JP2005069314A

JP2005069314A - Lightweight rod structure

Info

Publication number: JP2005069314A
Application number: JP2003298328A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Hirose; 一美広瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that hinders weight reduction of a rod, in the rod in which since required flexural rigidity becomes larger toward the center part 3 of the hollow rod and becomes smaller toward both end parts although the rod requires the flexural rigidity to bear compressive load, it is rational that the center part 3 of the rod is thick and the both end parts are thin, however, since it is difficult to take out a core of a forming die in the rod, the rod having uniform diameter in the whole rod is used practically to cause large both end parts, especially end fittings 4, become large needlessly. <P>SOLUTION: The hollow rod is split into two pieces. The two tapered pieces of the rod are mutually fit at the center part 3 of large diameter, and are joined with adhesive 12, so that rod structure in which both end parts are thinner than the center part 3 is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、人工衛星や宇宙基地などで使用される構造物に使用されるロッド構造に関する。 The present invention relates to a rod structure used for a structure used in an artificial satellite, a space base, or the like.

人工衛星や宇宙基地などで使用される構造物はロケットによる運搬重量を軽減するため、軽量なトラス構造等が用いられる。このトラスは一様な直径のロッド構造とエンドフィッティングから構成され、エンドフィッティングのロッドとの結合部はロッド径に支配されて大きくなり、ロッドとの接着部分を確保するため、ロッド軸方向にも大きくなり、エンドフィッティングが大きな重量を占めていた。先行技術としてエンドフィッティングとロッド構造部を繊維で覆うことでエンドフィッティングのロッド軸方向の寸法を短くして軽量化をはかっていた。 For structures used in artificial satellites and space bases, a light truss structure or the like is used to reduce the carrying weight of the rocket. This truss is composed of a rod structure with a uniform diameter and end fitting, and the joint of the end fitting with the rod grows larger depending on the rod diameter. It became larger and the end fittings occupied a great weight. As a prior art, the end fitting and the rod structure are covered with fibers to shorten the dimension of the end fitting in the rod axis direction, thereby reducing the weight.

特開２０００―２３０２８０号公報JP 2000-230280 A

ロッドは圧縮荷重に耐えるため、曲げ剛性を必要とするが、必要な曲げ剛性はロッドの中央部ほど大きく、両端部ほど小さい。
従って、ロッドは中央部が太く、両端部が細いのが合理的であるが、このようなロッドは成形型の中子を抜くことが難しく、一様な直径のロッドを用いていた。
このため、ロッドの両端部、特にエンドフィッテイングが必要以上に大きくなり、軽量化の妨げになっていた。 Since the rod can withstand the compressive load, it requires bending rigidity. The necessary bending rigidity is larger at the center of the rod and smaller at both ends.
Therefore, it is reasonable that the rod is thick at the center and narrow at both ends, but such a rod is difficult to remove the core of the mold, and a rod with a uniform diameter is used.
For this reason, both ends of the rod, particularly end fitting, become larger than necessary, which hinders weight reduction.

この発明の軽量ロッド構造は、ある物体に結合される取り合い部を有するエンドフィッティングと、中心の径が太く、両端が細くなるようにテーパーのついた中空ロッドとから成り、この中空ロッドが径の太い中心部の継ぎ手部で分割可能であり、この中空ロッドの両端にエンドフィッティングを取り付けられたものである。 The lightweight rod structure of the present invention comprises an end fitting having a joint portion coupled to an object, and a hollow rod having a large center diameter and a taper so that both ends are narrowed. It can be divided at a joint portion with a thick central portion, and end fittings are attached to both ends of the hollow rod.

この発明は、テーパーのついた中空ロッドの細い両端部にエンドフィッティングを取り付けることによって、エンドフィッティングのサイズを小さくすることができる。
これによって、エンドフィッティングが軽量化され、これを用いたロッドの軽量化を実現できる。 In the present invention, the size of the end fitting can be reduced by attaching the end fitting to both ends of the tapered hollow rod.
As a result, the end fitting is reduced in weight, and the weight of the rod using the end fitting can be reduced.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における軽量ロッド構造を示すものであり、一方の中空ロッド１および他方の中空ロッド２は傾斜のついたテーパ形状５であり、直径の大きい中央部３で一方の中空ロッド１と他方の中空ロッド２がお互いに嵌め合い構造になっている。
一方の中空ロッド１および他方の中空ロッド２の直径の小さい側に各々エンドフィッテイング４が結合される。
なお、一方の中空ロッド１および他方の中空ロッド２はFRP、CFRP等の材質で製造される。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a lightweight rod structure according to Embodiment 1 of the present invention. One hollow rod 1 and the other hollow rod 2 have a tapered shape 5 with an inclination, and a central portion 3 having a large diameter. One hollow rod 1 and the other hollow rod 2 are fitted to each other.
End fittings 4 are coupled to the small diameter sides of one hollow rod 1 and the other hollow rod 2, respectively.
One hollow rod 1 and the other hollow rod 2 are made of a material such as FRP or CFRP.

エンドフィッテイング４は一体物で作られており、一方の中空ロッド１と他方の中空ロッド２は継ぎ手部６で嵌め合いで結合されており、その継ぎ手部６の内側に薄板７が挿入し接着されている。 The end fitting 4 is made of a single piece, and one hollow rod 1 and the other hollow rod 2 are connected by fitting at a joint portion 6, and a thin plate 7 is inserted inside the joint portion 6 for adhesion. Has been.

図２は、図１A部の継ぎ手部６の拡大図であり、ロッド構造（切り欠き側）８とロッド構造（エッジ側）９は、接着材１２にて結合され、ロッド構造（切り欠き側）８の直径の大きい側に薄板７が取り付けられている。 FIG. 2 is an enlarged view of the joint portion 6 of FIG. 1A, in which the rod structure (notch side) 8 and the rod structure (edge side) 9 are joined together by an adhesive 12 to form a rod structure (notch side). A thin plate 7 is attached to the larger diameter side of 8.

ロッド構造（エッジ側）９は断面が鋭角を成す三角形状を有した突出部１１が外周端面に形成されている。ロッド構造（切り欠き側）８はロッド構造（エッジ側）９側の突出部１１と嵌め合うように、断面がV字形状を有した凹縁部１０が外周端面に形成されている。なお、薄板７はFRP、CFRP等の材質で製造される。 The rod structure (edge side) 9 has a projecting portion 11 having a triangular shape with an acute cross section formed on the outer peripheral end surface. A concave edge portion 10 having a V-shaped cross section is formed on the outer peripheral end surface so that the rod structure (notch side) 8 is fitted to the protruding portion 11 on the rod structure (edge side) 9 side. The thin plate 7 is made of a material such as FRP or CFRP.

中空ロッドに必要な曲げ剛性は中空ロッドの中央部３ほど大きく、両端部ほど小さくて良いので、このように構成された軽量ロッド構造においては、中空ロッド構造の中央部３においては直径が大きく、必要な圧縮強度を有しているから、中空ロッドのエッジ側の直径を小さくすることが出来る。 Since the bending rigidity required for the hollow rod is larger at the central portion 3 of the hollow rod and smaller at both ends, the light rod structure thus configured has a larger diameter at the central portion 3 of the hollow rod structure, Since it has the necessary compressive strength, the diameter on the edge side of the hollow rod can be reduced.

したがって、エンドフィッティング４のサイズを小さくすることが出来、ある物体に結合される取り合い部を有するエンドフィッティング４の大幅な軽量化を図ることができる。ここで、エンドフィッティング４はアルミニウムやチタン等の軽金属で製造されている。 Therefore, the size of the end fitting 4 can be reduced, and the end fitting 4 having a joint portion coupled to a certain object can be significantly reduced in weight. Here, the end fitting 4 is made of a light metal such as aluminum or titanium.

一方の中空ロッド１と他方の中空ロッド２を結合する際に、一方の中空ロッド１の部材はエッジ部を有し、他方の中空ロッド２の部材は切り欠き部を有する嵌め合いとし、継ぎ手部６は接着構造としている。 When one hollow rod 1 and the other hollow rod 2 are coupled, the member of one hollow rod 1 has an edge portion, and the member of the other hollow rod 2 is a fit having a notch portion, and a joint portion 6 has an adhesive structure.

このため、ロッド構造（切り欠き側）８とロッド構造（エッジ側）９の嵌め合い部において、重ね合わせることによる重量増を避けることができる。 For this reason, in the fitting part of the rod structure (notch side) 8 and the rod structure (edge side) 9, an increase in weight due to overlapping can be avoided.

ロッド構造（切り欠き側）８側の径の太い側の中空部の内側に薄板７を挿入して、薄板７の外周とロッド構造（切り欠き側）８の内壁の接触部を接着して取付けられている。 Insert the thin plate 7 into the inside of the hollow part on the thick side of the rod structure (notch side) 8 side, and attach the outer periphery of the thin plate 7 to the contact part of the inner wall of the rod structure (notch side) 8 It has been.

ロッド構造（エッジ側）９をロッド構造（切り欠き側）８側に挿入する際、接着材１２に粘性がある。 When the rod structure (edge side) 9 is inserted into the rod structure (notch side) 8 side, the adhesive 12 is viscous.

このため、ロッド構造（切り欠き側）８の凹縁部１０の内壁が薄板７の外周部のフランジ１３と接触していることによって、ロッド構造（切り欠き側）８の凹縁部１０が拡げられることが抑制され、継ぎ手部６の接着強度が低下することを抑えている。 For this reason, when the inner wall of the concave edge portion 10 of the rod structure (notch side) 8 is in contact with the flange 13 on the outer peripheral portion of the thin plate 7, the concave edge portion 10 of the rod structure (notch side) 8 is expanded. It is suppressed that the adhesive strength of the joint part 6 falls.

また、ロッド構造（エッジ側）９及びロッド構造（切り欠き側）８の中空ロッドの内壁がテーパ形状５のため、金型、木型等により成型されたものを使用しても良い。 Further, since the inner walls of the hollow rods of the rod structure (edge side) 9 and the rod structure (notch side) 8 have a tapered shape 5, those formed by a mold, a wooden mold or the like may be used.

なお、ロッド構造（エッジ側）９及びロッド構造（切り欠き側）８の中空ロッドの内壁に挿入されている中子を取り外した後、ロッド構造（切り欠き側）８の内径へ薄板７のフランジ１３を接着した後、ロッド構造（切り欠き側）８の切り欠き部内側へ接着剤１２を塗布した後、ロッド構造（切り欠き側）８へロッド構造（エッジ側）９をはめあって接着固定する。 In addition, after removing the core inserted in the inner wall of the hollow rod of the rod structure (edge side) 9 and the rod structure (notch side) 8, the flange of the thin plate 7 is moved to the inner diameter of the rod structure (notch side) 8. After bonding 13, the adhesive 12 is applied to the inside of the notch of the rod structure (notch side) 8, and then the rod structure (edge side) 9 is fitted and fixed to the rod structure (notch side) 8. To do.

この発明の実施の形態１である軽量ロッド構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lightweight rod structure which is Embodiment 1 of this invention. 図１のA部の継ぎ手部の拡大図である。It is an enlarged view of the joint part of the A section of FIG.

Explanation of symbols

１一方の中空ロッド、２他方の中空ロッド、３中央部、４エンドフィッティング、５テーパ形状、６継ぎ手部、７薄板、８ロッド構造（切り欠き側）、９ロッド構造（エッジ側）、１０凹縁部、１１突出部１２接着材１３フランジ。 1 one hollow rod, 2 other hollow rod, 3 central part, 4 end fitting, 5 taper shape, 6 joint part, 7 thin plate, 8 rod structure (notch side), 9 rod structure (edge side), 10 concave Edge, 11 Protrusion 12 Adhesive 13 Flange.

Claims

A hollow rod whose outer skin is tapered in the longitudinal direction so that the diameter of the central portion is thick and the diameter of both end portions is thin,
A lightweight rod structure having a joint portion coupled to another member and comprising end fittings provided at both ends of the hollow rod,
The hollow rod has a joint provided on the outer periphery of the central portion, and is formed by joining one hollow rod formed separately and the other hollow rod at the joint. Rod structure.

2. The lightweight rod structure according to claim 1, wherein the joint portion has a fitting structure of one hollow rod having a triangular concave edge portion and the other hollow rod having a protruding portion.

3. The lightweight rod structure according to claim 2, wherein a thin plate flange is fitted and joined to an outer peripheral end face of a central portion of a hollow rod having a triangular concave edge portion.

3. The lightweight rod structure according to claim 2, wherein a fitting portion between one hollow rod and the other hollow rod is fixed with an adhesive.

2. The lightweight rod structure according to claim 1, wherein the end fitting is made of a light metal such as aluminum or titanium.

The lightweight rod structure according to any one of claims 1 to 5, wherein an inner wall of the hollow rod is formed by using a core such as a mold or a wooden mold.