JP2001090897A - 折り畳み式チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インフレータブルチューブが折り畳まれた状態
で、ガスがインフレータブルチューブの長手方向の端か
ら一気に吹き出すと、インフレータブルチューブの長手
方向全体にガスが行きわたって、長手方向全体に膨らむ
前に、長手方向が折れ曲がってしまい、完全な伸長状態
とならない。折り畳み状態で長手方向にガスが容易に流
れるように構成されたインフレータブルチューブを提供
することを目的とする。 【解決手段】収納状態でインフレータブルチューブに穴
が開いているように、一枚の膜材料をもちいて、長手方
向に折り畳み可能で、かつ収納状態において両端に開口
を有する貫通孔が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、柔軟な膜材料等を
折り畳んで形成する折り畳み管状構造物に関し、より詳
しくは、収納時は体積が小さく、宇宙でガスを入れて膨
張させた際の形状で利用できる折り畳み可能なチューブ
構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスを流入して、宇宙で展開される柔軟
性の高い素材で作られたインフレータブルチューブと呼
ばれる図１に示すチューブ１８は、ロケットフェアリン
グ内では、小さく収納されている。その収納形状は円筒
型のインフレータブルチューブが平たくつぶされ、イン
フレータブルチューブの端から少しの長さで谷折りと山
折りを繰り返す折り方で折られている状態である。宇宙
で展開する際にこのインフレータブルチューブの端から
ガスを入れて、インフレータブルチューブを展開させ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】インフレータブルチュ
ーブが折り畳まれた状態で、ガスがインフレータブルチ
ューブの長手方向の端から一気に吹き出すと、インフレ
ータブルチューブの長手方向全体にガスが行きわたっ
て、長手方向全体に膨らむ前に、図１に示すように長手
方向が折れ曲がってしまい、チューブが完全な伸長（膨
張）状態にならなかったり、またその状態に到達するま
で時間がかかってしまう問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、収納状態に
あるインフレータブルチューブに一気にガスを流入した
時に、最初にインフレータブルチューブの長手方向に膨
張するように、インフレータブルチューブを収納状態に
折り畳んだ際に長手方向のガス流入口から見て、一番遠
い箇所が見えている、すなわち、収納状態でインフレー
タブルチューブ軸芯周辺にガスが一気に通り抜けられる
ような連通路（両端に開口を有する貫通孔）が形成され
るように構成する。

【０００５】本発明によれば、前記管状構造物を長手方
向に複数個の管状部分に分割する複数の分割折線３０
と、前記分割線の隣接するものの中間に位置し、該分割
折線と平行になるように、第一の組の平行な面に設けら
れた複数の第１の折線と、該一組の平行な面と異なる第
二の組の面に、隣接する分割折線で区画された方形領域
のそれぞれにおいて、該分割折線と平行に配置され、隣
接する分割折線の中間に設けられた、複数の直線（５）
と、前記方形領域のそれぞれにおける、前記直線（５）
の両端と、該方形領域の４つの頂点とを結ぶ複数の第２
の折線（９、１０，１１，１２）と、を具備する折り畳
み可能な管状構造物であって、前記分割折線は管の外周
から見て山折りとし、前記複数の直線（５）は前記開口
の一辺の長さを定め、該直線（５）の長さは、前記方形
領域の該直線５と平行な辺（７）の長さの半分より短く
設定されることを特徴とする折り畳み式チューブが提供
される。

【０００６】前記第１の平行な面は、後述のセグメント
６_２、６_４に相当し、前記第１の折線は、後述のサブセ
グメント６’_２、６’_４内の折線に相当し、前記方形領
域は、後述のサブセグメントサブセグメント６’_１、
６’_３に相当する。

【０００７】前記直線（５）および前記複数の第２の折
線（９、１０，１１，１２）を管の外周から見て谷折り
としても良いし、山折りとしてもよい。また、谷折りと
するパターンと、山折りとするパターンが菅長手方向に
おいて交互に繰り返されるようにしても良い。同一列に
属するサブセグメントの折り方は同じパターンで構成さ
れるようにしても良い。

【０００８】また、本発明の別の実施形態によれば、柔
軟な膜材料（１）から折り畳み状態において開口を有す
る貫通孔が形成される折り畳み可能な管状構造物（２
４）を形成する方法であって、前記膜材料を、複数の第
１の平行折線（３）を引くことによって第１のセグメン
ト（６_２）および第２のセグメント（６_１）からなる複
数のセグメントに分割する工程と、複数の第１の平行折
線と交差する複数の第２の平行折線（３０）を引くこと
によって、前記複数の第１および第２のセグメントを、
それぞれ複数の第１のサブセグメント（６’_２）と複数
の第２のサブセグメント（６’_１）に分割する工程と、
前記複数の第１のサブセグメントのそれぞれにおいて、
管長手方向中間に位置し、前記第２の平行折線と平行に
なるように、第１の折線を形成する工程と、前記複数の
第２のサブセグメントのそれぞれにおいて、管長手方向
中間に位置し、前記第２の平行折線と平行になるよう
に、第２の折線（５）を形成する工程と、前記複数の第
２のサブセグメントのそれぞれにおいて、第２の折線
（５）の両端と、該第２のサブセグメントの４つの頂点
とを結ぶ複数の（９、１０，１１，１２）を形成する工
程と、複数の第１の平行折線（３）、複数の第２の平行
折線、第１の折線、第２の折線、第３の折線を折り曲げ
ることにより管状構造体を形成する工程と、を具備する
方法であって、前記複数の第１の平行折線、前記複数の
第２の平行折線は管外周から見て山折とされ、前記第２
の折線は前記開口の一辺の長さを定め、第２の折線の長
さは、前記第２のセグメントの該第２の折線と平行な辺
（７）の長さの半分より短く設定されることを特徴とす
る、折り畳み可能な管状構造物を形成する方法が提供さ
れる。

【０００９】前記複数の第１の平行折線は、後述の直線
３に相当し、前記第２の平行折線は、後述の境目線３０
に相当し、前記第１の折線は折線３１に相当し、前記第
２の折線は後述の直線５に相当し、前記第３の折線は、
後述の直線、９，１０、１１、１２に相当する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１１】図１１は、本発明にかかる折り畳み式チュ
ーブ（管状構造物２４）であって、折り畳まれた状態
（たとえば、収納時）を示す斜視図である。図１２は、
本発明にかかる折り畳み式チューブが、ガス等をチュー
ブ内に充填させることにより、該チューブが完全に伸長
された状態を示す斜視図である。本発明にかかるチュー
ブは、その収納状態（折りたたまれている状態）におい
て、開口３２の形状が長方形乃至正方形（以下、単に
「長方形」とする）となるように、たとえばシート状の
材料を折り畳み、その端部を張り合わせることによって
形成される。以下にその折り畳み方法を詳述する。

【００１２】まず、図２乃至図７を参照して、この発明
の第一の実施例にかかる折り畳み式チューブの作成方法
を説明する。図２は、該折り畳み式チューブを作成する
ための長方形の折り畳み可能な柔軟な膜材料１を示す。
図３に示すように、前記膜材料１から張り合わせ用の余
白部２を除いた部分からなる構造体部１’の一辺４を四
分割するように、３本の直線３を引く。なお、上記直線
３により分割された構造体部１’の一つ一つの箇所をそ
れぞれセグメント６_１乃至６_４と呼ぶこととする。該膜
材料１はその３本の直線３にそって山折り（紙面上から
見て凸形状に折り曲げる）にされることにより、長手方
向の断面が長方形または正方形である四角柱が形成され
る。なお、直線３のように山折りをしめす線は、図中実
線で表示するものとする。

【００１３】次に図４を参照しながら、セグメント６_１
の折り方を説明する。セグメント６ _１にはその長手方向
に連続する複数のサブセグメント６’_１が構成される。
図４にはそのうちの一つのサブセグメントのみを例示的
に示す。サブセグメント６’ _１内において、前記辺４が
四分割された一つ（セグメント６_１の短辺）の辺７と平
行に線５を引く。該線５は、図１１に示される開口３２
（長方形）の一辺の長さ（Ｌ_１）を定める直線である。
次に、辺７の頂点であるサブセグメント６’_１の一つの
頂点１９と、その頂点１９に近い側の直線５の端点２０
を結んだ線９を引く。この線９の長さ（ｄ）は辺７の長
さ（ａ）の半分以下になるように、サブセグメント６’
_１の辺８の長さ（ｂ）を決める。辺７から距離（ｂ×１
／２）にあるところに、長さ（ｃ）となる直線５を引
く。直線５の中点はサブセグメント６’_１の中心に位置
するように配置されるのが好ましい。開口３２（長方
形）の他の一辺の長さ（Ｌ_２）はセグメント６_１の隣の
セグメント６_２の辺２１の長さ（ｅ）から、直線５の長
さ（ｃ）を引いたもの（Ｌ_２＝ｅ−ｃ）になる。直線５
と直線９は谷折りとする（紙面上から見て凹形状に折り
曲げる）ので、点線で示す。

【００１４】つぎに、図５に示すように、直線５の直線
９と接続していない方の端点２０’と、直線７の直線９
が接続していない方の端点１９’の間に直線１０を描
く。直線１０も谷折りになるので、点線で表す。

【００１５】つぎに、図６に示すように、直線９と直線
１０を直線５に対して線対称となるように左右反転させ
て直線１１と直線１２を描く。さらに、サブセグメント
の両端に接するまで直線５の両端部を伸長しておく。こ
の部分も谷折とするので、点線で表す。

【００１６】つぎに、図７に示すように、前記の直線
５，９，１０，１１，１２、直線５の両端伸長部を含む
サブセグメント６’_１がセグメント６_１内において長手
方向に繰り返される。サブセグメント６’_１間の境目線
３０は、全てのセグメント６_１乃至６_４に渡って、山折
りとする。つぎに、セグメント６_２においては、前記境
目線３０の隣接するものによってにサブセグメント６’
_２が形成される。各サブセグメント内において、前記境
目線３０の中間にこれらと平行に谷折り線３１を引く。
つぎに、セグメント６_３においては、セグメント６_１と
同様に、前記サブセグメント６’_１と同一のサブセグメ
ント６’_３を長手方向に繰り返して設ける。最後に、ゼ
グメント６_４においては、前記セグメント６_２と同様
に、前記境目線３０を両端とするサブセグメント６’４
が形成され、各サブセグメント６’_４において平行な谷
折り線３１を引く。

【００１７】前記のそれぞれの線のとおりに折ると折り
畳まれた収納状態で図１１にしめすような形状となり、
展開状態で図１２に示すような管状となる管状構造物２
４が形成される。図１１に示す折り畳まれた収納状態で
管状構造物２４を貫通し、両端に開口３２を有する貫通
孔が形成され、また、収納状態にある該管状構造物２４
の一端を塞ぎ、他端の塞がれていない開口からガスを管
状構造体１内に流入させると、管状構造物２４が最初に
長手方向に膨らむようになる。後述する第２、第３の実
施例でも同様の効果が得られる。完全に管状構造物２４
が膨張すると図１２に示すようになる。

【００１８】本発明の第２の実施例を図８に示す。第２
の実施例では、管状構造物２４の折線パターンは、図８
に示すように、セグメント６_１、６_３における各サブセ
グメントの直線５（両端伸長部を除く），直線９，１
０，１１，１２とその繰り返しが山折り（実線）になる
点が、第１の実施例と異なるが、その他の点は同様であ
る。上記構成とすることによって、収納状態の開口３２
の一辺の長さが直線５の長さとなり、開口３２の他の一
辺の長さがセグメント６_２の短辺の長さとなる。

【００１９】本発明の第３の実施例を図９に示す。図９
に示すように、セグメント６_１と６ _３のそれぞれで、サ
ブセグメント内の線５，９，１０，１１，１２の折り方
が、第１の実施例のサブセグメント６’_１の折り方（谷
折パターン）と、第２の実施例のサブセグメント６’_１
の折り方（山折パターン）が交互に繰り替えされてい
る。第３の実施例の場合、同一の列１４においては、セ
グメント６_１でサブセグメントが谷折りパターンであれ
ばセグメント６_３においてもサブセグメントは谷折パタ
ーン、反対にセグメント６_１で山折りパターンを使う場
合はセグメント６ _３においても山折りパターンとなるよ
うに構成する。

【００２０】本発明の第３の実施例の変形例を図１０に
示す。図１０には、同一列において、２組の相対向する
サブセグメントのうちいずれか一組のみが、前記山折パ
ターンあるいには谷折パターンの折線が形成されている
ことを特徴とする。たとえば、列１４_Ａではサブセグメ
ント６’_１およびサブセグメント６’_３に谷折パターン
が形成されるが、サブセグメント６’_２およびサブセグ
メント６’_４には山折パターンあるいは谷折パターンの
いずれも形成されない。同様に、列１４Ｂでは、サブセ
グメント６’_２およびサブセグメント６’_４に山折パタ
ーンが形成されるが、サブセグメント６’_１およびサブ
セグメント６’_３には山折パターンあるいは谷折パター
ンのいずれも形成されない。列１４Ｃでは、サブセグメ
ント６’ _１およびサブセグメント６’_３にのみ山折パタ
ーンが形成され、列１４Ｄでは、サブセグメント６’_２
およびサブセグメント６’_４にのみ谷折パターンが形成
される。本変形例では、これらの４列に代表される列方
向の４種の折線パターンが管長手方向に任意に組み合わ
せることにより、折り畳み式管状構造物を構成する。

【００２１】なお、本発明の構成は上記実施例に限られ
るものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で
種々変形が可能である。たとえば、セグメント６_１、６
_３とセグメント６_２、６_４は、図面縦方向においてその
位置を入れ替えても良く、また、各サブゼグメントの山
折パターン、谷折パターンを適宜混在させても良い。

【００２２】

【発明の効果】本発明においては、管状の構造物が収納
状態で貫通孔ができているので、管状の構造物の端の一
つを塞ぐと、塞いでいない端からガスを流入した時に、
構造物は長手方向にむかって膨らみ、途中で構造物が長
手方向に対して曲がってしまうことがない。更に、図中
の直線５とセグメント６_２、６_４の横方向長さ（辺２１
の長さ）を調整することで、収納時の貫通孔の開口の大
きさを任意に設定することができる。また、上記セグメ
ント６_１、６_２を紙面縦方向にむかって、任意の回数繰
り返して追加することにより、管断面形状が６角形や他
の多角形となる管状構造体を構成することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のインフレータブルチューブが進展した
状態を示す概念図。

【図２】第１の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の工程説明図。

【図３】第１の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の工程説明図。

【図４】第１の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の工程説明図。

【図５】第１の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の工程説明図。

【図６】第１の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の工程説明図。

【図７】第１の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の工程説明図。

【図８】第２の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の説明図。

【図９】第３の実施例にかかる折り畳み式チューブの折
り方の説明図。

【図１０】第３の実施例の変形例にかかる折り畳み式チ
ューブの折り方の説明図。

【図１１】本発明にかかる折り畳みチューブの収納状態
を示す斜視図。

【図１２】本発明にかかる折り畳みチューブの進展状態
を示す斜視図。

【符号の説明】

１ …膜材料 １’ …構造体部 ２ …余白部 ３ …構造体部を分割する直線 ４ …構造体部の一辺 ５ …収納状態の開口の一辺の長さとなる直線 ６_１、６_２、６_３、６_４ … セグメント ６’_１、６’_２、６’_３、６’_４ …サブセグメント ７ …サブセグメント６’_１（セグメント６_１）の一
辺 ８ …サブセグメント６’_１の他の一辺 ９、１０、１１、１２ …サブセグメント６’_１内に設
けられる折線 １４ …サブセグメント６’_１、６’_２、６’_３、６’
_４で構成される同一列 １８ …従来例のインフレータブルチューブ １９ …辺７の端点 ２０ …端点１９に近い側の直線５の端点 ２１ …セグメント６_２の一辺 ２４ …管状構造体（チューブ） ３２ …開口 Ｌ_１ …開口の一辺の長さ Ｌ_２ …開口の他の一辺の長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中須賀 好典 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 宮坂 明宏 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 角田 博明 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柔軟な膜材料（１）で形成された２組の
   平行な面からなり、長手方向の断面形状が矩形となり、
   折り畳み状態で開口（３２）を有する貫通孔が形成され
   る、折り畳み式管状構造物（２４）において、 前記管状構造物は：前記管状構造物を長手方向に複数個
   の管状部分に分割する複数の分割折線（３０）と、 前記分割線の隣接するものの中間に位置し、該分割折線
   と平行になるように、第一の組の平行な面に設けられた
   複数の第１の折線（３１）と、 該一組の平行な面と異なる第二の組の面に、隣接する分
   割折線で区画された方形領域のそれぞれにおいて、該分
   割折線と平行に配置され、隣接する分割折線の中間に設
   けられた、複数の第２の折線（５）と、 前記方形領域のそれぞれにおける、前記直第２の折線の
   両端と、該方形領域の４つの頂点とを結ぶ複数の第３の
   折線（９、１０，１１，１２）と、を具備する折り畳み
   可能な管状構造物であって、 前記分割折線は管の外周から見て山折りとされ、 前記第１の折線は管の外周から見て谷折りとされ 前記複数の第２の折線は前記開口の一辺の長さを定め、 該第２の折線の長さは、前記方形領域の該第２の折線と
   平行な辺（７）の長さの半分より短く設定されることを
   特徴とする折り畳み式チューブ。
2. 【請求項２】 前記複数の第２の折線（５）および前記
   複数の第３の折線（９、１０，１１，１２）を管の外周
   から見て谷折りとすることを特徴とする、請求項１に記
   載の折り畳み式管状構造物。
3. 【請求項３】 前記複数の第２の折線（５）および前記
   複数の第３の折線（９、１０，１１，１２）を管の外周
   から見て山折りとすることを特徴とする、請求項１に記
   載の折り畳み式管状構造物。
4. 【請求項４】 前記第二の組の面における複数の方形領
   域（６’_１、６’_３）において、前記複数の第２の折線
   （５）、および前記複数の第３の折線（９、１０，１
   １，１２）を管の外周から見て谷折りとするパターン
   と、前記複数の第２の折線（５）および前記複数の第３
   の折線（９、１０，１１，１２）を管の外周から見て山
   折りとするパターンが菅長手方向において交互に繰り返
   され、同一の管状部分（１４）を構成する方形領域は同
   じパターンで構成されることを特徴とする、請求項１に
   記載の折り畳み式管状構造物。
5. 【請求項５】 柔軟な膜材料（１）から折り畳み状態に
   おいて開口（３２）を有する貫通孔が形成される折り畳
   み可能な管状構造物（２４）を形成する方法であって、 前記膜材料を、第１のセグメント（６_２）および第２の
   セグメント（６_１）からなる複数のセグメントに分割す
   る複数の第１の平行折線（３）を形成する工程と、 前記複数の第１および第２のセグメントを、それぞれ複
   数の第１のサブセグメント（６’_２）と複数の第２のサ
   ブセグメント（６’_１）に分割する、前記第１の平行折
   線と交差する複数の第２の平行折線（３０）を形成する
   工程と、 前記複数の第１のサブセグメントのそれぞれにおいて、
   管長手方向中間に位置し、前記第２の平行折線と平行に
   なるように、第１の折線（３１）を形成する工程と、 前記複数の第２のサブセグメントのそれぞれにおいて、
   管長手方向中間に位置し、前記第２の平行折線と平行に
   なるように、第２の折線（５）を形成する工程と、 前記複数の第２のサブセグメントのそれぞれにおいて、
   第２の折線（５）の両端と、該第２のサブセグメントの
   ４つの頂点とを結ぶ複数の第３の折線（９、１０，１
   １，１２）を形成する工程と、 前記複数の第１の平行折線（３）、前記複数の第２の平
   行折線、前記第１の折線、前記第２の折線、前記第３の
   折線を折り曲げることにより管状構造体を形成する工程
   と、を具備する方法であって、 前記複数の第１の平行折線、前記複数の第２の平行折線
   は管外周から見て山折とされ、 前記第１の折線は管外周から見て谷折りとされ、 前記第２の折線は前記開口の一辺の長さを定め、 第２の折線の長さは、前記第２のセグメントの該第２の
   折線と平行な辺（７）の長さの半分より短く設定される
   ことを特徴とする、折り畳み可能な管状構造物を形成す
   る方法。
6. 【請求項６】 前記複数の第２の折線（５）および前記
   複数の第３の折線（９、１０，１１，１２）を管の外周
   から見て谷折りとすることを特徴とする、請求項５に記
   載の方法。
7. 【請求項７】 前記複数の第２の折線（５）および前記
   複数の第３の折線（９、１０，１１，１２）を管の外周
   から見て山折りとすることを特徴とする、請求項５に記
   載の方法。
8. 【請求項８】 前記第２のセグメント（６_１）におい
   て、第２のサブセグメント（６’_１）の前記複数の第２
   の折線（５）、および前記複数の第３の折線（９、１
   ０，１１，１２）を管の外周から見て谷折りとするパタ
   ーンと、これら折線を山折りとするパターンとが菅長手
   方向において交互に繰り返され、管周方向において同一
   列（１４）に属する第２のサブセグメントは同一のパタ
   ーンで構成されることを特徴とする、請求項５に記載の
   方法。
9. 【請求項９】 柔軟な膜材料（１）で形成された２組の
   平行な面からなり、長手方向の断面形状が矩形となり、
   折り畳み状態で開口（３２）を有する貫通孔が形成され
   る、折り畳み式管状構造物（２４）において、 前記管状構造物は,前記管状構造物を長手方向に複数個
   の管状部分に分割する複数の分割折線（３０）を具備す
   る折り畳み式管状構造物であって、 前記複数個の管状部分のそれぞれは、互いに対面する第
   １組の方形領域(6'₁,6'₃)と、これらと隣接し互いに対
   面する第２組の方形領域(6'₂,6'₄)とからなり、 前記第1組の方形領域に第1の折線パターンと第2の折線
   パターンのいずれか一方が形成され、前記第2組の方形
   領域には前記第1の折線パターンと前記第2の折線パター
   ンの他方が形成され、 前記第１の折線パターンは、前記分割折線の隣接するも
   のの中間に位置し、該分割折線と平行になるように設け
   られた第１の折線（３１）からなり、 前記第２の折線パターンは、山折パターンと谷折パター
   ンのいずれか一方で構成され、 前記山折パターンは該当方形領域において、該分割折線
   と平行に配置され、隣接する分割折線の中間に設けられ
   た第２の折線（５）と、該方形領域における前記第２の
   折線の両端と該方形領域の４つの頂点とを結ぶ複数の第
   ３の折線（９、１０，１１，１２）とを具備し、前記第
   ２の折線（５）および前記複数の第３の折線（９、１
   ０，１１，１２）を管の外周から見て山折りとする、折
   線パターンであり、 前記谷折パターンは該当方形領域において、該分割折線
   と平行に配置され、隣接する分割折線の中間に設けられ
   た、第２の折線と、前記方形領域における前記第２の折
   線の両端と該方形領域の４つの頂点とを結ぶ複数の第３
   の折線（９、１０，１１，１２）とを具備し、前記第２
   の折線（５）および前記複数の第３の折線（９、１０，
   １１，１２）を管の外周から見て谷折折りとする、折線
   パターンであり、前記分割折線は管の外周から見て山折
   りとされ、 前記第１の折線は管の外周から見て谷折りとされ、 前記第２の折線は前記開口の一辺の長さを定め、 該第２の折線の長さは、前記方形領域の該第２の折線と
   平行な辺（７）の長さの半分より短く設定される、こと
   を特徴とする、折り畳み式管状構造物。