JPH0794237B2 - トラス構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業の利用分野） この発明は、例えば宇宙空間に構築される宇宙基地や、
プラットフォーム等に設けられるパラボラアンテナ支持
構造物等の展開構造物に好適するトラス構造体に関す
る。

（従来の技術） 宇宙開発の分野においては、宇宙空間に構築するパラボ
ラアンテナ支持構造物等のトラス構造体を、予め地上
で、折畳んで宇宙航行体に搭載して、宇宙空間まで輸送
し、宇宙空間で展開させることにより、構築する方法が
考えられている。このような展開式のトラス構造体とし
ては、特開昭61−98699号公報に記載される連結棒を立
方体状に組合わせ結合したトラス構造の展開トラスと称
する２次元構造体等が知られている。

ところが、従来の展開式のトラス構造体ではいづれのも
のも、そのトラス構造上、連結棒を含む構成部品が非常
に多くなり、構成部品の削減が困難なために、例えば大
形の展開構造物を形成すると、その重量が非常に重くな
るという問題を有していた。この問題は、特に、最近の
宇宙開発の分野において要請される大形化を促進した場
合に、大きな問題となるために、これからの宇宙開発の
分野において、トラス構造体の展開及び折畳み動作の高
信頼性を確保したうえで、軽量化の促進を図ることが、
急務な課題とされている。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来のトラス構造体では、構成部品
が多く、重量が重くなるために、大形化を図ることが困
難であるという問題を有していた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高精度
な動作制御を確保したうえで、構成の簡易化を図り、軽
量化の促進を図り得るようにしたトラス構造体を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） この発明は、２本の連結棒を回動自在に結合した連結部
材を三角形状に組合わせて各結合部を回動自在に結合し
た三角結合部材を２個対向配置して相互の結合部間に連
結棒を架設し、この連結棒の両端を結合部に回動自在に
結合した三角柱トラス要素が複数個組合わされて構成さ
れるトラス構造体であって、前記一対の三角結合部材に
おける前記各連結部材の連結棒の結合部間に架設され、
該結合部に対して端部が回動自在に結合された中間部に
折曲部が設けられた折曲部材と、前記一対の三角結合部
材の結合部間に架設され、一方端が前記三角結合部材の
うち一方側における前記連結部材の連結棒の結合部に回
動自在に結合され、他方端に前記三角係合部材の他方側
の回動自在な結合部が軸方向に移動自在に係合された駆
動部材と、一方端が前記三角結合部材の一方側における
前記連結部材の連結棒の結合部に回動自在に結合され、
他方端が前記三角結合部材の他方側の前記連結部材の結
合部に回動自在に結合される斜部材と、前記駆動部材に
係合される前記三角結合部材の他方側における前記連結
部材の連結棒の結合部を軸方向に移動制御して前記三角
柱トラス要素を構成する連結棒、斜部材を回動付勢し、
前記三角柱トラス要素を折畳み展開する駆動手段とを備
えてトラス構造体を構成した。

上記構成によれば、三角柱トラス要素は駆動手段の駆動
に連動して、その三角結合部材の他方側における連結部
材の連結棒の結合部が駆動部材に対して軸方向に移動付
勢されることにより、その連結棒、折曲部材、斜部材の
構成部材が前記駆動部材を中心として回動されて折り畳
み展開される。これにより、三角柱トラス要素を形成す
る駆動手段を含む構成部品が従来の立方体状の立体トラ
スに比して削減化され、構造体の軽量化の促進と共に、
信頼性の高い折畳み展開動作の実現が可能となる。

また、この発明は、２本の連結棒を回動自在に結合した
連結部材を三角形状に組合わせて各結合部を回動自在に
結合した三角結合部材を２個対向配置して相互の結合部
間に連結棒を架設し、この連結棒の両端を結合部に回動
自在に結合した三角柱トラス要素が複数個組合わされて
構成されるトラス構造体であって、前記一対の三角結合
部材における前記各連結部材の連結棒の結合部間に架設
され、該結合部に対して端部が回動自在に結合された中
間部に折曲部が設けられた折曲部材と、前記一対の三角
結合部材の結合部間に架設され、一方端が前記三角結合
部材のうち一方側における前記連結部材の連結棒の結合
部に回動自在に結合され、他方端が前記三角係合部材の
他方側における前記連結部材の連結棒の結合部に回動自
在に結合された駆動部材と、一方端が前記駆動部材に軸
方向に移動自在に係合され、他方端が前記三角結合部材
の他方側の前記連結部材の結合部に回動自在に結合され
る斜部材と、前記駆動部材に係合される前記三角結合部
材の他方側の回動自在な結合部を軸方向に移動制御して
前記三角柱トラス要素を構成する連結棒、折曲部材、斜
部材を回動付勢し、前記三角柱トラス要素を折畳み展開
する駆動手段とを備えてトラス構造体を構成した。

上記構成によれば、三角柱トラス要素は駆動手段の駆動
に連動して、その斜部材の一方端が駆動部材に対して軸
方向に移動付勢されることにより、その連結棒、折曲部
材の構成部材が前記駆動部材を中心として回動されて折
り畳み展開される。これにより、三角柱トラス要素を形
成する駆動手段を含む構成部品が従来の立方体状の立体
トラスに比して削減化され、構造体の軽量化の促進と共
に、信頼性の高い折畳み展開動作の実現が可能となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係るトラス構造体に用い
られる三角柱トラス要素10を示すもので、この三角柱ト
ラス要素10が、例えば第２図に示すように６個用いて宇
宙空間に構築されてなるパラボラアンテナを形成する構
造体20が組合せ構成される。そして、この構造体20は６
個の三角柱トラス要素10が隣接するトラスの対向面同士
が共用され、その一方面にはメッシュアンテナ30（第２
図中斜線で示す）が張設される。

すなわち、三角柱トラス要素10は２本の連結棒11が第３
図及び第４図に示すように結合部材12,13を介して回動
自在に結合した連結部材14が形成され、この連結部材14
を３本用いて三角形状に組合わされて各結合部が第５図
及び第６図に示すように、結合部材15,16を介して回動
自在に結合されて三角結合部材17が形成される（第１図
参照）。この三角結合部材17は２個が対向配置されて、
相互の結合部材15,16間に連結棒18が架設され、この連
結棒18の両端が結合部材15,16に回動自在に結合される
（第５図及び第６図参照）。そして、この三角柱トラス
要素10には、その三角結合部材17,17それぞれの連結部
材14の連結棒11の結合部間に折間部19aを有した折曲部
材19が架設される。このうち、三角結合部材17,17の一
方側に設けられた折曲部材19は、その端部が上記結合部
部材12に回動自在に結合される（第３図参照）。三角結
合部材17,17の他方に架設された折曲部材19は第４図に
示すように、その端部が結合部材20を介して回動自在に
結合される。

また、三角柱トラス要素10には、その各三角結合部材1
7,17における連結部材14の連結棒11を結合する結合部材
12,20相互間に折畳み展開駆動用の駆動部材21が架設さ
れ、その一端部が結合部材12に回動自在に結合される
（第３図参照）。この駆動部材21の他端部は折曲部材19
を回動自在に結合する結合部材20に回動自在に結合され
る（第４図参照）。また、駆動部材21には一端部より他
端部方向に螺子部21aが形成される。螺子部21aは、図示
しない駆動モータの駆動に連動して図中時計及び半時計
方向に回転駆動される。そして、この螺子部21aには三
角結合部材17,17の一方側の連結部材14の連結棒11を結
合する結合部材13が螺合調整自在に螺合され（第４図参
照）、その回転方向に応じて結合部材13を軸（矢印A,
B）方向に移動制御する。

さらに、三角柱トラス要素10には、斜部材22が三角結合
部材17,17の一方側における連結部材14の連結棒11を結
合する結合部部材12と、三角結合部材17,17の他方側の
連結部材14を三角形状に結合する結合部材16との間に架
設され、それぞれ結合部材12,16に回動自在に結合され
る（第３図及び第６図参照）。

上記構成において、複数の立体トラス要素10を組合わせ
て折畳まれて構造体20を展開させる場合は、先ず、図示
しない指令部を介して複数の三角柱トラス要素10の駆動
部材21の上記駆動モータ（図示せず）があらかじめ設定
されている相関関係をもって駆動制御されて、その螺子
部21aがそれぞれ回転駆動される。すると、三角柱トラ
ス要素10は第７図（ｄ）〜（ａ）に示すように、その三
角結合部材17を形成する連結部材14の結合部材13が矢印
Ａ方向に移動されることにより、連結棒11,18、折曲部
材19、斜部材22が展開方向に回動付勢されて展開され、
これにともなって構造体20が展開されてメッシュアンテ
ナ30が展張される（第２図参照）。

また、第２図に示すように展開された構造体20を折畳み
収容する場合は、上記指令部（図示せず）を介して三角
トラス要素10の駆動部材21の上記駆動モータ（図示せ
ず）が反転駆動されて該駆動部材21の螺子部21aが反転
される。これにより、構造体20はその三角柱トラス要素
10の三角結合部材17を形成する連結部材14の連結棒11を
結合する結合部材13が矢印Ｂ方向にが移動されることに
より、連結棒11,18、折曲部材19、斜部材22折畳み方向
に回動付勢されて三角柱トラス要素10が折畳まれ、これ
にともなってメッシュアンテナ30とともに折畳み収容さ
れる（第７図（ａ）〜（ｄ）参照）。

このように、上記トラス構造体は回転駆動自在な螺子部
21aを有した折畳み展開駆動用の駆動部材21を構造体20
を形成する三角柱トラス要素10の一対の三角結合部材1
7,17における連結部材14の中間部の回動自在な結合部間
に架設して設け、この駆動部材21の螺子部21aを三角柱
トラス要素10毎に一定の相関関係をもって回転駆動する
ことにより、各三角柱トラス要素10の構成部材が駆動部
材21を中心として折畳み展開されて構造体20の折畳み展
開が行われるように構成した。これによれば、構造体20
を形成する構成部材を従来のようにボックス形状に結合
したトラスを組合せ結合したものに比して最小限まで削
減が可能となり、構造体20を形成する構成部材の結合箇
所の削減及び駆動手段の削減が図れるため、その軽量化
の促進と共に、動作の確実化が図れる。この結果、最近
の宇宙開発の分野において要請される大形化の促進と共
に、信頼性の向上に対応することが可能となる。

なお、この発明は上記実施例に限ることなく、第８図に
示すように三角柱トラス要素10aを構成することも可能
である。但し、ここでは、前記第１図と同一部分につい
ては、同一符号を付して、その説明を省略する。

前記第１図の実施例では、三角柱トラス要素10の三角結
合部材17,17の一方を形成する連結部材14の中間部に設
けられる結合部材13を駆動部材21で軸方向に移動制御し
て折畳み展開するように構成したが、第８図の実施例に
おける三角柱トラス要素10aは、一対の三角結合部材17,
17間に架設される斜部材22の一端部が駆動部材21の螺子
部21aの回転駆動に連動して軸（矢印A,B）方向に移動制
御されることにより、折畳み展開される。すなわち、三
角結合部材17,17は、その連結部材14を形成する連結棒1
1をそれぞれ第９図及び第10図に示す結合部材23,24でそ
れぞれ回動自在に結合する。また、三角結合部材17,17
の他方側の連結部材14を三角形状に結合する結合部材16
と、三角結合部材17,17の一方側における連結部材14の
連結棒11を結合する結合部との間には斜部材22が架設さ
れ、この斜部材22の一端は結合部材16に回動自在に結合
される（第６図参照）。そして、この斜部材22の他端は
結合部材25に回動自在に結合され、その結合部材25は上
記駆動部材21の螺子部21aに螺合調整自在に螺合される
（第９図参照）。これにより、三角柱トラス要素10aは
駆動部材21の駆動モータ（図示せず）が駆動制御され
て、その螺子部21aが回転駆動されると、斜部材22の一
端が支持される結合部材25が駆動部材21の螺子部21aに
沿って軸（矢印A,B）方向に移動される。この結果、三
角柱トラス要素10を構成する構成部材は駆動部材21を中
心として回動され、第11図（ａ）〜（ｄ）に示すように
折畳み展開される。

また、上記各実施例では、駆動手段として駆動部材21に
螺子部21aを設け、この螺子部21aの回転駆動に連動して
折畳み展開するように構成したが、これに限ることな
く、例えばばね機構等の付勢力を利用して、三角柱トラ
ス要素10,10aの構成部品を駆動部材回りに回動させて折
畳み展開するように構成することも可能である。

さらに、上記実施例では、三角柱トラス要素10の展開位
置を駆動部材の螺子部の回転位置を制御して設定するよ
うに構成した場合を代表して説明したが、これに限るこ
となく、三角柱トラス要素10を構成する連結棒、斜部材
等の長さ寸法を適宜に設定することによっても同様に可
能である。

また、さらに、上記実施例では、宇宙空間に構築するパ
ラボラアンテナの支持構造として構成した場合で説明し
たが、これに限ることなく、地上に建築される室内スタ
ジアム等の展開屋根等の支持構造としても適用可能であ
る。

よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、高精度な動作
制御を確保したうえで、構成の簡易化を図り、軽量化の
促進を図り得るようにしたトラス構造体を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るトラス構造体を構成
する三角柱トラス要素を取り出して示した図、第２図は
第１図の三角柱トラス要素を用いて構成される構造体を
示すもので、同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が側面
図、第３図乃至第６図は第１図の結合部の詳細を示した
図、第７図は第１図の動作状態を示す図、第７図乃至第
11図はこの発明の他の実施例を説明するために示した図
である。 10,10a……三角柱トラス要素、11,18……連結棒、12,1
3,15,16,,20,23,24,25……結合動部材、14……連結部
材、17……三角結合部材、19……折曲部材、19a……折
曲部、21……駆動部材、21a……螺子部、22……斜部
材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２本の連結棒を回動自在に結合した連結部
   材を三角形状に組合わせて各結合部を回動自在に結合し
   た三角結合部材を２個対向配置して相互の結合部間に連
   結棒を架設し、この連結棒の両端を結合部に回動自在に
   結合した三角柱トラス要素が複数個組合わされて構成さ
   れるトラス構造体であって、 前記一対の三角結合部材における前記各連結部材の連結
   棒の結合部間に架設され、該結合部に対して端部が回動
   自在に結合された中間部に折曲部が設けられた折曲部材
   と、 前記一対の三角結合部材の結合部間に架設され、一方端
   が前記三角結合部材のうち一方側における前記連結部材
   の連結棒の結合部に回動自在に結合され、他方端に前記
   三角係合部材の他方側の回動自在な結合部が軸方向に移
   動自在に係合された駆動部材と、 一方側が前記三角結合部材の一方側における前記連結部
   材の連結棒の結合部に回動自在に結合され、他方端が前
   記三角結合部材の他方側の前記連結部材の結合部に回動
   自在に結合される斜部材と、 前記駆動部材に係合される前記三角結合部材の他方側に
   おける前記連結部材の連結棒の結合部を軸方向に移動制
   御して前記三角柱トラス要素を構成する連結棒、斜部材
   を回動付勢し、前記三角柱トラス要素を折畳み展開する
   駆動手段とを具備したことを特徴とするトラス構造体。
2. 【請求項２】２本の連結棒を回動自在に結合した連結部
   材を三角形状に組合わせて各結合部を回動自在に結合し
   た三角結合部材を２個対向配置して相互の結合部間に連
   結棒を架設し、この連結棒の両端を結合部に回動自在に
   結合した三角柱トラス要素が複数個組合わされて構成さ
   れるトラス構造体であって、 前記一対の三角結合部材における前記各連結部材の連結
   棒の結合部間に架設され、該結合部に対して端部が回動
   自在に結合された中間部に折曲部が設けられた折曲部材
   と、 前記一対の三角結合部材の結合部間に架設され、一方端
   が前記三角結合部材のうち一方側における前記連結部材
   の連結棒の結合部に回動自在に結合され、他方端が前記
   三角係合部材の他方側における前記連結部材の連結棒の
   結合部に回動自在に結合された駆動部材と、 一方端が前記駆動部材に軸方向に移動自在に係合され、
   他方側が前記三角結合部材の他方側の前記連結部材の結
   合部に回動自在に結合される斜部材と、 前記駆動部材に係合される前記三角結合部材の他方側の
   回動自在な結合部を軸方向に移動制御して前記三角柱ト
   ラス要素を構成する連結棒、折曲部材、斜部材を可動付
   勢し、前記三角柱トラス要素を折畳み展開する駆動手段
   とを具備したことを特徴とするトラス構造体。