Mechanism of micro-vibration transmission through electric harnesses and its application to dampers

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K04253
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 内田 英樹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (90450709)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 巳谷 真司 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主幹研究開発員 (00747446) ; 壹岐 賢太郎 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00770257) ; 安田 進 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (30450711)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 微小振動 / 擾乱 / 振動絶縁 / ダンパ / 人工衛星 / 宇宙機 / 構造

Outline of Annual Research Achievements

人工衛星内部の搭載機器が稼働する際に発生する微小振動（以下、擾乱と言う）が観測機器に伝搬することで画像の歪み等の観測結果に悪影響が生じる。本研究の目的は、人工衛星を構成する構体パネルに敷設される電源ハーネスが擾乱の伝達経路でありながら構造要素にもなり得る事実に着目し、電源ハーネスを積極的に擾乱抑止の減衰機構（ダンパ）へとその構造を仕立てる設計手法を構築することである。具体的には、電源ハーネスの束ね方や曲げ方、固縛間隔、構体パネルへの固定間隔といった電気的のみならずダンパとしても最適な構造と敷接方法等を解析的および実験的に明らかにすることであり、これらに関連する研究項目は以下の３つである。
１． 構造特性のばらつきを考慮した電源ハーネスのモデル化と構造・電気性能同時最適化
２． 超低剛性ハーネス（電源ハーネスのゼロ曲げ剛性化）
３． 電源ハーネスのダンパ化
令和３年度では、項目１について、従来のハーネスの電磁適合性および熱設計に関する技術調査を行った。項目２について、試験方法の改良検討を行った。項目３について、画像計測や調達した2次元レーザ変位計を用いて実機取付を模擬したハーネスがパネルに衝突するインパクトダンパーのような振る舞いはしていないことを確認した上で、マスダンパ―か摩擦ダンパーかを特定するための試験系を検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍での海外輸送の遅延や世界的な半導体不足によりハーネスの張力等の計測に使用する力覚センサ（６軸ロードセル）の調達に想定以上に時間を要したため、計測等の評価が年度内に完了できなかった。

Strategy for Future Research Activity

ハーネスの精緻なモデル化を前提とすると全体的に計画が遅延する可能性が高くなるため、前提としない実験ベースのダンパのモデル化の構築に方向を修正しつつ、効率的に実験データを取得し、遅延を最小限に留める。

Causes of Carryover

機材（力覚センサ）が年度末に納入されて、それを用いた実験が着手できなかったことで実験消耗品等を調達しなかったため。