JP2003306199A - 宇宙構造体の展開方法及び宇宙構造体 - Google Patents
宇宙構造体の展開方法及び宇宙構造体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 宇宙構造体に関し、宇宙へ打上げ時には折り
畳んだ状態とし、宇宙で展開して組立を容易にする。 【解決手段】 基軸４を中心として円形で凹状に膜面材
料１ａを有し、その背面に中空状の外側、内側環状補強
材２，３、径方向補強材５ａ，５ｂ、及び形状記憶材料
からなる環状保持材１０、径方向保持材１１ａ，１１ｂ
が取付けられ中心部に基軸４、取付軸６を備えて構成さ
れる。宇宙に打上げ時には、この反射鏡１全体を折り畳
んで小さな形状としてロケットに搭載可能とし、宇宙に
打上げ後、中空状の各補強材２，３，５ａ，５ｂにガス
を封入して展開させる。更に環状保持材１０、径方向保
持材１１ａ，１１ｂを加熱して展張させて形状を保持さ
せ、膜面材料１ａの鏡面のシワ、等を伸ばし、平滑度を
向上させる。
畳んだ状態とし、宇宙で展開して組立を容易にする。 【解決手段】 基軸４を中心として円形で凹状に膜面材
料１ａを有し、その背面に中空状の外側、内側環状補強
材２，３、径方向補強材５ａ，５ｂ、及び形状記憶材料
からなる環状保持材１０、径方向保持材１１ａ，１１ｂ
が取付けられ中心部に基軸４、取付軸６を備えて構成さ
れる。宇宙に打上げ時には、この反射鏡１全体を折り畳
んで小さな形状としてロケットに搭載可能とし、宇宙に
打上げ後、中空状の各補強材２，３，５ａ，５ｂにガス
を封入して展開させる。更に環状保持材１０、径方向保
持材１１ａ，１１ｂを加熱して展張させて形状を保持さ
せ、膜面材料１ａの鏡面のシワ、等を伸ばし、平滑度を
向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は宇宙構造体に関し、
特に太陽光発電衛星に用いられる大型の反射鏡、等の円
形構造物に適用され、表面の平滑度を保つようにしたも
のである。
特に太陽光発電衛星に用いられる大型の反射鏡、等の円
形構造物に適用され、表面の平滑度を保つようにしたも
のである。
【０００２】
【従来の技術】現在、未来のエネルギー源として太陽光
発電が注目されており、特に宇宙に太陽光発電衛星を打
上げて発電を行い、発電した電力を地球上に向けて送電
するシステムが研究されており、種々の計画が発表され
ている。図５に宇宙における太陽光発電衛星の概念につ
いて、その概要を説明する。
発電が注目されており、特に宇宙に太陽光発電衛星を打
上げて発電を行い、発電した電力を地球上に向けて送電
するシステムが研究されており、種々の計画が発表され
ている。図５に宇宙における太陽光発電衛星の概念につ
いて、その概要を説明する。
【０００３】図５において、支柱５１の両端には連結部
５２が取付けられており、棒状の構造体５５が複数本
（図では４本）連結部５２に取付けられている。４本の
構造体５５には、それぞれ３個の反射鏡５０（集光器）
が取付けられている。反射鏡５０は凹面を有し、凹面は
鏡面となっており、太陽光を受け、所定の一点に光線を
集中するように反射するものである。支柱５１の中央部
には２個の発電部５３ａ，５３ｂが取付けられており、
発電部５３ａ，５３ｂには発電素子が全面に埋め込ま
れ、太陽光線を受光して発電するものである。発電部５
３ａは一方の側の反射鏡５０の群（図では下方の反射
鏡）から、発電部５３ｂは他方の側の反射鏡５０の群か
ら、それぞれ太陽光線を受光する。発電部５３ａ，５３
ｂで発電された電力は電力送電部５４へ送られて、電磁
波に変換され、この変換された電磁波は送電用アンテナ
５６から地球上に向けて電磁波として送電される。送電
された電磁波は、図示していない地球上のアンテナで受
信され、電力に変換される。このような発電衛星の各構
造部品が、スペースシャトル、等により宇宙に打上げら
れ、宇宙において組立てられるものである。
５２が取付けられており、棒状の構造体５５が複数本
（図では４本）連結部５２に取付けられている。４本の
構造体５５には、それぞれ３個の反射鏡５０（集光器）
が取付けられている。反射鏡５０は凹面を有し、凹面は
鏡面となっており、太陽光を受け、所定の一点に光線を
集中するように反射するものである。支柱５１の中央部
には２個の発電部５３ａ，５３ｂが取付けられており、
発電部５３ａ，５３ｂには発電素子が全面に埋め込ま
れ、太陽光線を受光して発電するものである。発電部５
３ａは一方の側の反射鏡５０の群（図では下方の反射
鏡）から、発電部５３ｂは他方の側の反射鏡５０の群か
ら、それぞれ太陽光線を受光する。発電部５３ａ，５３
ｂで発電された電力は電力送電部５４へ送られて、電磁
波に変換され、この変換された電磁波は送電用アンテナ
５６から地球上に向けて電磁波として送電される。送電
された電磁波は、図示していない地球上のアンテナで受
信され、電力に変換される。このような発電衛星の各構
造部品が、スペースシャトル、等により宇宙に打上げら
れ、宇宙において組立てられるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のような太陽光発
電衛星は、衛星を構成する各部品をロケットにより打ち
上げて、宇宙において宇宙飛行士により組み立てられ、
又、作業ロボットにより組み立てられる。従って、宇宙
における組立もできるだけ簡潔な作業が求められてお
り、各構成部品も組立が容易な構造、機構を採用する必
要がある。特に、図５に示すような反射鏡５０は直径数
１０〜数１００ｍの大型のものが計画されており、スペ
ースシャトル、等で打ち上げるには分割構造か、縮小し
た構造として打ち上げる必要があり、組立、取付け、等
の作業を簡略化することが課題とされていた。
電衛星は、衛星を構成する各部品をロケットにより打ち
上げて、宇宙において宇宙飛行士により組み立てられ、
又、作業ロボットにより組み立てられる。従って、宇宙
における組立もできるだけ簡潔な作業が求められてお
り、各構成部品も組立が容易な構造、機構を採用する必
要がある。特に、図５に示すような反射鏡５０は直径数
１０〜数１００ｍの大型のものが計画されており、スペ
ースシャトル、等で打ち上げるには分割構造か、縮小し
た構造として打ち上げる必要があり、組立、取付け、等
の作業を簡略化することが課題とされていた。
【０００５】そこで本発明は宇宙の太陽光発電衛星の反
射鏡、等の円形構造物を膜状の材質とインフレータブル
な材料の補強材とを組合せて、宇宙において大型の円形
構造体として容易に組立ができる構造とし、更に組立て
た状態において膜面のシワや変形を少くし、平滑度を高
めるような構造とする宇宙構造を提供することを課題と
してなされたものである。
射鏡、等の円形構造物を膜状の材質とインフレータブル
な材料の補強材とを組合せて、宇宙において大型の円形
構造体として容易に組立ができる構造とし、更に組立て
た状態において膜面のシワや変形を少くし、平滑度を高
めるような構造とする宇宙構造を提供することを課題と
してなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために、次の宇宙構造体の展開方法と宇宙構造体
を提供する。
決するために、次の宇宙構造体の展開方法と宇宙構造体
を提供する。
【０００７】（１）柔軟な材料からなり円形で凹状曲面
を有し、同凹状曲面の背面にガスを封入して拡張する中
空状の環状補強材及び棒状の径方向補強材を配設し、更
に同凹状曲面の背面に形状記憶材料からなる環状保持材
及び棒状の径方向保持材を配設して構成する宇宙構造体
の展開方法であって、宇宙に打上げ時には前記宇宙構造
体全体を折り畳んで小さな形状として運搬し、宇宙に打
上げ後の組立時に前記環状補強材及び径方向補強材内に
ガスを封入し、更に前記環状保持材及び径方向保持材を
加熱して環状及び棒状の形状を保持させることにより前
記宇宙構造体を展開させることを特徴とする宇宙構造体
の展開方法。
を有し、同凹状曲面の背面にガスを封入して拡張する中
空状の環状補強材及び棒状の径方向補強材を配設し、更
に同凹状曲面の背面に形状記憶材料からなる環状保持材
及び棒状の径方向保持材を配設して構成する宇宙構造体
の展開方法であって、宇宙に打上げ時には前記宇宙構造
体全体を折り畳んで小さな形状として運搬し、宇宙に打
上げ後の組立時に前記環状補強材及び径方向補強材内に
ガスを封入し、更に前記環状保持材及び径方向保持材を
加熱して環状及び棒状の形状を保持させることにより前
記宇宙構造体を展開させることを特徴とする宇宙構造体
の展開方法。
【０００８】（２）柔軟な材料からなり円形で凹状曲面
を有する膜面材料と、同膜面材料の凹状曲面の背後中心
部に取付けられた基軸と、前記膜面材料の外周囲を構成
し折り曲げ可能なように柔軟材料からなる中空状の外側
環状補強材と、前記膜面材料の背面を補強する内側環状
補強材及び径方向補強材とを備え、更に前記膜面材料の
背面に取付けられた形状記憶材料からなる環状保持材及
び径方向保持材と、前記内側環状補強材と前記径方向補
強材内へガスを封入する手段と、前記環状保持材と径方
向保持材を加熱して環状及び棒状の形状を保持させる加
熱手段とを備えたことを特徴とする宇宙構造体。
を有する膜面材料と、同膜面材料の凹状曲面の背後中心
部に取付けられた基軸と、前記膜面材料の外周囲を構成
し折り曲げ可能なように柔軟材料からなる中空状の外側
環状補強材と、前記膜面材料の背面を補強する内側環状
補強材及び径方向補強材とを備え、更に前記膜面材料の
背面に取付けられた形状記憶材料からなる環状保持材及
び径方向保持材と、前記内側環状補強材と前記径方向補
強材内へガスを封入する手段と、前記環状保持材と径方
向保持材を加熱して環状及び棒状の形状を保持させる加
熱手段とを備えたことを特徴とする宇宙構造体。
【０００９】（３）前記ガス封入手段は、前記基軸内に
設けられ、加熱することによりガスを発生する装置と、
発生したガスを前記外側、内側環状補強材及び径方向補
強材へ供給し所定の圧力を保持させる開閉弁とを備えて
なることを特徴とする（２）記載の宇宙構造体。
設けられ、加熱することによりガスを発生する装置と、
発生したガスを前記外側、内側環状補強材及び径方向補
強材へ供給し所定の圧力を保持させる開閉弁とを備えて
なることを特徴とする（２）記載の宇宙構造体。
【００１０】（４）前記加熱手段は、前記ガス発生装置
の加熱と併用したことを特徴とする（３）記載の宇宙構
造体。
の加熱と併用したことを特徴とする（３）記載の宇宙構
造体。
【００１１】（５）前記宇宙構造体は反射鏡であること
を特徴とする（２）から（４）のいずれかに記載の宇宙
構造体。
を特徴とする（２）から（４）のいずれかに記載の宇宙
構造体。
【００１２】本発明の（１）においては、膜状材料の背
面には、外側、内側環状補強材及び径方向の補強材で補
強されており、更に形状記憶材料からなる環状保持材及
び径方向保持材が配設されており、宇宙に運搬する際に
は宇宙構造体全体を折り畳んで小さな形状としてロケッ
トに搭載可能な形状とし、宇宙での組立時には外側、内
側環状補強材と径方向補強材にガスを封入して円形状の
宇宙構造体を展開する。更に、形状記憶材料からなる環
状保持材及び径方向保持材を加熱することにより環状及
び棒状に展開させ、その形状を保持させるので展開した
膜面を更に引張り、シワ等の発生をなくして平滑度を向
上させることができる。
面には、外側、内側環状補強材及び径方向の補強材で補
強されており、更に形状記憶材料からなる環状保持材及
び径方向保持材が配設されており、宇宙に運搬する際に
は宇宙構造体全体を折り畳んで小さな形状としてロケッ
トに搭載可能な形状とし、宇宙での組立時には外側、内
側環状補強材と径方向補強材にガスを封入して円形状の
宇宙構造体を展開する。更に、形状記憶材料からなる環
状保持材及び径方向保持材を加熱することにより環状及
び棒状に展開させ、その形状を保持させるので展開した
膜面を更に引張り、シワ等の発生をなくして平滑度を向
上させることができる。
【００１３】本発明の（２）では、膜面材料、その背面
の外側、内側環状補強材及び径方向補強材、更に形状記
憶材料からなる環状保持材及び径方向保持材で構成さ
れ、ガス発生手段、加熱手段も備えているので、ガス圧
力により外側、内側環状補強材を拡張させて膜面を有す
る円形状の宇宙構造体を展開することができる。更に加
熱手段を作動させて、環状保持材及び径方向保持材を環
状及び棒状に変形させ、その形状を保持させて膜面構造
の材料の平滑度をより一層向上させることができ、上記
（１）の発明の展開方法を実施する宇宙構造体が容易に
現実できるものである。
の外側、内側環状補強材及び径方向補強材、更に形状記
憶材料からなる環状保持材及び径方向保持材で構成さ
れ、ガス発生手段、加熱手段も備えているので、ガス圧
力により外側、内側環状補強材を拡張させて膜面を有す
る円形状の宇宙構造体を展開することができる。更に加
熱手段を作動させて、環状保持材及び径方向保持材を環
状及び棒状に変形させ、その形状を保持させて膜面構造
の材料の平滑度をより一層向上させることができ、上記
（１）の発明の展開方法を実施する宇宙構造体が容易に
現実できるものである。
【００１４】本発明の（３）では、基軸内にガスを発生
する装置及びその加熱手段が設けられているのでガスの
発生が宇宙構造体内に容易に装備でき、宇宙構造体の展
開も容易になされ、又、本発明の（４）では、環状保持
材及び径方向保持材の加熱も、基軸を介してこの加熱手
段を兼用してなされるので、簡潔でシンプルな宇宙構造
体が実現できる。
する装置及びその加熱手段が設けられているのでガスの
発生が宇宙構造体内に容易に装備でき、宇宙構造体の展
開も容易になされ、又、本発明の（４）では、環状保持
材及び径方向保持材の加熱も、基軸を介してこの加熱手
段を兼用してなされるので、簡潔でシンプルな宇宙構造
体が実現できる。
【００１５】本発明の（５）では宇宙構造体が反射鏡で
あるので、太陽光発電衛星の集光装置の宇宙における組
立が容易となるものである。
あるので、太陽光発電衛星の集光装置の宇宙における組
立が容易となるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基いて具体的に説明する。図１は本発明の実施
の一形態に係る宇宙構造体を示し、（ａ）は平面図で凹
面の背後を示したもの、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は
（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ａ）における
Ｂ−Ｂ断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図で
ある。これら図において、１は反射鏡であり、太陽光発
電衛星に組込まれて太陽光線を反射して集光する反射鏡
となるものであり、次のような構造を有する。
て図面に基いて具体的に説明する。図１は本発明の実施
の一形態に係る宇宙構造体を示し、（ａ）は平面図で凹
面の背後を示したもの、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は
（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ａ）における
Ｂ−Ｂ断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図で
ある。これら図において、１は反射鏡であり、太陽光発
電衛星に組込まれて太陽光線を反射して集光する反射鏡
となるものであり、次のような構造を有する。
【００１７】図１において、反射鏡１は凹面を有し、反
射鏡の面を形成し、薄いカーボン繊維、等からなる柔軟
で変形自在な膜面材料１ａ、膜面材料１ａ外周囲を形成
する中空状の外側環状補強材２、円形状で同じく中空状
の内側環状補強材３、円形状の膜面材料１ａに直交配置
された中空状の径方向補強材５ａ，５ｂで、それぞれ背
面が補強されている。又、径方向補強材５ａ，５ｂは膜
面材料の中心部で膜面材料１ａを支持している基軸４に
一端を取付け、他端が外側環状補強材２に取付けられて
膜面構造材料１ａの背面に一体的に取付けられ膜面を支
持し、補強している。
射鏡の面を形成し、薄いカーボン繊維、等からなる柔軟
で変形自在な膜面材料１ａ、膜面材料１ａ外周囲を形成
する中空状の外側環状補強材２、円形状で同じく中空状
の内側環状補強材３、円形状の膜面材料１ａに直交配置
された中空状の径方向補強材５ａ，５ｂで、それぞれ背
面が補強されている。又、径方向補強材５ａ，５ｂは膜
面材料の中心部で膜面材料１ａを支持している基軸４に
一端を取付け、他端が外側環状補強材２に取付けられて
膜面構造材料１ａの背面に一体的に取付けられ膜面を支
持し、補強している。
【００１８】これら補強材２，３，５ａ，５ｂは、前述
のように中空状でカーボン繊維等の柔軟で変形自在な材
料からなり、後述するように、内部にガスを封入するこ
とにより剛性が向上して膜面材料１ａを平滑な面を形成
するように円形状に展開させるものである。又、運搬時
には膜面材料１ａと共に折り畳んで小さな形状にするこ
とも可能なように薄い膜状から中空状に形成されてい
る。
のように中空状でカーボン繊維等の柔軟で変形自在な材
料からなり、後述するように、内部にガスを封入するこ
とにより剛性が向上して膜面材料１ａを平滑な面を形成
するように円形状に展開させるものである。又、運搬時
には膜面材料１ａと共に折り畳んで小さな形状にするこ
とも可能なように薄い膜状から中空状に形成されてい
る。
【００１９】外側環状補強材２，３，５ａ，５ｂは中空
状のものを（ｃ），（ｅ）に示すように、膜状材料１ａ
の凹状の背面に接着するか、又は一体成形され、折り畳
み時には形状が小さくなり、膜状材料１ａと一緒に変形
自在で折り畳みができるものである。なお、これら補強
材２，３，５ａ，５ｂは丸いパイプ状形状で図示してい
るが、丸形でなくても良く四角形、三角形、等の多角形
状でも良いものである。
状のものを（ｃ），（ｅ）に示すように、膜状材料１ａ
の凹状の背面に接着するか、又は一体成形され、折り畳
み時には形状が小さくなり、膜状材料１ａと一緒に変形
自在で折り畳みができるものである。なお、これら補強
材２，３，５ａ，５ｂは丸いパイプ状形状で図示してい
るが、丸形でなくても良く四角形、三角形、等の多角形
状でも良いものである。
【００２０】反射鏡１の背面には、更に本発明の特徴で
ある環状保持材１０、径方向形状保持材１１ａ，１１ｂ
を備えている。即ち、膜状材料１ａの背面に、外側環状
補強材２と内側環状補強材３との間に環状保持材１０
が、又、基軸４と外側環状補強材２との間に直交して径
方向補強材１１ａ，１１ｂが、それぞれ（ｂ），（ｄ）
に示すように接着されている。
ある環状保持材１０、径方向形状保持材１１ａ，１１ｂ
を備えている。即ち、膜状材料１ａの背面に、外側環状
補強材２と内側環状補強材３との間に環状保持材１０
が、又、基軸４と外側環状補強材２との間に直交して径
方向補強材１１ａ，１１ｂが、それぞれ（ｂ），（ｄ）
に示すように接着されている。
【００２１】これら保持材１０，１１ａ，１１ｂは形状
記憶材料からなり、その断面形状は丸形又は四角形状の
いずれでも良く、補強材２，３，５ａ，５ｂと同様に折
り畳みや曲げが可能なように柔軟性を有するものであ
る。従って、その断面形状も、折り畳み時には変形し易
く展張時には剛性が得られるように偏平な形状が好まし
い。
記憶材料からなり、その断面形状は丸形又は四角形状の
いずれでも良く、補強材２，３，５ａ，５ｂと同様に折
り畳みや曲げが可能なように柔軟性を有するものであ
る。従って、その断面形状も、折り畳み時には変形し易
く展張時には剛性が得られるように偏平な形状が好まし
い。
【００２２】形状記憶材料からなる環状保持材１０、径
方向保持材１１ａ，１１ｂは地上における通常の温度で
は変形自在な特性を有し、ある程度の変形自在であって
膜面材料１ａ、外側、内側環状補強材２，３、環状保持
材１０と共に折り畳みが可能となるものである。これら
保持材１０，１１ａ，１１ｂは後述するように折り畳ん
だ状態でロケットにより宇宙への打上げを可能な形状と
し、宇宙に打上げ後に、加熱手段により折り畳んだ全体
の反射鏡１を所定の温度に加熱し、外側、内側環状補強
材２，３、径方向補強材５ａ，５ｂには、加熱によりガ
スを発生させ、このガスを封入し、環状保持材１０、径
方向保持材１１ａ，１１ｂは、加熱することにより展張
して剛性を高めて伸張させ、反射鏡１全体を図１
（ａ），（ｂ）に示すように展開させて組立を完成す
る。
方向保持材１１ａ，１１ｂは地上における通常の温度で
は変形自在な特性を有し、ある程度の変形自在であって
膜面材料１ａ、外側、内側環状補強材２，３、環状保持
材１０と共に折り畳みが可能となるものである。これら
保持材１０，１１ａ，１１ｂは後述するように折り畳ん
だ状態でロケットにより宇宙への打上げを可能な形状と
し、宇宙に打上げ後に、加熱手段により折り畳んだ全体
の反射鏡１を所定の温度に加熱し、外側、内側環状補強
材２，３、径方向補強材５ａ，５ｂには、加熱によりガ
スを発生させ、このガスを封入し、環状保持材１０、径
方向保持材１１ａ，１１ｂは、加熱することにより展張
して剛性を高めて伸張させ、反射鏡１全体を図１
（ａ），（ｂ）に示すように展開させて組立を完成す
る。
【００２３】図２は反射鏡１を折り畳む一例を示す図で
あり、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、その状態を
示す平面図、（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）は、それ
ぞれの状態を示す側面図である。まず（ａ），（ｅ）は
折り畳む前の状態で全体を広げた状態である。次に、
（ｂ），（ｆ）において、円形状の反射鏡１の両側を半
径の１／２程度の位置で内側に折り曲げる。次に、
（ｃ），（ｇ）に示すように（ｂ）の状態の長形の上下
を約半分程度に上方へ折り曲げて畳み、ほぼ正方形に近
い形にする。次に、（ｄ），（ｈ）に示すように（ｃ）
の状態の四角形の四隅の部分を下方に向けて曲げ、基軸
４、取付軸６を包み込むようにすると、運搬可能なコン
パクトな形状で容積を小さくすることができ、ロケット
に搭載可能な形状にすることができる。なお、折り畳み
の方法は上記の例に限らず、どのような畳み方でもコン
パクトな形状で、かつ展張が容易な形状であれば良いも
のである。
あり、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、その状態を
示す平面図、（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）は、それ
ぞれの状態を示す側面図である。まず（ａ），（ｅ）は
折り畳む前の状態で全体を広げた状態である。次に、
（ｂ），（ｆ）において、円形状の反射鏡１の両側を半
径の１／２程度の位置で内側に折り曲げる。次に、
（ｃ），（ｇ）に示すように（ｂ）の状態の長形の上下
を約半分程度に上方へ折り曲げて畳み、ほぼ正方形に近
い形にする。次に、（ｄ），（ｈ）に示すように（ｃ）
の状態の四角形の四隅の部分を下方に向けて曲げ、基軸
４、取付軸６を包み込むようにすると、運搬可能なコン
パクトな形状で容積を小さくすることができ、ロケット
に搭載可能な形状にすることができる。なお、折り畳み
の方法は上記の例に限らず、どのような畳み方でもコン
パクトな形状で、かつ展張が容易な形状であれば良いも
のである。
【００２４】図３は本発明の実施の形態における反射鏡
を宇宙において展開させる場合の制御系統図である。図
において基軸４には加熱器２０、ガス発生装置２１、開
閉弁２２が内蔵されている。又、加熱器２０にはバッテ
リィ３１、プッシュスイッチ３２が接続されており、開
閉弁２２とプッシュスイッチ３２は図示省略しているが
基部４の外部に操作しやすい位置に取付けられている。
を宇宙において展開させる場合の制御系統図である。図
において基軸４には加熱器２０、ガス発生装置２１、開
閉弁２２が内蔵されている。又、加熱器２０にはバッテ
リィ３１、プッシュスイッチ３２が接続されており、開
閉弁２２とプッシュスイッチ３２は図示省略しているが
基部４の外部に操作しやすい位置に取付けられている。
【００２５】開閉弁２２からは配管２３より分岐した配
管２４，２５，２６，２７，２８，２９がそれぞれ径方
向補強材５ａの一方、内側環状補強材３、径方向補強材
５ｂの一方、外側環状補強材２の一方、径方向補強材５
ａの他方、径方向補強材５ｂの他方へ、コネクタ３０を
介して接続されている。
管２４，２５，２６，２７，２８，２９がそれぞれ径方
向補強材５ａの一方、内側環状補強材３、径方向補強材
５ｂの一方、外側環状補強材２の一方、径方向補強材５
ａの他方、径方向補強材５ｂの他方へ、コネクタ３０を
介して接続されている。
【００２６】上記の系統において、宇宙空間において反
射鏡１を太陽光発電衛星に図５に示すように取付けられ
る際にプッシュスイッチ３２を押してＯＮにセットし、
加熱器２０へバッテリィ３１から電流を流すと、加熱器
２０はガス発生装置２１を加熱する。ガス発生装置２１
にはガスを発生する固体材料が収納されており、加熱さ
れて気化してガスが発生する。次に開閉弁２２を開く
と、発生したガスは、各配管２４〜２９を通り、それぞ
れの中空状の補強材２，３，５ａ，５ｂ内へ圧入され、
これらを膨らませて展張させ、図１（ａ），（ｂ）に示
すような凹面形状の反射鏡１を形成させることができ
る。所定の形状に展張すると、プッシュスイッチ３２を
再度押してバッテリィ３２の接続をＯＦＦとし、開閉弁
２２を閉じて所定圧力での展張を維持する。
射鏡１を太陽光発電衛星に図５に示すように取付けられ
る際にプッシュスイッチ３２を押してＯＮにセットし、
加熱器２０へバッテリィ３１から電流を流すと、加熱器
２０はガス発生装置２１を加熱する。ガス発生装置２１
にはガスを発生する固体材料が収納されており、加熱さ
れて気化してガスが発生する。次に開閉弁２２を開く
と、発生したガスは、各配管２４〜２９を通り、それぞ
れの中空状の補強材２，３，５ａ，５ｂ内へ圧入され、
これらを膨らませて展張させ、図１（ａ），（ｂ）に示
すような凹面形状の反射鏡１を形成させることができ
る。所定の形状に展張すると、プッシュスイッチ３２を
再度押してバッテリィ３２の接続をＯＦＦとし、開閉弁
２２を閉じて所定圧力での展張を維持する。
【００２７】上記の加熱器２０がＯＮの間は、加熱器２
０はガス発生装置２１を加熱すると共に、同時に基軸４
を介して、図２（ｄ），（ｈ）に示すように基軸４を包
むように折り畳まれている膜面材料１ａの環状保持材１
０、径方向補強材１１ａ，１１ｂも加熱される。両保持
材１０，１１ａ，１１ｂは、形状記憶材料よりなるので
この熱により加熱されて展張し、環状保持材１０は円形
状に、径方向保持材１１，１１ｂは棒状に、それぞれ形
状を変形させ、その剛性を高めて形状を保持する。な
お、この形状記憶材料は加熱することにより展張して剛
性が高まり、展張した後は、宇宙での太陽光線の輝射状
態により温度が変化するが、展張した後は変形した状態
を保持するような特性を有する材料を用いる。
０はガス発生装置２１を加熱すると共に、同時に基軸４
を介して、図２（ｄ），（ｈ）に示すように基軸４を包
むように折り畳まれている膜面材料１ａの環状保持材１
０、径方向補強材１１ａ，１１ｂも加熱される。両保持
材１０，１１ａ，１１ｂは、形状記憶材料よりなるので
この熱により加熱されて展張し、環状保持材１０は円形
状に、径方向保持材１１，１１ｂは棒状に、それぞれ形
状を変形させ、その剛性を高めて形状を保持する。な
お、この形状記憶材料は加熱することにより展張して剛
性が高まり、展張した後は、宇宙での太陽光線の輝射状
態により温度が変化するが、展張した後は変形した状態
を保持するような特性を有する材料を用いる。
【００２８】図４は上記に説明したように宇宙において
展開させた反射鏡１を、図５で説明したように、太陽光
発電衛星に多数を設置した例を示し、（ａ）はその一部
の平面図、（ｂ）は取付部の断面図である。（ａ）に示
すように、反射鏡１は長尺の支柱４０に長手方向に複数
個（図では３個）配列して取付けられ、このような支柱
４０は連結部４１に複数本連結され、多くの反射鏡群を
構成して太陽光線を集光するものである。反射鏡１の支
柱４０への取付は（ｂ）に示すように支柱４０の取付穴
に、その取付軸６を挿入し、接着、又はネジ、等により
固定される。
展開させた反射鏡１を、図５で説明したように、太陽光
発電衛星に多数を設置した例を示し、（ａ）はその一部
の平面図、（ｂ）は取付部の断面図である。（ａ）に示
すように、反射鏡１は長尺の支柱４０に長手方向に複数
個（図では３個）配列して取付けられ、このような支柱
４０は連結部４１に複数本連結され、多くの反射鏡群を
構成して太陽光線を集光するものである。反射鏡１の支
柱４０への取付は（ｂ）に示すように支柱４０の取付穴
に、その取付軸６を挿入し、接着、又はネジ、等により
固定される。
【００２９】以上説明の本発明の実施の形態における宇
宙構造体によれば、膜面材料１ａの背面に外側、内側環
状補強材２，３、径方向補強材５ａ，５ｂを取付け、こ
れら補強材２，３，５ａ，５ｂは中空状として形成し、
更に形状記憶材料からなる環状保持材１０、径方向保持
材１１ａ，１１ｂを取付けて構成し、宇宙への打上げ時
には全体を折り畳んだ小さな形状とし、宇宙へ打上げ後
に補強材２，３，５ａ，５ｂ内にはガスを封入し、環状
保持材１０と径方向保持材１１ａ，１１ｂは加熱するこ
とにより、展張時の形状を保持させて、それらの剛性を
高めるように構成したので、反射鏡１の膜面材料の鏡面
のシワや歪みを引き伸ばすように展張させることがで
き、平滑度の高い鏡面が得られ、反射鏡の精度が著しく
向上するものである。
宙構造体によれば、膜面材料１ａの背面に外側、内側環
状補強材２，３、径方向補強材５ａ，５ｂを取付け、こ
れら補強材２，３，５ａ，５ｂは中空状として形成し、
更に形状記憶材料からなる環状保持材１０、径方向保持
材１１ａ，１１ｂを取付けて構成し、宇宙への打上げ時
には全体を折り畳んだ小さな形状とし、宇宙へ打上げ後
に補強材２，３，５ａ，５ｂ内にはガスを封入し、環状
保持材１０と径方向保持材１１ａ，１１ｂは加熱するこ
とにより、展張時の形状を保持させて、それらの剛性を
高めるように構成したので、反射鏡１の膜面材料の鏡面
のシワや歪みを引き伸ばすように展張させることがで
き、平滑度の高い鏡面が得られ、反射鏡の精度が著しく
向上するものである。
【００３０】
【発明の効果】本発明の宇宙構造体の展開方法は、
（１）柔軟な材料からなり円形で凹状曲面を有し、同凹
状曲面の背面にガスを封入して拡張する中空状の環状補
強材及び棒状の径方向補強材を配設し、更に同凹状曲面
の背面に形状記憶材料からなる環状保持材及び棒状の径
方向保持材を配設して構成する宇宙構造体の展開方法で
あって、宇宙に打上げ時には前記宇宙構造体全体を折り
畳んで小さな形状として運搬し、宇宙に打上げ後の組立
時に前記環状補強材及び径方向補強材内にガスを封入
し、更に前記環状保持材及び径方向保持材を加熱して環
状及び棒状の形状を保持させることにより前記宇宙構造
体を展開させることを特徴としている。
（１）柔軟な材料からなり円形で凹状曲面を有し、同凹
状曲面の背面にガスを封入して拡張する中空状の環状補
強材及び棒状の径方向補強材を配設し、更に同凹状曲面
の背面に形状記憶材料からなる環状保持材及び棒状の径
方向保持材を配設して構成する宇宙構造体の展開方法で
あって、宇宙に打上げ時には前記宇宙構造体全体を折り
畳んで小さな形状として運搬し、宇宙に打上げ後の組立
時に前記環状補強材及び径方向補強材内にガスを封入
し、更に前記環状保持材及び径方向保持材を加熱して環
状及び棒状の形状を保持させることにより前記宇宙構造
体を展開させることを特徴としている。
【００３１】上記の方法により、宇宙に運搬する際には
宇宙構造体全体を折り畳んで小さな形状としてロケット
に搭載可能な形状とし、宇宙での組立時には外側、内側
環状補強材と径方向補強材にガスを封入して円形状の宇
宙構造体を展開する。更に、形状記憶材料からなる環状
保持材及び径方向保持材を加熱することにより環状及び
棒状の形状に変形させ、その形状を保持させるので展開
した膜面を更に引張り、シワ等の発生をなくして平滑度
を向上させることができる。
宇宙構造体全体を折り畳んで小さな形状としてロケット
に搭載可能な形状とし、宇宙での組立時には外側、内側
環状補強材と径方向補強材にガスを封入して円形状の宇
宙構造体を展開する。更に、形状記憶材料からなる環状
保持材及び径方向保持材を加熱することにより環状及び
棒状の形状に変形させ、その形状を保持させるので展開
した膜面を更に引張り、シワ等の発生をなくして平滑度
を向上させることができる。
【００３２】本発明の宇宙構造体は、（２）柔軟な材料
からなり円形で凹状曲面を有する膜面材料と、同膜面材
料の凹状曲面の背後中心部に取付けられた基軸と、前記
膜面材料の外周囲を構成し折り曲げ可能なように柔軟材
料からなる中空状の外側環状補強材と、前記膜面材料の
背面を補強する内側環状補強材及び径方向補強材とを備
え、更に前記膜面材料の背面に取付けられた形状記憶材
料からなる環状保持材及び径方向保持材と、前記内側環
状補強材と前記径方向補強材内へガスを封入する手段
と、前記環状保持材と径方向保持材を加熱して環状及び
棒状の形状を保持させる加熱手段とを備えたことを特徴
としている。
からなり円形で凹状曲面を有する膜面材料と、同膜面材
料の凹状曲面の背後中心部に取付けられた基軸と、前記
膜面材料の外周囲を構成し折り曲げ可能なように柔軟材
料からなる中空状の外側環状補強材と、前記膜面材料の
背面を補強する内側環状補強材及び径方向補強材とを備
え、更に前記膜面材料の背面に取付けられた形状記憶材
料からなる環状保持材及び径方向保持材と、前記内側環
状補強材と前記径方向補強材内へガスを封入する手段
と、前記環状保持材と径方向保持材を加熱して環状及び
棒状の形状を保持させる加熱手段とを備えたことを特徴
としている。
【００３３】上記の宇宙構造体により、ガス圧力により
外側、内側環状補強材を展張させて膜面を有する宇宙構
造体を展開することができる。更に、加熱手段を作動さ
せ、環状保持材及び径方向保持材を展張させ、その形状
を保持させて膜面構造の材料の平滑度を向上させること
ができ、上記（１）の発明の展開方法を実施する宇宙構
造体が容易に実現できるものである。
外側、内側環状補強材を展張させて膜面を有する宇宙構
造体を展開することができる。更に、加熱手段を作動さ
せ、環状保持材及び径方向保持材を展張させ、その形状
を保持させて膜面構造の材料の平滑度を向上させること
ができ、上記（１）の発明の展開方法を実施する宇宙構
造体が容易に実現できるものである。
【００３４】本発明の（３）では、基軸内にガスを発生
する装置及びその加熱手段が設けられているのでガスの
発生が宇宙構造体内に容易に装備でき、宇宙構造体の展
開も容易になされ、又、本発明の（４）では、環状保持
材及び径方向保持材の加熱も、基軸を介してこの加熱手
段を兼用してなされるので、簡潔でシンプルな宇宙構造
体が実現できる。
する装置及びその加熱手段が設けられているのでガスの
発生が宇宙構造体内に容易に装備でき、宇宙構造体の展
開も容易になされ、又、本発明の（４）では、環状保持
材及び径方向保持材の加熱も、基軸を介してこの加熱手
段を兼用してなされるので、簡潔でシンプルな宇宙構造
体が実現できる。
【００３５】本発明の（５）では宇宙構造体が反射鏡で
あるので、太陽光発電衛星の集光装置の宇宙における組
立が容易となるものである。
あるので、太陽光発電衛星の集光装置の宇宙における組
立が容易となるものである。
【図１】本発明の実施の第一形態に係る宇宙構造体を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）
におけるＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ
断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）
におけるＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ
断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態における宇宙構造体の折
り畳み状態の一例を示し、（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）はその工程を示す平面図、（ｅ），（ｆ），
（ｇ），（ｈ）はそれぞれ各工程における側面図であ
る。
り畳み状態の一例を示し、（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）はその工程を示す平面図、（ｅ），（ｆ），
（ｇ），（ｈ）はそれぞれ各工程における側面図であ
る。
【図３】本発明の実施の一形態に係る宇宙構造体の展開
時の制御系統図である。
時の制御系統図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る反射鏡を複数個組
込んだ宇宙構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は反
射鏡の取付部の断面図である。
込んだ宇宙構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は反
射鏡の取付部の断面図である。
【図５】太陽光発電衛星の概念を示す図である。
１ 反射鏡
２ 外側環状補強材
３ 内側環状補強材
４ 基軸
５ａ，５ｂ 径方向補強材
６ 取付軸
１０ 環状保持材
１１ａ，１１ｂ 径方向保持材
２０ 加熱器
２１ ガス発生装置
２２ 開閉弁
２３〜２９ 配管
３１ バッテリィ
３２ プッシュスイッチ
４０ 支柱
４１ 連結部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｑ 15/20 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｇ
Claims (5)
- 【請求項１】 柔軟な材料からなり円形で凹状曲面を有
し、同凹状曲面の背面にガスを封入して拡張する中空状
の環状補強材及び棒状の径方向補強材を配設し、更に同
凹状曲面の背面に形状記憶材料からなる環状保持材及び
棒状の径方向保持材を配設して構成する宇宙構造体の展
開方法であって、宇宙に打上げ時には前記宇宙構造体全
体を折り畳んで小さな形状として運搬し、宇宙に打上げ
後の組立時に前記環状補強材及び径方向補強材内にガス
を封入し、更に前記環状保持材及び径方向保持材を加熱
して環状及び棒状の形状を保持させることにより前記宇
宙構造体を展開させることを特徴とする宇宙構造体の展
開方法。 - 【請求項２】 柔軟な材料からなり円形で凹状曲面を有
する膜面材料と、同膜面材料の凹状曲面の背後中心部に
取付けられた基軸と、前記膜面材料の外周囲を構成し折
り曲げ可能なように柔軟材料からなる中空状の外側環状
補強材と、前記膜面材料の背面を補強する内側環状補強
材及び径方向補強材とを備え、更に前記膜面材料の背面
に取付けられた形状記憶材料からなる環状保持材及び径
方向保持材と、前記内側環状補強材と前記径方向補強材
内へガスを封入する手段と、前記環状保持材と径方向保
持材を加熱して環状及び棒状の形状を保持させる加熱手
段とを備えたことを特徴とする宇宙構造体。 - 【請求項３】 前記ガス封入手段は、前記基軸内に設け
られ、加熱することによりガスを発生する装置と、発生
したガスを前記外側、内側環状補強材及び径方向補強材
へ供給し所定の圧力を保持させる開閉弁とを備えてなる
ことを特徴とする請求項２記載の宇宙構造体。 - 【請求項４】 前記加熱手段は、前記ガス発生装置の加
熱と併用したことを特徴とする請求項３記載の宇宙構造
体。 - 【請求項５】 前記宇宙構造体は反射鏡であることを特
徴とする請求項２から４のいずれかに記載の宇宙構造
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002112558A JP2003306199A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 宇宙構造体の展開方法及び宇宙構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002112558A JP2003306199A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 宇宙構造体の展開方法及び宇宙構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003306199A true JP2003306199A (ja) | 2003-10-28 |
Family
ID=29395029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002112558A Withdrawn JP2003306199A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 宇宙構造体の展開方法及び宇宙構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003306199A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009108555A2 (en) | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Composite Technology Development, Inc. | Furlable shape-memory reflector |
| US9281569B2 (en) | 2009-01-29 | 2016-03-08 | Composite Technology Development, Inc. | Deployable reflector |
| CN106956784A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-07-18 | 大连理工大学 | 一种梯度分布式加筋筒壳结构 |
| JP2019512191A (ja) * | 2016-02-29 | 2019-05-09 | ルギャルド, インク.L’Garde, Inc. | 折り畳み可能なｒｆ膜アンテナ |
-
2002
- 2002-04-15 JP JP2002112558A patent/JP2003306199A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009108555A2 (en) | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Composite Technology Development, Inc. | Furlable shape-memory reflector |
| EP2255405A2 (en) * | 2008-02-25 | 2010-12-01 | Composite Technology Development, Inc. | Furlable shape-memory reflector |
| EP2255405A4 (en) * | 2008-02-25 | 2013-02-13 | Composite Technology Dev Inc | ROLL-SHAPE MEMORY REFLECTOR |
| US9281569B2 (en) | 2009-01-29 | 2016-03-08 | Composite Technology Development, Inc. | Deployable reflector |
| JP2019512191A (ja) * | 2016-02-29 | 2019-05-09 | ルギャルド, インク.L’Garde, Inc. | 折り畳み可能なｒｆ膜アンテナ |
| JP7011115B2 (ja) | 2016-02-29 | 2022-02-10 | ルギャルド，インク． | 折り畳み可能なｒｆ膜アンテナ |
| CN106956784A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-07-18 | 大连理工大学 | 一种梯度分布式加筋筒壳结构 |
| CN106956784B (zh) * | 2017-02-24 | 2019-01-01 | 大连理工大学 | 一种梯度分布式加筋筒壳结构 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |