(57)【要約】【課題】建築物の小型モデルを、設計図に基づいて忠実に、しかも比較的短期間で作成することを可能にする。【解決手段】建築物モデルを製造する際、建築物の設計図面または設計ＣＡＤデータから建築物モデルの三次元データを作成する三次元データ作成工程（データ変換処理Ｓ１，構成物分離処理Ｓ２，データ修正処理Ｓ３）と、作成された三次元データを基に積層厚毎のスライスデータを作成するスライスデータ作成処理Ｓ４と、テーブルの上に光硬化性樹脂液を満たすとともに、スライスデータに基づいて光硬化性樹脂液の液面にレーザ光を露光させ、光硬化性樹脂液を硬化させる硬化処理Ｓ５と、光硬化性樹脂液の硬化及び積層を繰返しながら建築物モデルを造形する造形工程（硬化処理Ｓ５，積層処理Ｓ６）と、仕上げ処理Ｓ７と、塗装処理Ｓ８とを順に行うものである。【選択図】        図１
2004155007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の設計図面または設計ＣＡＤデータから建築物モデルの三次元データを作成する三次元データ作成工程と、
作成された前記三次元データを基に所定の積層厚毎のスライスデータを作成するスライスデータ作成工程と、
テーブルの上に前記所定の積層厚分の光硬化性樹脂液を満たすとともに、前記スライスデータに基づいて前記光硬化性樹脂液の液面にレーザ光を露光させ、前記光硬化性樹脂液を硬化させる硬化工程と、
前記光硬化性樹脂液の硬化及び積層を繰返しながら前記建築物モデルを造形する造形工程と
を有することを特徴とする建築物モデルの製造方法。
【請求項２】
前記造形工程により造形された前記建築物モデルの少なくとも外壁に、所定の色の塗料を塗布する塗装工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の建築物モデルの製造方法。
【請求項３】
前記三次元データ作成工程では、前記建築物を複数の構成物に分割するとともに、隣接する前記構成物同士が互いに分離及び組合せ可能となる構成物毎の三次元データを作成し、
前記造形工程では、前記構成物毎の建築物モデルを造形することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建築物モデルの製造方法。
【請求項４】
前記三次元データ作成工程では、前記建築物の各寸法を所定の割合で縮小するとともに、縮小後の寸法が所定寸法よりも小さくなる部位がある場合には、該部位の寸法を前記所定寸法に変更して三次元データを作成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の建築物モデルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物モデルの製造方法に関し、特に、光造形により造形される建築物モデルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な住宅設計においては、施主の要望等に応じて間取りが検討され決定される場合が多い。この場合、通常、設計図として二次元の図面やパース図が作成され施主に提示される。
【０００３】
ところが、図面では、完成後の機能性や空間的な広がりを理解し難く、特に設計的知識がない一般の施主等にとっては空間的な広がりを把握することができなかった。このため、施主と設計士との間で住宅に対するイメージが多少異なり、意思の疎通を円滑に行うことが困難とされていた。また、部屋の広さ、外観、または間取りについては、設計図に基づくイメージと、実際に建築した住宅のイメージとが大きく異なる場合があり、この結果、建築現場において設計変更が要求されたり、施主の満足度を低下させたりすることもある。そして、設計変更が要求された場合には、製造コストが増加するとともに工期が延長され、施主、設計者、及び施工業者等の負担が大きくなる。
【０００４】
そこで、住宅の全体的なイメージ及び空間的な広がりを喚起し易くするために、住宅の縮小模型（モデル）を作成する場合もある。具体的な製造方法としては、▲１▼設計図面等に基づいて模型の寸法（特に住宅を構成する壁材等に相当する寸法）を決定する、▲２▼決定された寸法を基に板材を切断する、▲３▼切断した夫々の部材を互いに接着し組付ける、等の手順で行われ、これにより設計図面に応じたモデルが作成される。
【０００５】
以上の従来技術は、当業者において当然として行われているものであり、出願人は、この従来技術が記載された文献を知見していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の製造方法では、予め作成された板材を切断し組付けなければならないため、例えば規格型住宅のように、寸法や構造が予め定められた住宅に対しては比較的容易にモデルを作成できるが、地域に密着した工務店が建築する特殊な住宅や、施主の要望に応じて設計した住宅に対しては、形状や寸法が一様でないことから、モデルの作成が極めて困難となり、完成までに長い期間を要してしまう。つまり、モデルを用いて住宅のイメージ及び空間的な広がりを最終確認しようとしても、モデルが完成するのを待っていては工事の着手が大幅に遅れることから、このような住宅に対しては、モデルを作成することなく、設計図面の提示によって最終確認が行われていた。
【０００７】
また、上記の製造方法では、切断された板材を組付けて作成することから、作成できる構成部材の大きさは限られており、例えばドアの取手や階段等、住宅における細部の形状については表現することができなかった。また、曲面等の形状についても設計通りの曲率で作成することが困難とされていた。このため、モデルを用いても、住宅のイメージが十分に喚起されなかったり、誤ったイメージを喚起させる恐れがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の実状に鑑み、建築物の小型モデルを、設計図に基づいて忠実に、しかも比較的短期間で作成することが可能な建築物モデルの製造方法の提供を課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる建築物モデルの製造方法は、建築物の設計図面または設計ＣＡＤデータから建築物モデルの三次元データを作成する三次元データ作成工程と、作成された前記三次元データを基に所定の積層厚毎のスライスデータを作成するスライスデータ作成工程と、テーブルの上に前記所定の積層厚分の光硬化性樹脂液を満たすとともに、前記スライスデータに基づいて前記光硬化性樹脂液の液面にレーザ光を露光させ、前記光硬化性樹脂液を硬化させる硬化工程と、前記光硬化性樹脂液の硬化及び積層を繰返しながら前記建築物モデルを造形する造形工程とを有するものである。
【００１０】
ここで、「建築物」には、一般住宅は勿論、マンション、店舗、映画館、神社、及び仏閣等、あらゆる建物が含まれる。また、「建築物モデル」とは、対象となる建築物の外観及び間取りを表現する模型であり、大きさは特に限定されるものではない。
【００１１】
したがって、請求項１の発明の建築物モデルの製造方法によれば、まず建築物の設計図面または設計ＣＡＤデータから建築物モデルの三次元データを作成する。例えば、建築物の設計図面から作成する場合には、設計図面に示された寸法から三次元ＣＡＤデータを作成し、一方、設計ＣＡＤデータ（二次元のデータ）から作成する場合には、設計ＣＡＤデータから三次元ＣＡＤデータにデータを変換する。その後、作成された三次元データを基に所定の積層厚毎のスライスデータを作成する。つまり、建築物モデルを単位厚み毎に平行スライスした場合の形状データを作成する。
【００１２】
そして、テーブルの上に単位厚分の光硬化性樹脂液を満たした後、作成されたスライスデータに基づいて光硬化性樹脂液の液面にレーザ光を露光させる。これにより、レーザ光が露光された部分の光硬化性樹脂液が硬化される。つまり、建築物モデルにおける一つの層（最下位層）が形成される。以降、この光硬化性樹脂液の硬化及びその積層を繰返すことにより、最上位層に向って建築物モデルが次第に造形される。このように光造形によって造形することにより、設計図が忠実に表現された建築物モデルが作成される。
【００１３】
請求項２の発明にかかる建築物モデルの製造方法は、請求項１に記載の建築物モデルの製造方法において、前記造形工程により造形された前記建築物モデルの少なくとも外壁に、所定の色の塗料を塗布する塗装工程をさらに有するものである。ここで、所定の色は、対象となる建築物の外観に合せた色とすることが好ましい。
【００１４】
したがって、請求項２の発明の建築物モデルの製造方法によれば、請求項１の発明の作用に加え、建築物モデルの外壁に所定の色の塗料を塗布することにより、建築物モデルの外観が建築物の外観に一層類似し、イメージが喚起され易くなる。
【００１５】
請求項３の発明にかかる建築物モデルの製造方法は、請求項１または請求項２に記載の建築物モデルの製造方法において、前記三次元データ作成工程では、前記建築物を複数の構成物に分割するとともに、隣接する前記構成物同士が互いに分離及び組合せ可能となる構成物毎の三次元データを作成し、前記造形工程では、前記構成物毎の建築物モデルを造形するものである。
【００１６】
したがって、請求項３の発明の建築物モデルの製造方法によれば、請求項１または請求項２の発明の作用に加え、建築物を複数の構成物に分割するとともに、隣接する構成物同士を互いに取外しできるように構成物毎の三次元データを作成する。そして、構成物毎の建築物モデルを造形する。このため、造形された各構成物を組合せると、建築物モデルが完成し、建築物モデルの外観全体を視認させることが可能となる。一方、構成物毎に分離させると、建築物モデルの内部、すなわち間取りを視認させることが可能となる。
【００１７】
請求項４の発明にかかる建築物モデルの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の建築物モデルの製造方法において、前記三次元データ作成工程では、前記建築物の各寸法を所定の割合で縮小するとともに、縮小後の寸法が所定寸法よりも小さくなる部位がある場合には、該部位の寸法を前記所定寸法に変更して三次元データを作成するものである。
【００１８】
ところで、三次元データを作成するにあたって、建築物の各寸法を所定の比率（例えば１／５０）で縮小すると、建築物と相似する縮小モデルが造形される。しかし、建築物において比較的薄く形成される部分は、縮小により極めて薄くなり、建築物モデルの強度が低下してしまう。つまり、耐久性を損なうとともに取扱いが困難となる恐れがある。
【００１９】
ところが、請求項４の発明の建築物モデルの製造方法によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか一つの発明の作用に加え、縮小後の寸法が所定寸法よりも小さくなる部位がある場合には、その部位の寸法を所定寸法に変更する。つまり、強度が維持される最小限の寸法を所定寸法とすることにより、建築物モデルの強度を確保することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である建築物モデルの製造方法（以下、単に「製造方法」と称す）について、図１乃至図４に基づき説明する。図１は製造方法における処理の流れを示す説明図であり、図２は光造形システムの構成を示す正面図であり、図３は製造方法における硬化処理及び積層処理を説明するための説明図であり、図４は建築物モデルの製造方法によって作成された建築物モデルの一例を示す分解斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、本例の製造方法では、まず、データ変換処理Ｓ１が行われる。これは、建築物の設計図面（紙媒体に記載されているもの）または設計ＣＡＤデータ（記憶装置に記憶されているもの）から建築モデルの三次元データを作成する処理である。なお、設計図面から作成する場合には、設計図面に記載された寸法を縮小して三次元データを作成し、一方、設計ＣＡＤデータ（二次元のデータ）から作成する場合には、後述するデータ処理装置３を利用して三次元データに変換する。
【００２２】
ところで、建築物の設計図をそのまま縮小すると、外壁によって内部が遮蔽されることから、建築物の内部の間取りを把握することが困難となる。つまり、内部の空間的な広がりを認識させることができなくなる恐れがある。
【００２３】
そこで、本例では、構成物分離処理Ｓ２を行うようにしている。構成物分離処理Ｓ２では、建築物を複数の構成物に分割するとともに、隣接する構成物同士が互いに分離及び組合せ可能となるように、構成物毎の三次元データを作成する。なお、分割の方法は特に限定されるものではないが、例えば二階建ての建物であれば、屋根部分（二階の天井を含む）、二階部分（一階の天井を含む）、及び一階部分からなる三つの構成物に分割することにより、建築物の内部における全ての間取りを確認することが可能になる。また、構成物毎の三次元データを作成する際には、隣接する構成物同士を着脱できるように、一方の構成物の端面には僅かに窪んだ凹部が部分的に形成され、他方の構成物の端面には前記凹部に嵌合可能な凸部が部分的に形成される。
【００２４】
一方、三次元データを作成するにあたって、建築物の各寸法を所定の比率（例えば１／５０）で縮小すると、建築物と相似する縮小モデルを造形することが可能になるが、建築物において比較的薄く形成される部分は、縮小により極めて薄くなり、建築物モデルの強度が低下してしまう。
【００２５】
そこで、本例では、必要に応じてデータ修正処理Ｓ３を行うようにしている。データ修正処理Ｓ３は、縮小後の寸法が所定寸法（例えば１ｍｍ）よりも小さくなる部位がある場合には、その部位の寸法を所定寸法に変更する。つまり、所定寸法以下にならないように最小限の寸法を制限することにより、強度を確保することが可能になる。ここで、データ変換処理Ｓ１、構成物分離処理Ｓ２、及びデータ修正処理Ｓ３が、本発明の三次元データ作成工程に相当する。
【００２６】
その後、スライスデータ作成処理Ｓ４が行われる。スライスデータとは、建築物モデルを単位厚み（例えば０．１ｍｍ）毎に平行スライスした場合の形状データであり、Ｓ１〜Ｓ３の処理において作成された三次元データを基に作成される。ここで、スライスデータ作成処理Ｓ４が本発明のスライスデータ作成工程に相当する。
【００２７】
続いて、Ｓ４の処理で作成されたスライスデータを用いて、建築物モデルの造形処理（硬化処理Ｓ５及び積層処理Ｓ６）が行われる。ここで、この造形処理において用いられる光造形システムについて簡単に説明する。図２に示すように、光造形システム１は、建築物モデルを造形するための造形装置２と、スライスデータ等を作成するためのデータ処理装置３とから構成されている。造形装置２は、主に、前面に窓４ａが形成された直方体形状のケーシング４と、光硬化樹脂液１０（図３参照）が貯留される造形槽５と、この造形槽５の上面開口から出没するテーブル６と、テーブル６を昇降させる昇降器７と、テーブル６の上方に配設されレーザー光１１（図３参照）を露光させるレーザー装置８とを具備している。特に、昇降器７は、ボールねじ等を有し、造形槽５内におけるテーブル６の位置決めを可能にしている。また、レーザー装置８はＸ−Ｙスキャナーを有しており、造形槽５内に貯留された光硬化樹脂液１０の液面に対してレーザー光１１を走査することが可能になっている。
【００２８】
一方、データ処理装置３では、各種の処理プログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、及び各種の演算を行うＣＰＵ等（いずれも図示しない）を有する制御ユニット１２が制御盤１３内に配設されるとともに、各種データを入力させるためのキーボード１５と、制御ユニット１２によって処理されたデータを表示させるディスプレイ１４とが制御ユニット１２に接続されている。つまり、前述したＳ１〜Ｓ４の処理がデータ処理装置３側で行われ、Ｓ５及びＳ６の処理が造形装置２及びデータ処理装置３の協働によって行われる。
【００２９】
硬化処理Ｓ５及び積層処理Ｓ６について詳細に説明する。まず、図３（ａ）に示すように、テーブル６の上面位置を、光硬化樹脂液１０の液面から、平行スライスした一層分の厚みＴに相当する深さに設定する。つまり、テーブル６の上に一層部の厚み（例えば０．１ｍｍ）だけ光硬化樹脂液１０が満たされた状態とする。そして、この状態で、レーザー装置８からレーザー光１１を照射（露光）するとともに、建築物モデルの最下位層のスライスデータに従ってレーザー光１１を走査する。これにより、光硬化樹脂液１０のうちレーザー光１１が照射された部分のみが硬化し、光硬化樹脂からなる最下位層が形成される。
【００３０】
その後、昇降器７の動作によりテーブル６を一層分の厚みだけ下降させ、光硬化樹脂液１０を最下位層の上に満たすとともに、この状態で、レーザー装置８からレーザー光１１を照射して、最下位から二番目の層のスライスデータに従ってレーザー光１１を走査する。これにより、最下位層と同様に、レーザー光１１が照射された部分が硬化し、光硬化樹脂からなる新たな層が最下位層の上に一体形成される。
【００３１】
以降同様に、テーブル６を一層の厚み分ずつ下降させるとともに、各層のスライスデータに従ってレーザー光１１を照射させ、最上位層までこれらの処理を繰り返す。これにより、図３（ｂ）に示すように、建築物モデルＭが造形される。その後、テーブル６を光硬化樹脂液１０の上方まで上昇させることにより、建築物モデルＭを取出すことが可能になる。ここで、硬化処理Ｓ５が本発明の硬化工程に相当し、硬化処理Ｓ５及び積層処理Ｓ６が本発明の造形工程に相当する。
【００３２】
建築物モデルＭが造形された後、必要に応じて研磨等の仕上げ処理Ｓ７が行われ、さらに、建築物モデルＭの外壁に所定の色の塗料を塗布する塗装処理Ｓ８が行われる。ここで、塗装処理Ｓ８が本発明の塗装工程に相当する。
【００３３】
作成された建築物モデルＭの一例を図４に示す。この建築物モデルＭは、三つの構成物、すなわち屋根部分２１、二階部分２２、及び一階部分２３からなり、二階部分２２及び一階部分２３には、間取り２４及びベランダ２５等が区画形成されるとともに、出入口２６、扉２７、及び階段２８等が造形されている。なお、図示していないが、扉２７の取っ手等、細部の部品まで造形することが可能である。
【００３４】
このように、上記の製造方法では、光造形によって、設計図が忠実に表現された建築物モデルＭを作成することができる。特に、建築物モデルＭを平行スライスした際の各層に相当する光硬化樹脂の層を順に積層して一体化することから、中空部や複雑な内部構造を有する建築物モデルＭでも設計図通り忠実に具象化できる。また、互いに組付け可能な屋根部分２１、二階部分２２、及び一階部分２３からなる建築物モデルＭが作成されることにより、分離によって内部空間が視認可能となり、間取り２４等、内部空間の広がりを容易に把握させることができる。特に、各構成物２１，２２，２３は凹部と凸部との嵌合せにより組合せられるため、容易に分離させたり組合せたりすることができる。
【００３５】
上記の製造方法によって作成される建築物モデルＭによれば、建築物の外観や屋内空間における空間的な広がりを認識させることができる。したがって、設計的知識がない一般の施主等であっても建物の完成イメージを把握できるとともに事前に修正を加えることができるようになり、建築における顧客の満足度を高めるとともにコストの削減や工期の短縮に繋げることができる。また、設計事務所においては、設計図面を顧客に提示する他の事務所との差別化が可能になり、住宅建築の販売促進に寄与することが可能になる。また、複雑な構成であっても比較的短時間（例えば１１時間）で造形できることから、顧客への提示が速やかに行え、建築物のイメージを明確にさせた状態で工事に着手することが可能になる。
【００３６】
上記の製造方法では、着色された建築物モデルＭを作成することができるため、完成イメージを一層明確にさせることが可能となり、建築における施主の満足度を確実に高めることができる。また、美感に優れた建築物モデルＭを製造できることから、作成後の建築物モデルＭを装飾品として用いることが可能となる。なお、建築物モデルＭを透明のケースに収納するようにすれば、見栄えをさらに高めることが可能になる。
【００３７】
さらに上記の製造方法では、建築物モデルＭの板厚が所定寸法以下にならないことから、強度が保たれた建築物モデルＭを作成することができる。これにより、建築物モデルＭの取扱いが容易となる。
【００３８】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００３９】
すなわち、上記実施形態の製造方法では、建築物モデルＭを三つの構成物、（屋根部分２１、二階部分２２、及び一階部分２３）に分割し個々に造形するものを示したが、分割の方法は特に限定されるものではなく、例えば、前面の壁のみを分離可能に構成するようにしてもよい。但し、本実施形態のように各階に平行にスライスして分割するものでは、間取り等を極めて容易に認識させることができる。
【００４０】
上記実施形態の製造方法では、外壁にのみ着色するものを示したが、内壁、扉、床、及び天井等に着色するようにしてもよい。これによれば建築物の内部空間におけるイメージを一層明確にさせることができる。また、外壁に透明な塗料を塗布するようにしてもよい。これによれば、建築物モデルＭの輝きを高めるとともに、外壁を通して内部空間を視認させることが可能になる。
【００４１】
上記実施形態の製造方法では、各構成物２１，２２，２３を夫々一体形成するものを示したが、例えば部屋同士の間の仕切りを取外し可能に形成するようにしてもよい。これによれば、各部屋の大きさ等、空間的な広がりを、顧客のイメージに応じて容易に変更させることができる。
【００４２】
上記実施形態の製造方法では、建築物モデルＭとして、壁、階段及び扉等、建物の構築物のみからなるものを示したが、システムキッチン、バス、及びトイレ等のユニット商品を組み込んだ形で建築物モデルを作成するようにしてもよい。また、この際、各メーカーで販売されているユニット商品に対応するパーツを予め製作しておき、それを建築物モデルＭに着脱自在に取付けるようにしてもよい。これによれば、設計図の確認のみではなく、ユニット商品の選択においても、建築物モデルＭを利用することが可能になる。つまり、ユニット商品が占有するスペースを確認させるとともに、建築物に設置した場合のユニット商品のイメージを喚起させることができる。このため、ユニット商品の選択ミスが抑制され、顧客の満足度を一層高めることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明の建築物モデルの製造方法は、光造形によって、設計図が忠実に表現された建築物モデルを作成することができる。また、作成される建築物モデルによれば、建築物の外観や屋内空間における空間的な広がりを認識させることができる。したがって、設計的知識がない一般の施主等であっても建物の完成イメージを把握できるとともに事前に修正を加えることができるようになり、建築における顧客の満足度を高めるとともにコストの削減や工期の短縮に繋げることができる。
【００４４】
請求項２の発明の建築物モデルの製造方法は、請求項１の発明の効果に加え、着色された建築物モデルを作成することができる。また、作成される建築物モデルによれば、完成イメージを一層明確にさせることが可能となり、建築における顧客の満足度を確実に高めることができる。
【００４５】
請求項３の発明の建築物モデルの製造方法は、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、互いに組付け可能な複数の構成物からなる建築物モデルを作成することができる。また、作成される建築物モデルによれば、分離によって内部空間が視認可能となり、間取り等、内部空間の広がりを容易に把握させることができる。
【００４６】
請求項４の発明の建築物モデルの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つの発明の効果に加え、強度が保たれた建築物モデルを作成することができる。また、作成される建築物モデルによれば、耐久性に優れるとともに取扱いが容易となることから、装飾品としての価値も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である建築物モデルの製造方法に関する処理の流れを示す説明図である。
【図２】建築物モデルの製造方法において使用される光造形システムの構成を示す正面図である。
【図３】製造方法における硬化処理及び積層処理を説明するための説明図である。
【図４】建築物モデルの製造方法によって作成された建築物モデルの一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ１  データ変換処理（三次元データ作成工程）
Ｓ２  構成物分離処理（三次元データ作成工程）
Ｓ３  データ修正処理（三次元データ作成工程）
Ｓ４  スライスデータ作成処理（スライスデータ作成工程）
Ｓ５  硬化処理（硬化工程，造形工程））
Ｓ６  積層処理（造形工程）
Ｓ８  塗装処理（塗装工程）
６  テーブル
１０  光硬化樹脂液
１１  レーザー光
【図１】
2004155007.tif 000003
【図２】
2004155007.tif 000004
【図３】
2004155007.tif 000005
【図４】
2004155007.tif 000006