを支持する複数本の背面リブと、
前記背面リブと前記ディッシュとの間に設けられ、前記背面リブと前記ディッシュを結合する複数の結合部と、
から構成されるメンブレンリフレクタであって、
前記ディッシュは複数枚の強化繊維を強化材とする複合材料からなり、前記複合材料を継ぎ合わせた継ぎ合わせ部が、前記背面リブと平行に配置されることを特徴とするメンブレンリフレクタ。
【請求項２】
前記結合部は、前記継ぎ合わせ部の上に配置されることを特徴とする請求項１記載のメンブレンリフレクタ。
【請求項３】
前記強化材は、強化繊維による２軸織物または３軸織物であることを特徴とする請求項１、２いずれか記載のメンブレンリフレクタ。
【請求項４】
鏡面を形成する膜状のディッシュと、 
前記鏡面の反射面とは反対側の背面側にあって、前記ディッシュを支持する複数本の背面リブと、
前記背面リブと前記ディッシュとの間に設けられ、前記背面リブと前記ディッシュを結合する複数の結合部と、
から構成されるメンブレンリフレクタであって、
前記ディッシュは、強化繊維による複合材料を素材として、前記強化繊維の切断面によって形成される繊維の不連続線が、前記背面リブの少なくとも１本と平行に配置されることを特徴とするメンブレンリフレクタ。
【請求項５】
前記結合部は、前記不連続線の上に配置されることを特徴とする請求項４記載のメンブレンリフレクタ。
【請求項６】
鏡面を形成する膜状のディッシュと、 
前記鏡面の反射面とは反対側の背面側にあって、前記ディッシュを支持する複数本の背面リブと、
前記背面リブと前記ディッシュとの間に設けられ、前記背面リブと前記ディッシュを結合する複数の結合部と、
から構成されるメンブレンリフレクタであって、
前記ディッシュは、強化繊維による複合材料を素材として、前記強化繊維の隣接する繊維との隙間が、背面リブの少なくとも１本と平行に配置されることを特徴とするメンブレンリフレクタ。
【請求項７】
前記結合部は、前記隙間の上に配置されることを特徴とする請求項６記載のメンブレンリフレクタ。
【請求項８】
強化繊維を強化材とする複合材料で樹脂が硬化する前の複数枚のプリプレグを、成形型の上に継ぎ合わせて置く工程と、
前記プリプレグを加熱することによって、前記成形型の形状を備えたディッシュを成形する工程と、
前記継ぎ合わせた部分の上に結合部材を配置する工程と、
前記結合部材を配置した箇所に沿って背面リブを配置する工程と、
前記ディッシュと、配置した前記結合部材と、配置した前記背面リブを接着剤で固定する工程と、
からなるメンブレンリフレクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、反射鏡の鏡面精度を向上したメンブレンリフレクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星に搭載するリフレクタは、軽量化のため、通常は強化繊維を強化材とする複合材料で構成されている。リフレクタの構造としてはサンドイッチパネル方式、デュアルリフレクタ方式、メッシュ方式など、各種の方式があることは周知のところである。
【０００３】
このような各種方式の人工衛星搭載用リフレクタの中に、さらなる軽量化を目的として膜状の鏡面であるディッシュと、上記ディッシュを支持するバックストラクチャーから構成されるメンブレンリフレクタ方式が開発されている。
【０００４】
従来のメンブレンリフレクタ方式は、高周波数帯域対応のサンドイッチパネル方式に比べ、リフレクタ鏡面部であるディッシュは薄く、成形後の鏡面加工ができない。このために、従来、メンブレンリフレクタ方式は高い鏡面精度を必要としないＬ帯などの低周波数帯域対応のリフレクタとして利用されていた。
しかしながら、近年の通信データの高速化や大容量化に伴ない、高速化及び大容量化に必要となる高周波帯域に対応した高い鏡面精度を有する大型の人工衛星搭載用メンブレンリフレクタが求められている。
【０００５】
現在、人工衛星に搭載するメンブレンリフレクタの鏡面精度を向上させるために、鏡面精度低下の要因となる熱膨張率の高い接着剤の使用量を抑制する技術や、熱変形し難い結合部品を製造する技術等が確立されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
しかしながら、これらの技術は熱環境にさらされた後の熱変形に起因する鏡面精度低下を抑制するものであるため、高周波帯域に対応することには不十分であり、高周波帯域に対応するために求められる鏡面精度そのものの向上は達成できない。
高周波帯域に対応するため、熱環境に晒される以前の人工衛星搭載用メンブレンリフレクタの鏡面精度を向上させる必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６７４７号公報
【特許文献２】特開２００８−３０６５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のメンブレンリフレクタの製造は、所望の鏡面形状を有する成形型上に、この成形型を用いて予め成形したディッシュを載置し、載置したディッシュの背面側から成形型に対して一定距離に制御した結合部材の底面を押し付けながら接着していた。これにより、ディッシュの有する、所望の鏡面形状からの形状誤差を矯正し、メンブレンリフレクタの鏡面精度の向上を図っていた。
【０００９】
しかしながら、この製造方法の場合、ディッシュのゆがみが不規則に発生する一方、背面構造に沿って配置された結合部材によってだけでは、背面構造がない領域のゆがみを拘束できないため、リフレクタの鏡面精度が低下してしまうという課題があった。
また、ディッシュが有する、所望の鏡面形状からの形状誤差は、ディッシュの面積が拡大するにつれて大きくなるため、リフレクタが大型になるほど、リフレクタの鏡面精度が低下してしまうという課題があった。
【００１０】
この発明は係る課題を解決するためになされたもので、鏡面精度の高いメンブレンリフレクタ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】
【００１１】
この発明に係るメンブレンリフレクタは、鏡面を形成する膜状のディッシュと、前記鏡面の反射面とは反対側の背面側にあって、前記ディッシュを支持する複数本の背面リブと、前記背面リブと前記ディッシュとの間に設けられ、前記背面リブと前記ディッシュを結合する複数の結合部とから構成されるメンブレンリフレクタであって、前記ディッシュは複数枚の強化繊維を強化材とする複合材料からなり、前記複合材料を継ぎ合わせた継ぎ合わせ部が、前記背面リブと平行に配置される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、高周波帯域に対応可能な高い鏡面精度を有する大型の人工衛星搭載用メンブレンリフレクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係るメンブレンリフレクタの全体図である。
【図２】実施の形態１に係るメンブレンリフレクタを構成するディッシュと背面リブを結合部材を用いて結合した結合部分の断面図である。
【図３】実施の形態１に係るメンブレンリフレクタにおけるディッシュ積層時の断面図である。
【図４】実施の形態１に係るメンブレンリフレクタにおけるディッシュ積層時の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
本実施の形態では、人工衛星搭載用メンブレンリフレクタの鏡面精度向上についての詳細を説明する。
以下、図を参照しながらこの発明の実施の形態１に係るメンブレンリフレクタ１００について説明する。
図１はメンブレンリフレクタ１００の構造の一例を示す全体図である。図１において、本発明のメンブレンリフレクタ１００は、反射鏡面を形成する膜状のディッシュ１と、ディッシュ１を反射鏡面の凸面側である非反射鏡面側（背面側）から支持する背面リブ２と、ディッシュ１と背面リブ２とを結合する複数個の結合部材３からなる。
【００１５】
ディッシュ１は、例えば強化繊維による２軸織物または３軸織物を強化材とした複合材料からなる膜状部材であり、このディッシュ１が所定の反射鏡として作用するように、背面リブ２がディッシュ１の形状を保持する。
【００１６】
背面リブ２は、メンブレンリフレクタ１００の軸方向（膜状のディッシュ１の面内の所定方向）に幅寸法を持ちほぼ矩形の形をした長い板部材を三角トラス状に組み合わせたものである。
【００１７】
図２は、ディッシュ１と背面リブ２を結合部材３を用いて結合した結合部分の断面図である。
結合部材３は、図２に示すように、対向する２つのＬ字型の部材である。他にも対向する２つのＬ字型の部材とＬ字型部材同士を連結する連結部材からなる部品としてもよい。その場合、Ｌ字型部材の縦方向の面にあたる縦面は互いに対向し、Ｌ字型部材の横方向の面にあたる横面の端部と端部とが凹状の連結部材により連結される形状となる。背面リブ２や結合部品３については、例えば特許文献２にも記載がある。
【００１８】
ここで本実施の形態に係るディッシュ１においては、後述するディッシュ１を構成する織物の継ぎ合わせの部分が、複数ある背面リブ２の少なくとも一本以上の背面リブ２と平行となるように配置する。
一般に、織物の継ぎ合わせの部分近傍でリフレクタの鏡面誤差が大きくなるが、このように織物の継ぎ合わせの部分と背面リブ２とを平行となるように配置することで、織物の継ぎ合わせ部分で発生するゆがみの調整が可能となり、鏡面誤差を小さく抑えることが可能となる。
【００１９】
ここで、反射鏡として作用するディッシュ１の成形方法について、図３を用いて説明する。図３は、ディッシュ１を積層時のディッシュ１の断面を示した図である。
ディッシュ１を成形するにあたり、まず、所望とする理想鏡面に近い成形型４を用意する。
強化繊維を強化材とする複合材料で、樹脂が硬化する前の半乾きの状態の材料樹脂（プリプレグ）を、成形型４の上にのせる。
ディッシュ１の強化繊維が織物材の場合、織物製造設備制約により、幅１０００ｍｍ程度の定尺品であるため、成形型４の上に置く際には、成形型４の曲面にもなじむように、裁断して幅を狭めることが一般的である。そのため、裁断したことによって発生する不連続面を継ぎ合わせる。
実施の形態１に係るディッシュにおいては、継ぎ合わせ部を、後工程においてディッシュ１と、結合部品３を介して接着される背面リブ２の、少なくとも一個以上の背面リブ２と平行になるように配置する。そして、結合部品３を強化繊維の継ぎ合わせ部の上に配置し、継ぎ合わせ部上の結合部品３を介してディッシュ１と背面リブ２を固定する。
【００２０】
図４は、ディッシュ１のうち、裁断された２枚のプリプレグを配置した状態を示している。
ディッシュ１の成形時には背面リブ２および結合部材３は配置できないので、適宜、背面リブ２の位置情報を、位置決め治具などを用いて転写するなどすることが望ましい。
継ぎ合わせ部の全てが多数ある背面リブ２のいずれかと平行であることが望ましいが、積層作業の制約により、背面リブと平行にできない継ぎ合わせ部が発生しても構わない。
次に、半乾きの材料樹脂がのせられた成形型を覆うように、バギングフィルムを用いて袋状にし、真空ポンプを用いて内部のエアーを抜く。この状態で例えばオートクレーブを用いて所定の温度と圧力にて、所定の時間だけ加圧、過熱する。これにより、成形型４の形状を備えたディッシュ１を成形することができる。
【００２１】
次に、ディッシュ１と背面リブ２との結合方法について説明する。
【００２２】
図２は結合部品３を断面方向からみた図である。結合部品３は、図１のように２つのＬ字型の構造部分を相対させて配置されている。結合部品３の二辺の角度はディッシュと結合される位置によって異なり、ディッシュ１と結合される位置における所望の鏡面形状に倣った形状となるように予め作製しておく。
【００２３】
この結合部品３を用いた結合手順を、次に説明する。
まず、結合部品３と背面リブ２の間および結合部品３とディッシュ１の間に接着剤を塗布する。
塗布した接着剤の硬化前の状態において、２つのＬ字型の結合部品３の間に差し込まれている背面リブ２の固定位置を、メンブレンリフレクタ１００の面内の各々の結合箇所で調整する。調整によりディッシュ１が形成する反射鏡面が所望の鏡面形状となった状態で、次に接着剤を硬化させる。
このようにして、ディッシュ１と結合部品３と背面リブ２の全体を固定する。
【００２４】
このように本実施の形態にかかるメンブレンリフレクタは、ディッシュ１の素材である織物を継ぎ合わせる継ぎ合わせ部分と、背面リブ２とが平行となるように、ディッシュ１を配置した。そして、背面リブ２と結合部品３の相対位置を調整することで、ディッシュ１からなるリフレクタの形状が所望の鏡面形状となるように調整した後、織物の継ぎ合わせ部分において、結合部品３を介してディッシュ１と背面リブ２を接着固定するようにした。
結合部品がディッシュ１の継ぎ合わせ部分の上に配置されていることにより、ディッシュ１の形状を拘束することができ、ディッシュ１の継ぎ合わせ部分を起点に発生する成形後のゆがみを低減させることができる。
【００２５】
このように本実施の形態によればメンブレンリフレクタの鏡面精度を向上でき、高周波帯域にも対応可能な高い鏡面精度を有する大型の人工衛星搭載用メンブレンリフレクタを提供することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態に係るディッシュ１を、強化繊維による２軸または３軸織物を強化材とした複合材料を素材とし、２軸または３軸織物の継ぎ合わせ部分が背面リブ２の少なくとも一個以上と平行となるように配置したが、ディッシュ１を強化繊維による複合材料を素材として、強化繊維の切断面によって形成される繊維の不連続線が、平面リブ２の少なくとも一個以上と平行となるように配置してもよい。この場合において結合部３は、強化繊維の切断面によって形成される繊維の不連続線の上に配置され、結合部３を介してディッシュ１と背面リブ２を固定する。
または、ディッシュ１を強化繊維による複合材料を素材として、強化繊維を重ね合わせずに隣に並べ、並べた際にできる強化繊維の隣接する繊維との隙間が、平面リブ２の少なくとも一個以上と平行となるように配置してもよい。この場合において結合部３は、強化繊維の隣接する繊維との隙間の上に配置され、結合部３を介してディッシュ１と背面リブ２を固定する。
【符号の説明】
【００２７】
１ ディッシュ、２ 背面リブ、３ 結合部材、４ 成形型、１００  メンブレンリフレクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015171132.tif 000006