JP2001106197A - インフレータブルチューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 展開力は流入されたガス圧によって与えられ
るため、必然的にボンベの重量がインフレータブルチュ
ーブにおいて支配的になる。本発明は、展開力をガス圧
以外で発生することによりボンベ重量を減らし、より軽
量のインフレータブルチューブを提供することにある。 【解決手段】 折り畳むもしくは丸められて収納された
チューブ（１）の一端からガスを流入し、棒状体となる
インフレータブルチューブにおいて、展開状態で円筒形
となる外表面を黒くしたチューブ（１）と、太陽光が当
たると温度が上昇して気化する該チューブの内側にある
ガス生成源（３）と、該チューブ（１）の一端に取り付
けられた流量制御機構を設けたボンベ（２）から構成さ
れ、該ボンベ（２）からガスが流入し、該チューブ
（１）の表面積が大きくなった状態で、該チューブ
（１）の温度上昇によりガス生成源（３）が気化・昇華
することにより発生したガスによって展開力を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、小さ
く収納されたものがガスの圧力で展開することにより棒
状の構造物を形成するインフレータブルチューブに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のインフレータブルチューブとし
ては、例えば人工衛星に搭載するアンテナ反射鏡を支持
するブームが知られている。図３は、アンテナ反射鏡５
および従来の構成のインフレータブルチューブ４を備え
た人工衛星において、アンテナ反射鏡５を支持するブー
ムが人工衛星構体６内に収納されている状態から、これ
らが衛星構体６外部において展開されるまでの状態の推
移を示す概念図である。すなわち、図３に示すように、
ブーム（インフレータブルチューブ）４と反射鏡５は打
ち上げ状態では小さく折り畳むことにより衛星構体６内
に収納されている（状態）。インフレータブルチュー
ブ４の衛星構体６側端部には図示されないガスボンベが
取りつけられており、該ガスボンベ内には、インフレー
タブルチューブ４を完全に伸展させるに足りる量の圧縮
されたガスが充填されている。衛星構体６の上部扉が開
放された後（状態）、宇宙空間で該ボンベからガスを
流入させることにより、インフレータブル構造で構成さ
れるアンテナ反射鏡５及びそれを支持するインフレータ
ブルチューブ４に展開する（状態）構造である。な
お、状態、はアンテナ反射鏡５が完全に膨らんでい
く状態を示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のインフレータブ
ルチューブは、収納状態では、平たくつぶされた状態
で、長手方向と垂直におりたたまれている。収納状態に
あるインフレータブルチューブを展開状態にするには、
収納状態にあるインフレータブルチューブにガス等を注
入して、棒状乃至柱状になるまで膨張させることにより
展開する。かかる展開力はインフレータブルチューブ内
に送り込まれるガス圧によって与えられる。従来のイン
フレータブルチューブでは、上記のような展開力を発生
するためのガスは、ボンベ内に圧縮された状態で格納さ
れている。該ボンベは、ガス圧に耐え得る強度を有する
必要があるため、金属や強化プラスチック等の比較的重
量のある素材からなるが、インフレータブルチューブの
本体部分（チューブ部分）は軽量な膜状素材で形成され
る。よって、必然的にボンベの重量がインフレータブル
チューブ全体の重量において大部分を占めることにな
る。

【０００４】人工衛星に搭載できる資材の総重量は非常
に限定されており、この限られた搭載可能重量の範囲内
でさまざまな機器（通信機器、測定機器、制御機器等）
を搭載せねばならず、そのため各搭載資材の軽量化が図
られる必要がある。インフレータブルチューブにおいて
もこのような軽量化が望まれるのであり、そのために
は、インフレータブルチューブの重量を支配するボンベ
重量の低減が極めて有効である。

【０００５】本発明の目的は、従来のボンベを用いた場
合と同等の展開力を維持しつつ、より軽量化されたイン
フレータブルチューブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のように構成される。

【０００７】本発明の第１の実施態様によれば、収納状
態で折り畳まれ又は丸められており、展開状態で棒状体
を形成するインフレータブルチューブであって、筒状の
側壁部と、該側壁部の両端を封止する２つの端部と、該
端部の一方に設けられたガス供給口からなり、展開状態
で棒状体となるチューブ（１）と、該チューブのガス供
給口に接続されたガス吹き出し口を有するガス供給手段
（２）と、該チューブ内に配置されたガス生成源（３）
と、を具備するインフレータブルチューブであって、該
ガス生成源は（３）所定温度を超えるとガス化する物質
からなることを特徴とするインフレータブルチューブが
提供される。本実施態様では、従来のボンベに収められ
るガス量より少ないガス量ですむので、ボンベの大きさ
や強度を低減でき、ボンベの軽量化を図ることができ
る。

【０００８】本発明の第２の実施態様によれば、収納状
態で折り畳まれ又は丸められており、展開状態で棒状体
を形成するインフレータブルチューブであって、筒状の
側壁部と、該側壁部の両端を封止する２つの端部とから
なり、展開状態で棒状体となるチューブ（１）と、該チ
ューブ内に配置されたガス生成源（３）と、を具備する
インフレータブルチューブであって、該ガス生成源は
（３）所定温度を超えるとガス化する物質を含むことを
特徴とするインフレータブルチューブが提供される。本
実施態様によれば、インフレータブルチューブ全体の重
さを大きく左右するボンベを全く用いない構成であるの
で、より軽量化されたインフレータブルチューブを提供
できる。

【０００９】前記ガス生成源としては、たとえば常温で
は固体であって、太陽光によってチューブ内部の温度が
所定温度以上になると気化あるいは昇華する物質を任意
の形態にしてチューブ１内部に収めて用いても良い。あ
るいは、常温では液体であって、太陽光によってチュー
ブ１内部の温度が所定温度（たとえば２００℃）以上に
なると気化する物質を、スポンジのような吸収体に含浸
させて用いても良い。

【００１０】前記吸収体としては、接触面積を大きくす
るように膜状・板状のスポンジ３’をチューブ側面内部
に一様に張り付け、そこにガスを生成する液体を含浸さ
せたものを用いても良い。

【００１１】また、太陽光を熱に変換し易いように、チ
ューブ外側表面を黒色とすることによって、ガス生成源
のガス生成速度を高め、チューブをより短時間で展開可
能とするようにしても良い。

【００１２】また、チューブの折れ曲がりや破損を防止
するため、ガス供給手段（ボンベ）にガス流量制御機構
を設けても良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の形態を実施例に
基づき図１乃至図６を参照して説明する。ただし、図１
乃至図３は第１の実施例を示し、図４乃至図６は、第２
の実施例を示している。

【００１４】まず図１乃至図３を参照して第１の実施例
を説明する。図１は本実施例にかかるインフレータブル
チューブの収納状態を示す概略斜視図、図２は同インフ
レータブルチューブの展開途中状態を示す概略斜視図、
図３は同インフレータブルチューブの展開（完了）状態
を示す概略斜視図である。

【００１５】インフレータブルチューブは図１乃至図３
に示すように、筒上の側壁部と、その側壁部の両端を封
止する２つの端部とからなり、一端にガス供給口（図示
せず）を有し展開（完了）状態で筒状乃至棒状（たとえ
ば円筒形でもよいし、多角柱でもよい）となるチューブ
１と、該チューブ１の内部に配置されたガス生成源３
と、チューブ１の一端に取り付けられたボンベ２から構
成される。

【００１６】チューブ１の材質としては、たとえば、ア
ラミド系材料からなる布乃至不織布にネオプレンゴムを
含浸させたものを用いる。該アラミド系材料としては、
たとえばデュポン社製ゲブラー等がある。チューブ１
は、その外表面が太陽光を熱に変換し易くする被膜（た
とえば黒色塗料）で覆われていても良いし、またはチュ
ーブ１の材料自身が黒色に着色されていても良い。ま
た、チューブ１は、展開完了後その形状を維持しアンテ
ナ反射体を安定して保持するように、紫外線が当たるこ
とにより硬化する材料を用いて形成されても良い。

【００１７】ボンベ２内部には気体、液体、あるいは固
体のガス原料が収められている。ボンベ２にはガス吹き
出し口（図示せず）が設けられており、該吹き出し口が
開くとボンベ内部からガスが噴き出すようになってい
る。該ガスとしては、たとえば窒素ガスが用いられる。
なお、ボンベ２は、チューブ1の耐久度を越える量のガ
スが流入しないように、ガス流入量を制御する流量制御
機構を備えていても良い。

【００１８】ガス生成源３としては、たとえば常温では
固体であって、太陽光によってチューブ内部の温度が所
定温度（たとえば２００℃）以上になると気化・昇華す
る物質を任意の形態（たとえば、ペレット状、円盤状、
粒状等）にしてチューブ１内部に収める。ガス生成源３
としては、たとえばペレット状のナフタリンを用いる。
あるいは、たとえば常温では液体であって、太陽光によ
ってチューブ１内部の温度が所定温度（たとえば２００
℃）以上になると気化する物質を、スポンジのような吸
収体に含浸させて用いても良い。

【００１９】まず、本実施例に係るインフレータブルチ
ューブの収納状態にについて説明する。本実施例に係る
インフレータブルチューブは、収納状態において、図１
に示す様に小さく縮小されて衛星構体６内に格納されて
いる。このとき、チューブ１は折り畳まれ或いは丸めら
れて小さくなっており、該収納状態のチューブ１内には
ガス生成源３が収められている。この状態では、チュー
ブ１は太陽光に当てられていないのでその温度は低く、
したがって、ガス生成源３からガスは発生しない。

【００２０】次に、本実施例におけるチューブの展開に
ついて説明する。該ボンベ２の吹き出し口には、外部に
設けられた図示されない制御部に接続された開閉手段
（図示せず）が設けられている。該吹き出し口の開口端
部は、チューブ１のガス供給口に接続されており、制御
部からの信号に従って該開閉手段が開状態にされると、
収納状態で折り畳まれまたは丸められているチューブ１
に該ボンベ２からガスが送られる。該ガスが流入するに
つれて、チューブ１内のガス圧が高まり、チューブ１が
伸展されていく。ただし、この段階における伸展の程度
は衛星構体６内からチューブ１が一部露出する程度で足
り、完全には伸展しない。したがって、ボンベ２内に収
めるガス量は、チューブ１を完全に展開させる量より少
ない量で足りる。ガス量を減らすことにより、ボンベの
容積も少なくて済み、またボンベ内圧を低く抑えること
ができるのでボンベ２の壁厚を薄くする事も可能であ
る。その結果、従来のボンベに比べて軽量化したボンベ
を本実施例では採用することが可能となる。

【００２１】ボンベ２からガスが流入し、チューブ１の
表面積が大きくなった状態を図２に示す。チューブ１の
表面積が大きくなると、太陽光を受ける面積も大きくな
りチューブ１の温度は上昇する。チューブ１の熱は、チ
ューブ内ガス或いはチューブ壁面を伝わってガス生成源
３を加熱する。宇宙空間では太陽光による温度上昇はガ
ス生成源３を構成する物質の気化・昇華温度を超えるた
め、ガス生成源３が気化・昇華することによりチューブ
１内にガスが発生し、前記ボンベ２から供給されたガス
と共にチューブ内部圧力を高め、展開を完了させる。

【００２２】チューブ１がボンベ２から供給されたガス
及びガス生成源３の気化・昇華により発生したガスによ
って、展開（完了）状態に至った様子を、図３に示す。
なお、図３では、ガス生成源３がすべて気化・昇華して
消失している状態を示したが、ガス生成源３が一部残存
してもチューブの展開に問題はない。

【００２３】次に、この発明の第２実施例を図４乃至６
を参照して説明する。

【００２４】図４は本実施例にかかるインフレータブル
チューブの収納状態を示す概略斜視図、図５は同インフ
レータブルチューブの展開途中状態を示す概略斜視図、
図６は同インフレータブルチューブの展開（完了）状態
を示す概略斜視図である。

【００２５】本実施例にかかるインフレータブルチュー
ブは図４乃至図６に示すように、筒上の側壁部と、その
側壁部の両端を封止する２つの端部とからなり、展開
（完了）状態で筒状乃至棒状（たとえば円筒形でもよい
し、多角柱でもよい）となるチューブ１と、該チューブ
１の内部に配置されたガス生成源３から構成される。ガ
ス供給手段であるボンベ２を備えない点で、先の第１実
施例と異なっている。

【００２６】チューブ１の材質としては、たとえば、ア
ラミド系材料からなる布乃至不織布にネオプレンゴムを
含浸させたものを用いる。該アラミド系材料としては、
たとえばデュポン社製ゲブラー等がある。チューブ１
は、その外表面を太陽光を熱に変換し易くする被膜（た
とえば黒色塗料）で覆われていても良い。また、チュー
ブ１は、展開完了後その形状を維持しアンテナ反射体を
安定して保持するように、紫外線が当たることにより硬
化する材料を用いて形成されても良い。

【００２７】ガス生成源３としては、たとえば常温では
固体であって、太陽光によってチューブ内部の温度が所
定温度（たとえば２００℃）以上になると気化・昇華す
る物質を任意の形態（たとえば、ペレット状、円盤状、
粒状等）にしてチューブ１内部に収める。ガス生成源３
としては、たとえばペレット状のナフタリンを用いる。
あるいは、第１の実施例と同様に、たとえば常温では液
体であって、太陽光によってチューブ１内部の温度が所
定温度（たとえば２００℃）以上になると気化する物質
を、スポンジのような吸収体に含浸させて用いても良
い。

【００２８】まず、本実施例に係るインフレータブルチ
ューブの収納状態にについて説明する。本実施例に係る
インフレータブルチューブは、収納状態において、図１
に示す様に小さく縮小されて衛星構体６内に格納されて
いる。このとき、チューブ１は折り畳まれ或いは丸めら
れて小さくなっており、該収納状態のチューブ１内には
ガス生成源３が収められている。この状態では、チュー
ブ１は太陽光に当てられていないのでその温度は低く、
したがって、ガス生成源３からガスは発生しない。

【００２９】次に、本実施例におけるチューブの展開に
ついて説明する。

【００３０】チューブ１は、外部に設けられた図示しな
い押出機構等によって、衛星構体６外部に露出し、太陽
光を受ける状態にされる。チューブ１の表面が太陽光を
受けると、チューブ１の温度は上昇する。チューブ１の
熱はチューブ壁面を伝わって、ガス生成源３を加熱す
る。本実施例においては、展開開始当初の段階では、チ
ューブ１内に熱伝導を行うガスが無いので、ガス生成源
３はチューブ内部表面にいずれかの位置に熱伝導を受け
易い状態で固定されているのが好ましい。たとえば、接
触面積を大きくするように膜状・板状のスポンジ３’を
チューブ側面内部に一様に張り付け、そこにガスを生成
する液体を含浸させてもよい。宇宙空間では太陽光によ
る温度上昇はガス生成源３を構成する物質の気化・昇華
温度を超えるため、気化・昇華することによりガス生成
源３からチューブ１内にガスが発生し、チューブ内部圧
力を高め、展開を完了させる。

【００３１】チューブ１がガス生成源３の気化・昇華に
より発生したガスによって、展開（完了）状態に至った
様子を、図６に示す。なお、図６では、ガス生成源３の
一例としてスポンジ３’を用いた例を示す。

【００３２】

【発明の効果】第１の実施例に係る発明においては、該
ボンベから供給されるガスと共に、チューブ内に収めら
れた固体もしくは液体であるガス生成源から気化・昇華
によって発生したガスを用いることによって、インフレ
ータブルチューブの展開力を保ちつつ、ボンベを軽量化
することができ、よってインフレータブルチューブ全体
の軽量化を図ることができる。

【００３３】第２の実施例に係る本発明においては、ボ
ンベからのガス圧を利用すること無くインフレータブル
チューブの展開を完了させることが可能であり、よって
ボンベが不要になるために、さらにインフレータブルチ
ューブの軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例にかかるインフレータブルチュー
ブの収納状態を示す概略斜視図である。

【図２】第１の実施例にかかるインフレータブルチュー
ブの展開途中状態を示す概略斜視図である。

【図３】第１の実施例にかかるインフレータブルチュー
ブの展開（完了）状態を示す概略斜視図である。

【図４】第２の実施例にかかるインフレータブルチュー
ブの収納状態を示す概略斜視図である。

【図５】第２の実施例にかかるインフレータブルチュー
ブの展開途中状態を示す概略斜視図である。

【図６】第２の実施例にかかるインフレータブルチュー
ブの展開（完了）状態を示す概略斜視図である。

【図７】従来例として示したインフレータブルチューブ
を使用した衛星の斜視図であって、収納状態から展開状
態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１,１’ チューブ ２ ボンベ ３ ガス生成源 ３’ スポンジ（ガス生成源） ４ ブーム ５ アンテナ反射鏡 ６ 衛星構体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中須賀 好典 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 宮坂 明宏 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 角田 博明 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2E163 DA02 FA01 FB04 FB07 FB23 FB34

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収納状態で折り畳まれ又は丸められてお
   り、展開状態で棒状体を形成するインフレータブルチュ
   ーブであって、 筒状の側壁部と、該側壁部の両端を封止する２つの端部
   と、該端部の一方に設けられたガス供給口からなり、展
   開状態で棒状体となるチューブ（１）と、 該チューブのガス供給口に接続されたガス吹き出し口を
   有するガス供給手段（２）と、 該チューブ内に配置されたガス生成源（３）と、を具備
   するインフレータブルチューブであって、 該ガス生成源（３）は所定温度を超えるとガス化する物
   質を含むことを特徴とするインフレータブルチューブ。
2. 【請求項２】 収納状態で折り畳まれ又は丸められてお
   り、展開状態で棒状体を形成するインフレータブルチュ
   ーブであって、 筒状の側壁部と、該側壁部の両端を封止する２つの端部
   とからなり、展開状態で棒状体となるチューブ（１）
   と、 該チューブ内に配置されたガス生成源（３）と、を具備
   するインフレータブルチューブであって、 該ガス生成源（３）は所定温度を超えるとガス化する物
   質を含むことを特徴とするインフレータブルチューブ。
3. 【請求項３】 前記ガス化する物質は常温で固体である
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のイ
   ンフレータブルチューブ。
4. 【請求項４】 前記ガス化する物質は常温で液体であ
   り、かつ、前記ガス生成源（３）は、該液体を含浸させ
   た吸収体であることを特徴とする、請求項１または請求
   項２に記載のインフレータブルチューブ。
5. 【請求項５】 前記吸収体は少なくとも一枚の板状吸収
   体であり、該板状吸収体は前記チューブ（１）内側表面
   に密着して配設されることを特徴とする請求項４に記載
   のインフレータブルチューブ。
6. 【請求項６】 前記チューブ（１）の外側表面は黒色で
   あることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれ
   か一つに記載のインフレータブルチューブ。
7. 【請求項７】 前記ガス供給手段（２）はガス流量制御
   機構を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の
   インフレータブルチューブ。