特許 6881727 立体構造体を実現する単位パネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6881727

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】立体構造体を実現する単位パネル

(51)【国際特許分類】

   F16S 1/12 20060101AFI20210524BHJP

   B65D 65/38 20060101ALI20210524BHJP

   B65D 6/24 20060101ALI20210524BHJP

   B65D 81/05 20060101ALI20210524BHJP

   E04B 1/343 20060101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   F16S1/12

   B65D65/38

   B65D6/24 Z

   B65D81/05

   E04B1/343 J

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-135373(P2016-135373)

(22)【出願日】2016年7月7日

(65)【公開番号】特開2018-4041(P2018-4041A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】507184775

【氏名又は名称】株式会社阿竹研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阿竹 克人

【審査官】 須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１８２５６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−３０５４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１６６７０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５０−００４８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９００７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０３７００３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｓ １／００

Ｆ１６Ｓ １／０４−１／１４

Ｅ０４Ｂ １／０２

Ｅ０４Ｂ １／３４３

Ｅ０４Ｃ ２／３０

Ｂ６５Ｄ ６／２４

Ｂ６５Ｄ ６５／３８

Ｂ６５Ｄ ８１／０５

Ｆ２１Ｖ １／１２

Ｆ２１Ｖ ３／０２

Ａ６３Ｆ ９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数枚を組み立てると立体構造体が出現する単位パネルであり、
可撓性材料で略長方形に形成されているパネルを備えており、
前記長方形の対角に位置する一対の隅部の各々に隅部接続部が形成されており、
前記長方形の中心に対して点対称の位置に一対の中央接続部が形成されており、
前記一対の隅部接続部は前記長方形の中心に対して点対称の位置にあり、
前記長方形の中心から前記隅部接続部までの距離が、前記長方形の中心から前記中央接続部までの距離より長く、
前記隅部接続部と前記中央接続部が接続可能であることを特徴とする単位パネル。

【請求項2】

第１パネルの一方の中央接続部と第２パネルの一方の隅部接続部を接続し、
第２パネルの他方の隅部接続部と第３パネルの一方の中央接続部を接続し、
第１パネルの一方の隅部接続部に第４パネルの一方の中央接続部を接続し、
第４パネルの一方の隅部接続部に第２パネルの一方の中央接続部を接続し、
第２パネルの他方の中央接続部に第５パネルの一方の隅部接続部を接続し、
第５パネルの一方の中央接続部に第３パネルの一方の隅部接続部を接続すると、
第１パネルと第２パネルと第４パネルによって１個の三角形が形成され、
第２パネルと第３パネルと第５パネルによって他の１個の三角形が形成され、
前記２個の三角形が第２パネルを共有しているという三角形の連鎖が形成されることを特徴とする請求項１に記載の単位パネル。

【請求項3】

パネルを貫通する孔が前記中央接続部となり、
前記孔に挿入すると前記孔の外周外に広がって抜け止めとなる形状を提供する切れ目が前記隅部接続部となる、
請求項１または２の単位パネル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、複数枚の単位パネルを組み立てて立体構造体を実現する技術に関し、多様な形状の立体構造体が実現可能であって組み立て易い単位パネルを開示する。

【背景技術】

【0002】

同一形状で同一寸法の複数枚のパネルを用意し、そのパネル群を組み立てて立体構造体を形成する技術が開発されており、その一例が下記特許文献に記載されている。本明細書では、同一形状で同一寸法のパネルの各々を単位パネルという。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５０−４８８５号公報

【特許文献2】特開２０１４−２１２０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術は、いずれも、単位パネルの端辺（エッジ）同志を重ね合わせて立体構造体を形成するものであり、組み立てに手間と技術を要する。本明細書で開示する技術では、単位パネルの面同士を重ね合わせ、その重ね合わせた面と面を接続することによって立体構造物を実現する。単位パネルの面と面を重ねあわせて接続する作業は、単位パネルの端辺と端辺を重ね合わせて接続する作業よりも簡単に実行することができる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書で開示する単位パネルは、複数枚を組み立てると立体構造体が出現することを特徴とする。各単位パネルは、可撓性材料で略長方形に形成されているパネルで形成されている。その長方形の対角に位置する一対の隅部の各々に隅部接続部が形成されており、その長方形の中心に対して点対称の位置に一対の中央接続部が形成されている。

【0006】

この単位パネルの一つの利用方法では、３枚の単位パネルで基本接続体を形成し、その基本接続体を繋げることによって立体構造体を実現する。具体的には、第１パネルの一方の中央接続部と第２パネルの一方の隅部接続部を接続し、第２パネルの他方の隅部接続部と第３パネルの一方の中央接続部を接続する。すると、第１パネルの一部と第２パネルの一部が重複し（面同志が重なり）、第２パネルの一部と第３パネルの一部が重複し（面同志が重なり）、第１パネルと第３パネルが重複しない基本接続体が形成される。一つの基本接続体のパネルが、隣接する基本接続体のパネルでもあるという規則に従って複数個の基本接続体を繋ぐことができる。例えば、５枚のパネルを用い、第１パネルの一方の隅部接続部に第４パネルの一方の中央接続部を接続し、第４パネルの一方の隅部接続部に第２パネルの一方の中央接続部を接続し、第２パネルの他方の中央接続部に第５パネルの一方の隅部接続部を接続し、第５パネルの一方の中央接続部に第３パネルの一方の隅部接続部を接続すると、第１パネルと第２パネルと第４パネルによって１個の三角形が形成され、第２パネルと第３パネルと第５パネルによって他の１個の三角形が形成され、その２個の三角形が第２パネルを共有しているという三角形の連鎖が形成される。三角形の連鎖すなわち基本接続体の連鎖によって立体構造体が出現する。

【0007】

上記は一例であり、４枚の単位パネルで形成される四辺形の連鎖によって立体構造体を実現することもできる。基本接続体を形成する単位パネルの枚数には特に制約がなく、２枚または５枚以上であってもよい。また基本接続体を形成する単位パネルの枚数は均一である必要がなく、場所によって枚数を変化させてもよい。

【0008】

パネルに必要な可撓性は、立体構造体の形状と大きさに依存して変化する。多数枚のパネルを利用する大型構造体であって、各パネルの湾曲度合いが平面に近い場合は、構造用ベニヤ板でも必要な可撓性を提供する。

【0009】

１枚の単位パネルに一対の隅部接続部が存在すればよく、二対以上の隅部接続部が存在していてもよい。二対の隅部接続部を設ける場合は、長方形の４つの隅部の各々に隅部接続部を形成する。

【0010】

中央接続部と隅部接続部は、パネルを貫通する孔であってもよい。隅部に形成されている孔と中央に形成されている孔を重ねあわてボルトとナットで接続してもよい。それに対して、パネルを貫通する孔を中央接続部とし、パネルに形成した切れ目によって隅部接続部を提供してもよい。切れ目よりもパネルの隅部側の部分をパネル中央部の孔に挿入すると、孔の通過後に孔の外周外に広がって抜け止めとなる形状とすることができる。その形状によって隅部接続部としてもよい。パネル中央部の孔に代えてスリットとしてもよい。隅部に設けた切れ目よりも隅部側の部分を、中央部に設けたスリットを通過させることが可能であり、通過させると容易には抜けない構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１の単位パネルの平面図。

【図2】中央接続部（貫通孔）に隅部接続部（通過片）を通過させた後の平面図。

【図3】実施例１の単位パネルの３枚を組み合わせた状態の平面図。

【図4】実施例１の単位パネルの６枚を組み合わせた状態の平面図。

【図5】図４から得られる立体構造体を斜視した図。

【図6】実施例１の単位パネルの３枚を組み合わせた状態の平面図。

【図7】図６から得られる立体構造体を斜視した図。

【図8】実施例２の単位パネルの平面図。

【図9】実施例２の単位パネルを組み合わせた状態の平面図。

【図10】図９から得られる立体構造体を斜視した図。

【図11】実施例２の単位パネルを組み合わせた状態の平面図。

【図12】図１１から得られる立体構造体を斜視した図。

【図13】実施例１または２の単位パネルを組み合わせた状態の平面図。

【図14】図１３から得られる立体構造体を斜視した図。

【図15】単位パネルの他の実施例を示す平面図。

【図16】単位パネルのさらに他の実施例を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

最初に、実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。
（特徴１）単位パネルの長辺と短辺の長さの比が２：１である。
（特徴２）単位パネルの長辺と短辺の長さの比がルート２：１である。
（特徴３）単位パネルの長辺と短辺の長さの比がルート３：１である。
（特徴４）単位パネルの長辺と短辺の長さの比が黄金比である。
（特徴５）中央接続部は貫通孔で形成され、隅部接続部は通過片で形成されている。
（特徴６）貫通孔に通過片を挿入して通過させると、通過片の輪郭と貫通孔の輪郭が複合してハート形を呈する。
（特徴７）中央接続部を通過した通過片が、立体構造体の外面側に露出する。
（特徴８）中央接続部を通過した通過片が、立体構造体の内面側に露出する。
（特徴９）中央接続部がスリットで形成され、隅部接続部が通過片で形成されている。
（特徴１０）中央接続部と隅部接続部の双方が貫通孔で形成されており、ボルトとナットで接続する。

【実施例】

【0013】

図１は、実施例１の単位パネルの平面図を示している。単位パネルは、可撓性材料で略長方形１２の形状に形成されているパネル１０を備えている。長方形１２の短辺１２ｇ，１２ｉの長さＬ１と長辺１２ｆ，１２ｈの長さＬ２は、１：２の関係にある。１：ルート２の関係であってもよいし、１：ルート３の関係であってもよいし、黄金比であってもよい。
パネル１０に一対の切れ目１４ｂ，１４ｄが形成されている。切れ目１４ｂは隅部１２ｂに形成されており、切れ目１４ｄは他の隅部１２ｄに形成されている。切れ目１４ｂが形成されている隅部１２ｂと、切れ目１４ｄが形成されている隅部１２ｄは、長方形１２の対角に位置している。各切れ目１４ｂ，１４ｄは、円弧形状である。仮想線２４は、切れ目１４ｂの先端と切れ目１４ｄの先端を結ぶ線分であり、長方形１２の中心１２ｅを通過しており、仮想線２４の中間点と中心１２ｅが一致している。切れ目１４ｂ，１４ｄは、長方形１２の中心１２ｅに対して点対称の位置にあり、点対称の形状となっている。
長方形１２の中心１２ｅの近傍に１対の貫通孔１８ａ，１８ｃが形成されている。各貫通孔１８ａ，１８ｃの輪郭は円形である。仮想線２６は、貫通孔１８ａの中心２０ａと貫通孔１８ｃの中心２０ｃを結ぶ線分であり、長方形１２の中心１２ｅを通過しており、仮想線２６の中間点と中心１２ｅが一致している。貫通孔１８ａと貫通孔１８ｃは、長方形１２の中心１２ｅに対して点対称の位置にある。

【0014】

貫通孔１８ａ，１８ｃの曲率半径と、切れ目１４ｂ，１４ｄの曲率半径は等しい。切れ目１４ｂは長辺１２ｈから切り込まれており、切れ目１４ｄは長辺１２ｆから切り込まれている。隅部１２ｂの頂点と切れ目１４ｂの先端を結ぶ線は、長辺１２ｈと短辺１２ｇに４５°傾斜している関係にある。隅部１２ｄの頂点と切れ目１４ｄの先端を結ぶ線は、長辺１２ｆと短辺１２ｉに４５°傾斜している関係にある。仮想線２２ｂは、切れ目１４ｂの先端を通過して短辺１２ｇに直交する線分であり、その長さは貫通孔１８ａ，１８ｃの直径に等しい。切れ目２２ｄについても同様である。

【0015】

パネル１０は可撓性を持っており、１枚の単位パネルの貫通孔１８ａ，１８ｃの各々に他のパネルの切れ目１４ｂ，１４ｄよりも隅部側の部分１６ｂ，１６ｄを挿入して通過させることができる。図２は、１枚の単位パネル１の下側の長辺１−１２ｈと、他の一枚の単位パネル２の隅部２−１２ｄの近傍を重ね合わせた状態を示している。本明細書では、ハイフンに先立つ数字はパネル番号を示す。なお、すべてのパネルは、同一形状で同一寸法である。
図２は、第１パネル１の下側に第２パネル２を挿入した様子を示している。図中の１−１８ｃは、第１パネル１の貫通孔であり、他の参照番号は第２パネル２の部材である。図２は、第２パネル２の隅部２−１２ｄの頂点を第１パネル１の貫通孔１−１８ｃの下から上に通し、第２パネル２の隅部２−１２ｄの近傍を上方に引き上げた後の形状を示す。２−１６ｄは、第１パネルの貫通孔１−１８ｃを通過してから単位パネル１の上部で貫通孔１−１８ｃの外側に広がった部分であり、抜け止め形状を提供する。本明細書では通過片１６ｄという。１６ｂは、切れ目１４ｂの隅部１２ｂ側に位置する通過片である。
図２中で実線で示す１−１８ｃは、貫通孔１−１８ｃの輪郭のうち、第２パネル２によって隠されない部分を示している。他の実線は、貫通孔１−１８ｃを通過してから第１パネル１の上部で広がった部分の第２パネル２の輪郭を示している。実線の全体は、外部から視認できる形状を示している。第１パネル１の上部で広がった部分の第２パネル２の輪郭と、第２パネル２によって隠されない部分の貫通孔１−１８ｃの輪郭が複合してハート形状を呈する。

【0016】

図３は、３枚の単位パネルを接続する基本接続体の一つを例示している。図中の１は第１パネルを示し、２は第２パネルを示し、３は第３パネルを示している。第１パネル１の一方の中央接続部（１−１８ｃ）と第２パネルの一方の隅部接続部（２−１６ｄ）を接続し、第２パネルの他方の隅部接続部（２−１６ｂ）と第３パネルの一方の中央接続部（３−１８ａ）を接続すると、第１パネル１の一部と第２パネル２の一部が重複し、第２パネル２の一部と第３パネル３の一部が重複し、第１パネル１と第３パネル３が重複しない接続体が形成される。
この接続体は、一つの接続体の第３パネルが、隣接する接続体の第１パネルでもあるという規則に従って複数個の接続体を繋げることができる。

【0017】

図４に示すように、第１パネル１の一方の隅部接続部（１−１６ｂ）に第４パネル４の一方の中央接続部（４−１８ａ）を接続し、第４パネル４の一方の隅部接続部（４−１６ｄ）に第２パネル２の一方の中央接続部（２−１８ａ）を接続し、第２パネル２の他方の中央接続部（２−１８ｃ）に第５パネル５の一方の隅部接続部（５−１６ｂ）を接続し、第５パネル５の一方の中央接続部（５−１８ｃ）に第３パネル３の一方の隅部接続部（３−１６ｄ）を接続すると、第１パネル１と第２パネル２と第４パネル４によって１個の三角形が形成され、第２パネル２と第３パネル３と第５パネル５によって他の１個の三角形が形成され、２個の三角形が第２パネル２を共有しているという三角形の連鎖が形成される。これを接続すると、立体構造体が得られる。図４の場合、第１パネルと第２パネルと第４パネルによって一つの基本接続体が構成され、第２パネルと第３パネルと第５パネルによって他の一つの基本接続体が構成され、隣接する基本接続体同志が第２パネルを共有している。

【0018】

図４の例では、略正四面体を得るために、第６パネル６をも利用した。第５パネルの他方の隅部接続部（５−１６ｄ）に第６パネル６の一方の中央接続部（６−１８ｃ）を接続した。図４の場合、第４パネル４の隅部接続部（４−１６ｂ）と第６パネル６の中央接続部（６−１８ａ）を接続し、第３パネル３の隅部接続部（３−１６ｂ）と第４パネル４の中央接続部（４−１８ｃ）を接続し、第６パネル６の隅部接続部（６−１６ｄ）と第３パネル３の中央接続部（３−１８ｃ）を接続し、第６パネル６の隅部接続部（６−１６ｂ）と第１パネル１の中央接続部（１−１８ａ）を接続し、第１パネル１の隅部接続部（１−１６ｄ）と第５パネル５の中央接続部（５−１８ａ）を接続すると、図５に示す略正四面体が実現する。

【0019】

立体形状の表裏は反転可能である。図５では、中央接続部を通過した通過片が立体構造体の外面側に露出している。逆に、中央接続部を通過した通過片が立体構造体の内面側に位置する関係で組み立てることもできる。

【0020】

図４と図５では、図４の形状に組み立ててから図５の立体構造体に変形させるように説明したが、実際の組み立て工程では、単位パネルを湾曲させながら組み立てていってもよい。

【0021】

図４の場合、第１パネル１と第２パネル２と第４パネル４によって第１三角形が形成され、第２パネル２と第３パネル３と第５パネル５によって第２三角形が形成されている。第１三角形を形成する第２パネルは、同時に、第２三角形を形成するパネルでもあり、第１三角形と第２三角形は連続している。

【0022】

この単位パネルで立体構造体を得るための最小数はわずか２枚である。図７は、図６に示す３枚の単位パネルを組み立てることで得られる構造体を例示している。図７の立体構造体は中空であり、クッション性に優れており、物品の包装時に用いる充填剤に適している。

【0023】

図８は、実施例２の単位パネルの平面図を示している。図１と比較すると、隅部１２ａ，１２ｃに切れ目１４ａ，１４ｃが付加されており、通過片１６ａ，１６ｃが確保されている。なお、切れ目１４ｂ，１４ｄは長辺１２ｆ，１２ｈから延びているのに対し、切れ目１４ａ，１４ｃは短辺１２ｇ，１２ｉから延びている。切れ目１４ａ，１４ｃは、長方形１２の中心１２ｅに対して点対称の位置にあり、点対称の形状となっている。すなわち切れ目１４ａの先端と切れ目１４ｃの先端を結ぶ線分２８は、長方形１２の中心１２ｅを通過しており、仮想線２８の中間点と中心１２ｅが一致している。

【0024】

図１０は、図８の単位パネルを、図９に示すように組み立てることで得られる立体構造体を例示している。図１０の立体構造体は略立法体であり、物品を収容する容器あるいは人を収容するテントまたは建造物を実現することができる。

【0025】

図１２は、図８の単位パネルを、図１１に示すように組み立てることで得られる立体構造体を例示している。図１２の立体構造体は略直方体であり、物品を収容する容器あるいは人を収容するテントまたは建造物を実現することができる。

【0026】

図１４は、図８の単位パネルを図１３に示すように組み立てることで得られる立体構造体を例示している。図１４の立体構造体は略正１２面体であり、物品を収容する容器あるいは人を収容するテントまたは建造物を実現することができる。図１３から明らかに、この実施例では端部接続部（通過片）１６ａ，１６ｃを利用しない。図８の単位パネルに代えて図１の単位パネルを利用することができる。

【0027】

図１５に例示するように、中央接続部を穴に代えてスリット（切れ目）３８ａ，３８ｃによって形成してもよい。また、隅部接続部を形成する切れ目は、円弧上に限られず、直線であってもよい。また、隅部接続部は、長方形の対角上に位置する一対の隅部の近傍にあればよく、四隅に設けてもよい。４隅に設ける場合は、一対の切れ目は長辺から伸び、他の一対の切れ目は短辺から延びる関係が好ましい。４つの隅部接続部を備えていると、実現可能な立体構造体の形状の多様性が拡大される。

【0028】

図１６に示すように、中央接続部４８ａ，４８ｃと隅部接続部４４ｂ，４４ｄの双方が貫通孔であってもよい。中央接続部と隅部接続部を、ボルトとナットで接続してもよい。建造部を実現する場合には、ボルトとナットで接続することがこのましい。

【0029】

本実施例では、貫通孔１８ａ，１８ｃまたはスリット３８ａ，３８ｃが中央接続部を提供する。また、切れ目１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄの隅部側に位置する通過片１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが隅部接続部を提供する。

【0030】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0031】

１，２，３，４，５：第１〜第５パネル
１０：単位パネル
１２：長方形
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ：隅部
１２ｅ：中心
１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ：４辺
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ：切れ目（隅部接続部）
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：通過片（隅部接続部）
１８ａ，１８ｃ：円形孔（中央接続部）
２０ａ，２０ｃ：中心
２２ｂ，２２ｄ：仮想線
２４：切れ目の先端同志を結ぶ線分
２６：円形孔の中心同志を結ぶ線分
２８：切れ目の先端同志を結ぶ線分
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ：切れ目（端部接続部）
３８ａ，３８ｃ：スリット（中央接続部）
４４ｂ，４４ｄ：ボルト孔（端部接続部）
４８ａ，４８ｃ：ボルト孔（中央接続部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】