(57)【要約】【課題】本発明の課題は、大面積要求に対応する一体の大型構造のものにおいて、高空間密度、超軽量に集積・実装することを可能とし、従来の焦点共有型のものよりも低コストの要求に応え得る電磁波集束装置を提示することにある。【解決手段】本発明の電磁波集束装置においては、回転放物面又はこれを模する曲面の一部である複数の反射鏡を特定方向に指向させながら高空間密度に集積・実装する方式とし、そのために個々の反射鏡を個別に周縁部で支持する要素支持構造を基本単位として支持構造同士を結合して、全ての反射鏡を一括支持して全体支持構造とする形態の他、ある個数の反射鏡をまとめて支持する群支持構造とし、それに他の群構造もしくは要素支持構造を連結して全体支持構造とする形態とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転放物面又はこれを模する曲面の一部である形状を有する焦点を共有しない複数の反射鏡と、当該反射鏡の外周部分を支持する支持部材と、各反射鏡毎の送受信装置とからなり、前記複数の反射鏡を近接形態で結合することにより、高空間密度に集積・実装したことを特徴とする電磁波集束装置。
【請求項２】
複数の反射鏡を近接結合する形態が、隣接する各反射鏡の支持部材同士が互いに接触連結して全体支持構造を構成する請求項１記載の電磁波集束装置。
【請求項３】
全体支持構造は反射鏡をある個数の群として一括支持する群支持構造を採った上に、当該群支持構造が相互に、または個々の反射鏡支持構造とも連結する機能を有して連結されるものである請求項２に記載の電磁波集束装置。
【請求項４】
反射鏡を平面にて切断した形状を外周として支持部材が支持する形態を採ることで、全体支持構造が平板からの打ち抜きと同様の平面形状となることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁波集束装置。
【請求項５】
反射鏡の外形として軸方向からの投影形状が正三角形、矩形、正六角形または十字形といった平面的に密の連続形状となる形状を選択して、その外周を支持部材が支持する形態を採ることで、反射鏡有効面積を極限まで高めると共に隣接する支持部材と連続した接触を実現したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁波集束装置。
【請求項６】
反射鏡の反射面材料として金属または高分子の薄膜にアルミニウムや銀などの高反射材の被膜を施したものを用いることにより、超軽量反射鏡を実現したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の電磁波集束装置。
【請求項７】
全体支持構造を囲むケーシングを設置することにより、地上用の設備として実用性を持たせたことを特徴とする請求項６に記載の電磁波集束装置。
【請求項８】
反射鏡の焦点に配置される部材を保持する保持部材は回転対称軸に配置するか薄板形状とすることにより、反射面に影を作らないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽光集光装置である電磁波集束装置。
【請求項９】
反射鏡の焦点において電磁波等を処理する装置などを保持する反射鏡毎の保持部材に流体ループ部材を用いて、高い熱交換機能を持たせることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電磁波集束装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽エネルギー利用のための集光装置、或いは送受信のための通信用電磁波送受信装置として用いられる電磁波集束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁波集束装置としては、一般に金属の薄膜又は網を放物面形状に成形した電磁波反射面にＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスチック）等の軽量かつ剛性の大きな樹脂を塗布したものが用いられているが、大面積要求に対応する一体の大型構造の場合には高精度化、軽量化そして低価格化を同時に成立させることは困難である。高精度化は一般には重量増大を伴い、これを軽量化しながら高精度を保つためには鏡面精度を能動的に制御することなどが要求されかねず、これは大幅な価格の増大につながる。特に、宇宙用電磁波集束装置に要求される画期的な軽量化に対応することができない。
また宇宙用としては超軽量化のために気体膨張式が主に米国で研究されているが、この方式では十分な精度にて回転放物面形状を形成することが極めて困難である。また気体を封入するために、反射面の前方に透明膜を設置する必要があり、焦点部に到達するまでに該気体層を電磁波が２回通過することになる。その透明性が十分ではないために太陽光の集光に場合には特に損失が少なくない。この気体膨張式宇宙用電磁波集束装置についての技術と問題性については非特許文献１、２に紹介されている。また、宇宙用の場合、宇宙デブリが膜に衝突することが想定され、その場合には衝突により生成される穴からの気体が流出してしまうことにより、圧力低下を生じて回転放物面形状の維持が困難となる問題を伴う。また、本発明者達は超軽量太陽集光鏡として高分子膜集光鏡を開発試作し、非特許文献３，非特許文献４に発表している。
【０００３】
このような高精度での大型化・軽量化、さらには高空間密度化に応えるために、一個の大型の鏡を数多くの部分に分割して構成する分割（セグメント）鏡の技術が広く採用され、各分割鏡の焦点を共有させることによってこの問題を解決している。しかし、この方式を採用した場合には構成部材として焦点位置に配置する一個の特別な大型送受信部材（部品・装置）が必要となる。この場合、その一つの部材が故障してしまうと、システムの全機能の喪失となる。システムが宇宙空間に設置されたものの場合、デブリが衝突するなどしてこれを破損するとこのシステムはそれで一巻の終わりとなる。しかもこの部材は一般に特注品となるため高価なものである。また、このシステムの全体構成は巨大な集光鏡を構成するため、面積的だけでなく軸方向にも場所をとる三次元構造体となる。従って、これを移送したり保管したりする取り扱いが極めて厄介である。この大面積の反射鏡分割型のシステムは高価格・低信頼性をもたらす欠点と共に輸送負担が大きくなることから、特に宇宙用としては不適である。
このような状況において航空宇宙技術研究所では最近、膜材料による太陽集光鏡を含む超軽量電磁波集束装置の研究を実施し、特願２００２−３０２６９５号「薄膜展開構造物、そのための薄膜展開方法並びに薄膜展開ユニット及び薄膜展開システム」と、特願２００３−６２５８４号「太陽熱推進システム、及びそれを用いた使用済み人工衛星の自主廃棄の方法」、特願２００２−２３９６９４号「超軽量電磁波集束装置及びその製造方法」と２本の直交する線焦点反射鏡による集束に関する特許文献１を先に出願しているところであるが、その延長線上の技術として多数反射鏡の高空間密度集積法についての研究に至ったものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２４７４１号公報  平成１５年４月２５日公開  「可変焦点距離電磁波集束装置」
【非特許文献１】Ｐ．  Ｅ．  Ｆｒｙｅ，  Ｊ．  Ａ．  ＭｃＣｌａｎａｈａｎ，  ”Ｓｏｌａｒ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｔａｇｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｆｉｒｓｔ  Ｐｌｕｔｏ  Ｍｉｓｓｉｏｎ，”  ＡＩＡＡ−９３−２６０１，  ２９ｔｈ  Ｊｏｉｎｔ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ＆  Ｅｘｈｉｂｉｔ，  １９９３．
【非特許文献２】Ｄａｖｉｄ  Ｌｉｃｈｏｄｚｉｅｊｅｗｓｋｉ，  Ｃｏｓｔａｓ  Ｃａｓｓａｐａｋｉｓ，  ”Ｉｎｆｌａｔａｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，”  ＡＩＡＡ−９９−１０７４，  １９９９．
【非特許文献３】坂下保治，佐原宏典，清水盛生，中村嘉宏、”太陽熱推進系における超軽量集光鏡の試作，”第４３回宇宙科学技術連合講演会，２０００．
【非特許文献４】松井康浩，佐原宏典，清水盛生，中村嘉宏，”超小型衛星用太陽熱推進系〜超軽量太陽集光鏡，”平成１３年度宇宙輸送シンポジウム，２００２．
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
大面積電磁波集束装置の高効率化のため、本発明者は上記した焦点を共有させる方式のものを除外し、焦点を一致させずに複数の反射鏡を同一方向に指向させて、高空間密度に集積・実装する大面積電磁波集束装置を開発することに想到した。高空間密度に集積・実装する大面積電磁波集束装置として太陽集光鏡を考えた場合、太陽光はエネルギー密度が低いために、特にこの高効率化の要求に応えることは重要となる。さらに、本方式を採用した場合、構成部材として複数の反射鏡数と同じ数の送受信装置を分散設置することが必要となるが、それが従来の一個の特別な大型送受信装置を採用するよりも安価・高信頼性であることが当然の要求となる。また、本装置が宇宙用の場合には、高空間密度、超軽量に集積・実装されることが打ち上げコストの低減等のために特に強く要求される。
【０００６】
本方式では反射鏡を特定の方向（例えば、太陽方向）に指向させるように駆動制御する機構を備えることが必要であるが、その場合にどのような姿勢をとったときにも重力に抗しうる剛性を有する構造物であることが地上等重力加速度が働く場において用いるものには求められる。そのために反射鏡およびその支持構造が重量の増大となることはそれを搭載する構造物全体の重量増大となり、駆動制御機構の大型化・重量増大もそれに伴い、さらには高価格化の問題を引き起こすこととなる。従って、地上用においても宇宙用ほどではないが、高空間密度の集積・実装、軽量化は解決すべき課題となる。
【０００７】
本発明の課題は、これらの要求、すなわち、大面積要求に対応する一体の大型構造のものにおいて、求められる性能と信頼性を満たすことを前提とした上で、高空間密度、超軽量に集積・実装することを可能とし、一個の特別な大型送受信装置を採用する従来の焦点共有型のものよりも低コストとなる要求に応え得る電磁波集束装置を提示することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、本発明の電磁波集束装置においては、回転放物面又はこれを模する曲面の一部である複数の反射鏡を特定方向に指向させながら高空間密度に集積・実装する方法を採用する。そのために個々の反射鏡を個別に支持する要素支持構造を基本単位とし、全ての反射鏡を一括支持して全体支持構造とする形態の他、ある個数（必ずしも一定数に限られない）の反射鏡をまとめて支持する群支持構造とし、それに他の群構造もしくは要素支持構造を連結して全体支持構造とする形態とする。また、各焦点位置に設置する送受波装置等の部材を保持する保持部にヒートパイプのような流体ループ部材を採用して装置の熱交換率を高める。
【０００９】
このための反射鏡の支持方法として、反射鏡の外周部を保持する方法を採用する。これには、反射鏡の中心部裏面を保持する方法に較べて、支持構造の反射鏡軸方向の必要空間が大幅に少ないこと、隣接する支持構造との連結部が保持部と距離的にはるかに短いこと、反射鏡の保持により生じうる反射鏡の形状の歪みが、最も重要な部分である反射鏡中心部周辺で少ないことなどの利点がある。
このような要素支持構造に適合する反射鏡外周部の形状としては、反射鏡を平面にて切断した円（楕円またはそれに準じる）形を外形とすることで、要素支持構造が平板からの打ち抜きと同様の平面形状となり、個別、群あるいは全反射鏡用の支持構造の製作が容易となる。特に、要素支持構造および群支持構造では、他の支持構造との連結が必要であるが、これも容易である。
【００１０】
上記の要素支持構造および群支持構造において円形形状をなす外周同士を連結すると、互いの円形形状間に幾何学的隙間を不可避的に生じることとなり、高空間密度実装としては最高の空間密度とはならないことは容易に理解されよう。このことは隣接する要素支持構造間で生じる事柄であるから、全ての反射鏡を支持する全体支持構造においても如何なる形態を採用した場合にも同様である。この問題を解決するために、本発明では反射鏡の外周の形状として、相互に隙間なく連結できる形状を採ることに想到した。つまり、軸方向からの投影形状として、すなわち、二次元平面において同一のパターン要素によって隙間無く埋め尽くされるパターンを採用する。例えば投影形状が正三角形、矩形、正六角形またはそれに準じる形状を選択して、その形状に対応する支持構造を採用する。この場合、支持構造の幅（外周と内周との間隔）を最小化でき、また各要素支持構造間に隙間はできないので、最高の空間密度実装が実現される。また、この場合は隣接する支持構造との連結は、すべての外周位置で行え、堅固な支持構造となる。ただし、この場合支持構造は上記の平板からの打ち抜きと同様の構造とはならず、指示構造の各頂点位置だけは軸方向位置が一致するが、その他の各点は軸方向へ湾曲した曲線となるため、支持構造はそれに対応した三次元形状をとることとなり、製作上若干複雑となる。しかし、採用する形状が決まればすべての要素支持構造も同一部品でまかなえるのでさしたる負担にはならない。
【００１１】
次に本発明における軽量化技術について説明する。まず、反射鏡を形成する素材として金属薄膜またはアルミニウムや銀を蒸着した高分子の薄膜を採用することによって、反射鏡の超軽量化を図った。反射鏡の超軽量化に関する技術としては非特許文献３、非特許文献４には、フィルム状の高分子材料に回転放物面形状に加工して後、アルミニウムの薄膜を蒸着して反射鏡とする技術が示されている。ただし、本発明の目指す最高の空間密度集積のためには、これまでの円形外周形状では十分ではなく、前述したようなその軸方向の投影形状が正六角形などの特殊形状を採用する必要がある。
【００１２】
また、大面積電磁波集束装置としてトータルの超軽量化を実現するためには反射鏡の素材の軽量化だけではなく、要素支持構造、群支持構造、全体支持構造の素材反射鏡を所望方向に駆動制御する機構、焦点位置に配置する部材とその保持機構といった構成部材すべてが軽量化の対象となる。本発明の場合大面積をカバーするため多数の反射鏡が用いられるが、その反射鏡の素材として上記構成を採ることによりその荷重負荷が極めて小さくなるので、それを支持する支持構造もそれを駆動制御する機構も軽量な素材で実現することができこととなり、トータルとして大幅な軽量化が可能である。その支持構造同士の連結にも、重量を伴うボルト・ナットなどを必要とせず、プラモデルなどで採用される簡便な「突起」とそれに対応する「穴」による弾性嵌合などの軽量・簡易な結合手段が適用できる。この全体の超軽量化は宇宙用では勿論、地上用においても省エネ、省資源そして低コスト化の面で大きなメリットとなる。
【００１３】
反射鏡のそれぞれの焦点位置に設置する部材（部品・装置）に関しては、特に太陽集光用のものでは、高性能の排熱が必要となる。そこで本発明ではこれらの部材を保持する保持構造の特に支柱にヒートパイプなどの流体ループ部材を支柱に用いて、高空間密度、軽量の構造にて高い排熱性能を持たせることができる。保持方法としては回転対称軸に一致させた一本の支柱による場合には、支柱は保持する部品・装置の影に隠れるので、それ自身が太陽入射鏡の有効面積を減少させることはない。一方、反射鏡周辺の支持構造から回転対称軸に斜めに支柱を設置する方法の場合には特に薄板形状の支柱を用いることで、それが作る太陽光の影の面積を最小限にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の電磁波集束装置を、図面を参照して説明する。本発明における反射鏡の形状を図１Ａに示す。回転放物面を軸２に直角な平面にて切断すると、軸対称回転放物面反射鏡１となり、そこに円形の切断線が現れ、これが反射鏡１の外周縁３となる。この反射鏡１を個別に支持する要素支持構造としては、図１Ｂに示すような外周縁３をリング状に保持する円形の要素支持構造４が採用できる。この円形の要素支持構造４の内周５は図１Ａに示した反射鏡１の外周縁３に一致して、ここで接着などにより反射鏡１を固定する。複数の反射鏡１を集積・実装する際には、この円形の要素支持構造４をその外周６にて互いに接する箇所にて連結する。この方法にて多数の反射鏡を平面円形要素支持構造にて集積・実装できる。これが本発明の大面積要求に対応する一体の大型支持構造の１形態である。
【００１５】
この円形の要素支持構造４はその外周が円形であるので、相互に連結した場合には、各要素支持構造間に必然的に隙間７が生じて、最高の空間密度での集積とはならない。そこで、隙間を作らない形状として図１Ｃに示すように要素支持構造４の外側形状６を正六角形にする形態を想起した。この形態では要素支持構造４同士の連結で隙間７のない高空間密度化は達成されるが、反射鏡１の外周縁３を保持する要素支持構造４の内側形状５が円形であるため、正六角形である外側形状６と円形の内側形状５との間に反射鏡として利用されない空間がかなり残される。そのため、本発明では最高の高空間密度化のために、反射鏡１の外周縁８をも正六角形にカットすることにより要素支持構造４の内側形状５も正六角形にすることに想到した。つまり図１Ｄに示すように要素支持構造４は外側形状６、内側形状５をともに正六角形とすることで、その幅は剛性確保、反射鏡固定および要素支持構造同士に連結に必要な寸法だけとし、反射鏡以外の部材である要素支持構造のしめる面積比を最小限に押さえることができる。すなわち、極限まで高空間密度集積が可能となる。図１Ｅでは正六角形支持構造４の内側形状５と外側形状６の差を無視して１本の太線にて表示して、この支持構造のハニカム形態の集積状況を示す。
【００１６】
ただし、要素支持構造４を正六角形とした場合、要素支持構造４は平面構造とはならない。なぜならば、要素支持構造４の内側形状は反射鏡１のカット周縁８を保持する関係にあるためその形状５はカット周縁８と同一となる。その反射鏡１のカット周縁８はその軸方向からの投影形状が正六角形となる形状であるから、そのカット周縁８の形状は図１Ｆに示すように６個の頂点は軸方向の同一位置をとるものの隣接する頂点間は弓状の曲線にて切り取った形状となる。したがってこれを保持する要素支持構造４の形状は平面上にはなく軸方向の変位成分を持つ三次元形状をとることになる。しかし、隣接する要素支持構造同士の位置関係は、各頂点、各辺共に一致するので、隣接する要素支持構造とすべての外側位置で接触状態となるため連結にまったく問題がないだけでなく、堅固な連結が可能である。
【００１７】
上記では反射鏡外周および支持構造内周の形状として、正六角形を採用したが、上記の利点は正六角形だけに限られるものではない。反射鏡１のカット周縁８の形状として軸方向からの投影形状が正六角形の他、図２（Ａ）に示す正三角形、図２（Ｂ）に示す矩形、または十字形といった平面的に密の連続形状となる同一パターン形状を選択することができる。これら平面的に密の連続形状となる同一パターン形状の例を図３に示す。Ａのユニットパターンは正三角形、Ｂのユニットパターンは正方形、Ｃのユニットパターンは正六角形、そしてＤのユニットパターンは正十字形である。そのカット周縁８を要素支持構造４が支持する形態を採ることで、反射鏡有効面積を極限まで高めると共に隣接する支持部材と連続した接触を実現できる。ただし正多角形であればよいというわけではなく、例えば図２（Ｃ）に示す正五角形の場合は、平面上で密に連結できないので、この方法は適用できない。
【００１８】
以上では、本発明の大面積電磁波集束装置の基本単位である１個の反射鏡用の要素支持構造と隣接する要素支持構造同士の連結について述べてきたが、次に本発明の大面積電磁波集束装置を構成する多数の反射鏡の要素支持構造の連結について説明する。基本的な形態としては全必要数の反射鏡を一体的に支持する全体支持構造がある。この形態においては従来の一個の大型の鏡を数多くの部分に分割して構成する分割鏡に比べ、軸方向位置に広く鏡を配置する必要が無く、ほぼ二次元的に配置して結合する構造となるため、移送や設置の作業が極めて容易となり作業負担が激減する。そして、全体構造として製作されるため現場での組み立て作業は必要が無く、その分コスト的に有利である反面、大面積の構造体となるため移送や保管取り扱いがそれなりに厄介であるし、後に分割の必要が生じた場合などには対応がとりにくい。
【００１９】
本発明の異なる形態として、複数の反射鏡の一群を一括して支持するために群構造をとる形態を提示する。この場合、とりあえず取り扱いや移送・保管において支障のない適当な大きさの群構造としておき、設置場所に移送してから複数の群構造を結合したり要素支持構造を付加したりして全体構造を構築するステップをとることができる。この形態はほぼ二次元形状にできる群構造を積層配置して取り扱うことができスペースをとらないため移送・保管に大変有利である。とくに宇宙への移送にあたっては折り畳み／展開構造とすることが容易にでき効果的である。
【００２０】
本発明の電磁波集束装置は軽量化を図るため超軽量の素材からなる反射鏡採用する。具体的には反射鏡として銀、アルミニウムなどの高反射被膜を施した金属または高分子の薄膜を素材として採用するもので、そのことにより、従来のガラス製反射鏡やアクリル製フレネル・レンズ、フレネル反射鏡などに比べ、２桁違いの軽量化が可能である。この反射鏡の超軽量化はそれだけの効果ではなく、それを支える支持構造の低剛性化・超軽量化に直結するので、反射鏡・支持構造の超軽量化が可能となる。支持構造の素材としては厚さ１ｍｍ以下の樹脂材の使用も可能で、それらの連結にはプラモデルなどで採用される簡便な「突起」とそれに対応する「穴」による弾性嵌合や、接着剤の薄層による連結手法が採用でき、簡便・軽量化に有利な方式が幅広く設計選択できる。
更に、反射鏡と要素支持構造が超軽量となることは反射鏡を太陽の方向や電波伝搬方向に向けるための駆動制御機構も低負荷駆動用のものでよいこととなり、これもまた軽量化低コスト化をもたらす。本発明ではこれら多くの構成部材の軽量化が可能となるため、超軽量化効果を生じる。風雨の影響を受けない宇宙空間においては機械的強度は自己の構造保持ができればよいので、この超軽量形態でそのまま大面積の電磁波集束装置を実施することができる。また、地上用の装置においてもケーシング内に収容することによりほぼ同様の形態で実施が可能となる。
【００２１】
反射鏡１の焦点に設置する部材（部品・装置）１１の保持方法としては、図３に示すように支柱にヒートパイプなどの流体ループ部材の支柱を用いて、高空間密度、軽量の構造にて高い排熱性能を持たせることができる。回転対称軸に一致させた一本の軸支柱１２による場合には、反射鏡が太陽の方を向いた場合支柱は保持する部材の影に隠れるので、それ自身が太陽入射鏡を減少させることはないし、反射鏡周辺の支持構造４から回転対称軸２に斜め支柱１３を設置する方法の場合には特に薄板形状の支柱を用いて、それが作る太陽光の影の面積を必要最小限に減少させることができる。保持機構や支持機構に流体ループ部材を用いることにより本システムの熱交換効率を高めることができる。この構成を採用することにより、過熱或いは過冷却状況においても本システムを設置使用することを可能とする。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の電磁波集束装置は回転放物面又はこれを模する曲面の一部である形状を有する焦点を共有しない複数の反射鏡と、当該反射鏡の外周部分を支持する支持部材と、各反射鏡毎の送受信装置とからなり、前記複数の反射鏡を近接形態で結合することにより、高空間密度に集積・実装したものであるから、焦点位置に配置する部材が各反射鏡毎に分散配置されることとなり、それらの一部が故障しても、その分だけの性能低下が発生するだけで、システム全体の機能の喪失とはならない。しかも小型の送受信部材を大量生産して使用することになるので、安価、高信頼性が期待できる。また、１つの巨大なレンズを形成する必要がないため、他の反射鏡との位置関係は自由度があり、設置場所の地形、他の構造物に応じて適宜の構造に組み立てることができる。
【００２３】
複数の反射鏡を近接結合する形態が、隣接する各反射鏡の支持部材同士が互いに接触連結して全体支持構造を構成するようにした本発明の電磁波集束装置は、結合機構が簡便であると共に空間密度を高くすることができる。
全体支持構造は反射鏡をある個数の群として一括支持する群支持構造を採った上に、当該群支持構造が相互に、または個々の反射鏡支持構造とも連結する機能を有して連結されるものである本発明の電磁波集束装置は、移送や保管の際に群として取り扱いえるので、その際の利便性が高い。また、郡単位で折り畳み／展開構造を採用することができ、移送に便利であって特に宇宙用に適している。
【００２４】
反射鏡を平面にて切断した形状を外周として支持部材が支持する形態を採る本発明の電磁波集束装置は、全体支持構造が平板からの打ち抜きと同様の平面形状となるため、空間密度を高くすることができると共に、要素支持構造間や群構造同士の結合が容易である。更に、反射鏡の外形として軸方向からの投影形状が正三角形、矩形、正六角形または十字形といった平面的に密の連続形状となる形状を選択して、その外周を支持部材が支持する形態を採った電磁波集束装置は、反射鏡有効面積を極限まで高めると共に隣接する支持部材と連続した接触を実現した。
【００２５】
反射鏡の反射面材料として金属または高分子の薄膜にアルミニウムや銀などの高反射材の被膜を施したものを用いた本発明の電磁波集束装置は、超軽量反射鏡を実現した。更にこの超軽量反射鏡の提供は支持構造の軽量化と駆動制御機構の軽量化を可能とし、システム全体の超軽量化をもたらす。
また、この超軽量化を図った全体支持構造をケーシングを設置して収納する形態を採った本発明の電磁波集束装置は、地上用の設備としての実用性を持たせたことができる。
【００２６】
反射鏡の焦点においてエネルギーを採取する装置などを保持する部材は回転対称軸に配置するか薄板形状とした本発明の電磁波集束装置は、反射面に影を作らないので太陽光集光装置として効率が高いものである。
また、反射鏡の焦点において電磁波等を処理する装置などを保持する反射鏡毎の保持部材にヒートパイプなどの流体ループ部材を用いた本発明の電磁波集束装置は、高い熱交換機能を持たせることができるので、太陽光集光用の装置としては高い排熱性能を持たせ高倍率の送受信に適合できるし、他の電磁波集束装置であっても過熱或いは過冷却状況において本システムを設置使用することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁波集束装置の反射鏡を示し、Ａは軸対称回転放物面の斜視図であり、Ｂは個々の反射鏡を支持する円形の要素支持構造、Ｃは外形が正六角形の要素支持構造の平面図、Ｄは外周形状と内周形状を正六角形とした要素支持構造の平面図、ＥはＤの要素支持構造を二次元的に結合配置した平面図、そしてＦは投影形状が正六角形となる反射鏡の斜視図である。
【図２】上段は斜視図、下段は平面図であって、Ａは軸方向投影図形を正三角形としたもの、Ｂは正方形のそしてＣは正五角形の反射鏡外周部の形状を示す。
【図３】要素支持構造体を二次元的に密に配置する形態を示す図で、Ａは正三角形、Ｂは正方形、Ｃは正六角形、そしてＤは正十字形の例である。
【図４】本発明の電磁波集束装置の反射鏡の焦点に配置する部材を支柱で保持する形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  回転放物面反射鏡                ７  要素支持構造間の隙間
２  回転軸                          ８  反射鏡の投影カット周縁
３  円形切断線                    １１  焦点配置の部材
４  要素支持構造                  １２  軸支柱
５  要素支持構造内周              １３  斜め支柱
６  要素支持構造外周
【図１】
2005033254.tif 000003
【図２】
2005033254.tif 000004
【図３】
2005033254.tif 000005
【図４】
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