JPH0345390B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、風船状構造体に関するものであり、
特に、少なくともその一部が湾曲した風船状構造
体に関するものである。

（従来の技術） 一般に構造物を製作する場合、その材料として
は、剛体が用いられる。しかしながら、その材料
として、金属、樹脂等の剛体を用いると、構造物
が大型である場合には、その製作や設置のために
足場や支柱が必要となるので、該製作、設置等に
要する費用が増大する。

また、前記構造物の重量が重くなるので、その
運搬が極めて面倒である。

さらに、前記構造物が、特に装飾用、広告用等
の目的で設置される場合は、その設置期間が比較
的短いので、―すなわち、その設置、解体、運搬
作業を比較的短時間のうちに繰返さなければなら
ないので、該装飾、広告等に要する費用が莫大な
ものとなつてしまう。

さらにまた、このような構造物を、その一部あ
るいは全体を動かすことができるように構成する
ときは、大容量の駆動源および大規模の駆動機構
を必要とするために、該構造物が極めて高価とな
り、また、その調整やメンテナンスも困難とな
る。また、大型で、かつ重量の大きな構造物を動
かすために、動作中に該構造物に接近すると危険
である。

本発明者は、上記に鑑みて、構造物の輪郭（外
形形状）を、布、フイルム等の材料を用いて、縫
製加工などにより構造物本体として製作し、送風
機等の加圧手段を用いて、該本体内の圧力を大気
圧よりも高くすることにより、本体を風船状にふ
くらませて、当該構造物の外形を形どり、さら
に、該構造物内部に簡単な駆動手段を配置するこ
とにより、構造物の一部あるいは全体を動かすこ
とのできる風船状構造体をすでに考案および発明
している。

前記考案は、実開昭54−124490号公報、および
実開昭56−117788号公報に、また前記発明は、特
願昭60−70200号明細書（特開昭61−229076号）、
特願昭60−84167号明細書（特開昭61−243488
号）、特願昭60−92371号明細書（特開昭61−
251895号）等に記載されている。

さて、風船状構造体は、あらかじめ設計・製作
された型紙から得られた本体構造布を縫合するこ
とにより製作される。

前記型紙は、当該風船状構造体の輪郭が円筒、
球体、もしくはその他の簡単な回転体、またはそ
れらの組合せである場合には、計算または立体製
図により簡単に得ることができる。また、当該風
船状構造体の輪郭が複雑な形状である場合には、
紙あるいは粘土で模型を製作し、その表面を適当
に分割し、それを展開することにより、型紙を得
ることができる。

以下に、湾曲した風船状構造体の製作方法を、
第９図ないし第１１図を参照して、簡単に説明す
る。

なお、第９，１０図においては、風船状構造体
１の内部は、図示されない手段により加圧され、
該風船状構造体１は、その輪郭形状を形どつてい
る。

まず、第９図に示されたように、湾曲した筒状
の風船状構造体を製作する場合には、一般的に
は、つぎの２通りの製作方法が考えられる。

その第１の方法は、第１０図に示されるよう
に、複数の筒状の本体構成部材１Ａの端部を継ぎ
合わせて、近似的に、所望の形状（すなわち、湾
曲した筒状形状）を得ようとするものである。

第２の方法は、風船状構造体を構成する本体構
成布を、第１１図に示されるように立体裁断によ
り得て、風船状構造体を製作しようとするもので
ある。この第１１図に示された本体構成布１Ｂを
２枚縫合することにより、第９図に示された形状
の風船状構造体１を得ることができる。なお、第
１１図に示された本体構成布１Ｂは、立体裁断に
より得られる本体構成布の一例である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有
していた。

(1) 前記第１の方法により、湾曲された風船状構
造体を製作する場合、第１０図から明らかなよ
うに、その正面から見た当該風船状構造体の輪
郭（矢印Ｃ方向から見た輪郭）は、滑らかな曲
線を描くことができず、多角状となつてしま
う。

もちろん、本体構成部材１Ａを小さくすれ
ば、前記輪郭形状は、曲線に近づいていくが、
逆に本体構成部材１Ａを小さくすればするほ
ど、当該風船状構造体の製作に手間がかかり、
その製作費が増大してしまう。

また、前記各本体構成部材１Ａの縫合による
寸法誤差が累積し、当該風船状構造体を所望の
大きさ（湾曲の半径、長さ等）に製作すること
が困難となる。

(2) 前記第２の方法により、湾曲された風船状構
造体を製作する場合には、つぎのような問題点
がある。

第９図に示されるような湾曲した筒状体を呈
する風船状構造体においては、その表面には、
中心軸とほぼ平行な方向に（矢印Ｄ方向に）大
きく張力が加わる。

したがつて、第１１図に示されるように立体
裁断された本体構成布１Ｂは、前記第９図の矢
印Ｄで示されたすべての方向に生じる張力に対
して、伸びないような布目を有していることが
望ましい。

しかし、布は、縦糸および横糸を相互に織る
ことにより形成されるのが一般的であり、この
場合、伸びに対して強いのは、前記縦糸の方向
および横糸の方向の２方向だけである。

したがつて、第１１図に示されるように立体
裁断された本体構成布１Ｂが、同図に示される
ような布目を示している場合は、その中央部に
おいては、当該風船状構造体の伸張時に生じる
矢印Ｄ方向の張力と、縦糸２および横糸３の方
向とがほぼ45度の角度を成し、その布目の方向
は、前記張力に対して最も弱い方向となる。

この結果、例えば第９図に示された形状（第
１２図の符号Ａで示された形状）になるよう
に、本体構成布１Ｂを裁断し、風船状構造体１
を製作しても、該風船状構造体１内部を加圧し
て、その輪郭を形どらせる際に、該風船状構造
体１の一部（この場合は、該１の中央部）がそ
の中心軸方向に伸びてしまい、第１２図の符号
Ｂで示されるように、その輪郭形状が予期した
形状になることができない。

また、第１１図に示された布目の方向が45度
回転するように本体構成布１Ｂを裁断しても、
該本体構成布１Ｂの両端部においては、当該風
船状構造体の伸張時に生じる矢印Ｄ方向の張力
と、縦糸２および横糸３の方向とがほぼ45度の
角度を成すことになり、この場合も、風船状構
造体の両端部がその中心軸方向に伸びてしま
い、予期した形状になることができない。

つまり、布の縦糸あるいは横糸の方向は、ほ
ぼ一直線上に延びるのに対し、湾曲する風船状
構造体の張力は、その湾曲の方向に平行となる
ように大きく生じるので、当該風船状構造体を
立体裁断により得ようとする場合には、風船状
構造体の内部を加圧してその輪郭を形どらせる
際に、必ずその一部がその中心軸方向に伸びて
しまい、当該風船状構造体１は予期した形状に
なることができない。

(3) また、本体構成布を得るための布は、通常は
帯状の反物であるのに対し、前記第２の方法に
おいて立体裁断される本体構成布は、その輪郭
が曲線を含む形状となので、前記本体構成布
の、いわゆる歩止りが悪くなる場合があり、そ
の結果、当該風船状構造体の製作費が増大す
る。

（問題点を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決するために、本発明は、少
なくとも２枚の本体構成布を、その引張りに強い
方向が当該風船状構造体の軸方向に一致するよう
に配置して、その端面を互いに縫合することによ
り当該風船状構造体を形成し、かつ当該風船状構
造体の軸方向に垂直な断面の中心を基準として、
その湾曲の曲率半径の方向に対して90度未満の位
置に存在する縫合部を、前記湾曲の方向と反対位
置の本体構成布を縮め縫いすることにより形成す
るという手段を講じ、これにより、湾曲した風船
状構造体を得る場合に、該風船状構造体の輪郭形
状が滑らかな曲線を描かせることができると共
に、前記本体構成布の歩止まりが良くなるので、
当該風船状構造体を安価に製作することができる
という作用効果を生じさせた点に特徴がある。

また、当該風船状構造体が脹らんだときに、そ
の湾曲の方向に本体構成布が伸びないので、当該
風船状構造体の大きさ、湾曲の半径、湾曲の角度
等を極めて正確に、かつ容易に設定することがで
きるという作用効果を生じさせた点にも特徴があ
る。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の概略斜視図、第２
図は第１図に示した風船状構造体１０の中心軸に
垂直な平面で切断した該風船状構造体１０の概略
横断面図である。

なお、第１図において、風船状構造体１０内部
は、加圧手段（図示せず）により加圧され、湾曲
した筒状に、その輪郭形状を形どつている。

第１，２図において、前記風船状構造体１０
は、各々幅の異なる２枚の本体構成布１１，１２
を縫合することにより構成されている。符号２１
および２２で示される部分（第１図においては破
線で示されている。）は、前記本体構成布１１お
よび１２の縫合部である。

第３図に前記本体構成布１１および１２の平面
図を示す。第３図において、第１図および第２図
と同一の符号は、同一または同等部分をあらわし
ている。また、この第３図においては、縫合しろ
は省略されている。

第３図において、本体構成布１１および１２
は、その幅（８１および８２）が異なるように、
布を帯状に裁断したものであり、該本体構成布１
１，１２の端面２１Ａ，２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂ
は、前記布の縦糸および横糸のいずれか一方とほ
ぼ平行である。

そして、前記本体構成布１１の端面２１Ａと本
体構成布１２の端面２１Ｂとは互いに縫合され、
同様に前記本体構成布１１の端面２２Ａと本体構
成布１２の端面２２Ｂとは互いに縫合される。

前記縫合のうち、前記本体構成布１１の端面２
１Ａと本体構成布１２の端面２１Ｂとの縫合は、
第３図に示された矢印のうち、同一の矢印で示さ
れた部分同士が互いに一致するように行なわれ
る。すなわち、前記本体構成布１１の端面２１Ａ
と本体構成布１２の端面２１Ｂとの縫合は、該縫
合の際に、端面２１Ｂにしわが寄るように行なわ
れる。

以下の説明においては、このようにしわが寄る
ように縫合されることを、縮め縫いあるいは縫い
縮めという。

前記本体構成布１１の端面２２Ａと本体構成布
１２の端面２２Ｂとの縫合の際にも、該端面２２
Ｂは縮め縫いされる。

前記縫合の後、風船状構造体１０の内部を加圧
すると、その横断面はほぼ円形となり、該風船状
構造体１０は、第２図において矢印Ｘ方向に湾曲
した円筒を形どる。

このとき、本体構成布１１の縫合部２１，２２
付近が伸張するのに対して、本体構成布１２の縫
合部２１，２２付近にはしわが生じる。逆に本体
構成布１１の中央部（縫合部２１と２２との間）
にしわが生じるのに対して、本体構成布１２の中
央部（縫合部２１と２２との間）は伸張する。

ここで、第３図に関して前述したように、本体
構成布１１および１２は、その縦糸あるいは横糸
の方向が、端面２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ
と平行となるよう、裁断されているので、風船状
構造体１０の中心軸と平行な方向（矢印Ｄ方向）
に大きな張力が生じる前記伸張部分は伸びること
がない。

このように、当該風船状構造体の軸方向に垂直
な断面の中心を基準として、当該風船状構造体の
曲率半径の方向（矢印Ｘ方向）に対して90度未満
の位置に存在する縫合部２１，２２を、その湾曲
の方向と反対位置の本体構成布１２を縮め縫いす
ることにより形成すれば、当該風船状構造体を所
定の方向に正確に湾曲させることができる。

さて、このようにして製作される風船状構造体
１０の本体構成布１１および１２の寸法決定の方
法を、当該風船状構造体１０が、例えば第１図に
示されるように、その横断面がほぼ円形で、かつ
その外周の輪郭が点Ｏから半径Ｒ１の円弧を描く
ように湾曲する場合を例にとつて、第１図ないし
第３図を参照して説明する。

まず、前記横断面外周の約1/3の長さを、本体
構成布１１の端面８１の長さとし、前記横断面外
周の約2/3の長さを、本体構成布１１の端面８２
の長さとする。

つぎに、本体構成布１２の端面２１Ｂ（または
２２Ｂ）の長さと当該風船状構造体１０の外側の
輪郭の長さとが等しくなるから、前記風船状構造
体１０の外側の輪郭の長さを、湾曲の中心Ｏから
前記輪郭までの長さＲ１、およびその湾曲の角度
から求め、これを本体構成布１２の端面２１Ｂお
よび２２Ｂの長さとする。

同様に、本体構成布１１の端面２１Ａ（または
２２Ａ）の長さと、当該風船状構造体１０から脹
らんだときにおける本体構成布１１および１２の
縫合部２１（または２２）の長さとが等しくなる
から、前記縫合部２１および２２の弧の長さを、
湾曲の中心Ｏから前記縫合部２１（または２２）
までの長さＲ２、およびその湾曲の角度から求
め、これを本体構成布１１の端面２１Ａおよび２
２Ａの長さとする。

なお、前記長さＲ２は、各本体構成布１１，１
２の縫合部２１，２２および本体構成布１２の端
面８２の中央部を結ぶ三角形（第１，２図におい
て、二点鎖線で示す）の高さを求めることによ
り、容易に求めることができる。

このように、本発明の一実施例においては、当
該風船状構造体１０の一部分にしわが生じるもの
の、その輪郭を滑らかに形づくることが可能であ
る。

また、湾曲の方向に布目がそろうので、その内
部を加圧して脹らませたときに、風船状構造体１
０がその中心軸方向に伸びたり、あるいは変型し
たりすることがなく、その大きさ、形状等―すな
わち、湾曲の半径、湾曲の角度等を極めて正確に
設定することができる。

さて、前述の説明においては、風船状構造体１
０は、該風船状構造体１０の横断面外周の1/3の
長さの幅を有する本体構成布１１と、前記外周の
２／３の長さの幅を有する本体構成布１２とにより
縫製されるものとしたが、前記本体構成布１２を
その幅が半分になるように２等分して、計３枚の
本体構成布により構成されてもよい。

第４図は、各々ほぼ同一の幅を有する３枚の本
体構成布１１，１２Ａ，１２Ｂにより構成される
風船状構造体１０Ａの、中心軸に垂直な平面で切
断した概略横断面図である。第４図において、第
１図および第２図と同一の符号は、同一または同
等部分をあらわしている。

第４図において、２１は本体構成布１１および
１２Ａの縫合部、２２は本体構成布１１および１
２Ｂの縫合部、そして２３は本体構成布１２Ａお
よび１２Ｂの縫合部を示している。

この例においては、例えば、本体構成布１２Ａ
の縫合部２１および本体構成布１２Ｂへ縫合部２
２を縫い縮めれば、当該風船状構造体１０Ａは、
前記一実施例と同様に、矢印Ｘ方向に湾曲する。

また、本体構成布１１の縫合部２１および本体
構成布１２Ｂの縫合部２３を縫い縮めれば、当該
風船状構造体１０Ａは矢印Ｙ方向に湾曲し、同様
に本体構成布１１の縫合部２２および本体構成布
１２Ａの縫合部２３を縫い縮めれば、当該風船状
構造体１０Ａは矢印Ｚ方向に湾曲する。

さて、前記第１図ないし第３図に示されたよう
に、当該風船状構造体の横断面外周の1/2よりも
長い幅８２を有する本体構成布１２、および前記
外周の1/2よりも短かい幅８１を有する本体構成
布１１を用いて、風船状構造体１０を製作する場
合、幅の長い方の本体構成布１２の縫合部２１，
２２を縫い縮めれば、当該風船状構造体１０は第
２図の矢印Ｘ方向に湾曲することができるが、幅
の短かい方の本体構成布１１の縫合部２１，２２
を縫い縮めても、前記Ｘ方向と逆の方向に当該風
船状構造体１０を湾曲させることはできない。

しかしながら、第４図に示したように、各々の
幅がすべて当該風船状構造体の外周の1/2よりも
短かくなるように、３枚の本体構成布を裁断し、
そしてその各々の縫合部における縮め縫いの箇所
を選択することにより、当該風船状構造体は、互
いに異なる３種類の方向（第４図のＸ，Ｙおよび
Ｚ方向）のうち、いずれかの方向に湾曲すること
ができる。

さらに、前記各本体構成布の長さをすべて変え
れば―換言すれば、同一の本体構成布の、対向す
る一対の縫合部において、一方の縫合部における
縫い縮めの度合を、他方の縫合部におけるる縫い
縮めの度合に比べて異なるようにすれば、前記３
方向以外の方向に当該風船状構造体を湾曲させる
ことが可能である。

さて、本発明においては、当該風船状構造体の
湾曲方向は一方向のみである必要はない。すなわ
ち、第４図において、例えば本体構成布１２Ａの
縫合部２１および本体構成布１２Ｂの縫合部２２
を縫い縮め、当該風船状構造体１０Ａを矢印Ｘ方
向に湾曲させた後、前記縫い縮めの箇所を変え
て、矢印Ｙ方向および／あるいは矢印Ｚ方向に湾
曲させるようにしても良い。

この場合における本体構成布の一例を、第５図
に示す。なお、この第５図においては本体構成布
は２枚だけ示されている。

第５図に示された本体構成布３１および３２
は、同一の矢印で示された部分同士が互いに一致
するように縫合される。したがつて、縮め縫いさ
れる箇所は、符号３３で示される部分である。

このように、同一の本体構成布における同一の
縫合部においても、縮め縫いを行なう箇所を任意
に選択すること可能であり、これにより、例えば
当該風船状構造体の中心軸は、一平面（二次元空
間）内のみならず三次元空間内で複雑に湾曲する
ことも可能になる。第５図のように縫い縮めを行
つた場合に形成される風船状構造体の一部の斜視
図を、第１３図に示す。そして、この場合におい
ても、その湾曲の半径、角度等を、正確に設定す
ることができる。

第６図および第７図は、本発明の他の実施例に
おける概略横断面図であり、前記第２図および第
４図と同様の図である。

第６図において、当該風船状構造体５０は、４
枚の本体構成布５１〜５４を縫合することにより
構成される。５９は、前記各々の本体構成布の縫
合部である。

また、第７図においては、当該風船状構造体６
０は、６枚の本体構成布６０〜６６を縫合するこ
とにより構成される。６９は、前記各々の本体構
成布の縫合部である。この第７図に示された横断
面を有する風船状構造体の概略斜視図を第８図に
示す。

このように本発明は、４枚または６枚の本体構
成布で風船状構造体を構成することも可能であ
り、さらには、図示されていないが５枚あるいは
７枚以上の本体構成布で構成することも可能であ
る。

そして、これらの場合においても、各縫合部に
おける縫い縮めの箇所を選択することによつて、
当該風船状構造体の湾曲の方向を設定することが
できる。

さて、前述した説明においては、各本体構成布
は帯状であり、かつその縫合部２１に相当する端
面の方向は、布の縫糸あるいは横糸の方向にほぼ
一致するものとしたが、当該風船状構造体の一部
分の横断面の径を大きくしたり、あるいは小さく
したりする場合には、前記各本体構成布の幅も、
前記径の変化に応じて、大きくしたり、小さくし
たりすることは当然である。

また、各本体構成布は、裁断されるものとして
説明したが、該本体構成布の形状に布を織つても
良いことは当然である。

さらに、前述したようにして湾曲された風船状
構造体の内壁に、例えば、特願昭60−92371号明
細書に記載された操作紐、および必要に応じて滑
車等を配置して、当該風船状構造体を、前記湾曲
の方向と逆方向あるいはその他の方向に屈曲させ
るようにしても良い。

また、前述の説明では、当該風船状構造体は、
ある中心点から一定の半径を描くように、すなわ
ち弧を描くように湾曲されるものとしたが、本体
構成布の縮め縫いを、該縮め縫いの度合が連続的
に変化するように、換言すれば、該縮め縫いによ
るしわ寄せの度合が連続的に変化するように行な
えば、前記湾曲の形状を、弧以外の任意の形状に
設定することができる。

さらに、当該風船状構造体を構成する本体構成
布は、布目を有するものであるとして説明した
が、例えば不織布のように布目を有さないもので
あつても良いし、また、その表面に樹脂等のコー
テイングが施された布であつても良い。さらに、
前記本体構成布は、ビニール、フイルム等の、い
わゆる布と呼ばれる材料以外の材料により構成さ
れても良い。

まらにまた、添布された各図面においては、当
該風船状構造体の横断面は円形に描かれている
が、該風船状構造体の内部にその輪郭形状を規制
する規制部材を配置すれば、風船状構造体はその
横断面が円形以外の形になるように脹らむことが
でき、本発明はそのような風船状構造体に適用さ
れることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、つぎのような効果が達成される。

(1) 少なくとも２枚の本体構成布を、縫い縮めに
より縫合して、湾曲した風船状構造体を製作す
るので、該風船状構造体の輪郭が滑らかな曲線
を描き、該風船状構造体の美観を向上させるこ
とができる。

(2) 本体構成布を、その引張りに強い方向が当該
風船状構造体の軸方向に一致するように配置し
たので、すなわち例えば前記本体構成布が布目
を有している場合には、当該風船状構造体の軸
方向と布目を有する糸の方向とを一致させたの
で、当該風船状構造体を脹らませたときに、本
体構成布が前記湾曲の方向に伸びず、該風船状
構造体の湾曲の半径、湾曲の角度等を極めて正
確に、かつ簡単に設定することができる。

(3) 前記したように、当該風船状構造体を、帯状
の本体構成布により構成すれば、歩止まりが良
く、当該風船状構造体を安価に製作することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略斜視図、第２
図は第１図の概略横断面図、第３図は第１図に示
された風船状構造体を構成する本体構成布の平面
図、第４図は本体構成布を３枚用いて構成された
風船状構造体の概略横断面図、第５図は本体構成
布の縫合例を示す図、第６図は本体構成布を４枚
用いて構成された風船状構造体の概略横断面図、
第７図は本体構成布を６枚用いて構成された風船
状構造体の概略横断面図、第８図は第７図に示し
た横断面を有する風船状構造体の概略斜視図、第
９図は湾曲した風船状構造体の概略斜視図、第１
０図および第１２図は従来の手法を用いて製作さ
れた湾曲した風船状構造体の概略斜視図、第１１
図は立体裁断された本体構成布の展開図、第１３
図は第５図のように縫い縮めを行つた場合に形成
される風船状構造体の一部の斜視図である。 ２…縦糸、３…横糸、１０，１０Ａ，５０，６
０…風船状構造体、１１，１２，１２Ａ，１２
Ｂ，３１，３２，５１〜５４，６１〜６６…本体
構成布、２１，２２，２３，５９，６９…縫合
部、２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，８１，８
２…端面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ その内部に加圧流体が充満されることによ
   り、その輪郭が形成され、かつ所定の曲率半径で
   所定の方向に湾曲される風船状構造体であつて、 当該風船状構造体は、引張りに強い方向がその
   軸方向に配置された２つ以上の本体構成布の端面
   を互いに縫合することにより形成され、 当該風船状構造体の軸方向に垂直な断面の中心
   を基準として、前記曲率半径の方向に対して90度
   未満の位置に存在する縫合部は、前記湾曲の方向
   と反対位置の本体構成布が縮め縫いされることに
   より形成されたことを特徴とする風船状構造体。 ２ 前記本体構成布は布目を有し、かつ前記布目
   を構成する糸の方向と前記本体構成布の縫合部の
   方向とはほぼ一致していることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項記載の風船状構造体。 ３ 前記本体構成布は、帯状であることを特徴と
   する前記特許請求の範囲第１項あるいは第２項記
   載の風船状構造体。 ４ 前記各本体構成布のうち、少なくとも１つの
   本体構成布の長さは、他の本体構成布の長さと異
   なることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の風船状構造体。