JP4105448B2 - 物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置 - Google Patents
物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＣＡＤ方法、ＤＴＰソフト等を利用して設計を行う設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、物品の形状、大きさをモデュロールと呼ばれる尺度を導入して設計する手法が知られている。例えば、建築家ル・コルビジェによってモデュロールの赤列、青列と呼ばれる数列が提案されている。
赤列とは、身長１８２８ｍｍの人間の臍までの高さ（１１３０ｍｍ）を１つの単位として引き出された数列である。赤列は、６，９，１５，２４，３９，６３，１０２，１６５，２６７，４３２，６９８，１１３０，１８２８の各数値で構成されている。
青列とは、身長１８２８ｍｍの人間の挙げた手までの高さ（２２６０ｍｍ）を１つの単位として引き出された数列である。青列は、１１，１８，３０，４８，７８，１２６，２０４，３３０，５３４，８６３，１３９７，２２６０の各数値で構成されている。
【０００３】
以上の赤列、青列の数列を構成する数値は、各列の１単位に黄金比φを乗除算することによって算出された値となっている。ここで、黄金比φとは、以下のように無理数で表される。
【０００４】
【数１】
【０００５】
また、青列を構成する数値は、赤列を構成する数値同士を加減算することによって算出される関係となっている。例えば、青列を構成する１３９７は、赤列を構成する１１３０に２６７を加算したものである。一方、赤列を構成する数値は、青列を構成する数値同士を加減算することによって算出することはできない。すなわち、青列を構成する数値は、赤列を構成する数値同士の１個の中間値となっている。
【０００６】
以上のような黄金比を利用した数列を利用すれば、均整、釣り合いのとれた工業製品等を形成できるとして、黄金比を利用した数列を用いて設計することが試みられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した提案の数列は基準値を乗除算することにより算出されるため、各数値同士の間隔が大きくなり、設計上必要な値を得ることができず、所望の大きさの物品を設計できない場合があった。特に数列の数値を大きくすると、数値同士の間隔も大きくなってしまっていた。
したがって、全体のプロポーションを決定する場合に数列を利用できても、細部の設計にまで数列を用いることができなかった。
【０００８】
黄金値を用いて設計することのメリットは、適当な黄金値を組み合わせても、同じ基準値から算出された黄金値であれば、互換性を有していることである。
例えば、収納庫と複数の収納物とを黄金値を利用して設計する場合、黄金値に限りなく正確に製作すれば、ぴたりと隙間なく納まるであろうし、ラフな有効数字で丸めれば、大きな隙間が発生したり、収納庫に収納物が入らない事態になる。
しかしながら、ル・コルビジェの赤列、青列にしても、ｍｍの単位で丸めた値が用いられている。そのため、提案の数列を使用すると、誤差が累積してしまい、互換性を保つことができないという問題がある。つまり、ｍｍの単位で丸めたとたんに、黄金値ではなくなったのである。数列に代わる表示方法が必要である。
【０００９】
本発明の第１の目的は、黄金値を利用しても自由度の高い設計を行うことができる物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、黄金値を利用した互換性のある物品を容易に設計できる物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置は、次の構成を採用する。
本発明の設計方法は、黄金比を利用して物品を設計する設計方法であって、１次数列設定手段が、入力装置から入力された基準値に黄金比を単数および複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値にこれら１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列を１次数列として記憶装置に設定する１次数列設定手順と、ｎ＋１数列設定手段が、前記１次黄金値を用いてｎ次黄金値同士の中間値であるｎ＋１次黄金値を算出し、これらｎ＋１次黄金値にこれらｎ＋１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列をｎ＋１次数列として記憶装置に設定するｎ＋１次数列設定手順と、設計手段が、前記記憶装置に設定された１次からｎ＋１次までの黄金値に基づいて設計する設計手順とを備え、前記ｎの値は１以上の整数で、かつ、少なくとも前記各１次黄金値同士の間の２次黄金値の個数は２個以上であり、前記設計手順は、表示装置に表示された設計図において、前記入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する手順と、前記入力装置によって前記原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手順とを含む、ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ｎ次黄金値同士の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けたので、ｎ次黄金値同士の差が大きい場合でも、ｎ次黄金値同士の間の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けることや、さらにｎ＋１次黄金値の中間値を設けることによって、中間値を任意の個数だけ作成しておき、この中から設計上必要な黄金値を容易に得ることができる。よって、黄金値を利用して自由度の高い設計を実現できる。
【００１２】
また、１次からｎ＋１次までの各次数の黄金値を設けたので、物品の設計で採用する黄金値について、例えば、黄金値の次数によって優先順位を設定できるから、設計作業をさらに容易に行うことができる。
【００１３】
なお、黄金値を識別するための符号は、名称、数字、アルファベット、記号等およびこれらの組み合わせで構成される。
【００１４】
上述したように、黄金値は、基準値に無理数である黄金比φを剰除算して算出されるため、切りのよい値にならない場合が多く、数字を用いて表現することが困難であった。そのため、互換性のある物品を設計するには不十分であった。
【００１５】
この発明によれば、各次黄金値には、その黄金値を識別するための符号を付したので、原則として無理数で表される各次黄金値を容易に特定できるから、黄金値の近似値ではなく黄金値自体を用いて正確に設計作業を行うことができる。
特に、ｎ次黄金値を規則的に算出して規則的に符号を付すことにより、符号から容易に黄金値を特定することができ、さらに容易に設計作業を行うことができる。
【００１６】
また、各黄金値に符号を付すことにより、各黄金値を正確に特定できるから、黄金値を異なる黄金値の組み合わせによって表現でき、つまり、黄金値同士に互換性を確保でき、互換性のある物品を容易に設計できる。
【００１７】
また、設計手順は、表示装置に表示された設計図において、入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する手順と、入力装置によって原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手順とを含んでいるから、オペレータがマウスポインタをドラッグさせるだけで、黄金四角形が順次表示される。従って、任意の黄金四角形をイメージしやすくなり、設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１８】
また、例えば、設計手順は、設計図上に選択された点を原点として設定する原点設定手順と、前記１次からｎ＋１次までの黄金値のうちの１つが選択されると、前記原点から前記選択された黄金値だけ離れた点を設定する第１の点設定手順とを備えていてもよい。
この構成によれば、オペレータが点と黄金値を選択するだけで、選択された点が原点に設定され、選択された黄金値だけ原点から離れた点が設計図上に設定されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
また、例えば、設計手順は、設計図上に選択された点を原点として設定する原点設定手順と、数値が入力されると、前記１次からｎ＋１次までの黄金値のうち前記入力された数値に最も近似した黄金値を選択して、この選択された黄金値だけ前記原点から離れた点を設定する第２の点設定手順とを備えていてもよい。
この構成によれば、オペレータが点を選択して数値を入力するだけで、選択された点が原点に設定され、入力した数値に近似した黄金値が選択されて、選択された黄金値だけ原点から離れた点が設計図上に設定されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００２０】
また、例えば、設計手順は、入力された数値を前記黄金値の有効数字桁数として設定する有効数字桁数設定手順と、設計図上の２点が選択されると、この選択された２点間の寸法を算出し、この算出した寸法が前記１次からｎ＋１次までの黄金値のいずれかと前記有効数字桁数まで一致する場合には、この一致した黄金値を表示する黄金値表示手順を備えていてもよい。
この構成によれば、オペレータが数値を入力して２点を選択するだけで、入力した数値が黄金値の有効数字桁数として設定され、任意の２点間の寸法が黄金値で表示されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００２２】
本発明のプログラムは、前述の設計方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムである。
このプログラムによれば、コンピュータに本発明のプログラムをインストールすることにより、上述した設計方法をコンピュータで実行させることができるため、本発明の設計方法の利用促進を図ることができる。
本発明の設計装置は、黄金比を利用して物品を設計する設計装置であって、設計している図を表示する表示装置と、入力装置と、記憶装置と、演算装置とを備え、前記演算装置は、前記入力装置から入力された基準値に黄金比を単数および複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値にこれら１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列を１次数列として前記記憶装置に設定する１次数列設定手段と、前記１次黄金値を用いてｎ次黄金値同士の中間値であるｎ＋１次黄金値を算出し、これらｎ＋１次黄金値にこれらｎ＋１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列をｎ＋１次数列として前記記憶装置に設定するｎ＋１次数列設定手段と、前記記憶装置に設定された１次からｎ＋１次までの黄金値に基づいて設計する設計手段とを含み、前記ｎの値は１以上の整数で、かつ、少なくとも前記各１次黄金値同士の間の２次黄金値の個数は２個以上であり、前記設計手段は、前記表示装置に表示された設計図において、前記入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する原点設定手段と、前記入力装置によって前記原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手段とを含む、ことを特徴とする
これによっても、前述の設計方法と同様な効果が期待できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態に係る設計方法を実行する設計システム１０のブロック図が示されている。
設計システム１０には、本方法の核となるコンピュータ本体１１と、設計している平面図等を表示するＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置１２と、コンピュータ本体１１等の操作を行うためのキーボードやテンキー、マウス等の入力装置１３と、設計した平面図等を製図するＸ−Ｙプロッタ装置１４とが設けられている。
【００２４】
コンピュータ本体１１は、各種の処理を行う演算装置であるＣＰＵ３０と、ハードディスク、メモリ等の記憶装置２０とを含んで構成されたものである。
【００２５】
ＣＰＵ３０は、各種のソフトウェアがインストールされ、これらのソフトウェアを並列処理するマルチタスク機能を有するものである。
ＣＰＵ３０には、ソフトウェアにより、基準値から黄金比を用いて算出される黄金値で数列を設定する数列設定手段３１と、この数列設定手段３１で設定された数列を利用して設計する設計手順を実行する設計手段３２と、記憶装置２０に記憶されたデータの入出力を管理する情報管理手段３３が設けられている。
記憶装置２０は、数列設定手段３１で設定された数列を記憶するものである。
【００２６】
図２には、数列設定手段３１および設計手段３２のブロック図が示されている。
数列設定手段３１には、基準値設定手段４１と、１次数列設定手段４２と、２次数列設定手段４３と、３次数列設定手段４４とが設けられている。
基準値設定手段４１は、オペレータが入力装置１３で任意の数値を入力すると、この入力された数値を基準値ＢＬとして設定するものである。
【００２７】
１次数列設定手段４２は、基準値ＢＬに黄金比φを単数または複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値に符号ＸＧＳ（Ｘは整数）を付して大きい順に並べた数列を１次数列として設定するものである。ここで、黄金比φは以下のように表される。
【００２８】
【数２】
【００２９】
具体的には、基準値ＢＬに符号０ＧＳを付し、基準値ＢＬに黄金比φを１回乗じた１次黄金値に符号１ＧＳを付し、基準値ＢＬに黄金比φを２回乗じた１次黄金値に符号２ＧＳを付す。同様に、順次１次黄金値を算出して、３ＧＳ、４ＧＳ・・・のように符号を付していく。また、基準値ＢＬに黄金比φを１回除した１次黄金値に符号−１ＧＳを付し、基準値ＢＬに黄金比φを２回除した１次黄金値に符号−２ＧＳを付す。同様に、順次１次黄金値を算出して、−３ＧＳ、−４ＧＳ・・・のように符号を付していく。
以上の１次黄金値ＸＧＳを大きい順、つまり、・・・３ＧＳ、２ＧＳ、１ＧＳ、０ＧＳ、−１ＧＳ、−２ＧＳ、−３ＧＳ、・・・のように並べて１次数列とする。
すなわち、１次黄金値ＸＧＳは、以下のように算出される。
【００３０】
３ＧＳ＝ＢＬ＊φ＊φ＊φ
２ＧＳ＝ＢＬ＊φ＊φ
１ＧＳ＝ＢＬ＊φ
０ＧＳ＝ＢＬ
−１ＧＳ＝ＢＬ／φ
−２ＧＳ＝ＢＬ／φ／φ
−３ＧＳ＝ＢＬ／φ／φ／φ
【００３１】
２次数列設定手段４３は、１次黄金値ＸＧＳ同士を単数回または複数回加減算することによって、隣り合う１次黄金値ＸＧＳ、Ｘ−１ＧＳ同士の中間値として２次黄金値を算出し、これら２次黄金値に符号ＹＰ（Ｙは０から９までの整数）を付して、大きい順に並べた数列を２次数列として設定するものである。
なお、以降、１次黄金値ＸＧＳおよびＸ−１ＧＳの中間値として設定された２次黄金値ＹＰを、ＸＧＳ，ＹＰと呼ぶ。
具体的には、ここでは、１次黄金値ＸＧＳおよびＸ−１ＧＳの中間値として、２次黄金値ＹＰを９つ設定する。例えば、０ＧＳと１ＧＳとの間の中間値としての２次黄金値１Ｐ〜９Ｐは以下のように算出される。
【００３２】
１Ｐ＝０ＧＳ＋（−７ＧＳ）
２Ｐ＝０ＧＳ＋（−６ＧＳ）
３Ｐ＝０ＧＳ＋（−５ＧＳ）
４Ｐ＝０ＧＳ＋（−４ＧＳ）
５Ｐ＝０ＧＳ＋（−３ＧＳ）＝１ＧＳ＋（−２ＧＳ）
６Ｐ＝０ＧＳ＋（−２ＧＳ）＝１ＧＳ＋（−３ＧＳ）
７Ｐ＝ １ＧＳ＋（−４ＧＳ）
８Ｐ＝ １ＧＳ＋（−５ＧＳ）
９Ｐ＝ １ＧＳ＋（−６ＧＳ）
【００３３】
基準値ＢＬ＝２０００とし、上述した算出方法と同様の方法で２次黄金値ＹＰを求めると、１次黄金値ＸＧＳと２次黄金値ＹＰとの関係は、以下の表のように表される。
【００３４】
【表１】
【００３５】
以上の表では、１次黄金値１ＧＳ〜−８ＧＳからなる１次数列と、これら１次黄金値１ＧＳ〜−８ＧＳの中間値としての２次黄金値１Ｐ〜９Ｐからなる２次数列との関係が示されている。
【００３６】
３次数列設定手段４４は、１次黄金値ＸＧＳ同士を単数回または複数回加減算することによって、隣り合う２次黄金値ＹＰ、Ｙ−１Ｐ同士の中間値として３次黄金値を算出し、これら３次黄金値に符号ＺＰ（Ｚは小数点以下１位の数）を付して、大きい順に並べた数列を３次数列として設定するものである。
なお、以降、２次黄金値ＸＧＳ，ＹＰおよびＸＧＳ，Ｙ−１Ｐの中間値として設定された３次黄金値ＺＰを、ＸＧＳ，Ｙ．ＺＰと呼ぶ。
具体的には、ここでは、２次黄金値ＹＰおよびＹ−１Ｐの中間値として、３次黄金値ＺＰを９つ設定する。例えば、５Ｐと６Ｐとの間の３次黄金値５．１Ｐ〜５．９Ｐは以下のように算出される。
【００３７】
５．１Ｐ＝５Ｐ＋（−１０ＧＳ）
５．２Ｐ＝５Ｐ＋（−９ＧＳ）
５．３Ｐ＝５Ｐ＋（−８ＧＳ）
５．４Ｐ＝５Ｐ＋（−７ＧＳ）
５．５Ｐ＝５Ｐ＋（−６ＧＳ）＝６Ｐ＋（−５ＧＳ）
５．６Ｐ＝５Ｐ＋（−５ＧＳ）＝６Ｐ＋（−６ＧＳ）
５．７Ｐ＝ ６Ｐ＋（−７ＧＳ）
５．８Ｐ＝ ６Ｐ＋（−８ＧＳ）
５．９Ｐ＝ ６Ｐ＋（−９ＧＳ）
【００３８】
また、１次黄金値ＸＧＳ、２次黄金値ＹＰおよび３次黄金値ＺＰの関係は、以下の表のように表される。
【００３９】
【表２】
【００４０】
以上の表では、１次黄金値１ＧＳ〜−１０ＧＳの２次黄金値５Ｐ，６Ｐと、これら５Ｐ，６Ｐの中間値としての３次黄金値５．１Ｐ〜５．９Ｐとの関係が示されている。
【００４１】
図３には、以上の各次黄金値を利用して形成された例としての４つの四角形８０〜８３が示されている。各四角形８０〜８３は、同じ大きさを有し、その高さ寸法は０ＧＳとされている。
四角形８０は、高さ寸法０ＧＳ（２０００．００）を有する１つの四角形で構成されている。
四角形８１は、高さ寸法−２ＧＳ（７６３．９３…）を有する２つの四角形と、高さ寸法−３ＧＳ（４７２．１４…）を有する１つの四角形で構成されている。
四角形８２は、高さ寸法−３ＧＳ（４７２．１４…）を有する２つの四角形と、高さ寸法−４ＧＳ（２９１．８０…）を有する３つの四角形と、高さ寸法−５ＧＳ（１８０．３４…）を有する１つの四角形とで構成されている。
四角形８３は、高さ寸法−２ＧＳ，４Ｐ（８７５．３９…）を有する１つの四角形と、高さ寸法−３ＧＳ，６Ｐ（６５２．４８…）を有する１つの四角形と、高さ寸法−５ＧＳ（１８０．３４…）を有する２つの四角形と、高さ寸法−６ＧＳ（１１１．４６…）を有する１つの四角形とで構成されている。
【００４２】
以上より、１次黄金値０ＧＳを様々な１次黄金値ＸＧＳ、２次黄金値ＹＰの組み合わせによって表現でき、各次黄金値同士に互換性があることが分かる。
【００４３】
図２に戻って、設計手段３２には、原点設定手段５１と、第１の点設定手段５２と、第２の点設定手段５３と、有効数字桁数設定手段５４と、黄金値表示手段５５とが設けられている。
原点設定手段５１は、表示装置１２に表示された設計図において、オペレータが点を選択すると、この選択した点を原点として設定するものである。
第１の点設定手段５２は、オペレータが１次黄金値ＸＧＳおよび２次黄金値ＹＰのうちの１つを選択すると、この選択された黄金値だけ原点から離れた点を設定するものである。
第２の点設定手段５３は、オペレータが数値を入力すると、１次黄金値ＸＧＳおよび２次黄金値ＹＰのうち、入力された数値に最も近似した黄金値を選択して、この選択された黄金値だけ原点から離れた点を設定するものである。
【００４４】
有効数字桁数設定手段５４は、オペレータが数値を入力すると、ここでは、入力された数値を１次黄金値ＸＧＳ、２次黄金値ＹＰおよび３次黄金値ＺＰの有効数字桁数として設定するものである。
黄金値表示手段５５は、設計図において、オペレータが２点を選択すると、この選択された２点間の寸法を算出し、この算出した寸法が、１次黄金値ＸＧＳから３次黄金値ＺＰまでのいずれかと有効数字桁数設定手段５４で設定された有効数字桁数まで一致する場合には、この一致した黄金値の符号を実際の寸法とともに表示するものである。
また、寸法線において、実際の寸法を表示せず、黄金値の符号のみを表示してもよい。
【００４５】
次に、設計作業における本実施形態の動作について説明する。
ここでは、設計図上に四角形を設計する場合について考える。
表示装置１２の画面上には、黄金数列設定処理および設計処理等の各処理が選択できるメニューが表示されている。
オペレータが黄金数列設定処理を選択すると、基準値設定手段４１が起動する。ここで、基準値として例えば２０００を入力すると、基準値設定手段４１によって、基準値ＢＬ＝２０００として設定され、１〜３次数列設定手段４２〜４４によって、１次黄金値ＸＧＳからなる１次数列、２次黄金値ＹＰからなる２次数列および３次黄金値ＺＰからなる３次数列が設定される。
これら１〜３次数列は、記憶装置２０に記憶されるとともに、その一部または全部が黄金数列として表示される。
【００４６】
［四角形の生成］
次に、オペレータが設計処理を選択すると、設計手段３２が起動し、画面が切り替わって、設計図が表示されるとともに、四角形の生成、図形の回転、反転、拡大、縮小、寸法線生成等の各ツールを含むツールパレットが表示される。
このうち、四角形生成ツールを選択し、図４に示すように、設計図上の１点をマウス操作によりマウスポインタＫ１で選択する。すると、原点設定手段５１によって、この選択した点が原点Ｔ０として設定されるとともに、図５に示すような四角形生成メニュー６２が表示される。
【００４７】
四角形生成メニュー６２は、上から順に、黄金数列表示欄６３，６４と、符号表示欄６５，６６と、黄金値表示欄６７，６８とが設けられている。
黄金数列表示欄６３，６４は、原点からＸ方向（設計図上の上下方向）の寸法についてのＸ方向黄金数列表示欄６３と、原点からＹ方向（設計図上の左右方向）の寸法についてのＹ方向黄金数列表示欄６４とで構成されている。
各黄金数列表示欄６３，６４は、記憶装置２０から読み出され、３つの連続した１次黄金値ＸＧＳと、これら１次黄金値ＸＧＳに対応した２次黄金値ＹＰとで構成され、これら１次黄金値ＸＧＳまたは２次黄金値ＹＰは白丸で表示されている。また、オペレータが「△」および「▽」を選択することによって、現在表示されている１次黄金値ＸＧＳの前後の１次黄金値ＸＧＳおよびこの前後の１次黄金値ＸＧＳに対応した２次黄金値ＹＰを表示するようになっている。
【００４８】
符号表示欄６５，６６は、Ｘ方向黄金数列表示欄６３と互いに連動してＸ方向黄金数列表示欄６３で選択された黄金値の符号を表示するＸ方向符号表示欄６５と、Ｙ方向黄金数列表示欄６４と互いに連動してＹ方向黄金数列表示欄６４で選択された黄金値の符号を表示するＹ方向符号表示欄６６とで構成されている。
黄金値の符号は、１次黄金値ＸＧＳと２次黄金値ＹＰとの組み合わせとして、ＸＧＳ，ＹＰのように表示される
符号表示欄６５，６６についても、オペレータが「△」および「▽」を選択することによって、現在表示されている符号の前後の符号を表示するようになっている。
【００４９】
黄金値表示欄６７，６８は、Ｘ方向黄金数列表示欄６３と互いに連動して黄金値を表示するＸ方向黄金値表示欄６７と、Ｙ方向黄金数列表示欄６４と互いに連動して黄金値を表示するＹ方向黄金値表示欄６８とで構成されている。
【００５０】
各黄金数列表示欄６３，６４において、それぞれについていずれか１つの黄金値が選択されると、この選択された黄金値は黒丸で表示され、この選択された黄金値の符号が符号表示欄６５，６６に表示されるとともに、選択された黄金値が黄金値表示欄６７，６８に表示される。
また、符号表示欄６５，６６において、オペレータがそれぞれについていずれか１つの黄金値を符号で選択すると、この選択された黄金値が黄金数列表示欄６３，６４に黒丸で表示されるとともに黄金値表示欄６７，６８に表示される。
【００５１】
黄金値を選択した状態で「ＯＫ」を選択すると、図４に戻って、第１の点設定手段５２によって、原点Ｔ０から黄金値表示欄６７に表示された黄金値だけＸ方向に離れた点Ｔ１と、原点Ｔ０から黄金値表示欄６８に表示された黄金値だけＹ方向に離れた点Ｔ２とを設定し、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る四角形、つまり４辺が黄金値に等しい黄金四角形７０を生成する。
【００５２】
また、黄金値を入力する別の方法としては、以下のような方法がある。
四角形生成メニュー６２において、黄金値表示欄６７，６８に任意の数値を入力し、第２の点設定手段５３によって、１次黄金値および２次黄金値のうち、入力された数値に最も近似した黄金値が選択されて、黄金値表示欄６７，６８の数値が変化し、この選択された黄金値だけ原点Ｔ０から離れた点Ｔ１，Ｔ２を表示する。この状態で「ＯＫ」を選択すると、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る四角形、つまり４辺が黄金値に等しい黄金四角形７０を生成する。
【００５３】
［寸法線の生成］
また、既に図形を生成した状態で、図６に示すように、オペレータがマウスポインタＫ１で設計図上の２点Ｔ３，Ｔ４を選択すると、黄金値表示手段５５によって、この選択された２点間の寸法を算出し、この算出した寸法と、事前に入力された有効数字桁数まで各次黄金値が一致する場合には、この寸法を表す各次黄金値の符号を寸法線６９として表示する。
【００５４】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
(１)１次黄金値ＸＧＳ同士の中間値として２次黄金値ＹＰを設け、２次黄金値ＹＰ同士の中間値として３次黄金値ＺＰを設けたので、１次黄金値ＸＧＳ同士の差が大きい場合でも、１次黄金値ＸＧＳの中間値を任意の個数だけ作成しておき、この中から設計上必要な黄金値を容易に得ることができる。よって、黄金値を利用して自由度の高い設計を実現できる。
【００５５】
（２）１次から３次までの各次数の黄金値ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを設けたので、物品の設計で採用する黄金値について、例えば、黄金値の次数によって優先順位を設定できるから、設計作業をさらに容易に行うことができる。
【００５６】
（３）１から３次までの黄金値に符号ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを付したので、各次黄金値を正確に特定できるから、黄金値を異なる黄金値の組み合わせによって表現でき、つまり、黄金値同士に互換性を確保でき、互換性のある物品を容易に設計できる。
【００５７】
（４）１から３次までの黄金値に符号ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを付したので、原則として無理数で表される各次黄金値を符号で容易に特定できるから、黄金値の近似値ではなく黄金値自体を用いて正確に設計作業を行うことができる。
１から３次までの黄金値を規則的に算出して規則的に符号ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを付すことにより、符号から容易に黄金値を特定することができ、さらに容易に設計作業を行うことができる。
【００５８】
（５）原点設定手段５１と第１の点設定手段５２とを設けたので、オペレータが点と黄金値を選択するだけで、選択された点が原点Ｔ０に設定され、選択された黄金値だけ原点Ｔ０からＸ方向に離れた点Ｔ１と、原点Ｔ０からＹ方向に離れた点Ｔ２とが設計図上に設定されて、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る黄金四角形７０が生成されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５９】
（６）原点設定手段５１と第２の点設定手段５３とを設けたので、オペレータが点を選択して数値を入力するだけで、選択された点が原点Ｔ０に設定され、入力した数値に近似した黄金値が選択されて、選択された黄金値だけ原点Ｔ０からＸ方向に離れた点Ｔ１と、原点Ｔ０からＹ方向に離れた点Ｔ２とが設計図上に設定されて、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る黄金四角形７０が生成されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６０】
（７）有効数字桁数設定手段５４と黄金値表示手段５５とを設けたので、オペレータが数値を入力して２点Ｔ３，Ｔ４を選択するだけで、黄金値の有効数字桁数が設定され、任意の２点間の寸法が黄金値で表示されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、１から３次までの数列を設定したが、これに限らず、さらに４次数列、５次数列を設定してもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、原点Ｔ０を設定した後、黄金値を選択することによって、黄金四角形７０を生成したが、これに限らず、以下のようにしてもよい。
図７に示すように、原点Ｔ０を設定した後、原点Ｔ０からマウスポインタＫ１をドラッグさせると、原点Ｔ０とマウスポインタＫ１を対角線上の２点とする四角形７１が破線で表示される。同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で生成された四角形７１に最も近い形状の黄金四角形７２が実線で表示される。この状態で、オペレータがドラッグを中止すると、表示されている黄金四角形７２が確定して、黄金四角形７２が生成されることになる。
このようにしても、前記実施形態で述べた効果に加え、以下のような効果がある。
（８）オペレータがマウスポインタＫ１をドラッグさせるだけで、黄金四角形が順次表示されるから、任意の黄金四角形をイメージしやすくなり、設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置によれば、次のような効果が得られる。
ｎ次黄金値同士の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けたので、ｎ次黄金値同士の差が大きい場合でも、ｎ次黄金値同士の間の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けることや、さらにｎ＋１次黄金値の中間値を設けることによって、中間値を任意の個数だけ作成しておき、この中から設計上必要な黄金値を容易に得ることができる。よって、黄金値を利用して自由度の高い設計を実現できる。
また、各黄金値に符号を付すことにより、各黄金値を正確に特定できるから、黄金値を異なる黄金値の組み合わせによって表現でき、つまり、黄金値同士に互換性を確保でき、互換性のある物品を容易に設計できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る設計方法を実行する設計システムを示すブロック図である。
【図２】前記実施形態に係る設計システムの詳細なブロック図である。
【図３】前記実施形態に係る設計方法の互換性を説明するための図である。
【図４】前記実施形態に係る四角形生成画面を示す図である。
【図５】前記実施形態に係る四角形生成のための黄金値選択画面を示す図である。
【図６】前記実施形態に係る寸法線生成画面を示す図である。
【図７】本発明の変形例に係る四角形生成画面を示す図である。
【符号の説明】
１０ 設計方法を実行する設計システム
３２ 設計手順を実行する設計手段
４２ １次数列設定手順を実行する１次数列設定手段
４３ ２次数列設定手順を実行する２次数列設定手段
４４ ３次数列設定手順を実行する３次数列設定手段
ＢＬ 基準値
ＸＧＳ １次黄金値に付した符号
ＹＰ ２次黄金値に付した符号
ＺＰ ３次黄金値に付した符号
φ 黄金比
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＣＡＤ方法、ＤＴＰソフト等を利用して設計を行う設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、物品の形状、大きさをモデュロールと呼ばれる尺度を導入して設計する手法が知られている。例えば、建築家ル・コルビジェによってモデュロールの赤列、青列と呼ばれる数列が提案されている。
赤列とは、身長１８２８ｍｍの人間の臍までの高さ（１１３０ｍｍ）を１つの単位として引き出された数列である。赤列は、６，９，１５，２４，３９，６３，１０２，１６５，２６７，４３２，６９８，１１３０，１８２８の各数値で構成されている。
青列とは、身長１８２８ｍｍの人間の挙げた手までの高さ（２２６０ｍｍ）を１つの単位として引き出された数列である。青列は、１１，１８，３０，４８，７８，１２６，２０４，３３０，５３４，８６３，１３９７，２２６０の各数値で構成されている。
【０００３】
以上の赤列、青列の数列を構成する数値は、各列の１単位に黄金比φを乗除算することによって算出された値となっている。ここで、黄金比φとは、以下のように無理数で表される。
【０００４】
【数１】
また、青列を構成する数値は、赤列を構成する数値同士を加減算することによって算出される関係となっている。例えば、青列を構成する１３９７は、赤列を構成する１１３０に２６７を加算したものである。一方、赤列を構成する数値は、青列を構成する数値同士を加減算することによって算出することはできない。すなわち、青列を構成する数値は、赤列を構成する数値同士の１個の中間値となっている。
【０００６】
以上のような黄金比を利用した数列を利用すれば、均整、釣り合いのとれた工業製品等を形成できるとして、黄金比を利用した数列を用いて設計することが試みられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した提案の数列は基準値を乗除算することにより算出されるため、各数値同士の間隔が大きくなり、設計上必要な値を得ることができず、所望の大きさの物品を設計できない場合があった。特に数列の数値を大きくすると、数値同士の間隔も大きくなってしまっていた。
したがって、全体のプロポーションを決定する場合に数列を利用できても、細部の設計にまで数列を用いることができなかった。
【０００８】
黄金値を用いて設計することのメリットは、適当な黄金値を組み合わせても、同じ基準値から算出された黄金値であれば、互換性を有していることである。
例えば、収納庫と複数の収納物とを黄金値を利用して設計する場合、黄金値に限りなく正確に製作すれば、ぴたりと隙間なく納まるであろうし、ラフな有効数字で丸めれば、大きな隙間が発生したり、収納庫に収納物が入らない事態になる。
しかしながら、ル・コルビジェの赤列、青列にしても、ｍｍの単位で丸めた値が用いられている。そのため、提案の数列を使用すると、誤差が累積してしまい、互換性を保つことができないという問題がある。つまり、ｍｍの単位で丸めたとたんに、黄金値ではなくなったのである。数列に代わる表示方法が必要である。
【０００９】
本発明の第１の目的は、黄金値を利用しても自由度の高い設計を行うことができる物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、黄金値を利用した互換性のある物品を容易に設計できる物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置は、次の構成を採用する。
本発明の設計方法は、黄金比を利用して物品を設計する設計方法であって、１次数列設定手段が、入力装置から入力された基準値に黄金比を単数および複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値にこれら１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列を１次数列として記憶装置に設定する１次数列設定手順と、ｎ＋１数列設定手段が、前記１次黄金値を用いてｎ次黄金値同士の中間値であるｎ＋１次黄金値を算出し、これらｎ＋１次黄金値にこれらｎ＋１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列をｎ＋１次数列として記憶装置に設定するｎ＋１次数列設定手順と、設計手段が、前記記憶装置に設定された１次からｎ＋１次までの黄金値に基づいて設計する設計手順とを備え、前記ｎの値は１以上の整数で、かつ、少なくとも前記各１次黄金値同士の間の２次黄金値の個数は２個以上であり、前記設計手順は、表示装置に表示された設計図において、前記入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する手順と、前記入力装置によって前記原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手順とを含む、ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ｎ次黄金値同士の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けたので、ｎ次黄金値同士の差が大きい場合でも、ｎ次黄金値同士の間の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けることや、さらにｎ＋１次黄金値の中間値を設けることによって、中間値を任意の個数だけ作成しておき、この中から設計上必要な黄金値を容易に得ることができる。よって、黄金値を利用して自由度の高い設計を実現できる。
【００１２】
また、１次からｎ＋１次までの各次数の黄金値を設けたので、物品の設計で採用する黄金値について、例えば、黄金値の次数によって優先順位を設定できるから、設計作業をさらに容易に行うことができる。
【００１３】
なお、黄金値を識別するための符号は、名称、数字、アルファベット、記号等およびこれらの組み合わせで構成される。
【００１４】
上述したように、黄金値は、基準値に無理数である黄金比φを剰除算して算出されるため、切りのよい値にならない場合が多く、数字を用いて表現することが困難であった。そのため、互換性のある物品を設計するには不十分であった。
【００１５】
この発明によれば、各次黄金値には、その黄金値を識別するための符号を付したので、原則として無理数で表される各次黄金値を容易に特定できるから、黄金値の近似値ではなく黄金値自体を用いて正確に設計作業を行うことができる。
特に、ｎ次黄金値を規則的に算出して規則的に符号を付すことにより、符号から容易に黄金値を特定することができ、さらに容易に設計作業を行うことができる。
【００１６】
また、各黄金値に符号を付すことにより、各黄金値を正確に特定できるから、黄金値を異なる黄金値の組み合わせによって表現でき、つまり、黄金値同士に互換性を確保でき、互換性のある物品を容易に設計できる。
【００１７】
また、設計手順は、表示装置に表示された設計図において、入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する手順と、入力装置によって原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手順とを含んでいるから、オペレータがマウスポインタをドラッグさせるだけで、黄金四角形が順次表示される。従って、任意の黄金四角形をイメージしやすくなり、設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１８】
また、例えば、設計手順は、設計図上に選択された点を原点として設定する原点設定手順と、前記１次からｎ＋１次までの黄金値のうちの１つが選択されると、前記原点から前記選択された黄金値だけ離れた点を設定する第１の点設定手順とを備えていてもよい。
この構成によれば、オペレータが点と黄金値を選択するだけで、選択された点が原点に設定され、選択された黄金値だけ原点から離れた点が設計図上に設定されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
また、例えば、設計手順は、設計図上に選択された点を原点として設定する原点設定手順と、数値が入力されると、前記１次からｎ＋１次までの黄金値のうち前記入力された数値に最も近似した黄金値を選択して、この選択された黄金値だけ前記原点から離れた点を設定する第２の点設定手順とを備えていてもよい。
この構成によれば、オペレータが点を選択して数値を入力するだけで、選択された点が原点に設定され、入力した数値に近似した黄金値が選択されて、選択された黄金値だけ原点から離れた点が設計図上に設定されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００２０】
また、例えば、設計手順は、入力された数値を前記黄金値の有効数字桁数として設定する有効数字桁数設定手順と、設計図上の２点が選択されると、この選択された２点間の寸法を算出し、この算出した寸法が前記１次からｎ＋１次までの黄金値のいずれかと前記有効数字桁数まで一致する場合には、この一致した黄金値を表示する黄金値表示手順を備えていてもよい。
この構成によれば、オペレータが数値を入力して２点を選択するだけで、入力した数値が黄金値の有効数字桁数として設定され、任意の２点間の寸法が黄金値で表示されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００２２】
本発明のプログラムは、前述の設計方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムである。
このプログラムによれば、コンピュータに本発明のプログラムをインストールすることにより、上述した設計方法をコンピュータで実行させることができるため、本発明の設計方法の利用促進を図ることができる。
本発明の設計装置は、黄金比を利用して物品を設計する設計装置であって、設計している図を表示する表示装置と、入力装置と、記憶装置と、演算装置とを備え、前記演算装置は、前記入力装置から入力された基準値に黄金比を単数および複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値にこれら１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列を１次数列として前記記憶装置に設定する１次数列設定手段と、前記１次黄金値を用いてｎ次黄金値同士の中間値であるｎ＋１次黄金値を算出し、これらｎ＋１次黄金値にこれらｎ＋１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列をｎ＋１次数列として前記記憶装置に設定するｎ＋１次数列設定手段と、前記記憶装置に設定された１次からｎ＋１次までの黄金値に基づいて設計する設計手段とを含み、前記ｎの値は１以上の整数で、かつ、少なくとも前記各１次黄金値同士の間の２次黄金値の個数は２個以上であり、前記設計手段は、前記表示装置に表示された設計図において、前記入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する原点設定手段と、前記入力装置によって前記原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手段とを含む、ことを特徴とする
これによっても、前述の設計方法と同様な効果が期待できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態に係る設計方法を実行する設計システム１０のブロック図が示されている。
設計システム１０には、本方法の核となるコンピュータ本体１１と、設計している平面図等を表示するＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置１２と、コンピュータ本体１１等の操作を行うためのキーボードやテンキー、マウス等の入力装置１３と、設計した平面図等を製図するＸ−Ｙプロッタ装置１４とが設けられている。
【００２４】
コンピュータ本体１１は、各種の処理を行う演算装置であるＣＰＵ３０と、ハードディスク、メモリ等の記憶装置２０とを含んで構成されたものである。
【００２５】
ＣＰＵ３０は、各種のソフトウェアがインストールされ、これらのソフトウェアを並列処理するマルチタスク機能を有するものである。
ＣＰＵ３０には、ソフトウェアにより、基準値から黄金比を用いて算出される黄金値で数列を設定する数列設定手段３１と、この数列設定手段３１で設定された数列を利用して設計する設計手順を実行する設計手段３２と、記憶装置２０に記憶されたデータの入出力を管理する情報管理手段３３が設けられている。
記憶装置２０は、数列設定手段３１で設定された数列を記憶するものである。
【００２６】
図２には、数列設定手段３１および設計手段３２のブロック図が示されている。
数列設定手段３１には、基準値設定手段４１と、１次数列設定手段４２と、２次数列設定手段４３と、３次数列設定手段４４とが設けられている。
基準値設定手段４１は、オペレータが入力装置１３で任意の数値を入力すると、この入力された数値を基準値ＢＬとして設定するものである。
【００２７】
１次数列設定手段４２は、基準値ＢＬに黄金比φを単数または複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値に符号ＸＧＳ（Ｘは整数）を付して大きい順に並べた数列を１次数列として設定するものである。ここで、黄金比φは以下のように表される。
【００２８】
【数２】
具体的には、基準値ＢＬに符号０ＧＳを付し、基準値ＢＬに黄金比φを１回乗じた１次黄金値に符号１ＧＳを付し、基準値ＢＬに黄金比φを２回乗じた１次黄金値に符号２ＧＳを付す。同様に、順次１次黄金値を算出して、３ＧＳ、４ＧＳ・・・のように符号を付していく。また、基準値ＢＬに黄金比φを１回除した１次黄金値に符号−１ＧＳを付し、基準値ＢＬに黄金比φを２回除した１次黄金値に符号−２ＧＳを付す。同様に、順次１次黄金値を算出して、−３ＧＳ、−４ＧＳ・・・のように符号を付していく。
以上の１次黄金値ＸＧＳを大きい順、つまり、・・・３ＧＳ、２ＧＳ、１ＧＳ、０ＧＳ、−１ＧＳ、−２ＧＳ、−３ＧＳ、・・・のように並べて１次数列とする。
すなわち、１次黄金値ＸＧＳは、以下のように算出される。
【００３０】
３ＧＳ＝ＢＬ＊φ＊φ＊φ
２ＧＳ＝ＢＬ＊φ＊φ
１ＧＳ＝ＢＬ＊φ
０ＧＳ＝ＢＬ
−１ＧＳ＝ＢＬ／φ
−２ＧＳ＝ＢＬ／φ／φ
−３ＧＳ＝ＢＬ／φ／φ／φ
【００３１】
２次数列設定手段４３は、１次黄金値ＸＧＳ同士を単数回または複数回加減算することによって、隣り合う１次黄金値ＸＧＳ、Ｘ−１ＧＳ同士の中間値として２次黄金値を算出し、これら２次黄金値に符号ＹＰ（Ｙは０から９までの整数）を付して、大きい順に並べた数列を２次数列として設定するものである。
なお、以降、１次黄金値ＸＧＳおよびＸ−１ＧＳの中間値として設定された２次黄金値ＹＰを、ＸＧＳ，ＹＰと呼ぶ。
具体的には、ここでは、１次黄金値ＸＧＳおよびＸ−１ＧＳの中間値として、２次黄金値ＹＰを９つ設定する。例えば、０ＧＳと１ＧＳとの間の中間値としての２次黄金値１Ｐ〜９Ｐは以下のように算出される。
【００３２】
１Ｐ＝０ＧＳ＋（−７ＧＳ）
２Ｐ＝０ＧＳ＋（−６ＧＳ）
３Ｐ＝０ＧＳ＋（−５ＧＳ）
４Ｐ＝０ＧＳ＋（−４ＧＳ）
５Ｐ＝０ＧＳ＋（−３ＧＳ）＝１ＧＳ＋（−２ＧＳ）
６Ｐ＝０ＧＳ＋（−２ＧＳ）＝１ＧＳ＋（−３ＧＳ）
７Ｐ＝ １ＧＳ＋（−４ＧＳ）
８Ｐ＝ １ＧＳ＋（−５ＧＳ）
９Ｐ＝ １ＧＳ＋（−６ＧＳ）
【００３３】
基準値ＢＬ＝２０００とし、上述した算出方法と同様の方法で２次黄金値ＹＰを求めると、１次黄金値ＸＧＳと２次黄金値ＹＰとの関係は、以下の表のように表される。
【００３４】
【表１】
以上の表では、１次黄金値１ＧＳ〜−８ＧＳからなる１次数列と、これら１次黄金値１ＧＳ〜−８ＧＳの中間値としての２次黄金値１Ｐ〜９Ｐからなる２次数列との関係が示されている。
【００３６】
３次数列設定手段４４は、１次黄金値ＸＧＳ同士を単数回または複数回加減算することによって、隣り合う２次黄金値ＹＰ、Ｙ−１Ｐ同士の中間値として３次黄金値を算出し、これら３次黄金値に符号ＺＰ（Ｚは小数点以下１位の数）を付して、大きい順に並べた数列を３次数列として設定するものである。
なお、以降、２次黄金値ＸＧＳ，ＹＰおよびＸＧＳ，Ｙ−１Ｐの中間値として設定された３次黄金値ＺＰを、ＸＧＳ，Ｙ．ＺＰと呼ぶ。
具体的には、ここでは、２次黄金値ＹＰおよびＹ−１Ｐの中間値として、３次黄金値ＺＰを９つ設定する。例えば、５Ｐと６Ｐとの間の３次黄金値５．１Ｐ〜５．９Ｐは以下のように算出される。
【００３７】
５．１Ｐ＝５Ｐ＋（−１０ＧＳ）
５．２Ｐ＝５Ｐ＋（−９ＧＳ）
５．３Ｐ＝５Ｐ＋（−８ＧＳ）
５．４Ｐ＝５Ｐ＋（−７ＧＳ）
５．５Ｐ＝５Ｐ＋（−６ＧＳ）＝６Ｐ＋（−５ＧＳ）
５．６Ｐ＝５Ｐ＋（−５ＧＳ）＝６Ｐ＋（−６ＧＳ）
５．７Ｐ＝ ６Ｐ＋（−７ＧＳ）
５．８Ｐ＝ ６Ｐ＋（−８ＧＳ）
５．９Ｐ＝ ６Ｐ＋（−９ＧＳ）
【００３８】
また、１次黄金値ＸＧＳ、２次黄金値ＹＰおよび３次黄金値ＺＰの関係は、以下の表のように表される。
【００３９】
【表２】
以上の表では、１次黄金値１ＧＳ〜−１０ＧＳの２次黄金値５Ｐ，６Ｐと、これら５Ｐ，６Ｐの中間値としての３次黄金値５．１Ｐ〜５．９Ｐとの関係が示されている。
【００４１】
図３には、以上の各次黄金値を利用して形成された例としての４つの四角形８０〜８３が示されている。各四角形８０〜８３は、同じ大きさを有し、その高さ寸法は０ＧＳとされている。
四角形８０は、高さ寸法０ＧＳ（２０００．００）を有する１つの四角形で構成されている。
四角形８１は、高さ寸法−２ＧＳ（７６３．９３…）を有する２つの四角形と、高さ寸法−３ＧＳ（４７２．１４…）を有する１つの四角形で構成されている。
四角形８２は、高さ寸法−３ＧＳ（４７２．１４…）を有する２つの四角形と、高さ寸法−４ＧＳ（２９１．８０…）を有する３つの四角形と、高さ寸法−５ＧＳ（１８０．３４…）を有する１つの四角形とで構成されている。
四角形８３は、高さ寸法−２ＧＳ，４Ｐ（８７５．３９…）を有する１つの四角形と、高さ寸法−３ＧＳ，６Ｐ（６５２．４８…）を有する１つの四角形と、高さ寸法−５ＧＳ（１８０．３４…）を有する２つの四角形と、高さ寸法−６ＧＳ（１１１．４６…）を有する１つの四角形とで構成されている。
【００４２】
以上より、１次黄金値０ＧＳを様々な１次黄金値ＸＧＳ、２次黄金値ＹＰの組み合わせによって表現でき、各次黄金値同士に互換性があることが分かる。
【００４３】
図２に戻って、設計手段３２には、原点設定手段５１と、第１の点設定手段５２と、第２の点設定手段５３と、有効数字桁数設定手段５４と、黄金値表示手段５５とが設けられている。
原点設定手段５１は、表示装置１２に表示された設計図において、オペレータが点を選択すると、この選択した点を原点として設定するものである。
第１の点設定手段５２は、オペレータが１次黄金値ＸＧＳおよび２次黄金値ＹＰのうちの１つを選択すると、この選択された黄金値だけ原点から離れた点を設定するものである。
第２の点設定手段５３は、オペレータが数値を入力すると、１次黄金値ＸＧＳおよび２次黄金値ＹＰのうち、入力された数値に最も近似した黄金値を選択して、この選択された黄金値だけ原点から離れた点を設定するものである。
【００４４】
有効数字桁数設定手段５４は、オペレータが数値を入力すると、ここでは、入力された数値を１次黄金値ＸＧＳ、２次黄金値ＹＰおよび３次黄金値ＺＰの有効数字桁数として設定するものである。
黄金値表示手段５５は、設計図において、オペレータが２点を選択すると、この選択された２点間の寸法を算出し、この算出した寸法が、１次黄金値ＸＧＳから３次黄金値ＺＰまでのいずれかと有効数字桁数設定手段５４で設定された有効数字桁数まで一致する場合には、この一致した黄金値の符号を実際の寸法とともに表示するものである。
また、寸法線において、実際の寸法を表示せず、黄金値の符号のみを表示してもよい。
【００４５】
次に、設計作業における本実施形態の動作について説明する。
ここでは、設計図上に四角形を設計する場合について考える。
表示装置１２の画面上には、黄金数列設定処理および設計処理等の各処理が選択できるメニューが表示されている。
オペレータが黄金数列設定処理を選択すると、基準値設定手段４１が起動する。ここで、基準値として例えば２０００を入力すると、基準値設定手段４１によって、基準値ＢＬ＝２０００として設定され、１〜３次数列設定手段４２〜４４によって、１次黄金値ＸＧＳからなる１次数列、２次黄金値ＹＰからなる２次数列および３次黄金値ＺＰからなる３次数列が設定される。
これら１〜３次数列は、記憶装置２０に記憶されるとともに、その一部または全部が黄金数列として表示される。
【００４６】
［四角形の生成］
次に、オペレータが設計処理を選択すると、設計手段３２が起動し、画面が切り替わって、設計図が表示されるとともに、四角形の生成、図形の回転、反転、拡大、縮小、寸法線生成等の各ツールを含むツールパレットが表示される。
このうち、四角形生成ツールを選択し、図４に示すように、設計図上の１点をマウス操作によりマウスポインタＫ１で選択する。すると、原点設定手段５１によって、この選択した点が原点Ｔ０として設定されるとともに、図５に示すような四角形生成メニュー６２が表示される。
【００４７】
四角形生成メニュー６２は、上から順に、黄金数列表示欄６３，６４と、符号表示欄６５，６６と、黄金値表示欄６７，６８とが設けられている。
黄金数列表示欄６３，６４は、原点からＸ方向（設計図上の上下方向）の寸法についてのＸ方向黄金数列表示欄６３と、原点からＹ方向（設計図上の左右方向）の寸法についてのＹ方向黄金数列表示欄６４とで構成されている。
各黄金数列表示欄６３，６４は、記憶装置２０から読み出され、３つの連続した１次黄金値ＸＧＳと、これら１次黄金値ＸＧＳに対応した２次黄金値ＹＰとで構成され、これら１次黄金値ＸＧＳまたは２次黄金値ＹＰは白丸で表示されている。また、オペレータが「△」および「▽」を選択することによって、現在表示されている１次黄金値ＸＧＳの前後の１次黄金値ＸＧＳおよびこの前後の１次黄金値ＸＧＳに対応した２次黄金値ＹＰを表示するようになっている。
【００４８】
符号表示欄６５，６６は、Ｘ方向黄金数列表示欄６３と互いに連動してＸ方向黄金数列表示欄６３で選択された黄金値の符号を表示するＸ方向符号表示欄６５と、Ｙ方向黄金数列表示欄６４と互いに連動してＹ方向黄金数列表示欄６４で選択された黄金値の符号を表示するＹ方向符号表示欄６６とで構成されている。
黄金値の符号は、１次黄金値ＸＧＳと２次黄金値ＹＰとの組み合わせとして、ＸＧＳ，ＹＰのように表示される
符号表示欄６５，６６についても、オペレータが「△」および「▽」を選択することによって、現在表示されている符号の前後の符号を表示するようになっている。
【００４９】
黄金値表示欄６７，６８は、Ｘ方向黄金数列表示欄６３と互いに連動して黄金値を表示するＸ方向黄金値表示欄６７と、Ｙ方向黄金数列表示欄６４と互いに連動して黄金値を表示するＹ方向黄金値表示欄６８とで構成されている。
【００５０】
各黄金数列表示欄６３，６４において、それぞれについていずれか１つの黄金値が選択されると、この選択された黄金値は黒丸で表示され、この選択された黄金値の符号が符号表示欄６５，６６に表示されるとともに、選択された黄金値が黄金値表示欄６７，６８に表示される。
また、符号表示欄６５，６６において、オペレータがそれぞれについていずれか１つの黄金値を符号で選択すると、この選択された黄金値が黄金数列表示欄６３，６４に黒丸で表示されるとともに黄金値表示欄６７，６８に表示される。
【００５１】
黄金値を選択した状態で「ＯＫ」を選択すると、図４に戻って、第１の点設定手段５２によって、原点Ｔ０から黄金値表示欄６７に表示された黄金値だけＸ方向に離れた点Ｔ１と、原点Ｔ０から黄金値表示欄６８に表示された黄金値だけＹ方向に離れた点Ｔ２とを設定し、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る四角形、つまり４辺が黄金値に等しい黄金四角形７０を生成する。
【００５２】
また、黄金値を入力する別の方法としては、以下のような方法がある。
四角形生成メニュー６２において、黄金値表示欄６７，６８に任意の数値を入力し、第２の点設定手段５３によって、１次黄金値および２次黄金値のうち、入力された数値に最も近似した黄金値が選択されて、黄金値表示欄６７，６８の数値が変化し、この選択された黄金値だけ原点Ｔ０から離れた点Ｔ１，Ｔ２を表示する。この状態で「ＯＫ」を選択すると、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る四角形、つまり４辺が黄金値に等しい黄金四角形７０を生成する。
【００５３】
［寸法線の生成］
また、既に図形を生成した状態で、図６に示すように、オペレータがマウスポインタＫ１で設計図上の２点Ｔ３，Ｔ４を選択すると、黄金値表示手段５５によって、この選択された２点間の寸法を算出し、この算出した寸法と、事前に入力された有効数字桁数まで各次黄金値が一致する場合には、この寸法を表す各次黄金値の符号を寸法線６９として表示する。
【００５４】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
(１)１次黄金値ＸＧＳ同士の中間値として２次黄金値ＹＰを設け、２次黄金値ＹＰ同士の中間値として３次黄金値ＺＰを設けたので、１次黄金値ＸＧＳ同士の差が大きい場合でも、１次黄金値ＸＧＳの中間値を任意の個数だけ作成しておき、この中から設計上必要な黄金値を容易に得ることができる。よって、黄金値を利用して自由度の高い設計を実現できる。
【００５５】
（２）１次から３次までの各次数の黄金値ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを設けたので、物品の設計で採用する黄金値について、例えば、黄金値の次数によって優先順位を設定できるから、設計作業をさらに容易に行うことができる。
【００５６】
（３）１から３次までの黄金値に符号ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを付したので、各次黄金値を正確に特定できるから、黄金値を異なる黄金値の組み合わせによって表現でき、つまり、黄金値同士に互換性を確保でき、互換性のある物品を容易に設計できる。
【００５７】
（４）１から３次までの黄金値に符号ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを付したので、原則として無理数で表される各次黄金値を符号で容易に特定できるから、黄金値の近似値ではなく黄金値自体を用いて正確に設計作業を行うことができる。
１から３次までの黄金値を規則的に算出して規則的に符号ＸＧＳ，ＹＰ，ＺＰを付すことにより、符号から容易に黄金値を特定することができ、さらに容易に設計作業を行うことができる。
【００５８】
（５）原点設定手段５１と第１の点設定手段５２とを設けたので、オペレータが点と黄金値を選択するだけで、選択された点が原点Ｔ０に設定され、選択された黄金値だけ原点Ｔ０からＸ方向に離れた点Ｔ１と、原点Ｔ０からＹ方向に離れた点Ｔ２とが設計図上に設定されて、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る黄金四角形７０が生成されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５９】
（６）原点設定手段５１と第２の点設定手段５３とを設けたので、オペレータが点を選択して数値を入力するだけで、選択された点が原点Ｔ０に設定され、入力した数値に近似した黄金値が選択されて、選択された黄金値だけ原点Ｔ０からＸ方向に離れた点Ｔ１と、原点Ｔ０からＹ方向に離れた点Ｔ２とが設計図上に設定されて、これらの点Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を通る黄金四角形７０が生成されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６０】
（７）有効数字桁数設定手段５４と黄金値表示手段５５とを設けたので、オペレータが数値を入力して２点Ｔ３，Ｔ４を選択するだけで、黄金値の有効数字桁数が設定され、任意の２点間の寸法が黄金値で表示されるから、黄金値を用いて設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、１から３次までの数列を設定したが、これに限らず、さらに４次数列、５次数列を設定してもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、原点Ｔ０を設定した後、黄金値を選択することによって、黄金四角形７０を生成したが、これに限らず、以下のようにしてもよい。
図７に示すように、原点Ｔ０を設定した後、原点Ｔ０からマウスポインタＫ１をドラッグさせると、原点Ｔ０とマウスポインタＫ１を対角線上の２点とする四角形７１が破線で表示される。同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で生成された四角形７１に最も近い形状の黄金四角形７２が実線で表示される。この状態で、オペレータがドラッグを中止すると、表示されている黄金四角形７２が確定して、黄金四角形７２が生成されることになる。
このようにしても、前記実施形態で述べた効果に加え、以下のような効果がある。
（８）オペレータがマウスポインタＫ１をドラッグさせるだけで、黄金四角形が順次表示されるから、任意の黄金四角形をイメージしやすくなり、設計作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の物品の設計方法、この方法を実行させるためのプログラムおよび設計装置によれば、次のような効果が得られる。
ｎ次黄金値同士の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けたので、ｎ次黄金値同士の差が大きい場合でも、ｎ次黄金値同士の間の中間値としてｎ＋１次黄金値を設けることや、さらにｎ＋１次黄金値の中間値を設けることによって、中間値を任意の個数だけ作成しておき、この中から設計上必要な黄金値を容易に得ることができる。よって、黄金値を利用して自由度の高い設計を実現できる。
また、各黄金値に符号を付すことにより、各黄金値を正確に特定できるから、黄金値を異なる黄金値の組み合わせによって表現でき、つまり、黄金値同士に互換性を確保でき、互換性のある物品を容易に設計できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る設計方法を実行する設計システムを示すブロック図である。
【図２】前記実施形態に係る設計システムの詳細なブロック図である。
【図３】前記実施形態に係る設計方法の互換性を説明するための図である。
【図４】前記実施形態に係る四角形生成画面を示す図である。
【図５】前記実施形態に係る四角形生成のための黄金値選択画面を示す図である。
【図６】前記実施形態に係る寸法線生成画面を示す図である。
【図７】本発明の変形例に係る四角形生成画面を示す図である。
【符号の説明】
１０ 設計方法を実行する設計システム
３２ 設計手順を実行する設計手段
４２ １次数列設定手順を実行する１次数列設定手段
４３ ２次数列設定手順を実行する２次数列設定手段
４４ ３次数列設定手順を実行する３次数列設定手段
ＢＬ 基準値
ＸＧＳ １次黄金値に付した符号
ＹＰ ２次黄金値に付した符号
ＺＰ ３次黄金値に付した符号
φ 黄金比
Claims (3)
- 黄金比を利用して物品を設計する設計方法であって、
１次数列設定手段が、入力装置から入力された基準値に黄金比を単数および複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値にこれら１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列を１次数列として記憶装置に設定する１次数列設定手順と、
ｎ＋１次数列設定手段が、前記１次黄金値を用いてｎ次黄金値同士の中間値であるｎ＋１次黄金値を算出し、これらｎ＋１次黄金値にこれらｎ＋１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列をｎ＋１次数列として記憶装置に設定するｎ＋１次数列設定手順と、
設計手段が、前記記憶装置に設定された１次からｎ＋１次までの黄金値に基づいて設計する設計手順とを備え、
前記ｎの値は１以上の整数で、かつ、少なくとも前記各１次黄金値同士の間の２次黄金値の個数は２個以上であり、
前記設計手順は、表示装置に表示された設計図において、前記入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する手順と、前記入力装置によって前記原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手順とを含む、
ことを特徴とする設計方法。 - 請求項１に記載の設計方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
- 黄金比を利用して物品を設計する設計装置であって、
設計している図を表示する表示装置と、入力装置と、記憶装置と、演算装置とを備え、
前記演算装置は、前記入力装置から入力された基準値に黄金比を単数および複数回乗除算することによって１次黄金値を算出し、これら１次黄金値にこれら１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列を１次数列として前記記憶装置に設定する１次数列設定手段と、前記１次黄金値を用いてｎ次黄金値同士の中間値であるｎ＋１次黄金値を算出し、これらｎ＋１次黄金値にこれらｎ＋１次黄金値を識別するための符号を付して大きい順に並べた数列をｎ＋１次数列として前記記憶装置に設定するｎ＋１次数列設定手段と、前記記憶装置に設定された１次からｎ＋１次までの黄金値に基づいて設計する設計手段とを含み、前記ｎの値は１以上の整数で、かつ、少なくとも前記各１次黄金値同士の間の２次黄金値の個数は２個以上であり、
前記設計手段は、前記表示装置に表示された設計図において、前記入力装置によって点が選択されると、この選択された点を原点として設定する原点設定手段と、前記入力装置によって前記原点からマウスポインタがドラッグされると、原点とマウスポインタを対角線上の２点とする四角形を破線で表示すると同時に、黄金値に等しい４辺を有する黄金四角形のうち、破線で表示された四角形に最も近い形状の黄金四角形を実線で表示する黄金四角形生成手段とを含む、
ことを特徴とする設計装置。
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