JP2002520526A - トラス構造 - Google Patents
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Abstract
Description
出願である、1997年1月13日出願の出願第08/782329号の一部継
続出願である。
いくつかの電力線を支持するアームを有する。厳しい環境条件に連続的にさらさ
れると木材柱は腐敗し腐朽する。腐敗を防ぐために、木材はときどきタールなど
の炭素ベース材料を用いて処理される。たいていの従来の木材処理材料は環境に
有害であることが分かっている。さらに、大量の電流が地面に流出し、それによ
り電力系統のエネルギー効率が低下することが分かっている。
一般に柱を保守し修理する用役人員にとって安全でない環境をつくり出す。さら
に、金属柱も木材柱も比較的重く、一般に柱を持ち上げ設置するためにクレーン
が必要となる。
イバ・ガラスなどの複合材料から構成された中空多用途柱が開示されている。M
cCombsの柱は六角形の主柱内に位置する六角形のライナを有する。外側主
柱は柱にアーム・アタッチメントを取り付けることを可能にする複数のあり溝を
有する。この溝はさらに人が柱に登ることを可能にする。あり溝は主柱の細い首
部分に隣接して位置するいくつかの丸いフィンガをつくり出す。
ィンガ部分に一様に流れ込まないことが分かっている。樹脂流れおよびガラス・
ファイバ分布が一様でないと、柱の構造的完全性が低下する。丸いフィンガ部分
も、長さ40フィート(1219.2センチメートル)になる多用途柱に太さお
よび重量を追加する。
比較的小さい剛性はより厚い壁によって補償しなければならない。壁の厚さを増
すと、柱の重量が増える。複合材料から効率的に構成することができる比較的強
い、軽量の多用途柱を提供することが望ましいであろう。
。発電機は羽根が風の力によって回転したときに電気を発生する。発電機は一般
に、羽根に対してすき間を与えるために鋼トラス構造によって持ち上げられる。
トラス構造は比較的重い発電機を支持するために十分強くなければならない。ト
ラスおよび発電機が風の力を受けると、構造への負荷が増大する。トラス構造は
一般に、トラスに取り付けられかつ地面につながれた複数のガイド・ワイヤによ
って安定させられる。
ばならない。トラス構造は発電機を地面に引き下げることを可能にするヒンジを
有することができる。発電機は一般にガイド・ワイヤのうちの1つを引くことに
よって引き下げられる。重いトラス構造を地面に引くと、その仕事を行う人員に
対する安全問題が生じる。風車発電機などのアセンブリを十分に支持することが
できる軽量のトラス構造を提供することが望ましいであろう。
途柱および他の使用である。
当業者により容易に明らかになろう。
センブリ10が示されている。柱アセンブリ10の構成要素はガラス強化樹脂な
どの複合材料から構成されている。複合材料の外面は一般に、動物が柱に登らな
いように滑らかである。さらに、複合材料はバクテリアを運んだり、あるいは柱
を保守し修理する用役人員に有害な銀をつくり出すことはない。複合材料はまた
、地面に流出する電流の量を大幅に減らし、それにより電力系統のエネルギー効
率を高める誘電体である。複合柱アセンブリは一般に、腐食環境条件に対して免
疫性があり、雷にうたれにくい。複合材料は太陽エネルギーに対する保護を与え
る紫外線添加剤を含有する布でくるむことができる。
ブ14は地面に埋め込まれたベース16を有するか、あるいは柱12を固定する
ためにベースにボルト止めされる。別法として柱12をボルト止めすることがで
きる。スリーブ14は、柱12をスリーブ14の中または上に滑り込ませること
ができるように、柱12の形状と同じ輪郭を有する内側キャビティを有すること
が好ましい。アセンブリ10は一般に、電線20を支持するアーム18を含んで
いる。アセンブリ10はまた上部22を有することができる。上部22は、鳥が
柱に止まるのを防ぐために円錐形にすることができる。上部22はまた、柱12
に挿入された内側リップ26を有することができる。
る第1の三角形複合部材26を有する。内側チャネル28は、対応する頂点36
、38および40において交差する3つの壁30、32および34によって形成
される。内側チャネル28内には第2の三角形複合部材42がある。第2の部材
42はまた、3つの対応する頂点52〜56において交差する3つの壁46〜5
0によって形成される内側チャネル44を有する。第2の部材42の頂点52〜
56は、壁46〜50が内側チャネル28上に延びるように第1の部材26の壁
30〜34と交差する。好ましい実施形態では、頂点52〜56は壁30〜34
の中点と交差する。壁30〜34は、第2の部材42を内側チャネル28内に着
座させるカップ58を有することができる。
また比較的剛性の複合多用途柱を与える。柱の剛性は、クロスサポートなしで柱
よりも薄い壁で複合部材を構成することを可能にする。より薄い壁は比較的軽量
の柱をつくり出す。柱の剛性は、第3および第4の三角形複合部材60および6
2を第2の複合部材42内に入れ子にすることによって高めることができる。複
合部材の内側空間は、柱の構造的完全性をさらに高める発泡体64で充填するこ
とができる。アセンブリの構成要素は、硬化フィルム化、接着剤、または柱の様
々な部分を一緒に取り付ける他の手段によって一緒に結合することができる。
26”はそれぞれ凹形壁および凸形壁を有する。凹/凸壁はウインド・シャーを
受けにくい、より空気力学的な柱を与える。図3cに別の代替実施形態を示し、
第2の部材42’は六角形の断面を有する。図3dに、一対の長方形部材26a
および42aを含有するさらに別の代替実施形態を示す。
ブリ70を示す。アセンブリは2つの交差したビーム74および76を有するア
タッチメント部材72を含んでいる。アタッチメント部材72はファスナ78に
よって柱壁の1つに取り付けられる。アタッチメント部材72は、柱の壁に隣接
しかつビーム74および76が柱12に対して回転するのを防ぐいくつかの脚部
80を有する。ビーム74および76に固定された一対のクランプ82によって
アーム18がアタッチメント部材72に固定される。アタッチメント部材72、
アーム18およびクランプ82はすべて複合材料から構成することができる。図
4bに、柱12に結び付けられ、ある角度で柱12から延びるアーム18を支持
するアーム取付けブラケット83を示す。
線を支持する一対のアーム86を有する代替柱アセンブリを示す。
ミング・デバイス90およびフット・クライミング・デバイス92を示す。登る
人は一般に、各手および足ごとにそれぞれ別々のハンド・デバイス90およびフ
ット・デバイス92を利用する。各デバイスは底部96から延びる一対の脚部9
4を有する。デバイスの寸法および剛性は、脚部94が通常柱12を固定し、登
る人の位置を維持するようなものである。ハンド・デバイス90を解放し動かす
ために、登る人はハンドル98を装着して、隣接する脚部94を柱壁から離して
動かすことができる。同様に、隣接する脚部を柱から離して動かしかつデバイス
を柱壁から解放するフット・プラットフォーム100を装着することによって、
フット・デバイス92を柱に対して動かすことができる。デバイス90および9
2は、ハンド/プラットフォームが用役人員によって解放されたときに跳ね返り
かつ柱12をクランプするために十分な弾力性を有する。登る人は、デバイス9
0および92を連続的に引き、動かし、解放することによって柱をよじ登ること
ができる。
料の第2のストリング112にほぼ平行な強化材料の第1のストリング110を
有することができる。その場合、複数の三角形をつくり出すパターンに強化材料
の第3のストリング114が2つのストリングの間に織られるかまたは縫われる
。第3のストリング114は第1のストリング110および第2のストリング1
12に対して構造的支持を与える。樹脂含有強化ストリングは一般にファイバガ
ラスまたは他の従来の複合強化材料である。強化材料には一般に樹脂が含浸され
る。複合物は一般に柱構成要素の形状中に押し出されるかまたは引き抜かれる。
を長さ120フィート(36.576メートル)またはそれ以上になるように構
成し、それにより単一の高圧用役ユニットを得ることができる。柱121は、降
順の断面積をもつ3つの段付きセクション120、122および124に構成さ
れる。追加の段を追加することができる。柱に段を付けると、柱の構造的完全性
を損なうことなく重量が減る。
柱12の代替実施形態を示す。光ファイバ・ケーブルは一般に柱の長さに沿って
延びる。
好ましい方法を示す。最初にファイバガラスなどの織りファイバおよび/または
編みファイバからソック200を構成する。次いでソック200中に内側モール
ド202を置く。ソック200の各端部は、KEVLARから構成することが好
ましいロープ204を有する。ソック200を膨張させかつファイバに張力をか
けるためにロープ204を引く。
通し、引き抜き機械によって外側ダイ208を通して引く。樹脂をその最終形態
にするために、内側モールド202と外側モールド208を加熱することが好ま
しい。引き抜きプロセス/注入システム18により、張力がかかった織りソック
200中に樹脂210を含浸させる。張力がかかった樹脂含浸ソックは硬くなっ
て引き抜き部材212をつくり出す。ソック200に事前に張力をかけることに
より部材212の剛性が高められる。その後、引き抜き部材212を個々の柱部
片に切断し、次いでそれらを組み立てて多用途柱をつくる。
す。構造300は、複数の結合器304によって一緒に結合された3つの別々の
複合ビーム302を含むことができる。各複合ビーム302はビーム302の縦
軸に沿って湾曲部を有することができる。結合器304は、複合ビーム302を
接続するほかに、ビーム302間に負荷を分配することができる。
するすき間穴306を含むことができる。ビームは穴306の内面に塗布される
接着剤308によって結合器304に取り付けることができる。一実施形態では
、結合器304は複合材料で構成される。
できる。発電機310はビーム302に取り付けられるプラットフォーム312
によって支持されている。発電機310は風の力によって回転する複数の羽根3
14を有する。羽根314の回転により、当技術分野において周知のように電気
を生成する発電機(図示せず)を駆動することができる。トラス構造300は一
般に地面316の上方100フィート(3048センチメートル)またはそれ以
上のところに発電機100を支持することができる。
てつながれている。作業者がワイヤ318をほどいて発電機310を地面316
に引き下げることができるようにするヒンジ320によって、ビーム302のう
ちの2つを地面316に取り付けることができる。残りのビーム302はピン(
図示せず)によって接続され、そのピンを取り外すことによって2つの他のビー
ム302が回転できるようになっている。
、一対のプル・ストリング324および326を有する織りソック322を用意
する。モールド328の上にソック322を置く。織りソック322の一方の側
面に張力がかかり、かつソック322の他方の側面に圧縮力がかかるように、プ
ル・ストリングを反対の方向に引く。中心を外れた引く力が織りソック322に
加わることにより、得られたビーム・ストックに湾曲部がつくり出される。スト
ックを周期的に切断して、個々のビーム302をつくり出す。この状態でソック
322は樹脂バス(図示せず)と引き抜きモールド(図示せず)を通して引かれ
る。
つビーム350の第2の側面358内に第2の材料356を有する複合ビーム3
50の代替実施形態を示す。第1の材料352は第2の材料356の熱膨張係数
とは異なる熱膨張係数を有するようにする。例として、第1の材料352をガラ
ス・マットにし、第2の材料356を炭素マットにすることができる。
に挿入する。第1の材料352および第2の材料356がバスおよび引き抜きモ
ールドを通して引かれる間に膨張するように、樹脂バスを加熱する。次いで、樹
脂埋込みソック322を環境温度まで冷却させる。第1の材料352および第2
の材料356は膨張し、異なる速度で収縮し、その結果得られた冷却されたビー
ムは湾曲部を有することになる。
外面402と円形の内側チャネル404とを有することができる。例として、外
面402は八角形状を有することができる。円形形状の内側チャネル404を設
けることにより、従来技術の円形でない内側チャネルに見られる応力集中がなく
なる。外面を多角形とすることにより、ビーム400の構造的完全性が著しく低
下することなく柱ビーム400の重量および材料コストが最小限に抑えられる。
て配置されたいくつかのロービング406を含むことができる。ロービング40
6は0゜の配向で配置された撚りをかけないファイバのバンドルを含むことがで
きる。布408はそれぞれ、織られたまたは編まれたファイバガラスなどの複数
のファイバを含有することができる。織りまたはニットは二次元または三次元に
することができる。
用いてまたは用いずにシートに形成される層にされた連続的なまたは切断された
ロービングで構成することができる。ビーム400はさらに外側ベール412を
有することができる。外側ベール412はポリエステル、レーヨン、ナイロン、
炭素または他のファイバ構造を含む不織マットにすることができる。ロービング
406、布408、マット410およびベール412は、樹脂414が埋め込ま
れるように樹脂バスおよび引き抜きモールド中を引くことができるソックに折る
ことができる。外側ベール412は引き抜きプロセス中に外側ロービング406
を捕らえている。外側べール412はまた紫外周波数を有するエネルギーに対す
る保護を与える。ビーム400は紫外光からの保護を与える外側層416で被覆
することができる。
ビーム422と第2の複合ビーム424とを有する。各ビーム422および42
4は図17に示される多角形の外面と円形の内側チャネルとを備えていてもよい
。第2のビーム424は地面に取り付けられるベース構造とすることもきる。柱
420の上端における重量を減らすために、第1のビーム422は第2のビーム
424よりも小さいことが好ましい。より大きい第2のビーム424は柱420
を支持するための追加の強度を与える。ビーム422とビーム424を接合プラ
グ426によって接続することができる。
0に取り付けられる複数の接合ビーム428を含むことができる。リング430
はビーム428の端部を受容するスロット432を有することができる。ビーム
428およびリング430は第1のビーム422の外面に結合することができる
。その場合、プラグ426を第2のビーム424の内側チャネル中に挿入し、ビ
ーム424に結合することができる。
ような実施形態は広い本発明を説明するためのものにすぎず、本発明を限定する
ものではないこと、および当業者なら様々な他の変更形態を思い付くことができ
るので、本発明は図示し説明した特定の構造および配置に限定されないことを当
業者なら理解できよう。
ング・デバイスを示す透視図である。
。
Claims (28)
- 【請求項1】 多角形の外面と円形の内側チャネルとを有する複合ビームを
具備する柱。 - 【請求項2】 前記外面が八角形状を有する請求項1に記載の柱。
- 【請求項3】 前記ビームが、織布材料中に埋め込まれた樹脂を含んでいる
請求項1に記載の柱。 - 【請求項4】 前記ビームがマットを含んでいる請求項3に記載の柱。
- 【請求項5】 前記ビームがストランドのロービングを含んでいる請求項4
に記載の柱。 - 【請求項6】 前記複合ビームに取り付けられた接合プラグをさらに具備す
る請求項1に記載の柱。 - 【請求項7】 前記接合プラグが、リテーナ・リングに取り付けられた複数
のプラグ・ビームを含んでいる請求項6に記載の柱。 - 【請求項8】 多角形の外面と円形の内側チャネルとを有する第1の複合ビ
ームと、 前記第1の複合ビームに取り付けられた接合プラグと、 前記接合プラグに取り付けられ、多角形の外面と円形の内側チャネルとを有す
る第2の複合ビームとを具備する柱アセンブリ。 - 【請求項9】 前記外面が八角形状を有する請求項8に記載の柱アセンブリ
。 - 【請求項10】 前記ビームが、織布材料中に埋め込まれた樹脂を含んでい
る請求項9に記載の柱アセンブリ。 - 【請求項11】 前記ビームがマットを含んでいる請求項10に記載の柱ア
センブリ。 - 【請求項12】 前記ビームがストランドのロービングを含んでいる請求項
11に記載の柱アセンブリ。 - 【請求項13】 前記接合プラグが、リテーナ・リングに取り付けられた複
数のプラグ・ビームを含んでいる請求項8に記載の柱アセンブリ。 - 【請求項14】 それぞれ各ビームの縦軸に沿って湾曲部を有する複数の複
合ビームと、 前記ビームを一緒に結合する結合器とを具備する負荷担持トラス構造。 - 【請求項15】 各複合ビームがヒンジを有する請求項14に記載の構造。
- 【請求項16】 前記複合ビームに取り付けられた複数のガイド・ワイヤを
さらに具備する請求項14に記載の構造。 - 【請求項17】 前記結合器が前記複合ビームに結合されている請求項14
に記載の構造。 - 【請求項18】 前記強化エレメントが織りメッシュを含んでいる請求項1
4に記載の構造。 - 【請求項19】 各前記複合ビームの前記一方の側面に張力がかかっており
、前記複合ビームの別の側面に圧縮力がかかっている請求項14に記載の構造。 - 【請求項20】 それぞれ各ビームの縦軸に沿って湾曲部を有する複数の複
合ビームと、 前記ビームを一緒に結合する結合器と、 前記ビームによって支持される風車発電機とを具備する風車発電機構造。 - 【請求項21】 各複合ビームがヒンジを有する請求項20に記載の構造。
- 【請求項22】 前記複合ビームに取り付けられた複数のガイド・ワイヤを
さらに具備する請求項20に記載の構造。 - 【請求項23】 前記結合器が複合材料から構成される請求項20に記載の
構造。 - 【請求項24】 前記結合器が前記複合ビームに結合されている請求項20
に記載の構造。 - 【請求項25】 各前記複合ビームの前記一方の側面に張力がかかっており
、前記複合ビームの別の側面に圧縮力がかかっている請求項20に記載の構造。 - 【請求項26】 複合ビームを構成するための方法であって、 a)第1の側面と第2の側面とを有する織りソックを形成するステップと、 b)複合ビームをつくり出すために、樹脂バスとモールドの中に織りソックを
引くステップとを具備しており、 複合ビーム中に湾曲部をつくり出すために、前記織りソックの前記第1の側面
を、張力をかけて引く方法。 - 【請求項27】 複合ビームを構成するための方法であって、 a)第1の側面と第2の側面とを有するソックを形成することであって、前記
ソックの第1の側面は、第1の熱膨張係数を有する第1の材料を含んでおり、ソ
ックの第2の側面は、第1の熱膨張係数とは異なる第2の熱膨張係数を有する第
2の材料を含んでいることと、 b)第1の材料と第2の材料を熱膨張させるために、ある温度で樹脂バスと押
出しモールドの中にソックを引くことであって、樹脂がソック中に埋め込まれる
ことと、 c)ソックと樹脂を冷却することであって、湾曲した複合ビームをつくり出す
ために、第1の材料と第2の材料が異なる速度で収縮することを具備する方法。 - 【請求項28】 第1の材料がガラスを含んでおり、第2の材料が炭素を含
んでいる請求項27に記載の方法。
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