(57)【要約】      （修正有）【課題】３角形や５角形を含む、多角形の部材を、相互に稜線部を簡便に接合でき、あらゆる多面体状の構成が指先で簡便に組み上げられるような、ジョイントシステムを提供する。【解決手段】どのような多角形においても、辺どうしの接続が可能なように、相対した辺に雄雌一対のジョイント部１、２が複数向き合えるように、鈎状の接合部を複数組み込んだモジュールを設計した。この回転対称に稜線上に配置された小さな接合部分によって、長さの等しい辺ならば簡便に接合が可能となり、接合部以外の部分は、自由な形状の構成デザインが可能となっている。これらのモジュールは、基準となる多角形３から多面体構造を網羅的に構築でき、自由で適度な接合強度を保つジョイントによるデザインシステムを構築できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１から図５の設計例が示すように、基準多角形（３）の各基準辺と、接合のために向き合う基準辺に、鈎状の雄雌のジョイント（１）と（２）を相互に向き合うよう回転対称に配置し、外形形状に自由度のあるモジュールを形成することで、数種の基準多角形から形成されたモジュールを基準多面体（例えば図２の正２０面体）に準じて組み合わせ、多面体状の構造物を形成するジョイント方法、及び、このデザインシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、多角形を含む部材を簡便なジョイントで接合し、多様な多面体状の構造体を形成するためのジョイントシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の関連する多面体の組み立てモジュールで、簡便さに重きを置いた方法には、構成の基準となる多角形（基準多角形）の一辺（基準辺）の両端に向き合う一対の鉤の手を施したものがある。（特許文献１、特許文献２参照。）この方法は、部材の各辺が圧縮または引張りのどちらかに作用するので、菱形多面体のような偶数で交互に圧縮と引張りを割り振れる多角形の接続に限定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５０−４８８５号公報（発明者：ホルガーストローム）
【特許文献２】特許第４１５３５０５号（発明者：村田弘志）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  通常、多面体の構成要素となる多角形を接続するには、相対する同じ長さの辺に何らかの重なり部分を設けて、そこを接着したり、穴をあけて縫ったり、締結したりする必要がある。これらの方法は、接着材、締結材、治具、工具、作業環境等が必要となるため簡便とはいえない。【０００５】  また、造形デザイン的観点から見れば、従来の展開図からの折り曲げと接続によるモデリング手法は、多面体という多軸的な創発性をもつ幾何学的抽象を、面で閉じられた一塊のモデルに貶め、空間的に広がりのある構成をイメージし難くしてしまう。教育的配慮も含め、これらの課題解決にふさわしい、菱形多面体などの限定された形状が簡便に組めるモジュールがデザインされているが（特許文献１、特許文献２参照。）、３角や５角の正多角形が含まれる正多面体（プラトンの立体）はもちろんのこと、どのような多角形でも簡便に接続して多面体状に構成できる方法は、いまだ見当たらない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  これらの課題解決のため、本発明は、図１から図５の設計例が示すように、基準多角形（例えば３の三角形）の各基準辺と接合のために向き合う基準辺に、鈎状の雄雌のジョイント１と２を相互に向き合うよう回転対称に配置し、外形形状に自由度のあるモジュールを形成した。
【発明の効果】
【０００７】  本発明は、モジュール間の同寸法の基準辺ならば、相互に確実に噛み合うジョイントを形成することができる。この接続法によって、基準多角形や基準多面体の組合せを自由に選ぶことが可能となり、多様な幾何学的空間構造の設計と簡便な組み立てを可能にするシステムを構築できる。【０００８】  このシステムにより、主なる正多角形を基準としたモジュールをそろえれば、プラトン立体から、準正多面体などの構造を自在に組み立てることができ、菱形を使ったゾーン多面体や、ペンローズタイルなどの平面的接続まで、同種のフォルムによる網羅的な造形構成を構築し、学習できる。【０００９】  また、この接続システムは、回転対称となって噛み合う稜線上に並んだジョイント交差部が要となっているので、それ以外の部分の形状は自由となり、造形デザイン性を高めたモジュール設計を可能にしている。【００１０】  モジュール形状のデザインは、更に相互の立体的な交差を加えることで、放射状の構造や花の構造のようなデザイン構成が可能となる。【００１１】  これらは、製造、貯蔵、輸送、組み立て等も含めて、簡便な造形システムを構築できる発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  正三角形を基準多角形とし、各辺に沿ってジョイント部を組み入れたモジュールの設計例。
【図２】  基準多角形を組み上げた基準多面体（ここでは正２０面体を例とした。）。
【図３】  基準多面体図２をもとにモジュールを接続して組み上げた造形物の作例図。
【図４】  正四角形を基準多角形とし、各辺に沿ってジョイント部を組み入れたモジュールの設計例。
【図５】  正五角形を基準多角形とし、各辺に沿ってジョイント部を組み入れたモジュールの設計例。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  ジョイントとなるフック形状図１の１と図１の２は、接続する基準多角形図１の３の相互の基準辺において、ジョイント１と噛み合うジョイント２が中点から回転対称の位置に配置されなければならない。この凹凸一対のジョイント部の交差により、基準面の交線（基準多面体の稜線）上にある複数対の交差部に応力が生じ、適度な強度をもつジョイントが形成される。
【００１３】  頂点交差部４の詳細な設計形状は、基準多面体図２のように組み上がる稜線の数と板厚により、螺旋状に重なる構造となり、板材の弾性、組み立て時の塑性変形、間隙の取り方等の兼ね合いによって変化し、交差中心からの逃げ半径や重なる面の形状を考慮した複雑な調整が必要となる。しかし、これらは設計の自由度でもあり、美的構成のための重要な造形要因ともなる。図３は、これらの試行錯誤によるバリエーションの一例である。
【００１４】  接続強度は、モジュールのジョイント部分１と２が相互に噛み合うことで生じるが、１，２の寸法差を加えることで、組み立て後も圧縮部分の弾性変形でプレストレスが生じ、圧縮と引張りによる安定した交差部が確保できる。
【００１５】  指先のみで組み立てが行えるようにする場合は、ハリのある紙，フィルム，極薄の金属板などを用い、折れ曲がらずしなやかな弾性のある材質が扱いやすい。この方法で透過性や反射を利用した組み立て式のランプシェードなども設計できる。
【実施例】
【００１６】  基本的な多面体による構成は、ＣＧにおけるポリゴンデータの各辺の線分データを同一面のジョイントデータに置換することで、組み立て用のモジュールを作成できる。【００１７】  １，２の寸法差により部材に反りを加えた構成は、基準多面体より更に丸みを増した形状となる。また、この反りと直交した面の延長部分には、若干ではあるが部材強度の増加もある。
【産業上の利用可能性】
【００１８】  製造過程において、ＣＡＤ・ＣＡＭ・ＣＡＥの進歩は著しく、カッティングプロッターやレーザーカットによる板材の加工も普及し、小ロットで高精度な加工の低価格化が進んでいる。したがって、多面体を発想の基盤としたこのような造形システムは、実習教材から高度な造形デザインに至るまで、利用・応用の範囲は広い。【００１９】  また、このように簡便な造形システムとモジュールによる多様な構成は、生産者と消費者の２極化構造を打開し、持続的なモノと心の拠り所となる活用が期待される。
【符号の説明】
【００２０】１  凸型ジョイント部
２  凹型ジョイント部
３  基準多角形
４  頂点交差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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