JP4963019B2 - 構築物の膜構造体の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、剛性パネルと膜体とを互いに並設させることにより構成された構築物の膜構造体の成形方法に関するものである。

上記構築物の膜構造体には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、上記膜構造体は、互いに並設される複数の剛性パネルと、これら剛性パネルのほぼ面方向に向かって延び、これら剛性パネルに並設される複数の膜体とを備えている。

上記各剛性パネルと各膜体とはそれぞれ構築物の基部材に支持されて、膜構造体は、その形状が２次元曲面となるよう形成されている。また、上記剛性パネルは透明な太陽電池で構成されている。そして、上記各剛性パネルは太陽光により発電作用をすると共に、この太陽光を構築物内に照射可能とさせている。

特開２００２−９７７１９号公報

ところで、構築物のうち、特に建築物は、機能美に加え、芸術性など外観上の見栄えが重要視されるものである。このため、上記膜構造体の形状については、これを大胆、かつ、自由な３次元曲面など所望の曲面形状に形成したい場合がある。

ここで、上記従来の技術では、膜構造体の剛性パネルと膜材とはそれぞれが基部材に支持されることにより、この膜構造体の形状が所望形状に定められている。このため、この膜構造体を所望形状にしようとする場合には、まず、この所望形状に相応するように上記基部材を成形する必要がある。

しかし、上記基部材を上記膜構造体の曲面形状に相応させるよう成形することは極めて煩雑である。また、このようにすると、基部材の構成は極めて複雑になり、つまり、構築物の構成が極めて複雑になるおそれを生じる。

一方、地震発生時には、その衝撃力は、上記基部材を介し、この基部材に支持されている膜構造体の剛性パネルと膜材とにそれぞれ直接的に与えられる。ここで、上記剛性パネルは板状であり、このため、この剛性パネルには大きな応力が生じがちとなって、容易に破損するおそれを生じる。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、構築物の膜構造体を２次元や３次元曲面など所望の曲面形状に成形しようとする場合に、これが容易にできるようにし、かつ、簡単な構成で達成できるようにすることである。

また、本発明の他の目的は、地震による上記膜構造体の破損を防止することである。

請求項１の発明は、構築物１において、基部材４に支持される膜構造体６であって、
剛性パネル１１と、この剛性パネル１１のほぼ面方向に向かって延び、この剛性パネル１１に並設される膜体１２と、これら剛性パネル１１と膜体１２との互いの対向縁部１３，１４同士を結合する結合体１５とを備え、上記剛性パネル１１と膜体１２とのうち、いずれか一方が他方を上記基部材４に支持させるようにし、
上記結合体１５が、上記膜体１２の対向縁部１４を挟むように設けられて互いに結合される内、外部材２０，２１と、上記外部材２１に結合され、この外部材２１と共に上記剛性パネル１１の対向縁部１３を挟み付ける押え部材２４と、これら剛性パネル１１の対向縁部１３と外部材２１および押え部材２４との間にそれぞれ介設されるシール材２５とを備え、

上記面方向における一方向Ａと、この一方向Ａに交差する交差方向Ｂとで、それぞれ上記剛性パネル１１と膜体１２とを交互に複数設け、上記交差方向Ｂで互いに隣り合う両剛性パネル１１，１１の間の各膜体１２（ａ）群を上記一方向Ａで列状に配置すると共に互いに結合させ、

上記一方向Ａで互いに隣り合う両剛性パネル１１，１１の間の各膜体１２（ｂ）群を上記交差方向Ｂで列状に配置すると共に互いに結合させた構築物１の膜構造体６の成形方法であって、
上記一方向Ａに延びて互いに並設される複数の第１帯状膜材２９と、上記交差方向Ｂに延びて互いに並設される複数の第２帯状膜材３０とを格子状となるよう互いに結合し、これら第１、第２帯状膜材２９，３０を上記各膜体１２とし、上記第１、第２帯状膜材２９，３０により囲まれて成形された各開口１８を閉じるよう上記剛性パネル１１を設けて、上記各膜体１２に上記剛性パネル１１を結合させるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記剛性パネル１１が膜体１２を介し上記基部材４に支持されるようにしたものである。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、構築物において、基部材に支持される膜構造体であって、
剛性パネルと、この剛性パネルのほぼ面方向に向かって延び、この剛性パネルに並設される膜体と、これら剛性パネルと膜体とを互いに結合する結合体とを備え、上記剛性パネルと膜体とのうち、いずれか一方が他方を上記基部材に支持させるようにしている。

このため、上記膜構造体は、この膜構造体が備える膜体を屈曲させることにより、所望の曲面形状にさせることが容易にできる。また、例えば、上記膜構造体の両端部の剛性パネルもしくは膜体を基部材に支持させるなどして、上記膜構造体がその自重で所望形状を形成するようにしてやれば、上記基部材を膜構造体の曲面形状に相応させるよう成形することは不要である。

よって、構築物の膜構造体を所望の曲面形状に成形しようとする場合に、これが容易にでき、かつ、簡単な構成で達成できる。

また、上記面方向における一方向と、この一方向に交差する交差方向とで、それぞれ上記剛性パネルと膜体とを交互に複数設け、上記交差方向で互いに隣り合う両剛性パネルの間の各膜体群を上記一方向で列状に配置すると共に互いに結合させている。

このため、上記膜構造体は、上記剛性パネルに邪魔されることなく、上記各膜体群を通る線上で、より確実に屈曲させることが可能となる。よって、上記膜構造体は、少なくとも２次元曲面を有する形状に屈曲させることができ、しかも、その屈曲度合いを十分に大きくできる。この結果、上記膜構造体を所望の曲面形状にすることが、より容易かつ確実にできる。

また、上記一方向で互いに隣り合う両剛性パネルの間の各膜体群を上記交差方向で列状に配置すると共に互いに結合させている。

このため、上記膜構造体は、上記剛性パネルに邪魔されることなく、上記各膜体群を通る線上で、より確実に屈曲させることが可能となる。よって、上記膜構造体は、３次元曲面を有する形状に屈曲させることができ、しかも、その屈曲度合いを十分に大きくできる。この結果、上記膜構造体を所望の曲面形状にすることが更に容易かつ確実にできる。

そして、上記した構築物の膜構造体の成形方法であって、
上記一方向に延びて互いに並設される複数の第１帯状膜材と、上記交差方向に延びて互いに並設される複数の第２帯状膜材とを格子状となるよう互いに結合し、これら第１、第２帯状膜材を上記各膜体とし、上記第１、第２帯状膜材により囲まれて成形された各開口を閉じるよう上記剛性パネルを設けて、上記各膜体に上記剛性パネルを結合させるようにしている。

このため、例えば、１枚の大きい膜体材料に複数の開口を形成することに比べて、膜体材料に無駄が生じることが防止され、その歩留りが向上する。よって、特に各膜体の幅寸法に比べて開口の面積が大きい場合に有益である。

請求項２の発明は、上記剛性パネルが膜体を介し上記基部材に支持されるようにしている。

このため、地震時に、その衝撃力が上記基部材を介し膜構造体に伝達されるとき、この膜構造体を構成する膜体が撓むことにより、上記衝撃力が緩和されて剛性パネルに伝達されることが防止される。よって、上記剛性パネルの破損が防止され、つまり、地震による膜構造体の破損が防止される。

本発明の構築物の膜構造体の成形方法に関し、構築物の膜構造体を２次元や３次元曲面など所望の曲面形状に成形しようとする場合に、これが容易にできるようにし、かつ、簡単な構成で達成できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、構築物の膜構造体は、構築物の外殻を形成して基部材に支持されるものである。上記膜構造体は、剛性パネルと、この剛性パネルのほぼ面方向に向かって延び、この剛性パネルに並設される膜体と、これら剛性パネルと膜体との互いの対向縁部同士を結合する結合体とを備えている。また、上記剛性パネルと膜体とのうち、いずれか一方が他方を上記基部材に支持させるようにしている。上記結合体は、上記膜体の対向縁部を挟むように設けられて互いに結合される内、外部材と、上記外部材に結合され、この外部材と共に上記剛性パネルの対向縁部を挟み付ける押え部材と、これら剛性パネルの対向縁部と外部材および押え部材との間にそれぞれ介設されるシール材とを備えている。また、上記面方向における一方向と、この一方向に交差する交差方向とで、それぞれ上記剛性パネルと膜体とが交互に複数設けられ、上記交差方向で互いに隣り合う両剛性パネルの間の各膜体群が上記一方向で列状に配置されると共に互いに結合されている。また、上記一方向で互いに隣り合う両剛性パネルの間の各膜体群が上記交差方向で列状に配置されると共に互いに結合されている。

そして、上記構築物の膜構造体の成形方法は、上記一方向に延びて互いに並設される複数の第１帯状膜材と、上記交差方向に延びて互いに並設される複数の第２帯状膜材とを格子状となるよう互いに結合し、これら第１、第２帯状膜材を上記各膜体とし、上記第１、第２帯状膜材により囲まれて成形された各開口を閉じるよう上記剛性パネルを設けて、上記各膜体に上記剛性パネルを結合させるようにしている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例１を添付の図１−３に従って説明する。

図１，２において、符号１は構築物である。この構築物１は地面２に設置される基礎３と、この基礎３上に設置される基部材４と、上記構築物１の外殻を形成して上記基部材４に支持具５により支持される外殻体である膜構造体６とを備えている。

上記基部材４は、上記基礎３上に設置される前、後一対のアーチ状フレーム８，９を備えている。上記膜構造体６は、上記両フレーム８，９に架設され、これらにより３次元曲面である鞍形状をなしている。上記膜構造体６は、互いに並設される複数の剛性パネル１１と、これら剛性パネル１１の面方向に向かって延び、これら剛性パネル１１に並設される複数の可撓性膜体１２と、これら剛性パネル１１と膜体１２との互いの対向縁部１３，１４同士を結合する結合体１５とを備えている。

上記膜構造体６における前、後端部における各膜体１２が、上記支持具５により上記基部材４の各フレーム８，９に結合されている。これにより、上記支持具５が上記両フレーム８，９に掛け渡されて支持され、また、上記各剛性パネル１１は、上記各膜体１２によって上記基部材４に支持されている。

上記各剛性パネル１１は、透明の樹脂パネルやガラスパネルであり、それぞれ矩形状をなし、互いに同形同大とされている。上記各膜体１２は繊維と熱可塑性樹脂との結合体であり、上記各膜体１２は互いに一体的に形成されている。

より具体的には、一体的に形成された膜体１２群の所定部位に複数の矩形開口１８が形成されている。上記各剛性パネル１１は上記各開口１８をそれぞれ閉じるよう設けられ、この開口１８の開口縁部である上記膜体１２の対向縁部１４に上記結合体１５により剛性パネル１１の対向縁部１３が結合され、これにより、上記膜体１２群に上記各剛性パネル１１が支持されている。

上記構成によれば、膜構造体６は、この膜構造体６が備える膜体１２を屈曲させることにより、所望の曲面形状にさせることが容易にできる。また、例えば、上記膜構造体６の両端部の剛性パネル１１もしくは膜体１２を基部材４に支持させるなどして、上記膜構造体６が所望形状を形成するようにしてやれば、上記基部材４を膜構造体６の曲面形状に相応させるよう成形することは不要である。

よって、構築物１の膜構造体６を所望の曲面形状に成形しようとする場合に、これが容易にでき、かつ、簡単な構成で達成できる。

また、前記したように、剛性パネル１１が膜体１２を介し上記基部材４に支持されるようにしている。

このため、地震時に、その衝撃力が上記基部材４を介し膜構造体６に伝達されるとき、この膜構造体６を構成する膜体１２が撓むことにより、上記衝撃力が緩和されて剛性パネル１１に伝達されることが防止される。よって、上記剛性パネル１１の破損が防止され、つまり、地震による膜構造体６の破損が防止される。

図３中一点鎖線は、図１，２で示した膜構造体６を簡略化し、かつ、平坦形状にしたものを示している。この膜構造体６につき説明する。

上記剛性パネル１１の面方向における一方向Ａと、この一方向Ａにほぼ直角に交差する交差方向Ｂとで、それぞれ上記剛性パネル１１と膜体１２とが交互に設けられている。上記交差方向Ｂで互いに隣り合う両剛性パネル１１，１１の間の第１の各膜体１２（ａ）群は、それぞれ上記一方向Ａで直線的に列状に配置されると共に互いに結合されている。この場合、第１の各膜体１２（ａ）群の列状の配置は、多少湾曲や屈曲していてもよい。

上記構成によれば、膜構造体６は、上記剛性パネル１１に邪魔されることなく、上記第１の各膜体１２（ａ）群を通る線上で、より確実に屈曲させることが可能となる（図３中、二点鎖線）。よって、上記膜構造体６は、少なくとも２次元曲面を有する形状に屈曲させることができ、しかも、その屈曲度合いを十分に大きくできる。この結果、上記膜構造体６を所望の曲面形状にすることが、より容易かつ確実にできる。

また、上記一方向Ａで互いに隣り合う両剛性パネル１１，１１の間の第２の各膜体１２（ｂ）群は、それぞれ上記交差方向Ｂで直線的に列状に配置されると共に互いに結合されている。この場合、第２の各膜体１２（ｂ）群の列状の配置は、多少湾曲や屈曲していてもよい。

上記構成によれば、膜構造体６は、上記剛性パネル１１に邪魔されることなく、上記第２の各膜体１２（ｂ）群を通る線上で、より確実に屈曲させることが可能となる（図３中、三点鎖線）。よって、上記膜構造体６は、少なくとも２次元曲面を有する形状に屈曲させることができ、しかも、その屈曲度合いを十分に大きくできる。この結果、上記膜構造体６を所望の曲面形状にすることが更に容易かつ確実にできる。

そして、上記第１の各膜体１２（ａ）群を通る線上と、上記第２の各膜体１２（ｂ）群を通る線上とでこれら各膜体１２（ａ）（ｂ）群をそれぞれ山折れや谷折れなどに屈曲させてやれば、上記膜構造体６は、図２で示したような３次元曲面を有する鞍形状の他、波形状など自由に屈曲させることができる。勿論、この場合、膜構造体６を２次元曲面、平坦面形状、多面体形状にすることができ、また、これらの複合形状にすることもできる。

上記結合体１５は、上記膜体１２の対向縁部１４を挟むように設けられる内、外部材２０，２１と、これら膜体１２の対向縁部１４と内、外部材２０，２１との間にそれぞれ介設されるゴム製の弾性材２２と、これら内、外部材２０，２１と各弾性材２２とを一体的に結合させる締結具２３と、この締結具２３を覆うと共に、上記外部材２１と共に上記剛性パネル１１の対向縁部１３を挟むように設けられる押え部材２４と、これら剛性パネル１１の対向縁部１３と外部材２１および押え部材２４との間にそれぞれ介設されるシール材２５と、上記シール材２５を介し上記外部材２１と押え部材２４とで上記剛性パネル１１の対向縁部１３を挟み付けるよう上記外部材２１に押え部材２４を結合させる締結具２６とを備えている。

図３中、実線において、上記膜構造体６の成形方法につき、説明する。

上記一方向Ａに延びて互いに並設される複数の第１帯状膜材２９と、上記交差方向Ｂに延びて互いに並設される複数の第２帯状膜材３０とを格子状となるよう熱溶着により互いに結合し、これら第１、第２帯状膜材２９，３０を上記各膜体１２とする。この場合、上記第１、第２帯状膜材２９，３０で囲まれた空間が上記開口１８とされる。

次に、上記第１、第２帯状膜材２９，３０により囲まれて成形された各開口１８を閉じるよう上記剛性パネル１１を設けて、上記開口１８の開口縁部である上記各膜体１２の対向縁部１４に、上記結合体１５により剛性パネル１１の対向縁部１３を結合させる。すると、上記膜構造体６の成形が完了する。

上記膜構造体６の成形方法によれば、例えば、１枚の大きい膜体材料に複数の開口１８を形成することに比べて、膜体材料に無駄が生じることが防止され、その歩留りが向上する。よって、特に各膜体１２の幅寸法に比べて開口１８の面積が大きい場合に有益である。

なお、以上は図示の例によるが、上記基部材４は、膜体材料により形成された膜構造であってもよく、また、空気膜構造によるドーム屋根のような構築物１の外殻体であってもよい。更に、上記基部材４を上記膜構造体６により構成してもよい。

また、上記膜構造体６は構築物１の外殻体に限定されるものではなく、例えば、屋内の天井に沿って延びるよう配置し、この天井から吊り下げるように設置されるものであってもよい。また、上記膜構造体６は、単に、ほぼ垂直な縦向き姿勢となるよう吊り下げられ、かつ、平坦形状をなすよう設置されるものであってもよい。また、上記膜構造体６の各部を所定形状に保持するためのワイヤーやフレーム製の支持部材を膜構造体６と複合的に設けてもよい。

更に、上記膜構造体６は、１枚の大きい膜体材料に対し、開口１８を形成することなく上記剛性パネル１１や不透明の石板製剛性パネル１１を所定間隔をあけて、それぞれ固着させたものであってもよい。また、膜構造体６の剛性パネル１１と膜体１２とのうち、剛性パネル１１を基部材４に支持させてもよい。また、上記剛性パネル１１や開口１８は三角形、台形、円形、多角形などであってもよく、剛性パネル１１同士、開口１８同士、およびこれら剛性パネル１１と開口１８同士で、互いに形状や大きさが相違していてもよい。また、上記各剛性パネル１１の配置とこれに伴う開口１８の配置は、列状、格子状を含む所望の配置を任意に選択可能である。

また、上記膜体１２は上記剛性パネル１１に対し比較的柔らかい材料一般を示し、繊維、不織布、合成樹脂、ゴム、紙などの膜体材料から少なくともいずれか２種を選択して互いに積層状に結合することにより構成したものでもよく、いずれか一つの単体で構成してもよい。

また、上記剛性パネル１１と結合体１５とは射出成形などにより互いに一体的に形成してもよい。また、上記第１帯状膜材２９と第２帯状膜材３０の結合は、縫着、接着材による接着、化学溶着などによるものであってもよい。

以下の図４−８は、実施例２−６を示している。これら各実施例は、前記実施例１と構成、作用効果において多くの点で共通している。そこで、これら共通するものについては、図面に共通の符号を付してその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。また、これら各実施例における各部分の構成を、本発明の目的、作用効果に照らして種々組み合せてもよい。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例２を添付の図４に従って説明する。

図４において、前記膜構造体６は、１枚の大きい膜体１２と、この膜体１２のほぼ中央点３３を中心として放射状に配置される複数の剛性パネル１１とを備えている。上記膜構造体６において、上記一方向Ａは上記中央点３３を中心とする径方向であり、交差方向Ｂは周方向である。

上記膜構造体６における中央点３３の近傍部を基部材４に支持させれば、角錐形状や円錐形状の構築物１が得られる。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例３を添付の図５に従って説明する。

図５において、前記結合体１５における外部材２１と押え部材２４とを一体的に形成したものである。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例４を添付の図６に従って説明する。

図６において、上記剛性パネル１１は太陽電池とされている。また、前記結合体１５における外部材２１と押え部材２４とシール材２５とは一体的に形成されて、ゴム製弾性体３５とされている。この弾性体３５には嵌合溝３６が形成され、この嵌合溝３６に弾性の嵌合体３７が嵌脱可能に嵌入されている。

上記嵌合溝３６から嵌合体３７を離脱させれば（図６中、一点鎖線）、上記弾性体３５の一部３５ａが弾性変形可能とされ（図６中、一点鎖線）、これにより、弾性体３５に対し剛性パネル１１の対向縁部１３が嵌脱可能とされている。また、上記のように嵌合溝３６から嵌合体３７を離脱させれば、上記弾性体３５の他部３５ｂが弾性変形可能とされ、これにより、弾性体３５において、外部材２１と押え部材２４とに対応する部分の各突出端部同士が係脱可能とされている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例５を添付の図７に従って説明する。

図７において、上記結合体１５は全体的に弾性体３５により構成されている。この弾性体３５には、前記実施例４における嵌合溝３６と嵌合体３７とが適用されている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例６を添付の図８に従って説明する。

図８において、前記実施例１における各弾性材２２が互いに一体的に形成され、この一体化された弾性材２２に上記剛性パネル１１の対向縁部１３が嵌合して結合させられている。

実施例１を示し、図２のI−I線矢視断面図である。 実施例１を示し、構築物の斜視図である。 実施例１を示し、膜構造体の簡略図（鎖線）と、その成形方法を示す図（実線）である。 実施例２を示し、膜構造体の平面図である。 実施例３を示し、図１の一部に相当する図である。 実施例４を示し、図１の一部に相当する図である。 実施例５を示し、図１の一部に相当する図である。 実施例６を示し、図１の一部に相当する図である。

１ 構築物
４ 基部材
５ 支持具
６ 膜構造体
１１ 剛性パネル
１２ 膜体
１３ 対向縁部
１４ 対向縁部
１５ 結合体
１８ 開口
２０ 内部材
２１ 外部材
２４ 押え部材
２５ シール材
２９ 第１帯状膜材
３０ 第２帯状膜材
Ａ 一方向
Ｂ 交差方向

Claims (2)

1. 構築物において、基部材に支持される膜構造体であって、
   剛性パネルと、この剛性パネルのほぼ面方向に向かって延び、この剛性パネルに並設される膜体と、これら剛性パネルと膜体との互いの対向縁部同士を結合する結合体とを備え、上記剛性パネルと膜体とのうち、いずれか一方が他方を上記基部材に支持させるようにし、
   上記結合体が、上記膜体の対向縁部を挟むように設けられて互いに結合される内、外部材と、上記外部材に結合され、この外部材と共に上記剛性パネルの対向縁部を挟み付ける押え部材と、これら剛性パネルの対向縁部と外部材および押え部材との間にそれぞれ介設されるシール材とを備え、
   上記面方向における一方向と、この一方向に交差する交差方向とで、それぞれ上記剛性パネルと膜体とを交互に複数設け、上記交差方向で互いに隣り合う両剛性パネルの間の各膜体群を上記一方向で列状に配置すると共に互いに結合させ、
   上記一方向で互いに隣り合う両剛性パネルの間の各膜体群を上記交差方向で列状に配置すると共に互いに結合させた構築物の膜構造体の成形方法であって、
   上記一方向に延びて互いに並設される複数の第１帯状膜材と、上記交差方向に延びて互いに並設される複数の第２帯状膜材とを格子状となるよう互いに結合し、これら第１、第２帯状膜材を上記各膜体とし、上記第１、第２帯状膜材により囲まれて成形された各開口を閉じるよう上記剛性パネルを設けて、上記各膜体に上記剛性パネルを結合させるようにしたことを特徴とする膜構造体の成形方法。
2. 上記剛性パネルが膜体を介し上記基部材に支持されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の構築物の膜構造体の成形方法。

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