KR20230022607A - Reinforcement member for tape spring hinge - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a tape spring hinge reinforcing member. More specifically, the present invention relates to the tape spring hinge reinforcing member having high damping characteristics due to a superelastic SMA and a viscoelastic tape applied to a constraining layer laminate. The tape spring hinge reinforcing member of the present invention comprises: a shape memory alloy (SMA) plate; a first vibration damping layer; and a first reinforcing layer.

Description

테이프 스프링 힌지 보강 부재{REINFORCEMENT MEMBER FOR TAPE SPRING HINGE}Tape spring hinge reinforcement member {REINFORCEMENT MEMBER FOR TAPE SPRING HINGE}

본 발명은 테이프 스프링 힌지 보강 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초탄성 SMA와 구속층 적층에 적용한 점탄성 테이프에 기인한 고댐핑 특성을 가지는 테이프 스프링 힌지 보강 부재에 관한 것이다.The present invention relates to a tape spring hinge reinforcing member, and more particularly, to a tape spring hinge reinforcing member having high damping characteristics due to a superelastic SMA and a viscoelastic tape applied to a constraining layer.

위성(satellite)은 발사체에 탑재 후 임무궤도까지 발사되어 운용되고 있으나, 발사체 내부 공간이 제한적이므로, 위성체 외부에 장착되는 부피가 큰 탑재체의 경우 전개형 구조물로 설계 및 제작되며, 이에 따라 전개 메커니즘인 힌지(hinge)가 필수적으로 요구된다.Satellites are launched to the mission orbit after being mounted on a launch vehicle and are operated. However, since the space inside the launch vehicle is limited, bulky payloads mounted outside the satellite are designed and manufactured as deployable structures. A hinge is essential.

진동 저감 특성을 이용한 테이프 스프링 힌지 기술은 우주 분야를 비롯해 항공 방산 및 민수 전 분야에 폭넓게 활용 가능하며, 특히 전개형 구조물이 적용되는 모든 구조물에 적용가능하며 무게와 크기가 커지지 않으면서 효율적으로 전개시 발생하는 전개충격 및 전개 후 발생하는 잔류진동 저감이 가능하다.Tape spring hinge technology using vibration reduction characteristics can be widely used in all areas including space, aerospace, defense, and civilian industries. It is possible to reduce the shock generated during deployment and the residual vibration after deployment.

종래의 테이프 스프링 힌지는 수겹의 테이프 스프링만으로 설계가 가능하여 비교적 간단한 시스템, 경량, 저비용 및 전개 신뢰성 보장이 가능하다. Thales사의 경우, 테이프 스프링 힌지에 구름관절을 부착한 고강성의 힌지를 판매하고 있으며, Littleton는 형상기억합금(Shape Memory Alloys; SMA의 형상기억효과를 적용한 테이프 스프링 힌지에 관한 연구를 수행중이다.A conventional tape spring hinge can be designed with only several layers of tape springs, so it is possible to ensure a relatively simple system, light weight, low cost, and deployment reliability. Thales sells high-rigidity hinges with rolling joints attached to tape spring hinges, and Littleton is conducting research on tape spring hinges to which the shape memory effect of Shape Memory Alloys (SMA) is applied.

Thales사의 테이프 스르핑 힌지의 경우, 복잡한 구조로 인해 단푼 무게가 1.17 kg이며 이는 경량화를 요구하는 설계에는 적합하지 않으며, SMA의 형상기억효과를 이용한 테이프 스프링 힌지의 경우 SMA 작동을 위한 별도의 추가 장비 및 시스템이 요구되는 단점이 존재한다. 또한, 대부분의 선행연구는 전개 충격 최소화를 목적으로 구름 관절 및 SMA의 형상기억효과를 적용한 힌지를 개발하였으며, 힌지에 초탄성 SMA를 적용하여 고댐핑 특성을 부여하여 잔류진동을 저감한 방식은 시도된 바 없다.In the case of Thales' tape spring hinge, the simple weight is 1.17 kg due to its complex structure, which is not suitable for a design requiring light weight, and in the case of a tape spring hinge using the shape memory effect of SMA, additional equipment for SMA operation And there are disadvantages that the system is required. In addition, most previous studies have developed hinges that apply the shape memory effect of rolling joints and SMA for the purpose of minimizing deployment impact, and a method of reducing residual vibration by applying superelastic SMA to the hinge to give high damping characteristics has been attempted. never happened

대한민국 등록특허 공보 제10-1869167호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1869167

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 발사체 페어링 내부 크기가 제한적임에 따라 위성체 외부의 탑재되는 대형 구조물은 전개 메커니즘이 필수적으로 적용되는데, 궤도 상에서 구조물 전개시 발생하는 전개 충격 및 위성 기동시 발생하는 잔류진동 저감을 목적으로 한다.The present invention was created to solve the above problems. As the size inside the fairing of a launch vehicle is limited, a deployment mechanism is essentially applied to a large structure mounted outside a satellite. The purpose is to reduce the residual vibration generated during startup.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood from the description below.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 스프링 힌지 보강 부재는 형상기억합금(SMA) 플레이트; 상기 형상기억합금 플레이트 상에 적층되며 점탄성 부재인 제1 진동 감쇠층; 및 상기 제1 진동 감쇠층 상에 적층되는 제1 보강층을 포함한다.In order to achieve the above objects, a tape spring hinge reinforcing member according to an embodiment of the present invention includes a shape memory alloy (SMA) plate; a first vibration damping layer laminated on the shape memory alloy plate and being a viscoelastic member; and a first reinforcing layer stacked on the first vibration damping layer.

또한, 상기 테이프 스프링 힌지 보강 부재는 상기 제1 보강층 상에 적층되며 점탄성 부재인 제2 진동 감쇠층; 및 상기 제2 진동 감쇠층 상에 적층되는 제2 보강층을 더 포함하는 것일 수 있다.In addition, the tape spring hinge reinforcing member may include a second vibration damping layer laminated on the first reinforcing layer and being a viscoelastic member; and a second reinforcing layer stacked on the second vibration damping layer.

상기 제1 진동 감쇠층은 점탄성 테이프일 수 있다.The first vibration damping layer may be a viscoelastic tape.

상기 제1 보강층은 에폭시 수지일 수 있다.The first reinforcing layer may be an epoxy resin.

상기 제2 진동 감쇠층은 점탄성 테이프일 수 있다.The second vibration damping layer may be a viscoelastic tape.

상기 제2 보강층은 에폭시 수지일 수 있다.The second reinforcing layer may be an epoxy resin.

상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific details for achieving the above objects will become clear with reference to embodiments to be described later in detail in conjunction with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be configured in a variety of different forms, so that the disclosure of the present invention is complete and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs ( It is provided hereafter to fully inform the "ordinary skilled person") of the scope of the invention.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명의 테이프 스프링 힌지 보강 부재는 초탄성 효과로부터 고댐팅 특성이 구현되어 추가적인 댐퍼 시스템 등의 적용 없이 대형 구조물의 전개충격 및 위성 기동시 발생하는 잔류진동응답을 효과적으로 저감이 가능함에 따라 위성 시스템의 소형 및 경량화 설계가 가능한 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, the tape spring hinge reinforcing member of the present invention is implemented with high damping characteristics from the superelastic effect, so that the response to residual vibration generated during deployment shock of large structures and satellite startup without the application of an additional damper system As it is possible to reduce effectively, there is an effect that the satellite system can be designed to be compact and lightweight.

또한, SMA 상에 점탄성 테이프를 적용한 얇은 박판을 적층하여 설계함으로써, 적층구조의 마찰 및 테이프 자체의 점탄성 특성으로부터 댐핑 성능이 극대화되는 효과가 있다.In addition, by designing by laminating thin plates to which viscoelastic tape is applied on SMA, there is an effect of maximizing damping performance from the friction of the laminated structure and the viscoelastic properties of the tape itself.

또한, 적층된 박판의 두께는 수 mm 이하로 종래의 테이프 스프링 힌지 대비 중량 및 부피 증가를 최소화함에 따라 우주, 항공 전개형 구조물의 소형 및 경량화 구현이 가능한 효과가 있다.In addition, as the thickness of the laminated thin plates is less than several mm, the increase in weight and volume is minimized compared to the conventional tape spring hinge, so that space and air deployment type structures can be compact and lightweight.

또한, 단순한 제작 공정과 저렴한 단가로 종래의 테이프 스프링 힌지 보다 뛰어난 저감 성능으로 인하여 비용 절감의 효과가 있다.In addition, there is an effect of cost reduction due to superior reduction performance than the conventional tape spring hinge with a simple manufacturing process and low unit price.

본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the potential effects expected by the technical features of the present invention will be clearly understood from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 스프링 힌지 보강 부재를 포함하는 테이프 스프링 힌지의 구성도를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 스프링 힌지 보강 부재의 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 적용한 테이프 스프링 힌지의 전개충격시험 결과를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a tape spring hinge including a tape spring hinge reinforcing member according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B show a configuration diagram of a tape spring hinge reinforcing member according to an embodiment of the present invention.
3 shows the results of a deployment impact test of a tape spring hinge to which a reinforcing member according to an embodiment of the present invention is applied.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.Various features of the invention disclosed in the claims may be better understood in consideration of the drawings and detailed description. Devices, methods, manufacturing methods, and various embodiments disclosed in the specification are provided for illustrative purposes. The disclosed structural and functional features are intended to enable a person skilled in the art to specifically implement various embodiments, and are not intended to limit the scope of the invention. The terms and phrases disclosed are intended to provide an easy-to-understand description of the various features of the disclosed invention, and are not intended to limit the scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 스프링 힌지 보강 부재를 포함하는 테이프 스프링 힌지의 구성도를 도시한 것이며, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 스프링 힌지 보강 부재의 구성도를 도시한 것으로, 이하, 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 스프링 힌지 보강 부재(이하, ‘보강 부재’)를 설명한다.1 is a block diagram of a tape spring hinge including a tape spring hinge reinforcing member according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are diagrams of a tape spring hinge reinforcing member according to an embodiment of the present invention. A configuration diagram is shown, and a tape spring hinge reinforcing member (hereinafter, 'reinforcing member') according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2A and 2B.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 부재(100)를 포함하는 테이프 스프링 힌지(1)는 테이프 스프링(10); 제1 고정 브래킷(20); 제2 고정 브래킷(30); 전개 브래킷(40); 고정 인터페이스(I/F)(50); 및 보강 부재(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a tape spring hinge 1 including a reinforcing member 100 according to an embodiment of the present invention includes a tape spring 10; a first fixing bracket 20; a second fixing bracket (30); deployment bracket 40; fixed interface (I/F) 50; and a reinforcing member 100 .

테이프 스프링(10)은 접혀진 상태에서는 탄성에 의한 전개 모멘트를 야기하는 것으로, 테이프 스프링(10)은 바(bar)형 박판으로 형성되며 아치형 단면을 가질 수 있으며, 테이프 스프링(120)은 금속으로 구성되어 아치형 면에 수직한 방향으로 접혀질 수 있는 것일 수 있다. 제1 고정 브래킷(20)은 위성 구조체측과 결합을 위한 부재일 수 있다. 제2 고정 브래킷(30)은 테이프 스프링(10)과 보강 부재(100)의 결합을 위한 부재일 수 있다. 전개 브래킷(40)은 전개형 구조물과의 결합을 위한 부재일 수 있다. 고정 인터페이스(I/F)(50)은 테이프 스프링(10)을 제1 고정 브래킷(20)과 제2 고정 브래킷(30)에 각각 고정시키기 위한 부재일 수 있다.The tape spring 10 causes a deployment moment by elasticity in a folded state. The tape spring 10 is formed of a bar-shaped thin plate and may have an arcuate cross section, and the tape spring 120 is made of metal. It may be that it can be folded in a direction perpendicular to the arcuate surface. The first fixing bracket 20 may be a member for coupling with the satellite structure side. The second fixing bracket 30 may be a member for coupling the tape spring 10 and the reinforcing member 100 . The deployment bracket 40 may be a member for coupling with a deployment type structure. The fixing interface (I/F) 50 may be a member for fixing the tape spring 10 to the first fixing bracket 20 and the second fixing bracket 30, respectively.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 부재(100)는 형상기억합금(SMA) 플레이트(110); 형상기억합금 플레이스 상에 적층되는 제1 진동 감쇠층(120); 및 제1 진동 감쇠층(120) 상에 적층되는 제1 보강층(130)을 포함한다.Referring to Figure 2a, the reinforcing member 100 according to an embodiment of the present invention is a shape memory alloy (SMA) plate 110; A first vibration damping layer 120 laminated on the shape memory alloy place; and a first reinforcing layer 130 stacked on the first vibration damping layer 120 .

도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 부재(100)는 형상기억합금(SMA) 플레이트(110); 형상기억합금 플레이스 상에 적층되는 제1 진동 감쇠층(120); 및 제1 진동 감쇠층(120) 상에 적층되는 제1 보강층(130)을 포함하며, 제1 보강층 상에 적층되는 제2 진동 감쇠층; 및 상기 제2 진동 감쇠층 상에 적층되는 제2 보강층을 더 포함한다.Referring to Figure 2b, the reinforcing member 100 according to an embodiment of the present invention is a shape memory alloy (SMA) plate 110; A first vibration damping layer 120 laminated on the shape memory alloy place; and a first reinforcing layer 130 stacked on the first vibration damping layer 120, and a second vibration damping layer stacked on the first reinforcing layer; and a second reinforcing layer stacked on the second vibration damping layer.

형상기억함급 플레이트(110)는 오스테나이트(Austenite) 상 및/또는 마르텐사이트(Martensite) 상을 가지는 것일 수 있으며, 상변화 온도(Austenite Finish Temperature: Af)와 작동환경 온도와의 관계에 따라 형상기억 효과 및 초탄성 효과를 갖는 부재일 수 있다. 형상기억합금 플레이트(110)는 니켈-티타늄(Ni-Ti) 형상기억합금(Af 0℃)일 수 있다.The shape memory class plate 110 may have an austenite phase and/or a martensite phase, and may have a shape depending on the relationship between the phase change temperature (Austenite Finish Temperature: A f ) and the operating environment temperature. It may be a member having a memory effect and a superelastic effect. The shape memory alloy plate 110 may be a nickel-titanium (Ni-Ti) shape memory alloy (A f 0°C).

형상기억합금 플레이트(110)의 형상기억 효과는 Af온도 이하의 온도조건에서 외부 하중에 의해 소재 자체에 구조적 변형이 발생하여도 Af온도 이상으로 가열될 경우 본래 형상으로 회복하는 특성을 가지는 것일 수 있으며, 형상기억합금 플레이트(110)의 초탄성 효과는 온도조건이 Af온도 이상일 때, 외부하중에 의해 형상변형이 발생하여도 하중을 제거할 경우 잔류응력 없이 본래 형상으로 복원되는 특성을 가지는 것일 수 있다.The shape memory effect of the shape memory alloy plate 110 is to have a characteristic of recovering to its original shape when heated above the A f temperature even if structural deformation occurs in the material itself due to an external load under a temperature condition below the A f temperature In addition, the superelastic effect of the shape memory alloy plate 110 has the characteristic of restoring to its original shape without residual stress when the load is removed even when the shape deformation occurs due to an external load when the temperature condition is above the A f temperature. it could be

형상기억합금 플레이트(110)는 형상기억합금의 박막형 부재일 수 있으며, 1 또는 2 이상으로 적층된 층상 구조일 수 있다.The shape memory alloy plate 110 may be a thin film member of a shape memory alloy, and may have a layered structure in which one or two or more are laminated.

형상기억합금 플레이트(110)는 적층 구조에 적용됨에 따라 초탄성 형상기억합금이 상변화를 일으키는 임계응력 이상의 변위에서는 댐핑 성능을 구현하며, 임계응력 이하의 미소변위에서는 적층형 보강재(보강 부재)를 통하여 댐핑 성능을 부여할 수 있다. 이로 인하여 대/소 변위에서 댐핑 성능을 부여할 수 있는 것이다.As the shape memory alloy plate 110 is applied to the laminated structure, the superelastic shape memory alloy implements damping performance at displacements above the critical stress that causes a phase change, and at microdisplacements below the critical stress, through laminated reinforcement (reinforcing member) damping performance can be imparted. Due to this, it is possible to impart damping performance at large/small displacements.

제1 진동 감쇠층(120)은 점탄성 특성을 가지는 박막형 부재일 수 있으며, 제1 진동 감쇠층(120)은 점탄성 테이프(Viscoelastic tape)일 수 있으며, 상기 점탄성 테이프는 3M966 테이프(3MTM)일 수 있다.The first vibration damping layer 120 may be a thin film member having viscoelastic properties, the first vibration damping layer 120 may be a viscoelastic tape, and the viscoelastic tape may be a 3M966 tape (3M TM ) there is.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제1 진동 감쇠층(120)는 형상기억합금 플레이트(110) 일면 또는 양면에 적층되는 것일 수 있으며, 보다 바람직하게는 형상기억합금 플레이트(110)의 일면(상부면) 및 타면(하부면) 각각에 제1 진동 감쇠층(121, 122)이 형성(적층)되는 것일 수 있다.Referring to Figures 2a and 2b, the first vibration damping layer 120 may be laminated on one side or both sides of the shape memory alloy plate 110, more preferably one side (upper side) of the shape memory alloy plate 110 surface) and the other surface (lower surface), respectively, the first vibration damping layers 121 and 122 may be formed (laminated).

제1 진동 감쇠층(120)은 적층 구조로 적용됨에 따라 마찰 및 점탄성 특성으로 인하여, 보강 부재(100)를 적용한 테이프 스프링 힌지(1)의 댐핑 성능을 극대화시킬 수 있으며, 추가적인 댐퍼 시스템 등의 적용 없이 위성 내지 발사체 등의 대형 구조물 물의 전개 충격 및 위성 기동시 발생하는 잔류 진동 응답을 효과적으로 저감시킬 수 있다.As the first vibration damping layer 120 is applied in a laminated structure, the damping performance of the tape spring hinge 1 to which the reinforcing member 100 is applied can be maximized due to frictional and viscoelastic properties, and an additional damper system is applied. It is possible to effectively reduce the deployment impact of large structures such as satellites or projectiles and the residual vibration response generated during satellite startup.

제1 보강층(130)은 제1 진동 감쇠층(120)의 마찰을 극대화하는 박막형 부재일 수 있으며, 제1 보강층(130)은 인쇄회로기판(PCB)의 소재일 수 있으며, 제1 보강층(130)은 에폭시 수지일 수 있으며, 상기 에폭시 수지는 에폭시가 함침된 유리 섬유가 1 또는 2 이상 적층된 FR-4일 수 있다.The first reinforcing layer 130 may be a thin film member that maximizes the friction of the first vibration damping layer 120, the first reinforcing layer 130 may be a material of a printed circuit board (PCB), and the first reinforcing layer 130 ) may be an epoxy resin, and the epoxy resin may be FR-4 in which one or two or more epoxy-impregnated glass fibers are laminated.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제1 보강층(130)은 제1 진동 감쇠층(120) 상에 적층되는 것이며, 보다 구체적으로는 제1 보강층(131, 132)은 형상기억합금 플레이트(110)의 일면 및 타면에 형성(적층)된 제1 진동 감쇠층(121, 122)에 각각에 형성(적층)되는 것이며, 보다 구체적으로 제1 진동층 감쇠층(121, 122)의 일면이 형상기억합금 플레이트(110)과 접하는 경우, 제1 보강층(131, 132)은 제1 진동 감쇠층(121, 122)의 타면에 형성(적층)되는 것일 수 있다.2a and 2b, the first reinforcing layer 130 is laminated on the first vibration damping layer 120, more specifically, the first reinforcing layers 131 and 132 are the shape memory alloy plate 110 It is formed (laminated) on each of the first vibration damping layers 121 and 122 formed (laminated) on one and the other surface of the , and more specifically, one surface of the first vibration damping layer 121 and 122 is a shape memory alloy plate. When in contact with (110), the first reinforcing layers 131 and 132 may be formed (laminated) on the other surface of the first vibration damping layers 121 and 122.

제2 진동 감쇠층(140)은 제1 진동 감쇠층(120)과 동일한 부재일 수 있으며, 제2 진동 감쇠층(140)은 점탄성 특성을 가지는 박막형 부재일 수 있으며, 제2 진동 감쇠층(140)은 점탄성 테이프(Viscoelastic tape)일 수 있으며, 상기 점탄성 테이프는 3M966 테이프(3MTM)일 수 있다.The second vibration damping layer 140 may be the same member as the first vibration damping layer 120, and the second vibration damping layer 140 may be a thin film member having viscoelastic properties. ) may be a viscoelastic tape, and the viscoelastic tape may be a 3M966 tape (3M TM ).

제2 진동 감쇠층(140)는 제1 보강층(130)에 적층되는 것이며, 보다 구체적으로 제1 보강층(131, 132)의 일면이 제1 진동 감쇠층(121, 122)과 접하는 경우, 제2 진동 감쇠층(141, 142)은 제1 보강층(131, 132)의 타면에 형성(적층)되는 것일 수 있다.The second vibration damping layer 140 is laminated on the first reinforcing layer 130, and more specifically, when one surface of the first reinforcing layers 131 and 132 is in contact with the first vibration damping layers 121 and 122, the second The vibration damping layers 141 and 142 may be formed (laminated) on the other surface of the first reinforcing layers 131 and 132 .

도 2b를 참조하면, 제2 진동 감쇠층(140)은 적층 구조로 적용됨에 따라 마찰 및 점탄성 특성으로 인하여, 보강 부재(100)의 댐핑 성능을 극대화시킬 수 있으며, 추가적인 댐퍼 시스템 등의 적용 없이 위성 내지 발사체 등의 대형 구조물의 전개 충격 및 위성 기동시 발생하는 잔류 진동 응답을 효과적으로 저감시킬 수 있다.Referring to FIG. 2B, as the second vibration damping layer 140 is applied in a laminated structure, it is possible to maximize the damping performance of the reinforcing member 100 due to friction and viscoelastic properties, and the satellite without the application of an additional damper system. It is possible to effectively reduce the deployment shock of large structures such as launch vehicles and the residual vibration response generated during satellite maneuvering.

제2 보강층(150)은 제1 보강층(130)과 동일한 부재일 수 있으며, 에폭시 수지일 수 있으며, 제2 보강층(150)은 제2 진동 감쇠층(140)의 마찰을 극대화하는 박막형 부재일 수 있으며, 제2 보강층(150)은 인쇄회로기판(PCB)의 소재일 수 있으며, 제2 보강층(150)은 에폭시 수지일 수 있으며, 상기 에폭시 수지는 에폭시가 함침된 유리 섬유가 1 또는 2 이상 적층된 FR-4일 수 있다.The second reinforcing layer 150 may be the same member as the first reinforcing layer 130, or may be an epoxy resin, and the second reinforcing layer 150 may be a thin film member that maximizes the friction of the second vibration damping layer 140. The second reinforcing layer 150 may be a material of a printed circuit board (PCB), the second reinforcing layer 150 may be an epoxy resin, and the epoxy resin is one or two or more laminated glass fibers impregnated with epoxy. may be FR-4.

도 2b를 참조하면, 제2 보강층(150)은 제2 진동 감쇠층(140) 상에 적층되는 것이며, 보다 구체적으로는 제2 진동 감쇠층(141, 142)의 일면이 제1 진동 감쇠층(131, 132)과 접하는 경우, 제2 보강층(151, 152)은 제2 진동 감쇠층(141, 142)의 타면에 형성(적층)되는 것일 수 있다.Referring to FIG. 2B, the second reinforcing layer 150 is laminated on the second vibration damping layer 140, and more specifically, one surface of the second vibration damping layers 141 and 142 is the first vibration damping layer ( 131 and 132 , the second reinforcing layers 151 and 152 may be formed (laminated) on the other surface of the second vibration damping layer 141 and 142 .

일례로서, 형상기억합금 플레이트만 구비된 보강 부재(Case 1), 도 2a에서와 같이 형상기억합금(110)의 상면 및 하면 각각에 대하여 제1 진동 감쇠층(120)(점탄성 테이프 3M966)과 제1 보강층(130)(에폭시 수지 FR4)이 순차적으로 적층된 보강 부재(Case 2), 도 2b에서와 같이, 형상기억합금(110)의 상면 및 하면 각각에 대하여 제1 진동 감쇠층(120)(점탄성 테이프 3M966)과 제1 보강층(130)(에폭시 수지 FR4)이 순차적으로 적층되며, 제2 진동 감쇠층(140)(점탄성 테이프 3M966)과 제2 보강층(150)(에폭시 수지 FR4)이 순차적으로 적층된 보강 부재(Case 3)를 각각 적용한 테이스 스프링 힌지 대하여 각각의 전개충격시험을 수행하였으며, Case 1 내지 Case 3의 보강 부재의 구성은 하기 표 1에 정리하였으며, 전개충격시험 결과를 도 3에 도시하였다.As an example, the first vibration damping layer 120 (viscoelastic tape 3M966) and the first vibration damping layer 120 (viscoelastic tape 3M966) for each of the top and bottom surfaces of the shape memory alloy 110, as shown in a reinforcing member (Case 1) equipped with only a shape memory alloy plate, FIG. 1 reinforcing member (Case 2) in which reinforcing layer 130 (epoxy resin FR4) is sequentially laminated, as shown in FIG. 2B, first vibration damping layer 120 ( The viscoelastic tape 3M966) and the first reinforcing layer 130 (epoxy resin FR4) are sequentially laminated, and the second vibration damping layer 140 (viscoelastic tape 3M966) and the second reinforcing layer 150 (epoxy resin FR4) are sequentially laminated. Each deployment impact test was performed on the case spring hinge to which the laminated reinforcing member (Case 3) was applied, respectively. shown in

Case 1Case 1 Case 2Case 2 Case 3Case 3 형상기억합금shape memory alloy Ni-Ti(Af 0℃)Ni-Ti (A f 0℃) Ni-Ti(Af 0℃)Ni-Ti (A f 0℃) Ni-Ti(Af 0℃)Ni-Ti (A f 0℃) 제1 진동 감쇠층First Vibration Damping Layer -- 3M9663M966 3M9663M966 제1 보강층1st reinforcing layer -- FR4FR4 FR4FR4 제2 진동 감쇠층Second Vibration Damping Layer -- -- 3M9663M966 제2 보강층2nd reinforcing layer -- -- FR4FR4

도 3을 참조하면, 본 발명에서의 제1 진동 감쇠층 및 제1 구속을 구비함으로써, 테이프 스프링 힌지의 댐핑 성능이 향상되었음을 확인할 수 있으며, 특히 Case 2와 Case 3을 대비하였을 때, 제2 진동 감쇠층 및 제2 보강층이 추가로 적층됨에 따라 전개충격이 약 1.7배 정도 감소되었음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the damping performance of the tape spring hinge is improved by providing the first vibration damping layer and the first restraint in the present invention. In particular, when Case 2 and Case 3 are compared, the second vibration As the damping layer and the second reinforcing layer are additionally stacked, it can be confirmed that the deployment impact is reduced by about 1.7 times.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 부재(100)는 발명을 테이프 스프링 힌지에 적용 시 초탄성 SMA(형상기억합금 플레이트)와 보강층(제1 보강층 및 제2 보강층) 적층에 적용한 점탄성 테이프(제1 진동 감쇠층 및 제2 진동 감쇠층)에 기인한 고댐핑 특성으로 인해 외부에서 전달되는 충격/진동으로부터 전개형 구조물에 전달되는 충격/진동을 저감하여 힌지 부의 파손 및 내부 전자장비에 영향을 주며 위성의 자세안정화 시간을 지연시키거나 카메라 시선각 교란에 따른 관측목표 지향 성능 저하 등을 최소화 할 수 있다.As described above, the reinforcing member 100 according to an embodiment of the present invention is a viscoelastic tape applied to superelastic SMA (shape memory alloy plate) and reinforcing layers (first reinforcing layer and second reinforcing layer) when the invention is applied to the tape spring hinge ( Due to the high damping characteristics due to the first vibration damping layer and the second vibration damping layer), shock/vibration transmitted from the outside to the deployable structure is reduced, thereby preventing damage to the hinge part and affecting internal electronic equipment. It can delay the stabilization time of the satellite or minimize the deterioration of the observation target orientation performance due to the disturbance of the viewing angle of the camera.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.The above description is only illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

본 명세서에 개시된 다양한 실시예들은 순서에 관계없이 수행될 수 있으며, 동시에 또는 별도로 수행될 수 있다. The various embodiments disclosed herein may be performed out of order, concurrently or separately.

일 실시예에서, 본 명세서에서 설명되는 각 도면에서 적어도 하나의 단계가 생략되거나 추가될 수 있고, 역순으로 수행될 수도 있으며, 동시에 수행될 수도 있다. In one embodiment, at least one step may be omitted or added in each figure described herein, may be performed in reverse order, or may be performed concurrently.

본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The embodiments disclosed herein are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but are intended to explain, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.The protection scope of the present invention should be interpreted according to the claims, and all technical ideas within the equivalent range should be understood to be included in the scope of the present invention.

1: 테이프 스프링 힌지
100: 보강 부재
110: 형상기억합금 플레이트
120: 제1 진동 감쇠층
130: 제1 보강층
140: 제2 진동 감쇠층
150: 제2 보강층1: Tape spring hinge
100: reinforcing member
110: shape memory alloy plate
120: first vibration damping layer
130: first reinforcing layer
140: second vibration damping layer
150: second reinforcing layer

Claims (6)

형상기억합금(SMA) 플레이트;
상기 형상기억합금 플레이트 상에 적층되며 점탄성 부재인 제1 진동 감쇠층; 및
상기 제1 진동 감쇠층 상에 적층되는 제1 보강층을 포함하는,
테이프 스프링 힌지 보강 부재.
shape memory alloy (SMA) plate;
a first vibration damping layer laminated on the shape memory alloy plate and being a viscoelastic member; and
Including a first reinforcing layer laminated on the first vibration damping layer,
Tape spring hinge reinforcement member.
 제 1 항에 있어서,
상기 제1 보강층 상에 적층되며 점탄성 부재인 제2 진동 감쇠층; 및
상기 제2 진동 감쇠층 상에 적층되는 제2 보강층을 더 포함하는 것인,
테이프 스프링 힌지 보강 부재.
According to claim 1,
a second vibration damping layer laminated on the first reinforcing layer and being a viscoelastic member; and
Further comprising a second reinforcing layer laminated on the second vibration damping layer,
Tape spring hinge reinforcement member.
 제 1 항에 있어서,
상기 제1 진동 감쇠층은 점탄성 테이프인 것인,
테이프 스프링 힌지 보강 부재.
According to claim 1,
Wherein the first vibration damping layer is a viscoelastic tape,
Tape spring hinge reinforcement member.
 제 1 항에 있어서,
상기 제1 보강층은 에폭시 수지인 것인,
테이프 스프링 힌지 보강 부재.
According to claim 1,
The first reinforcing layer is an epoxy resin,
Tape spring hinge reinforcement member.
 제 2 항에 있어서,
상기 제2 진동 감쇠층은 점탄성 테이프인 것인,
테이프 스프링 힌지 보강 부재.
According to claim 2,
Wherein the second vibration damping layer is a viscoelastic tape,
Tape spring hinge reinforcement member.
 제 2 항에 있어서,
상기 제2 보강층은 에폭시 수지인 것인,
테이프 스프링 힌지 보강 부재.According to claim 2,
The second reinforcing layer is an epoxy resin,
Tape spring hinge reinforcement member.
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