(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子型骨組の２つ以上の収束部材を、互いに、かつ該格子型骨組の１つ又は複数の他の部材に結合する節点構造体を作成する方法であって、
各面材が凹曲している内縁を有するように、１対の面材をシート材料又はプレート材料から切り出すことと、
前記１対の面材を対向し、離間した配置に位置決めすることと、
凹曲している結合壁を準備することと、
対向して離間している前記１対の面材の前記凹曲している内縁に前記凹曲している結合壁を接合することにより、前記１対の面材を該結合壁に結合することと、
少なくとも第１及び第２の根形成部を準備することと、
前記第１の根形成部を前記凹曲している結合壁の第１の端部に結合するとともに、前記第２の根形成部を前記凹曲している結合壁の第２の端部に結合することと、
それぞれが内縁及び直線の端縁を有する、第１及び第２の端結合壁を準備することと、
前記第１の端結合壁を前記対向して離間している１対の面材の一方の面材の直線の端縁及び前記第１の根形成部に結合することと、
前記第２の端結合壁を前記対向して離間している１対の面材の他方の面材の直線の端縁及び前記第２の根形成部に結合することと、
を含む、節点構造体を作成する方法。
【請求項２】
前記１対の面材を位置決めすることは、前記１対の面材を互いに対して略平行に位置決めすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記凹曲している結合壁を準備することは、前記第１及び第２の根形成部の間で、楕円形、放物線状又は双曲線状の経路に沿っている凹曲部を有する前記凹曲している結合壁を準備することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記凹曲している結合壁を準備することは、前記第１及び第２の根形成部の長手方向の中心軸が規定するそれらの間の内角の回りに延在し、前記面材の前記凹曲している内縁のうちの少なくとも１つにより画定される、外部から見ると凸状断面の少なくとも１つの二重湾曲部を準備することを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの二重湾曲部を準備することは、部分トロイダル形である前記二重湾曲部を準備することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの二重湾曲部を準備することは、半円形断面、四分円形断面、又は他の部分楕円形断面を有する前記二重湾曲部を準備することを含む、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の根形成部を準備することは、前記二重湾曲部の断面の曲率半径と略同一の、断面の曲率半径を有する前記第１及び第２の根形成部を準備することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記二重湾曲部を前記面材に結合することと、
双方の面材の凹曲している内縁により前記二重湾曲部を画定することと、を更に含む、請求項４〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記節点構造体を金属部品から組み立てることを更に含み、前記二重湾曲部は、半円形断面又は四分円形断面の金属部品により画定される、請求項４〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
各面材は、前記凹曲している内縁に対向する外縁と、前記凹曲している内縁から前記外縁にかけてそれぞれ分岐する端縁とを更に有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の端部結合壁を前記１対の面材に結合することは、前記面材を前記第１及び第２の根形成部の外で前記第１及び第２の端結合壁によって結合することを含み、各端結合壁は、それぞれの根形成部に接する内縁と、前記面材の前記外縁に続く外縁とを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記節点構造体を前記格子型骨組の別の部材に接合するように形状付けられている取り付け凹部を一緒に画定するように前記面材の前記外縁及び前記第１及び第２の端結合壁の前記外縁を位置決めすることを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記面材の前記外縁及び前記第１及び第２の端結合壁の前記外縁を位置決めすることは、前記面材の平面に対して略平行である長手方向中心軸を有する前記取り付け凹部を位置決めすることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２の端結合壁は、前記面材の間に延在する凸状半円形断面又は他の部分楕円断面を有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記面材を位置決めすることは、前記第１及び第２の根形成部の長手方向中心軸を含む平面に対して略平行である前記面材を位置決めすることを含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２の根形成部を準備することは、管型である前記第１及び第２の根形成部を準備することを含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記凹曲している結合壁と一体的に前記第１及び第２の根形成部を形成することを更に含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の根形成部及び前記凹曲している結合壁は、前記対向して離間している１対の面材の前記凹曲している内縁にフィットするように、外側凸曲部が除去されている曲管の一部である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
Ｕ字形セクション若しくはＣ字形セクションを曲げ加工若しくは鍛造する予備ステップ、又は、曲管、若しくは曲げ加工若しくは鍛造されたＵ字形セクション若しくはＣ字形セクションの内側凹曲部に沿って長手方向に切り出す予備ステップであって、前記凹曲している結合壁の１つ又は複数の二重湾曲部を画定する、予備ステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
格子型骨組の２つ以上の収束部材を、互いに、かつ該格子型骨組の１つ又は複数の他の部材に結合する節点構造体を作成する方法であって、
各面材が凹曲している内縁を有するように、１対の面材をシート材料又はプレート材料から切り出すことと、
前記１対の面材を対向し、離間した配置に位置決めすることと、
凹曲している結合壁を準備することと、
対向して離間している前記１対の面材の前記凹曲している内縁に前記凹曲している結合壁を接合することにより、前記１対の面材を該結合壁に結合することと、
外側方向に変化し、円形断面として終端する略矩形断面を有する少なくとも第１及び第２の遷移セクションを形成することと、
前記第１及び第２の遷移セクションを前記凹曲している結合壁の両端部に結合することと、
を含む、節点構造体を作成する方法。
【請求項２１】
前記凹曲している結合壁は、凹曲している中央ストリップと、二重湾曲部とを含み、該中央ストリップは、平坦な断面を有するとともに、各側に沿って該二重湾曲部により画定され、該二重湾曲部のそれぞれは、該中央ストリップを、前記対のそれぞれの面材の凹曲している内縁に接合する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
Ｕ字形セクション若しくはＣ字形セクションを曲げ加工若しくは鍛造する予備ステップ、又は、曲管、若しくは曲げ加工若しくは鍛造されたＵ字形セクション若しくはＣ字形セクションの内側凹曲部に沿って長手方向に切り出す予備ステップであって、前記凹曲している結合壁の１つ又は複数の二重湾曲部を画定する、予備ステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
隣り合う各対の根形成部の間の内角を規定するそれぞれの長手方向中心軸を有する、少なくとも４つの根形成部を結合することと、
前記それぞれの隣り合う各対の根形成部をそれぞれ接合する、少なくとも４つの凹曲している結合壁を結合することと、
を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記面材を、前記凹曲している結合壁から離間した少なくとも１つの内部隔壁によって結合することを更に含む、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記隔壁は、根形成部の長手方向中心軸に対して略直交する軸上で、前記面材間に延在する管を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
格子型骨組の２つ以上の収束部材を、互いに、かつ該格子型骨組の１つ又は複数の他の部材に結合する節点構造体であって、
略平らな、かつ互いに対して略平行である、１対の離間した対向面材と、
少なくとも１対の根形成部であって、それらの間の内角を規定するそれぞれの長手方向中心軸を有し、これらの軸は、前記格子型骨組のそれぞれの部材と芯合わせされるように外方に分岐し、前記面材の間で内方に収束する、少なくとも１対の根形成部と、
前記対の前記根形成部の間に配置され、前記面材の凹曲している内縁を結合し、前記内角の回りの凹曲部に延在し、該対の前記根形成部を接合する内側結合壁と、
前記根形成部の外で、前記１対の面材を結合する端結合壁と、
を備え、
前記端結合壁は、前記１対の面材の間に延在する凸状半円形断面又は他の部分楕円断面を有する、節点構造体。
【請求項２７】
格子型骨組の２つ以上の収束部材を、互いに、かつ該格子型骨組の１つ又は複数の他の部材に結合する節点構造体であって、
略平らな、かつ互いに対して略平行である、１対の離間した対向面材と、
少なくとも１対の根形成部であって、それらの間の内角を規定するそれぞれの長手方向中心軸を有し、これらの軸は、前記格子型骨組のそれぞれの部材と芯合わせされるように外方に分岐し、前記面材の間で内方に収束する、少なくとも１対の根形成部と、
前記対の前記根形成部の間に配置され、前記面材の凹曲している内縁を結合し、前記内角の回りの凹曲部に延在し、該対の前記根形成部を接合する内側結合壁と、
を備え、
前記根形成部は前記内側結合壁と一体化されており、
前記根形成部及び前記内側結合壁は、前記面材の前記凹曲している内縁にフィットするように、外側凸曲部が除去されている曲管の一部である、節点構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格子型骨組用の節点構造体及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
格子型骨組は、細長い部材、通常は管を備える。これらの細長い部材は、交差する長手方向軸上に位置し、これらの軸が交差するところの節点構造体により接合することができる。このような節点構造体は、一体品に鋳造してもよいし、溶接により部品から組み立ててもよい。
【０００３】
格子型骨組の一例は、風力タービン又は他の洋上構造体用の「ジャケット式」基礎である。以下の説明では、これを用いて本発明を例示する。ジャケットは、石油及びガス産業において長年利用されている。また、ジャケットは、洋上風力タービン用途において好適であることが近年見出されている。洋上風力タービン用途では、水深約２０メートルを超えると、従来のモノパイル式基礎又は重力着底式基礎の使用は実用的でなくなる。
【０００４】
洋上風力タービン用のジャケットが図１に示されている。図１に示されているジャケット１０は、従来技術を反映する従来的な全体形状を有するが、本発明に係る種々の節点構造体１２、１４を含む。節点構造体は、特に図３〜図９を参照して以下で詳細に記載する。
【０００５】
図１の示されている例では、ジャケット１０は、４つの上方に収束する管型支柱１６を備える。これらの管型支柱１６は、合わせて、水平断面が四角形の切頭４面ピラミッドを画定する。トライポッド形態の３面ピラミッドも可能であり、この場合、水平断面は三角形である。
【０００６】
ジャケット１０の支柱１６は、水中で海底に固定されている、予め打ち込まれた杭基礎構造体（pre-piled foundation structure）（図示せず）に着座する。その海底の深さは３０メートルを超える可能性がある。ジャケット１０は、管型風力タービンタワーを水面から離して頂部に取り付けることができるように、水面の上方に突出する十分な高さがある。このために、ジャケット１０には、風力タービンタワーを支持するとともに、基部の周囲に作業プラットフォームを提供する、図２に示されているようなトランジションピース２０が載っている。
【０００７】
図１は、ピラミッド型ジャケット１０の各面が、下方に向かうほど大型化する一連の十字Ｘ型ブレース２２を含むことを示している。Ｘ型ブレース２２は、支柱１６の隣り合う対の間に延在する上側水平支材２４と下側水平支材２４との間に配置されている。各Ｘ型ブレース２２は、４つの管型斜め支材２６を含む。これらの管型斜め支材２６は、内方に収束して中央のＸ型節点構造体１２において結合し、外方に分岐してそれぞれのＫ型節点構造体１４に向かい、Ｋ型節点構造体１４がジャケット１０の面の２つの斜め支材２６を支柱１６に結合する。Ｋ型節点構造体１４は、４つの斜め支材２６、すなわちジャケット１０の隣り合う面からそれぞれ２つの支材２６を、対応する支柱１６に結合する場所において、ダブルＫ型節点構造体として述べることができる。
【０００８】
各支柱１６上の最上の節点及び最下の節点は、斜め支材２６を１つのみ、対応する支柱１６に結合することから、Ｙ型節点構造体２８とみなすことができるが、ここでもＹ型節点構造体は、ジャケット１０の隣り合う面から２つの斜め支材２６を、対応する支柱１６に結合する場所において、ダブルＹ型として述べることができる。しかし、Ｙ型節点構造体２８は、水平支材２４も支柱１６に結合することから、Ｋ型節点構造体１４に類似してもいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
格子型骨組の節点構造体にとって、応力集中を最小限に抑えることが重要である。節点構造体にとって、材料費用が低いように小型であること、並びに、ジャケット式構造体に側方負荷を与える、波及び潮流に起因する水運動に対する抵抗を最小限に抑えることも望ましい。
【００１０】
組み立てられる節点構造体の場合、節点構造体は、容易に入手可能な材料から、かつ最小限の工具費で、世界中の種々の場所において容易に組み立てられることが望ましい。しかし、本発明の好ましい態様が組立て式節点構造体に関する一方で、他の態様は、製造手段に無関係である形状的な特徴に関し、そのため、鋳造節点等の非組立て式節点に具現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、１つの態様から、格子型骨組の２つ以上の収束部材を、互いに、かつ該格子型骨組の１つ又は複数の他の部材に結合する節点構造体であって、該節点構造体は、略平らな、かつ互いに対して略平行である、１対の離間した対向面材と、少なくとも１対の根形成部であって、それらの間の内角を規定するそれぞれの長手方向の中心軸を有し、これらの軸は、前記格子型骨組のそれぞれの部材と芯合わせされるように外方に分岐し、前記面材の間で内方に収束する、少なくとも１対の根形成部と、前記対の前記根形成部の間に配置され、前記面材の凹曲している内縁を結合し、前記内角の回りの凹曲部に延在し、該対の前記根形成部を接合する内側結合壁と、を備える、節点構造体に属する。
【００１２】
Ｘ型節点構造体１２の場合、Ｘ型ブレース２２の４つの斜め支材２６のうちの任意の２つ（又は３つ）を、格子型骨組の２つ以上の収束部材とみなすことができる。この場合、このＸ型ブレース２２の４つの斜め支材２６のうちの他の２つ（又は１つ）を、格子型骨組の１つ又は複数の他の部材とみなすことができる。Ｋ型節点構造体１４又はＹ型節点構造体２８の場合、任意の２つ以上の水平支材２４及び／又は斜め支材２６を、格子型骨組の２つ以上の収束部材とみなすことができる。この場合、支柱１６を、格子型骨組の１つの他の部材とみなすことができる。
【００１３】
本発明の構想は、格子型骨組用の節点構造体を作製する方法に拡大される。本方法は、凹曲している結合壁を１対の離間した対向面材の凹曲している縁に接合することにより、これらの面材を結合壁に結合することを含む。
【００１４】
また、本発明は、本発明に係る少なくとも１つの節点構造体、又は、本発明の方法に従って作製されている少なくとも１つの節点構造体を備える、格子型骨組と、そのような格子型骨組を備える風力タービン設備と、１つ又は複数のそのような風力タービン設備を備えるウィンドファームとを包含する。
【００１５】
本発明の種々の任意選択の特徴は、添付の従属請求項に記載されている。
【００１６】
本発明に係る節点構造体は、小型で、低い水抵抗を有し、容易に入手可能な材料で最小限の工具要件を伴って単純に作製される。本節点構造体の形状は、荷重を効果的に分散し、重量を最適化し、有利に大きい溶接面積を提供し、溶接代に対して過度に繊細でない。特に、ジャケット支柱上に大きい溶接面積が設けられることは、支柱の太さの低減、ひいてはジャケットの全体としての重量及び費用の低減に役立つ。
【００１７】
これより、本発明をより容易に理解することができるように、例として添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】対応する基礎構造体を備える洋上風力タービン用の格子型ジャケット式基礎の斜視図であり、ジャケットは本発明に係る種々の節点構造体を含み、そのうちの２つが、図１において拡大して示されており、図３〜図９に更に示されている。
【図２】図１のジャケットの頂部にあるトランジションピースの斜視図である。
【図３】図１のジャケットの一部である、本発明に係るＸ型節点構造体及びＫ型節点構造体の斜視図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、図３に示されているＫ型節点構造体と同様のＫ型節点構造体の図である。
【図５Ａ】Ｙ型節点としての使用に好適な、図４に示されているＫ型節点構造体の変形形態の図である。
【図５Ｂ】Ｙ型節点としての使用に好適な、図４に示されているＫ型節点構造体の変形形態の図である。
【図５Ｃ】Ｙ型節点としての使用に好適な、図４に示されているＫ型節点構造体の変形形態の図である。
【図５Ｄ】Ｙ型節点としての使用に好適な、図４に示されているＫ型節点構造体の変形形態の図である。
【図６】図４Ａ、図４Ｂ、及び図４ＣのＫ型節点構造体の、構成部品を示す分解斜視図である。
【図７】図６に示されているＫ型節点構造体に対応するが、或る特定の部品をいかに一体化することができるかを示す、Ｋ型節点構造体の分解斜視図である。
【図８Ａ】図３に示されているＫ型節点構造体と同様のＫ型節点構造体の図である。
【図８Ｂ】図３に示されているＫ型節点構造体と同様のＫ型節点構造体の図である。
【図８Ｃ】図３に示されているＫ型節点構造体と同様のＫ型節点構造体の図である。
【図８Ｄ】図３に示されているＫ型節点構造体と同様のＫ型節点構造体の図である。
【図９】図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ及び図８ＤのＸ型節点構造体の、構成部品を示す分解斜視図である。
【図１０】管が、成形具、ダイ、又はマンドレルの回りに曲げられ、次に長手方向に管の中心軸に沿って半円形セクションに分割されるのを示す一連の概略側面図のうちの１つである。
【図１１】管が、成形具、ダイ、又はマンドレルの回りに曲げられ、次に長手方向に管の中心軸に沿って半円形セクションに分割されるのを示す一連の概略側面図のうちの１つである。
【図１２】管が、成形具、ダイ、又はマンドレルの回りに曲げられ、次に長手方向に管の中心軸に沿って半円形セクションに分割されるのを示す一連の概略側面図のうちの１つである。
【図１３】半円形セクションが、図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体の作製における使用に好適な四分円形セクションに更に分解されるのを示す斜視図である。
【図１４Ａ】図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体の管型遷移セクションの図であり、この遷移セクションの断面形状を熱間鍛造するのに用いる工具を伴う。
【図１４Ｂ】図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体の管型遷移セクションの図であり、この遷移セクションの断面形状を熱間鍛造するのに用いる工具を伴う。
【図１４Ｃ】図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体の管型遷移セクションの図であり、この遷移セクションの断面形状を熱間鍛造するのに用いる工具を伴う。
【図１４Ｄ】図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体の管型遷移セクションの図であり、この遷移セクションの断面形状を熱間鍛造するのに用いる工具を伴う。
【図１４Ｅ】図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体の管型遷移セクションの図であり、この遷移セクションの断面形状を熱間鍛造するのに用いる工具を伴う。
【図１５】図１５Ａは本発明の構想内の変形形態であるＸ型節点構造体を示す概略平面図であり、図１５Ｂは本発明の構想内の変形形態であるＫ型節点構造体を示す概略平面図である。
【図１６】図１６Ａは本発明の構想内の更なる変形形態であるＸ型節点構造体を示す概略平面図であり、図１６Ｂは本発明の構想内の更なる変形形態であるＫ型節点構造体を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
既に図１及び図２を参照して本発明を文脈付けた。次に、図面の図３を続いて参照すると、これは、図１に示されている格子型骨組ジャケット１０のＫ型節点構造体１４及びＸ型節点構造体１２を示している。
【００２０】
Ｋ型節点構造体１４は、ジャケット１０の管型支柱１６を、図１に示されているＸ型ブレース２２の２つの管型斜め支材２６に結合する。Ｋ型節点構造体１４及び同様のＹ型節点構造体２８は、図面の図４〜図７を参照して記載される。逆に、Ｘ型節点構造体１２は、Ｘ型ブレース２２の４つの斜め支材２６を十字構成で結合する。ここでは、これらの支材２６はジャケット１０の支柱１６に結合されない。Ｘ型節点構造体１２は、図８〜図１４を参照して記載される。更なるＫ型節点の変形形態及びＸ型節点の変形形態は、図１５及び図１６を参照して記載される。
【００２１】
図３に示され、図４〜図９に更に示されているＫ型節点構造体１４及びＸ型節点構造体１２は、構想に関して共通するいくつかの特徴を有する。各節点構造体１２、１４は、略平らな、かつ互いに対して略平行である、１対の離間した対向面材３０を有する。また、各節点構造体１２、１４は、それぞれの支材２６と芯合わせされる１対又は複数対の根形成部、この場合、それらの間の内角を規定するそれぞれの長手方向中心軸を有する、突出している管型根形成部３２を有する。面材３０は、根形成部３２の長手方向中心軸を含む平面に対して略平行である。
【００２２】
管型根形成部３２の長手方向中心軸は、面材３０の間で内方に収束し、それぞれの支材２６と芯合わせされて外方に分岐する。各対の根形成部３２間の内側結合壁３４は、面材３０の凹曲している内縁３６に結合され、内角の回りの凹曲部に延在し、この対の根形成部３２に接合される。
【００２３】
内側結合壁３４の凹曲部は、根形成部３２の間で略楕円形の経路に沿っているが、厳密な凹曲部は本発明の本質をなさず、例えば、放物線状又は双曲線状とすることができる。
【００２４】
各節点構造体１２、１４の凹曲している内側結合壁３４は、内角の回りに延在する凸状断面の二重湾曲部を有し、二重湾曲部は面材３０の凹曲している内縁３６により画定される。より具体的には、Ｋ型節点構造体１４は、面材３０の間に延在する半円形断面の内側結合壁３４を有し、このとき、断面の曲率半径は根形成部３２の曲率半径と同じである。逆に、Ｘ型節点構造体１２は、四分円形断面の２つの部分３８をそれぞれ有する内側結合壁３４を有する。各部分３８は、面材３０のうちの１つの凹曲している内縁３６に接している。
【００２５】
本明細書において凹曲又は凸曲に言及するとき、読者の視点が節点構造体の外側にあることが想定されている。
【００２６】
Ｋ型節点構造体１４をより詳細に論じるために、これより、図面の図４〜図７を詳細に参照する。図４Ａ〜図４Ｃ並びに図６及び図７は、図３に示されているＫ型節点構造体１４の細部を示している。図５Ａ〜図５ＤはＹ型節点構造体２８を示している。このＹ型節点構造体２８は、Ｋ型節点構造体１４と同様であるが、格子型骨組ジャケット１０の上部及び下部において斜め支材２６と水平支材２４とを結合するのに用いられ、そのため、管型根形成部の間により狭い内角を有する。Ｙ型節点構造体２８は、本明細書では、Ｋ型節点構造体１４とみなすことができる。同様の参照符号が同様の部品に用いられている。
【００２７】
図面の図４〜図７の各面材３０は、凹曲している内縁３６に対向する直線状の外縁４０と、凹曲している内縁３６から外縁４０にかけてそれぞれ分岐する直線状の端縁４２とを更に有することがわかる。
【００２８】
内側結合壁３４に加えて、面材３０は、根形成部３２の外で端結合壁４４によっても結合されている。各端結合壁４４は、面材３０の間で、根形成部３２に接する内縁４６と、面材３０の外縁４０に続く外縁４８との間に延在する、凸状の半円形断面を有する。端結合壁４４の断面の曲率半径は、根形成部３２の曲率半径と同じである。
【００２９】
図４Ｂ及び図５Ｂは、面材３０の外縁４０と端結合壁４４の外縁４８との間に円筒形台凹部（円筒形取り付け凹部）（cylindrical seat recess）が画定されることを示している。この凹部は、節点構造体をジャケット１０の支柱１６に取り付けるように形状付けられている。このために、台凹部（取り付け凹部）は面材３０の平面に対して略平行な長手方向中心軸を有する。
【００３０】
図４Ｂでは、台凹部に受けられているジャケット１０の支柱１６の断面が、破線で示されている。図４Ａは、管型根形成部３２の長手方向中心軸が支柱１６の長手方向中心軸上で交差することを示している。これは、効果的な荷重支持に有利である。
【００３１】
図６及び図７の分解図は、図４に示されているＫ型節点構造体１４が鋳造ではなく組立て式である場合の、このＫ型節点構造体１４の構成部品を示している。図６は、管型根形成部３２が内側結合壁３４から分離することができることを示し、一方で、図７は、管型根形成部３２が内側結合壁３４と一体化することができることを示している。根形成部３２は、双方の場合とも、単にパイプから切り出すことができるが、図７では、根形成部３２及び内側結合壁３４は同じ曲げパイプの一部である。面材３０の凹曲している内縁３６にフィットするように、この曲げパイプから外側凸曲部が除去されている。
【００３２】
これより、図面の図８及び図９を参照すると、これらは、より詳細に、Ｘ型節点構造体１２と、組立て式の場合はその構成部品とを示している。Ｘ型節点構造体１２は、格子型骨組ジャケット１０の４つの収束する斜め支材２６を結合し、そのため４つの根形成部３２を有する。根形成部３２は、管型であり、それぞれの長手方向中心軸を有し、長手方向中心軸は隣り合う各対の根形成部３２の間の内角を規定する。４つの内側結合壁３４があり、この内側結合壁３４のそれぞれは、それぞれの隣り合う対の根形成部３２を接合する。
【００３３】
Ｘ型節点構造体１２の内側結合壁３４は、平坦な断面を有し凹曲している中央ストリップ５０の対向側に沿って延在する、四分円形断面の部分３８を有する。
【００３４】
Ｘ型節点構造体１２では、面材３０は、内側結合壁から離間した内部隔壁によっても結合されている。この隔壁は、面材３０の間に延在して面材３０に溶接される管５２により画定される。管５２は、根形成部３２の長手方向中心軸に対して直交するとともに、根形成部３２の長手方向中心軸が交差するところの長手方向中心軸上に位置する。各面材３０には、管５２と芯合わせされる穴５４が貫かれている。
【００３５】
Ｘ型節点構造体の各管型根形成部３２は、断面が外側方向に変化し、円形断面として終端する遷移セクション５６を有する。図９に最も良く示されているように、各遷移セクション５６は、内側結合壁３４の四分円形断面の部分３８に融合する、凸曲断面の外方拡大部５８を有する。凸曲している外方拡大部５８は、外方に対し狭まった（outwardly-narrowing）平坦な外面部６０により接合される。
【００３６】
図１０〜図１４は、図８及び図９に示されている組立て式Ｘ型節点構造体１２を構築するのに用いることができる製造ステップを示している。当業者には、図４〜図７に示されている組立て式Ｋ型節点構造体１４を構築する場合に、同様の製造ステップをとることができることが明らかである。
【００３７】
節点構造体１２、１４が金属部品から組み立てられる場合、面材３０及びストリップ５０は、単にシート部品又はプレート部品により画定することができ、二重湾曲部３４、３８は、単に、曲げパイプの内側凹曲部から長手方向に切り出すことにより画定することができる。これより、図１０〜図１３のこの製造シーケンスを示す。
【００３８】
図１０は、曲面を有する（curved）成形具、ダイ、又はマンドレル６４の回りにパイプ６２を曲げようとしているのを示し、図１１は、管６２を曲げた後を示している。図１２は、パイプを長手方向に管の中心軸に沿って分割して、半円形断面の部材６６を作製するのを示している。図１３は、１つのそのような部材６６を更に分割し、図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体１２を組み立てる場合の内側結合壁部３８としての使用に双方とも好適である四分円形断面の部材にするのを示している。
【００３９】
図１４Ａ〜図１４Ｅは、図９では分解形態で示されているＸ型節点構造体１２の管型遷移セクション５６を示している。これらの図は、この遷移セクション５６の断面形状を熱間鍛造するのに用いる工具６８を含む。工具６８はテーパー状の中央軸部７２上に頭部７０を有し、頭部７０は、軸部７２の回りで等角に離間した、十字形断面の４つのローブ７４を有する。
【００４０】
各ローブ７４の周方向幅は、軸部７２に沿って遠位にテーパー状である。具体的には、ローブ７４は、ローブ７４が円形断面を一緒に画定する頭部７０の近位端部において、比較的幅広であり、したがって互いに近接する。逆に、ローブ７４は、ローブ７４が角部に丸みのある略正方形断面を一緒に画定する頭部７０の遠位端部において、比較的狭小であり、したがってより遠くに離れている。各ローブ７４は、略正方形断面のそれぞれの角部にフィットし、管型遷移セクション５６の凸曲断面の外方拡大部５８を画定する。この外方拡大部５８は、外方に対し狭まった平坦な外面部６０により接合される。
【００４１】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、概略的なＸ型節点構造体の変形形態７６及びＫ型節点構造体の変形形態７８を示している。図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ、更に概略的なＸ型節点構造体の変形形態８０及びＫ型節点構造体の変形形態８２を示している。前述のように、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、及び図１６Ｂに示されている各節点構造体の変形形態７６、７８、８０、８２は、略平らな、かつ互いに対して略平行である、１対の離間した対向面材３０（そのうちの１つのみをこれらの図に見ることができる）を有する。また、各節点構造体７６、７８、８０、８２は、中心軸が外方に分岐し、面材３０の間で内方に収束する、１対又は複数対の根形成部を有する。
【００４２】
節点構造体７６、７８、８０、８２の場合、根形成部は、それらの間の内角を規定するそれぞれの中心軸を有する、穴８４であり、この穴に受けられるそれぞれの支材（ここでは図示せず）と芯合わせされる。各対の穴８４の間の内側結合壁は、面材３０の凹曲している内縁３６を結合し、内角の回りの凹曲部に延在し、その対の根形成部を接合する。
【００４３】
図１５Ａ及び図１５Ｂでは、半円形断面の内側結合壁３４は面材３０の間に延在し、このとき、断面の曲率半径は、根形成部を画定する穴８４の曲率半径と同じである。これらの凹曲している内側結合壁３４は、面材３０の凹曲している内縁３６により画定される。
【００４４】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示されている更により単純な変形形態では、凹曲している内側結合壁８６は、対向面材３０の凹曲している内縁３６の間に直線状に延在する平坦な断面を有する。その結果の穴８４は、四角形、より具体的には正方形であるが、遷移セクションを、穴８４に追加して、端部と端部を合わせて（end-on）、円形断面の管型支材に溶接することができる。このような遷移セクションは、図９に示されている遷移セクションと同様とすることができるが、同一ではない。なぜなら、遷移セクションの一方の端部は、対応する穴８４と一致する正方形断面を有する必要があるからである。
【００４５】
多くの他の変形形態が本発明の概念内で可能である。例えば、本発明の節点構造体を支柱部及び／又は１つ若しくは複数の支材根部と一体化することができる。これに、更なる支柱セクション及び支材セクションを、端部と端部合せて溶接して、格子型骨組を構築することができる。
【００４６】
節点構造体が金属部品から組み立てられる場合、二重湾曲部は、パイプ又は管に沿って切り出すことだけでなく、その代わりに、Ｕ字形セクション若しくはＣ字形セクションを曲げ加工若しくは鍛造すること、又は、曲げ加工若しくは鍛造されたＵ字形セクション若しくはＣ字形セクションの内側凹曲部から長手方向に切り出すことにより画定することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５】
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【図１６】
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