JP2023064588A - 形成支援システム、形成支援方法、形成支援プログラム及び構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な品質の構造物を効率的に形成することができる形成支援システム、形成支援方法、形成支援プログラム及び構造物を提供する。【解決手段】作成支援サーバは、モルタルを吐出するノズルが移動する吐出経路を生成する制御部を備える。制御部は、積層部１０ｂの平面形状において、積層部１０ｂの幅方向に分割した分割領域を生成し、この分割領域の全部を一筆書きで繋げる吐出経路を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動するノズルから吐出されるモルタルを積層させて一体化で形成される積層部を有する構造物の形成支援システム、形成支援方法、形成支援プログラム及び構造物に関する。

建築物等の立体の構造物を形成する場合、３次元（３Ｄ）プリンタを利用することがある。この３Ｄプリンタにおいては、ノズルから材料を吐出させながらノズルを移動させて層を形成し、形成した層を徐々に積み重ねることにより立体形状を有する構造物を形成する。このような構造物において、コンクリート等のセメント系材料は、高い圧縮強度を有するが、引張強度は低い。そこで、セメント系材料を積層して形成し、高い引張強度を有する構造物を形成するための技術が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に記載の構造物は、孔部を有し構造物の外形を構成する外形成体と、外形成体の孔部に第２モルタルを注入して形成される内構造体とを備える。外形成体は、３Ｄプリンタのノズルから第１モルタルを吐出させながら経路に沿って移動させて、奇数層部及び偶数層部を交互に積層させて形成する。内構造体は、外形成体を構成する第１モルタルよりも高強度の部材を構成する第２モルタルで構成する。

特開２０２０－２６６８６号公報

上述したようにモルタルを積層して構造物を形成する場合、一筆書きで構成できない形状では、ノズルからモルタルを一時的に停止し、別の箇所に移動させてからモルタルを再度、吐出する。この場合、停止時と吐出再開時においてはモルタルの吐出量が変化するため、良好な品質の構造物を効率的に形成することが難しかった。

上記課題を解決する形成支援方法は、モルタルを吐出するノズルが移動する吐出経路を生成する制御部を備え、前記モルタルにより一体化で構成される積層部を有する構造物の形成を支援するシステムであって、前記制御部は、前記積層部の平面形状において、前記積層部の幅方向に分割した分割領域を生成し、前記分割領域を一筆書きで繋げる前記吐出経路を生成する。

更に、上記課題を解決する構造物は、積層したモルタルにより内部に空間を形成した形状で形成される積層部を有する構造物であって、前記積層部は、平面形状において、前記積層部の幅方向に分割して生成した分割領域を一筆書きで繋げて形成されたモルタルを積層することにより構成される。

本発明によれば、良好な品質の構造物を効率的に形成することができる。

実施形態における構造物としての躯体壁の斜視図である。 実施形態における躯体壁の上面図である。 実施形態における躯体壁を構成する奇数層のモルタル部の説明図である。 実施形態における躯体壁を構成する偶数層のモルタル部の説明図である。 実施形態における形成支援システム及び３Ｄプリンタの構成の説明図である。 実施形態ハードウェア構成の説明図である。 実施形態における吐出経路記憶部に記憶されたデータの説明図である。 実施形態における吐出経路生成処理の処理手順の流れ図である。 実施形態において積層部が一筆書きで形成できるかを判断するための模式形状の説明図である。 実施形態において積層部の各リンクを２本で構成した模式形状の説明図である。 実施形態において奇数層のモルタル部を形成する経路の説明図である。 実施形態において偶数層のモルタル部を形成する経路の説明図である。 第１の変更例における躯体壁を構成するモルタルの別の経路を説明する説明図である。 第２の変更例における躯体壁を構成するモルタルの別の経路を説明する説明図である。

以下、図１～図１２を用いて、形成支援システム、形成支援方法、形成支援プログラム及び構造物を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、構造物として、断熱部及び設備部が設けられた建物の躯体壁を形成する。

図１に示すように、躯体壁１０は、躯体部２０、断熱部３０及び設備部３６を備える。躯体部２０は、建物の躯体を構成する部分であって、外形本体２０ｆと内部構造体２５とを備える。

図２に示すように、本実施形態の外形本体２０ｆは、中空の略直方体形状であって、長辺のリンク部２１，２３及び短辺のリンク部２２，２４によって構成されている。本実施形態では、リンク部２１～２４は、半分の幅のモルタルを幅方向に２つに並べて当接させて構成されており、それぞれ外側部２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａと内側部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂで構成される。外形本体２０ｆは、後述する３次元（３Ｄ）プリンタを用いて、積層可能な硬化性を有するモルタル（セメント系材料）を積層させて形成される。

内部構造体２５は、外形本体２０ｆよりも高強度の部材であって、例えば、スリムクリート（登録商標）等、繊維を混合したセメント系材料（繊維補強コンクリート材料）で構成される。内部構造体２５は、外形本体２０ｆの内部に形成された空間Ｓ１に充填された状態で外形本体２０ｆと一体化される。

図１に示す断熱部３０は、建物において躯体部２０の一方の面側（建物として室内側）に設けられている。断熱部３０は、外形本体３０ｆと断熱本体部３５とを備える。
図２に示すように、本実施形態の外形本体３０ｆは、外形本体２０ｆより長手方向が短い中空の直方体形状であって、長辺のリンク部２３，３３及び短辺のリンク部３２，３４によって構成されている。本実施形態のリンク部３２～３４も、リンク部２３と同様に、半分の幅のモルタルを幅方向に２つに並べて当接させて構成されており、それぞれ外側部３２ａ，３３ａ，３４ａと内側部３２ｂ，３３ｂ，３４ｂで構成される。外形本体３０ｆは、外形本体２０ｆと同様に、モルタルを積層させて形成される。

断熱本体部３５は、発泡ビーズ等の発泡プラスチックの小片で構成される複数の断熱部材である。断熱本体部３５は、外形本体２０ｆの内部に形成された空間Ｓ２に充填される。

図１に示す設備部３６は、断熱部３０に対して躯体部２０の反対側に設けられており、外形本体３６ｆを備える。
図２に示すように、外形本体３６ｆは、外形本体３０ｆより長手方向が短い中空の直方体形状であって、外形本体３６ｆの長辺のリンク部３３，３８及び短辺のリンク部３７，３９によって構成されている。リンク部３７～３９は、リンク部３３と同様に、半分の幅のモルタルを幅方向に２つに並べて当接させて構成されており、それぞれ外側部３７ａ，３８ａ，３９ａと内側部３７ｂ，３８ｂ，３９ｂで構成される。更に、外形本体３６ｆは外形本体２０ｆ，３０ｆと同様に、モルタルを積層して構成され、内部に空間Ｓ３を形成する。この空間Ｓ３には、配管や電気配線等の設備が配置される。

また、本実施形態では、躯体部２０の外形本体２０ｆのリンク部２４、断熱部３０の外形本体３０ｆのリンク部３４及び設備部３６の外形本体３６ｆのリンク部３９は、一直線上に設けられている。

（積層部の構成）
次に、図２～図４を用いて、躯体壁１０の積層部１０ｂの構成について説明する。
本実施形態では、上述した外形本体２０ｆ，３０ｆ，３６ｆを構成するリンク部２１～２４，３２～３４，３７～３９は、モルタルを積層させることにより、一体化された形状の積層部１０ｂとして形成する。

積層部１０ｂは、奇数層に形成されるモルタル部Ｌ１と、偶数層に形成されるモルタル部Ｌ２とを交互に積み重ねて構成される。積層部１０ｂは、１つの層のモルタル部Ｌ１（Ｌ２）の形成が終了した後、その直上の１つの層のモルタル部Ｌ２（Ｌ１）を積み重ねることを連続して行なうことにより形成される。

具体的には、図３に示すように、奇数層のモルタル部Ｌ１は、リンク部２１，２２が１つのループで形成される。そして、モルタル部Ｌ１は、リンク部２３の外側部２３ａの形成途中でリンク部３２が形成され、リンク部３３の外側部３３ａの形成途中でリンク部３７が形成される。具体的には、モルタル部Ｌ１は、外側部２１ａ，２２ａ、内側部２２ｂ，２１ｂ，２４ｂ，２３ｂ、リンク部２３の外側部２３ａの右端部、リンク部３２の外側部３２ａ及び内側部３２ｂが、この順番で直線的に接続して形成される。また、モルタル部Ｌ１は、内側部３２ｂに接続するリンク部２３の残りの外側部２３ａ、内側部３４ｂ，３３ｂ、リンク部３３の外側部３３ａの右端部、リンク部３７の外側部３７ａ及び内側部３７ｂが、この順番で接続して形成される。そして、モルタル部Ｌ１は、内側部３７ｂに接続するリンク部３３の残りの外側部３３ａ、内側部３９ｂ，３８ｂ、外側部３８ａ，３９ａ，３４ａ，２４ａが、この順番で接続して形成される。

また、図４に示すように、偶数層のモルタル部Ｌ２は、リンク部２３，２２が１つのループで形成され、リンク部３３，３２が１つのループで形成され、リンク部３８，３７が１つのループで形成される。具体的には、モルタル部Ｌ２は、外側部２１ａ，内側部２１ｂ，２４ｂ，２３ｂ、２２ｂ、外側部２２ａ，２３ａ、内側部３４ｂ，３３ｂ，３２ｂ及び外側部３２ａ，３３ａが、この順番で直線的に接続して形成される。更に、モルタル部Ｌ２は、外側部３３ａに接続する内側部３９ｂ，３８ｂ，３７ｂ及び外側部３７ａ，３８ａ，３９ａ，３４ａ，２４ａがこの順番で接続して形成される。

（３Ｄプリンタ４０及び作成支援サーバ６０の構成）
次に、図５を用いて、上述した躯体壁１０の積層部１０ｂを形成する３Ｄプリンタ４０及び作成支援サーバ６０について説明する。

（ハードウェア構成例）
図６は、３Ｄプリンタ４０の制御装置５０及び作成支援サーバ６０等として機能する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成例である。

情報処理装置Ｈ１０は、通信装置Ｈ１１、入力装置Ｈ１２、表示装置Ｈ１３、記憶装置Ｈ１４、プロセッサＨ１５を有する。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアを有していてもよい。

通信装置Ｈ１１は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。

入力装置Ｈ１２は、利用者等からの入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置Ｈ１３は、各種情報を表示するディスプレイやタッチパネル等である。

記憶装置Ｈ１４は、制御装置５０及び作成支援サーバ６０の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶部（例えば、後述する吐出経路記憶部６２）である。記憶装置Ｈ１４の一例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等がある。

プロセッサＨ１５は、記憶装置Ｈ１４に記憶されるプログラムやデータを用いて、ユーザ端末（図示せず）、制御装置５０及び作成支援サーバ６０における各処理（例えば、後述する制御部５１，６１における処理）を制御する。プロセッサＨ１５の一例としては、例えばＣＰＵやＭＰＵ等がある。このプロセッサＨ１５は、ＲＯＭ等に記憶されるプログラムをＲＡＭに展開して、各種処理に対応する各種プロセスを実行する。例えば、プロセッサＨ１５は、制御装置５０及び作成支援サーバ６０のアプリケーションプログラムが起動された場合、後述する各処理を実行するプロセスを動作させる。

プロセッサＨ１５は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサＨ１５は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路（例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。すなわち、プロセッサＨ１５は、以下で構成し得る。

（１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ
（２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは
（３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）

プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

（３Ｄプリンタ４０の機能）
図５に示す本実施形態の３Ｄプリンタ４０は、吐出部としてのノズル４１、ロボットアーム４５及び制御装置５０を備える。

ノズル４１は、その先端部が縮径し、その先端が開口した吐出口４１ａを有している。本実施形態では、吐出口４１ａは、下方を向いている。ノズル４１の吐出口４１ａと反対側の端部には、ホース４２の端部が接続されている。ホース４２は、圧送ポンプ（図示せず）に接続されている。この圧送ポンプの圧力により、ホース４２を介してノズル４１に供給された第１モルタルは、吐出口４１ａから下方に吐出される。

ノズル４１には、取付部４４を介してロボットアーム４５が取り付けられる。ノズル４１は、このロボットアーム４５に支持され、このロボットアーム４５の動きに従って水平方向や上下方向に移動する。ロボットアーム４５は、制御装置５０の制御部５１からの指示によって移動が制御される。本実施形態の制御部５１は、移動時においてもノズル４１からのモルタルの吐出方向が常に下方になるように、ロボットアーム４５を制御する。

制御装置５０は、構造物形成処理を実行する制御部５１を備える。そのため、記憶部に格納された構造物形成プログラムを実行することにより、制御部５１は、積層管理部５１１、移動制御部５１２及び吐出量制御部５１３として機能する。

積層管理部５１１は、構造物を形成するために、積層させるモルタルの経路及び高さを管理する処理を実行する。積層管理部５１１は、積層した層数をカウントし、現在のモルタルの積層数を記憶し、構造物の最終的な積層数になった場合にノズル４１の移動を停止する。

移動制御部５１２は、経路に応じてノズル４１を移動させるロボットアーム４５の動きを制御する処理を実行する。
吐出量制御部５１３は、モルタルを圧送するポンプを制御して、ノズル４１から吐出されるモルタルの吐出量を制御する処理を実行する。

（作成支援サーバ６０の構成）
次に、形成支援システムとしての作成支援サーバ６０の構成について説明する。
作成支援サーバ６０は、ノズル４１の移動経路を決定するコンピュータ端末である。この作成支援サーバ６０は、制御部６１及び吐出経路記憶部６２を備える。作成支援サーバ６０は、３Ｄプリンタ４０の制御装置５０に接続され、作成が完了した経路データ６２０を制御装置５０に送信する。

制御部６１は、記憶部に格納された経路決定プログラムを実行することにより、取得部６１１及び経路作成部６１２として機能する。
取得部６１１は、形成する躯体壁１０の形状を取得する。
経路作成部６１２は、躯体壁１０の外形本体２０ｆ，３０ｆ，３６ｆの形状（積層部１０ｂの形状）を特定し、この積層部１０ｂを形成するための一筆書きによる経路を作成する。このため、経路作成部６１２は、積層部１０ｂの幅で積層部の形状が一筆書きで形成できるかを判断するための判定条件を記憶している。判定条件としては各頂点（ノード）に接続する辺（リンク部）が全て偶数であることを用いる。

図７に示す吐出経路記憶部６２には、躯体壁１０の積層部１０ｂを形成するノズル４１の経路データ６２０が記録される。この経路データ６２０は、経路作成部６１２により一筆書き経路を作成した場合に記録される。経路データ６２０には、構造物識別子、吐出幅、積層数に応じた経路に関するデータが含まれる。

構造物識別子データ領域には、各躯体壁１０を特定するための識別子に関するデータが記録される。
吐出幅データ領域には、この躯体壁１０を形成するためにノズル４１から吐出するモルタルの幅を特定するためのデータが記録される。
積層数に応じた経路データ領域には、この躯体壁１０を形成するために、積層数に関連付けて、各積層における３Ｄプリンタ４０のノズル４１の経路を記憶する。

（吐出経路生成処理）
次に、図８～図１２を用いて、吐出経路生成処理の詳細について説明する。
図８に示すように、まず、作成支援サーバ６０の制御部６１は、構造物の形状の取得処理を実行する（ステップＳ１１）。具体的には、制御部６１の取得部６１１は、ユーザの指示に応じて、作成する躯体壁１０の設計図から、躯体壁１０の形状及び材質等を取得する。

次に、作成支援サーバ６０の制御部６１は、積層部の特定処理を実行する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部６１の経路作成部６１２は、取得した躯体壁１０の形状及び材質等から、モルタルを積層して形成される一体化された部材（積層部１０ｂ）の形状を特定する。

次に、作成支援サーバ６０の制御部６１は、積層部がその幅の一筆書きで形成可能か否かの判定処理を実行する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部６１の経路作成部６１２は、積層部１０ｂの一体的形状を、各リンク部の接続部をノードとする模式形状を生成する。そして、各ノードに接続するリンク部の数が、全て偶数になっているか否かを判定する。
例えば、図９に示すように、リンク部２１～２４，３２～３４，３７～３９と、それぞれの端部を接続するノードＰ０１～Ｐ１０とからなる模式形状を生成する。

積層部がその幅の一筆書きで形成可能と判定した場合（ステップＳ１３において「ＹＥＳ」の場合）、経路作成部６１２は、第１経路の生成及び記録処理を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、制御部６１の経路作成部６１２は、終点が始点に戻り、かつ積層物の幅で一筆書きによって積層部をすべて繋げる経路を第１経路として生成する。そして、経路作成部６１２は、構造物識別子を含む経路データ６２０を生成し、吐出経路記憶部６２に記憶する。この場合、経路作成部６１２は、積層部の全幅の大きさ及び生成した第１経路を、経路データ６２０に記録する。
本実施形態では、図９に示すように、躯体壁１０においては、ノードＰ０４，Ｐ０６，Ｐ０９，Ｐ１０に接続されるリンク部が３本であって奇数のリンク部が接続するノードがあるため、積層部１０ｂの幅では一筆書きができないと判断する。

一方、積層部がその幅の一筆書きで形成不可能と判定した場合（ステップＳ１３において「ＮＯ」の場合）、経路作成部６１２は、分割領域への変換処理を実行する（ステップＳ１５）。具体的には、制御部６１の経路作成部６１２は、積層部１０ｂのすべての各リンク部を、幅方向に（経路に沿うように）分割した半分の幅の領域（２本のリンク部）で構成する。
例えば、図９に示す模式形状の各リンク部（２１～２４，２３～３４，３７～３９）を、図１０に示すように、２本のリンク部（２１～２４，２３～３４，３７～３９）でそれぞれ構成する。これにより、全てのノードにおいて接続するリンク部は偶数になる。

次に、作成支援サーバ６０の制御部６１は、分割領域を用いた第２経路の生成処理を実行する（ステップＳ１６）。具体的には、制御部６１の経路作成部６１２は、各リンク部をそれぞれ２本のリンク部で表示した模式形状を、表示装置Ｈ１３に表示する。そして、作成支援サーバ６０の制御部６１は、ユーザの指示に応じて、生成する経路のパターン数と、パターン毎における始点及び終点となるノードと、各パターンにおける折り返し位置となるノードとを取得する。

例えば、モルタル部Ｌ１，Ｌ２を生成する場合には、制御部６１は、パターン数として「２」と、始点及び終点となるノードＰ０１とを取得する。更に、制御部６１は、モルタル部Ｌ１の経路を生成する場合には、折り返し位置としてノードＰ０３，Ｐ０５，Ｐ０７を取得し、モルタル部Ｌ２の経路を生成する場合には、折り返し位置としてノードＰ０２，Ｐ０４，Ｐ０６を取得する。

そして、制御部６１の経路作成部６１２は、パターン数に応じて取得したノードＰ０２～Ｐ０７で折り返す一筆書きの第２経路（吐出経路）を生成する。
本実施形態では、図１１に示す一筆書きで描いた吐出経路Ｒ１０１～Ｒ１１７と、図１２に示す一筆書きで描いた吐出経路Ｒ２０１～Ｒ２１５とを生成する。

次に、作成支援サーバ６０の制御部６１は、階層に関連付けて第２経路の記録処理を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、制御部６１の経路作成部６１２は、躯体壁１０の構造物識別子を含む経路データ６２０を生成し、吐出経路記憶部６２に記憶する。

この場合、制御部６１は、取得したパターン数が２以上の場合には、異なるパターンの経路を順番に並べて積層するように、各パターンの吐出経路を各層に割り当てる。このため、２つのパターンの場合には、交互に積層される。そして、経路作成部６１２は、割り当てた積層数に関連付けて、生成した経路を経路データ６２０に記憶する。この場合、経路作成部６１２は、吐出幅として、積層部１０ｂの幅の半分の大きさを経路データ６２０に記録する。

例えば、モルタル部Ｌ１の生成した経路Ｒ１０１～Ｒ１１７を奇数層（最下層である１層目、３層目、５層目…）に関連付け、モルタル部Ｌ２の生成した経路Ｒ２０１～Ｒ２１５を偶数層（２層目、４層目、６層目…）に関連付けて記憶する。

その後、作成支援サーバ６０の制御部６１は、躯体壁１０を形成する前に、３Ｄプリンタ４０の制御装置５０に、経路データ６２０を送信する。制御装置５０の制御部５１は、取得した経路データ６２０を記憶する。

（躯体壁１０の形成方法）
次に、図３～図５、図１１及び図１２を用いて、躯体壁１０の形成方法について説明する。

まず、３Ｄプリンタ４０は、制御装置５０の制御部５１に応じて、積層形成処理を実行する。具体的には、制御部５１の積層管理部５１１は、移動制御部５１２及び吐出量制御部５１３を制御する。そして、移動制御部５１２は、ノズル４１からモルタルを吐出させながらロボットアーム４５を移動させる。この場合、制御部５１の吐出量制御部５１３は、経路データ６２０の吐出幅のモルタルとなるように、ポンプからの吐出量とノズル４１の移動速度とを調整する。そして、制御部５１の積層管理部５１１は、経路データ６２０の積層数に応じた始点及び終点が同じ一筆書きの経路に沿ってノズル４１を移動させる。

この場合、図１１に示すように、奇数層の場合には、制御装置５０の制御部５１は、モルタルを吐出するノズル４１を、経路Ｒ１０１～Ｒ１１７の順番で移動させる。これにより、図３に示すモルタル部Ｌ１が形成される。

そして、図１２に示すように、偶数層の場合には、制御装置５０の制御部５１は、モルタルを吐出するノズル４１を、経路Ｒ２０１～Ｒ２１５の順番で移動させる。これにより、図４に示すモルタル部Ｌ２が形成される。

そして、経路データ６２０の積層数に応じた経路でノズル４１を移動させてモルタルを積層させるので、モルタル部Ｌ１，Ｌ２が交互に積層させることにより、積層部１０ｂが形成される。

そして、積層部１０ｂにおける外形本体２０ｆを、型枠として用いて、空間Ｓ１に、繊維補強コンクリート材料を充填する。その後、この繊維補強コンクリート材料を硬化させることにより、内部構造体２５は、外形本体２０ｆと一体化されて、躯体部２０が形成される。更に、積層部１０ｂにおける外形本体３０ｆの空間Ｓ２に、発泡プラスチックの小片を充填する。また、設備部３６の外形本体３６ｆの空間Ｓ３に、電気配線や配管等の設備を配置する。

（作用）
本実施形態では、躯体壁１０の積層部１０ｂをリンク部（２１～２４，２３～３４，３７～３９）の長手方向に沿った２つの分割領域に変換し、この分割領域を用いた第２経路（吐出経路）を生成する。これにより、各ノードＰ０１～Ｐ１０には必ず偶数のリンク部（２１～２４，２３～３４，３７～３９）が接続するため、一筆書きが可能な図形となる。従って、終点が始点に戻る半分の幅（同じ幅）の一筆書きの第２経路で積層部を形成することができる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、作成支援サーバ６０の制御部６１は、躯体壁１０の積層部１０ｂの半分の幅（同じ幅）の分割領域に沿って第２経路を生成する。これにより、どんな外形形状であっても終点が始点となる一筆書きで描ける第２経路を形成することができるので、積層部１０ｂの各層を、ノズル４１からのモルタルの吐出を止めたり幅を変更したりすることなく連続して形成することができる。従って、良好な品質の躯体壁１０を効率的に形成することができる。

（２）本実施形態では、作成支援サーバ６０の制御部６１は、積層部がその幅の一筆書きで形成可能の場合（ステップＳ１３において「ＹＥＳ」の場合）、第１経路の生成及び記録処理を実行する（ステップＳ１４）。これにより、吐出経路（積層部１０ｂ）の幅を用いて一筆書きで形成できる場合には、第２経路に比べて全長が短い第１経路で構造物を迅速に形成することができる。

（３）本実施形態では、作成支援サーバ６０の制御部６１は、分割領域を用いた第２経路の生成処理（ステップＳ１６）において、始点と終点が同じであって、異なる一筆書きによる第２経路を複数、生成する。そして、制御部６１は、階層に関連付けて第２経路の記録処理（ステップＳ１７）において、複数の第２経路を同じ経路が上下に接しないように割り当て、割り当てた経路を積層数に関連付けて経路データ６２０に記録する。これにより、躯体壁１０における複数層に繋がる目地の発生を抑制することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、分割領域を用いた第２経路の生成処理（ステップＳ１６）において、作成支援サーバ６０の制御部６１は、取得した折り返し位置に応じた第２経路を生成した。第２経路（吐出経路）の形成は、折り返し位置を取得する場合に限られない。例えば、ユーザが描いた一筆書きの経路を吐出経路としてもよい。この場合、具体的には、制御部６１は、２本で構成した各リンク部を表示装置Ｈ１３に表示する。そして、制御部６１は、表示した２本で構成されたリンク部をユーザが一筆書きでなぞる軌跡を取得して、それを経路として記録する。

また、上記実施形態では、第２経路として、リンク部が接続するノードを折り返し位置とする吐出経路を生成した。吐出経路は、ノードを折り返し位置として形成した経路に限られず、例えば、ノード以外の部分を折り返し位置として形成した経路であってもよい。

例えば、図１３に示すモルタル部Ｌ３のように、リンク部２１，２３，３３の長手方向の途中で折り返す経路で吐出経路Ｒ３０１～Ｒ３２３を構成してもよい。具体的には、モルタル部Ｌ３は、上述したモルタル部Ｌ１，Ｌ２の始点及び終点が同じとなるように、経路Ｒ３０１～Ｒ３２３の順番の一筆書きにより、モルタルを吐出するノズル４１を移動させて形成される。

更に、折り返す位置は、積層部１０ｂの左端部から予め定めた所定位置に限られない。例えば、リンク部における任意の位置で折り返した吐出経路を形成してもよい。
具体的には、図１４に示すモルタル部Ｌ４は、上述したモルタル部Ｌ１～Ｌ３の始点と終点とを同じとなるように、経路Ｒ４０１～Ｒ４２６の順番で、モルタルを吐出するノズル４１を移動させて形成される。この場合、リンク部２３，３３，３８は、延在方向の途中において、積層部１０ｂの左側部（リンク部２４，３４，３９）からの距離が異なる折り返し位置で折り返された一筆書きによって形成される。

更に、奇数のリンク部が接続されるノードが２個あり、これら２個のノードがリンク部で接続されている場合には、これら２個のノードを結ぶリンク部のみを、２本のリンク部で構成してもよい。この場合には、この２本のリンク部を、他のリンク部と同じ幅にする。これにより、ノズル４１からの吐出量を変更することなく、一筆書きで形状を形成することができる。

・上記実施形態においては、躯体壁１０の積層部１０ｂが、一筆書きで形成できない場合（ステップＳ１３において「ＮＯ」の場合）において、積層部１０ｂを幅方向に分割して二重の吐出領域に変換し、第２経路を生成した。これに限らず、構造物においてモルタルを積層して形成する吐出領域が一筆書きで形成できる場合においても、初めから幅方向に分割した二重の第２吐出領域を特定し、この第２吐出領域に応じた第２経路を生成してもよい。この場合には、一筆書きで形成できるか否かの判定処理（ステップＳ１３）を省略することができる。

・上記実施形態では、空間Ｓ１～Ｓ３を有する略直方体形状の積層部１０ｂをモルタルで積層させた躯体壁１０を形成した。形成する構造物は、躯体壁に限られない。また、形成する構造物の形状は、空間Ｓ１～Ｓ３を有する略直方体形状が形成された形状に限定されず、曲面を有する立体形状等であってもよいし、リブが形成された形状であってもよい。更に、一体化した部材を複数当接した積層部を有する構造物の場合には、積層部の全部を一筆書きで形成する場合に限られず、一体化した部材毎を一筆書きで形成して接合して形成してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（ａ）前記制御部は、
前記生成した分割領域において折り返し位置を特定し、
前記折り返し位置の前後の分割領域が隣接した前記積層部を構成する前記分割領域の全部を一筆書きで繋げる前記吐出経路を生成することを特徴とする請求項１に記載の形成支援システム。
（ｂ）前記制御部は、
前記積層部の幅で前記積層部の全領域を一筆書きで繋げられるか否かを判定し、
前記積層部の幅で、前記積層部の全領域を一筆書きで繋げられない場合に、前記分割領域を生成することを特徴とする請求項１又は前記（ａ）に記載の形成支援システム。

Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…モルタル部、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…空間、Ｒ１０１～Ｒ１１７，Ｒ２０１～Ｒ２１５，Ｒ３０１～Ｒ３２３，Ｒ４０１～Ｒ４２６…吐出経路としての経路、Ｐ０１～Ｐ１０…ノード、１０…構造物としての躯体壁、１０ｂ…積層部、２０…躯体部、２０ｆ，３０ｆ，３６ｆ…外形本体、２１，２２，２３，２４，３２，３３，３４，３７，３８，３９…リンク部、２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３７ａ，３８ａ，３９ａ…外側部、２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３７ｂ，３８ｂ，３９ｂ…内側部、２５…内部構造体、３０…断熱部、３５…断熱本体部、３６…設備部、４０…プリンタ、４１…ノズル、４１ａ…吐出口、４２…ホース、４４…取付部、４５…ロボットアーム、５０…制御装置、５１，６１…制御部、６０…作成支援サーバ、６２…吐出経路記憶部、５１１…積層管理部、５１２…移動制御部、５１３…吐出量制御部、６１１…取得部、６１２…経路作成部、６２０…経路データ。

Claims (4)

1. モルタルを吐出するノズルが移動する吐出経路を生成する制御部を備え、前記モルタルにより一体化で構成される積層部を有する構造物の形成を支援するシステムであって、
   前記制御部は、
   前記積層部の平面形状において、前記積層部の幅方向に分割した分割領域を生成し、
   前記分割領域を一筆書きで繋げる前記吐出経路を生成することを特徴とする形成支援システム。
2. 移動するノズルから吐出されるモルタルを積層させて一体化で構成される積層部を有する構造物の形成を支援する方法であって、
   前記積層部の平面形状において、前記積層部の幅方向に分割した分割領域を生成し、
   前記分割領域を一筆書きで繋げる吐出経路を生成することを特徴とする形成支援方法。
3. モルタルを吐出するノズルが移動する吐出経路を生成する制御部を用いて、前記モルタルにより一体化で構成される積層部を有する構造物の形成を支援するプログラムであって、
   前記制御部を、
   前記積層部の平面形状において、前記積層部の幅方向に分割した分割領域を生成し、
   前記分割領域を一筆書きで繋げる前記吐出経路を生成する手段として機能させることを特徴とする形成支援プログラム。
4. 積層したモルタルにより内部に空間を形成した形状で形成される積層部を有する構造物であって、
   前記積層部は、平面形状において、前記積層部の幅方向に分割して生成した分割領域を一筆書きで繋げて形成されたモルタルを積層することにより構成されることを特徴とする構造物。

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