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筒状折り畳み構造物の製造方法、筒状折り畳み構造物の製造装置、及び、筒状折り畳み構造物 新技術説明会

国内特許コード P150011916
整理番号 S2013-1247-N0
掲載日 2015年4月20日
出願番号 特願2013-164614
公開番号 特開2015-033772
出願日 平成25年8月7日(2013.8.7)
公開日 平成27年2月19日(2015.2.19)
発明者
  • 萩原 一郎
  • 石田 祥子
  • 野島 武敏
出願人
  • 学校法人明治大学
発明の名称 筒状折り畳み構造物の製造方法、筒状折り畳み構造物の製造装置、及び、筒状折り畳み構造物 新技術説明会
発明の概要 【課題】湾曲した筒状体となる筒状折り畳み構造物を利用した各種製品の設計が複雑化する。
【解決手段】平面展開部101が、3次元空間に仮想的に表現される筒状構造物を軸方向と直交する方向で複数の筒状部材に分割して、分割した前記筒状部材を2次元平面に展開し、展開された前記筒状部材に対応する帯板展開図を少なくとも1つ含む2次元展開図を作成し、折線展開図作成部103が、前記筒状部材の軸方向の幅における中心を通過する中心軸に対して左右対称となるように、前記帯板展開図に折線を設けた折線展開図を作成する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



従来より、外形が小さくなる折り畳み状態と、外形が大きくなる展開状態との間で変形するように折り畳み/展開可能な折り畳み構造物として、折り線に囲まれた各パーツを重ね合せるように折り畳むことが可能な筒状(円筒状、角筒状、円錐状及び角錐状)折り畳み構造物が知られている(例えば特許文献1参照)。

また、従来の筒状折り畳み構造物には、展開した状態で軸線が湾曲する筒形状(トーラス形状)となる構造物が知られている(例えば非特許文献1参照)。

産業上の利用分野



この発明は、筒状折り畳み構造物の製造方法、筒状折り畳み構造物の製造装置、及び、筒状折り畳み構造物に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
平面展開部が、
3次元空間に仮想的に表現される筒状構造物を軸方向と直交する方向で複数の筒状部材に分割して、分割した前記筒状部材を2次元平面に展開し、展開された前記筒状部材に対応する帯板展開図を少なくとも1つ含む2次元展開図を作成し、
折線展開図作成部が、
前記筒状部材の軸方向の幅における中心を通過する中心軸に対して左右対称となるように、前記帯板展開図に折線を設けた折線展開図を作成する
ことを特徴とする筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項2】
前記折線展開図作成部が、
前記筒状部材を展開した前記帯板展開図の外縁と前記折線とが交わる点を連結した接続線を描画して前記折線展開図を作成することを特徴とする請求項1に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項3】
前記折線展開図作成部は、
前記接続線によって囲まれた領域を接合部と決定することを特徴とする請求項2に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項4】
前記折線展開図作成部は、
前記折線展開図に基づき作成された前記筒状折り畳み構造物において、前記接合部が平面状態となるような折線を前記接合部に設けることを特徴とする請求項3に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項5】
折線作成部が、
前記平面展開部が分割した前記筒状部材の軸方向の幅と同じ長さの幅を有する複数の対称帯板図形を含み、予め決められた角度で対称軸に交わる折線が前記対称帯板図形内に設けられた2次元折線図を作成し、
前記折線展開図作成部が、
前記対称帯板図形の前記対称軸と前記筒状部材の前記中心軸とを一致させた状態で前記帯板展開図と前記対中心軸称帯板図形を重ねて、前記筒状部材を展開した前記帯板展開図の外縁と前記折線とが交わる点を連結した前記接続線を描画することを特徴とする請求項2から4のうちいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項6】
前記折線展開図作成部は、
前記帯板展開図の外縁を等角写像変換して湾曲した湾曲帯板展開図を作成するとともに、前記対称帯板図形を等角写像変換して湾曲した湾曲帯板図形を作成し、前記湾曲帯板展開図と前記湾曲帯板図形を重ねて、前記湾曲帯板展開図の外縁と前記湾曲帯板図形の折線とが交わる点を連結した前記接続線を描画することを特徴とする請求項5に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項7】
前記折線展開図作成部は、
前記中心軸上に設けられる谷折り節点に接続される谷折り線と、前記中心軸上に前記谷折り節点と交互に設けられる山折り節点に接続される山折り線とを前記折線展開図に設けるともに、前記谷折り線節点に接続される前記谷折り線の数よりも2つ少ない山折り線を前記谷折り節点に接続させ、前記山折り線節点に接続される前記山折り線の数よりも2つ少ない谷折り線を前記山折り節点に接続させることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項8】
前記平面展開部は、
前記軸方向と直交する方向に異なる長さで前記複数の筒状部材に分割して、分割した前記筒状部材を2次元平面に展開し、展開された前記筒状部材に対応する帯板展開図を少なくとも1つ含む2次元展開図を作成することを特徴とする請求項1から7のうちいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項9】
前記折線展開図作成部は、
前記筒状構造物が一定曲率で湾曲している場合、前記中心軸に対して左右対称となるように前記帯板展開図に折線を設けた帯板折線図を複製して、複数の前記帯板折線図を連結させることにより、前記折線展開図を作成することを特徴とする請求項1から7のうちいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法。

【請求項10】
請求項1から8のうちいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物の製造方法によって作成された前記折線展開図に基づき製造されたことを特徴とする湾曲した筒状折り畳み構造物。

【請求項11】
3次元空間に仮想的に表現される筒状構造物を軸方向と直交する方向で複数の筒状部材に分割して、分割した前記筒状部材を2次元平面に展開し、展開された前記筒状部材に対応する帯板展開図を少なくとも1つ含む2次元展開図を作成する平面展開部と、
前記筒状部材の軸方向の幅における中心を通過する中心軸に対して左右対称となるように、前記帯板展開図に折線を設けた折線展開図を作成する折線展開図作成部と、
を備えることを特徴とする筒状折り畳み構造物の製造装置。

【請求項12】
板状に形成された複数の多角形パーツからなり、隣り合う多角形パーツの外側辺を接続すると共に、この接続部分に折り畳み可能な直線状の折り線を形成した筒状折り畳み構造物であって、
前記折り線が、前記多角形パーツの一面側から見て前記一面側が山折りとなる複数の山折り線、及び、前記一面側が谷折りとなる複数の谷折り線とを有し、
隣り合う前記多角形パーツ同士を前記山折り線及び前記谷折り線に沿って開いた展開状態で、軸線の少なくとも一部が湾曲した筒状体となり、
隣り合う前記多角形パーツ同士を前記山折り線及び前記谷折り線に沿って折り畳んだ折り畳み状態で、平面視環状の板状体となることを特徴とする筒状折り畳み構造物。

【請求項13】
前記筒状体は、前記軸線が湾曲する湾曲筒部と、前記軸線が直線状となる直線筒部とを備えることを特徴とする請求項12に記載の筒状折り畳み構造物。

【請求項14】
前記筒状体のうち前記軸線が湾曲する湾曲筒部における前記軸線の曲率半径が、前記軸線方向に沿って漸次変化することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の筒状折り畳み構造物。

【請求項15】
前記筒状体のうち前記軸線が湾曲する湾曲筒部が、前記軸線方向に沿って径寸法が漸次変化する円錐体であることを特徴とする請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物。

【請求項16】
前記筒状体のうち前記軸線が湾曲する湾曲筒部が、複数の多角形パーツを接続して形成されると共に前記軸線方向に折り畳み可能とされた筒状部を軸線方向に複数接続して構成され、
各筒状部をその周方向に展開した展開図において、
前記軸線方向に沿う各筒状部の幅方向の寸法が前記周方向に沿って連続的に変化するように、前記軸線方向に互いに隣り合う前記筒状部を接続する前記折り線となる軸方向接続線が湾曲していることを特徴とする請求項12から請求項15のいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物。

【請求項17】
前記展開図において、互いに対向する前記軸方向接続線間の隙間が、前記筒状部の配列方向に複数配列され、
前記配列方向に隣り合う二つの前記隙間の寸法が、互いに異なることを特徴とする請求項16に記載の筒状折り畳み構造物。

【請求項18】
前記展開図において、互いに隣り合う二つの前記筒状部の幅寸法が、互いに異なることを特徴とする請求項16に記載の筒状折り畳み構造物。

【請求項19】
前記展開図において、互いに隣り合う前記筒状部の前記軸方向接続線の隙間に、当該隙間を埋める接合板部が設けられ、
該接合板部が、折り線によって互いに折り畳み可能に接続された複数の接合用パーツからなり、
前記展開図を前記筒状体に組み立てる際に、互いに隣り合う前記接合用パーツ同士を折り畳んで接合することで、互いに隣り合う前記筒状部の前記軸方向接続線同士が接続されることを特徴とする請求項16から請求項18のいずれか一項に記載の筒状折り畳み構造物。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013164614thum.jpg
出願権利状態 公開
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