JP2013184574A - Fitting for fastening satellite body structure panel and satellite body structure panel - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、人工衛星(以下、「衛星」という)の衛星構体を構成する衛星構体パネル間の締結に使用する締結用金具に関するものである。 The present invention relates to a fastening bracket used for fastening between satellite structure panels constituting a satellite structure of an artificial satellite (hereinafter referred to as “satellite”).
一般に衛星構体を構成する衛星構体パネルは、コア材とアルミニウム合金製の表皮により構成されるサンドイッチパネルを用いるが、サンドイッチパネルの寸法が定尺以上の場合、表皮材料の標準寸法の制約により表皮を継ぐ必要がある。
この場合、表皮の継ぎ部において、表皮同士を接合する目的でダブラと呼ばれる表皮と同一材料の板材を表皮とコア材の間に配置し、表皮とダブラ、ダブラとコア材をそれぞれ接着剤により接合することで表皮を継いでいる(例えば、特許文献1参照)。
また、2つのサンドイッチパネル同士の締結においては、第1のサンドイッチパネルには埋め込んだボルト穴を有したインサートと呼ばれる金具を用意し、第2のサンドイッチパネルには接着されたコの字型の締結金具を用意し、ボルトによる締結を行う(例えば、特許文献2参照)。
In general, the satellite structure panel that makes up the satellite structure uses a sandwich panel composed of a core material and an aluminum alloy skin. However, if the sandwich panel is larger than a standard size, the skin is not covered by the standard dimensions of the skin material. It is necessary to succeed.
In this case, at the joint part of the skin, a plate material of the same material as the skin called doubler is placed between the skin and the core material for the purpose of joining the skins, and the skin and the doubler, and the doubler and the core material are joined with an adhesive. By doing so, the epidermis is succeeded (for example, refer patent document 1).
In addition, when fastening two sandwich panels, a metal fitting called an insert with an embedded bolt hole is prepared for the first sandwich panel, and a U-shaped joint is attached to the second sandwich panel. A metal fitting is prepared and fastened with a bolt (see, for example, Patent Document 2).
従来の表皮継ぎを要するサンドイッチパネルは表皮継ぎ部に数mm隙間が生じ、段差が生じる。その段差部にパネル間締結用のインサートの接着面が配置される構成となった場合、その段差に起因した接着強度の低下が引き起こされる。このため、インサートのフランジ部は表皮継ぎ部を避けた配置とする必要があり、インサートの配置に制約があるという課題があった。 A conventional sandwich panel that requires a skin joint has a gap of several millimeters at the skin joint, resulting in a step. When it becomes the structure by which the adhesive surface of the insert for panel fastening is arrange | positioned in the level | step-difference part, the fall of the adhesive strength resulting from the level | step difference will be caused. For this reason, it is necessary to arrange the flange portion of the insert so as to avoid the skin joint portion, and there is a problem that the arrangement of the insert is restricted.
更に、サンドイッチパネル間締結においてサンドイッチパネルの回転変位を拘束し、衛星打ち上げ時に生じる大きな荷重を伝達するために、少なくとも2つ以上のインサートが必要となる。このため部品点数が多くなり、質量が大きくなるという課題があった。 Furthermore, at least two or more inserts are required to restrain the rotational displacement of the sandwich panel in the fastening between the sandwich panels and transmit a large load generated when the satellite is launched. For this reason, there are problems that the number of parts increases and the mass increases.
この発明は係る問題点を解決するためになされたものであり、サンドッチパネル間の締結金具を表皮継ぎ部の位置に配置できるようし、部品点数の削減及び軽量化を図ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems, and aims to reduce the number of parts and reduce the weight by enabling the fasteners between the sandwich panels to be arranged at the positions of the skin joints. .
この発明に係る衛星構体パネル締結用金具は、衛星構体の外表皮パネルとなるサンドイッチパネル同士の継ぎ及びウェブパネルの締結に使用される衛星構体パネル締結用金具であって、金属板と、前記金属板の長手方向に沿って帯状に設けられた凸型の段差部と、前記段差部の段差上面から前記金属板の底面まで達する貫通穴とを備え、前記段差上面の両脇の段差下面は、前記サンドイッチパネルの表皮と各々接着固定されて前記サンドイッチパネル同士が継がれ、前記貫通穴と、前記ウェブパネルを固定する金具に、ボルトが差し込まれて固定されることで、前記ウェブパネルと締結される。 The satellite structure panel fastening metal fitting according to the present invention is a satellite structure panel fastening metal fitting used for joining the sandwich panels as the outer skin panels of the satellite structure and fastening the web panel, wherein the metal plate and the metal A convex step portion provided in a strip shape along the longitudinal direction of the plate, and a through hole reaching from the step upper surface of the step portion to the bottom surface of the metal plate, the step lower surfaces on both sides of the step upper surface, Each sandwich panel is bonded and fixed to the skin of the sandwich panel, and the sandwich panel is connected to each other. The bolt is inserted into and fixed to the through hole and a metal fitting for fixing the web panel, thereby being fastened to the web panel. The
本発明に係る衛星構体パネル締結用金具によれば、外表皮パネル相当の複数のサンドイッチパネルの継ぎとウェブパネル相当のサンドイッチパネルの締結を、一部品で同時にできるため、部品点数の削減及び軽量化を実現できる。 According to the satellite structure panel fastening bracket according to the present invention, the joint of a plurality of sandwich panels equivalent to the outer skin panel and the sandwich panel equivalent to the web panel can be fastened simultaneously with one part, thereby reducing the number of parts and reducing the weight. Can be realized.
実施の形態1.
以下、図を参照しながら、実施の形態1に係る衛星構体パネル締結用金具(以下、「締結金具」という)について説明する。
Hereinafter, the satellite structure panel fastening bracket (hereinafter referred to as “fastening bracket”) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態1に係る衛星構体パネル締結用金具(以下、「締結金具」という)を表した図であり、(a)はコア3上に載置した状態での斜視図、(b)は断面図である。
図1(a)、(b)に示すように、締結金具1は断面が凸型の形状を有した金属板であり、平板の金属板の長手方向に沿って、その中央部分に凸状の段差1a(以下、「中央段差1a」という)を備える。
段差1aの高さt1、すなわち段差1aの高所にあたる面100(以下、「段差上面100」という)と、段差1aの低所にあたる面101a、101b(以下、「段差下面101a、101b」という)の高さ位置の差分は0.5mm程度である。また、平板の厚さt2、すなわち段差下面101と、締結金具1の底面102(以下、「金具底面102」という)の高さ位置の差分は、0.5mm程度である。
締結金具1の縦×横(長手方向)の寸法は50mm程度×1000〜2000mm程度である。締結金具1の長手方向の長さは、後に説明するコア材3と一辺と略同じ寸法である。締結金具1の材料には、例えばAl材が用いられる。
また、中央段差1aには、長手方向に沿って段差上面100から金具底面102に貫通する複数個の穴9が設けられる。この穴9には、後述するように固定用のボルト7が差し込まれる。
なお、図1(a)に示すように、締結金具1下方のコア材3およびダブラ8にも、締結金具1に設けられた穴9に対応する位置に複数の穴31が開けられており、コア材3の上に締結金具1を載せ位置あわせした状態でボルトが差し込める構造となっている。穴31にはボルト7の頭部が差し込まれるため、締結金具1の穴9に比べて径が大きめに開けられている。
FIG. 1 is a view showing a satellite structure panel fastening bracket (hereinafter referred to as “fastening bracket”) according to
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
The height t1 of the step 1a, that is, the surface 100 corresponding to the height of the step 1a (hereinafter referred to as “step upper surface 100”) and the surfaces 101a and 101b corresponding to the lower portion of the step 1a (hereinafter referred to as “step lower surfaces 101a and 101b”). The difference in height position is about 0.5 mm. Further, the difference in height between the flat plate thickness t2, that is, the step bottom surface 101 and the
The dimensions of the
The central step 1a is provided with a plurality of
As shown in FIG. 1A, the
図2は実施の形態1に係る締結金具において、サンドイッチパネルの継ぎ部およびサンドイッチパネルとの締結部について拡大した図である。
図2において、図の左側のサンドイッチパネル5bと右側のサンドイッチパネル5aの2つのサンドイッチパネルが、締結金具1を用いて継がれている。また、サンドイッチパネル5a、5bとは垂直方向にある別のサンドイッチパネル6が、コの字型の締結金具2(以下、「コの字型金具2」という)を間に介して、締結金具1にボルト7によって締結されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the joint portion of the sandwich panel and the joint portion with the sandwich panel in the fastening fitting according to the first embodiment.
In FIG. 2, two sandwich panels, the sandwich panel 5 b on the left side of the figure and the sandwich panel 5 a on the right side, are connected using the
サンドイッチパネルは一般に定尺サイズで作られており、定尺以上のサイズのサンドイッチパネルが必要な際は、複数の定尺サイズのパネルを継ぐ必要がある。
また、衛星構体においては、一般に構体中央に円筒形状のセントラルシリンダ(図示せず)が位置しており、このセントラルシリンダの中心軸に平行にウェブパネルが設けられる。このウェブパネルは衛星構体の外表皮を構成する外表面パネルと略90度の角度で締結される。
図2では、サンドイッチパネル5a、5bが外表面パネルに相当し、サンドイッチパネル6がウェブパネルに相当する。
Sandwich panels are generally made in a standard size, and when a sandwich panel having a size larger than the standard size is required, it is necessary to connect a plurality of standard size panels.
In a satellite structure, a cylindrical central cylinder (not shown) is generally located at the center of the structure, and a web panel is provided in parallel to the central axis of the central cylinder. This web panel is fastened to the outer surface panel constituting the outer skin of the satellite structure at an angle of approximately 90 degrees.
In FIG. 2, sandwich panels 5a and 5b correspond to outer surface panels, and
サンドイッチパネル5aは、Al材等で作られたハニカム形状のコア材3aの上下面を、同じくAl材の上側表皮4au、下側表皮4adで接着剤10により接着して構成されたものである。サンドイッチパネル5bやサンドイッチパネル6についても同様な構造を有する。
The sandwich panel 5a is configured by adhering the upper and lower surfaces of a honeycomb-shaped core material 3a made of an Al material or the like with an adhesive 10 with an upper skin 4au and a lower skin 4ad of the same Al material. The sandwich panel 5b and the
図2において、締結金具1の段差下面101aとサンドイッチパネル5aの上側表皮4auとが、接着剤10により接着固定される。また、締結金具1の段差下面101bとサンドイッチパネル5bの上側表皮4buとが、接着剤10により接着固定される。
締結金具1の底面102は、補強として、同じくハニカム形状を有するコア材3cの上側面と接着剤10と接着される。
また、コア材3cの下側面は、同じく補強材であるダブラ8と接着剤10で接着される。そして、ダブラ8の他方の面はサンドイッチパネル5aの下側表皮4adやサンドイッチパネル5bの下側表皮4bdと接着剤で接着される。
In FIG. 2, the step lower surface 101 a of the
The
The lower surface of the core material 3c is bonded to the
このように締結金具1を用い、締結金具1とサンドイッチパネルの上側表皮4au、4buとを接着固定することにより、サンドイッチパネルを繋ぎ、定尺サイズより大きなサンドイッチパネルを簡易に取得できる。なお、図2では、補強用として締結金具1の下にサンドイッチパネル3cとダブラを設けたが、補強が不要な場合は、締結金具1のみでサンドイッチパネル同士を繋ぐようにしてもよい。
Thus, by using the
図3は、実施の形態1に係る締結金具によりサンドイッチパネル5aとサンドイッチパネル5bが継がれた状態のサンドイッチパネル(外表皮パネル)を示す図である。このように締結金具1の段差上面100が片面に現れた状態で、左右のサンドイッチパネル5a、5bが継がれる。また、締結金具1に設けられた穴9がおもて面にでている。
なお、点線で囲った箇所40がサンドイッチパネルの継ぎ部であり、図2がその詳細図にあたる。
また、図4は、図3で示したサンドイッチパネル5aとサンドイッチパネル5bが継がれた状態のサンドイッチパネル(外表皮パネル)の他方の面の示した図であり、コア材3とダブラ8に設けられた穴31が面上にでている。
FIG. 3 is a view showing a sandwich panel (outer skin panel) in a state where the sandwich panel 5a and the sandwich panel 5b are joined by the fastening fitting according to the first embodiment. In this way, the left and right sandwich panels 5a and 5b are joined with the stepped upper surface 100 of the
A
4 is a view showing the other side of the sandwich panel (outer skin panel) in a state where the sandwich panel 5a and the sandwich panel 5b shown in FIG. The formed
図3、図4に示したように締結金具1には複数の穴9が設けられおり、サンドイッチパネルを貫通するように、コア材3とダブラ8に複数の穴31が設けられている。
締結金具1は、この貫通穴にボルトを差し込み固定することで、別のサンドイッチパネル6(ウェブパネル6)との締結が可能な構造となっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
すなわち、締結金具1には、別のサンドイッチパネル6(ウェブパネル6)にボルトを挿入するための穴9を少なくとも2つ以上設け、サンドイッチパネル6を接着剤10を使用して予め接合した雌ねじを有したコの字型の締結金具2(以下、「コの字型金具2」という)を穴9の位置に位置合わせした後、穴31から挿入したボルト7を、穴9とコの字型金具2の雌ねじにねじ込むことにより、締結金具1とコの字型金具2を結合する。
このように、締結金具1は、衛星構体の外表皮相当の複数のサンドイッチパネルの継ぎと、外表皮と略垂直の位置関係にあるウェブパネル相当のサンドイッチパネルの締結を同時に実現することが可能な構造となっている。
That is, the
As described above, the
以上のように本実施の形態に係る締結金具1は、外表皮相当の複数のサンドイッチパネルの継ぎと、ウェブパネルの締結を、一部品で同時に実施可能である。
As described above, the
本発明に係る締結金具によれば、外表皮パネル相当の複数のサンドイッチパネルの継ぎとウェブパネル相当のサンドイッチパネルの締結を同時に達成できるため、部品点数の削減、及び軽量化を実現できる。
さらに、サンドイッチパネル(ウェブパネル)締結の金具配置の制約としてあった、外表皮相当のサンドイッチパネルの継ぎ部を避けることが不要となる。
According to the fastening metal fitting according to the present invention, the joint of a plurality of sandwich panels corresponding to the outer skin panel and the sandwich panel corresponding to the web panel can be simultaneously achieved, so that the number of parts can be reduced and the weight can be reduced.
Furthermore, it is not necessary to avoid the sandwich panel joint corresponding to the outer skin, which is a restriction on the metal fitting for fastening the sandwich panel (web panel).
なお、外表皮パネル相当のサンドイッチパネルを継いだ時に締結金具1の段差上面100と上側表皮4au、4buの表面が同じ高さになるように段差や表皮4の厚さを調整することで、接着材10のはみ出しを極力抑えて強度の不連続点をなくすようにしてもよい。
It should be noted that when the sandwich panel equivalent to the outer skin panel is joined, the step and the thickness of the
実施の形態2.
実施の形態1では、締結金具1及びコの字型の締結金具2を用いて、外表皮パネル相当のサンドイッチパネル間の継ぎ、およびウェブパネル相当のサンドイッチパネルの締結を行ったが、本実施の形態で示す構成としても同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the joint between the sandwich panels corresponding to the outer skin panel and the sandwich panel corresponding to the web panel are fastened by using the
図5は実施の形態2に係る衛星構体パネル締結用金具(締結金具)の斜視図である。なお、実施の形態1と同等の構成には同一符号を付してその説明を省略する。
図5において、実施の形態2に係る締結金具21は底面にあたる金属板21cと、金属板21cに対して垂直に立った2つの縦板21a、21bを備える。そして、縦板21a、21bの各々には対応する位置に穴22a、22b、22c、22dが設けられている。このように締結金具21は縦板21a、21bを備えて、断面では一部に凹型の形状を有する構造となっている。
FIG. 5 is a perspective view of a satellite structure panel fastening bracket (fastening bracket) according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure equivalent to
In FIG. 5, the
図6は、実施の形態2に係る締結金具21において、サンドイッチパネルの継ぎ部およびサンドイッチパネルとの締結部について拡大した図である。図6において、図の左側のサンドイッチパネル5bと右側のサンドイッチパネル5aの2つのサンドイッチパネルが、締結金具21を用いて継がれている。
FIG. 6 is an enlarged view of the joint portion of the sandwich panel and the fastening portion with the sandwich panel in the
図7は、実施の形態2に係る締結金具21により継がれたサンドイッチパネル5aとサンドイッチパネル5bの全体を示す図である。このように締結金具21の縦板21a、21bがサンドイッチパネル5a、5bに対して垂直に設置され、縦板21a、21bの各々には穴22が開けられている。なお、実施の形態2では、実施の形態1のときのようにコア部3とダブラ8に穴31を開ける必要はない。
FIG. 7 is a diagram showing the entire sandwich panel 5a and sandwich panel 5b joined by the
図6において、別のサンドイッチパネル6の端の被締結部には、中空の円筒形状を有したインサート11が取り付けられる。インサート11の中空部分と縦板21a、21bの各々に設けられた穴22a、22b、22c、22dとが位置合わせされて、ボルト7が差し込まれる構造となっている。
そして、図6のようにボルト7の片側にはナットが取り付けられて、ウェブパネル相当のサンドイッチパネル6が締結金具21に締結される。
このようにして、実施の形態2の締結金具21は、外表皮相当の複数のサンドイッチパネルの継ぎと、ウェブパネルの締結を、一部品で同時に実施することができる。
In FIG. 6, an insert 11 having a hollow cylindrical shape is attached to a fastened portion at the end of another
As shown in FIG. 6, a nut is attached to one side of the
In this manner, the
以上のように、実施の形態2に係る締結金具によれば、外表皮パネル相当の複数のサンドイッチパネルの継ぎとウェブパネル相当のサンドイッチパネルの締結を同時に達成できるため、部品点数の削減、及び軽量化を実現できる。
さらに、サンドイッチパネル(ウェブパネル)締結の金具配置の制約としてあった、外表皮相当のサンドイッチパネルの継ぎ部を避けることが不要となる。
As described above, according to the fastening metal fitting according to the second embodiment, the joint of a plurality of sandwich panels equivalent to the outer skin panel and the fastening of the sandwich panel equivalent to the web panel can be achieved at the same time. Can be realized.
Furthermore, it is not necessary to avoid the sandwich panel joint corresponding to the outer skin, which is a restriction on the metal fitting for fastening the sandwich panel (web panel).
また、締結金具21は、ボルトを差し込む穴の開いた2つの縦板21a、21bを設け、この縦板21a、21bに開けられた穴と、ウェブパネル相当のサンドイッチパネル6に固定したインサート11の中空部分と位置合わせした後にボルト7を通してナットで固定できるようにしたので、実施の形態1のように締結金具21下方のコア材3cやダブラ8に穴を開ける必要がなく、サンドイッチパネル6の締結作業工程を簡略化できる。
Further, the
1、21 衛星構体パネル締結用金具(締結金具)、1a 段差、2 コの字型の締結金具、3 コア材、4 表皮、5a、5b サンドイッチパネル(外表皮パネル相当)、6 サンドイッチパネル(ウェブパネル相当)、7 ボルト、8 ダブラ、9 締結金具1に設けられた穴、10 接着剤、11 インサート、12 ナット、21a、21b 縦板、22 縦板21a、21bに設けられた穴、31 コア材3とダブラ8に設けられた穴、40 サンドイッチパネルの継ぎ部、100 段差1aの高所にあたる面(段差上面)、101a、101b 段差1aの低所にあたる面(段差下面)、102 締結金具1の底面(金具底面)。
1, 21 Satellite structure panel fastening bracket (fastening bracket), 1a step, 2 U-shaped fastening bracket, 3 core material, 4 skin, 5a, 5b sandwich panel (equivalent to outer skin panel), 6 sandwich panel (web) Panel equivalent), 7 bolts, 8 doublers, 9 holes provided in the
Claims (3)
金属板と、
前記金属板の長手方向に沿って帯状に設けられた凸型の段差部と、
前記段差部の段差上面から前記金属板の底面まで達する貫通穴とを備え、
前記段差上面の両脇の段差下面は、前記サンドイッチパネルの表皮と各々接着固定されて前記サンドイッチパネル同士が継がれ、
前記貫通穴と、前記ウェブパネルを固定する金具に、ボルトが差し込まれて固定されることで、前記ウェブパネルと締結されることを特徴とする衛星構体パネル締結用金具。 A satellite structure panel fastening bracket used for jointing web panels and sandwich panels between outer skin panels of a satellite structure,
A metal plate,
A convex stepped portion provided in a strip shape along the longitudinal direction of the metal plate;
A through hole reaching from the upper surface of the stepped portion to the bottom surface of the metal plate,
The lower surface of the step on both sides of the upper surface of the step is bonded and fixed to the skin of the sandwich panel, and the sandwich panels are joined together,
A satellite structure panel fastening bracket that is fastened to the web panel by inserting a bolt into the through hole and the bracket that secures the web panel.
金属板と、
前記金属板の長手方向に沿って、前記金属板の上面に対して略垂直の方向に所定の間隔で設けられた2つの縦板を備え、
前記金属板の上面は、前記サンドイッチパネルの表皮と各々接着固定されて前記サンドイッチパネル同士が継がれ、
2つの前記縦板の同一箇所にはそれぞれ貫通穴が設けられ、前記2つの縦板の間には、中空の円筒形状を有したインサートを備えるウェブパネルが設置され、
ボルトが前記インサートの中空部分と前記2つの縦板の貫通穴に差し込まれ固定されることで、前記ウェブパネルと締結されることを特徴とする衛星構体パネル締結用金具。 A satellite structure panel fastening bracket used for jointing web panels and sandwich panels between outer skin panels of a satellite structure,
A metal plate,
Two longitudinal plates provided at a predetermined interval in a direction substantially perpendicular to the upper surface of the metal plate along the longitudinal direction of the metal plate,
The upper surface of the metal plate is bonded and fixed to the skin of the sandwich panel, and the sandwich panels are joined together,
A through-hole is provided at the same location of the two vertical plates, and a web panel including an insert having a hollow cylindrical shape is installed between the two vertical plates,
A satellite structure panel fastening bracket, wherein a bolt is fastened to the web panel by being inserted into and fixed to a hollow portion of the insert and a through hole of the two vertical plates.
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