(57)【要約】【課題】  打ち上げロケットの収納空間の高さに制限されない大型の展開宇宙構造物を提供すること。【解決手段】  展開トラスを備えた展開宇宙構造物において、上記展開トラスは、少なくとも２本の梁材２ａを互いの中途部で回転可能に連結してなる複数の伸縮素子２を一列に並設し、隣接する伸縮素子２の梁材２ａの両端部同士をそれぞれヒンジ３によって回転可能に連結することで、上記伸縮素子２の並設方向に対して伸縮可能とした平面リンク機構を具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
展開トラスを備えた展開宇宙構造物において、
上記展開トラスは、
少なくとも２本の梁を互いの中途部で回転可能に連結してなる複数の伸縮素子を一列に並設し、隣り合う伸縮素子の梁の両端部同士をそれぞれ連結手段によって回転可能に連結することで、上記伸縮素子の並設方向に対して伸縮可能とした平面リンク機構を具備することを特徴とする展開宇宙構造物。
【請求項２】
上記展開トラスの周囲に索条体を配設するとともに、この索条体を上記各梁の端部に移動自在に接続し、上記索条体の長さを調整手段によって調整することで、上記展開トラスを上記伸縮素子の並設方向に伸縮させることを特徴とする請求項１記載の展開宇宙構造物。
【請求項３】
上記調整手段は、
モータと、
このモータにより回転して上記索条体を長手方向に進退させる回転体と、
によって構成されていることを特徴とする請求項２記載の展開宇宙構造物。
【請求項４】
上記連結手段により連結された上記梁の連結部間を上記展開トラスの軸心線側に向かって折れ曲がる折れ曲がり部材で連結したことを特徴とする請求項１記載の展開宇宙構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小さく折り畳んでロケットに収納し、宇宙空間で展開して使用することができる展開宇宙構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
宇宙空間にアンテナ反射鏡などの大型の構造物を構築する方法として、構造物を小さく折り畳んで打ち上げロケットに収納し、宇宙空間で再び展開するものが知られている。この方法では、構造物を構成する骨組構造として、収納時に折り畳みやすく、構築時に展開しやすい、展開トラスを用いることが多い。
【０００３】
図１２は従来の展開宇宙構造物に骨組構造として用いられていた展開トラスの構成を示す斜視図である。
【０００４】
図１２に示すように、この展開トラスは、６つの平面機構１００から構成されている。これら平面機構１００は、回転可能に連結された上部材１０１、下部材１０２、縦部材１０３、斜め部材１０４、及び中心部材１０５を有している。
【０００５】
各平面機構１００は、中心部材１０５を共有することで、その周囲に放射状に等配されており、上記中心部材１０５をその軸心線に沿って摺動させることで、収納、展開されるようになっている。
【０００６】
また、展開トラスとして、軸心線方向に伸縮可能な６つの平面リンク機構を放射状に配置した構成も知られている。この構成では、上記複数の平面リンク機構を伸縮駆動することで、展開トラスを収納、展開を行っている。
【０００７】
平面リンク機構の伸縮駆動には、展開トラスの周囲に配設された環状のケーブルを用いている。このケーブルは、各平面リンク機構の先端部に移動自在に接続されており、モータの回転によってケーブルの巻き取り量を調整することで、平面リンク機構を同期して伸縮させている。（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】第４２回宇宙化学技術連合講演会講演集（１９９８年１０月２８日）（２５５頁〜２６２頁、「大型メッシュアンテナのモジュール結合展開実験について」）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来構成の展開トラスでは、複雑な骨組み構造であるため、小さく折り畳むことができなかった。そのため、展開宇宙構造物の大型化は打ち上げロケットの収納空間のサイズによって制限されていた。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、打ち上げロケットの収納空間のサイズに制限されない大型の展開宇宙構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の展開宇宙構造物は次のように構成されている。
【００１１】
（１）展開トラスを備えた展開宇宙構造物において、上記展開トラスは、少なくとも２本の梁を互いの中途部で回転可能に連結してなる複数の伸縮素子を一列に並設し、隣り合う伸縮素子の梁の両端部同士をそれぞれ連結手段によって回転可能に連結することで、上記伸縮素子の並設方向に対して伸縮可能とした平面リンク機構を具備することを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）に記載された展開宇宙構造物であって、上記展開トラスの周囲に索条体を配設するとともに、この索条体を上記各梁の端部に移動自在に接続し、上記索条体の長さを調整手段によって調整することで、上記展開トラスを上記伸縮素子の並設方向に伸縮させることを特徴とする。
【００１３】
（３）（２）に記載された展開宇宙構造物であって、上記調整手段は、モータと、このモータにより回転して上記索条体を長手方向に進退させる回転体とによって構成されていることを特徴とする。
【００１４】
（３）（１）に記載された展開宇宙構造物であって、上記連結手段により連結された上記梁の連結部間を上記展開トラスの軸心線側に向かって折れ曲がる折れ曲がり部材で連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大型の展開宇宙構造物を収納空間の高さに制限されることなく、打ち上げロケットに収容することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１７】
まず、図１〜図４を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る第１の平面リンク機構の構成を示す概略図、図２は同実施の形態に係る第１の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図、図３は同実施の形態に係る第１の平面リンク機構を縮めた状態を示す概略図である。
【００１９】
図１に示すように、各第１の平面リンク機構１は、一列に並べられた複数の伸縮素子２によって構成されている。各伸縮素子２は同じ長さからなる２本の梁材２ａを有しており、これら梁材２ａは互いの中心部で回転可能に連結されている。隣接する伸縮素子２の梁材２ａの端部同士はヒンジ（図示せず）によって回転可能に連結されており、伸縮素子２の並設方向と直交する方向に対する長さａを変化させることで、図２や図３に示すように、第１の平面リンク機構１を上記並設方向に伸縮できるようになっている。
【００２０】
図４は同実施の形態に係る第１の平面リンク機構により構成された展開トラスの構成を示す斜視図である。
【００２１】
図４に示すように、上記構成の第１の平面リンク機構１を複数、本実施の形態では６つ組み合わせることで、展開アンテナ等の展開宇宙構造物を支持する展開トラスＴを構成することができる。これら第１の平面リンク機構１は、一端部が連結体１０に連結されることで、連結体１０を中心として放射状に等配されている。
【００２２】
この連結体２１は、対向して配置された２枚の円板２２を有しており、これら円板２２の間は連結部材２３によって連結されている。この連結部材２３は、その軸心線方向に対して伸縮可能に構成されており、駆動装置（図示せず）によって上記連結部材２３を伸縮させることで、２つの円板２２の間の距離を変化できるようになっている。
【００２３】
各第１の平面リンク機構１の一端部に配置された２本の梁材２ａの端部は、それぞれヒンジ３によって各円板２２の外周部に回転可能に連結されており、駆動装置によって円板２２間の距離を変えることにより、全ての第１の平面リンク機構１を同期して伸縮できるようになっている。
【００２４】
宇宙空間に展開アンテナなどのような展開宇宙構造物を構築する場合、図３に示すように、各第１の平面リンク機構１を縮めることで、展開宇宙構造物を小さく折り畳む。そして、この折り畳まれた展開宇宙構造物を打ち上げロケットにより宇宙空間に搬送した後、図２に示すように、各第１の平面リンク機構１を伸ばすことで、展開宇宙構造物を展開する。
【００２５】
上記構成の展開宇宙構造物によれば、展開トラスを構成する第１の平面リンク機構１を複数の伸縮素子２によって伸縮可能に構成している。
【００２６】
そのため、展開宇宙構造物の大きさに関わらず、収納時における展開トラスの高さ寸法を梁材２ａの長さ寸法と同程度にまで抑えることができるから、梁材２ａの長さ寸法を適当に設定することで、大型の展開宇宙構造物を収容空間の高さに制限されることなく、打ち上げロケットに収容することができる。
【００２７】
また、展開トラスを同じ構成の伸縮素子２によって構成しているため、簡単な構成で大型の展開宇宙構造物を構築することができる。
【００２８】
次に、図５〜図８を用いて本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図５は本発明の第２の実施の形態に係る第２の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図、図６は同実施の形態に係る第２の平面リンク機構を伸ばしている途中の状態、或いは縮めている途中の状態を示す概略図、図７は同実施の形態に係る第２の平面リンク機構を縮めた状態を示す概略図、図８は同実施の形態に係るモータとケーブルの構成を示す概略図である。
【００３０】
図５〜図８に示すように、本実施の形態に係る第２の平面リンク機構１１は、第１の実施の形態に係る平面リンク機構１の周囲にケーブル１２を掛架したものである。このケーブル１２は、各梁材２ａの端部に設けられたヒンジ３に移動自在に接続されており、モータ１３によってケーブル１２を巻き取り、送り出しすることで、平面リンク機構１１を伸縮できるようになっている。そのため、人手に頼ることなく、容易かつ迅速に宇宙空間で展開宇宙構造物を展開することができる。
【００３１】
次に、図９〜図１１を用いて本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図９は本発明の第３の実施の形態に係る第３の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図、図１０は同実施の形態に係る第３の平面リンク機構を伸ばしている途中、或いは縮めている途中の状態を示す概略図、図１１は同実施の形態に係る第３の平面リンク機構を縮めた途中の状態を示す概略図である。
【００３３】
図９〜図１１に示すように、本実施の形態に係る第３の平面リンク機構２１は、第１の実施の形態に係る伸縮素子２を構成する各梁材２ａの先端部間を折れ曲がり部材２２によって連結したものである。この折れ曲がり部材２２は、その中央部付近で内側に折れ曲がるように構成されており、その両端部は上記梁材２ａの先端部に設けられたヒンジ３に回転可能に接続されている。そのため、展開トラスを展開する際に、第３の平面リンク機構２１が所定の長さ以上に伸びるのを制限されるから、上述の距離ａが所定値より小さくなることで生じる、各第３の平面リンク機構２１の剛性の低下を防止することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る第１の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図。
【図２】同実施の形態に係る第１の平面リンク機構を伸ばしている途中の状態、或いは縮めている途中の状態を示す概略図。
【図３】同実施の形態に係る第１の平面リンク機構を縮めた状態を示す概略図。
【図４】同実施の形態に係る第１の平面リンク機構により構成された展開トラスの構成を示す斜視図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る第２の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図。
【図６】同実施の形態に係る第２の平面リンク機構を伸ばしている途中の状態、或いは縮めている途中の状態を示す概略図。
【図７】同実施の形態に係る第２の平面リンク機構を縮めた状態を示す概略図。
【図８】同実施の形態に係るモータとケーブルの構成を示す概略図。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る第３の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図。
【図１０】同実施の形態に係る第３の平面リンク機構を伸ばしている途中、或いは縮めている途中の状態を示す概略図。
【図１１】同実施の形態に係る第３の平面リンク機構を縮めた途中の状態を示す概略図。
【図１２】従来の展開宇宙構造物に骨組構造として用いられていた展開トラスの構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３６】
１…第１の平面リンク機構、２…伸縮素子、２ａ…梁材（梁）、３…ヒンジ（連結手段）、１１…第２の平面リンク機構、１２…ケーブル、１３…モータ（調整手段）、２１…第３の平面リンク機構、２２…折れ曲がり部材。
【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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