JPH04325398A - 展開構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静止軌道上の静止プラ
ットフォーム等の大型宇宙構造物の主構造として用いる
展開構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型宇宙構造物は、打ち上げ時、小さく
折り畳んでコンパクトに収納し軌道上で自動展開し、大
型の高剛性トラス構造を形成することが必要である。

【０００３】このような要求に対応した大型宇宙構造物
の主構造としては、従来、図１０に示す如き展開構造物
１が提案されている。この展開構造物１は、細長部材２
よりなる立方体３を１次元方向で展開してトラス構造を
形成し、各立方体３を夫々その中間で内側に折り込んで
畳むものである。

【０００４】ところで、かかる展開構造物１は、各立方
体３を内側に折り込んで畳むため折り畳みの厚さが厚く
、打ち上げに必要なコンパクトな収納が困難である。 また１次元方向の縦通材４を各立方体３毎に内側に折り
曲げるために継手５の使用量が多くなって、剛性が低く
且つ重量大となる。さらに各立方体３の左右両側面及び
上下両面の斜材６をスライド方式に伸縮させなければな
らず、しかもその斜材６は立方体３を内側に折り畳んだ
時に縮まり、１次元方向に展開した時に伸びて径の大き
い部分と径の小さい部分が生じる結果、強度が低下し、
不安定となる。また前述のように各立方体の縦通材４を
内側に折り込んで畳むので、パネルや機器を立方体外部
に取付けるとき、縦通材４が使いにくい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、１次
元方向で展開して連なる細長部材よりなる各立方体が上
側外方に延伸して折り畳まれるようにして、折り畳みの
厚さを薄くし、また１次元方向の縦通材の内側への折り
曲げを無くして継手の使用量を減少し、さらに各立方体
の斜材は左右両側面の斜材のみ伸縮できるようにし、し
かも１次元方向に展開した時に縮まるようにし、またパ
ネルや機器を立方体外部に取付けるとき、縦通材を利用
できるようにした展開構造物を提供しようとするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の展開構造物は、展開状態で細長部材による立
方体が１次元方向で連なり、各細長部材の端部継手が節
点ジョイントに結合されて１軸回りの回転自由度を有し
、各立方体の左右両側面の斜材が１次元方向で交互に向
きを変えたテレスコピック部材からなり、各立方体の下
部の節点ジョイントの外側面にガイドローラが設けられ
、立方体２個を１ユニットとして各立方体が剪断変形す
ることにより縦長に折り畳まれるトラス本体と、縦長に
折り畳まれるトラス本体を収納するハウジングの前面下
端部に前記トラス本体のガイドローラが摺動回転するガ
イドレールが上方に折り畳み可能に枢支され、該ガイド
レールの下方に前記立方体の節点ジョイントを引っ掛け
るシャトルフックが駆動制御装置により往復動可能に設
けられ、前記ガイドレールの上側中間に前記１ユニット
２個の立方体の中間のガイドローラを引き下げて２個の
立方体を展開するためのロック用ガイドと同ガイドロー
ラを押し上げて２個の立方体の折り畳みを開始させるた
めのアンロック用ガイドを備え、ガイドレールの上側基
端に１ユニット２個の立方体の送り出しタイミングをと
る流れ止めを備えた展開駆動機構とよりなるものである
。

【０００７】

【作用】上記のように構成された本発明の展開構造物は
、ハウジングの前面で上方に折り畳まれたガイドレール
を伸展した後、展開駆動機構の駆動制御装置によりシャ
トルフックを往動させると、ハウジング内に折り畳まれ
たトラス本体の最前部の立方体の下端の節点ジョイント
を引っ掛けて立方体を引き出し始め、１ユニット２個の
立方体が下方に引き下げられて次第に開かれていく。 この時１ユニット２個の立方体の後端下側のガイドロー
ラが流れ止めにより固定される。そしてシャトルフック
が１ユニット２個の立方体を引き出して展開していき、
やがて１ユニット２個の立方体の中間のガイドローラが
ガイドレールの上側中間のロック用ガイドの入口に導か
れると、流れ止めがガイドローラを離し、シャトルフッ
クが移動するに従い中間のガイドローラがロック用ガイ
ドに沿って移動しながら引き下げられていく。この中間
のガイドローラがロック用ガイドを通り抜けると、１ユ
ニット２個の立方体の展開が完了する。以後駆動制御装
置によりシャトルフックが復動して元の位置に戻り、再
び往動せしめられ、次の１ユニット２個の立方体の前部
における立方体の下端の節点ジョイントを引っ掛けて立
方体を引き出し始め前記動作が行われる。こうして１ユ
ニット２個の立方体の展開の繰り返しによりトラス本体
が展開される。このトラス本体の展開の際、立方体を構
成する細長材の内、左右両側面のテレスコピック部材か
らなる斜材のみ縮まり、断面径が全長にわたって等しく
なって強度が高くなり、その他の細長材は各面内で端部
継手が回転するのみである。

【０００８】展開されたトラス本体をハウジング内に折
り畳み収納するには、展開とは逆の動作が行われる。即
ちシャトルフックの向きを変えてトラス本体の最後部の
１ユニット２個の立方体における前部下端の節点ジョイ
ントを引っ掛けて後退させると、１ユニット２個の立方
体の中間のガイドローラがガイドレールの上側中間のア
ンロック用ガイドに沿って移動しながら押し上げられて
いき、この中間のガイドローラがアンロック用ガイドを
通り抜けると、１ユニット２個の立方体が上方に延伸し
て折り畳まれていき、シャトルフックが後退限までくる
とハウジング内に収納される。そしてシャトルフックは
前進せしめられて次の１ユニット２個の立方体の前部下
端の節点ジョイントを引っ掛けて後退し、前記動作が行
われる。こうして１ユニット２個の立方体の折り畳みの
繰り返しによりトラス本体がハウジング内に折り畳み収
納される。このトラス本体の折り畳み収納の際、立方体
を構成する細長材の内、左右両側面のテレスコピック部
材からなる斜材のみ伸びその他の細長材は各面内で端部
継手が回転するのみである。そして縦通材を折り畳まな
いので、パネルや機器を立方体外部に取付けるとき縦通
材を利用でき、パネルを立方体の上下面に取付けたまま
収納、展開が可能である。

【０００９】

【実施例】本発明の展開構造物の一実施例を図によって
説明すると、図１において１０はトラス本体、１１はト
ラス本体１０を折り畳み収納し且つ１次元方向に展開す
る展開駆動機構である。トラス本体１０は、展開状態で
細長部材、本例ではアルミニウム円管１２による立方体
１３が１次元方向で連なり、各アルミニウム円管１２の
端部継手１４が図２に示すように節点ジョイント１５と
結合されて一軸回りの回転自由度を有している。図１に
示す各立方体１３の左右両側面の斜材は１次元方向で交
互に向きを変えたテレスコピック部材１６からなり、そ
の端部継手１７が図２に示すように節点ジョイント１５
と結合されて一軸回りの回転自由度を有している。各立
方体の下部の節点ジョイント１５の外側面にはガイドロ
ーラ１８が設けられている。図１に示す各立方体１３の
上下両面及び前後面における斜材はアルミニウム円管１
２よりなる。そしてトラス本体１０は、２個の立方体１
３を１ユニットとして、各立方体１３が剪断変形するこ
とにより縦長に折り畳まれるようになっている。

【００１０】展開駆動機構１１は、図１に示すように折
り畳まれるトラス本体１１を収納するハウジング１９の
前面下端部両側に、前記トラス本体１０のガイドローラ
１８が摺動回転する断面コ字形のガイドレール２０が上
方に折り畳み可能に枢支され、このガイドレール２０の
下方に図３に示すように前記立方体１３の節点ジョイン
ト１５を引っ掛けるシャトルフック２１がモータ、ギア
等よりなる駆動制御装置２２により駆動されるエンドレ
ス歯形ベルト２３に取付けられて往復動可能に配されて
いる。ガイドレール２０の上側中間には前記１ユニット
の２個の立方体１３の中間のレベルを上げたガイドロー
ラ１８を立方体１３の引き出し時に引き下げて１ユニッ
ト２個の立方体１３を展開するためのロック用ガイド２
４と、同ガイドローラ１８を立方体１３の引き戻し時に
押し上げて１ユニット２個の立方体１３の折り畳みを開
始させるためのアンロック用ガイド２５が設けられてい
る。ガイドレール２０の上側基端には１ユニット２個の
立方体１３の送り出しのタイミングをとる流れ止め２６
が設けられている。

【００１１】このように構成された実施例の展開構造物
は、当初ハウジング１９の前面で上方に折り畳まれたガ
イドレール２０を下方に回転して直角に伸展した後、展
開駆動機構１１の駆動制御装置２２を作動し、エンドレ
ス歯形ベルト２３をキャリヤ側に駆動してシャトルフッ
ク２１を往動させると、ハウジング１９内に折り畳まれ
たトラス本体１０の最前部の立方体１３の下端の節点ジ
ョイント１５を引っ掛けて立方体１３を引き出し始め、
１ユニット２個の立方体１３が下方に引き下げられて図
４に示すように次第に開かれていく。この直後１ユニッ
ト２個の立方体１３の後端下側のガイドローラ１８が図
５に示すように流れ止め２６により固定される。そして
シャトルフック２１が１ユニット２個の立方体１３を引
き出して図６に示すように展開していき、やがて１ユニ
ット２個の立方体１３の中間のガイドローラ１８がガイ
ドレール２０の上側中間のロック用ガイド２４の入口に
導かれると、図７に示すように流れ止め２６がガイドロ
ーラ１８を離し、シャトルフック２１が移動するに従い
中間のガイドローラ１８がロック用ガイド２４に沿って
回転移動しながら引き下げられていく。この中間のガイ
ドローラ１８がロック用ガイド２４を通り抜けると、図
８に示すように１ユニット２個の立方体１３の展開が完
了する。以後駆動制御装置２２が逆作動し、エンドレス
歯形ベルト２３がリターン側に駆動してシャトルフック
２１が復動して元の位置に戻り、再び往動せしめられ、
次の１ユニット２個の立方体１３の前部における立方体
１３の下端の節点ジョイント１５を引っ掛けて立方体１
３を引き出し始め、前記動作が行われる。こうして１ユ
ニット２個の立方体１３の展開の繰り返しにより図９に
示すようにトラス本体１０が展開される。このトラス本
体１０の展開の際、立方体１３を構成する左右両側面の
斜材であるテレスコピック部材１６のみ縮まり、図示せ
ぬロック装置により固定されて断面径が全長にわたって
等しくなって強度が高くなり、他の構成部材であるアル
ミニウム円管１２は各面内で端部継手１４が回転するの
みである。

【００１２】展開されたトラス本体１０をハウジング１
９内に折り畳み収納するには展開とは逆の動作が行われ
る。即ち、シャトルフック２１の向きを変えてトラス本
体１０の最後部の１ユニット２個の立方体１３における
前部下端の節点ジョイント１５を引っ掛けて後退させる
と、１ユニット２個の立方体１３の中間のガイドローラ
１８がガイドレール２０の上側中間のアンロック用ガイ
ド２５に沿って回転移動しながら押し上げられていき、
この中間のガイドローラ１８がアンロック用ガイド２５
を通り抜けると、１ユニット２個の立方体１３が上方に
延伸して折り畳まれていき、シャトルフック２１が後退
限までくるとハウジング１９内に収納される。そしてシ
ャトルフック２１は前進せしめられて次の１ユニット２
個の立方体１３の前部下端の節点ジョイント１５を引っ
掛けて後退し、前記動作が行われる。こうして１ユニッ
ト２個の立方体１３の折り畳みの繰り返しにより、トラ
ス本体１０がハウジング１９内に折り畳み収納される。 このトラス本体１０の折り畳み収納の際、立方体１３を
構成する左右両側面のテレスコピック部材１６のみ伸長
し、その他の構成部材であるアルミニウム円管１２は各
面内で端部継手１４が回転するのみである。そして折り
畳まれた面内には折り込まれる部材がないので、折り畳
みの厚さは薄いものとなり、内部空間への機器の設置が
可能である。

【００１３】尚、上記実施例はシャトルフック２１の往
復動にエンドレス歯形ベルトを利用しているが、エンド
レスチェーンでも良くまた送りねじを利用しても良い。

【００１４】

【発明の効果】以上の通り本発明の展開構造物は、トラ
ス本体の１次元方向で展開して連なる細長部材よりなる
各立方体を上側外方に延伸して折り畳まれるようにした
ので、折り畳みの厚さを薄くできて、静止軌道への打ち
上げ時にコンパクトな収納ができる。また１次元方向の
縦通材の内側への折り曲げが無いので、継手の使用量が
減少し、剛性が高くなると共に軽量化し、しかもパネル
や機器を立方体外部に取付けるとき、縦通材を利用でき
、パネルを立方体の上下面に取付けたまま収納、展開が
可能である。さらに各立方体の斜材であるテレスコピッ
ク部材は立方体を折り畳んだ時伸長し、展開した時縮ま
って断面径が全長にわたって等しくなるので、強度の低
下がなく、安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の展開構造物の一実施例を示す斜視図で
ある。

【図２】本発明の展開構造物におけるトラス本体を構成
する立方体の節点ジョイントの一例を示す斜視図である
。

【図３】本発明の展開構造物における展開駆動機構の一
例の要部を示す斜視図である。

【図４〜図８】本発明の展開構造物におけるトラス本体
の１ユニット２個の立方体の展開工程を示す概略図であ
る。

【図９】本発明の展開構造物におけるトラス本体の展開
状況を示す斜視図である。

【図１０】従来の展開構造物の概略斜視図である。

【符号の説明】

１０　　　　トラス本体 １１　　　　展開駆動機構 １２　　　　細長材（アルミニウム円管）１３　　　　
立方体 １４　　　　端部継手 １５　　　　節点ジョイント １６　　　　テレスコピック部材 １７　　　　端部継手 １８　　　　ガイドローラ １９　　　　ハウジング ２０　　　　ガイドレール ２１　　　　シャトルフック ２２　　　　駆動制御装置 ２４　　　　ロック用ガイド ２５　　　　アンロック用ガイド ２６　　　　流れ止め

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　展開状態で細長部材による立方体が１
   次元方向で連なり、各細長部材の端部継手が節点ジョイ
   ントと結合されて１軸回りの回転自由度を有し、各立方
   体の左右両側面の斜材が１次元方向で交互に向きを変え
   たテレスコピック部材からなり、各立方体の下部の節点
   ジョイントの外側面にガイドローラが設けられ、立方体
   ２個を１ユニットとして各立方体が剪断変形することに
   より縦長に折り畳まれるトラス本体と、縦長に折り畳ま
   れるトラス本体を収納するハウジングの下端部に前記ト
   ラス本体のガイドローラが摺動回転するガイドレールが
   上方に折り畳み可能に枢支され、該ガイドレールの下方
   に前記立方体の節点ジョイントを引っ掛けるシャトルフ
   ックが駆動制御装置により往復動可能に設けられ、前記
   ガイドレールの上側中間に前記１ユニット２個の立方体
   の中間のガイドローラを引き下げて２個の立方体を展開
   するためのロック用ガイドと同ガイドローラを押し上げ
   て２個の立方体の折り畳みを開始させるためのアンロッ
   ク用ガイドを備え、ガイドレールの上側基端に１ユニッ
   ト２個の立方体の送り出しタイミングをとる流れ止めを
   備えた展開駆動機構とよりなる展開構造物。