(57)【要約】【課題】本発明の目的は、張力部材の張力により展開状態が維持される展開構造物の内部空間をより有効に利用可能にすることである。【解決手段】本発明の一側面に係る展開構造物は、矩形構造を有する複数の単位構造部を備える。複数の単位構造部の辺同士は連結されており、複数の単位構造部の各々は、各々の単位構造部の４つの辺を構成し、互いに可動するように端部同士が接合された４本の棒材と、矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、各々の単位構造部に取り付けられる膜材と、を備える。そして、展開構造物は、各々の単位構造部が、矩形構造の２つの対角線方向に膜材から発生する張力のつり合いによって、展開した状態が維持されることで、複数の単位構造部により内部空間が形成されるように構成され、膜材の張力に抗して隣接する棒材間の角度を変化させることで、各々の単位構造部が折り畳み可能に構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形構造を有する複数の単位構造部を備え、
前記複数の単位構造部の辺同士は連結されており、
前記複数の単位構造部の各々は、
当該各々の単位構造部の４つの辺を構成し、互いに可動するように端部同士が接合された４本の棒材と、
前記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、当該各々の単位構造部に取り付けられる膜材と、を備え、
前記各々の単位構造部が、前記矩形構造の２つの対角線方向に前記膜材から発生する張力のつり合いによって、展開した状態が維持されることで、前記複数の単位構造部により内部空間が形成されるように構成され、
前記膜材の張力に抗して隣接する前記棒材間の角度を変化させることで、前記各々の単位構造部が折り畳み可能に構成される、
展開構造物。
【請求項２】
隣接する前記単位構造部において連結されている前記辺は、共通の前記棒材によって構成されている、
請求項１に記載の展開構造物。
【請求項３】
隣接する前記単位構造部において連結されている前記辺それぞれは別個の前記棒材によって構成され、
前記隣接する前記単位構造部の前記辺を構成する前記棒材を連結する連結部材を更に備える、
請求項１に記載の展開構造物。
【請求項４】
隣接する前記単位構造部において連結されている前記辺それぞれは別個の前記棒材によって構成され、
隣接する前記単位構造部の前記辺を構成する前記棒材は、互いに連結可能な形状に形成されている、
請求項１に記載の展開構造物。
【請求項５】
２つの前記棒材は、その端部同士を互いに可動するように接合されることで、屈折フレームを形成し、
３つ以上の前記屈折フレームは、その両端部をそれぞれ共有するように接合されることで、前記展開構造物の基本単位を形成し、
前記展開構造物は、１つ以上の前記基本単位が空間を充填するように配置される形状に構成され、
前記各々の単位構造部は、隣接する２つの屈折フレームにより構成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の展開構造物。
【請求項６】
前記膜材は、前記棒材の接合である４つの頂点に接続されることで、前記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の展開構造物。
【請求項７】
前記膜材が更に前記棒材にも接続されることで、前記内部空間が密閉された、
請求項６に記載の展開構造物。
【請求項８】
前記膜材は、内部に空気を注入することで、又は、内部から空気を排出することで、発生させる張力の大きさを変化させることのできる二重膜構造を有する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の展開構造物。
【請求項９】
前記棒材は、軸方向に貫通する貫通孔を有し、
前記棒材が互いに可動するように、前記棒材それぞれの貫通孔に挿通して、前記棒材の端部同士を接合する紐状の弾性部材、を更に備える、
請求項１から８のいずれか１項に記載の展開構造物。
【請求項１０】
前記複数の単位構造部は、偶数個の三角形で覆われた閉曲面を構成し、
前記複数の単位構造部のそれぞれは、隣接する２つの三角形で構成される面に対応する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の展開構造物。
【請求項１１】
棒材と、
膜材と、を備える、
展開構造物を作成するための展開構造物作成キットであって、
前記棒材と前記膜材とにより作成される前記展開構造物は、
矩形構造を有する複数の単位構造部を備え、
互いに可動するように端部同士が接合された４つの前記棒材により、前記複数の単位構造部の各々の４つの辺が構成され、
前記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、前記複数の単位構造部の各々に前記膜材が取り付けられることで、
前記複数の単位構造部の各々が、前記矩形構造の２つの対角線方向に前記膜材から発生する張力のつり合いによって、展開した状態が維持されることで、前記複数の単位構造部により内部空間が形成されるように構成され、
前記膜材の張力に抗して隣接する前記棒材間の角度を変化させることで、前記複数の単位構造部の各々が折り畳み可能に構成される、
展開構造物作成キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、展開構造物の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
展開構造物は、展開することで広い空間を覆うことができ、小さく折り畳むことで可搬性を高めることができる構造（以下、このような構造を「展開構造」と称する）を有する。また、展開構造物は、一般的に、その展開及び折り畳みが容易にできるように設計されている。そのため、従来から、簡易のシェルタ、パビリオン用のテント、一時的なシェード屋根、宇宙空間で利用する構造物等に、展開構造物が利用されてきた。展開構造物の一例として、特許文献１〜８及び非特許文献１に開示される構造物がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０３７２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６２９９号公報
【特許文献３】特開２００４−２３２２９１号公報
【特許文献４】特開２００６−２１８８９３号公報
【特許文献５】特開２００８−０６９６１７号公報
【特許文献６】特開２０１１−１２１４１６号公報
【特許文献７】特開２０１２−２２４９９２号公報
【特許文献８】特開２０１２−５０６３５１号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Richard Liew、 "Novel Deployable Systems For Space Structures"、［online］、2004年4月、National University of Singapore、［2012年12月12日検索］、インターネット＜http://www.eng.nus.edu.sg/civil/newsletter/apr2004/article11.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
展開構造物を展開した状態（以下、このような状態を「展開状態」と称する）で維持する方法として、非特許文献１に開示される方法がある。非特許文献１では、隣接する中間ジョイント同士がケーブルで繋がれ、上部ジョイントと下部ジョイントとがケーブル又は棒材で繋がれることで、その展開状態を維持する展開構造物が記載されている。ここで、上部ジョイントと下部ジョイントとをケーブルで繋いだ展開構造物を想定すると、当該展開構造物の展開状態は、展開構造を形成する棒材が張力部材としての各ケーブルから張力を受けることで、維持される。
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載される方法では、上部ジョイントと下部ジョイントとを繋ぎ、展開構造物の内部空間を通るケーブルの張力により、展開構造物における上下方向の展開状態が維持されている。そのため、展開構造物の展開状態を維持するための部材（ケーブル）が、展開構造物の内部空間に存在してしまうことになり、当該部材が存在する分、展開構造物の内部空間が有効に利用できなくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、一側面では、このような点を考慮してなされたものであり、その目的は、張力部材の張力により展開状態が維持される展開構造物において、その内部空間をより有効に利用可能にする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
【０００９】
すなわち、本発明の一側面に係る展開構造物は、矩形構造を有する複数の単位構造部を備える。当該複数の単位構造部の辺同士は連結されており、当該複数の単位構造部の各々は、当該各々の単位構造部の４つの辺を構成し、互いに可動するように端部同士が接合された４本の棒材と、前記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、当該各々の単位構造部に取り付けられる膜材と、を備える。そして、本発明の一側面に係る展開構造物は、前記各々の単位構造部が、前記矩形構造の２つの対角線方向に前記膜材から発生する張力のつり合いによって、展開した状態が維持されることで、前記複数の単位構造部により内部空間が形成されるように構成され、前記膜材の張力に抗して隣接する前記棒材間の角度を変化させることで、前記各々の単位構造部が折り畳み可能に構成される。
【００１０】
上記構成によれば、本発明の一側面に係る展開構造物は、矩形構造を有し、その辺同士が連結されている複数の単位構造部により形成される。当該複数の単位構造部の各々の４つの辺は、互いに可動するように端部同士が接合された４本の棒材により形成され、当該複数の単位構造部の各々には、矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、膜材が取り付けられる。そして、当該膜材から発生する張力のつり合いによって、本発明の一側面に係る展開構造物の展開した状態は維持され、当該膜材の張力に抗して隣接する棒材間の角度を変化させることで、本発明の一側面に係る展開構造物を折り畳むことができる。
【００１１】
従って、本発明の一側面に係る展開構造物では、内部空間に存在する部材の張力ではなく、内部空間を形成する単位構造部に取り付けられる膜材から発生する張力によって、その展開した状態が維持される。そのため、上記構成によれば、張力部材の張力により展開状態が維持される展開構造物の内部空間がより有効に利用可能になる。
【００１２】
また、上記展開構造物は、隣接する上記単位構造部において連結されている上記辺が、共通の上記棒材によって構成されてよい。当該構成によれば、展開構造物に用いる棒材の本数を少なくすることができるため、軽量化を図ることが可能になる。
【００１３】
また、上記展開構造物の隣接する前記単位構造部において連結されている前記辺それぞれは別個の前記棒材によって構成されてもよい。そして、上記展開構造物は、前記隣接する前記単位構造部の前記辺を構成する前記棒材を連結する連結部材を更に備えてもよい。当該構成によれば、別個の棒材で形成される単位構造物を連結して展開構造物を形成することが可能になる。
【００１４】
また、上記展開構造物の隣接する前記単位構造部において連結されている前記辺それぞれは別個の前記棒材によって構成されてもよい。そして、上記展開構造物は、隣接する前記単位構造部の前記辺を構成する前記棒材が、互いに連結可能な形状に形成されてもよい。当該構成によれば、別個の棒材で形成される単位構造物を連結して展開構造物を形成することが可能になる。
【００１５】
また、上記展開構造物の２つの上記棒材は、その端部同士を互いに可動するように接合されることで、屈折フレームを形成してもよい。また、３つ以上の当該屈折フレームは、その両端部をそれぞれ共有するように接合されることで、上記展開構造物の基本単位を形成してもよい。そして、上記展開構造物は、１つ以上の当該基本単位が空間を充填するように配置された形状に構成されてもよく、上記各々の単位構造部は、隣接する２つの当該屈折フレームにより構成されてもよい。当該構成によれば、基本単位を基準として展開構造物の形状を構成できるようになるため、容易に展開構造物を拡大し、又は、縮小することができるようになる。
【００１６】
また、上記展開構造物の上記膜材は、上記棒材の接合である４つの頂点に接続されることで、上記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させてもよい。当該構成によれば、矩形構造の２つの対角線方向に張力が発生するように膜材を単位構造部に張る場合に、容易に膜材を張ることができる。
【００１７】
また、上記展開構造物の上記膜材が更に上記棒材にも接続されることで、上記内部構造が密閉されてもよい。当該構成によれば、展開構造物の内部を密閉空間にすることが可能になる。
【００１８】
また、上記展開構造物の上記膜材は、内部に空気を注入することで、又は、内部から空気を排出することで、発生させる張力の大きさを変化させることのできる二重膜構造を有してもよい。当該構成によれば、膜材内部の空気を出し入れすることで、展開構造物の展開した状態を維持する張力の大きさを変化させて、展開構造物の展開及び折り畳みを操作することが可能になる。
【００１９】
また、上記展開構造物の上記棒材は軸方向に貫通する貫通孔を有してもよい。そして、上記展開構造物は、当該棒材が互いに可動するように、当該棒材それぞれの貫通孔に挿通して、当該棒材の端部同士を接合する紐状の弾性部材、を更に備えてもよい。当該構成によれば、弾性部材で棒材同士が接合されるため、展開構造物を折り畳む際に、この展開構造物に含まれる棒材の間の長さを調節することが可能になる。これによって、展開構造物をよりコンパクトに折り畳むことが可能になる。
【００２０】
上記展開構造物の上記複数の単位構造部は、偶数個の三角形で覆われた閉曲面を構成してもよい。そして、上記展開構造物の上記複数の単位構造部のそれぞれは、隣接する２つの三角形で構成される面に対応してもよい。当該構成によれば、様々な形状の展開構造物を形成することが可能になる。
【００２１】
また、本発明の一側面に係る展開構造物を作成するための展開構造物作成キットは、棒材と、膜材とを備える。そして、前記棒材と前記膜材とにより作成される前記展開構造物は、矩形構造を有する複数の単位構造部を備え、互いに可動するように端部同士が接合された４つの前記棒材により、前記複数の単位構造部の各々の４つの辺が構成され、前記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、前記複数の単位構造部の各々に前記膜材が取り付けられることで、前記複数の単位構造部の各々が、前記矩形構造の２つの対角線方向に前記膜材から発生する張力のつり合いによって、展開した状態が維持されることで、前記複数の単位構造部により内部空間が形成されるように構成され、前記膜材の張力に抗して隣接する前記棒材間の角度を変化させることで、前記複数の単位構造部の各々が折り畳み可能に構成される。当該構成によれば、張力部材の張力により展開状態が維持される展開構造物の内部空間がより有効に利用可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、張力部材の張力により展開状態が維持される展開構造物の内部空間がより有効に利用可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施の形態に係る展開構造物を例示する。
【図２】図２は、実施の形態に係る展開構造物の一部（屈折フレーム）を例示する。
【図３】図３は、実施の形態に係る展開構造物の接合部を例示する。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態に係る３つの屈折フレームが連結された状態を例示する斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態に係る３つの屈折フレームが連結された状態を例示する正面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、実施の形態に係る３つの屈折フレームが連結された状態を例示する背面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、実施の形態に係る３つの屈折フレームが連結された状態を例示する平面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、実施の形態に係る３つの屈折フレームが連結された状態を例示する右側面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態に係る展開構造物の膜材が接続される状態を例示する。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態に係る単位構造部を例示する。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態に係る展開構造物を例示する正面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態に係る展開構造物を例示する背面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施の形態に係る展開構造物を例示する平面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、実施の形態に係る展開構造物を例示する右側面図である。
【図７】図７は、実施の形態に係る展開構造物の膜材から与えられる張力の状態を例示する。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態に係る展開構造物の接合部に与えられる張力の状態を例示する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態に係る展開構造物の接合部に与えられる張力の状態を例示する。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態に係る展開構造物の接合部に与えられる張力の状態を例示する。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態に係る展開構造物の接合部に与えられる張力の状態を例示する。
【図１０】図１０は、実施の形態に係る展開構造物の折り畳み方の一例を示す。
【図１１】図１１は、実施の形態に係る展開構造物の折り畳み方の一例を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、単位構造部の他の例を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、単位構造部の他の例を示す。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、単位構造部の他の例を示す。
【図１３Ａ】図１３Ａは、展開構造物の他の例を示す斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、展開構造物の他の例を示す平面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、展開構造物の他の例を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、展開構造物の他の例を示す平面図である。
【図１５】図１５は、展開構造物の他の例を示す。
【図１６】図１６は、展開構造物の他の例を示す。
【図１７】図１７は、展開構造物の他の例を示す。
【図１８】図１８は、展開構造物の他の例を示す。
【図１９】図１９は、展開構造物の他の例を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２２Ｄ】図２２Ｄは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２２Ｅ】図２２Ｅは、隣接する単位構造部の棒材を連結する方法の一例を示す。
【図２３Ａ】図２３Ａは、展開構造物の接合部の他の例を示す。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、展開構造物の接合部の他の例を示す。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、展開構造物の接合部の他の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形が行われてもよい。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００２５】
§１  構成例
図１は、本実施形態に係る展開構造物１を例示する。図１は、展開した状態における展開構造物１を例示しており、図１で例示される展開構造物１は、棒材１１で双三角錐状に組み立てられている。ただし、展開構造物１の骨組みの形状は、後述するとおり、双三角錐状に限定されず、実施の形態に応じて、適宜、決定されてよい。
【００２６】
なお、図１に示されるように、展開構造物１は、展開することで、全体の大きさを拡大させて、広い内部空間を形成することができる。また、展開構造物１は、後述するように、折り畳むことで、全体の大きさを縮小させて、コンパクトに収納可能な状態になる。
【００２７】
このような本実施形態に係る展開構造物１は、矩形構造を有する複数の単位構造部２を備えている。図１で例示される展開構造物１では、双三角錐において上下方向（図のｚ軸方向）の２つの面で形成される部分が１つの単位構造部２に対応する。すなわち、図１で例示される展開構造物１は、紙面の裏側に１つの単位構造部２が隠れているが、３つの単位構造部２を備える。ただし、展開構造物１が備える単位構造部２の数は、３つに限定されず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【００２８】
そして、本実施形態に係る展開構造物１において、当該複数の単位構造部２の辺同士は連結されている。具体的には、当該複数の単位構造部２のうち、互いに隣接する単位構造部２は辺同士で連結される。
【００２９】
ここで、当該複数の単位構造部２の各々は、当該各々の単位構造部２の４つの辺を構成し、互いに可動するように端部同士が接合部１０で接合された４本の棒材１１と、矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、当該各々の単位構造部２に取り付けられる膜材１２と、を備える。
【００３０】
更に、展開構造物１は、矩形構造の２つの対角線方向に膜材１２から発生する張力のつり合いによって、各々の単位構造部２の展開した状態が維持されることで、当該複数の単位構造部２により内部空間が形成されるように、構成される。また、展開構造物１は、膜材１２の張力に抗して隣接する棒材１１間の角度を変化させることで、各々の単位構造部２が折り畳み可能に構成される。
【００３１】
これにより、本実施形態に係る展開構造物１では、内部空間に存在する部材の張力ではなく、内部空間を形成する単位構造部２に張り付けられた膜材１２から発生する張力により、その展開状態が維持される。そのため、本実施形態によれば、張力部材の張力により展開状態が維持される展開構造物の内部空間がより有効に利用可能になる。
【００３２】
なお、図１で示されるように、本実施形態では、隣接する単位構造部２において連結されている辺は、別々の棒材によって構成されてもよいが、共通する棒材１１によって構成されている。これにより、展開構造物１に用いる棒材１１の本数を少なくすることができるため、軽量化を図ることが可能になる。
【００３３】
また、棒材１１の種類は、実施の形態に応じて、適宜、決定されてよい。棒材１１には、例えば、金属パイプ、樹脂パイプ等が用いられてよい。なお、展開構造物１の展開状態は、膜材１２の張力により維持されるため、棒材１１は、比較的に軽量であることが好ましい。そして、棒材１１の長さも、実施の形態に応じて、適宜、決定されてよい。展開構造物１が展開及び折り畳み可能な程度に、棒材１１の長さは、それぞれ、異なっていてもよい。
【００３４】
また、膜材１２は、伸縮性を有し、単位構造部２の矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させることのできる部材である。膜材１２の種類は、実施の形態に応じて、適宜、決定されてよい。膜材１２には、例えば、２ウェイストレッチの布、ゴム、フィルム等が用いられてよい。なお、緊急避難具、避難シェルタ等、展開構造物１の用途に応じて、不燃性、撥水性、防水性等の性質を有する膜材１２が用いられてよい。
【００３５】
なお、本実施形態に係る展開構造物１の構造は、以下で説明する屈折フレームという単位を用いることで、容易に理解することが可能になる。そこで、展開構造物１の構造を説明するために、まず、屈折フレームを説明する。なお、以下の説明は、展開構造物１の構造の一部として屈折フレームと称する構造を捉えることが可能であることを示すに留まり、展開構造物１が必ず屈折フレームから構成されなければならないということを示すものではない。
【００３６】
図２は、本実施形態に係る展開構造物１の一部である屈折フレーム３を例示する。屈折フレーム３は、２つの棒材１１が、その端部同士を互いに可動するように接合部１０で接合されることで、形成される。接合部１０は、展開構造物１を展開又は折り畳む際に、接合される２つの棒材１１がそれぞれ可動できるジョイントであればよい。接合部１０の例として、例えば、カルダンジョイント等の自在継手、及び、可動ジョイントを挙げることができる。本実施形態では、接合部１０として、図３に示されるような構造が用いられる。
【００３７】
図３は、本実施形態に係る接合部１０を例示する。本実施形態に係る接合部１０は、図３に示されるように、ボルト１００、ばね座金１０１、平座金１０２、棒材１１の端部に設けられた開口部１０３、及び、ナット１０４を含む。本実施形態では、２つの棒材１１の端部には、それぞれ、開口部１０３が設けられている。そして、当該２つの棒材１１の開口部１０３それぞれを通って、当該２つの棒材１１が可動できる程度に、ボルト１００とナット１０４で締結することで、当該２つの棒材１１は接合される。なお、ボルト１００及び開口部１０３並びにナット１０４及び開口部１０３の間にはそれぞれ、開口部１０３に近い順に、ボルト１００とナット１０４との緩みを防止するための平座金１０２とばね座金１０１とがはめられている。
【００３８】
このような屈折フレーム３を３つ、その両端部をそれぞれ共有するように接合することで、展開構造物１の骨組みを形成することができる。図４Ａ〜４Ｅは、３つの屈折フレームが接合された状態を例示する。
【００３９】
図４Ａは、３つの屈折フレーム３が連結された状態を例示する斜視図である。図４Ｂは、３つの屈折フレーム３が連結された状態を例示する正面図である。図４Ｃは、３つの屈折フレーム３が連結された状態を例示する背面図である。図４Ｄは、３つの屈折フレーム３が連結された状態を例示する平面図である。図４Ｅは、３つの屈折フレーム３が連結された状態を例示する右側面図である。
【００４０】
図４Ａ〜４Ｅでは、３つの屈折フレーム３が共有する２つの接合部１０（両端部）を通る軸（図４Ａ中の点線）がｚ軸として描かれている。また、図４Ａ〜４Ｅでは、３つの屈折フレーム３つのうちの１つの屈折フレーム３（図４Ｂ及び４Ｃ中で点線と重なっている屈折フレーム３）を通る軸がｘ軸として描かれている。そのため、展開構造物１の骨組みは、図４Ａ〜４Ｅにおいて、ｘ軸に関して対称な図形として描かれている。従って、図４Ｅでは、ｘ軸の正の方向に存在する屈折フレーム３は、紙面の奥側に存在する屈折フレーム３と重なっており、１つの屈折フレーム３が図面上に表れていない。
【００４１】
図５Ａは、図４Ａ〜４Ｅで例示した展開構造物１の骨組みに膜材１２を張る様子を例示する。このように接合した屈折フレーム３の間に膜材１２を張ることで、展開構造物１を構成することができる。すなわち、隣接する２つの屈折フレーム３を単位構造部２の骨組みとして扱い、当該単位構造部２の骨組みに膜材１２を張ることで、展開構造物１を構成することができる。
【００４２】
図５Ｂは、単位構造部２を例示する。膜材１２は、単位構造部２の矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、当該単位構造部２に取り付けられる。本実施形態では、膜材１２は、当該矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、棒材１１の接合である４つの頂点（接合部１０）に接続される。
【００４３】
また、本実施形態では、膜材１２は、展開構造物１の内部空間を密閉するように、棒材１１にも接続される。膜材１２は、例えば、展開構造物１の内部空間を密閉するように、単位構造部２の４つの辺（棒材１１）全域にわたって接続される。膜材１２及び接合部１０並びに膜材１２及び棒材１１を接続する部材は、特に限定されず、実施の形態に応じて、適宜、決定されてよい。このようにすることで、展開構造物１の内部を密閉空間にすることができる。これにより、例えば、不燃性、撥水性、防水性等の性質を有する膜材１２が用いられている場合、展開構造物１を緊急用の浮き具として利用することが可能になる。
【００４４】
図１で例示される展開構造物１は、このようにして構成される。なお、図６Ａ〜６Ｄは、展開構造物１の構造を例示する。具体的には、図６Ａは、展開構造物１の構造を例示する正面図である。図６Ｂは、展開構造物１の構造を例示する背面図である。図６Ｃは、展開構造物１の構造を例示する平面図である。また、図６Ｄは、展開構造物１の構造を例示する右側面図である。図６Ａ〜６Ｄで示される展開構造物１は、それぞれ、図４Ｂ〜４Ｅで示される骨組みに対応する。
【００４５】
なお、図６Ａ及び６Ｄでは、紙面手前側に存在する膜材１２により、紙面奥側に存在する２つの単位構造部２が隠れている。また、図６Ｂでは、紙面手前側に存在する２つの膜材１２により、紙面奥側に存在する１つの単位構造部２が隠れている。
【００４６】
§２  動作例
＜張力のつり合いについて＞
展開構造物１は、膜材１２から発生する張力のつり合いによって、その展開状態が維持される。そして、膜材１２の張力に抗して隣接する棒材１１間の角度を変化させることで、展開構造物１を折り畳むことができる。この点について、以下、説明する。
【００４７】
図７は、展開構造物１が展開した状態で、ｎ番目の単位構造部２において膜材１２から発生する張力Ｔz1（ｎ）、Ｔz2（ｎ）、Ｔxy1（ｎ）、及び、Ｔxy2（ｎ）の状態を例示する。ここで、本実施形態では、３つの単位構造部２が存在する。そのため、本実施形態では、ｎには、１〜３のいずれかの値が入る。
【００４８】
なお、図７〜後述する図１１まで、ｚ軸の上側、中間、及び、下側に存在する接合部１０をそれぞれ、区別するために、接合部１０Ａ、１０Ｂ、及び、１０Ｃと表記する。また、ｚ軸の上側及び下側に存在する棒材１１をそれぞれ、区別するために、棒材１１Ａ及び棒材１１Ｂと表記する。
【００４９】
図７で示されるＴz1（ｎ）及びＴz2（ｎ）は、単位構造部２の有する矩形構造の２つの対角線方向のうち、互いに対向する接合部１０Ａと接合部１０Ｂとの間を結ぶ対角線の方向に発生する張力を示す。具体的には、Ｔz1（ｎ）は、上方に存在する接合部１０Ａに対してｚ軸の負方向（下向き）に作用する張力を示す。また、Ｔz2（ｎ）は、下方に存在する接合部１０Ｂに対してｚ軸の正方向（上向き）に作用する張力を示す。
【００５０】
図８Ａ及び８Ｂは、接合部１０Ａに作用する張力Ｔz1（ｎ）の詳細な状態を例示する。図８Ａに示されるように、接合部１０Ａに作用する張力Ｔz1（ｎ）は、水平方向（ｘｙ軸の方向）の分力Ｔz1H（ｎ）と鉛直方向（ｚ軸方向）の分力Ｔz1V（ｎ）とに分けることができる。
【００５１】
ここで、展開構造物１の展開した状態が維持される場合、各膜材１２から発生する張力Ｔz1（ｎ）の水平方向の分力Ｔz1H（ｎ）は、それぞれつり合うため、その合力は０となる。一方、各膜材１２から発生する張力Ｔz1（ｎ）の鉛直方向の分力Ｔz1V（ｎ）の合力ΣnＴz1V（ｎ）は、図８Ｂに示されるように、各棒材１１Ａの軸力として分力され、それぞれＰum（ｎ）の圧縮力として各棒材１１Ａに伝達される。
【００５２】
なお、接合部１０Ｂに作用するＴz2（ｎ）についても、Ｔz1（ｎ）と同様に説明可能である。すなわち、接合部１０Ｂに作用するＴz2（ｎ）は、水平方向の分力Ｔz2H（ｎ）と鉛直方向の分力Ｔz2V（ｎ）とに分けることができる。そして、各膜材１２から発生する張力Ｔz2（ｎ）の水平方向の分力Ｔz2H（ｎ）は、それぞれつり合うために、その合力は０となる。一方、各膜材１２から発生する張力Ｔz2（ｎ）の鉛直方向の分力Ｔz2V（ｎ）の合力ΣnＴz2V（ｎ）は、各棒材１１Ｂの軸力として分力され、それぞれＰlm（ｎ）の圧縮力として各棒材１１Ｂに伝達される。
【００５３】
また、図７で示されるＴxy1（ｎ）及びＴxy2（ｎ）は、単位構造部２の有する矩形構造の２つの対角線方向のうち、互いに対向する２つの接合部１０Ｃの間を結ぶ対角線の方向に発生する張力を示す。具体的には、Ｔxy1（ｎ）は、単位構造部２を正面から見た場合（図７で示される状態）に右側に存在する接合部１０Ｃに対して左方向に作用する張力を示す。また、Ｔxy2（ｎ）は、左側に存在する接合部１０Ｃに対して右方向に作用する張力を示す。Ｔxy1（ｎ）及びＴxy2（ｎ）は、共に、ｘｙ平面に対して水平に働く張力である。
【００５４】
図９Ａ及び図９Ｂは、接合部１０Ｃに作用する張力の詳細な状態を例示する。図９Ａに示されるように、接合部１０Ｃに作用する張力Ｔxy1（ｎ）は、ｘｙ平面上において接合部１０Ｃから接合部１０Ａ（又は接合部１０Ｂ）に向いた方向の分力Ｔxy1R（ｎ）と、当該方向に垂直な方向の分力Ｔxy1T（ｎ）と、に分けることができる。なお、ｘｙ平面上において接合部１０Ｃから接合部１０Ａ（又は接合部１０Ｂ）に向いた方向を、以下では、「中心方向」と称する。
【００５５】
ここで、当該ｎ番目の単位構造部２の膜材１２から発生する張力Ｔxy1（ｎ）が作用する接合部１０Ｃには、当該接合部１０Ｃを共有する、隣接するｎ＋１番目の単位構造部２の膜材１２から発生する張力Ｔxy2（ｎ＋１）が作用する。そして、このＴxy2（ｎ＋１）も、Ｔxy1（ｎ）と同様に、中心方向の分力Ｔxy2R（ｎ＋１）と、当該中心方向に垂直な方向の分力Ｔxy2T（ｎ＋１）と、に分けることができる。なお、便宜上、隣接する単位構造部２の番号として「ｎ＋１」の表記を用いるが、ｎ＝３の場合、「ｎ＋１」は「１」を示す。
【００５６】
展開構造物１の展開した状態が維持される場合、中心方向に垂直な方向の分力Ｔxy1T（ｎ）とＴxy2T（ｎ＋１）とは、つり合うことで、その合力は０となる。一方、中心方向の分力Ｔxy1R（ｎ）とＴxy2R（ｎ＋１）との合力は、当該隣接する単位構造部２で共有する棒材１１Ａ及び棒材１１Ｂそれぞれの軸力として分力され、それぞれＰmu（ｎ）の圧縮力として当該棒材１１Ａに、Ｐml（ｎ）の圧縮力として当該棒材１１Ｂに伝達される。
【００５７】
このように、各棒材１１Ａには、接合部１０Ａから伝達されるＰum（ｎ）と接合部１０Ｃから伝達されるＰmu（ｎ）とが作用する。また、各棒材１１Ｂには、接合部１０Ｂから伝達されるＰlm（ｎ）と接合部１０Ｃから伝達されるＰml（ｎ）とが作用する。
【００５８】
そして、各棒材１１Ａに伝達されるＰum（ｎ）とＰmu（ｎ）とがつり合い、各棒材１１Ｂに伝達されるＰlm（ｎ）とＰml（ｎ）とがつり合うことで、本実施形態に係る展開構造物１の展開状態が維持される。なお、本実施形態では、棒材１１Ａ及び１１Ｂは、当該力のつり合いに影響を与えず、展開構造物１が展開した状態を維持できる程度の重さであると想定されている。
【００５９】
一方、膜材１２の張力に抗して隣接する棒材１１間の角度を変化させ、このような各棒材１１Ａ及び１１Ｂに伝達される力のつり合いを崩すことで、展開構造物１を折り畳むことができる。本実施形態に係る展開構造物１を折り畳む方法として、例えば、以下の２つの方法がある。
【００６０】
＜第１の折り畳み方＞
図１０は、展開構造物１の折り畳み方の一例を示す（第１の折り畳み方）。第１の折り畳み方では、展開構造物１の上側に存在する接合部１０Ａが内側に押し込まれることで、展開構造物１が折り畳まれる。なお、第１の折り畳み方における展開構造物１の折り畳まれる方向を、以下では、展開構造物１の折り畳み方向とも称する。図１０は、展開構造物１の折り畳み方向がｚ軸（図中の点線）に沿う方向である例を示す。
【００６１】
このケースでは、（ｉ）の状態から（ｉｉｉ）の状態になるにつれて、膜材１２は水平方向に引き伸ばされるため、各接合部１０Ｃに作用する張力Ｔxy1（ｎ）及びＴxy2（ｎ）は大きくなる。そのため、例えば、接合部１０Ａに対してｚ軸の負の方向に力を加えることで、展開構造物１を（ｉ）の状態から（ｉｉｉ）の状態にすることができる。
【００６２】
一方、（ｉｉｉ）の状態から（ｖ）の状態になるにつれて、膜材１２は、元の長さの状態に戻るため、膜材１２に加えられた力は解放されていく。そのため、特に力を加えなくても、展開構造物１を（ｉｉｉ）の状態から（ｖ）の状態にすることができる。
【００６３】
なお、この第１の折り畳み方で展開構造物１を折り畳む場合、（ｉｉｉ）の状態になれる程度に膜材１２が伸びることができることを前提とする。本実施形態では、膜材１２として、２倍程度の長さにまで弾性変形可能な膜材が利用されることを想定している。
【００６４】
＜第２の折り畳み方＞
図１１は、展開構造物１の折り畳み方の一例を示す（第２の折り畳み方）。第２の折り畳み方では、第１の折り畳み方に係る折り畳み方向と垂直となる方向に、中間に位置する接合部１０Ｃを移動させて、１つの箇所にまとめることで、展開構造物１が折り畳まれる。（ｉ）から（ｉｉｉ）の間では、紙面上、左側に存在する接合部１０Ｃが手前側に存在する接合部１０Ｃ付近の位置まで移動させられている。また、（ｉｉｉ）から（ｖ）の間では、紙面上、奥側に存在する接合部１０Ｃが手前側に存在する接合部１０Ｃ付近の位置まで移動させられている。これら接合部１０Ｃを移動する順序は、特に限定されない。２つの接合部１０Ｃのうちどちらを先に移動させてもよいし、同時に移動させてもよい。
【００６５】
第２の折り畳み方では、（ｉ）の状態から（ｉｉｉ）の状態になるにつれて、接合部１０Ａ及び接合部１０Ｂそれぞれに働く水平方向の力のつり合いが崩れていく。そのため、（ｖ）の状態では、図１１で示されるように、接合部１０Ａ及び接合部１０Ｂはそれぞれ、元の位置から移動し、互いに近づいた状態になり、展開構造物１が折り畳まれた状態になる。
【００６６】
なお、第１の折り畳み方及び第２の折り畳み方では、それぞれ（ｖ）の状態が、展開構造物１の折り畳みが完了した状態として取り扱われている。しかしながら、図１０及び１１で例示される折り畳み方の途中の状態である（ｉｉｉ）又は（ｉｖ）の状態が、展開構造物１の折り畳みが完了した状態として取り扱われてもよい。
【００６７】
＜まとめ＞
本実施形態に係る展開構造物１では、このように構成されることで、内部空間に存在する部材の張力ではなく、内部空間を形成する単位構造部２に張り付けられる膜材１２から発生する張力により、その展開状態が維持される。そのため、本実施形態によれば、張力部材の張力により展開状態が維持される展開構造物の内部空間がより有効に利用可能になる。
【００６８】
本実施形態に係る展開構造物１は、棒材１１と膜材１２とにより、閉空間を形成する。そして、膜材１２から発生する張力のつり合いによって展開構造物１の展開状態は維持されるため、当該展開構造物１は、多少変形させられても、元の形状に戻ることができる。そのため、ゴム等の耐衝撃性、耐水性の高い素材が膜材１２に用いられることで、洪水、高波等の水害時に展開可能な浮遊式の緊急避難具として本実施形態に係る展開構造物１を用いることができる。
【００６９】
また、膜材１２は、矩形構造の２つの対角線方向に引っ張られるため、ＨＰシェル状に展開される。そのため、本実施形態に係る展開構造物１は、デザイン性に優れた空間を創出することができ、パビリオンとして用いることが可能である。
【００７０】
また、本実施形態に係る展開構造物１は多面体構造を有するため、展開構造物１を結晶構造のように連結させることで、システムトラスを形成することが可能である。そのため、本実施形態に係る展開構造物１を用いることで、建築物の日除け屋根等の比較的強度を要求されない屋根を構築することが可能である。
【００７１】
また、本実施形態に係る展開構造物１は、自重で展開する構造物とは異なるため、宇宙空間でも利用することが可能である。すなわち、宇宙空間における展開構造シェルタ、展開モジュールとして、展開構造物１を利用することが可能である。
【００７２】
§３  他の例
以上、本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【００７３】
＜単位構造部について＞
図１２Ａ〜Ｃは、単位構造部２（膜材１２）の他の例を示す。単位構造部２に用いられる膜材１２は、矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、当該単位構造部２に張られればよい。そのため、例えば、図１２Ａに示される膜材１２Ａのように、膜材１２は、棒材１１に接続されていなくてもよい。また、図１２Ｂに示される膜材１２Ｂのように、膜材１２は、棒材１１の４つの頂点（接合部１０）に接続されていなくてもよい。
【００７４】
また、図１２Ｃに示される膜材１２Ｃのように、膜材１２は、内部に空気を注入することで、又は、内部から空気を排出することで、発生させる張力の大きさを変化させることのできる二重膜構造を有してもよい。このようにすれば、膜材１２Ｃの内部の空気を出し入れすることで、展開構造物１の展開した状態を維持する張力の大きさを変化させて、展開構造物１の展開及び折り畳みを操作することが可能になる。そして、この場合、展開構造物１は、膜材１２Ｃに自動的に空気を注入し、かつ、排出する機構を更に備えることで、自動的に展開、及び、折り畳みが可能に構成されてよい。このような機構は、例えば、それぞれ機械制御される空気弁と空気入れとで、実現される。
【００７５】
＜屈折フレームの本数について＞
図１３Ａ及び１３Ｂ並びに図１４Ａ及び１４Ｂは、展開構造物１の他の例を示す。本実施形態では、屈折フレームを３本利用して形成される展開構造物１が例示されている。しかしながら、屈折フレームの本数は、特に限定されず、実施の形態に応じて、適宜、決定されてよい。
【００７６】
例えば、図１３Ａ及び１３Ｂは、４本の屈折フレームを利用した展開構造物１Ａを例示する。展開構造物１Ａは、４本の屈折フレームがその両端をそれぞれ共有するように接合されることで、４つの単位構造部を有するように構成されている。なお、展開構造物１Ａの骨組みは、４本の屈折フレームがそれぞれ９０度又は凡そ９０度間隔で配置されており、正八面体状又は正八面体に類似の形状に形成されている。
【００７７】
また、例えば、図１４Ａ及び１４Ｂは、６本の屈折フレームを利用した展開構造物１Ｂを例示する。展開構造物１Ｂは、６本の屈折フレームがその両端をそれぞれ共有するように接合されることで、６つの単位構造部を有するように構成されている。なお、展開構造物１Ｂの骨組みは、６本の屈折フレームがそれぞれ６０度又は凡そ６０度間隔で配置されており、双六角錐状に形成されている。
【００７８】
＜基本単位と展開構造物＞
また、本実施形態で図４Ａ〜４Ｅを用いて例示した展開構造物１の骨組み、図１３Ａ及び１３Ｂで例示した展開構造物１Ａの骨組み、並びに、図１４Ａ及び１４Ｂで例示した展開構造物１Ｂの骨組みは、展開構造物の基本単位として捉えられてもよい。そして、展開構造物１の形状は、１つ以上の当該基本単位が空間を充填するように配置されることで、形成されてよい。以下では、展開構造物１Ａの骨組みを基本単位として用いた例を説明する。なお、図１５〜図１８では、折り畳み方向がｘ軸、ｙ軸、及び、ｚ軸を向いた展開構造物１Ａの骨組みをそれぞれ基本単位Ｕｘ、Ｕｙ、及び、Ｕｚと記載する。
【００７９】
図１５は、展開構造物１の他の例として、一方向（図中のｙ軸方向）に拡大可能な展開構造物１Ｃを例示する。展開構造物１Ｃの形状は、基本単位ＵｘとＵｚとを交互に連結することで、形成される。連結させる基本単位Ｕｘ及びＵｚの数は、特に限定されず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。図１５に示されるように、当該展開構造物１Ｃは、連結する基本単位の数を増やすことで、一方向（ｙ軸方向）に自在に拡大することができる。
【００８０】
ここで、隣接する２つの屈折フレーム３に囲まれる面は展開構造物１Ｃの外周部と内部とにそれぞれ存在する。例えば、展開構造物１Ｃでは、基本単位ＵｘとＵｚとがｙ軸方向に交互に連結されていくため、基本単位ＵｘとＵｚとの連結した部分の面であって、ｙ軸に垂直になる当該面は、展開構造物１Ｃの内部に隠れてしまう。このような面に膜材１２を張り付けて単位構造部２として扱うと、展開構造物１Ｃの内部空間が膜材１２により区切られてしまうことになる。そのため、このような面は、単位構造部２として取り扱われず、膜材１２を張られなくてよい。なお、この場合、展開構造物１Ｃの外周部に存在する面、例えば、ｘ軸又はｚ軸に垂直になる面に取り付けられる膜材１２の張力によって、その展開状態が維持されるように、展開構造物１Ｃは構成されればよい。
【００８１】
図１６は、展開構造物１の他の例として、平面上で（２方向に）拡大可能な展開構造物１Ｄを例示する。展開構造物１Ｄの形状は、同じ折り畳み方向に向けた複数の基本単位を平面上で連結することで、形成される。連結させる基本単位の数は、特に限定されず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。図１６に示されるように、当該展開構造物１Ｄは、連結する基本単位の数を増やすことで、平面上で（２方向に）自在に拡大することができる。
【００８２】
図１７は、展開構造物１の他の例として、３次元空間上で（３方向に）拡大可能な展開構造物１Ｅを例示する。展開構造物１Ｅの形状は、ｘｙ平面に基本単位Ｕｚを並べて、隣接する基本単位Ｕｚのｙ軸方向の間に基本単位Ｕｘを配置し、隣接する基本単位Ｕｚのｘ軸方向の間に基本単位Ｕｙを配置した平面構造をｚ軸方向に単位構造の半個分ずらして重ねていくことで、形成される。連結させる基本単位の数は、特に限定されず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。図１７に示されるように、当該展開構造物１Ｅは、連結する基本単位の数を増やすことで、３次元空間上で（３方向に）自在に拡大することができる。
【００８３】
図１８は、展開構造物１の他の例として、３次元空間上で（３方向に）拡大可能な展開構造物１Ｆを例示する。展開構造物１Ｆの形状は、折り畳み方向の軸を水平方向に１２０度ずつずらした３つの基本単位を連結することで、形成される。この３つの基本単位で形成される展開構造物１Ｆは、水平な方向に連結することで、平面構造を形成することができる。また、このように形成される平面構造は、展開構造物１Ｆ半個分ずらして、各基本単位の折り畳み方向の軸とは垂直な方向に、複数個連結することができる。従って、図１８で示される当該展開構造物１Ｆを用いれば、３次元空間上で（３方向に）自在に拡大することができる構造物を形成することができる。
【００８４】
展開構造物１Ｃ〜１Ｆで例示した連結方法を利用すれば、任意の形状の展開構造物１を形成することが可能である。すなわち、空間を充填するように上記基本単位を任意の形状に配置することで、当該任意の形状の展開構造物１を形成することが可能である。これにより、様々な用途に合わせて、展開構造物１の形状を形成することができる。例えば、被災地、戦地、紛争地域等での簡易シェルタとして用いることができるように、本実施形態に係る展開構造物１の形状を形成することができる。
【００８５】
なお、これら展開構造物１Ａ〜１Ｆは、第１の折り畳み方及び第２の折り畳み方のいずれかを部分毎に適宜適用されることで、折り畳まれる。例えば、ｙ軸方向に第２の折り畳み方を適用することで、展開構造物１Ｃを折り畳むことが可能である。
【００８６】
＜展開構造物の形状＞
上記では、空間を充填するように１つ以上の基本単位を配置することで、展開構造物１が形成可能であることを説明した。しかしながら、展開構造物１を形成する方法は、このような方法に限らず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、展開構造物１は、複数の単位構造部２によって偶数個の三角形で覆われた閉曲面に形成されてもよい。この場合、隣接する２つの三角形で形成される四角形の面が各単位構造部２に対応する。このような方法でも上記展開構造物１Ａ〜１Ｆを形成することができる。また、この方法によって、図１９で例示されるような展開構造物１Ｇが形成されてもよい。
【００８７】
図１９は、展開構造物１の他の例として、正２０面体に形成された展開構造物１Ｇを例示する。図１９で例示されるように、展開構造物１Ｇは２０個の三角形で覆われた閉曲面（正２０面体）に形成されており、各単位構造部２は隣接する三角形で形成された四角形の面に対応している。すなわち、この展開構造物１Ｇは、１０個の単位構造部２によって構成されている。このように、偶数個の三角形で覆われる閉曲面を構成し、構成した閉曲面に含まれる隣接する三角形を個々の単位構造部２に対応させることで、展開構造物１は形成されてもよい。これによって、さまざまな形状の展開構造物１を形成することが可能である。
【００８８】
＜隣接する単位構造部の連結＞
上記実施形態に係る展開構造物１に含まれる隣接する単位構造部２において連結されている辺は共通する棒材１１によって構成されている。しかしながら、上述のとおり、隣接する単位構造部２において連結される辺は別個の棒材１１によって形成されてもよい。この場合に、以下の図２０Ａ・図２０Ｂで例示される方法及び図２１Ａ・図２１Ｂで例示される方法の少なくとも一方を利用することで、隣接する単位構造部２の辺を構成する棒材１１は連結されてよい。
【００８９】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、隣接する単位構造部２の棒材１１を連結する方法を例示する。図２０Ａは連結前の棒材１１の状態を例示し、図２０Ｂは連結後の棒材１１の状態を例示する。図２０Ａ及び図２０Ｂに例示されるように、展開構造物１は、隣接する単位構造部２の辺を構成する棒材１１を連結する連結部材２０を備えてもよい。なお、連結部材２０の構成は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。以下では一例を説明する。
【００９０】
図２０Ａ及び図２０Ｂで例示される連結部材２０は、一対の支持部材（２１、２２）を備えている。説明の便宜のため、この一対の支持部材（２１、２２）をそれぞれ第１支持部材２１及び第２支持部材２２と称する。図２０Ａ及び図２０Ｂで例示される第１支持部材２１及び第２支持部材２２は、隣接する単位構造部２の２つの棒材１１を挟持することで、これら２つの棒材１１を連結する。そのため、第１支持部材２１及び第２支持部材２２それぞれの対向する面は、これら２つの棒材１１に対応する形状に形成されている。
【００９１】
更に、第１支持部材２１及び第２支持部材２２はそれぞれ、対向する方向に貫通する開口（２１０、２２０）を備えている。この開口（２１０、２２０）にネジ２３を挿通させてナット２４でネジ留めすることで、図２０Ｂで例示されるように、隣接する単位構造部２の２つの棒材１１は、第１支持部材２１及び第２支持部材２２によって挟持された状態で、連結される。このように、隣接する単位構造部２の棒材１１は連結部材２０によって連結されてもよい。なお、上記第１支持部材２１及び第２支持部材２２は、ネジ２３ではなく、磁石等によって連結されてもよい。
【００９２】
また、図２１Ａ及び図２１Ｂで例示されるような方法で、隣接する単位構造部２の棒材１１は連結されてもよい。図２１Ａ及び図２１Ｂは、隣接する単位構造部２の棒材１１を連結する他の方法を例示する。図２１Ａは連結前の棒材１１の状態を例示し、図２１Ａは連結後の棒材１１の状態を例示する。図２１Ａ及び図２１Ｂで例示されるように、隣接する単位構造部２の辺を構成する棒材１１は互いに連結可能な形状で形成されてもよい。
【００９３】
なお、互いに連結可能な形状の一例として、図２１Ａ及び図２１Ｂでは、一方の棒材１１が軸方向に沿って凸形状になっており、他方の棒材１１が軸方向に沿って凹形状になっている。これにより、凸形状の棒材１１を凹形状の棒材１１に嵌合させることで、隣接する２つの棒材１１を互いに連結することができる。互いに連結可能な形状はこのような形状に限らず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。棒材１１は、例えば、図２２Ａ〜図２２Ｅで例示されるような形状であってもよい。
【００９４】
図２２Ａ〜図２２Ｅは、隣接する単位構造部２の棒材１１を連結する他の方法を例示する。なお、説明の便宜のため、図２２Ａ〜図２２Ｅで例示される、連結される２つの棒材１１をそれぞれ第１棒材１１Ｃ及び第２棒材１１Ｄと称する。図２２Ａ〜図２２Ｅで例示される２つの棒材（１１Ｃ、１１Ｄ）はそれぞれ軸方向に中空となっている。
【００９５】
第１棒材１１Ｃには、図２２Ａで例示されるように、中空部から径方向に貫通する鍵穴状の凹部２５が設けられている。凹部２５は、円形の挿入穴２５Ａと、挿入穴２５Ａよりも軸回りの長さが短い矩形状の挿通部２５Ｂと、を含んでいる。これに対して、第２棒材１１Ｄには、図２２Ｂで例示されるように、径方向に伸びる凸部２６が設けられている。凸部２６は、第２棒材１１Ｄの外周壁から径方向に伸びる円柱状の軸部２６Ａと、軸部２６Ａよりも径の長い円形板２６Ｂと、を含んでいる。
【００９６】
この２つの棒材（１１Ｃ、１１Ｄ）を連結するためには、利用者は、図２２Ｃ及び図２２Ｄで例示されるように、第２棒材１１Ｄの円形板２６Ｂを、第１棒材１１Ｃの挿入穴２５Ａに通して、第１棒材１１Ｃの中空部に挿入する。円形板２６Ｂの径は、円形板２６Ｂが挿入穴２５Ａを通過できるように、挿入穴２５Ａの径よりも短くなっている。
【００９７】
そして、利用者は、図２２Ｅで例示されるように、第２棒材１１Ｄの軸部２６Ａが第１棒材１１Ｃの挿通部２５Ｂを挿通するように、第２棒材１１Ｄを第１棒材１１Ｃに対して相対的に移動させる。軸部２６Ａの径は、軸部２６Ａが挿通部２５Ｂを軸方向に通過できるように、挿通部２５Ｂの軸周りの長さよりも短くなっている。また、円形板２６Ｂの径は、挿通部２５Ｂを通って中空部から外側に抜け出さないように、挿通部２５Ｂの軸周りの長さよりも長くなっている。そのため、この円形板２６Ｂが抜け止めとして機能させて、第１棒材１１Ｃと第２棒材１１Ｄとを連結することができる。隣接する単位構造部２の棒材１１を連結するために、各棒材１１は、これらのような形状であってもよい。
【００９８】
更に、棒材１１が磁石等の互いに接合可能な材料で形成されることで、隣接する棒材１１が連結されてもよい。このように、隣接する棒材１１を連結する方法は、実施の形態に応じて適宜選択されてもよい。また、上記で例示される連結方法を複数採用されて、隣接する棒材１１が連結されてもよい。
【００９９】
以上のように、棒材１１を連結する方法を利用すれば、隣接する単位構造部２が別個の棒材１１で形成される場合であっても、展開構造物１を形成することが可能になる。そのため、展開構造物１を形成する態様の自由度を高めることができる。なお、隣接する単位構造部２において連結する辺が別個の棒材１１で形成されるのは、例えば、複数の展開構造物を連結することで１つの展開構造物を形成する場合、個々の単位構造部２が個別に作成される場合、等である。
【０１００】
＜接合部＞
上記実施形態では、ボルト１００とナット１０４とによって構成される接合部１０を例示した。しかしながら、接合部１０は、このような例に限らなくてもよく、実施の形態に応じて適宜設計されてもよい。接合部１０は、例えば、図２３Ａ〜図２３Ｃで例示されるように構成されてもよい。
【０１０１】
図２３Ａ〜図２３Ｃは、展開構造物１の接合部１０の他の例を示す。この例では、展開構造物１の棒材１１は、軸方向に貫通する貫通孔１１０を有するパイプ状の部材で構成される。この場合、棒材１１は、例えば、アルミ等の金属製パイプ、樹脂製パイプ等であってよい。そして、図２３Ａ〜図２３Ｃの例では、この棒材１１の貫通孔１１０は、紐状の弾性部材３０が挿通している。
【０１０２】
弾性部材３０は、伸縮性のある紐状の部材であればよく、例えば、ゴム、バネ等である。弾性部材３０は、図２３Ａ及び図２３Ｂで例示されるように棒材１１の貫通孔１１０に挿通して、棒材１１が互いに可動するように、当該棒材１１の端部同士を接合する。なお、上記の展開構造物１の上下方向の頂点となる接合部１０のように、３つ以上の棒材１１の端部を接合する場合がある。このような場合は、例えば、図２３Ｃで例示されるように、隣接する棒材１１の貫通孔１１０に弾性部材３０を挿通させることで、３つ以上の棒材１１の端部を接合することができる。
【０１０３】
このように、弾性部材３０によって接合部１０を形成した場合、各棒材１１の端部は、一点で固定されず、弾性部材３０が伸びる分だけ離間することができる。すなわち、図２３Ｂで例示されるように弾性部材３０の弾性力によって接合されている各棒材１１の端部を、棒材１１を引っ張ることによって、図２３Ａで例示されるように各棒材１１の端部を離間させることができる。そのため、展開構造物１を折り畳む際に、この展開構造物１に含まれる棒材１１の間の長さを調節することができるようになる。これによって、展開構造物１を折り畳む際に棒材１１を移動させる自由度が高まるため、展開構造物１をよりコンパクトに折り畳むことが可能になる。
【符号の説明】
【０１０４】
１（１Ａ〜１Ｇ）…展開構造物、２（２Ａ〜２Ｃ）…単位構造部、３…屈折フレーム、
１０（１０Ａ〜１０Ｃ）…接合部、１１（１１Ａ〜１１Ｄ）…棒材、
１２（１２Ａ〜１２Ｃ）…膜材、
２０…連結部材、
２１…第１支持部材、２２…第２支持部材、２３…ネジ、２４…ナット、
３０…弾性部材、１１０…貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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