特開 2022-146767 面状構造体

(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】P2022146767

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】面状構造体

(51)【国際特許分類】

   B65D 5/02 20060101AFI20220928BHJP

   B65D 3/02 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

B65D5/02 Z

B65D3/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021047900

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(71)【出願人】

【識別番号】521121064

【氏名又は名称】株式会社ドミノアーキテクツ

(71)【出願人】

【識別番号】000122298

【氏名又は名称】王子ホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】舘 知宏

(72)【発明者】

【氏名】安達 瑛翔

(72)【発明者】

【氏名】須藤 海

(72)【発明者】

【氏名】大野 友資

(72)【発明者】

【氏名】田口 頼幸

(72)【発明者】

【氏名】朝霧 向一郎

(72)【発明者】

【氏名】小野 勝男

(72)【発明者】

【氏名】袴田 英幹

(72)【発明者】

【氏名】湯田 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】武重 日香里

【テーマコード（参考）】

3E060

【Ｆターム（参考）】

3E060AA11

3E060AB01

3E060AB22

3E060BC02

3E060CD03

3E060CD04

3E060CD20

3E060CE08

3E060CE15

3E060CE30

3E060DA01

3E060DA11

3E060DA25

(57)【要約】

【課題】平面形態と立体形態とに変形可能な面状構造体において、面状構造体全体を狙いとする立体形状に調整でき、その立体形状に容易に保持できる技術を提供することにある。
【解決手段】面状構造体は、複数の面部１２と、複数の面部１２の境界に設けられ、少なくとも一部において曲線状をなす折り線１４と、を備え、複数の面部１２のそれぞれは、折り線１４から直線状に延びるとともに閉断面形状をなす複数の中空部を備えることで、曲げ剛性に異方性を持ち、複数の中空部は、面状構造体を曲線折りするときに直線エレメント２６を形成し、面状構造体は、折り線１４での折り角度の可変範囲全域において、全ての面部１２において、直線エレメント２６を維持し、かつ、隣り合う中空部によって形成される直線エレメント２６をねじれのない位置関係に維持した状態のまま、全ての面部１２を交差させることなく、曲線折りを行うことができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の面部と、
前記複数の面部の境界に設けられ、少なくとも一部において曲線状をなす折り線と、を備え、
前記複数の面部のそれぞれは、前記折り線から直線状に延びるとともに閉断面形状をなす複数の中空部を備えることで、曲げ剛性に異方性を持ち、
前記複数の中空部は、本面状構造体を曲線折りするときに直線エレメントを形成し、
本面状構造体は、前記折り線での折り角度の可変範囲全域において、全ての前記面部において、前記直線エレメントを維持し、かつ、隣り合う前記中空部によって形成される前記直線エレメントをねじれのない位置関係に維持した状態のまま、全ての前記面部を交差させることなく、前記曲線折りを行うことができる面状構造体。

【請求項2】

前記面部は、
少なくとも一つの面材と、
前記少なくとも一つの面材と一体化され、前記中空部を形成する中空形成材と、を備える請求項１に記載の面状構造体。

【請求項3】

次の式（Ａ）で表される、前記面材の曲げ剛性Ｒ１に対する前記中空形成材の曲げ剛性Ｒ２の比の値を前記面部の曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１としたとき、前記面部の曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１は１００以上となる請求項２に記載の面状構造体。
Ｒ２／Ｒ１＝（Ｅ２／Ｅ１）×（ｈ２／ｈ１）^３・・・（Ａ）
（式（Ａ）において、Ｅ１は、前記面材の曲げ弾性率［ＧＰａ］、ｈ１は、前記面材の厚さ［ｍｍ］、Ｅ２は、前記中空形成材の曲げ弾性率［ＧＰａ］、ｈ２は、前記中空形成材の厚さ［ｍｍ］を表す。）

【請求項4】

前記面部は、前記少なくとも一つの面材として単数の中立面材のみを備え、
前記中空形成材は、前記中立面材に対して前記面部の厚み方向の両側に個別に設けられる請求項２から３のいずれかに記載の面状構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、平面形態と立体形態に変形可能な面状構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、平面形態と立体形態とに変形可能な面状構造体として抜板を開示する。抜板は、平面形態にあるとき全体として平面状をなし、立体形態にあるとき容器状をなす。抜板は、主に、矩形状の底部と、折り線を介して底部の長辺部分に連続する一対の長辺側片部と、折り線を介して底部の短辺部分に連続する一対の短辺側片部とを備える。平面形態から立体形態に抜板を変形させるとき、底部に対して一対の短辺側片部を個別に折り曲げた後、底部に対して一対の長辺側片部を個別に折り曲げる変形プロセスを経ている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５４－０７８２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の開示技術では、立体形態にある面状構造体全体の形状を調整する余地がない。本願発明者は、面状構造体全体の立体形状を調整したうえで、狙いとする立体形状に保持するうえで、特許文献１の開示技術に関して改良の余地があるとの認識を得た。

【0005】

本開示の目的の１つは、平面形態と立体形態とに変形可能な面状構造体において、面状構造体全体を狙いとする立体形状に調整でき、その立体形状に容易に保持できる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の面状構造体は、複数の面部と、前記複数の面部の境界に設けられ、少なくとも一部において曲線状をなす折り線と、を備え、前記複数の面部のそれぞれは、前記折り線から直線状に延びるとともに閉断面形状をなす複数の中空部を備えることで、曲げ剛性に異方性を持ち、前記複数の中空部は、本面状構造体を曲線折りするときに直線エレメントを形成し、本面状構造体は、前記折り線での折り角度の可変範囲全域において、全ての前記面部において、前記直線エレメントを維持し、かつ、隣り合う前記中空部によって形成される前記直線エレメントをねじれのない位置関係に維持した状態のまま、全ての前記面部を交差させることなく、前記曲線折りを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態の平面形態にある面状構造体の斜視図である。

【図2】図１の面状構造体を厚み方向の一方側から見た図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】実施形態の立体形態にある面状構造体の斜視図である。

【図5】実施形態の面状構造体に関する曲げ変形の仕方を説明するための図である。

【図6】図５のＢ－Ｂ断面における曲面折りの前後の状態を示す模式図である。

【図7】図５のＣ－Ｃ断面における曲面折りの前後の状態を示す模式図である。

【図8】図１のＤ－Ｄ断面における曲面折りの前後の状態を示す模式図である。

【図9】第１変形形態の平面形態にある面状構造体の斜視図である。

【図10】第１変形形態の面状構造体を厚み方向の一方側から見た図である。

【図11】第１変形形態の立体形態にある面状構造体の斜視図である。

【図12】第１変形形態の面状構造体に関する曲げ変形の仕方を説明するための図である。

【図13】第２変形形態の面状構造体を図３と同じ視点から見た断面図である。

【図14A】第３変形形態の面状構造体の部分断面図である。

【図14B】第４変形形態の面状構造体の部分断面図である。

【図15A】第５変形形態の面状構造体の部分断面図である。

【図15B】第６変形形態の面状構造体の部分断面図である。

【図15C】第７変形形態の面状構造体の部分断面図である。

【図16】第８変形形態の面状構造体を図２と同じ視点から見た図である。

【図17A】第９変形形態の面状構造体の部分断面図である。

【図17B】第１０変形形態の面状構造体の部分断面図である。

【図18】図３の面状構造体が曲げ変形した状態を示す図である。

【図19】（ａ）は、曲率保持率の測定に用いられる治具を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＦ－Ｆ断面図であり、（ｃ）は、その上面図である。

【図20】曲率保持率と曲げ剛性比との関係を示すグラフである。

【図21】（ａ）は、固有値解析に用いたモデルの断面形状を示し、（ｂ）は、他のモデルの断面形状を示す。

【図22】（ａ）は、面材の厚さと固有値比との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、ピッチと固有値比との関係を示すグラフであり、（ｃ）は、積層数と固有値比との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

まず、本開示の面状構造体を想到するに至った背景を説明する。図１、図４を参照する。本開示の面状構造体１０では、面状構造体１０全体の立体形状を調整したうえで、狙いとする立体形状に保持し易くするうえで、次の二つの特徴を採用している。

【0009】

第１の特徴として、面状構造体１０は、複数の面部１２の境界に設けられ、少なくとも一部において曲線状をなす折り線１４を備えている。これにより、面状構造体１０は、後述のように、面部１２の曲げ変形と折り線１４での折り変形とを同時に行う曲線折りを行うことができる。

【0010】

この曲線折りを行ううえで、面状構造体１０の各面部１２が曲げ剛性に等方性を持つ場合（後述する）を考える。この場合、面部１２の曲げ変形する箇所を線織面と捉えた場合に、線織面を形成する直線エレメント（後述する）の位置が一定に定まり難くなる。このため、面状構造体１０を曲線折りする度に、曲げ変形する面部１２の形状が一定の立体形状に定まり難くなってしまう。

【0011】

この対策として、第２の特徴として、面状構造体１０は、複数の面部１２のそれぞれにおいて曲げ剛性に異方性を持たせている。これを実現するうえで、複数の面部１２のそれぞれは、折り線１４から直線状に延びる複数の中空部２２（図示せず）を備える。これにより、面状構造体１０を曲線折りするときに、中空部２２によって直線エレメント２６を定位置に設けることができる。

【0012】

これらが相まって、後述のように、面状構造体１０全体を１自由度の機構として動作させることができる。ひいては、後述のように、面状構造体１０全体を狙いとする立体形状に容易に調整でき、その狙いとする立体形状に容易に保持することができる。

【0013】

以下、実施形態の面状構造体１０の詳細を説明する。以下、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

【0014】

（第１実施形態）図１、図２を参照する。面状構造体１０は、複数の面部１２と、複数の面部１２の境界に設けられる折り線１４と、を備える。本実施形態では、複数の面部１２として二つの面部１２Ａ、１２Ｂを備える。

【0015】

折り線１４は、隣り合う面部１２を折り曲げることによって形成される。折り線１４は、折り線１４の少なくとも一部に設けられ、曲線状をなす曲線領域１６を備える。本実施形態の曲線領域１６は、折り線１４に連続する面部１２におけるいずれかの中空部２２の直線方向Ｘ（後述する）に起伏する波形をなす。本実施形態の曲線領域１６は、その直線方向Ｘの一方側に向けて凸となる曲線状をなす凸部分１８を備える。本実施形態の曲線領域１６は、折り線１４の全体に設けられる。この他にも、折り線１４は、折り線１４において曲線領域１６以外の残部に設けられ、直線状をなす直線領域を備えていてもよい。

【0016】

図３を参照する。面部１２は、少なくとも一つの面材２０と、少なくとも一つの面材２０と一体化され、複数の中空部２２を形成する中空形成材２４と、を備える。本実施形態の面部１２は、少なくとも一つの面材２０として二つの面材２０と、一つの中空形成材２４とを備える。本実施形態の複数の面材２０は、面部１２の厚み方向Ｚに間を空けて設けられている。本実施形態の中空形成材２４は、厚み方向Ｚに隣り合う面材２０の間に設けられる。

【0017】

面材２０と中空形成材２４の素材は特に限定されない。面材２０と中空形成材２４は同一の素材によって構成されてもよいし、別々の素材によって構成されてもよい。面材２０と中空形成材２４は、縫い止め、接着等によって一体化される。中空形成材２４は、本実施形態のように、面材２０と協働して中空部２２を形成してもよいし、中空形成材２４のみによって中空部２２を形成してもよい（図１５Ａ～図１５Ｃ参照）。本実施形態の中空形成材２４は、山部と谷部が交互に並ぶコルゲート状の板材によって構成される。

【0018】

図２、図３を参照する。複数の面部１２のそれぞれは、折り線１４から直線状に延びる複数の中空部２２を備える。図２では、中空部２２の中心線Ｌａ（図３参照）によって中空部２２を示す。ここでは、中空部２２のなす直線に沿った方向を直線方向Ｘという。この中空部２２のなす直線は、中空部２２の中心線Ｌａに沿って設けられる。この他に、中空部２２の直線方向Ｘに直交する断面において、厚み方向Ｚ及び直線方向Ｘと直交する方向を幅方向Ｙという。

【0019】

中空部２２は、その直線方向Ｘに直交する断面において、閉断面形状をなす。ここでの閉断面形状とは、直線方向Ｘに直交する断面において、中空部２２の中心線Ｌａ周りの全周に亘り連続する断面形状であることを意味する。中空部２２は、その直線方向Ｘに直交する断面において、外部に開いた開断面形状ではないということである。ここでの開断面形状とは、例えば、直線方向Ｘに直交する断面において、外部に開いた凹状及びスリット状の何れかを想定している。

【0020】

複数の面部１２のそれぞれは、直線状に延びる複数の中空部２２を備えることで、曲げ剛性に異方性を持つことができる。ここでの「曲げ剛性に異方性を持つ」とは、中空部２２の中心線Ｌａを厚み方向Ｚに反り曲げようとする反り曲げ力に対する曲げ剛性と、中空部２２の中心線Ｌａ周りに面部１２を曲面状に曲げようとする曲面曲げ力に対する曲げ剛性とが異なることをいう。本実施形態の面部１２は、反り曲げ力に対する曲げ剛性を大きくし、曲面曲げ力に対する曲げ剛性を小さくするように曲げ剛性に異方性を持つことができる。

【0021】

図１、図４を参照する。前述の通り、面状構造体１０は、曲線状の折り線１４を備えることで、曲線折りを行うことができる。ここでの曲線折りとは、折り線１４の曲線領域１６から直線方向Ｘに連続する箇所で面部１２を曲面状に曲げる曲げ変形と、折り線１４での折り角度を変える折り線１４に沿った折り変形とを一体的に行う変形をいう。

【0022】

この他に、面状構造体１０は、前述の通り、複数の面部１２のそれぞれに、折り線１４から直線状に延びる複数の中空部２２を設けることで、曲げ剛性に異方性を持たせている。これにより、一の面部１２（例えば、面部１２Ａ）における曲げ変形量を変化させるための外力Ｆ１を入力したとき、その外力を、その面部１２に連続する折り線１４の折り角度を変化させる内力Ｆ２として伝搬させ易くなる。これと同時に、その外力Ｆ１を、折り線１４に連続する他の面部１２（ここでは面部１２Ｂ）における曲げ変形量を変化させるための内力Ｆ３として伝搬させ易くなる。つまり、一の面部１２に入力される外力Ｆ１を、面状構造体１０全体の曲線折り量（面部１２の曲げ変形量及び折り線１４の折れ角度）を変化させるための内力Ｆ２、Ｆ３として、面状構造体１０の他の箇所に伝搬させ易くなる。

【0023】

この結果、曲面折りを行うことができる面状構造体１０全体を１自由度の機構として動作させることができる。このように動作する面状構造体１０は、折り線１４の折り角度θａが定まれば、複数の面部１２の曲げ変形量とが定まる変形挙動となる。複数の折り線１４がある場合、いずれか一つの折り線１４の折り角度θａが定まれば、残りの折り線１４の折り角度θａも定まる変形挙動となる。

【0024】

以上の面状構造体１０は、平面形態Ｆａ（図１参照）と立体形態Ｆｂ（図４参照）に変形可能である。面状構造体１０は、平面形態Ｆａにあるとき、面状構造体１０全体として平面状をなす。面状構造体１０は、曲線折りを行うことによって、平面形態Ｆａから立体形態Ｆｂに変形可能である。面状構造体１０は、立体形態Ｆｂにあるときの曲線折り量（曲げ変形量及び折れ角度）を小さくすることによって平面形態Ｆａに展開可能である。

【0025】

折り線１４の折り角度θａを考える。折り角度θａは、面状構造体１０が平面形態Ｆａにあるときに最小のゼロとなる。折り角度θａは、折り線１４に連続する一の面部１２が他の面部１２にめり込むように当たるときに最大折り角度θａ２（図４参照）となる。最大折り角度θａ２は、隣り合う中空部２２のなす直線エレメントに関してねじれのない位置関係（後述する）を維持できなくなるように、互いに当たっている隣り合う面部１２が変形し始める直前の角度をいう。最大折り角度θａ２を超えたとき、隣り合う面部１２における面材２０及び中空形成材２４の何れかの接触箇所、又は、それらの接触箇所に対して折り線１４の曲げ外側において変形し始める。面状構造体１０は、曲線折りによって、ゼロから最大折り角度θａ２までの範囲で折り線１４の折り角度θａを変更できる。

【0026】

面状構造体１０が立体形態Ｆｂにあるとき、面部１２は、折り線１４の曲線領域１６から直線方向Ｘに連続する箇所において単曲面状をなす。面状構造体１０が立体形態Ｆｂにあるとき、折り線１４が直線領域を備える場合、面部１２は、直線領域に連続する箇所において平面状をなす。ここでの単曲面とは、可展面となる曲面をいい、柱面、錐面、接線曲面の何れかをいう。ここでの可展面とは、線織面の一種であり、ひずみなく平面に展開することができる面をいう。線織面は、母線（直線）を連続的に移動させた軌跡によって得られる曲面をいう。この線織面を表す母線が直線エレメントとなる。

【0027】

図４～図７を参照する。単曲面は、面部１２がなす曲面部分の任意の点Ｐでの一対の主曲率（曲率の最大値と最小値）をｋ１、ｋ２としたとき、ガウス曲率（ｋ１×ｋ２）がゼロとなる曲面でもある。立体形態Ｆｂにあるとき、複数の面部１２のそれぞれは、単曲面を定める一方の主曲率をゼロに維持した状態のまま、他方の主曲率を変化させるように曲げ変形することになる。このとき、「一方の主曲率（ゼロとなる主曲率）」に対応する主方向は中空部２２の直線方向Ｘとなり、「他方の主曲率（変化する主曲率）」に対応する主方向は点Ｐにおいて直線方向Ｘと直交する方向となる。図６、図７の立体形態Ｆｂでの断面形状は、「他方の主曲率」をとる法平面に沿って切断した断面である。立体形態Ｆｂにあるとき、複数の面部１２のそれぞれは、この断面の曲率を変化させるように曲げ変形することになる。面状構造体１０が曲線折りをするときの面部１２の曲げ変形量は、この「他方の主曲率（変化する主曲率）」によって表されることになる。ここでの主方向とは、点Ｐを通る主曲率を与える法平面における点Ｐでの接線方向をいう。

【0028】

図５の（＋）は、立体形態Ｆｂにあるとき、手前側（図６で紙面上側）に凸となることを示し、（－）は奥側（図７で紙面下側）に凸となることを示す。面部１２は、折り線１４の曲線領域１６から直線方向Ｘに連続する箇所において、折り線１４の形状に応じた単曲面状をなす。平面形態Ｆａにある面状構造体１０を厚み方向Ｚの一方側（図５の視点）から見たとき、曲線領域１６の凸部分１８が凸となる方向を凸方向Ｄａという。このとき、厚み方向Ｚの一方側（図５の視点）から見て、手前側に凸となる折り変形を山折りとし、奥側に凸となる折り変形を谷折りとする。

【0029】

折り線１４で山折りの折り変形をするときを考える。このとき、折り線１４の凸部分１８に対して凸方向Ｄａにある面部１２Ａには、厚み方向Ｚの一方側（図５の視点）から見て手前側に凸となる曲面状に曲げ変形する凸曲面部２８が設けられる。凸曲面部２８は、凸部分１８から直線方向Ｘに連続する箇所に設けられる。これと同時に、折り線１４に対して凸方向Ｄａとは反対側にある面部１２Ｂには、厚み方向Ｚの一方側から見て奥側に凸となる曲面状に曲げ変形する凹曲面部３０が設けられる。凹曲面部３０は、凸部分１８から直線方向Ｘに連続する箇所に設けられる。折り線１４で谷折りの折り変形をするときは、折り線１４で山折りの折り変形をする場合と比べて、面部１２において凸となる曲げ変形方向が逆向きとなる。つまり、折り線１４での凸部分１８に対して凸方向Ｄａにある面部１２に凹曲面部３０が設けられ、凸部分１８に対して凸方向Ｄａとは反対側にある面部１２に凸曲面部２８が設けられる。

【0030】

面部１２は、複数の中空部２２の配置パターンに応じた形状の単曲面状をなす。本明細書での「状」とは、直前に付く用語の指す形に対して幾何学的に厳密に一致する形のみではなく、その形にほぼ一致する形も含まれる。面部１２は、例えば、本実施形態のように複数の中空部２２が平行に配置される場合、柱面状をなす。ここでの柱面とは、線織面を形成する全ての直線エレメントが平行な面をいう。面部１２は、複数の中空部２２が放射状に配置される場合（図１６の面部１２Ａを参照）、錐面状をなす。ここでの錐面とは、線織面を形成する全ての直線エレメントが定点を通る面をいう。この場合、複数の中空部２２によって形成される直線エレメントも放射状をなすことになる。

【0031】

面状構造体１０は、次の二つの条件を満たすように曲線折りを行うことができる。第１の条件は、面状構造体１０は、折り線１４での折り角度θａの可変範囲全域において、全ての面部１２において、中空部２２によって形成される直線エレメント２６を維持した状態のまま、曲線折りを行うことである。図４では、中空部２２によって形成される一部の直線エレメント２６のみ模式的に図示する。ここでの折り角度θａの可変範囲とは、ゼロから最大折り角度θａ２までの範囲をいう。これは、面状構造体１０を曲線折りする過程において、直線エレメント２６そのものの曲げ変形を生じさせることなく、曲線折りを行うことができることを意味する。ここでの中空部２２によって形成される直線エレメント２６の一つは、平面形態Ｆａにある面状構造体１０を厚み方向Ｚから見たとき、中空部２２と重なる位置において、中空部２２の中心線Ｌａに沿って形成される。

【0032】

第２の条件は、面状構造体１０は、折り線１４での折り角度θａの可変範囲全域において、全ての面部１２において、隣り合う中空部２２によって形成される直線エレメント２６をねじれのない位置関係に維持した状態のまま、曲線折りを行うことである。複数の直線の位置関係としては、平行、交差及びねじれの三種類がある。ここでのねじれのない位置関係とは、この三種類の位置関係のうち、平行及び交差の何れかをいう。第２の条件は、隣り合う中空部２２によって形成される直線エレメント２６のねじれ変形を生じさせることなく、曲線折りを行うことができることを意味する。この条件は、一つの面部１２に設けられる全ての中空部２２において満たされる。ここでの交差の位置関係とは、前述のように複数の直線エレメント２６が放射状に配置される場合に、複数の直線エレメント２６を延長した直線が定点で交差する位置関係をいう。

【0033】

この他に、面状構造体１０は、折り線１４での折り角度θａの可変範囲全域において、全ての面部１２を交差させることなく、曲線折りを行うことができる。ここでの交差とは、折り線１４を介して他の面部１２と繋がっていない一の面部１２の端縁部１２ａと他の面部１２とが当たることをいう。面部１２は、折り角度θａの可変範囲全域において、折り線１４以外の箇所で、他の面部１２と当たることなく動くことができるということである。これにより、折り線１４での折り角度θａの可変範囲全域において、前述の第１、第２の条件を満たすように、曲線折りを行うことができる。

【0034】

前述の第１、第２の条件を満たすうえでは、例えば、面材２０及び中空形成材２４の曲げ剛性を調整してもよい。中空形成材２４の曲げ剛性に対して面材２０の曲げ剛性を小さくする程、前述の条件を満たし易くできる。この条件を満たすうえで、中空形成材２４の曲げ剛性よりも面材２０の曲げ剛性を小さくしてもよい。ここでの中空形成材２４の曲げ剛性とは、中空形成材２４を平面状に展開したときの曲げ剛性をいう。曲げ剛性を調整するうえでは、言及している材の厚みの他、素材の物性等を調整すればよい。この他にも、前述の条件を満たすうえでは、面部１２の断面形状を調整してもよい。例えば、後述のように、面部１２の面材２０として単数の中立面材２０Ａのみを備える構成とすれば、前述の条件を満たし易くなる。この他にも、目的とする形状に面材２０を予め曲げ変形することで面材２０に曲げ癖をつけておいてもよい。

【0035】

図８を参照する。前述の第１、第２の条件を満たすうえで、面状構造体１０は、折り線１４のある箇所に設けられ、隣り合う面部１２を厚み方向Ｚに部分的に分断する切れ込み３４を備えていてもよい。切れ込み３４は、面部１２を構成する複数の構成材のうちの一つの構成材を残して、他の構成材を分断する。この複数の構成材とは、面材２０及び中空形成材２４をいう。隣り合う面部１２は、折り線１４のある箇所において、切れ込み３４以外の部分で連続することになる。本実施形態の切れ込み３４は、一つの面材２０のみを残して、残りの構成材（残りの面材２０と中空形成材２４）を分断する。本実施形態の切れ込み３４は、複数の面材２０のうちの厚み方向Ｚの外側にある面材２０を残して、残りの構成材を分断する。この他にも切れ込み３４は、複数の面材２０のうちの内側にある面材２０を残して、他の構成材を分断してもよい。これにより、折り線１４に近い箇所において、折り線１４での折り変形によって面部１２全体が厚み方向Ｚに潰れ変形する事態を避けることができ、前述の第１、第２の条件を満たすように曲線折りを行い易くなる。この他にも、前述の第１、第２の条件を満たすうえで、折り線１４での折り変形による面部１２の潰れ変形の影響を無視できる程度に面部１２の厚みを薄くしてもよい。

【0036】

以上の面状構造体１０の効果を説明する。

【0037】

（Ａ）面状構造体１０は、前述の第１、第２の特徴を備えることで、１自由度の機構として動作できる。よって、面状構造体１０の一部に外力を入力することで、面状構造体１０全体の立体形状を容易に調整できる。

【0038】

（Ｂ）この他にも、面状構造体１０が立体形態Ｆｂにあるとき、その一部の動きを拘束することで、その全体の動きも拘束できるようになる。よって、面状構造体１０の一部を固定するだけで、面状構造体１０全体を狙いとする立体形状で固定できる。ひいては、面状構造体１０全体を狙いとする立体形状に容易に保持できる。

【0039】

例えば、折り線１４において任意の折り角度θａとなるように、面状構造体１０の一部に外力を入力することで、面状構造体１０全体を狙いとする立体形状に調整できる。この他に、このような狙いとする立体形状の状態のまま、面状構造体１０の一部を固定するだけで、狙いとする立体形状に保持できる。

【0040】

このような狙いとする立体形状として、折り角度θａの可変範囲途中にあるときの立体形状を用いてもよいし、折り角度θａが最大折り角度θａ２にあるときの立体形状を用いてもよい。いずれの立体形状を用いる場合でも、前述の第一、第二の条件を満たすことによって、単曲面状の面部１２をねじれ面状にする歪み変形の発生を抑えることができる。ひいては、面状構造体１０において折り角度θａを変更できる範囲の任意の位置において静止したとき、面部１２の歪み変形に起因する弾性反発力の発生を抑制できる。これにより、面状構造体１０全体を任意の位置において静止した状態で更に容易に保持できる。

【0041】

本実施形態によれば、前述した効果を得るうえで、面状構造体１０の動きを拘束するフレーム等の追加機構を不要にできる。

【0042】

本実施形態によれば、面状構造体１０は、１自由度の機構として動作できるため、面状構造体１０全体の形状を調整するうえで、外力を入力すべき箇所が制限されない。

【0043】

面状構造体１０の面部１２は曲げ剛性に異方性を持つ。よって、曲げ剛性に等方性を持つ場合と比べ、面部１２の形状が乱雑になり難い。ひいては、平面形態Ｆａと立体形態Ｆｂの何れにあるときも形状を容易に保持できる。ここでの「曲げ剛性に等方性を持つ」とは、平面形態にある面部１２と平行な互いに直交する二つの方向軸周りでの曲げ力に対する曲げ剛性が同等であることをいう。

【0044】

面状構造体１０の各面部１２は曲げ剛性に異方性を持つ。よって、面部１２における反り曲げ力に対しては高剛性を持ち、かつ、面部１２における直線方向Ｘでの座屈変形に対して高強度を持つ、これに伴い、面部１２における反り曲げ力による反り曲げ変形や直線方向Ｘの座屈変形を生じさせることなく、立体形態Ｆｂにある面状構造体１０を容易に自立させ易くなる。

【0045】

以上の効果は、ある程度大きな構造物であっても得られる。ここでの構造物とは、例えば、人が入ることができるドアや囲い程度の大きさの建材を想定している。面状構造体１０は、例えば、椅子、ベッド等の什器の他、ドア、可動間仕切り、可動ひさし等に用いられる。

【0046】

以上の面状構造体１０を得るにあたっては、既存の段ボールの中芯材料や中空材料を中空形成材２４に利用してもよい。これにより、製造工程が簡便となる。

【0047】

面状構造体１０の中空部２２内には面状構造体１０に所定の機能を付加するための機能材を配置してもよい。機能材は、例えば、断熱性を付加するための断熱材、遮音性を付加するための遮音材、防音性を付加するための防音材、及び、遮光性を付加するための遮光材の何れかをいう。これにより、面状構造体１０に多様な機能を付加することができる。

【0048】

次に、面状構造体１０に関する種々の変形形態を説明する。

【0049】

（第１変形形態）図９～図１１を参照する。本変形形態では、複数の面部１２として三つの面部１２Ａ～１２Ｃを備える。三つの面部１２Ａ～１２Ｃは、第１面部１２Ａ、第２面部１２Ｂ、第３面部１２Ｃを含む。三つの面部１２Ａ～１２Ｃは、平面形態Ｆａにある一の面部１２Ａにおけるいずれかの中空部２２の直線方向Ｘに、第１面部１２Ａ、第２面部１２Ｂ及び第３面部１２Ｃの順で並ぶように設けられる。

【0050】

本変形形態の曲線領域１６は、前述の直線方向Ｘの一方側（図１０の上側）に向けて凸となる曲線状をなす第１凸部分１８Ａと、その直線方向Ｘの他方側（図１０の下側）に向けて凸となる曲線状をなす第２凸部分１８Ｂとを備える。

【0051】

図１１、図１２を参照する。面状構造体１０が立体形態Ｆｂにあるとき、複数の面部１２Ａ～１２Ｃには、各凸部分１８Ａ、１８Ｂに連続する箇所に凸曲面部２８、凹曲面部３０が設けられる。

【0052】

本変形形態の面状構造体１０が立体形態Ｆｂにあるとき、第１面部１２と第３面部１２が脚部として機能する。これにより、床等の物体上において、面状構造体１０を載せることができる。

【0053】

（第２変形形態）図１３を参照する。本変形形態の面部１２は、少なくとも一つの面材２０として三つの面材２０と、二つの中空形成材２４とを備える。このように面材２０の個数は特に限定されない。面材２０の個数は、一つ（後述する図１７Ａ、図１７Ｂ参照）、二つ（図３参照）、三つ（図１３参照）及び四つ以上の何れでもよい。

【0054】

（第３、第４変形形態）図１４Ａ、図１４Ｂを参照する。中空形成材２４は、直線方向Ｘに直交する断面において、厚み方向Ｚに隣り合う面材２０を繋ぐ板状をなしてもよい。この板状の中空形成材２４は、直線方向Ｘに直交する断面において、幅方向Ｙに間隔を空けて複数設けられる。

【0055】

面材２０に対して中空形成材２４のなす角度θｂは特に限定されない。角度θｂは、図１４Ａに示すように、面材２０に対して傾斜していてもよい。角度θｂは、図１４Ｂに示すように、９０°と同等の角度でもよい。ここでの「同等」とは言及している条件と同一の場合の他に、ほぼ同一である場合も含まれる。この場合、厚み方向Ｚに隣り合う面材２０と中空形成材２４はトラス状に設けられる。

【0056】

図１４Ａ、図１４Ｂの変形形態の中空部２２は、隣り合う中空形成材２４の間ごとに設けられる。中空部２２の断面形状は、例えば、台形状（図１４Ａ参照）、矩形状（図１４Ｂ参照）等をなす。

【0057】

（第５～第７変形形態）図１５Ａ～図１５Ｃを参照する。図３、図１３の形態では、面材２０と中空形成材２４とによって中空部２２が形成された。この他にも、中空形成材２４そのものを中空断面形状とすることによって、中空形成材２４のみによって中空部２２を形成してもよい。図１５Ａ～図１５Ｃの変形形態では、中空形成材２４の内部に中空部２２が形成されるとともに、中空形成材２４の外部において面材２０と中空形成材２４によって形成される。中空形成材２４の断面形状は、例えば、円形状（図１５Ａ、図１５Ｃ参照）、多角形状（図１５Ｂ参照）である。幅方向Ｙに隣り合う中空形成材２４は、幅方向Ｙに間隔を空けて設けられてもよいし（図１５Ａ参照）、互いに接触していてもよい（図１５Ｃ参照）。

【0058】

（第８変形形態）図１６を参照する。図２の形態では、複数の中空部２２は、一つの面部１２において平行に配置される例を説明した。複数の中空部２２は、一つの面部１２において互いに交わらなければよく、平行に配置されていなくともよい。この一例として、図１６に示すように、複数の中空部２２は、一つの面部１２（ここでは面部１２Ａ）において放射状に配置されていてもよい。この場合、前述の通り、面状構造体１０が立体形態Ｆｂにあるとき、面部１２は錐面状をなす（図示せず）。

【0059】

ここで、隣り合う一方の面部１２を一方面部１２Ｘといい、他方の面部１２を他方面部１２Ｙという。一方面部１２Ｘの中空部２２の端部と他方面部１２Ｙの中空部２２の端部とは突き合わせるように配置される。図２の実施形態では、この条件を満たす一方面部１２Ｘの中空部２２と他方面部１２Ｙの中空部２２とは、同一直線上に並ぶように設けられた。この他にも、図１６に示すように、一方面部１２Ｘの中空部２２のなす直線（中心線Ｌａ）と他方面部１２Ｙの中空部２２のなす直線（中心線Ｌａ）との延び方向は、折り線１４において変わるように設けられてもよい。ここでは、一方面部１２Ｘにおいて複数の中空部２２のなす直線は平行の位置関係にあり、他方面部１２Ｙにおいて複数の中空部２２のなす直線は交差の位置関係にある例を示す。この他にも、隣り合う面部１２Ｘ、１２Ｙの両方において、複数の中空部２２のなす直線が交差の位置関係にあってもよい。この他にも、一方面部１２Ｘの中空部２２の端部と他方面部１２Ｙの中空部２２の端部とは、折り線１４に沿った方向にずらすように配置されてもよい。

【0060】

（第９、第１０変形形態）図１７Ａ、図１７Ｂを参照する。本変形形態の面部１２は、少なくとも一つの面材２０として単数の中立面材２０Ａのみを備える。面部１２は、中立面材２０Ａとは別の面材２０を備えていないということである。中立面材２０Ａは、面部１２において曲げ変形が行われたとき、幅方向Ｙでの伸縮が生じ難い曲げ中立面３２上に位置する。この曲げ中立面３２は、面部１２の厚み方向Ｚの最表面部ではなく、その厚み方向Ｚの途中位置に設けられる。中立面材２０Ａは、単数及び複数の面部材の何れによって構成されてもよい。

【0061】

中空形成材２４は、中立面材２０Ａに対して面部１２の厚み方向Ｚの一方側の両側に個別に設けられる。面部１２の厚み方向Ｚ両外側には中空形成材２４が設けられ、面材２０が設けられないということである。本実施形態の中空形成材２４は、コルゲート状の板材によって構成される。図１７Ａの変形形態では、厚み方向Ｚ両側の中空形成材２４は、中立面材２０Ａを挟んで対称となる位置にあるように設けられる。図１７Ｂの変形形態では、厚み方向Ｚ両側の中空形成材２４は、幅方向Ｙに向かって位相が揃うように設けられる。

【0062】

以上の利点を説明する。図１８を参照する。面部１２が厚み方向Ｚ外側に露出する面材２０を備える場合を考える。この場合、面部１２において曲げ変形が行われたとき、面材２０が幅方向Ｙに大きく縮み変形することで、面材２０の縮む箇所Ｐａにおいて曲面曲げ力に対する曲げ剛性が高くなる。

【0063】

これに対して、面部１２が中立面材２０Ａのみを備える場合を考える。この場合、面部１２において曲げ変形が行われたとき、中立面材２０Ａが曲げ中立面３２上にあるため、中立面材２０Ａが大きく縮み変形する事態を避けることができる。ひいては、他の面材２０を備える場合と比べて、面部１２の曲げ変形を行い易くしつつ、面材２０として高剛性の素材を用いることができる。

【0064】

この他にも、面状構造体１０における面部１２と折り線１４の数は特に限定されない。

【0065】

次に、前述した面状構造体１０において曲線折りを行い易くするための条件を説明する。一般的には、特定方向の曲げに対する物体の曲げ剛性Ｒ［ＧＰａ］は、曲げ弾性率Ｅと断面二次モーメントＩとの積（Ｅ×Ｉ）で表すことができる。物体の断面形状が厚さｈと横幅ｂを持つ矩形状であるとすると、断面二次モーメントＩは、ｂ×ｈ^３に比例した数値となる。これらを用いて、物体の曲げ剛性Ｒは、Ｅ×ｂ×ｈ^３に比例した数値によって表すことができる。

【0066】

面材２０の曲げ剛性Ｒ１、曲げ弾性率Ｅ１、厚さｈ１、横幅ｂ１との関係は、次の式（１）で表すことができる。中空形成材２４を平面状に展開したときの中空形成材２４の曲げ剛性Ｒ２、曲げ弾性率Ｅ２、厚さｈ２、横幅ｂ２との関係は、次の式（２）で表すことができる。式（１）、（２）のｋは係数である。
Ｒ１＝ｋ×Ｅ１×ｂ１×ｈ１^３・・・（１）
Ｒ２＝ｋ×Ｅ２×ｂ２×ｈ２^３・・・（２）

【0067】

これらの横幅ｂ１、ｂ２が共通であるとしたとき、面材２０の曲げ剛性Ｒ１に対する中空形成材２４の曲げ剛性Ｒ２の比の値である面部１２の曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１は、式（１）、（２）から、次の式（Ａ）で表すことができる。
Ｒ２／Ｒ１＝（Ｅ２／Ｅ１）×（ｈ２／ｈ１）^３・・・（Ａ）

【0068】

この曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１は、面材２０及び中空形成材２４の相対的な曲がり難さを、面材２０及び中空形成材２４の厚さｈ１、ｈ２と曲げ弾性率Ｅ１、Ｅ２によって表したものである。この曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１が大きくなるほど、面材２０に対して中空形成材２４が相対的に曲げ変形し難くなる。このため、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１が大きくなるほど、反り曲げ力に対する曲げ剛性が大きくなり、かつ、曲面曲げ力に対する曲げ剛性が小さくなる。

【0069】

本願発明者は、この曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１が大きくなるほど、良好な曲げ追従性を得ることができるという知見を新たに得た。ここでの曲げ追従性とは、面部１２の一部での曲げ変形に追従する、面部１２の他の箇所におけるねじれ変形を伴わない曲げ変形のし易さをいう。この曲げ追従性が悪化してしまうと、面部１２の一部に外力Ｆ１を入力したとき、面部１２の他の箇所においてねじれ変形が生じてしまう。この結果、面部１２に入力した外力Ｆ１を、曲げ変形量を変化させるための内力Ｆ３として他の面部１２に伝搬させ難くなり、面状構造体１０全体を１自由度の機構として動作させ難くなる。これに対して、この曲げ追従性が良好となるほど、前述した直線エレメント２６をねじれのない位置関係に維持した状態のまま、曲線折りを行い易くなる。ひいては、面部１２に入力した外力Ｆ１を他の面部１２まで伝搬させ易くなり、面状構造体１０全体を１自由度の機構として動作させ易くなる。

【0070】

本実施形態の面部１２の曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１は、好ましくは、１００以上である。この条件を満たすことで、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１との関係で良好な曲げ追従性を得ることができる。曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１は、更に良好な曲げ追従性を得るうえでは、８００以上とすることがさらに好ましい。これは、以下に説明する実験的検討及び解析的検討によって得られた知見である。曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１の上限値は、特に限定されない。この条件は面状構造体１０における全て及び一部の面部１２の何れにおいて満たされてもよい。

【0071】

曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１を目的とする大きさにするうえでは、面材２０及び中空形成材２４の相対的な厚さｈ１、ｈ２と、面材２０及び中空形成材２４の相対的な曲げ弾性率Ｅ１、Ｅ２との何れかを調整してもよい。例えば、面材２０の厚さｈ１に対する中空形成材２４の厚さｈ２の比の値（＝ｈ２／ｈ１）を大きくすることで、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１を大きくすることができる。これは、例えば、中空形成材２４に対して面材２０を薄くすることで実現できる。この他にも、面材２０の曲げ弾性率Ｅ１に対する中空形成材２４の曲げ弾性率Ｅ２の比の値（＝Ｅ２／Ｅ１）を大きくすることで、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１を大きくすることができる。これは、例えば、中空形成材２４の素材に対して面材２０の素材を柔らかくすることで実現できる。

【0072】

次に、前述の曲げ追従性に関する効果を確認するために行った試験を説明する。この試験では、図３の面状構造体１０における面部１２を模したサンプルを作成した。サンプルは、Ｘ方向寸法を５００ｍｍ、Ｙ方向寸法を３００ｍｍとした。サンプルは、図２１（ａ）に記載の形状を模した断面形状を持ち、その寸法条件は次の表１に記載の通りとなる。表１のｈ３は、中空形成材２４の高さである。表１に記載のない寸法条件として、中空形成材２４のピッチｐを３ｍｍとした。ここでの中空形成材２４のピッチｐとは、幅方向Ｙに隣り合う中空形成材２４の厚み方向Ｚ中央部分の間隔をいう。サンプルの面材２０はポリエステル樹脂を用いた。中空形成材２４は、サンプルＮｏ．３では軟質ポリ塩化ビニルを用いて、それ以外のサンプルではエポキシ樹脂を用いた。

【0073】

【表1】

【0074】

サンプルの曲げ追従性を評価するため、次に説明する曲率保持率を測定した。この曲率保持率の測定には、図１９に示す板状の治具４０を用いた。治具４０には、治具４０を貫通する円弧状の貫通孔４２が形成される。この治具４０の貫通孔４２にサンプル４４の一部を挿通することで、その一部における曲げ内側の外面が貫通孔４２のなす円弧の曲率半径（以下、設定曲率半径という）で保持される。この設定曲率半径は、２８６．５ｍｍに設定した。このサンプル４４は、治具４０の貫通孔４２から３００ｍｍだけ引き出し、そのサンプル４４の先端部（図の範囲Ｓａ）を計測箇所として、その計測箇所の曲率半径（計測曲率半径という）を計測した。計測箇所の曲率半径は、サンプル４４の先端部における曲げ内側の外面におけるＹ方向の中央位置Ｐ１と、Ｙ方向両端から内側に２０ｍｍだけ間を空けた位置Ｐ２との計三点を通る円弧を求め、その円弧の曲率半径によって特定する。この曲率半径は、例えば、ＩｍａｇｅＭｅａｓｕｒｅ等の画像計測ソフトを用いて計測する。

【0075】

曲率保持率は、設定曲率に対する計測曲率の割合（＝（１／計測曲率半径）／（１／設定曲率半径））によって表される。この曲率保持率は、曲げ変形のための外力を面部１２の一部に入力した状態で維持するとき、その外力入力箇所の曲率半径（設定曲率半径）が外力入力箇所から離れた位置でどの程度保持されるかを示している。この曲率保持率が高くなるほど、面部１２全体としてねじれのない位置関係に維持した状態のまま、面部１２全体を曲げ変形し易くなり、良好な曲げ追従性を得られることになる。

【0076】

本試験では、この曲率保持率が９０％以上となるサンプルを合格とした。この合格基準となる曲率保持率は、曲げ剛性比を設定した根拠となる目安を示すに過ぎず、曲げ剛性比との関係で必ず満たすべき条件ではない。

【0077】

図２０は、サンプルＮｏ．２～８の内容についての、曲げ剛性比と曲率保持率との関係を示す。表１、図２０に示すように、曲げ剛性比を１００以上とした場合、良好な曲率保持率（例えば、０．９０以上の曲率保持率）を得られることがわかる。特に、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１が１００となる箇所付近を境として、曲率保持率の変化傾向が急激に変化していることがわかる。曲げ剛性比を１００未満にした場合、曲率保持率が急激に悪化している。一方、曲げ剛性比を１００以上にした場合、良好な曲率保持率で安定している。このように、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１を１００以上にすることで、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１との関係で良好な曲げ追従性を得られることを把握できる。また、曲げ剛性比を８００以上とした場合、より良好な曲率保持率（例えば、０．９７以上の曲率保持率）を得られることがわかる。

【0078】

また、例えば、サンプルＮｏ．１、２、４、５、６の比較により、曲率保持率との関係に、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１を定める面材２０及び中空形成材２４の厚み比ｈ２／１が影響していることを把握できる。この他にも、サンプルＮｏ．３、６の比較により、曲率保持率との関係に、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１を定める面材２０及び中空形成材２４の曲げ弾性率比Ｅ２／Ｅ１が影響していることを把握できる。この他にも、サンプルＮｏ．４、７～９の比較により、良好な曲げ追従性を得るうえで、中空形成材２４の高さｈ３は大きな影響のないことを把握できる。

【0079】

次に、前述の曲げ追従性に関する効果を確認するために行った固有値解析を説明する。この固有値解析では、Ａｌｔａｉｒ ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ ２０１７を用いた。この固有値解析では、面状構造体１０の面部１２を模したモデルを作成した。モデルとしては、図２１（ａ）、（ｂ）の二つの形態のモデルを作成した。

【0080】

この固有値解析では、面状構造体１０の面部１２に関する種々のパラメータを変更した条件のもと、二種類の異なる固有モードを判別し、その固有モードの固有値（固有振動数）を取得した。ここでの二種類の異なる固有モードとは、中空部２２の中心線Ｌａ周りに面部１２全体が曲面状に曲がる曲げ変形モードと、複数の中空部２２のなす直線エレメントがねじれの位置にあるように面部１２全体がねじれるねじれ変形モードである。

【0081】

固有モードに対応する固有値Ｆと、固有モードに対応するモード質量ｍ及びモード剛性Ｋとの間には以下の関係式（３）が成立する。この関係式（３）から、次の関係式（４）が成立する。この関係式（４）から分かるように、固有値Ｆが小さくなるほど、その固有値Ｆに対応する固有モードのモード剛性Ｋが小さくなり、その固有モードが起き易くなる。
Ｆ∝（Ｋ／ｍ）^１／２・・・（３）
Ｆ×（ｍ）^１／２∝（Ｋ）^１／２・・・（４）

【0082】

これをふまえて、前述の固有値解析により取得した固有値を用いて、曲げ変形モードの固有値Ｆ１に対するねじれ変形モードの固有値Ｆ２の比の値である固有値比（＝Ｆ２／Ｆ１）を算出した。この固有値比Ｆ２／Ｆ１が大きくなるほど、面部１２におけるねじれ変形モードの発生を抑えつつ、曲げ変形モードが生じ易くなることを意味する。言い換えると、固有値比Ｆ２／Ｆ１が大きくなるほど、面部１２全体としてねじれのない位置関係に維持した状態のまま、面部１２全体が曲げ変形し易くなり、良好な曲げ追従性を得られることを意味する。

【0083】

この固有値解析では、以下の（１）～（５）のパラメータを変更した条件で行うことで、固有値比Ｆ２／Ｆ１に及ぼす影響を確認した。（１）～（３）に関しては、図２１（ａ）のモデルに関するパラメータを変更した条件のもとで固有値比Ｆ２／Ｆ１を取得した。（４）に関しては、図２１（ａ）、図２１（ｂ）のモデルに関する固有値比Ｆ２／Ｆ１を取得した。（５）に関しては、図２１（ａ）のモデルにおいて、両方の面材２０がある場合の固有値比Ｆ２／Ｆ１と、片方の面材２０がある場合の固有値比Ｆ２／Ｆ１とを取得した。（１）～（５）に関しては、標準条件として、面材２０の厚さは０．０５ｍｍ、中空形成材２４の厚さは０．５ｍｍ、中空形成材２４の高さは６ｍｍ、中空形成材２４のピッチｐは３ｍｍ、積層数は１とした。（１）～（３）では、変更対象となるパラメータのみ、標準条件から変更した。
（１）面材２０の厚さｈ１
（２）中空形成材２４のピッチｐ
（３）面材２０と中空形成材２４を組とする部分の積層数
（４）中空形成材２４の形状
（５）片方の面材２０の有無

【0084】

図２２（ａ）に示すように、固有値比Ｆ２／Ｆ１には、曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１に用いられる面材２０の厚さｈ１、つまり、面材２０及び中空形成材２４の厚み比ｈ２／ｈ１が大きく影響を及ぼしていることを把握できる。詳しくは、厚さｈ１が小さくなるほど厚み比ｈ２／ｈ１が大きくなり、それに伴い固有値比Ｆ２／Ｆ１が大きくなり、曲げ追従性が向上することを把握できる。図２２（ａ）では、今般の解析条件下で曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１が１００になる箇所を示す。この解析結果は、厚み比ｈ２／ｈ１を大きくするほど曲げ剛性比Ｒ２／Ｒ１が大きくなり、それに伴い良好な曲率保持率（良好な曲げ追従性）を得られるという試験結果と共通の傾向を示す。

【0085】

図２２（ｂ）、（ｃ）に示すように、固有値比Ｆ２／Ｆ１に対しては、（２）、（３）のパラメータは、（１）のパラメータほど大きな影響を及ぼしていないという知見を得た。この他に、（４）、（５）のパラメータは、図示しないものの、（１）、（２）、（３）のパラメータと比べて、固有値比Ｆ２／Ｆ１に対する影響がほとんどないという知見を得た。これは、中空形成材２４のピッチ、積層数、中空形成材２４の形状、片方の面材２０の有無によって、曲げ追従性には大きな影響がないことの裏付けとなる。

【0086】

以上の実施形態及び変形形態は例示に過ぎない。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形形態の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形形態の内容は、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。実施形態及び変形形態において言及している構造には、製造誤差等を考慮すると同一とみなすことができる誤差の分だけずれた構造も当然に含まれる。

【0087】

以上の構成要素の任意の組み合わせも有効である。例えば、変形形態に対して実施形態及び他の変形形態の任意の説明事項を組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0088】

１０…面状構造体、１２…面部、１４…折り線、２０…面材、２０Ａ…中立面材、２２…中空部、２４…中空形成材、２６…直線エレメント。

【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14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】