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発明の名称 人工衛星機器パネル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−253762(P2007−253762A)
公開日 平成19年10月4日(2007.10.4)
出願番号 特願2006−79600(P2006−79600)
出願日 平成18年3月22日(2006.3.22)
代理人 【識別番号】100057874
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照
発明者 竹谷 元 / 尾崎 毅志 / 森永 洋次 / 馬殿 進路
要約 課題
人工衛星の組み立て前の機器パネルが展開された状態で、搭載機器及び衛星システムの試験を可能として、衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化を図る。

解決手段
人工衛星機器パネルは、ハニカムサンドイッチ構造にできるパネル本体と、人工衛星機器パネル間の相互接続を可能にする2つ以上のインターフェースと、パネル本体内に設けられ、インターフェース間の相互接続の回線切り替えをする回線切り替え機と、パネル本体内に設けられ、一端でインターフェースに接続され、他端で回線切り替え機に接続されて、当該パネル本体のインターフェース間を相互接続する配線とを備えている。インターフェースと配線とは支持体と共に配線モジュールを構成してパネル本体内に配設されている。インターフェースは、電気通信、光通信および光センサ用のうちの少なくとも1つのインターフェースである。
特許請求の範囲
【請求項1】
それぞれ所定の機能を持つ搭載機器が搭載され、インターフェイスを介して接続されて人工衛星を構成する人工衛星機器パネルに於いて、
パネル本体と、
上記人工衛星機器パネル間の相互接続を可能にする2つ以上のインターフェースと、
上記パネル本体内に設けられ、上記インターフェース間の相互接続の回線切り替えをする回線切り替え機と、
上記パネル本体内に設けられ、一端で上記インターフェースに接続され、他端で上記回線切り替え機に接続されて、当該パネル本体の上記インターフェース間を相互接続する配線と
を備えたことを特徴とする人工衛星機器パネル。
【請求項2】
上記インターフェースと、上記配線とは、上記インターフェースおよび上記配線を支持する支持体と共に上記パネル本体内に配設される配線モジュールを構成し、
上記配線モジュールの支持体は、上記配線に沿って延びて上記配線を支持し、一端で上記インターフェースを支持し、他端で上記回線切り替え機に接続されるコネクタアセンブリを支持していることを特徴とする請求項1に記載の人工衛星機器パネル。
【請求項3】
上記配線モジュールが、上記配線に両端間で接続され、上記搭載機器に接続するための搭載機器接続用インターフェイスを備えたことを特徴とする請求項1あるいは2に記載の人工衛星機器パネル。
【請求項4】
上記インターフェースが、電気通信、光通信および光センサのうちの少なくとも1つ用のインターフェースであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の人工衛星機器パネル。
【請求項5】
上記配線モジュールが、ハニカムサンドイッチ構造により構成されるパネル本体の内部に設置されてなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の人工衛星機器パネル。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、人工衛星に搭載される人工衛星機器パネルに関するものである。
【背景技術】
【0002】
人工衛星の組み立て・試験は、搭載される機器単体での試験と、機器を組み合わせたシステムとしての試験が必要である。ここで衛星のシステム試験は、軌道上で運用される最終形状になるべく近い形に製造・組立られた後に行われる必要がある。この理由は、衛星システムでは、衛星構造上の各コンポーネント機器の配置や配線ルートが専用に設計されているためで、衛星システムの機能を検証するためには、機器パネル上に実装された状態で各コンポーネントのうち必要な機器類に給電し、それらを連結して試験を行う必要があり、個別の機器単体の試験ではシステムの機能検証には不十分であるからである。
【0003】
このため、衛星システムの一部に不具合があった場合は、不具合を起こした機器の取り外し、改修および再設置が必要となるが、機器が衛星最終形態に組み立てられているため、取り外しおよび再設置に非常に時間がかかることが問題である。
【0004】
この問題を解決するための技術として、例えば特許文献1には、モジュール式宇宙船構造体を標準バス部と、独立の機能を持たせたモジュールから構成し、モジュールに独立の機能を持たせることによって、標準バス部にモジュールを接続するだけで、衛星を構成することを可能とするものが記載されている。
【0005】
また、特許文献2に開示されたインターフェースチェッカは、図7に示すように人工衛星搭載機器からの出力信号を受ける信号インターフェースコネクタと、切り替えスイッチ、測定部、データ処理部から構成され、機器単体および機器を結ぶハーネス間の自動チェックを行うことができる。このため、従来は複雑であった搭載機器間の信号チェックのための信号の引き出しおよび確認作業が簡素化され、生産性および保守性を向上することができる。
【0006】
【特許文献1】特開平10−203494号公報
【特許文献2】特開2000−280999号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に開示されたモジュール式宇宙船構造体は、標準バス部にモジュールを接続するだけで、衛星に新たな機能を追加したり、軽量化・省スペース化が可能となる。しかし、標準バス部が無いと試験が構成できないため、機器を搭載するモジュールを組み合わせた試験においてもバス部が必須となり、機器パネルのみで自由な組み合わせによる試験ができない。さらに、標準バス部を用いてモジュールを接続しなければならないことから、箱型の衛星には適用できず、形状に制約がある。
【0008】
また、特許文献2に開示されたインターフェースチェッカは、機器単体および機器を結ぶハーネス間の自動チェックを行うことができため、従来は複雑であった搭載機器間の信号チェックのための信号の引き出しおよび確認作業が簡素化され、生産性や保守性を向上させることができる。しかしながら、機器単体および機器を結ぶハーネス間の自動チェックを行うことはできても、これらの機器を組み合わせた衛星システムの試験には使用できない。
【0009】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、衛星を構成する複数の機器パネルを必要数組み合わせ、各種システム試験や、機器単体の試験を行うことを可能とし、また機器パネルへのコンポーネントの着脱、機器パネル間の接続時に配線作業を不要とすることによって、人工衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この出願の発明に係る人工衛星機器パネルは、それぞれ所定の機能を持つ搭載機器が搭載され、インターフェースを介して接続されて人工衛星を構成する人工衛星機器パネルに於いて、パネル本体と、上記人工衛星機器パネル間の相互接続を可能にする2つ以上のインターフェースと、上記パネル本体内に設けられ、上記インターフェース間の相互接続の回線切り替えをする回線切り替え機と、上記パネル本体内に設けられ、一端で上記インターフェースに接続され、他端で上記回線切り替え機に接続されて、当該パネル本体の上記インターフェース間を相互接続する配線とを備えたことを特徴とするものである。
【0011】
また、この発明の人工衛星機器パネルに於いては、機器パネル間の相互接続が可能な標準インターフェースが、電気通信、光通信、光センサの内、1つ以上のインターフェースである。
【0012】
更に、この発明の人工衛星機器パネルに於いては、配線モジュールが、ハニカムサンドイッチにより構成される機器パネルの内部に設置され、電気通信、光通信、光センサの内1つ以上の配線機能を持つものである。
【発明の効果】
【0013】
この発明の人工衛星機器パネルは、機器パネル間の相互接続が可能な標準インターフェースを2ヶ所以上備え、インターフェース間が配線モジュールを介して相互接続され、インターフェース相互接続の回線切り替え機能を備えているので、人工衛星機器パネルが配線機能とI/F機能とを備えている。このためパネル間の自由な接続および通信経路の自由な設定が可能となり、人工衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
実施の形態1.
図1は本発明の人工衛星機器パネル1を示す斜視図であり、図2は図1の人工衛星機器パネル1の配線モジュール3を示す斜視図である。人工衛星機器パネル1は、例えばベースとカバーとで構成された比較的薄い矩形あるいは正方形などの箱形のパネル本体1aを備えている。パネル本体1aには、他の同様の人工衛星機器パネル1を含む他の種々の機器に機能的に接続させるための複数のインターフェース2が設けられている。また、図示はしてないが他の機器によって支持するための機械的連結装置も設けられている。
【0015】
パネル本体1a内にはまた、インターフェース2間の相互接続の回線切り替えをするための回線切り替え機4が設けられている。回線切り替え機4はパネル本体1aの内部に配置されて支持されたほぼ矩形あるいは正方形の箱状のものであって、少なくとも2つの側辺(図示の例では3つの側辺)に後に詳述するコネクタ(図示してない)を持っている。
【0016】
人工衛星機器パネル1はまた、一端でインターフェース2に接続され、他端で回線切り替え機4にコネクタ(図示してない)を介して接続された配線3aを備えている。パネル本体1a内に設けられた配線3aは、回線切り替え機4を介して、当該パネル本体1aのインターフェース2間を相互接続している。
【0017】
図2に示すように、インターフェース2と、配線3aとは、インターフェース2および配線3aを支持する支持体19と共にパネル本体1a内に配設される組立体としての配線モジュール3が構成されている。支持体19は、配線3aに沿って延びて配線を支持し、一端でインターフェース2を支持し、他端で回線切り替え機4に接続されるコネクタアセンブリ2aを支持したものである。配線3aのうち、電気通信のための配線は、配線基板15によってなされ、配線基板15はテープ状の電線14により、インターフェース2のコネクタ8に接続される。光通信および光センサのための光配線は、光ファイバ17と、インターフェース2の光コネクタ16により接続される。光ファイバ17は、配線モジュール3aの支持体19に埋め込まれる構造としてある。インターフェース2としては、電気通信、光通信および光センサのうちの少なくとも1つ以上のインターフェースとすることができる。この構成により、電気通信、光通信や、光センサについてパネル間で接続することができるので、自由な通信経路の設定が可能となり、人工衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化が図れる。
【0018】
配線モジュール3の配線3aの両端間には、支持体19によって支持されて配線3aに接続され、搭載機器21〜24に接続するための搭載機器接続用インターフェイス20を設けてある。搭載機器接続用コネクタ6(図1)への接続は、このインターフェース20を介して行うのである。図2に示すような配線モジュール3は、図1に示す人工衛星機器パネル1に於いては3個設けられていて、それぞれ一端に設けられたインターフェース2がパネル本体1aの側壁に位置し、他端に設けられたコネクタアセンブリ2aが回線切り替え機4のコネクタ(図示してない)に接続されるように配置されている。
【0019】
換言すれば、図示の人工衛星機器パネル1は、インターフェース2を3ヶ所(矩形のパネル本体1aの3つの辺)に備えており、各インターフェース2と回線切り替え機4とは配線モジュール3により互いに接続されている。また、パネル本体1aの主面上には光ファイバセンサ5が設けられていて、光ファイバ8によって同じく回線切り替え機4に接続されている。ここでは、光ファイバセンサ5にはブラッグ波長の変化を基に人工衛星機器パネル1の温度やひずみの計測が可能なファイバーブラッググレーティングが使用されている。
【0020】
図3は本発明による人工衛星機器パネル1に、搭載機器21〜24が実装された様子を示すものである。このように、搭載機器21〜24は電線13を接続する搭載機器接続用コネクタ6によって人工衛星機器パネル1に接続され、搭載機器接続用コネクタ6を介して配線モジュール3によって回線切り替え機4に接続されている。光ファイバセンサ5は、搭載機器21〜24の直下に設置されているので、搭載機器21〜24に発生する熱(温度)あるいは歪みを計測することができる。
【0021】
図4は、本発明の人工衛星機器パネル1を用いた搭載機器の試験の様子を示したものである。この例では、2ヶ所あるいは3ヶ所のインターフェース2を有する6枚の人工衛星機器パネル25〜30と計測・制御器31とが、箱型に組み立てる前の展開された状態で、インターフェース2に接続された接続ケーブル32を介して接続されている。
【0022】
このような構成にすることによって、計測・制御器31からの遠隔操作によって、例えば搭載機器33と搭載機器34の間で電気通信を行い、その内容をチェックすることができる。ここで、回線切り替え機41は通信経路を、人工衛星機器パネル30あるいは人工衛星機器パネル26の2通りから選択することができる。このため例えば図4中に点線あるいは一点鎖線で示した2通りの経路など、複数の経路を選択することが可能である。さらに、例えば搭載機器35と搭載機器36の間の光通信を監視することができる。これに加えて、動作中の搭載機器の直下の温度を、光センサ5によって計測することができる。回線切り替え機41は、光通信やセンサ用の光線路についても切り替え可能であり、電気通信同様に複数の通信の経路を選択できる。
【0023】
以上述べたように、人工衛星機器パネル1を自由に組み合わせて接続し、また通信経路を回線切り替え機4によって自由に設定して各種の試験を行うことができ、機器パネルが配線機能とI/F機能とを有しているので、試験の必要な人工衛星機器パネルのみを組み合わせることができ、試験の自由な設定が可能となる。また、通信経路を複数設定できるので、信頼性の高い通信を行うことができる。これらにより、衛星の短納期化、試験コストの低減、高信頼化を実現できる。
【0024】
実施の形態2.
図5は本発明による別の人工衛星機器パネル1の別の例を示す斜視図であり、図6は図5の人工衛星機器パネル1に搭載機器21〜24を実装した状態を示す斜視図である。この例では、人工衛星機器パネル1のパネル本体50は、上部側表皮材51とハニカムコア54と下部側表皮55とから構成され、これらが接着されたハニカムサンドイッチ構造である。
【0025】
ここでは、配線モジュール53と回線切り替え機52の設置される領域のハニカムコアを除去し、パネル内部に配線モジュール53と回線切り替え機52を埋め込み、それを上部側表皮材51および下部側表皮材55によって挟持する構造としてある。この構成によって、パネル表面に配線や切り替え機などの通信のための機器部品類を実装する必要がなくなるので、搭載機器を実装するための領域を広くすることが可能となり、人工衛星の小型および低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明による人工衛星機器パネルを示す斜視図である。
【図2】図1の配線モジュールを示す斜視図である。
【図3】図1の人工衛星機器パネルに搭載機器を実装した状態を示す斜視図である。
【図4】本発明の人工衛星機器パネルを用いた搭載機器および衛星システム試験の様子を示す概略図である。
【図5】本発明による別の人工衛星機器パネルを示す分解斜視図である。
【図6】図5の人工衛星機器パネルに搭載機器を実装した様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0027】
1 人工衛星機器パネル、1a パネル本体、2 インターフェース、2a コネクタアセンブリ、3 配線モジュール、3a 配線、4 回線切り替え機、20 搭載機器接続用インターフェイス、21〜24 搭載機器。




 

 


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