JP6092697B2

JP6092697B2 - 宇宙環境試験装置

Info

Publication number: JP6092697B2
Application number: JP2013090212A
Authority: JP
Inventors: 真雄小寺
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2033-04-23
Also published as: JP2014213630A

Description

本発明は、宇宙環境試験装置に関し、詳しくは、宇宙環境と同等の高真空，極低温の環境を形成し、人工衛星等の宇宙空間で使用される各種機器の試験を行う宇宙環境試験装置に関する。

宇宙環境試験装置は、高真空に排気可能に形成された真空容器の内部に、液体窒素などの低温冷媒で１００Ｋ以下に冷却されるシュラウドを設けることにより、宇宙の冷暗黒を模擬することができるように形成されている。この宇宙環境試験装置で人工衛星などの被試験体の試験を行う際には、真空容器の内部に設けた架台上に、被試験体を冷却するための冷媒通路や加熱用のヒータを備えたベースプレートを介して被試験体を設置するとともに、試験中の被試験体の状態を検出するためのセンサに信号ケーブルを接続するなどの準備作業を行う必要がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−９５１９８号公報

しかし、前記架台は真空容器に固設され、ベースプレート及び該ベースプレートの冷媒通路に冷媒を供給するための冷媒配管も真空容器や架台に固定されていることから、ベースプレートへの被試験体の固定や、前記信号ケーブルの接続、被試験体の調整作業などは、内周面が黒色に塗装された真空容器の内部で行わなければならなかった。このため、薄暗い状態で作業を行わなければならず、さらに、限られた空間内では、調整作業などを行う技術者の人数も限られるため、試験前の準備作業における作業性が悪いという問題があった。

そこで本発明は、被試験体の調整作業などを真空容器外で容易に行うことができる宇宙環境試験装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の宇宙環境試験装置は、宇宙環境と同等の高真空，極低温の環境を形成可能な真空容器内に、冷媒通路を備えたベースプレートを介して配置した被試験体の試験を行う宇宙環境試験装置において、前記真空容器は、軸線を水平方向に向けて設置された円筒状の本体部と、該本体部の一端に設けられた開口部を開閉可能に覆う扉体とを備えるとともに、前記本体部の下部に架台が設置され、該架台は、前記ベースプレートを載置する天板と、該天板の下方に設けられた配管ガイド板とを備え、前記ベースプレートは、前記天板に前記真空容器本体部の軸線方向に移動可能に設けられ、該ベースプレートに低温冷媒を供給する冷媒配管は、前記配管ガイド板の開口部の反対側の位置に固定された固定配管に接続された基端接続部と、該基端接続部から配管ガイド板の上面に沿って開口部側に向かって延出する第１直線部と、該第１直線部の配管ガイド板の開口部側の位置でＵ字状に曲げられた第１折り返し部と、該第１折り返し部の先端側から配管ガイド板の開口部の反対側に向かって延出する第２直線部と、該第２直線部の先端側から上方に向かってＵ字状に曲げられた第２折り返し部と、該第２折り返し部の先端側から天板の上面に沿って延出する第３直線部と、該第３直線部の先端部で前記ベースプレートの冷媒通路に接続される先端接続部とを有するフレキシブルホースで形成され、前記第１折り返し部は、配管ガイド板の開口部側と配管ガイド板の前記開口部の反対側との間で移動可能に形成され、ベースプレートが天板上に位置しているときには配管ガイド板の開口部側端部に位置し、ベースプレートを開口部から真空容器の外部に移動させたときに配管ガイド板の開口部の反対側端部に位置することを特徴としている。さらに、前記第２折り返し部が前記真空容器又は前記架台に支持されたガイド部材によって位置決めされていること、前記第１折り返し部の移動範囲を規制するストッパーを備えていることを特徴としている。

本発明の宇宙環境試験装置によれば、フレキシブルホースの第１折り返し部が、ベースプレートが天板上に位置しているときには配管ガイド板の開口部側端部に位置し、ベースプレートを開口部から真空容器の外部に移動させたときに配管ガイド板の開口部の反対側端部に位置するように移動することができるので、ベースプレートと冷媒配管とを接続した状態のままベースプレートを真空容器の開口部から外部に移動させることができる。これにより、ベースプレートへの被試験体の固定や、信号ケーブルの接続、被試験体の調整作業などを真空容器外部の明るくて広いスペースで行うことができ、準備作業の作業性を大幅に向上させることができる。

本発明の宇宙環境試験装置の一形態例を示す断面側面図である。同じく開口部側から見た正面図である。図１のIII−III断面図である。

宇宙環境試験装置は、軸線を水平方向に向けて設置された円筒状の本体部１１ａと、一端が閉塞された本体部１１ａの他端に設けられた開口部１１ｂを開閉可能に覆う扉体１１ｃとを備えた真空容器１１の内部に、該真空容器１１内を宇宙環境と同等の極低温に冷却するためのシュラウド（図示せず）を備えるとともに、真空容器１１内を宇宙環境と同等の高真空に排気するためのポンプ（図示せず）を備えている。

前記真空容器１１内の下部には、人工衛星などの被試験体１２を、ベースプレート１３を介して設置するための架台１４が設けられている。この架台１４は、４本の支持脚１５の上端に固定された天板１６と、該天板１６の下方で支持脚１５の下部に固定された配管ガイド板１７とを備えている。天板１６の上面及び配管ガイド板１７の上面は、いずれも水平面となっており、天板１６の開口部１１ｂ側端部は、扉体１１ｃに干渉しない範囲で開口部１１ｂ側に延出している。

ベースプレート１３は、内部に冷媒通路及びヒータ（いずれも図示せず）を備えた板状のものであって、ベースプレート１３の下部には、ベースプレート１３を、天板１６の上面に沿って本体部１１ａの軸線方向に移動可能な状態にするためのガイド輪１８が設けられている。

真空容器１１又は架台１４に固定された固定配管２０からベースプレート１３に低温冷媒を供給する冷媒配管２１は、供給側配管と戻り側配管とを一体的にまとめた屈曲自在なフレキシブルホース（可撓性断熱配管）によって形成されるもので、前記配管ガイド板１７の開口部１１ｂの反対側の位置（以下、この位置をガイド板基端部１７ａという。）に固定された前記固定配管２０に接続された基端接続部２２と、該基端接続部２２から配管ガイド板１７の上面に沿って開口部１１ｂ側に向かって延出する第１直線部２３と、該第１直線部２３の配管ガイド板１７の開口部１１ｂ側の位置（以下、この位置をガイド板先端部１７ｂという。）でＵ字状に曲げられた第１折り返し部２４と、該第１折り返し部２４の先端側からガイド板基端部１７ａに向かって延出する第２直線部２５と、該第２直線部２５のガイド板基端部１７ａの先端側から、半円状に設けられた複数のガイド部材２６にガイドされて上方に向かってＵ字状に曲げられた第２折り返し部２７と、該第２折り返し部２７の先端側から天板１６の上面に沿って延出する第３直線部２８と、該第３直線部２８の先端部で前記ベースプレート１３の冷媒通路に接続される先端接続部２９とを有している。

前記第２折り返し部２７は、前記ガイド部材２６によって架台１４に対する位置が固定されているのに対し、前記第１折り返し部２４は、配管ガイド板１７の上面に沿ってガイド板先端部１７ｂとガイド板基端部１７ａとの間を移動可能な状態で設けられており、ベースプレート１３が天板１６上に位置しているときには、第１折り返し部２４がガイド板先端部１７ｂ側に位置し、ベースプレート１３を開口部１１ｂから真空容器１１の外部に移動させたときには、第１折り返し部２４がガイド板基端部１７ａ側に位置する状態になるように設定され、ベースプレート１３の移動に伴って第１直線部２３及び第２直線部２５の長さが変化して第１折り返し部２４が配管ガイド板１７の上面を移動するように形成されている。

被試験体１２をベースプレート１３上に設置する際には、架台１４の天板１６の上面と面一に設けられた支持板３１を有する作業台車３２を架台１４の開口部１１ｂ側に隣接して配置した状態で、図１に想像線で示すように、天板１６上に位置しているベースプレート１３を、図１に実線で示すように作業台車３２の支持板３１上に引き出していく。このとき、フレキシブルホースからなる冷媒配管２１は、ベースプレート１３の移動に伴って先端接続部２９が開口部１１ｂ側に移動するのに伴い、第３直線部２８、第２折り返し部２７及び第２直線部２５が引き出され、第１折り返し部２４が、第１直線部２３を短縮させながらガイド板基端部１７ａに向かって移動し、冷媒配管２１が配管ガイド板１７の上面から天板１６の上面に引き出される。

これにより、冷媒配管２１を接続した状態のベースプレート１３を真空容器１１の外部に移動させることができるので、ベースプレート１３上への被試験体１２の設置を、真空容器１１の外部の明るくて広い場所で行うことができ、ベースプレート１３への被試験体１２の固定、信号ケーブルの接続、被試験体の調整作業などを容易に行うことが可能となり、準備作業の作業効率を大幅に向上させることができる。

準備作業終了後は、ベースプレート１３を作業台車３２の支持板３１上から架台１４の天板１６上に移動させることにより、ベースプレート１３の移動に伴い、冷媒配管２１は、先端接続部２９から第３直線部２８、第２折り返し部２７、第２直線部２５が押し込まれる状態になり、第１折り返し部２４が第１直線部２３を伸ばしながらガイド板先端部１７ｂに向かって移動し、図１に想像線で示す元の状態に戻る。

なお、第２折り返し部２７をガイドするガイド部材２６は、真空容器１１又は架台１４に設けた適宜な支持部材に設けるようにすればよく、第２折り返し部２７をＵ字状にガイドできれば任意の形状、構造で形成することができる。また、冷媒配管２１の円滑かつ正確な移動を補助するため、適宜な位置にガイド部材を設けるようにしてもよく、ベースプレート１３を外部に移動させたときの冷媒配管２１の引出限界、すなわち、第１折り返し部２４の移動範囲を規制するためのストッパーを設けておくことにより、冷媒配管２１を保護することができる。

１１…真空容器、１１ａ…本体部、１１ｂ…開口部、１１ｃ…扉体、１２…被試験体、１３…ベースプレート、１４…架台、１５…支持脚、１６…天板、１７…配管ガイド板、１７ａ…ガイド板基端部、１７ｂ…ガイド板先端部、１８…ガイド輪、２０…固定配管、２１…冷媒配管、２２…基端接続部、２３…第１直線部、２４…第１折り返し部、２５…第２直線部、２６…ガイド部材、２７…第２折り返し部、２８…第３直線部、２９…先端接続部、３１…支持板、３２…作業台車

Claims

宇宙環境と同等の高真空，極低温の環境を形成可能な真空容器内に、冷媒通路を備えたベースプレートを介して配置した被試験体の試験を行う宇宙環境試験装置において、前記真空容器は、軸線を水平方向に向けて設置された円筒状の本体部と、該本体部の一端に設けられた開口部を開閉可能に覆う扉体とを備えるとともに、前記本体部の下部に架台が設置され、該架台は、前記ベースプレートを載置する天板と、該天板の下方に設けられた配管ガイド板とを備え、前記ベースプレートは、前記天板に前記真空容器本体部の軸線方向に移動可能に設けられ、該ベースプレートに低温冷媒を供給する冷媒配管は、前記配管ガイド板の開口部の反対側の位置に固定された固定配管に接続された基端接続部と、該基端接続部から配管ガイド板の上面に沿って開口部側に向かって延出する第１直線部と、該第１直線部の配管ガイド板の開口部側の位置でＵ字状に曲げられた第１折り返し部と、該第１折り返し部の先端側から配管ガイド板の開口部の反対側に向かって延出する第２直線部と、該第２直線部の先端側から上方に向かってＵ字状に曲げられた第２折り返し部と、該第２折り返し部の先端側から天板の上面に沿って延出する第３直線部と、該第３直線部の先端部で前記ベースプレートの冷媒通路に接続される先端接続部とを有するフレキシブルホースで形成され、前記第１折り返し部は、配管ガイド板の開口部側と配管ガイド板の前記開口部の反対側との間で移動可能に形成され、ベースプレートが天板上に位置しているときには配管ガイド板の開口部側端部に位置し、ベースプレートを開口部から真空容器の外部に移動させたときに配管ガイド板の開口部の反対側端部に位置する宇宙環境試験装置。
前記第２折り返し部は、前記真空容器又は前記架台に支持されたガイド部材によって位置決めされている請求項１記載の宇宙環境試験装置。
前記第１折り返し部の移動範囲を規制するストッパーを備えている請求項１又は２記載の宇宙環境試験装置。