JPH01250545A - 展開トラス構造物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高い格納性を有し、軽量な展開トラス構造物
に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、スペースシャトル、アリアンロケット等の性能及
び信頼性が向上し、宇宙利用に経済的なメリットが生ま
れて来た。特に大型の展、開アンテナは船舶、車両等の
移動体の通信用になくてはならず、これを構成する展開
トラス構造方式が盛んに開発されてきた。一方、科学利
用の面でも巨大な宇宙基地を作る計画かあシこの基地の
基本構造方式としての展開トラス構造が重要な開発テー
マとなっている。これは宇宙においては展開構造方式が
最も経済的に、巨大な構造を構築できると思われている
からである。

第１６図は上記展開トラス構造に対し、米国学術誌「工
ＦＥＥ　ＴＲＡＮ８ＡＣＴ工ＯＮＳ　ＯＮ　ＡＮＴＥＮ
ＮＡ８　ＡＪＩＤＰＲＯＰＡＧＡＴ工ＯＮ　ＪＡＰ−１
７％４号（１９６９年）にて示された。従来の展開トラ
ス構造を示す図で。

図中、（１）は本トラス構造の上下面の三角格子を構成
し、中央部で折れ曲る事の可能な折れ曲り部材。

（２）は上下面の三角格子を支える斜部材、（３）は上
記折れ１９部材（りと斜部材（２）をピン結合する結合
子である。

第１Ｔ図は第１６図における破線の円で囲まれたＡ部の
拡大−で、（４）は結合子（３）の周辺に設けられたウ
ェブで、折れ曲り部材（１）及び斜部材（２）を結合子
（３）とピン結合させるものである。

第１８図は第１６図における破線の円で囲まれたＢ部の
拡大面で、折れ曲夛部材（１）の中央折れ曲シ部の詳細
を示す図で０図中（５）は中央部をピン結合した２枚の
板より成る回転自在のヒンジレバー。

（６）は上記ヒンジレバー（５）の一方の付根部に取付
けられ、上記折れ１９部材（１）を展開する方向に上記
ヒンジレバー（５）を回転させる渦巻バネ、（７）は上
記折れ曲り部材（１）とヒンジレバー（５）を結合する
結合ピンで（７８）及び（７ｂ）はヒンジレバー（５）
　トＭれ白シ部材（１）を結合するピン、　　（７ｃ）
は折れ１９部材（１）同志を中央部で結合する結合ピン
である。

上記構造は、３本の折れ１９部材（１）と３本の斜部材
（２）と３ケの結合子（３）よシ構成される四面体を複
数個結合した構成となっているため西面体トラス構造と
も呼ばれている。第１９図は上記展開トラス構造の展開
途中を示す図である。

次に動作釦ついて説明する。はじめ格納形状に図示して
いない保持ケーブルで拘束された上記構造物は、地上か
らのコマンドで爆管等による保持ケーブルの切断により
可動できる状態となり、上記渦巻バネ（６）のバネ力釦
よ〕展開をはじめる。展開は渦巻バネ（６）のバネ力で
ヒンジレノ＜　−（５）を回転させる事により折れ１９
部材（りを結合ピン（７Ｃ）回シに回転させながら伸展
させる。折れ１９部材（１）の伸展に−よシ上下面の結
合子（３）は放射状に広がシ展開が進行する。折れ曲）
部材＋１）が直線状に伸展すると、ヒンジレバー（５）
及び渦巻バネ（６）のバネ力によシ生じる回転トルクと
、折れ１９部材（１）の折れ曲シ面での接触面圧力とが
釣合い、折れ曲り部材（１）は運動を停止する。これが
展開形状で構造は三角格子のみで結合された形状となる
。三角格子は基本的に剛い安定な構造であシ、従来この
種の構造は非常に剛い構造で、展開アンテナ或は宇宙基
地用°の構造体に適したものと考えられていた。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら従来の構造は、実際には各部材の結合点が
一点に集中されないため、自分自身の形状すら保持しえ
ない柔い構造となっている。すなわち、三角格子が剛い
のけ各部材の結合状況が第２０図に示す様に一点で結合
される場合に限るのであるが、従来の構造ではこの三角
格子が第２１図に示すように多くのヒンジ結合点を持っ
てしまうため剛性がＷないばかシか、不安定なリンク構
造となってしまうのである。なお第２０図及び第２１図
において（８）は三角格子を構成する基本部材。

（９）は上記基本部材（８）を結合するピンジヨイント
。

（３１Ｕｌ記ピンジヨイント（９）により基本部材（８
）を結合する結合子である。

以上説明した様に折れ曲り部材を用いる従来の展開トラ
ス構造は基本的に不安定な構造のため。

展開アンテナ或は宇宙基地本体構造として所用の剛性が
吊せないという致命的な問題点があった。

この発明は上記の課題を解決するために成されたもので
展開後形状にて構造的に安定で削性の高い展開トラス構
造物を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の第１の発明による展開トラス構造物は、一端
にピンジヨイント部を有する結合子が結合され、他端に
ストッパーを有する心棒と、展開時に上記心棒とをスラ
イドし、最終的に上記ストッパーにあたシ静止する主ス
ライドヒンジと、上記主スライドヒンジに一端をピン結
合され放射状に伸びるＮ（Ｎは４．６〕本のリブと、上
記心棒の一端と主スライドヒンジ間をスライドする同期
スライドヒンジと、一端が上記同期スライドヒンジに対
し放射状にピン結合され、かつ他端が上記Ｎ本のリブに
それぞれピン結合されたＮ本の同期梁と、上記主スライ
ドヒンジと同期スライドとフジ間に設けられたコイルバ
ネとを備え、上記心棒の向きを４９合うものが逆向きと
なる様に配列されるとともに展開トラス構造物の自由端
となるリブを除くリブを互いに逆向きの心棒の結合子で
結合し、かつ互いに逆向きとなる心棒上の結合子を斜材
で結合してなる複数の骨組と、上記心棒の向きが同じと
々る心棒上の結合子相互間、上記展開トラス構造物の自
由端となるリブの他端相互間。

および上記展開トラス構造物の自由端となるリブの他端
と上記結合子相互間に有し、展開トラスｒｉｉ造物の展
開時それぞれの相互間に張架されるワイヤーと上記心棒
上のストッパーと上記ワイヤ中央部を結合し、展開トラ
ス構造物の展開時相互間に張架されるワイヤーとを取付
けたものである。

この発明の第２の発明による展開トラス構造物は、一端
にピンジヨイント部を有する結合子が結合され、他端に
伸展機構を有する心棒と、上記伸展機構に結合されたヒ
ンジと、上記主ヒンジに一端をピン結合され放射状に伸
びる３本のリブとを備え、上記心棒の向きを隣り合うも
のが逆向きとなる様に配列されるとともに展開トラス構
造物の自由端となるリブを除くリブを互いに逆向きの心
棒の結合子で結合し、かつ互いに逆向きとなる心棒上の
結合子を斜材で結合してなる複数の骨組と。

上記心棒の向きが同じとなる心棒上の結合子相互間、上
記展開トラス構造物の自由端となるリブの他端相互間、
および上記展開トラス構造物の自由グにとなるリブの他
端と上記結合子相互間に有し。

展開トラス構造物の展開時それぞれの相互間に張架され
る第１のワイヤーと、一端を主スライドヒンジに増付け
られ、他端を上記主スライドヒンジを中心に三角形状に
張られた３本の第１のワイヤーのそれぞれの中間点に取
付けられ、展開トラス構造物の展開時張架される第２の
ワイヤーとを取付けたものである。

この発明の第３の発明による展開トラス構造物は、−幻
にピンジヨイント部を有する結合子が結合され、他端に
伸展機構を有する心棒と、上記伸展機構に結合されたヒ
ンジと、上記主ヒンジに一端をピン結合され放射状に伸
びる４本のリブと。

上記心棒の中程に固定された同期ヒンジと、一端が上記
同期ヒンジに対し放射状にピン結合され。

かつ他端カ上記４本のリブにそれぞれピン結合された４
本の同期梁とを備え、上記心棒の向きを４９合うものが
逆向きとなる様に配列されるとともに展開トラス構造物
の自由端となるリブを除くリブを互いに逆向きの心棒の
結合子で結合し、かつ互いに逆向きとなる心棒上の結合
子を斜材で結合してなる複数の骨組と、上記心棒の向き
が同じとなる心棒上の結合子相互間、上記展開トラス構
造物の自由端となるリブの他端相互間、および上記展開
トラス構造物の自由端となるリブの他端と上記結合子相
互間に有し、展開トラス構造物の展開時それぞれの相互
間に張架されるワイヤーとを取付けたものである。

この発明の第４の発明による展開トラス構造物は、一端
にピンジヨイント部を有する結合子が結合され、他端に
ストッパーを有する心棒と、展開時に上記心棒とをスラ
イドし、最終的に上記ストッパーにあたシ静止する主ス
ライドヒンジと、上記主スライドヒンジに一端をピン結
合され放射状に伸びるＮ（Ｎは３．　４．　６）本のリ
ブと、上記心棒の結合子と主スライドヒンジ間をスライ
ドする同期スライドヒンジと、一端が上記同期スライド
ヒンジに対し放射状にピン結合され、かつ他端が上記Ｎ
本のリブにそれぞれピン結合されたＮ本の四期梁と、上
記主スライドヒンジと同期スライドとフジ間に設けられ
たコイルバネとを備え、上記心棒の向きを隣り合うもの
が逆向きとなる様に配列されるとともに展開トラス構造
物の自由端となるリブを除くリブを互いに逆向きの心棒
の結合子で結合し、かつ互いに逆向きとなる心棒上の結
合子を斜材で結合してなる複数の骨組と、上記心棒の向
きが同じとなる心棒上の結合子相互間、上記展開トラス
構造物の自由端となるリブの他端相互間、および上記展
開トラス構造物の自由端となるリブの他端と上記結合子
相互間に有し、展開トラス構造物の展開時それぞれの相
互間に張架されるワイヤーとを増付けたものである。

この発明の第５の発明による展開トラス構造物は、一端
にピンジヨイント部を有する結合子が結合され、他端に
ストッパーを有する心棒と、展開時に上記心棒とをスラ
イドし、最終的に上記ストッハーニあたり静止する主ス
ライドヒンジト、上記主スライドヒンジに一端をピン結
合され放射状に伸びるＮ（３，４，６）本のリブと、上
記心棒の一端と主スライドヒンジ間をスライドする同期
スライドヒンジと、一端が上記同期スライドヒンジに対
し放射状にピン結合され、かつ他端が上記Ｎ本のリブに
それぞれピン結合されたＮ本の主同期梁と、上記主スラ
イドヒンジと同期スライドヒンジ間に設けられたコイル
バネとを備え、上記心棒の向きを隣り合うものが逆向き
となる様に配列されるとともに展開トラス構造物の自由
端となるリブを除くリブを互いに逆向きの心棒の結合子
で結合し、心棒の主スライドヒンジの反対端付近と隣り
の心棒の主スライドヒンジに付属するリブとに結合する
副同期梁および上記同期スライドヒンジと結合子相互間
の心棒状を同期スライドヒンジと逆方向にスライドする
副同期スライドヒンジを有し、かつ互いに逆向きとなる
心棒上の結合子を斜材で結合してなる複数の骨組と、上
記心棒の向きが同じとなる心棒上の結合子相互間、上記
展開トラス構造物の自由端となるリブの他端相互間。

および上記展開トラス構造物の自由端となるリブの他端
と上記結合子相互間に有し、展開トラス構造物の展開時
それぞれの相互間に張架されるワイヤーとを取付けたも
のである。

〔作用〕

この発明の第１の発明においては、Ｎ（Ｎ４゜６）角錐
を構成する各頂点相互間に張架されたワイヤーがリブに
圧縮力を生じさせ力の平衡状態を実現させているためピ
ン結合された部分のガタは消え基本モジュールであるＮ
角錐は安定な構造となシ高い剛性の獲得が容易となる。

さらに、上記の各Ｎ角錐がそれぞれ同期して展開するた
め、展開の信頼性が増し、またスプリングの力によ＃）
Ｎ角錐を展開させるための外からのエネルギーが不用と
なる。

この発明の第２および第３の発明においては。

Ｎ（Ｎは３．　４．　６）角錐を構成する各頂点相互間
に張架されたワイヤーがリブに圧縮力を生じさせ力の平
衡状態を実現させているためピン結合された部分のガタ
は消え基本モジュールであるＮ角錐は安定な構造となシ
高い剛性の獲得が容易となる。

さらに、上記の各Ｎ角錐がそれぞれ伸展機構によシ同期
して展開するため、展開の信頼性が増す。

この発明の第４の発明においては同期スライドヒンジが
主スライドヒンジと逆方向にスライドするため各Ｎ角錐
がそれぞれ同期して展開する。

この発明の第５の発明においては副四期梁と副同期スラ
イドヒンジによシピン結合された部分のガタによる非同
期性を少なくでき、各Ｎ角錐がそれぞれよシ確実に同期
して展開する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第！の発明の一実施例を示す展開形
状での六角錐の展開トラス構造物を示す図テ、　　（３
ｓ）、　（３ｂ）　　はピンジヨイント部を有する結合
子、　　（３ｃ）　は展開トラス構造物の自由端となる
リブの他端に有する結合子、ＯＩは先端に結合子（３）
を増付けた心棒で、隣接する心棒は互いに軸の方向を逆
にして配置されている。ａｎは心棒０１とをスライドす
る主スライドヒンジ、ａｚは一端が上記主スライドヒン
ジａ１１に放射状にピン結合され、上記心棒の軸方向に
対し直交になる方向に展開可能なリブで、上記心棒ａｅ
上の結合子（３ａ）とは逆向きとなり、ａ接する逆向き
の心棒ＯＩ上に携り付けられた結合子（３ｂ）にピン結
合される。又上記展開トラス０７造物の自由端となるリ
ブは結合子（３Ｃ）に結合されている。

（１５ａ）は上記心棒α１の先端に取シ付けられた結合
子（３ａ）相互間、　　（５ｂ）　　相互間、上記展開
トラス構造物の自由端に配置され念結合子（３Ｃ）相互
間、及び上記心棒上に取付けられた周辺部結合子（３８
）と上記展開トラス構造物の自由端に配置された結合子
（３Ｃ）相互間に取り付けられたワイヤーで、上記展開
トラス構造物の展開時に引張られる様に設定されたもの
である。

また（１３ｂ）はストッパーａ６＋と上記ワイヤー（１
３ａ）の中央部相互間に取付けられたワイヤーで上記展
開トラス構造物の展開時に引張られる様に設定されたも
のである。

（２）は上面側の結合子（３８）と下面側の結合子（３
ｂ）、　（３ｃ）　　をピン結合によシ結合する斜部材
。

ａ子は結合子（３）七主スライドヒンジａＤの間の心棒
とをスライドする同期スライドヒンジ、０９は上記同期
スライドヒンジａ４に一端をピン結合し、他端をリブａ
２上にピン結合した同期梁を示す。

第２図は第１図Ｃ部を拡大した図で、　ａｅは展開時に
主スライドヒンジ（１１１の下死点をきめるストッパー
、αηは本発明の展開トラス構造物を展開させる駆動力
を与えるコイルばね、θは心棒ａｎとリブＱ２のなす角
度を示しており、展開時９０°　付近になる様に設定さ
れている。

Ｊｃ記の様に構成され念展開トラス構造物の展開動作に
ついて以下に説明する。この発明の展開トラス構造物は
、格納時に心棒０１上の結合子９例えば（３８）と上記
心棒０１上の主スライドヒンジ（１１１と。

上記主スライドヒンジＱｌｌに一端をピン結合されたリ
ブａ３の他端に結合された別の結合子９例えば（３ｂ）
を３つの頂点とする三角形はつぶれており。

第２図に示すリブａ２と心棒Ｈの角度θは零になってい
る。展開はコイルばねａｎのばね力によシ主スライドヒ
ンジσυと同期スライドヒンジα４）間を押し広げる事
によってなされる。上記主スライドヒンジ０１１と同期
スライドヒンジα４間の距離が増大すると、心棒０Ｉ上
の結合子（３ａ）と上記主スライドヒンジａυ間の距離
が増大するが、上記結合子（３ａ）と上記側の結合子（
３ｂ）との距＃が斜部材（２）にて一定長に保たれ、更
に上記側の結合子（３ｂ）と上記主スライドヒンジａυ
間の距離もリブ１１ｚの長さで保持されているため、上
記３つの頂点よりなる三角形は広がり、上記リブａ２と
心棒顛のなす角度θは増大する。上記リブａ２と心棒０
１のなす角度θが増大すると、上記側の結合子（３ｂ）
と、上記主スライドヒンジαＢに一端をピン結合された
別のリブａ２の他端に設けられた更に別の結合子１例え
ば（３ｃ）　、間の距離も増大する。上記主スライドヒ
ンジ０１＋がストッパーＯｅの近くに来ると、上面側結
合子（３ａ）相互間、下面側結合子（５ｂ）　、　（３
Ｃ）相互間、並びに上面側自由端にある結合子（３８）
と下面側自由端にある結合子（３Ｃ）相互間のワイヤー
（１３ａ）及びストッパー１６１とワイヤー（１５ａ）
相互間のワイヤー（１３ｂ）は張架される。上記ワイヤ
ー（１３ａ）　、　（１３ｂ）　　は主スライドヒンジ
ａ１１がストッパーａＳに当るまで張架され続ける。張
架されたワイヤー（１３ａ）　、　（１３ｂ）　は結合
子（３）をリブα２側に押し付けるため、ピン結合部の
ガタがなくなシ、展開トラス構造は剛性の高い構造とな
る。

第３図はこの発明の展開トラス構造物の展開途中の図を
示す。

第４図はこの発明の第１の発明の他の実施例を示す展開
形状での四角錐の展開トラス構造物を示し、第５図は第
４図で示した展開トラス構造物の展開途中の図を示して
いる。

なお部材結合部Ｃは第２図と同様であシ、この発明の第
２の実施例では展開トラス構造物の形状を第１図の六角
錐を四角錐にしたものであシ、その動作は第１図と同様
である。

第６図はこの発明の第２の発明の一実施例を示す展開形
状での展開トラス構造物を示す図で。

（３ａ）、　（３ｂ）　はピンジヨイント部を有する結
合子。

（３Ｃ）は展開トラス構造物の自由端となるリブの他端
に有する結合子、　Ｑ（ｌは先端に結合子（３）を取付
けた心棒で、隣接する心棒は互いに軸の方向を逆にして
配置されている。（１１’）は心棒ＯＩの他端に取付け
られた伸展機構αｎに結合される。主ヒンジ。

ａＸ５は一端が上記主ヒンジａυに放射状にピン結合さ
れ、上記心棒の軸方向に対し直交忙なる方向に展開可能
なリブで、上記心棒顛上の結合子（３ａ）とは逆向きと
なシ、隣接する逆向きの心棒ａＩ上に増シ付けられた結
合子（３ｂ）にピン結合される。又上記展開トラス構造
物の自由端となるリブは結合子（３Ｃ）に結合されてい
る。

（１３Ｒ上記心Ｐ＃ａｎの先端に取り付けられた結合子
（３ａ）相互間、　　（３ｔ＋）相互間、上記展開トラ
ス構造物の自由端に配置された結合子（３ｃ）相互間。

及び上記心棒上に取付けられた周辺部結合子（３ａ）と
上記展開トラス構造物の自由端に配置された結合子（３
ｃ）相互間に増り付けられた第１のワイヤーで、上記展
開トラス構造物の展開時に引張られる様に設定されたも
のである。

（２）は上面側の結合子（３ａ）と下面側の結合子（５
ｂ）、　（５ｃ）　　をピン結合によ多結合する斜部材
である。

第１図は第６図り部を拡大した図で、伸展機構ａ９の内
部に固定されたモータ、■はモータαδの回転軸に直結
したポールネジ、　ｃａｎはポールネジ翰にかん合する
ナツトであシ心棒ａ１の端に固定されている。上記モー
タ錦、ポールネジ■及びナラ）０１１により伸展機構ａ
９を成す。のけ主ヒンジ（１１’）を中心に三角形状に
張られた第１のワイヤー０３の中間点と上記主ヒンジ（
１１’）間に張架され、展開時上記第１のワイヤー〇に
張力を住ぜしめる軸脚］性の小さな柔かい第２のワイヤ
ー、θは心棒ａｔ＋とリブａ’ａのなす角度を示してお
シ、展開時９０’付近になる様に設定されている。

上記の様に借成された展開トラス構造物の展開動作につ
いて以下に説明する。この発明の展開トラス構造物は、
格納時に心棒ａｌ上の結合子８例えば（３ａ）と上記心
棒顛上の主ヒンジ（１１’）と、上記主ヒンジ（１１’
）に一端をピン結合されたリブａ３の他端に結合された
別の結合子９例えば（３ｂ）　。

を３つの頂点とする三角形はつぶれておシ、第２図に示
すリブａ’ｔと心ＮＨの角度θは零になっている。展開
はモータ帥の回転軸が回転し回転軸に直結したポールネ
ジｃｌＱが回転し、ナラ）（２υ及びナツトｃ２１１を
固定する心棒顛を押し上げる事によってなされる。

心棒（Ｉ［ｌが押し上げられると心棒霞上の結合子（３
８）と上記生ヒンジ（１１’）間の距離が増大するが、
上記結合子（３ａ）と上記側の結合子（３ｂ）との距離
が斜部材（２）にて一定長に保たれ、更に上記側の結合
子（３ｂ）と上記主ヒンジ（１１’）間の距離もリブａ
Ｘ５の長さで保持されているため、上記３つの頂点よ〕
なる三角形は広が力、上記リブαりと心棒（１（ｌのな
す角度θは増大する。上記リブα２と心棒ＯＩのなす角
度θが増大すると、上記側の結合子（３ｂ）と、上記主
ヒンジαυに一端をピン結合された別のリブα２の他端
に設けられた更に別の結合子。

例えば（３ｃ）　、間の距離も増大する。角度θが９０
０　に近（なると、上面側結合子（３ａ）相互間。

下面側結合子（３ｂ）　、　（３ｃ）　相互間、並びに
上面側自由端にある結合子（３ａ）と下面側自由端にあ
る結合子（３Ｃ）相互間の第１のワイヤー０３は張架さ
れる。上記第１のワイヤー０３は角度θが９０’　にな
るまで張架され続ける。張架された第１のワイヤー０３
は結合子（３）をリブａａ側に押し付けるため。

ピン結合部のガタがなくなり、展開トラス構造は剛性の
高い構造となる。また展開トラス構造物の展開時、第２
のワイヤーのも同時に張架されるため、第１のワイヤー
０３の張力を確実にまず事が可能となる。又各モータは
図に示されていない外部のコントローラにより同期駆動
する様に制御されており角度θが９０°になる分だけ回
転するとコントローラによりモータは回転を停止し、保
持モードとして通電状態を維持し保持力を有する。

なおＱ８図はこの発明の第２の発明の展開トラス構造物
の展開途中の図を示す。

第９図はこの発明の第３の発明の一実施例を示す展開形
状で・の四角錐の展開トラス構造物を示す図で、　　（
３ａ）、（３ｂ）はピンジヨイント部を有する結合子、
　　（３ｃ）　　は展開トラス構造物の自由端となるリ
ブの他端に有する結合子、ａＱは先端に結合子（３）を
取付けた心棒で、隣接する心棒は互いに軸の方向を逆に
して配置されている。（１１’）ｔ＝を心棒ＯＩの他端
に取付けられた伸展機構（＋９に結合される主ヒンジ、
Ｏ２は一端が上記主ヒンジσ１］に放射状にピン結合さ
れ、上記心棒の軸方向に対し直交になる方向に展開可能
なリブで、上記心棒Ｑ１上の結合子（３８）とけ逆向き
となり、隣接する逆向きの心棒ａＱ上に取り付けられた
結合子（３ｂ）にピン結合きれる。又上記展開トラス構
造物の自由端となるリブは結合子（３Ｃ）に結合されて
いる。

Ｏ（は上記心棒帥の先端に取り付けられた結合子（３日
）相互間、　　（５ｂ）　　相互間、上記展開トラス構
造物の自由端に配置された結合子（３ｃ）相互間。

及び上記心棒上に取付けられた周辺部結合子（３ａ）と
上記展開トラス構造物の自由端に配置された結合子（３
ｃ）相互間に取シ付けられたワイヤーで。

上記展開トラス構造物の展開時に引張られる様に設定さ
れたものである。

（１４’）は心棒（１１オの中程に固定された同期ヒン
ジ。

Ｑ９け上記同期ヒンジ（１４’）に一端をピン結合し。

他端をリブａＺ上にピン結合した四期梁を示す。

なお（２１は上面側の結合子（６８）と下面側の結合子
（３ｂ）　、　（３ｃ）　　をピン結合により結合する
斜部材である。

第１０図は第９図Ｅ部を拡大した図で、０υは伸展機構
（！９の内部に同定されたモータ、ωはモータ側の回転
軸に直結したポールネジ、ＣＤはポールネジ中にかん合
するナツトであシ心棒０臼の端に固定されている。上記
モータａ〜、ポールネジ＠、ナラ）１２１１により伸展
機構０９を成す。

θけ心棒Ｑ１１とリブａ２のなす角度を示しており。

展開時９０°付近になる様に設定されている。

上記の様に構成された展開トラス構造物の展開動作につ
いて以下に税関する。この発明の展開トラス構造物は、
格納時に心棒ｏ１上の結合子９例えば（３ａ）と上記心
棒０１上の主ヒンジ（１１’）と、上記主ヒンジ（１１
’）に一端をピン結合されたリブａＺの他端に結合され
た別の結合子１例えば（５ｂ）　。

を３つの頂点とする三角形はつぶれておシ、第１０図に
示すリブ０２と心棒ａυの角度θけ零釦なっている。展
開はモータ０梯の回転軸及び回転軸に直結したポールネ
ジ■が回転し、ナツト２１＋及びナットＱυを固定する
心棒ａ１を押し上げる事によってなされる。上記主ヒン
ジ（Ｈ’）と同期ヒンジ（１４’）間の距離が増大する
と、心棒Ｈ上の結合子（３８）と上記主ヒンジ（１１’
）間の距離が増大するが、上記結合子（３ａ）と上記側
の結合子（３ｂ）との距離が斜部材１２）にて一定長に
保たれ、更に上記側の結合子（３ｂ）と上記主ヒンジ（
１１’　）間の距離もリブα２の長さで保持されている
ため、上記３つの頂点よシなる三角形は広がり、上記リ
ブａ２と心棒ＯＩ′Ｉのなす角度θは増大する。上記リ
ブ０２と心棒（＋１のなす角度θが増大すると、上記側
の結合子（３ｂ）と、上記主ヒンジ（Ｉｌｌに一端をピ
ン結合された別のリブａ２の他端に設けられた更に別の
結合子９例えば（３ｃ）間の距離も増大する。角度θが
９０’　　に近（なると上面側結合子（３８）相互間、
下面側結合子（３ｂ）（３ｃ）相互間、並びに上面側自
由端にある結合子（３ａ）と下面側自由端にある結合子
（３Ｃ）相互間のワイヤー０３は張架される。上記ワイ
ヤー０３は角度θが９０’　になるまで張架され続ける
。張架されたワイヤー０３は結合子（３）をリブσ２側
に押し付けるため、ピン結合部のガタがな（なり、展開
トラス構造は剛性の高い構造となる。又各モータは図に
示されていない外部のコントローラにより同期駆動す不
様に制御されておシ角度θが９０°になる分だけ回転す
るとコントローラによりモータは回転を停止し、保持モ
ードとして通電状態を維持し保持力を有する。

なお上記第３の発明の実施例では四角錐の展開トラス構
造物について説明したが、三角錐、六角錐の展開トラス
構造物にも適用できるものである。

第１１図はこの発明の第４の発明の一実施例を示す展開
形状での展開トラス構造物を示す図で。

（３ａ）、　（３ｂ）　　はピンジヨイント部を有する
結合子。

（３ｃ）は展開トラス構造物の自由端となるリブの他端
に有する結合子、ａｌは先端に結合子（３）を増付けた
心棒で、隣接する心棒は互いに軸の方向を逆にして配置
されている。ａυは心棒０１とをスライドする主スライ
ドヒンジ、　Ｑ３は一端が上記主スライドヒンジ（１１
１に放射状にピン結合され、上記心棒の軸方向に対し直
交になる方向に展開可能なリブで。

上記心棒αａ上の結合子（３ａ）とは逆向きとなシ。

隣接する逆向きの心棒ＯＩ上にＲＩシ付けられた結合子
（３ｂ）にピン結合される。又上記展開トラス構造物の
自由端となるリブは結合子（３ｃ〕　に結合されている
。

０３は上記心棒Ｈの先端に取力付けられた結合子（３ａ
）相互間、　　（３ｂ）　　相互間、上記展開トラス構
造物の自由端に配置された結合子（３ｃ）相互間。

及び上記心棒上に取付けられた周辺部結合子（３ａ）と
上記展開トラス構造物の自由端に配置された結合子（３
Ｃ）相互間に取シ付けられたワイヤーで。

上記展開トラス構造物の展開時に引張られる様に設定さ
れたものである。

（２）は下面側の結合子（３８）と上面側の結合子（３
ｂ）、　（３ｃ）　　をピン結合により結合する斜部材
。

ａ４は結合子（３）と主スライドヒンジａυの間の心棒
とをスライドする同期スライドヒンジ、ａ５は上記同期
スライドヒンジα４に一端をピン結合し、他端をリブσ
２上にピン結合した同期梁を示す。

第１２図は第１１図Ｆ部を拡大した図で、　１６１は展
開時に主スライドヒンジａυの下死点をきめるストッパ
ー、αηは本発明の展開トラス構造物を展開させる駆動
力を与えるコイルばね、θは心棒０１とリブｎ２のなす
角度を示しており、展開時９０’　付近になる様に設定
されている。

上記の様に構成された展開トラス構造物の展開動作につ
いて以下に説明する。この発明の展開トラス構造物は、
格納時に心棒０１上の結合子０例えハ（３ａ）　　と上
記心棒ａｌ上の主スライドヒンジａυと。

上記主スライドヒンジａＤに一端をピン結合されたリブ
Ｑ２の他端に結合された別の結合子０例えば（３ｂ）　
、　を３つの頂点とする三角形はつぶれてお汎第２図に
示すリブｏ２と心棒ｏ１の角度θは零になっている。展
開はコイルばねａｎのばね力により主スライドヒンジα
Ｄと同期スライドヒンジα４１間を押し広げる事によっ
てなされる。上記主スライドヒンジａ１１と同期スライ
ド上２９０４間の距離が増大すると、心棒ａｌ上の結合
子（３ａ）と上記主スライドヒンジａｎ間の距離が増大
するが、上記結合子（３８）と上記側の結合子（３ｂ）
との距離が斜部材（２）にて一定長に保たれ、更に上記
側の結合子（３ｂ）と上記主スライドヒンジａυ間の距
離もリブａ２の長さで保持されているため、上記３つの
頂点よりなる三角形は広妙す、上記リブａ２と心棒（Ｉ
ｎのなす角度θは増大する。上記リブα２と心棒Ｑｌの
なす角度θが増大すると、上記側の結合子（３ｂ）と、
上記主スライドヒンジαυに一端をピン結合された別の
リブα２の他端に設けられた更に別の結合子９例えば（
３Ｃ）　、間の距離も増大する。上記主スライドヒンジ
ａυがストッパー側の近くに来ると、下面側結合子（３
ａ）相互間、上面側結合子（３ｂ）　、　（３（り相互
間のワイヤー０３は張架される。上記ワイヤー０３は主
スライドヒンジａυがストッパー＋Ｉｆｉｌに当るまで
張架され続ける。張架されたワイヤー０３は結合子０３
をリブａａ側に押し付けるため、ピン結合部のガタがな
くな夛、展開トラス構造は剛性の高い構造となる。

第１３図はこの発明の第４の発明による展開トラス構造
物の展開途中の図を示す。

なお上記第４の発明の実施例では三角錐の展開トラス構
造物を示したが四角錐、六角錐でも同様に適用できる。

第１４図はこの発明の第５の発明の一実施例を示す展開
形状での三角錐の展開トラス構造物を示す図で、　　（
３ａ）、（３ｂ）はピンジヨイント部を有する結合子、
　　（３ｃ）　　は展開トラス構造部の自由端となるリ
ブの他端に有する結合子、　Ｑ（ｌは先端に結合子（３
）を地付けた心棒で、隣接する心棒は互いに仙の方向を
逆にして配置されている。ａＩＪは心棒ａ１とをスライ
ドする主スライドヒンジ、ＣＦは一端が上記主スライド
ヒンジａυに放射状にピン結合され。

上記心棒の軸方向に対し直交になる方向に展開可能なリ
ブで、上記心棒０１上の結合子（３８）とは逆向きとな
シ、隣接する逆向きの心棒ＯＩ上に取り付けられた結合
子（３ｂ）にピン結合される。又上記展開トラス構造物
の自由端となるリブＵ結合子（３Ｃ）に結合されている
。

０３は上記心棒α１の先端に増り付けられた結合子（３
日）相互間、　　（３１ｂ）　　相互間、上記展開トラ
ス構造物の自由端に配置された結合子（３Ｃ）相互間。

及び上記心棒上に電付けられた周辺部結合子（３ａ）と
上記展開トラス構造物の自由端に配置された結合子（３
Ｃ）相互間にＪｌ）付けられたワイヤーで。

上記展開トラス構造物の展開時に引張られる様に設定さ
れたものである。

（２）は下面側の結合子（３ｂ）と上面側の結合子（３
ａ）　、　（３ｃ）　　をピン結合によシ結合する斜部
材。

０４１は結合子（３）と主スライドヒンジａυの間の心
ｍとをスライドする同期スライドヒンジ、０９け上記同
期スライドヒンジａ４に一端をピン結合し、他端をリブ
α２上にピン結合した同期梁、０θはストッパー。

αηはコイルバネを示す。（ハ）は上記α９に遠い側で
心棒ａｌとを同期スライドヒンジαａとは逆方向にスラ
イドする副同期スライドヒンジ、＠は副同期スライドヒ
ンジ口とリブσ２に結合する副同期梁である。

第１５図は第１４図Ｇ部を拡大した図で、　ｒｍは展開
時に主スライドヒンジαυの下死点をきめるストッパー
、ａＤは本発明の展開トラス構造物を展開させる駆動力
を与えるコイルばね、θは心棒θ１とリブＯ３のなす角
度を示しておシ、展開時９０°付近になる様に設定され
ている。

上記の様に構成された展開トラス構造物の展開動作につ
いて以下に説明する。この発明の展開トラス構造物は、
格納時に心棒Ｏｎ上の結合子１例えば（３８）と上記心
棒０１上の主スライドヒンジαυと。

上記主スライドヒンジａＪに一端をピン結合されたリブ
σ２の他端に結合された別の結合子１例えば（５１：＋
）　、を３つの頂点とする三角形はつぶれておシ、第２
図に示すリブα２と心棒０１の角度θは零になっている
。展開はコイルばね０７１のばね力によシ主スライドヒ
ンジαυと同期スライドヒンジα４間を押し広げる事に
よってなされる。上記主スライドヒンジ０υと同期スラ
イド上２２０４間の距離が増大すると、心棒θα上の結
合子（３日）と上記主スライドヒンジ０υ間の距離が増
大するが、上記結合子（３ａ）と上記側の結合子（３ｂ
）との距離が斜部材（２）にて一定長に保たれ、更に上
記側の結合子（３ｂ）と上記主スライドヒンジａυ間の
距離もリブα２の長さで保持されているため、上記３つ
の頂点よシなる三角形は広がシ、上記リブ０２と心棒ａ
１のなす角度θは増大する。上記リブα２と心棒Ｈのな
す角度θが増大すると、上記側の結合子（３ｂ）と、上
記主スライドヒンジαυに一端をピン結合された別のリ
ブα２の他端に設けられた更に別の結合子９例えば（３
ｃ）　、間の距離も増大する。上記主スライドヒンジα
υがストッパーａｅの近くに来ると、下面側結合子（３
ｂ）相互間、上面側結合子（３ａ）　、　（３ｃ）相互
間のワイヤーαＪは張架される。上記ワイヤー０３は主
スライドヒンジａＤがストッパー０６１に当ルマで張架
され続ける。張架されたワイヤー〇３１は結合子（３；
をリブα２側に押し成けるため、ピン結合部のガタがな
くなシ、展開トラス構造は剛性の高い構造となる。さら
に、副同期スライドヒンジ＠と副同期梁ｃ！４によシ、
ある心棒を中心とするリブと。

同一方向の隣の心棒を中心とするリブとの同期がとれる
。

なお上記第５の発明の実施例では三角錐の展開トラス構
造物を示したが四角錐、六角錐にも適用できるものであ
る。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の第１の発明はＮ角錐を構成する
各頂点相互間に張架されたワイヤー、心棒上のストッパ
ーと上記ワイヤ中央部を結合し。

展開トラス構造物の展開時相互間に張架されるワイヤと
を設けることによりガタのない構造となるため高い剛性
を容易に得られるという効果がある。

またこの発明の第２および第３の発明は主ヒンジを伸展
機構によシ伸展させているから各八角錐がそれぞれ同期
して展開するため展開の信頼性が向上するという効果が
ある。

さらにこの発明の第４の発明は主スライドヒンジと逆方
向にスライドする同期スライドヒンジを設けているから
各Ｎ角錐がそれぞれ同期して展開するなめ展開の信頼性
７ｊＸ向上するという効果がある。

さらにまたこの発明の＠Ｓの発明は副同期梁および副同
期スライドヒンジを設けているからピン結合された部分
のガタによる非同期性を少なくでき、各Ｎ角錐がそれぞ
れよシ確実に同期して展開できるため展開の信頼性がよ
シ向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の発明の一実施例を示す展開後
の展開トラス構造物の概念図、第２図はこの発明の第１
の発明の実施例における部材結合部を示す図、第３図は
この発明の第１の発明の実施例における展開途中の形状
を示す図、第４図はこの発明の第１の発明の他の実施例
を示す展開後の展開トラス構造物の概念図、第５図は第
４図の展開トラス構造物の展開途中の形状を示す図、第
６図はこの発明の第２の発明の一実施例を示す展開後の
展開トラス構造物の概念図、第１図はこの発明の第２の
発明の実施例における部材結合部を示す図、第８図はこ
の発明の第２の発明の実施例における展開途中の形状を
示す図、第９図はこの発明の第３の発明の一実施例を示
す展開後の展開トラス構造物の概念図、第１０図はこの
発明の第３の発明の実施例における部材結合部を示す図
。 第１１図はこの発明の第４の発明の一実施例を示す展開
後の展開トラス構造物の概念図、第１２図はこの発明の
第４の発明の実施例における部材結合部を示す図、第１
３図はこの発明の第４の発明の実施例における展開途中
の形状を示す図、第１４図はこの発明の第５の発明の一
実施例を示す展開後の展開トラス構造物の概念図、＠１
５図はこの発明の第５の発明の実施例における部材結合
部を示す図、第１６図は従来例での展開抜形状の図。 第１Ｔ図は従来例での斜部材結合部を示す図、第１８図
は従来例での三角格子の折れ曲り部材の機構を示す図、
第１９図は従来例での展開途中の形状を示す図、第２０
図は従来考えられていた三角格子の物理モデル図、第２
１図は従来例における三角格子の実際の物理モデル図を
示す。 図において、（１）は折れ曲り部材、（２）は斜部材。 （３）は結合子、（４）はウェブ、（５）はヒンジレバ
ー、（６）は渦巻バネ、（７）は結合ピン、（８）は基
本部材、（９）はピンジヨイント、　０１は心棒、συ
は主スライドヒンジ、（１）’）Ｆｉ主上ヒンジ０２は
リブ、　　０３けワイヤー。 （１４１は同期スライドヒンジ、　　（１４’）は同期
ヒンジ。 ＯＳは同期梁、　（１６１はストッパー、（Ｉηはコイ
ルバネ。 ０梯はモータ、（Ｉ９／Ｉ′ｉ伸展機構、Ｉ２１はポー
ルネジ、Ｑηはナツト、］は第２のワイヤー、（至）は
副同期スライドヒンジ、（２滲は副同期梁である。 なお図中、同一符号は同一または相当部分を示すＯ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端にピンジョイント部を有する結合子が結合さ
   れ、かつ他端にストッパーを有する心棒、上記心棒上を
   スライドする主スライドヒンジ、一端が上記主スライド
   ヒンジに対し、放射状にピン結合され、上記心棒の軸方
   向に対しそれぞれ直交になる方向に展開可能なＮ（Ｎは
   ４、６）本のリブ、上記心棒の一端と主スライドヒンジ
   間をスライドする同期スライドヒンジ、一端が上記同期
   スライドヒンジに対し放射状にピン結合され、かつ他端
   が上記Ｎ本のリブにそれぞれピン結合されたＮ本の同期
   梁、上記主スライドヒンジと同期スライドヒンジ間に設
   けられたコイルバネとを備え、上記心棒の向きを隣り合
   うものが逆向きとなる様に配列されるとともに展開トラ
   ス構造物の自由端となるリブを除くリブを互いに逆向き
   の心棒の結合子で結合し、かつ互いに逆向きとなる心棒
   上の結合子を斜部材で結合してなる複数の骨組と、上記
   心棒の向きが同じとなる心棒上の結合子相互間、上記展
   開トラス構造物の自由端となるリブの他端相互間、およ
   び上記展開トラス構造物の自由端となるリブの他端と上
   記結合子相互間を結合し、展開トラス構造物の展開時、
   それぞれの相互間に張架されるワイヤーと、上記心棒上
   のストッパーと上記ワイヤ中央部を結合し、展開トラス
   構造物の展開時相互間に張架されるワイヤーとを具備し
   た事を特徴とする展開トラス構造物。
2. （２）一端にピンジョイント部を有する結合子が結合さ
   れかつ他端にモータ、ポールネジ及びナットより成る伸
   展機構を有する心棒、上記伸展機構に結合される主ヒン
   ジ、一端が上記主ヒンジに対し、放射状にピン結合され
   、上記心棒の軸方向に対しそれぞれ直交になる方向に展
   開可能なＮ（Ｎは３、４、６）本のリブとを備え上記心
   棒の向きを隣り合うものが逆向きとなる様に配列される
   とともに展開トラス構造物の自由端となるリブを除くリ
   ブを互いに逆向きの心棒の結合子で結合しかつ互いに逆
   向きとなる心棒上の結合子を斜部材で結合してなる複数
   の骨組と、上記心棒の向きが同じとなる心棒上の結合子
   相互間、上記展開トラス構造物の自由端となるリブの他
   端相互間、および上記展開トラス構造物の自由端となる
   リブの他端と上記結合子相互間に有し、展開トラス構造
   物の展開時、それぞれの相互間に張架される第１のワイ
   ヤーと、一端を主スライドヒンジに取付けられ、他端を
   上記主スライドヒンジを中心に三角形状に張られた上記
   ３本の第１のワイヤーのそれぞれの中間点に取り付けら
   れ、展開トラス構造物の展開時張架される第２のワイヤ
   ーとを具備した事を特徴とする展開トラス構造物。
3. （３）一端にピンジョイント部を有する結合子が結合さ
   れ、かつ他端にモータ、ポールネジ及びナットより成る
   伸展機構を有する心棒、上記伸展機構に結合される主ヒ
   ンジ、一端が上記主スライドヒンジに対し、放射状にピ
   ン結合され、上記心棒の軸方向に対しそれぞれ直交にな
   る方向に展開可能なＮ（３、４、６）本のリブ、上記心
   棒の中程に固定される同期ヒンジ、一端が上記同期ヒン
   ジに対し放射状にピン結合され、かつ他端が上記Ｎ本の
   リブにそれぞれピン結合された１本の同期梁とを備え、
   上記心棒の向きを隣り合うものが逆向きとなる様に配列
   されるとともに展開トラス構造物の自由端となるリブを
   除くリブを互いに逆向きの心棒の結合子で結合し、かつ
   互いに逆向きとなる心棒上の結合子を斜部材で結合して
   なる複数の骨組と、上記心棒の向きが同じとなる心棒上
   の結合子相互間、上記展開トラス構造物の自由端となる
   リブの他端相互間、および上記展開トラス構造部の自由
   端となるリブの他端と上記結合子相互間に有し、展開ト
   ラス構造物の展開時、それぞれの相互間に張架されるワ
   イヤーとを具備した事を特徴とする展開トラス構造物。
4. （４）一端にピンジョイント部を有する結合子が結合さ
   れ、かつ他端にストッパーを有する心棒、上記心棒上が
   スライドする主スライドヒンジ、一端が上記主スライド
   ヒンジに対し、放射状にピン結合され、上記心棒の軸方
   向に対しそれぞれ直交になる方向に展開可能なＮ（Ｎは
   ３、４、６）本のリブ、上記心棒の結合子と主スライド
   ヒンジ間を主スライドヒンジと逆方向にスライドする同
   期スライドヒンジ、一端が上記同期スライドヒンジに対
   し放射状にピン結合され、かつ他端が上記Ｎ本のリブに
   それぞれピン結合されたＮ本の同期梁、上記主スライド
   ヒンジと同期スライドヒンジ間に設けられたコイルバネ
   とを備え、上記心棒の向きを隣り合うものが逆向きとな
   る様に配列されるとともに展開トラス構造物の自由端と
   なるリブを除くリブを互いに逆向きの心棒の結合子で結
   合し、かつ互いに逆向きとなる心棒上の結合子を斜部材
   で結合してなる複数の骨組と、上記心棒の向きが同じと
   なる心棒上の結合子相互間、上記展開トラス構造物の自
   由端となるリブの他端相互間、および上記展開トラス構
   造物の自由端となるリブの他端と上記結合子相互間に有
   し、展開トラス構造物の展開時、それぞれの相互間に張
   架されるワイヤーとを具備した事を特徴とする展開トラ
   ス構造物。
5. （５）一端にピンジョイント部を有する結合子が結合さ
   れ、かつ他端にストッパーを有する心棒、上記心棒上を
   スライドする主スライドヒンジ、一端が上記主スライド
   ヒンジに対し、放射状にピン結合され、上記心棒の軸方
   向に対しそれぞれ直交になる方向に展開可能なＮ（Ｎは
   ３、４、６）本のリブ、上記心棒の一端と主スライドヒ
   ンジ間をスライドする同期スライドヒンジ、一端が上記
   同期スライドヒンジに対し放射状にピン結合され、かつ
   他端が上記３本のリブにそれぞれピン結合されたＮ本の
   主同期梁、上記主スライドヒンジと同期スライドヒンジ
   間に設けられたコイルバネとを備え、上記心棒の向きを
   隣り合うものが逆向きとなる様に配列されるとともに展
   開トラス構造物の自由端となるリブを除くリブを互いに
   逆向きの心棒の結合子で結合し、かつ互いに逆向きとな
   る心棒上の結合子を斜部材で結合してなる複数の骨組と
   、上記同期スライドヒンジと結合子間の心棒上を上記同
   期スライドヒンジとは逆方向にスライドする副同期スラ
   イドヒンジと、一端を上記副同期スライドヒンジに放射
   状にピン結合され、他端を上記心棒上の結合子にピン結
   合されたＮ本のリブにそれぞれピン結合された３本の副
   同期梁と、上記心棒の向きが同じとなる心棒上の結合子
   相互間、上記展開トラス構造物の自由端となるリブの他
   端相互間、および上記展開トラス構造物の自由端となる
   リブの他端と上記結合子相互間に有し、展開トラス構造
   物の展開時、それぞれの相互間に張架されるワイヤーと
   を具備した事を特徴とする展開トラス構造物。