JP2018034777A - トロイダル支持構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トロイダル支持構造100は、管状リング111を形成する1つ以上のサイドパネル110および平面リング121を形成する1つ以上のフロアパネル120を備える。これらのリングは、この構造のトロイダル形状を形作る。また、この構造は、管状リングの上縁部に連結される複数の直線分離支持構成要素130を備える。直線分離支持構成要素は、リングとの熱分離を実現し、その機械的歪みを防止しながらベースに対してこの構造を支持するために取付ベースに取り付けられる。このように、トロイダル支持構造は、様々な種類の取付ベース(宇宙船の極低温タンクなど)に取り付けることができる。両方のリングは、装備、ケーブル、およびパイプに支持面および取付面を提供し、また、トロイダル開口部は、外部構成要素が支持構造を通って突出することを可能にする。
【選択図】図1A
Description
本出願は、その全体がすべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる、2016年8月30日に提出された「吊り下げ棚の設計のためのトロイド構造」という名称の米国仮特許出願第62/381,527号(代理人整理番号16−1800−US−PSP_BNGCP094P)の、米国特許法第119条(e)に基づく利益を主張するものである。
ほとんどの従来の支持構造(例えば、棚)は、一般的に、一方向に沿って延伸する平面構造であり、一般的に、平面状の取付ベース(例えば、壁)によって支持されるか、またはこれに取り付けられる。しかしながら、支持構造の特定の用途は、これらの構造を特定の空間(例えば、円筒形の外側境界と球形の内側境界との間の)に適合させることを要求する場合がある。さらに、これらの構造は、かなりの荷重を支持しながら振動(例えば、最大で10gの短期間加速度)に耐える必要がある場合がある。一部の実施形態では、この構造は、高い温度変動を生じやすい構成要素の周囲で機能する場合がある。1つの具体的な用途は、宇宙船内の、円筒形の外側シェルとその球形の極低温タンクとの間の領域で様々な装備構成要素、配管、および配線を支持することである。極低温タンクは、この構造用の取付ベースとして使用することもできる。その領域の利用可能な空間は、トロイドである。このトロイドの断面は、斜辺を円の一部分を描く曲線で置き換えた、直角三角形の形状を有する場合がある。平面状の棚は、この利用可能な空間の最も広い部分に(例えば、底部に沿って)配置することができるが、平面状の棚は、装備を取り付けるのに適した表面を提供しない。さらに、この空間において平面状の棚を支持することは困難であり得る。支持ストラットは、異なる長さを有し、平面状の棚の外側部および内縁部の両方まで延伸する必要がある。より長いストラットは、平面状の棚の位置ずれおよびさらにはこれの変形の原因となるより大きなレベルの熱変形を温度変動中に受ける。
図1Aは、一部の実施形態による、トロイダル支持構造100の概略斜視図である。トロイダル支持構造100は、図4を参照して以下でさらに説明するように、宇宙船内の装備、配管、および配線を支持するために使用されてもよい。トロイダル支持構造100は、宇宙船の動作中に一般的な最大で10gの短期間加速度および最大で3gの長期間加速度に耐え、かつこれらの加速度の最中に他の構成要素を機械的に支持するように設計されている。機械的支持に加えて、トロイダル支持構造100は、支持される構成要素と構造の構成要素の熱分離を実現し、これにより、極端な温度で機能する取付ベースの使用を可能にする。例えば、宇宙船の極低温タンクを、取付ベースとして使用することができる。具体的には、トロイダル支持構造100は、一部の動作中に約+25℃〜−182℃の温度変動を受け得る極低温タンクから吊り下げてもよい。当業者であれば、トロイダル支持構造100を他の用途にも使用することができることを理解するであろう。
図3は、一部の実施形態による、トロイダル支持構造100および取付ベース210を備えるアセンブリ200の概略図である。トロイダル支持構造100の様々な態様および特徴は、図1A〜図2Bを参照して上で説明した。アセンブリ200では、直線分離支持構成要素130は、取付ベース210に対してトロイダル支持構造100を支持する取付ベース210に連結されている。トロイダル支持構造100の用途に応じて、この支持は、様々な直線方向および回転方向であり得ることに留意されたい。例えば、静的な地上用途は、主に重力と関連し得る。また、他の用途は、衝撃および振動(運動量)を伴い得る。
第1の縁部と第2の縁部との間に延伸する管状リングを形成する1つ以上のサイドパネルと、
外縁部と内縁部との間に延伸する平面リングを形成する1つ以上のフロアパネルであって、
1つ以上のサイドパネルの第1の縁部が、1つ以上のフロアパネルの外縁部に固定されている1つ以上のフロアパネルと、
連結点で1つ以上のサイドパネルの第2の縁部に連結された複数の直線分離支持構成要素であって、
連結点が、第2の縁部に沿って均等に配分され、かつトロイダル支持構造の中心軸線から半径だけ均等に離間されている複数の直線分離支持構成要素と
を備えるトロイダル支持構造。
本明細書に開示されている装置および方法の異なる例は、様々な構成要素、特徴、および機能を含む。本明細書に開示されている装置および方法の様々な例は、本明細書に開示されている装置および方法の他の例のいずれかの構成要素、特徴、および機能のいずれかを任意の組み合わせで含んでもよく、また、このような可能性のすべては、本開示の精神および範囲内にあることを意図されていることを理解されたい。
101 中央開口部
102 中心軸線
104 エンクロージャ
110 サイドパネル
111 管状リング
112 第1の縁部
113 垂直縁部
114 第2の縁部
115 格子状の補剛材
116 連結点
116a 連結点、
116b 連結点
117 半径
117a 半径、
117b 半径
118 開口部
119a 外面
129a 外面
119b 内面
120 フロアパネル
121 平面リング
122 外縁部
124 内縁部
125 開口部
130 直線分離支持構成要素
130a 直線分離支持構成要素
130b 直線分離支持構成要素
130c 直線分離支持構成要素
130d 直線分離支持構成要素
131 角度
132 角度
132a 角度
132b 角度
132c 角度
132d 角度
133 角度
140 コネクタ
150 内部支持体
152 ストラット
154 内部パネル
200 アセンブリ
210 取付ベース
210a 取付ベースの部分
210b 取付ベースの部分
400 装備
410 アクセスパネル
Claims (16)
- トロイダル支持構造であって、
第1の縁部(112)と第2の縁部(114)との間に延伸する管状リング(111)を形成する1つ以上のサイドパネル(110)と、
外縁部(122)と内縁部(124)との間に延伸する平面リング(121)を形成する1つ以上のフロアパネル(120)であって、前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第1の縁部(112)が、前記1つ以上のフロアパネル(120)の前記外縁部(122)に固定されている1つ以上のフロアパネル(120)と、
連結点(116)で前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第2の縁部(114)に連結された複数の直線分離支持構成要素(130)であって、
前記連結点(116)が、前記第2の縁部(114)に沿って均等に配分され、かつ前記トロイダル支持構造の中心軸線から半径だけ均等に離間されている、複数の直線分離支持構成要素(130)と、
を備えるトロイダル支持構造。 - 前記複数の直線分離支持構成要素(130)のうちの複数が、前記連結点(116)のそれぞれで前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第2の縁部(114)に連結されている、請求項1に記載のトロイダル支持構造。
- 前記複数の直線分離支持構成要素(130)のそれぞれが、前記連結点(116)の1つで前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第2の縁部(114)に回動可能に連結されている、請求項1または2に記載のトロイダル支持構造。
- 前記トロイダル支持構造を極低温タンクに連結するための複数のコネクタをさらに備え、前記複数のコネクタのそれぞれが、前記複数の直線分離支持構成要素(130)のうちの異なる1つに回動可能に連結されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のトロイダル支持構造。
- 前記連結点(116)のそれぞれが、前記複数のサイドパネル(110)のうちの1対によって形成された異なる境界面に配置されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のトロイダル支持構造。
- 前記1つ以上のサイドパネル(110)が、単一の円筒形パネルである、請求項1から5のいずれか一項に記載のトロイダル支持構造。
- 前記1つ以上のフロアパネル(120)に対する前記1つ以上のサイドパネル(110)の方向を維持するために前記1つ以上のサイドパネル(110)および前記1つ以上のフロアパネル(120)に連結された1つ以上の内部支持体(150)をさらに備え、
前記1つ以上の内部支持体(150)が、前記連結点(116)で前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第2の縁部(114)に連結された複数のストラット(152)を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のトロイダル支持構造。 - 前記複数のストラット(152)のうちの複数が、前記連結点(116)のそれぞれで前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第2の縁部(114)に連結されている、請求項7に記載のトロイダル支持構造。
- 前記複数のストラット(152)が、前記連結点(116)で前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第2の縁部(114)に回動可能に連結されている、請求項7に記載のトロイダル支持構造。
- 前記1つ以上のフロアパネル(120)に対する前記1つ以上のサイドパネル(110)の方向を維持するために前記1つ以上のサイドパネル(110)および前記1つ以上のフロアパネル(120)に連結された1つ以上の内部支持体(150)をさらに備え、
前記1つ以上の内部支持体(150)が、1つ以上の内部パネルを備え、
前記1つ以上のサイドパネル(110)の少なくとも1つが、前記1つ以上の内部パネル、前記1つ以上のサイドパネル(110)、および前記1つ以上のフロアパネル(120)によって形成された、前記トロイダル支持構造のエンクロージャへのアクセスのために前記1つ以上のフロアパネル(120)に対して回動可能である、請求項1から9のいずれか一項に記載のトロイダル支持構造。 - アセンブリであって、
1つ以上のサイドパネル(110)、1つ以上のフロアパネル(120)、および複数の直線分離支持構成要素(130)を備えるトロイダル支持構造であって、
前記1つ以上のサイドパネル(110)が、第1の縁部(112)と第2の縁部(114)との間に延伸する管状リング(111)を形成し、
前記1つ以上のフロアパネル(120)が、外縁部(122)と内縁部(124)との間に延伸する平面リング(121)を形成し、
前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第1の縁部(112)が、前記1つ以上のフロアパネル(120)の前記外縁部(122)に固定され、
前記複数の直線分離支持構成要素(130)が、連結点(116)で前記1つ以上のサイドパネル(110)の前記第2の縁部(114)に連結され、
前記連結点(116)が、前記第2の縁部(114)に沿って均等に配分され、かつ前記トロイダル支持構造の中心軸線から半径だけ均等に離間されている、トロイダル支持構造と、
前記複数の直線分離支持構成要素(130)が連結された取付ベース(210)と、
を備えるアセンブリ。 - 前記複数の直線分離支持構成要素(130)のそれぞれの直線分離支持構成要素(130)と、前記複数の直線分離支持構成要素(130)の当該の直線分離支持構成要素(130)に関連する、前記連結点(116)のうちの1つに延伸する前記半径との間の角度が同じである、請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記取付ベース(210)が、ドーム形状を有する極低温タンクであり、
前記トロイダル支持構造は、前記取付ベース(210)の一部分が少なくとも部分的に前記管状リング(111)から突出するように前記取付ベース(210)を囲む、請求項11または12に記載のアセンブリ。 - 前記取付ベース(210)の一部分が、少なくとも部分的に前記平面リング(121)から突出している、請求項11から13のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 前記1つ以上のフロアパネル(120)によって支持された配線または配管の少なくとも一方をさらに備える、請求項11から14のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- スラスタおよびカメラからなる群から選択される装備構成要素をさらに備え、
前記装備構成要素が、前記管状リング(111)の外部で前記1つ以上のサイドパネル(110)に取り付けられている、請求項11から15のいずれか一項に記載のアセンブリ。
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