(57)【要約】【課題】本発明の目的は、内部空間をより有効に利用可能な展開構造物を提供することである。【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、各々の単位構造部に配置される複数の紐状の弾性部材と、複数の弾性部材から矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように複数の弾性部材を連結する剛性部材と、を備える。各々の単位構造部は、複数の弾性部材から発生する矩形構造の２つの対角線方向の張力のつり合いに起因して各々の単位構造部の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って内部空間が形成されるように構成され、複数の弾性部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折り畳み可能に構成される。【選択図】図１
2016023501.tif 000002
【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、
前記矩形構造内に交差する地点を形成可能に、当該各々の単位構造部に配置される複数の紐状の弾性部材と、
前記複数の弾性部材の交差する地点に配置され、前記複数の弾性部材から前記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、前記複数の弾性部材を連結する剛性部材と、を備え、
前記各々の単位構造部は、前記複数の弾性部材から発生する前記矩形構造の２つの対角線方向の張力のつり合いに起因して前記各々の単位構造部の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って内部空間が形成されるように構成され、
前記複数の弾性部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】
前記複数の紐状の弾性部材は、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】
前記剛性部材は、前記複数の紐状の弾性部材を巻き取る又は繰り出すことで、前記各弾性部材から発生する張力の大きさを変更可能に構成される、
請求項１から６のいずれか１項に記載の展開構造物。
【請求項８】
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、伸縮性を有する紐状の接合部材、を更に備える、
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８のいずれか１項に記載の展開構造物。
【請求項１０】
棒材と、
紐状の弾性部材と、
剛性部材と、を備える、
展開構造物を作製するための展開構造物作製キットであって、
前記棒材、前記弾性部材及び前記剛性部材によって作製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、
前記矩形構造内に交差する地点を形成可能に、前記複数の単位構造部の各々に複数の前記弾性部材が配置され、
前記剛性部材が、前記複数の弾性部材の交差する地点に配置され、前記複数の弾性部材から前記矩形構造の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弾性部材を連結することで、
前記複数の単位構造部の各々は、前記複数の弾性部材から発生する前記矩形構造の２つの対角線方向の張力のつり合いに起因して前記各々の単位構造部の展開した状態を維持することで、前記複数の単位構造部によって内部空間を形成するように構成され、
前記複数の弾性部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、
展開構造物作製キット。
【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の中央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、内部空間をより有効に利用可能な展開構造物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。また、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、前記矩形構造内に交差する地点を形成可能に、当該各々の単位構造部に配置される複数の紐状の弾性部材と、前記複数の弾性部材の交差する地点に配置され、前記複数の弾性部材から前記矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、前記複数の弾性部材を連結する剛性部材と、を備える。そして、前記各々の単位構造部は、前記複数の弾性部材から発生する前記矩形構造の２つの対角線方向の張力のつり合いに起因して前記各々の単位構造部の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って内部空間が形成されるように構成され、前記複数の弾性部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、矩形構造内に交差する地点を形成可能に複数の紐状の弾性部材が配置される。そして、当該複数の弾性部材の交差する地点に剛性部材が配置され、この剛性付部材は、当該複数の弾性部材から矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生させるように、当該複数の弾性部材を連結する。これにより、当該展開構造物は、当該複数の弾性部材から発生する張力のつり合いによって展開した状態を維持することができ、当該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折り畳むことができる。
【００１１】
したがって、本発明の一側面に係る展開構造物では、内部空間の中央を上下方向に通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弾性部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、内部空間をより有効に利用可能な展開構造物を提供することができる。
【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を形成できるようになるため、展開構造物を容易に拡大及び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複数の紐状の弾性部材は、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弾性部材を単位構造部に取り付ける場合に、弾性部材を容易に取り付けることができる。
【００１７】
また、上記展開構造物の上記剛性部材は、上記複数の紐状の弾性部材を巻き取る又は繰り出すことで、上記各弾性部材から発生する張力の大きさを変更可能に構成されてもよい。当該構成によれば、弾性部材に取り付けられる剛性部材によって、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できる。
【００１８】
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、伸縮性を有する紐状の接合部材、を更に備えてもよい。当該構成によれば、伸縮性を有する接合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変化させることができる。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できる。
【００１９】
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できる。
【００２０】
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、紐状の弾性部材と、剛性部材と、を備える。そして、前記棒材、前記弾性部材及び前記剛性部材によって作製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、前記矩形構造内に交差する地点を形成可能に、前記複数の単位構造部の各々に複数の前記弾性部材が配置され、前記剛性部材が、前記複数の弾性部材の交差する地点に配置され、前記複数の弾性部材から前記矩形構造の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弾性部材を連結することで、前記複数の単位構造部の各々は、前記複数の弾性部材から発生する前記矩形構造の２つの対角線方向の張力のつり合いに起因して前記各々の単位構造部の展開した状態を維持することで、前記複数の単位構造部によって内部空間を形成するように構成され、前記複数の弾性部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、内部空間をより有効に利用可能な展開構造物を提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、内部空間をより有効に利用可能な展開構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施の形態に係る展開構造物を模式的に例示する斜視図である。
【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）を模式的に例示する。
【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つの屈折フレームを連結した状態を模式的に例示する斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態に係る３つの屈折フレームを連結した状態を模式的に例示する正面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、実施の形態に係る３つの屈折フレームを連結した状態を模式的に例示する背面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、実施の形態に係る３つの屈折フレームを連結した状態を模式的に例示する平面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、実施の形態に係る３つの屈折フレームを連結した状態を模式的に例示する右側面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、実施の形態に係る３つの屈折フレームを連結した状態を模式的に例示する左側面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態に係る単位構造部に弾性部材及び剛性部材を取り付ける場面を模式的に例示する。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態に係る単位構造部を模式的に例示する。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態に係る剛性部材の構造を模式的に例示する。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態に係る展開構造物を模式的に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模式的に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模式的に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模式的に例示する右側面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、実施の形態に係る展開構図物を模式的に例示する左側面図である。
【図７】図７は、実施の形態に係る展開構造物の弾性部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１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態に係る展開構造物を第１の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態に係る展開構造物を第１の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施の形態に係る展開構造物を第１の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、実施の形態に係る展開構造物を第１の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、実施の形態に係る展開構造物を第１の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態に係る展開構造物を第２の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施の形態に係る展開構造物を第２の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、実施の形態に係る展開構造物を第２の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、実施の形態に係る展開構造物を第２の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、実施の形態に係る展開構造物を第２の折り畳み方法で折り畳む過程を例示する。
【図１２】図１２は、弾性部材を取り付ける方法の変形例を模式的に示す。
【図１３Ａ】図１３Ａは、展開構造物の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、展開構造物の変形例を模式的に示す平面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、展開構造物の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、展開構造物の変形例を模式的に示す平面図である。
【図１５】図１５は、展開構造物の変形例を模式的に示す。
【図１６】図１６は、展開構造物の変形例を模式的に示す。
【図１７Ａ】図１７Ａは、展開構造物の変形例を模式的に示す分解斜視図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、展開構造物の変形例を模式的に示す。
【図１８】図１８は、展開構造物の変形例を模式的に示す。
【図１９】図１９は、展開構造物の変形例を模式的に示す。
【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。
【図２４Ａ】図２４Ａは、剛性部材の変形例を模式的に例示する。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、剛性部材の変形例を模式的に例示する。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、変形例に係る剛性部材の歯車部分を例示する。
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、変形例に係る剛性部材が弾性部材を巻き取る場面を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
§１  構成例
［構成例］
まず、図１を用いて、本実施形態に係る展開構造物１の構成例を説明する。図１は、本実施形態に係る展開構造物１を例示する。図１では、展開した状態の展開構造物１が例示されている。図１に示されるように、当該展開構造物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、当該展開構造物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することができる。
【００２５】
図１に例示される本実施形態に係る展開構造物１は、６本の棒材１１によって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、双三角錐状に限定されず、実施の形態に応じて適宜選択可能である。なお、以下の説明では、説明の便宜のため、図のｘ軸方向を「左右方向」、図のｙ軸方向を「前後方向」、図のｚ軸方向を「上下方向」とも称する。
【００２６】
この展開構造物１は、矩形構造を有する単位構造部２を３つ備えている。図１で例示される展開構造物１では、双三角錐における上下方向（図のｚ軸方向）の２つの面で形成される矩形部分が１つの単位構造部２に対応する。ただし、展開構造物１が備える単位構造部２の数は、３つに限定される訳ではなく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【００２７】
図１で例示されるように、各単位構造部２は、４本の棒材１１、４本の紐状の弾性部材１２及び１つの剛性部材１３で構成されている。各単位構造部２は４本の棒材１１で構成される４つの辺を有しており、隣接する単位構造部２の辺同士は互いに連結されている。具体的には、隣接する単位構造部２の辺同士は、共通の棒材１１によって構成されることで、互いに連結されている。これにより、展開構造物１に用いる棒材１１の本数を少なくし、軽量化を図ることができる。本実施形態では、上述のとおり、展開構造物１を６本の棒材１１によって組み立てることができる。
【００２８】
また、各単位構造部２には、矩形構造内に交差する地点を形成可能に、４本の弾性部材１２が配置されている。具体的には、各弾性部材１２の一端部は各接合部１０に接続しており、各弾性部材１２は矩形構造の各対角線方向に沿って延びている。これにより、４本の弾性部材１２は、矩形構造の中央付近で交差する地点を形成可能に構成されている。
【００２９】
更に、この４本の弾性部材１２の交差する地点には、剛性部材１３が配置されている。この剛性部材１３には、各弾性部材１２の他端部が接続している。これによって、剛性部材１３は、矩形構造の２つの対角線方向に張力を発生するように、４本の弾性部材１２を連結している。
【００３０】
そして、展開構造物１は、この４本の弾性部材１２から発生する対角線方向の張力のつり合いに起因して各単位構造部２の展開した状態が維持されることで、３つの単位構造部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、４本の弾性部材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、各単位構造部２を折り畳むことができるように構成される。
【００３１】
これにより、本実施形態に係る展開構造物１の展開状態は、内部空間の中央を上下方向に通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に取り付けられる４本の弾性部材１２の張力によって維持される。そのため、本実施形態によれば、内部空間をより有効に利用可能な展開構造物を提供することができる。
【００３２】
なお、棒材１１の材料は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、棒材１１には、金属パイプ、樹脂パイプ等が用いられてもよい。ただし、展開構造物１の展開状態は、弾性部材１２の張力により維持される。そのため、棒材１１は比較的に軽量であることが好ましい。また、各棒材１１の長さは、同じであってもよいし、展開構造物１の展開及び折り畳みが可能な程度の互いに異なっていてもよい。各棒材１１の長さは、実施の形態に応じて適宜設定可能である。
【００３３】
また、弾性部材１２には、伸縮性を有し、展開構造物１の展開状態を維持可能な程度に張力を発生させることのできる材料であれば、いかなる材料が用いられてもよい。例えば、弾性部材１２は、ゴム、バネ等であってもよい。また、弾性部材１２の材料として、シリコン、樹脂等が用いられてもよい。更に、ゴム、ビニール等で作製された、空気を密封可能な風船状の部材又はそれを複数連結したものを弾性部材１２として利用してもよい。
【００３４】
また、剛性部材１３には、伸縮性を持たない又は伸縮性が比較的に弱い材料であれば、いかなる材料が用いられてもよい。例えば、剛性部材１３には、プラスチック、硬化ゴム、木片、石、コンクリート片、ガラス、布片、軽金属材料、樹脂材料等が用いられてもよい。また、剛性部材１３の形状は、適宜選択可能であり、例えば、球状、平板状等であってもよい。なお、剛性部材１３は、各弾性部材１２の張力によって支持されるため、比較的に軽量であることが好ましい。
【００３５】
［組立方法］
次に、図２〜図６Ｅを用いて、本実施形態に係る展開構造物１の組立方法の一例を説明する。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３を用いることで容易に理解することができる。そこで、以下では、屈折フレーム３を一単位として用いて、展開構造物１を組み立てる方法を説明する。ただし、以下の説明は、展開構造物１が屈折フレーム３によって構成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３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と１つの接合部１０とで構成されている。具体的には、２つの棒材１１の端部同士を互いに稼動するように接合部１０で接合することにより、屈折フレーム３は形成される。接合部１０は、展開構造物１の展開及び折り畳みの際に、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。本実施形態に係る接合部１０には、例えば、図３で例示する構造が用いられてもよい。
【００３７】
図３は、本実施形態に係る接合部１０を例示する。図３に示されるように、本実施形態に係る接合部１０は、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を含んでいる。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、この２つの開口部１０３それぞれにボルト１００を通し、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とを締結することで、当該２つの棒材１１を接合することができる。なお、ボルト１００と開口部１０３との間及びナット１０４と開口部１０３との間にはそれぞれ、開口部１０３に近い順に、ボルト１００及びナット１０４の緩みを防止するための平座金１０２及びばね座金１０１が嵌め込まれている。
【００３８】
本実施形態に係る展開構造物１を組み立てるためには、このような屈折フレーム３を３つ作製する。そして、３つの屈折フレーム３を、その両端部をそれぞれ共有するように接合する。これによって、図４Ａ〜図４Ｆに例示されるように、展開構造物１の骨組みを形成することができる。
【００３９】
図４Ａ〜図４Ｆは、３つの屈折フレーム３を接合した状態を模式的に例示する。図４Ａは、３つの屈折フレーム３を連結し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を連結し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を連結し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を連結し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を連結した状態を例示する右側面図である。また、図４Ｆは、３つの屈折フレーム３を連結した状態を例示する左側面図である。
【００４０】
図４Ａ〜図４Ｆ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）を通る軸がｚ軸として描かれている。そして、図４Ａ〜図４Ｆでは、３つの屈折フレーム３のうちの１つの屈折フレーム３（図４Ｄの上側の屈折フレーム３）を通る軸がｙ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〜図４Ｆにおいて、ｙ軸に関して対称な図形として描かれている。
【００４１】
更に、このように形成した展開構造物１の骨組みにおいて、各屈折フレーム３の間に４本の弾性部材１２及び１つ剛性部材１３を取り付けることで、３つの単位構造部２を形成することができ、これにより、本実施形態に係る展開構造物１の組み立てが完了する。これについて、図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。
【００４２】
図５Ａは、図４Ａ〜図４Ｆで例示した展開構造物１の骨組みに弾性部材１２及び剛性部材１３を取り付ける様子を例示する。図５Ａに例示されるように、隣接する２つの屈折フレーム３により形成される矩形構造は、単位構造部２の骨組みとして取り扱うことができる。すなわち、図５Ａで例示される展開構造物１では、３つの屈折フレーム３によって３つの単位構造部２の骨組みが形成される。この３つの単位構造部２の骨組みそれぞれに、４本の弾性部材１２の一端部を剛性部材１３により連結することで形成されるユニットを取り付けることで、単位構造部２を形成することができる。
【００４３】
図５Ｂは、これにより形成される単位構造部２の状態を例示する。各弾性部材１２の一端部は各接合部１０に連結されており、各弾性部材１２の他端部は剛性部材１３に連結されている。そして、各弾性部材１２は、伸縮性を有しており、張力を発揮する状態で取り付けられている。これによって、単位構造部２の矩形構造の対角線方向に沿う張力が各弾性部材１２から発生する。具体的には、後述する図７で例示されるように、各対角線方向では、互いに対向する向きに各張力が発生する。なお、各弾性部材１２の連結方法は、実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、各弾性部材１２は、図５Ｃで例示される方法で、各接合部１０又は剛性部材１３と連結してもよい。
【００４４】
図５Ｃは、本実施形態に係る剛性部材１３の構造を例示する。本実施形態に係る剛性部材は、２つの半球片（１３１、１３２）を組み合わせることで、球状に形成されるようになっている。２つの半球片（１３１、１３２）には、上下に貫通する貫通孔１３８が設けられている。この貫通孔１３８の一方の開口からネジ１３５を通し、反対側の開口側でワッシャー１３６及びナット１３７でネジ留めすることで、２つの半球片（１３１、１３２）は固定される。
【００４５】
各半球片（１３１、１３２）の対向する面には、各弾性部材１２の端部を固定するための固定溝１３４が設けられている。この固定溝１３４を利用して各弾性部材１２は剛性部材１３連結される。具体的には、各弾性部材１２の端部には、円筒状のインサート部材１３３が取り付けられている。インサート部材１３３は、周方向に２つに分割可能となっている。すなわち、インサート部材１３３は、断面円弧状の２つのインサート片（１３３ａ、１３３ｂ）を組み合わせることで形成される。
【００４６】
各インサート片（１３３ａ、１３３ｂ）には、両インサート片（１３３ａ、１３３ｂ）を組み合わせた際に弾性部材１２の軸方向に貫通する貫通孔が形成されるように円弧状の溝が設けられている。その溝には弾性部材１２の表面に係合する凹凸が設けられており、これにより、弾性部材１２は、インサート部材１３３の貫通孔から抜けないようになっている。
【００４７】
このようなインサート部材１３３は、弾性部材１２の軸方向に外径が大きくなるように形成されており、固定溝１３４は、このインサート部材１３３とほぼ同様の形状となるように形成されている。そのため、弾性部材１２の端部にインサート部材１３３を取り付けて、固定溝１３４にインサート部材１３３を嵌め込むことで、各弾性部材１２を剛性部材１３に固定し、連結することができる。なお、各接合部１０では、剛性部材１３と同様の方法で各弾性部材１２を連結してもよい。
【００４８】
図１で例示される展開構造物１は、このようにして組み立てることができる。なお、図６Ａ〜図６Ｅは、これにより組み立てられる展開構造物１の構造を模式的に例示する。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。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６Ｅは、展開構造物１の構造を例示する左側面図である。図６Ａ〜図６Ｅで示される展開構造物１はそれぞれ、図４Ｂ〜図４Ｆで示される骨組みに対応する。
【００４９】
§２  動作例
［展開状態］
次に、図７〜図９Ｂを用いて、この展開構造物１の展開状態について説明する。本実施形態に係る展開構造物１は、各弾性部材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。以下、この点について説明する。
【００５０】
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において各弾性部材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。
【００５１】
なお、図７から後述する図１１Ｅでは、説明の便宜のため、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、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、棒材１１Ａ及び１１Ｂと表記する。更に、単位構造部２を正面から見た場合に、上側、右側、下側及び左側に存在する弾性部材１２をそれぞれ、弾性部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄと表記する。
【００５２】
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、弾性部材１２Ａから発生する張力であって、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、弾性部材１２Ｃから発生する張力であって、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。
【００５３】
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。
【００５４】
ここで、展開した状態を維持するため、展開構造物１は、各弾性部材１２Ａから発生する張力Ｔz1（ｎ）に係る水平方向の分力Ｔz1H（ｎ）がそれぞれつり合うように構成される。これにより、各弾性部材１２Ａから発生する張力Ｔz1（ｎ）に係る水平方向の分力Ｔz1H（ｎ）の合力は０になり、接合部１０Ａでは、水平方向に作用する力がつり合った状態になる。一方、各弾性部材１２Ａから発生する張力Ｔz1（ｎ）に係る鉛直方向の分力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。
【００５５】
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、展開した状態を維持するために、展開構造物１は、各弾性部材１２Ｃから発生する張力Ｔz2（ｎ）に係る水平方向の分力Ｔz2H（ｎ）がそれぞれつり合うように構成される。すなわち、各弾性部材１２Ｃから発生する張力Ｔz2（ｎ）に係る水平方向の分力Ｔz2H（ｎ）の合力は０となり、接合部１０Ｂでは、水平方向に作用する力がつり合った状態になる。一方、各弾性部材１２Ｃから発生する張力Ｔz2（ｎ）に係る鉛直方向の分力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。
【００５６】
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、弾性部材１２Ｂから発生する張力であって、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、弾性部材１２Ｄから発生する張力であって、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。
【００５７】
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。
【００５８】
ここで、当該ｎ番目の単位構造部２の弾性部材１２Ｂ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の弾性部材１２Ｄ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。
【００５９】
上記接合部１０Ａ及び１０Ｂと同様に、展開した状態を維持するためには、展開構造物１は、中心方向に垂直な方向の分力Ｔxy1T（ｎ）とＴxy2T（ｎ＋１）とがつり合うように構成される。これによって、中心方向に垂直な方向の分力Ｔxy1T（ｎ）及びＴxy2T（ｎ＋１）の合力は０となり、接合部１０Ｃでは、中心方向に垂直な方向に作用する力がつり合った状態になる。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。
【００６０】
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。
【００６１】
そして、本実施形態に係る展開構造物１は、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）とがつり合うように構成される。これによって、展開構造物１に作用する力はつり合った状態になり、当該展開構造物１の展開状態を維持することができる。なお、本実施形態では、棒材１１、弾性部材１２及び剛性部材１３には、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の材料が利用される。
【００６２】
［折り畳み状態］
次に、図１０Ａ〜図１０Ｅ及び図１１Ａ〜図１１Ｅを用いて、展開した状態の展開構造物１を折り畳む方法について説明する。本実施形態では、各弾性部材１２の張力に抗して隣接する棒材１１間の角度を変化させ、上記のような各棒材（１１Ａ、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。なお、本実施形態では、例えば、以下の２つの方法で、展開構造物１を折り畳むことができる。
【００６３】
＜第１の折り畳み方法＞
図１０Ａ〜図１０Ｅは、第１の折り畳み方法によって展開構造物１を折り畳む過程を例示する。第１の折り畳み方法では、展開構造物１の上側に存在する接合部１０Ａを内側に押し込むことによって、展開構造物１を折り畳んでいる。なお、第１の折り畳み方法によって展開構造物１が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１０Ａでは、この展開構造物１の折り畳み方向はｚ軸方向に沿う方向として例示されている。
【００６４】
図１０Ａ〜図１０Ｅは、接合部１０Ａを内側に押し込む過程を段階的に例示している。この方法では、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を図１０Ａの状態から図１０Ｃの状態にすることができる。このとき、図１０Ａの状態から図１０Ｃの状態になるにつれて、各弾性部材１２Ｂ及び１２Ｄ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。ただし、接合部１０Ａ及び１０Ｂにはそれぞれ、鉛直方向内側に合力ΣnＴz1V（ｎ）及び合力ΣnＴz2V（ｎ）が作用している。そのため、ユーザは、それほど大きな力を接合部１０Ａに加えなくても、展開構造物１を図１０Ａの状態から図１０Ｃの状態にすることができる。
【００６５】
一方、図１０Ｃの状態から図１０Ｅの状態になるにつれて、各弾性部材１２Ｂ及び１２Ｄの長さは元の状態に戻るため、各弾性部材１２Ｂ及び１２Ｄに加えられた力は解放されていく。そのため、ユーザは、特に力を加えなくても、展開構造物１を図１０Ｃの状態から図１０Ｅの状態にすることができる。
【００６６】
なお、この第１の折り畳み方法で展開構造物１を折り畳む場合、弾性部材１２Ｂ及び１２Ｄは、図１０Ｃの状態になれる程度に伸びるように構成される。各弾性部材１２は、例えば、２倍程度の長さまで弾性変形可能な材料で構成されてもよい。
【００６７】
＜第２の折り畳み方法＞
図１１Ａ〜図１１Ｅは、第２の折り畳み方法によって展開構造物１を折り畳む過程を例示する。第２の折り畳み方法では、第１の折り畳み方法における折り畳み方向とは垂直な方向に各接合部１０Ｃを移動させる。そして、各接合部１０Ｃを１箇所にまとめることで、展開構造物１を折り畳むことができる。
【００６８】
図１１Ａから図１１Ｃまでの間では、紙面上の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、図１１Ｃから図１１Ｅまでの間では、紙面上の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る訳ではなく、いずれの接合部１０Ｃを先に移動させるかは実施の形態に応じて適宜選択可能である。また、２つ以上の接合部１０Ｃを同時に移動させてもよい。ユーザは、このように各接合部１０Ｃを一箇所にまとめるように水平方向に移動させることで、図１１Ｅに例示されるような状態に展開構造物１を折り畳むことができる。
【００６９】
ここで、第２の折り畳み方法では、図１１Ａの状態から図１１Ｃ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、図１１Ｅの状態では、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る。
【００７０】
なお、上記第１の折り畳み方法及び第２の折り畳み方法では、それぞれ図１０Ｅ及び図１１Ｅ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、第１の折り畳み方法では、折り畳みの途中である図１０Ｃ及び図１０Ｄの状態において、展開構造物１の鉛直方向の長さが短くなっている。そのため、図１０Ｃ及び図１０Ｄの状態を折り畳みが完了した状態として取り扱ってもよい。同様に、第２の折り畳み方法では、折り畳みの途中である図１１Ｃ及び図１１Ｄの状態において、展開構造物１の水平方向の長さが短くなっている。そのため、図１１Ｃ及び図１１Ｄの状態を折り畳みが完了した状態として取り扱ってもよい。
【００７１】
＜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、内部空間の中央を上下方向に通過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に取り付けられる各弾性部材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、内部空間をより有効に利用可能な展開構造物を提供することができる。
【００７２】
なお、この展開構造物１の外周部を膜材で覆うことにより、閉空間を形成することができる。そして、各弾性部材１２から発生する張力のつり合いによって、展開構造物１の展開した状態は維持されるため、当該展開構造物１を多少変形させても、当該展開構造物１は元の形状に戻ることができる。そのため、ゴムなどの耐衝撃性及び耐水性の高い素材の膜材でこの展開構造物１の外周部を覆うことによって、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を利用することができる。同様に、不燃性、撥水性、防水性等に優れた膜材でこの展開構造物１の外周部を覆うことによって、緊急用の浮き具、避難シェルタ等として、本実施形態に係る展開構造物１を利用することができる。
【００７３】
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。そのため、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。したがって、例えば、本実施形態に係る展開構造物１を用いて、建築物の日除け屋根、パビリオン等を構築することが可能である。
【００７４】
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。
【００７５】
更に、本実施形態に係る展開構造物１は、曲面又は凸凹形状の面に対して部分的に変形することで、これらの面に対してフィットすることができる。そのため、曲面又は凸凹形状の面に展開構造物１で形成されるモジュールを載置し、その上に平板を置くことで平らな床を得ることができる。これは、落橋した河川等に一時的な歩行者用橋を設置する際等に有用である。なお、上記展開構造物１の構造は棒材１１で組み立てられているため、水の抵抗を受けにくく、上記のように河川で利用するのに適している。
【００７６】
§３  変形例
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。例えば、上記展開構造物１の各構成要素に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が行われてもよい。また、上記展開構造物１の各構成要素の形状及び大きさも、実施の形態に応じて、適宜設定されてもよい。例えば、以下の変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の内容に関しては適宜説明を省略した。
【００７７】
＜弾性部材の本数及び配置＞
例えば、上記実施形態では、各単位構造部２には、４本の弾性部材１２が利用されている。しかしながら、各単位構造部２に利用する弾性部材１２の本数は、４本に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、各対角線方向に延びる２本の弾性部材１２は互いに連結していてもよい。すなわち、各単位構造部２に利用される弾性部材１２の本数は２本であってもよい。なお、この場合、この２本の弾性部材１２は、例えば、矩形構造の２つの対角線方向に沿って配置される。
【００７８】
また、上記実施形態では、各弾性部材１２は、対角線方向に沿って配置され、各接合部１０に接続している。しかしながら、各弾性部材１２の配置は、各対角線方向に張力を作用させることが可能であれば、実施の形態に応じて適宜決定されてもよい。図１２を用いて、この変形例を説明する。
【００７９】
図１２は、弾性部材１２を取り付ける方法の変形例を模式的に示す。図１２で示される変形例では、１つの単位構造部２に、８本の弾性部材１２が用いられている。具体的には、各弾性部材１２の一端部は棒材１１に接続しており、他端部は剛性部材１３に接続している。そして、各対角線方向に垂直な方向に発生する張力を打ち消し合うように、各接合部１０を挟んで２本の弾性部材１２が配置されている。これにより、各弾性部材１２を対角線に沿って配置し、各接合部１０に接続しなくても、各対角線方向に各弾性部材１２の張力を作用させるように、各弾性部材１２を配置することができる。
【００８０】
＜屈折フレームの本数＞
図１３Ａ及び図１３Ｂ並びに図１４Ａ及び図１４Ｂは、展開構造物１の変形例を示す。本実施形態に係る展開構造物１は、屈折フレーム３を３本利用して形成されている。しかしながら、展開構造物１を形成するために利用する屈折フレーム３の本数は、特に限定されなくてよく、実施の形態に応じて適宜選択されてもよい。
【００８１】
例えば、図１３Ａ及び図１３Ｂで例示される展開構造物１Ａは４本の屈折フレームによって形成されている。この展開構造物１Ａは、その両端をそれぞれ共有するように４本の屈折フレームを接合することで、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。
【００８２】
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。
【００８３】
＜基本単位と展開構造物＞
また、本実施形態で図４Ａ〜図４Ｆを用いて例示した展開構造物１の骨組み、図１３Ａ及び図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の骨組みを、展開構造物の基本単位として捉えてもよい。そして、１つ以上の当該基本単位を空間に充填するように配置することで、展開構造物を様々な形状に形成してもよい。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と表記する。
【００８４】
図１５は、展開構造物１の変形例として、一方向（図中のｘ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Ｕｙ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Ｕｙ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。
【００８５】
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ＵｙとＵｚとがｘ軸方向に交互に連結されていくため、基本単位ＵｙとＵｚとの連結した部分の面であって、ｘ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。このような面を単位構造部２として取り扱うと、展開構造物１Ｃの内部空間が弾性部材１２により区切られてしまうことになる。そのため、このような面を単位構造部２として取り扱わず、弾性部材１２及び剛性部材１３を取り付けなくてもよい。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、ｙ軸又はｚ軸に垂直になる面に取り付けられる弾性部材１２の張力によって、展開構造物１Ｃは、その展開状態が維持されるように構成される。
【００８６】
図１６は、展開構造物１の変形例として、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。
【００８７】
図１７Ａ及び図１７Ｂ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。図１７Ａに例示されるように、ｘｙ平面に基本単位Ｕｚを配置する。そして、ｙ軸方向において基本単位Ｕｚに隣接するように基本単位Ｕｘを配置して、ｘ軸方向において基本単位Ｕｚに隣接するように基本単位Ｕｙを配置する。これによって形成される平面構造（展開構造物１Ｅ）は、ｚ軸方向に単位構造の半個分ずらして重ねていくことができる。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向に連結させる基本単位（Ｕｘ、Ｕｙ、Ｕｚ）の数は、特に限定されず、実施の形態に応じて適宜選択可能である。そのため、図１７Ｂに例示される当該展開構造物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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
なお、これら展開構造物１Ａ〜１Ｆは、第１の折り畳み方法及び第２の折り畳み方法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の折り畳み方法を適用することで、展開構造物１Ｃを折り畳むことが可能である。
【００９１】
＜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。
【００９２】
図１９は、展開構造物１の変形例として、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。
【００９３】
＜隣接する単位構造部の連結＞
上記実施形態では、隣接する単位構造部２の辺同士は、共通する棒材１１によって高背されることで、互いに連結されている。しかしながら、各単位構造部２の辺同士を連結する方法はこのような例に限定されなくてもよく、隣接する単位構造部２の各辺は別個の棒材１１によって形成されてもよい。この場合に、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の辺同士を連結することができる。
【００９４】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、隣接する単位構造部２の棒材１１を連結する方法の一例を示す。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（棒材１１）を連結する連結部材２０を備えてもよい。
【００９５】
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で例示されるように、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、２つの棒材１１に対応する形状に形成されている。そして、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。
【００９６】
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。これにより、図２０Ｂで例示されるように、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、隣接する単位構造部２の２つの棒材１１は連結される。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。連結部材２０の構成は、２つの棒材１１を連結可能であれば、このような例に限定されなくてもよい。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もよい。
【００９７】
また、隣接する単位構造部２の棒材１１は、図２１Ａ及び図２１Ｂで例示されるような方法で連結されてもよい。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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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を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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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である。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。
【０１０５】
＜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。
【０１０６】
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、紐状の接合部材３０が挿通している。
【０１０７】
接合部材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。接合部材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に接合部材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。
【０１０８】
このように、接合部材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、接合した状態を維持したまま、接合部材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接合部材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を折り畳む際における棒材１１の移動の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。
【０１０９】
＜剛性部材＞
また、剛性部材１３は、各弾性部材１２を巻き取る又は繰り出すことで、各弾性部材１２から発生する張力の大きさを変更可能に構成されてもよい。これについて、図２４Ａ〜図２４Ｄを用いて説明する。図２４Ａは、本変形例に係る剛性部材１３Ａを例示する分解斜視図である。図２４Ｂは、本変形例に係る剛性部材１３Ａを例示する斜視図である。図２４Ｃは、本変形例に係る剛性部材１３Ａの操作部分を例示する斜視図である。また、図２４Ｄは、本変形例に係る剛性部材１３Ａが各弾性部材１２を巻き取る場面を例示する
【０１１０】
図２４Ａ及び図２４Ｂに例示されるように、本変形例に係る剛性部材１３Ａは４つの円板部材（５１、５３、５５、５６）を備えており、第１円板部材５１と第２円板部材５３との間には操作部材５２が配置されている。この操作部材５２は、上から順に、操作部５２１、歯車部５２２、及び内筒部５２３を備えている。
【０１１１】
操作部５２１は、円柱状の本体部とその本体部の上端に配置される角柱状のつまみ部とによって構成されており、第１円板部材５１の貫通孔５１１に挿通して、剛性部材１３Ａの外部に露出している。これにより、操作部５２１は、図２４Ｂに例示されるように、剛性部材１３Ａの外部から操作可能に構成されている。
【０１１２】
歯車部５２２は円盤状に形成されており、歯車部５２２の側壁にはラチェット状の凹凸が形成されている。この歯車部５２２の凹凸には、第２円板部材５３に取り付けられる歯止め部５３１の先端部が係合している。図２４Ｃに例示されるように、この歯止め部５３１は、軸部５３４で軸支されており、矢印Ｄ方向に回動可能かつ矢印Ｃ方向には回動不能に構成されている。そのため、操作部材５２は、矢印Ａ方向には回転操作ができず、矢印Ｂ方向には回転操作ができるように構成されている。
【０１１３】
なお、第１〜第４円板部材（５１、５３、５５、５６）の外径はほぼ同一になっており、歯止め部５３１の基端部は、第２円板部材５３から面方向外方に突出している。そのため、図２４Ｂに例示されるように、この歯止め部５３１の基端部は、剛性部材１３Ａの外部から操作可能に構成されている。また、図２４Ｃに例示されるように、歯止め部５３１の矢印Ｄ方向側の側面には板ばね５３５が取り付けられており、これによって、歯止め部５３１は、矢印Ｄ方向に回動した後に、元の位置に戻るようになっている。
【０１１４】
また、内筒部５２３は、円筒状に形成されており、各弾性部材１２を配置する方向に溝部５２４が設けられている。この内筒部５２３は、第２円板部材５３の貫通孔５３２に挿通して、第３円板部材５５の方に突出する。そして、この第３円板部材５５の方に突出する部分は、第２円板部材５３と第３円板部材５５との間に配置される外筒部材５４の中空部に挿通する。
【０１１５】
第２円板部材５３と第３円板部材５５との間に配置される外筒部材５４は、内筒部５２３が挿通可能なように、内筒部５２３よりも大径に形成されている。また、外筒部材５４は、第３円板部材５５の貫通孔５５２に挿通し、外筒部材５４の下端面が第４円板部材５６に当接するように構成されている。
【０１１６】
この外筒部材５４には、内筒部５２３と同様に、各弾性部材１２を配置する方向に溝部５４１が設けられている。これに対応して、各弾性部材１２の端部には、外周面に雄ネジ部の形成された締結具６２が内周面に雌ネジ部の形成されたナット６１によって固定されている。締結具６２は周方向に２つの締結片（６２ａ、６２ｂ）に分割可能になっており、この締結片（６２ａ、６２ｂ）を弾性部材１２の外周に合わせて配置してナット６１を取り付けることで、締結具６２は、各弾性部材１２の端部に固定される。
【０１１７】
締結具６２の頭部及びナット６１の外径は、内筒部５２３の溝部５２４及び外筒部材５４の溝部５４１の幅よりも大きくなっている。一方、締結具６２の雄ネジ部の外径は、内筒部５２３の溝部５２４及び外筒部材５４の溝部５４１の幅よりも小さくなっている。そして、内筒部５２３の溝部５２４は下方に開放されており、外筒部材５４の溝部５４１は上方に開放されている。そのため、内筒部５２３の溝部５２４は上方から、外筒部材５４の溝部５４１は下方から弾性部材１２の端部を受け入れる。そして、締結具６２の頭部が外筒部材５４の外周面に当接し、ナット６１が内筒部５２３の内周面に当接するまで、ナット６１を締めることで、各弾性部材１２の端部を外筒部材５４及び内筒部５２３（操作部材５２）に固定することができる。
【０１１８】
また、第２円板部材５３の円周付近において、各弾性部材１２を配置する方向には、各弾性部材１２を挟むように一対の円筒部（５３３ａ、５３３ｂ）が設けられている。各円筒部（５３３ａ、５３３ｂ）の上端部は、操作部材５２の歯車部５２２の幅（図の上下方向の長さ）に合わせて第１円板部材５１側に若干突出している。
【０１１９】
この各円筒部（５３３ａ、５３３ｂ）には、第１〜第４円板部材（５１、５３、５５、５６）を上下方向にネジ留めするネジ部材（５７ａ、５７ｂ）がそれぞれ挿通する。そのため、この各円筒部（５３３ａ、５３３ｂ）に合わせて、第１円板部材５１には、各ネジ部材（５７ａ、５７ｂ）のための挿入孔（５１２ａ、５１２ｂ）が設けられている。同様に、第３円板部材５５には、各ネジ部材（５７ａ、５７ｂ）のための挿入孔（５５１ａ、５５１ｂ）が設けられている。第４円板部材５６には、各ネジ部材（５７ａ、５７ｂ）のための挿入孔（５６１ａ、５６１ｂ）が設けられている。よって、各挿入孔（５１２ａ、５５１ａ、５６１ａ、５１２ｂ、５５１ｂ、５６１ｂ）及び各円筒部（５３３ａ、５３３ｂ）に第１円板部材５１側から各ネジ部材（５７ａ、５７ｂ）を挿通する。そして、第４円板部材５６側で各ワッシャー（５８ａ、５８ｂ）及び各ナット（５９ａ、５９ｂ）で各ネジ部材（５７ａ、５７ｂ）をネジ留めすることで、第１〜第４円板部材（５１、５３、５５、５６）を固定することができる。
【０１２０】
なお、操作部材５２は、操作部５２１が第１円板部材５１の貫通孔５１１に挿通し、かつ、内筒部５２３が第２円板部材５３の貫通孔５３２に挿通していることによって、第１円板部材５１及び第２円板部材５３の間に周方向に回転可能に固定される。また、外筒部材５４は、締結具６２とナット６１との締結によって操作部材５２の内筒部５２３に固定され、第３円板部材５５の貫通孔５５２に挿通することで、第２円板部材５３及び第３円板部材５５の間に周方向に回転可能に固定される。
【０１２１】
このような剛性部材１３Ａにおいて各弾性部材１２を巻き取る場合には、ユーザは、操作部５２１を把持して、矢印Ｂ方向に操作部材５２を回転させる。これにより、図２４Ｄに例示されるように、各弾性部材１２は、外筒部材５４及び内筒部５２３によって剛性部材１３Ａの内部に引き込まれて、外筒部材５４の外周面に巻き取られていく。
【０１２２】
一方、巻き取った各弾性部材１２を繰り出す場合には、ユーザは、剛性部材１３Ａの外部に突出した歯止め部５３１の基端部を操作して、歯止め部５３１を矢印Ｄ方向に回動させる。これにより、歯止め部５３１と歯車部５２２との係合が外れると、各弾性部材１２の張力によって操作部材５２は矢印Ａ方向に回転して、巻き取られていた各弾性部材１２は繰り出される。
【０１２３】
このように、本変形例に係る剛性部材１３Ａによれば、各弾性部材１２を巻き取る又は繰り出すことができる。各弾性部材１２の長さが変化すると、それに応じて、各弾性部材１２の張力の大きさも変化する。そのため、本変形例によれば、展開構造物の展開状態を維持する各弾性部材１２の張力の大きさを変化させることができ、これによって、展開構造物の展開及び折り畳みを操作することが可能である。なお、本変形例では、４つの弾性部材１２が一度に剛性部材１３Ａに巻き取られ又は繰り出される。しかしながら、弾性部材に設けられる機構は、このような例に限定されなくてもよく、各弾性部材１２を個別に巻き取り又は繰り出し可能な機構であってもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１（１Ａ〜１Ｇ）…展開構造物、２（２Ａ）…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〜１２Ｄ）…弾性部材、１３…剛性部材、
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…接合部材、１１０…貫通孔
【図１】
2016023501.tif 000003
【図２】
2016023501.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2016023501.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
2016023501.tif 000010
【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
2016023501.tif 000012
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2016023501.tif 000014
【図６Ａ】
2016023501.tif 000015
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
2016023501.tif 000020
【図８Ａ】
2016023501.tif 000021
【図８Ｂ】
2016023501.tif 000022
【図９Ａ】
2016023501.tif 000023
【図９Ｂ】
2016023501.tif 000024
【図１０Ａ】
2016023501.tif 000025
【図１０Ｂ】
2016023501.tif 000026
【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
2016023501.tif 000030
【図１１Ｂ】
2016023501.tif 000031
【図１１Ｃ】
2016023501.tif 000032
【図１１Ｄ】
2016023501.tif 000033
【図１１Ｅ】
2016023501.tif 000034
【図１２】
2016023501.tif 000035
【図１３Ａ】
2016023501.tif 000036
【図１３Ｂ】
2016023501.tif 000037
【図１４Ａ】
2016023501.tif 000038
【図１４Ｂ】
2016023501.tif 000039
【図１５】
2016023501.tif 000040
【図１６】
2016023501.tif 000041
【図１７Ａ】
2016023501.tif 000042
【図１７Ｂ】
2016023501.tif 000043
【図１８】
2016023501.tif 000044
【図１９】
2016023501.tif 000045
【図２０Ａ】
2016023501.tif 000046
【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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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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