JP7793945B2 - 構造物及び構造物の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動するノズルから吐出されるモルタルを積層させて形成する構造物及びその構造物の形成方法に関する。

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

ここで、第１モルタルを積層して形成した枠内に第２モルタルを注入する場合、注入された第２モルタルによって枠の側方から圧力（側圧）が加わる。この場合、枠の強度に対して側圧が大きいと枠が破損することがあるため、簡単な構成で側圧に対抗する技術が検討されている（例えば、特許文献２参照。）。この文献に記載の技術では、３Ｄプリンタによりモルタルを積層して所定高さまで形成した外枠及び内枠の上面に、端部のそれぞれを載置した金属製のセパレータ（連結部材）を配置する。そして、セパレータの上に更にモルタルを積層して外枠及び内枠を形成した後、第２モルタルを注入する。これにより、第２モルタルにより、セパレータの中央部を埋設させる。

特開２０２０－０２６６８６号公報 特開２０２１－０６２４８８号公報

しかしながら、金属製のセパレータを配置する場合には、その配置位置において、モルタルの吐出を一旦停止する必要があった。そして、セパレータを配置した後、再びモルタルを吐出させて積層していた。従って、手間や費用等が掛かっていたため、構造物を効率的に形成することは難しかった。

上記課題を解決する構造物は、第１モルタルを積層させて構成され突出形状部を有する壁部を備えた外形成体と、この外形成体の内部に構成され、前記第１モルタルよりも高強度の部材を構成する第２モルタルで構成する内構造体とを備えた構造物であって、前記突出形状部は、前記第１モルタルの積層により形成され前記壁部から突出して形成される支持部と、前記第１モルタルの積層により形成され前記支持部に支持される本体部とを備え、前記支持部は、前記壁部から突出して形成された第１突出部と、前記第１突出部の直上層において前記第１突出部から更に突出した第２突出部とを有し、前記第１突出部は、前記第２突出部の前記第１モルタルの先端が重さで降下せずに支持可能な突出量で形成され、前記本体部は、前記外形成体の内部に充填される材料によって前記外形成体の側面に加わる側圧に抗するように前記外形成体の対向する部分に連結して構成される。

本発明によれば、構造物を効率的に形成することができる。

実施形態における構造物の斜視図である。 実施形態における構造物の突出形状部の配置を示した斜視図である。 実施形態における構造物における要部の断面正面図である。 実施形態における突出形状部以外の部分におけるモルタル部を説明する説明図である。 実施形態における突出形状部の支持部の最下層のモルタル部の説明図である。 実施形態における突出形状部の支持部の中間層のモルタル部の説明図である。 実施形態における突出形状部の支持部の最上層のモルタル部の説明図である。 実施形態における突出形状部の本体部の第１モルタル層の説明図である。 実施形態における突出形状部の本体部の第２モルタル層の説明図である。 実施形態における突出形状部の構成を説明する概略構成図である。 実施形態における経路作成サーバ及び３Ｄプリンタの構成の説明図である。 実施形態におけるハードウェア構成の説明図である。 第１変更例における突出形状部を用いた構造物における要部の断面正面図である。 第１変更例における突出形状部に用いた係止部材の構成を説明する正面図である。 第２変更例における突出形状部を用いた構造物における要部の断面正面図である。 第３変更例における突出形状部を用いた構造物における要部の断面正面図である。

以下、図１～図１２を用いて、構造物及び構造物の形成方法を具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態の構造物１０は、建物の躯体を構成する躯体部であって、外形部１０ｂと内部構造体１５とを備える。なお、図１では、外形の積層による縞模様を省略している。

外形部１０ｂは、中空の略直方体形状の外形本体であって、長辺部１１，１３及び短辺部１２，１４を有した水平断面が略長方形の枠形状で構成されている。本実施形態では、長辺部１１が第１壁部、長辺部１３が第２壁部に対応する。各辺部（１１～１４）は、外側部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａと、内側部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂとで構成される。外側部１１ａ～１４ａは、内側部１１ｂ～１４ｂと同じ幅を有し、内側部１１ｂ～１４ｂの外側において内側部１１ｂ～１４ｂと当接して並べられる。外形部１０ｂは、３次元（３Ｄ）プリンタを用いて、積層可能な硬化性を有するモルタル（セメント系材料）を積層させて形成される。

内部構造体１５は、外形部１０ｂよりも高強度の部材であって、例えば、スリムクリート（登録商標）等、繊維を混合したセメント系材料（繊維補強コンクリート材料）で構成される。内部構造体１５は、外形部１０ｂの内部に形成された空間Ｓ１に充填された状態で外形部１０ｂと一体化される。

図２は、構造物１０において、内部構造体１５を省略し、各辺部（１１～１４）を仮想線で示し、空間Ｓ１内の突出形状部（セパレータ２０）の配置を示した斜視図である。このセパレータ２０は、任意の壁部と他の壁部とを連結する連結部である。

また、図３は、図２に示したセパレータ２０の中心線における拡大断面図である。この図３においては、内側部１１ｂ，１３ｂの間に見える短辺部１２の外形の積層による縞模様は省略している。
図４～図９は、セパレータ２０を４個形成した部分付近における各層のモルタル部の形状を示した平面断面図である。これら図４～図９では、断面を示すハッチングは省略している。

図２に示すように、構造物１０の空間Ｓ１内には、長辺部１１，１３を橋渡しする複数のセパレータ２０が設けられている。本実施形態では、例えば、上段と下段には、横方向にほぼ等間隔で４個のセパレータ２０が配置され、中段には上下のセパレータ２０の間の位置に、３個のセパレータ２０が配置されている。各セパレータ２０は、長辺部１１，１３の側圧が高くなる部分（内部構造体１５を構成する材料が空間Ｓ１に注入されたときに外側に膨らみやすい部分）に配置される。

図４に示すように、セパレータ２０を形成していない層のモルタル部Ｌ１は、直線形状の外側部１１ａ～１４ａと内側部１１ｂ～１４ｂとが当接するように一筆書きの経路で形成されている。

図３に示すように、各セパレータ２０は、支持部２１と、この支持部２１によって支持される本体部２５とを備える。
支持部２１は、モルタル部Ｌ１に対して、長辺部１１，１３から同じ大きさで、内側（空間Ｓ１側）に突出した形状を積層して構成される。この場合、支持部２１は、長辺部１１（１３）から突出して形成された第１突出部と、この第１突出部の直上層において第１突出部から更に突出した第２突出部とを有する。そして、支持部２１は、この第１突出部及び第２突出部を積層することにより、上に向かうに従って突出部が徐々に大きくなるモルタル部Ｌ１１，Ｌ１２，…，Ｌ１ｎを積層して構成される。
具体的には、図５に示すように、支持部２１の最下層のモルタル部Ｌ１１においては、長辺部１１，１３から突出した突出部２１ａ，２１ｂが形成される。これら突出部２１ａ，２１ｂは、先端が円弧状で折り返すループ形状を有する。

そして、図６に示すように、最下層の直上層（支持部２１において下から２層目）のモルタル部Ｌ１２においては、長辺部１１，１３から突出する突出部２２ａ，２２ｂが形成される。この突出部２２ａ（２２ｂ）は、長辺部１１（１３）から長辺部１３（１１）に向かって延在して折り返した後、長辺部１１（１３）に向かって延在するループ形状で構成される。突出部２２ａ，２２ｂは、直下の突出部２１ａ，２１ｂよりも空間Ｓ１側（対向する長辺部１３，１１側）に大きく突出している。ここで、突出部２２ａ，２２ｂは、上に積層されるモルタルの先端が重さで降下せずに支持可能な突出量で形成される。具体的には、例えば、突出部２２ａ（２２ｂ）は、その先端における円弧の折り返し部の一部が、直下の突出部２１ａ（２２ｂ）の先端の折り返し部の一部と当接するように形成される。従って、ここでは、突出部２１ａ，２１ｂが第１突出部、突出部２２ａ，２２ｂが第２突出部に対応する。なお、突出部２２ａ，２２ｂの直上の層の突出部においては、この突出部が第２突出部、直下の突出部２２ａ，２２ｂが第１突出部に対応する。

そして、図７に示すように、支持部２１の最上層のモルタル部Ｌ１ｎにおいては、長辺部１１，１３から突出した突出部２４ａ，２４ｂの先端が当接するように形成される。この場合、突出部２４ａ（２４ｂ）は、突出部２２ａ（２２ｂ）と同様なループ形状で構成される。なお、突出部２４ａ（２４ｂ）は、第２突出部に対応し、この突出部２４ａ（２４ｂ）の直下の突出部が、第１突出部に対応する。

図３に示すように、セパレータ２０の本体部２５は、モルタル部Ｌ２１，Ｌ２２を交互に３個ずつ積層して構成される。
図８に示すように、モルタル部Ｌ２１は、長辺部１３から長辺部１１に向けて突出したループ形状部２７を有する。このループ形状部２７は、長辺部１３から長辺部１１に向かって延在し、先端が長辺部１１の内側部１１ｂと当接して円弧状で折り返して長辺部１３に向かって延在するループ形状を有する。

図９に示すように、モルタル部Ｌ２２は、モルタル部Ｌ２１における長辺部１１，１３が逆になった形状を有する。具体的には、モルタル部Ｌ２２は、長辺部１１から長辺部１３に向かって延在し、先端が長辺部１３の内側部１３ｂと当接して円弧状で折り返して長辺部１１に向かって延在するループ形状を有するループ形状部２８を有する。

図１０に示すように、本体部２５は、空間Ｓ１に注入される材料によって長辺部１１，１３の側面に加わる側圧Ｐ１に対抗可能な接触面積Ａ１となる積層数で構成される。なお、支持部２１は、上に向かって段々と突出長が長くなる突出部を有するため、例えば突出部の先端部が角度θ１の傾斜でせり出すように構成されて、本体部２５を支持する。

（３Ｄプリンタ４０及び作成支援サーバ６０の構成）
次に、図１１及び図１２を用いて、上述した構造物１０の外形部１０ｂを形成する３Ｄプリンタ４０及び作成支援サーバ６０について説明する。

（ハードウェア構成例）
図１１は、３Ｄプリンタ４０の制御装置５０及び作成支援サーバ６０等として機能する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成例である。

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

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

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

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

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

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

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

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

（３Ｄプリンタ４０の機能）
図１１に示す本実施形態の３Ｄプリンタ４０は、吐出部としてのノズル４１、ロボットアーム４５及び制御装置５０を備える。

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

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

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

積層管理部５１１は、構造物１０を形成するために、積層させるモルタルの経路及び高さを管理する処理を実行する。積層管理部５１１は、積層した層数をカウントし、現在のモルタルの積層数を記憶し、構造物１０の最終的な積層数になった場合にノズル４１の移動を停止する。

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

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

制御部６１は、記憶部に格納された経路決定プログラムを実行することにより、セパレータ形成部６１１及び経路作成部６１２として機能する。
セパレータ形成部６１１は、セパレータ２０の形状を記憶している。そして、セパレータ形成部６１１は、セパレータ２０の設置箇所の情報を取得した場合、セパレータ２０の支持部２１及び本体部２５を、形成予定の構造物に追加した更新形状を生成する。

経路作成部６１２は、構造物１０の外形部１０ｂを形成するための一筆書きによる経路を作成する。本実施形態では、経路作成部６１２は、外形部１０ｂを形成するために、外形部１０ｂの半分の幅を用いて、長辺部１１，１３及び短辺部１２，１４を、幅方向に２つ接続された状態の２重の経路を生成する。

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

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

（構造物１０の形成方法）
次に、構造物１０の形成方法について説明する。
図１１に示す作成支援サーバ６０の制御部６１は、ユーザの指示に応じて、形成する構造物の形状とともに、構造物におけるセパレータ２０の設置個所の情報を取得する。

そして、制御部６１は、セパレータ２０を設けた構造物の更新形状を生成する。具体的には、制御部６１のセパレータ形成部６１１は、記憶しているセパレータ２０の形状（構成）を用いて、形成する構造物における設置個所に対応してセパレータ２０を配置する。この場合、セパレータ２０の大きさ（積層数や長さ）は、設置個所の長辺部１１，１３の距離や加わる側圧に対応するように調整される。そして、セパレータ形成部６１１は、設置個所に配置したセパレータ２０を構造物の形状に追加した新たな形状（更新形状）を生成する。

次に、制御部６１の経路作成部６１２は、生成した更新形状を用いて、モルタルを吐出するノズル４１の経路を層毎に形成し、階層数に関連付けて経路データに記憶する。
その後、作成支援サーバ６０の制御部６１は、構造物１０を形成する前に、３Ｄプリンタ４０の制御装置５０に経路データを送信する。制御装置５０の制御部５１は、取得した経路データを記憶する。

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

この場合、図４に示すように、セパレータ２０が形成されていない部分の層では、一筆書きの経路でモルタル部Ｌ１を形成する。そして、このモルタル部Ｌ１を積層する。
そして、図５～図７に示すように、セパレータ２０の支持部２１が形成される層においては、モルタル部Ｌ１の始点及び終点が同じ一筆書きの経路でモルタル部Ｌ１１，Ｌ１２，…，Ｌ１ｎを形成し、積層する。これにより、上方になるに従って大きくなる突出部（２１ａ～２４ａ，２１ｂ～２４ｂ）を有し長辺部１１，１３と一体化した支持部２１が形成される。

その後、図８及び図９に示すように、セパレータ２０の本体部２５が形成される最下層においては、モルタル部Ｌ１の始点及び終点が同じ一筆書きの経路でモルタル部Ｌ２１を形成する。このモルタル部Ｌ２１は、支持部２１の最上層の突出部２４ａ，２４ｂの上に重ねて形成される。その後、本体部２５は、モルタル部Ｌ１の始点及び終点が同じ一筆書きの経路で、モルタル部Ｌ２１，Ｌ２２を交互に積層することにより形成される。

そして、外形部１０ｂが完成した後、この外形部１０ｂを型枠として用いて、空間Ｓ１に繊維補強コンクリート材料を充填する。
これにより、図２に示す複数のセパレータ２０は、繊維コンクリート材料によって埋められる。
その後、この繊維補強コンクリート材料が硬化することにより、内部構造体１５は、外形部１０ｂと一体化されて、構造物１０が完成する。

（作用）
本実施形態では、構造物１０の長辺部１１，１３から突出し、長辺部１１，１３を連結するセパレータ２０を、モルタルを積層して形成する。この場合、セパレータ２０の支持部２１は、長辺部１１（１３）から突出して形成された突出部２１ａ，２１ｂと、突出部２２ａ，２２ｂとを有する。突出部２２ａ，２２ｂは、突出部２１ａ，２１ｂの直上層において突出部２１ａ，２１ｂから更に突出する。これにより、セパレータ２０の本体部２５は、モルタルを積層した支持部２１によって支持される。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、長辺部１１，１３の間で側圧に対抗するセパレータ２０を、モルタルを積層して形成する。これにより、構造物１０の長辺部１１，１３及び短辺部１２，１４の形成と同時にセパレータ２０を形成することができるため、側圧による破損を抑制する構成を効率的に形成することができる。

（２）本実施形態では、セパレータ２０は、本体部２５と、この本体部２５を支持する支持部２１とを備える。支持部２１は、上方に積層されるにつれて突出長が長くなる突出部（２１ａ～２４ａ、２１ｂ～２４ｂ）を備える。これにより、簡単な構成で、本体部２５を支持するので、モルタル形成時に本体部２５が重力によって降下することを抑制することができる。従って、所望の形状の構造物１０を形成することができる。

（３）本実施形態では、セパレータ２０の本体部２５は、側圧に対抗する接触面積Ａ１に対応する層数で構成する。これにより、長辺部１１，１３の側圧を十分に抑制することができる。また、本体部２５を、異なる形状のモルタル部Ｌ２１，Ｌ２２を交互に積層して構成したため、長辺部１１，１３とループ形状部２７，２８との当接部において、高さ方向の目地の発生を抑制することができる。

（４）本実施形態では、作成支援サーバ６０の制御部６１は、取得した設置個所に対応してセパレータ２０を、構造物１０の形状に追加した更新形状を生成し、この更新形状を用いて層毎の経路を生成する。これにより、側圧を考慮すべき箇所を指定することにより、セパレータ２０を設置した形状の構造物を効率的に形成することができる。

（５）本実施形態の構造物１０は、各層における始点及び終点が同じ経路に沿ってノズル４１を移動させながらモルタルを吐出させて形成する。これにより、モルタルの吐出を止めることなく構造物１０を形成することができるので、セパレータ２０を含む外形部１０ｂを効率的に形成することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、セパレータ２０の本体部２５は、長辺部１１から突出するループ形状部２７を有するモルタル部Ｌ２１と、長辺部１３から突出するループ形状部２８を有するモルタル部Ｌ２２とを交互に積層して構成した。本体部２５の構成は、これに限られず、一方の壁部から突出するモルタル部Ｌ２１（Ｌ２２）のみを積層してもよいし、数層毎に交互に積層してもよい。更に、長辺部１１，１３の両方から突出するループ形状部の先端を空間Ｓ１の中央で当接した形状のモルタル部を積層してもよい。

・上記実施形態では、セパレータ２０の本体部２５は、対向する長辺部１１，１３の２箇所を連結した。連結部は、２箇所に限られず、更に多くの箇所を連結するように配置してもよい。例えば、３箇所を連結する場合、この３箇所のうちの２つを連結する連結部を有するモルタル部を、順番に積層して構成する構造物としてもよい。

・上記実施形態では、セパレータ２０を、モルタルの積層のみで形成した。セパレータ２０の本体部２５を、モルタルの積層だけでなく他の部材とともに構成してもよい。
例えば、図１３に示す構造物７０において、セパレータ２０の本体部７５は、モルタル部Ｌ２１，Ｌ２２がそれぞれ１層の合計２層と、金属製の係止部材８０とで構成される。

図１４に示すように、係止部材８０は、水平に延在する軸部８１の両端部に上下に突出する係合部８３，８４を設けた形状を有する。なお、係止部材８０は、この形状や材料等に限られず、積層部材の間に埋設された状態で、側圧に対抗できる力を補強できる部材であればよい。

そして、図１３に示すように、係止部材８０を、本体部７５のモルタル部Ｌ２１，Ｌ２２の間に埋設する。これにより、係止部材８０の係合部８３，８４は、モルタル部Ｌ２１，Ｌ２２を係止する。従って、本体部７５となるモルタル部の層を高く積層できず接触面積Ａ１が小さい場合であっても、係止部材８０によって、側圧に抵抗することができる。

更に、係止部材８０の位置は、モルタル部の中央に設ける場合に限られない。
例えば、図１５に示す構造物７１の本体部７６のように、同じ構成のモルタル部Ｌ２２を積層する場合には、モルタル部Ｌ２２の先端と、これに接触する長辺部１３の内側部１３ｂとの間に、係止部材８０を設けてもよい。

また、図１６に示す構造物７２の本体部７７は、長辺部１１，１３の両方から突出するループ形状部７９ａ，７９ｂの先端を空間Ｓ１の中央で当接した形状のモルタル部Ｌ２３を積層して構成される。この場合、ループ形状部７９ａ，７９ｂの間に係止部材８０を設けてもよい。

・上記実施形態では、構造物１０の支持部２１は、長辺部１１，１３の両方から徐々に突出する突出部（２１ａ～２４ａ，２１ｂ～２４ｂ）を有する。支持部の構成はこれに限定されない。例えば、片方の長辺部１１（１３）から徐々に突出する突出部のみで支持部を構成してもよい。
また、上記実施形態の支持部２１は、全体として直角三角形を２つ並べた形状を有する。支持部は、壁部から突出して形成された第１突出部と、この第１突出部の直上層において第１突出部から更に突出した第２突出部とを有していれば、全体形状は、三角形状に限られない。例えば、直角三角形の一辺が、上に凸な曲線形状や下に凸な曲線形状で構成された形状でもよいし、途中で傾斜角度が変更される折れ曲がった直線を有した全体形状でもよい。

・上記実施形態では、セパレータ２０の支持部２１は、突出部（２１ａ～２４ａ，２１ｂ～２４ｂ）を同じ方向で突出させる。この突出方向を階層毎に変更してもよい。例えば、第１壁部に対して、９０度とは異なる方向とは突出させてもよい。この場合、第２突出部は、第１突出部よりも第２壁部に向かった斜め方向に突出するように形成してもよい。

・上記実施形態では、外形部１０ｂによって形成される空間Ｓ１に注入する繊維コンクリート材料の側圧に対抗するセパレータ２０を有する構造物１０として説明した。構造物は、壁部から突出する突出形状部を有していれば、側圧に対抗することを目的としていない構造の構造物であってもよい。例えば、空間Ｓ１において流路を形成するような場合、長辺部１１，１３から空間Ｓ１に向かって突出する突出形状部を有する構造物であってもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（ａ）前記本体部は、前記第１壁部から前記第２壁部に向かって延在し、前記第２壁部と当接して折り返し前記第１壁部に向かって延在するループ形状部を有することを特徴とする請求項２に記載の構造物。
（ｂ）前記本体部は、前記第１壁部及び前記第２壁部に加わる側圧に応じて決定される積層数の前記モルタルを積層して構成されることを特徴とする請求項２又は前記（ａ）に記載の構造物。

（ｃ）前記支持部は、前記モルタルを積層させることにより、前記第１突出部の層において前記第２壁部から前記第１突出部に対応する長さの突出部と、前記第２突出部の層において前記第２突出部に対応する長さの突出部とを更に備えることを特徴とする請求項２、前記（ａ）又は前記（ｂ）に記載の構造物。
（ｄ）前記モルタル部は、前記第１壁部及び前記第２壁部を連結する係止部材を更に備えることを特徴とする請求項２及び前記（ａ）～前記（ｃ）の何れか１項に記載の構造物。

θ１…角度、Ａ１…接触面積、Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１ｎ，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３…モルタル部、Ｐ１…側圧、Ｓ１…空間、１０，７０，７１，７２…構造物、１０ｂ…外形部、１１，１３…長辺部、１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ…外側部、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ…内側部、１２，１４…短辺部、１５…内部構造体、２０…突出形状部としてのセパレータ、２１…支持部、２１ａ，２１ｂ…第１突出部としての突出部、２２ａ，２２ｂ…第１突出部及び第２突出部としての突出部、２４ａ，２４ｂ…第２突出部としての突出部、２５，７５，７６，７７…本体部、２７，２８，７９ａ，７９ｂ…ループ形状部、４０…３Ｄプリンタ、４１…ノズル、４１ａ…吐出口、４２…ホース、４４…取付部、４５…ロボットアーム、５０…制御装置、５１…制御部、６０…作成支援サーバ、６１…制御部、６２…吐出経路記憶部、８０…係止部材、８１…軸部、８３，８４…係合部、５１１…積層管理部、５１２…移動制御部、５１３…吐出量制御部、６１１…セパレータ形成部、６１２…経路作成部。

Claims (3)

1. 第１モルタルを積層させて構成され突出形状部を有する壁部を備えた外形成体と、この外形成体の内部に構成され、前記第１モルタルよりも高強度の部材を構成する第２モルタルで構成する内構造体とを備えた構造物であって、
   前記突出形状部は、
   前記第１モルタルの積層により形成され前記壁部から突出して形成される支持部と、
   前記第１モルタルの積層により形成され前記支持部に支持される本体部とを備え、
   前記支持部は、前記壁部から突出して形成された第１突出部と、前記第１突出部の直上層において前記第１突出部から更に突出した第２突出部とを有し、
   前記第１突出部は、前記第２突出部の前記第１モルタルの先端が重さで降下せずに支持可能な突出量で形成され、
   前記本体部は、前記外形成体の内部に充填される材料によって前記外形成体の側面に加わる側圧に抗するように前記外形成体の対向する部分に連結して構成されることを特徴とする構造物。
2. 前記壁部は、対向配置された第１壁部と第２壁部とを有し、
   前記突出形状部は、前記第１壁部と前記第２壁部とを連結する前記本体部を有した連結部であることを特徴とする請求項１に記載の構造物。
3. 第１モルタルをノズルから吐出させながら前記ノズルを移動させて前記第１モルタルを積層させることにより構成され突出形状部を有する壁部を備えた外形成体と、この外形成体の内部に構成され、前記第１モルタルよりも高強度の部材を構成する第２モルタルで構成する内構造体とを備えた構造物の形成方法であって、
   前記突出形状部は、支持部と、前記支持部に支持される本体部とを備え、
   前記壁部から突出して形成された第１突出部を、前記第１突出部の直上層において前記第１突出部から更に突出した第２突出部を形成する前記第１モルタルの先端が重さで降下せずに支持可能な突出量で前記第１モルタルを吐出させて形成し、前記第２突出部を、前記第１モルタルを吐出させて形成することにより、前記支持部を形成し、
   前記支持部の形成後に、前記支持部の上において、前記第１モルタルを吐出させることにより、前記外形成体の内部に充填される材料によって前記外形成体の側面に加わる側圧に抗するように前記外形成体の対向する部分に連結して構成される前記本体部を形成することを特徴とする構造物の形成方法。