石村 康生 (イシムラ コウセイ)

写真a

所属

理工学術院 創造理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.ishimura.mmech.waseda.ac.jp/

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院創造理工学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1998年04月
    -
    2001年03月

    東京大学大学院   工学系研究科   航空宇宙工学専攻 博士後期課程  

  • 1996年04月
    -
    1998年03月

    東京大学大学院   工学系研究科   航空宇宙工学専攻 博士前期課程  

  • 1992年04月
    -
    1996年03月

    京都大学   工学部   航空工学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • 2001年03月   東京大学   博士(工学)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院 創造理工学部 総合機械工学科   教授

  • 2010年10月
    -
    2018年03月

    東京大学大学院   工学系研究科 航空宇宙工学専攻   准教授(併任)

  • 2008年04月
    -
    2018年03月

    国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構   宇宙科学研究所   准教授

  • 2009年04月
    -
    2010年09月

    総合研究大学院大学   宇宙科学専攻   准教授(併任)

  • 2004年
    -
    2008年03月

    北海道大学大学院情報科学研究科 助教

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    計測自動制御学会

  •  
     
     

    日本航空宇宙学会

  •  
     
     

    AIAA

  •  
     
     

    日本機械学会

  •  
     
     

    日本実験力学会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 航空宇宙工学   構造・機構システム

  • 機械力学、メカトロニクス

  • ロボティクス、知能機械システム

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 構造振動

  • 宇宙構造物工学

  • 高精度構造物

  • 知能機械学

  • 宇宙機力学

論文 【 表示 / 非表示

  • Updated Design of the CMB Polarization Experiment Satellite LiteBIRD

    H. Sugai, P. A.R. Ade, Y. Akiba, D. Alonso, K. Arnold, J. Aumont, J. Austermann, C. Baccigalupi, A. J. Banday, R. Banerji, R. B. Barreiro, S. Basak, J. Beall, S. Beckman, M. Bersanelli, J. Borrill, F. Boulanger, M. L. Brown, M. Bucher, A. Buzzelli, E. Calabrese, F. J. Casas, A. Challinor, V. Chan, Y. Chinone, J. F. Cliche, F. Columbro, A. Cukierman, D. Curtis, P. Danto, P. de Bernardis, T. de Haan, M. De Petris, C. Dickinson, M. Dobbs, T. Dotani, L. Duband, A. Ducout, S. Duff, A. Duivenvoorden, J. M. Duval, K. Ebisawa, T. Elleflot, H. Enokida, H. K. Eriksen, J. Errard, T. Essinger-Hileman, F. Finelli, R. Flauger, C. Franceschet, U. Fuskeland, K. Ganga, J. R. Gao, R. Génova-Santos, T. Ghigna, A. Gomez, M. L. Gradziel, J. Grain, F. Grupp, A. Gruppuso, J. E. Gudmundsson, N. W. Halverson, P. Hargrave, T. Hasebe, M. Hasegawa, M. Hattori, M. Hazumi, S. Henrot-Versille, D. Herranz, C. Hill, G. Hilton, Y. Hirota, E. Hivon, R. Hlozek, D. T. Hoang, J. Hubmayr, K. Ichiki, T. Iida, H. Imada, K. Ishimura, H. Ishino, G. C. Jaehnig, M. Jones, T. Kaga, S. Kashima, Y. Kataoka, N. Katayama, T. Kawasaki, R. Keskitalo, A. Kibayashi, T. Kikuchi, K. Kimura, T. Kisner, Y. Kobayashi, N. Kogiso, A. Kogut, K. Kohri, E. Komatsu, K. Komatsu, K. Konishi

    Journal of Low Temperature Physics   199 ( 3-4 ) 1107 - 1117  2020年05月

     概要を見る

    © 2020, The Author(s). Recent developments of transition-edge sensors (TESs), based on extensive experience in ground-based experiments, have been making the sensor techniques mature enough for their application on future satellite cosmic microwave background (CMB) polarization experiments. LiteBIRD is in the most advanced phase among such future satellites, targeting its launch in Japanese Fiscal Year 2027 (2027FY) with JAXA’s H3 rocket. It will accommodate more than 4000 TESs in focal planes of reflective low-frequency and refractive medium-and-high-frequency telescopes in order to detect a signature imprinted on the CMB by the primordial gravitational waves predicted in cosmic inflation. The total wide frequency coverage between 34 and 448 GHz enables us to extract such weak spiral polarization patterns through the precise subtraction of our Galaxy’s foreground emission by using spectral differences among CMB and foreground signals. Telescopes are cooled down to 5 K for suppressing thermal noise and contain polarization modulators with transmissive half-wave plates at individual apertures for separating sky polarization signals from artificial polarization and for mitigating from instrumental 1/f noise. Passive cooling by using V-grooves supports active cooling with mechanical coolers as well as adiabatic demagnetization refrigerators. Sky observations from the second Sun–Earth Lagrangian point, L2, are planned for 3 years. An international collaboration between Japan, the USA, Canada, and Europe is sharing various roles. In May 2019, the Institute of Space and Astronautical Science, JAXA, selected LiteBIRD as the strategic large mission No. 2.

    DOI

  • 宇宙太陽発電システムの構造に関する課題

    石村 康生

    宇宙太陽発電   5 ( 0 ) 60 - 64  2020年

     概要を見る

    <p> 本論文では,SSPSの構造やメカニズムの設計要求をSSPSの上流要件から明らかにした.全ての設計条件を構造システムの観点から定めることはできない.例えば,SSPSのように非常に大きな構造物のための剛性要求のコンセプトは,そのような非常に大きな構造物に適用できる高度制御システムのコンセプトに沿って定められるべきである.最後に,SSPSの組み立て作業に関する要求や意見を述べる.</p>

    DOI CiNii

  • 宇宙形状可変鏡における複数アクチュエーションの連成とヒステリシス

    武田 真司, 小出 紗英, 大本 圭祐, 坂本 啓, 田中 宏明, 石村 康生, 大熊 政明

    航空宇宙技術   19 ( 0 ) 151 - 158  2020年

     概要を見る

    <p>For the observation of microwave in space over 100 GHz by radio astronomical satellites, this study develops shape-deformable antenna reflectors. When a certain portion of the antenna reflector prototype is deformed, the entire reflector is affected by the partial deformation. The purpose of this study is firstly clarifying the effect of coupling in reflector displacement. Secondly, this study tries the performance evaluation of hysteresis elimination by a piezoelectric strain feedback system under the effect of the displacement coupling. To achieve these objectives, this study quantifies the displacement coupling, the relations between piezoelectric strain and reflector displacement, and the residual reflector displacement error under the feedback control when multiple actuators are driven simultaneously. As a result, this study clarifies that there is a non-negligible coupling effect and the stress history dependence in the reflector surface deformation, causing the limit in the accuracy of the feedback system. Based on these experimental observations, this paper presents three design improvement plans that will possibly solve these problems.</p>

    DOI CiNii

  • Approximated Completion Conditions of Kinematic Couplings for Precise Deployable Structures

    ISHIMURA Kosei, TANAKA Hiroaki, OGI Yoshiro, OGAWA Yuki, TSUNODA Hiroaki, SATO Yasutaka, MAEDA Osamu, ABE Kazuhiro

    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN   18 ( 6 ) 369 - 374  2020年

     概要を見る

    <p>In this paper, the completion conditions for a latch mechanism with a kinematic coupling, which consists of three v-groove/sphere pairs (Maxwell type), are approximately derived as a relationship between the slope angle of v-grooves and friction coefficient. The kinematic coupling is an economical and suitable method for attaining high repeatability in fixtures. Therefore, the kinematic coupling is used in various types of deployable space structures, such as the James Webb Space Telescope and the extensible optical bench of ASTRO-H (Hitomi). In previous studies, numerical simulations were carried out to determine the amount of additional force that should be applied to complete the latch from the incomplete state. However, it is difficult to use such numerical solutions as general design criteria. In this paper, approximated completion conditions are described using analytic functions. As a result, the derived completion conditions are intuitively clear and usable as design guidelines. The most severe condition, where two v-groove/sphere pairs are latched and only one pair remains unlatched, is clarified. It is shown that there are an optimum slope angle and upper limit of the friction coefficient for latch completion. Finally, the most severe completion condition is verified through experiments.</p>

    DOI CiNii

  • Fundamental performance of a smart structural system utilizing thermal expansion for pointing

    Takeshi Shimada, Kosei Ishimura, Kawano Taro

    Journal of Intelligent Material Systems and Structures   30 ( 9 ) 1397 - 1408  2019年05月  [査読有り]

     概要を見る

    © The Author(s) 2017. This study involved designing and developing a smart structural system for pointing control of large-scale trusses. The system consisted of a pointing control mechanism, an internal displacement-sensor, and a controller. The significant points of the system included the following: (1) artificial thermal expansions of truss members were utilized as linear actuators, (2) elastic hinges were employed instead of ball joints, and (3) the internal displacement-sensor that did not require external jigs and possessed high measuring accuracy was applied. The study involved conducting a feasibility study and an experimental demonstration. The results indicated that the pointing control mechanism produced a sufficient tilt angle to satisfy typical requirements of recent scientific satellites. Furthermore, the findings confirmed that the hysteresis of the pointing control mechanism could be kept sufficiently small due to the absence of sliding parts. The difference between the finite element analysis and the measured value corresponded to 2:9% for a 3:6m long truss. Additionally, the results suggested that the proposed smart structural system for pointing exhibited high control accuracy and tracking performance for a periodic motion. The root mean square error value for a circular trajectory with a radius of 500µm for a period of 15 min corresponded to 4:6% for the 3:6m long truss.

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 学ぶ力のトレーニング : 未来のあなたがつくる今の自分

    石村, 康生, 角田, 博明( 担当: 共著)

    東海大学出版部  2017年04月 ISBN: 9784486021384

  • 宇宙太陽発電

    電子情報通信学会, 篠原, 真毅( 担当: 分担執筆)

    オーム社  2012年07月 ISBN: 9784274212338

Misc 【 表示 / 非表示

  • ステレオ画像相関法を用いた CFRP アルミニウム締結体の熱変形評価

    渕上 歩夢, 米山 聡, 後藤 健, 石村 康生, FUCHIGAMI Ayumu, YONEYAMA Satoshi, GOTO Ken, ISHIMURA Kosei

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 35th Symposium on Aerospace Structure and Materials    2019年12月

     概要を見る

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム(2019年12月2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000146008レポート番号: A-7

    CiNii

  • 宇宙形状可変鏡における変位の連成特性に関する研究

    武田 真司, 小出 紗瑛, 大本 圭祐, 坂本 啓, 田中 宏明, 石村 康生, 大熊 政明, TAKEDA Shinji, SAKAMOTO Hiraku, TANAKA Hiroaki, ISHIMURA Kosei, OKUMA Masaaki

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 35th Symposium on Aerospace Structure and Materials    2019年12月

     概要を見る

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム(2019年12月2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000146021レポート番号: B-01

    CiNii

  • ハニカムサンドイッチ構造を有する衛星搭載アンテナの熱変形に関する検討

    岩崎 愛樹, 石村 康生, 中村 和行, 久原 隆博, 齋藤 宏文, 喜多村 竜太, 高野 敦, IWAMURA Aiki, ISHIMURA Kosei, NAKAMURA Kazuyuki, KUHARA Takahiro, SAITO Hirobumi, KITAMURA Ryuta, TAKANO Atsushi

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 35th Symposium on Aerospace Structure and Materials    2019年12月

     概要を見る

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム(2019年12月2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000146025レポート番号: B-05

    CiNii

  • 超大型宇宙構造物における結合機構に関する考察

    石村 康生, ISHIMURA Kosei

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 35th Symposium on Aerospace Structure and Materials    2019年12月

     概要を見る

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム(2019年12月2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000146028レポート番号: B-08

    CiNii

  • 高精度計測系と形状可変鏡を統合した高精度アンテナシステムの実証試験

    田中 宏明, 小木曽 望, 坂野 文香, 樋口 健, 勝又 暢久, 山崎 健次, 岩佐 貴史, 岸本 直子, 藤垣 元治, 石村 康生, 土居 明広, 中原 聡美, 長谷川 豊, 河野 裕介, TANAKA Hiroaki, KOGISO Nozomu, SAKANO Fumika, HIGUCHI Ken, KATSUMATA Nobuhisa, YAMAZAKI Kenji, IWASA Takashi, KISHIMOTO Naoko, FUJIGAKI Motoharu, ISHIMURA Kosei, DOI Akihiro, NAKAHARA Satomi, HASEGAWA Yutaka, KONO Yusuke

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 35th Symposium on Aerospace Structure and Materials    2019年12月

     概要を見る

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム(2019年12月2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 14名資料番号: SA6000146022レポート番号: B-02

    CiNii

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 可変熱膨張及びゼロ熱膨張を有する変位拡大装置及びこれを用いた形状可変副鏡ユニット

    五十嵐 省三, 柏山 礼興, 坂本 啓, 石村 康生

    特許権

  • サンドイッチパネル

    片山 範将, 石村 康生

    特許権

    J-GLOBAL

  • 嵌合型シート

    特許第5765774号

    森島 敏之, 佐藤 浩司, 二橋 勇気, 石村 康生, 樋口 健, 青木 隆平, 宮崎 康行, 斉藤 一哉, 片山 範将, 岸本 直子

    特許権

    J-GLOBAL

  • 合成樹脂地

    杉山 彩香, 山田邦晶, 石村康生, 樋口健, 青木隆平, 宮崎康行, 片山 範将, 岸本 直子

    意匠権

  • 音声埋め込み信号による携帯端末の自動電源制御システム

    石村 康生, 宮下 夏苗

    特許権

    J-GLOBAL

受賞 【 表示 / 非表示

  • 技術賞

    2017年04月   日本航空宇宙学会   ASTRO-H衛星搭載の軟X線分光器の世界最高水準エネルギー分光性能実現のための擾乱アイソレート技術  

  • スペースフロンティア

    2017年03月   日本機械学会 宇宙工学部門   ASTRO-H(ひとみ)搭載機器の高精度アライメントの実現  

    受賞者: ASTRO-H「ひとみ」アライメントチーム

  • スペースフロンティア

    2015年03月   日本機械学会 宇宙工学部門   宇宙インフレータブル構造の宇宙実証(SIMPLE)開発/運用  

  • 技術賞

    2014年04月   日本航空宇宙学会   展開型柔構造大気圏突入機の開発と観測ロケット実験による飛行実証  

  • Group Achievement Award

    2014年   NASA   The Astro-H Soft X-ray Telescope Team  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 大型ゴッサマー宇宙構造物システムの構築理論の確立と実現シナリオの探求

    基盤研究(A)

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

    宮崎 康行, 名取 通弘, 石村 康生, 岸本 直子, 上土井 大助

     概要を見る

    大型ゴッサマー宇宙構造物の実現に向けて,【課題1】挙動推定・製造・試験・組立・運用の容易さの観点からゴッサマー構造の大型化を可能にする構造概念・様式を明らかにすること,【課題2】展開,結合/分離等を,設計・開発・運用に耐えるレベルまで精密に予測できる力学理論を示すこと,【課題3】課題1,2の成果を具体的な構造物の例に適用し,その宇宙空間での構築手順を明らかにすること,【課題4】大型ゴッサマー構造の適用例に対し,その実現シナリオを示すことの4つの課題を設定し,以下の成果を得た.
    【課題1】モジュール型自己展開構造をベースに,3Dプリンタの活用など製造・試験・組立・運用・挙動推定が可能な大型ゴッサマー宇宙構造物の様式の案を示した.そして,2m級の小型モデルを試作し,構造様式の案を検証した.また,展開挙動および静的形状の画像計測系を構築し,動作検証と課題を抽出した.さらに,太陽電池セルやアンテナ素子などの比較的厚い膜面や薄くても剛な膜面要素に対応した膜面構造様式を検討し、それらに対応したらせん折り展開膜面モジュール構造の設計検討を行った.
    【課題2】局所ラグランジュ法による分離・結合ダイナミクスと,ALE法による自己展開ダイナミクスをEM法で定式化した.また,大型構造物の構築の要素技術として,展開構造物のジョイント機構による展開時の振動発生現象を明らかにし,ジョイント部の剛性の非線形特性評価を行った.
    【課題3】課題1に示した構造様式の案に基づき,,10m級のスターシェードの概念モデルを試作して検証した.また,30m級大型平面アンテナの検討を行い,そのキーとなる,パネル間結合について,従来よりも結合力の大きく,かつ小型な結合機構を試作し,その機能・性能を確認した.
    【課題4】SSPSに関して,HTV-Xによる展開実証を経て,基本モジュールを2020年代に実現するロードマップを検討した.

  • モジュール型宇宙構造物の構築に関する研究

    基盤研究(C)

    研究期間:

    2016年04月
    -
    2019年03月
     

    名取 通弘, 石村 康生, 山川 宏, 宮下 朋之, 鳥阪 綾子

     概要を見る

    将来の本格的な宇宙構造物システムの効率的な構築シナリオの確立には、展開構造モュールを多数組み立てていくいわば展開構築と組立構築との組み合わせが有効である。さらにその組立構築においても単純な組立機能を持った多数の構造要素の活用による分散型組立構築が新たな宇宙構造物システム自動構築への道を拓くものと期待される。本研究では、展開構築としては展開膜面モジュールの利用を、また分散型組立構築としてはモジュール間アクィブ結合要素の導入を基本と考え、それぞれに対応するハードウエアの例を提示して、それらが有効に機能することを実験室レベルでの機能試験を通じて明らかにした。

  • トラス構造の熱変形による高精度形状制御

    基盤研究(C)

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

    石村 康生

     概要を見る

    主構造に固定された細長いトラス構造に対して,人工的な熱変形による高精度ポインティング制御を実施した.具体的には,トラスの下端(固定側)の部材に熱を加えることで,長さを制御し,トラス向きの制御を制御した.トラス部材のジョイントを弾性ヒンジとすることで,ガタを無くしヒステリシスを小さくした.4mスケールのトラスに対して,制御機構を実装し,50秒角以上の可動域を1秒角RMSでの制御精度を実現した.

  • 高性能科学観測に向けた高精度構造・材料の研究開発

    研究期間:

     
    -
    2014年
     

    担当区分: 研究代表者

  • 高精度大型宇宙構造システムの研究開発

    研究期間:

    2011年
    -
    2013年
     

    担当区分: 研究代表者

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • 宇宙太陽発電システムの構造に関する課題

    石村 康生  [招待有り]

    宇宙太陽発電 5 巻 p. 60-64   宇宙太陽発電学会  

    発表年月: 2020年

    開催年月:
    2020年
     
     

     概要を見る

    <p> 本論文では,SSPSの構造やメカニズムの設計要求をSSPSの上流要件から明らかにした.全ての設計条件を構造システムの観点から定めることはできない.例えば,SSPSのように非常に大きな構造物のための剛性要求のコンセプトは,そのような非常に大きな構造物に適用できる高度制御システムのコンセプトに沿って定められるべきである.最後に,SSPSの組み立て作業に関する要求や意見を述べる.</p>

  • 超大型宇宙構造物における結合機構に関する考察

    石村 康生, ISHIMURA Kosei

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 35th Symposium on Aerospace Structure and Materials   宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)  

    発表年月: 2019年12月

    開催年月:
    2019年12月
     
     

     概要を見る

    第35回宇宙構造・材料シンポジウム(2019年12月2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000146028レポート番号: B-08

  • 高精度変位計測装置の気球実験による実証について

    石村 康生, 小木曽 望, 河野 太郎, 鳥阪 綾子, 土居 明広, 福家 英之, 田村 誠, 宮下 朋之, 山崎 真穂, 田中 宏明

    年次大会   一般社団法人 日本機械学会  

    発表年月: 2019年

    開催年月:
    2019年
     
     

     概要を見る

    <p>For future advanced missions, large and highly accurate space structures are required. A prior shape adjustment of the structure before launch is not sufficient to achieve such accurate space structures. For example, thermal deformation on orbit cannot be eliminated by the preliminary adjustment of the structure. Therefore, the shape control of the structure is a promising technique for highly accurate space structures. For the shape control, the shape error should be measured on-orbit. In this study, a measurement system for the displacement of a slender space structure has been developed as an alignment monitor. The characteristics of this measurement system are long working distance and simple configuration. The measurement system consists of a laser, retro-reflector and positioning sensing device. The performance on the ground was already demonstrated through the satellite ground test. As a first step to on-orbit experiment, the demonstration experiment on the balloon is planned. In this paper, the system configuration and development progress are reported.</p>

  • 高精度変位計測装置の実証計画について

    石村 康生, 河野 太郎, 田中 宏明, 小木曽 望, 宮下 朋之, 土居 明広, 福家 英之, 鳥阪 綾子, Ishimura Kosei, Kawano Taro, Tanaka Hiroaki, Kogiso Nozomu, Miyashita Tomoyuki, Doi Akihiro, Fuke Hideyuki, Torisaka Ayako

    大気球シンポジウム: 平成30年度 = Balloon Symposium: 2018   宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)  

    発表年月: 2018年11月

    開催年月:
    2018年11月
     
     

     概要を見る

    大気球シンポジウム 平成30年度(2018年11月1-2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000128029レポート番号: isas18-sbs-029

  • モジュール構造物の組立機構に関する検討

    石村 康生, 渡邊 秋人, 伊藤 裕明, 武井 祥平, 名取 通弘

    年次大会   一般社団法人 日本機械学会  

    発表年月: 2018年

    開催年月:
    2018年
     
     

     概要を見る

    <p>In this paper, large space structures such as solar power satellite systems are investigated from the view point of construction. For large space structures, it is necessary to satisfy different requirements depending on the phases. During launch, the strength against the launch load and small storage size are required to the structure. Although the load conditions are greatly relaxed after launch, maintenance of large area is required on orbit. In order to satisfy the different requirements for each phase, deployment mechanisms and assembly techniques in space have been studied. In this paper, functional requirements for the construction of large space structures are investigated. After the hardware designs of an assembly mechanism, its fundamental characteristics are shown.</p>

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 高精度変位計測装置の研究開発

    2020年   宮下朋之

     概要を見る

    宇宙空間でも使用可能なロングレンジの高精度変位計測システムを開発している.本年度は,低温低圧環境下での実証に向けて,大気球実験用のシステム開発を行った.バッテリも含めたシステム全体として-50度,10hPa以下で動作可能であることを確かめ,フライトレディの状態まで完成した.最大変位は±5mmまでを5μm以下の誤差で計測可能である.気球のゴンドラに搭載するために,小型化し40cmの作動距離としていたが,原理的には10mオーダー離れた地点の相対変位を計測できる.今年度は,コロナの影響もありフライトできなかったが,次年度JAXA大気球実験によってシステムの機能実証を行うと同時に,宇宙用の形状制御装置の開発につなげることを予定している.

  • 宇宙⼤型展開構造物の結合界⾯に由来する形状精度悪化メカニズムの解明

    2019年   宮下朋之

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    キネマチックカップリングにおけるラッチ完了条件の理論式の妥当性を実験的に確認し,その成果の報告をInternational Symposium onSpace Technology and Scienceにて行った.また熱サイクル負荷時における結合界面での滑りについての評価を行い,サーマルスナップの発生要因とその関係性についての検討を行った.熱変形に関しては,周期的な熱入力を加えることで,周波数空間上での要因分離を行い,外的環境に対して,ロバストな試験方法の提案・実証をした.最後に,固着の主要因の一つである摺動の低減を狙い,転がりによる無摺動関節機構を検討し,その概念設計を行った.電磁石の実装によって,着脱も可能となり,ジェンダーのコントロールも容易に実施が可能となる.

  • 宇宙空間における高精度変位計測に関する研究

    2019年   宮下朋之

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    宇宙空間で使用可能なロングレンジの高精度変位計測システムの開発を実施している.本年度は,低温低圧環境下で動作可能な計測装置の開発を実施した.-50度,10hPa以下で動作可能であることを確かめた.最大変位は±5mmまでを5μm以下の誤差で計測可能である.低温低圧環境での機能実証として,大気球実験を予定している.気球のゴンドラに搭載するために,小型化し40cmの作動距離としているが,原理的には,10mオーダー離れた地点の相対変位を計測できる.変位計測は高精度構造物の実現の根幹となる技術であり,提案する気球実験による実証が達成されることによる影響は大きいと考えられる.ここでの成果は,気球搭載用の汎用変位計測装置として成熟度をあげていくとともに,宇宙用の形状制御装置の開発につなげることを予定している.

  • 宇宙展開構造物におけるジョイント・ラッチ部の機械特性の解明

    2018年  

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    展開構造物のジョイントラッチ部の機械特性として,剛性および熱変形時のラッチ部の滑りに関する研究を行った.各部材の剛性が全体剛性に与える感度を評価し,ジョイント部の剛性寄与度が高いことを明らかにした.また,これらのジョイント部のクリアランスの時間的な変化によって振動が誘起されること明らかにした.熱変形時のカップリング面での滑りに関しては,特に押付力に注目し,その滑り量を管理することを試みた.適切な押付力を電磁石によって制御することで,カップリング面での滑りを管理することが可能となり,展開構造物の形状精度の向上につながることを示した.

  • 宇宙大型展開構造物の結合界面に由来する形状精度悪化メカニズムの解明と設計論の構築

    2018年   宮下朋之

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    宇宙大型展開構造物の位置決め機構であるキネマチックカップリングや展開アンテナの展開再現性についての研究を実施した.前者では,結合界面に働く摩擦力をパラメータとして,ラッチが完了する許容摩擦力をカップリング傾斜角の関数として導出し,その妥当性を実験により確かめた.加えて,振動を印加することで,ラッチ未完了に推移させること試みた.摩擦係数と押付力の関数として,加えるべき振動荷重を導出し,実験により完了状態へ移行できることを確かめた.展開アンテナに関しては,ジョイント部の摩擦起因の展開非再現性について,地上重力環境下での評価方法を確立した.

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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担当経験のある科目(授業) 【 表示 / 非表示

  • 振動工学

    早稲田大学  

  • 材料力学

    早稲田大学  

  • 宇宙構造物工学

    早稲田大学,東京大学,総合研究大学院大学,東京農工大学  

 

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年
    -
    継続中

    International Symposium on Space Technology and Science  論文編集委員

  • 2020年
    -
     

    日本機械学会  編集委員会 委員

  • 2016年
     
     

    宇宙システム開発利用促進機構  SSPSロードマップ検討専門委員会 委員

  • 2006年
    -
    2015年

    ISTS  プログラム小委員会 委員

  • 2010年
    -
    2011年

    日本航空宇宙学会  構造部門委員会 委員,編集委員会 委員

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