JP2014184875A

JP2014184875A - 多層断熱材

Info

Publication number: JP2014184875A
Application number: JP2013061694A
Authority: JP
Inventors: Yuki Mase; 勇樹間瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2014-10-02

Abstract

【課題】人工衛星等の外表面に実装する多層断熱材において、層間における良好な電気的導通が確保でき、また、熱制御対象に容易に脱着可能な多層断熱材を提供する。
【解決手段】表裏に導通を有するフィルムを多層断熱材の最外層フィルム１及び内層フィルム２として適用する。積層させた最外層フィルム１及び内層フィルム２を導電性ファスナ４で圧着することで多層断熱材の各層に安定した導通を確保する。熱制御対象への多層断熱材の取付けに導電性ファスナを用いることで、熱制御対象への機械的なファスナ機能に接地の機能を付加するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、人工衛星や宇宙往還機などの宇宙航行体の外表面に実装する熱制御材である多層断熱材に関するものである。

宇宙空間における人工衛星の熱制御では、多層断熱材（以下、ＭＬＩ（ＭｕｌｔｉＬａｙｅｒＩｎｓｕｌａｔｉｏｎ）ともいう。）を用いることで外部熱環境と断熱を行っている。宇宙空間に暴露しているＭＬＩは放射線により帯電しやすい。ＭＬＩと周囲もしくはＭＬＩの層間の電位差が大きくなると放電が発生して、搭載機器の故障や搭載機器へのノイズ等の原因になる可能性がある。したがって、ＭＬＩは層間の電気的導通の確保と人工衛星への接地を行う必要がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−３７２９４号公報特開平２−８０２３０号公報特開平８−８５４９８号公報

従来、ＭＬＩを構成する層間の導通の確保する方法として、蛇腹状に折った導電性のグランドタブをＭＬＩ層間に挿入して各層の表裏に導電性接着剤で接着する方法や、各層にグランドタブが接触できるようにＭＬＩの一部を階段状に切断してグランドタブを導電性接着剤で接着する方法がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、これらの方法ではＭＬＩの層数が増えるに連れて作業に手間が必要となることや、導電性接着剤の塗布状況による不安定な導通が問題となる。
その他にも、ＭＬＩの端部を折り曲げて各層の端部を階段状にずらした状態にし、階段状の部分を含む両面側からＭＬＩの端部を導電体で挟着する方法があるが、この方法はＭＬＩ端部をうまく階段状にずらして折り曲げるために高い技量が必要となる（例えば、特許文献３参照）。

一方、従来のＭＬＩの熱制御対象への接地方法として、グランドタブを熱制御対象に導電性接着剤等で接着させる方法がある。しかし、この方法は、ＭＬＩを熱制御対象に取付ける際にグランドタブの接着作業が必要であり、ＭＬＩを取外す際はグランドタブの取外し作業が必要になる。熱制御対象に対してＭＬＩの枚数が多くなるにつれて、上記の作業は増加するという課題があった。

本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、ＭＬＩの層間において安定した電気的導通を容易に確保でき、また、ＭＬＩを熱制御対象へ容易に接地することが可能な多層断熱材を提供することを目的とする。

この発明に係る多層断熱材は、宇宙航行体に実装される多層断熱材であって、宇宙空間に接する最も外側の層にあたる最外層フィルムと、前記最外層フィルムより内側にある内層フィルムと、前記最外層フィルムと前記内層フィルムの間および隣り合う前記内層フィルムの間に挿入される断熱用のスペーサと、導電性を有する導電性ファスナからなり、前記最外層フィルムと内層フィルムはそれぞれ、フィルム表面側とフィルム裏面側とで導通を有するフィルムであり、前記スペーサはシートの端部が切断されており、前記切断された箇所において、前記最外層フィルムと前記内層フィルムとが前記導電性ファスナにより圧着固定される。

本発明に係る多層断熱材によれば、多層断熱材の各層を重ねて圧着結合することで多層断熱材の各層の安定した導通確保が可能となる。また、宇宙航行体の構体等である熱制御対象への接地は、多層断熱材を熱制御対象に取付ける機械的ファスナと兼ねることで、容易に多層断熱材を熱制御対象へ接地することができる。

本発明の実施の形態１に係るＭＬＩの層間の導通確保及び熱制御対象への接地を説明する図である。本発明の実施の形態１に係るＭＬＩの内層フィルムの構成を説明する図である。本発明の実施の形態１に係るＭＬＩの内層フィルムの他の構成を説明する断面図である。本発明の実施の形態１に係るＭＬＩの最外層のフィルムの構成を説明するである。本発明の実施の形態１に係るＭＬＩの最外層のフィルムの他の構成を説明する断面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る多層断熱材について説明する。図１は本実施の形態に係るＭＬＩの積層構成図であり、ＭＬＩにおける層間の導通確保及び熱制御対象への接地を説明する図である。
ＭＬＩ２０は、ＭＬＩ２０の最も外側の層にあたる最外層フィルム１と、内側の内層フィルム２と、最外層フィルム１と内層フィルム２の間、および隣り合う内層フィルム２同士の間に挿入される断熱用のスペーサ３と、導電性ファスナ４から構成される。

ここで最外層フィルム１は、最外層フィルム１の表面と裏面とで導通のあるフィルムを適用する。例えば、後述の図５のように導電性フィルムを用い、導電性フィルムの裏面に導電性金属を蒸着することにより作製できる。または、最外層フィルム１の面内数箇所に穴をあけ、穴の側面をアルミ蒸着層で覆うことにより、最外層フィルム１の表面と裏面とで導通をとるようにする。
同様に、内層フィルム２についても、内層フィルム２の表面と裏面とで導通のあるフィルムを適用する。

断熱用のスペーサ３には、例えばポリエステルのようなネット状のものを用い、その端部を切断して、ＭＬＩの一部にスペーサ３が挿入されていない部分を設ける。
スペーサ３の挿入されていない部分、すなわち積層した最外層フィルム１や内層フィルムの端部において、導電性を有する導電性ファスナ４でＭＬＩ各層を圧着させることで、最外層フィルム１の表面と導電性ファスナ４、最外層フィルム１の裏面と最外層フィルム側の内層フィルム２の表面、内層フィルム２間の表裏、最も内側の最内層フィルム２ｂの裏面と導電性ファスナ４に電気的な導通が得られる。

導電性ファスナ４は、機械的に固定可能なファスナであり、例えばアルミ製のボタンや導電性樹脂を材料としたボタンであり、積層したＭＬＩ各層を両最外層から圧着した状態で機械的に固定ができる。機械的に固定するボタンの柱部分の厚みはＭＬＩ各層の厚みに基づき設計することができる。
なお、積層したＭＬＩ各層の導通は、導電性ファスナのかしめ、もしくはねじによる締め付けにより、各層のフィルムの接触部分に与える垂直抗力により、安定した導通状態が確保される。

一方、衛星の筐体などである熱制御対象６には、予め導電性ファスナ５を電気的及び機械的に固定しておく。図１に示すように、導電性ファスナ５は導電性ファスナ４と凹凸の関係にあって、導電性ファスナ４の凸部分を導電性ファスナ５の凹部分に嵌め合わせることで導電性ファスナ５と導電性ファスナ４が一体に固定可能な構造となっている。

先に説明した、導電性ファスナ４を用いてＭＬＩ各層を圧着して作製したＭＬＩ２０の導電性ファスナ４を、衛星筐体などの熱制御対象６に予め接続した導電性ファスナ５に取付けることで、ＭＬＩ２０を熱制御対象６に電気的及び機械的に取付け可能となる。

ここで、図２は内層フィルム２の構成を示す断面図である。また、図３は内層フィルム２の他の構成を示す断面図である。
図２において、内層フィルム２は、絶縁性フィルム７aに通気用穴１０を設けた状態で導電性金属８を蒸着することにより作製する。これにより通気用穴１０の部分において表裏の導通パスを確保することが可能である。
また、内層フィルム２は、図３のように導電性フィルム７ｂを用い、導電性フィルムの両面に導電性金属８を蒸着することにより作製することができる。
なお、フィルムの端部で固定のための導電性ファスナ４を通す箇所には予め穴を開けておいてもよい。

図４は最外層フィルム１の構成を示す断面図である。また、図５は最外層フィルム１の他の構成を示す断面図である。
図４において、最外層フィルム１は、絶縁性フィルム７aに通気用穴１１を設けた状態で導電性金属８を蒸着する。更に導電性コーティング９を行うことによって通気用穴部分に表裏の導通パスを確保した絶縁性フィルム７aである。
また、最外層フィルム１は、図５のように導電性フィルム７ｂを用い、導電性フィルムの裏面に導電性金属を蒸着することにより作製できる。
なお、フィルムの端部で固定のための導電性ファスナ４を通す箇所には予め穴を開けておいてもよい。

このようにこの発明に係る多層断熱材では、多層断熱材ＭＬＩの最も外側の層にあたる最外層フィルム１と内側の内層フィルム２に、表面と裏面とで導通のあるフィルムを用いる。最外層フィルム１と内側の内層フィルム２の間、および、内層フィルム２の間には断熱用のスペーサ３を挿入しておく。スペーサ３の端部であって、導電性ファスナ４が貫通する箇所は予め切り落としておく。
導電性ファスナ４でＭＬＩ各層を圧着させることで、最外層フィルム１の表面と導電性ファスナ４、最外層フィルム１の裏面と最外層フィルム側の内層フィルム２の表面、内層フィルム２間の表裏、最も内側の最内層フィルム２ｂの裏面と導電性ファスナ４に電気的な導通が得られる。
この導電性ファスナ４は、アルミ製のボタンや導電性樹脂を材料としたボタンであり、積層したＭＬＩ各層を機械的に固定することができるものである。
一方、衛星筐体である熱制御対象６には予め導電性ファスナ５を電気的及び機械的に固定しておく。そして予め導電性ファスナ４を用いて作製したＭＬＩの導電性ファスナ４を熱制御対象６側の導電性ファスナ５に機械的に固定するようにした。

これにより、ＭＬＩ各層の安定した導通の確保が可能となる。また、熱制御対象への接地は、ＭＬＩを熱制御対象に取付ける機械的ファスナ（導電性ファスナ４と導電性ファスナ５）で行うことで、ＭＬＩを熱制御対象に容易に接地することができる。

１最外層フィルム、２内層フィルム、２ｂ最内層フィルム、３スペーサ、４導電性ファスナ（ＭＬＩ側）、５導電性ファスナ（熱制御対象側）、６熱制御対象、７a 絶縁性フィルム、７ｂ導電性フィルム、８導電性金属蒸着層、９導電性コーティング、１０、１１通気用穴、２０ＭＬＩ。

Claims

宇宙航行体に実装される多層断熱材であって、
宇宙空間に接する最も外側の層にあたる最外層フィルムと、前記最外層フィルムより内側にある内層フィルムと、前記最外層フィルムと前記内層フィルムの間および隣り合う前記内層フィルムの間に挿入される断熱用のスペーサと、導電性を有する導電性ファスナからなり、
前記最外層フィルムと内層フィルムはそれぞれ、フィルム表面側とフィルム裏面側とで導通を有するフィルムであり、前記スペーサはシートの端部が切断されており、前記切断された箇所において、前記最外層フィルムと前記内層フィルムとが前記導電性ファスナにより圧着固定されることを特徴とする多層断熱材。
前記導電性ファスナの熱制御対象への取り付け部の形状と、熱制御対象に固定された導電性ファスナの形状とはお互いに嵌め合わせが可能な形状であり、前記多層断熱材の前記導電性ファスナは前記熱制御対象の導電性ファスナと脱着可能であることを特徴とする請求項１記載の多層断熱材。
前記導電性ファスナの熱制御対象への取り付け部の形状と、熱制御対象に固定された導電性ファスナの形状は、一方が凹であり他方が凸の関係にあることを特徴とする請求項２記載の多層断熱材。
前記導電性ファスナは、アルミ製ボタンあるいは導電性樹脂ボタンであることを特徴とする請求項３記載の多層断熱材。