JPH0861594A - 展開骨組み構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 展開状態で曲率をもつ展開骨組み構造の基本
要素において、折れ曲がり部材を排除した構造を提供す
ることを目的としている。 【構成】 六角形の底面Ａと上面Ｂを有する六角錐台の
各稜に相当する位置に棒材１，２を配し、前記底面Ａ及
び上面Ｂの六角形の各頂点に、前記各棒材１，２を互い
に接続するつなぎ目３を持つ構成の骨組み構造であっ
て、前記底面Ａ及び上面Ｂの六角形の形作っている合計
１２本の横棒材１は、前記底面Ａ側あるいは上面Ｂ側へ
の回転が自在になるように、前記つなぎ目３に回転自在
に接続されており、前記底面Ａ側及び上面Ｂ側の各つな
ぎ目３を上下方向に接続する合計６本の縦棒材２は、一
つ置きに伸縮可能に構成されていることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射鏡アンテナの支持
構造や屋根構造に用いることのできる曲率をもった骨組
み構造のうち展開可能な骨組み構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の曲率を持つ展開可能な骨組み構
造としては、図７に示すような同期展開トラスと呼ばれ
る構造のものがある。この骨組み構造は、六角柱状に配
置された棒材によって構成されたものであり、スライド
部材１０１を棒材の軸方向に移動させ、折れ曲がり部材
１０２を伸展させることにより、図７（ａ）の収納状態
から図７（ｂ）の中間状態を経て、図７（ｃ）の展開状
態まで変化させることが可能に構成されている。この構
造のものは、上下の六角形の各頂点を上下方向に接続す
る６本の棒材１０３が互いに平行であり、上下の六角形
の中心をつなぐ棒材１０４に対して各６本の棒材１０３
を六角柱の側面に沿ってずらした構成にすることで、骨
組み構造に曲率を持たせることが可能である。

【０００３】一方、六角錐台を基本構造とする展開可能
な骨組み構造としては、図８に示すヘキサリンクトラス
と呼ばれるものがある。この骨組み構造は、図９に示す
ように、六角錐台の側面において上下に延在する棒材１
１１に沿ってスライド部材１１２を移動させ、折れ曲が
り部材１１３を伸展させることにより、図９（ａ）の収
納状態から図９（ｂ）の中間状態を経て、図９（ｃ）の
展開状態まで変化させることが可能に構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７の同期
展開トラスのように、六角柱を基本とする骨組み構造の
基本要素を組み合わせて展開状態で曲率を持たせようと
する場合、骨組み全体で端部の六角柱が厚み方向に大き
くせん断した形状（図１０参照）となり、構造として弱
くなるという欠点がある。

【０００５】この問題は基本要素を六角錐台にすること
で解決されたが、従来技術では図９に示すように、展開
のために折れ曲がり部材１１３が必須となっていた。折
れ曲がり部材１１３を用いた場合、折り曲げのための回
転軸を折れ曲がり部材１１３の中心線上に設置すると、
収納時に、折れ曲がり部材１１３が互いに接触して収納
効率が悪くなる欠点がある。

【０００６】このため通常は、図１１に示すように、折
り曲げ回転軸１１４を中心線からオフセット量ｄだけず
らしたオフセットヒンジが用いられている。したがっ
て、この場合、折れ曲がり部材１１３の軸方向の長さを
Ｌとすると、この２本の折れ曲がり部材１１３を、図１
１（ａ）の収納状態から、図１１（ｂ），（ｃ）を経て
図１１（ｄ）の展開状態まで変化させると、その途中に
おいて、２本の折れ曲がり部材１１３の両端間の最大距
離Ｌ_max がＬ_max ＝Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ＝２√（ｄ² ＋Ｌ² ）と
なる。これは、明らかに図１１（ｄ）の展開状態におけ
る２本の折れ曲がり部材１１３の両端の長さ２Ｌより長
くなってしまう。

【０００７】したがって、折れ曲がり部材１１３が展開
状態となって骨組み構造として安定するためには折れ曲
がり部材１１３をＬ_max を越えて展開状態に押し込むこ
とが必要となる。このためには、折れ曲がり部材１１３
の展開ばねを強くしたり、展開力を与える部分にリンク
構造を用いるなどの対処が必要となり、結果として収納
状態での展開力が必要以上に大きくなったり、骨組み構
造としては重量がかさんだりする、といった欠点があっ
た。

【０００８】この発明はこのような事情に基づきなされ
たもので、その目的は、展開状態で曲率をもつ展開骨組
み構造の基本要素において折れ曲がり部材を排除した構
造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の展開骨組み構造は、六角形の底面と上面を
有する六角錐台の各稜に相当する位置に棒材を配し、前
記底面及び上面の六角形の各頂点に、前記各棒材を互い
に接続するつなぎ目を持つ構成の骨組み構造であって、
前記底面及び上面の六角形を形作っている合計１２本の
横棒材は、前記底面側あるいは上面側への回転が自在に
なるように、前記つなぎ目に回転自在に接続されてお
り、前記底面側及び上面側の各つなぎ目を上下方向に接
続する合計６本の縦棒材は、一つ置きに伸縮可能に構成
されていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の展開骨組み構造においては、一つ置き
に設けた伸縮自在の縦棒材を伸ばすことにより、１２本
の横棒材が展開状態における底面側あるいは上面側に移
動する。ここで例えば、展開状態における底面及び上面
が水平方向と一致しているとすれば、伸縮自在の縦棒材
を伸ばすことにより、横棒材はほぼ垂直な状態から水平
な状態に移動することになる。これと同時に、各縦棒材
間の距離が拡大し、展開状態となる。

【００１１】また、展開状態から収納状態にするには、
伸縮自在の縦棒材を縮める。そうすると、各横棒材が水
平方向からほぼ垂直な方向に変化し、かつ各縦棒材間の
距離が縮まり、収納状態になる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例について図１〜図６を参
照して説明する。まず、図１〜図５を参照して第１実施
例を説明する。

【００１３】この第１実施例においては、六角形の底面
Ａと上面Ｂを有する六角錐台の各稜に相当する位置に棒
材１，２を配し、前記底面Ａ及び上面Ｂの六角形の各頂
点に、前記各棒材１，２を互いに接続するつなぎ目３を
持つ構成の骨組み構造であって、前記底面Ａ及び上面Ｂ
の六角形を形作っている合計１２本の横棒材１は、前記
底面Ａ側あるいは上面Ｂ側への回転が自在になるよう
に、前記つなぎ目３に回転自在に接続されており、前記
底面Ａ側及び上面Ｂ側の各つなぎ目３を上下方向に接続
する合計６本の縦棒材２は、一つ置きに伸縮可能に構成
されていることを特徴としている。

【００１４】すなわち、図中２１は縦棒材２のうちの伸
縮可能縦棒材であり、２２は骨組み構造の展開力を与え
る展開用ケーブルであり、２３は収納力を与える収納用
ケーブルである。収納用ケーブル２３は、ばねに接続さ
れていて、この骨組み構造に、常に収納する方向に力を
与えるようになっている。

【００１５】この骨組み構造の一側面の詳細を図２に示
す。この図において、１１は底面Ａの六角形を構成する
横棒材であり、１２は上面Ｂの六角形を構成する横棒材
であり、２１は伸縮自在縦棒材であり、２２は展開用ケ
ーブルであり、２４は展開用ケーブルを巻き取るモータ
であり、２５はケーブルを引き回すためのケーブル張架
用プーリである。展開用ケーブル２２は、伸縮可能縦棒
材２１の中をプーリを介して引き回されており、この展
開用ケーブル２２を巻き取ることによって、伸縮可能縦
棒材２１が伸びるとともに展開運動を生じ、側面が台形
状に展開するようになっている。

【００１６】伸縮可能縦棒材２１内の要部を図３に示
す。この図において２１１は伸縮可能縦棒材２１を構成
する細縦棒材であり、２１２は細縦棒材２１１を囲むよ
うにして、同細縦棒材２１１に沿って移動可能な太縦棒
材である。そして、細縦棒材２１１の上端部には、第１
のプーリ２６ａ及び第２のプーリ２６ｂが設けられ、太
縦棒材２１２の下端部には、第３のプーリ２６ｃ及び第
４のプーリ２６ｄが設けられている。また図中２１１ａ
は展開用ケーブル２２が通過する穴である。

【００１７】すなわち、展開用ケーブル２２は、図２に
示す案内プーリ２８を介して第３のプーリ２６ｃに引き
回され、次いで図２及び図３に示すように、一方の穴２
１１ａを通って第１及び第２のプーリ２６ａ，２６ｂに
巻回され、さらに他方の穴２１１ａを通って第４のプー
リ２６ｄに巻回され、そして、他の側面に位置する案内
プーリ２８へと巻回されるようになっている。

【００１８】図４は横棒材１とつなぎ目３との接続部を
拡大した図である。ただし、前述したように、横棒材１
には底面Ａ側の横棒材１１と、上面Ｂ側の横棒材１２が
ある。横棒材１は、図４に示すように、回転軸４１を介
してつなぎ目３に接続され、底面Ａ側あるいは上面Ｂ側
に回転自在になっている。すなわち、つなぎ目３に設け
られた雌ブラケット３１と、この雌ブラケット３１に嵌
まるように横棒材１の端部に設けられた雄ブラケット１
３とを回転軸４１で回転自在に接続するようになってい
る。

【００１９】雄ブラケット１３の端部には、必要以上に
横棒材１が回転しないように、クチバシ状のストッパ１
３ａが設けられている。このストッパ１３ａにはストッ
パねじ３１ａが当たるようになっており、このストッパ
ねじ３１ａによって横棒材１の展開時の位置が決定する
ようになっている。

【００２０】上記のように構成された展開骨組み構造に
おいては、展開用ケーブル２２をモータ２４で巻き取る
ことにより、一つ置きに設けた伸縮自在縦棒材２１が伸
びる。これにより、１２本の横棒材１１，１２が展開状
態における底面Ａ側あるいは上面Ｂ側に移動する。ここ
で例えば、展開状態における上面Ａ及び底面Ｂが水平方
向と一致しているとすれば、伸縮自在縦棒材２１が伸び
ることにより、横棒材１１，１２はほぼ垂直の状態から
水平な状態まで移動する。そうすると、各ストッパ１３
ａがストッパねじ３１ａに当たって、横棒材１１，１２
が水平な状態に保たれることになる。これと同時に、各
縦棒材２間の距離が拡大し、展開状態となる。

【００２１】また、展開状態から収納状態にするには、
モータ２４から展開用ケーブル２２を戻し出すようにす
る。そうすると、骨組み構造を常時収納する方向に力を
付与している収納用ケーブル２３によって、この骨組み
構造が図５に示す収納の途中状態を経て、完全な収納状
態まで変化する。この際、伸縮自在縦棒材２１は、収納
用ケーブル２３の力によって自然に縮まり、各横棒材１
１，１２は水平方向からほぼ垂直な方向に変化し、かつ
各縦棒材２の間の距離が縮まって、収納状態になる。

【００２２】したがって、上記展開骨組み構造によれ
ば、骨組み構造の部材として折れ曲がり棒材を必要とし
ないから、折れ曲がり部の回転軸をオフセットすること
によって生じる展開時の大きな力を排除することができ
る。このため、この展開力を与えるためにリンク機構を
設けるなどの対処が必要なくなり、また展開力に対して
棒材等を補強する必要もなくなるから、軽量かつ安価
で、しかも強度的に安全な展開骨組み構造を提供するこ
とができる。

【００２３】次ぎに、第６図を参照して、第２実施例を
説明する。ただし、図１〜図５に示した第１実施例の構
成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明
を省略する。

【００２４】図６において、５１は同期機構を示すもの
であり、この同期機構５１によって展開時及び収納時の
各横棒材１１，１２の移動時の同期が図られるようにな
っている。

【００２５】したがって、この第２実施例によれば、第
１実施例では特に所有しなかった六角錐台の各側面の展
開及び収納の同期をとることができる。

【００２６】

【発明の効果】この本発明によれば、骨組み構造の部材
として折れ曲がり棒材を必要としないから、折れ曲がり
部の回転軸をオフセットすることによって生じる展開時
の大きな力を排除することができる。このため、この展
開力を与えるためにリンク機構を設けるなどの対処が必
要なくなり、また展開力に対して棒材等を補強する必要
もなくなるから、軽量かつ安価で、しかも強度的に安全
な展開骨組み構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例として示した展開骨組み
構造の斜視図。

【図２】同展開骨組み構造の一側面を示す説明図。

【図３】同展開骨組み構造の伸縮可能縦棒材を示す要部
斜視図。

【図４】同展開骨組み構造の横棒材とつなぎ目との接続
部を示す要部斜視図。

【図５】同展開骨組み構造における展開の途中状態を示
す斜視図。

【図６】この発明の第２実施例として示した展開骨組み
構造の斜視図。

【図７】第１の従来例として示した展開骨組み構造の展
開収納状態を示す斜視図。

【図８】第２の従来例として示した展開骨組み構造の斜
視図。

【図９】同展開骨組み構造の一側面について展開収縮状
態を示した説明図。

【図１０】第１の従来例として示した展開骨組み構造の
問題点を示す説明図。

【図１１】第２の従来例として示した展開骨組み構造の
問題点を示す説明図。

【符号の説明】

１ 横棒材 ２ 縦棒材 ３ つなぎ目 Ａ 底面 Ｂ 上面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 六角形の底面と上面を有する六角錐台の
   各稜に相当する位置に棒材を配し、前記底面及び上面の
   六角形の各頂点に、前記各棒材を互いに接続するつなぎ
   目を持つ構成の骨組み構造であって、 前記底面及び上面の六角形を形作っている合計１２本の
   横棒材は、前記底面側あるいは上面側への回転が自在に
   なるように、前記つなぎ目に回転自在に接続されてお
   り、 前記底面側及び上面側の各つなぎ目を上下方向に接続す
   る合計６本の縦棒材は、一つ置きに伸縮可能に構成され
   ていることを特徴とする展開骨組み構造。