JP2552619B2 - 柔軟膜面の加圧成形方法及び装置 - Google Patents
柔軟膜面の加圧成形方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】開示技術は、宇宙用、及び、地上
用インフレータブル式アンテナや太陽集光器の反射面等
に使用する柔軟膜面のガス圧による成形を行う技術の分
野に属する。
用インフレータブル式アンテナや太陽集光器の反射面等
に使用する柔軟膜面のガス圧による成形を行う技術の分
野に属する。
【０００２】
【従来の技術】周知の如く、近代文明の隆盛は科学技術
の発達に負うところが大であり、天然資源の有効利用等
地球規模での発達はその極限に達しており、止まるとこ
ろを知らない研究開発は地球圏外にも及び、近時宇宙空
間へも達するようになった。
の発達に負うところが大であり、天然資源の有効利用等
地球規模での発達はその極限に達しており、止まるとこ
ろを知らない研究開発は地球圏外にも及び、近時宇宙空
間へも達するようになった。
【０００３】而して、インフレータブル式のアンテナや
太陽集光器は軽量で収納性、及び、表面精度が良好なた
め、将来の宇宙用大型リフレクタの候補として有望であ
り、又、宇宙だけではなく地上用としての適用も考えら
ている。
太陽集光器は軽量で収納性、及び、表面精度が良好なた
め、将来の宇宙用大型リフレクタの候補として有望であ
り、又、宇宙だけではなく地上用としての適用も考えら
ている。
【０００４】而して、アンテナや太陽光を集光装置等の
面は電波の反射等の関係から極めて数学的な精密さが要
求され、膜面をガス圧によって成形する場合には、特
に、その加圧制御が極めて微妙であり、これまで複雑な
検出作業や制御装置を介しての成形は理論的には可能で
あっても効率的な成形は出来ないきらいがあった。
面は電波の反射等の関係から極めて数学的な精密さが要
求され、膜面をガス圧によって成形する場合には、特
に、その加圧制御が極めて微妙であり、これまで複雑な
検出作業や制御装置を介しての成形は理論的には可能で
あっても効率的な成形は出来ないきらいがあった。
【０００５】そして、従来技術して特開平２−１０１８
０３号公報がある。
０３号公報がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、インフレー
タブルリフレクタのアンテナ等の柔軟膜面はドームの容
量形状やアンテナの反射面の性能等の点から通常球面形
状や放物線の二次曲面等が適合されるものとされてい
る。
タブルリフレクタのアンテナ等の柔軟膜面はドームの容
量形状やアンテナの反射面の性能等の点から通常球面形
状や放物線の二次曲面等が適合されるものとされてい
る。
【０００７】而して、柔軟膜面１（図１，図２参照）も
その法線方向の変化とガス圧との関係が予め計算出来な
い技術レベルにあっては常に柔軟膜面法線方向の半径を
位置決めセンサを介し所望のタイミングで検出し、当該
検出に基づいて出力制御を行わねばならず、ガス圧の加
圧速度と柔軟膜面の中心高さの上昇率が予め把握出来な
いために効率的なシーケンスが組めないという欠点があ
った。
その法線方向の変化とガス圧との関係が予め計算出来な
い技術レベルにあっては常に柔軟膜面法線方向の半径を
位置決めセンサを介し所望のタイミングで検出し、当該
検出に基づいて出力制御を行わねばならず、ガス圧の加
圧速度と柔軟膜面の中心高さの上昇率が予め把握出来な
いために効率的なシーケンスが組めないという欠点があ
った。
【０００８】そして、検出センサにより柔軟膜面の中心
点のｚ軸方向の位置決めが得られ対応するガス圧がこの
ように適宜のガス圧センサにより検出出来たとしても、
較正曲線を得るには高頻度のテストが必要となり、かか
る較正曲線を得るためのテストに伴う施工の煩瑣性とコ
スト高を招来する不都合さがあった。
点のｚ軸方向の位置決めが得られ対応するガス圧がこの
ように適宜のガス圧センサにより検出出来たとしても、
較正曲線を得るには高頻度のテストが必要となり、かか
る較正曲線を得るためのテストに伴う施工の煩瑣性とコ
スト高を招来する不都合さがあった。
【０００９】
【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく宇宙アンテナや太陽集光器等に適用されるインフ
レータブルリフレクタのガス圧による加圧成形の問題点
を解決すべき技術的課題とし、膜面の変形量を検出し、
更に変形量とガス圧との関係を数式を利用して求めるこ
とにより、加圧ガス量の調整を行ってガス圧による加圧
制御が確実に行えるようにした優れた柔軟膜面の加圧成
形方法、及び、該方法に直接使用する装置を提供せんと
するものである。
基づく宇宙アンテナや太陽集光器等に適用されるインフ
レータブルリフレクタのガス圧による加圧成形の問題点
を解決すべき技術的課題とし、膜面の変形量を検出し、
更に変形量とガス圧との関係を数式を利用して求めるこ
とにより、加圧ガス量の調整を行ってガス圧による加圧
制御が確実に行えるようにした優れた柔軟膜面の加圧成
形方法、及び、該方法に直接使用する装置を提供せんと
するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、柔軟膜面の周縁を所定
の剛性を有する支持構造物にシール状態で固定し、該支
持構造物を介し初期の所定球面形状の柔軟膜面に対し、
その内側から粗調整配管を介し所定のガスを所定圧，所
定容量供給し、柔軟膜面に設けた検出ピースが該柔軟膜
面の法線方向変位を、該検出ピースに対向して支持構造
物にブラケット等を介して設けた位置決めセンサとによ
り検出し、当該柔軟膜面のヤング率やポアソン比等の膜
面データを入力した制御装置のコンピュータを使用して
柔軟膜面のポテンシャルエネルギーの平衡条件を用いて
予め設定された計算式により当該法線方向の変位量に対
応する圧力の関係を演算し、最適ガス圧に粗調整配管、
及び、微調整配管により圧力センサを介しガス圧供給を
制御し、柔軟膜面の加圧成形が出来るようにした技術的
手段を講じたものである。
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、柔軟膜面の周縁を所定
の剛性を有する支持構造物にシール状態で固定し、該支
持構造物を介し初期の所定球面形状の柔軟膜面に対し、
その内側から粗調整配管を介し所定のガスを所定圧，所
定容量供給し、柔軟膜面に設けた検出ピースが該柔軟膜
面の法線方向変位を、該検出ピースに対向して支持構造
物にブラケット等を介して設けた位置決めセンサとによ
り検出し、当該柔軟膜面のヤング率やポアソン比等の膜
面データを入力した制御装置のコンピュータを使用して
柔軟膜面のポテンシャルエネルギーの平衡条件を用いて
予め設定された計算式により当該法線方向の変位量に対
応する圧力の関係を演算し、最適ガス圧に粗調整配管、
及び、微調整配管により圧力センサを介しガス圧供給を
制御し、柔軟膜面の加圧成形が出来るようにした技術的
手段を講じたものである。
【００１１】
【実施例】次に、この出願の発明の１実施例を図１，図
２を参照して説明すれば以下の通りである。
２を参照して説明すれば以下の通りである。
【００１２】図示実施例はインフレータブルリフレクタ
の形態を示し、図面では１ユニットを示しているが、同
様な複数ユニットを結合させてリフレクタを構成させて
も良い。
の形態を示し、図面では１ユニットを示しているが、同
様な複数ユニットを結合させてリフレクタを構成させて
も良い。
【００１３】そして、運用前の段階ではコンパクトに収
納され、組立て／展開／拡張により運用形態となる。
納され、組立て／展開／拡張により運用形態となる。
【００１４】而して、その膜面の成形は所定の不活性ガ
ス等によるガス圧による加圧、及び、減圧によって行わ
れるものであって、最適形状はその形状検出による相関
条件によるガス圧測定を介し当該ガス圧制御をして得ら
れる。
ス等によるガス圧による加圧、及び、減圧によって行わ
れるものであって、最適形状はその形状検出による相関
条件によるガス圧測定を介し当該ガス圧制御をして得ら
れる。
【００１５】特に、宇宙用として使用する場合には膜面
に硬化材料を用いて、リフレクタを組立て／展開し、膜
面を加圧膨脹させた後、太陽光等でリフレクタ面を硬化
させることも考えられる。
に硬化材料を用いて、リフレクタを組立て／展開し、膜
面を加圧膨脹させた後、太陽光等でリフレクタ面を硬化
させることも考えられる。
【００１６】而して、当該態様においてはガス圧制御は
当該ガス圧の直接的検出ではなく、直接の形状検出、及
び、変位量と圧力の関係を表す簡単な計算式に基づく簡
易な測定の間接的測定により行われるものであって、極
めて簡易な方式で制御管理は勿論のこと、操作も容易
に、且つ、低コストで行われるものである。
当該ガス圧の直接的検出ではなく、直接の形状検出、及
び、変位量と圧力の関係を表す簡単な計算式に基づく簡
易な測定の間接的測定により行われるものであって、極
めて簡易な方式で制御管理は勿論のこと、操作も容易
に、且つ、低コストで行われるものである。
【００１７】そして、図２によりこの出願の発明の原理
的態様を説明すると、所定の合成樹脂製であってその表
面に設定金属材が鏡面蒸着されている等の柔軟膜面１は
所定の膜圧ｔ，ポアソン比ν，ヤング率Ｅをもち、所定
のハウジング形式の剛性のある支持構造物２にその周縁
がシール状態で固設され、内側から所定の不活性ガスが
圧力Ｐで加圧を印加されるようにされている。
的態様を説明すると、所定の合成樹脂製であってその表
面に設定金属材が鏡面蒸着されている等の柔軟膜面１は
所定の膜圧ｔ，ポアソン比ν，ヤング率Ｅをもち、所定
のハウジング形式の剛性のある支持構造物２にその周縁
がシール状態で固設され、内側から所定の不活性ガスが
圧力Ｐで加圧を印加されるようにされている。
【００１８】変形前の膜面は所定の深さの浅い球面形状
にされており、膜面の中心高さｈは加圧前後に通じて加
圧変形前の曲率半径Ｒに比べて小さいものとする。
にされており、膜面の中心高さｈは加圧前後に通じて加
圧変形前の曲率半径Ｒに比べて小さいものとする。
【００１９】そして、所定の深さの浅い球面形状の膜面
１は、図示しない圧力制御，表示装置のコンピュータに
その加圧変形前の膜面のデータ（直径：２ａ，中心高さ
ｈ０，ヤング率Ｅ，膜圧ｔ，ポアソン比ν等）が入力さ
れている。
１は、図示しない圧力制御，表示装置のコンピュータに
その加圧変形前の膜面のデータ（直径：２ａ，中心高さ
ｈ０，ヤング率Ｅ，膜圧ｔ，ポアソン比ν等）が入力さ
れている。
【００２０】而して、前述した如く、変形前の所定の球
面形状の柔軟膜面の加圧成形に伴うその形状変化とガス
圧との間には相関関係があることが分っている。
面形状の柔軟膜面の加圧成形に伴うその形状変化とガス
圧との間には相関関係があることが分っている。
【００２１】当該図２に示す如く、球面形状の柔軟膜面
１の中心点Ｐc の高さを加圧前のｈo からｈM の位置に
ガス圧によって加圧する場合、その変形形状が数４で表
されるものとした場合、当該柔軟膜面のポテンシャルエ
ネルギーの平衡条件を用いると中心点の加圧前の状態か
らの変位ｗc ，圧力Ｐ等の関係は数５，数６により簡易
でありながら極めて正確に得ることが出来る。
１の中心点Ｐc の高さを加圧前のｈo からｈM の位置に
ガス圧によって加圧する場合、その変形形状が数４で表
されるものとした場合、当該柔軟膜面のポテンシャルエ
ネルギーの平衡条件を用いると中心点の加圧前の状態か
らの変位ｗc ，圧力Ｐ等の関係は数５，数６により簡易
でありながら極めて正確に得ることが出来る。
【００２２】
【数４】
【００２３】
【数５】ｆ1 ［（Ｒ／ａ・ｗc ／ａ）-1，ｎ，ν］＝０
【００２４】
【数６】 但し、 Ｐ：圧力 ａ：端部のｚ軸からの距離 ｗｃ：中心点変位（ｚ方向） ｗ０：Ｗｃ／ａ ｗ：法線方向変位 ν：ポアソン比 ｖ：接線方向変位 ｎ：変化パラメータ ｒ：ｚ軸からの距離 ｃ１：変化パラメータ ｃ２：変化パラメータ Ｒ：球面曲率半径（変形前） Ｅ：膜のヤング率 ｆ１，ｆ２：平衡条件から定まる［Ｒ／ａ・ｗｃ／ａ］
−１に関する２次式 ｔ：膜厚 そして、Ｐ，ｗ０，ｎの３つのパラメータのうち１つを
定めることにより他の２つが決められる関係を利用して
成形加圧ガスの圧力を設定することが出来る。
−１に関する２次式 ｔ：膜厚 そして、Ｐ，ｗ０，ｎの３つのパラメータのうち１つを
定めることにより他の２つが決められる関係を利用して
成形加圧ガスの圧力を設定することが出来る。
【００２５】又、浅い球面形状の柔軟膜面はこの出願の
発明においては平面形状膜をも含むものとする。
発明においては平面形状膜をも含むものとする。
【００２６】尚、上記数４，数５，数６については計算
資料として提出する用意がある。
資料として提出する用意がある。
【００２７】そして、上記数４，数５，数６の計算にお
いて、Ｒ，ａ，ν，Ｅ，ｔを与え、数５，数６よりｎを
消去すると、圧力Ｐと中心点Ｐc のｚ軸方向変位ｗc と
の関係が得られ、当該中心点Ｐc のｚ軸方向変位ｗc に
対応するガス圧Ｐが得られることになる。
いて、Ｒ，ａ，ν，Ｅ，ｔを与え、数５，数６よりｎを
消去すると、圧力Ｐと中心点Ｐc のｚ軸方向変位ｗc と
の関係が得られ、当該中心点Ｐc のｚ軸方向変位ｗc に
対応するガス圧Ｐが得られることになる。
【００２８】したがって、ガス圧制御装置のコンピュー
タに上記数４，数５，数６、及び、膜面データとしての
パラメータ等を予め入力し、膜面１の中心点Ｐc のｚ軸
方向の位置ｗc を適宜のセンサによって検出しその検出
データを入力しさえすれば、対応するガス圧Ｐが直ちに
演算測定されて適宜の最適手段により当該ガス圧を制御
供給すれば、設計通りインフレータブルリフレクタとし
ての柔軟膜面１の所定形状，サイズの加圧成形が行うこ
とが出来るものである。
タに上記数４，数５，数６、及び、膜面データとしての
パラメータ等を予め入力し、膜面１の中心点Ｐc のｚ軸
方向の位置ｗc を適宜のセンサによって検出しその検出
データを入力しさえすれば、対応するガス圧Ｐが直ちに
演算測定されて適宜の最適手段により当該ガス圧を制御
供給すれば、設計通りインフレータブルリフレクタとし
ての柔軟膜面１の所定形状，サイズの加圧成形が行うこ
とが出来るものである。
【００２９】勿論、柔軟膜面１の中心点Ｐｃの高さをｈ
０〜ｈＭに変化させるために必要な圧力ＰＭを予め計算
することも出来、又、中途段階でのｈとＰとの関係も計
算することは可能である。
０〜ｈＭに変化させるために必要な圧力ＰＭを予め計算
することも出来、又、中途段階でのｈとＰとの関係も計
算することは可能である。
【００３０】又、当該ガスの加圧時間ΔｔM の計算も可
能であり、勿論、その表示もまた可能である。
能であり、勿論、その表示もまた可能である。
【００３１】そして、次述する如く，ガス圧の加圧速度
の有段，無段の制御シーケンスが予め組めるものであ
る。
の有段，無段の制御シーケンスが予め組めるものであ
る。
【００３２】このようにして、粗い精度が許容される場
合では較正曲線を得るテストが不要となり、取り扱いが
容易となる。
合では較正曲線を得るテストが不要となり、取り扱いが
容易となる。
【００３３】又、極めて高精度が要求される場合におい
て較正曲線によって作成する必要がある場合にも作業が
容易となる。
て較正曲線によって作成する必要がある場合にも作業が
容易となる。
【００３４】次に、上述原理的態様に則する実施例を図
１によって説明すれば以下の通りである。
１によって説明すれば以下の通りである。
【００３５】尚、図２と同一態様部分は同一符号を用い
て説明するものとする。
て説明するものとする。
【００３６】所定の樹脂製の柔軟膜面１はその鏡面に蒸
着されその周縁１' が所定の強度と剛性を有する支持構
造物ハウジング２にシール状態で固設され、その表面の
中央部には該柔軟膜面１のｚ軸方向、即ち、中央部の法
線方向の変位を検知する検出ピース３が設けられ、該検
出ピース３に対向する部位に、例えば、近接スイッチ式
の位置決めセンサ４がハウジング２に適宜のブラケット
等を介して固設されている。
着されその周縁１' が所定の強度と剛性を有する支持構
造物ハウジング２にシール状態で固設され、その表面の
中央部には該柔軟膜面１のｚ軸方向、即ち、中央部の法
線方向の変位を検知する検出ピース３が設けられ、該検
出ピース３に対向する部位に、例えば、近接スイッチ式
の位置決めセンサ４がハウジング２に適宜のブラケット
等を介して固設されている。
【００３７】又、該ハウジング２の下部にはガス供給配
管５が設けられて延出されているが、該ガス供給配管５
は粗調整配管５' と微調整配管５''とより成り、ガス送
給ポンプ６に接続されている。
管５が設けられて延出されているが、該ガス供給配管５
は粗調整配管５' と微調整配管５''とより成り、ガス送
給ポンプ６に接続されている。
【００３８】尚、微調整配管５''には所定の絞り７が介
挿されている。
挿されている。
【００３９】そして、８はガス圧力制御・表示装置であ
り所定の圧力制御装置９、及び、表示装置１０、記録装
置１１がコンピュータ１２により制御されるようにされ
ている。
り所定の圧力制御装置９、及び、表示装置１０、記録装
置１１がコンピュータ１２により制御されるようにされ
ている。
【００４０】尚、ハウジング２には適宜のガス圧検出セ
ンサ１３が設けられて圧力制御装置９に電気的に接続さ
れている。
ンサ１３が設けられて圧力制御装置９に電気的に接続さ
れている。
【００４１】又、前記位置決めセンサ４もガス圧力制御
・表示装置８に電気的に接続されている。
・表示装置８に電気的に接続されている。
【００４２】そして、コンピュータ１２には当該柔軟膜
面１のヤング率，ポアソン比等の前記膜面データが予め
入力されていると共に前記数４，数５，数６の計算式が
入力されて所定のプログラムにより演算され、供給ガス
圧が制御されるようにされている。
面１のヤング率，ポアソン比等の前記膜面データが予め
入力されていると共に前記数４，数５，数６の計算式が
入力されて所定のプログラムにより演算され、供給ガス
圧が制御されるようにされている。
【００４３】而して、上述プラントは地上や宇宙でこれ
までの構築された技術により所定に設置され得るもので
あり、又、設備の管理，制御，運転は在来のソフトウエ
アにより何ら困難性なくなされるものである。
までの構築された技術により所定に設置され得るもので
あり、又、設備の管理，制御，運転は在来のソフトウエ
アにより何ら困難性なくなされるものである。
【００４４】上述構成において、インフレータブルリフ
レクタをガス圧により所定形状サイズに拡張成形するに
際し、柔軟膜面１を拡張成形するに際しては前述した如
く、予め入力されている柔軟膜面データ、及び、数４，
数５，数６の数式に従う圧力制御装置９によりコンピュ
ータ１２を介し所定の不活性ガスが送給配管５からハウ
ジング２内に圧送され、そのガス圧はガス圧検出センサ
１３によりリニアーに検出される。
レクタをガス圧により所定形状サイズに拡張成形するに
際し、柔軟膜面１を拡張成形するに際しては前述した如
く、予め入力されている柔軟膜面データ、及び、数４，
数５，数６の数式に従う圧力制御装置９によりコンピュ
ータ１２を介し所定の不活性ガスが送給配管５からハウ
ジング２内に圧送され、そのガス圧はガス圧検出センサ
１３によりリニアーに検出される。
【００４５】そして、上述の如く、予めコンピュータ１
２に入力されている膜面データに従いガスが最適制御で
供給されるが、ガス圧検出センサ１３からの検出圧力の
フィードバックにより先ず検出ピース４が位置決めセン
サ４に近接するまでは粗調整送給配管５' によりガスが
供給されて柔軟膜面１を膨出成形する。
２に入力されている膜面データに従いガスが最適制御で
供給されるが、ガス圧検出センサ１３からの検出圧力の
フィードバックにより先ず検出ピース４が位置決めセン
サ４に近接するまでは粗調整送給配管５' によりガスが
供給されて柔軟膜面１を膨出成形する。
【００４６】この場合、ガス圧検出センサ１３により設
計成形サイズに柔軟膜面が膨出するプロセスにおいて、
設計圧の９０％程度まで粗調整送給配管５' によりガス
が供給印加されるが、送給ガス圧が、例えば、９０％を
越えると、微調整送給配管５''により絞り７を介し微調
整を行いながら、柔軟膜面１の膨出成形を行ってゆく。
計成形サイズに柔軟膜面が膨出するプロセスにおいて、
設計圧の９０％程度まで粗調整送給配管５' によりガス
が供給印加されるが、送給ガス圧が、例えば、９０％を
越えると、微調整送給配管５''により絞り７を介し微調
整を行いながら、柔軟膜面１の膨出成形を行ってゆく。
【００４７】勿論、この時、位置決めセンサ４に対する
検出ピース３の位置データに基づき前記数４，数５，数
６によるコンピュータ１２を介しての演算計算を介して
設定サイズ形状に柔軟膜面１が成形される時の圧力の計
算が自動的になされる。
検出ピース３の位置データに基づき前記数４，数５，数
６によるコンピュータ１２を介しての演算計算を介して
設定サイズ形状に柔軟膜面１が成形される時の圧力の計
算が自動的になされる。
【００４８】そして、柔軟膜面１の設定サイズ形状の成
形がなされると、ガスの供給が自動停止され、この間の
データは記録装置１１に記録されると共に表示装置１０
に表示され制御管理に供される。
形がなされると、ガスの供給が自動停止され、この間の
データは記録装置１１に記録されると共に表示装置１０
に表示され制御管理に供される。
【００４９】尚、加圧時間ΔｔM 計算表示も予め、可動
中に行うことが可能である。
中に行うことが可能である。
【００５０】そして、当該実施例においては柔軟膜面１
の球面膜ではｈ／Ｒ＜＜１であるために前述した如くパ
ラメータに基づいて数４，数５，数６の式により簡易な
計算が行われ、又、かかる計算はコンピュータ１２によ
り極めてスムーズに行われ、比較的精度の良好な出力制
御が得られ、高い精度が要求されない場合には、較正曲
線を得るためのテスト等が不要となる。
の球面膜ではｈ／Ｒ＜＜１であるために前述した如くパ
ラメータに基づいて数４，数５，数６の式により簡易な
計算が行われ、又、かかる計算はコンピュータ１２によ
り極めてスムーズに行われ、比較的精度の良好な出力制
御が得られ、高い精度が要求されない場合には、較正曲
線を得るためのテスト等が不要となる。
【００５１】しかしながら、著しく高い精度が要求され
る場合には較正曲線をテストによって作成する必要があ
り、この場合は、較正値と計算値との比が１に極めて近
くなるためにその作業は容易である。
る場合には較正曲線をテストによって作成する必要があ
り、この場合は、較正値と計算値との比が１に極めて近
くなるためにその作業は容易である。
【００５２】そして、対象とする柔軟膜面１は地上用や
宇宙用のインフレータブルリフレクタのみならず、施設
収容用のドーム等にも用いることが出来、又、膜面は浅
い球面形状のみならず、浅い放物面でも可能であること
は勿論のことである。
宇宙用のインフレータブルリフレクタのみならず、施設
収容用のドーム等にも用いることが出来、又、膜面は浅
い球面形状のみならず、浅い放物面でも可能であること
は勿論のことである。
【００５３】又、ガス圧送給の粗調整，微調整について
は、２以上の複段切替え、或いは、無段切替えによる加
圧速度の制御に関するシーケンスを予め適宜に組むこと
が可能である。
は、２以上の複段切替え、或いは、無段切替えによる加
圧速度の制御に関するシーケンスを予め適宜に組むこと
が可能である。
【００５４】
【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に人工衛星や宇宙基地等に於けるインフレータブルリフ
レクタや地上のドーム等の柔軟膜面のガス圧供給による
拡縮成形に際し、予め当該膜面のヤング率やポアソン比
等の膜面データを入力しておき、前述計算式により柔軟
膜面の法線方向の変位量に対応し成形加圧ガスの圧力を
特定して柔軟膜面の成形を事前に、或いは、途中で制御
することが出来る。
に人工衛星や宇宙基地等に於けるインフレータブルリフ
レクタや地上のドーム等の柔軟膜面のガス圧供給による
拡縮成形に際し、予め当該膜面のヤング率やポアソン比
等の膜面データを入力しておき、前述計算式により柔軟
膜面の法線方向の変位量に対応し成形加圧ガスの圧力を
特定して柔軟膜面の成形を事前に、或いは、途中で制御
することが出来る。
【００５５】そして、膜面データの入力、及び、計算に
よる測定が不可能な場合においては柔軟膜面の法線方向
位置に対する検出ピース、及び、位置決めセンサの検出
情報のみに基づいてガスの供給制御を行わねばならず、
したがって、予めガスの加圧速度と中心位置高さの上昇
率が把握出来ないことから効率的なガス加圧シーケンス
が組めない。
よる測定が不可能な場合においては柔軟膜面の法線方向
位置に対する検出ピース、及び、位置決めセンサの検出
情報のみに基づいてガスの供給制御を行わねばならず、
したがって、予めガスの加圧速度と中心位置高さの上昇
率が把握出来ないことから効率的なガス加圧シーケンス
が組めない。
【００５６】この出願の発明によれば、以上のようなこ
れまでの技術のデメリットがなくなり、予めは勿論のこ
と、加圧中においても、設計通りの柔軟膜面の加圧成形
が確実に出来、位置決めセンサは単に最終の微調整プロ
セスにおいてのみ精密に作動すれば良く、したがって、
当該精密位置決めの検知範囲を狭くし、精度を高くする
ことが出来、較正曲線の高頻度の反復テスト等もしなく
ても済むという利点がある。
れまでの技術のデメリットがなくなり、予めは勿論のこ
と、加圧中においても、設計通りの柔軟膜面の加圧成形
が確実に出来、位置決めセンサは単に最終の微調整プロ
セスにおいてのみ精密に作動すれば良く、したがって、
当該精密位置決めの検知範囲を狭くし、精度を高くする
ことが出来、較正曲線の高頻度の反復テスト等もしなく
ても済むという利点がある。
【００５７】勿論、柔軟膜面のガス圧加圧による成形に
先立って柔軟膜面の中心高さを所定量変化させるために
必要なガス圧を前もって計算することが出来るのみなら
ず、加圧プロセスの中途においても計算することは可能
となり、併せて加圧時間の計算表示も可能であり、した
がって、使用ガスの消費量に対するプログラムも予めセ
ットすることが出来るという優れた効果が奏される。
先立って柔軟膜面の中心高さを所定量変化させるために
必要なガス圧を前もって計算することが出来るのみなら
ず、加圧プロセスの中途においても計算することは可能
となり、併せて加圧時間の計算表示も可能であり、した
がって、使用ガスの消費量に対するプログラムも予めセ
ットすることが出来るという優れた効果が奏される。
【００５８】そして、平面方式も採用出来るものではあ
るが、柔軟膜面の球面形状である場合には中心点の変形
量が小さいことから、センサの測定距離の範囲を短くす
ることが出来る。
るが、柔軟膜面の球面形状である場合には中心点の変形
量が小さいことから、センサの測定距離の範囲を短くす
ることが出来る。
【００５９】又、柔軟膜面を球面形状とすることにより
変形量が小さく、したがって、容積変化を抑えることが
出来、内部の空間を有効に利用出来る効果もある。
変形量が小さく、したがって、容積変化を抑えることが
出来、内部の空間を有効に利用出来る効果もある。
【００６０】更に又、柔軟膜面を大型の膜面ドーム等に
することにより柔軟膜面の一部を圧力測定用の膜体部分
としても利用することも出来るメリットがある。
することにより柔軟膜面の一部を圧力測定用の膜体部分
としても利用することも出来るメリットがある。
【図１】この出願の発明の１実施例の全体概略模式側面
図である。
図である。
【図２】原理態様の模式図である。
１' 膜面の縁 ２ 支持構造物 ５' 粗調整送給配管 ５'' 微調整送給配管 １ 膜面 ９ 圧力制御装置 ３ 検出ピース ４ 位置決めセンサ １３ 圧力測定センサ １０ 表示装置
Claims (8)
- 【請求項１】膜面の縁を支持構造物にシール状態に固定
し該支持構造物と膜面間にガス圧を印加して該膜面を加
圧して所定形状に成形する方法において、該膜面の法線
方向変位量を検出し、そのデータと予め得られている膜
面データとから膜のポテンシャルエネルギーの平衡条件
を用いて所定の計算により圧力を測定し、当該測定圧力
に基づいて圧力を制御しながら膜面の加圧変形を行うよ
うにすることを特徴とする柔軟膜面の加圧成形方法。 - 【請求項２】上記膜面データが膜のヤング率，ポアソン
比を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
柔軟膜面の加圧成形方法。 - 【請求項３】上記圧力制御が初段の粗調整と後段の微調
整により行うようにすることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の柔軟膜面の加圧成形方法。 - 【請求項４】上記膜面の変形前の形状が球面形状である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の柔軟膜面
の加圧成形方法。 - 【請求項５】上記所定の計算が 【数１】ｗ／ａ＝ｗc ／ａ（１−ｘn ） ｖ／ａ＝ｘ（１−ｘ）（ｃ1 ＋ｃ2 ｘ） ｘ＝ｒ／ａ 【数２】ｆ1 ［（Ｒ／ａ・ｗc ／ａ）-1，ｎ，ν］＝０ 【数３】 Ｐａ／Ｅｔ＝（ｗc ／ａ）3 ｆ2 ［（Ｒ／ａ・ｗc ／ａ）-1，ｎ，ν］ 但し、 Ｐ：圧力 ａ：端部のｚ軸からの距離 ｗc ：中心点変位（ｚ方向） ｗ：法線方向変位 ν：ポアソン比 ｖ：接線方向変位 ｎ：変化パラメータ ｒ：ｚ軸からの距離 ｃ1 ：変化パラメータ ｃ2 ：変化パラメータ Ｒ：球面曲率半径（変形前） Ｅ：膜のヤング率 ｆ1 ，ｆ2 ：平衡条件から定まる［Ｒ／ａ・ｗc ／ａ］
-1に関する２次式 ｔ：膜厚 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の柔
軟膜面の加圧成形方法。 - 【請求項６】膜面の縁を支持構造物にシール状態に固定
し該支持構造物と膜面間にガス圧を印加して該膜面を加
圧して成形する装置において、膜面の縁をシール状態に
固定する支持構造物が圧力センサとガス供給制御用の配
管を有して圧力制御装置に接続され、該圧力制御装置に
は膜面の所定部位に設けた検出ピースに対向して臨まさ
れた位置決めセンサが接続されていることを特徴とする
柔軟膜面の加圧成形装置。 - 【請求項７】上記ガス供給制御用の配管が粗調整配管と
微調整配管とから成ることを特徴とする特許請求の範囲
第６項記載の柔軟膜面の加圧成形装置。 - 【請求項８】上記圧力制御装置が圧力測定機構を有し、
表示装置を装備していることを特徴とする特許請求の範
囲第６項記載の柔軟膜面の加圧成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8696693A JP2552619B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 柔軟膜面の加圧成形方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8696693A JP2552619B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 柔軟膜面の加圧成形方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06270243A JPH06270243A (ja) | 1994-09-27 |
| JP2552619B2 true JP2552619B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=13901620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8696693A Expired - Lifetime JP2552619B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 柔軟膜面の加圧成形方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552619B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI310689B (en) | 2006-02-09 | 2009-06-11 | Ind Tech Res Inst | Flexible antenna device for energy transmission,method for control the same and method for energy transmission of the same,flexible antenna module for wireless energy transmission and an energy transmission apparatus containing the same and method for en |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP8696693A patent/JP2552619B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06270243A (ja) | 1994-09-27 |
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