特開 2022-143718 日除け構造体およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022143718

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】日除け構造体およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   E04F 10/00 20060101AFI20220926BHJP

【ＦＩ】

E04F10/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021044390

(22)【出願日】2021-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】507157506

【氏名又は名称】田中 浩也

(74)【代理人】

【識別番号】100120581

【弁理士】

【氏名又は名称】市原 政喜

(72)【発明者】

【氏名】田中 浩也

【テーマコード（参考）】

2E105

【Ｆターム（参考）】

2E105AA02

2E105AA10

2E105CC03

2E105FF01

(57)【要約】

【課題】 上下・左右・前後に連結・分解可能で、拡張や自由形状を構成しやすく、さまざまな場所に設置しやすくすることができる日除け構造体およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 日除け構造体４０１は、３次元構造単位２０１を厚さ方向に３層で縦横方向に所望の数を連結した形態となっており、図示しない支持具などに固定して使用することができる。３次元構造単位２０１自体が所定の方向の遮光性を有しているので、３次元構造単位２０１の素材、設置環境または後述する気流を通す空気穴の態様などに合わせて、厚さ方向の数を調整することができる。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

三角形を複数組み合わせて形成される３次元構造単位を、該３次元構造単位を構成する三角形の所定の辺の少なくとも一部同士を連結して形成されることを特徴とする日除け構造体。

【請求項2】

所定の方向からの光を遮蔽することを特徴とする請求項１に記載の日除け構造体。

【請求項3】

ジャイラングル構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の日除け構造体。

【請求項4】

前記３次元構造単位を構成する三角形のそれぞれに所定の形状、寸法の穴を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の日除け構造体。

【請求項5】

前記穴は複数であり、フラクタル構造を有することを特徴とする請求項４に記載の日除け構造体。

【請求項6】

前記３次元構造単位は、該３次元構造単位を構成する三角形のうち４枚を結合して形成される多角形部材２枚を連結することにより構成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の日除け構造体。

【請求項7】

前記多角形部材は、前記３次元構造単位を構成する三角形のうちの第１の三角形を中心に第２の三角形３枚を各辺で結合することを特徴とする請求項６に記載の日除け構造体。

【請求項8】

前記三角形は、樹脂製であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の日除け構造体。

【請求項9】

前記三角形は、金属製であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の日除け構造体。

【請求項10】

前記三角形は、正三角形以外であっても可能であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の日除け構造体。

【請求項11】

４枚の三角形を、第１の三角形を中心に第２の三角形３枚を各辺で結合して多角形部材を形成する平面部材形成ステップと、
前記形成された多角形部材の各三角形の辺を折り曲げて、当該折り曲げられた多角形部材２枚を連結することにより３次元構造単位を形成する３次元構造単位形成ステップと、
前記形成された複数の３次元構造単位を、該３次元構造単位を構成する三角形の所定の辺の少なくとも一部同士を連結して日除け構造体を形成する構造体形成ステップと
を備えることを特徴とする日除け構造体製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は日除け構造体およびその製造方法に関し、より具体的には、特定の３次元構造単位を最小ユニットとして結合させることにより、特定の方向の光を遮蔽するとともに、日除け構造体内に対流を促進する空間を形成する日除け構造体およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特に夏季の日中においては、強い日差しにより、例えば公園や屋外イベント会場などで、暑さ除けや熱中症対策として、テントやターフなどの様々な日除け対策が講じられている。しかし、通常の布などの簡易な日除けの場合、日差しを遮るものの日除け自体が高熱になって生じる輻射熱により効果が半減するため、日除け自体の熱を効率よく放散する技術が提案されている。例えば、効率よく温度上昇を抑制することが可能な日よけあるいは放熱器を提供することを目的とし、４以上の遮光性を有する日よけ部または熱伝導性を有する放熱部を備え、前記日よけ部または前記放熱部が複数の三次元的なクラスターをなす技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－１９６２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の、特許文献１に開示されている日よけは、フラクタルという構造から、設計の自由度が低く、特定の形状のものしか制作できないという問題がある。

【0005】

以上の課題を鑑み、本発明では、上下・左右・前後に連結・分解可能で、日除けを拡張し、自由な形状を構成しやすく、様々な場所に設置しやすくすることができる日除け構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。また、最小ユニットを折り畳んでフラット化し、輸送したり保管しやすくしたりすることが可能な日除け構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。さらに、構造物としての強度を高め、別途柱などの支持体を必要とすることなく、それ自体で自立して日除けとして用いることができる、日除け構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、日除け構造体であって、三角形を複数組み合わせて形成される３次元構造単位を、３次元構造単位を構成する三角形の所定の辺の少なくとも一部同士を連結して形成されることを特徴とする。

【0007】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の日除け構造体において、所定の方向からの光を遮蔽することを特徴とする。

【0008】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の日除け構造体において、ジャイラングル構造を有することを特徴とする。

【0009】

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の日除け構造体において、３次元構造単位を構成する三角形のそれぞれに所定の形状、寸法の穴を有することを特徴とする。

【0010】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の日除け構造体において、穴は複数であり、フラクタル構造を有することを特徴とする。

【0011】

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の日除け構造体において、３次元構造単位は、３次元構造単位を構成する三角形のうち４枚を結合して形成される多角形部材２枚を連結することにより構成されることを特徴とする。

【0012】

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の日除け構造体において、多角形部材は、３次元構造単位を構成する三角形のうちの第１の三角形を中心に第２の三角形３枚を各辺で結合することを特徴とする。

【0013】

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の日除け構造体において、三角形は、樹脂製であることを特徴とする。

【0014】

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の日除け構造体において、三角形は、金属製であることを特徴とする。

【0015】

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の日除け構造体において、三角形は、正三角形以外であっても可能であることを特徴とする。

【0016】

請求項１１に記載の発明は、日除け構造体製造方法であって、４枚の三角形を、第１の三角形を中心に第２の三角形３枚を各辺で結合して多角形部材を形成する平面部材形成ステップと、形成された多角形部材の各三角形の辺を折り曲げて、折り曲げられた多角形部材２枚を連結することにより３次元構造単位を形成する３次元構造単位形成ステップと、形成された複数の３次元構造単位を、３次元構造単位を構成する三角形の所定の辺の少なくとも一部同士を連結して日除け構造体を形成する構造体形成ステップとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によると、日除け構造体であって、三角形を複数組み合わせて形成される３次元構造単位を、３次元構造単位を構成する三角形の所定の辺の少なくとも一部同士を連結して形成されるので、上下・左右・前後に連結・分解可能で、拡張や自由形状を構成しやすく、さまざまな場所に設置しやすくすることが可能となる。また、最小ユニットを折り畳んでフラット化し、輸送したり保管しやすくしたりすることが可能となる。さらに、構造物としての強度を高め、別途柱などの支持体を必要とすることなく、それ自体で自立して日除けとして用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態で用いるジャイラングルを説明するための図である。

【図2】本発明の一実施形態で用いるジャイラングルの３次元構造単位の一例を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態のジャイラングルの３次元構造単位を形成する多角形シートの一例を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態の日除けの一例を示す図である。

【図5】本発明の一実施形態の日除けの製造方法を示すフローチャートである。

【図6】本発明の一実施形態の日除けの一例による作用を説明するための図である。

【図7】本発明の一実施形態の日除けの一例にさらに空気穴を設けた一例を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態の日除けの一応用例を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態の日除けの別の応用例を示す図である。

【図10】本発明の一実施形態の日除けの別の応用例を示す図である。

【図11】本発明の一実施形態の日除けの別の応用例を示す図である。

【図12】本発明の一実施形態の日除けの別の応用例を示す図である。

【図13】本発明の一実施形態の日除けの一例にさらに空気穴を設けた別の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の日除け構造体およびその製造方法について図面を参照して実施形態を説明する。なお、異なる図面でも、同一の処理、構成を示すときは同一の符号を用いる。
（本願発明の原理）
従来の遮光部を立体的に配し、太陽光を遮蔽しつつ加熱された遮光部材を冷却する気流を形成させて効率よく日除け効果を奏する立体構造としては、フラクタル構造を利用することにより実現されているものが知られているが、フラクタル構造ゆえに設計の自由度が低く、特定の形状のものしか制作できないという課題があった。以上の課題に鑑み、本発明者は、フラクタル構造を有しないにもかかわらず、フラクタル構造と同様に所定の方向からの光を効率的に遮光することが可能な種々の構造を検討した結果、図１に示すようなジャイラングル構造によっても所望の特定の方向の遮光を効率よく行えるとの知見を得た。

【0020】

図１は、本発明の一実施形態で用いるジャイラングルを説明するための図である。図１に示すように、ジャイラングル１０１とは、「ジャイロイド」と「トライアングル」の合成語で、ジャイロイドと同じトポロジーをもち、三角形によって構成される無限正多面体の名前であり、本発明者の検討及び実験から、ジャイラングル構造を連結していくと、構成する各三角形が相互補完されるように所定の方向から見た場合折り重なって、従来のフラクタル構造と同様にほぼ隙間なく遮光することが可能であることが分かった。さらに、ジャイラングル構造はこれを形成する各三角形部材同士が相互に支え合う構造体となっており、安定した強度を備えることができる。ジャイラングル構造は、様々な手法で実現することができるが、以下説明するように、ジャイラングル構造を有する３次元構造単位（最小ユニット）の所定の辺の一部を相互に連結してジャイラングル構造を実現することができる。したがって、以下では、３次元構造単位を連結してジャイラングル構造を有する日除け構造体を実現する実施例を説明するが、本願発明はこれに限られることなく、いずれかの手法で実現されたジャイラングル構造を備えた日除け構造を含むことができることはいうまでもない。
（第１実施形態）
図２は、本発明の一実施形態で用いるジャイラングルの３次元構造単位の一例を示す図であり、図３は、本実施形態のジャイラングルの３次元構造単位の一例を形成する多角形シートの一例を示す図である。また、図４は、本実施形態の日除け構造体の一例を示す図である。

【0021】

本実施形態の日除け４０１は、図４に示すように３次元構造単位２０１を厚さ方向に３層に、および縦横方向に所望の数を連結した形態となっており、図示しない支持具などに固定して使用することができる。３次元構造単位２０１自体が所定の方向の遮光性を有しているので、３次元構造単位２０１の素材、設置環境または後述する気流を通す空気穴の態様などに合わせて、厚さ方向の層数を調整することができる。３次元構造単位２０１を連結する方法は本技術分野で知られたいずれの方法を用いることもでき、例えば３次元構造単位２０１の素材が樹脂等であればクリップなどの接合部材や接着剤を用いることもでき、また金属等であれば貫通孔にビスなどを通して固定することもできるが、これに限られない。

【0022】

３次元構造単位は、一般的には射出成型や、３Ｄプリンタ等による出力により直接製造することもできるが、本実施形態では図３に示すような三角形の部材を４枚結合した多角形シート３０１を２枚各辺で折り曲げ、辺同士を接合して製造することができる。多角形シート３０１の三角形は、例えば正三角形とすることもできる一方、本発明者は各三角形の各辺を異なる長さとすることにより複数の方向の光を効率よく遮蔽することもできるとの知見を得た。したがって、各三角形の辺の長さを各々異なる様々な長さとし、正三角形以外の三角形とすることにより、さらに日除けの効果を向上させることができるが、本実施形態では、説明の都合上、三角形を正三角形とした例のみを用いて説明する。具体的な三角形の形状は本技術分野で知られたいずれかの手法で決定することができる。本実施形態の３次元構造単位２０１は、２枚の多角形シート３０１の各々を構成する三角形の各辺で折り曲げ、所定の辺の一部、通常は半分同士を結合して形成される。本実施形態の日除け構造体は、このような態様のジャイラングル構造とすることにより、容易に製造することができるだけでなく、通常の結合方法を使用することにより３次元構造単位２０１自体を押しつぶして畳むことができるので、一時的に日除けを設置する場合など、搬送や組み立てを容易にすることができ、保管時も小さいスペースに対応することができる。

【0023】

多角形シート３０１の素材、すなわち３次元構造単位２０１の素材は、上述したように種々の樹脂や金属などとすることができるが、形状を維持するだけの強度を有し、太陽光を所定以上の強度まで遮蔽できるものであれば、本技術分野で知られたいずれの材料や製造方法を使用することができる。例えば、多角形シート３０１を構成する各三角形の各辺を一定の強度を有する樹脂や金属の骨組みとし、布や柔らかい樹脂などの素材を張り合わせて形成することもできる。

【0024】

本発明者の検討により、図２に示す３次元構造単位を組み上げて製造される日除け構造体は、三角形部材同士が互いに支え合う構造体となっており、非常に安定し丈夫であるという特性を有することも明らかになった。従来のフラクタル構造を採用した日除けは、結合の自由度が低いので通常の形態のものしか製造できず、基本的に柱など支えが必要であり、そのような支えに載せて使用せざるを得ないが、本実施形態の日除けは後述する変形例も含め、自由に結合できるので、ジャイラングル構造自体を自立する構造体とすることができる。

【0025】

以上説明した、本実施形態の日除け構造体の製造方法を図５および６を参照して説明する。図５は、本発明の一実施形態の日除けの製造方法を示すフローチャートであり、図６は、本実施形態の日除け構造体の一例による作用を説明するための図である。まず、三角形部材を４枚結合して多角形シート３０１を形成し（ステップＳ５０１）、形成された多角形シート３０１を２枚、各辺の一部同士を結合して、日除けを構成する最小単位である３次元構造単位２０１を製造する（ステップＳ５０２）。製造された複数の３次元構造単位２０１の各辺の一部同士を連結して所望の形状の日除け４０１を製作し（ステップＳ５０３）、制作された日除け４０１を所定の支持部材に設置する（ステップＳ５０４）。このように製造された日除け４０１は、図６に示すように特定の方向からの光を遮蔽するため、影６０１が示すように隙間なく太陽光などを遮蔽していることが理解される。また、ジャイラングル構造により日除けを構成する各部材の間を気流が流れることにより日除け自体が高温になることが回避され、各部材からの輻射熱を抑えることにより効率よく日除けの効果を奏することができる。
（第２実施形態）
上述の第１実施形態に加え、本実施形態では日除け構造体を構成する各三角形部材の全部または一部に空気穴を設け、気流を増大させてより効率の良い熱発散を可能にする。図７は、本発明の一実施形態の日除けの一例にさらに空気穴を設けた一例を示す図である。図７に示すように、本実施形態の日除け構造体７０１を構成する三角形部材７０２には各々空気穴あるいは開口部７０３が設けられており、構造体７０１内を流れる気流が増大して太陽光を遮蔽するときに加熱されて高温となった部材の熱放散がより効率的に行われ、日除け構造体からの輻射熱をさらに抑えることが可能になる。また、小円形空気穴７０４など複数の空気穴も設けることができる。すなわち、大・中・小さまざまな大きさの空気穴を設けることで、乱流を生み出し風を通しやすくすることができるが、ある角度から入射する光を遮蔽できるように三角形部材に空気穴を設けることにより、光の遮蔽性能に影響しないようにすることもできる。また、空気穴の面積が大きいほど熱放散の効率は高まるが、各部材の強度が低下してしまうため、樹脂等の強度の低い部材に空気穴を設けるときは、所定の面積未満にする。なお、空気穴は、図７の空気穴７０３のように三角形以外に円、四角形、あるいはハート型などとすることもでき、２次元のフラクタル状に複数の空気穴を設けることもできる。

【0026】

図１３は、本発明の一実施形態の日除けの一例にさらに空気穴を設けた別の例を示す図である。図１３に示すように各三角形上に２次元のフラクタル状に複数の空気穴をあけて、より効率よく気流を生成することもできる。
（第３実施形態）
上述の第１実施形態で示した日除け構造体は、全体として平板となっており種々の支持具と組み合わせることにより様々な態様の日除けを提供することができるが、本実施形態では、本発明の３次元構造単位が従来のフラクタル構造などと異なり、前後・左右・上下どの方向にでも連結することができ、かつそのように連結された日除け構造体の強度が高いことから、様々な態様で結合することにより、支持具等を用いなくても日除け構造体のみで種々の日除けとして使用することができる。図８ないし１２は、本発明の一実施形態の日除けの応用例を示す図であり、種々の特徴ある日除けを提供することができる。

【0027】

例えば、図８に示すように日除け８０１は、日除け塀のような簡易な構成をとることにより、側面からの光を遮蔽するとともに上部からの光も一部遮蔽できるような自立型の日除けを提供することができる。また、図９に示すように、日除け９０１をトンネル状に形成して、その内部では両側面および上部からの光を遮蔽できるようにすることもできる。

【0028】

図１０に示すように日除け１００１は、４本の柱１００２により支持して上部全体を覆うような構成をとることにより、全体としてしっかりと光を遮蔽することができる。また、図１１に示すように、日除け１１０１の４本の柱１１０２を細くすることにより使用面積を大きくすることもできる。さらに図１２に示すように日除け１２０１は、１本の柱１２０２と２本の柱１２０３とで支持して片面からの光をしっかり遮蔽するとともに、もう一方からの光もある程度遮蔽ことができる。

【符号の説明】

【0029】

１０１ ジャイラングル
２０１ ３次元構造単位
３０１ 多角形シート
４０１、７０１ 日除け構造体
６０１ 影
８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１ 日除け
１００２、１１０２、１２０２、１２０３ 柱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】