JPH07174116A - 折れ曲がりラッチ機構を有した展開構造部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明にあっては、支持構造に負担を与えず
に確実にラッチ固持し、且つがたつきの生じない状態に
ラッチ固持することを特徴とする。 【構成】回転ヒンジ軸２１によって回転自在に結合され
る細長中空部材１９、２０内には、その円周方向に分割
された膨張型シリンダ２２と、可動プッシュロッド２３
を設けている。細長中空部材２０の内部には、固定プッ
シュロッド２４と、それぞれ対向して膨張型シリンダ２
２の内部に設けられた円錐台ブロック２５及び２６とを
有している。細長中空部材１９内には、可動プッシュロ
ッド２３を円錐台ブロック２５の方向へ押出すスプリン
グ２７と、膨張型シリンダ２２全体を細長中空部材２０
の内部に向かって押出すスプリング２８とを有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、折り畳み収納時には
構造に何ら寄与をせず、展張使用時に伸展させて所望の
形状を得る展開構造物を構成し、剛性部材となって展開
構造物の全体剛性を向上させる折れ曲がりラッチ機構を
有した展開構造部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の折れ曲がりラッチ機構を有した展
開構造部材は、以下のように構成されていた。

【０００３】図３は、展開構造部材（折れ曲がり材）の
ラッチ固持動作を、折れ曲がりヒンジ軸のオフセット効
果によって与えている例を示したものである。この折れ
曲がり材は、細長中空部材１と２の間にヒンジ軸が設け
られている。

【０００４】また、図４は、図３に示された折れ曲がり
材にリンク機構を加えて、全体で四角形リンクを構成し
た例を示したものである。細長中空部材１及び２の所定
位置に取付部５及び６が取付けられている。そして、こ
の取付部５及び６の節点間に、リンク機構７及び８が巻
ばね９が取付けられている。

【０００５】このように構成すれば、伸展力は折れ曲が
り材の折れ曲がり角度に対して非線形な変化を示し、完
全伸展直前に急激な伸展力の増加を生じてラッチすると
いう特徴を有している。

【０００６】更に、図５は折れ曲がり材の屈曲部外部或
いは内部に他の部材を嵌合し、折れ曲がり材の伸展状態
を固持するラッチ機構を示す図である。

【０００７】同図（ａ）は折れ曲がり材の外部に円筒状
の部材を嵌合する例を示したものである。細長中空部材
１０及び１１は内部のヒンジ軸１２によって接合される
もので、細長中空部材１１の外部に設けられた円筒状部
材１３を細長中空部材１０側に嵌合させることによっ
て、展開構造部材を伸展状態にしている。

【０００８】図５（ｂ）は、折れ曲がり材の内部に円柱
状の部材を嵌合する例を示したものである。細長中空部
材１４及び１５は、外部のヒンジ軸１６によって接合さ
れるもので、細長中空部材１５内部には円柱状部材１７
が収容されている。そして、伸展状態には、この円柱状
部材１７がばね１８により細長中空部材１４に嵌挿され
ることにより、折れ曲がり材が固定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示される構成の場合、ラッチは折れ曲がり材の両端を支
持している構造に対してつっぱることによりその効果を
生じる。そのため、支持構造に負担を与えることにな
り、十分なラッチ効果を得るためにはその負担が大きく
なるという課題を有している。

【００１０】また、図４に示される構成のものは、折れ
曲がりラッチ機構が大きく広がるため、突起物ができる
ことにより、例えば、展開構造物がケーブル等で構成さ
れている場合、ケーブルの引っ掛かりや他の構成部材と
の干渉という課題を生ずる。加えて、リンク機構の追加
によってヒンジ部分が増加し、がたつきの発生等で形状
不安定に陥り易いという課題を有している。

【００１１】更に、図５（ａ）及び（ｂ）の何れの折れ
曲がり材の場合も、固持状態でがたつきの生じない状態
にするには、嵌合部分の隙間を無くさなければならな
い。しかしながら、隙間がないと円柱（或いは円筒）状
部材が滑走せず、動作信頼性が劣化するという課題を有
する。

【００１２】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、支持構造に負担を与えずに確実にラッチ固持し、且
つがたつきの生じない状態にラッチ固持する折れ曲がり
ラッチ機構を有した展開構造部材を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、２
つの細長中空部材と、該２つの細長中空部材の端部同士
を結合して１軸回りに回転自在とするヒンジ軸とを備え
る展開構造部材に於いて、折れ曲がり材の屈曲時に一方
の細長中空部材内に保持され、伸展時に上記２つの細長
中空部材内に保持されるもので、その円周方向に分割さ
れた膨張型シリンダと、この膨張型シリンダの内部に設
けられるもので互いに対向する２つの円錐台ブロック
と、上記膨張型シリンダの内部に保持されるもので、中
央部にテーパ面を有する可動プッシュロッドと、上記一
方の細長中空部材内に設けられるもので、上記可動プッ
シュロッド及び２つの円錐台ブロックを他方の細長中空
部材の方向へ押出す第１の弾性部材と、上記膨張型シリ
ンダを上記他方の細長中空部材の内部に向かって押出す
第２の弾性部材と、上記他方の細長中空部材の内部に設
けられるもので、上記第２の弾性部材によって押出され
た上記膨張型シリンダを停止させる固定プッシュロッド
とを具備し、上記可動プッシュロッドは、上記膨張型シ
リンダが上記固定プッシュロッドで停止されて分割され
ると上記膨張型シリンダ内を移動し、上記第１の弾性部
材により上記円錐台ブロックを固定プッシュロッドと対
向して押し、上記膨張型シリンダその周方向に押し広げ
て、そのテーパ面と上記円錐台ブロックで膨張型シリン
ダ固持することを特徴とする。

【００１４】またこの発明は、屈曲時に上記膨張型シリ
ンダを細長中空部材内部に固定するリリースピンと、上
記細長中空部材に沿って取付けられるもので、先端が楔
型形状で、その部材長さ方向に移動可能なリリースロッ
ドとを更に具備し、伸展時に上記リリースロッドを上記
リリースピンに差し込んで該リリースピンを持ち上げて
上記膨張型シリンダを開放することを特徴とする。

【００１５】

【作用】この発明にあっては、円周方向に分割された膨
張型シリンダが、屈曲時には束ねられていることで小さ
な半径を有し、伸展時に他方の細長中空部材内部に滑ら
かに嵌入される。膨張型シリンダが嵌入された瞬間に、
プッシュロッドと円錐台ブロックとによって折れ曲がり
材内壁に向かって広がる。そして、壁に押しつけられて
折れ曲がり材をラッチ固持することにより、確実な動作
とがたつきがなく固持することができる。

【００１６】また、プッシュロッドの長さを変えること
により膨張型シリンダのリリースタイミングを設定で
き、且つリリースロッドとリリースピンとの構成により
膨張型シリンダの保持及びリリースのために大きな力を
必要としない。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１８】図１は、この発明の折れ曲がりラッチ機構
を有した展開構造部材の一実施例の構成を示したもの
で、折れ曲がりラッチ機構の完全伸展、ラッチ固持状態
を示した図である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は
正面図、図１（ｃ）は側断面図、図１（ｄ）は同図
（ｃ）のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。

【００１９】細長中空部材１９、２０はそれぞれ対向し
ており、回転ヒンジ軸２１によって回転自在に結合され
る。上記細長中空部材１９、２０内には、その円周方向
に分割された膨張型シリンダ２２と、この膨張型シリン
ダ２２の内部に設けられて中央部分にテーパ面を有する
可動プッシュロッド２３が設けられている。

【００２０】また、細長中空部材２０の内部には、固定
プッシュロッド２４と、それぞれ対向して膨張型シリン
ダ２２の内部に設けられた円錐台ブロック２５及び２６
とを有している。一方、細長中空部材１９内には、可動
プッシュロッド２３を円錐台ブロック２５の方向へ押出
すスプリング２７と、膨張型シリンダ２２全体を細長中
空部材２０の内部に向かって押出すスプリング２８とを
有している。

【００２１】尚、２９は折れ曲がり材の屈曲時に膨張型
シリンダ２２を細長中空部材１９の内部に固定するリリ
ースピンであり、３０は折れ曲がり材の伸展時に細長中
空部材２０の開口面に押されて移動し、リリースピン２
９を持ち上げるリリースロッドである。

【００２２】次に、図２を参照して、同実施例の動作を
説明する。

【００２３】図２は、折れ曲がりラッチ機構を有した展
開構造部材（折れ曲がり材）の伸展ラッチ動作を説明す
るもので、図２（ａ）は折れ曲がり材が展開している途
中の状態の断面図、図２（ｂ）は完全伸展してリリース
ピンが開放された瞬間の状態の断面図、図２（ｃ）は同
図（ｂ）のＢ−Ｂ′線に沿った断面図、図２（ｄ）は膨
張型シリンダが移動した状態の断面図、図２（ｅ）は同
図（ｄ）のＣ−Ｃ′線に沿った断面図、図２（ｆ）は膨
張型シリンダが分離してラッチ動作が終了した状態の断
面図、図２（ｇ）は同図（ｆ）のＤ−Ｄ′線に沿った断
面図である。

【００２４】図２（ａ）に於いて、細長中空部材１９、
２０は、回転ヒンジ軸２１の回りに展開している途中の
状態である。この時、円周方向に分割された膨張型シリ
ンダ２２は束ねられて小さな半径になり、スプリング２
８を押し縮めて細長中空部材１９の内部の小口径断面部
分に嵌入される。

【００２５】ここで、リリースピン３０は、側面に差し
込まれて保持固定されている。また、可動プッシュロッ
ド２３はスプリング２７を押し縮め、膨張型シリンダ２
２の内部断面の突起に当接して固定された状態になって
いる。円錐台ブロック２５及び２６は、それぞれ膨張型
シリンダ２２の内部断面に沿って当接された状態になっ
ている。

【００２６】次に、図２（ｂ）及び（ｃ）に於いて、折
れ曲がり材は完全に伸展し、細長中空部材１９、２０は
水平に対向する。そして、細長中空部材２０の開口部断
面がリリースロッド２９をリリースピン３０の方向へ押
し戻す。この時、リリースピン３０はリリースロッド２
９の先端の楔形状に沿って持上げられ、膨張型シリンダ
２２の溝から離れて膨張型シリンダ２２の保持を開放す
る。

【００２７】図２（ｄ）及び（ｅ）に於いて、膨張型シ
リンダ２２はスプリング２８によって押され、細長中空
部材１９の小口径断面に沿って移動する。そして、細長
中空部材１９の大口径断面に飛び出し、更には細長中空
部材２０の開口面付近の小口径断面に嵌入される。膨張
型シリンダ２２の先端は、細長中空部材２０の大口径断
面に達して固定ブッシュロッド２４の先端に当接する。
この時、膨張型シリンダ２２の周囲には隙間ができてい
る。このため、膨張型シリンダ２２は細長中空部材１
９、２０の内壁へ向かって分離可能な状態になる。

【００２８】図２（ｆ）及び（ｇ）に於いて、膨張型シ
リンダ２２は更に移動して、固定プッシュロッド２４が
膨張型シリンダ２２の内部の円錐台ブロック２６を押し
戻す。この円錐台ブロック２６は、膨張型シリンダ２２
の内部断面形状に沿って移動して、膨張型シリンダ２２
を細長中空部材１９、２０の内壁に向かって押し広げ
る。

【００２９】膨張型シリンダ２２が押し広げられると、
膨張型シリンダ２２の内部に保持されていた可動プッシ
ュロッド２３の保持部分が開放される。すると、スプリ
ング２７の力によって、可動プッシュロッド２３が円錐
台ブロック２５を円錐台ブロック２６に対向して膨張型
シリンダ２２の内部断面形状に沿って押し進める。

【００３０】そして、膨張型シリンダ２２３を細長中空
部材１９、２０の内壁に向かって更に押し広げ、可動プ
ッシュロッド２３の中央部分のテーパ面が膨張型シリン
ダ２２のテーパ面に当接する。こうして、円錐台ブロッ
ク２５及び２６と可動プッシュロッド２３のテーパ面と
で、膨張型シリンダ２２を内部から支えてラッチ動作を
完了する。

【００３１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、支持構
造に負担を与えずに確実にラッチ固持し、且つがたつき
の生じない状態にラッチ固持する折れ曲がりラッチ機構
を有した展開構造部材を提供することができるので、こ
の発明を例えば宇宙用大型ケーブルメッシュアンテナ支
持展開トラス構造に用いることにより、高い信頼性で展
開してラッチ動作を行い、ラッチ固定後はがたつきがな
く高い剛性を持つことによって支持構造全体強度、剛性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の折れ曲がりラッチ機構を有した展開
構造部材の一実施例で、折れ曲がりラッチ機構の完全伸
展、ラッチ固持状態を示したものであって、（ａ）は側
面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側断面図、（ｄ）は同
図（ｃ）のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。

【図２】折れ曲がりラッチ機構を有した展開構造部材
（折れ曲がり材）の伸展ラッチ動作を説明するもので、
（ａ）は折れ曲がり材が展開している途中の状態の断面
図、（ｂ）は完全伸展してリリースピンが開放された瞬
間の状態の断面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ′線に
沿った断面図、（ｄ）は膨張型シリンダが移動した状態
の断面図、（ｅ）は同図（ｄ）のＣ−Ｃ′線に沿った断
面図、（ｆ）は膨張型シリンダが分離してラッチ動作が
終了した状態の断面図、（ｇ）は同図（ｆ）のＤ−Ｄ′
線に沿った断面図である。

【図３】従来の展開構造部材（折れ曲がり材）のラッチ
固持動作を、折れ曲がりヒンジ軸のオフセット効果によ
って与えている例を示した図である。

【図４】図３に示された折れ曲がり材にリンク機構を加
えて、全体で四角形リンクを構成した例を示した図であ
る。

【図５】折れ曲がり材の屈曲部外部或いは内部に他の部
材を嵌合し、折れ曲がり材の伸展状態を固持するラッチ
機構を示す図である。

【符号の説明】

１９、２０…細長中空部材、２１…回転ヒンジ軸、２２
…膨張型シリンダ、２３…可動プッシュロッド、２４…
固定プッシュロッド、２５、２６…円錐台ブロック、２
７、２８…スプリング、２９…リリースロッド、３０…
リリースピン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの細長中空部材と、該２つの細長中
   空部材の端部同士を結合して１軸回りに回転自在とする
   ヒンジ軸とを備える展開構造部材に於いて、 折れ曲がり材の屈曲時に一方の細長中空部材内に保持さ
   れ、伸展時に上記２つの細長中空部材内に保持されるも
   ので、その円周方向に分割された膨張型シリンダと、 この膨張型シリンダの内部に設けられるもので互いに対
   向する２つの円錐台ブロックと、 上記膨張型シリンダの内部に保持されるもので、中央部
   にテーパ面を有する可動プッシュロッドと、 上記一方の細長中空部材内に設けられるもので、上記可
   動プッシュロッド及び２つの円錐台ブロックを他方の細
   長中空部材の方向へ押出す第１の弾性部材と、 上記膨張型シリンダを上記他方の細長中空部材の内部に
   向かって押出す第２の弾性部材と、 上記他方の細長中空部材の内部に設けられるもので、上
   記第２の弾性部材によって押出された上記膨張型シリン
   ダを停止させる固定プッシュロッドとを具備し、 上記可動プッシュロッドは、上記膨張型シリンダが上記
   固定プッシュロッドで停止されて分割されると上記膨張
   型シリンダ内を移動し、上記第１の弾性部材により上記
   円錐台ブロックを固定プッシュロッドと対向して押し、
   上記膨張型シリンダその周方向に押し広げて、そのテー
   パ面と上記円錐台ブロックで膨張型シリンダ固持するこ
   とを特徴とする折れ曲がりラッチ機構を有した展開構造
   部材。
2. 【請求項２】 屈曲時に上記膨張型シリンダを細長中空
   部材内部に固定するリリースピンと、 上記細長中空部材に沿って取付けられるもので、先端が
   楔型形状で、その部材長さ方向に移動可能なリリースロ
   ッドとを更に具備し、 伸展時に上記リリースロッドを上記リリースピンに差し
   込んで該リリースピンを持ち上げて上記膨張型シリンダ
   を開放する請求項１に記載の折れ曲がりラッチ機構を有
   した展開構造部材。