JPH0687497A - 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
み展開動作を実現することにある。 【構成】中心縦梁部材１１の両端から略平行に第１の横
梁部材１２を放射状に複数延設して結合し、これら横梁
部材１２の先端部間に第１の縦梁部材１３を架設して結
合し、これら横梁及び縦梁部材１２，１３間に第２の横
梁部材１４及び第２の縦梁部材１５を架設して四角柱を
連設した多角柱形状に結合し、また、これら四角柱の両
辺の対角線間にワイヤ部材１６を張設し、さらに縦梁部
材１３の一端と、縦梁部材１１の他端、または縦梁部材
１５の他端との間に伸縮自在な斜部材１７，１８を架設
して多角柱展開トラス１０を形成し、この展開トラス１
０の梁部材１７を傘機構２０を用いて伸縮駆動すること
により、部材１２，１３，１７を縦梁部材１１を中心と
して回動式に折畳み展開するように構成したものであ
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の
支持構造に好適す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、折畳み収容してスペースシャトル等の輸送手段を
用いて宇宙空間まで輸送し、宇宙空間で展開させて構築
する方法が考えられ、開発されている。

【０００３】このような展開型トラス構造体としては、
例えば特開昭６１ー９８６９９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モジュ
ール単位の展開トラスを複数個、所望の形状に組合わせ
るマルチモジュールと称する組合わせ方法が採られてい
る。このような組合わせ方式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。

【０００４】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。

【０００５】また、最近の宇宙開発の分野においては、
運用の多様化に伴って、例えば大口径のアンテナ反射鏡
等に用いられる展開型トラス構造体の大形化の要請があ
る。そのため、これらの要請を満足する大形で、軽量、
且つ高精度な動作制御が可能な展開型トラス構造体の開
発が重要な課題の一つとなっている。

【０００６】

【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、大形化を図ると、重量が
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。

【０００７】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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、中心縦梁部
材の両端から略平行に第１の横梁部材を放射状に複数延
出させて各端部同士を回動自在に結合し、これら第１の
横梁部材の先端部間に第１の縦梁部材をそれぞれ前記中
心縦梁部材に略平行に架設して略四辺形状に組合わせ、
相互の端部間を回動自在に結合して、これら第１の横梁
部材及び第１の縦梁部材間に第２の横梁部材及び第２の
縦梁部材を架設して該第１の横梁部材及び第１の縦梁部
材で形成される四辺形を一辺とする複数の四角柱を連設
した多角柱形状に組合わせて相互の端部間を回動自在に
結合し、また、これら複数の四角柱の両辺の対角線間に
ワイヤ部材を略Ｘ字状に張設し、さらに、前記複数の四
角柱の周辺に前記第１の縦梁部材の一端を一方とし、前
記中心縦梁部材の他端、または前記第２の縦梁部材の他
端を他方とする対角線間に伸縮自在な斜部材を架設して
端部をそれぞれ回動自在に結合した多角柱展開トラス
と、この多角柱展開トラスの前記斜部材の一端を前記第
２の縦梁部材に対して伸縮自在にリンク結合するリンク
結合手段と、前記多角柱展開トラスの前記中心縦梁部材
と前記複数の斜部材間に配設され、前記斜部材を伸縮駆
動して前記中心縦梁部材の一端を中心として、前記第１
の横梁部材、第１の縦梁部材を回動式に折畳み展開する
と共に、リンク結合手段を作動して斜部材を伸縮駆動し
て第２の横梁部材及び第２の縦梁部材を回動式に折り畳
み展開する傘機構とを備えて展開型トラス構造体を構成
したものである。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、多角柱展開トラスは、傘機
構により斜部材が伸縮駆動されることにより、第１の横
梁部材及び第１の縦梁部材が中心縦梁部材を中心に回動
され、これに連動してリンク結合手段を介してリンク結
合される斜部材が伸縮駆動され、第２の横梁部材及び第
２の縦梁部材が回動されて折畳み展開される。これによ
り、折畳み展開駆動用の駆動源として、傘機構を、中心
縦梁部材と斜部材間に配設すると共に、斜部材を第２の
横梁部材と第２の縦梁部材との交点にリンク結合するだ
けの最小限の構成部品を備えるだけの構成で、全体の折
畳み展開動作が可能となり、軽量で、信頼性の高い動作
制御が実現される構造体の形成が可能となる。

【００１０】

【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。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
される基本モジュールとなる略六角柱状の多角柱展開ト
ラス１０を示すものである。

【００１１】すなわち、多角柱展開トラス１０は、中心
縦梁部材１１の両端から略平行に一対の第１の横梁部材
１２が円周を等分する角度で放射状に延出されて各端部
が中心縦梁部材１１の端部に回動自在に結合され、これ
ら第１の横梁部材１２の先端部間には、第１の縦梁部材
１３がそれぞれ架設されて略四辺形状に組合わされ、相
互の端部間が回動自在に結合される。そして、これら略
四辺形形状の第１の横梁部材１２及び第１の縦梁部材１
３間には、第２の横梁部材１４及び第２の縦梁部材１５
が架設されて該第１の横梁部材１２及び第１の縦梁部材
１３で形成される四辺形を一辺とする３個の四角柱を連
設した六角柱形状に組合わせて相互の端部間を回動自在
に結合される。

【００１２】また、これら中心縦梁部材１１、第１の横
梁部材１２、第１の縦梁部材１３、第２の横梁部材１４
及び第２の縦梁部材１５で構成される４個の四角柱の上
下両辺の対角線間には、ワイヤ部材１６が略Ｘ字状に張
設される。

【００１３】さらに、上記３個の四角柱の周囲の４辺
（うち３辺は共用）には、第１の縦梁部材１２の一端を
一方とし、中心縦梁部材１１の他端、または第２の縦梁
部材１５の他端を他方とする対角線間に伸縮自在な斜部
材１７，１８が架設され、各一端部がそれぞれ回動自在
に結合されて六角柱展開トラス１０が形成される。この
うち第１の縦梁部材１１と第２の縦梁部材１５間に架設
される斜部材１８の他端部は、該第２の縦梁部材１５に
対してリンク部材１９を介してリンク結合される。

【００１４】上記多角柱展開トラス１０の中心縦梁部材
１１には、傘機構２０が斜部材１７の他端に対応して配
設される。傘機構２０は、例えば図２に示すように中心
縦梁部材１１の一端部にボール螺子部１１ａ（図１にお
いては、図の都合上、図示せず）が回転駆動自在に設け
られる。このボール螺子部１１ａは図示しない駆動モー
タを介して回転駆動される。ボール螺子部１１ａには、
螺子受部２０ａが螺合調整自在に螺合され、この螺子受
部２０ａにはリンクロッド２０ｂの一端が支持され、こ
のリンクロッド２０ｂの他端は上記斜部材にリンク結合
される。

【００１５】即ち、傘機構２０は上記駆動モータ（図示
せず）が回転駆動されて中心縦梁部材１１のボール螺子
部１１ａが回転駆動されると、その回転方向に応じて螺
子受部を矢印Ａ，Ｂ方向に移動案内する。すると、螺子
受部２０ａは、その矢印Ａ，Ｂ方向の移動に伴って、リ
ンクロッド２０ｂを作動して斜部材１７を伸縮駆動し、
第１の横梁部材１２及び第１の縦梁部材１３を回動付勢
する。

【００１６】ここで、斜部材１７が図３（ａ）の収縮状
態から同図（ｂ）及び（ｃ）に示すように伸長される
と、多角柱展開トラス１０は、第１の横梁部材１２及び
第１の縦梁部材１３が中心縦梁部材１１の一端を中心に
回動付勢され、これに連動して、第２の横梁部材１４及
び斜部材１８が回動付勢される。この際、斜部材１８
は、リンク部材１９を介して第２の縦梁部材１５にリン
ク結合されていることにより、連動して伸長され、ここ
に多角柱展開トラス１０が折畳み収容される。

【００１７】また、斜部材１７が収縮されると、多角柱
展開トラス１０は、斜部材１７を介して第１の横梁部材
１２及び第１の縦梁部材１３が中心縦梁部材１１の一端
を中心に反転され、同様にして多角柱形状に展開され
る。

【００１８】上記構成において、例えば比較的小径のア
ンテナ反射鏡を構成する場合には、図４に示すように上
記多角柱展開トラス１０を直接的にアンテナ反射鏡支持
構造として、その一方面側にスタッドと称する取付部材
を立設した鏡面支持構造２１が配設され、この鏡面支持
構造２１上には、例えば可撓性導電膜製のメッシュ鏡面
２２が被着されて所望の鏡面が形成される。これによ
り、多角柱展開トラス１０は、上述したように傘機構２
０により折畳み展開駆動されると、それに連動して、一
方面に張設される可撓性導電膜製のメッシュ鏡面２２が
鏡面支持構造２１を介して所望の鏡面形状に展張され
る。

【００１９】また、展張されたメッシュ鏡面２２は、傘
機構１０が反転されて多角柱展開トラス１０が折り畳み
収容されると、これに連動して、鏡面支持構造２１を介
して折り畳み収容される。

【００２０】このように、上記展開型トラス構造体は、
中心縦梁部材１１の両端から略平行に第１の横梁部材１
２を放射状に延設して結合し、これら第１の横梁部材１
２の先端部間に第１の縦梁部材１３を架設して結合し、
これら第１の横梁部材１２及び第１の縦梁部材１３間に
第２の横梁部材１４及び第２の縦梁部材１５を架設して
該第１の横梁部材１２及び第１の縦梁部材１３で形成さ
れる四辺形を一辺とする四角柱を連設した多角柱形状に
組合わせて結合し、また、これら四角柱の両辺の対角線
間にワイヤ部材１６を略Ｘ字状に張設し、さらに、四角
柱の周辺に第１の縦梁部材１３の一端を一方とし、中心
縦梁部材１１の他端、または第２の縦梁部材１５の他端
を他方とする対角線間に伸縮自在な斜部材１７，１８を
架設して結合した多角柱展開トラス１０を形成し、この
多角柱展開トラス１０の中心縦梁部材１１と、その複数
の斜部材１７間に傘機構２０を配設し、この傘機構２０
を駆動制御して斜部材１７を伸縮駆動し、第１の横梁部
材１２、第１の縦梁部材１３、及び斜部材１７を中心縦
梁部材１１を中心として回動式に折畳み展開するように
構成した。

【００２１】これによれば、折畳み展開駆動用の駆動源
として、傘機構２０を、多角柱展開トラス１０の中心縦
梁部材１１と斜部材１７間に配設し、且つ、斜部材１８
の一端を第２の縦梁部材１５にリンク結合するリンク部
材１９を備えるだけの最小限の構成部品を備えるだけ
で、全体の折畳み展開動作がなことにより、軽量化の促
進と共に、信頼性の高い動作制御が実現可能な構造体の
形成が可能となる。特に宇宙開発において強く要請され
る軽量化の促進と、展開の信頼性の向上という点で顕著
な効果が期待される。なお、上記実施例では、六角柱形
状をした多角柱展開トラス１０を構成した場合で説明し
たが、この角数に限ることなく、構成可能である。

【００２２】また、上記実施例では、多角柱展開トラス
１０を１個用いて構成した場合で説明したが、これに限
ることなく、複数の多角柱展開トラス１０を、例えば平
面状に組合わせ結合して、大形の反射鏡支持構造等を形
成しても良い。この適用範囲としては、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。

【００２３】さらに、上記各実施例では、多角柱展開ト
ラス１０を折畳み展開するのに、傘機構２０を用いて斜
部材１７を伸縮駆動するように構成したが、これに限る
ことなく、斜部材１７を固定長として、その一端を中心
縦梁部材１１に対して摺動制御することにより、折畳み
展開するように構成することも可能である。この場合、
第２の縦梁部材１５にリンク結合される斜部材１８にお
いても、固定長として、その一端を同様に摺動自在にリ
ンク結合させ、第２の縦梁部材１５に対して摺動可能に
構成しても良い。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。

【００２４】

【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の傘機構を取出して示した図。

【図３】多角柱展開トラスの折り畳み展開状態の概念を
説明するために示し図。

【図４】図１をアンテナ反射鏡支持構造として使用した
状態を示した図。

【符号の説明】

１０…多角柱展開トラス、１１…中心縦梁部材、１１ａ
…ボール螺子部、１２…第１の横梁部材、１３…第１の
縦梁部材、１４…第２の横梁部材、１５…第２の縦梁部
材、１６…ワイヤ部材、１７，１８…斜部材、１９…リ
ンク部材、２０…傘機構、２０ａ…螺子受部、２０ｂ…
リンクロッド、２１…鏡面支持構造、２２…メッシュ鏡
面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心縦梁部材の両端から略平行に第１の
   横梁部材を放射状に複数延出させて各端部同士を回動自
   在に結合し、これら第１の横梁部材の先端部間に第１の
   縦梁部材をそれぞれ前記中心縦梁部材に略平行に架設し
   て略四辺形状に組合わせ、相互の端部間を回動自在に結
   合して、これら第１の横梁部材及び第１の縦梁部材間に
   第２の横梁部材及び第２の縦梁部材を架設して該第１の
   横梁部材及び第１の縦梁部材で形成される四辺形を一辺
   とする複数の四角柱を連設した多角柱形状に組合わせて
   相互の端部間を回動自在に結合し、また、これら複数の
   四角柱の両辺の対角線間にワイヤ部材を略Ｘ字状に張設
   し、さらに、前記複数の四角柱の周辺に前記第１の縦梁
   部材の一端を一方とし、前記中心縦梁部材の他端、また
   は前記第２の縦梁部材の他端を他方とする対角線間に伸
   縮自在な斜部材を架設して端部をそれぞれ回動自在に結
   合した多角柱展開トラスと、 この多角柱展開トラスの前記斜部材の一端を前記第２の
   縦梁部材に対して伸縮自在にリンク結合するリンク結合
   手段と、 前記多角柱展開トラスの前記中心縦梁部材と前記複数の
   斜部材間に配設され、前記斜部材を伸縮駆動して前記中
   心縦梁部材の一端を中心として、前記第１の横梁部材、
   第１の縦梁部材を回動式に折畳み展開すると共に、リン
   ク結合手段を作動して斜部材を伸縮駆動して第２の横梁
   部材及び第２の縦梁部材を回動式に折り畳み展開する傘
   機構とを具備したことを特徴とする展開型トラス構造
   体。
2. 【請求項２】 前記斜部材を固定長として、一端部を前
   記傘機構を介して中心縦梁部材対して摺動自在に結合
   し、及び前記リンク結合手段を介して前記第２の縦梁部
   材に対して摺動自在に結合して、前記斜部材の一端を前
   記中心縦梁部材に対して摺動制御して前記多角柱展開ト
   ラスを折り畳み展開するように構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の展開型トラス構造体。
3. 【請求項３】 前記多角柱展開トラスは複数個が連設さ
   れてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   展開型トラス構造体。