JP5315514B2 - Awnings and methods for making them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、日よけ、放熱器、およびこれらの製造方法に関する。より詳しくは、温度上昇防止に役立つ日よけ、放熱器、およびこれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a sunshade, a heat radiator, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a sunshade, a heat radiator, and a method for manufacturing them, which are useful for preventing temperature rise.
近年、都市化の進行に伴い、都市部の気温が郊外部と比較して高くなる、いわゆるヒートアイランド現象が深刻化している。ヒートアイランド現象により、夏期には都市部の居住性が低下し、また冷房が多用されて大量の電力が消費される。 In recent years, with the progress of urbanization, the so-called heat island phenomenon, in which the temperature in urban areas becomes higher than in suburban areas, has become serious. Due to the heat island phenomenon, the urban habitability is reduced in summer and a large amount of power is consumed due to frequent use of cooling.
ヒートアイランド現象を防止ないし抑制する従来の技術として、都市部の緑化や建物の屋上緑化が知られている。例えば、特許文献１は屋上緑化施工用パネルを開示する。この屋上緑化施工用パネルによれば、蒸散量が多く、一般にポットで植生される、いわゆるグランドカバーポット植物を屋上緑化に利用することが可能となる。
Greenery in urban areas and rooftop greening of buildings are known as conventional techniques for preventing or suppressing the heat island phenomenon. For example,
また、建物などの被遮蔽物を日射から保護するために、従来からルーバーやブラインドなどの日よけが用いられてきた。例えば、特許文献２は日光を遮蔽するためのブラインドを折りたたみ可能に構成した日よけを開示する。かかる日よけでは、折りたたまれたブラインドは庇として機能する。
前記特許文献１の屋上緑化施工用パネルにおいて、屋上緑化では植物を維持するために水を大量に必要とする上、土壌や植物体の重量が大きく、建物に対して余計な荷重を与えてしまうという問題を有していた。
In the rooftop greening construction panel of
また、前記特許文献２の折りたたみ可能なブラインドは、日射が強い場合にブラインド自体の温度が上昇して赤外線が放射され、被遮蔽物が加熱されてしまうため、被遮蔽物の温度上昇を十分に防ぐことができなかった。 The foldable blind of Patent Document 2 sufficiently increases the temperature of the object to be shielded because the temperature of the blind itself rises and infrared rays are emitted when the solar radiation is strong, and the object to be shielded is heated. Could not prevent.
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、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ている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sunshade or a heat radiator capable of efficiently suppressing a temperature rise.
本発明者らは、植物による冷却効果が主として蒸散に由来するという従来の仮説に疑問を持つ一方で、１）大きな平面よりも小さな平面の方が、同じ放射熱を受けても温まりにくいこと、２）樹木の葉の分布がフラクタル構造（あるいは葉が複数の三次元的なクラスターをなすような分布）を有すること、などの知見に着目した。その結果、多数の小さな葉が一定の空間中にフラクタル構造（あるいは複数の三次元的なクラスター）をなすように分布するという植物の構造が、太陽光を遮りつつ、太陽光に由来する熱を効率よく大気へと放出するのに適しているのではないかとの着想に到った。 While the present inventors have doubts about the conventional hypothesis that the cooling effect by the plant is mainly derived from transpiration, 1) the smaller plane is less likely to be warmed by the same radiant heat than the larger plane, 2) We focused on findings such as the fact that the distribution of leaves of trees has a fractal structure (or distribution in which leaves form a plurality of three-dimensional clusters). As a result, the plant structure in which many small leaves are distributed so as to form a fractal structure (or a plurality of three-dimensional clusters) in a certain space blocks the sunlight, and the heat derived from the sunlight. It came to the idea that it might be suitable for efficient release into the atmosphere.
以上のような着想の下に、実験が行われた。具体的には、シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状の日よけ（フラクタル日よけ）が作成され、他の構造を有する同面積の日よけと比較された。その結果、フラクタル日よけは他の日よけと比較して、温度上昇の抑制効果が高い（日よけ自体の温度が上昇しにくい）ことが判明した。 The experiment was conducted based on the above ideas. Specifically, a sunshade (fractal sunshade) with a shape in which all of the four faces constituting the unit tetrahedron of the Sherpinski tetrahedron that face two different directions are formed on the light-shielding surface is created. And compared to the same area sunshade with other structures. As a result, it was found that the fractal sunshade has a higher effect of suppressing the temperature rise than the other sunshades (the temperature of the sunshade itself is less likely to rise).
空気は熱容量が小さく熱伝導性が低いという特性を有する。熱容量が小さいことで、太陽光を受けて生じた熱を大量の空気へと逃がすことが必要になるが、熱伝導性が低いため、熱を大きな空間に伝えることが困難である。フラクタル日よけが低温となった原因の一つは、フラクタル日よけでは日よけ片が３次元空間に分布していることにあると考えられた。かかる構成により、各日よけ片で生じた熱を大容量の空気へと迅速に伝達できる。 Air has a characteristic that its heat capacity is small and its thermal conductivity is low. Since the heat capacity is small, it is necessary to release the heat generated by receiving sunlight into a large amount of air. However, since the heat conductivity is low, it is difficult to transfer the heat to a large space. One of the reasons why fractal sunshades became cold was thought to be due to the fact that sunshades were distributed in a three-dimensional space. With this configuration, the heat generated by each sunshade can be quickly transferred to a large volume of air.
また、フラクタル日よけにおける分布のパターンも重要な役割を果たしていると考えられた。一般に、空気中の熱の輸送においては、物体のごく近傍の境界層を除いて、乱流(渦）が重要な役割を果たす。風洞実験の結果、フラクタル日よけは他の日よけと比較して、空気の乱流（渦）を通過させやすいことが判明した。かかる性質は、フラクタル日よけが有する隙間の大きさが多様（不均一）であって、様々な大きさの乱流（渦）を通過させることが可能であることに由来すると考えられた。かかる性質はフラクタル構造に特有のものではなく、日よけが複数の三次元的なクラスターをなす場合でも同様の効果が得られると推察された。 In addition, the distribution pattern of fractal sunshade was considered to play an important role. In general, turbulence (vortices) plays an important role in the transport of heat in air, except for the boundary layer in the immediate vicinity of an object. As a result of wind tunnel experiments, it was found that fractal shades are easier to pass air turbulence (vortices) than other shades. This property was thought to be derived from the fact that the size of the gaps of the fractal sunshade varies (non-uniform) and allows turbulent flow (vortices) of various sizes to pass through. This property is not peculiar to the fractal structure, and it is assumed that the same effect can be obtained even when the sunshade forms a plurality of three-dimensional clusters.
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の日よけは、遮光性を有する４以上の日よけ部を備え、前記日よけ部が複数の三次元的なクラスターをなす。 That is, in order to solve the above problem, the sunshade of the present invention includes four or more sunshades having light shielding properties, and the sunshade forms a plurality of three-dimensional clusters.
かかる構成では、各日よけ部が三次元的に分布するように配設されているために、日よけ部が日射等を受けて生じた熱を大容量の空気に容易に逃がすことができる。また、日よけ部がクラスターをなす一方で、該クラスターが複数存在するために、クラスター内部の隙間とクラスター同士の間で隙間の大きさが異なり、サイズの異なる乱流（渦）が通過しやすくなる。かかる構成により風通しがよくなり、日よけ部の周辺から遠方へと効率よく熱を逃がすことができる。よって、日よけ全体の温度上昇を抑制することができる。 In such a configuration, since the sunshades are arranged so as to be distributed three-dimensionally, the heat generated by the sunshade due to solar radiation or the like can be easily released to a large volume of air. it can. In addition, while the sunshade forms a cluster, since there are a plurality of clusters, the size of the gap differs between the clusters and the clusters, and turbulent flow (vortices) of different sizes pass. It becomes easy. With this configuration, ventilation is improved and heat can be efficiently released from the periphery of the sunshade to a distance. Therefore, the temperature rise of the whole sunshade can be suppressed.
例えば、複数の日よけ部が隙間を生じるように集まってクラスター（塊）をなし、そのクラスターがより大きな隙間を生じるように集まってより大きなクラスターを構成するというように、多数の日よけ部が階層構造をもって分布する。例えば、日よけ部を集めて作られた第１のクラスターを立体的に配列して第２のクラスターとし、この第２のクラスターを日よけとしてもよい。第２のクラスターをさらに集めて高次のクラスターを形成して日よけとしてもよい。なお、日よけ部の分布を考える場合には、日よけ部の中心（幾何学的重心）をそれぞれの日よけ部の位置とする。 For example, a large number of shades are formed such that multiple sunshades gather together to form a gap (cluster), and the clusters gather together to create a larger gap to form a larger cluster. Parts are distributed with a hierarchical structure . For example, by arranging a first cluster made it attracted awning parts in elevation body manner as the second cluster may be shade the second cluster day. The second cluster may be further gathered to form a higher-order cluster and be used as a sunshade. When considering the distribution of the sunshade, the center of the sunshade (geometric center of gravity) is set as the position of each sunshade.
同じ階層に属するクラスターにおいて、クラスターの内部の隙間（第１の隙間）と、クラスター同士の間の隙間（第２の隙間）とを考えると、第１の隙間と第２の隙間とは大きさが異なる。また、第１の隙間と第２の隙間とは互いに連通している。小さな隙間と大きな隙間がつながって存在するため、小さな隙間でそれぞれの日よけ部から空気に伝達された熱が、大きな隙間を通る乱流によって効率的に外部へと運搬される。複数のクラスターを有する構造の典型例がフラクタル構造である。 In the clusters belonging to the same hierarchy, the first gap and the second gap are large when considering the gap (first gap) inside the cluster and the gap (second gap) between the clusters. Is different. Further, the first gap and the second gap communicate with each other. Since the small gap and the large gap exist, the heat transferred to the air from each sunshade through the small gap is efficiently transported to the outside by the turbulent flow through the large gap. A typical example of a structure having a plurality of clusters is a fractal structure.
なお、ブラインドやスラット、ルーバーなど従来の日よけでは、等間隔で日よけ部が並ぶために、隙間のサイズは均一である。このため、日よけ全体に対して通過可能な最大の乱流（渦）のサイズが小さく、熱の運搬効率が低かった。 In the conventional sunshade such as blinds, slats, and louvers, the sunshades are arranged at equal intervals, so the size of the gap is uniform. For this reason, the size of the maximum turbulent flow (vortex) that can pass through the entire sunshade was small, and the heat carrying efficiency was low.
上記日よけにおいて、第１の方向の無限遠から見ると前記日よけ部が隙間なく配設されていてもよい。かかる構成では、第１の方向からの光に対しては完全な遮光性を有すると共に、日よけ部の間の隙間を通って乱流が日よけを通過できる。よって、遮光性と風通しのよさを同時に実現することができる。 In the sunshade, the sunshade may be arranged without a gap when viewed from infinity in the first direction. In such a configuration, the light from the first direction has a complete light shielding property, and turbulent flow can pass through the sunshade through the gap between the sunshade portions. Therefore, it is possible to simultaneously achieve light shielding and good ventilation.
上記日よけにおいて、前記日よけ部が全て同一の形状および大きさを有してもよい。かかる構成では、日よけ部の形状および大きさが揃っているために、設計および製造が容易となる。 In the said shade, all the said shade parts may have the same shape and magnitude | size. In such a configuration, since the shape and size of the sunshade are uniform, design and manufacture are facilitated.
上記日よけにおいて、前記日よけ部が互いに接していてもよい。かかる構成では、日よけ部同士が接しているために、強度が向上する。 In the sunshade, the sunshades may be in contact with each other. In such a configuration, since the sunshades are in contact with each other, the strength is improved.
上記日よけにおいて、前記第１の方向から見ると前記日よけ部が重なり合いなく配列するように構成されていてもよい。かかる構成では、重なり合いをなくすことで日よけ部の密度が最小限となり、風通しがさらによくなる。 In the sunshade, the sunshades may be arranged without overlapping when viewed from the first direction. In such a configuration, the density of the sunshade part is minimized by eliminating the overlap, and the ventilation is further improved.
上記日よけにおいて、前記日よけ部は、該日よけ部がフラクタル構造をなすように分布する態様で、前記複数の三次元的なクラスターをなしていてもよい。かかる構成では、フラクタルを利用することで、日よけの形状を容易に設計できる。また、フラクタル構造を利用すると、フラクタルの階層を上げることで個々の日よけ部を小さくできる一方で、隙間の最大サイズは変わらない。よって、より大きなサイズの空隙を日よけに持たせることができ、風通しがさらによくなる。 In the sunshade, the sunshade part may form the plurality of three-dimensional clusters in such a manner that the sunshade part is distributed so as to form a fractal structure. In such a configuration, the shape of the sunshade can be easily designed by using the fractal. In addition, when the fractal structure is used, individual sunshades can be reduced by raising the fractal hierarchy, while the maximum size of the gap does not change. Therefore, it is possible to provide the sunshade with a larger sized gap, and the ventilation is further improved.
「フラクタル構造」とは、複数のクラスターを有する構造であって、クラスターが階層構造をなし、各階層に属するクラスターの形状が互いに相似するものをいう。 The “fractal structure” refers to a structure having a plurality of clusters, in which the clusters form a hierarchical structure, and the shapes of the clusters belonging to each hierarchy are similar to each other.
上記日よけにおいて、前記フラクタル構造のハウスドルフ次元が２以上でありかつ位相次元が１であってもよい。かかる構成では、ハウスドルフ次元が２以上であることで日よけとして機能すると同時に、位相次元が１であることで風通しがよくなる。 In the above-mentioned sunshade, the Hausdorff dimension of the fractal structure may be 2 or more and the phase dimension may be 1. In this configuration, the Hausdorff dimension is 2 or more, which functions as an awning, and at the same time, the phase dimension is 1 improves ventilation.
上記日よけにおいて、ｉを２以上の任意の整数、ｋを２以上の任意の整数とし、ｉ２個の前記日よけ部により大きさが前記日よけ部のｉ倍である１番目のクラスターが構成され、１≦ｊ≦ｋ−１を満たす整数ｊのそれぞれについて、ｉ２個のｊ番目のクラスターにより大きさがｊ番目のクラスターのｉ倍であるｊ＋１番目のクラスターが構成されていてもよい。かかる構成では、日よけの形状を容易に設計できる。 In the above-mentioned sunshade, i is an arbitrary integer greater than or equal to 2, k is an arbitrary integer greater than or equal to 2, and i is the first that is i times larger than the sunshade due to the two sunshades the configuration of the cluster, 1 for each of ≦ j ≦ k-1 integer j that satisfies the two dimensions by the j-th cluster i is not configured the j + 1-th cluster is i times j th cluster May be. With such a configuration, the shape of the sunshade can be easily designed.
上記日よけにおいて、第１の方向に垂直な平面への射影の面積が０とならない、ハウスドルフ次元が２以上でありかつ位相次元が１の自己相似立体図形を不動点として生成する、相似縮小写像族Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・、Ｆｋ（ｋは２以上の任意の整数）により写像Ｇ（Ｘ）＝Ｆ１（Ｘ）∪Ｆ２（Ｘ）∪Ｆ３（Ｘ）∪・・・∪Ｆｋ（Ｘ）を定義し、ある立体図形（以下、基本立体図形）から始めて、Ｇをある有限回繰り返し適用して得られる立体を有限階近似立体フラクタル図形とするとき、前記有限階近似立体フラクタル図形を構成する単位基本立体図形の形状および位置に対応して前記日よけ部が配設されていてもよい。かかる構成では、任意の基本立体図形の形状を日よけ部の形状として日よけを設計できる。 In the above-mentioned sunshade, a self-similar solid figure in which the area of projection onto a plane perpendicular to the first direction is not 0, the Hausdorff dimension is 2 or more, and the phase dimension is 1 is generated as a fixed point. A reduced map family F 1 , F 2 , F 3 ,..., F k (k is an arbitrary integer greater than or equal to 2), and map G (X) = F 1 (X) ∪F 2 (X) ∪F 3 ( X) ∪... ∪ F k (X) is defined, and a solid obtained by repeatedly applying G a certain finite number of times, starting from a certain solid figure (hereinafter referred to as a basic solid figure), is defined as a finite-order approximate solid fractal figure. At this time, the sunshade may be arranged corresponding to the shape and position of the unit basic solid figure constituting the finite-order approximate solid fractal figure. In such a configuration, the shade can be designed with the shape of an arbitrary basic solid figure as the shape of the shade portion.
上記日よけにおいて、前記自己相似立体図形はシェルピンスキー四面体であり、前記基本立体図形がシェルピンスキー四面体の４つの頂点を頂点とする四面体の２面を少なくとも含む立体図形であってもよい。かかる構成では、シェルピンスキー四面体を利用して日よけを設計できる。 In the above-mentioned sunshade, the self-similar solid figure is a Sherpinski tetrahedron, and the basic three-dimensional figure is a three-dimensional figure including at least two tetrahedrons whose apexes are four vertices of the Sherpinski tetrahedron. May be. In such a configuration, the sunshade can be designed using the shell pin ski tetrahedron.
上記日よけは、ｉの初期値を１とし、第１四面体を４Ｎ個（Ｎは有限の自然数）用意して、一辺の長さが２倍の第（ｉ＋１）四面体をなすように第ｉ四面体を結合してｉに１を加えるステップをＮ回繰り返して得られる形状をＮ次近似シェルピンスキー四面体とするとき、Ｎ次近似シェルピンスキー四面体を構成する全ての第１四面体を構成する４面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成してなる日よけであって、それぞれの第１四面体に対応する遮光面が前記日よけ部であってもよい。かかる構成では、日よけの形状を容易に設計できる。 For the above-mentioned sunshade, let the initial value of i be 1, prepare 4 N first tetrahedrons (N is a finite natural number), and form an (i + 1) tetrahedron whose side is twice as long. When the shape obtained by combining the i-th tetrahedron and adding 1 to i is repeated N times as the N-th order approximate Sherpinski tetrahedron, A sunshade formed by forming all of the four faces constituting the tetrahedron in two different directions on the light-shielding surface, and the light-shielding surface corresponding to each first tetrahedron is the sunshade. Part. With such a configuration, the shape of the sunshade can be easily designed.
上記日よけにおいて、前記自己相似立体図形は重六角錐フラクタルであり、前記基本立体図形は重六角錐フラクタルの８つの頂点を頂点とする重六角錐の面のうち、重六角錐フラクタルが隙間のない四角形に見える方向から見たときに見える面を少なくとも含む立体図形であってもよい。かかる構成では、重六角錐フラクタルを利用して日よけを設計できる。 In the above-mentioned sunshade, the self-similar solid figure is a heavy hexagonal pyramid fractal, and the basic solid figure is a gap between the heavy hexagonal pyramid fractals whose apexes are the eight vertices of the heavy hexagonal pyramid fractal. It may be a three-dimensional figure including at least a surface that can be seen when viewed from a direction in which it looks like a square without a gap. In such a configuration, the sunshade can be designed using a heavy hexagonal pyramid fractal.
また本発明の日よけは、複数の単位日よけからなり、各々の前記単位日よけが上記日よけであって、各々の前記単位日よけについて遮光性が最大になる向きが平行になるように各々の前記単位日よけを平面上に並べてなるものであってもよい。かかる構成では、より大面積を覆うことができる。 The sunshade of the present invention comprises a plurality of unit shades, each of the unit shades being the above-mentioned shade, and the direction in which the light shielding property is maximized for each of the unit shades is parallel. The unit shades may be arranged on a plane so that In such a configuration, a larger area can be covered.
上記日よけは、前記平面が互いに平行である上記日よけ複数個を、所定の間隔で積層させてなるものであってもよい。かかる構成では、異なる角度から入射する光に対してより高度の遮光性を実現できる。 The sunshade may be formed by laminating a plurality of sunshades whose planes are parallel to each other at a predetermined interval. With such a configuration, it is possible to realize a higher degree of light shielding performance with respect to light incident from different angles.
上記日よけにおいて、各層毎に遮光性が最大になる向きが互いに平行でないように構成されていてもよい。かかる構成では、層ごとに完全な遮光性が実現される入射方向が異なるため、さまざまな角度から入射する光に対してより高度の遮光性を実現できる。 In the above-mentioned sunshade, the direction in which the light shielding property is maximized for each layer may be configured not to be parallel to each other. In such a configuration, since the incident direction in which complete light shielding is realized is different for each layer, it is possible to realize a higher degree of light shielding with respect to light incident from various angles.
また、本発明の日よけ製造方法は、塑性変形可能な板材の一部に切れ込みを入れて折り曲げることによりＮ次近似シェルピンスキーの四面体（Ｎは有限の自然数）の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を有する日よけを製造する。かかる構成では、本発明の日よけを容易に製造できる。 The sunshade manufacturing method of the present invention forms a unit tetrahedron of an Nth-order approximate shell pin ski tetrahedron (N is a finite natural number) by cutting and bending a part of a plastically deformable plate. A sunshade having a shape in which all of the four surfaces facing in two different directions are formed as light shielding surfaces is manufactured. With this configuration, the sunshade of the present invention can be easily manufactured.
上記日よけ製造方法において、平行四辺形の対向する２つの辺の中点を結ぶ２本の線の交点を重心とするときに、平行四辺形の板材を用意するステップと、前記板材を、ｉ番目の平行四辺形の対向する２つの辺の中点を結ぶ２本の線に沿って対向する２つのＶ字型をなすようにそれぞれの中点および重心の近傍を残して切れ込みを入れることにより一辺の長さがｉ番目の平行四辺形の半分であるｉ＋１番目の平行四辺形を４つ形成する処理を、ｉを１から始めて１ずつ増やしながらＮ回（Ｎは有限の自然数）だけ繰り返して得られる形状に整形するステップと、前記整形された板材のｉ番目の任意の平行四辺形において重心を通って切れ込みを通らない対角線に沿って折り曲げることによりＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を形成するステップとを有する。かかる構成では、本発明の日よけを容易に製造できる。 In the sunshade manufacturing method, when the intersection of two lines connecting the midpoints of two opposite sides of the parallelogram is the center of gravity, a step of preparing a parallelogram plate, and the plate, Notching each of the middle points and the center of gravity so as to form two V-shapes facing each other along two lines connecting the midpoints of the two opposite sides of the i-th parallelogram. The process of forming four i + 1th parallelograms whose side is half the length of the ith parallelogram is repeated N times (N is a finite natural number) starting from 1 and incrementing by 1. A unit of an Nth-order approximate shell pin ski tetrahedron by bending along a diagonal line that passes through the center of gravity and does not cut through the i-th arbitrary parallelogram of the shaped plate. Construct tetrahedron And a step of forming a four shape formed on all shielding surface surface facing the two different directions of the surfaces to be. With this configuration, the sunshade of the present invention can be easily manufactured.
上記日よけ製造方法において、平行四辺形の対向する２つの辺の中点を結ぶ２本の線の交点を重心とするときに、平行四辺形の板材を４Ｍ枚（Ｍは有限の自然数）用意するステップと、前記板材を、ｉ番目の平行四辺形の対向する２つの辺の中点を結ぶ２本の線に沿って対向する２つのＶ字型をなすように重心の近傍を残して切れ込みを入れることにより一辺の長さがｉ番目の平行四辺形の半分であるｉ＋１番目の平行四辺形を４つ形成する処理を、ｉが１からＮ（Ｎは有限の自然数）まで１ずつ増加するように繰り返して得られる形状に整形するステップと、前記整形された板材のｉ番目の任意の平行四辺形において重心を通って切れ込みを通らない線に沿って折り曲げることによりＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を形成するステップと、前記形成されたＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状の頂点を互いに接合することにより、（Ｎ＋Ｍ）次近似シェルピンスキー四面体（Ｍは自然数）の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を形成するステップとを有してもよい。かかる構成では、本発明の日よけを容易に製造できる。 In the above-mentioned sunshade manufacturing method, when the intersection of two lines connecting the midpoints of two opposite sides of the parallelogram is the center of gravity, 4 M pieces of parallelogram plate material (M is a finite natural number) ) The step of preparing and leaving the plate material in the vicinity of the center of gravity so as to form two V-shapes facing each other along two lines connecting the midpoints of the two opposite sides of the i-th parallelogram The process of forming four i + 1-th parallelograms whose side length is half of the i-th parallelogram by cutting in is performed from 1 to 1 (where N is a finite natural number). N-th order approximate shell pin by reshaping into a shape obtained repeatedly so as to increase, and bending along a line that does not cut through the center of gravity in the i-th arbitrary parallelogram of the shaped plate Configure the unit tetrahedron of the ski tetrahedron Forming a shape in which all of the four surfaces facing in two different directions are formed as light shielding surfaces, and the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the formed Nth-order approximate shell pin ski tetrahedron Are joined together at the apex of the shape in which all the surfaces facing two different directions are formed as light-shielding surfaces, thereby forming a unit tetrahedron of (N + M) -order approximate Sherpinski tetrahedron (M is a natural number) 4 A step of forming a shape in which all surfaces facing two different directions among the two surfaces are formed on the light-shielding surface. With this configuration, the sunshade of the present invention can be easily manufactured.
また、本発明の放熱器は、熱伝導性を有する４以上の放熱部を備え、前記放熱部が複数の三次元的なクラスターをなす。かかる構成では、放熱部が三次元的に配設されているために、熱を大容量の空気に容易に逃がすことができる。さらに、放熱部の間には多様な大きさの隙間があるために、風通しがよく、放熱器周辺から外部へと熱を逃がしやすい。よって、放熱器全体の温度上昇を抑制することができる。 Moreover, the heat radiator of the present invention includes four or more heat radiating portions having thermal conductivity, and the heat radiating portions form a plurality of three-dimensional clusters. In such a configuration, since the heat radiating section is three-dimensionally arranged, heat can be easily released to a large volume of air. Furthermore, since there are gaps of various sizes between the heat radiating portions, the air is well ventilated and heat is easily released from the periphery of the radiator to the outside. Therefore, the temperature rise of the whole radiator can be suppressed.
上記放熱器において、前記放熱部が熱伝導手段により伝熱可能に接続されていてもよい。かかる構成では、放熱部同士が熱伝導手段により接続されているため、熱源からより効率よく熱を除去できる。 In the radiator, the heat radiating portion may be connected by a heat conducting means so as to be able to transfer heat. In such a configuration, since the heat radiating portions are connected by the heat conducting means, heat can be removed more efficiently from the heat source.
上記放熱器において、前記熱伝導手段はヒートパイプであってもよい。かかる構成では、放熱部同士がヒートパイプにより接続されているため、熱源からより効率よく熱を除去できる。 In the radiator, the heat conducting means may be a heat pipe. In such a configuration, since the heat radiating portions are connected by the heat pipe, heat can be more efficiently removed from the heat source.
本発明は、上記のような構成を有し、以下のような効果を奏する。すなわち、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が可能となる。 The present invention has the above-described configuration and has the following effects. That is, it is possible to provide a sunshade or a radiator that can efficiently suppress the temperature rise.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
［構造］
図１は、本発明の第１実施形態による日よけの構成の一例を示す斜視図である。図２は、図１の日よけの側面図である。図３は、図１の日よけの正面図である。図４は、図１の日よけの平面図である。なお、説明のために図２ないし図４では日よけの向きを特定して示したが、実際の日よけの向きはこれに限定されない。以下、図１ないし図４を参照しながら、本実施形態の日よけについて説明する。
(First embodiment)
[Construction]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a sunshade configuration according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the sunshade of FIG. FIG. 3 is a front view of the sunshade of FIG. FIG. 4 is a plan view of the sunshade of FIG. For the sake of explanation, the sunshade direction is specified and shown in FIGS. 2 to 4, but the actual sunshade direction is not limited to this. Hereinafter, the sunshade of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
図に示す通り、本実施形態による日よけ１００は、２５６個の日よけ片１０１（日よけ部）を有する。各日よけ片１０１は頂点において互いに接合されている。各日よけ片１０１は、遮光性を有する塑性変形可能な板材（例えば、厚さ０．５ｍｍの塩化ビニール製の白色プラスチック板など）からなる２つの三角形の面を有している。 As shown in the figure, the sunshade 100 according to the present embodiment has 256 sunshade pieces 101 (shade portions). The sunshade pieces 101 are joined to each other at the apex. Each shade piece 101 has two triangular surfaces made of a plastically deformable plate material having a light shielding property (for example, a white plastic plate made of vinyl chloride having a thickness of 0.5 mm).
図１（斜視図）に示す通り、日よけ片１０１は、底辺を共有する２枚の三角形の板材からなる。２５６個の日よけ片１０１が、日よけ片１０１の２倍の大きさの四面体をなすように、頂点を共有しつつ４個ずつ集まり、６４個の第１のクラスター１１１をなす。６４個の第１のクラスター１１１がさらに第１のクラスター１１１の２倍の大きさの四面体をなすように、頂点を共有しつつ４個ずつ集まり、１６個の第２のクラスター１１２をなす。１６個の第２のクラスター１１２がさらに第２のクラスター１１２の２倍の大きさの四面体をなすように、頂点を共有しつつ４個ずつ集まり、４個の第３のクラスター１１３をなす。４個の第３のクラスター１１３がさらに第３のクラスター１１３の２倍の大きさの四面体をなすように、頂点を共有しつつ集まって第４のクラスターをなす。第４のクラスターが日よけ１００となる。各階層に属するクラスターの形状は相似しており、本実施形態における日よけ片１０１は、フラクタル構造をなすように分布する態様で複数の三次元的なクラスターをなしているということができる。
As shown in FIG. 1 (perspective view), the sunshade piece 101 is made of two triangular plates that share the base. Fourty-four shade pieces 101 are gathered four by four while sharing vertices so as to form a tetrahedron that is twice as large as the shade piece 101, forming 64
図２（側面図）に示すように、側方（第２の方向）の無限遠から見ると、日よけ片１０１は隙間を持って配設されている。側方から見ると、日よけ１０１には、最も小さい第１の隙間１２１と、第１の隙間の２倍（面積４倍）の大きさを持つ第２の隙間１２２と、第１の隙間１２１の４倍（面積１６倍）の大きさを持つ第３の隙間１２３と、第１の隙間１２１の８倍（面積６４倍）の大きさを持つ第４の隙間１２４が見える。 As shown in FIG. 2 (side view), the sunshade pieces 101 are arranged with a gap when viewed from the side (second direction) at infinity. When viewed from the side, the awning 101 includes the smallest first gap 121, the second gap 122 having a size twice as large as the first gap (area four times), and the first gap. A third gap 123 having a size four times 121 (16 times the area) and a fourth gap 124 having a size eight times that of the first gap 121 (64 times the area) can be seen.
図３（正面図）に示すように、前方（第３の方向）の無限遠から見ると、日よけ片１０１は隙間を持って配設されている。前方から見ると、日よけ１００には、最も小さい第５の隙間１２５と、面積が第５の隙間１２５の３倍である第６の隙間１２６と、面積が第５の隙間１２５の１０倍の第７の隙間１２７と、面積が第５の隙間１２５の３６倍の第８の隙間１２８が見える。 As shown in FIG. 3 (front view), the sunshade pieces 101 are arranged with a gap when viewed from infinity in the front (third direction). When viewed from the front, the sunshade 100 has a fifth gap 125 that is the smallest, a sixth gap 126 that is three times the area of the fifth gap 125, and an area that is 10 times that of the fifth gap 125. The seventh gap 127 and the eighth gap 128 whose area is 36 times as large as the fifth gap 125 can be seen.
図４（平面図）に示すように、上方（第１の方向）の無限遠から見ると、日よけ片１０１は隙間なく、かつ重なり合いなく配設されている。 As shown in FIG. 4 (plan view), the sunshade pieces 101 are arranged without gaps and without overlapping when viewed from above (in the first direction) at infinity.
言い換えると、上方（第１の方向）に垂直な平面への射影の面積がゼロでない、シェルピンスキー四面体（ハウスドルフ次元が２以上でありかつ位相次元が１の自己相似立体図形）を不動点として生成する、相似縮小写像族Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４により写像Ｇ（Ｘ）＝Ｆ１（Ｘ）∪Ｆ２（Ｘ）∪Ｆ３（Ｘ）∪Ｆ４（Ｘ）を定義し、底辺を共有するように所定の角度で接合された２枚の三角形（以下、基本立体図形：本実施形態では、基本立体図形は日よけ１００全体と同じ大きさを持つ）から始めて、Ｇを４回繰り返し適用して得られる立体（有限階近似立体フラクタル図形）を考える。このとき、上方に垂直な平面への射影は正方形をなす。有限階近似立体フラクタル図形を構成する単位基本立体図形（ここではＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体をなす４面のうち、基本立体図形をなす２面のそれぞれと平行な２つの面からなる図形）の形状および位置に対応して日よけ片１０１（単位基本立体図形の２面が遮光面に形成されているもの）が配設されることにより、日よけ１００が構成される。 In other words, the Sherpinski tetrahedron (a self-similar solid figure with a Hausdorff dimension of 2 or more and a phase dimension of 1) with a non-zero projected area on the plane perpendicular to the top (first direction) is immovable. The map G (X) = F1 (X) ∪F2 (X) ∪F3 (X) ∪F4 (X) is defined by the similar reduced map family F1, F2, F3, and F4 generated as points, and shares the base Starting with two triangles joined at a predetermined angle (hereinafter referred to as basic solid figure: in this embodiment, the basic solid figure has the same size as the entire shade 100), G is applied four times. Consider a solid (finite-order approximate solid fractal figure) obtained in this way. At this time, the projection onto the plane perpendicular to the upper side forms a square. A unit basic solid figure constituting a finite-order approximate three-dimensional fractal figure (here, two faces parallel to each of the two faces forming the basic three-dimensional figure out of the four faces forming the unit tetrahedron of the Nth-order approximate Sherpinski tetrahedron) The shade 100 is constructed by arranging the sunshade pieces 101 (two basic solid figures formed on the light-shielding surface) corresponding to the shape and position of the figure. The
シェルピンスキー四面体は、自己相似的な無数の四面体からなる図形である。シェルピンスキー四面体はフラクタル図形であって、厳密な意味での自己相似性を有するため正確に作成することは不可能だが、以下の手順を繰り返すことで近似的な形状を作成することはできる。なお、繰り返し回数を増やすことにより、望む処まで近似のレベルを高めることができる。 A Sherpinski tetrahedron is a figure made up of a myriad of self-similar tetrahedrons. The Sherpinski tetrahedron is a fractal figure, and since it has a self-similarity in a strict sense, it cannot be created accurately, but an approximate shape can be created by repeating the following procedure. . By increasing the number of repetitions, the approximate level can be increased to a desired place.
１）一辺の長さが１の正四面体の各辺の中点を互いに結ぶと、４つの各頂点を含む一辺の長さが１／２の正四面体が４個できる。 1) When the midpoints of each side of a regular tetrahedron with one side length of 1 are connected to each other, four regular tetrahedrons with a side length of ½ including four vertices can be formed.
２）１）で得られた一辺の長さが１／２の正四面体４個以外の部分を切り取る。 2) Cut out the part other than the four regular tetrahedrons whose side length is ½ obtained in 1).
３）これによって、１辺の長さが１／２の正四面体が４個残る。 3) As a result, four regular tetrahedrons each having a side length of 1/2 remain.
４）さらに、これら４つの正四面体の各辺の中点を互いに結んで出来た長さが１／４の正四面体以外の部分を切り取る。 4) Further, a portion other than the regular tetrahedron having a length of ¼ formed by connecting the midpoints of the sides of the four regular tetrahedrons to each other is cut out.
５）これによって、１辺の長さが１／４の正四面体が１６個残る。 5) This leaves 16 regular tetrahedrons with a side length of 1/4.
６）同様に手順をくりかえすと、Ｎ回目には長さ（１／２）Ｎの正四面体形以外の部分を切り取り、長さ（１／２）Ｎの正四面体が４Ｎ個残る。 6) Similarly, if repeated the procedure, the length in the N-th (1/2) cut tetrahedral portion other than the body shape of the N length (1/2) tetrahedron of N is 4 N pieces remain.
このようにして得られた形状がＮ次近似シェルピンスキー四面体である。上記の手順においてＮ→∞とした極限がシェルピンスキーの四面体である。なお、四面体は必ずしも正四面体である必要はなく、各辺の長さは互いに異なっていてもよい。本実施形態においてＮは有限であり、一辺の長さが（１／２）Ｎの正四面体が単位立体図形（単位四面体）である。本実施形態では、単位四面体の４面のうち上方を向く２面からなる図形が単位基本立体図形であって、各日よけ片１０１は単位基本立体図形の形状を有する。本実施形態では、一辺の長さが１の正四面体の４面のうち上方を向く２面からなる図形が基本立体図形である。本実施形態において、単位基本立体図形は基本立体図形を（１／２）Ｎ倍に縮小した図形である。単位基本立体図形は、有限階近似立体フラクタル図形を構成する最も小さな単位となる図形である。 The shape thus obtained is an Nth order approximate shell pin ski tetrahedron. The limit of N → ∞ in the above procedure is a shell pin ski tetrahedron. Note that the tetrahedron is not necessarily a regular tetrahedron, and the length of each side may be different from each other. In the present embodiment, N is finite, and a regular tetrahedron having a side length of (1/2) N is a unit solid figure (unit tetrahedron). In the present embodiment, a figure composed of two faces facing upward in the four faces of the unit tetrahedron is a unit basic solid figure, and each sunshade piece 101 has the shape of a unit basic solid figure. In the present embodiment, a figure composed of two faces facing upwards among four faces of a regular tetrahedron having one side length is a basic solid figure. In this embodiment, the unit basic three-dimensional figure is a figure obtained by reducing the basic three-dimensional figure to (1/2) N times. The unit basic three-dimensional figure is a figure that is the smallest unit constituting the finite-order approximate three-dimensional fractal figure.
日よけ１００の構造を別の方法で表現すれば、以下の通りとなる。日よけ１００は、ｉの初期値を１とし、単位四面体（第１四面体）を４Ｎ個（Ｎは有限の自然数）用意して、一辺の長さが２倍の第（ｉ＋１）四面体をなすように第ｉ四面体を結合してｉに１を加えるステップをＮ回繰り返して得られる形状（Ｎ次近似シェルピンスキー四面体）を構成する全ての単位四面体（第１四面体）を構成する４面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成してなる。日よけ部の遮光面は、それぞれの単位四面体（第１四面体）に対応して設けられている。 If the structure of the sunshade 100 is expressed by another method, it is as follows. The awning 100, the initial value of i and 1, 4 N number of units tetrahedron (the first tetrahedron) (N is a natural number of finite) are available, the length of one side of the two-fold (i + 1) All unit tetrahedrons (first tetrahedron) constituting the shape (Nth order approximate shell pin ski tetrahedron) obtained by repeating the step of combining the i-th tetrahedron to form i and adding 1 to i N times. Of the four surfaces constituting the body, all the surfaces facing two different directions are formed on the light shielding surface. The shading surface of the sunshade is provided corresponding to each unit tetrahedron (first tetrahedron).
日よけ片１０１において、単位四面体の全ての面を遮光性を有するように構成する必要はないが、少なくとも２つの面は遮光性を有することが好ましい。本実施形態では、全ての単位四面体において、２つの面が遮光性を有する板材で構成されている。遮光性を有する面は特定された２つの方向のいずれかを向いている。言い換えると、日よけ１０は、仮想上の単位四面体からなるＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち、少なくとも２つの方向を向く面を全て遮光性を有する面とした形状を有する。他の２つの方向を向く面には板材が配設されず、後者の面を通じて空気や光が通過できるようになっている。ただし、全ての面あるいはその一部を遮光性を有する面としてもよい。
In the shade piece 101, it is not necessary to configure all the surfaces of the unit tetrahedron so as to have light shielding properties, but it is preferable that at least two surfaces have light shielding properties. In this embodiment, in all the unit tetrahedrons, two surfaces are made of a plate material having a light shielding property. The light-shielding surface faces one of the two specified directions. In other words, the
より詳しく言うと、Ｎ次近似シェルピンスキー四面体には、無限遠から見た場合に単位四面体が実質的に隙間および重なり合いが生じないように見える方向が６つある。６つの方向のうち、任意の１つの方向を第１の方向とする。本実施形態の日よけは、単位四面体をなす４つの面のうち、少なくとも法線ベクトル（面に垂直なベクトルであって、立体の内側から外側へと向かう方向を向いたベクトル）が第１の方向と鋭角をなす（第１の方向を向く任意のベクトルと鋭角をなす）面を遮光面に形成した形状を有する。言い換えると、最低限遮光面となるべき面は、第１の方向側を向いた面（第１の方向と正反対の側を向いていない面）である。さらに別の言い方をすると、最低限遮光面となるべき面は、第１の方向の無限遠から「見える」面である。本実施形態において、第１の方向とは図２における上方である。 More specifically, the Nth order approximate shellpinski tetrahedron has six directions in which the unit tetrahedron appears to be substantially free of gaps and overlap when viewed from infinity. Any one of the six directions is defined as a first direction. In the awning of this embodiment, at least a normal vector (a vector perpendicular to the plane and oriented in the direction from the inside to the outside of the solid) among the four faces forming the unit tetrahedron is the first. 1 has a shape in which a surface that forms an acute angle with the direction 1 (which forms an acute angle with an arbitrary vector facing the first direction) is formed on the light shielding surface. In other words, the surface that should be the minimum light shielding surface is a surface that faces the first direction side (a surface that does not face the opposite side to the first direction). In other words, the surface that should be the minimum light shielding surface is a surface that is “visible” from infinity in the first direction. In the present embodiment, the first direction is the upper side in FIG.
かかる構成により、所定の方向にある無限遠から見たときに実質的に隙間および重なり合いが生じないように遮光面が配列されることになる。具体的には、日よけ１００において遮光性を有する２面が共有する辺の中点と、それに対向する辺の中点とを結んだ直線上の無限遠の点（どちら側の無限遠でもよい：上方または下方の無限遠）から見ると、日よけ片１０１の遮光面は実質的に隙間および重なり合いが生じないように配列されている（図４）。したがって、太陽光線が該直線の方向に平行になるように日よけ１００を配置することで、完全に太陽光が遮断されることになる。重なり合いがないことは、遮光面をできるだけ小さくかつ少なくすることになり、風通しをよくする上で好ましい。しかし、異なる方向からの光を遮蔽する（例えば、刻々と方角の変わる太陽からの光を遮蔽する）という観点からは、ある程度の重なり合いがあるように、より大きな立体を日よけ片に用いてもよい。 With this configuration, the light shielding surfaces are arranged so that no gaps and overlaps are substantially generated when viewed from infinity in a predetermined direction. Specifically, in the sunshade 100, an infinite point on a straight line connecting the midpoint of the side shared by the two light-shielding surfaces and the midpoint of the opposite side (either side at infinity) Better: When viewed from above or below infinity), the shading surfaces of the sunshade pieces 101 are arranged so that substantially no gaps or overlaps occur (FIG. 4). Therefore, sunlight is completely interrupted by arranging the sunshade 100 so that the sunlight rays are parallel to the direction of the straight line. The absence of overlapping means that the light-shielding surface is made as small and as small as possible, which is preferable for improving ventilation. However, from the viewpoint of shielding light from different directions (for example, shielding light from the sun that changes direction every moment), a larger solid is used for the sunshade so that there is some overlap. Also good.
該重心を通り、遮光性を有する２つの面と平行な直線上にある無限遠（どちら側の無限遠でもよい：前方または後方の無限遠）から見ると、日よけ１００の遮光性は極小化され、板材の厚みを考慮しなければ完全な透光性を有する（図３）。言い換えれば、該直線に対して垂直な平面への写像は、面積がゼロとなる。有限近似のシェルピンスキー四面体であれば、正面への写像の面積はゼロとならない。面積がゼロとなるのは、単位四面体の２面が省略されているためである。四面体の４つの面がすべて遮光性を有するように構成した場合には、面積はゼロとならない。有限近似のシェルピンスキー四面体の全ての面を遮光面とした日よけを考えると、四面体の各辺に垂直な平面への写像は２次元のシェルピンスキーガスケット（シェルピンスキーの三角形）に近似した形状となり、透光性が最大となる（該直線に垂直な平面への写像の面積が最小となる）。無限階の完全なフラクタルであれば、面積はシェルピンスキーガスケットと同じくゼロとなる。 The sunshade 100 has minimal light shielding properties when viewed from the infinity (whichever side is infinite: forward or backward infinity) on the straight line passing through the center of gravity and parallel to the two light shielding surfaces. If it does not consider the thickness of a board | plate material, it has perfect translucency (FIG. 3). In other words, the area of the mapping onto the plane perpendicular to the straight line is zero. In the case of a finite approximation Sherpinski tetrahedron, the area of the mapping to the front is not zero. The area becomes zero because the two faces of the unit tetrahedron are omitted. When the four surfaces of the tetrahedron are all configured to have light shielding properties, the area does not become zero. Considering the sunshade with all the faces of the finite approximation shellpinski tetrahedron as light-shielding surfaces, the mapping to a plane perpendicular to each side of the tetrahedron is a two-dimensional shellpinski gasket (shellpinsky triangle). ) And the translucency is maximized (the area of mapping onto a plane perpendicular to the straight line is minimized). If it is a perfect fractal of an infinite floor, the area will be zero, similar to a shellpin ski gasket.
遮光性が上述のような指向性を有することを利用すれば、好適な日よけ効果が得られる。例えば夏の南中時の太陽の方向に対して遮光性が最大化されるように日よけ１００を配置する。かかる配置によれば、夏期の日射が最大となる時に遮光性が最も高くなり、冬期や早朝あるいは夕刻における遮光性が低くなる。 If the light shielding property has the directivity as described above, a suitable sunshade effect can be obtained. For example, the sunshade 100 is arranged so that the light shielding performance is maximized with respect to the direction of the sun during summer in the middle of summer. According to such an arrangement, the light shielding performance is the highest when the solar radiation in summer is maximum, and the light shielding performance is low in winter, early morning or evening.
遮光性を有する板材は、塑性変形可能であれば基本的に材質を問わない。例えば、プラスチック板や金属板などを用いることができる。板材の表面の色は、特定の色に限定されない。色は白、黒、緑などであってもよく、反射面（鏡面）であってもよい。 The plate material having light shielding properties is basically not limited as long as it can be plastically deformed. For example, a plastic plate or a metal plate can be used. The color of the surface of a board | plate material is not limited to a specific color. The color may be white, black, green, etc., or may be a reflective surface (mirror surface).
日よけ片１０１同士を接合する手段はどのようなものであってもよい。本実施形態では、若干のマージンを残して切れ込みを入れ、折り返すことにより、日よけ片１０１が互いに接合された構造が形成される（詳細は後述）。接合部材（クリップなど）により日よけ片１０１同士が接合されてもよい。 Any means may be used for joining the shade pieces 101 together. In the present embodiment, a structure in which the sunshade pieces 101 are joined to each other is formed by making a cut with a slight margin and turning back (details will be described later). The shade pieces 101 may be joined together by a joining member (such as a clip).
本実施形態において、遮光面は、必ずしも光を完全に遮断する必要はなく、透過する光の量を一定程度制限するもの（例えば半透明のガラス板）であってもよい。 In the present embodiment, the light shielding surface does not necessarily need to completely block light, and may be one that limits the amount of transmitted light to a certain degree (for example, a translucent glass plate).
日よけ１００の主たる用途は太陽光のための日よけ１００であるが、他の用途に用いてもよい。例えば、可視光以外の電磁波を遮蔽するために用いてもよい。日よけ１００は固定されてもよいし、駆動装置などにより日よけが常時光源（例えば太陽）を向くように駆動されてもよい。 Although the main use of the sunshade 100 is the sunshade 100 for sunlight, you may use it for another use. For example, it may be used to shield electromagnetic waves other than visible light. The sunshade 100 may be fixed, or may be driven by a drive device or the like so that the sunshade always faces the light source (for example, the sun).
［効果］
本実施形態の日よけによれば、日よけ自体の温度が上昇しにくくなるため、日よけからの赤外放射により被遮蔽物に負荷される熱も少なくなり、結果として被遮蔽物の温度を低く保つことができる。
[effect]
According to the sunshade of this embodiment, since the temperature of the sunshade itself does not easily rise, the heat applied to the object to be shielded by the infrared radiation from the sunscreen is also reduced, and as a result, the object to be shielded Temperature can be kept low.
［製造方法］
図５は、本実施形態の日よけ製造方法の一例を示すフローチャートである。図６は、図５の日よけ製造方法において、最初に用意された板材がなす１番目の平行四辺形２１１を示す平面図である。図７は、図５の日よけ製造方法において、板材２００に対し、１回目の切れ込みを入れたとき（ｉ＝１）の切れ込みのパターンを示す図である。図８は、図５の日よけ製造方法において、板材２００に対し、２回目の切れ込みを入れたとき（ｉ＝２）の切れ込みのパターンを示す図である。図９は、図５の日よけ製造方法において、板材２００に対し、３回目の切れ込みを入れたとき（ｉ＝３）の切れ込みのパターンを示す図である。以下、図５ないし９を参照しつつ、日よけ１００の製造方法を説明する。
[Production method]
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the sunshade manufacturing method of the present embodiment. FIG. 6 is a plan view showing the first parallelogram 211 formed by the plate material prepared first in the shade manufacturing method of FIG. FIG. 7 is a diagram showing a notch pattern when the first notch is made (i = 1) in the
まず、主面が平行四辺形をなす塑性変形可能な板材２００を４Ｍ枚用意する（ステップＳ１０１）。Ｍはゼロ以上の整数であり、ここでは１とするが他の値であってもよい。この平行四辺形は、１番目の平行四辺形２１１となる（図６）。なお図面上、１番目の平行四辺形２１１の外縁は本来であれば板材２００の外縁と一致するが、説明のために若干内側に点線で示す（以下Ｎ番目の平行四辺形についても同様）。Ｇは、１番目の平行四辺形２１１の重心（対向する各辺の中点を結ぶ２本の線の交点）である。
First, 4 M sheets of plastically
板材２００を、ｉ番目の平行四辺形の対向する２つの辺の中点を結ぶ２本の線に沿って対向する２つのＶ字型をなすようにそれぞれの中点および重心の近傍を残して切れ込み（板材２００を貫通するスリット状の切れ込み）を入れることにより一辺の長さがｉ番目の平行四辺形の半分であるｉ＋１番目の平行四辺形を４つ形成する処理を、ｉを１ずつ増やしながらＮ回（Ｎは自然数）だけ繰り返して得られる形状に整形する（ステップＳ１０２〜Ｓ１０５）。Ｎはここでは３であるが、他の値であってもよい。切れ込みは、中点の近傍で１番目の平行四辺形２１１の鋭角の頂点同士を結ぶ対角線に向かうように方向を変え、隣接する中点同士を結ぶ線に達するまで続く。かかる切れ込みを入れることにより、折り曲げ線はｉ番目の平行四辺形の対角線に一致する。切れ込みは、例えば、プラスチック板を切るためのホットナイフを用いて形成できる。
The
板材２００に対し、１回目の切れ込み２２１を入れたとき（ｉ＝１）には、２番目の平行四辺形２１２が４個形成される（図７）。２番目の平行四辺形２１２は重心Ｇ１の周りに４個配列する。また、重心Ｇと４個の中点Ｍ２の近傍は切れ込みが入っていない。Ｇ２は、２番目の平行四辺形２１２の重心である。
When the
板材２００に対し、２回目の切れ込み２２２を入れたとき（ｉ＝２）には、３番目の平行四辺形２１３が１６個形成される（図８）。３番目の平行四辺形２１３は４個の重心Ｇ２の周りに４個ずつ配列する。また、重心Ｇ２と１２個の中点Ｍ３の近傍は切れ込みが入っていない。Ｇ３は、３番目の平行四辺形２１３の重心である。
When the
板材２００に対し、３回目の切れ込み２２３を入れたとき（ｉ＝３）には、４番目の平行四辺形２１４が６４個形成される（図９）。なお、図を見易くするために、一部の破線および符号を省略している。４番目の平行四辺形２１４は１６個の重心Ｇ３の周りに４個ずつ配列する。また、重心Ｇ３と４０個の中点Ｍ４の近傍は切れ込みが入っていない。
When the
図１０は、図５の日よけ製造方法において、板材２００の所定形状への整形が完了した状態の板材２００を示す平面図である。板材２００の所定形状への整形が完成すると、板材２００のｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の平行四辺形に属する任意の平行四辺形において重心を通り切れ込みを通らない対角線（図７の破線）に沿って全て同じ方向に折り曲げる（各日よけ片１０１のなす２枚の三角形において、共有された２辺に含まれない頂点が下へ向かうように折り曲げる）ことにより、Ｎ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状（第Ｎのクラスター）が４Ｍ個だけ形成される（ステップＳ１０６）。単位四面体を正四面体とする場合には、折り曲げた時の角度は約７０．６度（正四面体の２つの面のなす角）とされる。図１１は、図５の日よけ製造方法において、ステップＳ１０６で得られる第３のクラスター１１３の斜視図である。第３のクラスター１１３は、３次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成してなる。
FIG. 10 is a plan view showing the
第Ｎのクラスターが完成すると、これを４Ｍ個（ここでは４個）結合して、（Ｎ＋Ｍ）次近似シェルピンスキー四面体（ここでは４次近似シェルピンスキー四面体）の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状（第（Ｎ＋Ｍ）のクラスター）が形成され、日よけ１０が完成される（ステップＳ１０７）。本実施形態において、Ｎ（＝３）＋Ｍ（＝１）＝４である。図１に示すように、完成された日よけ１００は、４個の３次近似シェルピンスキー四面体２０（図８）の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状（第３のクラスター）が頂点を共有することによって全体として四面体をなすように配置されることにより、１個の４次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成してなる（第４のクラスター）。
When the N-th cluster is completed, 4 M pieces (here, 4 pieces) are joined to form a unit tetrahedron of the (N + M) -order approximate shell pin ski tetrahedron (here, the fourth order approximate shell pin ski tetrahedron). A shape ((N + M) cluster) is formed by forming all the surfaces facing the two different directions from the four surfaces constituting the light-shielding surface, and the
なお、図５のフローチャートでは、切れ込みを階層別に順次入れることとしたが、切れ込みを入れる順番は問わない。一度に全ての切れ込みが入れられてもよい。また、板材２００を１番目の平行四辺形に整形するプロセスと、それぞれの切れ込みを入れるプロセスが同時に行われてもよい。例えば、図１０のパターンに整形された刃（例えば、クッキーの型のようなホットナイフ）でプラスチック板を打ち抜いてもよい。いずれにせよ、図１０に示したような形状および切れ込みのパターンに、板材２００が形成されればよい。
In the flowchart of FIG. 5, the cuts are sequentially made according to the hierarchy, but the order of making the cuts is not limited. All cuts may be made at once. Further, the process of shaping the
ステップＳ１０７は必須ではなく、省略してもよい（Ｍ＝０の場合）。この場合には、日よけは１個のＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成してなる（第Ｎのクラスター）。 Step S107 is not essential and may be omitted (when M = 0). In this case, the sunshade is formed by forming all the surfaces facing the two different directions among the four surfaces constituting the unit tetrahedron of one N-order approximate shell pin ski tetrahedron as the light shielding surface ( Nth cluster).
［効果］
かかる製造方法によれば、本発明の日よけを一枚の板材から極めて容易かつ効率的に製造できる。
[effect]
According to this manufacturing method, the sunshade of the present invention can be manufactured very easily and efficiently from a single plate.
（実験１）
図１２は、実施例および比較例の日よけの構造を模式的に示す図である。説明のため、一部のみを取り出して描いている。以下、図１２を参照しつつ、実施例および比較例について説明する。
(Experiment 1)
FIG. 12 is a diagram schematically showing the sunshade structure of the example and the comparative example. For the sake of explanation, only a part is drawn. Hereinafter, examples and comparative examples will be described with reference to FIG.
［実施例］
黒色で厚さ０．５ｍｍの塩化ビニル板を１辺１６ｃｍの正三角形が２つ結合したダイヤモンド型に切り抜いた板材を４枚用意した。用意された板材から、各日よけ片に対応する単位四面体の１辺が２ｃｍとなるように、図１０に示すパターンでホットナイフを用いて切れ込みを入れた。切れ込みの入った板材を折り曲げることで、図１１に示すような３次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状（第３のクラスター）を形成した。得られた構造体を４つ結合して、図１に示すような４次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状（第４のクラスター）を形成し、実施例の日よけ（フラクタル日よけ）とした。
[Example]
Four plate materials were prepared by cutting a black vinyl chloride plate having a thickness of 0.5 mm into a diamond mold in which two regular triangles each having a side of 16 cm were combined. The prepared plate material was cut using a hot knife in the pattern shown in FIG. 10 so that one side of the unit tetrahedron corresponding to each sunshade was 2 cm. By bending the notched plate material, all of the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the cubic approximate shell pin ski tetrahedron as shown in FIG. The formed shape (third cluster) was formed. Four obtained structures are combined, and all of the four faces constituting the unit tetrahedron of the fourth-order approximate shell pin ski tetrahedron as shown in FIG. The shape formed in (4th cluster) was formed and it was set as the sunshade (fractal sunshade) of an Example.
［比較例１］
黒色で厚さ０．５ｍｍの塩化ビニル板を１辺３２ｃｍの正三角形が２つ結合したダイヤモンド型に切り抜いた。得られた板材を短い方の対角線に沿って折り曲げることで、比較例１の日よけ（大屋根日よけ）とした。
[Comparative Example 1]
A black vinyl chloride plate having a thickness of 0.5 mm was cut into a diamond shape in which two regular triangles each having a side of 32 cm were combined. The obtained plate material was bent along the shorter diagonal line to obtain the shade of Comparative Example 1 (large roof shade).
［比較例２］
黒色で厚さ０．５ｍｍの塩化ビニル板を１辺３２ｃｍの正三角形が２つ結合したダイヤモンド型に切り抜いた。得られた板材を、１辺２ｃｍの正三角形が２つ結合した２５６個のダイヤモンド型に切り抜いた。得られた１辺２ｃｍのダイヤモンド型の板材を、短い方の対角線に沿って折り曲げて多数の小さな日よけ片を作った。得られた日よけ片を、上方から見て実質的に隙間および重なり合いが生じないように、非常に細い金属線で互いに結合して正方形に並べることで、比較例２の日よけ（こま切れ日よけ）とした。
[Comparative Example 2]
A black vinyl chloride plate having a thickness of 0.5 mm was cut into a diamond shape in which two regular triangles each having a side of 32 cm were combined. The obtained plate material was cut into 256 diamond shapes in which two regular triangles each having a side of 2 cm were combined. The obtained diamond-shaped plate material having a side of 2 cm was bent along the shorter diagonal line to form a large number of small sunshades. The obtained sunshade pieces are joined to each other by a very thin metal wire and arranged in a square so that substantially no gaps and overlaps are observed when viewed from above. Awning).
［比較例３］
黒色で厚さ０．５ｍｍの塩化ビニル板を１辺３２ｃｍの正三角形が２つ結合したダイヤモンド型に切り抜いた。得られた板材を、Ｖ字の底が短い方の対角線を向くように、１辺を２ｃｍとするＶ字型の切れ込みを入れた。まず比較例１のように折り曲げて一つの大きな屋根を作り、その後でそれぞれのＶ字型の切れ込みを内側に折り曲げることで、比較例３の日よけ（パンチ穴日よけ）とした。
[Comparative Example 3]
A black vinyl chloride plate having a thickness of 0.5 mm was cut into a diamond shape in which two regular triangles each having a side of 32 cm were combined. The obtained plate was cut into a V-shaped notch having a side of 2 cm so that the bottom of the V-shape faces the shorter diagonal. First, a large roof was formed by bending as in Comparative Example 1, and then each V-shaped cut was bent inward to obtain the sunshade (Punch hole sunshade) of Comparative Example 3.
［実験時の配置］
実施例および比較例１ないし３で得られた日よけを、アルミニウムコートされた鏡面（可視光および赤外光を反射する）の上に配置した。鏡面を用いる理由は、支持台自体が太陽光を吸収して熱くならないようにするためである。鏡面を太陽光に対して直角に配置することとし、遮光性を有する面がなす角の二等分線と平行な直線上に太陽が位置するように、また、互いに重なり合わないように、該鏡面上にそれぞれの日よけを、細い金属ワイヤなどで固定した。かかる配置によると、それぞれの日よけは等量の太陽光を浴びることになる。
[Experimental layout]
The sunshade obtained in Examples and Comparative Examples 1 to 3 was placed on an aluminum-coated mirror surface (reflecting visible light and infrared light). The reason for using the mirror surface is to prevent the support base itself from absorbing the sunlight and becoming hot. The mirror surface is arranged at right angles to the sunlight so that the sun is positioned on a straight line parallel to the bisector of the angle formed by the light-shielding surface and so as not to overlap each other. Each sunshade was fixed on a mirror surface with a thin metal wire or the like. With this arrangement, each sunshade is exposed to an equal amount of sunlight.
温度を測定するためのサーモカメラを、影が日よけの上に落ちないように、若干太陽からずらしてセットした。このカメラの位置からは、実施例の日よけは完全に正方形の領域を覆う訳ではなく、若干のギャップが発生する。かかるギャップは温度測定に誤差をもたらす。しかしながら、ギャップの占有率は低く（典型的には２％未満）、温度の測定結果に与える影響はせいぜい０．２℃未満と見積もられた。 A thermo-camera for measuring temperature was set slightly off the sun so that the shadow did not fall on the shade. From this camera position, the sunshade of the embodiment does not completely cover the square area, and a slight gap occurs. Such a gap introduces errors in temperature measurement. However, the gap occupancy was low (typically less than 2%) and the effect on temperature measurements was estimated to be less than 0.2 ° C. at best.
［測定条件］
実験中、気温は２８〜３０℃であり、天気は晴れ、風はほぼ無風であった。鏡面を太陽光に対して直角に配置した上で、１０分程度放置した後サーモカメラで撮影を行った。得られた画像を用いて、１０秒毎に５０回分、実施例および比較例の日よけの温度を測定した。なお、塩化ビニルの熱容量は小さく計算上は数秒で熱平衡に達するので、測定中はほぼ熱平衡に達していたと考えられる。
[Measurement condition]
During the experiment, the temperature was 28-30 ° C., the weather was clear, and the wind was almost free. The mirror surface was placed at right angles to the sunlight, and left for about 10 minutes, and then was photographed with a thermo camera. Using the images obtained, the sunshade temperatures of the examples and comparative examples were measured 50 times every 10 seconds. Since the heat capacity of vinyl chloride is small and reaches thermal equilibrium in a few seconds in calculation, it is considered that the thermal equilibrium was almost reached during measurement.
サーモグラフィーのデータは固有のデータフォーマットで記録される。撮影後に、グレースケールの画像へ変換し、画像処理ソフトで日よけの部分の平均値を求めて、その値から温度を算出した。端部（特に角部）は、背景が透けるため、楕円形で日よけに内接する楕円形より若干内側の範囲の平均値を各日よけの温度とした。 Thermographic data is recorded in a unique data format. After shooting, the image was converted to a gray scale image, and the average value of the shaded portion was obtained by image processing software, and the temperature was calculated from that value. Since the background of the end portion (particularly the corner portion) is transparent, the average value in the range slightly inside the ellipse that is inscribed in the awning is defined as the temperature of each awning.
気温は、デジタル温度計を近くの日陰に置いて測定した。測定期間の最初と最後で２８℃〜３０℃であったため、その平均を取って２９℃とした。（サーモグラフィーの測定と同期して記録したのではない。）
［測定結果］
図１３は、実施例および比較例の測定結果を示すグラフである。横軸は、実施例の日よけが示した温度と周辺気温（２９℃）との温度差（ΔＴ［実施例］）であり、縦軸は、それぞれの日よけが示した温度と周辺気温との温度差（ΔＴ）である。いずれも単位は℃である。
The temperature was measured by placing a digital thermometer in the nearby shade. Since it was 28-30 degreeC at the beginning and the end of the measurement period, the average was taken as 29 degreeC. (It was not recorded in synchronization with the thermographic measurement.)
[Measurement result]
FIG. 13 is a graph showing measurement results of Examples and Comparative Examples. The horizontal axis is the temperature difference (ΔT [Example]) between the temperature indicated by the shade of the example and the ambient temperature (29 ° C.), and the vertical axis is the temperature and ambient temperature indicated by each shade. Temperature difference (ΔT). In either case, the unit is ° C.
図１３に示すように、ΔＴ［実施例］が上昇すれば、ΔＴも上昇しており、それぞれの日よけの温度と周辺気温との温度差が正の相関を持つことが分かる。比較例１（大屋根日よけ）については、ΔＴ［実施例］が高い領域での傾きが緩やかになり、他の比較例と異なる結果を示した。比較例１の日よけは特に高温となり、サーモカメラの温度測定可能領域をしばしば超えた（スケールアウト）ため、実際の温度を正確には反映していない。 As shown in FIG. 13, if ΔT [Example] increases, ΔT also increases, and it can be seen that the temperature difference between the sunshade temperature and the ambient temperature has a positive correlation. For Comparative Example 1 (large roof awning), the slope in the region where ΔT [Example] is high becomes gradual, and the results are different from those of other Comparative Examples. The sunshade of Comparative Example 1 has a particularly high temperature and often exceeds the temperature measurable range of the thermocamera (scale out), and thus does not accurately reflect the actual temperature.
測定結果から、すべての場合において、実施例の日よけが最も低温であったことが分かる。すなわち、同じ量の放射を受けた場合に、実施例の構造が最も効率よく熱を大気に逃がし、日よけの温度を低く維持していることが分かる。 From the measurement results, it can be seen that the sunshade of the example was the coldest in all cases. That is, when receiving the same amount of radiation, it can be seen that the structure of the embodiment most efficiently releases heat to the atmosphere and keeps the awning temperature low.
［考察］
実験結果からは、実施例（フラクタル日よけ）が最も低温であることが分かった。特に、比較例２（こま切れ日よけ）、比較例３（パンチ穴日よけ）と実施例とは、同じ形状および大きさの日よけ片を同数備えており、日射を受ける面の大きさという意味では等価である。実施例（フラクタル日よけ）が最も低温となった理由は、日よけ片そのものの有する特性ではなく、日よけ片が複数の三次元的なクラスターをなすという構造、あるいは日よけ片がフラクタル構造をなすように分布する態様で該日よけ片が複数の三次元的なクラスターをなすことにあると考えられた。
[Discussion]
From the experimental results, it was found that the example (fractal sunshade) had the lowest temperature. In particular, Comparative Example 2 (shaded sunshade), Comparative Example 3 (punched sunshade), and Example have the same number of sunshades of the same shape and size, and the surface subjected to solar radiation. In terms of size, they are equivalent. The reason why the temperature of the example (fractal sunshade) is the lowest is not the characteristics of the sunshade itself, but the structure in which the sunshade forms a plurality of three-dimensional clusters, or the sunshade. It is considered that the sunshade forms a plurality of three-dimensional clusters in such a manner that the sunshade is distributed so as to form a fractal structure.
日よけ自体の温度が高くなると、日よけ自身から放射される赤外線により、日よけの下側にある構造物まで温められてしまう。日よけとして建物の温度を低く維持するためには、太陽の放射を遮蔽して日陰を作ると同時に、日よけ自体の温度を低く保つ必要がある。 When the temperature of the awning itself increases, the infrared rays emitted from the awning itself heat up the structure under the awning. In order to keep the temperature of the building low as a sunshade, it is necessary to shield the sun's radiation and create a shade, while keeping the temperature of the sunshade itself low.
太陽光により熱せられる物体を、ファンなどを用いずに自然に冷却するのは困難である。空気の熱容量が小さく、熱伝導性も低いためである。物体を冷却するためには、２次元の平面で吸収されたエネルギーが、迅速に大容量の空気へと輸送されなければならない。実施例の日よけは、かかる熱の輸送に適した性質を持つ。実施例（フラクタル日よけ）は、太陽光を吸収するのに十分な面積を有する（ハウスドルフ次元が約２である）と同時に、日よけ片が３次元空間中に分散して配置されるため、熱が容易に３次元空間中の空気へと輸送される。さらに、熱せられた空気が外部へ抜けないと、物体全体が熱せられてしまうことになる。さまざまなサイズの乱流（渦）が、空気を外部に逃がす。実施例（フラクタル日よけ）では、日よけ片がフラクタル構造をなすように分散するため、サイズの異なる隙間が階層的に形成される。小さな乱流（渦）は小さな隙間に入り込むことができる一方で、大きな乱流（渦）は一吹きで日よけの内部を換気できる。小さな乱流（渦）から大きな乱流（渦）へと熱が輸送されることで、熱の輸送効率が上昇する。フラクタル日よけでは乱流（渦）を通過させやすいために、温度が下がりにくいのではないかと推察された。 It is difficult to naturally cool an object heated by sunlight without using a fan or the like. This is because the heat capacity of air is small and the thermal conductivity is low. In order to cool an object, energy absorbed in a two-dimensional plane must be quickly transported to a large volume of air. The sunshade of the example has properties suitable for such heat transport. The embodiment (fractal sunshade) has an area sufficient to absorb sunlight (Hausdorff dimension is about 2), and at the same time, the sunshade pieces are distributed in a three-dimensional space. Therefore, heat is easily transported to the air in the three-dimensional space. Furthermore, if the heated air does not escape to the outside, the entire object will be heated. Various sizes of turbulence (vortices) allow air to escape to the outside. In the embodiment (fractal sunshade), the sunshade pieces are dispersed so as to form a fractal structure, so that gaps having different sizes are formed hierarchically. Small turbulence (vortices) can enter small gaps, while large turbulence (vortices) can ventilate the sunshade with a single blow. Heat transport efficiency is increased by transporting heat from small turbulence (vortex) to large turbulence (vortex). It was inferred that the fractal sunshade would not easily lower the temperature because it would allow turbulent flow (vortices) to pass through.
（実験２）
実験１で得られた推論を検証するため、実験１で作成した実施例および比較例３の日よけを用いて風洞実験（実験２）を行った。
(Experiment 2)
In order to verify the inference obtained in
［実験方法］
図１４は、実験２における実験装置の概略構成を示す図である。以下、図１４を参照しつつ、実験２における実験方法について説明する。
[experimental method]
FIG. 14 is a diagram illustrating a schematic configuration of an experimental apparatus in Experiment 2. Hereinafter, the experimental method in Experiment 2 will be described with reference to FIG.
図１４に示すように、日よけ３０１（実施例あるいは比較例３の日よけ）を、両端に開口を有する四角い筒状の流路３０２（風洞）の内部に設置した。流路３０２の一端に４個のファン３０３を設置し、ファン３０３により流路３０２へと風を送った。ファン３０３からの風は整流板を通さない構成とした。すなわち、ファン３０３により生じた乱流が、減衰して層流にならず、そのまま日よけ３０１に当たるようにした。日よけ３０１の向き（角度）は、日よけ３０１が日よけとして日射を受ける方向（実施例の日よけについては図４における上方：第１の方向）から風が日よけ３０１に当たるように調整した。 As shown in FIG. 14, the sunshade 301 (the sunshade of Example or Comparative Example 3) was installed inside a square cylindrical flow path 302 (wind tunnel) having openings at both ends. Four fans 303 were installed at one end of the channel 302, and air was sent to the channel 302 by the fan 303. The wind from the fan 303 is configured not to pass the current plate. That is, the turbulent flow generated by the fan 303 attenuates and does not become a laminar flow, but directly hits the sunshade 301. The direction (angle) of the awning 301 is that the wind awning 301 is from the direction in which the awning 301 receives sunlight as the awning (upward in FIG. 4: the first direction for the awning of the embodiment). It adjusted so that it might hit.
日よけ３０１内部の流れを可視化することは困難であったため、日よけ３０１を通り抜けた流れを可視化する方法を採用した。日よけ３０１の風下側の流路３０２の壁面に、流れを横切るように薄く細長い金属板３０７を固定した。金属板３０７の上に、流れに平行となるように線香３０４を接着した。線香３０４の風下にスリット光３０５を流れに直角にあて、煙の断面を可視化した。スリット光のさらに風下にデジタルビデオカメラ３０６を設置し、デジタルビデオカメラ３０６によりスリット光３０５がなす平面上における線香３０４の煙の位置を撮影した。かかる構成によれば、線香３０４は流れをほとんど乱さないこととなる。 Since it was difficult to visualize the flow inside the awning 301, a method of visualizing the flow passing through the awning 301 was adopted. A thin and thin metal plate 307 was fixed to the wall surface of the channel 302 on the leeward side of the sunshade 301 so as to cross the flow. An incense stick 304 was adhered on the metal plate 307 so as to be parallel to the flow. A slit light 305 was applied to the scent 304 at a right angle to the flow to visualize the smoke cross section. A digital video camera 306 was installed further down the slit light, and the position of the smoke of the incense stick 304 on the plane formed by the slit light 305 was photographed by the digital video camera 306. According to such a configuration, the incense stick 304 hardly disturbs the flow.
得られた動画から、１／３０秒間隔で１５０枚（５秒間）の静止画をキャプチャした。得られた静止画１５０枚を全て重ね合わせて、濃度分布（煙断面の存在確率に相当する）を計算した。流れの乱れが大きい程、濃度分布は広がることになる。濃度分布の広がりを検討することで、ファンで生じた乱流がそのままの状態で下流に達しているか、あるいは日よけにより整流されているかを知ることができる。対照実験として日よけ３０１を設置せずに同様の操作を行った。 From the obtained moving image, 150 still images (5 seconds) were captured at 1/30 second intervals. The 150 obtained still images were all overlaid, and the density distribution (corresponding to the existence probability of the smoke cross section) was calculated. The greater the turbulence in the flow, the wider the concentration distribution. By examining the spread of the concentration distribution, it is possible to know whether the turbulence generated by the fan reaches the downstream as it is or is rectified by the sunshade. As a control experiment, the same operation was performed without installing the sunshade 301.
また、風速をスリット光と線香の間に配置した手持ち式の風速計により計測した。 The wind speed was measured by a hand-held anemometer arranged between the slit light and the incense stick.
［実験結果］
図１５は、実験２において対照実験で得られた濃度分布を示す図である。図１６は、実験２において比較例３による日よけを用いた場合に得られた濃度分布を示す図である。図１７は、実験２において実施例による日よけを用いた場合に得られた濃度分布を示す図である。なお、図中の数値は、最大濃度に対する割合（％）を示す。
[Experimental result]
FIG. 15 is a diagram showing the concentration distribution obtained in the control experiment in Experiment 2. FIG. FIG. 16 is a diagram showing the concentration distribution obtained when the sunshade according to Comparative Example 3 was used in Experiment 2. FIG. FIG. 17 is a diagram showing the concentration distribution obtained when the sunshade according to the example was used in Experiment 2. FIG. In addition, the numerical value in a figure shows the ratio (%) with respect to the maximum density | concentration.
対照実験では、図１５に示すようにファンで生じた乱流がそのまま流れてきて、煙断面もある程度広がった範囲に分布することが分かった。 In the control experiment, it was found that the turbulent flow generated by the fan flows as it is as shown in FIG. 15, and the smoke cross section is distributed over a certain extent.
比較例３では、図１６に示すように煙断面の分布が対照実験に比べて狭くなっており、乱流が減衰して層流に近くなっていることが分かった。 In Comparative Example 3, as shown in FIG. 16, it was found that the smoke cross-section distribution was narrower than that in the control experiment, and the turbulent flow was attenuated and became close to a laminar flow.
実施例では、図１７に示すように煙断面の分布が対照実験とほぼ同程度かそれ以上に広くなっていることが分かった。 In the example, as shown in FIG. 17, it was found that the smoke cross-section distribution was almost the same as or wider than that of the control experiment.
ファンの電圧は一定なので、日よけ３０１の抵抗に応じて風速は変化する。風速は、それぞれ対照実験で０．９６ｍ／ｓ、比較例３で０．７８ｍ／ｓ、実施例で０．８６ｍ／ｓであった。すなわち、比較例３の日よけが最も風に対する抵抗が高い（風を通しにくい）ことが分かった。 Since the fan voltage is constant, the wind speed changes according to the resistance of the sunshade 301. The wind speed was 0.96 m / s in the control experiment, 0.78 m / s in the comparative example 3, and 0.86 m / s in the example. That is, it was found that the sunshade of Comparative Example 3 had the highest resistance to wind (it was difficult to pass wind).
［考察］
図１７に示された結果は、実施例の日よけにおいて、ファンで生じた乱流よりも強い乱流が日よけの下流で形成されていることを示唆する。ただし、この程度の乱流は、１本の棒を流れに垂直に置いただけでもできる。よって、実施例の日よけが乱流を作りやすいというよりも、減衰させにくいというほうが適切ではないかと思われた。
[Discussion]
The results shown in FIG. 17 suggest that, in the shade of the example, turbulence stronger than that generated by the fan is formed downstream of the shade. However, this level of turbulence can be achieved by simply placing a single bar perpendicular to the flow. Therefore, it seemed more appropriate that the sunshade of the example was more difficult to attenuate than it was easy to create turbulent flow.
一方、穴の大きさに応じて空気の抵抗が決まる。抵抗は、風速に比例する一方で、整流板を通り抜ける際のエネルギー散逸は風速の二乗に比例する。同じ流量でもなるべく均一な風速になるほうがエネルギー散逸が小さいため、流れは均一な流れ方を選択する（つまり、乱れが少なくなる）。図１６に示された結果は、比較例３（パンチ穴日よけ）において、穴の大きさおよび分布が一様であるために、ファンで生じた乱流が整流されてしまっていることを示唆する。 On the other hand, the air resistance is determined according to the size of the hole. While resistance is proportional to wind speed, energy dissipation as it passes through the rectifying plate is proportional to the square of the wind speed. Since the energy dissipation is smaller when the wind speed is as uniform as possible even at the same flow rate, the flow is chosen to be uniform (that is, less turbulent). The results shown in FIG. 16 indicate that in Comparative Example 3 (Punch hole awning), the size and distribution of the holes are uniform, so that the turbulent flow generated by the fan has been rectified. Suggest.
以上の結果から、乱流を減衰させずに通過させやすいことと、風に対する抵抗が低いことが、実施例において温度が低くなった重要な要因になっていることが示唆される。かかる効果は、実施例の日よけがその内部に多様な大きさの隙間を有するために生じていると考えられる。とすると、実施例のような効果を得るためには、日よけが必ずしもフラクタル構造を有する必要はなく、各日よけ片が複数の三次元的なクラスターをなせばよいこととなる。例えば、複数の日よけ部が隙間を生じるように集まってクラスターをなし、そのクラスターがより大きな隙間を生じるように集まってより大きなクラスターを構成するというように、多数の日よけ部が階層構造をもって分布すればよい。なお、日よけ部は３次元的に分布するから、日よけ部の個数は少なくとも４以上である。本発明において該階層構造の階数は限定されない。かかる構成では、クラスター内部に隙間が存在する一方で、クラスター同士の間により大きな隙間が生じる。例えば、日よけ部を集めて作られた第１のクラスターを平面的に敷き詰めたものを日よけとしてもよい。第１のクラスターを立体的に配列して第２のクラスターとし、この第２のクラスターを日よけとしてもよい。第２のクラスターをさらに集めて高次のクラスターを形成して日よけとしてもよい。なお、日よけ部の分布を考える場合には、日よけ部の中心（幾何学的重心）をそれぞれの日よけ部の位置とする。 From the above results, it is suggested that easy passage of turbulent flow without attenuation and low resistance to wind are important factors for lowering the temperature in the examples. Such an effect is considered to occur because the sunshade of the example has gaps of various sizes inside. Then, in order to obtain the effect as in the embodiment, the shade does not necessarily have a fractal structure, and each shade piece needs to form a plurality of three-dimensional clusters. For example, a large number of sun shades are arranged in a cluster such that multiple sun shades gather together to form a gap, and the clusters gather together to create a larger gap to form a larger cluster. What is necessary is just to distribute with a structure. Since the shade portions are distributed three-dimensionally, the number of shade portions is at least 4 or more. In the present invention, the number of floors of the hierarchical structure is not limited. In such a configuration, there is a gap inside the cluster, while a larger gap is generated between the clusters. For example, the first cluster formed by collecting the shade portions and spread in a plane may be used as the shade. The first cluster may be three-dimensionally arranged as a second cluster, and the second cluster may be a sunshade. The second cluster may be further gathered to form a higher-order cluster and be used as a sunshade. When considering the distribution of the sunshade, the center of the sunshade (geometric center of gravity) is set as the position of each sunshade.
日よけ部が複数の三次元的なクラスターをなす場合、日よけ部が立体的に分布するため、大きな体積の空気に比較的迅速に熱を拡散させることが可能となる。かかる日よけでは、日よけ片を小さくしても日よけ内部にできる最大の隙間の大きさは変わらないため、そのような大きな隙間を通じて乱流（渦）を好適に通過させることができる。さらに、かかる日よけでは、多数の隙間が存在する一方で、隙間の大きさは階層構造をなす。すなわち、大きなものから小さなものまで段階的にかつ互いに連通して隙間が形成される。よって、各日よけ片の熱は、小さな隙間を通過する小さな乱流（渦）により除去され、その熱は大きな隙間を通過する大きな乱流（渦）に取り込まれて、日よけの外部へと迅速に運び去られる。日よけ部が複数の三次元的なクラスターをなすことで、効率よく温度上昇を抑制できる。すなわち、日よけ自体の温度が上昇しにくくなるため、日よけからの赤外放射により被遮蔽物に負荷される熱も少なくなり、結果として被遮蔽物の温度を低く保つことができる。 When the awning portion forms a plurality of three-dimensional clusters, the awning portion is three-dimensionally distributed, so that heat can be diffused relatively quickly into a large volume of air. In such an awning, the size of the maximum gap that can be formed inside the awning does not change even if the sunshade is reduced, so that turbulent flow (vortex) can be suitably passed through such a large gap. it can. Furthermore, in such an awning, while there are many gaps, the size of the gaps forms a hierarchical structure. In other words, a gap is formed in communication with each other in stages from a large one to a small one. Therefore, the heat of each sunshade piece is removed by a small turbulent flow (vortex) that passes through a small gap, and the heat is taken into a large turbulent flow (vortex) that passes through a large gap, and the outside of the sunscreen Quickly carried away. Since the sunshade forms a plurality of three-dimensional clusters, the temperature rise can be efficiently suppressed. That is, since the temperature of the sunshade itself does not easily rise, the heat applied to the object to be shielded by the infrared radiation from the sunshade is reduced, and as a result, the temperature of the object to be shielded can be kept low.
日よけとしては少なくとも２次元の射影が面積を有している必要がある（ハウスドルフ次元≧２）。一方で、ハウスドルフ次元が大きくなり過ぎると平面の分布が密になり、風通しが悪くなる。また、位相次元を１とすることで、風の通り道ができる。よって、ハウスドルフ次元がほぼ２であり、位相次元が１である自己相似立体図形に近似した構造を有することで、日よけとしての機能を最適化できる。すなわち、本発明に利用できる自己相似立体図形は、ハウスドルフ次元が２以上であって位相次元が１の図形であればよい。かかる図形はシェルピンスキー四面体に限られず、他にも存在する。日よけの形状をかかる図形に基づいて設計したとしても、同様の効果が得られると推察された。 As a shade, at least a two-dimensional projection must have an area (Hausdorff dimension ≧ 2). On the other hand, if the Hausdorff dimension becomes too large, the plane distribution becomes dense and the ventilation becomes poor. Also, by setting the phase dimension to 1, a wind path can be created. Therefore, by having a structure that approximates a self-similar solid figure having a Hausdorff dimension of approximately 2 and a phase dimension of 1, the function of sunshade can be optimized. That is, the self-similar solid figure that can be used in the present invention may be a figure having a Hausdorff dimension of 2 or more and a phase dimension of 1. Such figures are not limited to Sherpinsky tetrahedrons, but exist in other ways. Even if the sunshade shape was designed based on such a figure, it was assumed that the same effect could be obtained.
（変形例）
本実施形態の日よけはＮ次近似のシェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を有するが、構造物などに固定するための固定部材や、接合点を補強するための補強部材などを備えていてもよいことは言うまでもない。また、日よけ全体がＮ次近似のシェルピンスキー四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を有する必要は必ずしもなく、その一部に該形状を含んでいてもよい。あるいは、日よけ全体がＮ次近似のシェルピンスキー四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状の一部をなすような形状であってもよい。
(Modification)
The sunshade of the present embodiment has a shape in which all the surfaces facing two different directions among the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the N-th order approximate shell pin ski tetrahedron are formed on the light shielding surface. It goes without saying that a fixing member for fixing to an object or the like, a reinforcing member for reinforcing a joint point, or the like may be provided. Further, it is not always necessary to have a shape in which all the surfaces facing in two different directions among the four surfaces constituting the N-th order approximate Sherpinski tetrahedron are formed on the light-shielding surface. This shape may be included. Alternatively, the entire sunshade is a shape that forms part of a shape in which all the surfaces facing two different directions among the four surfaces constituting the N-th order approximate Sherpinski tetrahedron are formed on the light shielding surface. May be.
図１の日よけ（単位日よけ）複数個を、第１の方向の無限遠にある点から見たときに遮光面が実質的に隙間および重なり合いが生じないように（各々の単位日よけについて、第１の方向が同じ方向を向くように）第１の方向に垂直な平面上に並べて、一個の日よけ（平面日よけ）として構成してもよい。 When the plurality of shades (unit shades) in FIG. 1 are viewed from a point at infinity in the first direction, the light-shielding surface is substantially free from gaps and overlaps (each unit day). The shades may be arranged as a single shade (plane shade) so that they are arranged on a plane perpendicular to the first direction (so that the first direction faces the same direction).
図１８は、本発明の第１実施形態の変形例による日よけの構成の一例を示す平面図である。図１８に示す変形例では、同じ大きさの４個の単位日よけ１３０（図では第２のクラスターからなる日よけ）が、上方の無限遠にある点から見たときに遮光面が実質的に隙間および重なり合いが生じないように水平面上に並べられ、一個の大きな日よけ１４０が構成される。それぞれの単位日よけ１３０がなす最も大きな四面体の辺のうち最も上方の辺１３１は、互いに平行となっている。それぞれの単位日よけ１３０は、図中の点１３２において互いに接している。かかる構成により、高さの低い（厚みの小さい）日よけで大面積を覆うことが可能となる。また、単位日よけ１３０同士は点１３２においてのみ接するため、ある単位日よけと他の単位日よけとの間には大きな隙間が生じ、風通しがさらによくなる。
FIG. 18 is a plan view showing an example of a sunshade configuration according to a modification of the first embodiment of the present invention. In the modification shown in FIG. 18, when the four unit shades 130 (the shades made of the second cluster in the figure) of the same size are viewed from a point at infinity above, One large sunshade 140 is formed so as to be arranged on a horizontal plane so that substantially no gaps and overlaps occur. Of the sides of the largest tetrahedron formed by each
図１９は、本発明の第１実施形態の変形例による日よけの構成の一例を示す平面図である。図１９に示す変形例でも、図１８に示す変形例と同様に、同じ大きさの４個の単位日よけ１３０が、上方の無限遠にある点から見たときに遮光面が実質的に隙間および重なり合いが生じないように水平面上に並べられ、一個の大きな日よけ１４１が構成される。一方第２変形例では、第１変形例と異なり、互いに隣接する単位日よけ１３０がなす最も大きな四面体の辺のうち最も上方の辺１３３は、互いに直角をなす。それぞれの単位日よけ１３０は、図中の辺１３４において互いに接している。かかる構成でも、高さの低い（厚みの小さい）日よけで大面積を覆うことが可能となる。さらに、単位日よけ１３０がそれぞれ辺１３４で接する（辺１３４を共有する）ため、辺１３４全体に亘って単位日よけ１３０を接着等することにより、強度を容易に向上させることができる。
FIG. 19 is a plan view showing an example of a sunshade structure according to a modification of the first embodiment of the present invention. In the modified example shown in FIG. 19 as well, as in the modified example shown in FIG. 18, when the four unit shades 130 of the same size are viewed from a point at infinity above, the light shielding surface is substantially One large sunshade 141 is formed so as to be arranged on a horizontal plane so as not to cause gaps and overlapping. On the other hand, in the second modified example, unlike the first modified example, the
なお、図１８および図１９に示す変形例の日よけにおいて、単位日よけ１３０がなす形状はＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状であるが、単位日よけ１３０の大きさやＮの値は任意であり、またいくつの単位日よけ１３０を並べるかも任意である。
18 and 19, the shape formed by the
複数の平面日よけを積層して、一個の日よけ（積層日よけ）として構成してもよい。かかる構成では、斜め方向から光が射す場合でも、積層された日よけにより段階的に光を遮蔽できる。すなわち、異なる方向から射す光に対しても充分な遮光性を有することとなる。 A plurality of planar awnings may be stacked to form a single awning (laminated awning). In such a configuration, even when light is emitted from an oblique direction, the light can be shielded in stages by the laminated sunshade. That is, it has sufficient light-shielding properties for light emitted from different directions.
積層日よけにおいて、単位日よけがなす四面体の重心を通り遮光性を有する面がなす角の二等分面上にある直線がそれぞれの平面日よけごとに平行でない向きを向くように（それぞれの平面日よけごとに、完全な遮光性を有する向き（第１の向き）が異なるように）、それぞれの平面日よけを構成する単位日よけが配向されていてもよい。かかる構成では、平面日よけごとに遮光性を有する向きが異なるため、異なる方向からの光をさらに効率よく遮蔽できる。 In the laminated sunshade, the straight line on the bisector of the angle formed by the light-shielding surface passing through the center of gravity of the tetrahedron made by the unit sunshade is not parallel to each plane sunshade. The unit shades constituting each plane shade may be oriented (so that each plane shade has a different direction (first direction) having complete light shielding properties). In such a configuration, since the direction having the light shielding property is different for each plane shade, light from different directions can be shielded more efficiently.
本発明の日よけ製造方法において、板材の整形を行うステップと、Ｎ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状へと形状を整えるステップとは必ずしも別々に行れなくてもよい。両方のステップが同時に行われてもよい。プレス機などによる一回のプレスで、一枚の板から日よけが形成されてもよい。かかる製造方法では、本発明の日よけを一枚の板材からさらに容易かつ効率的に製造できる。 In the sunshade manufacturing method of the present invention, the step of shaping the plate material, and all the surfaces facing the two different directions among the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the Nth order approximate shell pin ski tetrahedron are shielded from light The step of adjusting the shape to the shape formed in the step is not necessarily performed separately. Both steps may be performed simultaneously. The sunshade may be formed from a single plate by a single press using a press or the like. In such a manufacturing method, the sunshade of the present invention can be manufactured more easily and efficiently from a single plate material.
図２０は、重六角錐１５０（六角錐を２つ張り合わせた形状）の斜視図である。図２１は、図２０の重六角錐１５０に対して、８個の頂点および中心点の合計９点をそれぞれ固定して、一辺の長さが１／３となるように縮小を行ってできた９個の重六角錐１５１を結合させた一次近似重六角錐フラクタル１５２を示す図である。図２２は、図２１の一次近似重六角錐フラクタル１５２に対して、一次近似重六角錐フラクタル１５２を取り囲む重六角錐の８個の頂点および中心点の合計９点をそれぞれ固定して、一辺の長さが１／３となるように縮小を行ってできた９個の一次近似重六角錐フラクタル１５３を結合させた二次近似重六角錐フラクタル１５４を示す図である。図２０ないし図２２に示した操作を繰り返して得られた図形は、単位立体図形が重六角錐である有限階近似立体フラクタル図形となる。かかる操作を無限回繰り返して得られる図形（重六角錐フラクタル）は、ハウスドルフ次元が２であり、位相次元が１である自己相似立体図形である。
FIG. 20 is a perspective view of a heavy hexagonal pyramid 150 (a shape in which two hexagonal pyramids are bonded together). FIG. 21 is obtained by reducing the length of one side to 1/3 by fixing a total of 9 points of 8 vertices and center points to the heavy hexagonal pyramid 150 of FIG. It is a figure which shows the primary approximate heavy hexagonal pyramid fractal 152 which combined nine heavy hexagonal pyramids 151. FIG. 22 fixes a total of nine points of eight vertices and center points of the heavy hexagonal pyramid surrounding the primary approximate heavy hexagonal pyramid fractal 152 with respect to the primary approximate heavy hexagonal pyramid fractal 152 of FIG. It is a figure which shows the secondary approximate heavy hexagonal pyramid fractal 154 which combined the nine primary approximate heavy
図２３は、三角錐柱１６０（三角柱の片方の底面の各辺の中点をとり、もう片方の底面の頂点を結び、その外側を切り落として得られる８面体）の斜視図である。図２４は、図２３の三角錐柱１６０に対して、６個の頂点および大きい底面の３辺それぞれの中点の合計９点をそれぞれ固定して、一辺の長さが１／３となるように縮小を行ってできた９個の三角錐柱１６１を結合させた一次近似三角錐柱フラクタル１６２を示す図である。図２５は、図２４の一次近似三角錐柱フラクタル１６２に対して、一次近似三角錐柱フラクタル１６２を取り囲む三角錐柱の６個の頂点および大きい底面の３辺それぞれの中点の合計９点をそれぞれ固定して、一辺の長さが１／３となるように縮小を行ってできた９個の一次近似三角錐柱フラクタル１６３を９個合わせた二次近似三角錐柱フラクタル１６４を示す図である。図２３ないし図２５に示した操作を繰り返して得られた図形は、単位立体図形が三角錐柱である有限階近似立体フラクタル図形となる。かかる操作を無限回繰り返して得られる図形（三角錐柱フラクタル）は、ハウスドルフ次元が２であり、位相次元が１である自己相似立体図形でる。
FIG. 23 is a perspective view of a triangular pyramid 160 (an octahedron obtained by taking the midpoint of each side of the bottom of one side of the triangular prism, connecting the vertices of the other bottom, and cutting off the outside). In FIG. 24, for the triangular pyramid 160 in FIG. 23, a total of nine points of the six vertexes and the midpoint of each of the three sides of the large bottom surface are respectively fixed so that the length of one side becomes 1/3. It is a figure which shows the primary approximate triangular pyramid fractal 162 which combined the nine triangular pyramid columns 161 formed by reducing to [FIG. FIG. 25 shows a total of nine points of the six apexes of the triangular pyramid that surrounds the primary approximate triangular pyramid fractal 162 and the midpoint of each of the three sides of the large bottom, with respect to the primary approximate triangular pyramid fractal 162 of FIG. It is a figure which shows the secondary approximate triangular pyramid fractal 164 which combined nine nine primary approximate
例えば、図２２や図２５に示した立体は、所定の方向から見ると隙間および重なり合いなく単位立体図形（図２２では重六角錐、図２５では三角錐柱）が配列する。図２２の立体では、頂点を共有する６つの面のうち、ひとつ飛ばして隣り合う位置関係にある２面を延長してできる２つの平面の交線の方向（１２方向）から見ると、単位立体図形が隙間および重なり合いなくひし形（単位立体図形の形状によっては正方形となる、以下同じ）をなすように配列する。図２５の立体では、小さい正三角形と接している３つの二等辺三角形の面のうち２面を延長してできる２つの平面の交線の方向（６方向）から見ると、単位立体図形が隙間および重なり合いなくひし形をなすように配列する。これらの形状において、少なくともいずれか一つの軸に沿った方向から見たときに遮光面がひし形に配列するように、各単位立体図形の所定方向の面に遮光面を配設すれば、日よけとして機能することが分かる。別の言い方をすれば、無限遠から見た場合に単位立体図形が実質的に隙間および重なり合いが生じないように見える方向を第１の方向とするとき、単位立体図形の面のうち、少なくともその法線ベクトルが第１の方向を向くベクトルと鋭角をなす面が遮光面となっていればよい。かかる構成によれば、第１の方向からみると遮光面が隙間および重なり合いが生じないように配列することとなり、第１の方向から入射する光に対し完全な隙間のない遮光性を有する。図２２や図２５を見れば明らかなように、それぞれの形状にはさまざまの大きさの隙間が存在する。よって、ある方向からの光を完全に遮蔽しつつ、サイズの異なる乱流を効率よく通過させることができる。かかる形状の日よけでは、実施例の日よけと同様、太陽光から受け取ったエネルギーを効率よく空気へと輸送することが可能になる。 For example, in the solid shown in FIGS. 22 and 25, unit solid figures (a heavy hexagonal pyramid in FIG. 22 and a triangular pyramid in FIG. 25) are arranged without gaps and overlapping when viewed from a predetermined direction. In the solid of FIG. 22, when viewed from the direction of the intersecting line (12 directions) of two planes formed by extending one of the six planes sharing the vertex and extending two adjacent planes, the unit solid The figures are arranged so as to form a rhombus (a square depending on the shape of the unit solid figure, the same applies hereinafter) without gaps or overlapping. In the solid of FIG. 25, the unit solid figure is a gap when viewed from the direction (6 directions) of the intersection of two planes formed by extending two of the three isosceles triangle faces in contact with the small equilateral triangle. They are arranged in a diamond shape without overlapping. In these shapes, if the light shielding surface is arranged on a surface in a predetermined direction of each unit solid figure so that the light shielding surface is arranged in a rhombus when viewed from a direction along at least one of the axes, It can be seen that it functions as a In other words, when the first direction is a direction in which the unit solid figure looks substantially free from gaps and overlap when viewed from infinity, at least the method of the surface of the unit solid figure is used. It is only necessary that the surface that forms an acute angle with the vector in which the line vector faces the first direction is a light shielding surface. According to this configuration, when viewed from the first direction, the light shielding surfaces are arranged so as not to cause gaps and overlaps, and the light incident from the first direction has a light shielding property without a complete gap. As is clear from FIGS. 22 and 25, there are gaps of various sizes in each shape. Therefore, it is possible to efficiently pass turbulent flow having different sizes while completely blocking light from a certain direction. With the sunshade having such a shape, the energy received from sunlight can be efficiently transported to the air as in the case of the sunshade of the embodiment.
なお、図２２や図２５のような形状の日よけを製造する場合には、一枚の板材に切れ込みを入れて折り返すという単純な製造方法を採ることは困難である場合もある。かかる場合には、例えばそれぞれが単位立体図形をなすように一個ずつ独立して製造した日よけ片をワイヤーや支柱などで互いに接続することで、所望の形状に配列することができる。 When manufacturing a sunshade having a shape as shown in FIG. 22 or FIG. 25, it may be difficult to adopt a simple manufacturing method in which a single plate is cut and folded. In such a case, for example, the sunshade pieces independently manufactured one by one so as to form a unit solid figure are connected to each other with a wire, a column, or the like, so that they can be arranged in a desired shape.
日よけ片の形状は必ずしも単位立体図形に含まれる所定の面からなる必要はなく、どのような形状であってもよい。例えば、第１の方向から見た形状（第１の方向への射影）が単位立体図形と一致するものであれば、完全な遮光性を実現可能である。 The shape of the sunshade does not necessarily have to be a predetermined surface included in the unit solid figure, and may be any shape. For example, if the shape viewed from the first direction (projection in the first direction) matches the unit solid figure, complete light shielding can be realized.
図２６は、シェルピンスキー四面体に基づいて設計した日よけにおいて、日よけ片の形状を２枚の三角形を合わせた形状とした場合の各階層のクラスターを示す図であって、（ａ）第１のクラスターの斜視図、（ｂ）第１のクラスターの平面図、（ｃ）第２のクラスターの斜視図、（ｄ）第２のクラスターの平面図、である。図２７は、シェルピンスキー四面体に基づいて設計した日よけにおいて、日よけ片の形状を正方形とした場合の各階層のクラスターを示す図であって、（ａ）第１のクラスターの斜視図、（ｂ）第１のクラスターの平面図、（ｃ）第２のクラスターの斜視図、（ｄ）第２のクラスターの平面図、である。図中左下の矢印は、それぞれの斜視図において第１の方向（上方）から見た場合の視線の向きを示す。各平面図は、それぞれ対応する斜視図における矢印の方向から見た日よけの形状を示す。 FIG. 26 is a diagram showing clusters in each layer when the shape of the shade piece is a shape obtained by combining two triangles in the shade designed based on the Sherpinski tetrahedron, FIG. 4 is a perspective view of a first cluster, (b) a plan view of the first cluster, (c) a perspective view of the second cluster, and (d) a plan view of the second cluster. FIG. 27 is a diagram showing a cluster of each layer when the shape of the shade piece is a square in the shade designed based on the Sherpinski tetrahedron. It is a perspective view, (b) The top view of a 1st cluster, (c) The perspective view of a 2nd cluster, (d) The top view of a 2nd cluster. The arrow on the lower left in the figure indicates the direction of the line of sight when viewed from the first direction (above) in each perspective view. Each plan view shows the shape of the sunshade seen from the direction of the arrow in the corresponding perspective view.
図２６に示すように、日よけ片の形状を２枚の三角形を合わせた形状とした場合、第１のクラスター１１１が４個集まって、第２のクラスター１１２が形成される。図２７に示すように、日よけ片の形状を正方形とした場合、第１のクラスター４１１が４個集まって、第２のクラスター４１２が形成される。
As shown in FIG. 26, when the shape of the sunshade is a shape obtained by combining two triangles, four
図２８は、重六角錐フラクタルに基づいて設計した日よけにおいて、日よけ片の形状を４枚の三角形を合わせた形状とした場合の各階層のクラスターを示す図であって、（ａ）第１のクラスターの斜視図、（ｂ）第１のクラスターの平面図、（ｃ）第２のクラスターの斜視図、（ｄ）第２のクラスターの平面図、である。図２９は、重六角錐フラクタルに基づいて設計した日よけにおいて、日よけ片の形状を正方形とした場合の各階層のクラスターを示す図であって、（ａ）第１のクラスターの斜視図、（ｂ）第１のクラスターの平面図、（ｃ）第２のクラスターの斜視図、（ｄ）第２のクラスターの平面図、である。図中左下の矢印は、それぞれの斜視図において第１の方向（上方）から見た場合の視線の向きを示す。各平面図は、それぞれ対応する斜視図における矢印の方向から見た日よけの形状を示す。 FIG. 28 is a diagram showing clusters in each layer when the shape of the sunshade is a shape obtained by combining four triangles in the sunshade designed based on the heavy hexagonal pyramid fractal. FIG. 3 is a perspective view of a first cluster, (b) a plan view of the first cluster, (c) a perspective view of the second cluster, and (d) a plan view of the second cluster. FIG. 29 is a diagram showing clusters in each layer in the case of a shade designed based on the heavy hexagonal pyramid fractal, where the shape of the shade piece is a square, and (a) a perspective view of the first cluster. FIG. 4B is a plan view of the first cluster, FIG. 4C is a perspective view of the second cluster, and FIG. 4D is a plan view of the second cluster. The arrow on the lower left in the figure indicates the direction of the line of sight when viewed from the first direction (above) in each perspective view. Each plan view shows the shape of the sunshade seen from the direction of the arrow in the corresponding perspective view.
図２８に示すように、日よけ片の形状を４枚の三角形を合わせた形状とした場合、第１のクラスター５１１が９個集まって、第２のクラスター５１２が形成される。図２７に示すように、日よけ片の形状を正方形とした場合、第１のクラスター６１１が９個集まって、第２のクラスター６１２が形成される。
As shown in FIG. 28, when the shape of the sunshade is a shape obtained by combining four triangles, nine
図２６ないし図２９に示すように、日よけ片の形状が異なっていても、第１の方向から見たときの日よけ片の形状（第１の方向への射影）は同じとすることができる。かかる構造としても、完全な遮光性を実現可能である。 As shown in FIGS. 26 to 29, the shape of the sunshade when viewed from the first direction (projection in the first direction) is the same even if the shape of the sunshade is different. be able to. Even with such a structure, complete light shielding properties can be realized.
さらに言えば、日よけ片を第１の方向から見た形状（第１の方向への射影）は、必ずしも単位立体図形と一致する必要はなく、日よけ片の方が単位立体図形より大きくてもよいし、日よけ片の方が単位立体図形より小さくてもよい。前者の場合には異なる角度から入射する光に対しても高い遮光性を実現可能できる。後者の場合には完全な遮光性は実現できないが、ある程度の遮光性を実現しつつ、さらに風通しをよくできる。 Furthermore, the shape of the sunshade seen from the first direction (projection in the first direction) does not necessarily match the unit solid figure, and the sunshade piece is more than the unit solid figure. The sunshade piece may be larger than the unit solid figure. In the former case, it is possible to realize a high light blocking property even for light incident from different angles. In the latter case, complete light shielding properties cannot be realized, but air ventilation can be further improved while realizing a certain degree of light shielding properties.
本発明の日よけを構成する日よけ片の形状が全ての日よけ片について同一である必要はない。しかしながら、製造や設計の容易性から、全ての日よけ片の形状を同一とすることが好ましい。 The shape of the sunshade that constitutes the sunshade of the present invention need not be the same for all sunshades. However, from the viewpoint of ease of manufacture and design, it is preferable that all the shade pieces have the same shape.
このように、日よけ片の形状は、日よけ片の分布の形状とは原則として無関係である。日よけ片が複数の三次元的なクラスターをなすものであれば、日よけ片の形状はどのようなものであってもよい。 Thus, the shape of the sunshade is in principle unrelated to the shape of the sunshade distribution. As long as the sunshade forms a plurality of three-dimensional clusters, the shape of the sunshade may be any.
図２および図３に示すように、日よけ１００では、ある方向から見た場合に日よけ片１０１の間に隙間が見えるが、このように日よけ片１０１の間に隙間が見えることは必ずしも必要ではなく、隙間が曲がっていても（反対側が透けて見えなくても）風が通ればよい。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3, in the sunshade 100, a gap is seen between the sunshade pieces 101 when viewed from a certain direction, and thus a gap is seen between the sunshade pieces 101. It is not always necessary, and it is sufficient that the wind passes even if the gap is bent (even if the opposite side is not seen through).
（第２実施形態）
図１のように形成された構造体は、単に日よけとしてのみならず、日よけ部を放熱部とした放熱器としても有用である。かかる構成により、効率的な放熱が可能となる。
(Second Embodiment)
The structure formed as shown in FIG. 1 is useful not only as a sunshade but also as a heatsink having a sunshade as a heat dissipating part. Such a configuration enables efficient heat dissipation.
放熱器として使用する場合には、構造体（放熱部）そのものを熱伝導性のよい材質（熱伝導材：金属など）で形成すると共に、それぞれの放熱部の間で熱を輸送すべく、接点（単位四面体の頂点）同士を熱伝導手段（ヒートパイプや段面積の大きな金属柱など）で伝熱可能に連結すると好適である。なお、全ての接点を熱伝導手段で連結する必要はなく、一部であってもよい。放熱器全体を一個の四面体とみなした場合の該四面体の各辺に熱伝導手段を通してもよい。あるいは、もう一段階だけ階層が下の（一辺の長さが半分の）四面体の各辺に熱伝導手段を通してもよい。かかる構成により、最も伝熱しにくい接点部分で熱伝導率が向上され、さらに効率的な放熱が可能となる。 When used as a radiator, the structure (heat radiation part) itself is made of a material with good thermal conductivity (heat conduction material: metal, etc.), and contacts are used to transport heat between the heat radiation parts. It is preferable that the (vertices of the unit tetrahedrons) be connected to each other by a heat conduction means (such as a heat pipe or a metal column having a large step area) so that heat can be transferred. In addition, it is not necessary to connect all the contacts by a heat conducting means, and some of them may be used. When the whole radiator is regarded as one tetrahedron, heat conduction means may be passed through each side of the tetrahedron. Alternatively, the heat conduction means may be passed through each side of the tetrahedron which is lower in the hierarchy (one side is half length). With this configuration, the thermal conductivity is improved at the contact portion where heat transfer is most difficult, and more efficient heat dissipation is possible.
本発明に係る日よけあるいは放熱器は、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として有用である。 The sunshade or heatsink according to the present invention is useful as a sunshade or heatsink capable of efficiently suppressing a temperature rise.
１００ 日よけ
１０１ 日よけ片
１１１ 第１のクラスター
１１２ 第２のクラスター
１１３ 第３のクラスター
１２１ 第１の隙間
１２２ 第２の隙間
１２３ 第３の隙間
１２４ 第４の隙間
１２５ 第５の隙間
１２６ 第６の隙間
１２７ 第７の隙間
１２８ 第８の隙間
１３０ 単位日よけ
１３１ 辺
１３２ 点
１３３ 辺
１３４ 辺
１４０ 日よけ
１４１ 日よけ
１５０ 重六角錐
１５１ 重六角錐
１５２ 一次近似重六角錐フラクタル
１５３ 一次近似重六角錐フラクタル
１５４ 二次近似重六角錐フラクタル
１６０ 三角錐柱
１６１ 三角錐柱
１６２ 一次近似三角錐柱フラクタル
１６３ 一次近似三角錐柱フラクタル
１６４ 二次近似三角錐柱フラクタル
２００ 板材
２１１ １番目の平行四辺形
２１２ ２番目の平行四辺形
２１３ ３番目の平行四辺形
２１４ ４番目の平行四辺形
２２１ １回目の切れ込み
２２２ ２回目の切れ込み
２２３ ３回目の切れ込み
３０１ 日よけ
３０２ 流路
３０３ ファン
３０４ 線香
３０５ スリット光
３０６ デジタルビデオカメラ
３０７ 金属板
４１１ 第１のクラスター
４１２ 第２のクラスター
５１１ 第１のクラスター
５１２ 第２のクラスター
６１１ 第１のクラスター
６１２ 第２のクラスター
100 Sunshade 101
Claims (18)
前記日よけ部が階層構造をもって分布しつつ複数の三次元的なクラスターをなし、
複数の前記日よけ部が立体的に配列することでクラスター内部の隙間である第１の隙間を形成するように第１のクラスターをなし、
前記第１のクラスターが立体的に配列することで前記第１のクラスター同士の間の隙間である第２の隙間を形成するように第２のクラスターをなし、
前記第２の隙間は前記第１の隙間よりも大きい、
日よけ。 Have a light shielding property, each with 4 or more awnings parts which have a light shielding surface,
The sunshade is distributed in a hierarchical structure to form a plurality of three-dimensional clusters,
The first cluster is formed so as to form a first gap, which is a gap inside the cluster, by arranging the plurality of sunshades in a three-dimensional manner,
The first cluster without the second cluster to form a second gap is a gap between the first cluster between by arranging three-dimensionally,
The second gap is larger than the first gap ;
Awnings.
ｉ２個の前記日よけ部により大きさが前記日よけ部のｉ倍である１番目のクラスターが構成され、
１≦ｊ≦ｋ−１を満たす整数ｊのそれぞれについて、ｉ２個のｊ番目のクラスターにより大きさがｊ番目のクラスターのｉ倍であるｊ＋１番目のクラスターが構成されている、請求項１に記載の日よけ。 i is an arbitrary integer of 2 or more, k is an arbitrary integer of 2 or more,
i The first cluster whose size is i times the sunshade is composed of two sunshades,
2. For each integer j satisfying 1 ≦ j ≦ k−1, the j + 1-th cluster whose size is i times the j-th cluster is configured by i 2 j-th clusters. The awning described.
ある立体図形（以下、基本立体図形）から始めて、Ｇをある有限回繰り返し適用して得られる立体を有限階近似立体フラクタル図形とするとき、
前記有限階近似立体フラクタル図形を構成する単位基本立体図形の形状および位置に対応して前記日よけ部が配設されている、請求項１に記載の日よけ。 A similar reduced map family F 1 that generates as a fixed point a self-similar solid figure in which the area of projection onto a plane perpendicular to the first direction is not 0, the Hausdorff dimension is 2 or more, and the phase dimension is 1 ; F 2 , F 3 ,..., F k (k is an arbitrary integer greater than or equal to 2), and mapping G (X) = F 1 (X) ∪F 2 (X) ∪F 3 (X) ∪. Define ∪ F k (X)
Starting from a certain solid figure (hereinafter referred to as a basic solid figure), a solid obtained by repeatedly applying G a finite number of times as a finite-order approximate solid fractal figure,
The sunshade according to claim 1, wherein the sunshade is disposed corresponding to a shape and a position of a unit basic solid figure constituting the finite-order approximate solid fractal figure.
Ｎ次近似シェルピンスキー四面体を構成する全ての第１四面体を構成する４面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成してなる日よけであって、
それぞれの第１四面体に対応する遮光面が前記日よけ部である、請求項１に記載の日よけ。 The initial value of i is set to 1, 4 N first tetrahedrons (N is a finite natural number) are prepared, and the i tetrahedron is formed so as to form an (i + 1) tetrahedron whose side is twice as long. When the shape obtained by combining and adding 1 to i is repeated N times as an Nth-order approximate Sherpinski tetrahedron,
An awning formed by forming all surfaces facing two different directions among the four surfaces constituting all the first tetrahedrons constituting the Nth order approximate shell pin ski tetrahedron on the light shielding surface,
The sunshade according to claim 1, wherein a light shielding surface corresponding to each first tetrahedron is the sunshade.
各々の前記単位日よけが請求項1に記載の日よけであって、
各々の前記単位日よけについて遮光性が最大になる向きが平行になるように各々の前記単位日よけを平面上に並べてなる、日よけ。 It consists of multiple unit awnings,
Each of the unit shades is a shade according to claim 1,
The sunshade in which the unit shades are arranged on a plane so that the direction in which the light-shielding property is maximum is parallel to each unit shade.
平行四辺形の板材を用意するステップと、
前記板材を、ｉ番目の平行四辺形の対向する２つの辺の中点を結ぶ２本の線に沿って対向する２つのＶ字型をなすようにそれぞれの中点および重心の近傍を残して切れ込みを入れることにより一辺の長さがｉ番目の平行四辺形の半分であるｉ＋１番目の平行四辺形を４つ形成する処理を、ｉを１から始めて１ずつ増やしながらＮ回（Ｎは有限の自然数）だけ繰り返して得られる形状に整形するステップと、
前記整形された板材のｉ番目の任意の平行四辺形において重心を通って切れ込みを通らない対角線に沿って折り曲げることによりＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を形成するステップとを有する、
請求項１６に記載の日よけ製造方法。 When the intersection of two lines connecting the midpoints of two opposite sides of a parallelogram is the center of gravity,
Preparing a parallelogram plate,
The plate material is left in the vicinity of the midpoint and the center of gravity so as to form two V-shapes facing each other along two lines connecting the midpoints of two opposite sides of the i-th parallelogram. The process of forming four i + 1-th parallelograms, each of which is half the length of the i-th parallelogram by making a notch, is repeated N times, starting from 1 and incrementing by 1 (N is finite) A step of reshaping to a shape obtained by repeating (natural number)
Among the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the Nth-order approximate shell pin ski tetrahedron by bending along the diagonal line that passes through the center of gravity and does not pass through the cut in the i-th arbitrary parallelogram of the shaped plate member Forming a shape in which all surfaces facing two different directions are formed as light shielding surfaces,
The sunshade manufacturing method according to claim 16.
平行四辺形の板材を４Ｍ枚（Ｍは有限の自然数）用意するステップと、
前記板材を、ｉ番目の平行四辺形の対向する２つの辺の中点を結ぶ２本の線に沿って対向する２つのＶ字型をなすようにそれぞれの中点および重心の近傍の近傍を残して切れ込みを入れることにより一辺の長さがｉ番目の平行四辺形の半分であるｉ＋１番目の平行四辺形を４つ形成する処理を、ｉを１から始めて１ずつ増やしながらＮ回（Ｎは有限の自然数）だけ繰り返して得られる形状に整形するステップと、
前記整形された板材のｉ番目の任意の平行四辺形において重心を通って切れ込みを通らない線に沿って折り曲げることによりＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を形成するステップと
前記形成されたＮ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状の頂点を互いに接合することにより、Ｎ＋Ｍ次近似シェルピンスキー四面体の単位四面体を構成する４つの面のうち互いに異なる２つの方向を向く面を全て遮光面に形成した形状を形成するステップとを有する、
請求項１６に記載の日よけ製造方法。 When the intersection of two lines connecting the midpoints of two opposite sides of a parallelogram is the center of gravity,
4 M pieces of parallelogram plate (M is a natural number of finite) comprising the steps of: providing,
In the vicinity of the midpoint and the vicinity of the center of gravity, the plate is formed into two V-shapes facing each other along two lines connecting the midpoints of the two opposite sides of the i-th parallelogram. The process of forming four i + 1-th parallelograms whose side length is half of the i-th parallelogram by leaving a notch is made N times while increasing i by 1 starting from 1. A step of refining a shape obtained by repeating a finite natural number)
Among the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the Nth order approximate shell pin ski tetrahedron by bending along the line passing through the center of gravity and not passing through the notch in the i-th arbitrary parallelogram of the shaped plate member A step of forming a shape in which all surfaces facing two different directions are formed as light shielding surfaces, and two different directions among the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the formed Nth-order approximate shell pin ski tetrahedron All the surfaces facing the two different directions among the four surfaces constituting the unit tetrahedron of the N + M-order approximate shell pin ski tetrahedron are joined by joining the apexes of the shape in which all the surfaces facing the light shielding surface are joined to each other. Forming a shape formed on the light shielding surface,
The sunshade manufacturing method according to claim 16.
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