Deployable Structure Designs Based on Science of Origami / 折紙の数理に基づいた展開構造設計
The scope of this study is focused on "foldability" of origami, which is also considered as "deployability" in other words. We have so far studied geometric designs of compressible axi-symmetric structures (Fig. 1) and foldable membrane structures (Fig. 2). Such structures can be designed as the angles between adjacent fold lines satisfy the so-called flat-foldable condition. The axi-symmetric compressible structures shown in Fig. 1 are able to adapt compressive stiffness by adjusting the angles between adjacent fold lines so that they can be applied to energy absorbers of passenger cars to mitigate a peaky load and absorb as much energy as possible at a moment of a traffic accident (Fig. 3). While, foldable membrane structures shown in Fig. 2 are basic designs of massive space structures for compact storage. We are currently working on inflation experiments of inflatable structures using the foldable membranes (i.e., foldable balloons) for the purpose of vehicle airbags and rescue equipment (Fig. 4).
A part of this study is introduced on YouTube,
"Traditional Culture × Advanced Technology: Ultimate Folding Expands Design Possibilities" at Channel Technologist (published on 21 Nov., 2017).
折紙の持つ“折り畳み”という特性に焦点をあてた研究です。これまでに，円筒，円錐殻をはじめとした軸回転体の軸方向に圧縮展開可能な設計(Fig. 1)，および円形膜の巻き取り設計(Fig. 2)を研究しました。折り畳み条件と呼ばれる条件を満たすよう，折線のなす角度を制御し，このような構造を設計します。Fig. 1のような軸方向に圧縮展開可能な構造は，折線の角度を変更することにより圧縮に必要な力が変化するという特性を活かし，折線を持った鉄鋼の殻をハイドロフォーミングで製造し，乗用車衝突の際の衝撃荷重の低減に関する研究を行いました(Fig. 3)。Fig. 2のような巻き取り型膜構造はソーラーセイルなどの大規模宇宙構造の巻き取り収納の基本となるものです。本研究室では，2枚重ねて閉空間とすることにより自動車エアバッグやレスキュー用品に応用可能なインフレータブル(風船)構造を設計し，小さく収納できかつすばやく展開できるインフレータブル構造の展開実験(Fig. 4)を行っています。
本研究の一部は，
チャンネルTechnologist「伝統文化×最先端技術によって生み出された「究極の折線」が、これまでの常識を変える」(2017年11月21日公開)にて紹介されました。
Back/戻る
