特開 2022-167071 展開構造物

(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】P2022167071

(43)【公開日】2022-11-04

(54)【発明の名称】展開構造物

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/343 20060101AFI20221027BHJP

   F16S 5/00 20060101ALI20221027BHJP

   B64G 1/22 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

E04B1/343 S

F16S5/00

B64G1/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021072605

(22)【出願日】2021-04-22

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 会議名：第７１回国際宇宙会議－サイバースペース版（７１ｓｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ（ＩＡＣ）‐ Ｔｈｅ ＣｙｂｅｒＳｐａｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）， 開催日：令和２年１０月１２日～１４日， 主催者：国際宇宙航行連盟（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ）， ウエブサイトの掲載日：令和２年１０月１２日， ウエブサイト：ｈｔｔｐｓ：／／ｉａｃ２０２０．ｖｆａｉｒｓ．ｃｏｍ／， 公開者：石川洋二、小田観世、田中健、石松慎太郎、井上文宏、高橋鷹山、堀井柊我， 公開された発明の内容：オリガミハウスの自動展開メカニズムに関する発明

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】石川 洋二

(72)【発明者】

【氏名】小田 観世

(72)【発明者】

【氏名】田中 健

(72)【発明者】

【氏名】石松 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 彰朗

(72)【発明者】

【氏名】井上 文宏

(57)【要約】

【課題】課題は省力で折り畳み及び展開することができる展開構造物を提供することである。
【解決手段】展開構造物は、上下の半体壁ユニット３００Ａと、これらを連結する連結ヒンジ１０と、半体壁ユニット３００Ａの壁幅方向両端部間に架け渡され、壁幅方向に伸縮するアクチュエータ６Ａと、を備える。半体壁ユニット３００Ａは、壁幅方向に配列されるパネル３１１，３１２，３１３，３１２，３１１と、パネル３１１，３１２，３１３，３１２，３１１の隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めのヒンジ６，７と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

壁幅方向に配列される複数の上パネルと、前記複数の上パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の上ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な上半体壁ユニットと、
壁幅方向に配列される複数の下パネルと、前記複数の下パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の下ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な下半体壁ユニットと、
壁幅方向に平行であり、前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットを壁高方向に折り畳み及び展開可能とするよう前記上半体壁ユニットと前記下半体壁ユニットとをヒンジ結合する連結ヒンジと、
前記上半体壁ユニット又は前記下半体壁ユニットの壁幅方向両端部間に架け渡され、壁幅方向に伸縮するアクチュエータと、を有する展開構造物。

【請求項2】

前記上半体壁ユニット、前記下半体壁ユニット、前記連結ヒンジ及び前記アクチュエータを複数有し、
展開状態の複数の前記上半体壁ユニットが筒状に組まれ、展開状態の複数の前記下半体壁ユニットが筒状に組まれる
請求項１に記載の展開構造物。

【請求項3】

展開状態の前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットの壁幅方向の長さが展開状態の前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットの壁高方向の長さよりも長い
請求項１又は２に記載の展開構造物。

【請求項4】

壁幅方向に配列される複数の上パネルと、前記複数の上パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の上ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な上半体壁ユニットと、
壁幅方向に配列される複数の下パネルと、前記複数の下パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の下ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な下半体壁ユニットと、
壁幅方向に平行であり、前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットを壁高方向に折り畳み及び展開可能とするよう前記上半体壁ユニットと前記下半体壁ユニットとをヒンジ結合する連結ヒンジと、
前記上半体壁ユニットの壁幅方向一端部と前記下半体壁ユニットの壁幅方向他端部と間に架け渡され、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めな方向に伸縮するアクチュエータと、を有する展開構造物。

【請求項5】

前記上半体壁ユニット、前記下半体壁ユニット、前記連結ヒンジ及び前記アクチュエータを複数有し、
展開状態の複数の前記上半体壁ユニットが筒状に組まれ、展開状態の複数の前記下半体壁ユニットが筒状に組まれる
請求項４に記載の展開構造物。

【請求項6】

展開状態の前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットの壁幅方向の長さが展開状態の前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットの壁高方向の長さよりも長い
請求項４又は５に記載の展開構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、折り畳み及び展開可能な展開構造物に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、展開状態で帯板状に成した展開構造物が開示されている。この展開構造物は、長辺方向に折り畳み及び展開可能であるとともに、短辺方向にも折り畳み及び展開可能である。このような複数の帯板状の展開構造物が筒状に組み立てられることによって、筒状の展開構造物が構築される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－６０２３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、展開構造物は折り畳まれた状態で宇宙、深海、極寒地域等の極限環境地まで輸送され、その地において展開されて使用される。展開構造物の展開には動力が必要であるところ、極限環境地において展開構造物に与えられる動力の荷重が小さいことが好ましいのは言うまでもない。

【0005】

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、省力で折り畳み及び展開することができる展開構造物を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以上の課題を解決するために、壁幅方向に配列される複数の上パネルと、前記複数の上パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の上ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な上半体壁ユニットと、壁幅方向に配列される複数の下パネルと、前記複数の下パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の下ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な下半体壁ユニットと、壁幅方向に平行であり、前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットを壁高方向に折り畳み及び展開可能とするよう前記上半体壁ユニットと前記下半体壁ユニットとをヒンジ結合する連結ヒンジと、前記上半体壁ユニット又は前記下半体壁ユニットの壁幅方向両端部間に架け渡され、壁幅方向に伸縮するアクチュエータと、を有する展開構造物が提供される。

【0007】

アクチュエータが壁幅方向に伸縮することから、アクチュエータの出力荷重が小さくても、上下の半体壁ユニットを折り畳み、且つ展開することができる。

【0008】

また、壁幅方向に配列される複数の上パネルと、前記複数の上パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の上ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な上半体壁ユニットと、壁幅方向に配列される複数の下パネルと、前記複数の下パネルの隣り同士をヒンジ結合するとともに、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めの複数の下ヒンジと、を有し、壁幅方向に折り畳み及び展開可能な下半体壁ユニットと、壁幅方向に平行であり、前記上半体壁ユニット及び前記下半体壁ユニットを壁高方向に折り畳み及び展開可能とするよう前記上半体壁ユニットと前記下半体壁ユニットとをヒンジ結合する連結ヒンジと、前記上半体壁ユニットの壁幅方向一端部と前記下半体壁ユニットの壁幅方向他端部と間に架け渡され、壁幅方向及び壁高方向に対して斜めな方向に伸縮するアクチュエータと、を有する展開構造物が提供される。

【0009】

アクチュエータは伸縮により壁幅方向の分力を発生させるため、アクチュエータの出力荷重が小さくても、上下の半体壁ユニットを折り畳み、且つ展開することができる。

【発明の効果】

【0010】

省力で上下の半体壁ユニットを折り畳み、且つ展開することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】折り畳み状態の展開構造物の斜視図である。

【図2】展開構造物が展開される様子を示した斜視図である。

【図3】展開状態の展開構造物の斜視図である。

【図4】折り畳み状態の筒状展開構造物の斜視図である。

【図5】筒状展開構造物が展開される様子を示した斜視図である。

【図6】展開状態の筒状展開構造物の斜視図である。

【図7】折り畳み状態の壁ユニットの斜視図である。

【図8】折り畳み状態の下の半体壁ユニットの斜視図である。

【図9】壁ユニットが展開される様子を示した斜視図である。

【図10】展開状態の壁ユニットの斜視図である。

【図11】展開状態の壁ユニットの斜視図である。

【図12】折り畳み状態の筒状展開構造物の上の角部を示した斜視図である。

【図13】展開状態の筒状展開構造物の上の角部を示した斜視図である。

【図14】図１２に示すI－I線に沿った断面図である。

【図15】図１３に示すII－II線に沿った断面図である。

【図16】接続ユニットを取り外した状態の筒状展開構造物の平面図である。

【図17】変形例の折り畳み状態の展開構造物の斜視図である。

【図18】変形例の展開構造物が展開される様子を示した斜視図である。

【図19】変形例の展開状態の展開構造物の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１． 展開構造物の概要
図１は折り畳み状態の展開構造物の斜視図である。図２は展開構造物が展開される様子を示した斜視図である。図３は展開状態の展開構造物の斜視図である。

【0013】

この展開構造物は、折り畳まれた状態で設置場所まで輸送され、設置場所において展開される。この展開構造物は地球又は宇宙に設置される。この展開構造物が地球のように重力のある惑星又は衛星に設置される場合、以下の説明における「上方」とは「鉛直上方」のことをいうが、そうでなくてもよい。

【0014】

展開構造物は、筒状展開構造物１Ａと、筒状展開構造物１Ａを駆動することによって筒状展開構造物１Ａの展開及び折り畳みを行う８体のアクチュエータ６Ａと、を備える。ここで、４体のアクチュエータ６Ａが筒状展開構造物１Ａの上に設けられ、４体のアクチュエータ６Ａが筒状展開構造物１Ａの下に設けられており、図１～図３においては下のアクチュエータ６Ａが筒状展開構造物１Ａの背後に隠れている。

【0015】

２． 筒状展開構造物の構成要素
図４は折り畳み状態の筒状展開構造物１Ａの斜視図である。図５は筒状展開構造物１Ａが展開される様子を示した斜視図である。図６は展開状態の筒状展開構造物１Ａの斜視図である。図４～図６はそれぞれ図１～図３からアクチュエータ６Ａの図示を省略したものである。

【0016】

図６に示すように、展開状態の筒状展開構造物１Ａの基本的及び概略的な形状が角筒状である。筒状展開構造物１Ａの上に屋根が構築され、筒状展開構造物１Ａの下にスラブが構築される。そのため、筒状展開構造物１Ａの内側の空間が密閉される。筒状展開構造物１Ａの内側の空間は居住スペースとして利用される。

【0017】

図４～図６に示すように、筒状展開構造物１Ａは、４体の壁ユニット３Ａと、８体の接続ユニット４Ａと、１６体の第１ヒンジ５（図１２参照）とを備える。各壁ユニット３Ａは、上下に互いに対称な２体の半体壁ユニット３００Ａと、３体の連結ヒンジ１０（図９参照）とを有する。これら上下の半体壁ユニット３００Ａがこれら連結ヒンジ１０によって連結されることによって、壁ユニット３Ａが構成される。これら壁ユニット３Ａ及び半体壁ユニット３００Ａは、展開状態で矩形板型の展開構造物である。

【0018】

図７は折り畳み状態の壁ユニット３Ａの斜視図である。図８は折り畳み状態の下の半体壁ユニット３００Ａの斜視図である。図９は壁ユニット３Ａが展開される様子を示す斜視図である。図１０及び図１１は展開状態の壁ユニット３Ａの斜視図である。図１０は後述の筒状ユニット２Ａの内側から示した図であり、図１１は筒状ユニット２Ａの外側から示した図である。

【0019】

図７～図１１に示すように、上下の半体壁ユニット３００Ａは壁幅方向に対称に設けられている。壁ユニット３Ａ及び上下の半体壁ユニット３００Ａは、折り畳み及び展開可能に構成されている。図１０及び図１１に示すように、壁ユニット３Ａが展開された場合、壁ユニット３Ａの基本的又は概略的な形状が矩形板型である。上下の半体壁ユニット３００Ａについても同様である。

【0020】

展開状態の壁ユニット３Ａは、長辺方向が壁幅方向になるように、短辺方向が壁高方向になるように、更に板厚方向が壁厚方向になるように設置される。

【0021】

図６に示すように、展開状態の４体の壁ユニット３Ａは角筒型に組み立てられており、展開状態の上の４体の半体壁ユニット３００Ａも角筒状に組み立てられ、展開状態の下の４体の半体壁ユニット３００Ａが角筒状に組み立てられている。上の４体の半体壁ユニット３００Ａが組み立てられたものを筒状ユニット２Ａといい、下の４体の半体壁ユニット３００Ａが組み立てられたものを筒状ユニット２Ａという。筒状展開構造物１Ａは上下の筒状ユニット２Ａを組み合わせたものである。上下の筒状ユニット２Ａの各角においては、その角を成した隣り合う半体壁ユニット３００Ａの端部がこれらの間に接続ユニット４Ａを介して互いに連結されている。

【0022】

図６に示すように、展開状態の壁ユニット３Ａ及び半体壁ユニット３００Ａの壁高方向は筒状ユニット２Ａの軸方向に対して平行であり、展開状態の壁ユニット３Ａ及び半体壁ユニット３００Ａの壁幅方向及び壁厚方向は筒状ユニット２Ａの軸方向に対して垂直である。

【0023】

展開状態の半体壁ユニット３００Ａの表面（おもてめん）３０１が筒状ユニット２Ａの外周面となり、展開状態の半体壁ユニット３００Ａの裏面３０２が筒状ユニット２Ａの内周面となる。以下、半体壁ユニット３００Ａの表面３０１を外面３０１ともいい、裏面３０２を内面３０２ともいう。展開状態の半体壁ユニット３００Ａの側面３０３，３０４は壁幅方向における端の面である。

【0024】

図１０及び図１１に示すように、上下の半体壁ユニット３００Ａが上下に互いに対称であるため、上下の半体壁ユニット３００Ａが展開された状態では、上の半体壁ユニット３００Ａの底面と下の半体壁ユニット３００Ａの頂面が互いに接触する。

【0025】

展開状態の上の半体壁ユニット３００Ａの頂面の壁幅方向両端部には、第１切欠３０９が形成され、これにより傾斜面３１０が展開状態の上の半体壁ユニット３００Ａの頂面の壁幅方向両端部に形成されている。これら傾斜面３１０は、上の半体壁ユニット３００Ａの外面３０１から内面３０２に向かって下りに傾斜する。

【0026】

展開状態の下の半体壁ユニット３００Ａの底面の壁幅方向両端部には、第１切欠３０９が形成され、これにより傾斜面３１０が展開状態の下の半体壁ユニット３００Ａの底面の壁幅方向両端部に形成されている。これら傾斜面３１０は下の半体壁ユニット３００Ａの外面３０１から内面３０２に向かって上りに傾斜する。上の半体壁ユニット３００Ａの傾斜面３１０と下の半体壁ユニット３００Ａの傾斜面３１０との間の距離は、外面３０１から内面３０２に向かって漸減する。図１０及び図１１において、下の半体壁ユニット３００Ａの傾斜面３１０の縁が図示されており、図９においてそれら傾斜面３１０が隠れずに図示されている。

【0027】

図１２及び図１３は、隣り合う上の半体壁ユニット３００Ａの間の角部を示した斜視図である。図１２は折り畳み状態を示し、図１３は展開状態を示す。図１２及び図１３に示すように、展開状態の隣り合う上の半体壁ユニット３００Ａの第１切欠３０９が一体となり、それら第１切欠３０９に接続ユニット４Ａが設けられ、接続ユニット４Ａが第１ヒンジ５によって上の半体壁ユニット３００Ａに連結されている。展開状態の上の半体壁ユニット３００Ａとそれに隣接する上の接続ユニット４Ａとの干渉が、上の半体壁ユニット３００Ａの第１切欠３０９によって解消されている。隣り合う下の半体壁ユニット３００Ａの第１切欠３０９にも接続ユニット４Ａが設けられている。展開状態の下の半体壁ユニット３００Ａとそれに隣接する下の接続ユニット４Ａとの干渉が、下の半体壁ユニット３００Ａの第１切欠３０９によって解消されている。接続ユニット４Ａ、第１ヒンジ５及びそれらの設置については後に詳述する。

【0028】

図１０及び図１１に示すように、半体壁ユニット３００Ａの側面３０３には第２切欠３０８が形成されており、反対の側面３０４にも第２切欠３０８が形成されている。一方の第２切欠３０８が形成されることによって、半体壁ユニット３００Ａの側面３０３が外面３０１から内面３０２に向かって半体壁ユニット３００Ａの中央側へ傾斜する。他方の第２切欠３０８が形成されることによって、半体壁ユニット３００Ａの側面３０４が外面３０１から内面３０２に向かって半体壁ユニット３００Ａの中央側へ傾斜する。従って、側面３０３と側面３０４の間の距離は、外面３０１から内面３０２に向かって漸減する。

【0029】

展開状態の隣り合う半体壁ユニット３００Ａの互いの干渉が、一方の半体壁ユニット３００Ａの側面３０３の第２切欠３０８と他方の半体壁ユニット３００Ａの側面３０４の第２切欠３０８によって解消されている。従って、図１６に示すように、展開状態の隣り合う半体壁ユニット３００Ａのうち一方の半体壁ユニット３００Ａの側面３０３が他方の半体壁ユニット３００Ａの側面３０４に接触する。ここで、図１６は、展開状態の筒状展開構造物１Ａから接続ユニット４Ａを取り外した状態の平面図である。

【0030】

図１６に示すように、展開状態の隣り合う上の半体壁ユニット３００Ａの外面３０１において、これら半体壁ユニット３００Ａの上の角部３０７が互いに近接している。展開状態の隣り合う上の半体壁ユニット３００Ａは、それらの外面３０１が角部３０７において９０°の角度を成すように配置される。
展開状態の隣り合う下の半体壁ユニット３００Ａの外面３０１において、これら半体壁ユニット３００Ａの下の角部３０７が互いに近接している。展開状態の隣り合う下の半体壁ユニット３００Ａは、それらの外面３０１が角部３０７において９０°の角度を成すように配置される。

【0031】

３． 壁ユニット
３－１． 上の半体壁ユニット
各壁ユニット３Ａの上の半体壁ユニット３００Ａの構成について更に詳細に説明する。図１０及び図１１に示すように、上の半体壁ユニット３００Ａは中央パネル３１３、一対の連結パネル３１２、一対の端パネル３１１、一対の第２ヒンジ６及び一対の第３ヒンジ７を有する。上の半体壁ユニット３００Ａを構成する中央パネル３１３、連結パネル３１２及び端パネル３１１が上パネルである。また、上の半体壁ユニット３００Ａの第２ヒンジ６及び第３ヒンジ７が上ヒンジである。

【0032】

一方の端パネル３１１、一方の連結パネル３１２、中央パネル３１３、他方の連結パネル３１２及び他方の端パネル３１１がこれらの順に半体壁ユニット３００Ａの壁幅方向に配列されている。一方の端パネル３１１が一方の第２ヒンジ６によって一方の連結パネル３１２にヒンジ結合されている。一方の連結パネル３１２が一方の第３ヒンジ７によって中央パネル３１３にヒンジ結合されている。中央パネル３１３が他方の第３ヒンジ７によって他方の連結パネル３１２にヒンジ結合されている。他方の連結パネル３１２が他方の第２ヒンジ６によって他方の端パネル３１１にヒンジ結合されている。一対の第２ヒンジ６及び一対の第３ヒンジ７は、例えばシート状の可撓性ヒンジ又はヒンジ金具である。

【0033】

一方の端パネル３１１の側端面、つまり半体壁ユニット３００Ａの側面３０３には、第２切欠３０８が形成されている。一方の端パネル３１１の上面の側部には、第１切欠３０９が形成されている。

【0034】

図１０に示すように、一方の端パネル３１１の内面の一方の連結パネル３１２寄り部分には、直角二等辺三角形状の段状の凹部３１７ａが形成されている。一方の連結パネル３１２の内面の一方の端パネル３１１寄り部分には、直角二等辺三角形状の段状の凹部３１７ｂが形成されている。凹部３１７ａの縁部が直角二等辺三角形の底辺に相当し、凹部３１７ｂの縁部も直角二等辺三角形の底辺に相当するところ、これら縁部が一方の第２ヒンジ６によって互いにヒンジ結合されている。一方の第２ヒンジ６のヒンジ軸は、展開状態の半体壁ユニット３００Ａの壁幅方向及び壁高方向の何れに対しても４５°に傾斜する。つまり、一方の第２ヒンジ６のヒンジ軸は、展開状態の半体壁ユニット３００Ａの中央に向かって上りに傾斜する。また、一方の第２ヒンジ６のヒンジ軸は、端パネル３１１及び連結パネル３１２の内側の面に沿っている。

【0035】

凹部３１７ａが形成された部分における一方の端パネル３１１の壁厚は、それよりも側方の部分における一方の端パネル３１１の壁厚の２分の１である。凹部３１７ｂが形成された部分における一方の連結パネル３１２の壁厚は、一方の連結パネル３１２の中央部の壁厚の２分の１である。凹部３１７ｂが形成された部分における一方の連結パネル３１２の壁厚と、凹部３１７ａが形成された部分における一方の端パネル３１１の壁厚とは、互いに等しい。

【0036】

図９に示すように一方の端パネル３１１が一方の連結パネル３１２に対して相対的に一方の第２ヒンジ６を軸にして筒状ユニット２Ａの内側へ転回されると、一方の端パネル３１１及び一方の連結パネル３１２が一方の第２ヒンジ６において谷折りとなるよう折り畳まれる。そうすると、図７に示すように凹部３１７ａが形成された部分は凹部３１７ｂが形成された部分に積み重ねられる。つまり、折り畳み状態の一方の端パネル３１１及び一方の連結パネル３１２の相互の干渉が凹部３１７ａ，３１７ｂによって回避される。

【0037】

逆に、一方の端パネル３１１が一方の連結パネル３１２に対して相対的に一方の第２ヒンジ６を軸にして筒状ユニット２Ａの外側へ転回されると、一方の端パネル３１１及び一方の連結パネル３１２が展開される。そうすると、図１０及び図１１に示すように一方の端パネル３１１の凹部３１７ａが形成された部分と一方の連結パネル３１２の凹部３１７ｂが形成された部分とは、正方形板状に成すように合体する。また、凹部３１７ａと凹部３１７ｂが一体となった切欠３１７が半体壁ユニット３００Ａの内面３０２に形成される。

【0038】

一方の端パネル３１１と他方の端パネル３１１は中央パネル３１３の中心線に関して壁幅方向に互いに対称である。一方の第２ヒンジ６と他方の第２ヒンジ６は中央パネル３１３の中心線に関して壁幅方向に互いに対称である。従って、一方の端パネル３１１及び連結パネル３１２が一方の第２ヒンジ６において折り畳まれ及び展開されるのと同様にして、他方の端パネル３１１及び連結パネル３１２が他方の第２ヒンジ６において折り畳まれ及び展開される。

【0039】

図１１に示すように、一方の連結パネル３１２の外面の一方の中央パネル３１３寄り部分には、直角二等辺三角形状の段状の凹部３１８ａが形成されている。一方、中央パネル３１３は二等辺三角形板状に形成されている。凹部３１８ａの縁部が直角二等辺三角形の底辺に相当し、中央パネル３１３の外面の縁部が直角二等辺三角形の等辺に相当するところ、これら縁部が一方の第３ヒンジ７によって互いにヒンジ結合されている。一方の第３ヒンジ７のヒンジ軸は、展開状態の半体壁ユニット３００Ａの壁幅方向及び壁高方向の何れに対しても４５°に傾斜する。つまり、一方の第３ヒンジ７のヒンジ軸は、展開状態の半体壁ユニット３００Ａの中央に向かって上りに傾斜する。また、一方の第３ヒンジ７のヒンジ軸は、中央パネル３１３及び一方の連結パネル３１２の外面に沿っている。

【0040】

凹部３１８ａが形成された部分における一方の連結パネル３１２の壁厚は、一方の連結パネル３１２の中央部の壁厚の２分の１である。また、凹部３１８ａが形成された部分における一方の連結パネル３１２の壁厚は、中央パネル３１３の壁厚に等しい。

【0041】

図９に示すように一方の連結パネル３１２が中央パネル３１３に対して相対的に一方の第３ヒンジ７を軸にして筒状ユニット２Ａの外側へ転回されると、一方の連結パネル３１２及び中央パネル３１３が一方の第３ヒンジ７において谷折りとなるよう折り畳まれる。そうすると、図７に示すように凹部３１８ａが形成された部分は中央パネル３１３の半分に積み重ねられる。

【0042】

逆に、一方の連結パネル３１２が中央パネル３１３に対して相対的に一方の第３ヒンジ７を軸にして筒状ユニット２Ａの内側へ転回されると、一方の連結パネル３１２及び一方の中央パネル３１３が展開される。そうすると、図１０及び図１１に示すように一方の連結パネル３１２の凹部３１８ａが形成された部分と中央パネル３１３の半分とは正方形板状に成すように合体する。

【0043】

中央パネル３１３が二等辺三角形板状に成しているため、中央パネル３１３はその中心線に関して壁幅方向に対称である。一方の連結パネル３１２と他方の連結パネル３１２は中央パネル３１３の中心線に関して壁幅方向に互いに対称である。一方の第３ヒンジ７と他方の第３ヒンジ７は中央パネル３１３の中心線に関して壁幅方向に互いに対称である。一方の連結パネル３１２及び中央パネル３１３が一方の第３ヒンジ７において折り畳まれ及び展開されるのと同様にして、他方の連結パネル３１２及び中央パネル３１３が他方の第３ヒンジ７において折り畳まれ、且つ展開される。

【0044】

３－２． 下の半体壁ユニット
下の半体壁ユニット３００Ａは上の半体壁ユニット３００Ａに対して上下対称に設けられている。下の半体壁ユニット３００Ａを構成する中央パネル３１３、連結パネル３１２及び端パネル３１１が下パネルである。また、下の半体壁ユニット３００Ａを第２ヒンジ６及び第３ヒンジ７が下ヒンジである。

【0045】

３－３． 上下の半体壁ユニットの連結
図１０に示すように、各壁ユニット３Ａでは、上下の半体壁ユニット３００Ａが３体の連結ヒンジ１０によって連結される。具体的には、上の中央パネル３１３の内面の下縁がそれに沿った連結ヒンジ１０によって下の中央パネル３１３の内面の上縁に連結され、上の一方の端パネル３１１の内面の下縁がそれに沿った連結ヒンジ１０によって下の一方の端パネル３１１の内面の上縁に連結され、上の他方の端パネル３１１の内面の下縁がそれに沿った連結ヒンジ１０によって下の他方の端パネル３１１の内面の上縁に連結されている。

【0046】

これら連結ヒンジ１０のヒンジ軸は、展開状態の上下の半体壁ユニット３００Ａの壁幅方向に対して平行である。また、これら連結ヒンジ１０のヒンジ軸は、展開状態の上下の半体壁ユニット３００Ａの内面３０２に沿っている。

【0047】

図９に示すように、上の一方の端パネル３１１が下の一方の端パネル３１１に対して相対的に連結ヒンジ１０を軸にして筒状ユニット２Ａの内側へ転回されると、これら一方の端パネル３１１が連結ヒンジ１０において谷折りとなるよう折り畳まれる。そうすると、図７に示すように上下の一方の端パネル３１１が伏せるとともに、積み重ねられる。
同様にして、上下の他方の端パネル３１１も連結ヒンジ１０において谷折りとなるよう折り畳まれ、これら他方の端パネル３１１が伏せるとともに積み重ねられる。

【0048】

逆に、上の一方の端パネル３１１が下の一方の端パネル３１１に対して相対的に連結ヒンジ１０を軸にして筒状ユニット２Ａの外側へ転回されると、これら一方の端パネル３１１が展開される。そうすると、図１０及び図１１に示すように、これら上下の一方の端パネル３１１が起立するとともに合体する。
同様にして、上下の他方の端パネル３１１も折り畳まれ、これら他方の端パネル３１１が起立するとともに合体する。

【0049】

図９に示すように、上の中央パネル３１３が下の中央パネル３１３に対して相対的に連結ヒンジ１０を軸にして筒状ユニット２Ａの外側へ転回されると、これら中央パネル３１３が連結ヒンジ１０において谷折りとなるよう折り畳まれる。そうすると、図７に示すように上下の中央パネル３１３が伏せるとともに積み重ねられる。

【0050】

逆に、上の中央パネル３１３が下の中央パネル３１３に対して相対的に連結ヒンジ１０を軸にして筒状ユニット２Ａの内側へ転回されると、上下の中央パネル３１３が展開される。そうすると、図１０及び図１１に示すように、これら上下の中央パネル３１３が起立するとともに正方形板状に合体する。

【0051】

４． 接続ユニット
図４～図６に示すように、上の４体の接続ユニット４Ａが上の筒状ユニット２Ａの４つの角にそれぞれ設けられている。下の４体の接続ユニット４Ａが下の筒状ユニット２Ａの４つの角にそれぞれ設けられている。筒状展開構造物１Ａの各角において、２つの接続ユニット４Ａが上下に互いに対称となるように設けられている。

【0052】

各接続ユニット４Ａは、その両側に連結される半体壁ユニット３００Ａの角部３０７が互いに近接した状態でこれら半体壁ユニット３００Ａが折り畳み状態と展開状態とに変形自在となるように、これら半体壁ユニット３００Ａを連結する。

【0053】

４－１． 上の接続ユニット
図１４は、図１２に示すI－I線に沿った断面図である。図１５は、図１３に示すII－II線に沿った断面図である。

【0054】

図１２～図１５に示すように、上の接続ユニット４Ａは頂面４０１、一対の外面４０２、一対の端面４０３及び一対の内面４０４を備える。これら面４０１～４０４は上の接続ユニット４Ａの表面（ひょうめん）となる。

【0055】

頂面４０１はＬ字型に成している。接続ユニット４Ａは、その頂面４０１が筒状ユニット２Ａの軸方向に対して直交するように、且つ、頂面４０１を成すＬ字の外角が両側の半体壁ユニット３００Ａの角部３０７に近接するように配置される。

【0056】

一対の外面４０２は、それぞれ頂面４０１の一対の外エッジＴ１から頂面４０１に対して斜めに垂下する。これら外面４０２は下に向かって内側へ傾斜する。これら外面４０２は互いに交差する。外面４０２は台形型に成している。外面４０２の傾斜によって、接続ユニット４Ａの外面４０２の外側が第３切欠４０５のように切り欠かれるように形成されている。

【0057】

一対の内面４０４は、それぞれ頂面４０１の一対の内エッジＴ２から頂面４０１に対して垂直に垂下して、それぞれ一対の外面４０２に交差する。これら内面４０４も互いに交差する。内面４０４は正方形又は長方形に成している。

【0058】

一対の端面４０３は、それぞれ頂面４０１の一対の内エッジＴ２から頂面４０１に対して垂直に垂下して、それぞれ一対の外面４０２及び一対の内面４０４に交差する。端面４０３は直角三角形に成している。

【0059】

接続ユニット４Ａの両側の端パネル３１１がそれぞれ第１ヒンジ５によって接続ユニット４Ａにヒンジ結合されている。具体的には、接続ユニット４Ａの頂面４０１の一方の外エッジＴ１が一方の第１ヒンジ５によって一方の端パネル３１１の外面の上縁（この上縁は端パネル３１１の外面と傾斜面３１０の境界となる。）にヒンジ結合され、他方の外エッジＴ１が他方の第１ヒンジ５によって他方の端パネル３１１の外面の上縁にヒンジ結合されている。第１ヒンジ５のヒンジ軸は頂面４０１の外エッジＴ１及び端パネル３１１の外面の上縁に沿っている。第１ヒンジ５は、例えばシート状の可撓性ヒンジ又はヒンジ金具である。

【0060】

４－２． 下の接続ユニット
下の接続ユニット４Ａは上の接続ユニット４Ａに対して上下対称に設けられている。上の接続ユニット４Ａの両側の上の端パネル３１１がそれぞれ上の第１ヒンジ５によって上の接続ユニット４Ａにヒンジ結合されているのと同様に、下の接続ユニット４Ａの両側の下の端パネル３１１がそれぞれ下の第１ヒンジ５によって下の接続ユニット４Ａにヒンジ結合されている。

【0061】

４－３． 展開及び折り畳み
図１２及び図１４に示すように、上の端パネル３１１が上の接続ユニット４Ａに対して相対的に上の第１ヒンジ５を軸にして筒状ユニット２Ａの外側へ転回され、下の端パネル３１１が下の接続ユニット４Ａに対して相対的に下の第１ヒンジ５を軸にして筒状ユニット２Ａの外側へ転回される。この際、上の端パネル３１１が下の端パネル３１１に対して相対的に連結ヒンジ１０を軸にして筒状ユニット２Ａの内側へ転回される。そのため、図４に示すように上下の接続ユニット４Ａが積み重ねられ、図４及び図８に示すように上下の端パネル１１が伏せるとともに積み重ねられる。また、図１２及び図１４に示すように、上下の接続ユニット４Ａがそれぞれ上下の端パネル３１１の第１切欠３０９から抜け、上下の接続ユニット４Ａの外面４０２がそれぞれ上下の端パネル３１１の傾斜面３１０から離間する。

【0062】

逆に、図１３及び図１５に示すように、第１ヒンジ５が谷折りされ、上の端パネル３１１が上の接続ユニット４Ａに対して相対的に上の第１ヒンジ５を軸にして筒状ユニット２Ａの内側へ転回され、下の端パネル３１１が下の接続ユニット４Ａに対して相対的に下の第１ヒンジ５を軸にして筒状ユニット２Ａの内側へ転回される。この際、上の端パネル３１１が下の端パネル３１１に対して相対的に連結ヒンジ１０を軸にして筒状ユニット２Ａの外側へ転回される。そのため、図６に示すように上下の接続ユニット４Ａが互いに離間し、図６、図１０及び図１１に示すように上下の端パネル３１１が起立するとともに合体する。また、図１３及び図１５に示すように、上下の接続ユニット４Ａがそれぞれ上下の端パネル３１１の第１切欠３０９に収まり、上下の接続ユニット４Ａの外面４０２がそれぞれ上下の端パネル３１１の傾斜面３１０に接触する。また、上下の接続ユニット４Ａと上下の端パネル３１１との干渉が第３切欠４０５によって解消されている。

【0063】

５． アクチュエータ
図１～図３に示すように、上の各半体壁ユニット３００Ａの上側において、アクチュエータ６Ａが上の半体壁ユニット３００Ａの両側の接続ユニット４Ａの間に架け渡されるように設けられ、アクチュエータ６Ａの両端がそれぞれユニバーサルジョイント７Ａによって接続ユニット４Ａに連結されている。下の各半体壁ユニット３００Ａの下側において、アクチュエータ６Ａが下の半体壁ユニット３００Ａの両側の接続ユニット４Ａの間に架け渡されるように設けられ、アクチュエータ６Ａの両端がそれぞれユニバーサルジョイント７Ａによって接続ユニット４Ａに連結されている。

【0064】

これらアクチュエータ６Ａは例えば油圧シリンダ、空圧シリンダ、電磁シリンダ又は電磁ソレノイドである。アクチュエータ６Ａは展開状態の壁ユニット３Ａの長辺に沿っており、長辺方向に伸縮する。

【0065】

これらアクチュエータ６Ａが同時に伸長すると、何れの壁ユニット３Ａも矩形板状に展開され、筒状展開構造物１Ａも筒状に展開される。具体的には、上下の半体壁ユニット３００Ａには壁幅方向の引張荷重が作用するため、上下の半体壁ユニット３００Ａが壁幅方向に展開される。上下の第２ヒンジ６及び第３ヒンジ７が壁幅方向及び壁高方向に対して斜めであるため、上下の半体壁ユニット３００Ａが壁幅方向に展開されることにより、上下の半体壁ユニット３００Ａが壁高方向にも展開される。

【0066】

逆に、これらアクチュエータ６Ａが同時に収縮すると、何れの壁ユニット３Ａも折り畳まれ、筒状展開構造物１Ａも折り畳まれる。具体的には、上下の半体壁ユニット３００Ａには壁幅方向の圧縮荷重が作用するため、上下の半体壁ユニット３００Ａが壁幅方向に折り畳まれる。上下の第２ヒンジ６及び第３ヒンジ７が壁幅方向及び壁高方向に対して斜めであるため、上下の半体壁ユニット３００Ａが壁幅方向に折り畳まれることにより、上下の半体壁ユニット３００Ａが壁高方向にも折り畳まれる。

【0067】

６． 有利な効果
アクチュエータ６Ａが壁幅方向に伸縮することから、アクチュエータ６Ａの出力荷重が小さくても、筒状展開構造物１Ａ、壁ユニット３Ａ及び上下の半体壁ユニット３００Ａを折り畳み、且つ展開することができる。これは、展開状態の壁ユニット３Ａ及び上下の半体壁ユニット３００Ａが壁幅方向を長辺とした矩形板状の展開構造物であるため、アクチュエータ６Ａのストロークが長く、アクチュエータ６Ａが単位変位当たりに半体壁ユニット３００Ａから受ける抵抗力が小さいためである。

【0068】

アクチュエータ６Ａが壁幅方向に収縮することによって、筒状展開構造物１Ａ及び壁ユニット３Ａをそれぞれ図４及び図７のように完全に折り畳むことができる。

【0069】

７． 変形例１
図１７～図１９に示すように、アクチュエータ６Ａが上の半体壁ユニット３００Ａの片側の接続ユニット４Ａと下の半体壁ユニット３００Ａの反対の片側との間に斜めに架け渡されるように設けられてもよい。アクチュエータ６Ａの一端がそれぞれユニバーサルジョイント７Ａによって上の半体壁ユニット３００Ａの片側の接続ユニット４Ａに連結され、アクチュエータ６Ａの他端がユニバーサルジョイント７Ａによって下の半体壁ユニット３００Ａの反対の片側の接続ユニット４Ａに連結されている。

【0070】

これらアクチュエータ６Ａが同時に伸長すると、何れの壁ユニット３Ａも矩形板状に展開され、筒状展開構造物１Ａも筒状に展開される。逆に、これらアクチュエータ６Ａが同時に収縮すると、何れの壁ユニット３Ａも折り畳まれ、筒状展開構造物１Ａも折り畳まれる。

【0071】

以上のようにアクチュエータ６Ａが設置されていても、アクチュエータ６Ａは壁幅方向の分力を発生させるため、アクチュエータ６Ａの出力荷重が小さくても、筒状展開構造物１Ａ、壁ユニット３Ａ及び上下の半体壁ユニット３００Ａを折り畳み、且つ展開することができる。

【0072】

８． 変形例２
以上の説明では、展開状態の筒状展開構造物１Ａが四角形筒状である。それに対して、特開２０２０－６０２３０号公報に記載されたような四角形以外の多角形の筒状であってもよい。
以上の説明では、展開状態の半体壁ユニット３００Ａが５つのパネルを壁幅方向に連結したものである。それに対して、特開２０２０－６０２３０号公報に記載されているように、更に多くのパネルを壁幅方向に連結したものでもよい。
以上の説明では、１段の壁ユニット３Ａが壁高方向に配置されている。それに対して、特開２０２０－６０２３０号公報に記載されたように、複数段の壁ユニット３Ａが壁高方向に配列されて、隣り合う段の壁ユニット３Ａがヒンジによってヒンジ結合されていてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１Ａ…筒状展開構造物
３Ａ…壁ユニット
６…第２ヒンジ
６Ａ…アクチュエータ
７…第３ヒンジ
１０…連結ヒンジ
３００Ａ…半体壁ユニット
３１１…端パネル
３１２…連結パネル
３１３…中央パネル

【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】

【図17】

【図18】

【図19】