(57)【要約】【課題】熱可塑型プリプレグ製の袋体を備えるインフレータブル構造物において、フィルム状ヒータを使用せずに袋体のプリプレグの加熱成形を実現させることにより、袋体の軽量化及び収納効率の向上を達成する。【解決手段】熱可塑型プリプレグ１１を含む膜体を用いて構成され折り畳まれ巻回された袋体１０と、折り畳まれた袋体１０を膨張させる膨張手段と、折り畳まれ巻回された袋体１０を先端部１４側の部分から終端部１５側の部分まで連続的に挟み込んで回転して所定の方向に送出する送出ローラ対２０と、袋体１０を部分的に加熱する環状ヒータ３２と、を備えるインフレータブル構造物である。【選択図】  図３
2004331008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑型プリプレグ及びこれを挟持した膜体を用いて構成され折り畳まれ巻回された袋体と、
折り畳まれた前記袋体を膨張させる膨張手段と、
折り畳まれ巻回された前記袋体を挟み込み回転して所定の方向に送出する送出ローラ対と、
前記袋体を部分的に加熱する加熱手段と、
を備えることを特徴とするインフレータブル構造物。
【請求項２】
前記加熱手段は、
前記送出ローラ対の下流側に配置された環状ヒータであることを特徴とする請求項１に記載のインフレータブル構造物。
【請求項３】
前記送出ローラ対と前記環状ヒータとの間に配置され、前記膨張手段で膨張させた前記袋体の形状を整える整形手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のインフレータブル構造物。
【請求項４】
前記環状ヒータ内を通過した前記袋体を支持して送出する支持ローラを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のインフレータブル構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インフレータブル構造物に関し、特に、折り畳まれた状態で所定の収納部に収納され、宇宙空間又は地上で膨張展開可能なインフレータブル構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の航空宇宙関連技術の発達に伴い、大型アンテナ、サンシールド、集光鏡などの大型構造物を宇宙空間で構築するミッションが遂行されている。この種の大型構造物は、地上で小さく折り畳まれた状態でロケットの収納部に収納され、打ち上げられた後に宇宙空間で膨張展開するものである。近年においては、このような膨張展開可能な構造物として、折畳み・展開自在な袋体を内部圧力によって風船のように膨張展開させるインフレータブル構造物が提案され、実用化されつつある。
【０００３】
かかるインフレータブル構造物の袋体は、宇宙空間で硬化成形される未成形層と、この未成形層の内側及び外側を被覆するフィルム層と、から構成されている。そして、宇宙空間でこの袋体を膨張展開させた後に、未成形層をフィルム状ヒータで加熱して硬化させることにより、所望の立体形状の構造物を得ている。
【０００４】
ここで、インフレータブル構造物の袋体の未成形層を、熱硬化型プリプレグ（未硬化状態の熱硬化性樹脂を所定の強化繊維に含浸させたもの）で構成すると、宇宙空間に打ち上げて硬化させるまでに、きわめて厳格な保管管理を必要とするという問題がある。
【０００５】
すなわち、未硬化状態にある熱硬化性樹脂は冷凍保管（−１８℃以下）を必要とするために保管管理が容易でなく、しかも冷凍保管可能な期間はプリプレグ製造から６ヶ月間程度に制限される。また、未成形層を含む袋体を製造する期間や、この袋体を備えたインフレータブル構造物をロケットに搭載する期間においてはプリプレグが常温にさらされるが、このように常温で保管可能な期間は１ヶ月以下に制限されることが多い。
【０００６】
従って、袋体の製造やインフレータブル構造物の搭載に半月程度かかった場合には、その後プリプレグを保管可能な期間は半月程度しか残されないこととなる。このため、インフレータブル構造物をロケットに搭載した後に何らかのトラブルでロケットの打ち上げが延期された場合には、保管可能な期間（半月程度）が経過してしまい、プリプレグが使用できなくなる。このようなプリプレグの保管の困難性は、従来のインフレータブル構造物の実用化の大きな阻害要因となっていた。
【０００７】
かかる問題を解決するために、インフレータブル構造物の袋体の未成形層を、柔軟性を有する繊維状の熱可塑型プリプレグで構成する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。熱可塑型プリプレグは、熱硬化型プリプレグと異なり、冷凍保管の要求はなく、冷凍保管期限の制限も全くない。しかも、常温状態での保管期限の制約がないばかりでなく、成形温度（２５０℃〜３５０℃）以下では品質の劣化を生じないことから、打ち上げ後、軌道上での環境（−１００℃〜１００℃）での保管も可能となる。因みに、熱硬化型プリプレグにおいては、１００℃の高温にさらされた場合、その後の使用が不可能となる。
【０００８】
このように、インフレータブル構造物の袋体の未成形層を熱可塑型プリプレグで構成することにより、熱硬化型プリプレグを用いた場合における保管管理の問題を一挙に解決でき、将来の太陽発電システム等の数ｋｍから数十ｋｍの大きさの超巨大宇宙構造物への適用が期待される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−３７０７００号公報（第４頁、第２図）
【非特許文献１】
「熱可塑Ｃｏ−Ｗｏｖｅｎを硬化層に用いた冷却硬化型インフレータブル構造の検討」、航空宇宙学会オンラインジャーナル「宇宙技術」、２００２年、ｖｏｌ．１、ｐ．１１−１７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような超巨大宇宙構造物の構築には、膨大な打ち上げコスト及び建造コストが必要となる。このため、インフレータブル構造物の収納効率の向上及び軽量化による打ち上げコストの削減が不可欠となる。
【００１１】
現状の熱可塑型プリプレグ製のインフレータブル構造物において、収納効率の向上及び軽量化の双方を実現させて打ち上げコストを削減するためには、成形後に不要となる部品の容積及び重量を削減することが必要となる。すなわち、インフレータブル構造物の袋体を構成する部品の中で、プリプレグは成形後に構造物となるが、その他の部品（プリプレグの内側及び外側を被覆するフィルム層や、プリプレグを加熱するフィルム状ヒータ等）は成形後に不要となるので、これらの部品の容積及び重量を削減することにより、インフレータブル構造物の収納効率の向上及び軽量化を実現させることができる。
【００１２】
特に、フィルム状ヒータは重量が大きく嵩張る上に製造コストが高いため、インフレータブル構造物の規模が大きくなればなるほど、このフィルム状ヒータの使用に起因してインフレータブル構造物の収納効率の低下、重量の増大及び製造コストの増大を招くこととなる。かかる理由から、フィルム状ヒータを使用せずに袋体のプリプレグを加熱するための技術が待望されていた。
【００１３】
本発明の課題は、熱可塑型プリプレグ製のインフレータブル構造物において、フィルム状ヒータを使用せずに袋体のプリプレグの加熱成形を実現させることにより、袋体の軽量化及び収納効率の向上を達成することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、インフレータブル構造物であって、熱可塑型プリプレグ及びこれを挟持した膜体を用いて構成され折り畳まれ巻回された袋体と、折り畳まれた前記袋体を膨張させる膨張手段と、折り畳まれ巻回された前記袋体を挟み込み回転して所定の方向に送出する送出ローラ対と、前記袋体を部分的に加熱する加熱手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、折り畳まれ巻回された袋体を挟み込んで回転して所定の方向に送出する送出ローラ対を備えるので、袋体を漸次伸展させることができる。そして、この送出（伸展）動作と同期させて、袋体を膨張手段で膨張させながら加熱手段で部分的に加熱することにより、袋体の熱可塑型プリプレグを連続成形することができる。このため、袋体の熱可塑型プリプレグの加熱成形に従来用いていたフィルム状ヒータが不要となる。
【００１６】
従って、フィルム状ヒータ自体の重量や、フィルム状ヒータに電力を供給するための電線の重量を削減することができるので、袋体の軽量化が可能となる。また、フィルム状ヒータ分の容積を省くことができるので、袋体の収納効率を格段に向上させることができる。また、フィルム状ヒータ展開時における電線の絡み等がなくなるので、袋体の展開動作を安定させることができる。また、フィルム状ヒータのように袋体全体を同時に加熱することなく、袋体を部分的に加熱するので、ピーク電力を抑制することができる。また、袋体の大きさに合わせてフィルム状ヒータを製作する必要がないので、大型のインフレータブル構造物を製造する場合に大幅なコスト削減を達成することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインフレータブル構造物において、前記加熱手段は、前記送出ローラ対の下流側に配置された環状ヒータであることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、送出ローラ対の下流側に配置された環状ヒータを加熱手段として採用しているので、送出ローラ対で袋体を送出して環状ヒータ内に連続的に導入し、導入した袋体の熱可塑型プリプレグを環状ヒータで加熱して成形することができる。従って、袋体の熱可塑型プリプレグの連続成形をきわめて円滑に行うことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインフレータブル構造物において、前記送出ローラ対と前記環状ヒータとの間に配置され、前記膨張手段で膨張させた前記袋体の形状を整える整形手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、送出ローラ対と環状ヒータとの間に整形手段が配置されているので、送出ローラ対により送出され膨張手段により膨張させた袋体の不安定な形状を、環状ヒータによる加熱成形の前に整えることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のインフレータブル構造物において、前記環状ヒータ内を通過した前記袋体を支持して送出する支持ローラを備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、環状ヒータ内の通過と同時に加熱成形された袋体を支持して送出する支持ローラを備えるので、送出ローラ対による袋体の送出動作を支援することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。
【００２４】
本実施の形態に係るインフレータブル構造物は、図１に示すように、宇宙空間で環状体や筒状体へと展開して、大型平面アンテナ１００の円環や大型のサンシールド２００の骨組として使用される折畳み・巻回可能な袋体１０、折り畳まれ巻回された状態にある袋体１０を両側から挟み込み回転して所定の方向に送出する送出ローラ対２０、袋体１０を部分的に加熱する加熱部３０、袋体１０内部に不活性ガスを供給して膨張させる（図示していない）膨張手段、等を備えて構成されている。
【００２５】
まず、袋体１０の構成について説明する。膨張させた状態の袋体１０の断面図（図１のＩＩ−ＩＩ部分の断面図）を、図２に示した。また、ロール状に巻回された状態の袋体１０を伸展・膨張させ加熱している状態を図３（ａ）に示している。なお、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ部分、Ｃ−Ｃ部分、Ｄ−Ｄ部分の各断面図である。
【００２６】
袋体１０は、図２に示すように、熱可塑型のプリプレグ１１と、このプリプレグ１１を包むようにその外側に設けられた外側フィルム層１２と、プリプレグ１１に囲まれてその内側に設けられた内側フィルム層１３と、からなる膜体を用いて構成したものである。また、膨張手段から供給された不活性ガスを袋体１０内部に導入するためのガスチューブ６０が、内側フィルム層１３の内側に配置されている（図２及び図３参照）。
【００２７】
プリプレグ１１は、膨張手段による袋体１０の膨張展開後に加熱されて硬化成形される層であって、膨張展開後のインフレータブル構造物の形状を保持するものである。
【００２８】
プリプレグ１１は、繊維状の熱可塑性樹脂と強化繊維とを織り合わせてなる織物（以下、「熱可塑型織物」という）１枚で、又は、この熱可塑型織物を複数枚積層して構成される。繊維状の熱可塑性樹脂の径は数μｍ程度とし、これらを数千本束にしたものを使用する。このように熱可塑性樹脂を繊維状にすると、繊維径が小さいために繊維状の熱可塑性樹脂１本１本がきわめて高い柔軟性を有する。また、繊維状の熱可塑性樹脂同士が接着又は密着していないため、これらを束ねても高い柔軟性を維持することができる。
【００２９】
繊維状の熱可塑性樹脂の種類としては、ポリアミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリプロピレン、ポリエーテルイミドなどを挙げることができ、本実施の形態では、繊維状の熱可塑性樹脂として、「ＴＥＸＸＥＳ」（商品名：日東紡績社製）を使用している。また、強化繊維の種類としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、各種金属繊維などを挙げることができる。
【００３０】
本実施の形態においては、平面状の熱可塑型織物の端部同士を１０ｍｍ程度重ねて繋ぎ合わせて、環状のプリプレグ１１を構成している。プリプレグ１１の端部同士を繋ぐ手段としては、耐熱性に優れるポリイミドフィルムテープによる接着や、ハンダゴテ等による融着などを挙げることができる。
【００３１】
プリプレグ１１は、前記したように熱可塑型織物を複数枚積層して構成した場合でも、収納性が低下することがない。すなわち、繊維状の熱可塑性樹脂自体が、前記したように高い柔軟性を有することに加え、熱可塑型織物を複数枚積層してもこれら熱可塑型織物同士が接着又は密着し難いため、折り曲げの際に繊維間ですべり、高い柔軟性を維持することができる。
【００３２】
外側フィルム層１２は、プリプレグ１１の外側を被覆して保護するものである。外側フィルム層１２は、宇宙空間の過酷な温度環境やプリプレグ１１を加熱する際の高温に耐え得る高い耐熱性と、袋体１０を膨張展開させた際に内側から加えられる圧力に耐え得る高い耐圧性とを有する材料で調製される。このような特性を有する材料としては、ＦＥＰ（フルオロエチレンプロピレン）やポリイミドなどを挙げることができる。
【００３３】
外側フィルム層１２は、プリプレグ１１と同様に、平面状フィルムの端部同士を１０ｍｍ程度重ねて繋ぎ合わせて環状に構成したものであり、プリプレグ１１の外側に配置されて袋体１０の一部とされる。外側フィルム層１２の端部同士を繋ぐ手段としては、熱融着、強化繊維による縫い合わせ、耐熱性に優れたテープによる接着などを挙げることができる。なお、この外側フィルム層１２に、熱可塑性樹脂が流出しない程度の微小な孔を複数個設けて、通気性を確保しておく。
【００３４】
内側フィルム層１３は、プリプレグ１１の内側に設けられるものであり、気密性を有し、内側から加えられる圧力をプリプレグ１１に伝えて膨張展開させる。内側フィルム層１３は、プリプレグ１１を加熱成形する際の高温に耐え得る高い耐熱性を有する材料で調製される。このような特性を有する材料としては、ＦＥＰ（フルオロエチレンプロピレン）やポリイミドなどを挙げることができる。
【００３５】
内側フィルム層１３は、プリプレグ１１及び外側フィルム層１２と同様に、平面状フィルムの端部同士を１０ｍｍ程度重ねて繋ぎ合わせて環状に構成したものであり、プリプレグ１１の内側に配置されて袋体１０の一部とされる。内側フィルム層１３の端部同士を繋ぐ手段としては、高い気密性を達成することのできる熱融着が好ましい。
【００３６】
内側フィルム層１３、プリプレグ１１及び外側フィルム層１２は、内側からこの順に配置されて袋体１０を構成する。ここで、規制のない状態で膨張させた場合における内側フィルム層１３の円形断面の直径を、外側フィルム層１２の円形断面の直径よりも若干大きくしておく。また、袋体１０が筒状体の場合には、規制のない状態で膨張させた際の内側フィルム層１３の長手方向長さを、外側フィルム層１２の長手方向長さよりも若干長くしておく。このように外側フィルム層１２と内側フィルム層１３との断面の直径及び長さに寸法差を設けることによって、内側から加えられる圧力をプリプレグ１１に充分に伝達することができる。
【００３７】
袋体１０は、図３（ａ）、（ｂ）に示したように、折り畳まれて平坦にされた後にロール状に巻回されて、ロケットの収納部に収納される。そして、打ち上げ後に宇宙空間において送出ローラ対２０によって伸展され、膨張手段によって膨張された上で、環状ヒータ３０によって加熱成形されることとなる（図３（ａ）、（ｃ）、（ｄ）参照）。
【００３８】
また、本実施の形態においては、袋体１０を膨張展開させて宇宙空間でトラス（骨組構造物）を構成するが、このトラスの軽量化を目的として、袋体１０の先端部１４及び終端部１５を先細の円錐形状としている（図４及び図５参照）。
【００３９】
なお、袋体１０の先端部１４とは、袋体１０の両端部のうち最初に加熱成形される端部（図３（ａ）参照）を意味し、袋体１０の終端部１５とは、最後に加熱成形される端部を意味する。このように袋体１０の先端部１４及び終端部１５を先細（円錐）形状とすることにより、トラス結合金具の小型化を図ることができ、トラスを軽量化することができる。
【００４０】
袋体１０の先端部１４には、トラス結合金具に結合させるネジ部４０と、このネジ部４０と袋体１０とを連結するためのフランジ部５０と、が装着されている（図４参照）。本実施の形態においては、膨張させた先端部１４の一部（図４の斜線部分）１４ａにフランジ部５０を嵌合して仮付けし、このフランジ部５０を加熱することにより、先端部１４の成形と、先端部１４とフランジ部５０との融着と、を同時に実現させている。
【００４１】
本実施の形態においては、袋体１０の円錐形状の先端部１４と、この先端部１４に連なる円筒形状部分の一部（以下、「先端円筒部」という）１４ｂと、を予め加熱して溶融させ、硬化させておく。
【００４２】
また、袋体１０の内部に内側フィルム層１３を設ける際に、ガスチューブ６０を予め内側フィルム層１３の内側に配置し、袋体１０の先端部１４の一部１４ａとガスチューブ６０とをエポキシ接着剤等で接着しておく（図４参照）。そして、ガスチューブ６０の先端部１４近傍部分に孔６１を穿設しておき、この孔６１から不活性ガスを袋体１０内に導入して、袋体１０を膨張させるようにする（図４参照）。
【００４３】
袋体１０の終端部１５にも、トラス結合金具に結合させるネジ部４０と、このネジ部４０と袋体１０とを連結するためのフランジ部５０と、が装着されている。そして、先端部１４と同様に、終端部１５の一部（図５の斜線部分）１５ａにフランジ部５０を嵌合して仮付けし、フランジ部５０を加熱して、終端部１５の成形と、終端部１５とフランジ部５０との融着と、を同時に実現させている。
【００４４】
袋体１０の終端部１５のネジ部４０内には、不活性ガスの流路となる貫通孔が形成されている。そして、膨張手段の不活性ガスを供給するための（図示されていない）ガス供給管が、自動締め切り機構を有するコネクタ７０を介して、ネジ部４０の端部に接続される。
【００４５】
膨張手段からガス供給管を介して供給された不活性ガスは、コネクタ７０、ネジ部４０、フランジ５０及びガスチューブ６０を通って袋体１０内部に流入することとなる。また、袋体１０の成形後には、自動締め切り機構によりコネクタ７０が自動的にガス供給管から切り離され、袋体１０内部への不活性ガスの供給が遮断される。本実施の形態においては、自動締め切り機構を有するコネクタ７０として、「クイックコネクツ」（商品名：スウェージロック社製）を採用している。
【００４６】
次に、本実施の形態に係るインフレータブル構造物の膨張手段、送出ローラ対２０及び加熱部３０について説明する。
【００４７】
本実施の形態における膨張手段は、不活性ガスが充填されたボンベと、このボンベと袋体１０の終端部１５とを接続するガス供給管と、ボンベから袋体１０内部へ供給される不活性ガスの流量や圧力を調節するバルブと、から構成されている。ボンベから袋体１０へと供給する不活性ガスの圧力の最適値は、プリプレグ１１を構成する熱可塑性樹脂の種類や、熱可塑型織物の織り方等に応じて、適宜設定することができる。なお、本実施の形態においては、袋体１０を巻回させる芯パイプ８０をガス供給管としても機能させている（図３参照）。
【００４８】
送出ローラ対２０は、図３（ａ）に示すように、折り畳まれ巻回された袋体１０の一部を挟み込んだ状態で所定の速度で回転することにより、袋体１０を先端部１４側の部分から終端部１５側の部分まで連続的に所定の方向に送出して、袋体１０を伸展させるものである。送出ローラ対２０によって送出（伸展）され、膨張手段によって膨張した袋体１０の部分は、加熱部３０内へと導入される。なお、袋体１０が加熱部３０内を通過する時間を厳密に制御するために、送出ローラ対２０の回転速度及び膨張手段による不活性ガスの圧力の値を制御するようにする。
【００４９】
また、本実施の形態においては、アクチュエータを用いて送出ローラ対２０を所定の位置に固定して、ローラ間の距離を可変としている。そして、袋体１０の巻回状態が解除されたことを検知してアクチュエータを制御することにより、ローラ間を広げるようにする。また、送出ローラ対２０による袋体１０への押付力が一定の値に維持されるように、アクチュエータを制御している。
【００５０】
加熱部３０は、図３（ａ）及び図６に示すように、送出ローラ対２０の下流側に配置された円筒状の構造体である。加熱部３０は、膨張した袋体１０を容易に受け入れる広い開口を有し袋体１０の膨張展開時における不安定な形状を整える導入部３１と、導入された袋体１０のプリプレグ１１を外周側から加熱する環状ヒータ３２と、加熱成形された袋体１０を支持して送出ローラ対２０と連動した速度で回転する支持ローラ群３３と、を備えている。導入部３１は本発明における整形手段であり、環状ヒータ３２は本発明における加熱手段である。
【００５１】
続いて、本実施の形態に係るインフレータブル構造物の収納方法及び展開方法について説明する。
【００５２】
インフレータブル構造物をロケットの収納部に収納するには、まず、袋体１０の終端部１５を、コネクタ７０を介して、ロケットの収納部に設けられた芯パイプ８０に接続する。そして、芯パイプ８０に袋体１０を巻き付ける。次いで、ロケットの収納部に設けられた環状ヒータ３０の支持ローラ３３に、袋体１０の成形された先端円筒部１４ｂを当接させて配置する（図６参照）。この際、図６に二点鎖線で示すように、少なくとも上流側に配置された支持ローラ３３に袋体１０の先端円筒部１４ｂを当接させて、加熱部３０の支持ローラ３３の送出力を袋体１０の先端円筒部１４ｂに伝達させるようにするとよい。
【００５３】
宇宙空間においてインフレータブル構造物を展開させるには、まず、加熱部３０の環状ヒータ３２に所定時間通電して温度を上昇させて、袋体１０の先端円筒部１４ｂ近傍におけるプリプレグ１１の加熱成形を開始する。このときの加熱時間は、地上実験により予め求めることができる。
【００５４】
次いで、膨張手段のバルブを調整してボンベから袋体１０の先端部１４に不活性ガスを供給し、袋体１０を先端側から漸次膨張させる。続いて、送出ローラ対２０及び加熱部３０の支持ローラ群３３を駆動して袋体１０の送出（伸展）を開始する。なお、不活性ガスの供給速度と、ローラ群の駆動速度と、を予め設定しておく。
【００５５】
送出ローラ対２０等によって送出され、膨張手段により膨張された袋体１０の部分は、加熱部３０内に導入され、環状ヒータ３２によって加熱される。袋体１０のプリプレグ１１を環状ヒータ３２により成形温度で加熱することにより、プリプレグ１１の熱可塑型織物内の熱可塑性樹脂を溶融させて強化繊維の間に浸透させることができる。
【００５６】
そして、この加熱した部分を送出ローラ対２０等によって下流側に送出して自然冷却することにより、熱可塑性樹脂を強化繊維の間に浸透した状態で固化させることができる。袋体１０の環状ヒータ３２内通過時間を制御して、環状ヒータ３２による袋体１０の加熱時間を調整することにより、袋体１０のプリプレグ１１の連続成形が可能となる。
【００５７】
なお、熱可塑型のプリプレグ１１の代わりに熱硬化型のプリプレグ１１を採用した場合には、成形に一定時間（通常は２時間程度）の加熱が必要となるため、本実施の形態のような連続成形が不可能となるばかりでなく、消費電力量が膨大となる。また、本実施の形態のように加熱部３０の環状ヒータ３２による部分的な加熱を行うと、加熱部３０に導入される前の完全に膨張展開していない袋体１０の部分にも熱が伝達され、この部分の熱硬化型のプリプレグ１１が半硬化状態となるため、完全に展開できなくなることが考えられる。このため、本実施の形態で使用した加熱部３０を用いた加熱成形を行う場合には、熱可塑型のプリプレグ１１の適用が不可欠となる。
【００５８】
以上説明した実施の形態に係るインフレータブル構造物においては、送出ローラ対２０を用いて、折り畳まれロール状に巻回された袋体１０を先端部１４側の部分から終端部１５側の部分まで連続的に挟持して所定の方向に送出することにより、袋体１０を漸次伸展させることができる。そして、この送出（伸展）動作と同期させて、袋体１０を膨張手段で膨張させながら加熱部３０の環状ヒータ３２で部分的に加熱することにより、袋体１０の（熱可塑型）プリプレグ１１を連続成形することができる。このため、袋体１０のプリプレグ１１の加熱成形に従来用いていたフィルム状ヒータが不要となる。
【００５９】
従って、フィルム状ヒータ自体の重量や、フィルム状ヒータに電力を供給するための電線の重量を削減することができるので、袋体１０の軽量化が可能となる。また、フィルム状ヒータ分の容積を省くことができるので、袋体１０の収納効率を格段に向上させることができる。また、フィルム状ヒータ展開時における電線の絡み等がなくなるので、袋体１０の展開動作を安定させることができる。また、フィルム状ヒータのように袋体１０全体を同時に加熱することなく、環状ヒータ３２によって袋体１０を部分的に加熱するので、ピーク電力を抑制することができる。また、袋体１０の大きさに合わせてフィルム状ヒータを製作する必要がないので、大型のインフレータブル構造物を製造する場合に大幅なコスト削減を達成することができる。
【００６０】
また、本実施の形態に係るインフレータブル構造物においては、送出ローラ対２０の下流側に配置された環状ヒータ３２を加熱手段として採用しているため、送出ローラ対２０で袋体１０を送出して環状ヒータ３２内に連続的に導入し、導入した袋体１０のプリプレグ１１を環状ヒータ３２で加熱して成形することができる。従って、袋体１０のプリプレグ１１の連続成形をきわめて円滑に行うことができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係るインフレータブル構造物においては、送出ローラ対２０と環状ヒータ３２との間に導入部３１が配置されているので、送出ローラ対２０により送出され膨張手段により膨張させた袋体１０の不安定な形状を、環状ヒータ３２による加熱成形の前に整えることができる。
【００６２】
また、本実施の形態に係るインフレータブル構造物においては、環状ヒータ３２内の通過と同時に加熱成形された袋体１０を支持して送出する支持ローラ群３３を備えるので、送出ローラ対２０による袋体１０の送出動作を支援することができる。
【００６３】
なお、以上の実施の形態においては、袋体１０の先端部１４に含まれるプリプレグ１１を予め加熱成形した例を示したが、袋体１０の先端部１４にフィルムヒータ９０を配置し、このフィルムヒータ９０への通電によって先端部１４を加熱してプリプレグ１１を成形することもできる（図７参照）。フィルムヒータ９０に通電するための電線９１は、袋体１０内部を通して外部電源に接続するようにする。
【００６４】
この際、袋体１０の収納時及び膨張展開時における電線９１の絡まりを防止するために、フランジ部５０の側面に貫通孔を設け、電線９１をこの貫通孔からガスチューブ６０内へと導き、さらに、このガスチューブ６０内を通して終端部１５側の外部電源へと導くようにする。そして、フランジ部５０の貫通孔をシール剤等でシールする（図７参照）。また、この際、袋体１０の先端円筒部１４ｂは加熱部３０で加熱されるようにし、支持ローラ群３３により支持されなくてもよい。
【００６５】
また、図示していないが、袋体１０の終端部１５にもフィルムヒータ９０による加熱方式を適用することができる。この際には、袋体１０の巻回状態が解除されたのを検知してフィルムヒータ９０に通電するように制御することにより、終端部１５を自動的に加熱することができる。
【００６６】
また、以上の実施の形態に係るインフレータブル構造物は、宇宙空間の大型又は小型の構造物の構築に採用されるものであるが、これに限らず、地上における災害時の簡易住宅の構築に採用することもできる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、送出ローラ対を用いて、折り畳まれ巻回された袋体を挟持して所定の方向に送出し、袋体を膨張手段で膨張させながら加熱手段で部分的に加熱することにより、袋体の熱可塑型のプリプレグを連続成形することができる。従って、袋体のプリプレグの加熱成形に従来用いていたフィルム状ヒータが不要となるので、袋体の軽量化及び収納効率の向上を達成することができる。
【００６８】
請求項２に記載の発明によれば、送出ローラ対の下流側に配置された環状ヒータを加熱手段として採用しているので、送出ローラ対で袋体を送出して環状ヒータ内に連続的に導入し、導入した袋体のプリプレグを環状ヒータで加熱して成形することができる。従って、袋体のプリプレグの連続成形をきわめて円滑に行うことができる。
【００６９】
請求項３に記載の発明によれば、送出ローラ対と環状ヒータとの間に整形手段が配置されているので、送出ローラ対により送出され膨張手段により膨張させた袋体の不安定な形状を、環状ヒータによる加熱成形の前に整えることができる。
【００７０】
請求項４に記載の発明によれば、環状ヒータ内の通過と同時に加熱成形された袋体を支持して送出する支持ローラを備えるので、送出ローラ対による袋体の送出動作を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るインフレータブル構造物の使用態様を説明するための説明図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ部分の拡大断面図である。
【図３】図１に示したインフレータブル構造物の主要部（送出ローラ対や加熱部）を説明するための説明図である。
【図４】図１に示したインフレータブル構造物の袋体の先端部の構成を説明するための拡大断面図である。
【図５】図１に示したインフレータブル構造物の袋体の終端部の構成を説明するための拡大断面図である。
【図６】図１に示したインフレータブル構造物の加熱部の構成を説明するための断面図である。
【図７】図１に示したインフレータブル構造物の袋体の先端部の構成の変形例を説明するための拡大断面図である。
【符号の説明】
１０      袋体
１１      プリプレグ
２０      送出ローラ対
３１      導入部（整形手段）
３２      環状ヒータ（加熱手段）
３３      支持ローラ群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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