(57)【要約】【課題】強度や剛性を十分に確保しつつも、運搬効率が高いフレーム構造体を提供する。【解決手段】有端状のテープ１２または無端状のテープ１１２と、テープ１２、１１２を折り曲げてなる複数の折曲部２３（２３ａ〜２３ｈ）を、少なくとも１つの集約箇所Ｆで集約する集約手段（第１ジョイント部１４、第１ジョイント部１１４）と、を備える。そして、集約箇所Ｆを頂部に含む三次元フレーム構造がテープ１２、１１２により形成され、三次元フレーム構造の少なくとも一辺（たとえば、四面体の稜線部２２）にはテープ１２、１１２が複数枚重なって配置されている。【選択図】図１
2017043047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有端状また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、を備え、
前記集約箇所を頂部に含む三次元フレーム構造が前記テープにより形成され、
前記三次元フレーム構造の少なくとも一辺には前記テープが複数枚重なって配置されていることを特徴とするフレーム構造体。
【請求項２】
重なって配置された複数枚の前記テープを結束する結束部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフレーム構造体。
【請求項３】
前記三次元フレーム構造は角錐の形状を有し、
前記角錐の稜線に対応する稜線部には前記テープが複数枚重なって配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフレーム構造体。
【請求項４】
前記角錐の底辺に対応する底辺部には前記テープが１枚のみ配置されていることを特徴とする請求項３に記載のフレーム構造体。
【請求項５】
前記稜線部には、前記テープの一方の端面が前記角錐の底面に臨む向きに前記テープが複数枚配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のフレーム構造体。
【請求項６】
前記稜線部には、前記テープの一方の主面が前記角錐の底面に臨む向きに前記テープが複数枚配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のフレーム構造体。
【請求項７】
前記テープは、幅方向に沿ってＵ字状に湾曲することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のフレーム構造体。
【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フレーム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、三次元のフレーム構造体として、たとえば、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、サイズが大きいフレーム構造体を運搬する際、運搬効率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、強度や剛性を十分に確保しつつも、運搬効率が高いフレーム構造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、本発明のフレーム構造体は、有端状また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、を備え、前記集約箇所を頂部に含む三次元フレーム構造が前記テープにより形成され、前記三次元フレーム構造の少なくとも一辺には前記テープが複数枚重なって配置されている。
【０００６】
前記三次元フレーム構造の少なくとも一辺に前記テープが複数枚重なって配置されているため、簡易な構成でありながら、当該箇所での十分な強度や剛性が得られる。また、前記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。そして、前記外力作用方向を利用することにより、前記フレーム構造体の組立、収納および展開が簡便となるため、前記フレーム構造体の運搬効率を向上させることができる。
【０００７】
また、重なって配置された複数枚の前記テープを結束する結束部材をさらに備えることが好ましい。複数枚の前記テープの物理的分離を前記結束部材により規制することで、当該箇所での強度や剛性が維持される。
【０００８】
また、前記三次元フレーム構造は角錐の形状を有し、前記角錐の稜線に対応する稜線部には前記テープが複数枚重なって配置されていることが好ましい。前記三次元フレーム構造を維持するためには、前記角錐の頂上部を相対的に高い強度にて支持する必要がある。そこで、前記稜線部に前記テープを複数枚重ねて配置することで効果的に補強することができる。
【０００９】
また、前記角錐の底辺に対応する底辺部には前記テープが１枚のみ配置されていることが好ましい。前記稜線部と比べて相対的に低い強度であっても前記底辺部を支持可能である点を考慮し、前記テープを一重にすることで前記テープ全体の長さを短くすることができる。
【００１０】
また、前記稜線部には、前記テープの一方の端面が前記角錐の底面に臨む向きに前記テープが複数枚配置されていることが好ましい。これにより、前記稜線部の正面方向から前
記底面に向けて押圧する力に強くなり、三次元フレーム構造を維持することができる。
【００１１】
また、前記稜線部には、前記テープの一方の主面が前記角錐の底面に臨む向きに前記テープが複数枚配置されていることが好ましい。これにより、前記稜線部の正面方向からの捻れに強くなり、三次元フレーム構造を維持することができる。
【００１２】
また、前記テープは、幅方向に沿ってＵ字状に湾曲することが好ましい。前記テープが鉛直方向に沿って延びる場合、自重による折れ曲がりを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明によれば、強度や剛性を十分に確保しつつも、運搬効率が高いフレーム構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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２】図１のフレーム構造体を示す上面図である。
【図３】図１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４】図１に示す第１ジョイント部を拡大した平面図である。
【図５】図１に示す第２ジョイント部を拡大した斜視図である。
【図６】図１に示すテープと結束部材を拡大した断面図または斜視図である。
【図７】図１のフレーム構造体の収納例を示す斜視図である。
【図８】第２実施形態に係るフレーム構造体を示す斜視図である。
【図９】図８のフレーム構造体を示す上面図である。
【図１０】図８に示すフレーム構造体の第１ジョイント部を拡大した上面図である。
【図１１】図８に示すフレーム構造体の第２ジョイント部を拡大した斜視図である。
【図１２】他の実施形態に係るフレーム構造体を概略的に示す上面図である。
【図１３】他の実施形態に係るフレーム構造体を概略的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係るフレーム構造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について説明する。
【００１６】
（１）第１実施形態
はじめに、図１から図６を参照して、第１実施形態に係るフレーム構造体１の基本構造について説明する。
【００１７】
（１−１．基本構造）
第１実施形態に係るフレーム構造体１は、図１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（集約手段）および第２ジョイント部１５ａ〜１５ｃと、テープ１２を繰り出し可能に巻き取るための巻取部１６から略構成されている。
【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１および図２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〜２３ｆ（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、角錐の形状（ここでは四面体）の三次元フレーム構造を形成する。
【００１９】
より具体的には、図３に示すように、テープ１２の先端部２１を繰り出し方向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、繰り出し方向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、繰り出し方向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、または直角）である。
【００２０】
図１から図３に示すように、四面体の稜線に対応する稜線部２２には、テープ１２が複数枚重なって配置される。つまり、四面体の底辺に対応する底辺部２４には、テープ１２が１重に配置され、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にはテープ１２が２重に配置される。
【００２１】
そして、テープ１２が２重に配置された稜線部２２を四面体の頂上部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。ここでは、稜線部２２には、テープ１２の一方の端面２６が底面に臨む向きに、テープ１２が複数枚配置されている。このため、稜線部２２の正面方向から底面に向かう方向（図２の矢印Ｇ方向）から押圧する力に強くなり、三次元フレーム構造を維持することができる。
【００２２】
（１−２．第１ジョイント部）
図２および図４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４は、図１で示す矢印Ｄ方向からの部分拡大平面図である。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
（１−３．第２ジョイント部）
図２および図５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。）から構成されている。
【００２６】
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。
【００２７】
また、一対の駆動ローラ５１は、モータ（図示省略）により回転駆動が可能であり、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（１−４．結束部材１３内のテープ１２の配置）
上述したように、稜線部２２にはテープ１２が２重に配置され、底辺部２４にはテープ１２が１重に配置される。このように配置されるテープ１２は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、幅方向に沿ってＵ字状に湾曲しているため、湾曲していないテープ（図示省略）と比較してテープ１２の長さ方向の曲げ剛性が大きくなる。
【００３１】
また、湾曲していないテープと比較して、テープ１２が鉛直方向に沿って延びる場合にテープ１２の自重により図６（ｂ）に示す矢印Ｈ方向に曲がり難くなる。さらに、Ｕ字状に湾曲しているため、捻り剛性も大きくなり、テープ１２が絡まり難くなる。
【００３２】
そして、上述したように、テープ１２が２重に配置された稜線部２２を結束部材１３により結束する。より詳細には、図６（ｃ）に示すように、テープ１２の曲線部２７が結束部材１３の貫通穴３１の内壁部３２に沿って位置するように２重のテープ１２を貫通穴３１に貫通させる。なお、図６（ｃ）および図６（ｄ）は、２重のテープ１２を結束した状態の結束部材１３およびテープ１２の断面図である。
【００３３】
図６（ｃ）に示すように、曲線部２７が内壁部３２に沿って位置するようにテープ１２を貫通穴３１に貫通させる場合、結束部材１３が曲線部２７と内壁部３２が当接可能な貫通穴３１の形状を有することが好ましい。
【００３４】
また、全ての稜線部２２において、曲線部２７が内壁部３２に沿って位置するように結束部材１３で結束してもよいし、少なくとも１本の稜線部２２において、曲線部２７が内壁部３２に沿って位置するように結束部材１３で結束してもよい。
【００３５】
そして、図６（ｃ）に示すように、テープ１２の曲線部２７が結束部材１３の貫通穴３１の内壁部３２に沿って位置するように結束部材１３でテープ１２を結束する場合、上述したように、テープ１２が幅方向に沿ってＵ字状に湾曲しているため、結束部材１３により結束し易く、また、結束部材１３により結束された稜線部２２の強度を強くすることができる。
【００３６】
さらに、テープ１２は、図６（ｂ）に示す矢印Ｈ方向と矢印Ｈ方向と反対方向を比較す
ると、矢印Ｈ方向に曲げ易いため、図６（ｃ）に示すように、テープ１２の曲線部２７が結束部材１３の貫通穴３１の内壁部３２に沿って位置するように結束部材１３でテープ１２を結束する場合、ガイドローラ４１や駆動ローラ５１にテープ１２を巻回し易くすることができる。
【００３７】
なお、図６（ｄ）に示すように、テープ１２の曲線部２７同士が結束部材１３の貫通穴３１の略中央で近接（一部が当接してもよい）するように２重のテープ１２を貫通穴３１に貫通させてテープ１２を結束してもよい。
【００３８】
（１−５．フレーム構造の変形）
上述したように構成されたフレーム構造体１の三次元フレーム構造は、図１から図３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１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。
【００３９】
上述したように構成されたフレーム構造体１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。たとえば、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。
【００４０】
また、上述したように構成されたフレーム構造体１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。
【００４１】
さらに、上述したように構成されたフレーム構造体１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。
【００４２】
次に、図１から図３、図７を参照して、第１実施形態に係るフレーム構造体１の組立、収納および展開方法について説明する。
【００４３】
（１−６．組立方法）
はじめに、図１から図３を参照して、フレーム構造体１の組立方法について説明する。フレーム構造体１の組立方法は、まず、巻取部１６に巻き取られたテープ１２を図３に示す繰り出し方向Ｃに繰り出して、稜線部２２ａから駆動ローラ５１ａに巻回することによって折曲部２３ａを形成し、折曲部２３ａから底辺部２４ａ、底辺部２４ａから駆動ローラ５１ｂに巻回することによって折曲部２３ｂを形成し、折曲部２３ｂから稜線部２２ｂ、稜線部２２ｂからガイドローラ４１ａに巻回することによって折曲部２３ｃを形成する。
【００４４】
同様に、繰り出し方向Ｃに繰り出して、折曲部２３ｃから稜線部２２ｃ、稜線部２２ｃから駆動ローラ５１ｄに巻回することによって折曲部２３ｄを形成し、折曲部２３ｄから底辺部２４ｂ、底辺部２４ｂから駆動ローラ５１ｅに巻回することによって折曲部２３ｅを形成し、折曲部２３ｅから稜線部２２ｄ、稜線部２２ｄからガイドローラ４１ｂに巻回
することによって折曲部２３ｆを形成する。
【００４５】
さらに、繰り出し方向Ｃに繰り出して、折曲部２３ｆから稜線部２２ｅ、稜線部２２ｅから駆動ローラ５１ｇに巻回することによって折曲部２３ｇを形成し、折曲部２３ｇから底辺部２４ｃ、底辺部２４ｃから駆動ローラ５１ｈに巻回することによって折曲部２３ｈを形成し、折曲部２３ｈから稜線部２２ｆを形成し、基端部２５が繰り出された巻取部１６に先端部２１を係合することにより四面体の三次元フレーム構造を形成する。
【００４６】
図１および図２に示すように、折曲部２３ｃはガイドローラ４１ａ、折曲部２３ｆはガイドローラ４１ｂの周面上にテープ１２を巻回することにより形成し、ガイドローラ４１が回動することによりテープ１２がガイドローラ４１の外周上を摺動する。
【００４７】
また、折曲部２３ａ、２３ｂ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｇ、２３ｈは、一対の駆動ローラ５１の周面上にテープ１２を巻回することにより形成し、一対の駆動ローラ５１が回動することによりテープ１２が一対の駆動ローラ５１の外周上を摺動する。このため、巻取部１６からテープ１２の先端部２１を繰り出してガイドローラ４１や駆動ローラ５１に巻回することにより、容易に折曲部２３を形成しながら基端部２５を繰り出し続けて四面体の三次元フレーム構造を形成することができる。
【００４８】
そして、テープ１２が２重に配置されている稜線部２２ａと稜線部２２ｆ、稜線部２２ｂと稜線部２２ｃ、稜線部２２ｄと稜線部２２ｅをそれぞれ結束部材１３により結束して互いの稜線部２２を平行に成型する。
【００４９】
（１−７．収納方法）
次に、図１から図３、図７を参照して、第１実施形態に係るフレーム構造体１の収納方法について説明する。フレーム構造体１の収納方法の一例では、図７に示すように、底辺部２４ａ〜２４ｃの両端から略等距離にある点を折り曲げ、三次元フレーム構造を縦方向（矢印Ｅ方向）に引き伸ばすことにより、四面体の三次元フレーム構造を縦長状に折り畳む。
【００５０】
上述したように、テープ１２の曲げ剛性には異方性があるため、図１に示す底辺部２４を折り曲げることができ、また、ガイドローラ４１や一対の駆動ローラ５１の周面上をテープ１２が摺動するため、四面体の三次元フレーム構造を縦長状に変形し、筒状容器に収納することができる。
【００５１】
また、フレーム構造体１の収納方法の他例では、底辺部２４ａ〜２４ｃの長さを短くして三次元フレーム構造を縦方向（矢印Ｅ方向）に引き伸ばすことにより、四面体の三次元フレーム構造を縦長状の三次元フレーム構造に変形することができる（図示省略）。
【００５２】
さらに、フレーム構造体１の収納方法の他例では、上述した巻取部１６の巻取ボタン（図示省略）を押圧することによりテープ１２を巻き取り、四面体の三次元フレーム構造を巻取部１６の内部に収納する。この収納方法の場合、上記した展開方法の場合と逆の手順に従って収納できる。
【００５３】
なお、結束部材１３を外し、ガイドローラ４１や一対の駆動ローラ５１の周面上に巻回されたテープ１２を解いてから、一気にテープ１２を巻き取ることも可能である。
【００５４】
図１および図２に示すように、折曲部２３ｃと折曲部２３ｆは、ガイドローラ４１の周面上にテープ１２を巻回することにより形成している。また、折曲部２３ａ、２３ｂ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｇ、２３ｈは、一対の駆動ローラ５１の周面上にテープ１２を巻回す
ることにより形成している。このため、ガイドローラ４１や一対の駆動ローラ５１の周面上に巻回されたテープ１２を解くことにより、形成した折曲部２３を含むテープ１２を容易に巻取部１６の内部に巻き取ることができる。
【００５５】
（１−８．展開方法）
次に、図７を参照して、第１実施形態に係るフレーム構造体１の展開方法について説明する。フレーム構造体１の展開方法の一例として、図７に示すように、底辺部２４ａ〜２４ｃの両端から略等距離にある点を折り曲げ、四面体の三次元フレーム構造を縦長状に折り畳むことにより収納した場合は、テープ１２の復元力により展開することができる。また、テープ１２を巻き取ることにより四面体の三次元フレーム構造を巻取部１６の内部に収納した場合は、上述した組み立て方法と同様に展開する。
【００５６】
（２）第２実施形態
次に、図８から図１１を参照して、第２実施形態に係るフレーム構造体１００の基本構造について説明する。なお、第２実施形態では、無端状のテープ１１２を用いて三次元フレーム構造を形成する場合について説明する。また、第２実施形態は、上述した第１実施形態に係るフレーム構造体１の構成のうち、第１ジョイント部１４と第２ジョイント部１５の構成に改良を加えたものであり、その他の部分の構成は同様である。そこで、以下では、第１実施形態に係るフレーム構造体１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１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００５７】
（２−１．基本構造）
第２実施形態に係るフレーム構造体１００は、図８から図１１に示すように、無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帯状のテープ１１２と、テープ１１２の一部を集約する第１ジョイント部１１４および第２ジョイント部１１５ａ〜１１５ｃから略構成されている。
【００５８】
なお、上述した第１実施形態のフレーム構造体１は、巻取部１６を備えている場合について説明したが、第２実施形態のフレーム構造体１００では、巻取部１６を省略して説明する。しかし、当然にフレーム構造１００においても巻取部１６を備えていてもよい。
【００５９】
フレーム構造１００は、複数の稜線部２２と、複数の折曲部２３と、複数の底辺部２４ａ〜２４ｃを形成することにより帯状の一本のテープ１１２が多重に配置され、角錐の形状（ここでは四面体）の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である。
【００６０】
図８および図９に示すように、四面体の稜線に対応する稜線部２２には、テープ１１２が複数枚重なって配置される。つまり、四面体の底辺に対応する底辺部２４にはテープ１１２が１重に配置され、稜線部２２にはテープ１１２が２重に配置される。
【００６１】
そして、テープ１１２が２重に配置された稜線部２２を四面体の頂上部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。ここでは、稜線部２２には、テープ１１２の一方の主面１２８が底面に臨む向きに、テープ１１２が複数枚配置されている。このため、稜線部２２の正面方向からの捻れ（たとえば、図９の矢印Ｋ方向）に強くなり、三次元フレーム構造を維持することができる。
【００６２】
（２−２．第１ジョイント部）
図９および図１０に示すように、第１ジョイント部１１４は、テープ１１２により形成された四面体の頂上部Ａに配置されており、直列に配置された３つのガイドローラ１４１
ａ〜１４１ｃ（以下、総称してガイドローラ１４１ともいう。）と、ガイドローラ１４１ａ〜１４１ｃをそれぞれ回動可能に連結する連結部材１４２とから構成されている。
【００６３】
ガイドローラ１４１は、円柱形状を有しており、上面視すると１２０度ずつ、すなわち等角度間隔で配置される。そして、ガイドローラ１４１の周面上にテープ１１２を巻回することにより３つの折曲部２３を形成する。
【００６４】
連結部材１４２は、弾性を有する材質で構成されている。この連結部材１４２は、上面視すると環状形状を有しており、ガイドローラ１４１の外周上でテープ１１２が摺動可能にガイドローラ１４１の回転軸同士を連結する。
【００６５】
（２−３．第２ジョイント部）
図８および図１１に示すように、第２ジョイント部１１５ａ〜１１５ｃ（以下、総称して第２ジョイント部１１５ともいう。）は、テープ１１２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１１２を幅方向から挟持する一対の駆動ローラ１５１と、一対の駆動ローラ１５１をそれぞれ回動可能に支持する３つの摺動ガイド１５２から構成されている。
【００６６】
一対の駆動ローラ１５１は、円柱形状を有しており、周面上にテープ１１２を巻回することにより折曲部２３を形成する。この一対の駆動ローラ１５１は、上面視すると前後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つ配置されている。
【００６７】
また、一対の駆動ローラ１５１は、モータ（図示省略）により回転駆動が可能であり、駆動ローラ１５１が回転することによりテープ１１２の繰り出しおよび繰り込みを行う。
【００６８】
摺動ガイド１５２は、四面体の底面頂部Ｂに各１つ配置され、複数の一対の駆動ローラ１５１をそれぞれ回動可能に支持する。
【００６９】
また、摺動ガイド１５２は、両側面側にテープ１１２の折曲部２２が位置する傾斜板部１５３と、傾斜板部１５３とともに一対の駆動ローラ１５１を回動可能に支持する水平板部１５４と、テープ１２の繰り出し方向をガイドする方向ガイド１５５から構成されている。この傾斜板部１５３、水平板部１５４、方向ガイド１５５により、一対の駆動ローラ１５１に繰り込まれるテープ１１２の折れ曲がりを強制する。
【００７０】
方向ガイド１５５は、摺動ガイド１５２にそれぞれ一対設けられており、一対の方向ガイド１５５は駆動ローラ１５１の外側にそれぞれ平行に設けられている。そして、駆動ローラ１５１の周面上にテープ１１２を巻回することにより形成された折曲部２３から底辺部２４への方向を適正な方向へとガイドする。
【００７１】
（２−４．結束部材１３内のテープ１１２の配置）
上述したように、稜線部２２にはテープ１１２が２重に配置され、底辺部２４にはテープ１１２が１重に配置される。このように配置されるテープ１１２は、第１実施形態に係るテープ１２と同様で幅方向に沿ってＵ字状に湾曲し、テープ１１２の曲線部が結束部材１３の貫通穴の内壁部に沿って位置するように２重のテープ１１２を貫通穴に貫通させる（図９および図１０では図示省略）。
【００７２】
なお、第２実施形態に係る結束部材１３内のテープ１１２の配置や作用効果については、第１実施形態に係る結束部材１３内のテープ１２の配置や作用効果と概ね同様の方法であるため説明を省略する。
【００７３】
（２−５．フレーム構造の変形）
上述したように構成されたフレーム構造体１００の三次元フレーム構造は、図８および図９に示すように、折曲部２３が第１ジョイント部１１４または第２ジョイント部１１５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１００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。
【００７４】
上述したように構成されたフレーム構造体１００の三次元フレーム構造は、駆動ローラ１５１が回転することによりテープ１１２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１１２を移動、第１ジョイント部１１４および第２ジョイント部１１５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。
【００７５】
また、上述したように構成されたフレーム構造体１のテープ１１２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１１２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。
【００７６】
さらに、上述したように構成されたフレーム構造体１００は、第２ジョイント部１１５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。なお、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。
【００７７】
なお、上述した本発明の第２実施形態に係るフレーム構造体１００の組立、展開および収納方法についても上述した本発明の第１実施形態に係るフレーム構造体１の組立、展開および収納方法と概ね同様の方法であるため説明を省略する。
【００７８】
（３）作用効果
以上のようなフレーム構造体１、１００は、有端状のテープ１２または無端状のテープ１１２と、テープ１２、１１２を折り曲げてなる複数の折曲部２３（２３ａ〜２３ｈ）を、少なくとも１つの集約箇所Ｆで集約する集約手段（第１ジョイント部１４、第１ジョイント部１１４）と、を備え、集約箇所Ｆを頂部に含む三次元フレーム構造がテープ１２、１１２により形成され、三次元フレーム構造の少なくとも一辺（ここでは、稜線部２２）にはテープ１２、１１２が複数枚重なって配置されている。
【００７９】
そして、上述したフレーム構造体１、１００によれば、三次元フレーム構造の少なくとも一辺にテープ１２、１１２が複数枚重なって配置されているため、簡易な構成でありながら、当該箇所での十分な強度や剛性が得られる。また、テープ１２、１１２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。そして、外力作用方向を利用することにより、フレーム構造体１、１００の組立、収納および展開が簡便となるため、フレーム構造体１、１００の運搬効率を向上させることができる。
【００８０】
また、フレーム構造体１、１００は、重なって配置された複数枚のテープ１２、１１２を結束する結束部材１３をさらに備えるため、複数枚重なって配置されたテープ１２、１１２の物理的分離を結束部材１３により規制することで、当該箇所での強度や剛性が維持される。
【００８１】
さらに、フレーム構造体１、１００は、三次元フレーム構造は角錐の形状（ここでは、
四面体）を有し、角錐の稜線部２２にはテープ１２、１１２が複数枚重なって配置されている。三次元フレーム構造１、１００を維持するためには、角錐の頂上部を相対的に高い強度にて支持する必要がある。そこで、稜線部２２にテープ１２、１１２を複数枚重ねて配置することで効果的に補強することができる。
【００８２】
また、フレーム構造体１、１００の底辺部２４には、テープ１２、１１２が１枚のみ配置されている。稜線部２２と比べて相対的に低い強度であっても底辺部２４を支持可能である点を考慮し、テープ１２、１１２を一重にすることでテープ１２、１１２全体の長さを短くすることができる。
【００８３】
さらに、フレーム構造体１の稜線部２２には、テープ１２の一方の端面２６が角錐の底面に臨む向きにテープ１２が複数枚配置されているため、稜線部２２の正面方向（方向Ｇ）から底面に向けて押圧する力に強くなり、三次元フレーム構造を維持することができる。
【００８４】
また、フレーム構造体１００の稜線部２２には、テープ１１２の一方の主面１２８が角錐の底面に臨む向きにテープ１１２が複数枚配置されているため、稜線部２２の正面方向からの捻れ（方向Ｋ）に強くなり、三次元フレーム構造を維持することができる。
【００８５】
さらに、フレーム構造体１、１００のテープ１２、１１２は、幅方向に沿ってＵ字状に湾曲するため、テープ１２、１１２が鉛直方向に沿って延びる場合、自重による折れ曲がりを防止することができる。
【００８６】
以上、フレーム構造体１、１００を図示して実施形態に基づいて説明したが、フレーム構造体１、１００はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。以下、他の実施形態におけるフレーム構造体について説明する。
【００８７】
（４）他の実施形態
上述した本実施形態に係るフレーム構造体１、１００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。
【００８８】
また、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１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。
【００８９】
さらに、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１、１００では、駆動ローラ５１、１５１は、モータ（図示省略）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、１５１のうちの少なくとも１つの一対の駆動ローラ５１、１５１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、１５１のうち一方の駆動ローラ５１、１５１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。
【００９０】
そもそも、モータ（回転アクチュエータ）を設けなくともよく、この場合、手動によりテープ１２、１１２の繰り出しおよび繰り込みを行う。
【００９１】
また、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１、１００では、連結部材４２は、金属製の材質で構成され、連結部材１４２は、弾性を有する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、１４２の材質は適宜変更が可能である。
【００９２】
そして、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１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。
【００９３】
たとえば、図１２に示すように、複数の折曲部２３のうち７つの集約箇所Ｆのうちの４つを頂部とする四面体が形成されたフレーム構造体１０１であってもよい。
【００９４】
また、上述した本実施形態に係るフレーム構造体１では、６本の稜線部２２ａ〜２２ｆと、８つの折曲部２３ａ〜２３ｈと、３本の底辺部２４ａ〜２４ｃにより三次元フレーム構造を形成する場合について説明したが、稜線部２２、折曲部２３、底辺部２４の数を変更して三次元フレーム構造を形成することができる。
【００９５】
たとえば、図１３に示すように、四面体の稜線のうち２つの稜線に対応する稜線部２２を４本、１つの稜線に対応する稜線部２２が６本とし、これにともない、２つの集約箇所Ｆにおける折曲部２３を３つ、１つの集約箇所Ｆにおける折曲部２３を４つから構成されたフレーム構造体１０２であってもよい。
【００９６】
すなわち、稜線部２２にテープ１２を多重に配置することにより、三次元フレーム構造の強度を高めることができる。なお、四面体の稜線のうち全ての稜線に対応する稜線部２２のテープ１２の枚数がそれぞれ同じであっても、図１３に示すように１つの稜線に対応する稜線部２２のみの枚数が異なっていても、全ての稜線に対応する稜線部２２の枚数がそれぞれ異なっていてもよい。このようにして、稜線部２２、折曲部２３、底辺部２４の数を変更して任意の立体に形成することが可能である。
【００９７】
上述した第１実施形態に係るフレーム構造体１、第２実施形態に係るフレーム構造体１００、他の実施形態に係るフレーム構造体１０１、１０２は様々な用途で使用することができる。たとえば、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】
【００９８】
１                  フレーム構造体（第１実施形態）
１２                テープ（第１実施形態）
１３                結束部材
１４                第１ジョイント部（第１実施形態）
１５ａ〜１５ｃ      第２ジョイント部（第１実施形態）
１６                巻取部
２１                先端部
２２ａ〜２２ｆ      稜線部
２３ａ〜２３ｈ      折曲部
２４ａ〜２４ｃ      底辺部
２５                基端部
２６                端面（第１実施形態）
２７                曲線部（第１実施形態）
３１                貫通穴
３２                内壁部
４１ａ、４１ｂ      ガイドローラ（第１実施形態）
４２                連結部材（第１実施形態）
４３                軸連結部
４４                巻取連結部
５１ａ〜５１ｆ      駆動ローラ（第１実施形態）
５２ａ〜５２ｃ      摺動ガイド（第１実施形態）
５３                垂直板部
５４                水平板部
１００              フレーム構造体（第２実施形態）
１１２              テープ（第２実施形態）
１１４              第１ジョイント部（第２実施形態）
１１５ａ〜１１５ｃ  第２ジョイント部（第２実施形態）
１２８              主面（第２実施形態）
１４１ａ〜１４１ｃ  ガイドローラ（第２実施形態）
１４２              連結部材（第２実施形態）
１５１              駆動ローラ（第２実施形態）
１５２ａ〜１５２ｃ  摺動ガイド（第２実施形態）
Ａ                  頂上部
Ｂ                  底面頂部
Ｆ                  集約箇所
【図１】
2017043047.tif 000003
【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】
2017043047.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017043047.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2017043047.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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