(57)【要約】【課題】取扱性が高いフレーム結合体を提供する。【解決手段】有端状又は無端状のテープ１２と、このテープ１２を折り曲げてガイドローラ４１および摺動ローラ５１に巻回することで構成される複数の折曲部２３、２３ａ〜２３ｈを、少なくとも１つの集約箇所Ｆで集約する第１ジョイント部１４および第２ジョイント部１５と、を有し、集約箇所Ｆを頂部に含む四面体の三次元フレーム構造がテープ１２により形成される、複数のフレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａと、一のフレーム構造体１０１Ａの三次元フレーム構造を構成する底面頂部Ｂを、他のフレーム構造体１０２Ｂの三次元フレーム構造を構成する底面頂部Ｂに結合する結合部材１５０とを、備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有端状又は無端状のテープと、前記テープを折り曲げてなる複数の折曲部を少なくとも１つの集約箇所で集約する集約手段とを有し、前記集約箇所を頂部に含む三次元フレーム構造がテープにより形成される、複数のフレーム構造体と、
一のフレーム構造体の三次元フレーム構造を構成する少なくとも１つ頂部を、他のフレーム構造体の三次元フレーム構造を構成する少なくとも１つ頂部に結合する結合手段とを、備えるフレーム結合体。
【請求項２】
前記フレーム構造体の三次元フレーム構造は、等しい形状の底面を有する四面体であり、
前記結合手段は、一のフレーム構造体において四面体の底面を構成する底面頂部を、他のフレーム構造体において四面体の底面を構成する底面頂部に結合する、請求項１記載のフレーム結合体。
【請求項３】
前記フレーム構造体は、テープを長さ方向に移動させる１つ以上のテープ移動手段を有し、
前記結合手段により結合される各フレーム構造体の底面頂部の位置が互いに追従して変化するように、前記フレーム構造体が有するテープ移動手段を制御する制御手段を更に備える、請求項２記載のフレーム結合体。
【請求項４】
当該フレーム結合体の外周を覆う映像投影用スクリーンを更に備える、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のフレーム結合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元フレーム構造を形成する複数のフレーム構造体から構成されるフレーム結合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、三次元のフレーム構造体として、例えば、美術分野においてワイヤを用いて三次元のフレーム構造体を作製するワイヤフレームアートが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、この種のフレーム構造体では、十分な強度や剛性を確保するため、断面が円形状でかつ径が大きいワイヤが用いられることが一般的である。このため、サイズが大きかったり、複雑な形状のフレーム構造体を使用又は運搬する際に、取扱性がきわめて低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、複数のフレーム構造体から構成され、運搬効率が高いフレーム結合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のフレーム結合体は、有端状又は無端状のテープと、前記テープを折り曲げてなる複数の折曲部を少なくとも１つの集約箇所で集約する集約手段とを有し、前記集約箇所を頂部に含む三次元フレーム構造がテープにより形成される、複数のフレーム構造体と、一のフレーム構造体の三次元フレーム構造を構成する少なくとも１つ頂部を、他のフレーム構造体の三次元フレーム構造を構成する少なくとも１つ頂部に結合させる結合手段とを、備える。
【０００６】
フレーム結合体を構成する個々のフレーム構造体は、テープを折り曲げた折曲部を少なくとも１つの集約箇所で集約し、集約箇所を頂部に含む三次元フレーム構造がテープにより形成されているため、テープ上で隣り合う折曲部の間の距離を変更することにより、三次元フレーム構造を使用に適した形状に容易に変形することができる。また、フレーム構造体には、テープの曲げ剛性の異方性により三次元フレーム構造を容易に変形可能な外力作用方向が存在することとなる。このような外力作用方向を利用して、使用および運搬に適した形状に容易に変形することができる。
【０００７】
上述したように変形が容易なフレーム構造体から構成されるフレーム結合体は、一のフレーム構造体の三次元フレーム構造を構成する少なくとも１つ頂部が、他のフレーム構造体の三次元フレーム構造を構成する少なくとも１つ頂部に結合されているので、複雑な形状の構造物を容易に構築することができる。
【０００８】
また、前記フレーム構造体の三次元フレーム構造は、形状が等しい底面を有する四面体であり、前記結合手段は、一のフレーム構造体において四面体の底面を構成する底面頂部を、他のフレーム構造体において四面体の底面を構成する底面頂部に結合することが好ましい。フレーム構造体同士を底面で結合することにより、結合部分の強度を確保しながら複雑な形状の構造物を構築することができる。
【０００９】
また、前記フレーム構造体は、テープを長さ方向に移動させる１つ以上のテープ移動手段を有し、前記結合手段により結合される各フレーム構造体の底面頂部の位置が互いに追従して変化するように、前記フレーム構造体が有するテープ移動手段を制御する制御手段を更に備えることが好ましい。長さ方向にテープを移動させて、結合手段により結合される各フレーム構造体の底面頂部の位置が互いに追従して変化させることで、底面を介して隣り合うフレーム構造体同士を確実に結合した状態で、フレーム結合体を容易に変形することができる。
【００１０】
また、当該フレーム結合体の外周を覆う映像投影用スクリーンを更に備えることが好ましい。当該フレーム結合体の外周を覆う映像投影用スクリーンを備えることにより、複雑な演出を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明によれば、取扱性が高いフレーム結合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るフレーム結合体の模式的な構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るフレーム構造体を示す斜視図である。
【図３】図２のフレーム構造体を示す上面図である。
【図４】図２のフレーム構造体が１本のテープから構成されていることを模式的に示した図である。
【図５】図２に示す第１ジョイント部を拡大した平面図である。
【図６】図２に示す第２ジョイント部を拡大した斜視図である。
【図７】結合部材の具体的な構造を示す図である。
【図８】第１実施形態の変形例に係るフレーム結合体を示す斜視図である。
【図９】第１実施形態の変形例に係るフレーム結合体を示す斜視図である。
【図１０】第１実施形態に係るフレーム結合体の模式的な構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０のフレーム構造体を示す上面図である。
【図１２】第２実施形態に係る折曲点算出部の処理内容について説明するための図である。
【図１３】第２実施形態に係る駆動電流出力部が行う処理の具体例について説明するための図である。
【図１４】第２実施形態に係るモータ制御部が行う処理内容を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るフレーム結合体について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、曲げ剛性の異方性がある帯状のテープを用いて長さを測定する巻尺のテープを折り曲げて三次元フレーム構造を形成するフレーム構造体から構成されるフレーム結合体について説明する。
【００１４】
（１）第１実施形態
はじめに、図１等を参照して、第１実施形態に係るフレーム結合体１Ａの基本構成について説明する。
【００１５】
（１−１．全体構成）
第１実施形態に係るフレーム結合体１Ａは、図１に示すように、１点の頂上部Ａと３点の底面頂部Ｂからなる四面体のフレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａ（以下、総称してフレーム構造体１００Ａともいう。）と、フレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａ同士の底面頂部Ｂを結合する３つの結合部材１５０（結合手段）とを含んで構成されている。
【００１６】
（１−２．フレーム構造体）
次に、上述したフレーム結合体１Ａの構成要素であるフレーム構造体１００Ａの具体的な構造について説明する。
【００１７】
フレーム構造体１００Ａは、図２および図３に示すように、帯状のテープ１２と、テープ１２同士を結束する結束部材１３と、テープ１２の一部を集約する第１ジョイント部１４および第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃ（集約手段）と、テープ１２を繰り出し可能に巻き取るための巻取部１６（巻取手段）と、を含んで構成されている。
【００１８】
テープ１２は、有端状で長さ方向に沿って湾曲させることが可能な金属製の材質で構成されている。このテープ１２は、はじめは巻取部１６に巻き取られており、先端部２１が巻取部１６に係合可能に構成されている。まず、テープ１２を繰り出し、図２および図３に示すように、稜線部２２ａ〜２２ｆ（以下、総称して稜線部２２ともいう。）と、折曲部２３ａ〜２３ｈ（以下、総称して折曲部２３ともいう。）と、底辺部２４ａ〜２４ｃ（以下、総称して底辺部２４ともいう。）を形成する。そして、先端部２１を巻取部１６に係合し、既に繰り出された先端部２１から基端部２５までの範囲のテープ１２により、四面体の三次元フレーム構造を形成する。
【００１９】
より具体的には、図４に示すように、テープ１２の先端部２１を長さ方向Ｃ（矢印Ｃ方向）に繰り出して稜線部２２ａ、折曲部２３ａ、底辺部２４ａ、折曲部２３ｂ、稜線部２２ｂ、折り曲げ部２３ｃを形成する。同様に、長さ方向Ｃに繰り出して稜線部２２ｃ、折曲部２３ｄ、底辺部２４ｂ、折曲部２３ｅ、稜線部２２ｄ、折曲部２３ｆを形成する。さらに、長さ方向Ｃに繰り出して稜線部２２ｅ、折曲部２３ｇ、底辺部２４ｃ、折曲部２３ｈ、稜線部２２ｆを形成することにより、帯状の一本のテープ１２により三次元フレーム構造を形成する。なお、折曲部２３における曲率あるいは折り曲げ角度は任意（鋭角、鈍角、又は直角）である。以下では、長さ方向Ｃのうち、巻取部１６から先端部２１側にテープ１２を繰り出す方向を、繰り出し方向Ｃｆと呼ぶ。これに対して、長さ方向Ｃのうち、先端部２１から巻取部１６側にテープ１２を繰り込む方向を、繰り込み方向Ｃｂと呼ぶ。
【００２０】
図２から図４に示すように、底辺部２４は、テープ１２が１重に配置されており、稜線部２２ａと稜線部２２ｆ、稜線部２２ｂと稜線部２２ｃ、稜線部２２ｄと稜線部２２ｅは、テープ１２が２重に配置される。そして、四面体の頂上部Ａの近傍と底面頂部Ｂの近傍の２箇所で結束部材１３により結束して互いの稜線部２２を平行に成型する。
【００２１】
図３および図５に示すように、第１ジョイント部１４は、テープ１２により形成された四面体の頂上部Ａに配置されており、並列に配置された２つのガイドローラ４１ａ、４１ｂ（以下、総称してガイドローラ４１ともいう。）と、ガイドローラ４１ａ、４１ｂをそれぞれ回動可能に連結する連結部材４２とから構成されている。なお、図５は、図２で示す矢印Ｄ方向からの部分拡大平面図である。
【００２２】
ガイドローラ４１は、円柱形状を有しており、周面上にテープ１２を巻回することにより折曲部２３ｃと折曲部２３ｆを形成する。
【００２３】
連結部材４２は、金属製の材質で構成されている。この連結部材４２は、上面視すると三叉形状を有しており、ガイドローラ４１の周面上でテープ１２が摺動可能にガイドローラ４１の回転軸と連結する軸連結部４３と、巻取部１６と連結する巻取連結部４４とから構成されている。この軸連結部４３と巻取連結部４４により、２つのガイドローラ４１と巻取部１６とを連結する。
【００２４】
図３および図６（Ａ）に示すように、第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃ（以下、総称して第２ジョイント部１５ともいう。）は、テープ１２により形成された四面体の底面頂部Ｂにそれぞれ配置されており、テープ１２を厚み方向から挟持する一対の駆動ローラ５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｇ、５１ｈ（以下、総称して一対の駆動ローラ５１ともいう。）と、一対の駆動ローラ５１をそれぞれ回動可能に支持する３つの摺動ガイド５２ａ〜５２ｃ（以下、総称して摺動ガイド５２ともいう。）を含んで構成されている。
【００２５】
一対の駆動ローラ５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｇ、５１ｈは、円柱形状を有しており、周面上にテープ１２を巻回することにより折曲部２３ａ、２３ｂ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｇ、２３ｈをそれぞれ形成する。この一対の駆動ローラ５１は、上面視すると上下方向に一対配置されるとともに四面体の底面頂部Ｂに各２つ上下方向に配置されている。
【００２６】
摺動ガイド５２は、四面体の底面頂部Ｂに各１つ配置され、一対の駆動ローラ５１ｈと一対の駆動ローラ５１ａは摺動ガイド５２ａが、一対の駆動ローラ５１ｂと一対の駆動ローラ５１ｄは摺動ガイド５２ｂが、一対の駆動ローラ５１ｅと一対の駆動ローラ５１ｇは摺動ガイド５２ｃがそれぞれ回動可能に支持する。
【００２７】
また、摺動ガイド５２は、側面視すると略逆Ｔ字形状を有しており、両側面側にテープ１２の折曲部２２が位置する垂直板部５３と、垂直板部５３とともに一対の駆動ローラ５１を回動可能に支持する水平板部５４とから構成されている。この垂直板部５３および水平板部５４により、一対の駆動ローラ５１に繰り込まれるテープ１２の折れ曲がりを強制する。水平板部５４は、後述するように、結合部材１５を介して、他のフレーム構造体１００Ａと結合するためのネジ穴５５が形成されている。
【００２８】
上述したように構成されたフレーム構造体１００Ａの三次元フレーム構造は、図２から図４に示すように、折曲部２３ａ〜２３ｈが第１ジョイント部１４または第２ジョイント部１５により集約され、集約された集約箇所Ｆの全てを頂部（頂上部Ａまたは底面頂部Ｂ）とする四面体の三次元フレーム構造を構成している。そして、この三次元フレーム構造は変形することが可能である。なお、上述したように構成されたフレーム構造体１００Ａの「集約箇所Ｆ」は、機械的な固い結合でも緩い結合でもよい。
【００２９】
上述したように構成されたフレーム構造体１００Ａは、駆動ローラ５１が回転することによりテープ１２の繰り出しおよび繰り込みが可能であるため、繰り出しおよび繰り込みによりテープ１２を移動、第１ジョイント部１４および第２ジョイント部１５の位置を移動することにより、三次元フレーム構造を所定の形状に変形することができる。例えば、直稜四面体の形状、垂心四面体の形状、当面四面体の形状等、様々な四面体の形状に形成することができる。
【００３０】
また、上述したように構成されたフレーム構造体１００Ａのテープ１２は、曲げ剛性に異方性があるので、長さ方向に沿って容易に折曲可能である一方、幅方向に沿って折り曲げるのが難しい。つまり、テープ１２を折り曲げまたは捻り曲げることにより、三次元フレーム構造を変形自在にすることができる。
【００３１】
さらに、上述したように構成されたフレーム構造体１００Ａは、第２ジョイント部１５の数を増加することにより、四面体のみならず、四角錐の形状、五角錐の形状、六角錐の形状等の様々な角錐の形状にも形成することができる。さらに、立方体を含む、五面以上を有する任意の立体にも形成することができる。
【００３２】
（１−３．結合部材）
次に、上述したフレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａを結合する結合部材１５０について、図７（Ａ）および図７（Ｂ）を参照して説明する。
【００３３】
まずは、結合部材１００は、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、フレーム構造体１００Ａの水平板部５４に形成されているネジ穴５５から挿通されフレーム構造体１００Ｂの水平板部５４に形成されているネジ穴５５に突出するネジ１５１と、当該ネジ１５１の突出部分に締結するナット１５２から構成される。このような構成により、結合部材１５０は、フレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａの底面頂部Ｂ、Ｂを結合することができる。
【００３４】
また、結合部材１５０は、上述したネジ１５１とナット１５２とからなる構成に代えて、図７（Ｃ）に示すように、水平板部５４に埋め込み可能なバネなどの弾性部材１５３を用いてもよい。弾性部材１５３を用いた構成により、結合部材１５０は、フレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａの底面頂部Ｂ、Ｂについて空間的な余裕を持たせて結合することができる。
【００３５】
以上のように、フレーム結合体１Ａでは、図１および図７に示すように、結合部材１５０により、一のフレーム構造体１０１Ａの三次元フレーム構造を構成する底面頂部Ｂが、他のフレーム構造体１０２Ｂの三次元フレーム構造を構成する底面頂部Ｂに結合されているので、複雑な形状の構造物を容易に構築することができる。
【００３６】
また、フレーム結合体１Ａでは、フレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａ同士を底面頂部Ｂ、Ｂで全て結合する、言い換えれば底面部２４、２４同士が結合することにより、結合部分の強度を十分に確保しながら複雑な形状の構造物を構築することができる。
【００３７】
（変形例）
第１実施形態に係るフレーム結合体は、種々の変形が可能である。例えば、図８に示すように、フレーム結合体１Ａ−１全体を覆うような映像投影用スクリーン２００を設けてもよい。このように映像投影用スクリーン２００を備えることにより、例えば三次元フレーム構造の形状に応じて投影する映像を変化させるなど、複雑な演出を行うことができる。また、上述した図１および図８に示すように二つのフレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａから構成される場合に限らず、種々の変形が可能である。例えば図９（Ａ）に示すように、変形例に係るフレーム結合体１Ａ−２は、４つのフレーム構造体１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａ、１０４Ａから構成される。さらにフレーム結合体１Ａ−２は、図９（Ｂ）に示すように４つの結合部材１５０を有する。結合部材１５０ごとに、３つのフレーム構造体１００Ａの底面頂部Ｂを互いに結合することにより、フレーム結合体１Ａ−２は、全体として、中空な六面体の三次元フレーム構造を容易に形成することができる。
【００３８】
（２）第２実施形態
次に、図１０等を参照して、第２実施形態に係るフレーム結合体１Ｂの基本構成について説明する。第２実施形態に係るフレーム結合体１Ｂは、図１０に示すように、１点の頂上部Ａと３点の底面頂部Ｂからなる四面体のフレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂ（以下、総称してフレーム構造体１００Ｂともいう。）と、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂ同士の底面頂部Ｂを結合する３つの結合部材１５０（結合手段）と、モータ制御部１８と、を含んで構成されている。
【００３９】
第２実施形態に係るフレーム結合体１Ｂは、上述した第１実施形態に係るフレーム構造体１Ａの構成に対して、モータ制御部１８を加えたものである。また、具体的には後述するように、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂの底面頂部Ｂの位置が互いに追従して変化するようにするため、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂ同士において、底面部２４ａ、２４ｂ、２４ｃがそれぞれ相対向するように、結合部材１５０で底面頂部Ｂが結合されている。
【００４０】
さらに、第２実施形態に係るフレーム構造体１００Ｂは、上述した第１実施形態に係るフレーム構造体１００Ａに対して、次の点で異なる。
【００４１】
つまり、図１０に示すように、フレーム構造体１００Ｂは、フレーム構造体１００Ｂの三次元フレーム構造を変形可能とするため、テープ１２を長さ方向Ｃに移動させるモータ１７ａ、１７ｂ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｇ、１７ｈ（テープ移動手段）を備える点で、フレーム構造体１００Ａと異なる。
【００４２】
以下、第２実施形態においては、第１実施形態に係るフレーム構造体１Ａと同等の構成等については説明を省略するものとし、第１実施形態に係るフレーム構造体１Ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００４３】
フレーム構造体１００Ｂにおいて、一対の駆動ローラ５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｇ、５１ｈは、モータ１７ａ、１７ｂ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｇ、１７ｈによりそれぞれ回転駆動が可能である。駆動ローラ５１が回転することによりテープ１２の繰り出しおよび繰り込みを行う。また、駆動ローラ５１は、ロータリエンコーダなど、ローラの回転量を検出する検出機構を内蔵し、検出した回転量をテープ１２の移動量として、モータ制御部１８に通知する。
【００４４】
フレーム構造体１００Ｂにおいて、モータ１７ａ、１７ｂ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｇ、１７ｈ（以下、総称してモータ１７ともいう。）は、上述したモータ制御部１８によりそれぞれ独立して駆動制御され、一対の駆動ローラ５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｇ、５１ｈを回転駆動して、テープ１２を長さ方向Ｃ、例えば繰り出し方向Ｃｆ、または繰り込み方向Ｃｂに移動する。
【００４５】
モータ制御部１８は、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂがそれぞれ有するモータ１７に駆動電流を出力して、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂがそれぞれ有する駆動ローラ５１の回転方向と回転量を制御する。具体的には、モータ制御部１８は、駆動ローラ５１から通知される実回転量と目標とする回転量との差分が収束するように駆動ローラ５１を回転することにより、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂそれぞれについて、正確にテープ１２の移動量を制御することができる。
【００４６】
また、モータ制御部１８は、図１１に示すように、三次元空間において１つ以上の目標座標を設定する目標座標設定部１８１（目標座標設定手段）と、設定された１つ以上の目標座標に基づいて、当該目標座標に頂部が位置する三次元フレーム構造を形成可能な折曲点（以下、目標折曲点）を算出する折曲点算出部１８２（折曲点算出手段）と、モータ１７を駆動する駆動電流出力を出力する駆動電流出力部１８３と、を有する。
【００４７】
（２−１．目標座標設定部）
目標座標設定部１８１は、例えばユーザからの操作入力により、フレーム構造体１０１Ｂのテープ１２により形成された四面体の頂上部Ａに対して、三次元空間における目標座標を設定する。本実施形態では、次のようにして三次元空間を規定する。例えば図１０および図１１に示すように、Ｘ軸とＹ軸をそれぞれ互いに直行する水平方向とし、Ｚ軸を鉛直方向とする。また、フレーム構造体１００Ａの第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃが位置する底面上の任意の点を原点（０，０，０）とする。上記のように規定した三次元空間において、目標座標設定部１８１は、フレーム構造体１０１Ｂの頂上部Ａの目標座標として、（ｘｔ１、ｙｔ１、ｚｔ１）を設定する。また、目標座標設定部１８１は、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２の底面頂部Ｂの位置が互いに追従して変化するようにするため、（ｘｔ１、ｙｔ１、ｚｔ１）とＸＹ面に対して面対称な座標（ｘｔ２、ｙｔ２、ｚｔ２）を、フレーム構造体１０２Ｂの頂上部Ａの目標座標に設定する。そして、目標座標設定部１８１は、設定した目標座標（ｘｔ１、ｙｔ１、ｚｔ１）と（ｘｔ２、ｙｔ２、ｚｔ２）とをそれぞれ折曲点算出部１８２に通知する。
【００４８】
（２−２．折曲点算出部）
折曲点算出部１８２は、目標座標設定部１８１により設定された目標座標に基づいて、図１０および図１１に示す実空間に対応した仮想的な三次元空間上に、図１２（Ａ）に示すような、頂部Ｐ１〜頂部Ｐ４からなり頂部Ｐ１が目標座標に位置する四面体を作図する。そして、折曲点算出部１８２は、作図した四面体に対応する三次元フレーム構造を形成可能なテープ１２の目標折曲点を算出する。具体的には、折曲点算出部１８２は、図１２（Ｂ）に示すように、先端部Ｓから基端部Ｅまでのテープ全長ＴＬと、先端部Ｓを基準とした各目標折曲点Ｃ１〜Ｃ８の位置情報（長さ）を算出する。ここで、先端部Ｓはフレーム構造体１００Ｂの先端部２１に対応し、基端部Ｅはフレーム構造体１００Ｂの基端部２５に対応し、目標折曲点Ｃ１〜Ｃ８は、それぞれフレーム構造体１００Ｂの折曲部２３ａ〜２３ｈに対応する。実際にテープ１２を用いて形成される四面体では、第１ジョイント部１４および第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃなどの取付位置に起因して、フレーム構造体１００Ｂの折曲部２３と、仮想的に作図した四面体から得られる折曲点とが完全に一致しない。このため、折曲点算出部１８２は、作図した四面体に対応する三次元フレーム構造を形成可能なテープ１２の目標折曲点を、フレーム構造体１００Ｂの第１ジョイント部１４および第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃなどの取付位置等に基づいて補正して、目標折曲点として算出すればよい。
【００４９】
（２−３．駆動電流出力部）
駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂそれぞれについて、折曲点算出部１８２により算出されたテープ全長ＴＬとなり、かつ、折曲部２３ａ〜２３ｈが目標折曲点となるように、モータ１７を駆動する駆動電流出力を出力する。
【００５０】
ここで、モータ１７を駆動する一例を図８を用いて説明する。まず、本例では図１３（Ａ）に示すように、フレーム構造体１０１Ｂが頂上部Ａ１と底面頂部Ｂからなり、フレーム構造体１０２Ｂが頂上部Ａ２と底面頂部Ｂからなり、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂ同士が底面頂部Ｂで結合している三次元フレーム構造について変形するものとして説明する。
【００５１】
このような変形を行うため、図１３（Ｂ）に示すように、タイミングＴ１において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０１Ｂのモータ１７ａ、１７ｈを駆動して、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ａに対応する折曲点Ｃ１１（Ｂ）を目標折曲点Ｃ１（Ｐ２）に変化させるのと同時に、フレーム構造体１０１Ｂの基端部２５に対応する点Ｅ１（Ａ）を点Ｅ１（Ｐ１）に変化させる。さらにタイミングＴ１において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０２Ｂのモータ１７ａ、１７ｈを駆動して、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ａに対応する折曲点Ｃ２１（Ｂ）を目標折曲点Ｃ２１（Ｐ２）に変化させるのと同時に、フレーム構造体１０２Ｂの基端部２５に対応する点Ｅ２（Ａ）を点Ｅ２（Ｐ５）に変化させる。
【００５２】
次に、タイミングＴ２において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０１Ｂにおける折曲部２３ａと基端部２５を固定した状態で、フレーム構造体１０１Ｂのモータ１７ａを駆動して、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ｂに対応する折曲点Ｃ１２（Ｂ）を目標折曲点Ｃ１２（Ｐ３）に変化させる。さらに、タイミングＴ２において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０２Ｂにおける折曲部２３ａと基端部２５を固定した状態で、フレーム構造体１０２Ｂのモータ１７ａを駆動して、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ｂに対応する折曲点Ｃ２２（Ｂ）を目標折曲点Ｃ２２（Ｐ３）に変化させる。
【００５３】
次に、タイミングＴ３において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ａ、２３ｂと基端部２５を固定した状態で、フレーム構造体１０１Ｂのモータ１７ｂ、１７ｄを駆動して、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ｃに対応する折曲点Ｃ１３（Ａ）を目標折曲点Ｃ１３（Ｐ１）に変化させるのと同時に、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ｄに対応する折曲点Ｃ１４（Ｂ）を目標折曲点Ｃ１４（Ｐ３）に変化させる。さらに、タイミングＴ３において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ａ、２３ｂと基端部２５を固定した状態で、フレーム構造体１０２Ｂのモータ１７ｂ、１７ｄを駆動して、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ｃに対応する折曲点Ｃ２３（Ａ）を目標折曲点Ｃ２３（Ｐ１）に変化させるのと同時に、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ｄに対応する折曲点Ｃ２４（Ｂ）を目標折曲点Ｃ２４（Ｐ３）に変化させる。
【００５４】
次に、タイミングＴ４において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ａ〜２３ｄと基端部２５を固定した状態で、フレーム構造体１０１Ｂのモータ１７ｄを駆動して、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ｅに対応する折曲点Ｃ１５（Ｂ）を目標折曲点Ｃ１５（Ｐ４）に変化させる。さらにタイミングＴ４において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ａ〜２３ｄと基端部２５を固定した状態で、フレーム構造体１０２Ｂのモータ１７ｄを駆動して、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ｅに対応する折曲点Ｃ２５（Ｂ）を目標折曲点Ｃ２５（Ｐ４）に変化させる。
【００５５】
次に、タイミングＴ５において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ａ〜２３ｅと基端部２５を固定した状態でフレーム構造体１０１Ｂのモータ１７ｅ、１７ｇを駆動して、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ｆに対応する折曲点Ｃ１６（Ａ）を目標折曲点Ｃ１６（Ｐ１）に変化させるのと同時に、フレーム構造体１０１Ｂの折曲部２３ｇに対応する折曲点Ｃ１７（Ｂ）を目標折曲点Ｃ１７（Ｐ４）に変化させる。このような折曲部２３ｆ、２３ｇの変化に連動して、折曲部２３ｈに対応する折曲点Ｃ１８（Ｂ）が、目標折曲点Ｃ１８（Ｐ２）に変化することとなる。さらに、タイミングＴ５において、駆動電流出力部１８３は、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ａ〜２３ｅと基端部２５を固定した状態でフレーム構造体１０２Ｂのモータ１７ｅ、１７ｇを駆動して、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ｆに対応する折曲点Ｃ２６（Ａ）を目標折曲点Ｃ２６（Ｐ５）に変化させるのと同時に、フレーム構造体１０２Ｂの折曲部２３ｇに対応する折曲点Ｃ２７（Ｂ）を目標折曲点Ｃ２７（Ｐ４）に変化させる。このような折曲部２３ｆ、２３ｇの変化に連動して、折曲部２３ｈに対応する折曲点Ｃ２８（Ｂ）が、目標折曲点Ｃ２８（Ｐ２）に変化することとなる。
【００５６】
上記のタイミングＴ１〜Ｔ５に従って、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂそれぞれについて長さ方向にテープ１２を移動させて、結合部材１５０により結合される各フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂの底面頂部Ｂの位置が互いに追従して変化させることができる。このようにして、底面部２４を介して隣り合うフレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂ同士を結合した状態でフレーム結合体１Ａを容易に変形する。
【００５７】
（２−４．処理工程）
以下では、図１４に示すフローチャートに沿って、各処理部の動作を説明する。
【００５８】
ステップＳ１４１において、目標座標設定部１８１は、フレーム構造体１０１Ｂのテープ１２により形成された四面体の頂上部Ａ１に対して、三次元空間における目標座標（ｘｔ１、ｙｔ１、ｚｔ１）を設定するととも、フレーム構造体１０２Ｂのテープ１２により形成された四面体の頂上部Ａ２に対して、三次元空間における目標座標（ｘｔ２、ｙｔ２、ｚｔ２）を設定して、ステップＳ１４２に進む。
【００５９】
ステップＳ１４２において、折曲点算出部１８２は、目標座標設定部１８１により設定された目標座標に基づいて、上述したように、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂそれぞれについて、先端部Ｓから基端部Ｅまでのテープ全長ＴＬと、先端部Ｓを基準とした各目標折曲点Ｃ１〜Ｃ８の位置情報を算出して、ステップＳ１４３に進む。
【００６０】
ステップＳ１４３において、駆動電流出力部１８３は、上述した図１３（Ｂ）に示したように、フレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂそれぞれについて、タイミングＴ１〜Ｔ５に分けてモータ１７を駆動して、折曲部２３ａ〜２３ｈを目標折曲点に順次変化させることで、四面体の頂上部Ａ１、Ａ２を目標座標Ｐ１（ｘｔ１、ｙｔ１、ｚｔ１）、Ｐ２（ｘｔ２、ｙｔ２、ｚｔ２）に変化させて、図１４に示す処理を終了する。
【００６１】
上記のように、図１４に示す処理によれば、底面部２４、２４を介して隣り合うフレーム構造体１０１Ｂ、１０２Ｂ同士を結合した状態でフレーム結合体１Ｂを容易に変形することができる。
【００６２】
（３）他の実施形態
上述した第１および第２実施形態に係るフレーム構造体１００Ａ、１００Ｂでは、フレーム構造体の全部が１本のテープ１２により形成される場合を図示して説明したが、複数本のテープ１２を組み合わせることで１つの三次元フレーム構造をなしてもよい。すなわち、１本のテープによりフレーム構造体の一部を形成する形状であってもよい。
【００６３】
上述した第１および第２実施形態に係るフレーム構造体１００Ａ、１００Ｂでは、稜線部２２の結束がそれぞれ２箇所である場合を図示して説明したが、平行に成型する稜線部２２に対して少なくとも１箇所で結束されていればよく、強度の確保のため２箇所以上で結束されていてもよい。
【００６４】
また、上述した第１および第２実施形態に係るフレーム構造体１００Ａ、１００Ｂでは、テープ１２を繰り出しおよび巻き取る巻取部１６は、四面体の頂上部に配置されている場合を図示して説明したが、フレーム構造体の重心を安定させるため、四面体の底面側に配置してもよい。
【００６５】
さらに、上述した第１および第２実施形態に係るフレーム構造体１００Ａ、１００Ｂでは、駆動ローラ５１は、モータ１７により回転駆動する場合について説明したが、駆動ローラ５１のうちの少なくとも１つの一対の駆動ローラ５１がモータにより回転駆動するように構成してもよい。さらに、一対の駆動ローラ５１のうち一方の駆動ローラ５１のみがモータにより回転駆動するように構成してもよい。このように構成しても三次元フレーム構造を容易に変形することができる。
【００６６】
また、上述した第１および第２実施形態に係るフレーム構造体１００Ａ、１００Ｂでは、連結部材４２は、金属製の材質で構成されている場合について説明したが、連結部材４２の材質は適宜変更が可能である。
【００６７】
そして、上述した第１および第２実施形態に係るフレーム構造体１００Ａ、１００Ｂでは、複数の折曲部２３ａ〜２３ｈが第１ジョイント部１４または第２ジョイント部１５により集約され、集約された集約箇所Ｆの全てを頂部（頂上部Ａまたは底面頂部Ｂ）とする四面体となっている場合について説明したが、折曲部２３（２３ａ〜２３ｈ）のいずれかが集約箇所Ｆに集約していなくてもよく、集約箇所Ｆの全てが頂部とならなくてもよい。なお、集約箇所Ｆは、上述したように、機械的に固い結合でも緩い結合でもよい。
【００６８】
上述した第１および第２実施形態に係るフレーム結合体１Ａ、１Ｂは様々な用途で使用することができる。例えば、空間演出、デザイン家具、舞台装置、建築、産業機械、宇宙産業等で使用することができ、用途は問わない。
【符号の説明】
【００６９】
１Ａ、１Ｂ  フレーム結合体
１００Ａ、１０１Ａ、１０２Ａ、１００Ｂ、１０１Ｂ、１０２Ｂ  フレーム構造体
１２  テープ
１３  結束部材
１４  第１ジョイント部
１５ａ〜１５ｃ  第２ジョイント部
１６  巻取部
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｇ、１７ｈ  モータ
１８  モータ制御部
１８１  目標座標設定部
１８２  折曲点算出部
１８３  駆動電流出力部
１８４  折曲点情報記憶部
２１  先端部
２２ａ〜２２ｆ  稜線部
２３ａ〜２３ｈ  折曲部
２４ａ〜２４ｃ  底辺部
２５  基端部
４１ａ、４１ｂ  ガイドローラ
４２  連結部材
４３  軸連結部
４４  巻取連結部
５１ａ〜５１ｆ  駆動ローラ
５２ａ〜５２ｃ  摺動ガイド
５３  垂直板部
５４  水平板部
１５０  結合部材
Ａ  頂上部
Ｂ  底面頂部
Ｆ  集約箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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