JPH11208600A - サーマルシャッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のサーマルシャッターでは、カバーが閉
状態の時に、放熱面とカバーの間の隙間から、また、む
きだし状態であるシャフト表面から、また、金属製のカ
バー表面から、外部環境へ熱が流れ出ているため、搭載
機器が発熱しないときに使用するヒータ電力が無駄にな
るという課題があった。 【解決手段】 カバー２３とフレーム２４と多層断熱の
フィルム１４より構成されるフレーム構造とし、カバー
２３の端に単層のフィルム状断熱材よりなるシート状の
スカート１１を取り付け、シャフト３のまわりに単層の
フィルム状断熱材よりなるシャフトカバー１２を取り付
けることにより、サーマルシャッターからの熱流出量を
少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星や、宇
宙機に搭載して、人工衛星や宇宙機の温度制御を行うサ
ーマルシャッターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１（ａ）は従来のサーマルシャッタ
ーの外観を示す図である。１は放熱板であり放射率が
大、太陽光吸収率が小となるように熱導体に白色ペイン
トを塗布するなどして製作されている。２は金属（アル
ミ等）の板を主材料としたパネル構造のカバー、３はカ
バー２のシャフト、１０は駆動装置であり、モータなど
の回転運動を発生させることのできる機器より構成され
ている。４は内部に駆動装置１０を有する駆動部ハウジ
ングである。駆動装置１０により発生された回転運動は
シャフト３を介してカバー２に伝えられカバー２を回転
させ、この作用によりカバー２の開状態及び閉状態の実
現及びその切り替えを可能にしている。尚、図１１
（ａ）で２’は閉状態でのカバー２の位置を、２”は開
状態でのカバー２の位置を示している。６は内部にシャ
フト３の軸受部を有する軸受部ハウジングである。５は
フィルム状の断熱材であり、駆動部ハウジング４と外部
環境との放射熱結合を小さくすることにより、駆動部ハ
ウジング４を介した熱リークを小さく抑えている。７は
フィルム状の断熱材であり、軸受部ハウジング６と外部
環境との放射熱結合を小さくすることにより、軸受部ハ
ウジング６を介した熱リークを小さく抑えている。

【０００３】図１１（ｂ）は図１１（ａ）のカバー２が
開状態であるときの様子を示した図である。８は放熱板
１の裏側に搭載される機器（以下「搭載機器」と呼ぶ）
で、搭載機器８が作動するときに発熱している。９は放
熱板１の裏側に搭載され、通電させることにより発熱す
るヒータである。カバー２が開状態であるとき、搭載機
器８が動作することにより発生する熱量が放熱板１に伝
えられ、この放熱板１に伝えられた熱量は放熱板１より
宇宙空間などの外部環境に排熱されている。

【０００４】図１１（ｃ）は図１１（ａ）のカバー２が
閉状態であるときの様子を示した図である。カバー２が
閉状態であるとき、搭載機器８が非動作状態で発熱しな
いとき、ヒータ９は通電させることにより発熱してい
る。ヒータ９により発生する熱量は放熱板１に伝えられ
るが、放熱板１が閉状態のカバー２により覆われている
ため、放熱板１に伝えられた熱量のうち宇宙空間などの
外部環境に排熱される熱量は抑えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示したよう
に、サーマルシャッターは閉時に放熱面１をカバー２で
覆うことにより外部環境への排熱熱量を抑えているが、
カバー２閉時に放熱面１とカバー２の間に隙間ができる
ため、この隙間を介して外部環境へ熱が流れ出ていた。
また、シャフト３からカバー２に伝わった熱は、金属板
のパネル構造のカバー２の面内に熱伝導により拡散しカ
バー２内の温度は均一化され、このカバー２内に拡散さ
れた熱はカバー２表面から外部環境へ熱が流れ出てい
た。また、シャフト３は外部環境にむき出しの状態であ
るため、放射によりシャフト３表面から外部環境へ熱が
流れ出ていた。このように、カバー２閉時においてサー
マルシャッターから外部環境への熱流出があるため、放
熱板の裏側に搭載されている搭載機器８が非動作状態と
なり搭載機器８の発熱がなくなるとき、ヒータ９の発熱
に使用する電力（以下「ヒータ電力」と呼ぶ）が無駄に
なるという課題があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めのもので、カバー閉時の外部環境への熱の流出を少な
くさせ、カバー閉時に必要となるヒータ電力を削減する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるサーマ
ルシャッターは、一方面には電子機器が接し、他方面は
放熱面を形成する放熱板の放熱面のほぼ全面を覆うこと
が可能な開閉カバーと、前記開閉カバーを、非放熱時は
前記放熱面のほぼ全面に対向させ、放熱時は前記開閉カ
バー全体が前記放熱面から開放する方向に可動させる駆
動手段とを具備し、前記駆動手段は、前記開閉カバーを
開閉可能に取付けるシャフトと、前記シャフトを回動さ
せる駆動部と、前記駆動部とシャフトとの隙間を覆う部
材とを有するものである。

【０００８】第２の発明によるサーマルシャッターは、
第１の発明において、前記開閉カバーをその開放端を折
り曲げ、前記開閉カバーの閉時状態において前記放熱面
に接するように箱状に形成したものである。

【０００９】第３の発明によるサーマルシャッターは、
一方面には電子機器が接し、他方面は放熱面を形成する
放熱板の放熱面のほぼ全面を覆うことが可能なフィルム
状断熱材を有するフレーム構造の開閉カバーと、前記開
閉カバーを、非放熱時は前記放熱面のほぼ全面に対向さ
せ、放熱時は前記開閉カバー全体が前記放熱面から開放
する方向に可動させる駆動手段とを具備し、前記駆動手
段は、前記開閉カバーを開閉可能に取付けるシャフト
と、前記シャフトを回動させる駆動部と、前記駆動部と
シャフトとの隙間を覆う部材とを有するものである。

【００１０】第４の発明によるサーマルシャッターは、
第１、第３の発明において、前記開閉カバーの開放端
に、前記開閉カバーの閉時状態において前記放熱面に接
するようにスカートを設けたものである。

【００１１】第５の発明によるサーマルシャッターは、
第１、第２、第３、第４の発明において、前記シャフト
の周りにフィルム状の断熱材からなるシャフトカバーを
取り付けたものである。

【００１２】第６の発明によるサーマルシャッターは、
第３、第５の発明において、前記フィルム状断熱材を単
層または多層で構成したものである。

【００１３】第７の発明によるサーマルシャッターは、
第３、第５の発明において、前記開閉カバーを、複合材
または金属で構成したものである。

【００１４】

【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を示すサーマルシャッターであり、１は放
熱板であり放射率が大、太陽光吸収率が小となるように
熱導体に白色ペイントを塗布するなどして製作されてい
る。４は内部に駆動装置を有する駆動部ハウジングであ
る。２１は上記駆動ハウジング内の駆動装置の作用によ
り開閉し、低熱伝導特性を示す複合材料（ＣＦＲＰ等）
の板を主材料としたパネル構造のカバーであり、アルミ
の板を主材料としたカバーに比べると、カバー２１面内
での熱伝導による熱の拡散量を１０％程度にまで少なく
することができる。３はカバー２１のシャフト、６は内
部にシャフト３の軸受部を有する軸受部ハウジングであ
る。５はフィルム状の断熱材であり、駆動部ハウジング
４と外部環境との放射熱結合を小さくすることにより、
駆動部ハウジング４を介した熱リークを小さく抑えてい
る。７はフィルム状の断熱材であり、軸受部ハウジング
６と外部環境との放射熱結合を小さくすることにより、
軸受部ハウジング６を介した熱リークを小さく抑えてい
る。

【００１５】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示すサーマルシャッターであり、２２は金属（ア
ルミ等）の板または複合材料（ＣＦＲＰ等）の板を主材
料にしたパネル構造のカバーであり、カバー閉時に放熱
面１とカバー２２の間に隙間ができないようにカバー２
２の端を折り曲げ箱状にすることにより、放熱面１とカ
バー２２の隙間からの熱流出量を少なくする。カバー以
外の構成については図１と同じ。

【００１６】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示すサーマルシャッターであり、２１は金属（ア
ルミ等）の板または複合材料（ＣＦＲＰ等）の板を主材
料にしたパネル構造のカバーであり、カバー閉時に放熱
面１とカバー２１の間に隙間ができないようにカバー２
１の端に単層のフィルム状断熱材よりなるシート状スカ
ート１１を取り付けることにより、放熱面１とカバー２
１の隙間からの熱流出量を少なくする。カバー、スカー
ト以外の構成については図１と同じ。

【００１７】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４を示すサーマルシャッターであり、２１は金属（ア
ルミ等）の板または複合材料（ＣＦＲＰ等）の板を主材
料にしたパネル構造のカバーであり、カバー閉時に放熱
面１とカバー２１の間に隙間ができないようにカバー２
１の端に単層のフィルム状断熱材よりなるシート状スカ
ート１１を取り付けることにより、放熱面１とカバー２
１の隙間からの熱流出量を少なくする。また、シャフト
３まわりに単層のフィルム状断熱材よりなるシャフトカ
バー１２を取り付けることにより、シャフト３表面から
の熱流出量を少なくする。カバー、スカート、シャフト
カバー以外の構成については図１と同じ。

【００１８】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５を示すサーマルシャッターであり、２３はフレーム
構造のカバーであり、フレーム２４と単層のフィルム状
断熱材１３より構成されている。カバー２３をフレーム
構造とし、カバー２３表面積の大部分をフィルム１３に
することにより、カバー２３面内での熱伝導による熱の
拡散量を少なくする。カバー以外の構成については図１
と同じ。

【００１９】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６を示すサーマルシャッターであり、２３はフレーム
構造のカバーであり、フレーム２４と単層のフィルム状
断熱材１３より構成されている。カバー２３をフレーム
構造とし、カバー表面積の大部分をフィルム１３にする
ことにより、カバー面内での熱伝導による熱の拡散量を
少なくする。また、カバー閉時に放熱面１とカバー２３
の間に隙間ができないようにカバー２３の端に単層のフ
ィルム状断熱材よりなるシート状のスカート１１を取り
付けることにより、放熱面１とカバー２３の隙間からの
熱流出量を少なくする。カバー、スカート以外の構成に
ついては図１と同じ。

【００２０】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７を示すサーマルシャッターであり、２３はフレーム
構造のカバーであり、フレーム２４と単層のフィルム状
断熱材１３より構成されている。カバー２３をフレーム
構造とし、カバー２３表面積の大部分をフィルム１３に
することにより、カバー面内での熱伝導による熱の拡散
量を少なくする。また、カバー閉時に放熱面１とカバー
２３の間に隙間ができないようにカバー２３の端に単層
のフィルム状断熱材よりなるシート状のスカート１１を
取り付けることにより、放熱面１とカバー２３の隙間か
らの熱流出量を少なくする。また、シャフト３まわりに
単層のフィルム状断熱材よりなるシャフトカバー１２を
取り付けることにより、シャフト３表面からの熱流出量
を少なくする。カバー、スカート、シャフトカバー以外
の構成については図１と同じ。

【００２１】実施の形態８．図８はこの発明の実施の形
態８を示すサーマルシャッターであり、２３はフレーム
構造のカバーであり、フレーム２４と多層断熱のフィル
ム１４より構成されている。カバー２３をフレーム構造
とし、カバー２３表面積の大部分をフィルム１４にする
ことにより、カバー面内での熱伝導による熱の拡散量を
少なくし、カバー２３を構成するフィルムを多層断熱の
フィルム１４とすることにより、カバー２３自身の放射
断熱を実現する。カバー以外の構成については図１と同
じ。

【００２２】実施の形態９．図９はこの発明の実施の形
態９を示すサーマルシャッターであり、２３はフレーム
構造のカバーであり、フレーム２４と多層断熱のフィル
ム１４より構成されている。カバー２３をフレーム構造
とし、カバー２３表面積の大部分をフィルム１４にする
ことにより、カバー２３面内での熱伝導による熱の拡散
量を少なくし、カバー２３を構成するフィルムを多層断
熱のフィルム１４とすることにより、カバー２３自身の
放射断熱を実現する。また、カバー閉時に放熱面１とカ
バー２３の間に隙間ができないようにカバー２３の端に
単層のフィルム状断熱材よりなるシート状のスカート１
１を取り付けることにより、放熱面１とカバー２３の隙
間からの熱流出量を少なくする。カバー、スカート以外
の構成については図１と同じ。

【００２３】実施の形態１０．図１０はこの発明の実施
の形態１０を示すサーマルシャッターであり、２３はフ
レーム構造のカバーであり、フレーム２４と多層断熱の
フィルム１４より構成されている。カバー２３をフレー
ム構造とし、カバー２３表面積の大部分をフィルム１４
にすることにより、カバー２３面内での熱伝導による熱
の拡散量を少なくし、カバー２３を構成するフィルムを
多層断熱のフィルム１４とすることにより、カバー２３
自身の放射断熱を実現する。また、カバー閉時に放熱面
１とカバー２３の間に隙間ができないようにカバー２３
の端に単層のフィルム状断熱材よりなるシート状のスカ
ート１１を取り付けることにより、放熱面１とカバーの
隙間からの熱流出量を少なくする。また、シャフト３ま
わりに単層のフィルム状断熱材よりなるシャフトカバー
１２を取り付けることにより、シャフト３表面からの熱
流出量を少なくする。カバー、スカート、シャフトカバ
ー以外の構成については図１と同じ。

【００２４】

【発明の効果】第１の発明によれば、開閉カバーの閉時
に放熱面と開閉カバーの間の隙間を塞ぎ、開閉カバー閉
時に外部環境に露出しているシャフトを覆い、開閉カバ
ー面内での熱伝導による熱拡散量を少なくさせ、カバー
表面から外部環境への熱流出量を少なくさせることによ
り、カバー閉時に必要となるヒータ電力を削減できる。

【００２５】第２の発明によれば、カバーの開放端を折
り曲げ、開閉カバーを箱状とすることにより、開閉カバ
ー閉時に放熱面と開閉カバーの間に隙間ができることを
防ぎ、放熱面とカバーの隙間からの熱流出量を少なくさ
せることにより、カバー閉時に必要となるヒータ電力を
削減できる。

【００２６】第３の発明によれば、開閉カバーをフィル
ム状断熱材を有するフレーム構造の開閉カバーとし、か
つ、駆動部とシャフトとの隙間を覆う部材を設けること
により第１の発明と同様の効果を有するものである。

【００２７】第４の発明によれば、開閉カバーの開放端
にシート状のスカートを取り付けることにより、カバー
閉時に放熱面とカバーの間に隙間ができることを防ぎ、
放熱面とカバーの隙間から熱流出量を少なくさせること
により、カバー閉時に必要となるヒータ電力を削減でき
る。

【００２８】第５の発明によれば、シャフトの周りにシ
ャフトカバーを取り付けることにより、シャフトが外部
環境に露出することを防止でき、シャフト表面からの熱
流出量を少なくさせることにより、カバー閉時に必要と
なるヒータ電力を削減できる。

【００２９】第６の発明によれば、第３、第５の発明の
フィルム状断熱材を単層または多層で構成することによ
り、カバー表面積の大部分をフィルムで覆い、カバー面
内での熱伝導による熱の拡散量を少なくすることによ
り、カバー表面から外部環境への熱流出量を少なくさせ
ることにより、カバー閉時に必要となるヒータ電力を削
減できる。

【００３０】第７の発明によれば、開閉カバーを金属ま
たは複合材で構成したものであり、第１〜４の発明と同
様の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態１を示す図である。

【図２】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態２を示す図である。

【図３】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態３を示す図である。

【図４】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態４を示す図である。

【図５】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態５を示す図である。

【図６】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態６を示す図である。

【図７】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態７を示す図である。

【図８】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態８を示す図である。

【図９】 この発明によるサーマルシャッターの実施の
形態９を示す図である。

【図１０】 この発明によるサーマルシャッターの実施
の形態１０を示す図である。

【図１１】 従来のサーマルシャッターを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 放熱板、２ 金属板のカバー、２’ カバー閉状
態、２” カバー開状態、３ シャフト、４ 駆動部ハ
ウジング、５ フィルム状断熱材、６ 軸受部ハウジン
グ、７ フィルム状断熱材、８ 搭載機器、９ ヒー
タ、１０ 駆動装置、１１ シート状のスカート、１２
シャフトカバー、１３ 単層のフィルム状断熱材、１
４ 多層断熱フィルム、２１ パネル構造のカバー、２
２ 箱型のカバー、２３ フレーム構造のカバー、２４
フレーム。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方面には電子機器が接し、他方面は放
   熱面を形成する放熱板の放熱面のほぼ全面を覆うことが
   可能な開閉カバーと、前記開閉カバーを、非放熱時は前
   記放熱面のほぼ全面に対向させ、放熱時は前記開閉カバ
   ー全体が前記放熱面から開放する方向に可動させる駆動
   手段とを具備し、前記駆動手段は、前記開閉カバーを開
   閉可能に取付けるシャフトと、前記シャフトを回動させ
   る駆動部と、前記駆動部とシャフトとの隙間を覆う部材
   とを有することを特徴とするサーマルシャッター。
2. 【請求項２】 前記開閉カバーをその開放端を折り曲
   げ、前記開閉カバーの閉時状態において前記放熱面に接
   するように箱状に形成したことを特徴とする請求項１記
   載のサーマルシャッター。
3. 【請求項３】 一方面には電子機器が接し、他方面は放
   熱面を形成する放熱板の放熱面のほぼ全面を覆うことが
   可能なフィルム状断熱材を有するフレーム構造の開閉カ
   バーと、前記開閉カバーを、非放熱時は前記放熱面のほ
   ぼ全面に対向させ、放熱時は前記開閉カバー全体が前記
   放熱面から開放する方向に可動させる駆動手段とを具備
   し、前記駆動手段は、前記開閉カバーを開閉可能に取付
   けるシャフトと、前記シャフトを回動させる駆動部と、
   前記駆動部とシャフトとの隙間を覆う部材とを有するこ
   とを特徴とするサーマルシャッター。
4. 【請求項４】 前記開閉カバーの開放端に、前記開閉カ
   バーの閉時状態において前記放熱面に接するようにスカ
   ートを設けたことを特徴とする請求項１または３記載の
   サーマルシャッター。
5. 【請求項５】 前記シャフトの周りにフィルム状の断熱
   材からなるシャフトカバーを取り付けたことを特徴とす
   る請求項１，２，３，４いずれか記載のサーマルシャッ
   ター。
6. 【請求項６】 前記フィルム状断熱材は単層または多層
   で構成されたことを特徴とする請求項３または５記載の
   サーマルシャッター。
7. 【請求項７】 前記開閉カバーは、複合材または金属で
   構成したことを特徴とする請求項１，２，３，４いずれ
   か記載のサーマルシャッター。