JP3434254B2 - Space truss composite board - Google Patents
Space truss composite boardInfo
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- JP3434254B2 JP3434254B2 JP36964199A JP36964199A JP3434254B2 JP 3434254 B2 JP3434254 B2 JP 3434254B2 JP 36964199 A JP36964199 A JP 36964199A JP 36964199 A JP36964199 A JP 36964199A JP 3434254 B2 JP3434254 B2 JP 3434254B2
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- Panels For Use In Building Construction (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は工業生産に適した
立体トラス複合板に関するものである。この立体トラス
複合板は、現在、プレキャストコンクリート板、ALC、
押出成型セメント板、サンドイッチパネル、その他各種
の複合板が用いられている、あらゆる用途に適用でき
る。この立体トラス複合板は、建築の屋根、壁、床、建
具等の構造あるいは面を構成するパネルとして利用でき
る。さらにフェンス、家具、容器、車体、船体、機体等
の平面および曲面を構成するパネルとして利用できる。
【0002】
【従来の技術】 立体トラス構造は大スパン構造として
発展して来た。従来はトラスの一辺を単位部材としてト
ラスの結節点にコネクターを介して多数の部材を結集し
て、一つ一つ溶接やボルト、リベット等で結合して立体
トラスを構成している。
【0003】背の小さな立体トラス構造を工業生産する
ために、折曲げ線の組合せまたは格子を折曲げた立体ラ
チスによって構成した立体トラス構造、あるいは立体成
型した角錐によって構成した体トラス構造等が提案され
ている(特開平11−166290号公報)。
【0004】立体トラス構造は軽量、高強度で力学的に
有利な構造であるが、製造が困難である。特に立体トラ
ス構造の背が小さくなると、部材長さの2乗に反比例し
て面積当たりの節点数が飛躍的に増大する。そのために
背の小さな立体トラス構造を従来の技術で製造すること
は、経済的に困難である。
【0005】また、代表的な複合板である従来のサンド
イッチパネルは、コア材として各種軽量材料、気泡材
料、波板、ハニカムコアなどを用いている。立体トラス
をコア材としたサンドイッチパネルは製造されていな
い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、能
率良くかつ経済的に生産できる軽量高強度の立体トラス
複合板、軽量高強度の曲面の立体トラス複合板、および
軽量可動式の立体トラス複合板を提供することである。
第1の課題は、背の小さな立体トラス構造を実現するた
めに部材の加工および節点の結合を簡略化および自動化
し、立体トラス複合板の工業生産を可能にすることであ
る。第2の課題は、立体トラス複合板のコアとして平面
およびあらゆる曲面に追従できる立体ラチスを形成する
ことである。第3の課題は、立体トラス複合板を可動式
にするために立体トラス構造の節点間隔おび部材角度を
可変にすることである。第4の課題は、立体ラチスまた
は立体トラスをコア材とした新しいタイプのサンドイチ
パネルを実現することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】 本発明は、小サイズの
立体トラス構造を経済的に実現するという前記課題を解
決するために、多数の剛な直線材を自由に回転する柔軟
な節点で1列に連結した連結材などを中間材として使用
し、面状に配列した中間材を両側から挟むように面状部
材よりなる対面材を配置し、該中間材の連結材が立体ラ
チスを形成するように、該連結材の節点を交互に両対面
材の所定位置に結合することを要旨とする。
【0008】
【発明の実施の形態】 さらに本発明の構成を詳細に示
せば、本発明の立体トラス複合板は、多数の所定長さの
剛な直線材を自由に回転する柔軟な節点で1列に連結し
てなる連結材の平行列、該連結材の節点で交差する複数
組の平行列または該連結材のネットを中間材とし、該連
結材または線材の平行列、交差する複数組の該連結材ま
たは線材の平行列、該連結材または線材のネット、格
子、シート状材、板状材または固結性流動物を対面材と
し、該中間材を中間に挟んで対面する2面に該対面材を
配置して、該中間材の節点を交互に両対面材の所定位置
に結合したものである。
【0009】本発明において構成に関する上記記述で使
用した次の用語は、それぞれ下記の意味と内容を有する
ものである。すなわち、連結材とは、多数の所定長さの
剛な直線材を自由に回転する柔軟な節点で連結した部材
のことである。連結材としては、多数の剛な直線材、特
にパイプに柔軟な線材を通して一列に連結した連結材;
柔軟な線材に所定間隔で多数の剛な直線部を形成した連
結部材;多数の剛な直線材を回転する節点部材で一列に
連結した連結材などがある。所定長さあるいは所定間隔
とは、一定または一定比率で変化する長さあるいは間隔
のことである。
【0010】剛な直線材とは、曲げ剛性のある直通軸の
細長い部材のことである。この直線材の断面形はパイ
プ、丸、角、L、H形など任意である。特にパイプは断
面性能が優れており、剛な直線材として適している。剛
な直線材の長さが立体トラスの1辺の部材長さとなる。
その材質は金属、ガラス、セラミック、セメント、石
材、木材、紙、合成樹脂、FRC,FRP等である。
【0011】柔軟な線材とは、細線、繊維、繊維束、撚
り線、編みひも、チューブ、鎖など曲げ剛性のない細長
い部材のことである。その材質は金属、合成樹脂、鉱物
質、動植物質などがある。線材とは、柔軟な線材、剛な
直線材、連結材等の細長い物体のことである。線材の列
とは、多数の線材を平行に並べた列のことである。
【0012】ネットとは、柔軟な網目構造のことであ
る。このネットには、柔軟な線材の網、連結材の網、柔
軟な線材または連結材と剛な線材の網等がある。網目の
形には、三角形、四辺形、六角形およびそれらの形の組
合せなどがある。ネットの結合点が立体トラスの節点に
なる。格子とは、剛性のある直線材を組み合わせて、そ
の交点を結合した剛性のある格子構造のことである。格
子目の形には、三角形、四辺形、六角形およびそれらの
形の組合せなどがある。格子の結合点が立体トラスの節
点になる。
【0013】シート状材とは、薄く柔軟な平面または曲
面の部材のことである。シート状材には、薄板、膜、フ
イルム、紙、織布および不織布等がある。また、固結性
流動体が固体化してシート状材を形成する場合もある。
板状材とは、剛性のある平面または曲面の部材のことで
ある。板状体には、金属板、合成樹脂板、セメント板、
鉄筋コンクリート板、FRC,FRP、板、合板、石膏
ボード、板ガラスおよびその他の複合板等がある。ま
た、固結性流動体が固体化して板状材を形成する場合も
ある。
【0014】固結性流動体とは、溶融金属、溶融ガラ
ス、液状合成樹脂、セメント混練物、石灰混練物、石膏
混練物、セラミックの混練物等のことである。中間材と
は、対面する2面に挟まれて中間に配置される部材のこ
とである。中間材には、連結材の平行列、連結材の節点
で交差する2組の平行列または連結材のネット等があ
る。
【0015】対面材とは、中間材を挟んで対面する2面
に配置される部材のことである。この対面材には、2平
面、2曲面または平面と曲面の組合があり、その2面は平
行な場合と傾斜する場合がある。両対面に配置される対
面材には、同一種類の組合せ異種類の組合せがある。ま
た、両対面の各面に配置する部材は、1種類または複数
種類の組合せがある。中間材の節点が結合される所定位
置は、中間材の剛な直線部の長さと両対面材の間隔と両
対面材の節点あるいは交点との関係から決められる。
【0016】本発明における結合には、連結材の節点部
だけを結合する場合と、剛な直線材の端部まで含めて結
合する場合がある。また、定位置に固定される結合と、
線または面に沿って摺動する結合もある。結合の手段に
は、組合せ、撚合せ、巻付け、縫付け、結付け、締付
け、接着、溶接および埋込み等がある。また、節点にリ
ング、有孔球体または有孔多面体を挿入して連結材の柔
軟な節点部を通して結合する場合もある。結合の手段は
2種類以上を併用する場合もある。
【0017】上記構成の連結材を用いて立体トラスを構
成する利点は次の通りである。
(1)立体トラス部材の結集が自動的に行われるために
2次元、3次元の多様な形態を容易に組み立てることがで
きる。
(2)節点の柔軟な線材を利用して部材の結合がきわめ
て簡略化される。
(3)節点が自由に回転するために折曲げまたはプレス
等の成型加工の必要がない。
(4)連結材は不定形部材であるから、その節点は対面
材のあらゆる平面または曲面に追従でき、節点を結合す
れば剛な直線部が立体トラスを構成する。また、部材の
製造過程における精度の確保が緩和される。
(5)対面材の一部または全部に柔軟な部材を用いた場
合、または中間の連結材と対面材と結合が摺動する場合
には、曲率変化、折たたみまたは展開などのできる可動
式立体トラス複合板ができる。
(6)対面材にプレストレスを導入した場合には、立体
トラス複合板の強度および剛性が増加する。また、可動
式立体トラス複合板の変形をプレストレスによって固定
できる。
【0018】このように構成された立体トラス複合板に
おける連結材の応力分担は、次の通りである。
(1)節点の線材だけを結合すれば、柔軟な線材が引張
応力を分担し、剛な直線部が圧縮応力を分担する。
(2)節点において連結材の剛な直線部の端部まで含め
て結合すれば、圧縮応力は剛な直線部が分担し、引張応
力は剛な直線部と柔軟な線材が共に分担する。柔軟な線
材が弱ければ、剛な直線部が引張応力と圧縮応力の両方
を負担する。この場合の弱い柔軟な線材は、立体トラス
複合板を構成するまでの補助材として用いられる。
【0019】
【実施例】 本発明の実施例の説明に用いる図は立体ト
ラス複合板の一部分を表現している。
[連結材の構成例]
図1は連結材1の4例を示している。(a)の連結材1
は、多数の所定長さのパイプにワイヤを通して一列に連
結したものであり、パイプが剛な直線材2であり、ワイ
ヤが柔軟な線材3であり、隣接するパイプ間に現れるワ
イヤ部分が自由に回転する柔軟な節点4となる。(b)
の連結材1は、所定長さのワイヤの直径を長さ方向に沿
って所定間隔で大径に形成したものであり、ワイヤが柔
軟な線材3であり、ワイヤの大径部分が剛な直線部であ
り、隣接する大径部間に残された当初径の小径部分が自
由に回転する柔軟な節点4となる。(c)の連結材1
は、多数の剛な直線材2を回転する節点部材4で一列に
連結したものであり、鎖状に構成されている。
【0020】[ネットの構成例]
図2は多数本の連結材1で構成されたネットを示し、各
連結材1,1は節点4において結合され、網目は三角形
になっている。図3は多数本の連結材1で構成されたネ
ットを示し、各連結材1,1は節点4において結合さ
れ、網目は四角形になっている。図4は多数の剛な直線
材2と柔軟な節点4で構成されたネットを示し、各節点
4は互いに結合され、網目は六角形になっている。図5
は多数本の連結材1で構成されたネットを示し、各連結
材1,1は節点4において結合され、網目は六角形と三
角形の混在になっている。
【0021】[中間材と両対面材の配置例]
図6は中間材Aと対面材B,Cの配置例を示したものであ
り、(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は底面
図であり、中間材Aは対面材B,Cに未だ結合されていない
状態にある。中間材Aは、多数本の連結材1を所定間隔
で平行に配置した連結材の平行列により構成されてお
り、各列の連結材1の節点4は互いに整列した位置にあ
る。対面材Bは、二組の連結材の平行列を各節点4,4
にて直角に交差させたものであり、全体として格子状に
なっている。対面材Cも対面材Bと同じ構成になってい
る。
【0022】[立体トラス複合板の例1]
図7は立体トラス複合板の一例を示し、(a)は平面図、
(b)は右側面図、(c)は底面図である。この立体トラス複
合板は、図6に示した中間材Aと対面材B,Cの配置例にお
いて、中間材Aの隣り合う2本の連結材1の節点4を各対
面材B,Cの交点(節点4)に交互に結合することによって
構成したものである。節点の参照符号4に使用した副字
a,b,c,d,e,fは互いに結合される節点を示す
ために付してある。これによって中間材Aの各連結材1
は、四角錐の立体ラチスを形成している。この立体トラ
ス複合板の対面材B,Cをパイプとワイヤよりなる連結材
で構成した場合には、該ワイヤを牽引してプレストレス
を導入することによって剛性を任意に増加させることが
できる。また、中間材Aの節点と対面材B,Cの節点との結
合を摺動可能なものとした場合には、対面材B,Cのワイ
ヤを適宜に緩めることによって,立体トラス複合板の曲
率を変えたり、折り畳み可能なものとすることができ
る。
【0023】[立体トラス複合板の例2]
図8は立体トラス複合板の別の一例を示し、(a)は平面
図、(b)は右側面図、(c)は底面図である。この立体トラ
ス複合板は、図3に示した網目が4辺形の連結材ネット
を中間材Aとして使用し、二組の剛な直線材の平行列を
各節点にて交差するように重ね接合してなる正方形格子
を対面材B,Cとして使用し、該中間材Aを中間に挟んで両
対面材B,Cを対面させて配置し、中間材Aのネットの節点
を交互に両対面材B,Cの格子の交点(節点)に結合するこ
とによって構成したものである。
【0024】[立体トラス複合板の例3]
図9は立体トラス複合板の更に別の一例を示し、(a)は
平面図、(b)は右側面図、(c)は底面図である。この立体
トラス複合板は、図3の連結材の四辺形ネットを中間材
Aとして使用し、中間材Aの片面側の対面材Bとして柔軟
な線材の交差する2組の平行列を使用し、中間材Aの他
の片面側の対面材Cとして連結材の正方形ネットを使用
したものであり、中間材Aの連結材のネットの節点を対
面材Bの平行列の交点(節点)および対面材Cのネットの
交点(節点)に交互に結合することによって構成したもの
である。この立体トラス複合板は不定形であるから曲面
に追従させることできる。また、中間材Aの節点と対面
材Bの柔軟な線材との結合を摺動可能なものとすれば、
該、柔軟な線材を緊張または弛緩することによって立体
トラス複合板の曲率を任意に変化させることができる。
【0025】[立体トラス複合板の例4]
図10は立体トラス複合板の他の一例を示し、(a)は平
面図、(b)は右側面図、(c)は底面図である。この立体ト
ラス複合板は、図3の連結材の四辺形ネットを中間材A
として使用し、両対面材B,Cとして柔軟な線材よりなる
正方形ネットを使用し、中間材Aのネットの節点を両対
面材B,Cのネットの交点に交互に結合することによって
構成したものである。この立体トラス複合板は不定形で
あるからあらゆる曲面に追従でき、全節点において完全
に折り畳める。必要に応じて両対面材B,Cのネットに張
力を与えれば、定形となり剛性を付与することもでき
る。
【0026】[立体トラス複合板の例5]
図11は立体トラス複合板の更に他の一例を示し、(a)
は平面図、(b)は右側面図、(c)は底面図である。この立
体トラス複合板は、連結材の4辺形ネットよりなる中間
材Aを中間に挟んで対面する2面に、正方形ネットと板
状体よりなる対面材B,Cを配置したものである。中間材A
のネットの節点は交互に両対面材B,Cのネットの交点(節
点)に結合されている。本例では、両対面に配置した正
方形ネットは、中間材の節点を板状体の所定位置に結合
するための補助材になっている。この複合板は立体ラチ
スをコア材として、両面の板状部材と一体になって立体
トラス構造を構成した新しいタイプのサンドイッチパネ
ルである。
【0027】
【発明の効果】 以上のように構成された本発明の立体
トラス複合板には次に示す利点がある。
(1)立体トラス構造の立体ラチスを形成するにあた
り、多数の剛な直線材を自由に回転する柔軟な節点で1
列に連結した連結材を使用するため、従来の立体トラス
構造におけるような部材の折曲げ加工等が全く不要にな
る。また、コアとなる立体ラチスの節点と対面材との結
合は、各結合点が同一面内に揃えられるため、簡単かつ
単純な結合方法によって容易に自動化でき、立体トラス
複合板を能率良くかつ経済的に工業生産することができ
る。
(2)強制加工なしに自動的に形成される立体ラチスの
節点は回転自由であるから、この立体ラチスのコアは対
面材の平面はもとよりとして、広範囲の曲率の曲面にも
的確に追従することができる。したがって、軽量高強度
な平面および曲面の立体トラス複合板を形成することが
できる。
(3)この立体ラチスの節点は自由に回転するので、対
面材の弛緩や緊張、あるいは立体ラチスと対面材間の結
合部の摺動によって、立体トラス複合板の曲率変更や折
り畳みあるいは展開が容易に行なえるので、軽量可動式
の立体トラス複合板が得られる。
(4)また、この立体ラチスまたは立体トラスの両面に
板状部材を付加することによって、新しいタイプのサン
ドイッチパネルが製造できる。
(5)このように平面、曲面および可動式の立体トラス
複合板を従来より容易かつ経済性良く工業生産できるの
で、構造力学的に優れている立体トラス構造の有用性を
建築の構造分野だけでなく、建築部位、フェンス、家
具、容器、車体、船体、機体等の広範な分野においても
最大限に活用することができる。
(6)さらに本発明の立体トラス複合板は、従来から生
産されていた他の複合板より軽量かつ高強度であり、中
空あるいは可動式であることから他の複合板にはない通
気、配線,配管などの新機能を持っている。この立体ト
ラス複合板によって新しい産業が開拓されるとともに、
その製品の広い利用分野において生産性と性能向上をも
たらすものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional truss composite plate suitable for industrial production. This three-dimensional truss composite board is currently available in precast concrete boards, ALC,
It can be applied to any use where an extruded cement board, a sandwich panel, and various other composite boards are used. This three-dimensional truss composite plate can be used as a panel constituting a structure or a surface of a roof, a wall, a floor, a fitting or the like of a building. Further, it can be used as a panel constituting a flat surface and a curved surface of a fence, furniture, a container, a vehicle body, a hull, a body, and the like. [0002] A space truss structure has been developed as a large span structure. Conventionally, a three-dimensional truss is formed by assembling a large number of members at a node of the truss via a connector using one side of the truss as a unit member, and connecting them one by one by welding, bolts, rivets, or the like. [0003] In order to industrially produce a three-dimensional truss structure with a small height, a three-dimensional truss structure composed of a combination of bending lines or a three-dimensional lattice formed by bending a lattice, or a body truss structure composed of a three-dimensionally formed pyramid is proposed. (JP-A-11-166290). [0004] The space truss structure is lightweight, high strength and mechanically advantageous, but is difficult to manufacture. In particular, when the height of the three-dimensional truss structure is reduced, the number of nodes per area is dramatically increased in inverse proportion to the square of the member length. For this reason, it is economically difficult to manufacture a short truss structure using conventional techniques. A conventional sandwich panel, which is a typical composite board, uses various lightweight materials, a foam material, a corrugated sheet, a honeycomb core, and the like as a core material. Sandwich panels with a three-dimensional truss core are not manufactured. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lightweight and high-strength three-dimensional truss composite plate which can be efficiently and economically produced, a lightweight and high-strength curved three-dimensional truss composite plate, and a lightweight movable truss composite plate. To provide a three-dimensional truss composite plate.
A first problem is to simplify and automate the processing of members and the joining of nodes in order to realize a three-dimensional truss structure with a small height, thereby enabling industrial production of a three-dimensional truss composite plate. A second object is to form a three-dimensional lattice as a core of a three-dimensional truss composite plate that can follow a plane and any curved surface. A third object is to make the space between the nodes and the angle of the members of the space truss structure variable in order to make the space truss composite plate movable. The fourth problem is to realize a new type of sandwich panel using a three-dimensional lattice or a three-dimensional truss as a core material. In order to solve the above-mentioned problem of economically realizing a small-sized three-dimensional truss structure, the present invention provides a flexible flexible member that freely rotates a large number of rigid straight members. Using connecting materials connected in one row at the nodes as intermediate materials, facing materials consisting of planar members are arranged so as to sandwich the intermediate materials arranged in a plane from both sides, and the connecting material of the intermediate material is a three-dimensional lattice The gist of the present invention is that the nodes of the connecting member are alternately connected to predetermined positions of both facing members so as to form the following. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction of the present invention will be described in more detail. The three-dimensional truss composite plate of the present invention comprises a plurality of rigid straight members each having a predetermined length. A parallel row of connecting members connected to a row, a plurality of sets of parallel rows intersecting at nodes of the connecting members or a net of the connecting members serving as intermediate members, a parallel row of the connecting members or wires, and a plurality of intersecting sets The parallel row of the connecting members or wires, the net of the connecting members or wires, the lattice, the sheet-like material, the plate-like material or the consolidating fluid is a facing material, and the two surfaces facing each other with the intermediate material interposed therebetween. The facing members are arranged, and the nodes of the intermediate member are alternately connected to predetermined positions of the facing members. The following terms used in the above description of the structure in the present invention have the following meanings and contents, respectively. That is, the connecting member is a member formed by connecting a large number of rigid straight members having a predetermined length at flexible nodes that freely rotate. As the connecting member, a plurality of rigid straight members, particularly connecting members connected in a line through a flexible wire to a pipe;
A series of flexible wire rods with a number of rigid straight sections formed at predetermined intervals.
Coupling member: a coupling material in which a number of rigid straight members are connected in a row by a rotating node member. The predetermined length or the predetermined interval is a length or an interval that changes at a constant or a fixed ratio. [0010] The rigid straight member is an elongated member having a bending shaft and a straight shaft. The cross-sectional shape of the straight member is arbitrary such as a pipe, a circle, a corner, an L, an H shape. In particular, pipes have excellent cross-sectional performance and are suitable as rigid straight members. The length of the rigid straight member is the length of one side of the space truss.
The material is metal, glass, ceramic, cement, stone, wood, paper, synthetic resin, FRC, FRP, or the like. The flexible wire is an elongated member having no bending rigidity, such as a thin wire, a fiber, a fiber bundle, a stranded wire, a braid, a tube, and a chain. The materials include metals, synthetic resins, mineral substances, animals and plants. The wire is an elongated object such as a flexible wire, a rigid linear material, a connecting material, or the like. The row of wires is a row in which many wires are arranged in parallel. The net is a flexible mesh structure. The net includes a flexible wire net, a connecting wire net, a flexible wire or a connecting wire and a rigid wire net. The mesh shapes include triangles, quadrilaterals, hexagons, and combinations of these shapes. The connection point of the net becomes the node of the space truss. The lattice is a rigid lattice structure obtained by combining rigid straight members and connecting their intersections. The shape of the lattice includes triangles, quadrilaterals, hexagons, and combinations of these shapes. The connection point of the lattice becomes the node of the space truss. [0013] The sheet material is a thin and flexible flat or curved member. Examples of the sheet material include a thin plate, a film, a film, paper, a woven fabric, and a nonwoven fabric. Further, the caking fluid may be solidified to form a sheet material.
The plate member is a rigid flat or curved member. Plates include metal plates, synthetic resin plates, cement plates,
There are reinforced concrete boards, FRC, FRP, boards, plywood, gypsum boards, sheet glass and other composite boards. Further, the caking fluid may be solidified to form a plate-like material. The solidifying fluid is a molten metal, a molten glass, a liquid synthetic resin, a cement kneaded material, a lime kneaded material, a gypsum kneaded material, a ceramic kneaded material, or the like. The intermediate member is a member that is disposed in the middle between two facing surfaces. The intermediate member includes a parallel row of connecting members, two sets of parallel rows intersecting at nodes of the connecting member, or a net of connecting members. The facing material is a member arranged on two surfaces facing each other with an intermediate material interposed therebetween. The facing material includes two flat surfaces, two curved surfaces, or a combination of a flat surface and a curved surface, and the two surfaces may be parallel or inclined. The facing members arranged on both facing sides include the same kind of combination and different kinds of combinations. The members arranged on each of the two facing surfaces include one type or a combination of a plurality of types. The predetermined position at which the nodes of the intermediate member are joined is determined based on the relationship between the length of the rigid linear portion of the intermediate member, the distance between the two opposite members, and the nodes or intersections of the two opposite members. The connection according to the present invention includes a case in which only the joints of the connecting members are connected, and a case in which the ends of the rigid straight members are included. Also, a bond fixed in place,
Some connections slide along a line or plane. Means of connection include assembling, twisting, winding, sewing, tying, tightening, gluing, welding and embedding. In some cases, a ring, a perforated sphere, or a perforated polyhedron is inserted into the joint and connected through the flexible joint of the connecting member. The means of joining
Two or more types may be used in combination. The advantages of forming a space truss using the connecting member having the above-described structure are as follows. (1) To assemble the space truss members automatically
Various 2D and 3D forms can be easily assembled. (2) The joining of the members is extremely simplified by using a flexible wire rod at the node. (3) Since the nodes freely rotate, there is no need for bending or pressing or other forming work. (4) Since the connecting member is an irregularly shaped member, its nodes can follow any plane or curved surface of the facing material, and if the nodes are connected, a rigid straight line portion constitutes a space truss. In addition, the securing of accuracy in the manufacturing process of the member is eased. (5) When a flexible member is used for part or all of the facing material, or when the connection between the intermediate connecting material and the facing material slides, a movable solid body capable of changing curvature, folding, or expanding. A truss composite board is made. (6) When prestress is introduced into the facing material, the strength and rigidity of the three-dimensional truss composite plate increase. Further, the deformation of the movable space truss composite plate can be fixed by prestress. The stress distribution of the connecting member in the three-dimensional truss composite plate thus configured is as follows. (1) If only the wires at the nodes are joined, the flexible wires share the tensile stress, and the rigid straight portions share the compressive stress. (2) If the connection is made to include the end of the rigid straight portion of the connecting member at the node, the compressive stress is shared by the rigid straight portion, and the tensile stress is shared by the rigid straight portion and the flexible wire. If the flexible wire is weak, the rigid straight section will carry both tensile and compressive stress. In this case, the weak flexible wire is used as an auxiliary material for forming the three-dimensional truss composite plate. The drawings used to explain the embodiments of the present invention show a part of a space truss composite plate. [Configuration Example of Connecting Material] FIG. 1 shows four examples of the connecting material 1. (A) Connecting material 1
Is connected in a row to a number of pipes of a predetermined length through a wire, the pipe is a rigid straight material 2, the wire is a flexible wire 3, and a wire portion appearing between adjacent pipes can be freely formed. It is a flexible node 4 that rotates. (B)
The connecting member 1 is formed by forming the diameter of a wire of a predetermined length to a large diameter at a predetermined interval along the length direction, the wire is a flexible wire 3, and the large diameter portion of the wire is a rigid straight line. And a small-diameter portion having an initial diameter left between adjacent large-diameter portions becomes a flexible node 4 that freely rotates. (C) connecting material 1
Is formed by connecting a number of rigid straight members 2 in a row by rotating node members 4 and is formed in a chain shape. [Example of Configuration of Net] FIG. 2 shows a net composed of a large number of connecting members 1, each of which is connected at a node 4 and has a triangular mesh. FIG. 3 shows a net composed of a large number of connecting members 1, each of which is connected at a node 4 and has a square mesh. FIG. 4 shows a net composed of a number of rigid straight members 2 and flexible nodes 4, each of the nodes 4 being connected to one another and the mesh being hexagonal . FIG.
Indicates a net composed of a large number of connecting members 1, each connecting member 1 and 1 is connected at a node 4, and the mesh is a mixture of hexagons and triangles. [Example of Arrangement of Intermediate Material and Both Facing Materials] FIG. 6 shows an example of the arrangement of the intermediate material A and the facing materials B and C, where (a) is a plan view and (b) is a right side view. , (C) is a bottom view, and the intermediate material A is not yet bonded to the facing materials B, C. The intermediate member A is composed of parallel rows of connecting members in which a number of connecting members 1 are arranged in parallel at predetermined intervals, and the nodes 4 of the connecting members 1 in each row are located at positions aligned with each other. The facing material B is formed by connecting two parallel rows of connecting members at each of the nodes 4 and 4.
At right angles, and have a lattice shape as a whole. The facing material C has the same configuration as the facing material B. [ Example 1 of Space Truss Composite Plate] FIG. 7 shows an example of a space truss composite plate, and FIG.
(b) is a right side view, and (c) is a bottom view . This three-dimensional truss
In the plywood , in the arrangement example of the intermediate material A and the facing materials B and C shown in FIG. 6, the node 4 of the two connecting members 1 adjacent to the intermediate material A is the intersection of the facing materials B and C (node 4). Are alternately connected to each other. The sub-characters a, b, c, d, e, and f used for the reference numeral 4 of the nodes are added to indicate the nodes connected to each other. Thereby, each connecting member 1 of the intermediate member A
Forms a quadrangular pyramid solid lattice. When the facing members B and C of the three-dimensional truss composite plate are formed of a connecting member composed of a pipe and a wire, the rigidity can be arbitrarily increased by pulling the wire and introducing a prestress. If the connection between the node of the intermediate member A and the node of the facing members B and C is made slidable, the wires of the facing members B and C are appropriately loosened to obtain the curvature of the three-dimensional truss composite plate. Or be foldable. [ Example 2 of Space Truss Composite Board ] FIGS. 8A and 8B show another example of the space truss composite board. FIG. 8A is a plan view, FIG. 8B is a right side view, and FIG. 8C is a bottom view . This three-dimensional truss composite plate uses a quadrilateral connecting member net shown in Fig. 3 as an intermediate member A, and overlaps and joins two sets of rigid straight members in parallel rows at each node. Are used as facing materials B and C, and the facing materials B and C are arranged facing each other with the intermediate material A interposed therebetween, and the nodes of the net of the intermediate material A are alternately placed on the facing materials B and C. It is constructed by connecting to the intersections (nodes) of the B and C grids. [ Example 3 of Space Truss Composite Plate ] FIG. 9 shows still another example of the space truss composite plate, where (a) is a plan view, (b) is a right side view, and (c) is a bottom view. . This three-dimensional truss composite plate is obtained by connecting the quadrilateral net of the connecting material shown in FIG.
Use as A, use two sets of parallel rows of flexible wires intersecting as the facing material B on one side of the intermediate material A, and use the square net of the connecting material as the facing material C on the other one side of the intermediate material A It is used by alternately connecting the nodes of the net of the connecting material of the intermediate material A to the intersections (nodes) of the parallel rows of the facing material B and the intersections (nodes) of the net of the facing material C. is there. Since this three-dimensional truss composite plate is indefinite, it can follow a curved surface. Also, if the connection between the node of the intermediate material A and the flexible wire of the facing material B is slidable,
The curvature of the three-dimensional truss composite plate can be arbitrarily changed by tensioning or relaxing the flexible wire. [0025] [Example of three-dimensional truss composite plate 4] FIG. 10 shows another example of a space truss composite board, (a) shows the plan view, (b) a right side view, (c) is a bottom view. This three-dimensional truss composite plate is obtained by connecting the quadrilateral net of the connecting member shown in FIG.
Using a square net made of a flexible wire as the facing material B, C, and connecting the nodes of the net of the intermediate material A alternately to the intersections of the nets of the facing material B, C It is. Since this three-dimensional truss composite plate is irregular, it can follow any curved surface and can be completely folded at all nodes. If tension is applied to the nets of the facing materials B and C as required, the net becomes a standard shape and rigidity can be imparted. [ Example 5 of Space Truss Composite Plate] FIG. 11 shows still another example of the space truss composite plate.
Is a plan view, (b) is a right side view, and (c) is a bottom view . In this three-dimensional truss composite plate, facing materials B and C composed of a square net and a plate-like body are arranged on two surfaces facing each other with an intermediate material A composed of a quadrilateral net serving as a connecting member interposed therebetween. Intermediate material A
Are alternately connected to the intersections (nodes) of the nets of both facing materials B and C. In this example, the square nets arranged on both opposing surfaces are auxiliary members for connecting the nodes of the intermediate member to predetermined positions of the plate-like body. This composite plate is a new type of sandwich panel in which a three-dimensional lattice is used as a core material and a three-dimensional truss structure is integrated with the plate members on both sides. The space truss composite plate of the present invention configured as described above has the following advantages. (1) In forming a three-dimensional lattice of a three-dimensional truss structure, a flexible node that freely rotates many rigid straight members
The use of the connecting members connected in rows eliminates the necessity of bending members or the like as in the conventional three-dimensional truss structure. In addition, since the joints between the nodes of the three-dimensional lattice serving as the core and the facing material are aligned on the same plane, the joints can be easily automated by a simple and simple joining method. It can be industrially produced. (2) Since the nodes of the three-dimensional lattice automatically formed without forced machining are free to rotate, the core of the three-dimensional lattice must accurately follow not only the plane of the facing material but also a curved surface with a wide range of curvature. Can be. Therefore, a lightweight and high-strength three-dimensional truss composite plate having a flat surface and a curved surface can be formed. (3) Since the nodes of the three-dimensional lattice freely rotate, the curvature of the three-dimensional truss composite plate can be easily changed, folded, or unfolded by the relaxation or tension of the facing material or the sliding of the joint between the three-dimensional lattice and the facing material. Therefore, a lightweight movable three-dimensional truss composite plate can be obtained. (4) By adding plate members to both sides of the three-dimensional lattice or three-dimensional truss, a new type of sandwich panel can be manufactured. (5) Since the flat, curved and movable space truss composite plates can be industrially produced more easily and economically than before, the usefulness of the space truss structure which is excellent in structural mechanics can be evaluated only in the structural field of construction. In addition, it can be used to the fullest in a wide range of fields such as building parts, fences, furniture, containers, vehicle bodies, hulls, and airframes. (6) Furthermore, the three-dimensional truss composite board of the present invention is lighter and stronger than other composite boards that have been conventionally produced, and is hollow or movable, so that ventilation, wiring, and the like that are not available in other composite boards. Has new features such as plumbing. This three-dimensional truss composite board opens up new industries,
It offers improved productivity and performance in a wide range of applications for the product.
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施に使用される連結材の例を示す
正面図である。
【図2】 本発明の実施に使用されるネットの例を示す
正面図である。
【図3】 本発明の実施に使用されるネットの別の例を
示す正面図である。
【図4】 本発明の実施に使用されるネットの他の例を
示す正面図である。
【図5】 本発明の実施に使用されるネットの更に別の
例を示す正面図である。
【図6】 本発明の一実施例に使用される中間材と対面
材の結合前における配置状態を示し、(a)は平面図、
(b)は右側面図、(c)は底面図である。
【図7】 図6に示した中間材と対面材を結合して得ら
れた立体トラス複合板を示し、(a)は平面図、(b)
は右側面図、(c)は底面図である。
【図8】 本発明の別の実施例で得られた立体トラス複
合板を示し、(a)は平面図、(b)は右側面図、
(c)は底面図である。
【図9】 本発明の更に別の実施例で得られた立体トラ
ス複合板を示し、(a)は平面図、(b)は右側面図、
(c)は底面図である。
【図10】 本発明の他の実施例で得られた立体トラス
複合板を示し、(a)は平面図、(b)は右側面図、
(c)は底面図である。
【図11】 本発明の更に他の実施例で得られた立体ト
ラス複合板を示し、(a)は平面図、(b)は右側面
図、(c)は底面図である。
【符号の説明】
1 連結材
2 剛な直線材(直線部)
3 柔軟な線材
4 柔軟な節点
A 中間材
B 一方の対面材
C 他方の対面材BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view showing an example of a connecting member used for carrying out the present invention. FIG. 2 is a front view showing an example of a net used for implementing the present invention. FIG. 3 is a front view showing another example of a net used for implementing the present invention. FIG. 4 is a front view showing another example of the net used for implementing the present invention. FIG. 5 is a front view showing still another example of the net used for implementing the present invention. FIGS. 6A and 6B show an arrangement state of an intermediate material and a facing material used in one embodiment of the present invention before joining, and FIG.
(B) is a right side view, and (c) is a bottom view. 7 shows a three-dimensional truss composite plate obtained by combining the intermediate member and the facing member shown in FIG. 6, (a) is a plan view, (b)
Is a right side view, and (c) is a bottom view. FIG. 8 shows a space truss composite plate obtained in another embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view, (b) is a right side view,
(C) is a bottom view. FIG. 9 shows a space truss composite plate obtained in still another embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view, (b) is a right side view,
(C) is a bottom view. FIG. 10 shows a space truss composite plate obtained in another embodiment of the present invention, (a) is a plan view, (b) is a right side view,
(C) is a bottom view. FIG. 11 shows a space truss composite plate obtained in still another embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view, (b) is a right side view, and (c) is a bottom view. [Description of Signs] 1 Connecting material 2 Rigid straight material (straight portion) 3 Flexible wire 4 Flexible node A Intermediate material B One facing material C The other facing material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04C 2/00 - 3/00 E04B 1/19 E04B 1/38 B32B 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) E04C 2/00-3/00 E04B 1/19 E04B 1/38 B32B 3/12
Claims (1)
転する柔軟な節点で1列に連結してなる連結材の平行
列、該連結材の節点で交差する複数組の平行列または該
連結材のネットを中間材とし、 該連結材または線材の平行列、交差する複数組の該連結
材または線材の平行列、該連結材または線材のネット、
格子、シート状材、板状材または固結性流動物を対面材
とし、 該中間材を中間に挟んで対面する2面に該対面材を配置
して、該中間材の節点を交互に両対面材の所定位置に結
合した立体トラス複合板。(57) [Claims 1] A parallel row of connecting members formed by connecting a large number of rigid straight members of a predetermined length in a single line at freely rotating flexible nodes. A plurality of sets of parallel rows or nets of the connecting members intersecting at the nodes are used as intermediate materials, a parallel row of the connecting members or wires, a plurality of intersecting parallel rows of the connecting members or wires, a net of the connecting members or wires. ,
The facing material is a lattice, a sheet-like material, a plate-like material, or a solidifying fluid, and the facing material is arranged on two surfaces facing each other with the intermediate material interposed therebetween. A three-dimensional truss composite plate joined to a predetermined position on the facing material.
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