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Description
特許法第30条第2項適用 令和1年10月21日、70th International Astronautical Congressのウェブサイトにて、要約として、展開構造物に関する研究について公開した。 令和1年10月25日、70th International Astronautical Congressにて、展開構造物に関する研究について公開した。 令和1年12月、第35回 宇宙構造・材料シンポジウムのウェブサイトにて、要約として、展開構造物に関する研究について公開した。 令和1年12月2日、第35回 宇宙構造・材料シンポジウムにて、展開構造物に関する研究について公開した。Application of Article 30,
本発明は展開構造物に関するものである。 The present invention relates to a deployable structure.
特許文献1には、第1パネル、第2パネル、パネル係止構造、及び付勢手段を含む展開構造物が開示されている。第1パネルと第2パネルとは、ヒンジ構造によって互いに折り畳み可能に連結されている。第2パネルには、第2パネルが第1パネルに対して展開する方向に付勢手段による付勢力が付勢されている。パネル係止構造は、第2パネルを係止することによって、第1パネルに対して第2パネルが折りたたまれた状態を保持している。この展開構造物は、パネル係止構造による第2パネルの係止が解除されると、第2パネルが第1パネルに対してヒンジ構造を中心にして展開して展開状態に遷移する。第1パネル及び第2パネルが展開状態になると、ラッチ構造が機能して、折りたたまれた状態に遷移することを規制する。
この展開構造物は、第1パネル及び第2パネルが展開状態に遷移する際、ヒンジ構造を中心に第2パネルが回動することになる。第2パネルには付勢部材による付勢力が付勢されている。このため、パネル係止構造による係止が解除されると、第2パネルはヒンジ構造周りに回動する。そして、回動する勢いを増しながら展開状態に遷移し、ラッチ構造が機能することが考えられる。この場合、ラッチ構造が機能する際に第2パネルの回動が急激に停止し、急激に停止することによって生じる反動が展開構造物に作用する可能性があるため、展開構造物の姿勢が安定しないおそれがある。 In this deployable structure, when the first panel and the second panel transition to the deployed state, the second panel rotates around the hinge structure. A biasing force is applied to the second panel by a biasing member. Therefore, when the locking by the panel locking structure is released, the second panel rotates around the hinge structure. It is conceivable that the latch structure functions as the latch structure transitions to the unfolded state while increasing its rotational momentum. In this case, when the latch structure functions, the rotation of the second panel suddenly stops, and the recoil caused by the sudden stop may act on the deployable structure, so the posture of the deployable structure becomes stable. There is a possibility that it will not.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、姿勢を安定させつつ良好に展開することができる展開構造物を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and an object to be solved is to provide a deployable structure that can be deployed satisfactorily while maintaining a stable posture.
本発明の展開構造物は、シート状をなし、加熱又は電磁波が照射されると、所定の一方向の断面形状が凸形状に変形又は収縮し、前記所定の一方向に直交する断面形状が変形又は収縮しない複数の形状記憶部材と、互いに重ならないように並べられた各前記形状記憶部材の縁部同士を連結する連結部材とを備え、各前記形状記憶部材は、加熱又は電磁波が照射される前において、互いに重なるように折りたたまれている。 The deployable structure of the present invention has a sheet shape, and when heated or irradiated with electromagnetic waves, the cross-sectional shape in one predetermined direction deforms or contracts into a convex shape, and the cross-sectional shape perpendicular to the predetermined one direction is deformed. Alternatively, it comprises a plurality of shape memory members that do not shrink, and a connecting member that connects the edges of the shape memory members arranged so as not to overlap each other, and each of the shape memory members is heated or irradiated with electromagnetic waves. At the front, they are folded so that they overlap each other.
この展開構造物は、加熱又は電磁波が照射される前において、連結部材によって連結された複数の形状記憶部材が互いに重なるように折りたたまれている。この展開構造物は、加熱又は電磁波が照射されることによって、各形状記憶部材において凸形状に変形又は収縮する。この際、各形状記憶部材が互いに離れるように変形する部位における連結部材には、各形状記憶部材によって引っ張られるように力が付与される。一方、各形状記憶部材が互いに近づくように変形する部位における連結部材には、上記のような力が付与されない。この展開構造物は、連結部材に対して付与される上記のような力に基づいて各形状記憶部材が展開することができる。このため、各形状記憶部材が展開する動作が緩やかに行われ易く、宇宙空間において展開構造物を展開する場合において、展開構造物の姿勢に影響を及ぼし難い。 This deployable structure is folded so that a plurality of shape memory members connected by connecting members overlap each other before being heated or irradiated with electromagnetic waves. This deployable structure deforms or contracts into a convex shape in each shape memory member by being heated or irradiated with electromagnetic waves. At this time, a force is applied to the connecting member at the portion where the shape memory members deform to separate from each other so as to be pulled by each shape memory member. On the other hand, the above-mentioned force is not applied to the connecting members at the portions where the shape memory members are deformed so as to approach each other. In this deployable structure, each shape memory member can deploy based on the above-described force applied to the connecting member. For this reason, each shape memory member tends to unfold slowly, and when the deployable structure is deployed in space, it is difficult to affect the attitude of the deployable structure.
本発明における好ましい実施の形態を説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described.
本発明の展開構造物の各形状記憶部材は、加熱又は電磁波が照射されて変形又は収縮した際に突出する側の外面を同じ向きにして連結されていてもよい。この構成によれば、変形又は収縮する際に連結部材に引っ張る力を付与し易くなるため、より良好に展開し易い。 Each shape memory member of the deployable structure of the present invention may be connected with the outer surface of the side that protrudes when deformed or contracted by being heated or irradiated with electromagnetic waves facing the same direction. According to this configuration, it becomes easier to apply a pulling force to the connecting member when deforming or contracting, so that it is easier to expand better.
本発明の展開構造物の連結部材は、各形状記憶部材が加熱又は電磁波が照射されて変形又は収縮した際に凹む側の内面同士、及び突出する側の外面同士の少なくともいずれかを連結してもよい。この構成によれば、各形状記憶部材を簡単に連結させることができる。 The connecting member of the deployable structure of the present invention connects at least one of the inner surfaces that are recessed when each shape memory member is heated or irradiated with electromagnetic waves and deformed or contracted, and the outer surfaces that are protruded. Good too. According to this configuration, each shape memory member can be easily connected.
本発明の展開構造物は、各形状記憶部材が加熱又は電磁波が照射されて変形又は収縮した際に突出する側の外面を覆うように設けられる積層部材を備えていてもよい。この構成によれば、積層部材によって各形状記憶部材の変形又は収縮する度合いを調整することができる。 The deployable structure of the present invention may include a laminated member provided so as to cover the outer surface of the side that protrudes when each shape memory member is deformed or contracted by being heated or irradiated with electromagnetic waves. According to this configuration, the degree of deformation or contraction of each shape memory member can be adjusted by the laminated member.
本発明の展開構造物の連結部材及び積層部材の厚みは、形状記憶部材の厚みよりも薄くてもよい。この構成によれば、形状記憶部材の変形又は収縮を妨げ難くすることができる。 The thickness of the connecting member and the laminated member of the deployable structure of the present invention may be thinner than the thickness of the shape memory member. According to this configuration, deformation or contraction of the shape memory member can be made difficult to prevent.
本発明の展開構造物の連結部材及び積層部材は、互いに異なる材質でもよい。この構成によれば、連結部材及び積層部材の各々において必要な特性を有した材料を用いることができる。 The connecting member and the laminated member of the deployable structure of the present invention may be made of different materials. According to this configuration, materials having necessary characteristics can be used for each of the connecting member and the laminated member.
本発明の展開構造物の形状記憶部材は、正方形状をなした第1部材と、第1部材を1つの対角線で分割した外形の第2部材と、を有し、加熱又は電磁波が照射された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結した複数の第1部材が直列に配置された第1配列部と、加熱又は電磁波が照射された際に凸形状に変形又は収縮する対角線に相当する縁部同士を連結した第2配列部とを構成し、第2配列部と、第1部材とは、加熱又は電磁波が照射された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結していてもよい。この構成によれば、複数の第1配列部を第2配列部によって二方向に延びるように展開させるように連結することができるため、展開構造物の外形を様々なものにし易い。 The shape memory member of the deployable structure of the present invention has a first member having a square shape and a second member having an outer shape obtained by dividing the first member along one diagonal line, and is heated or irradiated with electromagnetic waves. A first array part in which a plurality of first members are arranged in series, the edges of which are connected to each other, which deform or contract into a convex shape when heated, and a diagonal line which deforms or contracts into a convex shape when heated or irradiated with electromagnetic waves. The second arrangement part connects the corresponding edges to each other, and the second arrangement part and the first member connect the edges that deform or contract into a convex shape when heated or irradiated with electromagnetic waves. You may do so. According to this configuration, the plurality of first arrangement parts can be connected to each other so as to extend in two directions by the second arrangement part, so that it is easy to make the outer shape of the deployable structure various.
次に、本発明の展開構造物を具体化した実施例1、2について、図面を参照しつつ説明する。 Next, Examples 1 and 2 embodying the deployable structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
実施例1の展開構造物1は、図1、2に示すように、複数の形状記憶部材10である第1部材11、複数の形状記憶部材10である第2部材12、連結部材13、及び積層部材14を備えている。第1部材11及び第2部材12には、シート状の合成樹脂であるSMP(Shape Memory Polymer)が用いられている。第1部材11及び第2部材12の厚みは、およそ0.4mmである。第1部材11の外形は、正方形をなしている。第2部材12の外形は、直角二等辺三角形をなしている。具体的には、第2部材12は、第1部材11を1つの対角線で2つに分割した外形をなしている。なお、図1、4、5において、第2部材12の外形は、第1部材11を1つの対角線で2つに分割した外形よりも小さいが、これは、参照し易くするために描画したためである。
<Example 1>
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1部材11及び第2部材12は、外部の熱源によって加熱して所定の温度(ガラス転位温度Tg)より高温にすると弾性を有した状態になり、所定の温度より低温にすると弾性を有さない硬い状態に変化する性質を有している。第1部材11及び第2部材12のガラス転位温度Tgは、例えば55℃である。第1部材11及び第2部材12は、所定の温度よりも高温にした状態において、平面状に伸ばした状態にし、この状態を維持したまま所定の温度よりも低温にする。これによって、第1部材11及び第2部材12は、平面状に伸ばされた状態を記憶(維持)することができる(図3(A)、(C)、(E)参照。)。
The
平面状に伸ばされた状態を記憶(維持)した第1部材11及び第2部材12を再び加熱して所定の温度よりも高温にすると、所定の一方向の断面形状が凸形状に変形又は収縮して概ね半円筒状の外形になって、所定の温度よりも低温にすると概ね半円筒状の外形を維持して弾性を有さない硬い状態に変化する(図3(B)、(D)、(F)参照。)。つまり、形状記憶部材10は、シート状をなし、加熱されると、所定の一方向の断面形状が凸形状に変形又は収縮する。さらに、形状記憶部材10は、所定の一方向に直交する断面形状が変形又は収縮しない。
When the
展開構造物1は、平面状に伸ばした状態を記憶した16枚の第1部材11、及び平面状に伸ばした状態を記憶した16枚の第2部材12が同一平面上に並べられてシート状をなしている。展開構造物1の外形は、正方形状をなしている。展開構造物1の一辺の寸法は、第1部材11の一辺の寸法のおよそ5倍である。なお、図1、4、5において、展開構造物1の一辺の寸法は、第1部材11の一辺の寸法の5倍以上あるが、これは、参照し易くするために描画したためである。形状記憶部材である第1部材11及び第2部材12は、所定の温度よりも高温にして変形又は収縮して突出する側の外面が同じ向きにされている。つまり、形状記憶部材10は、加熱されて変形又は収縮した際に突出する側の外面を同じ向きにしている。展開構造物1の中央部には、第1部材11及び第2部材12が配置されておらず、第1部材11と概ね同じ外形の孔Hが形成されている。孔Hには、例えば、人工衛星の本体が配置され得る(図示せず。)。
The
展開構造物1は、図4に示すように、4つの第1配列部11Aと、8つの第2配列部12Aを有している。第1配列部11Aは、所定の温度よりも高温にされた際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結した3つの第1部材11が直列に配置されて連結部材13によって連結されている(図1、2参照。)。第1配列部11Aは、第1部材11が一列に並べられている。各第1配列部11Aは、一端に位置する第1部材11が展開構造物1を構成する各角部Eに配置されて、展開構造物1の各辺Sに沿って1つずつ配置されている。第1配列部11Aにおいて、概ね半円筒状に変形した際の第1部材11の軸線A1は、各辺Sに沿っている。第1配列部11Aは、長手方向が辺Sに沿う向きにされている。第1配列部11Aの長手方向は、第1部材11が一列に並ぶ方向である。
As shown in FIG. 4, the
第2配列部12Aは、2つの第2部材12を有している。第2配列部12Aは、凸形状に変形又は収縮する第1部材11の対角線に相当する第2部材12の縁部同士が連結部材13によって連結されている(図1、2参照。)。第2配列部12Aの外形は、第1部材11と概ね同じ大きさの正方形状をなしている。第2配列部12Aの外形を形成する四辺において、凸形状に変形又は収縮する縁部は、隣合い直角をなす二辺に位置している。第2配列部12Aの外形を形成する四辺において、凸形状に変形又は収縮しない縁部は、隣合い直角をなす二辺に位置している。第2配列部12Aを構成する2つの第2部材12は、概ね半円筒状に変形した際の軸線A2が直角をなしている。
The
各辺Sには、第2配列部12A一つずつ配置されている(図4参照。)。辺Sに配置された第2配列部12Aの凸形状に変形又は収縮する一方の縁部と、この辺Sに長手方向が沿って配置される第1配列部11Aの他端に位置する第1部材11の凸形状に変形又は収縮する縁部と、が連結されている。辺Sに配置された第2配列部12Aにおいて、辺Sを構成する第2部材12の軸線A2は、自身が構成する辺Sに沿っている。辺Sに配置された第2配列部12Aと、この辺Sに長手方向が沿って配置される第1部材11とは、加熱された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結している。
One
展開構造物1の孔Hの周囲には、残りの4つの第2配列部12Aが配置されている。孔Hを構成する四辺に配置された第2部材12は、軸線A2が自身が配置された孔Hの辺に対して直角をなしている。
The remaining four
辺Sに配置された第2配列部12Aと、この辺Sと直角をなす孔Hの2つの辺の内の一方に配置された第2配列部12Aとの間には、1つの第1部材11が配置されている。二つの第2配列部12Aに挟まれた第1部材11の凸形状に変形又は収縮する一方の縁部には、辺Sに配置された第2配列部12Aの凸形状に変形又は収縮する他方の縁部が連結されている。また、この第1部材11の凸形状に変形又は収縮する他方の縁部には、孔Hに配置された第2配列部12Aの凸形状に変形又は収縮する一方の縁部が連結されている。つまり、第2配列部12Aと、第1部材11とは、加熱された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結している。この第1部材11の軸線A1は、凸形状に変形又は収縮する縁部の各々に連結される第2配列部12Aの第2部材12の軸線A2と平行である。
One
連結部材13は、厚みがおよそ25μm、幅がおよそ10mmのテープであり、ポリウレタン製である。連結部材13は、上記のように配置された第1部材11及び第2部材12の隣合う縁部同士を連結するように貼り付けられている。連結部材13は、例えば、第1部材11及び第2部材12において、変形又は収縮した際に凹む側の内面同士に貼り付けられる(図2参照。)。連結部材13は、互いに重ならないように並べられた各形状記憶部材の縁部同士を連結する。
The connecting
積層部材14は、厚みがおよそ35μmのポリイミド(例えば、東レ・デュポン(株)カプトン(登録商標))で形成されている。積層部材14は、変形又は収縮した際に突出する側の第1部材11及び第2部材12の外面を覆うように第1部材11及び第2部材12の各々に貼り付けられている(図2参照。)。連結部材13及び積層部材14の厚みは、形状記憶部材10の厚みよりも薄い。連結部材13、及び積層部材14は、互いに異なる材質である。
The
このようにして構成された展開構造物1は、図5に示す点線の位置において山折りにし、一点鎖線の位置において谷折りにすることによって、図6に示す形態に折りたたまれる。つまり、各形状記憶部材10は、加熱される前において、互いに重なるように折りたたまれている。展開構造物1を折りたたんだ状態は、非展開状態である。
The
こうして折りたたまれた展開構造物1を加熱して所定の温度よりも高温にすると、第1部材11及び第2部材12は、平面状の状態から概ね半円筒状の状態に変化する(図3(A)から(F)参照。)。第1部材11及び第2部材12は、積層部材14が貼り付けられている。第1部材11及び第2部材12の変形は積層部材14によって妨げられることはないが、積層部材14が貼り付けられていない場合に比べて、形状の変化する度合いが抑えられる。展開構造物1は、第1部材11及び第2部材12の変形に伴い、第1部材11及び第2部材12によって引っ張られる力が連結部材13に付与される。展開構造物1は、この力に基づいて徐々に展開し、最終的に外形が概ね正方形状をなす展開状態に変化する(図1、4、5参照。)。
When the unfolded
上記のように構成された実施例1によれば、以下の効果を奏する。 According to the first embodiment configured as described above, the following effects are achieved.
展開構造物1は、シート状をなし、加熱されると、所定の一方向の断面形状が凸形状に変形又は収縮し、所定の一方向に直交する断面形状が変形又は収縮しない複数の形状記憶部材10と、互いに重ならないように並べられた形状記憶部材10の縁部同士を連結する連結部材13とを備え、形状記憶部材10は、加熱される前において、互いに重なるように折りたたまれている。
The
この構成によれば、展開構造物1は、加熱される前において、連結部材13によって連結された複数の形状記憶部材10が互いに重なるように折りたたまれている。この展開構造物1は、加熱されることによって、形状記憶部材10は凸形状に変形又は収縮する。この際、各形状記憶部材10が互いに離れるように変形する部位における連結部材13には、各形状記憶部材10によって引っ張られるように力が付与される。一方、形状記憶部材10が互いに近づくように変形する部位における連結部材13には、上記のような力が付与されない。展開構造物1は、連結部材13に対して付与される上記のような力によって各形状記憶部材10が展開することができる。このため、各形状記憶部材10が展開する動作が緩やかに行われ易く、宇宙空間において展開構造物1を展開する場合において、展開構造物1の姿勢に影響を及ぼし難い。
According to this configuration, the
展開構造物1の形状記憶部材10は、加熱されて変形又は収縮した際に突出する側の外面を同じ向きにして連結されている。この構成によれば、変形又は収縮する際に連結部材13に引っ張る力を付与し易くなるため、より良好に展開し易い。
The
展開構造物1の連結部材13は、形状記憶部材10が加熱されて変形又は収縮した際に凹む側の内面同士を連結している。この構成によれば、形状記憶部材10を簡単に連結させることができる。
The connecting
展開構造物1は、形状記憶部材10が加熱されて変形又は収縮した際に突出する側の外面を覆うように設けられる積層部材14を備えている。この構成によれば、積層部材14によって形状記憶部材10の変形又は収縮する度合いを調整することができる。
The
展開構造物1の連結部材13及び積層部材14の厚みは、形状記憶部材10の厚みよりも薄い。この構成によれば、形状記憶部材10の変形又は収縮を妨げ難くすることができる。
The thickness of the connecting
展開構造物1の連結部材13及び積層部材14は、互いに異なる材質である。この構成によれば、連結部材13及び積層部材14の各々において必要な特性を有した材料を用いることができる。
The connecting
展開構造物1の形状記憶部材10は、正方形状をなした第1部材11と、第1部材11を1つの対角線で分割した外形の第2部材12と、を有している。展開構造物1は第1配列部11A及び第2配列部12Aを構成している。第1配列部11Aは、加熱された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結した複数の第1部材11が直列に配置されている。第2配列部12Aは、加熱された際に凸形状に変形又は収縮する対角線に相当する縁部同士を連結している。第2配列部12Aと、第1部材11とは、加熱された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結している。この構成によれば、複数の第1配列部11Aを第2配列部12Aによって二方向に延びるように展開させるように連結することができるため、展開構造物1の外形を様々なものにし易い。
The
<実施例2>
実施例2の展開構造物2は、図7に示すように、展開状態における外形が直角二等辺三角形状である点、加熱されても変形又は収縮することなく平面状の状態を維持する第1非形状記憶部材15、第2非形状記憶部材16、及び第3非形状記憶部材17が連結される点等が実施例1と相違する。他の構成は実施例1と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Example 2>
As shown in FIG. 7, the
実施例2の展開構造物2の外形は、直角二等辺三角形状をなしている。展開構造物2は、図9に示すように、3つの第1配列部11Aを有している。他の辺と直角をなさない辺S2には、2つの第1配列部11Aが沿うように配置されている。これら第1配列部11Aの間には、正方形状をなした第1非形状記憶部材15が配置されている。第1非形状記憶部材15は、加熱されても変形又は収縮することなく平面状の状態を維持する性質を有している。
The outer shape of the
残り1つの第1配列部11Aは、2つの第1配列部11Aの間に配置された第1非形状記憶部材15に一端が連結され、展開構造物2における同じ長さの辺S3同士が接する角部E2に向けて延びるように配置されている。この第1配列部11Aの長手方向は、2つの第1配列部11Aに対して直交する向きにされている。
One end of the remaining
各第1配列部11Aにおいて、互いに離れた側の端には、形状記憶部材20である第3部材20A、形状記憶部材20である第4部材20Bが連結されている。第3部材20A、及び第4部材20Bには、シート状のSMPが用いられている。第3部材20Aは、展開構造物2において、辺S2の両端に1つずつ配置されている。第3部材20Aは、台形状をなしている。各第3部材20Aの第1配列部11Aから離れた側の辺は、辺S3の各々に沿うように形成されている。第3部材20Aの凸形状に変形又は収縮する縁部は、連結部材13によって各第1配列部11Aの離れた側の端に連結されている。第3部材20Aの軸線A3は、第1配列部11Aの第1部材11の軸線A1と平行である。
In each of the
第4部材20Bは、辺S3同士が接する角部E2に配置されている。第4部材20Bは、五角形状をなしている。第4部材20Bの第1配列部11Aから離れた側の形状は、辺S3の各々に沿うように形成されている。第4部材20Bの凸形状に変形又は収縮する縁部は、連結部材13によって角部E2に近い側の第1配列部11Aの端に連結されている。第4部材20Bの軸線A4は、第1配列部11Aの第1部材11の軸線A1と平行である。第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bは、所定の温度より高温にした際に変形又は収縮して突出する側の外面が同じ向きにされている。
The
展開構造物2は、さらに、第2非形状記憶部材16、及び第3非形状記憶部材17を有している。第2非形状記憶部材16、及び第3非形状記憶部材17は、第1非形状記憶部材15と同じ材質である。第2非形状記憶部材16は、第1非形状記憶部材15の一部を切り欠いて五角形状にしたものである。第3非形状記憶部材17は直角二等辺三角形状をなしている。第2非形状記憶部材16、及び第3非形状記憶部材17は、辺S3に沿って、交互に並んで配置されている。第1配列部11Aと、第3非形状記憶部材17と、で囲まれた領域には、第1非形状記憶部材15が配置されている。
The
このように配置された、第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20B、第1非形状記憶部材15、第2非形状記憶部材16、及び第3非形状記憶部材17は、連結部材13によって、隣合う縁部同士が連結される(図7、8参照。)。具体的には、連結部材13は、第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bにおいて、変形又は収縮した際に凹む側の内面、この面側に位置する第1非形状記憶部材15、第2非形状記憶部材16、及び第3非形状記憶部材17の面同士を連結するように貼り付けられる(図7、8参照。)。
The
積層部材14は、変形又は収縮した際に突出する側の第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bの外面を覆うように、第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bの各々に貼り付けられている(図8参照。)。なお、積層部材14は、第1非形状記憶部材15、第2非形状記憶部材16、及び第3非形状記憶部材17に貼り付けてもよく、貼り付けなくてもよい。
The
このようにして構成された展開構造物2は、図10に示す点線の位置において山折りにし、一点鎖線の位置において谷折りにすることによって、図11に示す形態に折りたたむことができる。展開構造物2を折りたたんだ状態は、非展開状態である。
The
こうして折りたたまれた展開構造物2を加熱して所定の温度よりも高温にすると、第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bは平面状の状態から概ね半円筒状の状態に変化する。第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bは、積層部材14が貼り付けられている。第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bの変形は積層部材14によって妨げられることはないが、積層部材14が貼り付けられていない場合に比べて、形状の変化する度合いが抑えられる。展開構造物2は、第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bの変形に伴い、第1部材11、第3部材20A、及び第4部材20Bによって引っ張られるように連結部材13に力が付与される。展開構造物2は、この力に基づいて徐々に展開し、最終的に外形が概ね直角二等辺三角形状をなす展開状態に変化する(図7、9、10参照。)。
When the unfolded
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例1、2に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1、2では、複数の第1配列部が互いに長手方向の向きを変えて配置されている。これに限らず、複数の第1配列部の長手方向を一方向に揃えて、直列につないだ構成としてもよい。この場合、第1配列部は、隣合う第1部材の間を折り目にして蛇腹状に折りたたむとよい。
(2)実施例1、2では、形状記憶部材を外部から加熱しているが、金属粉が練り込まれた形状記憶部材に電磁波を照射することによって形状記憶部材を加熱することができる。つまり、形状記憶部材の材質を、電磁波が照射されると変形又は収縮する材質としてもよい。
(3)実施例1では、積層部材の厚みがおよそ35μmのポリイミドで形成されているが、積層部材の厚みが35μmより薄くてもよく、35μmより厚くてもよい。また、ポリイミド製でなくてもよく他の材料で積層部材を形成してもよい。
(4)実施例1では、形状記憶部材の厚みがおよそ0.4mmであるが、形状記憶部材の厚みが0.4mmより薄くてもよく、0.4mmより厚くてもよい。また、形状記憶部材の材料として合成樹脂を用いなくてもよく、形状記憶部材に金属等の他の材料を用いてもよい。また、これらの材料を併用してもよい。
(5)実施例1では、連結部材の厚みがおよそ25μmのポリウレタン製であるが、連結部材の厚みが25μmより薄くてもよく、25μmより厚くてもよい。また、伸縮自在な特性を有している材料であればよく、ポリウレタンに代えて他の材料で連結部材を形成してもよい。
(6)実施例1では第1部材及び第2部材を連結部材によって連結した構成を例示し、実施例2では、第1部材、第3部材、及び第4部材を連結部材によって連結した構成を例示したが、第1部材、第2部材及び連結部材を一体的に形成した構成や、第1部材、第3部材、第4部材及び連結部材を一体的に形成した構成であってもよい。具体的には、連結部材に相当する部分を第1部材、第2部材、第3部材、第4部材の厚みよりも薄く成形することが考えられる。
(7)実施例1では、第1部材及び第2部材の隣合う辺同士を連結部材によって連結し、実施例2では、第1部材、第3部材、及び第4部材の隣合う辺同士を連結部材によって連結しているが、一枚の連結部材に第1部材及び第2部材を重ならないように並べて貼り付けたり、一枚の連結部材に第1部材、第3部材、及び第4部材を重ならないように並べて貼り付けたりする構成としてもよい。
(8)実施例1、2では、シート状の積層部材を貼り付ける構成を例示したが、これに限らず、第1部材、第2部材、第3部材、第4部材に積層部材に相当する材質を塗布して硬化して積層部材を積層してもよい。
(9)実施例1、2では、第1配列部における軸線が繋がるように第1部材が連結されているが、これに限らず、第1配列部における隣合う第1部材の軸線が直角になるように連結されていてもよい。
(10)実施例1では、突出する側の外面を同じ向きにするように第1部材及び第2部材が連結され、実施例2では、突出する側の外面を同じ向きにするように第1部材、第3部材、及び第4部材が連結されているが、これに限らず、突出する側の外面を同じ向きにしないように第1部材及び第2部材を連結したり、第1部材、第3部材、及び第4部材を連結したりしてもよい。
(11)実施例1では、第1部材及び第2部材において、変形又は収縮した際に凹む側の内面同士に連結部材が貼り付けられ、実施例2では、第1部材、第3部材、及び第4部材において、変形又は収縮した際に凹む側の内面同士に連結部材が貼り付けられているが、これに限らず、第1部材及び第2部材において、変形又は収縮した際に突出する側の外面同士に貼り付けたり、第1部材、第3部材、及び第4部材において、変形又は収縮した際に突出する側の外面同士に貼り付けたりしてもよい。また、第1部材及び第2部材において、変形又は収縮した際に凹む側の内面同士と、変形又は収縮した際に突出する側の外面同士との両方に貼り付けたり、第1部材、第3部材、及び第4部材において、変形又は収縮した際に凹む側の内面同士と、変形又は収縮した際に突出する側の外面同士との両方に貼り付けたりしてもよい。
The present invention is not limited to the first and second embodiments explained by the above description and drawings, but the following embodiments are also included within the technical scope of the present invention.
(1) In Examples 1 and 2, the plurality of first array portions are arranged with different longitudinal directions. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which the longitudinal directions of the plurality of first arrangement parts are aligned in one direction and connected in series. In this case, the first arrangement portion may be folded into a bellows shape with a crease formed between adjacent first members.
(2) In Examples 1 and 2, the shape memory member is heated from the outside, but the shape memory member can be heated by irradiating electromagnetic waves to the shape memory member kneaded with metal powder. That is, the shape memory member may be made of a material that deforms or contracts when irradiated with electromagnetic waves.
(3) In Example 1, the laminated member is formed of polyimide with a thickness of approximately 35 μm, but the thickness of the laminated member may be thinner than 35 μm or thicker than 35 μm. Further, the laminated member does not need to be made of polyimide and may be formed of other materials.
(4) In Example 1, the thickness of the shape memory member is approximately 0.4 mm, but the thickness of the shape memory member may be thinner than 0.4 mm or thicker than 0.4 mm. Furthermore, it is not necessary to use synthetic resin as the material for the shape memory member, and other materials such as metal may be used for the shape memory member. Further, these materials may be used in combination.
(5) In Example 1, the connecting member is made of polyurethane and has a thickness of about 25 μm, but the connecting member may have a thickness of less than 25 μm or thicker than 25 μm. Furthermore, the connecting member may be formed of any other material instead of polyurethane, as long as it is made of a material that has elastic properties.
(6) Example 1 illustrates a configuration in which the first member and the second member are connected by a connecting member, and Example 2 illustrates a configuration in which the first member, the third member, and the fourth member are connected by the connecting member. Although illustrated, a structure in which the first member, the second member, and the connecting member are integrally formed, or a structure in which the first member, the third member, the fourth member, and the connecting member are integrally formed may be used. Specifically, it is conceivable to mold the portion corresponding to the connecting member to be thinner than the thickness of the first member, the second member, the third member, and the fourth member.
(7) In Example 1, adjacent sides of the first member and second member are connected to each other by a connecting member, and in Example 2, adjacent sides of the first member, third member, and fourth member are connected to each other by a connecting member. Although they are connected by a connecting member, the first member and the second member may be attached to one connecting member side by side so that they do not overlap, or the first member, third member, and fourth member may be attached to one connecting member. It may also be configured such that they are pasted side by side so that they do not overlap.
(8) In Examples 1 and 2, a configuration in which a sheet-like laminated member is pasted is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the first member, second member, third member, and fourth member correspond to the laminated member. The laminated members may be laminated by applying and curing the material.
(9) In Examples 1 and 2, the first members are connected such that the axes in the first arrangement part are connected, but the invention is not limited to this, and the axes of adjacent first members in the first arrangement part are at right angles. They may be connected as follows.
(10) In Example 1, the first member and the second member are connected so that the outer surfaces of the protruding sides are in the same direction, and in Example 2, the first member and the second member are connected so that the outer surfaces of the protruding sides are in the same direction. Although the first member, the third member, and the fourth member are connected, the first member and the second member may be connected such that the outer surfaces of the protruding sides are not in the same direction, or the first member, The third member and the fourth member may be connected.
(11) In Example 1, the connecting member is attached to the inner surfaces of the first member and the second member that are concave when deformed or contracted, and in Example 2, the first member, the third member, and In the fourth member, the connecting member is attached to the inner surfaces of the sides that are recessed when deformed or contracted; however, the connection member is not limited to this, and in the first and second members, the sides that protrude when deformed or contracted or may be attached to the outer surfaces of the first, third, and fourth members that protrude when deformed or contracted. In addition, the first member and the second member may be pasted on both the inner surfaces that are recessed when deformed or contracted, and the outer surfaces that protrude when deformed or contracted, or the first member and the third In the member and the fourth member, it may be affixed to both the inner surfaces that are recessed when deformed or contracted, and the outer surfaces that protrude when deformed or contracted.
1,2…展開構造物
10,20…形状記憶部材
11…第1部材
11A…第1配列部
12…第2部材
12A…第2配列部
13…連結部材
14…積層部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
互いに重ならないように並べられた各前記形状記憶部材の縁部同士を連結する連結部材と、
を備え、
各前記形状記憶部材は、加熱又は電磁波が照射される前において、互いに重なるように折りたたまれており、
前記形状記憶部材は、
正方形状をなした第1部材と、
前記第1部材を1つの対角線で分割した外形の第2部材と、を有し、
加熱又は電磁波が照射された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結した複数の前記第1部材が直列に配置された第1配列部と、
加熱又は電磁波が照射された際に凸形状に変形又は収縮する前記対角線に相当する縁部同士を連結した第2配列部と、
を構成し、
前記第2配列部と、前記第1部材とは、加熱又は電磁波が照射された際に凸形状に変形又は収縮する縁部同士を連結している展開構造物。 A plurality of shape memory members that are in a sheet form and whose cross-sectional shape in one predetermined direction deforms or contracts into a convex shape when heated or irradiated with electromagnetic waves, and whose cross-sectional shape perpendicular to the predetermined one direction does not deform or contract. and,
a connecting member that connects the edges of the shape memory members that are arranged so as not to overlap each other;
Equipped with
Each of the shape memory members is folded so as to overlap each other before being heated or irradiated with electromagnetic waves,
The shape memory member is
a first member having a square shape;
and a second member having an outer shape obtained by dividing the first member by one diagonal line,
a first array portion in which a plurality of first members are arranged in series, each of which has connected edges that deform or contract into a convex shape when heated or irradiated with electromagnetic waves;
a second arrangement portion that connects edges corresponding to the diagonal lines that deform or contract into a convex shape when heated or irradiated with electromagnetic waves;
constitutes,
The second array portion and the first member are deployable structures that connect edges that deform or contract into a convex shape when heated or irradiated with electromagnetic waves .
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