特開 2023-163411 外構塀の設計支援装置およびプログラム

(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】P2023163411

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】外構塀の設計支援装置およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/13 20200101AFI20231102BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20231102BHJP

   E04B 1/35 20060101ALI20231102BHJP

   E04B 2/84 20060101ALI20231102BHJP

   E04H 17/14 20060101ALI20231102BHJP

   G06F 113/10 20200101ALN20231102BHJP

【ＦＩ】

G06F30/13

G06F30/20

E04B1/35 K ESW

E04B2/84 Z

E04H17/14

G06F113:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022074323

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大谷 星輝

(72)【発明者】

【氏名】朴 宰弘

【テーマコード（参考）】

2E142

5B146

【Ｆターム（参考）】

2E142AA01

2E142AA03

2E142AA05

2E142AA10

2E142GG01

2E142NN01

5B146AA04

5B146DC01

5B146EA08

5B146EA12

5B146EC09

(57)【要約】

【課題】外構塀の造形方式を考慮して、外構塀を容易に設計することのできる外構塀の設計支援装置を提供する。
【解決手段】外構塀の設計支援装置（１０）は、建物の外周部における対象領域の屋外側に設置する外構塀の設計を支援する設計支援装置であって、外構塀を構成する複数の仮想ブロックごとに、仮想ブロックを厚み方向に複数層に分割する層線を設定し、層線上の孔境界位置を変化させることにより、貫通孔の形状を表わす複数の孔形状パターンを計算するパターン計算手段（１６２）と、仮想ブロックごとに、複数の孔形状パターンの一つを確定パターンとして決定するパターン決定手段（１６５）とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の外周部における対象領域の屋外側に設置する外構塀の設計を支援する設計支援装置であって、
前記外構塀を構成する複数の仮想ブロックごとに、前記仮想ブロックを厚み方向に複数層に分割する層線を設定し、前記層線上の孔境界位置を変化させることにより、貫通孔の形状を表わす複数の孔形状パターンを計算するパターン計算手段と、
前記仮想ブロックごとに、前記複数の孔形状パターンの一つを確定パターンとして決定するパターン決定手段とを備える、外構塀の設計支援装置。

【請求項2】

前記パターン計算手段は、上下方向において互いの位置が異なる２つの孔境界線の組み合わせと、横方向において互いの位置が異なる２つの孔境界線の組み合わせとを、それぞれ変更することにより、前記複数の孔形状パターンを計算する、請求項１に記載の外構塀の設計支援装置。

【請求項3】

前記仮想ブロック単位で、前記複数の孔形状パターンのうち、光透過率が目標基準を満たす候補パターンを抽出する抽出手段をさらに備え、
前記パターン決定手段は、ユーザからの選択指示に基づいて、前記抽出手段により抽出された前記候補パターンから前記確定パターンを決定する、請求項１または２に記載の外構塀の設計支援装置。

【請求項4】

前記確定パターンに基づいて、造形装置による前記外構塀の造形方式を、前記複数層を一括して造形する全層造形方式、または、前記複数層を層単位で造形する層分割造形方式として判定する方式判定手段をさらに備える、請求項１または２に記載の外構塀の設計支援装置。

【請求項5】

前記方式判定手段は、前記外構塀が前記造形装置による造形可能範囲内か否かを判定し、前記造形可能範囲外である場合には、少なくとも一つの前記仮想ブロックを含む領域単位または前記仮想ブロック単位で前記外構塀を造形する造形方式として判定する、請求項４に記載の外構塀の設計支援装置。

【請求項6】

建物の外周部における対象領域の屋外側に設置する外構塀の設計を支援する設計支援プログラムであって、
前記外構塀を構成する複数の仮想ブロックごとに、前記仮想ブロックを厚み方向に複数層に分割する層線を設定し、前記層線上の孔境界位置を変化させることにより、貫通孔の形状を表わす複数の孔形状パターンを計算するステップと、
前記仮想ブロックごとに、前記複数の孔形状パターンの一つを確定パターンとして決定するステップとをコンピュータに実行させる、外構塀の設計支援プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外構塀の設計支援装置およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

外部からの視線を遮ることを目的として、建物の外周部に外構塀が設けられることがある。外構塀は、建物の窓、庭、テラスなど、目隠し対象となる領域（対象領域）の屋外側に配置される。

【0003】

外構塀を通常のブロック塀とすると、採光性および通風性を確保できなくなるため、複数の桟を一定間隔で配置したルーバー型の外構塀が従来から存在する。また、特許第５１５１４９１号公報（特許文献１）に開示されているように、目隠し用縦材の取り付け位置を可変とすることで、開口率を容易に変更できるようにした外構塀も提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５１５１４９１号（特開２００９－１６７６２３号）公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

今般の３Ｄプリンティング技術の向上に伴い、外構塀の設計の自由度が高まっている。一方で、外構塀の造形方式を考慮して、外構塀を設計することは容易ではない。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外構塀の造形方式を考慮して、外構塀を容易に設計することのできる外構塀の設計支援装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明のある局面に従う外構塀の設計支援装置は、建物の外周部における対象領域の屋外側に設置する外構塀の設計を支援する設計支援装置であって、外構塀を構成する複数の仮想ブロックごとに、仮想ブロックを厚み方向に複数層に分割する層線を設定し、層線上の孔境界位置を変化させることにより、貫通孔の形状を表わす複数の孔形状パターンを計算するパターン計算手段と、仮想ブロックごとに、複数の孔形状パターンの一つを確定パターンとして決定するパターン決定手段とを備える。

【0008】

好ましくは、パターン計算手段は、上下方向において互いの位置が異なる２つの孔境界線の組み合わせと、横方向において互いの位置が異なる２つの孔境界線の組み合わせとを、それぞれ変更することにより、複数の孔形状パターンを計算する。

【0009】

好ましくは、外構塀の設計支援装置は、仮想ブロック単位で、複数の孔形状パターンのうち、光透過率が目標基準を満たす候補パターンを抽出する抽出手段をさらに備える。この場合、パターン決定手段は、ユーザからの選択指示に基づいて、抽出手段により抽出された候補パターンから確定パターンを決定することが望ましい。

【0010】

好ましくは、外構塀の設計支援装置は、確定パターンに基づいて、造形装置による外構塀の造形方式を、複数層を一括して造形する全層造形方式、または、複数層を層単位で造形する層分割造形方式として判定する方式判定手段をさらに備える。

【0011】

さらに好ましくは、方式判定手段は、外構塀が造形装置による造形可能範囲内か否かを判定し、造形可能範囲外である場合には、少なくとも一つの仮想ブロックを含む領域単位または仮想ブロック単位で外構塀を造形する造形方式として判定する。

【0012】

この発明の他の曲面に従う外構塀の設計支援プログラムは、建物の外周部における対象領域の屋外側に設置する外構塀の設計を支援する設計支援プログラムであって、外構塀を構成する複数の仮想ブロックごとに、仮想ブロックを厚み方向に複数層に分割する層線を設定し、層線上の孔境界位置を変化させることにより、貫通孔の形状を表わす複数の孔形状パターンを計算するステップと、仮想ブロックごとに、複数の孔形状パターンの一つを確定パターンとして決定するステップとをコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、外構塀の造形方式を考慮して、外構塀を容易に設計することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係る外構塀造形システムの概要を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る設計支援装置のハードウェア構成および機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態において視線環境条件に基づいて設定される視線ベクトルを模式的に示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における仮想ブロックの形状例を模式的に示す図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る設計支援装置が実行する形状設計処理を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施の形態における孔形状の計算方法を模式的に示す図である。

【図7】本発明の実施の形態において、視線ベクトルの向きに応じて候補パターンとして抽出され得る孔形状パターンの例を模式的に示す図である。

【図8】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る造形装置が造形する外構塀の貫通孔の形状および寸法設定の例を示す図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る造形装置が造形する外構塀の全体形状を模式的に示す図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る設計支援装置が実行する方式判定処理を示すフローチャートである。

【図10】本発明の実施の形態に係る造形装置による造形可能範囲および造形可能形状を模式的に示す図である。

【図11】本発明の実施の形態に係る造形装置による外構塀の造形方式の種類を模式的に示す図である。

【図12】本発明の実施の形態に係る外構塀造形システムにより造形される外構塀を、従来の外構塀と比較して示す模式図である。

【図13】本発明の実施の形態の変形例に係る設計支援装置が実行する孔形状計算処理を示すフローチャートである。

【図14】本発明の実施の形態の変形例において、太陽高度に応じた採光ベクトルと孔形状パターンの違いによる光透過率との関係性をグラフ化して示す図である。

【図15】本発明の実施の形態の変形例における採光係数の設定方法を模式的に示す図である。

【図16】本発明の実施の形態の変形例における最終候補パターンの抽出方法を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0016】

＜外構塀造形システムの概要＞
図１を参照して、本実施の形態に係る外構塀造形システム１の概要について説明する。図１（Ａ）は、外構塀造形システム１の概略構成を示す図であり、（Ｂ）は、外構塀造形システム１により造形される外構塀９を模式的に示す図である。

【0017】

外構塀造形システム１は、設計支援装置１０と、造形装置３０とを備えている。造形装置３０は公知の３Ｄプリンタであり、造形装置３０によって外構塀９が造形される。外構塀９は、たとえば、住宅などの建物の外周部における対象領域を目隠しするために、対象領域の屋外側（前方）に配置される。対象領域は、建物自体の開口部（窓、玄関、など）、建物に隣接して設けられた庭、テラスなど、建物の外周部に位置する所定の部位または空間である。

【0018】

本実施の形態の外構塀９は、外部から対象領域への視線を遮断しつつ、対象領域側への採光を確保できるようにするために、様々な形状および大きさの貫通孔９０を有している。設計支援装置１０は、このような外構塀９の設計を支援する装置であり、対象領域の周辺の環境条件（少なくとも視線環境条件を含む）に基づいて最適な貫通孔９０の孔形状パターンを計算して外構塀９の全体形状を設計する機能と、計算した孔形状パターンに応じて造形装置３０による外構塀９の造形方式を判定する機能とを有している。

【0019】

＜設計支援装置の構成＞
設計支援装置１０は、典型的には、ＢＩＭ（Building Information Modeling）データなどの立体モデルの設計データを生成する情報処理装置である。

【0020】

図２は、設計支援装置１０のハードウェア構成および機能構成を示すブロック図である。設計支援装置１０は、ハードウェア構成として、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ１１と、各種データおよびプログラムを記憶する記憶部１２と、ユーザからの指示を受け付ける操作部１３と、各種情報を表示する表示部１４と、ネットワークを介して他の情報処理装置と通信する通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１５とを備えている。記憶部１２は、たとえばＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリおよびＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリを含む。操作部１３は、たとえばキーボードまたはマウスを含む。表示部１４は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイを含む。

【0021】

設計支援装置１０は、機能構成として、設定処理部１６１と、パターン計算部１６２と、パターン抽出部１６３と、出力処理部１６４と、パターン決定部１６５と、方式判定部１６６とを含む。これらの機能部１６１～１６６は、典型的にはプロセッサ１１がソフトウェアを実行することにより実現される。なお、これらの機能部１６１～１６６のうちの少なくとも１つはハードウェアにより実現されてもよい。

【0022】

設定処理部１６１は、対象領域周辺の視線環境条件に基づいて、外構塀９を構成する複数の仮想ブロックのうちの少なくとも一部を視線遮断範囲として設定する。視線環境条件については図３を参照して説明する。目隠し対象となる対象領域が、図３（Ａ）に示す建物の開口部Ｂであるとすると、対面する建物の開口部Ａの位置などが、視線環境条件に含まれる。

【0023】

外構塀９を構成する仮想ブロックは、正面視において、三角形、四角形、六角形などの多角形形状を有している。仮想ブロックの形状は、予め定められていてもよいし、複数種類の形状から選択できてもよい。図４（Ａ）には、三角形の仮想ブロックＢＲ、および、四角形（正方形）の仮想ブロックＢＲが例示されている。仮想ブロックＢＲは、縦方向および横方向に沿って整列するように設けられる。仮想ブロックＢＲは、外構塀９の厚み方向に沿って筒状に延びている。

【0024】

図３（Ａ）に示すように、視線遮断範囲９１は、開口部Ａから開口部Ｂに入射する視線ベクトルの通過位置に設定される。視線ベクトルは、開口部Ａから開口部Ｂに至る有向線分である。

【0025】

パターン計算部１６２は、視線遮断範囲９１に含まれる仮想ブロックＢＲごとに、貫通孔９０の形状を表わす複数の孔形状パターンを計算する。孔形状パターンの計算は、各仮想ブロックＢＲを厚み方向に複数層に分割し、各層の孔形状を変化させることにより行われる。つまり、パターン計算部１６２は、図４（Ｂ）に示されるように、仮想ブロックＢＲを厚み方向に複数層に分割する層線（中間層線）ｒｍを設定し、層線ｒｍ上の孔境界位置を変化させることにより、複数の孔形状パターンを計算する。

【0026】

図４（Ｂ）の左図は、仮想ブロックＢＲを二層に分割した例であり、始端層線ｒｓと終端層線ｒｅとの間に１本の中間層線ｒｍ１が設定されている。図４（Ｂ）の右図は、仮想ブロックＢＲを三層に分割した例であり、始端層線ｒｓと終端層線ｒｅとの間に２本の中間層線ｒｍ１，ｒｍ２が設定されている。中間層線の本数は、１本であってもよいが、複数本であることが望ましい。中間層線の本数は、予め定められていてもよいし、ユーザにより設定可能であってもよい。孔形状パターンの具体的な計算方法については後述する。

【0027】

パターン抽出部１６３は、仮想ブロックＢＲ単位で、複数の孔形状パターンのうち、対象領域への視線を抑制できる候補パターンを抽出する。具体的には、貫通孔９０への視線ベクトルの入射量よりも貫通孔９０からの出射量が少なくなる孔形状パターンを、候補パターンとして抽出する。パターン抽出部１６３による候補パターンの抽出条件には、貫通孔９０以外の遮蔽部９３の体積が含まれてもよい。

【0028】

出力処理部１６４は、パターン抽出部１６３により抽出された候補パターンを表示部１４に表示する処理（出力処理）を実行する。表示部１４は、候補出力手段として機能し、貫通孔９０の形状候補を表示する。

【0029】

パターン決定部１６５は、操作部１３を介したユーザからの選択指示により、仮想ブロックＢＲごとに、複数の候補パターンから貫通孔９０の形状として採用するパターン（以下「確定パターン」という）を決定する。パターン決定部１６５により決定した確定パターンを含むパターン情報が、設計情報記憶部１８に記憶される。なお、設計情報記憶部１８には、外構塀９全体の大きさなどの基本情報も格納される。

【0030】

設計情報記憶部１８に記憶されるパターン情報は、外構塀９を構成する全ての仮想ブロックＢＲについての孔形状パターン（確定パターン）の情報を含む。具体的には、各仮想ブロックＢＲの識別ＩＤに対応付けて、孔形状パターン（確定パターン）を特定する形状データが記憶される。なお、設計情報記憶部１８は、ハードディスクなどの不揮発性の記憶装置であってもよいし、クラウドサーバにより実現されてもよい。

【0031】

方式判定部１６６は、パターン決定部１６５が決定した確定パターンに基づいて、造形装置３０による外構塀９の造形方式を判定する。具体的には、設計情報記憶部１８に記憶された基本情報およびパターン情報に基づいて、造形方式を判定する。造形方式は、複数層を一括して造形する全層造形方式、および、複数層を層単位で造形する層分割造形方式を含む。

【0032】

なお、造形装置３０の機種および使用材料の少なくとも一方を選択可能である場合には、方式判定部１６６は、外構塀９の基本情報に基づいて、外構塀９が造形装置３０による造形可能範囲内か否かを判定し、上述の造形方式を細分化してもよい。造形可能範囲については後述する。

【0033】

＜設計支援装置の動作＞
（形状設計処理）
図５を参照して、本実施の形態に係る設計支援装置１０が実行する形状設計処理について説明する。図５（Ａ）は、形状設計処理のメインルーチンのフローチャートである。図５（Ａ）に示す処理は、プロセッサ１１が記憶部１２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。

【0034】

はじめに、操作部１３からの操作信号に基づいて、目隠し対象となる対象領域（たとえば、図３（Ａ）に示す建物の開口部Ｂ）の周辺環境条件が設定される（ステップＳ１）。具体的には、図３（Ａ）に示したように、対象領域の周辺に位置する他の建物の開口部Ａの位置が、周辺環境条件として設定される。

【0035】

周辺環境条件が設定されると、プロセッサ１１の設定処理部１６１は、開口部Ａからの視線ベクトルを遮断できる箇所に外構塀９の設置を計画する（ステップＳ３）。視線ベクトルの設定方法については、図３（Ｂ）を参照して説明する。図３（Ｂ）に示すように、開口部Ｂおよび開口部Ａのそれぞれを格子状領域に分割し、開口部Ａの各領域の中心点から開口部Ｂの全ての領域の中心点に向かって放射状に延びる有向線分を、視線ベクトルとして設定する。図３（Ｃ）に示されるように、視線ベクトルは、開口部Ｂの正面の開口部Ａだけでなく、周辺の複数の建物の開口部を視点位置として設定してもよい。

【0036】

設定処理部１６１は、図３（Ｃ）のような視線ベクトルの入力イメージとともに、外構塀９のイメージ画像を表示部１４に表示してもよい。これにより、設計者は、操作部１３を介して、外構塀９の最適な配置位置および大きさを設定することができる。

【0037】

続いて、設定処理部１６１は、外構塀９を構成する複数（多数）の仮想ブロックＢＲのうち、視線ベクトルが通過する仮想ブロックＢＲを、視線遮断範囲９１として決定する（ステップＳ５）。

【0038】

視線遮断範囲９１が設定されると、パターン計算部１６２は、視線遮断範囲９１に含まれる仮想ブロックＢＲの貫通孔９０の形状、すなわち孔形状パターンを、計算により求める（ステップＳ７）。孔形状パターンの計算方法については、図５（Ｂ）および図６（Ａ）を参照して説明する。

【0039】

図５（Ｂ）は、孔形状計算処理を示すフローチャートである。図６（Ａ）は、一つの仮想ブロックＢＲを拡大して示す縦断面図であり、貫通孔９０の最大形状が示されている。図６（Ａ）に示す例では、仮想ブロックＢＲを表裏方向において三層に分割している。そのため、始端層線ｒｓと終端層線ｒｅとの間に２本の中間層線ｒｍ１，ｒｍ２が設定されている。また、仮想ブロックＢＲの各層線上の孔境界高さを、たとえば４箇所設定している。その場合、始端層線ｒｓ上の４点Ｐａ１～Ｐａ４、一つ目の中間層線ｒｍ１上の４点Ｐｂ１～Ｐｂ４、二つ目の中間層線ｒｍ２上の４点Ｐｃ１～Ｐｃ４、終端層線ｒｅ上の４点Ｐｄ１～Ｐｄ４が設定される。上端高さと下端高さとを含む孔境界高さは、典型的には等間隔に設定される。孔境界高さは、予め定められていてもよいし、ユーザにより設定可能であってもよい。

【0040】

最大形状の貫通孔９０の孔形状パターンは、図６（Ａ）に示すように、上側の孔境界線Ｌ１は、上端点Ｐａ１，・・・，Ｐｄ１を真っ直ぐ通る線で表わされ、下側の孔境界線Ｌ２は、下端点Ｐａ４，・・・，Ｐｄ４を真っ直ぐ通る線で表わされる。この場合、貫通孔９０を取り囲む部分、すなわち遮蔽部９３の形状は四角枠状となる。各層線上の孔境界高さは、上端点および下端点を除いて複数点設けられることが望ましいものの、１点のみであってもよい。

【0041】

視線遮断範囲９１に含まれる仮想ブロックＢＲの場合、パターン計算部１６２が、孔境界線Ｌ１，Ｌ２が通過する層線上の点位置（孔境界位置）を変化させることにより、複数の孔形状パターンを計算する（ステップＳ２１）。図６（Ｂ）に示されるように、孔境界線Ｌ１，Ｌ２が互いに交わらないように、複数の孔形状パターンを計算する。各孔境界線Ｌ１，Ｌ２は、隣り合う層線上の点間を直線（線分）で結んで形成されている。孔境界線Ｌ１，Ｌ２の組み合わせパターンを変えることにより、貫通孔９０の形状、および、遮蔽部９３の形状が変化する。

【0042】

パターン抽出部１６３は、全ての孔形状パターンのうち、視線ベクトルの入射量よりも出射量が少なくなるような孔形状パターンを、視線シミュレーションにより計算する（ステップＳ２３）。

【0043】

図６（Ｂ）の孔境界線Ｌ１，Ｌ２の場合、視線ベクトルＶ１は孔境界線Ｌ１に交差するため、視線ベクトルＶ１を遮断できる。一方、視線ベクトルＶ２はどちらの孔境界線Ｌ１，Ｌ２にも交差しないため、視線ベクトルＶ２は遮断できずに通り抜ける。なお、図６（Ｂ）では、仮想ブロックＢＲの各層線上の孔境界高さを、５箇所（上端点および下端点を除いて３点）設定した例が示されている。

【0044】

パターン抽出部１６３は、各仮想ブロックＢＲにおいて出射量が最低値となる孔形状パターンを、そのまま、候補パターンとして抽出してもよいし、仮想ブロックＢＲの遮蔽部９３の体積を考慮して決定してもよい。図７（Ａ）～（Ｃ）には、視線ベクトルを遮断できる孔形状パターンの例（暫定候補パターンの例）が示されている。

【0045】

仮想ブロックＢＲの遮蔽部９３の体積を考慮して決定する場合、パターン抽出部１６３は、たとえば、孔形状パターンを計算する度に、遮蔽部９３の体積を計算し（ステップＳ２５）、視線ベクトルの出射量および遮蔽部９３の体積の両方について目標値が得られたか否かを判断してもよい（ステップＳ２７）。遮蔽部の体積の目標値は、たとえば最小レベルである。その場合、目標値が得られるまで（ステップＳ２７にてＮＯ）、パターン計算部１６２による孔形状パターンの計算と、パターン抽出部１６３による視線シミュレーションおよび体積計算とが、繰り返し行われる。

【0046】

あるいは、パターン抽出部１６３は、全ての孔形状パターンから、視線ベクトルの入射量よりも出射量が少なくなるような孔形状パターンを暫定候補パターンとして抽出し、暫定候補パターンから、遮蔽部９３の体積が目標値以下のパターンを、最終候補パターンとして抽出してもよい。すなわち、パターン抽出部１６３は、複数の孔形状パターンのうち、視線ベクトルの入射量よりも出射量が少なく、かつ、遮蔽部９３の体積が目標値以下のパターンを、（最終）候補パターンとして抽出すればよい。

【0047】

このように、候補パターンの抽出条件に、遮蔽部９３の体積が目標値以下であるという条件を加えることにより、外部からの視線を遮断または抑制しつつ、貫通孔９０を大きくできるので、対象領域が暗くなることを防止できる。また、造形装置３０による外構塀９の造形材料を少なくできるので、外構塀９の製造コストを抑えることができる。また、外構塀９を軽量化することもできる。

【0048】

再び図５を参照して、パターン抽出部１６３により候補パターンが抽出されると、出力処理部１６４が候補パターンを出力する（ステップＳ９）。具体的には、たとえば表示部１４に、仮想ブロックＢＲごとに少なくとも１つの候補パターンを表示する。

【0049】

その後、パターン決定部１６５が、操作部１３を介したユーザからの指示に応じて、仮想ブロックＢＲごとに確定パターンを決定する。これにより、外構塀９の全体形状が決定され、仮想ブロックＢＲごとの確定パターンの情報（パターン情報）が設計情報記憶部１８に格納される（ステップＳ１１）。以上で外構塀９の形状設計処理は終了する。

【0050】

なお、図６および図７では仮想ブロックＢＲの縦断面を示し、各層線上の孔境界高さを複数個所設定した例を示したが、仮想ブロックＢＲは、横方向においても、各層線上の孔境界位置を複数個所設定するものとする。つまり、パターン計算部１６２は、上下方向において互いの位置が異なる２つの孔境界線Ｌ１，Ｌ２の組み合わせと、横方向において互いの位置が異なる２つの孔境界線（図示せず）の組み合わせとを、それぞれ変更することにより、複数の孔形状パターンを計算する。これにより、外構塀９の孔形状は、図８（Ａ）の上図に示すような複雑な立体形状となる。

【0051】

そのため、設計情報記憶部１８に記憶されるパターン情報には、仮想ブロックＢＲごとの寸法情報として、各層線上の貫通孔９０の高さ寸法および幅寸法と、各層線上の遮蔽部９３の高さ寸法および幅寸法とが、含まれる。また、パターン情報または基本情報に、各層の厚み寸法が含まれてもよい。図８（Ａ）の上図に示した貫通孔９０に対して設定される寸法情報のイメージを、図８（Ａ）の下図に示す。

【0052】

図８（Ｂ）には、様々な形状の貫通孔９０が設けられた外構塀９が模式的に示されている。なお、視線遮断範囲９１以外の部分については、図６（Ａ）に示したような最大形状の孔形状パターンが設定されてもよい。あるいは、任意の孔形状パターンが設定されてもよい。これにより、外部からの視線を遮断しつつ採光を確保することのできる外構塀９を容易に設計することができる。

【0053】

（方式判定計処理）
図９は、本実施の形態に係る設計支援装置１０が実行する方式判定処理を示すフローチャートである。この処理は、図５に示した形状設計処理に引き続いて実行されてもよいし、形状設計処理とは独立して実行されてもよい。

【0054】

プロセッサ１１の方式判定部１６６は、はじめに、操作部１３を介して造形装置３０の機種（使用する機器）の選択を受け付ける（ステップ３１）。また、外構塀９の造形に使用する材料の選択を受け付ける（ステップＳ３３）。造形装置３０の機種は、たとえばガントリー式、クレーン式、ロボットアーム式を含む複数種類から選択可能である。材料は、たとえばモルタル、樹脂、鉄、木材などを含む複数種類から選択可能である。なお、造形装置３０の機種および材料は予め定められていてもよい。

【0055】

このようにして造形装置３０の機種および使用材料が設定されると、方式判定部１６６は、造形可能範囲判定を実行する（ステップＳ３５）。具体的には、方式判定部１６６は、ステップＳ３１で設定した造形装置３０の機種と、外構塀９の基本情報（全体の大きさなど）とに基づいて、外構塀９が造形装置３０による一度の造形可能範囲内か否かを判定する。造形装置３０により物理的に一度に外構塀９全体を造形可能と判定された場合、ステップＳ３７に進む。一方、造形装置３０により物理的に一度に外構塀９全体を造形不可と判定された場合、ステップＳ４３に進む。図１０（Ａ）には、造形可能範囲判定のイメージ図が示されている。

【0056】

ステップＳ３７およびＳ４３では、方式判定部１６６は、造形可能形状判定を実行する。具体的には、方式判定部１６６は、ステップＳ３３で設定した使用材料の種類と、外構塀９の各仮想ブロックＢＲのパターン情報とに基づいて、造形装置３０が厚み方向において一度に各仮想ブロックＢＲを造形可能な形状かを判定する。たとえば図１０（Ｂ）に示すように、造形物の傾きが大き過ぎる場合に、造形物が潰れることがあるため、ＮＧと判定される。

【0057】

造形可能範囲の判定結果と、造形可能形状の判定結果との組み合わせに応じて、図１１（Ａ）に示すように外構塀９全体を（平面方向および厚み方向に分割することなく）一度に出力する「全層造形方式」、図１１（Ｂ）に示すように外構塀９全体を複数の層に分割して出力する「層分割造形方式」、図１１（Ｃ）の左図に示すように外構塀９全体を平面的に複数領域に分割して（厚み方向には分割せず）出力する「領域単位の全層造形方式」、外構塀９全体を平面的に複数領域に分割し、かつ、複数の層に分割して出力する「領域単位の層分割造形方式」のいずれかが判定される。

【0058】

具体的には、造形可能範囲および造形可能形状の両方がＯＫの場合に、「全層造形方式」と判定され（ステップＳ３９）、造形可能範囲がＯＫで造形可能形状がＮＧの場合に、「層分割造形方式」と判定される（ステップＳ４１）。また、造形可能範囲がＮＧで造形可能形状がＯＫの場合に、「領域単位の全層造形方式」と判定され（ステップＳ４５）、造形可能範囲および造形可能形状の両方がＮＧの場合に、「領域単位の層分割造形方式」と判定される（ステップＳ４７）。

【0059】

また、図１１（Ｃ）の左図に示したような領域単位の造形方式と判定された場合、意匠性判定を行い（ステップＳ４９，Ｓ５３）、意匠的に許容範囲でなければ、図１１（Ｃ）の右図に示すように、仮想ブロックＢＲに対応するブロック単位での造形方式と判定してもよい（ステップＳ５１，Ｓ５５）。

【0060】

以上で、方式判定処理は終了する。方式判定部１６６は、判定した造形方式を特定するための造形方式情報を、設計情報記憶部１８に記憶する。

【0061】

造形装置３０は、設計情報記憶部１８に記憶されたパターン情報および造形方式情報に基づいて、外構塀９を造形する。設計情報記憶部１８に記憶された各種情報は、たとえば通信Ｉ／Ｆ１５を介して、造形装置３０の制御装置（図示せず）に送信されてもよい。なお、造形方式が「層分割造形方式」である場合には、隣接する層同士を結合させることにより、外構塀９が造形される。その際、層同士の結合力を高めるために、図１１（Ｂ）の部分拡大図に示すように、隣接する層の結合面に凸部８１または凹部８２を設け、凸部８１および凹部８２を嵌合させて層同士を結合させてもよい。

【0062】

以上説明した外構塀造形システム１によれば、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すような従来のルーバー型フェンス９０１またはブロック塀９０２を建物の開口部（対象領域）の前方に配置する場合に比べて、図１２（Ｃ）に示すように、外構塀９によって建物の開口部だけを効果的に目隠しすることができる。つまり、外構塀９によれば、採光性および通風性を確保しつつ、外部から対象領域への視線を遮断することができる。また、ルーバー型フェンス９０１またはブロック塀９０２よりも意匠性を向上させることができる。

【0063】

＜変形例＞
本実施の形態では、設計支援装置１０が、外構塀９の視線遮断範囲９１に含まれる仮想ブロックＢＲの孔形状の候補パターンを、視線環境条件（視線ベクトル）に応じて計算および抽出する例について説明したが、たとえば視線遮断範囲９１以外の箇所については、採光条件に応じて仮想ブロックＢＲの孔形状の候補パターンを計算および抽出してもよい。つまり、外構塀９の仮想ブロックＢＲの孔形状は、視線環境条件と採光条件との双方を考慮して設定されてもよい。

【0064】

採光条件に基づく孔形状計算処理を、図１３に示す。本変形例では、図５のステップＳ２１と同様にパターン計算部１６２により複数の孔形状パターンが計算された後（ステップＳ２１Ａ）、パターン抽出部１６３が、たとえば太陽高度に応じて各孔形状パターンの採光シミュレーションを実行する（ステップＳ２３Ａ）。太陽高度の設定は、設定処理部１６１による周辺環境条件の設定処理において実行される（図５のステップＳ１）。

【0065】

採光シミュレーションは太陽高度に応じて計算される採光ベクトルを用いる。採光ベクトルは、太陽高度を傾斜角度とした有向線分である。パターン抽出部１６３は、採光ベクトルの通過量（光透過率）が目標基準を満たす孔形状パターンを、候補パターン（暫定候補パターン）として抽出する。図１４には、太陽高度に応じた採光ベクトルと孔形状パターンの違いによる光透過率との関係性が図示されている。なお、光透過率の目標基準は、仮想ブロックＢＲの位置に応じて異なっていてもよい。光透過率の目標基準は、たとえば、事前に採光係数を設定することにより定めることができる。

【0066】

採光係数について、図１５を参照して説明する。図１５（Ａ）に模式的に示されるように、一日における太陽高度および日射量の変化に応じて、外構塀９には、全時間帯において日陰の箇所や時間帯によって日が当たる箇所などが存在する。そのため、設定処理部１６１により、たとえば気象データから得られる太陽高度および日射量に基づいて、仮想ブロックＢＲごとに採光係数を設定することが考えられる。採光係数は、採光を必要とする度合に応じて、たとえば０．１～０．９の範囲で定められる。図１５（Ｂ）のイメージ図では、採光係数が０．１の仮想ブロック（採光を少なくしてよい箇所）を「Ａ」で示し、採光係数が０．８の仮想ブロック（採光を多くする箇所）を「Ｈ」で示している。

【0067】

再び図１３を参照して、パターン抽出部１６３は、光透過率に加え、遮蔽部９３の体積および間接光の少なくとも一方をさらに考慮して、最終候補パターンを抽出してもよい（ステップＳ２５Ａ）。たとえば図１６（Ａ）に示すように、仮想ブロックＢＲごとに、体積の大きさと間接光の多さとを目的関数として最適解を探索する。図１６（Ｂ）に示すように、光透過率を一定（たとえば０．２）とした場合に、体積が最小レベルであり、かつ、間接光が最小（たとえば０本）の孔形状パターンを、候補パターンとして抽出することが考えられる（ステップＳ２７Ａ）。

【0068】

本変形例のように、視線遮断範囲９１以外については、採光条件を考慮して孔形状の候補パターンを抽出することにより、外構塀９の貫通孔９０の形状を最適化することができる。なお、視線遮断範囲９１内においても、採光条件を考慮して孔形状の候補パターンを抽出してもよい。つまり、候補パターンの抽出条件に、視線透過率と光透過率との双方が含まれてもよい。その場合、視線遮断範囲９１内の仮想ブロックＢＲにおいては、視線透過率を優先させた上で光透過率による選別を行うことが望ましい。

【0069】

＜他の変形例＞
本実施の形態では、外構塀９の全体形状はフラットな板状であることとしたが、このような例に限定されず、縦方向または横方向に湾曲した曲面形状であってもよい。また、外構塀９の厚みＤが一定であることとしたが、このような例に限定されず、部分的に厚みが異なっていてもよい。

【0070】

また、貫通孔９０の孔境界線Ｌ１，Ｌ２を、折れ線状としたが、滑らかな曲線状としてもよい。つまり、貫通孔９０の立体形状は、角の無い、変形した筒形状であってもよい。これにより、遮蔽部９３の内周面が曲面となるため、メンテナンス性および通風性の向上が見込まれる。また、仮想ブロックＢＲの形状自体も、多角形形状に限定されず、たとえば円形状や、角が取れた多角形形状であってもよい。

【0071】

また、本実施の形態では、パターン抽出部１６３が、視線環境条件および採光条件の少なくとも一方を含む周辺環境条件に基づいて、パターン計算部１６２が計算した複数の孔形状パターンから候補パターンを抽出することとしたが、このような例に限定されない。たとえば、太陽高度等の採光条件（周辺環境）を考慮せず、光透過率の目標基準を任意に設定し、パターン抽出部１６３が、複数の孔形状パターンのうち、光透過率が目標基準を満たす候補パターンを抽出することとしてもよい。あるいは、パターン抽出部１６３の処理を介することなく、パターン決定部１６５において、操作部１３を介したユーザからの選択指示により、仮想ブロックＢＲごとに一つを確定パターンとして決定してもよい。

【0072】

つまり、周辺環境条件とは関係なく、たとえば外構塀９のデザイン性を向上させるために、任意の確定パターンを選択してもよい。本実施の形態のパターン計算部１６２は、造形装置３０による造形方式を考慮して孔形状パターンを計算するため、この場合でも、造形方式に適した外構塀９を容易に設計でき、また、外構塀９の意匠性を向上させることができる。

【0073】

また、本実施の形態では、設計支援装置１０を構成する１つの情報処理装置が、形状設計処理および方式判定処理の両方を実行することとしたが、両処理は異なる情報処理装置によって実行されてもよい。

【0074】

本実施の形態に係る外構塀９の設計支援装置１０により実行される設計支援方法（形状設計処理および方式判定処理）を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-ROM）などの光学媒体や、メモリカードなどのコンピュータ読取り可能な一時的でない（non-transitory）記録媒体にて記録させて提供することができる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

【0075】

本発明にかかるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。

【0076】

また、本発明にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。

【0077】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0078】

１ 外構塀造形システム、９ 外構塀、１０ 設計支援装置、３０ 造形装置、９１ 視線遮断範囲、９３ 遮蔽部、１６１ 設定処理部、１６２ パターン計算部、１６３ パターン抽出部、１６４ 出力処理部、１６５ パターン決定部、１６６ 方式判定部、ＢＲ 仮想ブロック、Ｌ１，Ｌ２ 孔境界線。

【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】

【図14】

【図15】

【図16】