(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面パネルにより箱型に形成されるペイロード構造部と、前記ペイロード構造部の下端に形成されるバス構造部と、前記ペイロード構造部内に収納される電子機器と、前記電子機器を配置、支持し前記ペイロード構造部内に設置される電子機器搭載用パネルとを備え、
前記電子機器搭載用パネルは、面方向が打ち上げ時の機軸方向に対して平行な方向に設置され、打ち上げ時の機軸方向に対して垂直な方向に延在する外周の二辺がそれぞれと接する前記ペイロード構造部の外表面パネルに固定されていることを特徴とする人工衛星構体。
【請求項２】
電子機器搭載用パネルは、スライドさせることによりペイロード構造部内から引き出し、取り外しが可能となることを特徴とする請求項１記載の人工衛星構体。
【請求項３】
電子機器搭載用パネルは、電子機器において発生する熱を放出するためのヒートパイプを内蔵することを特徴とする請求項１記載の人工衛星構体。
【請求項４】
電子機器搭載用パネルは、電子機器をその両面に配置、支持することを特徴とする請求項１記載の人工衛星構体。
【請求項５】
電子機器搭載用パネルは、ペイロード構造部を形成する南北面のパネルと平行に設置されることを特徴とする請求項１記載の人工衛星構体。
【請求項６】
電子機器搭載用パネルは、ペイロード構造部を形成する東西面のパネルと平行に設置されることを特徴とする請求項１記載の人工衛星構体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器を効率的に収納するための人工衛星構体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の人工衛星構体を示す図である。図において、８は搭載される電子機器、２１は構体中央に位置する円筒形のセントラルシリンダ、２２はセントラルシリンダ２１の外側に、半径方向に、かつセントラルシリンダ２１の中心軸に平行に取り付けられるウェブパネル、２３はセントラルシリンダ２１とウェブパネル２２の上端に水平方向に取り付けられ、箱型構体の天井を構成する天井パネル、２４はセントラルシリンダ２１の下側から水平方向に取り付けられ、箱型構体の底板を構成するベースパネル、２５はウェブパネル２２、天井パネル２３およびベースパネル２４に取り付けられ、箱型構体の外表面を構成する外表面パネルである。搭載される電子機器８は、外表面パネル２５に配置、支持される。
【０００３】
セントラルシリンダ２１は円筒形状を有しているため、水平荷重及び垂直荷重の両方に対して剛性および強度が非常に高い。従って、このセントラルシリンダ２１が衛星全体の水平荷重、垂直荷重を負担する。
【０００４】
一方、セントラルシリンダを用いない人工衛星が、特開平１１−２０８５９６号公報に開示されている。この場合、セントラルシリンダの代わりに補強用のパネルを設置しており、これにより剛性、強度を満足させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の人工衛星構体は以上のように構成されているので、中央にセントラルシリンダが存在することにより、大電力化に対応して増加する電子機器を搭載するためのスペースが十分に確保できないという課題があった。
【０００６】
また、セントラルシリンダを用いない場合は、剛性、強度が不十分になるため補強用のパネルを設置しなければならない上、電子機器を搭載するためのスペースが十分に確保できないという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、打ち上げロケットの関係上単純に大型化することにより搭載スペースを増加することのできない人工衛星構体において、大電力化に対応して増加する電子機器の搭載スペースを十分に確保できる人工衛星構体を得ることを目的とする。
【０００８】
また、この発明はセントラルシリンダを用いない場合においても、剛性、強度に優れ、かつ電子機器の搭載スペースを十分に確保できる人工衛星構体を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る人工衛星構体は、外表面パネルにより箱型に形成されるペイロード構造部と、ペイロード構造部の下端に形成されるバス構造部と、ペイロード構造部内に収納される電子機器と、電子機器を配置、支持しペイロード構造部内に設置される電子機器搭載用パネルとを備え、電子機器搭載用パネルが、面方向が打ち上げ時の機軸方向に対して平行な方向に設置され、打ち上げ時の機軸方向に対して垂直な方向に延在する外周の二辺がそれぞれと接する前記ペイロード構造部の外表面パネルに固定されているものである。
【００１０】
この発明に係る人工衛星構体は、電子機器搭載用パネルが、スライドさせることによりペイロード構造部内から引き出し、取り外しが可能となるものである。
【００１１】
この発明に係る人工衛星構体は、電子機器搭載用パネルが、電子機器において発生する熱を放出するためのヒートパイプを内蔵するものである。
【００１２】
この発明に係る人工衛星構体は、電子機器搭載用パネルが、電子機器をその両面に配置、支持するものである。
【００１４】
この発明に係る人工衛星構体は、電子機器搭載用パネルが、ペイロード構造部を形成する南北面のパネルと平行に設置されるものである。
【００１５】
この発明に係る人工衛星構体は、電子機器搭載用パネルが、ペイロード構造部を形成する東西面のパネルと平行に設置されるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による人工衛星構体の分解斜視図である。図１において、１は人工衛星構体内上部に形成されるペイロード構造部、２はペイロード構造部１の下端に形成されるバス構造部、３は電子機器を配置、支持する電子機器搭載用パネルを示す。４はペイロード部東西面パネル、５はペイロード部南北面パネル、６はペイロード部天井パネル、７はバス部インタフェースパネルを示し、ペイロード構造部は４，５，６，７により形成される。８は電子機器を示す。
【００１８】
本発明における人工衛星構体は、主にミッション系の電子機器を搭載するペイロード構造部１と、主に電源系、推進系の機器を搭載するバス構造部２とから構成される。ペイロード構造部１の内部に、電子機器を搭載する電子機器搭載用パネル３を垂直方向かつペイロード部南北面パネル５に平行な方向に設置する。この電子機器搭載用パネル３は、ペイロード部東西面パネル４を取り外すことにより、図中の矢印の向きに自由に引き出すことができる。ロケット打上時には、この電子機器搭載用パネル３の外周の４辺は、それぞれと接するパネルに固定、支持される。
【００１９】
図２は、本実施の形態を６トン級の人工衛星構体に適用した場合の構造解析結果の１次固有振動モードを示す図である。また、図３は比較のため、従来のセントラルシリンダタイプの構造解析結果の１次固有振動モードを示す図である。１次固有振動数は２３Ｈｚ、２次固有振動数は２５Ｈｚであり、セントラルシリンダタイプの場合（１次固有振動数：約２０Ｈｚ）とほぼ同程度の剛性を有し、かつ、ロケット側で与えられる１５Ｈｚ以上という要求条件を満たす。
【００２０】
また、本実施の形態による電子機器の搭載可能面積は、セントラルシリンダタイプと比べて約２倍である。
【００２１】
図４は、図１における電子機器搭載用パネル３の断面図である。９は冷却用のヒートパイプ、９ａは電子機器８とヒートパイプ９とを接続する補助ヒートパイプを示し、その他の符号は図１と同様のものを示す。電子機器８は電子機器搭載用パネル３の両面に配置、支持されており、電子機器搭載用パネル３の内部に冷却用のヒートパイプ９が格子状に配置されている。また、電子機器８の取り付け面とヒートパイプ９とを接続するように、補助ヒートパイプ９ａが配置されている。図５は、このヒートパイプ９の配置例を示す図である。
【００２２】
以上のように、この実施の形態１によれば、ペイロード構造部１内に電子機器搭載用パネル３を設置し、その枚数を増やすことにより搭載できる電子機器８のスペースを増加することができるという効果が得られる。
【００２３】
また、ペイロード部東西面パネル４を取り外すことで電子機器搭載用パネル３の引き出し、取り外しが可能になり、容易に電子機器の取り付け、取り外しができることから修理等がしやすくなるという効果が得られる。
【００２４】
また、電子機器搭載用パネル３にヒートパイプ９を内蔵することにより、電子機器８からの発熱を、ヒープパイプ９を通して逃がすことができるという効果が得られる。
【００２５】
また、電子機器８を電子機器搭載用パネル３の両面に配置、支持することにより、片面のみに配置するのに比べ搭載可能面積が２倍になり、搭載できる電子機器８のスペースを増加することができるという効果が得られる。
【００２６】
また、電子機器搭載用パネル３をペイロード構造部１内に垂直方向に設置することにより、打ち上げ時の機軸方向の荷重に対してパネル面方向で支えることができるという効果が得られる。
【００２７】
また、ペイロード部南北面パネル５と平行に電子機器搭載用パネル３を設置することにより、ペイロード部南北面パネル５にも電子機器８を設置することができるという効果が得られる。
【００２８】
また、ペイロード部南北面パネル５と平行に電子機器搭載用パネル３を設置することにより、東面パネルと西面パネルとの熱の連結が容易となり、発生する熱を放出しやすくなるという効果が得られる。
【００２９】
また、電子機器搭載用パネル３を剛性部材として利用することにより、補強用のパネルを設置しなくても、従来のセントラルシリンダタイプの衛星と同程度の剛性、強度が得られ、かつ電子機器搭載スペースが十分に確保できるという効果が得られる。
【００３０】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による人工衛星構体の分解斜視図である。図６において、図１と共通する構成要素を示すには同一の符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態における人工衛星構体の構成は実施の形態１とほぼ同様であるが、本実施の形態では、図６に示すように電子機器搭載用パネル３をペイロード部東西面パネル４と平行に配置する。この場合、電子機器搭載用パネル３の出し入れは、ペイロード部南北面パネル５を取り外すことにより行うことができる。
【００３２】
以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３３】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による人工衛星構体の分解斜視図である。図７において、図１と共通する構成要素を示すには同一の符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施の形態における人工衛星構体の構成は実施の形態１とほぼ同様であるが、本実施の形態では、図７に示すように、ペイロード部東西面パネル４と平行に配置させる電子機器搭載用パネル３と、ペイロード部南北面パネル５と平行に配置させる電子機器搭載用パネル３とが混在する構成である。この場合、電子機器搭載用パネル３の出し入れは、ペイロード部東西面パネル４またはペイロード部南北面パネル５を取り外すことにより行うことができる。
【００３５】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３６】
参考例．
図８は、参考例による人工衛星構体の分解斜視図である。図８において、図１と共通する構成要素を示すには同一の符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。
【００３７】
本参考例における人工衛星構体の構成は実施の形態１とほぼ同様であるが、本参考例では、図８に示すように電子機器搭載用パネル３を水平方向に配置する構成である。この場合、電子機器搭載用パネル３の出し入れは、ペイロード部東西面パネル４またはペイロード部南北面パネル５を取り外すことにより行うことができる。
【００３８】
以上のように、この参考例によれば、実施の形態１，２，３と同様に、電子機器８搭載スペースを増加できる効果と、容易に電子機器８の取り付け、取り外しができる効果と、電子機器８からの発熱を逃がすことができる効果と、パネル間の熱を連結できる効果とが得られる。
【００３９】
以上の各実施の形態では、電子機器８は各電子機器搭載用パネル３の両面に配置されているが、片面のみに配置してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、外表面パネルにより箱型に形成されるペイロード構造部と、ペイロード構造部の下端に形成されるバス構造部と、ペイロード構造部内に収納される電子機器と、電子機器を配置、支持しペイロード構造部内に設置される電子機器搭載用パネルルとを備えるように構成したので、ペイロード構造部内の電子機器搭載用パネルの枚数を増やすことにより電子機器を搭載できるスペースを増加することができる効果がある。
【００４１】
この発明によれば、電子機器搭載用パネルが、スライドさせることによりペイロード構造部内から引き出し、取り外しが可能となるように構成したので、容易に電子機器の取り付け、取り外しができることから修理等がしやすくなる効果がある。
【００４２】
この発明によれば、電子機器搭載用パネルが、電子機器において発生する熱を放出するためのヒートパイプを内蔵するように構成したので、発生する熱をヒープパイプを通して逃がすことができる効果がある。
【００４３】
この発明によれば、電子機器搭載用パネルが、電子機器をその両面に配置、支持するように構成したので、片面のみに配置するのに比べ搭載可能面積が２倍になり、搭載できる電子機器のスペースを増加することができる効果がある。
【００４４】
この発明によれば、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ように構成したので、打ち上げ時の機軸方向の荷重に対してパネル面方向で支えることができ、従来のセントラルシリンダタイプの衛星と同程度の剛性、強度が得られる効果がある。
【００４５】
この発明によれば、電子機器搭載用パネルが、ペイロード構造部を形成する南北面のパネルと平行に設置されるように構成したので、ペイロード部南北面パネルにも電子機器を設置することができるとともに、東面パネルと西面パネルとの熱の連結が容易となり、発生する熱を放出しやすくなる効果がある。
【００４６】
この発明によれば、電子機器搭載用パネルが、ペイロード構造部を形成する東西面のパネルと平行に設置されるように構成したので、ペイロード部東西面パネルにも電子機器を設置することができるとともに、南面パネルと北面パネルとの熱の連結が容易となり、発生する熱を放出しやすくなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による人工衛星構体の分解斜視図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による構造解析結果の１次固有振動モードを示す図である。
【図３】  従来のセントラルシリンダタイプの構造解析結果の１次固有振動モードを示す図である。
【図４】  図１における電子機器搭載用パネルの断面図である。
【図５】  図４におけるヒートパイプの配置例を示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による人工衛星構体の分解斜視図である。
【図７】  この発明の実施の形態３による人工衛星構体の分解斜視図である。
【図８】  参考例による人工衛星構体の分解斜視図である。
【図９】  従来の人工衛星構体の分解斜視図である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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