JP2002257295A

JP2002257295A - 高強度状態と低伝熱性状態とを選択的に取り得る機械的な支持機構及び連結支持構造

Info

Publication number: JP2002257295A
Application number: JP2002011230A
Authority: JP
Inventors: Martin Roth; マルティン・ロス; Franz Sperber; フランツ・スペルバー; Adalbert Wagner; アダルベルト・ワグナー
Original assignee: Astrium GmbH
Current assignee: Airbus DS GmbH
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2002-09-11
Also published as: DE10102330C1; EP1225127A1; US20020113177A1

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度状態と低伝熱性状態とを選択的に取り
得る機械的な支持機構及び連結支持構造を提供する。【解決手段】少なくとも１つの形状記憶合金製の部材
７を備えた機械的な支持機構１２であり、支持機構１２
の第１動作状態においては部材７が支持機構１２の強度
を高め、支持機構１２の第２動作状態においては部材７
が支持機構１２の伝熱性を低下させる。ロッド状構造体
４を囲繞するチューブ状構造体３はロッド状構造体４よ
り大きな機械的強度を有し、ロッド状構造体４はその第
１端部１４がチューブ状構造体３に固定連結されてい
る。更に、ロッド状構造体４にブラケット５が連結され
ており、チューブ状構造体３は、少なくとも１つの部材
７を介して、ロッド状構造体４の第２端部１３におい
て、ブラケット５及びロッド状構造体４に脱連結可能に
連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度状態と低伝
熱性状態とを選択的に取り得る機械的な支持機構並びに
かかる支持機構を備えた連結支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の支持機構としては、既に公知と
なっているものが幾つかある。例えば米国特許第３,８
１４,３６１号公報に記載されている支持機構は、互い
に摺動可能な複数の円筒部材で構成されており、それら
円筒部材は、複数の外筒部材と１個の内筒部材とを含ん
でいる。複数の外筒部材は、一列に配設されて第２支持
構造体を構成しており、また、高い機械的強度を提供し
ており、冷却することによってそれら外筒部材を互いに
分離させることができるようにしてある。一方、１個の
内筒部材は、機械的荷重を伝達する第１支持構造体を構
成している。第１支持構造体と第２支持構造体とは常に
連結された状態にあるが、複数の円筒部材の各々の接触
面積を小さくすることで低い熱伝導性が得られるように
している。第２支持構造体は、第１支持構造体に対して
摺動可能な状態で、この第１支持構造体に支持されてい
るが、この構成によって得られる機械的強度は十分では
なく、そのため例えば傾き等を生じてしまうおそれが払
拭されていない。

【０００３】また、ヨーロッパ特許第０５８４６９７号
公報にも、上述した種類の支持機構が記載されている。
その支持機構では、形状記憶合金製の部材を使用して、
大きな機械的強度を有する荷重伝達構造を分断できるよ
うにしている。即ち、形状記憶合金製のボルトの長さが
変化することによって、２つの状態を取り得るようにし
てあり、第１の状態では、開口部を含む構成の荷重伝達
構造が分断され、バネの働きによって荷重伝達経路の一
部がブラケットに代替されている。また第２の状態で
は、支持すべき対象物に常時連結したブラケットとして
機能している第２支持構造体である開閉式フレームが開
放され、それによって、この開閉式フレームがその一端
に係合している機械的強度の比較的小さな支柱状の形態
の第１支持構造体から、この開閉式フレームが分離して
いる。この支持機構では、第２支持構造体が、第１支持
構造体と同一平面上にあって第１支持構造体に近接して
延在しているため、上述の支持機構と同様に十分な機械
的強度が得られない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、２つの動作状態のうちの一方の動作状態では低伝熱
性が確保され、しかも、他方の動作状態ではより大きな
機械的強度が得られるようにした、機械的な支持機構を
提供することにある。また、この支持機構は、既存の支
持構造に容易に組込むことのできる支持機構でもある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本願の請求
項１に記載した構成要件によって達成されるものであ
る。

【０００６】即ち、本発明にかかる機械的な支持機構
は、少なくとも１つの形状記憶合金製の部材を備えてお
り、この支持機構の第１動作状態においては前記部材が
この支持機構の強度を高め、この支持機構の第２動作状
態においては前記部材がこの支持機構の伝熱性を低下さ
せるようにしたものである。また、ロッド状構造体がチ
ューブ状構造体によって囲繞されており、前記チューブ
状構造体は前記ロッド状構造体より大きな機械的強度を
有している。このように、先ず、前記チューブ状構造体
が前記ロッド状構造体を囲繞する構成とすることで、こ
の支持機構の安定性を高めている。更に、前記ロッド状
構造体はその第１端部が前記チューブ状構造体に固定連
結されている。そのため、前記ロッド状構造体と前記チ
ューブ状構造体との間の相対的変位が実質的に発生せ
ず、これによって、この支持機構の安定性が更に高めら
れると共に、この支持機構の可動質量が低減されてい
る。また更に、前記ロッド状構造体にブラケットが連結
されており、前記チューブ状構造体は、前記少なくとも
１つの部材を介して、前記ロッド状構造体の第２端部に
おいて、前記ブラケット及び前記ロッド状構造体に脱連
結可能に連結されている。これによって、前記ロッド状
構造体が更なる支持構造として機能し得ると共に、前記
チューブ状構造体と、前記ロッド状構造体及び前記ブラ
ケットとの間が、丁度前記支柱構造体の端部において、
脱連結可能に連結されるようにしてある。この連結を解
除するための構成は、最小限の空間しか占有せず、ま
た、この支持機構のその他の部分は、この支持機構の２
つの動作状態の間で、殆ど変化することはない。そし
て、前記チューブ状構造体を、前記ブラケット及び前記
ロッド状構造体の前記第２端部から分離させることで、
この支持機構の全体としての伝熱性を低下させることが
可能であり、また、そのための制御は前記少なくとも１
つの部材によって行われる。また、前記部材は、個々の
用途に応じて、その用途に適合した適当な形状に形成す
ればよい。

【０００７】本発明の１つの実施の形態として、前記チ
ューブ状構造体が、嵌合式の押圧係合部を介して前記ブ
ラケット及び前記ロッド状構造体に脱連結可能に連結さ
れている構成とすることができる。この構成とすれば、
脱連結可能な連結構造を、特に簡明な形態で実現するこ
とができる。更にこの場合には、特に、次のような構成
とするのがよく、その構成とは、前記ロッド状構造体の
前記第２端部に、前記チューブ状構造体の長手方向に変
位可能な少なくとも１つの押圧係合子が設けられてお
り、該押圧係合子は前記少なくとも１つの部材に連結さ
れており、該押圧係合子は、前記部材の形状記憶合金が
第１状態にあるときには前記押圧係合部と協働して押圧
係合状態を解除しており、前記部材の形状記憶合金が第
２状態にあるときには、前記押圧係合部と協働して嵌合
式のロック状態を確立することで押圧係合状態を発生さ
せているようにするというものである。この構成とすれ
ば、簡明な方式で、押圧係合状態の確立及び解除を前記
部材の状態によって制御することができる。

【０００８】前記押圧係合子は、例えば、皿形のキャッ
プ部材として形成するのがよい。この場合には、一般的
に、そのキャップ部材を、前記ロッド状構造体及び前記
ブラケットに対して固定連結できるようにしておく必要
がある。そのためには、例えば、前記ロッド状構造体が
１つまたは複数の伸長部を備えており、それら伸長部
が、前記キャップ部材の複数の開口部を貫通して延在
し、前記ブラケットに脱連結不能に連結されている構成
とすればよい。更に、前記押圧係合部が前記ブラケット
の少なくとも１つの可撓性伸長部によって形成されてお
り、該少なくとも１つの可撓性伸長部が、前記チューブ
状構造体に形成されている少なくとも１つの係合凹部に
嵌合して係合している構成としてもよい。尚、ここでい
う「可撓性」とは、前記押圧係合状態の確立及び解除が
嵌合式で行われ得るように、前記ブラケットの前記少な
くとも１つの伸長部が十分な可動性を備えているように
するという意味である。

【０００９】また、前記ロッド状構造体は、その少なく
とも一部が中空ロッドとして形成されていて、前記少な
くとも１つの部材を、少なくとも部分的に囲繞している
ものとするのがよい。この構成とすれば、簡明な方式
で、前記部材を、この支持機構の内部において、前記ロ
ッド状構造体によって安定した状態に保持することがで
きる。

【００１０】前記少なくとも１つの部材は、個々の用途
に適合した様々な形態の部材として形成することが考え
られ、要は、温度が上昇して所定のスレショルド温度を
超えたとき、または、温度が低下してそのスレショルド
温度を下回ったときに、前記部材の形状記憶合金が作動
し、それによって、前記チューブ状構造体に対する脱連
結可能な連結状態の確立及び解除が行われ得るようにし
ておけばよい。特に、前記部材は、温度が上昇して所定
のスレショルド温度を超えたとき、または、温度が低下
してそのスレショルド温度を下回ったときに、その長さ
が伸張することで、連結状態の確立または解除を行うよ
うな部材として形成するのがよい。

【００１１】以上に記載した、この支持機構の様々な構
成例や実施の形態は、個々の用途に応じて適宜用いられ
るものである。この支持機構は、高強度を提供する動作
状態と低伝熱性を提供する動作状態とを取り得るもので
あるため、次のような用途に広く利用することができ、
それは、ある構造体を支持する上で、その構造体の運用
状態の第１時期（例えば輸送時）には大きな機械的強度
を必要とし、第２時期（例えば冷却または加熱の実行
時）には高度の断熱性を必要とするような用途である。
またひいては、本発明は、互いに温度の異なる部材同士
を連結するための連結支持構造に用いるのに特に適した
ものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に図１〜図５を参照しつつ、
本発明の具体的な実施形態について説明して行く。

【００１３】図１の（ａ）〜（ｃ）に示した支持機構
は、例えば支柱部材１の枢着部や、その他の形状のブラ
ケット部材の取付凹部などに、容易に取付けることがで
きるように構成されており、それらに取付けるために
は、例えば、中空ロッドとして形成されているロッド状
構造体４の一端（第１端部）１４に連結片２を装備し
て、この連結片２を、そのような枢着部や取付凹部に連
結するようにすればよい。これによって、図示の支持機
構１２は、様々な用途に利用可能なものとなっている。
また、図１の（ａ）〜（ｃ）に示した具体的な実施の形
態では、チューブ状構造体３の外径寸法を、パイプとし
て形成されている支柱部材１の外径寸法と同一にして、
このチューブ状構造体３が、支柱部材１の延長部分を形
成するようにしてある。これによって、支持機構１２の
全体が、事実上、支柱部材１の単なる延長部分となって
いるため、支柱部材１に何ら干渉することなく支持機構
１２を装備することが可能となっている。このことは、
図５を参照すればより明瞭に理解することができる。

【００１４】従って、この支持機構１２の外形は、チュ
ーブ状構造体３によって形成されており、このチューブ
状構造体３は、ロッド状構造体４を囲繞している。チュ
ーブ状構造体３とロッド状構造体４とは同心的な関係に
ある。また、チューブ状構造体３とロッド状構造体４と
は、図示例のように、それらの間に断熱層である中間空
間１１を画成することで、それらを互いから隔てるよう
にしてもよく、そのような中間空間１１を設けることに
よって、この支持機構１２の構造安定性が更に高まると
いう効果も得られる。ただし、連結片２や、この支持機
構１２のその他の構造部分を、適当な形状に形成するこ
とにより、そのような断熱層を省略することも可能であ
る。ロッド状構造体４は、その第１端部１４が、連結片
２を介してチューブ状構造体３に固定連結されており、
また更に、それらチューブ状構造体３及びロッド状構造
体４は、それらに連なる支柱部材１に対しても固定連結
されている。図４は、以上に説明した支持機構の縦断面
を、斜視図で示したものである。

【００１５】以上に説明した支持構機作用は、図３に示
した第２端部１３の詳細図を参照することによって明瞭
に理解することができる。チューブ状構造体３は、ボル
トないしネジ付きロッドの形状に形成した形状記憶合金
製の部材７を囲繞しており、この部材７は、チューブ状
構造体３の中に配設され、適当な固定支持部材１５を介
してチューブ状構造体３に固定支持されている。また、
この形状記憶合金製の部材７は、温度が上昇して所定の
スレショルド温度Ｔｓ（例えばＴｓ＝０℃である）を超
えたときに、第１状態（マルテンサイト相）から第２状
態（オーステナイト相）への変態を発生することで、そ
の形状が変化するようにしたものであり、特に図示例で
は、その変態によって、その長さが変化するようにして
ある。基本的に、この形状記憶合金製の部材の形状は、
図示例の形状以外の、適宜の形状にすることも可能であ
り、また、この部材の個数は、図示例のように１つだけ
に限られず、適宜の個数を装備するようにしてもよい。
図示例では、部材７を、ロッド状構造体４及びチューブ
状構造体３の長手方向に収縮することのできる部材とし
てある。部材７には、図示例では皿形の部材として形成
したキャップ部材６が連結されており、部材７の長さが
収縮すると、このキャップ部材６が部材７の第２端部１
３側に連結されている皿状部材１７に押されることによ
り、チューブ状構造体３ないしロッド状構造体４の長手
方向に変位し、それによって、キャップ部材６は押圧係
合部８を作動させる。この押圧係合部８は、ロッド状構
造体４に固定連結されているブラケット５と、チューブ
状構造体３との間に設けられている。

【００１６】この押圧係合部８を作動させるために、キ
ャップ部材６は、外面が円錐形の突出部１８を備えてお
り、この突出部１８が、ブラケット５の複数の伸長部８
Ａと協働するようにしてある。ブラケット５の複数の伸
長部８Ａは、例えば、板バネとして形成したものとすれ
ばよい。それら板バネ８Ａは、キャップ部材６が第２端
部１３上で長手方向に変位する際に、そのキャップ部材
６によって、チューブ状構造体３に形成されている対応
する複数の係合凹部１６へ押付けられる。これにより、
第２端部１３において、チューブ状構造体３と、ブラケ
ット５及びそれに連結されたロッド状構造体４との間
に、嵌合式の係合状態が確立され、換言すれば、押圧係
合による連結状態が確立される。具体的には、突出部１
８の先端外側には長手方向に対して垂直に突出した係止
部１９が配設されている。ロックされた状態では、部材
７は収縮されるが、係止部１９は係合部１６に押圧され
る。これによりチューブ状構造体３及びロッド状構造体
４の堅固な係合が達成される。逆に、部材７が伸長する
と、円錐形の突出部１８から外されて、係止部１９は係
合凹部１６からスライドしてはずれて、両構造体３，４
は分離される。そして、これによって、ブラケット５か
らチューブ状構造体３並びにロッド状構造体４の夫々を
介して支柱部材１へ至る、荷重伝達経路が形成される。
この荷重伝達経路は大きな機械的強度を有するものであ
る。

【００１７】一方、温度が低下して上述したスレショル
ド温度Ｔｓを下回ったならば、形状記憶合金が逆方向の
変態を発生し、この場合、部材７は、その長さが伸張す
る。これによって、キャップ部材６が、第１端部１４か
ら離隔する方向へ変位するため、上述した押圧係合によ
る連結状態が解除され、その結果、チューブ状構造体３
が、ロッド状構造体４の第２端部１３から分離する。こ
れによって、荷重伝達経路は、ブラケット５からロッド
状構造体４を介して支柱部材１へ至る経路のみとなる。
従って、ブラケット５からチューブ状構造体３を介して
支柱部材１へ至る伝熱経路が遮断されるため、伝熱性を
大幅に低下させることができる。

【００１８】ロッド状構造体４とブラケット５との間の
固定連結構造は、様々な構造とすることができる。この
固定連結構造の一例を、図１及び図３に示し、また、図
２の断面図に更に明瞭に示した。これらの図に示した具
体例では、ロッド状構造体４に複数の伸長部１０を設け
ると共に、キャップ部材６に軸心方向に延在するスリッ
ト形状の複数の開口部９を設けてあり、ロッド状構造体
４の複数の伸長部１０は、キャップ部材６の複数の開口
部９の中を貫通して延在している。複数の伸長部１０
は、キャップ部材６に対しては連結しておらず、そのた
め、キャップ部材６は、それら伸長部１０に沿って、長
手方向に移動可能となっている。そして、複数の伸長部
１０を、ブラケット５に固定連結してあり、この連結
は、例えば、接着、ロウ付け、溶接、螺着、及びその他
の適宜の方法によればよい。

【００１９】本発明は、支柱部材１やブラケット部材な
どの構造部分に取付けられるこの支持機構１２の端部１
４側の温度と、ブラケット５側の温度とが、大きく異な
るような場合に、広く好適に利用し得るものである。従
って本発明は、例えば、低温装置、高温装置、低温タン
ク、それに推進装置などを、輸送時及び運転時に支持す
るためのブラケットとして用いる場合に、良好に機能す
るものである。更に具体的に述べるならば、例えば、宇
宙航行に関連した用途として、宇宙航行機の冷寒剤循環
装置を支持するために用いる場合に、その宇宙航行機の
打上時及び着陸時には、支持構造１２の脱連結可能な連
結部を連結確立状態とすることによって、支持機構１２
の一方の側で冷寒剤循環装置を支持するための大きな機
械的強度を提供することができ、それが可能であるの
は、大きな打上時荷重がチューブ状構造体３とロッド状
構造体４との両方を介して伝達されるからである。一
方、高々度宇宙空間で冷寒剤循環装置を運転するときに
は、上述の脱連結可能な連結部を連結解除状態にすれば
よく、それによって、冷寒剤循環装置を、本発明に係る
支持機構１２の他方の側の装置から、更に高度に断熱す
ることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、高強度状態と低伝熱性
状態とを選択的に取り得る機械的な支持機構を提供する
ことができる。また、この支持機構は、既存の支持構造
に容易に組込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明にかかる支持機構の
側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った支持機構の
縦断面図である。

【図２】図１の（ｂ）のＡ’−Ａ’線に沿った支持機構
の横断面図である。

【図３】支持機構の一方の端部の縦断面の部分拡大図で
ある。

【図４】支持機構に連なる支柱部材と共に示した支持機
構の断面斜視図である。

【図５】支柱部材と共に示した支持機構の側面斜視図で
ある。

【符号の説明】

３チューブ状構造体４ロッド状構造体５ブラケット６押圧係合子（キャップ部材）７形状記憶合金製の部材８押圧係合部８Ａ伸長部９開口部１０伸長部１２支持機構１３ロッド状構造体の第２端部１４ロッド状構造体の第１端部１６係合凹部１７皿状部材１８突出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フランツ・スペルバードイツ連邦共和国 83059 コルベルモール，シュヴァルツェンベルグシュトラーセ 29 (72)発明者アダルベルト・ワグナードイツ連邦共和国 83739 ラードツァル −ヴェルンスミュール，ヨゼフ−アーツル −ヴェック 11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの形状記憶合金製の部材
（７）を備えた機械的な支持機構（１２）であって、該
支持機構（１２）の第１動作状態においては前記部材
（７）が該支持機構（１２）の強度を高め、該支持機構
（１２）の第２動作状態においては前記部材（７）が該
支持機構（１２）の伝熱性を低下させるようにしてあ
り、ロッド状構造体（４）がチューブ状構造体（３）に
よって囲繞されており、前記チューブ状構造体（３）は
前記ロッド状構造体（４）より大きな機械的強度を有
し、前記ロッド状構造体（４）はその第１端部（１４）
が前記チューブ状構造体（３）に固定連結されており、
前記ロッド状構造体（４）にブラケット（５）が連結さ
れており、前記チューブ状構造体（３）は、前記少なく
とも１つの部材（７）を介して、前記ロッド状構造体
（４）の第２端部（１３）において、前記ブラケット
（５）及び前記ロッド状構造体（４）に脱連結可能に連
結されていることを特徴とする支持機構。
【請求項２】前記チューブ状構造体（３）が、嵌合式
の押圧係合部（８）を介して前記ブラケット（５）及び
前記ロッド状構造体（４）に脱連結可能に連結されてい
ることを特徴とする請求項１記載の支持機構。
【請求項３】前記ロッド状構造体（４）の前記第２端
部（１３）に、前記チューブ状構造体（３）の長手方向
に変位可能な少なくとも１つの押圧係合子（６）が設け
られており、該押圧係合子（６）は前記少なくとも１つ
の部材（７）に連結されており、該押圧係合子（６）
は、前記部材（７）の形状記憶合金が第１状態にあると
きには前記押圧係合部（８）と協働して押圧係合状態を
解除しており、前記部材（７）の形状記憶合金が第２状
態にあるときには、前記押圧係合部（８）と協働して嵌
合式のロック状態を確立することで押圧係合状態を発生
させていることを特徴とする請求項２記載の支持機構。
【請求項４】前記押圧係合子（６）が皿形のキャップ
部材として形成されており、前記ロッド状構造体（４）
が複数の伸長部(Fortsaetze)（１０）を備えており、そ
れら伸長部（１０）が、前記キャップ部材（６）の複数
の開口部（９）を貫通して延在し、前記ブラケット
（５）に脱連結不能に連結されていることを特徴とする
請求項３記載の支持機構。
【請求項５】前記押圧係合部（８）が前記ブラケット
（５）の少なくとも１つの可撓性伸長部(Flexiblen For
tsatz)（８Ａ）によって形成されており、該少なくとも
１つの可撓性伸長部（８Ａ）が、前記チューブ状構造体
（３）に形成されている少なくとも１つの係合凹部（１
６）に嵌合して係合していることを特徴とする請求項２
乃至４の何れか１項記載の支持機構。
【請求項６】前記ロッド状構造体（４）は、その少な
くとも一部が中空ロッドとして形成されていて、前記少
なくとも１つの部材（７）を、少なくとも部分的に囲繞
していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項
記載の支持機構。
【請求項７】互いに温度の異なる部材同士を連結する
ための連結支持構造であって、請求項１乃至６の何れか
１項記載の支持機構を備えたことを特徴とする連結支持
構造。