JP2003326622A - 高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルおよびこれを備えた人工衛星用機器搭載パネル - Google Patents
高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルおよびこれを備えた人工衛星用機器搭載パネルInfo
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Abstract
W/m/K以上であり、厚さ方向においては10W/m
/K以上であり、その上アルミ合金製のハニカムサンド
イッチパネルよりも熱膨張率が低い高熱伝導ハニカムサ
ンドイッチパネルを得る。 【解決手段】 ハニカムコア2と、ハニカムコア2の両
側表面を覆う表皮3とを備え、表皮3はこの表皮3より
も熱伝導率が高い目詰め用材料(金属または金属セラミ
ック)で目詰めされたC/C(Carbon/Carbon:カーボ
ン/カーボン、炭素繊維強化炭素)からなるようにす
る。また、表皮3の全体積に対する目詰め用材料の割合
を5%〜10%の範囲内とする。また、ハニカムコア2
は、その厚さ方向と繊維の走る方向とを一致させたCF
RP(Carbon Fiber Reinforced Plastic :炭素繊維強
化プラスチック)からなるようにする。
Description
機器等に用いられる、熱伝導性に優れたハニカムサンド
イッチパネル、およびこれを備えた人工衛星用機器搭載
パネルに関するものである。
報に開示される、従来のカーボン/カーボン、カーボン
/セラミックからなるハニカムサンドイッチパネルの一
工程を示す断面図である。図において、101はハニカ
ムサンドイッチパネルである。102はハニカムコアで
あり、103はハニカムコア102の両側表面を覆う表
皮である。ハニカムコア102および表皮103は、カ
ーボン/カーボンもしくはカーボン/セラミックからな
る。104はハニカムコア102と表皮103とを接着
するシート状接着剤である。105および106はハニ
カムサンドイッチパネルを作製するための型である。ハ
ニカムサンドイッチパネルは、型105および106内
においてハニカムコア102と表皮103とをシート状
接着剤104を挟んで接着することにより、形成されて
いる。矢印X,Yはハニカムサンドイッチパネルの面内
方向を示しており、矢印Zは同様に厚さ方向を示してい
る。
イッチパネルは、以上のように構成されているため、以
下に示すような課題があった。カーボン/セラミックの
面内方向(矢印X,Y方向)の熱伝導率は400W/m
/K程度とアルミ合金の熱伝導率を上回るが、厚さ方向
の熱伝導率は10W/m/K程度であり、CFRPの厚
さ方向熱伝導率(1〜5W/m/K)と比較すると高い
が、金属の熱伝導率(例えばアルミ合金の場合;150
W/m/K)と比較すると低い。従って、高い排熱効率
が要求される、例えば衛星機器用ハニカムサンドイッチ
パネル等に最適の材料とすることが難しいという課題が
あった。
製の一般的なハニカムサンドイッチパネルの場合、すで
に述べてあるように面内方向、厚さ方向共に熱伝導率が
高いが、アルミ合金の熱膨張率は23ppm/K程度と
大きく、わずかな温度差で大きな熱変形を生じる。従っ
て、例えば高い精度が要求される光学機器を支持するパ
ネルなどには、パネルの熱変形によって光学機器の精度
に悪影響を与えるため、使用することができないという
課題があった。
ためになされたものであり、次の1〜3の条件を満たす
高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルを得ることを目的
とする。1.面内方向の熱伝導率はアルミ合金製の表皮
を持つハニカムサンドイッチパネルの熱伝導率を上回
る。2.厚さ方向の熱伝導率はカーボン/カーボン製も
しくはCFRP製の表皮を持つハニカムサンドイッチパ
ネルの熱伝導率を上回る。3.ハニカムコア、表皮共に
アルミ合金製のハニカムサンドイッチパネルと比較し
て、低い熱膨張率を持つ。
つハニカムサンドイッチパネルを上回る面内方向の熱伝
導率と、カーボン/カーボン製もしくはCFRP製の表
皮を持つハニカムサンドイッチパネルを上回る厚さ方向
の熱伝導率とを同時に満たすハニカムサンドイッチパネ
ルを高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルとする。
ハニカムサンドイッチパネルは、ハニカムコアと、ハニ
カムコアの両側表面を覆う表皮とを備え、表皮はこの表
皮よりも熱伝導率が高い目詰め用材料で目詰めされたC
/C(Carbon/Carbon:カーボン/カーボン、炭素繊維
強化炭素)からなるものである。
ッチパネルは、目詰め用材料を金属または金属シリコン
としたものである。
ッチパネルは、表皮の全体積に対する目詰め用材料の割
合を5%〜30%の範囲内となるようにしたものであ
る。
ッチパネルは、ハニカムコアが、その厚さ方向と繊維の
走る方向とを一致させたCFRP(Carbon Fiber Reinf
orced Plastic :炭素繊維強化プラスチック)からなる
ものである。
は、この明細書に記載された他の発明の高熱伝導ハニカ
ムサンドイッチパネルを備えるようにしたものである。
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるハ
ニカムサンドイッチパネル1の構成を説明するための分
解斜視図である。図2(a)はハニカムサンドイッチパ
ネル1の表皮3の斜視図であり、図2(b)は表皮3の
一部の拡大図、図2(c)は断面図である。図3はハニ
カムコア2の詳細図である。ハニカムサンドイッチパネ
ルとは、ここではハニカムコアとその両表面を覆う表皮
から構成される、厚さ10〜100mm程度のパネルの
ことをいう。
ネル(高熱伝導ハニカムサンドイッチパネル;以下、単
にパネルともいう。)である。2はハニカムコアであ
る。ハニカムコアは一辺が3〜20mm程度の六角形状
のセルが無数に集まった蜂の巣状の構造をしており、例
えばアルミ合金等の金属やCFRP等の複合材料からな
る。3はハニカムコア2の両側表面を覆い、金属(目詰
め用材料;例えばAl、Cu、Ag、Au、Mgなど)
で目詰めされたC/Cからなる表皮(以下、単に表皮と
もいう)である。目詰めとは、ここでは表皮3の形成過
程で、表皮3内部や表面に無数に生じた気孔に金属等を
埋め込むことをいう。3aは表皮3の母材となる炭素で
あり、3bは炭素3a内に斜めのストライプ状に配置さ
れた炭素繊維である。4はパネル1作製の際に生じた気
孔であり、炭素繊維3b同士の間隙に複数存在してい
る。矢印X,Y方向はハニカムコア2の面内方向であ
り、矢印Z方向は同様にハニカムコア2の厚さ方向であ
る。
る。 1.表皮3を形成する。まず、プリプレグを積層する。
プリプレグとは、炭素繊維に樹脂を含浸させたシート状
の未硬化プラスチックのことである。炭素繊維として、
例えばK13D(三菱化学産資製)を使用し、樹脂とし
て、例えばエポキシ系やシアネート系、フェノール系、
フラン系の樹脂を使用する。次に、積層したプリプレグ
を熱硬化させて板状のCFRPを形成する。次に、板状
のCFRPを高温(約2000℃)で焼成し、樹脂を炭
化させることによってC/Cを形成する。焼成の際、樹
脂が体積収縮することによって表皮内部や表皮表面に無
数の気孔が生じる。焼成し終わったC/Cを、金属(例
えばAl、Cu、Ag、Au、Mgなど)の薄いフィル
ムで挟み込み、融点近辺まで熱し、数百気圧の高圧をか
けることにより、気孔に金属が埋め込まれ、目詰めが終
了する。
の割合を5〜30%の範囲内となるようにする。これ
は、金属の割合を5%以上とすると厚さ方向の熱伝導率
をより上昇させることとなり、また、逆に30%を越え
ないようにすると熱膨張係数の上昇を抑えることができ
るためである。この範囲内とすると、熱伝導率の高い金
属で目詰めを行っても、表皮3全体に与える金属の熱変
形の影響が小さくなるため、パネル1に熱変形が生じる
おそれがない。具体的には、板状のCFRPを焼成する
際の温度、また母材となる炭素や炭素繊維の割合等を調
整することにより、上述の所望の範囲内とすることがで
きる。
ムコアの材料としてはアルミ合金等の金属やCFRP等
の複合材料を用いるのがよい。例えばアルミ合金製ハニ
カムコア、AL3/16−5052−0.0007(昭和
飛行機工業製)を使用する。 3.表面にシート状の接着剤を敷いた二枚の表皮3でハ
ニカムコア2を挟み、熱および圧力(約100℃、1気
圧)をかけて表皮3とハニカムコア2を接着する。その
後、所望のサイズとなるように切断加工を行ない、ハニ
カムサンドイッチパネル1が完成する。
ッチパネル1の表皮3は熱伝導率、熱膨張率に関して高
い特性を持つ。例えば、目詰めする金属としてアルミニ
ウムを使用し、表皮3全体積に対するアルミニウムの体
積の占める割合を30%とした場合、この表皮3の厚さ
方向熱伝導率は約50W/m/Kとなり、C/Cで作製
した表皮3の厚さ方向熱伝導率である10W/m/Kよ
りも高い熱伝導率を持つことが確認された。
/K程度となり、アルミ合金で作製した表皮の熱伝導率
150W/m/K以上となる。熱膨張係数は3.5pp
m/K程度となり、一般的なCFRPで作製した表皮の
熱膨張率である、0〜4ppm/Kと同等の値となる。
この表皮3を用いて作製されたハニカムサンドイッチパ
ネル1は、厚さ方向の熱伝導率がC/C表皮を使用した
パネルと比較して約10%近く上昇することが確認され
た。
ムサンドイッチパネル1によれば、金属で目詰めされた
C/Cからなる表皮3を備えているので、面内方向およ
び厚さ方向において高い熱伝導率を有し、その上熱膨張
率は抑えることができるという効果が得られる。
態2によるハニカムサンドイッチパネル11の構成を説
明するための分解斜視図である。図において、11はハ
ニカムサンドイッチパネル(高熱伝導ハニカムサンドイ
ッチパネル;以下、単にパネルともいう。)である。1
3はハニカムコア2の両側表面を覆い、金属シリコン
(目詰め用材料)で目詰めされたC/Cからなる表皮
(以下、単に表皮ともいう)である。金属シリコンと
は、ここでは純度の非常に高い(99%以上)Siのこ
とであり、その熱伝導率は常温で約150W/m/K、
熱膨張係数は2.6ppm/K程度である。
る。 1.金属シリコンで目詰めされた表皮13を形成する。
まず、実施の形態1と同様の手順でC/Cを形成する。
焼成の際、樹脂が体積収縮することによって表皮内部や
表面に無数の気孔が生じる。焼成し終わったC/Cに対
して、高温(1600〜2000℃)で溶かした金属シ
リコンを流し込むことにより、気孔に金属シリコンが埋
め込まれ、目詰めが完了する。液状となった金属シリコ
ンは粘性が低いため、金属のように圧力をかけずに目詰
めを行うことができる。
は、表皮13の全体積に占める金属シリコンの割合を5
〜30%程度となるようにする。この範囲内とすると、
熱伝導率の高い金属シリコンで目詰めを行っても、表皮
13全体に与える金属の熱変形の影響が小さくなるた
め、パネル11に熱変形が生じるおそれがない。 2.次にハニカムコアを用意する。ハニカムコアの材料
としてはアルミ合金等の金属やCFRP等の複合材料を
用いるのがよい。例えばアルミ合金製ハニカムコア、AL
3/16−5052−0.0007(昭和飛行機工業
製)を使用する。 3.表面にシート状の接着剤を敷いた二枚の表皮13で
ハニカムコア2を挟み、熱および圧力(約100℃、1
気圧)をかけて表皮13とハニカムコア2を接着する。
その後、所望のサイズとなるように切断加工を行ない、
ハニカムサンドイッチパネル11が完成する。
イッチパネル11の表皮13は、熱伝導率、熱膨張率に
関して高い特性を持つ。例えば、表皮13全体積に対す
る金属シリコンの体積の占める割合を30%とした場
合、この表皮13の厚さ方向熱伝導率は約50W/m/
Kとなり、C/Cで作製した表皮の厚さ方向の熱伝導率
10W/m/Kを上回る高い熱伝導率を持つことが確認
された。また、面内方向の熱伝導率は330W/m/K
程度となり、アルミ合金で作製した表皮の熱伝導率であ
る150W/m/Kを上回る。また、熱膨張係数は、
1.0ppm/K以下であり、一般的なCFRPの値で
ある0〜4ppm/Kと同等の値となる。この表皮13
を用いて作製されたハニカムサンドイッチパネル11
は、厚さ方向の熱伝導率がC/C表皮を使用したパネル
と比較して約10%近く上昇することが確認された。
ムサンドイッチパネル11によれば、金属シリコンで目
詰めされたC/Cからなる表皮13を備えているので、
実施の形態1と同様の効果が得られる。
態3によるハニカムサンドイッチパネル21の構成を説
明するための分解斜視図である。図において、21はハ
ニカムサンドイッチパネル(高熱伝導ハニカムサンドイ
ッチパネル;以下、単にパネルともいう。)、22は高
熱伝導ハニカムコア(ハニカムコア)である。高熱伝導
ハニカムコア22は、その繊維方向をハニカムコア22
の厚さ方向と一致させた、CFRPからなるハニカムコ
アであり、厚さ方向に高い熱伝導率を持つという特性を
有する。高熱伝導ハニカムコア22の形状は、ハニカム
コア2と同様であり、厚さ方向は図3におけるZ方向で
あり、面内方向は図3におけるX,Y方向である。高熱
伝導ハニカムコア22の厚さ方向の熱伝導率は8〜20
W/m/K程度であり、標準的に使用されているアルミ
合金製ハニカムコアの厚さ方向の熱伝導率(5W/m/
K程度)を上回る。23は高熱伝導ハニカムコア22の
両側表面を覆い、金属(例えばAl、Cu、Ag、A
u、Mgなど)、または金属シリコンで目詰めされたC
/Cからなる表皮である(以下、単に表皮ともいう)。
金属または金属シリコンで目詰めされたC/Cからなる
表皮23については、表皮3または表皮13と同様であ
る。
法は、表皮23として金属で目詰めされたC/Cを採用
した場合は実施の形態1と同様であり、金属シリコンで
目詰めされたC/Cを採用した場合は実施の形態2と同
様である。いずれの場合もハニカムコアとして、高熱伝
導ハニカムコア22を用いる。
ニカムコア22を使用して作製したハニカムサンドイッ
チパネル21は、厚さ方向の熱伝導率が、一般的なアル
ミ合金で作製したハニカムサンドイッチパネルと比較し
て60%程度上昇することが確認された。
ムサンドイッチパネル21によれば、金属または金属シ
リコンで目詰めされたC/Cからなる表皮23と、高熱
伝導ハニカムコア22とを備えているため、パネル全体
の熱伝導率をより高くすることができるという効果が得
られる。
ムサンドイッチパネル31について説明する。ハニカム
サンドイッチパネル31は、実施の形態3のハニカムサ
ンドイッチパネル21の高熱伝導ハニカムコア22およ
び表皮23の接着を、高熱伝導性のシート状の接着剤に
より行うようにしたものである。図6はこの発明の実施
の形態4によるハニカムサンドイッチパネル31の構成
を説明するための分解斜視図である。図において、31
はハニカムサンドイッチパネル(高熱伝導ハニカムサン
ドイッチパネル;以下、単にパネルともいう)、34は
高熱伝導フィラー入りのシート状接着剤である。高熱伝
導フィラー入りのシート状接着剤34は、高熱伝導ハニ
カムコア22および表皮23の間隙に挿入されている。
る。表皮23の作製、高熱伝導ハニカムコア22の用意
については、実施の形態3と同様である。次に、高熱伝
導フィラー(例えばアルミニウム片)入りの接着剤34
を高熱伝導ハニカムコア22と表皮23との間隙に挿入
し、適切な熱および圧力をかけて表皮23と高熱伝導ハ
ニカムコア22とを接着する。その後、所望のサイズと
なるように切断加工を行ない、ハニカムサンドイッチパ
ネル31が完成する。
表皮23および高熱伝導ハニカムコア22の接着に用い
られた高熱伝導フィラー入りの接着剤34は3〜7W/
m/K程度であり、標準的に使用されているエポキシ系
接着剤等の熱伝導率0.1W/m/K程度を上回る。従
って、高熱伝導フィラー入りの接着剤34を使用して作
製したハニカムサンドイッチパネル31は、標準的な接
着剤を使用して作製したハニカムサンドイッチパネルよ
りも高い熱伝導率を持つ。
ルミ合金からなるハニカムサンドイッチパネルの場合、
表皮およびハニカムコアの接着をエポキシ系接着剤を用
いた場合とフィラー入りの接着剤34を用いた場合とで
パネル全体の厚さ方向の熱伝導率を比較すると、前者に
比べ後者のパネル全体の厚さ方向の熱伝導率は約20%
前後上昇することが確認された。
ムサンドイッチパネル31によれば、金属または金属シ
リコンで目詰めされたC/Cからなる表皮23と、高熱
伝導ハニカムコア22を備えているため、実施の形態3
と同様の効果が得られる。また、高熱伝導ハニカムコア
22と表皮23とを高熱伝導フィラー入りの接着剤34
により接着しているので、パネル全体の熱伝導率をより
高くすることができるという効果が得られる。
ムサンドイッチパネル41について説明する。ハニカム
サンドイッチパネル41は、実施の形態3のハニカムサ
ンドイッチパネル21の高熱伝導ハニカムコア22およ
び表皮23の接着を、シート状のエポキシ系樹脂等によ
りその後焼成することにより接着剤を炭化させてカーボ
ンとし、接着剤部分の熱伝導率を上昇させたものであ
る。
カムサンドイッチパネル41の構成を説明するための分
解斜視図である。図において、41はハニカムサンドイ
ッチパネル(高熱伝導ハニカムサンドイッチパネル;以
下、単にパネルともいう。)である。44は高熱伝導ハ
ニカムコア22と表皮23との間隙に挿入されているカ
ーボンであり、高熱伝導ハニカムコア22と表皮23と
を接着している。
る。表皮23の作製、高熱伝導ハニカムコア22の用意
については、実施の形態3と同様である。次に、エポキ
シ系接着剤等を表皮23と高熱伝導ハニカムコア22と
の間隙に挿入し、適切な熱および圧力(約100℃、1
気圧)をかけて表皮23と高熱伝導ハニカムコア22と
を接着した後、さらに高温で焼成する。焼成により接着
剤は炭化してカーボンとなる。その後、所望のサイズと
なるように切断加工を行ない、ハニカムサンドイッチパ
ネル41が完成する。
表皮23および高熱伝導ハニカムコア22の接着に用い
られたカーボン44の熱伝導率は10W/m/K程度で
あり、標準的に使用されている焼成しないエポキシ系接
着剤等の熱伝導率0.1W/m/K程度を上回る。従っ
て、カーボン44を接着剤として作製したハニカムサン
ドイッチパネル41は、標準的な接着剤を使用して作製
したハニカムサンドイッチパネルよりも高い熱伝導率を
持つ。
ルミ合金からなるハニカムサンドイッチパネルの場合、
表皮およびハニカムコアの接着をエポキシ系接着剤を用
いた場合とこれを炭化させたカーボン44を用いた場合
とでパネル全体の厚さ方向の熱伝導率を比較すると、前
者に比べ後者のパネル全体の厚さ方向の熱伝導率は約2
0%前後上昇することが確認された。
ムサンドイッチパネル41によれば、金属または金属シ
リコンで目詰めされたC/Cからなる表皮23と、高熱
伝導ハニカムコア22とを備えているため、実施の形態
3と同様の効果が得られる。また、高熱伝導ハニカムコ
ア22と表皮23とをカーボン44により接着している
ので、パネル全体の熱伝導率をより高くすることができ
るという効果が得られる。
態6によるハニカムサンドイッチパネル51の構成を説
明するための分解斜視図である。図において、51はハ
ニカムサンドイッチパネル(高熱伝導ハニカムサンドイ
ッチパネル;以下、単にパネルともいう。)である。5
4は表皮23と高熱伝導ハニカムコア22とを接着す
る、はんだ等の低融点金属である。
る。表皮23の作製、高熱伝導ハニカムコア22の用意
については、実施の形態3と同様である。次に、はんだ
等の低融点金属を表皮23と高熱伝導ハニカムコア22
との間隙に挿入し、適切な熱および圧力をかけて表皮2
3と高熱伝導ハニカムコア22とを接着する。その後、
所望のサイズとなるように切断加工を行ない、ハニカム
サンドイッチパネル51が完成する。
表皮23および高熱伝導ハニカムコア22の接着に用い
られた低融点金属54の熱伝導率は数十W/m/K程度
であり、実施の形態6で使用されたはんだの場合は、約
40W/m/Kである。標準的に使用されているエポキ
シ系接着剤等の熱伝導率は0.1W/m/K程度である
ため、これを大きく上回る。従って、低融点金属54を
接着剤として作製したハニカムサンドイッチパネル51
は、標準的な接着剤を使用して作製したハニカムサンド
イッチパネルよりも高い熱伝導率を持つ。
ルミ合金からなるハニカムサンドイッチパネルの場合、
表皮およびハニカムコアの接着を一般的なエポキシ系接
着剤を用いた場合と低融点金属54を用いた場合とでパ
ネル全体の厚さ方向の熱伝導率を比較すると、前者に比
べ後者のパネル全体の厚さ方向の熱伝導率は約20%前
後上昇することが確認された。
いた場合、金属を接着に利用することは不可能であった
が、表皮を金属もしくは金属シリコンを目詰めにより混
合させたため、(良好な状態でくっつくようになり)そ
れが可能となった。
ムサンドイッチパネル51によれば、金属または金属シ
リコンで目詰めされたC/Cからなる表皮23と、高熱
伝導ハニカムコア22を備えているため、実施の形態3
と同様の効果が得られる。また、高熱伝導ハニカムコア
22と表皮23との接着に低融点金属54を用いている
ので、パネル全体の熱伝導率をより高くすることができ
るという効果が得られる。
態7によるハニカムサンドイッチパネル61の構成を説
明するための分解斜視図である。図において、61はハ
ニカムサンドイッチパネル(高熱伝導ハニカムサンドイ
ッチパネル;以下、単にパネルともいう。)である。6
2は分断された高熱伝導ハニカムコアであり、実施の形
態3の高熱伝導ハニカムコア22と同様にして形成され
たものである。64はシート状の接着剤である。65は
分断された高熱伝導ハニカムコア62の中心部を通るヒ
ートパイプである。ヒートパイプ65として、例えばア
ルミ合金製のものを用いる。これは熱伝導率が150W
/m/Kである。
法は実施の形態3と同様であるが、ハニカムコアを用意
する際、ハニカムコア62は、ヒートパイプ65が通る
位置において分断させた後、ヒートパイプ65を配置す
るようにする。ヒートパイプ65は金属製(アルミ合金
製)であるため、CFRP等からなるハニカムコアと比
較して、高い熱伝導率を持つことになる。従って、ヒー
トパイプ65の通っている部分付近のハニカムサンドイ
ッチパネル61の熱伝導率はハニカムコアの種類によら
ず、高い熱伝導率を持つことになる。
FRPのハニカムサンドイッチパネルに対して、上述の
アルミ合金製のヒートパイプ65をハニカムコア62の
中心部に通す場合、パネル61のその部分付近の厚さ方
向における熱伝導率は、40W/m/K程度となり、ヒ
ートパイプを通さないハニカムサンドイッチパネルと比
較して非常に高い熱伝導率を持つ。
ムサンドイッチパネル61によれば、金属または金属シ
リコンで目詰めされたC/Cからなる表皮23と、分断
された高熱伝導ハニカムコア62を備えているため、実
施の形態3と同様の効果が得られる。また、ハニカムコ
ア62は、その中心部にヒートパイプ65を備えている
ため、パネル全体の熱伝導率をより高くすることができ
るという効果が得られる。
形態8による人工衛星10の概略的な外観図である。人
工衛星10は、実施の形態1から7のいずれかに記載の
高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルを部材として使用
している。図において、10は人工衛星である。20は
衛星構体であり、20aは構体20を構成する構体パネ
ル(人工衛星用機器搭載パネル)である。構体パネル2
0aは、ハニカムサンドイッチパネル1〜61を基材と
して形成されているものであり、内部に機器(図示せ
ず)が搭載されている。30は構体20の両側に備えら
れた平板状の太陽電池パドル(人工衛星用機器搭載パネ
ル)である。太陽電池パドル30は、ハニカムサンドイ
ッチパネル1〜61上に太陽電池を敷いて構成されてい
る。太陽電池パドル30には太陽光が集中し高温に達す
るため、そして、構体パネル20aは機器の発熱により
高温に達する可能性があるため、特に高い排熱効率が必
要とされるものである。
ハニカムサンドイッチパネル1〜61を部材として備え
た構体パネル20aおよび太陽電池パドル30は、熱伝
導率が非常に高くなり、排熱効率も向上する。このた
め、衛星構造部材として通常よく使用される、CFRP
からなる表皮やハニカムコアを使用したハニカムサンド
イッチパネルと比較して、最高で2倍程度の厚さ方向の
排熱効率の向上が確認された。
星10を構成する構体パネル20a、または太陽電池パ
ドル30によれば、ハニカムサンドイッチパネル1〜6
1のうちのいずれかのハニカムサンドイッチパネルを備
えて形成されている。このように、熱伝導率が高いパネ
ルを部材として用いているので、人工衛星用機器搭載パ
ネルの排熱効率が向上するという効果が得られる。
カムコアと、ハニカムコアの両側表面を覆う表皮とを備
え、表皮はこの表皮よりも熱伝導率が高い目詰め用材料
で目詰めされたC/C(Carbon/Carbon:カーボン/カ
ーボン、炭素繊維強化炭素)からなるように高熱伝導ハ
ニカムサンドイッチパネルを構成したので、面内方向お
よび厚さ方向において高い熱伝導率を有し、しかも熱膨
張率は抑えることが可能な高熱伝導ハニカムサンドイッ
チパネルが得られる効果がある。
たは金属シリコンとして高熱伝導ハニカムサンドイッチ
パネルを構成したので、面内方向および厚さ方向におい
て高い熱伝導率を有し、しかも熱膨張率は抑えることが
可能な高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルが得られる
効果がある。
目詰め用材料の割合が5%〜30%の範囲内となるよう
に高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルを構成したの
で、熱伝導率の高い金属や金属シリコン等で目詰めを行
っても、表皮全体に与える金属や金属シリコンの熱変形
の影響が小さくなるため、熱変形が生じるおそれがない
高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルが得られる効果が
ある。
厚さ方向と繊維の走る方向を一致させたCFRP(Carb
on Fiber Reinforced Plastic:炭素繊維強化プラスチ
ック)からなるように高熱伝導ハニカムサンドイッチパ
ネルを構成したので、全体の熱伝導率をより高くするこ
とが可能な高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルが得ら
れる効果がある。
の高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルを備えるように
人工衛星用機器搭載パネルを構成したので、排熱効率が
高い人工衛星用機器搭載パネルが得られる効果がある。
カムサンドイッチパネルの構成を説明するための分解斜
視図である。
の構成を説明するための図である。
カムサンドイッチパネルの構成を説明するための分解斜
視図である。
カムサンドイッチパネルの構成を説明するための分解斜
視図である。
カムサンドイッチパネルの構成を説明するための分解斜
視図である。
カムサンドイッチパネルの構成を説明するための分解斜
視図である。
カムサンドイッチパネルの構成を説明するための分解斜
視図である。
カムサンドイッチパネルの構成を説明するための分解斜
視図である。
概略的な外観図である。
ラミックからなるハニカムサンドイッチパネルの一工程
を示す断面図である。
ンドイッチパネル(高熱伝導ハニカムサンドイッチパネ
ル)、2 高熱伝導ハニカムコア、3 金属(目詰め用
材料)により目詰めされたC/Cからなる表皮、3a
炭素、3b 炭素繊維、4 気孔、10 人工衛星、1
3 金属シリコン(目詰め用材料)により目詰めされた
C/Cからなる表皮、20 衛星構体、20a 構体パ
ネル(人工衛星用機器搭載パネル)、22 高熱伝導ハ
ニカムコア(ハニカムコア)、23 金属または金属シ
リコンにより目詰めされたC/Cからなる表皮、30
太陽電池パドル(人工衛星用機器搭載パネル)、54
低融点金属、62 分断された高熱伝導ハニカムコア、
64 シート状接着剤、65 ヒートパイプ。
Claims (5)
- 【請求項1】 ハニカムコアと、該ハニカムコアの両側
表面を覆う表皮とを備え、上記表皮は該表皮よりも熱伝
導率が高い目詰め用材料で目詰めされたC/C(Carbon
/Carbon:カーボン/カーボン、炭素繊維強化炭素)か
らなることを特徴とする高熱伝導ハニカムサンドイッチ
パネル。 - 【請求項2】 目詰め用材料を、金属または金属シリコ
ンとしたことを特徴とする請求項1記載の高熱伝導ハニ
カムサンドイッチパネル。 - 【請求項3】 表皮の全体積に対する目詰め用材料の割
合を5%〜30%の範囲内としたことを特徴とする請求
項1記載の高熱伝導ハニカムサンドイッチパネル。 - 【請求項4】 ハニカムコアは、その厚さ方向と繊維の
走る方向とを一致させたCFRP(Carbon Fiber Reinf
orced Plastic:炭素繊維強化プラスチック)からなる
ことを特徴とする請求項1記載の高熱伝導ハニカムサン
ドイッチパネル。 - 【請求項5】 請求項1から請求項4のうちのいずれか
1項記載の高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルを備え
たことを特徴とする人工衛星用機器搭載パネル。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002140572A JP2003326622A (ja) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | 高熱伝導ハニカムサンドイッチパネルおよびこれを備えた人工衛星用機器搭載パネル |
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ID=29701420
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- 2002-05-15 JP JP2002140572A patent/JP2003326622A/ja active Pending
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