JPH11247290A - Expansion type frame structure - Google Patents

Expansion type frame structure

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JPH11247290A
JPH11247290A JP10047896A JP4789698A JPH11247290A JP H11247290 A JPH11247290 A JP H11247290A JP 10047896 A JP10047896 A JP 10047896A JP 4789698 A JP4789698 A JP 4789698A JP H11247290 A JPH11247290 A JP H11247290A
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JP
Japan
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deployment
frame structure
regular
basic element
deployable
Prior art date
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JP10047896A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatake Tabata
真毅 田畑
Hiroshi Izumida
啓 泉田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an expansion type frame structure having high precision and rigidity used for an expanding antenna with large aperture used for artificial satellite, a spherical part for space structure, or the like. SOLUTION: This structure has, as a basic element, a right truncated pyramide-like frame structure formed by taking the apex position of a regular polyhedron or quasi-polyhedron as a top surface apex 5, the intersection between a radial line 4 passing the top surface apex 5 from the circumscribed sphere center 3 of the polyhedron and the concentric spherical surface having a radius larger than the circumscribed sphere as a lower surface apex 6, and the line between the upper surface apex 5 of the radial line 4 and the lower surface apex 6 as the ridge line. A plurality of basic elements are connected while holding the side surface of the basic element in common to constitute this structure. Further, this structure has a mechanism for synchronously moving the ridge line parallel as the regular truncated pyramidal outer form of the basic element is kept.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星に用い
る大口径の展開アンテナや宇宙構造物の球面状部分など
に用いられる、高い精度と剛性を有する展開式骨組構造
物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deployable frame structure having high accuracy and rigidity, which is used for a large-diameter deployable antenna used for an artificial satellite or a spherical portion of a space structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、軌道上に衛星を投入するロケット
の信頼性と経済性が向上し、衛星利用の利点が増大して
いる。また、通信需要が増大しているため、衛星通信業
務の質的及び量的な向上が望まれている。特に、大型の
展開アンテナは船舶、車両等の移動体の通信用として求
められており、そのための展開式骨組構造方式が盛んに
開発されてきた。また、低コスト且つ高信頼性で、宇宙
基地などの大型衛星を構築するための基本構造として、
展開式骨組構造物(展開式トラス構造物)が重要な開発
課題となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, the reliability and economic efficiency of rockets that put satellites into orbit have been improved, and the advantages of using satellites have been increasing. In addition, since the demand for communication is increasing, it is desired to improve the quality and quantity of the satellite communication business. In particular, a large deployable antenna is required for communication of a moving object such as a ship or a vehicle, and a deployable frame structure for that purpose has been actively developed. In addition, as a basic structure for building large satellites such as space bases at low cost and high reliability,
Deployable frame structures (deployable truss structures) are an important development issue.

【0003】図11、図12及び図13は、それぞれ、
特開平1−151630号公報に開示されている従来の
展開式骨組構造物の展開時における形状を示す斜視図、
上面図及び収納時における斜視図である。
FIGS. 11, 12 and 13 show, respectively,
FIG. 1 is a perspective view showing a shape of a conventional deployable skeleton structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-151630 when the deployable frame structure is deployed;
It is a top view and a perspective view at the time of storage.

【0004】これらの図において、41はピンジョイン
ト部を有する結合子、42は結合子41を端部に有する
心棒、43は心棒42上をスライドするスライドヒン
ジ、44は心棒42上に固定され、スライドヒンジ43
の下死点を決定するストッパ、45は斜部材である。斜
部材45のうちで、斜部材45aは一端をスライドヒン
ジ43にピン結合され、心棒42に対して垂直な軸回り
に回転可能となっており、他端を隣接する心棒42上の
結合子41に対してピン結合され、また斜部材45aは
隣接する心棒42上のスライドヒンジ43にピン結合さ
れた斜部材45bとそれぞれの中間部のピン結合部48
で互いにピン結合され、いわゆるパンタグラフ形状に構
成されている。
In these figures, 41 is a connector having a pin joint, 42 is a mandrel having the connector 41 at an end, 43 is a slide hinge that slides on the mandrel 42, 44 is fixed on the mandrel 42, Slide hinge 43
Is a stopper for determining the bottom dead center, and 45 is an oblique member. Among the oblique members 45, one end of the oblique member 45a is pin-connected to the slide hinge 43, is rotatable around an axis perpendicular to the mandrel 42, and the other end of the connector 41 on the adjacent mandrel 42. And the oblique member 45a is pin-connected to the slide hinge 43 on the adjacent mandrel 42 and a pin joint 48 at the middle of each of the oblique members 45b.
To form a so-called pantograph shape.

【0005】上記心棒42及び斜部材45a、45bか
らなる構造は、結合子41及びスライドヒンジ43を介
して連続的に、且つ周期的に結合され、図13の上面図
に示すように、六角形のモジュールをその辺を共有させ
て複数個結合した形状に構成されている。また、46は
隣接するスライドヒンジ43相互間及び結合子41相互
間に張架されたケーブル、47は上記六角形の対角線上
に張架されたケーブルである。
The structure composed of the mandrel 42 and the oblique members 45a and 45b is connected continuously and periodically via a connector 41 and a slide hinge 43, and as shown in a top view of FIG. The module is configured in such a manner that a plurality of the modules are connected to each other with their sides shared. Reference numeral 46 denotes a cable stretched between the adjacent slide hinges 43 and between the connectors 41, and 47 denotes a cable stretched on the diagonal line of the hexagon.

【0006】次に、上記図11乃至図13に示す従来の
展開式骨組構造物の動作について説明する。この従来の
展開式骨組構造物では、格納時においては、斜部材45
a又は斜部材45bと心棒との成す角θは零に近い状態
まで折り畳まれており、外部からの保持装置(図示せ
ず)によってその状態が保持されている。一方、展開時
においては、上記保持装置を解放すると、ピン結合部4
8、又は結合子41のピン軸、又はスライドヒンジ43
上のピン軸などに内蔵されたうず巻バネ(図示しない)
などの駆動力によって斜部材45a、45bが展開さ
れ、これにより上記角θが増大していく。この時、スラ
イドヒンジ43は心棒42に沿ってスライドし、結合子
41とは最も遠い点から斜部材45a、45bの展開に
つれて徐々に結合子41へ近づいてくるスライドヒンジ
43が所定の位置まで移動すると、ストッパ44に当接
して斜部材45a、45bの展開動作は停止する。ま
た、斜部材45a、45bはそれぞれ端部を結合子41
又はスライドヒンジ43にピン結合されていると共に、
個々の中間部のピン結合部48で2本の斜部材45a、
45bがパンタグラフ形状に相互にピン結合されている
ので、全ての斜部材45a、45bにおける展開角であ
る角θが等しくなり同期展開が可能となっている。
Next, the operation of the conventional deployable frame structure shown in FIGS. 11 to 13 will be described. In this conventional deployable frame structure, the oblique member 45
The angle θ between the a or the oblique member 45b and the mandrel is folded to a state close to zero, and the state is held by an external holding device (not shown). On the other hand, at the time of deployment, when the holding device is released, the pin connecting portion 4 is released.
8, or the pin shaft of the connector 41, or the slide hinge 43
Spiral spring built into the upper pin shaft etc. (not shown)
By such a driving force, the oblique members 45a and 45b are deployed, whereby the angle θ increases. At this time, the slide hinge 43 slides along the mandrel 42, and the slide hinge 43 gradually approaching the connector 41 from the point farthest from the connector 41 as the oblique members 45a and 45b are deployed moves to a predetermined position. Then, the deployment operation of the oblique members 45a and 45b is stopped by contacting the stopper 44. The ends of the oblique members 45a and 45b are connected to the connector 41, respectively.
Or, while being pin-connected to the slide hinge 43,
Two oblique members 45a are provided at the pin connecting portions 48 at the respective intermediate portions.
Since 45b is pin-connected to each other in a pantograph shape, the angle θ, which is the development angle of all the oblique members 45a and 45b, is equal, and synchronous deployment is possible.

【0007】図14、図15及び図16は、それぞれ、
特開平6−224624号公報に開示されている展開ア
ンテナの展開時における正面図、斜視図及び収納時にお
ける正面図である。これらの図において、51は骨組構
造物、52は鏡面、53はスタンドオフ、54はスタン
ドオフ取付部である。この従来例の展開アンテナは、展
開形状を理想的なパラボラ形状を近似した球面とした骨
組構造物51と、スタンドオフ53先端を理想パラボラ
面上に位置するように長さを設定したスタンドオフ53
と、スタンドオフ53と骨組構造物51とを結合するス
タンドオフ取付部54と、スタンドオフ53の先端に取
り付けられた鏡面52とからなり、スタンドオフ53の
長さを短く、且つできる限り均一にできるようにして、
展開時に必要な展開トルクを小さくし、且つスタンドオ
フ53の変形を小さくしている。
FIG. 14, FIG. 15 and FIG.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view, a perspective view, and a front view when a deployable antenna disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-224624 is deployed. In these figures, 51 is a frame structure, 52 is a mirror surface, 53 is a stand-off, and 54 is a stand-off mounting part. The deployment antenna of this conventional example has a framework structure 51 having a spherical deployment shape approximating an ideal parabolic shape, and a standoff 53 having a length set such that the tip of the standoff 53 is located on the ideal parabolic surface.
, A stand-off mounting portion 54 for connecting the stand-off 53 and the frame structure 51, and a mirror surface 52 attached to the tip of the stand-off 53, so that the length of the stand-off 53 is short and as uniform as possible. To be able to
The deployment torque required during deployment is reduced, and the deformation of the standoff 53 is reduced.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の展開式骨組構造
物は上記のように構成されているので、例えば、上記し
た特開平1−151630号公報に示されているよう
に、全ての斜部材45a、45bにおける展開角である
角θが等しくなって同期展開が可能であるためは、斜部
材45a、45bが等脚台形又は長方形の対角線とな
り、六角形のモジュールに含まれる等脚台形又は長方形
が全て合同でなければならない。従って、基本モジュー
ルの上面形状は正六角形となり、斜部材45a、45b
が等脚台形の対角線のときには基本モジュールの外形は
正六角錐台、長方形のときには正六角柱となる。正六角
形は平面充填形なので、正六角錐台を図11のように、
隣接して並べることはできない。結果として、正六角柱
状の基本モジュールを複数個結合することになり、それ
らが作る上面は平面形を成す。三角形や四角形を基本形
状とする場合にも、同じ議論により基本モジュールの上
面形状が正三角形や正四角形となる。正三角錐台や正四
角錐台状の基本モジュールを複数個結合できる場合があ
るが、角錐台の稜線の成す角は図11から図13の機構
において展開につれて変化するので、結合を維持して展
開することはできない。それ故に、特開平1−1516
30号公報に示されている方法で実現できる展開式骨組
構造物の展開形状は平面となる。あるいは逆に、平面を
充填する多角形を基本要素とする骨組構造物を用いて球
面を構成しようとすると、機構内に必要十分なガタを導
入しなければ、構造物全体を同期展開することは困難で
ある。これらは、ヒンジの填合のために必要となる微小
な間隙や、製造上発生する隙間とは異なり、展開動作を
実現するために新たに必要となるガタであり、展開用ガ
タと呼ぶ。
Since the conventional expandable frame structure is constructed as described above, for example, as shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-151630, all the oblique members are provided. Since the angle θ, which is the development angle at 45a, 45b, is equal and synchronous development is possible, the diagonal members 45a, 45b have an isosceles trapezoidal or rectangular diagonal, and the isosceles trapezoid or rectangle included in the hexagonal module. Must all be congruent. Therefore, the top shape of the basic module is a regular hexagon, and the oblique members 45a, 45b
When is a trapezoidal diagonal, the outer shape of the basic module is a regular hexagonal pyramid, and when it is rectangular, it is a regular hexagonal prism. Since a regular hexagon is a plane-filled type, a regular hexagonal truncated pyramid is shown in FIG.
They cannot be placed side by side. As a result, a plurality of regular hexagonal prism-shaped basic modules are connected, and the upper surface formed by them is planar. Even when a triangle or a quadrangle is used as the basic shape, the top surface shape of the basic module becomes an equilateral triangle or a quadrangle by the same discussion. In some cases, a plurality of basic modules in the shape of a truncated triangular pyramid or a truncated square pyramid can be combined, but since the angle formed by the ridge line of the truncated pyramid changes as it is developed in the mechanism shown in FIGS. It is not possible. Therefore, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-1516
The deployed shape of the deployable frame structure that can be realized by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 30 is flat. Or conversely, if you try to construct a spherical surface using a framework structure that uses a polygon that fills a plane as a basic element, if you do not introduce the necessary and sufficient backlash into the mechanism, it is impossible to develop the entire structure synchronously Have difficulty. These are different from the minute gaps required for the fitting of the hinges and the gaps generated in manufacturing, and are new play required to realize the unfolding operation, and are referred to as unfolding play.

【0009】また、例えば、平面上に合同な複数の正六
角形をその辺を共有させて配置し、それを球面状に投影
して六角形の辺の長さを決め、展開式骨組構造物を実現
した場合には、平面充填形である正六角形を球面上に投
影するため、実現された骨組構造物の殆どの基本要素は
正六角形を歪ませた物となり、場所によって歪みが異な
る。そのため、この方法では、同一基本要素の繰り返し
によって骨組構造物全体を構成することはできない。ま
た、基本要素毎に異なる歪みに対応して展開機構を設計
する必要があるので、展開動作が要素毎に異なり、全体
を同期して展開させることは非常に困難なものとなる。
すなわち、前述の理由により機構内に展開用のガタがな
ければ、複数の結合されたモジュールを同期して展開す
ることはできない。
Further, for example, a plurality of congruent regular hexagons are arranged on a plane so that their sides are shared, and are projected onto a spherical surface to determine the lengths of the hexagonal sides. In the case of realization, since a regular hexagon which is a plane-filled shape is projected on a spherical surface, most of the basic elements of the realized frame structure are obtained by distorting the regular hexagon, and the distortion differs depending on the place. Therefore, in this method, the entire skeleton structure cannot be formed by repeating the same basic element. In addition, since it is necessary to design a deployment mechanism corresponding to different distortions for each basic element, the deployment operation differs for each element, and it is extremely difficult to deploy the entire system synchronously.
That is, if there is no play in the mechanism for the above-mentioned reason, a plurality of coupled modules cannot be developed synchronously.

【0010】しかしながら、これらのような機構内のガ
タは、骨組構造物の形状精度と剛性の低下をきたし、想
定した展開動作以外の運動が可能になり、想定外の運動
を生じて展開動作を失敗させる可能性が生じるなどの問
題を生じる。
[0010] However, the backlash in such a mechanism causes a reduction in the shape accuracy and rigidity of the frame structure, so that movement other than the assumed deployment operation is possible. It causes problems such as the possibility of failure.

【0011】また、特開平6−224624号公報に記
載されているような方法で球面を構成する展開式骨組構
造物を、展開用ガタを最小限に留めて同期展開させるた
めには、膨大な設計過程が必要になる。また、正6角形
を歪ませた基本要素を用いるため、微妙に異なった部品
が多く存在し、コスト増大等を招き、製作上好ましくな
い。
Further, in order to synchronously deploy an expandable frame structure having a spherical surface by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-224624 with a minimum amount of play, a huge amount of work is required. Requires a design process. In addition, since a basic element obtained by distorting a regular hexagon is used, there are many subtly different parts, which leads to an increase in cost and the like, which is not preferable in manufacturing.

【0012】これらの問題点は、平面充填形を基本形状
とする展開式骨組構造物を実現しようとしたことに端を
発している。そのため、これらの問題点を克服し、より
簡便に球面を構成する展開式骨組構造物を設計するため
に、基本的設計原理が求められる。
[0012] These problems originate from an attempt to realize a deployable skeleton structure having a plane-filled basic shape. Therefore, a basic design principle is required in order to overcome these problems and more easily design a deployable skeleton structure having a spherical surface.

【0013】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、大口径アンテナ反射鏡面支持構造物
などの大型の球面構造物を構築する際に、機構内のガタ
(展開ガタ)を必要とせず、高剛性と高精度を確保でき
る展開式骨組構造物を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. When a large spherical structure such as a large-diameter antenna reflecting mirror support structure is constructed, play (development play) in the mechanism is reduced. It is an object of the present invention to obtain a deployable frame structure that can secure high rigidity and high accuracy without requiring it.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明に係る展開式骨
組構造は、球面状の骨組構造を成すよう、正多面体又は
準正多面体の頂点位置を上面頂点とし、同多面体の外接
球中心から上面頂点を通る放射線と同外接球より大きな
半径を持つ同心球面との交点を下面頂点とし、同放射線
の上面頂点と下面頂点の間を稜線とすることにより作ら
れる正角錐台状の骨組構造を基本要素とし、基本要素の
側面を共有させて複数個結合した構造をなし、更に、基
本要素の外形を正角錐台としたまま稜線を同期して平行
移動させる機構を備えたものである。
According to the present invention, there is provided an expandable frame structure in which a vertex position of a regular polyhedron or a quasi-regular polyhedron is set as an upper surface vertex so as to form a spherical frame structure, and an upper surface is defined from a center of a circumscribed sphere of the polyhedron. Basically, a truncated pyramid-shaped frame structure created by defining the intersection of the radiation passing through the vertex with a concentric sphere having a radius larger than the circumscribed sphere as the lower surface vertex and the ridge between the upper surface vertex and the lower surface vertex of the radiation The element has a structure in which a plurality of basic elements are shared by sharing the side faces of the basic elements, and further, a mechanism is provided for synchronizing and moving the ridge lines in parallel while keeping the outer shape of the basic elements as a truncated pyramid.

【0015】また、正角錐台状の上記基本要素の中央に
固定した骨組構造を持ち、基本要素に含まれる各稜線を
この固定した骨組構造に対して平行移動させる展開機構
を持ち、基本要素に含まれる複数の稜線の平行移動を同
期するための同期機構を基本要素中央の固定した骨組構
造に持つものである。
[0015] Further, it has a frame structure fixed at the center of the above-mentioned basic element in the shape of a truncated pyramid, and has a deployment mechanism for moving each ridge included in the basic element in parallel to the fixed frame structure. A synchronous mechanism for synchronizing the parallel movement of a plurality of included ridge lines is provided in a fixed frame structure at the center of the basic element.

【0016】更に、正角錐台状の上記基本要素の稜線位
置に固定した骨組構造を持ち、隣り合う稜線位置の固定
した骨組構造を互いに平行移動させる展開機構を側面に
持ち、稜線を共有する側面の平行移動を同期するための
同期機構を稜線位置の固定した骨組構造に持ち、それら
の展開機構を稜線位置の同期機構を通して連結した構造
としたものである。
[0016] Further, a side face having a frame structure fixed to the ridge line position of the above basic element in the form of a truncated pyramid and having a deployment mechanism for moving the fixed frame structures at adjacent ridge line positions parallel to each other, and sharing the ridge line A synchronous mechanism for synchronizing the parallel movements of the two is provided in a frame structure having a fixed ridgeline position, and the unfolding mechanisms are connected through a synchronous mechanism for the ridgeline position.

【0017】更にまた、上記展開機構を、2次元平面内
を運動するパンタグラフ・リンク機構から構成したもの
である。
Furthermore, the above-mentioned unfolding mechanism is constituted by a pantograph link mechanism which moves in a two-dimensional plane.

【0018】また、展開後に所定の張力を持つケーブル
を、基本要素の正角錐台状骨組構造の上面節点相互間及
び下面節点相互間に張架したものである。
Further, a cable having a predetermined tension after being unfolded is stretched between upper surface nodes and lower surface nodes of a truncated pyramidal frame structure as a basic element.

【0019】更に、正角錐台状の上記基本要素にある平
行四辺形リンク機構のヒンジに展開力を発生させる展開
力付勢手段を有するとともに、上記ヒンジを線分で結ん
だ図形が、展開中に一直線状に至る手前においてヒンジ
の回転を止めて展開を停止させるストッパを、ヒンジ位
置近傍等の適切な位置に配設したものである。
Further, there is provided a developing force urging means for generating a developing force on a hinge of the parallelogram link mechanism in the basic element having the shape of a truncated regular pyramid, and a figure obtained by connecting the hinge by a line segment is being developed. A stopper for stopping the rotation of the hinge and stopping the expansion just before reaching the straight line is disposed at an appropriate position such as near the hinge position.

【0020】また、上記展開力付勢手段を展開バネや展
開アクチュエータにより構成したものである。
Further, the deployment force urging means is constituted by a deployment spring or a deployment actuator.

【0021】また、上記展開機構を所定の形状で固定す
る保持装置を更に備えるものである。
Further, the apparatus further comprises a holding device for fixing the deployment mechanism in a predetermined shape.

【0022】この発明に係る展開式骨組構造は、正多面
体又は準正多面体を基本形状とし、正角錐台状の基本要
素の側面を共有させて複数個結合した構造としているの
で、大口径の展開アンテナの支持構造物などの大型構造
物を構築する場合において、極少種類の正角錐台状の骨
組構造の繰り返しにより、全体が一様に高い剛性を持つ
よう概略球面の一部あるいは概略球面全体を成す展開式
骨組構造物を容易に構築することができる。また、この
発明は全ての正多面体と全ての準正多面体を基本形状と
して実行できるので、ある大きさと曲率半径をもつ球面
に対して、複数の異なった骨組構造を同じ手順で作成で
き、骨組構造物に課せられた要求に応じて適切なものを
選択できる。
The deployable frame structure according to the present invention has a basic shape of a regular polyhedron or a quasi-regular polyhedron, and has a structure in which a plurality of basic elements having the shape of a truncated regular pyramid are shared and a plurality of basic elements are connected to each other. When constructing a large structure such as a support structure for an antenna, a part of the approximate spherical surface or the entire approximate spherical surface can be formed so that the whole structure has uniform high rigidity by repeating a very small number of regular truncated pyramidal frame structures. The deployable frame structure to be formed can be easily constructed. Also, since the present invention can execute all regular polyhedrons and all quasi-regular polyhedrons as basic shapes, a plurality of different skeleton structures can be created in the same procedure for a sphere having a certain size and a radius of curvature, and the skeleton structure can be created. You can select the appropriate one according to the demands imposed on the thing.

【0023】また、この発明に係る展開式骨組構造は、
基本要素に含まれる複数の稜線を同期して平行移動する
ことにより展開動作を行うため、パンタグラフ・リンク
機構のように、展開用ガタを用いないで稜線を平行移動
できる機構を用いることにより、展開用ガタを必要とし
ない概略球面あるいはその一部を成す展開式骨組構造物
を構築することができ、構造の精度と強度を高く保つこ
とができるとともに、安定な展開動作を実現できる。こ
の際、パンタグラフ・リンク機構に展開用ガタを追加す
ることなく、部材の太さを考慮してヒンジオフセットを
設けることができる。展開状態において張力をもって張
架されるケーブルの作用、又は、展開状態において内力
を残した状態で展開機構を固定することにより、ヒンジ
などに存在する微小なガタが消滅し、安定な形状を保持
して高い精度を有する展開式骨組構造となし得る。
[0023] Further, the deployable frame structure according to the present invention comprises:
The expansion operation is performed by synchronizing and translating the multiple ridge lines included in the basic element, and therefore, by using a mechanism that can translate the ridge lines without using the play for expansion, such as a pantograph link mechanism, the expansion is performed. It is possible to construct a deployable skeleton structure that does not require play, or that forms a part of a substantially spherical surface, and can maintain high accuracy and strength of the structure and can realize a stable deploying operation. At this time, the hinge offset can be provided in consideration of the thickness of the member without adding a play to the pantograph link mechanism. By the action of the cable stretched with tension in the unfolded state, or by fixing the unfolding mechanism with the internal force remaining in the unfolded state, minute play present on hinges and the like disappears, maintaining a stable shape. Frame structure with high precision.

【0024】更に、この発明の展開式骨組構造によれ
ば、正角錐台状の基本要素にある平行四辺形リンク機構
のヒンジを線分で結んだ図形が平行四辺形から長方形に
なる前に展開が終了するよう、ヒンジ位置にヒンジの回
転を止めるストッパを有することにより、展開力を加え
ても展開が進展しなくなる特異的な機構形態を展開動作
から排除することができ、過大な展開力を発生すること
なく安定に展開動作し、構造破損の可能性が低く、信頼
性の高い展開式骨組構造物を得ることができる。
Further, according to the expandable frame structure of the present invention, the figure formed by connecting the hinges of the parallelogram link mechanism in the truncated equilateral pyramid-shaped basic element by a line segment is developed before the parallelogram becomes a rectangle. As a result, by having a stopper at the hinge position to stop the rotation of the hinge at the hinge position, it is possible to eliminate a specific mechanism form in which the deployment does not progress even when the deployment force is applied from the deployment operation, and to reduce the excessive deployment force. It is possible to obtain a deployable skeleton structure that can be deployed stably without occurrence, has a low possibility of structural damage, and has high reliability.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、添付図面により本発明の実
施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0026】実施の形態1.図1乃至図5はこの発明の
実施の形態1を示す図である。図1は、正5角形と正6
角形とからなる準正多面体の部分について本発明を実施
した、展開式骨組構造における展開途中と展開後の概略
形状を示す斜視図、図2は上記実施の形態による展開式
骨組構造の展開後の部分的な概略形状を示す斜視図、図
3は図2の正5角錐台の骨組構造の展開途中と展開後の
形状を示す斜視図、図4は図3の展開機構を示す斜視
図、図5は図4の機構の展開途中と展開後を示す斜視図
である。
Embodiment 1 1 to 5 are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a regular pentagon and a regular 6
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic shape during and after deployment in a deployable skeleton structure in which the present invention is carried out for a portion of a quasi-regular polyhedron consisting of a square, and FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a partial schematic shape, FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the frame structure of the regular pentagonal pyramid of FIG. 2 during and after deployment, and FIG. 4 is a perspective view showing the deployment mechanism of FIG. 5 is a perspective view showing the mechanism of FIG. 4 during and after deployment.

【0027】これらの図において、1は上面、2は下
面、3は外接球中心、4は放射線、5は上面頂点、6は
下面頂点である。ここで、外接球とは、この準正多面体
に外接する球であり、放射線とは外接球中心を通る直線
である。
In these figures, 1 is the upper surface, 2 is the lower surface, 3 is the center of the circumscribed sphere, 4 is the radiation, 5 is the vertex of the upper surface, and 6 is the vertex of the lower surface. Here, the circumscribed sphere is a sphere that circumscribes the quasi-regular polyhedron, and the radiation is a straight line that passes through the center of the circumscribed sphere.

【0028】図1の展開式骨組構造は、上面と下面が正
5角形又は正6角形で上面頂点と下面頂点を結ぶ稜線が
放射線上に乗る正角錐台状の骨組構造を基本要素とし、
正角錐台状の骨組構造の側面を共有させて複数個結合し
た構造を持つ。基本要素は、稜線が互いに成す角度を一
定に保ちつつ上面頂点間又は下面頂点間距離を変化さ
せ、基本要素の外形を正角錐台としたまま稜線を同期し
て平行移動させることができる機構を備えた展開式骨組
構造物である。但し、骨組構造の具体的な構成では、正
角錐台の辺上に骨組構造の部材が、頂点上に骨組構造の
節点が具体的に存在するものに限定せず、包絡形状が上
記正角錐台に適合するものであればさしつかえない。ま
た、上記において、準正多面体を構成する面のうち6面
のみを取り出したものを示したが、面の数はこれに限定
されるものではなく、準正多面体を構成する面のうち連
続する任意の個数のものを用いてさしつかえない。
The basic structure of the expandable frame structure shown in FIG. 1 is a truncated pyramid-shaped frame structure in which the upper and lower surfaces are regular pentagons or regular hexagons and the ridge connecting the upper and lower vertices is on the radiation.
It has a structure in which a plurality of regular pyramid-shaped truncated frame structures are shared by sharing the sides. The basic element is a mechanism that can change the distance between the upper surface vertices or the lower surface vertex while keeping the angle formed by the ridges constant, and translate the ridge synchronously while keeping the outer shape of the basic element a truncated pyramid. It is a deployable skeleton structure provided. However, in the specific configuration of the frame structure, the members of the frame structure on the sides of the truncated pyramid are not limited to those in which the nodes of the frame structure are specifically present at the vertices. Anything that conforms to can be used. Also, in the above description, only six surfaces out of the surfaces constituting the quasi-regular polyhedron are shown. However, the number of surfaces is not limited to this, and continuous surfaces among the surfaces constituting the quasi-regular polyhedron are provided. Any number can be used.

【0029】更に、これらの図において、7は共有上面
部材、8は共有下面部材、9は頂点縦部材、10は展開
機構部、11は同期機構部である。図3において、共有
上面部材7及び共有下面部材8はケーブルであり、展開
状態において所定の張力が発生するように、予めその長
さが調節されている。共有上面部材7及び共有下面部材
8は必要に応じて、中間ヒンジをもつ折れ曲がり部材や
テレスコピック部材を用いても良い。但し、図2から図
5に描かれている機構では、これらの共通部材は省略し
ても良い。また、展開機構上面部材12(a〜f)、展
開機構下面部材13(a〜f)、展開機構縦部材14
(a〜g)は、これらによって作られる側面形状が平行
四辺形になるよう、上面ピンヒンジ15(a〜g)と下
面ピンヒンジ16(a〜g)で連結される。
Further, in these figures, 7 is a common upper surface member, 8 is a common lower surface member, 9 is a vertex vertical member, 10 is a deployment mechanism, and 11 is a synchronization mechanism. In FIG. 3, the common upper surface member 7 and the common lower surface member 8 are cables, and their lengths are adjusted in advance so that a predetermined tension is generated in the unfolded state. The common upper surface member 7 and the common lower surface member 8 may use a bending member having an intermediate hinge or a telescopic member as necessary. However, in the mechanism illustrated in FIGS. 2 to 5, these common members may be omitted. Further, the unfolding mechanism upper member 12 (af), the unfolding mechanism lower member 13 (af), and the unfolding mechanism vertical member 14
(A to g) are connected by the upper surface pin hinges 15 (a to g) and the lower surface pin hinges 16 (a to g) such that the side surfaces formed by these become parallelograms.

【0030】パンタグラフ部材17(a〜f)の一端は
スライドヒンジ18(a〜d)、他端は固定ピン結合部
19(a〜d)で展開機構縦部材14(a〜g)に結合
され、パンタグラフ部材17(a〜f)同士は自由ピン
結合部20(a〜c)でピン結合されるが、展開機構縦
部材14(a〜g)には結合されない。更に、中央縦部
材21の回りに放射状に配置された斜部材22の一端
は、中央固定ピン結合部23でピン結合され、他端はス
ライドヒンジ18aに結合され、このスライドヒンジ1
8aを動かすための駆動力を伝える。斜押部材24は、
一端が斜部材22中程にピン接続され、他端が中央スラ
イドヒンジ25にピン結合され、弾性エネルギを有する
展開バネ26の縮力により斜部材22を押し広げること
により展開運動を生じる。但し、展開バネ26の代わり
に展開力を発生する展開アクチュエータを用いても良
い。展開アクチュエータの駆動源には、例えば電動モー
タ、圧電モータ、リニアアクチュエータ等を用いること
ができる。
One end of the pantograph member 17 (af) is connected to the expansion mechanism vertical member 14 (ag) by a slide hinge 18 (ad), and the other end is connected by a fixed pin connecting portion 19 (ad). The pantograph members 17 (af) are pin-coupled to each other by the free pin coupling portions 20 (ac), but are not coupled to the deployment mechanism vertical members 14 (ag). Further, one end of the oblique member 22 radially disposed around the central vertical member 21 is pin-connected by a center fixing pin connecting portion 23, and the other end is connected to the slide hinge 18a.
8a is transmitted. The oblique pushing member 24 is
One end is pin-connected in the middle of the oblique member 22, and the other end is pin-connected to the center slide hinge 25, and the expanding movement is caused by expanding the oblique member 22 by the compressive force of the expanding spring 26 having elastic energy. However, a deployment actuator that generates a deployment force may be used instead of the deployment spring 26. As a drive source of the deployment actuator, for example, an electric motor, a piezoelectric motor, a linear actuator, or the like can be used.

【0031】次に、図1から図5に示すこの発明の実施
の形態1による展開式骨組構造の動作について説明す
る。図1には、三つの骨組構造の概略形状が描かれてい
るが、上中下の順に展開が進行している。基本要素が正
角錐台を保ったまま稜線を平行移動して上面及び下面の
正多角形を大きくすることにより、展開が進行する。上
面又は下面の正多面体は常に相似なので、外接球中心3
を固定すると、多面体の頂点を通る放射線を展開の進行
状況によらず一致させることができる。すなわち、展開
の進行につれて多面体の各頂点が同一の放射線上を放射
状に移動するので、この骨組構造は半径方向に展開が進
行する。
Next, the operation of the expandable skeleton structure according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 5 will be described. FIG. 1 shows the schematic shapes of the three frame structures, but the development progresses in the order of upper, middle, and lower. The expansion proceeds by making the regular polygons of the upper surface and the lower surface larger by moving the ridgeline in parallel while the basic element maintains the truncated regular pyramid. Since the upper or lower regular polyhedron is always similar, the circumscribed sphere center 3
Is fixed, the radiation passing through the vertices of the polyhedron can be matched regardless of the progress of the deployment. That is, since each vertex of the polyhedron moves radially on the same radiation as the deployment progresses, the framework structure is developed in the radial direction.

【0032】更に、上記展開式骨組構造の動作の詳細に
ついて、図2から図5を用いて説明する。この実施の形
態1では、格納時においては、図5に示す骨組上面部材
同士が成す角θは零に近い状態まで折り畳まれており、
外部からの保持装置(図示しない)又は中央スライドヒ
ンジ25を中央縦部材21に固定する保持装置(図示し
ない)によって、その状態が保持されている。
Further, details of the operation of the above-mentioned deployable frame structure will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, at the time of storage, the angle θ between the frame upper surface members shown in FIG. 5 is folded to a state close to zero,
The state is held by an external holding device (not shown) or a holding device (not shown) for fixing the center slide hinge 25 to the center vertical member 21.

【0033】展開時においては、上記保持装置を解放す
ると、展開バネ26が発生する中央スライドヒンジ25
を下方に動かす駆動力により、斜押部材24と斜部材2
2を押し広げ、スライドヒンジ18aを下方に動かす。
スライドヒンジ18aへの駆動力は、パンタグラフ部材
17(a〜f)、スライドヒンジ18(a〜d)、固定
ピン結合部19(a〜d)、自由ピン結合部20(a〜
c)で構成されるパンタグラフに伝えられ、縦部材14
c、14e及び頂点縦部材9を展開方向に平行移動させ
る。これにより上記角θが増大していき、展開運動を生
じる。全ての骨組上面部材12(a〜f)と全ての骨組
下面部材13(a〜f)の側面形状がそれぞれ直線にな
り、上記角θが180度になると、後述のヒンジ構成に
より上面ピンヒンジ15(a〜g)と下面ピンヒンジ1
6(a〜g)の運動が制限され、展開動作は停止する。
この時、共有上面部材7と共有下面部材8は所定の張力
を持って上面節点間と下面節点間に張架されるように、
予め調整されている。この張力は、展開機構部10を同
期機構部11側へ押しつけるため、上面ピンヒンジ15
(a〜g)、下面ピンヒンジ16(a〜g)、スライド
ヒンジ18(a〜d)、固定ピン結合部19(a〜
d)、自由ピン結合部20(a〜c)に含まれるガタが
無くなり、この発明による展開式骨組構造は高精度の構
造となる。
At the time of unfolding, when the holding device is released, the unfolding spring 26 generates the center slide hinge 25.
The oblique pushing member 24 and the oblique member 2
2 is spread out, and the slide hinge 18a is moved downward.
The driving force applied to the slide hinge 18a is determined by the pantograph members 17 (af), the slide hinges 18 (ad), the fixed pin connecting portions 19 (ad), and the free pin connecting portions 20 (a to 20).
c) transmitted to the pantograph composed of
c, 14e and the vertex vertical member 9 are translated in the developing direction. As a result, the angle θ increases, and a deployment motion occurs. When the side surface shapes of all the skeleton upper surface members 12 (af) and all the skeleton lower surface members 13 (af) are linear, and the angle θ becomes 180 degrees, the upper surface pin hinge 15 ( ag) and bottom pin hinge 1
6 (ag), the movement is restricted, and the deployment operation stops.
At this time, the common upper surface member 7 and the common lower surface member 8 are stretched between the upper surface nodes and the lower surface nodes with a predetermined tension.
It has been adjusted in advance. This tension causes the deployment mechanism 10 to press against the synchronization mechanism 11 side, so that the upper surface pin hinge 15
(Ag), lower surface pin hinges 16 (ag), slide hinges 18 (ad), fixed pin coupling portions 19 (a-g).
d), the play included in the free pin coupling portions 20 (ac) is eliminated, and the deployable frame structure according to the present invention has a high-precision structure.

【0034】尚、展開状態において展開バネ26が発生
する駆動力により、中央スライドヒンジ25が下方に引
きつけられた状態で骨組展開構造が保持されるが、適切
なラッチ機構などの保持装置(図示しない)によって中
央スライドヒンジ25を中央縦部材21に固定すると、
より強固に固定できる。展開機構部10の展開の様子を
上記図5に示しているが、上中下の順に展開が進行し、
下図の状態で展開が停止し、固定される。
Incidentally, the driving force generated by the unfolding spring 26 in the unfolded state holds the frame unfolding structure in a state where the center slide hinge 25 is pulled downward. However, a holding device such as an appropriate latch mechanism (not shown) ), The center slide hinge 25 is fixed to the center vertical member 21.
Can be fixed more firmly. The deployment state of the deployment mechanism unit 10 is shown in FIG. 5 described above.
The deployment stops in the state shown below and is fixed.

【0035】中央スライドヒンジ25、斜押部材24、
斜部材22によって、他の展開機構部10も同期して展
開するので、正5角錐台の骨組構造の展開は図3のよう
になり、上面節点を順に線分で結んだ多角形は常に正5
角形を保つ。その間、中央縦部材21と頂点縦部材9が
成す角は一定に保たれるので、同一の正5角錐台の骨組
構造に含まれる全ての頂点縦部材9が互いに成す角は一
定である。正6角形錐台の骨組構造の展開も同様であ
る。
The center slide hinge 25, the oblique pushing member 24,
Since the other unfolding mechanism units 10 are unfolded in synchronism by the oblique member 22, the unfolding of the frame structure of the regular pentagonal pyramid is as shown in FIG. 3, and the polygon in which the top nodes are sequentially connected by line segments is always positive. 5
Keep square. During this time, the angle formed by the central vertical member 21 and the vertex vertical member 9 is kept constant, so that the angle formed by all the vertex vertical members 9 included in the same pentagonal pyramid frame structure is constant. The same applies to the development of the frame structure of the regular hexagonal frustum.

【0036】図1及び図2に示した通り、骨組構造は隣
接する正多角形の辺(共有上下面部材7、8)と頂点
(頂点縦部材9)を共有して結合されているので、骨組
構造全体でも展開が同期して進行する。このため、この
骨組展開構造は、全ての頂点縦部材9が互いに成す角度
を一定に保ちながら同期展開し、図1で示した展開が行
われる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the frame structure is connected by sharing the sides (common upper and lower surface members 7 and 8) and the vertices (vertical vertical members 9) of adjacent regular polygons. The deployment also proceeds synchronously in the entire frame structure. For this reason, in this framework deployment structure, all the apex vertical members 9 are deployed synchronously while keeping the angle formed therebetween, and the deployment shown in FIG. 1 is performed.

【0037】また、頂点を共有する正多角形が合同であ
る場合には、14gに相当する縦部材と18dに相当す
るスライドヒンジを共有することができるので、展開機
構部10のパンタグラフが正多角形間で直接にリンクさ
れ、同期が強化される。正多面体に対してこの発明を実
施する場合は、頂点を共有する全ての正多角形におい
て、14gに相当する縦部材と18dに相当するスライ
ドヒンジを共有することができるので、全ての展開機構
部のパンタグラフをリンクすることができる。更に、展
開バネの代わりに展開アクチュエータを用いると、複数
の正多角形展開式骨組構造物に配置されたアクチュエー
タを同期させることにより、構造全体の展開を無理なく
同期させることができる。
Further, when the regular polygons sharing the vertices are congruent, the vertical member corresponding to 14g and the slide hinge corresponding to 18d can be shared, so that the pantograph of the unfolding mechanism 10 has a large number. Linked directly between the polygons, enhancing synchronization. When the present invention is applied to a regular polyhedron, all the regular polygons sharing the vertices can share the vertical member corresponding to 14g and the slide hinge corresponding to 18d, so that all the unfolding mechanisms Pantographs can be linked. Further, when the deployment actuator is used in place of the deployment spring, the deployment of the entire structure can be easily synchronized by synchronizing the actuators arranged on the plurality of regular polygonal deployment type frame structures.

【0038】尚、上記図1では、一例として正5角形と
正6角形からなる準正多面体の部分について本発明を実
施した場合を示したが、これ以外の正多面体及び準正多
面体に対してこの発明を実施する場合も、全く同様に展
開が行われる。
FIG. 1 shows the case where the present invention is applied to a quasi-regular polyhedron consisting of a regular pentagon and a regular hexagon as an example. When the present invention is implemented, the development is performed in exactly the same manner.

【0039】また、図1では正5角形と正6角形からな
る準正多面体の部分を上面と下面にもつ場合が描かれて
いるが、更に多くの正5角形及び正6角形が接続された
準正多面体の部分、又は準正多面体全体に対しても、こ
の発明を実施できる。更に、他のあらゆる正多面体及び
準正多面体の部分及び全体においても、この発明を同様
に実施できる。
Although FIG. 1 shows a case where a quasi-regular polyhedron consisting of a regular pentagon and a regular hexagon is provided on the upper surface and the lower surface, more regular pentagons and regular hexagons are connected. The present invention can be applied to a quasi-regular polyhedron or a quasi-regular polyhedron as a whole. Further, the present invention can be similarly applied to all and other parts of the regular polyhedron and the quasi-regular polyhedron.

【0040】また、上記図3から図5では準正多面体の
正5角形部分の骨組構造についてのみ示しているが、正
6角形部分の骨組構造については、外形と同期機構部1
1が正6角錐台になることを除いて、同様である。更
に、上記図1以外の正多面体及び準正多面体に対してこ
の発明を実施する場合も、上記図3から図5と同様に実
施できる。
Although FIGS. 3 to 5 show only the frame structure of the regular pentagonal portion of the quasi-regular polyhedron, the frame structure of the regular hexagonal portion has the outer shape and the synchronization mechanism 1.
The same is true, except that 1 is a truncated regular pyramid. Further, when the present invention is applied to a regular polyhedron and a quasi-regular polyhedron other than the above-described FIG. 1, the present invention can be implemented in the same manner as in FIGS.

【0041】更に、図6は上記実施の形態において、展
開終了時における、展開機構上面部材12と上面ピンヒ
ンジ15(a〜g)、又は展開機構下面部材13と下面
ピンヒンジ16(a〜g)の側面から見た位置関係を示
す図、図7は展開中と展開終了時の上下面のピンヒンジ
の状態を示す斜視図である。これらの図において、27
は部材中心線、28はヒンジ結線、29はストッパであ
る。
FIG. 6 shows the state of the expansion mechanism upper member 12 and the upper surface pin hinges 15 (ag) or the expansion mechanism lower member 13 and the lower surface pin hinges 16 (ag) at the end of the expansion in the above embodiment. FIG. 7 is a perspective view showing a state of pin hinges on the upper and lower surfaces during and after the development. In these figures, 27
Is a member center line, 28 is a hinge connection, and 29 is a stopper.

【0042】展開が進行すると、部材中心線27は一直
線上に並ぶが、ヒンジ結線28が一直線上に来る前に部
材がストッパ29に当接し、展開が停止する。この時点
で、展開バネ26又はラッチ機構などの保持装置によっ
て、中央スライドヒンジ25を中央縦部材21に対して
駆動力を発生したまま固定することにより、展開機構に
内力を残した状態で骨組展開構造全体が固定される。こ
れにより、共有上面部材7と共有下面部材8の張力が無
い場合でも、上面ピンヒンジ15、下面ピンヒンジ1
6、スライドヒンジ18(a〜d)、固定ピン結合部1
9(a〜d)、自由ピン結合部20(a〜c)に含まれ
るガタが無くなり、この発明による展開式骨組構造は高
精度の構造となる。同様に、収納状態においても、パン
タグラフ部材17(a〜f)同士の成す角が零近くにな
らないように機構を設計することにより、無理なく展開
を開始できる。
As the unfolding progresses, the member center lines 27 are aligned, but before the hinge connection 28 is aligned, the member abuts against the stopper 29 and the unfolding stops. At this time, the central slide hinge 25 is fixed to the central vertical member 21 while generating a driving force by the holding device such as the deployment spring 26 or the latch mechanism, so that the frame is deployed while the internal force is left in the deployment mechanism. The whole structure is fixed. Thus, even when there is no tension between the common upper surface member 7 and the common lower surface member 8, the upper surface pin hinge 15, the lower surface pin hinge 1
6, slide hinges 18 (ad), fixed pin connecting part 1
9 (a-d), the play included in the free pin coupling portions 20 (a-c) is eliminated, and the deployable skeleton structure according to the present invention has a high-precision structure. Similarly, even in the housed state, the deployment can be started without difficulty by designing the mechanism so that the angle between the pantograph members 17 (a to f) does not become close to zero.

【0043】また、このように、展開機構を構成するヒ
ンジ位置とヒンジ動作を制限するストッパ29及びパン
タグラフを適切に設定して、展開力を加えても展開が進
展しなくなる特異的な機構形態(展開角θが180度付
近で、ヒンジ結線28が一直線上に来ると、展開バネ2
6が発生する駆動力を非常に大きくしなければ、展開を
進行できなくなる状態)を展開動作から排除することに
より、過大な展開力を発生することなく展開動作を開始
し、進行できる。これらにより、機構の特異性を補うた
めの補助的な展開力発生装置などを追加することなし
に、数少ない展開力発生装置による小さな展開力で安定
に展開動作することができ、構造破損の可能性が低く、
信頼性の高い展開式骨組構造を得ることができる。
Also, as described above, the hinge position and the stopper 29 and the pantograph which limit the hinge operation constituting the deployment mechanism are appropriately set so that the deployment does not progress even when the deployment force is applied. When the hinge connection 28 comes on a straight line when the deployment angle θ is around 180 degrees, the deployment spring 2
(6) Unless the driving force generated by the driving force 6 is made very large, the deployment operation can be started and proceed without generating an excessive deployment force by excluding from the deployment operation the state where the deployment cannot proceed. As a result, the deployment operation can be performed stably with a small deployment force by a few deployment force generators without adding an auxiliary deployment force generator to supplement the peculiarity of the mechanism. Is low,
A highly reliable deployable frame structure can be obtained.

【0044】図8は本発明の実施の形態2に係る展開式
骨組構造の展開後の部分的な概略形状を示す斜視図、図
9は図8の正5角錐台の骨組構造の展開途中と展開後の
形状を示す斜視図、図10は図8の同期機構部と展開機
構部の一部分を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a partial schematic shape of a deployable skeleton structure according to Embodiment 2 of the present invention after deployment. FIG. FIG. 10 is a perspective view showing a shape after the development, and FIG. 10 is a perspective view showing a part of the synchronization mechanism and the deployment mechanism in FIG.

【0045】これらの図において、31は側面骨組であ
り、二つの正角錐台が側面骨組を共有して接しており、
ここに展開機構を組み込むため第二の展開機構部とも呼
ぶ。頂点縦部材9の回りには、第二の同期機構部32が
あり、33はケーブルである。上面の正多角形の頂点を
結ぶケーブルと同様に、下面の正多角形の頂点を結ぶケ
ーブルも張られているが、図8においては、繁雑さを避
けるため図示されていない。図9においても、全てのケ
ーブルは図示を省略されている。ケーブルは、展開状態
において所定の張力が発生するように、予めその長さが
調節されている。これらのケーブルは必要に応じて、中
間ヒンジをもつ折れ曲がり部材やテレスコピック部材を
用いても良い。この実施の形態2における第二の展開機
構部31及び第二の同期機構部32は、先の実施の形態
1における展開機構部10及び同期機構部11と同様の
機構動作を行う。
In these figures, reference numeral 31 denotes a side frame, in which two equilateral frustums share and contact the side frame.
It is also referred to as a second deployment mechanism because the deployment mechanism is incorporated here. Around the vertex vertical member 9, there is a second synchronization mechanism 32, and 33 is a cable. Like the cable connecting the vertices of the regular polygon on the upper surface, the cable connecting the vertices of the regular polygon on the lower surface is also stretched, but is not shown in FIG. 8 to avoid complexity. Also in FIG. 9, all cables are not shown. The length of the cable is adjusted in advance so that a predetermined tension is generated in the deployed state. These cables may use a bending member having an intermediate hinge or a telescopic member as necessary. The second deployment mechanism 31 and the second synchronization mechanism 32 in the second embodiment perform the same mechanical operations as the deployment mechanism 10 and the synchronization mechanism 11 in the first embodiment.

【0046】図10において、12(a〜d)は展開機
構上面部材、13(a〜d)は展開機構下面部材、14
(a〜e)は展開機構縦部材であり、図6及び図7と同
じ構成をもつ上面ピンヒンジ15(a〜e)と下面ピン
ヒンジ16(a〜e)で図のように連結される。部品数
を減らすためにこの構成としたが、上面ピンヒンジ15
bと下面ピンヒンジ16bの間及び15dと16dの間
に14aと同じ展開機構縦部材を配置し、図4と同様
に、展開機構上面部材12、展開機構下面部材13、展
開機構縦部材14によって作られる側面形状が平行四辺
形になるようにすると、展開機構部の剛性を高めること
ができる。
In FIG. 10, 12 (a-d) are the upper members of the unfolding mechanism, 13 (ad) are the lower members of the unfolding mechanism, and 14 (ad).
(A to e) are deployment mechanism vertical members, which are connected as shown by upper surface pin hinges 15 (ae) and lower surface pin hinges 16 (ae) having the same configuration as in FIGS. Although this configuration is used to reduce the number of parts, the upper pin hinge 15
The same deployment mechanism vertical member as 14a is arranged between the upper and lower pin hinges 16b and 15d and 16d, and is formed by the deployment mechanism upper member 12, the deployment mechanism lower member 13, and the deployment mechanism vertical member 14 as in FIG. When the side shape to be formed is a parallelogram, the rigidity of the deployment mechanism can be increased.

【0047】パンタグラフ部材17(a〜d)の一端は
スライドヒンジ18(a〜c)、他端は固定ピン結合部
19(a〜c)で展開機構縦部材14(a、c、e)に
結合され、パンタグラフ部材17(a〜d)同士は自由
ピン結合部20(a、b)でピン結合される。同期機構
縦部材34は頂点縦部材9の位置にあり、その上を同期
機構スライドヒンジ35が動く。同期機構スライドヒン
ジ35の張出部材は、スライドヒンジ18aに摺動ヒン
ジで結合され、展開バネ36の縮力により同期機構スラ
イドヒンジ35を引き上げるとスライドヒンジ18aも
引き上げられ、展開運動が生じる。但し、展開バネ36
の代わりに展開力を発生する展開アクチュエータ等を用
いても良い。同期機構スライドヒンジ35の張出部材
は、その頂点縦部材9に会する側面骨組の数だけあり、
全ての展開機構部と同様に接続することにより、異なっ
た側面骨組の展開を同期させる。
One end of the pantograph member 17 (a to d) is a slide hinge 18 (a to c), and the other end is a fixed pin connecting portion 19 (a to c) to the deployment mechanism vertical member 14 (a, c, e). The pantograph members 17 (a to d) are pin-connected to each other at the free pin connecting portions 20 (a, b). The synchronization mechanism vertical member 34 is located at the vertex vertical member 9, and the synchronization mechanism slide hinge 35 moves thereon. The projecting member of the synchronization mechanism slide hinge 35 is connected to the slide hinge 18a by a slide hinge. When the synchronization mechanism slide hinge 35 is pulled up by the contraction force of the deployment spring 36, the slide hinge 18a is also pulled up, and a deployment movement occurs. However, the deployment spring 36
Instead, a deployment actuator or the like that generates a deployment force may be used. The overhanging members of the synchronization mechanism slide hinge 35 are as many as the number of side frames that meet the apex vertical member 9,
By connecting in the same way as all the deployment mechanisms, the deployment of the different lateral frames is synchronized.

【0048】上記図9では、正5角錐台の骨組構造につ
いてのみ示しているが、正6角錐台の骨組構造について
は、外形が正6角錐台になることを除いて、同様であ
る。更に、上記図1以外の正多面体及び準正多面体に対
してこの発明を実施する場合も、上記図8から図10と
同様に実施できる。
FIG. 9 shows only the frame structure of a truncated regular pyramid, but the frame structure of a truncated regular pyramid is similar except that the outer shape is a truncated regular pyramid. Further, when the present invention is applied to a regular polyhedron and a quasi-regular polyhedron other than the above-described FIG. 1, the present invention can be implemented in the same manner as in FIGS.

【0049】次に、この発明の実施の形態2である上記
図8から図10に示す展開式骨組構造の動作について説
明する。この実施の形態2では、格納時においては、図
10に示す骨組上面部材12(a〜f)同士が成す角θ
は零に近い状態まで折り畳まれており、外部からの保持
装置(図示しない)又は同期機構スライドヒンジ35を
同期機構縦部材34に固定する保持装置(図示しない)
によって、その状態が保持されている。展開時において
は、上記保持装置を解放すると、展開バネ36が発生す
る同期機構スライドヒンジ35を上方に動かす駆動力に
より、スライドヒンジ18aを上方に動かす。スライド
ヒンジ18aへの駆動力は、パンタグラフ部材17(a
〜d)、スライドヒンジ18(a〜c)、固定ピン結合
部19(a〜c)、自由ピン結合部20(a、b)で構
成されるパンタグラフに伝えられ、14a、14c、1
4eの間隔を広げ、上記角θが増大することにより展開
が進行する。全ての骨組上面部材12(a〜f)と全て
の骨組下面部材13(a〜f)がそれぞれ直線になり、
上記角θが180度になると、前述のヒンジ構成により
上面ピンヒンジ15(a〜e)と下面ピンヒンジ16
(a〜e)の運動が制限され、図8又は図9の状態で展
開動作は停止する。この時、ケーブル33は所定の張力
を持って上面節点間と下面節点間に張架されるように、
予めその長さを調整されている。この張力は、隣り合う
上面節点間又は下面節点間の距離を小さくする方向に展
開機構部を圧縮する内力を生じるので、上面ピンヒンジ
15(a〜e)、下面ピンヒンジ16(a〜e)、スラ
イドヒンジ18(a〜c)、固定ピン結合部19(a〜
c)、自由ピン結合部20(a、b)に含まれるガタが
無くなり、この発明による展開式骨組構造は高精度の構
造となる。但し、部材が図7に示したストッパ29に当
接し、上面ピンヒンジ15(a〜e)と下面ピンヒンジ
16(a〜e)の動作が制限された時点で、同期機構ス
ライドヒンジ35を上方に引きつける駆動力があると、
展開機構に内力を残した状態で骨組展開構造全体が固定
される。これにより、ケーブル33の張力が不十分な場
合でも、機構に含まれるガタが無くなり、高精度の構造
となる。
Next, the operation of the expandable skeleton structure shown in FIGS. 8 to 10 according to the second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, at the time of storage, the angle θ formed by the frame upper surface members 12 (a to f) shown in FIG.
Is folded to a state close to zero, and a holding device (not shown) from outside or a holding device (not shown) for fixing the synchronization mechanism slide hinge 35 to the synchronization mechanism vertical member 34
Holds that state. At the time of deployment, when the holding device is released, the slide hinge 18a is moved upward by a driving force for moving the synchronization mechanism slide hinge 35 generated by the deployment spring 36 upward. The driving force applied to the slide hinge 18a is determined by the pantograph member 17 (a
-D), a slide hinge 18 (ac), a fixed pin joint 19 (ac), and a free pin joint 20 (a, b).
4e and the angle θ is increased, so that the development proceeds. All the skeleton upper surface members 12 (af) and all the skeleton lower surface members 13 (af) are linear,
When the angle θ becomes 180 degrees, the upper surface pin hinge 15 (a to e) and the lower surface pin hinge 16
The movements of (a) to (e) are restricted, and the deployment operation stops in the state of FIG. 8 or FIG. At this time, the cable 33 is stretched between the upper node and the lower node with a predetermined tension,
Its length is adjusted in advance. This tension generates an internal force that compresses the unfolding mechanism in a direction to decrease the distance between adjacent upper surface nodes or lower surface nodes. Hinge 18 (a to c), fixed pin connecting portion 19 (a to
c), the play included in the free pin connecting portion 20 (a, b) is eliminated, and the deployable skeleton structure according to the present invention has a high-precision structure. However, when the member comes into contact with the stopper 29 shown in FIG. 7 and the operation of the upper pin hinges 15 (ae) and the lower pin hinges 16 (ae) is restricted, the synchronization mechanism slide hinge 35 is pulled upward. When there is driving force,
The entire framework deployment structure is fixed with the internal force remaining on the deployment mechanism. Thereby, even if the tension of the cable 33 is insufficient, the play included in the mechanism is eliminated, and a highly accurate structure is obtained.

【0050】尚、展開状態において展開バネ36が発生
する駆動力により、同期機構スライドヒンジ35が上方
に引きつけられた状態で骨組展開構造が保持されるが、
適切なラッチ機構などの保持装置(図示しない)によっ
て同期機構スライドヒンジ35を同期機構縦部材34に
固定すると、より強固に骨組展開構造が固定できる。
The framing structure is held while the synchronous mechanism slide hinge 35 is pulled upward by the driving force generated by the developing spring 36 in the developed state.
When the synchronization mechanism slide hinge 35 is fixed to the synchronization mechanism vertical member 34 by a holding device (not shown) such as an appropriate latch mechanism, the frame deployment structure can be more firmly fixed.

【0051】同期機構スライドヒンジ35の張出部材
は、その頂点縦部材9に会する側面骨組の数だけあり、
全ての展開機構部と同様に接続することにより、異なっ
た側面骨組の展開を同期させる。正5角錐台の隣接した
側面骨組にある展開機構部は、同期機構部を介してリン
クされる。結果として、正5角錐台の全ての展開機構部
は同期して展開するので、正5角錐台の骨組構造の展開
は図9のようになり、上面節点を順に線分で結んだ多角
形が常に正5角形を保つ。その間、同一の側面骨組の縦
部材14は互いに平行が保たれるので、側面骨組の両端
にある頂点縦部材9(同期機構縦部材34)が成す角は
一定である。正6角錐台の骨組構造の展開も同様であ
る。
The overhang members of the synchronization mechanism slide hinge 35 are the same as the number of the side frames that meet the apex vertical members 9.
By connecting in the same way as all the deployment mechanisms, the deployment of the different lateral frames is synchronized. The deployment mechanisms on the adjacent side frames of the truncated equilateral pyramid are linked via a synchronization mechanism. As a result, all the unfolding mechanisms of the regular pentagonal pyramid are deployed in synchronization, and the development of the framework structure of the regular pentagonal pyramid is as shown in FIG. 9. Always keep a regular pentagon. Meanwhile, since the vertical members 14 of the same side skeleton are kept parallel to each other, the angle formed by the vertex vertical members 9 (synchronous mechanism vertical members 34) at both ends of the side skeleton is constant. The same applies to the development of the frame structure of the truncated regular pyramid.

【0052】図1及び図8に示した通り、隣り合う正角
錐台の骨組構造は側面骨組を共有して結合されているの
で、骨組構造全体でも同期して展開が進行する。このた
め、この骨組展開構造は、全ての頂点縦部材9(同期機
構縦部材34)が互いに成す角度を一定に保ちながら同
期展開し、図1で示した展開が行われる。また、展開バ
ネ36の代わりに展開アクチュエータを用いると、複数
の同期機構部に配置されたアクチュエータを同期させる
ことにより、構造全体の展開を無理なく同期させること
ができる。
As shown in FIGS. 1 and 8, the frame structures of the adjacent truncated pyramids share the side frames and are connected to each other, so that the development of the entire frame structure proceeds synchronously. For this reason, in this frame deployment structure, all the vertex vertical members 9 (synchronous mechanism vertical members 34) are synchronously deployed while keeping the angle formed therebetween, and the deployment shown in FIG. 1 is performed. Further, when the deployment actuator is used instead of the deployment spring 36, the deployment of the entire structure can be easily synchronized by synchronizing the actuators arranged in the plurality of synchronization mechanisms.

【0053】尚、上記図1以外の正多面体及び準正多面
体に対してこの発明を実施する場合も、全く同様に展開
が行われる。
When the present invention is applied to a regular polyhedron and a quasi-regular polyhedron other than those shown in FIG. 1, the development is performed in exactly the same manner.

【0054】尚、上述したこの発明による展開式骨組構
造物を、宇宙通信などに用いられる展開アンテナリフレ
クタに用いる場合には、基本要素の多面体の上面頂点等
の適切な部位にスタンドオフ等の保持部材を配設し、上
記スタンドオフを介して金属メッシュや反射コーティン
グを施した膜面等を反射面として張架するように構成す
ればよい。また、通信以外の目的に供せられるリフレク
タ、例えば太陽光集光装置等に用いる場合にも、同様に
して反射面を構成することが容易にできる。
When the deployable frame structure according to the present invention described above is used for a deployable antenna reflector used in space communication or the like, a stand-off or the like is held at an appropriate position such as the top of the upper surface of a polyhedron of a basic element. A member may be provided, and a metal mesh or a film surface provided with a reflective coating may be stretched as a reflective surface via the standoff. Also, when used in a reflector provided for a purpose other than communication, for example, a solar light concentrator, the reflection surface can be easily formed in the same manner.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明した通り、この発明によれば、
正多面体又は準正多面体を基本形状とし、正角錐台状の
基本要素に含まれる複数の稜線を同期して平行移動する
ことにより展開動作を行うために、展開用ガタを必要と
せずに概略球面の一部のみならず概略球面全体を成す展
開式骨組構造物を構築することができる。
As described above, according to the present invention,
A regular polyhedron or a quasi-regular polyhedron is used as the basic shape, and the expansion operation is performed by synchronizing and translating a plurality of ridge lines included in the truncated equilateral pyramid-shaped basic element. , It is possible to construct a deployable skeleton structure that forms not only a part but also a substantially entire spherical surface.

【0056】また、この発明の展開式骨組構造は、正多
角形を上面と下面にもつ正角錐台状の骨組構造を基本要
素とし、その側面を共有させて結合した構造としている
ので、極少種類の正角錐台状の骨組構造の繰り返しによ
り、大口径の展開アンテナの支持構造物や宇宙構造物の
球面状部分などの大規模な概略球面の展開式骨組構造物
を容易に構築することができる。
Further, the expandable frame structure of the present invention has a truncated pyramid-shaped frame structure having a regular polygon on the upper surface and the lower surface as a basic element, and has a structure in which the side surfaces are shared and connected, so that a very small number of types are available. By repeating the truncated regular pyramidal frame structure, it is possible to easily construct a large-scale roughly spherical deployable frame structure such as a support structure for a large-diameter deployable antenna or a spherical portion of a space structure. .

【0057】この発明は、全ての正多面体と全ての準正
多面体を基本形状として実行できるので、ある大きさと
曲率半径をもつ球面に対して、複数の異なった骨組構造
案を作成でき、ミッション要求に応じて適切なものを選
択できる。例えば、正5角形と正6角形からなる準正多
面体、正5角形のみからなる正12面体などを基本形状
とする骨組構造を設計し、構造重量、部品数、構造強
度、構造精度などを比較検討し、最適なものを選択する
ことができる。
Since the present invention can be implemented with all regular polyhedrons and all quasi-regular polyhedrons as basic shapes, it is possible to create a plurality of different frame structure plans for a spherical surface having a certain size and a radius of curvature. Can be selected according to For example, a framework structure is designed with a quasi-regular polyhedron consisting of a regular pentagon and a regular hexagon, a regular dodecahedron consisting only of a regular pentagon, and the like. You can consider and select the best one.

【0058】更に、この発明による展開式骨組構造で
は、基本要素を構成する展開機構を、基本的に2次元平
面内を運動するパンタグラフ・リンク機構から構成する
ことにより、部材が有限の太さを持っている場合にも、
展開用ガタを導入することなしに部材の太さを考慮した
ヒンジオフセットを設けることができるため、ガタによ
る様々な弊害を回避し、高い構造精度と剛性をもち、安
定で確実に展開動作する骨組構造を実現できる。
Further, in the expandable frame structure according to the present invention, the member having a finite thickness is formed by forming the expansion mechanism constituting the basic element from a pantograph link mechanism that basically moves in a two-dimensional plane. Even if you have
Since a hinge offset that takes into account the thickness of the members can be provided without introducing a play for deployment, various types of adverse effects due to play can be avoided, and high structural accuracy and rigidity, and a stable and reliable framework for deploying The structure can be realized.

【0059】更にまた、展開状態において、張力をもっ
て張架されるケーブルの作用、又は、展開機構に内力を
残した状態で展開機構を固定することにより、ヒンジな
どに存在する微小なガタが消滅し、安定な形状を保持し
て高い精度を有する展開式骨組構造物となる。
Further, in the unfolded state, by the action of the cable stretched with tension or by fixing the unfolding mechanism in a state where the internal force is left on the unfolding mechanism, minute backlash existing in the hinge or the like is eliminated. Thus, a deployable frame structure having a high accuracy while maintaining a stable shape is obtained.

【0060】また、この発明による展開式骨組構造で
は、同一の正角錐台状の基本要素に含まれる複数の展開
機構は、基本要素毎にある同期機構の働きにより同期し
て展開され、隣接する正角錐台状の基本要素は、正多角
形の辺に対応する部分と頂点縦部材を共有して結合され
ているので、骨組構造全体の展開も同期して進行する。
また、頂点を共有する正多角形が合同である場合には、
これらの正多角形間の展開機構を頂点縦部材の位置で直
接にリンクできるので、同期が強化される。
Further, in the deployable frame structure according to the present invention, the plurality of deploying mechanisms included in the same truncated pyramid-shaped basic element are deployed synchronously by the action of a synchronization mechanism for each basic element, and are adjacent to each other. Since the truncated square pyramid-shaped basic elements are connected to the portions corresponding to the sides of the regular polygon and share the vertex vertical members, the development of the entire skeleton structure also proceeds in synchronization.
Also, if regular polygons sharing vertices are congruent,
Synchronization is enhanced because the deployment mechanism between these regular polygons can be linked directly at the location of the vertex vertical members.

【0061】更に、この発明の別の発明による展開式骨
組構造では、頂点縦部材にある同期機構により、頂点縦
部材を共有する側面骨組構造の展開機構部が同期して展
開され、また、各側面骨組構造は必ず二つ以上の他の側
面骨組構造と頂点縦部材を共有しているので、全ての展
開機構部は連結されており、この結果、全ての展開機構
部が同期して展開される。すなわち、何れの場合でも、
構造全体の展開を無理なく同期させることがき、確実で
信頼性の高い展開式骨組構造物を得ることができる。
Further, in the deployable skeleton structure according to another aspect of the present invention, the deployment mechanism of the side skeleton structure sharing the apex vertical member is synchronously deployed by the synchronization mechanism in the apex vertical member. Since the side frame structure always shares the vertex vertical member with two or more other side frame structures, all the deployment mechanisms are connected, and as a result, all the deployment mechanisms are deployed in synchronization. You. That is, in any case,
The deployment of the entire structure can be easily synchronized, and a reliable and highly reliable deployable frame structure can be obtained.

【0062】また、展開力を発生する展開バネの代わり
に展開アクチュエータを用いると、複数の同期機構部に
配置されたアクチュエータを同期させることにより、展
開機構によって伝達される展開力を局所的に留めること
ができ、構造全体の展開を無理なく同期させることがで
き、確実で信頼性の高い展開式骨組構造物を得ることが
できる。
When an expansion actuator is used in place of the expansion spring that generates the expansion force, the expansion force transmitted by the expansion mechanism is locally stopped by synchronizing the actuators arranged in the plurality of synchronization mechanisms. The deployment of the entire structure can be reasonably synchronized, and a reliable and highly reliable deployable skeleton structure can be obtained.

【0063】更に、この発明の展開式骨組構造物によれ
ば、展開機構を構成するヒンジ位置とヒンジ動作を制限
するストッパを設定することにより、展開力を加えても
展開が進展しなくなる特異的な機構形態を展開動作から
排除することができ、機構の特異性を補うための補助的
な展開力発生装置などを追加することなしに、数少ない
展開力発生装置により、過大な展開力を発生することな
く安定に展開動作し、構造破損の可能性が低く、信頼性
の高い展開式骨組構造物を得ることができる。
Further, according to the deployable skeleton structure of the present invention, by setting the hinge position constituting the deploying mechanism and the stopper for restricting the hinge operation, the deployment does not progress even when the deploying force is applied. A large amount of deployment force can be generated by a small number of deployment force generators without adding an auxiliary deployment force generator etc. to supplement the uniqueness of the mechanism, because a simple mechanism form can be excluded from the deployment operation. It is possible to obtain a deployable skeleton structure which operates stably without any trouble, has a low possibility of structural damage, and has high reliability.

【0064】更にまた、保持装置により上記展開機構を
固定することにより展開式骨組構造物を固定できるの
で、展開途中の任意の形態で展開動作を停止できる。更
に、展開力をアクチュエータで発生する場合には、展開
力を逆転することにより展開動作を逆転し収納動作も可
能になる。
Further, since the deployable frame structure can be fixed by fixing the deploying mechanism by the holding device, the deploying operation can be stopped in any form during deployment. Furthermore, when the deployment force is generated by the actuator, the deployment operation is reversed by reversing the deployment force, thereby enabling the storage operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明を正5角形と正6角形からなる準正
多面体の部分について実施した実施の形態1による展開
式骨組構造における展開途中と展開後の概略形状を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic shape during and after deployment in a deployable skeleton structure according to a first embodiment in which the present invention is applied to a quasi-regular polyhedron portion composed of a regular pentagon and a regular hexagon.

【図2】 図1の展開式骨組構造の展開後の部分的な概
略形状を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a partial schematic shape after deployment of the deployable skeleton structure of FIG. 1;

【図3】 図2の正5角錐台の骨組構造の展開途中と展
開後の形状を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the frame structure of the truncated regular pyramid of FIG. 2 during and after development.

【図4】 図3の展開機構を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the deployment mechanism of FIG. 3;

【図5】 図4の機構の展開途中と展開後を示す斜視図
である。
5 is a perspective view showing the mechanism of FIG. 4 during and after deployment.

【図6】 展開終了時における展開機構上面部材上面ピ
ンヒンジ又は展開機構下面部材と下面ピンヒンジの側面
から見た位置関係を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a positional relationship between the upper surface pin hinge of the deployment mechanism upper member or the lower surface member of the deployment mechanism and the lower surface pin hinge when the deployment is completed.

【図7】 展開中と展開終了時の上面又は下面のピンヒ
ンジの状態を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a state of a pin hinge on an upper surface or a lower surface during deployment and at the end of deployment.

【図8】 本発明の実施の形態2による展開式骨組構造
の展開後の部分的な概略形状を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a partial schematic shape after deployment of a deployable skeleton structure according to Embodiment 2 of the present invention.

【図9】 図8の正5角錐台の骨組構造の展開途中と展
開後の形状を示す斜視図である。
9 is a perspective view showing the shape of the frame structure of the truncated regular pyramid of FIG. 8 during and after development.

【図10】 図8の同期機構部と展開機構部の一部分を
示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a part of a synchronization mechanism and a deployment mechanism of FIG. 8;

【図11】 従来の展開式骨組構造物の展開時における
形状を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a shape of a conventional deployable skeleton structure at the time of deployment.

【図12】 従来の展開式骨組構造物の展開時における
形状を示す上面図である。
FIG. 12 is a top view showing a shape of a conventional deployable skeleton structure at the time of deployment.

【図13】 従来の展開式骨組構造物の収納時における
斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view when a conventional deployable frame structure is stored.

【図14】 他の従来の展開式骨組構造物の展開アンテ
ナの展開時における正面図である。
FIG. 14 is a front view of another conventional deployable skeleton structure when the deployable antenna is deployed.

【図15】 他の従来の展開式骨組構造物の展開アンテ
ナの展開時における斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view of another conventional deployable frame structure when the deployable antenna is deployed.

【図16】 他の従来の展開式骨組構造物の収納時にお
ける正面図である。
FIG. 16 is a front view when another conventional deployable frame structure is stored.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上面、2 下面、3 外接球中心、4 放射線、5
上面頂点、6 下面頂点、7 共有上面部材、8 共
有下面部材、9 頂点縦部材、10 展開機構部、11
同期機構部、12 展開機構上面部材、13 展開機
構下面部材、14 展開機構縦部材、15 上面ピンヒ
ンジ、16 下面ピンヒンジ、17 パンタグラフ部
材、18 スライドヒンジ、19 固定ピン結合部、2
0 自由ピン結合部、21 中央縦部材、22 斜部
材、23 中央固定ピン結合部、24斜押部材、25
中央スライドヒンジ、26 展開バネ、27 部材中心
線、28 ヒンジ結線、29 ストッパ、31 側面骨
組、32 同期機構部、33ケーブル、34 同期機構
縦部材、35 同期機構スライドヒンジ、36 展開バ
ネ、41 結合子、42 心棒、43 スライドヒン
ジ、44 ストッパ、45 斜部材、46、47 ケー
ブル、51 骨組構造物、52 鏡面、53スタンドオ
フ、54 スタンドオフ取付部。
1 upper surface, 2 lower surface, 3 circumscribed sphere center, 4 radiation, 5
Upper surface vertex, 6 Lower surface vertex, 7 Common upper surface member, 8 Common lower surface member, 9 Vertex vertical member, 10 deployment mechanism, 11
Synchronizing mechanism part, 12 deployment mechanism upper member, 13 deployment mechanism lower member, 14 deployment mechanism vertical member, 15 upper surface pin hinge, 16 lower surface pin hinge, 17 pantograph member, 18 slide hinge, 19 fixed pin connecting part, 2
0 free pin connecting portion, 21 central vertical member, 22 inclined member, 23 central fixed pin connecting portion, 24 oblique pressing member, 25
Central slide hinge, 26 deployment spring, 27 member center line, 28 hinge connection, 29 stopper, 31 side frame, 32 synchronization mechanism, 33 cable, 34 synchronization mechanism vertical member, 35 synchronization mechanism slide hinge, 36 deployment spring, 41 connection Child, 42 mandrel, 43 slide hinge, 44 stopper, 45 bevel member, 46, 47 cable, 51 skeleton structure, 52 mirror surface, 53 standoff, 54 standoff mounting part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01Q 15/20 H01Q 15/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01Q 15/20 H01Q 15/20

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正多面体又は準正多面体の頂点位置を上
面頂点とし、同多面体の外接球中心から上面頂点を通る
放射線と同外接球より大きな半径を持つ同心球面との交
点を下面頂点とし、同放射線の上面頂点と下面頂点の間
を稜線とすることにより作られる正角錐台状の第1の骨
組構造を基本要素とし、上記基本要素の側面を共有させ
て複数個結合した構造をなし、更に、上記基本要素の外
形を正角錐台としたまま稜線を同期して平行移動させる
機構を備えることを特徴とする展開式骨組構造。
1. A vertex position of a regular polyhedron or quasi-regular polyhedron is defined as an upper surface vertex, and an intersection between a ray passing through the upper surface vertex from the circumscribed sphere center of the polyhedron and a concentric sphere having a radius larger than the circumscribed sphere is defined as a lower surface vertex. The first frame structure of the truncated regular pyramid formed by making a ridge between the upper surface vertex and the lower surface vertex of the radiation as a basic element, a structure in which a plurality of side surfaces of the basic element are shared and combined to form a structure, Further, a deployable skeleton structure comprising a mechanism for synchronously translating the ridge line while keeping the outer shape of the basic element as a truncated regular pyramid.
【請求項2】 請求項1に記載の展開式骨組構造物にお
いて、 正角錐台状の上記基本要素の中央に固定された第2の骨
組構造と、 上記基本要素に含まれる各稜線位置の部材を上記第2の
骨組構造に対して平行移動させる展開機構と、 上記基本要素に含まれる複数の稜線位置の部材の平行移
動を同期するための同期機構と、 を更に備えることを特徴とする展開式骨組構造物。
2. The expandable frame structure according to claim 1, wherein a second frame structure fixed to the center of the truncated pyramid-shaped basic element, and a member at each ridge line position included in the basic element. And a synchronizing mechanism for synchronizing the parallel movement of the members at the plurality of ridge positions included in the basic element. Type frame structure.
【請求項3】 請求項1に記載の展開式骨組構造物にお
いて、 正角錐台状の上記基本要素の稜線位置に固定された第3
の骨組構造と、 上記基本要素の側面に配置され、隣り合う稜線位置で固
定された上記第3の骨組構造を互いに平行移動させる展
開機構と、 稜線位置で固定された上記第3の骨組構造に設けられ、
稜線を共有する側面の上記展開機構を同期するための同
期機構と、 を更に備え、 上記展開機構を稜線位置の上記同期機構を通して連結し
た構造となしたことを特徴とする展開式骨組構造物。
3. The expandable frame structure according to claim 1, wherein the third element is fixed to a ridge line position of the basic element having a truncated regular pyramid shape.
And a deployment mechanism arranged on the side surface of the basic element and moving the third skeleton structure fixed at an adjacent ridge line position in parallel with each other, and a third skeleton structure fixed at the ridge line position. Provided,
And a synchronizing mechanism for synchronizing the unfolding mechanism on the side surface sharing the ridge line, wherein the unfolding mechanism is connected through the synchronizing mechanism at the ridge line position.
【請求項4】 請求項2又は3に記載の展開式骨組構造
物において、 上記展開機構は2次元平面内を運動するパンタグラフ・
リンク機構から構成されることを特徴とする展開式骨組
構造物。
4. The deployable frame structure according to claim 2, wherein the deploying mechanism moves in a two-dimensional plane.
An expandable frame structure comprising a link mechanism.
【請求項5】 請求項3に記載の展開式骨組構造物にお
いて、 上記基本要素の正角錐台状の上記第1の骨組構造の上面
節点相互間及び下面節点相互間に張架されるケーブルを
更に備えることを特徴とする展開式骨組構造物。
5. The expandable frame structure according to claim 3, wherein a cable stretched between upper surface nodes and lower surface nodes of the first frame structure having a truncated pyramid shape of the basic element is provided. An expandable skeleton structure, further comprising:
【請求項6】 請求項1乃至請求項5の何れかに記載の
展開式骨組構造物において、 正角錐台状の上記基本要素にある上記展開機構のヒンジ
に展開力を発生させる展開力付勢手段と、 上記ヒンジを線分で結んだ図形が展開中に一直線状に至
る手前において、上記ヒンジの回転を止めて展開を停止
させるストッパと、 を更に備えることを特徴とする展開式骨組構造物。
6. The deployable frame structure according to claim 1, wherein a deploying force is applied to a hinge of the deploying mechanism on the basic element having a truncated pyramid shape. Means, and a stopper for stopping rotation of the hinge and stopping the expansion before the figure connecting the hinges by a line segment reaches a straight line during the expansion, further comprising: .
【請求項7】 請求項6に記載の展開式骨組構造物にお
いて、 上記展開力付勢手段は展開バネにより構成されることを
特徴とする展開式骨組構造物。
7. The deployable skeleton structure according to claim 6, wherein said deployment force urging means is constituted by a deployable spring.
【請求項8】 請求項6に記載の展開式骨組構造物にお
いて、 上記展開力付勢手段は展開アクチュエータにより構成さ
れることを特徴とする展開式骨組構造物。
8. The deployable skeleton structure according to claim 6, wherein the deployment force urging means comprises a deployment actuator.
【請求項9】 請求項1乃至請求項8の何れかに記載の
展開式骨組構造物において、 上記展開機構を固定する保持装置を更に備えることを特
徴とする展開式骨組構造物。
9. The deployable skeleton structure according to claim 1, further comprising a holding device for fixing the deploying mechanism.
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