| 研究課題/領域番号 |
19K04714
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 岡山県立大学 |
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研究代表者 |
津田 勢太 岡山県立大学, デザイン学部, 教授 (80584325)
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| 研究分担者 |
大崎 純 京都大学, 工学研究科, 教授 (40176855)
中原 嘉之 岡山県立大学, デザイン学部, 助教 (60726983)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 展開構造 / メカニズム / 立体骨組 / シザーズ機構 / パンタグラフ / 機構 / シザーズ構造 / 最適設計 / 機構設計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
収納された小さな状態から大きな構造物へと形態変化する展開構造は，開閉式屋根や伸縮マスト，宇宙空間における展開アンテナなど，幅広い分野の構造物として利用・提案されている。2本の棒材を中心でヒンジ接合したシザーズ機構が利用されることが多いが，形状変化は主に1次元伸縮（マスト・橋梁）や2次元伸縮（屋根・アンテナ）であり，3次元伸縮する機構は小規模な構造（テントなど）が大部分である。本研究では，1次元伸縮のシザーズ機構を複数個組み合わせたシザーズ角柱機構を3次元的に接続することで伸縮展開する立体骨組構造の設計手法と力学性能評価を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，シザーズ機構を用いた1自由度の展開構造の新しい構成方法を提案するものである。平面シザーズを組み合わせた多面体シザーズ機構を基本ユニットとし，異なるユニットを適切な法則で連結して構成する。一般的なシザーズ機構は2本の部材の中間部をピポッドヒンジでつなげるが，本提案では2本以上の偶数本の部材で構成される複合型シザーズ機構を利用する。本手法により，湾曲体など2種類の複雑な展開形状を構成できる。1つ目は軸方向に伸縮する多角柱シザーズ機構およびその端部同士を連結したグリッド状の立体構造物，2つ目は面的に展開する曲面シザーズ機構である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
提案したシザーズ機構の新しい構成方法により，これまでにはない様々な形状に展開する立体構造を計画できるようになった。この3次元伸縮機構によって特定の場所や用途に応じた立体骨組を設計することができ，イベントや災害時などに活用する移動型の仮設建築，組み立て施工が困難な場所における構造物など様々な領域で活用することが期待できる。
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