JP3773952B2 - Structural frame - Google Patents

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    • E04B2001/1981Three-dimensional framework structures characterised by the grid type of the outer planes of the framework

Description

本発明は、概して、例えば耐加重フレームである構造体に関し、特には、構造体にとって必要とされる材料の量に関して安全に伝達可能な応力の間の増大されたトレードオフを提供する構造体に関する。 The present invention relates generally, for example resistance to regard the structure is heavy frame, in particular, relates to a structure for providing increased tradeoff between safety transmissible stress with respect to the amount of material required for the structure .
この重量比に対する増大された強度は、リチャードバックミンスターフューラー(Richard Buckminster Fuller)によって提案されかつ構成される多くの構想を含む多数の構想の目的である。 The increased strength to weight ratio, is the object of a number of initiatives including proposed and many composed initiative by Richard Buckminster fuser error (Richard Buckminster Fuller). 耐加重フレーム及びトラスが使用される多くの関係においては、圧縮力よりもむしろ張力による破損のために破損が発生する。 Resistance to In many relationship heavy frames and trusses are used, damage to the damage caused by tension generated rather than the compression force. 最初にもたらされる加重が材料に圧縮応力を引き起こすにもかかわらず、その応力は、張力をもたらすベクトルによって材料内で分解される。 First weighted brought despite causing compressive stress in the material, the stress is resolved within the material by vectors resulting in tension. 例えば、加重を受けるドームは、ドームを構成するトラスに沿って張力を引き起こすように歪む傾向がある。 For example, a dome for receiving a weighting tends to distort to cause tension along the truss that constitutes the dome. 張力による破損のために破損は発生する。 It damaged due to damage caused by tension occurs. 耐加重構造体に使用される大きな引張り強度を有する材料の開発に多くの注意が払われてきており、これらの材料の引張り強度が使用されることにより、供給される加重は、これらの引張り要素によってもたらされる張力により、少なくとも一部分分解される。 Resistance to and more attention has been paid to the development of materials with high tensile strength for use in heavy structures, by tensile strength of these materials are used, the weighted supplied, these tension elements the tension caused by, at least in part degraded. そのような方法は、1967年に刊行されたバックミンスターフューラーの米国特許第3,354,591号に記載されている。 Such methods are described in U.S. Patent No. 3,354,591 Buckminster fuser error which was published in 1967. そのような構造体のもっと最近の改良は、1980年に刊行された米国特許第4,207,715号に記載されている。 Such a more recent improvements of the structure are described in US Pat. No. 4,207,715, which was published in 1980. 引張り要素及び圧縮要素のこの結合体は、1987年に刊行された米国特許第4,711,062号に示される構造体にも記載されている。 The conjugate of tension elements and compression elements, are also described in the structure shown in U.S. Patent No. 4,711,062 which was published in 1987.
発明の開示本発明は、複数の支柱によって構成されるフレームの型式の構造体に関する。 Disclosure of the Invention The invention relates to a structure of the type of the frame constituted by a plurality of struts. 各支柱は、理想的には長さが等しく、更に張力の発生が最小にされ、構造体に及ぼされる応力が構造体内で分解されるように配置される。 Each strut is ideally equal in length, is further to the occurrence of tension minimal stress exerted on the structure is arranged to be degraded in structure. 支柱の組は、建築用ブロックの複数の相互結合された組として分解可能である。 The set of struts can be decomposed as a plurality of mutually coupled pairs of building blocks. 相互結合される際に本発明のフレームを構成するこれらの建築用ブロックは、三つの異なる方法によって見ることが可能である。 These building blocks constituting the frame of the present invention when it is mutual coupling, can be seen by the three different methods. つまり、本発明のフレームを構成する支柱の組のうちのどの組が分解されるかに依存して、建築用ブロックの三個の明確に異なる組のうちのいずれか一つが端に配置される。 In other words, which set is dependent on either decomposed, any one of three distinctly different set of building blocks are positioned on the end of the set of strut constituting the frame of the present invention . これらの三個の組のうちの二つは、現実的な建築用ブロックである。 Two of these three sets is a realistic building blocks. 他方は、個々の支柱が二重の機能を有しかつ関連する二個又はそれより多い特有の副フレームの端部を構成すると考慮される点で、少し抽象的である。 The other, in that it is considered individual struts constitute the ends of the two or more specific sub-frames having and associated a dual function, a bit abstract.
第一の組は、出願人が“ユニキューブ”と称する十二本の支柱の建築用ブロックである。 The first set is a building block twelve struts called applicant "Uni cube". それは、十二本の支柱がキューブを限定するフレームである。 It Twelve struts is the frame to limit the cube. キューブの八個の角部のそれぞれから、単一の支柱が外側に延長し、キューブの三本の近接する接線の支柱のそれぞれに関して等しい角度が形成される。 From each of the eight corners of the cube, a single strut extending outwardly, equal angles with respect to each of the tangent of the strut adjacent the three cubes are formed. キューブの角部から延長する支柱の外側の端部によって結合される複数のこれらのユニキューブは、本発明の技術に従ったフレーム又はトラスを製作する。 More of these uni cubes that are coupled by the outer ends of the struts extending from the corner of the cube, to fabricate the frame or truss in accordance with the technique of the present invention.
第二の組は、二個の建築用ブロックによって構成される。 The second set is composed of two of the building blocks. それらはテトラックスフレームとキュービックフレームとである。 They are the Tetrax frame and cubic frame. それぞれのテトラックスフレームは、四面体の中心の点から四面体の四個の角部まで延長する四本の支柱である。 Each Tetrax frame is four struts extending from the point of tetrahedral center to four corners of the tetrahedron. それぞれのキュービックフレームは、キューブの接線を限定する12本の支柱である。 Each cubic frame is 12 posts to limit the tangent of the cube. 各テトラックスフレームの外側の端部は、キュービックフレームの角部に結合され、同様に、キュービックフレームの各角部は、テトラックスフレームの支柱の外側の端部に結合される。 Outer end of each Tetrax frame is coupled to the corners of the cubic frame, similarly, each corner of the cubic frame is coupled to the outer ends of the struts of Tetrax frame. それゆえ、キュービックフレームの八個の角部から、八個のテトラックスフレームが外側に延長する。 Therefore, from the eight corners of the cubic frame, eight of Tetrax frame to extend to the outside. 同様に、テトラックスフレームの四本の支柱の外側の端部の位置では、四個のキュービックフレームが延長し、それぞれのキュービックフレームは、角部の位置で、テトラックスの支柱に結合される。 Similarly, the position of the outer ends of the four pillars of Tetrax frame, extending the four cubic frames, each cubic frame is the position of the corner portion, is coupled to Tetrax posts. テトラックスフレームの四個の外側の端部と、キュービックフレームの八個の角部とが存在するために、この配列が必要とすることとして、キュービックフレームの二倍の数のテトラックスフレームが存在する。 And four outer ends of Tetrax frame, due to the presence of the eight corners of the cubic frame, as that this arrangement requires, there are twice the number of Tetrax frame of the cubic frame to.
第三の組は、厳密には建築用ブロックではない。 Third set is not a strictly building blocks. 第三の組は、参照された特許出願に詳細に記載されている切頭斜方十二面体(TRD)の接線のフレームである。 Third set is the tangent of the frame of the truncated rhombic dodecahedra which is described in detail in the referenced patent application (TRD). 切頭斜方十二面体を限定する複数の接線の支柱によって構成される構造体は、本発明のフレームを形成する。 Truncated rhombic dodecahedra composed structure of a plurality of tangential struts to limit the forms the frame of the present invention. しかしながら、理解されなければならないこととして、TRDの一群にされた組では、各接線はこれらのTRDのうちの三個に共通する。 However, It has to be understood, in the set that is a group of TRD, each tangent common to three of these TRD. 本発明のフレームは、共通の接線を構成するフレームであり、その結果、近接するTRDの三本の接線は、三本の平行な合致した支柱ではなく、単一の支柱により表される。 Frame of the present invention is a frame which constitutes a common tangent, so that the three tangent TRD adjacent, rather than parallel matched posts three, represented by a single strut.
図1〜図6は、これらの三つの組又は建築用ブロックを示す。 Figures 1-6 illustrate these three sets or building blocks. 図1及び図2は、ユニキューブの二つの図面を示す。 1 and 2 show two drawings Uni cubes. 図3及び図4は、それぞれテトラックスフレーム及びキュービックフレームを示す。 3 and 4 show a Tetrax frame and cubic frames, respectively. 図5及び図6は、TRDフレームの二つの図面を示す。 5 and 6 show two drawings TRD frame. 図5は、TRDの可視的な接線のみを表す不透明なTRDを示す。 Figure 5 shows an opaque TRD representing only visible tangent TRD.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
図1は、中心のキューブが不透明な型式であり、可視的な支柱のみが見られる、ユニキューブの斜視図である。 1, the center of the cube is opaque type, only visible strut is seen a perspective view of a uni-cube.
図2は、中心のキューブの12本の支柱及び八本の外側に延長する角部の支柱のすべてを示す実際のユニキューブの斜視図である。 Figure 2 is a perspective view of the actual uni cube showing all corners of the struts that extend 12 outer posts and eight pieces of the center of the cube.
図3は、ここではテトラックスフレームとしても言及される四本の支柱のテトラックスの二つの図面を示す。 3, here shows two drawings Tetrax four struts which are also referred to as Tetrax frame.
図4は、ユニキューブの中心のキューブである、キュービックフレームの斜視図である。 Figure 4 is a cube center of uni cube is a perspective view of a cubic frame.
図5は、不透明な切頭斜方十二面体(TRD)の斜視図であり、不透明なTRDの可視的な斜線のみが示されている。 Figure 5 is a perspective view of an opaque truncated rhombic dodecahedron (TRD), and only visible hatched opaque TRD is shown.
図6は、すべての接線を示す実際のTRDの斜視図である。 Figure 6 is a perspective view of the actual TRD showing all tangents.
図7は、近接するユニキューブの外側に延長する支柱14の結合部を示す図1のユニキューブの二次元的な集合体を示す。 Figure 7 shows a two-dimensional assembly of Uni cube of Figure 1 showing a coupling portion of the strut 14 extending outwardly of the uni cubes adjacent.
定義出願人は、ここでは以下のような語を使用する。 Definition Applicant is used herein the terms as follows. これらの語は、以下の定義に従って、明細書及び請求の範囲で使用される。 These terms are in accordance with the following definitions are used in the specification and claims.
ユニキューブユニキューブは、互いに結合された12本の等しい支柱を有する。 Uni cubes Uni cube has twelve equal struts coupled together. 12本の支柱は、キューブの接線を限定し、キュービックフレームを構成する。 12 posts limits the tangent of cubes constitute a cubic frame. 八本の支柱は、キューブの八個の角部から外側の所定の方向に延長し、その結果、これらの外側に延長する支柱のそれぞれは、それに結合される三本のキュービックフレームの支柱のそれぞれと等しい角度を形成する。 Eight struts may extend in a predetermined direction outwardly from the eight corners of the cube, so that each strut extending to these outside, each three of the cubic frame struts coupled thereto to form an equal angle. キューブを限定する12本の支柱はキューブの支柱と呼ばれ、キューブの角部から外側に延長する八本の支柱は外側に延長する支柱と呼ばれる。 12 posts to limit the cube is called the post cube, eight struts extending outwardly from the corners of cubes called struts extending outwardly. 単一のユニキューブの外側に延長する支柱は、それぞれ外側の端部を有する。 Struts extending outwardly of a single uni cubes, each having an outer end. 図2はユニキューブを示す。 Figure 2 shows a uni cube.
キュービックフレームキュービックフレームは、キューブの12本の接線を限定する支柱の組で構成される。 Cubic Frame cubic frame is composed of a set of struts to limit the tangent 12 of the cube. キュービックフレームは、本発明の好適な構造体の二個の建築用ブロックのうちの一方を構成する。 Cubic frame constitutes one of the two building blocks of the preferred structure of the present invention. 他方の建築用ブロックは、以下限定されるテトラックスである。 The other building block is a Tetrax to be limited by the following. キュービックフレームは図4に示される。 Cubic Frame is shown in Figure 4.
テトラックステトラックスは、四面体の中心の点から四面体の四個の角部まで延長する四本の寸法の等しい軸である。 Te track stearyl Tracks are equal axes four dimensions extending from a point of tetrahedral center to four corners of the tetrahedron. テトラックスの任意の二本の支柱又は脚の間の相互の角度は109.47°である。 Mutual angle between any two of the struts or legs Tetrax is 109.47 °. 複数のテトラックス及び複数のキュービックフレームは、結合されて、本発明の好適な構造フレームを製作可能である。 Multiple Tetrax and a plurality of cubic frames are combined, it can be fabricated of suitable structural frame of the present invention. このテトラックスは、更にここではテトラックスフレームと称される。 The Tetrax further referred Tetrax frame here. 図3はテトラックスを示す。 Figure 3 shows the Tetrax.
テトラックス構造体テトラックス構造体は、テトラックスに概略等しい四本式の支柱構造体又は建築用ブロックである。 Tetrax structure Tetrax structure is a pillar structure or building block of approximately equal four expression Tetrax. 四本の支柱は、すべて共通の点で結合される。 Four struts, are all combined in a common point. しかしながら、支柱は長さが等しくなく、任意の二本の支柱の間の角度は109.47°からいくらか逸れる。 However, the post unequal length, the angle between any two of the struts deviates somewhat from 109.47 °. テトラックス構造体は、最適ではない本発明のある実施形態では建築用ブロックとして使用可能である。 Tetrax structure, in embodiments of the present invention is not optimal can be used as a building block. 幾つのテトラックス構造体がテトラックスフレームから逸れることが可能であるかの限界、及び本発明の実施形態では幾つのテトラックス構造体が使用可能であるかの限界は、詳細な説明によってより詳細に説明される。 Or limits many Tetrax structure is capable departing from Tetrax frame, and the limit of how many Tetrax structure can be used in embodiments of the present invention, more detailed description It is described.
切頭斜方十二面体(TRD) Truncated rhombic dodecahedron (TRD)
切頭斜方十二面体という語は、頂点から延長する四本の接線を有する六個の頂点の先端が切断された、斜方十二面体に使用される。 The term truncated rhombic dodecahedron, the tip of the six vertices with four tangential extending from the apex is cut and used rhombic dodecahedron. 接線の中間点の位置でそれぞれの斜方十二面体の六個の四本の接線からなる頂点のそれぞれの先端を切断し、かつその切断された部分を取り除くことによって、ここで限定されるTRDが提供される。 Cutting the respective tips of vertices consisting of six four tangents of respective rhombic dodecahedral at the position of the midpoint of the tangent, and by removing the cut portions thereof, TRD is limited here There is provided. TRDの更なる説明は、関連する出願連続番号第08/338,408号に記載されている。 A further description of TRD are described in Application Serial No. 08 / 338,408 involved.
好ましい実施態様の詳細な記載図1及び図2は、本発明の建築用ブロックの一つの形態を示す。 DETAILED DESCRIPTION Figure 1 and Figure 2 of the preferred embodiment illustrates one form of building blocks of the present invention. この建築用ブロックは、ここではユニキューブ10として言及する。 The building block is here referred to as a uni cube 10. 図1に示されるように、キューブの接線を形成する12本の支柱12が存在する。 As shown in FIG. 1, column 12 of the 12 forming the tangent of the cube are present. 更に、キューブの八個の角部を形成する外側に延長する八本の支柱14が存在する。 Furthermore, eight struts 14 that extend outwardly to form the eight corners of the cube are present. それぞれの外側の延長する支柱14は、角部を形成する三本のキューブの接線の支柱12のそれぞれに対して等しい角度を形成し、その角部から延長する。 It struts 14 which extend in the respective outer angle is formed equal for each three cube tangential struts 12 forming the corners, extending from the corner portion. 支柱14及び12は、すべて長さが等しい。 Struts 14 and 12, we are all equal in length.
このユニキューブ10の建築用ブロックを見るのを容易にするために、図1はキューブを不透明なものとして示す。 To facilitate seeing building block of the uni cube 10, Figure 1 shows the cube as opaque. 構造体自体は支柱の連続体であるため、図2がより正確な表示を行う。 Because the structure itself is a continuum of struts, Figure 2 a more accurate display. 図1のユニキューブから本発明のフレームが組み立てられる際に、それぞれの支柱14の外側の端部14Eは、三個の他のユニキューブの外側の端部14Eに取付けられる。 When the frame of the present invention is assembled from Uni cube of FIG. 1, the outer end 14E of each strut 14 is attached to three other uni cubes outer end 14E. 図7は、この配列を示しかつ提案するように構想される。 Figure 7 is envisioned to indicate and suggest this sequence. 図7では、明快さのために、四個ではなく、三個の端部14Eのみが結合されて示されている。 In Figure 7, for clarity, rather than four, only three of the ends 14E are shown coupled.
支柱の端部14Eによって互いに結合された複数の図2のユニキューブは、本発明の最適なフレームの実施形態を形成する。 A plurality of uni-cube of FIG. 2 which are coupled together by the ends 14E of the pillar forms an embodiment of the best frame of the present invention. 注目されることとして、それぞれの端部14Eは、三個の他のユニキューブの三個の他の端部14Eに結合される。 As it is noted, each end 14E is coupled to the three other ends 14E of the three other uni cube. それゆえ、四個の結合されたユニキューブのいずれの組も、一個の共通する点のみを共有する。 Thus, any set of four of the combined Uni cubes share only one common points.
図3及び図4は、本発明の建築用ブロックの他の形態を示す。 3 and 4 show another embodiment of the building block of the present invention. 一方の建築用ブロックは図4に示されるキュービックフレームであり、他方の建築用ブロックは図3に示されるテトラックスフレームである。 One building block is a cubic frame shown in Figure 4, other building blocks are Tetrax frame shown in Figure 3. それぞれのキュービックフレームは、キューブの接線を限定する12本の支柱12を具備する。 Each cubic frame comprises a strut 12 of 12 to limit the tangent of the cube. それぞれのキュービックフレームは八個の角部を有する。 Each cubic frame has eight corners. それぞれのテトラックスフレームは、四面体の角部の軸を有する四本の支柱14によって構成される。 Each Tetrax frame is constituted by four posts 14 having a shaft of the corners of the tetrahedron. 四本の支柱は、長さが等しく、中心の点14Eから外側に延長する。 Four struts, the length equal to extend outwardly from the point 14E of the center. 中心の点14Eには、四本のすべての支柱が結合され、中心の点14Eの位置では、支柱のいずれかの二本は、109.47°の相互間の角度を形成する。 The 14E center point, are combined every strut four, the position of the point 14E of the center, one of two struts, form an angle between each other 109.47 °. つまり、これらの四本の支柱では、一度に二本の支柱を使用して形成される角度が、六個存在する。 In other words, in these four struts, the angle formed by using the two posts at one time, there six. それぞれの角度は、109.47°の値を有する。 Each angle has a value of 109.47 °. これらの四本の支柱の四個の端部の点14Cが正四面体の四個の頂点であると考慮される場合、これらの四本の支柱は、四面体の中心から四面体の四個の頂点まで延びる四本の線である。 If 14C terms of four ends of these four struts are considered to be the four vertices of the tetrahedron, those four struts, four tetrahedral from the center of the tetrahedron a four lines extending to the top of the.
各テトラックスの端部の点14Cはキュービックフレームの角部に結合され、各キュービックフレームの角部はテトラックスの端部の点14Cに結合される。 14C point at the end of each Tetrax is coupled to the corners of the cubic frame, the corners of the cubic frame is coupled to 14C point at the end of Tetrax. 各テトラックスに対する四個の端部の点14Cと、キュービックフレームの八個の角部とが存在するため、本発明の構造体には、キュービックフレームの二倍の数のテトラックスフレームが存在する。 And 14C point four ends of each Tetrax, due to the presence of the eight corners of the cubic frame, the structure of the present invention, there is twice the number of Tetrax frame of the cubic frame .
好適な実施形態では、テトラックスフレームは正確なテトラックスであり、各支柱は長さが等しくかつ109.47°の間の角度を有する。 In a preferred embodiment, Tetrax frame is correct Tetrax, each strut has an angle between a length equal and 109.47 °. この間の角度は、四本の支柱のうちのいずれか二本の間の角度である。 During this time the angle is the angle between any two of the four posts.
ユニキューブ、キュービックフレーム及びテトラックスの間の関係テトラックスの各支柱14は、組み立てられた構造体のユニキューブの外側に延長する支柱である。 Uni cube cubic frame and Tetrax each strut 14 relationship Tetrax between is a strut extending outside the Uni cubes assembled structure. 図7は、この関係を示す補助になる。 7 will assist illustrating this relationship. それゆえ、支柱には、同一の参照番号“14”が使用される。 Therefore, the post, the same reference number "14" is used. 同様に、ユニキューブのキューブの支柱12は、組み立てられた構造体のキュービックフレームである。 Similarly, the struts 12 of the uni-Cube is a cubic frame of the assembled structure. それゆえ、ユニキューブの支柱14の端部の点14Eは、テトラックスの支柱の中心の点である。 Therefore, 14E point at the end of the strut 14 of the uni-cube is the point of the center of Tetrax posts. テトラックスの支柱の端部の点14Cは、キュービックフレーム16の角部の点である。 14C point at the end of Tetrax struts is that the corners of the cubic frame 16.
同様に、キュービックフレーム16の中心の点は、ユニキューブのキューブの中心の点である。 Similarly, the center point of the cubic frame 16, a point of the center of the uni-Cube.
すべてのキュービックフレーム16の中心の点は、互いに関係を有する点の組であり、中心の点のこの組の各要素は、点の組の12個の隣接する要素からの距離が等しくなる。 The center point of all the cubic frame 16, a set of points with each other, the set of the elements of the center point, the distance from the set of 12 adjacent elements of the point are equal. これらの点を通じて支柱に沿って力が伝達されるのを回避するために、その点の組は常に支柱12、14の組から間隔をあけられなければならない理由から、この関係は重要である。 To force along the column to avoid being transmitted through these points, the set of points reasons must always spaced from the set of struts 12, 14, this relationship is important. 中心の点の組を通じての力の伝達を回避することにより、これらの力は、張力の増加を最小にするように向けられる。 By avoiding the transmission of force through the set of points in the center, these forces are directed to the increase in the tension to a minimum.
配列が好適な実施形態に近ければ近いほど、張力の増加は小さくされる。 Sequence closer to a preferred embodiment, the increase in tension is reduced. しかしながら、構造体の支柱の張力の増加を最小にする本発明の改良が得られる場合でさえも、支柱12、14の長さの均一さ、及びテトラックスの中心の角度、及びキューブ16の直角性のいくらかの逸れは許容可能である。 However, even if the improvement of the present invention that an increase in the tension strut of the structure to a minimum is obtained, the length of the uniformity of the struts 12, 14, and the angle of the center of Tetrax, and perpendicular cube 16 it is somewhat of it acceptable sex. それゆえ、語テトラックス構造体は、テトラックスに基づくが理想的に均一な長さより短い長さの支柱を有する及び/又は理想的な間の角度より小さい角度を有する、四本の支柱の構造体に言及するのに使用される。 Hence, the term Tetrax structure is based on Tetrax has a smaller angle than the angle between ideally, uniform and / or ideal with a short length of the strut than the length, of the four pillars structure It is used to refer to the body. それゆえ、テトラックス構造体は、応力の方向付けの十分な改良を提供するテトラックスのモデル的な構造体である。 Therefore, Tetrax structure is a model structure of Tetrax provide sufficient improvement in the orientation of the stress.
図7は、本発明に関する、概略二個のユニキューブの厚さに構成されたパネルを示す。 Figure 7 relates to the present invention, showing the panel that is configured to have a thickness of outline two uni cubes. この支柱12、14の網状組織は、例えば壁のトラス、床のトラス、ドーム、アーチ、及び多数の他の構造要素である、多数の幅広い範囲の建築用構造体を製作するために使用可能である。 The network of struts 12 and 14, for example, the wall of the truss, floor trusses, dome, arch, and a number of other structural elements, can be used to fabricate the architectural structure of a number of wide range is there. その構造体は、張力ではなく圧縮力の加重を分解するために、他の技術によって製造される類似点を有する構造体と比較して極めて軽量に製作可能である。 Its structure, in order to decompose the load of compression rather than tension, can be manufactured in very light as compared to the structure having similarities produced by other techniques. それゆえ、その構造体は、重量比に対してかなり低い引張り強度を利用するのに比べて、重量比に対して高い圧縮強度を十分に利用する。 Therefore, the structure, as compared to use of much lower tensile strength to weight ratio, fully utilizes the high compressive strength to weight ratio.
注目されることとして、支柱は、鉄、アルミニウム、繊維、補強プラスチック又は通常のプラスチック支柱である、任意の適切な材料によって製作可能である。 As it is noted, posts, iron, aluminum, fibers, reinforced plastic or ordinary plastic struts, can be fabricated by any suitable material. 支柱の材料、長さ及び断面寸法は、関連する構造体の特有の構想の要件の機能である。 Material strut, length and cross-sectional dimensions are a function of the requirements of the specific concept of the associated structure. 支柱は、例えばボルトによる締結、溶接、又は一体のキューブの及びテトラックスの建築用ブロックとしての鋳造である、任意の既知の技術を使用して互いに結合可能である。 Posts, for example, fastening by a bolt, welding, or cast as a building block in and Tetrax integral cube, can be coupled together using any known technique.
本発明に従って製作される構造フレームの表面は、通常閉鎖されかつ好適にはいくらか平滑にされる。 Surface of the structural frame to be made in accordance with the present invention, usually closed and suitably is somewhat smoothed. 支柱12又は14は、周囲で、本発明の構造フレームの一部ではない構造体に結合される。 Strut 12 or 14 is at ambient, it is coupled to a structure that is not part of the structural frame of the present invention.
応力の方向付けに関する仮定本発明のフレームは、張力の増加を最小にしかつ圧縮応力としてこれらの応力を分解する方法で、加重による応力の方向付けを行う。 Assuming a frame of the present invention relates to the orientation of the stress, in method of decomposing these stresses increase in tension as compressive stress One only minimizes performs orientation of stress due to weight.
出願人の認識では、このことが起こる理由の理解は、最適には、図5及び図6に示される切頭斜方十二面体(TRD)配列を考慮することによって得ることが可能である。 In recognition of the applicant's understanding of why this occurs optimally, it can be obtained by considering the truncated rhombic dodecahedron (TRD) sequence shown in Figure 5 and Figure 6. TRDは、六個の四角形のフレームと12個の六角形のフレームとを有する閉鎖された構造体である。 TRD is a closed structure and a six square frame and 12 hexagonal frame. これらの四角形のフレームの対と六角形のフレームの対は、互いに平行である。 Pairs of pairs and hexagonal frames of these rectangles frame are parallel to each other. すべての接線は、長さが正確に等しい。 All tangents, is exactly equal length. 本発明の最適な実施形態を形成する支柱12、14の組(すべて均一な支柱を備えた正確なキュービックフレーム及びテトラックス)もまたTRDを限定する。 The set of struts 12, 14 which form the optimal embodiments of the present invention (all exact cubic frame and Tetrax with a uniform strut) also limit the TRD. TRDは、支柱12及び14のそれぞれが三個のTRDで共通でないために、厳密には建築用ブロックではない。 TRD, each strut 12 and 14 in order not common in three of TRD, not exactly the building block.
重要なこととして、この切頭斜方十二面体(TRD)の容積は、TRD内に内接される正確な球の容積とほぼ等しい。 Importantly, the volume of the truncated rhombic dodecahedron (TRD) is approximately equal to the exact spherical volume that is inscribed in the TRD. 個々の球の集合体は、圧縮力のみ伝える。 Collection of individual spheres, tell only compressive force. 当然ながら、圧縮力は、端部の位置で拘束されなければ、分離してしまう。 Of course, the compressive force, if not constrained by the position of the end, resulting in separation. 相互結合されたTRDによって構成された本発明のフレームを見ることによって、個々の球の場合と同様の方法で、フレームの応力の方向付けが行われることがわかるであろう。 By looking at the frame of the present invention configured by mutually coupled TRD, in the same manner as with the individual sphere, it will be seen that the orientation of the stress in the frame. しかしながら、TRDの相互結合によって、応力は分離しない。 However, the mutual coupling of TRD, stress does not separate.
認識されることとして、上述された支柱のパターンに合致しない付加的な補強支柱は、通常有益ではなく、その結果、通常、最適な性能がいくらか低下される。 As recognized that additional reinforcing struts that do not conform to patterns of strut has been described above, usually not beneficial, result, typically, optimum performance is lowered somewhat. 例えば、キュービックフレーム16の表面に沿った斜めの支柱は、付加的な剛性及び強度を提供可能である。 For example, the diagonal strut along the surface of the cubic frame 16 can provide additional rigidity and strength. 出願人の認識では、そのような付加的な支柱の主要な好結果により、本発明の支柱12、14によってもたらされた最適な力の方向付けは偏向され、それゆえ、所定の支柱部材の張力が増加される。 In recognition of the applicant, the principal successful of such additional strut, orientation of optimal force brought about by struts 12 and 14 of the present invention is deflected, therefore, the predetermined strut member tension is increased. 最適には、そのような付加的な支柱は、張力を減少させる改良を行わず、付加的なコスト及び重量をもたらしてしまう。 Optimally, such additional struts, without improved to reduce the tension, thus resulting in additional cost and weight.
更に、キュービックフレーム16の中心を通過する、又はキュービックフレームの中心によって限定される点を通過する付加的な支柱により、引き起こされる張力を最小にするのではなく増加させる方法で力を解決することによって、この構造体の目的は小さくされてしまう。 Further, passing through the center of the cubic frame 16, or by additional struts passing through the point defined by the center of the cubic frames, in a way of increasing rather than to minimize the tension caused by the solution to force , the purpose of this structure would be smaller.
テトラックス及びキュービックフレームの支柱の建築用ブロックが結合され、その結果、テトラックスの脚部又は支柱のそれぞれの端部の点はキュービックフレームの支柱の角部に結合され、キュービックフレームの支柱のそれぞれの角部はテトラックスの支柱の端部の点に結合される。 Te is Tracks and building blocks binding posts in a cubic frame, as a result, the points of respective ends of the legs or struts of Tetrax coupled to the corners of the pillars of the cubic frames, each strut cubic frame corners of is coupled to a point at the end of Tetrax posts.
注目されることとして、キュービックフレーム及びテトラックスの建築用ブロックの結合のこの説明は、実際には、フレームの表面領域に当てはまらない。 As it is noted, the description of the coupling of building blocks of the cubic frame and Tetrax is actually not the case the surface area of ​​the frame. つまり、フレームはどこかで端部に到達しなければならない。 In other words, it must reach the end somewhere frame.

Claims (19)

  1. 複数の間隔をあけられたテトラックス構造体を具備し、該テトラックス構造体は、共通の源部から延長する四つの堅牢な耐圧縮力支柱を有し、それぞれの前記テトラックス構造体のそれぞれの前記支柱は端部の点を有し、 Comprising a Tetrax structure drilled a plurality of intervals, said Tetrax structure has four robust compression force struts extending from a common source portion, respectively each of said Tetrax structure the strut has a point at the end of,
    前記テトラックス構造体のうちの八個の近接するテトラックス構造体の前記支柱の前記端部の点は、八個の点の第一の組を構成し、前記点の第一の組は複数存在し、 Wherein the point of the end of the strut eight contiguous Tetrax structure of Tetrax structure, constitutes the first set of eight points, the first set of points plurality exist,
    前記八個の端部の点の第一の組のそれぞれは、所定の堅牢な耐圧縮力構造体によって相互結合され、 Each of the first set of points of the eight ends, are interconnected by a predetermined robust compression force structure,
    当該耐加重構造フレーム内の所定の第二の点集合の各点が各耐圧縮力構造体内に配置され、前記第二の点集合の各点は該第二の点集合のうちの近接する12個の点から等距離間隔をあけられている 、耐加重構造フレーム。 Those resistant each point of the set predetermined second point of the weighting structures in the frame is arranged on each compression force structure, each point of the set the second point proximate of the set said second point 12 They are spaced equidistantly apart from number of points, load-bearing structural frame.
  2. 前記所定の結合構造体は相互結合用の堅牢な支柱の組であり、前記相互結合用支柱のそれぞれは、前記テトラックス構造体のうちの個々のテトラックス構造体から支柱の端部の点を結合する、請求項1に記載の構造フレーム。 Wherein the predetermined coupling structure is a set of robust struts for interconnecting, each of the cross-coupling strut, the point at the end of the strut from the individual Tetrax structure of the Tetrax structure binding, structural frame of claim 1.
  3. 前記テトラックス構造体の支柱のそれぞれは、前記三本の結合用テトラックス構造体の支柱のそれぞれから実質的に109.47°に位置する、請求項1に記載の構造フレーム。 Wherein each strut of Tetrax structure, located substantially 109.47 ° from each of the struts of the coupling Tetrax structure of the three, structural frame of claim 1.
  4. 前記テトラックス構造体の支柱のそれぞれは、前記三本の結合用テトラックス構造体の支柱のそれぞれから実質的に109.47°に位置する、請求項2に記載の構造フレーム。 Each strut of the Tetrax structure, located substantially 109.47 ° from each of the struts of the three of the coupling Tetrax structures, structural frame of claim 2.
  5. 前記テトラックス構造体の支柱のそれぞれは、長さが互いに概略等しく、テトラックスが構成される、請求項1に記載の構造フレーム。 Each strut of the Tetrax structure, is approximately equal to each other length, Tetrax is constructed, the structural frame of claim 1.
  6. 前記テトラックス構造体の支柱のそれぞれは、長さが互いに概略等しく、テトラックスが構成される、請求項3に記載の構造フレーム。 Each strut of the Tetrax structure, is approximately equal to each other length, Tetrax is constructed, the structural frame of claim 3.
  7. 前記テトラックス構造体の支柱のそれぞれは、長さが互いに概略等しく、テトラックスが構成される、請求項4に記載の構造フレーム。 Each strut of the Tetrax structure, is approximately equal to each other length, Tetrax is constructed, the structural frame of claim 4.
  8. 前記所定の結合用構造体はキュービックフレームである、請求項2に記載の構造フレーム。 Wherein the predetermined coupling structure is a cubic frame, the structural frame of claim 2.
  9. 前記所定の結合用構造体はキュービックフレームである、請求項4に記載の構造フレーム。 Wherein the predetermined coupling structure is a cubic frame, the structural frame of claim 4.
  10. 前記所定の結合用構造体はキュービックフレームである、請求項7に記載の構造フレーム。 Wherein the predetermined coupling structure is a cubic frame, the structural frame of claim 7.
  11. 複数の相互結合されたテトラックスフレーム及びキュービックフレームを具備し、テトラックスフレームのそれぞれは、共通の源部から延長する四つの堅牢な耐圧縮力支柱を有し、キュービックフレームのそれぞれは、12本の堅牢な耐圧縮力の接線の支柱を有し、前記キュービックフレーム及びテトラックスフレームの支柱のすべては互いに実質的に等しく、 Comprises a plurality of mutually coupled Tetrax frame and cubic frames, each Tetrax frame has four robust compression force struts extending from a common source portion, each cubic frame, 12 of a tangential struts robust compression force, the cubic frame and all of the struts of Tetrax frame substantially equal to each other,
    前記キュービックフレーム及びテトラックスフレームは、相互結合されて、各テトラックスの支柱の外側の端部は、キュービックフレームの角部に結合され、各キュービックフレームの前記角部は、テトラックスの支柱の外側の端部に結合され、 The cubic frame and Tetrax frames are interconnected, the outer ends of the struts of each Tetrax is coupled to the corners of the cubic frame, the corners of the cubic frame, outer Tetrax posts coupled to the end,
    四本の支柱が各テトラックスフレームの中心の点から延長し、四本の支柱が各キュービックフレームの角部から延長し、 Four struts extending from the center point of each Tetrax frame, four struts extending from the corner of each cubic frame,
    各キュービックフレームの中心の点によって限定される点の組は、前記点の組の各要素が前記点の組の12個のみの近接する要素から等距離間隔をあけられるように配置される、耐加重構造フレーム。 Set of points defined by the point of the center of each cubic frame, each set of elements of the points are arranged to be spaced equidistantly apart from adjacent elements of only 12 pairs of the points, resistance The weighted structure frame.
  12. 八個の角部を有する12本の堅牢な耐圧縮力用支柱のキュービックフレームと、八本の外側に延長する堅牢な耐圧縮力用支柱とを具備し、該支柱のそれぞれ前記八個の角部の個々の角部から外側に延長し、前記外側に延長する支柱のそれぞれ外側の端部を有する建築用ブロックであって And eight cubic frame corners 12 robust compression force for posts having, comprises a column forming a robust compression force extending outside eight present, each strut is the eight extending outwardly from each corner of the corners, each strut extending to the outside a building block having an outer end portion,
    前記外側に延長する支柱のそれぞれの各外側の端部を別の三つの建築用ブロックの対応する外側に延長する支柱の外側の端部に結合させて複数の建築用ブロックからなる耐加重構造フレームを構築するために用いられる建築用ブロック。 Each load-bearing structural frame comprising a corresponding bound to the ends of the outer struts extending outwardly plurality of building blocks of the three building blocks of the end of another respective outer strut extending to the outer building blocks that are used to construct.
  13. 前記12本の支柱のそれぞれは長さが等しい、請求項12に記載の建築用ブロック。 Each of the 12 posts are equal in length, building blocks of claim 12.
  14. 前記外側に延長する支柱のそれぞれと、その支柱に結合された前記三本のキューブの支柱との間の角度はすべて等しい、請求項12に記載の建築用ブロック。 Wherein each a strut extending outwardly, the angle between the struts of the three cube coupled to the posts all equal, building blocks of claim 12.
  15. 前記12本の支柱のそれぞれは長さが等しい、請求項14に記載の建築用ブロック。 Each of the 12 posts are equal in length, building blocks of claim 14.
  16. 求項12に記載の複数の前記建築用ブロックを具備する、耐加重構造フレーム。 Comprising a plurality of the building blocks according to Motomeko 12, load-bearing structural frame.
  17. 適切な長さを有しかつ互いに寸法が概略等しい堅牢な耐圧縮力支柱の組を選択する段階と、 A step of having an appropriate length and dimension to each other to select a set of approximately equal robust compression force strut,
    前記支柱の組からユニキューブの組を製作する段階とを含み、それぞれのユニキューブは、12本のキューブの支柱と、前記キューブの支柱の八個の角部のそれぞれから外側に延長する八本の斜めの支柱とを有し、前記八本の外側に延長する支柱のそれぞれは外側の端部を有し、更にそれぞれのユニキューブの各角部の前記外側に延長する支柱が、三個の他の近接するユニキューブの三本の外側に延長する支柱と共にテトラックスの一本の支柱を形成するように、四個の個々のユニキューブのうちの一本の外側に延長する支柱の外側の端部を結合することによって前記ユニキューブの組を組み立てる段階を含む、耐加重構造フレームの組立方法。 And a step of fabricating a pair of uni-cube from the set of the strut, each uni cube, and twelve cubes posts, eight present extending outwardly from each of the eight corners of the struts of the cube of and a diagonal strut, each strut extending to the outside of the eight present has an outer end portion, is struts further extended to the outside of each corner of each uni cubes, three of so as to form a single strut of Tetrax with struts extending outside the three Uni cubes that other proximity, the outer struts extending outwardly single among the four individual uni cubes wherein comprising fabricating a set of uni cube, resistance to the assembly method of a heavy structural frame by joining the ends.
  18. 概略等しい堅牢な耐圧縮力支柱の適切な組を選択し、前記支柱の第一の小組をキュービックフレームの組に結合し、 Select the appropriate set of approximately equal robust compression force strut couples the first small set of strut pairs of cubic frames,
    前記支柱の第二の小組をテトラックスフレームの組に結合する段階を含み、キュービックフレームの約二倍の数のテトラックスフレームが存在し、更に各テトラックスフレームの各支柱の端部の点をキュービックフレームの角部に結合しかつキュービックフレームの各角部をテトラックスフレームの端部の点に結合する段階を含む、耐加重構造フレームの製造方法。 Wherein the step of coupling a second sub set of the strut to the set of Tetrax frame, there are about twice the number of Tetrax frame of the cubic frames, further the point at the end of each strut of each Tetrax frame including bonded to the corners of the cubic frame and coupling a respective corner of the cubic frame point at the end of Tetrax frame, resistance to a manufacturing method of a heavy structural frame.
  19. 概略等しい堅牢な耐圧縮力支柱の適切な組を選択し、 Select the appropriate set of approximately equal robust compression force strut,
    前記支柱の第一の組をテトラックス構造体の組に組み立て、 Assembling a first set of said struts into a set of Tetrax structure,
    前記支柱の第二の組を、八個の所定の角部の点を有する所定の構造体の第二の組に組み立て、 A second set of said struts, assembled into a second set of predetermined structures having points of eight predetermined corner,
    前記テトラックス構造体うちの八個の個々のテトラックス構造体の支柱の端部を、前記構造体の第二の組のそれぞれの前記八個の角部の点に結合する段階を含み、前記結合する段階は、各テトラックスの支柱の端部を前記構造体の第二の組の一方の角部の点に結合することを含む、耐加重構造フレームの製造方法。 The ends of the struts of eight individual Tetrax structure of the Tetrax structure, comprising the step of coupling to a point of the second set of each of the eight corners of the structure, the step binding involves joining the ends of the struts of each Tetrax a point of the second set of one corner of the structure, resistance to a manufacturing method of a heavy structural frame.
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