JP2532286B2 - 展開式構造物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は展開および折りたたみ可能な構造物に関す
る。本発明は、折りたたんで宇宙輸送機関の貨物室に収
納して宇宙に運び、そこで展開して使用する展開式宇宙
構造物に適用することができ、従来の同種のものに比べ
て、展開動作が単純かつ容易であり、また配線および配
管等を予め組むのに好都合なものである。

〔従来の技術〕

これまでに発案され研究されてきた展開式構造物の代
表例をいくつか挙げて検討する。

第６図にトラス形態を自由に変形させるという特殊な
目的を持つ特開昭60−123293号公報に開示されたトラス
構造を示す。この構造では、トラス部材16が３角形を構
成するように結合され、各３角形がトラス状に組み立て
られる。この構造を展開式構造の一種と見なした場合に
は、斜めに延びる６本のトラス部材16の中の４本を両端
で単純回転し、残りの２本を両端で単純回転しつつ伸縮
すれば収納展開できる。継手数は、回転継手が12個、伸
縮継手が２個であり、収納展開運動に関与する部材数は
１区画当り９個となり、しかも逐次展開が可能である。

第７図（ａ）および（ｂ）に特開昭62−25634号公報
に開示されたトラス構造を示す。この構造は上下２本の
斜材が中央部に折り曲げ継手を有し、両端は回転継手に
より框材に連結されている。また他の４本の斜材は一端
を框材に回転継手により連結され、他端は縦通材上を摺
動する回転滑り継手により連結されている。収納には上
下の斜材を折り曲げ、他の斜材の回転滑り継手が縦通材
上を滑らせることにより折り畳むことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これまでに提案された展開式構造物は非常に多いが、
机上プランを離脱して具体化したものは意外と少ない。
それには他にもいろいろな原因があるであろうが、最も
致命的な問題は、本当に机上で考えるようになめらかな
展開が実現出来るかどうかという問題である。例えば第
６図の構造において、１区画当り12個の回転、２個の伸
縮の計14個の継手が一様に動き、９個の部材が同期して
展開すれば良いが、その中には摩擦力その他の不揃いが
あって一部の部材の運行が過度に進行して、他の継手を
こじるようになり展開運動が固着してしまうのではない
かというおそれがある。一度固着を生じるとそれからの
回復が極めて困難であることは、日常的に誰しも経験す
るところである。第７図の例は回転滑り継手を使用し、
継手数が少ない点は前者と同様であるが、折り曲げ継手
があり、また回転継手の回転方向が一定でない点等の複
雑な継手構造を必要とする。

したがって、本発明は、展開および収納のための折り
たたみに関与する部材の数が少なくてすみ、しかも従来
の構造では期待できないように滑らかな展開および折り
たたみ動作を得ることができ、かつ収納状態をコンパク
トにし得る展開式構造物を提供することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、回転滑り継手を有効に用いて継手総数を減
らし、複雑な継手の使用を不要にし、展開および折りた
たみに関与する部材の数を減らしその結果展開および折
りたたみの運動が従来の構造では得られない程滑らか
で、従って展開収納を自動的に、かつ逐次的もしくは同
時的に完成することの容易な一次元展開式構造物を提供
する。

すなわち、本発明の展開式構造物は、複数個の框材を
複数個の縦通材と１個または複数個の斜材とで連結した
トラス構造を基本とする。縦通材の両端は回転軸方向が
すべて平行な回転継手により框材に連結する。斜材の一
端は、上記回転継手と回転軸方向が平行な回転継手で一
方の框材に連結する。斜材の他端は、この他方の框材に
より形成される平面内で回転継手の回転軸方向に対し直
角方向に延びかつ前記平面の中央に位置するように該他
方の框材に設けた案内手段または、縦通材と平行で両端
がこの一方の框と他方の框に回転継手を介して連結しそ
の継手の回転軸は縦通材両端の回転軸と平行であり回転
軸間の距離は縦通材と等しい案内手段に回転滑り継手を
介して連結する。

本発明の他の態様においては、縦通材の一端を一方の
框材に回転継手によって、他端を他方の框である案内手
段に回転滑り継手で構造する。

本発明の好ましい態様においては、縦通材は各々等し
い長さを持ち、また斜材も各々等しい長さを持つ。

〔作 用〕

本発明の展開式構造物は、上述のように構成されてい
るので、構造物の長さ方向に隣り合う縦通材が互いに折
り重なるように框材との連結点で折りたたみ、このと
き、斜材の上記した他端を案内手段に沿ってすべらせる
ことにより、収納状態とすることができる。この折りた
たみ動作は、すべて平行な軸まわりの回転と単純なすべ
りの組み合わせであるので、動作に支障を生じる恐れは
ない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図について説明する。第
１図は、同時展開折りたたみが行なわれる構造の一例を
示すものである。第１図（ａ）に示すように、框材31は
３本のリンク材31aを３角形に組んで形成される。隣り
合う３角形の框材31は３角形の各頂点において回転継手
30を介して縦通材32により連結される。回転継手30の回
転軸30aは互いに平行である。中央の框材31には一つの
頂点からその頂点に対向する底辺の中央点を結びその底
辺に直角な案内部材34が取付けられている。この案内部
材34は、回転継手30の回転軸30aに対し直角方向に延び
る。回転継手30の回転軸30aと平行な平面を決定する２
本の縦通材32は、それぞれ斜材33の各一端に別の回転継
手（図示せず）を介して連結されている。この回転継手
は、回転継手30の回転軸30aと平行な回転軸を有する。
また、斜材33の他端は、案内部材34上を摺動可能な回転
滑り継手35に連結されている。斜材33と回転滑り継手35
との連結は、回転継手30の回転軸30aに平行な回転軸ま
わりの回動を可能にするような構成である。本例におい
ては、上方の区画の斜材33と下方の区画の斜材33とは同
一の回転滑り継手35に連結される。

この構造においては、回転滑り継手35を案内部材34に
対して第１図（ａ）に矢印Ａで示す方向に移動させなが
ら、上方の区画の縦通材32を左側に倒し、下方の区画の
縦通材32を右側に倒すことにより、第１図（ｂ）に示す
折りたたみ状態が得られる。展開はその逆の手順で行え
ば良く、回転滑り継手35が移動を終り、縦通材32が直立
した状態になったとき、これを固定すれば、３角形断面
で各区画の側面に斜材を有する強固なトラス構造が形成
される。

第２図に本発明の他の実施例を示す。本例において
は、框材41は回転継手40を介して縦通材42により連結さ
れる。回転継手40は40aで示される回転軸を有する。斜
材43は各一端が前述の回転軸と平行な回転軸まわりに回
動可能なように縦通材42または框材41に連結される。中
央の框材41の中央には案内部材44が回転継手40の回転軸
40aと直角に設けられ、この案内部材44に回転滑り継手4
5が設けられている。斜材43の他端は前述の回転軸と平
行な回転軸まわりに回動可能なようにこの回転滑り継手
45に連結される。

この構造は、縦通材42を第２図（ｂ）のように傾け、
回転滑り継手45を矢印Ａ方向にすべらすことにより折り
たたまれる。展開は逆の順序で行なえばよく、このとき
は回転滑り継手45は第２図（ｂ）の矢印Ｂ方向に摺動す
る。

第３図および第４図に本発明のさらに他の実施例を示
す。この例では框材51の断面は正方形で、斜材53は両端
共に框材51の棒状部材51aに回転継手50により連結さ
れ、縦通材52は一端が回転継手50により、他端が回転滑
り継手55によりそれぞれ框材51に連結されている。案内
手段は框材51の平行な２本の部材51aを兼用しており、
すべての回転継手50の回転軸50aはこの案内手段に直角
である。上下２本の縦通材52は同一の回転滑り継手55に
連結される。横方向に隣り合う斜材53は別の斜材56によ
り結合され、互いに平行に保持される。この構造では、
回転滑り継手55を、矢印Ｂ方向に移動させることにより
折りたたむことができる。この状態を第４図に示す。ま
た、回転滑り継手55を矢印Ａ方向に移動させれば、構造
物は展開して框材51の間隔は長くなる。この構造では、
折りたたみ収納時の最大巾は斜材53の長さに等しく、こ
れは最大巾が框材51の辺長と１区画の和にほぼ等しい第
２図の例に較べて収納面積が小さくなることを意味す
る。しかし、その反面、回転滑り継手の数は増加する。
また、この構造は、必ずしも同時展開の必要はないが、
２区画毎の逐次展開を行うとトラス構造の向きが１展開
毎に変化し、トラス構造先端部が左右に大きく揺れるこ
とになるので、全長に渉って同時展開するのが望まし
い。

第５図に本発明のさらに他の実施例を示す。この例も
框材の形状は正方形または長方形で、斜材63の一端は框
材を構成する部材の一つ61aに回転継手60を介して連結
され、他端は61aに向き合う縦通材を案内手段とするよ
うこれに回転滑り継手65を介して連結している。このよ
うに案内手段は２本の縦通材を兼用しており全ての回転
継手60の回転軸は回転滑り継手の回転軸も含めて平行で
ある。この構造では回転滑り継手65を、矢印Ｂの方向に
移動させることにより折り畳むことができる。折り畳み
途中の状態を第５図（ｂ）に示すまた、回転滑り継手65
を矢印Ａの方向に移動させれば、構造物は展開する。個
の構造の斜材は展開後の構造の剛性や冗長度を適当に選
ぶ等設計的配慮によってその数と配置を選ぶことが出来
る。

〔発明の効果〕

本発明による展開式構造物は、以上に説明したように
折曲継手や伸縮継手を含まず、その展開・収納運動は単
純であり収納面積も小さい。また継手数や展開、折りた
たみ運動に関与する部材数が少ないため、展開、折りた
たみにおける各部材の同期性が容易に得られ、その展
開、折りたたみのための運動は、従来の構造に見られな
い確実性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例を展開状態に示す斜視
図、第１図（ｂ）はその折りたたみ状態を示す斜視図、
第２図（ａ）はさらに他の実施例の展開状態の斜視図、
第２図（ｂ）はその折りたたみ状態の斜視図、第３図は
さらに他の実施例の斜視図、第４図は第３図の実施例の
折りたたみ状態で示す側面図、第５図（ａ）および
（ｂ）はさらに他の実施例の斜視図、第６図と第７図
（ａ）および（ｂ）は従来の展開式構造物の例を示す斜
視図である。 20……回転継手、21……框材、 22……縦通材、23……斜材、 24……案内部材、25……回転滑り継手。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の框材を複数個の縦通材と１区画当
   り１個または複数個の斜材で連結したトラス構造におい
   て、縦通材の両端を回転軸方向がすべて平行な回転継手
   によって框材に連結し、斜材の一端を一方の框に、縦通
   材と框材を連結する前記回転継手と軸方向が平行な別の
   回転継手で連結し、他端を他方の框に設けた案内手段に
   回転滑り継手で連結し、前記案内手段は前記他方の框に
   より形成される平面内において、前記回転継手の各々の
   軸方向に対し直角方向に延び、かつ前記平面の中央部に
   位置するように形成され、前記回転滑り継手を前記案内
   手段に沿って移動することによって展開もしくは折り畳
   み状態にすることのできる展開式構造物。
2. 【請求項２】複数個の框材を複数個の長さの等しい縦通
   材と複数個の長さの等しい斜材で連結したトラス構造に
   おいて、前記斜材の各々の両端を回転軸方向がすべて平
   行な回転継手によって二つの框材にそれぞれ連結し、前
   記縦通材の一端を一方の框に斜材取付用回転継手の回転
   軸に平行な回転軸を有する回転継手によって、他端を他
   方の框である案内手段に回転滑り継手で連結し、前記案
   内手段の中心線は上記回転継手の中心線と直角の方向に
   延び、前記回転滑り継手の回転軸は上記回転継手の回転
   軸と平行であり、この回転滑り継手を前記案内手段に沿
   って移動することによって展開もしくは折り畳み状態に
   することのできる展開式構造物。
3. 【請求項３】複数個の框材を複数個の縦通材と１区画当
   り１個または複数個の斜材で連結したトラス構造におい
   て、縦通材の両端を回転軸方向が全て平行な回転継手に
   よって框材に連結し、斜材の一端を一つの框に、縦通材
   と框材を連結する回転継手と軸方向が平行な別の回転継
   手で連結し、他端をその框と隣の框の間に設けた案内手
   段に回転滑り継手で連結し、前記案内手段は前記その框
   と隣の框とに回転継手で連結しその回転継手の軸は縦通
   材両端の回転継手の軸に平行であり、案内手段と縦通材
   のそれぞれの両端の回転軸の距離は等しく形成され、前
   記回転滑り継手を前記案内手段に沿って移動することに
   よって展開もしくは折り畳み状態にすることのできる展
   開式構造物。