JPH0891300A

JPH0891300A - 伸展トラス構造物

Info

Publication number: JPH0891300A
Application number: JP6233740A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Miyasaka; 明宏宮坂; Satoshi Harada; 聡原田; Hitoshi Mitsugi; 仁三次
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1994-09-28
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】伸展あるいは折り畳みをスムーズに行うこと
ができ、強度的にも優れた伸展トラス構造物を提供する
ことを目的としている。【構成】対向するように配置された一方及び他方の固
定枠１１、１２と、これらの固定枠１１、１２を平行に
保持するように連結する縦部材１３と、この縦部材１３
に対して斜めに傾くようにして、前記各固定枠１１、１
２を連結する斜部材１４とを備えてなり、前記縦部材１
３は前記各固定枠１１、１２が平行を保持したまま一定
の方向にずれることが可能なように、同各固定枠１１、
１２に揺動自在に連結されており、前記斜部材１４は、
縦部材１３と同一の方向に揺動可能なように、一端部が
一方の固定枠１１と縦部材１３との交差部分に連結され
ているとともに、他端部が他方の固定枠１２に移動自在
に連結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、折り畳むことによって
コンパクトに収納され、伸展すれば大きな構造物となる
伸展トラス構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の伸展トラス構造物としては、例
えば人工衛星に搭載したものとして図１２に示すような
ものがある。この伸展トラス構造物は、ロケットフェア
リング内に畳み込んだ状態で収納しておき、宇宙空間等
で伸展することによって、図１２（ｄ）に示すような三
角柱状のもの（ＤｅｐｌｏｙａｂｌｅＳｔｒｕｃｔｕ
ｒｅｓＳｐａｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２６
ｔｈＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｓｔｒｕｃｔｕａｌｄ
ｙｎａｍｉｃｓａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ，ＡＩＡＡ−８５−０７２７、１９８５よ
り抜粋）に変化するようになっている。

【０００３】この三角柱状に変化した伸展トラス構造物
は、図１２（ｄ）に示すように、それぞれ複数の三角形
を形成する水平部材１と、これらの水平部材１をつなぐ
縦部材２及び斜部材３によって構成されている。水平部
材１は、３本のものを三角形状に連結したものである。
縦部材２及び斜部材３は、各水平部材１に回転自在に連
結されており、それぞれの中間部で折り曲げ可能に構成
されている。

【０００４】このように構成された伸展トラス構造物に
おいては、水平部材１、縦部材２及び斜部材３を相互に
回転し、かつ縦部材２及び斜部材３をその中間部で折り
曲げることにより、図１２（ａ）に示すような折り畳ま
れた状態になる。また、この折り畳まれた状態から伸展
させるためには、バネやモータによる伸展力を水平部材
１、縦部材２及び斜部材３に作用させる。そうすると、
水平部材１、縦部材２及び斜部材３が相互に回転すると
ともに、縦部材２及び斜部材３が中間部において真っ直
ぐ伸びるようになり、図１２（ｂ）、（ｃ）の伸展途中
の状態を経て、図１２（ｄ）のような伸展した状態にな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１２に示
す伸展トラス構造物においては、縦部材１、縦部材２及
び斜部材３が相互に回転するとともに、縦部材２及び斜
部材３がその中間部において屈伸するように構成されて
いるので、その伸展途中においては極めて複雑な動きを
する。このため、各回転部や屈伸部の同期をとることが
難しく、伸展あるいは折り畳みの動きにスムーズ性が欠
けるという問題がある。しかも、直線状の縦部材２及び
斜部材３の中間部に屈伸部を設けているから、この屈伸
部が強度低下の原因になるという問題もある。

【０００６】この発明はこのような事情にもとづきなさ
れたもので、その目的は、伸展あるいは折り畳みをスム
ーズに行うことができ、強度的にも優れた伸展トラス構
造物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、対向するように配置された一方及び他方
の固定枠と、これらの固定枠を平行に保持するように連
結する縦部材と、この縦部材に対して斜めに傾くように
して、前記各固定枠を連結する斜部材とを備えてなり、
前記縦部材は前記各固定枠が平行を保持したまま一定の
方向にずれることが可能なように、同各固定枠に揺動自
在に連結されており、前記斜部材は、縦部材と同一の方
向に揺動可能なように、一端部が一方の固定枠と縦部材
との交差部分に連結されているとともに、他端部が他方
の固定枠に移動自在に連結されていることを特徴として
いる。

【０００８】また、上記各固定枠は同じ大きさの四角形
に形成し、各縦部材は各固定枠の頂点部を連結するよう
に配置し、斜部材の他端部は他方の固定枠の直線部にス
ライダを介して移動自在に連結するように構成してもよ
い。

【０００９】

【作用】本発明の伸展トラス構造物においては、縦部材
が揺動することにより、各固定枠が一定の方向にずれる
ように移動するとともに、平行を保持しながら密着する
ように接近して、折り畳まれた状態になる。この際、斜
部材は、縦部材と同様に揺動し、その他端部が他方の固
定枠に沿って移動する。この折り畳まれた状態から縦部
材を上記とは逆に揺動すると、各固定枠が平行を保持し
ながら離れるように移動し、最も離れた位置において伸
展状態になる。

【００１０】そして、例えば、縦部材の揺動角度によ
り、一方及び他方の固定枠や斜部材の位置が一義的に定
まることになる。このため、動きが極めて簡単であるか
ら、伸展あるいは折り畳みをスムーズに行うことができ
る。しかも、各固定枠、縦部材又は斜部材の中間位置に
屈伸部を設ける必要がないから、この屈伸部にありがち
強度低下が存在することがなく、強度的に優れたものを
得ることができる。さらに、各固定枠、縦部材及び斜部
材のいずれか一つの動きを制御することにより、折り畳
んだり、伸展したりすることができるから、制御が極め
て簡単になるという利点がある。

【００１１】

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

【００１２】図１は、最も基本となる伸展トラス構造物
１０を示している。この伸展トラス構造物１０は、対向
するように配置された一方及び他方の固定枠１１、１２
と、これらの固定枠１１、１２を平行に保持するように
連結する縦部材１３と、この縦部材１３に対して斜めに
傾くようにして、各固定枠１１、１２に連結された斜部
材１４とを備えている。

【００１３】一方及び他方の固定枠１１、１２は、一方
の水平部材１１ａ又は他方の水平部材１２ａによって、
同一の大きさの長方形状に形成されており、各一方の水
平部材１１ａ及び他方の水平部材１２ａはそれぞれが固
定的に連結されている。

【００１４】縦部材１３は、一方及び他方の固定枠１
１、１２が平行を保持したまま一定の方向にずれること
が可能なように、各固定枠１１、１２の角部に揺動自在
に連結されている。すなわち、縦部材１３は、同一の長
さのものが同一の方向に揺動自在に設けられている。そ
して、この実施例では、図中のＸＹＺの座標軸を基準に
して、一方及び他方の固定枠１１、１２がＸＹ平面に平
行に配置され、各縦部材１３がＹ軸回りに揺動可能に構
成されており、全体として対向する各側面が平行に配置
された六面体を構成するようになっている。また、これ
らの対向する側面のうち、縦部材１３が揺動する方向に
沿う側面が変形自在面１０ａになっている。

【００１５】斜部材１４は、対向する各変形自在面１０
ａにあって、縦部材１３と同一の方向に揺動可能なよう
に、一端部が一方の水平部材１１ａと縦部材１３との交
差部分に連結されているとともに、他端部がスライダ１
５に連結されている。スライダ１５は、変形自在面１０
ａに位置する他方の水平部材１２ａの軸方向に沿って移
動自在に構成されている。

【００１６】上記のように構成された伸展トラス構造物
１０においては、縦部材１３が揺動することにより、各
固定枠１１、１２が一定の方向（図においてＸ軸方向）
に平行にずれるように移動する。そして、各固定枠１
１、１２が互いに接近して、折り畳まれた状態になる。
この際、斜部材１４は、縦部材１３と同一の方向に揺動
し、スライダ１５が他方の水平部材１２ａに沿って移動
する。この折り畳まれた状態から縦部材１３を上記とは
逆の方向に揺動すると、今度は各固定枠１１、１２が平
行を保持しながら離れるように移動し、最も離れた状態
において伸展が完了した状態になる。この伸展が完了し
た状態では、各縦部材１３が一方及び他方の固定枠１
１、１２に対して直交した状態になる。

【００１７】そして、例えば、縦部材１３の揺動角度に
より、全体の形状が一義的に定まることになる。このよ
うに、動きが極めて簡単であるから、伸展あるいは折り
畳みをスムーズに行うことができる。しかも、固定枠１
１、１２、縦部材１３又は斜部材１４の中間位置に屈伸
部を設ける必要がないから、この屈伸部にありがちな強
度低下を生じるおそれがなく、強度的に優れたものを得
ることができる。さらに、固定枠１１、１２、縦部材１
３及び斜部材１４のいずれか一つの動きを制御すること
により、全体の位置が定まるから、制御が極めて簡単に
なるという利点がある。また、各固定枠１１、１２を介
して複数のものを連結することにより、伸展時には高層
の構造物を容易に得ることができ、折り畳み時には収納
に便利な背の低いコンパクトなものにすることができ
る。

【００１８】次ぎに、図２から図９を参照して、本発明
の第２実施例を説明する。ただし、図１に示す第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
の説明を簡略化する。この第２実施例が第１実施例と異
なる点は、図１に示す伸展トラス構造物１０を向かい合
わせて設けることにより、伸展トラス構造物２０を構成
している点である。

【００１９】すなわち、伸展トラス構造物２０は、図３
に示すように、他方の固定枠１２及びスライダ１５を共
有する２つの伸展トラス構造物１０によって構成されて
いる。そして、一方の水平部材１１ａは、図４及び図５
に示すようなヒンジＨ１及びヒンジＨ２によって、互い
に直角になるように固定的に連結されている。ヒンジＨ
１は、図４に示すように、斜部材１４を支持しない側に
設けられたものであり、縦部材１３をＹ軸回りのみに揺
動可能にするピン結合用のブラケットＨ１ａを有してい
る。また、ヒンジＨ２は、図５に示すように、斜部材１
４を支持する側に設けられたものであり、縦部材１３を
Ｙ軸回りのみに揺動可能にするピン結合用のブラケット
Ｈ２ａと、斜部材１３をＹ軸回りのみに揺動可能にする
ピン結合用のブラケットＨ２ｂとを有している。

【００２０】また、他方の水平部材１２ａは、図６に示
すようなヒンジＨ３によって、互いに直角になるように
固定的に連結されている。このヒンジＨ３には、一方及
び他方の伸展トラス構造物１０の各縦部材１３を連結す
るブラケットＨ３ａ、Ｈ３ａが設けられている。これら
のブラケットＨ３ａ、Ｈ３ａは、ピン結合により、各縦
部材１３をＹ軸回りのみに揺動可能にするように構成さ
れている。スライダ１５には、図７に示すようにヒンジ
Ｈ４が設けられている。このヒンジＨ４には、一方及び
他方の伸展トラス構造物１０の各斜部材１４を連結する
ブラケットＨ４ａ、Ｈ４ａが設けられている。これらの
ブラケットＨ４ａ、Ｈ４ａは、ピン結合により、各斜部
材１４をＹ軸回りのみに揺動可能にするように構成され
ている。

【００２１】スライダ１５は、図８に示すように、変形
自在面１０ａに位置する他方の水平部材１２ａに沿って
移動自在に構成されている。この変形自在面１０ａに位
置する他方の水平部材１２ａは、図９に示すように、断
面円形状のレール状のもので形成されており、その対向
する位置には、軸方向に真っ直ぐ延在する凸条１２ｂが
設けられている。そして、スライダ１５は、前記凸条１
２ｂの部分を挟むように設けた摺動体１６、１６を有し
ている。各摺動体１６は、その摺動面１６ａが上記他方
の水平部材１２ａに嵌合するように円筒面状に形成さ
れ、この摺動面１６ａの軸方向に沿って、上記凸条１２
ｂに嵌合する溝１６ｂが形成されている。これにより、
スライダ１５は他方の水平部材１２ａ回りに回転するこ
とがない。また、摺動体１６は、バネ１７によって、適
度な力で他方の水平部材１２ａに接するようになってい
る。そして、摺動面１６ａ及び溝１６ｂには、モリブデ
ン蒸着等の表面処理が施されており、他方の水平部材１
２ａに対する摩擦抵抗が軽減されるようになっている。

【００２２】また、変形自在面１０ａに位置する他方の
水平部材１２ａには、図８に示すように、伸展完了時点
で、スライダ１５を固定する係止凸部１２ｃが設けられ
ている。一方、摺動体１６には、その摺動面１６ａに上
記係止凸部１２ｃに係止する係止凹部１６ｃが設けられ
ている。そして、これらの係止凸部１２ｃと係止凹部１
６ｃとは、各摺動体１６、１６の間隔がバネ１７の力に
逆らって開くことによって、互いに係止するようになっ
ている。

【００２３】上記のように構成された伸展トラス構造物
２０においては、例えば、縦部材１３の揺動角度によ
り、全体の形状が一義的に定まることになる。換言すれ
ば、スライダ１５の位置によっても、全体の構造が一義
的に定まることになる。そして、スライダ１５に伸展力
を作用する場合には、この伸展力が上下の伸展トラス構
造物１０にバランスよく伝わることになるから、折り畳
みや伸展がスムーズに行うことができる。この場合、図
１に示す第１実施例のものより、スライダ１５に伸展力
を作用させた場合の力のバランスがよくなり、その動き
をスムーズにすることができる。

【００２４】次ぎに、この発明の第３実施例を図１０を
参照して説明する。ただし、図２〜図９に示す第２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
の説明を簡略化する。

【００２５】この第３実施例においては、各変形自在面
１０ａに配されたスライダ１５を連結する連結部材１８
を設けている。そして、連結部材１８とこれに対向する
他方の水平部材１２ａとを連結するように、速度制御用
バネ１９を設けている。この速度制御用バネ１９は、伸
展する際に生じる慣性力を制御するためのものであり、
スライダ１５を引っ張るように作用して、スライダ１５
による伸展速度を調整するようになっている。

【００２６】また、縦部材１３には、この上下の縦部材
１３同士をバランスよく伸展させるための伸展用バネ２
１が設けられている。この伸展用バネ２１は、一方のヒ
ンジＨ３を中心にして、この両側に位置する縦部材１３
を他方の固定枠１２に垂直に立てる方向にバランスよく
力を作用させるようになっている。

【００２７】さらに、他方の固定枠１２には、連結部材
１８を介してスライダ１５を伸展方向に駆動するモータ
２２が設けられている。ただし、上記伸展用バネ２１を
設けた場合にはこのモータ２２は設けなくてもよく、ま
たモータ２２を設けた場合には伸展用バネ２１を設けな
くてもよく、さらに伸展用バネ２１及びモータ２２を同
時に設けるように構成してよい。

【００２８】上記のように構成された伸展トラス構造物
２０においては、スライダ１５を連結する連結部材１８
を設けたから、２か所に設けたスライダ１５の同期性を
より高めることができ、折り畳みや伸展をよりスムーズ
に行うことができる。また、伸展用バネ２１やモータ２
２による伸展力が縦部材１３やスライダ１５にバランス
よく伝わるようになっているので、極めてスムーズに伸
展することができる。

【００２９】また、図１１は、第２実施例又は第３実施
例で示した伸展トラス構造物２０を複数個接続して構成
した伸展式のタワーＴである。このタワーＴには、先端
頂部Ｔ１や、副反射鏡Ｔ２が設置されている。そして、
このタワーＴは、各伸展トラス構造物２０毎に徐々に伸
展させることによって、高層のものを極めてスムーズに
展開することができる。

【００３０】そして例えば、図３に示した構造のものに
おいて、水平部材１１ａ、１２ｂの長さを約５００ｍ
ｍ、縦部材１３の長さを約２５０ｍｍ、各部材の太さを
約１０ｍｍとした場合、各伸展トラス構造物２０を折り
畳んだ状態の高さが１００ｍｍ程度となり、伸展した状
態の高さが５００ｍｍ程度となる。このため、図１０に
示すように、伸展トラス構造物２０を４つ重ねた場合に
は、この伸展トラス構造物のみの高さが折り畳んだ状態
では４００ｍｍ程度にコンパクトになり、伸展した状態
では２ｍ程度の高層のものを得ることができる。したが
って、ロケットフェアリング内に畳み込んだ状態で収納
しておき、宇宙空間等で伸展するアンテナ等の支持構造
物として最適である。

【００３１】ただし、地上において、伸展自在な構造物
として適用してもよいことはいうまでもない。

【００３２】また、上記各実施例においては、一方及び
他方の固定枠１１、１２を長方形状に形成したが、正方
形状やその他の多角形状に形成してもよく、また板状の
もので形成してもよい。

【００３３】

【発明の効果】この本発明によれば、例えば、縦部材の
揺動角度により、全体の形状が一義的に定まることにな
る。すなわち、動きが極めて簡単であるから、伸展ある
いは折り畳みをスムーズに行うことができる。しかも、
固定枠、縦部材又は斜部材の中間位置に屈伸部を設ける
必要がないから、この屈伸部にありがち強度低下が存在
することがなく、強度的に優れたものを得ることができ
る。さらに、固定枠、縦部材及び斜部材のいずれか一つ
の動きを制御することにより、折り畳んだり、伸展した
りすることができるから、制御が極めて簡単になるとい
う利点がある。

【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伸展トラス
構造物の斜視図。

【図２】この発明の第２実施例として示した伸展トラス
構造物の斜視図。

【図３】同伸展トラス構造物の側面図。

【図４】同伸展トラス構造物を示す図であって、図３の
IV部拡大図。

【図５】同伸展トラス構造物を示す図であって、図３の
Ｖ部拡大図。

【図６】同伸展トラス構造物を示す図であって、図３の
VI部拡大図。

【図７】同伸展トラス構造物を示す図であって、図３の
VII 部拡大図。

【図８】同伸展トラス構造物のスライダを示す断面図。

【図９】同伸展トラス構造物のスライダを示す図であっ
て、図８のIX−IX線に沿う断面図。

【図１０】この発明の第３実施例として示した伸展トラ
ス構造物の斜視図。

【図１１】第２実施例又は第３実施例で示した伸展トラ
ス構造物をタワー状に組み上げた状態を示す斜視図。

【図１２】従来例として示した伸展トラス構造物の説明
図。

【符号の説明】

１１一方の固定枠１２他方の固定枠１３縦部材１４斜部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向するように配置された一方及び他方
の固定枠と、これらの固定枠を平行に保持するように連
結する縦部材と、この縦部材に対して斜めに傾くように
して、前記各固定枠を連結する斜部材とを備えてなり、前記縦部材は前記各固定枠が平行を保持したまま一定の
方向にずれることが可能なように、同各固定枠に揺動自
在に連結されており、前記斜部材は、縦部材と同一の方向に揺動可能なよう
に、一端部が一方の固定枠と縦部材との交差部分に連結
されているとともに、他端部が他方の固定枠に移動自在
に連結されていることを特徴とする伸展トラス構造物。
【請求項２】各固定枠は同じ大きさの四角形に形成さ
れており、各縦部材は各固定枠の頂点部を連結するよう
に配置されており、斜部材の他端部は他方の固定枠の直
線部にスライダを介して移動自在に連結されていること
を特徴とする請求項１記載の伸展トラス構造物。