(57)【要約】【課題】少ない種類の部品のみで容易且つ安価に製造できる球面状構造体及びこの球面状構造体を組み立てるのに用いる三方向結合部材を提供すること。【解決手段】三方向に向けて突出するアーム部１１，１３，１５のそれぞれの先端面を取付面とした同一形状の一種類の複数個（６０個）の三方向結合部材１０を用意し、隣り合う三方向結合部材１０の各取付面同士を接合していくことで球面状構造体１００を形成する。三方向結合部材１０の三つの取付面は、各取付面に垂直な直線の延長線が一点で交わるとともに交わった直線間の相互の角度がそれぞれ１０８°、１２０°、１２０°となるように形成されている。【選択図】　　　図２
2004003556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三方向に向けてそれぞれ取付面を有する同一形状の複数個の三方向結合部材を具備し、隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合していくことで形成されることを特徴とする球面状構造体。
【請求項２】
三方向に向けてそれぞれ取付面を有する複数個の三方向結合部材を具備し、この三方向結合部材に設けた三つの取付面は、各取付面に垂直な直線の延長線が一点で交わるとともに交わった直線間の相互の角度がそれぞれ１０８°、１２０°、１２０°となるように形成されており、
隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合していくことで形成されることを特徴とする球面状構造体。
【請求項３】
前記三方向結合部材はその三つの取付面が相互に三つの辺で接合する形状であり、隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合すると同時に前記各辺も隣り合う三方向結合部材の辺と接合させることを特徴とする請求項２記載の球面状構造体。
【請求項４】
前記三方向結合部材は前記三つの辺を延長して一点で交わる頂点を具備する形状であり、隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合すると同時に前記各辺も隣り合う三方向結合部材の辺と接合させることで中実な略球体としたことを特徴とする請求項３記載の球面状構造体。
【請求項５】
三方向に向けてそれぞれ取付面を有し、前記三つの取付面が、各取付面に垂直な直線の延長線が一点で交わるとともに交わった直線間の相互の角度がそれぞれ１０８°、１２０°、１２０°となるように形成されていることを特徴とする三方向結合部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球面状構造体及びこの球面状構造体を組み立てるのに用いる三方向結合部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例えば置物等の装飾品や建築物等の分野には、多数の棒部材を多数のジョイントで連結していくことで形成される球面状構造体があった。しかしながらこの種従来の球面状構造体は構造が複雑であり、また一つの球面状構造体を構成するのに複数種類の寸法形状の棒部材やジョイント等の部品を用意しなければならず、これらのことから部品点数が増加するばかりか、組み立て作業も煩雑であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、少ない種類の部品のみで容易且つ安価に製造できる球面状構造体及びこの球面状構造体を組み立てるのに用いる三方向結合部材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は多面体からなる球面状構造体が、図１に示すサッカーボール形状のように、１２面の正五角形と２０面の正六角形から構成されることに着目し、球面状構造体を構成することとした。即ち図１からわかるようにこの球面状構造体は、正五角形の５辺にそれぞれ正六角形が接続される構造となっており、従って各頂点の形状は何れの頂点においても同一形状で、また各辺の長さも全て同一である。この点に着目した本願発明者は、各頂点に相当する部分に所定形状の一種類の三方向結合部材を設置してこの三方向結合部材同士を相互に結合することで、略球面状の球面状構造体を構成した。
【０００５】
即ち本発明にかかる球面状構造体は、三方向に向けてそれぞれ取付面を有する同一形状の複数個の三方向結合部材を具備し、隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合していくことで形成されることを特徴とする。この三方向結合部材は一種類（同一寸法形状）であり、この三方向結合部材を複数個接合していくことで球面状構造体が構成できる。
【０００６】
また本発明にかかる球面状構造体は、三方向に向けてそれぞれ取付面を有する複数個の三方向結合部材を具備し、この三方向結合部材に設けた三つの取付面は、各取付面に垂直な直線の延長線が一点で交わるとともに交わった直線間の相互の角度がそれぞれ１０８°、１２０°、１２０°となるように形成されており、隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合していくことで形成されることを特徴とする。
【０００７】
ここで前記三方向結合部材を、その三つの取付面が相互に三つの辺で接合する形状で構成すれば、隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合すると同時に前記各辺も隣り合う三方向結合部材の辺と接合することで、表面に穴のない略球面形状の構造体を形成することができる。
【０００８】
また前記三方向結合部材を前記三つの辺を延長して一点で交わる頂点を具備する形状とし、隣り合う三方向結合部材の各取付面同士を接合すると同時に前記各辺も隣り合う三方向結合部材の辺と接合すれば、中実な略球体を形成することができる。
【０００９】
また本発明にかかる三方向結合部材は、三方向に向けてそれぞれ取付面を有し、前記三つの取付面が、各取付面に垂直な直線の延長線が一点で交わるとともに交わった直線間の相互の角度がそれぞれ１０８°、１２０°、１２０°となるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は本発明の一実施形態にかかる球面状構造体１００の全体概略図である。同図に示すようにこの球面状構造体１００は、同一寸法形状の三方向結合部材１０を６０個具備し、各三方向結合部材１０に設けた三つのアーム部１１，１３，１５の先端面である取付面１１ａ，１３ａ，１５ａ（図３参照）同士を面接触するように接合していくことで構成されている。球面状構造体１００には１２個の正五角形と２０個の正六角形の穴１９が形成される。
【００１１】
図３は前記三方向結合部材１０の拡大斜視図である。同図に示すように三方向結合部材１０は、中央から外方に向けて３つのアーム部１１，１３，１５を突出し、各アーム部１１，１３，１５の先端面を取付面１１ａ，１３ａ，１５ａとして構成されている。各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａの中央にはそれぞれ固定棒５０を嵌合する寸法形状の円柱状の凹部からなる固定部１７が設けられている。そしてこれら３つの取付面１１ａ，１３ａ，１５ａは、各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａに垂直な直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の延長線が一点Ａで交わるとともに交わった直線間の相互の角度θ１，θ２，θ３がそれぞれθ１＝１２０°、θ２＝１２０°、θ３＝１０８°となるように形成されている。この三方向結合部材１０の場合、各固定部１７の中心軸が直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と一致するように構成している。
【００１２】
更に詳細に説明すれば図４に示すように、前記直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって点Ａを頂点とする三角錐（ＡＢＣＤ）を形成した場合、角度θ３＝１０８°となる面（ＡＢＤ）と、線分（ＡＣ）との交叉角θ４が、θ４＝１４８°１８′となるように各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａが形成されている。
【００１３】
そして同一寸法形状の一種類の前記三方向結合部材１０を６０個と、同一寸法形状の一種類の固定棒５０（図３参照）を９０個用意し、図５に示すように各連結棒５０の両端を三方向結合部材１０の各固定部１７に嵌合して隣り合う三方向結合部材１０の各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａ同士を接合・固定してゆけば、図２に示すような三方向結合部材１０による球面状構造体１００が形成できる。この球面状構造体１００は、小型の置物等の装飾用品としてそのまま利用したり、大型のドーム形状の建築物の骨格として利用したりできる。なお製造しようとする球面状構造体１００が完全な球体でない場合は、その分、三方向結合部材１０と固定棒５０の個数は減少する。
【００１４】
上記実施形態では各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａ同士を接合・固定するために連結棒５０を用いたが、単に各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａ同士を接着材等を用いて直接接合・固定すれば、連結棒５０が不要になって一種類の三方向結合部材１０のみで球面状構造体１００を構成できる。三方向結合部材１０は構造が簡単であり、装飾用等の小型のものであれば、三方向スライド方式の金型により容易に精密に安価に鋳造できる。
【００１５】
図６は本発明の他の実施形態にかかる三方向結合部材１０−２を示す斜視図である。同図に示す三方向結合部材１０−２は、前記図３に示す三方向結合部材１０の三つの取付面１１ａ，１３ａ，１５ａをそのまま拡大して、三つの取付面１１ａ，１３ａ，１５ａが相互に三つの辺２１，２３，２５で接合する形状として構成されている。このように構成すれば、隣り合う三方向結合部材１０−２の各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａ同士を接合すると同時に隣り合う三方向結合部材１０−２の各辺２１，２３，２５同士も接合して一体に固定（接着材で直接固定したり、連結棒等の機械的固定手段で固定する）することができ、これによって図７に示すように、表面に穴のない略球面形状の球面状構造体１００−２を構成することができる。
【００１６】
図８は本発明のさらに他の実施形態にかかる三方向結合部材１０−３を示す斜視図である。同図に示す三方向結合部材１０−３は、前記図６に示す三方向結合部材１０−２の三つの辺２１，２３，２５を延長して一点で交わる頂点２７を設けた形状に構成されている。従って全体としては略三角錐形状になる。このように構成すれば、隣り合う三方向結合部材１０−３の各取付面１１ａ，１３ａ，１５ａ同士を接合すると同時に隣り合う三方向結合部材１０−３の各辺２１，２３，２５同士も接合して一体に固定（接着材で直接固定したり連結棒等の機械的固定手段で固定する）することができ、これによって図７に示すように、表面に穴がなく且つ中実な略球体形状の球面状構造体１００−３（外部から見れば球面状構造体１００−２と同一形状）を形成することができる。
【００１７】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、独特の外形形状を有する球面状構造体を、少ない種類の部品のみで（例えば一種類の部品のみで）容易且つ安価に製造できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】多面体からなる球面状構造体を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる球面状構造体１００の全体概略図である。
【図３】三方向結合部材１０の拡大斜視図である。
【図４】直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の位置関係の説明図である。
【図５】三方向結合部材１０の接続・固定構造の要部拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかる三方向結合部材１０−２を示す斜視図である。
【図７】球面状構造体１００−２，１００−３の全体概略図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる三方向結合部材１０−３を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００　球面状構造体
１０　三方向結合部材
１１，１３，１５　アーム部
１１ａ，１３ａ，１５ａ　取付面
１７　固定部
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３　直線
Ａ　点
５０　固定棒
１０−２，１０−３　三方向結合部材
１００−２，１００−３　球面状構造体
２１，２３，２５　辺
２７　頂点
【図１】
2004003556.tif 000003
【図２】
2004003556.tif 000004
【図３】
2004003556.tif 000005
【図４】
2004003556.tif 000006
【図５】
2004003556.tif 000007
【図６】
2004003556.tif 000008
【図７】
2004003556.tif 000009
【図８】
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