JPS60199799A

JPS60199799A - 太陽光エネルギ−変換装置

Info

Publication number: JPS60199799A
Application number: JP5582584A
Authority: JP
Inventors: 若杉　登; 武市　吉博
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-10-09

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】この発明は、宇宙基地等で使用する各種回転機器のため
の駆動力０発生装置に係り、詳しくは太陽光エネルギー
の利用に関するものである。

従来地球を周回する軌道に打上げられた人工衛星等は、
自然環境からの各種外力を受けて、その姿勢及び軌動が
変化することは良く知られている。

こうした外力発生要因の１つに太陽光輻射圧かある。こ
れは、太陽光が物体の表面に当たることによって発生す
るものであり１人工衛星等の姿勢制御系にとっては有害
な力と見なされているものである。

この発明は、従来有害な力を発生すると渚えられていた
上記太陽光輻射圧を、有効な力として活用するための変
換装置を提供するものである。

以下第１Ｍを用いて、太陽光による力発生のメカニズム
について説明する。第１図は微小面（ｄｓ　）に入射光
（Ｉ）が入射角（θ）で入射した場合の反射光（Ｒ）の
反射方向を示したもので、（ｎ）は微小面（ｄＳ）に垂
直な方向を（１）は平行な方向を示す単位ベクトルであ
る。、第１図（ａ）は入射光（Ｉ）がすべて微小面（ａ
Ｓ）に吸収され１反射光のない場合、（ｂ）は微小面（
ｄＳ）が完全な鏡面で入射光（Ｉ）が鏡面反射する賽０
合、（Ｃ）は入射光（Ｉ）が拡散反射する場合を表わし
、一般に反射の仕方は、これら第１図（ａ）　（ｂ）　
（Ｃ）の反射の仕方が、ある比率で混在するものと考え
られる。この状態で微小面（ｄＳ）に作用する力（ｄＦ
）（図示せず）は。

−■ ｄｐ＝−（−（（１＋０ｒ５）ｃｏｓθ←０ｒｄｌｎ＋
３（１−Ｏｒ、）　ｓｉｎθｔ〕ｃｏｓθｄＳ−＝＝（１
１０≦Ｏｒ３．０ｒｄ≦１ここで。

工　二　単位時間に単位断面積を通過するエネルギーＣ：　光の速度Ｃｒ５：　鏡面反射率（入射光に占める鏡面反射光の比
率）Ｃｒｄ：　拡散反射率（入射光に占める拡散反射光の比
率）原理的な説明のために次の仮定を置く。

・　反射面は平面とし、その面積をＳとする。

・　入射光はすべて鏡面反射する。即ちＣｒ５＝１゜０
ｒｄ−０とする。

この仮定を＋１）式に通用すると（２１式を得る。

すなわち、（２）式は反射面に光が入射すると０面に垂
直で、（ｎ）と逆方向に力が加わることを意味する。

次に第２図を用いて回転力発生機構について説明する。

第２図において（Ｘ）、（Ｖ）、（ｚ）は回転体（４）
に固定された右手Ｍ父座標系であり、　（ｉ）、（ｊ）
淋）はそれぞれ（ｘｉ、Ｃｖ）、（ｚ）軸に対応した単
位ベクトルを表わす。ここで（ｘｌ軸は回転体（４）の
回転軸に一致するものとし。

（Ｙ）、（Ｚ）軸はＸ軸まわシに回転可能とする。又（
ｐ）は太陽光の入射方向を表わす単位ベクトルとし、説
明の都合上（Ｘ）軸に平行であるとする。（ｙ）軸はモ
ーメントアームの方向とし、原点（０）から距離（７１
）の位１−′に鏡ｊｌＩＩｉ　（Ｇ）をとりつげる、（
ｎ）は鏡面（Ｇ）に垂直な単位ベクトルを表わし、（Ｘ
Ｌ−（Ｙ）面内で（ｙ）軸から測って角度（φ）−（Ｘ
）−υ）面から側って角度（ψ）の方向を向いている。

（ｎ）を（Ｘ）、（ｙ）、（Ｚ）座標系で衣わすとｎ＝
５ｉｎφｃｏｓψｉ　＋ｃｏｓφｃｏｓ９）ｊ＋ｓｉｎ
ψｋ　−＝−−−−−−−（３を入射光（Ｉ）の入射角
（θ）はＣＯ８Ｕニーｎ−ｐ一方ｉはｘ　４ｉ１ｉ＋に平行であるからＩ）＝−ｉ？
代入するとｃｏｓθ＝ｓｉｎφｃｏｓψ　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・川・・＋４１＋３Ｌ、　＋４１
式を（２）式に代入すると−１−ｃｏｓφｃｏｓψｊ＋
５ｉｎｑＩｋ　）　・＝・・・・・ｉ５１モーメントア
ームを１（−４丁）とすれば、０点まわりの回転力Ｍは＋Ｓ団ψｉ）　・・・・・・・・・・・・（６）従って
回転力のうち（り軸まわりの回初運動に寄与する成分Ｍ
Ｘは又９回転力Ｍｘは１回転体（４）か回転軸（Ｘ）の回９
に回転してもその大きさが変化せず、連続的に一定の回
転力を発生しつづける。

以上説明したように、この発明によれば太陽光エネルギ
ーを一旦電気エネルギーに亥俟させることなく回転エネ
ルギーに変換することができるので、動車よいエネルギ
ー変換装置として使用することかでざる。又第２図に示
す装置は一実施例を示すものであ９０回転軸の太陽方向
に対する向き。

鏡面の形状９反射の性質等を穆々組合せることによって
、この発明を利用して具体化できる装置はこの実施例に
限るものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は太陽光の反射の仕方を典型的なものに分けて示
した図、第２図はこの発明の一実施例を示す図であ９１
図中（Ｉ）は入射光、（６）は反射光、（ト）は回転体
、（Ｇ）は鏡面、（１）は距離である、なお０図中同一
あるいは相当部分には同−勾一号を付して示しである。代理人大岩増雄

Claims

【特許請求の範囲】

宇宙基地等の宇宙飛しよう体に搭載され９回転機鴨、モ
ーメントアーム、および太陽光反射体を備え６反射体の
受ける太陽光エイ・ルキーを回転力に変換することによ
って１回転体の動力源とすることを特徴とする太陽光エ
ネルギー変換装置。