JP2001192000A

JP2001192000A - 耐熱フェルトスペーサ

Info

Publication number: JP2001192000A
Application number: JP2000004565A
Authority: JP
Inventors: Fumito Takeda; 文人武田; Aiichiro Tsukahara; 愛一郎塚原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】宇宙往還機に適用される断熱材接続部の段差
をなくする耐熱フェルトスペーサに関する。【解決手段】機体側構造部３０には、機体の加熱率分
布に合わせて断熱材の厚さが設定され、各場所によって
断熱材の厚さが異なり、接続部には段差が生ずる。断熱
材２０と２１との接続部には段差があるが、厚さの薄い
断熱材２１と機体側構造部３０との間に楔形状のスペー
サ１０を挿入し、接着する。スペーサ１０により接続部
での断熱材２０と２１の高さが等しくなり、薄い方の断
熱材２１はテーパ状に傾斜して徐々に低くなるので、従
来のような急激な段差がなくなり、接続部での過加熱及
び動圧による破損がなく、段差をなくするため断熱材２
２の分だけ断熱材２１を嵩上げすることも不要となり、
重量増がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐熱フェルトスペー
サに関し、宇宙往還機用の断熱材の厚さ調整に用いら
れ、断熱材の接続部の段差を解消するようにしたもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】宇宙往還機は大気との摩擦により機体表
面に高熱が発生するが、この高熱が機体内部へ侵入しな
いように、機体表面には断熱材が装着されている。断熱
材は機体の各場所の加熱率分布に合わせて必要な厚さに
設定され製作されており、場所によっては異なる厚さの
断熱材が隣接して装着される個所がある。

【０００３】図６は宇宙往還機に適用される断熱材を示
す断面図であり、（ａ）は厚さの異なる断熱材の接続部
の段差部分、（ｂ）は段差部分の熱的影響、（ｃ）は段
差をなくした状態を、それぞれ示す。（ａ）において、
機体側の構造側部分３０には、機体の加熱率分布に合わ
せてそれぞれ断熱材２０と断熱材２１とが接着されてい
る。断熱材２０と２１とは厚さが異なるため、両者の接
続部には段差ｔが生ずるが、この段差をそのままにする
理由は機体の重量をできるだけ、軽くするために厚さを
必要としない個所では極力薄くして重量を軽減するため
に段差が生ずるものである。

【０００４】図６（ｂ）において、上記のように断熱材
２０，２１の隣接部分では、宇宙往還機が大気圏に再突
入した時に、この段差で部分的に加熱率が高まり断熱材
の耐熱温度を超過し、材料の強度低下、溶融を引き起こ
す。また、段差で動圧Ｐが負荷されて段差の継目部分で
変形が生じ、Ｂ部で加熱率が高まり、表面から破壊が生
ずる。その対策としては、（ｃ）図に示すように段差の
部分に同一厚さとなるように断熱材２２の分だけ２１を
嵩上げする方法があるが、必要以上の断熱材を施工する
ことになり、重量的に不利となる。具体的数字で示せ
ば、断熱材２０の厚さは３８mm程度の場所と、断熱材２
１の厚さが２５mm程度の場所が存在し、段差を埋める断
熱材２２は１３mmの厚さのものが必要となり、重量的に
軽量が求められる宇宙往還機にとっては無駄な重量増と
なってしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、宇宙往
還機に適用されている断熱材には、必要以上の重量増加
を避けるために、場所によって加熱率分布に合わせて厚
さの異なる断熱材が装着されており、そのために、隣接
する接合部に段差が生じてしまう。この段差があると段
差部分において加熱率が高くなり断熱材の耐熱温度を超
過し、材料の強度低下、溶融が生じる。また、段差に動
圧Ｐが負荷されることにより断熱材の変形が生じて表面
が破壊され、次第に破壊部分が拡大し、この部分から内
部へ高熱が侵入してしまい、重大な支障をまねくことに
なる。

【０００６】そこで本発明は宇宙往還機等に適用される
断熱材の接続部分にスペーサを挿入することにより、接
続部の急激な段差をなくし、直線状の緩やかな傾斜、又
は滑らかな曲線となるような耐熱フェルトスペーサを提
供することを課題としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）〜（４）の手段を提供する。

【０００８】（１）宇宙往還機の機体の断熱材接合部に
適用され、機体の加熱率分布に合わせて厚さが決定され
厚さが互いに異なる断熱材同志の接続部の段差をなくす
るためのスペーサであって、前記接続部の厚さの小さい
側の断熱材と前記機体側との間に挿入され、前記接続部
において両断熱材の表面高さを等しくし、前記厚さの小
さい側の断熱材へ向かって傾斜する楔形状を有すること
を特徴とする耐熱フェルトスペーサ。

【０００９】（２）前記スペーサは多数の楔形状の耐熱
フェルト片に分割されており、同多数のフェルト片は一
枚のシート状耐熱フェルトに接着されて構成されること
を特徴とする（１）記載の耐熱フェルトスペーサ。

【００１０】（３）前記スペーサは一体成形されている
ことを特徴とする（１）記載の耐熱フェルトスペーサ。

【００１１】（４）前記スペーサの楔形状のテーパ面
は、滑らかな曲面からなることを特徴とする（１）記載
の耐熱フェルトスペーサ。

【００１２】本発明の（１）においては、楔形状のスペ
ーサが厚さの異なる断熱材の接続部の表面高さを等しく
し、段差をなくし、厚さの小さい側へ向かってなだらか
に傾斜する。そのために、厚さの小さい側の断熱材は接
続部において厚さの大きい側の断熱材と段差を生ずるこ
となく接続し、徐々に傾斜して機体側に接着することが
できる。従って、断熱材の接続部には段差による破損も
なくなり、断熱効果も維持するものである。

【００１３】本発明の（２）では、スペーサが多数のフ
ェルト片に分割されているので、機体側の曲面に沿って
密着して接着することができ、シワ等を生ずることなく
施工することができる。なお、この場合のスペーサの機
体側への接着面は、面が凸状の曲面に接着する場合には
シート状フェルトと反対側の面を、接着面が凹状の曲面
の場合にはシート状フェルトの面を、それぞれ接着する
ようにすれば、フェルト片同志が圧縮されるようにな
り、隣接するフェルト片同志の間に隙間が生ずることな
く断熱材の施工ができるものである。

【００１４】本発明の（３）又は（４）では、スペーサ
が一体成形されているので、接着面が直線状の部分や変
化の少ない接着面に対して施工が容易となる。又、本発
明の（４）のようにテーパ面が曲面であっても、上記
（１）の発明と同様の効果を奏するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の
実施の第１形態に係る耐熱フェルトスペーサの全体の斜
視図である。（ａ）において、１０はスペーサを示し、
スペーサ１０は多数の同一形状の楔状フェルト１を１枚
のシート状フェルト２に互いに接触して配列し、シート
状フェルト２に接着して構成されている。

【００１６】楔状スペーサ１は、（ｂ）に示すようにフ
ェルト片１ａを多数配列して構成される。フェルト片１
ａは楔状をしており、その具体的寸法の一例を示すと、
Ｌ＝７０mm，Ｈ＝１２mm，Ｗ＝１０mm程度の小片であ
り、Ｗ＝１０mm程度の薄い楔状の小片を加工するために
は、１０mmの平板状のフェルトを切り抜いて作る。これ
をシート状フェルト２に接着してスペーサ１０を製造す
る。このフェルトは耐熱性繊維からなり、耐熱温度３０
０℃程度まで使用可能で機体の外表面を通して伝わる熱
を断熱する特徴を有するものである。

【００１７】図２は本発明の実施の第２形態に係る耐熱
フェルトスペーサの斜視図であり、図１と同じ形状のス
ペーサ１０を一体加工で製造したスペーサ１１としたも
のである。このような実施の第２形態のスペーサはスペ
ーサの高さＨが比較的厚く、一体加工が容易な形状の場
合には有効なものとなり、又、後述するように接着する
機体の面が直線状や変化の少ない場所に適用されると有
利なものとなる。

【００１８】図３は本発明の実施の第３形態に係る耐熱
フェルトスペーサの斜視図であり、（ａ），（ｂ）はい
ずれも一体加工で製造され、テーパ部分が図１，図２に
示すスペーサでは直線状であったが、いずれも滑らかな
円弧状の曲面としたものである。（ａ）は、テーパ部が
凸状の滑らかな曲面で形成され、（ｂ）は逆に凹状の曲
面を形成したものである。

【００１９】図４は本発明の実施の第１〜第３形態に係
る耐熱フェルトスペーサを断熱材の接続部に適用した例
を示し、（ａ）は説明の都合上、実施の第１形態のスペ
ーサ１０を用いたものの例で、その断面図を示し、
（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【００２０】図４（ａ）において、２０，２１は厚さの
異なる断熱材で、その接続部には段差があったが、その
段差の部分にスペーサ１０が挿入されている。両断熱材
２０，２１の接続部分には、厚さの小さい断熱材２１と
機体側構造部３０との間にスペーサ１０が挿入され、断
熱材２０の端面、機体側構造部３０及び断熱材２１底面
とに接着される。これにより、断熱材２０と２１との接
続部の表面は同じ高さで接続され、断熱材２１は直線状
のなだらかな傾斜部分により断熱材２０へ接続されるの
で、従来のような急激な段差がなくなる。

【００２１】スペーサ１０の挿入は、（ｂ）に示すよう
に、隣接するフェルト片１ａ同志が圧縮されるように、
図示の例では機体側構造部３０にスペーサ１０のシート
状フェルト２を接着して取付ける。機体側構造部３０に
断熱材を取付ける面が、図示のように凸状の曲面である
と、シート状フェルト２側を機体側構造部３０に接着す
ることにより、多数のフェルト片１ａ同志の側面が接す
るようになり、隙間４０が生ずることなく、かつ、スペ
ーサ１０が多数のフェルト片１ａに分割されているの
で、曲面に無理なく沿って、シワ等が生ずることなく接
着することができる。

【００２２】図５は、実施の第１形態におけるスペーサ
１０の機体側構造部３０への接着の状態を示し、スペー
サ１０を取付け面が凸状の曲面である場合を示してい
る。（ａ）は機体側構造部３０にシート状フェルト２を
接着した例であり、この場合には接着する曲面が凸状で
あるので、各フェルト片１ａは互いに隣接するフェルト
片１ａとの側面に隙間４０を生じてしまい、この隙間４
０のために断熱効果が低下すると共に、装着時に、この
隙間４０内に接着剤が侵入し、その分だけ重量が増加す
るので好ましくない。

【００２３】これに対して、（ｂ）では、機体側構造部
３０と接着する面はシート状フェルト２の反対側を接着
する。このように接着すると、互いに隣接するフェルト
片１ａ同志の側面は互いに圧縮され隙間が生じない。従
って、多数の分割されたフェルト片１ａにより曲面に沿
って密着が良好となると共に、隙間が生ずることもなく
良好な装着状態が保持される。

【００２４】なお、上記のスペーサの適用例は、実施の
第１形態のスペーサ１０の例で説明したが、同様な方法
で、実施の第２，第３形態のスペーサ１１，１２，１３
も適用することができる。これらスペーサ１１，１２，
１３は一体加工された製品で、スペーサ１０のようにフ
ェルト片１ａで分割されていないので、曲率の小さい場
所、直線状で変化の少ない面への接着の場合には有効な
スペーサとなり、実施の第１形態と同様の効果が得られ
るものである。なお、図３に示す実施の第３形態のスペ
ーサ１２，１３においても図１と同じく多数のフェルト
片に分割して使用しても良いものである。

【００２５】以上説明の実施の第１〜第３形態の耐熱フ
ェルトスペーサにおいては、断熱材２０，２１の接続部
で、厚さの薄い方の断熱材２１と機体側構造部との間に
スペーサ１０，１１，１２，１３を挿入し、断熱材２１
の端部表面を厚さの大きい断熱材２０と合わせ、滑らか
な傾斜で接続して急激な段差をなくしたので、接続部で
の破損が防止され、断熱材施工の信頼性が向上するもの
である。

【００２６】

【発明の効果】本発明の耐熱フェルトスペーサは、
（１）宇宙往還機の機体の断熱材接合部に適用され、機
体の加熱率分布に合わせて厚さが決定され厚さが互いに
異なる断熱材同志の接続部の段差をなくするためのスペ
ーサであって、前記接続部の厚さの小さい側の断熱材と
前記機体側との間に挿入され、前記接続部において両断
熱材の表面高さを等しくし、前記厚さの小さい側の断熱
材へ向かって傾斜する楔形状を有することを特徴として
いる。このようなスペーサにより、厚さの異なる断熱材
の接続部の表面高さを等しくし、段差をなくし、厚さの
小さい側へ向かってなだらかに傾斜する。そのために、
厚さの小さい側の断熱材は接続部において厚さの大きい
側の断熱材と段差を生ずることなく接続し、徐々に傾斜
して機体側に接着することができる。従って、断熱材の
接続部には段差による破損もなくなり、局部的な加熱率
の増加を防止することができる。

【００２７】本発明の（２）では、スペーサが多数のフ
ェルト片に分割されているので、機体側の曲面に沿って
密着して接着することができ、シワ等を生ずることなく
施工することができる。なお、この場合のスペーサの機
体側への接着面は、面が凸状の曲面に接着する場合には
シート状フェルトと反対側の面を、接着面が凹状の曲面
の場合にはシート状フェルトの面を、それぞれ接着する
ようにすれば、フェルト片同志が圧縮されるようにな
り、隣接するフェルト片同志の間に隙間が生ずることな
く断熱効果が向上するものである。

【００２８】本発明の（３）又は（４）では、スペーサ
が一体成形されているので、接着面が直線状の部分や変
化の少ない接着面に対して施工が容易となる。又、本発
明の（４）のようにテーパ面が曲面であっても、上記
（１）の発明と同様の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る耐熱フェルトス
ペーサを示し、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は（ａ）
におけるスペーサ片の斜視図である。

【図２】本発明の実施の第２形態に係る耐熱フェルトス
ペーサの斜視図である。

【図３】本発明の実施の第３形態に係る耐熱フェルトス
ペーサを示し、（ａ），（ｂ）はそれぞれ斜視が凸状，
凹状の曲面を有するスペーサの斜視図である。

【図４】本発明の実施の第１形態の耐熱フェルトスペー
サの適用例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明の実施の第１形態における耐熱フェルト
スペーサの適用例を示す断面図であり、（ａ）は好まし
くない例、（ｂ）は好ましい適用例を示す。

【図６】従来の断熱材の接続部を示し、（ａ）は段差の
ある部分の断面図、（ｂ）は接続部の破損状況の断面
図、（ｃ）は表面の段差をなくした例の断面図である。

【符号の説明】

１楔状フェルト１ａフェルト片２シート状フェルト１０，１１，１２，１３スペーサ１２ａ，１３ａ曲面２０，２１断熱材３０機体側構造部４０隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】宇宙往還機の機体の断熱材接合部に適用
され、機体の加熱率分布に合わせて厚さが決定され厚さ
が互いに異なる断熱材同志の接続部の段差をなくするた
めのスペーサであって、前記接続部の厚さの小さい側の
断熱材と前記機体側との間に挿入され、前記接続部にお
いて両断熱材の表面高さを等しくし、前記厚さの小さい
側の断熱材へ向かって傾斜する楔形状を有することを特
徴とする耐熱フェルトスペーサ。
【請求項２】前記スペーサは多数の楔形状の耐熱フェ
ルト片に分割されており、同多数のフェルト片は一枚の
シート状耐熱フェルトに接着されて構成されることを特
徴とする請求項１記載の耐熱フェルトスペーサ。
【請求項３】前記スペーサは一体成形されていること
を特徴とする請求項１記載の耐熱フェルトスペーサ。
【請求項４】前記スペーサの楔形状のテーパ面は、滑
らかな曲面からなることを特徴とする請求項１記載の耐
熱フェルトスペーサ。