(57)【要約】【課題】組立構造体の寸法等の性能を変更可能とし、かつ、荷重の分散により剛性を確保する。【解決手段】組立構造体は、長手軸を平行にして配置された棒状の一対のクロスメンバーと、各クロスメンバーの両端部をそれぞれ固定し、かつ、クロスメンバーの長手軸に交差する方向に伸縮可能な一対のサイドメンバーと、各クロスメンバー間を架橋する第１リンクと、を備え、第１リンクは、各クロスメンバーの長手軸を含む平面に直交する軸線回りに回転可能な状態で、一方のクロスメンバーと係合する第１係合部と、他方のクロスメンバーの長手軸に沿って移動可能な状態で、他方のクロスメンバーと係合する第２係合部と、を有し、第１係合部が軸線回りに回転し、かつ、第２係合部が他方のクロスメンバーの長手軸に沿って移動することによって、一対のクロスメンバー間の距離を変更可能である。【選択図】図１
2020138646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立構造体であって、
長手軸を平行にして配置された棒状の一対のクロスメンバーと、
各前記クロスメンバーの両端部をそれぞれ固定し、かつ、前記クロスメンバーの長手軸に交差する方向に伸縮可能な一対のサイドメンバーと、
各前記クロスメンバー間を架橋する第１リンクと、を備え、
前記第１リンクは、
各前記クロスメンバーの前記長手軸を含む平面に直交する軸線回りに回転可能な状態で、一方の前記クロスメンバーと係合する第１係合部と、
他方の前記クロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記他方のクロスメンバーと係合する第２係合部と、を有し、
前記第１係合部が前記軸線回りに回転し、かつ、前記第２係合部が前記他方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動することによって、前記一対のクロスメンバー間の距離を変更可能である、組立構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の組立構造体であって、さらに、
前記一対のクロスメンバーと長手軸を平行に配置された棒状の追加クロスメンバーを備え、
前記第１リンクは、さらに、前記追加クロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記追加クロスメンバーと係合する第３係合部を有する、組立構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の組立構造体であって、さらに、
各前記クロスメンバー間を架橋する第２リンクを備え、
前記第２リンクは、
前記軸線回りに回転可能な状態で、前記一方のクロスメンバーと係合する第４係合部と、
前記他方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記他方のクロスメンバーと係合する第５係合部と、を有し、
前記第４係合部が前記軸線回りに回転すると、前記第５係合部が前記他方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動し、
前記他方のクロスメンバーにおいて、前記第２係合部と、前記第５係合部とは離間して配置されている、組立構造体。
【請求項４】
請求項２に従属する請求項３に記載の組立構造体であって、
前記第２リンクは、さらに、前記追加クロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記追加クロスメンバーと係合する第６係合部を有し、
前記追加クロスメンバーは、前記一方のクロスメンバーを基準として、前記他方のクロスメンバーの反対側に配置される、組立構造体。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の組立構造体であって、
前記軸線は、前記一方のクロスメンバーの前記長手軸の中心を通り、
前記第１リンクと、前記第２リンクとのそれぞれは、前記中心を通り、かつ、前記クロスメンバーの前記長手軸に直交する面を基準として対照になるように回転する、組立構造体。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の組立構造体であって、
前記第１係合部には、前記一方のクロスメンバーの横断面よりも大きい中空の第１中空部が形成され、
前記第２係合部には、前記他方のクロスメンバーの横断面よりも大きい中空の第２中空部が形成され、
前記一方のクロスメンバーは、前記第１中空部に挿入され、
前記他方のクロスメンバーは、前記第２中空部に挿入される、組立構造体。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の組立構造体であって、
各前記サイドメンバーは、
棒状の内側部材と、前記内側部材の横断面よりも大きい中空の横断面を有する棒状の外側部材と、を有し、
前記外側部材の中空の部分に前記内側部材が挿入された状態で、挿入方向に沿って前記内側部材と前記外側部材との相対距離が変化することにより、前記交差する方向に伸縮可能である、組立構造体。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の組立構造体であって、
前記第１係合部は、前記一方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記一方のクロスメンバーに係合する、組立構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に用いられる構造体として、ＣＦＲＰ性で一体成型されたボウル型構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された構造体では、ボウル型構造体の底面に配置されたハニカム形状の補強リブにより、構造体の強度が高まり、一体成型により生産性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／２４９２４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された構造体が備える補強リブは、ハニカム形状などの４つ以上の辺を有する形状で構成される。このような形状では、軸力に加えて、せん断力やモーメントが補強リブに発生してしまい、構造体の剛性が低くなってしまうおそれがある。また、特許文献１で開示された構造体は、一体成型により製造されているため、異なる寸法の構造体を製造するためには、型の作り直しが必要になるという課題があった。なお、このような課題は、車両に用いられる構造体に限らず、外部から加わる荷重に対して所定の強度を求められる構造体全般に共通する課題であった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、組立構造体の寸法等の性能を変更可能とし、かつ、荷重の分散により剛性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、組立構造体が提供される。この組立構造体は、長手軸を平行にして配置された棒状の一対のクロスメンバーと、各前記クロスメンバーの両端部をそれぞれ固定し、かつ、前記クロスメンバーの長手軸に交差する方向に伸縮可能な一対のサイドメンバーと、各前記クロスメンバー間を架橋する第１リンクと、を備え、前記第１リンクは、各前記クロスメンバーの前記長手軸を含む平面に直交する軸線回りに回転可能な状態で、一方の前記クロスメンバーと係合する第１係合部と、他方の前記クロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記他方のクロスメンバーと係合する第２係合部と、を有し、前記第１係合部が前記軸線回りに回転し、かつ、前記第２係合部が前記他方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動することによって、前記一対のクロスメンバー間の距離を変更可能である。
【０００８】
この構成によれば、組立構造体が備える一対のクロスメンバーは、クロスメンバーの長手軸が平行になるように配置されている。一対のクロスメンバー間の距離は、各クロスメンバーの両端部を固定する一対のサイドメンバーと、第１リンクとによって固定されている。第１リンクの第１係合部は、軸線回りに回転可能な状態で一方のクロスメンバーに係合している。また、第１リンクの第２係合部は、他方のクロスメンバーの長手軸方向に沿って移動可能な状態で他方のクロスメンバーに係合している。一方のクロスメンバーに対して第１リンクが軸線回りに回転すると、第２係合部が他方のクロスメンバーの長手軸に沿って移動する。これにより、第１リンクの長さが変化しないため、クロスメンバー間の距離が変化する。サイドメンバーは、クロスメンバーの長手軸に交差する方向に伸縮可能であるため、クロスメンバー間の距離の変化に応じて伸縮する。すなわち、同じ構成の組立構造体であっても、軸線回りに第１リンクを回転させることにより、組立構造体の形状を簡単に変更できる。この組立構造体が第１リンクを備えることにより、組立構造体に加わった外力は、リンクが延びる方向、各サイドメンバーの長手軸方向、および各クロスメンバーの長手軸方向に沿う圧縮力または引張力の軸力を主体として分散する。そのため、組立構造体を軽量化しても剛性を確保できる。また、組立構造体の形状が変化するため、収納時や持ち運び時に組立構造体を小型化し、使用時の用途に応じた大きさに拡大できる。また、クロスメンバーと、サイドメンバーと、リンクとの各係合を取り外して、リンクを折りたたむことにより、分解時の組立構造体を収容するスペースを小さくできる。また、この組立構造体は、クロスメンバーと、サイドメンバーと、リンクとの組み合わせによって構成されているため、組み合わせを変更することにより、組立構造体の構成および形状を変更できる。これにより、組立構造体を製造する際に、クロスメンバー、サイドメンバー、およびリンク以外の構成部材が不要であるため、不要な構成部材を製造するための設備投資を抑制できる。また、リンクは、一対のクロスメンバー間を架橋する部材であるため、リンクの材質を変更したり、組立構造体が含むリンクの一部を取り除いたりすることにより、製造後の組立構造体の性能を更新できる。
【０００９】
（２）上記形態の組立構造体において、さらに、前記一対のクロスメンバーと長手軸を平行に配置された棒状の追加クロスメンバーを備え、前記第１リンクは、さらに、前記追加クロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記追加クロスメンバーと係合する第３係合部を有していてもよい。
この構成によれば、一つの第１リンクにおける軸線回りの回転角度を制御することによって、一対のクロスメンバーおよび追加クロスメンバーで構成される３つ以上のクロスメンバー間の距離を変更できる。そのため、より大きい組立構造体の形状を簡単に変更できる。
【００１０】
（３）上記形態の組立構造体において、さらに、各前記クロスメンバー間を架橋する第２リンクを備え、前記第２リンクは、前記軸線回りに回転可能な状態で、前記一方のクロスメンバーと係合する第４係合部と、前記他方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記他方のクロスメンバーと係合する第５係合部と、を有し、前記第４係合部が前記軸線回りに回転すると、前記第５係合部が前記他方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動し、前記他方のクロスメンバーにおいて、前記第２係合部と、前記第５係合部とは離間して配置されていてもよい。
この構成によれば、第１リンクと、第２リンクと、他方のクロスメンバーとは、三角形状を構成する。これにより、組立構造体に加わった外力は、第１リンク、第２リンク、および各クロスメンバー等における軸力およびせん断力として分散する。そのため、組立構造体を軽量化しても、組立構造体の剛性を更に向上させることができる。
【００１１】
（４）上記形態の組立構造体において、前記第２リンクは、さらに、前記追加クロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記追加クロスメンバーと係合する第６係合部を有し、前記追加クロスメンバーは、前記一方のクロスメンバーを基準として、前記他方のクロスメンバーの反対側に配置されてもよい。
この構成によれば、追加クロスメンバーと、他方のクロスメンバーとの間に、一方のクロスメンバーが配置される。そのため、第１リンクと、第２リンクとは、同じ軸線回りに交差するリンクである。これにより、組立構造体に加わった外力は、効率的に分散される。
【００１２】
（５）上記形態の組立構造体において、前記軸線は、前記一方のクロスメンバーの前記長手軸の中心を通り、前記第１リンクと、前記第２リンクとのそれぞれは、前記中心を通り、かつ、前記クロスメンバーの前記長手軸に直交する面を基準として対照になるように回転してもよい。
この構成によれば、第１リンクと、第２リンクとは、軸線を通り、かつ、クロスメンバーの長手軸に直交する面を中心として、対照的に回転する。これにより、組立構造体に加わった外力は、第１リンクまたは第２リンクに偏って軸力およびせん断力が分散されずに済む。そのため、組立構造体の剛性がより向上し、組立構造体を軽量化できる。
【００１３】
（６）上記形態の組立構造体において、前記第１係合部には、前記一方のクロスメンバーの横断面よりも大きい中空の第１中空部が形成され、前記第２係合部には、前記他方のクロスメンバーの横断面よりも大きい中空の第２中空部が形成され、前記一方のクロスメンバーは、前記第１中空部に挿入され、前記他方のクロスメンバーは、前記第２中空部に挿入されてもよい。
この構成によれば、第１中空部に一方のクロスメンバーが挿入され、かつ、第２中空部に他方のクロスメンバーが挿入される簡単な構造によって、組立構造体を構成できる。また、第１中空部および第２中空部の大きさを所定の大きさに設定することにより、クロスメンバーと、第１リンクとの干渉を利用して、第１リンクの軸線回りに回転可能な角度を設定できる。
【００１４】
（７）上記形態の組立構造体において、各前記サイドメンバーは、棒状の内側部材と、前記内側部材の横断面よりも大きい中空の横断面を有する棒状の外側部材と、を有し、前記外側部材の中空の部分に前記内側部材が挿入された状態で、挿入方向に沿って前記内側部材と前記外側部材との相対距離が変化することにより、前記交差する方向に伸縮可能であってもよい。
この構成によれば、内側部材の外側に外側部材を重ねることにより、挿入方向に沿って伸縮する簡単なスライド機構を提供できる。これにより、サイドメンバーは、クロスメンバーの長手軸に交差する方向に沿う長さを容易に変更できる。
【００１５】
（８）上記形態の組立構造体において、前記第１係合部は、前記一方のクロスメンバーの前記長手軸に沿って移動可能な状態で、前記一方のクロスメンバーに係合してもよい。
この構成によれば、一方のクロスメンバーにおける第１軸線の位置を変更できるため、第１リンク自体が一方のクロスメンバーに対して移動できる。これにより、組立構造体における各部の剛性を変更できる。
【００１６】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、組立構造体および組立構造体を備える車両および各種装置、および組立構造システムの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態としてのフレーム構造（組立構造体）の概略上面図である。
【図２】第３部材と、第４部材との位置関係を示す概略斜視図である。
【図３】リンクのリンク部を拡大した概略上面図である。
【図４】リンク部を拡大した概略側面図である。
【図５】リンクのリンク部を拡大した概略上面図である。
【図６】リンク部を拡大した概略側面図である。
【図７】図１におけるＡ−Ａ断面を拡大した概略図である。
【図８】図１に示されるフレーム構造の形状が変化した状態のフレーム構造の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態としてのフレーム構造（組立構造体）１００の概略上面図である。フレーム構造１００は、例えば車両のフロア部分に搭載されることにより、外部から加わる外力を効率的に分散させ、車両の剛性を確保することが可能な組立構造体である。図１に示されるように、フレーム構造１００は、棒状の８本のクロスメンバー１１〜１８と、８本のクロスメンバー１１〜１８の両端部を固定する一対のサイドメンバー２１，２２と、各前記クロスメンバー１１〜１８に係合している複数のリンク５１〜５６と、を備えている。
【００１９】
本実施形態におけるクロスメンバー１１〜１８のそれぞれは、同じ形状であり、長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８を中心軸として延びる棒状の部材である。クロスメンバー１１〜１８の横断面は、中空を有する矩形形状である。なお、本実施形態では、長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８の中心軸とは、横断面における矩形形状の重心である。サイドメンバー２１，２２は、長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８が同一平面上に含まれるように、８本のクロスメンバー１１〜１８の両端部（図１の破線部）を、両側から挟み込むように固定している。サイドメンバー２１，２２のそれぞれは、長手軸ＯＬ２１，ＯＬ２２に沿って延びる棒状の部材である。サイドメンバー２１，２２の長手軸ＯＬ２１，ＯＬ２２は、クロスメンバー１１〜１８の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８が含まれる平面上に含まれ、かつ、長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８に直交する。換言すると、サイドメンバー２１，２２の長手軸ＯＬ２１，ＯＬ２２は、クロスメンバー１１〜１８の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８に交差する軸である。
【００２０】
サイドメンバー２１，２２は、同じ形状であるため、以降では、サイドメンバー２１について説明し、サイドメンバー２２の説明を省略する。図１に示されるように、サイドメンバー２１は、両端に位置する２つの第１部材２５と、各第１部材２５に接続している第２部材２６と、第２部材２６に接続している第３部材２７と、各第３部材２７に接続している第４部材２８と、２つの第４部材２８に挟まれている第５部材２９とを備えている。
【００２１】
図１に示されるように、各第１部材２５は、クロスメンバー１４と、クロスメンバー１８とのそれぞれを固定している。各第２部材２６は、クロスメンバー１３と、クロスメンバー１７とのそれぞれを固定している。各第３部材２７は、クロスメンバー１２と、クロスメンバー１６とのそれぞれを固定している。第５部材２９は、２つのクロスメンバー１１，１５を固定している。
【００２２】
第１部材２５と、第３部材２７と、第５部材２９とは、同じ横断面の形状を有し、長手軸ＯＬ２１に沿って延びる棒状の部材である。第１部材２５と、第３部材２７と、第５部材２９の横断面の形状は、中空の矩形形状である。第２部材２６と、第４部材２８とは、同じ横断面の形状を有し、長手軸ＯＬ２１に沿って延びる棒状の部材である。第２部材２６と、第４部材２８との横断面の形状は、第１部材２５の外形が挿入可能な大きさの中空部を有する矩形形状である。
【００２３】
図２は、第３部材２７と、第４部材２８との位置関係を示す概略斜視図である。図２に示されるように、第４部材２８には、長手軸ＯＬ２１に沿って貫通している中空部２８ｉが形成されている。中空部２８ｉを形成する外周では、一部が切り欠かれた切り欠き部２８ｄが形成されている。第３部材２７には、長手軸ＯＬ２１に沿う中空部２７ｉと、中空部２７ｉを形成する側面で矩形状に開口している矩形開口２７ｓと、が形成されている。矩形開口２７ｓには、クロスメンバー１２またはクロスメンバー１６が挿入される。
【００２４】
図２に示されるように、第３部材２７は、第４部材２８における中空部２８ｉに挿入されている。第３部材２７の端部が、第４部材２８の中空部２８ｉ内に挿入されることにより、第３部材２７における第２部材２６側の端面から、第４部材２８における第５部材２９側の端面までの長手軸ＯＬ２１に沿う長さＬ２７は変化する。すなわち、第３部材２７と第４部材２８との相対距離が変化する。同じように、本実施形態では、第２部材２６に、第１部材２５および第３部材２７が挿入可能である。これにより、サイドメンバー２１は、長手軸ＯＬ２１方向に伸縮可能である。本実施形態では、第１部材２５および第３部材２７が内側部材として機能し、第２部材２６および第４部材２８が外側部材として機能する。
【００２５】
フレーム構造１００は、図１に示されるように、直線ＲＬ１を中心として線対称の形状を有する。そのため、以降では、リンク５１〜５６の内、直線ＲＬ１よりも左側に配置されたリンク５１〜５６の内のリンク５１，５４について説明する。そして、直線ＲＬ１よりも右側に配置されたリンク５１〜５６と、直線ＲＬ１よりも左側に配置されたリンク５２，５３，５５，５６の内のリンク５１，５４と同じ形状とについての説明を省略する。
【００２６】
リンク５１は、各クロスメンバー１１〜１４に係合しているジョイント３０と、棒状の剛体であるリンク部４１と、各ジョイント３０にリンク部４１を回転可能に支持する支持ピン３５とを備えている。各ジョイント３０は、係合するクロスメンバー１１〜１４の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ４に沿って移動可能である。各支持ピン３５は、各ジョイント３０に対して、リンク部４１を、各クロスメンバー１１〜１４の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ４が含まれる平面に直交する軸線回りに回転可能な状態で支持する。
【００２７】
リンク５４は、各クロスメンバー１１〜１４に係合しているジョイント３０と、棒状の剛体であるリンク部４４と、各ジョイント３０にリンク部４４を回転可能に支持する支持ピン３５とを備えている。リンク５４が備える各ジョイント３０および支持ピン３５は、リンク５１が備えるジョイント３０および支持ピン３５と同じ形状である。また、例えば、リンク５４が備えるジョイント３０の内、クロスメンバー１３に係合するジョイント３０は、リンク５１が備えるジョイント３０と同じである。換言すると、同じ軸線回りに回転する２つのリンクは、同じジョイント３０および支持ピン３５によって支持されている。
【００２８】
図３は、リンク５１のリンク部４１を拡大した概略上面図である。図３に示されるように、リンク部４１は、４つの各ジョイント３０に支持される支持部４１１〜４１４と、支持部４１１と支持部４１２とを架橋する架橋部４１５と、支持部４１２と支持部４１３とを架橋する架橋部４１６と、支持部４１３と支持部４１４とを架橋する４１７とを備えている。架橋部４１５〜４１７のそれぞれは、各支持部４１１〜４１４を架橋する方向を中心軸ＯＬ４１とする円柱形状を有する。支持部４１１〜４１４のそれぞれの形状は、同じであり、略直方体の外形である。各支持部４１１〜４１４には、支持ピン３５が挿入されるための円孔４１１ｈ〜４１４ｈが形成されている。円孔４１１ｈ〜４１４ｈのそれぞれは、所定の半径を有し、各支持部４１１〜４１４を各軸線ＯＬ４１１〜４１４に沿って貫通している。
【００２９】
図４は、リンク部４１を拡大した概略側面図である。図４に示されるように、各支持部４１１〜４１４には、中心軸ＯＬ４１と、各軸線ＯＬ４１１〜ＯＬ４１４とのそれぞれに直交する方向に沿って貫通している貫通孔４１１ｓ〜４１４ｓが形成されている。貫通孔４１１ｓ〜４１４ｓのそれぞれの形状は同じである。中心軸ＯＬ４１に沿う貫通孔４１１ｓ〜４１４ｓの長さは、長さＬ１である。また、各軸線ＯＬ４１１〜ＯＬ４１４に沿う貫通孔の長さは、長さｈ１である。
【００３０】
図５は、リンク５４のリンク部４４を拡大した概略上面図である。図５に示されるように、リンク部４４は、４つの各ジョイント３０に支持される支持部４４１〜４４４と、支持部４４１と支持部４４２とを架橋する架橋部４４５と、支持部４４２と支持部４４３とを架橋する架橋部４４６と、支持部４４３と支持部４４４とを架橋する４４７とを備えている。架橋部４４５〜４４７のそれぞれは、各支持部４４１〜４４４を架橋する方向である中心軸ＯＬ４４に沿って延び、リンク部４１（図３）の架橋部４１５〜４１７と同じ断面形状を有する。後述するように、リンク部４４の各支持部４４１〜４４４の外形の大きさが、リンク部４１の各支持部４１１〜４１４よりも小さいため、その差分だけ、架橋部４４５〜４４７の長さは、リンク５１の架橋部４１５〜４１７よりも長い。
【００３１】
支持部４４１〜４４４のそれぞれの形状は、同じであり、略直方体の外形である。図５に示されるように、中心軸ＯＬ４４に沿う各支持部４４１〜４４４の長さは、長さＬ２である。また、各軸線ＯＬ４４１〜４４４に直交する面に平行、かつ、中心軸ＯＬ４４に直交する軸に沿う各支持部４４１〜４４４の長さは、長さＬ３である。
【００３２】
各支持部４４１〜４４４には、支持ピン３５が挿入されるための円孔４４１ｈ〜４４４ｈが形成されている。円孔４４１ｈ〜４４４ｈのそれぞれは、リンク部４１の円孔４１１ｈ〜４１４ｈと同じ断面積を有し、各支持部４４１〜４４４を各軸線ＯＬ４４１〜４４４に沿って貫通している。そのため、各支持部４４１〜４４４は、支持ピン３５の中心軸である各軸線ＯＬ４１１〜ＯＬ４１４を基準として支持されている。
【００３３】
図６は、リンク部４４を拡大した概略側面図である。図６に示されるように、各軸線ＯＬ４４１〜４４４に沿う各支持部４４１〜４４４の外形の長さは、長さＨ２である。各支持部４４１〜４４４には、中心軸ＯＬ４４と、各軸線ＯＬ４４１〜ＯＬ４４４とのそれぞれに直交する方向に沿って貫通している貫通孔４４１ｓ〜４４４ｓが形成されている。貫通孔４４１ｓ〜４４４ｓのそれぞれの形状は同じである。中心軸ＯＬ４４に沿う貫通孔４４１ｓ〜４４４ｓの長さは、長さＬ４である。また、各軸線ＯＬ４４１〜ＯＬ４４４に沿う貫通孔４４１ｓ〜４４４ｓの長さは、長さｈ２である。
【００３４】
本実施形態では、各支持部４４１〜４４４の外形の大きさを決定する各長さＬ２，Ｌ３，Ｈ２と、リンク５１の各貫通孔４１１ｓ〜４１４ｓの大きさを決定する各長さＬ１，ｈ１とは、各支持部４４１〜４４４がリンク５１の貫通孔４１１ｓ〜４１４ｓに収容される長さに設定されている。換言すると、例えば、リンク５１における支持部４１３の軸線ＯＬ４１３と、リンク５４における支持部４４３の軸線ＯＬ４４３とが重なった状態で、支持部４１３および支持部４４３は、お互いに干渉せずに回転可能に支持される。同じように、各支持部４４１〜４４４における貫通孔４４１ｓ〜４４４ｓの長さＬ４，ｈ２は、リンク部４４と、貫通孔４４１ｓ〜４４４ｓに挿入されるジョイント３０とがお互い干渉せずに、軸線ＯＬ４４１〜ＯＬ４４４回りに回転できる長さに設定されている。
【００３５】
図７は、図１におけるＡ−Ａ断面を拡大した概略図である。ジョイント３０は、所定の軸線に沿って延びる矩形形状を有する。図７では、所定の軸線と、クロスメンバー１３の長手軸ＯＬ３とが重なった状態のジョイント３０が示されている。ジョイント３０には、長手軸ＯＬ３に直交する断面に、矩形状の貫通孔３０ｃが形成されている。貫通孔３０ｃの大きさは、各クロスメンバー１１〜１８の横断面よりも大きい。そのため、図７に示されるように、ジョイント３０の貫通孔３０ｃに、クロスメンバー１３を挿入可能である。この場合に、貫通孔３０ｃは、第１中空部および第２中空部として機能する。
【００３６】
また、ジョイント３０には、図７に示されるように、所定の軸線（図の長手軸ＯＬ３に相当）に直交する平面に含まれ、ジョイント３０の側面を貫通する円孔３０ｈが形成されている。円孔３０ｈの中心軸は、ジョイント３０の側面における重心を通る。円孔３０ｈの断面形状は、リンク部４１の円孔４１１ｈ〜４１４ｈおよびリンク部４４の円孔４４１ｈ〜４４４ｈと同じである。
【００３７】
図７に示されるように、支持ピン３５は、円柱形状の円柱部３７と、円柱形状の両端部に形成された円板形状の大径部３６とを備えている。円柱部３７の横断面の外径は、リンク５１の円孔４１３ｈ等の外径より小さい。大径部３６の横断面の外径は、リンク５１の円孔４１３ｈ等の外径よりも大きい。そのため、図７に示されるように、円孔４１３ｈの軸線ＯＬ４１３と、円孔４４３ｈの軸線ＯＬ４４３と、円孔３０ｈの中心軸線とが合わさった状態で、円柱部３７を円孔４１３ｈ，４４３ｈ、３０ｈに挿入可能である。円柱部３７が円孔４１３ｈ，４４３ｈ，３０ｈに挿入された後に、円柱部３７の両端が大径部３６により閉じられると、支持ピン３５は、支持部４１３および支持部４４３を、ジョイント３０に対して、軸線ＯＬ４１３（ＯＬ４４３）回りに回転可能に支持する。この場合に、リンク５１は、第１リンクとして機能し、リンク５４は、第２リンクとして機能する。リンク５１の支持部４１３、ジョイント３０、および支持ピン３５は、第１係合部として機能する。また、リンク５４の支持部４４３、ジョイント３０、支持ピン３５は、第４係合部として機能する。
【００３８】
図８は、図１に示されるフレーム構造１００の形状が変化した状態のフレーム構造１００の概略上面図である。フレーム構造１００は、直線ＲＬ１を中心として線対称に形状を変化させる。そのため、図８には、フレーム構造１００の左側のみを示す。以降では、フレーム構造１００の左側の形状変化について説明し、右側についての形状変化の説明を省略する。
【００３９】
図８には、形状変化後のフレーム構造１００が実線で示され、形状変化前のクロスメンバー１１，１４が破線で示されている。なお、形状変化前のクロスメンバー１１，１４は、形状変化前後のクロスメンバー１１の長手軸ＯＬ１が重なる状態で示されている。本実施形態のフレーム構造１００は、クロスメンバー１３に対してリンク５１，５４を支持しているジョイント３０の位置を固定した状態で、リンク５１，５４が回転して形状が変化する。具体的には、リンク５１が軸線ＯＬ４１３を中心として時計回りに回転し、かつ、同じ角度だけリンク５４が軸線ＯＬ４１３（軸線ＯＬ４４３）を中心として反時計回りに回転している。換言すると、リンク５１，５４は、クロスメンバー１３の中心を通り、かつ、クロスメンバー１３の長手軸ＯＬ３に直交する面を基準に対照的に、軸線ＯＬ４１３回りに回転する。
【００４０】
リンク５１は、クロスメンバー１３の軸線ＯＬ４１３回りに回転可能に支持され、かつ、リンク５１を支持する各ジョイント３０が各長手軸ＯＬ１，ＯＬ２，ＯＬ４に沿って移動できる。そのため、リンク５１が軸線ＯＬ４１３回りに回転すると、クロスメンバー１１，１２，１４とリンク５１とを係合しているジョイント３０は、各クロスメンバー１１，１２，１４の長手軸ＯＬ１，２，４に沿って移動する。リンク５１の各架橋部４１５〜４１７の長さは変化しないため、ジョイント３０の移動と同時に、クロスメンバー１１〜１４間の距離が小さくなるように、サイドメンバー２１，２２が長手軸ＯＬ２１，２２に沿って縮む。これにより、他のリンク（例えば、リンク５５）は、形状変更後のクロスメンバー１１〜１４間の距離に対応するように回転する。この回転にあわせて、各クロスメンバー１１〜１４に係合しているジョイント３０は、長手軸ＯＬ１〜ＯＬ４に沿って移動する。すなわち、基準となる１つのリンク５１が軸線ＯＬ４１３回りに回転することにより、他のリンク５２〜５６も追従して回転することにより、フレーム構造１００の形状が変化する。なお、本実施形態における全てのジョイント３０は、図示されていないロック機構を備えている。フレーム構造１００が使用される状態では、各ロック機構のロックにより、各ジョイント３０における長手軸ＯＬ１〜ＯＬ４に沿う移動が規制されている。また、同じように、ロック機構のロックにより、リンク５１における軸線ＯＬ４１３回りの回転は規制されている。
【００４１】
本実施形態におけるフレーム構造１００では、リンク５１における支持部４１２、ジョイント３０、および支持ピン３５と、リンク５４における支持部４４２、ジョイント３０、および支持ピン３５とは、第２係合部と第５係合部とのそれぞれとして機能する。また、リンク５１における支持部４１４、ジョイント３０、および支持ピン３５と、リンク５４における支持部４４４、ジョイント３０、および支持ピン３５とは、第３係合部と第６係合部とのそれぞれとして機能する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態のフレーム構造１００は、一対のクロスメンバー１２，１３と、一対のクロスメンバー１２，１３の両端部を固定する一対のサイドメンバー２１，２２と、一対のクロスメンバー１２，１３を架橋するリンク５１とを備えている。リンク５１は、軸線ＯＬ４１３回りに回転可能な状態で、クロスメンバー１３に対して係合している。また、リンク５１は、クロスメンバー１２の長手軸ＯＬ２に沿って移動可能な状態で、クロスメンバー１２に対して係合している。そのため、リンク５１が軸線ＯＬ４１３回りに回転し、かつ、リンク５１をクロスメンバー１２に係合している支持部４１２、ジョイント３０、および支持ピン３５が長手軸ＯＬ２に沿って移動することにより、クロスメンバー１２，１３間の距離が変化する。本実施形態のフレーム構造１００では、リンク５１がクロスメンバー１２，１３間を架橋している。そのため、フレーム構造１００に加わった外力は、リンク５１が延びる方向、各サイドメンバー２１，２２の長手軸ＯＬ２１，２２方向、および各クロスメンバー１２，１３の長手軸ＯＬ２，３方向に沿う軸力やせん断力として分散する。これにより、フレーム構造１００を軽量化した上で、フレーム構造１００の剛性を確保できる。また、フレーム構造１００の形状が変化するため、フレーム構造１００の収容時や持ち運び時にフレーム構造１００を小型化し、フレーム構造１００を使用時の用途に応じた大きさに拡大できる。
【００４３】
また、本実施形態のフレーム構造１００では、リンク５１は、クロスメンバー１２，１３に加えて、クロスメンバー１１，１４とも係合している。リンク５１がクロスメンバー１１，１４に係合している位置は、支持部４１１，４１４、ジョイント３０、および支持ピン３５によって、クロスメンバー１１，１４に対して長手軸ＯＬ１，４に沿って移動可能である。そのため、リンク５１が１つの軸線ＯＬ４１３回りに回転することにより、各クロスメンバー１１〜１４間の距離が変化する。すなわち、リンク５１における１つの軸線回りの回転角度を制御することにより、３つ以上のクロスメンバーを備えるフレーム構造１００の形状を変化させることができる。
【００４４】
また、本実施形態のフレーム構造１００は、軸線ＯＬ４１３と同じ軸線ＯＬ４４３回りに回転可能なリンク５４を備えている。リンク５４は、軸線ＯＬ４４３回りに回転可能な状態で、クロスメンバー１３に対して係合している。また、リンク５４は、クロスメンバー１２の長手軸ＯＬ２に沿って移動可能な状態で、クロスメンバー１２に係合している。そのため、フレーム構造１００では、クロスメンバー１３上の軸線ＯＬ４１３と、クロスメンバー１２上における軸線ＯＬ４１２および軸線ＯＬ４４２のそれぞれとは、三角形を構成する。これにより、フレーム構造１００に加わった外力は、リンク５１，５４の長手軸方向を含む軸力およびせん断力に効率的に分散されるため、フレーム構造１００の剛性が更に向上する。
【００４５】
また、本実施形態のフレーム構造１００では、リンク５４は、クロスメンバー１２，１３に加えて、クロスメンバー１１，１４とも係合している。リンク５４がクロスメンバー１１，１４に係合している位置は、支持部４４１，４４４、ジョイント３０、および支持ピン３５によって、クロスメンバー１１，１４に対して長手軸ＯＬ１，４に沿って移動可能である。そのため、リンク５１，５４が１つの軸線ＯＬ４４３で交差しているため、フレーム構造１００に外力は、効率的に分散される。
【００４６】
また、本実施形態のフレーム構造１００では、リンク５１とリンク５４とのそれぞれは、クロスメンバー１３の中心を通り、かつ、クロスメンバー１３の長手軸ＯＬ３に直交する面を基準として、対照的になるように軸線ＯＬ４１３回りに回転する。そのため、リンク５１とリンク５４とが対照的に回転しない場合と比較して、フレーム構造１００に加わった外力がリンク５１またはリンク５４に偏って分散されずに済む。これにより、フレーム構造１００の剛性がより向上する。
【００４７】
また、本実施形態のフレーム構造１００では、リンク５１が係合するクロスメンバー１２，１３のそれぞれは、各クロスメンバー１２，１３に係合するジョイント３０の貫通孔３０ｃに挿入される。そのため、リンク５１は、各クロスメンバー１２，１３が貫通孔３０ｃに挿入される簡単な構造によって、各クロスメンバー１２，１３に係合する。さらに、貫通孔３０ｃの大きさを所定の大きさに設定することにより、貫通孔３０ｃに挿入された各クロスメンバー１２，１３と、貫通孔３０ｃが形成された支持部との干渉を利用して、クロスメンバー１３に対するリンク５１の回転角度を制御できる。
【００４８】
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４９】
［変形例１］
上記実施形態のフレーム構造１００は、例えば車両のフロア部分に搭載される組立構造体であるとした。しかし、フレーム構造１００は、例えば、車両の天井部分、壁面部分等、フロア以外の部分に搭載されてもよい。また、フレーム構造１００は、例えば、屋内外に設置される建造物（テント等の膜構造建造物を含む）のフロア、天井、壁の少なくとも一部分に搭載されてもよい。
【００５０】
［変形例２］
上記実施形態のフレーム構造１００は、一例であり、フレーム構造１００の形状や構成については種々変形可能である。例えば、フレーム構造１００は、直線ＲＬ１を中心に対照的な構造でなくてもよい。８本のクロスメンバー１１〜１８は、９本以上であってもよいし、２本以上７本未満であってもよい。各クロスメンバーの断面形状や長手軸方向の長さは異なっていてもよい。例えば、２本以上のクロスメンバーの内のいくつかの断面は、円形状であってもよく、中空でなくてもよい。また、クロスメンバーの断面形状は、長手軸に沿って変化してもよい。クロスメンバーの材質は、金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。
【００５１】
クロスメンバーと同様に、一対のサイドメンバー２１，２２の形状や長さは異なっていてもよい。例えば、一方のサイドメンバー２１の断面が円形状であり、他方のサイドメンバー２２の断面が六角形状であってもよい。サイドメンバーの断面形状が、サイドメンバーの長手軸に沿って変化してもよい。また、サイドメンバー２１，２２の長手軸ＯＬ２１，ＯＬ２２は、クロスメンバー１１〜１８の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８に直交していたが、例えば、特定のクロスメンバーの長手軸に対して６０度（°）の角度を成していてもよい。クロスメンバーの長手軸と、サイドメンバー２１，２２の長手軸ＯＬ２１，ＯＬ２２とが成す角度については、種々変形可能である。サイドメンバーとクロスメンバーとの固定方法についても、種々変形可能である。例えば、サイドメンバーの外側から挿入されたボルトが、クロスメンバーの長手軸に沿ってクロスメンバー内に形成された雌ネジに締結されてもよい。
【００５２】
［変形例３］
リンク５１〜５６の形状および構成については、種々変形可能である。例えば、フレーム構造１００は、１つのリンク５１のみを備え、他のリンク５２〜５６を備えていなくてもよい。リンクは、少なくとも一対のクロスメンバーに係合すればよく、必ずしも３本以上のクロスメンバーに係合していなくてもよい。また、リンク５１が、複数のクロスメンバー１１〜１４に係合する場合に、クロスメンバー１１またはクロスメンバー１２に係合していなくてもよい。フレーム構造１００では、リンク５１の中心軸ＯＬ４１と、クロスメンバー１１〜１８の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８とが同一平面上に含まれたが、例えば、リンク５１がクロスメンバー１１〜１８の上面や下面に配置されていてもよい。上記実施形態では、ジョイント３０を介して、リンク５１〜５６は、各クロスメンバー１１〜１８に係合していたが、リンク５１〜５６は、ジョイント３０を備えていなくてもよい。例えば、クロスメンバーの長手軸に沿って形成された長穴に、リンク５１の各支持部４１１〜４４４が支持ピン３５を介して、回転可能かつ移動可能に係合していてもよい。
【００５３】
上記実施形態では、クロスメンバー１３に対して、リンク５１，５４が軸線ＯＬ４１３回りに回転可能に支持された位置を中心として、各リンク５１〜５６の動きが制御されたが、軸線回りに回転制御する軸線は、いずれの軸線であってもよい。回転制御される軸線では、ジョイント３０がなく、リンクがクロスメンバーの長手軸に沿って移動できなくてもよい。軸線回りの回転角度を制御には、モータの回転駆動力が用いられてもよい。
【００５４】
上記実施形態では、リンク５１，５４においてクロスメンバー１３に係合するジョイント３０は、クロスメンバー１３に対して固定された軸線ＯＬ４１３回りに回転可能に係合していたが、このジョイント３０は、軸線ＯＬ４１３と共にクロスメンバー１３の長手軸ＯＬ３に沿って移動してもよい。この変形例では、複数のリンク５１〜５６を回転制御するための基準となる軸線を自由に変更できる。これにより、フレーム構造における各部の剛性を変更できる。上記実施形態では、全てのジョイント３０が、ロック機構を備えていたが、ロック機構の有無および態様については、種々変形可能である。例えば、ロック機構は、一部のジョイント３０に備えられていてもよい。ロック機構としては、例えば、フレーム構造１００において、クロスメンバーの径方向に沿ってジョイント３０を貫通するネジ穴が形成され、ネジ穴にボルトが締結される。ネジ穴にボルトが挿入されて締結されると、ボルトの先端とクロスメンバーの外周面とが接触する。締結力によって発生するボルトの先端とクロスメンバーとの間の摩擦力によって、ジョイント３０は、ボルトを介してクロスメンバーに固定される。なお、ロック機構については、周知の技術を適用できる。ロック機構のロックにより、形状が設定されたフレーム構造１００の形状が変化せず、フレーム構造１００の剛性が向上する。
【００５５】
リンク５１〜５６において各支持部を架橋する架橋部についても、種々変形可能である。例えば、支持部と架橋部とが一体として同じ横断面を有する１つの部材として構成されてもよい。例えば、架橋部における横断面の形状は、長手軸に沿って変化してもよい。また、架橋部は、必ずしも長手軸に沿って直線状に伸びておらず、複数のクロスメンバーを曲線状に架橋してもよい。
【００５６】
リンク５１〜５６における各支持部にクロスメンバーが挿入される貫通孔および支持ピン３５が挿入される円孔については、種々変形可能である。貫通孔および円孔は、クロスメンバーに対してリンクが軸線回りに回転するための機構であり、貫通孔および円孔の代わりに周知の機構を用いることができる。
【００５７】
リンク５１〜５６は、クロスメンバー１１〜１８の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８が含まれる平面に直交する軸線回りに回転可能な状態で、各クロスメンバー１１〜１８に係合していたが、軸線回りの傾きについては、必ずしも直交に限らない。本実施形態でいう直交とは、多少の差を含み、好ましくは９０°±５°の範囲をいう。また、長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８を含む平面に対して、軸線が所定の角度範囲で変更可能な場合には、この角度範囲に、軸線が平面に直交している角度が含まれていればよい。
【００５８】
［変形例４］
上記実施形態では、クロスメンバー１１〜１８の長手軸ＯＬ１〜ＯＬ８およびサイドメンバー２１，２２の長手軸ＯＬ２１，２２として、横断面の重心を接続した軸としたが、長手軸は、これらの軸に限られない。例えば、棒状のクロスメンバーにおいて、長手方向に沿う軸であれば、重心軸や中心軸でなくてもよい。横断面が多角形である場合に、多角形における一つの頂点を長手方向に沿って伸ばした直線が、クロスメンバーの長手軸として定義されてもよい。
【００５９】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１１〜１８…クロスメンバー
２１，２２…サイドメンバー
２５…第１部材（内側部材）
２６…第２部材（外側部材）
２７…第３部材（内側部材）
２７ｓ…矩形開口
２７ｉ…中空部
２８…第４部材（外側部材）
２８ｄ…切り欠き部
２８ｉ…中空部
２９…第５部材
３０…ジョイント
３０ｃ…貫通孔（第１中空部、第２中空部）
３０ｈ，４１１ｈ〜４１４ｈ，４４１ｈ〜４４４ｈ…円孔
３５…支持ピン
３６…大径部
３７…円柱部
４１，４４…リンク部
５１〜５６…リンク
１００…フレーム構造
４１１〜４１４，４４１〜４４４…支持部
４１１ｓ〜４１４ｓ，４４１ｓ〜４４４ｓ…貫通孔
４１５〜４１７，４４５〜４４７…架橋部
Ｌ１〜Ｌ４，Ｌ２７，Ｈ１，ｈ１，ｈ２…長さ
ＯＬ１〜ＯＬ８…クロスメンバーの長手軸
ＯＬ２１，ＯＬ２２…サイドメンバーの長手軸
ＯＬ４１，ＯＬ４４…リンク部の中心軸
ＯＬ４１１〜ＯＬ４１４，ＯＬ４４１〜ＯＬ４４４…支持部の軸線
ＲＬ１…直線
【図１】
2020138646.tif 000003
【図２】
2020138646.tif 000004
【図３】
2020138646.tif 000005
【図４】
2020138646.tif 000006
【図５】
2020138646.tif 000007
【図６】
2020138646.tif 000008
【図７】
2020138646.tif 000009
【図８】
2020138646.tif 000010