JPH0558396A - 展開型トラス構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、軽量化と共に、信頼性のある折畳
み展開動作を実現し得るようにすることにある。 【構成】中心棒１４を一辺とする四辺形状に組合せた第
１及び第２の連結棒１５，１６を該中心棒１４に対して
放射状に骨組結合した骨組構体１７を形成して、その中
心棒１４、第１及び第２の連結棒１５，１６で形成され
る四辺形状の対角線上に伸縮自在な伸縮部材１８を架設
して結合すると共に、中心棒１４に摺動自在に摺動部材
１９を設け、これら摺動部材１９と伸縮部材１８をそれ
ぞれリンク結合し、かつ骨組構体１７及び摺動部材１９
間に第１及び第２のワイヤ部材２０，２１をテンション
構造に張着した展開トラス１０を複数個組合わせて構成
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば宇宙基地を構
成する構造物や宇宙空間に構築されるアンテナ装置等に
用いられる展開型トラス構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】宇宙開発の分野においては、宇宙基地構
想の開発が進められている。この宇宙基地構想にあって
は、その宇宙基地の骨格や、アンテナの支持構造体を含
む各種の展開トラス構造体を、予め地上において組立て
た後、折畳み収容して宇宙空間まで輸送し、宇宙空間で
展開させる方法が考えられ、開発されている。このよう
な展開型トラス構造体としては、特開昭６１−９８６９
９号公報等に記載されるところの複数の連結棒を立方体
状にトラス結合した展開トラスが複数個、所望の形状に
組合わされて構成するものが知られている。この展開型
トラス構造体は、伸縮自在な駆動部材が複数の展開トラ
スの立方体面の対角線上にそれぞれ配設されており、こ
れら複数個の展開トラスの駆動部材を駆動モータを用い
て同期して伸縮駆動させることにより、構造体全体の折
畳み展開が行われる。

【０００３】ところで、このような展開型トラス構造体
は、展開トラスを構成する連結棒の数及び折畳み展開駆
動用モータ等の駆動手段の配置数に応じて、その重量及
び動作制御の信頼性が決定される。このため、上述した
従来の展開型トラス構造体では、部品点数と展開駆動用
モータ数等の点から重量及び折畳み展開動作制御の信頼
性の向上を図ることが困難であり、これらの点から軽量
で、しかも高精度な動作制御の要求される宇宙開発の分
野での適用を考慮すると、満足の行くものでなかった。

【０００４】そこで、最近の宇宙開発の分野において
は、例えば大口径のアンテナ反射鏡の設置を可能とする
軽量で、高精度な動作制御が可能な展開型トラス構造体
の開発が急務な課題の一つとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の展開型トラス構造体では、重量が比較的重くなると
共に、動作制御の信頼性の点で満足の行くものでないと
いう問題を有していた。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、簡易な構成で、軽量化の促進を図り得、且つ、動
作制御の信頼性を向上し得るようにした展開型トラス構
造体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、折畳み展開
自在な展開トラスを複数個組合わせてなる展開型トラス
構造体において、前記展開トラスを、中心棒に対して放
射状に複数の連結棒が前記中心棒を一辺とする四辺形状
に組合わされて各節点がそれぞれ折曲自在に結合される
骨組構体と、この骨組構体の四辺形状に組合わせた連結
棒の対角線上の節点間に架設されて端部がそれぞれ折曲
自在に結合される伸縮自在な伸縮部材と、前記骨組構体
の中心棒に摺動自在に設けられるものであって、前記伸
縮部材にそれぞれリンク結合される摺動部材と、前記骨
組構体及び摺動部材間にテンション構造に張着されるワ
イヤ部材と、前記摺動部材を前記中心棒に対して摺動さ
せて前記伸縮部材を伸縮駆動し、前記骨組構体の連結棒
を前記中心棒を中心に折畳み展開する駆動手段とで構成
したものである。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、展開トラスは骨組構体の中
心棒に摺動自在に支持される摺動部材が駆動手段によ
り、中心棒に沿って摺動されると、連結棒が中心棒を中
心として回動制御されて折畳み展開される。これによ
り、骨組構体の中心棒に摺動部材を配設し、この摺動部
材を摺動制御するだけの最小限の構成部品を用いた構成
で、確実な折畳み展開動作が実現され、軽量化の促進と
共に、動作制御の信頼性の向上を図ることが可能とな
る。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例に係る展開型トラス
構造体について、図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】図１はこの発明の一実施例に係る展開型ト
ラス構造体に適用される略六角柱状の展開トラス１０を
示すもので、同図（ａ）は展開状態を示し、同図（ｂ）
は折畳み途中（展開途中）を示し、同図（ｃ）は折畳み
状態を示す。この展開トラス１０は、例えば図２に示す
ように７個が組合わされてアンテナ装置の鏡面支持用の
支持構造体１１が形成され、その上面部側には可撓性導
電膜として、反射鏡メッシュ１２が図３に示すように、
スタッドと称する支持具１３を介して張設されて鏡面が
形成されている。なお、図２に示すように組合わされた
支持構造体１１は、隣接する展開トラス１０同士の対向
する面を共用するように組合されている。

【００１１】上記展開トラス１０は、中心棒１４が立設
され、この中心棒１４の両端には複数の第１の連結棒１
５が円周を等分する角度で、例えば６方向に放射状に突
出するように組合わされて節点が折曲自在に結合され
る。そして、中心棒１４の両端の連結棒１５，１５間は
第２の連結棒１６が架設されて節点が折曲自在に結合さ
れ、該中心棒１４を一辺とする四辺形状に結合されて骨
組構体１７が形成される。この骨組構体１７には四辺形
状に結合される中心棒１４、第１及び第２の連結棒１
５，１６の対角線上に伸縮部材１８が架設され、その端
部が節点に折曲自在に結合される。

【００１２】上記骨組構体１７の中心棒１４は、例えば
図４に示すように螺子部１４ａが形成され、この螺子部
１４ａにはいわゆる傘機構を構成する摺動部材１９が矢
印Ａ，Ｂ方向に摺動自在に螺合される。螺子部１４ａは
図示しない駆動モータにより回転駆動され、その回転駆
動に連動して摺動部材１９を中心棒１４に沿って摺動制
御する。そして、摺動部材１９には６本のリンクロッド
１９ａの一端が所定の間隔を有してリンク結合され、こ
のリンクロッド１９ａの先端は上記伸縮部材１８の伸縮
駆動部にリンク結合される。これにより、伸縮部材１８
は図５に示すように、中心棒１４の螺子部１４ａが回転
駆動されて摺動部材１９が中心棒１４に沿って摺動され
ると、リンクロッド１９ａを介して伸縮駆動されて第１
及び第２の連結棒１５，１６を中心棒１４を中心に折畳
み展開する。

【００１３】また、骨組構造１７には第１のワイヤ部材
２０が隣接する第２の連結棒１６間における対角線上の
両端に略十字状に張着される。そして、この第１のワイ
ヤ部材２０の交点には、第２のワイヤ部材２１の一端が
張着され、この第２のワイヤ部材２１の他端は上記摺動
部材１９に張着されてテンション構造に取付けられる。

【００１４】上記構成において、展開トラス１０は、同
図（ａ）に示す展開状態において、上記駆動モータ（図
示せず）が駆動されて中心棒１４の螺子部１４ａが回転
駆動され、摺動部材１９が矢印Ｂ方向に摺動されると、
縮小された伸縮部材１８が伸長される（同図（ｂ）参
照）。すると、骨組構体１７は、その第１及び第２の連
結棒１５，１６が中心棒１４を中心として折曲制御され
て、図１（ｃ）に示すように第１及び第２のワイヤ部材
２０，２１と共に折畳み収容され、ここに反射鏡メッシ
ュ１２を含む支持構造体１１全体が折畳み収容される。

【００１５】そして、展開トラス１０は、図１（ｃ）に
示す折畳み状態において、螺子部１４ａが反転される
と、摺動部材１９が矢印Ａ方向に摺動され、これに伴っ
て、伸縮部材１８が収縮される。すると、伸縮部材１８
は骨組構体１７の第１及び第２の連結棒１５，１６を中
心棒１４に対して反転させ、第１及び第２のワイヤ部材
２０，２１と共に図１（ｂ），（ａ）に示すように順に
展開される。このように支持構造体１１を構成する７個
の展開トラス１０は同期して展開駆動され、ここに、支
持構造体全体の展開が実現されて反射鏡メッシュ１２が
展張される。

【００１６】このように、上記展開型トラス構造体は、
中心棒１４を一辺とする四辺形状に組合せた第１及び第
２の連結棒１５，１６を中心棒１４に対して放射状に骨
組結合した骨組構体１７を形成して、その中心棒１４、
第１及び第２の連結棒１５，１６で形成される四辺形状
の対角線上に伸縮自在な伸縮部材１８を架設して結合す
ると共に、中心棒１４に摺動自在に摺動部材１９を設
け、これら摺動部材１９と伸縮部材１８をそれぞれリン
ク結合し、かつ骨組構体１７及び摺動部材１９間に第１
及び第２のワイヤ部材２０，２１をテンション構造に張
着した展開トラス１０を複数個組合わせて構成した。こ
れによれば、骨組構体１７の中心棒１４に摺動部材１９
を配設し、この摺動部材１９を摺動制御するだけの最小
限の構成部品を用いた構成で、確実な折畳み展開動作が
実現され、従来に比して、その折畳み展開駆動手段の軽
減化が図れて軽量化の促進と共に、動作制御の信頼性の
向上を図ることが可能となる。また、展開トラス１０を
剛な構成部品として中心棒１４、第１及び第２の連結棒
１５，１６、伸縮部材１８を備えるだけで構成すること
が可能となることにより、特に宇宙開発において強く要
請される軽量化の促進という点で顕著な効果が期待され
る。

【００１７】なお、上記実施例では、テンション構造に
張着される第１のワイヤ部材２０を骨組構体１７の隣接
する第２の連結棒１６間における対角線上に略十字状に
張着し、この第１のワイヤ部材２０の交点と摺動部材１
９間に第２のワイヤ部材２１をテンション構造に張着す
るように構成したが、これに限ることなく、例えば図６
に示すように、第１及び第２のワイヤ部材２０ａ，２１
ａを張着するように構成しても良い。即ち、第１のワイ
ヤ部材２０ａを隣接する第２の連結棒１６の両端間に略
平行に張着し、この第１のワイヤ部材２０ａの略中央部
と摺動部材１９間に第２のワイヤ部材２１ａを張着して
テンション構造に取付けるものである。

【００１８】また、上記実施例では、展開トラス１０を
折畳み展開する駆動手段として、中心棒１４に螺子部１
４ａを設け、この螺子部１４ａに摺動部材１９を螺合さ
せて、螺子部１４ａの回転駆動に連動して摺動部材１９
を摺動させるように構成したが、これに限ることなく、
ばね機構を用いて摺動部材１９を摺動させるように構成
することも可能である。

【００１９】さらに、上記実施例では、骨組構体１７と
して、中心棒１４に対して四辺形状に組合わせた第１及
び第２の連結棒１５，１６を６方向に放射状に配置して
構成したが、この放射方向数としては、この数に限るこ
となく、各種の配置が可能である。

【００２０】また、さらに、上記実施例では、展開トラ
ス１０を７個組合せて支持構造体１１を形成したアンテ
ナ装置に適用した場合を代表して説明したが、この数の
組合せに限ることなく、構成可能である。そして、適用
範囲としては、宇宙基地の骨格を含む各種の構造物や、
地上に構築する各種の建築物に適用することも可能であ
る。よって、この発明は上記実施例に限ることなく、そ
の他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を
実施し得ることは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、簡易な構成で、軽量化の促進を図り得、且つ、動作
制御の信頼性を向上し得るようにした展開型トラス構造
体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る展開型トラス構造体
の展開トラスを示した図。

【図２】図１の展開トラスを用いて構成したアンテナ装
置を示した図。

【図３】図３の反射鏡メッシュの取付状態の詳細を示し
た図。

【図４】図１の摺動部材の配置状態を示した図。

【図５】図１の一部の動作状態を示した図。

【図６】この発明の他の実施例を示した図。

【符号の説明】

１０…展開トラス、１１…支持構造体、１２…反射鏡メ
ッシュ、１３…支持具、１４…中心棒、１５…第１の連
結棒、１６…第２の連結棒、１７…骨組構体、１８…伸
縮部材、１９…摺動部材、１９ａ…リンクロッド、２
０，２０ａ…第１のワイヤ部材、２１，２１ａ…第２の
ワイヤ部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 折畳み展開自在な展開トラスを複数個組
   合わせてなる展開型トラス構造体において、 前記展開トラスは、 中心棒に対して放射状に複数の連結棒が前記中心棒を一
   辺とする四辺形状に組合わされて各節点がそれぞれ折曲
   自在に結合される骨組構体と、 この骨組構体の四辺形状に組合わせた連結棒の対角線上
   の節点間に架設されて端部がそれぞれ折曲自在に結合さ
   れる伸縮自在な伸縮部材と、 前記骨組構体の中心棒に摺動自在に設けられるものであ
   って、前記伸縮部材にそれぞれリンク結合される摺動部
   材と、 前記骨組構体及び摺動部材間にテンション構造に張着さ
   れるワイヤ部材と、 前記摺動部材を前記中心棒に対して摺動させて前記伸縮
   部材を伸縮駆動し、前記骨組構体の連結棒を前記中心棒
   を中心に折畳み展開する駆動手段とを具備してなること
   を特徴とする展開型トラス構造体。
2. 【請求項２】 一方面に可撓性導電膜がパラボラ形状に
   張設される反射鏡面が形成されてなることを特徴とする
   請求項１記載の展開型トラス構造体。