JPS6198699A - 展開トラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３．１　発明の目的 この発明は、畳込／υだ状態では小さな空間をしめ、展
開した状態では巨視的に２次元的な１〜ラス構造物を形
成することのできる展開トラスに関するものであり、宇
宙空間等での中大型トラス構造の構築を容易にかつ効率
的に行うことを目的とするものである。

３．１．１　　産業上の利用分野 本発明は、特に宇宙空間における中大型の構造物の構築
、すなわち、宇宙植民地、太陽発電衛星、大型アンテナ
、宇宙基地などの為の中大型宇宙構造物の構築に利用し
ようとするものであるが、可搬式応急仮設構造物など地
上での利用も期待できる。

３．１．２　　従来の技術 宇宙用構造物を構築する素材は、地上から運び上げるも
のであるから、宇宙構造物の素材には（１）可能な限り
軽量であること。

（２）打上げロケットやスペースシャトル等の宇宙空間
への運搬手段に搭載できる寸法のものであること。

（３）運搬時の収納密度が高こいこと。

（４）宇宙空間での組立て作業が容易であること。

（５）組立てられた構造物の剛性が高いこと。

等が要求される。

大型宇宙構造物としてはトラス構造が最も有望視されて
おり、収納密度を高めた入れ子式柱材（ｎｅｓｔａｂｌ
ｅ　　ｃｏｌｕｍ　）等も提案されている。しかし、こ
の様なトラス部材を宇宙空間で組立てる作業は容易では
なく、自動イヒされ１＝ロボツトを用いるにしても、危
険を犯して人が作業を行なわざるをえないことが予想さ
れる。そこで、収納密度はある程度犠牲にしても、折畳
んだ状態で宇宙空間に運搬し、宇宙空間で自動的又は半
自動的に展開する展開構造物が要望され、主として１次
元展開構造物を中心として数種提案されている。商品名
アストロマストと呼ばれるもの（特許広告昭４９−２６
６５３＞はその代表例であるが、展開１−ラスはそのほ
とんどが、トラス構造の部材を中はどから関節まで折曲
げることにより畳込むものである。２次元展開構造物の
代表例は　Ｄ　ｅｐｌｏｙａｂｌｅＧＥＯ−ＴＲＵＳＳ
又はＴｅｔｒａＭｄｒａｌ　　ｔｒｕｓｓと呼ばれるも
ので、展開した状態では、略正４面体と略正８面体のト
ラス構造を平面又は曲面状に並べたものである。その畳
み込みは巨視的表裏面の全ての部材をその中はどで折り
曲げることにより行なわれるものである。Ｄ　ｅｐｌｏ
ｙａｂｌｅ　Ｇ　Ｆ　Ｏ−ＴＲＵＳＳに関しては例えば
下記の文献に詳しい。

Ｊ、△、　Ｆａ（ｌｅｒ、　５ｔａｔｕｓ　　ｏｆ　　
ｆ）ｅｐｌｏｙａｂｌｅＧＥＯ−丁ＲＵＳＳ　　ｄｅｖ
ｅｌｏｐｍｅｎｔ　、　ＮＡＳＡＣＰ−２２６９Ｐａｒ
ｔｔ、　Ｌａｒｏｅ　　５ｐａｃｅＡ　ｎｔｅｎｎａ　
　Ｓ　ｙｓｔｅｍｓ　　Ｔ　ｅｃｈｎｏｌｏｏｙ　−１
９８２゜３．１．３　　発明が解決しようとする問題点
上記Ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅ　ＧＥＯ−ＴＲＵＳＳをはじ
め、１次元展開トラスを含めて多くの展開トラスは、力
の最も作用する表裏面などの各部材の、しかもオイラー
座屈強度土量も重要な中はどに設りた関節を折り曲げる
ことにより畳込み、関節を伸すことにより展開するもの
である。この場合、中はどの関節の設置に伴う不可避的
剛性低下と不整量の増大はトラス構造の座屈強度をはじ
めとする強度低下を招く。また関節の設置は当然部品点
数の増加及び重量増加をＩＣ＜。従って、関節数の少し
でも少ない展開トラス構造が望まれ、特に力学的に重要
な部材の折曲げ等は最小限に抑えることが望まれている
。本発明はこの要請に応える展開トラスを形成しようと
するものである。

３．２　発明の構成 本発明は下記（ａ　）〜（ｄ　＞の各項目により構成さ
れる。

（ａ）Ｌを定数とし、任意の整数ｉ、ｊ、ｋについて節
点（ｉ、ｊ、ｋ）の位置を、直交座標系で（ｉＬ、ｊｌ
−、ｋｌ）とし、展開した状態では、構造物が存在する
範囲の全てのｉ、ｊの値について、節点（ｉ、ｊ、０）
と節点（ｉ＋１．ｊ、０）、節点（ｉ　、　ｊ　、　０
）と節点（ｉ　、　ｊ　＋１．　０）、節点（ｉ　、　
ｊ　、　０）と節点（ｉ、ｊ、１）のそれぞれを骨材で
結合し、節点（＋　＋１．　ｊ、０）と節点（ｉ　、　
ｊ　＋１．０＞を骨材で結合するか又は節点（ｉ、ｊ、
０）と節点（ｉ　＋１．ｊ　＋１．０）を骨材で結合し
、かつ、節点（ｉ　＋１．　ｊ　、　　１）と節点（ｉ
、ｊ＋１、１）を骨材で結合するか又は節点（’ｉ、ｊ
、１）と節点に　＋１．　ｊ＋１゜１）を骨材で結合し
、１＋ｊが奇数となるものについては、節点（ｉ、ｊ、
１）と節点（ｉ＋ｉ。

ｊ、０）、及び節点（ｉ、ｊ、１）と節点（ｉ。

ｊ　＋１．０）をそれぞれ骨材で結合し、ｉ＋ｊが偶数
となるものについては、節点（ｉ　、　ｊ　、　０）と
節点（ｉ　、　ｊ　＋１、１）、及び節点（ｉ　、　ｊ
　、　　　　　′０）と節点（ｉ＋１．ｊ、１）を、そ
れぞれ骨材で結合して作られる巨視的平面状の立体トラ
ス、又は、上記立体トラスの、節点（ｉ　＋１．　ｊ　
、　０）と節点（ｉ　、　ｊ　＋１．０）を結合する骨
材、又は節点（ｉ　、　ｊ　、　０）と節点（ｉ　＋１
．ｊ　＋１．０）を結合する骨材を廃し、かつ、節点（
ｉ　＋１．　ｊ　。

１）と節点（ｉ　、　ｊ　＋１．１）を結合する骨材、
又は節点（ｉ、ｊ、１）と節点（ｉ　＋１．　ｊ　＋１
゜１）を結合する骨材を廃し、節点（ｉ＋１．ｊ。

０）と節点（ｉ　、　ｊ　＋１．０）、節点（ｉ　、　
ｊ　。

０）と節点（ｌ　＋１．ｊ　＋１．ｏ＞、節点（ｉ→−
１，ｉ、１）と節点（ｉ、ｊ＋１．１）、及び節点（ｉ
、ｊ、１）と節点（ｉ　＋１．ｊ　＋１．１）の間に、
それぞれ張力索を張った索補強型トラス、又は、上記立
体トラスの各骨材及び張力索の長さを、幾何学的関係を
満たす長さだけ変えて作られる巨視的平面状又は巨視的
曲面状の立体トラス。

（ｂ）上記の節点（ｉ　、　ｊ　、　０）と節点（ｉ、
、１゜１）を結ぶ骨材の実質的長さ、すなわち両端の節
点間の距離を伸長又は収縮させる機構。

（ｃ）節点（ｉ　＋１．　ｊ　、　０）と節点（ｉ、　
ｊ　＋１．０）、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（ｉｌ−１
゜ｊ＋１．０）、節点（ｉ　＋１．　ｊ　、　１）と節
点（ｉ　、　ｊ　＋１．１）、節点（ｉ、ｊ、１）と節
点（ｉ　＋１．ｊ　＋１．１）のいずれかを結んだ骨材
が有る場合には、これらの骨材の実質的長さを縮小させ
る機構。

（ｄ）トラスの各節点に集る骨材を、必要に応じて関節
を介するなどして結合するヒンジブロック。

なお、上記（ａ　＞項に於て、各・部材の長さを変えた
後には節点（ｉ　、　ｊ　、　ｋ　）等の位置は同項に
示した最初の位置に留まらないことは当然である。

３．２．１　　問題点を解決する為の手段上記構成の立
体トラスを、節点（ｉ　＋１．　ｊ　。

０）と節点（ｉ　、　ｊ　＋１．０）、節点（ｉ　、　
ｊ　。

０）と節点（ｉ　＋１．ｊ　＋１．０）、節点（ｉ＋１
、ｊ、１）と節点（ｉ　、　ｊ　＋１．１）、節点（ｉ
、ｊ、１）と節点（ｉ　＋１．ｊ　＋１．１）のいずれ
かを結合する骨材が有れば、これらの実質的長さを収縮
させ、かつ、節点（ｉ　、　ｊ　、　０）と節点（ｉ、
ｊ、１）を結ぶ骨材の実質的長さを収縮又は伸長させて
、小さな空間に畳み込み、逆の操作により元の状態に展
開することにより、畳み込み及び展開に際して収縮又は
伸長しなければならない部材の数を最小限に留め、３．
１．３項の問題点の緩和を図る。

３．２．２　　作用及び実施例 第１図は特許請求範囲（１）項、（４）項及び（６）項
による巨視的平面状の展開トラス実施例のうちの（１−
０〜１．ｊ＝Ｏ〜１．に＝０〜１）により構成される部
分、すなわち１要素用位の展開した状態を示す斜視図で
ある。第３図は本発明の巨視的平面状の展開トラス実施
例のうちの（ｉ−〇〜３．ｊ　＝Ｏ〜３．ｋ　＝Ｏ〜１
）により構成される部分を示で斜視図であるが、第１図
は更にその一部を取出して示したものである。第１図に
於て白丸印は関節を示す。また、同図中の骨材１３及び
１４の中はどには、ロック機構付きヒンジが設置されて
いて、ロックを解除すると１８００折曲げることができ
、かつ、第１図に示すように部材が直線となる状態にも
どるとロック機構が作動して関節の回転が拘束されるも
のである。更に、節点２．３．５、及び８のヒンジブロ
ックは、骨材１０．１２．９及び１１によりそれぞれ貫
かれていて、これらのヒンジブロックはそれぞれこれら
の骨材上を滑ることができ、ヒンジブロックが第１図の
ように骨材端末に来るとロック機構が作動してヒンジブ
ロックの位置が固定される仕組みになっている。

第１図に於て、骨材１３及び１４を中はどの関節から折
曲げ、節点２．３．５及び８のヒンジブロックをそれぞ
れそれらを貫通する骨材上を滑らせ、それらの骨材の実
質的長さすなわち、両端のヒンジブロック間の距離を縮
めると、第１図のトラスは第２図の様に畳込まれる。第
２図は第１図のトラスを半ば畳込んだ状態を示すもので
あり、更に畳込みが進むと全ての骨材がほぼ平行となり
、第３図にその一部を示す距視的平面状又は後述する距
視的曲面状の立体トラスを小さい空間へ畳込むことが出
来る。ヒンジブロックの関節の一部にボールジヨイント
等を用いれば、距視的曲面等の一方向く例えば第１図の
骨材１３の長手方向）に先ず展開し、続いてこれに直交
する第２の方向に展開させることもできる。２方向へ同
時に展開するのみの場合には、関節は１自由度とするこ
とができる。以上が特許請求範囲（１）項及び（４）項
に基づき、特許請求範囲（６）項で特許を請求する展開
トラスの畳込み及び展開の仕組みである＝　　１４　　
＝ が、骨材９，１０，１１，１２．１３及び１４の実質的
良さを縮小する手段はいかなるものであってもその原■
り１的什絹みは変るものでＩ；１．ないので、特許請求
範囲〈１）項及び（４）項の特許をも請求するものであ
る。

第４図は、第１図と同様に骨材を配したトラスを骨材１
３及び１４を中はどで折曲げ、骨材９及び１１を伸長し
、かつ節点６及び７のヒンジブロックを骨材１０及び１
２上を滑らせることにより骨ｔｔＡ１０及び１２の実質
的長さを縮小して半ば畳み込んだ状態を示す斜視図であ
る。但し、同図の１〜ラスが展開した状態は、骨材」−
を滑るヒンジブロックの配置及び個数が異なる点及び骨
材９．１１に伸長機構が設置されている点で第１図とは
異なる。第４図は（ｉ　＝Ｏ〜１．ｊ＝０〜１．に一〇
〜１）の部分すなわち１要素用位のみを示したものであ
るが、同図が示す畳み込みの仕組みにより第３図に示づ
用〜ラスあるいは更に広範囲に広がる距視的平面状の立
体トラスが小さな空間に畳み込まれ、また逆に元の状態
に展開されることが判る。以上が特許請求範囲（２）項
及び（４）項に基づき特許請求範囲（６）項で特許を請
求する展開１ヘラスの畳み込み・展開の仕組みであるが
、その原理的仕組みは骨材１０．１２．１３及び１４の
実質的長さを縮小する手段にＪ：るところではないので
、特許請求範囲（２）項及び（４）項の特許をも請求す
るものである。

第５図は、第１図と同様に骨材を配した１〜ラスを骨材
１３及び１４をその中はどで折曲げ、骨材９．１０，１
１．１２を伸長することにより半ば畳み込んだ状態を示
す斜視図である。但し同図のトラスが展開した状態は、
骨材を滑るヒンジブロックが無い点、及び、骨材９．１
０，１１．１２に伸長機構が設置されている点で第１図
と異なる。

第５図は、（ｉ　＝Ｏ〜１．ｊ＝ｏ〜１．に＝ｏ〜１）
の部分すなわち１要素用位のみを示したものであるが、
同図が示す畳み込みの仕組みにより、第３図に示すトラ
ス、あるいは更に広範囲に広がる距祝的平面状の立体ト
ラスが小さな空間に畳み込まれ、また逆に元の状態に展
開されることが判る。以上が特許請求範囲（３）項に基
づき特許請求範囲（４）項で特許を請求するものである
が、その原理的イ」組みば骨材１３及び１４の実質的長
さを縮小する手段にはよらないので、特許請求範囲（３
）項の特許をも請求するものである。伸長する骨材の伸
長した部分には大きな力は作用せず、展開運動を駆動す
る張力のみを作用させることができるので、この部分は
曲げ剛性の小さいワイヤやコイルスプリング等の極めて
軽量の部材で製作する事もできる。従って骨材の長さを
２倍以上の長さに伸長することもさほどの困難を伴わな
い。

節点ｍと節点ｎを結ぶ骨材の実質的長さをＬ（ｍ　、　
ｎ　）と表記することとすれば、第２図のような畳み込
みが遂行できる為には Ｌ　（１，２）　−Ｌ　（２，４） ＝Ｌ　（１，６）　−Ｌ　（４，、６）＝Ｌ　（１，７
＞−Ｌ　（４，７） −Ｌ　（１，３）　−Ｌ　（３，４） １　　（１，６＞−Ｌ　（１，７） ＝Ｌ　（５，６）−Ｌ　（５，７） ＝Ｌ　　（６，８）ｌ　　（７，８） でなくてはならない。一般的には、節点（ｉ　、　ｊ　
。

ｋ）と節点（ｌ、ｍ、ｎ）とを結ぶ骨材の長さを１　　
（ｉ、ｊ、ｋ　：ｌ、ｍ、ｎ）と表記することとして、
特許請求範囲（１）項については、畳みこみが遂行でき
るためには、ｉ＋ｊが偶数となる全てのｉ、ｊについて
、 Ｌ（ｉ、ｊ、Ｏ；ｉ　→−１，ｊ　、０）−Ｌ　（ｉ　
＋１．　ｊ　＋１．０：ｉ　＋１．　ｊ　、　０）＝Ｌ
＜ｉ、ｊ、Ｏ：ｉ＋１．ｊ、１） −Ｌ　（ｉ　＋１．ｊ　＋１．Ｏａｔ　＋１．ｊ　、１
）＝ｌ−（ｉ、ｊ、ｏ：ｉ、ｊ＋１．０）−Ｌ　（ｉ　
＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　、　ｊ　＋１．０）＝Ｌ
（ｉ　、ｊ、Ｏ：ｉ　、ｊ＋１．１）−Ｌ　（ｉ　＋１
．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　、　ｊ　＋１．１）Ｌ（ｉ、
ｊ、１；ｉ＋１．ｊ、１） −Ｌ（ｉ、ｊ、１；ｉ、ｊ＋１．１） ＝Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．１　：ｉ　＋１．　ｊ
　、　１）−Ｌ　（ｊ　＋１．　ｊ　＋１．１　：ｉ、
　ｊ　＋１．１）＝Ｌ（ｉ、ｊ、ｏ；ｉ＋１．ｊ、１） −ｌ　　（ｉ、ｊ、　　Ｏ；　ｉ、ｊ＋１．　　ｉ＞１
＋ｊが奇数となる全てのｉ、ｊについて、Ｌ（ｉ、ｊ、
１；ｉ＋１．ｊ、０） −Ｌ（ｉ、ｊ、１：ｉ、ｊ＋１．０） ＝Ｌ（ｉ、ｊ、○；ｉ＋１．ｊ、０） −ｌ　　（ｉ、ｊ、Ｏ：ｉ、、ｉ＋１．０）＝ｌ　　（
ｉ　＋１．　ｊ　＋１．１　：ｉ　＋１．　ｊ　、　０
）−ｌ　　（ｉ　＋１．　、ｉ　＋１．１　：ｉ　、　
ｊ　＋１．０）＝Ｌ　（＋　＋１．ｊ　＋１．Ｏ：ｉ　
＋１．ｊ　、０）−Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ
：ｉ　、　ｊ　＋１．０）ｌ　　（ｉ、ｊ、１：ｉ＋１
．ｊ、１）−ｌ　　（ｉ　＋１．　、ｉ　＋１．１　：
ｉ　＋１．　ｊ　、　１）＝ｌ　　（ｉ、ｊ、１：ｉ、
、ｉ＋１．１）−Ｌ　（ｊ　＋１．　ｊ　＋１．１　；
ｉ　、　ｊ　＋１．１）−Ｌ（ｉ、ｊ、１：ｉ、ｊ＋１
，０） −ｌ　　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．１　；ｉ　、　ｊ　
＋１．　０）でなくてはならない。また、第４図に於て
は、畳みこみが遂行できる為には、 Ｌ　（１，２＞−１−（２，４） −Ｌ　（１，６）　−１（４，６） −Ｌ　　（１，７＞−Ｌ　　（４，７）−Ｌ　　（１，
３）−Ｌ　　（３，４）Ｌ　　（１，６）−Ｌ　　（１
，７＞ ＝Ｌ　　（５，６）−Ｌ　　（５，７＞−Ｌ　　（６，
８）ｌ　　（７，８） でなくてはならない。一般的には、特許請求範囲（２）
項については、畳みこみが遂行できるためには、ｉ＋ｊ
が偶数となる全てのｉ、ｊについて、ｌ　　（ｉ、ｊ、
Ｏ：ｉ＋１．ｊ、０）−Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　−１−
１，Ｏ：ｉ　＋１．　ｊ　、　０）＝Ｌ（ｉ、ｊ、Ｏ：
ｉ＋１．ｊ、１） −Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．０；ｉ　＋１．　ｊ　
、　１）−Ｌ（ｉ、ｊ、Ｏ；ｉ、ｊ＋１．０） −＋−（ｉ　　＋　１　、　　　ｊ−＋−１，０；ｉ　
　　、　　　ｊ　　−ト　１　、　０　）＝Ｌ（ｉ、ｊ
、Ｏ：ｉ、ｊ＋１．１） −Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　、　ｊ　＋
１．１）Ｌ（ｉ、ｊ、１；ｉ＋１．ｊ、１） −Ｌ（ｉ、ｊ、１：ｉ、ｊ＋１．１） ＝Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．１：ｉ　＋１．　ｊ　
、　１）−Ｌ　（ｊ　＋１．　ｊ　＋１．１　：ｉ、　
ｊ　＋１．１）＝Ｌ（ｉ、ｊ、ｏ：ｉ、ｊ　　→−１，
１）−Ｌ（ｉ、ｊ、ｏ；ｉ＋１．ｊ、　　１）ｉ＋ｊが
奇数となる全ての１．ｊについて、Ｌ（ｉ、ｊ、１：ｉ
＋１、ｊ、０）− Ｌ（ｉ、ｊ、１：ｉ、ｊ＋１．０）＝ ｌ　　（ｉ、ｊ、Ｏ：ｉ＋１．ｊ、０）−１−（ｉ、ｊ
、Ｏ：ｉ、ｊ＋１，０）＝Ｌ　（ｉ　＋１．　、ｉ　＋
１．１　：ｔ　＋１．　ｊ　、　０）−Ｌ　（ｉ　＋１
．　ｊ　＋１．１　：ｉ、　ｊ　−＋−１，０）＝Ｌ　
（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　＋１．　ｊ　、　
０）−Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　、　ｊ
　＋１．　０）ｌ　　（ｉ　、　、ｉ　、　１　：　ｉ
　＋１　、　、ｉ　、　１　）−Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ
　＋１．１　：ｉ　＋１．　ｊ　、　１）−Ｌ（ｉ、ｊ
、１；ｉ、、ｉ＋１．１）−ｌ　　（ｊ　＋１．　ｊ　
＋１．１　：ｉ　、　ｊ　＋１、１）＝ｌ　　（ｉ　＋
１．　ｊ　＋１．１　：ｉ　、　ｊ　＋１．０）−１（
ｉ、ｊ、１；ｉ、ｊ＋１．０）で な（ではならない。更に、第５図に於ては、畳み込みが
遂行できる為には １　　（１，２）−１（２，４） −２１＝ ＝Ｌ　　（１，３）−Ｌ　　（３，４）−Ｌ　　（４，
６）　　−Ｌ　　（１，６）−Ｌ　　（４，７）−Ｌ　
　（１，７＞Ｌ　　（１，６）−Ｌ　　（１，７） ＝Ｌ　　（４，６）−１（４，７） ＝１　　（５，７）　　−Ｌ　　（５，６）−Ｌ　　（
７，８）　　−Ｌ　　（６，８）でなくてはならない。

一般的には、特許請求範囲（３）項については、畳みこ
みが遂行できるためには、ｉ＋ｊが偶数となる全てのｉ
、ｊについて、１−（ｉ、ｊ、ｏ：ｉ＋１．ｊ、０） −Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　＋１．　ｊ
　、　０）＝Ｉ　　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ
　＋１．　ｊ　、　１）−Ｌ（ｉ、ｊ、ｏ：ｉ＋１．ｊ
、１） ＝ｌ　　（ｉ、ｊ、Ｏ：ｉ、ｊ＋１．０＞−Ｌ　（ｉ　
＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　、　ｊ　＋１．０）−Ｌ
　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ：ｉ　、　ｊ　＋１．
１）−Ｌ（ｉ、ｊ、０；ｉ、ｊ＋１．１） １　　（ｉ、ｊ、１：ｉ＋１．ｊ、１）−Ｌ（ｉ、ｊ、
１：ｉ、ｊ＋１．１） ＝Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ→−１，１：ｉ　＋１．　、ｉ
　、　１）−Ｌ輸＋１．、ｉ＋１，１：ｉ、ｊ→−１，
１）−Ｉ　　（ｉ、ｊ、ｏ；ｉ、ｊ＋ｌ、１）−Ｉ　　
（ｉ、ｊ、Ｏ；ｉ＋１．ｊ、　　１）ｉ＋ｊが奇数とな
る全てのｉ、ｊについて、ｌ　　（ｉ、ｊ、１：ｉ、ｊ
＋１．０）−Ｌ（ｉ、ｊ、１：ｉ＋１．ｊ、０） ＝ｌ　　（ｉ、ｊ、０：ｉ　　＋１．ｊ、ＯンＬ（！、
ｊ、Ｏ；ｉ、ｊ→−１，０） −Ｌ　（ｉ　＋１．　、ｉ　＋１．１　：ｉ　、　ｊ　
＋１．０）−Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．１１　＋１
．　ｊ　、　０）＝Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．　Ｏ
：ｉ　＋１．　ｊ　、　０）−Ｉ　　（ｉ　＋１．　ｊ
　＋１．　Ｏ：ｉ　、　ｊ　＋１．０）Ｌ（ｉ、ｊ、１
：ｉ＋１．ｊ、１） −ｌ　　（ｉ　＋１．　ｊ−１−１，１；ｉ　＋１．　
ｊ　、　１）＝Ｌ（ｉ、ｊ、１；ｉ、ｊ＋１．１） −Ｌ　（ｊ　＋１．　ｊ　＋１．１　；ｉ　、　ｊ　＋
１．１）−Ｌ　（ｉ　＋１．　ｊ　＋１．１　：ｉ　、
　ｊ　＋１．０）−Ｌ（ｉ、ｊ、１：ｉ、ｊ＋１．０） でなくてはならない。

しかし、これらの条件の下に各節点の位置を移動するこ
とにより上記と同一の仕組みにより展開・畳み込みので
きる距視的曲面状の展開トラスを構築することができる
。例えば、第１図に於てしく１．２）、Ｉ−（２，４＞
、ｌ　　（１，３）、１−（３，４）を長くし、これに
伴い必要ならＬ（ｉ、６＞、Ｌ　（４，６＞、Ｌ　（１
，７＞、ｌ　　（４，７）を長くすることができ、これ
により第１図に於て節点１．．２．３．４により作られ
る正方形を節点５．６，７．８が作るそれより大きく作
ることができる。また骨材１３．１４の長さを変えて上
記正方形を平行四辺形とすることなどもできる。その伯
の変形の形態は極めて多様であり、これらの要素単位を
並べることによりパラボラ曲面等の距視的曲面をも構築
することができる。これが特許請求範囲（１）項、（２
）項及び（３）項に距祝的曲面を形成する展開トラスを
も含める所以である。

以上は特許請求（１）項及び（２）項に於て、節点（ｉ
　、　ｊ　、　Ｑ）と節点＜ｉ、ｊ、１）を結ぶ骨材の
実質的長さを縮小する手段としてヒンジブロックを骨材
の上を滑らせる方法例を挙げて本発明の詳細な説明して
来たが、前述の様にその手段は多様であり得る。骨材の
実質的長さを縮小する手段として該当骨材をその中はど
の関節で折曲げ、展開時に骨材が直線状となった時点で
ロックする方法を用いることもでき、同一原理にＪ：り
展開トラスを形成することができる。これが特許請求範
囲（５）で特許を請求するものである。更に、一本の骨
材を直径が異なる複数のパイプで構成し、細い方のパイ
プを太い方のパイプの中に挿入して、いわゆるテレスコ
ピックに骨材の長さを縮小させ、逆に展開に際しては内
側のパイプを引ぎ出し、骨材の全長が規定の長さにまで
伸長した時点でロック機構の動ぎ等によりその長さを固
定する手段もとれ、この場合も前述と同一の仕組みによ
り畳み込み・展開ができる展開トラスを形成できる。こ
れが特許請求範囲（７）で特許を請求するものである。

第１図の骨材１３及び１４を、節点１と４．２と３．５
と８．６と７をそれぞれ結ぶ張力索で置換えた第６図の
様な索補強型トラスも、展開した状態で構造物として成
立つうえ、第２図、４図及び５図から分るように、骨材
９．１０，１１及び１２の実質的長さを縮小あるいは伸
長することにより同様に畳込みが行われる。畳込みに際
して、これらの張力索は弛む。これが特許請求範囲（８
）項で特許を請求するものである。

また、本発明による２次元的展開トラスの一部を取出し
て距視的１次元トラスとすることも出来るが、これは本
発明による展開トラスの一部であるので、当然本発明に
含まれるものであり、特許請求範囲（９）項で特許を請
求するものである。

なお、特許請求範囲（２）項１．及びこれに基づく特許
請求範囲（４）項から（９）項に於ては、第１図及び第
６図に於て、節点１と６．４と６．４と７．１と７をそ
れぞれ結ぶ骨材を、それぞれ、節点２と５．２と８．３
と８．３と５をそれぞれ結ぶ骨材で置換えてもこの要素
単位により構成される展開トラスは前述と同様にして畳
込み・展開することが１１１来る。上記の置換えは、全
ての骨材を置換えても、また、その一部の骨材のみを置
換えてもにい。これらの展開トラスは展開した状態では
それぞれトポロジカルには異なるトラスを形成するもの
の、その畳込み・展開の原理は全て同一と言えるので、
これらは全て本発明に含まれるものとする。

３．３効果 第１図に於て例えば節点１と７とを結ぶ骨材及び節点４
と７とを結ぶ骨材を廃し、節点５と３と及び節点３と８
とをそれぞれ骨材で結び、全ての骨材の長さをほぼ等し
くすると３．１．２項で述ヘタ１）ｅｐｌｏｙａｂｌｅ
　ＧＥＯ−ＴＲＵＳＳの展開した状態のトラスを構成す
る１要素中位となる。一方、第１図に示した部分は本発
明ににる展開トラスの１要素中位である。ここで、同一
の個数の要素単位からなる本発明の展開トラスと、側視
的表裏面の全ての骨材をその中はどから折曲げて畳み込
み、逆の操作テＪＦｊｉ？］スルＤｅｌ）１０ｙａｂｌ
ｅＧＥｏ　　ＴＲＵ８Ｓとについて、畳み込み・展ｌ７
ｔｌに際して実質的長さを伸長又は収縮させなくてはな
らない骨材の数を比較すると、要素単位が２次元的に多
数並べられている時には本発明ではＤ　ｅｌ）ｌＯＶａ
ｂｌｅ　Ｇ　Ｅ　０−ＴＲＵＳＳの半数となっている。

すなわち、本発明により、展開・畳み込みに際して伸長
、収縮等の細工を要する骨材の数を従来の１／２に減少
させることができた。更に、通常最も大きな力の作用す
る側視的表裏面の骨材のみについてみれば細工を要する
骨材の数は１／３へと減少したこととなる。

特許請求範囲（８）項の展開トラスは細工を要する骨材
の数を上記より更に減少させ、特許請求範囲（１）項か
ら（７）項までの展開トラスの更に１／３の数へと減少
させたこととなる。特許請求範囲（８）項の展開トラス
は展開した状態では特許願５９−０９０４４２の特許請
求範囲（２）項の展開トラスと同一であるが、本発明は
これに比べても細工を要する骨材の数を１／２へと減少
さゼでいる。

以上のように本発明は畳み込み、展開に際して伸長、収
縮などの細工を要する骨材の数を大幅に減少させ、３．
１．３項で述べた問題点を大幅に緩和するものである。

４、図の簡単な説明 第１図は、特許請求範囲（１）項、（４）項及び（６）
項による巨視的平面状の展開トラス実施例のうちの（ｉ
　＝Ｏ〜１．ｊ＝ｏ〜１．ｋ　＝Ｏ〜１）により構成さ
れる部分、すなわち１要素中位の展開した状態を示す斜
視図である。

第２図は第１図に示した立体トラスを半ば畳み込ｌυだ
状態を示す斜視図である。

第３図は特許請求範囲（１）から（７）項の巨視的平面
状の展開トラス実施例のうちの（ｉ　＝０〜３．ｊ　＝
Ｏ〜３．ｋ　＝０〜１）の部分、すなわち９要素中位を
示す斜視図である。各線分は骨材の中心線を示す。

第４図は特許請求範囲（２）項、（４）項及び（６）項
の巨視的平面状展開トラスのうちの（１＝Ｏ〜１．ｊ＝
ｏ〜１．ｋ　＝Ｏ〜１）の部分、すなわち１要素中位の
半ば畳み込まれた状態を示す斜視図である。

第５図は特許請求範囲（３）項及び（４）項の巨視的平
面状展開トラスの実施例のうちの（ｉ＝Ｏ〜１．ｊ＝ｏ
〜１．に＝Ｏ〜１）の部分、すなわち１要素中位の半ば
畳み込まれた状態を示す斜視図である。

第６図は特許請求範囲（８）項の巨視的平面状展開トラ
スの実施例のうちの（ｉ−０〜１．ｊ−〇〜１．ｋ　＝
Ｏ〜１）の部分、すなわち１要素中位の展開した状態を
示す斜視図である。

１　、、、、、、、、、、節点（０，Ｏ，０）２　、、
、、、、、、、、節点（１，Ｏ，０）３　、、、、、、
、、、、節点（０，１，０）４　、、、、、、、、、、
節点（１，１，０）５　、、、、、、、、、、節点（０
，０，１）６　、、、、、、、、、、節点（１，０，１
）７　、、、、、、、、、、節点（０，１，１）８　、
、、、、、、、、、節点（１，１，１＞９〜１４．、、
、、骨材 １５〜１８１．張力歯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｌを定数とし、任意の整数ｉ、ｊ、ｋについて節
   点（ｉ、ｊ、ｋ）の位置を、直交座標系で（ｉＬ、ｊＬ
   、ｋＬ）とし、展開した状態では、構造物が存在する範
   囲の全てのｉ、ｊの値について、節点（ｉ、ｊ、０）と
   節点（ｉ＋１、ｊ、０）、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（
   ｉ、ｊ＋１、０）、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（ｉ、ｊ
   、１）のそれぞれを骨材で結合し、節点（ｉ＋１、ｊ、
   ０）と節点（ｉ、ｊ＋１、０）を骨材で結合するか又は
   節点（ｉ、ｊ、０）と節点（ｉ＋１、ｊ＋１、０）を骨
   材で結合し、節点（ｉ＋１、ｊ、１）と節点（ｉ、ｊ＋
   １、１）を骨材で結合するか又は節点（ｉ、ｊ、１）と
   節点（ｉ＋１、ｊ＋１、１）を骨材で結合し、ｉ＋ｊが
   奇数となるものについては、節点（ｉ、ｊ、１）と節点
   （ｉ＋１、ｊ、０）、及び、節点（ｉ、ｊ、１）と節点
   （ｉ、ｊ＋１、０）をそれぞれ骨材で結合し、ｉ＋ｊが
   偶数となるものについては、節点（ｉ、ｊ、０）と節点
   （ｉ、ｊ＋１、１）、及び、節点（ｉ、ｊ、０）と節点
   （ｉ＋１、ｊ、１）を、それぞれ骨材で結合して作られ
   る巨視的平面状の立体トラスで、節点（ｉ＋１、ｊ、０
   ）と節点（ｉ、ｊ＋１、０）を結合する骨材又は節点（
   ｉ、ｊ、０）と節点（ｉ＋１、ｊ＋１、０）を結合する
   骨材、節点（ｉ＋１、ｊ、１）と節点（ｉ、ｊ＋１、１
   ）を結合する骨材又は節点（ｉ、ｊ、１）と節点（ｉ＋
   １、ｊ＋１、１）を結合する骨材、及び、節点（ｉ、ｊ
   、０）と節点（ｉ、ｊ、１）を結ぶ骨材の実質的長さを
   収縮させることにより、小さな空間へ折畳め、かつその
   逆の操作により元の巨視的平面状の立体トラスに展開す
   る展開トラス、及び、その展開トラスの各部材の長さを
   互いに幾何学的関係を満たす長さだけ変えて作られる巨
   視的平面状又は巨視的曲面状の展開トラス。 （２）特許請求範囲（１）項に於て、畳み込みに際して
   、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（ｉ、ｊ、１）を結ぶ全て
   の骨材の実質的長さを収縮させるのではなく、そのうち
   のｉ＋ｊが奇数となるもののみを収縮させ、ｉ＋ｊが偶
   数となるものは伸長することにより、小さな空間へ折畳
   め、かつその逆の操作により元の距視的平面状又は距視
   的曲面状の立体トラスに展開する展開トラス。 （３）特許請求範囲（１）項に於て、畳み込みに際して
   、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（ｉ、ｊ、１）を結ぶ骨材
   の実質的長さを収縮させるのではなく、全て伸長させる
   ことにより、小さな空間へ折畳め、かつその逆の操作に
   より元の距視的平面状又は距視的曲面状の立体トラスに
   展開する展開トラス。 （４）特許請求範囲（１）項、（２）項及び（３）項に
   於て、畳込みに際して、節点（ｉ＋１、ｊ、０）と節点
   （ｉ、ｊ＋１、０）を結合する骨材、又は節点（ｉ、ｊ
   、０）と節点（ｉ＋１、ｊ＋１、０）を結合する骨材の
   いずれか、及び、節点（ｉ＋１、ｊ、１）と節点（ｉ、
   ｊ＋１、１）を結合する骨材、又は節点（ｉ、ｊ、１）
   と節点（ｉ＋１、Ｊ＋１、１）を結合する骨材を、その
   中ほどに設けた関節で折曲げることにより、それらの実
   質的長さを縮小し、逆の操作により展開する展開トラス
   。（５）特許請求範囲（１）項、（２）項、及び（４）
   項に於て、畳込みに際して、節点（ｉ、ｊ、０）と節点
   （ｉ、ｊ、１）を結ぶ骨材を、その中ほどから折曲げる
   ことによりその実質的長さを収縮させ、逆の操作により
   展開する展開トラス。 （６）特許請求範囲（１）項、（２）項、及び（４）項
   に於て、畳込みに際して、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（
   ｉ、ｊ、１）を結ぶ骨材上を、その両端のヒンジブロッ
   クのうちの一方又は双方を滑らせることによりその骨材
   の実質的長さを収縮させ、逆の操作により展開する展開
   トラス。 （７）特許請求範囲（１）項、（２）項、及び（４）項
   に於て、畳込みに際して、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（
   ｉ、ｊ、１）を結ぶ骨材自体を、テレスコピックに収縮
   させ、逆の操作により展開する展開トラス。 （８）特許請求範囲（１）項から（７）項までに於て、
   節点（ｉ＋１、ｊ、０）と節点（ｉ、ｊ＋１、０）を結
   合する骨材、又は節点（ｉ、ｊ、０）と節点（ｉ＋１、
   ｊ＋１、０）を結合する骨材を廃し、かつ、節点（ｉ＋
   １、ｊ、１）と節点（ｉ、ｊ＋１、１）を結合する骨材
   、又は節点（ｉ、ｊ、１）と節点（ｉ＋１、ｊ＋１、１
   ）を結合する骨材を廃し、節点（ｉ＋１、ｊ、０）と節
   点（ｉ、ｊ＋１、０）、節点（ｉ、ｊ、０）と節点（ｉ
   ＋１、ｊ＋１、０）、節点（ｉ＋１、ｊ、１）と節点（
   ｉ、ｊ＋１、１）、及び節点（ｉ、ｊ、１）と節点（ｉ
   ＋１、ｊ＋１、１）の間に、それぞれ張力索を張った索
   補強型展開トラス。 （９）特許請求範囲（１）項から（８）項までの展開ト
   ラスの一部により作られる１次元的展開トラス。