JP4095973B2 - 伸縮構造体、およびこれを利用した筒体 - Google Patents

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本発明は、シート状部材を折り畳むことにより構成された伸縮構造体、およびこれを利用した筒体に関する。
この種の伸縮構造体(1)は、図９に示すように、たとえば布地のようなシート状部材(2)を折り畳むことにより構成されており、シート状部材(2)はＶ字模様を形成する複数の構成単位(3)を縦横両方向に連続して配置することにより構成されている。
各構成単位(3)は、互いに対向する２本のＶ字模様の谷折れ線(4)、前記Ｖ字模様の谷折れ線(4)の間に配置されたＶ字模様の山折れ線(5)、前記Ｖ字模様の谷折れ線(4)とＶ字模様の山折れ線(5)との端部或いは尖端部を接続する３本の縦方向の山折れ線(6)、および３本の縦方向の谷折れ線(7)により構成されている。なお、縦方向の山折れ線(6)と縦方向の谷折れ線(7)とは、その配置位置が交互に配置されている。
実用新案登録第３０４９５８８号公報
この従来の伸縮構造体(1)により得られる模様は非常に複雑で斬新であり、また、各折れ線（(4)(5)(6)および(7)）部分の角度が変化することにより縦方向および横方向に伸縮することが可能であるため、タペストリ、カーテン、或いはスカーフ等に応用されている。
ここで、従来の伸縮構造体(1)は、その伸縮方向が平面的な方向に限定されており、曲面を有する物品への応用ができないという問題があった。それゆえに、本発明の目的は曲面を構成することが可能な伸縮構造体を提供することである。
請求項１に記載した発明は、「シート状部材(12)を折り畳むことによって構成された伸縮構造体(10)であって、縦方向へ互いに平行に延びる２本の第１山折り線(16)と横方向へ互いに平行に延びる２本の第２山折り線(18)とで囲まれた正方形の升目(20)と、縦方向へ延びて升目(20)を横方向へ均等に二分する第３山折り線(22)と、升目(20)の２本の対角線と一致する２本の谷折り線(24)とを有する複数の構成単位(14)がシート状部材(12)に折り込まれ、横方向に隣接する２つの構成単位(14a)(14b)がその境界部において第１山折り線(16)を共有し、縦方向に隣接する２つの構成単位(14a)(14c)がその境界部において第２山折り線(18)を共有し、縦方向に隣接する２つの構成単位(14a)(14c)における一方の第１山折り線(16)と他方の第３山折り線(22)とが直線状に連続する伸縮構造体(10)」である。
この発明によれば、伸縮構造体(10)を横方向に伸縮させると、縦方向に隣接する構成単位(14a)(14c)同士の成す角度が変化して、縦方向を周方向とする湾曲面が形成される。なお、「横方向」とは、第２山折り線(18)が延びる方向をいい、「縦方向」とは、第１山折り線(16)および第３山折り線がそれぞれ延びる方向をいうものとする。
また、伸縮構造体(10)の横方向一方端部を固定した状態で他方端部を奥行き方向に変位させると、横方向に隣接する構成単位(14a)(14b)同士の成す角度が変化して、横方向を周方向とする湾曲面を有する伸縮構造体(10)が形成される。なお、「奥行き方向」とは、横方向および縦方向にそれぞれ直交する方向をいうものとする。
請求項２に記載した発明は、「請求項１に記載の伸縮構造体(10)の横方向一方端部および他方端部を接続して筒状に形成した筒体(30)」である。
この発明によれば、伸縮構造体(10)が縦方向および横方向を周方向とする湾曲面を形成できるので、筒体(30)の上下方向から中心方向へ向かう力を付与すると、筒体(30)の中心部分が膨らんで球形状に変形する。
請求項１に記載の発明によれば、縦方向或いは横方向が周方向となるような湾曲面を有する伸縮構造体が得られるので、この伸縮構造体を曲面を有する物品に応用することが可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、筒体の中央部分が膨らんで球形状に変形するので、たとえばその中心に電球を配置すれば、これまでにない美しい表面形状を有するランプシェードを得ることができる。
以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。図１を参照して、本発明の適用された伸縮構造体(10)は、図２に示すようなシート状部材(12)を折り畳むことにより構成されたものであり、シート状部材(12)は、縦横両方向に連続して配置された複数の構成単位(14)により構成されている。
各構成単位(14)は、縦方向へ互いに平行に延びる２本の第１山折り線(16)と横方向へ互いに平行に延びる２本の第２山折り線(18)とで囲まれた略正方形状の升目(20)と、縦方向へ延びて升目(20)を横方向へ均等に二分する第３山折り線(22)と、升目(20)の２本の対角線と一致する２本の谷折り線(24)とで構成されている。
２本の第２山折り線(18)は、その中央部分で第３山折り線(22)と交差しており、その交差部分が交点(26)である。また、２本の谷折り線(24)は、その交点(28)にて第３山折り線(22)と交差している。
シート状部材(12)の材質としては、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの熱可塑性を有する合成繊維を編み込んだものが使用される。ただし、材質はこれに限定されるものではなく植物繊維や動物繊維、或いはこれらの混合物を編み込んだものを使用してもよいし、紙、樹脂シート、或いは金属薄板などを使用してもよい。
上述したように、シート状部材(12)は、複数の構成単位(14)が縦横両方向に連続して配置されることによって形成されるが、その配置パターンは以下のように定められる。すなわち、図３に示すように、横方向に隣接する２つの構成単位(14a)(14b)はその境界部において第１山折り線(16)を共有するように配置される。一方、縦方向に隣接する２つの構成単位(14a)(14c)はその境界部において第２山折り線(18)を共有し、かつ、構成単位(14a)の第１山折り線(16a)と構成単位(14c)の第３山折り線(22)とが直線状に連続するように配置される。
なお、構成単位(14)の数、および構成単位(14)の集合体であるシート状部材(12)の形状は特に限定されるものではなく目的に応じて適宜決定すればよいが、本実施例では縦に５つ、横に６つの構成単位(14)を配置することにより矩形状のシート状部材(12)が構成されている。
また、本実施例では，隣接する各構成単位(14)同士が一体的に形成されているが、たとえばヒンジなどの接続手段を介して接続するようにしてもよい（図示省略）。
シート状部材(12)を第１山折り線(16)、第２山折り線(18)、第３山折り線(22)、および谷折り線(24)に沿って折り畳むと、各構成単位(14)がシート状部材(12)に折り込まれて伸縮構造体(10)が構成される（図１参照）。このとき、第１山折り線(16)は交点(26)を屈曲点としてＶ字型に折り曲げられ、第３山折り線(22)および２本の谷折り線(24)は前記交点(28)を屈曲点としてそれぞれＶ字型に折り曲げられ、これにより、各構成単位(14)は交点(28)が最深点となるような略蝶ネクタイ型の凹所を構成する。
本実施例のように、シート状部材(12)が熱可塑性を有する素材で構成されている場合には、シート状部材(12)を折り畳んだ後、伸縮構造体(10)にプリーツ加工を施すようにしてもよい。これにより各構成単位(14)を構成している第１山折り線(16)、第２山折り線(18)、第３山折り線(22)および谷折り線(24)の折り痕がシート状部材(12)から消失することなく半永久的に残ることになる。
伸縮構造体(10)を完全に折り畳むと図４に示すような形状となる。なお、この状態では全ての構成単位(14)の第１山折り線(16)が同一平面上となっている（図４(B)参照）。
図４(A)の状態の伸縮構造体(10)を横方向に引っ張ると、図５に示すように、各構成単位(14)中の第３山折り線(22)の成す角度αが次第に大きくなり、それまで近接していた２つの交点(26)が互いに離間する方向に変位する。また、これに応じて、屈曲していた第２山折り線(18)が徐々にまっすぐになり、縦方向に隣接する構成単位(14a)(14c)同士の成す角度（第１山折り線(16a)(16c)同士の成す角度）が１８０度よりも小さくなり、伸縮構造体(10)は縦方向を周方向とする湾曲面を形成することとなる（図５(B)参照）。
一方、伸縮構造体(10)の横方向一方端部を固定した状態で、他方端部を奥行き方向（図４(A)における紙面の奥方向）へ変位させると、横方向に隣接する構成単位(14a)(14b)同士の成す角度（第２山折り線(18a)(18b)同士の成す角度）が変化し、伸縮構造体(10)は横方向を周方向とする湾曲面を形成する。
本実施例の伸縮構造体(10)によれば、縦方向に隣接する各構成単位(14)の第１山折り線(16)同士の成す角度、および横方向に隣接する各構成単位(14)の第２山折り線(18)同士の成す角度をそれぞれ変化させることができるので、両作用が相俟って湾曲面を有する伸縮構造体(10)を構成することができる。
図６に示す筒体(30)は、伸縮構造体(10)の横方向一方端部と他方端部とを接着等の手段で接続することにより構成されたものである。
ここで、本実施例の伸縮構造体(10)は、前述した要領で構成単位(14)を縦に９列、横に１６列配置したシート状部材(12)を折り畳むことによって構成されている。
かかる筒体(30)に、上下方向（軸方向）から中心へ向かう力を付与すると、前述したように縦方向および横方向を周方向とする湾曲面が形成され、筒体(30)の中央部分が大きく膨らんだ球形状へと変化する（図７参照）。
なお、図８に示すように、球形状になった筒体(30)の中心部分に電球(32)を配置すれば、これまでにない美しい表面形状を有するランプシェードとして利用することができる。
伸縮構造体を示す斜視図である。 伸縮構造体を完全に展開した状態を示す平面図である。 構成単位の配置パターンを説明するための図である。 伸縮構造体を完全に折畳んだ状態を示す正面図および側面図である。 伸縮構造体を図４の状態から横方向に拡げた状態を示す正面図および側面図である。 伸縮構造体を横方向が周方向となるように湾曲させることにより形成した筒体を示す斜視図である。 筒体を球形状に変形させた状態を示す斜視図である。 筒体をランプシェードとして使用した状態を示す断面図である。 従来例を示す斜視図である。
符号の説明
１０ 伸縮構造体
１２ シート状部材
１４ 構成単位
１６ 第１山折り線
１８ 第２山折り線
２２ 第３山折り線
２４ 谷折り線

Claims (2)

  1. シート状部材を折り畳むことによって構成された伸縮構造体であって、
    縦方向へ互いに平行に延びる２本の第１山折り線と横方向へ互いに平行に延びる２本の第２山折り線とで囲まれた正方形の升目と、縦方向へ延びて前記升目を横方向へ均等に二分する第３山折り線と、前記升目の２本の対角線と一致する２本の谷折り線とを有する複数の構成単位が前記シート状部材に折り込まれ、
    横方向に隣接する２つの前記構成単位がその境界部において前記第１山折り線を共有し、縦方向に隣接する２つの前記構成単位がその境界部において前記第２山折り線を共有し、縦方向に隣接する２つの前記構成単位における一方の前記第１山折り線と他方の前記第３山折り線とが直線状に連続する伸縮構造体。
  2. 請求項１に記載の伸縮構造体の横方向一方端部および他方端部を接続して筒状に形成した筒体。
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