JP2702444B2 - 展開構造物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙または地上におけ
る展開構造物に関し、特に、精度を要求される大規模構
造物（アンテナ、レーダ等）に関する。
る展開構造物に関し、特に、精度を要求される大規模構
造物（アンテナ、レーダ等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星や宇宙機、有人宇宙機等の宇宙
機本体、あるいは宇宙用アンテナ、ソーラーセール等の
宇宙利用分野において大型化、高精度化、低コスト化、
信頼度向上等に対する要求は大きい。
機本体、あるいは宇宙用アンテナ、ソーラーセール等の
宇宙利用分野において大型化、高精度化、低コスト化、
信頼度向上等に対する要求は大きい。
【０００３】特に、機構規模が大きく、かつ高精度が要
求されるミッションでは、大規模で高精度の構造物を宇
宙で展開するために、多くの展開機構、関節装置、調整
機構が実装され、信頼性の確保と相反する傾向を持ち、
展開に関する軌道上での不具合は宇宙利用におけるミッ
ションにとって致命的な不具合になる例もある。また、
これらの機構的展開構造物はミッション特に構造規模や
精度要求が拡大していくとともに機構の数、複雑性、ク
リアランスは厳しくなるため、設計や製作のためのコス
トは増大し、かつ展開信頼性を地上で保証する試験や解
析のためのコストや時間は飛躍的に増大する傾向にあ
る。
求されるミッションでは、大規模で高精度の構造物を宇
宙で展開するために、多くの展開機構、関節装置、調整
機構が実装され、信頼性の確保と相反する傾向を持ち、
展開に関する軌道上での不具合は宇宙利用におけるミッ
ションにとって致命的な不具合になる例もある。また、
これらの機構的展開構造物はミッション特に構造規模や
精度要求が拡大していくとともに機構の数、複雑性、ク
リアランスは厳しくなるため、設計や製作のためのコス
トは増大し、かつ展開信頼性を地上で保証する試験や解
析のためのコストや時間は飛躍的に増大する傾向にあ
る。
【０００４】さて、従来の展開構造物としては、第１
に、１枚の膜面を風船のように膨張させて例えば宇宙用
アンテナとして使用する「単純インフレータブル構造」
が知られている（特開平２−２８８７０４号、第６図お
よび第７図参照）。この構造においては、人工衛星の打
ち上げ時は一枚の膜面を折り畳んでおき、軌道上でガス
を膜面内側に放出させ、宇宙空間真空に対するわずかな
内圧によって風船のように膜面を膨張させ、太陽熱ある
いは紫外線によって硬化させるもので、衛星への収納性
は良い。
に、１枚の膜面を風船のように膨張させて例えば宇宙用
アンテナとして使用する「単純インフレータブル構造」
が知られている（特開平２−２８８７０４号、第６図お
よび第７図参照）。この構造においては、人工衛星の打
ち上げ時は一枚の膜面を折り畳んでおき、軌道上でガス
を膜面内側に放出させ、宇宙空間真空に対するわずかな
内圧によって風船のように膜面を膨張させ、太陽熱ある
いは紫外線によって硬化させるもので、衛星への収納性
は良い。
【０００５】第２に、硬化後の精度を上げるため膜面を
分割し、トラス構造の枠に小さく分割したインフレータ
ブル膜面を実装する「モジュラー型インフレータブル構
造」がある（特開平２−２８８７０４号、第４図および
第５図参照）。
分割し、トラス構造の枠に小さく分割したインフレータ
ブル膜面を実装する「モジュラー型インフレータブル構
造」がある（特開平２−２８８７０４号、第４図および
第５図参照）。
【０００６】第３に、内圧をかけないで、膜面をメッシ
ュまたは多数のワイヤで引っ張ることにより膜面の構造
精度を出し、全体を展開トラスで支持する「メッシュ＋
展開トラス構造」が知られている。
ュまたは多数のワイヤで引っ張ることにより膜面の構造
精度を出し、全体を展開トラスで支持する「メッシュ＋
展開トラス構造」が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の「単純イン
フレータブル構造」によれば、衛星への収納性は良いも
のの、硬化後の構造精度は内圧に左右されるため、構造
精度がでにくいという問題がある。
フレータブル構造」によれば、衛星への収納性は良いも
のの、硬化後の構造精度は内圧に左右されるため、構造
精度がでにくいという問題がある。
【０００８】第２の「モジュラー型インフレータブル構
造」においては、展開トラスを用いているため硬化後の
構造精度は向上するものの、重量は重くなり、構造も複
雑になるという問題がある。
造」においては、展開トラスを用いているため硬化後の
構造精度は向上するものの、重量は重くなり、構造も複
雑になるという問題がある。
【０００９】第３の「メッシュ＋展開トラス構造」は、
膜面に内圧を加える必要はないが、内圧のない膜面は曲
面を形成するときに面の直交する曲率が正負になり滑ら
かな曲面を形成できないため（いわゆる鞍型変形）、滑
らかな曲面を作るために多くの調整用ワイヤおよび展開
トラスが必要になり、部材点数が多くなり、重量も重く
なる。その結果、調整箇所が多く、地上での検証が難し
く、展開の信頼性も低下し、また製造コストも増大す
る。
膜面に内圧を加える必要はないが、内圧のない膜面は曲
面を形成するときに面の直交する曲率が正負になり滑ら
かな曲面を形成できないため（いわゆる鞍型変形）、滑
らかな曲面を作るために多くの調整用ワイヤおよび展開
トラスが必要になり、部材点数が多くなり、重量も重く
なる。その結果、調整箇所が多く、地上での検証が難し
く、展開の信頼性も低下し、また製造コストも増大す
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、熱硬化性または紫外線硬化性の
樹脂、複合材により閉鎖膜面を形成し、この閉鎖膜面を
不活性ガス等で膨張させ、太陽熱または紫外線で硬化で
きるようにするとともに、ケーブルネットワークを閉鎖
膜面内に設けて、ケーブルネットワークによって硬化後
の閉鎖膜面上に剛節点を複数設けるようにした。
め、本発明においては、熱硬化性または紫外線硬化性の
樹脂、複合材により閉鎖膜面を形成し、この閉鎖膜面を
不活性ガス等で膨張させ、太陽熱または紫外線で硬化で
きるようにするとともに、ケーブルネットワークを閉鎖
膜面内に設けて、ケーブルネットワークによって硬化後
の閉鎖膜面上に剛節点を複数設けるようにした。
【００１１】
【作用】熱硬化性または紫外線硬化性の樹脂、複合材に
よって構成される閉鎖膜面を不活性ガス等で膨張させ、
太陽熱または紫外線で硬化させる。ケーブルネットワー
クは閉鎖膜面に配置され、膜面硬化後はハードポイント
（剛節点）を提供する。これにより、内圧の変化があっ
ても膜面の位置は変化せず、高精度の膜面を形成する。
また膜面は硬化後それ自身の剛性および緊張状態のケー
ブルネットワークによって剛性を有するため、ガスの内
圧がなくなっても、構造上の安定性は保たれる。
よって構成される閉鎖膜面を不活性ガス等で膨張させ、
太陽熱または紫外線で硬化させる。ケーブルネットワー
クは閉鎖膜面に配置され、膜面硬化後はハードポイント
（剛節点）を提供する。これにより、内圧の変化があっ
ても膜面の位置は変化せず、高精度の膜面を形成する。
また膜面は硬化後それ自身の剛性および緊張状態のケー
ブルネットワークによって剛性を有するため、ガスの内
圧がなくなっても、構造上の安定性は保たれる。
【００１２】
【実施例】以下本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明による展開構造物の一実施例を示す図
であり、（Ａ）はケーブルネットワークを一部示した側
面図、（Ｂ）はインフレータブル膜を外して示した平面
図である。
る。図１は本発明による展開構造物の一実施例を示す図
であり、（Ａ）はケーブルネットワークを一部示した側
面図、（Ｂ）はインフレータブル膜を外して示した平面
図である。
【００１３】図１において、１ａ，１ｂは熱あるいは光
／紫外線硬化型インフレータブル膜であって、１ａは鏡
面用、１ｂはレドーム用、２はケーブルネットワーク、
３はフープ構造（外輪）、４は個々のケーブルの長さを
調整する調整機構、５は個々のケーブルをインフレータ
ブル膜１ａに固定する固定具である。
／紫外線硬化型インフレータブル膜であって、１ａは鏡
面用、１ｂはレドーム用、２はケーブルネットワーク、
３はフープ構造（外輪）、４は個々のケーブルの長さを
調整する調整機構、５は個々のケーブルをインフレータ
ブル膜１ａに固定する固定具である。
【００１４】インフレータブル膜１ａは、たとえば、外
側をカプトンフィルム（保護層）、中間層に複合材、鏡
面に金属層が形成されている。インフレータブル膜１ｂ
も、金属層がないだけで他はインフレータブル膜１ａと
同じである。
側をカプトンフィルム（保護層）、中間層に複合材、鏡
面に金属層が形成されている。インフレータブル膜１ｂ
も、金属層がないだけで他はインフレータブル膜１ａと
同じである。
【００１５】ケーブルネットワーク２は、複数のケーブ
ル２１を結節して成り、その結節点２２が、固定具５に
よって膜１ａに固着される。ケーブルネットワーク２の
終端のケーブルはフープ構造３に固定されている。ま
た、調整機構４は、図５に示すように、外周にねじが形
成されたボルト４１と、ボルト４１の中心に固定された
ナット４２と、ボルト４１の外周のねじ部に螺合する外
筒４３，４３とによって構成されている。ボルト４１の
両端にはケーブル２１が接続され、ナット４２を回転す
ることによりケーブルの長さを調整することができる。
ケーブルネットワーク２や調整機構４の材料としては、
熱歪が少なく、電磁波透過性のある材質、たとえばアラ
ミド繊維、クォーツワイヤ等を用いることができる。
ル２１を結節して成り、その結節点２２が、固定具５に
よって膜１ａに固着される。ケーブルネットワーク２の
終端のケーブルはフープ構造３に固定されている。ま
た、調整機構４は、図５に示すように、外周にねじが形
成されたボルト４１と、ボルト４１の中心に固定された
ナット４２と、ボルト４１の外周のねじ部に螺合する外
筒４３，４３とによって構成されている。ボルト４１の
両端にはケーブル２１が接続され、ナット４２を回転す
ることによりケーブルの長さを調整することができる。
ケーブルネットワーク２や調整機構４の材料としては、
熱歪が少なく、電磁波透過性のある材質、たとえばアラ
ミド繊維、クォーツワイヤ等を用いることができる。
【００１６】フープ構造３は、宇宙用のアンテナとして
は使用する場合、図１（Ｂ）のように関節３１において
折り畳み可能な関節構造にする。
は使用する場合、図１（Ｂ）のように関節３１において
折り畳み可能な関節構造にする。
【００１７】ケーブルネットワーク２は、静定トラスを
形成しており、ケーブル２１の本数をＮm、結節点２２
の点数をＮg、境界固定自由度数をＮcとすると、 Ｎm ＋ Ｎc ＝ ３Ｎg を満たす静定構造であり、テーブルと膜との固定点（固
定具５の位置）を３次元座標上の希望する位置に配置す
るためには、テーブルと膜との固定点を３次元測定機で
測定し、以下の（１）式により一意的にケーブルの調整
量［ΔＬ］Nm*1を求めることができる。なお添
字「Nm*1」は、［ΔＬ］がNm×1行列であることを示す
（以下の式においても同様である）。 ［ΔＬ］Nm*1＝［Ｍ］Nm*Nm［ｄＸ］(3Ng-Nc)*1 （１） ここで、 ［ΔＬ］Nm*1＝［ΔＬ1 ΔＬ2 …ΔＬNm］T ［ｄＸ］(3Ng-Nc)*1＝［ｄＸ1 ｄＹ1 ｄＺ1…］T である。［ｄＸ］(3Ng-Nc)*1は固定点の目標位置を表わ
す。また、［Ｍ］Nm*Nmはケーブルの長さと３次元座標
で決る既知の行列（定数行列）である。
形成しており、ケーブル２１の本数をＮm、結節点２２
の点数をＮg、境界固定自由度数をＮcとすると、 Ｎm ＋ Ｎc ＝ ３Ｎg を満たす静定構造であり、テーブルと膜との固定点（固
定具５の位置）を３次元座標上の希望する位置に配置す
るためには、テーブルと膜との固定点を３次元測定機で
測定し、以下の（１）式により一意的にケーブルの調整
量［ΔＬ］Nm*1を求めることができる。なお添
字「Nm*1」は、［ΔＬ］がNm×1行列であることを示す
（以下の式においても同様である）。 ［ΔＬ］Nm*1＝［Ｍ］Nm*Nm［ｄＸ］(3Ng-Nc)*1 （１） ここで、 ［ΔＬ］Nm*1＝［ΔＬ1 ΔＬ2 …ΔＬNm］T ［ｄＸ］(3Ng-Nc)*1＝［ｄＸ1 ｄＹ1 ｄＺ1…］T である。［ｄＸ］(3Ng-Nc)*1は固定点の目標位置を表わ
す。また、［Ｍ］Nm*Nmはケーブルの長さと３次元座標
で決る既知の行列（定数行列）である。
【００１８】以上のようにケーブルの調整量を求め、地
上でインフレータブル膜を内圧を加えて膨張させ、調整
機構４によって固定点（固定具５の位置）を３次元調整
する。
上でインフレータブル膜を内圧を加えて膨張させ、調整
機構４によって固定点（固定具５の位置）を３次元調整
する。
【００１９】ここで重要なのは、ケーブルネットワーク
２は膜面内に離散的なハードポイントを作るのみであ
り、滑らかな放物面などの曲面はその間のインフレータ
ブル面で精度よく近似できることである。したがって、
ケーブルの数の少ないケーブルネットワークによってイ
ンフレータブル構造を飛躍的に高精度化できる。このと
きケーブルネットワークが静定なトラス条件を構成する
ための条件は、内圧を受けた膜面がケーブルを引っ張っ
てケーブルに張力を与えることだけである。
２は膜面内に離散的なハードポイントを作るのみであ
り、滑らかな放物面などの曲面はその間のインフレータ
ブル面で精度よく近似できることである。したがって、
ケーブルの数の少ないケーブルネットワークによってイ
ンフレータブル構造を飛躍的に高精度化できる。このと
きケーブルネットワークが静定なトラス条件を構成する
ための条件は、内圧を受けた膜面がケーブルを引っ張っ
てケーブルに張力を与えることだけである。
【００２０】以上のように構成すれば、膜面精度の高い
展開構造物を実現することができる。また収納性につい
ても、インフレータブル膜面はもとより収納性は優れて
いるが、ケーブルネットワークも、ケーブルの集合体で
あるため、収納性はよい。展開時は閉鎖膜面内の内圧に
よって張力を有し、トラス構造と等価な構造となるた
め、膜面上に、内圧により位置の変化しないハードポイ
ント（剛節点）を持つことことができる。膜面は硬化後
それ自身の剛性および緊張状態のケーブルネットワーク
によって剛性を有するため、内圧がなくなっても構造安
定性上の問題は全くない。
展開構造物を実現することができる。また収納性につい
ても、インフレータブル膜面はもとより収納性は優れて
いるが、ケーブルネットワークも、ケーブルの集合体で
あるため、収納性はよい。展開時は閉鎖膜面内の内圧に
よって張力を有し、トラス構造と等価な構造となるた
め、膜面上に、内圧により位置の変化しないハードポイ
ント（剛節点）を持つことことができる。膜面は硬化後
それ自身の剛性および緊張状態のケーブルネットワーク
によって剛性を有するため、内圧がなくなっても構造安
定性上の問題は全くない。
【００２１】つまり、トラス構造が持つ長所である、膜
面へのハードポイントの提供をケーブルネットワークに
より実現することができる。収納時はケーブルネットワ
ークはケーブルの集合体であるため、トラスの欠点であ
る、部材点数が多い、機構関節が多い、重量や収納容積
が増加する、コストが増大する、といった問題がない。
面へのハードポイントの提供をケーブルネットワークに
より実現することができる。収納時はケーブルネットワ
ークはケーブルの集合体であるため、トラスの欠点であ
る、部材点数が多い、機構関節が多い、重量や収納容積
が増加する、コストが増大する、といった問題がない。
【００２２】また「メッシュ構造＋展開トラス」のよう
に構造精度を出すために多い場合には数千本のケーブル
によってメッシュを引っ張り、メッシュの構造精度（ア
ンテナの放物面への近似精度）を出す方法よりも、はる
かに少ない本数（同一精度を出すのに１／１００程度の
ケーブルで可能）でインフレータブル膜面の構造精度を
実現することができる。
に構造精度を出すために多い場合には数千本のケーブル
によってメッシュを引っ張り、メッシュの構造精度（ア
ンテナの放物面への近似精度）を出す方法よりも、はる
かに少ない本数（同一精度を出すのに１／１００程度の
ケーブルで可能）でインフレータブル膜面の構造精度を
実現することができる。
【００２３】図２は、図１の展開構造物の膜面をさらに
大きくし、ケーブルネットワークのケーブルの数を多く
して構成したもので、宇宙機（衛星等）に装着した例を
示す。図において、１ａは熱またはは光／紫外線硬化型
インフレータブル膜（レドーム用）、２はケーブルネッ
トワーク、３はフープ構造（外輪）、４は宇宙機本体、
５は副反射鏡、６は給電部である。
大きくし、ケーブルネットワークのケーブルの数を多く
して構成したもので、宇宙機（衛星等）に装着した例を
示す。図において、１ａは熱またはは光／紫外線硬化型
インフレータブル膜（レドーム用）、２はケーブルネッ
トワーク、３はフープ構造（外輪）、４は宇宙機本体、
５は副反射鏡、６は給電部である。
【００２４】次に、本発明の効果を、ハードポイントの
個数を変化させて解析した例を示して説明する。図３に
おいて、ケーブルネットワーク２５は、開口径１０ｍの
アンテナに使用するケーブルネットワークを６等分した
ときの一つでり、ここではケーブルネットワークの一部
（６分の１）を使って精度を比較した。図３（Ａ）に示
すＱが開口側、Ｋが鏡面側、Ｔが頂点である。図３
（Ａ）は従来のようにハードポイントがない場合、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれハードポイント５１
を順次追加した場合を示している。
個数を変化させて解析した例を示して説明する。図３に
おいて、ケーブルネットワーク２５は、開口径１０ｍの
アンテナに使用するケーブルネットワークを６等分した
ときの一つでり、ここではケーブルネットワークの一部
（６分の１）を使って精度を比較した。図３（Ａ）に示
すＱが開口側、Ｋが鏡面側、Ｔが頂点である。図３
（Ａ）は従来のようにハードポイントがない場合、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれハードポイント５１
を順次追加した場合を示している。
【００２５】図４は横軸が内圧（ｐ／Ｎ）を示し、縦軸
が鏡面精度（ｅ／Ｄ）を示し、図３の（Ａ）〜（Ｄ）ご
とに両者の関係を示した。図４から明らかなように、ハ
ードポイントがない従来の場合Ａに比べ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
とハードポイントを増やすにつれ鏡面精度が向上し、実
線Ｄの場合（開口径１０ｍのアンテナ鏡面にわずか１９
点のハードポイントを設けた場合）には、ハードポイン
トのないＡの場合より１／７の鏡面精度を実現できる。
すなわち、わずかなケーブルネットワークの追加によっ
て大幅な鏡面精度（構造精度）を向上させることができ
る。
が鏡面精度（ｅ／Ｄ）を示し、図３の（Ａ）〜（Ｄ）ご
とに両者の関係を示した。図４から明らかなように、ハ
ードポイントがない従来の場合Ａに比べ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
とハードポイントを増やすにつれ鏡面精度が向上し、実
線Ｄの場合（開口径１０ｍのアンテナ鏡面にわずか１９
点のハードポイントを設けた場合）には、ハードポイン
トのないＡの場合より１／７の鏡面精度を実現できる。
すなわち、わずかなケーブルネットワークの追加によっ
て大幅な鏡面精度（構造精度）を向上させることができ
る。
【００２６】更に、本発明と同等の精度を従来の一般的
な「メッシュ方式」で実現するのはメッシュの鞍型変形
を考えると不可能である。仮にメッシュの支持点を多く
して精度を上げようとしても、本発明の数百倍程度の数
のケーブルネットワークが必要である。本発明によれ
ば、最小限のケーブルネットワークにより非常に高精度
の曲面、例えばアンテナで言えば放物面あるいは回転楕
円面、回転双曲面を実現できる。
な「メッシュ方式」で実現するのはメッシュの鞍型変形
を考えると不可能である。仮にメッシュの支持点を多く
して精度を上げようとしても、本発明の数百倍程度の数
のケーブルネットワークが必要である。本発明によれ
ば、最小限のケーブルネットワークにより非常に高精度
の曲面、例えばアンテナで言えば放物面あるいは回転楕
円面、回転双曲面を実現できる。
【００２７】図５は本発明の第２の実施例の部分拡大図
である。この実施例においては、膜面におけるケーブル
と膜面との固定点における凹みによる、膜面の凹凸をな
くすため、インフレータブル膜を２重構造にした。膜面
を硬化させるときに気圧の差をつけることにより、アン
テナ鏡面として使用する内側膜面の精度を向上させるこ
とができる。
である。この実施例においては、膜面におけるケーブル
と膜面との固定点における凹みによる、膜面の凹凸をな
くすため、インフレータブル膜を２重構造にした。膜面
を硬化させるときに気圧の差をつけることにより、アン
テナ鏡面として使用する内側膜面の精度を向上させるこ
とができる。
【００２８】図５において、１１は外側インフレータブ
ル膜、１２は内側インフレータブル膜（アンテナ鏡面）
である。内側インフレータブル膜１２には、ケーブルネ
ットワークを構成するケーブル２１が固定具５２によっ
て固着される。外側インフレータブル膜１１の一部は、
吊りワイヤ５３によって固定具５２に接続されている。
図５において図１と同じ構成部分については同じ参照番
号を付して示した。
ル膜、１２は内側インフレータブル膜（アンテナ鏡面）
である。内側インフレータブル膜１２には、ケーブルネ
ットワークを構成するケーブル２１が固定具５２によっ
て固着される。外側インフレータブル膜１１の一部は、
吊りワイヤ５３によって固定具５２に接続されている。
図５において図１と同じ構成部分については同じ参照番
号を付して示した。
【００２９】さて、以上の構成で、内側インフレータブ
ル膜１２面内には内圧Ｐ2を与え、外側インフレータブ
ル膜１１と内側インフレータブル膜１２との間には内圧
Ｐ1を与える。内圧Ｐ1，Ｐ2、宇宙空間の圧力Ｐoのそれ
ぞれの関係は次のとおりである。 Ｐo＜Ｐ1＜Ｐ2 Ｐ1−Ｐo＞＞Ｐ2−Ｐ1 これにより外側インフレータブル膜１１は、大きな圧力
差Ｐ1−Ｐoにより外側に膨らみ、吊りワイヤ５２に大き
な張力を与え、その結果ケーブルネットワークに張力が
加わり静定トラスが形成される。内側インフレータブル
膜１２の膜面（鏡面）は、圧力差Ｐ1−Ｐoよりごく小さ
な圧力差Ｐ2−Ｐ1により、滑らかな曲面を形成する。
ル膜１２面内には内圧Ｐ2を与え、外側インフレータブ
ル膜１１と内側インフレータブル膜１２との間には内圧
Ｐ1を与える。内圧Ｐ1，Ｐ2、宇宙空間の圧力Ｐoのそれ
ぞれの関係は次のとおりである。 Ｐo＜Ｐ1＜Ｐ2 Ｐ1−Ｐo＞＞Ｐ2−Ｐ1 これにより外側インフレータブル膜１１は、大きな圧力
差Ｐ1−Ｐoにより外側に膨らみ、吊りワイヤ５２に大き
な張力を与え、その結果ケーブルネットワークに張力が
加わり静定トラスが形成される。内側インフレータブル
膜１２の膜面（鏡面）は、圧力差Ｐ1−Ｐoよりごく小さ
な圧力差Ｐ2−Ｐ1により、滑らかな曲面を形成する。
【００３０】以上のようにすれば、一重のインフレータ
ブル膜で構成した場合と比較して、固定点（固定具７の
位置）における内側インフレータブル膜１２の凹部を小
さくすることができ、非常に滑らかな内側インフレータ
ブル膜面を形成することができる。この場合、外側イン
フレータブル膜面１１は、わざと凸状に大きな圧力さＰ
1−Ｐoにより変化させ、ケーブルネットワークの張力を
大きくするためのダミー膜面である。
ブル膜で構成した場合と比較して、固定点（固定具７の
位置）における内側インフレータブル膜１２の凹部を小
さくすることができ、非常に滑らかな内側インフレータ
ブル膜面を形成することができる。この場合、外側イン
フレータブル膜面１１は、わざと凸状に大きな圧力さＰ
1−Ｐoにより変化させ、ケーブルネットワークの張力を
大きくするためのダミー膜面である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、従来の機構的な展開構
造より構造的に単純で信頼性が高く、軽量な展開構造を
実現でき、地上または宇宙での構造物に利用できる。ま
た収納性を損うことなく、構造的な制約なしに、膜面内
部に複数のハードポイントを形成するため、高精度の構
造を実現できる。さらに、ケーブルに調整機構を設けれ
ば、ハードポイントの３次元位置を、設計により容易に
設定、調整可能であるから、従来のインフレータブル構
造に比べてはるかに高精度の構造を実現でき、地上用ば
かりでなく宇宙用の高精度の展開アンテナや集光鏡面等
に利用できる。さらに膜を２重にすれば、より膜面精度
をより高度化することができる。
造より構造的に単純で信頼性が高く、軽量な展開構造を
実現でき、地上または宇宙での構造物に利用できる。ま
た収納性を損うことなく、構造的な制約なしに、膜面内
部に複数のハードポイントを形成するため、高精度の構
造を実現できる。さらに、ケーブルに調整機構を設けれ
ば、ハードポイントの３次元位置を、設計により容易に
設定、調整可能であるから、従来のインフレータブル構
造に比べてはるかに高精度の構造を実現でき、地上用ば
かりでなく宇宙用の高精度の展開アンテナや集光鏡面等
に利用できる。さらに膜を２重にすれば、より膜面精度
をより高度化することができる。
【図１】本発明による展開構造物の概略図
【図２】本発明の展開構造物を利用したアンテナを示す
斜視図
斜視図
【図３】本発明の効果を解析するために用意したケーブ
ルネットワークを示した図、（Ａ）はハードポイントな
し、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の順にハードポイントが増加す
ることを示す図
ルネットワークを示した図、（Ａ）はハードポイントな
し、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の順にハードポイントが増加す
ることを示す図
【図４】図３の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）ごとの鏡面精
度を示す図
度を示す図
【図５】本発明の第２の実施例を示す図
１ａ インフレータブル膜（鏡面用） １ｂ インフレータブル膜（レドーム用） ２ ケーブルネットワーク ３ フープ構造 ４ 調整機構 ５ 固定具
Claims (4)
- 【請求項１】 熱硬化性または紫外線硬化性の樹脂また
は複合材により閉鎖膜面を形成し、この閉鎖膜面を不活
性ガスで膨張させ、太陽熱または紫外線で硬化できるよ
うにするとともに、複数のケーブルを連結して成るケー
ブルネットワークを閉鎖膜面内に設置し、前記ケーブル
ネットワークによって硬化後の閉鎖膜面上に剛節点を複
数設けることを特徴とする展開構造物。 - 【請求項２】 前記ケーブルは、個々のケーブル長さを
調整する調整機構を備えた請求項１に記載の展開構造
物。 - 【請求項３】 前記ケーブルネットワークが設置された
前記閉鎖膜の外側を外側膜で覆うとともに前記外側膜と
前記閉鎖膜とを吊りワイヤで接続し、前記閉鎖膜と外側
膜との間に、不活性ガスで内圧を与えて前記外側膜を膨
張させる請求項１に記載の展開構造物。 - 【請求項４】 熱硬化性または紫外線硬化性の樹脂また
は複合材により閉鎖膜面を形成し、この閉鎖膜面をガス
で膨張させ、太陽熱または紫外線で硬化できるようにす
るとともに、複数のケーブルを連結して成るケーブルネ
ットワークを閉鎖膜面内に設置し、前記ケーブルネット
ワークによって硬化後の閉鎖膜面上に剛節点を複数設け
ることを特徴とする展開構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10824095A JP2702444B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 展開構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10824095A JP2702444B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 展開構造物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08279715A JPH08279715A (ja) | 1996-10-22 |
| JP2702444B2 true JP2702444B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=14479634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10824095A Expired - Fee Related JP2702444B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 展開構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2702444B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003048600A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | 展開構造物 |
| CN109649687A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-19 | 浙江大学 | 一种充气展开式光学载荷及其制备方法 |
Families Citing this family (3)
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-
1995
- 1995-04-06 JP JP10824095A patent/JP2702444B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003048600A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | 展開構造物 |
| JP4599002B2 (ja) * | 2001-08-06 | 2010-12-15 | 富士重工業株式会社 | 展開構造物 |
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| CN109649687B (zh) * | 2018-12-14 | 2021-07-06 | 浙江大学 | 一种充气展开式光学载荷及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08279715A (ja) | 1996-10-22 |
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