JPH03293301A

JPH03293301A - 反射鏡

Info

Publication number: JPH03293301A
Application number: JP9386690A
Authority: JP
Inventors: Toshio Taguchi; 田口　俊夫; Masanori Masumoto; 雅典益本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1991-12-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は各種光線の光路変更、宇宙の太陽光集光器等に
適用される反射鏡に関するものである。

（従来の技術）従来光線の光路変更等に用いられる反射鏡は、ガラス又
は金属等の研磨面に反射率の高い材料を単層又は多層に
蒸着等して製膜されていた。

第１０図は従来の宇宙用太陽光集光器の反射鏡の例を示
し、母材２０はＣＦＲＰ表皮のみの単板構造とし、表面
にガラス加工層２１を設けてあり、同加工層２１の表面
は研磨されている。そしてこの研磨された表面のガラス
研磨面２２にアルミ蒸着２３を施して反射鏡としている
。

また宇宙開発の進展に伴い、宇宙ステーション、宇宙往
還機等の開発が具体的に進みつつある。宇宙での活動の
エネルギー源として、地球から燃料をロケントで打ち上
げると、その費用が膨大なものとなるため、従来より宇
宙空間で太陽光を集光してエネルギー源として使用する
ための太陽光集光器の開発が進められている。

第１２図に従来の宇宙太陽光集光器の概念図を示す。宇
宙用太陽光集光器の反射鏡２４には、ロケット打上げ時
の重量が軽量であること、打上げ時にコンパクトに収納
できること、打上げ時の高負荷荷重で機械的な変形、損
傷を受けないこと、宇宙空間での集光性能が良いこと等
が要求される。特に集光性能向上の面では、凹面鏡の利
用が考えられている。このため材料、構造、製作技術の
総合的開発が必要であり、従来も各社で研究開発が進み
つつある。

ところで太陽光集光器は太陽光２５を反射鏡２４で受熱
器２６に入るように反射させて発電するものであるため
、受熱器２６の受熱部寸法より小さい寸法の反射光を形
成する反射鏡であれば、必ずしも凹面の必要はなく、平
面鏡でもよい。凹面鏡は１枚毎の集光密度を太き（取れ
るため高温の受熱器を作動させるのに適しており、低温
の受熱器の場合は平面鏡でもよく、使用目的によって両
者とも実用できる。

次に前記反射鏡２４の１例を第１１図について説明する
と、図中２７は太陽熱により硬化する熱硬化性樹脂膜で
、その両面には〃材２８．２８が蒸着されている。２９
は太陽光を透過するフィルムで、熱硬化性樹脂膜２７と
外周部で支持材３０によりシール固定されている。これ
を軌道上で２点鎖線で示すように熱硬化性樹脂膜２７と
フィルム２９間にキセノンガス３１を加圧封入し、同樹
脂膜２７とフィルム２９をそれぞれ外側に膨らませ、樹
脂膜２７が硬化した後に前記ガス３１を抜き、凹面状の
反射鏡としている。

（発明が解決しようとする課題）従来よりこの種の反射鏡の製作には、母材の加工、特に
反射面においては面精度を要求されるため、研磨仕上げ
を行い、更にバッチ方式で表面コーティングが施されて
いる。そのため製作時間が長くかかると共に、価格も高
価となっており、更に反射鏡が大きくなる程この傾向は
顕著になっていた。また使用中の反射率の劣化及び取扱
い時の破損等の際は新品と交換しなければならなかった
。

更に第１１図に示すような宇宙の太陽光集光器用反射鏡
は、ガス加圧供給、排気機能部を含むシール機能が支持
材３０には必要であるため、支持材の構造が複雑となり
、かつ軌道上でガスの加圧封入及び樹脂硬化後のガス抜
き作業が必要となる。またガスボンベ、減圧弁等の組立
て、補助機器も地上より輸送する必要があり、打上げ時
の軽量化、収納性が不十分であった。

本発明はＡＩ、Ａｇ等の反射率の大きい金属材料を蒸着
等した反射フィルムを用いることにより、前記従来の課
題を解決し得る反射鏡を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段）このため本発明は、Ａ７．　Ａｇ等の反射率の大きい金
属薄膜をプラスチックフィルム上に１着、スパッタリン
グ、貼付は等で形成した反射フィルムをリング状又はデ
ィスク状部材に取付けてなるもので、これを課題解決の
ための手段とするものである。

また本発明は前記反射フィルムと、これと重ねられる透
明プラスチックフィルムとをシール部材を介してリング
状部材に取付け、この間に大気圧程度の気体を封入して
なるもので、これを課題解決のための手段とするもので
ある。

（作用）反射フィルムが挾持されることにより、反射フィルム全
面に均一な張力が付加されるため、反射フィルムはリン
グ状又はディスク状部材面で平面になる。

更に大気圧中での挟持作業により形成された反射鏡の２
枚のフィルム間には、大気圧程度の気体が封入されるた
め、これを真空の宇宙空間にさらすと、内外の圧力差に
より前記２枚のフィルムはそれぞれ外側に膨らみ、透明
フィルム側から見ると薄膜を形成するフィルムは凹面状
になる。

（実施例）以下本発明を図面の実施例について説明すると、第１図
〜第８図は本発明の実施例を示す。

先ず第１図〜第３図の第１実施例について説明すると、
１は薄いフィルムで片面にアルミ蒸着１ａが施されてい
る。２，３はフィルム１の張力付加及び張力付加状態で
固定するリング状部材で、両リング状部材２．３の合せ
部分では一方が凸状、他方が凹状で、外周部の方が内周
部に比べて凹凸量が太き（、また両リング状部材２．３
の外周部には固定用のツバ３ａが設けである。

更に詳細に説明すると、リング状部材２．３には第２図
及び第３図に示す如く外周部に等角で４個所、それぞれ
対応する位置に固定用ツバ３　ａ　＋３０を有し、同固
定用ツバ３ａには一方の固定用ツバ３ｃとの位置決めを
行うためのガイド部３ａ′が設けられている。そして組
立てに際しては、リング状部材３の上にアルミ蒸着１ａ
されたフィルム１を載せ、リング状部材２をガイド部３
ａ′と固定用ツバ３ｃでガイドさせながら、リング状部
材３に押込み、フィルム１を若干押込んだ時点で固定用
ボルト４を取付け、更にこのボルト４を締め込むことに
より、フィルム１に任意の張力を付加すると共に保持し
、フィルム１の平面度を維持する。

次に作用を説明する。リング状部材２の下面がフィルム
１に接して押込みが開始されると、フィルム１は先ず両
リング状部材２，３の外周側の凹凸部により折り曲げら
れながら押込まれ、次に内周側の凹凸部によりフィルム
１はリング状部材２の凸部へ接触面を保ちながら押し込
まれ、フィルム１にはリング状部材３の内周側口量分の
張力が全周にわたって付加される。リング状部材２，３
が完全に押し込まれると、リング状部材固定用ツバ３ａ
と３Ｃをボルト４により固定し、フィルム１に働く張力
を保ち、フィルム１の平面度を維持する。

次に第４図及び第５図について本発明の第２実施例を説
明すると、１は薄いフィルムで、片面にアルミ蒸着１ａ
が施されている。また８は透明フィルム、９，１０はリ
ング状部材、６は０リングであり、同リング状部材９．
１０は共にリング外周部にアーム９ａ、１０ａを有し、
ヒンジで接続されており、同アーム９ａ、１０ａに対向
する外周部にはリング状部材９．１０を固定するクラン
プ部９ｂ、１０ｂを有している。また両リング状部材９
，１０間には０リング６によるシールが可能なようにリ
ング状部材１０に溝を設けている。

次に組立てに際しては、先ずリング状部材９を開き、リ
ング状部材１０上にアルミ蒸着１ａＬだフィルム１を置
き、次にリング状部材１０の０リング溝位置に合せてＯ
リング６をアルミ蒸着フィルム１上に置き、透明フィル
ム８を更に０リング６の上に置いてリング状部材９を閉
じ、リング状部材１０と固定する。そしてこの作業を宇
宙ステーション等の大気圧程度の状況下で行うことによ
り、アルミ蒸着１ａされたフィルム１と透明フィルム８
間には、大気圧程度の気体がＯリング６で封じ込められ
る。この組立てられた反射鏡を集光器設置場所の高真空
状態の宇宙空間に持ち出すと、フィルム１，８間の気体
と宇宙空間との圧力差により、各フィルムは第４図の２
点鎖線で示すように、宇宙空間に向けて膨らみ、凹面鏡
ができる。

次に第６図〜第８図は本発明の第３実施例を示し、第２
実施例に対し、組立ての容易化と高精度化を図ったもの
である。この第３実施例において第２実施例と構成上具
なる点は、リング状部材１１１２．１３の如く３個とし
、中央のリング状部材１２は上下とも０リング６用の溝
を有し、この０リング用溝部が上下のリング状部材１１
゜１３に入り込むよう突出１４させである点である。

また第７図で見られるように、上下のリング状部材１１
．１３の外周部はくさび状１５とし、これに対応するく
さび状の半割れクランプ用リング７により固定、締め付
けをするようにした点である。そしてこれらにより２枚
のフィルム１．８が単独に取付けられ、また中央のリン
グ状部材１２の上下のリング状部材１１．１３への突出
１４部により、フィルム１．８に張力を付与することが
でき、フィルム面の均一化を図ることができる。また上
下のリング状部材１１．１３のほぼ全周をリング７でク
ランプでき、シール性及びフィルム面精度が向上できる
。なお、ｌｌａ、　１２ａはそれぞれヒンジで接続され
たアームである。

集光器では反射鏡２４で反射した光が受熱部内に入射す
ればよいため、第９図に示すように、反射鏡２４の曲率
は一定でなくても所定の範囲内であれば良い。つまり製
作時には受熱器２６の受熱部分に反射光３２が入射する
最大の曲率（第９図実線）とし、内部ガスが若干リーク
しても図中点線で示す曲率までは良好な集光性を保つこ
とができるようになっている。

そこで本発明では、このシール性を良くするために、第
６図〜第８図に示すように、フィルム１及び８を固定す
る際に均一に張力を付加することにより、フィルム１，
８のシール面のシワの発生を防ぐと共に平面化させ、ま
た上下のリング状部材１１．１３の外周部をくさび状１
５とし、これに対応するくさび状の半割れクランプ用リ
ング７で上下のリング状部材１１．１３の全周を均一に
締め込めるようにしたことにより、Ｏリング６の変形を
均一化することができる。

（発明の効果）以上の如く本発明は、母材に反射率の大きい金属薄膜を
蒸着等で形成したプラスチックフィルムを用いるように
したので、従来の反射鏡のように荒加工、研磨加工の必
要はなく、直接反射面に製膜でき、構造も簡単であるた
め安価に得られ、かつ短納期に鏡面が得られる。また反
射フィルムを取付けるリング状部材は一度製作すれば長
年にわたって使用でき、使用時の反射率の劣化、又は鏡
面の損傷等が生じた際には製膜されたフィルムを取り替
えるだけでよく、非常にメンテナンス性が良い。特に宇
宙用太陽光集光器の反射鏡のように、無重力状態におい
ては外力の作用もなく、常に平面度が保たれ、かつロケ
ットやシャトルへの収納も非常にコンパクトとなるため
、本発明の反射鏡は極めて有効である。

また本発明は、反射鏡に用いた反射フィルムと透明フィ
ルムとの間に気体を封じ込めるだけで、宇宙空間との差
圧により簡単に所定の曲率半径の凹面状の反射鏡を高精
度、かつコンパクトに製作できる。また反射鏡の組立て
時や使用時において、何らかの飛翔体等による損傷が生
じた場合には、フィルムを張り替えるだけで簡単に、し
かも安価に修復できる。また宇宙太陽光集光器用反射鏡
として用いる場合の打上げ時には、反射フィルムと透明
フィルムの２種のフィルムはそれぞれロール状とするこ
とで、衝撃力にも耐え、反射鏡組立て用リング状部材の
内側にフィルムロールを収納することにより、コンパク
トに収納が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る反射鏡の側断面図、
第２図は同平面図、第３図は第２回のＡ−Ａ拡大断面図
、第４図は本発明の第２実施例に係る反射鏡の側断面図
、第５図は第４図のＢ−Ｂ断面図、第６図は本発明の第
３実施例に係る反射鏡の側断面図、第７図は第６図のＣ
〜Ｃ断面図、第８図は第６図のＤ−Ｄ矢視図、第９図は
反射鏡の曲率の説明図、第１０図は従来の反射鏡の１例
を示す側断面図、第１１図は従来の宇宙太陽光集光器用
反射鏡の側断面図、第１２図は同反射鏡を集合させた太
陽光集光器の斜視図である。図の主要部分の説明フィルムアルミ蒸着９、１０．　ｌＬ１２．１３０リング透明フィルムリング状部材第２ヌ第９図第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ、Ａｇ等の反射率の大きい金属薄膜をプラス
チックフィルム上に蒸着、スパッタリング、貼付け等で
形成した反射フィルムをリング状又はディスク状部材に
取付けたことを特徴とする反射鏡。
（２）請求項１記載の反射鏡において、前記反射フィル
ムと、これと重ねられる透明プラスチックフィルムとを
シール部材を介してリング状部材に取付け、同両フィル
ム間に大気圧程度の気体を封入したことを特徴とする反
射鏡。