JP2013539831A - 噛み合い型建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントおよびその構築方法 - Google Patents

Abstract

一方の部材が少なくとも１つの平面ロック機構を提供するピースであり、他方の部材が少なくとも１つの空間ロック機構を提供するエレメントである２部材から構成される、噛み合い型の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントは、前記平面ロック機構を提供するピースが、正三角形(1)の周囲に設けられた三つ爪ピース(21)であり、このピースは、その外周に円弧上に配置された、突出するアーム(22)および対応するグルーブ(23)を備えることを特徴とする。突出アームである爪(22)は、回転中心(30)を中心としてある平面上で回転される。これらの爪は別の三つ爪ピース(21)のグルーブ(23)とアライメントしていて、バヨネット型のロック機構を提供し、ここで円弧の中心点(12)は平面回転中心(30)と同一である。空間ロックを提供するエレメントは、三つ爪ピース(21)の隣に配置された少なくとも１つの六角形プリズム(20)から構成され、このプリズムは、その中に三つ爪ピース(21)が配置される前記正三角形(1)の角に連結され、前記三つ爪ピースの突出する爪(22)が六角形プリズム(20)からはみ出る幅が、グルーブ(23)が六角形プリズム(20)の底面積内に入り込む幅と同程度になる。或いは、空間ロックを提供するエレメントは、三つ爪ピース(21)の外周に構築された、グルーブ／テーパ型連結を確保する突出部(28)（テーパ）と連結用グルーブ(29)とからなり、各ピース(21)が突出部(28)（テーパ）とグルーブ(29)とを備えている。本発明はまた、前記エレメントを作図する手順も包含する。特徴的図面は図3、13および16。

Description

本発明は、モルタルを使用せずに構造物の構築用または装飾被覆の目的で使用される、噛み合い型の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントに関する。これはまた、パターンを作製するのに適した平面的または空間的（立体）玩具／ゲームを製造するのに使用することもできる。以下に説明する方法は、可能な実施方法を説明するものである。

米国特許出願公開第２００９−１１３８１５号には三次元建築用ブロックが記載されている。これは球形表面を実現するのに六角錘台（切頭六角錘体）を使用する。この建築用ブロックの両側には、エレメントのスリップ脱落を防止するために取付け用のテーパ（突出部）およびノッチが設けられている。

米国特許出願公開第２００７−０９４９８８号には、連結されたスタッドを有する平面回転による建築用ブロックであって、該構造物の最終平面になるように回転させるとロックされる建築用ブロックが記載されている。これが実施されてしまうとテーパだけが連結される。

米国特許第４,４２９,５０６号には、モルタルを使用せずに連結される連結建築用ブロックが記載されている。本質的に、これは、側面に設けられた取付け用のテーパおよび溝を備えた、そのエッジ（稜）上に積み重ねていく立方体セットである。これらの取付け用エレメントは、立方体をそのボデーの斜め方向に配置することを妨げない。配置してしまえば、建築用ブロックはばらばらに壊れることがない。配置に用いた方向でのみ立方体の取り外しが可能である。

以上の３つの特許文献に記載された建築用ブロックの欠点は、それらを単に特定の１方向に動かすだけで取り外しが可能であること、および特別な取付け用のテーパが必要であることである。

米国特許出願公開第２００９−１１３８１５号 米国特許出願公開第２００７−０９４９８８号 米国特許第４,４２９,５０６号

本発明の開発の目的は、モルタル不要の耐力連結を可能にする建築用ブロックまたはカバーピース（被覆材）であって、配置した後は、どの方向でも直線的な動きでは取り外すことができず、自立構造物を実現することができ、かつカーテン壁、シリンダまたはドーム用セグメントを構築するのに使用することさえできるものを開発するという課題を解決することである。同時にそれは、タイルとして使用した時には心地よいパターンを形成するのに使用することもできる。本発明の特別な実施形態のため、それはジグソー型のパズルゲームに使用される部品をデザインするのに使用することもできる。しかし、このゲームの部品はばらばらに壊れることがないので、それらは三次元構造物を建造するのにも使用することができる。本発明はまた、これらのエレメントの製造方法も含む。

本発明は、噛み合い型の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントであって、その一方の部材は、少なくとも１つの平面ロック機構を提供するピースであり、その他方の部材は、少なくとも１つの空間ロック機構を提供するエレメントである。本発明の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントは、平面ロック機構を提供するピースが、正三角形の周囲に設けられた三つ爪（three-clawed）型のピースであって、円弧上に配置された突出する爪と、その境界（外周）と合同である対応するグルーブ（溝）とを備えることを特徴とする。突出する爪は、ある回転中心を中心として平面上で回転される。これらの爪は、別の三つ爪ピースのグルーブとアライメント（整合）していて、差し込み（バヨネット）型のロック機構を提供し、ここで前記円弧の中心点は前記平面回転中心と同一である。空間ロックを提供するエレメントは、三つ爪ピースの隣に配置されている少なくとも１つの六角形プリズムからなり、このプリズムは、その中に前記三つ爪ピースが配置されている正三角形の角に連結され、前記突出する爪が前記六角形プリズムを超えてはみ出る幅が、前記グルーブが六角形プリズムの基本面積内に入り込む幅と同程度になるように構成され；または空間ロックを提供するエレメントは、前記三つ爪ピースの周囲に構築された、グルーブ／テーパ型の連結を確保する突出部（テーパ）と連結用グルーブとからなり、各ピースがこれらの突出部（テーパ）とグルーブとを備えている。

本発明に係る方法は、本発明に係る建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントの製造に関する。本発明に係る建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントの製造方法は、まず、下記工程に従って平面ロックを提供する三つ爪ピースの外周形状を作図することを含む：
工程１：製造すべきエレメントのサイズに対応する正三角形を作図し、その角ごとに同一半径の円を描く。工程２：前記三角形の１つの角における円の中心から、残りの円に正接する円弧を描く。工程３：形成された円弧の中心点を中心とする前記１つの円に正接する垂直接線である作図線を前記円弧の片側で描く。この作図線が該円弧と交差する点は、当該円弧の一方の終点となり、かつ後述する六角形の角の１つともなる。工程４および５：以上の動作を残り２つの円についても反復するか、または得られた前記円弧を１２０°の変化幅ずつで回転させる。こうして得られた３つの円弧の終点は正三角形を構成することになる。工程６：こうして得られた三角形を用いて六角形を作図する。工程７：作図された六角形の角から、この角に接する円に正接する線を描く。この接線、関連する円弧、およびこれに正接する円弧は、三つ爪ピースの突出する爪の１つを構成することになる。工程８：この突出する爪を、六角形の得られた角を中心とする極座標（極配列、polar array）に基づいて１２０°ずつの変化幅で回転させる。これにより、基本エレメントである六角形の内部に突き出たグルーブの１つの辺ができあがる。工程９：これを１２０°ずつの変化幅で回転させることにより、残りの辺を作図する。三つ爪ピースが自己ロック機構を提供するためには、前記円の半径：前記正三角形の高さの比は、１〜１.３：９の範囲がよい。これに従って、任意の厚みを持つピースを別に製作する。次に、空間ロックを提供するエレメントを製作する。これは次の２つのやり方で実施することができる：１つの方法は、前記平面ロックを提供する三つ爪ピースと一緒に作図された前記六角形の上にプリズムを構築する方法であり、もう１つの方法は、前記三つ爪ピースの外周にグルーブ／テーパ型のロック用突出部（テーパ）および対応するグルーブを、テーパは、凸状に突出している該ピースの爪部分から外向きに突出し、このテーパとアライメントしているグルーブは、凹状に凹んでいる該ピースの部分（グルーブ部分）内に製作することにより前記ピースを連結させる。

上述した目的を達成する建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントは、別の方法に従って製造することもできる。この方法では、平面ロックを提供する三つ爪ピースの外周形状を下記工程に従ってまず作図することを含む：
工程１：製造すべきエレメントのサイズに対応する３つの正三角形を作図する。工程２：中央の三角形の中心点を求める。工程３：隣接の左右いずれかの三角形の角を起点ｂとして、この起点から中央の三角形の中心点を通る円弧と、中央の三角形の角上の点ａを横断する円弧とを作図する。工程４：点ａを通る円弧を点ａを中心として極座標に基づいて１２０°の変化幅で回転させる。工程５：点ａから、この三角形の中心点と交差する円弧と正接するように接円を作図する。工程６：以上で得られた３つの円弧からなる多角ラインを作図する。工程７：これらの円弧を、点ａを中心として極座標に基づいて１２０°ずつの変化幅で回転させる。これにより、突出するテーパの１つとベース内に引っ込んでいるグルーブの１つの輪郭とができあがる。工程８：点ａを前記円弧の２つの端部と連結する。これにより、六角形の角ができあがる。工程９：前記六角形を、残りの突出テーパおよびグルーブと共に作図する。これに従って、任意の厚みを持つピースを別に製作する。次に、空間ロックを提供するエレメントを製作する。これは次の２つのやり方で実施することができる：１つの方法は、前記平面ロックを提供する三つ爪ピースと一緒に作図された前記六角形の上にプリズムを構築する方法であり、もう１つの方法は、前記三つ爪ピースの外周にグルーブ／テーパ型のロック用突出部（テーパ）および対応するグルーブを、テーパは、凸状に突出している該ピースの爪部分から外向きに突出し、このテーパとアライメントしているグルーブは、凹状に凹んでいる該ピースの部分（グルーブ部分）内に製作することにより前記ピースを連結させる。

本発明の実施態様は、従属請求項に記載されている。
本発明を以下に添付図面に基づいて詳述する。

図１ａ〜ｆは、本発明で説明する１つの方法の工程を示す。 図２ａ〜ｆは、本発明で説明する別の方法の工程を示す。 本発明で説明するエレメントの１つを、それをロックのために回転させるやり方と共に示す。 本発明で説明するカバーピースまたはパズルエレメントの１実施態様を示す空間図である。 本発明で説明するエレメントの１態様を用いて製作することができるパターンを、該エレメントをロックのために回転させるやり方と共に示す空間図である。 本発明で説明する建築用ブロックの１態様を示す空間図である。 本発明で説明する建築用ブロックの別の可能な態様を示す空間図である。 本発明で説明する建築用ブロックの第３の可能な態様を示す空間図である。 本発明で説明する建築用ブロックを用いて製作することができる床／天井またはフォームワーク（formwork）を示す空間図である。 本発明で説明する建築用ブロックを用いて製作することができる壁体を示す空間図である。 アーチの製作に適した、角度をつけて折り曲げられる本発明で説明する建築用ブロックを示す空間図である。 ある角度で折り曲げられた建築用ブロックを用いて製作することができるアーチ壁断片を、該エレメントを回転させてロックするやり方と共に示す空間図である。 手法２を用いて製作された本発明で説明するエレメントの別の実施形状を示す空間図である。 図１３に示したエレメントを用いて製作することができるカバー材、該エレメントをロックのために回転させるやり方、ならびに回転点を示す空間図である。 図１５ａ〜ｃは、本発明で説明するエレメントを用いて製作することができるパターンの例を含む。 本発明で説明する建築用ブロックの第４の可能な実施態様を示す空間図である。 図１６に係る建築用ブロックに設けたテーパとグルーブのサイズの制限を示す。 図１８ａ〜ｅは、図１６に係る建築用ブロックのテーパ／グルーブ連結の他の可能な実施態様を示す。 図１９ａ〜ｂは、図１６に係る建築用ブロックを配置してロックのために回転させるやり方を示す。 ドーム用セグメントを実現するのに適した空間建築用ブロックを示す平面図である。 図２０に係る建築用ブロックを示す空間図である。 三角形に分解されたドーム用セグメントの不等角投影図である。 図２２に係る三角形の断面における相対角度を示す。 図２４ａ〜ｂは、回転中の図２１に係る建築用ブロックの不等角投影図である。 回転後の図２１に係る建築用ブロックの不等角投影図である。 図２０に係る建築用ブロックを用いて実現されたドーム用セグメントの側面図である。 図２０に係る建築用ブロックを用いて実現されたドーム用セグメントの空間図である。

図１ａ〜ｆは、本発明で説明するいくつかの方法の１つにおける工程を示す。この手順（方法）は、本発明に係る建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントの製造のためのものであり、この方法においては、まず平面ロックを提供する三つ爪ピース２１の輪郭（外周）が次の工程により作図される：
工程１：製造すべき三つ爪ピース２１のサイズに対応する正三角形を作図し（図１ａ）、その３つの角を中心として同一半径の円２を作図する。工程２：この三角形の１つの角における円２の中心から、残り２つの円に正接する円弧３を描く。従って、この中心点は前記円弧３の中心点１２ともなろう。工程３：円弧３の中心点を中心点とする円２に正接する垂直接線である作図線４を該円弧の片側で描く。該垂直接線である作図線４が円弧３と交差する点は、該円弧の一方の終点となり、また六角形５の角の１つともなる。工程４および５：以上の動作を残り２つの円２についても反復するか、または得られた円弧３を１２０°ずつの変化幅で回転させる。こうして得られた３つの円弧３の終点は別の正三角形を構成することになる（図１ｃ）。工程６：この三角形を用いて前記六角形５を作図する。工程７：作図された六角形５の角から、その角に隣接する円に正接する線を描く（図を参照）。この接線６、関連する円２の円弧３までの部分、およびそれに正接する円弧３は、三つ爪ピース２１の突出する爪２２の１つを構成することになる。工程８：この突出する爪２２を、六角形５の生じた角を中心とする極座標に基づいて１２０°ずつの変化幅で回転させる（図１ｅ）。これは、基本エレメントである六角形５の内部に突き出た、三つ爪ピース２１に属するグルーブ２３の１つの辺を生ずる。工程９：１２０°ずつの変化幅で回転させることにより、残りの爪及びグルーブの辺も作図する（図１ｆ）。三つ爪ピース２１が自己ロック型連結を提供するためには、円２の半径７は前記正三角形の高さ８の１１〜１４.４４％の範囲内でよい。図１ｂとは反対に、接線６を円の反対側に描くと、逆向きの回転を持つピースを製作することができる。これに従って、任意の厚みを持つ別のピースを製作する。

次は空間ロックを提供するエレメントの製作である。これは２つのやり方で実施することができる。１つの解決手段によれば、平面ロックを提供する三つ爪ピース２１と一緒に作図された六角形５の上に六角形プリズム２０を作る。別の解決手段（後述する関連図面を参照）によれば、平面ロックを提供する三つ爪ピース２１の周囲にグルーブ／テーパ型のロック用突出部２８（テーパ）と対応するグルーブ２９とを製作して、突出部（テーパ）２８は該ピースの凸状に突出している爪部分から外向きに突出し、該テーパとアライメントしているグルーブ２９は、該ピースの凹状に凹んでいる部分２３内に製作するようにして、前記ピースを連結させる。

図２ａ〜ｆは、本発明で説明する別の方法の工程を示す。この方法も本発明に係る建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントの製造のためのものであり、この方法では、平面ロックを提供する三つ爪ピース２１の別の境界（輪郭）がまず次の工程により作図される：
工程１：製造すべき三つ爪ピース２１のサイズに対応する３つの正三角形１を作図する。工程２：中央の三角形１の中心点９を求める（図２ａ）。工程３：隣接する三角形１の角に位置する起点ｂから、中央の三角形１の中心点９を通る円弧３と、中央の三角形の角上の点ａを横断する円弧３を作図する（図２ｂ）。工程４：点ａを通る円弧を、点ａを中心として極座標に基づいて１２０°の変化幅で回転させる。工程５：三角形１の中心点９を通る円弧３に正接する接円（正接する円）１０を点ａから作図する（図２ｃ）。工程６：得られた３つの円弧からなる多角ラインを作図する（図２ｄ）。工程７：これらを、点ａを中心として極座標に基づいて１２０°ずつの変化幅で回転させる。これにより、突出するテーパ２２の１つと、ベース内に突き出ているグルーブ２３の１つの輪郭とができあがる（図２ｅ）。工程８：点ａを、長い方の２つの円弧３の終点１１に連結する。これにより、六角形５の角ができあがる。工程９：前記六角形、残りの２つの突出テーパ２２および突出グルーブ２３を作図する（図２ｆ）。図２ｂとは反対に、起点ｂを反対側に位置させると、逆向きの回転を持つピースを製作することができる。これに従って、任意の厚みを持つピースを別に製作する。

この場合も、次に空間ロックを提供するエレメントを製作する。これは２つのやり方で実施することができる。１つの解決手段によれば、平面ロックを提供する三つ爪ピース２１と一緒に作図された六角形５の上に六角形プリズム２０を作る。別の解決手段（後述する関連図面を参照）によれば、平面ロックを提供する三つ爪ピース２１の周囲にグルーブ／テーパ型のロック用突出部２８（テーパ）と対応するグルーブ２９とを製作して、突出部（テーパ）２８は該ピースの凸状に突出している爪の部分から外向きに突出し、テーパとアライメントしているグルーブ２９は、該ピースの凹に凹んでいる部分２３内に製作するようにして、前記ピースを連結させる。

図３は、本発明で説明するエレメントの１つを、それを回転させてロックするやり方と共に示す。該エレメントは最初に説明した手法（第１の方法）に従って製作された。該エレメントの周囲（外周）は図面には実線で示されており、点線は離れた位置を示し、破線（一点鎖線）はほとんど回転し終えた位置を示す。この図は、六角形プリズム２０の側壁は互いに密着状態を保持したままで、いかにして三つ爪ピース２１の突出アーム２２を六角形プリズム２０の角を中心にしてグルーブ２３内に入るように回転させて、完全なアライメント（整合）状態にすることができるかをよく示す。

図４は、本発明で説明する建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントいかにして製作するかを示す空間図である。この図は、カバーピース（被覆材）またはジグソーパズル目的のいずれかとして優れた選択である平面型の実施態様を含む。カバーピースとして使用する場合には、特に好ましい材料はセラミックスであり、三つ爪ピース２１は心地よいパターンもできあがるように着色されているのがよい（図１４ａ〜ｃも参照）。このカバーピースの材料は均質であり、従って、六角形プリズム２０と三つ爪ピース２１は同じ材料から作られる。ジグソーパズルのエレメント向けには板紙またはプラスチックが良好な材料の選択肢である。この場合、六角形プリズム２０と三つ爪ピース２１は別々に切り出して、一体に接着される。注型プラスチックを用いて製作することもできる。

図５は、本発明で説明するエレメントを用いて製作されうるパターン形状の１例を示す空間図である。カバー材を製作する場合、特定の回転方向２４で回転させると、表面は永久的にロックされる。これは、下にある土台が仮に脆弱化したとしても、カバー材に垂直な力を受けた時に動くことがない。もちろん、鏡像パターンも製作可能であり、この場合には回転方向も逆方向となる。本エレメントは、透明または着色ガラスを用いて製作することもできる。

図６は、本発明で説明する建築用ブロックの１態様を示す空間図である。この場合、これまでに述べた態様との唯一の本質的な相違点は厚みである。図面には、一点鎖線を用いて鉄製補強部材２５が示されている。これは張力をより高くしたい場合には必要となるかもしれない。

図７は、本発明で説明する建築用ブロックの第３の可能な態様を示す空間図であり、ここでは２つの三つ爪ピース２１の間に１つの六角形プリズム２０が挟まれている。この実施態様は強い連結を容易にする。こうして製作されたエレメントも、１つの均質な材料から製作してもよく、または任意の注型可能な材料から製作してもよい。材料は、例えば、コンクリートまたは焼成材料でよい。

図８は、本発明で説明する建築用ブロックの別の可能な態様を示す空間図であり、ここでは２つの六角形プリズム２０の間に１つの三つ爪ピース２１が挟まれている。この実施態様では、両面に六角形パターンを有することが達成されうる。こうして製作されたエレメントは、やはり１つの均質な材料、例えば、コンクリート、ガラスまたは焼成材料から製作することができる。

図９は、本発明で説明する建築用ブロックを用いて製作することができる床／天井またはフォームワークを示す空間図である。この図は平面形状の床／天井を含み、恒久的なフォームワークとして使用する時には、その上に別のコンクリートの層２７を貼付することができる。

図１０は、本発明で説明する建築用ブロックを用いて製作することができる壁体を示す空間図である。本発明で説明するエレメントを用いて、現場で製作されたコンクリート基礎２６中に第１の列を配置することにより壁体を構築する。コーナーでは一体（モノリシック）の柱を用いて本壁体の突っ張りとすることが得策である。ガラス製エレメントも本壁体に使用することができ、この場合は連結部材に適用される通常のアイアニング（ironing）が不要である。

図１１および図１２は、アーチの製作に適した、角度をつけて折り曲げられる本発明で説明する建築用ブロックを、それを用いて建造しうる壁体断片と共に示す空間図である。この建築用ブロックを、六角形プリズム２０の面の中線に沿って所望の角度で折ると、アーチ面を製作するのに適した建築用ブロックまたはフォームワークエレメントができあがる。この角度は、実現したいアーチ形状により決まる。

図１３は、手法２（第２の方法）を用いて製作された、本発明で説明するエレメントの別の実施形状を示す空間図である。この実施形状は、突出テーパ２２およびグルーブ２４の端部における実施形態の差異のみを示す。円弧３はこれまでのものと実質的に同じである。

図１４は、図１３に従って作製されうるカバー材を、エレメントがロックのために回転されている状態で示す。矢印は、図面上の回転中心点を示す。

図１５ａ〜ｃは、本発明で説明するエレメントを用いて製作することができるパターンの例を含む。この図には特別な説明は必要ない。しかし、エレメントの表面または完全エレメントの材料が異なる色、パターンまたはざらつきを有しているなら、これを用いて、例えば、図に従った無限のカバーを生ずるものといった、自由なパターンを製作することができることに留意する価値はある。

図１６は、本発明で説明する建築用ブロックの第４の可能な実施態様を示す空間図である。空間ロックを提供するエレメントのもう１つの実施形態の方法は、三つ爪ピース２１の周囲で実施されるグルーブ／テーパ型の連結を確保する突出部（テーパ）と、これにアライメントしたグルーブとからなり、各ピースが突出部（テーパ）とグルーブの両方を含むようにする。本明細書にこれまでに説明した構成原理に従って製作された三つ爪ピース２１は、六角形プリズム２０を使用しなくても、三つ爪ピース２１の突出しているアーム２２の円弧部分の側縁部にグルーブ／テーパ型の連結を提供する突出部２８を設けるとともに、突出部２８の断面に対応した形状のグルーブ２９を、ロックを可能にするように反転させた部分の反転している側縁部に切り込んで形成するなら、各ピースを互いに対して回転させることにより連結することで空間ロックを可能にするという結論を、本発明者は得た。

グルーブ／テーパ型連結による空間ロックを確保するためのこれらの突出部２８およびグルーブ２９は、基本エレメントである三つ爪ピース２１の円弧３の周囲に適切な中心点から新たな同心の円弧３を、連結を確保するように突出するアーム部２２についてはそれから突き出るように、一方、反転形状のグルーブ２３については内部に入り込むように描くことにより作図される（図２３も参照）。

図１７は、図１６に係る建築用ブロックに設けたテーパとグルーブのサイズの制限を示す。三つ爪ピースの周囲から測定した、空間ロック確保用の突出部２８およびグルーブ２９の幅および／または深さは、変動させることができるが、輪郭線３１で示す突出アームの相対幅の半分を超えないことがよい。この解決手段は、三つ爪ピース２１の厚みに関係なく適用しうる。

図１８ａ〜ｅは、図１６に係る建築用ブロックのテーパ／グルーブ連結の他の可能な実施態様を示す。突出部２８および対応するグルーブ２９の断面形状は変化させうるが、堅固さを確保するためには、連結部では三角形（図１８ａを参照）または円錐形（図１８ｂを参照）が好ましい。しかし、この断面形状はフラット（図１８ｃを参照）または段状（図１８ｄを参照）であってもよい。可撓性材料から作製された三つ爪ピース２１の場合には、グルーブ／テーパ型連結はスナップ締結型（図１８ｅを参照）とすることもできる。

図１９ａ〜ｂは、図１６に係る建築用ブロックをどのように相互連結させてロックのために回転させるかを示す。三角形または円錐形の断面形状は、エレメントを一緒に回転させて配置する際に、エレメントの締めつけを助けることができる。この図はまた、所定の回転中心３０を回転軸としてロックのために回転させる時に、濃い影をつけて示す場所２９がグルーブを含んでいるので、２８で示す突出部が衝突しないことも示している。

本発明者はさらに、突出部２８およびグルーブ２９を備える三つ爪ピース２１に対して特定の空間的変形を実施するなら、これらのピースをロックのために回転させて配置した時に、特定のドーム用セグメントをソリッドな（堅固で中実のしっかりした）層として作製することができるという結論に達した。

図２０および図２１は、ドーム用セグメントを作製するのに適した空間建築用ブロックを示す。この種の空間建築用ブロックを製作するには、球面から切り出したドーム用セグメント３５を、その終点が前記球面上にあり、三角形（六角形を作図するのに用いることができる）を構成する３つの弦３２で分割する必要がある。これらの弦３２の長さは、突出部２８およびグルーブ２９を持つように製作されたエレメントが回転させた時に保有するであろう程度にだけ互いに異なっていてもよく、突出部２８およびグルーブ２９がもつ支持機能は保たれたままである。図は、ジオデシックドームの構築原理には基づいていない、１つのこのようなドーム用セグメントを含んでいる。このドームの上部には規則的な六角形が配置される。

上記ドーム要素の作図法は次の通りである：突出部２８およびグルーブ２９を備えた三つ爪ピース２１の中心９を求め、この中心９から連結用の爪の起点に向けて弦３２を描く。それにより、３つの腕をもつ三つ爪ピース２１が３つの等しい部分３４に分割される。分割された部分３４を、中心点９を通り、弦３２に垂直の線３３に沿って、ドーム用セグメントおよび三つ爪ピース２１のサイズから生ずる所望の角度で一つずつ空間的に回転させる（持ち上げる）。

継手である突出部とグルーブは互いの中に入り込むように回転させた時にある量のトレランス（許容差）を有するので、得られたエレメントを用いてソリッドなドーム用セグメントを配置することができる。これは、基本エレメントの周囲とアライメントさせて配置する時にエレメント同士を完全かつ正確に近づける必要がないことを意味する。ドームの上面に配置される規則的六角形（正六角形）の辺に比べて、弦の長さは、より大きなドームを建造する時ですら、約７％程度にしか逸脱することがない。

この弦３２から構成される不規則三角形（非正三角形）を平面に投影し、これらのエレメントを三角形の上に配置すると、該エレメントは不正確な継手の荷重を支持することができ、外周からサイズ２８だけより大きい突出部が支持を付与できることが理解されうる。これは、突出部２８のサイズが適切であることを必要とする。弦から構成される不規則三角形（正三角形ではない）を用いて六角形を作図してもよく、その平面は、互いに対して比べると、エレメントの数に依存して変動する、ほぼ類似の角度をも構成する。

図２４ａ〜ｂは、回転中および回転後の図２０〜２３に係る建築用ブロックを示す。三つ爪ピース２１から作製された空間建築用ブロックは、その回転が妨げられることがない。その理由は、それらの回転が回転点３０を中心にして行われ、この回転点は他の２つのエレメントが連結される時に特定の平面内にあるためである。回転させると、連結用アームは、その隣にある平面にしか連結しない。第３のアームは別の平面内にあり、それには別の隣のエレメントが連結する。エレメント同士を互いの内部に入り込むように回転させて、継手（突出部）とグルーブとを相互に滑り込ませた後にできあがる不規則六角形は、ドーム用セグメントからなる不規則六角形となろう。

図２６および２７は、空間建築用ブロックを用いて構築されうる、完全に規則的ではない球体セグメントを示し、縁部には開口部ができている。平面状建築用ブロックの接合方法は次の通りである：第１の六角形ピラミッド２０をその角を下に向けて載置する。これに続いて、複数のエレメントを、１列ずつ互いの内部に入り込むように回転させる。

本発明で説明した噛み合い型建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントは、主に、モルタルまたは装飾用被覆を使用せずに構造物を構築するのに適している。これはまた、パターン状に造り上げるのに適した平面的または空間的（立体型）ジグソーパズルを製作するのに使用することもできる。また、タイルとして戸外表面をカバーするのにも適しており、ビルなどの建築物の壁面をすばやく構築するために建築壁体の部品として使用することもできる。断熱材料を用いて製作すれば、壁面の後付けでの断熱施工にも適している。これはまた、壁、床／天井用の装飾タイルとして製作することもでき、さらにはフォームワーク、屋外床面タイル、屋内壁面タイル、支持タイル、フェンス、または間仕切り壁の製作に使用することもできる。その配置パターンは迅速な構築を可能にする。素材の選択は自由であり、注型、プレス、圧延で製造することができ、透明素材であってもよい。これはまた、ブレードウォール（blade wall）や、さらにはカーテンウォールとして使用することもできる。空間建築用ブロックは、バレルヴォールト（半円筒ヴォールト）、煙突、トンネル、井戸などの構築時に、すなわち、円筒形または半円筒形形態を構築するために、ならびに特定サイズのドーム型セグメントとして使用することができる。

１：三角形
２：円
３：円弧
４：垂直接線である作図線
５：六角形
６：接線
７：半径
８：高さ
９：三角形の中心点
１０：接円
１１：終点
１２：円弧の中心点
ａ：点
ｂ：起点
２０：六角形プリズム
２１：三つ爪ピース
２２：突出爪
２３：グルーブ（溝）
２４：回転方向
２５：鉄製補強部材
２６：コンクリート基礎
２７：コンクリート層
２８：突出部
２９：グルーブ
３０：回転中心点
３１：輪郭線
３２：弦
３３：線
３４：サブエレメント
３５：ドーム用セグメント

Claims (16)

1. 少なくとも１つの平面ロック機構を提供するピースからなる一方の部材と、空間ロックを提供するエレメントからなる他方の部材とを備えた、噛み合い型の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントであって、下記を特徴とするもの：
   前記平面ロック機構を提供するピースが、正三角形(1)の周囲に設けられた三つ爪ピース(21)であって、円弧(3)状に設けられた外周を持つ突出アーム(22)とこのアームの外周に対応する形状のグルーブ(23)とを備え、突出アームである爪(22)は、ある回転中心(30)を中心としてある平面上で回転され、これらの爪は別の三つ爪ピース(21)のグルーブ(23)とアライメントしていて、それにより差し込み（バヨネット）型のロック機構を提供し、ここで円弧の中心点(12)は平面回転中心(30)と同一であり、
   前記空間ロックを提供するエレメントは、三つ爪ピース(21)の隣に配置され、その中に三つ爪ピース(21)が配置される前記正三角形(1)の角に連結されている少なくとも１つの六角形プリズム(20)であって、前記突出する爪(22)がこの六角形プリズム(20)を超えてはみ出す幅が、前記グルーブ(23)がこの六角形プリズム(20)の底面積内に入り込む幅と同程度になるように配置されている六角形プリズム(20)から構成されるか；または前記空間ロックを提供するエレメントは、三つ爪ピース(21)の周囲に構築された、グルーブ／テーパ型連結を確保する突出部(28)（テーパ）と連結用グルーブ(29)とからなり、各ピース(21)が突出部(28)（テーパ）とグルーブ(29)とを備えている。
2. 三つ爪ピース(21)および六角形プリズム(20)が、注型、プレス、切断または圧延された材料でよく、例えば、粘土、コンクリート、セラミック、ガラス、プラスチック、発泡断熱材料、接着合板、パルプ材、板紙でよい単一材料から作製されていることを特徴とする、請求項１に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
3. ２つの三つ爪ピース(21)の間に１つの六角形プリズム(20)を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
4. ２つの六角形プリズム(20)の間に１つの三つ爪ピース(21)を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
5. 三つ爪ピース(21)および／または六角形プリズム(20)の表面が、各種方法を用いて着色されているか、または粗面化されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
6. 三つ爪ピース(21)および六角形プリズム(20)が六角形プリズム(20)の表面の中線に沿って所定角度に従って折られていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
7. 前記エレメントの最初の列を自由に選ばれたパターンに従ってコンクリート基礎(26)中に埋め込むことにより構築された壁体であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
8. 三つ爪ピース(21)が鉄(25)で補強されていることを特徴とする、請求項１に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
9. 三つ爪ピース(21)の周囲でグルーブ／テーパ型連結を提供する突出部(28)（テーパ）ならびに連結用グルーブ(29)が、三角形または漸減する円弧状の断面を有することを特徴とする、請求項１に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
10. 三つ爪ピース(21)の周囲でグルーブ／テーパ型連結を提供する突出部(28)（テーパ）ならびに連結用グルーブ(29)が、矩形または段つきの断面を有することを特徴とする、請求項１に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
11. 三つ爪ピース(21)の周囲でグルーブ／テーパ型連結を提供する突出部(28)（テーパ）ならびに連結用グルーブ(29)が、スナップ嵌めによる締結が可能な断面を有することを特徴とする、請求項１に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
12. 三つ爪ピース(21)の平面が、前記三角形の中心点を通り、三つ爪ピース(21)の円弧(3)の起点と前記三角形の中心点(9)とを結ぶ弦(32)に沿って曲げられていて、十分な程度に持ち上げられていることにより、複数の平面上で３つのサブエレメント(34)からなる三つ爪ピース(21)が実現されることを特徴とする、請求項１に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
13. 前記３平面を有する三つ爪ピース(21)を用いてドーム用セグメント(35)が実現されることを特徴とする、請求項１６に記載の建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメント。
14. 下記工程に従って平面ロックを提供する三つ爪ピース(21)の外周形状をまず作図することを含むこと特徴とする、建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントの製造方法：
    工程１：製造すべきエレメントのサイズに対応する正三角形(1)を作図し、その角ごとに同一半径の円(2)を作図する。工程２：前記三角形(1)の１つの角における円の中心から他の円に正接する円弧(3)を描く。工程３：前記円弧の中心点(12)を中心とする前記円(2)に正接する垂直接線である作図線(4)を、前記円弧の中心点(12)の片側で描く。作図線(4)が円弧(3)と交差する点は、当該円弧(3)の一方の終点となり、かつ後出の六角形(5)の角の１つとなる。工程４および５：以上の動作を残り２つの円についても反復するか、または以上の動作で得られた円弧(3)を１２０°ずつの変化幅で回転させる。こうして得られた３つの円弧(3)の終点は別の正三角形を構成することになる。工程６：この三角形を用いて六角形(5)を作図する。工程７：作図された六角形(5)の角から、この角に接する円に正接する線(6)を描く。この接線(6)、関連する円弧、およびこれに正接する円弧(3)は、三つ爪ピース(21)の突出する爪(22)の１つの辺を構成することになる。工程８：この突出する爪(22)の辺を、六角形(5)の前記の角を中心とする極座標に基づいて１２０°ずつの変化幅で回転させる。これにより、六角形５の内部に突き出た三つ爪ピース(21)のグルーブの１つの辺ができあがる。工程９：これらの辺を１２０°ずつの変化幅で回転させることにより、残りの爪およびグルーブの辺を作図する。作図された三つ爪ピース(21)が自己ロック機構を提供するためには、円の半径(7)：正三角形(1)の高さの比は１〜１.３：９の範囲内でよい。この後、作図された三つ爪ピース(21)の形状から任意の厚みを持つピースを製作する。次に、空間ロックを提供するエレメントを製作する。これは次の２つのやり方で実施することができる：平面ロックを提供する三つ爪ピース(21)と一緒に作図された六角形(5)の上に六角形プリズム(20)を構築するか、または前記三つ爪ピース(21)の外周にグルーブ／テーパ型のロック用突出部(28)および対応するグルーブ(29)を、テーパ(28)が該ピースの凸状に突出している爪部分(22)から外向きに作られ、テーパ(28)とアライメントしているグルーブ(29)が該ピースの凹状の凹んでいる部分(23)内に作られるように作製し、前記ピースを連結させる。
15. 下記工程に従って平面ロックを提供する三つ爪ピース(21)の外周形状をまず作図することを含むこと特徴とする、建築用ブロック、舗装用ユニット、タイルもしくは玩具エレメントの製造方法：
    工程１：製造すべきエレメントのサイズに対応する３つの正三角形(1)を作図する。工程２：中央の三角形(1)の中心点(9)を求める。工程３：隣接の左右いずれかの三角形(1)の角(b)を起点として、中央の三角形の中心点(9)を通る円弧(3)と、中央の三角形(1)の角の点(a)を横断する円弧(3)とを作図する。工程４：三角形の角上の点(a)を通る円弧(3)を点(a)を中心として極座標に基づいて１２０°の変化幅で回転させる。工程５：中央の三角形(1)の角上の点(a)から、この三角形の中心点(9)と交差する円弧に正接する接円(10)を作図する。工程６：以上で得られた３つの円弧(3)からなる多角ラインを作図する。工程７：これらの円弧を中央の三角形の角上の点(a)を中心とし極座標に基づいて１２０°ずつの変化幅で回転させる。これにより、突出するテーパ(22)の１つとベース内に引っ込んでいるグルーブ(23)の１つの輪郭とができあがる。工程８：中央の三角形(1)の角上の点(a)を２つの円弧(3)の端部と連結する。これにより六角形(5)の角ができあがる。工程９：前記六角形(5)を、残りの突出テーパ(22)およびグルーブ(23)と共に作図する。この後、作図されたピースの形状から任意の厚みを持つ三つ爪ピース(21)を製作する。次に、空間ロックを提供するエレメントを製作する。これは次の２つのやり方で実施することができる：平面ロックを提供する三つ爪ピース(21)と一緒に作図された六角形(5)の上にプリズム(20)を構築するか、または前記三つ爪ピース(21)の外周にグルーブ／テーパ型のロック用突出部(28)および対応するグルーブ(29)を、テーパ(28)が該ピースの凸状に突出している爪部分(22)から外向きに作られ、テーパ(28)とアライメントしているグルーブ(29)が該ピースの凹状の凹んでいる部分(23)内に作られるように作製し、前記ピースを連結させる。
16. 突出部(28)およびグルーブ(29)を持つように作図された三つ爪ピース(21)の中心点(9)をまず求め、この中心点(9)から３つの突出アーム(22)の起点に向けて弦を引くことによって三つ爪ピース(21)を３つの等しい部分(34)に分割し、分割された部分(34)を、中心点(9)と交差する弦(32)に垂直の線(33)に沿って、ドーム用セグメントおよび三つ爪ピース(21)のサイズから生ずる所望の角度(α)に従って空間的に回転させる（持ち上げる）ことにより、三つ爪ピース(21)を、終点が球面上にあり、三角形を構成する弦(32)よりに分割することを特徴とする、請求項１８または１９に記載の方法。

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