JP2005119541A - Inflatable tube - Google Patents

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Noboru Takechi
昇 武市
Hideki Uchida
英樹 内田
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inflatable tube which is high in strength after development, and hardly deformed. <P>SOLUTION: The inflatable tube (10) is folded or rounded in a stored condition, and forms a bar-shaped body in a developed state. The inflatable tube comprises a cylindrical side wall part (14) and two end wall part (15) at both ends thereof, a tube (11) which has a gas feed port formed in one of the end wall parts and forms a bar-shaped body in a developed state, and a plurality of frame members (12) which are provided at a predetermined interval in the axial direction of the tube and coupled along the circumference of the tube. A gas feed port of the tube is connected to a gas outlet of a gas feed means. The frame members reinforce the tube when the inflatable tube is developed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、折り畳んでコンパクトに収納されたものが、気体により膨張して、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。   The present invention relates to an inflatable tube that is folded and stored compactly and expands with a gas to form a rod-like structure.

インフレータブル構造とは、折りたたんで小さく収納し、気体によって所要の形状にする構造物をいう。そのうちチューブ状のものをインフレータブルチューブという。宇宙空間で使用するインフレータブルチューブは、地上では折りたたんで小さく収納し、ロケット等による打ち上げ後、気体により膨張させて所定の形状にする。   The inflatable structure is a structure that is folded and stored in a small size and is made into a required shape by gas. Of these, the tube-shaped one is called an inflatable tube. An inflatable tube used in outer space is folded and stored small on the ground, and after being launched by a rocket or the like, it is expanded by a gas to have a predetermined shape.

従来のインフレータブルチューブは、収納状態では、平たく押しつぶされた状態で、折りたたまれている。展開時には、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、又は柱状になるまで膨張させて展開する。   The conventional inflatable tube is folded in a flat state in a stored state. At the time of deployment, gas or the like is injected into the inflatable tube in the housed state, and the inflatable tube is expanded and expanded until it becomes a rod shape or a column shape.

インフレータブルチューブは、展開後は中空状の筒構造となる。そのため、インフレータブルチューブは、その軸に垂直な方向の荷重がかかると、折れ曲がりやすく、荷重が小さくても、折れ曲がり断面が変形する場合がある。   The inflatable tube has a hollow cylindrical structure after deployment. For this reason, the inflatable tube is easily bent when a load in a direction perpendicular to the axis thereof is applied, and the bent cross section may be deformed even if the load is small.

参考として、構造解析プログラムを使用して、従来のインフレータブルチューブ1に荷重をかけたとき、変形する様子を解析した。解析する試料は、展開状態で、膜厚0.1ｍｍ、直径2.5ｃｍ、全長１ｍのアルミニウム製の円筒形のチューブである。このチューブを左端部で片持ちとし、右端部に垂直下方に荷重をかけ、荷重を次第に増加していく場合の変形を解析した。このときのインフレータブルチューブ1の変形を図１７に示す。図１７において、インフレータブルチューブの荷重をかける前の形状をＡで示す。右端部にかける荷重が11.5Ｎになったところで、インフレータブルチューブ1が図１７のＢに示すように変形した。このようなＢ1部分のような断面の変形を断面座屈と呼ぶ。図１８は断面座屈部Ｂ1部分の拡大図である。このように、従来のインフレータブルチューブは、中空構造なので、曲げ変形に対して弱いという欠点がある。   For reference, a structural analysis program was used to analyze the deformation of the conventional inflatable tube 1 when a load was applied. The sample to be analyzed is an aluminum cylindrical tube having a thickness of 0.1 mm, a diameter of 2.5 cm, and a total length of 1 m in a developed state. The tube was cantilevered at the left end, a load was applied vertically downward to the right end, and the deformation when the load was gradually increased was analyzed. The deformation of the inflatable tube 1 at this time is shown in FIG. In FIG. 17, the shape before applying the load of the inflatable tube is indicated by A. When the load applied to the right end became 11.5 N, the inflatable tube 1 was deformed as shown in FIG. Such a cross-sectional deformation like the B1 portion is called cross-sectional buckling. FIG. 18 is an enlarged view of the cross-section buckling portion B1 portion. Thus, since the conventional inflatable tube is a hollow structure, there exists a fault that it is weak with respect to bending deformation.

インフレータブルチューブには、表面を硬化したものもある。しかし、表面を硬化しても、中空の構造であるため、強度が弱い点は改善されず、インフレータブルチューブの軸に垂直な方向に荷重がかかると、変形しやすい。   Some inflatable tubes have a hardened surface. However, even if the surface is hardened, since it has a hollow structure, the weak point is not improved, and it is easily deformed when a load is applied in a direction perpendicular to the axis of the inflatable tube.

特許文献１、２は、インフレータブルチューブの展開時にチューブが折れ曲がるのを防止し、円滑に展開するようにすることを目的とする。特許文献１は、インフレータブルチューブの外面又は内面に螺旋状に巻かれた管を設け、チューブと管にガスを流入させて、インフレータブルチューブを展開させる。特許文献２は、インフレータブルチューブの中に半径の異なる円筒形の膜を設け、最小半径の膜で仕切られた空間がある一定圧力以上になると次の空間にガスが流入するようにすることで、軸方向への展開がおおむね終了してから半径方向に展開するようにしている。しかし、特許文献１、２に示されるインフレータブルチューブは、展開するときの折れ曲りを防止するものであり、展開後の強度については従来のインフレータブルチューブと同様に弱く、変形しやすいものであった。
そのため、展開後の強度が強く、容易に変形しないインフレータブルチューブが望まれている。 Patent Documents 1 and 2 are intended to prevent the tube from being bent when the inflatable tube is deployed and to smoothly deploy the tube. In Patent Document 1, a tube wound spirally is provided on the outer surface or the inner surface of an inflatable tube, and gas is allowed to flow into the tube and the tube to expand the inflatable tube. Patent Document 2 provides a cylindrical membrane with different radii in an inflatable tube, and when the space partitioned by the membrane with the smallest radius exceeds a certain pressure, gas flows into the next space, After the expansion in the axial direction is almost completed, the expansion is performed in the radial direction. However, the inflatable tubes shown in Patent Documents 1 and 2 prevent bending when unfolded, and the strength after unfolding is as weak as the conventional inflatable tubes and easily deforms.
Therefore, an inflatable tube that has high strength after deployment and does not easily deform is desired.

特開２００１−９７２８９JP 2001-97289 A 特開２００１−９７２９０JP 2001-97290 A

本発明は、展開後の強度が強く、変形しにくいインフレータブルチューブを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an inflatable tube that has a high strength after deployment and is not easily deformed.

本発明は、インフレータブルチューブにおいて、チューブに枠部材又は板部材を設け、曲げ荷重に対する強度を向上させた。   In the inflatable tube according to the present invention, a frame member or a plate member is provided on the tube to improve the strength against bending load.

本発明の１態様におけるインフレータブルチューブは、収納状態で折り畳まれ又は押し潰されており、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は、筒状の側壁部と前記側壁部の両端の２つの端壁部とを有し、展開状態で棒状体となるチューブと、前記チューブの周に沿って配置され前記チューブの周に結合された剛性を有する複数の枠部材とを備え、展開状態で、前記枠部材が前記チューブによる棒状体を補強するようになっている。
これにより、展開した後のインフレータブルチューブの強度を向上させることができる。 The inflatable tube according to one aspect of the present invention is folded or crushed in the housed state, and forms a rod-like body in the unfolded state.
The inflatable tube has a cylindrical side wall portion and two end wall portions at both ends of the side wall portion, and is arranged along the circumference of the tube, which is arranged along the circumference of the tube, which is a rod-shaped body in the unfolded state. A plurality of frame members having combined rigidity, and the frame member reinforces the rod-shaped body made of the tube in a deployed state.
Thereby, the intensity | strength of the inflatable tube after expand | deploying can be improved.

前記インフレータブルチューブは宇宙空間で使用されてもよい。
前記端壁部の一方にガス供給口が設けられ、前記ガス供給口は、ガス供給手段のガス吹き出し口に接続されていもよい。前記チューブ内にガス化する物質を含むガス生成源が配置されていもよい。
展開状態で、前記枠部材は、前記チューブの軸線方向に間隔をおいて複数設けられていてもよい。
展開状態で、前記枠部材は前記チューブの側壁部の外周に外接するように設けてもよい。展開状態で、前記枠部材は前記チューブの側壁部の内周に内接するように設けてもよい。
展開状態で、前記チューブの側壁部の形状は円筒形であってもよい。展開状態で、前記チューブの側壁部の形状は多角柱であってもよい。 The inflatable tube may be used in outer space.
A gas supply port may be provided on one of the end wall portions, and the gas supply port may be connected to a gas outlet of a gas supply unit. A gas generation source containing a substance to be gasified may be disposed in the tube.
In the unfolded state, a plurality of the frame members may be provided at intervals in the axial direction of the tube.
In the unfolded state, the frame member may be provided so as to circumscribe the outer periphery of the side wall portion of the tube. In the unfolded state, the frame member may be provided so as to be inscribed in the inner periphery of the side wall portion of the tube.
In the deployed state, the shape of the side wall of the tube may be cylindrical. In the unfolded state, the shape of the side wall portion of the tube may be a polygonal column.

展開状態で、前記枠部材は前記チューブの軸線方向に沿って一定の間隔で設けられていてもよい。展開状態で、前記枠部材は前記チューブの軸線方向に沿って変化する間隔で設けられていてもよい。
前記チューブの側壁部は、収納状態では谷折りと山折りを繰り返す折り方で折られていてもよい。 In the unfolded state, the frame members may be provided at regular intervals along the axial direction of the tube. In the unfolded state, the frame members may be provided at intervals that vary along the axial direction of the tube.
The side wall portion of the tube may be folded in a folded manner that repeats valley folding and mountain folding in the stored state.

本発明の別の態様におけるインフレータブルチューブは、収納状態で折り畳まれ又は押し潰されており、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は、筒状の側壁部と前記側壁部の両端を封止する２つの端壁部とを有し、展開状態で棒状体となるチューブと、前記チューブの内部に前記チューブの軸線と交わるように設けられ、前記チューブの側壁部の内面に沿って結合された剛性を有する板部材とを備え、展開状態で、前記板部材が前記チューブによる棒状体を補強するようになっている。 The inflatable tube according to another aspect of the present invention is folded or crushed in a stored state, and forms a rod-like body in a deployed state.
The inflatable tube has a cylindrical side wall portion and two end wall portions that seal both ends of the side wall portion, and crosses the tube that becomes a rod-like body in the unfolded state, and the axis of the tube inside the tube. And a rigid plate member coupled along the inner surface of the side wall portion of the tube, and the plate member reinforces the rod-like body formed by the tube in a deployed state.

前記インフレータブルチューブは宇宙空間で使用されてもよい。
前記端壁部の一方にガス供給口が設けられ、前記ガス供給口は、ガス供給手段のガス吹き出し口に接続されていもよい。前記チューブ内にガス化する物質を含むガス生成源が配置されていもよい。
展開状態で、前記枠部材は、前記チューブの軸線方向に間隔をおいて複数設けられていてもよい。
前記板部材は円板でもよい。前記板部材は多角形板でもよい。
展開状態で、前記板部材は前記チューブの軸線方向に沿って一定の間隔で設けられていてもよい。展開状態で、前記板部材は前記チューブの軸線方向に沿って変化する間隔で設けられていてもよい。
前記チューブの側壁部は、収納状態では谷折りと山折りを繰り返す折り方で折られていてもよい。 The inflatable tube may be used in outer space.
A gas supply port may be provided on one of the end wall portions, and the gas supply port may be connected to a gas outlet of a gas supply unit. A gas generation source containing a substance to be gasified may be disposed in the tube.
In the unfolded state, a plurality of the frame members may be provided at intervals in the axial direction of the tube.
The plate member may be a disk. The plate member may be a polygonal plate.
In the unfolded state, the plate members may be provided at regular intervals along the axial direction of the tube. In the unfolded state, the plate members may be provided at intervals that vary along the axial direction of the tube.
The side wall portion of the tube may be folded in a folded manner that repeats valley folding and mountain folding in the stored state.

本発明によれば、チューブを強化する枠部材構造を設けることにより、展開後の強度が強く、変形しにくいインフレータブルチューブを得ることができる。   According to the present invention, by providing a frame member structure that reinforces the tube, it is possible to obtain an inflatable tube that has high strength after deployment and is difficult to deform.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１〜３は、本発明の第１の実施形態によるインフレータブルチューブを示す。図１はインフレータブルチューブの収納状態を示す斜視図、図２は展開の途中の状態を示す斜視図、図３は展開状態を示す斜視図である。図３に示すように、第１の実施形態のインフレータブルチューブ10は、展開状態では、アルミニウム製のチューブ11を有する。このチューブは筒状の側壁部14と、その両端部の端壁部15を備え、一方の端壁部15にガス供給口（図示せず）を有する。後述するように、チューブ11の材質はアルミニウムに限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1-3 show an inflatable tube according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the inflatable tube is stored, FIG. 2 is a perspective view showing a state in the middle of expansion, and FIG. 3 is a perspective view showing the expansion state. As shown in FIG. 3, the inflatable tube 10 of 1st Embodiment has the tube 11 made from aluminum in the expansion | deployment state. This tube includes a cylindrical side wall portion 14 and end wall portions 15 at both ends thereof, and one end wall portion 15 has a gas supply port (not shown). As will be described later, the material of the tube 11 is not limited to aluminum.

チューブ11の外周部には、外形が円形のアルミニウム製の枠部材12が設けられている。図３の４−４線に沿った断面図を図４に示す。枠部材12の断面は半円形形状であり、枠部材12の内周部はチューブ11の側壁部14の外面に接合している。枠部材12を接合する方法は、ロー付け、溶接等があるが、接合方法はこれらに限定されず、任意の接合方法を用いることができる。枠部材12は、チューブ11の長手方向に沿って等間隔に３箇所に設けられている。枠部材12の個数は３個に限定されず、いくつでもよい。   On the outer periphery of the tube 11, an aluminum frame member 12 having a circular outer shape is provided. A cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3 is shown in FIG. The cross section of the frame member 12 has a semicircular shape, and the inner peripheral portion of the frame member 12 is joined to the outer surface of the side wall portion 14 of the tube 11. Methods for joining the frame members 12 include brazing and welding, but the joining method is not limited to these, and any joining method can be used. The frame members 12 are provided at three locations at equal intervals along the longitudinal direction of the tube 11. The number of frame members 12 is not limited to three, and may be any number.

また、インフレータブルチューブ10は、チューブ11にガスを供給するためのボンベ18に結合されている。ボンベ18内部には、気体、液体、又は固体のガス原料が収められている。ガスとしては、例えば窒素ガスが用いられるが、チューブ11を膨張させるのに適した他の任意のガスを用いることができる。又は、一定の温度、気圧の条件になると気化、昇華する固体の物質を収めておくこともできる。例えば、ペレット状のナフタリンを用いることができる。   The inflatable tube 10 is coupled to a cylinder 18 for supplying gas to the tube 11. A gas, liquid, or solid gas source is stored in the cylinder 18. As the gas, for example, nitrogen gas is used, but any other gas suitable for expanding the tube 11 can be used. Alternatively, a solid substance that vaporizes and sublimes under a constant temperature and atmospheric pressure condition can be stored. For example, pellet-shaped naphthalene can be used.

ボンベ18は、ガスを吹き出す吹き出し口（図示せず）を有する。ボンベ18の吹き出し口には、弁が設けられ、またこの弁を開閉させるための制御部が設けられ、制御部からの弁開閉信号に従って弁を開閉させることができる。この吹き出し口の弁が開くとボンベの内部からガスが吹き出すようになっている。この吹き出し口は、チューブ11の一方の端壁部に設けられたガス供給口に接続され、チューブ11にガスを供給することができる。   The cylinder 18 has a blowout port (not shown) through which gas is blown out. A valve is provided at the outlet of the cylinder 18 and a control unit for opening and closing the valve is provided. The valve can be opened and closed according to a valve opening / closing signal from the control unit. When the valve of the outlet is opened, gas is blown out from the inside of the cylinder. This blow-out port is connected to a gas supply port provided in one end wall portion of the tube 11 and can supply gas to the tube 11.

人工衛星による打ち上げ前は、インフレータブルチューブ10は図１に示す収納状態になっている。この状態では、枠部材12は隣接する枠部材12と接触し、チューブ11の側壁部14は押し潰されて不規則に折り曲げられ、複数の枠部材12の内部に収納されている。枠部材12は剛性があり、収納状態でも形状は展開状態のときと変わらない。
図１に示す収納状態で、制御部からの弁開閉信号に従って、弁が開状態になると、ボンベ18からチューブ11にガスが注入され、チューブ11内の圧力が高まり、チューブ11は次第に長手方向に伸長していく。この状態を図２に示す。更にガスを注入していくと、チューブ11が円筒形になり、図３に示す展開状態になる。展開状態になると、ガス流量制御機構により、それ以上のガスが流入しないようにする。 Before the launch by the artificial satellite, the inflatable tube 10 is in the storage state shown in FIG. In this state, the frame member 12 comes into contact with the adjacent frame member 12, and the side wall portion 14 of the tube 11 is crushed and bent irregularly, and is housed in the plurality of frame members 12. The frame member 12 has rigidity, and the shape does not change even when the frame member 12 is in the retracted state.
In the storage state shown in FIG. 1, when the valve is opened according to the valve opening / closing signal from the control unit, gas is injected from the cylinder 18 into the tube 11, the pressure in the tube 11 increases, and the tube 11 gradually increases in the longitudinal direction. It will grow. This state is shown in FIG. When the gas is further injected, the tube 11 becomes a cylindrical shape, and is in a developed state shown in FIG. In the expanded state, the gas flow rate control mechanism prevents further gas from flowing in.

第１の実施形態によるインフレータブルチューブは、チューブ11の側壁部14が枠部材１2により強化されているので、強度が強く変形しにくい。   In the inflatable tube according to the first embodiment, since the side wall portion 14 of the tube 11 is reinforced by the frame member 12, the strength is strong and the deformation is difficult.

図５、６は、本発明の第２の実施形態によるインフレータブルチューブ20を示す。図５はインフレータブルチューブ20を展開した状態の斜視図であり、図６は図５の６−６線に沿った断面図である。第１の実施形態では、チューブ11の側壁部14の外面に枠部材12が設けられていたが、第２の実施形態では、チューブ11の側壁部14の内面に枠部材22が設けられている。図６に示すように、枠部材22の外周は円筒形であり、枠部材22の外面がチューブ11の側壁部14の内面に結合されている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態によるインフレータブルチューブも、チューブ11の側壁部14が枠部材22により強化されているので、強度が強く変形しにくい。   5 and 6 show an inflatable tube 20 according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the inflatable tube 20 in a developed state, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. In the first embodiment, the frame member 12 is provided on the outer surface of the side wall portion 14 of the tube 11. However, in the second embodiment, the frame member 22 is provided on the inner surface of the side wall portion 14 of the tube 11. . As shown in FIG. 6, the outer periphery of the frame member 22 is cylindrical, and the outer surface of the frame member 22 is coupled to the inner surface of the side wall portion 14 of the tube 11. Other points are the same as in the first embodiment. In the inflatable tube according to the second embodiment, the side wall portion 14 of the tube 11 is reinforced by the frame member 22, so that the strength is strong and the deformation is difficult.

図７、８は、本発明の第３の実施形態によるインフレータブルチューブ30を示す。図７はインフレータブルチューブ30を展開した状態の斜視図であり、図８は図７の８−８線に沿った断面図である。第３の実施形態では、チューブ31の側壁部34の断面は、円形ではなく六角形である。端壁部35の外形も六角形である。枠部材32の外形は、チューブ31の断面に合わせて六角形となっている。枠部材32は、チューブ31の側壁部34に外接して結合されている。
インフレータブルチューブの側壁部の断面形状は、六角形に限らず、他の多角形を使用することもできる。枠部材はチューブの側壁部に内接するように設けることもできる。第３の実施形態によるインフレータブルチューブも、チューブ31の側壁部34が枠部材32により強化されているので、強度が強く変形しにくい。 7 and 8 show an inflatable tube 30 according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of the inflatable tube 30 in a developed state, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of FIG. In the third embodiment, the cross section of the side wall 34 of the tube 31 is not a circle but a hexagon. The outer shape of the end wall portion 35 is also a hexagon. The outer shape of the frame member 32 is a hexagon in accordance with the cross section of the tube 31. The frame member 32 is circumscribed and coupled to the side wall portion 34 of the tube 31.
The cross-sectional shape of the side wall portion of the inflatable tube is not limited to a hexagon, and other polygons can also be used. The frame member can also be provided so as to be inscribed in the side wall portion of the tube. In the inflatable tube according to the third embodiment, the side wall 34 of the tube 31 is reinforced by the frame member 32, so that the strength is strong and the deformation is difficult.

図９、１０は、本発明の第４の実施形態によるインフレータブルチューブ40を示す。図９は、インフレータブルチューブ40を展開した状態の斜視図であり、図１０は図９の１０−１０線に沿った断面図である。第４の実施形態では、チューブ11の側壁部14の内面に枠部材22の代わりに円板42が設けられている。円板42の外周は円形であり、円板42の外周がチューブ11の内面に結合されている。円板42の中心部にはガスを通すための孔43が形成されている。その他の点は、第２の実施形態と同様である。第３の実施形態によるインフレータブルチューブも、チューブ11の側壁部14が円板42により強化されているので、強度が強く変形しにくい。   9 and 10 show an inflatable tube 40 according to a fourth embodiment of the present invention. 9 is a perspective view of the inflatable tube 40 in a developed state, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line 10-10 in FIG. In the fourth embodiment, a disk 42 is provided on the inner surface of the side wall 14 of the tube 11 instead of the frame member 22. The outer periphery of the disc 42 is circular, and the outer periphery of the disc 42 is coupled to the inner surface of the tube 11. A hole 43 through which gas passes is formed at the center of the disc 42. Other points are the same as in the second embodiment. In the inflatable tube according to the third embodiment, the side wall portion 14 of the tube 11 is reinforced by the disk 42, so that the strength is strong and the deformation is difficult.

図１１は、本発明の第５の実施形態によるインフレータブルチューブ50を示す斜視図である。インフレータブルチューブ50は、アルミニウム製のチューブ11を備え、チューブ11は筒状の側壁部14と、その両端部の端壁部15とを有する。チューブ11の側壁部14の外面には、外形が円形のアルミニウム製の枠部材12が設けられている。各々の枠部材12は、第１の実施形態の枠部材12と同じである。第１の実施形態では、枠部材12は等間隔で設けられたが、第５の実施形態では、枠部材12はチューブ11の長手方向に沿って左から４つが間隔Ｌ51で等間隔に設けられ、その右側はＬ51より大きい間隔Ｌ52で等間隔に設けられている。ボンベは取り外した状態を示し、一方の端壁部15にガス供給口16が設けられている。その他の点は第１の実施形態と同様である。
第５の実施形態によるインフレータブルチューブは、枠部材12の間隔を変えている。インフレータブルチューブの強度を強くしたい部分に枠部材12を重点的に配置できるので、重量の増加を最小限に抑えながら、強度の向上を図ることができる。 FIG. 11 is a perspective view showing an inflatable tube 50 according to a fifth embodiment of the present invention. The inflatable tube 50 includes an aluminum tube 11, and the tube 11 has a cylindrical side wall portion 14 and end wall portions 15 at both ends thereof. On the outer surface of the side wall portion 14 of the tube 11, a frame member 12 made of aluminum having a circular outer shape is provided. Each frame member 12 is the same as the frame member 12 of the first embodiment. In the first embodiment, the frame members 12 are provided at equal intervals. In the fifth embodiment, four frame members 12 from the left are provided at equal intervals L51 along the longitudinal direction of the tube 11. The right side is provided at equal intervals L52 which is larger than L51. The cylinder shows a removed state, and a gas supply port 16 is provided in one end wall portion 15. The other points are the same as in the first embodiment.
In the inflatable tube according to the fifth embodiment, the interval between the frame members 12 is changed. Since the frame member 12 can be intensively arranged at a portion where the strength of the inflatable tube is desired to be increased, the strength can be improved while minimizing an increase in weight.

図１２は、本発明の第６の実施形態によるインフレータブルチューブ60を示す斜視図である。インフレータブルチューブ60は、アルミニウム製のチューブ61を備え、チューブ61は筒状の側壁部14と、その両端部の端壁部65とを有する。チューブ11の側壁部14の外面には、外形が円形のアルミニウム製の枠部材12が設けられている。各々の枠部材12は、第１の実施形態の枠部材12と同じである。第６の実施形態では、枠部材12の間隔は、左からL61、L62、L63、L64、L65と次第に大きくなっている。
また、一方の端壁部65にガス供給口は設けられていず、ボンベからガスを供給しない。その代わりに、チューブ61の内部にガス生成源67が設けられている。ガス生成源67は、常温では固体であって、温度が高く(例えば200℃以上)なると、昇華して気体となる物質、例えばペレット状のナフタリンを含む。ガス生成源67は、打ち上げ前は固体であり、打ち上げ後宇宙空間で太陽光を受けると、チューブ61の温度が上昇し、ガス生成源67の温度も上昇する。ガス生成源67は、気化温度を超えると気化するので、チューブ61内の圧力が高まり、チューブ61が展開状態となる。その他の点は第５の実施形態と同様である。
第６の実施形態によるインフレータブルチューブも、枠部材12の間隔を変えている。インフレータブルチューブの強度を強くしたい部分に枠部材12を重点的に配置できるので、重量の増加を最小限に抑えながら、強度の向上を図ることができる。第６の実施形態では、ガスを入れておくボンベを用いないので、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。 FIG. 12 is a perspective view showing an inflatable tube 60 according to the sixth embodiment of the present invention. The inflatable tube 60 includes an aluminum tube 61. The tube 61 has a cylindrical side wall portion 14 and end wall portions 65 at both ends thereof. On the outer surface of the side wall portion 14 of the tube 11, a frame member 12 made of aluminum having a circular outer shape is provided. Each frame member 12 is the same as the frame member 12 of the first embodiment. In the sixth embodiment, the distance between the frame members 12 is gradually increased from the left to L61, L62, L63, L64, and L65.
Further, no gas supply port is provided in one end wall portion 65, and no gas is supplied from the cylinder. Instead, a gas generation source 67 is provided inside the tube 61. The gas generation source 67 is a solid at normal temperature, and includes a substance that sublimates into a gas when the temperature is high (for example, 200 ° C. or higher), for example, pellet-shaped naphthalene. The gas generation source 67 is solid before launch, and when sunlight is received in outer space after launch, the temperature of the tube 61 rises and the temperature of the gas generation source 67 also rises. Since the gas generation source 67 is vaporized when the vaporization temperature is exceeded, the pressure in the tube 61 is increased, and the tube 61 is in a deployed state. The other points are the same as in the fifth embodiment.
The inflatable tube according to the sixth embodiment also changes the interval between the frame members 12. Since the frame member 12 can be intensively arranged at a portion where the strength of the inflatable tube is desired to be increased, the strength can be improved while minimizing an increase in weight. In the sixth embodiment, since the cylinder for storing gas is not used, the weight of the entire inflatable tube can be reduced.

図１３、１４は、本発明の第７の実施形態によるインフレータブルチューブ70を示す。図１３は、インフレータブルチューブ70の展開途中の状態を示す斜視図であり、図１４は、インフレータブルチューブ70の展開した状態を示す斜視図である。第７の実施形態では、チューブ71の側壁部74の断面は四角形である。枠部材72の外形も四角形である。チューブ71の側壁部74は、収納状態では、谷折りと山折りを繰り返す折り方で折られている。一定の間隔の山折り部分に枠部材72が設けられている。端壁部75も四角形であり、一方の端壁部75にはガス供給口76が設けられている。ガス供給口76からガスをチューブ71内に充填すると、図１３に示す状態を経て、図１４に示す管状の構造物となる。
第７の実施形態によるインフレータブルチューブ70は、収納状態ではチューブ71の側壁部74が規則的に折り畳まれている。そのため、チューブに不規則に折り曲げにくい材料でも使用することができ、また展開動作がスムーズである。 13 and 14 show an inflatable tube 70 according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 13 is a perspective view showing a state where the inflatable tube 70 is being deployed, and FIG. 14 is a perspective view showing a state where the inflatable tube 70 is deployed. In the seventh embodiment, the side wall 74 of the tube 71 has a quadrangular cross section. The outer shape of the frame member 72 is also square. In the housed state, the side wall portion 74 of the tube 71 is folded in a folding manner that repeats valley folding and mountain folding. Frame members 72 are provided at the mountain fold portions at regular intervals. The end wall portion 75 is also rectangular, and one end wall portion 75 is provided with a gas supply port 76. When gas is filled into the tube 71 from the gas supply port 76, the tubular structure shown in FIG. 14 is obtained through the state shown in FIG.
In the inflatable tube 70 according to the seventh embodiment, the side wall portion 74 of the tube 71 is regularly folded in the housed state. Therefore, it is possible to use a material that is difficult to bend irregularly in the tube, and the unfolding operation is smooth.

インフレータブルチューブのチューブの材料は、アルミニウムに限定されない。収納状態からチューブに展開するのに適した材料であれば、他の任意の金属材料を用いることができる。また、デュポン社のケブラー等のアミラド系材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの樹脂材料を用いることができる。本発明は、インフレータブルチューブのチューブの材料によらず実施することができる。   The material of the tube of the inflatable tube is not limited to aluminum. Any other metal material can be used as long as it is a material suitable for deployment to the tube from the housed state. Also, resin materials such as amrad materials such as DuPont Kevlar and carbon fiber reinforced plastic (CFRP) can be used. The present invention can be implemented regardless of the material of the tube of the inflatable tube.

本発明によるインフレータブルチューブの強度解析結果を図１５、１６に示す。試料として、図１７に示す従来のインフレータブルチューブと同様の膜厚0.1ｍｍ、直径2.5ｃｍ、全長１ｍのアルミニウム製の円筒形のチューブを用いた。このチューブの左端部から25ｃｍおきにアルミニウム製の枠部材を設けた。枠部材の断面は直径５ｍｍ、外径が10.5ｃｍである。このチューブの左端部で片持ちとし、図１５の試験と同様に、右端部に荷重を垂直下方にかけていく。右端部にかける荷重が15.2Ｎと15.3Ｎの間になったところで、インフレータブルチューブが座屈した。荷重が15.2Ｎのときの状態を図１５に、荷重が15.3Ｎのときの状態を図１６に示す。この解析から、チューブが座屈する荷重は、15.2Ｎと15.3Ｎの間であることがわかった。枠部材構造を設けることにより、インフレータブルチューブの座屈する荷重が従来のインフレータブルチューブと比較して約33％高くなった。   15 and 16 show the strength analysis results of the inflatable tube according to the present invention. As a sample, an aluminum cylindrical tube having a film thickness of 0.1 mm, a diameter of 2.5 cm, and a total length of 1 m similar to the conventional inflatable tube shown in FIG. 17 was used. Aluminum frame members were provided every 25 cm from the left end of the tube. The cross-section of the frame member is 5 mm in diameter and 10.5 cm in outer diameter. The tube is cantilevered at the left end portion, and a load is applied vertically downward to the right end portion as in the test of FIG. When the load applied to the right end was between 15.2N and 15.3N, the inflatable tube buckled. The state when the load is 15.2N is shown in FIG. 15, and the state when the load is 15.3N is shown in FIG. From this analysis, it was found that the load at which the tube buckles was between 15.2N and 15.3N. By providing the frame member structure, the buckling load of the inflatable tube is about 33% higher than that of the conventional inflatable tube.

本発明によるインフレータブルチューブは、人工衛星や宇宙ステーションの太陽電池パネル、アンテナ構体、放熱板などの構造物に使用することができる。また、宇宙空間で使用する構造物に限らず、地上の建造物における構造物にも同様に使用することができる。   The inflatable tube according to the present invention can be used for structures such as solar panels, antenna structures, and heat sinks of artificial satellites and space stations. Moreover, it can be similarly used not only for structures used in outer space but also for structures on ground structures.

第１の実施形態によるインフレータブルチューブの収納状態を示す斜視図。The perspective view which shows the accommodation state of the inflatable tube by 1st Embodiment. 図１のインフレータブルチューブの展開途中の状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state in the middle of expansion | deployment of the inflatable tube of FIG. 図１のインフレータブルチューブの展開した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the inflatable tube of FIG. 1 expand | deployed. 図３の４−４線に沿った断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 第２の実施形態によるインフレータブルチューブの展開した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the inflatable tube by 2nd Embodiment expand | deployed. 図５の６−６線に沿った断面図。Sectional drawing along line 6-6 in FIG. 第３の実施形態によるインフレータブルチューブの展開した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the inflatable tube by 3rd Embodiment expand | deployed. 図７の８−８線に沿った断面図。Sectional drawing along line 8-8 in FIG. 第４の実施形態によるインフレータブルチューブの展開した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the inflatable tube by 4th Embodiment expand | deployed. 図９の１０−１０線に沿った断面図。FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 in FIG. 9; 第５の実施形態によるインフレータブルチューブの展開した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the inflatable tube by 5th Embodiment expand | deployed. 第６の実施形態によるインフレータブルチューブの展開した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the inflatable tube by 6th Embodiment expand | deployed. 第７の実施形態によるインフレータブルチューブの展開途中の状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state in the middle of expansion | deployment of the inflatable tube by 7th Embodiment. 第７の実施形態によるインフレータブルチューブの展開した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the inflatable tube by 7th Embodiment expand | deployed. 本発明の実施の形態によるインフレータブルチューブに15.2Ｎの荷重をかけたときの状態を示す概観図。The general-view figure which shows a state when a 15.2N load is applied to the inflatable tube by embodiment of this invention. 図１５のインフレータブルチューブに15.3Ｎの荷重をかけたときの状態を示す概観図。FIG. 16 is an overview diagram showing a state when a load of 15.3 N is applied to the inflatable tube of FIG. 15. 従来のインフレータブルチューブの荷重により変形した状態を示す概観図。The general-view figure which shows the state which deform | transformed with the load of the conventional inflatable tube. 図１７の断面座屈部の拡大図。The enlarged view of the cross-section buckling part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,10,20,30,40,50,60,70 インフレータブルチューブ
11,31,61 チューブ
12,22,32,72 枠部材
14,34,74 側壁部
15,35,65,75 端壁部
16,76 ガス供給口
18 ボンベ
31 チューブ
42 円板
43 孔
67 ガス生成源 1,10,20,30,40,50,60,70 Inflatable tube
11,31,61 tubes
12,22,32,72 Frame member
14,34,74 Side wall
15,35,65,75 End wall
16,76 Gas supply port
18 cylinder
31 tubes
42 disc
43 holes
67 Gas generation source

Claims (16)

収納状態で折り畳まれ又は押し潰されており、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、
筒状の側壁部と前記側壁部の両端の２つの端壁部とを有し、展開状態で棒状体となるチューブと、
前記チューブの側壁部の周に沿って配置され前記チューブの周に結合された剛性を有する枠部材と、
を備え、
展開状態で、前記枠部材が前記チューブによる棒状体を補強するようになったことを特徴とするインフレータブルチューブ。 An inflatable tube that is folded or crushed in a stored state and forms a rod-like body in a deployed state,
A tube having a cylindrical side wall portion and two end wall portions at both ends of the side wall portion, which becomes a rod-like body in a deployed state;
A rigid frame member disposed along the circumference of the side wall of the tube and coupled to the circumference of the tube;
With
The inflatable tube according to claim 1, wherein the frame member reinforces the rod-shaped body formed of the tube in a deployed state. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、前記インフレータブルチューブは宇宙空間で使用されるインフレータブルチューブ。   The inflatable tube according to claim 1, wherein the inflatable tube is used in outer space. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、前記端壁部の一方にガス供給口が設けられ、前記ガス供給口は、ガス供給手段のガス吹き出し口に接続されたインフレータブルチューブ。   The inflatable tube according to claim 1, wherein a gas supply port is provided in one of the end wall portions, and the gas supply port is connected to a gas outlet port of a gas supply unit. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、前記チューブ内にガス化する物質を含むガス生成源が配置されたインフレータブルチューブ。   2. The inflatable tube according to claim 1, wherein a gas generating source including a substance to be gasified is disposed in the tube. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記枠部材は、前記チューブの軸線方向に間隔をおいて複数設けられているインフレータブルチューブ。   2. The inflatable tube according to claim 1, wherein a plurality of the frame members are provided at intervals in an axial direction of the tube in a deployed state. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記枠部材は前記チューブの側壁部の外周に外接するように設けられたインフレータブルチューブ。   2. The inflatable tube according to claim 1, wherein the frame member is provided so as to circumscribe an outer periphery of a side wall portion of the tube in a deployed state. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記枠部材は前記チューブの側壁部の内周に内接するように設けられたインフレータブルチューブ。   The inflatable tube according to claim 1, wherein the frame member is provided so as to be inscribed in an inner periphery of a side wall portion of the tube in a deployed state. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記チューブの側壁部の形状は円筒形であるインフレータブルチューブ。   It is an inflatable tube of Claim 1, Comprising: The inflatable tube whose shape of the side wall part of the said tube is a cylindrical shape in the expansion | deployment state. 請求項１に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記チューブの側壁部の形状は多角柱であるインフレータブルチューブ。   It is an inflatable tube of Claim 1, Comprising: The inflatable tube whose shape of the side wall part of the said tube is a polygonal column in the expansion | deployment state. 請求項５に記載のインフレータブルチューブであって、前記枠部材は前記チューブの軸線方向に沿って一定の間隔で設けられたインフレータブルチューブ。   It is an inflatable tube of Claim 5, Comprising: The said frame member is an inflatable tube provided with the fixed space | interval along the axial direction of the said tube. 請求項５に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記枠部材は前記チューブの軸線方向に沿って変化する間隔で設けられたインフレータブルチューブ。   6. The inflatable tube according to claim 5, wherein the frame member is provided at an interval that varies along an axial direction of the tube in a deployed state. 請求項９に記載のインフレータブルチューブであって、前記チューブの側壁部は、収納状態では谷折りと山折りを繰り返す折り方で折られているインフレータブルチューブ。   The inflatable tube according to claim 9, wherein the side wall portion of the tube is folded in a folded manner that repeats valley folding and mountain folding in the housed state. 収納状態で折り畳まれ又は押し潰されており、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、
筒状の側壁部と前記側壁部の両端の２つの端壁部とを有し、展開状態で棒状体となるチューブと、
前記チューブの内部に前記チューブの軸線と交わるように設けられ、前記チューブの側壁部の内面に沿って結合された剛性を有する板部材とを備え、
展開状態で、前記板部材が前記チューブによる棒状体を補強するようになったことを特徴とするインフレータブルチューブ。 An inflatable tube that is folded or crushed in a stored state and forms a rod-like body in a deployed state,
A tube having a cylindrical side wall portion and two end wall portions at both ends of the side wall portion, which becomes a rod-like body in a deployed state;
A rigid plate member provided inside the tube so as to intersect with the axis of the tube and coupled along the inner surface of the side wall of the tube;
The inflatable tube according to claim 1, wherein the plate member reinforces the rod-shaped body formed of the tube in the unfolded state. 請求項１３に記載のインフレータブルチューブであって、前記板部材は、前記チューブの軸線方向に間隔をおいて複数設けられているインフレータブルチューブ。   14. The inflatable tube according to claim 13, wherein a plurality of the plate members are provided at intervals in the axial direction of the tube. 請求項１３に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記板部材は円板であるインフレータブルチューブ。   The inflatable tube according to claim 13, wherein the plate member is a disk in a deployed state. 請求項１３に記載のインフレータブルチューブであって、展開状態で、前記板部材は多角形板であるインフレータブルチューブ。   14. The inflatable tube according to claim 13, wherein the plate member is a polygonal plate in a deployed state.
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