JP2000027302A - 折り畳み可能な周辺トラス反射面 - Google Patents

折り畳み可能な周辺トラス反射面

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JP2000027302A JP11137163A JP13716399A JP2000027302A JP 2000027302 A JP2000027302 A JP 2000027302A JP 11137163 A JP11137163 A JP 11137163A JP 13716399 A JP13716399 A JP 13716399A JP 2000027302 A JP2000027302 A JP 2000027302A
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Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 収容状態と展開状態との間で、寸法比が
30:1となり得る展開可能なペリメータートラス反射
体を提供する。 【解決手段】 展開可能なトラス反射面(1)は、トラ
ス(5)に取り付けられ、基本フレーム構造体からトラ
ス(5)まで延びる展開可能なスパー(35,37)を
備える。展開状態にあるとき、スパー(35,37)
は、カテナリー(7,9)を具備するトラスの基本フレ
ームから離隔する外方向に位置づけられている。カテナ
リー(7,9)は、円筒状トラスの端部における位置
に、反射面(1)を位置づける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、展開可能な反射面
に関し、特に、主としてスペースクラフトに用いられる
展開可能な高周波数パラボラアンテナ用の新規な折り畳
み可能なサポート構造、折り畳み周辺トラスに関する。
【0002】
【従来の技術】通信システム及びレーダーシステムは、
長い間、マイクロ波及び高周波数域における高周波数R
F高周波数電磁エネルギーの送受信用にパラボラアンテ
ナを用いてきている。かようなアンテナは、最低でも2
つの主要な要素を含む。一つはRF源であり、一つは反
射面である。アンテナは、RF源を通して関連する送信
装置及び/又は受信装置に電磁気的に結合されている。
反射面は、RF源から離隔されていてる放物面形状の表
面であり、RFを反射する材料から形成されている。よ
り複雑なアンテナは、追加の反射面を含む追加の要素を
含むことが知られている。
【0003】マイクロ波スペクトル及び高周波数におけ
るRFエネルギーは、光のように、直線中を伝搬するの
で、放物面形状の表面は、反射面の軸と同軸的に進行
し、反射面である放物状表面上のいかなる場所にも入射
するRFを反射して、RF源が位置づけられているパラ
ボラアンテナの焦点にRFを収束する。ゆえに、反射面
に対して離隔した平行経路(パス)内を進行するであろ
うRFエネルギーは、RF源に集中して、より強い強度
のRF信号を生じる。
【0004】オフセットパラボラアンテナと呼ばれるタ
イプのより近代のアンテナは、上記構造とはわずかに異
なる。反射面として放物面全体を用いる代わりに、放物
面のオフセット区域のみが用いられる。放物面のオフセ
ット区域は、軸方向に延びるが放物面軸からオフセット
している直円柱と放物面との交差として明視化すること
ができるであろう。円柱と放物面との交差は、平面に横
たわる楕円を形成する。この楕円は、仮想直円柱の軸方
向から見て、円形の輪郭で現れる。放物面のこの区域
は、小さな凹面形状のソーサ(皿)に物理的に似ている
ので、「皿」と呼ばれる。
【0005】放物面形状の表面の反射特性に関して、皿
は、放物面軸に平行に伝搬する入射RFエネルギーを焦
点におけるRF源に表面上のいかなる位置からも反射す
る。RF源は、皿から物理的にオフセットされている。
RF源がオフセットしているから、RF信号内にサイド
ローブを誘導できる反射性表面のブロックがない。外部
からのRF信号はサイドローブを介してアンテナシステ
ムに導入されて、関連する受信装置に電気的ノイズを発
生するから、サイドローブは最小とするか若しくは排斥
することが好ましい。
【0006】いずれのタイプのパラボラアンテナにも対
応する主要な適用は、スペースクラフト機上の通信シス
テム及び/又はレーダーシステムに関連している。ここ
で、重量及び収容スペースは、重要である。したがっ
て、スペースクラフトに適用するためのアンテナは、技
術的及び材料科学的に可能な限り軽量でなければなら
ず、直接及び間接に推進用燃料の必要量及びアンテナを
宇宙空間に打ち上げて宇宙空間に維持するための費用を
最小限に抑えることが必要である。
【0007】さらに、アンテナは、特に剛性及び強度の
面で構造設計の要求に合うように十分に強くなければな
らない。さらにアンテナは潰れる、別の言葉では収容用
に畳み込まれたり、基本的に、要求に応じて、展開され
た場合に大幅に大きなサイズまで広げられなければなら
ない。畳み込み可能性は、スペースクラフトの輸送中に
スペースクラフト内でアンテナの占めるスペースの容積
を最小にする。この構造的特性は、展開可能性と呼ばれ
る。本明細書において、要素が展開可能であるとして記
載されるときは、要素が非展開すなわち収容されている
ときのサイズであるより小さなサイズに畳み込まれ、展
開されたサイズであるより大きなサイズに展開される、
という意味である。
【0008】展開可能性を達成するために、潰れ可能す
なわち折り畳み可能な反射面は、スペースクラフトのア
ンテナシステムのコンポーネントとして、これまでにも
開発されてスペースクラフトに適用されてきた。かよう
な従来の機構の一つは、典型的には金網などの要求され
る湾曲形状に伸縮する曲げやすい反射性表面を支持する
湾曲状の半径方向外方に延びるスポークを展開する家庭
用の傘のような傘状反射面構造である。
【0009】別の例は、アストロエアロスペース社(Ast
ro Aerospace Corp.)に譲渡された1997年10月2
1日にトムソン(Thomson)らに許可された米国特許第
5,680,145号に見いだせるような周辺トラス反
射面である。以後、これをトムソン反射面と称して、追
加的な技術背景として参照する。トムソン反射面の主要
な要素は、周辺トラス、反射性材料及び形状化システム
を含む測地線構造である。測地線構造は、反射性材料を
支持し、反射性材料を凹状の放物面形状に形作る。本明
細書に記載される反射面は後者のタイプでもある。
【0010】展開されたとき、周辺トラスは、外観上
は、大きな直径の短い中空円筒を形成する。円筒状壁
は、先行して、閉鎖ループにおける管状部材の骨格フレ
ームを含む。これは、多くの点で、スチール製の高層建
築物のフレームを暗示するが、高層建築物のフレームの
頂端部が円形に包み込まれており、底端部に結合されて
いる。
【0011】トラス上に支持されている反射面は、曲げ
やすい金属の細線の金網、メッシュ、クロス様の材料又
は薄い金属薄膜のいずれか又は他の形態のものであり、
これらは総括的に曲げやすい反射性材料と呼ばれる。メ
ッシュ状材料が選ばれる場合には、高RF周波数におい
て、メッシュ状材料は、女性用のナイロンストッキング
に似ていて目に見えない微細なメッシュに結合された非
常に微細な金メッキされたフィラメントから形成され
る。低RF周波数において、メッシュは、目がより粗
く、外観は鶏舎用ワイヤに似ている。かような曲げやす
い反射性材料は、展開可能なアンテナ技術において良く
知られている。
【0012】トラス上の定置に反射面を成形し形状化し
並びに保持するために、典型的には、トラスの前端部及
び後端部は、骨格すなわちワイヤ形態の放物面を構造的
に規定する測地線バックアップ構造すなわちカテナリー
と呼ばれる一列の引っ張りラインを含む。カテナリー
は、トラスの端部を横切って延び、トラス端部エッジに
て支持されている。
【0013】トラス前端部に配置されているカテナリー
は、トラス後端部の上に重なり、トラス後端部上に支持
されている同様のカテナリーと整合されている。単一の
カテナリーに沿った種々のポイントをその下にあるカテ
ナリー上の同様のポイントに対して、長さが異なるタイ
により結ぶ又は連結することによって、各カテナリーを
放物曲線の一部に近似する形態にすることができる。各
列にある各カテナリーの形状を放物曲線の適当な部分に
賢明に形成することにより、全体の放物面が骨格的に規
定される。この骨格的な表面は、壁、シート又はベッド
として作用するが、その上に反射面が置かれることを特
徴とし、ベッドの上に敷かれたベッドシート又はウイン
ドウスクリーンに対してはためく薄織物にいくらか似て
いる。
【0014】反射性材料は、下にあるカテナリーを取り
付け又は結合することができるいくつかの手段を含む。
適当なことに、反射材料は、下にあるカテナリー部材に
反射性材料を結びつける下方に延びる曲げやすいドロッ
プライン又はタイに取り付けられ又は結合されている。
ゆえに、これらの周辺トラスアンテナにある曲げやすい
材料は、緊張して伸ばされた状態にあり、形状化システ
ムを支持する展開可能なリジッドなフレーム部材が展開
した位置に延在しているときに、形状化システムにより
規定される表面に受け入れ可能な円滑度を有する所望の
凹形状を達成する。傘のように、反射性材料は、ドレー
プ状であり、展開可能なリジッドフレーム部材を収容位
置に移動させることにより一緒に集められる。
【0015】スペースクラフトの操作に対して、スペー
スクラフトの飛行を混乱させるであろうスペースクラフ
トの運動又は他の軌道上の外乱により、反射面に引き起
こされるかもしれない形式上の固有周波数が迅速に減衰
されるように、展開したときに周辺トラスもまた十分に
剛性であることが要求される。さらに、トラスの低周波
数振幅は、スペースクラフトの方向制御装置に不利な影
響を与える。
【0016】トムソン(Thomson)らの特許‘145号に
記載されている従来のトラス反射面は、トラスの前後
で、基本的に曲げやすく且つ所望の凹形状に予め形状化
されるマルチファセット(multiple facets)を作り出す
測地線パターンすなわちクリスクロスパターン(cris-cr
ossing pattern)に配置されている引っ張り部材すなわ
ち引っ張りラインを用いる。各測地線パターンは、クリ
スクロス(cris-crossing)テープ又は線の各交差にて連
結する柔らかい金属製バネで引っ張られている。測地線
システムにおけるファセットの寸法及び数は、操縦でき
るようにアンテナが設計されているRFの最も高い周波
数により制御される。周波数が高いほど、要求されるフ
ァセットの数は多く、ゆえに、要求されるかような金属
製バネの数も多くなる。
【0017】このことは、所望されるよりも重いアンテ
ナ構造体が製造されることを意味する。本発明は、カテ
ナリーのクリスクロス(cris-crossing)長さ及び金属製
バネを排除することによって、上述の構造体に比較して
重量を抑えた新規な周辺トラス構造体を提供する。
【0018】さらに、展開したときに、トムソン反射面
は、平坦な円形バンドを形成する。かような幾何図形的
外形は、平面でない曲げ方向において本質的に不安定で
ある。換言すれば、円形バンドは、ポテトチップ様形状
に曲げたり又はねじったりしようとする外力に対して小
さいが抵抗を有する。軌道上周波数要求を達成するため
に、トムソントラスは、反射性メッシュを支持する測地
線システムによって安定化される。
【0019】対比して、本明細書に記載されている周辺
トラスは、かような曲げ力又はねじり力に対して本質的
に安定である。そのフレームは、軌道上周波数要求に合
致するために十分に剛性であり、トムソン反射面と異な
り、平面以外の剛性を達成するために反射性材料の支持
システムに依存しない。この新しく見いだされた独立性
ゆえに、本発明によるトラスは、反射性メッシュ材料を
トラスに対して支持するために単に軽量カテナリーシス
テムを用いるので、反射面の重量を減少させることがで
きる、というさらなる利点を有する。
【0020】トムソンらの反射面が収容状態を達成する
ために折り畳まれるということは、その収容高さすなわ
ち反射面が展開されていない収容状態にあるときのパッ
ケージの高さを指図する。反射面を収容するために必要
なスペースが大きくなるほど、他の機器のためのスペー
スクラフト機上の残りのスペース、逆に言えば、他の機
上機器用に必要なスペースが小さくなり、予め割り当て
られているアンテナ用のスペースだけになり、スペース
に収容できる反射面の寸法が制限される。
【0021】追加の利点として、本発明は、従来の設計
に比較して、所定の寸法の反射面用の収容されたパッケ
ージ寸法を減少する。後述する好ましい実施形態の説明
から明らかになるように、所定寸法のアンテナのため
に、本発明は、同じ寸法のトムソン反射面よりもコンパ
クトに収容することができる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、宇宙空間において展開に適する新規な折り畳み
周辺トラス構造を提供することにあるさらに本発明の目
的は、所定直径に対して、従来知られている周辺トラス
構造体より軽量である新規な折り畳み周辺トラス構造体
を提供することにある。
【0023】本発明の別の目的は、展開していない状態
から展開した状態までの寸法の変化である寸法膨張比が
従来の周辺トラス反射面よりも大きな周辺トラス構造体
を提供することにある。
【0024】さらに本発明の目的は、剛性特徴及び/又
は剛性が反射性メッシュ材料の支持システムとは独立
で、十分な剛性を達成するために支持システムをあてに
しない折り畳み周辺トラスを提供することにある。
【0025】本発明のさらに別の目的は、伝統的な対称
的な放物状反射面を支持し並びに放物状反射面をオフセ
ットするために有用な折り畳み周辺トラス構造体を提供
することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、軽量で
展開可能なアンテナ反射面用の折り畳み周辺トラスが提
供される。この周辺トラスは、基本フレーム及び展開し
たときに基本フレームから外方向に延びる複数の展開可
能なスパーを特徴とする。スパーは、展開可能なフレー
ムトラス区域から形成されていて、閉鎖ループを形成す
る中空3次元形状である展開可能なトラスフレームの前
端部及び後端部の各々に枢動可能に支持されている。ト
ラスが展開して周辺トラス用の端縁を規定するときに、
スパーは、外方向に延びた位置まで移動する。収容時
に、スパーは、トラスの基本フレーム部材と一緒に位置
づけられる。
【0027】反射面支持カテナリーは、トラスの前端部
上の展開可能なスパーの外端部から支持されている。曲
げやすい反射性材料から形成されている反射性表面は、
反射表面を所望の放物面形状に形成する支持カテナリー
に結びつけられている。トラスの基本フレームに係止さ
れているガイラインは、スパーを連結し、スパーを支持
カテナリーによりスパー上に作用する引きをオフセット
又はバランスさせる所定の位置に保持する。各上部の展
開可能なスパー端部の追加の特徴は、ガイラインによっ
て下にある下部の展開可能なスパーのスパー端部に連結
され、カテナリーの引きをさらにオフセットする。
【0028】引っ張りラインは、前端部上の展開可能な
スパーの末端部に連結し、トラスの周りに境界を描き、
トラスにシングル前縁を規定するフープを形成する。他
の引っ張りラインは、展開可能なスパーの後端部の末端
部に連結し、トラスの対向する端部上のトラスの周りに
境界を描く別のフープラインを形成する。スパーを含む
折り畳み可能な周辺トラス反射面は、収容のために樽様
構造体につぶされすなわち折り畳まれる。
【0029】好ましい実施形態において、反射面は、円
形開口からなり、フレームワークにより形成された中空
3次元形状は、円形リング形状からなる。別の実施形態
において、反射面は、楕円形開口からなり、フレームワ
ークにより形成された3次元形状及び/又は展開可能な
スパーの外端部は、円形リング形状又は楕円形状からな
る。
【0030】利点として、上述のスパー及び引っ張りラ
インは、従来の展開可能な周辺反射面設計のフレームワ
ークの外側区域の機能を奏し、これに取って代わる。従
来の展開可能な周辺反射面は、本質的に、多量の構造体
材料を用い、本発明におけるよりも大きな収容形状及び
寸法に折り畳まれる。よって、所定の反射面寸法にとっ
て、従来の設計により構築された反射面は、本発明によ
り要求されるよりも大きな収容容積を占め、重量がより
重い。よって、展開可能なスパーで形成されたトラス
は、収容スペース及び/又は重量を大幅に少なくする。
【0031】本発明の追加の特徴は、基本的な要素とし
て上述のスパーを支持し且つ組み込むフレームワーク構
造体用の種々の設計に見いだせる。本明細書に記載され
ている別のトラス実施形態において、展開可能なフレー
ムワークは、1以上の折り畳み斜め材部材、三角形、角
錐又は箱形を組み込み、追加の発明を規定する。これら
の斜め材、三角形、角錐及び箱形は、フレームワークの
筋交いとなり、フレームワークの剛性を強化し、よっ
て、反射面の有効度を高める。
【0032】当業者には明らかなように、上述の周辺ト
ラス反射面システムを達成するために、副次的な特性の
他の多くの発明が本明細書に記載されている。これらの
発明は、軽量カテナリーシステム、反射面の展開を補助
する展開機構及び種々の嵌合部材を含む補助的な特徴と
して好ましい実施形態に望ましく組み込まれる。しか
し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0033】
【好ましい実施の形態】以下、添付図面を参照しながら
本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定
されるものではない。
【0034】新規な周辺トラス反射面1の実施形態は、
図1に展開された状態で示されている。反射面1は、曲
げやすい反射性材料3、特にメッシュ状材料を含む。こ
の反射性材料3は、反射面支持構造、すなわちトラス5
上に置かれる反射性表面を規定する。
【0035】反射性メッシュ状材料3は、慣用の構造で
ある。トラス5に反射性メッシュ状材料3を取り付ける
ための手段、いわゆるカテナリーシステムの詳細は、後
述する。メッシュは、この図では、説明のために不透明
であるように示されている。しかしながら、メッシュの
材料は、通常は非常に透明であり、図2に示されている
ように下にあるトラス要素を視認することができるもの
である。
【0036】図2はさらに、図1に示すよりも、トラス
5をわずかに大きなスケールで示す。説明を明瞭にする
ために、曲げやすい反射性材料3は、ほとんど見えない
ほど非常に透明であり、あるいは、いくらか複雑なフレ
ームワーク構造内の下にある要素をよりよく説明するた
めに省略されていると考えてもよい。
【0037】視覚的に説明するために、図3は、図2の
トラスを上部平面図で示し、図4は、図2のトラスを側
面立面図で示す。図4において、折り畳み可能なトラス
を形成する骨格構造すなわちフレームワークが、種々の
ストラット、縦通材、スパー及びガイライン(支え線)
から形成されている。図3の上部平面図に示されている
ように、この実施形態において、トラス5は、円周を規
定する。後述するように、他の形状も可能である。
【0038】上述のフレームワークは、短い中空円筒で
あるように見える。フレームワークの周壁は正規のパタ
ーンに配置された種々のフレーム及びブレース部材の骨
格フレームワークである。この正規のパターンは、短い
円筒の周縁について繰り返される。トラスの前端部及び
後端部は、単一の縁によって規定される。トラスの各部
分は、図2に示されているベイ12,14及び16など
のベイと呼ばれる。図示した実施形態においては、20
個のかようなベイが用いられている。
【0039】トラスは、反射性材料3用のサポートシス
テムを備える。このサポートシステムは、カテナリーシ
ステム6と呼ばれ、トラスの前端部及び後端部上に配置
されている、いわゆるカテナリーである支持線7及び9
(ここでは、支持線のわずか2本だけが符号を付されて
いる)から形成されている。カテナリーは、トラスの前
端部と後端部とを横断して延びる非伸張性引っ張り部材
である。この実施形態に示されている新規なカテナリー
システムにおいて、図示されているように、カテナリー
は、トラスの中心位置又は中央部から、トラスの周縁位
置にあるトラス部材まで、半径方向外方に延びる。前カ
テナリー7は、反射性金網3の反射性表面用の保持装置
すなわちシートとして作用する。後カテナリーは、前カ
テナリーと一緒に作用して、適当な湾曲プロファイルを
提供する。
【0040】よく示されており、図14などの本願の追
加の図面において後述するように、システム内の各カテ
ナリーは、ドロップタイ10により、反射皿の放物状表
面に近似する曲面に形状化される。これらのタイの数が
増加したり、タイの間がより近接されるようになると、
形成された近似曲線は、より真性の放物線に近づく。よ
って、顕著な信号損失なしに反射されるであろうRF周
波数がより高くなる。この新規なカテナリーシステムに
おけるカテナリー及びトラス構造の方向性のさらなる詳
細は、図14に関して後述する。
【0041】図1〜図4における追加の要素の数は、ベ
イ12と関連する上部の展開可能スパー35及び下部の
展開可能スパー37を含む符号で識別される。かような
フレーム要素の記載は、図7に示したトラスの拡大部分
の記載とは異なる。続く記載を考慮した後で、これらの
図に戻ると、符号により識別されているこれらの部材を
含む要素の配置及び上述の図面に現れている全体のフレ
ームワーク構造を研究するために、よりよい準備がなさ
れるであろう。
【0042】しかしながら、最初に図2に留意すべきで
ある。図2において、構造部材17,19,21及び1
7bは、4つの側面の多角形を形成する。この多角形
は、特定の直径の閉鎖ループ内に延びる基本的なフレー
ムワークを形成するトラスの外を通って繰り返される。
このループは、基本的に円形を形成する構造部材19を
含む図3の上部正面図において見ることができる。図2
に戻ると、スパー35及び37の端部が基本的なフレー
ムワークから離れるように外方向に延び、均等な大きな
直径の閉鎖ループを規定する。このより大きな直径のル
ープは、図3において、隣接するスパー35の端部を連
結する引っ張りライン45を見ることにより視認でき
る。図4の側面図に示されているように、スパー35の
端部及び連結線45は、周辺トラスに対する前縁を規定
し、スパー37及び連結線49の端部は、後縁を規定す
る。図7に示されているように、三角形ストラット27
及び29(詳細は後述する)は、内部の円から均等な大
きな距離にて結合する。連結線33は、ストラット27
及び29を2部材嵌合装置30にて連結する。これらの
線33は、図3に示されているように、外の円を形成す
る。
【0043】図2の周辺トラス反射面1が、収容状態に
あるときには、図5に示すような小さな直径の閉鎖され
た束として現れる。個々の要素を視覚的に区別可能にす
るために、図1〜図4に示すよりも大幅に大きなスケー
ルで描かれていることに注意されたい。図示するよう
に、トラス5、カテナリーシステム及び反射面は、きれ
いに折り畳まれており、樽と呼ばれる円筒形状を形成す
る。すなわち、展開した状態よりも、大幅に小さい寸法
である。実際の実施形態における実施例として、15メ
ーターの展開直径は、2.8メーター高さのトラスによ
って達成される。収容状態のパッケージは、直径0.5
メーターで高さ1.9メーターである。これは、展開し
た状態の直径と収容状態の直径との間のパッキング比が
30に達する。反射面の重量は、約80ポンドである。
【0044】図5の収容状態のトラスの端部の拡大図
は、図6に示されている。明瞭にするために、樽の中央
領域内に簡便に収納される種々のカテナリー線及び反射
性メッシュは、この図では省略されている。図示するよ
うに、トラス部材は、ループされたケーブル15によっ
て、一緒にコンパクトに嵌合されて、一緒に束に保持さ
れる。ラッチ又は結合(タイイング)装置の部分として
嵌合部材20のような8部材嵌合部材(詳細は後述す
る)のそれぞれに形成されたフック形状部材79に作用
する。このことは、図11、図18及び図19において
さらに詳細に説明する。
【0045】本発明をよりよく理解するために、本発明
の物理的特徴及び作用、図2のトラスにおける2本の隣
接するベイ12及び14を、図7の側面図にて展開され
た状態における大きなスケールで説明する。種々の構造
部材及びテンション要素を一緒に連結する嵌合部材など
の種々の名称で呼ばれる連結装置は、より大きなスケー
ルで描かれており、本明細書において詳細を後述するの
で、ここでは簡単に説明することに注意されたい。
【0046】図7に示すように、各ベイは、部材17及
び17b及び19及び21などの構造部材の基本的なフ
レームワークから形成される。これらの部材は、適当な
嵌合部材によって一緒に連結されている。詳細は後述す
るが、本実施形態における基本的なフレームワークは、
新規で、展開可能な反射面トラスとして用いることもで
きる。しかし、ここでは、好ましい実施形態において達
成できる高いパッキング比を達成できないものとして描
かれている。
【0047】部材17は、垂直ストラットと呼ばれる。
図示されているように、追加の垂直方向に向けられた2
本の垂直ストラット17b及び17cがある。水平方向
部材19及び21は、フープ縦通材と呼ばれる。上部縦
通材19は、基本的に、図示されているベイ12におけ
る2本の隣接する垂直ストラット17及び17bの上端
部に及ぶ。水平方向縦通材の分離している個々の対は、
図示されている他のベイ14用に示されている縦通材1
9b及び21bなどの他のベイのそれぞれに含まれる。
【0048】縦通材及び垂直ストラットは、それぞれ、
これらを特定の位置に結合させて相対的に枢動可能とす
る嵌合部材に連結されている。よって、垂直ストラット
17の上端部及び縦通材19の左端部は、4部材嵌合部
材と呼ばれる嵌合部材18に連結されている。4部材嵌
合部材18は、後述するように、図8において大きなス
ケールで描かれている。
【0049】垂直ストラット17bの上端部及び縦通材
19の右端部は、8部材嵌合部材と呼ばれる嵌合部材2
0に連結されている。8部材嵌合部材20は、後述する
ように、図9、図10及び図11に大きなスケールで描
かれている。垂直ストラット17の下端部及び下部フー
プ縦通材21の左端部は、別の8部材嵌合部材22に連
結されている。フープ縦通材21の右端部及び垂直スト
ラット17bの下端部は、4部材嵌合部材24に連結さ
れている。
【0050】図7に示されている他のベイ14の右端部
において、上部縦通材19の右端部及び垂直ストラット
17cの上端部は、別の4部材嵌合部材26に連結され
ている。ストラット17cの下端部及び縦通材21bの
右端部は、別の8部材嵌合部材28に連結されている。
8部材嵌合部材28は、さらに、図示されている追加の
要素を図示されていない右側に隣接する次のベイにおけ
る対応する要素に連結する。同様に、嵌合部材18及び
22は、ベイ12の左側においてすぐ隣に隣接するベイ
における追加の要素(図示せず)用の連結点として作用
する。
【0051】一緒に嵌合されているベイにおける垂直ス
トラット及びフープ縦通材は、一緒に、矩形フレームを
規定する。ベイ12などの各ベイの左右側は、フレーム
の高さを規定する空隙を有して隣接する対の垂直ストラ
ットによって基本的に規定される。そして、各垂直スト
ラットは、2本の隣接するベイに共通のものとなる。フ
ープ縦通材19に平行に向けられている下部フープ縦通
材21は、基本的に、2本の垂直ストラットの底端部に
及び、矩形フレームの幅を規定する。この実施形態にお
いて、垂直ストラットは、互いに均等に離隔されてい
る。したがって、トラス実施形態のベイはいずれも均等
なサイズである。上部及び下部のフープ線45及び49
の両者に沿うトラスについてみるとわかるように、20
などの各8部材嵌合部材が、18及び26などの4部材
嵌合部材により互いに離隔されており、各ベイは矩形フ
レームの対角に対向するコーナーに配置された2個の8
部材嵌合部材を含む。
【0052】部材23は、入れ子式斜め材である。斜め
材はベイに対する矩形の基本フレームを対角線方向に横
切り上方に延びる。入れ子式斜め材23の左端部は、8
部材嵌合部材22を形成し、枢動を可能とするUリンク
に連結されており、斜め材の右端部は別の8部材嵌合部
材20上のUリンクに連結されている。
【0053】右側に隣接するベイ14において、同様の
入れ子式斜め材23bは、ベイの基本フレームを左から
右に横切って対角に下方に延び、Uリンクによって、上
方左側に対する8部材嵌合部材20と上方右側に対する
8部材嵌合部材28との間に適当に連結されている。簡
単な参照がなされている図2に示すように、右側に隣接
する次のベイにおける次の入れ子式斜め材は、ベイ12
に配置されている入れ子式斜め材23と同じ方向に向け
られている。これらの斜め材は、ベイからベイへの方向
に互い違いにされていて、ジグザグ効果を生じる。
【0054】入れ子式斜め材23は、折り畳み傘に見ら
れるような入れ子式管装置である。ここで、1本の中空
管は、より大きな中空管内に嵌合し、部材の長さをそれ
ぞれ調節するようにスライドして出たり入ったりするも
のでよい。ラッチ留めシステムなしに、かような部材
は、その端部間にかけられる圧縮力に抵抗することがで
きない。しかし、この実施形態における入れ子式斜め材
は、内部ラッチを含む。本明細書において後述する作用
に関する議論から明らかになるように、入れ子式斜め材
は、トラスが収容状態にある時、延ばされた長さ位置に
ある。トラスが完全に展開したときに短縮された長さに
達し、斜め材はラッチ留めされる。すなわち、トラスが
図7に示すように展開するとき、入れ子式斜め材部材
は、ラッチ留めされて短縮された長さを保持する。ラッ
チは、部材を圧縮負荷に耐えることができるようにす
る。負荷経路に、入れ子式斜め材を加えることによっ
て、構造を剛性にする。
【0055】この適用に適する慣用の片持ち式ラッチす
なわちボール及びソケットラッチは、図28Cに一部断
面図として示されている。ばね負荷されたボール23−
1は、部材の管23−2の一つに着座されている。管
は、管壁の開口23−4を含むより大きな直径の管23
−3内に嵌合する。管23−2が管23−3に十分に押
し込まれると、ボール23−1は最終的に到達して、ば
ねにより強制的に開口内に突出する。効果的に、ボール
は管がこの位置から引き抜かれることを防止する。そう
するためには、ボールは、管の内側に押し戻されなけれ
ばならず、次いで管はラッチから外れる。これは、全体
的に慣用である。以下のアセンブリを収容するために、
トラスを折りたたむために、入れ子式管を別の管からス
ライドさせて出して、斜め材部材を長くするために、技
術者は、もちろんすべてのラッチを解放しなければなら
ない。
【0056】図7に関して、ベイ12に配置されている
構造部材27及び29は、三角形ストラットと呼ばれ
る。2本のストラットは、一端部にて2部材嵌合部材と
呼ばれる嵌合部材30に一緒に枢着的に結合されてお
り、三角形の頂点を形成する。2部材嵌合部材は、図1
2により大きなスケールで示されているが、詳細は後述
する。ストラット27の残りの端部は、下方左側で、8
部材嵌合部材22に枢着的に連結されており、三角形ス
トラット29の残りの端部は、垂直ストラット17bの
上端部に示すように、8部材嵌合部材20に枢着的に連
結されている。展開すると、ストラット27及び29
は、入れ子式斜め材23に重なり、三角形のベースとし
て作用する入れ子式斜め材23と一緒に三角形を形成す
る。ゆえに、三角形としてのこれらのストラットの単位
としてのベースは、ストラットの個々のの幾何図形的外
形としては参照されないが、幾何図形的外形的構造体の
定置にある部材として参照される。
【0057】三角形ストラットは、構造的管状部材であ
る。ここで用いられる「構造的」の語は、部材が圧縮負
荷及び/又は曲げ負荷に耐えるように有用で、ある程度
の柔軟性を有してもよいことを意味する。極度に剛性
で、全く柔軟でないという語「リジッド(rigid)」を包
摂する。これは「構造的」の意味の外延である。
【0058】さらに隣接するベイ14は、三角形ストラ
ット27b及び29bを含む。ストラット29bの右端
部及びストラット27bの左端部は、それぞれ他の2部
材嵌合部材30bに連結されている。三角形部材27b
の左端部は、ベイ14の上方左側にある嵌合部材20の
Uリンクに連結されている。ストラット29bの右端部
は、8部材嵌合部材28にてUリンクに連結する。これ
らのストラットは、関連する入れ子式斜め材23bに重
なるように位置づけられており、幾何図形的外形的に一
緒に別の三角形を形成する。
【0059】ベイ12における要素32及び34は、ガ
イワイヤである。より詳細には、三角形支持ガイライン
であり、実施形態における他のガイラインから区別され
る。ガイラインは、ワイヤ又はコードなどの引っ張り部
材であり、実質的に非伸張性で可撓性である。
【0060】この明細書で用いられる「可撓性」とは、
特に断らない限り、曲げやすいことを意味し、基本的に
引っ張り力がかけられていないときに所定形状を保持す
ることができないものを意味する。非伸張性とは、負荷
下で顕著に長くなったり伸ばされたりせず、実質的に温
度変化しないことを意味する。かような引っ張り部材の
一般的な例としては、ストリング(ひも)がある。より
技術的な言葉では、ガイラインは、グラファイトマルチ
フィラメントコードなどのモジュラスが高く、クリープ
が0に近く、膨張係数が低い材料である。トラスに対す
る残りのガイライン及びフープライン(詳細は後述す
る)もまた、同じ材料で形成される。
【0061】三角形支持ガイライン32及び34は、2
本の三角形ストラットを三角形ストラット27及び29
又は入れ子式斜め材23のいずれかの端部によって占領
されないベイの基本フレームの対角に対向するコーナー
に連結する2部材嵌合部材30から緊張して延びる。ゆ
えに、三角形ガイライン32は、形成された三角形の頂
点にて、4部材嵌合部材18から2部材嵌合部材30ま
で緊張して延び、三角形ガイライン34は、垂直ストラ
ット17bの下端部にて、2部材嵌合部材30から8部
材嵌合部材24まで延びる。対応する三角形支持ガイラ
イン32b及び34bは、隣接するベイ14に含まれて
いる。ガイライン32bは、4部材嵌合部材24から右
上方に向かって緊張して延びて、形成された三角形の頂
点にて、2部材嵌合部材30bに連結されている。ガイ
ライン34bは、2部材嵌合部材30bから基本フレー
ムの上方右コーナーにおける4部材嵌合部材26まで延
びる。
【0062】同様に、テントポールを直角に保持するた
めに用いられるガイラインに対する目的において、トラ
スが展開して、形成された三角形の頂点30を定置に保
持するときに、三角形ガイラインは、テンション下に置
かれ、前述したように、関連する三角形ストラット27
及び29により形成された三角形に対して与えられるい
かなる横方向の力にも耐える。ガイラインは、対におい
て、斜め方向又は反対方向における三角形の頂点の移動
を防止する機能、ゆえに三角形支持ガイラインとしての
単位機能を果たす。
【0063】追加のガイワイヤ33は、2部材嵌合部材
30及び30bの間に緊張して連結されている。同様
に、部材33として参照されてもよいガイワイヤは、三
角形部材の頂点において見られる対応する2部材嵌合部
材の隣接する各対の間に連結されている。集合的に、ガ
イライン33は、トラスの前後端部の間の中間部に配置
されている中心フープラインを規定する。中心フープラ
インは、トラス5の側方に延びる。中心フープライン
は、基本的に端部が各ベイにおける各隣接する形成され
た三角形の間の端部に連結されている複数の個々独立の
テンションから形成されている。フープラインを形成す
るラインは、基本的に非伸張性の引っ張り部材である。
【0064】フープラインは、フープの内部の面積モー
メントを増加することにより、構造体に剛性を与えるよ
うに作用する。この増加した内部の面積モーメントは、
構造体の「重なり(ovaling)」に対する耐性を増加す
る。ここで、側部は中心に向って移動し、頂部と底部と
は離れるように移動して、長円形を作り出す。
【0065】追加のガイライン42は、基本フレームの
前端部上の嵌合部材18及び26などの隣接する4部材
嵌合部材の間を連結する。ガイライン44及び44b
は、基本フレームの後端部上の4部材嵌合部材の間を連
結する。ここでは、後端部における嵌合部材24のみを
示す。図面において、部分的に隠されている後方の部材
21及び21bは、トラスの左後方に延び、ガイライン
44は、左殻に隣接する次の4部材嵌合部材(図示せ
ず)まで延び、ガイライン44bは右側に隣接する次の
4部材嵌合部材まで延び、8部材嵌合部材22及び28
の中間をバイパスする。
【0066】これらのラインの連結は、符号が簡単に付
されている図3の上部により良く示されている。図示す
るように、同様のガイライン42は、トラスを貫通する
隣接する4部材嵌合部材の間を連結する。図7を参照す
れば、嵌合部材24及び図示されていない他の同様の嵌
合部材に連結されているガイライン44及び44bなど
同様のガイラインは、トラスの基本フレームの後端部又
は下端部上のトラスの基本フレームを貫通する隣接する
4部材嵌合部材の間に連結されている。ガイライン44
及び44bは、図3の上部に示されている。トラスの前
部上の4部材嵌合部材は、トラス背面上の同様の嵌合部
材と角度的に互い違いに配列されている。ゆえに、クリ
スクロス(cris−crossing)ライン42及び44のパター
ンが得られる。上述のガイラインはさらに、トラスに構
造的安定性を与える。あるいは、ガイライン42及び4
4は隣接する8部材嵌合部材の間に連結又は係止されて
もよいことは明白であろう。
【0067】基本フレーム構造体から周辺トラス構造体
までを述べた。基本フレーム構造体における各ベイは、
左又は右に隣接するベイの鏡像である。このパターン
は、上述のトラス構造体を通して見出される。したがっ
て、トラスを規定するベイの数は、均等な数であり、図
示した実施形態においては20である。実施形態の他の
要素から離れて考えると、基本フレーム構造体は、新規
な構造体であるようにみえる。本発明の好ましい実施形
態は、展開可能なスパー35及び37を組み込むことに
よる基本フレーム構造体及び次に記載される関連するテ
ンション要素から成り立つ。
【0068】図7を続けてみて、上方及び下方に延びる
構造部材35及び下方及び外方向に延びる構造部材37
は、それぞれ、上方の延長又は展開可能なスパー及び下
方の延長又は展開可能なスパーと呼ばれる。各スパーの
端部は、関連する垂直ストラット17の上端部及び下端
部において、それぞれの嵌合部材18及び22に、嵌合
部材におけるUリンク結合又はヒンジによるなどして、
それぞれ枢着的に取り付けられている。後者は、図8〜
図12においてこれらの嵌合部材の拡大図に関してより
詳しく説明され、いくつかの嵌合部材はばね負荷されて
いてもよい。
【0069】枢着的な連結は、スパーを垂直ストラット
に沿って上又は下のいずれの位置でも収容可能とする。
上方の展開可能なスパー35の先端すなわち先端部は、
嵌合部材46を含む。下方の展開可能なスパー37の先
端部は、嵌合部材47を含む。スパー端部嵌合部材は、
詳細は後述するが、38,43及び45及び40及び4
9などのガイライン及びフープラインを連結する。
【0070】かような展開可能なスパーの同様の対35
bと37b及び35cと37cは、図6における残りの
垂直ストラット17b及び17cのそれぞれと関連し、
これらのスパーはそれぞれの端部嵌合部材46bと47
b及び46cと47cを含む。6個のかような展開可能
なスパーは、図示されている2個のベイが総合的に境界
を接するように示されている。
【0071】サポート要素38,39,40及び41
は、追加的なガイラインであり、非伸張性引っ張り部材
であり、左ベイ12において示されている。部材38
b、39b、40b及び41bは、同様のガイラインであ
り、図において中心ベイ14に含まれる。これらのガイ
ラインの各々は、例えば左ベイにおいては展開可能なス
パー35及び37の外端部にそれぞれ一端部にて取り付
けられている。また、三角形スパー27及び29により
形成された三角形の頂点に位置する2部材嵌合部材30
にも取り付けられている。ガイライン39及び41は、
ベイ12及び14に共通な各展開可能なスパー35b及
び37bの端部から、左に、2部材嵌合部材30まで延
びる。ガイライン38b及び40bは、同じ展開可能な
スパーからベイ14に位置づけられている2部材嵌合部
材30bまで、延びる。これらのガイラインは、関連す
る展開可能なスパーの外端部の側方安定性を提供する。
【0072】たとえば、ガイライン39及び38bは、
側方向において、ベイ12及び14に共通なスパー35
bを安定化する。カテナリーライン7などの紙面に対し
て垂直方向に加えられるスパー35bの端部における力
(図示せず)は、ガイライン39及び38bと、2個の
形成された三角形により抵抗を受ける。2個の形成され
た三角形の一つは、部材23,27及び29により形成
され、他の一つは部材23b、27b及び29bにより
形成された2個の形成される。この三角形にはガイライ
ン39及び38bが連結されている。ベイ12及び14
に共通な次の下方の展開可能なスパー37bを考慮す
る。下方のカテナリ9によるなどの紙面に対して垂直に
加えられるスパー37bの端部における力(図示せず)
は、ガイライン41及び40b及び関連する形成された
三角形により抵抗を受ける。この三角形には2つのガイ
ライン41及び40bが連結されている。
【0073】総ての展開可能なスパーは、展開したトラ
スにおける同じ角度方向に最終的に達する。展開中に、
嵌合部材30から延びるガイライン41及び40bなど
のガイラインは、展開位置から外れていて最終的な位置
からスパー37bなどのスパーを引く。スパーが回転す
るとき、それらのフープライン上の引きを生じさせ、収
容位置から他の要素を引く補助となる。
【0074】図2に簡略に示されているように、ガイラ
イン39及び41に対応する他のガイラインは、ベイ1
2の左側にすぐ隣接するベイにおける左側に延びるスパ
ー35及び37に取り付く。同様に、ライン38b及び
40bに対応する他のガイラインは、それぞれスパー3
5c及び37cの外端部に連結して、ベイ14の右側に
すぐ隣接するベイにおける右側まで延びる。
【0075】構造要素45は、上部フープラインと呼ば
れる。展開可能なスパーの末端部、特にスパー端部嵌合
部材46に結合されているトラスの上端部について、中
心フープラインと同様に、緊張して延びる端部から端部
まで配置されている一列の短い非伸張性引っ張り部材か
ら形成されている。上部フープ部材は、基本的に、スパ
ーの端部を結びすなわちユニット化し、半径方向におけ
る成長、寸法的非安定性を防止する。後述するように、
この要素は、ガイライン43と一緒に、上方の展開可能
なスパーの外端部を前進的に位置づける作用をする。簡
便のために、この記載においては、上部フープラインと
同様の部材は総て符号45で示す。
【0076】構造要素49は、下部フープラインに対応
する。この要素もまた、下方の展開可能なスパーの端部
嵌合部材47に結合されているトラスの下端部について
端部から端部まで配置された一列の短い非伸張性引っ張
り部材から形成されている。上部フープ部材と同様に、
下部フープ部材は、基本的にスパーの端部を結びすなわ
ちユニット化して、半径方向における成長すなわち寸法
的非安定性を防止し、下方の展開可能なスパーの外端部
を前進的に配置する補助となる。簡便のために、この記
載においては、かようなラインの同様の部材の総ては、
符号49で示されている。
【0077】図7における構造要素43もまた、ガイラ
インであり、端部嵌合部材46における上方の展開可能
なスパーの外端部すなわち末端部に取り付き、緊張して
延び、下方の展開可能なスパー37の外端部すなわち末
端部嵌合部材47に取り付く。ガイライン43は、周辺
コード25に対向する位置で作用し、スパー35の外端
部の前進的位置づけを提供する。展開可能なスパーの端
部上にかけられているカテナリーからの引っ張り力は、
ガイライン43を貫通して伝達される引っ張り力と反応
して、スパー35及び37における圧縮を介して、垂直
ストラット17の圧縮を引き起こす。他の部材は、構造
体の安定性を与え、構造体の剛性を増加させる。同様
に、ガイライン43bは、スパー35b及び37bの端
部において、嵌合部材46bと47bとの間に延びる。
ガイライン43bは、図6において、スパーの前部に直
接的に位置づけられている。別のかようなガイライン4
3cは、右側に示されている。図4の側面図を参照すれ
ば、かようなガイラインは、展開可能なスパーの端部の
間に延びる。
【0078】当業者であれば、安定性を提供し負荷と反
応するであろうガイラインの他の組み合わせがあること
がわかるであろう。上述の配置は、現存する最良の実施
形態である。
【0079】収容保持:再び、図6の収容状態の周辺ト
ラスの拡大図を参照する。収容された樽状態は、各端部
にて、タイ装置によって、一緒に保持される。このタイ
装置は、嵌合部材20などの8部材嵌合部材の上に形成
されたフック形状部材及び比較的剛性のワイヤループす
なわちケーブル15により形成され、これらのフック形
状部材を連結してタイとして作用する。ケーブル15
は、円筒状開口の周縁についてループし、円筒状開口を
横切る。その端部は、端部を覆って一緒に把持される。
タイは、トラスの展開について後述するように、カッテ
ィングによって解かれる。
【0080】嵌合部材:前述したように、管状フレーム
部材の端部は、装置を連結する嵌合部材により一緒に結
合される。折り畳み可能な構造体における嵌合部材の機
能は、すでに簡略に記載されている。嵌合部材は、選択
されたトラス部材用の枢着点などの必要な結合構造であ
る構造体に組み込まれる。好ましい実施形態において用
いられている4タイプの嵌合部材は、4部材嵌合部材、
8部材嵌合部材、2部材嵌合部材及びスパー端部嵌合部
材と呼ばれる。
【0081】これらの部材に与えられた名称は、嵌合部
材に連結された管状構造部材の数及びそれぞれの嵌合部
材に結合されている又は取り付けられているガイライン
を無視することにより、簡単に選択されている。これら
の嵌合部材の例示は、後述する展開作用を理解する補助
となるであろう。これらの嵌合部材は、図8から図13
に示されている。
【0082】4部材嵌合部材:最初に、図8に展開した
状態で示されている4部材嵌合部材24を参照する。前
述したように、この嵌合部材は、図4の側面図のトラス
に示す嵌合部材18及び26と同じ構造であるが、相対
位置に転位されて示されている。この図において、嵌合
部材24は、図4に示す反対側からみている。この図は
さらに、図4においてそれぞれの符号で与えられている
垂直ストラット17bの一部、下方水平縦通材21及び
21b、中空管状部材である展開可能なスパー37bを
含む部材と同じ符号で示されている嵌合部材に取り付け
られているトラス部材の部分図を含む。
【0083】嵌合部材は、J字形ブラケット50を含
む。J字形ブラケット50は、垂直ストラット17bの
端部に取り付けられている。スパー37bは、嵌合部材
のバネで偏倚された枢着結合部すなわちUリンクに取り
付けられる。枢着結合部は、慣用の構造でよい。枢着結
合部は、ブラケット50に形成されている一対の離隔し
た延長アーム53に取り付けられているU字形枢着アー
ム51及び枢着ピン52を含む。ねじりバネ54は、ス
パー37bに力をかけて収容位置から離れる方向に揺動
させる。バネ54は、展開機構の適切な作動を確実にす
るように補助する(詳細は後述する)。スパー37bな
どの展開可能なスパーの端部は、図4に示すように、種
々のガイライン及びフープラインに連結されている。
【0084】水平縦通材21及び21bは、それぞれ、
矩形ブロック54及び54bを有するブラケット50の
U字形領域に形成されている各枢着結合部及び各枢着ピ
ン55及び55bにより、嵌合部材に連結されている。
水平縦通材21の端部は、矩形ブロック54に連結され
て矩形ブロック54について枢動する。水平縦通材21
bの端部は、他の矩形ブロック54bに連結されて矩形
ブロック54bについて枢動する。図示するように、水
平縦通材は、展開可能なスパー37bの枢着軸に直交す
る軸に沿って枢動する。
【0085】さらに、本発明の追加の特徴として、同期
ギア56及び56bがそれぞれ、矩形ブロック54及び
54bの端部に取り付けられ、これらブロックについて
枢動する。ギアは一緒に調和し、2個の枢着結合部をリ
ンクする。収容時には、縦通材21及び21bは、スト
ラット17bの側部に沿って折りたたまれている。縦通
材21及び21bは、図示するように展開時には、収容
位置から回転する。同期ギアは、両方の縦通材21及び
21bが確実に収容位置から同じ角度距離だけ回転し
て、この移動が互いに同期して正確な展開をなすように
する。ガイワイヤ44及び44bを安定化するトラス
は、ブロック54及び54bに係止又は固着されてい
る。
【0086】8部材嵌合部材:8部材嵌合部材20は、
3つの異なる斜視図に示されている。前部は図9に、底
部は図9と反対側から見た図10に、背部は図11に、
それぞれ示されている。嵌合部材20は、ベイ12及び
14の両者に共通であり、これらのベイの構造部材に連
結されている。嵌合部材に連結されている構造部材の部
分は、図4に示した部材と同じ参照符号が付された以下
の図面に示されている。最初に、図9を参照する。各中
空管状トラス部材、垂直ストラット17b、フープ縦通
材19及び19b、入れ子式斜め材23及び23b、上
方の展開可能スパー35b、三角形部材29及び29b
が、嵌合部材20に集められて示されている。好ましく
は、かような管状部材の総ての軸が、単一の点すなわち
嵌合部材20の頂点又は嵌合部材の背部の共通位置に、
理想的に集められている。
【0087】嵌合部材は、中心部材すなわち多数の枢着
結合部を有するベース58を含む。バネで偏倚された枢
着結合部すなわちUリンクは、ベースから延びる一対の
離隔されている枢着アーム59、相補的なU字形部材6
1及び枢着ピン63から形成されている。枢着ピン63
は、枢動用にアームにU字形部材を連結する2個の部材
の間を延びる。枢着結合部もまた、ねじりバネ39によ
りバネ偏倚されていて、スパーを強制的に収容位置から
回転させる。展開可能なスパー35bの先端部は、U字
形部材61の底部に取りつけられている。ねじりバネ6
2は枢着ピンの上に配置されている。4部材嵌合部材1
7bについて上述したように、バネ62は関連する展開
可能なスパーをその収容位置から移動させるために偏倚
させ、さらに、展開工程について後述するようにトラス
の展開を増強する。スパー35bなどのこれらの嵌合部
材上の展開可能なスパーの枢動もまた、用心のため、上
述のセット位置を越えて遠くまで移動することが制限さ
れるであろう。図11の嵌合部材の図面を参照する。U
字形部材61の側部上に支持されているピン64は、こ
の図面では見ることができないが内部に突出して、スパ
ー35bと結合してスパー35に沿って枢動する。スパ
ーの完全に展開された位置で、ピン64は、中心部材5
8に形成されていてフック形状部材79の上にあるスト
ッパ(図示せず)に係合する。こうして、所定角度まで
の角度移動の程度を制限する。しかしながら、上述のス
トッパは任意であり、機械的モーメントを造り出すので
好ましいものではない。かわりに、スパーが設定される
角度は、連結されているカテナリーラインの力に対して
スパーを均衡させる引っ張りラインによって決定され
る。
【0088】図9に戻ると、実質的に同一構造の2個の
追加の枢着結合部66及び66bが、それぞれ水平縦通
材19及び19bに関連して、後方左側及び右側に部分
的に見える。後者の結合部の構造は、図11により完全
に示されている。枢着結合部66は、中心部材58の中
空内のU字形部分から形成されている。結合部は、ピン
の通路を含む枢着部材68を含む。枢着ピン69は、U
字形壁及び枢着部材68内の通路を貫通して延び、枢着
部材を結合部内に係止して、枢着部材の枢動を可能とす
る。水平縦通材19は、枢着部材68に係止されてお
り、枢着部材68について枢動する。縦通材19bに関
連するもう一方の枢着結合部66bは、図9〜図11に
は完全には見えないが、同様の構造であり、さらに記載
することを要しない。後者の枢着結合部は、枢着結合部
61により可能とされる方向と直交する方向への枢動を
可能とする。
【0089】図9において、入れ子式斜め材23及び2
3bは、垂直スパー17bの右側及び左側にそれぞれ配
置されている嵌合部材上のそれぞれの枢着結合部69及
び69bに連結する。各枢着結合部は、いくらか三叉ブ
レードに似ている枢着部材69上の2対のU字形アーム
により形成されている。かような延長アームの各対は、
嵌合部材の中心部材の一対のフランジ部分及び個々分離
している枢着ピン71の各一方(一方だけが表示されて
いる)を覆って嵌合する。枢着ピン71は、関連する上
フランジ部分又は下フランジ部分に、結合部のアームの
各対を枢動的に取りつける。枢着ピンは、同軸的に整合
されている。枢着点69bは、構造的に同一であるから
詳細は記載しない。枢着点は、各構造部材23及び23
bの揺動を可能とする。枢着結合部69及び69bの二
本のアーム及び二本のピン構造は、枢着の中心領域を遮
らず、後述するコード73が内部領域を貫通して延びる
ことを可能とする。
【0090】各枢着結合部69及び69bは、別の同一
構造の枢着結合部70及び70bをそれぞれ支持する。
これらの枢着結合部の各々もまた、よく知られているU
リンクタイプである。各枢着結合部は、枢着ピン72を
有する支持枢着部材69から突出する一対の枢着支持ア
ームに取りつけられているU字形部材70から形成され
ている。枢着ピン72は、それぞれ三角形ストラット2
9及び29bの端部に枢動的に連結する。ゆえに、三角
形ストラット29及び/又は29bは枢動してもよく、
これらのストラットはまた枢着結合部69及び69bを
同程度だけ枢動する。結合構造は、確実にこれらのスト
ラットが関連する入れ子式斜め材23及び23bとそれ
ぞれ常に整合されるようにする。入れ子式斜め材23及
び23bの一方は、図4について上述したように、形成
された三角形のベースとして機能する。
【0091】枢着結合部70及び70bもまた、ねじり
バネ(この図では示されていない)によってバネ偏倚さ
れている。一方のねじりバネ74は、図11に示されて
いる。これらのバネは任意であるが、展開可能なスパー
について上述したように、収容状態からトラスを広げる
ためのバイアスを提供する。
【0092】8部材嵌合部材は、構造部材を保持するよ
りも他の機能を呈する追加の要素を含む。簡単な参照は
コード73について既になされている。図9及び図10
に最もよく示されているように、嵌合部材20は、内部
にプーリ77を収容する内部領域を含む。プーリ77
は、ピン78によって載置されており、垂直スパー17
bの軸に直交する軸について回転する。コード73は、
中空管状入れ子式斜め材23を貫通して延び、プーリ7
7の周囲を取り巻き、入れ子式斜め材23bを貫通して
延びる。コード73及びプーリ77は、図18及び図1
9について後述する展開機構の一部を形成する。コード
73は、トラスの総ての入れ子式斜め材を貫通して延
び、同様の8部材嵌合部材の各々を貫通して延び、各嵌
合部材にプーリを係合することに注意されたい。コード
73は、トラスを貫通して挿入されてトラス内に入り、
選択された1個の8部材嵌合部材を貫通してトラスから
出る。
【0093】嵌合部材20はまた、一対の一体形成され
たフック79を含む。フック79は、収容状態に周辺ト
ラスを保持する結合装置の一部として作用する。その目
的は、図6に関して上述したとおりであるから、詳細は
記載しない。
【0094】2部材嵌合部材:図12を参照する。展開
された状態での2部材嵌合部材30が示されている。嵌
合部材30は、三角形部材27及び29などの三角形部
材の頂点を形成する。図12はさらに、トラス構造部材
の部分及び図4と同様の符号が付されている嵌合部材に
連結されている上述した要素を含む。これらの要素は、
リジッドな中空管状三角形部材27及び29、中央のフ
ープライン33、三角形支持ガイワイヤ32及び34並
びにガイワイヤ38,39,40及び41を含む。
【0095】嵌合部材30は、ベースすなわちフランジ
83から突出する一対のアーム81から形成されている
枢着結合部を含む。アーム81は、アームの間に、相補
的枢着部材から突出するフィンガー85を係合する。枢
着ピン87は、アーム81及びフィンガー85の両者の
通路を貫通して延び、枢着結合部を完成するために所定
位置にクリップ留めされる。このタイプの結合部もまた
Uリンク嵌合部材と呼ばれ、嵌合部材の半分からの単一
延長部と、嵌合部材の他方の半分上の2つの同様な延長
部とからなり、単一延長部は2つの延長部の間に保持さ
れていて、ピンで一緒に連結されて、回転可能になされ
ている。結合部の各部分は、各三角形部材27及び29
の端部に取りつけられている。
【0096】枢着結合部は、フランジ部分83の遠い縁
及びフランジ部分83bの平坦な表面の間に制限的に形
成されている付属品を含む。この付属品は、2本の三角
形アーム27及び29の間の相対回転を好ましい実施形
態における固定量まで制限するために用いられる。回転
は、三角形のベースを形成する入れ子式管における最終
的な長さによって制限される。ガイライン33,34,
38,40及び41の端部はフランジ83に固着されて
いて、ガイライン32及び39の端部並びにフープライ
ン33の延長部は、他のフランジ83bに固着されてい
る。
【0097】スパー端部嵌合部材:図13を参照する。
図13には、展開可能なスパーの端部に取りつけられて
いるスパー端部嵌合部材46bの等尺図が示されてい
る。先行する嵌合部材の説明のように、ガイワイヤ及び
カテナリーラインの部分が含まれている。図示されてい
るように、嵌合部材は、展開可能なスパー43bの外端
部に配置されている短い中空管状円筒であり、展開可能
なスパーに溶接され、摩擦嵌めされ、接着され、ねじ留
めされ、ボルト留めされ又は他の宇宙空間に適用するた
めの適切な慣用の手段によって、取りつけられている。
この実施形態において、ガイラインは、嵌合部材の円筒
状壁内の通路を貫通して延び、嵌合部材に把持され又は
結合されている。上フープライン45は、嵌合部材を貫
通して延びて固着されている。カテナリー7の端部は、
上述の種類の一つなどの適切な締結装置によってスパー
に固着されている。
【0098】完成された嵌合部材の記載によって、記載
された嵌合部材はトラスに用いられる他の同様の嵌合部
材によって置換されてもよいことが明らかである。他の
嵌合部材は、上述の4部材嵌合部材の対応する一つの嵌
合部材と同一である。方向は、トラスにおける嵌合部材
の位置に応じて変化してもよい。後述する異なるトラス
構造の記載から明らかになるように、嵌合部材に連結さ
れている構造部材及び/又は引っ張り要素の数は、特定
のトラス構造体内に見いだされる構造要素の数に依存す
る。
【0099】前記記載から探り出された周辺トラス構造
要素、部材及び嵌合部材を理解した上で、カテナリーシ
ステム、展開機構及び展開の記載を続ける前に、再度、
図2,図3及び図4にわたるトラスの説明を振り返り、
図5の収容された樽状形状から図1の完全に展開した状
態まで、トラス反射面を展開してみる。
【0100】図2の実施形態とは異なる物理的特性は、
構造の各ベイが隣接するベイの鏡像であることである。
図7に示すように、左側のベイ12の入れ子式斜め材2
3は、下方左コーナーから右に上方に向かって延び、一
方、隣接する次のベイ14においては、入れ子式斜め材
23bはフレームの上方左コーナーから右に下方に向か
って延びる鏡像である。
【0101】カテナリーシステム:図2に戻ると、この
実施形態においては、総てのカテナリーライン7及び9
は、トラスの中心からその周縁まで半径方向外方向に放
射しており、基本的にトラスの前端部及び後端部にて一
対の懸架システムを形成する。図示されているように、
カテナリーライン7を含む上カテナリー(複数のカテナ
リーの内一つだけ符号が付されている)は、トラスの中
心におけるリング形状の接合点すなわちハブ8から、ス
パー35などの上方の展開可能なスパーの外端部まで、
延びる。カテナリー7に関連する下カテナリー9を含む
上カテナリーと放射状に整合している下カテナリーもま
た、中心接合点から、下カテナリー9が連結しているス
パー37の端部などの関連する下方の展開可能なスパー
の外端部まで延びる。ゆえに、ラスにおける前カテナリ
ーの数は、トラスにおけるベイの数に等しいことが明ら
かである。
【0102】カテナリーシステムは、図14に関してさ
らに考察される。図14は、中心ハブ8から角度的に離
隔されている多数の対のカテナリーラインの一つの対で
あるカテナリー7及び9及びこの対に関連するドロップ
タイ10の側面図を示す。明らかなように、対の数は、
トラスの前端部上の展開可能なスパーの数に等しい。図
14はさらに、点線で示されている反射性メッシュ3の
部分及びこのメッシュが形状化され支持される態様を示
す。
【0103】図示するように、各カテナリー7及び9
は、中心ハブ8から、トラスの前周縁及び後周縁のそれ
ぞれの各展開可能なスパー35及び37の外端部まで、
延びる。スパーに対する連結は、ねじ溝つきボルト及び
ナット(図示せず)などの慣用の引っ張り部材などでな
され、カテナリーをいくらか緊張して引っ張りやすくし
及び/又は総てのカテナリーを同じ程度まで引っ張り易
くする。カテナリー7を適切な湾曲に形状化するため
に、種々の所定長さのドロップタイ10(一つだけ符号
が付されている)を下にある下カテナリー9上の位置と
同様に、個々の前カテナリー7に沿って、ハブ8から半
径方向に離隔した種々の位置に結合する。これらのタイ
は、ドロップタイの端部に取りつけられているねじ溝つ
き嵌合部材(図示せず)又は接着などの慣用の締結手段
によってカテナリーに締結される。
【0104】別の実施形態において、下カテナリー9
は、ハブ8から物理的に離隔したハブ又はリングに取り
つけられてもよい。かような配置は、例えば、中心にお
ける上表面及び下表面の間にいくらかのスペースを維持
するために有用である。
【0105】図示した実施形態において、7個のドロッ
プ対が、基本的に互いに及びハブ8から等間隔で、カテ
ナリー7及び9の間に配置されている。同じ数のドロッ
プタイが、トラスにおけるかような他の対のカテナリー
ラインの各々において用いられる。対向するカテナリー
ラインは、同一の引っ張りラインであるから、各ドロッ
プタイは、等しい力で互いに向かって2本の引っ張りラ
インを引く。ドロップタイの長さが短いほど、対向する
カテナリーは一緒により近くに引かれる。個々のドロッ
プタイに至るハブ8からの距離が長いほど、それぞれの
ドロップタイの長さは長くなる。
【0106】個々のドロップタイの長さ及び中心すなわ
ちハブ8に対する各カテナリーに沿ったそれらの配置
は、カテナリーの対が放物曲線に近似するように選択さ
れる。トラスの寸法及びタイを適用する位置を知ること
は、所望の放物曲線を規定するために要求されるタイの
長さを数学的に決定するであろう。タイが総てのカテナ
リーの上で完成されると、結果的に得られる放物表面は
光学的にチェックされ、表面におけるいかなる歪みも適
切なタイを調節することによって調節可能である。
【0107】反射面に用いられるタイの数は、折衷案で
ある。タイの数を増加することによって、カテナリーに
よって形成された湾曲表面は、より円滑になり、よっ
て、より所望の放物形状に最終的に近似するようにでき
る。しかしながら、タイの数を増加することはまた、反
射面の全体重量を増加することになり、維持するために
より多くの労力、よって経費を必要とする。芸術的な純
度がゴールではないから、包摂用に選択されたタイの数
は、完成された反射面のRFゲインの要求を達成するた
めに必要最小限の数でよい。
【0108】図15を参照すれば、図1に示したカテナ
リーシステムの拡大部分図が示されている。この図は、
ハブ8についてのカテナリーラインの各対の角度的離隔
及びハブの概して円筒状の形状を示す。ハブ8は、トラ
スの内部にあるカテナリーラインによって基本的に懸架
され且つ定置に保持されており、トラスの主軸と基本的
に同軸方向に向けられている。ハブ用の他の支持体はな
い。
【0109】図15に示すカテナリーシステムは、従来
のカテナリーシステムクリスクロスレーシング(cris-cr
ossing lacing)構造を偲ばせる放射方向に延びるカテナ
リーラインに結合し、且つその上又は下に交差するいか
なる円周上に延びるカテナリーラインの包摂も要求しな
い。いかなる円周方向に延びるラインをも使用しないこ
とにより、トラスの重量を最小化することができる。か
ような円周方向支持ラインの使用は許されるけれども、
要求されないならば、使用しないことが最良である。当
業者には明らかなように、カテナリーの数、したがって
カテナリーの重量は、従来のクリスクロスレーシング(c
ris-crossing lacing)構造に用いられていたカテナリー
よりも少ない。これは本発明の利点である。
【0110】図16は、ハブ8の均等により近い図を提
供する。ハブは、上カテナリーライン7及び下カテナリ
ーライン9にそれぞれ関連する上方及び下方のリジッド
な剛性リング8a及び8bと、各カテナリーライン用の
緊張解放部材85及び86と、ハブの円筒形側部を規定
するタイライン84(一方のみが符号を付されている)
から形成されている。各タイラインは、カテナリーライ
ン用の各緊張解放部材の側部に関連する各上カテナリー
ライン及び下にある下カテナリーラインに取り付けられ
ている。各カテナリー7は、クモの巣状の緊張解放部材
85内の通路を貫通して延び、リング8aを取り巻き結
合されている端部を有する。同様の構造体が、対の中に
下カテナリー9を形成するために用いられる。クモの巣
状の緊張解放部材85のよりよい図が図17に表されて
いるハブ8の上面図に示されている。リングに連結する
他の知られている形態又は図示されているように中心位
置にカテナリーの端部を結合する他の技術は、本発明の
精神を逸脱しない限りにおいて、組み合わせにおける十
分な置換として作用してもよい。
【0111】図14に戻ると、カテナリーラインは、各
々放物線状プロファイルであるカテナリー引っ張りライ
ン9が前カテナリー引っ張りライン7の鏡像であるよう
に構成されていてもよい。好ましい実施形態において、
カテナリー引っ張りライン9は、前カテナリーライン7
よりもさらに浅い湾曲で構成されていてもよい。かよう
な配置は結果的に、展開可能なスパー35及び37の末
端部の間に、短い全体距離を生じる。こうして、より浅
いフレームを製造することができる。より浅いフレーム
は、結果的に、図5に示すような収容状態にあるとき、
周辺トラス反射面用のより短い高さを生じる。
【0112】温度変動ゆえの歪みを最小化するために、
好ましいアプローチは、カテナリーシステム及びトラス
における歪みを最小化するため、カテナリーライン、ド
ロップタイ及びガイライン用に、0に近い温度係数(C
TE:near zero coefficient of temperature)の材料
を用いることである。したがって、トラス及びカテナリ
ーの対称幾何図形的外形は、小さな負荷変動が生じた場
合にはいつでも均一な分配を保証する。
【0113】図14を続けてみると、反射面の反射面
は、反射性金網表面3によってカテナリーベッドを覆う
ことにより完成する。この実施形態において、点線3で
示されているメッシュは、カテナリーライン7によって
形成されたカテナリーベッドの下側に配置されていて覆
われている。好ましい載置は、メッシュを前カテナリー
の下側に置くことであり、トラスが宇宙空間にて展開し
たときに、保持バリアとして作用するこれらのカテナリ
ーに対してメッシュを押圧可能とすることである。これ
は、追加の取り付け部材の必要性を最小化し、反射面の
重量を最小化する別の利点でもある。
【0114】メッシュを上述の方法で取り付けるため
に、曲げやすい反射性メッシュ3は、前カテナリー7及
びドロップタイ10の下側で広げられ、対向するカテナ
リー9に取り付けられる前に、反射性メッシュを貫通し
てねじ込まれる。メッシュの後側は、天然のドレープで
あり、前カテナリー7の後側に対して引かれ、ドロップ
タイによって定置に捕捉される。ゆえにメッシュは、前
カテナリーを放物線形状に形状化する。
【0115】展開機構:反射面が展開されるべき場合に
は、第1の工程は、図6について簡単に説明し、図11
において嵌合部材20に関連して簡単に参照したよう
に、ランチ拘束システムを解放することである。ボルト
カッター、ケーブルカッター及び分離ナットを含む多く
のランチ拘束システムは知られている。上述の実施形態
に対して好ましいランチ拘束システムは、ケーブルカッ
ターであり、収容された樽の頂部及び底部を束縛する図
6におけるケーブル15を切断する。
【0116】小さい直径の場合、理論的には記載したト
ラスは宇宙空間において、手により、注意深く展開され
得る。これは、地球上では非常に困難である。しかし、
大きな直径のトラスの場合には、手による展開は実施不
能である。好ましくは、上述の実施形態は、コード及び
プーリ、すでに簡単に説明した同期ギアからなる展開機
構を含む。同期ギアは、自動的に展開操作するためにト
ラスに組み込まれる。図18及び図19を参照すれば、
トラスに組み込まれたコード及びプーリ装置のダイアグ
ラムが示されている。
【0117】展開は、ケーブル展開システムで達成され
る。シングルケーブル73は、トラス内及び図18に示
されるプーリ77などの関連する8部材嵌合部材に配置
されたプーリを覆うすべての入れ子式斜め材23、23
bを貫通してねじ込まれる。結合部内にあるケーブルと
プーリとのより正確な図示は、すでに簡単に参照した図
9及び図10に示されており、8部材嵌合部材20内の
これらの要素が示されている。
【0118】図18に戻ると、ケーブルの2個の端部
は、これらの8部材嵌合部材から選択された1個の8部
材嵌合部材にて、反射面から出る。一方の端部を引くか
又は両方の端部を同時に引くことによるなどしてケーブ
ルが短縮されると、各8部材嵌合部材20に機械的利得
が発生し、各結合部にて、構造部材23’、25’を偏
倚又は強制的にまっすぐにする。
【0119】この動きは、図18及び図19に示されて
いる。図示されているように、入れ子式斜め材は、収容
状態において最も長いので、部材を貫通するケーブルの
長さは、この状態で最も長い。図19に表されているよ
うに、ケーブルが締め付けられ短縮されると、8部材嵌
合部材におけるプーリ77の軸上に力がかかる。この力
は、トラスの前部上の嵌合部材上の一方向と、トラスの
後部上の嵌合部材上の他方向と、にかかる。後者は前者
に対して位置的に互い違いにされている。基本的に、ト
ラスの端部は押しつぶされ、隣接する入れ子式斜め材を
嵌合部材における中心から離隔する方向に強制的に広
げ、互いに枢動させ、トラス構造体の周辺にジグザグ形
状を形成する。コードの長さが短くされると、これらの
入れ子式斜め材の端部は互いに近接する方向に押しつけ
られ、これらの斜め材を短くし、最終的には所望の長さ
まで短くする。こうして、入れ子式斜め材は所望の長さ
にラッチ留めされる。図1に示されているように、反射
面が完全に展開して予め緊張させられるまで、ケーブル
73は、締め付けられる。
【0120】展開ケーブル73を巻き取る(及び/又は
解放する)ための好ましい装置は、展開ケーブルを巻き
取る(又は繰り出す)ためのリールを含む駆動装置(図
示せず)である。この装置は、8部材嵌合部材の一つに
取りつけられる。8部材嵌合部材から、展開ケーブルの
2本の端部が選ばれてトラスから出て一緒になる。
【0121】上述の展開機構の好ましいパーツとして、
図8に示されている嵌合部材24内のギア56及び56
bなどの8部材嵌合部材に配置されているギアその他の
装置は、隣接するベイの運動に同期して、トラス全体を
同じ速度で均一に展開することを確実にする。係合した
ギアは、縦通材21及び21bを同じ角速度で同じ角度
まで確実に展開する。
【0122】したがって、展開機構は、「キックオフ」
バネを含み、水平部材が頂部の死点から移動する補助と
なる。この移動は、展開ケーブル単独ではなしえないで
あろう。図9〜図11の結合部70b内のバネ74など
の展開するスパー上のUリンク結合部に配置されている
バネ及び水平部材19及び19b用のUリンク結合部内
のバネは、フレーム部材を収容位置から離隔する方向へ
移動させるように偏倚させる。バネに、必要に応じて又
は所望であれば、追加の枢着結合部を追加してもよい。
したがって、ランチ拘束システムが解放される場合、水
平部材及びスパーは、偏倚力に応じて移動する。上述し
た展開ケーブルシステムの機械的利得は、部材が収容状
態にあるときに最も低い。この機械的利得は、反射面が
展開するにつれ大幅に増加する。よって、展開ケーブル
システムの機械的利得が最も弱くなるときに、バネは展
開を助ける。
【0123】展開:トラスの展開は、他の総てのベイで
置換可能な2本のトラスベイの折り畳みを考慮すること
でより容易に理解できる。図20は、収容状態にあるベ
イ12及び14などの図2のトラスにおける2本のベイ
の側面図である。図21は、図20と同様の図である
が、フープライン及びガイラインが省略されて、折り畳
み中の構造要素をより簡潔に示す。これらのラインは、
これらのラインが取りつけられており展開状態でピンと
張られている構造部材の動きと共に簡単に引かれている
ことがわかる。理解を助けるために、これらの図及び以
後の図面に表されている多くの要素は、前述の図面にお
けるこれらの要素と同じ符号を付して示す。
【0124】図22及びわずかにスケールの小さい図2
3,図24及び図25は、図20の収容位置から展開す
る種々の連続ステージを示す。ここで、1以上の図面に
示され既に記述されている同じ要素には、個々の図面に
おいて同じ符号が付されていることに注意されたい。
【0125】入れ子式斜め材23及び23bは、互いに
離隔する方向に8部材嵌合部材20について枢動し、他
の部材は樽から離隔する方向に広がる。図示されている
ように、収容状態において、上方の展開可能なスパー及
び下方の展開可能なスパーは、上方向又は下方向のいず
れかに一緒に折り畳まれており、一方のベイの側に接す
るこれらのスパーは、ベイの隣接する側に接するスパー
とは反対の方向に折り畳まれる。よって、折り畳まれて
いた上部の展開可能なスパー35及び35cは、回転し
て、ガイワイヤによってわずかに下方向に引かれる(図
示せず)。一方、折り畳まれていた各関連する下部の展
開可能なスパー37及び37cは、展開して下方向に回
転する。下方を向いて収容されているスパー35b及び
37bなどの中間に位置するスパーは、展開するために
上方向に回転する。
【0126】入れ子式斜め材23及び23bは、図23
及び図24に示されているように短くされている。これ
らは、縦通材21及び21bについて外方向に枢動し
て、三角形部材27及び29を強制的に嵌合部材30に
ついて枢動させ、嵌合部材を外方向に移動させ、三角形
を形成する。縦通材21及び21bは、嵌合部材24に
て、ギア装置を介して相互連結されていて、同期して移
動する。嵌合部材30の三角形位置への移動によって、
嵌合部材30と展開可能なスパーとの間を連結するガイ
ライン(図示せず)は、スパーを一方向に引っ張る。一
方、各スパーに取りつけられているカテナリーライン
は、互いに引っ張る。スパー及び他の部材は、図25に
示されているように完全に展開した位置に達する。
【0127】一方、トラス全体の総てのベイにて同時に
生じる上述の作動がわかる上述の個々のベイを考慮すれ
ば、トラス要素の上述の展開連続工程は、容易に理解さ
れるだろう。よって、ベイの膨張する幅ばかりでなく、
結果として、円筒状トラスの端部によって規定される円
形又は他の幾何図形的外形は幅広となる。この動作のさ
らにマクロな視点は、図26における展開中のトラス全
体の図から明らかである。
【0128】説明を明瞭にするために、総てのガイライ
ン、フープライン及びカテナリーは図26では省略され
ている。さらに、完成された反射面の曲げやすい反射性
表面はトラスの前端部を覆うが、説明を明瞭にするため
に省略されている。かような要素もまた広げられ、トラ
スにおけるカテナリーシステムによって形状化されるこ
とが理解されるであろう。図5に既に示したように、最
初に樽形状から広げられ、トラス5はAで示されるよう
な形状となる。次いで、Bで示される程度まで半径方向
外方向にさらに膨張する。さらに膨張し続けて完全に展
開した状態になると、展開機構が機能するので、図2で
より詳細に記載したようにトラスはCで示した形態を呈
する。
【0129】周囲トラスを収容するために、折り畳む場
合には逆の動作が生じるが、地球上での製造プラントに
おける重力下では製造者の手によるアシストで慎重に制
御された状態の下で行われることに注意されたい。
【0130】上述の要素を折り畳むための機械的動作
は、広げる動作とは逆であるので、繰り返さない。宇宙
空間での適用においては、トラスは広げられ、作業中及
びその後も広げられたまま保持されることを心に留めて
おくべきだ。軌道上では、再度収容可能であるべき目的
を有していない。トラスを製造時に形成された本来の小
さなパッケージに再度折り畳むことは予期していない。
よって、いかにしてトラス及びその関連する反射面を宇
宙空間で折り畳むかは非現実的なもので考慮する必要は
ない。
【0131】ケーブルの取り扱い:アンテナが製造工程
の目標としての図5の収容された樽形状に組み立てられ
ると、スパー35及び37などの構造部材に取りつけら
れているガイラインは、樽形態と一緒に容易にひだを作
ることができるようになる。これらのラインのひだは、
重力の効果ゆえに生じる。しかし、宇宙空間の低い重力
環境では、ラインは基本的に浮いてしまうであろう。さ
らに、図21〜図26に示すような構造部材の展開の間
に生じる複雑な機械的動作(ガイラインは示されていな
いが)を考慮すれば、ガイラインの弛緩した部分は浮か
び上がり、ガイラインは構造部材に捕捉され又はからま
るかもしれず、定置への移動を妨げ、又は部材に損傷を
与える結果を引き起こすかもしれない。このことが生じ
ることを防止するために、追加の特徴として、好ましい
実施形態は、新規なケーブル取り扱いシステムを含む。
【0132】図27を参照する。図27は、ガイライン
及びケーブル取り扱い装置を含むトラスのベイ12及び
14を示す。このケーブル取り扱い装置の操作の理解を
補助するために、2本のベイは、図22に示す状態(ガ
イラインは示されていないが)に対応する展開ステージ
にある状態で示されている。構造要素及びガイライン
は、図7などの前出の図面において既に識別されている
符号と同じ符号で識別される。しかし、この図におい
て、シングルガイラインは、構造体内部のラインの設定
を理解する目的で、図面において1以上の位置で符号に
より指定されていてもよい。
【0133】この図で識別された追加の要素は、円筒で
ある。円筒142,145及び147などの多くの円筒
は構造部材に取りつけられており、他の円筒141は、
部材の間に懸架されている。これらの円筒は、ケーブル
取り扱いシステムを形成する。一例として、円筒142
は、エポキシ系接着剤又は他の慣用の取り付け手段によ
って、展開可能なスパー35の側部に取りつけられてい
る。円筒141は、フープライン45によって、上部の
展開可能なスパーの端部にて、嵌合部材46及び嵌合部
材46bの間に懸架されている。識別された円筒は他の
総ての円筒で置換され得るので、総ての円筒に符号が付
されているわけではない。
【0134】ガイライン及びフープラインに弛緩はな
い。これらの引っ張りラインは、地上でも宇宙空間で
も、収容状態においてはひだがない。代わりに、ガイラ
インはこれらの円筒状部材を貫通して延び、これらの円
筒状部材の内部に少なくとも部分的に梱包される。これ
らは構造部材が展開した位置に移動する際に、各円筒か
ら引き出される。
【0135】図28Aを参照する。図28Aは、円筒1
41及びガイワイヤを拡大図で示す。図示されているよ
うに、フープライン45は、らせん形状に巻かれ、円筒
内に梱包される。フープラインの端部は、図27におけ
る展開可能なスパー35及び35bの端部にて、嵌合部
材に取りつけられる。展開可能なスパーが展開している
際に、ガイラインの端部が引き出され、らせんが解かれ
て、円筒141内部から取り除かれる。大晦日の新規な
紙の吹き流しによく似て、フープラインは、実質的に何
らの抵抗も拘束も受けずに、円筒から引き出される。図
27に戻ると、上述の懸架されている円筒装置は、上フ
ープライン45及び下フープライン49として用いられ
ており、それぞれ上部の展開可能なスパー35及び下部
の展開可能なスパー37の各々の間に延びる。
【0136】再び、図面の上方左側を参照すれば、展開
可能なスパー35の側部上に配置された円筒142があ
る。ガイライン38は、嵌合部材46から延びて円筒1
42から出て、嵌合部材20に連結されている三角形部
材29の一つに固定されている別の円筒142まで横切
り、後者の円筒を貫通して嵌合部材30まで延び、嵌合
部材30に取りつけられる。
【0137】図28Bを参照する。図28は、このタイ
プの円筒構造を示す。図示するように、ガイラインは、
らせん形状に形成され、円筒142内部に挿入されてい
る。円筒は、長手方向に延びるスリット146を円筒壁
内に含む。ガイラインの端部は、スリットを介して円筒
から出る。円筒は、ポリエチレンなどの可撓性材料から
構成されているから、スリットの縁は、ガイライン上に
わずかに圧力をかけ、ガイラインを収容状態の定置に良
好に保持する。スリットはまた、構造部材の移動経路に
よって要求されるように、ガイラインを円筒の長さに沿
って直線的に移動可能とする。これは、ガイラインが円
筒の端部にからみつくことを防止する。構造部材が展開
する際に、ガイライン38は円筒から引き出される。
【0138】図27に戻ると、円筒142,145及び
147などのスリット入りの円筒は、多くの異なる構造
部材に固定されているように見える。これらはまた、ケ
ーブルの長さ及び可能な載置スペースによって必要とさ
れる種々の長さ及び種々の直径に構成されている。これ
らの円筒142,145及び147は、同じ構造である
が、長さが異なる。1以上の構造部材上に配置された1
以上のかような円筒は、前述のガイライン38を有する
装置などのシングルケーブル又はライン用に用いられて
もよい。別の実施例は、下部の展開可能なスパー37の
端部にて嵌合部材47に取りつけられているガイライン
40である。ガイライン40は、スパーと一緒に円筒1
45まで延びて、円筒から出て、三角形部材27に固定
されている円筒142に対するギャップを横切って、三
角形嵌合部材30に取りつけられている円筒の端部から
出る。嵌合部材30に、ガイライン40が連結される。
【0139】ガイライン41は、嵌合部材30から、三
角形部材27に固定されている円筒145まで延び、円
筒のスリットから出て、展開可能なスパー37bの側部
上の円筒142内のギャップを横切って、円筒の端部か
ら出て、スパーの端部にて、嵌合部材47と連結する。
ガイライン32は、4部材嵌合部材18における連結部
から延びて、垂直ストラット17に固定されている円筒
142を下方に貫通して、円筒の側部のスリットから出
て、三角形部材27上の円筒142に対するギャップを
横切り、円筒を貫通して三角形嵌合部材30における連
結部まで延びる。
【0140】ガイライン34は、8部材嵌合部材24か
ら、垂直ストラット17bに固定された円筒を貫通し
て、三角形部材29の側部上の円筒142まで延びて、
円筒から出て、2部材三角形嵌合部材30における連結
部まで延びる。ガイライン39は、同じ嵌合部材30及
び円筒から、上部の展開可能なスパー35bに対するギ
ャップを横切って、スパーの端部における嵌合部材46
bまで、進む。
【0141】中間のフープライン33は、三角形嵌合部
材30から、三角形部材29上の円筒142を貫通し
て、三角形部材29bの側部上の円筒に対するギャップ
を横切って延び、ここから三角形嵌合部材30bまで延
びる。上部の展開可能なスパー及び下部の展開可能なス
パーの端部の間を延びるガイライン43bは、スパー3
7bの端部にて嵌合部材47bから、スパーの側部に沿
って下方に延び、スパーの側部上のより小さな円筒14
4の多数を貫通して延び、嵌合部材24の上でループを
作り、垂直ストラット17bの側部に沿って連続し、ス
トラットの側部上に配置された長い円筒を貫通して延び
るように見える。ガイラインは、展開可能なスパー35
bの下側に沿って連続し、そこに取りつけられている追
加の円筒(図示しないが、図面においてスパー35上の
ガイライン43用の円筒として示されているものと同
じ)を貫通して、嵌合部材46bにおける連結部まで連
続する。図面において、ガイライン43および43c
は、ルート設定されるとき、他のスパーの端部からスパ
ーの端部までトレースされてもよい。
【0142】図面はさらに、左側の4部材嵌合部材18
と右側の4部材嵌合部材26との間に延びる安定化装置
ガイライン42をわずかに見せる。安定化装置ガイライ
ン42は、8部材嵌合部材20のすぐ下で図面の上部中
心に見える。図7の完全に展開した側面図に表されたガ
イラインと比較すると、ガイライン及びフープラインの
各々に関連している円筒及びそれぞれのルート設定は、
トレースされてもよい。
【0143】選ばれたケーブル又はラインのルート設定
及びトラス内への定置は、特定のトラス内の構造部材の
展開移動によく見られる展開上のもつれ又は拘束を避け
るような方法、ある試みやエラーを含む選択を避けるよ
うな方法で行われる。よって、多くの異なるルート設定
装置が、特定のトラス用に適当であることがわかるであ
ろう。図27に示されているのは、図1及び図2の実施
形態に適当と見られる載置及びケーブルルート設定装置
である1本の円筒の選択である。
【0144】前述のケーブル取り扱いシステムの理解の
ために、図27の収容状態にある同じ2本のベイを示す
図20を簡単に参照してもよい。この図は、記載された
ケーブル取り扱いシステムを用いる場合を示し、ガイラ
インがひだなしにコンパクトに収容されている状態を示
す。
【0145】前述の実施形態において、トラスは、中空
の円の3次元図である短い円筒状幾何図形的外形を規定
する。これは、トラスのフレームの周辺についての等し
い長さの等しい数の支持部材を用いることによって達成
される。等しい長さの展開可能なスパーの使用によっ
て、展開される際に、円筒からの等しい角度にて、位置
づけられる。この周辺トラス形状は、中心に置かれた対
称反射面用に用いられてもよい。かような反射面は、図
29Aに示すように、放物線軸Pと同軸の直円筒Rとの
交差によって規定された放物線Pの中心位置Cを用いる
ことによって設計される。しかし、前記記載から、前述
の実施形態における基本フレーム及び/又はスパー構造
は、楕円形円周又は境界を有する他の幾何図形的外形の
放物状反射面を規定するために改変されてもよいこと
は、構造当業者であれば容易に理解できるであろう。か
ような別の形状は、オフセット反射面を必要とする。
【0146】オフセットされた反射面は、RF波を反射
するために用いられる放物面の区域が放物面の軸と同心
でないものである。オフセットされた反射面用の典型的
な区域は、図29Bに示されている。ここで、模倣され
ている形状は、放物面Pを有する円筒Rの交差C2であ
り、円筒の軸は放物面の軸と平行で放物面の軸からオフ
セットされている。円筒の半径は、重要ではない。いく
つかの設計において、半径は放物面の中心を包含するに
十分なほど大きくてもよく、他の設計においては異なっ
ていてもよい。当業者であれば、円筒と放物面との交差
は、楕円形の縁が平面にある楕円形を規定することを認
めるであろう。本発明の2つの別の実施形態は、このタ
イプの表面を支持する。
【0147】それぞれ上面、正面及び側面図である図3
0A、30B及び30Cに示されているような第1のオ
フセットされた実施形態において、水平フレーム要素を
支持する4部材嵌合部材と8部材嵌合部材の角度は、フ
レームが楕円形と同じ形状であるように規定されるが、
所定値よりも小さい。同じ長さのスパー35”はフレー
ムから同じ角度で設定される。スパーの末端部は、支持
されている楕円形放物状反射表面C2の形状に符合する
であろう。
【0148】それぞれ上面図、正面図及び側面図である
図30D、30E及び30Fに示されている平行な円筒
の断面の第2のオフセットされた実施形態において、フ
レーム19”は図1〜図4の好ましい実施形態において
示したように円形である。しかし、フレームの直径は、
支持されている楕円形の短い軸長さよりも短いか又は等
しくなるように設計されている。この別の実施形態にお
いて、スパー35”は、異なる長さで構成され、展開さ
れたトラスに異なる角度にて位置づけられ、円形の基本
フレームから支持されるべき楕円形放物状反射面の周辺
形状までを連結する。
【0149】あるいは、放物面Pと交差する円筒Rは、
図29Cに示すように、放物面の軸に平行でないように
方向づけられてもよい。円筒と放物面との交差C3は、
円筒の軸からみて円形であり、この交差は平面上にはな
い。それぞれ上面図、正面図及び側面図である図31
A、31B及び31Cに示されている第3のオフセット
された反射面の実施形態において、基本フレームは、円
形であり、交差する円筒よりも直径が小さい。スパー3
5”は、異なる長さで作られ、異なる角度にて設定さ
れ、フレームと支持されている円形放物面区域の縁との
間を連結する。
【0150】後者の形状もまた、円筒形フレームの構成
において用いられているような同じ管状フレーム部材を
用いるが、これらのフレーム部材を一緒に連結してフレ
ームを形成する非常に緩い又は「ずさんな(sloppy)」な
公差を有する嵌合部材を構成しないことによって達成さ
れる。次いで、フレームは、反射性メッシュ材料をトラ
ススパーに楕円形形状を結ぶことによって、楕円形形状
に引かれる又は押しつぶされる。メッシュ材料は、トラ
スをメッシュ材料の接合によって規定される同じ幾何図
形的外形に引く。これは、嵌合部材のずさんな(sloppy)
公差によって可能となる。嵌合部材は、隣接するベイの
各フレーム部材の間に挿入されて、ベイの幅は嵌合部材
の効果的な長さを含むので、この実施形態における嵌合
部材のずさんな(sloppy)公差は、距離すなわちベイの幅
を調節することを可能とする。効果的には、嵌合部材の
弛緩をもたらすゆえに、トラスにおけるベイの寸法は変
化し、フレームを正しい楕円形状に引くことが可能とな
る。
【0151】この明細書を読む当業者には明らかになる
ように、詳細においては異なるけれども本発明の精神を
維持する別の実施形態を作り出すために、前述のトラス
構造に種々の別の変形がなされてもよい。前述の実施形
態よりは好ましくないけれども、これらの別の実施形態
のいくつかを次に考察する。
【0152】双ポッドトラス:第1の別の実施形態は、
図32に示されている。図32は、別の実施形態の2本
のベイを示す斜視図である。この実施形態は、垂直双ポ
ッド三角形区域と称される。簡便のために、前述の実施
形態と共通の要素は、同じ符号で識別する。既に述べた
ように、構造体の要素が構造体内に再度表れる場所で
は、上部の展開可能なスパー35,35b及び35cの
場合のように、要素には同じ符号が付される。
【0153】前述の実施形態と同様に、上フープライン
45は、トラスについて延び、上部の展開可能なスパー
の各端部に連結する。下フープライン49は、トラスに
ついて延び、展開可能な下部の展開可能なスパーの各端
部に連結する。垂直入れ子式部材91は、前述の実施形
態の垂直ストラット17に代わるものである。フープ縦
通材93及び94は、中間区域に、縦通材を半分で保持
可能とするラッチ枢着結合部を含む。図中左手のベイに
あるこれらの垂直入れ子式部材91及び91bは、矩形
フィギュアを形成する。斜め材ストラット93及び95
は、フィギュアの対向するコーナーの間に延びて、支持
体を提供する。斜め材ストラットは、枢着結合部90に
よって中心にて互いに連結されて、はさみ様の展開及び
同期動作を提供する。一対の垂直双ポッド96及び97
は、枢着結合部98にて、関連する垂直入れ子式部材9
1の端部に、一緒に枢動的に取り付けられている。
【0154】ガイライン配置は、いくらかもっと複雑で
ある。左ベイの右手側上の部材96b及び97bにより
形成された双ポッドの頂点98bから、ガイライン10
1、102、103及び104がそれぞれ、隣接する垂
直部材35,35c、37及び37c上の展開可能なス
パーの端部まで、延びる。各かような頂点は、4本のガ
イワイヤによって、4個の上部の展開可能なスパー及び
下部の展開可能なスパーに連結される。この構造体は、
ベイを貫通して繰り返される。
【0155】双ポッド部材96及び97の頂点98から
のガイライン102b及び103bは、展開可能なスパ
ー35b及び37bの外端部に連結されている。この頂
点に連結されている残りの2本のガイワイヤは、すぐ前
のベイ内の要素に連結されているので図示されていな
い。同様に、ガイワイヤ101b及び104bは、右側
の双ポッド部材96c及び97cの枢着結合部98c及
び展開可能なスパー35b及び37bの各外端部に連結
されている。さらに、この頂点に連結されている残りの
2本のガイワイヤは、すぐ連続するベイ内の展開可能な
スパーに連結されているので、この図には示されていな
い。ガイライン105及び106は、この構造体の安定
性を維持する補助となる。
【0156】引っ張りラインとしてのフープライン10
9は、周縁に延びて、各双ポッド部材の枢着結合部98
に連結して、展開した場合のトラスの寸法的一体性及び
幾何図形的外形を維持する補助となる。
【0157】要素の折り畳み動作を示す図33A〜33
Dを参照する。図33Aは、図32の区域の前面図であ
る。この側面図において、三角形双ポッド部材は、垂直
入れ子式部材の上に重なり、垂直入れ子式部材の図を隠
すことが認められるべきである。よって、双ポッド部材
96及び97は、垂直入れ子式部材91の上に重なり、
双ポッド部材96b及び97bは、垂直入れ子式部材9
1bの上に重なり、双ポッド部材96c及び97cは、
垂直入れ子式部材91cの上に重なる。
【0158】ベイの2つの側部を一緒に押し付けること
で、水平部材92及び94は、結合部99及び100に
て、内側に折りたたまれ始め、双ポッド96及び97,
96b及び97b、96c及び97cは、それぞれ下方
に折りたたまれて平坦にされ、双ポッドの外端部が取り
付けられており且つ各双ポッドの下にある垂直入れ子式
部材91,91b及び91cは、その長さを長くして、
図33Bに示されているように入れ込む。結合部99及
び100は、展開された状態にラッチ留めされて、リジ
ッドな剛性トラスを形成する。展開可能なスパー35、
35b、35c、37,37b及び37cの各々は、折
り重なる。前述のつぶし動作すなわち折り畳み動作は、
図33Dに示されているように続いて、図示されている
狭いパッケージを形成する。ガイワイヤなどのすべての
引っ張りラインは、図33B、33C及び33Dには示
されていないが、緩められてドレープ状となる。
【0159】前述の実施形態におけるように、展開可能
なスパー及び関連する引っ張りラインは、完成されたト
ラス組立体の寸法及び重量の両者を最小化する最小の物
理的構造体を呈する。これらのスパーは、トラス組立体
の前端部のシングル縁を提供する。
【0160】展開力は、バネ又は電気モーターのいずれ
かにより与えられる。 4ポッドトラス:本発明のトラスの第3の実施形態は、
図34の平面図に示されている。ここで、それぞれ2本
のベイを示す。この実施形態は、斜め材4ポッド三角形
区域と呼ばれる。既に述べたように、前述の実施形態に
おいて表れている要素は、同じ参照符号で識別される。
よって、本実施形態のトラスは、展開可能な上ストラッ
ト35,35b及び35cと、垂直入れ子式部材91,
91b及び91cと、中間区域ラッチ留めヒンジ結合部
を含む水平縦通材92,94,92b及び94bと、を
含み、左ベイにおける連結された斜め材93及び95並
びに右ベイにおける93b及び95bを切り抜く。垂直
入れ子式部材及び水平縦通材の各対は、垂直入れ子式部
材が隣接する矩形フレームと共通である矩形フレームを
規定する。この実施形態において、4個の斜め材ストラ
ットすなわち左ベイにおける4ポッド111,112,
113及び114並びに右ベイにおける4ポッド111
b、112b、113b及び114bは、規定された矩
形フレームに取り付けられ、各ベイに4ポッドすなわち
4面直角錘を規定する。この角錐は、トラス構造体から
半径方向外方向に延び、その頂点は重なり、関連するベ
イにおける下にある斜め材部材の切り抜き枢着結合部9
0又は90bと整合する。切り抜き枢着動作は、展開及
び運動学上の運動の同期化の両者の作用をする。
【0161】角錐の個々の腕111,112,113及
び114は、基本的に長さが等しい。各腕の端部は、角
錐の頂点にて、ヒンジ結合部115に枢動的に連結され
ている。各腕の対向する端部は、規定された矩形フレー
ムの各コーナーにて、結合嵌合部材の各一つに枢動的に
連結されている。例えば、腕111は、部材91及び9
2の結合点にて嵌合部材に連結する。各ガイワイヤ11
6,117,118及び119は、頂点結合部115及
び展開可能な腕35,35b、37及び37bの各一つ
の端部から延びる。別のガイワイヤ120は、2個の角
錐形の頂点の間に延びる。同様に、ガイワイヤ(図示せ
ず)は、左側の角錐の頂点から左に隣接する次のベイ
(図示せず)における角錐の頂点まで延び、別のガイワ
イヤは右に隣接する次のベイ上の位置まで延びる。基本
的に、ガイワイヤは、全てのベイにおいて、角錐の頂点
から頂点まで延びて、外側のフープラインを形成する。
図示するように、このトラス構造体の他のすべてのベイ
においてと同様に、2本のベイは同一構造である。
【0162】図34の実施形態は、前述の実施形態より
も多く折り畳まれる。要素の折り畳み動作を示す図35
A〜図35Dを参照する。図35Aは、図34に示す2
本のベイの前面図である。この前面図において、各ベイ
における角錐双ポッド部材111,112,113及び
114は、斜め材部材93及び95に重なり、これらの
図面を隠している。
【0163】ベイの2つの側面を一緒に押しつぶすと、
水平縦通材92及び94は、ヒンジ結合部にて内方に、
中心に向かって、折り畳まれ始め、4ポッド111,1
12,113、114、111b、112b、113b
及び114bはそれぞれ、下にあり互いに枢動する切り
抜き斜め材93及び95の上に平坦に畳まれる。4ポッ
ドの外端部が取り付けられている垂直入れ子式部材9
1、91b及び91は、長さを増し、すなわち、図35
Bに示すように入れ子式にはまり込む。各展開可能なス
パー35,35b、35c、37,37b及び37c
は、折り重なる。結合部99及び100は、展開した状
態でラッチ留めされて、リジッドな剛性トラスを形成す
る。上述のつぶし動作すなわち折り畳み動作は、図35
Dに示すように続いて、図示するような狭いパッケージ
を形成する。ガイワイヤなどのすべての引っ張りライン
は、図35B、図35C及び図35Dには示されていな
いが、緩められドレープになっている。
【0164】トラスバンド切り抜きトラス:第4の実施
形態が図36に示されている。この実施形態は、トラス
バンド切り抜き展開と呼ばれる。本実施形態において
も、既に記載された実施形態と共通の要素には、同じ参
照符号を付して説明する。図36は、トラス構造体の2
本のベイを示す。この2本のベイは、トラス全体を規定
するに十分であり、カテナリー及びカテナリータイを含
む。各ベイは、左ベイにおいて2本の垂直入れ子式部材
91及び91bにより、右ベイにおいて91b及び91
cにより形成された矩形フレームと、隣接するベイに共
通である1個の入れ子式部材と、左ベイにおける2本の
水平縦通材92及び94並びに右ベイにおける92b及
び94bと、を含む。これらの部材の端部は、嵌合部材
すなわち結合部を貫通するフレームのコーナーにて、一
緒に結合されている。部材92及び94の中心は、展開
された状態においてラッチ留めされて剛性トラス形状を
形成する折り畳み結合部99及び10を含む。
【0165】縦通材は、中間点にて、前述の実施形態と
同様に、これらの縦通材を半分だけ折り畳むことが可能
なラッチ留めヒンジ結合部を含む。左ベイにおける一対
の切り抜き連結された斜め材材93及び95並びに右ベ
イにおける93b及び95bは、同期動作及び展開動作
を与える関連する矩形フレームの各コーナーの間に、ク
リスクロス状に斜め方向に延びる。上部の展開可能なス
パー35,35b及び35cは、端部にて、バネ負荷さ
れた枢着結合部により、垂直入れ子式部材91,91b
及び91cの各端部に枢着的に結合される。下部の展開
可能なスパー37,37b及び37cもまた、端部に
て、バネ負荷された枢着結合部により、垂直入れ子式部
材11,11b及び11cの各底端部に枢着的に結合さ
れる。
【0166】一対のガイラインは、各展開可能なスパー
の端部にて、係止される。ガイライン123及び124
は、中央の上部の展開可能なスパー35bの端部から、
2本の隣接するベイのフレームの外側の底部コーナーま
で延びる。同様に、ガイライン125及び126は、中
央の下部の展開可能なスパー37bの端部から、2本の
隣接するベイのフレームの外側上コーナーまで延びる。
【0167】ガイライン124bは、スパー35の末端
部に係止され、スパー35の末端部から延び、左ベイの
フレームの下方右コーナーに係止されている。ガイライ
ン126bは、下部の展開可能なスパー37の端部に係
止され、スパー37の端部から延びて、左ベイの上方右
コーナーに係止されている。各スパー35及び37の末
端部に連結されている第2のガイラインは、これらのガ
イワイヤが左側に隣接するベイにおける対応するフレー
ム位置(図示せず)、特にこのベイに規定されたフレー
ムの下方左コーナー及び規定されたフレームの上方左コ
ーナーまで延びているので、図示されていない。
【0168】ガイライン123bは、スパー35cの末
端部に係止され、スパー35cの末端部から延びて、左
ベイのフレームの左下コーナーに係止されている。ガイ
ライン125bは、下部の展開可能なスパー37cの末
端部に係止され、スパー37cの末端部から延びて、左
ベイのフレームの上方左コーナーに係止されている。ス
パー35c及び37cの各末端部に連結されている第2
のガイラインは、かようなガイワイヤが右に隣接する次
のベイ内の位置(図示せず)、特に隣接する次のベイ内
の形成された矩形フレームの下方右コーナー及び形成さ
れた矩形フレームの上方右コーナーまでそれぞれ延びる
ので、図示されていない。
【0169】下フープライン49は、各下部の展開可能
なスパー37の外端部に係止されていて、フープ状にト
ラス全体に延びる。上フープライン45は、各上部の展
開可能なスパー35の外端部に係止されていて、フープ
状にトラス全体に延びる。
【0170】部分的に示されているカテナリー7は、上
部の展開可能なスパーの端部に係止され、同様に、部分
的に示されているカテナリー9は下部の展開可能なスパ
ーの端部に係止されている。この実施形態の完成したト
ラスにおいて、カテナリーは、図1の実施形態について
説明したものと同じ構造組立体に連結されている。この
構造組立体については、繰り返して説明しない。
【0171】図37A、図37B、図37C及び図37
Dは、展開していない状態すなわち収容状態まで折り畳
まれる図36の要素の動作を規定する補助となる。図3
7Aは、図36に示した実施形態の前面平面図を示す。
図37Bは、図37Aに示されたガイラインを除いて、
図37Aの要素を折り畳む最初のステージを示す。ガイ
ラインは、折り畳み中に、緩められドレープ状となるの
で、図面を明瞭にするため省略されている。前述の実施
形態におけるように、垂直入れ子式部材は、入れ子式に
はまり込み、長くされ、切り抜き部材は折り畳まれ、外
側の水平縦通材は中心に向かって折り畳まれる。図37
Cは、スパーが延ばされたままの次の折り畳みステージ
を示し、図37Dは、スパーが外側に折り畳まれた最終
ステージを示す。
【0172】展開力は、バネ又は電気モーターの何れか
によって与えられる。トラスバンド平行バートラス:ト
ラス構造体の第5の実施形態が、図38に示されてい
る。図38は、2本のトラスベイの斜視図を示す。この
実施形態は、トラスバンド平行バートラス展開と呼ばれ
る。この実施形態においても、前述の実施形態と同様の
要素には、同じ参照符号が付されている。各ベイは、左
ベイにおいて2本の垂直ストラット17及び17b及び
2本の離隔した水平縦通材19及び21により、右ベイ
において2本の垂直ストラット17b及び17c及び2
本の離隔した水平縦通材19b及び21bにより規定さ
れた矩形フレームを含む。これらの部材の端部は、フレ
ームのコーナーにて、前述の実施形態に関連して記載し
た種類の適切な嵌合部材により、一緒に結合されてい
る。垂直ストラットへの嵌合連結は、固着されているか
又は剛性である。水平縦通材への連結は、枢着結合部に
よりなされる。この実施形態における水平縦通材は、直
前の実施形態に見られるような中間区域におけるラッチ
留め結合を含まず、基本的に第1の実施形態におけるよ
うな直線ポールである。
【0173】入れ子式斜め材23は、左ベイのフレーム
の上方右コーナーと下方左コーナーとの間を連結し、矩
形フレームを対角線に横切って延びる。別の入れ子式斜
め材23bは、右ベイのフレームの上方左コーナーと下
方右コーナーとの間を連結し、フレームを対角線に横切
って延びる。左ベイの構造体は、右ベイの構造体の鏡像
であることがわかる。
【0174】上部の展開可能なスパー35,35b及び
35cは、それらがバネ負荷されたヒンジ結合により取
り付けられている垂直ストラット17,17b及び17
cの各端部から延びる。下部の展開可能なスパー37,
37b及び37cは、それらがバネ負荷されたヒンジ結
合(図示せず)により取り付けられている垂直ストラッ
ト17,17b及び17cの各底端部から延びる。
【0175】各展開可能なスパーは、外端部に取り付け
られている2本のガイワイヤを含む。ガイワイヤ123
及び124は、中央の上部の展開可能なスパー35bの
端部に取り付けられており、左ベイの形成された矩形フ
レームの下方左コーナー及び右ベイの形成された矩形フ
レームの下方右コーナーに、それぞれ取り付けられる。
中央の下部の展開可能なスパー37bの端部に取り付け
られているガイワイヤ125及び126は、左ベイの矩
形フレーム区域の上方左コーナー及び右ベイの矩形フレ
ーム区域の上方右コーナーに、それぞれ取り付けられて
いる。これらのコーナー連結は、各コーナーに見られる
嵌合部材によりなされる。
【0176】ガイライン124bは、スパー35の端部
に係止され、スパー35の端部から延びて、左ベイのフ
レームの下方右コーナーに係止される。ガイライン12
6bは、下部の展開可能なスパー37の端部に係止さ
れ、下部の展開可能なスパー37の端部から延びて、左
ベイのフレームの上方右コーナーに係止される。後者の
各スパーに連結されている第2のガイラインは、左側に
隣接する次のベイの対応するフレーム位置(図示せ
ず)、特にこのベイに規定されている矩形フレームの下
方左コーナー及び規定されている矩形フレームの上方左
コーナーまでそれぞ延びるので、図示されていない。
【0177】ガイライン123bは、スパー35cの端
部に係止され、スパー35cの端部から延び、右ベイの
フレームの左下コーナーに係止されている。ガイライン
125bは、下部の展開可能なスパー37cの端部に係
止され、下部の展開可能なスパー37cの端部から延
び、左ベイのフレームの上方左コーナーに係止されてい
る。後者の各スパーに連結されている第2のガイライン
は、これらのガイラインが右側に隣接する次のベイにお
ける位置(図示せず)、特に、このベイに規定されてい
る矩形フレームの下方右コーナー及び規定されている矩
形フレームの上方右コーナーまでそれぞれ延びるので、
図示されていない。
【0178】前述の実施形態におけるように、下フープ
ライン49は、下部の展開可能なスパーの各外端部に取
り付けられ、フープ状にトラス全体に延びる。上フープ
ライン45は、上部の展開可能なスパーの各外端部に取
り付けられ、フープ状にトラス全体に延びる。カテナリ
ー7は、上部の展開可能なスパーの端部に取り付けら
れ、同様に、部分的に示されているカテナリー9は、下
部の展開可能なスパーの端部に取り付けられる。この実
施形態の完成したトラスにおいて、カテナリーは、図1
の実施形態において述べたと同様の構造組立体に連結さ
れる。この構造組立体を繰り返して説明しない。
【0179】図39A、図39B、図39C及び図39
Dは、収容された状態すなわち展開されていない状態に
トラスを折り畳む工程における要素の動作を規定する補
助となる。図39Aは、図38に示した実施形態の前面
平面図である。図39Bは、ガイラインを除いて、図3
9Aの要素を折り畳む最初のステージを示す。ガイライ
ンは、折り畳み中にドレープ状になるので、図面を明瞭
にするために省略されている。斜め部材23及び23b
は、折り畳み中に、長くされ、互いに同期して入れ子式
にはめ込まれる。垂直ストラット17,17b及び17
cは、互いに平行なバーである。水平縦通材は下方に枢
動し、垂直ストラットの側部に沿って折り畳まれる。図
39Cは、折り畳みのさらなるステージを示す。ここ
で、展開可能なスパー35b及び37bは外方に延びた
ままである。図39Dは、展開可能なスパーが外側に折
り畳まれる最終ステージを示す。この実施形態におい
て、展開されていないパッケージすなわち樽の長さは、
前述の実施形態における長さよりもわずかに長いことが
わかる。
【0180】折り畳まれたフレームの展開は、まず、結
合部に配置されたバネを有し、折り畳まれた部材を開く
ためにねじり力を掛けることによりなされる。部分的に
開かれたフレームは、入れ子式管の各端部をつぶされた
状態に向かって引くためにバネ又は巻き取られたケーブ
ルによって、潰れている入れ子式部材に引っ張り力を掛
けることによって、完全に開かれる。フレームが完全に
展開すると、入れ子式管は、その潰された状態にラッチ
留めされるので、剛性トラス構造体を展開することがで
きる。
【0181】切り抜き箱形トラス:本発明の第6の実施
形態を示す図40を参照する。この実施形態は、切り抜
き展開箱形トラスと呼ばれる。この実施形態において
も、前述の実施形態におけると同様の要素には、同じ参
照符号を付して説明する。前述の実施形態は、フレーム
面上に構築された三角形又は角錐を有するが、本実施形
態では、フレーム上に箱様構造体を展開する。よって、
前述の実施形態よりも、強い強度で、がっしりしてお
り、より重量が重い。この図は、カテナリー及びタイを
含み、トラス全体を規定するに十分なトラス構造体の2
本のベイを示す。トラスに対する基本的なフレームワー
クは、既に述べた図36の実施形態の機能と同様に機能
する。よって、この実施形態の記載において不確実なこ
とは、前述の実施形態の説明を参照することにより解決
する。
【0182】各ベイは、2本の垂直部材すなわち左ベイ
においてストラット17及び17bにより、右ベイにお
いて17b及び17cにより、並びに2本の水平縦通材
すなわち左ベイにおいて92及び94により、右ベイに
おいて92b及び94bにより形成された矩形フレーム
を含む。これらの部材の端部は、適切な嵌合部材すなわ
ち結合部により、適当に、フレームのコーナーにて、一
緒に結合されている。一つ前の実施形態に示したよう
に、水平縦通材は、これらの縦通材を半分だけ折り畳む
ことができるラッチ留め結合部を中間区域に含む。
【0183】展開可能なスパー35,35b及び35c
は、一端部にて、嵌合部材を介して、適当に、垂直スト
ラット17,17b及び17cの各上端部に、枢着的に
連結されている。これらのストラットに対する枢着結合
は、バネ偏倚されて、関連する展開可能なストラットを
展開された位置まで外方向に枢動させるように押しつけ
る。下側において、展開可能なスパー37,37b及び
37cは、一端部にて、嵌合部材を介して、適当に、垂
直ストラット17,17b及び17cの各下端部に、枢
着的に連結されている。ストラットに対する枢着結合
は、バネ偏倚されて、関連する展開可能なストラットを
展開された位置まで外方に枢動させるように押しつけ
る。
【0184】左ベイにおいて、一対の切り抜き連結され
た斜め材93及び95は、矩形フレームを対角線方向に
横切って延び、各斜め部材の中心に配置されている枢着
結合部90にて、一緒に連結される。同様に、切り抜き
連結された斜め部材93b及び95bは、右ベイに含ま
れている。
【0185】外方フープライン45の区域は、隣接する
展開可能なスパー35及び35bの外端部及び35bと
35cの外端部の間を連結する。下フープライン49の
区域は、展開可能なスパー37及び37bの外端部、3
7b及び37cの外端部の間を連結する。前述のすべて
の実施形態にあるように、上カテナリー7は、上部の展
開可能なスパー35の末端部に連結され、下カテナリー
31は、下部の展開可能なスパーの末端部に連結されて
いる。
【0186】箱形配置を形成するために、折り畳み可能
な縦通材127及び28は、ストラット17の上端部及
び下端部から、基本的に垂直方向に、それぞれ延びる。
折り畳み可能な縦通材27b及び128bは、垂直スト
ラット17bの両端部に同様の態様にて連結され、折り
畳み可能な縦通材127c及び128cは、垂直ストラ
ット17cの端部に同様の態様にて連結される。2対の
折り畳み可能な水平縦通材129及び130並びに12
9b及び130bも含まれる。縦通材129は、縦通材
127及び127bの外端部の間を連結する。縦通材1
30は、縦通材128及び128bの外端部の間を連結
する。縦通材129bは、縦通材127b及び127c
の外端部の間を連結する。縦通材130bは、縦通材1
28b及び128cの外端部の間を連結する。
【0187】2個の箱形状フレーム延長部を完成するた
めに、垂直ストラット131は、折り畳み可能な縦通材
127及び128の端部を横切って連結する。垂直スト
ラット97bは、縦通材127b及び128bの端部の
間を連結する。垂直ストラット97cは、折り畳み可能
な縦通材127c及び128cの端部の間を連結する。
各箱の外壁を強化するために、さらに一対の斜め材に連
結された切り抜きが各々に含まれる。斜め材133及び
134は、左箱の対向する両コーナーの間を連結し、枢
着結合部135によって、それらの中間点にて一緒に連
結される。斜め部材94b及び95bは、右箱の対向す
る両コーナーの間を連結し、枢着結合部96bによっ
て、それらの中間点にて、一緒に連結される。各対の斜
め部材の端部は、枢着結合部より関連する端部嵌合部材
に連結され、折り畳み中に、相対移動を可能とする。
【0188】ガイワイヤ137及び138は、展開可能
なスパー35bの端部から二重箱配置の上コーナーまで
連結する。ガイワイヤ139及び140の下側にて、下
部の展開可能なスパー37bの端部から、二重箱配置の
外側下コーナーまで、連結される。組み合わせに含まれ
る他の展開可能なスパー上の対応するガイワイヤは、図
示されていない。しかし、これらの追加的なガイワイヤ
は、2個の箱が図示されているうちの一つであり、隣接
する次のベイにおける同様の箱である同様の配置におい
て連結されていることは理解されるであろう。
【0189】前述の実施形態におけるように、嵌合部材
(図示せず)は、各コーナーに用いられている。嵌合部
材の上記記載から、それらの嵌合部材の構造は自明であ
る。これらの別の実施形態における嵌合部材は、適当な
枢着結合部と、上述の折り畳み操作及び展開操作を可能
とし且つ各ガイラインに係止するに必要な構造体とを、
含む。トラス構造体に対する上述の操作は、展開可能な
ストラット装置の用途の広さを立証する。
【0190】後退トラス:この明細書において既に述べ
たように、図2の周辺トラスに用いられる基本フレーム
は、それ自身新規な構造体であり、反射表面を支持し且
つ展開可能な周辺トラスとして機能する付随カテナリー
システムと一緒に用いることができる。かようなトラス
は、図41に示されており、図41を参照する。
【0191】側面図に示されているように、トラス5’
は、いかなる展開可能なスパーも含まず、図4に示す第
1の実施形態の側面図と比較して、要素19,17,1
7b、21、入れ子式斜め材23及び関連する三角形部
材の基本的構造体は、図41における構造要素19’、
17’、17b’、21’及び23’に対応する。図4
1のトラスは、第1の実施形態に関して図7に最もよく
示されている同じ三角形部材、32及び34などの支持
ガイワイヤ、ガイライン42及び44に対応するような
基本フレームを支持する他のガイライン、中間フープラ
イン33を含むが、図41の小さな寸法の図面では符号
が付されていない。用いられているカテナリーシステム
は、この後退トラスにおいても同じでよく、カテナリー
ラインの外端部は、トラスの周囲の4部材嵌合部材及び
8部材嵌合部材に取り付けられている。前述のトラスも
また、ここに記載されているような結びつき装置及び展
開機構を用いてもよい。
【0192】この後退トラスの欠点は自明である。この
トラス反射面にとって、図1及び図2により構築された
周辺トラスと同じ又は置換され得る同じRF周波数にて
作動するためには、トラスの構造部材は、展開可能なス
パーの端部により達成されるのと同じ高さ及び位置に達
していなければならない。これを達成するためには、構
造部材19’及び21’は、主要なトラス及び構造部材
17’及び17b’における対の片方部材よりもわずか
に長さが長く、垂直ストラットは大幅にその長さを増加
しなければならない。図41に示されているように、垂
直ストラット17’の長さは、図1〜図4の主要な実施
形態における展開可能なスパー及び垂直ストラットによ
り覆われる距離である長さHでなければならない。
【0193】この欠点は、収容時に現れる。前述のトラ
スが収容状態に置かれるとき、図1〜図4のトラスより
も大幅に大きな容積を占め、大幅に高い高さのパッケー
ジを形成する。従来技術の項で明らかにしたように、収
容スペースは宇宙での適用においては非常に重要であ
る。主要スペースが重要であるこれらの適用において、
後者のトラスは、あまり好ましくないので後退トラスと
呼ばれる。しかし、適切な収容スペースを得ることが可
能な宇宙空間での適用においては、周辺トラスは、構造
上あまり複雑でなく、よって製造コストが高くならな
い、という利点を有する。既に述べた記載から、展開可
能なスパーは、周辺トラスをより複雑なものとすること
が明らかであり、図41に示すトラスはこの複雑さを避
けることができる。
【0194】前述の実施形態は、反射表面がRF電磁気
エネルギーを反射する反射面を記載する。当業者であれ
ば、光反射性である表面は、RF反射表面に取って代わ
り、放物状光反射面を形成することがわかる。光反射面
は、RFエネルギーの集中で生じる同じ態様で、光を集
中する。かような展開可能な光反射面は、考えられる限
りの宇宙空間での集中への適用にとって必要な事項を満
足すべきである。前述のアンテナ又は光反射面構造は、
少なくとも理論的には地上での適用に用いられる。しか
し、地上でのアンテナ及び/又は光反射面の製造及び展
開にとってより複雑でない技術が可能であり、本発明を
用いるよりもはるかに低廉な製造コストが提案されてい
るから、本発明の用途は、宇宙空間環境及び宇宙空間の
実状に適応させるように極めて限定することが最良であ
ろう。
【0195】明細書の記載において、一対の垂直ストラ
ット及び水平縦通材により規定される4面多角形の形状
は、記載された部材が互いに直角に向けられているの
で、矩形と呼ばれる。さらに、少なくともいくつかの実
施形態において、矩形の側部は長さが等しく、四角形と
して表されている。よって、本明細書において「矩形」
とは、矩形の4辺が長さが等しく四角形を規定する特別
の場合も包摂することを理解されたい。
【0196】本発明の好ましい実施形態の上述の記載
は、当業者が過度の実験をすることなしに本発明を実施
するに十分なほど詳細であると信じる。しかし、前述の
目的のために表されている要素の詳細は、本発明の精神
を制限するものではなく、これらの要素と均等な要素を
含み、本発明の精神を逸脱しない限りにおいて他の変形
も可能であることは、理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、展開した状態での反射面用の展開可能
なトラスの実施形態を示す斜視図である。
【図2】図2は、トラス及びカテナリーシステムをより
よく示すために、反射表面を取り除いた図1と同様の斜
視図である。
【図3】図3は、図2の実施形態を示す頂部平面図であ
る。
【図4】図4は、図2の実施形態を示す側面図である。
【図5】図5は、折りたたまれて収容されている状態で
の図1及び図2の反射面及び折り畳み可能な周辺を示す
斜視図である。
【図6】図6は、図5の収容状態でのトラスの一端部の
拡大斜視図である。
【図7】図7は、図4における側部からみたトラスの一
部を示す拡大図である。
【図8】図8は、図1〜図4のトラスに用いられる4部
材嵌合部材の斜視図である。
【図9】図9は、図1〜図4のトラスに用いられる8部
材嵌合部材の一つを示す斜視図である。
【図10】図10は、図8に示す嵌合部材を別の角度か
らみた場合の斜視図である。
【図11】図11は、図8に示す嵌合部材をまた別の角
度からみた場合の斜視図である。
【図12】図12は、図1〜図4のトラスに用いられる
2部材嵌合部材の斜視図である。
【図13】図13は、図1〜図4のトラスに用いられる
スパー端部嵌合部材の斜視図である。
【図14】図14は、図1及び図2の実施形態において
用いられる新規なカテナリーシステムの一部を示す側面
図である。
【図15】図15は、図1及び図2の実施形態において
用いられるカテナリーシステムの中心部を示す部分図で
ある。
【図16】図16は、図15に示した中心リングの拡大
図である。
【図17】図17は、図16の中心リングの上部平面図
である。
【図18】図18は、図17までに部分的に示した展開
システムの作動時の状態を示す図である。
【図19】図19は、図17までに部分的に示した展開
システムの作動時の状態を示す図である。
【図20】図20は、収容状態における図1〜図4のト
ラスの2本のベイを図5よりも拡大して示す側面図であ
る。
【図21】図21は、構造部材の関係をより明らかに示
すためにガイワイヤを取り除いた状態での図20の2本
のベイを示す。
【図22】図22は、図21の2本のベイ区域が収容状
態から展開する最初のステージにおける状態を示す斜視
図である。
【図23】図23は、図21の2本のベイ区域が収容状
態から展開する図22に続くステージにおける状態を示
す斜視図である。
【図24】図24は、図21の2本のベイ区域が収容状
態から展開する図23に続くステージにおける状態を示
す斜視図である。
【図25】図25は、図21の2本のベイ区域が収容状
態から展開する図24に続くステージにおける状態を示
す斜視図である。
【図26】図26は、展開しつつある状態での周辺トラ
スの全体を示す図である。
【図27】図27は、図22に示す展開の初期段階にお
ける2本のベイを示すトラスの2本のベイの側面図であ
るが、ガイライン及び新規なケーブル取り扱いシステム
を含む側面図である。
【図28】図28A及び図28Bは、図27の実施形態
において用いられるケーブル取り扱いシステム構成要素
の絵画図である。
【図29】図29A、図29B及び図29Cは、周辺ト
ラス構造に折り曲げ返されている円形及び楕円形の派生
体を示す絵画図である。
【図30】図30A、図30B及び図30Cは、図1〜
図4の実施形態に用いられる円柱形状の変更により得ら
れるオフセットタイプの反射面に有用な図29Bに示す
トラスの別の楕円形状を示す上面図、正面図及び側面図
である。図30D、図30E及び図30Fは、図1〜図
4の実施形態に用いられる円柱形状の変更により得られ
るオフセットタイプの反射面に有用な図29Bに示すト
ラスのさらに別の楕円形状を示す上面図、正面図及び側
面図である。
【図31】図31A、図31B及び図31Cは、図1〜
図4の実施形態に用いられる円柱形状の変更により得ら
れるオフセットタイプの反射面に有用な図29Cに示す
トラスの別の形状を示す上面図、正面図及び側面図であ
る。
【図32】図32は、反射面トラスの第2の実施形態の
斜視図である。
【図33】図33A、図33B、図33C及び図33D
は、図32の実施形態が種々の折り畳み段階にある構造
を示すダイアグラムである。
【図34】図34は、反射面トラスの第3の実施形態の
斜視図である。
【図35】図35A、図35B、図35C及び図35D
は、図34の実施形態が種々の折り畳み段階にある構造
を示すダイアグラムである。
【図36】図36は、反射面トラスの第4の実施形態の
斜視図である。
【図37】図37A、図37B、図37C及び図37D
は、図36の実施形態が種々の折り畳み段階にある構造
を示すダイアグラムである。
【図38】図38は、反射面トラスの第5の実施形態の
斜視図である。
【図39】図39A、図39B、図39C及び図39D
は、図38の実施形態が種々の折り畳み段階にある構造
を示すダイアグラムである。
【図40】図40は、反射面トラスの第6の実施形態の
斜視図である。
【図41】図41は、図1〜図4の実施形態における基
本フレーム構造を形成するために用いられる要素から形
成された新規ではあるが基本的な実施形態の利点を奏さ
ない展開可能な周辺トラスの説明図である。
【符号の説明】
1:トラス反射面 3:反射性材料 5:トラス 6:カテナリーシステム 12,14,16:ベイ 17:垂直ストラット 19,21:縦通材 23:斜め材 27,29:三角形ストラット 35,37:スパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイ・デイル・パーカー アメリカ合衆国カリフォルニア州90274, ローリング・ヒルズ・エステイツ,ウィロ ー・ウッド・ロード 5276

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射面用の展開可能な周辺トラスであっ
    て、上記展開可能な周辺トラスは展開された状態におい
    て前端部と後端部とを有し、 展開された状態における閉鎖ループを規定し、前端部及
    び後端部並びに前端部と後端部の間の所定の高さを有す
    る展開可能な構造体フレームと、 上部の展開可能なスパー及び下部の展開可能なスパー
    と、を備え、 上記上部の展開可能なスパーは、上記展開可能な構造体
    フレームの前端部に枢動的に取り付けられ、展開されて
    いない位置から上記構造体フレームの前端部から外方向
    に延ばされた位置まで枢動するように偏倚されて上記周
    辺トラスの前端部を規定しており、 上記下部の展開可能なスパーは、上記展開可能な構造体
    フレームの後端部に枢動的に取り付けられ、展開されて
    いない位置から上記構造体フレームの後端部から外方向
    に延ばされた位置まで枢動するように偏倚されて上記周
    辺トラスの後端部を規定しており、 上記周辺トラスは、上記構造体フレームの所定の高さよ
    りも高い、ことを特徴とする周辺トラス。
  2. 【請求項2】 請求項1の周辺トラスであって、さら
    に、 前記上部の展開可能なスパー及び下部の展開可能なスパ
    ーを前記構造体フレームに枢動的に取り付け、上記上部
    の展開可能なスパー及び下部の展開可能なスパーを展開
    された位置まで移動させるように偏倚するバネ負荷枢動
    手段を備える、ことを特徴とする周辺トラス。
  3. 【請求項3】 請求項2の周辺トラスであって、さら
    に、 反射表面を支持するカテナリーシステムを備え、上記カ
    テナリーシステムは、前記上部の展開可能なスパー及び
    下部の展開可能なスパーによって支持されている、こと
    を特徴とする周辺トラス。
  4. 【請求項4】 反射面用の展開可能なトラスであって、 各々が矩形フレームを規定する一対の水平部材と一対の
    垂直部材とを備える複数の矩形ベイを備え、各上記垂直
    部材は2本の隣接するフレームと共通であり、上記複数
    のベイは連続的に連結されて中空円筒形状を規定するト
    ラス構造体と、 各々が先端部と末端部とを有し、上記末端部を収容位置
    と上記垂直部材の上方で外方向に延ばされた展開位置と
    の間で枢動させるために先端部において上記垂直部材の
    各一つの上端部と枢動的に連結されている、上記垂直部
    材の数と等しい数の複数の第1の展開可能なスパーと、 各々が先端部と末端部とを有し、上記末端部を収容位置
    と上記垂直部材の下方で外方向に延ばされた展開位置と
    の間で枢動させるために先端部において上記垂直部材の
    各一つの下端部と枢動的に連結されている、複数の第2
    の展開可能なスパーと、 上記第1の展開可能なスパーを展開された位置まで展開
    するバネ手段と、 上記第2の展開可能なスパーを展開された位置まで展開
    するバネ手段と、 上記第1の展開可能なスパーの末端部についての閉鎖ル
    ープ内に延び、上記第1の展開可能なスパーの各々の末
    端部に結合されている第1の引っ張りラインと、 上記第2の展開可能なスパーの末端部についての閉鎖ル
    ープ内に延び、上記第2の展開可能なスパーの各々の末
    端部に結合されている第2の引っ張りラインと、 上記構造体フレーム及び上記展開可能なスパーを収容位
    置から展開された位置まで移動させる展開手段と、を備
    えることを特徴とするトラス。
  5. 【請求項5】 折り畳み可能な周辺トラス反射面であっ
    て、 第1の閉鎖ループを形成する関係に端部と端部とが一緒
    に連結されている複数の第1の水平縦通材と、 上記第1の閉鎖ループと同様の寸法で、上記第1の閉鎖
    ループと互いに同軸的に且つ角度的に整合されている第
    2の閉鎖ループを形成する関係に端部と端部とが一緒に
    連結されている複数の第2の水平縦通材であって、上記
    第1の水平縦通材が第2の水平縦通材に重なり且つ整合
    するような第2の水平縦通材と、 上記第1の水平縦通材の数に等しい複数の垂直ストラッ
    トであって、各垂直ストラットが上記第1の閉鎖ループ
    の水平縦通材のうち2個の隣接する縦通材の隣接する端
    部間に連結されており、上記第1の閉鎖ループの水平縦
    通材のうち2個の隣接する縦通材を下に敷く上記第2の
    閉鎖ループの水平縦通材のうち2個の隣接する縦通材の
    隣接する端部の下に置かれて、上方左コーナー、上方右
    コーナー、下方左コーナー及び下方右コーナーを含む各
    フレームを有する円形リング内に並列関係に位置づけら
    れている複数の4面多角形フレームを規定する複数の垂
    直ストラットと、 第1の複数の展開可能なスパーであって、各スパーは上
    記上方左コーナーの各一つによって、一端部にて枢動的
    に支持されている第1の展開可能なスパーと、上記上方
    左コーナーにて、隣接する4面多角形フレームの外方向
    に位置づけられている関連する展開可能なスパーの末端
    部を有する展開位置まで、上記各展開可能なスパーを枢
    動させるように偏倚するバネ偏倚枢着手段と、 第2の複数の展開可能なスパーであって、各スパーは上
    記下方左コーナーの各一つによって、一端部にて枢動的
    に支持されている第2の展開可能なスパーと、上記下方
    左コーナーにて、隣接する4面多角形フレームの外方向
    に位置づけられている関連する展開可能なスパーの末端
    部を有する展開位置まで、上記各展開可能なスパーを枢
    動させるように偏倚するバネ偏倚枢着手段と、 第1の複数の可撓性の引っ張りラインであって、各引っ
    張りラインは上記複数の第1の展開可能なスパーの隣接
    する一対の外端部の間に連結されていて、トラスに対す
    る前縁としての第1の円形フープを集合的に規定する第
    1の複数の可撓性の引っ張りラインと、 第2の複数の可撓性の引っ張りラインであって、各引っ
    張りラインは上記複数の第2の展開可能なスパーの隣接
    する一対の外端部の間に連結されていて、トラスに対す
    る後縁としての第2の円形フープを集合的に規定する第
    2の複数の可撓性の引っ張りラインと、 第1の複数のカテナリーラインであって、上記カテナリ
    ーラインは、上記第1の複数の展開可能なスパーの末端
    部から支持されている第1の複数のカテナリーライン
    と、 第2の複数のカテナリーラインであって、上記カテナリ
    ーラインは、上記第1の複数のカテナリーラインと数が
    等しく、上記第2の複数の展開可能なスパーの末端部か
    ら支持されている第2の複数のカテナリーラインと、を
    備えることを特徴とする折り畳み可能な周辺トラス反射
    面。
  6. 【請求項6】 請求項5の折り畳み可能な周辺トラス反
    射面であって、 前記水平縦通材の各々は、さらに、中間点にラッチ留め
    枢着結合部を含み、こうして収容状態に向かって移動す
    る際に、水平縦通材は半分だけ内方に折り畳まれ、 前記垂直ストラットの各々は、さらに入れ子式部材を備
    え、こうして収容状態に移動する際に、垂直ストラット
    は長さが入れ子式にはめ込まれ、 前記各フレームはさらに、 同じ長さの枢動的に連結された第1の腕の対であって、
    上記第1の腕の対は一端部にて互いに枢動的に連結され
    ており、各腕の残りの端部はフレームの左側に境界を形
    成する垂直ストラットの両端部に枢動的に連結されてい
    る第1の腕の対と、 上記枢動的に連結された第1の腕の対は、展開された状
    態で、関連する垂直ストラットと共に二等辺三角形を規
    定し、関連する垂直ストラットが収容状態にて長さが入
    れ子式にはめ込まれるときに、関連する垂直ストラット
    と共に平坦にされ、 同じ長さの枢動的に連結されている第2の腕の対であっ
    て、上記第2の腕の対は、一端部にて互いに枢動的に連
    結されており、各腕の残りの端部は上記フレームの右側
    に境界を形成する第2の垂直ストラットの対向する両端
    部に枢動的に連結されている第2の腕の対と、 上記枢動的に連結された第2の腕の対は、展開された状
    態で、関連する第2の垂直ストラットと共に二等辺三角
    形を規定し、関連する第2の垂直ストラットが収容状態
    にて長さが入れ子式にはめ込まれるときに、関連する第
    2の垂直ストラットと共に平坦にされ、 収容状態に向かって移動するとき、互いに向かって切り
    抜き様の相対移動可能とするように、各々の中間点にて
    枢動的に一緒に連結されている第1及び第2の斜め部材
    と、 上記第1の斜め部材は、上記矩形フレームの上方左コー
    ナーに枢動的に連結されており、上記矩形フレームの上
    方左コーナーから矩形フレームの下方右コーナーまで延
    び、上記矩形フレームの下方右コーナーに枢動的に連結
    されていて、収容状態に向かって移動するときに、上記
    垂直ストラットに対して枢動可能とし、 上記第2の斜め部材は、上記矩形フレームの上方右コー
    ナーに枢動的に連結されており、上記矩形フレームの上
    方右コーナーから矩形フレームの下方左コーナーまで延
    び、上記矩形フレームの下方左コーナーに枢動的に連結
    されていて、収容状態に向かって移動するときに、上記
    垂直ストラットに対して枢動可能とし、こうして、上記
    矩形フレーム内で上記第2の斜め部材は上記第1の斜め
    部材を横切るようになされ、 上記第1の対の枢動的に連結された腕の端部と、上記第
    2の対の枢動的に連結された腕の端部と、の間に連結さ
    れている引っ張りラインと、 上記第1の対の枢動的に連結された腕の端部と、上記矩
    形フレームの右側の境界を形成する垂直ストラットと関
    連する上記上部の展開可能なスパーの末端部と、の間に
    連結されている第1のガイラインと、 上記第1の対の枢動的に連結された腕の端部と、上記矩
    形フレームの右側の境界を形成する垂直ストラットと関
    連する上記下部の展開可能なスパーの末端部と、の間に
    連結されている第2のガイラインと、 上記第2の対の枢動的に連結された腕の端部と、上記矩
    形フレームの左側の境界を形成する垂直ストラットと関
    連する上記上部の展開可能なスパーの末端部と、の間に
    連結されている第3のガイラインと、 上記第2の対の枢動的に連結された腕の端部と、上記矩
    形フレームの左側の境界を形成する垂直ストラットと関
    連する上記下部の展開可能なスパーの末端部と、の間に
    連結されている第4のガイラインと、を備えることを特
    徴とする展開可能な周辺トラス反射面。
  7. 【請求項7】 折り畳み可能な周辺トラス反射面であっ
    て、 第1の閉鎖ループを形成する関係に、端部と端部とが一
    緒に連結されている第1の複数の水平縦通材と、 上記第1の閉鎖ループと同様の寸法の第2の閉鎖ループ
    を形成する関係に、端部と端部とが一緒に連結されてい
    る第2の複数の水平縦通材と、 上記第1及び第2の閉鎖ループは、同軸であり、互いに
    角度的に整合されており、上記第1の複数の水平縦通材
    は関連する上記第2の複数の水平縦通材に重なり且つ整
    合されており、 上記第1の複数の水平縦通材と等しい数の複数の垂直ス
    トラットと、 各上記垂直ストラットは、上記第1の閉鎖ループの上記
    水平縦通材のうち2本の隣接する縦通材の隣接する端部
    と、上記第1の閉鎖ループの上記水平縦通材のうち2本
    の隣接する縦通材の下にある上記第2の閉鎖ループの上
    記水平縦通材のうち隣接する2本の縦通材の隣接する下
    にある端部との間に連結されていて、上方左コーナー、
    上方右コーナー、下方左コーナー及び下方右コーナーを
    含む各矩形フレームを有する円筒状リング内に並列関係
    に配置されるように位置付けられている複数の矩形フレ
    ームを規定し、 第1の複数の展開可能なスパーであって、各スパーが上
    記上方左コーナーの各一つによって一端部に枢動的に支
    持されている第1の複数の展開可能なスパーと、 各上記上方左コーナーにて、各展開可能なスパーを、関
    連する展開可能なスパーの末端部が隣接する矩形フレー
    ムの外方向に位置づけられている展開された位置まで枢
    動させるように偏倚するバネ偏倚枢着手段と、 第2の複数の展開可能なスパーであって、各スパーが上
    記下方左コーナーの各一つによって一端部にて枢動的に
    支持されている第2の複数の展開可能なスパーと、 各上記下方左コーナーにて、各展開可能なスパーを、関
    連する展開可能なスパーの末端部が隣接する矩形フレー
    ムの外方向に位置づけられている展開された位置まで枢
    動させるように偏倚するバネ偏倚枢着手段と、 第1の複数の可撓性引っ張りラインであって、各引っ張
    りラインが上記第1の複数の展開可能なスパーの隣接す
    る一対の外端部の間に連結されていて、トラスの前縁用
    の円形フープを集合的に規定する第1の複数の可撓性引
    っ張りラインと、 第2の複数の可撓性引っ張りラインであって、各引っ張
    りラインが上記第2の複数の展開可能なスパーの隣接す
    る一対の外端部の間に連結されていて、トラスの後縁用
    の円形フープを集合的に規定する第2の複数の可撓性引
    っ張りラインと、 上記第1の複数の展開可能なスパーの末端部から支持さ
    れている第1の複数のカテナリーラインと、 上記第2の複数の展開可能なスパーの末端部から支持さ
    れていて、上記第1の複数のカテナリーラインと同数の
    第2の複数のカテナリーラインと、 上記垂直ストラットの一つの第1の端部と、上記第1の
    閉鎖ループの2本の隣接する水平縦通材とを連結する複
    数の第1の嵌合部材と、 上記第1の複数の展開可能なスパーの一つと関連するバ
    ネ偏倚枢着手段と、 上記垂直ストラットの一つの第2の端部と、上記第2の
    閉鎖ループの2本の隣接する水平縦通材とを連結する複
    数の第2の嵌合部材と、 上記第2の複数の展開可能なスパーの一つと関連するバ
    ネ偏倚枢着手段と、を備えることを特徴とする折り畳み
    可能な周辺トラス反射面。
  8. 【請求項8】 請求項7の折り畳み可能な周辺トラス反
    射面であって、各前記矩形フレームはさらに、 前記矩形フレームの対角線方向に対向する両コーナーの
    間に延びて、両角コーナーに枢着的に連結されている入
    れ子式斜め部材を含み、この斜め部材は収容状態に向か
    って移動するときに、長さが伸ばされて、前記垂直スト
    ラットに関して枢動し、 等しい長さの一対の腕であって、上記腕は一端部にて枢
    動的に連結されていて、各腕の残りの端部は、上記入れ
    子式斜め部材が連結されている上記矩形フレームの対角
    線方向に対向する両角コーナーに枢動的に連結されてい
    て、上記入れ子式斜め部材の上に重なる一対の腕を含
    み、上記一対の腕は、展開された状態にあるときに関連
    する入れ子式斜め部材を二等辺三角形に規定し、収容状
    態に向かって移動するときに上記入れ子式斜め部材に対
    して折りたたまれるようになされており、 上記矩形フレームの上コーナー及び展開された状態にあ
    るときに上記二等辺三角形を一方向に筋交いする上記一
    対の腕の間の上記枢着連結部に連結されている第1のガ
    イワイヤと、 上記矩形フレームの下コーナー及び展開された状態にあ
    るときに上記二等辺三角形を反対方向に筋交いする上記
    一対の腕の間の上記枢着連結部に連結されている第2の
    ガイワイヤと、を含み、 さらに各矩形フレーム用の第3及び第4のガイワイヤ並
    びに第5及び第6のガイワイヤを含み、 各上記第3及び第4のガイワイヤは、上記第1の複数の
    展開可能なストラットのうち隣接する一対の展開可能な
    ストラットの各一つの各末端部及び上記展開可能な上ス
    トラットの隣接する対の間に配置されている矩形フレー
    ム内における枢動的に連結されている腕の対の間の枢着
    連結部に連結されており、 各上記第5及び第6のガイワイヤは、上記第2の複数の
    展開可能なストラットのうち隣接する一対の展開可能な
    ストラットの各一つの各末端部及び上記展開可能な上ス
    トラットの隣接する対の間に配置されている矩形フレー
    ム内における枢動的に連結されている腕の対の間の枢着
    連結部に連結されており、 上記第1の複数の各上記第1の複数の嵌合部材は、さら
    に、上記入れ子式斜め部材の第1の端部を枢着的に取り
    付ける枢着手段と、上記腕の対の一つの端部を枢着的に
    取り付ける他の枢着手段と、を含み、 上記第2の複数の各上記第1の複数の嵌合部材は、さら
    に、上記入れ子式斜め部材の第2の端部を枢着的に取り
    付ける枢着手段と、上記腕の対の他方の端部を枢着的に
    取り付ける他の枢着手段と、を含む、ことを特徴とする
    折り畳み可能な周辺トラス反射面。
  9. 【請求項9】 周辺トラスアンテナ用のカテナリーシス
    テムであって、上記周辺トラスアンテナは、所定領域及
    び周辺を規定する前端部及び後端部と、上記前端部を実
    質的に覆うための曲げやすい反射性材料のシートと、を
    含み、 上記トラスの前端部にて、湾曲幾何学形状に上記曲げや
    すい反射性材料のシートを支持するための複数の非伸長
    性引っ張り部材を含み、各上記引っ張り部材は、第1及
    び第2の端部を含み、上記複数の非伸長性引っ張り部材
    における上記各引っ張り部材の第1の端部は、中心位置
    にて、上記複数の非伸長性引っ張り部材における他の引
    っ張り部材の対応する第1の端部と一緒に共通に結合さ
    れており、各上記引っ張り部材は、上記中心位置から半
    径方向外方向に延びて、上記周辺トラスの端部の周辺に
    て、相互排除的な位置に第2の端部を連結する、ことを
    特徴とする周辺トラスアンテナ用のカテナリーシステ
    ム。
  10. 【請求項10】 複数の構造部材と上記複数の構造部材
    のうちの2本の構造部材の間に連結されている少なくと
    も1本の非伸長性引っ張り部材とを含み、上記構造部材
    は収容された位置と展開された位置とを有する展開可能
    な周辺トラス反射面用のケーブル取り扱いシステムであ
    って、 少なくとも1本の中空円筒を備え、 上記円筒は、上記構造部材の一つに取り付けられてお
    り、 上記非伸長性引っ張り部材は、上記構造部材の各一つに
    連結するための第1及び第2の端部と、上記収容された
    状態におけるらせん形状の中間部分と、を有し、 上記らせん形状の中間部分は、上記端部を引くことによ
    って引き込めるために、上記中空円筒内に収容される、
    ことを特徴とするケーブル取り扱いシステム。
  11. 【請求項11】 請求項10のケーブル取り扱いシステ
    ムであって、前記円筒は、可撓性材料からなり、円筒側
    面に沿った長手方向スリット開口部を含み、 前記引っ張り部材の第1及び第2の端部の少なくとも一
    方にて、上記スリット開口部を貫通し、 上記スリット開口部の縁は、上記引っ張り部材の一部を
    緩やかに把持する、ことを特徴とするケーブル取り扱い
    システム。
  12. 【請求項12】 収容状態及び展開状態から折り畳み不
    能で、上記収容状態と上記展開状態との間で移動可能な
    複数の構造部材及び上記構造部材の各一つの間に連結さ
    れている複数の引っ張り部材を含み、上記引っ張り部材
    は上記構造部材が収容状態にあるときに緊張し、上記構
    造部材が展開状態にあるときに緩む、かような展開可能
    な周辺トラス反射面において、 ケーブル取り扱いシステムが、上記構造部材が収容位置
    にあるときに上記引っ張り部材における緩みを巻き取
    り、上記構造部材が展開位置に移動するにつれ上記緩み
    を取り除く手段を備える、ことを特徴とする展開可能な
    周辺トラス反射面。
  13. 【請求項13】 各々が中空管からなり、収容状態にあ
    るときに平行に置かれ、展開状態にあるときに互いに所
    定角度に方向付けられてジグザグ形状を規定する複数の
    同様の構造部材を備え、上記複数の構造部材の各対の端
    部を一緒に枢動的に連結する複数の嵌合部材を含み、上
    記構造部材を上記嵌合部材について制限された程度まで
    対向する方向に枢動可能とする周辺トラス反射面におい
    て、 上記複数の嵌合部材の半分は、上記構造部材の第1の端
    部に連結され、上記嵌合部材の残りの半分は、上記構造
    部材の対向する端部に連結され、 展開システムが、 上記複数の嵌合部材の総てが上記管の中空内に導かれる
    経路を含み、 1個の嵌合部材を除く上記複数の嵌合部材の総てが、プ
    ーリ及びシャフトを備え、上記プーリは上記シャフトに
    ついて回転するように載置されていて、 第1及び第2の端部を含むコードを備え、 上記コードは、各上記複数の構造部材及び上記嵌合部材
    を貫通する一列の経路及び上記各嵌合部材内の上記プー
    リの周りに延び、上記コードの第1及び第2の端部は、
    上記一列の経路に入り、上記1個の嵌合部材を介して上
    記一列の経路から出て、こうして、上記1個の嵌合部材
    に相対的にかけられている上記コード上の引く力は、上
    記プーリの軸上に個々の力を移動させて、上記構造部材
    を反対方向に上記嵌合部材に強制的に相対的に枢動さ
    せ、こうして上記構造部材を上記ジグザグ形状になす、
    ことを特徴とする展開システム。
  14. 【請求項14】 収容位置と展開位置との間で展開可能
    な周辺トラスであって、 一対の垂直ストラットと、 上記展開位置にあるときに4面多角形を規定するため、
    上記垂直ストラットに対して直角に配置されている一対
    の水平縦通材と、を備え、 各上記垂直ストラットは、隣接する水平縦通材に枢動的
    に連結されていて、上記垂直ストラットの一つが上記水
    平縦通材の一つと直線上に位置づけられて、上記垂直ス
    トラットの他の一つが上記水平縦通材の他の一つと別の
    直線上に位置づけられて、両方の上記直線は収容位置に
    あるときに互いに隣接して置かれており、 収容位置にあるときに第1の所定の長さであり、展開位
    置にあるときに上記第1の所定の長さよりも短い第2の
    所定の長さである入れ子式斜め部材を備え、上記入れ子
    式斜め部材は、入れ子式斜め部材を所定長さにラッチ留
    めするためのラッチを含み、 上記入れ子式斜め部材は、上記垂直ストラットの一つと
    水平縦通材の一つとの結合部に一端部にて枢動的に連結
    されていて、上記垂直ストラットの他の一つと水平縦通
    材の他の一つとの結合部に対向する端部にて枢動的に連
    結されており、 同じ長さの第1及び第2のストラットと、 上記第1及び第2のストラットの第1の端部を連結する
    第1の枢動手段と、を備え、 上記第1の枢動手段は、上記第1及び第2のストラット
    が共通の直線上に方向づけられている第1の位置と、上
    記第1及び第2のストラットが互いに90度の角度に方
    向づけられている第2の位置との間で、上記第1及び第
    2のストラットを互いに枢動可能とし、 上記第1及び第2のストラットの一方の第2の端部を上
    記入れ子式斜め部材の一端部における上記枢着連結点に
    枢動的に連結する第2の枢動手段と、 上記第1及び第2のストラットの他方の第2の端部を上
    記入れ子式斜め部材の他端部における枢着連結点に枢動
    的に連結する第3の枢動手段と、を備え、 上記第1及び第2のストラット並びに上記入れ子式斜め
    部材は、上記垂直ストラット及び上記水平縦通材に対し
    て一緒に枢動し、展開位置にあるときに上記入れ子式斜
    め部材と一緒に三角形を規定する、ことを特徴とする展
    開可能な周辺トラス。
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