特開 2017-44019 フレーム構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-44019(P2017-44019A)

(43)【公開日】2017年3月2日

(54)【発明の名称】フレーム構造体

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/343 20060101AFI20170210BHJP

   F16S 3/06 20060101ALI20170210BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/343 Z

   F16S3/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-168878(P2015-168878)

(22)【出願日】2015年8月28日

(71)【出願人】

【識別番号】515237418

【氏名又は名称】武井 祥平

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】武井 祥平

(57)【要約】

【課題】強度や剛性を十分に確保しつつも、運搬効率が高いフレーム構造体を提供する。
【解決手段】フレーム構造体１（１００）は、有端状または無端状のテープ１２（１１２）と、テープ１２（１１２）を折り曲げてなる複数の折曲部２３を、少なくとも１つの集約箇所Ｆで集約する集約手段を備える。集約箇所Ｆを頂部（Ａ、Ｂ）に含む三次元フレーム構造がテープ１２（１１２）により形成される。集約手段は、異なる方向からそれぞれ延びるテープ１２（１１２）の一部を折り曲げながら同一の方向に案内する第２ジョイント部１５（１１５）を含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有端状または無端状のテープと、
前記テープを折り曲げてなる複数の折曲部を、少なくとも１つの集約箇所で集約する集約手段と、を備え、
前記集約箇所を頂部に含む三次元フレーム構造が前記テープにより形成され、
前記集約手段は、異なる方向からそれぞれ延びる前記テープの一部を折り曲げながら同一の方向に案内するジョイント部を含む
ことを特徴とするフレーム構造体。

【請求項2】

前記ジョイント部は、平板状の基台部と、前記基台部の一面から高さ方向に沿って立設された平板状の壁部とを有するとともに、前記壁部がなす壁面に沿って前記テープを同一の方向に案内することを特徴とする請求項１に記載のフレーム構造体。

【請求項3】

前記ジョイント部は、前記基台部または前記壁部に回動可能に支持されたローラ対をさらに有し、
前記ローラ対は、前記テープの一部を挟持するとともに前記テープを前記壁面に向けて案内する
ことを特徴とする請求項２に記載のフレーム構造体。

【請求項4】

前記三次元フレーム構造は、角錐の形状を有し、
前記ジョイント部は、前記角錐の底面頂部に配置されている
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフレーム構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、三次元フレーム構造を形成するフレーム構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、三次元のフレーム構造体として、たとえば、美術分野においてワイヤを用いて三次元のフレーム構造体を作製するワイヤフレームアートが知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ところが、この種のフレーム構造体では、十分な強度や剛性を確保するため、断面が円形状でかつ径が大きいワイヤが用いられることが一般的である。このため、サイズが大きいフレーム構造体を運搬する際、運搬効率がきわめて低下するという問題がある。

【0004】

そこで、本発明は、強度や剛性を十分に確保しつつも、運搬効率が高いフレーム構造体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するため、本発明のフレーム構造体は、有端状または無端状のテープと、前記テープを折り曲げてなる複数の折曲部を、少なくとも１つの集約箇所で集約する集約手段と、を備え、前記集約箇所を頂部に含む三次元フレーム構造が前記テープにより形成され、前記集約手段は、異なる方向からそれぞれ延びる前記テープの一部を折り曲げながら同一の方向に案内するジョイント部を含む。

【0006】

このように構成することにより、前記ジョイント部を介して前記折曲部同士が集約されるとともに、前記テープが同一の方向に沿って多重に配置されるため、簡易な構成でありながら、前記集約箇所（すなわち、前記頂部）およびその周辺箇所にて十分な強度や剛性が得られる。

【0007】

また、前記テープの曲げ剛性の異方性により三次元フレーム構造を容易に変形可能な外力作用方向が存在することとなる。そして、前記外力作用方向を利用することにより、前記フレーム構造体の組立、収納および展開が簡便となるため、前記フレーム構造体の運搬効率を向上させることができる。

【0008】

また、前記ジョイント部は、平板状の基台部と、前記基台部の一面から高さ方向に沿って立設された壁部とを有するとともに、前記壁部がなす壁面に沿って前記テープを同一の方向に案内することが好ましい。前記壁面に沿って摺動させることで前記テープを円滑に案内することができる。

【0009】

また、前記ジョイント部は、前記基台部または前記壁部に回動可能に支持されたローラ対をさらに有し、前記ローラ対は、前記テープの一部を挟持するとともに前記テープを前記壁面に向けて案内することが好ましい。前記壁面の近傍に支持された前記ローラ対を介して案内することで、前記テープの摺動時の挙動が安定する。

【0010】

また、前記三次元フレーム構造は、角錐の形状を有し、前記ジョイント部は、前記角錐の底面頂部に配置されていることが好ましい。前記基台部の他面側を水平面に向けて載置することで、前記フレーム構造体を安定的に自立させることができる。

【発明の効果】

【0011】

このように、本発明によれば、強度や剛性を十分に確保しつつも、運搬効率が高いフレーム構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係るフレーム構造体を示す斜視図である。

【図2】図１のフレーム構造体を示す上面図である。

【図3】図１のフレーム構造体が１本のテープから構成されていることを模式的に示した図である。

【図4】図１に示す第１ジョイント部を拡大した平面図である。

【図5】図１に示す第２ジョイント部を拡大した斜視図である。

【図6】図１のフレーム構造体の収納例を示す斜視図である。

【図7】第２実施形態に係るフレーム構造体を示す斜視図である。

【図8】図７のフレーム構造体を示す上面図である。

【図9】図７に示すフレーム構造体の第１ジョイント部を拡大した上面図である。

【図10】図７に示すフレーム構造体の第２ジョイント部を拡大した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態に係るフレーム構造体について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、曲げ剛性の異方性がある帯状のテープを折り曲げて三次元フレーム構造を形成するフレーム構造体について説明する。

【0014】

（１）第１実施形態
はじめに、図１から図６を参照して、第１実施形態に係るフレーム構造体１の構成及び動作について説明する。なお、第１実施形態では、有端状のテープ１２を用いて三次元フレーム構造を形成する場合について説明する。

【0015】

（１−１．基本構造）
第１実施形態に係るフレーム構造体１は、図１に示すように、帯状のテープ１２と、テープ１２同士を結束する結束部材１３と、テープ１２の一部を集約する第１ジョイント部１４（集約手段）および第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃ（集約手段）と、テープ１２を繰り出し可能に巻き取るための巻取部１６（巻取手段）から略構成されている。

【0016】

テープ１２は、有端状で長さ方向に沿って湾曲させることが可能な金属製の材質で構成されている。このテープ１２は、はじめは巻取部１６に巻き取られており、先端部２１が巻取部１６に係合可能に構成されている。まず、テープ１２を繰り出し、図１および図２に示すように、稜線部２２ａ〜２２ｆ（以下、総称して稜線部２２ともいう。）と、折曲部２３ａ〜２３ｆ（以下、総称して折曲部２３ともいう。）と、底辺部２４ａ〜２４ｃ（以下、総称して底辺部２４ともいう。）を形成する。そして、先端部２１を巻取部１６に係合し、既に繰り出された先端部２１から基端部２５までの範囲のテープ１２により、四面体の三次元フレーム構造を形成する。

【0017】

より具体的には、図３に示すように、テープ１２の先端部２１を繰り出し方向Ｃ（矢印Ｃ方向）に繰り出して稜線部２２ａ、折曲部２３ａ、底辺部２４ａ、折曲部２３ｂ、稜線部２２ｂ、折り曲げ部２３ｃを形成する。同様に、繰り出し方向Ｃに繰り出して稜線部２２ｃ、折曲部２３ｄ、底辺部２４ｂ、折曲部２３ｅ、稜線部２２ｄ、折曲部２３ｆを形成する。さらに、繰り出し方向Ｃに繰り出して稜線部２２ｅ、折曲部２３ｇ、底辺部２４ｃ、折曲部２３ｈ、稜線部２２ｆを形成することにより、帯状の一本のテープ１２により三次元フレーム構造を形成する。なお、折曲部２３における曲率あるいは折り曲げ角度は任意（鋭角、鈍角、または直角）である。

【0018】

図１から図３に示すように、底辺部２４は、テープ１２が１重に配置されており、稜線部２２ａと稜線部２２ｆ、稜線部２２ｂと稜線部２２ｃ、稜線部２２ｄと稜線部２２ｅは、テープ１２が２重に配置される。そして、四面体の頂上部Ａの近傍と底面頂部Ｂの近傍の２箇所で結束部材１３により結束して互いの稜線部２２を平行に成型する。

【0019】

（１−２．第１ジョイント部）
図２および図４に示すように、第１ジョイント部１４は、テープ１２により形成された四面体の頂上部Ａに配置されており、並列に配置された２つのガイドローラ４１ａ、４１ｂ（以下、総称してガイドローラ４１ともいう。）と、ガイドローラ４１ａ、４１ｂをそれぞれ回動可能に連結する連結部材４２とから構成されている。なお、図４は、図１で示す矢印Ｄ方向からの部分拡大平面図である。

【0020】

ガイドローラ４１は、円柱形状を有しており、周面上にテープ１２を巻回することにより折曲部２３ｃと折曲部２３ｆを形成する。

【0021】

連結部材４２は、金属製の材質で構成されている。この連結部材４２は、上面視すると三叉形状を有しており、ガイドローラ４１の周面上でテープ１２が摺動可能にガイドローラ４１の回転軸と連結する軸連結部４３と、巻取部１６と連結する巻取連結部４４とから構成されている。この軸連結部４３と巻取連結部４４により、２つのガイドローラ４１と巻取部１６とを連結する。

【0022】

（１−３．第２ジョイント部）
図２および図５に示すように、第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃ（以下、総称して第２ジョイント部１５ともいう。）は、テープ１２により形成された四面体の底面頂部Ｂにそれぞれ配置されており、テープ１２を厚み方向から挟持する一対の駆動ローラ５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｇ、５１ｈ（以下、総称して一対の駆動ローラ５１ともいう。）と、一対の駆動ローラ５１をそれぞれ回動可能に支持する３つの摺動ガイド５２ａ〜５２ｃ（以下、総称して摺動ガイド５２ともいう。）から構成されている。

【0023】

一対の駆動ローラ５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｇ、５１ｈ（ローラ対）は、円柱形状を有しており、周面上にテープ１２を巻回することにより折曲部２３ａ、２３ｂ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｇ、２３ｈをそれぞれ形成する。この一対の駆動ローラ５１は、上面視すると上下方向に一対配置されるとともに、四面体の底面頂部Ｂに２つずつ配置されている。

【0024】

また、一対の駆動ローラ５１は、モータ（図示省略）により回転駆動が可能であり、少なくとも一方が回転することによりテープ１２の繰り出しおよび繰り込みを行う。

【0025】

摺動ガイド５２は、四面体の底面頂部Ｂに１つずつ配置されており、側面視すると略逆Ｔ字形状を有する。一対の駆動ローラ５１ｈと一対の駆動ローラ５１ａは摺動ガイド５２ａが、一対の駆動ローラ５１ｂと一対の駆動ローラ５１ｄは摺動ガイド５２ｂが、一対の駆動ローラ５１ｅと一対の駆動ローラ５１ｇは摺動ガイド５２ｃがそれぞれ回動可能に支持する。

【0026】

摺動ガイド５２は、具体的には、台形平板状の基台部５３と、基台部５３の一面５４から高さ方向Ｈに沿って立設された矩形平板状の壁部５５と、を含んで構成されている。基台部５３の他面５６は、フレーム構造体１の載置面（水平面）に接している。第１実施形態では、高さ方向Ｈは、一面５４の法線方向に一致している。

【0027】

続いて、第２ジョイント部１５にテープ１２が装着された場合の相互関係について説明する。壁部５５の手前側に支持された一対の駆動ローラ５１（実線で図示）は、テープ１２の一部を挟持するとともに、壁部５５がなす一方の壁面５７に向けてテープ１２を案内する。そして、摺動ガイド５２は、壁部５５に突き当たったテープ１２を壁面５７に沿って摺動させることでテープ１２を頂上部Ａの方向に案内する。

【0028】

これに対して、壁部５５の奥側に支持された一対の駆動ローラ５１（破線で図示）は、テープ１２の一部を挟持するとともに、壁部５５がなす他方の壁面５８に向けてテープ１２を案内する。そして、摺動ガイド５２は、壁部５５に突き当たったテープ１２を壁面５８に沿って摺動させることで、テープ１２を頂上部Ａの方向に案内する。

【0029】

つまり、第２ジョイント部１５は、異なる方向（より詳細には、隣接する底辺部２４の延在方向）からそれぞれ延びるテープ１２の一部を、折曲部２３にて折り曲げながら同一の方向に案内する。

【0030】

（１−４．フレーム構造の変形）
上述したように構成されたフレーム構造体１の三次元フレーム構造は、図１から図３に示すように、折曲部２３ａ〜２３ｈが第１ジョイント部１４または第２ジョイント部１５により集約され、集約された集約箇所Ｆの全てを頂部（頂上部Ａまたは底面頂部Ｂ）とする四面体の三次元フレーム構造を構成している。そして、この三次元フレーム構造は変形することが可能である。なお、上述したように構成されたフレーム構造体１の「集約箇所Ｆ」は、機械的な固い結合でも緩い結合でもよい。

【0031】

上述したように構成されたフレーム構造体１は、一対の駆動ローラ５１が回転することによりテープ１２の繰り出しおよび繰り込みが可能であるため、繰り出しおよび繰り込みによりテープ１２を移動、第１ジョイント部１４および第２ジョイント部１５の位置を移動することにより、三次元フレーム構造を所定の形状に変形することができる。たとえば、直稜四面体の形状、垂心四面体の形状、当面四面体の形状等、様々な四面体の形状に形成することができる。

【0032】

また、上述したように構成されたフレーム構造体１のテープ１２は、曲げ剛性に異方性があるので、長さ方向に沿って容易に折曲可能である一方、幅方向に沿って折り曲げるのが難しい。つまり、テープ１２を折り曲げまたは捻り曲げることにより、三次元フレーム構造を変形自在にすることができる。

【0033】

さらに、上述したように構成されたフレーム構造体１は、第２ジョイント部１５の数を増加することにより、四面体のみならず、四角錐の形状、五角錐の形状、六角錐の形状等の様々な角錐の形状にも形成することができる。さらに、立方体を含む、五面以上を有する任意の立体にも形成することができる。

【0034】

次に、図１から図３、および図６を参照して、第１実施形態に係るフレーム構造体１の組立、収納および展開方法について説明する。

【0035】

（１−５．組立方法）
はじめに、図１から図３を参照して、フレーム構造体１の組立方法について説明する。フレーム構造体１の組立方法は、まず、巻取部１６に巻き取られたテープ１２を図３に示す繰り出し方向Ｃに繰り出して、稜線部２２ａから一対の駆動ローラ５１ａに巻回することによって折曲部２３ａを形成し、折曲部２３ａから底辺部２４ａ、底辺部２４ａから一対の駆動ローラ５１ｂに巻回することによって折曲部２３ｂを形成し、折曲部２３ｂから稜線部２２ｂ、稜線部２２ｂからガイドローラ４１ａに巻回することによって折曲部２３ｃを形成する。

【0036】

同様に、繰り出し方向Ｃに繰り出して、折曲部２３ｃから稜線部２２ｃ、稜線部２２ｃから一対の駆動ローラ５１ｄに巻回することによって折曲部２３ｄを形成し、折曲部２３ｄから底辺部２４ｂ、底辺部２４ｂから一対の駆動ローラ５１ｅに巻回することによって折曲部２３ｅを形成し、折曲部２３ｅから稜線部２２ｄ、稜線部２２ｄからガイドローラ４１ｂに巻回することによって折曲部２３ｆを形成する。

【0037】

さらに、繰り出し方向Ｃに繰り出して、折曲部２３ｆから稜線部２２ｅ、稜線部２２ｅから一対の駆動ローラ５１ｇに巻回することによって折曲部２３ｇを形成し、折曲部２３ｇから底辺部２４ｃ、底辺部２４ｃから一対の駆動ローラ５１ｈに巻回することによって折曲部２３ｈを形成し、折曲部２３ｈから稜線部２２ｆを形成し、基端部２５が繰り出された巻取部１６に先端部２１を係合することにより四面体の三次元フレーム構造を形成する。

【0038】

図１および図２に示すように、折曲部２３ｃはガイドローラ４１ａ、折曲部２３ｆはガイドローラ４１ｂの周面上にテープ１２を巻回することにより形成し、ガイドローラ４１が回動することによりテープ１２がガイドローラ４１の外周上を摺動する。

【0039】

また、折曲部２３ａ、２３ｂ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｇ、２３ｈは、一対の駆動ローラ５１の周面上にテープ１２を巻回することにより形成し、一対の駆動ローラ５１が回動することによりテープ１２が一対の駆動ローラ５１の外周上を摺動する。このため、巻取部１６からテープ１２の先端部２１を繰り出してガイドローラ４１や一対の駆動ローラ５１に巻回することにより、容易に折曲部２３を形成しながら基端部２５を繰り出し続けて四面体の三次元フレーム構造を形成することができる。

【0040】

そして、テープ１２が２重に配置されている稜線部２２ａと稜線部２２ｆ、稜線部２２ｂと稜線部２２ｃ、稜線部２２ｄと稜線部２２ｅをそれぞれ結束部材１３により結束して互いの稜線部２２を平行に成型する。

【0041】

（１−６．収納方法）
次に、図１から図３、および図６を参照して、第１実施形態に係るフレーム構造体１の収納方法について説明する。フレーム構造体１の収納方法の一例では、図６に示すように、底辺部２４ａ〜２４ｃの両端から略等距離にある点を折り曲げ、三次元フレーム構造を縦方向（矢印Ｅ方向）に引き伸ばすことにより、四面体の三次元フレーム構造を縦長状に折り畳む。

【0042】

上述したように、テープ１２の曲げ剛性には異方性があるため、図１に示す底辺部２４を折り曲げることができ、また、ガイドローラ４１や一対の駆動ローラ５１の周面上をテープ１２が摺動するため、四面体の三次元フレーム構造を縦長状に変形し、筒状容器に収納することができる。

【0043】

また、フレーム構造体１の収納方法の他例では、底辺部２４ａ〜２４ｃの長さを短くして三次元フレーム構造を縦方向（図６の矢印Ｅ方向）に引き伸ばすことにより、四面体の三次元フレーム構造を縦長状の三次元フレーム構造に変形する。

【0044】

さらに、フレーム構造体１の収納方法の他例では、上述した巻取部１６の巻取ボタン（図示省略）を押圧することによりテープ１２を巻き取り、四面体の三次元フレーム構造を巻取部１６の内部に収納する。この収納方法の場合、上記した展開方法の場合と逆の手順に従って収納できる。

【0045】

なお、結束部材１３を外し、ガイドローラ４１や一対の駆動ローラ５１の周面上に巻回されたテープ１２を解いてから、一気にテープ１２を巻き取ることも可能である。

【0046】

図１および図２に示すように、折曲部２３ｃと折曲部２３ｆは、ガイドローラ４１の周面上にテープ１２を巻回することにより形成している。また、折曲部２３ａ、２３ｂ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｇ、２３ｈは、一対の駆動ローラ５１の周面上にテープ１２を巻回することにより形成している。このため、ガイドローラ４１や一対の駆動ローラ５１の周面上に巻回されたテープ１２を解くことにより、形成した折曲部２３を含むテープ１２を容易に巻取部１６の内部に巻き取ることができる。

【0047】

（１−７．展開方法）
次に、第１実施形態に係るフレーム構造体１の展開方法について説明する。フレーム構造体１の展開方法の一例として、図６に示すように、底辺部２４ａ〜２４ｃの両端から略等距離にある点を折り曲げ、四面体の三次元フレーム構造を縦長状に折り畳むことにより収納した場合は、テープ１２の復元力により展開することができる。また、テープ１２を巻き取ることにより四面体の三次元フレーム構造を巻取部１６の内部に収納した場合は、上述した組み立て方法と同様に展開する。

【0048】

（２）第２実施形態
次に、図７から図１０を参照して、第２実施形態に係るフレーム構造体１００の構成及び動作について説明する。なお、第２実施形態では、無端状のテープ１１２を用いて三次元フレーム構造を形成する場合について説明する。

【0049】

また、第２実施形態は、上述した第１実施形態に係るフレーム構造体１の構成のうち、第１ジョイント部１４と第２ジョイント部１５の構成に改良を加えたものであり、その他の部分の構成は同様である。そこで、以下では、第１実施形態に係るフレーム構造体１と同等の構成等については説明を省略するものとし、第１実施形態に係るフレーム構造体１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。

【0050】

（２−１．基本構造）
第２実施形態に係るフレーム構造体１００は、図７および図８に示すように、無端状で長さ方向に沿って湾曲させることが可能な金属製の帯状のテープ１１２と、テープ１１２の一部を集約する第１ジョイント部１１４および第２ジョイント部１１５ａ〜１１５ｃから略構成されている。

【0051】

なお、上述した第１実施形態のフレーム構造体１は、結束部材１３と巻取部１６を備えている場合について説明したが、第２実施形態のフレーム構造体１００では、結束部材１３と巻取部１６を省略して説明する。しかし、当然にフレーム構造体１００においても結束部材１３と巻取部１６を備えていてもよい。

【0052】

フレーム構造体１００は、複数の稜線部２２と、複数の折曲部２３と、複数の底辺部２４ａ〜２４ｃを形成することにより無端状のテープ１１２が多重に配置され、四面体の三次元フレーム構造を形成する。なお、折曲部２３における曲率あるいは折り曲げ角度は任意である。

【0053】

（２−２．第１ジョイント部）
図８および図９に示すように、第１ジョイント部１１４は、テープ１１２により形成された四面体の頂上部Ａに配置されており、直列に配置された３つのガイドローラ１４１ａ〜１４１ｃ（以下、総称してガイドローラ１４１ともいう。）と、ガイドローラ１４１ａ〜１４１ｃをそれぞれ回動可能に連結する連結部材１４２とから構成されている。

【0054】

ガイドローラ１４１は、円柱形状を有しており、上面視すると１２０度ずつ、すなわち等角度間隔で配置される。ガイドローラ１４１の周面上にテープ１１２を巻回することにより３つの折曲部２３を形成する。

【0055】

連結部材１４２は、弾性を有する材質で構成されている。この連結部材１４２は、上面視すると環状形状を有しており、ガイドローラ１４１の外周上でテープ１１２が摺動可能にガイドローラ１４１の回転軸同士を連結する。

【0056】

（２−３．第２ジョイント部）
図７および図１０に示すように、第２ジョイント部１１５ａ〜１１５ｃ（以下、総称して第２ジョイント部１１５ともいう。）は、テープ１１２により形成された四面体の底面頂部Ｂにそれぞれ配置されており、テープ１１２を厚み方向から挟持する一対の駆動ローラ１５１と、一対の駆動ローラ１５１（ローラ対）をそれぞれ回動可能に支持する３つの摺動ガイド１５２ａ〜１５２ｃ（以下、総称して摺動ガイド１５２ともいう。）から構成されている。

【0057】

一対の駆動ローラ１５１は、円柱形状を有しており、周面上にテープ１１２を巻回することにより折曲部２３を形成する。この一対の駆動ローラ１５１は、上面視すると前後方向に一対配置されるとともに、四面体の底面頂部Ｂに２つずつ配置されている。

【0058】

また、一対の駆動ローラ１５１は、モータ（図示省略）により回転駆動が可能であり、少なくとも一方が回転することによりテープ１１２の繰り出しおよび繰り込みを行う。

【0059】

摺動ガイド１５２は、具体的には、台形平板状の基台部１５３と、基台部１５３の一面１５４から高さ方向Ｈに沿って立設された矩形平板状の壁部１５５と、壁部１５５を挟む位置関係下に立設された２つの外側壁部１５６、１５６を含んで構成されている。基台部１５３の他面１５７は、フレーム構造体１００の載置面（水平面）に接している。第２実施形態では、高さ方向Ｈは、一面１５４の法線方向に対して傾斜している。

【0060】

続いて、第２ジョイント部１１５にテープ１１２が装着された場合の相互関係について説明する。基台部１５３の短底辺側にある外側壁部１５６は、テープ１１２の一部を捻り曲げながら、一対の駆動ローラ１５１（短底辺側）に向けてテープ１１２を案内する。一対の駆動ローラ１５１は、テープ１１２の一部を挟持するとともに、壁部１５５がなす一方の壁面１５８に向けてテープ１１２を案内する。そして、摺動ガイド１５２は、壁部１５５に突き当たったテープ１１２を壁面１５８に沿って摺動させることで、テープ１１２を頂上部Ａの方向に案内する。

【0061】

これに対して、基台部１５３の長底辺側にある外側壁部１５６は、テープ１１２の一部を捻り曲げながら、一対の駆動ローラ１５１（長底辺側）に向けてテープ１１２を案内する。一対の駆動ローラ１５１は、テープ１１２の一部を挟持するとともに、壁部１５５がなす他方の壁面１５９に向けてテープ１１２を案内する。そして、摺動ガイド１５２は、壁部１５５に突き当たったテープ１１２を壁面１５８に沿って摺動させることで、テープ１１２を頂上部Ａの方向に案内する。

【0062】

つまり、第２ジョイント部１１５は、異なる方向（より詳細には、隣接する底辺部２４の延在方向）からそれぞれ延びるテープ１１２の一部を、折曲部２３にて折り曲げながら同一の方向に案内する。

【0063】

（２−４．フレーム構造の変形）
上述したように構成されたフレーム構造体１００の三次元フレーム構造は、図７および図８に示すように、折曲部２３が第１ジョイント部１１４または第２ジョイント部１１５により集約され、集約された集約箇所Ｆの全てを頂部（頂上部Ａまたは底面頂部Ｂ）とする四面体の三次元フレーム構造を構成している。そして、この三次元フレーム構造は変形することが可能である。なお、上述したように構成されたフレーム構造体１００の「集約箇所Ｆ」は、機械的な固い結合でも緩い結合でもよい。

【0064】

上述したように構成されたフレーム構造体１００の三次元フレーム構造は、一対の駆動ローラ１５１が回転することによりテープ１１２の繰り出しおよび繰り込みが可能であるため、繰り出しおよび繰り込みによりテープ１１２を移動、第１ジョイント部１１４および第２ジョイント部１１５の位置を移動することにより、三次元フレーム構造を所定の形状に変形することができる。

【0065】

また、上述したように構成されたフレーム構造体１のテープ１１２は、曲げ剛性に異方性があるので、長さ方向に沿って容易に折曲可能である一方、幅方向に沿って折り曲げるのが難しい。つまり、テープ１１２を折り曲げまたは捻り曲げることにより、三次元フレーム構造を変形自在にすることができる。

【0066】

さらに、上述したように構成されたフレーム構造体１００は、第２ジョイント部１１５の数を増加することにより、四面体のみならず、四角錐の形状、五角錐の形状、六角錐の形状等の様々な角錐の形状にも形成することができる。なお、立方体を含む、五面以上を有する任意の立体にも形成することができる。

【0067】

なお、上述した本発明の第２実施形態に係るフレーム構造体の組立、展開および収納方法についても上述した本発明の第１実施形態に係るフレーム構造体の組立、展開および収納方法と概ね同様の方法であるため説明を省略する。

【0068】

（３）作用効果
以上のようなフレーム構造体１、１００は、有端状のテープ１２または無端状のテープ１１２と、テープ１２、１１２を折り曲げてなる複数の折曲部２３を、少なくとも１つの集約箇所Ｆで集約する集約手段（第１ジョイント部１４、１１４、第２ジョイント部１５、１１５）を備える。そして、集約箇所Ｆを頂部に含む三次元フレーム構造がテープ１２、１１２により形成され、集約手段は、異なる方向からそれぞれ延びるテープ１２、１１２の一部を折り曲げながら同一の方向に案内する第２ジョイント部１５、１１５を含む。

【0069】

このように構成することにより、第２ジョイント部１５、１１５を介して折曲部２３同士が集約されるとともに、テープ１２、１１２が同一の方向に沿って多重に配置されるため、簡易な構成でありながら、集約箇所Ｆ（すなわち、底面頂部Ｂ）およびその周辺箇所にて十分な強度や剛性が得られる。

【0070】

また、テープ１２、１１２の曲げ剛性の異方性により三次元フレーム構造を容易に変形可能な外力作用方向が存在することとなる。そして、この外力作用方向を利用することにより、フレーム構造体１、１００の組立、収納および展開が簡便となるため、フレーム構造体１、１００の運搬効率を向上させることができる。

【0071】

また、第２ジョイント部１５、１１５は、平板状の基台部５３、１５３と、基台部５３、１５３の一面５４、１５４から高さ方向Ｈに沿って立設された壁部５５、１５５とを有し、壁部５５、１５５がなす壁面５７（５８）、１５８（１５９）に沿って摺動させることでテープ１２、１１２を同一の方向に案内してもよい。壁面５７（５８）、１５８（１５９）に沿って摺動させることでテープ１２、１１２を円滑に案内することができる。

【0072】

また、第２ジョイント部１５、１１５は、基台部５３、１５３又は壁部５５、１５５に固定された一対の駆動ローラ５１、１５１をさらに有し、一対の駆動ローラ５１、１５１は、テープ１２、１１２の一部を挟持するとともにテープ１２、１１２を壁面５７（５８）、１５８（１５９）に向けて案内してもよい。壁面５７（５８）、１５８（１５９）の近傍に固定された一対の駆動ローラ５１、１５１を介して案内することで、テープ１２、１１２の摺動時の挙動が安定する。

【0073】

また、三次元フレーム構造は角錐の形状を有し、第２ジョイント部１５、１１５は、角錐の底面頂部Ｂに配置されていてもよい。基台部５３、１５３の他面５６、１５７側を水平面に向けて載置することで、フレーム構造体１、１００を安定的に自立させることができる。

【0074】

（４）他の実施形態
以上、フレーム構造体１、１００を図示して実施形態に基づいて説明したが、フレーム構造体１、１００はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。以下、他の実施形態におけるフレーム構造体について説明する。

【0075】

上述した本実施形態に係るフレーム構造体１、１００では、稜線部２２の結束がそれぞれ２箇所である場合を図示して説明したが、平行に成型する稜線部２２に対して少なくとも１箇所で結束されていればよく、強度の確保のため２箇所以上で結束されていてもよい。

【0076】

また、上述した第１実施形態に係るフレーム構造体１では、テープ１２を繰り出しおよび巻き取る巻取部１６は、四面体の頂上部に配置されている場合を図示して説明したが、フレーム構造体の重心を安定させるため、四面体の底面側に配置してもよい。

【0077】

さらに、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１、１００では、一対の駆動ローラ５１、１５１は、モータ（図示省略）により回転駆動する場合について説明したが、一対の駆動ローラ５１、１５１のうちの少なくとも一方がモータにより回転駆動するように構成してもよい。このように構成しても三次元フレーム構造を容易に変形することができる。

【0078】

そもそも、モータ（回転アクチュエータ）を設けなくともよく、この場合、手動によりテープ１２、１１２の繰り出しおよび繰り込みを行う。

【0079】

そして、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１では、複数の折曲部２３ａ〜２３ｈが第１ジョイント部１４または第２ジョイント部１５により集約され、集約された集約箇所Ｆの全てを頂部（頂上部Ａまたは底面頂部Ｂ）とする四面体となっている場合について説明したが、折曲部２３（２３ａ〜２３ｈ）のいずれかが集約箇所Ｆに集約していなくてもよく、集約箇所Ｆの全てが頂部とならなくてもよい。なお、集約箇所Ｆは、上述したように、機械的に固い結合でも緩い結合でもよい。

【0080】

たとえば、複数の折曲部２３のうち集約した２つの集約箇所Ｆと、複数の折曲部２３のうち２つの箇所が集約していない非集約箇所とから四面体で構成されたフレーム構造体であってもよい。なお、「非集約箇所」とは、複数の折曲部２３が集約されていない箇所、すなわち、折曲部２３を１つのみ有する箇所である。

【0081】

また、頂部の総数（たとえば４つ）を超える個数（たとえば７つ）の集約箇所Ｆのうち、選択した４つを頂部とする四面体で構成されたフレーム構造体であってもよい。

【0082】

上述した第１実施形態に係るフレーム構造体１、第２実施形態に係るフレーム構造体１００、他の実施形態に係るフレーム構造体は様々な用途で使用され得る。たとえば、空間演出、デザイン家具、舞台装置、建築、産業機械、宇宙産業等で使用することができ、用途は問わない。

【符号の説明】

【0083】

１、１００‥フレーム構造体 １２、１１２‥テープ
１３、１１３‥結束部材
１４、１１４‥第１ジョイント部（集約手段）
１５（ａ〜ｃ）、１１５（ａ〜ｃ）‥第２ジョイント部（集約手段、ジョイント部）
１６‥巻取部 ２１‥先端部
２２（ａ〜ｆ）‥稜線部 ２３（ａ〜ｈ）‥折曲部
２４（ａ〜ｃ）‥底辺部 ２５‥基端部
４１ａ（ｂ）、１４１（ａ〜ｃ）‥ガイドローラ
５１（ａ／ｂ／ｄ／ｅ／ｇ／ｈ）、１５１‥一対の駆動ローラ（ローラ対）
５２（ａ〜ｃ）‥摺動ガイド ５３、１５３‥基台部
５４、１５４‥一面 ５５、１５５‥壁部
５６、１５７‥他面 ５７、５８、１５８、１５９‥壁面
１５６‥外側壁部 Ａ‥頂上部（頂部）
Ｂ‥底面頂部（頂部） Ｃ‥繰り出し方向
Ｆ‥集約箇所 Ｈ‥高さ方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】