JP2006166109A - Reflection mirror and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は反射鏡の製造方法および反射鏡に関し、特に、サンドイッチ構造を用いた反射鏡の製造方法および反射鏡に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a reflecting mirror and a reflecting mirror, and more particularly to a method for manufacturing a reflecting mirror using a sandwich structure and a reflecting mirror.
図2は、ハニカムサンドイッチ構造による反射鏡1の外観図(a)および断面図(b)である。反射鏡1は、ハニカムコア4の一方の面に電波反射面側の表面板1aが接着され、ハニカムコア4の他方の面に電波非反射面側の表面板1bが接着されている。この反射鏡1は、軽量で高精度な反射鏡として用いられる。ハニカムサンドイッチ構造から成る反射鏡1の製造方法について、図3を参照して説明する。図3は、従来の反射鏡の製造方法を示す図である(非特許文献1)。
FIG. 2 is an external view (a) and a cross-sectional view (b) of the reflecting mirror 1 having a honeycomb sandwich structure. In the reflecting mirror 1, the surface plate 1 a on the radio wave reflecting surface side is bonded to one surface of the
まず、成形型3にプリプレグ2即ち半硬化状態の繊維強化プラスチックを積層し(図3(a))、オートクレーブ5即ち加熱加圧炉の中で熱硬化し(図3(b))、鏡面スキン即ち電波反射面側の表面板1aを立体形状に熱硬化する。ここでいう熱硬化とは、半硬化状態のプリプレグ2を完全硬化状態(或いは、実用硬化状態)にすることを意味する。次に、成形型3を用いて、ハニカムコア4を予備成形する(図3(c))。
First, a
次に、成形型3上で予備成形されたハニカムコア4を、鏡面スキン即ち電波反射面側の表面板1aの上に載せ、さらにハニカムコア4の外側にプリプレグ2を積層する(図3(d))。積層したプリプレグ2は、電波非反射面側の表面板1bとなる。
Next, the
電波反射面側の表面板1a、電波非反射面側の表面板1b(2つの表面板1a、1b)とハニカムコア4の間は、熱硬化性のフィルム状接着剤(図示しない)を挟んで接着する。そして、フィルム状接着剤および電波非反射面側の表面板1bを熱硬化させるために、再度オートクレーブ5に入れる(図3(e))。
A thermosetting film adhesive (not shown) is sandwiched between the surface plate 1a on the radio wave reflecting surface side, the
電波反射面側の表面板1aのプリプレグ2を予め熱硬化即ち完全硬化状態にする理由について説明する。もし完全硬化しないと、後でハニカムコア4を接着する際の加熱により表面板が軟化してしまい、ハニカムコア4の模様即ちハンマートーン(図4参照)が電波反射面に生じてしまうためである。ハンマートーンが生じると電波反射面側の表面板1aに凹凸が生じ、電波反射の効率を低下させてしまう。
The reason why the
一方で、電波非反射面側の表面板1bのプリプレグ2を予め熱硬化しない理由について説明する。同じ成形型3で2つの表面板1a、1bを予め熱硬化即ち完全硬化状態にしてしまうと、後でハニカムコア4へ接着する際に、電波非反射面側の表面板1bのみがハニカムコア4の厚さ分だけ成形型3からオフセットした位置に固定されるために、成形型3とは異なる形状に強制されてしまう(図5参照)。図5によれば、予め、成形型3を用いて熱硬化した電波非反射面側の表面板1bとハニカムコア4との間に、隙間1cが生じる。もし、電波非反射面側の表面板1bを強制して固定すると、強制により生じた内部歪が脱型する際に開放され、その結果として反射鏡1が変形し、電波反射面の精度に問題を生じる。電波非反射面側の表面板1bを予め熱硬化しなければ、プリプレグ2は半硬化状態のため、後でハニカムコア4を接着する際の加熱により十分に軟化し、成形型3と異なる形状に対しても馴染んで、非強制の状態で固定できる。
On the other hand, the reason why the
材料を加熱して軟化させて成形する技術は、上記の説明のように以前から知られている。しかし、単純に全ての表面板を軟化させると、電波反射面側の表面板1aにハンマートーンを生じてしまい、反射鏡1の特性に問題を生ずる恐れがある。 A technique for heating and softening a material to form is known as described above. However, if all the surface plates are simply softened, a hammer tone is generated on the surface plate 1a on the radio wave reflecting surface side, which may cause a problem in the characteristics of the reflecting mirror 1.
上記の反射鏡1の製造方法では、2つの表面板1a、1bとハニカムコア4を接着する際の加熱により、電波非反射面側の表面板1bのプリプレグ2も同時に熱硬化される。プリプレグ2は、熱硬化する際に樹脂が硬化収縮を生じるため、電波非反射面側へ反射鏡1の反りを生じる問題があった(図6参照)。
In the manufacturing method of the reflecting mirror 1, the
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、反射鏡1の反りを低減させ、高精度な製作精度を実現し得るようにした反射鏡の製造方法および反射鏡を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a reflecting mirror and a reflecting mirror capable of reducing the warp of the reflecting mirror 1 and realizing high-precision manufacturing accuracy. .
本発明による反射鏡の製造方法は、ハニカムコアの一方の面に第1の表面板を接着し、他方の面に第2の表面板を接着したサンドイッチ構造の反射鏡の製造方法であって、前記第1の表面板を硬化させる硬化温度と前記第2の表面板を硬化させる硬化温度とが異なることを特徴とする。 A manufacturing method of a reflecting mirror according to the present invention is a manufacturing method of a reflecting mirror having a sandwich structure in which a first surface plate is bonded to one surface of a honeycomb core and a second surface plate is bonded to the other surface, The curing temperature for curing the first surface plate is different from the curing temperature for curing the second surface plate.
本発明による反射鏡の製造方法は、前記第1の表面板が電波反射面であり、前記第2の表面板が電波非反射面であることを特徴とする。 The method of manufacturing a reflecting mirror according to the present invention is characterized in that the first surface plate is a radio wave reflecting surface and the second surface plate is a radio wave non-reflecting surface.
本発明による反射鏡の製造方法は、前記第1の表面板を硬化させる硬化温度が、前記第2の表面板を硬化させる硬化温度より高いことを特徴とする。 The manufacturing method of the reflecting mirror according to the present invention is characterized in that a curing temperature for curing the first surface plate is higher than a curing temperature for curing the second surface plate.
本発明による反射鏡の製造方法は、前記第1表面板を硬化させる硬化温度は、前記第2の表面板を硬化させる硬化温度に対し、その温度差が30℃以上であることを特徴とする。 In the method of manufacturing a reflecting mirror according to the present invention, the curing temperature for curing the first surface plate is 30 ° C. or more with respect to the curing temperature for curing the second surface plate. .
本発明による反射鏡の製造方法は、第1の表面板と第2の表面板とハニカムコアとを有する反射鏡の製造方法であって、前記第1の表面板として、プリプレグを積層し第2の硬化温度で成形するステップと、前記第2の表面板として、前記プリプレグを積層し第1の硬化温度で成形するステップと、前記ハニカムコアを成形するステップと、前記第1の表面板と前記第2の表面板とを、成形された前記ハニカムコアに対してサンドイッチにして接着し、第3の硬化温度で成形するステップとを備えることを特徴とする。 A manufacturing method of a reflecting mirror according to the present invention is a manufacturing method of a reflecting mirror having a first surface plate, a second surface plate, and a honeycomb core, wherein a prepreg is laminated as the first surface plate, Forming the prepreg as the second surface plate, forming the prepreg at the first curing temperature, forming the honeycomb core, the first surface plate, A step of bonding the second surface plate to the formed honeycomb core in a sandwich manner, and forming at a third curing temperature.
本発明による反射鏡の製造方法は、第1の表面板と第2の表面板とハニカムコアとを有する反射鏡の製造方法であって、前記第1の表面板として、プリプレグを積層し第1の硬化温度で成形するステップと、前記第1の表面板を第2の硬化温度でポストキュアするステップと、前記第2の表面板として、前記プリプレグを積層し第1の硬化温度で成形するステップと、前記ハニカムコアを成形するステップと、前記第1の表面板と前記第2の表面板とを、成形された前記ハニカムコアに対してサンドイッチにして接着し、第3の硬化温度で成形するステップとを備えることを特徴とする。 A manufacturing method of a reflecting mirror according to the present invention is a manufacturing method of a reflecting mirror having a first surface plate, a second surface plate, and a honeycomb core, wherein a prepreg is laminated as the first surface plate. Forming at the curing temperature, post-curing the first surface plate at the second curing temperature, and laminating the prepreg as the second surface plate and molding at the first curing temperature. And forming the honeycomb core, and bonding the first surface plate and the second surface plate to the formed honeycomb core as a sandwich, and forming at a third curing temperature. And a step.
本発明による反射鏡の製造方法は、前記第1の硬化温度より前記第2の硬化温度が高く、前記第1の硬化温度より前記第3の硬化温度が高いことを特徴とする。 The manufacturing method of the reflecting mirror according to the present invention is characterized in that the second curing temperature is higher than the first curing temperature, and the third curing temperature is higher than the first curing temperature.
本発明による反射鏡の製造方法は、前記第1の表面板が電波反射面であり、前記第2の表面板が電波非反射面であり、前記第1の硬化温度より前記第2の硬化温度が30℃以上高く、前記第1の硬化温度より前記第3の硬化温度が30℃以上高いことを特徴とする。 In the reflector manufacturing method according to the present invention, the first surface plate is a radio wave reflection surface, the second surface plate is a radio wave non-reflection surface, and the second curing temperature is higher than the first curing temperature. Is 30 ° C. or higher, and the third curing temperature is 30 ° C. or higher than the first curing temperature.
本発明による反射鏡の製造方法は、前記ハニカムコアとして、前記第1の硬化温度で熱硬化した繊維強化プラスチックを採用し、前記ハニカムコアを成形するステップを省略することを特徴とする。 The reflector manufacturing method according to the present invention is characterized in that a fiber reinforced plastic thermoset at the first curing temperature is adopted as the honeycomb core, and the step of forming the honeycomb core is omitted.
本発明による反射鏡は、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の反射鏡の製造方法を用いて製造される。 The reflecting mirror according to the present invention is manufactured by using the reflecting mirror manufacturing method according to any one of claims 1 to 9.
本発明は、電波非反射面側の表面板のプリプレグが、予め第1の硬化温度で熱硬化されているために、表面板とハニカムコアを接着する際の加熱によるプリプレグの硬化収縮が抑制され、反射鏡の反りを低減させる効果がある。 In the present invention, since the prepreg of the surface plate on the radio wave non-reflective surface side is preliminarily cured at the first curing temperature, curing shrinkage of the prepreg due to heating when bonding the surface plate and the honeycomb core is suppressed. There is an effect of reducing the warp of the reflecting mirror.
また、本発明は、電波反射面側の表面板のプリプレグを予め第2の硬化温度で熱硬化しているため、後から第3の硬化温度で加熱しても軟化しにくく、ハンマートーンを生じにくいという効果がある。 Further, in the present invention, since the prepreg of the surface plate on the radio wave reflecting surface side is thermally cured in advance at the second curing temperature, it is difficult to be softened even if heated at the third curing temperature later, resulting in a hammer tone. It has the effect of being difficult.
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
この発明は、ハニカムサンドイッチ構造から成る反射鏡1の製造方法において、繊維強化プラスチックから成る電波非反射面側の表面板1bを熱硬化し、繊維強化プラスチックから成る電波反射面側の表面板1aを電波非反射面側よりも30℃以上高い温度で熱硬化し、その後に2つの表面板1a、1bをハニカムコア4にサンドイッチして接着するものである。
In this method of manufacturing a reflecting mirror 1 having a honeycomb sandwich structure, a
次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る反射鏡の製造方法を示す図である。 Next, the operation of the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing method of a reflecting mirror according to an embodiment of the present invention.
成形型3の上でプリプレグ2を積層し(図1(a))、表面板1b(第2の表面板)として、オートクレーブ5にて加熱加圧硬化して(図1(b))成形する。プリプレグ2は、例えば、0.1ミリ厚であり、積層して使用してもよいし、カーボンを含んでいてもよい。このときの硬化温度を120℃(第1の硬化温度)とする。成形型3の上でプリプレグ2を積層し(図1(c))、表面板1a(第1の表面板)として、オートクレーブ5にて加熱加圧硬化して(図1(d))成形する。このときの硬化温度を120℃(第1の硬化温度)とする。
The
次に、表面板1aのみを180℃(第2の硬化温度)で後硬化即ちポストキュア(加熱加圧硬化)する(図1(e))。このポストキュアによって硬化温度を高めることができる。もし、表面板1aをポストキュアしないと、後から180℃で加熱した際に軟化してハンマートーンを生じ、反射鏡の特性に問題を生じやすくなってしまう。 Next, only the surface plate 1a is post-cured, that is, post-cured (heated and pressure-cured) at 180 ° C. (second curing temperature) (FIG. 1 (e)). The curing temperature can be increased by this post cure. If the surface plate 1a is not post-cured, it will soften when heated later at 180 ° C., resulting in a hammer tone, which tends to cause problems with the characteristics of the reflector.
一方、ハニカムコア4は、成形型3を用いて予備成形する(図1(f))。
On the other hand, the
次に、表面板1aと表面板1bとをハニカムコア4にサンドイッチして接着し(図1(g)のレイアップ)、180℃(第3の硬化温度)でオートクレーブ5にて加熱加圧硬化する(図1(h))。この接着にはフィルム状接着剤(図示しない)を使用する。繊維強化プラスチックの樹脂としては、例えば、材料の特性値において、120℃(第1の硬化温度)で熱硬化でき、必要に応じ180℃(第2の硬化温度)で後硬化、即ちポストキュアして使用できる材質のものを使用する。
Next, the surface plate 1a and the
繊維強化プラスチックなどの樹脂は、樹脂の硬化温度よりも高い温度(例えば、30℃以上)に曝せば、十分に軟化させることが可能である。即ち、120℃で予め熱硬化した表面板1bは、ハニカムコア4に接着する際の熱硬化温度180℃で十分に軟化し、ハニカムコア4の厚さ分だけ成形型3からオフセットした位置に固定されても、非強制の状態で固定できる。
Resins such as fiber reinforced plastics can be sufficiently softened by exposure to a temperature higher than the curing temperature of the resin (for example, 30 ° C. or higher). That is, the
上記の説明では、表面板1bの硬化温度を120℃とし、表面板1aの硬化温度を180℃としたので、温度差は60℃となっている。この温度差は、60℃に限定することなく、温度差があれば発明の効果を得ることが可能である。この温度差は、例えば、30℃でもよい。
In the above description, since the curing temperature of the
また、上記の実施例では、表面板1aを120℃で熱硬化(図1(d))後、180℃で後硬化即ち、ポストキュア(図1(e))しているが、図1(d)を省略して、初めから180℃で熱硬化しても同様の効果が得られる。 In the above embodiment, the surface plate 1a is thermally cured at 120 ° C. (FIG. 1 (d)) and then post-cured at 180 ° C., that is, post-cured (FIG. 1 (e)). The same effect can be obtained by omitting d) and thermosetting at 180 ° C. from the beginning.
また、上記の実施例において、ハニカムコア4の材質として、繊維強化プラスチックを採用する場合について説明する。例えば、ハニカムコア4の材質として、表面板1bと同様の120℃で熱硬化した繊維強化プラスチックを採用する。この場合、フィルム状接着剤(図示せず)が熱硬化する際の180℃で軟化させることが可能となる。即ち、略平面形状のハニカムコア4を表面板1aへ接着する際に、同時に軟化させて、立体形状に成形することが可能となる。従って、ハニカムコア4を予備成形する手間を省くことができる。
In the above embodiment, a case where fiber reinforced plastic is used as the material of the
また、上記の実施例では、図1(e)における第2の硬化温度と、図1(h)における第3の硬化温度を同一の値(180℃)としているが、同一の値でなくてもよい。 In the above embodiment, the second curing temperature in FIG. 1 (e) and the third curing temperature in FIG. 1 (h) are set to the same value (180 ° C.), but they are not the same value. Also good.
また、ハニカムコア4を予備成形する場合は、予備成形したハニカムコア4を表面板1aの上に載せる際に、載せる位置に誤差を生じ、その位置決め誤差が鏡面精度に悪影響を与える。即ち、表面板1aとハニカムコア4を接着する際に同時にハニカムコア4を成形すれば、位置決め誤差を気にする必要が無く、鏡面精度を向上させることができる。
When the
この発明は、例えば、人工衛星等の宇宙航行体に搭載するのに好適する軽量で高精度な反射鏡として使用することが可能である。 The present invention can be used, for example, as a light-weight and high-accuracy reflecting mirror suitable for mounting on a spacecraft such as an artificial satellite.
1 反射鏡
1a 電波反射面側の表面板
1b 電波非反射面側の表面板
1c 隙間
2 プリプレグ
3 成形型
4 ハニカムコア
5 オートクレーブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflective mirror 1a Surface plate by the side of a radio
Claims (10)
前記第1の表面板を硬化させる硬化温度と前記第2の表面板を硬化させる硬化温度とが異なることを特徴とする反射鏡の製造方法。 A method for manufacturing a reflector having a sandwich structure in which a first surface plate is bonded to one surface of a honeycomb core and a second surface plate is bonded to the other surface,
A method for manufacturing a reflecting mirror, wherein a curing temperature for curing the first surface plate and a curing temperature for curing the second surface plate are different.
前記第2の表面板が電波非反射面であることを特徴とする請求項1に記載の反射鏡の製造方法。 The first surface plate is a radio wave reflecting surface;
The method of manufacturing a reflecting mirror according to claim 1, wherein the second surface plate is a radio wave non-reflecting surface.
前記第1の表面板として、プリプレグを積層し第2の硬化温度で成形するステップと、
前記第2の表面板として、前記プリプレグを積層し第1の硬化温度で成形するステップと、
前記ハニカムコアを成形するステップと、
前記第1の表面板と前記第2の表面板とを、成形された前記ハニカムコアに対してサンドイッチにして接着し、第3の硬化温度で成形するステップと
を備えることを特徴とする反射鏡の製造方法。 A method of manufacturing a reflector having a first surface plate, a second surface plate, and a honeycomb core,
As the first surface plate, laminating a prepreg and molding at a second curing temperature;
Laminating the prepreg as the second surface plate and molding at a first curing temperature;
Forming the honeycomb core;
A reflector comprising: a step of sandwiching and bonding the first surface plate and the second surface plate to the formed honeycomb core, and forming at a third curing temperature. Manufacturing method.
前記第1の表面板として、プリプレグを積層し第1の硬化温度で成形するステップと、
前記第1の表面板を第2の硬化温度でポストキュアするステップと、
前記第2の表面板として、前記プリプレグを積層し第1の硬化温度で成形するステップと、
前記ハニカムコアを成形するステップと、
前記第1の表面板と前記第2の表面板とを、成形された前記ハニカムコアに対してサンドイッチにして接着し、第3の硬化温度で成形するステップと
を備えることを特徴とする反射鏡の製造方法。 A method of manufacturing a reflector having a first surface plate, a second surface plate, and a honeycomb core,
As the first surface plate, a step of laminating a prepreg and molding at a first curing temperature;
Post-curing the first face plate at a second curing temperature;
Laminating the prepreg as the second surface plate and molding at a first curing temperature;
Forming the honeycomb core;
A reflector comprising: a step of sandwiching and bonding the first surface plate and the second surface plate to the formed honeycomb core, and forming at a third curing temperature. Manufacturing method.
前記第1の硬化温度より前記第2の硬化温度が30℃以上高く、前記第1の硬化温度より前記第3の硬化温度が30℃以上高いことを特徴とする請求項5または6に記載の反射鏡の製造方法。 The first surface plate is a radio wave reflecting surface, and the second surface plate is a radio wave non-reflecting surface;
The second curing temperature is 30 ° C or higher than the first curing temperature, and the third curing temperature is 30 ° C or higher than the first curing temperature. A manufacturing method of a reflecting mirror.
A reflecting mirror manufactured using the reflecting mirror manufacturing method according to claim 1.
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