JP3520948B2 - からみ防止構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば通信衛星に搭
載される大型のアンテナにおいて、小さく折り畳んでロ
ケットフェアリング内に収納され、静止軌道上で自力展
開して所望の口径のアンテナ鏡面形状を形成するような
衛星搭載用メッシュアンテナ反射鏡面を支持するトラス
構造のからみ防止構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９，図１０に従来の第１の形態例の膜
面柔軟構造付きのトラス構造を示す。図９は展開状態、
図１０（ａ）は収納または展開途中、図１０（ｂ）は収
納状態の全体形状を表したものである。図において、１
はトラス構造の上面の各辺を構成する部材、２はトラス
構造の下面の各辺を構成する部材、３はトラス構造の稜
線部材で一部はトラスが収納あるいは展開するにしたが
って下面周辺部材との接続ヒンジがスライド可能か稜線
部材自体が伸縮可能な構造になっている。４はトラスを
構成する各部材を接続するためのヒンジで、場所によっ
てリボリュートまたは球面ヒンジ機構をもつ。５はケー
ブルと膜要素からなる膜面柔軟構造である。

【０００３】図１０（ａ）に示すように、５の膜面柔軟
構造は収納するにしたがって張力を失って形状が不定に
なるとともに自重により下方にたわみ始める。図１０
（ｂ）の収納状態においては形状が不定のまま展開トラ
スの内部に完全に取り込まれたかたちとなる。したがっ
て膜面柔軟構造中の膜面やケーブルがヒンジなどに絡ん
でしまう可能性が高い。ケーブルや膜面が絡んだ状態で
トラス構造の展開が開始されると、ケーブルが切断され
たり膜面に亀裂が入るなどして膜面柔軟構造５の形状が
保証されなくなったり、トラス構造が途中で展開不可能
になったり、あるいはトラス構造が破壊されてしまうと
いう事態を招く。

【０００４】上記のトラス構造は膜面柔軟構造との接続
点が上面の多角形の頂点に位置する稜線部材に限られて
いるためにトラス構造が収納され始めると直ちに張力安
定状態が崩れて不定形となり、完全収納状態において不
定形となった膜面柔軟構造は収納時の振動あるいは再び
全体が展開する過程においてヒンジの一部に絡んで破損
するか展開自体を妨げる可能性がある。

【０００５】図１１，図１２に従来の第２の形態例の膜
面柔軟構造付きのトラス構造を示す。図１１は展開状
態、図１２（ａ）は収納または展開途中、図１２（ｂ）
は収納状態の全体形状を表したものである。図におい
て、１１はトラス構造の上面の各辺を構成する折れ曲が
り部材、１２はトラス構造の下面の各辺を構成する折れ
曲がり部材でともに収納するにしたがって下方に向かっ
て突き出る形で折れ曲がる。１３はトラス構造の稜線部
材、１４はトラスを構成する各部材を接続するためのヒ
ンジで、場所によってリボリュートまたは球面ヒンジ機
構をもつ。１５はケーブルと膜要素からなる膜面柔軟構
造である。

【０００６】図１２（ａ）に示すように、１５の膜面柔
軟構造は収納するにしたがって張力を失って形状が不定
になるとともに自重により下方にたわみ始める。図１２
（ｂ）の収納状態においては形状が不定のままトラス構
造の内部に完全に取り込まれたかたちとなる。したがっ
て膜面柔軟構造中の膜面やケーブルがヒンジなどに絡ん
でしまう可能性が高い。ケーブルや膜面が絡んだ状態で
トラス構造の展開が開始されると、ケーブルが切断され
たり膜面に亀裂が入るなどして膜面柔軟構造１５の形状
が保証されなくなったり、トラス構造が途中で展開不可
能になったり、あるいはトラス構造が破壊されてしまう
という事態を招く。

【０００７】上記のトラス構造は膜面柔軟構造との接続
点が上面の多角形の頂点に位置する稜線部材に限られて
いるためにトラス構造が収納され始めると直ちに張力安
定状態が崩れて不定形となり、完全収納状態において不
定形となった膜面柔軟構造は収納時の振動あるいは再び
展開する過程においてヒンジの一部に絡んで破損するか
展開自体を妨げる可能性がある。

【０００８】図１３に従来の第３の形態例の膜面柔軟構
造付きの展開トラス構造を示す。図において、２１はト
ラス構造の上面の各辺を構成する部材、２２はトラス構
造の下面の各辺を構成する部材、２３はトラス構造の稜
線部材で一部はトラスが収納展開するにしたがって下面
周辺部材との接続ヒンジがスライド可能か稜線部材自体
が伸縮可能な構造になっている。２４はトラスを構成す
る各部材を接続するためのヒンジで、場所によってリボ
リュートまたは球面ヒンジ機構をもつ。２５はケーブル
と膜要素からなる膜面柔軟構造である。２６は下面周辺
部材に接続され、膜面柔軟構造２５に所望の形状を与え
るために各点を所定の位置まで下方に引き下げて固定す
るときの張力を支える役割をするバックケーブルネット
ワーク、２７はバックケーブルネットワーク２６と膜面
柔軟構造２５の所定の点をつなぐ縦方向ケーブルであ
る。

【０００９】トラス構造の収納時には縦方向ケーブルに
は荷重がかからないため、ケーブルがたるんで形状が定
まらず、その結果縦方向ケーブルがヒンジなどに絡んで
しまう可能性が大きい。ケーブルが絡んだ状態でトラス
構造の展開が開始されるとケーブルが切断されて膜面柔
軟構造２５の形状が保証されなくなったり、トラス構造
が途中で展開不可能になったり、あるいはトラス構造が
破壊されてしまうという事態を招く。

【００１０】上記のトラス構造は、展開状態から収納に
向かうと直ちに、膜面柔軟構造とバックケーブルネット
ワークは張力状態が解除されて不定形となり、これらを
接続する縦方向ケーブルも張力を失って位置が不定とな
る。そのために収納時の振動および展開途中においてケ
ーブルがヒンジに絡んだり、あるいは縦方向ケーブル同
士が絡んで破損するか展開自体が妨げられる可能性があ
る。縦方向ケーブルが長かったり、その途中に長さ調整
機構などを有する場合には上記の絡みの可能性がより高
くなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので第１の目的は、ラジアル方向部材
と別の膜面によって収納状態において膜面柔軟構造全体
をトラス部材の集まりよりも上方に逃がすことにより上
記のような収納状態および展開途中でのトラス部材との
干渉を防ぐことである。

【００１２】本発明の第２の目的は、収納状態において
も膜面柔軟構造を張力状態に保つことにより上記のよう
な収納状態および展開途中でのトラス部材との干渉を防
ぐことである。

【００１３】本発明の第３の目的は、収納状態において
膜面柔軟構造とバックケーブルネットワークの間を結ぶ
縦方向ケーブルの位置を一意に定めることにより収納状
態および展開途中におけるケーブルのからみを防ぐこと
である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の主要な特徴は、一部の稜線部材の途中
とトラスの中心部を結ぶラジアル方向部材と、それらラ
ジアル方向部材間に面を張る膜面を設けて、全体が収納
するにしたがってラジアル方向部材の結合点が折れ曲が
る格好で上方に変位することによってラジアル方向部材
間に張られた膜面全体も角錐状に上方に張り出し、それ
によってトラス構造の上面に取り付けられた膜面柔軟構
造がトラス部材と干渉しない上方に逃げる構造になって
いることである。従来の膜面柔軟構造付きトラス構造と
は、収納時に膜面柔軟構造をトラス部材と干渉しない上
方に逃がす構造を有する点が異なる。本発明は上記のよ
うな構成になっているので、膜面柔軟構造が収納時の振
動あるいは展開途中においてヒンジなどに絡んで膜面柔
軟構造そのものを破損したりトラス構造の展開を妨げた
りするのを防止することができるという効果を得ること
ができる。

【００１５】また本発明の第２の主要な特徴は、膜面柔
軟構造の中心および周辺の中央部と、トラス構造が収納
するにしたがって下方に折れ曲がるトラス上下面周辺部
材の折れ曲がり点付近との間をケーブルでつなぎ、展開
状態では張力を持たず収納するにしたがって張力が増す
ような構成を実現することである。従来の膜面柔軟構造
付きトラス構造とは、収納時に膜面柔軟構造を下方に引
っ張る構造を有する点が異なる。本発明は上記のような
構成になっているので、張力下でしか形状の定まらない
膜面柔軟構造が収納時の振動あるいは展開途中において
トラスを構成するヒンジなどに絡んで膜面柔軟構造その
ものを破損したりトラス構造の展開を妨げたりするのを
防止することができるという効果を得ることができる。

【００１６】また本発明の第３の主要な特徴は、膜面柔
軟構造とバックケーブルネットワークをつなぐ複数の縦
方向ケーブルを収納時に１つに束ねて固定し、ある程度
展開動作が進んだところで束ねた縦方向ケーブルを解除
するような機構を有することである。従来の膜面柔軟構
造付きトラス構造とは、縦方向ケーブルを束ねて固定す
る機構を有する点が異なる。本発明は上記のような構成
になっているので、膜面柔軟構造とバックケーブルネッ
トワークの間に配された縦方向ケーブルが振動やその他
の部材の揺動によっても位置が一箇所に保たれ、収納時
の振動あるいは展開途中においてトラス構造を構成する
ヒンジなどに絡んで膜面柔軟構造そのものを破損したり
トラス構造の展開を妨げたりするのを防止することがで
きるという効果を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図１，図２は、本発明の第
１の実施形態例を示すものであり、図１は展開状態、図
２（ａ）は収納または展開途中、図２（ｂ）は収納状態
の全体形状を表したものである。図中、図９と同一部分
は同一符号を付してその説明を省略する。６はトラス構
造を構成する一部の稜線部材の途中に接続され互いにト
ラスの中心付近で結合されたラジアル方向部材である。
当部材は収納時にはその結合点がトラスの上方に突き出
た形状となる。７はラジアル方向部材６の間に面を張る
膜面で、ラジアル方向部材６に取り付けられている。収
納時にはラジアル方向部材６とともに中心部を頂点とし
て上方に突き出し全体として角錐状の形状をとる。従来
のままでは収納するにしたがって形状が不定となってト
ラス構造の部材の間に挟み込まれてしまう膜面柔軟構造
は、膜面７とラジアル方向部材６で形成される角錐によ
ってトラス構造よりも上方に逃がされることによりトラ
ス部材との絡みなどの干渉を避けることができる。

【００１８】以上説明したように、一部の稜線部材の途
中とトラス構造の中心部を結ぶラジアル方向部材６と、
それらラジアル方向部材６間に面を張る別の膜面７を設
けて、トラス構造が収納するにしたがってラジアル方向
部材６の結合点が折れ曲がる格好で上方に変位すること
によってラジアル方向部材６間に張られた膜面７全体が
角錐状に上方に張り出し、それによってトラス構造上面
に取り付けられた膜面柔軟構造がトラス部材と干渉しな
い上方に逃げる構造になっていることにより、膜面柔軟
構造が収納時の振動あるいは展開途中においてヒンジな
どに絡んで膜面柔軟構造そのものを破損したりトラス構
造の展開を妨げたりするのを防止することができるとい
う効果がある。

【００１９】図３，図４は、本発明の第２の実施形態例
を説明するためのものであり、図３は展開状態、図４
（ａ）は収納または展開途中、図４（ｂ）は収納状態の
全体形状を表したものである。図中、図１１と同一部分
は同一符号を付してその説明を省略する。１６は膜面柔
軟構造の中心と、折れ曲がり可能な一部の下面周辺部材
の折れ曲がり点付近をつなぐケーブルであり、展開状態
では張力を持たず収納状態で膜面柔軟構造を下方に引っ
ぱることにより膜面柔軟構造に張力を付加するように長
さを設計されたケーブルである。したがって展開状態で
の膜面柔軟構造の形状精度には何ら影響を与えない。１
７は膜面柔軟構造の周辺の各辺中央と折れ曲がり可能な
上面周辺部材の折れ曲がり点付近をつなぐケーブルで、
同様に展開状態では張力を持たず収納状態で膜面柔軟構
造の周辺を下方に引っ張るように長さを設計されたもの
である。従来のままでは収納するにつれて形状が不定と
なってトラス構造の部材の間に挟み込まれてしまう膜面
柔軟構造は、ケーブル１６，１７によって収納するにし
たがって下方に引っ張られることにより形状の不定性を
軽減することができる。図４（ｂ）の完全収納状態では
膜面柔軟構造はケーブル１６，１７によって張力状態が
保たれるためトラスの構成部材などへのからみの影響を
低減することができる。

【００２０】以上説明したように、膜面柔軟構造の中心
および周辺の中央部と、トラス構造が収納するにしたが
って下方に折れ曲がるトラス上下面周辺部材の折れ曲が
り点付近との間をケーブル１６，１７でつなぎ、展開状
態では張力を持たず収納するにしたがって張力が増すよ
うな構成を実現することにより、張力下でしか形状の定
まらない膜面柔軟構造を収納時に張力状態に保つことで
振動あるいは展開途中においてヒンジなどに絡んで膜面
柔軟構造そのものを破損したりトラス構造の展開を妨げ
たりするのを防止することができるという効果がある。

【００２１】図５は、本発明の第３の実施形態例の一例
を示すもので、トラス構造の収納時において縦方向ケー
ブルを束ねた状態を示し、膜面柔軟構造およびその他の
ケーブルの形状のみを取り出して表したものである。図
６（ａ）は収納時のトラス構造の形状を表したものであ
る。図中、図１３と同一部分は同一符号を付してその説
明を省略する。展開時は図１３に示す従来型のトラス構
造と同じ形状を示すが、従来型のものでは収納時の縦方
向ケーブルに何ら拘束を与えていないため、形状が不定
となってしまいその結果縦方向ケーブルがヒンジなどに
絡んでしまう可能性が大きい。そうなった場合の危険性
は従来の技術で示したとおりである。

【００２２】それに対して本実施形態例においては、全
ての縦方向ケーブルを収納時に１つに束ねる機構２８を
有する。これにより、縦方向ケーブルは収納時に１つに
束ねられて一箇所に固定されるため、ヒンジとのからみ
によるトラブルを防止することができる。

【００２３】図６（ｂ）は縦方向ケーブル収束機構付近
をトラス構造の構成部材とともに拡大図示したものであ
る。トラス構造の収納時には全ての縦方向ケーブルは束
ねる機構２８によって１つに束ねられているが、展開動
作に移行すると稜線部材３０は束ねる機構２８の取り付
いてる稜線部材２９から相対的に離れていくために、稜
線部材３０に接続されたケーブル３１によって束ねる機
構２８の縦方向ケーブル収束機構のロックが引っ張られ
ることにより縦方向ケーブルを束ねていたカバーが開く
仕組みになっている。その後は全ての縦方向ケーブルの
拘束は解除されるため展開時における所望のケーブルネ
ットワークの形状を得ることができる。

【００２４】図７は本発明の第３の実施形態例の変形例
を示すもので、図中、図１３と同一部分は同一符号を付
してその説明を省略する。３２はケーブルネットワーク
の縦方向ケーブル２７をトラス構造の収納時に１つに束
ねるためのケーブルである。ケーブル３２の部分を拡大
したのが図８である。縦方向ケーブル２７は図のように
何重かに折り畳まれたかたちでケーブル３２によって１
つに束ねられる。その際ケーブル３２は蝶結びによって
固定され、その両端は展開時に異なる方向に移動してい
く一対の縦方向ケーブル２７に接続されている。このよ
うに収納時には全ての縦方向ケーブル２７はケーブル３
２によって１つに束ねられているが、展開が始まるとケ
ーブル３２が接続された縦方向ケーブルはケーブル膜面
柔軟構造２５が広がるにつれて徐々に反対方向に引っ張
られていく。それにしたがって蝶結びで縦方向ケーブル
を束ねていたケーブル３２の端点も両側に引っ張られて
いき、やがてケーブル３２の蝶結びが解除される。その
後は全ての縦方向ケーブルの拘束は解除されるため展開
時における所望のケーブルネットワークの形状を得るこ
とができる。

【００２５】以上説明したように、膜面柔軟構造とバッ
クケーブルネットワークをつなぐ複数の縦方向ケーブル
を収納時に１つに束ねて固定し、ある程度展開動作が進
んだところでそれら全体を解除するような機構を有する
ことにより、振動やその他の部材の揺動によっても縦方
向ケーブルの位置が一箇所に保たれ、収納時の振動ある
いは展開途中においてヒンジなどに絡んで膜面柔軟構造
そのものを破損したりトラス構造の展開を妨げたりする
のを防止することができるという効果を得ることができ
る。

【００２６】尚、上記各実施形態例で述べた展開トラス
構造は、アンテナメッシュ鏡面支持構造だけではなく、
一般建築物の基礎構造にも適用できることは言うまでも
ない。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、多角
錐台上下面の多角形の各辺に配置した上下面部材と、前
記多角形の稜線に配置した稜線部材と、各部材を結合す
るヒンジと、ケーブルと膜面からなる膜面柔軟構造とで
構成された展開及び収納が可能なトラス構造において、
収納時の振動あるいは展開途中においてヒンジなどに絡
んで膜面柔軟構造そのものを破損したりトラス構造の展
開を妨げたりするのを防止することができるという効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態例を示す構成説明図で
ある。

【図２】図１のトラス構造の展開または収納状態の一例
を示す構成説明図である。

【図３】本発明の第２の実施形態例を示す構成説明図で
ある。

【図４】図３のトラス構造の展開または収納状態の一例
を示す構成説明図である。

【図５】本発明の第３の実施形態例の一例の１部を示す
構成説明図である。

【図６】本発明の第３の実施形態例の一例の収納状態の
トラス形状及び縦方向ケーブル収束機構付近を示す構成
説明図である。

【図７】本発明の第３の実施形態例の変形例の１部を示
す構成説明図である。

【図８】本発明の第３の実施形態例の変形例の縦方向ケ
ーブル収束機構付近の拡大図である。

【図９】従来の第１の形態例の膜面柔軟構造付きのトラ
ス構造を示す構成説明図である。

【図１０】図９のトラス構造の展開または収納状態の一
例を示す構成説明図である。

【図１１】従来の第２の形態例の膜面柔軟構造付きのト
ラス構造を示す構成説明図である。

【図１２】図１１のトラス構造の展開または収納状態の
一例を示す構成説明図である。

【図１３】従来の第３の形態例の膜面柔軟構造付きのト
ラス構造を示す構成説明図である。

【符号の説明】

１ トラス構造の上面周辺部材 ２ トラス構造の下面周辺部材 ３ トラス構造の稜線部材 ４ トラスを構成する各部材を接続するためのヒンジ ５ ケーブルと膜要素からなる膜面柔軟構造 ６ ラジアル方向部材 ７ ラジアル方向部材６の間に面を張る膜面 １１ トラス構造の上面の各辺を構成する折れ曲がり部
材 １２ トラス構造の下面の各辺を構成する折れ曲がり部
材 １３ トラス構造の稜線部材 １４ トラスを構成する各部材を接続するためのヒンジ １５ ケーブルと膜要素からなる膜面柔軟構造 １６ ケーブル膜面柔軟構造の中心と、一部の折れ曲が
り可能な下面周辺部材の折れ曲がり点付近をつなぐケー
ブル １７ ケーブル膜面柔軟構造の周辺の各辺中央と折れ曲
がり可能な上面周辺部材の折れ曲がり点付近をつなぐケ
ーブル ２１ トラス構造の上面周辺部材 ２２ トラス構造の下面周辺部材 ２３ トラス構造の稜線部材 ２４ トラスを構成する各部材を接続するためのヒンジ ２５ ケーブルと膜要素からなる膜面柔軟構造 ２６ バックケーブルネットワーク ２７ 縦方向ケーブル ２８ 縦方向ケーブル収束機構 ２９ 縦方向ケーブル収束機構２８の取り付いた稜線部
材 ３０ 縦方向ケーブル収束機構２８を解除するためのケ
ーブルが接続された稜線部材 ３１ 縦方向ケーブル収束機構２８を解除するためのケ
ーブル ３２ 縦方向ケーブル２７を束ねるケーブル

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラス構造の多角錐台上下面の多角形の
   各辺に配置した上下面部材と、 前記トラス構造の稜線に配置した稜線部材と、前記トラス構造を構成する 各部材を結合するヒンジと、 ケーブルと膜面からなる膜面柔軟構造とで構成された展
   開及び収納が可能なトラス構造において、 トラス構造の中心から前記稜線部材へ放射状に配した複
   数の部材と、 これら部材間に張った膜面を具備し、前記トラス構造の
   収納とともに放射状に配した部材の結合点が折れ曲がる
   格好で上方へ変位することによって前記部材間に張られ
   た膜面が角錐状に上方に張り出して、前記膜面柔軟構造
   が前記トラス構造を構成する部材と干渉しない上方へ逃
   げる構造になっていることを特徴とするからみ防止構
   造。
2. 【請求項２】 トラス構造の多角錐台上下面の多角形の
   各辺に配置した上下面部材と、 前記各上下面部材の中央に設けられた下方へ折れ曲がる
   ヒンジと、 前記トラス構造の稜線に配置した稜線部材と、前記トラス構造を構成する 各部材を結合するヒンジと、 ケーブルと膜面からなる膜面柔軟構造とで構成された展
   開及び収納が可能なトラス構造において、各 上面部材の中央と前記膜面柔軟構造の各辺の中央部を
   接続するケーブルと、各 下面部材の中央と前記膜面柔軟構造の中心を接続する
   ケーブルを有し、 これらケーブルには前記トラス構造の展開時には張力が
   負荷せず、トラス構造の収納とともに張力が負荷され膜
   面柔軟構造を下方へ引っ張る構造になっていることを特
   徴とするからみ防止構造。
3. 【請求項３】 トラス構造の多角錐台上下面の多角形の
   各辺に配置した上下面部材と、 前記トラス構造の稜線に配置した稜線部材と、前記トラス構造を構成する 各部材を結合するヒンジと、 ケーブルと膜面からなる膜面柔軟構造と、 前記膜面柔軟構造を所定の形状に保つためのバックケー
   ブルネットワークとで構成された展開及び収納が可能な
   トラス構造において、 トラス構造の収納時には、前記膜面柔軟構造と前記バッ
   クケーブルネットワークを結合する複数のケーブルを束
   ねて稜線部材に固定し、トラス構造の展開途中で束ねた
   ケーブルを解放する機構を有することを特徴とするから
   み防止構造。