JPH10310099A - 宇宙用膜構造物の収納機構及びその展開収納方法 - Google Patents

宇宙用膜構造物の収納機構及びその展開収納方法

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JPH10310099A
JPH10310099A JP9119202A JP11920297A JPH10310099A JP H10310099 A JPH10310099 A JP H10310099A JP 9119202 A JP9119202 A JP 9119202A JP 11920297 A JP11920297 A JP 11920297A JP H10310099 A JPH10310099 A JP H10310099A
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JP
Japan
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spring element
membrane structure
space
folding
storage mechanism
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JP9119202A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Irikado
寛 入門
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜構造物の軽量性を損なわずに宇宙空間にお
ける膜構造物の展開・収納を実現し、その運用性・信頼
性を向上させる軽量な収納機構を提供する。 【解決手段】 宇宙空間において蛇腹状に展開・収納す
る膜構造物8、8’、8”・・・における折り畳み屈折
部5に、バネ要素6を取り付けた宇宙用膜構造物の収納
機構30。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、宇宙用膜構造物の
宇宙空間での収納機構に関するものであり、特に詳しく
は、人工衛星等に搭載して宇宙空間で展開・収納するフ
レキシブル太陽電池パドルなどの宇宙用膜構造物の宇宙
空間での展開・収納方式に関する収納機構に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の宇宙用膜構造物の代表例
として、図5に示すような人工衛星に電力を供給するた
めのフレキシブル太陽電池パドル20がある。係るフレ
キシブル太陽電池パドル20は、厚さ数十μmの膜構造
物である、フィルム8の上に太陽電池9を実装し、宇宙
空間でこれを展開するものであり、薄いフィルム8で製
作されていることから非常に軽量であるということを特
徴としている。
【0003】係る太陽電池9を実装したフィルム8は、
通常は短冊状の形状をしており、係る複数個のフィルム
8、8’、8”・・を、折り畳み屈折部の一例であるヒ
ンジ10で連結し、図5(B)に示す様に、蛇腹状に折
り畳んで収納したり、図5(A)に示す様に、展開した
りする。宇宙空間ではこの蛇腹状の膜構造物8、8’、
8”・・を展開し太陽電池によって電力を発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記のよ
うな膜構造物8における問題点は、この膜構造物8、
8’、8”・・を宇宙空間で折り畳もうとすると、規則
正しく折り畳み収納することができないということであ
る。その理由としては、係る膜構造物8、8’、8”・
・は、一般的に軽量性を重視するため非常に薄い膜、例
えばフィルムが使用している。
【0005】このため、係る膜構造物の剛性は極めて小
さく、その形状はフレキシブルで定まらない。この極め
て柔軟な膜構造物を宇宙空間で折り畳もうとすると、そ
れ自身の柔軟性のため本来折り畳まれる方向とは逆方向
に折り畳まれるなどの現象が発生し、規則正しく折り畳
むことができなかった。この様に、宇宙空間で規則正し
く折り畳むことができないという上記の問題を解決する
手段としては、膜構造物の剛性を向上させ形状を安定さ
せるという手段がある。例えば、実開平5−86800
号公報、或いは特開平4−292297号公報に示す様
に、当該膜構造物8を四角形或いは三角形で構成される
枠構造に取付け、該枠構造間に適宜のジョイント部を取
付け、当該枠構造そのものを折り畳んだり、展開したり
する様な構造が提案されている。
【0006】つまり、膜構造物の剛性を向上させるため
には、上記の様に枠構造等を使用して膜構造物の構造を
補強しなければならず、更には、ジョイント部にも特殊
な構造が要求される事になり、結果として膜構造物の特
徴である低コスト、軽量性を損なうという欠点があっ
た。
【0007】
【発明の目的】本発明の目的は、上述した宇宙空間で蛇
腹状膜構造物を規則正しく折り畳み収納することができ
ないという宇宙用膜構造物固有の欠点を除去するととも
に、膜構造物の特徴である軽量性を損なわないようにす
るものである。これによって宇宙空間における膜構造物
の収納を実現しその運用性・信頼性を向上させるととも
に、膜構造物の特徴である軽量性を実現できる収納機構
を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に於ける宇
宙用膜構造物の収納機構は、宇宙空間において蛇腹状に
展開・収納する膜構造物における折り畳み屈折部に、バ
ネ要素を取り付けた収納機構である。
【0009】つまり、本発明に係る宇宙用膜構造物の収
納機構に於いては、蛇腹状に折り畳み、展開される膜構
造物の折り目(連結部分)に折り畳みの回転方向に復元
力を与えるための小型・軽量のバネ要素を複数取り付け
るものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る宇宙用膜構造物の収
納機構は、上記した様な技術構成を採用しているので、
当該バネ要素は、宇宙用膜構造物が折り畳まれる方向に
その復元力作用するように取り付けられる。従って、こ
のような折り畳み方向に復元力を有するバネを膜構造物
の折り畳み屈折部である折り目に沿って複数取り付ける
ことによって、柔軟で形状の定まらない膜構造物を規則
正しく蛇腹状に折り畳んで収納し且つ展開することがで
きる。
【0011】バネ要素がない場合には、例えば膜構造物
はその折り目において本来とは逆の方向に折り畳まれる
場合がある。しかし、上述の復元力をもったバネを複数
配置することによってこの逆に折れ曲がる現象を効果的
に防止できる。
【0012】
【実施例】以下に、本発明に係る宇宙用膜構造物の収納
機構の一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明
する。図1は、本発明に係る宇宙用膜構造物の収納機構
30の1具体例の構成を示す斜視図であり、図中、宇宙
空間において蛇腹状に展開・収納する膜構造物8、
8’、8”・・・における折り畳み屈折部5に、バネ要
素6を取り付けた宇宙用膜構造物の収納機構30が示さ
れている。
【0013】図2は、本発明に係る宇宙用膜構造物の収
納機構30を使用した膜構造物の具体例に於いて、当該
膜構造物8、8’、8”、8’”・・・・・が展開され
た状態を示す斜視図である。即ち、図2を参照すると、
8、8’、8”、8’”・・・は膜構造物であり、5は
この当該隣接して配置されている複数個の膜構造物8、
8’、8”、8’”・・・・を互いに連結する連結部で
あると同時に、当該膜構造物8、8’、8”、8’”・
・・・・を蛇腹状に折り畳んだり、平面状に展開させる
為の折り畳み屈折部である。
【0014】本具体例に於いては、当該折り畳み屈折部
5に於いて、隣接して接続された膜構造物8、8’とが
互いに回転する様に、公知の適宜のみ連結回転手段を使
用して連結されている事が望ましい。更に本発明に於け
る上記具体例に於いては、例えば、この連結回転部であ
る折り畳み屈折部5に沿って、複数箇所に板バネ等から
構成されるバネ要素6が取付けられている。
【0015】本発明に於いて使用される当該バネ要素6
を構成する板バネは膜構造物8の連結回転部分5を中心
として、該膜構造物8、8’、8”、8’”・・・を折
り畳む方向に力を作用させるように取り付ける。つま
り、本発明に於いては、該バネ板から構成される当該バ
ネ要素6は膜8を折り畳んだ状態で自由状態になるよう
に成形しておき、該膜構造物8が展開した状態では、当
該バネ要素6は弾性変形し膜構造物8に対して折り畳み
の方向に復元力を作用させる様な機能を有する事が望ま
しい。
【0016】つまり、本発明に於ける当該宇宙用膜構造
物の収納機構30に於いては、当該折り畳み屈折部5に
沿って複数個のバネ要素6が配置されている事が望まし
く、当該バネ要素6は、具体例として、例えば、図1に
示される様に、帯状部材61で構成され、その本体部6
2の中央部で折れ曲がった構成を有している事が望まし
い。
【0017】即ち、本発明に於ける当該バネ要素6に於
いては、その本体部62に於ける対向辺部63、64の
両端部71、72は、互いに隣接する当該膜構造物8と
8’のそれぞれの表面上に、適宜の固定部材、固定手段
を使用して、個別に接合せしめられるものである。当該
バネ要素6が、一つの当該折り畳み屈折部5に沿って配
置される個数は、特に限定されるものではなく、当該膜
構造物8の大きさ、剛性等によって適宜決定されるもの
である。
【0018】本発明に於いて、当該膜構造物8、8’、
8”、8’”・・・が展開される場合には、図3に示す
様に、当該バネ要素6の対向する対向辺部63、64
は、その両端部71、72に到るに従い、互いに末広が
り状の漸次開拡状態となる様に構成されるものである事
が望ましい。尚、図2に示す様に、当該互いに隣接する
膜構造物8、8’、8”、8’”・・・を所定の折り畳
み屈折部5で連結した宇宙用膜構造物の収納機構30に
於いては、ひとつおきに形成される他の折り畳み屈折部
5’にも、当該バネ要素6が設けられている反対側の面
から当該バネ要素6’が設けられる様にしても良い。
【0019】片方の折り畳み屈折部5にのみ当該バネ要
素6を設けるか、双方の折り畳み屈折部5、5’にも当
該バネ要素6を設けるかは、パネルの大きさ、剛性によ
って決定されるものである。本発明に係る該バネ要素6
の構成材料、形状、バネ定数等は特に限定されるもので
はなく、使用される当該膜構造物8の大きさ、或いは剛
性等により適宜決定されるものである。
【0020】図4は、本発明に係る宇宙用膜構造物の収
納機構30をフレキシブル太陽電池パドルに適用した場
合の構成例を示すものである。図に於いて、8、8’は
厚さ数十μmの薄いポリイミドフィルムに太陽電池80
を多数を実装したフレキシブル太陽電池パネルである。
5は本発明に係る折り畳み屈折部であって、特にこのフ
レキシブル太陽電池パネルを蛇腹状に連結するヒンジ部
分である。
【0021】当該ヒンジ部分5は折り畳む方向にも、展
開する方向にも自由に回転できる構造である。6は本発
明に係るバネ要素を構成する板バネである。この板バネ
6によってフレキシブル太陽電池パネル8のヒンジ部分
5に折り畳み方向の復元力を与え、宇宙空間で規則正し
く蛇腹状に折り畳めるようにする。
【0022】本具体例に於いては、かかるバネ要素6を
ヒンジ部分である折り畳み屈折部5にそって8カ所に取
り付ける。該板バネからなるバネ要素6の詳細は、図3
に示した通りであり、より具体的には、当該板バネ6は
ステンレス製で構成され、軽量にするため厚さ0.1m
mの板材を使用している。
【0023】又、本具体例に於いて、該膜構造物8が折
り畳まれている状態である、当該バネ要素6には特にバ
イアス力が与えられていない自由状態でバネ6は図1に
示すように中央で折れ曲がった状態になるように製作成
形する。バネの両端部71、72は適宜の接着剤でフレ
キシブル太陽電池パネル8に取り付ける。図3はこの板
バネ6を実装したフレキシブル太陽電池パネル8を展開
した状態を示したものであって、当該パネル8が展開す
ることで板バネ6が弾性変形する。
【0024】又、該パネル8が収納される際、この板バ
ネ6の復元力によってパネル8に折り畳みの力が与えら
れる。又、当該板バネ6は折り畳み屈折部であるヒンジ
部分5に沿って複数、この例では8個、取り付けられて
いるため、パネル8に対してほぼ均等に折り畳みの力が
与えられる。この均等なパネル折り畳み力によってパネ
ル8は規則正しく蛇腹状に折り畳まれる。
【0025】本発明に於いては、上記した様に、宇宙空
間において蛇腹状に展開・収納する膜構造物8におい
て、複数個の膜構造物8、8’、8”、8’”・・・を
折り畳み屈折部5を介して折り畳み屈折自在に接続せし
めておき、当該折り畳み屈折部5に、バネ要素6を配置
せしめ、当該バネ要素6の弾性変形を利用して、当該膜
構造物8を当該折り畳み屈折部5を介して展開・収納す
る様にした宇宙用膜構造物の収納方法が提供されるので
ある。
【0026】尚、本発明に於いて、該膜構造物8を展
開、収納する方法、或いはその機構は特に限定されるも
のではないが、例えば図6に示す様な展開、収納機構を
使用する事が可能である。即ち、図6に示す様に、宇宙
航行体60に取付けられた例えば伸縮マスト等で構成さ
れる伸縮可能な部材61の先端部にボード67を設けて
おき、係るボード67に該連続して接続された複数個の
膜構造物8、8’、8”、8’”・・・の先端部を固定
せしめておくと同時に当該複数個の膜構造物8、8’、
8”、8’”・・・の基部の端部を別の固定されたボー
ド65に固定しておくものである。
【0027】従って、該伸縮可能な部材61が図6の矢
印の方向に沿って伸縮するにつれて、当該複数個の膜構
造物8、8’、8”、8’”・・・は平坦状に展開され
たり、折り畳まれて収納される事が出来る。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る宇宙用膜構造物の収納機構
30は上記したような技術構成を採用しているので、以
下の様な効果をうる事が出来る。即ち、第1の効果は、
極めて柔軟で形状の定まらない宇宙用膜構造物を宇宙空
間で規則正しく折り畳み収納ができるということであ
る。従来は、このような柔軟な膜構造物の宇宙空間での
折り畳み収納は極めて困難な技術的課題であると認識さ
れてきた。実際に、宇宙用膜構造物を宇宙空間で正常に
折り畳むことができなかったという事例がある。
【0029】第2の効果は、軽量性という宇宙用膜構造
物の特徴を損なうことなく、極めて軽量・小型の部品に
よって上記第1の効果を達成できるという点である。膜
構造物に補強材を取り付けて剛性を向上させ形状を安定
させることによって宇宙空間でもこれを折り畳むことは
可能である。しかし、この補強方法は無視できない重量
増加を招き、軽量性という膜構造物の特徴を損なう。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る宇宙用膜構造物の収納機
構に使用されるバネ要素の一具体例の構成を示す図であ
る。
【図2】図2は、本発明に係る宇宙用膜構造物の収納機
構により、膜構造物を展開した状態を示す斜視図であ
る。
【図3】図3は、本発明に係る宇宙用膜構造物の収納機
構に使用されるバネ要素の膜構造物が展開した状態にお
ける状態を示す図である。
【図4】図4は、本発明に於ける宇宙用膜構造物の収納
機構をフレキシブル太陽電池パドルに適用した場合の例
を示す図である。
【図5】図5は、従来例を示したものである。
【図6】図6は、本発明に於いて使用される膜構造物の
展開・収納機構の一例を示す図である。
【符号の説明】
5、5’…折り畳み屈折部、膜構造物の連結部分 6…バネ要素、板バネ 61…帯状部材 62…バネ要素本体部 63、64…対向辺部 71、72…バネ要素の両端部 8、8’、8”、8’”…膜構造物 9、80…太陽電池 10…フィルム連結部分(折り目) 20…フレキシブル太陽電池パドル 30…宇宙用膜構造物の収納機構

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 宇宙空間において蛇腹状に展開・収納す
    る膜構造物における折り畳み屈折部に、バネ要素を取り
    付けたことを特徴とする宇宙用膜構造物の収納機構。
  2. 【請求項2】 当該屈折部に沿って複数個のバネ要素が
    配置されている事を特徴とする請求項1記載の収納機
    構。
  3. 【請求項3】 当該バネ要素は、帯状部材で構成され、
    その本体部の中央部で折れ曲がった構成を有している事
    を特徴とする請求項2記載の収納機構。
  4. 【請求項4】 当該バネ要素の本体部に於ける対向辺部
    の両端部は、隣接する当該膜構造物のそれぞれに個別に
    接合せしめられるものである事を特徴とする請求項3記
    載の収納機構。
  5. 【請求項5】 当該バネ要素の対向する対向辺部は、当
    該膜構造物が展開する場合には、その両端部に到るに従
    い、互いに漸次開拡状態となる様に構成されるものであ
    る事を特徴とする請求項3又は4に記載の収納機構。
  6. 【請求項6】 宇宙空間において蛇腹状に展開・収納す
    る膜構造物において、複数個の膜構造物を折り畳み屈折
    部を介して折り畳み屈折自在に接続せしめておき、当該
    折り畳み屈折部に、バネ要素を配置せしめ、当該バネ要
    素の弾性変形を利用して、当該膜構造物を当該折り畳み
    屈折部を介して展開・収納する様にした事を特徴とする
    宇宙用膜構造物の収納方法。
JP9119202A 1997-05-09 1997-05-09 宇宙用膜構造物の収納機構及びその展開収納方法 Pending JPH10310099A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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