JPH09250892A - 宇宙機器用コールドプレート - Google Patents
宇宙機器用コールドプレートInfo
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- JPH09250892A JPH09250892A JP8059780A JP5978096A JPH09250892A JP H09250892 A JPH09250892 A JP H09250892A JP 8059780 A JP8059780 A JP 8059780A JP 5978096 A JP5978096 A JP 5978096A JP H09250892 A JPH09250892 A JP H09250892A
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- transfer tube
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量かつ強度の高いコールドプレートを提供
すること。 【解決手段】 一対の平行な表面材の間にハニカム心材
をサンドイッチする。宇宙機器が固定される一方の表面
材には、心材を貫通して屈曲して配置される伝熱管をろ
う付け溶接する。伝熱管内には液体の熱媒体を圧送して
流過する。
すること。 【解決手段】 一対の平行な表面材の間にハニカム心材
をサンドイッチする。宇宙機器が固定される一方の表面
材には、心材を貫通して屈曲して配置される伝熱管をろ
う付け溶接する。伝熱管内には液体の熱媒体を圧送して
流過する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、宇宙機に搭載され
る通信機器および電気制御装置などの宇宙機器が発生す
る熱を吸熱して冷却するために用いられる宇宙機器用コ
ールドプレートに関する。
る通信機器および電気制御装置などの宇宙機器が発生す
る熱を吸熱して冷却するために用いられる宇宙機器用コ
ールドプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な先行技術は、図６にその断面が
示されている。上下の表面材１，２間には心材３が介在
されてサンドイッチ構造とされる。
示されている。上下の表面材１，２間には心材３が介在
されてサンドイッチ構造とされる。
【０００３】図７は、心材３の一部を示す斜視図であ
る。１枚の金属板がプレス加工によって屈曲され、矢符
４の方向に流過される液体の熱媒体との接触面積が増加
する。
る。１枚の金属板がプレス加工によって屈曲され、矢符
４の方向に流過される液体の熱媒体との接触面積が増加
する。
【０００４】表面材１，２の側部は側板５によって封止
され、熱媒体が前述の矢符４の方向（すなわち図６の紙
面に垂直方向）に圧送される。表面材１，２のうち、一
方の表面材が、熱を発生する宇宙機器に当接されて固定
される。
され、熱媒体が前述の矢符４の方向（すなわち図６の紙
面に垂直方向）に圧送される。表面材１，２のうち、一
方の表面材が、熱を発生する宇宙機器に当接されて固定
される。
【０００５】この先行技術では、図６および図７の上下
方向に作用する力に対する強度を向上するために、表面
材１，２を厚くする必要があり、したがって重量が大き
くなるという問題がある。この力は、ロケットの打ち上
げ時の約１０〜２０Ｇの加速度によって、またその打ち
上げ時の振動によって作用する。さらにこの力は、一方
の表面材を宇宙機器に、熱伝達を良好にして固定するた
めに密着する際にも、作用される。
方向に作用する力に対する強度を向上するために、表面
材１，２を厚くする必要があり、したがって重量が大き
くなるという問題がある。この力は、ロケットの打ち上
げ時の約１０〜２０Ｇの加速度によって、またその打ち
上げ時の振動によって作用する。さらにこの力は、一方
の表面材を宇宙機器に、熱伝達を良好にして固定するた
めに密着する際にも、作用される。
【０００６】この先行技術の他の問題は、表面材１，２
および側板５によって熱媒体が漏洩しないようにするた
めに、耐圧密封構造の容器にする必要があるということ
である。したがって表面材１，２と側板５とは溶接部分
６，７においてたとえばろう付け溶接を施す。したがっ
てこのような熱媒体の耐圧要求および加工性などの観点
から、表面材１，２を厚くする必要がある。
および側板５によって熱媒体が漏洩しないようにするた
めに、耐圧密封構造の容器にする必要があるということ
である。したがって表面材１，２と側板５とは溶接部分
６，７においてたとえばろう付け溶接を施す。したがっ
てこのような熱媒体の耐圧要求および加工性などの観点
から、表面材１，２を厚くする必要がある。
【０００７】全体構成は異なるが、このような構造のコ
ールドプレートは特開昭６３−２９１９６号に示されて
いる。
ールドプレートは特開昭６３−２９１９６号に示されて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、強度
が高く、しかも軽量である宇宙機器用コールドプレート
を提供することである。
が高く、しかも軽量である宇宙機器用コールドプレート
を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の平行な
金属製板状表面材の間に、金属板状体から成りかつ多数
の隣接したハニカム状空間を有する金属製ハニカム心材
がサンドイッチされ、表面材の対向する各表面に、心材
の両端面が当接し、前記ハニカム状空間の軸線は、表面
材の厚み方向に平行であり、前記ハニカム状空間の前記
軸線に垂直な軸線を有する金属製伝熱管が、一方の表面
材の心材側の一表面にろう付け溶接され、しかも心材を
貫通して屈曲して配置され、伝熱管内に熱媒体が圧送さ
れ、前記一方の表面材の他表面に、放熱すべき宇宙機器
が固定されることを特徴とする宇宙機器用コールドプレ
ートである。 また本発明は、ハニカム状空間は、その空間の軸線に垂
直な断面が正６角形であり、伝熱管は、真円の断面を有
し、伝熱管の相互の間隔は、ハニカム状空間の仮想外接
円の直径以上に選ばれることを特徴とする。 また本発明は、伝熱管の外径は、前記仮想外接円の直径
未満に選ばれることを特徴とする。 また本発明は、一対の表面材の対向する表面間の間隔
は、伝熱管の外径に等しく選ばれることを特徴とする。 また本発明は、一対の各表面材の対向する表面および心
材の端面の固定、ならびに心材および伝熱管の外表面の
固定は、熱硬化性合成樹脂接着剤によって行うことを特
徴とする。 また本発明は、一対の平行な金属製板状表面材の間に、
金属板状体から成りかつ多数の隣接したハニカム状空間
を有する金属製ハニカム心材がサンドイッチされ、表面
材の対向する各表面に、心材の両端面が当接し、前記ハ
ニカム状空間の軸線は、表面材の厚み方向に平行であ
り、前記ハニカム状空間の前記軸線に垂直な軸線を有す
る金属製伝熱管が、心材を貫通して屈曲して配置され、
伝熱管内に熱媒体が圧送され、ハニカム状空間は、その
空間の軸線に垂直な断面が正６角形であり、伝熱管は、
真円の断面を有し、伝熱管の相互の間隔は、ハニカム状
空間の仮想外接円の直径以上に選ばれ、伝熱管の外径
は、前記仮想外接円の直径未満に選ばれ、一対の表面材
の対向する表面間の間隔は、伝熱管の外径に等しく選ば
れ、伝熱管は、一方の表面材の心材側の一表面にろう付
け溶接され、一対の各表面材の対向する表面および心材
の端面の固定、ならびに心材および伝熱管の外表面の固
定は、熱硬化性合成樹脂接着剤によって行い、前記一方
の表面材の他表面に、放熱すべき宇宙機器が固定される
ことを特徴とする宇宙機器用コールドプレートである。 また本発明は、一方の金属製板状表面材の一表面上に、
金属製伝熱管をろう付け溶接する第１ステップと、前記
一方表面材の前記一表面と伝熱管の外表面とに、熱硬化
性合成樹脂接着剤を塗付する第２ステップと、金属板状
体から成りかつ多数の隣接したハニカム状空間を有しか
つ伝熱管が嵌め込まれる切欠きを有する心材の前記切欠
きに伝熱管を嵌め込み、心材の一端面と前記一方表面材
の前記一表面とを当接する第３ステップと、他方の金属
製板状表面材の心材側の一表面に熱硬化性合成樹脂接着
剤を塗付する第４ステップと、心材の他端面に熱硬化性
合成樹脂接着剤を塗付する第５ステップと、前記他方表
面材の前記一表面と心材の前記他端面とを当接する第６
ステップと、真空の空間内または不活性ガスの充填され
た空間内で、加熱によって前記接着剤を硬化して、前記
一方表面材の前記一表面および心材の一端面、心材の切
欠きの内表面および伝熱管の外表面、ならびに前記他方
表面材の前記一表面および心材の他端面を接着する第７
ステップとを含むことを特徴とする宇宙機器用コールド
プレートの製造方法である。
金属製板状表面材の間に、金属板状体から成りかつ多数
の隣接したハニカム状空間を有する金属製ハニカム心材
がサンドイッチされ、表面材の対向する各表面に、心材
の両端面が当接し、前記ハニカム状空間の軸線は、表面
材の厚み方向に平行であり、前記ハニカム状空間の前記
軸線に垂直な軸線を有する金属製伝熱管が、一方の表面
材の心材側の一表面にろう付け溶接され、しかも心材を
貫通して屈曲して配置され、伝熱管内に熱媒体が圧送さ
れ、前記一方の表面材の他表面に、放熱すべき宇宙機器
が固定されることを特徴とする宇宙機器用コールドプレ
ートである。 また本発明は、ハニカム状空間は、その空間の軸線に垂
直な断面が正６角形であり、伝熱管は、真円の断面を有
し、伝熱管の相互の間隔は、ハニカム状空間の仮想外接
円の直径以上に選ばれることを特徴とする。 また本発明は、伝熱管の外径は、前記仮想外接円の直径
未満に選ばれることを特徴とする。 また本発明は、一対の表面材の対向する表面間の間隔
は、伝熱管の外径に等しく選ばれることを特徴とする。 また本発明は、一対の各表面材の対向する表面および心
材の端面の固定、ならびに心材および伝熱管の外表面の
固定は、熱硬化性合成樹脂接着剤によって行うことを特
徴とする。 また本発明は、一対の平行な金属製板状表面材の間に、
金属板状体から成りかつ多数の隣接したハニカム状空間
を有する金属製ハニカム心材がサンドイッチされ、表面
材の対向する各表面に、心材の両端面が当接し、前記ハ
ニカム状空間の軸線は、表面材の厚み方向に平行であ
り、前記ハニカム状空間の前記軸線に垂直な軸線を有す
る金属製伝熱管が、心材を貫通して屈曲して配置され、
伝熱管内に熱媒体が圧送され、ハニカム状空間は、その
空間の軸線に垂直な断面が正６角形であり、伝熱管は、
真円の断面を有し、伝熱管の相互の間隔は、ハニカム状
空間の仮想外接円の直径以上に選ばれ、伝熱管の外径
は、前記仮想外接円の直径未満に選ばれ、一対の表面材
の対向する表面間の間隔は、伝熱管の外径に等しく選ば
れ、伝熱管は、一方の表面材の心材側の一表面にろう付
け溶接され、一対の各表面材の対向する表面および心材
の端面の固定、ならびに心材および伝熱管の外表面の固
定は、熱硬化性合成樹脂接着剤によって行い、前記一方
の表面材の他表面に、放熱すべき宇宙機器が固定される
ことを特徴とする宇宙機器用コールドプレートである。 また本発明は、一方の金属製板状表面材の一表面上に、
金属製伝熱管をろう付け溶接する第１ステップと、前記
一方表面材の前記一表面と伝熱管の外表面とに、熱硬化
性合成樹脂接着剤を塗付する第２ステップと、金属板状
体から成りかつ多数の隣接したハニカム状空間を有しか
つ伝熱管が嵌め込まれる切欠きを有する心材の前記切欠
きに伝熱管を嵌め込み、心材の一端面と前記一方表面材
の前記一表面とを当接する第３ステップと、他方の金属
製板状表面材の心材側の一表面に熱硬化性合成樹脂接着
剤を塗付する第４ステップと、心材の他端面に熱硬化性
合成樹脂接着剤を塗付する第５ステップと、前記他方表
面材の前記一表面と心材の前記他端面とを当接する第６
ステップと、真空の空間内または不活性ガスの充填され
た空間内で、加熱によって前記接着剤を硬化して、前記
一方表面材の前記一表面および心材の一端面、心材の切
欠きの内表面および伝熱管の外表面、ならびに前記他方
表面材の前記一表面および心材の他端面を接着する第７
ステップとを含むことを特徴とする宇宙機器用コールド
プレートの製造方法である。
【００１０】本発明に従えば、表面材間にハニカム心材
がサンドイッチされた構成を有し、これによって一対の
表面材が相互に近接する方向に作用する圧縮力に対する
強度を向上することができる。したがってロケットの打
ち上げ時に作用する大きな加速度および振動によって本
件コールドプレートが変形するおそれがない。また一方
の表面材を、放熱すべき宇宙機器に、金箔などの比較的
展性の優れたフイラを介して圧接して固定し、熱伝達率
を向上する構成とするとき、その圧接時の力によって本
件コールドプレートが変形するおそれはない。しかもこ
のハニカム心材を用いることによって、表面材を薄くす
ることができ、これによって軽量化を図ることができ、
しかも強度を上述のように大きくすることができる。 また本発明に従えば、液体または気体などの熱媒体が圧
送されて流過する伝熱管は、心材を貫通して屈曲して配
置されており、したがって前述の図６および図７に関連
して説明した先行技術のように一対の表面材の対向する
表面間の全ての空間に熱媒体が流過される構成とはなっ
ていないので、熱媒体の耐圧密封構造にする必要がな
く、またその耐圧密封構造のためのろう付け溶接などを
施す必要がなく、このことによってもまた表面材を薄く
することができ、軽量化を図ることができる。 心材はハニカム状空間を有し、本件コールドプレートの
全体の重量に対する割合は小さく、したがって表面材が
薄い程、全体の重量を大きく減少することができる。こ
の観点から、表面材を薄くすることができるということ
は、軽量化のために重要なことである。本発明によれ
ば、上述のように大きな強度を保ったままで、軽量化を
図ることができる。 本発明に従えば、放熱すべき宇宙機器が固定される一方
の表面材の他方表面材に対向する一表面に、伝熱管がろ
う付け溶接されるので、熱を発生する宇宙機器からの熱
を高い熱伝達効率で、伝熱管に流過される熱媒体に熱伝
達することができる。 さらに本発明に従えば、ハニカム状空間は正６角形であ
り、伝熱管は真円の断面を有し、伝熱管の相互の間隔
を、ハニカム状空間の仮想外接円の直径以上に選ぶこと
によって、一対の表面材の近接方向に作用する圧縮力に
対する大きな強度を確保することができる。 さらに本発明に従えば、伝熱管の外径を、前記仮想外接
円の直径未満に選ぶことによっても、強度の向上を図る
ことができる。 小形化を図るために、一対の表面材の対向する表面間の
間隔を、伝熱管の外径に等しく選び、コールドプレート
を薄く構成することができる。 表面材の心材との組立のために、熱硬化性合成樹脂から
成る接着剤を用い、これによって宇宙空間における高温
度の状況の下においても、確実な接着を保つことができ
る。このような接着剤を用いることによってコールドプ
レートの製造が容易である。この製造時において接着剤
を真空の空間内またはＮ2などの不活性ガスの充填され
た空間内にて加熱によって硬化することによって、接着
剤の不所望な化学反応を防いで接着力を高く維持するこ
とができる。
がサンドイッチされた構成を有し、これによって一対の
表面材が相互に近接する方向に作用する圧縮力に対する
強度を向上することができる。したがってロケットの打
ち上げ時に作用する大きな加速度および振動によって本
件コールドプレートが変形するおそれがない。また一方
の表面材を、放熱すべき宇宙機器に、金箔などの比較的
展性の優れたフイラを介して圧接して固定し、熱伝達率
を向上する構成とするとき、その圧接時の力によって本
件コールドプレートが変形するおそれはない。しかもこ
のハニカム心材を用いることによって、表面材を薄くす
ることができ、これによって軽量化を図ることができ、
しかも強度を上述のように大きくすることができる。 また本発明に従えば、液体または気体などの熱媒体が圧
送されて流過する伝熱管は、心材を貫通して屈曲して配
置されており、したがって前述の図６および図７に関連
して説明した先行技術のように一対の表面材の対向する
表面間の全ての空間に熱媒体が流過される構成とはなっ
ていないので、熱媒体の耐圧密封構造にする必要がな
く、またその耐圧密封構造のためのろう付け溶接などを
施す必要がなく、このことによってもまた表面材を薄く
することができ、軽量化を図ることができる。 心材はハニカム状空間を有し、本件コールドプレートの
全体の重量に対する割合は小さく、したがって表面材が
薄い程、全体の重量を大きく減少することができる。こ
の観点から、表面材を薄くすることができるということ
は、軽量化のために重要なことである。本発明によれ
ば、上述のように大きな強度を保ったままで、軽量化を
図ることができる。 本発明に従えば、放熱すべき宇宙機器が固定される一方
の表面材の他方表面材に対向する一表面に、伝熱管がろ
う付け溶接されるので、熱を発生する宇宙機器からの熱
を高い熱伝達効率で、伝熱管に流過される熱媒体に熱伝
達することができる。 さらに本発明に従えば、ハニカム状空間は正６角形であ
り、伝熱管は真円の断面を有し、伝熱管の相互の間隔
を、ハニカム状空間の仮想外接円の直径以上に選ぶこと
によって、一対の表面材の近接方向に作用する圧縮力に
対する大きな強度を確保することができる。 さらに本発明に従えば、伝熱管の外径を、前記仮想外接
円の直径未満に選ぶことによっても、強度の向上を図る
ことができる。 小形化を図るために、一対の表面材の対向する表面間の
間隔を、伝熱管の外径に等しく選び、コールドプレート
を薄く構成することができる。 表面材の心材との組立のために、熱硬化性合成樹脂から
成る接着剤を用い、これによって宇宙空間における高温
度の状況の下においても、確実な接着を保つことができ
る。このような接着剤を用いることによってコールドプ
レートの製造が容易である。この製造時において接着剤
を真空の空間内またはＮ2などの不活性ガスの充填され
た空間内にて加熱によって硬化することによって、接着
剤の不所望な化学反応を防いで接着力を高く維持するこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態の横
断面図であり、図２はその縦断面図である。宇宙空間で
用いられる宇宙機には、宇宙機器１１が吸熱のためのコ
ールドプレート１２を介して取付けられて固定される。
一対の平行な金属製板状表面材１３，１４の間に、金属
板状体から成るハニカム心材１５がサンドイッチされ
る。心材１４は、その横断面が図３に拡大して示される
ように、多数の隣接したハニカム状空間１６を有する。
ハニカム状空間１６は、その空間１６の軸線に垂直な断
面が正６角形である。この空間１６の軸線は、図１およ
び図３の紙面に垂直方向であり、図２の上下方向であ
る。
断面図であり、図２はその縦断面図である。宇宙空間で
用いられる宇宙機には、宇宙機器１１が吸熱のためのコ
ールドプレート１２を介して取付けられて固定される。
一対の平行な金属製板状表面材１３，１４の間に、金属
板状体から成るハニカム心材１５がサンドイッチされ
る。心材１４は、その横断面が図３に拡大して示される
ように、多数の隣接したハニカム状空間１６を有する。
ハニカム状空間１６は、その空間１６の軸線に垂直な断
面が正６角形である。この空間１６の軸線は、図１およ
び図３の紙面に垂直方向であり、図２の上下方向であ
る。
【００１２】図４は、図１〜図３に示されるコールドプ
レート１２の分解斜視図である。表面材１３，１４の対
向する各表面１３ａ，１４ａには、心材１５の両端面１
５ａ，１５ｂがそれぞれ当接する。ハニカム状空間１６
の軸線は、表面材１３，１４の厚み方向に平行である。
レート１２の分解斜視図である。表面材１３，１４の対
向する各表面１３ａ，１４ａには、心材１５の両端面１
５ａ，１５ｂがそれぞれ当接する。ハニカム状空間１６
の軸線は、表面材１３，１４の厚み方向に平行である。
【００１３】金属製伝熱管１７は、直線状に延びる直線
部１８と、屈曲した屈曲部１９とを有し、心材１５を貫
通して配置される。心材１５には、伝熱管１７が貫通す
る切欠き２０が形成される。伝熱管１７は、真円の断面
を有する。伝熱管１７の直線部１８の相互の間隔Ｌ１
は、ハニカム状空間１６の仮想外接円２１の直径Ｄ１以
上に選ばれる（Ｌ１≧Ｄ１）。伝熱管１７の外径Ｄ２
は、前記仮想外接円２１の直径Ｄ１未満に選ばれる（Ｄ
２＜Ｄ１）。一対の表面材１３，１４の対向する表面１
３ａ，１４ａ間の間隔Ｌ２は、伝熱管１７の外径Ｄ２に
等しく選ばれ（Ｌ２＝Ｄ２）、また本発明の実施の他の
形態では、Ｌ２＞Ｄ２であってもよい。
部１８と、屈曲した屈曲部１９とを有し、心材１５を貫
通して配置される。心材１５には、伝熱管１７が貫通す
る切欠き２０が形成される。伝熱管１７は、真円の断面
を有する。伝熱管１７の直線部１８の相互の間隔Ｌ１
は、ハニカム状空間１６の仮想外接円２１の直径Ｄ１以
上に選ばれる（Ｌ１≧Ｄ１）。伝熱管１７の外径Ｄ２
は、前記仮想外接円２１の直径Ｄ１未満に選ばれる（Ｄ
２＜Ｄ１）。一対の表面材１３，１４の対向する表面１
３ａ，１４ａ間の間隔Ｌ２は、伝熱管１７の外径Ｄ２に
等しく選ばれ（Ｌ２＝Ｄ２）、また本発明の実施の他の
形態では、Ｌ２＞Ｄ２であってもよい。
【００１４】伝熱管１７は一方の表面材１３の心材１５
側の一表面１３ａにろう付け溶接され、これによって熱
伝達効率を向上する。
側の一表面１３ａにろう付け溶接され、これによって熱
伝達効率を向上する。
【００１５】一対の各表面材１３，１４の対向する表面
１３ａ，１４ａと心材１５の両端面１５ａ，１５ｂは、
接着剤によって固定される。また心材１５の切欠き２０
の内表面と伝熱管１７の外表面とは、接着剤を用いて固
定される。接着剤は、熱硬化性合成樹脂から成り、たと
えばエポキシなどである。
１３ａ，１４ａと心材１５の両端面１５ａ，１５ｂは、
接着剤によって固定される。また心材１５の切欠き２０
の内表面と伝熱管１７の外表面とは、接着剤を用いて固
定される。接着剤は、熱硬化性合成樹脂から成り、たと
えばエポキシなどである。
【００１６】前記一方の表面材１３の他表面１３ｂは、
放熱すべき宇宙機器１１の表面に、金箔などから成るフ
イラ２２を介して強固に密着されて固定され、熱伝達率
が向上される。
放熱すべき宇宙機器１１の表面に、金箔などから成るフ
イラ２２を介して強固に密着されて固定され、熱伝達率
が向上される。
【００１７】コールドプレート１２の製造方法を述べ
る。先ず、一方の表面材１３の一表面１３ａ上に伝熱管
１７をろう付け溶接する。次に前記一表面１３ａと伝熱
管１７の外表面とに、接着剤を噴霧してスプレー塗りな
どの手法で塗付する。次に、心材１５の切欠き２０に伝
熱管１７を嵌め込み、かつ心材１５の一端面１５ａと表
面材１３の一表面１３ａとを当接する。
る。先ず、一方の表面材１３の一表面１３ａ上に伝熱管
１７をろう付け溶接する。次に前記一表面１３ａと伝熱
管１７の外表面とに、接着剤を噴霧してスプレー塗りな
どの手法で塗付する。次に、心材１５の切欠き２０に伝
熱管１７を嵌め込み、かつ心材１５の一端面１５ａと表
面材１３の一表面１３ａとを当接する。
【００１８】他方の表面材１４の心材１５側の一表面１
４ａに接着剤を噴霧してスプレー塗りなどの手法で塗付
する。また心材１５の他端面１５ｂに同様に接着剤を塗
付する。こうして表面材１４の一表面１４ａと心材１５
の端面１５ｂとを当接した状態とする。
４ａに接着剤を噴霧してスプレー塗りなどの手法で塗付
する。また心材１５の他端面１５ｂに同様に接着剤を塗
付する。こうして表面材１４の一表面１４ａと心材１５
の端面１５ｂとを当接した状態とする。
【００１９】そこで真空の空間内またはＮ2などの不活
性ガスの充填された空間内で、加熱によって接着剤を硬
化させる。これによって表面材１３の表面１３ａと心材
１５の一端面１５ａとを接着して固定する。また心材１
５の切欠き２０の内表面と伝熱管１７の外表面とを接着
して固定する。さらにもう１つの表面材１４の表面１４
ａと心材１５の端面１５ｂとを接着して固定する。本発
明の実施の他の形態では、接着剤の塗付する順序は、変
更されてもよい。接着剤はスプレー塗りのほかに、他の
手法で塗付してもよい。
性ガスの充填された空間内で、加熱によって接着剤を硬
化させる。これによって表面材１３の表面１３ａと心材
１５の一端面１５ａとを接着して固定する。また心材１
５の切欠き２０の内表面と伝熱管１７の外表面とを接着
して固定する。さらにもう１つの表面材１４の表面１４
ａと心材１５の端面１５ｂとを接着して固定する。本発
明の実施の他の形態では、接着剤の塗付する順序は、変
更されてもよい。接着剤はスプレー塗りのほかに、他の
手法で塗付してもよい。
【００２０】表面材１３，１４の厚みは、たとえば０．
６〜０．８ｍｍであり、心材１５も同様な厚みを有する
金属帯板を用いて構成される。表面材１３，１４と心材
１５とはたとえばアルミニウムなどの材料から成り、ま
た心材１５と伝熱管１７とは、アルミニウム、銅、真鍮
などの材料から成ってもよい。
６〜０．８ｍｍであり、心材１５も同様な厚みを有する
金属帯板を用いて構成される。表面材１３，１４と心材
１５とはたとえばアルミニウムなどの材料から成り、ま
た心材１５と伝熱管１７とは、アルミニウム、銅、真鍮
などの材料から成ってもよい。
【００２１】図１〜図４に示される本発明に従ういわば
ハニカムタイプのコールドプレート１２と、前述の先行
技術である図６および図７に示されるいわばプレートフ
ィンタイプのコールドプレートとは、どちらもサンドイ
ッチ構造という点では同じ構造であり、その強度を曲げ
剛性Ｄで概略評価すると、以下の近似式１で与えられ
る。
ハニカムタイプのコールドプレート１２と、前述の先行
技術である図６および図７に示されるいわばプレートフ
ィンタイプのコールドプレートとは、どちらもサンドイ
ッチ構造という点では同じ構造であり、その強度を曲げ
剛性Ｄで概略評価すると、以下の近似式１で与えられ
る。
【００２２】
【数１】
【００２３】また、重量Ｍは以下の式で与えられる。
【００２４】 Ｍ ＝ （２ｐfｔf＋ｐcｔc）・Ｓ＋Ｍe …（２） ただし、Ｅf：表面材の縦弾性係数 Ｓ ：表面材の面
積 ｔf：表面材の厚さ ｐf：表面材の密度 ｔc：心材の厚さ ｐc：心材の密度 Ｍe：端部の処理に関わって生じる重量 この概略評価では、表面材および心材に同材質、同厚の
ものを使用すれば、同強度のプレートフィンタイプとハ
ニカムタイプのコールドプレートの重量比較が行えるこ
とになり、この場合、両者間の重量差は（１）心材の密
度差（フィンであるかハニカムであるかによって同じ体
積でも重量が異なるため）と、（２）内部に充満してい
る液が漏れないようにするために必要となる端部の処理
に関わって生じる重量分とに拠ることとなる。心材の密
度は表面材の密度に比べかなり小さいため、全体重量に
与える影響は少なく、両者の重量差は（２）の理由が主
因となる。この重量がコールドプレート全体の重量に対
して占める割合は全体重量によって異なり、表面材が薄
いほど影響が大きくなる。
積 ｔf：表面材の厚さ ｐf：表面材の密度 ｔc：心材の厚さ ｐc：心材の密度 Ｍe：端部の処理に関わって生じる重量 この概略評価では、表面材および心材に同材質、同厚の
ものを使用すれば、同強度のプレートフィンタイプとハ
ニカムタイプのコールドプレートの重量比較が行えるこ
とになり、この場合、両者間の重量差は（１）心材の密
度差（フィンであるかハニカムであるかによって同じ体
積でも重量が異なるため）と、（２）内部に充満してい
る液が漏れないようにするために必要となる端部の処理
に関わって生じる重量分とに拠ることとなる。心材の密
度は表面材の密度に比べかなり小さいため、全体重量に
与える影響は少なく、両者の重量差は（２）の理由が主
因となる。この重量がコールドプレート全体の重量に対
して占める割合は全体重量によって異なり、表面材が薄
いほど影響が大きくなる。
【００２５】したがって本発明のコールドプレートと前
述の図６および図７の先行技術とを同強度としたとき、
本発明によれば、重量を小さくすることができることが
理解される。
述の図６および図７の先行技術とを同強度としたとき、
本発明によれば、重量を小さくすることができることが
理解される。
【００２６】前述の図６および図７の先行技術におい
て、表面材１，２の厚みを本発明の実施の一形態におけ
る表面材１３，１４の厚みに比べて大きくしなければな
らないという理由を述べる。図６および図７のプレート
フィンタイプの場合には、内部に充満している液が漏れ
ないようにするために耐圧密封構造の容器にして、表面
材１，２の側部においても溶接／ろう付けなどを施す必
要がある。そのため、耐圧要求や加工性などを考慮する
と、最低限１〜２ｍｍ以上の厚みが必要となり、本発明
の表面材１３，１４の厚み（０．６〜０．８ｍｍ程度）
に対して、厚くなることになる。そのため、プレートフ
ィンタイプでは、重量も増大することになってしまう。
これに対して本発明では、軽量化を上述のように図るこ
とができるのである。
て、表面材１，２の厚みを本発明の実施の一形態におけ
る表面材１３，１４の厚みに比べて大きくしなければな
らないという理由を述べる。図６および図７のプレート
フィンタイプの場合には、内部に充満している液が漏れ
ないようにするために耐圧密封構造の容器にして、表面
材１，２の側部においても溶接／ろう付けなどを施す必
要がある。そのため、耐圧要求や加工性などを考慮する
と、最低限１〜２ｍｍ以上の厚みが必要となり、本発明
の表面材１３，１４の厚み（０．６〜０．８ｍｍ程度）
に対して、厚くなることになる。そのため、プレートフ
ィンタイプでは、重量も増大することになってしまう。
これに対して本発明では、軽量化を上述のように図るこ
とができるのである。
【００２７】図５は、図１〜図４に示される本発明の実
施の一形態のコールドプレート１２が用いられる単相流
体ループ方式熱制御システムの全体の構成を示す系統図
である。伝熱管１７の端部２２，２３は、ラジエータヘ
ッダ２４に管路２５，２６を介して循環ループが形成さ
れ、この管路２５，２６にはまた、熱交換器２７が接続
されてもよい。管路２５にはアキュムレータ２８が接続
され、また液体の熱媒体を循環するポンプ２９が介在さ
れる。ラジエータヘッダ２４は、ラジエータ３０に接続
される。ラジエータ３０は、蛇行した伝熱管から成り、
またヒートパイプから成り、熱媒体の熱を輻射によって
放熱する。熱交換器２７は、たとえば電動機などのアク
チュエータからの熱を放熱し、また作業者の呼吸用空気
を冷却するためなどに用いられる。
施の一形態のコールドプレート１２が用いられる単相流
体ループ方式熱制御システムの全体の構成を示す系統図
である。伝熱管１７の端部２２，２３は、ラジエータヘ
ッダ２４に管路２５，２６を介して循環ループが形成さ
れ、この管路２５，２６にはまた、熱交換器２７が接続
されてもよい。管路２５にはアキュムレータ２８が接続
され、また液体の熱媒体を循環するポンプ２９が介在さ
れる。ラジエータヘッダ２４は、ラジエータ３０に接続
される。ラジエータ３０は、蛇行した伝熱管から成り、
またヒートパイプから成り、熱媒体の熱を輻射によって
放熱する。熱交換器２７は、たとえば電動機などのアク
チュエータからの熱を放熱し、また作業者の呼吸用空気
を冷却するためなどに用いられる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、一対の表面材の間にハ
ニカム心材をサンドイッチしたので、大きな強度を得る
ことができ、また心材を貫通する伝熱管を屈曲して配置
したので、加熱媒体の耐圧密封構造の容器にする必要が
なくなる。これによって一対の表面材を薄くすることが
でき、これによって図６および図７に示される先行技術
に比べて大幅な軽量化を図ることができる。
ニカム心材をサンドイッチしたので、大きな強度を得る
ことができ、また心材を貫通する伝熱管を屈曲して配置
したので、加熱媒体の耐圧密封構造の容器にする必要が
なくなる。これによって一対の表面材を薄くすることが
でき、これによって図６および図７に示される先行技術
に比べて大幅な軽量化を図ることができる。
【００２９】放熱すべき宇宙機器が固定される一方の表
面材には伝熱管がろう付け溶接されているので、熱伝達
効率を高くすることができる。宇宙機に搭載される装置
は、高強度、軽量化、高効率化が強く要求されており、
本発明によれば、この要求に応えることができる優れた
コールドプレートが実現される。
面材には伝熱管がろう付け溶接されているので、熱伝達
効率を高くすることができる。宇宙機に搭載される装置
は、高強度、軽量化、高効率化が強く要求されており、
本発明によれば、この要求に応えることができる優れた
コールドプレートが実現される。
【００３０】本発明のコールドプレートの重量を小さく
することができるので、熱制御系の全体の重量を小さく
することが可能となる。その結果、宇宙機に搭載する制
御装置および通信装置などの宇宙機器の重量に余裕を持
たせることができ、設計が容易になる。
することができるので、熱制御系の全体の重量を小さく
することが可能となる。その結果、宇宙機に搭載する制
御装置および通信装置などの宇宙機器の重量に余裕を持
たせることができ、設計が容易になる。
【００３１】さらに本発明によれば、強度を向上するこ
とができるので、本件コールドプレートを強度面板とし
て使用することができるようになる。したがって宇宙機
器が固定されたコールドプレートをそのまま宇宙機に固
定することができ、従来から宇宙機器の取付けのために
別途必要としていた強度面板を省略することができ、こ
れによって熱制御系の重量を大幅に軽減することができ
るようになる。
とができるので、本件コールドプレートを強度面板とし
て使用することができるようになる。したがって宇宙機
器が固定されたコールドプレートをそのまま宇宙機に固
定することができ、従来から宇宙機器の取付けのために
別途必要としていた強度面板を省略することができ、こ
れによって熱制御系の重量を大幅に軽減することができ
るようになる。
【図１】本発明の実施の一形態の宇宙機器用コールドプ
レート１２の横断面図である。
レート１２の横断面図である。
【図２】コールドプレート１２の縦断面図である。
【図３】心材１５の一部の拡大した平面図である。
【図４】図１〜図３に示されるコールドプレート１２の
分解した状態を示す側面図である。
分解した状態を示す側面図である。
【図５】コールドプレート１２を備える単相流体ループ
方式熱制御システムの全体の構成を示す系統図である。
方式熱制御システムの全体の構成を示す系統図である。
【図６】先行技術の一部の断面図である。
【図７】図６に示される先行技術におけるフイン３の一
部を示す斜視図である。
部を示す斜視図である。
１１ 宇宙機器 １２ コールドプレート １３，１４ 表面材 １３ａ，１４ａ 表面 １５ 心材 １５ａ，１５ｂ 端面 １６ ハニカム状空間 １７ 伝熱管 ２０ 切欠き ２１ 仮想外接円 ２２ フイラ
Claims (7)
- 【請求項１】 一対の平行な金属製板状表面材の間に、
金属板状体から成りかつ多数の隣接したハニカム状空間
を有する金属製ハニカム心材がサンドイッチされ、 表面材の対向する各表面に、心材の両端面が当接し、 前記ハニカム状空間の軸線は、表面材の厚み方向に平行
であり、 前記ハニカム状空間の前記軸線に垂直な軸線を有する金
属製伝熱管が、一方の表面材の心材側の一表面にろう付
け溶接され、しかも心材を貫通して屈曲して配置され、 伝熱管内に熱媒体が圧送され、 前記一方の表面材の他表面に、放熱すべき宇宙機器が固
定されることを特徴とする宇宙機器用コールドプレー
ト。 - 【請求項２】 ハニカム状空間は、その空間の軸線に垂
直な断面が正６角形であり、 伝熱管は、真円の断面を有し、 伝熱管の相互の間隔は、ハニカム状空間の仮想外接円の
直径以上に選ばれることを特徴とする請求項１記載の宇
宙機器用コールドプレート。 - 【請求項３】 伝熱管の外径は、前記仮想外接円の直径
未満に選ばれることを特徴とする請求項２記載の宇宙機
器用コールドプレート。 - 【請求項４】 一対の表面材の対向する表面間の間隔
は、伝熱管の外径に等しく選ばれることを特徴とする請
求項１〜３のうちの１つに記載の宇宙機器用コールドプ
レート。 - 【請求項５】 一対の各表面材の対向する表面および心
材の端面の固定、ならびに心材および伝熱管の外表面の
固定は、熱硬化性合成樹脂接着剤によって行うことを特
徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載の宇宙機器用
コールドプレート。 - 【請求項６】 一対の平行な金属製板状表面材の間に、
金属板状体から成りかつ多数の隣接したハニカム状空間
を有する金属製ハニカム心材がサンドイッチされ、 表面材の対向する各表面に、心材の両端面が当接し、 前記ハニカム状空間の軸線は、表面材の厚み方向に平行
であり、 前記ハニカム状空間の前記軸線に垂直な軸線を有する金
属製伝熱管が、心材を貫通して屈曲して配置され、 伝熱管内に熱媒体が圧送され、 ハニカム状空間は、その空間の軸線に垂直な断面が正６
角形であり、 伝熱管は、真円の断面を有し、 伝熱管の相互の間隔は、ハニカム状空間の仮想外接円の
直径以上に選ばれ、 伝熱管の外径は、前記仮想外接円の直径未満に選ばれ、 一対の表面材の対向する表面間の間隔は、伝熱管の外径
に等しく選ばれ、 伝熱管は、一方の表面材の心材側の一表面にろう付け溶
接され、 一対の各表面材の対向する表面および心材の端面の固
定、ならびに心材および伝熱管の外表面の固定は、熱硬
化性合成樹脂接着剤によって行い、 前記一方の表面材の他表面に、放熱すべき宇宙機器が固
定されることを特徴とする宇宙機器用コールドプレー
ト。 - 【請求項７】 一方の金属製板状表面材の一表面上に、
金属製伝熱管をろう付け溶接する第１ステップと、 前記一方表面材の前記一表面と伝熱管の外表面とに、熱
硬化性合成樹脂接着剤を塗付する第２ステップと、 金属板状体から成りかつ多数の隣接したハニカム状空間
を有しかつ伝熱管が嵌め込まれる切欠きを有する心材の
前記切欠きに伝熱管を嵌め込み、心材の一端面と前記一
方表面材の前記一表面とを当接する第３ステップと、 他方の金属製板状表面材の心材側の一表面に熱硬化性合
成樹脂接着剤を塗付する第４ステップと、 心材の他端面に熱硬化性合成樹脂接着剤を塗付する第５
ステップと、 前記他方表面材の前記一表面と心材の前記他端面とを当
接する第６ステップと、 真空の空間内または不活性ガスの充填された空間内で、
加熱によって前記接着剤を硬化して、前記一方表面材の
前記一表面および心材の一端面、心材の切欠きの内表面
および伝熱管の外表面、ならびに前記他方表面材の前記
一表面および心材の他端面を接着する第７ステップとを
含むことを特徴とする宇宙機器用コールドプレートの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059780A JP2992476B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 宇宙機器用コールドプレートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059780A JP2992476B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 宇宙機器用コールドプレートの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250892A true JPH09250892A (ja) | 1997-09-22 |
| JP2992476B2 JP2992476B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13123160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8059780A Expired - Fee Related JP2992476B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 宇宙機器用コールドプレートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992476B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8991478B2 (en) | 2010-03-29 | 2015-03-31 | Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. | Compact two sided cold plate with transfer tubes |
| JP2021155028A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-10-07 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 冷却システムを備えた宇宙ビークル |
| RU2782333C1 (ru) * | 2022-04-21 | 2022-10-25 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ изготовления трехслойной сотовой панели с встроенными в нее тепловыми трубами |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5388254A (en) * | 1977-01-12 | 1978-08-03 | Matsushita Refrig Co | Method of manufacturing cooling equipment |
| JPH0492170U (ja) * | 1990-12-25 | 1992-08-11 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8059780A patent/JP2992476B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5388254A (en) * | 1977-01-12 | 1978-08-03 | Matsushita Refrig Co | Method of manufacturing cooling equipment |
| JPH0492170U (ja) * | 1990-12-25 | 1992-08-11 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8991478B2 (en) | 2010-03-29 | 2015-03-31 | Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. | Compact two sided cold plate with transfer tubes |
| JP2021155028A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-10-07 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 冷却システムを備えた宇宙ビークル |
| US12662257B2 (en) | 2020-03-03 | 2026-06-23 | The Boeing Company | Space vehicle comprising cooling system |
| RU2782333C1 (ru) * | 2022-04-21 | 2022-10-25 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ изготовления трехслойной сотовой панели с встроенными в нее тепловыми трубами |
| RU2783873C1 (ru) * | 2022-04-21 | 2022-11-21 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" им. академика М.Ф. Решетнёва" | Сотовая панель |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2992476B2 (ja) | 1999-12-20 |
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