(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子機器が搭載されるハニカムサンドイッチパネルと、このハニカムサンドイッチパネルの中に埋め込まれたヒートパイプと、上記ヒートパイプの少なくとも上記複数の電子機器に対応する部分に取付けた保温用ヒータより構成されるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルにおいて、
上記ヒートパイプの長手方向に切り欠き部を形成し、当該切り欠き部に上記保温用ヒータを取付けたことを特徴とするヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル。
【請求項２】
複数の電子機器が搭載されるハニカムサンドイッチパネルと、このハニカムサンドイッチパネルの中に埋め込まれたヒートパイプと、上記ヒートパイプの少なくとも上記複数の電子機器に対応する部分に取付けた保温用ヒータより構成されるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルにおいて、
上記ヒートパイプにおける少なくとも上記複数の電子機器に対応する部分の側面に、保温用ヒータの抵抗パターンをプリントしたことを特徴とするヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル。
【請求項３】
複数の電子機器が搭載されるハニカムサンドイッチパネルと、このハニカムサンドイッチパネルの中に埋め込まれたヒートパイプネットワークより構成されるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルにおいて、
保温用ヒータを上記ヒートパイプネットワークの内ヘッダーヒートパイプのスプレッダー部に取付けたことを特徴とするヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル。
【請求項４】
上記保温用ヒータを抵抗値がヒートパイプ長手方向に沿って増加するよう取付け、当該保温用ヒータの複数個の電力供給用端子をヒートパイ
プ長手方向に沿って設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項記載のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル。
【請求項５】
上記保温用ヒータをヒータ抵抗の接続組合せが選択できるように複数のヒータ抵抗で構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル。
【請求項６】
上記ハニカムサンドイッチパネル上にヒータを取付けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、宇宙機や人工衛星の機器搭載用パネルとして使用されるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８（ａ）は、人工衛星に使用される従来のヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルに電子機器が取付けられた状態の一例を示した図であり、図８（ｂ）はヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルの構成を示す図である。図８において、１は搭載電子機器、２は低温熱環境時に電子機器１を許容温度下限以上に保持するパネル上保温用ヒータ、３は電子機器１及びパネル上保温用ヒータ２の発熱を面内及び面外に伝導熱結合により伝達する機器搭載側パネル表皮、４はパネルに剛性を与えるハニカムコア、５は電子機器１及びパネル上保温用ヒータ２直下の機器搭載側パネル表皮３に接することによりパネル面外及びア方向の熱結合を大きくするラテラルヒートパイプ、６はラテラルヒートパイプ５に接することによりパネル面外及びイ方向の熱結合を大きくするヘッダーヒートパイプ、７はヘッダーヒートパイプ６からの熱流を面内に伝導熱結合により伝達すると共に宇宙空間に放射熱結合により排熱する宇宙側パネル表皮である。電子機器１で発生する熱量は、ラテラルヒートパイプ５及びヘッダーヒートパイプ６で形成されるヒートパイプネットワークによりパネル全面に効率よく輸送され、宇宙側パネル表皮７を介し宇宙空間に排熱される。電子機器１が非動作等で発熱量が不足しパネルが低温熱環境にさらされる時は、ラテラルヒートパイプ５上の機器搭載側パネル表皮３に装着された保温用ヒータ２を動作させることにより、上記ヒートパイプネットワークを介しパネル全面に効率的に熱量を供給し、電子機器１を許容温度下限以上に保持することができる。
従って、特に高発熱の電子機器、及び保温用ヒータはラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上に取付ける必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルに搭載された高発熱の電子機器は、排熱能力を高める観点からヒートパイプの埋め込まれたところに取り付けなければならない。また、低温環境下において電子機器を許容温度下限以上に保持するための保温用ヒータも、その効率を高めるためヒートパイプの埋め込まれたところに取り付ける必要があり、ヒートパイプ上パネル表皮には保温用ヒータのスペースが必要である。このため、パネル上に電子機器を高密度に実装することが困難であるという問題がある。電子機器を高密度に実装できる発明としては、例えば特開平１０−２１５０９３号公報に示されたヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルがあるが、この公報記載の発明は電子機器の電源線及び信号線の配線スペースを大幅に削減するものであり、保温用ヒータのスペースが必要なことは解決されていない。
【０００４】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、保温用ヒータに必要なスペースを小さくし、パネル上に電子機器を高密度に実装できることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルは、ヒートパイプの少なくとも電子機器と対応する部分に保温用ヒータを取付け、ハニカムサンドイッチパネルの中に埋め込んでいる。
【０００６】
第２の発明によるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルは、ヒートパイプ周囲の内軽量化用の切り欠きにヒータを取付け、ハニカムサンドイッチパネルの中に埋め込んでいる。
【０００７】
第３の発明によるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルは、ヘッダーヒートパイプのスプレッダー部にヒータを取付け、ハニカムサンドイッチパネルの中に埋め込んでいる。
【０００８】
第４の発明によるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルは、ヒートパイプ側面に保温用ヒータの抵抗パターンをプリントし、ハニカムサンドイッチパネルの中に埋め込んでいる。
【０００９】
第５の発明によるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルは、第１，２、または４の発明のヒータに対し、ヒートパイプ長手方向に沿って複数の端子を出している。
【００１０】
第６の発明によるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルは、第１から５の発明のヒータに対し、一系統のヒータを複数のヒータ抵抗で構成している。
【００１１】
第７の発明によるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルは、第１から第６の発明のヒータと、パネル表皮上に貼るヒータを組み合わせている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す図である。図１（ａ）は、ヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルに電子機器を取付けた状態を示した図であり、図１（ｂ）はそのヒートパイプネットワークを示した図であり、この発明の実施の形態の詳細を示す。図において１及び３〜６は上記従来のハニカムサンドイッチパネルと同一のもの、８はラテラルヒートパイプ５の両側面につけたテープ状の保温用ヒータ、９は保温用ヒータ８の電力供給用リード線であり、９の先端以外はヒートパイプとともにハニカムサンドイッチパネルに埋め込む。なおこの図においては、一本のラテラルヒートパイプ５に対し、主系と冗長系の二系統の保温用ヒータ８を取付けている。ヒートパイプネットワークに熱量を供給する保温用ヒータがリード線先端を除きパネル内に埋め込まれているため、ラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上のスペースが大幅に空く。このため図１（ａ）に示すように、ヒートパイプ上に配置する電子機器の数を増やすことができ、パネルに機器を高密度に実装することが可能となる。
【００１３】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２を示す図である。図２（ａ）は、ヒータ付きのヒートパイプネットワークを示した図であり、図２（ｂ）はそのＡＡ断面である。図において８はラテラルヒートパイプ５の長手方向に形成した軽量化用切り欠き部につけた保温用ヒータ、９は保温用ヒータ８の電力供給用リード線であり、９の先端以外はヒートパイプとともにハニカムサンドイッチパネルに埋め込む。なおこの図においては、一本のラテラルヒートパイプ５に対し、主系と冗長系の二系統の保温用ヒータ８を取付けている。ヒートパイプネットワークに熱量を供給する保温用ヒータがリード線先端を除きパネル内に埋め込まれているため、ラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上のスペースが大幅に空く。このためヒートパイプ上に配置する電子機器の数を増やすことができ、パネルに機器を高密度に実装することが可能となる。またヒートパイプの切り欠き部領域にヒータを取付けるため、ヒートパイプの包絡領域を大きく変更したりヒートパイプとハニカムパネルとの熱伝達率を劣化させずに、直列に接続した巻き線抵抗等厚みのあるヒータ抵抗を使用できる。
【００１４】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３を示す図である。図３（ａ）は、ヒータ付きのヒートパイプネットワークを示した図であり、図３（ｂ）はそのＡＡ断面である。図において８はヘッダーヒートパイプ６のラテラルヒートパイプ５との接合部であるスプレッダー部に取付けてある保温用ヒータ、９は保温用ヒータ８の電力供給用リード線であり、９の先端以外はヒートパイプとともにハニカムサンドイッチパネルに埋め込む。なおこの図においては、一つのスプレッダー部に対し、主系と冗長系の二系統の保温用ヒータ８を取付けている。ヒートパイプネットワークに熱量を供給する保温用ヒータがリード線先端を除きパネル内に埋め込まれているため、ラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上のスペースが大幅に空く。このためヒートパイプ上に配置する電子機器の数を増やすことができ、パネルに機器を高密度に実装することが可能となる。また、ヘッダーヒートパイプのスプレッダー部にヒータを取付けることは、厚さ方向の制約が少ないためヒータ種類の自由度が高い上、ラテラルヒートパイプとヘッダーヒートパイプの接点に位置するためヒータ発生熱量を効率的にパネル全体に供給することができる。
【００１５】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４を示す図である。図４は、ヒータ付きのヒートパイプネットワークを示した図である。図において１０は保温用ヒータの抵抗パターンがヒートパイプの側面に施されているヒートパイププリントヒータ、９はヒートパイププリントヒータ１０の電力供給用リード線であり、９の先端以外はヒートパイプとともにハニカムサンドイッチパネルに埋め込む。なおこの図においては、一本のラテラルヒートパイプ５に対し、主系と冗長系の二系統のヒートパイププリントヒータ１０が取付けてある。ヒートパイプネットワークに熱量を供給するヒートパイププリントヒータがリード線先端を除きパネル内に埋め込まれているため、ラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上のスペースが大幅に空く。このためヒートパイプ上に配置する電子機器の数を増やすことができ、パネルに機器を高密度に実装することが可能となる。
【００１６】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５を示す図である。図において８はラテラルヒートパイプ５の両側面につけた長手方向に沿って抵抗値が大きくなるテープ状の保温用ヒータ、１１は保温用ヒータ８の長手方向に沿って複数箇所から出ている端子であり、ヒートパイプとともにハニカムサンドイッチパネルに埋め込み、１１の先端はパネル外部からアクセスできるようにしておく。なおこの図においては、一本のラテラルヒートパイプ５に対し、主系と冗長系の二系統の保温用ヒータ８を取付けている。ヒートパイプネットワークに熱量を供給する保温用ヒータが端子先端を除きパネル内に埋め込まれているため、ラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上のスペースが大幅に空く。このためヒートパイプ上に配置する電子機器の数を増やすことができ、パネルに機器を高密度に実装することが可能となる。また使用する端子の組み合わせを選択することにより、パネル成形後でもヒータ容量を変更できる。例えば図の端子が、保温用ヒータの抵抗値を長手方向に沿って三等分する位置に設置されている場合、両端端子を使用するのに比べ真ん中の二端子を使用すればヒータ容量は三倍になる。また端子として、パネル表皮面から飛び出ないソケットコンタクトを採用することにより、使用しない端子上に電子機器を配置することが可能になる。
また上記は保温用ヒータとしてテープ状のヒータを例に挙げているが、ヒートパイプの側面に施されているヒートパイププリントヒータ、ヒートパイプの切り欠き部に装着する直列接続の巻き線抵抗等でも同様の効果をもつ。
【００１７】
実施の形態６．
図６は、この発明の実施の形態６を示す図である。図において８はラテラルヒートパイプ５の両側面につけた複数個の抵抗で構成される保温用ヒータ、１２は保温用ヒータ８を構成する複数個のヒータ抵抗、９はヒータ抵抗１２の両端から引き出されているリード線であり、９の先端以外はヒートパイプとともにハニカムサンドイッチパネルに埋め込む。なおこの図においては、一本のラテラルヒートパイプ５に対し、主系と冗長系の二系統の保温用ヒータ８を取付けている。ヒートパイプネットワークに熱量を供給する保温用ヒータがリード線先端を除きパネル内に埋め込まれているため、ラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上のスペースが大幅に空く。このためヒートパイプ上に配置する電子機器の数を増やすことができ、パネルに機器を高密度に実装することが可能となる。またリード線接続の組み合わせを選択することにより、パネル成形後でもヒータ容量を変更できる。例えば図に示すように保温用ヒータ一系統が二個のヒータ抵抗で構成されている場合は、一個のヒータ抵抗のみを使用するのに比べ、二個を並列に接続すれば二倍の、二個を直列に接続すれば半分のヒータ容量になる。また二個のヒータ抵抗をそれぞれ別のヒータ系統として使用すれば、運用時に二通りのヒータ電力を供給することができる。
【００１８】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７を示す図である。図において１〜６は上記従来のハニカムサンドイッチパネルと同一のもの、８はラテラルヒートパイプ５の両側面につけたテープ状の保温用ヒータ、９は保温用ヒータ８の電力供給用リード線であり、９の先端以外はヒートパイプとともにハニカムサンドイッチパネルに埋め込む。ヒートパイプネットワークに熱量を供給する保温用ヒータの大部分がリード線先端を除きパネル内に埋め込まれているため、ラテラルヒートパイプの埋め込められているパネル面上のスペースが大幅に空く。このため図７に示すように、ヒートパイプ上に配置する電子機器の数を増やすことができ、パネルに機器を高密度に実装することが可能となる。
またパネル上保温用ヒータによって、パネル成形後でも全保温用ヒータ容量を微調整することが可能になる。
また上記はヒートパイプに取付ける保温用ヒータとしてテープ状のヒータを例に挙げているが、ヒートパイプの側面に施されているヒートパイププリントヒータ、ヒートパイプの切り欠き部に装着する直列に接続した巻き線抵抗等でも同様の効果をもつ。
またヒートパイプに取付ける保温用ヒータを複数のヒータ抵抗で構成したり、長手方向に沿って複数の端子を設けることによって、パネル成形後にヒータ容量を変更する自由度は更に増す。
【００１９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ヒートパイプ上表皮に、保温用ヒータを貼らないで済み、高発熱の電子機器を高密度に実装できるようになる。
【００２０】
第２の発明によれば、ヒートパイプ上表皮に、保温用ヒータを貼らないで済み、高発熱の電子機器を高密度に実装できるようになる。またヒートパイプの切り欠き部にヒータを実装するため、ヒートパイプの包絡領域を大きく変更したりヒートパイプとハニカムパネルとの熱伝達率を劣化させずに、直列に接続した巻き線抵抗等厚みのあるヒータ抵抗を使用できる。
【００２１】
第３の発明によれば、ヒートパイプ上表皮に、保温用ヒータを貼らないで済み、高発熱の電子機器を高密度に実装できるようになる。またヘッダーヒートパイプのスプレッダー部にヒータを取付けることは、厚さ方向の制約が少ないためヒータ種類の自由度が高い上、ラテラルヒートパイプとヘッダーヒートパイプの接点に位置するためヒータ発生熱量を効率的にパネル全体に供給することができる。
【００２２】
第４の発明によれば、ヒートパイプ上表皮に、保温用ヒータを貼らないで済み、高発熱の電子機器を高密度に実装できるようになる。またヒータ取付けのための作業の省力化ができしかもヒータの軽量化の効果がある。
【００２３】
第５の発明によれば、ヒートパイプ上表皮に、保温用ヒータを貼らないで済み、高発熱の電子機器を高密度に実装できるようになる。またパネル成形後にヒータ容量とヒータ端子位置を選択できるので、汎用性の高いヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルが得られる。汎用性が高いことから、量産による生産性向上及びコスト低減の効果もある。
【００２４】
第６の発明によれば、ヒートパイプ上表皮に、保温用ヒータを貼らないで済み、高発熱の電子機器を高密度に実装できるようになる。またパネル成形後にヒータ容量及び系統数を選択できるので、汎用性の高いヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルが得られる。汎用性の高いことから、量産による生産性向上及びコスト低減の効果もある。
【００２５】
第７の発明によれば、ヒートパイプ上表皮に、保温用ヒータを大幅に削減でき、高発熱の電子機器を高密度に実装できるようになる。またパネル成形後にヒータ容量を変更できるので、汎用性の高いヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルが得られる。ヒートパイプに取付ける保温用ヒータを複数のヒータ抵抗で構成したり、長手方向に沿って複数の端子を設けることによって、パネル成形後にヒータ容量を変更する自由度は更に増す。汎用性の高いことから、量産による生産性向上及びコスト低減の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に関わるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】  この発明に関わるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの実施の形態２の構成を示す図である。
【図３】  この発明に関わるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの実施の形態３の構成を示す図である。
【図４】  この発明に関わるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの実施の形態４の構成を示す図である。
【図５】  この発明に関わるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの実施の形態５の構成を示す図である。
【図６】  この発明に関わるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの実施の形態６の構成を示す図である。
【図７】  この発明に関わるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの実施の形態７の構成を示す図である。
【図８】  従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの構成を示す図である。
【符号の説明】
１  電子機器、２  保温用ヒータ、３  機器搭載側パネル表皮、４  ハニカムコア、５  ラテラルヒートパイプ、６  ヘッダーヒートパイプ、７  宇宙側パネル表皮、８  保温用ヒータ、９  電力供給用リード線、１０  ヒートパイププリントヒータ、１１  端子、１２  ヒータ抵抗。
【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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