(57)【要約】【課題】  機器の駆動による振動、機器の発熱や構体への太陽光の照射による吸熱あるいは陰になる場合の輻射による放熱などで生ずる熱変形が観測機器に伝達されにくく、観測精度の劣化を抑制できる支持構造を提供する。【解決手段】  本発明による支持構造は、バス機器１１１を保持するバス構体１１と、観測機器１２を支持する支持部１３１と、バス構体１１と支持部１３１を個別に固定するベース構体１３を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バス機器を保持するバス構体と、
観測機器を支持する支持部と、
バス構体と支持部を個別に固定するベース構体と、
を有する支持構造。
【請求項２】
前記バス構体は、一端が開口している中空構造をもち、
前記支持部は、前記バス構体を挿通して前記ベース構体に観測機器を固定して支持する、
請求項１に記載の支持構造。
【請求項３】
前記バス構体は、開口している開口部に補強部材を有する、請求項２に記載の支持構造。
【請求項４】
前記支持部は、トラス構造を有する、請求項１から３のいずれかに記載の支持構造。
【請求項５】
前記バス構体と前記観測機器を連結し、前記バス構体と前記観測機器の連結を解放する保持解放装置を有する、請求項１から４のいずれかに記載の支持構造。
【請求項６】
前記保持解放装置は、打ち上げ時に前記バス構体及び前記観測機器を連結し、打ち上げ時以外に前記バス構体及び前記観測機器の連結を解放する連結部を有する請求項５に記載の支持構造。
【請求項７】
前記バス構体は筒状の形状を有する請求項１から６に記載の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持構造に関し、特に、人工衛星のバス部とペイロード部を支持する支持構造に適用する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星の支持構造は、ペイロード機器が搭載されるペイロード部と衛星の機能を維持するためのバス機器が搭載されるバス部を、打ち上げ時の荷重等に対して剛性や強度が得られるよう構成される。
【０００３】
例えば特許文献１には、箱型にペイロード構造部が形成され、ペイロード構造部の下端にバス構造部が形成され、電子機器搭載用パネルがペイロード構造部内に垂直方向に設置される支持構造が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、内部に燃料を分割して搭載した燃料タンクを配置、支持するシリンダをバス構造部内に正方形に４個配置し、シリンダは、上面をインタフェースパネルに固定され、下面をバス構造部ベースパネルおよびロケットインタフェースリングに固定されている人工衛星構体が開示されている。
【０００５】
また特許文献３には、ペイロード部とバス部の境界部において、中央円筒にアンテナ保持構造を設けた人工衛星が開示されている。
【０００６】
また非特許文献１には高精度な赤外線望遠鏡を搭載する人工衛星のミッション部及びバス部における熱設計が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９１８９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２９１８９９号公報
【特許文献３】特開２００３−２７６６９９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】大西他、赤外線天文衛星ＡＳＴＲＯ−Ｆ「あかり」の熱設計、第５０回宇宙科学技術連合講演会講演集、ｐｐ４１５−４１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
バス機器は、振動や熱を発生するため、バス機器を支持するバス構体には、その振動や発熱が伝達される。またバス構体への太陽光の照射による吸熱あるいは陰になる場合の輻射による放熱などによりバス構体には熱変形が生ずる。バス構体の振動や熱変形の影響で観測機器の精度が劣化するおそれがある。
【００１０】
非特許文献１に開示される支持構造は、バス構体に観測機器を取着する構造となっており、その構造には、伝導断熱をはかるため熱伝導率の小さいポリアクリロニトリル系炭素繊維強化プラスチックにて成形したトラス構造を用いている。
【００１１】
また特許文献１、２に開示される構成は、箱型にペイロード構造部が形成され、ペイロード構造部の下端にバス構造部が隣接して形成されている。
【００１２】
また特許文献３の支持構造は、１ｐｐｍ／℃を下回るような低い熱膨張率を有する炭素繊維強化プラスチック材料を用いて中央円筒が製造されている。またペイロード部やバス部をどのように支持するかは開示されてはいない。
【００１３】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、構体の材料の制限なく、バス機器の駆動による振動及び構体の熱変形の観測機器への伝達が抑制でき、観測精度の劣化を抑制できる支持構造を提供することを主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題に鑑み、本発明の一態様による支持構造は、バス機器を支持するバス構体と、観測機器を支持する支持部と、バス構体と支持部を個別に固定するベース構体と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、構体の材料が制限されることがなく、機器の駆動による振動及び構体の熱変形の観測機器への伝達が抑制でき、観測精度の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】図１のバス構体の第１の例の断面図である。
【図３】図１のバス構体の第２の例の断面図である。
【図４】図１のバス構体の第３の例の断面図である。
【図５】バス構体の振動変形を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の構成を示し、打ち上げ時、バス構体と観測機器を連結した状態を示す断面図である。
【図９】図８の打ち上げ時以外にバス構体と観測機器の連結を解放した状態を示す断面図である。
【図１０】図８の保持解放装置の構成の一例を示し、打ち上げ時、バス構体と観測機器を連結した状態を示す断面図である。
【図１１】図１０の保持解放装置の動作を示す断面図である。
【図１２】図１０の保持解放装置の連結解放状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態の人工衛星１の構成を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、バス構体１１には、衛星を維持する種々のバス機器１１１、例えば太陽電池パドル駆動部が搭載されている。バス構体１１は、一端が開口している中空構造をもつ。バス構体１１は、開口している開口部と反対側でベース構体１３に固定されている。
【００１９】
図２から４は、バス構体１１の第１から第３の例の断面図である。図２に示すようにバス構体１１は、円筒形としてもよいし、図３に示すように六角形の筒形状としてもよいし、図４に示すように８角形の筒形状としてもよい。バス構体１１は、図２から図４に示すように一端が開口している中空構造であれば形の制約はない。
【００２０】
またバス機器１１１は、特別な振動絶縁構造なくバス構体１１に取り付けられてよい。またバス構体１１は、熱変形を起こしにくい線膨張係数が小さい材料でなくてもかまわない。
【００２１】
観測機器１２は、例えば、高精度な光学センサや赤外線センサなどである。
【００２２】
バス構体１１及び観測機器１２は、ベース構体１３に対して個別に固定される。ベース構体１３は、例えば、略プレート状の形状としてよい。ベース構体１３には、バス構体１１を挿通してベース構体１３に観測機器１２を固定して支持する支持部１３１が取着される。またベース構体１３には、ロケットと結合する結合部材１３２が取着される。ベース構体１３は、熱変形を起こしにくい線膨張係数が小さい材料で製作されてもよい。
【００２３】
バス機器１１１の駆動による振動が観測機器１２に伝達されにくくするため、振動を発生するバス機器１１１を振動絶縁構造でバス構体１１に支持させることが考えられる。しかし、振動を発生するバス機器１１１を振動絶縁構造で支持すると、複雑化大型化するとともに、バス機器１１１の運転周波数より低いところに固有振動数が生ずる場合が多いため、衛星打ち上げ時の振動に対する耐性が劣化する。
【００２４】
またバス機器１１１の発熱やバス構体１１への太陽光の照射によるバス構体１１の温度上昇あるいは宇宙空間への輻射放熱によるバス構体１１の温度低下などによりバス構体１１に熱変形が発生する。この熱変形が観測機器１２に伝達されにくくするためには、断熱材を用いること、熱制御を行うこと、熱変形を起こしにくい線膨張係数が小さい材料でバス構体１１を製作することが考えられる。しかし、線膨張係数が小さい材料でバス構体１１を製作することは、使う材料が制限される。また熱制御のためのバス機器１１１を搭載すれば、そのための電力が必要となる。
【００２５】
本発明の第１の実施形態では、ベース構体１３に対してバス構体１１と観測機器１２が個別に固定されている。この構成によって、バス機器１１１の駆動による振動、及び、バス機器１１１の発熱やバス構体１１への太陽光の照射による吸熱あるいは陰になる場合の輻射による放熱などで生ずる熱変形を観測機器１２に伝達しにくくすることができる。また本実施形態によれば、低い固有振動数が生じず、バス構体１１の材料が制限されず、また断熱材や熱制御を用いず、観測機器１２の観測精度の劣化を抑制することができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図５は、バス構体１１の開口中空構造で起きる開口部の振動変形の例を円筒形の場合で示している。このような振動モードの振動数が低いと、バス構体１１に搭載しているバス機器１１１の衛星打上げ時の振動耐性を劣化する。
【００２７】
図６は、このような振動が起きにくくする第２の実施形態の構成を示す断面図である。
【００２８】
第２の実施形態の人工衛星２の支持構造は、図６に示すように、第１の実施形態のバス構体１１の開口部に、剛性補強部材１４を取着した支持構造である。剛性補強部材１４は、略リング状の形状を持つ。また剛性補強部材１４は、軸方向の長さあたりの断面曲げ剛性がバス構体パネルのそれより高くなるよう構成されている。
【００２９】
本実施形態によれば、第１の実施形態において得られる効果に加え、バス構体１１の開口部の振動を抑制することができる。これにより、構体パネルに搭載している機器の衛星打上げ時の振動耐性を向上することができる。
【００３０】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態の人工衛星３の構成を示す断面図である。第３の実施形態の支持構造は、図７に示すように、第２の実施形態の支持部１３１をトラス構造１３３にした支持構造である。
【００３１】
本実施形態によれば、第１、第２の実施形態において得られる効果に加え、観測機器１２の支持部１３１を軽量化するとともにバス機器１１１との干渉回避を容易にすることができる。
【００３２】
（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態の人工衛星４の構成を示す断面図である。第４の実施形態の支持構造は、図８に示すように、衛星打ち上げ時だけバス構体１１と観測機器１２を連結する複数の連結部１５１をもつ保持解放装置１５を備える。打ち上げ時以外には、保持解放装置１５は、図９に示すようにバス構体と観測機器の連結を解放する。また保持解放装置１５は、衛星打ち上げ時以外に保持解放装置１５に連結を解放するよう制御する、図示しない制御部を備えている。
【００３３】
保持解放装置１５の構成について説明する。図１０は、図８の保持解放装置１５の構成の一例を示し、打ち上げ時、バス構体１１と観測機器１２を連結した状態を示す断面図である。図１０に示すように、保持解放装置１５は、連結部１５１と、連結部１５１を回転可能に保持するヒンジ１５２と、分離ナット装置１５３から構成される。また連結部１５１は、ボルト１５１１とボルトキャッチャ１５１２で構成される。またヒンジ１５２には、連結部１５１を図９に示す第２の位置の方向に回転させる、図示しないバネが備えられる。
【００３４】
衛星打ち上げ時、ボルト１５１１と分離ナット装置１５３の内部のナットとがネジ止めされ、連結部１５１と分離ナット装置１５３とは連結している。制御部は、衛星打ち上げ後、分離ナット装置１５３を動作させ、連結部１５１と分離ナット装置１５３との連結を解放する。
【００３５】
連結部１５１と分離ナット装置１５３との連結が解放されると、ボルト１５１１は、図１１に示すように、例えば磁力等によりボルトキャッチャ１５１２に引き込まれる。ボルト１５１１がボルトキャッチャ１５１２に引き込まれると、図１２に示すように、連結部１５１はバネの力により図９に示す第２の位置に回転し、連結解放状態となる。
【００３６】
本実施形態によれば、衛星打ち上げ時にはバス構体１１と観測機器１２を連結することにより軸直角方向の固有振動数を高めることができ、衛星打上げ時の振動耐性を向上することができる。
【００３７】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１、２、３、４    人工衛星
１１    バス構体
１１１    バス機器
１２    観測機器
１３    ベース構体
１３１    支持部
１３２    結合部材
１３３    トラス構造
１４    剛性補強部材
１５    保持解放装置
１５１    連結部
１５１１    ボルト
１５１２    ボルトキャッチャ
１５２    ヒンジ
１５３    分離ナット装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017087878.tif 000009
【図８】
2017087878.tif 000010
【図９】
2017087878.tif 000011
【図１０】
2017087878.tif 000012
【図１１】
2017087878.tif 000013
【図１２】
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