(57)【要約】【課題】立体構造物（立体空間）のモデルの構築において、構成単位(モジュール）を用いて、目的や状況に応じ、骨組みと壁面を分離して考え、又は骨組みと壁面を同時に（並行して）考え、立体構造物（立体空間）のモデルを自在にかつ効率的に構築（創作）することを可能とする。【解決手段】正四角柱構造をもち、正方形の側面（上下面）については凹又は凸部、それ以外の長方形の側面については凹部を有し、凸部と凹部を組み合わせることで連結を保つ機能を備える構成単位(モジュール）及び、側面に板状部材(壁面や窓ガラスを表現させる役割を想定できる）を挿入固定及び、別のモジュールの凸部を挿入固定できる溝を有する構造を備える構成単位（モジュール）を考え、さまざまなサイズやタイプのモジュールを想定し、これらのモジュールを垂直方向や水平方向、必要に応じ角度を変えて連結することで立体構造化する。【選択図】図１
2016042174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体構造物（立体空間）のモデルの構築において、構成単位（モジュール）を用いて、目的や状況に応じ、骨組みと壁面を分離して考えて構築することも、また骨組みと壁面を分離せずに並行して（同時に）考えながら構築することも可能とする方法（仕組み）。
【請求項２】
立体構造物（立体空間）のモデルを構築するための構成単位として、正四角柱構造をもち、正方形の側面（上下面）については凹部又は凸部、それ以外の長方形の側面については凹部を有し、凹部と凸部を組み合わせることで連結を保つ構造を備える構成単位(モジュール）及び、側面に板状部材(壁面や窓ガラスを表現させる役割を想定できる）を、モジュールの凸部を挿入する凹部とは別に挿入固定できる溝を有する構成単位（モジュール）。
【請求項３】
立体構造物（立体空間）のモデルを構築するための構成単位として、正四角柱構造をもち、正方形の側面（上下面）については溝（凹部）又は凸部、それ以外の長方形の側面については溝（凹部）を有し、溝（凹部）に板状部材又は構成単位（モジュール）の凸部を挿入固定することができ、溝（凹部）と凸部を組み合わせることでモジュールどうしの連結を保つ機能を備える構成単位（モジュール）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体構造物（立体空間）のモデルを創作するための構成単位（モジュール）とそれを用いた立体空間モデル（立体構造モデル）の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体構造物のモデルを創作することができる構成単位又はツールとして、玩具であるブロックがあるが、その創作の主な過程は、各ブロックを積み重ねるように連結する作業となる。
この工程はレンガ造りの構造物の建築工法に近い。
【０００３】
ブロックの製品単位や使用目的は、あらかじめ定められた対象（例えば特定の建物など）を構築するためにパッケー化されたものが多く、その目的以外の対象物を構築（創作）することは基本的にはできない。
【０００４】
複数の構成単位（ブロック）をまとめて製品化し、自由な創作を行う仕組みを提供しているケースについては、使用目的に合わない部材（ブロック）が含まれている場合があり、各種構造物のモデルや試作品の設計工程等に適用することは難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブロックによる創作の過程は、各ブロックを積み重ねる作業が主となり、その工程はレンガ造りの建物の構築工法に近く、立体構造物の外観を決める基礎となる骨組（建物であれば柱や鉄骨）の構築を想定することが難しい。
【０００６】
ブロックを積み重ねて徐々に目的物を完成させて行くような作業工程の場合、目的物が完成するまで、全体像のイメージを掴むことが難しくなる。また、試行と修正を繰り返し、モデルを完成させるような設計開発作業（プロトタイプ設計を含む）や、骨組だけ造り、全体像のイメージを（早い段階で）確立したいような場合には適さない。
【０００７】
ブロックの使用目的や製品の単位は、あらかじめ特定の題材（有名な建物など）に的を絞ってパッケージ化されたものにする場合が多い。
この場合、使用者は決められた題材の範囲で作ることに限定され、使用者自らが題材を決めたり、目的を定めて創作を行うようなことは基本的にできない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、立体構造物（立体空間）モデルを創作するための基本構成単位（以下モジュールと記述する）を考え、この組み合せ（連結）により、立体構造物（立体空間）モデルの創作活動を自在にかつ効率的にする方法（仕組み）を提供する手段を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるモジュールは、縦（垂直）方向の連結及び横（水平）方向の連結また、角度を変えた斜め方向の連結が自在に行える機能を備えており、この仕組みにより、立体構造物の骨組及び壁面の構築が可能となる。
【００１０】
壁面は、特定の厚さの部材(市販のアクリル板等)を創作者が寸法を自ら定めた大きさに加工し、連結したモジュールの区画間に組み込むことでも構築が可能となる。また、建物のモデルの構築を想定する場合、この区画間に透明のアクリル板等を組み込むことで、窓ガラスを表現することが可能となる。
【００１１】
本発明の特徴を備える複数のタイプ（種類）のモジュールと組み合せパターンにより、複雑な構造や細かい部分を表現した立体構造（立体空間）モデルの創作が可能となる。
【００１２】
設計者、開発担当者あるいは一般の使用者が自在に目的を定め、また題材（テーマ）を決め、試行と修正を繰り返しながら、効率的に立体構造（立体空間）モデルの創作が可能となる。
始めに立体構造物の骨組（骨格）を構築し、早い段階で全体のイメージを掴み（プロトタイプ設計など）、微調整（修正）を加えながらモデルの完成を目指すような設計開発工程に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】モジュールの基本構造とタイプ（種類）を示した説明図である。
【図２】モジュールの連結の例を示した説明図である。  図２−1：基本的な連結例図２−２：壁面を構築する例図２−３：板状部材（アクリル板等）をモジュール間に組込む例図２−４：角度を変えた（斜め方向の）連結例
【図３】立体構造モデルの基本構築パターンを示した説明図である。図３−１：骨組を構築した例図３−２：モジュールの組合せで壁面を構築した例図３−３：板状部材（アクリル板等）で壁面等を構築した例
【図４】複数のタイプのモジュール及び複数の組合せパターンによりモデルを構築した例を示した説明図である。
【図５】高層ビルのような建造物のモデルを構築した例を示した説明図である。
【図６】都市の高層ビル群を構築した例を示した説明図である。
【図７】モジュールタイプＬ（板状部材組込み可能タイプ）の形状を示した説明図である。
【図８】モジュールタイプＬの連結例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
モジュールの基本的な形状は図１で示したように、相対する２つの側面の内一組（図１では上下面）を正方形とする直方体構造（正四角柱）とし、正方形の側面(上下面)に凸部又は凹部、それ以外の長方形の側面については凹部のみを有し、凹部と凸部を組み合せることでモジュールどうしを連結させる構造とする。
モジュールは凹部、凸部の位置や数により、様々なタイプ(種類)やサイズを想定する。
なお、厳密にはモジュールの上下面はモジュールのタイプにより、凹部の形状や機能が加わるため、正方形ではなくなるが、便宜上、正方形側面と表現する。
【００１５】
図２−１は最も基本的な連結例を示している。連結はモジュールの凹部に別のモジュールの凸部を挿入することで行う。
凹部、凸部は直径２ｍｍ、奥行き２ｍｍ程度の円柱形状とし、組合せた時の接触圧力の作用により、連結を保つ構造とする。
標準的なサイズは高さ１０〜８０ｍｍ、幅及び奥行きは（等しい長さ）４〜８ｍｍ程度とし、正方形側面（上下面）の１辺の長さをａ、それ以外の長方形側面の長辺の長さをｂとした場合、ｂはaの整数倍（サイズにより等倍から８倍程度）の長さとする。このような構造（形状）にすることにより、図２で示した連結の例で、モジュールの側面を埋めるように連結を重ねた場合、壁面の構造を構築することが可能となる。図２−２が壁面を構築した例である。
タイプＳＨは側面に板状部材（以下Sheetと記述する）を挿入するための溝を有し、板状部材を挿入固定できる仕組みを備えている。
図２−３がSheetを挿入した例である。
なお、タイプＬのようにSｈｅｅｔを挿入する溝に、他のモジュールの凸部を挿入する構造を想定することも可能である（図７）。
図２−４は通常の垂直水平方向の連結ではなく、角度を自在に調節した斜め方向の連結を示した例である。
【００１６】
モジュールタイプＳＨとSheetとの組み合せは、Sheetは厚さ０．５ｍｍ程度の板状の素材（市販のアクリル板等）とし、使用者自らが寸法を決めて加工し、タイプＳＨと組み合せて壁面を持たせた構造や、透明素材を用いた場合は窓ガラスを組み込んだ状態等を表現することができるようにすることを想定している。
【００１７】
モジュールタイプＬは、前述のように板状部材（Sheet）を組み込む溝に別のモジュールの凸部を挿入できる構造にしている。
この場合、モジュールの凸部の形状は側面の溝に適切に合わさるような四角柱形状とする。組み合せた時（凹部に相当する溝に挿入した時）の接触面積を増やし、より連結を安定させたいような場合は、凸部を台形（台形四角柱）とするような方法も考えられる。
溝（凹部）は、Sheet（厚さ１ｍｍ程度を想定）を挿入固定できるように、幅をＳｈｅｅｔの厚さと同等又は近似とし、配置を各側面（長方形側面及び正方形側面）の中央に構えようにする。
図７はモジュールタイプＬの例であり、高さ１０〜４０ｍｍ、上下面寸法５ｍｍ×５ｍｍ、凸部の形状を、台形四角柱（上底２ｍｍ、下底５ｍｍ、高さ１．５ｍｍ）、幅１ｍｍとするモジュールを示している。上下面に凸部を有するモジュールをタイプＬ１とし、上下面に溝（凹部）を有するモジュールをタイプＬ２としている。
【００１８】
モジュールの素材はアクリル樹脂のようなプラスチック素材とする。
なお、木材を素材とすることも想定できる。この場合はプラスチックを素材とする場合よりサイズを大きめ（上下面寸法６ｍｍ×６ｍｍ以上）にすることが適切である。
【実施例】
【００１９】
図３は本モジュールの基本的な使用例のいくつかのパターンを示している。
図３−１は骨組を構築した例であり、モジュールの最も基本的な使用例である。
図３−２は骨組の間にモジュールを組み込んだ例である。この場合、モジュール自体が壁面を表現する（壁面として機能する）ことになり、外観上は骨組の概念はなくなる。
図３−３は板状部材（Sheet）をモジュールで構築した区画間に挿入固定した例であり、目的により、Sheetを壁面として表現させたり、窓ガラスとして表現させるようなことも可能となる。
【００２０】
複数のモジュールタイプを組み合せることにより、目的やデザイン性に合わせ、複雑さのレベルを変えた立体構造物（空間）モデルの創作が可能となる。（図４）
図５は立体構造物の典型例として、高層ビルのモデルを構築した例である。
図６は都市モデルの一部となる高層ビル群を構築した例である。
【００２１】
図８はタイプＬの連結例を示している。
他のモジュールと異なる点として、タイプＬは板状部材（Sheet）とモジュールの凸部を同じ凹部（溝）に挿入固定できる機能を有することを最大の特徴としている。
タイプＬは他のタイプの有する機能を合わせ持っているため、その機能性に優れていると言える。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明（モジュールとその連結の仕組み）は、立体構造物・立体空間モデルの構築を、モジュールを組合せる（連結させる）と言う単純な方法により可能とし、さらに壁面等を加える機能と合わせることでその汎用性を高めている。
各種の構造物のモデルを、素案の段階から試行と修正を繰り返し、完成させて行くような設計開発工程（創作活動）に最適である。
本発明は次のような目的として利用可能である。
・高層ビル、中低層ビルの構想立案及びモデル設計
・都市の構想立案及びモデル設計。
・ショッピングモールの構想立案。
・立体的なフロアレイアウトの作成
・特定の建物のモデルのデザイン
・趣味、娯楽目的の創作及びモデル造り
・家具、備品の配置シミュレーション、その他立体構造モデルの設計。
【図１】
2016042174.tif 000003
【図２】
2016042174.tif 000004
【図３】
2016042174.tif 000005
【図４】
2016042174.tif 000006
【図５】
2016042174.tif 000007
【図６】
2016042174.tif 000008
【図７】
2016042174.tif 000009
【図８】
2016042174.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月11日(2016.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体構造物（立体空間）のモデルを構築するための構成単位（モジュール）として、正四角柱構造をもち、正方形側面（上下面）については板状構造の凸部又は溝（凹部）を有し、それ以外の側面については溝を側面の中央に有し、凸部を上下面（正方形側面）にある溝（凹部）に挿入固定することで（長さを延長する方向に）各モジュールを連結させることができ、上下面以外の側面の溝について、板状部材を挿入固定及び、凸部を板状部材を挿入固定した溝と同じ溝に挿入固定（モジュールを直角方向に連結）できる構成単位（モジュール）。
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月11日(2016.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016042174.tif 000011
【図２】
2016042174.tif 000012
【図３】
2016042174.tif 000013
【図４】
2016042174.tif 000014
【図５】
2016042174.tif 000015
【図６】
2016042174.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月11日(2016.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体構造物（立体空間）のモデルを創作するための構成単位（モジュール）とそれを用いた立体空間モデル（立体構造モデル）の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体構造物のモデルを創作することができる構成単位又はツールとして、玩具であるブロックがあるが、その創作の主な過程は、各ブロックを積み重ねるように連結する作業となる。
この工程はレンガ造りの構造物の建築工法に近い。
【０００３】
ブロックの製品単位や使用目的は、あらかじめ定められた対象（例えば特定の建物など）を構築するためにパッケー化されたものが多く、その目的以外の対象物を構築（創作）することは基本的にはできない。
【０００４】
複数の構成単位（ブロック）をまとめて製品化し、自由な創作を行う仕組みを提供しているケースについては、使用目的に合わない部材（ブロック）が含まれている場合があり、各種構造物のモデルや試作品の設計工程等に適用することは難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブロックによる創作の過程は、各ブロックを積み重ねる作業が主となり、その工程はレンガ造りの建物の構築工法に近く、立体構造物の外観を決める基礎となる骨組（建物であれば柱や鉄骨）の構築を想定することが難しい。
【０００６】
ブロックを積み重ねて徐々に目的物を完成させて行くような作業工程の場合、目的物が完成するまで、全体像のイメージを掴むことが難しくなる。また、試行と修正を繰り返し、モデルを完成させるような設計開発作業（プロトタイプ設計を含む）や、骨組だけ造り、全体像のイメージを（早い段階で）確立したいような場合には適さない。
【０００７】
ブロックの使用目的や製品の単位は、あらかじめ特定の題材（有名な建物など）に的を絞ってパッケージ化されたものにする場合が多い。
この場合、使用者は決められた題材の範囲で作ることに限定され、使用者自らが題材を決めたり、目的を定めて創作を行うようなことは基本的にできない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、立体構造物（立体空間）モデルを創作するための基本構成単位（以下モジュールと記述する）を考え、この組み合せ（連結）により、立体構造物（立体空間）モデルの創作活動を自在にかつ効率的にする方法（仕組み）を提供する手段を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるモジュールは、縦（垂直）方向の連結、横（水平）方向の連結及び、モジュールの側面に壁面や窓ガラスを想定した板状部材を挿入固定する基本機能を備え、これらを起点に規則性のある操作（使用）方法を実現し、立体構造物モデルの創出（構築）を可能とする。
【００１０】
壁面は、特定の厚さの板状部材(市販のアクリル板等)を創作者（使用者）が寸法を自ら定めた大きさに加工し、連結したモジュールの区画間に組み込むことで構築が可能となる。また、建物のモデルの構築を想定する場合、この区画間に透明のアクリル板等を組み込むことで、窓ガラスを表現することが可能となる。
【００１１】
本発明による構成単位（モジュール）は、一定の機能を保つ２種類（サイズは複数）を基本構成とし、各モジュールの連結及び、板状部材の挿入固定に関する特殊な機能や構造を備えることで、操作（使用）方法が簡易化され、汎用性があり、自由度の高い構築の仕組みを実現し、複雑な構造や細かい部分を表現した立体構造（立体空間）モデルの効率的な創作活動を可能とする。
【００１２】
設計技術者等あるいは一般の使用者が自在に目的を定め、また題材（テーマ）を決め、試行と修正を繰り返しながら、効率的に立体構造（立体空間）モデルの創作を行うことが可能となる。
始めに立体構造物の骨組（骨格）を構築し、早い段階で全体のイメージを掴み（プロトタイプ設計など）、微調整（修正）を加えながらモデルの完成を目指すような設計開発工程にも最適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】モジュールの基本構造とタイプ（種類）を示した説明図である。
【図２】モジュールの連結の例を示した説明図である。  図２−1：基本的な連結例図２−２：板状部材（アクリル板等）をモジュール間に組込む例  図２−３：凸部の形状（凸部どうしが接近する場合の連結の例）
【図３】立体構造モデルの基本的な構築例を示した説明図である。
【図４】複数のサイズのモジュールを使用してモデルを構築した例を示した説明図である。
【図５】高層ビルのような建造物のモデルを構築した例を示した説明図である。
【図６】都市の高層ビル群を構築した例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
構成単位（モジュール）の外形は図１で示したようなものであり、基本構造は正四角柱構造である。
最少の構成は立方体相似（実際は凸部や凹部又は溝がある）であり、高さのサイズは最少構成単位の整数倍とし、複数のサイズのモジュールを準備できることを想定する。
モジュールの上下面には凸部又は溝（凹部）を有し、上下面（正方形側面）以外の４側面に板状部材（以下Sheetと記述する）を挿入固定できる溝を有する構造とする。
凸部の形状は、側面の溝及び上下面の溝（凹部）に挿入固定できるように板状構造とする。
４側面に有する溝は各側面に１つ中央に配置し、長さはモジュールの高さのサイズに等しくさせる。（上下面に達するように配置させる。）
上下面に凸部を有するモジュールをタイプＬ１とし、上下面に溝（凹部）を有するモジュールをタイプＬ２としている。
【００１５】
構成単位（モジュール）の標準的なサイズは高さ５〜８０ｍｍ、幅５ｍｍ、奥行き５ｍｍを想定する。
上下面の溝は、幅１ｍｍ、長さ５ｍｍ（正方形側面の１辺と同じ長さ）、深さ１．５ｍｍとする。（タイプＬ２）
側面の溝は、長さはモジュールの高さと等しくし（５〜８０ｍｍ）、幅１ｍｍ、深さ１．５ｍｍとする。
上下面の凸部の形状は、上底２ｍｍ、下底５ｍｍ（正方形側面の１辺の長さと同じ）、高さ１．５ｍｍ（溝の深さと同じ）の等脚台形とし、厚さを１ｍｍとする。（タイプＬ１）
【００１６】
図２−１は最も基本的な連結例を示している。
モジュールどうしの連結は、上下面についてはタイプＬ１の凸部をタイプＬ２の溝（凹部）へ挿入することで行い、上下面以外の４側面については、溝にタイプＬ１の凸部を挿入することで行う。
なお、各側面の溝は上下面（両端）に達する位置まであるため、挿入は側面のどの位置でも行うことが可能となる。
板状部材（壁面や窓ガラスを想定）は、モジュールの凸部を挿入できるこの（同じ）溝に挿入固定することができる。（図２−２）
【００１７】
タイプL1の凸部の形状は、下底の両端の角度を４５°とする等脚台形としている。（正確には厚さのある板状形状であるため、小さな等脚台形四角柱である。）
他の形状として、長方形（正確には厚さがあるため四角柱）の凸部も考えられるが、この構造であると、モジュールの上下面の連結とモジュール側面の両端部の連結を同時に行うような場合、凸部どうしがぶつかり合い、その結果どちらかの挿入位置をずらさなければならなくなってしまう場合がある。
凸部をタイプＬ１のように等脚台形とすることで、このぶつかり合いは回避できるようになる。（図２−３）
この仕組により、規則性のある一定の操作（使用）方法が実現できるようになる。
規則性のある一定の操作（使用）方法は、構築作業の効率性を高める重要な要因となる。
等脚台形の下底の両端の角度を４５°とすることで、凸部どうしが丁度、（ぶつかり合うことなく）接触するように挿入が行われるようになる。
下底の両端の角度を４５°とする等脚台形は、凸部どうしのぶつかり合いを回避できる最大の面積となるため、挿入固定を安定させることが可能となる。
なお、角度を４５°より大きくすると、凸部どうしがぶつかり合い、正常な状態で挿入ができなくなってしまう。
【００１８】
側面の溝に挿入固定する板状部材（Sheet）については、使用者が自ら目的や用途に合わせサイズを決めることが可能であるが、厚さについては、モジュールに備わっている溝に合わせることが必要になる。
モジュールの素材はアクリル樹脂のようなプラスチック素材とする。
板状部材（Ｓｈｅｅｔ）についてもアクリル樹脂などが妥当であり、窓ガラスを表現したい場合は透明の素材を選ぶことになる。
なお、木材を素材とすることも想定できる。この場合はプラスチックを素材とする場合よりサイズを大きめ（上下面寸法６ｍｍ×６ｍｍ以上）にすることが適切である。
【実施例】
【００１９】
図３は本モジュールの基本的な使用例を示している。
骨組の構築、板状部材（Ｓｈｅｅｔ）の挿入固定、モジュールの連結の基本パターンはこの図のようになる。
板状部材で壁面を表現することができるが、モジュール自体も壁面又はその一部として機能させることができる。
【００２０】
複数のサイズのモジュールを組み合せることにより、目的やデザイン性に合わせ、複雑さのレベルを変えた立体構造物（空間）モデルの創作が可能となる。（図４）
図５は立体構造物の典型例として、高層ビルのモデルを構築した例である。
図６は都市モデルの一部となる高層ビル群を構築した例である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明（モジュールとその連結の仕組み）は、立体構造物・立体空間モデルの構築を、モジュールを組合せる（連結させる）と言う単純な方法により可能とし、さらに壁面等を加える機能と合わせることでその汎用性を高めている。
各種の構造物のモデルを、素案の段階から試行と修正を繰り返し、完成させて行くような設計開発工程（創作活動）に最適である。
本発明は次のような目的として利用可能である。
・高層ビル、中低層ビルの構想立案及びモデル設計
・都市の構想立案及びモデル設計。
・ショッピングモールの構想立案。
・立体的なフロアレイアウトの作成
・特定の建物のモデルのデザイン
・趣味、娯楽目的の創作及びモデル造り
・家具、備品の配置シミュレーション、その他立体構造モデルの設計。