JPH08279715A - Expandable body structure - Google Patents

Expandable body structure

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JPH08279715A
JPH08279715A JP10824095A JP10824095A JPH08279715A JP H08279715 A JPH08279715 A JP H08279715A JP 10824095 A JP10824095 A JP 10824095A JP 10824095 A JP10824095 A JP 10824095A JP H08279715 A JPH08279715 A JP H08279715A
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film
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cable
inflatable
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Koji Sekine
功治 関根
Michihiro Natori
通弘 名取
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Abstract

PURPOSE: To provide an expandable body structure which improves film surface accuracy without damaging housing property. CONSTITUTION: Elements 1a and 1b are thermal, optical or ultraviolet curing type inflatable films, the film 1a is provided for mirror and the film 1b is provided for a radome. An element 2 is a cable network, an element 3 is a hoop structure (outer ring), elements 4 are control mechanisms for controlling the lengths of respective cables 21, and elements 5 are fixtures for fixing the respective cables 21 onto the inflatable film 1a. The cable network 2 is constituted by joining the respective cables 21 and its nodes 22 are fixed onto the film 1a by the fixer 5. The cable at the terminal of the cable network 2 is fixed to the hoop structure 3. The inflatable films 1a and 1b are expanded by inert gas, etc., and cured by solar heat or ultraviolet radiation. The cable network 2 is arranged on a closed film surface and after the film surface is cured, a hard point (rigid node) 5 is provided. Thus, even after the internal pressure of gas is eliminated, structural stability is kept.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure deployed in space or on the ground, and more particularly to a large-scale structure (antenna, radar, etc.) that requires high accuracy.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Spacecraft bodies such as artificial satellites, spacecraft, manned spacecraft, and space applications such as space antennas, solar sails, etc.
There is a great demand for improving reliability.

【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補償する試験や解
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。
In particular, in missions requiring a large scale mechanism and high precision, many deploying mechanisms, joint devices, and adjusting mechanisms are mounted in order to deploy large-scale, highly accurate structures in space. Tends to conflict with ensuring reliability,
In-orbit defects related to deployment are sometimes fatal for missions in space utilization. Also,
In these mechanically deployed structures, the number of mechanisms, complexity, and clearance become strict as the mission, especially the structural scale and accuracy requirements expand, so the cost for designing and manufacturing increases, and deployment reliability is increased. The cost and time for tests and analyzes for compensation on the ground tend to increase dramatically.

【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。
Now, as the conventional deployable structure,
In addition, a "simple inflatable structure" in which one film surface is expanded like a balloon and used as an antenna for space, for example
Is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-288704, FIG. 6 and FIG. 7). In this structure, when launching a satellite, one film surface is folded, gas is released inside the film surface in orbit, and the film surface is expanded like a balloon by a slight internal pressure against outer space vacuum. It is hardened by solar heat or ultraviolet rays, and can be easily stored in the satellite.

【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)。
Secondly, there is a "modular type inflatable structure" in which the film surface is divided in order to improve the accuracy after curing, and the inflatable film surface which is divided into small parts is mounted on the frame of the truss structure (Japanese Patent Laid-Open No. 2-288704). (See FIGS. 4 and 5).

【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。
Thirdly, the structure accuracy of the film surface is obtained by pulling the film surface with a mesh or a large number of wires without applying internal pressure, and the whole structure is supported by a deployment truss "mesh +".
"Expanded truss structure" is known.

【0007】[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。
According to the first "simple inflatable structure" described above, although the storage capacity in the satellite is good, the structural accuracy after curing depends on the internal pressure, so that the structural accuracy is difficult. There's a problem.

【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。
In the second "modular type inflatable structure", since the deployable truss is used, the structural accuracy after curing is improved, but there is a problem that the weight becomes heavy and the structure becomes complicated.

【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。
The third "mesh + deployment truss structure" is
It is not necessary to apply internal pressure to the membrane surface, but when a curved surface is formed, the orthogonal curvature of the surfaces becomes positive and negative and a smooth curved surface cannot be formed (so-called saddle type deformation), so a smooth curved surface is required. A lot of adjusting wires and deployable trusses are required to make them, resulting in a large number of parts and a heavy weight. As a result, there are many adjustment points, it is difficult to verify on the ground, the reliability of deployment decreases, and the manufacturing cost increases.

【0010】[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。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a closing film surface is formed of a thermosetting or ultraviolet-curing resin or composite material, and the closing film surface is formed with an inert gas or the like. In order to be cured by solar heat or ultraviolet rays, a cable network is provided in the surface of the closing membrane, and a plurality of rigid nodes are provided on the surface of the closing membrane after curing by the cable network.

【0011】[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。
[Function] The closing film surface composed of a thermosetting or ultraviolet curable resin or a composite material is expanded with an inert gas,
Cure with solar heat or UV light. The cable network is located on the closed membrane surface and provides a hard point after hardening of the membrane surface. As a result, the position of the film surface does not change even if the internal pressure changes, and a highly accurate film surface is formed.
Further, since the film surface has rigidity of itself after hardening and the cable network in a tensioned state, structural stability is maintained even if the internal pressure of gas disappears.

【0012】[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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are views showing an embodiment of a developed structure according to the present invention, FIG. 1A is a side view showing a part of a cable network, and FIG. 1B is a plan view showing an inflatable membrane removed.

【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。
In FIG. 1, 1a and 1b are heat or light / ultraviolet curing type inflatable films, 1a is for a mirror surface, 1b is for a radome, 2 is a cable network,
3 is a hoop structure (outer ring), 4 is an adjusting mechanism for adjusting the length of each cable, and 5 is a fixture for fixing each cable to the inflatable membrane 1a.

【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。
The inflatable film 1a has, for example, a Kapton film (protective layer) on the outer side, a composite material on the intermediate layer, and a metal layer on the mirror surface. Inflatable membrane 1b
However, it is the same as the inflatable film 1a except that there is no metal layer.

【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の材料といして
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。
The cable network 2 is formed by knotting a plurality of cables 21, and the knot points 22 are fixed to the membrane 1a by the fixtures 5. The cable at the end of the cable network 2 is fixed to the hoop structure 3. In addition, as shown in FIG. 5, the adjusting mechanism 4 includes a bolt 41 having a thread formed on the outer periphery thereof, a nut 42 fixed to the center of the bolt 41, and an outer cylinder screwed to a threaded portion of the outer periphery of the bolt 41. It is composed of 43 and 43. The cable 21 is connected to both ends of the bolt 41, and the length of the cable can be adjusted by rotating the nut 42.
As a material of the cable network 2 and the adjusting mechanism 4, a material having a small thermal strain and a property of transmitting electromagnetic waves, such as aramid fiber or quartz wire, can be used.

【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。
When used as an antenna for space, the hoop structure 3 has a joint structure that can be folded at a joint 31 as shown in FIG. 1 (B).

【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 …ΔLNmT [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。
The cable network 2 forms a statically-determining truss, the number of cables 21 is Nm, and the knot 22
Let Ng be the number of points and Nc be the fixed number of degrees of freedom of the boundary, the structure is a statically definite structure that satisfies Nm + Nc = 3Ng, and the fixed point between the table and the membrane (the position of the fixture 5) is the desired position on the three-dimensional coordinates. In order to arrange the cable, the fixed point between the table and the membrane can be measured with a three-dimensional measuring machine, and the adjustment amount [ΔL] Nm * 1 of the cable can be uniquely obtained by the following equation (1). The subscript “ Nm * 1 ” indicates that [ΔL] is an Nm × 1 matrix (the same applies to the following formula). [ΔL] Nm * 1 = [M] Nm * Nm [dX] (3Ng-Nc) * 1 (1) where [ΔL] Nm * 1 = [ΔL 1 ΔL 2 ... ΔL Nm ] T [dX] ( 3Ng-Nc) * 1 = [dX 1 dY 1 dZ 1 ...] T. [DX] (3Ng-Nc) * 1 represents the target position of the fixed point. [M] Nm * Nm is a known matrix (constant matrix) determined by the cable length and the three-dimensional coordinates.

【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。
The amount of adjustment of the cable is obtained as described above, and the inflatable membrane is inflated on the ground by applying the internal pressure, and the fixing point (position of the fixture 5) is three-dimensionally adjusted by the adjusting mechanism 4.

【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。
What is important here is that the cable network 2 only makes discrete hard points in the film surface, and that a curved surface such as a smooth parabolic surface can be accurately approximated by an inflatable surface between them. Therefore,
The cable network with a small number of cables can dramatically improve the accuracy of the inflatable structure. At this time, the only condition for the cable network to form a static truss condition is that the membrane surface subjected to internal pressure pulls the cable to give tension to the cable.

【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。
With the above structure, it is possible to realize a developed structure having high film surface accuracy. Regarding the storability, the storability is excellent not only on the inflatable membrane surface, but also because the cable network is an assembly of cables, the storability is good. At the time of deployment, it has a tension due to the internal pressure in the closed membrane surface and has a structure equivalent to the truss structure. Therefore, it is possible to have a hard point (rigid node) on the membrane surface, the position of which does not change due to the internal pressure. Since the film surface has its own rigidity after curing and the cable network in a tensioned state, there is no problem in structural stability even if the internal pressure is eliminated.

【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。
That is, the advantage of the truss structure, that is, the provision of hard points on the film surface can be realized by the cable network. Since the cable network is an aggregate of cables when stored, there are no problems of the truss, such as a large number of members, a large number of mechanical joints, an increase in weight and storage volume, and an increase in cost.

【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。
In addition, in order to obtain structural accuracy such as "mesh structure + deployable truss", the mesh is pulled by thousands of cables to improve the structural accuracy of the mesh (the accuracy of approximation to the parabolic surface of the antenna). It is possible to realize the structural accuracy of the inflatable membrane surface with a far smaller number of cables (a cable of about 1/100 can be used to obtain the same accuracy) than the method of outputting.

【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。
FIG. 2 shows an example in which the expanded structure of FIG. 1 is made larger in size and the number of cables in the cable network is increased, and is mounted on a spacecraft (satellite or the like). In the figure, 1a is a heat or light / ultraviolet curing type inflatable film (for radome), 2 is a cable network, 3 is a hoop structure (outer ring), 4 is a spacecraft body,
Reference numeral 5 is a sub-reflecting mirror, and 6 is a power feeding unit.

【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。
Next, the effect of the present invention will be described with reference to an example in which the number of hard points is changed and analyzed. In FIG. 3, the cable network 25 is one when the cable network used for the antenna with an opening diameter of 10 m is divided into six equal parts, and here, the accuracy is compared using a part (1/6) of the cable network. did. In FIG. 3A, Q is the opening side, K is the mirror surface side, and T is the apex. FIG.
(A) is when there are no hard points as in the past,
(B), (C), and (D) are hard points 51, respectively.
Shows the case of sequentially adding.

【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。
In FIG. 4, the horizontal axis represents the internal pressure (p / N), the vertical axis represents the mirror surface accuracy (e / D), and the relationship between the two is shown for each of (A) to (D) in FIG. As is clear from FIG. 4, B, C, D, and
As the number of hard points increases, the mirror surface accuracy improves, and in the case of the solid line D (only 19 on the mirror surface of the antenna with an aperture diameter of 10 m).
In the case of providing hard points), the mirror surface accuracy of 1/7 can be realized as compared with the case of A having no hard points.
That is, the mirror surface accuracy (structural accuracy) can be significantly improved by adding a small amount of cable network.

【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。
Further, it is impossible to realize the same accuracy as that of the present invention by the conventional general "mesh method" considering saddle type deformation of the mesh. Even if the number of supporting points of the mesh is increased to improve the accuracy, the number of cable networks is required to be several hundred times that of the present invention. According to the present invention, it is possible to realize a highly accurate curved surface, for example, a parabolic surface, a spheroidal surface, or a rotating hyperboloid in the case of an antenna, with a minimum cable network.

【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。
FIG. 5 is a partially enlarged view of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the inflatable membrane has a double structure in order to eliminate the unevenness of the membrane surface due to the depression at the fixing point between the cable and the membrane surface on the membrane surface. By making the atmospheric pressure different when the film surface is cured, the accuracy of the inner film surface used as the antenna mirror surface can be improved.

【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。
In FIG. 5, 11 is an outer inflatable film and 12 is an inner inflatable film (antenna mirror surface).
Is. A cable 21 forming a cable network is fixed to the inner inflatable membrane 12 by a fixture 52. A part of the outer inflatable membrane 11 is
It is connected to the fixture 52 by a hanging wire 53.
5, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【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
1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<P21−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。
With the above structure, the inner pressure P 2 is applied to the surface of the inner inflatable membrane 12 and the inner pressure P 1 is applied between the outer inflatable membrane 11 and the inner inflatable membrane 12. The respective relationships between the internal pressures P 1 and P 2 and the pressure P o in outer space are as follows. P o <P 1 <P 2 P 1 -P o >> P 2 -P 1 As a result, the outer inflatable membrane 11 swells outward due to the large pressure difference P 1 -P o , giving a large tension to the suspension wire 52. As a result, tension is applied to the cable network and a statically determined truss is formed. Film surface of the inner inflatable layer 12 (mirror surface), due very small pressure difference P 2 -P 1 than the pressure difference P 1 -P o, to form a smooth curved surface.

【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。
With the above arrangement, the concave portion of the inner inflatable membrane 12 at the fixing point (position of the fixture 7) can be made smaller than in the case of the single inflatable membrane, which is very smooth. An inner inflatable membrane surface can be formed. In this case, the outer inflatable membrane surface 11 intentionally has a large convex pressure P.
Changed by 1 -P o, a dummy film surface for increasing the tension in the cable network.

【0031】[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。
According to the present invention, a deployable structure that is structurally simpler, more reliable, and lighter than the conventional mechanical deployable structure can be realized, and can be used for structures on the ground or in space. Further, since a plurality of hard points are formed inside the film surface without impairing the storability and without structural limitation, a highly accurate structure can be realized. Furthermore, if an adjustment mechanism is provided on the cable, the three-dimensional position of the hard point can be easily set and adjusted by design, so a structure with much higher accuracy than the conventional inflatable structure can be realized and Not only can it be used for high-precision deployable antennas for space and condenser mirror surfaces. Further, if the film is doubled, the film surface accuracy can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による展開構造物の概略図FIG. 1 is a schematic view of a developed structure according to the present invention.

【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
FIG. 2 is a perspective view showing an antenna using the deployable structure of the present invention.

【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
FIG. 3 is a diagram showing a cable network prepared for analyzing the effect of the present invention, showing that (A) has no hard points and (B), (C), and (D) increase in that order.

【図4】図3の(A)(B)(C)(D)ごとの鏡面精
度を示す図
FIG. 4 is a diagram showing mirror surface accuracy for each of (A), (B), (C), and (D) in FIG.

【図5】本発明の第2の実施例を示す図FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1a Inflatable membrane (for mirror surface) 1b Inflatable membrane (for radome) 2 Cable network 3 Hoop structure 4 Adjustment mechanism 5 Fixture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、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。
1. A closure film surface is formed of a thermosetting or UV-curable resin or composite material, and the closure film surface is expanded with an inert gas or the like so that it can be cured by solar heat or ultraviolet rays. A deployable structure characterized in that a cable network formed by connecting the above cables is installed in a closed membrane surface, and a plurality of rigid nodes are provided on the closed membrane surface after curing by the cable network.
【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。
2. The unfolding structure according to claim 1, wherein the cable includes an adjusting mechanism that adjusts an individual cable length.
【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、不活性ガス等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。
3. The outer membrane of the closure membrane having the cable network installed is covered with an outer membrane, and the outer membrane and the closure membrane are connected by a suspending wire. The expanded structure according to claim 1, wherein the outer membrane is expanded by applying an internal pressure with an active gas or the like.
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