立体構造物
【課題】少種類の資材によって容易に構築することができる立体構造物を提供する。
【解決手段】立体構造物１は、横断面が長方形で、幅、厚さ及び長さが略同等な木材板で形成された７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、嵌合連結部２などを介して互いに嵌合連結して形成した多角形網状の構造体である。立体構造物１を構成する嵌合連結部２などは、種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本の組み合わせによって形成され、これらのフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊで囲まれた領域は六角形若しくは五角形をなしている。嵌合連結部２などは、７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本のフレーム材の外周に形成された凹部を互いに嵌合連結することによって形成されている。嵌合連結部２などにおいて隣り合うフレーム材同士の成す角度（内角）の和が３００度より大で３６０度より小である。
【解決手段】立体構造物１は、横断面が長方形で、幅、厚さ及び長さが略同等な木材板で形成された７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、嵌合連結部２などを介して互いに嵌合連結して形成した多角形網状の構造体である。立体構造物１を構成する嵌合連結部２などは、種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本の組み合わせによって形成され、これらのフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊで囲まれた領域は六角形若しくは五角形をなしている。嵌合連結部２などは、７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本のフレーム材の外周に形成された凹部を互いに嵌合連結することによって形成されている。嵌合連結部２などにおいて隣り合うフレーム材同士の成す角度（内角）の和が３００度より大で３６０度より小である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフレーム材同士を互いに嵌合連結することによって構築する多角形網状の立体構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
丸太や角材などの木材あるいは金属材などを稜線部に配置して互いに接合することによって多面体状の立体構造物を構築する技術については、従来、様々なアイディアが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
特許文献１記載の立体構造物（多面体）は、複数の辺体を連設して形成された多角形状の枠体を互いに接合することによって構築されている。また、特許文献２記載の立体構造物（骨組構造体）は、金属製の棒体と木材とを張り合わせて形成されたフレーム本体を互いに接合することによって構築されている。一方、特許文献３記載の立体構造物（組子飾り）は、一片に２ヶ所の係合部を形成した数種の組子片を、各係合部に１２０度間隔で３つずつ組み合わせていくことによって形成された正六角形組子をさらに湾曲させて形成した球面状正六角形組子を互いに連結して構築されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２８０４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１６７９０２号公報
【特許文献３】特開２００３−１１５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の立体構造物（多面体）は、複数の辺体を連設して多角形状の枠体を形成し、さらに複数の枠体をその辺体同士を接合させて構築するまでに多大な労力と時間が必要である。また、多角形状の枠体の製作及び枠体同士の接合には高精度の材料加工技術が必要であるため、容易に構築することができない。また、枠体を製作する際の補強部材や枠体同士を接合する接着剤などの資材が必要である。
【０００６】
特許文献２記載の立体構造物（骨組構造体）は、基本となるフレーム部材を金属製の棒体と木材とを張り合わせて製作しなければならないので、互いに異なる２種類の素材を必要とするだけでなく、製作にも手間を要する。また、複数のフレーム部材同士はボルトで連結する方式であるため、連結作業が面倒である。
【０００７】
特許文献３記載の立体構造物（組子飾り）は、複数の組子片を組み合わせ、湾曲加工を施すことによって球面状正六角形組子を製作するまでに多大な労力と時間を要する。また、特許文献３記載された技術は、比較的小さな立体構造物の構築技術としては好適であるが、仮設住宅やペットハウスなどの大きな立体構造物には不向きである。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、少種類の資材によって容易に構築することができる立体構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の立体構造物は、外周面に開口する凹部を有する複数のフレーム材を、前記凹部同士を互いに嵌合連結して形成された多角形網状の立体構造物であって、前記フレーム材の嵌合連結部が３本の前記フレーム材で形成され、且つ、前記嵌合連結部において隣り合う前記フレーム材同士の成す角度（内角）の和が３００度より大であって３６０度より小であることを特徴とする。
【００１０】
このような構成とすれば、複数のフレーム材を、当該フレーム材に設けられた凹部同士を嵌合させて連結することによってアーチ形状若しくは多面体形状の立体構造物を構築することができる。複数のフレーム材は接合具や連結具などを用いることなく連結することができるので、少種類の資材によって容易に構築することができる。
【００１１】
ここで、前記嵌合連結部は、１本の前記フレーム材の外周に形成された複数の凹部に、他の２本の前記フレーム材の外周に形成された凹部を嵌合させて形成されることが望ましい。
【００１２】
このような構成とすれば、３本のフレーム材を互いにズレないように嵌合連結することができ、連結作業の煩雑化を回避することができる。
【００１３】
この場合、前記嵌合連結部に、３本の前記フレーム材を連続的に貫通する補強材を設けることもできる。
【００１４】
このような構成とすれば、嵌合連結部を形成する３本のフレーム材の相対位置が変化したり、フレーム材が分離したりするのを防止することができるので、嵌合連結部の連結強度の向上に有効である。
【００１５】
また、前記フレーム材として木材を使用すれば、森林資源の有効活用を図ることができる。この場合、前記フレーム材は、間伐材などを用いて形成することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、少種類の資材によって容易に構築することができる立体構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態である立体構造物を一部省略した状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示す立体構造物の一部を成す嵌合連結部の斜視図である。
【図３】図２における矢線Ｗ方向から見た図である。
【図４】図２に示す嵌合連結部の分解斜視図である。
【図５】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図６】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図７】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図８】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図９】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１０】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１１】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１２】嵌合連結部に関するその他の実施形態を示す一部分解斜視図である。
【図１３】本発明の第二実施形態である立体構造物を一部省略した状態で示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す立体構造物の一部を成す嵌合連結部の斜視図である。
【図１５】（ａ）は図１３に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１６】（ａ）は図１３に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１７】（ａ）は図１３に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図１１に基づいて、本発明の第１実施形態である立体構造物１について説明する。図１に示すように、立体構造物１は、図５〜図１１に示す７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、図２に示す嵌合連結部２などを介して互いに嵌合連結して形成した多角形網状の構造体である。立体構造物１を構成する嵌合連結部２などは、全て、７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本の組み合わせによって形成され、これらのフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊで囲まれた領域は六角形若しくは五角形をなしている。
【００１９】
ここで、図５〜図１１を参照し、立体構造物１を構成するフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊについて説明する。なお、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊはそれぞれ横断面が長方形で、幅、厚さ及び長さが略同等な木材板で形成されているが、これに限定するものではない。
【００２０】
フレーム材Ａは、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、軸心Ａｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす底面１２に開口する一対の凹部１３，１４が形成され、図５（ａ），（ｂ）に示すように、軸心Ａｃを挟んで底面１２の反対側に位置する上面１１は凹部のない平面状をなしている。図５（ｂ）に示すように、凹部１３，１４の深さ方向は、側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ａｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部１３，１４内において、軸心Ａｃ方向に対向する内面１３ａ，１４ａはそれぞれ軸心Ａｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２１】
フレーム材Ｂは、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、軸心Ｂｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす底面２２に開口する一対の凹部２３，２４が形成され、図６（ａ），（ｂ）に示すように、軸心Ｂｃを挟んで底面２２の反対側に位置する上面２１は凹部のない平面状をなしている。図６（ｂ）に示すように、凹部２３，２４の深さ方向は、側面視状態でハ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｂｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部２３，２４内において、軸心Ｂｃ方向に対向する内面２３ａ，２４ａはそれぞれ軸心Ｂｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２２】
フレーム材Ｃは、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｃｃ方向に離れた一方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす上面３１に開口する凹部３３が形成され、他方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす底面３２に開口する凹部３４が形成されている。図７（ｂ）に示すように、凹部３３，３４は軸心Ｃｃを挟んで互いに反対方向に開口し、凹部３３，３４の深さ方向は、側面視状態でハ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｃｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部３３，３４内において、軸心Ｃｃ方向に対向する内面３３ａ，３４ａはそれぞれ軸心Ｃｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２３】
フレーム材Ｇは、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｇｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面４１及び底面４２にそれぞれ開口する二対の凹部４３，４４，４５，４６が形成されている。図８（ｂ）に示すように、凹部４３，４４，４５，４６は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｇｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部４３，４４，４５，４６内において、軸心Ｇｃ方向に対向する内面４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａはそれぞれ互いに平行をなすとともに、上面視状態及び底面視状態においてそれぞれＶ字の一部をなすような状態で開設され、凹部４３，４４，４５，４６の貫通方向はそれぞれ軸心Ｇｃ方向に対し「ねじれの位置」をなしている。なお、「ねじれの位置」とは、空間内の２本の直線が平行でなく、かつ、交わっていないとき、つまり２本の直線が同一平面に無いときの、２直線の位置関係のことをいう。
【００２４】
フレーム材Ｈは、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｈｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面５１及び底面５２にそれぞれ開口する二対の凹部５３，５４，５５，５６が形成されている。図９（ｂ）に示すように、凹部５３，５４，５５，５６は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｈｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部５３，５４，５５，５６内において、軸心Ｈｃ方向に対向する内面５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａはそれぞれ互いに平行をなすとともに、上面視状態及び底面視状態においてそれぞれＶ字の一部をなすような状態で開設され、凹部５３，５４，５５，５６はそれぞれ軸心Ｈｃ方向に対し「ねじれの位置」をなす方向に貫通している。
【００２５】
フレーム材Ｉは、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｉｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面６１及び底面６２にそれぞれ開口する二対の凹部６３，６４，６５，６６が形成されている。図１０（ｂ）に示すように、凹部６３，６４，６５，６６は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｉｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部６３，６４内において軸心Ｉｃ方向に対向する内面６３ａ，６４ａはそれぞれ互いに平行をなし、凹部６５，６６内において軸心Ｉｃ方向に対向する内面６５ａ，６６ａはそれぞれ互いに平行をなしている。
【００２６】
フレーム材Ｊは、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、軸心Ｊｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす底面７２に開口する一対の凹部７３，７４が形成され、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、底面７２の反対側に位置する上面７１は平面状をなしている。図１１（ｂ）に示すように、凹部７３，７４は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすようにそれぞれ軸心Ｊｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部７３，７４内において、軸心Ｊｃ方向に対向する内面７３ａ，７４ａはそれぞれ軸心Ｊｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２７】
図１に示す多角形網状の立体構造物１は、前述した７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本、例えば、図４に示す３本のフレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊの凹部２３，４４，４６，７４を互いに嵌合連結し、図２，図３に示すような嵌合連結部２を形成していくことによって構築されている。図２，図３に示す嵌合連結部２は、１本のフレーム材Ｇの端部を２本のフレーム材Ｊ，Ｂの端部で挟むようにして形成されている。具体的には、フレーム材Ｇの上面４１の凹部４４とフレーム材Ｊの下面７２の凹部７４と嵌合させ、フレーム材Ｇの下面４２の凹部４６とフレーム材Ｂの上面２２の凹部２３とを嵌合させることによって嵌合連結部２が形成されている。
【００２８】
嵌合連結部２以外の嵌合連結部の構造も同様、軸心方向の両端部寄りの上面及び底面にそれぞれ開口する二対の凹部を有するフレーム材Ｇ，Ｈ，Ｉのうちの１本のフレーム材の凹部に、他のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｊのうちの２本のフレーム材の凹部を嵌合連結させることによって形成されている。図２に示す嵌合連結部２において、フレーム材Ｂ，Ｊ同士の角度２αは１２０度であり、フレーム材Ｂ，Ｇ同士の角度２βは１０８度であり、フレーム材Ｇ，Ｊ同士の角度２γは１２０度であり、これらの角度（内角）２α，２β，２γの和は３４８度である。
【００２９】
なお、立体構造物１において、フレーム材Ｇ，Ｈ，Ｉのうちの１本のフレーム材の凹部に、他のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｊのうちの２本のフレーム材の凹部を嵌合させることによって形成される嵌合連結部では、隣り合う２本のフレーム材同士のなす角度は、立体構造物１全体のサイズ、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの軸心方向の長さ、及び、前記嵌合連結部が多角形網状の六角形若しくは五角形のどの位置をなしているかによって異なるが、嵌合連結部において隣り合うフレーム材同士の成す角度（内角）の和は全て３００度より大であって３６０度より小である。なお、立体構造物１において、３種類のフレーム材Ｇ，Ｈ，Ｉのうちの１本のフレーム材に、他の４種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｊのうちの２本のフレーム材を嵌合して形成される嵌合連結部の形態は、前述した嵌合連結部２と合わせて７種類ある。なお、前記７種類には、立体構造物１が基礎地盤と接する部分の嵌合連結部は含まれない。
【００３０】
図１に示すように、多面体形状の立体構造物１は、７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、これらのフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊに設けられた凹部同士を嵌合させて連結することによって構築することができる。複数のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは接合具や連結具などを用いることなく嵌合連結されているので、少種類の資材によって容易に立体構造物１を構築することができる。
【００３１】
ここで、立体構造物１を構成する嵌合連結部２などは、全て、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか１本のフレーム材の外周に形成された複数の凹部に、他の２本のフレーム材の外周に形成された凹部を嵌合させることによって形成されているため、３本のフレーム材を互いにズレないように連結することができ、連結作業の煩雑化を回避することができる。なお、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊで囲まれた六角形若しくは五角形の領域を閉塞する手段は特に限定しないので、これらの領域に合致する六角形若しくは五角形の板材を嵌め込んだ構造、あるいは、立体構造物１の外側をシート材やフィルム材などで覆った構造などを採用することができる。
【００３２】
ここで、図１２に基づいて、その他の嵌合連結部３について説明する。図１２に示す嵌合連結部３においては、互いに嵌合連結された３本のフレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊを連続的に貫通する貫通孔４を開設し、この貫通孔４に挿通したボルト５にナット６が螺着される。このように、フレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊを連続的に貫通する補強材として、ボルト５及びナット６を用いれば、嵌合連結部３を形成する３本のフレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊの相対位置が変化したり、フレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊが分離したりするのを防止することができるので、嵌合連結部３の連結強度を向上させることができる。なお、これ以外の補強手段として、例えば、梱包用バンド、ロープなどの紐状材あるいは接着剤などを採用することもできる。
【００３３】
また、立体構造物１においては、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを木材で形成しているため、森林資源の有効活用を図ることができる。この場合、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、間伐材などを用いて形成することもできる。また、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、木材加工場などでプレカットして施工現場に搬入するようにすれば、組み立て作業の効率化、迅速化を図ることができる。
【００３４】
そのほか、立体構造物１は以下のような長所を有している。
（１）立体構造物１全体の大きさと対比すると個々のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊが小さいので、大型の立体構造物を組み立てる場合、クレーンなどの建設機材の使用を抑制することができる。
（２）立体構造物１は、その上部荷重を直立した柱状部材で支持する構造ではなく、荷重を分散して支持する構造であるため、応力集中による弊害を回避することができる。
（３）フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの嵌合連結部２の補強手段として接着剤を使用しなければ、組み立てだけでなく、解体も容易である。
【００３５】
次に、図１３〜図１７に基づいて、本発明の第２実施形態である立体構造物７について説明する。図１３に示す立体構造物７は、図１５，図１６，図１７に示す３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを、図１４に示す嵌合連結部８などを介して互いに嵌合連結して形成した多角形網状の構造体である。アーチ形状の立体構造物７を構成する嵌合連結部８などは、全て、３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを３本組み合わせることによって形成され、これらのフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚで囲まれた領域は全て六角形をなしている。
【００３６】
図１３に示すように、アーチ形状（所謂、蒲鉾形状）をした立体構造物７の長手方向７ｃと平行方向にフレーム材Ｘが配置され、これと交差する方向にフレーム材Ｙ，Ｚが配置されている。図１４に示す嵌合連結部８において、フレーム材Ｘ，Ｙ同士の角度８αは１２３．５度であり、フレーム材Ｘ，Ｚ同士の角度８βは１２３．５度であり、フレーム材Ｙ，Ｚ同士の角度８γは１１０．３度であり、これらの角度（内角）８α，８β，８γの和は３５７．３度である。また、その他の嵌合連結部においても、隣り合うフレーム材同士の成す角度（内角）の和は全て３００度より大であって３６０度より小である。
【００３７】
フレーム材Ｘは、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｘｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面８１及び底面８２にそれぞれ開口する二対の凹部８３，８４，８５，８６が形成されている。図１５（ｂ）に示すように、凹部８３，８５は、側面視状態で、それぞれの深さ方向が軸心Ｘｃに対し傾斜して開設され、凹部８４，８６は、それぞれの深さ方向が側面視状態で軸心Ｘｃに対し直角をなすように開設されている。また、凹部８３，８４，８５，８６内において、軸心Ｘｃ方向に対向する内面８３ａ，８４ａ，８５ａ，８６ａはそれぞれ互いに平行をなすとともに、上面視状態及び底面視状態においてそれぞれＶ字の一部をなすような状態で開設され、凹部８３，８４，８５，８６の貫通方向はそれぞれ軸心Ｘｃ方向に対し「ねじれの位置」をなしている。
【００３８】
フレーム材Ｙは、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｙｃ方向に離れた一方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす上面９１に開口する凹部９３が形成され、他方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす底面９２に開口する凹部９４が形成されている。図１６（ｂ）に示すように、凹部９３，９４は軸心Ｙｃを挟んで互いに反対方向に開口し、側面視状態で、凹部９３，９４の深さ方向がＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｙｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部９３，９４内において、軸心Ｙｃ方向に対向する内面９３ａ，９４ａはそれぞれ軸心Ｙｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００３９】
フレーム材Ｚは、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｚｃ方向に離れた一方の端部寄りの部分に、その外周の一部をなす上面１０１に開口する凹部１０３が形成され、他方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす底面１０２に開口する凹部１０４が形成されている。図１７（ｂ）に示すように、凹部１０３，１０４は軸心Ｚｃを挟んで互いに反対方向に開口しているが、側面視状態で、凹部１０３，１０４の深さ方向がＶ字の一部をなすようにそれぞれ軸心Ｚｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部１０３，１０４内において、軸心Ｚｃ方向に対向する内面１０３ａ，１０４ａはそれぞれ軸心Ｚｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００４０】
図１３に示すように、多面体形状の立体構造物７は、３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを、これらのフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚに設けられた凹部同士を嵌合させて連結することによって構築することができる。３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚは接合具や連結具などを用いることなく嵌合連結されており、図１に示す立体構造物１よりも少種類の資材（フレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚ）によって容易に立体構造物７を構築することができる。
【００４１】
立体構造物７を構成する嵌合連結部８などは、全て、フレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚの外周に形成された凹部同士を嵌合させることによって形成されているため、３本のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを互いにズレないように連結することができ、連結作業の煩雑化を回避することができる。なお、フレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚで囲まれた六角形の領域を閉塞する手段は特に限定しないので、前述と同様、これらの領域に合致する六角形の板材を嵌め込んだ構造、あるいは、立体構造物７の外側をシート材やフィルム材などで覆った構造などを採用することができる。
【００４２】
そのほか、立体構造物７は以下のような長所を有する。
（１）立体構造物７は比較的短時間で構築することが可能であり、解体も容易である。
（２）立体構造物７全体の大きさと対比すると、個々のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚが小さいので、大型の立体構造部を組み立てる場合、クレーンなどの建設機材の使用を抑制することができる。
（３）荷重を分散する構造であり、加えて、図１２に示すような補強手段を講じれば剛性（変形し難さ）と靭性（粘り強さ）とを併せ持った構造となるので、倒壊し難い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の立体構造物は、簡易建築物、仮設建築物、娯楽用建築物あるいはペットハウスなどとして広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１，７ 立体構造物
２，３，８ 嵌合連結部
２α，２β，２γ，８α，８β，８γ 角度
４ 貫通孔
５ ボルト
６ ナット
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１ 上面
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２ 底面
１３，１４，２３，２４，３３，３４，４３，４４，４５，４６，５３，５４，５５，５６，６３，６４，６５，６６，７３，７４，８３，８４，８５，８６，９３，９４，１０３，１０４ 凹部
１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，７３ａ，７４ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａ，８６ａ，９３ａ，９４ａ，１０３ａ，１０４ａ 内面
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｘ，Ｙ，Ｚ フレーム材
Ａｃ，Ｂｃ，Ｃｃ，Ｇｃ，Ｈｃ，Ｉｃ，Ｊｃ，Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ 軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフレーム材同士を互いに嵌合連結することによって構築する多角形網状の立体構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
丸太や角材などの木材あるいは金属材などを稜線部に配置して互いに接合することによって多面体状の立体構造物を構築する技術については、従来、様々なアイディアが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
特許文献１記載の立体構造物（多面体）は、複数の辺体を連設して形成された多角形状の枠体を互いに接合することによって構築されている。また、特許文献２記載の立体構造物（骨組構造体）は、金属製の棒体と木材とを張り合わせて形成されたフレーム本体を互いに接合することによって構築されている。一方、特許文献３記載の立体構造物（組子飾り）は、一片に２ヶ所の係合部を形成した数種の組子片を、各係合部に１２０度間隔で３つずつ組み合わせていくことによって形成された正六角形組子をさらに湾曲させて形成した球面状正六角形組子を互いに連結して構築されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２８０４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１６７９０２号公報
【特許文献３】特開２００３−１１５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の立体構造物（多面体）は、複数の辺体を連設して多角形状の枠体を形成し、さらに複数の枠体をその辺体同士を接合させて構築するまでに多大な労力と時間が必要である。また、多角形状の枠体の製作及び枠体同士の接合には高精度の材料加工技術が必要であるため、容易に構築することができない。また、枠体を製作する際の補強部材や枠体同士を接合する接着剤などの資材が必要である。
【０００６】
特許文献２記載の立体構造物（骨組構造体）は、基本となるフレーム部材を金属製の棒体と木材とを張り合わせて製作しなければならないので、互いに異なる２種類の素材を必要とするだけでなく、製作にも手間を要する。また、複数のフレーム部材同士はボルトで連結する方式であるため、連結作業が面倒である。
【０００７】
特許文献３記載の立体構造物（組子飾り）は、複数の組子片を組み合わせ、湾曲加工を施すことによって球面状正六角形組子を製作するまでに多大な労力と時間を要する。また、特許文献３記載された技術は、比較的小さな立体構造物の構築技術としては好適であるが、仮設住宅やペットハウスなどの大きな立体構造物には不向きである。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、少種類の資材によって容易に構築することができる立体構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の立体構造物は、外周面に開口する凹部を有する複数のフレーム材を、前記凹部同士を互いに嵌合連結して形成された多角形網状の立体構造物であって、前記フレーム材の嵌合連結部が３本の前記フレーム材で形成され、且つ、前記嵌合連結部において隣り合う前記フレーム材同士の成す角度（内角）の和が３００度より大であって３６０度より小であることを特徴とする。
【００１０】
このような構成とすれば、複数のフレーム材を、当該フレーム材に設けられた凹部同士を嵌合させて連結することによってアーチ形状若しくは多面体形状の立体構造物を構築することができる。複数のフレーム材は接合具や連結具などを用いることなく連結することができるので、少種類の資材によって容易に構築することができる。
【００１１】
ここで、前記嵌合連結部は、１本の前記フレーム材の外周に形成された複数の凹部に、他の２本の前記フレーム材の外周に形成された凹部を嵌合させて形成されることが望ましい。
【００１２】
このような構成とすれば、３本のフレーム材を互いにズレないように嵌合連結することができ、連結作業の煩雑化を回避することができる。
【００１３】
この場合、前記嵌合連結部に、３本の前記フレーム材を連続的に貫通する補強材を設けることもできる。
【００１４】
このような構成とすれば、嵌合連結部を形成する３本のフレーム材の相対位置が変化したり、フレーム材が分離したりするのを防止することができるので、嵌合連結部の連結強度の向上に有効である。
【００１５】
また、前記フレーム材として木材を使用すれば、森林資源の有効活用を図ることができる。この場合、前記フレーム材は、間伐材などを用いて形成することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、少種類の資材によって容易に構築することができる立体構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態である立体構造物を一部省略した状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示す立体構造物の一部を成す嵌合連結部の斜視図である。
【図３】図２における矢線Ｗ方向から見た図である。
【図４】図２に示す嵌合連結部の分解斜視図である。
【図５】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図６】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図７】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図８】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図９】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１０】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１１】（ａ）は図１に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１２】嵌合連結部に関するその他の実施形態を示す一部分解斜視図である。
【図１３】本発明の第二実施形態である立体構造物を一部省略した状態で示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す立体構造物の一部を成す嵌合連結部の斜視図である。
【図１５】（ａ）は図１３に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１６】（ａ）は図１３に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【図１７】（ａ）は図１３に示す立体構造物を構成するフレーム材の上面図、（ｂ）は前記フレーム材の側面図、（ｃ）は前記フレーム材の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図１１に基づいて、本発明の第１実施形態である立体構造物１について説明する。図１に示すように、立体構造物１は、図５〜図１１に示す７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、図２に示す嵌合連結部２などを介して互いに嵌合連結して形成した多角形網状の構造体である。立体構造物１を構成する嵌合連結部２などは、全て、７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本の組み合わせによって形成され、これらのフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊで囲まれた領域は六角形若しくは五角形をなしている。
【００１９】
ここで、図５〜図１１を参照し、立体構造物１を構成するフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊについて説明する。なお、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊはそれぞれ横断面が長方形で、幅、厚さ及び長さが略同等な木材板で形成されているが、これに限定するものではない。
【００２０】
フレーム材Ａは、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、軸心Ａｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす底面１２に開口する一対の凹部１３，１４が形成され、図５（ａ），（ｂ）に示すように、軸心Ａｃを挟んで底面１２の反対側に位置する上面１１は凹部のない平面状をなしている。図５（ｂ）に示すように、凹部１３，１４の深さ方向は、側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ａｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部１３，１４内において、軸心Ａｃ方向に対向する内面１３ａ，１４ａはそれぞれ軸心Ａｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２１】
フレーム材Ｂは、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、軸心Ｂｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす底面２２に開口する一対の凹部２３，２４が形成され、図６（ａ），（ｂ）に示すように、軸心Ｂｃを挟んで底面２２の反対側に位置する上面２１は凹部のない平面状をなしている。図６（ｂ）に示すように、凹部２３，２４の深さ方向は、側面視状態でハ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｂｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部２３，２４内において、軸心Ｂｃ方向に対向する内面２３ａ，２４ａはそれぞれ軸心Ｂｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２２】
フレーム材Ｃは、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｃｃ方向に離れた一方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす上面３１に開口する凹部３３が形成され、他方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす底面３２に開口する凹部３４が形成されている。図７（ｂ）に示すように、凹部３３，３４は軸心Ｃｃを挟んで互いに反対方向に開口し、凹部３３，３４の深さ方向は、側面視状態でハ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｃｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部３３，３４内において、軸心Ｃｃ方向に対向する内面３３ａ，３４ａはそれぞれ軸心Ｃｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２３】
フレーム材Ｇは、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｇｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面４１及び底面４２にそれぞれ開口する二対の凹部４３，４４，４５，４６が形成されている。図８（ｂ）に示すように、凹部４３，４４，４５，４６は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｇｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部４３，４４，４５，４６内において、軸心Ｇｃ方向に対向する内面４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａはそれぞれ互いに平行をなすとともに、上面視状態及び底面視状態においてそれぞれＶ字の一部をなすような状態で開設され、凹部４３，４４，４５，４６の貫通方向はそれぞれ軸心Ｇｃ方向に対し「ねじれの位置」をなしている。なお、「ねじれの位置」とは、空間内の２本の直線が平行でなく、かつ、交わっていないとき、つまり２本の直線が同一平面に無いときの、２直線の位置関係のことをいう。
【００２４】
フレーム材Ｈは、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｈｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面５１及び底面５２にそれぞれ開口する二対の凹部５３，５４，５５，５６が形成されている。図９（ｂ）に示すように、凹部５３，５４，５５，５６は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｈｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部５３，５４，５５，５６内において、軸心Ｈｃ方向に対向する内面５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａはそれぞれ互いに平行をなすとともに、上面視状態及び底面視状態においてそれぞれＶ字の一部をなすような状態で開設され、凹部５３，５４，５５，５６はそれぞれ軸心Ｈｃ方向に対し「ねじれの位置」をなす方向に貫通している。
【００２５】
フレーム材Ｉは、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｉｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面６１及び底面６２にそれぞれ開口する二対の凹部６３，６４，６５，６６が形成されている。図１０（ｂ）に示すように、凹部６３，６４，６５，６６は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｉｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部６３，６４内において軸心Ｉｃ方向に対向する内面６３ａ，６４ａはそれぞれ互いに平行をなし、凹部６５，６６内において軸心Ｉｃ方向に対向する内面６５ａ，６６ａはそれぞれ互いに平行をなしている。
【００２６】
フレーム材Ｊは、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、軸心Ｊｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす底面７２に開口する一対の凹部７３，７４が形成され、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、底面７２の反対側に位置する上面７１は平面状をなしている。図１１（ｂ）に示すように、凹部７３，７４は、それぞれの深さ方向が側面視状態でＶ字の一部をなすようにそれぞれ軸心Ｊｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部７３，７４内において、軸心Ｊｃ方向に対向する内面７３ａ，７４ａはそれぞれ軸心Ｊｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００２７】
図１に示す多角形網状の立体構造物１は、前述した７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか３本、例えば、図４に示す３本のフレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊの凹部２３，４４，４６，７４を互いに嵌合連結し、図２，図３に示すような嵌合連結部２を形成していくことによって構築されている。図２，図３に示す嵌合連結部２は、１本のフレーム材Ｇの端部を２本のフレーム材Ｊ，Ｂの端部で挟むようにして形成されている。具体的には、フレーム材Ｇの上面４１の凹部４４とフレーム材Ｊの下面７２の凹部７４と嵌合させ、フレーム材Ｇの下面４２の凹部４６とフレーム材Ｂの上面２２の凹部２３とを嵌合させることによって嵌合連結部２が形成されている。
【００２８】
嵌合連結部２以外の嵌合連結部の構造も同様、軸心方向の両端部寄りの上面及び底面にそれぞれ開口する二対の凹部を有するフレーム材Ｇ，Ｈ，Ｉのうちの１本のフレーム材の凹部に、他のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｊのうちの２本のフレーム材の凹部を嵌合連結させることによって形成されている。図２に示す嵌合連結部２において、フレーム材Ｂ，Ｊ同士の角度２αは１２０度であり、フレーム材Ｂ，Ｇ同士の角度２βは１０８度であり、フレーム材Ｇ，Ｊ同士の角度２γは１２０度であり、これらの角度（内角）２α，２β，２γの和は３４８度である。
【００２９】
なお、立体構造物１において、フレーム材Ｇ，Ｈ，Ｉのうちの１本のフレーム材の凹部に、他のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｊのうちの２本のフレーム材の凹部を嵌合させることによって形成される嵌合連結部では、隣り合う２本のフレーム材同士のなす角度は、立体構造物１全体のサイズ、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの軸心方向の長さ、及び、前記嵌合連結部が多角形網状の六角形若しくは五角形のどの位置をなしているかによって異なるが、嵌合連結部において隣り合うフレーム材同士の成す角度（内角）の和は全て３００度より大であって３６０度より小である。なお、立体構造物１において、３種類のフレーム材Ｇ，Ｈ，Ｉのうちの１本のフレーム材に、他の４種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｊのうちの２本のフレーム材を嵌合して形成される嵌合連結部の形態は、前述した嵌合連結部２と合わせて７種類ある。なお、前記７種類には、立体構造物１が基礎地盤と接する部分の嵌合連結部は含まれない。
【００３０】
図１に示すように、多面体形状の立体構造物１は、７種類のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、これらのフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊに設けられた凹部同士を嵌合させて連結することによって構築することができる。複数のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは接合具や連結具などを用いることなく嵌合連結されているので、少種類の資材によって容易に立体構造物１を構築することができる。
【００３１】
ここで、立体構造物１を構成する嵌合連結部２などは、全て、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊのうちのいずれか１本のフレーム材の外周に形成された複数の凹部に、他の２本のフレーム材の外周に形成された凹部を嵌合させることによって形成されているため、３本のフレーム材を互いにズレないように連結することができ、連結作業の煩雑化を回避することができる。なお、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊで囲まれた六角形若しくは五角形の領域を閉塞する手段は特に限定しないので、これらの領域に合致する六角形若しくは五角形の板材を嵌め込んだ構造、あるいは、立体構造物１の外側をシート材やフィルム材などで覆った構造などを採用することができる。
【００３２】
ここで、図１２に基づいて、その他の嵌合連結部３について説明する。図１２に示す嵌合連結部３においては、互いに嵌合連結された３本のフレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊを連続的に貫通する貫通孔４を開設し、この貫通孔４に挿通したボルト５にナット６が螺着される。このように、フレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊを連続的に貫通する補強材として、ボルト５及びナット６を用いれば、嵌合連結部３を形成する３本のフレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊの相対位置が変化したり、フレーム材Ｂ，Ｇ，Ｊが分離したりするのを防止することができるので、嵌合連結部３の連結強度を向上させることができる。なお、これ以外の補強手段として、例えば、梱包用バンド、ロープなどの紐状材あるいは接着剤などを採用することもできる。
【００３３】
また、立体構造物１においては、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを木材で形成しているため、森林資源の有効活用を図ることができる。この場合、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、間伐材などを用いて形成することもできる。また、フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを、木材加工場などでプレカットして施工現場に搬入するようにすれば、組み立て作業の効率化、迅速化を図ることができる。
【００３４】
そのほか、立体構造物１は以下のような長所を有している。
（１）立体構造物１全体の大きさと対比すると個々のフレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊが小さいので、大型の立体構造物を組み立てる場合、クレーンなどの建設機材の使用を抑制することができる。
（２）立体構造物１は、その上部荷重を直立した柱状部材で支持する構造ではなく、荷重を分散して支持する構造であるため、応力集中による弊害を回避することができる。
（３）フレーム材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの嵌合連結部２の補強手段として接着剤を使用しなければ、組み立てだけでなく、解体も容易である。
【００３５】
次に、図１３〜図１７に基づいて、本発明の第２実施形態である立体構造物７について説明する。図１３に示す立体構造物７は、図１５，図１６，図１７に示す３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを、図１４に示す嵌合連結部８などを介して互いに嵌合連結して形成した多角形網状の構造体である。アーチ形状の立体構造物７を構成する嵌合連結部８などは、全て、３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを３本組み合わせることによって形成され、これらのフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚで囲まれた領域は全て六角形をなしている。
【００３６】
図１３に示すように、アーチ形状（所謂、蒲鉾形状）をした立体構造物７の長手方向７ｃと平行方向にフレーム材Ｘが配置され、これと交差する方向にフレーム材Ｙ，Ｚが配置されている。図１４に示す嵌合連結部８において、フレーム材Ｘ，Ｙ同士の角度８αは１２３．５度であり、フレーム材Ｘ，Ｚ同士の角度８βは１２３．５度であり、フレーム材Ｙ，Ｚ同士の角度８γは１１０．３度であり、これらの角度（内角）８α，８β，８γの和は３５７．３度である。また、その他の嵌合連結部においても、隣り合うフレーム材同士の成す角度（内角）の和は全て３００度より大であって３６０度より小である。
【００３７】
フレーム材Ｘは、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｘｃ方向に離れた端部寄りの二ヶ所において、外周の一部をなす上面８１及び底面８２にそれぞれ開口する二対の凹部８３，８４，８５，８６が形成されている。図１５（ｂ）に示すように、凹部８３，８５は、側面視状態で、それぞれの深さ方向が軸心Ｘｃに対し傾斜して開設され、凹部８４，８６は、それぞれの深さ方向が側面視状態で軸心Ｘｃに対し直角をなすように開設されている。また、凹部８３，８４，８５，８６内において、軸心Ｘｃ方向に対向する内面８３ａ，８４ａ，８５ａ，８６ａはそれぞれ互いに平行をなすとともに、上面視状態及び底面視状態においてそれぞれＶ字の一部をなすような状態で開設され、凹部８３，８４，８５，８６の貫通方向はそれぞれ軸心Ｘｃ方向に対し「ねじれの位置」をなしている。
【００３８】
フレーム材Ｙは、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｙｃ方向に離れた一方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす上面９１に開口する凹部９３が形成され、他方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす底面９２に開口する凹部９４が形成されている。図１６（ｂ）に示すように、凹部９３，９４は軸心Ｙｃを挟んで互いに反対方向に開口し、側面視状態で、凹部９３，９４の深さ方向がＶ字の一部をなすように、それぞれ軸心Ｙｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部９３，９４内において、軸心Ｙｃ方向に対向する内面９３ａ，９４ａはそれぞれ軸心Ｙｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００３９】
フレーム材Ｚは、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸心Ｚｃ方向に離れた一方の端部寄りの部分に、その外周の一部をなす上面１０１に開口する凹部１０３が形成され、他方の端部寄りの部分に、外周の一部をなす底面１０２に開口する凹部１０４が形成されている。図１７（ｂ）に示すように、凹部１０３，１０４は軸心Ｚｃを挟んで互いに反対方向に開口しているが、側面視状態で、凹部１０３，１０４の深さ方向がＶ字の一部をなすようにそれぞれ軸心Ｚｃに対し傾斜して開設されている。また、凹部１０３，１０４内において、軸心Ｚｃ方向に対向する内面１０３ａ，１０４ａはそれぞれ軸心Ｚｃ方向に突出した楔形状をなしている。
【００４０】
図１３に示すように、多面体形状の立体構造物７は、３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを、これらのフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚに設けられた凹部同士を嵌合させて連結することによって構築することができる。３種類のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚは接合具や連結具などを用いることなく嵌合連結されており、図１に示す立体構造物１よりも少種類の資材（フレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚ）によって容易に立体構造物７を構築することができる。
【００４１】
立体構造物７を構成する嵌合連結部８などは、全て、フレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚの外周に形成された凹部同士を嵌合させることによって形成されているため、３本のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚを互いにズレないように連結することができ、連結作業の煩雑化を回避することができる。なお、フレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚで囲まれた六角形の領域を閉塞する手段は特に限定しないので、前述と同様、これらの領域に合致する六角形の板材を嵌め込んだ構造、あるいは、立体構造物７の外側をシート材やフィルム材などで覆った構造などを採用することができる。
【００４２】
そのほか、立体構造物７は以下のような長所を有する。
（１）立体構造物７は比較的短時間で構築することが可能であり、解体も容易である。
（２）立体構造物７全体の大きさと対比すると、個々のフレーム材Ｘ，Ｙ，Ｚが小さいので、大型の立体構造部を組み立てる場合、クレーンなどの建設機材の使用を抑制することができる。
（３）荷重を分散する構造であり、加えて、図１２に示すような補強手段を講じれば剛性（変形し難さ）と靭性（粘り強さ）とを併せ持った構造となるので、倒壊し難い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の立体構造物は、簡易建築物、仮設建築物、娯楽用建築物あるいはペットハウスなどとして広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１，７ 立体構造物
２，３，８ 嵌合連結部
２α，２β，２γ，８α，８β，８γ 角度
４ 貫通孔
５ ボルト
６ ナット
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１ 上面
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２ 底面
１３，１４，２３，２４，３３，３４，４３，４４，４５，４６，５３，５４，５５，５６，６３，６４，６５，６６，７３，７４，８３，８４，８５，８６，９３，９４，１０３，１０４ 凹部
１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，７３ａ，７４ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａ，８６ａ，９３ａ，９４ａ，１０３ａ，１０４ａ 内面
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｘ，Ｙ，Ｚ フレーム材
Ａｃ，Ｂｃ，Ｃｃ，Ｇｃ，Ｈｃ，Ｉｃ，Ｊｃ，Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ 軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心方向に離れた二ヶ所にそれぞれ外周に開口する一対若しくは二対の凹部を有する複数のフレーム材を、前記凹部同士を互いに嵌合連結して形成された多角形網状の立体構造物であって、前記フレーム材の嵌合連結部が３本の前記フレーム材で形成され、且つ、前記嵌合連結部において隣り合う前記フレーム材同士の成す角度（内角）の和が３００度より大であって３６０度より小であることを特徴とする立体構造物。
【請求項２】
前記嵌合連結部が、１本の前記フレーム材の外周に形成された複数の凹部に、他の２本の前記フレーム材の外周に形成された凹部をそれぞれ嵌合させて形成された請求項１記載の立体構造物。
【請求項３】
前記嵌合連結部に、３本の前記フレーム材を連続的に貫通する補強材を設けた請求項１または２記載の立体構造物。
【請求項４】
前記フレーム材として木材を使用した請求項１〜３のいずれかに記載の立体構造物。
【請求項１】
軸心方向に離れた二ヶ所にそれぞれ外周に開口する一対若しくは二対の凹部を有する複数のフレーム材を、前記凹部同士を互いに嵌合連結して形成された多角形網状の立体構造物であって、前記フレーム材の嵌合連結部が３本の前記フレーム材で形成され、且つ、前記嵌合連結部において隣り合う前記フレーム材同士の成す角度（内角）の和が３００度より大であって３６０度より小であることを特徴とする立体構造物。
【請求項２】
前記嵌合連結部が、１本の前記フレーム材の外周に形成された複数の凹部に、他の２本の前記フレーム材の外周に形成された凹部をそれぞれ嵌合させて形成された請求項１記載の立体構造物。
【請求項３】
前記嵌合連結部に、３本の前記フレーム材を連続的に貫通する補強材を設けた請求項１または２記載の立体構造物。
【請求項４】
前記フレーム材として木材を使用した請求項１〜３のいずれかに記載の立体構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２４６６３０（Ｐ２０１２−２４６６３０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１７２８９（Ｐ２０１１−１１７２８９）
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（５１１１２７４６１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（５１１１２７４６１）
【Ｆターム（参考）】
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