(57)【要約】【課題】所望の剛性を確保しながら、軽量化を図ったパネル構造物を提供する。【解決手段】パネル構造物１００は、複数のパネル１０が積層されたパネル積層体１２を第１方向に沿って複数並設した場合に隣接するパネル積層体の端部同士が屈曲可能に連結されて、蛇腹状に折り畳み可能なパネル連結体１３と、パネル連結体において第１方向に直交する第２方向の端部に設けられ、折り畳まれた状態のパネル連結体を第１方向へ展開する第１展開機構２０と、パネル連結体における第１方向の端部に設けられ、第１方向へ展開された状態のパネル連結体の各層を成すパネルを、第２方向へスライドして展開する第２展開機構３０と、を備え、第１展開機構および第２展開機構は更に、パネル連結体が第１方向および第２方向に展開されて成るアレイパネルの周縁部にて、アレイパネルの形状を維持する支持機構を成す。【選択図】図１
2018095064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパネルが積層されたパネル積層体を第１方向に沿って複数並設した場合に隣接する前記パネル積層体の端部同士が屈曲可能に連結されて、蛇腹状に折り畳み可能なパネル連結体と、
前記パネル連結体において前記第１方向に直交する第２方向の端部に設けられ、折り畳まれた状態の前記パネル連結体を前記第１方向へ展開する第１展開機構と、
前記パネル連結体における前記第１方向の端部に設けられ、前記第１方向へ展開された状態の前記パネル連結体の各層を成す前記パネルを、前記第２方向へスライドして展開する第２展開機構と、を備え、
前記第１展開機構および前記第２展開機構は更に、前記パネル連結体が前記第１方向および前記第２方向に展開されて成るアレイパネルの周縁部にて、前記アレイパネルの形状を維持する支持機構を成す、パネル構造物。
【請求項２】
前記第１展開機構は、前記第２方向における前記パネル積層体の端面を支持する第１板部と、前記第１板部から前記第２方向に突出して前記パネル積層体における前記パネルの表面および裏面を支持する複数の第２板部と、前記第１板部から前記第２方向に突出する複数の固定ピンと、をさらに備え、
前記パネル積層体の前記第２方向の端面には、前記固定ピンに対向する固定孔が設けられている、請求項１に記載のパネル構造物。
【請求項３】
前記パネル積層体は、前記第２展開機構に接続されている前記パネルである接続パネルと、前記第２展開機構に接続されておらず且つ前記パネルの積層方向において隣接する前記パネルの間に配置される中間パネルとにより構成されており、
前記第２方向において前記中間パネルの端に設けられるガイド機構と、
前記接続パネルの一端と前記パネルの積層方向において隣接する前記接続パネルの他端とを前記ガイド機構を介して連結するワイヤと、をさらに備えている、請求項１または２に記載のパネル構造物。
【請求項４】
請求項１または２に記載のパネル構造物を複数、備え、
前記第１展開機構が前記第１方向に並び、かつ、前記第２展開機構が前記第２方向に並ぶように、複数の前記パネル構造物同士が連結されている、パネル構造物の拡張体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル構造物およびその拡張体に関し、特に、宇宙空間においてコンフォーマルレーダなどのアレイアンテナに用いられるパネル構造物およびその拡張体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパネル構造物として、たとえば、特許文献１のパネル構造体が知られている。このパネル構造体は、相互間が折畳み展開自在に組み合わせて配設された６枚のアンテナパネルと、その背面に枠組形状に組み合わせて結合された骨組み部材と、を備えている。骨組み部材には、２枚分のアンテナパネルを底面とする略三角柱形状に折畳み展開自在な三角柱トラスが結合されており、この三角柱トラスを折畳み展開して、アンテナパネルの折畳み展開を実行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１２４０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、宇宙警戒監視レーダ衛星および次世代降水レーダ衛星などの宇宙用コンフォーマルレーダなどとして用いられる宇宙用パネル構造物は、一辺が数十ｍ〜数百ｍの大型サイズになり、多数のパネルにより構成されている。このパネルを重ねてパネル構造物をコンパクト化した状態でロケットフェアリングに搭載し、これを宇宙に運び、宇宙においてパネル構造物を展開している。このように展開されたパネルを平面状に保つためにはパネルを支持する展開機構等に剛性が必要であると共に、パネル構造物を宇宙へ運ぶためには軽量化が必須である。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のパネル構造体ではパネルを支持するためにパネル毎に骨組み部材が取り付けられているため、多数のパネルにより構成されている大型のパネル構造物では重量が嵩んでしまう。
【０００６】
よって、本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、所望の剛性を確保しながら、軽量化を図ったパネル構造物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様に係るパネル構造物は、複数のパネルが積層されたパネル積層体を第１方向に沿って複数並設した場合に隣接する前記パネル積層体の端部同士が屈曲可能に連結されて、蛇腹状に折り畳み可能なパネル連結体と、前記パネル連結体において前記第１方向に直交する第２方向の端部に設けられ、折り畳まれた状態の前記パネル連結体を前記第１方向へ展開する第１展開機構と、前記パネル連結体における前記第１方向の端部に設けられ、前記第１方向へ展開された状態の前記パネル連結体の各層を成す前記パネルを、前記第２方向へスライドして展開する第２展開機構と、を備え、前記第１展開機構および前記第２展開機構は更に、前記パネル連結体が前記第１方向および前記第２方向に展開されて成るアレイパネルの周縁部にて、前記アレイパネルの形状を維持する支持機構を成す。
【０００８】
この構成によれば、第１展開機構および第２展開機構がアレイパネルの周囲を取り囲むように配置されており、パネル毎に展開機構が設けられないため、パネル構造物の軽量化が図られる。また、第１展開機構および第２展開機構がアレイパネルの周縁部においてアレイパネルの形状を維持する支持機構を成すため、パネル構造物について所望の剛性を得ることができる。
【０００９】
このパネル構造物では、前記第１展開機構は、前記第２方向における前記パネル積層体の端面を支持する第１板部と、前記第１板部から前記第２方向に突出して前記パネル積層体における前記パネルの表面および裏面を支持する複数の第２板部と、前記第１板部から前記第２方向に突出する複数の固定ピンと、をさらに備え、前記パネル積層体の前記第２方向の端面には、前記固定ピンに対向する固定孔が設けられていてもよい。この構成によれば、第１展開機構によってパネル連結体を第１方向に展開する際、パネルは第１板部および第２板部に把持され、各パネルの固定孔に固定ピンが挿入されるため、パネル積層体の各パネルが第１展開機構に固定される。これにより、パネル積層体におけるパネルのズレを防止しながら、パネル積層体が連結されたパネル連結体を安定して展開することができる。
【００１０】
本発明の別の態様に係るパネル構造物の拡張体では、上記いずれかのパネル構造物を複数、備え、前記第１展開機構が前記第１方向に並び、かつ、前記第２展開機構が前記第２方向に並ぶように、複数の前記パネル構造物同士が連結されていてもよい。この構成によれば、複数のパネル構造物が連結された拡張構造であっても、第１展開機構および第２展開機構により各パネルの展開方法と同様に展開すればよいため、パネル構造物の拡張が容易である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上に説明した構成を有し、所望の剛性を確保しながら、軽量化を図ったパネル構造物を提供することができるという効果を奏する。
【００１２】
本発明の上記目的、他の目的、特徴および利点は、添付図面を参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る積層態様のパネル構造物を概略的に示す斜視図であり、図１Ｂは、展開態様のパネル構造物を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２Ａは、第１展開機構により展開している状態のパネル構造物を概略的に示す斜視図であり、図２Ｂは、パネル連結体の一部を概略的に示す図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、第１展開機構を示す図である。
【図４】図４は、第１展開機構により展開されたパネル構造体を概略的に示す斜視図である。
【図５】図５Ａは、パネル積層体の第１側端に設けられた凸部および凹部を示す斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａの凸部を凹部に嵌めた状態を示す斜視図である。
【図６】図６Ａは、凸部に設けられた結合ピンおよび凹部に設けられた結合孔を示す斜視図であり、図６Ｂは、第１方向に突出する結合ピンを結合孔に嵌めた状態を示す断面図であり、図６Ｃは、第２方向に突出する結合ピンを結合孔に嵌めた状態を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、第１ｂ横部材、パネル把持部および固定ピンを示す斜視図であり、図７Ｂは、第１ｂ横部材に対向するパネル積層体および固定孔を示す斜視図である。
【図８】図８Ａは、第１ｂ横部材およびパネル把持部をパネル積層体に取り付けた状態を示す断面図であり、図８Ｂは、第１ｂ横部材からパネル積層体を離した状態を示す断面図である。
【図９】図９は、第２展開機構によりパネル構造物を展開している状態を概略的に示す斜視図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、第２展開機構を示す図である。
【図１１】図１１Ａは、同期ワイヤおよびガイド機構により連結されたパネル積層体を第１端面側から視た図であり、図１１Ｂは、同期ワイヤおよびガイド機構によりパネル積層体のパネルをスライドさせて展開している状態を第１端面側から視た図であり、図１１Ｃは、平面状に展開されたパネルを第１端面側から視た図である。
【図１２】図１２は、本発明のその他の実施の形態に係るパネル構造物の拡張体を概略的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２のパネル構造物の拡張体を第１展開機構により展開している状態を概略的に示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３のパネル構造物の拡張体を第２展開機構により展開している状態を概略的に示す斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４のパネル構造物の拡張体を展開した状態を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、説明の便宜上、展開されたパネル構造物における複数のパネルの表面側を上側と称し、表面に対向する裏面側を下側と称する。ただし、パネル構造物の向きは任意であり、これによれば、必ずしもパネルに直交する方向に上下方向に限らない。
【００１５】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係るパネル構造物１００について、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明する。パネル構造物１００は、たとえば、１辺が数十〜数百メートルにも及ぶ地球観測および通信中継等の宇宙大型アレイアンテナに適用可能であって、複数（この実施の形態では、５０枚）のパネル１０、および展開機構２０、３０を備えている。
【００１６】
複数のパネル１０は積層および展開が可能なように予め連結されており、展開機構２０、３０は積層された複数のパネル１０を展開可能である。パネル構造物１００は、図１Ａに示すように複数のパネル１０が重ねられた積層態様と、この積層態様から展開機構２０、３０により展開されて、図１Ｂに示すように複数のパネル１０が平面状に並ぶ展開態様とを採る。
【００１７】
たとえば、地球上において、パネル１０の表面が隣接するパネル１０の裏面に重ねて、複数のパネル１０を積層し、コンパクトな直方体形状のパネル構造物１００を積層態様として、宇宙ロケットの収容スペースに収容する。そして、宇宙ロケットでパネル構造物１００を宇宙に運び、宇宙においてパネル構造物１００を展開機構２０、３０によって展開する。この展開態様のパネル構造物１００では、パネル１０の側端が隣接するパネル１０の側端に突き合わされて、並べられた複数のパネル１０により矩形の平板形状のアレイパネル１１が形成される。
【００１８】
パネル１０は、矩形状の薄い板状体であり、軽量で線膨張係数が小さい材料、たとえば、ＣＦＰＲなどのプラスチック、および、金属などにより形成されている。パネル１０は、単一のパネルユニットより構成されていてもよいし、複数のパネルユニットが並べられて連結された連結物により構成されていてもよい。パネル１０のサイズは、積層された状態で宇宙ロケットの収納スペースに収納可能なサイズであって、たとえば、長手方向に６ｍであり、それに直交する方向に３ｍに設定される。
【００１９】
展開機構２０、３０は、上下方向に対して直交する第１方向に複数のパネル１０を展開可能な第１展開機構２０と、上下方向および第１方向に対して直交する第２方向において複数のパネル１０を展開可能な第２展開機構３０とにより構成されている。２つの第１展開機構２０が第２方向におけるパネル連結体１３の両側端にそれぞれ設けられ、２つの第２展開機構３０が第１方向におけるパネル連結体１３の両側端にそれぞれ設けられており、これらは互いに接続されている。
【００２０】
次に、第１展開機構２０、および第１展開機構２０によりパネル１０を展開する第１次展開シーケンスについて、図２Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。図２Ａに示すように、第１次展開シーケンスは、図１Ａの積層態様のパネル構造物１００から、第１展開機構２０によりパネル１０を第１方向に展開する工程である。
【００２１】
この第１次展開シーケンスでは、図２Ｂに示すように、複数のパネル１０は、複数（この実施の形態では、５枚）のパネル１０が積層されたパネル積層体１２に組み合わされ、さらに、複数（この実施の形態では、１０枚）のパネル積層体１２が連結されたパネル連結体１３に組み合わされている。
【００２２】
パネル積層体１２は、パネル１０の表面が隣接するパネル１０の裏面に重ね合されるように、複数のパネル１０が積み重ねられている。パネル連結体１３は、第２方向においてパネル積層体１２の側端（第２側端）が隣接するパネル積層体１２の第２側端に突き合わされて、複数のパネル積層体１２が屈曲可能に第１方向に連結されている。積層態様のパネル構造物１００では、複数のパネル積層体１２は蛇腹状に折り畳まれている。
【００２３】
図３Ａに示すように、第１展開機構２０は、第１方向におけるパネル連結体１３の両方の側端（第１側端）に設けられる２本の第１接合縦部材２１と、２本の第１接合縦部材２１の間に配列されている複数（この実施の形態では、１１本）の第１支持縦部材２２ａ、２２ｂと、隣接する第１支持縦部材２２ａ、２２ｂの間に設けられる第１横部材２３ａ、２３ｂおよび第１斜部材２４とを有している。この第１支持縦部材は第１ａ支持縦部材２２ａおよび第１ｂ支持縦部材２２ｂにより構成されており、第１横部材は第１ａ横部材２３ａおよび第１ｂ横部材２３ｂにより構成されている。なお、第１ａ支持縦部材２２ａと第１ｂ支持縦部材２２ｂとを区別する必要がない場合、単に第１支持縦部材２２ａ、２２ｂと称し、第１ａ横部材２３ａおよび第１ｂ横部材２３ｂを区別する必要がない場合、単に第１横部材２３ａ、２３ｂと称することがある。
【００２４】
第１接合縦部材２１は、第２展開機構３０と接合する部分であって、上下方向に延びている。第１支持縦部材２２ａ、２２ｂは、上下方向に延び、第１横部材２３ａ、２３ｂとの角度、および第１斜部材２４との角度が可変にこれらに接続されている。第１支持縦部材２２ａ、２２ｂのうち、第１ａ支持縦部材２２ａは、複数（この実施の形態では、６本）設けられ、第１ｂ支持縦部材２２ｂは、複数（この実施の形態では、５本）設けられ、隣接する第１ａ支持縦部材２２ａの間に配置されている。
【００２５】
第１方向において複数の第１ａ支持縦部材２２ａのうちの端に設けられている第１ａ支持縦部材２２ａはその上下端が第１接合縦部材２１に固定されている。第１ｂ支持縦部材２２ｂは、その下端に第１アクチュエータ２６が設けられている。ただし、第１アクチュエータ２６の位置はこれに限定されない。
【００２６】
第１横部材２３ａ、２３ｂは、その長さがパネル１０の第１方向における長さと等しい。この第１横部材２３ａ、２３ｂのうち、第１ａ横部材２３ａは第１斜部材２４よりも上側に配置され、第１ｂ横部材２３ｂは第１斜部材２４よりも下側に配置されている。第１ａ横部材２３ａの一方端に第１ａリンク部２５ａが設けられ、この一方端が第１ａリンク部２５ａを介して第１ａ支持縦部材２２ａに沿って上下方向に移動可能に第１ａ支持縦部材２２ａに接続されている。第１ａ横部材２３ａの他方端は、第１ｂ支持縦部材２２ｂの上端に固定されている。
【００２７】
第１ｂ横部材２３ｂは、パネル１０の第２側端に沿って延び、後述するパネル把持部によってパネル１０に接続されている。この第１ｂ横部材２３ｂの一方端に第１ｂリンク部２５ｂが設けられ、一方端は第１ｂリンク部２５ｂを介して第１ｂ支持縦部材２２ｂに沿って上下方向に移動可能に第１ｂ支持縦部材２２ｂに接続されている。一方、第１ｂ横部材２３ｂの他方端は、第１ａ縦部材の下端に固定されている。また、第１斜部材２４は、その一方端が第１ａ支持縦部材２２ａの下端に固定され、他方端が第１ｂ支持縦部材２２ｂの上端に固定されている。
【００２８】
第１アクチュエータ２６は、第１ａリンク部２５ａに図示しないワイヤを介して接続されており、第１ａリンク部２５ａを第１ａ支持縦部材２２ａに沿って上下方向に移動させる。また、第１アクチュエータ２６は、第１ｂリンク部２５ｂに図示しないワイヤを介して接続されており、第１ｂリンク部２５ｂを第１ｂ支持縦部材２２ｂに沿って上下方向に移動させる。第１アクチュエータ２６には、たとえば、モータが用いられ、モータは第１ａリンク部２５ａおよび第１ｂリンク部２５ｂに接続されているワイヤ（図示せず）を巻き付けることにより、第１ａリンク部２５ａおよび第１ｂリンク部２５ｂを移動させる。この実施の形態では、５つの第１アクチュエータ２６が第１展開機構２０に設けられ、各第１アクチュエータ２６は近傍に設けられた２〜３つのリンク部を移動させる。ただし、第１アクチュエータ２６に負担させるリンク部の数を変更することにより、第１アクチュエータ２６の数はこれに限定されない。
【００２９】
このような第１展開機構２０によりパネル連結体１３を第１方向に展開する第１次展開シーケンスが行われる。具体的には、図３Ａの矢印に示すように、第１アクチュエータ２６により第１ａリンク部２５ａを上方に移動させ、第１ｂリンク部２５ｂを下方に移動させる。これにより、図３Ｂに示すように、第１ａ支持縦部材２２ａと第１ｂ横部材２３ｂとの間の角度、および、第１ｂ支持縦部材２２ｂと第１ａ横部材２３ａとの間の角度が拡がっていき、隣接する第１ａ支持縦部材２２ａの間隔が広げられ、折り畳まれていた第１展開機構２０が延びる。これに伴い、図４に示すように、第１ｂ横部材２３ｂに固定されたパネル連結体１３は折り畳まれた状態から第１方向に延びて、パネル積層体１２が平面状に並べられる。
【００３０】
このようにしてパネル構造物１００を展開すると、第１横部材２３ａ、２３ｂは第１支持縦部材２２ａ、２２ｂに対して直交方向であって第１方向の延び、第１支持縦部材２２ａ、２２ｂ、第１横部材２３ａ、２３ｂおよび第１斜部材２４が直角三角形状を成すトラス構造の第１展開機構２０が形成される。第１方向に平面状に広げられたパネル連結体１３の上に第１展開機構２０が配置される。
【００３１】
この際、図５Ａに示すように、パネル１０の第１側端から第１方向に突出する凸部１４が、この第１側端に対向する隣接するパネル１０の第１側端から第１方向に窪む凹部１５に嵌められる。ここで、パネル積層体１２の積層方向において対応するパネル１０同士の第１側端同士を突き合わせて、凸部１４と凹部１５とを嵌合する。たとえば、隣接するパネル積層体１２の最も上側に位置するパネル１０同士、および、最も下側に位置するパネル１０同士の凸部１４を凹部１５に嵌める。これにより、図５Ｂに示すように、第２方向における隣接するパネル１０同士のズレを防止された状態で、隣接するパネル積層体１２の表面が面一になって、パネル連結体１３の表面が平坦になる。
【００３２】
また、図６Ａに示すように、凸部１４の３つの側面にはそれぞれに結合孔１４ａが設けられており、凹部１５には結合孔１４ａに対向する位置に結合ピン１５ａが設けられている。この結合ピン１５ａは、凹部１５を形成するパネル１０の第１側端の端面（第１端面）に対して直交する方向（側方）に延びるパネル１０の孔部に配置されており、この孔部に設けられたバネ１５ｂによって側方に向けて付勢され、外部からの力で孔部内に後退可能となっている。
【００３３】
このため、第１方向にパネル連結体１３が展開された際には、図６Ｂに示すように第１方向に延びる結合ピン１５ａが結合孔１４ａに嵌り、図６Ｃに示すように第２方向に延びる結合ピン１５ａが結合孔１４ａに嵌る。これにより、凸部１４は３方向から凹部１５の結合ピン１５ａにより支持されて、パネル連結体１３において隣接するパネル１０同士が結合され、平面度と剛性を確保する。
【００３４】
さらに、第１方向にパネル連結体１３が展開された際、第１ｂリンク部２５ｂの被係止部（図示せず）が第１ｂ支持縦部材２２ｂの係止部（図示せず）に係止されて、第１ｂリンク部２５ｂが第１ｂ支持縦部材２２ｂの下端に固定される。これにより、展開されたパネル連結体１３の状態が維持される。
【００３５】
また、第１次展開シーケンス時にはパネル把持部によりパネル積層体１２が第１展開機構２０に固定されている。図７Ａに示すように、パネル把持部は、第１ｂ横部材２３ｂと共にパネル積層体１２におけるパネル１０の第２側端の端面（第２端面）を支持する支持板２７と、パネル１０を固定する複数（この実施の形態では、４つ）の固定ピン２８とを備えている。
【００３６】
第１ｂ横部材２３ｂは、パネル積層体１２の上下方向に亘ってパネル１０の第２端面に沿う第１板部であって、第１方向に延び、その内面がパネル１０の第２端面に当接する。支持板２７は、パネル１０の表面および裏面を支持する第２板部であって、複数（この実施の形態では、６枚）、第１ｂ横部材２３ｂに設けられている。支持板２７は、第１ｂ横部材２３ｂの内面から第２方向に突出し、第１方向に延びている。複数の支持板２７は、互いに平行に設けられ、上下方向にパネル１０の厚みの間隔を空けながら配置されている。
【００３７】
固定ピン２８は、第１ｂ横部材２３ｂの内面から第２方向に突出し、上下方向において隣接する支持板２７の間に配置されている。また、図７Ｂに示すように、パネル１０の第２端面において、パネル把持部の固定ピン２８に対向する位置に固定孔１２ａが設けられている。
【００３８】
図８Ａに示すように、２つの第１ｂ横部材２３ｂが第２方向において対向して配置されている。このうちの一方の第１ｂ横部材２３ｂには、最も上に位置している支持板２７と上から２枚目の支持板２７との間には固定ピン２８が設けられず、他方の第１ｂ横部材２３ｂにおいて、最も下に位置している支持板２７と下から２枚目の支持板２７との間には固定ピン２８が設けられていない。これに伴い、一方の第１ｂ横部材２３ｂに対向する最上層のパネル１０に固定孔１２ａが設けられておらず、他方の第１ｂ横部材２３ｂに対向する最下層のパネル１０に固定孔１２ａが設けられていない。このような、固定孔１２ａが設けられていないパネル１０はそれに対向する第１ｂ横部材２３ｂに結合されている。
【００３９】
第１次展開シーケンス時には、パネル１０は、第１ｂ横部材２３ｂおよび２つの支持板２７に囲まれたコ字状の窪みに嵌り、第２方向において２つの第１ｂ横部材２３ｂにより挟持され、かつ、固定孔１２ａに固定ピン２８が挿入される。これにより、パネル１０は上下方向、第１方向および第２方向においてパネル把持部により固定される。このため、パネル１０間のズレが防止されるため、パネル１０が積層されたパネル積層体１２の形状を維持した状態でパネル連結体１３を展開することができる。
【００４０】
次に、第２展開機構３０、および第２展開機構３０によりパネル１０を展開する第２次展開シーケンスについて、図９〜図１１を参照して説明する。図９に示すように、第２次展開シーケンスは、第１次展開シーケンスに続いて行われ、第１展開機構２０により展開されたパネル連結体１３においてパネル積層体１２に積層されたパネル１０を第２方向にスライドさせて展開する工程である。
【００４１】
図１０Ａに示すように、第２展開機構３０は、パネル連結体１３の両方の第２側端に設けられる２本の第２接合縦部材３１と、２本の第２接合縦部材３１の間に配列されている複数（この実施の形態では、１１本）の第２支持縦部材３２ａ、３２ｂと、隣接する第２支持縦部材３２ａ、３２ｂの間に設けられる第２横部材３３ａ、３３ｂおよび第２斜部材３４とを有している。この第２支持縦部材は第２ａ支持縦部材３２ａおよび第２ｂ支持縦部材３２ｂにより構成されており、第２横部材は第２ａ横部材３３ａおよび第２ｂ横部材３３ｂにより構成されている。なお、第２ａ支持縦部材３２ａと第２ｂ支持縦部材３２ｂとを区別する必要がない場合、単に第２支持縦部材３２ａ、３２ｂと称し、第２ａ横部材３３ａおよび第２ｂ横部材３３ｂを区別する必要がない場合、単に第２横部材３３ａ、３３ｂと称することがある。
【００４２】
第２接合縦部材３１は、第１展開機構２０の第１接合縦部材３２（図３Ａ）と接合する部分であって、上下方向に延びている。第２支持縦部材３２ａ、３２ｂは、上下方向に延び、第２横部材３３ａ、３３ｂとの角度、および第２斜部材３４との角度が可変にこれらに接続されている。
【００４３】
第２支持縦部材３２ａ、３２ｂのうち、第２ａ支持縦部材３２ａは複数（この実施の形態では、６本）設けられ、第２ｂ支持縦部材３２ｂは複数（この実施の形態では、５本）設けられている。第２方向において複数の第２ａ支持縦部材３２ａのうちの端に位置している第２ａ支持縦部材３２ａは、第２接合縦部材３１に固定されている。第２ｂ支持縦部材３２ｂは、隣接する第２ａ支持縦部材３２ａの間に配置され、その下端に第２アクチュエータ３６が設けられている。ただし、第２アクチュエータ３６の位置はこれに限定されない。
【００４４】
複数の第２ａ支持縦部材３２ａのうち、一方の端に位置する第２ａ支持縦部材３２ａは、その下端がパネル積層体１２において最上層（この実施の形態では、上から１枚目）に配置されたパネル１０（第１パネル１０ａ）の第１側端に固定されている。他方の端に位置する第２ａ支持縦部材３２ａは、その下端がパネル積層体１２において最下層（この実施の形態では、上から５枚目）に配置されたパネル１０（第５パネル１０ｅ）の第１側端に固定されている。また、複数の第２ｂ支持縦部材３２ｂのうち、真中に設けられた（この実施形態では、両第２側端から３本目の）第２ｂ支持縦部材３２ｂは、その下端がパネル積層体１２において真中（この実施の形態では、上から３枚目）に配置されたパネル１０（第３パネル１０ｃ）の第２方向の中心に固定されている。
【００４５】
第２横部材３３ａ、３３ｂは、その長さがパネル１０の第２方向における長さの半分と等しい。この第２横部材３３ａ、３３ｂのうち、第２ａ横部材３３ａの一方端に第２ａリンク部３５ａが設けられ、一方端は第２ａリンク部３５ａを介して第２ａ支持縦部材３２ａに沿って上下方向に移動可能に第２ａ支持縦部材３２ａに接続されている。第２ａ横部材３３ａの他方端に第２ｂリンク部３５ｂが設けられ、他方端は第２ｂリンク部３５ｂを介して第２ｂ支持縦部材３２ｂに沿って上下方向に移動可能に第２ｂ支持縦部材３２ｂに接続されている。
【００４６】
第２ｂ横部材３３ｂの一方端は、第２ａ縦部材の下端に固定されている。第２ｂ横部材３３ｂは、その一方端に第２ｃリンク部３５ｃが設けられており、この第２ｃリンク部３５ｃを介して第２ｂ支持縦部材３２ｂに沿って上下方向に移動可能に第２ｂ支持縦部材３２ｂに接続されている。
【００４７】
第２斜部材３４は、その一方端が第２ａ支持縦部材３２ａの下端に固定されている。第２斜部材３４の他方端は第２ｂリンク部３５ｂを介して第２ｂ支持縦部材３２ｂに沿って上下方向に移動可能に第２ｂ支持縦部材３２ｂに接続されている。
【００４８】
第２アクチュエータ３６は、第２ａリンク部３５ａに図示しないワイヤを介して接続されており、第２ａリンク部３５ａを第２ａ支持縦部材３２ａに沿って上下方向に移動させる。また、第２アクチュエータ３６は、第２ｂリンク部３５ｂおよび第２ｃリンク部３５ｃに図示しないワイヤを介して接続されており、第２ｂリンク部３５ｂおよび第２ｃリンク部３５ｃを第２ｂ支持縦部材３２ｂに沿って上下方向に移動させる。第２アクチュエータ３６には、たとえば、モータが用いられ、モータは第２ａリンク部３５ａ〜第２ｃリンク部３５ｃに接続されているワイヤ（図示せず）を巻き付けることにより、第２ａリンク部３５ａ〜第２ｃリンク部３５ｃを移動させる。この実施の形態では、５つの第２アクチュエータ３６が第２展開機構３０に設けられ、各第２アクチュエータ３６は近傍に設けられた３〜４つのリンク部を移動させる。ただし、第２アクチュエータ３６に負担させるリンク部の数を変更することにより、第２アクチュエータ３６の数はこれに限定されない。
【００４９】
このような第２展開機構３０によりパネル積層体１２を第２方向に展開する第２次展開シーケンスが行われる。具体的には、図１０Ａの矢印に示すように、第２アクチュエータ３６により第２ａリンク部３５ａを上方に移動させ、第２ｂリンク部３５ｂおよび第２ｃリンク部３５ｃを下方に移動させる。これにより、図１０Ｂに示すように、第２ａ支持縦部材３２ａと第２ｂ横部材３３ｂとの間の角度、および、第２ｂ支持縦部材３２ｂと第２ａ横部材３３ａとの間の角度が拡がっていき、隣接する第２ａ支持縦部材３２ａと第２ｂ支持縦部材３２ｂとの間隔が広げられ、折り畳まれていた第２展開機構３０が延びる。これに伴い、第２支持縦部材３２ａ、３２ｂに固定されたパネル１０は積層された状態から第２方向にスライドして、平面状に並べられる。
【００５０】
この際、第２アクチュエータ３６による駆動によって、第２ａ支持縦部材３２ａに固定される第１パネル１０ａおよび第５パネル１０ｅ、ならびに、第２ｂ支持縦部材３２ｂに固定される第３パネル１０ｃは第２方向にスライドする。しかしながら、これらの間に積層されているパネル１０（この実施の形態では、上から２枚目のパネル１０（第２パネル１０ｂ）および上から４枚目のパネル１０（第４パネル１０ｄ）は第２支持縦部材３２ａ、３２ｂに接続されていないためこの動きに応じてはスライドしない。
【００５１】
このため、図１１Ａに示す第１および第２同期ワイヤならびに第１および第２ガイド機構によって、第２パネル１０ｂおよび第４パネル１０ｄを第１パネル１０ａ、第３パネル１０ｃおよび第５パネル１０ｅを同期させてスライドさせる。なお、以下、説明の便宜上、第２方向において、第５パネル１０ｅに固定されている第２ａ支持縦部材３２ａよりも第１パネル１０ａに固定されている第２ａ支持縦部材３２ａ側を第２ａ側と称し、その反対側を第２ｂ側と称する。
【００５２】
具体的には、第１同期ワイヤ３７ａ、３７ｂおよび第２同期ワイヤ３８ａ、３８ｂのそれぞれは、一対の同期ワイヤにより構成されており、ワイヤの弛みを防止するバネ要素（図示せず）を備え伸縮する。第１ガイド機構１７ａ、１７ｂおよび第２ガイド機構１８ａ、１８ｂはプーリなどにより構成されており、その軸が第１方向に延びるように第２パネル１０ｂおよび第４パネル１０ｄの各第１端面に２つずつ設けられている。
【００５３】
一対の第１同期ワイヤ３７ａ、３７ｂのうち、破線で示されている一方の第１同期ワイヤ（第１ａ同期ワイヤ）３７ａは、第１パネル１０ａの裏面における第２ｂ側の第２側端と、第３パネル１０ｃの裏面における第２ａ側の第２側端とに接続されている。点線で示されている他方の第１同期ワイヤ（第１ｂ同期ワイヤ）３７ｂは、第１パネル１０ａの表面における第２ｂ側の第２側端と、第３パネル１０ｃの表面における第２ａ側の第２側端とに接続されている。第２パネル１０ｂの第２ａ側のガイド機構（第１ａガイド機構）１７ａは第１ａ同期ワイヤ３７ａに掛けられており、第２ｂ側のガイド機構（第１ｂガイド機構）１７ｂは第１ｂ同期ワイヤ３７ｂに掛けられている。
【００５４】
一対の第２同期ワイヤ３８ａ、３８ｂのうち、破線で示されている一方の第２同期ワイヤ（第２ａ同期ワイヤ）３８ａは、第３パネル１０ｃの裏面における第２ｂ側の第２側端と、第５パネル１０ｅの裏面における第２ａ側の第２側端とに接続されている。点線で示されている他方の第２同期ワイヤ（第２ｂ同期ワイヤ）３８ｂは、第３パネル１０ｃの表面における第２ｂ側の第２側端と、第５パネル１０ｅの表面における第２ａ側の第２側端とに接続されている。また、第２ａ側のガイド機構（第２ａガイド機構）１８ａは第２ａ同期ワイヤ３８ａに掛けられており、第２ｂ側のガイド機構（第２ｂガイド機構）１８ｂは第２ｂ同期ワイヤ３８ｂに掛けられている。
【００５５】
このような機構において、第２次展開シーケンス時、図１１Ｂに示すように、第２ａ支持縦部材３２ａおよび第２ｂ支持縦部材３２ｂが第２方向において移動すると、これに固定されている第１パネル１０ａ、第３パネル１０ｃおよび第５パネル１０ｅが第２方向にスライドする。これに伴い、第１ａ同期ワイヤ３７ａおよび第１ｂ同期ワイヤ３７ｂが第１ａガイド機構１７ａおよび第１ｂガイド機構１７ｂを押し、第２方向において第２パネル１０ｂが第１パネル１０ａと第３パネル１０ｃとの間に位置するようにスライドする。また、第２ａ同期ワイヤ３８ａおよび第２ｂ同期ワイヤ３８ｂが変形して第２ａガイド機構１８ａおよび第２ｂガイド機構１８ｂを押し、第２方向において第４パネル１０ｄが第３パネル１０ｃと第５パネル１０ｅとの間に位置するようにスライドする。
【００５６】
そして、第２パネル１０ｂが第１パネル１０ａと第３パネル１０ｃとの間に嵌ると、第１ａ同期ワイヤ３７ａおよび第１ｂ同期ワイヤ３７ｂは第２パネル１０ｂの表面および裏面が第１パネル１０ａおよび第３パネル１０ｃの表面および裏面と面一にそれぞれなるように作用し、これらが平面状に並べられる。また、第４パネル１０ｄが第３パネル１０ｃと第５パネル１０ｅとの間に嵌ると、第２ａ同期ワイヤ３８ａおよび第２ｂ同期ワイヤ３８ｂは第２パネル１０ｂの表面および裏面が第１パネル１０ａおよび第３パネル１０ｃの表面および裏面と面一にそれぞれなるように作用し、これらが平面状に並べられる。
【００５７】
このようにして、各パネル１０が第２方向にスライドする。この際、図８Ｂに示すように、第１パネル１０ａは、その一方第１側端が第１ｂ横部材２３ｂに固定されており、第１ｂ横部材２３ｂと共に移動する。第５パネル１０ｅは、その他方第１側端が第１ｂ横部材２３ｂに固定されており、第１ｂ横部材２３ｂと共に移動する。
【００５８】
また、第１ｂ横部材２３ｂに固定されていない各パネル１０の第１側端では、パネル１０の第２方向におけるスライドに伴い、第２方向に延びる固定ピン２８が固定孔１２ａから抜ける。これにより、各パネル１０は上下方向に移動できるようになるため、上記第１および第２同期ワイヤならびに第１および第２ガイド機構によって各パネル１０の上下方向の位置が合わせられる。
【００５９】
このようにしてパネル構造物１００を展開すると、図１Ｂに示すように、第２横部材３３ａ、３３ｂは第２支持縦部材３２ａ、３２ｂに対して直交方向であって第２方向の延び、第２支持縦部材３２ａ、３２ｂ、第２横部材３３ａ、３３ｂおよび第２斜部材３４が直角三角形状を成すトラス構造の第２展開機構３０が形成される。このようなトラス構造の第１展開機構２０および第２展開機構３０は、第１方向および第２方向に平面状に広げられたアレイパネル１１の周縁部においてアレイパネル１１の形状を維持する支持機構として機能する。
【００６０】
上記構成によれば、折り畳まれたパネル連結体１３を第１展開機構２０により第１方向に展開し、パネル連結体１３のパネル積層体１２において積層されたパネル１０を第２展開機構３０により第２方向にスライドしている。これにより、積層態様では全てのパネル１０を直方体形状に積層してパネル構造物１００をコンパクト化することができると共に、第１展開機構２０を用いた第１次展開シーケンスおよび第２展開機構３０を用いた第２次展開シーケンスによる一連の工程によって、パネル１０を第１方向および第２方向において平面状に広げたアレイパネル１１を形成することができる。
【００６１】
また、広げられたアレイパネル１１の周囲に第１展開機構２０および第２展開機構３０が設けられる。このように、パネル１０毎に展開機構２０、３０が配置されていないため、パネル構造物１００の軽量化が図られる。また、トラス構造の展開機構２０、３０がアレイパネル１１をその周囲から支持することにより、パネル構造物１００の剛性を向上させることができる。
【００６２】
さらに、パネル１０の第２端面に沿う第１ｂ横部材２３ｂにパネル把持部を設けている。これにより、第１次展開シーケンス時にパネル積層体１２において積層されるパネル１０のズレが防止され、よりスムーズにパネル１０の展開および結合を行うことができる。
【００６３】
また、第２方向における第２支持縦部材３２ａ、３２ｂの移動に伴って移動する第１パネル１０ａ、第３パネル１０ｃおよび第５パネル１０ｅの間に配置される第２パネル１０ｂおよび第４パネル１０ｄを同期ワイヤおよびガイド機構によって移動させている。これにより、第１パネル１０ａ〜第５パネル１０ｅが第２方向において配列されると共に、これらの上下方向の位置が合わせられ、これらを面一に配置することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るパネル構造物の拡張体２００は、図１２に示すように、実施の形態１に係るパネル構造物１００を、複数（この実施の形態では、４つ）、連結して形成されたものである。この拡張体２００では、積層態様において複数のパネル構造物１００が連結される。この際、第１展開機構２０が直線状に第１方向に並び、第２展開機構３０が直線状に第２方向に並ぶように、複数のパネル構造物１００を並べる。そして、隣接するパネル構造物１００の第１接合縦部材２１同士、および、第２接合縦部材３１同士を接合して、複数（この実施の形態では、４つ）のパネル構造物１００同士を連結する。
【００６５】
図１３に示すように、第１次展開シーケンスにより第１展開機構２０によって各パネル構造物１００のパネル連結体１３を第１方向に展開する。それから、図１４に示すように、第２次展開シーケンスにより第２展開機構３０によって各パネル構造物１００のパネル積層体１２を第２方向に展開する。これによって、図１５に示すように、第１方向および第２方向において複数のパネル１０が平面状に拡がるアレイパネル１１が形成され、各アレイパネル１１の周囲に展開機構２０、３０が設けられる。このように、パネル構造物の拡張体２００の展開方法は、各パネル構造物１００を展開する方法と同様であるため、パネル構造物１００を容易に拡張することができる。
【００６６】
なお、上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のパネル構造物およびその拡張体は、所望の剛性を確保しながら、軽量化を図ったパネル構造物およびその拡張体等として有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１０      ：パネル
１２      ：パネル積層体
１２ａ    ：固定ピン
１３      ：パネル連結体
２０      ：第１展開機構
３０      ：第２展開機構
２３ｂ    ：第１ｂ横部材（第１板部）
２７      ：支持板（第２板部）
２８      ：固定ピン
１００    ：パネル構造物
２００    ：パネル構造物の連結体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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