2015 Fiscal Year Research-status Report
多様なヒンジ接合で構成されたモバイル建築のための展開型骨組構造の設計手法
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26420557
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| Research Institution | Okayama Prefectural University |
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Principal Investigator |
津田 勢太 岡山県立大学, デザイン学部, 准教授 (80584325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大崎 純 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40176855)
中原 嘉之 岡山県立大学, デザイン学部, 助手 (60726983)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 展開構造 / メカニズム / 折紙 / モバイルシェルター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，紙の弾性を利用することなく折ることができる剛体折紙の展開特性を分析・発展させることで，展開型の骨組構造を導出する設計手法を提案することを目的とする。本年度達成した成果は以下のとおりである。
１．前年度に導出した骨組とは別の折りパターンや部材配置方法により，数パターンの展開型骨組構造の生成手法を提案した。変形自由度を数値解析により確認するとともに，特異点における分岐モード形を導き出すことで，展開性について検証した。また，小～中規模（2m程度）のアルミ製縮小模型を数点製作し，その展開性を確認するとともに，接合部に求められる性能に関する知見を得た。展開過程の特徴を活かした，着脱が容易なねじり回転ヒンジ接合部を提案した。
２．剛体折紙の折りパターンから着想を得るが，剛体折紙とは展開過程が全く異なる展開型骨組構造の基本的特性について検証した。通常の折紙とは異なり，直線状に折り畳まれることが特徴であるが，今のところ変形自由度が大きいため様々な形状に変形する。
３.任意に部材配置した立体骨組から，指定方向の入出力機構を有するメカニズムを導出する手法として，部材端断面力の2次降伏関数を用いた最適化問題を定式化した。不要な部材は削除し，必要な箇所のヒンジをその性能（自由度や回転軸方向）とともに導出する手法である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
・前年度に提案したものとは異なる部材配置による展開型骨組構造を着想し，縮小模型製作と数値解析を通して，その特性を把握することができた。ただし，仕上げ材の取り付けに関する検証は遅れている。
・前年度に認識した接合部の着脱性の問題点について検証を進め，着脱作業がより容易な接合部を提案した。
・前年度に簡単なモデルを通して提案した，直線状に折り畳まれる，新しいタイプの展開型骨組構造の特性について分析し，その可能性と問題点を把握した。
・メカニズム生成のための部材トポロジーおよびヒンジ配置に関する最適化問題の定式化を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
・小～中規模縮小模型で得られた成果をもとにした大規模模型を製作する。製作は，接合部のより詳細な検討および仕上げ材の取り付け方法を検証して進め，展開性や構造性能の検証を行う。
・直線収納型の展開型構造については当初想定していなかった構造である。このメカニズムの変形自由度を小さくするために必要な変形拘束手法（ヒンジの配置など）を検討することで，新たなタイプの収納型構造体の提案を目指す。
・平面折紙から生成される形状は多面体になるが，提案した骨組を応用することで曲面体を導出する手法について検討する。
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| Causes of Carryover |
接合部モデル製作検討のための３Dプリンタ材料や模型製作外注費等が未了のため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H28年度に材料や模型製作費として使用する予定である。
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