知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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2017-44295(P2017-44295A)
(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】
F16S 3/06 20060101AFI20170210BHJP
【ＦＩ】
F16S3/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2015-168876(P2015-168876)
(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】 （修正有）
【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】有端状のテープ１２または無端状のテープと、テープ１２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、第２ジョイント部１５ａ、１５ｃ、と、を備え、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により形成され、集約手段は、テープ１２の一部をそれぞれ巻回する２つ以上のローラを用いて、２つ以上の折曲部２３を連結するジョイント部（第１ジョイント部１４）を含む。
【選択図】図１
【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、前記テープの一部をそれぞれ巻回する２つ以上のローラを用いて、２つ以上の前記折曲部を連結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。
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、前記テープの一部をそれぞれ巻回する２つ以上のローラを用いて、２つ以上の前記折曲部を連結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、並列に配置された前記２つ以上のローラと、前記２つ以上のローラをそれぞれ回動可能に連結する連結部材とを有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、直列に配置された前記２つ以上のローラと、前記２つ以上のローラをそれぞれ回動可能に連結する連結部材とを有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、前記角錐の頂上部に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフレーム構造体。
前記ジョイント部は、前記角錐の頂上部に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフレーム構造体。
【請求項5】
前記ジョイント部は、３つ以上のローラを有し、
前記３つ以上のローラは、上面視にて等角度間隔で配置されていることを特徴とする請求項４に記載のフレーム構造体。
前記３つ以上のローラは、上面視にて等角度間隔で配置されていることを特徴とする請求項４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、前記テープの一部をそれぞれ巻回する２つ以上のローラを用いて、２つ以上の前記折曲部を連結するジョイント部を含む。
【0006】
前記折曲部同士が前記ジョイント部を介して相互に連結されるため、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）にて十分な強度や剛性が得られる。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。
【0007】
また、前記ジョイント部は、並列に配置された前記２つ以上のローラと、前記２つ以上のローラをそれぞれ回動可能に連結する連結部材とを有することが好ましい。前記２つ以上のローラを並列に配置することで、前記頂部の前記集約箇所を小面積化することができる。
【0008】
また、前記ジョイント部は、直列に配置された前記２つ以上のローラと、前記２つ以上のローラをそれぞれ回動可能に連結する連結部材とを有することが好ましい。前記２つ以上のローラを直列に配置することで、前記頂部の前記集約箇所を低背化することができる。
【0009】
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、前記角錐の頂上部に配置されていることが好ましい。前記フレーム構造体を配置する際に、前記ジョイント部の前記ローラが地面に接触しないため、前記テープを摺動させながら円滑に繰り出すことができる。
【0010】
また、前記ジョイント部は、３つ以上のローラを有し、前記３つ以上のローラは、上面視にて等角度間隔で配置されていることが好ましい。前記三次元フレーム構造を形成する前記テープの各稜線に伝わる力を均等に分配可能となり、前記三次元フレーム構造の頂上部近傍の機械的強度を安定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。
【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用いて長さを測定する巻尺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。
【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と、テープ１２を繰り出し可能に巻き取るための巻取部１６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、角錐の形状（ここでは四面体）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三次元フレーム構造の頂上部Ａに配置されており、折曲部２３ｃと折曲部２３ｆを連結する。この第１ジョイント部１４は、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４１ａ、４１ｂは、円柱形状を有しており、周面上にテープ１２の一部をそれぞれ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。このように、２つのガイドローラ４１ａ、４１ｂに巻回することにより形成された２つの折曲部２３と、テープ１２を繰り出した巻取部１６の３つを連結部材４２で連結する。
【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に各２つ上下方向に配置されている。
【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、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を行う。
【0025】
摺動ガイド５２は、四面体の底面頂部Ｂに各１つ配置され、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】
また、摺動ガイド５２は、側面視すると略逆Ｔ字形状を有しており、両側面側にテープ１２の折曲部２２が位置する垂直板部５３と、垂直板部５３とともに一対の駆動ローラ５１を回動可能に支持する水平板部５４とから構成されている。この垂直板部５３および水平板部５４により、一対の駆動ローラ５１に繰り込まれるテープ１２の折れ曲がりを強制する。
【0027】
（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。
【0028】
上述したように構成されたフレーム構造体１は、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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0032】
（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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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の一部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の一部がガイドローラ４１の外周上を摺動する。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
（１−６．収納方法）次に、図１から図３、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。
【0039】
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。
【0040】
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（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ことができる（図示省略）。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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４１ａ、４１ｂの周面上にテープ１２に一部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の一部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。
【0044】
（１−７．展開方法）次に、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。
【0045】
（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の基本構造について説明する。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。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。
【0046】
（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から図１０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（集約手段）および第２ジョイント部１１５ａ〜１１５ｃから略構成されている。
【0047】
なお、上述した第１実施形態のフレーム構造体１は、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１００では、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においても巻取部１６を備えていてもよい。
【0048】
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帯状の一本のテープ１１２が多重に配置され、角錐の形状（ここでは四面体）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。
【0049】
（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三次元フレーム構造の頂上部Ａに配置されており、３つの折曲部２３を連結する。この第１ジョイント部１１４は、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。
【0050】
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。そして、ガイドローラ１４１の周面上にテープ１１２の一部を巻回することにより３つの折曲部２３を形成する。
【0051】
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。このように、３つのガイドローラ１４１ａ、１４１ｂに巻回することにより形成された３つの折曲部２３を連結部材１４２で連結する。
【0052】
（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を幅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をそれぞれ回動可能に支持する３つの摺動ガイド１５２から構成されている。
【0053】
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に各２つ配置されている。
【0054】
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、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を行う。
【0055】
摺動ガイド１５２は、四面体の底面頂部Ｂに各１つ配置され、複数の一対の駆動ローラ１５１をそれぞれ回動可能に支持する。
【0056】
また、摺動ガイド１５２は、両側面側にテープ１１２の折曲部２２が位置する傾斜板部１５３と、傾斜板部１５３とともに一対の駆動ローラ１５１を回動可能に支持する水平板部１５４と、テープ１２の繰り出し方向をガイドする方向ガイド１５５から構成されている。この傾斜板部１５３、水平板部１５４、方向ガイド１５５により、一対の駆動ローラ１５１に繰り込まれるテープ１１２の折れ曲がりを強制する。
【0057】
方向ガイド１５５は、摺動ガイド１５２にそれぞれ一対設けられており、一対の方向ガイド１５５は駆動ローラ１５１の外側にそれぞれ平行に設けられている。そして、駆動ローラ１５１の周面上にテープ１１２を巻回することにより形成された折曲部２３から底辺部２４への方向を適正な方向へとガイドする。
【0058】
（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。
【0059】
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、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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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１００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１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。
【0063】
（３）作用効果以上のようなフレーム構造体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（２３ａ〜２３ｈ）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、第１ジョイント部１１４）と、を備え、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、テープ１２、１１２の一部をそれぞれ巻回する２つ以上のローラ（ガイドローラ４１ａ、４１ｂ、１４１ａ〜１４１ｃ）を用いて、２つ以上の折曲部２３を連結するジョイント部（第１ジョイント部１４、第１ジョイント部１１４）を含む。
【0064】
そして、上述したフレーム構造体１、１００によれば、折曲部２３同士がジョイント部（第１ジョイント部１４、第１ジョイント部１１４）を介して相互に連結されるため、簡易な構成でありながら、集約箇所Ｆ（すなわち、頂部）にて十分な強度や剛性が得られる。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、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。
【0065】
また、フレーム構造体１は、ジョイント部（第１ジョイント部１４）は、並列に配置された２つ以上のローラ（ガイドローラ４１ａ、４１ｂ）と、２つ以上のローラ（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とを有するため、複数のローラ（ガイドローラ４１ａ、４１ｂ）を並列に配置することで、頂部の集約箇所Ｆを小面積化することができる。
【0066】
さらに、フレーム構造体１００は、直列に配置された２つ以上のローラ（ガイドローラ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ）と、２つ以上のローラ（ガイドローラ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ）をそれぞれ回動可能に連結する連結部材１４２とを有するため、複数のローラ（ガイドローラ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ）を直列に配置することで、頂部の集約箇所Ｆを低背化することができる。
【0067】
また、フレーム構造体１、１００は、三次元フレーム構造は角錐の形状（ここでは四面体）を有し、ジョイント部（第１ジョイント部１４、第１ジョイント部１１４）は、角錐の頂上部Ａに配置されているため、フレーム構造体１、１００を配置する際に、ジョイント部（第１ジョイント部１４、第１ジョイント部１１４）のローラ（ガイドローラ４１ａ、４１ｂ、１４１ａ〜１４１ｃ）が地面に接触しないため、テープ１２、１１２を摺動させながら円滑に繰り出すことができる。
【0068】
さらに、フレーム構造体１００は、ジョイント部（第１ジョイント部１１４）は、３つ以上のローラ（ガイドローラ１４１ａ〜１４１ｃ）を有し、３つ以上のローラ（ガイドローラ１４１ａ〜１４１ｃ）は、上面視にて等角度間隔で配置されているため、三次元フレーム構造を形成するテープ１１２の各稜線２２に伝わる力を均等に分配可能となり、三次元フレーム構造の頂上部近傍の機械的強度を安定させることができる。
【0069】
（４）他の実施形態および変形例以上、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および第１ジョイント部４１の変形例について説明する。
【0070】
（４−１．フレーム構造体の他の実施形態）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。
【0071】
また、上述した本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Ａ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。
【0072】
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、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、駆動ローラ５１、１５１のうちの少なくとも１つの一対の駆動ローラ５１、１５１がモータにより回転駆動するように構成してもよい。さらに、一対の駆動ローラ５１、１５１のうち一方の駆動ローラ５１、１５１のみ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。
【0073】
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。
【0074】
また、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１、１００では、連結部材４２は、金属製の材質で構成され、連結部材１４２は、弾性を有する材質で構成されている場合について説明したが、連結部材４２、１４２の材質は適宜変更が可能である。
【0075】
さらに、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。
【0076】
（４−２．フレーム構造の変形例）上述した本実施形態に係るフレーム構造体１、１００では、四面体の三次元フレーム構造を構成する場合について説明したが、上述したように、この三次元フレーム構造は変形することが可能である。たとえば、図１１に示すフレーム構造体１０１のように、無端状のテープ１１２を折り曲げて、稜線部２２ａ〜２２ｈと、折曲部２３ａ〜２３ｌと、底辺部２４ａ〜２４ｄを形成することにより四角錐の形状にすることができる。さらに、五角錐の形状、六角錐の形状等その他の任意の角錐にも変更することができる。
【0077】
（４−３．第１ジョイント部１４の変形例）上述した本実施形態に係るフレーム構造体１では、第１ジョイント部１４は、ガイドローラ４１と連結部材４２とから構成され、連結部材４２は、軸連結部４３と巻取連結部４４とから構成されている場合について説明したが、第１ジョイント部１４の形状を他の形状とすることができる。
【0078】
たとえば、上述した第１ジョイント部１４は、連結部材４２は金属製の材質で構成されている場合について説明したが、連結部材２４２がパイプ状の部材で構成されていてもよい。たとえば、図１１に示すように、無端状のテープ１１２で四角錐の三次元フレーム構造を形成する場合、連結部材２４２が複数の折曲部２３（２３ｃ、２３ｆ、２３ｉ、２３ｌ）を連結する四叉路状のパイプであってもよい。連結部材２４２が四叉路状のパイプの場合、複数のガイドローラ（図１１では図示省略）同士の連結部分の強度を高めることができる。
【0079】
また、上述した第１ジョイント部１４は、連結部材４２により２つのガイドローラ４１と巻取部１６を連結する場合について説明したが、図１２（ａ）に示すように、第１ジョイント部３１４は、３つのガイドローラ４１ａ〜４１ｃと、連結部材３４２とから構成され、連結部材３４２により３つのガイドローラ４１ａ〜４１ｃをそれぞれ回動可能に連結してもよい。
【0080】
さらに、第１ジョイント部３１４は、３つのガイドローラ４１ａ〜４１ｃの端面にそれぞれ設けられたフランジ部３４５と、フランジ部３４５とガイドローラ４１ａ〜４１ｃを固定するローラ固定部材３４６をさらに備えてもよい。
【0081】
フランジ部３４５は、ガイドローラ４１ａ〜４１ｂの直径よりも大きい板状の部材で構成されており、テープ（図１２では図示省略）の繰り出しや繰り込みをする際、テープがガイドローラ４１ａ〜４１ｃから外れることを抑制する。なお、フランジ部は、ガイドローラ４１ａ〜４１ｃと一体に形成されていてもよく、ガイドローラ４１ａ〜４１ｃと別体に形成されていてもよい。
【0082】
ローラ固定部材３４６は、連結部材３４２に対してガイドローラ４１ａ〜４１ｃやフランジ部３４５が移動するのを抑制するため、ガイドローラ４１ａ〜４１ｃの端面側からそれぞれ固定する。
【0083】
また、図１２（ａ）では、連結部材３４２により３つのガイドローラ４１ａ〜４１ｃをそれぞれ回動可能に連結する場合について説明したが、さらに、第１ジョイント部３１４は、図１２（ａ）に示す第１ジョイント部３１４の矢印Ｇ方向側または矢印Ｇ方向と反対方向側のうち、いずれか一方側が開放した形状であってもよい。
【0084】
たとえば、図１２（ｂ）に示すように、第１ジョイント部４１４は、図１２（ａ）に示す矢印Ｇ方向側の結点が開いた形状を有しており、図１２（ｃ）に示すように、第１ジョイント部５１４は、図１２（ａ）に示す矢印Ｇ方向と反対方向側の結点が開いた形状を有している。第１ジョイント部４１４、５１４のように、いずれか一方側の結点が開いた形状を有していることにより、連結部材４４２、５４２の一方側が自由端となり、テープ（図１２では図示省略）の繰り出しや繰り込みをする際、フレーム構造の変形に追従し易くなる。
【0085】
なお、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）に示す連結部材４４２、５４２は、一方側の結点が開いた形状を有しているため、図１２（ｂ）に示すように、ローラ固定部材３４６でガイドローラ４１ａ〜４１ｃを固定することにより、自由端となった側からガイドローラ４１ａ〜４１ｃが抜けるのを防ぐことができる。
【0086】
また、図１２（ｃ）に示すように、連結部材５４２の自由端にそれぞれ抜け防止部材３４７を設けることにより、ガイドローラ４１ａ〜４１ｃが連結部材５４２から抜けるのを防ぐことができる。なお、抜け防止部材３４７を設ける場合、ガイドローラ４１ａ〜４１ｃの内部を連結部材５４２が貫通することにより回動可能に連結する貫通孔（図１２（ｃ）では図示省略）よりも大きい球状などの形状とすることにより、ガイドローラ４１ａ〜４１ｃが連結部材５４２から抜けるのを防止することができる。
【0087】
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１０１は、様々な用途で使用することができる。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】
【0088】
１ フレーム構造体（第１実施形態）１２ テープ（第１実施形態）
１３ 結束部材
１４ 第１ジョイント部（第１実施形態）
１５ａ〜１５ｃ 第２ジョイント部（第１実施形態）
１６ 巻取部
２１ 先端部
２２ａ〜２２ｆ 稜線部
２３ａ〜２３ｈ 折曲部
２４ａ〜２４ｃ 底辺部
２５ 基端部
４１ａ、４１ｂ ガイドローラ（第１実施形態）
４２ 連結部材（第１実施形態）
４３ 軸連結部
４４ 巻取連結部
５１ａ〜５１ｆ 駆動ローラ（第１実施形態）
５２ａ〜５２ｃ 摺動ガイド（第１実施形態）
５３ 垂直板部
５４ 水平板部
１００ フレーム構造体（第２実施形態）
１０１ フレーム構造体（他の実施形態）
１１２ テープ（第２実施形態）
１１４ 第１ジョイント部（第２実施形態）
１１５ａ〜１１５ｃ 第２ジョイント部（第２実施形態）
１４１ａ〜１４１ｃ ガイドローラ（第２実施形態）
１４２ 連結部材（第２実施形態）
１５１ 駆動ローラ（第２実施形態）
１５２ａ〜１５２ｃ 摺動ガイド（第２実施形態）
３１４ 第１ジョイント部（他の実施形態）
３４２ 連結部材（他の実施形態）
３４５ フランジ部（他の実施形態）
３４６ ローラ固定部材（他の実施形態）
３４７ 抜け防止部材（他の実施形態）
４１４ 第１ジョイント部（他の実施形態）
４４２ 連結部材（他の実施形態）
５１４ 第１ジョイント部（他の実施形態）
５４２ 連結部材（他の実施形態）
Ａ 頂上部
Ｂ 底面頂部
Ｆ 集約箇所