(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
展開状態において鏡面を形成する導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、収納状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容されることを特徴とする展開式メッシュアンテナ。
【請求項２】
折畳み展開自在な支持体と、
この支持体に取着され、前記支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュとを具備し、
該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、前記支持体の折畳み状態では、前記支持体と略平行な軸回りに巻き込み収容されることを特徴とする展開式メッシュアンテナ。
【請求項３】
前記導電性メッシュは、前記支持体の折畳み状態で、該支持体の内側に折り畳んで収納されることを特徴とする請求項２記載の展開式メッシュアンテナ。
【請求項４】
前記支持体は、複数個がアンテナ形状に組合わされてなることを特徴とする請求項２又は３記載の展開式メッシュアンテナ。
【請求項５】
第１乃至第４の四辺部材を略四辺形形状に組合せて、端部間を回転自在に結合した四辺構造を、複数個、各第１の四辺部材を共有して放射方向に折畳み展開自在に組付けられた多角錐台形状の展開トラスと、
この展開トラスの一方面上に装着され、前記展開トラスの展開状態で鏡面形状に展張される導電性メッシュとを具備し、
該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、前記展開トラスの折畳み状態では、前記第１の四辺部材と略平行な軸の周囲に巻き込み収容されることを特徴とする展開式メッシュアンテナ。
【請求項６】
前記導電性メッシュは、前記トラス構造体の折畳み状態で、該トラス構造体の第１乃至第４の四辺部材の内側に折り畳んで収納されることを特徴とする請求項５記載の展開式メッシュアンテナ。
【請求項７】
前記トラス構造体は、複数個がアンテナ形状に組合わされてなることを特徴とする請求項５又は６記載の展開式メッシュアンテナ。
【請求項８】
折畳み展開自在な支持体に取着され、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、その折畳み状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナと、
この展開式メッシュアンテナの前記導電性メッシュを巻き込み収容するものであって、前記支持体の折畳み収容に連動して、前記支持体に張設された導電性メッシュの外面側を係止して、該導電性メッシュを前記支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳み手段と
を具備したことを特徴とする展開式メッシュアンテナの折畳み装置。
【請求項９】
折畳み展開自在な支持体に取着され、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、その折畳み状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナと、
この展開式メッシュアンテナの前記導電性メッシュを巻き込み収容するものであって、前記支持体の折畳み収容に連動して、前記支持体に張設された導電性メッシュの両面を挟持して、前記導電性メッシュを前記支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳み手段と
を具備したことを特徴とする展開式メッシュアンテナの折畳み装置。
【請求項１０】
折畳み展開自在な支持体に取着され、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、その折畳み状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナの鏡面側を重力方向に向けた状態で、前記支持体を折畳み収容しながら前記導電性メッシュを前記支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込むことを特徴とする展開式メッシュアンテナの折畳み方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば人工衛星等に搭載されてなるパラボラアンテナのうち、金属線材等を編み込んで構成した変形自在の導電性メッシュを反射鏡面とする展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宇宙空間に大型の構造物を構築する場合、現在ではスペースシャトルや宇宙ステーション・ミールに於いて宇宙飛行士が作業を行う方式が採用されているが、これらの方式では人的被害を考慮する必要性があると共にコストも高くつくという欠点を有し、また作業期間の制約や構築構造物サイズの制約を受けることもあり得る。
【０００３】
このため、昨今では宇宙空間に大型構造物を構成する方式として、モータ等の駆動力によって自動的に構造体を構成する展開トラス構造なるものが国内外で研究されている。
【０００４】
ところで、このような展開トラス構造を用いて宇宙空間に大形アンテナを構成する手法として、既に特開平７−２２６６２０等の導電性メッシュ材を用いた折り畳み自在な展開式メッシュアンテナが知られている。
【０００５】
図１３乃至図１６は、このような従来の展開式メッシュアンテナを示すもので、図１３が折畳み状態を示し、図１４及び図１５が展開途中を示し、図１６が展開状態を示す。
【０００６】
即ち、図において、１０１は、例えば金属材料をメッシュ状に織り込んだ導電性メッシュで、この導電性メッシュ１０１は、ケーブル１０２に取り付けられている。上記ケーブル１０２を支持する構造体は、センターハブ１０３と展開リブ１０４、展開ヒンジ１０５により構成され、展開リブ１０４は、展開ヒンジ１０５回りに回転自在になるようにセンターハブ１０３に固定されている。この展開リブ１０４の回転によりメッシュアンテナは、展開運動する。
【０００７】
また、上記ケーブル１０２は、展開リブ１０４に接続されており、展開リブ１０４が回転して所定の位置に到達したときに張力が発生して導電性メッシュ１０１を張架し、反射面を構成する。
【０００８】
さらに、ケーブル１０２には、収納ケーブル１０６が取りつけられており、収納状態において収納ケーブル１０６は、収納ケーブルリリース機構１０７に固定されている。この収納ケーブルリリース機構１０７は、その名の示すとおり、展開リブ１０４の回転により収納ケーブル１０６をリリースしていき、展開状態に至る。
【０００９】
ところが、上記展開式メッシュアンテナでは、特に、鏡面の開口直径を大きくしようとして展開リブ１０４の長さを長くすると、図１７に示すようにその収納状態において、導電性メッシュ１０１が展開リブ１０４の包絡域よりはみ出すと共に、収納状態の導電性メッシュ１０１が、構造体(展開リブ１０４)の展開運動する方向と略平行に存在するため、導電性メッシュ１０１の網の穴に展開運動する構造体の凹凸部が引っかかりやすく、展開動作を行う際に導電性メッシュ１０１が構造体と絡まって展開動作を阻害する虞れを有する。
【００１０】
また、上記展開式メッシュアンテナでは、その折畳み展開に収納ケーブルリリース機構１０７を備えなければならないために、その重量が重くなるという問題を有する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の展開式メッシュアンテナでは、アンテナ反射鏡の開口直径を大きくしようとすると、その収納状態において導電性メッシュが構造体の包絡域よりはみ出すとともに、収納状態の導電性メッシュが構造体が展開運動する方向と略平行に存在するために、導電性メッシュが絡まって損傷させる虞れを有すると共に、重量が重くなるという問題を有する。
【００１２】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、大型化の促進を図り得、且つ、信頼性の高い高精度なメッシュ折畳み展開動作を実現し得るようにした展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、展開状態において鏡面を形成する導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、収納状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナを構成した。
【００１４】
上記構成によれば、展開状態において鏡面をなす導電性メッシュが、収納状態において鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込んで折り畳んでいるので、その収納状態において導電性メッシュが構造体の包絡域よりはみ出すことなく収容される。従って、展張状態から折畳む際に導電性メッシュが構造体等に絡まることがなく、確実な展開動作が可能となり、鏡面形状の大型化の促進を容易に図ることが可能となる。
【００１５】
また、この発明は、折畳み展開自在な支持体と、この支持体に取着され、前記支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、前記支持体の折畳み状態では、前記支持体と略平行な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナを構成した。
【００１６】
上記構成によれば、支持体が折畳み収容されると、導電性メッシュが鏡面と略垂直な軸回りに巻き込んで収納されることにより、その収納状態において導電性メッシュが支持体の包絡域よりはみ出すことがなく収容される。従って、展開動作を行う際に導電性メッシュが構造体に絡まることがないため、確実な展開動作が可能となり、鏡面形状の大型化の促進を容易に図ることが可能となる。
【００１７】
また、この発明は、前記導電性メッシュを支持体の折畳み状態で、該支持体の内側に巻き込んで収納されるように構成した。
【００１８】
上記構成にいれば、導電性メッシュが、支持体の内側に巻き込み収納されることにより、その収納状態において支持体の包絡域よりはみ出されない。従って、支持体の展開動作を行う際に導電性メッシュが支持体に絡まることがなく、確実な展開動作が実現される。
【００１９】
また、この発明は、導電性メッシュが鏡面と略垂直な軸回りに巻き込んで収納される支持体を、複数個、アンテナ形状に組合わされてメッシュアンテナを形成した。 これにより、支持体の折畳み状態で、導電性メッシュが支持体の包絡域よりはみ出していない大口径のアンテナ形状を容易に形成することが可能となり、メッシュアンテナの大型化の促進を容易に図ることが可能となる。
【００２０】
また、この発明は、第１乃至第４の四辺部材を略四辺形形状に組合せて、端部間を回転自在に結合した四辺構造を、複数個、各第１の四辺部材を共有して放射方向に折畳み展開自在に組付けられた多角錐台形状の展開トラスと、この展開トラスの一方面上に装着され、前記展開トラスの展開状態で鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、前記展開トラスの折畳み状態では、前記第１の四辺部材と略平行な軸の周囲に巻き込み収容される展開式メッシュアンテナを構成した。
【００２１】
上記構成によれば、第１乃至第４の四辺部材を端部を回転自在に結合した四辺構造を、第１の四辺部材を共有して放射方向に複数配設した多角錐台形状を形成した展開トラスの折畳み状態で、導電性メッシュが、前記導電性メッシュが収納状態において、第１の四辺部材の周囲に巻き込まれ収容されることにより、その収納状態において導電性メッシュがトラス構造体の包絡域よりはみ出すことがないと共に、導電性メッシュの面の方向が、展開による上記第１乃至第の四辺部材の運動方向と略垂直になるため、導電性メッシュと第１乃至第３の四辺部材との摺接が最小限に保たれて展開動作を行う際に導電性メッシュがトラス構造体に絡まることがなくなる。従って、展開動作を行う際に導電性メッシュが構造体に絡まることがないため、確実な展開動作を実現できる。
【００２２】
また、この発明は、前記トラス構造体に取着した導電性メッシュは、トラス構造体の折畳み状態で、該トラス構造体の第１乃至第４の四辺部材の内側に折り畳んで収納されるように構成した。
【００２３】
上記構成によれば、導電性メッシュが、トラス構造体の第１乃至第４の四辺部材の内側に巻き込み収納されることにより、その収納状態においてトラス構造体の包絡域よりはみ出されない。従って、トラス構造体を折畳む際、導電性メッシュトラス構造体に絡まることがなく収容することが可能となり、そのトラス構造体の展開動作に伴って、該導電性メッシュの鏡面形状への展張が可能となる。
【００２４】
また、この発明は、導電性メッシュが鏡面と略垂直な軸回りに巻き込んで収納されるトラス構造体を、複数個、アンテナ形状に組合わされてメッシュアンテナを形成した。 これにより、トラス構造体の折畳み状態で、導電性メッシュがトラス構造体の包絡域よりはみ出していない大口径のアンテナ形状を容易に形成することが可能となり、メッシュアンテナの大型化の促進を容易に図ることが可能となる。
【００２５】
また、この発明は、折畳み展開自在な支持体に取着され、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、その折畳み状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナと、この展開式メッシュアンテナの前記導電性メッシュを巻き込み収容するものであって、前記支持体の折畳み収容に連動して、前記支持体に張設された導電性メッシュの外面側を係止して、該導電性メッシュを前記支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳み手段とを備えて展開式メッシュアンテナの折畳み装置を構成した。
【００２６】
上記構成によれば、展開状態にある展開式メッシュアンテナを収納させる際に、その導電性メッシュの外面側を係止して、前記支持体の折畳み収容に連動して導電性メッシュを鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込むこんでで収容していることにより、導電性メッシュが支持体の包絡域よりはみ出すことなく収容される。従って、支持体を折畳む際、導電性メッシュが支持体に絡まることがなく収容することが可能となり、その支持体の展開動作に伴って、該導電性メッシュの鏡面形状への展張が可能となる。
【００２７】
また、この発明は、折畳み展開自在な支持体に取着され、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、その折畳み状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナと、この展開式メッシュアンテナの前記導電性メッシュを巻き込み収容するものであって、前記支持体の折畳み収容に連動して、前記支持体に張設された導電性メッシュの両面を挟持して、前記導電性メッシュを前記支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込むメッシュ折畳み手段とを備えて展開式メッシュアンテナの折畳み装置を構成した。
【００２８】
上記構成によれば、展開状態にある展開式メッシュアンテナを収納させる際に、その導電性メッシュの両面を挟持して、前記支持体の折畳み収容に連動して導電性メッシュを、鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込んで収容していることにより、導電性メッシュが支持体の包絡域よりはみ出すことなく収容される。従って、支持体を折畳む際、導電性メッシュが支持体に絡まることがなく収容することが可能となり、その支持体の展開動作に伴って、該導電性メッシュの鏡面形状への展張が可能となる。
【００２９】
また、この発明は、折畳み展開自在な支持体に取着され、該支持体の展開状態で、鏡面形状に展張される導電性メッシュを具備し、該導電性メッシュを固定する構造物を備えることなく、前記導電性メッシュは、その折畳み状態では、前記鏡面と略垂直な軸回りに巻き込み収容される展開式メッシュアンテナの鏡面側を重力方向に向けた状態で、前記支持体を折畳み収容しながら前記導電性メッシュを前記支持体の鏡面と略垂直な軸回りに巻き込んで展開式メッシュアンテナを折畳むように構成した。
【００３０】
上記構成によれば、展開状態にある展開式メッシュアンテナを収納させる際に、その導電性メッシュの鏡面側を重力方向に向けた状態で、支持体の折畳み収容に連動して略垂直方向軸回りに巻き込んで収容していることにより、導電性メッシュを容易に支持体の包絡域よりはみ出すことなく容易に巻き込むことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１及び図２は、この発明の第１の実施形態に係る展開式メッシュアンテナを示すもので、図１は、折畳み途中を示し、図２は、展開状態を示す。即ち、展開トラス２０は、骨組み部材を用いて後述するように折畳み展開自在に形成されて、例えば略六角錐台形状に展開される。そして、この展開トラス２０の鏡面を構成する一方面には、モリブデン等の金属材料でメッシュ状に織り込まれた導電性メッシュ１０が後述するように取着される。
【００３３】
なお、導電性メッシュ１０には、例えば金メッキが施されており、これによりその電気抵抗を下げることができ、結果として、電波を反射させる際の変調を下げることができる。
【００３４】
上記導電性メッシュ１０は、図３に示すように第１及び第２のワイヤーネットワーク１１，１２で挟装されて形成され、その周囲部が展開トラス２０の支持柱１３に支持されて鏡面形状に形成される。そして、この導電性メッシュ１０は、展開トラス２０の展開状態で鏡面形状に展張され（図２参照）、該展開トラス２０の折畳み状態で、その鏡面に対して略垂直な軸回りに巻き込み収容される（図１参照）。
【００３５】
上記展開トラス２０は、図４に示すように四辺構造に組合せた６個の四辺リンク２１ａ〜２１ｆを、中央縦部材２２を共有する形で放射状に組み合わされて、６角錐台に形成される。この展開トラス２０は、モジュールを形成して、その外側の縦部材２４ａ〜２４ｆの外側には、モジュール結合ヒンジ２５ａ〜２５ｆと２６ａ〜２６ｆが取り付けられ、このモジュール結合ヒンジ２５ａ〜２５ｆと２６ａ〜２６ｆを介して複数個が組付けられて所望の形状に形成される。
【００３６】
上記展開トラス２０を構成する６個の四辺リンク２１ａ〜２１ｆは、同様にその中央縦部材２２から導電性メッシュ１０（図３参照）にほぼ沿うように横部材４０、横部材４１が回転自在に支持されている。また、横部材４０、横部材４１の外周端には、中央縦部材２２と同じように、回転自在なように上記縦部材２４ａ〜２４ｆが支持されている。  なお、上述の６本の支持柱１３は、外側の縦部材２４に接合されるよう構成される。
【００３７】
上記四辺リンク２１ａ〜２１ｆの内側には、中央縦部材２２と横部材４１との間に斜部材４２が、回転自在になるように取り付けられ、この中央縦部材２２と斜部材４２との間には、周知の傘機構４３が組付けられる。この傘機構４３は、図示しない駆動部を介して中央縦部材２２に対して矢印Ａ，Ｂ方向に摺動自在に組付けられ、その矢印Ａ方向の摺動に連動して展開トラス２０を折畳み収容し、その矢印Ｂ方向の摺動に連動して展開トラス２０が折畳み位置から展開する（図２参照）。
【００３８】
そして、上記展開トラス２０は、例えば図５に示すように１４個がアンテナ形状に結合されて展開トラス構造体３０が形成される。この展開トラス構造体３０は、複数のモジュール２３をモジュール結合ヒンジ２５ａ〜２５ｆと２６ａ〜２６ｆにより回転自在に結合することにより構成される。
【００３９】
アンテナ反射鏡の機能を満たすためには、導電性メッシュ１０は、鏡面上に存在しなければならないが、上記支持柱１３の長さを適当な値にすることで、支持柱１３の先端の点がパラボラ面上の点となるように設定してある。
【００４０】
上述したように図５に示す展開トラス構造体３０は、図２に示す展開トラス２０の集合体であり、この展開トラス構造体３０を用いてアンテナ反射鏡面を構成するには、支持柱１３（図３参照）の先端の点を、モジュールごとに個別に、パラボラ面上の点となるように設定すればよい。
【００４１】
上記第１のワイヤーネットワーク１１は、石英等で形成される非導電性ワイヤがクモの巣状に繋がれて形成され上記導電性メッシュ１０の鏡面側に張設される。そして、この第１のワイヤーネットワーク１１の交点には、例えば非導電性樹脂材製の固定具１４がそれぞれ組付けられる。
【００４２】
また、上記第２のワイヤーネットワーク１２は、同様の非導電性ワイヤがはしご状（カテナリ構造）に繋がれて形成され、上記導電性メッシュ１０の背面側に張設される。  この第２のワイヤーネットワーク１２には、ケーブル接続部材１５が上記第１のワイヤーネットワーク１１の固定具１４に対応して複数個が所定の間隔に組付けられる。そして、この第２のワイヤーネットワーク１２は、第１のワイヤーネットワーク１１とで導電性メッシュ１０を挟装した状態で、第２のワイヤーネットワーク１２のケーブル接続部材１５が導電性メッシュ１０を挿通させて、その端部が第１のネットワークワーク１１の固定具１４に取付けられる。
【００４３】
また、上記積層配置される第１のワイヤーネットワーク１１、導電性メッシュ１０及び第２のワイヤーネットワーク１２は、展開トラス２０の支持柱１３に対して固定具１６を用いて取付けられる。なお、第２のワイヤーネットワーク１２は、その中間部が所望の鏡面形状を有するように展開トラス２０の四辺リンク２１ａ〜２１ｆの各横部材４０の所定位置に支持され、上記導電性メッシュ１０を第１のワイヤーネットワーク１１と協動して所望の鏡面形状に設定する。
【００４４】
そして、上記第１及び第２のワイヤーネットワーク１１，１２間には、そのケーブ接続部材１５に対応して非導電性の樹脂材料で形成されるメッシュ状の絡み付き防止部材１７が、鏡面の面直方向にそれぞれ張設される（図４参照）。この絡み付き防止部材１７は、例えば中間部で折り返されて、第２のワイヤーネットワーク１２のケーブル接続部材１５を挟装（包み込む）するよう組付けられる。そして、この絡み付き防止部材１７は、ケーブル接続部材１５に対して所定の自由度を有するように糸等を用いて取付けられる。
【００４５】
また、絡み付き防止部材１７は、第１及び第２のワイヤーネットワーク１１，１２間に張設した状態で、弛んだりした場合には、第１及び第２のワイヤーネットワーク１１，１２の折畳み展開に影響を及ぼさない程度に第１及び第２のワイヤーネットワーク１１，１２に対して糸等を用いて適宜取付けられる。上記絡み付き防止部材１７は、例えば第２のワイヤーネットワーク１２のケーブル接続部材１５の配置される箇所に全て配設される。
【００４６】
ここで、上記展開式メッシュアンテナを、展開状態から折畳み収容する折畳み装置及び折畳み方法について説明する。
【００４７】
即ち、展開トラス２０の展開状態において、その鏡面を構成する導電性メッシュ１０を重力方向(下向き方向)に向けた状態で、展開トラス２０を展開状態から上述したように折畳み収容させる。すると、展開トラス２０は、その四辺リンク２１ａ〜２１ｆの運動により支持柱１３がお互いに近寄る如く折畳まれ、それに連動して、導電性メッシュ１０に弛みが発生し、図６に示すように四辺リンク２１ａ〜２１ｆの間に凹部５１ａ〜５１ｆが、中央縦部材２２の方向に向かって発生する。さらに、展開トラス２０が折畳み収容されると、展開トラス２０は、その四辺リンク２１ａ〜２１ｆの間の凹部５１ａ〜５１ｆが中央縦部材２２の下部で互いに接触する（図１参照）。
【００４８】
ここで、上記展開トラス２０の四辺リンク２１ａ〜２１ｆの間の凹部５１ａ〜５１ｆに対してメッシュ折り畳み装置５２が対向配置され、この導電性メッシュ折畳み装置５２は、例えばモーター５５と、これを回転制御するモーターコントローラー５６、モーター５５の回転軸５７と、これに取り付けられたターンテーブル５８、ターンテーブル５８に取り付けられたロッド５９ａ〜５９ｆで構成される。このうち回転軸５７は、昇降機構６０を介して矢印Ｃ，Ｄ方向に伸縮駆動自在に設けられ、上記ターンテーブル５８を昇降制御する。
【００４９】
上記モーターコントローラー５６は、展開トラス２０の展開運動と連動した傘機構４３の動きを制御する図示しないモーターの展開制御装置６６と結線され、モーター５５の回転運動が、例えば展開トラス２０の展開運動と同期するように構成されている。また、上記モーター５５の回転軸５７は、展開トラス２０の折畳み状態において、該展開トラス２０の中央縦部材２２と略平行になるように配置されている。従って、モーター５５の回転軸５７は、展開トラス２０の展開状態においては、鏡面形状に展張された導電性メッシュ１０の鏡面に対して略垂直な関係を司る。
【００５０】
上記メッシュ折り畳み装置５２は、そのロッド５９ａ〜５９ｆが展開トラス２０の四辺リンク２１ａ〜２１ｆの間の凹部５１ａ〜５１ｆに対向するように配置され、該展開トラス２０が図１に示す位置から図７に示す位置まで折畳収容された状態で、昇降機構６０が矢印Ｃ方向に上昇駆動され、展開トラス２０の凹部５１ａ〜５１ｆにそれぞれ挿入される。ここで、ロッド５９ａ〜５９ｆは、展開トラス２０の収納運動と同期したモーター５５の回転により、例えば図中時計方向に回転駆動される。これにより、導電性メッシュ１０の凹部５１ａ〜５１ｆは、展開トラス２０内部で中央縦部材２２と平行な軸６２回りに渦巻き状に巻き込まれる。
【００５１】
ここで、上記メッシュ折り畳み装置５２は、その昇降機構６０が反転駆動されて、そのロッド５９ａ〜５９ｆが矢印Ｄ方向に下降され、導電性メッシュ１０の凹部５１ａ〜５１ｆから離脱される（図７参照）。
【００５２】
その後、さらに展開トラス２０をわずかに収納させ、導電性メッシュ１０を四辺リンク２１ａ〜２１ｆの鏡面側横部材４０により圧縮させて支持する。
【００５３】
なお、上記図７においては、展開トラス２０の内側に存在する導電性メッシュ１０の図示を容易にするため、わざと展開気味に図示してあるが、実際には、上記図１に示す展開トラス２０の折畳み位置よりも、該展開トラス２０が収納方向に収納されている。
【００５４】
このように、上記展開式メッシュアンテナは、導電性メッシュ１０を鏡面に対して略直交する軸回りに巻き込む如くの折り畳み収容していることにより、導電性メッシュ１０は展開トラス２０を構成する四辺リンク２１ａ〜２１ｆの内側に折り畳まれるため、展開トラス２０が展開方向に運動する際にこれと絡まることなく、規則正しく収容される。
【００５５】
また、これによれば、展開トラス２０を複数個結合して展開トラス構造体３０を形成しても、隣接するモジュールの展開トラス２０と絡むことが確実に無くなることにより、アンテナ鏡面の大口径化を容易に図ることができる。
【００５６】
さらに、展開トラス２０の折畳み収納状態において導電性メッシュ１０は、渦巻き状に周方向に巻かれているために、展開収納時に放射方向に運動する展開トラス２０の凹凸が、導電性メッシュ１０の穴部(図示しない)に引っかかることがない。この結果、従来のような付加的な構造物を設けなくても、展開トラス構造体３０の展開運動が導電性メッシュ１０との絡みつきが確実に防止することができることにより、例えば宇宙空間における軌道上で信頼性の高いアンテナ反射鏡の展開を実現することができる。
【００５７】
また、上記展開式メッシュアンテナの折畳み装置は、展開状態にある展開式メッシュアンテナを収納させる際に、メッシュ折畳み装置を用いて展開トラス２０に取着した導電性メッシュ１０の外面側を係止して、展開トラス１０の折畳み収容に連動して導電性メッシュ１０を鏡面と略垂直方向軸回りに巻き込むこんでで収容していることにより、導電性メッシュ１０が展開トラス１０の包絡域よりはみ出すことなく収容するように構成した。
【００５８】
これによれば、展開トラス２０を折畳む際、導電性メッシュ１０を展開トラス２０に絡まることなく、鏡面と略直交する軸回りに容易に巻き込み収容することができる。この結果、展開トラス２０の展開動作に伴って、該導電性メッシュ１０の鏡面形状への信頼性の高い高精度な展張が実現され、鏡面形状の大口径化の促進に寄与することができる。
【００５９】
なお、上記メッシュ折畳み装置５２は、展開トラス２０の鏡面を重力方向に向けて装着するように構成したが、展開トラス２０の背面側を重力方向に向けた状態で、該展開トラス２０に装着して導電性メッシュ１０を鏡面と略直交する軸回りに巻き込むことも可能である。
【００６０】
また、上記実施の形態では、展開トラス２０を六角錐台形状に構成した場合で説明したが、この形状に限ることなく、構成可能である。
【００６１】
さらに、この発明に係る展開式メッシュアンテナとしては、上記実施の形態に限ることなく、例えば図８乃至図１０に示すような折畳み展開自在なリブ構造の支持体を用いて構成することも可能である。但し、図８乃至図１０においては、前記図１乃至図７と同一部分については、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６２】
この図８乃至図１０に示す実施の形態においては、導電性メッシュ１０を折畳み展開自在なリブ構造の支持体６９に張架して、この支持体６９の展開状態において、導電性メッシュ１０が鏡面形状に展張され、支持体６９の折畳み状態において、導電性メッシュ１０が鏡面と略直交する軸回りに巻き込み収容されるように構成したことを特徴とする。
【００６３】
即ち、図８（ａ），（ｂ）において、導電性メッシュ１０はケーブル７０に取り付けられている。このケーブル７０を支持する支持体６９は、センターハブ７１と展開リブ７２、展開ヒンジ７３により構成され、展開リブ７２は展開ヒンジ７３回りに回転自在になるようにセンターハブ７１に固定されている。この展開リブ７２の回転により、支持体６９は、展開収納運動する。上記のようにケーブル７０は、展開リブ７２に接続されており、展開リブ７２が回転して所定の位置に到達したときに張力が発生して導電性メッシュ１０を鏡面形状に展張し、鏡面を構成する。
【００６４】
また、上記支持体６９の導電性メッシュ１０を折畳み収容するメッシュ折畳み装置７６は、例えばモーター５５と、これを回転制御するモーターコントローラー５６、モーター５５の回転軸５７とこれに取り付けられたターンテーブル７７、ターンテーブル７７に取り付けられた８本のロッド７９で構成される。このうち回転軸５７は、昇降機構７８を介して矢印Ｃ，Ｄ方向に伸縮駆動自在に設けられ、上記ターンテーブル７７を昇降制御する。
【００６５】
上記モーターコントローラー５６は、支持体６９の展開リブ７２を折畳み展開する図示しないモーターの展開制御装置６６と結線され、モーター５５の回転運動が、例えば支持体６９の展開リブ７２の展開運動と同期するように構成されている。
【００６６】
上記構成において、図８（ａ），（ｂ）に示す展開状態から、図１０（ａ），（ｂ）に示すように展開リブ７２を収納運動させる場合には、例えば鏡面を構成する導電性メッシュ１０が重力方向を向くように支持体６９を配置して、この支持体６９の鏡面側にメッシュ折り畳み装置７６を対向配置し、支持体６９を折畳み収容させる。そして、図９（ａ），（ｂ）に示すようにその展開収納の中盤において、導電性メッシュ１０に８箇所の凹部７５が発生された状態で、支持体６９の収納動作を一旦、停止させ、メッシュ折り畳み装置７６のターンテーブル７７を昇降機構７８により矢印Ｃ方向に昇降移動させ、そのロッド７９を支持体６９の凹部７５に挿入する。
【００６７】
その後、展開リブ７２の折畳み動作が再開されてさらに折畳み収容されると、これに連動して、展開リブ７２の収納動作を制御する展開制御装置６６がモーターコントローラー５６を制御して、モーター５５の運動を、例えば展開リブ７２の収納動作と同期させて、ターンテーブル７７及びロッド７９を図中時計方向に回転させる。
【００６８】
上記ターンテーブル７７の回転動作により、導電性メッシュ１０は、支持体６９内において、展開時の鏡面と略垂直な軸回りに渦巻き状に巻き込まれる。そして、展開リブ７２の収納動作終了後、導電性メッシュ折り畳み装置７６のターンテーブル７７をジャッキ７８により図中Ｄ方向に移動させ凹部７５からロッド７９を離脱させる。
【００６９】
上記の一連の動作により、アンテナ反射鏡は図１０（ａ），（ｂ）に示すように展開リブ７２の内側に折り畳まれるため、展開リブ７２が展開方向に運動する際、導電性メッシュ１０がこれと絡まることが殆どなくなる。
【００７０】
また、図１０（ｂ）に示すように収納状態において、導電性メッシュ１０は渦巻き状に周方向に巻かれていることにより、展開収納時に放射方向に運動する展開リブ７２の凹凸が、導電性メッシュ１０に引っかかることが確実に防止される。この結果、従来のような付加的な構造物を設けることなく、宇宙空間における軌道上における信頼性の高い鏡面の折畳み展開動作が実現され、鏡面の大口径化の促進に寄与することができる。
【００７１】
また、さらに、この発明に係る展開式メッシュアンテナの折畳み装置としては、上記実施の形態に限ることなく、例えば図１１及び図１２に示すように構成することも可能である。これら図１１及び図１２の構成においても、上述した図１に示した実施の形態と略同様の効果が期待される。但し、図１１及び図１２においては、前記図１と同一部分については、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
図１１のメッシュ折畳み装置８２は、展開トラス２０の凹部５１ａ〜５１ｆに挿入するロッド５９ａ〜５９ｆが、１本のロッド８０とその周囲に配置されたフック８１ａ〜８１ｆに置き換えて構成した点を特徴とする。
【００７３】
上記構成により、展開トラス２０の鏡面側に対向してメッシュ折畳み装置８２を配置して、展開トラス２０を折畳み駆動し、その途中で折畳み動作を、一旦、停止して、メッシュ折畳み装置８２の昇降機構６０を駆動し、ロッド８０を矢印Ｃ方向に上昇させて、収納途中の導電性メッシュ１０の中央部の隙間に挿入し、該ロッド８０とフック８１ａ〜８１ｆとで凹部５１ａ〜５１ｆに位置する導電性メッシュ１０の一部に挟持させる。
【００７４】
ここで、ロッド８０は、展開トラス２０の収納運動と同期したモーター５５の回転により図中時計方向に回転駆動される。これにより、凹部５１ａ〜５１ｆに位置する導電性メッシュ１０は、ロッド８０及びフック８１ａ〜８１ｆにより、展開トラス２０内部で中央縦部材２２と平行な軸回り（鏡面と略直交する軸回り）に渦巻き状に巻き込まれる。
【００７５】
また、図１２のメッシュ折り畳み装置８５は、ロッド５９ａ〜５９ｆを支持するターンテーブル５８の回転運動を展開トラス２０の展開収納動作と同期させるために、与圧ばね機構８７の付勢力を駆動源として構成した点を特徴とする。
【００７６】
上記与圧ばね機構８７は、例えば昇降機構を備えた台車８６に搭載され、そのプーリ８９がターンテーブル５８の回転軸に嵌着される。そして、このプーリ８９には、２本のワイヤ９０がターンテーブル５８に対して図中時計方向に付勢力を付与するように巻装される。このワイヤ９０には、その先端部にフック９１がそれぞれ設けられる。
【００７７】
上記構成により、台車８６を移動させて、メッシュ折畳み装置８５を展開トラス２０の鏡面側に対向配置して、展開トラス２０を折畳み駆動し、その途中で折畳み動作を、一旦、停止させる。ここで、メッシュ折畳み装置８２の台車８６に内蔵した昇降機構を駆動し、ロッド５９ａ〜５９ｆを矢印Ｃ方向に上昇させて、収納途中の凹部５１ａ〜５１ｆに位置する導電性メッシュ１０の外周部に係止させる。
【００７８】
同時に、ワイヤ９０の各フック９１が展開トラス２０の四辺リンク２１ａ〜２１ｆに係止される。この際、ロッド５９ａ〜５９ｆを支持するターンテーブル５８は、展開トラス２０の展開収納運動に規制されていることにより、停止位置が保たれる。
【００７９】
ここで、上記展開トラス２０がさらに折畳み収容される。すると、ロッド５９ａ〜５９ｆは、展開トラス２０の折畳み収納に同期して、予圧ばね機構８７に付勢力が付与されて図中時計方向に回転駆動される。これにより、凹部５１ａ〜５１ｆに位置する導電性メッシュ１０は、ロッド５９ａ〜５９ｆにより、展開トラス２０内部で中央縦部材２２と平行な軸回り（鏡面と略直交する軸回り）に渦巻き状に巻き込まれる。
【００８０】
なお、上記図１１及び図１２に示したメッシュ折畳み装置８２，８５は、上述した展開トラス２０に適用するだけでなく、前記図９に示したリブ構造の支持体６９を用いた展開式メッシュアンテナにおいても適用可能であり、同様の効果が期待される。
【００８１】
そして、上記図１１及び図１２に示したメッシュ折畳み装置８２，８５は、上記説明では、展開トラス２０の鏡面を重力方向に向けて装着する場合で説明したが、これに限ることなく、前述した図１の場合と同様に、展開トラス２０の背面側を重力方向に向けた状態で、該展開トラス２０に装着して導電性メッシュ１０を鏡面と略直交する軸回りに巻き込むことも可能である。
【００８２】
また、上記実施の形態では、展開トラス構造及びリブ構造を有した展開式メッシュアンテナに適用した場合で説明したが、これらの支持構造に限ることなく、ワープ構造等の各種の支持構造のものにおいて適用可能であり、略同様の効果が期待される。
【００８３】
よって、この発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易にして、大型化の促進を図り得、且つ、信頼性の高い高精度なメッシュ折畳み展開動作を実現し得るようにした展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係わる展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を説明するために示した斜視図である。
【図２】図１の導電性メッシュを取着した展開トラスを取出して示した斜視図である。
【図３】図１の導電性メッシュ及び展開トラスを分解して示した分解斜視図である。
【図４】図１の展開トラスを取出して示した斜視図である。
【図５】図２の導電性メッシュを取着した展開トラスを１４個結合した展開トラス構造体で構成した展開式メッシュアンテナを示した斜視図である。
【図６】図１の展開式メッシュアンテナの鏡面を重力方向に向けて展開トラスを収納させる折畳み途中の導電性メッシュの挙動を示した斜視図である。
【図７】図１の展開式メッシュアンテナの導電性メッシュの巻き込み動作を説明するために示した斜視図である。
【図８】この発明の他の実施の形態に係わる展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及び折畳み方法を説明するために示した側面図及び正面図である。
【図９】図８の展開式メッシュアンテナとその折畳み装置の関係を示した側面図及び正面図である。
【図１０】図８の展開式メッシュアンテナの折畳み収納状態を示した側面図及び正面図である。
【図１１】この発明の他の実施の形態に係る展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を説明するために示した斜視図である。
【図１２】この発明の他の実施の形態に係る展開式メッシュアンテナ及びその折畳み装置及びその折畳み方法を説明するために示した斜視図である。
【図１３】従来の展開式メッシュアンテナの収納状態を示す側面図である。
【図１４】従来の展開式メッシュアンテナの展開途中の状態を示す側面図である。
【図１５】従来の展開式メッシュアンテナの展開途中の状態を示す側面図である。
【図１６】従来の展開式メッシュアンテナの展開状態を示す側面図である。
【図１７】図１３の展開式メッシュアンテナを鏡面側より眺めた正面図である。
【符号の説明】
１０  …導電性メッシュ。
１１  …第１のワイヤーネットワーク。
１２  …第２のワイヤーネットワーク。
１３  …支持柱。
１４  …固定具。
１５  …ケーブル接続部材。
１６  …固定具。
１７  …絡み付き防止部材。
２０  …展開トラス。
２１ａ〜２１ｆ  …四辺リンク。
２２  …中央縦部材。
２４ａ〜２４ｆ  …縦部材。
２５ａ〜２５ｆ  …モジュール結合ヒンジ。
２６ａ〜２６ｆ  …モジュール結合ヒンジ。
３０  …展開トラス構造体。
４０  …横部材。
４１  …横部材。
４２  …斜部材。
４３  …傘機構。
５１ａ〜５１ｆ  …  導電性メッシュ１０に発生する凹部
５２  …  メッシュ折り畳み装置。
５５  …  モーター。
５６…  モーターコントローラー。
５７  …  回転軸
５８  …  ターンテーブル。
５９ａ〜５９ｆ…  ロッド。
６０  …  昇降機構。
６９  …  支持体。
７０  …  ケーブル。
７１  …  センターハブ。
７２  …  展開リブ。
７３  …  展開ヒンジ。
７５  …  導電性メッシュ１０に発生する凹部。
７６  …  メッシュ折り畳み装置。
７７  …  ターンテーブル。
７８  …  昇降機構。
７９  …  ロッド。
８０  …  ロッド。
８１ａ〜８１ｆ  …  フック。
８２  …  メッシュ折り畳み装置。
８３  …  メッシュの中央部の隙間。
８５  …  メッシュ折り畳み装置。
８６  …  台車。
８７  …  予圧ばね機構。
８９  …  プーリ。
９０  …  ワイヤ。
９１  …  フック。
【図１】
0004512755.tif 000002
【図２】
0004512755.tif 000003
【図３】
0004512755.tif 000004
【図４】
0004512755.tif 000005
【図５】
0004512755.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004512755.tif 000008
【図８】
0004512755.tif 000009
【図９】
0004512755.tif 000010
【図１０】
0004512755.tif 000011
【図１１】
0004512755.tif 000012
【図１２】
0004512755.tif 000013
【図１３】
0004512755.tif 000014
【図１４】
0004512755.tif 000015
【図１５】
0004512755.tif 000016
【図１６】
0004512755.tif 000017
【図１７】
0004512755.tif 000018