JP2014015981A - 断熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】打ち上げ時の荷重に耐えることが可能な断熱装置を提供すること。
【解決手段】第１の管３０内に配置された第２の管４０が、一端側で第１の管に固着され、第２の管内に配置された第３の管５０が、他端側で第２の管に固着されている構成とすることで、伝熱距離を確保する。断熱装置は、第１の温度において第２の管と第１の管又は第３の管とを接続する接続部材７０を備える構成とする。第２の管に対する第１の管又は第３の管の移動を拘束する。これにより、第１の温度において、振動に対する荷重条件を満たすことができ、振動による管への影響を抑制する。接続部材は、第２の温度において、当該接続部材による接続を解除する。これにより、断熱性能が求められる第２の温度において、第２の管と他の管との不要な接続を解除して、断熱性能を確保する。
【選択図】図３

Description

本発明は、第１の部材と第２の部材との間を断熱しつつ、第１の部材及び第２の部材を連結する断熱装置に関する。

従来、外部環境に対して断熱しつつ対象物を支持する構造として、複数の管を径方向に多重に組み合わせた断熱支持構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような断熱支持構造は、例えば３重管によって構成され、長手方向の一端側で、最も外側に配置された第１の管と、その内側に配置された第２の管とが接続され、他端側で、第２の管とその内側に配置された第３の管とが接続されている。このような構造とし伝熱距離を確保することで、断熱性能を向上させていた。断熱支持構造では、例えば、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＰなどの低熱伝導率の材質によって形成された管が使用されていた。

特開平８−５６０２１号公報

上記特許文献１に記載の従来技術は、例えば、超電導磁石などの極低温装置の断熱支持構造として使用されていた。近年、人工衛星に搭載される断熱支持装置の開発が行われている。人工衛星において、対象物を支持する支持構造物を通じて、対象物へ伝達される熱量の低減が求められている。また、人工衛星が地球から打ち上げられるときには、断熱支持装置に対しても荷重が作用するため、打ち上げ時の荷重に耐えることが可能な断熱支持装置が求められている。

断熱支持装置が使用される技術分野は、超電導磁石の分野、人工衛星の分野に限定されず、その他技術分野においても使用可能である。例えば、輸送時などにおける振動に対する荷重条件を満たし、輸送後の使用環境において断熱性能を発揮する断熱装置が求められている。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、打ち上げ時等の荷重に耐えることが可能な断熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、断熱性能が求められていない第１の温度において、振動に対する荷重条件を満たし、第１の温度より低い第２の温度において、断熱性能を発揮することが可能な断熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、宇宙空間に滞在可能な機体に搭載可能であり、第１の部材と第２の部材との間を断熱しつつ、第１の部材及び前記第２の部材を連結可能な断熱装置であって、一方向に延在する第１の管と、第１の管内に配置され一方向に延在し、一端側で第１の管に固着された第２の管と、第２の管内に配置され一方向に延在し、他端側で前記第２の管に固着された第３の管と、第１の温度において、第２の管と第１の管又は第３の管とを接続し、第１の温度より低い第２の温度において、接続を緩和する接続部材とを備える断熱装置を提供する。

また、本発明は、第１の部材と第２の部材との間を断熱しつつ、第１の部材及び第２の部材を連結可能な断熱装置であって、一方向に延在する第１の管と、第１の管内に配置され一方向に延在し、一端側で第１の管に固着された第２の管と、第２の管内に配置され一方向に延在し、他端側で前記第２の管に固着された第３の管と、第１の温度において、第２の管と第１の管又は第３の管とを接続し、第１の温度より低い第２の温度において、接続を緩和する接続部材とを備える断熱装置を提供する。

このような断熱装置は、第１の管内に配置された第２の管が、一端側で第１の管に固着され、第２の管内に配置された第３の管が、他端側で第２の管に固着されているので、伝熱距離を確保することができる。断熱装置は、第１の温度において第２の管と第１の管又は第３の管とを接続する接続部材を備えているので、第２の管に対する第１の管又は第３の管の移動を拘束することができる。これにより、第１の温度において、振動に対する荷重条件を満たすことができ、振動による管の損傷を防止することができる。断熱装置の接続部材は、第２の温度において、当該接続部材による接続を緩和することができる。これにより、断熱性能が求められる第２の温度において、第２の管と他の管との不要な接続を緩和して、断熱性能を確保することができる。なお、「接続の緩和」とは、接続していない状態にすること、接触面積（伝熱面積）を減少させることを含む。

この断熱装置は、振動時の曲げ荷重を接続部材によって受けることができるので、管の必要板厚を減少させ、管を薄くすることができる。そのため、管を薄くすることで、伝熱を抑制させて断熱効果を向上させることができる。

接続部材は、第１の温度において第２の管と第３の管とを接続する第１の接続部材を有する構成が挙げられる。この構成によれば、第１の接続部材によって、第２の管と第３の管とを接続することができるので、第２の管に対する第３の管の移動を拘束することができる。これにより、第１の温度において、振動に対する荷重条件を満たすことができ、振動による管の損傷を防止することができる。

第１の接続部材は、一端側で、第２の管又は第１の管の少なくとも一方に固定されている構成が挙げられる。この構成によれば、第１の接続部材は、一端側で、第２の管又は第１の管に固定され、第１の温度において、接続相手である第３の管に接続し、第２の管に対する第３の管の移動を拘束することができる。第１の接続部材は、第２の温度において、第３の管との接続が緩和される。これにより、第１の接続部材を介しての伝熱を抑制することができる。

接続部材は、第１の温度において第２の管と第１の管とを接続する第２の接続部材を有する構成が挙げられる。この構成によれば、第２の接続部材によって、第２の管と第１の管とを接続することができるので、第２の管に対する第１の管の移動を拘束することができる。これにより、第１の温度において、振動に対する荷重条件を満たすことができ、振動による管の損傷を防止することができる。

第２の接続部材は、他端側で、第２の管又は第３の管の少なくとも一方に固定されている構成が挙げられる。この構成によれば、第２の接続部材は、他端側で、第２の管又は第３の管に固定され、第１の温度において、接続相手である第１の管に接続し、第２の管に対する第１の管の移動を拘束することができる。第２の接続部材は、第２の温度において、第１の管との接続が緩和される。これにより、第２の接続部材を介しての伝熱を抑制することができる。

接続部材は、円環状に形成された円環部を有する構成が挙げられる。この構成によれば、接続部材の円環部を、管の端面に沿って配置させることができる。これにより、接続部材による接続を確実に行うことができる。また、円環部の内周面又は外周面に、管を接触させることができるので、管の径方向の移動を確実に拘束することができる。

接続部材は、周方向に所定の間隔で配置され、径方向に張り出し第１の温度において接続相手の第１の管、第２の管、又は第３の管に接触する構成でもよい。この構成によれば、接続部材が、接続相手の管に対して複数個所で点接触することになる。これより、安定的に管を拘束することができると共に、接続を緩和する際には、接続部材と接続相手の管とが接続していない状態に容易にすることができる。

本発明によれば、宇宙空間に滞在可能な機体に搭載可能であり、打ち上げ時の荷重に耐えることが可能な断熱装置を提供することができる。

本発明は、断熱性能が求められていない第１の温度において、振動に対する荷重条件を満たし、第１の温度より低い第２温度において、断熱性能を発揮することが可能な断熱装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る断熱装置が搭載された探査機の概略図である。 本発明の第１実施形態に係る断熱装置の長手方向に沿う断面図である。 図２に示す断熱装置の他端側を拡大して示す断面図である。 図２に示す断熱装置の一端側を拡大して示す断面図である。 断熱装置の接続部材を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る断熱装置の他端側を拡大して示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る断熱装置の一端側を拡大して示す断面図である。 接続部材の変形例を示す平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る断熱装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態では、宇宙空間に滞在可能な探査機（機体）に搭載可能な断熱装置について説明する。図１は、断熱装置２０が搭載された探査機１０の概略図である。探査機１０は、宇宙空間における計測を行う計測器１１を備えている。計測器１１としては、例えば望遠鏡が挙げられる。計測器１１は、例えば電源を搭載するバスモジュール１２に対して支持されている。また、計測器１１の一つの面（太陽側の面）には、太陽光からの入熱を抑制するための遮蔽板１３が設けられている。遮蔽板１３は、計測器１１の太陽側の面を覆うように配置されている。また、探査機１０は、計測器１１を冷却するための冷却装置を搭載していてもよい。

計測器１１は、当該計測器１１を支持する支持トラス１４を介してバスモジュール１２に支持されている。支持トラス１４の一端側は、バスモジュール１２に連結され、支持トラス１４の他端側は、計測器１１に連結されている。また、遮蔽板１３は、支持トラス１４に固定されている。遮蔽板１３は、１枚でもよく、複数枚で構成されていてもよい。

支持トラス１４は、複数の棒状の断熱装置２０を連結することで構成されている。断熱装置２０は、長手方向に連結されている。長手方向に連結された複数の断熱装置２０を交差させて組み合わせることで、支持トラス１４が形成されている。なお、単体の断熱装置２０を用いて、他の部材同士を連結してもよい。例えば断熱装置２０によって、遮蔽板１３がバスモジュール１２に固定されていてもよい。

次に、断熱装置２０について説明する。図２は、断熱装置２０の長手方向に沿う断面図である。図３は、断熱装置２０の他端側２１を拡大して示す断面図である。図４は、断熱装置２０の一端側２２を拡大して示す断面図である。断熱装置２０は、複数の管３０，４０，５０が径方向Ｒに重ねられた３重管構造を有する。断熱装置２０は、図示しない第１の部材と第２の部材との間を断熱しつつ、第１の部材及び第２の部材を連結する。例えば、長手方向に複数の断熱装置２０が連結される場合には、第１の部材及び第２の部材は、隣接する他の断熱装置２０である。長手方向に他の断熱装置２０を連結しない場合には、第１の部材及び第２の部材として、例えば計測器１１及びバスモジュール１２が挙げられる。

断熱装置２０は、最も外側に配置された第１の管３０と、第１の管３０内に配置された第２の管４０と、第２の管４０内に配置された第３の管５０とを有する。これらの管３０，４０，５０は、同一方向に延在し、長手方向において略同一の長さとなっている。なお、管３０，４０，５０の長さは、互いに異なっていてもよい。例えば、他端側２１において、第１の管３０は、第２の管４０及び第３の管５０よりも長くなっている。

第１の管３０は、長手方向において第１の管３０の大部分を占める第１の管本体３１と、第１の管３０の一端側に形成された一端側固着部３２とを有する。第１の管本体３１は、長手方向において略同一の厚さを有している。一端側固着部３２は、図４に示すように、第１の管本体３１と比較して、厚肉となっている。これにより、一端側固着部３２の強度が増強されて、後述する第１の接続部材６０を取り付けるための強度を確保することができる。一端側固着部３２は、外面側において、厚さが増すように形成されている。一端側固着部３２は、外面側へ厚みが増加していないものでもよい。一端側固着部３２は、内面側へ厚みが増加しているものでもよい。

第１の管本体３１の内径と一端側固着部３２の内径とは、略同一である。一端側固着部３２の内周面には、ねじ部３３が形成されている。なお、一端側固着部３２は、内周面にねじ部３３が形成されていないものでもよい。

また、断熱装置２０は、第１の管３０の他端側２１に連結された他端側連結部３４を備えている。他端側連結部３４は、断熱装置２０の他端側２１に配置されている。他端側連結部３４には、軸線方向Ｌに連結される他の部材（他の断熱装置）との連結を可能にするための構造が形成されている。例えば、ピンなどを挿通するための開口部が形成されている。その他の連結機構を介して、他の部材と連結してもよい。

第２の管４０は、長手方向において第２の管４０の大部分を占める第２の管本体４１と、第２の管４０の一端側に形成された一端側固着部４２と、第２の管４０の他端側に形成された他端側固着部４３とを有する。第２の管本体４１は、長手方向において略同一の厚さを有している。第２の管は、一端側で第１の管３０に固着されている。

一端側固着部４２は、図４に示すように、第２の管本体４１と比較して、厚肉となっている。これにより、一端側固着部４２の強度が増強されて、第１の接続部材６０を取り付けるための強度を確保することができる。一端側固着部４２は、外面側において、厚さが増すように形成されている。これにより、第１の管３０と第２の管４０との間に隙間を形成することができる。

第２の管本体４１の内径と一端側固着部４２の内径とは、略同一である。一端側固着部４２の外周面には、ねじ部４４が形成されている。第２の管４０のねじ部４４は、第１の管３０のねじ部３３に螺合している。一端側固着部４２は、外周面にねじ部４４が形成されていないものでもよい。ねじを用いて接合させるものに限定されず、接着等その他の方法を用いて、第１の管３０及び第２の管４０を接合してもよい。

一端側固着部４２には、径方向の外方に張り出すつば部４２ａが形成されている。つば部４２ａの外径は、例えば、第１の管３０の一端側固着部３２の外径と略同一である。第１の管３０の一端側の端面は、長手方向において、つば部４２ａに当接している。

他端側固着部４３は、図３に示すように、第２の管本体４１と比較して、厚肉となっている。他端側固着部４３は、外面側において、厚さが増すように形成されている。これにより、他端側固着部４３の強度が増強されて、第２の接続部材７０を取り付けるための強度が確保されている。

第２の管本体４１の内径と他端側固着部４３の内径とは、略同一である。他端側固着部４３の内周面には、ねじ部４５が形成されている。なお、他端側固着部４３は、内周面にねじ部４５が形成されていないものでもよい。また、他端側固着部４３の外周面は、一端側固着部４２の外周面よりも径方向の内側に形成され、第１の管３０との間に隙間が形成されている。

第２の管４０は、径方向Ｒにおいて、一端側固着部４２以外では第１の管３０と接触していない。一端側固着部３２，４２を除き、第１の管３０と、第２の管４０との間には、隙間が形成されている。

第３の管５０は、長手方向Ｌにおいて第３の管５０の大部分を占める第３の管本体５１と、第３の管５０の他端側に形成された他端側固着部５２と、第３の管本体５１の一端側に連結された一端側連結部５３とを有する。第３の管本体５１は、長手方向Ｌにおいて略同一の厚さを有している。他端側固着部５２は、図３に示すように、第３の管本体５１と比較して、厚肉となっている。これにより、他端側固着部５２の強度が増強されて、第２の接続部材７０を取り付けるための強度を確保することができる。他端側固着部５２は、外面側において、厚さが増すように形成されている。これにより、第２の管４０と第３の管５０との間に隙間を形成することができる。

第３の管本体５１の内径と他端側固着部５２の内径とは、略同一である。他端側固着部５２の外周面には、ねじ部５４が形成されている。なお、他端側固着部５２の外周面にねじ部５４が形成されていないものでもよい。ねじを用いて接合させるものに限定されず、接着等その他の方法を用いて、第２の管４０及び第３の管５０を接合してもよい。

他端側固着部５２には、径方向Ｒの外方に張り出すつば部５２ａが形成されている。つば部５２ａの外径は、例えば、第２の管４０の他端側固着部４３の外径と略同一である。第２の管４０の他端側の端面は、長手方向において、つば部５２ａに当接している。

一端側連結部５３は、第３の管本体５１内に挿入されて、軸線方向Ｌに連結されている。一端側連結部５３の第３の管本体５１内に挿入された部分において、一端側連結部５３の外周面と、第３の管本体５１の内周面とが接合している。一端側連結部５３と第３の管本体５１の接合は、接着でもよく、螺合でもよい。また、一端側連結部５３が、第３の管本体５１の端面に接合されているものでもよい。

一端側連結部５３は、軸線方向Ｌにおいて第３の管本体５１より外方に延在している。一端側連結部５３の第３の管本体５１外に延在している部分において、径方向Ｒの外方へ張り出すつば部５３ａが形成されている。つば部５３ａは、軸線方向において、第１の管３０及び第２の管４０より、外方に配置されている。

第３の管５０は、径方向Ｒにおいて、他端側固着部５２以外では第２の管４０と接触していない。他端側固着部４３，５２を除き、第２の管４０と、第３の管５０との間には、隙間が形成されている。

また、一端側連結部５３には、軸線方向Ｌに連結される他の部材（他の断熱装置）との連結を可能にするための構造が形成されている。例えば、ピンなどを挿通するための開口部が形成されている。その他の連結機構を介して、他の部材と連結してもよい。

（管の材質）
第１の管３０、第２の管４０、及び第３の管５０の材質は、同一でもよく、異なるものでもよい。管３０，４０，５０の材質としては、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などが挙げられる。管３０，４０，５０の材質は、その他の材質でもよい。また、一端側連結部５３及び他端側連結部３４の材質として、アルミ、チタンなどを使用してもよい。

（接続部材）
断熱装置２０は、第１の温度において第２の管４０及び第３の管５０を接続する第１の接続部材６０と、第１の温度において第１の管３０及び第２の管４０を接続する第２の接続部材７０とを備えている。第１の接続部材６０は、断熱装置２０の一端側２２に配置されている。第２の接続部材７０は、断熱装置２０の他端側２１に配置されている。

第１の温度は、断熱装置２０の運搬時の温度、探査機１０がロケットに搭載されて飛行している時の温度などである。断熱性能が求められていない環境での温度を第１の温度とすることができる。

図５は、第１の接続部材６０を示す平面図である。図５では、第１の接続部材６０を軸線方向から示した図である。第１の接続部材６０は、円環状に形成された円環部６１と、円環部６１から径方向Ｒに張り出す張出部６２とを備えている。張出部６２は、径方向Ｒの内側へ張り出している。

第１の接続部材６０の円環部６１は、図４に示すように、例えば、第２の管４０のつば部４２ａに対応する大きさに形成されている。円環部６１は、つば部４２ａに固定されている。円環部６１は、ボルトによって固定されていてもよく、接着により固定されていてもよく、その他の方法によって、つば部４２ａに固定されていてもよい。第１の接続部材６０は、つば部４２ａを介して、第１の管３０の一端側に固定されている。

張出部６２は、周方向において複数形成されている。第１の接続部材６０は、例えば６個の張出部６２を有する。張出部６２は、径方向において、互いに対向するように配置されている。張出部６２は、周方向に等間隔に配置されている。張出部６２は、周方向に等間隔に配置されていないものでもよい。複数の張出部６２が互いに対向して配置されていない構成でもよい。

張出部６２は、第１の温度において、第３の管５０に当接している。張出部６２は、具体的には、一端側連結部５３の外周面に当接している。

第１の接続部材６０は、管３０，４０，５０よりも熱膨張率が大きい材質が用いられている。第１の接続部材６０は、温度変化量に対する体積変化量が、管３０，４０，５０よりも大きい。第１の接続部材６０は、第１の温度において、一端側で第２の管４０と第３の管５０とを接続している。第１の温度よりも低い第２の温度において、第２の管４０と第３の管５０とは、第１の接続部材６０を介して接続されない。第２の温度は、断熱性能が要求されている環境での温度である。第２の温度は、例えば宇宙における温度である。第１の接続部材６０は、管３０，４０，５０と比較して熱膨張率が大きく、第２の温度において、管３０，４０，５０よりも収縮する。第２の温度において、第１の接続部材６０は、第３の管５０との間に隙間を形成する。

図３に示すように、第２の接続部材７０は、円環状に形成された円環部７１と、円環部７１から径方向Ｒに張り出す張出部７２とを備えている。張出部７２は、径方向Ｒの外側へ張り出している。

第２の接続部材７０の円環部７１は、例えば、第３の管５０のつば部５２ａに対応する大きさに形成されている。円環部７１は、つば部５２ａに固定されている。円環部７１は、ボルトによって固定されていてもよく、接着により固定されていてもよく、その他の方法によって、つば部５２ａに固定されていてもよい。第２の接続部材７０は、つば部５２ａを介して、第２の管４０の他端側に固定されている。

張出部７２は、周方向において複数形成されている。第２の接続部材７０は、例えば６個の張出部７２を有する。張出部７２は、径方向において、互いに対向するように配置されている。張出部７２は、周方向に等間隔に配置されている。張出部７２は、周方向に等間隔に配置されていないものでもよい。複数の張出部７２が互いに対向して配置されていない構成でもよい。

張出部７２は、第１の温度において、第１の管３０に当接している。張出部７２は、具体的には、第１の管３０の他端側の内周面に当接している。

第２の接続部材７０は、管３０，４０，５０よりも熱膨張率が大きい材質が用いられている。第２の接続部材７０は、温度変化量に対する体積変化量が、管３０，４０，５０よりも大きい。第２の接続部材７０は、第１の温度において、他端側で第１の管３０と第３の管５０とを接続している。第１の温度よりも低い第２の温度において、第１の管３０と第３の管５０とは、第２の接続部材７０を介して接続されない。第２の接続部材７０は、管３０，４０，５０と比較して熱膨張率が大きく、第２の温度において、管３０，４０，５０よりも収縮する。第２の温度において、第２の接続部材７０は、第１の管３０との間に隙間を形成する。

第１の接続部材６０及び第２の接続部材７０の材質としては、例えば、ナイロン樹脂、テフロン（登録商標）を使用することができる。第１の接続部材６０及び第２の接続部材７０の材質は、管３０，４０，５０よりも熱膨張率が高い材質であればよい。

このように構成された断熱装置２０は、第１の温度において、第１の接続部材６０が、一端側２２で第２の管４０と第３の管５０とを接続し、他端側２１でつば部５２ａを介して第１の管３０と第２の管４０とを接続している。第１の接続部材６０は、第１の温度において、第２の管４０に対して第３の管５０の一端側２２の位置を拘束している。第２の接続部材７０は、第１の温度において、第２の管４０に対して第１の管３０の他端側２１の位置を拘束している。第１の接続部材６０及び第２の接続部材７０は、管３０，４０，５０の端部の位置を一体として、互いの位置を拘束している。これにより、３重管の曲げ剛性が向上されるので、打ち上げ時の荷重に耐えることができる。打ち上げ時の振動によって、管３０，４０，５０が衝突して、破損することが防止される。

そして、探査機１０が宇宙に到達後、第２の温度になると、第１の接続部材６０及び第２の接続部材７０が冷却されて、熱膨張率の差により管３０，４０，５０よりも収縮する。第１の接続部材６０は、第２の温度において、第３の管６０と接続していない状態となる。第２の接続部材７０は、第２の温度において、第１の管３０と接続していない状態となる。宇宙において、衝撃が作用する可能が低いことから、互いの管３０，４０，５０が衝突するおそれがない。

断熱装置２０は、例えば、一端側連結部５３が低温側に連結され、他端側連結部３４が高温側に連結されている。第２の温度において、他端側連結部３４は、第１の管本体３１、第１の管３０の一端側固着部３２、第２の管４０の一端側固着部４２、第２の管本体４１、第２の管４０の他端側固着部４３、第３の管５０の他端側固着部５２、第３の管本体５１、を介して、一端側連結部５３に接続された状態となる。断熱装置２０では、第２の温度において、伝熱距離が確保されるため、好適に断熱される。

探査機１０では、宇宙（第２の温度）において、断熱装置２０が連結された支持トラス１４によって断熱されるため、バスモジュール１２からの熱が、計測器１１に伝達されることが抑制される。計測器１１の温度上昇が抑制されることになる。

例えば、従前のように接続部材を用いない場合、曲げ荷重等に管自体が耐えなければならず、管を厚くして強度を向上させる必要がある。本実施形態の断熱装置２０によれば、接続部材６０，７０を備え、曲げ荷重等を接続部材６０，７０で受けることができるので、管を薄くすることができる。このように管を薄くすることで、伝熱を抑制し断熱効果を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、図６及び図７を参照して、第２実施形態に係る断熱装置２０Ｂについて説明する。図６は、断熱装置２０Ｂの他端側２１を示す断面図である。図７は、断熱装置２０Ｂの一端側２２を示す断面図である。第２実施形態の断熱装置２０が、第１実施形態の断熱装置２０Ｂと違う点は、第１の接続部材６０及び第２の接続部材７０に代えて、第１の接続部材６０Ｂ及び第２の接続部材７０Ｂを備えている点である。

第１の接続部材６０Ｂは、図７に示すように、円盤状に形成されている。第１の接続部材６０Ｂの中央部には、第１の接続部材６０Ｂを固定するための開口が形成されている。第１の接続部材６０Ｂは、第３の管５０の一端側連結部５３に固定されている。第１の接続部材６０Ｂは、第３の管５０の外周面よりも外側に張り出すように配置されている。第１の温度において、第１の接続部材６０Ｂは、第２の管４０の内周面に接している。これにより、第１の接続部材６０Ｂによって、第２の管４０と第３の管５０とが一端側で、接続されている。第１の接続部材６０Ｂは、全周において、第２の管４０と接触している。第１の接続部材６０Ｂが、第２の管４０に対して、周方向において、部分的に接触するものでもよい。

第１の接続部材６０Ｂは、第２の温度において、管３０，４０，５０よりも収縮する。これにより、第１の接続部材６０Ｂは、第２の管４０との間に隙間が形成されて第２の管４０と接触していない状態となる。

第２の接続部材７０Ｂは、図６に示すように、第３の管５０内に挿入可能な筒体７１Ｂと、筒体７１Ｂから径方向の外側に張り出すつば部７２Ｂとを備えている。第２の接続部材７０Ｂは、第３の管５０及び第２の管４０の他端側２１に固定されている。例えば、筒体７１Ｂの外周面が、第３の管５０の他端側固着部５２の内周面に接着されている。第２の接続部材７０Ｂのつば部７２Ｂは、第２の管４０の他端側固着部４３の外周面よりも外周に張り出している。第１の温度において、第２の接続部材７０Ｂは、第１の管３０の内周面に接している。これにより、第２の接続部材７０Ｂによって、第１の管３０と第２の管４０及び第３の管５０とが他端側で、接続されている。第２の接続部材７０Ｂは、全周において、第１の管４０と接触している。第２の接続部材７０Ｂが、第１の管３０に対して、周方向において、部分的に接触するものでもよい。

このように構成された第２実施形態に係る断熱装置２０Ｂは、第１実施形態の断熱装置２０と同様の作用効果を奏する。第１の温度において、第１の接続部材６０Ｂ及び第２の接続部材７０Ｂが、３重管３０，４０，５０の両端部の相対的な位置を拘束するため、振れ止めとして機能する。これにより、断熱装置２０の曲げ剛性を向上させることができる。

また、第２の温度において、第１の接続部材６０Ｂ及び第２の接続部材７０Ｂによる接続が解消されるため、伝熱距離を確保して断熱性能を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、宇宙空間に滞在可能な探査機１０へ、断熱装置２０を適用した場合について説明しているが、断熱装置２０はその他の装置について適用することができる。断熱装置２０は、例えば人工衛星、ロケット、車両などに適用してもよく、超電導磁石などの極低温装置に適用してもよい。接続部材６０，７０は、輸送時（第１の温度）において管３０，４０，５０の振れ止めとして機能し、使用時（第２の温度）において、接続が緩和されて、断熱装置２０の断熱性を向上させる。

上記実施形態では、接続部材６０，７０が第２の温度において、接続していない状態となることで、接続が緩和されているが、第２の温度において、第１の温度と比較して伝熱面積を減少させることで、接続を緩和して、断熱性能を向上させてもよい。第２の温度において、多少接続されていてもよい。

上記実施形態では、３重管の両端部に、第１の接続部材６０及び第２の接続部材７０が配置されているが、片方の端部のみに、接続部材６０，７０が配置されている構成でもよい。また、接続部材６０，７０が管端部に配置されているもの限定されず、長手方向に中央付近に配置されて、円環状の接続部材が、径方向の隙間（例えば第１の管の内周面と第２の管の外周面との間）に配置されている断熱装置でもよい。接続部材は、第１の温度において、径方向に隣接する管に挟まれているだけで、何れかの管に固定されていない構成でもよい。

また、接続部材は、円環部を備えるものに限定されず、例えば、径方向に延在する棒状部を備えた接続部材でもよい。接続部材は、複数の部材によって構成されていてもよい。図８に示すように、円環部６１と、張出部６２とが別部材によって形成されていてもよい。この場合、張出部６２のみが、管３０，４０，５０と比較して熱膨張率が大きい材質で構成されていてもよく、円環部６１のみが、熱膨張率が大きい材質で構成されていてもよい。

また、管３０，４０，５０は、長手方向に複数に分割されているものでもよい。断熱装置は、径方向に管が４重、５重に配置されているものでもよい。

１０…探査機、２０，２０Ｂ…断熱装置、２１…断熱装置の他端側、２２…断熱装置の一端側、３０…第１の管、４０…第２の管、５０…第３の管、６０…第１の接続部材、６１…円環部、７０…第２の接続部材、７１…円環部。

Claims (8)

1. 宇宙空間に滞在可能な機体に搭載可能であり、第１の部材と第２の部材との間を断熱しつつ、前記第１の部材及び前記第２の部材を連結可能な断熱装置であって、
   一方向に延在する第１の管と、
   前記第１の管内に配置され前記一方向に延在し、一端側で前記第１の管に固着された第２の管と、
   前記第２の管内に配置され前記一方向に延在し、他端側で前記第２の管に固着された第３の管と、
   第１の温度において、前記第２の管と前記第１の管又は前記第３の管とを接続し、第１の温度より低い第２の温度において、前記接続を緩和する接続部材と、
   を備える断熱装置。
2. 前記接続部材は、前記第１の温度において前記第２の管と前記第３の管とを接続する第１の接続部材を有する請求項１に記載の断熱装置。
3. 前記第１の接続部材は、前記一端側で、前記第２の管又は前記第１の管の少なくとも一方に固定されている請求項２に記載の断熱装置。
4. 前記接続部材は、前記第１の温度において前記第２の管と前記第１の管とを接続する第２の接続部材を有する請求項１〜３の何れか一項に記載の断熱装置。
5. 前記第２の接続部材は、前記他端側で、前記第２の管又は前記第３の管の少なくとも一方に固定されている請求項４に記載の断熱装置。
6. 前記接続部材は、円環状に形成された円環部を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の断熱装置。
7. 前記接続部材は、周方向に所定の間隔で配置され、径方向に張り出し前記第１の温度において接続相手の前記第１の管、前記第２の管、又は前記第３の管に接触する請求項１〜６の何れか一項に記載の断熱装置。
8. 第１の部材と第２の部材との間を断熱しつつ、前記第１の部材及び前記第２の部材を連結する断熱装置であって、
   一方向に延在する第１の管と、
   前記第１の管内に配置され前記一方向に延在し、一端側で前記第１の管に固着された第２の管と、
   前記第２の管内に配置され前記一方向に延在し、他端側で前記第２の管に固着された第３の管と、
   第１の温度において、前記第２の管と前記第１の管又は前記第３の管とを接続し、第１の温度より低い第２の温度において、前記接続を緩和する接続部材と
   を備える断熱装置。
   
   

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