面形状可变装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物体的面形状的变形(morphing)的技术，更详细而言涉及用于使物体的面形状变形的面形状可变装置。
【背景技术】
[0002]为了使车辆或飞机等移动体的空气动力特性变化，研宄了用于使移动体的外形变化的结构。例如，在下述的专利文献I中记载了一种面形状可变装置，利用具有挠性的材料形成车辆的外板，通过相对于外板而配置在车辆的内侧的机械性的位置调整装置来使外板的形状变化。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2004-516188号公报
【发明内容】
[0006]在以往的面形状可变装置中，通过使应变形的外板那样的面构件向横穿其本身的方向移动来变形。因此，即使应变形的面构件自身非常薄，也不得不在与其相邻的位置配置使面构件位移的机械性的装置，机械性的装置具有能够向使面构件变形的方向移动的部分。由此，以往的面形状可变装置在对其进行设置时容易受到空间上的制约，存在用途被限定为机械性的装置的存在及工作被允许的用途这样的问题。换言之，在面构件的附近不允许机械性的装置的存在和工作的用途中无法适用以往的面形状可变装置。
[0007]本发明鉴于以往的面形状可变装置中的上述的问题而作出。并且，本发明的主要课题在于提供一种利用由带状要素(带材)的压曲等产生的弹性变形现象，与以往相比难以受到空间上的制约，能够适用于各种用途的面形状可变装置。
[0008]上述的主要课题根据本发明，通过如下的面形状可变装置来实现，该面形状可变装置的特征在于，具有:板状构件，包括沿着一个面并列地延伸的多个能够弹性变形的带状要素；及变形控制单元，通过向至少一部分的带状要素赋予应力，使包括所述至少一部分的带状要素在内的带状要素弹性变形。
[0009]根据上述的结构，通过变形控制单元向至少一部分的带状要素赋予应力，使包括至少一部分的带状要素在内的带状要素弹性变形，由此板状构件弹性变形而其面形状变化。由此，变形控制单元无需向横穿面的方向按压板状构件，典型的是只要配置在一部分的带状要素的延长线上即可。因此，与以往的面形状可变装置相比，能减少沿着板状构件的厚度方向观察到的面形状可变装置的大小，难以受到适用面形状可变装置时的空间上的制约，能够扩大可适用的用途的范围。
[0010]另外，在以往的面形状可变装置中，变形的面构件恢复成原来的形状的情况依赖于面构件自身的弹性。因此，面构件必须具有能够恢复成原来的形状的比较高的弹性，以其为起因而变形前后的形状不得不成为通过面构件的弹性而决定的形状。
[0011]相对于此，根据上述的结构，若解除对带状要素的应力的赋予，则带状要素恢复成原来的形状。由此，即使在例如膜构件与带状要素接合的情况下，膜构件自身也无需具有高弹性。因此，能够降低变形前后的形状由面构件的弹性决定的程度。
[0012]而且，在以往的面形状可变装置中，与面构件抵接并进行按压的机械性的装置的按压部的形状不变化，因此按压部抵接的部位及其附近的面构件的形状由按压部的形状决定，无法使该部分的形状变化成不受到按压部的形状的制约的形状。
[0013]相对于此，根据上述的结构，应变形的带状构件并不是通过机械性的装置的按压部而变形，因此能够避免带状构件的变形形状受到机械性的装置的按压部的形状的制约的情况。
[0014]需要说明的是，在上述的结构中，“一个面”是并不局限于平面，也包括曲面的概念。而且，“沿着一个面并列地延伸”是不仅包括多个带状要素完全在一个面内延伸的情况，而且也允许向与一个面垂直的方向以稍隔离的状态延伸的情况的概念。而且，“并列地延伸”是不仅包括多个带状要素完全平行地延伸的情况，也允许相对于其他而稍倾斜地延伸的情况的概念。
[0015]另外，根据本发明，在上述的结构中，所述应力可以是沿着带状要素的延伸方向的应力、沿着与带状要素的延伸方向垂直的方向的应力、绕着带状要素的延伸方向的旋转应力、绕着与带状要素的延伸方向垂直的方向的旋转应力、及这些应力中的两个或三个应力的组合中的任一个。
[0016]根据上述的结构，通过变形控制单元，根据向至少一部分的带状要素的另一端赋予的应力而使带状要素弹性变形，通过带状要素的弹性变形而使板状构件弹性变形，从而能够使其面形状变化。尤其是在向带状要素的另一端赋予至少沿延伸方向的压缩应力的情况下，通过压曲使带状要素向横穿面的方向弹性变形，由此能够以使板状构件的中央部向横穿面的方向位移的方式使板状构件弹性地弯曲变形。
[0017]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，所述板状构件包括沿着第一方向并列地延伸的多个第一带状要素和沿着横穿所述第一方向的第二方向并列地延伸的多个第二带状要素，所述第一及第二带状要素被编织成织物状。
[0018]根据上述的结构，板状构件包括相互向横穿的方向延伸的第一及第二带状要素，这些带状要素被编织成织物状。因此，与带状要素仅为第一或第二带状要素的情况相比，能够使板状构件的变形形状多样化，而且能够提高板状构件的强度。
[0019]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，所述至少一部分的带状要素的一端被限制，所述变形控制单元使带状要素的另一端相对于一端位移。
[0020]根据上述的结构，通过变形控制单元使带状要素的另一端相对于一端进行位移，由此能够向带状要素赋予应力，而且根据相对于一端而使另一端位移的方向及量能够推定板状构件的变形形状或变形量。而且，与通过变形控制单元向带状要素的两端赋予应力的结构的情况相比，能够减少变形控制单元的个数。
[0021]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，所述变形控制单元包括:驱动单元，对带状要素的另一端进行驱动；及检测单元，检测由所述驱动单元驱动的另一端的位移量及通过所述驱动单元向带状要素赋予的应力中的至少一方。
[0022]根据上述的结构，通过驱动单元来驱动带状要素的另一端，由此能够对板状构件的变形进行可变控制。而且，通过检测单元来检测另一端的位移量及向带状要素赋予的应力中的至少一方，由此能够推定板状构件的变形形状或变形量，因此能够准确地控制板状构件的变形形状或变形量。
[0023]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，用一个所述驱动单元对两个以上的带状要素的另一端一并进行驱动。
[0024]根据上述的结构，两个以上的带状要素的另一端由一个驱动单元一并驱动，因此与多个带状要素的另一端分别由不同的驱动单元驱动的情况相比，能够减少驱动单元的个数。而且，向两个以上的带状要素的另一端同时赋予同一应力，由此能够使两个以上的带状要素同时地变形为同一形状。
[0025]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，所述驱动单元包括由压电体、形状记忆合金及形状记忆树脂中的至少一个构成的部分。
[0026]根据上述的结构，驱动单元通过由压电体、形状记忆合金及形状记忆树脂中的至少一个构成的部分的体积、长度或形状的变化，能够驱动带状要素的另一端而向带状要素赋予应力。因此，与驱动单元例如通过压缩空气或高压油而工作并需要高压供给源或阀装置等的活塞-缸式的装置的情况相比，能够减少所需的部件个数，能够简化结构。
[0027]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，所述面形状可变装置具有变形引导单元，在通过所述变形控制单元使带状要素的另一端以向一端靠近的方式位移时，该变形引导单元以使带状要素向横穿所述面的规定的方向弹性变形的方式进行引导。
[0028]根据上述的结构，在通过变形控制单元而带状要素的另一端以向靠近一端的方式位移时，通过变形引导单元借助压曲能够以使带状要素向横穿面的规定的方向弹性变形的方式进行引导。由此，在带状要素借助压曲而弹性变形时，能够有效地防止向规定的方向的相反的方向发生弹性变形的情况。
[0029]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，所述面形状可变装置具有形状保持单元，该形状保持单元通过阻止带状要素的另一端相对于一端进行相对位移来保持所述板状构件的形状。
[0030]根据上述的结构，通过形状保持单元来阻止带状要素的另一端相对于一端的相对位移，由此能够保持板状构件的形状。由此，与仅通过将利用变形控制单元向带状要素赋予的应力维持为恒定来保持板状构件的形状的情况相比，在保持板状构件的形状的状况下，能够有效地防止板状构件的形状的变化。
[0031]另外，根据本发明，在上述的结构中，可以是，所述至少一部分的带状要素包括由响应于温度而至少向横穿所述面的方向弹性变形的形状记忆合金及形状记忆树脂中的至少一方构成的部分，所述变形控制单元对带状要素的温度进行控制。
[0032]根据上述的