JP2003226299A - 骨組構造物 - Google Patents

骨組構造物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】建設される宇宙構造物の大型化が進んでも、構
造物を建設するための特有の付帯技術や設備要しない構
造物を提供する。 【解決手段】６本組構造ユニット７は六本の支柱１を円
周方向に等角度すなわち６０°毎に放射状に配置した構
造を有する。この中心部分には、中央ジョイント８が配
置されており、この中央ジョイント７によって６本の支
柱１のそれぞれの一端が回動自在に支持されている。図
３に詳細に示すように中央ジョイント８は、支柱１の端
部をそれぞれ収容するために中心点から６０°間隔で放
射状に延びるのチャンネル部すなわち収容部８ａを有し
ている。支柱１の一端は、このチャンネル部８ａに回動
軸９を介して回動自在に支持されている。これによって
各支柱１は、中央ジョイント８の含まれる面に対して垂
直の面内で回動することができ任意の位置で止まること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトな形状
に折り畳んで収納することができ、これによって特に、
宇宙空間を容易に輸送し、所望の位置において展開して
自由度の高い平面または立体構造体を構成することがで
きる骨組構造物に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】大型宇宙構造物の建設
において、構造物の大型化が進むに従い軌道上での建設
作業が増加、複雑化し、建設ロボット等の軌道上設備や
宇宙飛行士の船外活動が必須となる。
【０００３】大型宇宙構造物の建設技術の一つとして、
インフレータブルと呼ばれるものがある。この技術で
は、まず気体により薄膜構造物を膨張させ、次にこれを
化学的・物理的に凝固させて構造物を形成する。この構
造物は、建設が容易でかつ極端な軽量化が可能であるよ
うに思われるが、形成される構造物の形状を正確に制御
することが困難であり、したがって、その用途が制限さ
れる。また、構造物の再利用にも制約があるという欠点
がある。
【０００４】人工衛星に装備される太陽電池の場合、長
方形の平板を折り畳んで収納し、軌道上で長い平板に伸
展するものが多い。これらの従来の構造物は収納性が良
くかつ展開機構が単純であるという利点がある。しか
し、反面、１次元的な展開に制限され、長大化による構
造物への応用性、適用性に欠けるという問題がある。
【０００５】さらに、宇宙ステーション等の宇宙空間に
おいて大型宇宙構造物を建設する場合、単純な組立作業
が可能な汎用的な構造部材を使用することが望まれると
ともに、輸送が効率的に行えるものであることも要求さ
れる。例えば、太陽電池パネルやアンテナなどでは折り
畳んでコンパクトに収納した状態で輸送し、軌道上にて
展開して使用することが一般的になっている。しかし、
現在までに提供されている手法は、必ずしもその要請に
充分に応えるものではなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みて構成されたもので、本発明は建設される宇宙構造物
の大型化が進んでも、構造物を建設するための特有の付
帯技術や設備要しない構造物を提供するものである。
【０００７】また、本発明は容易に且つ性格に所望の形
態に展開できるインフレータブル構造物を提供すること
を目的とする。
【０００８】さらに、本発明では、独特の構造かかる構
造物の連結とその屈折、展開により、２次元構造だけで
なく、所望の立体構造を有する構造物を提供することを
目的とする。
【０００９】本発明の上記目的は、６本の支柱を備え、
少なくとも、該６本の支柱が実質的に１つの平面に含ま
れる展開状態と、６本の支柱が実質的に互いに平行に延
びる折り畳み状態とをとることができる６本組構造ユニ
ットを備えた骨組構造物であって、前記６本組構造ユニ
ットの前記支柱をその略中間点において折り畳み自在に
支持する支柱中間ジョイントと、前記６本組構造ユニッ
トの６本の支柱のそれぞれの一端を前記展開状態におけ
る平面とは垂直の面内において回動自在に保持する中央
ジョイントを備えており、前記６本組構造ユニットは、
前記展開状態においては、その６本の支柱が該中央ジョ
イントから実質的に１つの平面内で放射状に延びるよう
に位置決め配置されており、これによって、６本組構造
ユニットの６本の支柱の他端を結ぶ線が実質的に正六角
形を成すように構成されており、折り畳み状態では、前
記一端において前記中央ジョイントによって前記一端が
拘束された状態で、該中央ジョイントを介して前記６本
の支柱が互い平行に延びるように折り畳み自在になって
いることを特徴とする骨組構造物によって達成すること
ができる。
【００１０】この場合、好ましくは、前記６本組構造ユ
ニットの支柱が前記一端で中央ジョイントと成す角度を
連結角αとし、展開状態と折り畳み状態との間の屈折状
態における支柱の前記支柱中間ジョイントにおける屈折
角をβとしたとき、６本組構造ユニットのそれぞれの支
柱がβ＝２×(９０°−α）を満足するような屈折状態
となっており、さらに、前記６本組構造ユニットのそれ
ぞれ隣合う支柱の他端を連結するように屈折状態で配置
される連結支柱と、前記６本組構造ユニットの１つの支
柱の他端と、該他端の両側に位置する一対の前記連結支
柱の端部を連結保持する先端ジョイントと、が設けられ
る。
【００１１】さらに、好ましくは、前記６本組構造ユニ
ットの支柱の前記中央ジョイントから支柱中間ジョイン
トまでの第１支柱部分を介し、隣り合う前記第１支柱部
分によって形成される面内に張設される第１膜部材と、
前記６本組構造ユニットの前記支柱の支柱中間ジョイン
トから前記他端までの第２支柱部分を介し、隣り合う前
記第２支柱部分によって形成される面内に張設される第
２膜部材と、を備え、前記第１および第２膜部材は、展
開時には、前記中央ジョイントを中心にして１つの平面
内において正６角形の膜状構造物を形成するとともに、
折り畳み状態では、前記第１および第２膜部材は、前記
６本組構造ユニットの支柱および連結支柱に連動して収
納されるようになっている。
【００１２】また、さらに、隣合う前記６本組構造ユニ
ットの支柱のそれぞれの他端および一対の前記連結支柱
のそれぞれの一端、または、隣接する３つの前記６本組
構造ユニットの支柱のそれぞれの他端と、それらの６本
組構造ユニットに付随する３つの連結支柱のそれぞれの
一端とを回動自在に支持するユニット連結ジョイントと
を備え、該ユニット連結ジョイントを介して複数の前記
６本組構造ユニットが結合される構造としてもよい。
【００１３】また、前記前記先端ジョイントと中央ジョ
イントとを繋ぐ結合部材と、該結合部材を制御して前記
先端ジョイントと中央ジョイントとの間隔を適宜調整す
ることによって６本組構造ユニットおよび連結支柱の屈
折角度を所定角度に調整する角度調整手段とを備えるこ
とができる。
【００１４】この場合、前記先端ジョイントと中央ジョ
イントとの間隔が１つの平面内において調整されるよう
してもよい。
【００１５】また、前記先端ジョイントまたはユニット
連結ジョイントとを繋ぐ結合部材と該結合部材を制御し
て前記先端ジョイントまたはユニット連結ジョイントの
間隔を適宜調整することによって６本組構造ユニットお
よび連結支柱の連結角度または屈折角度を所定角度に調
整する手段とを備えることができる。
【００１６】この場合、先端ジョイントまたはユニット
連結ジョイントとの間隔が1つの平面内において調整さ
れるようになっていてもよい。
【００１７】なお先端ジョイント、中央ジョイントある
いはユニット連結ジョイントは、共通仕様とすることが
できる。すなわち、先端ジョイント、あるいは中央ジョ
イントの支柱端部の収容部の成す角度を調整可能にした
ジョイントを用意し、中央ジョイントあるいは先端ジョ
イントとして使用する場合には、その角度を１８０°と
すればよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しつつ、本発明の
実施の形態について説明する。図１を参照すると、本発
明の骨組構造物に使用する支柱１の１つの実施形態が示
されている。本例の支柱１は、横断面がチャンネル状の
２本の同じ長さ同じ構造の第１支柱部分２、および第２
支柱部分３を有しており、この２つの支柱部分２、３の
一端は、支柱中間ジョイント４によって回動自在に連結
されている。支柱中間ジョイント４は、チャンネル状の
部材から構成されており、支柱部分２、３が平行に延び
る支柱の折り畳み状態では、該支柱部分２、３と直交す
るように延びる。また、支柱部分２、３があたかも一本
の支柱１として延びる展開状態では、支柱中間ジョイン
ト４は、支柱部分の延びる方向に沿って延びる。そし
て、それぞれの支柱部分２、３を軸支する回動軸５、６
を備えている。支柱中間ジョイント４のフランジ部分に
よって軸５および６の両端が支持されている。
【００１９】図２および図３を参照すると、本発明にか
かる６本の支柱１から構成される６本組構造ユニット７
が示されている。６本組構造ユニット７は六本の支柱１
を円周方向に等角度すなわち６０°毎に放射状に配置し
た構造を有する。この中心部分には、中央ジョイント８
が配置されており、図３に示すように、この中央ジョイ
ント７によって６本の支柱１のそれぞれの一端が回動自
在に支持されている。図３に詳細に示すように中央ジョ
イント８は、支柱１の端部をそれぞれ収容するために中
心点から６０°間隔で放射状に延びるのチャンネル部す
なわち収容部８ａを有している。支柱１の一端は、この
チャンネル部８ａに回動軸９を介して回動自在に支持さ
れている。これによって各支柱１は、中央ジョイント８
の含まれる面に対して垂直の面内で回動することができ
任意の位置で止まることができる。したがって図２に示
すような折り畳み状態と展開状態との間の状態、すなわ
ち屈折状態をとることができる。この場合各支柱１の第
１支柱部分２と中央ジョイント８との成す角度すなわち
中央連結角αは任意に設定することができる。また、支
柱中間ジョイント４を介しての２つの支柱部分の成す角
度すなわち屈折角βも任意に設定できる。
【００２０】なお、支柱１を該垂直面内で任意の位置で
止まるようにする機構および支柱中間ジョイント４によ
る屈折角βを任意に設定して止まるようにする機構自体
は、公知であり、本発明を構成しない。たとえば、この
目的のために中央ジョイント８のチャンネル部８ａの内
面と支柱１の外面との摩擦力を利用することができる。
６本組構造ユニット７の折り畳み状態では、各支柱１
は、中央ジョイント８が含まれる平面に対して直交する
ように延びる。また、展開状態では、中央ジョイント８
の含まれる平面と同じ平面で延びるようにかつ、中央ジ
ョイント８から６０°の等角度で放射状に延びるように
配置される。６本組構造ユニット７は図４に示すように
折り畳み状態とすることができる。この場合、各支柱
は、支柱中間ジョイント４を介して支柱部分２、３が完
全に平行に延びるように折り畳みかつ中央ジョイント８
に対して直交するように延びる。このとき支柱中間ジョ
イント４を介して各支柱１を折り畳んだ状態で収納する
こともできるし、支柱１を支柱中間ジョイント４を介し
て折り畳むことなく、中央ジョイント８に対して６本の
支柱１が垂直に延びるように折り畳んだ状態で収納する
こともできる。この場合には、支柱１を折り畳んだ図４
の棒状のものに比して細長い折り畳み状態となる。
【００２１】上記したように６本組構造ユニット７は、
展開状態においては、その６本の支柱が該中央ジョイン
ト８から実質的に１つの平面内で放射状に延びるように
位置決め配置されているので、これによって、６本組構
造ユニットの６本の支柱の他端を結ぶ線が実質的に正六
角形を成すように構成されることになる。
【００２２】また、６本組構造ユニットは、折り畳み状
態では、前記一端において前記中央ジョイント８によっ
て前記一端が拘束された状態で、該中央ジョイント８を
介して前記６本の支柱が互い平行に延びるように折り畳
み自在になっている。
【００２３】上記のように６本組構造ユニット７の支柱
１が前記一端で中央ジョイント８と成す角度を連結角α
とし、展開状態と折り畳み状態との間の屈折状態におけ
る支柱の前記支柱中間ジョイント４における屈折角をβ
としたとき、６本組構造ユニット７のそれぞれの支柱１
がβ＝２×(９０°−α）を満足するような屈折状態と
すると６本組構造ユニット７は、支柱１のの中央ジョイ
ント８とは反対側の端部すなわち他端側はすべて中央ジ
ョイント８の含まれる平面と同一平面内に位置すること
となる。すなわち、すべての支柱の両方の先端は常に同
一平面上に横たわるようになる。さらに、αが０度にな
るようにすれば、６本組構造ユニット７を形成するすべ
ての支柱１は図５に示すように同一平面内で展開される
ことになり、２次元のすなわち平面的な構造物が形成さ
れる。また、αが９０度になるようにすると、上記した
ように６本組構造ユニットを構成する支柱１は図４のよ
うに棒状に束ねられ、コンパクトな形状になる。
【００２４】６本組構造ユニット７に加えて、さらに前
記６本組構造ユニット７のそれぞれ隣合う支柱の他端を
連結するように屈折状態で配置される連結支柱１０と、
前記６本組構造ユニット７の１つの支柱の他端と、該他
端の両側に位置する一対の前記連結支柱の端部を連結保
持する先端ジョイント１１と、を設けることができる。
【００２５】このように支柱１と同一構造の連結支柱１
０を用いて、図２に示した６本組構造ユニット７の周囲
のそれぞれの他端を連結すれば、図６に示すような構造
の１２本組骨組構造物１２を形成することができる。こ
の場合、３本の支柱の端部を連結するに当たり、図７に
示すような先端ジョイント１１を使用する。
【００２６】先端ジョイント１１は、上記した中央ジョ
イント８を２分した構造を有する。すなわち、３つの支
柱端部をそれぞれ回動自在に収容するために、中央ジョ
イント８のチャンネル部８ａと同様の構造のチャンネル
部１１ａおよび回動軸９を有する。
【００２７】このような外周を有する１２本組骨組構造
物１２は、上記αを９０度にすると、図８に示すよう
に、図４と同様の棒状の折り畳み状態となる。また、α
を０度にすると、図９に示すような平面状の６角形の骨
組構造物が形成される。このような外周を有する骨組構
造物は、図２の６本組構造ユニットのみの構造に比較し
て連結支柱１０を有する分、展開中、展開完了後におい
て構造の剛性が高いという利点がある。
【００２８】図１０を参照すると、図６の１２本組骨組
構造物１２に膜部材を組合せた構造物が示されている。
すなわち１０図の構造物は、さらに、６本組構造ユニッ
ト７の支柱１の中央ジョイント８から支柱中間ジョイン
ト４までの第１支柱部分２を介し、隣り合う第１支柱部
分２によって形成される面内に張設される第１膜部材１
３と、６本組構造ユニット７の前記支柱の支柱中間ジョ
イント４から前記他端までの第２支柱部分３を介し、隣
り合う前記第２支柱部分３によって形成される面内に張
設される第２膜部材１４と、を備える。
【００２９】第１および第２膜部材１３、１４は、展開
時には、前記中央ジョイント８を中心にして１つの平面
内において正６角形の膜状構造物を形成するとともに、
折り畳み状態では、前記第１および第２膜部材１３、１
４は、前記６本組構造ユニット７の支柱１および連結支
柱１０に連動して収納されるようになっている。
【００３０】この膜状部材を備えた骨組構造物は、太陽
電池膜などの面状構造物の装着に好適である。いま、図
９に示す６本組構造ユニット７および連結支柱１０から
構成される骨組構造物の全面に図１２に示すように膜部
材を張設する手順について説明する。支柱な長さをＬと
すると図１２の骨組み構造の一辺の長さはＬである。そ
して、またこの６角形を構成する６つの正三角形の１つ
の辺の長さもＬである。したがってその中間点である各
支柱１の支柱中間ジョイント４の位置はＬ／２である。
この部分が折り畳みの位置になるので、図１２に示すよ
うに中央ジョイント８を中心としてＬ／２の半径の円を
描き、この線に沿って膜部材を切断するようにする。す
なわち、第１膜部材１３の外端部は、６分の１の円弧を
成し、第１膜部材１４の内端部は、この第１膜部材１３
の外端部と整合する形状の円弧を成す。この構造物に対
して連結角αおよび屈折角βに所定の関係を与えて設定
すると、図６の形態に対応する図１０の屈折状態の膜状
構造物が得られる。このように、６本組構造ユニット７
の支柱１を中間点で折り畳む構造とすることによって、
コンパクトな折り畳み状態を得ることができ、収納性を
高めることができる。この場合、膜状部材１３、１４を
取り外すことなく図１１に示すように骨組構造物を折り
畳むことができる。この場合、膜状部材１３、１４は、
棒状に折り畳まれた支柱１および連結支柱１０の間に収
納することができる。また、膜状構造物は上述のように
棒状となった骨組構造物に巻き取ることも、図１３に示
すように、扇子状に折り畳むことも可能である。
【００３１】図１４ないし図１９を参照してさらに別の
形態の骨組構造物を説明する。この構造物は、６本組構
造ユニット７および連結支柱１０から構成される１２本
組骨組構造物１２を任意の数で任意に方向に組み合わせ
たものである。この目的のために、さらに、隣合う前記
６本組構造ユニット７の支柱１のそれぞれの他端および
一対の前記連結支柱１０のそれぞれの一端、または、隣
接する３つの前記６本組構造ユニット７の支柱１のそれ
ぞれの他端と、それらの６本組構造ユニットに付随する
３つの連結支柱１０のそれぞれの一端とを回動自在に支
持するユニット連結ジョイント１５とを備える。そし
て、ユニット連結ジョイント１５を介して複数の６本組
構造ユニット７が結合する。
【００３２】ユニット連結ジョイント１５は、図１６に
示されるように収容部１５ａを６０°の角度配置で周方
向に備えた中央ジョイント８と同様の構造を有する。
【００３３】このようにユニット連結ジョイント１５を
用いることによって、図６に例示した６本組構造ユニッ
ト７と連結支柱１０から構成される骨組構造物を任意の
数組み合わせた、例えば図１４に示すような骨組構造物
が得られる。図１４の構造物は、７個の６本組構造ユニ
ット７を用いて構成した構造であり、図１５はその構造
物の展開状態すなわち２次元構造物とした形態を示す平
面図である。図１７は図１４の骨組構造物の折り畳み状
態を示す斜視図である。図１８は図１７の折り畳み状態
を構造物の端部からみた端面図である。また図１９図
は、図１５に示す展開状態の斜視図である。
【００３４】図２０ないし図２３を参照して、本発明の
他の実施形態について説明する。この形態は、図６の６
本組構造ユニットに連結支柱を付加した図６の構造を複
数個組み合わせた構造の図１４の骨組構造において図１
０のように膜部材を、付加したもの膜状骨組構造物であ
る。図２０は、この形態において、図１７に対応する折
り畳み状態が図２１に示されている。この場合の膜状部
材は、図１０または図１２に示すように、第１膜状部材
１３および第２膜状部材１４が設けられる。また、図２
１には、図６、図１０あるいは、図１４に示す状態に対
応する本形態における折り曲げ状態がしめされている。
図２２に示す状態は、図２１に示す折り曲げ状態の折り
曲げ角度βをさらに大きくした折り曲げ状態である。ま
た、図２３に示す状態は、図５、図９、図１２、図１５
および図１９に示す状態に対応する、本形態の展開状態
である。
【００３５】図２４を参照すると本発明のさらに他の形
態が示されている。本発明のこの形態は、６本組構造ユ
ニット７に連結支柱１０に膜状部材１３、１４を付加し
た図１０に示す折り曲げ状態を２つ結合した形態であ
る。この場合、２つの６本組構造ユニット７の１対の連
結部は、互いの連結角度を調整可能な連結角度調整可能
ジョイント１６が使用されている。図２５には、連結角
度調整可能ジョイント１６の使用状態の斜視図が示され
ている。この連結角度調整可能ジョイント１６は、支柱
１、１０の端部を回動自在に支持するための回動軸１２
を備えている点は、図３の中央ジョイント８、先端ジョ
イント１１と同じであるが、図３の中央ジョイント８、
図７の先端ジョイント１１と異なり、一方の６本組構造
ユニット７および連結支柱１０からなる骨組構造１７と
他方の６本組構造ユニット７および連結支柱１０からな
る骨組構造１８との連結部における支柱端部の収容部１
６ａ、１６ａが同一の平面内に含まれず、任意の角度で
設定できるということである。すなわち、組み合わされ
る骨組構造１７、１８の成す角度すなわち骨組構造同士
の連結角度γが任意に設定できるということである。
【００３６】図２６ないし図２９はこの連結角度調整可
能ジョイント１６を用いたさらに別の実施形態が示され
ている。
【００３７】この実施形態は、図１０の折り曲げ状態、
図１１の折り畳み状態、図１２の展開状態をとることが
できる、骨組構造を５つ組み合わせてドーナツ状に連結
した骨組構造物である。
【００３８】図２６には、図１０に対応する折り曲げ状
態が示されている。
【００３９】図２７には、図１２に対応する展開状態が
示されている。
【００４０】さらに、図２８には、この実施形態の骨組
構造物の折り畳み状態が示されている。この折り畳み状
態は、各支柱の支柱中間ジョイントおよび中央ジョイン
トは折り畳み状態にすることによって得られる。しか
し、構成要素となる５つの骨組構造の連結には間には連
結角度調整可能ジョイント１６を使用しているために、
それぞれの構成要素の骨組構造は連結角度調整可能ジョ
イントの収容部に垂直な方向に延びている。
【００４１】本例の連結角度調整可能ジョイント１６
は、連結角度を任意に調整できるようになっているため
中央ジョイント８あるいは先端ジョイント１１のように
支柱端部の収容部が同一の平面に含まれるように展開す
ることができる。このように完全に展開すると、すなわ
ち連結角度γが１８０°となるようにすると図２９に示
すように５つの構成骨組構造はそれぞれ平行に延びるよ
うに折り畳み状態を形成することができる。これによっ
て、さらに収納性を高めることができる。
【００４２】なお、連結角度調整可能ジョイント１６
を、連結角度γを固定として、中央ジョイント、先端ジ
ョイント、連結ジョイントにそれぞれ兼用することがで
きる。このようにすべてのジョイントを兼用するように
構成することにより部品点数を少なくすることができ
る。
【００４３】なお上記の図２６ないし２８の形態におい
て連結角γは138.19度である。この形態における、連結
構造物は球状の構造物や円盤状の構造物の一部を成す。
図３０には、図図１０の骨組構造物を展開状態にし、折
り曲げ状態にし、または折り畳み状態に任意に制御でき
る機構を付加した形態が示されている。
【００４４】すなわち、この構造物では、先端ジョイン
ト１１、中央ジョイント８にそれぞれワイヤ１９を張り
渡し、ワイヤを巻き上げまたはゆるめて、ジョイント間
の間隔を調整できるようにしている。具体的には、ワイ
ヤ１９の巻き取り等の長さを制御する制御機構を備えか
つ各先端ジョイント、中央ジョイントのそれぞれの役割
を果たす制御機構付ジョイント２０、２１をそれぞれ対
応する場所に設ける。これにはワイヤ巻き取り、解放の
ための駆動機構がついている。この駆動機構を制御する
ことによりジョイント間のワイヤの長さを調整して支柱
先端間の距離が常に等しくなるように制御する。これに
よって、ワイヤ長の制御だけで骨組構造物の展開、折り
曲げ、折り畳み状態自由に制御することができる。図３
０に示す骨組構造物を複数個連結した骨組構造物をに対
し、ワイヤ長の制御をすべての６本組構造ユニットおよ
び連結支柱を備えた骨組構造物に対して同期して行うこ
とにより、連結構造物のスムーズな、展開、折り曲げ、
折り畳みの任意の状態制御を行うことができる。また、
このように図３０に示される各ジョイント間に張り渡さ
れる１２本のワイヤを等しくすることにより、１２本の
支柱のすべての先端は同一平面上に配置できる。なお、
図３０の構造物を複数備える骨組構造物を上記のように
駆動制御可能にするためには、、ユニット連結ジョイン
ト、連結角度調整可能ジョイントに対応する箇所に上記
のワイヤを制御するための制御機構を取り付けたジョイ
ントを用意すればよい。
【００４５】
【発明の効果】 本発明によれば、実質的に軌道上では
建設作業を行う必要がない。したがって、大型宇宙構造
物を軌道上においていわば、自動建設を達成することが
できる。
【００４６】また、本発明の別の側面では、本発明の骨
組構造物は折り畳み状態では極めてコンパクトな形状で
あるため宇宙空間への輸送を極めて容易に行うことがで
きる。すなわち、本発明の６本組構造ユニットからなる
構造物は収納状態でその断面がロケットフェアリングの
断面形状である円に近い六角形を成すこととなるため、
ロケットフェアリングへの収納性が極めて優れている。
また、複数の６本組構造ユニットを連結接続した構造物
も六角形の組み合わせとなるため、ロケットフェアリン
グへの収納性が良い。
【００４７】本発明の構造物は、Ｈ−２級ロケットで打
ち上げ可能な直径20mから40mとなり、連結型フラーレン
構造物を形成すると、直径は50mから100mとなる。従っ
て、一回のロケットの打ち上げで輸送が可能であり、大
型の宇宙構造物の建設が一回の輸送工程によって可能と
なる。
【００４８】別の観点では、本発明の構造物ではすべて
の支柱を連動して、動作させるようにしているため、制
御機構あるいは駆動機構を単純化することができる。
【００４９】本発明は上記の通り従来の構造物では達成
し得ない多くの利点を有するため本発明の６本組構造ユ
ニット或いは膜状部材を適宜組合せて骨組構造物を構成
することにより、宇宙空間における大型アンテナの反射
盤の形成が可能となる。
【００５０】また、太陽電池膜の装着による大型太陽電
池パネルを形成することが可能となる。さらに、本発明
の構造物に宇宙機バス機器を装着することにより大型宇
宙機の形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の骨組構造物を構成する支柱の斜視図、
【図２】６本組構造ユニットの斜視図、
【図３】中央ジョイントの使用状態を示す斜視図、
【図４】６本組構造ユニットの折り畳み状態を示す斜視
図、
【図５】６本組構造ユニットの展開状態を示す斜視図、
【図６】１２本組骨組構造物の折り曲げ状態を示す斜視
図、
【図７】先端ジョイントの使用状態を示す斜視図、
【図８】１２本組骨組構造物の折り畳み状態を示す斜視
図、
【図９】１２本組骨組構造物の展開状態を示す斜視図、
【図１０】１２本組骨組構造物に膜部材を付加した骨組
構造物の折り曲げ状態を示す斜視図、
【図１１】図１０の骨組構造物の折り畳み状態を示す斜
視図、
【図１２】図１つの骨組構造物の展開状態を示す斜視
図、
【図１３】膜状部材を折り畳み状態にする途中の状態を
示す斜視図、
【図１４】複数の１２本組骨組構造物を組み合わせた骨
組構造物の折り曲げ状態を示す斜視図、
【図１５】図１４の骨組構造物の展開状態を示す平面
図、
【図１６】ユニット連結ジョイントの使用状態を示す平
面図、
【図１７】図１４の骨組構造物の折り畳み状態を示す斜
視図、
【図１８】図１４の骨組構造物の折り畳み状態の端面
図、
【図１９】図１４の骨組構造物の展開状態を示す斜視
図、
【図２０】図１０の膜部材を付加した骨組構造物を複数
組合せて構成される骨組構造物のほぼ折り畳み状態を示
す斜視図、
【図２１】図２０の骨組構造物の折り曲げ状態を示す斜
視図、
【図２２】図２０の骨組構造物の連結角度を大きくして
展開状態に近い折り曲げ状態を実現した場合の斜視図、
【図２３】図２０の骨組構造物の展開図、
【図２４】図１０の骨組構造物を所定の角度で結合した
場合の骨組構造物の斜視図、
【図２５】連結角度調整可能ジョイントの使用状態を示
す斜視図、
【図２６】図１０の骨組構造物を連結角度調整可能ジョ
イントを用いてドーナツ状に連結した連結骨組構造物の
斜視図、
【図２７】図２６の連結骨組構造物の展開状態を示す斜
視図、
【図２８】図２６の連結骨組構造物を構成する骨組構造
物のそれぞれの折り畳んだ状態を示す斜視図、
【図２９】連結角度調整可能ジョイントの連結角を１８
０°とした状態で図２６の連結骨組構造物を折り畳んだ
場合の折り畳み状態を示す斜視図、
【図３０】図１０の膜部材を付加した骨組構造物の先端
ジョイントお中央ジョイントにワイヤを張り渡し、該ワ
イヤの長さを制御可能にする制御機構を備えた先端ジョ
イント、中央ジョイントにした場合の折り曲げ状態の一
例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 支柱、 ２ 第１支柱部分 ３ 第２支柱部分 ４ 支柱中間ジョイント ５ 回動軸 ６ 回動軸 ７ ６本組構造ユニット ８ 中央ジョイント ９ 回動軸 １０ 連結支柱 １１ 先端ジョイント １２ １２本組骨組構造物 １３ 第１膜部材 １４ 第２膜部材 １５ ユニット連結ジョイント １６ 連結角度調整可能ジョイント １７ 膜部材を付加した骨組構造物 １８ 膜部材を付加した骨組構造物 １９ ワイヤ ２０ 制御機構付先端ジョイント ２１ 制御機構付中央ジョイント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｈ 15/18 Ｅ０４Ｈ 15/18 15/34 15/34 Ｂ 15/48 15/48 Ｈ０１Ｑ 1/28 Ｈ０１Ｑ 1/28 15/20 15/20

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】６本の支柱を備え、少なくとも、該６本の
    支柱が実質的に１つの平面に含まれる展開状態と、６本
    の支柱が実質的に互いに平行に延びる折り畳み状態とを
    とることができる６本組構造ユニットを備えた骨組構造
    物であって、 前記６本組構造ユニットの前記支柱をその略中間点にお
    いて折り畳み自在に支持する支柱中間ジョイントと、 前記６本組構造ユニットの６本の支柱のそれぞれの一端
    を前記展開状態における平面とは垂直の面内において回
    動自在に保持する中央ジョイントを備えており、 前記６本組構造ユニットは、 前記展開状態においては、その６本の支柱が該中央ジョ
    イントから実質的に１つの平面内で放射状に延びるよう
    に位置決め配置されており、これによって、６本組構造
    ユニットの６本の支柱の他端を結ぶ線が実質的に正六角
    形を成すように構成されており、 折り畳み状態では、前記一端において前記中央ジョイン
    トによって前記一端が拘束された状態で、該中央ジョイ
    ントを介して前記６本の支柱が互い平行に延びるように
    折り畳み自在になっていることを特徴とする骨組構造
    物。
  2. 【請求項２】前記６本組構造ユニットの支柱が前記一端
    で中央ジョイントと成す角度を連結角αとし、展開状態
    と折り畳み状態との間の屈折状態における支柱の前記支
    柱中間ジョイントにおける屈折角をβとしたとき、 ６本組構造ユニットのそれぞれの支柱がβ＝２×(９０
    °−α）を満足するような屈折状態となっており、 さらに、前記６本組構造ユニットのそれぞれ隣合う支柱
    の他端を連結するように屈折状態で配置される連結支柱
    と、 前記６本組構造ユニットの１つの支柱の他端と、該他端
    の両側に位置する一対の前記連結支柱の端部を連結保持
    する先端ジョイントと、が設けられたことを特徴とする
    請求項１に記載の骨組構造物。
  3. 【請求項３】さらに、前記６本組構造ユニットの支柱の
    前記中央ジョイントから支柱中間ジョイントまでの第１
    支柱部分を介し、隣り合う前記第１支柱部分によって形
    成される面内に張設される第１膜部材と、 前記６本組構造ユニットの前記支柱の支柱中間ジョイン
    トから前記他端までの第２支柱部分を介し、隣り合う前
    記第２支柱部分によって形成される面内に張設される第
    ２膜部材と、を備え、 前記第１および第２膜部材は、展開時には、前記中央ジ
    ョイントを中心にして１つの平面内において正６角形の
    膜状構造物を形成するとともに、折り畳み状態では、前
    記第１および第２膜部材は、前記６本組構造ユニットの
    支柱および連結支柱に連動して収納されるようになって
    いることを特徴とする請求項２に記載の骨組構造物。
  4. 【請求項４】さらに、隣合う前記６本組構造ユニットの
    支柱のそれぞれの他端および一対の前記連結支柱のそれ
    ぞれの一端、または、隣接する３つの前記６本組構造ユ
    ニットの支柱のそれぞれの他端と、それらの６本組構造
    ユニットに付随する３つの連結支柱のそれぞれの一端と
    を回動自在に支持するユニット連結ジョイントとを備
    え、 該ユニット連結ジョイントを介して複数の前記６本組構
    造ユニットが結合されたことを特徴とする請求項３に記
    載の骨組構造物。
  5. 【請求項５】前記前記先端ジョイントと中央ジョイント
    とを繋ぐ結合部材と、 該結合部材を制御して前記先端ジョイントと中央ジョイ
    ントとの間隔を適宜調整することによって６本組構造ユ
    ニットおよび連結支柱の屈折角度を所定角度に調整する
    角度調整手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記
    載の骨組構造物。
  6. 【請求項６】前記先端ジョイントと中央ジョイントとの
    間隔が１つの平面内において調整されるようになってい
    ることを特徴とする請求項５に記載の骨組構造物。
  7. 【請求項７】前記先端ジョイントまたはユニット連結ジ
    ョイントとを繋ぐ結合部材と該結合部材を制御して前記
    先端ジョイントまたはユニット連結ジョイントの間隔を
    適宜調整することによって６本組構造ユニットおよび連
    結支柱の連結角度または屈折角度を所定角度に調整する
    手段とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の骨組
    構造物。
  8. 【請求項８】前記先端ジョイントまたはユニット連結ジ
    ョイントとの間隔が1つの平面内において調整されるよ
    うになっていることを特徴とする請求項7に記載の骨組
    構造物。
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