JPS6316639B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、重複する部材、すなわち冗長な横梁
部材を組み込むことにより構造上の性能を向上せ
しめ更に１つあるいはそれ以上の重複する横梁部
材が破断しても柱状格子体の構造上の一体性が維
持されるようにした展開可能な柱状格子体に関す
る。

展開可能な格子体が宇宙及び地球上の種々の環
境において使用されている。これらの環境におい
ては、前記柱状格子体は例えば衝突してくる微小
隕石あるいは飛散石による物理的破壊をこうむる
ことがある。

米国特許第3486279号明細書に述べられている
ような柱状格子体においては、斜行部材の一個が
破壊されると柱状格子体の強さが50％も減少する
ことがある。このような危険な環境内において柱
状格子体の性能低下を最小限にするために種種の
解決方法が提案されてきている。例えば前記柱状
格子体内に平行な横梁部材を多数設けることが提
案されている。柱状格子体の本質的な特長の１つ
にたたんで小さな容積にすることが可能な点があ
るが、この提案によるとこのたたみ作業が非常に
複雑になり、その実施を困難にし、しかも展開さ
れた柱状格子体の性能を大巾に向上させることは
ない。さらに隣り合う平行な部材が微小隕石ある
いは飛散片による衝撃で同時に破壊されることも
ありうる。小さな粒子による衝撃によつて破壊さ
れない展開可能な柱状格子体を達成するためのも
う１つの方法は、柱状格子体の各種部材の断面寸
法を変化させるか、あるいは柱状格子体それ自身
の寸法を変更することであつた。この方法は、当
初および衝撃後の柱状格子体の強さを増加させる
が柱状格子体の重量が非常に重くなるとともに、
たたまれたときの容積も大きくなるという欠点が
あつた。

本発明の１つの目的は、１つあるいはそれ以上
の横梁部材が欠損したりあるいは破壊されたとき
でも十分な強さを有する展開可能な柱状格子体を
提供することである。

本発明の他の目的は、その重量、全体の寸法あ
るいはたたまれたときの容積を大巾には増大させ
ることなく、上記特徴を有する柱状格子体を達成
することである。本発明のこれら及び他の目的
は、以下に述べる好ましい実施例の説明によつて
明らかになるであろう。

本発明の展開可能な重複柱状格子体は複数個の
縦梁部材を有し、これらの縦梁部材関に複数個の
横梁部材が連結されている。前記横梁部材は張り
部材と斜行部材を有し、一対の斜行部材が前記縦
梁部材に沿つて一般に横方向に対向設置された点
に交わつて連結され、これにより前記斜行部材の
始端が連結する点における柱状格子体の垂直断面
と、終端が連結する点における柱状格子体の垂直
断面との間の部分によつて、柱状格子体の径間部
分が画成されている。前記斜行部材は隣接径間部
分が十分重複するように前記縦梁部材に連結され
ている。張り部材は、斜行部材の横方向に対向設
置される連結点間に接続されるとともに、前記柱
状格子体が展開された状態のときに、前記斜行部
材に引張力を与えている。

横梁部材はかなりの長さを有する柱状格子体の
展開された配置と、かなり小さな長さの構造体を
形成する第２のたたまれた配置間を移動可能であ
るように縦梁部材に連結されている。好ましくは
隣り合う径間部分は相互に1/2あるいは1/3の長さ
ずつ重複している。更にこの横梁部材と縦梁部材
との連結は、柱状格子体が展開された状態のとき
に互いに干渉することがないように両者から十分
にずれた平面内において行なわれることが好まし
い。

径間部分を重複させたことによつて１つあるい
はそれ以上の斜行部材が例えば微小隕石あるいは
飛散石片による衝撃によつて欠損したとしても柱
状格子体の強度を十分に維持でき、しかも径間部
分が重複してない場合とほぼ同等の容積に柱状格
子体をたたむことができる。また、前記柱状格子
体は、米国特許第3486279号明細書に記載されて
いるような従来の柱状格子体構造のために使われ
るものと同様の巻上装置あるいは展開システムを
使用して展開されることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施につい
て説明する。

従来においては、たとえば前記格子体の斜行部
材の寸法あるいは前記格子体の全体の寸法を２倍
にすることにより１つあるいはそれ以上の斜行部
材が破損しても十分な強さが維持されるような展
開可能な柱状格子体を提供しようとする試みがな
されてきた。このような解決法は種々の理由から
満足できるものではないことが判明している。

本発明によれば、柱状格子体の構造上の特性の
改善は建設当所の強度においてのみでなく、前記
斜行部材の破損後の強さに関しても、前記斜行部
材の始端が連結する点における柱状格子体の垂直
断面と終端が連結する点における柱状格子体の垂
直断面との間の部分によつて画成される柱状格子
体の径間部分を重なり合うことによつて達成され
る。それぞれの径間部分は隣り合う２個の径間部
分間の中間に位置するようにその1/2乃至1/3が互
いに重なり合うことが好ましい。これらの余分に
重なりあつた横梁部材を設けることによつて柱状
格子体の締結区間が十分に減少するとともに柱状
格子体全体の直径を増加させることなくその曲げ
強さが３〜４倍増加する。しかしながら、当然の
ことながら前記格子体の重量、その部品および構
造上の複雑さは幾分増加する。

第１図にたとえば米国特許第3486279号明細書
の第７図に示されているような連続コイル状に形
成できる縦梁部材を使用した上述したような柱状
格子体の一例を示す。この柱状格子体は一般には
三角形の断面を有し３個の縦梁部材２を備え、こ
の縦梁部材２の間に複数個の横梁部材が連結され
ており、前記横梁部材は張り部材４および斜行部
材６を有している。縦梁部材は、たとえば積層フ
アイバーグラスで構成され好ましくは伸長時には
ほぼ真つ直ぐの形状を有し、たたまれた時には第
１図の展開された柱状格子体の右側に図示される
たたまれた格子体８のようなコイル形状に変形さ
れる。コイル状に巻かれた前記縦梁部材には大き
な引張力が加わり開放されると、前記格子体を直
立させようとする。このような開放は対向するプ
ラツトホーム１４に装着される引き締め部材１２
によつて与えられ、プラツトホーム１４は格子体
のそれぞれの端部に固定されている。格子体が展
開されたとき、張り部材は完全には伸ばされる必
要はなく、斜行部材の張力を維持するとともに格
子体の強さを維持するためには、第２図に示すよ
うにいくらか曲がつていることが好ましい。

第２図は展開された格子体の一部分を示す斜視
図である。図に示すように、前記斜行部材は平行
に設置される横梁部材に沿い、一般には横方向に
対向する位置に交わつて連結されており、この連
結はコーナー枢着具２２によつてなされている。
これらの斜行部材によつて画成されるラインは、
好ましくは前記縦梁部材の中央において交わる。

斜行部材は縦梁部材に交わつて連結されること
により、前記斜行部材の始端が連結する点におけ
る柱状格子体の垂直断面と、終端が連結する点に
おける柱状格子体の垂直断面との間の部分によつ
て柱状格子体の径間部分を画成する。たとえばあ
る径間部分はコーナー枢着具２２ａからコーナー
枢着具２２ｂに及んでいる。

１つの好ましい実施例においては、隣り合う径
間部分は夫々の径間部分をほぼ二分するように縦
梁部材に連結されている。したがつてコーナー枢
着具２２ｃはコーナー枢着具２２ａと２２ｂ間の
ほぼ中間に位置しコーナー枢着具２２ａと２２ｂ
間の空間に重複する径間部分の一端を形成してい
る。

このようにして、コーナー枢着具２２ａからコ
ーナー枢着具２２ｂに及ぶ縦梁部材の締結区間が
１／２に減少し、したがつて格子体の曲がり強さが
３〜４倍に増加する。前記隣り合う径間部分を例
えば1/3ずつ重なり合わせてもよい。

格子体の捩り強さを実質的に増加させるために
は、横方向に対向設置されるコーナー枢着具間に
設置される張り部材４が、隣り合う径間部分の斜
行部材を曲げたり変位させたりしないことが重要
である。このような変位は格子体の捩り強さを大
きく減少させる。かかる変位を防止するための１
つの方法は張り部材を単に曲げるかあるいは隣り
合う格子体の斜行部材に対し余裕を与えるように
張り部材を形作ることである。このような張り部
材の曲げあるいは形成が適当になされない場合、
格子体のたたまれた状態での容積は非常に増大す
る。上記変位を避けるための他の方法、すなわち
本発明の一実施例は第３図および第４図に示すよ
うな特殊な設計のコーナー枢着具を使用すること
である。

第３図にコーナー枢着具の横断面を示す。コー
ナー枢着具は、枢着部３２からなり、この枢着部
３２は縦梁部材２を包囲し好ましくはそれに粘着
されている。枢着部からは枢着スタツド３４が突
出しておりこの枢着スタツド３４はボルト３６を
受けるように内側にねじが形成されている。ボル
ト３６はその頭部の下にワツシヤー３８を保持す
るとともに前記スタツドに接してバツクプレート
４２およびカツプ４４を保持している。カツプ４
４はキーホール形のスロツトすなわち溝部４６を
有し、この溝部４６は斜行部材の端部に形成され
たノブと嵌合し、これによつて前記ノブおよびカ
ツプは第４図に示すように前記斜行部材をコーナ
ー枢着具に装着せしめている。

張り部材４はサドル部材５２上に設けられた突
出ボス５１の開口穴内に嵌合し、それに粘着され
ている。このサドル部材５２は突出アーム５４を
有し、突出アーム５４の各々は開孔部を有し、こ
の開孔部の内面は、ボルト５６のねじ部に対応し
てねじが切られている。ボルト５６はスタツド５
８を有し、このスタツド５８はカツプ４４内の対
向して設けられた開孔６２内に嵌合し、これによ
つて梁部材はコーナー枢着具に枢着される。前記
ボス５１は、張り部材によつて画成される平面が
縦梁部材の外方に位置するように偏位している。
前記横梁部材によつて画成される平面が縦梁部材
間を通るので、前記ボスの位置の上述の偏位によ
り格子体が展開位置にあるときに張り部材が斜行
部材を変位させたりそれに干渉することもない。

前記張り部材がコーナー枢着具に枢着されてい
ることによつて、前記張り部材のサドル部がカツ
プ４４に対して回転できる。また、前記カツプが
コーナー枢着具に枢着されていることによつて前
記カツプが枢着スタツド３４のまわりに回転でき
る。前記コーナー枢着具のこのような設計は、前
記縦梁部材がコイル状にたたまれたり伸ばされた
りする際に張り部材および斜行部材が縦梁部材に
対し回転および移動が可能になり、しかも前記格
子体が一旦展開されると、縦梁部材をその所定位
置に堅持する。また、この配列によつて、前記張
り部材は垂直方向に隣り合う斜行部材によつて画
成される平面からわずかに偏位することができ、
これによつて張り部材が斜行部材と干渉したりあ
るいはそれを変位させるのを防止できる。

本明細中には、本発明の好ましい実施例が記述
されている。しかしながら、本発明の原理が種々
の他の展開可能な柱状格子体に適用され得るとい
うことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、展開された柱状格子体とたたまれた
柱状格子体の下方部分の正面図、第２図は展開さ
れた柱状格子体の下方部分の斜視図、第３図は縦
梁部材およびコーナー枢着具の横断面図、第４図
はコーナー枢着具の斜視図である。 ２……縦梁部材、４……張り部材、６……斜行
部材、１４……プラツトホーム、２２……コーナ
ー枢着具、３２……枢着部、５２……サドル部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の縦梁部材と、隣り合う前記縦梁部材
   間に連結される複数個の横梁部材とを具えるとと
   もに、前記縦梁部材と前記横梁部材は、かなりの
   長さの柱状格子体を形成する展開する方向と、短
   い長さの構造体を形成する第２の方向とへそれぞ
   れ移動自在に連結された展開可能な柱状格子体に
   おいて、前記横梁部材は張り部材と斜行部材とを
   有し、該斜行部材の対は前記縦梁部材上に位置す
   る一般には横方向に対向した点に交わつて連結
   し、これにより前記斜行部材の始端が連結する点
   における前記柱状格子体の垂直断面と終端が連結
   する点における前記柱状格子体の垂直断面との間
   の部分によつて柱状格子体の径間部分を画成する
   とともに、前記斜行部材の対は隣接する前記柱状
   格子体の径間部分がそれらの長さのかなりの部分
   が重なり合うように前記縦梁部材に連結されてい
   ることを特徴とする展開可能な柱状格子体。 ２ 前記横梁部材は、張り部材を有し、この張り
   部材は前記横方向に対向する点間に連結されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   展開可能な柱状格子体。 ３ １つの径間部分の横方向に対向する前記点
   は、隣り合う径間部分の横方向に対向する点間の
   ほぼ中間に位置していることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の展開可能な柱状格子体。 ４ 少なくとも３個の縦梁部材を有し、前記張り
   部材は前記柱状格子体が展開された形をとつたと
   きに前記縦梁部材にほぼ直角に装着されるように
   縦梁部材に連結されることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の展開可能な柱状格子体。 ５ 前記縦梁部材は一体のコイル状にすることの
   できる弾性部材であり、それらの各々は、伸ばさ
   れているときに、ほぼ真直ぐの形状をなすことを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の展開可能
   な柱状格子体。 ６ 前記縦梁部材は直列に枢着連結された複数個
   の剛性ロツドからなることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の展開可能な柱状格子体。 ７ 前記横梁部材はコーナ枢着具によつて前記縦
   梁部材に連結され、前記コーナ枢着具は前記縦梁
   部材に連結され横方向に突出した枢動部を有する
   剛性部材と、前記縦梁部材にほぼ平行な平面内に
   おいて回転するように前記枢着部に枢着された連
   結部からなり、この連結部は前記張り部材と斜行
   部材を前記縦梁部材に連結するための装着部を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の展開可能な柱状格子体。 ８ 前記連結部はキーホール状のスロツトを有
   し、各々の横梁部材は前記キーホール状のスロツ
   トに収納されるボール部をその端部に有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の展開可
   能な柱状格子体。 ９ ３つの離間した平行な縦梁部材と、隣り合う
   前記縦梁部材間を連結する複数個の横梁部材を具
   えるとともに、前記縦梁部材と前記横梁部材は、
   かなりの長さの柱状格子体を形成する展開する方
   向と、短い長さの構造体を形成するたたまれた第
   ２の方向とへ移動可能かつ相互連結されている展
   開可能な柱状格子体において、前記横梁部材は張
   り部材と斜行部材とを具えるとともに、該斜行部
   材の対は、前記縦梁部材上に位置する一般には横
   方向に対向した点に交わつて連結し、該斜行部材
   の始端が連結する点における前記柱状格子体の垂
   直断面と終端が連結する点における前記柱状格子
   体の垂直断面との間の部分によつて、前記柱状格
   子体の径間部分を画成し、該径間部分の横方向対
   向点は、２個の隣り合う径間部分の横方向対向点
   間のほぼ中間に位置し、前記横梁部材は前記柱状
   格子体が展開された形をとつたときに重なりあつ
   た径間部分部分を画成する前記斜行部材に接触す
   ることがないように位置する前記横方向に対向す
   る２点間に連結された張り部材を有し、この張り
   部材は前記柱状格子体が展開されたときに、前記
   縦梁部材にほぼ直角に配置され、また前記柱状格
   子体は、それが展開されたときほぼ正三角形の断
   面形状を有することを特徴とする展開可能な柱状
   格子体。 １０ 前記縦梁部材は一体でかつ弾性を有するコ
   イル状をなす自己展開指向部材であり、この部材
   はそれが伸ばされているときにはほぼ真直ぐな形
   状を有し、前記柱状格子体はその展開をコントロ
   ールするための部材を有していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項記載の展開可能な柱状格
   子体。